CN110707781B - 一种智能断电充电器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能断电的充电器及其控制方法，包括自保持切换装置、节能开关以及设于壳体内部节能控制电路，节能控制电路主要实现信号的检测和控制，自保持切换装置在用以在接收到控制信号时，切换通断状态并保持通断状态。本发明通过在切断电源之后，内部的控制电路以及充电电路处于断电状态，因此与现有技术中的电子控制的充电器在断电状态处于待机状态根据有节约电能的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及充电设备领域，具体为一种智能断电充电器及其控制方法。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，充电设备越来越多，比容电动自行车、电动汽车、移动终端中的手机、平板等，随着性能越来越强，功能越来越多，随之而来的是功耗也越来越大，充电的频率也相应地增加。目前市场上的传统充电器普遍功能简单，只是将电压进行转换之后输送到蓄电设备中。而人们的生活工作作息导致了一种白天应用晚上充电的习惯，而在晚上的充电的时候，充满后会继续充电导致过充，如果有的充电器设有过充保护还好，如果没哟过充保护则可能发生火灾等事故。另外，即使存在过充保护的电路，在充满电之后不再对蓄电设备进行充电，但是充电器的一侧绕组仍然带电，不仅导致了能源的浪费，也是一种潜在的危险。充电器未拔下插座导致的火灾已经有很多新闻案例了。因此设计一种能够自动切断主回路或高压侧电源、并在检测到充电器连接时，自动回复的一种智能断电的充电器成为一种迫切的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供了一种在蓄电池电量充满之后自动切断电源的一种智能断电充电器及其控制方法。
本发明要解决的技术问题的技术方案是：一种智能断电充电器，包括设有电源插头和充电接口的壳体，以及设于壳体内部的电压转换模块，其特征在于：还包括自保持切换装置、节能开关以及设于壳体内部的节能控制电路；所述自保持切换装置包括活动轴、上吸合板、下吸合板、固定板、定位轴；所述壳体设有弹出孔，所述活动轴插接在弹出孔中，所述定位轴设有两个，所述定位轴的上端和壳体固定连接并且两个定位轴设于弹出孔的两侧；所述固定板的中间设有直径大于活动轴的通孔，活动轴滑动插接在固定板的通孔中，所述固定板的两端和两个定位轴固定连接，所述固定板上设有电磁铁；所述上、下吸合板和活动轴固定连接，并且上、下吸合板对称设置在固定板的上下两侧，上、下吸合板对应定位轴的位置设有定位轴通孔，定位轴插接在定位轴通孔中，所述上、下吸合板对应电磁铁的位置嵌设有永磁铁；所述节能开关包括动、静触点，所述静触点包括两个金属接头，所述静触点与固定板固定连接，所述动触点为金属片，所述动触点通过弹性装置与上吸合板或下吸合板连接，动、静触点上下重合，并且动触点的长度大于静触点两个金属接头之间的间距；所述节能开关串接在电源插头与电压转换模块的输入端之间，所述节能控制电路包括储能电路、电量检测电路、通断驱动电路和微控制器以及串联在电压转换模块输出端与充电接口之间的切断开关，所述储能电路的输入端和电压转换模块的输出端并接，所述切断开关为数控开关，切断开关串接在电压转换模块的输出端与充电接口连接的导线上并且其控制输入端和微控制器电气连接，所述电量检测电路的输入端与充电接口电气连接，所述电量检测电路的输出端和微控制器电气连接，所述通断驱动电路为正反转驱动芯片，所述通断驱动电路的电源输入端和储能电路的输出端电气连接，所述通断驱动电路的信号输入端和微控制器电气连接，所述微控制器和储能电路的输出端电气连接。
更好的，所述弹出孔位于电源插头的两个金属插接片之间。
更好的，所述节能开关的动、静触点设有多组，用以作为辅助触点。
更好的，所述切断开关为开关管。
更好的，所述切断开关为继电器。
一种智能断电充电器的节电控制方法，其特征在于：本发明用于给蓄电池进行充电，所述电量检测电路为电压采集模块，所述电压采集模块的输入端和充电接口的正负极电气连接，电压采集模块的输出端和微控制器电气连接，初始状态下，节能开关的动、静触点处于接触状态，切断开关处于导通状态；
步骤1、将电源插头插入插座，接通电源，充电接口与蓄电池电气连接；
