CN101459347B - 一种充电器及控制充电器与外部电源连接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种充电器，包括：负载检测单元，用于检测是否有负载接入；充电单元，具有电源输入端，用于在该电源输入端接外部电源时，将外部电源转化为充电电源，为接入的负载充电；充电电路控制单元，用于负载检测单元检测到有负载接入时，将充电单元的电源输入端接到外部电源。本发明实施例还公开了一种控制充电器与外部电源连接的方法，包括：检测所述充电器是否有负载接入；若有负载接入，则将所述充电器与外部电源连接；若无负载接入，则断开所述充电器与外部电源的连接。本发明的实施例可以使充电器在空载时节约电能。

Description

一种充电器及控制充电器与外部电源连接的方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种充电器及控制充电器与外部电源连接的方法。

背景技术

当前使用充电器为设备充电时，一般只关注充电设备的保护，或只关注充电设备电量充满的情况，很少关注当充电器空闲时耗电的情况，即充电器与充电电源连接但未挂充电设备的情况。很多人习惯在设备充电完毕后，只拨走充电设备而不拨走充电器，这样，即使充电器没有接充电设备，同样会导致电量资源的浪费。

发明内容

本发明实施例提供一种控制充电器与外部电源连接的方法及充电器，可以节省充电器空载时候的电能。

本发明实施例提供了一种充电器，包括：

负载检测单元，用于检测是否有负载接入；

充电单元，具有电源输入端，用于在该电源输入端接外部电源时，将外部电源转化为充电电源，为接入的负载充电；

充电电路控制单元，用于负载检测单元检测到有负载接入时，将充电单元的电源输入端接到外部电源。

本发明实施例还提供了一种控制充电器与外部电源连接的方法，该方法包括：

检测所述充电器是否有负载接入；

若有负载接入，则将所述充电器与外部电源连接；

若无负载接入，则断开所述充电器与外部电源的连接。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

在本发明的实施例中，只有在有负载接入时，才将充电单元接通外部电源，从而使得即使充电器插头接入外部供电插座，在负载未接入时，也不会真正接通外部电源，从而避免了电量的浪费和相应的电磁污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的充电器的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的充电器的一个实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的充电器的一个实施例的结构示意图；

图4是本发明提供的充电器的一个实施例的结构示意图；

图5是本发明提供的充电器的一个实施例的结构示意图；

图6是本发明提供的充电器的一个实施例的结构示意图；

图7是本发明提供的充电器的一个实施例的结构示意图；

图8是本发明提供的控制充电器与外部电源连接的方法的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种充电器，可以自动控制与充电电源的电路连接。

下面结合附图和具体实施例对本发明实施例提供的充电器进行详细说明。

本发明实施例提供的充电器，如图1所示，包括：

负载检测单元130，用于检测是否有负载接入；

充电单元110，具有电源输入端，用于在该电源输入端接外部电源时，将外部电源转化为充电电源，为接入的负载充电；

充电电路控制单元120，用于负载检测单元130检测到有负载接入时，将充电单元110的电源输入端接到外部电源。

在上述实施例中，只有在有负载接入时，充电电路控制单元120才将充电单元接通外部电源，从而使得即使充电器插头接入外部供电插座，在负载未接入时，也不会真正接通外部电源，从而避免了电量的浪费和相应的电磁污染。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，该充电电路控制单元120可以为：

第一继电器121，用于在接供电电源时，将外部电源与充电单元110的电源输入端接通；

负载检测单元130可以包括：

供电装置131，提供供电电源；

接入控制开关132，用于在有外部负载接入时，将供电装置131与第一继电器121接通，使供电装置131为第一继电器121提供供电电源。

在该实施例中，接入控制开关132可为任何形式的机械开关，该开关以负载接入充电器产生的机械作用力作为接入控制开关132闭合的触发，使得第一继电器121与供电装置之间的电路接通，从而使第一继电器121工作，将外部电源与充电器单元110的电源输入端接通，产生充电电源，为接入的负载充电。

