专利名称：一种用脉宽控制分段充电电流的充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种充电器，更具体地说，涉及一种采用微处理器进行脉宽控制实现不同的分段充电电流的充电器。
背景技术：
近年来，随着电器技术的快速发展，汽车、电动车、电动工具、笔记本、小型数码便 携式电子设备等等可使用充电电池的电子设备日益普及，电池充电器被广泛使用。但对电 池进行充电时都是使用微处理器控制硬件开关达到控制分段电流充电的效果，而不能根据 不同电池的需要灵活的设定分段电流。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述充电器充电时不能对充 电使用的分段电流进行灵活的设定控制的缺陷，提供一种运用微处理器进行脉宽控制输 出，从而对充电器的输出电流作出灵活控制的用脉宽控制分段充电电流的充电器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种用脉宽控制分段充电 电流的充电器，包括依次连接的第一滤波电路、第一整流电路、输入开关电路、高频变压器、 第二整流电路、输出开关电路以及第二滤波电路，其特征在于，所述用脉宽控制分段充电电 流的充电器还包括检测所述第二整流电路输出电流的电流检测电路、检测所述第二滤波电 路的输出电压的输出检测电路，根据所述电流检测电路和所述输出检测电路不同的检测结 果产生反馈信号的微处理器、将所述反馈信号转换为控制电平的PWM积分放大电路、将所 述控制电平转换为反馈信息的光耦反馈电路以及根据所述反馈信息输出相应占空比的驱 动脉冲至所述输入开关电路的PWM开关电路；所述微处理器与所述输出开关电路连接。在本实用新型所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器中，所述微处理器为根据 所述电流检测电路和所述输出检测电路不同的检测结果产生PWM反馈信号的微处理器，所 述PWM积分放大电路为将所述PWM反馈信号转换为控制电平的积分放大电路。在本实用新型所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器中，所述输出检测电路的 检测点有一空载参考电压，并与所述微处理器连接，所述微处理器为根据所述输出检测电 路提供的空载参考电压的变化判断接入负载后及充电时的状况的微处理器。在本实用新型所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器中，所述微处理器包括对 所述用脉宽控制分段充电电流的充电器的异常状态进行报警的报警单元。在本实用新型所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器中，所述微处理器还包括 用于充电模式选择的按钮以及用于显示充电模式和充电状态的指示灯。在本实用新型所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器中，所述用脉宽控制分段 充电电流的充电器还包括限流限压电路，所述限流限压电路的输入与所述第二整流电路的 输出连接，所述限流限压电路的输出与所述光耦反馈电路连接。实施本实用新型的用脉宽控制分段充电电流的充电器，具有以下有益效果由于根据输出电压和输出电流运用微处理器进行脉宽控制输出，从而对充电器的输出电流作出 灵活控制，避免了充电器充电时不能对充电使用的分段电流进行灵活的设定控制的缺陷。 输出检测电路可以检测电池反接、短路等电池故障，从而及时停止充电。限流限压 电路通过检测第二整流电路的输出电流对反馈信号进行调整，避免充电电流过大。微处理 器具有显示工作状态的指示灯及充电模式选择按钮以更加方便了解充电器的状态。报警单 元的设置可以及时发现电池的异常状态。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型的用脉宽控制分段充电电流的充电器的优选实施例的结构示 意图。
具体实施方式
下面结合图示，对本实用新型的优选实施例作详细介绍。如图1所示，在本实用新型的用脉宽控制分段充电电流的充电器的优选实施例的 结构示意图中，所述用脉宽控制分段充电电流的充电器包括依次连接的第一滤波电路1、第 一整流电路2、输入开关电路3、高频变压器4、第二整流电路5、输出开关电路6以及第二滤 波电路7，其中还包括电流检测电路8、输出检测电路9、微处理器10、PWM积分放大电路11、 光耦反馈电路12以及PWM开关电路13，电流检测电路8用于检测所述第二整流电路5输出 电流，输出检测电路9用于检测所述第二滤波电路7的输出电压，微处理器10用于根据所 述电流检测电路8和所述输出检测电路9不同的检测结果产生PWM反馈信号，PWM积分放 大电路11用于将所述PWM反馈信号转换为控制电平，光耦反馈电路12用于将所述控制电 平转换为反馈信息，PWM开关电路13用于根据所述反馈信息输出相应占空比的驱动脉冲至 所述输入开关电路3。