CN208707333U - 带保护功能的电动车充电器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种带保护功能的电动车充电器，包括充电器模块、磁保持继电器手动开关、烟雾气体传感器检测电路、电动车漏电检测电路和电池自保护检测电路，其中烟雾气体传感器检测电路、电池自保护检测电路通过磁保持继电器手动开关连接充电器模块。本实用新型在原有电动车充电器上增加了手动复位脱扣器继电器、烟雾气体传感器、温度检测电路，能够在不当充电时及时切断电源，在发生火灾时及时报警并切断电源，有利于降低事故发生率。

Description

带保护功能的电动车充电器
技术领域
本实用新型涉及充电器，具体涉及一种带保护功能的电动车充电器。
背景技术
随着电动车的快速发展，给老百姓带来了很多方便，但是在使用中出现了很多严重火灾事故。据消防专家分析，事故的原因大多数是过载、长时间充电、线路老化短路、线路电线破损与电动车外壳金属接触短路等。为了保证消费者的使用安全，急需设计一款带有保护功能的电动车充电器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带保护功能的电动车充电器，能够在不当充电时及时切断电源，在发生火灾时及时报警。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种带保护功能的电动车充电器,包括充电器模块、磁保持继电器手动开关、烟雾气体传感器检测电路、电动车漏电检测电路和电池自保护检测电路，其中烟雾气体传感器检测电路、电池自保护检测电路通过磁保持继电器手动开关连接充电器模块，电动车漏电检测电路直接连接充电器模块，在有烟雾气体、漏电、电池充满或者违反充电操作的情况下进行处理。
本实用新型与现有技术相比，其优点为：本实用新型在原有电动车充电器上增加了手动复位脱扣器继电器、烟雾气体传感器、温度检测电路，能够在电池充满后以及不当充电时及时切断电源，在发生火灾时及时报警并切断电源，有利于降低事故发生率。
附图说明
图1为本实用新型带保护功能的电动车充电器的结构示意图。
图2为本实用新型充电器模块的电路图。
图3为本实用新型自保护检测电路的电路图。
图4为烟雾气体传感器检测电路的电路图。
图5为电动车漏电检测电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型方案。
如图1所示，带保护功能的电动车充电器包括：包括充电器模块、磁保持继电器手动开关、烟雾气体传感器检测电路、电动车漏电检测电路和电池自保护检测电路，其中烟雾气体传感器检测电路、电池自保护检测电路通过磁保持继电器手动开关连接充电器模块，电动车漏电检测电路直接连接充电器模块。作为一种具体实施方式，磁保持继电器手动开关采用手动开关复位脱扣线圈继电器。
下面详细介绍各模块的结构及工作原理。
一、自保护检测电路
实现的功能是：1)当充电器进入涓流浮充充电阶段后，可以在1-2小时充满后自动切断充电器供电电源220V。2)在给电动车充电前如果先插出电池插头时，充电器会自动切断充电器供电电源220V(违反操作程序)。3)电动车中途充电的过程中如果用户有事拔出电池插头或者充满后拔出电池插头后，充电器也会自动切断充电器供电电源220V,从而保证电动车在充满后能及时自动切断充电器供电电源220V或者不充电的时候忘把充电器电源插头拔出造成长时间通电而发生火灾等。
