專利名稱：多功能智能充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及智能充電設(shè)備的改進(jìn)，具體地說是能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)蓄電池的電壓范圍識別和極性識別并能及時(shí)作出適應(yīng)性轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)多種充電范圍的蓄電池使用、且具有節(jié)電效果和保護(hù)及修復(fù)蓄電池功能的多功能智能充電裝置。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保要求的提高，蓄電池已成了一種常用能源，但每個(gè)蓄電池都要配備相應(yīng)的充電器，也就是說一個(gè)充電器只能對所匹配的蓄電池充電，限制了充電器的適用范圍。目前市場上所使用的智能充電器的種類很多，有的包括了功率變換、充電控制、保護(hù)電路，可以針對各種蓄電池充電，但無法通過檢測蓄電池容量實(shí)時(shí)控制充電電流，以便以最高的效率完成充電，更不能將充電過程實(shí)時(shí)顯示。雖然有的解決了用供電谷底充電以達(dá)節(jié)約用電的問題，或者用插卡法解決智能結(jié)算的問題，或者用單片機(jī)控制解決快速充電和過充保護(hù)的問題，但通過檢索，目前用于蓄電池充電的大部分充電設(shè)備，其正、負(fù)極和電壓適用范圍不能自動(dòng)識別，因此，如果接反正、負(fù)極，將會(huì)造成充電設(shè)備的損壞；其電壓的適應(yīng)性轉(zhuǎn)換需要人為的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換不當(dāng)同樣會(huì)造成充電設(shè)備或蓄電池的損壞；所使用的短路保護(hù)大都使用熔絲保護(hù)，更換熔絲費(fèi)時(shí)費(fèi)力；蓄電池充滿后需人為關(guān)斷充電設(shè)備；無修復(fù)和激活蓄電池的功能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供能對蓄電池的極性和電壓自動(dòng)識別，并自動(dòng)進(jìn)行適應(yīng)性轉(zhuǎn)換，能實(shí)現(xiàn)短路電流保護(hù)、充滿后自動(dòng)斷電、并附帶修復(fù)和激活功能的多功能智能充電
直ο為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該多功能智能充電裝置，包括外殼體、電源線、充電端子、電路板和變壓器，電路板固定在外殼體內(nèi)，變壓器固定安裝在電路板上，充電端子的導(dǎo)線從電路板上的輸出端連接，其特征在于在外殼體的上板面的上部設(shè)有蓄電池的電壓范圍識別顯示窗口、蓄電池的充電電流顯示窗口和蓄電池的充電量顯示窗口 ；在外殼體的上板面的下部設(shè)有功能轉(zhuǎn)換鍵、電流增大鍵和電流減小鍵；所述的電路板上包括蓄電池極性識別電路、蓄電池電壓識別電路、蓄電池極性轉(zhuǎn)換電路、蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路、充電脈沖產(chǎn)生電路、節(jié)能電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADCl、ADC2、單片機(jī)MCUl、MCU2 ；所述的蓄電池極性識別電路由光電耦合器V、二極管Dl和電阻R13組成，光電耦合器V的1腳連接單片機(jī)MCU2的P3. 7腳，光電耦合器V的2腳接地，光電耦合器V的3腳通過電阻R13 接輸出端A，并與整流橋GB2的一個(gè)接點(diǎn)連接，光電耦合器V的4腳通過二極管Dl接輸出端 B，并與整流橋GB2的另一個(gè)接點(diǎn)連接；所述的蓄電池電壓識別電路，由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2 和電阻R3、R4、整流橋GB2組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2的1至8腳依次接單片機(jī)MCU2的Pl. O 腳至Pl. 7腳，并同時(shí)接單片機(jī)MCUl的P3. O腳至P3. 