CN105071506A - 一种具有自动断电功能充电器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

在手机产品的整个生命周期中，电能消耗有三分之二来自于手机充电器的空耗，即手机充满电后充电器仍插在插座上的电力消耗。此外，充电器长时间接通电源，将减少元器件的使用寿命，并且元器件易发热，由此还会埋下火灾安全隐患。本发明提供了一种手机充满电或待机时自动断开电源的充电器产品，解决了这些安全隐患和技术问题。该自动断电手机充电器包括输入端、自动断电功能模块、充电功能模块、延时关机控制单元、电流检测功能模块，以及输出端，其中，输入端、自动断电功能模块、充电功能模块和输出端依次连接；另外，输出端和电流检测功能模块，以及自动断电功能模块依次连接。

Description

一种具有自动断电功能充电器及其使用方法

技术领域

本发明涉及手机、笔记本电脑、汽车、电动自行车充电器技术领域，尤其涉及一种具有智能自动断电功能充电器及其使用方法。

背景技术

近年来，随着高科技的迅速发展，手机的功能不断更新，人们在手机上花费的时间也越来越多。目前手机充电过程中能实时显示充电量，但充满之后不能自动断电，因此往往会造成手机长时间处于断续充电状态。手机电池充电包括降阻、降压和整流三个环节。降阻实际上就是储存能量的过程。手机工作时电池流出能量，电池电阻增加直至显示没电。降压是将外界交流电的220V电压降至适合手机使用的5V、9V或12V。而整流是将外界交流电转换成直流电。当手机结束充电时，充电的降阻环节已经完成，但充电器的降压和整流滤波环节仍然会继续工作，而该工作本身就会消耗能量，而且长时间的通电使用将会减少充电器内部元器件的使用寿命。此外，充电器内的铁芯会在工作中发热、轻微振动和释放电磁波。因此，过量充电不仅会对手机的性能和使用寿命产生影响，而且会造成能源浪费和环境污染。

目前国内自动断电充电器有采用时间继电器、继电器、发光二极管或电磁铁等原理制作的，采用时间继电器或电磁铁原理制作的自动断电充电器具有不灵活、非智能的缺点，比如时间继电器通过预先设定一时间，当到达规定时间后就切断电路，并不能判断手机是否充满电，因此未在手机上获得普及应用，而发光二极管则多用在电动车等大型充电器中。本发明应市场需求设计了一款可自动断电的手机充电器，该充电器可根据手机电池充电时电流电压信号的变化进行充电或断电。当手机电池充满时，充电器内的控制电路将通过内部元器件的作用让其断路，从而使整个充电器电路断开，充电结束。电路断开后充电器内部元器件不再消耗电能，达到节约电能、保护电池、安全环保的效果。

发明内容

在手机产品的整个生命周期中，电能消耗有三分之二来自于手机充电器的空耗，即手机充满电后充电器仍插在插座上的电力消耗。此外，充电器长时间接通电源，将减少元器件的使用寿命，并且元器件易发热，由此还会埋下火灾安全隐患，国内外都有不少因充电器长期插在插座上因发热从而产生火灾的报导。本发明提供了一种充满电或待机时自动断开电源的充电器产品，解决了这些安全隐患和技术问题。

一种具有自动断电功能充电器，其特征在于，包括输入端、自动断电功能模块、充电功能模块、电流检测功能模块，以及输出端，其中，输入端、自动断电功能模块、充电功能模块和输出端依次连接；另外，充电功能模块和电流检测功能模块，以及自动断电功能模块依次连接。优选地，所述自动断电功能模块包括整流器、可控硅自动断电控制单元、开机轻触开关和延时关机控制单元，其中，开机轻触开关和可控硅自动断电控制单元连接，电流信号经过整流后变成控制电压再与延时关机控制单元连接，让延时关机控制单元停止计时，并且反馈到可控硅自动断电控制单元。

优选地，所述自动断电功能模块还包括输入保护电阻。

优选地，所述充电功能模块进一步还包括EMI滤波单元和高频变压器，并且依次连接。

优选地，电流检测功能模块包括充电电流取样单元和充电电流检测单元，并且依次连接。

优选地，所述输入端为110V或220V交流电。

优选地，所述输出端为USB接口。

本发明是一种可以在手机充满电或待机时自动断开电源的充电器，与其它的类似专利不同，不需要复杂的线路和单片机、继电器，本发明只需要一个开机轻触开关(或者触摸开关)、4个晶体管、1个可控硅自动断电控制单元，外加部分阻容元器件，电路检测单元和延时关机控制单元组成，整个控制线路工作时电流功耗低至不到2mA。