电路结构：如图3所示，温度检测电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一三极管BT1、第二三极管BT2、第一光耦EL817/1、热敏开关、第一单向可控硅MCR1和第一比较器LM358-1，其中第一二极管D1负极连接充电器模块的比较器，第一二极管D1正极经第一电容C1连接充电器模块12V的负极(原有充电器12V负极)，同时通过第一电阻R1和第二电阻R2并联电路连接第一三极管BT1的基极；第一三极管BT1的集电极经第三电阻R3连接充电器模块12V的正极(原有充电器12V正极)，第一三极管BT1的发射极连接第一光耦EL817/1的引脚4；第一光耦EL817/1的引脚3经热敏开关连接第二三极管BT2的基极，第一光耦EL817/1的引脚2连接充电器模块的负极，第一光耦EL817/1的引脚1经第四电阻R4连接第一比较器LM358-1的输出端；第一比较器LM358-1的负向输入端通过第七电阻R7连接充电器模块的正极，经第八电阻R8连接充电器模块的负极，第一比较器LM358-1的正向输入端通过第五电阻R5接充电器模块的取样电阻，经第二电容C2和第六电阻R6的串联电路连接充电器模块的负极；第二三极管BT2的发射极连接充电器模块负极，第二三极管BT2的集电极经第九电阻R9连接充电器模块的正极，经第十电阻R10、第二二极管D2、第十一电阻R11的串联电路连接第一单向可控硅MCR1的G极；第一单向可控硅MCR1的A极连接磁保持继电器手动开关，第一单向可控硅MCR1的K极连接充电器模块负极。
工作原理为；D1二极管从原有充电器LM358-3比较器(或者其它型号比较器)的7脚接入信号源，当电动车在正常充电时7脚有高电平输出，经D1给电容C1充满电，另外一路经R1给BT1三极管基极提供正向电压使BT1三极管导通，BT1导通后发射极经过EL817/1光耦和热敏开关常闭触点(当充电器超过设定温度时温控开关由原来的常闭变成常开，切断BT2基极回路)向BT2基极提供正向电压使BT2导通，BT2导通后R9电阻二端形成电压使R10零电压，单向可控硅G极没有正向触发电压而关断。当充电器进入涓流浮充充电阶段时，EL358的7脚高电平转换成低电平D1开关二极管阻断，电容C1经R1、BT1、EL817/1
、温控开关BT2放电，BT2正常导通，当C1放完电后BT1基极没有正向电压而关断，同样BT2也关断。这时候R9二端没有电压(由于BT2不导通后集电极低电平变成高电平)正向电压经R10给C3充电(延时几秒)再经过D2开关二极管和R11给MCR1的G极提供正向电压而导通，MCR1导通后脱扣线圈得电动作，使磁保持手动开关上的常闭触点变成常开，从而有效切断了电动车充电器供电电源220V。另外EL817/1光耦电源侧(1/2脚)是LM358提供电源的，插上电池LM358的3脚经R5从电池取样电阻端提取电压使3脚电压大于2脚电压，1脚输出高电平，EL817/1光耦得电后光耦3脚和4脚电阻阻值变小，BT1发射极电流经EL817/1光耦3、4脚流向温控开关再流向BT2基极。正常使用时如果不先插电池插头充电器是送不上电的，如果先插充电器电源(操作程序先插电池插头)磁保持手动开关就自动切断充电器供电电源。涓流浮充充电时间由R1、R2和C1决定(可根据需要设定)R1、R2可作为夏天和冬天选择，夏天时间短点，冬天时间长点。所有元器件数据根据需要均可调整。
二、烟雾气体传感器检测电路
实现的功能：当充电器以及其它放在一起充电的电动车发生火灾时，本充电器会立即切断充电器供电电源220V，然后发出声音报警。当空气中有可燃气体时充电器也会立即切断充电器供电电源220V，然后发出声音报警。
电路结构：如图4所示，烟雾气体传感器检测电路包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第二单向可控硅MCR2、第三二极管D3、第三三极管BT3、蜂鸣器、第二光耦EL817/2、第二比较器LM358-2和烟雾气体传感器MQ-2，其中MQ-2传感器(5脚)H1通过电热丝连接MQ-2传感器(2脚)H2，电热丝一端连接第十二电阻R12，第十二电阻R12的另一端连接MQ-2传感器的(1、3脚)F2极，同时还通过第十三电阻R13连接第二比较器LM358-2的正向输入端，通过第十七电阻R17连接第三二极管D3集电极，通过第十八电阻R18连接电第四容C4和第三三极管BT3基极；第四电容C4的另一端连接充电器模块12V负极；第三三极管BT3基极发射极连接第二光耦