专利名称：充电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种充电系统，尤其涉及一种实现电池快速充电的系统。
背景技术：
客户在使用用锂电池供电的电动工具时，普遍存在以下情况在需要完成一定工作量或还剩一小部分工作未完成时，发现电池包电量不够，这时使用者需要一小部分容量 (比如a%的电池容量)的电池来完成工作(不需要满容量电池)，并且希望有一种充电器的模式能在极短的时间b内，比如3分钟完成电池25%容量的充电过程。但是目前快速充电的锂离子电池充电器设计成本较高，模式选择性较差并且没有实现在极短的时间内给电池充上可供用户完成一定工作量的电量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，实现用低成本，提供一种可选择充电模式的充电器，使得在很短的时间内安全的给电池一定的容量(能量)以完成
一定量的工作。为解决上述技术问题，本发明提供一种充电系统，至少包括一个充电器和一个电池，充电系统至少包括快充充电模式和正常充电模式快充充电模式可以在符合设定条件的情况下给电池充电，还包括一个指示装置可以指示快充充电模式已经完成。其中快速充电模式的充电电流大于正常充电模式的充电电流，充电时间小于正常充电模式的充电时间。快速充电模式和正常充电模式的切换可以由控制电路根据温度检测电路、电压检测电路实时监测充电电池当前的温度和电压值控制自动切换，也可由操作面板上的控制开关触发，由使用者手动选择。本发明所达到的有益效果本发明的充电器提供具有可选择性的充电模式，其中一种模式包括依靠电池温度变化及电压控制的快充电方案，该充电器设计有可选择的快速充电模式，在低电压且合适的温度变化趋势下能超额输出充电功率以实现在短时间内给电池充上a%的容量,该容量足以完成急需的工作。
图I是本发明的充电器示意图2是本发明的充电器的充电电路的模块图3是本发明的充电器的工作流程图4是图2的充电电路图。图中，I、机壳;101、上机壳;102、下机壳;2、充电槽；3、操作面板；3a、控制开关； 4a、红色LED ;4b、绿色LED ;5、充电电路；6、控制电路；7、指示电路；8、温度检测电路；9、电压检测电路；10、模式选择电路；11、转换充电电路；110、AC-DC输入电路；111、DC-DC电源电路；112、直流电压输出电路；13、外部触发信号。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。如图I所不为本发明的用于直流电动工具的充电器优选的一种不意图，机壳I由上机壳101和下机壳102扣合形成一个整体，机壳I上设一可放置充电电池的充电槽2,机壳I构成的内腔包含充电电路，机壳I上设有操作面板3和指示充电状态的显示装置，可为发光LED或IXD显示屏，以及控制开关3a。此处显示装置为红色LED4a和绿色LED4b，控制开关3a为具有背光的按钮。充电器具有快速充电的模式(或称Peak模式、峰值充电模式)，以及正常充电模式。当然操作面板和充电模式也可设置在锂电池上，锂电池可以是内置式设置于电动工具上也可以是可拆卸的设置在电动工具上，本发明的一种具体实施方式
中，电池包的标称电压为12V，电池元件为圆柱形的，其规格为18mm(直径)X 65mm(长)，电池元件容量为接近 1200mAh或者1500mAh。在快速充电模式下，充电器在极短的时间内将电池充至一个较满的状态；在正常充电模式下，充电器正常充电。控制开关3a的背光用于指示电池是否处于可选择快速充电的状态，并用背光闪烁表示电池正在被快速充电。当控制开关背光亮起，指示电池符合选择快速充电的条件，按下控制开关3a后，充电进入快速充电模式，背光闪烁，快速充电结束后控制开关3a的背光常亮。显示装置的红色LED4a和绿色LED4b用于报错和正常充电的充电状态。当红色 LED4a亮，表示电池发生异常情况，在快速充电模式和正常充电模式下的异常情况均使用此方式。绿色LED4b用于指示正常充电的充电状况，当电池在正常充电模式下充电，绿色 LED4b闪烁，电池充满后绿色LED4b常亮。如图2所示，本发明的充电器充电电路5结构包含，温度检测电路8、电压检测电路9，实时监测充电电池当前温度和电压，并将监测数值传送至控制电路6 ；控制电路6接收并处理温度检测电路8、电压检测电路9的信息或/和外部的操作面板3的输入信息，控制充电电路5的充电模式，并将当前状态信息传送至指示电路7，指示电路7可以包含显示装置，用于指示充电状态或者其他需要显示的信息。模式选择电路10按照控制电路6发出的控制信号，选择进入快速充电模式(简称为Peak模式)或者正常充电模式，并可在两种模式之间切换。转换充电电路11与充电电池连接，包含依次连接的AC-DC输入电路110、DC-DC电源电路111及直流电压输出电路112， 按照模式选择电路10发出的充电模式对充电电池进行充电。一种实施方式下，控制电路6根据温度检测电路8、电压检测电路9实时监测的充电电池当前的温度和电压值进行判断选择，自动切换充电模式。当温度检测电路8检测到的电池温度符合预设的温度范围，且电压检测电路9检测到的电池电压符合预设的电压范围，则控制电路6输出一控制信号至模式选择电路10，将充电模式切换为快速充电模式。