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1、(10)申请公布号 CN 103595099 A (43)申请公布日 2014.02.19 CN 103595099 A (21)申请号 201310584308.0 (22)申请日 2013.11.20 H02J 7/00(2006.01) G01R 31/00(2006.01) G01R 31/02(2006.01) (71)申请人 南京特能电子有限公司 地址 210039 江苏省南京市雨花经济开发区 凤汇大道 33 号 (72)发明人 陈惠锋 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 32204 代理人 缪友菊 (54) 发明名称 一种智能数字充电监测表 (57) 。
2、摘要 本发明公开了一种智能数字充电监测表， 包 括壳体和设在壳体内用于分别连接充电器和电池 端口的监测回路， 所述的监测回路由单片机以及 分别与之相连的充电器识别单元、 电池识别单元、 电流电压检测单元、 信号调整电路、 控制电路和输 出模块组成。本发明通过对电池充电过程进行全 方位的监测与控制， 确保了使用过程的安全可靠， 让用户实时掌握充电过程的具体情况， 提高了充 电效率和电池的使用寿命。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 1。
3、03595099 A CN 103595099 A 1/1 页 2 1. 一种智能数字充电监测表， 包括壳体和设在壳体内用于分别连接充电器和电池端口 的监测回路， 其特征在于， 所述的监测回路包括 ： 单片机， 用于接收充电器和电池的信号， 处理接收的信号， 将处理后信号传至输出模块 以及驱动控制电路 ； 充电器识别单元， 连接于充电器和单片机之间， 将充电器的信号传至单片机 ； 电池识别单元， 连接于电池和单片机之间， 将电池的信号传至单片机 ； 电流电压检测单元， 连接于电池和单片机之间， 用于采集充电过程中电流电压数据 ； 信号调整电路， 连接于电池和单片机之间， 用于给单片机供电， 驱。
4、动单片机工作 ； 控制电路， 与单片机、 充电器、 电池分别相连， 用于触发充电器对电池进行充电 ； 输出模块， 与单片机相连， 用于输出充电过程相关参数、 错误信息和报警信号。 2. 根据权利要求 1 所述的智能数字充电监测表， 其特征在于 ： 所述的充电器识别单元 由光耦一和光耦二并联组成， 并联后光耦一和光耦二的共同输入端与充电器相连， 光耦一 和光耦二的共同输出端与单片机相连。 3. 根据权利要求 1 所述的智能数字充电监测表， 其特征在于 ： 所述的电池识别单元为 光耦三， 光耦三的输入端与电池相连， 光耦三的输出端与单片机相连。 4. 根据权利要求 1 所述的智能数字充电监测表， 。
5、其特征在于 ： 所述的电流电压检测单 元为模数转换器 ADC， 模数转换器 ADC 输入端与电池相连， 模数转换器 ADC 输出端与单片机 相连。 5. 根据权利要求 1 所述的智能数字充电监测表， 其特征在于 ： 所述的信号调整电路由 全桥整流和降压电路串联组成。 6. 根据权利要求 1 所述的智能数字充电监测表， 其特征在于 ： 所述的控制电路由依次 串联的电子开关、 二极管 D1、 电阻 R1 和继电器组成。 7. 根据权利要求 1 所述的智能数字充电监测表， 其特征在于 ： 所述的输出模块为 OLED 显示屏。 8. 根据权利要求 1 所述的智能数字充电监测表， 其特征在于 ： 所述充。
6、电过程相关参数 包括充电过程中的当前电压、 当前电流、 当前功率， 充电结束后整个过程中的浮充电压、 最 高电压、 绿灯转态电流、 最大电流以及充电全过程电池充入的电量。 9.根据权利要求6所述的智能数字充电监测表， 其特征在于 ： 所述的电阻R1为100欧。 权 利 要 求 书 CN 103595099 A 2 1/3 页 3 一种智能数字充电监测表 技术领域 0001 本发明涉及充放电管理系统， 具体涉及一种通过单片机实现充电过程监测控制的 智能数字充电监测表。 背景技术 0002 由于储能技术的发展， 利用电池作为储能设备的产品越来越多， 而储能和驱动效 果的优劣取决于能量转换技术 （充。
