CN108075546A - 一种多功能便携式充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能便携式充电装置，包括电源盒；电池模块；逆变器，安装在电源盒内并用于将电池模块产生的稳定直流电压转化成可调控的交流电压；交流直流电压表，用来显示充电装置实时的电流电压值；保险装置，通过紧固旋钮设置在电源盒的输入面板上，通过导线串联在电池模块上，用来防止因电气线路短路，电流过大导致电源烧坏。本发明的多功能便携式充电装置有效解决了随炮电瓶性能不稳定，充电维护困难，功能单一，要素不全等难题，该装置利用免维护蓄电池组作为电源，以高功率高转化率逆变器为核心，能够输出满足火炮不同负载需求的交流电压，能够持续进行火炮射击训练，夜战照明和野战条件下为外接维修保障用电器供电。

Description

一种多功能便携式充电装置

技术领域

本发明涉及电气制造的技术领域，尤其涉及一种多功能便携式充电装置。

背景技术

火炮上普遍需要使用电瓶，它既可以作为火炮的照明电源，又是火炮的击发电源和启动电源。为了使火炮在不良天候条件下或夜训时，顺利完成长时间的射击战斗任务或者日常教学训练任务，照明具、电击发装置、电动供弹装置持续消耗电能时，除了对电瓶容量有一定要求外，对电压稳定性、电压电流大范围可调性、交直流转换灵活性等均有一定要求。

电瓶作为火炮全炮供电系统的重要组成部分，在保障火炮全连齐射，集火射击，控制火炮齐打齐停等方面起着至关重要的作用，同时由于充电电瓶可以连续多次充放电使用，维护保养方便快捷，是火炮电源配置的不二选项。然而目前随炮配备的电瓶存在性能不稳定，充电维护困难，功能单一等缺陷，严重影响电瓶使用寿命，导致火炮射击时部分操作无法持续进行，装备作战效能无法发挥，具体如下：

(一)性能不稳定。该随炮电瓶在使用时经常会出现虚电、电压不稳、使用时间短等诸多故障。在组织实弹射击时，经常会出现刚装上去的一块充满电的电瓶，组织半天的射击训练后，电瓶就可能出现电量不够，击发电压不足，导致火炮电击发装置出现故障无法正常击发射击。有时还会出现用万用表测量电压显示满电状态，但是装在火炮上接好连接线，火炮依旧是不能击发，电瓶处于虚电状态。

(二)充电维护困难。随炮电瓶是加注电解液的化学电池，需要定期维护加注电解液和蒸馏水，电瓶接线柱特别容易出现氧化现象，接线柱氧化后将导致其导电性下降，接触不良或线路压降损失过大。氧化现象易腐蚀电瓶极柱和连接线插头，需要定期维护保养。另一方面，当电瓶电量不足时，需要连接到专用的充电设备并适配相应的充电电压才能完成充电操作。在野外训练或者无法接入市电时，充电设备无法携行或使用，随炮配备的电瓶要进行充电操作，必须要连接到专用充电桩才能进行充电操作，无法满足单炮随炮电瓶自供充电需求。

(三)功能单一，要素不全。随炮电瓶结构过于简单，只能为火炮电击发装置提供击发电压，不具备电压和电流调节及显示功能。一是没有电路保险装置，当火炮的击发线路出现短路故障，那么电瓶极易出现烧坏的可能。二是随炮电瓶没有设计电量显示装置，使用时不能及时直观显示电量是否处于亏电欠压状态。

