CN211183497U

CN211183497U - 一种充满自动断电充电器

Info

Publication number: CN211183497U
Application number: CN202020221108.4U
Authority: CN
Inventors: 温坤; 张建治
Original assignee: Hangzhou Mingkun Electric Appliance Co ltd
Current assignee: Hangzhou Mingkun Electric Appliance Co ltd
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2020-08-04
Anticipated expiration: 2030-02-27

Abstract

本实用新型公开了一种充满自动断电充电器，包括中央处理器单元，中央处理器单元连接恒流恒压控制及转灯控制单元、充电开关及电压采样单元、自动断电单元和充电握手及风扇控制单元，恒流恒压控制及转灯控制单元连接有PWM脉冲调节单元，PWM脉冲调节单元连接有功率变换单元，功率变换单元连接自动断电单元，恒流恒压控制及转灯控制单元连接充电开关及电压采样单元，充电握手及风扇控制单元连接充电开关及电压采样单元；该充电器插入市电时可自行启动充电，充电完成后自动断开与市电的连接，既节省能源，又减少安全隐患。

Description

一种充满自动断电充电器

技术领域

本实用新型涉及充电器技术领域，具体涉及一种充满自动断电充电器。

背景技术

目前，电动自行车是人们出行骑行的代步工具，它为人们的出行带来了方便，是大家非常喜爱的代步工具。

随着电动自行车的广泛普及，品种繁多、型号各异的电动自行车不断更新，而目前国内外的电动自行车充电器大多存在一定的缺陷，有些电动自行车充电器充满电后不能自动断开220V市电电源，既浪费电能，又存在安全隐患，影响电动自行车的充电效果，给大家的生活带来不便，要想提高电动自行车的充电效果，节约电源的同时，在充满电后能自动断电，就必须有一种新型的充电器来替代现有的充电器，有了这种充满自动断电充电器就可解决此问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种充满自动断电充电器，该充电器包括中央处理器单元，中央处理器单元连接有恒流恒压控制及转灯控制单元、充电开关及电压采样单元、自动断电单元和充电握手及风扇控制单元，恒流恒压控制及转灯控制单元连接有PWM脉冲调节单元，PWM脉冲调节单元连接有功率变换单元，功率变换单元连接自动断电单元，恒流恒压控制及转灯控制单元连接充电开关及电压采样单元，充电握手及风扇控制单元连接充电开关及电压采样单元，该充电器插入市电时可自行启动充电，充电完成后自动断开与市电的连接，既节省能源，又减少安全隐患。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种充满自动断电充电器，其特征在于，包括中央处理器单元，所述中央处理器单元连接有恒流恒压控制及转灯控制单元、充电开关及电压采样单元、自动断电单元和充电握手及风扇控制单元；所述中央处理器单元，用于对整个充电过程控制；所述恒流恒压控制及转灯控制单元连接有PWM脉冲调节单元，所述PWM脉冲调节单元连接有功率变换单元，所述PWM脉冲调节单元用于保证所述功率变换单元能够变换出稳定的低压直流电；所述恒流恒压控制及转灯控制单元用于将输出的电压、电流采样并放大后控制所述PWM脉冲调节单元，以控制所述功率变换单元能够变换出稳定的低压直流电源；所述功率变换单元连接所述自动断电单元，所述功率变换单元用于将输入整流所获得的高压直流电变换成所需的低压直流电；所述自动断电单元用于断开市电；所述恒流恒压控制及转灯控制单元连接所述充电开关及电压采样单元，所述充电开关及电压采样单元用于充电的开关及完成中央处理器单元的电压采样信号；所述充电握手及风扇控制单元连接所述充电开关及电压采样单元，所述充电握手及风扇控制单元用于控制开启充电开关。

优选的，所述自动断电单元包括继电器K1，继电器K1并联有稳压二极管ZD1，继电器K1一端连接有电阻R1、电解电容CDO1和电阻R2，继电器K1另一端通过二极管D1连接有桥式整流BD1，桥式整流BD1通过电解电容CD1连接所述功率变换单元，电阻R2连接有继电器K2，继电器K2一端通过保险丝F1连接有市电，继电器K2另一端通过三极管Q1连接有电阻R3，电阻R3通过MCU-6端口连接所述中央处理器单元。

