CN1889301A

CN1889301A - 电动车滑行自动充电装置

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Publication number: CN1889301A
Application number: CNA2006101071461A
Authority: CN
Inventors: 方长华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2007-01-03
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: CN100384011C

Abstract

本发明公开了一种电动车滑行自动充电装置，属电动车在使用过程中对电瓶实施充电的装置。有一个壳体，壳体内安装有电路板及其电路板上的电器件，壳体的一端牵出四条电缆线，它们分别为连接电机的插头；接12伏直流电源和霍尔输出接头；接电瓶的插头和发光二极管充电指示灯接头。充电装置的电路由接入断开部份、发电整流部份、振荡激励部份、电压转换部份、保护电路部份、稳压输出部份、显示部份，七个部份组成。由于本发明的装置在使用无刷电机的电动车滑行时发出的电能及车电机断电瞬间产生反峰电压，能及时回收能源，不仅延长了电动车行驶里数，并且保护了控制器，更重要的是大大延长了蓄电池的使用寿命。

Description

电动车滑行自动充电装置

技术领域

本发明涉及电动车在使用过程中对电瓶实施充电的装置，具体的说是一种电动车滑行自动充电装置。

背景技术

随着社会的进步和科学技术的发展，以及世界性能源的紧张和人们对环境保护的不断重视。发展电动车已成为当今工业生产和百姓生活的一种需求，目前已有电动汽车和电动自行车等多项品种的产品问世。电动车的动力来自电瓶储存的电能输出而启动机械运动的，因此，电动车的电瓶必须保持电力充足，才能行驶。一但电瓶无电，则电动车就不能行驶，不能行驶的电动车须对其电瓶进行充电，充电后才能继续使用电动车。现有电动车的充电器只能在静态状态下对其电瓶进行充电。

从包括中国专利在内的有关资料检索表明，目前尚未见到电动车在滑行时具有自动充电装置的相关报道。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是要提供一种使用无刷电机的电动车在滑行过程中可以自动向其电瓶实施充电的电动车滑行自动充电装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动车滑行自动充电装置，其特征是：有一个壳体，壳体内安装有电路板及其电路板上的电器件，壳体的一端牵出四条电缆线，它们分别为连接电机的插头；接12伏直流电源和霍尔输出接头；接电瓶的插头和发光二极管充电指示灯接头。

本发明的电路，其特征是：本电动车滑行自动充电装置电路由接入断开部份、发电整流部份、振荡激励部份、电压转换部份、保护电路部份、稳压输出开部份、发电整流部份、振荡激励部份、电压转换部份、保护电路部份、稳压输出部份、显示部份等七个部份组成。

一、接入断开部份：

接入断开部份由二极管D₁、D₁₄，电阻R₁，三极管Q₁、Q₂，继电器J组成。电动车提供12V直流电源，正极经继电器J的吸合线卷接至三极管Q₁、Q₂的集电极，三极管Q₁的发射极与三极管Q₂的基极相连，三极管Q₂的发射极与12V直流电源的负极相连，电动车运行手把控制速度的霍尔元件输出端H经二级管D₁，电阻R₁接至三极管Q₁的基极，由H是否输出大于0.9V直流电压来控制继电器J的吸合或断开，也就是说决定a、c两点分别与电动车电机二个接点接通或断开，b点与电动车电机一接点直接接通。二极管D₁₄并联在继电器J吸合线卷两端，二极管D₁₄负极与12V直流电源正极相连，二极管D₁₄正极和三极管Q₁、Q₂集电极相连。

二、发电整流部份：

发电整流部份由二极管D₂、D₃、D₄、D₅、D₆、D₇，电容C₁组成。滑行时电动车电机三个接点分别与a、b、c点相连，a是二极管D₂正极与二极管D₅负极的连接点，b是二极管D₃正极与二极管D₆负极的连接点，c是二极管D₄正极与二极管D₇负极的连接点；二极管D₂、D₃、D₄负极相连为整流电源正极，二极管D₅、D₆、D₇正极相连为整流电源负极，以下简称工作地，电容C₁正极接电源正极，电容C₁负极接工作地，从而构成了完整的三相桥式整流电路，其输出电能即为本装置其它部份提供工作电源，当其提供的电源电压大于15 V以上时，其它部份即可正常工作。

