CN209881427U - 一种镍铬电池用新型充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种镍铬电池用新型充电器，包括依次首位相连的单片机、充放电电路切换模块、镍铬电池以及电压电流检测模块，该充电器还包括串接于所述单片机与所述充放电电路切换模块之间的充电电路以及与所述充放电电路切换模块连接的放电电路。本实用新型的有益效果如下：对待充电的镍铬电池进行电压检测，对尚有电量剩余的镍铬电池进行放电处理；对放电处理的镍铬电池进行防过放保护；自动切换放电、充电电路，完成镍铬电池的放电、充电处理；对镍铬电池进行恒流、恒压两段式充电；对镍铬电池进行放过冲保护；使用LED灯指示充电器的工作状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种镍铬电池用新型充电器。
背景技术
随着电子技术的不断发展,便携式设备不断涌现,丰富和方便了人们的生活。现在,移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式设备已经成为人们生活的一部分,而且有着广阔的市场前景和发展空间。便携式设备的发展,对电池产业提出了更高的要求。低成本、高电压、高能量密度、轻型化、长寿命、高安全性的电池,特别是可重复使用的电池备受关注。
在相关技术中，镍镉电池由于具有良好的大电流放电特性，循环使用寿命较长等优势，目前在小型电子设备上具有广泛的应用空间；但同时由于镍铬电池具有明显的“记忆效应”(镍镉电池使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次再放电时，就不能放出全部电量。比如，镍镉电池只放出80％的电量后就开始充电，充足电后，该电池也只能放出80％的电量，这种现象称为“记忆效应”)，又增加了镍铬电池重复使用的操作复杂度，对镍铬电池充电处理不当，会严重降低镍铬电池的放电性能，久而久之还会大大缩短镍铬电池的使用寿命，同时废弃的镍铬电池会造成重金属污染。
在实际电子设备使用中，为保证电子设备的稳定工作状态，我们往往需要在电池电量耗尽前更换电池，对于镍铬电池来说，这些尚未耗尽的电能由于其“记忆效应”，会严重影响镍铬电池的使用质量和使用寿命。为了避免镍铬电池的“记忆效应”对其寿命的影响，在镍铬电池充电前，我们往往要对镍铬电池先进行放电处理，将电池中的剩余电量耗尽后，再对镍铬电池进行充电。但是，对待充电的镍铬电池进行放电处理，复杂了镍铬电池的使用步骤，而且稍有不慎，又会造成电池的过度放电，对电池造成不可逆的损坏。
实用新型内容
本实用新型公开了一种镍铬电池用新型充电器，其对镍铬电池做出适当的放电、充电处理，不仅能够简化镍铬电池的放充电操作步骤，而且能有效降低“记忆效应”对镍铬电池的影响，对延长镍铬电池的使用寿命和环境保护具有实质意义。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种镍铬电池用新型充电器，包括依次首位相连的单片机、充放电电路切换模块、镍铬电池以及电压电流检测模块，该充电器还包括串接于所述单片机与所述充放电电路切换模块之间的充电电路以及与所述充放电电路切换模块连接的放电电路。
优选的，所述单片机为STC12C5A60S2单片机。
优选的，所述充电电路为采用BTN7971驱动芯片构成的BUCK电路。
优选的，所述充放电电路切换模块由两通道继电器SLA-05VDC继电器构成。
优选的，所述电压电流检测模块包括由分压电阻和电压跟随器构成的电压检测电路和由ACS712芯片构成的电流电池电路。
优选的，所述放电电路由两个功率放电电阻并联形成。
优选的，还包括与所述单片机连接并用于指示所述充电器工作桩体的LED灯。
本实用新型的有益效果如下：
1)对待充电的镍铬电池进行电压检测，对尚有电量剩余的镍铬电池进行放电处理；
2)对放电处理的镍铬电池进行防过放保护；
3)自动切换放电、充电电路，完成镍铬电池的放电、充电处理；
4)对镍铬电池进行恒流、恒压两段式充电；
5)对镍铬电池进行放过冲保护；
6)使用LED灯指示充电器的工作状态。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本实用新型充电器的结构框架示意图；
图2为本实用新型充电器的系统电路图；
图3为本实用新型充放电电路切换模块的切换原理图；
图4为本实用新型充放电电路切换模块的工作流程图；
图5为本实用新型充电器的充电工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1所示，本实用新型提供一种镍铬电池用新型充电器100，包括依次首位相连的单片机1、充放电电路切换模块2、镍铬电池3以及电压电流检测模块4，该充电器100还包括串接于所述单片机1 与所述充放电电路切换模块2之间的充电电路5以及与所述充放电电路切换模块2连接的放电电路6。
所述单片机1为STC12C5A60S2单片机，负责对所述镍铬电池3的实时电压监测，读取电池电压并对放、充电处理做出决断，控制所述充放电电路切换模块2切换电路，完成所述放电电路6和所述充电电路5的自动切换，并控制所述充电电路5，完成对所述镍铬电池3的两段式充电。
所述充放电电路切换模块2由两通道继电器SLA-05VDC继电器构成，继电器的公共触点连接所述镍铬电池3的正极，常闭和常开触点分别连接所述放电电路6的放电电阻和所述充电电路5的电压输出端口，继电器通道的切换动作受所述单片机1的控制，通过继电器的动作切换所述放电电路6和所述充电电路5。
