一种自动匹配电池类型的充电器论文和设计-李东

全文摘要

本实用新型提供一种自动匹配电池类型的充电器，包括MCU控制模块及与其连接的稳压电路模块、第一充电模块、第二充电模块、电池检测模块以及LED显示模块。本实用新型通过控制所述第一充电模块统一对电池进行第一次充电，在第一预设时间段后检测所述充电电池的电压，所述MCU控制模块根据所述充电电池的电压变化判断电池的类型，若电压大于第三预设电压，则判断是锂电池且充满，停止充电；若电压小于第三预设电压，则判断是镍氢、镍镉电池，并通过第二充电模块对镍氢、镍镉电池进行第二次充电，本实用新型能够在不伤害电池的前提下，自动区分电池类型，并采用相应的充电模式将电池充满，自动化程度高、出错率低、大幅度地节约了人力物力。

主设计要求

1.一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于，包括MCU控制模块及与其连接的稳压电路模块、第一充电模块、第二充电模块、电池检测模块以及LED显示模块，所述电池检测模块还连接所述第一充电模块、第二充电模块；所述稳压电路模块、第一充电模块、第二充电模块还接入充电电源。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于：所述稳压电路模块用于将所述充电电源转化为稳定的芯片电源为所述MCU控制模块供电；

所述电池检测模块用于检测充电电池的接入以及检测所述充电电池的温度；

所述MCU控制模块用于在判断到所述电池检测模块接入充电电池且所述充电电池的温度满足预设温度范围时，以第一充电模式控制所述第一充电模块通过所述充电电源为所述充电电池进行第一次充电；

所述MCU控制模块还用于在所述第一次充电过程中实时获取所述充电电池的温度，在判断到所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围超过预设次数时，控制所述第一充电模块停止对所述充电电池的充电，以及控制所述LED显示模块显示充电故障信号；

所述MCU控制模块还用于以第一检测模式在判断到所述充电电池的电压稳定达到第一预设电压时即完成所述第一次充电时，等待第一预设时间段后检测所述充电电池的电压，并将此时所述充电电池的电压与第二预设电压进行比较得出所述充电电池中包含二极管或不含二极管后，以第二检测模式检测所述充电电池的电压；

若此时所述充电电池的电压小于第三预设电压则表明所述充电电池为第一类型电池，此时控制所述第一充电模块、第二充电模块以第一补充充电模式为所述充电电池充电进行第二次充电；

若此时所述充电电池的电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中包含二极管，则表明所述充电电池为第二类型电池，此时控制所述第一充电模块、第二充电模块以第二补充充电模式为所述充电电池充电进行第二次充电；

若此时所述充电电池的电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中不包含二极管，则表明所述充电电池为第三类型电池，此时控制所述LED显示模块显示充电已满信号并切断所述第一充电模块、与所述充电电池的电性连接；

所述MCU控制模块还用于在所述第二次充电过程中实时获取所述充电电池的温度，在判断到所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围超过预设次数时，断开所述第二充电模块与所述充电电池的电性连接，以及控制所述LED显示模块显示充电故障信号；

所述MCU控制模块还用于控制所述LED显示模块在所述第一次充电或所述第二次充电过程中显示充电信号；还用于在完成所述第一次充电和第二次充电后显示充电已满信号。

3.如权利要求2所述的一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于：

所述第一类型电池为镍氢电池或镍镉电池；所述第二类型电池为包含二极管的锂电池；所述第三类型为不包含二极管的锂电池。

4.如权利要求3所述的一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于：所述预设温度范围为0～45℃，所述电池检测模块中设有热敏电阻，所述MCU控制模块通过检测所述热敏电阻的分压值确定所述充电电池的温度；所述MCU控制模块在判断到所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围未超过预设次数时，在所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围时，暂停为所述充电电池进行充电，但在所述充电电池的温度冷却到满足所述预设温度范围时，继续为所述充电电池充电。

5.如权利要求4所述的一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于：所述MCU控制模块还用于在接入所述充电电池前以及完成所述第一次充电及第二次充电过程中，实时检测所述充电电源是否在9～16V范围内，若否则将自身重置。

