[实用新型]智能设备的充电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电源和充电技术领域，具体涉及机器人、无人机等智能设备的充电装置。

背景技术

如今越来越多的电子设备靠可充电电池进行供电，常见的可充电电池包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池和磷酸铁锂电池等。对不同电池的充电有不同的充电方法，本质上都是需要充电电路提供所需要的稳定的充电电流和电压，使得电池能够快速安全的进行充电。

目前的充电器一般有两种，一种是脉宽调制(PWM)方式，即通过开关的方式，在一个周期内的某一段时间直接把电源电压加到电池上，这种方式控制简单，但对电池的寿命影响比较大；还有一种是目前主流的充电方式，即通过控制线性调节器或者开关型直流变换器，输出所需电流或者电压。

实用新型内容

本实用新型针对现在无电池管理专用芯片的电子系统，采用控制开关型直流变换器的方式，充分利用系统微控制器的现有资源，通过数字控制方式，灵活、低成本实现对电池的充电。本实用新型由以下技术方案实现：

一种智能设备的充电装置，其特征在于：包括微控制器、直流变换器、电压传感器及电流传感器；电压传感器的一端连接可充电电池的正极，另一端连接微控制器的第一ADC输入端；电流传感器的一端连接可充电电池的负极，另一端连接微控制器的第二ADC输入端；直流变换器的控制端连接微控制器的脉宽调制信号输出端，输入端连接电源V_IN，输出端连接可充电电池的正极。

作为具体的技术方案，所述微控制器包括第一ADC模块、第二ADC模块、第一减法器、第二减法器、第一数字PID模块、第二数字PID模块及数字PWM模块；所述第一减法器的一个输入连接第二ADC模块的输出，另一个输入接一个设定的充电电流Iref，输出连接第一数字PID模块；第二接减法器的一个输入连接第一ADC模块的输出，另一个输入连接第一数字PID模块的输出，输出连接第二数字PID模块；数字PWM模块的输入连接第二数字PID模块的输出，输出连接直流变换器的输入端。

作为具体的技术方案，所述电压传感器包括电压采集电阻R1及R2；所述电压采集电阻R1和电阻R2串接于可充电电池的正极与地之间，电压采集电阻R1和电阻R2的节点连接所述第一ADC模块。

作为具体的技术方案，所述电流传感器包括电流采集电阻Rs及放大器；电流采集电阻Rs一端连接可充电电池的负极及放大器的输入端，另一端接地，放大器的输出端连接所述第二ADC模块。

作为具体的技术方案，所述直流变换器包括驱动器、开关管Q1、二极管D1、电感L及电容Co；驱动器的输入端连接所述数字PWM模块的输出；开关管Q1为PMOS管，G极连接驱动器的输出端，S极连接电源V_IN，D极连接电感L一端，电感L另一端连接可充电电池的正极；二极管D1的正极接地，负极连接开关管Q1的D极；电容Co一端连接电感L的另一端，另一端接地。

本实用新型的有益效果在于：跟传统的通过PWM控制功率开关导通直接把输入电压加到电池上这种充电方法相比，本实用新型能实现对充电电流和电压的精确控制，降低了对充电适配器的要求，提高了充电的安全和电池使用寿命。此外，本实用新型还可以用于适配器电压低于电池电压的情况。跟用使用专用充电控制芯片系统相比，本实用新型实现简单，成本低。而且本实用新型配置灵活方便，对于不同适配器电压V_IN或者不同节数的电池，只需要根据情况重新计算两个PID方程，简单改变软件参数就可以实现。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的充电装置的模块构成图。

图2为本实用新型实施例提供的充电装置的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实施例提供的充电装置包括微控制器101、直流变换器102、电压传感器103及电流传感器105。电压传感器103的一端连接可充电电池104的正极，另一端连接微控制器101的第一ADC输入端；电流传感器105的一端连接可充电电池104的负极，另一端连接微控制器101的第二ADC输入端；微控制器101的脉宽调制(PWM)信号输出端连接直流变换器的控制端，直流变换器的输入端连接电源V_IN，直流变换器的输出端连接可充电电池的正极。