7、放电控制） 的先进程度。随着电动车、 手机等设备的普及， 充电器和电池的规格品种越来越多， 标准却不尽完善， 充电器和电池的接口没有统一的规 范， 错接和反接造成事故的大量发生， 充电器和电池故障与失效没有直观的判别手段， 充电 过程的安全性受到考量。电池充电过程对电池实际寿命的影响最大， 绝大多数电池提前报 废， 是充电方法不当导致的。 0003 现有技术中提供的用于监测控制充电过程的产品类型较少， 一些产品主要利用防 反电路实现， 达不到智能化的水平， 多数产品能够提供的充电过程相关参数过少， 不能满足 用户对充电过程实时监控的需要。 发明内容 0004 发明目的 ： 为了克服现有技术中存。
8、在的不足， 本发明提供一种采用单片机进行控 制， 实现对充电过程全方位监测控制的智能数字充电监测表。 0005 技术方案 ： 为解决上述技术问题， 本发明的采用的技术方案为 ： 一种智能数字充电监测表， 包括壳体和设在壳体内用于分别连接充电器和电池端口的 监测回路， 所述的监测回路包括 ： 单片机， 用于接收充电器和电池的信号， 处理接收的信号， 将处理后信号传至输出模块 以及驱动控制电路 ； 充电器识别单元， 连接于充电器和单片机之间， 将充电器的信号传至单片机 ； 电池识别单元， 连接于电池和单片机之间， 将电池的信号传至单片机 ； 电流电压检测单元， 连接于电池和单片机之间， 用于采集充。
9、电过程中电流电压数据 ； 信号调整电路， 连接于电池和单片机之间， 用于给单片机供电， 驱动单片机工作 ； 控制电路， 与单片机、 充电器、 电池分别相连， 用于触发充电器对电池进行充电 ； 输出模块， 与单片机相连， 用于输出充电过程相关参数、 错误信息和报警信号。 0006 作为优选， 所述的充电器识别单元由光耦一和光耦二并联组成， 并联后光耦一和 光耦二的共同输入端与充电器相连， 光耦一和光耦二的共同输出端与单片机相连 ； 通过这 样设置， 单片机对光耦一和光耦二传输的信号进行处理， 识别充电器接入的正负极是否正 确。 0007 作为优选， 所述的电池识别单元为光耦三， 光耦三的输入端与。
10、电池相连， 光耦三的 输出端与单片机相连 ； 通过这样设置， 单片机对光耦三传输的信号进行处理， 识别电池接入 的正负极是否正确。 说 明 书 CN 103595099 A 3 2/3 页 4 0008 作为优选， 所述的电流电压检测单元为模数转换器 ADC， 模数转换器 ADC 输入端与 电池相连， 模数转换器 ADC 输出端与单片机相连。模数转换器 ADC 承担采集充电过程中电 流电压的功能， 采集后的数据上传至单片机进行后续处理 ： 通过对当前电流电压的乘积运算可得当前功率， 并将当前功率输出到 OLED 显示屏上 ； 通过将电压电流数据存储到单片机的内存中， 并利用单片机的计算单元对电。
11、流电压作 进一步处理， 得出充电器的浮充电压、 最高电压、 绿灯转态电流、 最大电流这四个参数， 并将 得到的四个参数输出到 OLED 显示屏上 ； 通过单片机对电压数据的处理， 自动识别当前电池与充电器的电压匹配情况， 如不匹 配， 将停止充电， 提高充电过程的安全性 ； 通过单片机对采集的电流电压数据进行累计处理， 可计算出充电全过程电池充入的电 量， 并将结果输出到 OLED 显示屏上， 用于评估电池的剩余使用寿命。 0009 作为优选， 所述的信号调整电路由全桥整流和降压电路串联组成， 电池输入的信 号通过全桥整流后变为极性恒定的电压， 然后通过降压电路降成低压， 此时单片机开始工 作。
12、。 0010 作为优选， 所述的控制电路由依次串联的电子开关、 二极管 D1、 电阻 R1 和继电器 组成。 0011 作为优选， 所述的输出模块为 OLED 显示屏。 0012 作为优选， 所述充电过程相关参数包括充电过程中的当前电压、 当前电流、 当前功 率， 充电结束后整个过程中的浮充电压、 最高电压、 绿灯转态电流、 最大电流以及充电全过 程电池充入的电量。 0013 作为优选， 所述的电阻 R1 为 100 欧。 0014 有益效果 ： 本发明采用单片机作为处理器、 模块化设计， 对电池充电过程进行全方 位的监测与控制， 确保了使用过程的安全可靠， 详尽的充电参数让用户实时掌握充电过。
