一种用于电池的充电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种用于电池的充电器。
【背景技术】
[0002]目前，现有的充电器的充电端口在没有连接电池的时候，都是直接把其内设的充电管理芯片的充电输出引至充电端口，这种设置方式是为了防止芯片和电池的损坏。此时充电管理芯片会一直或断续的在端口上产生一个充电电压，用于监测是否有电池连接并需要充电。虽然充电管理芯片大多有过压和过流保护功能，但是，裸露的充电端口在短路的瞬间也会有较大的电流通过。然而这种充电端口引脚带电的情况在一些应用中是不允许的，例如:在医疗器械等领域中有隔离等级和漏电流的要求，在一些有可燃气体的环境中，微笑的电火花也会引起严重的事故。因此，上述结构的充电器在适用的领域中存在着局限性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，为解决现有的充电器在未连接电池时，存在着充电端口引脚带电的技术问题，提供一种用于电池的充电器。该充电器能够保证电池在未接入充电器时，充电端口引脚不带电，提高了系统的可靠性。
[0004]为实现上述目的，本发明提供一种用于电池的充电器，包括:电源、电池接口、电压调节电路、A/D转换芯片、单片机、继电器驱动电路、继电器和充电控制电路；所述的电压调节电路用于采集从电池接口接入的电池的电压信号后进行电压调节，生成适于A/D转换芯片输入的电压信号；所述的A/D转换芯片用于将输入的电压信号转换成数字信号输出至单片机；所述的单片机通过接收的数字信号控制继电器驱动电路驱动继电器执行通断电操作；所述继电器的两端分别连接电池接口与充电控制电路；所述的充电控制电路通过电源的驱动为电池充电。
[0005]作为上述技术方案的进一步改进，所述的单片机通过设定的电压阈值与接收的数字信号进行比较，如果数字信号低于电压阈值，则判定电池为电压不正常状态，并控制继电器驱动电路驱动继电器断电，如果数字信号高于电压阈值，则判定电池为电量充满状态，并控制继电器驱动电路驱动继电器断电，如果数字信号介于电压阈值的范围内，则判定电池为电量未充满状态，并控制继电器驱动电路驱动继电器通电。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进，还包括电平转换芯片，所述的电平转换芯片一端连接电池接口上设有的DATA接口，其另一端连接单片机；所述的DATA接口用于采集电池输出的载有电池数据的电压信号，所述的电平转换芯片用于将所述的电压信号进行电平转换后输入至单片机，所述的单片机根据接收到的电压信号对电池进行识别。
[0007]本发明的一种用于电池的充电器的优点在于:
[0008]本发明的充电器解决了现有的电池充电器、代电池充电功能的设备所存在的在没有接入电池时，电池端口的带电问题，利用单片机的检测和控制继电器的通断电，保证电池在未接入充电器时，充电端口引脚不带电，提高了系统的可靠性；适用于对电池接口的带电有严格控制的场合(如:医疗器械、石油、化工、纺织和煤矿等领域)。
【附图说明】
[0009]图1是本发明实施例中的一种用于电池的充电器的电路结构示意图。
[0010]图2是利用本发明实施例中的充电器配置充电电流值的流程图。
[0011]附图标记
[0012]1、电池接口2、电平转换芯片 3、充电控制电路
[0013]4、继电器5、电压调节电路 6、A/D转换芯片
[0014]7、继电器驱动电路 8、单片机9、锂电池
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明所述的一种用于电池的充电器进行详细说明。
[0016]如图1所示，本发明的用于电池的充电器包括:电源、电池接口 1、电压调节电路5、A/D转换芯片6、单片机8、继电器驱动电路7、继电器4和充电控制电路3 ;所述的电压调节电路5用于采集从电池接口 I接入的电池的电压信号后进行电压调节，生成适于A/D转换芯片6输入的电压信号；所述的A/D转换芯片6用于将输入的电压信号转换成数字信号输出至单片机8 ;所述的单片机8通过接收的数字信号控制继电器驱动电路7驱动继电器4执行通断电操作；所述继电器4的两端分别连接电池接口 I与充电控制电路3 ;所述的充电控制电路3通过电源的驱动为电池充电。
[0017]如图1所示，以锂电池为例，利用上述充电器在进行充电工作时，锂电池9的V+电压经过电压调节电路5转换为A/D转换芯片6的正常输入电压，再由单片机8进行数字采集。单片机8通过端口的电压判断是否有电池连接，若有电池接入，则控制继电器驱动电路7打开继电器4，连通电池接口 I与充电控制电路3，实现锂电池9的充电。若锂电池9充满则关闭继电器4，切断电池接口 I与充电控制电路3的连接。通过电池接口 I接收电池V+的电压和充电控制电路3输出的充电状态信号判断，若检测到电池断开则关闭继电器4，切断充电控制电路3与电池接口 I的连接，保证在没有电池的状态时，电池接口 I没有电压输出。