三、振荡激励部份：

振荡激励部份由集成块IC₁、电阻R₆、电容C₄、C₅、C₇、高频变压器T₁组成。集成块IC₁是八脚专用电源控制芯片，集成块IC₁7脚是电源输入端，5脚对集成块IC₁7脚外接电解电容C₂充电，当电压达到8.5 V时，集成块内部电路启动，集成块IC₁8脚输出5 V基准电压，电阻R₆一端接集成块IC₁8脚和电容C₄的连接点，电阻R₆另一端接集成块IC₁4脚和电容C₅的连接点，电容C₄、C₅的另一端都接工作地，此时集成块IC₁4脚内部振荡器形成振荡，集成块IC₁6脚输出开关激励电压，经电容C₇、高频变压器T₁初级到工作地，高频变压器T₁次级便感应出开关激励电压。

四、电压转换部份：

电压转换部份由高频变压器T₁次级，高频变压器T₂初级、高频变压器T₃、电阻R₁₁、R₂₀，场效应管V₁、二极管D₁₂、D₁₃电解电容C₉组成。二极管D₂、D₃、D₄负极相连点有一路与场效应管V₁的D极及阻尼二极管D₁₅的负极相连，二极管D₁₅正极接工作地，高频变压器T₁次级并联电阻R₁₁，其一端经电阻R₂₀连接到场效应管V₁的G极，另一端连接场效应管V₁的S极，场效应管V₁S极经过高频变压器T₂初级后，一路经高频变压器T₃初级接工作地，另一路经二极管D₁₁整流后，电容C₈滤波成反馈电压，此电压又分成二路，一路经二极管D₉、电阻R₈送到集成块IC₁7脚，接替原来的启动工作电压，成为集成块IC₁的正常工作电压；另一路反馈到集成块IC₁的2脚作稳压之用；高频变压器T₃次极，一端作为充电输出的相对负端，以下简称输出地，另一端接二极管D₁₂正极，电解电容C₉正极接二极管D₁₂负极，电解电容C₉负极接输出地，高频变压器次级耦合出的电压经二极管D₁₂整流电容C₉滤波后由二极管D₁₃隔离后输出；D₁₃负极接充电电瓶正极，输出地接充电电瓶负极。

五、保护电路部份：

保护电路部份由集成块IC₁、高频变压器T₂次级、电阻R₁₂、R₉、R₁₀、R₂、R₃、R₄、R₅电容C₃、C₆、二极管D₁₀组成。高频变压器T₂次级并联电阻R₁₂，一端接工作地，另一端接二极管D₁₀整流，电阻R₉、R₁₀分压，电容C₆滤波后送到集成块IC₁3脚，作为过电流保护之用，另一路由上述二极管D₁₁整流出的电压经电阻R₂、R₄分压后，经电阻R₃送到集成块IC₁的2脚，电阻R₅电容C₃并联在集成块IC₁的1、2脚，送到集成块IC₁2脚的电压经集成块IC₁2脚取样，再经集成块IC₁内误差放大器放大后控制集成块IC₁6脚输出激励电压的占空比，保证发电整流部份输出的电压在15 V以上波动时，场效应管V₁S极输出的脉冲电压值不变。