优选的，所述功率变换单元包括变压器BT1，变压器BT1的6引脚通过电解电容CD1和电阻R7连接有场效应管SQ1，场效应管SQ1连接有端口PWM，变压器BT1的8引脚连接有二极管D3A，变压器BT1的11引脚连接有电解电容CDA1，变压器BT1的13引脚连接有电解电容CD2，变压器BT1的14引脚连接有有二极管D7，变压器BT1的7引脚连接有MOS_D端口，变压器BT1的6引脚通过电阻R18、电阻R20和电容C7连接有二极管D4，变压器BT1的3引脚通过二极管D6、电阻R36和电阻R41连接有电解电容CDO2，变压器BT1的3引脚通过端口DEM连接所述PWM脉冲调节单元。

优选的，所述中央处理器单元的主控芯片为U3，芯片U3通过MCU-6端口连接所述自动断电单元，芯片U3通过BAT端口和MOS端口连接所述充电开关及电压采样单元，芯片U3通过VFO端口和ZHin端口连接所述恒流恒压控制及转灯控制单元，芯片U3通过M端口连接所述充电握手及风扇控制单元。

优选的，所述充电开关及电压采样单元的DC+端口和DC-端口连接有电池，端口S1连接有三极管QA1，三极管QA1通过电阻R26、电阻R27、稳压二极管ZD2和电阻R30连接有端口BAT，电阻R21一端连接有端口MOS，电阻R21另一端连接有场效应管SQ2。

优选的，所述PWM脉冲调节单元的主控芯片是U4，芯片U4的6引脚连接有电源VCC，芯片U4的7引脚通过电阻RO6、电阻RO2和电阻RO4连接有端口DEM，芯片U4的5引脚通过二极管D8和电阻RO3连接有端口PWM，芯片U4的2引脚通过电阻RO1连接有光耦PC1B，所述PWM脉冲调节单元通过端口PWM和端口SEN1连接所述功率变换单元。

优选的，所述恒流恒压控制及转灯控制单元通过SEN端口连接所述充电开关及电压采样单元，所述恒流恒压控制及转灯控制单元通过PWM端口连接所述PWM脉冲调节单元。

优选的，所述充电握手及风扇控制单元通过端口S1连接所述充电开关及电压采样单元，所述充电握手及风扇控制单元通过端口M连接有三极管Q2。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该充满自动断电充电器包括中央处理器单元，中央处理器单元连接有恒流恒压控制及转灯控制单元、充电开关及电压采样单元、自动断电单元和充电握手及风扇控制单元，恒流恒压控制及转灯控制单元连接有PWM脉冲调节单元，PWM脉冲调节单元连接有功率变换单元，功率变换单元连接自动断电单元，恒流恒压控制及转灯控制单元连接充电开关及电压采样单元，充电握手及风扇控制单元连接充电开关及电压采样单元；自动断电单元用于断开市电，待电池充满电后，由中央处理器单元输入一个信号控制继电器断开，切断市电的输入；功率变换单元用于将输入整流所获得的高压直流电变换成所需的低压直流电；PWM脉冲调节单元用于控制电压变换单元中MOS管的开通时间，以保证电压变换单元能够变换出稳定的低压直流电；恒流恒压控制及转灯控制单元用于将输出的电压、电流采样并放大后控制PWM脉冲调节单元，以控制电压变换单元能够变换出稳定的低压直流电源，通过充电电流的大小控制充电装灯；充电开关及电压采样单元用于充电的开和关及完成中央处理器单元的电压采样信号；充电握手及风扇控制单元用于电池充电端的控制电路进行双向握手，只有双方都获取正确的握手信号后才开启充电开关，充电握手及风扇控制单元用于控制散热风扇的启停；中央处理器单元为系统的中央处理器，负责输出电压、电流采样、指示灯控制、充电开关控制、过压保护控制等整个充电过程控制；该充电器插入市电时可自行启动充电，充电完成后自动断开与市电的连接，既节省能源，又减少安全隐患。