步骤2、微控制器检测被充电的蓄电池的电量，具体为：微控制器控制切断开关断开，微控制器读取电量检测电路采集的电压数值，计算出蓄电池的电量，微控制器控制切断开关闭合，如果蓄电池的电量为未充满状态，则继续执行步骤2，如果蓄电池的电量为充满状态，则执行步骤3；
步骤3、微控制器控制通断驱动电路给电磁铁供电，使节能开关的动、静触点分离，此时活动轴弹出壳体，电源插头与电压转换模块断开，处于断电节能状态；微控制器控制切断开关断开，储能电路为微控制器以及通断驱动电路提供电源；
步骤4、微控制器检测蓄电池的连接状态，具体为：通过电量检测电路对电压进行检测，并对电压数值的变化进行记录，如果电压由高电压变成0，表示蓄电池已经切断，即蓄电池脱离充电器，之后，如果检测到电压由0变成高电压，则表示蓄电池已经连接，并判断蓄电池的电量，如果电量小于设定值，则微控制器控制通断驱动电路给电磁铁供电，使节能开关的动、静触点接触，微控制器控制切断开关闭合，进入充电状态；如果电量大于设定值，则保持节能开关动、静触点分离的状态，保持切断开关断开；步骤5、如果长时间断电，储能电路的电能耗尽，则手动按下节能开关，使动、静触点接触，同时，微控制器通过辅助触点检测动作信号，并控制切断开关闭合，进入准备充电的状态。
更好的，一种智能断电充电器的节电控制方法，其特征在于：所述控制电路设有直流电流互感器，并且直流电流互感器套设在连接稳压模块与充电接口正极的导线上，直流电流互感器的输出端和微控制器电气连接用以检测电流的大小及方向，
所述步骤4：微控制器检测蓄电池的连接状态，具体为：通过电量检测电路对电压进行检测，并对电压数值的变化进行记录，
如果电压由高电压变成0，表示蓄电池已经切断，即蓄电池脱离充电器，此时微控制器控制切断开关闭合，之后，如果检测到直流电流互感器有电流，并且电流由蓄电池流入储能电路，则表示蓄电池已经连接，并判断蓄电池的电量，如果电量小于设定值，则微控制器控制通断驱动电路给电磁铁供电，使节能开关的动、静触点接触，进入充电状态；如果电量大于设定值，则微控制器保持节能开关动、静触点分离的状态，并控制切断开关断开。
一种智能断电充电器的节电控制方法，其特征在于：本发明用于给智能手机或平板电脑进行充电，所述电量检测电路为USB接口通信模块，所述USB接口通信模块的输入端和充电接口的D+与D-电气连接，所述USB接口通信模块的输出端和微控制器电气连接，或，充电接口的D+与D-与微控制器的数据接口连接，所述微控制器内部设有USB接口通信的驱动程序以及通信协议，初始状态下，节能开关的动、静触点处于接触状态，切断开关处于导通状态，
步骤1、将电源插头插入插座，接通电源，充电接口与手机或平板电脑连接；
步骤2、微控制器通过电量检测电路检测机或平板电脑的电量，具体为：微控制器通过电量检测电路与手机或平板电脑通信，用以获取手机或者平板电脑的电量数据，如果电量为未充满状态，则继续执行步骤2，如果电量为充满状态，则执行步骤3，步骤3、微控制器控制控制通断驱动电路给电磁铁供电，使节能开关的动、静触点分离，此时电源插头与电压转换模块断开，处于断电节能状态，微控制器控制切断开关断开，此时，储能电路为微控制器以及通断驱动电路提供电源；
步骤4、微控制器检测蓄电池的连接状态，具体为：通过电量检测电路对电压进行检测，并对充满电之后的电压的变化进行记录，如果电量检测电路与手机或平板电脑之间不存在数据交换，表示手机或者平板电脑与充电器已经断开，之后，微控制器通过电量检测电路每间隔δT的时间循环给手机或者平板电脑发送数据，如果微控制器检测到有数据回复，则表示手机或者平板电脑已经连接，此时判断手机或者平板电脑的电量，如果电量小于设定值则微控制器控制通断驱动电路给电磁铁供电，使节能开关的动、静触点接触，微控制器控制切断开关闭合，进入充电状态；如果电量大于设定值，则微控制器控制节能开关的动、静触点保持分离的状态，控制切断开关断开；
步骤5、如果长时间断电，储能电路的电能耗尽，则手动按下自动开关，使动、静触点接触，同时，微控制器通过辅助触点检测动作信号，并控制切断开关5闭合，进入准备充电的状态。
一种智能断电充电器的节电控制方法，其特征在于：本发明直接给蓄电池进行充电，所述电量检测电路为电压采集模块，所述电压采集模块的输入端和充电接口的正负极电气连接，电压采集模块的输出端和微控制器电气连接，切断开关处于导通状态，其中在活动轴未突出弹出孔时，节能开关的动、静触点处于接触状态，活动轴未突出弹出孔时，节能开关的动、静触点处于断开状态；