六、稳压输出部份：

稳压输出部份由集成块IC₁、IC₂、IC₃电阻R₁₃、R₁₄、R₁₅、R₁₆、R₁₇、R₁₈可变电阻VR₁组成。电阻R₁₃一端接二极管D₁₂负极、另一端与电阻R₁₄、R₁₅连接点相连，电阻R₁₄另一端接工作地，电阻R₁₅另一端接集成块IC₂1脚，集成块IC₂的2脚接集成块IC₃的3脚，集成块IC₃的2脚接地，集成块IC₃的1脚接电阻R₁₇、R₁₈的连接点。电阻R₁₇的另一端经电阻R₁₆与二极管D₁₂的负极相连，电阻R₁₈的另一端与可变电阻VR₁的一边定端相连，可变电阻VR₁另一定端和动端一起接输出地，集成块IC₂4、5脚与电阻R₂并联，集成块IC₂5脚接电阻R₂和二极管D₁₁负端的连接点，二极管D₁₂电容C₉整流滤波后的电压经电阻R₁₃、R₁₄分压后通过R₁₅和集成块IC₂的1脚相接，集成块IC₂的2脚接集成块IC₃的3脚、集成块IC₃的2脚接输出地，集成块IC₃的1脚接电阻R₁₇与R₁₈的连接点，所以调整可变电阻VR₁的阻值，可调整集成块IC₃的稳压值，于是集成块IC₂的4、5脚反馈给集成块IC₁2脚的电压值也在变化，也可以控制集成块IC₁6脚输出的激励电压占空比，它和前面保护电路部份所述的反馈电压一起，使稳压输出更加稳定可靠。

七、显示部份：

显示部份由高亮度发光二极管LED₁和电阻R₁₉组成。高亮度发光二极管LED₁正极接二极管D₁₂负极，发光二极管LED₁负极经电阻R₁₉接输出地。这部份只是附属电路，如在此接模拟电压表或数字电压表也可以，只不过起显示本装置是否正常工作而已。

本发明所述的IC₁、IC₂、IC₃可以使用以下的系列型号IC₁ TL3845、TL3843；IC₂ 4N35；IC₃ TL431。

本发明继电器J的二组常闭点接在a、b与电动车电机三个接点中二个，b点始终直接和电机中一个接点相连。当转动电动车运行手把时，控制转速的霍尔元件输出端H会输出一个大于0.9V的直流电压，此电压使三极管Q₁、Q₂导通，带动继电器J吸合，于是a、c两点与电动车电机其中二接点断开。此时电动车正常运转，当停止转动运行手把处于滑行时，电动车控制器停止工作，H点只输出0.9V直流电压，三极管Q₁、Q₂截止、继电器J释放，a、c两点与电动机二个接点接通，b点原来始终是接通的，此时电动车电机变成了发电机，滑行时其输出的交变电压经二极管D₂、D₃、D₄、D₅、D₆、D₇整流后，由电容C₁滤波后形成的直流电压就是本装置的工作电源，当此电源电压大于15 V以上时，其一加到V₁的D极，另一路通过二极管D₈，电阻R₇经电容C₂滤波后供给集成块IC₁的7脚，作为集成块IC₁工作的启动电压，集成块IC₁开始工作其高频振荡电压由集成块IC₁的6脚经电容C₇、高频变压器T₁耦合到V₁的G极推动V₁工作，此时V₁S极输出的高频脉冲电压，一路经D₁₁整流C₈滤波后经D₉、R₈反馈到集成块IC₁7脚，接替启动电压作为集成块IC₁的工作电压，还经过集成块IC₂的4、5脚反馈到集成块IC₁的2脚作稳压之用，V₁S极输出的另一路经T₂、T₃高频变压器后，由高频变压器T₂次级耦合出的电压经D₁₀整流R₉、R₁₀分压C₆滤波后送到集成块IC₁的3脚，作为过电流保护之用。而高频变压器T₃次级耦合出的电压经D₁₂、C₉整流滤波，再经稳压处理后，由D₁₃隔离后输出对蓄电池充电。

本发明的有益效果是：由于本发明的装置在使用无刷电机的电动车滑行时发出的电能及车电机断电瞬间产生反峰电压，能及时回收能源，不仅延长了电动车行驶里数，并且保护了控制器，更重要的是大大延长了蓄电池的寿命。本发明适用于48伏、36伏和24伏等的电瓶，是一种能源、环保的新产品。因此，本发明能够达到的拟定目的。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

图1是本发明除去上盖后的壳体及接线等示意图。

图中1壳体，2电路板和电器件，3接电机插头，4接12伏和霍尔输出接头，5接电瓶插头，6指示灯接头。

图2、图3是本发明的电路图。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1有一个壳体1，壳体1内安装有电路板和电器件2，壳体1的一端牵出四条电缆线，它们分别为连接电机的插头3；接12伏直流电源和霍尔输出接头4；接电瓶的插头5和发光二极管充电指导灯接头6。

