CN106160122A - 一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于充电自动控制技术领域，具体涉及一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路，包括启动开关、受控开关、断电控制电路、充电计时电路和电压整形电路，所述启动开关和受控开关并接在市电电源与充电器的电源输入端之间，所述充电器的涓流充电指示输出端通过电压整形电路、充电计时电路、断电控制电路的输出控制端与受控开关连接，所述充电器的稳压输出端分别与断电控制电路、充电计时电路的电源输入端连接，所述充电器的充电输出端与蓄电池的连接，本发明设计结构简单合理，安全可靠，极大的方便电动车的充电，有效避免充电电路长时间的工作，减少充电时间过长带来的危害。
Description
技术领域
本发明属于充电自动控制技术领域，具体涉及一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路。
背景技术
近几年电动自行车的使用很普遍，在用的电动自行车保有量很大。因为铅酸蓄电池具有制造成本低、污染小等优点，因此电动自行车一般采用阀控密封铅酸蓄电池作为动力电源，销售的电动自行车会配备相应的充电器。因此，电动自行车充电器市场需求量也很大，由于电动自行车的广泛使用，每年因电动自行车充电而引起的火灾事故屡屡发生，这给家庭财产和人身安全造成了不可估量的损失，所以充电器的使用安全尤为重要。用传统的铅酸蓄电池充电器对蓄电池充电，开始时充电电流比较大，随着被充电蓄电池端电压的提高，充电电流逐渐减小，在蓄电池基本充满电时，充电器电路检测到充电电流减小至某特定值，充电器自动改以涓流对蓄电池进行充电，正常情况下涓流充电约2小时，就可以使电池组中的各电池均衡充满电。如果涓流充电时间过长，会对电池组中的电池造成过充电，长期如此，会缩短蓄电池使用寿命。另外，如果因蓄电池质量问题而产生“热失控”，即蓄电池因内部过热造成充电电流不随被充电蓄电池端电压的提高而减小，充电器电路始终检测不到充电电流减小至某特定值，充电器就一直输出大电流对蓄电池进行充电，这样长时间大电流的充电势必增大了蓄电池过热的危险性，增加了产生火灾的隐患。所以为避免涓流充电时间过长、或铅酸蓄电池因“热失控”造成充电器长时间大电流的工作，传统的铅酸蓄电池充电器一般是外接定时器进行定时断电，但是外接定时器不具备涓流充电2小时后自动断电的功能，因此在传统的铅酸蓄电池充电器中加装涓流充电2小时后自动断电、以及充电8小时后自动断电功能的电路，可以避免涓流充电时间过长、以及蓄电池产生“热失控”后造成长时间大电流的充电后果，有助于减少发生火灾的隐患，有较好的市场前景和推广应用价值。
发明内容
本发明的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路，本发明能有效控制涓流充电时间，防止长时间大电流的充电所产生的危害，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路，包括启动开关、受控开关、断电控制电路、充电计时电路和电压整形电路，所述启动开关和受控开关并接在市电电源与充电器的电源输入端之间，所述充电器的涓流充电指示输出端与所述电压整形电路的信号输入端连接，该整形电路的信号输出端与所述充电计时电路的计时信号输入端连接，该充电计时电路的计时信号输出端与所述断电控制电路的控制输入端连接，该断电控制电路的控制输出端与所述受控开关的受控输入端连接，该充电器的稳压输出端与断电控制电路、充电计时电路连接，所述充电器的稳压输出为断电控制电路和充电计时电路供电，所述充电器的充电输出端与蓄电池连接。
优选地，所述充电计时电路包括分频器、电阻R2、电阻R3、电位器RP和电容C3, 所述分频器的十二分频输出端与三级管T1的集电极连接，所述分频器的十四分频输出端与二极管D1的阳极连接，所述分频器的正向信号输入端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端连接，电阻R2的另一端与电位器RP的一端连接，该电位器RP的另一端、电位器RP的中心抽头都与分频器的反向输出端连接，电阻R3的另一端与所述分频器的信号输入端连接，所述分频器的复位信号输入端与电压整形电路的信号输出端连接，所述分频器的电源输入端还与充电器的稳压输出端连接，所述分频器的接地端与地连接；
所述受控开关采用继电器KA作为开关，所述继电器KA的触点J0的输入端、启动开关的一端都与市电电源连接，继电器KA的触点J0的输出端、启动开关的另一端都与充电器的电源输入端连接；
