CN106921203A - 一种悬浮式自断电充电器及其断电方法 - Google Patents

一种悬浮式自断电充电器及其断电方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种悬浮式自断电充电器包括插头(100)，其设有至少一个延其周向均匀分布的永磁铁(101)，插座(200)，其与所述插头(100)电连接，其位于所述插头(100)的下方，其设有至少一个延其周向均匀分布的电磁铁(201)，所述电磁铁(201)与永磁铁(101)相互排斥；其中，所述插座(200)设有电量检测模块，其用于检测电池的电量，当电池的电量超过预设阈值时，其将所述电磁铁(201)的电源打开。本发明通过上述结构可在电池充满电或电池充至预设电量时，通过电磁铁(201)和永磁铁(101)的排斥力来弹开插头(100)，并将所述插头(100)悬浮起来。

Description

一种悬浮式自断电充电器及其断电方法
技术领域
本发明涉及一种充电器，特别是涉及一种能够在电池充满时自动切断电源的充电器。
背景技术
充电器(Charger)通过微机控制技术，实现优化的Wsa+Pulse充电特性曲线，充电电流随蓄电充电器充电器池的充电电压的升高而自动下降；结合充电末期的脉冲充电方式，使充电效果更为理想。采用容量平衡原理智能地判别蓄电池的充足，保证蓄电池充足——即不欠充、也不过充，充电同时具有充电参数动态跟踪调整功能以及完善的保护功能。
然而，现有的充电器在电池充满时，还会间歇性地为电池充电，有可能会降低电池的使用寿命，甚至引发电池自爆、自然的现象。
中国专利，自弹式充电枪，公开日期为2016.12.21，公开号为CN106252990A，公开了一种为充电汽车充电的充电枪，其在电池充满时通过磁铁弹开，以避免电池过充。然而，其弹开的方式无疑会损伤枪体，尤其是带有永磁铁的枪体，其在跌落时很可能造成永磁铁的消磁，导致使用寿命受到影响。并且，自弹式充电枪还可应用到诸如智能硬件、电子硬件、智能手机等领域，而并非只用于为电动汽车充电。
中国专利，一种悬浮无接触式充电装置，公开日期为2016.6.8，公开号为CN105656171A，公开了一种非接触式的充电器，其能够以无线的方式充电，充电时利用充电座上的LED灯照射太阳能板，来为设备充电，其充电时，设备会通过磁悬浮效应悬浮在充电座上。参见其段落【0021】可知，其采用磁悬浮的作用是为了散发LED灯的热量以确保充电温度较低。然而，其非利用磁悬浮的功能来防止过充，并且此专利无法使用有线充电，造成充电能力低下。
因此，目前亟需一种既能有线充电，又能无线充电，并在电池充满时自动切断电源的充电器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便、既能有线充电，又能无线充电，并在电池充满时自动切断电源的一种悬浮式自断电充电器。
本发明一种悬浮式自断电充电器，包括
插头，其设有至少一个延其周向均匀分布的永磁铁，
插座，其与所述插头电连接，其位于所述插头的下方，其设有至少一个延其周向均匀分布的电磁铁，所述电磁铁与永磁铁相互排斥；
其中，所述插座设有电量检测模块，其用于检测电池的电量，当电池的电量超过预设阈值时，其将所述电磁铁的电源打开。
本发明一种悬浮式自断电充电器，其中所述电磁铁和永磁铁的形状相同。
本发明一种悬浮式自断电充电器，其中所述永磁铁和电磁铁的数量相同。
本发明一种悬浮式自断电充电器，其中所述至少一个电磁铁的电源设有电源切换电路，所述电源切换电路用于定时地切换所述电磁铁的磁极以使所述插头旋转。
本发明一种悬浮式自断电充电器，其中所述插头设有棒状或铜板状突出的公接头，所述插座设有与所述公接头相配合的插槽或凹洞的母接头。
本发明一种悬浮式自断电充电器，其中所述插头设有金属触点，所述插座设有与所述金属触点相配合的触点槽。
本发明一种悬浮式自断电充电器，其中所述插座的上表面设有球形凹槽，所述至少一个电磁铁配置在所述球形凹槽内，所述至少一个电磁铁的外接圆的直径大于等于所述至少一个永磁铁的外接圆的直径，其中所述电磁铁的磁感线方向朝向所述永磁铁。
