CN202121363U - 节能型汽车智能充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种节能型汽车智能充电器，包括：与电源输入端连接，依次串联的输入滤波器(21)、浪涌缓冲器(22)、整流器(23)、功率转换器(24)、输出端电源整流器(25)和电源输出端(27)，还包括一脉冲频率控制单元(30)，所述的脉冲频率控制单元(30)分别与基准电源(35)和所述的功率转换器(24)连接并根据接收的过压、过流、稳压信号，对所述的功率转换器(24)进行控制。本实用新型利用普通家用电源产生汽车蓄电池所用的稳定的低压直流电源，向汽车蓄电池补充电能。

Description

节能型汽车智能充电器

技术领域

本实用新型涉及一种汽车维护用品，特别是一种节能型汽车智能充电系统。 

背景技术

一般来说，车辆所需电源是靠汽车发动机带动发电机获得的，而现在的汽车，为了节省燃油和减轻重量，一般都将发电机做得很小，而汽车的用电设备却日渐增多，在一般工况下发电量还是够用的，但如果同时开着空调和行车大灯，或者说其他一些用电设备同时开启，难免电量亏损。而为了减轻汽车的整体重量，也将汽车蓄电池做得很小，在这种情况下，就需要定期地给汽车蓄电池补充电能，以免汽车用电器长时间在低电压下工作，减少汽车用电设备的故障率。 

为消除上述危害，目前已研制出了汽车补充电设备，但到目前为止，由于存在较多的问题，特别是效率低、费用大和在使用中没有解决安全等问题，所以还难以被广泛使用。 

因为传统的充电设备是电感型，需要很大的体积，且重量也大。电能转换效率更是低下，输出的电压还不稳定。因此，传统的汽车充电设备结构繁杂，副件较多，制造成本高。 

发明内容

本实用新型提供了一种节能型汽车用智能补充电设备，其要解决的技术问题是利用普通家用电源，将高压交流电源经过滤波器、整流、功率转换等方法，产生汽车蓄电池所用的稳定的低压直流电源，向汽车蓄电池充电。在电源转换中，采用了智能化控制，使输出电源得到了过压过流保护、短路保护等保护装置，并有显示屏显示即时信息。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案： 

一种节能型汽车智能充电器，包括：与电源输入端连接，依次串联的输入滤波器、浪涌缓冲器、整流器、功率转换器、输出端电源整流器和电源输出端，还包括一脉冲频率控制单元，所述的电源输出端分别通过电源短路保护电路、 过压与过流保护电路、脉冲采样电路和稳压环路与所述的脉冲频率控制单元连接，所述的脉冲频率控制单元分别与基准电源和所述的功率转换器连接并根据接收的过压、过流、稳压信号，对所述的功率转换器进行控制。 

在一较佳实施例中，还包括：一个功率比较修正单元，该单元接收所述输入滤波器和所述浪涌缓冲器的信号，并与所述功率转换器和脉冲频率控制单元连接，用于校正和提高功率因数；一个与所述输入滤波器连接的过压与过流保护控制电路，该过压与过流保护控制电路分别与所述的功率比较修正单元和所述的脉冲频率控制单元连接；一个与所述的脉冲频率控制单元连接的手动限流选择开关。 

所述的脉冲频率控制单元与一信息显示屏连接。 

本实用新型与现有技术相比，由于采用高性能智能化控制电路，以控制充电设备的稳压恒流输出，所以这种车用智能补充电设备及其配套装置给汽车蓄电池精确而稳定的电源补给，由于采用智能型的控制电路，不需要大体积的电感设备，比传统的汽车用充电设备结构更简单，制造成本将有所降低，还有一定的节能作用。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的节能型汽车智能充电器整体结构示意图； 

