CN114977401A - 一种泳池清洁机快速充电的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泳池清洁机快速充电的方法，若充电器连接至泳池清洁机充电口，则，稳压模块为比较模块供电，进行充电；采样模块采集充电回路中的电流；比较模块获取电流方向，根据电流方向控制开关模块的导通与关断，判断充电是否完成。本发明的有益效果是比较模块检测采样电阻上的电流方向，根据电流的方向输出控制充电口与电池之间的开关模块的通断，实现充电时开关模块导通，充电器移开后，开关模块关闭。

Description

一种泳池清洁机快速充电的方法

技术领域

本发明属于泳池清洁设备技术领域，尤其是涉及一种泳池清洁机快速充 电的方法。

背景技术

电池款泳池清洁机在泳池运行时，为了避免充电端口腐蚀，一般在充电 回路中设有一个或多个单向导电的二极管器件，来防止锂电池通过充电口漏 电，也正是此二极管极大限制了电池的充电电流，因较大的充电电流经过二 极管时会引起较高的发热，严重影响了机器运行的可靠性。对于大容量电池 的泳池清洁机，充电时间往往比较长，严重影响了用户的体验效果。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种泳池清洁机快速充电的方法，以解决现 有技术存在的以上或者其他问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种泳池清洁机快速 充电的方法，

若充电器连接至泳池清洁机充电口，则稳压模块为比较模块供电，进行 充电；

采样模块采集充电回路中的电流；

比较模块获取电流方向，根据电流方向控制开关模块的导通与关断，判 断充电是否完成。

作为其中一种具体的实施方式，若充电器连接至泳池清洁机充电口即为 当充电器连接至泳池清洁机充电口时。

进一步的，根据充电器是否移开充电口判断充电是否完成，若充电器移 开充电口，则充电完成。

进一步的，泳池清洁机充电口与电池之间连接有常开触点模块，常开触 点模块分别与开关模块和采样模块串联连接，控制充电口与电池之间回路的 通断；

若充电器连接至泳池清洁机充电口，则稳压模块为常开触点模块供电， 常开触点模块闭合，进行充电；

否则，常开触点模块保持常开状态，不进行充电；

进一步的，常开触点模块为常开机械触点器件。

进一步的，若电流方向为电池至充电口方向，则比较模块控制开关模块 导通，则充电器对电池进行充电。

进一步的，若电流方向为充电口至电池方向，则比较模块控制开关模块 关断，则充电完成。

进一步的，充电完成时，常开触点模块断开，即常开触点模块处于常开 状态。

进一步的，采样模块连接在充电口与电池之间，采样模块为采样电阻。

进一步的，比较模块包括比较器和第一三极管，比较器的反向输入端和 正向输入端分别连接在采样模块的两端，第一三极管接收比较器的输出信 号，比较器检测采样模块的电流方向，输出正向电压或负向电压，控制第一 三极管的导通或截止；比较器与第一三极管之间连接有第一电阻，第一三极 管的基极与发射极之间连接有第二电阻。

进一步的，开关模块连接在充电口与电池之间，开关模块包括晶体管， 晶体管具有寄生二极管，当第一三极管导通时，充电口整机经晶体管和第一 三极管与充电口负极形成回路，晶体管导通，对电池进行快速充电；当第一 三极管截止时，晶体管关断，切断电池向外漏电回路。

进一步的，晶体管的栅极与第一三极管的集电极之间连接有第三电阻， 晶体管的栅极与源极之间连接有第四电阻。

进一步的，晶体管为金属-氧化物半导体场效应晶体管。

进一步的，稳压模块包括第二三极管、第一二极管、第五电阻和稳压二 极管，第一二极管的正极与充电口的正极连接，第一二极管的负极与第二三 极管的集电极连接，第一二极管的负极通过第五电阻与稳压二极管的负极连 接，稳压二极管的正极与充电口的负极连接，稳压二极管的负极与第二三极 管的基极连接，第二三极管的发射极与常开触点模块连接，稳压二极管的正 极与常开触点模块连接，第二三极管的发射极与充电口负极分别与比较器连 接，为比较器供电。