另一种实施方式下，控制电路6接收外部触发信号13进行充电模式的切换。外部触发信号13可以为开关触发的信号，也可以为光、电、声形式的触发信号。在本实施例中， 优选的，为通过操作面板3手动的控制开关3a，输入控制信号。操作面板3或为按键式，或为触摸式，或为两者结合的形式。也可以将指示电路7 与操作面板3的部分功能或者全部功能集成在一起。通过操作面板3可以对充电时间、充电电流进行设置。如图2、图3所示，说明本发明充电器的一种工作流程，当充电器检测到有电池插入时，首先通过温度检测电路8、电压检测电路9检测电池的温度、电压是否在允许充电的范围内。如果电池需要充电，则可以通过模式选择电路10选择进入快速充电模式(简称 Peak模式)或者是正常充电模式，快速充电模式转换充电电路11可以对充电电池提供大电流Il进行充电，如加在单个电池元件上的充电电流为6A，实现以较大的充电电流对电池进行短时快速充电，本实施方式中当电池包电压达到12V时，充电电压不再上升，充电电流减小，当电流减小到3. 3A时，退出快速充电模式并转入正常充电模式。选择进入快速充电模式或者是正常充电模式的方式有两种，一种是自动切换，一种是非自动切换，即依靠外部触发信号13触发进入。本实施例中仅介绍外部触发信号13触发进入的方式，当控制开关3a 触发时即进入Peak模式。在Peak模式中，对充电时间、充电电流进行设定，预设充电电流为II，如6A，与正常充电模式的充电电流值12相比，一般的，12为3A，Il > 12。设定充电时间为tl，如3min。 在此大电流的条件下对电池进行充电，可在预设的很短时间内使电池的能量充到一个较满的程度，如25%，可以供用户完成一定的工作量，以快速满足使用者基本的使用需要。同时在此模式下，预设充电允许的最高电池温度为Tl，如40摄氏度，最大电池电压为Vl，如12V。 当充电时间达到设定值tl时退出Peak模式，或者当检测到的电池温度或电压系数大于等于预设的最高电池温度T1、V1时，自动退出Peak模式。以对12V直流螺丝批电池包3分钟快速充电为例，以下表格中列出的是以经过试验得出的具有实用性的参数，可以根据不同的需求具体设定，但均在本发明的保护范围内
权利要求
1.一种充电系统，用于电动工具，至少包括一个充电器和一个锂电池，所述锂电池至少设置有一节锂电池元件，所述的锂电池元件的直径接近18mm，长度接近65mm，所述充电系统至少包括一种快充充电模式，其特征在于所述快充充电模式给所述单个锂电池元件以大于等于4. 5A的充电电流进行充电。
2.根据权利要求I所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统包括一个正常充电模式，正常充电模式的充电电流小于快充充电的充电电流，所述充电系统还包含一控制电路， 通过一模式选择电路控制两种充电模式的切换，所述模式选择电路，按照所述控制电路发出的控制信号，选择进入相应的快速充电模式或者正常充电模式。
3.根据权利要求I所述的充电系统，其特征在于，所述快充充电电流至少为6A。
4.根据权利要求3所述的充电系统,其特征在于，所述快速充电模式预设一第一充电时间接近3分钟可完成锂电池25%容量的充电。
5.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，所述快充充电模式所设定的充电条件为允许的最高电池温度为40摄氏度，最大电池电压为12V。
6.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，还包含一指示装置指示电池是否处于可选择快充充电模式的状态。
7.根据权利要求6所述的充电系统，其特征在于，所述指示装置为具有背光的控制开关。
8.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统根据温度检测电路、电压检测电路实时监测电池当前的温度和电压值控制自动切换充电模式。
9.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，由所述控制电路接收外部触发信号进行充电模式切换。
10.根据权利要求9所述的充电系统，其特征在于，所述外部触发信号由控制开关触发。
11.根据权利要求10所述的充电系统，其特征在于，所述控制开关为按键式。
12.根据权利要求10所述的充电系统，其特征在于，还包括正常充电模式状态显示装置。
13.根据权利要求I所述的充电系统，其特征在于，所述的锂电池的标称电压为12V，单节电池元件的标称电压为4V。
全文摘要
本发明提供一种充电系统，至少包括一个充电器和一个电池，充电系统至少包括快充充电模式和正常充电模式述快充充电模式可以在符合设定条件的情况下给电池充电，还包括一个指示装置可以指示快充充电模式已经完成。本发明的充电器提供具有可选择性的充电模式，可以依靠电池温度变化控制的超快充电方案，可实现在低电且合适的温度变化趋势下能超额输出充电功率以实现在短时间内安全的给电池一定的容量(能量)以完成一定量的工作。
文档编号H02J7/10GK102611181SQ201110200978
公开日2012年7月25日 申请日期2011年7月18日 优先权日2010年10月21日
发明者吴南飞, 杨德中, 段俊雅 申请人:南京德朔实业有限公司