一种新型炮用多功能便携式充电装置作为适用于多种型号火炮照明、击发、电机驱动及维修的平台式可调电源，必须满足以下几个基本条件：首先，便携式充电电瓶必须能够具有一定的结构强度，满足野战条件下室外恶劣环境中使用的携行要求，同时结构尺寸要在满足火炮电气参数需求的前提下尽可能小，便于在火炮狭小空间内工装定位。第二，由于火炮各用电装置对电源电流、电压、功率等电气参数需求各不相同，具有一定的范围，为适应不同装置的用电需求，平台式可调电源电气输出必须具备一定的柔性，即多功能便携式充电电瓶可以根据不同型号火炮的不同装置输入要求在一定范围内对电气参数进行调整。第三，由于平台式可调电源除了直接输出直流电压外，还必须能够为火炮完成野战环境下检修实训任务提供电力支持，能够提供高功率稳定的交流电压输出。第四，要求便携式充电电瓶模块化设计，组合式安装，便于运载和火炮工装，适用于不同环境下的各种任务执行。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种多功能便携式充电装置，能够为火炮上不同电气装置提供稳定持续的可变交直流可反复充电的电源，能够提供高功率稳定的交流电压输出，便于携带携行。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多功能便携式充电装置，包括：

电源盒；

电池模块，安装在所述电源盒内；

逆变器，安装在电源盒内并用于将所述电池模块产生的稳定直流电压转化成可调控的交流电压；

交流直流电压表，安装在所述电源盒的输入、输出面板上，用来显示充电装置实时的电流电压值；

保险装置，安装在所述电源盒内，通过紧固旋钮设置在电源盒的输入面板上，通过导线串联在电池模块上，用来防止因电气线路短路，电流过大导致电源烧坏。

作为上述技术方案的优选实施方式，本发明实施例提供的多功能便携式充电装置进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述逆变器主要由逆变桥、控制逻辑单元和滤波电路组成。

作为上述技术方案的改进，所述电池模块由多块蓄电池串联或并联而成，用于产生稳定的直流电压。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述电源盒的输入、输出面板上安装有插座，该插座通过螺钉螺母固定，所述插座采用强度大和绝缘性好的胶木制作外壳，在输出面板上可按照需要设置单路输出或者多路输出，对外输出时可采用两孔或者三孔插座。

由上，采用强度较大和绝缘性较好的胶木制作外壳，保证使用安全。若采用三孔插座，则设计制造时，地线与金属电源壳相连，防止电器漏电造成安全事故。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述电源盒的内部安装有缓冲垫，用于抗压减震。

由上，缓冲垫采用PVC缓冲垫，能够有效缓冲外界震动对内部元器件影响的同时，提升了内部电气热量散失效率，确保内部元器件安全可靠。

优选地，在本发明的一个实施例中，电源盒为防水密封式长方体金属外壳结构，其两侧设有百叶窗式散热孔。

在本发明的一个实施例中，所述蓄电池采用浓硫酸铅酸蓄电池，每块电池的额定输出电压为12V。

由上，采用铅酸电池通用性强便于组合安装，免维护，所述免维护电池具有不需要定期往电池内添加电解液的特点，有效避免了使用分队因维护不及时，造成电池损坏，能够有效延长电池使用寿命。

优选地，所述逆变器采用可提供高质量交流电的大功率正弦波逆变器。

由上，选用大功率正弦波逆变器，所述高功率正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，有效减少因负载变化造成的电路不稳定和高阶谐波影响。

在本发明的一个实施例中，所述交流直流电压表采用数码显示或机械转动显示，分别设置在电源盒的输出面板和输入面板，且带有蜂鸣器阈值提示功能，阈值线性可调。

由上，交流直流电压表用来显示便携式充电装置实时的电流电压值，并以蜂鸣器的形式提示电池的电量剩余情况，以便在电瓶电量低于预先设定的最低使用电量时提醒使用者及时进行充电操作。电流表和电压表分别用来显示电流输出和电压输出是否正常，防止因电流电压不足或过高损坏电气装置。采用数码显示读数，便于使用时直观清晰读取。蜂鸣器提示电池的剩余电量阈值一般设置为20％，且可线性调节。

