一种多路锂电池充电器的制作方法

1.本实用新型涉及一种多路锂电池充电器，属于充电器技术领域。


背景技术：

2.随着社会的发展，人们在追求经济发展的同时也越发的意识到环境的重要性。近年来几乎零排放的电动类交通工具得到了迅速的发展。其中电动单车作为市民短途径出行最经济的交通工具、城市交通系统中重要的组成部分之一，无疑具有良好的发展前景。目前社会对绿色共享的两轮出行方式接受度逐渐提高，然而共享单车所能满足的出行需求却相对有限，其主要原因是受到了续航能力不足的限制。
3.根据电动自行车国家新标的规定，电动车必须在40公斤以下，否则属于不合格电动车。增加电池容量必然增加电动车重量，也具有较大的安全隐患，可见通过增加电池容量来提高电动车的续航能力的作用十分有限。目前电动车大多没有固定充电桩，锂电池就成了电动车动力的主要来源，对于共享电动车来说，需要较多的锂电池作为被用电池以便于更换。数量庞大的锂电池如何充电就成了一个不可忽视的问题；一个锂电池配一个充电器的一对一充电模式无疑造成了资源的浪费，同时需要大量人力来及时更换已经充好的电池。
4.针对以上问题，有方案通过设计10个相同的充电模块来实现多路充电，通过将这些模块串并联实现对不同电压电流需求下的蓄电池充电。如名为一种多路充电器，申请号：cn201821166167.5，当多个锂电池需要充电时，10路模块可单独为电池充电。这类方案很好地解决了多路充电的问题，但在某些应用场合下的适用性较低。当输入功率一定时，同时为多路锂电池充电则耗时极为漫长，充电效率有限；另一方面该方案主要采用数字电路搭建而成，单片机作为主控芯片，电路设计较为复杂，需要编写大量的控制程序，实现起来较为麻烦。