6.如权利要求5所述的一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于：所述MCU控制模块还用于在以第一充电模式为所述充电电池充电前，检测所述充电电池的电压，若此时所述充电电池的电压高于8.6V，则表示所述充电电池已被充满，则切断所述第一充电模块、第二充电模块与所述电池检测模块的电性链接并控制所述LED显示模块显示充电已满信号，若此时所述充电电池的电压小于1.0V，则显示充电故障信号。

7.如权利要求6所述的一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于：所述第一充电模式为，先用第一恒流将所述充电电池的电压充至所述第一预设电压后再以所述第一预设电压恒压充电至所述充电电池的电流下降至第一预设电流阈值，即完成所述第一次充电；所述第一恒流为1A，所述第一预设电压为8.4V，所述第一预设电流阈值为150mA。

8.如权利要求7所述的一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于：所述第二预设电压为5V；所述第三预设电压为8.32V；所述第一检测模式为检测所述充电电池的等效电压，所述第二检测模式为检测所述MCU控制模块在所述第一检测模式基础上向所述电池检测模块施加一10mA的电流后的所述充电电池的实际电压。

9.如权利要求8所述的一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于：所述第一补充充电模式为，所述第二充电模块施加一缓慢上升的PWM信号、所述第一充电模块以恒流1A充电一设定时间段后停止充电第二预设时间段，在停止的所述第二预设时间段内，所述MCU控制模块向所述电池检测模块施加一10mA的电流，然后在停止充电后、等待小于所述第二预设时间段后的第三预设时间段后检测所述充电电池的电压，若所述电压不小于9.0V或后前两次测得的电压差值不大于一预设电压差值，则完成所述第二次充电，反之则重复第一补充充电模式的前述操作；

所述预设次数设置为3次，所述第一预设时间段设置为10秒，所述设定时间段设置为5秒，所述第二预设时间段设置为200毫秒，所述第三预设时间段设置为150毫秒，所述预设电压差值设置为18mV。

10.如权利要求9所述的一种自动匹配电池类型的充电器，其特征在于：所述第二补充充电模式为，所述第二充电模块施加一缓慢上升的PWM信号，所述第一充电模块以恒压8.6V，为所述充电电池充电直至电流降至100mA，完成所述第二次充电。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电池充电器技术领域，尤其涉及一种自动匹配电池类型的充电器。

背景技术

电池充电器(battery charger)也称电池充电座。是电动车、电动工具、电玩、笔记本、数码及小型便携式电子设备及电子电器所用的可充电电池的充电用电设备，一般由外壳、电源转换部分、充电检测部分、充电保护部分等组成。充电器按照输出电流类型分为纯直流和脉动直流，按连接方式分为插墙式和桌面式，按所充电电池的类型分为镍镉电池充电器、镍氢电池充电器、镍锌电池充电器、铅酸电池充电器和锂电池充电器等，按充电器的功能分为专用充电器和通用充电器。

充电器给电池充电时，首先要根据充电电池的类型和电压对充电器的种类、保护类型、输出电压和电流规格进行相应的选择，再根据市网电压选取满足相应的输入条件的充电器。针对多种化学电池设备的充电问题，需要用户有较强的意识能识别电池，从而选择不同的充电方法。否则，如果在用电设备充电过程中，用户选择的充电方式错误，就容易造成用电设备损坏，引起电池起火、爆炸。

电池的使用领域，比如对讲机、卫星电话，这些通讯设备为满足不同的需求，通常会使用两种以上的电池，作为备用电池，如果是锂电池，单节电压是 3.6V，如果用镍氢或镍隔电池，单节电压只有1.2V，设备用电就有可能以2节锂电池或6节镍氢或镍镉电池达到相同的使用效果，不同节数的充电，要遵循1 节锂电池来匹配三节镍氢或镍镉电池。而现有的充电器不能直接判断需要充电的电池类型，以及选用何种电池充电方法。

实用新型内容

本实用新型提供一种自动匹配电池类型的充电器，解决了现有技术充电设备无法主动识别电池类型，无法兼容多种类型电池充电的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种自动匹配电池类型的充电器，包括MCU控制模块及与其连接的稳压电路模块、第一充电模块、第二充电模块、电池检测模块以及LED显示模块，所述电池检测模块还连接所述第一充电模块、第二充电模块；所述稳压电路模块、第一充电模块、第二充电模块还接入充电电源。

