CN106329675A - 一种自动断电充电装置和充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明的自动断电充电装置包括控制器模块、电流检测模块、继电器模块和充电模块，其中充电模块可采用现有的电子设备充电器，控制器模块用于接收充电信号，并根据预设的电流阈值发出断开充电电路的控制指令；电流检测模块与所述控制器模块电连接，用于检测充电电流，并将检测的信号发送至所述控制器模块；继电器模块与所述控制器模块电连接，根据所述控制器模块的指令，断开充电电路；充电模块与所述继电器模块电连接，用于输出充电电压至电池。本发明中的控制器模块接收到的充电电流达到预设阈值后，继续保持电路连通一段时间，然后继电器模块断开充电电路，使电子设备的充电器与电池断开，达到节约能源、延长电池寿命、保障充电安全的目的。

Description

一种自动断电充电装置和充电方法

技术领域

本发明涉及电子领域，特别涉及一种自动断电充电装置。

背景技术

一般电子设备（例如手机）充满电后，我们从充电器上拔下电子设备，但充电器的灯一般还亮着；虽然电子设备没有在充电了，但充电器还在消耗电能。以苹果手机充电器为例，电能质量分析仪测出它的功率约为3瓦，也就是说，不充电状态下的苹果手机充电器，如果插头24小时不拔掉，会产生0.07度电。如果一个家庭中所有电子设备待机状态的充电器加起来，全世界这么多家庭，浪费的电能也是一个大数目。

近年来，能源的消耗浪费现象日益严重，节约能源是刻不容缓的问题。而且充电器长时间插在插座上而不拔下，不仅造成了能源的浪费，也存在很大的安全隐患。长期的不拔下充电器不仅可能引起短路、造成火灾，还会对电子设备的电池造成损害。

如果充满电的电子设备仍然通过充电器接在电源上，源源不断的电流在流失着，并且可能导致手机内部储存电能的电容薄被击穿，而这也是许多火灾的起火缘由，也是手机越用越耗电的罪魁祸首。

在电子设备的充电过程中，随着电量的增加，电压的变化有一定规律，但呈非线性关系。大部分充电器在充电时，电池电量接近满电的电压值都为4.2V。很多手机电池的充电电量达到70%左右，电压就已经到达了4.2v，之后电压一直不变。所以若根据电压变化来判断充电是否完成，则容易误判，提前停止充电。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种自动断电充电装置，在电子设备的电池完成充电后自动断开充电电路，并根据该电路提出一种充电方法。

本发明的技术方案如下：

一种自动断电充电装置，其包括电信号连接的控制器模块、继电器模块、电流检测模块与充电模块；所述

控制器模块，用于接收充电信号，并根据预设的电流阈值发出断开充电电路的控制指令；

电流检测模块，与所述控制器模块电连接，用于检测充电电流，并将检测的信号发送至所述控制器模块；

继电器模块，与所述控制器模块电连接，根据所述控制器模块的指令，断开充电电路；

充电模块，与所述继电器模块电连接，用于输出充电电压至电池。

优选地，所述继电器模块包括设有磁簧开关的干簧继电器。

优选地，所述预设的电流阈值为0.1A。当所述电流检测模块检测到所述充电模块的电流小于0.1A时，所述控制器模块开始断电倒计时，到达计时时间则断开充电电路。

优选地，所述控制器模块为Arduino板。

优选地，所述控制器模块还电连接有工作状态指示模块。进一步地，所述工作状态指示模块为LED灯，通过LED等的颜色变化提示工作状态。

根据上述自动断电充电装置，本发明还提出一种充电方法，其包括如下步骤：

步骤一、将待充电设备与电源通过所述自动断电充电装置连接；

步骤二：所述电流检测模块将检测到的充电电流发送至所述控制器，所述控制器将预设的电流阈值与之比较；

步骤三：若检测到的充电电流大于预设的电流阈值，则重复步骤三；

步骤四：若检测到的充电电流不大于预设的电流阈值，则所述控制器启动延时断开充电电路倒计时，计时完毕后则向所述继电器模块发出断开充电电路的指令；

步骤五：所述继电器模块接收到所述控制器模块发出的断开充电电路的指令后，断开充电电路，结束充电。

优选地，所述充电方法中，所述延时断开充电电路倒计时的时长为30分钟；即当所述电流检测模块检测到预设的电流阈值时，所述继电器模块延时30分钟断开充电电路。

本发明的自动断电充电装置根据手机的涓流充电数值，可自动断开充电电路，保障电子设备的电池充电安全，节约用电，又可以让电子设备充分充电，提高了电池的续航能力。

附图说明

图1为本发明的自动断电充电装置实施例的模块连接示意图；

图2为本发明的自动断电充电装置的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，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的一部分实施例，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。

现有的电子设备充电时有的分三个充电阶段：快速充电、连续式充电、涓流充电。当手机的电量接近100%时，充电模式就切换为涓流充电，充电电流陡然减小，这样手机的使用时间可以更长。本发明即是通过检测涓流充电电路来控制充电电路是否断开的，既保障了充电效果又节约了能源，保障了安全。