附图说明

图1为一种充满自动断电充电器的结构示意图。

图2为自动断电单元、功率变换单元和充电开关及电压采样单元的电路原理图。

图3为中央处理器单元的电路原理图。

图4为PWM脉冲调节单元的电路原理图。

图5为恒流恒压控制及转灯控制单元的电路原理图。

图6为充电握手及风扇控制单元的电路原理图。

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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图6，本实用新型一种充满自动断电充电器，包括中央处理器单元，中央处理器单元连接有恒流恒压控制及转灯控制单元、充电开关及电压采样单元、自动断电单元和充电握手及风扇控制单元；中央处理器单元，用于对整个充电过程控制；恒流恒压控制及转灯控制单元连接有PWM脉冲调节单元，PWM脉冲调节单元连接有功率变换单元，PWM脉冲调节单元用于保证功率变换单元能够变换出稳定的低压直流电；恒流恒压控制及转灯控制单元用于将输出的电压、电流采样并放大后控制PWM脉冲调节单元，以控制功率变换单元能够变换出稳定的低压直流电源；功率变换单元连接自动断电单元，功率变换单元用于将输入整流所获得的高压直流电变换成所需的低压直流电；自动断电单元用于断开市电；恒流恒压控制及转灯控制单元连接充电开关及电压采样单元，充电开关及电压采样单元用于充电的开关及完成中央处理器单元的电压采样信号；充电握手及风扇控制单元连接充电开关及电压采样单元，充电握手及风扇控制单元用于控制开启充电开关。

自动断电单元包括继电器K1，继电器K1并联有稳压二极管ZD1，继电器K1一端连接有电阻R1、电解电容CDO1和电阻R2，继电器K1另一端通过二极管D1连接有桥式整流BD1，桥式整流BD1通过电解电容CD1连接功率变换单元，电阻R2连接有继电器K2，继电器K2一端通过保险丝F1连接有市电，继电器K2另一端通过三极管Q1连接有电阻R3，电阻R3通过MCU-6端口连接中央处理器单元，端口ACL和端口ACN接上220V交流电源后，电解电容CD01充电，电解电容CD01在充电的同时有电流流过，此电流经过继电器K1，继电器K1工作吸合，闭合供电电路形成，桥式整流BD1得到供电，电解电容CD1得到300V的直流电压，电路进入工作状态，R3电阻得到中央处理器给出的高电平，控制Q1三极管导通，K2继电器工作，电路进入正常供电状态，电解电容CDO1充满电后，K1继电器停止工作，电路进入K2继电器供电状态，电池充满电后，中央处理器输出一个低电平信号给R3电阻控制Q1三极管截止工作，K2继电器断开，电路处于整体断电状态。

功率变换单元包括变压器BT1，变压器BT1的6引脚通过连接电解电容CD1和电阻R7连接有场效应管SQ1，场效应管SQ1连接有端口PWM，SQ1场效应管得到PWM控制信号，作开关状态工作；变压器BT1的8引脚连接有二极管D3A，变压器BT1的11引脚连接有电解电容CDA1，变压器BT1的13引脚连接有电解电容CD2，变压器BT1的14引脚连接有二极管D7，变压器BT1的7引脚连接有MOS_D端口，变压器BT1的6引脚通过电阻R18、电阻R20和电容C7连接有二极管D4，变压器BT1的3引脚通过二极管D6、电阻R36和电阻R41连接有电解电容CDO2，变压器BT1的3引脚通过端口DEM连接PWM脉冲调节单元，变压器BT1将市电转换成充电所需的低压直流电，电阻R18、电阻R20、电容C7和二极管D4，组成SQ1场效应管漏极的吸收保护电路。

中央处理器单元的主控芯片为U3，芯片U3通过MCU-6端口连接自动断电单元，通过输出一个信号去控制自动断电单元中的继电器K1工作；芯片U3通过BAT端口和MOS端口连接充电开关及电压采样单元，通过BAT端口得到充电开关及电压采样单元电路的电压采样信号后，通过MOS端口输出一个信号，控制充电开关及电压采样单元电路工作；芯片U3通过VFO端口和ZHin端口连接恒流恒压控制及转灯控制单元，芯片U3通过M端口连接充电握手及风扇控制单元。

