一种充电器工作模式及显示的设计方法_4

文档序号:8907239阅读:来源:国知局
减小谐波;另一方面可降低本方法电路开 关电源变换产生的谐波污染电网。滤波后的交流电,经过整流电路18变换为直流电。该直 流电再经电压滤波电容C1电解电容滤波变换为平稳的直流310V电源。开关电源变压器19, 其输入绕组的工作状态受控于M0S管24。该M0S管则受控于PWM(脉冲宽度调节)控制电 路26。开关电源变压器19输出有二个绕组。一组供电绕组输入到充电输出整流电路20, 经保护和输出电压滤波电路21、继电器K和输出电流滤波电路23后,产生充电器的输出电 压和电流。开关电源变压器19的另外一组供电绕组,经控制系统工作电压电路25,产生控 制系统电路所需的工作电压。保护和输出电压滤波电路21中的保护电路部分,是指保护该 电路中的快速恢复整流二极管。继电器K的通或断控制,是由单片机控制系统电路27根据 控制的要求,通过控制继电器K控制电路30的工作状态来实现的。只有在继电器K接通的 情况下,充电器才能有输出电压和电流。在开关电源控制部分,PWM电路输出的M0S管驱动 脉冲的占空比大小由单片机控制系统电路27根据控制的要求而决定。充电器输出的电压 和电流大小就是根据设计的要求(如6V或14. 4V和14. 7V输出;0. 8A或3. 8A电流输出等), 依据检测到的充电器输出电流和电压,通过反馈控制的方式实现的。输出电流检测或反馈 电路22电路部分是实现充电器输出电流的检测。输出电压反馈电路28部分是充电器输出 电压大小的检测电路。不同的工作状态和模式,充电器的输出参数或充电方式,以及液晶显 示电路29的显示结果是不同的。实现这些方式和显示结果是由单片机控制系统电路27及 其外围的反馈和检测等电路共同实现的。什么样的工作模式,可由MODE工作模式选择按钮 AN,即附图2中的工作模式选择按钮7进行操作。
[0045] 本工作模式和显示方法充电器的参数和功能、工作模式表: 利用本工作模式和显示方法设计的充电器的相关技术参数、功能和工作模式见下表1 所示。
[0046] 表1充电器的相关技术参数、功能和工作模式
不丄作悮式和M不万沄的无电器的S闲状态 本工作模式和显示方法的充电器,在其输出不连接蓄电池或负载的情况下,一旦接通 供电电源后,电源指示灯13会亮起,将进入"空闲状态"。同时,空闲状态标识15、充电状态 标识12以及电池电压显示部位16将实时有显示。如附图4所示。
[0047] 本工作模式和显示方法充电器的自动检测电池电压、判断电池类别功能 本工作模式和显示方法的充电器能自动检测电池的电压,识别蓄电池是6V的,还是 12V的。如果自动检测到的蓄电池电压低于3. 8V或者高于15V,则本工作模式和显示方法 会认为该电池不适于本方法控制的充电器对其进行充电或者电池已经损坏。此时,显示屏 蓄电池电压显示部位16将显示"Err"符号,提示蓄电池有问题。持续3秒钟后,控制系统 会自动进入充电器空闲模式。见下面的附图5的图形所示。
[0048] 如果所检测到的蓄电池电压在3. 8V~7. 3V之间,则本工作模式和显示方法的充 电器会判断为6V蓄电池。对于6V的电池,只有一种充电模式可供选择。如果要进行充电, 则需要通过按MODE工作模式选择按钮7来激活,其它设置无效。激活后,蓄电池将进入6V 充电模式。本工作模式和显示方法的充电器会根据对应6V蓄电池的输出电压和电流对蓄 电池进行充电。对于6V的蓄电池,液晶屏的显示类似于附图6。当然,附图6中的6. 2V电 压数据可能不同。会与实际充电的6V电池电压相一致。
[0049] 如果所检测到的蓄电池电压是在7. 3V~10. 5V之间,那么,本工作模式和显示方 法的充电器无法立即判断电池是6V被过分充电(以下简称"过充")的蓄电池,还是12V被 过分放电(以下简称"过放")的蓄电池。还会作进一步地检测、判断和确认。对于本工作模 式和显示方法的充电器,其检测和判断的方法是:采用"脉冲充电模式"来重新激活蓄电池。 判断条件是:如果充电1. 5分钟后,检测到的蓄电池电压在10. 5V以上,则本方法的充电器 控制系统会认为所充电的蓄电池是12V的。此时,充电过程将采用"摩托车模式"对电池进 行脉冲方式充电。在这种脉冲充电过程中,蓄电池电压显示部位16将一直闪烁。对于所检 测到的电压低于10. 5V的电池,无论选择何种(如摩托车、汽车和寒冷天气)充电模式,都将 采用同样的脉冲充电模式对蓄电池进行重新激活。按下MODE工作模式选择按钮7进行充 电,则本工作模式和显示方法的充电器会在充电1. 5分钟后再次进行测量。在此期间,充电 器液晶屏的显示如附图7所示。