图2是本实用新型实施例的节能型汽车智能充电器电路方框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。 

图1中的2是表示节能型汽车智能充电器整体结构示意图。其中3为电源智能控制管理系统，是电源集合控制器。内部包含有滤波器、浪涌缓冲器、整流装置、功率转换器等。将220V的普通家用电源经过开关转换控制，形成汽车所需要的直流电源。图中的4为系统功能显示器，显示输出电压、输出电流和预计充电时间等功能信息。图中1为输入电源接头，与220V家用电源对接。图中5与6为快速接头，快速接头的设计目的是除了可以向汽车蓄电池充电外，还可以与汽车点烟器进行对接充电。图中7为电源夹头，分正负极，用于向汽车蓄电池充电时夹在蓄电池的正负极上。 

图2是本实用新型实施例的节能型汽车智能充电器电路方框图。如图2所示，本实用新型提出的一种节能型汽车智能充电器包括：与电源输入端连接，依次串联的输入滤波器21、浪涌缓冲器22、整流器23、功率转换器24、输出 端电源整流器25和电源输出端27、脉冲频率控制单元30。电源输出端27分别通过电源短路保护电路31、过压与过流保护电路32、脉冲采样电路33和稳压环路34与所述的脉冲频率控制单元30连接。脉冲频率控制单元30分别与基准电源35和功率转换器24连接并根据接收的过压、过流、稳压信号，对功率转换器24进行控制。 

图中的21为节能型汽车智能充电器的输入滤波器，作用是将电网的杂波滤掉，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到输入电网中。图中的22为充电器的浪涌缓冲器，其作用是缓冲电源系统中的电源浪涌。图中的整流器23，将电源整流，与浪涌缓冲器一起作用，产生比较平滑的直流电。图中24为功率转换器示意图，采用开关电源为基础的电路设计，而不需要使用像电感那样体积大效率低的功率转换功能，而是一种全新电路设计，使转换功能大幅度的提高。对电源以脉冲宽度控制与脉冲频率控制，使输出端电压保持恒定的输出。此原件是开关电源的关键部件，控制整个电源的变压与输出。图中25是输出端电源整流器，对输出电源进行整流，对外输出稳定的直流电源。图中的26为输出端的滤波器，将功率转换器产生的杂波进行过滤。图中27为电源输出端，对外输出汽车充电系统所用的电源，并向脉冲频率控制单元反馈过压、过流、稳压等信号。图中28为输入端电压过压与欠压保护控制单元，当输入端电压过高或过低时，对整个充电系统进行保护，以免整个充电系统受到损害，并向功率比较修正单元29与脉冲频率控制单元30提供保护信号。图中29为功率比较修正单元，采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小的作用来校正和提高功率因数，以至达到节约能源的目的。图中30为脉冲频率控制单元，设计为程序化控制，因此可以对输出电源进行智能化控制。本单元主要的目的是通过收集输出端过压与过流保护电路32、输出电源端的脉冲采样电路33、稳压环路34、电源短路保护电路31等各种信号，并经过运算处理，进而控制功率转换器24，使功率转换器的功率转换更精确，更完美。图中31为输出电源短路保护电路，当输出电源产生短路时，能通过脉冲频率控制单元控制功率转换器即切断输出电源，以免电路损坏。图中32为输出电源过压与过流保护电路，当输出电源电压或电流过高时，向脉冲频率控制单元输出信号，以便调控输出电压或电流，使其在一个合理的范围内。图中33为输出电源端的脉冲采样电路，同基准电源35形成比对电源电路，目的是控制输出电源中的脉冲频率，以便更有效的对汽车蓄电池进行脉冲式的充电。图中34为稳压环路，作用是控制输出端的电压，使其保持在比较稳定的电压范围内。图中36为限流选择开关，用于人为的选择输出充电电流。图中37为信息显示屏， 用于显示输出电压、输出电流和预计充电时间等工作信息。 