步骤1、将电源插头插入插座，充电接口与蓄电池电气连接，在活动轴突出弹出孔的情况下由于电源插头和插座接触使活动轴进入弹出孔进而接通电源；
步骤2、微控制器检测被充电的蓄电池的电量，具体为：微控制器控制切断开关断开，微控制器读取电量检测电路采集的电压数值，计算出蓄电池的电量，微控制器控制切断开关闭合，如果蓄电池的电量为未充满状态，则继续执行步骤2，如果蓄电池的电量为充满状态，则执行步骤3；
步骤3、微控制器控制通断驱动电路给电磁铁供电，使节能开关的动、静触点分离，此时活动轴弹出壳体，电源插头与电压转换模块断开，同时由于活动轴的弹出，电源插头和插座脱离。
本发明的有益效果为：
能够在充电器给蓄电池充满电之后，自动断开电源的连接，到达提高用电安全系数，节约电能的有益效果。
附图说明
图1是本发明一种实施例的自保持切换开关的示意图，
图2是本发明一种实施例的电气连接示意图，
图3是本发明一种实施例的通断驱动电路的示意图，
图4是本发明一种实施例的流程图，
图5是本发明一种实施例的示意图。
图中：
51、储能电路；52、电量检测电路；53、通断驱动电路；54、微控制器；55、切断开关；41、动触点；42、静触点；36、定位轴；32、固定板；33、下吸合板；31、上吸合板；37、活动轴；4、节能开关；92、电压转换模块；1、壳体；93、充电接口；91、电源插头；
具体实施方式
为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。
一种智能断电的充电器，包括设有电源插头和充电接口的壳体1。壳体1内部设有电压转模块，电压转换模块的输入端和电源插头电气连接，电压转换模块的输出端和充电接口电气连接，现有技术中常见的充电接口为USB接口。壳体1的内部还设有自保持切换装置、节能开关以及节能控制电路。
自保持切换装置用以实现充电和断电状态的保持。自保持切换装置包括活动轴37、上吸合板31、下吸合板33、固定板32、定位轴36。自保持切换装置为电气自动控制的装置，然而在实际的应用中认为操作是不可避免的，因此为了方便人工操作同时具有指示充电状态和断电状态的功能，在壳体1上设有一个弹出孔，活动轴37插接在弹出孔中，并且可以在弹出孔中滑动。优选的，活动轴37为圆柱形，或者正多边形主体。弹出孔的截面形状与活动轴37的截面形状相同。
更好的，固定板32与下吸合板33吸合时，活动轴37的上部凸出弹出孔。固定板32与上吸合板32吸合时，活动轴37的上部与壳体1的表面平齐。如图1所示，更好的，为了防止误碰，活动轴37的上端部为凹面结构。
定位轴36用以固定固定板32，同时用以限定上、下吸合板31、33的移动轨迹。定位轴至少设有两个，且均匀分布在弹出孔的四周。本实施例中定位轴36设有两个。两个定位轴36分布在弹出孔的两侧。固定轴36的上端和壳体1的内部表面固定连接。固定轴36的下端设有限位块。或者，固定轴36为倒置的T形，且固定轴的上部和壳体1的内部的表面固定连接。
固定板可以为圆形板、正多边形板，可以根据触点的数量进行选择。本实施例中，固定板32为长方形的板体结构。固定板32的中部设有直径大于活动轴37的通孔，活动轴37插接在固定板32的通孔中，并且活动轴37的轴心与固定板32的通孔的轴心线重合。固定板32的两端和两个定位轴36固定连接。固定板32上设有电磁铁35。电磁铁35的铁芯的高度大于固定板32的厚度。更好的，为了便于安装固定并且便于与上、下吸合板配合，在固定板32上设有一个安装孔，电磁铁35安装在安装孔的内部，并且电磁铁35的铁芯的两端分别凸出固定板32的上下表面。更好的，为了实现平衡稳定，电磁铁35设有两个，并且两个电磁铁35关于固定板32的中心对称设置。在电气接线中，两个电磁铁并联之后与控制电源连接。
上、下吸合板31、33与固定板32的形状相同，并且上下重合设置。本实施例中上、下吸合板31、33同样为长方形的板状结构。上、下吸合板31、33的中心和活动轴37固定连接。活动轴37可以带动上、下吸合板31、33运动。其中，上、下吸合板31、33对称设置在固定板32的上下两侧。为了实现上、下吸合板31、33的稳定运动，上、下吸合板31、33对应定位轴36的位置设有定位轴通孔，定位轴插接在定位轴通孔中。为了实现自动控制，上、下吸合板31、33对应电磁铁35的位置嵌设有永磁铁34，上、下吸合板31、33上的永磁铁相对朝向的极性相同。因此在电磁铁35改变电流方向时，总有一个是吸引力另一个是排斥力，进而实现了切换动作。
