专利名称：自适应通用充电器的制作方法
技术领域：
本发明是基于电池自动识别的通用充电器装置，涉及电子技术领域、能源领域和自动控制领域。
背景技术：
目前便携式设备的应用日渐广泛，多数的家用便携设备，如笔记本电脑、数码相机、手机、PDA等都以可充电电池作为主电源或备用电源。但这些设备的充电器大多不能通用，导致了能源的大量浪费和使用上的不便。信息产业部已于2006年12月14日颁布实施了《移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法》，旨在解决目前手机充电器不能通用的问题。然而这个标准的实施也只能解决手机充电器，对与其他大量的便携设备的充电器以及其他类型电池将无能为力。专利申请号为01U9099. 4的“自适应充电控制芯片”可以识别电池种类，通过模糊控制识别电池种类，自适应调整充电电流、模糊充满准则。其充电方法效率不高，充满识别不够精准，易对电池造成伤害，而且识别电池种类的方法未提。专利申请号为98M0125. 6的“手机电池充电器”可对多种不同充电电池进行自动识别并调控相应充电过程，但其充电电池种类有限仅适用于手机电池，不具有广泛的适用性，而且也无法判定电池的串联个数。专利号为200620057234的通用充电器能适用于绝大部分手机、数码相机和数码摄像机的锂离子电池，但是其应用范围有限，且只针对锂离子电池有效，不具备自动识别功能。普适性还有待提高。市场上还有一些其他类型的充电器，但是普遍存在一个明显的缺陷，不能识别电池种类和串联个数，通用性较差，每个充电器利用率低，重复投资严重。充电策略不能按类区分，严重损害电池寿命，造成能源浪费。我国能源问题日益严峻，市场迫切需求一种通用、低功耗、低成本的充电器来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的为解决现有充电器效率低，通用性差，对电池损害大，充电速度慢的问题，采用自创的电池识别法-一种基于阶跃响应的电池识别方法，可快速自动地对电池种类进行识别；利用临界极化法自适应充电电流跟随的充电方法，使充电效率达到最优化， 而且可以对极化严重的电池进行修复；采用两级充电终止检测增加了充电的准确性和安全性；首次采用一个开关管将电荷泵式的功率因数校正电路(CPPFC)和单管正激电路结合起来，既保留正激电路工作范围宽的特点，又通过CPPFC电路对输入功率因数进行了校正，并实现了正激电路的磁复位。充电策略是充电器中不可或缺的重要组成部分，它决定了蓄电池能否安全、快速、 可靠、准确地充满电。充电策略包括以下基本内容蓄电池类型识别、电池组串联节数识别、电池容量识别、充电过程、充电终止策略等。然而现有的各种智能充电器，往往需要人工设置电池种类、个数和容量的，实际上并不智能。
图1是本发明系统框图。图2是本发明辅助电源
具体实施方法图1为系统工作整体框图。单端正激式拓扑适合工作在较宽的输入输出范围下。 这种电路存在的问题是高频变压器单向励磁，需要进行磁复位。常用的磁复位方法主要有复位绕组法、RCD钳位法、有源钳位法，这些方法都会带来成本或功耗的提高，甚至可以利用电路本身的寄生参数进行谐振复位。但是，本设计中占空比变化范围较大，在轻载时还要进行降频，因此很难配置合适的谐振频率使得变压器在任何情况下都可正常复位。另一个问题是适合不同频率电网内进行有效的功率因数校正。综合考虑成本和功耗的因素，把CPPFC电路与单端正激拓扑结合起来，并通过设置合适的参数，起到对变压器磁复位的作用。这样只需添加很少的器件就解决了磁复位和功率因数校正的问题。辅助电源如图2所示，用于给控制系统供电。这部分的负载主要包括TOPSwitch 的驱动、MCU(MSP430)、采样电路的运方、用于隔离的线性光耦及其运放、用于切换电池连接极性的继电器和用于指示充电状态的发光二极管。这里不能采用辅助绕组通过线性稳压进行供电，原因是输出电压的变化范围很大OV MV)，如满足输出2V时辅助电源可以正常工作，则输出MV时将有11倍于控制系统所需的能量消耗在线性稳压部分，显然这是不可接受的。这种方法的另一个问题是，充电过程中常常需要通过T0P248的X引脚将开关管彻底关断一段时间，这样辅助电源将彻底失电。因此，采用如图2所示的方案。利用小功率的工频变压器降压，后级线性稳压。然而，由于输入电压也有3倍的变化，在输入电压最高时，也将有2倍于控制系统所需的能量消耗在线性稳压部分。
权利要求
1. 一种自适应通用充电器，主要特征包括利用临界极化法自适应充电电流跟随的充电方法，使充电效率达到最优化，而且可以对极化严重的电池进行修复；采用两级充电终止检测增加了充电的准确性和安全性；采用一个开关管将电荷泵式的功率因数校正电路 (CPPFC)和单管正激电路结合起来，既保留正激电路工作范围宽的特点，又通过CPPFC电路对输入功率因数进行了校正，并实现了正激电路的磁复位。
全文摘要
本发明提供了一种自适应通用充电器，目的为解决现有充电器效率低，通用性差，对电池损害大，充电速度慢的问题，采用一种电池识别方法，可快速自动地对电池种类进行识别；利用临界极化法自适应充电电流跟随的充电方法，使充电效率达到最优化，而且可以对极化严重的电池进行修复；采用两级充电终止检测增加了充电的准确性和安全性；采用一个开关管将电荷泵式的功率因数校正电路(CPPFC)和单管正激电路结合起来，既保留正激电路工作范围宽的特点，又通过CPPFC电路对输入功率因数进行了校正，并实现了正激电路的磁复位。
文档编号H02J7/02GK102386664SQ20101026629
公开日2012年3月21日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者李彬 申请人:天津职业技术师范大学