CN102694410A - 一种零功耗节能充电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种零功耗节能充电机，包括降压稳流电路、整流器、继电器K1、继电器K2、开关及两套取样控制器，所述降压稳流电路由多组容量相等的降压电容并联后串接在电源火线上，每个继电器的两对常开主触点分别控制电源的火线和零线，其中零线经过继电器K1、K2常开主触点后直接接在整流器的一个交流接线点上，火线经过继电器K1、K2常开主触点分别串联的电容C1、C2后接在整流器的另一个交流接线点上，两组继电器K1和K2接线相同，最后并联。本发明空载输出电压是“0”伏，电瓶充满电自动停机后，火线和零线均完全和电源脱离连接，充电完成后，即使充电机插在电源插板上，也不会消耗任何电能。

Description

一种零功耗节能充电机

技术领域

本发明涉及一种充电机，特别是涉及一种零功耗节能充电机，该充电机空载电压是“0”伏，电瓶充满电自动停止后，火线和零线均完全与电源脱离连接，其功耗为零，不损耗任何电能。

背景技术

随着经济建设的发展，移动的电气设备越来越多，电动车辆也迅速增多，作为配套的充电机的使用也越来越频繁，相应技术也得到突飞猛进的发展，目前，市面上出现了各种各样的充电机，其性能也不尽相同，有的充电机保护功能比较强，有的充电机充电速度比较快，有的充电机无功功耗比较低等，但现有充电机大都采用变压器降压二极管整流或可控硅整流，这两类充电机的缺点都是能耗较高，且电瓶充满电后，如果充电机继续插在电源插座上，需要消耗电能。大多数人都喜欢在晚上对电动车辆进行充电，等第二天就可以将设备的电能充满，无需为当天的使用而烦恼，然而，这些设备进行充电并不需要那么长时间，在设备充满电之后，虽然充电机没有对设备进行充电，但由于一直连接着电源，会因自身元器件的电热性而一直在损耗电能，虽然一个充电机在这种情况下损耗的电能不是很大，但是整个地球上的充电机都存在这种消耗电能的话，这无疑是个巨大浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作方便、安全可靠、能耗低的零功耗节能充电机。

本发明主要通过以下技术方案予以实现：

一种零功耗节能充电机，包括降压稳流电路、整流器、继电器K1、继电器K2、开关、第一阶段取样控制器和第二阶段取样控制器，所述降压稳流电路由多组容量相等的降压电容并联后串接在电源火线上，每个继电器的两对常开主触点分别控制电源的火线和零线，其中零线经过继电器K1、K2常开主触点后直接接在整流器的一个交流接线点上，火线经过继电器K1、K2常开主触点分别串联的电容C1、C2后接在整流器的另一个交流接线点上，两组继电器K1和K2接线相同，最后并联，利用第一阶段取样控制器和第二阶段取样控制器及继电器K1和K2配合降压电容实现电瓶的两阶段充电。

所述第一阶段取样控制器和第二阶段取样控制器均并联于充电机输出端正负极，其中第一阶段取样控制器的控制接点将第一阶段继电器K1线圈一端和充电机输出端正极连通，第一阶段继电器K1线圈另一端经过降压限流电阻R3和充电机输出端负极连通；第二阶段取样控制器的控制接点将第二阶段继电器K2线圈一端、充电指示灯一端和充电机输出端正极连通，第二阶段继电器K2线圈另一端经过降压限流电阻R4后、与充电指示灯另一端和充电机输出端负极连通，所述第二阶段继电器K2线圈串联降压限流电阻R4后与充电指示灯并联。

所述第一阶段取样控制器和第二阶段取样控制器均由二极管、三极管、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C3、稳压二极管、电位器及继电器组成，只是电压设定值根据待充电元件的不同而进行不同的设定，所述电阻R5、R7和电位器组成串联分压取样电路，通过调整电位器可以获得不同的取样电压值，采用稳压二极管与电阻R8提供三极管发射极基准比较电压，当充电电压达到设定值时，三极管饱和导通，继电器线圈得电工作，从而控制充电机的工作状态。

所述开关含有两对常开触点A1和A2，两对常开触点A1和A2分别并联在继电器K1或K2的主触点两端。

所述降压稳流电路采用2组容量相等的电容C1和电容C2安装在电源火线上。

所述电容C1和电容C2均并联有电阻R1、电阻R2作为放电电阻。

所述整流器采用单相全桥整流器。

所述充电机还包括电源指示灯，所述电源指示灯为氖灯，氖灯的一端和电源火线连接，另一端和充电机电源线的接地线连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用电容器代替变压器降压，单相桥式整流全桥整流达到高效节能，比单相可控硅充电机节电70％以上，比利用变压器降压的充电机节电13％以上。

