一种微处理器控制的多功能蓄电池充电器的制作方法

本实用新型涉及一种6V/12V、最大充电电流为3.8A的微处理器控制开关电源式多功能蓄电池充电器产品。属于蓄电池充电器技术领域。

背景技术：

当前，充电器产品市场的竞争，不仅体现在技术的先进性上，还在很大程度上取决于充电器的电路功能、外观和结构设计、生产制造工艺的先进性、生产效率的高低、生产成本的多少，产品的一致性和可靠性等方面。

目前，国内外市场上小型蓄电池充电器的输出电压通常有6V/12V/24V等不同类型。主流的充电器产品，其充电电流等级通常都是小电流（如1A、2A、4A、20A等）的。采用逆变和开关电源控制电路的充电器，由于开发技术难度大、要求高，要实现大电流输出、多功能、高可靠性等要求，是有一定难度的。对于市场上采用传统变压器和整流器结构和电路形式的充电器，由于是采用经低频（50Hz或60Hz）变压器变换为低压交流电，再经过整流的方式来实现，因此，产品的技术含量低，变压器和整流器笨重，耗材多，发热量大，工作能量转换效率低，产品体积大、重量重等众多的问题。近一些年来，电子控制技术的发展也推动了电子控制（如开关电源和逆变）式蓄电池充电器的发展。这类充电器，由于为满足输出要求而采用的控制技术方式与变压器整流器式的（传统型）充电器产品有着显著的不同，因此，技术性能和节能等指标大大优于传统型的充电器。先进的技术，使此类充电器的变压器大为减小，不是普通变压器的形式，而是采用中或高频开关电源或逆变电源的变压器（制作变压器的磁芯材料等发生了根本的变化）。不仅体积小，而且重量非常轻，更加方便携带和运输。由于内部器件工作在高频开关状态，故本身消耗的能量极低。充电器效率可以达到90%以上，比传统变压器整流的充电器的效率提高近一倍。充电器的能量转换效率高，节能和节材等方面非常突出。因此，开关稳压或逆变电源的充电器被誉为“新型高效节能电源”，代表着稳压电源的发展方向。随着充电器技术的飞速发展，开关稳压或逆变电源充电器正朝着小型化、高频化、集成化的方向发展，高效率的开关稳压或逆变电源充电器已得到越来越广泛的应用。未来肯定是传统型充电器的替代者。

电子控制（如开关电源和逆变）类充电器，主要是依靠电路板及其上面的控制电路来实现产品的功能。通常，与传统型的充电器相比，它们的电路相对复杂。生产方式也以电路板的制造和产品组装为主。当然，在相同输出电压和电流等级下，不同的产品，其电路原理和电路板的设计，以及生产方式都可能是完全不同的。这些都影响着产品的技术性能、可靠性、生产和制造成本、产品市场竞争力等。也就是说，结构和电路设计、制造工艺水平不同的充电器，其技术参数、使用性能、生产效率，甚至可靠性以及市场竞争力等是差别比较大的。

虽然采用电子控制技术的充电器种类是比较多的。但它们的电路和内外部结构形式也是多种多样的。不同的电路及其结构设计思路，所采用的具体电路形式和整个产品及电路布置的方式是不同的。不仅如此，充电器的性能指标包括输出的电流/电压、绝缘等级、温升、制作工艺水平、产品可靠性等也会表现出一些明显的差距。即使是在相同的产品参数性能指标下，由于具体电路及其充电器结构设计方面的不同，或者所采用的电子元器件的封装形式不同，因而电路板等元器件的装配、焊接和检测工艺水平、自动化程度等也会明显不同，这就会使这类产品电路板生产时安装的方便性、生产效率、生产成本、产品的成本等也会显著不同。例如，如果采用大量贴片器件和集成电路的充电器，由于这些器件的体积小，因而会使电路板的尺寸减小，降低PCB材料的成本。同时，由于装焊这些器件通常采用先进、高效、适合于大批量自动化生产和检测的设备，所以，可极大地提高电路板或产品的生产效率，降低生产成本，增加产品的市场竞争力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种微处理器控制的多功能蓄电池充电器，本实用新型的充电器：1）具有五种充电模式，即待机模式、模式1、模式2、模式3、模式4，后四种分别配有“6V”、“摩托车”、“汽车”、“雪花”（寒冷天气）符号指示灯，可针对不同类型和容量的蓄电池，在不同天气条件下，通过模式按钮选择合适的模式，以不同电流对6V或12V蓄电池进行充电；2）具有三种充电状态方式，分别为恒流恒压、脉冲、浮充充电；3）具有自动识别、过热、短路、电池极性接反保护功能，具有可靠稳定多功能的特点。