固定板32的电磁铁35进行吸合状态切换的目的是实现线路的通断，因此还需要设置了节能开关。由于节能开关设有导电材料，因此固定板以及上、下吸合板采用绝缘材料制成。
节能开关包括动、静触点41、42。节能开关设置在上吸合板31与固定板32之间和/或下吸合板33与固定板之间。静触点42包括两个金属接头，可以是金属块，也可以是金属圆柱。静触点42固定安装在固定板32上，并且两者之间间隔一定的距离，两个静触点42分别作为开关的两个端点。动触点42为金属片，金属片的长度大于两个静触点之间的距离。动触点42通过弹性装置与上吸合板31或下吸合板33固定连接，动触点41和静触点上下重合设置。
静触点可以设置在固定板32的上部也可以设置在固定板32的下部。当静触点设置在固定板32的上部时，动触点设置在上吸合板31的下部，当静触点设置在固定板32的下部时，动触点设置在下吸合板33的上部。上、下吸合板31、33与固定板之间的动静触点分别作为节能开关的常开节点和常闭节点。即当上吸合板31和固定板32吸合时，上吸合板与固定板之间的动静触点吸合，下吸合板与固定板之间的动静触点分离。当下吸合板和固定板32吸合时，下吸合板和固定板之间的动静触点吸合，上吸合板和固定板之间的动静触点分离。
本发明中，节能开关可以设有多组常开节点和常闭节点，本市实施例中定义活动轴按下时，即上吸合板与固定板吸合时为常态，此时当上吸合板31和固定板32之间的动静触点组成常闭节点，下吸合板33与固定板32之间的动静触点组成常开节点。更好的，节能开关还设有辅助触点49，辅助触点的动、静触点设置在上吸合板31与固定板32上，的为常闭节点，此时其与节能开关的主触点状态同步。辅助触点的动、静触点还可设置在下吸合板33与固定板32上，此时辅助触点与节能开关的主触点状态相反。
节能开关可以作为主回路的开关控制节点也可以作为辅助节点为其他电气元件的动作提供判断条件。节能开关串接在电源插头与电压转换模块的输入端之间，用以实现控制电源转换模块。为了实现对充电状态的检测以及对电磁铁35的控制，设置了节能控制电路。节能控制电路包括储能电路51、电量检测电路52、通断驱动电路53和微控制器54以及串联在电压转换模块输出端与充电接口之间的切断开关55。
储能电路51的输入端和电压转换模块的输出端并接，储能电路51的输出端用以各正反转驱动芯片电气连接，用以给电磁铁供电。储能电路51可以采用电池或者超级电容实现，本实施例优选超级电容。其中超级电容和二极管串接后并接在电压转换模块的输出端的正负极之间，电压转换模块用以给超级电容充电同时防止超级电容向电压转换模块放电。
切断开关55为数控开关，切断开关55的控制输入端和微控制器54电气连接，切断开关串接在电压转换模块与充电接口之间的导线上。切断开关55用以实现切断充电接口。
更好的，切断开关55为MOS管、开关管等。或者切断开关55为继电器。MOS管或者开关管的基极可以直接被微控制器的引脚驱动，继电器的线圈绕组通过驱动模块进行驱动。
电量检测电路52的输入端与充电接口电气连接，输出端和微控制器54电气连接，用以检测是否在充电以及电池的电量。现有技术中较为常见的电量的检测方法为蓄电池的电压的检测。
通断驱动电路53为正反转驱动芯片。正反转驱动芯片采用L7010R驱动芯片。该芯片设有两个电源正极输入引脚，两个电源负极输入引脚，在芯片的实际引用在，两个电源负极输入引脚接地。该芯片还设有两个控制输出引脚和两个控制信号输入引脚。通断驱动电路53的电源输入端和储能电路51的输出端电气连接。通断驱动电路53的信号控制信号输入引脚和微控制器电54气连接，微控制器54和储能电路51的输出端电气连接。通断驱动电路53的控制输出引脚与电磁铁35电气连接。
本发明用于给蓄电池进行充电，其中电量检测电路52为电压采集模块。电压采集模块的输入端和充电接口的正负极电气连接，电压采集模块52的输出端和微控制器54电气连接。电压的采集已是较为成熟的技术，在继电保护、配电监控等领域应用较为广泛。
初始状态下，节能开关的动、静触点处于接触状态，切断开关55处于导通状态。其中节能开关为自保持切换装置为常态下的位置，即上吸合板和固定板32吸合时的位置。串接在电源插头与电压转换模块之间的为该常态下的动、静触点41、42。本实施例中主要以给蓄电池直接充电。