本发明一种悬浮式自断电充电器，其中所述插头的下表面设有球形凹槽，所述至少一个永磁铁配置在所述球形凹槽内，所述至少一个永磁铁的外接圆的直径大于等于所述至少一个电磁铁的外接圆的直径，其中所述永磁铁的磁感线方向朝向所述电磁铁。
本发明一种悬浮式自断电充电器的断电方法，其中包括如下步骤：
Step100、插座的电量检测模块检测插头连接的充电电池的电量，若充电电池的电量达到预设阈值，则打开所述电磁铁的电源；
Step200、所述电磁铁与永磁铁相互排斥，使插头悬浮于插座上，并且插头和插座相互断开。
本发明一种悬浮式自断电充电器的断电方法，其中还包括如下步骤：
Step300、所述电磁铁的电源的电源切换电路，分别调节电磁铁的磁极，以致于插头悬浮且旋转。
本发明一种悬浮式自断电充电器与现有技术不同之处在于本发明一种悬浮式自断电充电器通过上述结构可在电池充满电或电池充至预设电量时，通过电磁铁和永磁铁的排斥力来弹开插头，并将所述插头悬浮起来。首先，以悬浮的方式弹开充电电池的插头可防止插头上的永磁铁的磁力消减；其次，本发明采用了接触式的方式为充电电池充电，相比于无线充电器来讲，充电效率高、辐射小；再次，以悬浮方式弹开充电器的插头，可提醒用户已经充满电，此种方式相比于传统的手机响铃、手机显示、手机震动而言，其次提醒方式更加直观、不会打扰用户的休息。
下面结合附图对本发明的一种悬浮式自断电充电器作进一步说明。
附图说明
图1是一种悬浮式自断电充电器的示意图；
图2是图1的插头弹出并悬浮的状态的示意图；
图3是一种悬浮式自断电充电器的变形结构的示意图；
图4是一种悬浮式自断电充电器的插头和插座的剖面示意图；
图5是一种悬浮式自断电充电器的插头和插座的变形结构的剖面示意图；
图6是带有球形凹槽的插座的示意图；
图7是带有球形凹槽的插头的示意图。
具体实施方式
如图1～7所示，参见图1、2、4，本发明一种悬浮式自断电充电器包括
插头100，其设有至少一个延其周向均匀分布的永磁铁101，
插座200，其与所述插头100电连接，其位于所述插头100的下方，其设有至少一个延其周向均匀分布的电磁铁201，所述电磁铁201与永磁铁101相互排斥；
其中，所述插座200设有电量检测模块，其用于检测电池的电量，当电池的电量超过预设阈值时，其将所述电磁铁201的电源打开。
其中，电量检测模块利用以下一项或多项组合的充电均衡技术来为所述插头100的充点电池充电，并检测充电电池的电量是否超过预设阈值：
恒定分流电阻均衡充电技术、通断分流电阻均衡充电技术、开关电容均衡充电技术、降压型变换器均衡充电技术、平均电池电压均衡充电技术。
本发明通过上述结构可在电池充满电或电池充至预设电量时，通过电磁铁201和永磁铁101的排斥力来弹开插头100，并将所述插头100悬浮起来。首先，以悬浮的方式弹开充电电池的插头100可防止插头100上的永磁铁101的磁力消减；其次，本发明采用了接触式的方式为充电电池充电，相比于无线充电器来讲，充电效率高、辐射小；再次，以悬浮方式弹开充电器的插头100，可提醒用户已经充满电，此种方式相比于传统的手机响铃、手机显示、手机震动而言，其次提醒方式更加直观、不会打扰用户的休息。
本发明一种悬浮式自断电充电器还可应用到诸如智能硬件、电子硬件、智能手机等领域，而并非只用于为电动汽车充电，并且受益于其悬浮的支撑方式，充电的插头100不会丢失，不会飞出。
例如，所述预设阈值设置为充电电池总电量的80％，当充电电池的电量达到80％时，电量检测模块将所述电磁铁201的电源打开，永磁铁101和电磁铁201产生排斥力，而使插头100悬浮于所述插座200上。
所述插头100内的电线用于向充电电池充电。
所述插座200内的电线与总电源连接。
优选地，所述电磁铁201和永磁铁101的形状相同。
