CN203301136U

CN203301136U - 一种充电保护器及其充电器

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Publication number: CN203301136U
Application number: CN2013202289676U
Authority: CN
Inventors: 陈君龙; 陈乐群
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-28
Filing date: 2013-04-28
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-04-28

Abstract

本实用新型公开一种充电保护器及其充电器，充电保护器包括一主电路和为该主电路提供电源的电源电路，所述主电路包括依次电连接的继电器、交流电流检测电路、交流信号放大电路、检波电路、比较放大电路、单片机芯片及驱动电路，该驱动电路的输出端电连接至继电器上，所述继电器具有与市电电源相电连接的输入控制端，所述交流电流检测电路具有与充电器相电连接的电流输出端。本案充电保护器及其充电器在充电器充电中能够进行实时监测控制，并且实现充电完成后智能自动断开电源，防止了电池过充电或者欠充电问题，具有方便实用、安全可靠、提升电池使用寿命、节能等优点。

Description

一种充电保护器及其充电器

技术领域

本实用新型涉及一种充电保护器及其充电器，特别适于电动车电池充电保护应用中。

背景技术

目前市面上电动车（电动自行车、电动摩托车）电池为免维护铅酸蓄电池，根据电池的性能，充电分为三个阶段：第一阶段恒流充电，第二阶段恒压充电，第三阶段涓流充电，这样电池才能充好充饱。与之配套的充电器当进入涓流充电时，充电指示灯由红色变为绿色，之后再经2-3小时涓流充电后，电池达到饱和充电。

现有普通充电器大多充完电后不能自动断开电源，倘若未人为去断开电源，很容易使电池过充而降低电池使用寿命，甚至可能使充电器发热短路而引发火灾等。而且蓄电池在使用一段时间后，内部水份有所蒸发，极板上导电物会脱落、沉积，造成内部轻微短路。这时的蓄电池还能正常充电及使用，只是容量减少，一般在充电3-4小时后就无法有效充电，此时如果继续充电，电能不再转为化学能，而是转为热能，在蓄电池上发热，加快了蓄电池老化速度，而且长时间发热会使蓄电池鼓肚、爆裂，甚至短路而引起火灾。

以此实际使用中，操作者通常需要估算充电时间，并且适时地去拔充电器插头，存在繁琐、不可靠等问题。针对该问题，市面上有一种电动车充电定时器，其能够确保电源在过了所设定时间后断电，但每次充电前都需要人为估量设定充电时间，设定不够精准，仍存在电池过充、欠充等损害电池问题，无法检测充电器的充电情况并进行智能断电控制，故而仍无法满足充电器充电中智能自动断电需求。

有鉴于此，本发明人针对现有充电器充电过程中存在的问题进行了深入研究，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种充电保护器，在充电器充电中进行实时监测控制，并且实现充电完成后智能自动断开电源，防止了电池过充电或者欠充电问题，具有方便实用、安全可靠、提升电池使用寿命等优点。

本实用新型的另一目的在于提供一种充电器，其充电过程中同时进行实时监测控制，并且实现充电完成后智能自动断开电源，防止了电池过充电或者欠充电问题，具有方便实用、安全可靠、提升电池使用寿命等优点。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种充电保护器，包括一主电路和为该主电路提供电源的电源电路，所述主电路包括依次电连接的继电器、交流电流检测电路、交流信号放大电路、检波电路、比较放大电路、单片机芯片及驱动电路，该驱动电路的输出端电连接至所述继电器上，所述继电器具有与市电电源相电连接的输入控制端，所述交流电流检测电路具有与充电器相电连接的电流输出端。

所述单片机芯片上还电连接有LED闪光指示灯。

所述电源电路上还电连接有LED工作指示灯。

所述充电保护器还包括一保护壳，所述主电路和电源电路安装在该保护壳内，该保护壳上引出对应所述继电器的输入控制端的插头和对应所述交流电流检测电路的电流输出端的插座。

一种充电器，包括充电电路和充电保护电路，该充电保护电路包括一主电路和为该主电路提供电源的电源电路，所述主电路包括依次电连接的继电器、交流电流检测电路、交流信号放大电路、检波电路、比较放大电路、单片机芯片及驱动电路，该驱动电路的输出端电连接至所述继电器上，所述继电器具有与市电电源相电连接的输入控制端，所述交流电流检测电路的电流输出端与所述充电电路相电连接。

所述单片机芯片上还电连接有LED闪光指示灯。

所述电源电路上还电连接有LED工作指示灯。

所述充电器还包括一充电器壳，所述充电电路和充电保护电路安装在该充电器壳内，该充电器壳上引出对应所述继电器的输入控制端的插头和对应所述充电电路的电流输出端的连接头。