充电开关及电压采样单元的DC+端口和DC-端口连接电池，端口S1连接有三极管QA1，三极管QA1通过电阻R26、电阻R27、稳压二极管ZD2和电阻R30连接端口有BAT，通过BAT端口将电压采样信号输入到中央处理器单元，电阻R21一端连接有端口MOS，电阻R21另一端连接有场效应管SQ2，通过MOS端口接到中央处理器的信号后，控制SQ2场效应管导通。

PWM脉冲调节单元的主控芯片是U4，芯片U4的6引脚连接电源VCC，芯片U4的7引脚通过电阻RO6、电阻RO2和电阻RO4连接有端口DEM，芯片U4的5引脚通过二极管D8和电阻RO3连接有端口PWM，芯片U4的2引脚通过电阻RO1连接有光耦PC1B，PWM脉冲调节单元通过端口PWM和端口SEN1连接功率变换单元。

恒流恒压控制及转灯控制单元通过SEN端口连接充电开关及电压采样单元，恒流恒压控制及转灯控制单元通过PWM端口连接PWM脉冲调节单元。

充电握手及风扇控制单元通过端口S1连接充电开关及电压采样单元，充电握手及风扇控制单元通过端口M连接三极管Q2。

在本实施方式中，

工作原理：自动断电单元中的端口ACL和端口ACN接上220V交流电源后，充电开关及电压采样单元的DC+端口和DC-端口连接电池，电解电容CD01充电，电解电容CD01在充电的同时有电流流过，此电流经过继电器K1，继电器K1工作吸合，闭合供电电路形成，桥式整流BD1得到供电，电解电容CD1得到300V的直流电压，电路进入工作状态，R3电阻得到中央处理器给出的高电平，控制Q1三极管导通，K2继电器闭合工作，电路进入正常供电状态，电解电容CDO1充满电后，K1继电器停止工作，电路进入K2继电器供电状态，电池充满电后，中央处理器输出一个低电平信号给R3电阻控制Q1三极管截止工作，K2继电器断开，电路处于整体断电状态。

功率变换单元中的场效应管SQ1连接端口PWM，SQ1场效应管得到PWM控制信号，作开关状态工作；变压器BT1将自动断电单元中传输过来的高压电转换成电池充电所需的低压直流电。

中央处理器单元为系统的中央处理器，负责输出电压、电流采样、指示灯控制、充电开关控制、过压保护控制等整个充电过程控制。中央处理器通过MCU-6端口输出一个信号去控制自动断电单元中的继电器K1工作，通过BAT端口得到充电开关及电压采样单元电路的电压采样信号后，通过MOS端口输出信号控制充电开关及电压采样单元电路工作，通过VFO端口和ZHin端口控制电压变换单元能够变换出稳定的低压直流电源，通过M端口连接充电握手及风扇控制单元，控制风扇工作。

PWM脉冲调节单元中的U4芯片的6脚得到供电后由5脚输出一个PWM脉冲信号去控制功率变换单元中的场效应管SQ1，PC1B光耦导通控制U4芯片的2脚电压，从而控制U4芯片的6脚输出脉冲的占空比，U4芯片7脚和3脚都是PWM信号的监测脚，防止SQ1导通电流过大损坏。

正确接上电池后，充电开关及电压采样单元中的S1端子接到信号控制三极管QA1导通，三极管QA1导通后在ZD2稳压二极管上得到一个5V采样电压，5V采样电压通过R30电阻输入到中央处理器单元U3的5脚，中央处理器U3的7脚和13脚同时输出一个信号到充电开关及电压采样单元，R21电阻接到中央处理器的信号后，控制SQ2场效应管导通。R57电阻接到中央处理器的信号后，控制Q4三极管导通来控制KA1继电器导通吸合，电池进入充电状态，KA1继电器闭合后，充电电流经过R32电阻，在R32电阻上得到一个电流采样信号SEN。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims

1.一种充满自动断电充电器，其特征在于，包括中央处理器单元，所述中央处理器单元连接有恒流恒压控制及转灯控制单元、充电开关及电压采样单元、自动断电单元和充电握手及风扇控制单元；所述中央处理器单元，用于对整个充电过程控制；所述恒流恒压控制及转灯控制单元连接有PWM脉冲调节单元，所述PWM脉冲调节单元连接有功率变换单元，所述PWM脉冲调节单元用于保证所述功率变换单元能够变换出稳定的低压直流电；所述恒流恒压控制及转灯控制单元用于将输出的电压、电流采样并放大后控制所述PWM脉冲调节单元，以控制所述功率变换单元能够变换出稳定的低压直流电源；所述功率变换单元连接所述自动断电单元，所述功率变换单元用于将输入整流所获得的高压直流电变换成所需的低压直流电；所述自动断电单元用于断开市电；所述恒流恒压控制及转灯控制单元连接所述充电开关及电压采样单元，所述充电开关及电压采样单元用于充电的开关及完成中央处理器单元的电压采样信号；所述充电握手及风扇控制单元连接所述充电开关及电压采样单元，所述充电握手及风扇控制单元用于控制开启充电开关。

2.根据权利要求1所述的一种充满自动断电充电器，其特征在于，所述自动断电单元包括继电器K1，继电器K1并联有稳压二极管ZD1，继电器K1一端连接有电阻R1、电解电容CDO1和电阻R2，继电器K1另一端通过二极管D1连接有桥式整流BD1，桥式整流BD1通过电解电容CD1连接所述功率变换单元，电阻R2连接有继电器K2，继电器K2一端通过保险丝F1连接有市电，继电器K2另一端通过三极管Q1连接有电阻R3，电阻R3通过MCU-6端口连接所述中央处理器单元。

3.根据权利要求1所述的一种充满自动断电充电器，其特征在于，所述功率变换单元包括变压器BT1，变压器BT1的6引脚通过电解电容CD1和电阻R7连接有场效应管SQ1，场效应管SQ1连接有端口PWM，变压器BT1的8引脚连接有二极管D3A，变压器BT1的11引脚连接有电解电容CDA1，变压器BT1的13引脚连接有电解电容CD2，变压器BT1的14引脚连接有有二极管D7，变压器BT1的7引脚连接有MOS_D端口，变压器BT1的6引脚通过电阻R18、电阻R20和电容C7连接有二极管D4，变压器BT1的3引脚通过二极管D6、电阻R36和电阻R41连接有电解电容CDO2，变压器BT1的3引脚通过端口DEM连接所述PWM脉冲调节单元。

4.根据权利要求1所述的一种充满自动断电充电器，其特征在于，所述中央处理器单元的主控芯片为U3，芯片U3通过MCU-6端口连接所述自动断电单元，芯片U3通过BAT端口和MOS端口连接所述充电开关及电压采样单元，芯片U3通过VFO端口和ZHin端口连接所述恒流恒压控制及转灯控制单元，芯片U3通过M端口连接所述充电握手及风扇控制单元。

5.根据权利要求1所述的一种充满自动断电充电器，其特征在于，所述充电开关及电压采样单元的DC+端口和DC-端口连接有电池，端口S1连接有三极管QA1，三极管QA1通过电阻R26、电阻R27、稳压二极管ZD2和电阻R30连接有端口BAT，电阻R21一端连接有端口MOS，电阻R21另一端连接有场效应管SQ2。

6.根据权利要求1所述的一种充满自动断电充电器，其特征在于，所述PWM脉冲调节单元的主控芯片是U4，芯片U4的6引脚连接有电源VCC，芯片U4的7引脚通过电阻RO6、电阻RO2和电阻RO4连接有端口DEM，芯片U4的5引脚通过二极管D8和电阻RO3连接有端口PWM，芯片U4的2引脚通过电阻RO1连接有光耦PC1B，所述PWM脉冲调节单元通过端口PWM和端口SEN1连接所述功率变换单元。

7.根据权利要求1所述的一种充满自动断电充电器，其特征在于，所述恒流恒压控制及转灯控制单元通过SEN端口连接所述充电开关及电压采样单元，所述恒流恒压控制及转灯控制单元通过PWM端口连接所述PWM脉冲调节单元。

8.根据权利要求1所述的一种充满自动断电充电器，其特征在于，所述充电握手及风扇控制单元通过端口S1连接所述充电开关及电压采样单元，所述充电握手及风扇控制单元通过端口M连接有三极管Q2。