一种简易充电装置的制作方法

本实用新型涉及的是充电技术领域，具体涉及一种简易充电装置。

背景技术：

目前常用的充电方式基本有两种；一个是使用充电芯片，比如移动电源这样，这些都是专业的电源管理芯片，服务对象一般都是手机、平板；再一个就是在产品的PCB板上加简单的充电电路给锂电池充电，电压或电流一般比较大；上述两种充电方式都没有一种针对一些电压低，容量相对锂电池要小的电容器充电装置，且没有电压检测的功能，基于此，设计一种新型的简易充电装置还是很有必要的。

技术实现要素：

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种简易充电装置，结构简单，设计合理，适应性广，能够对小容量电源进行充电，同时具有电压检测的功能，稳定可靠，实用性强，易于推广使用。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种简易充电装置，包括电源模块、电压检测模块、控制模块、电池接入与AD检测模块、充电模块、显示模块，电源模块分别与充电模块、控制模块连接，电压检测模块接控制模块，电压检测模块、充电模块均接入电池接入与AD检测模块，控制模块分别与充电模块、显示模块连接。

作为优选，所述的控制模块与放电模块连接，放电模块由五个LED放电电路组成，可根据需要选择放电通路数量，放电稳定，放电现象明显，在一定程度上也是延长了电容器的使用寿命。

作为优选，所述的控制模块接有RS-232模块，RS-232模块对需要传输的数据可以进行远距离传输，做为远程监控使用。

本实用新型的有益效果：装置具有充放电、通信的功能，可以对超级电容，或一些电压低、容量相对锂电池要小的电容器充电装置充电，能应用到很多特有的行业，最大程度上保护充电电容器，提高其使用寿命，从而节省成本，稳定性好，可靠性高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型电源模块的电路图；

图3为本实用新型电池接入与AD检测模块、电压检测模块、充电模块、放电模块的连接电路图；

图4为本实用新型控制模块的电路图；

图5为本实用新型显示模块的电路图；

图6为本实用新型RS-232模块的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1-6，本具体实施方式采用以下技术方案：一种简易充电装置，包括电源模块1、电压检测模块2、控制模块3、电池接入与AD检测模块4、充电模块5、显示模块6，电源模块1分别与充电模块5、控制模块3连接，电压检测模块2接控制模块3，电压检测模块2、充电模块5均接入电池接入与AD检测模块4，控制模块3分别与充电模块5、显示模块6连接，所述的控制模块3与放电模块7连接，放电模块7由五个LED放电电路组成，充电板还具有放电功能，可根据需要选择放电通路数量，放电稳定，放电现象明显，在一定程度上也是延长了电容器的使用寿命，当充电电池接入后，接通电源，控制模块可以对电池进行充电或者放电。

值得注意的是，所述的控制模块3接有RS-232模块8，RS-232模块8对需要传输的数据可以进行远距离传输，做为远程监控使用。

本具体实施方式电源模块1使用通用电源芯片产生3.3V和4.4V电压，3.3V为主控工作电压，4.4V为充电电路工作电压，如图2：RT8008和SGM2019-3V3是电压转换芯片，P1是电源接口端子，其工作原理为：当P1接入5V电压后，电源芯片U1，即RT8008和电源芯片U2，即RSGM2019-3V3会产生4.4V和3.3V电压。

电池接入与AD检测模块4使用3PIN插座，分别是电池正极、电池负极和一个AD检测脚，在电池正极电路上使用高精度电阻采用分压的方式，检测电池充电线路上的电流，如图3：P2是电池和AD检测脚接口，其工作原理为：当装置接通电源，P2的2脚接入电池后，SAMSAMPLING_A/SAMPLING_B产生相应电压，P2的3脚接入电压后SAMPLING_C处会产生相应电压，通过计算可以得出P2处引脚的电压值，同时可以计算出流过R16电阻的电流。

控制模块3使用电源模块1产生的3.3V电压工作，同时，根据电压检测模块2提供的电压数据对充电模块5和放电模块7做出控制动作，使得电池进行充电或者放电，并对显示模块6的两个LED指示灯进行控制，显示当前电池的状态，如图4：采用STM32F103C8T6为主控芯片U3，P3为连接孔，工作原理：当装置接通电源后，产生主控芯片工作所需电压，通过P3下载程序。断电重启后主控工作，对外围引脚输入的信号进行处理，输出相应的控制信号。

