CN204793460U - 一种电动自行车智能充电插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动自行车智能充电插座，包括外壳、以及安装于外壳内部的电路模块，电路模块上设置有插座、单片机以及开关，插座包括零线金属载流件、火线金属载流件，零线金属载流件直接和市电的零线连接，火线金属载流件通过开关与市电的火线连接，零线金属载流件的正上方设置有红外对管，红外对管与单片机电路连接，而单片机则与开关连接。本实用新型通过在零线金属载流件一侧设置红外对管，一方面可避免误碰触电，另一方面也极大地提高了安全性，另外通过设置开关以及电流取样器在电路中的相互配合，可实现自动断电，而通过设置RFID射频读卡器可实现打卡充电的功能。

Description

一种电动自行车智能充电插座

技术领域

本实用新型涉及一种充电插座，更为具体的是涉及一种电动自行车智能充电插座。

背景技术

目前，随着电动自行车在生活中的应用越来越广泛，许多物业小区也开始提供普通交流电源插座供业主的电动自行车充电。但该类插座往往是一般普通的交流电源插座，往往只具备提供电源的功能，并没有提供一些更高级的功能，同时也存在安全隐患：

误碰触电：由于充电插座为传统的插座，不具有智能识别功能，而小区小孩多，贪玩时往往会用金属件触碰插孔，从而导致误碰触电，容易造成

无法自动断电：电动车充电完成后，充电器不能主动切断充电电源，一直保持对电动自行车电池进行小电流充电，这样容易导致过充电，过充电则会引起电动自行车电池的急剧衰退，缩短电池寿命，同时由于大多数电池充电在晚上进行，由于夜间电压容易升高且波动，此时充电完成后，如不及时关闭电源，充电器也容易烧坏。另外，当充电器或者电池损坏时，出现永远充不满情况时也不能切断电源。

无打卡充电功能：由于目前小区的自动电源插座往往设置于小区的公共场所，即在任何情况下任何人都可以通过该自动电源插座充电，这容易造成小区的管理混乱，也同样存在安全隐患。

因此，目前亟需一种能够安全有保证，能够自动识别充电与否，并且充电完成、充电器或电池损坏时能自动识别断电同时又具备打卡功能的电动自行车充电插座。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种具有智能判断充电、断电功能以及打卡充电的电动自行车智能充电插座。

本实用新型的技术方案为：

一种电动自行车智能充电插座，包括外壳、以及安装于外壳内部的电路模块，电路模块上设置有插座、单片机以及开关，插座包括零线金属载流件、火线金属载流件，零线金属载流件直接和市电的零线连接，火线金属载流件通过继电器与市电的火线连接，零线金属载流件的正上方设置有红外对管，红外对管与单片机电路连接，而单片机则与开关连接。

进一步，红外对管由红外发射管和红外接收管组成，红外发射管和红外接收管安装在零线金属载流件上方左右两端，呈对射状态。

进一步，电路模块上还设置有电流取样器，电流取样器一端与单片机连接，另一端与开关连接。

进一步，电路模块上还设置有RFID射频读卡器，RFID射频读卡器与单片机电路连接。

进一步，电路模块上还设置有电源开关，电源开关与单片机电路连接。

再进一步，电路模块上还连接有显示屏，显示屏与单机机连接，而与单片机连接开关为可控硅开关或继电器。

外壳包括相嵌连接的中空状的顶壳和底壳，顶壳上设置有显示窗和插座面板，显示屏与显示窗对应安装，插座面板上设置有插孔。

一种电动自行车智能充电插座电路的控制方法，其步骤如下：

当电动车充电器的插头插入插座时，插座中零线金属载流件红外发射受阻，单片机无信号接收，单片机控制开关导通，火线金属载流件通电，电流取样器实时检测到电流的数值单片机根据电流数值大小判断出是否过载，如过载则切断电源。如未过载则在液晶屏上显示“请刷卡”，同时切断电源，等待用户刷卡充电；

当用户用无线IC卡靠近RFID射频读卡器位置时，RFID射频读卡器感应到信号并通过密码验证时，则单片机发出验证通过信号并控制开关导通供电，电动自行车开始充电，单片机开始随时读取电流取样器的数值大小，同时IC卡内预存的相应金额会减少；

