专利名称：蓄电池用微电脑快慢充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蓄电池充电的专用装置，特别是一种蓄电池用微电脑快慢充电器。
背景技术：
申请号200420055018.3，名称为“蓄电池用充电器”的中国实用新型专利申请，采用微电脑开关电源电路和控制电路蓄电池充电器，它能实现智能化负脉冲方式充电，避免蓄电池电阻极化和浓差极化，有效延长了蓄电池的使用寿命。申请号02219131.3名称为“智能化快速电动工具充电器”实用新型专利公开的充电器具有快速充电，延长使用寿命等优点。上述充电器不能调用不同软件的信息装置，因而无法实现同一台充电器既能快充又能慢充的需要，同时，因在光电反馈时没有考虑使用线性光电技术，使快速保护能力不能充分发挥。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用微电脑控制的能实现快慢充电以及过载快速反馈的蓄电池充电器。
为解决上述技术问题，本实用新型的快慢充电器，包括整流供电电路、脉冲功率放大及变压电路，还包括微机快慢充波形产生及控制电路、充电及线性取样回路，微机快慢充波形产生及控制电路的输出端与脉冲功率放大及变压电路的输入端相联，脉冲功率放大及变压电路的输出端联接充电及线生取样回路的输入端，充电及线性取样回路的输出端与待充电蓄电池的正、负极相接，充电及线性取样回路还与微机快慢充波形产生及控制电路的另一输入端联接，并将电流大小信息送回微机快慢充波形产生及控制电路处理控制。
作为本实用新型的一种优选结构，微电脑快慢充波形产生及控制电路由单片机IC1、电阻R8、R9、R10、R11和转换开关S组成，装于充电器壳体上的转换开关S经电阻R9联接电源Vccl，并与单片机IC1的并行输出口线P1.1相接，转换开关S的另一端经电阻R10接地，单片机IC1的并行输出口线P1.0通过电阻R11联接脉冲功率放大及变压电路中开关管VMOS的栅极Q5，单片机IC1的中断输入口INT0经电阻R8联接到充电及线性取样回路的光电耦合器IC2的次级接受管集电极。
作为上述优选结构的进一步改进，充电及线性取样回路由整流二极管D1、取样电阻R1、稳压电容C1、比较器集成电路A1、分压电阻R2、R3、限流电阻R4、工作点偏置电阻R5、R6、光电耦合器IC2和限流电阻R7组成，待充电蓄电池的正、负极分别联接在稳压电容C1的正、负极输出端Q3、Q4，工作点偏置电阻R5、R6、限流电阻R4分别联接光电耦合器IC2初级发光管的正极，所述偏置电阻R5另一端接电源Vcc，所述偏置电阻R6另一端、光电耦合器IC2初级发光管的负极、IC2的次级接受管的发射极分别接电源地，限流电阻R4的另一端联接比较器集成电路A1的输出端，光电耦合器IC2次级接受管的集电极经限流电阻R7与电源Vccl相联，光电耦合器IC2次级接受管的发射极还与单片机IC1的接地口线Vss相接。
整流供电电路为微机快慢充波形产生及控制电路、充电及线性取样回路、脉冲功率放大及变压电路提供直流电源。微机快慢充波形产生及控制电路的输出端与脉冲功率放大及变压电路的输入端相联，脉冲功率放大及变压电路的输出端联接充电及线性取样回路的输入端，充电及线性取样回路的输出端与待充电蓄电池的正、负极相接，充电及线性取样回路还与微机快慢充波形产生及控制电路的另一输入端联接，并将电流大小信息送回微机快慢充波形严生及控制电路处理。