所述稳压电路模块用于将所述充电电源转化为稳定的芯片电源为所述MCU 控制模块供电；

所述电池检测模块用于检测充电电池的接入以及检测所述充电电池的温度；

若此时所述充电电池的电压小于第三预设电压则表明所述充电电池为第一类型电池，此时控制所述第一充电模块、所述第二充电模块以第一补充充电模式为所述充电电池充电进行第二次充电；

若此时所述充电电池的电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中包含二极管，则表明所述充电电池为第二类型电池，此时控制所述第一充电模块、所述第二充电模块以第二补充充电模式为所述充电电池充电进行第二次充电；

若此时所述充电电池的电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中不包含二极管，则表明所述充电电池为第三类型电池，此时控制所述LED显示模块显示充电已满信号并切断所述第二充电模块、第一充电模式与所述充电电池的电性连接；

所述第一类型电池为镍氢电池或镍镉电池；所述第二类型电池为包含二极管的锂电池；所述第三类型为不包含二极管的锂电池。

所述预设温度范围为0～45℃，所述电池检测模块中设有热敏电阻，所述 MCU控制模块通过检测所述热敏电阻的分压值确定所述充电电池的温度；所述 MCU控制模块在判断到所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围未超过预设次数时，在所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围时，暂停为所述充电电池进行充电，但在所述充电电池的温度冷却到满足所述预设温度范围时，继续为所述充电电池充电。

所述MCU控制模块还用于在接入所述充电电池前以及完成所述第一次充电及第二次充电过程中，实时检测所述充电电源是否在9～16V范围内，若否则将自身重置。

所述MCU控制模块还用于在以第一充电模式为所述充电电池充电前，检测所述充电电池的电压，若此时所述充电电池的电压高于8.6V，则表示所述充电电池已被充满，则切断所述第一充电模块、第二充电模块与所述电池检测模块的电性链接并控制所述LED显示模块显示充电已满信号，若此时所述充电电池的电压小于1.0V，则显示充电故障信号。

所述第一充电模式为，先用第一恒流将所述充电电池的电压充至所述第一预设电压后再以所述第一预设电压恒压充电至所述充电电池的电流下降至第一预设电流阈值，即完成所述第一次充电；所述第一恒流为1A，第一预设电压为 8.4V，所述第一预设电流阈值为150mA。

所述第二预设电压为5V；所述第三预设电压为所8.32V；所述第一检测模式为检测所述所述充电电池的实际电压，所述第二检测模式为检测所述MCU控制模块在所述第一检测模式基础上向所述电池检测模块施加一10mA的电流后的所述充电电池的等效电压。

所述第一补充充电模式为，所述第二充电模块施加一缓慢上升的PWM信号、所述第一充电模块以恒流1A充电一设定时间段后停止充电第二预设时间段，在停止的所述第二预设时间段内，所述MCU控制模块向所述电池检测模块施加一 10mA的电流，然后在停止充电后、等待小于所述第二预设时间段后的第三预设时间段后检测所述充电电池的电压，若所述电压不小于9.0V或后前两次测得的电压差值不大于一预设电压差值，则完成所述第二次充电，反之则重复第一补充充电模式的前述操作；

所述第二补充充电模式为，所述第二充电模块施加一缓慢上升的PWM信号，所述第一充电模块以恒压8.6V，为所述充电电池充电直至电流降至100mA，完成所述第二次充电。

本实用新型提供的一种自动匹配电池类型的充电器，设置了MCU控制模块第一充电模块、第二充电模块、电池检测模块，MCU控制模块，通过设置的第一充电模块先统一对充电电池进行第一次充电，在第一预设时间段后直接检测电池检测模块中充电电池的电压，根据所述充电电池的电压变化判断电池的类型，若电压大于第二预设电压(电压没有明显降低)，则判断充电电池包含二极管或不包含二极管，然后MCU控制模块给电池检测模块施加一电流后重新检测所述充电电池的电压，此时若电压小于第三预设电压，则判断是镍氢、镍镉电池，并通过第一充电模块、第二充电模块对镍氢、镍镉电池进行第二次充电，若电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中包含二极管，则判断是包含二极管的锂电池，则通过第一充电模块、第二充电模块对包含二极管的锂电池进行第二次充电，若电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中不包含二极管，则判断是不包含二极管的锂电池，此时该电池已经被充满，则不需要再充电。本实用新型能够在不伤害电池的前提下，自动区分电池类型，并采用相应的充电模式将电池充满，自动化程度高、出错率低、大幅度地节约了人力物力；