当电动车充满电后，电流取样器中感应到的电流会变小，单片机检测到该电流达到预设值时，控制开关断电，充电器停止工作；

当电动车达到单片机预设的最大时间时还未检测到电流取样器中的电流变小，则判定此电池或充电器已经损坏，则控制开关断电，停止给充电器继续供电。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过在零线金属载流件一侧设置红外对管，一方面可避免误碰触电，另一方面也极大地提高了安全性，当导电器件插入到火线插口时，并未遮挡住红外对管，执行单元可控硅开关或继电器不会动作，所以此时火线插口是没电的，也不会产生触电的危险，避免了将红外对管的红外发射管安装于零线金属载流件一侧、红外接收管安装于火线金属载流件一侧所带来的触电隐患；

2、本实用新型通过设置可控硅开关以及电流取样器在电路中的相互配合，通过检测电流大小，当达到设定值后自动断电；

3、通过设置RFID射频读卡器，进一步提高充电插座的安全性，当插头插入插座时，需通过打卡确认后才能进行充电。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的正立爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的倒立爆炸图；

图3为本实用新型实施例提供的结构框图；

图4本实用新型实施例提供的二极插座连接示意图；

图5本实用新型实施例提供的电路原理图。

图中，1-插座、11-壳体、12-零线金属载流件、13-火线金属载流件、14-红外对管、141-红外发射管、142-红外接收管、2-电流取样器、3-开关、4-稳压器、5-单片机、6-电源开关、7-读卡器、8-外壳、81-插座面板、82-顶壳、83-底壳、9-显示屏。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～5所示，一种电动自行车智能充电插座，包括外壳、以及安装于外壳内部的电路模块，外壳8包括相嵌连接的中空结构的顶壳82和底壳83，所述的顶壳82上设置有插座面板81，插座面板上设置有显示窗和插孔，所述的底壳83内表面靠近四个角的位置设置有电路模块的安装定位柱。电路模块包括单片机5以及与单片机5分别连接的插座和开关3。插座1包括壳体11、零线金属载流件12、火线金属载流件13，壳体11固定于电路模块对应的电路板上，该壳体11呈中空状，零线金属载流件12、火线金属载流件13则安装于壳体11内部，其中，零线金属载流件12直接和市电的零线连接，火线金属载流件13通过开关3与市电的火线连接，零线金属载流件12的正上方设置有红外对管14，红外对管14与单片机5电路连接，而单片机5则通过电阻和NPN型三极管与开关连接，同时单片机5和开关3还同时与电源连接，电源上设置有电源开关6和稳压器4，而稳压器4与单片机5连接，通过电源开关6可实现直流与交流的转变，而通过稳压器4可将电压转变成单片机5所需的电压。红外对管14由红外发射管141和红外接收管142组成，红外发射管141安装于零线金属载流件12一端的正上方，而红外接收管142安装于零线金属载流件12另一端的正上方，红外发射管141主要为发光二极管，而红外接收管142为光敏三极管，发光二极管发射红外光，而光敏三极管接收并将光信号转变为电信号，同时将该信号传输至单片机5。

单片机5由于与开关连接，此处的开关3为继电器，当单片机5接收到经由发光二极管发出的红外光，并通过光敏三极管转变而成的电信号时，判断此时继电器处于断开的状态，则电路不接通，而当插头的两极分别插入零线金属载流件12和火线金属载流件13，零线一侧的二极管发出的红外光受到阻隔，光敏三极管无法接收到红外光的信号并将其转化为电信号，则单片机5无信号接收，此时判定零线金属载流件12有插头插入，则单片机5控制继电器接通，此时火线金属载流件13通电，为用电器件供电。当插头拔掉时，发光二极管和光敏三极管恢复红外光的发射与接收，单片机5控制继电器断开，如此循环。

