CN202712950U - 一种节能充电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种节能充电机，包括降压稳流电路、漏电断路器和整流器，漏电断路器作为电源总开关分别连接在电源的火线和零线上，所述降压稳流电路由多组容量不等的电容并联后串接在电源火线上，所述整流器的输入端分别与漏电断路器控制的电源零线和漏电断路器控制的串联有电容器组的电源火线连接，整流器输出端接在待充电电瓶上实现充电。本实用新型将漏电断路器的试验按钮两端用导线引出与取样控制器及空载保护器的常开辅助接点并联，实现空载保护和电瓶充满自动断电功能，利用万能转换开关改变充电机的输出电流，满足大小不同规格的电瓶充电需要，可广泛适用于汽车修理厂，运输公司、车队、蓄电池经营部、电动车辆的蓄电池充电使用。

Description

一种节能充电机

技术领域

本实用新型属于电气电路技术领域，涉及一种充电机，特别是涉及一种节能充电机。

背景技术

目前，市面上出现了各式各样的充电机，按降压整流方式来分，常用的充电机有两类，一类是用整流变压器降压二极管整流，主要由整流变压器(ZB)及整流器(ZL)组成，其工作原理如图1所示，由整流变压器(ZB)提供与负载匹配的交流电压，通过二极管整流形成脉冲直流为蓄电池充电。其中采用的变压器属于感性设备，功率因数低，电能消耗大，同时一方面变压器是感性负荷，消耗电网有功的同时要消耗电网无功，并且电磁转换和变压器发热等有一定的有功损耗，另一方面充电机在充电初期充电电流较大，充电末期充电电流基本为零，采用此种充电机，整个充电过程中充电电流是从大到小变化的，充电效果没有恒流充电好，再次就是配置整流二极管时要考虑满足最大电流时的要求，要配置较大的整流元件。另一类常见的充电机是用可控硅降压整流，其工作原理如图2所示，通过可控硅触发角来调整直流电电压和电流。此类充电机能耗大，且在充电时会改变电网的频率和波形，产生谐波，附近的电视机、电脑、手机等无线电设备不能正常工作，并且对操作工的要求高，稍不注意就会损坏充电机。上述两类充电机都存能耗较高的缺点，尤其是可控硅整流充电机还存在对电网有高次谐波污染的缺陷，同时由于现有技术充电机中无空载保护和取样控制回路，往往导致保护不完善，安全性能较差，输出电流调节很不方便。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种操作方便、安全可靠、能耗小、无谐波污染的节能充电机。

本实用新型主要通过以下技术方案予以实现：

一种节能充电机，包括降压稳流电路、漏电断路器和整流器，漏电断路器作为电源总开关分别连接在电源的火线和零线上，所述降压稳流电路由多组容量不等的电容并联后串接在电源火线上，所述整流器的输入端分别与漏电断路器控制的电源零线和漏电断路器控制的串联有电容器组的电源火线连接，整流器的输出端接在待充电电瓶上实现充电。

本实用新型的进一步改进，所述降压稳流电路采用4组不等容量的电容C1、电容C2、电容C3、电容C4并联后串接在电源火线上。

本实用新型的又进一步改进，所述电容C1、电容C2、电容C3、电容C4的两端均并联有电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4作为放电电阻。

本实用新型的又进一步改进，所述整流器采用桥式整流器。

本实用新型的又进一步改进，所述降压稳流电路利用万能转换开关控制多组电容的投切。

本实用新型的又进一步改进，所述充电机输出端并联有空载保护器，空载保护器的常开辅助接点A和漏电断路器试验按钮并联。

本实用新型的又进一步改进，所述充电机输出端设有取样控制器，取样控制器的一端和充电机输出端负极连接，另一端和被充蓄电池组的第一台电瓶的正极连接，取样控制器的常开辅助接点B和漏电断路器的试验按钮并联。