参见图4、5，当然，所述形状也可为圆形、扇形、U字形、矩形、正方形、椭圆形、梯形、平行四边形或不规则多边形等异形，并且所述永磁铁101和所述电磁铁201的位置一一对应，即，每个永磁铁101的下方均设有电磁铁。其中，永磁铁101和电磁铁201的形状不拘泥于上述形状，其可根据插头100和插座200的形状而随意变化。
当然，上述结构的一种变形还可为：多个永磁铁101的形状相同，多个电磁铁201的形状相同。
本发明通过上述形状相同的电磁铁和永磁铁可更好地实现插头的悬浮。
优选地，所述永磁铁101和电磁铁201的数量相同。
例如，所述永磁铁101和电磁铁201的数量均可为1个、2个、3个、4个、5个、20个或多个。
其中，参见图1，当永磁铁101和电磁铁201的数量均为1个时，永磁铁101和电磁铁201之间的排斥力刚好使插头100和插座200之间断开电连接，同时插头100的金属棒状的公接头依旧位于插座200的圆柱形凹槽状的母接头内，以此公接头和母接头的卡接来为插头100和插座200之间的移动导向。
其中，参见图2，当永磁铁101和电磁铁201的数量大于等于3个时，插头100的公接头可完全脱离母接头，以使插头100完全悬浮于插座200上。
本发明通过上述数量相同的永磁铁101和电磁铁201配合式地悬浮，有助于悬浮的稳定性。
优选地，所述至少一个电磁铁201的电源设有电源切换电路，所述电源切换电路用于定时地切换所述电磁铁201的磁极以使所述插头100旋转。
本发明利用电源切换电路来分别控制多个电磁铁201的磁极，使所述插头100能够在电池充满电时弹开并旋转，以便于更好地提示用户充满电，并增加本设备的美感。
当然，悬浮起来的插头100也可不旋转。
插头100可直接与充电电池的充电线连接，或者插头100的上表面可作为智能硬件的充电支架，特别是手机的充电架或充电座。
优选地，参见图1，所述插头100设有棒状或铜板状突出的公接头，所述插座200设有与所述公接头相配合的插槽或凹洞的母接头。
当然，所述插头100的公接头的形状还可为球形、圆柱形、柱体等物理形状，所述母接头的形状与公接头的形状相配合。
本发明通过上述物理方式的连接，实现插头100和插座200的有线连接，以致于提高充电效率、降低辐射、降低发热。
优选地，参见图3，所述插头100设有金属触点，所述插座200设有与所述金属触点相配合的触点槽。
本发明通过上述金属触点和触点槽的连接，可便于插座200和插头100通过上述磁悬浮效应的弹开，其弹开的阻力远低于上述公接头和母接头的阻力。
优选地，参见图6，所述插座200的上表面设有球形凹槽，所述至少一个电磁铁201配置在所述球形凹槽内，所述至少一个电磁铁201的外接圆的直径大于等于所述至少一个永磁铁101的外接圆的直径，其中所述电磁铁201的磁感线方向朝向所述永磁铁101。
其中，电磁铁201的外接圆的直径大于所述永磁铁101的外接圆的直径的程度，可根据插头100的带电体的重量而随意变化。
本发明通过上述环绕在所述插座200的球形凹槽内的电磁铁201来向上和向内排斥永磁铁101，以便增加被磁悬浮的插座200的稳定性和抗倒性。
当然，所述插头100也可设有与所述插座200的球形凹槽相配合的球形凸起，以便配置所述永磁铁101。
优选地，参见图7，所述插头100的下表面设有球形凹槽，所述至少一个永磁铁101配置在所述球形凹槽内，所述至少一个永磁铁101的外接圆的直径大于等于所述至少一个电磁铁201的外接圆的直径，其中所述永磁铁101的磁感线方向朝向所述电磁铁201。
其中，永磁铁101的外接圆的直径大于所述电磁铁201的外接圆的直径的程度，可根据插头100的带电体的重量而随意变化。
本发明通过上述环绕在所述插头100的球形凹槽内的永磁铁101来向下和向内排斥电磁铁201，以便增加被磁悬浮的插座200的稳定性和抗倒性。
当然，所述插座200可设有与所述插头100的球形凹槽相配合的球形凸起，以便配置电磁铁201。
当然，所述插头100和插座200也都可为并未开设有球形凹槽的圆柱体。
本发明一种悬浮式自断电充电器的断电方法，其中包括如下步骤：
Step100、插座200的电量检测模块检测插头100连接的充电电池的电量，若充电电池的电量达到预设阈值，则打开所述电磁铁201的电源；