所述充电电路5为采用BTN7971驱动芯片构成的BUCK电路，输出电压受所述单片机1的控制，对所述镍铬电池3完成充电功能。
所述放电电路6由两个功率放电电阻并联形成，具体的，所述功率放电电阻为5W/10Ω电阻，用于实现消耗所述镍铬电池3中剩余的电量。
所述电压电流检测模块4包括由分压电阻和电压跟随器构成的电压检测电路和由ACS712芯片构成的电流电池电路，用于对电池电压和充电电流进行检测，完成工作模式的判断和恒压、恒流的充电功能。
所述充电器100还包括与所述单片机1连接并用于指示所述充电器100工作桩体的LED灯7。
再结合图2所示，可见，所述充电器100以STC12C5A60S2单片机为控制核心，负责整个充电器100 的控制工作；充电电路5是采用BTN7971驱动芯片构成的BUCK电路，BTN7971驱动芯片内部包含开关管和集成的驱动电路，能够大大简化传统开关管的驱动电路设计，该BTN7971驱动芯片由单片机直接控制，通过调节占空比调整输出电压大小；采用两通道继电器SLA-05VDC继电器构成充放电电路切换模块；用分压电阻和电压跟随器构成电压检测电路，在电路整个工作过程中，对电池电压进行实时监测，用电流检测芯片ACS712检测充电时的电流大小，形成电流闭环，完成对镍铬电池3的恒流充电功能；并由LED灯7指示充电器100的工作状态。
再结合图3所示，所述充放电电路切换模块2的电路切换原理如下：所述充电器100工作时，镍铬电池3的正极连接继电器的公共触点，经过继电器的常闭触点与放电电路6的功率放电电阻形成闭合回路，默认对镍铬电池3先进行放电处理；放电处理完毕，对镍铬电池3充电时，单片机1控制继电器动作，继电器的常开触点与公共触点导通，于是充电电路5的输出端经由常开触点与镍铬电池3形成闭合回路，对镍铬电池3进行充电。
再结合图4所示，所述充放电电路切换模块2的工作流程如下：镍铬电池3接入充电器100，充电器100开始工作，首先通过电压检测电路读取镍铬电池3的电压，如果镍铬电池3内部尚有剩余电量，即电池电压高于1V，继电器不动作，首先对镍铬电池3进行放电处理，待电池电压下降至1V以下时，继电器动作，转换为对镍铬电池3充电；如果待充电镍铬电池3电量已经耗尽，即电池电压不高于1V，则直接控制继电器动作，对镍铬电池3进行充电。
所述充电器100的充电流程如下：单节的镍铬电池3的正常工作电压为1.2V，电池正常最大充电电压为1.4V，放电截至电压为1.0V，电池容量为333mAh。为了更快更合理的对镍铬电池3充电，设计了以 BUCK电路为主电路的两段式恒压、恒流充电电路，通过电压和电流检测电路形成闭环控制，实现BUCK电路的恒压和恒流输出，分别完成对镍铬电池3的恒压、恒流充电。
恒流充电：大于1V小于1.3V时，按设定电流0.23A(0.7C)恒流充电。
恒压充电：电池电压高于等于1.3V后开始转为1.4V的恒压充电。
镍铬电池3的恒压、恒流充电流程图如图5所示，经过放电处理的镍铬电池3，首先进行恒流快速充电，同时监测电池电压，当电池电压高于1.3V时，转为恒压充电，在恒压充电过程中，实时监测充电电流大小，当恒压充电电流减小到0.033A(0.1C)时，表示电池电量充满，关闭BUCK充电电路输出，防止电池过冲，完成电池充电功能，并给出灯光提示。
本实用新型的有益效果如下：
1)对待充电的镍铬电池进行电压检测，对尚有电量剩余的镍铬电池进行放电处理；
2)对放电处理的镍铬电池进行防过放保护；
3)自动切换放电、充电电路，完成镍铬电池的放电、充电处理；
4)对镍铬电池进行恒流、恒压两段式充电；
5)对镍铬电池进行放过冲保护；
6)使用LED灯指示充电器的工作状态。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种镍铬电池用新型充电器，其特征在于，包括依次首位相连的单片机、充放电电路切换模块、镍铬电池以及电压电流检测模块，该充电器还包括串接于所述单片机与所述充放电电路切换模块之间的充电电路以及与所述充放电电路切换模块连接的放电电路。
2.如权利要求1所述的一种镍铬电池用新型充电器，其特征在于，所述单片机为STC12C5A60S2单片机。
3.如权利要求1所述的一种镍铬电池用新型充电器，其特征在于，所述充电电路为采用BTN7971驱动芯片构成的BUCK电路。
4.如权利要求1所述的一种镍铬电池用新型充电器，其特征在于，所述充放电电路切换模块由两通道继电器SLA-05VDC继电器构成。
5.如权利要求1所述的一种镍铬电池用新型充电器，其特征在于，所述电压电流检测模块包括由分压电阻和电压跟随器构成的电压检测电路和由ACS712芯片构成的电流电池电路。
6.如权利要求1所述的一种镍铬电池用新型充电器，其特征在于，所述放电电路由两个功率放电电阻并联形成。
7.如权利要求1所述的一种镍铬电池用新型充电器，其特征在于，还包括与所述单片机连接并用于指示所述充电器工作桩体的LED灯。
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| CN114252104A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-29 | 国网辽宁省电力有限公司技能培训中心 | 环境在线监测与智能调控装置 |
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