本实施例的电路由接入断开部份、发电整流部份、振荡激励部份、电压转换部份、保护电路部份、稳压输出部份、显示部份七个组成。

一、接入断开部份：

接入断开部份由二极管D₁、D₁₄，电阻R₁，三极管Q₁、Q₂，继电器J组成。电动车提供12V直流电源，正极经继电器J的吸合线卷接至三极管Q₁、Q₂的集电极，三极管Q₁的发射极与三极管Q₂的基极相连，三极管Q₂的发射极与12V直流电源的负极相连，电动车运行手把控制速度的霍尔元件输出端H经二级管D₁，电阻R₁接至三极管Q₁的基极，由H是否输出大于0.9V直流电压来控制继电器的吸合或断开，也就是说决定a、c两点分别与电动车电机二个接点接通或断开。二极管D₁₄并联在继电器J吸合线卷两端，二极管D₁₄负极与12V直流电源正极相连，二极管D₁₄正极和三极管Q₁、Q₂集电极相连。

二、发电电整流部份：

发电电整流部份由二极管D₂、D₃、D₄、D₅、D₆、D₇，电容C₁组成。滑行时电动车电机三个接点分别与a、b、c点相连，a是二极管D₂正极与二极管D₅负极的连接点，b是二极管D₃正极与二极管D₆负极的连接点，c是二极管D₄正极与二极管D₇负极的连接点；二极管D₂、D₃、D₄负极相连为整流电源正极，二极管D₅、D₆、D₇正极相连为整流电源负极，电容C₁正极接电源正极，电容C₁负极接工作地，构成了三相桥式整流电器。

三、振荡激励部份：

振荡激励部份由集成块IC₁、电阻R₆、电容C₄、C₅、C₇、高频变压器T₁组成。集成块IC₁是八脚专用电源控制芯片，集成块IC₁7脚是电源输入端，5脚接工作地，经二极管D₈、电阻R₇、对集成块IC₁7脚外接电解电容C₂充电；电阻R₆一端接集成块IC₁8脚和电容C₄的连接点，电阻R₆另一端接集成块IC₁4脚和电容C₅的连接点电容C₄、C₅的另一端都接工作地，此时集成块IC₁4脚内部振荡器形成振荡，集成块IC₁6脚输出开关激励电压，经电容C₇、高频变压器T₁初级到工作地，高频变压器T₁次级便感应出开关激励电压。

四、电压转换部份：

电压转换部份由高频变压器T₁次级，高频变压器T₂初级、高频变压器T₃、电阻R₁₁、R₂₀，场效应管V₁、二极管D₁₂、D₁₃电解电容C₉组成。二极管D₂、D₃、D₄负极相连点有一路与场效应管V₁的D极及阻尼二极管D₁₅的负极相连，高频变压器T₁次级并联电阻R₁₁，其一端经电阻R₂₀连接到场效应管V₁的G极，另一端连接场效应管V₁的S极，场效应管V₁S极经过高频变压器T₂初级后，一路经高频变压器初级接工作地，另一路二极管D₁₁整流后，电容C₈滤波成反馈电压，此电压又分成二路，一路经二极管D₉、电阻R₈送到集成块IC₁7脚，接替原来的启动工作电压；成为集成块IC₁的正常工作电压；另一路反馈到集成块IC₁的2脚作稳压之用。高频变压器T₃次极，一端作为充电输出的相对负端，另一端接二极管D₁₂正极，电解电容C₉正极接二极管D₁₂负极，电解电容C₉负极接输出地，高频变压器次级耦合出的电压经二极管D₁₂整流电容C₉滤波后由二极管D₁₃隔离后输出。D₁₃负极接充电电瓶正极，输出地接充电电瓶负极。