为实现上述目的采用以下技术方案：

一种微处理器控制的多功能蓄电池充电器，其特征在于：充电器主要由外壳上盖、外壳底壳、密封圈、充电器控制板组件、供电电源线及插头、两个蓄电池电瓶夹子组成，外壳上盖通过螺丝固定在外壳底壳上，充电器控制板组件、供电电源线及插头、两个蓄电池电瓶夹子之间通过导线进行相应的电路连接，供电电源线和两个蓄电池电瓶夹子的连接线通过各自的固线器固定在壳体相应卡槽部位；充电器控制板组件上设置充电器控制电路，充电器控制电路包括过压保护和两级输入滤波电路、开关电源控制电路、电源电路、微处理器CPU芯片、电流采样电路、过热保护电路、反馈电路、模式切换电路和输出电路；过压保护和两级输入滤波电路再经过整流桥整流后变为直流电，再经过电解电容的滤波，变为+310V直流电，供给开关电源控制电路部分工作，开关电源控制电路连接输出电路、电源电路和反馈电路；电源电路产生的+5V电源，供微处理器CPU芯片、电流采样电路、过热保护电路和模式切换电路使用；所述的电流采样电路、过热保护电路、反馈电路、模式切换电路和输出电路与微处理器CPU芯片相应端口连接。

所述的充电器控制板组件的正面和背面都布局有电子器件，大尺寸的器件，在生产制作充电器的时候，是采用手工插件完成的布置在充电器控制板的底面，还有大量的小尺寸贴片的元件是利用自动贴片和焊接机来完成加工的并布置在充电器控制板上表面，在充电器控制板上表面还设置有模式切换电路的换切按钮。

本实用新型充电器控制板组件的正面和背面，都布局有电子器件，这些器件之间，按照本实用新型充电器给出的电路原理图进行电气之间的连接。大尺寸的器件，在生产制作充电器的时候，是采用手工插件完成的。另外，还有很多的器件，就是一些大量的、小尺寸贴片的元件，在生产充电器的时候，是利用自动贴片和焊接机来完成加工的。由此可见，对于本实用新型充电器的电路板部分，除了少量尺寸大的元器件需要手工装配和焊接外，电路板上其它的很多电子元器件都采用高效率的贴片机自动完成器件的安装和焊接的。因此，电路板的生产效率很高，出错率低，制作质量比较高，最终可使产品生产时的一次合格率很高，制作成本低。但对一般的充电器生产企业来说，由于实力弱、产品的生产数量很少，没有能力采用大量的SMT贴片器件来生产电路板，也难以实现自动化或规模化的生产。主要是依靠手工插件、装配和焊接的方式来加工，因此，产品生产的效率低，工艺水平也相对落后。

良好的电路及其结构、多功能设计是本实用新型的优势所在，也是满足高效和低成本生产、高可靠性、制造技术先进性的重要保障。本实用新型专利申请保护的内容就在于保护这种充电器的结构和电路及布局设计。

本实用新型多功能充电器控制电路采用了以开关电源和微处理器控制电路为主的系统。本实用新型给出了电路原理图，并进行了较为详细的工作原理说明。所述充电器的尺寸和体积小，重量轻，而且携带十分方便。利用本充电器可对6V或12V的蓄电池充电。其充电电流为0.8A/6V、3.8A/12V。蓄电池的容量范围可为1.2AH~120AH。