2、本发明用两套取样控制器及继电器配合降压稳流电路实现电瓶的两阶段充电，空载输出电压是“0”伏，电瓶充满电自动停机后，火线和零线均完全和电源脱离连接，充电完成后，即使充电机插在电源插板上，也不会消耗任何电能。

3、本发明具有无功补偿功能，大量使用，相当于对整个电网进行大规模的无功补偿，能提高电网功率因数，降低电压损失，提高整个电网输送电的能力。

附图说明

图1为本发明电路原理图；

图2为本发明取样控制器原理图。

图中：1-降压稳流电路，2-整流器，3-第一阶段取样控制器，4-第二阶段取样控制器，5-充电指示灯，6-电源指示灯，7-火线，8-零线，9-开关，10-二级管，11-三极管，12-稳压二极管，13-电位器，14-继电器。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案。

如图1所示，一种零功耗节能充电机，包括降压稳流电路1、整流器2、继电器K1、继电器K2、开关9、第一阶段取样控制器3和第二阶段取样控制器4，所述降压稳流电路1由多组容量相等的降压电容并联后串接在电源火线7上，每个继电器的两对常开主触点分别控制电源的火线7和零线8，其中零线8经过继电器K1、K2常开主触点后直接接在整流器2的一个交流接线点上，火线7经过继电器K1、K2常开主触点分别串联的电容C1、C2后接在整流器2的另一个交流接线点上，两组继电器K1和K2接线相同，最后并联，利用第一阶段取样控制器3和第二阶段取样控制器4及继电器K1和K2配合降压稳流电路1实现电瓶的两阶段充电。

如图1示，本发明所述第一阶段取样控制器3和第二阶段取样控制器4均并联于充电机输出端正负极，其中第一阶段取样控制器3的控制接点将第一阶段继电器K1线圈一端和充电机输出端正极连通，第一阶段继电器K1线圈另一端经过降压限流电阻R3和充电机输出端负极连通；第二阶段取样控制器4的控制接点将第二阶段继电器K2线圈一端、充电指示灯5一端和充电机输出端正极连通，第二阶段继电器K2线圈另一端经过降压限流电阻R4后、与充电指示灯5另一端和充电机输出端负极连通，所述第二阶段继电器K2线圈串联降压限流电阻R4后与充电指示灯5并联。

如图2所示，所述第一阶段取样控制器3和第二阶段取样控制器4均由二极管10、三极管11、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C3、稳压二极管12、电位器13及继电器14组成，只是电压设定值根据待充电元件的不同而进行不同的设定，所述电阻R5、R7和电位器13组成串联分压取样电路，通过调整电位器13可以获得不同的取样电压值，采用稳压二极管12与电阻R8提供三极管11发射极基准比较电压，当充电电压达到设定值时，三极管11饱和导通，继电器14线圈得电工作，从而控制充电机的工作状态。

考虑到放置过久或接近使用寿命的电瓶电压过低，不足以使继电器K1、K2线圈工作而进行充电，本发明增加了一个开关9，所述开关9含有两对常开触点A1、A2，两对常开触点A1、A2分别并联在继电器K1、K2的主触点两端，当电瓶接上充电机而不能进行自动充电时，手动按下开关9，使继电器K1、K2主触点被短接，充电机有直流输出，继电器K1、K2线圈得电吸合工作。充电机开始工作后，充电指示灯5会发亮，因此按下充电开关9的时候，如松手后充电指示灯5不亮，应继续长按一点时间，直至松手后充电指示灯5常亮为止。

本发明所述降压稳流电路1分两组电容C1和电容C2安装，且电容C1和电容C2容量相等，电容C1和电容C2均并联得有放电电阻R1和R2，且所有电容C1和C2均接在电源火线7上。

为了安装的时候便于识别电源的火线7和零线8，本发明采用氖灯作为电源指示灯6，氖灯的一端和电源火线7连接，另一端和充电机电源线的接地线连接；

相当于在充电机上安装了一支电笔，充电机安装时电源火线7和零线8接对了，电源指示灯6发亮，否则电源指示灯6不亮，便于用户正确安装充电机。

由于两组电容C1和C2容量相等，两个继电器K1和K2均吸合时，两组电容C1和C2均投入工作，充电机输出额定电流，此时是第一阶段充电。当电瓶电压上升到第一阶段设定值时，第一阶段取样控制器3动作，其常闭辅助接点断开，继电器K1线圈断电复位，断开一组电容，充电机输出电流降低一半，进入第二阶段充电。再经过一段时间的充电后，电瓶电压上升到第二阶段设定值，第二阶段取样控制器4动作，断开K2线圈电源，K2主触点复位，断开另一组电容，此时充电机输出电流为零，电瓶充满电，两个继电器K1和K2的两对主触点均断开，充电机与电源火线7和零线8均脱离连接，充电完成后，即使充电机插在电源插板上，也不会消耗任何电能。