操纵位于充电器壳体上的转换开关接通或断开，就能实现蓄电池的快、慢充电。当用户需要快充电时，接通转换开关，调用快充子程序，单片机并行口线P1.0发出占空比大但带有大停歇脉间的组合脉冲矩形波2，蓄电池为快充电状态。反之，需慢充电时则断开转换开关，调用慢充子程序，单片机并行口线P1.0输出占空比小的连续脉冲矩形波1，蓄电池被慢充电。脉冲功率放大及变压电路则将从单片机并行口P1.0输出的小功率脉冲变为驱动开关电源脉冲变压器的大功率脉冲，而脉冲变压器将初级的高压变换成充电所需的低压，充电回路负责将脉冲变压器形成的脉冲电压进行整流稳压后对蓄电池进行充电，而线性取样回路是在光电耦合器线性偏置后将电流大小信息灵敏地送回单片机控制电路进行处理控制。
本实用新型采用了微机快慢充波形产生及控制电路，接通或断开转换开关，运用快充或慢充子程序，可靠简便地满足了同一台充电器既能快充又能慢充的需求。同时，由于调用脉间延时、脉宽延时循环子程序，使快充时大电流负脉冲充电、慢充时小电流峰值恒流充电的平均电流均保持在较为理想的充电曲线范围内，避免了开始充电时的大电流冲击以及浮冲使温度升高，消除了一般快速充电所引起的蓄电池电阻极化和浓差极化，有效延长了充电器及蓄电池的使用寿命。因为光电耦合器反馈时使用线性光电技术进行工作点的偏置，过载反馈迅速，快速可靠地保护充电器免遭损坏。应用单片机具有软件限流限压的功能，又避免了电网突然的电冲击，过载电流等引起充电器及蓄电池的损坏。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细说明。
图1为本实用新型的电路框图；图2为本实用新型的电路原理图；图3为快慢充波形产生的软件实现主程序框图；图4为快慢充波形产生的软件实现中断子程序框图。
具体实施方式
由图1和图2可知，整流供电电路1将220V交流电经桥堆整流及电容滤波稳压后，给单片机IC1、比较器集成电路A1、光电耦合器IC2集成电路、VMOS开关管等提供直流电源。脉冲功率放大及变压电路4由开关电源脉冲变压器T和开关管VMOS组成，所述脉冲变压器T的初级连接220V整流后的直流输出，脉冲变压器T的次级端Q1和Q2分别联接整流二极管D1的正极和取样电阻R1。整个脉冲功率放大及变压电路4起脉冲放大及脉冲变压的作用。
当设置在充电器壳体上的转换开关S处于断开位置时，调用慢充子程序，充电器为慢充电状态。单片机并行输出口线P1.0发出小占空比矩形波1，提供开关电源脉冲变压器T所需的激励脉冲频率，经过R11限流后直接驱动VMOS开关管进行开关通断，从而将经过交流220V整流得到的直流高压变换为开关电源所需的脉冲电压，开关电源脉冲变压器T的次级得到经过变压后的较低的脉冲电压，经二极管D1整流及电解电容C1滤波后，提供蓄电池慢充电所需稳定的电压和较小的电流。随着充电过程的继续，蓄电池电压不断变化，充电电流则不断变化，为了缩短充电时间，保证充电电流恒定，需不停调整矩形波1的脉宽和脉间，调整引起的电流变化，由采样电阻R1两端输出，作为比较器集成电路A1的正端输入，与比较器集成电路A1负端设定电压值比较，设定电压由电源+5V经过电阻R2、R3分压得到，超过设定值时，比较器集成电路A1输出高电平，经电阻R4以及电阻R5、R6线性偏置后使光电耦合器IC2中的初级发光二极管导通，将发光管次级接受管导通，经限流电阻R8给单片机中断输入口INT0一个低电平触发脉冲，启动图4中所示的中断子程序，中断子程序通过调整矩形波1脉宽延时和脉间延时时间的长短来保持电流的恒定，进入中断子程序首先改变脉宽脉间延时循环次数，然后进入循环脉冲发生阶段，即调用脉间延时循环子程序、并行输出口线P1.0置高电平、调用脉宽延时循环子程序、并行口P1.0置低电平等四个步骤，从而保持了电流的恒定。当转换开关S接通时，调用快充子程序，充电器为快充状态，单片机并行输出口线P1.0发出大占空比矩形波2，提供开关电源脉冲变压器T所需的激励脉冲频率，由于矩形波2是具有大停歇脉间的组合脉冲波形，提供给蓄电池快充电的电流是具有大停歇时间的负脉冲电流。同样，随着充电过程的继续，蓄电池电压的不断变化，大充电电流则不断变化，为了保证充电时峰值电流恒定，需不停调整矩形波2的脉宽和脉间，以达到峰值恒定的目的，其采样及调整过程与慢充电时相同。