本实用新型的又进一步改进，所述空载保护器和取样控制器均由二极管、三极管、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5、稳压二极管、电位器及继电器组成，只是电压设定值不同，所述电阻R5、R7和电位器组成串联分压取样电路，通过调整电位器可以获得不同的取样电压值，采用稳压二极管与电阻R8提供三极管发射极基准比较电压，当充电电压达到设定值时，三极管饱和导通，继电器线圈得电工作，从而控制充电机的工作状态。

本实用新型的又进一步改进，所述充电机输出正极线上串联有过载保护器，且在过载保护器两端并联有反接指示灯。

本实用新型的又进一步改进，所述充电机采用氖灯作为电源指示灯，氖灯的一端和电源火线连接，另一端和充电机外壳连接，充电机外壳接地。

本实用新型的又进一步改进，所述充电机输出正极线上串联有电流表，充电机输出端并联有电压表。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型由于利用电容器代替变压器降压，利用单相全波桥式整流器整流，比单相可控硅充电机节电70％以上，比变压器降压的充电机节电13％以上，达到高效节能的效果。

2、本实用新型巧妙将漏电断路器的试验按钮两端用导线引出，和空载保护器的常开辅助接点并联，当空载保护器检测到充电机输出端开路时，空载保护器动作，其常开辅助接点闭合，相当于短接了漏电断路器的试验按钮，则漏电断路器跳闸，火线零线均同时断开，充电机和电源完全脱离，通过氖灯识别电源火线和零线，使用非常安全。

3、本实用新型采用的取样控制电路能自动检测被充电瓶的电压，当电瓶电压上升到一定值的时候，表明电瓶已经充满，取样控制器常开辅助接点闭合，漏电短路器跳闸断电。这种控制方式的优点是不会产生电瓶过充电的现象，被充电瓶需要多少电量就充多少电量，不会过充电，确保蓄电池的使用寿命。

4、本实用新型采用过载保护器作为反接保护的元件，当发生故障时，过载保护器断开，切断输出电路，故障排除后，将其复位，又可继续使用。同时，我们在过载保护器两端并联了反接指示灯，当电瓶反接时，过载保护器断开，电瓶电压加在反接指示灯上，反接指示灯亮，指示故障现象。故障排除，过载保护器复位后可以反复使用而不用更换。

5、本实用新型采用万能转换开关调节充电机输出电流，调节方便，范围也宽。

6、本实用新型采用氖灯作为电源指示灯，相当于在充电机上安装了一支电笔，充电机安装时电源火线零线接对了，电源指示灯发亮，否则电源指示灯不亮，便于用户正确安装充电机。

7、本实用新型具有无功补偿功能，大量使用，相当于对整个电网进行大规模的无功补偿，能提高电网功率因数，降低电压损失，提高整个电网输送电的能力。

附图说明

图1为整流变压器降压二极管整流充电机原理图；

图2为可控硅降压整流充电机原理图；

图3为本实用新型的电路结构原理图；

图4为本实用新型另一实施例电路结构原理图；

图5为本实用新型空载保护器及取样控制器原理图。

图中：1-降压稳流电路，2-整流器，3-万能转换开关，4-漏电断路器，5-空载保护器，6-取样控制器，7-过载保护器，8-反接指示灯，9-电源指示灯，10-电压表，11-电流表，12-试验按钮，13-常开辅助接点A，14-常开辅助接点B，15-火线，16-零线，17-二级管，18-三极管，19-稳压二极管，20-电位器，21-继电器。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案。

如图3、图4所示，一种节能充电机，包括降压稳流电路1、漏电断路器4和整流器2，漏电断路器4作为电源总开关分别连接在电源的火线15和零线16上，所述降压稳流电路1由多组容量不等的电容并联后串接在电源火线15上，所述整流器2的输入端分别与漏电断路器4控制的电源零线16和漏电断路器4控制的串联有电容器组的电源火线15连接，整流器2的输出端接在待充电电瓶上实现充电。