本实用新型充电器有五种模式，分别是：待机模式、模式1（6V/0.8A，配合有“6V”符号指示灯）、模式2（12V/0.8A，配合有“摩托车”符号指示灯）、模式3（12V/3.8A，配合有“汽车”符号指示灯）、模式4（寒冷天气，配合有“雪花”符号指示灯。12V/3.8A）。待机模式是指充电器与电源连接后其控制电路回到的初始设置状态。模式1为针对6V（容量小于14AH）铅酸蓄电池的充电模式，充电电流为0.8A。充满电压设定为7.3V；模式2为针对12V（容量小于14AH）铅酸蓄电池的充电模式，充电电流为0.8A。充满电压设定为14.4V；模式3为针对12V（容量大于14AH）铅酸蓄电池的充电模式，充电电流为3.8A。充满电压设定为14.4V；模式4为针对寒冷条件下的12V（容量大于14AH）铅酸和AGM蓄电池的充电模式，充电电流为3.8A。充满电压设定为14.7V。上述模式，可通过充电器面板的工作模式按钮进行选择。每按一次按钮，充电器将按上述顺序依次进行切换。

本实用新型充电器具有三种充电方式，分别为恒流恒压、脉冲、浮充（即小电流）充电方式。

本实用新型充电器，对6V和12V蓄电池，正常充电过程是以恒流恒压方式进行。也就是既要控制充电电流，又要控制充电电压。脉冲充电方式，用于对蓄电池进行激活，适合于过充或过放的12V蓄电池。如果检测到蓄电池的电压在设定值范围内，充电器控制电路将会自动切换到脉冲充电方式，直到蓄电池的电压升至10.6V以上。一旦该过程完成，充电器将自动切换到原来选定的充电模式状态进行充电。在脉冲充电方式下，面板上充电指示灯会不停地闪烁。

本实用新型充电器开始充电后，如果蓄电池是未充满的状态，则面板上充电指示灯会一直常亮。如果蓄电池充满后，面板上充满指示灯会点亮，而充电指示灯会熄灭。如果充满后充电器的充电连接线没有从蓄电池上取下，则充电器将自动进入浮充状态（也称为涓流充电方式，即以很小的电流进行充电，起到维持的作用）。这样可以保护充满的蓄电池不会因过充而损坏。

本实用新型充电器，还设有自动识别、过热、短路、电池极性接反保护功能。自动识别功能：A）连接供电电源和蓄电池后，如果检测到蓄电池的电压小于3.8V或者大于15V，控制电路会判定为蓄电池不适合充电或者有缺陷。此时，四只【6V灯、摩托车（注：操作面板上有摩托车符号）灯、汽车（注：操作面板上有汽车符号）灯、雪花（注：操作面板上有雪花符号，此状态也就是寒冷天气下使用的状态）灯】指示灯会同时闪烁。充电器控制停留在待机模式下。并且，即使是按压模式选择按钮，也不能进行充电模式切换。B）如果充电器连接的是12V蓄电池，模式1是不可选的。类似地，如果连接的是6V蓄电池，模式2、模式3、模式4是不可选的。保护功能：A）当充电器的输出正、负极与蓄电池的正、负极不是对应连接关系或极性接反时，充电器会自动实现反接保护。即充电器不工作，且有错误反接（Error或！）指示红灯提示。B）如果充电器检测到电路很热，其输出电流会自动减小。这将保护充电器不至于较大电流而烧坏。当充电器内部器件的温度达到设定温度时，充电器会停止充电。待内部器件的温度下降后，才能继续充电。这就是其自动过热保护功能。C）当充电器的输出正、负极短路连接时，充电器会自动实现短路保护。

本实用新型充电器除了上述控制电路和功能及结构设计具有自己的特色外，还采用了先进的加工工艺技术来生产。充电器具有结构合理、体积小、重量轻、成本低、生产效率高、制造技术先进等优点。本充电器的结构和电路原理是本实用新型专利保护的重点和权利要求。

