智能电池修复充电器充电电路的制作方法

本发明涉及电池充电技术领域，具体是一种智能电池修复充电器所使用的充电电路。

背景技术：

在电池充电器技术领域内，延长电池寿命是电池充电器追求的重要目标。对于电池来讲，充电方式很大程度上会决定电池的寿命，所以合适的充电方式会延长电池寿命，非合适的充电方式反而会缩短电池寿命，甚至会损坏电池。同时，对于故障电池，合适的充电方式也会起到修复电池、延长电池寿命的作用。这就要求电池充电器能够提供合适的电池充电方式，以满足延长或修复电池的目的。同时，另一方面来讲，这也起到了降低损耗，节约能源，保护环境的作用，所以这是电源行业发展的目标和必然追求。

随着电源行业的日益发展和对产品要求的不断提高，目前在本行业中先后推出了在电源、电池等方面延长电池寿命的技术要求。现有技术中的电池充电器，只是固定充电器的输出电压和输出电流对电池充电，这样的电池充电器只会傻瓜式的对电池充电，而不管电池状态好坏，电池也就无法保持最佳状态，对使用者造成不便。所以需要智能控制充电方式，以满足延长电池寿命、修复电池的市场需求。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的不能对电池智能充电、修复电池的问题，本发明提供了一种智能电池修复充电器充电电路，通过检测电池电压、充电电流等来判断电池状态，提供合适的充电方式。

本发明采用的技术方案：一种智能电池修复充电器充电电路，包括交流输入电路和直流输出电路，还包括变压器电路、电池充电电路、电压反馈电路、电流反馈电路、反馈控制电路和单片机智能控制电路；其连接方式为：交流输入电路经过变压器电路连接到直流输出电路，直流输出电路连接电池充电电路；直流输出电路分别通过电压反馈电路和电流反馈电路连接反馈控制电路，反馈控制电路连接变压器电路；单片机智能控制电路分别连接到电压反馈电路和电流反馈电路。

本发明的有益效果为：与现有的充电器装置相比，本发明提供的充电器电路能够检测电池电压、充电电流以及电池温度等信息，从而利用这些信息来判断电池状态，进一步的控制充电器输出合适的电压、电流，实现小电流预充电、脉冲充电、小电流浮充电等修复式充电方式，有效的起到保护电池、修复电池的作用，大大减少了能源的浪费，降低环境污染；本发明适用性广泛，可用于各种电池充电器和某些专用电源中。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图；

图2是本发明智能电池修复充电器充电电路图。

具体实施方式

为了进一步说明本申请技术方案的细节及其优点，现结合附图进行举例说明。本实施例中所使用的电气元件均为市场上可以购买到的标准件，电路板为PCBA。

如图1所示，一种智能电池修复充电器充电电路，包括交流输入电路和直流输出电路，还包括变压器电路、电池充电电路、电压反馈电路、电流反馈电路、反馈控制电路和单片机智能控制电路；其连接方式为：交流输入电路经过变压器电路连接到直流输出电路，直流输出电路连接电池充电电路；直流输出电路分别通过电压反馈电路和电流反馈电路连接反馈控制电路，反馈控制电路连接变压器电路；单片机智能控制电路分别连接到电压反馈电路和电流反馈电路。

如图2所示，所述的交流输入电路，包括保险丝F1、热敏电阻TR1、压敏电阻RV1、安规电容CX1、电阻R1、电阻R2、共模电感LF2，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电解电容C1；保险丝F1连接到共模电感LF2的第1引脚，热敏电阻TR1连接到共模电感LF2的第2引脚，压敏电阻RV1的两端与安规电容CX1的两端连接，并分别连接到共模电感LF2的第1引脚和第2引脚，电阻R1与电阻R2的一端连接在一起，另一端分别连接到共模电感LF2的第1引脚和第2引脚，共模电感LF2的第3引脚连接到二极管D1的阳极和二极管D3的阴极，共模电感的第4引脚连接到二极管D2的阳极和二极管D4的阴极，二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接到电解电容C1的正极，二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接到电解电容C1的负极。

所述的变压器电路，包括变压器T1、二极管D7、电容C2、电阻R5，电阻R5和电容C2的一端连接到电解电容C1的正极和变压器的第1引脚，另一端连接到二极管D7的阴极，二极管D7的阳极连接到变压器的第2引脚。