7腳，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2的9腳通過電阻R3接整流橋GB2的一個(gè)接點(diǎn)，并通過電阻R4接地；所述的蓄電池極性轉(zhuǎn)換電路，由三極管VT5、三極管VT6、電阻Rll、電阻Rl2、二極管D6、二極管D7、繼電器J5和繼電器J6組成，三極管VT5的集電極和三極管VT6的集電極分別接繼電器J5和繼電器J6的一個(gè)接點(diǎn)， 二極管D6和二極管D7分別與繼電器J5和繼電器J6并聯(lián)，三極管VT5和三極管VT6的發(fā)射極接地，三極管VT5和三極管VT6的基極分別通過電阻Rll和電阻R12接單片機(jī)MCU2的 P2. 1腳和P2. 0腳，并同時(shí)通過電阻R28、電阻似9接5V電源，繼電器J5和繼電器J6的另一個(gè)接點(diǎn)接12V電源；所述的蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路，由三極管VT2、三極管VT3、三極管VT4、 繼電器J2、繼電器J3、繼電器J4、二極管D3、二極管D4、二極管D5和電阻R8、電阻R9、電阻 RlO組成，三極管VT2的集電極、三極管VT3的集電極和三極管VT4的集電極分別接繼電器 J2、繼電器J3和繼電器J4的一個(gè)接點(diǎn)，二極管D3、二極管D4和二極管D5分別與繼電器J2、 繼電器J3和繼電器J4并聯(lián)，三極管VT2、三極管VT3和三極管VT4的發(fā)射極接地，三極管 VT2、三極管VT3和三極管VT4的基極分別通過電阻R8、電阻R9和電阻RlO分別接單片機(jī) MCU2的P2. 4腳、P2. 3腳和P2. 2腳，并同時(shí)通過電阻R25、電阻R26和電阻R27接5V電源， 繼電器J2、繼電器J3和繼電器J4的另一個(gè)接點(diǎn)接12V電源；所述的充電脈沖產(chǎn)生電路，由場效應(yīng)管DS2和電阻R6組成，場效應(yīng)管DS2的柵極通過電阻R6接單片機(jī)MCU2的P2. 6腳， 并同時(shí)通過從單片機(jī)MCU2引出的電阻R22接5V電源；所述的節(jié)能電路，由三極管VT1、繼電器J1、二極管D2和電阻R7組成，三極管VTl的集電極接繼電器Jl的一個(gè)接點(diǎn)，二極管D2 與繼電器Jl并聯(lián)，三極管VTl的基極通過電阻R7接單片機(jī)MCU2的P2. 5腳，并同時(shí)通過電阻RM接5V電源。本實(shí)用新型還通過如下措施實(shí)施所述的電流增大鍵和電流減小鍵的定觸點(diǎn)分別接單片機(jī)MCU2的P3. 5腳和P3. 4腳。還設(shè)有顯示電路，包括蓄電池的電壓顯示電路、蓄電池的電流顯示電路和蓄電池的電量顯示電路，蓄電池的電壓顯示電路由數(shù)碼管LEDl、數(shù)碼管LED2、電阻R31、電阻R32、 三極管VT7、三極管VT8組成，數(shù)碼管LEDl和數(shù)碼管LED2段選端接單片機(jī)MCUl的P0. 0腳至P0. 7腳，位選端分別接三極管VT7、三極管VT8的集電極；蓄電池的電流顯示電路由數(shù)碼管LED3、數(shù)碼管LED4、電阻R33、電阻R34、三極管VT9、三極管VTlO組成，數(shù)碼管LED3和數(shù)碼管LED4的段選端接單片機(jī)MCUl的P0. 0腳至P0. 7腳，位選端分別接三極管VT9三極管 VTlO的集電極；蓄電池的電量顯示電路由數(shù)碼管LED5、數(shù)碼管LED6、電阻R35、電阻R36、三極管VT11、三極管VT12組成，數(shù)碼管LED5和數(shù)碼管LED6的段選端接單片機(jī)MCUl的P0. 0 腳至P0. 7腳，位選端分別接三極管VTll三極管VT12的集電極。在該裝置中還設(shè)有放電電路，放電電路由場效應(yīng)管DSl、電阻R5、電阻絲Rl組成， 場效應(yīng)管DSl的漏極接電阻絲R1，源極接地；場效應(yīng)管DSl的柵極通過電阻R5接單片機(jī) MCUl 的 P2. 7 腳。為了降低充電溫度，在外殼體內(nèi)還設(shè)有散熱風(fēng)扇。