CN101950820A - 静态零功耗节能充电器 - Google Patents

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Abstract

静态零功耗节能充电器属于充电器的一种。该充电器的充电模块包括MCU控制单元、可充电器件、可充电器件检测及充电电路、供电电路、负载监控电路、继电器开关一和继电器开关二。主电源输入端通过继电器开关一连接至供电电路,供电电路又分别连接负载监控电路和可充电器件检测及充电电路;MCU控制单元分别连接至可充电器件检测及充电电路、负载监控电路、继电器开关一、继电器开关二和可充电器件;可充电器件检测及充电电路又分别连接继电器开关二和可充电器件;负载监控电路分别连接可充电器件和充电设备连接端。该充电器接入主电源,但未进行充电工作时,其功耗为零,即不损耗电能,达到了节能环保的目的。

Description

静态零功耗节能充电器
技术领域
[0001 ] 本发明属于一种充电器,尤指一种静态零功耗节能充电器,该充电器接入主电源, 但未进行充电工作时,其功耗为零,即不损耗电能。
背景技术
[0002] 目前,市面上的充电器各种各样,其性能也不尽相同。比如,有的充电器保护功能 比较强,有的充电器充电速度比较快,有的充电器无功功耗比较低等。但是,在设备充满电 后,如果充电器还继续留在电源插座上,该充电器依然会耗损电能。很多人喜欢在晚上睡觉 时对可充电电池、手机、音乐播放器等设备进行充电,第二天起床时,就可以将设备的电能 充满,无需为当天的使用而烦恼了。但是,对这些设备进行充电并不需要那么长的时间,一 般只需几个小时就行了,所以,在整个夜晚那么长的时间里,充电器大部分时间处于静止状 态,也就是不对充电设备进行充电的状态。虽然没有对设备进行充电,可是一直连接着电源 的充电器,却因自身元器件的电热性,一直在损耗电能。虽然一个充电器在这种情况下损耗 的电能很小,但是整个地球的充电器都存在这种情况的话,这无疑是个巨大的浪费。
发明内容
[0003] 针对以上技术存在的不足,本发明提供了 一种静态零功耗节能充电器,该充电器 接入主电源,但未接入充电设备,其功耗为零,即不损耗电能。
[0004] 本发明采取的技术方案如下:
[0005] 静态零功耗节能充电器,包括充电模块、与充电模块连接的主电源输入端和充电 设备连接端。其中,充电模块包括MCU控制单元、可充电器件、可充电器件检测及充电电路、 供电电路、负载监控电路、继电器开关一和继电器开关二。主电源输入端通过继电器开关 一连接至供电电路,供电电路又分别连接负载监控电路和可充电器件检测及充电电路;MCU 控制单元分别连接至可充电器件检测及充电电路、负载监控电路、继电器开关一、继电器开 关二和可充电器件;可充电器件检测及充电电路又分别连接继电器开关二和可充电器件; 负载监控电路分别连接可充电器件和充电设备连接端。
[0006] 继电器开关一和继电器开关二为同一个继电器内部的两个控制开关。
[0007] 可充电器件包括可再充电电池、超级电容或太阳能电池。
[0008] 本发明的有益效果在于:该充电器在主电源输入端与充电电路之间设有的继电 器,可在充电设备的电量充满之后或者负载监控电路检测到未接入充电设备时,自动切断 外部电源与充电电路之间的连接,从而避免了充电器一直连接外部电源所造成的电能浪费。
附图说明
[0009] 图1为本发明的结构框图;
[0010] 图2为本发明实施例的具体电路原理图之供电电路的一部分;[0011] 图3为本发明实施例的具体电路原理图之供电电路的另一部分;
[0012] 图4为本发明实施例的具体电路原理图之MCU控制单元和可充电器件检测及充电 电路;
[0013] 图5为本发明实施例的具体电路原理图之可充电器件、继电器和负载监控电路; 具体实施方式
[0014] 下面将结合附图对本发明作进一步描述:
[0015] 如图1所示的静态零功耗节能充电器的结构框图,该充电器包括充电模块100、与 充电模块100连接的主电源输入端10和充电设备连接端90,从总体来看,外部电源通过主 电源输入端10和充电模块100对接入充电设备连接端90的充电设备进行充电。其中,充 电模块100包括MCU控制单元50、可充电器件70、可充电器件检测及充电电路60、供电电路 30、负载监控电路40、继电器开关一 20和继电器开关二 80。主电源输入端10通过继电器 开关一 20连接至供电电路30,供电电路30又分别连接负载监控电路40和可充电器件检测 及充电电路60 ;MCU控制单元50分别连接至可充电器件检测及充电电路60、负载监控电路 40、继电器开关一 20、继电器开关二 80和可充电器件70 ;可充电器件检测及充电电路60又 分别连接继电器开关二 80和可充电器件70 ;负载监控电路40分别连接可充电器件70和 充电设备连接端90。
[0016] 其工作原理为:
[0017] 在未接入外部电源时,充电模块100在可充电器件70的电能供给下工作。由负载 监控电路40监控充电设备连接端90,监控其是否有充电设备接入,其监控方式包括实时检 测充电设备连接端90的电压、电流或电容性。如果检测到充电设备连接端90已接入充电 设备并且该充电设备的电量不足,负载监控电路40发送检测到的信号给MCU控制单元50, MCU控制单元50则控制继电器开关一 20闭合,电路导通,外部电源从主电源输入端10输 入,通过控制继电器开关一 20和供电电路30对接在充电设备连接端90的充电设备进行充 电,其中,供电电路30对输入的外部电源起整流、滤波、降压和稳压的作用。当负载监控电 路40检测到充电设备的电量充满时,发送该信号给MCU控制单元50,由MCU控制单元50控 制继电器开关一 20断开,充电结束。即使此时充电器仍然连接着外部电源,但外部电源无 法输入充电模块100,因为继电器开关一 20已经断开了外部电源和充电模块100的连接,从 而避免了充电器一直连接外部电源又不进行充电工作所造成的电能浪费。
[0018] 可充电器件检测及充电电路60也在实时检测可充电器件70的电量,当可充电器 件70的电量低于所设定的最低值时,可充电器件检测及充电电路60发出电量不足的信号 给MCU控制单元50,由MCU控制单元50控制继电器开关一 20和继电器开关二 80闭合导 通,外部电源通过主电源输入端10、继电器开关一 20、供电电路30、可充电器件检测及充电 电路60和继电器开关二 80对可充电器件70进行充电。当可充电器件70的电量高于所设 定的最高值时,可充电器件检测及充电电路60发出电量充足的信号给MCU控制单元50,由 MCU控制单元50控制继电器开关一 20和继电器开关二 80断开,对可充电器件70的充电工 作结束。如果需要对充电设备进行充电,而可充电器件70的电量又已经充足,则MCU控制 单元50控制继电器开关一 20闭合导通,继电器开关二 80断开。
[0019] 所述继电器开关一 20和继电器开关二 80为同一个继电器内部的两个控制开关。[0020] 所述可充电器件70包括可再充电电池、超级电容或太阳能电池。
[0021] 下面将结合图2、图3、图4和图5对本发明的具体实施例做进一步说明:
[0022] 如图2和图3所示的本发明实施例的具体电路原理图之供电电路30,该电路由电 阻 R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、RIO、Rll、R12、R13、R14、R15 和 R16,电容 Cl、C2、C3、C4、 C5、C6、C7、C9、C10、C11、C12 和 CYl,保险丝 FR1,接口 CONl,桥堆 DZl,电感 L1、L2 和 L3,二 极管Dl、D2和D3,三极管Ql,电源芯片Ul,变压器Tl,指示灯LEDl和接口 Jl和C0N2共同 构成,其连接结构参见图2和图3。其中,外部的交流市电通过保险丝FRl和继电器开关一 20的接口 CONl,接入供电电路30中。