专利名称：一种三段式充电器的制作方法
技术领域：
本发明属于充电器领域，具体涉及一种三段式充电器。
背景技术：
所谓三段式充电器，第一个阶段叫恒流阶段，第二个阶段叫恒压阶段(高恒压阶 段)，第三个阶段叫涓流阶段(浮充阶段也即低恒压阶段)。从电子技术角度针对电池而 言第一个阶段叫充电限流阶段，第二个阶段叫高恒压阶段，第三个阶段叫低恒压阶段比较 贴切。第二阶段和第三阶段转换时，面板指示灯相应变换，大多数充电器第一、二阶段是红 灯，第三阶段变绿灯。第二阶段和第三阶段的相互转换是由充电电流决定的，大于某电流进 入第一第二阶段，小于某电流进入第三阶段。这个电流叫转换电流，也叫转折电流。目前常用的充电器在设计上一般无三段式功能，性能不可靠，而采用了 MCU(Microcontroller Unit)微型控制单元的充电器，电路复杂、成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述缺陷，提供一种三段式充电器，它电路简单、成本 低且可靠实用。为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下一种三段式充电器，包括整流滤波电路、DC/DC变换电路、直流输出接口和控制检 测电路，其中所述整流滤波电路的输出接所述DC/DC变换电路的输入，所述DC/DC变换电 路的输出接所述直流输出接口的输入，所述直流输出接口的输出接所述控制检测电路的输 入，所述控制检测电路的输出接所述DC/DC变换电路的输入。上述控制检测电路分为检测电路和控制电路两部分，其中所述检测电路的输入与 所述直流输出接口的输出相连接，所述检测电路的输出与所述控制电路的输入相连接，所 述控制电路的输出与所述DC/DC变换电路的输入相连接。上述述充电器还包括保护电路，其输入与所述检测电路的输出相连接，其输出与 所述控制电路的输入相连接；还包括交流滤波电路，其输出与所述整流滤波电路的输入相 连接。上述充电器还包括高频变压器和直流滤波电路，所述高频变压器的输入与所述 DC/DC变换电路的输出相连接，所述高频变压器的输出与所述直流滤波电路的输入相连接， 所述直流滤波电路的输出与所述直流输出接口的输入相连接。所述充电器还包括辅助电源电路，其输入与所述交流滤波电路的输出相连接，其 输出与所述控制检测电路的输入相连接。上述检测电路主要包括第一比较器、第二比较器、三极管、可调电阻，其中所述第 一比较器的输出端与所述第二比较器的反向端连接，所述第二比较器的输出端与所述三极 管的基极相连接，所述第二比较器的同相端与所述三极管的发射极相连接，所述可调电阻 在所述三极管的集电极与发射极之间。
本发明的有益效果在于成本低、电路简单、具有较高的工作效率和良好的可靠 性，是一种性价比较高的产品。
图1是本发明的功能模块图；图2是本发明具体实施方式
的功能模块图；图3是本发明具体实施方式
中检测电路的电路连接图；图4是本发明具体实施方式
中控制电路的电路连接图；图5是理想状态下三段式充电器充电曲线图式；图6是本发明一种三段式充电器的充电曲线图式。
具体实施例方式现结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明。如图1所示是本发明的功能模块图，包括整流滤波电路、DC/DC变换电路、直流输 出接口和控制检测电路，其中所述整流滤波电路的输出接所述DC/DC变换电路的输入，所 述DC/DC变换电路的输出接所述直流输出接口的输入，所述直流输出接口的输出接所述控 制检测电路的输入，所述控制检测电路的输出接所述DC/DC变换电路的输入。如图2所示是本发明具体实施方式
的功能模块图，包括交流滤波电路、整流滤波 电路、DC/DC变换电路、高频变压器、直流滤波电路，直流输出接口，辅助电源电路、控制电 路、检测电路，及保护电路，所述交流滤波电路、与所述整流滤波电路、DC/DC变换电路、高频 变压器、直流滤波电路、直流输出接口依次连接，所述直流输出接口的输出与所述检测电路 的输入相连接，所述检测电路的输出与所述控制电路的输入相连接，所述辅助电源电路的 输入与所述交流滤波电路的输出相连接，所述辅助电源电路的输出与所述控制电路的输入 相连接，所述控制电路的输出与所述DC/DC变换电路的输入连接。所述保护电路的输入分 别与所述辅助电源电路和所述检测电路的输出相连接，所述保护电路的输出与所述控制电 路的输入相连接。整个充电器没有采用微型控制单元。如图3所示是本发明具体实施方式
中检测电路的电路连接图。当外接电池组进 行充电时，电流检测点1检测到充电电流参考值，通过电阻R83和R82之比的倍数放大，然 后经过第一比较器U8A比较，来确定输出端1的电压值大小。另外，第二比较器U8B的同 相端5的参考电压值为2. 5V。一开始，反相端6的参考电压值大于2. 5V，则输出端7输出 高电平，D84的导通，则Q2导通，此时进入恒流充电阶段，而具体数值为图4中的开关Sl所 拨至的对应的电流值档位；随着不断的充电，电池端电压检测点的电压值将爬升，当上升至 14. 8V (以铅酸蓄电池为例)时，电压将维持此值，充电进入恒压充电阶段。此时电压由R35， R80，R81固定阻值来分压，而电压参考点电压值为2. 5V固定值。同时，R81是个可调电阻， 则通过改变其阻值大小，来调节不同的输出电压值，即可给予不同的电池种类进行充电补 给；在恒压阶段时，电流检测点1检测的充电流参考值在不断的变小，经过R83，R82之比的 倍数放大，由第一比较器U8A调整输出端1的电压。即当第二比较器U8B的反相端6检测 的电压值低于2. 5V时，则输出端7输出低电平，D84未导通，则Q2截止。此时，电池端电压 检测点的电压值则由R35，R80来分压。同时，电池端电压值降为13. 6V(以铅酸蓄电池为例)，此时，充电进入浮充阶段(也即转换电流阶段)。由此，未利用MCU等微控制处理电路，也即可实现三段式的充电模式。同时，根据 改变可调电阻R81阻值的大小，来实现为不同种类的电池组进行充电。如图4所示是本发明具体实施方式