进一步的，常开触点模块并联有第二二极管，第二二极管的正极与充电 口的负极连接，第二二极管的负极与第二三极管的发射极连接。

由于采用上述技术方案，在充电回路中，设有采样模块，能够采集充电 口与电池之间的电流，设置比较模块，检测采样电阻上的电流方向，根据电 流的方向输出控制充电口与电池之间的开关模块的通断，实现充电时开关模 块导通，充电器移开后，开关模块关闭，常开机械触点器件断开，结束充电； 开关模块采用了低内阻的金属-氧化物半导体场效应晶体管，允许通过大电 流，同时避免引起较高的发热，从而缩短充电时间，实现快速充电，保证机 器运行的可靠性；充电器移开后，常开机械触点器件断开，断开了充电口与 内部电池的电气连接，从而保证了泳池清洁机在水中运行时充电口可以完全 杜绝漏电腐蚀现象，保证了机器的可靠运行。

附图说明

图1是本发明的一实施例的结构框图；

图2是本发明的一实施例的电路结构示意图。

图中：

U1、比较器 Q1、第一三极管 Q2、第二三极管

Q3、晶体管 R1、第一电阻 R2、第二电阻

R3、第三电阻 R4、第四电阻 R5、第五电阻

Rs、采样电阻 D1、第一二极管 D2、稳压二极管

D3、第二二极管 K1、机械触点器件

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

图1示出了本发明一实施例的结构示意图，本实施例涉及一种泳池清洁 机快速充电的方法，实现充电器为泳池清洁机的内部电池进行快速充电，在 充电口与电池的充电回路中，具有采样模块和比较模块，通过比较模块检测 采样模块的电流方向，输出控制开关模块的导通与截止，实现快速充电，避 免引起较高发热，保证泳池清洁机运行的可靠。

一种泳池清洁机快速充电的方法，如图1和2所示，包括以下步骤，

若充电器连接至泳池清洁机充电口，稳压模块为比较模块供电，进行充 电；

若充电器没有连接至泳池清洁机充电口，则不进行充电；

采样模块连接在泳池清洁机充电口与电池之间，采样模块采集充电回路 中的电流；

比较模块获取电流方向，根据电流方向控制开关模块的导通与关断，判 断充电是否完成，开关模块连接在泳池清洁机充电口与电池之间，比较模块 与开关模块连接，比较模块检测采样模块上的电流方向，根据电流方向控制 开关模块的导通与关断，判断充电是否完成。

泳池清洁机充电口与电池之间还连接有常开触点模块，常开触点模块分 别与开关模块和采样模块串联连接，控制充电口与电池之间回路的通断，即， 沿着泳池清洁机充电口至电池方向，泳池清洁机充电口、开关模块、常开触 点模块与电池依次连接，泳池清洁机充电口、采样模块、常开触点模块与电 池依次连接，构成充电口与电池之间的回路；

若充电器连接至泳池清洁机充电口，则稳压模块为常开触点模块供电， 常开触点模块闭合，进行充电；此时，稳压模块同时为常开触点模块和比较 模块供电；

否则，常开触点模块保持常开状态，不进行充电；

在比较模块获取电流方向，根据电流方向控制开关模块的导通与关断， 判断充电是否完成步骤中，比较模块获取采样模块上的电流方向，若电流方 向为电池至充电口方向，则比较模块控制开关模块导通，则充电器对电池进 行充电；若电流方向为充电口至电池方向，则比较模块控制开关模块关断， 则充电完成，常开触点模块断开。

在上述步骤中，在进行充电是否完成判断时，根据充电器是否移开充电 口来判断充电是否完成，若充电器移开充电口，则充电完成，若充电器没有 离开充电口，则充电未完成，继续进行充电。充电器连接充电口后，可根据 充电口指示灯状态判断充电状态，当充电器指示灯亮红色时，清洁机正在充 电，当充电器指示灯亮绿色时，清洁机电量已充满，以此判断充电器移开的 时机。