图2中的COm和图5中的CONl连通,从而连接至图 5中继电器U5中的一个开关,相当于在电源输入端与供电电路30之间连接一个开关,该开 关由继电器U5控制,即为继电器开关一 20。该交流市电通过整流模块DZ1,滤波电容Cl、 C2等整流滤波和稳压作用后,由变压器Tl进行降压,最后再经过滤波、稳压和电阻分压后, 在充电设备连接端90的接口 Jl输出,该接口为USB接口。当然,Jl接口可改设成其他与 充电设备的充电端相配合的接口。充电设备只需接入该接口 J1,外部电源即可对其进行充 电。在该供电电路30的输出端还分出一接口 C0N2,该接口与图4中的C0N2连通,由供电 电路30输出的电压对MCU控制单元50、可充电器件检测及充电电路60和负载监控电路40 等进行供电,这些电路由电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27和R28,电容C21、C22、C23、 C24、C25和C26,阻塞二极管Dl和D2,稳压二极管ZDl,三极管Q2,MCU控制芯片U2,辅助芯 片U3,电池检测芯片U4,监控芯片TO、继电器TO和可充电电池BTl共同构成,其连接结构参 见图4和图5。其中,MCU控制单元50中的MCU控制芯片U2与辅助芯片U3和可充电器件 检测及充电电路60中的电池检测芯片U4直接连接,电池检测芯片U4则通过继电器U6中 的另一个开关连接至可充电电池BT1,该开关即为继电器开关二 80。MCU控制芯片U2通过 三极管Q2连接至监控芯片U5,监控芯片U5连接至继电器U6的电磁控制端。由辅助芯片 U3辅助MCU控制芯片U2的工作,电池检测芯片U4检测到可充电电池BTl的电量不足时, 将信号传给MCU控制芯片U2,MCU控制芯片U2则发出控制信号,使继电器U6中的继电器开 关一 20和继电器开关二 80连接导通,外部电源通过供电电路30对可充电电池BTl进行充 电;当电池检测芯片U4检测到可充电电池BTl的电量已充满时,将信号传给MCU控制芯片 U2,MCU控制芯片U2则发出控制信号,使继电器TO中的继电器开关一 20和继电器开关二 80断开,外部电源停止对可充电电池BTl进行充电。此时,如果监控芯片U5检测到图3的 接口 Jl插接有充电设备并且该设备电量不足,需要进行充电,则输出信号给MCU控制芯片 U2,MCU控制芯片U2发出控制信号,使继电器U6中的继电器开关一 20连接导通,继电器开 关二 80断开,外部电源对充电设备进行充电,不对可充电电池BTl进行充电。
[0023] 当然,以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明,以上所述仅是本发明的较 佳实施例,故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰,均包括于本发 明专利申请范围内。

Claims (3)

  1. 静态零功耗节能充电器,包括充电模块、与充电模块连接的主电源输入端和充电设备连接端,其特征在于:充电模块包括MCU控制单元、可充电器件、可充电器件检测及充电电路、供电电路、负载监控电路、继电器开关一和继电器开关二,其中,主电源输入端通过继电器开关一连接至供电电路,供电电路又分别连接负载监控电路和可充电器件检测及充电电路;MCU控制单元分别连接至可充电器件检测及充电电路、负载监控电路、继电器开关一、继电器开关二和可充电器件;可充电器件检测及充电电路又分别连接继电器开关二和可充电器件;负载监控电路分别连接可充电器件和充电设备连接端。
  2. 2.根据权利要求1所述的静态零功耗节能充电器,其特征在于:继电器开关一和继电 器开关二为同一个继电器内部的两个控制开关。
  3. 3.根据权利要求1所述的静态零功耗节能充电器,其特征在于:可充电器件包括可再 充电电池、超级电容或太阳能电池。
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