[发明专利]一种镍氢镍镉电池的智能充电器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对镍氢镍镉电池的智能充电方案，尤其涉及一种具体的镍氢镍镉电池充电装置及其控制实现方法，属于电子设备控制领域。

背景技术

目前充电电池已广泛应用于各种仪器、仪表等手持设备中，镍氢镍镉电池由于价格低、通用性强、电流大等特性一直没有被锂电池所取代，但是在充电设备上，由于镍氢镍镉电池内部没有锂电池内部的控制芯片，对外部充电器的设计要求要复杂很多。目前市面上已有比较成熟的镍氢镍镉电池智能充电器的设计方案，多数采取的是利用单片机作为控制芯片，充电过程中根据采样的AD值进行判断，从而决定充电方式。这种所谓的智能充电器对于多个单节并联情况下或者对于固定节数电池串联情况下是可行的，但是对于不固定节数电池串联的设备就行不通了。举例来说，一种设备有4种型号，供电所对应电池串联节数分别为2节、3节、4节、5节，需要一款通用性较高的充电设备，能够自判断镍氢镍镉电池节数，且能够保证充电的稳定性。在这方面要求上，现有技术的充电设备是很难做到的。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种镍氢镍镉电池的智能充电器及其控制方法，解决智能充电器对镍氢镍镉电池不同充电配置的自适应、稳定充电问题。

本发明的上述第一个目的，将通过以下技术方案得以实现：一种镍氢镍镉电池的智能充电器，包括开关电源电路和单片机控制的DC-DC电源电路，所述开关电源电路输出连接DC-DC电源电路，同时通过对应于单片机工作电压的稳压电路输出连接单片机，其特征在于：所述DC-DC电源电路通过单片机的AD采样电路输出用于向电池组充电的两极接口，且AD采样电路为单片机用于反馈电池组电压电流信息的自带单元，所述单片机的PWM输出端连至所述DC-DC电源电路。

进一步地，其中单片机包括：电池检测模块，用于检测智能充电器是否装配电池组；电池类型及数量检测模块，用于检测所装配的电池是否为可充电的电池组，并判断电池组中所含电池的数量；充电模式控制模块，用于根据AD采样电路反馈的电池组电压电流信息，切换恒流、恒压、涓流的充电模式；充电时间控制模块，用于设定充电时间阀值并在超出充电时间阀值时终断充电器工作。

更进一步地，所述电池组中的复数节电池相串联，且电池组的两极与所述两极接口相连。

进一步地，所述AD采样电路与两极接口之间设有用于防止电池组电流倒灌的二极管。

进一步地，所述智能充电器设有正常充电指示灯和/或故障报警指示灯。

本发明的上述第二个目的，将通过以下技术方案得以实现：一种镍氢镍镉电池的智能充电方法，通过开关电源电路和单片机控制的DC-DC电源电路构成的智能充电器实现，其特征在于：通过单片机的AD采样电路实时反馈电池组的充电状态，并由单片机根据AD采样电路反馈的电池组电压电流信息，通过改变PWM输出端输出波形的占空比，顺序切换充电器的恒流、恒压、涓流的充电模式。

包括步骤：初始化步骤，单片机I/O接口、AD采样电路、PWM输出端初始化；电池检测步骤，单片机通过AD采样电路检测智能充电器是否装配电池组；电池类型及数量检测步骤，单片机通过AD采样电路检测所装配的电池是否为可充电的电池组，并判断电池组中所含电池的数量；充电模式控制步骤，用于根据AD采样电路1Ω电阻两端的电压差以反馈电池组电压电流信息，当单片机在判断串联电池的数量时，如果1Ω电阻两端电压差小于设定值，控制PWM输出端输出波形的占空比进行恒流模式充电，当电池电压充到接近标称电压时则控制PWM输出端输出波形的占空比改为恒压模式充电，当电池电压达到充满电压设定值时，为了弥补电池在充满电后由于自放电而造成的容量损失，控制PWM输出端输出波形的占空比进行涓流模式充电；充电时间控制步骤，预设定充电时间阀值，并在超出充电时间阀值时终断充电器工作。

进一步地，在AD采样电路与两极接口之间设置二极管，当电池组异常时截断倒灌的电流。

进一步地，所述智能充电器设有正常充电指示灯和故障报警指示灯，电池类型及数量检测步骤中，当检测到所装配的电池为不可充电池时，单片机接通故障报警指示灯报警；当智能充电器正常充电时，单片机接通正常充电指示灯指示状态。

进一步地，所述电池类型及数量检测步骤中，仅当所安装的电池全部为可充电的电池组后，再判断电池组中所含电池的数量，当所安装的电池为部分可充电的电池组，则电池类型判断结构为非可充电池，单片机控制关断PWM输出、中断检测过流。