专利名称：带有独立温度反馈保护的镉镍电池充电电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及充电器电路技术领域，特指带有独立温度反馈保护的镉镍电池充 电电路。
技术背景目前，市场上的镉镍充电器是靠电池温度开关与一个反馈控制回路来控制，如果， 该电池温度开关或者充电控制单元失效，不停的向电池充电，镉镍电池就会过热融化，同 时，还会发生爆炸
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供带有独立温度反馈保护的镉镍 电池充电电路，其结构设计简单科学，本电路在镉镍充电电路上加入一个独立的监测电池 温度的反馈系统，在电池温度开关或者充电控制系统失控时，保护镉镍电池不会因为过充 电而发生过热融化，和电池爆炸等问题，安全性能好。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，其包括电源、脉宽调制模块、变 压器、电池、充电控制模块、温度反馈模块，电源、脉宽调制模块、变压器、电池依次相连接， 电池的输出端分别与输入端充电控制模块、温度反馈模块连接，充电控制模块、温度反馈模 块的输出端分别与脉宽调制模块连接。所述的电池、充电控制模块构成一号反馈控制装置，电池、温度反馈模块构成二号 反馈控制装置，一号反馈控制装置、二号反馈控制装置分别与脉宽调制模块连接。本实用新型有益效果为电池的输出端分别与输入端充电控制模块、温度反馈模 块连接，充电控制模块、温度反馈模块的输出端分别与脉宽调制模块连接，其结构设计简单 科学，本电路在镉镍充电电路上加入一个独立的监测电池温度的反馈系统，在电池温度开 关或者充电控制系统失控时，保护镉镍电池不会因为过充电而发生过热融化，和电池爆炸 等问题，安全性能好。
图1是本实用新型的电路工作原理示意图；图2是本实用新型温度反馈模块的电路原理图；图3是本实用新型温度值与反馈值的对比曲线图；图4是本实用新型温度值与反馈值的曲线图。
具体实施方式
见图1至图4所示本实用新型包括电源1、脉宽调制模块2、变压器3、电池4、充 电控制模块5、温度反馈模块6，电源1、脉宽调制模块2、变压器3、电池4依次相连接，电池 4的输出端分别与输入端充电控制模块5、温度反馈模块6连接，充电控制模块5、温度反馈模块6的输出端分别与脉宽调制模块2连接。所述的电池4、充电控制模块5构成一号反馈控制装置，电池4、温度反馈模块6构 成二号反馈控制装置，一号反馈控制装置、二号反馈控制装置分别与脉宽调制模块2连接。本电路由一个脉宽调制(PWM)单元控制变压器输出功率，变压器经过整流后直接 对镉镍电池进行充电。充电控制电路收集电池电压、电流和温度等信息，经过处理反馈到个 脉宽调制模块2(PWM)单元进行控制，虚线内的温度反馈则采集电池外壳的温度，而不是采 集电池自带的温度传感器，避免电池自带的温度传感器损坏下温度反馈失效。正常情况下，该温度反馈不工作。当电池达到较高的温度，温度反馈输出反馈信号 到脉宽调制模块2单元，使脉宽调制控制变压器降低输出功率，减少充电电流，使电池充电 温度不会过高，起到保护电池的作用。电路的实现电路的脉宽调制由一个电源管理IC完成，负责接收反馈信号，反馈信号愈强，产 生脉宽调制信号就越少。宽调制信号通过场效益管驱动变压器。变压器变压整流后就直接 对镉镍电池进行充电。充电控制电路由电压控制电路，电流控制的电路，单片机控制器组成。电压控制电 路利用一电压基准IC，监测变压器输出电压Vout，判断是否高于最高输出电压电压Ve，如 果高于该值，则增大反馈量使电压下降。电流控制利用一个运算放大器对比电流的采样值 Ir和给定的电流控制Ie调整反馈量。单片机根据电池电压是否过高、电池温度开关是否跳 开、充电时间是否超长，判断电池是否充满。