這樣，在本實(shí)用新型中，可通過蓄電池極性識別電路和蓄電池極性轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的正、負(fù)極進(jìn)行識別，并進(jìn)行對應(yīng)性轉(zhuǎn)換，當(dāng)發(fā)生蓄電池的正、負(fù)極與電源的正、負(fù)極接反時(shí)，可自動(dòng)轉(zhuǎn)換，從而為蓄電池正常充電，同時(shí)，當(dāng)不接蓄電池時(shí)，蓄電池電壓識別電路和蓄電池極性識別電路無信號，故負(fù)載側(cè)無電壓輸出，即使將負(fù)載側(cè)短接也無短路電流， 所以不會(huì)造成充電設(shè)備的損壞；通過蓄電池電壓識別電路和蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的電壓范圍自動(dòng)識別，并進(jìn)行適應(yīng)性轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型接220V市電，通過變壓器、整流電路到達(dá)控制電路上端。充電時(shí)，單片機(jī)MCU2的P2. 6腳將會(huì)產(chǎn)生毫秒級的方波脈沖，則場效應(yīng)管會(huì)周期性通斷，即充電脈沖，以提高充電效率，可調(diào)節(jié)充電脈沖占空比來調(diào)節(jié)充電電流的大小。充電蓄電池移除后負(fù)載側(cè)立即斷電，恢復(fù)初始狀態(tài)。當(dāng)蓄電池被充滿時(shí)，蓄電池的電量檢測電路將信號送入單片機(jī)MCU2，先是進(jìn)入浮充狀態(tài)，然后單片機(jī)MCU2使節(jié)能電路完全切斷充電設(shè)備電源，當(dāng)蓄電池電壓下降到一定值后充電設(shè)備又會(huì)為蓄電池充電。此夕卜，本實(shí)用新型還附加有修復(fù)和激活蓄電池的功能，主要有充放電來實(shí)現(xiàn)，按下功能轉(zhuǎn)換鍵，即可自動(dòng)修復(fù)蓄電池，單片機(jī)MCU2先給蓄電池充電，當(dāng)電量充滿時(shí)，單片機(jī)MCU2控制放電電路工作，放電完畢后，又會(huì)給蓄電池充電，這樣進(jìn)行2-3個(gè)循環(huán)，可達(dá)到激活和修復(fù)蓄電池的目的。本實(shí)用新型的有益效果在于與目前對蓄電池充電的智能充電設(shè)備相比，不僅能自動(dòng)控制充電，而且能對蓄電池的極性和電壓自動(dòng)識別，并自動(dòng)進(jìn)行適應(yīng)性轉(zhuǎn)換，能實(shí)現(xiàn)短路電流保護(hù)、充滿后自動(dòng)斷電、并附帶修復(fù)和激活功能?？蓮V泛用于多種蓄電池的能智能充電。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視局剖示意圖；圖2為本實(shí)用新型的電原理圖。圖中1、外殼體；2、電源線；3、充電端子；4、電路板；5、變壓器；6、蓄電池的電壓范圍識別顯示窗口 ；7、蓄電池的充電電流顯示窗口 ；8、蓄電池的充電量顯示窗口 ；9、放電電路；10、蓄電池極性識別電路；11、蓄電池電壓識別電路；12、蓄電池極性轉(zhuǎn)換電路；13、蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路；14、充電脈沖產(chǎn)生電路；15、節(jié)能電路；16、蓄電池的電壓顯示電路；17、 蓄電池的電流顯示電路；18、蓄電池的電量顯示電路；19、功能轉(zhuǎn)換鍵；20、電流增大鍵；21、 電流減小鍵。
具體實(shí)施方式
參照圖1、圖2對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。該多功能智能充電裝置，包括外殼體1、電源線2、充電端子3、電路板4和變壓器5，電路板4固定在外殼體1內(nèi)，變壓器5固定安裝在電路板4上，充電端子3的導(dǎo)線從電路板4上的輸出端連接，其特征在于在外殼體1的上板面的上部設(shè)有蓄電池的電壓范圍識別顯示窗口 6、蓄電池的充電電流顯示窗口 7 和蓄電池的充電量顯示窗口 8，通過蓄電池的電壓范圍識別顯示窗口 6可以觀測到所充蓄電池的電壓所充的允許范圍，通過蓄電池的充電電流顯示窗口 7可以觀測當(dāng)前所充的電流值，通過蓄電池的充電量顯示窗口 8可以觀測當(dāng)前所充的電量；在外殼體1的上板面的下部設(shè)有功能轉(zhuǎn)換鍵19、電流增大鍵20和電流減小鍵21 ；所述的電路板4上包括蓄電池極性識別電路10、蓄電池電壓識別電路11、蓄電池極性轉(zhuǎn)換電路12、蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路13、充電脈沖產(chǎn)生電路14、節(jié)能電路15和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADCl、ADC2、單片機(jī)MCUl、MCU2 ；所述的蓄電池極性識別電路10由光電耦合器V、二極管Dl和電阻R13組成，光電耦合器V的1腳連接單片機(jī)MCU2的P3. 