采用上述方案后，本新型充电保护器电连接在市电电源与充电器之间，工作时，由交流电路检测电路检测微弱的交流充电电流，经交流信号放大电路放大后，送至检波电路，检波电路将交流信号转换为直流信号，然后由比较放大电路放大，所得电平信号送至单片机芯片比较处理，检测满足条件需要切断电源时，由单片机芯片输出控制指令至驱动电路，最终推动继电器切断电源，实现保护作用。具体操控中可分为以下三种情形：第一，蓄电池正常充电，充电器红灯转绿灯后，在延时2小时后切断电源；第二，蓄电池充电在4小时后，充电电流持续不减，作强制切断电源；第三、蓄电池在充电8小时后，充电器红灯不转绿灯，作强制切断电源。

综上，本案充电保护器在充电器充电中能够进行实时监测控制，并实现充电完成后智能自动断开电源，防止了电池过充电或者欠充电问题，具有方便实用、安全可靠、提升电池使用寿命、节能等优点。

再有，所述充电保护器可以结合设计在现有普通充电器内构成具有充电保护功用的充电器，同理在该充电器充电中能够进行实时监测控制，并且实现充电完成后智能自动断开电源，防止了电池过充电或者欠充电问题，具有方便实用、安全可靠、提升电池使用寿命、节能等优点。

附图说明

图1是本新型的电路原理框图；

图2是本新型一具体实施例的电路图。

标号说明

主电路 1 继电器 11

交流电流检测电路 12 交流信号放大电路 13

检波电路 14 比较放大电路 15

单片机芯片 16 驱动电路 17

LED闪光指示灯 18 电源电路 2

LED工作指示灯 21 市电电源 3

充电器 4

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本作进一步详细的说明。

本新型涉及一种充电保护器，如图1所示，包括一主电路1和为该主电路1提供电源的电源电路2。主电路1包括依次电连接的继电器11、交流电流检测电路12、交流信号放大电路13、检波电路14、比较放大电路15、单片机芯片16及驱动电路17，该驱动电路17的输出端电连接至继电器11上。继电器11的输入控制端用于与市电电源3相电连接，交流电流检测电路12的电流输出端用于与充电器4相电连接。

如图1所示，本案充电保护器电连接在市电电源3与充电器4之间，充电器4工作时，由交流电路检测电路12检测微弱的交流充电电流，经交流信号放大电路13放大后，送至检波电路14，检波电路14将交流信号转换为直流信号，然后由比较放大电路15放大，所得电平信号送至单片机芯片16比较处理，检测满足条件需要切断电源时，由单片机芯片16输出控制指令至驱动电路17，最终推动继电器11切断电源，实现保护作用。

所述充电保护器的各个电路模块皆有多种电路结构形式，如图2所示为本新型保护器的一具体电路图，其中：

关于电源电路2，电容C6、电阻R16、二极管D5、二极管D6、电解电容C5构成电容式降压整流滤波电路，为继电器提供+12V电源；电阻R12、电解电容C3、稳压二极管D7构成分压式稳压电路，为集成电路IC1、IC2提供+5V电源；电源电路2上还可以电连接有LED工作指示灯21，对应图2电路中由电阻R11、发光二极管LED1构成工作指示电路；

K为启动按钮，当按下启动按钮K后，继电器J得电，闭合触点J，电路自保护有点；插头M1接通220V交流电源；电阻R4为起动缓冲电阻，防止起动冲击电流过大；

关于主电路1，电阻R1为检测电阻，其串联在交流电源线上；电阻R2、R3、R4，电容C1、运算放大器IC1a构成交流信号放大电路；二极管D1、电阻R5、电阻R6、电解电容C2构成检波电路；电阻R7、R8、R9，运算放大器IC1b、IC1c构成比较放大电路；电阻R10、电容C4构成芯片IC2的复位电路；电阻R13、电阻R14、驱动三极管BG构成驱动电路；单片机芯片16上还电连接有LED闪光指示灯18，对应图2电路中由电阻R15、发光二极管LED2构成闪光指示电路。

工作时，当电阻R1检测到微弱的交流电流，经运算放大器IC1a放大后，送到检波电路，将交流信号转换为直流信号，然后由运算放大器IC1b、IC1c放大，所得到电平信号，送到单片机芯片IC2处理，检测满足条件需要切断电源时，最后由单片机指令输出至驱动三极管BG，推动继电器J切断电源。

所述充电保护器还具体采用一保护壳（图中未示出）密封包装，即主电路1和电源电路2均安装在保护壳内，该保护壳上引出插头和插座，插头对应电连接继电器11的输入控制端，对应图2中的M1，插座对应电连接交流电流检测电路13的电流输出端，对应图2中的M2。