所述断电控制电路包括三级管T1、三极管T2、三极管T3、二极管D1、二极管D2、电阻R4、电阻R5、电阻R6，所述三级管T1的基极通过电阻R4与电压整形电路的信号输入端连接，所述三级管T1的集电极与所述分频器的十二分频输出端连接, 所述三级管T1的发射极与所述二极管D1的阴极连接，所述三级管T1的发射极还与电阻R5的一端连接；所述三极管T2的基极与电阻R5的另一端连接，所述三极管T2的集电极通过电阻R6的与充电器的稳压输出端连接，所述三极管T2的集电极还与三级管T3的基极连接，所述三极管T2的发射极与地连接；所述三级管T3的基极与三极管T2的集电极连接，所述三级管T3的集电极与继电器KA的线圈J1的输出端连接，所述三级管T3的集电极还与二极管D2的阳极连接，所述继电器KA的线圈J1的输入端与二极管D2的阴极连接后再与充电器的稳压输出端连接，所述三极管T3的发射极与地连接；
优选地，所述电压整形电路由两路微分电路组成，所述两路微分电路包括电容C1、电容C2和电阻R1，所述电容C1一端与充电器的涓流充电指示输出端连接，电容C1的另一端分别与电容C2的一端、电阻R1的一端、分频器的复位信号输入端连接，所述电容C2的另一端与充电器的稳压输出端连接，电阻R1的另一端与地连接。
优选地，所述启动开关采用复位按钮开关对输入的市电电源进行控制。
综上所述，本发明的自动断电电路加装在充电器里，自动断电电路与充电器连接简单，即所述充电器启动开关和受控开关并联后串接在市电电源与充电器的电源输入端之间，该充电器输出直流电压的正、负两端分别与蓄电池的正极和负极连接，该充电器的涓流充电指示电路对蓄电池的涓流充电进行指示，以及充电器的涓流充电指示信号同时通过电压整形电路、充电计时电路接入断电控制电路，从而控制断电控制电路对受控开关的断开与闭合进行操作，实现充电器与市电电源的通与断，能够实现对蓄电池涓流充电2小时后自动断电、或者是在非正常情况充电8小时后自动断电的功能。从而避免蓄电池基本充满后仍长时间涓流充电、或者是非正常情况下长时间充电而带来的危害，本发明电路设计结构简单合理，电路元件少，安全可靠。
由于本发明采用了上述方案，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明设计结构简单合理，安全可靠，极大的方便电动车的充电，有效避免充电电路长时间的工作，减少充电时间过长带来的危害。
(2)本发明能有效实现涓流充电2小时后自动断电的功能，以及非正常情况下充电8小时自动断电的功能，延长电池使用寿命，还可以有效节约电能，防止安全隐患，有推广应用的价值和较好的市场前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种电动车充电器的自动断电电路的结构示意图。
图2是本发明一种电动车充电器的自动断电电路的电路原理图。
附图1中，1-启动开关，2-受控开关，3-断电控制电路，4-充电计时电路，5-电压整形电路，6-稳压电路，7-涓流充电指示电路，8-充电控制电路,100-充电器。
具体实施方式
下面将结合本发明实例中的附图，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。
结合图1和图2，一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路，包括启动开关1、受控开关2、断电控制电路3、充电计时电路4和电压整形电路，所述启动开关1和受控开关2并接在市电电源与充电器100的电源输入端之间，所述充电器100的涓流充电指示输出端与所述电压整形电路5的信号输入端连接，该整形电路5的信号输出端与所述充电计时电路4的计时信号输入端连接，该充电计时电路4的计时信号输出端与所述断电控制电路3的控制输入端连接，该断电控制电路3的控制输出端与所述受控开关2的受控输入端连接，所述充电器100的稳压输出端为断电控制电路3、充电计时电路4供电，充电器100经过其内部的稳压电路6输出+12V的直流电压，该稳压电路6的稳压输出端为断电控制电路3、充电计时电路4提供12V直流工作电压，所述启动开关1采用复位按钮开关S0对输入的市电电源进行控制，所述充电器100的充电输出端与蓄电池BT连接。
在本发明中，结合图1和图2，所述充电计时电路4包括分频器IC、电阻R2、电阻R3、电位器RP和电容C3, 所述分频器IC采用CD4060分频芯片，所述断电控制电路3包括二极管D1、二极管D2、三级管T1、三极管T2、三极管T3、电阻R4、电阻R5、电阻R6，所述受控开关2采用继电器KA作为开关，所述分频器IC(CD4060分频芯片)的十二分频输出端Q12与三级管T1的集电极连接，分频器IC的十四分频输出端Q14与二极管D1的阳极连接，分频器IC的正向信号输入端CP0与电容C3的一端连接，电容C3的另一端分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端连接，电阻R2的另一端与电位器RP的一端连接，该电位器RP的另一端、电位器RP的中心抽头都与分频器IC的反向输出端QP0连接，电阻R3的另一端与分频器IC的信号输入端CP1连接，分频器IC的复位信号输入端RD与电