7腳，光電耦合器V的2腳接地，光電耦合器V的3腳通過電阻R13接輸出端A，并與整流橋GB2的一個(gè)接點(diǎn)連接，光電耦合器V的4腳通過二極管Dl接輸出端B， 并與整流橋GB2的另一個(gè)接點(diǎn)連接；所述的蓄電池電壓識別電路11，由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2和電阻R3、R4、整流橋GB2組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2的1至8腳依次接單片機(jī)MCU2的Pl. 0 腳至Pl. 7腳，并同時(shí)接單片機(jī)MCUl的P3. 0腳至P3. 7腳，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2的9腳通過電阻R3接整流橋GB2的一個(gè)接點(diǎn)，并通過電阻R4接地；所述的蓄電池極性轉(zhuǎn)換電路12，由三極管VT5、三極管VT6、電阻R11、電阻R12、二極管D6、二極管D7、繼電器J5和繼電器J6 組成，三極管VT5的集電極和三極管VT6的集電極分別接繼電器J5和繼電器J6的一個(gè)接點(diǎn)，二極管D6和二極管D7分別與繼電器J5和繼電器J6并聯(lián)，三極管VT5和三極管VT6的發(fā)射極接地，三極管VT5和三極管VT6的基極分別通過電阻Rll和電阻R12接單片機(jī)MCU2 的P2. 1腳和P2. 0腳，并同時(shí)通過電阻R28、電阻似9接5V電源，繼電器J5和繼電器J6的另一個(gè)接點(diǎn)接12V電源；所述的蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路13，由三極管VT2、三極管VT3、三極管 VT4、繼電器J2、繼電器J3、繼電器J4、二極管D3、二極管D4、二極管D5和電阻R8、電阻R9、 電阻RlO組成，三極管VT2的集電極、三極管VT3的集電極和三極管VT4的集電極分別接繼電器J2、繼電器J3和繼電器J4的一個(gè)接點(diǎn)，二極管D3、二極管D4和二極管D5分別與繼電器J2、繼電器J3和繼電器J4并聯(lián)，三極管VT2、三極管VT3和三極管VT4的發(fā)射極接地，三極管VT2、三極管VT3和三極管VT4的基極分別通過電阻R8、電阻R9和電阻RlO分別接單片機(jī)MCU2的P2. 4腳、P2. 3腳和P2. 2腳，并同時(shí)通過電阻R25、電阻R26和電阻R27接5V 電源，繼電器J2、繼電器J3和繼電器J4的另一個(gè)接點(diǎn)接12V電源；所述的充電脈沖產(chǎn)生電路14，由場效應(yīng)管DS2和電阻R6組成，場效應(yīng)管DS2的柵極通過電阻R6接單片機(jī)MCU2的 P2. 6腳，并同時(shí)通過從單片機(jī)MCU2引出的電阻R22接5V電源；所述的節(jié)能電路15，由三極管VTl、繼電器Jl、二極管D2和電阻R7組成，三極管VTl的集電極接繼電器Jl的一個(gè)接點(diǎn)，二極管D2與繼電器Jl并聯(lián)，三極管VTl的基極通過電阻R7接單片機(jī)MCU2的P2. 5腳， 并同時(shí)通過電阻RM接5V電源。本實(shí)用新型還通過如下措施實(shí)施所述的電流增大鍵20和電流減小鍵21的定觸點(diǎn)分別接單片機(jī)MCU2的P3. 5腳和P3. 4腳，按下電流增大鍵20電流增大，按下電流減小鍵 21電流減小，從而實(shí)現(xiàn)電流的調(diào)節(jié)。還設(shè)有顯示電路，包括蓄電池的電壓顯示電路16、蓄電池的電流顯示電路17和蓄電池的電量顯示電路18，蓄電池的電壓顯示電路16由數(shù)碼管LED 1、數(shù)碼管LED2、電阻R31、 電阻R32、三極管VT7、三極管VT8組成，數(shù)碼管LEDl和數(shù)碼管LED2段選端接單片機(jī)MCUl 的P0. 0腳至P0. 