步骤1、将电源插头插入插座，接通电源，充电接口与蓄电池电气连接。需要充电时，将充电器插入插座。同时将充电电气与手机连接给手机的蓄电池充电。
步骤2、微控制器54检测被充电的蓄电池的电量，具体为：
微控制器54控制切断开关55断开，
微控制器54读取电量检测电路52采集的电压数值，计算出蓄电池的电量，
微控制器54控制切断开关55闭合，
如果蓄电池的电量为未充满状态，则继续执行步骤2，
如果蓄电池的电量为充满状态，则执行步骤3。
本步骤中通过断开充电侧电源的方式检测蓄电池的电压具有更加准确的有益效果。通过检测到的电池电量还可以根据电池充满时的电量进行充电时间的预计，在达到预计时间后在检测执行该步骤检测电量，进而实现节省检测次数降低能耗的有益效果。
步骤3、微控制器54控制通断驱动电路53给电磁铁35供电，使节能开关的动、静触点分离，此时活动轴37弹出壳体1，电源插头与电压转换模块断开，处于断电节能状态，
微控制器54控制切断开关55断开，储能电路51为微控制器54以及通断驱动电路53提供电源。
步骤4、微控制器54检测蓄电池的连接状态，具体为：
通过电量检测电路52对电压进行检测，并对电压数值的变化进行记录，
如果电压由高电压变成0，表示蓄电池已经切断，即蓄电池与充电器脱离，
之后，
如果检测到电压由0变成高电压，则表示蓄电池已经连接，并判断蓄电池的电量，
如果电量小于设定值，则微控制器54控制通断驱动电路53给电磁铁35供电，使节能开关的动、静触点接触，微控制器54控制切断开关55闭合，进入充电状态；
如果电量大于设定值，则保持节能开关动、静触点分离的状态，保持切断开关55断开。本步骤中设定值可以根据实际情况设定，如在电量小于20％启动开关，给手机充电。
步骤5、如果长时间断电，储能电路51的电能耗尽，则手动按下节能开关，使动、静触点接触，同时，微控制器54通过辅助触点检测动作信号，并控制切断开关55闭合，进入准备充电的状态。辅助触点为设置在上吸合板与与固定板之间的另一对动静触点，用以检测位置信号。微控制器通过检测辅助触点的通断可以判断节能开关是处于断开还是闭合的状态。
由于串接在充电回路中的节能开关在断开时，下吸合板和固定板吸合，活动轴37的上端凸出到壳体之外，因此可以通过按下的方式使上吸合板与固定板接近，上吸合板和固定板接近之后由于吸引力的作用保持在固定板与上吸合板吸附的状态。
更好的，控制电路设有直流电流互感器56，并且直流电流互感器56套设在连接稳压模块与充电接口正极的导线上，直流电流互感器的输出端和微控制器电气连接用以检测电流的大小及方向，此时，在步骤4中：
微控制器54检测蓄电池的连接状态，具体为：
通过电量检测电路52对电压进行检测，并对电压数值的变化进行记录，
如果电压由高电压变成0，或者为0，则表示蓄电池已经切断，即蓄电池脱离充电器，此时微控制器54控制切断开关55闭合。
之后，
如果检测到直流电流互感器有电流，则表示蓄电池已经连接，并判断蓄电池的电量，
如果电量小于设定值，则微控制器54控制通断驱动电路53给电磁铁35供电，使节能开关的动、静触点接触，进入充电状态；其中启动充电的电量设定值总电量的为20％～40％。
如果电量大于设定值，则微控制器保持节能开关动、静触点分离的状态，并控制切断开关55断开，其中停止充电的电量设定值为90％～100％。优选的停止充电的设定值为总电量的100％。
本发明还可用于给智能手机或平板电脑进行充电，此时电量检测电路(52)为USB接口通信模块。USB接口通信模块的输入端和充电接口的D+与D-电气连接。USB接口通信模块的输出端和微控制器电气连接。
或，充电接口的D+与D-与微控制器54的数据接口连接。微控制器54内部设有USB接口通信的驱动程序以及通信协议。
USB接口一般设有六个引脚，包括电源正、电源负、数据正、数据负、接地和空节点。其中D+和D-即用以传输数据的数据正和数据负。
初始状态下，节能开关的动、静触点处于接触状态，切断开关55处于导通状态。
步骤1、将电源插头插入插座，接通电源，充电接口与手机或平板电脑连接。
步骤2、微控制器通过电量检测电路检测机或平板电脑的电量，具体为：
微控制器54通过电量检测电路52与手机或平板电脑通信，用以获取手机或者平板电脑的电量数据，
