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1、(10)申请公布号 CN 102457094 A (43)申请公布日 2012.05.16 C N 1 0 2 4 5 7 0 9 4 A *CN102457094A* (21)申请号 201110039840.5 (22)申请日 2010.10.21 201010514214.2 2010.10.21 H02J 7/06(2006.01) (71)申请人南京德朔实业有限公司 地址 211106 江苏省南京市江宁经济技术开 发区将军大道159号 (72)发明人杨德中 吴南飞 段俊雅 (54) 发明名称 充电系统 (57) 摘要 本发明提供一种充电系统，至少包括一个充 电器和一个电池，充电系统至。
2、少包括快充充电模 式和正常充电模式述快充充电模式可以在符合设 定条件的情况下给电池充电，还包括一个指示装 置可以指示快充充电模式已经完成。本发明的充 电器提供具有可选择性的充电模式，可以依靠电 池温度变化控制的超快充电方案，可实现在低电 且合适的温度变化趋势下能超额输出充电功率 以实现在短时间内安全的给电池一定的容量(能 量)以完成一定量的工作。 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图4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 4 页 附图 4 页 1/1页 2 1.一种充电系统，至少包括一个充电器和一。
3、个电池，其特征在于：所述充电系统至少 包括快充充电模式和正常充电模式，所述快充充电模式可以在符合设定条件的情况下给电 池充电，还包括一个指示装置可以指示快充充电模式已经完成。 2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述快速充电模式，以第一电流I1对 电池进行充电，所述正常充电模式，以第二电流I2对电池进行充电，所述第一电流I1大于 第二电流I2，所述充电电路还包含一控制电路，通过一模式选择电路控制两种充电模式的 切换，所述模式选择电路，按照所述控制电路发出的控制信号，选择进入相应的快速充电模 式或者正常充电模式。 3.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，所述第一电流I1至少为6A。
4、。 4.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述快速充电模式预设一第一充电 时间t1，所述正常充电模式预设一第二充电时间t2，所述第一充电时间t1小于第二充电时 间t2。 5.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述快充充电模式所符合的设定条 件为允许的最高电池温度为T1，最大电池电压为V1。 6.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述指示装置还可以指示电池是否 处于可选择快充充电模式的状态。 7.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述指示装置为具有背光的控制开 关。 8.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统根据温度检测电路、电 压检测电路实时监测。
5、电池当前的温度和电压值控制自动切换充电模式。 9.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，由所述控制电路接收外部触发信号 进行充电模式切换。 10.根据权利要求9所述的充电系统，其特征在于，所述外部触发信号由控制开关触 发。 11.根据权利要求10所述的充电系统，其特征在于，所述控制开关为按键式。 12.根据权利要求10所述的充电系统，其特征在于，还包括正常充电模式状态显示装 置。 权 利 要 求 书CN 102457094 A 1/4页 3 充电系统 技术领域 0001 本发明涉及一种充电系统，尤其涉及一种实现电池快速充电的系统。背景技术 0002 客户在使用锂电池时，普遍存在以下情况：在。
6、需要完成一定工作量或还剩一小部 分工作未完成时，发现电池包电量不够，这时使用者需要一小部分容量(比如a的电池容 量)的电池来完成工作(不需要满容量电池)，并且希望有一种充电器的模式能在极短的时 间内，比如100S-200S完成电池a容量的充电过程。但是目前快速充电的锂离子电池充电 器设计成本较高，模式选择性较差。发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，实现用低成本，提供一种 可选择充电模式的充电器，使得在很短的时间内安全的给电池一定的容量(能量)以完成 一定量的工作。 0004 为解决上述技术问题，本发明提供一种充电系统，至少包括一个充电器和一个电 池，充电系统至少。
