[实用新型]一种具有液晶显示的充电器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动自行车的蓄电池充电器的电路构造。

背景技术

公知的电动自行车蓄电池充电器面板上只有一个红绿双色发光二极管，指示出工作状态。它的内部充电电流随时间变化曲线如图1，电压随时间变化曲线如图2，面板指示灯随充电时间变化曲线如图3。上述图1—图3是以48V17AH蓄电池为例绘制的，其它不同容量的蓄电池其工作曲线与图1—图3完全相同，不过是纵轴上标注的电流和电压值有所差异。

现有技术充电器工作状态都是分为恒流充电、恒压充电和涓流充电三个阶段，恒流充电和恒压充电阶段面板指示灯为红灯，涓流充电充电阶段面板指示灯为绿灯。由于充电时间长达十余小时，用户无法判别充入电池的电量，这样“欠”充电或“过”充电现象就会普遍发生，这正是现有技术的缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的的缺陷，本实用新型充电器面板上添加了液晶显示屏，用户随时可以看到以精确数字显示的充电电压、充电电流和充入的电量(如图4所示)。

物理学定律指出，电量Q＝∫di×dt，，即电量是充电电流对时间的积分。这里充电电流是动态变化的(变化曲线如图1)，无法用固定值。本实用新型的思路是每隔36秒钟(0.01小时)采样一次，本次采样值和上次采样值的平均数就是这个时间段内折算电流，把它乘以时间0.01小时，就是这个时间段内充入的电量，所有时间段电量的累加和值就是电池充入的总电量。根据此思路，需要设置采样、计算、显示三大电路，同时还要现有技术开关电源部分。

本实用新型充电器是开关电源1、单片机2、液晶屏3、蓄电池4和采样电路5构成；其特征是采样电路5串联在开关电源1与蓄电池4之间。采样电路5采集的电压和电流信号输出到单片机2；单片机2进行运算判断“充电电流下降到达0.5A”产生控制信号，输出到开关电源1，使得开关电源的工作状态由恒压充电转换为涓流充电。单片机2输出片选线信号CS、写有效线信号WR和数据线信号DATA，按照串行方式，将运算后产生显示信息送到液晶屏3，在液晶屏3上显示出相应的数字和文字。

本实用新型的工作原理是，开关稳压电源1提供蓄电池4的充电电流，在其工作回路内串联了采样电阻R₁，电阻R₁的电流就是充入蓄电池的电流，由于u＝i×r，而这里R₁的电阻值是常数，所以R₁两端的电压值就反映了蓄电池的充电电流(两者有固定的折算系数)，把这个数值输入到单片机3，经过计算后的电量值通过三条线(片选线CS、写有效线WR和数据线DATA)，输送到液晶屏4显示。同时由R₂与R₃分压后得到的电压信号也输入到单片机3，经过计算后的电压值通过同样的三条线，但在不同的时间段内，输送到液晶屏4显示。

本实用新型的有益效果是：用户随时看到已经充入的电量，再也不用担心“欠”充电或“过”充电了，同时由于使用了单片机，可以随时在液晶显示屏上动态的充电电压、电流和已经充入电池的电量(安时)。

附图说明

图1是充电器在工作时电流随时间变化曲线。

图2是充电器在工作时电压随时间变化曲线。

图3是现有技术面板指示灯随时间变化曲线，

图4是本新型面板液晶显示上指示已经充入电池的电量，单位是安时或者是库仑。

图5是本新型的方框图。

图6是本新型一个实施例的电原理图。

具体实施方式

本实用新型一个实施例子的电气原理图见图5和图6。

电阻R₂、R₃构成电压采样，电阻R1构成和电流采样。分压电阻R₂、R₃的采样点连接到单片机的A/D转换口ADC₁，将充电电压转换为数字。电流采样电阻R₁将充电电流转换为电压降，此电压降通过A/D转换口ADC₀转换为充电电流数字量。单片机内有4个I/O数字口和2个A/D转换口。

单片机2与液晶屏3之间连接三条线：片选线/CS、写有效线/WR和数据线DATA，通过这3条线进行串口通信，控制液晶屏3按照程序显示充电电压、电流和电量。单片机2的另外1个I/O数字口连接到电源1的电压控制端，由单片机控制输出电压，当单片机输出为“0”时，电压控制端控制开关电源输出电压为恒压充电电压(59V)，当单片机输出为“1”时，电压控制端控制开关电源输出电压为涓流充电电压(55V)。