附图说明

图1为本实用新型结构分解示意图；

图2为本实用新型充电器控制电路的结构示意图；

图3是本实用新型充电器的电路原理图（一）；

图4是本实用新型充电器的电路原理图（二）；

附图中各部件的名称如下：1、供电电源线；2、拉不脱；3、外壳上盖；4、12V雪花指示灯；5、12V汽车指示灯；6、12V摩托车指示灯；7、6V指示灯；8、模式切换按键；9、反接指示灯；10、充满指示灯；11、充电指示灯；12、待机指示灯；13、拉不脱；14、正极夹子；15、负极夹子；16、充电器控制板组件；17、密封圈；18、外壳底壳；19自攻螺丝；20、MOS管散热器；21输入滤波电容；22、二极管；23、EMC磁珠A；24、输出快速恢复二极管；25、分流器；26、继电器；27、输出电缆插座；28、输出滤波电感；29、二极管散热器；30、6V滤波电容；31、12滤波电容；32、热保护器；33、变压器；34、EMC磁珠B；35、MOS管；36、输入共模电感A；37、输入保险丝；38、输入差模电感；39、输入共模电感B；40、输入保险丝。

具体实施方式

如图1-4所示，一种微处理器控制的多功能蓄电池充电器，其结构特征在于：充电器主要由外壳上盖3、外壳底壳18、密封圈17、充电器控制板组件16、供电电源线1拉不脱2、两个蓄电池电瓶夹子14、15，拉不脱13等部分组成，在充电器控制板组件16上，还有12V雪花指示灯4、12V汽车指示灯5、12V摩托指示灯6、6V指示灯7、模式切换按键8）反接指示灯9、充满指示灯10、充电指示灯11、待机指示灯12、MOS管散热器20、输入滤波电容21、二极管22、EMC磁珠A23、输出快恢复二极管24、分流器25、输出继电器26、输出电缆插座27、输出滤波电感28、二极管散热器29、6V滤波电容30、12V滤波电容31、热保护器32、变压器33、EMC磁珠B34、MOS管35、输入共模电感A36、输入保险丝37、输入差模电感38、输入共模电感B39等元器件和零部件，外壳上盖3通过螺丝19固定在外壳底壳18上。充电器控制板组件16、供电电源线及插头1、两个蓄电池电瓶夹子等零部件之间通过导线进行相应的电路连接。供电电源线1和两个蓄电池电瓶夹子的连接线通过各自的拉不脱固定在壳体相应卡槽部位。

供电电源线1为充电器的电路板提供外部供电电源。两个蓄电池电瓶夹子分为红色和黑色。充电时，红色代表充电器输出的“BAT+或正”极性，与蓄电池的“+或正”极性端子进行连接；黑色代表充电器输出的“BAT－或负”极性，与蓄电池的“－或负”极性端子进行连接。所述的充电器，供电电源可为AC 220~240V，50Hz或60Hz。输出额定电流/电压可达0.8A/6V，3.8A/12V。可对6V或12V的蓄电池进行充电。充电器具有三种充电方式，分别为恒流恒压、脉冲、浮充方式。并有过热保护、短路保护、连接电池类型错误保护、电池极性接反保护功能。

本实用新型充电器的电路主要由保险丝F1、MOV压敏电阻、LF1和LF2电感、CX1电容、R1和R2组成的过压保护和两级输入滤波电路，D1～D4组成的整流器、场效应MOS管Q1、开关电源变压器T1或B、快速恢复整流二极管（含D5、D6、D8和D10等）、MOS管Q1的开关驱动控制芯片U1（OB2276）、程控管U4（TL431）、继电器K1（含其触头K1-1）、输出电流检测的分流器或检测电阻RI、光电耦合器U2（PC817）、集成运算放大器U3、微处理器CPU芯片（STM8S003F3P6）、场效应MOS管Q5~Q9、待机状态LED1指示灯、充电状态LED2指示灯、充满状态LED3指示灯、（蓄电池极性）反接状态LED4指示灯、6V模式（模式1，6V/0.8A）LED5指示灯、摩托车（符号）模式（模式2，12V/0.8A）LED6指示灯、汽车（符号）模式（模式3，12V/3.8A）LED7指示灯、雪花（符号）或天气寒冷条件模式（模式4，12V/3.8A）LED8指示灯，模式选择按钮S1以及很多的电阻、电容、二极管、三极管、稳压管等电子元器件组成。供电电源220~240V，50Hz或60Hz。从L、N端输入。充电器的输出端为“BAT+”和“BAT－”，分别与对应颜色的两个蓄电池电瓶夹子相连接，本实用新型电路原理图中的各电子元器件，按照附图3、4电路连接。

