多功能蓄电池智能充电器及充电方法
【专利摘要】本发明涉及一种多功能蓄电池智能充电器及充电方法，市电通过整流电路整成直流，给充电主电路供电；充电主电路为桥式可逆斩波电路；电压电流传感器接入充电主电路中，采集充电电压和电流送主控MCU；输入设备设定充电电池参数送入主控MCU，主控MCU输出控制信号经过驱动电路隔离放大驱动充电主电路的MOSFET管；主控MCU输出充电状态数据到显示设备。主控MCU内有充电数据库，通过充电电流电压实时监控，调整充电主电路的控制信号，实现电压或电流的闭环控制。可以对市场上不同类型的蓄电池充电，智能充电，有效地维护电池的特性，延长电池的使用寿命。
【专利说明】多功能蓄电池智能充电器及充电方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池充电器，特别涉及一种多功能蓄电池智能充电器及充电方法。
【背景技术】
[0002]蓄电池，作为一种有效的能源供给，被广泛地应用于各种设备上。当前，我国的蓄电池存在使用寿命偏低的问题，其问题一方面在于蓄电池使用维护不当，另一方面在于缺少一个能够维护电池特性的充电器。我国市场上很多充电器结构相对简单，采用单一的充电方式，充电过程简单粗暴，对电池特性造成了极大损害，从而减小了蓄电池的使用寿命，造成了很大的浪费。我国部分场合还存在不同类型蓄电池充电器混用的情况，由于不同类型蓄电池充电电压不同，从而会出现过充或充电不足的现象，甚至出现安全隐患。
[0003]为了提高蓄电池的使用寿命，对蓄电池的维护需要建立精确的充电制度并加以实施，才能使该蓄电池达到最优的性能和最长的使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明是针对现在电池种类多，充电不当易造成电池损坏的问题，提出了一种多功能蓄电池智能充电器及充电方法，充电过程结合不同类型电池特性设计，充电曲线平滑，可以有效地维护电池的特性，延长电池的使用寿命。
[0005]本发明的技术方案为:一种多功能蓄电池智能充电器，包括整流电路、充电主电路、主控MCU、驱动电路、电压电流传感器、输入设备及显示设备，市电通过整流电路整成直流，给充电主电路供电；充电主电路为桥式可逆斩波电路；电压电流传感器接入充电主电路中，采集充电电压和电流送主控MCU ;输入设备设定参数送入主控MCU，主控MCU输出控制信号经过驱动电路隔离放大驱动充电主电路的MOSFET管；主控MCU输出充电状态数据到显示设备。
[0006]所述多功能蓄电池智能充电器的充电方法，具体包括如下步骤:
1)充电器上电后，用按键在显示屏上设置电池类型和相关参数，充电器内预设的四种电池,包括:锂电池、铅酸电池、镍氢蓄电池及磷酸铁锂电池,然后将电池接入充电接口，主控MCU可根据充电接口两端的电压自动识别电池是否接入及电源极性，识别成功即可开始进入充电状态，在液晶屏上会显示识别成功与开始充电提示；
2)充电过程中，主控MCU通过电压电流传感器采集实时电池的充电电压与充电电流，并根据电池电压和充电电流估算出电池的剩余电量，然后查询电池的充电数据库，根据充电数据库内相应剩余电量区间电池的理想充电电压电流，主控MCU调整充电主电路的控制信号，实现电压或电流的闭环控制，液晶屏上实时显示电池的充电电压、充电电流和剩余电量大小；
3)充电过程中，如果出现电池断开故障，充电器将自动切断充电主电路，等待电池接入继续充电； 4)充电完成后，充电王电路自动断开，在液晶屏上显不充电完成。
[0007]本发明的有益效果在于:本发明多功能蓄电池智能充电器，可以对市场上不同类型的蓄电池充电，智能充电，有效地维护电池的特性，延长电池的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明多功能蓄电池充电器的结构框图；
图2为本发明多功能蓄电池充电器的充电主电路接线图；
图3为本发明多功能蓄电池充电器的程序框图。
【具体实施方式】
[0009]传统充电器充电方式为针对单一类型电池的恒压或恒流充电，本充电器可以针对不同电池类型，采用分阶段变流充电，根据电池的剩余电量实时控充电电压与电流。