充电模块5充电电路使用晶体NPN型三极管对电池进行充电，控制模块相应引脚使用开漏方式对三极管的基极发送高阻和低电平状态，从而控制充电电路的打开与关闭，如图3，其工作原理：装置通电，电池合格时，CHARGE输出打开信号，Q1(2N3904)工作，DISCHARGE输出关闭信号，Q2(2N3904)关闭，此时对接入P2的电池充电，SAMPLING_A/SAMPLING_B/SAMPLING_C处会实时产生电压，反馈给主控芯片U3。

放电模块7放电电路同样使用晶体NPN型三极管对电池进行放电，控制模块相应引脚也使用开漏方式对三极管的基极发送高阻和低电平状态，从而控制放电电路的打开与关闭，放电电路使用并联5组LED灯进行放电，LED工作在额定电流和额定电压状态；如图3，其工作原理：装置通电，电池需要放电时，CHARGE输出关闭信号，Q1(2N3904)关闭，DISCHARGE输出打开信号，Q2(2N3904)工作，此时对接入P2的电池通过Q2放电，D1/D2/D3/D4/D5五个LED灯都亮，工作在额定电压和额定电流状态，SAMPLING_A/SAMPLING_B/SAMPLING_C处会实时产生电压，反馈给主控芯片U3。

电压检测模块2使用主控芯片U3集成的AD采集功能，读取电池充电电路上两处电压和AD检测引脚上的电压值，并将电压值数据提供给控制模块使用，如图3，其工作原理：当装置通电后，主控芯片U3开始工作，SAMPLING_A/SAMPLING_B/SAMPLING_C处会实时产生电压，并将电压值反馈到主控芯片的AD引脚，主控芯片U3内部集成的AD转换电路会将模拟电压值转换为数字电压值供主控使用。

显示模块6分别使用一个绿色、一个红色LED灯做状态指示用，如图5，工作原理：当装置通电后，主控芯片会根据SAMPLING_A/SAMPLING_B/SAMPLING_C提供的电压值，经计算后对D6/D7连个LED灯输出不同信号，显示电池的不同状态。

RS-232模块8为将数据对外传输而设计，方便上位机调试与监控，采用MAX3232ESE这款TTL串口转RS-232串口芯片U4，如图6，工作原理：当装置接通电源后，可以通过RX1、TX1串口将数据发送到RS-232芯片U4，再由该芯片将数据发送到上位机或监控中心。

本具体实施方式的工作过程：(1)根据需要充电的设备电压值调整PCB板上的R3电阻使得Q1三极管输出电压为充电设备电压，默认充电电压为3.8V。

(2)充电接口中间那个针是充电脚，左边是电压检测功能脚，最右边是地网络；把充电设备的电源正接在中间脚上，电源负接在最右边脚上，给充电板供电5V就开始给充电设备充电了。

(3)放电过程，首先，按照①所示位置将并排的5组都短接，然后，会由程序控制进行放电，此时五组LED灯会都亮，LED灯放电是工作在最大功耗模式，当放电完成后，同样是程序控制将五组灯同时熄灭，进入充电状态，从而完成对电源的充放电实验，验证充电设备性能。默认状态是完成5次充放电实验，如有特殊要求，可提供相应程序更改服务。

本具体实施方式主要功能是为超级电容等小型电容器充电，装置可以根据需要为3.3V到3.8V等非常规电压值的电容器充电，比搭积木还简单的方式更改输出充电电压，充电刚开始会以低电压，大点流的方式充电，然后，随着电容器电量增加，电容器电压升高，充电电压不变，充电电流减小，降低充电速度，最大程度上保护充电电容器，提高其使用寿命，从而节省成本，装置可以应用到很多特有的行业，比如给纽扣电池充电，或者为OBU的超级电容充电等使用小型电池的场所，同时，也可以作为电池检验工具，板子配套程序还可以完成规定次数的电池充放电，检验电池性能，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。