如果电量为未充满状态，则继续执行步骤2，如果电量为充满状态，则执行步骤3。
步骤3、微控制器54控制控制通断驱动电路53给电磁铁35供电，使节能开关的动、静触点分离，此时电源插头与电压转换模块断开，处于断电节能状态。
微控制器54控制切断开关55断开，此时，储能电路51为微控制器54以及通断驱动电路53提供电源。
步骤4、微控制器检测蓄电池的连接状态，具体为：
通过电量检测电路52对电压进行检测，并对充满电之后的电压的变化进行记录，
如果电量检测电路52与手机或平板电脑之间不存在数据交换，表示手机或者平板电脑与充电器已经断开，
之后，微控制器54通过电量检测电路52每间隔δT的时间循环给手机或者平板电脑发送数据，δT取值为1秒。
如果微控制器54检测到有数据回复，则表示手机或者平板电脑已经连接，此时判断手机或者平板电脑的电量。
如果电量小于设定值则微控制器54控制通断驱动电路52给电磁铁供电，使节能开关的动、静触点接触，微控制器54控制切断开关55闭合，进入充电状态；如果电量大于设定值，则微控制器54控制节能开关的动、静触点保持分离的状态，控制切断开关55断开。
在使用手机或者平板时，会在电量小于20％的时候会提示充电，因此启动充电的电量设定值为20％。停止充电的电量为100％。
步骤5、如果长时间断电，储能电路的电能耗尽，则手动按下自动开关，使动、静触点接触，同时，微控制器54通过辅助触点检测动作信号，并控制切断开关55闭合，进入准备充电的状态。
更好的，控制电路还包括通信模块。通信模块与微控制器电气连接，用以实现充电器与外部设备的通信连接。
更好的，电源插头嵌设在壳体上，弹出孔设置在电源插头91的两个金属插接片之间。此时，在给蓄电池直接充电的时候，在充电完成时，可以利用活动轴的弹出时电源插头与插座脱离。具体方法为：
其中在活动轴37未突出弹出孔时，节能开关的动、静触点处于接触状态，活动轴37未突出弹出孔时，节能开关的动、静触点处于断开状态。
步骤1、将电源插头91插入插座，充电接口93与蓄电池电气连接，
在活动轴37突出弹出孔10的情况下由于电源插头91和插座接触使活动轴37进入弹出孔10进而接通电源；在活动轴37未突出弹出孔10的情况下由于节能开关的动、静触点处于接触状态因此电源处于接通状态。
步骤2、微控制器54检测被充电的蓄电池的电量，具体为：
微控制器54控制切断开关55断开，
微控制器54读取电量检测电路52采集的电压数值，计算出蓄电池的电量，
微控制器54控制切断开关55闭合，
如果蓄电池的电量为未充满状态，则继续执行步骤2，
如果蓄电池的电量为充满状态，则执行步骤3。
更好的，在该步骤中还可以设置定时器，壳体上设有设定时间的按钮或者旋钮，按钮或者旋钮与微控制器电气连接。微控制器在检测到充电开始后开始计时，在到达计时时间的时候执行步骤3。
步骤3、微控制器54控制通断驱动电路53给电磁铁35供电，使节能开关的动、静触点分离，此时活动轴37弹出壳体1，电源插头与电压转换模块断开，同时由于活动轴37的弹出，电源插头和插座脱离。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本发明的权利要求范围内。
Claims (9)
1.一种智能断电充电器，包括设有电源插头(91)和充电接口(93)的壳体(1)，以及设于壳体(1)内部的电压转换模块(92)，其特征在于：
还包括自保持切换装置、节能开关(4)以及设于壳体(1)内部的节能控制电路；
所述自保持切换装置包括活动轴(37)、上吸合板(31)、下吸合板(33)、固定板(32)、定位轴(36)；
所述壳体(1)设有弹出孔(10)，所述活动轴(37)插接在弹出孔中，所述定位轴(36)设有两个，所述定位轴(36)的上端和壳体(1)固定连接并且两个定位轴(36)设于弹出孔的两侧；
所述固定板(32)的中间设有直径大于活动轴(37)的通孔，活动轴(37)滑动插接在固定板(32)的通孔中，所述固定板(32)的两端和两个定位轴(36)固定连接，所述固定板(32)上设有电磁铁(35)；
所述上、下吸合板(31、33)和活动轴(37)固定连接，并且上、下吸合板(31、33)对称设置在固定板(32)的上下两侧，上、下吸合板(31、33)对应定位轴(36)的位置设有定位轴通孔，定位轴插接在定位轴通孔中，所述上、下吸合板(31、33)对应电磁铁(35)的位置嵌设有永磁铁(34)；