[0010]如图1所示多功能蓄电池充电器的结构框图，包括整流电路、充电主电路、主控MCU、驱动电路、电压电流传感器、输入设备及显示设备。220V交流市电通过整流电路，把交流电压整成直流，给充电主电路供电；充电主电路为桥式可逆斩波电路，如图2所示充电主电路接线图，可以输出正负可控电压，提供充电电压，开关元件为N沟道MOSFET ；主控MCU采用32位单片机控制；驱动电路采用驱动隔离芯片，将主控MCU产生的控制信号隔离放大驱动充电主电路的MOSFET管；电压电流传感器接入充电主电路中，检测充电电压和电流，用于实现充电过程中电压电流的闭环控制；输入设备为按键，显示设备为LCD液晶屏，充电前用按键选择充电电池类型和电池参数，在液晶屏上显示，充电过程可实时显示充电参数，包括充电电压、充电电流和剩余电量估计。
[0011]充电器通过主控MCU协调控制各模块实现充电功能，软件程序烧写在主控MCUROM中，如图3所示多功能蓄电池充电器的程序框图，软件涉及电池充电数据库、充电控制程序、数据采样与处理、外设驱动等。
[0012]电池充电数据库为不同种类电池充电过程中剩余电量与电池充电电压电流的对应表，该部分数据经过试验验证有利于维护电池充电特性。
[0013]充电控制程序涉及充电过程中的控制与保护。
[0014]数据采样与处理部分涉及电压电流数据的转换及剩余电量的计算，并通过查询电池充电数据库计算出实时的充电电压与电流。
[0015]驱动部分指充电主电路中MOSFET驱动电路。
[0016]使用中，首先用按键在显示屏上设置电池类型和相关参数，充电器提供四种预设的电池类型,包括:锂电池、铅酸电池、镍氢蓄电池及磷酸铁锂电池。然后将电池接入充电接口，主控MCU可根据充电接口两端电压自动识别电池是否接入及电池极性(正反向均可充电)，识别成功即可开始进入充电状态，在液晶屏上会显示识别成功与开始充电提示。
[0017]充电过程中，主控MCU通过电压电流传感器可以实时检测电池的充电电压与充电电流，控MCU通过电压电流传感器采集实时电池的充电电压与充电电流，并根据电池电压和充电电流估算出电池的剩余电量，然后查询电池的充电数据库，根据充电数据库内相应剩余电量区间电池的理想充电电压电流。液晶屏上实时显示电池的充电电压、充电电流和剩余电量大小。在充电过程中，如果因为偶然因素电池断开，充电器将自动进入充电器将自动切断充电主电路，等待电池接入继续充电。
[0018]充电完成后，充电主电路自动断开，在液晶屏上显示充电完成。
【权利要求】
1.一种多功能蓄电池智能充电器，其特征在于，包括整流电路、充电主电路、主控MCU、驱动电路、电压电流传感器、输入设备及显示设备，市电通过整流电路整成直流，给充电主电路供电；充电主电路为桥式可逆斩波电路；电压电流传感器接入充电主电路中，采集充电电压和电流送主控MCU ;输入设备设定参数送入主控MCU，主控MCU输出控制信号经过驱动电路隔离放大驱动充电主电路的MOSFET管；主控MCU输出充电状态数据到显示设备。
2.权利要求1所述充电器的充电方法，其特征在于，具体包括如下步骤: 1)充电器上电后，用按键在显示屏上设置电池类型和相关参数，充电器内预设的四种电池,包括:锂电池、铅酸电池、镍氢蓄电池及磷酸铁锂电池,然后将电池接入充电接口，主控MCU可根据充电接口两端的电压自动识别电池是否接入及电源极性，识别成功即可开始进入充电状态，在液晶屏上会显示识别成功与开始充电提示； 2)充电过程中，主控MCU通过电压电流传感器采集实时电池的充电电压与充电电流，并根据电池电压和充电电流估算出电池的剩余电量，然后查询电池的充电数据库，根据充电数据库内相应剩余电量区间电池的理想充电电压电流，主控MCU调整充电主电路的控制信号，实现电压或电流的闭环控制，液晶屏上实时显示电池的充电电压、充电电流和剩余电量大小； 3)充电过程中，如果出现电池断开故障，充电器将自动切断充电主电路，等待电池接入继续充电； 4)充电完成后，充电王电路自动断开，在液晶屏上显不充电完成。
【文档编号】H02J7/10GK104201752SQ201410450656
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】程启明, 李明, 王鹤霖, 陈根, 徐聪, 张海清 申请人:上海电力学院