而当负载充电完毕(当然也可在充电过程中)，脱离充电器时，使接入控制开关132闭合的机械作用力消失，接入控制开关132断开，使得供电装置131与第一继电器121之间的电路断开，第一继电器121无供电电源，故外部电源与从电器单元110的电源输入端的连接断开，从而保证了在负载脱离充电器时，充电器与外部电源断开，节约了电能，减少了电磁污染。

在上述实施例中，供电装置131可以为电池。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，基于上述单元，该充电器还可包括：

供电切换装置140，用于在充电单元110产生充电电源时，接通充电电源与第一继电器的连接，断开供电装置131与第一继电器的连接。

在本实施例中，在供电切换装置140检测到充电单元110产生充电电源时，供电切换装置140将第一继电器121的供电电源切换至充电单元110输出的充电电源。

具体地，接入控制开关132具有：

第一端，与第一继电器121的第一极性供电输入端电气相连；

第二端，与供电装置131的第一极性端以及充电单元110的第一极性输出端电气相连；

控制端，当负载接入时，导通第一端和第二端，负载脱离时，断开第一端和第二端的电气连接。

相应地，供电切换装置140具体用于：在充电单元110没有输出充电电源时，将第一继电器121的第二极性供电输入端与供电装置131的第二极性端电气相连，在充电单元110输出充电电源时，将第一继电器121的第二极性供电输入端与充电单元110的第二极性输出端电气连接。

在图3所示的供电切换装置140的功能性示意图中，供电切换装置140可看作一个受控的单刀双掷开关，该开关受充电单元110的控制，当充电单元110未输出充电电源时，单刀双掷开关接通第一继电器121与供电装置131的连接，当充电单元110输出充电电源时，单刀双掷开关接通第一继电器121与充电单元110的输出端的连接。

图3所示为第一极性为负极，第二极性为正极的电路示意图，基于图3，下面举例描述供电切换装置140的工作原理，以供电装置131为电池，第一继电器121的第一供电输入端1(第一极性供电输入端)为负极(实际电路中可以为接地电位点)和第二供电输入端2(第二极性供电输入端)为正极，充电单元110的第一输出端3(第一极性输出端)为充电电源的负极(实际电路中可以为接地点位点)和第二输出端4(第二极性输出端)为充电电源的正极为例来说明。在负载接入充电器时，接入控制开关132接通第一继电器121的第一供电输入端1与电池的负极(供电装置131的第一极性端)的连接，同时也接通第一继电器121的第一供电输入端1与充电单元110的第一输出端3的连接。

在第一继电器121还未接通外部电源与充电单元110的电源输入端的连接时，充电单元110的第一输出端3和第二输出端4之间没有充电电源输出，供电切换单元140将电池的正极(供电装置131的第二极性端)与第一继电器121的第二供电输入端2相连，从而使电池给第一继电器121供电。供电电流从电池的正极流向第一继电器121的第二供电输入端2，流经第一继电器121后从第一继电器121的第一供电输入端1流出，最后到达电池的负极，从而构成第一继电器121的供电回路。

一旦电池给第一继电器121供电，第一继电器121将外部电源与充电单元110的电源输入端接通，使得充电单元110的第二输出端4和第一输出端3之间输出充电电源，供电切换装置140受充电电源的控制，将充电单元110的第二输出端4与第一继电器121的第二供电输入端2连接，使得充电单元110输出的的充电电源给第一继电器121供电。供电电流从充电单元110的第二输出端4流向第一继电器121的第二供电输入端2，流经第一继电器121后从第一继电器121的第一供电输入端1流出，最后到达充电单元110的第一输出端3，从而构成第一继电器121的供电回路。至此，第一继电器121的供电由电池切换到了充电单元110的输出。

当负载充电完毕(当然也可在充电过程中)，脱离充电器时，使接入控制开关132闭合的机械作用力消失，接入控制开关132断开，使得第一继电器121的第一供电输入端1与充电单元110的第一输出端3之间的连接断开，从而使充电单元110与第一继电器121之间的供电回路断开，第一继电器121无电源供电，故使得充电单元110的电源输入端与外部电源断开，从而保证了在负载脱离充电器时，充电器与外部电源断开，节约了电能，减少了电磁污染。