[0050] -旦检测到电池的电压达到了 10. 5V,本工作模式和显示方法的充电器将切换到 其它充电方式。将依据12V充电电压下的不同选择方式来进行的,并且充电的电流将有所 区别。此时电压显示部位(16)将不再闪烁。宄竟采用什么方式充电,是根据所需要进行充 电的蓄电池的具体情况或者外部环境温度来决定的。用户可以使用MODE工作模式选择按 钮7来选择不同的充电模式。
[0051] 如果充电1. 5分钟后,所检测到的电压仍然是在7. 3V~10. 5V之间,那么,可判断 为蓄电池是有缺陷的。出于安全的考虑,此时充电器将处于待机状态。
[0052] 如果充电器是对12V的蓄电池进行充电,则通过MODE工作模式选择按钮7允许选 择摩托车、汽车以及寒冷天气三种充电模式。充电过程中,如附图8所示,液晶屏显示器上 将通过一些标识符号、灯闪烁来显示所选择充电模式,以及显示当前的电池电压和电池容 量状态。
[0053] 充电模式和过程: 对于本工作模式和显示方法的充电器,会根据蓄电池的不同状况,充电过程中的电流 会变化,以获得最优的充电过程。首先采用大电流进行充电,持续一段时间,在达到蓄电池 的最大容量之前,充电电流会不断变小。这样可以确保蓄电池达到最大的储存电容量。
[0054] 1) 6V蓄电池的充电模式和过程 对于6V蓄电池,充电过程和电流参数(XA)可通过按动MODE工作模式选择按钮7来选 择。同时,液晶屏显示部位将会显示6V字样符号。
[0055] 显示屏将实时显示蓄电池的电压。另外,电池容量状态显示部位12也将显示电量 的大小状态。当显示条全部变黑后,表示蓄电池已经充满电量。而空白条的多少则表示蓄 电池的电量还有多少未充够电。
[0056] 对于电池容量状态显示部位12,其电量边框闪烁则表示电池正在进行充电。当电 池容量状态显示部位12显示电量被充满时,其电量边框不再闪烁,并保持全部充满状态。 之后,充电器将切换至浮充充电模式,以维持蓄电池电量充满状态。上述6V蓄电池的充电 过程示意图如附图9所示。
[0057] 2) 12V蓄电池的摩托车充电模式和过程 它是针对摩托车12V蓄电池的充电而专门设计的功能。由于充电电流较低(14. 4V/XA),从而可保证整个充电过程比较平稳。
[0058] 通过按动MODE工作模式选择按钮7选择摩托车充电模式。此时,显示屏上蓄电池 充电模式符号将显示摩托车标识符号。蓄电池电压显示部位16显示当前的蓄电池电压。 电池容量状态显示部位12则显示当前电池电量的大小状态。以状态条变黑色的多少来表 示当前电池存储的电量多少。空白条的多少则表示还需要充的电量大小。状态条周围电量 边框的闪烁,则表示充电过程正在进行中。当蓄电池完全充满后,状态条电量边框的闪烁消 失。充电器切换至浮充充电过程以保持电池完全充满状态。上述12V摩托车蓄电池的充电 过程示意图如附图10所示。
[0059] 3) 12V蓄电池的汽车充电模式和过程 它是针对汽车12V蓄电池充电而专门设计的功能。由于采用大电流(14. 4V/YA)进行 充电,因此,整个充电过程的效率很高。
[0060]通过按动MODE工作模式选择按钮7选择汽车充电模式。此时,显示屏上蓄电池充 电模式符号将显示汽车标识符号。蓄电池电压显示部位16显示当前的蓄电池电压。电池 容量状态显示部位12则显示当前电池电量的大小状态。以状态条变黑色的多少来表示当 前电池存储的电量多少。空白条的多少则表示还需要充的电量大小。状态条周围电量边框 的闪烁,则表示充电过程正在进行中。当蓄电池完全充满后,状态
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