在控制电路板上，除了一些大尺寸、插件式的器件如变压器T1或B、电解电容、滤波电感外，也有大量的贴片元件，在生产充电器电路板的时候，除了少量大尺寸的器件需要手工装配和焊接外，电路板上其它的很多电子元器件都采用高效率的贴片机自动完成器件的安装和焊接的。

本实用新型充电器，其内部采用单一控制板结构。外加机壳、供电电源线和带夹子的充电器控输出线等部分。产品生产主要是解决电路板的加工和调试问题。产品的总装比较简单。

本实用新型充电器的工作原理简述如下：通电后，充电器AC1（L）与AC2（N）两端接通电网电源220~240VAC。相应的控制电路带电工作。从电网来的交流电，经过电路板上的MOV压敏电阻、LF1和LF2电感、CX1电容、R1和R2组成的过压保护和两级输入滤波电路，再经过D1～D4组成的整流桥整流后变为直流电。再经过电解电容C1的滤波，变为较为稳定的+310V直流电，供给由MOS管Q1、开关变压器T1或B、MOS管Q1的开关驱动控制芯片U1（OB2276）及外围器件等组成的开关电源控制电路部分工作。

程控管U4、电阻R49~R53、三极管Q8、电容C25等组成+5V电源电路。产生的+5V电源，供微处理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系统、电流采样、过热保护等电路使用。

在控制电路的作用下，充电器的能量变换是通过高频开关电源变压器T1或B把原边绕组的能量传递到付边各绕组（N3、N4）。再经相应的整流、滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。U1（OB2276）芯片3脚输出的方波信号经栅极限流电阻R12和R17 后驱动MOS管Q1。当MOS管Q1导通后，与之相连接的高频开关电源变压器T1或B的初级绕组线圈就会储存电能。只有该绕组线圈存储能量后才可能通过其它方式供给负载。Q1导通后，高频开关电源变压器T1或B的初级线圈电流线性增大，磁场增强。次级线圈N3和N4中D8、D10截止，分别由电容C16、C20向各自的负载（电路）供电。当MOS管Q1截止后，初级线圈电流减小，磁场减弱。次级线圈N3回路中D8导通，能量通过D8及电容等向其负载释放，输出直流电压+VCC。同时，另一个次级线圈N4回路中D10导通，能量通过D10及电容C20向其负载R59等释放，输出直流电压，为后级电路供电。

U2光耦的输出信号，会影响的7脚（FB）的电平高低，可控制内部PWM脉冲宽度调节器的输出脉宽大小，最终控制附图2中场效应管Q1状态，以改变充电器的输出。

本实用新型中，U1（OB2276）是8脚MOS管驱动控制芯片。它是一款高集成度、低功耗的电流模式PWM（脉冲宽度调节）控制芯片，常用于离线式AC-DC反激拓扑的小功率电源模块。该芯片的性能和用法等，有很多的公开资料介绍，并可查阅。鉴于篇幅的原因，这里不作过多的说明。

本实用新型充电器要能够实现对12V蓄电池的充电，还必需有Q3三极管导通，以及K1继电器动作的条件，即STM8-19要输出高电平。对6V蓄电池，K1继电器是不动作的，即STM8-19要输出低电平。要能够实现对6V蓄电池的充电，还必需有Q4三极管、Q5 MOS管导通的条件，即STM8-12要输出高电平。