中控制电路的电路连接图。如图5所示是理想状态下三段式充电器充电曲线图式，由此可以看出电压、电流 在不同阶段的变化值。如图6所示是本发明一种三段式充电器的充电曲线图式，在恒流 充电阶段，充电器充电电流保持恒定4A，充入电量快速增加，电池电压上升；在恒压充电阶 段，充电器充电电压保持恒定14. 8V左右，充入电量继续增加，电池电压缓慢上升，充电电 流下降；蓄电池充满，充电电流下降到低于浮充转换电流300mA左右，充电器充电电压降低 到浮充电压13. 6V;在浮充充电阶段，充电器充电电压保持为浮充电压13. 6V左右。在恒压充电阶段，充电器充电电压的参考电压为14.8V左右。此值高有利于快速 充足电，但是容易使电池失水，充电后期电流下不来，结果使电池发热变形；此值低不利于 电池快速充足电，有利于向涓流阶段转换。这个值虽然没有步骤c、d中参考电压值那样严 格，但是也不要过高。通常浮充电压的参考电压为13. 6V左右，过底，会引起电池极板硫化， 造成容量下降，电池提前终止；过高，会造成热失控，电池严重失水，提前终止。偏差太大会造成电池盐化，电压过高将使电池失水，容易使电池发热变形，设置此 浮充点的目的是可以保持电池在充满电的状态而又不过充，平衡电池的自然放电，便于电 池的日常维护以及使用寿命的延长。转换电流是切换最佳充电电压到浮充电压的设定点，此值高有利于避免过分失水 和热失控，但不利于电池快速充满电。此值低有利于充满电但是由于电池一直在最高电压 状况下充电，容易使电池失水，引发热失控，甚至还没降到转折电流，就会把电池充坏。所 以，根据实际使用状况，转换电流给出的参考值有一定范围，正负50毫安甚至100毫安都是 允许的，但是不允许小于200毫安。上述说明只是该发明的具体实施方式
，其不对发明的实质内容构成限制，所属技 术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对上述的具体实施方式
作修改或变形，而不 背离发明的实质和范围。
权利要求
一种三段式充电器，其特征在于，该充电器包括整流滤波电路、DC/DC变换电路、直流输出接口和控制检测电路，其中所述整流滤波电路的输出接所述DC/DC变换电路的输入，所述DC/DC变换电路的输出接所述直流输出接口的输入，所述直流输出接口的输出接所述控制检测电路的输入，所述控制检测电路的输出接所述DC/DC变换电路的输入。
2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述控制检测电路分为检测电路和控 制电路两部分，其中所述检测电路的输入与所述直流输出接口的输出相连接，所述检测电 路的输出与所述控制电路的输入相连接，所述控制电路的输出与所述DC/DC变换电路的输 入相连接。
3.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括保护电路，其输入与 所述检测电路的输出相连接，其输出与所述控制电路的输入相连接。
4.根据权利要求1-3任一所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括交流滤波电 路，其输出与所述整流滤波电路的输入相连接。
5.根据权利要求1-3任一所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括高频变压器 和直流滤波电路，所述高频变压器的输入与所述DC/DC变换电路的输出相连接，所述高频 变压器的输出与所述直流滤波电路的输入相连接，所述直流滤波电路的输出与所述直流输 出接口的输入相连接。
6.根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括高频变压器和直流 滤波电路，所述高频变压器的输入与所述DC/DC变换电路的输出相连接，所述高频变压器 的输出与所述直流滤波电路的输入相连接，所述直流滤波电路的输出与所述直流输出接口 的输入相连接。
7.根据权利要求6所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括辅助电源电路，其输 入与所述交流滤波电路的输出相连接，其输出与所述控制检测电路的输入相连接。
8.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述检测电路主要包括第一比较器、第 二比较器、三极管、可调电阻，其中所述第一比较器的输出端与所述第二比较器的反向端连 接，所述第二比较器的输出端与所述三极管的基极相连接，所述第二比较器的同相端与所 述三极管的发射极相连接，所述可调电阻在所述三极管的集电极与发射极之间。
全文摘要
一种三段式充电器，包括整流滤波电路、DC/DC变换电路、直流输出接口和控制检测电路，其中所述整流滤波电路的输出接所述DC/DC变换电路的输入，所述DC/DC变换电路的输出接所述直流输出接口的输入，所述直流输出接口的输出接所述控制检测电路的输入，所述控制检测电路的输出接所述DC/DC变换电路的输入。本发明成本低、电路简单、具有较高的工作效率和良好的可靠性，是一种性价比较高的产品。
文档编号H02J7/00GK101872984SQ200910053809
公开日2010年10月27日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者仝芳轩, 周正仙, 孙春辉, 席刚, 皋魏 申请人:上海华魏光纤传感技术有限公司