7、包括快充充电模式和正常充电模式述快充充电模式可以在符合设定条件 的情况下给电池充电，还包括一个指示装置可以指示快充充电模式已经完成。 0005 其中快速充电模式的充电电流大于正常充电模式的充电电流，充电时间小于正常 充电模式的充电时间。 0006 快速充电模式和正常充电模式的切换可以由控制电路根据温度检测电路、电压检 测电路实时监测充电电池当前的温度和电压值控制自动切换，也可由操作面板上的控制开 关触发，由使用者手动选择。 0007 本发明所达到的有益效果：本发明的充电器提供具有可选择性的充电模式，其中 一种模式包括：依靠电池温度变化及电压控制的超快充电方案，该充电器设计有可选择的 快速充电模。
8、式，在低电压且合适的温度变化趋势下能超额输出充电功率以实现在短时间内 给电池充上a的容量，该容量足以完成急需的工作。 0008 附图说明图1是本发明的充电器示意图；图2是本发明的充电器的充电电路的模 块图；图3是本发明的充电器的工作流程图；图4是图2的充电电路图。 0009 图中，1、机壳；101、上机壳；102、下机壳；2、充电槽；3、操作面板；3a、控制开关； 4a、红色LED；4b、绿色LED；5、充电电路；6、控制电路；7、指示电路；8、温度检测电路；9、电 压检测电路；10、模式选择电路；11、转换充电电路；110、AC-DC输入电路；111、DC-DC电源 电路；112、直流电压输。
9、出电路；13、外部触发信号。 0010 具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚 地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 0011 如图1所示为本发明的充电器优选的一种示意图，机壳1由上机壳101和下机壳 102扣合形成一个整体，机壳1上设一可放置充电电池的充电槽2，机壳1构成的内腔包含 充电电路，机壳1上设有操作面板3和指示充电状态的显示装置，可为发光LED或LCD显示 屏，以及控制开关3a。此处显示装置为红色LED4a和绿色LED4b，控制开关3a为具有背光 的按钮。 0012 充电器具有快速充电的模式，或称Peak模式、峰值充电模式，以及。
10、正常充电模式。 说 明 书CN 102457094 A 2/4页 4 在快速充电模式下，充电器在极短的时间内将电池充至一个较满的状态；在正常充电模式 下，充电器正常充电。控制开关3a的背光用于指示电池是否处于可选择快速充电的状态， 并用背光闪烁表示电池正在被快速充电。当控制开关背光亮起，指示电池符合选择快速充 电的条件，按下控制开关3a后，充电进入快速充电模式，背光闪烁，快速充电结束后控制开 关3a的背光常亮。 0013 显示装置的红色LED4a和绿色LED4b用于报错和正常充电的充电状态。当红色 LED4a亮，表示电池发生异常情况，在快速充电模式和正常充电模式下的异常情况均使用 此方式。绿色。
11、LED4b用于指示正常充电的充电状况，当电池在正常充电模式下充电，绿色 LED4b闪烁，电池充满后绿色LED4b常亮。 0014 如图2所示，本发明的充电器充电电路5结构包含，温度检测电路8、电压检测电 路9，实时监测充电电池当前温度和电压，并将监测数值传送至控制电路6；控制电路6接收 并处理温度检测电路8、电压检测电路9的信息或/和外部的操作面板3的输入信息，控制 充电电路5的充电模式，并将当前状态信息传送至指示电路7，指示电路7可以包含显示装 置，用于指示充电状态或者其他需要显示的信息。 0015 模式选择电路10按照控制电路6发出的控制信号，选择进入快速充电模式(简称 为Peak模式)或。
12、者正常充电模式，并可在两种模式之间切换。转换充电电路11与充电电池 连接，包含依次连接的AC-DC输入电路110、DC-DC电源电路111及直流电压输出电路112， 按照模式选择电路10发出的充电模式对充电电池进行充电。 0016 一种实施方式下，控制电路6根据温度检测电路8、电压检测电路9实时监测的充 电电池当前的温度和电压值进行判断选择，自动切换充电模式。当温度检测电路8检测到 的电池温度符合预设的温度范围，且电压检测电路9检测到的电池电压符合预设的电压范 围，则控制电路6输出一控制信号至模式选择电路10，将充电模式切换为快速充电模式。 0017 另一种实施方式下，控制电路6接收外部触发信。
13、号13进行充电模式的切换。外部 触发信号13可以为开关触发的信号，也可以为光、电、声形式的触发信号。在本实施例中， 优选的，为通过操作面板3手动的控制开关3a，输入控制信号。 0018 操作面板3或为按键式，或为触摸式，或为两者结合的形式。也可以将指示电路7 与操作面板3的部分功能或者全部功能集成在一起。通过操作面板3可以对充电时间、充 电电流进行设置。 0019 如图2、图3所示，说明本发明充电器的一种工作流程，当充电器检测到有电池插 入时，首先通过温度检测电路8、电压检测电路9检测电池的温度、电压是否在允许充电的 范围内。如果电池需要充电，则可以通过模式选择电路10选择进入快速充电模式(简。