本实用新型提供的一种自动匹配电池类型的充电器，其电池检测模块中设置了热敏电阻来实时检测充电前、充电时的充电电池的温度，在发现电池温度超出预设的安全阈值时，立即停止充电，保护电池及保证整个电路的安全；

本实用新型提供的一种自动匹配电池类型的充电器，还设置了LED显示模块，通过LED显示不同颜色的光来代表充电电池的充电状态，能够起到提示和警示的作用。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种自动匹配电池类型的充电器的电路框架图；

图2是本实用新型实施例提供的锂电池充电到第一预设电压后停止充电的电压变化曲线图；

图3是本实用新型实施例提供的镍氢、镍镉电池充电到第一预设电压后停止充电的电压变化曲线图；

图4是本实用新型实施例提供的锂电池的完整充电曲线图；

图5是本实用新型实施例提供的带二极管的锂电池的完整充电电压变化曲线图；

图6是本实用新型实施例提供的镍氢、镍镉电池的完整充电曲线图；

图7是本实用新型实施例提供的图1中MCU控制模块1的电路原理图；

图8是本实用新型实施例提供的图1中稳压电路模块2的电路原理图；

图9是本实用新型实施例提供的图1中第一充电模块3的电路原理图；

图10是本实用新型实施例提供的图1中第二充电模块4的电路原理图；

图11是本实用新型实施例提供的图1中电池检测模块5温度检测部分的电路原理图；

图12是本实用新型实施例提供的图1中电池检测模块5电池接入检测的电路原理图；

图13是本实用新型实施例提供的图1中LED显示模块6的电路原理图；

其中：MCU控制模块1、稳压电路模块2、第一充电模块3、第二充电模块 4、电池检测模块5、LED显示模块6。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。

因为锂电池单节电压是3.6V，镍氢或镍隔电池单节电压是1.2V，设备用电就有可能以2节锂电池或6节镍氢、镍镉电池达到相同的使用效果，本实施例就是根据2节锂电池等于6节镍氢、镍镉电池的情况对电池进行区分。

本实用新型实施例提供的一种自动匹配电池类型的充电器，参见图1，包括 MCU控制模块1及与其连接的稳压电路模块2、第一充电模块3、第二充电模块4、电池检测模块5以及LED显示模块6，所述电池检测模块5还连接所述第一充电模块3、第二充电模块4；所述稳压电路模块2、第一充电模块3、第二充电模块4还接入充电电源。

本实用新型实施例的主要实现过程是：通过设置的第一充电模块3先统一对充电电池进行第一次充电，在第一预设时间段后直接检测电池检测模块中充电电池的电压，根据所述充电电池的电压变化判断电池的类型，若电压大于第二预设电压(电压没有明显降低)，则判断充电电池包含二极管或不包含二极管，然后MCU控制模块给电池检测模块施加一电流后重新检测所述充电电池的电压，此时若电压小于第三预设电压，则判断是镍氢、镍镉电池，并通过第一充电模块3、第二充电模块4对镍氢、镍镉电池进行第二次充电，若电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中包含二极管，则判断是包含二极管的锂电池，则通过第一充电模块3、第二充电模块4对包含二极管的锂电池进行第二次充电，若电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中不包含二极管，则判断是不包含二极管的锂电池，此时该电池已经被充满，则不需要再充电。

参见图8，所述稳压电路模块2通过图中引出的VCC5V1端口连接到所述 MCU控制模块1的电源接入端口VDD，所述稳压电路模块2将所述充电电源转化为稳定的芯片电源为所述MCU控制模块1供电；

所述电池检测模块5用于检测充电电池的接入以及检测所述充电电池的温度；参见图12，所述MCU控制模块1通过管脚PA4连接到所述电池检测模块 5，能够根据电池接入端BAT+1的电压判断有无电池接入，例如，当所述电池接入端BAT+1的电压为5V时，判断为无电池接入，当所述电池接入端BAT+1 的电压为0V时，判断为有电池接入；通过TP200多路温度巡检仪中的热敏电阻对充电电池的温度进行全程监控。

