[發明專利]自適應蓄電池充電裝置

有效

• 申請號: 201510028709.7
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN104617617B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 廖東進;黃云龍;劉曉龍;張肖韞;鄭慶龍
• 申請（專利權）人: 衢州職業技術學院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙)33231
• 代理人: 李琳

1.自適應蓄電池充電裝置，其特征在于：包括市電變壓模塊、整流濾波模塊、5V穩壓模塊、電壓采集模塊、電壓比較模塊、邏輯轉換模塊、充電電壓調整模塊，充電電壓調整模塊的輸出端用于對蓄電池組充電；

所述市電變壓模塊用于將220V市電進行變壓，市電變壓模塊的輸出端連接整流濾波模塊，整流濾波模塊用于將市電變壓模塊的輸出電壓進行整流濾波，整流濾波模塊的輸出直流電壓為5V穩壓模塊和下述第二可調穩壓電源供電，5V穩壓模塊用于提供5V直流電壓，第二可調穩壓電源的電壓輸出端用于為蓄電池組充電；5V穩壓模塊采用芯片為LM317H的第一可調穩壓電源，第一可調穩壓電源的電阻輸入端連接阻值為600Ω的第二十電阻，第一可調穩壓電源的電阻輸入端和電壓輸出端之間連接有阻值為200Ω的第二十一電阻，由于第一可調穩壓電源的電壓輸出端的輸出電壓將R20＝600Ω，R21＝200Ω帶入第一可調穩壓電源的輸出電壓的算式中，得到第一可調穩壓電源的電壓輸出端的輸出電壓U_OUT1為5V；5V穩壓模塊用于為下述的基準電壓采集支路、電壓比較模塊、邏輯轉換模塊提供穩定的5V電源；

所述電壓采集模塊包括連接于所述蓄電池組兩端的由第一電阻和第二電阻串聯構成的蓄電池電壓采集支路、以及第三電阻一端連接所述5V穩壓模塊的電壓輸出端的由第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻串聯構成的基準電壓采集支路，所述第一電阻和第二電阻的阻值比為2﹕1，第一電阻和第二電阻之間構成蓄電池電壓采集點，于是蓄電池電壓采集點的電壓為蓄電池組端電壓的所述第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻的阻值比為52﹕36﹕39﹕28﹕29﹕16，第三電阻和第四電阻之間構成第一基準電壓采集點，第四電阻和第五電阻之間構成第二基準電壓采集點，第五電阻和第六電阻之間構成第三基準電壓采集點，第六電阻和第七電阻之間構成第四基準電壓采集點，第七電阻和第八電阻之間構成第五基準電壓采集點，計算可得第一基準電壓采集點的電壓為3.7V，第二基準電壓采集點的電壓為2.8V，第三基準電壓采集點的電壓為第四基準電壓采集點的電壓為第五基準電壓采集點的電壓為0.4V；

所述電壓比較模塊包括第一比較器、第二比較器、第三比較器、第四比較器、第五比較器，所述第一比較器、第二比較器、第三比較器、第四比較器、第五比較器的同相端連接所述蓄電池電壓采集點，第一比較器的反相端連接所述第一基準電壓采集點，第二比較器的反相端連接所述第二基準電壓采集點，第三比較器的反相端連接所述第三基準電壓采集點，第四比較器的反相端連接所述第四基準電壓采集點，第五比較器的反相端連接所述第五基準電壓采集點；當標稱電壓為12V的蓄電池組接入時，由于該蓄電池組不會缺電到3.7*3V及其以下，因此蓄電池電壓采集點的電壓高于3.7V，第一比較器至第五比較器輸出高電平，當標稱電壓為9V的蓄電池組接入時，由于該蓄電池組不會缺電到2.8*3V及其以下，因此蓄電池電壓采集點的電壓高于2.8V，但蓄電池電壓采集點的電壓不會高于3.7V，因此第一比較器輸出低電平，第二比較器至第五比較器輸出高電平，當標稱電壓為6V的蓄電池組接入時，由于該蓄電池組不會缺電到及其以下，因此蓄電池電壓采集點的電壓高于但蓄電池電壓采集點的電壓不會高于2.8V，因此第一比較器至第二比較器輸出低電平，第三比較器至第五比較器輸出高電平，當標稱電壓為3.7V的蓄電池組接入時，由于該蓄電池組不會缺電到及其以下，因此蓄電池電壓采集點的電壓高于但蓄電池電壓采集點的電壓不會高于因此第一比較器至第三比較器輸出低電平，第四比較器至第五比較器輸出高電平，當標稱電壓為1.5V的蓄電池組接入時，由于該蓄電池組不會缺電到0.4*3V及其以下，因此蓄電池電壓采集點的電壓高于0.4V，但蓄電池電壓采集點的電壓不會高于因此第一比較器至第四比較器輸出低電平，第五比較器輸出高電平；