本发明作为一种电池充满电或充电设备拨离充电器时自动断电的电池充电器，不仅具有电路结构简单、采用元件极少、体积小、制作成本低和容易制作的特点，尤其具有充电完成后能自动断电的优点，不充电时基本不消耗电能，低碳环保。

一种具有自动断电功能充电器使用方法，包括以下步骤：

(1)轻按开机轻触开关，可控硅自动断电控制单元接通充电器，同时延时关机控制单元启动；

(2)利用原来充电器高频变压器的电流反馈绕组来组成电流检测，在延时线路工作的30秒钟内，电流取样单元和电流检测单元如果检测到有电池充电设备工作的反馈电流，反馈电流经线路转变为控制电压、延时关机控制单元停止断电计时、延时关机控制单元控制可控硅自动断电控制单元继续接通充电器工作，如果无插接电子设备充电，延时关机控制单元工作30秒钟后将停止工作，可控硅自动断电控制单元断开联接，充电器就可实现自动断电。

其中，延时关机控制单元工作时间30秒为本发明优选的工作时间，但是不只限于此时间，本发明延时线路单元工作时间可以为10秒～5分钟之内任一时间。

此时即使其充电器没有拨离电源插座，本充电器线路基本不消耗电能，即不充电不耗电，有效节约电能，环保低功效，且在使用中智能方便，无需经常要手动拨插充电器，本专利适用于各种电子及电器产品充电器。对于笔记本电脑和电动自行车、电动汽车充电器待机时耗电量更大，使用此技术节能效果更显著。

附图说明

图1具有自动断电功能充电器简单结构图

图2含有所有单元的自动断电功能充电器详细结构图

图3含有自动断电功能充电器实现的详细电路原理图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是所述实施方式并不用于限定本发明。

实施例1

如1所示，一种具有自动断电功能充电器，包括输入端为110V或220V交流电，自动断电功能模块、充电功能模块、电流检测功能模块，以及输出端为USB接口。其中，自动断电功能模块可以实现充满电或充电设备拨离充电器时自动断电的功能，充电功能模块可以把电压降低到合适的充电电压，比如5V；另外，高频变压器电流反馈绕组和电流检测功能模块连接，电流检测功能单元如果检测到有电池充电设备工作的反馈电流，反馈电流经线路转变为控制电压、控制延时线路停止断电计时、延时线路控制可控硅自动断电控制单元继续接通充电器工作，如果无插接电子设备充电，延时线路单元工作30秒钟后将停止工作，可控硅自动断电控制单元断开联接，充电器就可实现自动断电。

实施例2

如图2所示，一种具有自动断电功能充电器，包括输入端为110V或220V交流电，自动断电功能模块、充电功能模块、电流检测功能模块，以及输出功能模块。

(1)轻按开机轻按轻触开关，可控硅自动断电控制单元接通充电器，接在可控硅输出端的延时线路同时启动；

(2)利用原来充电器高频变压器的电流反馈绕组来组成电流检测，在延时线路工作的30秒钟内，电流取样单元和电流检测单元如果检测到有电池充电设备工作的反馈电流，反馈电流经线路转变为控制电压、控制延时线路停止断电计时、延时线路控制可控硅自动断电控制单元继续接通充电器工作，如果无插接电子设备充电，延时线路单元工作30秒钟后将停止工作，可控硅自动断电控制单元断开联接，充电器就可实现自动断电。

此时即使其充电器没有拨离电源插座，本充电器线路基本不消耗电能，即不充电不耗电，有效节约电能，环保低功耗，且在使用中智能方便，无需经常要手动拨插充电器，本专利适用于各种电子及电器产品充电器。对于笔记本和电动自行车、电动汽车充电器待机时耗电量更大，使用此技术节能效果更显著。

实施例3

(1)轻按开机轻触开关，可控硅自动断电控制单元接通充电器，同时延时线路启动；

(2)利用原来充电器高频变压器的电流反馈绕组来组成电流检测，在延时线路工作的1分钟内，电流取样单元和电流检测单元如果检测到有电池充电设备工作的反馈电流，反馈电流经线路转变为控制电压、控制延时线路停止断电计时、延时线路控制可控硅自动断电控制单元继续接通充电器工作，如果无插接电子设备充电，延时线路单元工作1分钟后将停止工作，可控硅自动断电控制单元断开联接，充电器就可实现自动断电。

实施例4

(1)轻按开机轻触开关，可控硅自动断电控制单元接通充电器，同时延时线路启动；

(2)利用原来充电器高频变压器的电流反馈绕组来组成电流检测，在延时线路工作的5分钟内，电流取样单元和电流检测单元如果检测到有电池充电设备工作的反馈电流，反馈电流经线路转变为控制电压、控制延时线路停止断电计时、延时线路控制可控硅自动断电控制单元继续接通充电器工作，如果无插接电子设备充电，延时线路单元工作5分钟后将停止工作，可控硅自动断电控制单元断开联接，充电器就可实现自动断电。