本实用新型充电器，在操作面板上设有：1）八只指示灯。分别是：待机模式指示灯（即附图2中的LED1）、充电状态指示灯（即附图2中的LED2）、充满状态指示灯（即附图2中的LED3）、蓄电池极性接反或错误反接（Error或！）状态指示灯（即附图2中的LED4）、6V（模式1，6V/0.8A）符号指示灯（即附图2中的LED5）、摩托车（模式2，12V/0.8A）符号指示灯（即附图2中的LED6）、汽车（模式3，12V/3.8A）符号指示灯（即附图2中的LED7）、雪花（模式4，12V/3.8A）符号（也是寒冷天气模式）指示灯（即附图2中的LED8）。2）模式选择按钮（即附图2中的S1）。可针对不同类型和容量的蓄电池，在不同天气条件（一般天气和寒冷气候）下，通过模式按钮S1选择合适的模式，以不同电流对6V或12V蓄电池进行充电。由于有相应的符号指示灯作状态指引，因此，操作人员很容易操作和识别。而在控制电路中，这些状态和模式控制是通过微处理器控制系统来实现的。见附图2所示。模式选择按钮S1的电平状态控制信号输入至微处理器CPU芯片（STM8S003F3P6）的14脚，即STM8-14。微处理器在程序控制下通过软件扫描即可知道是否按下了S1按钮，以及按压了几次该按钮。根据S1的操作情况即可进行相应的控制。例如，未按压模式选择按钮S1则进入本实用新型充电器的待机模式控制状态；通过S1按钮选择，点亮了汽车符号指示灯，则进入模式3，即对12V蓄电池进行充电。

除了蓄电池极性接反或错误反接（Error或！）状态指示灯（即附图2中的LED4）外，其它的指示灯，也是通过微处理器CPU芯片（STM8S003F3P6）的1脚（即STM8-1）、15脚（即STM8-15）、16脚（即STM8-16）、13脚（即STM8-13）、17脚（即STM8-17）电平状态来进行控制的。例如，STM8-13为高电平，而STM8-16为低电平，则6V符号指示灯（LED5）点亮，进入模式1控制，可对6V蓄电池以0.8A电流进行充电；反之，STM8-13为低电平，而STM8-16为高电平，则摩托车符号指示灯（LED6）点亮，进入模式2控制，可对12V蓄电池以0.8A电流进行充电。其它的控制，与上述是类似的。这里不再一一说明。

对于蓄电池极性接反或错误反接（Error或！）状态指示灯，即附图2中的LED4。是当VBAT+（或BAT+）为低电平，而BAT-为高电平，即充电器的输出两个夹子线（有正、负极性之分）与蓄电池的正（+）、负（-）极性连接出现错误，即接反时，蓄电池极性接反或错误反接状态指示灯LED4会点亮。同时，微处理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系统通过电压反馈检测线STM8-20能够测试到这种情况（0V以下的负电压信号），并会进行相应地停止充电处理。此时，K1继电器和Q5等也不会动作。这就是本实用新型充电器自动实现反接保护的基本工作原理。

微处理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系统通过电压反馈检测线STM8-20还能够测试到其它的情况，并进行相应的控制。例如，1）本实用新型充电器连接供电电源和蓄电池后，如果检测到蓄电池两端的电压小于3.8V或者大于15V，控制电路会判定为蓄电池不适合充电或者有缺陷。此时，四只指示灯【6V灯、摩托车符号灯、汽车符号灯、雪花符号灯】会同时闪烁。充电器的控制会停留在待机模式下。并且，即使是按压模式选择按钮，也不能进行充电模式切换。2）如果本实用新型充电器连接的是12V蓄电池，那么，操作模式按钮S1时，模式1（即6V充电）是不可选的。类似地，如果连接的是6V蓄电池，针对12V蓄电池充电的模式2、模式3、模式4，操作模式按钮S1时它们是不可选的。3）如果检测到蓄电池两端的电压为“零”，即充电器的输出正、负极短路连接，此时，充电器的控制系统会检测到STM8-20反馈电压接近于0V（实际选择门槛值为0.5V，即0.5V及以下判断为输出短路）。K1继电器和Q5等也不会动作。自动实现短路保护，停止充电操作。这就是本实用新型充电器自动实现短路保护的基本工作原理。4）无论是6V蓄电池充电，还是12V蓄电池充电，如果充电状态是正常的，那么，通过电压反馈检测线STM8-20的测试信号，配合RI分流器检测到的SGND电流反馈信号，以及操作模式选择等情况，微处理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系统和U1（OB2276）电路部分会进行相应的充电控制。例如，分别以三种充电方式，即恒流恒压、脉冲、浮充（即小电流）充电方式进行充电。对6V和12V蓄电池，正常充电过程是以恒流恒压方式进行。也就是既要控制充电电流，又要控制充电电压。脉冲充电方式，用于对蓄电池进行激活，适合于过充或过放的12V蓄电池。如果检测到蓄电池的电压在设定值范围内，充电器控制电路将会自动切换到脉冲充电方式，直到蓄电池的电压升至10.6V以上。一旦该过程完成，充电器将自动切换到原来选定的充电模式状态进行充电。在脉冲充电方式下，面板上充电指示灯会不停地闪烁。充电器开始充电后，如果蓄电池是未充满的状态，则面板上充电指示灯会一直常亮。如果蓄电池充满后，面板上充满指示灯会点亮，而充电指示灯会熄灭。如果充满后充电器的充电连接线没有从蓄电池上取下，则充电器将自动进入浮充状态（也称为涓流充电方式，即以0.2A的小电流进行充电，起到维持的作用）。以上就是本实用新型充电器的短路保护功能、自动识别及其充电过程控制的基本工作原理。