优选地，所述保险装置采用Φ1.2mm铜芯漆包线作为保险丝，对应10A熔断电流。

由上，为了保证器件安全，在直流线路和交流线路中，装有一个可更换的保险丝，用来根据功率输出更换不同直径的保险丝，使其在不同负载下确保电路安全。铜芯漆包线按照不同直径对应不同的输出电流大小可以更换，在负载超过额定最大负载时铜芯漆包线发热熔断，从而起到断开电路保护其他元器件的作用。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：本发明的多功能便携式充电装置结构简单，设计合理，以免维护蓄电池组为电源，逆变器为直流交流转换装置，交流直流电压表为数据显示界面，保险装置为电源系统的保护装置，插座是系统的输出端，缓冲垫能有效起到减震保护元器件作用，铜芯电缆通过稳固的快速接头连接各模块，即插即用，方便快捷。本发明的多功能便携式充电装置按各自模块功能用途，分块设计，组合安装，卡槽定位，功能齐全，适用范围广，转换效率高、启动快；安全性能好：充电装置具备短路、过载、过/欠电压、超温保护功能；物理性能良好：充电装置采用全铝质外壳，散热性能好，表面硬氧化处理，耐摩擦性能好，并可抗一定外力的挤压或碰击；带负载适应性与稳定性强。同时制造成本低廉，可为野战维修分队、教学单位、修理工厂提供全炮用电或维修保障外接电源提供快速解决方案。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明优选实施例的多功能便携式充电装置的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的多功能便携式充电装置的工作原理简图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

实施例

由于火炮射击时电击发装置、照明、维修等工作需要不同类型电源，需要直流和交流电压能够同时输出，且转换效率要求高。因此，本发明提供一种新型炮用多功能便携式充电装置适用于火炮全炮用电、外部用电装置供电，解决了火炮长时间使用电瓶虚电，照明及维修用电无法保障等实战条件下的难题，可支撑完成长时间作战训练任务，能有效地为教学训练提供服务。

具体地，本发明的多功能便携式充电装置主要由电源盒10、电池模块20、逆变器30、交流直流电压表、保险装置40、插座50、缓冲垫以及电缆导线组成，电源盒10为防水密封式长方体金属外壳结构，金属外壳结构为全铝质外壳，可防止雨淋及风沙侵入，其两侧设有百叶窗式散热孔，散热性能好，表面硬氧化处理，耐摩擦性能好，并可抗一定外力的挤压或碰击，绝缘性能良好，使用安全可靠。电源盒10的外观如图1所示，规格尺寸为30cm×20cm×20cm，全重约8kg。

本发明有效解决了随炮电瓶性能不稳定，充电维护困难，功能单一，要素不全等难题，该装置利用免维护蓄电池组作为电源，以高功率高转化率逆变器为核心，能够输出满足火炮不同负载需求的交流电压，能够持续进行火炮射击训练，夜战照明和野战条件下为外接维修保障用电器供电。

其中，电池模块20由多块蓄电池串联或并联连接组合成，产生稳定的直流电压，为充电装置提供初始电源。蓄电池组安装在长方体电源盒10的底部，由相应尺寸的卡槽固定，采用定位螺母进行横向和纵向紧固调节，主要用于使蓄电池组合固定于电源盒10体内，防止火炮射击或转动时蓄电池组产生震动移位。蓄电池组合由三块额定输出电压12V的浓硫酸铅酸蓄电池串联连接组合成蓄电池组。采用卡槽式安装，将蓄电池组横向安装在防水密闭式电源盒10内。用带铜质接线叉子的电缆连接电池组接线柱和逆变器接口，用螺母卡紧接线叉子确保接触良好，避免因负载过高出现导体虚接触放电危险。