具体地，上述的采样模块，设于充电口与电池之间，用于采集充电回路 中的电流；开关模块，设于充电口与电池之间，用于控制电池漏电回路电压 通断，充电时开关模块处于导通状态，非充电时开关模块处于断开状态；比 较模块，检测采样模块的电流方向，并根据电流的方向以控制开关模块的通 断；常开触点模块，设于充电口与电池之间，控制充电口与电池之间回路的 通断，充电口、采样模块、常开触点模块与电池依次连接，充电口、开关模 块、常开触点模块与电池依次连接，构成充电口与电池之间的回路；稳压模 块，与常开触点模块和比较模块连接，且分别与充电口的正极和负极连接， 为常开触点模块和比较模块供电，保证充电时常开触点模块的电压与比较模 块的电压稳定。

采样模块采集充电回路中的电流，比较模块检测采样模块中的电流的方 向，根据电流的方向，输出控制开关模块的通断，实现充电时开关模块导通， 充电器移开后，开关模块关闭，常开触点模块处于常开状态；在充电时常开 触点模块闭合，实现充电回路连通，充电器移开后，充电回路断开，在充电 时稳压模块为常开触点模块与比较模块供电，实现对电池的快速充电。

上述的采样模块为采样电阻Rs，该采样电阻Rs为市售产品，根据实际 需求进行选择，这里不做具体要求。

上述的常开触点模块为常开机械触点器件K1，优选为继电器，该常开 机械触点器件K1的数量至少为一个，可以是多个，根据实际需求进行选择， 这里不做具体要求。

在本实施例中，该常开机械触点器件K1的数量为一个，该常开机械触 点器件K1具有两个触点，一个触点与采样电阻Rs串联且连接于充电口负极 与电池的负极之间，另一个触点与开关模块串联且连接于充电口的正极与电 池的正极之间。

比较模块检测采集电阻Rs上的电流方向，上述的比较模块包括比较器 U1和第一三极管Q1，比较器U1的反向输入端和正向输入端分别与采样模块 的两端连接，第一三极管Q1接收比较器U1的输出信号，比较器U1检测采 样模块的电流方向，输出正向电压或负向电压，控制第一三极管Q1的导通 或截止，当比较器U1检测到采样电阻Rs上的电流方向为电池至充电口方向 时，输出正向电压，控制第一三极管Q1导通，此时，开关模块导通，充电 器对电池进行充电，当比较器U1检测到采样电阻Rs上的电流方向为充电口 至电池方向，输出负向电压，控制第一三极管Q1截止，此时，开关模块关 断，结束充电。

比较器U1与第一三极管Q1之间连接有第一电阻R1，第一三极管Q1的 基极与发射极之间连接有第二电阻R2。

具体地，比较器U1的正向输入端与采样电阻Rs的一端连接，比较器 U1的反向输入端与充电口的负极连接，比较器U1的输出端与第一电阻R1 连接，第一电阻R1与第一三极管Q1的基极连接，第二电阻R2的一端与第 一三极管Q1的基极连接，第二电阻R2的另一端与第一三极管Q1的发射极 连接，第一三极管Q1的集电极与开关模块连接，第一三极管Q1的发射极与 充电口的负极连接。

上述的比较器U1为市售产品，根据实际需求进行选择，这里不做具体 要求。

上述的第一三极管Q1为NPN管，为市售产品，根据实际需求进行选择， 这里不做具体要求。

上述的开关模块包括晶体管Q3，晶体管Q3具有寄生二极管，当第一三 极管Q1导通时，充电口正极经晶体管Q3和第一三极管Q1与充电口负极形 成回路，晶体管Q3导通，对电池进行快速充电；当第一三极管Q1截止时， 晶体管Q3关断，切断电池向外漏电回路。

晶体管Q3的栅极与第一三极管Q1的集电极之间连接有第三电阻R3， 晶体管Q3的栅极与源极之间连接有第四电阻R4。

具体地，第一三极管Q1的集电极通过第三电阻R3连接到晶体管Q3的 栅极，晶体管Q3的栅极通过第四电阻R4连接到晶体管Q3的源极，晶体管 Q3的源极与常开机械触点器件K1的一个触点连接，晶体管Q3的漏极与充 电口的正极连接，晶体管Q3的内部寄生二极管的正极与晶体管Q3的漏极连 接，内部寄生二极管的负极与晶体管Q3的源极连接。