参见图7，所述MCU控制模块1在判断到所述电池检测模块5接入充电电池且所述充电电池的温度满足预设温度范围时，以第一充电模式控制所述第一充电模块3通过所述充电电源为所述充电电池进行第一次充电；

参见图9，所述MCU控制模块1通过管脚PC1连接到所述第一充电模块3 的NTC_OFF1端口，所述MCU控制模块1还在所述第一次充电过程中实时获取所述充电电池的温度，在判断到所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围超过预设次数时，控制所述第一充电模块3停止对所述充电电池的充电，以及控制所述LED显示模块6显示充电故障信号；

所述MCU控制模块1还以第一检测模式在判断到所述充电电池的电压稳定达到第一预设电压时即完成所述第一次充电时，等待第一预设时间段后检测所述充电电池的电压，并将此时所述充电电池的电压与第二预设电压进行比较得出所述充电电池中包含二极管或不含二极管后，以第二检测模式检测所述充电电池的电压；

参见图10，所述MCU控制模块1通过管脚PA7连接到所述第二充电模块 4的TP203端口，若此时所述充电电池的电压小于第三预设电压则表明所述充电电池为第一类型电池，此时控制所述第二充电模块4以第一补充充电模式为所述充电电池充电进行第二次充电；

若此时所述充电电池的电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中包含二极管，则表明所述充电电池为第二类型电池，此时控制所述第一充电模块3 以第二补充充电模式为所述充电电池充电进行第二次充电；

若此时所述充电电池的电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中不包含二极管，则表明所述充电电池为第三类型电池，此时控制所述LED显示模块6显示充电已满信号并切断所述第二充电模块4、第一充电模块3与所述充电电池的电性连接；

所述MCU控制模块1还用于在所述第二次充电过程中实时获取所述充电电池的温度，在判断到所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围超过预设次数时，断开所述第二充电模块4与所述充电电池的电性连接，以及控制所述LED 显示模块6显示充电故障信号；

参见图13，所述MCU控制模块1还通过管脚PA1和管脚PA3分别连接到所述LED显示模块6的LED G1端口和LED R1端口，所述MCU控制模块1 还用于控制所述LED显示模块6在所述第一次充电或所述第二次充电过程中显示充电信号；还用于在完成所述第一次充电和第二次充电后显示充电已满信号；其显示红灯表示充电发生故障，显示橙灯表示正常充电，显示绿灯表示电池充电完成。

所述第一类型电池为镍氢电池或镍镉电池；所述第二类型电池为包含二极管的锂电池；所述第三类型为不包含二极管的锂电池。

所述预设温度范围为0～45℃(也可以是电池正常工作的温度范围)，参见图 11，所述MCU控制模块1通过管脚PB0连接到所述电池检测模块5的BAT+1 端口，所述电池检测模块5中设有热敏电阻，所述MCU控制模块1通过检测所述热敏电阻的分压值确定所述充电电池的温度；所述MCU控制模块1在判断到所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围未超过预设次数时，在所述充电电池的温度不满足所述预设温度范围时，暂停为所述充电电池进行充电，但在所述充电电池的温度冷却到满足所述预设温度范围时，继续为所述充电电池充电。

所述MCU控制模块1还用于在接入所述充电电池前以及完成所述第一次充电及第二次充电过程中，实时检测所述充电电源是否在9～16V范围内，若否则将自身重置。

所述MCU控制模块1还用于在以第一充电模式为所述充电电池充电前，检测所述充电电池的电压，若此时所述充电电池的电压高于8.6V，则表示所述充电电池已被充满，则切断所述第一充电模块3、第二充电模块4与所述电池检测模块5的电性链接并控制所述LED显示模块6显示充电已满信号，若此时所述充电电池的电压小于1.0V，所述LED显示模块6则显示充电故障信号。

所述第二预设电压为5V；所述第三预设电压为所8.32V；所述第一检测模式为检测所述所述充电电池的实际电压，所述第二检测模式为检测所述MCU控制模块1在所述第一检测模式基础上向所述电池检测模块施加一10mA的电流后的所述充电电池的等效电压。