7腳，位選端分別接三極管VT7、三極管VT8的集電極；蓄電池的電流顯示電路17由數(shù)碼管LED3、數(shù)碼管LED4、電阻R33、電阻R34、三極管VT9、三極管VTlO組成，數(shù)碼管LED3和數(shù)碼管LED4的段選端接單片機(jī)MCUl的P0. 0腳至P0. 7腳，位選端分別接三極管VT9三極管VTlO的集電極；蓄電池的電量顯示電路18由數(shù)碼管LED5、數(shù)碼管LED6、電阻 R35、電阻R36、三極管VT11、三極管VT12組成，數(shù)碼管LED5和數(shù)碼管LED6的段選端接單片機(jī)MCUl的P0. 0腳至P0. 7腳，位選端分別接三極管VTll三極管VT12的集電極。在該裝置中還設(shè)有放電電路9，放電電路9由場效應(yīng)管DSl、電阻R5、電阻絲Rl組成，場效應(yīng)管DSl的漏極接電阻絲Rl，源極接地；場效應(yīng)管DSl的柵極通過電阻R5接單片機(jī)MCUl的P2. 7腳。為了降低充電溫度，在外殼體1內(nèi)還設(shè)有散熱風(fēng)扇。這樣，在本實(shí)用新型中，可通過蓄電池極性識別電路和蓄電池極性轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的正、負(fù)極進(jìn)行識別，并進(jìn)行對應(yīng)性轉(zhuǎn)換，當(dāng)發(fā)生蓄電池的正、負(fù)極與電源的正、負(fù)極接反時(shí)，可自動(dòng)轉(zhuǎn)換，從而為蓄電池正常充電，同時(shí)，當(dāng)不接蓄電池時(shí)，蓄電池電壓識別電路和蓄電池極性識別電路無信號，故負(fù)載側(cè)無電壓輸出，即使將負(fù)載側(cè)短接也無短路電流， 所以不會(huì)造成充電設(shè)備的損壞；通過蓄電池電壓識別電路和蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的電壓范圍自動(dòng)識別，并進(jìn)行適應(yīng)性轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型接220V市電，通過變壓器5、 整流電路到達(dá)控制電路上端。充電時(shí)，單片機(jī)MCU2的P2. 6腳將會(huì)產(chǎn)生毫秒級的方波脈沖， 則場效應(yīng)管會(huì)周期性通斷，即充電脈沖，以提高充電效率，可調(diào)節(jié)充電脈沖占空比來調(diào)節(jié)充電電流的大小。充電蓄電池移除后負(fù)載側(cè)立即斷電，恢復(fù)初始狀態(tài)。當(dāng)蓄電池被充滿時(shí)，蓄電池的電量檢測電路將信號送入單片機(jī)MCU2，先是進(jìn)入浮充狀態(tài)，然后單片機(jī)MCU2使節(jié)能電路完全切斷充電設(shè)備電源，當(dāng)蓄電池電壓下降到一定值后充電設(shè)備又會(huì)為蓄電池充電。 此外，本實(shí)用新型還附加有修復(fù)和激活蓄電池的功能，按下功能轉(zhuǎn)換鍵19，即可自動(dòng)修復(fù)蓄電池，單片機(jī)MCU2先給蓄電池充電，當(dāng)電量充滿時(shí)，單片機(jī)MCU2控制放電電路工作，放電完畢后，又會(huì)給蓄電池充電，這樣進(jìn)行2-3個(gè)循環(huán)，可達(dá)到激活和修復(fù)蓄電池的目的。本實(shí)用新型的工作原理如下220V市電通過變壓器5分出三路不同的交流電，即 12VJ4V、36V，負(fù)載側(cè)不接蓄電池時(shí)，蓄電池的電壓識別和極性識別電路無信號，故蓄電池的極性轉(zhuǎn)換電路和電壓轉(zhuǎn)換電路不工作，負(fù)載側(cè)A、B無電壓輸出，即使將A、B短接也無短路電流，從而實(shí)現(xiàn)了短路電流保護(hù)。當(dāng)充電設(shè)備A、B接入蓄電池時(shí)，無論A正B負(fù)還是B正 A負(fù)，電壓都會(huì)通過整流橋GB2到達(dá)串聯(lián)電阻R3、R4，此時(shí)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2將會(huì)把電阻 R4兩端的模擬電壓轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號送入單片機(jī)MCU2，單片機(jī)MCU2接到ADC2送來的數(shù)據(jù)后作出判斷，然后控制電壓轉(zhuǎn)換電路工作。