所述节能开关(4)包括动、静触点(41、42)，所述静触点(42)包括两个金属接头，所述静触点(42)与固定板(32)固定连接，所述动触点(41)为金属片，所述动触点(41)通过弹性装置与上吸合板(31)或下吸合板(33)连接，动、静触点(41、42)上下重合，并且动触点(41)的长度大于静触点(42)两个金属接头之间的间距；
所述节能开关(4)串接在电源插头(91)与电压转换模块(92)的输入端之间，
所述节能控制电路包括储能电路(51)、电量检测电路(52)、通断驱动电路(53)和微控制器(54)以及串联在电压转换模块输出端与充电接口之间的切断开关(55)，
所述储能电路(51)的输入端和电压转换模块(92)的输出端并接，
所述切断开关(55)为数控开关，切断开关(55)串接在电压转换模块(92)的输出端与充电接口连接的导线上并且切断开关(55)控制输入端和微控制器(54)电气连接，
所述电量检测电路(52)的输入端与充电接口(93)电气连接，所述电量检测电路(52)的输出端和微控制器(54)电气连接，
所述通断驱动电路(53)为正反转驱动芯片，所述通断驱动电路(53)的电源输入端和储能电路(51)的输出端电气连接，所述通断驱动电路(53)的信号输入端和微控制器电(54)气连接，所述微控制器(54)和储能电路(51)的输出端电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能断电充电器，其特征在于：
所述弹出孔(10)位于电源插头(91)的两个金属插接片之间。
3.根据权利要求1所述的一种智能断电充电器，其特征在于：
所述节能开关的动、静触点(41、42)设有多组，用以作为辅助触点。
4.根据权利要求3所述的一种智能断电充电器，其特征在于：
所述切断开关(55)为开关管。
5.根据权利要求3所述的一种智能断电充电器，其特征在于：
所述切断开关(55)为继电器。
6.根据权利要求4或5所述的一种智能断电充电器的节电控制方法，其特征在于：
用于给蓄电池进行充电，所述电量检测电路(52)为电压采集模块，所述电压采集模块的输入端和充电接口的正负极电气连接，电压采集模块(52)的输出端和微控制器(54)电气连接，初始状态下，节能开关的动、静触点处于接触状态，切断开关(55)处于导通状态；
步骤1、将电源插头(91)插入插座，接通电源，充电接口(93)与蓄电池电气连接，
步骤2、微控制器(54)检测被充电的蓄电池的电量，具体为：
微控制器(54)控制切断开关(55)断开，
微控制器(54)读取电量检测电路(52)采集的电压数值，计算出蓄电池的电量，
微控制器(54)控制切断开关(55)闭合，
如果蓄电池的电量为未充满状态，则继续执行步骤2，
如果蓄电池的电量为充满状态，则执行步骤3，
步骤3、微控制器(54)控制通断驱动电路(53)给电磁铁(35)供电，使节能开关的动、静触点分离，此时活动轴(37)弹出壳体(1)，电源插头与电压转换模块(92)断开，处于断电节能状态，
微控制器(54)控制切断开关(55)断开，
储能电路(51)为微控制器(54)以及通断驱动电路(53)提供电源，
步骤4、微控制器(54)检测蓄电池的连接状态，具体为：
通过电量检测电路(52)对电压进行检测，并对电压数值的变化进行记录，
如果电压由高电压变成0，表示蓄电池已经切断，即蓄电池脱离充电器，
之后，如果检测到电压由0变成高电压，则表示蓄电池已经连接，并判断蓄电池的电量，
如果电量小于设定值，则微控制器(54)控制通断驱动电路(53)给电磁铁(35)供电，使节能开关的动、静触点接触，微控制器(54)控制切断开关(55)闭合，进入充电状态；
如果电量大于设定值，则保持节能开关动、静触点分离的状态，保持切断开关(55)断开，
步骤5、如果长时间断电，储能电路(51)的电能耗尽，则手动按下节能开关，使动、静触点接触，同时，微控制器(54)通过辅助触点检测动作信号，并控制切断开关(55)闭合，进入准备充电的状态。
7.根据权利要求6所述的一种智能断电充电器的节电控制方法，其特征在于：
所述控制电路设有直流电流互感器(56)，并且直流电流互感器(56)套设在连接稳压模块与充电接口正极的导线上，直流电流互感器的输出端和微控制器电气连接用以检测电流的大小及方向，
所述步骤4：
微控制器(54)检测蓄电池的连接状态，具体为：