未充满的情况下，单片机控制Ie值为正常电流 值，对电池进行充电；当电池电压达到充满的值、电也温度开关跳开或者充电时间超过限制 值时，单片机处理器判断为充满，改变Ie值为电流值对电池进行补偿充电。温度反馈单元如图2所示RTC为热敏电阻，贴在电池外壳附近的地方检测电池的 温度。而电阻Rl，RTC, R2，R3组成了一个桥电路，由运算放大器进行比较，精确检测热敏电 阻RTC有没有达到高温保护点Tm。Rl为基准比较电阻，为RTC在温度Tm时的阻值，R4电 阻为运算放大器OPl的直流反馈电阻，作用是减少RTC变化时对反馈R3的变化斜率。图3是RTC温度与反馈1 的关系图，减少冊的斜率有助于RTC达到温度Tm后， 不会导致反馈值瞬间达到最大值，使整个系统供电不足而复位。Cl是运算放大器OPl的积 分电容，作用在于减缓反馈系统的反应速度，以抵御电路中的干挠信号。下面举例一个已经充满电的温度开关损坏的镉镍电池包的充电保护过程。如图4所示，开始的时候，电池的温度Tbat和RTC的温度Trtc是一致的，这时反 馈值较低，电流Ir为标准充电电流值。由于电池已经充满，过充电的能量转化为热能，所以在较短的时间内电池开始升 温，由于电池温度传达到外壳后温度散失一部分，所以电池Tbat比电池外壳问题Trtc要高。当到达时间a时，Trtc到达了一定值，使温度反馈系统开始动作，反馈值1 开始 增大，电流值Ir减少，而电池问题由上升开始变为下降，由于电池温度传达到外壳需要一 定时间，而且电池温度比外壳温度要高，所以外壳温度Trtc 一直在上升。外壳温度Trtc到了 b点达到稳定Jb受制于Trtc，所以1 也稳定在一个值上面， 而电流由1 控制，所以电流也是稳定。[0025]当到达时间c时，单片机控制系统的计时器达到了预设的的最长充电时间值。单 片机控制系统调整电流控制值Ie为涓流电流。充电控制电路使冊再次增大，使电流减少 到很低。这时电池的温度开始下降，直降到常温为止。过程中电池的温比正常充电温度高，并且有过充，但对镉镍电池来说可以接受的。以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的 构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
权利要求1.带有独立温度反馈保护的镉镍电池充电电路，其包括电源(1)、脉宽调制模块O)、 变压器⑶、电池G)、充电控制模块(5)、温度反馈模块(6)，其特征在于电源(1)、脉宽调 制模块O)、变压器(3)、电池(4)依次相连接，电池⑷的输出端分别与输入端充电控制模 块(5)、温度反馈模块(6)连接，充电控制模块(5)、温度反馈模块(6)的输出端分别与脉宽 调制模块( 连接。
2.根据权利要求1所述的带有独立温度反馈保护的镉镍电池充电电路，其特征在于 所述的电池⑷、充电控制模块(5)构成一号反馈控制装置，电池⑷、温度反馈模块(6)构 成二号反馈控制装置，一号反馈控制装置、二号反馈控制装置分别与脉宽调制模块(2)连 接。
专利摘要本实用新型涉及充电器电路技术领域，特指带有独立温度反馈保护的镉镍电池充电电路，其包括电源、脉宽调制模块、变压器、电池、充电控制模块、温度反馈模块，电源、脉宽调制模块、变压器、电池依次相连接，电池的输出端分别与输入端充电控制模块、温度反馈模块连接，充电控制模块、温度反馈模块的输出端分别与脉宽调制模块连接，其结构设计简单科学，本电路在镉镍充电电路上加入一个独立的监测电池温度的反馈系统，在电池温度开关或者充电控制系统失控时，保护镉镍电池不会因为过充电而发生过热融化，和电池爆炸等问题，安全性能好。
文档编号H02J7/00GK201910645SQ20112001315
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者张耀霞 申请人:东莞市妙达电动工具制造有限公司