逆变器30安装在电源盒10内并用于将所述电池模块20产生的稳定直流电压转化成可调控的交流电压，主要由逆变桥、控制逻辑单元和滤波电路组成。逆变器30采用最大输出功率为1000W，输入直流电压36V，输出交流电压220V的高性能大功率正弦波逆变器。逆变器启动时间小于5s。考虑散热等因素影响，逆变器30通过外壳卡槽固定在蓄电池组右侧，与蓄电池组成一定夹角固定，便于逆变器快速散热。逆变器30通过铜芯电缆与蓄电池组接线柱并联连接，开关串联在逆变器输出端。

交流直流电压表采用数码显示或机械转动显示，分别设置在电源盒10的输出面板和输入面板，且带有蜂鸣器阈值提示功能，阈值线性可调。采用红色数码管显示，显示清晰可靠，并且自带蜂鸣器，蜂鸣器阈值设定可调，出现超压时，通过尖锐的“滴滴”声提示操作者。交流直流电压表用来显示便携式充电电瓶实时的电流电压值，并以蜂鸣器的形式提示电池的电量剩余情况，以便在电瓶电量低于预先设定的最低使用电量时提醒使用者及时进行充电操作。电流表和电压表分别用来显示电流输出和电压输出是否正常，防止因电流电压不足或过高损坏电气装置。

保险装置40安装在所述电源盒10内，通过紧固旋钮设置在电源盒的输入面板上，通过导线串联在电池模块上，用来防止因电气线路短路，电流过大导致电源烧坏。保险装置40通过电缆一端与电池组合稳固连接，另一端与插座和充电端口的公共端相连。保险装置的核心部分采用直径为1.2毫米的铜芯漆包线，对应10A熔断电流，熔断后可以在电路断开状态下及时更换，方便快捷，易于维护。为了保证器件安全，在直流线路和交流线路中，装有一个可更换的保险丝，用来根据功率输出更换不同直径的保险丝，使其在不同负载下确保电路安全。

电源盒10的输入、输出面板上安装有插座50，作为负载或者用电器通过插头接入供电系统，该插座50通过螺钉螺母固定，所述插座50采用强度大和绝缘性好的胶木制作外壳，在输出面板上可按照需要设置单路输出或者多路输出，对外输出时可采用两孔或者三孔插座。充电输入插座采用双孔胶木插座，供电输出端采用三孔插座，外壳绝缘性好。插座一端与电流表相连，另一端与保险装置连接，即插即用，方便快捷。

电源盒10的内部还安装有PVC缓冲垫，PVC缓冲垫置于电源盒内底部，覆盖电源盒内所有空间，为内部器件提供避震平台，电源盒内部装有缓冲垫，用来防止电池在火炮转动和行军过程中因震动移位，起到一定的抗压减震作用。电源盒10内部各部件用铜芯粗电缆和快速接头连接，使各部件之间电气连接可靠。电缆采用高导电率铜芯外覆绝缘层，在电源盒内接线时保证在狭小空间内不易因弯折断开，确保导通效果。

本发明的防水密封式电源盒10内安装功能模块元器件，前侧功能面板上设置有直流电压显示屏61、输入面板开关62、充电和输电插座63，保险装置固定旋钮64在直流电压显示屏61的左侧。后侧面板设置有交流电压表71、输出面板开关72、交流输出面板73等。本发明中的电源盒10两侧安装有金属耳轴提把，便于携带携行。

作为一个总的发明构思，本发明还公开了一种多功能便携式充电装置设计制造及使用技术方案，包括以下步骤：新型炮用多功能便携式充电装置设计制造；新型炮用多功能便携式充电装置使用注意事项；新型炮用多功能便携式充电装置维护与保养方法；本发明的一种新型炮用多功能便携式充电装置可为野战维修分队、教学单位、修理工厂提供全炮用电或维修保障外接电源提供快速解决方案。使用注意事项：