如图1所示的自动断电充电装置，包括控制器模块、电流检测模块、继电器模块和充电模块，其中充电模块可采用现有的电子设备充电器，其具体电路设计与功能在此不再赘述。

本发明的自动断电充电装置中的控制器模块、继电器模块、电流检测模块与充电模块的连接与功能如下：

控制器模块，用于接收充电信号，并根据预设的电流阈值发出断开充电电路的控制指令；

电流检测模块，与所述控制器模块电连接，用于检测充电电流，并将检测的信号发送至所述控制器模块；

继电器模块，与所述控制器模块电连接，根据所述控制器模块的指令，断开充电电路；

充电模块，与所述继电器模块电连接，用于输出充电电压至电池。

所述继电器模块可以采用电连接的干簧继电器和磁簧开关，当控制器模块接收到充电电流达到预设的阈值后，继续保持电路连通一段时间，干簧继电器控制所述磁簧开关断开充电电路，使电子设备的充电器与电池断开。

本发明的继电器模块选用设有磁簧开关的干簧继电器。磁簧开关是一种磁敏的特殊开关，通常有两个软磁性材料做成的、无磁时断开的金属簧片触点，有的还有第三个作为常闭触点的簧片。这些簧片触点被封装在充有惰性气体(如氮、氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭触点。磁簧开关的两片磁簧片密封在玻璃管内，两片虽重叠，但中间间隔有一小空隙。当布置在磁簧开关周围的线圈通电后形成磁场，使两片磁簧片呈相反极性而接触，电路进而导通；一旦线圈断电，磁簧开关将返回到其原来的位置，电路断开。

磁簧开关，即干簧管或舌簧管，它比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长；而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强等特点，工作可靠性很高。针对不同电子设备的型号及对应的涓流充电电流大小，可在制造充电器时直接在充电器中植入相应规格的干簧管，便可以通过充电器的内部电路方便地控制充电电路的通断，而且还不会过多增大充电器的体积和制作成本。

根据市面上大部分手机的涓流充电电流范围，本发明中预设的电流阈值为0.1A。即当所述电流检测模块检测到所述充电模块的电流小于0.1A时，所述控制器模块开始断电倒计时，到达计时时间则断开充电电路。当然，在特殊设计下，涓流充电电流也可能为其它值，可根据具体应用情形设计不同的电流阈值，在此不再赘述。

所述控制器模块可以选用现有的常用单片机芯片，在本发明的实施例中选用了Arduino板如图2所示。

为了方便了解充电装置的工作状态，所述控制器模块还电连接有工作状态指示模块。所述工作状态指示模块可以为LED灯，通过LED等的颜色变化提示工作状态，例如红色为正常充电，黄色为涓流充电，绿色表示充电完毕，或者充电完毕后直接断开LED指示灯，即无LED指示表示充电结束，充电电路以断开。

根据上述自动断电充电装置，本发明还提出一种充电方法，其包括如下步骤：

步骤一、将待充电设备与电源通过所述自动断电充电装置连接；

步骤二：所述电流检测模块将检测到的充电电流发送至所述控制器，所述控制器将预设的电流阈值与之比较；

步骤三：若检测到的充电电流大于预设的电流阈值，则重复步骤三；

步骤四：若检测到的充电电流不大于预设的电流阈值，则所述控制器启动延时断开充电电路倒计时，计时完毕后则向所述继电器模块发出断开充电电路的指令；

步骤五：所述继电器模块接收到所述控制器模块发出的断开充电电路的指令后，断开充电电路，结束充电。

考虑到现有的电池性能，本实施中的延时断开充电电路倒计时的时长为30分钟，即涓流充电30分钟才断开充电电路，以便提高电池的续航能力。

本发明的自动断电充电装置可以在电子设备充满电后，自动断开充电电路，以达到节约电能，避免安全隐患的目的。通过实际测试，本产品确实可以达到减少静态耗电带来的耗电损失、降低因过充而发生各种安全事故的概率，并减少电池损害的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动断电充电装置，其特征在于：其包括电信号连接的控制器模块、继电器模块、电流检测模块与充电模块；所述

控制器模块，用于接收充电信号，并根据预设的电流阈值发出断开充电电路的控制指令；

电流检测模块，与所述控制器模块电连接，用于检测充电电流，并将检测的信号发送至所述控制器模块；

继电器模块，与所述控制器模块电连接，根据所述控制器模块的指令，断开充电电路；

充电模块，与所述继电器模块电连接，用于输出充电电压至电池。

2.如权利要求1所述的自动断电充电装置，其特征在于：所述继电器模块包括设有磁簧开关的干簧继电器。

3.如权利要求1所述的自动断电充电装置，其特征在于：所述预设的电流阈值为0.1A。

4.如权利要求1所述的自动断电充电装置，其特征在于：所述控制器模块为Arduino板。

5.如权利要求1所述的自动断电充电装置，其特征在于：所述控制器模块还电连接有工作状态指示模块。

6.如权利要求5所述的自动断电充电装置，其特征在于：所述工作状态指示模块为LED灯。

7.一种利用权利要求1-5所述的自动断电充电装置的充电方法，其包括如下步骤：

步骤一、将待充电设备与电源通过所述自动断电充电装置连接；

步骤二：所述电流检测模块将检测到的充电电流发送至所述控制器，所述控制器将预设的电流阈值与之比较；

步骤三：若检测到的充电电流大于预设的电流阈值，则重复步骤三；

步骤四：若检测到的充电电流不大于预设的电流阈值，则所述控制器启动延时断开充电电路倒计时，计时完毕后则向所述继电器模块发出断开充电电路的指令；

步骤五：所述继电器模块接收到所述控制器模块发出的断开充电电路的指令后，断开充电电路，结束充电。

8.如权利要求5所述的充电方法，其特征在于：所述延时断开充电电路倒计时的时长为30分钟。