五、保护电路部份：

保护电路部份由集成块IC₁、高频变压器T₂次级、电阻R₁₂、R₉、R₁₀、R₂、R₃、R₄、R₅电容C₃、C₆、二极管D₁₀组成。高频变压器T₂次级并联电阻R₁₂，一端接工作地，另一端接二极管D₁₀整流，电阻R₉、R₁₀分压，电容C₆滤波后送到集成块IC₁3脚，作为过电流保护之用，另一路由上述二极管D₁₁整流出的电压经电阻R₂、R₄分压后，经电阻R₃送到集成块IC₁的2脚，电阻R₅电容C₃并联在集成块IC₁的1、2脚，送到集成块IC₁2脚的电压经集成块IC₁2脚取样，再经集成块IC₁内误差放大器放大后控制集成块IC₁6脚输出激励电压的占空比。

六、稳压输出部份：

稳压输出部份由集成块IC₁、IC₂、IC₃电阻R₁₃、R₁₄、R₁₅、R₁₆、R₁₇、R₁₈可变电阻VR₁组成。电阻R₁₃一端接二极管D₁₂负极、另一端与电阻R₁₄、R₁₅连接点相连，电阻R₁₄另一端接工作地，电阻R₁₅另一端接集成块IC₂1脚，集成块IC₂的2脚接集成块IC₃的3脚，集成块IC₃的2脚接地，集成块IC₃的1脚接电阻R₁₇、R₁₈的连接点；电阻R₁₇的另一端经电阻R₁₆与二极管D₁₂的负极相连，电阻R₁₈的另一端与可变电阻VR₁的一边定端相连，可变电阻VR₁另一定端和动端一起接地，集成块IC₂4、5脚与电阻R₂并联，集成块IC₂5脚接电阻R₂和二极管D₁₁负端的连接点，二极管D₁₂电容C₉整流滤波后的电压经电阻R₁₃、R₁₄分压后通过R₁₅和集成块IC₂的1脚相接，集成块IC₂的2脚接集成块IC₃的3脚、集成块IC₃的2脚接输出地，集成块IC₃的1脚接电阻R₁₇与R₁₈的连接点。

七、显示部份：

显示部份由高亮度发光二极管LED₁和电阻R₁₉组成。发光二极管LED₁正极接二极管D₁₂负极，发光二极管LED₁负极经电阻R₁₈接地。

Claims

1、一种电动车滑行自动充电装置，其特征是：有一个壳体，壳体内安装有电路板及其电路板上的电器件，壳体的一端牵出四条电缆线，它们分别为连接电机的插头；接直流电源和霍尔输出接头；接电瓶的插头和发光二极管充电指示灯接头。

2、电动车滑行自动充电装置的电路，其特征是：由接入断开部份、发电整流部份、振荡激励部份、电压转换部份、保护电路部份、稳压输出部份、显示部份，七个部份组成：

一、接入断开部份

接入断开部份由二极管D₁、D₁₄，电阻R₁，三极管Q₁、Q₂，继电器J组成，电动车直流电源，正极经继电器J的吸合线卷接至三极管Q₁、Q₂的集电极，三极管Q₁的发射极与三极管Q₂的基极相连，三极管Q₂的发射极与直流电源的负极相连，电动车运行手把霍尔元件输出端H经二级管D₁，电阻R₁接至三极管Q₁的基极，a、c两点分别与电动车电机二个接点接通或断开，b点与电动车电机一接点直接接通；二极管D₁₄并联在继电器J吸合线卷两端，二极管D₁₄负极与直流电源正极相连，二极管D₁₄正极和三极管Q₁、Q₂集电极相连；

二、发电整流部份

发电整流部份由二极管D₂、D₃、D₄、D₅、D₆、D₇，电容C₁组成，电动车电机三个接点分别与a、b、c点相连，二极管D₂、D₃、D₄负极相连为整流电源正极，二极管D₅、D₆、D₇正极相连为整流电源负极，电容C₁正极接电源正极，电容C₁负极接工作地，构成三相桥式整流电路；

三、振荡激励部份

振荡激励部份由集成块IC₁、电阻R₆、电容C₄、C₅、C₇、高频变压器T₁组成，集成块IC₁是八脚专用电源控制芯片，集成块IC₁7脚是电源输入端，5脚接工作地，经二极管D₈、电阻R₇、集成块IC₁7脚外接电解电容C₂；电阻R₆一端接集成块IC₁8脚和电容C₄的连接点，电阻R₆另一端接集成块IC₁4脚和电容C₅的连接点，电容C₄、C₅的另一端都接工作地，经电容C₇、高频变压器T₁初级到工作地，高频变压器T₁次级便感应出开关激励电压；