上述的晶体管Q3为金属-氧化物半导体场效应晶体管，优选的，该晶体 管Q3为PMOS管。

上述的稳压模块包括第二三极管Q2、第一二极管D1、第五电阻R5和稳 压二极管D2，第一二极管D1的正极与充电口的正极连接，第一二极管D1 的负极与第二三极管Q2的集电极连接，第一二极管D1的负极通过第五电阻 R5与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管D2的正极与充电口的负极连 接，稳压二极管D2的负极与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的 发射极与常开触点模块连接，稳压二极管D2的正极与常开触点模块连接， 稳压模块分别为常开触点模块的线圈供电，使得常开触点模块的触点闭合， 保证了充电口正极、晶体管Q3与电池的正极连通，同时保证了充电口的负 极、采样电阻Rs与电池的负极连通，同时，稳压模块为比较模块供电。

第二三极管Q2的发射极与充电口负极分别与比较器U1连接，为比较器 U1供电，第二三极管Q2的发射极与比较器U1的正侧电源引脚连接，充电 口的负极与比较器U1的负侧电源引脚连接。

常开触点模块并联有第二二极管D3，第二二极管D3的正极与充电口的 负极连接，第二二极管D3的负极与第二三极管Q2的发射极连接。

清洁机在非充电状态下，机械触点器件K1保持常开状态，充电口与电 池之间的机械触点器件K1的触点断开，保证在水中运行时处于不带电状态， 断开了充电口与内部电池的电气连接，从而保证了泳池清洁机在水中运行时 充电口可以完全杜绝漏电腐蚀现象，保证了机器的可靠运行。

当充电器正确连接到充电口后，充电器的正极经过第一二极管D1、第 五电阻R5、稳压二极管D2、第二三极管Q2、充电口负极形成稳压电路，给 机械触点器件K1的线圈供电，机械触点器件K1的常开机械触点闭合，保证 了充电口正极、晶体管Q3与电池的正极连通，充电口的负极、采样电阻Rs 与电池的负极连通，同时，上述稳压回路给比较器U1供电。开始，充电电 流经过晶体管Q3的寄生二极管、机械触点器件K1的机械触点、电池正极、 电池负极、机械触点器件K1的另一机械触点、采样电阻Rs至充电口的负极， 比较器U1的同相端输入一个高于反相端的正向电压，比较器U1工作在开环 比较状态，输出一正向限幅电压，此正向限幅电压输出通过第一电阻R1控 制第一三极管Q1饱和导通，充电口正极经晶体的寄生二极管、第四电阻R4、 第三电阻R3、第一三极管Q1、充电口的负极形成回路，(第三电阻R3可能 为0欧)，第四电阻R4两端形成一个合适的分压，施加到晶体管Q3的GS 两端，达到晶体管Q3的导通条件，促使晶体管Q3饱和导通，晶体管Q3的 导通电阻Rds达到最小，可以实现大电流快速充电。

当充电器移开后，因晶体管Q3处于导通状态，电池会通过机械触点器 件K1的机械触点、晶体管Q3、采样电阻Rs给稳压电路、比较器U1、机械 触点器件K1供电，但此时电流是经电池正极、机械触点器件K1的一机械触 点、晶体管Q3、充电口正极、稳压电路、充电口负极、采样电阻Rs、机械 触点器件K1的另一机械触点、电池负极，此时通过采样电阻Rs的电流已经 反向，比较器U1的同相端输入一个低于反相端的负向电压，比较器U1输出 负向限幅电压(0V电压)，第一三极管Q1截止，维持晶体管Q3导通的栅 极与源极回路切断，第四电阻R4并联在了晶体管Q3的栅极、源极之间，保 证了栅极与源极为同电位，晶体管Q3关断，电池的向外漏电回路被切断， 稳压电路掉电，机械触点器件K1也随之失去线圈电源而自动断电，恢复非 充电状态，充电结束。