所述的直流输出电路，包括二极管D9、电容C6、电阻R18、电解电容C7、电阻R3、电阻R20、二极管D13，变压器T1的第8引脚通过二极管D9连接到电解电容C7的正极、电阻R3的一端和二极管D13的阳极，电容C6的一端连接到二极管D9的阳极，另一端通过电阻R18连接到二极管D9的阴极，电解电容C7的负极、电阻R3的另一端、电阻R20的一端和变压器T1的第7引脚接地，二极管D13的阴极连接到电池的正极，电阻R20的另一端连接到电池的负极。

所述的电池充电电路，包括电池VBATT、电阻R21、电阻R22、电容C11，电池正极依次通过电阻R21、电阻R22接地，电容C11的两端与电阻R22的两端相连。

所述的电压反馈电路，包括电阻R38、电阻R38A、电阻R40、电阻R43、电阻R42、电阻R45、电容C14、电容C17、二极管D12、比较放大器U4、电阻R50、光耦U2；电阻R38和电阻R38A的一端连接到直流输出电压，电阻R38和电阻R38A的另一端连接到电阻R40的一端和比较放大器U4的第3管脚，电阻R40的另一端接地，电阻R43的一端接+5V，电阻R43的另一端连接到电阻R45的一端、比较放大器U4的第2管脚和电阻R42的一端，电阻R42的另一端连接到地，电阻R45的另一端通过电容C14连接到比较放大器U4A的第1管脚和二极管D12的阳极，二极管D12的阴极通过电阻R50连接到光耦U2的第1管脚，光耦U2的第2管脚接地，比较放大器U4的第8管脚连接电容C17的一端，电容C17的另一端接地，比较放大器U4的第4管脚接地。

所述的电流反馈电路，包括电阻R48、电阻R49、电阻R54、电阻R66、电阻R47、电阻R46、电容C15、比较放大器U4、二极管D11、电阻R50、光耦U2，电阻R48的一端连接到+5V，电阻R48的另一端连接到电阻R49的一端、电阻R54的一端、电阻R66的一端、电阻R46的一端和比较放大器U4的第6管脚，电阻R49连接到单片机的第12管脚，电阻R54的另一端和电阻R66的另一端接地，电阻R46的另一端通过电容C15连接到光耦U4的第7管脚和二极管D11的阳极，比较放大器U4的第5管脚通过电阻R47连接到电池负极，二极管D11的阴极通过电阻R50连接到光耦U2的第1管脚。

所述的反馈控制电路，包括二极管D6、电容C23、电阻R23、电解电容C3、电阻R67、三极管Q6、二极管ZD1、电容C8、电阻R6、电阻R7、PWM芯片U1、电阻R9、电容C4、光耦U2、电阻R64、电阻R10、二极管D8、电阻R13、电阻R12、电容C5、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、N沟道MOS管Q1，变压器的第3管脚通过二极管D6连接到电解电容C3的正极、电阻R67的一端、三极管Q6的集电极，电容C23的一端连接到二极管D6的阳极，电容C23的另一端通过电阻R23连接到二极管D6的阴极，三极管Q6的基极连接到电阻R67的另一端和二极管ZD1的阴极，二极管ZD1的阳极接地，三极管Q6的发射极连接到电容C8的一端和PWM芯片的第5管脚，并依次通过电阻R7、电阻R6连接到交流输入电压，PWM控制芯片U1的第2管脚连接到光耦U2的第4脚和电容C4的一端，光耦的第3管脚和电容C4的另一端接地，PWM控制芯片U1的第3管脚通过电阻R9接地，PWM控制芯片U1的第1管脚接地，PWM控制芯片U1的第4管脚通过电容C5接地，并连接到电阻R12的一端，PWM控制芯片U1的第6管脚依次通过电阻64、电阻R10连接到N沟道MOS管的门极、电阻R13的一端和二极管D8的阳极，二极管D8的阴极连接到电阻R10的一端，N沟道MOS管的栅极连接到变压器T1的第2引脚，N沟道MOS管的源极连接到电阻R13的另一端、电阻R12的另一端，并通过电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17接地。