所述邏輯轉換模塊包括與第一比較器的輸出端連接的第一非門，與第二比較器的輸出端連接的第二非門，與第三比較器的輸出端連接的第三非門，與第四比較器的輸出端連接的第四非門，所述第一非門的輸出端和第二比較器的輸出端共同連接第一與門，所述第一非門的輸出端、第二非門的輸出端、第三比較器的輸出端共同連接第二與門，所述第一非門的輸出端、第二非門的輸出端、第三非門的輸出端、第四比較器的輸出端共同連接第三與門，所述第一非門的輸出端、第二非門的輸出端、第三非門的輸出端、第四非門的輸出端、第五比較器的輸出端共同連接第四與門；經過邏輯轉換模塊之后，當標稱電壓為12V的蓄電池組接入時，僅有第一比較器的輸出端輸出高電平，第一與門、第二與門、第三與門、第四與門的輸出端輸出低電平，當標稱電壓為9V的蓄電池組接入時，僅有第一與門的輸出端輸出高電平，第一比較器的輸出端、以及第二與門、第三與門、第四與門的輸出端輸出低電平，當標稱電壓為6V的蓄電池組接入時，僅有第二與門的輸出端輸出高電平，第一比較器的輸出端、以及第一與門、第三與門、第四與門的輸出端輸出低電平，當標稱電壓為3.7V的蓄電池組接入時，僅有第三與門的輸出端輸出高電平，第一比較器的輸出端、以及第一與門、第二與門、第四與門的輸出端輸出低電平，當標稱電壓為1.5V的蓄電池組接入時，僅有第四與門的輸出端輸出高電平，第一比較器的輸出端、以及第一與門、第二與門、第三與門的輸出端輸出低電平；

所述充電電壓調整模塊包括與第一比較器的輸出端連接的第一三極管、與第一與門的輸出端連接的第二三極管、與第二與門的輸出端連接的第三三極管、與第三與門的輸出端連接的第四三極管、與第四與門的輸出端連接的第五三極管，第一比較器的輸出端與第一三極管的基極之間連接有第一發光二極管、第一與門的輸出端與第二三極管的基極之間連接有第二發光二極管、第二與門的輸出端與第三三極管的基極之間連接有第三發光二極管、第三與門的輸出端與第四三極管的基極之間連接有第四發光二極管，第四與門的輸出端與第五三極管的基極之間連接有第五發光二極管；第一三極管的集電極連接阻值為2.4kΩ的第十四電阻，第二三極管的集電極連接阻值為1.5kΩ的第十五電阻，第三三極管的集電極連接阻值為1kΩ的第十六電阻，第四三極管的集電極連接阻值為480Ω的第十七電阻，第五三極管的集電極連接阻值為88Ω的第十八電阻，第一三極管的發射極、第二三極管的發射極、第三三極管的發射極、第四三極管的發射極、第五三極管的發射極均連接所述蓄電池組的負極；所述第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻的一端并聯后連接第二可調穩壓電源的電阻輸入端，第二可調穩壓電源采用芯片LM317H，第二可調穩壓電源的電阻輸入端和電壓輸出端之間連接有阻值為200Ω的第十九電阻，第二可調穩壓電源的電壓輸出端通過充電保護模塊連接蓄電池組的正極，所述充電保護模塊為第六發光二極管，第六發光二極管的正極連接第二可調穩壓電源的電壓輸出端，第六發光二極管的負極連接蓄電池組的正極，第六發光二極管起到防止蓄電池組電能反充的作用，第六發光二極管還起到指示處于充電狀態的作用；所述第二可調穩壓電源的電壓輸出端的輸出電壓其中，R為第二可調穩壓電源的電阻輸入端的輸入電阻，R19為200Ω；根據邏輯轉換模塊的邏輯，當標稱電壓為12V的蓄電池組接入時，僅有第一比較器的輸出端輸出高電平，于是僅有第一發光二極管導通發光，第二可調穩壓電源的電阻輸入端的總輸入電阻為2.4kΩ，當標稱電壓為9V的蓄電池組接入時，僅有第一與門的輸出端輸出高電平，于是僅有第二發光二極管導通發光，第二可調穩壓電源的電阻輸入端的總輸入電阻為1.5kΩ，當標稱電壓為6V的蓄電池組接入時，僅有第二與門的輸出端輸出高電平，于是僅有第三發光二極管導通發光，第二可調穩壓電源的電阻輸入端的總輸入電阻為1kΩ，當標稱電壓為3.7V的蓄電池組接入時，僅有第三與門的輸出端輸出高電平，于是僅有第四發光二極管導通發光，第二可調穩壓電源的電阻輸入端的總輸入電阻為480Ω，當標稱電壓為1.5V的蓄電池組接入時，僅有第四與門的輸出端輸出高電平，于是僅有第五發光二極管導通發光，第二可調穩壓電源的電阻輸入端的總輸入電阻為88Ω，將上述第二可調穩壓電源的輸入電阻帶入第二可調穩壓電源的輸出電壓的算式中，得到標稱電壓為1.5V、3.7V、6V、9V、12V的蓄電池組對應的第二可調穩壓電源的輸出電壓，也即標稱電壓為1.5V、3.7V、6V、9V、12V的蓄電池組分別的充電電壓為1.8V、4.25V、7.5V、10.625V、16.25V。