整个系统是这样工作的：当电流进入节能型汽车智能充电器的滤波电路21时，滤波电路对电网上的杂波进行过滤，使进入系统的电源没有太大的波动。从滤波电路出来的电流就进入了浪涌缓冲器22，经过浪涌缓冲器后的电源就更加平稳，再进入整流器23进行整流，整流器将电网的交流电源整流成平滑的直流电，供下一环节使用。经过整流的电源进入了功率转换器24，功率转换器是控制输出电源的电压与电流的，因此，功率转换器也就控制整个电路的通与断，根据输入过压与欠压保护控制单元28、功率比较修正单元29和脉冲频率控制单元30的指令信号，对输出电压电流进行精确控制。从功率转换器出来的电流再次进入整流电路25，对输出电源进行整流，再进入输出滤波电路26，对输出电源进行滤波。输出电源经过整流和滤波后通过输出端接头27向外输出电源，对汽车进行充电。输出电源向短路保护电路31提供信号，短路保护电路当电源发生短路时，向脉冲频率控制单元输出信号，再由脉冲频率控制单元对功率转换器进行控制，使输出端没有电流输出，当电路不再短路时，电路又从新输出电流。当输出电源超过规定电压或规定电流时，过压过流保护电路向脉冲频率控制单元提供信号，从而控制功率转换器，控制并修正输出电压或电流，使其在一个合理的范围内。当输出电源产生波动时，稳压环路向控制单元提供信号，控制并稳定输出电源，并由采样电路与基准电源进行比对，以确保输出电源的稳定性。限流开关是人为控制输出电流的开关按钮，可以选择限流在10A、15A、20A、25A四个档位，根据需要而选择充电电流。输出的电流或电压等信息由显示器显示，向用户提供了即时的充电电压和电流信息，并能提供预计充电时间信息，从而方便了用户对信息的掌握。在输入电路中还设计有输入过欠压保护电路，用于保护电网中的电压波动，使充电设备不至于损坏和产生不合理的输入电压。还设计有功率比较修正单元，对输入电压与电流之间的相位差进行补偿，进而提高功率因数，达到节能的目的。由于电路中使用了脉冲频率控制单元，采集了各种信号，对电路中的功率转换器进行精确控制，形成了智能化控制，使得充电系统更加高效，更加安全。 

本实用新型提供了向汽车点烟器充电的插头，因此，用户可以方便的向汽车蓄电池进行充电，也可以通过汽车点烟器对汽车蓄电池进行充电。大大地方便了汽车用户。 

由于本车用充电系统采用了开关电源系统和智能化控制，所以比传统充电设备结构更简单，使用更安全。 

Claims (5)

1.一种节能型汽车智能充电器，其特征在于包括：与电源输入端连接，依次串联的输入滤波器(21)、浪涌缓冲器(22)、整流器(23)、功率转换器(24)、输出端电源整流器(25)和电源输出端(27)，还包括一脉冲频率控制单元(30)，所述的电源输出端(27)分别通过电源短路保护电路(31)、过压与过流保护电路(32)、脉冲采样电路(33)和稳压环路(34)与所述的脉冲频率控制单元(30)连接，所述的脉冲频率控制单元(30)分别与基准电源(35)和所述的功率转换器(24)连接并根据接收的过压、过流、稳压信号，对所述的功率转换器(24)进行控制。

2.根据权利要求1所述的节能型汽车智能充电器，其特征在于：还包括一个功率比较修正单元(29)，该单元接收所述输入滤波器(22)和所述浪涌缓冲器(23)的信号，并与所述功率转换器(24)和脉冲频率控制单元(30)连接，用于校正和提高功率因数。

3.根据权利要求2所述的节能型汽车智能充电器，其特征在于：还包括一个与所述输入滤波器(21)连接的过压与过流保护控制电路(28)，该过压与过流保护控制电路(28)分别与所述的功率比较修正单元(29)和所述的脉冲频率控制单元(30)连接。

4.根据权利要求1所述的汽车智能充电器，其特征在于：所述的脉冲频率控制单元(30)与一信息显示屏连接。

5.根据权利要求1所述的汽车智能充电器，其特征在于：还包括一个与所述的脉冲频率控制单元(30)连接的手动限流选择开关(36)。 

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