[发明专利]一种自动适应铅酸电池组电压的充电器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种铅酸电池充电器。具体地说，涉及一种通过检测电池组电压，判断铅酸电池组节数，确定充电电压的铅酸电池充电器，属于电子技术领域。

背景技术

随着生活水平的提高，使用铅酸电池供电的电动自行车、电动汽车等电器设备得到普及，但是不同电器设备，由于使用的铅酸电池节数不一样，用的充电器输出电压也就不同，不同电器设备的充电器一般不能混用，所以每个电器设备都配备了专用的充电器，这样导致了电器设备成本的升高。

发明内容

本发明针对以上不足，提供一种能对电器设备使用电池组串联节数的多少做出判断，并确定的充电器充电电压的铅酸电池充电器。

铅酸电池刚充满电时，每节电池电压最高可到12.5V以上，在使用过程中，电压随着放电过程而逐渐降低，当电压下降到一定程度时(例如9V)，电池能输出的电流显著减小，这时就需要再次充电。但是在空载时，电池的电压变化不大，每节电池电压基本都在11.5V-12.5V之间，所以，通过铅酸电池组空载时的电压，可以判断出电池组的串联节数。

本发明所述的铅酸电池充电器，设有电池电压检测电路，作用是在充电器给电池组开始充电之前，首先测量电池空载电压，将电压信号经过A/D转换路转换成8位二进制数字信号，输送到单片机电路，单片机电路将测得的电压数值除以11.5，取整数N作为判断电池串联节数的依据。单片机电路根据电池节数输出两路控制信号，一路控制晶闸管整流电路的导通角，调整晶闸管整流电路输出电压，使供给开关电源的直流电压为合适的数值；另一路控制电压取样电路，选取适合的数据，使开关电源输出电压为(12*N+2)V，充电电压比电池电压高出2V，本充电器中可适应的电池节数N为1-9节。

本充电器采用了晶闸管整流电路，是因为开关电源模块TL494的占空比在10％-50％之间，根据开关电源的工作原理可知，开关电源使用二极管整流时，整流电路供给开关电源的直流电压为固定的300V，要改变开关电源的输出电压只能通过调整开关电源的电压取样电路的数据实现，所以开关电源能输出电压的最高和最低电压比为4倍。如果使开关电源输出电压适应1-9节电池充电，则输出最高电压和最低电压比为9倍，所以采用一般二极管整流电路，不能实现输出电压高低值之比达9倍的充电器。

本充电器中，单片机根据电池组的串联节数，输出一路控制信号到晶闸管整流电路，控制晶闸管整流电路的导通角，电池串联节数越多，控制晶闸管导通角越大，整流输出的直流电压越高；单片机输出第二路信号到开关电源的电压取样电路，用于改变电压取样电路的数据，电压取样电路的输出电压为取样电压，取样电压由取样电路从开关电源输出电压中分压产生，电压取样电路数据决定了取样电压与电源输出电压比例，而开关电源是通过改变输出电压，使取样电压与电源的基准电压相等，实现稳压目的。因此，不同的电压取样电路的数据决定开关电源的不同占空比，也就出现不同的输出电压。通过以上两个方面的协调控制，使开关电源输出电压高、低值之比达9倍。

为解决以上问题，本发明所采用的技术方案是：一种自动适应铅酸电池组电压的充电器，包括晶闸管智能整流电路、开关电源电路、电压取样电路、电池电压检测电路和单片机控制电路；

晶闸管智能整流电路，接收单片机控制电路的控制信号，改变晶闸管导通角，调整整流输出的直流电压；

开关电源电路，通过改变电压取样电路的数据，输出适合电池组充电电压的稳压电源电路；

电压取样电路，是开关电源电路的一个组成单元，由两个并联的上取样电阻和两个并联的下取样电阻组成，每个取样电阻分别与一个场效应管串联，在单片机控制电路的控制下，通过不同效应管导通，可选择一个或二个上取样电阻和一个或二个下取样电阻接通，共获得9种取样电阻的组合，每种取样电阻值开关电源对应一种输出电压，开关电源电路可输出9种电压值；

所述电池电压检测电路，测量电池空载电压，将电压信号经过A/D转换路转换成8位二进制数字信号给单片机电路，作为判断电池节数的依据；

单片机控制电路，接收电池电压检测电路的信号，判断电池的节数，根据电池节数输出两路控制信号，一路控制晶闸管智能整流电压的导通角，另一路控制电压取样电路的数值，使开关电源输出相应的稳定电压。