所述第一补充充电模式为，所述第二充电模块4施加一缓慢上升的PWM信号、所述第一充电模块3以恒流1A充电一设定时间段后停止充电第二预设时间段，在停止的所述第二预设时间段内，所述MCU控制模块1向所述电池检测模块施加一10mA的电流，然后在停止充电后、等待小于所述第二预设时间段后的第三预设时间段后检测所述充电电池的电压，若所述电压不小于9.0V或后前两次测得的电压差值不大于一预设电压差值，则完成所述第二次充电，反之则重复第一补充充电模式的前述操作；

所述第二补充充电模式为，所述第二充电模块4施加一缓慢上升的PWM信号，所述第一充电模块3以恒压8.6V，为所述充电电池充电直至电流降至100mA，完成所述第二次充电。

所述锂电池的最大充电时间为6小时，若电池超出最大充电时间，所述MCU 控制模块1主动切断充电电源，停止充电。

参见图2，横坐标为时间，单位为秒(s)，纵坐标为电压值，单位为伏特(V)，所述锂电池在第一次充电时电压达到8.4V、电流降至150mA之后，在断开充电电源的10秒内，所述锂电池电压先是迅速降低到8.4V，随后缓慢地降低到8.38V，所述锂电池电压的下降幅度并不大。

参见图3，横坐标为时间，单位为秒(s)，纵坐标为电压值，单位为伏特(V)，所述镍氢、镍镉电池在第一次充电时电压达到8.4V、电流降至150mA之后，因为存在浮压的现象，在断开充电电源的10秒内，所述镍氢、镍镉电池电压迅速降低到8.1V以下，且随后还继续降低8V以下，所述镍氢、镍镉电池电压的下降幅度较大。

所述锂电池的完整充电曲线图，参见图4，横坐标为时间，单位为秒(s)，纵坐标为电压值，单位为伏特(V)，V为充电电池实际电压，I为充电电池实际电流，V_{T<\/sub>为预充电电压，I_{T<\/sub>为预充电电流，V_{n<\/sub>为第一预设电压，I_{n<\/sub>为第一恒流。在锂电池预充电结束后，进行第一恒流1A的恒流的充电模式将所述锂电池电压充至第一预设电压8.4V，此时转为恒压8.4V的充电模式，当所述锂电池电流曲线缓慢下降到终止充电电流100mA时，表示所述锂电池电量已充满，终止充电。}}}}

带二极管的锂电池的完整充电电压变化曲线，参见图5，横坐标为时间，单位为秒(s)，纵坐标为电压值，单位为伏特(V)，V_{a<\/sub>为锂电池补充充电电压，电压值为8.6V。当带二极管的锂电池结束第一次充电时，若所述带二极管的锂电池电压大于第三预设电压8.32V，小于8.6V，则给所述带二极管的锂电池一个8.6V恒压的第二次充电，直到电流缓慢下降至100mA，结束第二次充电。}

所述镍氢、镍镉电池的完整充电曲线图，参见图6，横坐标为时间，单位为秒(s)，纵坐标为电压值，单位为伏特(V)，所述镍氢、镍镉电池的充电过程中全程以恒流1A的电流充电模式对电池进行充电，其充电曲线缓慢上升，当所述镍氢、镍镉电池电压大于9V或是所述镍氢、镍镉电池电压变化值-△V小于 18mV时，表示电池电量已充满，终止充电。

下面描述具体的工作过程:

S1、开始上电，所述稳压电路模块2将所述充电电源转化为稳定的芯片电源为所述MCU控制模块1(本实用新型实施例采用5V供电)供电。

S2、MCU控制模块检测充电电路是否满足充电条件：

第一，检测外部接入电源的电压是否在正常范围内，一直循环检测输入电压，直到输入电压达到正常范围内(9V，15V)时，进入下一步；

第二，控制所述电池检测模块5检测有无电池插入，一直循环检测电池是否插入，直到有电池插入时，进入下一步，无电池插入时电路检测到的电压为 5V；

第三，控制所述电池检测模块5(主要设有TP200多路温度巡检仪，其内部包括热敏电阻)检测充电电池的温度是否在正常范围内，若是不在温度范围内，所述MCU控制模块1控制所述LED显示模块6控制红灯闪烁报警，并一直循环检测直到充电电池温度处于正常范围，进入下一步，所述电池温度范围为(0℃， 45℃)。此温度检测步骤贯穿整个充电流程中，若是系统循环3次超出温度范围，所述LED显示模块6控制红灯闪烁报警，提醒工作人员移除电池。