在本实用新型充电器控制电路中，过热保护电路由热敏电阻、电阻（R43、R44、R46、R47、R48等）、电容C27和C30、运算放大器U3A、二极管等组成。热敏电阻连接至T-11和T-12两端。热敏电阻固定在开关电源变压器T1或B的内部绕组表面上。U3A运算放大器电路部分构成电压比较器。当开关电源变压器T1或B的内部绕组温度升高，热敏电阻阻值变化。超过设定值时，使U3A的1脚输出低电平。此低电平，使后级的二极管导通，通过后级电阻把FeedBack的电位拉至低电平。再通过光电耦合器U2去控制U1 PWM芯片的输出，使充电器停止充电。这就限制了充电器的变压器温度，防止其烧坏。只有当温度下降后，热敏电阻的变化使U3A的1脚输出高电平，FeedBack的电位不被拉至低电平。此时，充电器才能恢复充电功能。这就是其自动过热保护功能。

在本实用新型充电器控制电路中，通过RI分流器检测到的SGND电流反馈信号，一方面输入到R26，作为U3C运放的输入信号。对于（四运算放大器LM324中的一个运算放大器）U3C部分的电路来说，主要是对反馈的电流进行放大、滤波处理。通过该运算放大器电路部分的处理后，作为微处理器CPU芯片（STM8S003F3P6）系统的STM8-3电流检测反馈信号输入。另一方面，输入到R30，作为U3D运放的一路输入信号，与下面的三路进行比较、控制。本实用新型控制系统设定如下：1）如果微处理器系统的STM8-10、STM8-5、STM8-6都为低电平，则场效应管Q6、Q7、Q9都不导通，此时，SGND电流反馈信号与它们比较的控制结果是以3.8A的输出电流进行充电；2）如果检测到的蓄电池两端电压为12.8V~14.1V之间，同时，只有微处理器系统的STM8-6为高电平，即场效应管Q9导通，此时，SGND电流反馈信号与它们比较的控制结果是以3.0A的输出电流进行充电；3）如果检测到的蓄电池两端电压为14.1V以上，同时，只有微处理器系统的STM8-10为高电平，即场效应管Q6导通，此时，SGND电流反馈信号与它们比较的控制结果是以0.8A的输出电流进行充电；4）如果检测到的蓄电池两端电压为7.3V~7.5V（对6V蓄电池）或14.4V~14.8V之间，同时，只有微处理器系统的STM8-5为高电平，即场效应管Q7导通，此时，SGND电流反馈信号与它们比较的控制结果是以0.2A的输出电流进行“浮充”状态充电。5）如果微处理器系统的STM8-2信号为方波，则此时充电器的控制输出状态为脉冲充电（修复）状态。无论是上述那种设定，最终都是通过控制FeedBack的电平状态，进而去控制U2光耦、驱动芯片的3脚输出PWM（脉冲宽度调节）开关频率信号，使开关电源部分的输出发生相应改变来实现的。