14、称 Peak模式)或者是正常充电模式，快速充电模式转换充电电路11可以对充电电池提供大电 流I1进行充电，如6A，实现以较大的充电电流对电池进行短时快速充电。选择进入快速充 电模式或者是正常充电模式的方式有两种，一种是自动切换，一种是非自动切换，即依靠外 部触发信号13触发进入。本实施例中仅介绍外部触发信号13触发进入的方式，当控制开 关3a触发时即进入Peak模式。 0020 在Peak模式中，对充电时间、充电电流进行设定，预设充电电流为I1，如6A，与正 常充电模式的充电电流值I2相比，一般的，I2为1.5A，I1I2。设定充电时间为t1，如 3min。在此大电流的条件下对电池进行充电，可。
15、在预设的很短时间内使电池的能量充到一 说 明 书CN 102457094 A 3/4页 5 个较满的程度，如70，以快速满足使用者基本的使用需要。同时在此模式下，预设充电允 许的最高电池温度为T1，如40摄氏度，最大电池电压为V1。当充电时间达到设定值t1时 退出Peak模式，或者当检测到的电池温度或电压系数大于等于预设的最高电池温度T1、V1 时，自动退出Peak模式。 0021 退出Peak模式后，如使用者未将电池从充电器中拔出，则充电程序转入正常充电 模式进行充电，绿色LED4b闪烁。在正常充电模式下使用的充电电流I2较I1小，如1.5A。 在此模式下，预设一系列充电参数，如电池充电时允。
16、许的的最高电池温度为T2，如55摄氏 度，最大电池电压为V2，并检测电池的电流。当检测到的电池温度大于等于预设的最高温度 T2，或检测到的电池电压大于等于预设的最高电压V2时，报错并返回初始程序，红色LED4a 亮；当检测到的电池电流异常，如接近于0时，结合电池电压的检测结果，如检测到的电池 电压也大于等于预设的最高电压V2，报错并返回初始程序，红色LED4a亮。 0022 由于在Peak模式下对电池进行快速的大电流充电，可能对电池造成损伤或出现 危险状况，在Peak模式下需要对电池的各项系数进行更严格的要求。故上述Peak模式和 正常模式下的各项电池充电系数的关系如下：T1T2；V1V2；如。
17、正常充电模式下，电池 的温度、电流、电压系数均符合设定要求，则程序向下进行至对充电时间的判断。 0023 当充电达到最长允许时间t2，如30min，且充电电流小于预设的充满电流I3，表示 电池已经充满，结束充电，绿色LED4b常亮。 0024 如图4所示，端口J3接电池正极，端口J7接电池负极，端口J4接电池的端口NTC， 端口J5、J6接单节电池端口。控制电路6中的MCU微控制单元芯片选用U8，当电池插入充 电器后，U8通过温度检测电路8、电压检测电路9中的检测端口J4、J5、J6、J7判断电池当 前温度和电压，根据当前信息，决定是否可以进入快速充电模式，保证充电安全。当符合进 入快速充电模。
18、式的设定条件时，可以自动进入快速充电模式，也可以由外部触发信号13触 发进入，外部触发信号可以是图4所示的微动开关SW1，也可以是其他的光、电、声等其他形 式的输入信号。如果是非自动式进入快速充电模式，在没有外部触发信号13触发时，U8控 制以正常充电模式进行充电。 0025 本实施例中，优选的是非自动式进入快速充电模式，其过程是当触发微动开关 SW1，即操作面板3上的控制按钮3a时，U8检测到可以进入快速充电模式，指示电路7中的 发光二极管D18亮，指示可以进入快速充电模式，控制按钮3a的背光亮。当微动开关SW1 被按下后，U8控制反馈电路，根据设定的快速充电电流进行充电。发光二极管D18闪。
19、烁，指 示正在进行快速充电模式，控制按钮3a的背光闪烁。在该模式下，U8实时监测J4、J5、J6、 J7的电压，同时进入计时，并U8通过R75监测充电器本身温度，在异常状况下自动转入正常 充电模式。当快速充电时间达到预设的充电时间后，快速充电完成，发光二极管D18常亮， 指示快速充电阶段结束，控制按钮3a的背光常亮。用户此时可以将电池从充电器中拔除， 用于工作需要。当由电池温度或者充电器温度等原因导致中途停止快速充电模式时，发光 二极管D18熄灭，指示快速充电模式不可用，自动进入正常充电模式，指示电路7中发光二 极管D11闪烁，使操作面板3上的绿色LED4b闪烁，指示正在进行正常充电模式。当电。
20、池充 满后，指示电路7中发光二极管D11常亮，绿色LED4b常亮，指示整个充电过程完成。 0026 其他实施方式中也可以通过检测电池当前温度和电压，当符合进入快速充电模式 的设定条件时，可以自动进入快速充电模式，实现电电池的短时快速充电。 说 明 书CN 102457094 A 4/4页 6 0027 其他实施方式中可以使用除了微动开关以外的其他触发方式进行输入选择，进入 快速充电模式。 0028 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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。 说 明 书CN 102457094 A 1/4页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102457094 A 2/4页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102457094 A 3/4页 9 图3 说 明 书 附 图CN 102457094 A 4/4页 10 图4 说 明 书 附 图CN 102457094 A 10 。