图4所示的电路结构中，第一极性为正极，第二极性为负极，相应的连接关系与图3所示的类似，原理可参照对图3所示电路结构的说明，在此不再赘述。

在上述的实施例中，由于供电切换装置140在可将第一继电器121的供电从供电装置131切换至充电单元110的输出，故能使供电装置131的耗电量降低，提高供电装置131的使用寿命，避免了频繁地给充电器更换充电装置131。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，供电切换装置140可以包括：

NMOSFET(N-channel Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，N沟道金属氧化物场效应管，简称NMOS管)，栅极G与充电单元110的正极输出端相连，漏极D与供电装置131的第二极性端相连，源极S与第一继电器121的第二极性供电输入端相连；和

PMOSFET(P-channel Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，P沟道金属氧化物场效应管，简称PMOS管)，栅极G与充电单元110的正极输出端相连，漏极D与供电装置131的第二极性端相连，源极S与第一继电器121的第二极性供电输入端相连。

图5所示的第一极性为负极，第二极性为正极，下面以此为例来详细说明NMOS管和PMOS管组成的供电切换装置140的工作原理，对应图5，NMOS管的源极S接第一继电器121的第二供电输入端2(第二极性输入端)，栅极G及漏极D接充电单元110的第二输出端4(第二极性输出端)；PMOS管的源极S及漏极D分别接第一继电器121的第二供电输入端2(第二极性供电输入端)和供电装置131的正极(供电装置131的第二极性端)，栅极G接充电单元110的第二输出端4。

负载未接入时，充电单元110的第二输出端4上没有输出，PMOS管的栅极电平为低或空载，PMOS的源极S与栅极D之间导通，第一继电器121的第二供电输入端2与供电装置的正极端相连；当负载接入时，接入控制开关132使供电装置131的负极端与第一继电器的第一供电输入端1相连，从而构成了供电装置131与第一继电器121之间的供电回路，第一继电器121获得供电，将外部电源与充电单元110的电源输入端接通，充电单元110在第二输出端4和第一输出端3之间输出充电电源。

一旦充电单元110输出充电电源，PMOS管和NMOS管的栅极均为高电平，从而使NMOS管的源极S和漏极D之间导通，PMOS管的源极S和漏极D之间截至，故第一继电器121的第一供电输入端1与充电单元110的第一输出端3连接，第二供电输入端2与充电单元110的第二输出端4连接，从而构成了充电单元110的输出与第一继电器121之间的供电回路，而供电装置131的正极端与第一继电器121的第二供电输入端2之间的连接断开，即断开了供电装置131给第一继电器121供电的回路，故充电器在对负载进行充电时，第一继电器121的供电有充电单元110的输出提供，节省了供电装置131的电能，延长了供电装置131的使用寿命，避免了频繁地给充电器更换充电装置131。

当当负载充电完毕(当然也可在充电过程中)，脱离充电器时，接入控制开关132断开第一继电器121的第一供电输入端1与供电装置的负极端及充电单元110的第一输出端3之间的连接，故第一继电器121的供电回路断开，使得充电单元110的电源输入端与外部电源的连接断开，可节约充电器空载时候的电能，较少电磁污染。

图6所示为第一极性为正极极，第二极性为负极时的充电器电路结构图，相应的连接关系与图5所示的类似，原理可参照对图5所示电路结构的说明，在此不再赘述。

需要指出的是，本领域的普通技术人员应当明白，此处只是以NMOS及PMOS为例对本发明的实施例中的技术方案进行阐述，本领域的普通技术人员根据以上的具体阐述可以在不付出创造性劳动的前提下，采用功能与NMOS管及PMOS管功能类似且类型对应的其他晶体管(如结型场效应管，双极性晶体管等)得到本发明的其他实施例，当然在采用其他类型的晶体管时，可能需要辅以适当的偏置电阻或其他元器件，这些都是本领域普通技术人员可以在不付出创造性劳动的情况下得出，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的一个实施例中，如图7所示，供电切换装置140可以为第二继电器141，用于在充电单元110没有输出充电电源时，将第一继电器121的第二极性供电输入端与供电装置131的第二极性端电气连接，在充电单元110输出充电电源时，将第一继电器121的第二极性供电输入端与充电单元110的第二极性输出端电气连接。