技术实现要素：

5.针对上述提到的问题，本实用新型提出了一种多路锂电池充电器，可为5路锂电池充电，采用按先后顺序依次进行充电，其充电速度快，且带有过充、过流、过温保护。
6.本实用新型为解决其技术问题采用如下技术方案
7.一种多路锂电池充电器，包括ac/dc 整流滤波电路、flyback dc/dc及其控制电路、保护部分逻辑运算电路、驱动及报警电路和充电逻辑电路。其中220v的交流电压通过所述ac/dc 整流滤波电路得到输出较为稳定的直流电压，而后该电压输入到flyback dc
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dc及其控制电路中，所述flyback dc
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dc及其控制电路输出端连接到充电逻辑电路，实现对5路锂电池的充电；flyback dc
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dc及其控制电路的输出端同时连接到保护部分逻辑运算电路，保护部分逻辑运算电路对flyback dc
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dc及其控制电路的温度、输出电压和输出电流进行采样，并经过保护部分逻辑运算电路后输出控制信号con1，控制信号con1连接到驱动电路及报警电路。
8.所述flyback dc
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dc及其控制电路中采用flyback反激变换器实现dc
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dc的变换。
9.所述flyback dc/dc及其控制电路包括高精度辅助源电路，所述高精度辅助源电路提供5v和15v供电电压。
10.所述flyback dc
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dc及其控制电路中控制芯片采用uc3843芯片。
11.所述保护部分逻辑运算电路通过热敏电阻ntc的变化来判断是否触发了过温保护。
12.本实用新型的有益效果如下：
13.1）可依次为5路锂电池进行充电，提高了充电器的利用率和效率。
14.2）单路锂电池充电时，以最大的输出功率进行，具有较高的充电速度。
15.3）该电路带有过充、过流、过温保护电路和故障报警功能，使用过程中安全性较高。
附图说明
16.图1为电路整体架构示意图。
17.图2为ac
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dc整流滤波电路图。
18.图3为 flyback dc
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dc及其控制电路原理图。
19.图4为高精度辅助电源电路图。
20.图5为保护部分逻辑运算电路原理图。
21.图 6（a）为驱动电路图，图 6（b）为报警电路图。
22.图 7为充电逻辑电路图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。
[0024] 一种多路锂电池充电器其结构如图1所示，包括ac/dc 整流滤波电路、flyback （反激）dc/dc及其控制电路、保护部分逻辑运算电路、驱动及报警电路和充电逻辑电路。
[0025]
所述ac/dc 整流滤波电路如图2所示，该电路采用的是典型的直流稳压电路，220v的交流电压通过变压、整流、滤波、稳压后，可得到输出较为稳定的直流电压vbus，而后该电压输入到flyback dc
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dc变换电路中，以实现对电池的充电功能。
[0026]
所述flyback dc/dc反激变换器及其控制电路如图3所示，输入的220v交流电经过整流滤波后得到稳定的直流电压vbus，而后采用flyback反激变换器实现dc
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dc的变换，控制芯片采用较为成熟的uc3843芯片，经过闭环控制后达到恒压、恒流输出的目的。
[0027]
所述高精度辅助源电路如图4所示，为控制电路中的uc3843、运放lm358等芯片以及其他电路提供精准稳定的5v和15v供电电压，使整个电路能稳定的工作。
[0028]
所述保护部分逻辑运算电路如图5所示，通过采样的输出电压、输出电流与基准值的比较结果来判断是否触发了过压或过流保护；通过热敏电阻ntc的变化来判断是否触发了过温保护。逻辑运算电路可输出对应的控制信号，最终通过控制三极管q2、q3的通断状态来实现对电路的保护和报警作用。
[0029]
所述驱动及报警电路如图6(a)和6(b)所示，过压、过流或过温保护被触发后，驱动电路主要用于实现开关管q2、q3的开通与关断。q2闭合，继电器保护被触发，断开电路输出；
q3闭合，接通报警电路，蜂鸣器发出响声，红色指示灯led1被点亮，实现声光报警功能。
[0030]
所述充电逻辑电路如图7所示，输出端与1到5号锂电池之间分别连接有逻辑门电路；电路接通后，首先为1号锂电池充电，当1号锂电池充满后开关管q4断开，开关管q5闭合开始为2号锂电池充电。以此类推，该电路用于实现锂电池由1号到5号依次充电的功能。
[0031]
根据所给硬件架构图，电路大致工作过程如下：220v交流电输入后经过ac
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dc整流滤波后可得到一个稳定的直流电压vbus,而后该电压经过flyback 反激变换器闭环控制后得到恒定的输出电压vo和恒定的输出电流io。flyback 反激变换器输出端接有保护电路。输出电压和输出电流经过分压后分别连接到比较器u1a和u1b的同向输入端，比较器u1a的反向输入端连接到由5v分压得到的参考电压vq；比较器u1b和u1c的反向输入端分别连接到由5v分压得到的参考电压vp。当输出电压vo和输出电流io其中之一输出过冲时，就会同时触发电路保护和电路报警功能；当电路温度过高时热敏电阻ntc的阻值随着温度的增加而减小，同时u1c的同向端电压随之增大，当温度达到一定值时比较器u1c的同向输入端电压大于其反向输入端电压，此时比较器的输出为高电平，保护电路和报警电路同时被触发。保护及报警电路被触发后：常闭继电器ry1断开、红色指示灯 led1被点亮、蜂鸣器发出响声。经过保护电路后flyback反激变换器的输出在充电逻辑电路控制下对5个锂电池进行充电。
[0032]
充电逻辑电路工作原理如下：battery1到5号锂电池的采样电压vb1～vb5分别对应连接到比较器u1d、u2a、u2b、u2c、u2d的反向输入端；同向输入端连接到由5v电压通过电阻后分压所得到的基准电压。第1路的开关管q4的通断状态由比较器u1d的输出决定，锂电池电量不足时比较器u1d反向输入端vb1的电压小于同向输入端的基准电压，此时比较器u1d的输出为高电平，q4闭合，1号锂电池进行充电。第2路到第5路开关管的通断状态分别由“异或”门电路的输出端控制，“异或”门的两端分别连接到当前路和前一路比较器的输出端；当1号锂电池充电时u1d输出高电平，第2路因锂电池电量不足，比较器u2a同样输出高电平，此时“异或”门输出低电平，开关管q5保持断开状态；当1号锂电池充电完成时，u1d的输出为低电平，而比较器u2a的输出依旧为高电平，则此时开关管q5闭合，2号锂电池进入充电状态。以此类推，充电逻辑电路可实现由1号到5号锂电池的依次充电功能。