蓄電池組的電壓大都為12V、24V或36V，若單片機(jī) MCU2檢測到A、B兩端的電壓在7 15V之間，便以12V電壓作為基準(zhǔn)電壓，管腳P2. 4輸出高電平，繼電器J2置位，充電電壓便被轉(zhuǎn)換到了 12V，同時(shí)通過數(shù)碼管LED1、LED2顯示12V; 若單片機(jī)MCU2檢測到A、B兩端的電壓在17 28V之間，便以MV電壓作為基準(zhǔn)電壓，管腳P2.3輸出高電平，繼電器J3置位，充電電壓便被轉(zhuǎn)換到了 MV，同時(shí)讓數(shù)碼管LED1、LED2 顯示MV ；若單片機(jī)MCU2檢測到A、B兩端的電壓在28 40V之間，便以36V電壓作為基準(zhǔn)電壓，管腳P2. 2輸出高電平，繼電器J4置位，充電電壓便被轉(zhuǎn)換到了 36V，同時(shí)讓數(shù)碼管 LEDULED2顯示36V。待單片機(jī)MCU2采集到電壓信號以后再采集蓄電池極性信號，以免A、 B端無蓄電池接入時(shí)被誤認(rèn)為是B正A負(fù)，極性識別電路由二極管Dl、光電耦合器V、電阻 R13組成，由二極管和光耦的特性可知，若A接正B接負(fù)，光電耦合器V導(dǎo)通，單片機(jī)MCU2的 P3. 7變?yōu)榈碗娖剑瑔纹瑱C(jī)MCU2檢測到P3. 7變低后，使P2. 1輸出高電平，則J5置位，從而為蓄電池正常充電，若B接正A接負(fù)，光電耦合器V不導(dǎo)通，單片機(jī)MCU2的P3. 7為高電平， 單片機(jī)MCU2檢測到P3. 7為高電平，會(huì)使P2. 0輸出高電平，則J6置位，同樣為蓄電池正常充電。正常充電時(shí)MCU2的P2. 7腳將會(huì)發(fā)出方波脈沖，所以場效應(yīng)管DSl會(huì)發(fā)出充電脈沖，防止了蓄電池極板產(chǎn)生過多氣泡。有充電電流流過繞線電阻R2時(shí)，在電阻R2兩端必定會(huì)產(chǎn)生壓降，流過電阻R2的電流越大，壓降越大，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將電阻R2兩端的電壓信號送入單片機(jī)MCU1，單片機(jī)MCUl將送來的電壓信號分析計(jì)算后，通過數(shù)碼管LED3、LED4顯示出來。蓄電池充電時(shí)電壓會(huì)慢慢升高，單片機(jī)MCUl會(huì)根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2的電壓信號與蓄電池充滿后的理論電壓值作比較，從而計(jì)算出蓄電池的當(dāng)前電量(以百分?jǐn)?shù)表示)，然后通過數(shù)碼管LED3、LED4顯示出來。顯示電路是通過動(dòng)態(tài)掃描來實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼管顯示的。當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到閾值電壓時(shí)，即電量充滿時(shí)，單片機(jī)MCU2的P2. 5輸出高電平，繼電器Jl 置位，由于變壓器5接的是Jl的常閉觸頭，所以Jl置位后變壓器5斷開，充電停止。充電蓄電池移除后，由于充電電壓為脈沖電壓，輸出端A、B的電壓必定有為零的時(shí)刻，電壓為零時(shí)，電阻R4兩端的電壓同樣為零，MCU2檢測到零信號后各I/O 口恢復(fù)初始狀態(tài)，故充電設(shè)備也恢復(fù)到初始狀態(tài)，等待下一組充電蓄電池的接入。此外，本充電設(shè)備還附加有修復(fù)和激活蓄電池的功能，當(dāng)按下功能轉(zhuǎn)換鍵19后， 單片機(jī)MCU的P3. 6變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)檢測到P3. 6為低電平便調(diào)用內(nèi)部修復(fù)程序，先為電瓶充電，充滿后關(guān)斷充電設(shè)備，P2. 7再輸出高電平，場效應(yīng)管DSl導(dǎo)通，蓄電池便通過電阻絲Rl放電放電，單片機(jī)MCU2通過ADCl檢測到蓄電池電壓下降到一定值后，即放完畢后，關(guān)斷DS1，同時(shí)又接通充電設(shè)備給蓄電池充電，如此進(jìn)行2 3個(gè)循環(huán)，即達(dá)到了激活和修復(fù)電瓶的目的。