对6V充电模式，当检测到蓄电池两端电压为小于3.8V或大于7.5V时，控制系统则回到待机状态。对12V充电模式，对一般天气条件下，当检测到蓄电池两端电压为小于6.8V（汽车和雪花正常模式。摩托车模式、汽车和雪花修复模式下则为6.3V）或大于14.8V时，控制系统则回到待机状态。如果是选择寒冷天气模式的12V充电，则当检测到蓄电池两端电压为小于6.8V或大于14.9V时，控制系统则回到待机状态。

当然，上述这些电压和电流的门槛值是微处理器控制系统的一些设定参数。如果参数变化（只需要改变软件的一些设定即可，不需要改变本实用新型充电器的硬件电路参数），控制输出的结果也会随之改变。

充电器电源的输出电压和电流大小均由控制电路进行控制。按照设定的参数和状态进行输出控制。这些控制是保证充电器稳定工作的重要前提。例如，当电流给定值增大时，内部PWM脉冲宽度调节器的输出脉宽增大，使充电器的输出电流增加；反之，则减小充电电流。当充电电流的给定值不变，而有输出电流变化时，上述控制电路的控制结果都将使输出的充电电流稳定。例如，充电电流的给定值不变，而有输出电流由于某种外因增大时，由于反馈的电流信号增加，于是，控制器的PWM输出脉冲宽度减小，使输出的充电电流恢复到给定值。也就是说，上述控制电路的控制结果都将使输出的充电电流稳定。

正常情况下，随着充电过程的进行，充电时间越长，蓄电池电瓶两端的电压会渐渐升高。当电瓶两端的电压达到设定的门槛值时，可控制U1（OB2276）3脚输出的开关管Q1的驱动脉冲宽度（或脉宽）。使充电器输出的电流减少到电流设定值。充电器的充电电流越来越少，直到蓄电池电瓶被充满。可防止蓄电池电瓶过充而导致电瓶失水、充鼓等不良现象。

以上就是本实用新型充电器电路及其工作原理的简单过程描述。当然，没有说明到的地方，还可从电路原理图中去阅读和理解。因为，电路原理图也是一种无声的语言，从中可以获得很多其它方面的了解。只是看图的人需要有电路方面的专业知识和基础。

此外，在电路板的设计和制作方面，本实用新型也采用了先进的工艺技术，在电路板组件的正面和背面上，有一些大尺寸、插件式的器件，如变压器、MOS管及散热器组件等。另外，还有很多的器件，就是一些小尺寸、贴片的元件。如贴片式电阻、电容、二极管、三极管等器件。在生产的时候，除了少量尺寸大的元器件需要手工装配和焊接外，电路板上其它的很多电子元器件都采用高效率的贴片机自动完成器件的安装和焊接的。由于手工装配器件的数量以及焊接元器件的作业时间比较少，因而电路板的加工，甚至整个充电器的生产效率比较高，出错率低，制作质量比较高，最终可使产品生产时的一次合格率很高，制作成本低。然而，一般的充电器生产企业，由于实力弱、产品的生产数量很少，没有能力采用大量的SMT贴片器件来生产电路板，也难以实现自动化或规模化的生产。主要是依靠手工插件、装配和焊接的方式来加工，因此，产品生产的效率低，工艺水平也相对落后。可见，本实用新型电路板的设计和加工方式也为降低制造成本起到了良好的作用。

综上所述，本实用新型充电器的输出电压和电流、蓄电池极性接反保护、过热保护、短路保护、电池类型接错等保护都是受本实用新型电路控制的。这些控制是保证充电器稳定工作的重要前提。

可见，良好的电路及其结构设计是本实用新型的优势所在，也是满足高效和低成本生产、高可靠性、技术先进性的重要保障。本实用新型专利申请保护的内容就在于保护这种充电器的电路原理、结构和电路板布局设计。

本实用新型不仅采用了先进的开关电源控制技术，而且还采用了先进的加工技术和工艺来生产电路板。充电器具有结构合理、体积小、重量轻、成本低、生产效率高、制造技术先进等优点。

以上内容是结合具体的充电器电路、结构和电路板及控制功能对本实用新型所作的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对本实用新型所述技术领域的其他技术人员来说，在不脱离本发明电路和结构构思的前提下，还可以做出若干简单的推演和替换，这些都应该视为属于本实用新型保护的范畴。