EL817/2引脚1；电热丝的另一端连接充电器模块12V负极，同时还通过第十四电阻R14连接第二比较器LM358-2的正向输入端，通过第十六电阻R16连接第二比较器LM358-2的负向输入端；第二比较器LM358-2的负向输入端还通过第十五电阻R15连接MQ-2传感器的(4、6脚)F1极；第二比较器LM358-2的输出端连接第二光耦EL817/2引脚2；第二光耦EL817/2引脚4通过第十九电阻R19接充电器模块充电池输出端正极和第二单向可控硅MCR2的A极，第二光耦EL817/2引脚3通过第二十电阻R20连接第二单向可控硅MCR2的G极，同时通过第五电容C5连接充电器模块充电池输出端负极；第二单向可控硅MCR2的K极通过第二十一电阻R21和蜂鸣器连接充电器模块充电池输出端负极，同时通过第二十二电阻R22和第三二极管D3连接磁保持继电器手动开关。
工作原理：烟雾气体传感器电源从高频变压器绕制整流而来5V，正常工作时MQ-2传感器电源5V正极经R12、MQ-2传感器(5脚)H1、电热丝和MQ-2传感器(2脚)H2形成回路，MQ-2输出一定数值的高电平经R15可调电阻、R16形成分压给LM358-2的2脚，此时LM358-2的2脚电压低于3脚电压，1脚有输出(EL817/2的2脚没有低电平不工作)。当有烟雾或者有可燃气体时MQ-2输出端(5脚)F1输出高于以前的电压，LM358-2的2脚电压高于3脚电压，1脚输出低电平向EL817/2光耦形成回路而工作，光耦工作后电池正极电压经R19、光耦3和4脚、C4充满电后经R20向MCR2的G极提供触发电压使MCR2可控硅导通，可控硅导通后电压分为二路输出，一路是给R21和蜂鸣器形成回路发出报警声音，另外一路经R22、C5、充满电后经D3向MCR1可控硅G提供触发正向电压使可控硅导通，MCR1导通后脱扣线圈得电动作，使磁保持手动开关上的常闭触点变成常开，从而有效切断了电动车充电器供电电源220V。电路中BT3、C4、R17、R18开机延时给EL817/2光耦提供正电压，因为MQ-2有预热时间，防止开机误动作。所有元器件数据根据需要均可调整。
三、电动车漏电检测电路
实现的功能：当电动车长时间使用中，电线磨损破皮后与电动车外壳金属接触时，充电器可以检测到是电线正极接地还是负极接地。
电路结构：如图5所示，电动车漏电检测电路包括第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2，其中第二十三电阻R23一端连接充电器模块充电池输出端正极，第二十三电阻R23另一端经第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25连接充电器模块充电池输出端正极。
工作原理；正常是二个发光二极管都不工作。如果电动车有一根负线破皮与电动车外壳金属接触，这时电动车外壳金属就相当于低电平，检测线接到电动车外壳金属上，这时候金属低电平通过检测线经LED1发光二极管和电阻R23形成回路使LED1发光(LED1亮说明有负极电线与电动车外壳金属接触)，如果电动车有一根正极线破皮与电动车外壳金属接触，这时电动车外壳金属就相当于高电平，检测线接到电动车外壳金属上，这时候金属高电平通过检测线经LED2发光二极管和电阻R24和R25形成回路使LED2发光(LED2亮说明有正极电线与电动车外壳金属接触)。
本实用新型在原有电动车充电器上增加了手动复位脱扣器继电器、烟雾气体传感器、温度检测电路、电线检测电路，能够在电池充满后以及不当充电时及时切断电源，在发生火灾时及时报警。

Claims (7)

1.一种带保护功能的电动车充电器,其特征在于，包括充电器模块、磁保持继电器手动开关、烟雾气体传感器检测电路、电动车漏电检测电路和电池自保护检测电路，其中烟雾气体传感器检测电路、电池自保护检测电路通过磁保持继电器手动开关连接充电器模块，电动车漏电检测电路直接连接充电器模块。