压整形电路5的信号输出端连接，所述二极管D1的阴极、三级管T1的发射极都与电阻R5的一端连接，所述三级管T1的基极通过电阻R4与电压整形电路5的信号输入端连接，电阻R5的另一端与三极管T2的基极连接，三极管T2的集电极分别与电阻R6的一端、三级管T3的基极连接，所述三级管T3的集电极与继电器KA的线圈J1的输出端、二极管D2的阳极连接，所述继电器KA的线圈J1的输入端与二极管D2的阴极连接后再与稳压电路6的电源输出端连接，所述分频器IC的电源输入端Vcc还与稳压电路6的电源输出端连接，所述分频器IC的接地端Vss、三极管T2的发射极、三极管T3的发射极都与地连接,所述继电器KA的常开触点J0的输入端、启动开关1的一端都与市电电源连接，继电器KA的常开触点J0的输出端、启动开关1的另一端都与充电器100的电源输入端连接，在本发明中，所述电压整形电路5由两路微分电路组成，其中一路微分电路用于分频器IC的上电自动复位整形，即对稳压电路6输出的瞬间电压进行整形，该部分微分电路由C2和电容R1组成， 另一路微分电路用于分频器IC计时复位的瞬时电压整形，该部分微分电路由电容C1和R1组成。
在本发明中，如图2所示，所述CD4060分频器芯片由一振荡器和14级二进制串行计数器(分频器)组成，CD4060分频器芯片的十二分频输出端Q12(第一引脚)是12分频输出端，其输出频率是输入时钟信号频率的1/212；CD4060的十四分频输出端Q14(第二引脚)是14分频输出端，其输出频率是输入时钟信号频率的1/214，分频器CD4060的十二分频输出端Q12输出信号频率是十四分频输出端Q14输出信号频率的4倍，也即十四分频输出端Q14(第二引脚)输出信号周期是十二分频输出端Q12输出信号周期的4倍，当调试好电容C3、电阻R2和电位器RP后 ,使十二分频输出端Q12定时2小时输出高电平时，十四分频输出端Q14就是定时8小时输出高电平。在本发明中，如图1和图2所示，启动开关1(即复位按钮开关S0)被按下时，充电器100输入交流市电，当市电电源输入充电器100后开始工作，在充电器100中依次进行整流滤波、开关管高频变换、高频变压器进行电压变换、对变换的电压进行高频整流滤波，然后对蓄电池BT进行充电，同时，高频整流滤波输出和开关管的变换输出都受到充电器100内部的充电控制电路8所控制，该充电控制电路8对蓄电池BT进行充电检测和充电控制。当按下复位按钮开关S0时，市电电源接入充电器100后，充电器100中的充电控制电路8开始对蓄电池BT进行充电工作，此时，充电器100内部的稳压电路6的稳压输出端输出+12V直流电压，然后通过由电容C2和电阻R1组成的一路微分电路，电容C2的一端与所述稳压电路6的输出端连接，电容C2的另一端分别与电阻R2的一端、分频器IC的复位信号输入端RD连接，电阻R1的另一端与地连接，在电阻R1上瞬间产生尖顶脉冲电压时，即a点的电压为高电平时，使分频器IC(CD4060分频器芯片)的复位信号输入端RD得到瞬时高电平电压，分频器IC复位开始定时工作时，分频器IC的十二分频输出端Q12和十四分频输出端Q14都是低电平，所以三极管T2管截止，则三极管T3导通，继电器KA的线圈J1通电后，继电器KA的触点J0闭合，这时，即使复位按钮开关S0松开，充电器100通过闭合的继电器KA的触点J0仍得电工作，实现了充电器的启动工作。
在本发明中，结合图1和图2所示，充电器100的涓流充电指示电路6对充电器的涓流充电进行指示，所述涓流充电指示电路7包括限流电阻R0和绿色的发光二极管D0，电阻R0的一端与所述充电器100的涓流充电指示输出端连接，电阻R0的另一端与所述发光二极管D0的阳极连接，发光二极管D0的阴极与地连接，当充电器100中的充电控制电路8输出高电压使发光二极管发亮，即发光二极管D0亮时，则说明b点变为高电位，该高电位经过由电容C1和电阻R1组成的另一路微分电路，电容C1的一端分别与所述充电器100的涓流充电指示输出端、电阻R4的另一端连接，电容C1的另一端分别与电阻R1的一端、分频器IC的复位信号输入端RD连接，电阻R1的另一端与地连接。通过电容C1和电阻R1组成的微分电路将高电位进行整形，分频器IC得到瞬间的高电位触发后，分频器IC复位后重新开始定时工作，当重新定时到达2小时，分频器IC(CD4060分频芯片)的十二分频输出端Q12输出高电平电压，此时，发光二极管D0仍然亮，b点高电位使三极管T1导通，分频器IC的十二分频输出端Q12输出高电平电压通过导通的三极管T1，使三极管T2也导通，则三极管T3截止，继电器KA的线圈J1失电后，其继电器KA的常开触点J0断开，即受控开关2断开，充电器100以及充电器100的充电控制电路8的电源被断电而停止工作，这样就实现了充电器100涓流充电2小时后自动断电的功能，避免蓄电池BT基本充满后充电器100仍长时间涓流充电，防止蓄电池过充电、以及长时间充电所产生的危害。