本用脉宽控制分段充电电流的充电器使用时，由于加入了微处理器 10作为智能控制，并在电路中加入了电流检测电路8和输出检测电路9检测输出电流和输 出电压，将检测数据反馈至微处理器10，微处理器10会根据此不同的数据按程序预设的值 输出相应的PWM反馈信号(如预设IOv对应IOmA的电流，电流检测电路8检测到8mA，输出 检测电路9检测到10v，则输出脉宽较宽的PWM反馈信号)，再通过PWM积分放大电路11产 生不同电压的控制电平，输出控制电平至光耦反馈电路12，光耦反馈电路12会根据不同的 控制电平提供反馈电平给PWM开关电路13，PWM开关电路13会根据不同的反馈电平输出相 应脉宽的驱动脉冲到输入开关电路3，输入开关电路3按不同脉宽提供不同的开关电流，从 而达到控制电流的目的。由于本实用新型运用微处理器10进行脉宽控制输出，而不是输出 多个高低电平信号操纵硬件来控制输出，从而对充电器的输出电流可作出灵活控制，更改 控制规则方便，避免了充电器充电时不能对充电使用的分段电流进行灵活的设定控制的缺 陷。作为本发明的用脉宽控制分段充电电流的充电器的优选实施例。输出检测电路9 检测所述用脉宽控制分段充电电流的充电器空载时的第二滤波电路7的输出电压。输出检 测电路9的检测点有一空载参考电压，并与微处理器10连接，微处理器10为根据输出检测 电路9提供的空载参考电压的变化判断接入负载后及充电时的状况的微处理器。当所述用脉宽控制分段充电电流的充电器在没有接上电池时，其检测点有一很低压的空载电压(IV 以下，具体产生原理详见下述的具体实施例)，当接上待充电池后，所述的空载电压变为有 负载，此时电压就会产生变化，此变化会送至与其相连接微处理器10，微处理器10就可根 据不同的电压变化判断出电池的状态，包括检测输出电压、输出短路、输出正负端反接、电 池已损坏。如检测到待充电池状态正常，微处理器10才会开启输出开关电路6送出充电电 流，否则关闭输出开关，停止充电。在正常充电时，输出检测电路9会监察输出电压并将检 测的电压送至微处理器10。 如图1所示，在本实用新型的用脉宽控制分段充电电流的充电器的优选实施例的 结构示意图中，所述用脉宽控制分段充电电流的充电器还包括限流限压电路15，限流限压 电路15的输入与第二整流电路5的输出连接，限流限压电路15的输出与光耦反馈电路12 连接。限流限压电路15通过检测第二整流电路5的输出电流对反馈信号进行调整，如输出 电流过大则加大光耦反馈电路12产生的反馈，避免充电电流过大损坏充电电路。如图1所示，在本实用新型的用脉宽控制分段充电电流的充电器的优选实施例的 结构示意图中，微处理器10包括对所述用脉宽控制分段充电电流的充电器的异常状态进 行报警的报警单元14、控制微处理器10工作状态的按钮以及显示微处理器10的工作状态 的指示灯。采用高频变压器便于驱动脉冲信号电压的转换，微处理器10具有控制显示工作 状态的指示灯16以及充电模式选择按钮，更加方便控制和了解充电器的状态。报警单元14 可在所述用脉宽控制分段充电电流的充电器出现异常的情況時(如短路，电池反接及电池 损坏)产生报警信号，报警信号包括有发声或指示灯报警等。下面根据图1通过具体实施例说明本使用新型的用脉宽控制分段充电电流的充 电器的工作原理。用脉宽控制分段充电电流的充电器，包括依次连接的第一滤波电路1、第一整流电 路2、输入开关电路3、高频变压器4、第二整流电路5、输出开关电路6以及第二滤波电路7， 所述用脉宽控制分段充电电流的充电器还包括与所述第二整流电路5连接的电流检测电 路8、与所述第二滤波电路7输出端连接的输出检测电路9以及微处理器10。所述用脉宽 控制分段充电电流的充电器工作时，根据所述的电流检测电路8及所述输出检测电路9所 检测出的电流及电压送入微处理器10，微处理器10会根据不同的检测结果输出相应的PWM 反馈信号，此PWM反馈信号经过PWM积分放大电路11形成一控制电平送至光耦反馈电路 12，光耦反馈电路12将反馈信息送至与输入开关电路3输入端连接的PWM开关电路13，再 由PWM开关电路13输出不同的脉宽到输入开关电路3，输入开关电路3根据不同的脉宽提 供不同的开关电流，从而达到分段控制电流的目的。 当接上交流电源后，充电器进入待机状态，但还有微小的电流维持充电的正常工 作。交流电通过输入第一滤波电路1，进入第一整流电路2，将交流电转换成直流电，此时 PWM开关电路13会输出微小的脉寛控制到输入开关电路3，令其有微小的开关电流通过高 频变压器4到次级，使次级有电压维持正常工作。