1.使用时不得在有挥发性气体或易燃环境下运行。

2.使用时严禁覆盖逆变器排风扇排风出口处。

3.严禁超负荷使用，以避免电源故障。

4.电源插座输出端不能与市电并联。

5.当直流电压表电压显示32V，电源内部出现伴有连续的蜂鸣声时，此时应停止供电，以免烧坏逆变器。

6.充电与逆变不能同时进行。即逆变时不可将充电插头插入逆变输出的电气回路中。

7.在连接机器的输入输出前，请首先将机器的外壳正确接地。

8.两次开机间隔时间不少于5秒(切断输入电源)。

9.为避免意外，严禁带电打开机箱进行操作和使用；若有故障时，请不要继续进行操作和使用，应及时切断输入和输出，由检修人员或维修单位检查维修。

10.在连接蓄电池时，确认手上没有其它金属物，以免发生蓄电池短路，灼伤人体。

11.如果长时间不使用电源，应在充满电状态下保存，并且每月充放电一次，以提高电源使用寿命。

12.请用干布或防静电布擦拭以保持机器整洁。

13.使用环境，基于安全和性能的考虑，安装环境应具备以下条件：

(1)干燥：不能长时间浸水。

(2)阴凉：温度在-20℃与70℃之间；

(3)通风：保持壳体表面无异物，其它端面通风良好。

维护与保养步骤简便，每次完成操作训练，务必擦拭便携式充电装置，保持外观的整洁及连接电缆的洁净，确保无油污、灰尘和杂物。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的新型炮用多功能便携式充电装置按各自模块功能用途，模块化设计，功能齐全，适用范围广，安全可靠，转换效率高、启动快；安全性能好：充电装置具备短路、过载、过/欠电压、超温保护功能；物理性能良好：充电装置采用全铝质外壳，散热性能好，表面硬氧化处理，耐摩擦性能好，并可抗一定外力的挤压或碰击；带负载适应性与稳定性强，成本低廉。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能便携式充电装置，其特征在于：包括：

电源盒；

电池模块，安装在所述电源盒内；

逆变器，安装在电源盒内并用于将所述电池模块产生的稳定直流电压转化成可调控的交流电压；

交流直流电压表，安装在所述电源盒的输入、输出面板上，用来显示充电装置实时的电流电压值；

保险装置，安装在所述电源盒内，通过紧固旋钮设置在电源盒的输入面板上，通过导线串联在电池模块上，用来防止因电气线路短路，电流过大导致电源烧坏。

2.如权利要求1所述的多功能便携式充电装置，其特征在于：所述逆变器主要由逆变桥、控制逻辑单元和滤波电路组成。

3.如权利要求1所述的多功能便携式充电装置，其特征在于：所述电池模块由多块蓄电池串联或并联而成，用于产生稳定的直流电压。

4.如权利要求1所述的多功能便携式充电装置，其特征在于：所述电源盒的输入、输出面板上安装有插座，该插座通过螺钉螺母固定，所述插座采用强度大和绝缘性好的胶木制作外壳，在输出面板上可按照需要设置单路输出或者多路输出，对外输出时可采用两孔或者三孔插座。

5.如权利要求1所述的多功能便携式充电装置，其特征在于：所述电源盒的内部安装有缓冲垫，用于抗压减震。

6.如权利要求1所述的多功能便携式充电装置，其特征在于：电源盒为防水密封式长方体金属外壳结构，其两侧设有百叶窗式散热孔。

7.如权利要求3所述的多功能便携式充电装置，其特征在于：所述蓄电池采用浓硫酸铅酸蓄电池，每块电池的额定输出电压为12V。

8.如权利要求1所述的多功能便携式充电装置，其特征在于：所述逆变器采用可提供高质量交流电的大功率正弦波逆变器。

9.如权利要求1所述的多功能便携式充电装置，其特征在于：所述交流直流电压表采用数码显示或机械转动显示，分别设置在电源盒的输出面板和输入面板，且带有蜂鸣器阈值提示功能，阈值线性可调。

10.如权利要求1所述的多功能便携式充电装置，其特征在于：所述保险装置采用Φ1.2mm铜芯漆包线作为保险丝，对应10A熔断电流。