13、程 的具体情况， 提高了充电效率和电池的使用寿命。 附图说明 0015 图 1 为本发明的电路结构示意图。 具体实施方式 0016 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。 0017 如图 1 所示的智能数字充电监测表， 包括壳体和设在壳体内用于分别连接充电器 和电池端口的监测回路， 所述的监测回路由继电器、 单片机、 模数转换器 ADC、 全桥整流、 降 压电路、 OLED显示屏、 继电器、 光耦一、 光耦二、 光耦三、 电子开关、 二极管D1和100欧的电阻 R1 组成。接入充电器的正负极端口经相并联的光耦一和光耦二与单片机相连 ； 接入电池的 正负极端口经三组相并联的电路接至单片机， 一组。
14、电路由光耦三组成， 一组电路由全桥整 流与降压电路串联组成， 一组由模数转换器ADC组成 ； 电子开关、 二极管D1、 电阻R1、 继电器 依次串联， 电子开关和继电器的输入端分别与单片机相连， 继电器与电子开关相连的一端 与接入充电器的正极端口相连， 继电器与电阻 R1 相连的一端与接入电池的正极端口相连 ； OLED 显示屏的输入端与单片机相连 ； 接入充电器的负极端口与接入电池的正极端口相连。 说 明 书 CN 103595099 A 4 3/3 页 5 0018 使用时将充电器和电池分别经相应端口接入本发明中。 电池输入的信号通过全桥 整流后变为极性恒定的电压， 然后通过降压电路降成低。
15、压， 此时单片机开始工作。 单片机通 过光耦三识别电池接入极性是否正确， 如果错误， 在 OLED 屏幕上输出电池极性接入错误信 息， 如果正确则继续工作。 0019 单片机通过光耦二、 光耦三识别充电器接入是否正常， 此时存在两种情况 ： 一种是 接入的充电器不符合安全规范， 则继续判断充电器接入极性是否正确 ： 如果错误， 充电器输 入端会有负压产生， 光耦三给出错误信息， 单片机通过 OLED 屏幕给出报警信号 ； 如果正确， 充电器两端是正压， 则判断为接入了极性正确的不符合安全规范的充电器 ； 另外一种情况 是接入的充电器符合安全规范， 如果充电器两端没有电压， 单片机通过电子开关将。
16、电池作 为触发源去触发充电器， 如果触发正常， 充电器两端会有正压产生， 继续下面的测量， 如果 没有正压产生， 则判断为接入了极性不正确的符合安全规范的充电器， 单片机通过 OLED 显 示屏给出报警信号。 0020 如果接入的充电器符合安全规范同时充电器和电池的正负极端口接入正确， 单片 机控制继电器打开， 用以驱动充电器对电池进行充电。单片机通过模数转换器 ADC 采集充 电过程的电压电流并计算相应的功率， 将这些信息输出到 OLED 显示屏上。 0021 在整个充电过程中， 单片机每隔 10 秒钟将充电过程中采集到的电流电压记录在 单片机的内存中， 等到充电结束， 单片机将采集的电流电。
17、压数据进行计算比较后得到浮充 电压、 最高电压、 绿灯转态电流、 最大电流这四个参数， 并将这四个参数输出到 OLED 显示屏 上。可通过模数转换器 ADC 单元采集电压数据， 单片机自动识别当前电池与充电器的电压 匹配情况， 如不匹配， 将停止充电， 提高充电过程中安全性。可通过累计模数转换器 ADC 单 元采集的电压电流数据， 单片机计算并通过 OLED 屏幕显示出充电全过程电池充入的电量， 用于评估电池的剩余使用寿命。 0022 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出 ： 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103595099 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103595099 A 6 。