此时，检测电路有一微小的空载电压，当 接上电池后，输出端变为有负载，此时电压即发生变化，微处理器10便可根据不同的变化 判断出电池的状态，包括故障，如正负反接，输出短路及电池损坏等，这时报警单元14将发 出报警信号，例如报警的声音等；如输出检测电路9检测到电池可进行正常充电，微处理器 10即会将输出开关电路6打开，同时会按电流检测电路8的不同的检测结果输出相应的PWM反馈信号，此PWM反馈信号通过PWM积分放大电路11转换成不同的控制电平，加至光耦 反馈电路12，光耦反馈电路12会将控制讯息反馈至初级的PWM开关电路13，PWM开关电路 13会根据不同的反馈电平输出相应占空比的驱动脉冲到输入开关电路3，令输入开关电路 3按占空比提供不同的开关电流，通过高频变压器4到次级，再经第二整流电路5将开关频 率转换成直流，此时次级输出会输出相应的充电电流，通过输出开关电路6及第二滤波电 路7向电池充电。使用者可以通过微处理器10上的按钮选择充电模式，并可通过指示灯了 解充电器的充电情况及充电状态。 以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的 技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种用脉宽控制分段充电电流的充电器，包括依次连接的第一滤波电路(1)、第一 整流电路O)、输入开关电路(3)、高频变压器G)、第二整流电路(5)、输出开关电路(6)以 及第二滤波电路(7)，其特征在于，所述用脉宽控制分段充电电流的充电器还包括检测所述 第二整流电路(5)输出电流的电流检测电路(8)、检测所述第二滤波电路(7)的输出电压的 输出检测电路(9)，根据所述电流检测电路⑶和所述输出检测电路(9)不同的检测结果产 生反馈信号的微处理器(10)、将所述反馈信号转换为控制电平的PWM积分放大电路(11)、 将所述控制电平转换为反馈信息的光耦反馈电路(12)以及根据所述反馈信息输出相应占 空比的驱动脉冲至所述输入开关电路(3)的PWM开关电路(13)；所述微处理器(10)与所 述输出开关电路(6)连接。
2.根据权利要求1所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器，其特征在于，所述微处 理器(10)为根据所述电流检测电路⑶和所述输出检测电路(9)不同的检测结果产生PWM 反馈信号的微处理器，所述PWM积分放大电路(11)为将所述PWM反馈信号转换为控制电平 的积分放大电路。
3.根据权利要求1所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器，其特征在于，所述输出 检测电路(9)的检测点有一空载参考电压，并与所述微处理器(10)连接，所述微处理器 (10)为根据所述输出检测电路(9)提供的空载参考电压的变化判断接入负载后及充电时 的状况的微处理器。
4.根据权利要求1所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器，其特征在于，所述微处 理器(10)包括对所述用脉宽控制分段充电电流的充电器的异常状态进行报警的报警单元 (14)。
5.根据权利要求1所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器，其特征在于，所述微处 理器(10)还包括用于充电模式选择的按钮以及用于显示充电模式和充电状态的指示灯 (16)。
6.根据权利要求1所述的用脉宽控制分段充电电流的充电器，其特征在于，所述用脉 宽控制分段充电电流的充电器还包括限流限压电路(15)，所述限流限压电路(1 的输入 与所述第二整流电路(5)的输出连接，所述限流限压电路(15)的输出与所述光耦反馈电路 (12)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种用脉宽控制分段充电电流的充电器，包括依次连接的第一滤波电路、第一整流电路、输入开关电路、高频变压器、第二整流电路、输出开关电路以及第二滤波电路，充电器还包括检测第二整流电路输出电流的电流检测电路、检测第二滤波电路的输出电压的输出检测电路，根据电流检测电路和输出检测电路的检测结果产生PWM的微处理器、将PWM转换为控制电平的PWM积分放大电路、将控制电平转换为反馈信息的光耦反馈电路以及根据反馈信息输出相应占空比的驱动脉冲至输入开关电路的PWM开关电路。本实用新型由于运用微处理器进行脉宽控制不同的输出电流，避免了充电器充电时不能对充电电池使用的分段电流进行灵活的设定控制的缺陷。
文档编号H02J7/04GK201854073SQ20102060375
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者林卓明 申请人:林卓明