所述的单片机智能控制电路，包括二极管D10、电容C19、电阻R34、电解电容C9、电阻R29、三极管Q3、三端稳压芯片U3、电阻R30、电阻R31、电解电容C12、电容C13、电阻R52、插座P1、电阻R58、电容C16、电阻R32、电阻R60、电容C20、电阻R55、电容C18、电阻R21、电阻R22、电容C11、发光二极管LED2、电阻R36、电阻R35、单片机U5，变压器T1的第6引脚通过二极管D10连接到电解电容C9的正极、电阻R29的一端和三极管Q3的集电极，电容C19的一端连接到二极管D10的阳极，电容C19的另一端通过电阻R34连接到二极管D10的阴极，电阻R29的另一端连接到三极管Q3的基极和三端稳压芯片U3的阴极，三端稳压芯片U3的阳极接地，三端稳压芯片U3的参考极通过电阻R30连接到三极管Q3的发射极、电解电容C12的正极、电容C13的一端，通过电阻R31接地，电容C12的负极和电容C13的另一端接地，电阻R52的一端连接到+5V，另一端通过插座P1连接到单片机U5的第1管脚，单片机U5的第1管脚通过电阻R58连接到电池负极，通过电容C16接地，单片机的第2管脚通过电阻R60连接到NTC电阻，通过电容C20接地，NTC电阻通过电阻R32连接到+5V，单片机U5的第3管脚通过电阻R55与电池分压相连，通过电容C18接地，单片机U5的第5管脚接地，第10管脚接+5V，单片机的第13管脚通过电阻R35连接到发光二极管LED2的阴极第3引脚，单片机的第14管脚通过电阻R36连接到发光二极管LED2的阴极第1引脚，发光二极管LED2的阳极连接到+5V。

如图2所示，电阻R20是充电器的检流电阻，电池充电电流流过电阻R20上时，形成压降，此电压值通过计算后即可得到充电电流。单片机U5通过第1管脚的ADC功能，可实时检测到电阻R20的电压，即充电电流。通过与设定值进行比较，通过与单片机U5中设定的阈值进行比较，可判定电池需要采用哪种充电方式，以及判断电池短路损坏或其他问题。在本实施例中，设置电压为21V以上（含21V）表示电池充满电。由于损坏的电池无法进行充电，所以如果电池充电半小时，电压不上涨，则判断该电池损坏；电池电压为0则判断该电池短路，应进行报警提醒，单片机U5的13、14脚分别连接绿色和红色LED灯管，可根据需要设置提示功能。

+5V基准电源通过电阻R32与NTC电阻分压后通过电阻R60连接到单片机U5的第2管脚，单片机U5通过第1管脚的ADC功能，可实时检测到电池的温度状态。通过与设定温度值进行比较，可判定电池的低温、高温状态，从而确定充电方式，电池在低温和高温时会停止充电，直至电池恢复到正常温度。

电池电压通过电阻R21与电阻R22分压后，通过电阻R55连接到单片机U5的第3管脚，单片机U5通过第3管脚的ADC功能，可实时检测到电池电压。通过与设定电压值进行比较，可判断电池的电压状态，从而使用相应合适的充电方式，本实施例中，电池电压低于13.5V时，使用预充方式，电池电压处于13.5V~20.5V时使用快充方式，电池电压高于20.5V时使用涓流充电。本实施例中所说的预充、快充和涓流充电区别在于其充电电流不同，预充的充电电流为0.2A，快充的充电电流为2A，涓流充电的电流为0.2A。

在本实施例中，单片机智能控制电路采集被充电电池的电压和电流信息，单片机通过将采集值与预设值进行对比，确定采用哪种充电方式，并通过电压反馈电路、电流反馈电路将信息反馈到反馈控制电路，控制变压器电路输出对应的充电电流。

本电路还提供测试功能，如图2所示，+5V依次通过电阻R52、插座P1连接到单片机U5的第1管脚，单片机U5通过第1管脚的ADC功能，检测到第1管脚的电压值后，通过与设定值进行比较，可判断P1是否短路，这样就可以判断充电器是处于正常工作状态还是测试状态。当单片机U5的1脚检测到电压时系统认为是测试状态，没有电压时为工作状态。