S3、所述MCU控制模块1控制所述第一充电模块3(主要设有充电管理芯片IC200)，先不区分充电电池类型，直接给充电电池进行第一次充电，所述 LED显示模块6控制橙灯亮起，显示正常充电。

S4、第一次充电结束，在第一预设时间段10秒内，所述MCU控制模块1 检测所述充电电池的电压，并根据所述充电电池的电压进行电池类型的判断，此期间依旧亮橙灯。

A、若是检测到所述充电电池的电压小于所述第二预设电压为5V，则说明此充电电池内部含有二极管，需要提供一电流值为10mA的测试电流对充电电池进行电压检测；

B、若此时所述充电电池的电压小于第三预设电压8.32V则表明所述充电电池为第一类型电池镍氢电池或镍镉电池，进入到流程S5；

C、若此时所述充电电池的电压不小于所述第三预设电压8.32V且所述充电电池中包含二极管，则表明所述充电电池为第二类型电池包含二极管的锂电池，进入到流程S6；

D、若此时所述充电电池的电压不小于所述第三预设电压8.32V且所述充电电池中不包含二极管，则表明所述充电电池为第三类型电池不包含二极管的锂电池，进入到流程S7。

S5、所述MCU控制模块1控制所述第二充电模块4(主要设有电源管理芯片AO4435)以恒流1A的第一补充充电模式为所述充电电池充电进行第二次充电，所述第二次充电过程为在设定时间段5秒充电，在第二预设时间段200毫秒内停止充电，停止的时候所述MCU控制模块1输出一个10mA的电流，并在延迟了第三预设时间段150毫秒后测试所述充电电池的电压,直到所述充电电池的电压差值低于18mV或所述充电电池的电压大于等于9V，进入到流程S7。

S6、所述MCU控制模块1控制所述第一充电模块3以恒压8.6V的第二补充充电模式为所述充电电池充电进行第二次充电，直到电流下降至100mA，进入到流程S7。

S7、电池转充满，所述LED显示模块6控制绿灯亮起，显示充电完成，移除电池。

本实用新型实施例提供的一种自动匹配电池类型的充电器，设置了MCU控制模块第一充电模块、第二充电模块、电池检测模块，MCU控制模块，通过设置的第一充电模块先统一对充电电池进行第一次充电，在第一预设时间段后直接检测电池检测模块中充电电池的电压，根据充电电池的电压变化判断电池的类型，若电压大于第二预设电压(电压没有明显降低)，则判断充电电池包含二极管或不包含二极管，然后MCU控制模块给电池检测模块施加一电流后重新检测充电电池的电压，此时若电压小于第三预设电压，则判断是镍氢、镍镉电池，并通过第一充电模块、第二充电模块对镍氢、镍镉电池进行第二次充电，若电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中包含二极管，则判断是包含二极管的锂电池，则通过第一充电模块、第二充电模块对包含二极管的锂电池进行第二次充电，若电压不小于所述第三预设电压且所述充电电池中不包含二极管，则判断是不包含二极管的锂电池，此时该电池已经被充满，则不需要再充电。本实用新型能够在不伤害电池的前提下，自动区分电池类型，并采用相应的充电模式将电池充满，自动化程度高、出错率低、大幅度地节约了人力物力；

本实用新型实施例提供的一种自动匹配电池类型的充电器，其电池检测模块中设置了热敏电阻来实时检测充电前、充电时的充电电池的温度，在发现电池温度超出预设的安全阈值时，立即停止充电，保护电池及保证整个电路的安全；

本实用新型实施例提供的一种自动匹配电池类型的充电器，还设置了LED 显示模块，通过LED显示不同颜色的光来代表充电电池的充电状态，能够起到提示和警示的作用。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种自动匹配电池类型的充电器论文和设计

一种自动匹配电池类型的充电器论文和设计-李东

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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