[0018]基于上述结构的充电器，在本实施例中，还包括电平转换芯片2，所述的电平转换芯片2 —端连接电池接口 I上设有的DATA接口，其另一端连接单片机8 ;所述的电池接口I的信号包括:GND/V+/DATA，所述的DATA接口用于采集电池输出的载有电池数据的电压信号，所述的电平转换芯片2用于将所述的电压信号进行电平转换后输入至单片机8，所述的单片机8根据接收到的电压信号对电池进行识别。所述的电池数据主要包括电池序列号、制造商等信息，电平转换芯片主要实现单片机的接口保护功能，可按电池的5V电平转换为单片机的3.3VTTL电平。
[0019]电池的DATA信号通过电平转换芯片2与单片机8进行通讯，单片机8在检测到电池接口 I的V+信号正常后，会通过DATA信号与电池进行通讯，识别电池是否符合充电条件，如果电池是有效的，则控制继电器驱动电路7打开继电器4，连接充电控制电路3和锂电池9，对电池进行充电。
[0020]另外，如果对于电池电压的精度要求不高，A/D转换芯片2可以采用单片机8内部设有的A/D进行数据处理；继电器4也可以替换为MOSFET管，作为充电控制电路与电池之间链路的控制器件。
[0021]基于上述结构的充电器，单片机的具体控制流程如图2所示:
[0022]首先，利用单片机采集经A/D转换芯片处理后的数字信号，通过设定的电压阈值与接收的数字信号进行比较，如果数字信号低于电压阈值，则判定电池的电压不正常，(对于单节锂电池可以设定电压阈值为2.5V?4.2V范围，2节或者多节串联的情况可以线性提高此检测电压阈值)，则控制继电器驱动电路关闭继电器，使电池接口不带电；
[0023]否则，检测电池是否充满，如果数字信号高于电压阈值，则判定电池为电量充满状态，则控制继电器驱动电路关闭继电器，防止电池多次反复充电，降低电池寿命；
[0024]否则，如果数字信号介于电压阈值的范围内，则判定电池为电量未充满状态，此时单片机通过一线制通讯端口 DATA与电池通讯，判断电池是否有效，如果无效，则控制继电器驱动电路关闭继电器；此功能用于防止充电端口插入异常带电设备或者其他型号电池，而导致充电故障。
[0025]如果判定电池有效，则控制继电器驱动电路打开继电器，连接充电控制电路和电池接口，开始给电池充电，并延迟2秒时间(此时间可以根据实际情况调整)，用于检测从充电控制电路接收的充电状态信号，如果充电状态信号显示充电异常，则控制继电器驱动电路关闭继电器，停止给电池充电；否则，继续执行电池充电操作，并进行下一循环的检测。
[0026]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种用于电池的充电器，包括电源和电池接口(I)，其特征在于，还包括:电压调节电路(5)、A/D转换芯片(6)、单片机(8)、继电器驱动电路(7)、继电器(4)和充电控制电路(3);所述的电压调节电路(5)用于采集从电池接口⑴接入的电池的电压信号后进行电压调节，生成适于A/D转换芯片(6)输入的电压信号；所述的A/D转换芯片(6)用于将输入的电压信号转换成数字信号输出至单片机(8);所述的单片机(8)通过接收的数字信号控制继电器驱动电路(7)驱动继电器⑷执行通断电操作；所述继电器⑷的两端分别连接电池接口(I)与充电控制电路⑶；所述的充电控制电路⑶通过电源的驱动为电池充电。
2.根据权利要求1所述的用于电池的充电器，其特征在于，所述的单片机(8)通过设定的电压阈值与接收的数字信号进行比较，如果数字信号低于电压阈值，则判定电池为电压不正常状态，并控制继电器驱动电路(7)驱动继电器(4)断电，如果数字信号高于电压阈值，则判定电池为电量充满状态，并控制继电器驱动电路(7)驱动继电器(4)断电，如果数字信号介于电压阈值的范围内，则判定电池为电量未充满状态，并控制继电器驱动电路(7)驱动继电器⑷通电。
3.根据权利要求2所述的用于电池的充电器，其特征在于，还包括电平转换芯片(2)，所述的电平转换芯片(2) —端连接电池接口(I)上设有的DATA接口，其另一端连接单片机(8);所述的DATA接口用于采集电池输出的载有电池数据的电压信号，所述的电平转换芯片(2)用于将所述的电压信号进行电平转换后输入至单片机(8)，所述的单片机(8)根据接收到的电压信号对电池进行识别。
【专利摘要】本发明提供了一种用于电池的充电器，包括：电源、电池接口(1)、电压调节电路(5)、A/D转换芯片(6)、单片机(8)、继电器驱动电路(7)、继电器(4)和充电控制电路(3)；所述的电压调节电路(5)用于采集从电池接口(1)接入的电池的电压信号后进行电压调节；所述的单片机(8)通过接收的数字信号控制继电器驱动电路(7)驱动继电器(4)执行通断电操作；所述继电器(4)的两端分别连接电池接口(1)与充电控制电路(3)；所述的充电控制电路(3)通过电源的驱动为电池充电。该充电器利用单片机的检测和控制继电器的通断电，保证电池在未接入充电器时，充电端口引脚不带电，提高了系统的可靠性。
【IPC分类】H02J7-00
【公开号】CN104682522
【申请号】CN201510144977
【发明人】江乐阳, 文章, 马力
【申请人】北京中科盛康科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月30日