具体而言，第二继电器的141的两个供电输入端与充电单元110的第一输出端3和第二输出端4对应相连，使得充电单元110输出充电电源时，第二继电器141获得供电，使第二继电器141动作，将第一继电器121的第二极性供电输入端从与供电装置131的第二极性端电气连接切换到与充电单元110的第二极性输出端电气连接。从而使第一继电器121的供电从供电装置131切换到充电单元110的输出，节省了充电装置131的耗电量，延长了充电装置131的使用寿命。

本发明的还提供了一种控制充电器与外部电源连接的方法，如图8所示，为该方法的一个实施例，该实施例包括以下步骤：

步骤801，检测是否有负载接入该充电器；

在该步骤中，可采取上文所述的检测方式对是否有负载进行接入进行检测，在此不再详细叙述。

步骤802，若检测到有负载接入该充电器，则将充电器与外部电源连接；

步骤803，若未检测到负载接入，则断开充电器与外部电源的连接。

步骤802及803的具体操作方式及原理在上文中均有对应的描述，在此不再赘述。

在该方法实施例中，只有在充电器有负载接入时，才将充电器与外部电源的连接接通，而当没有负载接入充电器时，则断开充电器与外部电源的连接，故可节省电源，并避免充电器空载时造成的电磁辐射。

最后，还需要说明的是，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的控制充电器与外部电源连接的方法及充电器的各实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种充电器，其特征在于，包括：

充电单元，具有电源输入端，用于在所述电源输入端接外部电源时，将外部电源转化为充电电源，为接入的负载充电；

供电装置，提供供电电源；

第一继电器，用于在接供电电源时，将外部电源与所述充电单元的电源输入端接通；

接入控制开关，用于在有负载接入时，将所述供电装置与所述第一继电器接通，使所述供电装置为所述第一继电器提供供电电源。

2.如权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括：

供电切换装置，用于在所述充电单元产生充电电源时，接通所述充电电源与第一继电器的连接，使所述充电电源给所述第一继电器供电；断开所述供电装置与所述第一继电器的连接。

3.如权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述第一继电器包括第一极性供电输入端和第二极性供电输入端，用于接供电电源的对应极性端；

所述接入控制开关包括：

第一端，与所述第一继电器的第一极性供电输入端电气相连；

第二端，与所述供电装置的第一极性端以及所述充电单元的第一极性输出端电气相连；

控制端，当负载接入时，导通所述第一端和所述第二端，负载脱离时，断开所述第一端和所述第二端的电气连接；

所述供电切换装置具体用于：在所述充电单元没有输出充电电源时，将所述第一继电器的第二极性供电输入端与所述供电装置的第二极性端电气连接；在所述充电单元输出充电电源时，将所述第一继电器的第二极性供电输入端与所述充电单元的第二极性输出端电气连接。

4.如权利要求3所述的充电器，其特征在于，所述供电切换装置包括：

NMOS管，栅极与所述充电单元的正极输出端相连，漏极与所述供电装置的第二极性端相连，源极与所述第一继电器的第二极性供电输入端相连；和

PMOS管，栅极G与所述充电单元的正极输出端相连，漏极与所述供电装置的第二极性端相连，源极与所述第一继电器的第二极性供电输入端相连。

5.如权利要求3所述的充电器，其特征在于，所述供电切换装置包括：

第二继电器，所述第二继电器的供电输入端与所述充电单元的输出端对应相连，用于在所述充电单元没有输出充电电源时，将所述第一继电器的第二极性供电输入端与所述供电装置的第二极性端电气连接，在所述充电单元输出充电电源时，接收所述充电单元的输出端的供电，将所述第一继电器的第二极性供电输入端与所述充电单元的第二极性输出端电气连接。

6.如权利要求3-5任一所述的充电器，其特征在于，所述第一极性为正极，所述第二极性为负极；或者，所述第一极性为负极，所述第二极性为正极。

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