需要補(bǔ)充的是單片機(jī)MCUl與MCU2的工作方式都由寫入的程序決定。在電量檢測時(shí)，當(dāng)接入12V蓄電池時(shí)，單片機(jī)MCU2先是識別出蓄電池的電壓，再把蓄電池的當(dāng)前電壓與12V蓄電池滿電后的理論電壓作比較，從而計(jì)算出蓄電池的當(dāng)前電量；當(dāng)接入24V蓄電池時(shí)，單片機(jī)MCU2同樣是先識別出蓄電池的電壓，再把蓄電池的當(dāng)前電壓與24V蓄電池滿電后的理論電壓作比較，從而計(jì)算出蓄電池的當(dāng)前電量；當(dāng)36V的蓄電池時(shí)也是同樣的原理。 也就是說無論接入幾伏的蓄電池，單片機(jī)都會(huì)調(diào)出與之相對應(yīng)的電壓基準(zhǔn)，計(jì)算后都能較準(zhǔn)確的顯示出蓄電池的當(dāng)前電量。
權(quán)利要求1.多功能智能充電裝置，包括外殼體(1)、電源線O)、充電端子(3)、電路板⑷和變壓器(5)，電路板固定在外殼體(1)內(nèi)，變壓器(5)固定安裝在電路板(4)上，充電端子(3)的導(dǎo)線從電路板(4)上的輸出端連接，其特征在于在外殼體(1)的上板面的上部設(shè)有蓄電池的電壓范圍識別顯示窗口(6)、蓄電池的充電電流顯示窗口(7)和蓄電池的充電量顯示窗口(8)；在外殼體(1)的上板面的下部設(shè)有功能轉(zhuǎn)換鍵(19)、電流增大鍵00)和電流減小鍵；所述的電路板(4)上包括蓄電池極性識別電路(10)、蓄電池電壓識別電路(11)、蓄電池極性轉(zhuǎn)換電路(1 、蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路(1 、充電脈沖產(chǎn)生電路(14)、節(jié)能電路(15)和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC1、ADC2、單片機(jī)MCU1、MCU2 ；所述的蓄電池極性識別電路 (10)由光電耦合器V、二極管Dl和電阻R13組成，光電耦合器V的1腳連接單片機(jī)MCU2的 P3. 7腳，光電耦合器V的2腳接地，光電耦合器V的3腳通過電阻R13接輸出端A，并與整流橋GB2的一個(gè)接點(diǎn)連接，光電耦合器V的4腳通過二極管Dl接輸出端B，并與整流橋GB2 的另一個(gè)接點(diǎn)連接；所述的蓄電池電壓識別電路(11)，由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2和電阻R3、R4、 整流橋GB2組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2的1至8腳依次接單片機(jī)MCU2的Pl. O腳至Pl. 7腳， 并同時(shí)接單片機(jī)MCUl的P3. O腳至P3. 7腳，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC2的9腳通過電阻R3接整流橋GB2的一個(gè)接點(diǎn)，并通過電阻R4接地；所述的蓄電池極性轉(zhuǎn)換電路(12)，由三極管VT5、 三極管VT6、電阻Rll、電阻Rl2、二極管D6、二極管D7、繼電器J5和繼電器J6組成，三極管 VT5的集電極和三極管VT6的集電極分別接繼電器J5和繼電器J6的一個(gè)接點(diǎn)，二極管D6 和二極管D7分別與繼電器J5和繼電器J6并聯(lián)，三極管VT5和三極管VT6的發(fā)射極接地， 三極管VT5和三極管VT6的基極分別通過電阻Rll和電阻R12接單片機(jī)MCU2的P2. 1腳和 P2. O腳，并同時(shí)通過電阻R28、電阻似9接5V電源，繼電器J5和繼電器J6的另一個(gè)接點(diǎn)接 12V電源；所述的蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路(13)，由三極管VT2、三極管VT3、三極管VT4、繼電器 J2、繼電器J3、繼電器J4、二極管D3、二極管D4、二極管D5和電阻R8、電阻R9、電阻RlO組成，三極管VT2的集電極、三極管VT3的集電極和三極管VT4的集電極分別接繼電器J2、繼電器J3和繼電器J4的一個(gè)接點(diǎn)，二極管D3、二極管D4和二極管D5分別與繼電器J2、繼電器J3和繼電器J4并聯(lián)，三極管VT2、三極管VT3和三極管VT4的發(fā)射極接地，三極管VT2、三極管VT3和三極管VT4的基極分別通過電阻R8、電阻R9和電阻RlO分別接單片機(jī)M⑶2的 P2. 