四、电压转换部份

电压转换部份由高频变压器T₁次级，高频变压器T₂初级、高频变压器T₃、电阻R₁₁、R₂₀，场效应管V₁、二极管D₁₂、D₁₃电解电容C₉组成，二极管D₂、D₃、D₄负极相连点有一路与场效应管V₁的D极及阻尼二极管D₁₅的负极相连，二极管D₁₅正极接工作地，高频变压器T₁次级并联电阻R₁₁，其一端经电阻R₂₀连接到场效应管V₁的G极，另一端连接场效应管V₁的S极，场效应管V₁S极经过高频变压器T₂初级后，一路经高频变压器T₃初级接工作地，另一路经二极管D₁₁整流后，电容C₈滤波成反馈电压，此电压又分成二路，一路经二极管D₉、电阻R₈送到集成块IC₁7脚；另一路反馈到集成块IC_1的2脚；高频变压器T₃次极，一端作为充电输出的相对负端，另一端接二极管D₁₂正极，电解电容C₉正极接二极管D₁₂负极，电解电容C₉负极接输出地，高频变压器次级耦合出的电压经二极管D₁₂整流电容C₉滤波后由二极管D₁₃隔离后输出；D₁₃负极接充电电瓶正极，输出地接充电电瓶负极；

五、保护电路部份

保护电路部份由集成块IC₁、高频变压器T₂次级、电阻R₁₂、R₉、R₁₀、R₂、R₃、R₄、R₅电容C₃、C₆、二极管D₁₀组成，高频变压器T₂次级并联电阻R₁₂，一端接工作地，另一端接二极管D₁₀整流，电阻R₉、R₁₀分压，电容C₆滤波后送到集成块IC₁3脚，作为过电流保护之用，另一路由上述二极管D₁₁整流出的电压经电阻R₂、R₄分压后，经电阻R₃送到集成块IC₁的2脚，电阻R₅电容C₃并联在集成块IC₁的1、2脚，送到集成块IC₁2脚的电压经集成块IC₁2脚；

六、稳压输出部份

稳压输出部份由集成块IC₁、IC₂、IC₃电阻R₁₃、R₁₄、R₁₅、R₁₆、R₁₇、R₁₈可变电阻VR₁组成，电阻R₁₃一端接二极管D₁₂负极、另一端与电阻R₁₄、R₁₅连接点相连，电阻R₁₄另一端接工作地，电阻R₁₅另一端接集成块IC₂1脚，集成块IC₂的2脚接集成块IC₃的3脚，集成块IC₃的2脚接地，集成块IC₃的1脚接电阻R₁₇、R₁₈的连接点；电阻R₁₇的另一端经电阻R₁₆与二极管D₁₂的负极相连，电阻R₁₈的另一端与可变电阻VR₁的一边定端相连，可变电阻VR₁另一定端和动端一起接输出地，集成块IC₂4、5脚与电阻R₂并联，集成块IC₂5脚接电阻R₂和二极管D₁₁负端的连接点，二极管D₁₂电容C₉整流滤波后的电压经电阻R₁₃、R₁₄分压后通过R₁₅和集成块IC₂的1脚相接，集成块IC₂的2脚接集成块IC₃的3脚、集成块IC₃的2脚接输出地，集成块IC₃的1脚接电阻R₁₇与R₁₈的连接点；

七、显示部份

显示部份由发光二极管LED₁和电阻R₁₉组成，发光二极管LED₁正极接二极管D₁₂负极，发光二极管LED₁负极经电阻R₁₉接输出地。

3、根据权利要求2所述的电动车滑行自动充电装置的电路，其特征是：所述的电动车电机三个接点分别与a、b、c点相连，a是二极管D₂正极与二极管D₅负极的连接点，b是二极管D₃正极与二极管D₆负极的连接点，c是二极管D₄正极与二极管D₇负极的连接点。