从图1中不难看出，继电器K1、K2的线圈电压是由被充电的电瓶提供的。继电器K1、K2的线圈在额定电压的75％～130％范围内均能可靠吸合。以48V电瓶为例，当电瓶电压在36V～62.4V范围内，继电器都能可靠吸合。而48V的电瓶，当电压降到40.8V就需要进行充电，也就是说，需要充电的电瓶，其残余电压足以推动继电器线圈吸合而工作。而当电瓶充满电时，电压也不会高于继电器线圈所能承受的电压，所以继电器能安全工作在被充蓄电池的电压变化范围之内。

取样控制器各元件作用及其动作原理：

如图2所示，电阻R5、R7和电位器13组成串联分压取样电路，通过调整电位器13可以获得不同的取样电压值，电容C3用于吸收峰值脉冲电压。二极管10用于泄放继电器14断电瞬间线圈产生的反向电动势，以保护三极管11。三极管11用于控制继电器14的动作与否。稳压二极管12与电阻R8用于提供三极管11发射极基准比较电压，继电器14用于通过其动作控制充电机的动作与否。当充电电压达到设定值时，三极管11饱和导通，继电器14线圈得电工作，从而控制充电机的工作状态。

本发明的保护的范围并不局限于所述，凡利用了降压稳流电路整流电路及采样控制器进行了变换充电电流的充电机均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种零功耗节能充电机，包括降压稳流电路(1)、整流器(2)、继电器K1、继电器K2、开关(9)、第一阶段取样控制器(3)和第二阶段取样控制器(4)，其特征在于：所述降压稳流电路(1)由多组容量相等的降压电容并联后串接在电源火线(7)上，每个继电器的两对常开主触点分别控制电源的火线(7)和零线(8)，其中零线(8)经过继电器K1、K2常开主触点后直接接在整流器(2)的一个交流接线点上，火线(7)经过继电器K1、K2常开主触点分别串联的电容C1、C2后接在整流器(2)的另一个交流接线点上，两组继电器K1和K2接线相同，最后并联，利用第一阶段取样控制器(3)和第二阶段取样控制器(4)及继电器K1和K2配合降压稳流电路(1)实现电瓶的两阶段充电。

2.根据权利要求1所述的一种零功耗节能充电机，其特征在于：所述第一阶段取样控制器(3)和第二阶段取样控制器(4)均并联于充电机输出端正负极，其中第一阶段取样控制器(3)的控制接点将第一阶段继电器K1线圈一端和充电机输出端正极连通，第一阶段继电器K1线圈另一端经过降压限流电阻R3和充电机输出端负极连通；第二阶段取样控制器(4)的控制接点将第二阶段继电器K2线圈一端、充电指示灯(5)一端和充电机输出端正极连通，第二阶段继电器K2线圈另一端经过降压限流电阻R4后、与充电指示灯(5)另一端和充电机输出端负极连通，所述第二阶段继电器K2线圈串联降压限流电阻R4后与充电指示灯(5)并联。

3.根据权利要求1或2所述的一种零功耗节能充电机，其特征在于：所述第一阶段取样控制器(3)和第二阶段取样控制器(4)均由二极管(10)、三极管(11)、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C3、稳压二极管(12)、电位器(13)及继电器(14)组成，只是电压设定值根据待充电元件的不同而进行不同的设定，所述电阻R5、R7和电位器(13)组成串联分压取样电路，通过调整电位器(13)可以获得不同的取样电压值，采用稳压二极管(12)与电阻R8提供三极管(11)发射极基准比较电压，当充电电压达到设定值时，三极管(11)饱和导通，继电器(14)线圈得电工作，从而控制充电机的工作状态。

4.根据权利要求1所述的一种零功耗节能充电机，其特征在于：所述开关(9)含有两对常开触点A1和A2，两对常开触点A1和A2分别并联在继电器K1或K2的主触点两端。

5.根据权利要求1所述的一种零功耗节能充电机，其特征在于：所述降压稳流电路(1)采用2组容量相等的电容C1和电容C2并联后接在电源火线(7)上。

6.根据权利要求5所述的一种零功耗节能充电机，其特征在于：所述电容C1和电容C2两端均并联有电阻R1、电阻R2作为放电电阻。

7.根据权利要求1所述的一种零功耗节能充电机，其特征在于：所述整流器(2)采用单相全桥整流器。

8.根据权利要求1所述的一种零功耗节能充电机，其特征在于：所述充电机还包括电源指示灯(6)，所述电源指示灯(6)为氖灯，氖灯的一端和电源火线(7)连接，另一端和充电机电源线的接地线连接。

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