本实用新型的进一步改进，所述降压稳流电路采用4组不等容量的电容C1、电容C2、电容C3、电容C4并联后接在电源火线15上。

采用上述技术方案，是因为只需4组不等容量的电容既可满足不同型号的电瓶充电，同时降低主要元件电容器的使用成本。

本实用新型的又进一步改进，所述电容C1、电容C2、电容C3、电容C4的两端均并联有电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4作为放电电阻。

采用上述技术方案，是因为当充电机停止工作时，电容上的电荷通过放电电阻放掉，加快放电速度，进而提高充电机安全性能。

本实用新型的又进一步改进，所述整流器2采用桥式整流器。

采用上述技术方案，是因为桥式整流是对二极管半波整流的一种改进，半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。而桥式整流器是利用四个二极管，两两对接，输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出，输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分，因此采用桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍，进一步达到高效节能，且结构简单，更为经济。

本实用新型的又进一步改进，所述降压稳流电路1利用万能转换开关3控制多组电容的投切。

采用上述技术方案，是因为利用万能转换开关3可以改变投入电容的容量，以改变充电机的输出电流，满足大小不同规格的电瓶充电需要，本实用新型采用四组容量不等的电容，万能转换开关3接点四对，可以调节出11档大小不同的输出电流。

本实用新型的又进一步改进，所述充电机输出端并联有空载保护器5，空载保护器5的常开辅助接点A13和漏电断路器4试验按钮12并联。

采用上述技术方案，当空载保护器5检测到充电机输出端开路时，空载保护器5动作，其常开辅助接点A13闭合，相当于短接了漏电断路器4的试验按钮12，则漏电断路器4跳闸，火线15、零线16均同时断开，充电机和电源完全脱离，进而保证充电机使用安全性

本实用新型的又进一步改进，所述充电机输出端设有取样控制器6，取样控制器6的一端和充电机输出端负极连接，另一端和被充蓄电池组的第一台电瓶的正极连接，取样控制器6的常开辅助接点B14和漏电断路器4的试验按钮12并联。

用上述技术方案，当电瓶电压上升到一定值的时候，表明电瓶已经充满，取样控制器6常开辅助接点B14闭合，漏电断路器4跳闸断电，不会产生电瓶过充电现象，从而确保蓄电池的使用寿命。

如图5所示，本实用新型所述空载保护器5和取样控制器6均匀由二极管17、三极管18、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5、稳压二极管19、电位器20及继电器21组成，只是电压设定值不同。所述电阻R5、R7和电位器20组成串联分压取样电路，通过调整电位器20可以获得不同的取样电压值，采用稳压二极管19与电阻R8提供三极管18发射极基准比较电压，当充电电压达到设定值时，三极管18饱和导通，继电器21线圈得电工作，从而控制充电机的工作状态。

本实用新型的又进一步改进，所述充电机输出正极线上串联有过载保护器7，在过载保护器7两端并联有反接指示灯8。

采用上述技术方案，当发生故障时，过载保护器7断开，切断输出电路，故障排除后，将其复位，又可继续使用。同时，在过载保护器7两端并联了反接指示灯8当电瓶反接时，过载保护器7断开，电瓶电压加在反接指示灯8上，反接指示灯8亮，指示故障现象。故障排除后，过载保护器7复位后可以反复使用而不用更换。

本实用新型的又进一步改进，所述充电机采用氖灯作为电源指示灯9，氖灯的一端和电源火线15连接，另一端和充电机外壳连接，充电机外壳接地。

采用上述技术方案，相当于在充电机上安装了一支电笔，充电机安装时电源火线15零线16接对了，电源指示灯9发亮，否则电源指示等不亮，便于用户正确安装充电机。

本实用新型的又进一步改进，所述充电机输出正极线上串联有电流表11，充电机输出端并联有电压表10。

采用上述技术方案，通过电流表11和电压表10可以比较直观地读出通过充电机的电流和电压值。

采用本技术方案，是因为电容降压可减小消耗电网有功和电网无功，能耗小，从而达到高效节能的效果；同时采用电容降压电路是一种小型的电流电路，具有体积小、成本低、电流相对稳定的优点；再次，采用电容降压，整流器2整流，在充电机充电时不会改变电网的频率和波形，从而减小充电机对电网产生高次谐波污染。