如果发光二极管D0未亮，b点则为低电位，三极管T1截止，当定时到2小时，分频器IC的第十二分频输出端Q12输出的高电平电压，该高电平电压通不过截止的三极管T1，此时，分频器IC的第十四分频输出端Q14输出的是低电平电压，所以三极管T2仍然截止，三极管T3继续导通，继续定时工作，当定时达到8小时时，分频器IC的十四分频输出端Q14输出由低电平变为高电平，该高电平使二极管D1导通，三极管T2也导通，则三极管T3截止，继电器KA的线圈J1失电，其常开触点J0断开，充电器100断电，这样就实现了在涓流充电指示的发光二极管D0一直不亮的情况下，充电器定时8小时自动断电，从而避免非正常情况下长时间充电而带来的危害。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本使用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路，其特征在于：包括启动开关(1)、受控开关(2)、断电控制电路(3)、充电计时电路(4)和电压整形电路(5)，所述启动开关(1)和受控开关(2)并接在市电电源与充电器(100)的电源输入端之间，所述充电器(100)的涓流充电指示输出端与所述电压整形电路(5)的信号输入端连接，该整形电路(5)的信号输出端与所述充电计时电路(4)的计时信号输入端连接，该充电计时电路(4)的计时信号输出端与所述断电控制电路(3)的控制输入端连接，该断电控制电路(3)的控制输出端与所述受控开关(2)的受控输入端连接，该充电器(100)的稳压输出端与断电控制电路(3)的电源输入端、充电计时电路(4)的电源输入端连接，所述充电器(100)的充电输出端与蓄电池(BT)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路，其特征在于：所述充电计时电路(4)包括分频器(IC)、电阻R2、电阻R3、电位器RP和电容C3, 所述分频器(IC)的十二分频输出端(Q12)与三级管T1的集电极连接，所述分频器(IC)的十四分频输出端(Q14)与二极管D1的阳极连接，所述分频器(IC)的正向信号输入端(CP0)与电容C3的一端连接，电容C3的另一端分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端连接，电阻R2的另一端与电位器RP的一端连接，该电位器RP的另一端、电位器RP的中心抽头都与分频器(IC)的反向输出端(QP0)连接，电阻R3的另一端与所述分频器(IC)的信号输入端(CP1)连接，所述分频器(IC)的复位信号输入端(RD)与电压整形电路(5)的信号输出端连接，所述分频器(IC)的电源输入端(Vcc)还与充电器(100)的稳压输出端连接，所述分频器(IC)的接地端(Vss)与地连接；
所述受控开关(2)采用继电器KA作为开关，所述继电器KA的触点J0的输入端、启动开关(1)的一端都与市电电源连接，继电器KA的触点J0的输出端、启动开关(1)的另一端都与充电器(100)的电源输入端连接；
所述断电控制电路(3)包括三级管T1、三极管T2、三极管T3、二极管D1、二极管D2、电阻R4、电阻R5、电阻R6，所述三级管T1的基极通过电阻R4与电压整形电路(5)的信号输入端连接，所述三级管T1的集电极与所述分频器(IC)的十二分频输出端(Q12)连接, 所述三级管T1的发射极与所述二极管D1的阴极连接，所述三级管T1的发射极还与电阻R5的一端连接；所述三极管T2的基极与电阻R5的另一端连接，所述三极管T2的集电极通过电阻R6的与充电器(100)的稳压输出端连接，所述三极管T2的集电极还与三级管T3的基极连接，所述三极管T2的发射极与地连接；所述三级管T3的基极与三极管T2的集电极连接，所述三级管T3的集电极与继电器KA的线圈J1的输出端连接，所述三级管T3的集电极还与二极管D2的阳极连接，所述继电器KA的线圈J1的输入端与二极管D2的阴极连接后再与充电器(100)的稳压输出端连接，所述三极管T3的发射极与地连接。
3.根据权利要求2所述的一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路，其特征在于：所述电压整形电路(5)由两路微分电路组成，所述两路微分电路包括电容C1、电容C2和电阻R1，所述电容C1一端与充电器(100)的涓流充电指示输出端连接，电容C1的另一端分别与电容C2的一端、电阻R1的一端、分频器(IC)的复位信号输入端(RD)连接，所述电容C2的另一端与充电器(100)的稳压输出端连接，电阻R1的另一端与地连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种电动车蓄电池充电器的自动断电电路，其特征在于：所述启动开关(1)采用复位按钮开关(S0)对输入的市电电源进行控制。
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