由于采用上述技术方案，在充电回路中，设有采样模块，能够采集充电 口与电池之间的电流，设置比较模块，检测采样电阻上的电流方向，根据电 流的方向输出控制充电口与电池之间的开关模块的通断，实现充电时开关模 块导通，充电器移开后，开关模块关闭，常开机械触点器件断开，结束充电； 另外，开关模块采用了低内阻的金属-氧化物半导体场效应晶体管，允许通 过大电流，同时避免引起较高的发热，从而缩短充电时间，实现快速充电， 保证机器运行的可靠性；另外，充电器移开后，常开机械触点器件断开，断 开了充电口与内部电池的电气连接，从而保证了泳池清洁机在水中运行时充 电口可以完全杜绝漏电腐蚀现象，保证了机器的可靠运行。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳 实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作 的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：

若充电器连接至泳池清洁机充电口，则稳压模块为比较模块供电，进行充电；

采样模块采集充电回路中的电流；

比较模块获取电流方向，根据电流方向控制开关模块的导通与关断，判断充电是否完成。

2.根据权利要求1所述的泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：根据所述充电器是否移开所述充电口判断充电是否完成，若所述充电器移开所述充电口，则充电完成。

3.根据权利要求1所述的泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：所述泳池清洁机充电口与电池之间连接有常开触点模块，所述常开触点模块分别与所述开关模块和所述采样模块串联连接，控制所述充电口与所述电池之间回路的通断；

若所述充电器连接至所述泳池清洁机充电口，则所述稳压模块为所述常开触点模块供电，所述常开触点模块闭合，进行充电；

否则，所述常开触点模块保持常开状态，不进行充电；

优选的，所述常开触点模块为常开机械触点器件。

4.根据权利要求1-3任一项所述的泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：若所述电流方向为电池至充电口方向，则所述比较模块控制所述开关模块导通，则充电器对电池进行充电。

5.根据权利要求1-3任一项所述的泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：若所述电流方向为充电口至电池方向，则所述比较模块控制所述开关模块关断，则充电完成；

优选的，充电完成，则所述常开触点模块断开，为常开状态。

6.根据权利要求1-3任一项所述的泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：所述采样模块连接在所述充电口与电池之间，所述采样模块为采样电阻。

7.根据权利要求6所述的泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：所述比较模块包括比较器和第一三极管，所述比较器的反向输入端和正向输入端分别连接在所述采样模块的两端，所述第一三极管接收所述比较器的输出信号，所述比较器检测所述采样模块的电流方向，输出正向电压或负向电压，控制所述第一三极管的导通或截止；

优选的，所述比较器与所述第一三极管之间连接有第一电阻，所述第一三极管的基极与发射极之间连接有第二电阻。

8.根据权利要求7所述的泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：所述开关模块连接在所述充电口与所述电池之间，所述开关模块包括晶体管，所述晶体管具有寄生二极管，当所述第一三极管导通时，所述充电口整机经所述晶体管和所述第一三极管与所述充电口负极形成回路，所述晶体管导通，对所述电池进行快速充电；当所述第一三极管截止时，所述晶体管关断，切断所述电池向外漏电回路；

优选的，所述晶体管的栅极与所述第一三极管的集电极之间连接有第三电阻，所述晶体管的栅极与源极之间连接有第四电阻；

优选的，所述晶体管为金属-氧化物半导体场效应晶体管。

9.根据权利要求1-3任一项所述的泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：所述稳压模块包括第二三极管、第一二极管、第五电阻和稳压二极管，所述第一二极管的正极与所述充电口的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第二三极管的集电极连接，所述第一二极管的负极通过所述第五电阻与所述稳压二极管的负极连接，所述稳压二极管的正极与所述充电口的负极连接，所述稳压二极管的负极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与所述常开触点模块连接，所述稳压二极管的正极与所述常开触点模块连接，所述第二三极管的发射极与所述充电口负极分别与所述比较器连接，为所述比较器供电。

10.根据权利要求9所述的泳池清洁机快速充电的方法，其特征在于：所述常开触点模块并联有第二二极管，所述第二二极管的正极与所述充电口的负极连接，所述第二二极管的负极与所述第二三极管的发射极连接。

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