单片机IC1可使用内部具有FLASH程序存储器的AT89C51芯片。比较器集成电路A1可选用LM393集成电路。光电耦合器IC2可用线性光电管PIC817。转换开关S选用普通的按钮开关固接在充电器壳体上。
权利要求1.一种蓄电池用微电脑快慢充电器，包括整流供电电路(1)、脉冲功率放大及变压电路(4)，其特征在于还包括微机快慢充波形产生及控制电路(2)、充电及线性取样回路(3)，微机快慢充波形产生及控制电路(2)的输出端与脉冲功率放大及变压电路(4)的输入端相联，脉冲功率放大及变压电路(4)的输出端联接充电及线性取样回路(3)的输入端，充电及线性取样回路(3)的输出端与待充电蓄电池的正、负极相接，充电及线性取样回路(3)还与微机快慢充波形产生及控制电路(2)的另一输入端联接，并将电流大小信息送回微机快慢充波形产生及控制电路(2)处理控制。
2.根据权利要求1所述的蓄电池用微电脑快慢充电器，其特征在于所述微电脑快慢充波形产生及控制电路(2)由单片机IC1、电阻R8、R9、R10、R11和转换开关S组成，装于充电器壳体上的转换开关S经电阻R9联接电源Vcc1、并与单片机IC1的并行输出口线P1.1相接，转换开关S的另一端经电阻R10接地，单片机IC1的并行输出口线P1.0通过电阻R11联接脉冲功率放大及变压电路(4)中开关管VMOS的栅极Q5，单片机IC1的中断输入口INT0经电阻R8联接到充电及线性取样回路(3)的光电耦合器IC2的次级接受管集电极。
3.根据权利要求1所述的蓄电池用微电脑快慢充电器，其特征在于所述充电及线性取样回路(3)由整流二极管D1、取样电阻R1、稳压电容C1、比较器集成电路A1、分压电阻R2、R3、限流电阻R4、工作点偏置电阻R5、R6、光电耦合器IC2和限流电阻R7组成，待充电蓄电池的正、负极分别联接在稳压电容C1的正、负极输出端Q3、Q4，工作点偏置电阻R5、R6、限流电阻R4分别联接光电耦合器IC2初级发光管的正极，所述偏置电阻R5另一端接电源Vcc，所述偏置电阻R6另一端、光电耦合器IC2初级发光管的负极、IC2的次级接受管的发射极分别接电源地，限流电阻R4的另一端联接比较器集成电路A1的输出端，光电耦合器IC2次级接受管的集电极经限流电阻R7与电源Vcc1相联，光电耦合器IC2次级接受管的发射极还与单片机IC1的接地口线Vss相接。
专利摘要本实用新型公开了一种蓄电池用微电脑快慢充电器，包括整流供电电路(1)、充电及线性取样回路(3)、微机快慢充波形产生及控制电路(2)、脉冲功率放大及变压电路(4)。接通或断开转换开关来调用快充或慢充子程序，单片机分别输出大小占空比矩形波，实现大电流负脉冲快充电以及小电流恒流慢充电。充电回路将脉冲变压器形成的脉冲电压整流稳压后给待充蓄电池充电，线性取样回路在光电耦合器工作点线性编置后将电流大小信息反馈到微机快慢充波形产生及控制电路(2)进行处理控制，从而过载保护快速，简便可靠地满足了同一台充电器既能快充又能慢充的需求，避免蓄电池电阻极化和浓差极化，延长了蓄电池的使用寿命。
文档编号H02J7/02GK2772097SQ200520069400
公开日2006年4月12日 申请日期2005年2月28日 优先权日2005年2月28日
发明者杨龙兴 申请人:江苏技术师范学院