一种充电器的制作方法

本发明涉及一种充电器。

背景技术：

1、现今正处于电子设备风行的年代，其中可移动设备更是成为了生活日常必需品，如手机、电脑、数码相机、耳机、充电宝等，这些设备中都会使用可充电电池给设备供电，而其电池通常需要充电器对其进行充电。

2、传统充电器的充电过程中会一直提供输出，也就是说设备在充电结束后，充电器还是会向设备一直输出电压，这将会让电池长时间保持充满状态。实际上，充电的最后阶段，充电电压已经接近临界值，这个阶段充电容易使得部分锂离子过度嵌入石墨晶格中，从而造成容量衰减，所以充电最后阶段对循环寿命影响较大。如果继续用恒定电流强行充满电池，充电电压更高，甚至正极会析氧鼓包，导致电池容量下降、内阻增加，最终缩短电池的寿命。以及现有的涓流充电，采用涓流充电，慢慢趋使最后的一些活性锂离子迁移到负极，仅是充电最后阶段对电池保护的一种折中平衡的做法。

3、锂电池长时间保持充满状态会有过充电的风险。过充电可能导致电池内部发生化学反应，产生气体或过热，进而引发电池的过热、膨胀甚至爆炸的危险。还会导致电池的性能降低，包括能量密度降低、充电速度减慢、循环寿命减少等。充电器和电池之间的连接可能会导致微小的能量损耗，这可能会导致充电器或设备发热。长时间的微量发热可能对设备的电子元件或电池产生影响，而且长时间的充满状态会加速电池内部化学反应的进行，从而导致电池的老化，这会影响设备的续航能力和使用体验。

4、因此，为了保护锂电池的安全性和性能，避免长时间让电池保持充满状态。需要使用有过充保护功能的充电设备，以防止过充电造成的潜在危害。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种充电器，通过电路设计配合充电保护控制，旨在针对电子设备充电完成后，避免继续充电对设备和电池产生伤害与防止过充电。

2、本发明为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：

3、一种充电器，包括微控制器和分别与微控制器连接的充电控制执行电路、电源电路、充电接口电路及充电监测电路；

4、充电控制执行电路为背对背串联第一mos管q1和第二mos管q2，两mos管的栅极g连接后与微控制器的控制引脚连接，充电控制执行电路的一端连接电源电路，另一端连接充电接口电路；

5、充电监测电路与充电接口电路并联，其包括串联的第一电阻r1、第二电阻r2和采样电阻rs1，第一电阻r1的输入端连接充电接口电路的一端引脚，第一电阻r1的输出端连接微控制器的第一采样引脚和第二电阻r2的输入端；第二电阻r2的输出端连接微控制器的第二采样引脚并接地；采样电阻rs1的输出端连接微控制器的第三采样引脚及充电接口电路的另一端引脚；

6、微控制器上设置充断电处理模块，微控制器将充电监测电路获取的电压和电流转换为数字量，利用充断电处理模块的自动断电算法判断充电功率状态，再由微控制器控制充电控制执行电路的通断状态。

7、进一步地，充断电处理模块的自动断电算法为：充电开始后，按一定采样频率获取电压和电流数字量，相乘获得当前充电功率值并计算当前充电功率预估值，若当前充电功率值大于第一阈值，进入大功率充电阶段；若当前充电功率值小于第二阈值且当前充电功率预估值小于第二阈值，控制断开充电控制执行电路，切断电源输出，充电完成；

8、若充电时长超过预定时长，将会控制断开充电控制执行电路，切断电源输出，充电完成。

9、进一步地，所述采样频率为0.5hz-2hz；所述第一阈值为5w；所述第二阈值为3w；所述预定时长为4h。

10、进一步地，充电功率预估值的计算方法为：

11、b2＝(a*(1-x))+(b1*x)；

12、a为计算得的当前充电功率值；b1为前次充电功率预估值，初始值为0；b2为当前充电功率预估值；x为功率系数，为常量。

13、进一步地，功率系数x为0.8。

14、进一步地，充电控制执行电路的第一mos管q1和第二mos管q2的背对背串联方式为，(i)两mos管的漏极d连接，两源极s分别与电源电路的输出端和充电接口电路的输入端连接；或，(ii)两mos管的源极s连接，两漏极d分别与电源电路的输出端和充电接口电路的输入端连接。

15、进一步地，还包括提示灯电路，提示灯电路包括第三电阻r3和led灯，第三电阻r3的输入端连接微控制器的灯控引脚，第三电阻r3的输出端连接至led灯一端，led灯的另一端接地。

16、本发明的技术方案能够提高电子设备及其电池的使用寿命，提高电子设备充电时的安全性，减少能源浪费。

17、利用通过微控制器进行采样、运算、控制，通过预估算法有效提升抗干扰性，使功能实现更加稳定精确；充电控制执行电路中使用双mos管背对背串联使用作为开关，防止了电子设备电源输出电压通过mos管内的体二极管倒灌进充电器的情况发生，电路结构高效可靠，而且具有低成本优势；led灯功能，在夜晚有时候插充电线变成很困难的事情，容易不到充电器插口位置，为了让此问题有所改善，在充电器连接口周围添加led环灯，使得在黑夜里能方便的找到充电口。

技术特征：

1.一种充电器，其特征在于，包括微控制器(1)和分别与微控制器连接的电源电路(2)、充电控制执行电路(3)、充电接口电路(4)及充电监测电路(5)；

2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，充断电处理模块的自动断电算法为：

3.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述采样频率为0.5hz-2hz；所述第一阈值为5w；所述第二阈值为3w；所述预定时长为4h。

4.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，当前充电功率预估值的计算方法为：

5.根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，功率系数x为0.8。

6.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，充电控制执行电路的第一mos管q1和第二mos管q2的背对背串联方式为:(i)两mos管的漏极d连接，两源极s分别与电源电路的输出端和充电接口电路的输入端连接；或，(ii)两mos管的源极s连接，两漏极d分别与电源电路的输出端和充电接口电路的输入端连接。

7.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，还包括提示灯电路(7)，提示灯电路包括第三电阻r3和led灯(71)，第三电阻r3的输入端连接微控制器的灯控引脚(15)，第三电阻r3的输出端连接至led灯一端，led灯的另一端接地。

技术总结
本发明公开了一种充电器，包括微控制器和分别与微控制器连接的充电控制执行电路、电源电路、充电接口电路及充电监测电路；充电控制执行电路为背对背串联第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，两MOS管的栅极G连接后与微控制器的控制引脚连接，充电控制执行电路的一端连接电源电路，另一端连接充电接口电路；微控制器上设置充断电处理模块，微控制器将充电监测电路获取的电压和电流值转换为数字量，利用充断电处理模块的自动断电算法判断充电状态，再由微控制器控制充电控制执行电路的通断状态。本发明的技术方案能够提高电子设备及其电池的使用寿命，提高电子设备充电时的安全性，减少能源浪费。

技术研发人员：张育先
受保护的技术使用者：宁波高新区新诚电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23