根据蓄电池充电的三个充电阶段，对应单片机芯片16较佳地设置有三个工作条件：第一、恒流充电时间设定4小时；第二、恒压充电时间设定4小时；第三、涓流充电时间设定2小时。对应的三个操控情形：第一，蓄电池正常充电，充电器红灯转绿灯后，在延时2小时后切断电源；第二，蓄电池充电在4小时后，充电电流持续不减，作强制切断电源；第三、蓄电池在充电8小时后，充电器红灯不转绿灯，作强制切断电源。

以36V 10Ah蓄电池为例，正常充电电流为1.55A，此时为第一阶段恒流充电；充电4小时后，充电电流应降至1A以下，若充电电流持续不减，单片机芯片16将发指令强制切断电源；若充电电流小于1A，则转入第二阶段恒压充电，充电4小时后，充电电流应降至0.45A以下，若充电电流持续不减，单片机芯片16将发指令强制切断电源；若充电电流小于0.45A，则转入第三阶段涓流充电，涓流充电2小时后，单片机芯片16将发指令切断电源。

本新型充电保护器具有以下一些特点：

一、采用智能单片机芯片，对充电器进行实时监测；充电完成后能够自动切断电源，避免了蓄电池可能出现过充电、欠充电问题，同时也延长了蓄电池使用寿命；

二、当蓄电池内部水分减少，充电电流持续不减，本案充电保护器将主动切断电源，很好地避免了蓄电池出现充电发热、极板变形、充爆、短路甚至引起电气火灾等安全隐患；

三、及时切断电源，消除了现有技术中由于过充电发热及长时间均压充电所造成的能源浪费。

四、本案充电保护器结构设计合理简洁，成本低，便于批量生产。

这里需要说明的是，本案充电保护器特别的适用在电动车的电池充电保护中，当然其还可以同理应用在其他类型电池的充电保护中。

再有，本案还可以将上述充电保护器结合应用在现有普通充电器内，共同构成一具有充电保护功用的充电器。即本案还涉及一种充电器，包括充电电路和充电保护电路，该充电电路为普通充电器4的充电电路，为公知技术，这里不详细阐述。所述充电保护电路即上述充电保护器的相关电路，这里不再详细累述，其中交流电流检测电路12的电流输出端直接与充电电路相电连接。

同理，单片机芯片16上还较佳地电连接有LED闪光指示灯18。电源电路2上还较佳地电连接有LED工作指示灯21。充电器还包括一充电器壳（图中未示出），所述充电电路和充电保护电路均安装在该充电器壳内，该充电器壳上引出对应继电器11的输入控制端的插头和对应充电电路的电流输出端的连接头，该连接头用于与电动车的电源连接座相匹配电连接。

以上所述仅为本新型的优选实施例，凡跟本新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本新型权利要求的范围。

Claims

1.一种充电保护器，其特征在于：包括一主电路和为该主电路提供电源的电源电路，所述主电路包括依次电连接的继电器、交流电流检测电路、交流信号放大电路、检波电路、比较放大电路、单片机芯片及驱动电路，该驱动电路的输出端电连接至所述继电器上，所述继电器具有与市电电源相电连接的输入控制端，所述交流电流检测电路具有与充电器相电连接的电流输出端。

2.如权利要求1所述的一种充电保护器，其特征在于：所述单片机芯片上还电连接有LED闪光指示灯。

3.如权利要求1所述的一种充电保护器，其特征在于：所述电源电路上还电连接有LED工作指示灯。

4.如权利要求1所述的一种充电保护器，其特征在于：所述充电保护器还包括一保护壳，所述主电路和电源电路安装在该保护壳内，该保护壳上引出对应所述继电器的输入控制端的插头和对应所述交流电流检测电路的电流输出端的插座。

5.一种充电器，其特征在于：包括充电电路和充电保护电路，该充电保护电路包括一主电路和为该主电路提供电源的电源电路，所述主电路包括依次电连接的继电器、交流电流检测电路、交流信号放大电路、检波电路、比较放大电路、单片机芯片及驱动电路，该驱动电路的输出端电连接至所述继电器上，所述继电器具有与市电电源相电连接的输入控制端，所述交流电流检测电路的电流输出端与所述充电电路相电连接。

6.如权利要求5所述的一种充电器，其特征在于：所述单片机芯片上还电连接有LED闪光指示灯。

7.如权利要求5所述的一种充电器，其特征在于：所述电源电路上还电连接有LED工作指示灯。

8.如权利要求5所述的一种充电器，其特征在于：所述充电器还包括一充电器壳，所述充电电路和充电保护电路安装在该充电器壳内，该充电器壳上引出对应所述继电器的输入控制端的插头和对应所述充电电路的电流输出端的连接头。