实施例5

线路设计实现

(1)线路连接：取一好充电器，断开原来充电器110～220V输入的整流器正极输出与EMI、滤波电容的连接，将本线路A点接整流器正极输出端，B点接EMI、滤波电容的正极输入端，C点接高频变压器的电流反馈绕组接地端的另一端，地线接110～220V输入的整流器的接地端。

(2)关机状态：通过R3接到220V整流器正极输出端，Q1导通让T1控制极接地，可控硅T1因控制极被Q1接地而截止，连接在T1可控硅后面的所有线路全部停止工作，充电器进入关机状态。

(3)开机状态：开机时按一下轻触开关S1，Q1因基极接地而截止，可控硅T1导通供电，供电线路分两部份，一部份通过D1接通充电器的充电线路，一部份通过R1、Z1向延时线路提供供5.6V基准电压，开机时R4向Q2提供基极电压，Q2导通,Q1基极因Q2接地而截止，可控硅T1因Q1截止导通，充电器正常工作，同时R5、R6、Q3、C2组成延时计时线路，通过R5向C2充电，充电30秒内，如果Q4没有检测到充电的反馈电流，当C2充电到Q3导通的电压时，Q3导通，Q2因基极接地，Q1导通，可控硅T1控制极接地而截止，充电器进入关机状态。

(4)电流检测：Q4、C3、R7、R8、D2组成电流检测线路，D2接到原来充电器高频变压器的电流反馈绕组上，手机充电时的电流反馈为交流信号，通过C3、R7、R8、D2将反馈取样交流信号进行整流整形，将脉动的交流信号整流整形为直流控制电压，控制Q4的导通，将延时计时线路的C2放电，因C2无法充电达到Q3的导通电压，Q3截止,通过Q2将Q1基极接地，T1可控硅导通，充电器进入正常的工作状态。

(5)充电结束：当被充电设备充电结束，电流检测线路没有检测到电流反馈信号，Q4无基极电压而截止，延时计时线路通过R5向C2充电，充电30秒(可以通过加大减少C2的容量来增减时间，本设计将C2选100UF,充时时间为30秒左右)，当C2充电到Q3导通的电压时，Q3导通，Q2因基极接地而截止，Q1导通将可控硅T1控制极接地截止，充电器自动进入关机状态。

以上是对本发明检测装置及其方法进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有自动断电功能充电器，其特征在于，包括输入端、自动断电功能模块、充电功能模块、电流检测功能模块，以及输出端，其中，输入端、自动断电功能模块、充电功能模块和输出端依次连接；另外，充电功能模块和电流检测功能模块，以及自动断电功能模块依次连接。

2.根据权利要求1所述充电器，其特征在于，所述自动断电功能模块包括整流器、可控硅自动断电控制单元、开机轻触开关和延时关机控制单元，其中，开机轻触开关和可控硅自动断电控制单元连接，电流信号经过整流后变成控制电压再与延时关机控制单元连接，让延时关机控制单元停止计时，并且反馈到可控硅自动断电控制单元。

3.根据权利要求1所述充电器，其特征在于，所述自动断电功能模块还包括输入保护电阻。

4.根据权利要求1所述充电器，其特征在于，所述充电功能模块进一步还包括EMI滤波单元和高频变压器，并且依次连接。

5.根据权利要求1所述充电器，其特征在于，电流检测功能模块包括充电电流取样单元和充电电流检测单元，并且依次连接。

6.根据权利要求1所述充电器，其特征在于，所述输入端为110V或220V交流电。

7.根据权利要求1所述充电器，其特征在于，所述输出端为USB接口。

8.一种具有自动断电功能充电器使用方法，包括以下步骤：

(1)轻按开机轻触开关，可控硅自动断电控制单元接通充电器，同时延时关机控制单元启动；

(2)利用原来充电器高频变压器的电流反馈绕组来组成电流检测，在延时线路工作的10秒～5分钟内，电流取样单元和电流检测单元如果检测到有电池充电设备工作的反馈电流，反馈电流经线路转变为控制电压、延时关机控制单元停止断电计时、延时关机控制单元控制可控硅自动断电控制单元继续接通充电器工作，如果无插接电子设备充电，延时关机控制单元工作10秒～5分钟后将停止工作，可控硅自动断电控制单元断开联接，充电器就可实现自动断电。

9.根据权利要求8所述使用方法，其特征在于，延时关机控制单元工作时间优选为30秒钟。

10.一种具有自动断电功能充电器用途，其特征在于，可用于手机、笔记本电脑、汽车或电动自行车电池充电器的充电。