空载保护器和取样控制器各元件作用及其动作原理：

如图5所示，电阻R5、R7和电位器20组成串联分压取样电路，通过调整电位器20可以获得不同的取样电压值，电容C5用于吸收峰值脉冲电压。二极管17用于泄放继电器21断电瞬间线圈产生的反向电动势，以保护三极管18。三极管18用于控制继电器21的动作与否。稳压二极管19与电阻R8用于提供三极管18发射极基准比较电压，继电器21用于通过其动作控制充电机的动作与否。当充电电压达到设定值时，三极管18饱和导通，继电器21线圈得电工作，从而控制充电机的工作状态。

本实用新型的保护范围不仅限于说明书中技术方案和具体实施方式部分所描述的技术方案，凡利用了降压稳流电路和整流器2的组合作为充电机的设计均落入本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种节能充电机，包括降压稳流电路(1)、漏电断路器(4)和整流器(2)，其特征在于：漏电断路器(4)作为电源总开关分别连接在电源的火线(15)和零线(16)上，所述降压稳流电路(1)由多组容量不等的电容并联后串接在电源火线(15)上，所述整流器(2)的输入端分别与漏电断路器(4)控制的电源零线(16)和漏电断路器(4)控制的串联有电容器组的电源火线(15)连接，整流器(2)的输出端接在待充电电瓶上实现充电。

2.根据权利要求1所述的一种节能充电机，其特征在于：所述降压稳流电路(1)采用4组不等容量的电容C1、电容C2、电容C3、电容C4并联后串接在电源火线(15)上。

3.根据权利要求2所述的一种节能充电机，其特征在于：所述电容C1、电容C2、电容C3、电容C4的两端均并联有电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4作为放电电阻。

4.根据权利要求1所述的一种节能充电机，其特征在于：所述整流器(2)采用桥式整流器。

5.根据权利要求1至3所述的一种节能充电机，其特征在于：所述降压稳流电路(1)利用万能转换开关(3)控制多组电容的投切。

6.根据权利要求1所述的一种节能充电机，其特征在于：所述充电机输出端并联有空载保护器(5)，空载保护器(5)的常开辅助接点A(13)和漏电断路器(4)试验按钮(12)并联。

7.根据权利要求1所述的一种节能充电机，其特征在于：所述充电机输出端设有取样控制器(6)，取样控制器(6)的一端和充电机输出端负极连接，另一端和被充蓄电池组的第一台电瓶的正极连接，取样控制器(6)的常开辅助接点B(14)和漏电断路器(4)的试验按钮(12)并联。

8.根据权利要求6或7所述的一种节能充电机，其特征在于：所述空载保护器(5)和取样控制器(6)均匀由二极管(17)、三极管(18)、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5、稳压二极管(19)、电位器(20)及继电器(21)组成，只是电压设定值不同，所述电阻R5、R7和电位器(20)组成串联分压取样电路，通过调整电位器(20)可以获得不同的取样电压值，采用稳压二极管(19)与电阻R8提供三极管(18)发射极基准比较电压，当充电电压达到设定值时，三极管(18)饱和导通，继电器(21)线圈得电工作，从而控制充电机的工作状态。

9.根据权利要求1所述的一种节能充电机，其特征在于：所述充电机输出正极线上串联有过载保护器(7)，在过载保护器(7)两端并联有反接指示灯(8)。

10.根据权利要求1所述的一种节能充电机，其特征在于：所述充电机采用氖灯作为电源指示灯(9)，氖灯的一端和电源火线(15)连接，另一端和充电机外壳连接，充电机外壳接地。

11.根据权利要求1所述的一种节能充电机，其特征在于：所述充电机输出正极线上串联有电流表(11)，充电机输出端并联有电压表(10)。

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