Step200、所述电磁铁201与永磁铁101相互排斥，使插头100悬浮于插座200上，并且插头100和插座200相互断开；
Step300、所述电磁铁201的电源的电源切换电路，分别调节电磁铁201的磁极，以致于插头100悬浮且旋转。
本发明通过上述磁悬浮的方式弹开插头100，并使插头100悬浮在插座200上。首先，以悬浮的方式弹开充电电池的插头100可防止插头100上的永磁铁101的磁力消减；其次，本发明采用了接触式的方式为充电电池充电，相比于无线充电器来讲，充电效率高、辐射小；再次，以悬浮方式弹开充电器的插头100，可提醒用户已经充满电，此种方式相比于传统的手机响铃、手机显示、手机震动而言，其次提醒方式更加直观、不会打扰用户的休息。
此外，本发明利用电源切换电路来分别控制多个电磁铁201的磁极，使所述插头100能够在电池充满电时弹开并旋转，以便于更好地提示用户充满电，并增加本设备的美感。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种悬浮式自断电充电器，其特征在于：包括
插头(100)，其设有至少一个延其周向均匀分布的永磁铁(101)，
插座(200)，其与所述插头(100)电连接，其位于所述插头(100)的下方，其设有至少一个延其周向均匀分布的电磁铁(201)，所述电磁铁(201)与永磁铁(101)相互排斥；
其中，所述插座(200)设有电量检测模块，其用于检测电池的电量，当电池的电量超过预设阈值时，其将所述电磁铁(201)的电源打开。
2.根据权利要求1所述的一种悬浮式自断电充电器，其特征在于：所述电磁铁(201)和永磁铁(101)的形状相同。
3.根据权利要求1所述的一种悬浮式自断电充电器，其特征在于：所述永磁铁(101)和电磁铁(201)的数量相同。
4.根据权利要求1所述的一种悬浮式自断电充电器，其特征在于：所述至少一个电磁铁(201)的电源设有电源切换电路，所述电源切换电路用于定时地切换所述电磁铁(201)的磁极以使所述插头(100)旋转。
5.根据权利要求1所述的一种悬浮式自断电充电器，其特征在于：所述插头(100)设有棒状或铜板状突出的公接头，所述插座(200)设有与所述公接头相配合的插槽或凹洞的母接头。
6.根据权利要求1所述的一种悬浮式自断电充电器，其特征在于：所述插头(100)设有金属触点，所述插座(200)设有与所述金属触点相配合的触点槽。
7.根据权利要求1所述的一种悬浮式自断电充电器，其特征在于：所述插座(200)的上表面设有球形凹槽，所述至少一个电磁铁(201)配置在所述球形凹槽内，所述至少一个电磁铁(201)的外接圆的直径大于等于所述至少一个永磁铁(101)的外接圆的直径，其中所述电磁铁(201)的磁感线方向朝向所述永磁铁(101)。
8.根据权利要求1所述的一种悬浮式自断电充电器，其特征在于：所述插头(100)的下表面设有球形凹槽，所述至少一个永磁铁(101)配置在所述球形凹槽内，所述至少一个永磁铁(101)的外接圆的直径大于等于所述至少一个电磁铁(201)的外接圆的直径，其中所述永磁铁(101)的磁感线方向朝向所述电磁铁(201)。
9.利用权利要求1所述的一种悬浮式自断电充电器的断电方法，其特征在于包括如下步骤：
Step100、插座(200)的电量检测模块检测插头(100)连接的充电电池的电量，若充电电池的电量达到预设阈值，则打开所述电磁铁(201)的电源；
Step200、所述电磁铁(201)与永磁铁(101)相互排斥，使插头(100)悬浮于插座(200)上，并且插头(100)和插座(200)相互断开。
10.利用权利要求9所述的一种悬浮式自断电充电器的断电方法，其特征在于还包括如下步骤：
Step300、所述电磁铁(201)的电源的电源切换电路，分别调节电磁铁(201)的磁极，以致于插头(100)悬浮且旋转。
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