另外，在电路模块上还设置有电流取样器2，电流取样器2与单片机5、开关分别连接，并且电流取样器2还与电源连接。当火线金属载流件13处于通电状态，为用电器件供电时，而电器件充满电时，此时，电流取样器2通过检测电路中电流的大小，并将电流的大小反馈至单片机5处，当该电流的值低于单片机5设定值时，单片机5判断此时电器件已充满电，则单片机5控制继电器断电，停止为电器件供电。

另外，电路模块上还可以设置读卡器7和显示屏9，其中，读卡器7为RFID射频读卡器7，RFID射频读卡器7和显示屏9均与单片机5连接，RFID射频读卡器7可与IC卡配合，当IC卡靠近该读卡器7时，RFID射频读卡器7读取该信息，并反馈至单片机5处，单片机5通过验证该信息是否与内置的信息吻合，吻合则单片机5控制继电器接通，火线金属载流件13处于通电状态，为用电器件供电时，同时扣除IC卡内相应的金额。而供电完成时，则通过电流取样器2控制其自动断电，避免过充。显示屏9则安装于外壳内部，通过与显示窗的位置相对应，通过显示窗可能观察到显示屏9的显示信息，如打卡扣费信息。

本实用新型的电动自行车智能充电插座，其控制方法如下：

1)当电动车充电器的插头插入插座1时，插座中零线金属载流件12红外发射受阻，单片机5无信号接收，单片机5控制开关3导通，火线金属载流件13通电，电流取样器2实时检测到电流的数值单片机5根据电流数值大小判断出是否过载，如过载则切断电源。如未过载则在液晶屏上显示“请刷卡”，同时切断电源，等待用户刷卡充电；

2)当用户用无线IC卡靠近RFID射频读卡器7位置时，RFID射频读卡器7感应到信号并通过密码验证时，则单片机5发出验证通过信号并控制开关3导通供电，电动自行车开始充电，单片机5开始随时读取电流取样器2的数值大小，同时IC卡内预存的相应金额会减少；

3)当电动车充满电后，电流取样器2中感应到的电流会变小，单片机5检测到该电流达到预设值时，控制开关3断开，充电器停止工作；

4)当电动车达到单片机5预设的最大时间时还未检测到电流取样器2中的电流变小，则判定此电池或充电器已经损坏，则控制开关3断开，停止给充电器继续供电。

本实施例中，开关3除了采用继电器外，也可采用具有相同性质的开关，如可控硅开关，在此只以继电器为例。

另外，红外对管14还可以设置于三极插座的零线金属载流件12上，其控制原理与二极插座相同，通过该红外对管14、单片机5以及开关，也可以实现三极插座的安全使用。

Claims (7)

1.一种电动自行车智能充电插座，包括外壳、以及安装于外壳内部的电路模块，所述的电路模块上设置有插座、单片机以及开关，所述的插座包括零线金属载流件、火线金属载流件，所述的零线金属载流件直接和市电的零线连接，所述的火线金属载流件通过开关与市电的火线连接，其特征在于：所述的零线金属载流件的正上方设置有红外对管，所述的红外对管与单片机电路连接，而单片机则与开关连接。

2.根据权利要求1所述的电动自行车智能充电插座，其特征在于：所述的红外对管由红外发射管和红外接收管组成，所述的红外发射管和红外接收管分别安装在零线金属载流件上方左右两端，呈对射状态。

3.根据权利要求2所述的电动自行车智能充电插座，其特征在于：所述的的开关为可控硅开关或继电器。

4.根据权利要求3所述的电动自行车智能充电插座，其特征在于：所述的电路模块上还设置有电流取样器，所述的电流取样器与单片机、开关分别连接。

5.根据权利要求4所述的电动自行车智能充电插座，其特征在于：所述的电路模块上还设置有RFID射频读卡器，所述的RFID射频读卡器与单片机电路连接。

6.根据权利要求5所述的电动自行车智能充电插座，其特征在于：所述的电路模块上还连接有显示屏，所述的显示屏与单机机连接。

7.根据权利要求6所述的电动自行车智能充电插座，其特征在于：所述的外壳包括相嵌连接的中空状的顶壳和底壳，所述的顶壳上设置有显示窗和插座面板，所述的显示屏与显示窗对应安装，所述的插座面板上设置有插孔。