2.根据权利要求1所述的带保护功能的电动车充电器,其特征在于，所述电池自保护检测电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一三极管BT1、第二三极管BT2、第一光耦、热敏开关、第一单向可控硅MCR1和第一比较器，所述第一光耦的型号为EL817，其中第一二极管D1负极连接充电器模块的比较器，第一二极管D1正极经第一电容C1连接充电器模块的12V负极，同时通过第一电阻R1和第二电阻R2并联电路连接第一三极管BT1的基极；第一三极管BT1的集电极经第三电阻R3连接充电器模块的12V正极，第一三极管BT1的发射极连接第一光耦的引脚4；第一光耦的引脚3经热敏开关连接第二三极管BT2的基极，第一光耦的引脚2连接充电器模块的负极，第一光耦的引脚1经第四电阻R4连接第一比较器的输出端；第一比较器的负向输入端通过第七电阻R7连接充电器模块的正极，经第八电阻R8连接充电器模块的负极，第一比较器的正向输入端通过第五电阻R5接充电器模块的取样电阻，经第二电容C2和第六电阻R6的串联电路连接充电器模块的负极；第二三极管BT2的发射极连接充电器模块负极，第二三极管BT2的集电极经第九电阻R9连接充电器模块的正极，经第十电阻R10、第二二极管D2、第十一电阻R11的串联电路连接第一单向可控硅MCR1的G极；第一单向可控硅MCR1的A极连接磁保持继电器手动开关，第一单向可控硅MCR1的K极连接充电器模块负极。
3.根据权利要求2所述的带保护功能的电动车充电器,其特征在于，所述第一比较器的型号为LM358。
4.根据权利要求1所述的带保护功能的电动车充电器,其特征在于，所述烟雾气体传感器检测电路包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第二单向可控硅MCR2、第三二极管D3、第三三极管BT3、蜂鸣器、第二光耦、第二比较器和烟雾气体传感器，所述第二光耦的型号为EL817，其中烟雾气体传感器的电热丝一端连接第十二电阻R12，第十二电阻R12的另一端连接烟雾气体传感器的F2极，同时还通过第十三电阻R13连接第二比较器的正向输入端，通过第十七电阻R17连接第三二极管D3集电极，通过第十八电阻R18连接电第四容C4和第三三极管BT3基极；第四电容C4的另一端连接充电器模块12V负极；第三三极管BT3基极发射极连接第二光耦引脚1；电热丝的另一端连接充电器模块12V负极，同时还通过第十四电阻R14连接第二比较器的正向输入端，通过第十六电阻R16连接第二比较器的负向输入端；第二比较器的负向输入端还通过第十五电阻R15连接烟雾气体传感器的F1极；第二比较器的输出端连接第二光耦引脚2；第二光耦引脚4通过第十九电阻R19接充电器模块充电池输出端正极和第二单向可控硅MCR2的A极，第二光耦引脚3通过第二十电阻R20连接第二单向可控硅MCR2的G极，同时通过第五电容C5连接充电器模块充电池输出端负极；第二单向可控硅MCR2的K极通过第二十一电阻R21和蜂鸣器连接充电器模块充电池输出端负极，同时通过第二十二电阻R22和第三二极管D3连接磁保持继电器手动开关。
5.根据权利要求4所述的带保护功能的电动车充电器,其特征在于，所述第二比较器的型号为LM358，烟雾气体传感器的型号为MQ-2。
6.根据权利要求1所述的带保护功能的电动车充电器,其特征在于，所述电动车漏电检测电路包括第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2，其中第二十三电阻R23一端连接充电器模块充电池输出端正极，第二十三电阻R23另一端经第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25连接充电器模块充电池输出端正极。
7.根据权利要求1所述的带保护功能的电动车充电器,其特征在于，所述磁保持继电器手动开关为手动开关复位脱扣线圈继电器。
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