通过电量检测电路(52)对电压进行检测，并对电压数值的变化进行记录，
如果电压由高电压变成0，表示蓄电池已经切断，即蓄电池脱离充电器，此时微控制器(54)控制切断开关(55)闭合，
之后，
如果检测到直流电流互感器有电流，并且电流由蓄电池流入储能电路，则表示蓄电池已经连接，并判断蓄电池的电量，
如果电量小于设定值，则微控制器(54)控制通断驱动电路(53)给电磁铁(35)供电，使节能开关的动、静触点接触，进入充电状态；
如果电量大于设定值，则微控制器保持节能开关动、静触点分离的状态，并控制切断开关(55)断开。
8.根据权利要求4或5所述的一种智能断电充电器的节电控制方法，其特征在于：
用于给智能手机或平板电脑进行充电，
所述电量检测电路(52)为USB接口通信模块，所述USB接口通信模块的输入端和充电接口的D+与D-电气连接，所述USB接口通信模块的输出端和微控制器电气连接，
或，充电接口的D+与D-与微控制器(54)的数据接口连接，所述微控制器(54)内部设有USB接口通信的驱动程序以及通信协议，
初始状态下，节能开关的动、静触点处于接触状态，切断开关(55)处于导通状态，
步骤1、将电源插头插入插座，接通电源，充电接口与手机或平板电脑连接，
步骤2、微控制器通过电量检测电路检测机或平板电脑的电量，具体为：
微控制器(54)通过电量检测电路(52)与手机或平板电脑通信，用以获取手机或者平板电脑的电量数据，
如果电量为未充满状态，则继续执行步骤2，如果电量为充满状态，则执行步骤3，
步骤3、微控制器(54)控制控制通断驱动电路(53)给电磁铁(35)供电，使节能开关的动、静触点分离，此时电源插头与电压转换模块断开，处于断电节能状态，
微控制器(54)控制切断开关(55)断开，
此时，储能电路(51)为微控制器(54)以及通断驱动电路(53)提供电源，
步骤4、微控制器检测蓄电池的连接状态，具体为：
通过电量检测电路(52)对电压进行检测，并对充满电之后的电压的变化进行记录，
如果电量检测电路(52)与手机或平板电脑之间不存在数据交换，表示手机或者平板电脑与充电器已经断开，
之后，微控制器(54)通过电量检测电路(52)每间隔δT的时间循环给手机或者平板电脑发送数据，
如果微控制器(54)检测到有数据回复，则表示手机或者平板电脑已经连接，此时判断手机或者平板电脑的电量，
如果电量小于设定值则微控制器(54)控制通断驱动电路(52)给电磁铁供电，使节能开关的动、静触点接触，微控制器(54)控制切断开关(55)闭合，进入充电状态；
如果电量大于设定值，则微控制器(54)控制节能开关的动、静触点保持分离的状态，控制切断开关(55)断开，
步骤5、如果长时间断电，储能电路的电能耗尽，则手动按下自动开关，使动、静触点接触，同时，微控制器(54)通过辅助触点检测动作信号，并控制切断开关5闭合，进入准备充电的状态。
9.根据权利要求2所述的一种智能断电充电器的节电控制方法，其特征在于：
用于给蓄电池进行充电，所述电量检测电路(52)为电压采集模块，所述电压采集模块的输入端和充电接口的正负极电气连接，电压采集模块(52)的输出端和微控制器(54)电气连接，切断开关(55)处于导通状态，其中在活动轴(37)未突出弹出孔时，节能开关的动、静触点处于接触状态，活动轴(37)未突出弹出孔时，节能开关的动、静触点处于断开状态；
步骤1、将电源插头(91)插入插座，充电接口(93)与蓄电池电气连接，
在活动轴(37)突出弹出孔(10)的情况下由于电源插头(91)和插座接触使活动轴(37)进入弹出孔(10)进而接通电源；
步骤2、微控制器(54)检测被充电的蓄电池的电量，具体为：
微控制器(54)控制切断开关(55)断开，
微控制器(54)读取电量检测电路(52)采集的电压数值，计算出蓄电池的电量，
微控制器(54)控制切断开关(55)闭合，
如果蓄电池的电量为未充满状态，则继续执行步骤2，
如果蓄电池的电量为充满状态，则执行步骤3，
步骤3、微控制器(54)控制通断驱动电路(53)给电磁铁(35)供电，使节能开关的动、静触点分离，此时活动轴(37)弹出壳体(1)，电源插头与电压转换模块断开，同时由于活动轴(37)的弹出，电源插头和插座脱离。
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