4腳、P2. 3腳和P2. 2腳，并同時(shí)通過電阻R25、電阻R26和電阻R27接5V電源，繼電器 J2、繼電器J3和繼電器J4的另一個(gè)接點(diǎn)接12V電源；所述的充電脈沖產(chǎn)生電路(14)，由場效應(yīng)管DS2和電阻R6組成，場效應(yīng)管DS2的柵極通過電阻R6接單片機(jī)MCU2的P2. 6腳，并同時(shí)通過從單片機(jī)MCU2引出的電阻R22接5V電源；所述的節(jié)能電路(15)，由三極管VT1、 繼電器Jl、二極管D2和電阻R7組成，三極管VTl的集電極接繼電器Jl的一個(gè)接點(diǎn)，二極管D2與繼電器Jl并聯(lián)，三極管VTl的基極通過電阻R7接單片機(jī)MCU2的P2. 5腳，并同時(shí)通過電阻RM接5V電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能充電裝置，其特征在于所述的電流增大鍵00)和電流減小鍵的定觸點(diǎn)分別接單片機(jī)MCU2的P3. 5腳和P3. 4腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能充電裝置，其特征在于還設(shè)有顯示電路，包括蓄電池的電壓顯示電路(16)、蓄電池的電流顯示電路(17)和蓄電池的電量顯示電路(18)，蓄電池的電壓顯示電路(16)由數(shù)碼管LED1、數(shù)碼管LED2、電阻R31、電阻R32、三極管VT7、三極管VT8組成，數(shù)碼管LEDl和數(shù)碼管LED2段選端接單片機(jī)MCUl的PO. O腳至PO. 7腳，位選端分別接三極管VT7、三極管VT8的集電極；蓄電池的電流顯示電路(17)由數(shù)碼管LED3、 數(shù)碼管LED4、電阻R33、電阻R34、三極管VT9、三極管VTlO組成，數(shù)碼管LED3和數(shù)碼管LED4 的段選端接單片機(jī)MCUl的P0. 0腳至P0. 7腳，位選端分別接三極管VT9三極管VTlO的集電極；蓄電池的電量顯示電路(18)由數(shù)碼管LED5、數(shù)碼管LED6、電阻R35、電阻R36、三極管 VT11、三極管VT12組成，數(shù)碼管LED5和數(shù)碼管LED6的段選端接單片機(jī)MCUl的P0. 0腳至 P0. 7腳，位選端分別接三極管VTll三極管VT12的集電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能充電裝置，其特征在于在該裝置中還設(shè)有放電電路(9)，放電電路(9)由場效應(yīng)管DSl、電阻R5、電阻絲Rl組成，場效應(yīng)管DSl的漏極接電阻絲R1，源極接地；場效應(yīng)管DSl的柵極通過電阻R5接單片機(jī)MCUl的P2. 7腳。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多功能智能充電裝置，包括外殼體、電源線、充電端子、電路板和變壓器，其特征在于在外殼體的上板面的上部設(shè)有蓄電池的電壓范圍識別顯示窗口、充電電流顯示窗口和充電量顯示窗口；在外殼體的上板面的下部設(shè)有功能轉(zhuǎn)換鍵、電流增大鍵和電流減小鍵；所述的電路板上包括蓄電池極性識別電路、電壓識別電路、極性轉(zhuǎn)換電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、充電脈沖產(chǎn)生電路、節(jié)能電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC1、ADC2、單片機(jī)MCU1、MCU2。該智能充電裝置，不僅能自動(dòng)控制充電，而且能對蓄電池的極性和電壓自動(dòng)識別，并自動(dòng)進(jìn)行適應(yīng)性轉(zhuǎn)換，能實(shí)現(xiàn)短路零電流保護(hù)、充滿后自動(dòng)斷電、并附帶修復(fù)和激活功能。
文檔編號H02J7/02GK202231471SQ201120188980
公開日2012年5月23日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者房玉勝, 韓照波, 高遲, 黃曉波 申請人:高遲