一種零功耗節能充電機的製作方法

2023-05-14 04:09:36 1

專利名稱：一種零功耗節能充電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種充電機，特別是涉及一種零功耗節能充電機，該充電機空載電壓是「0」伏，電瓶充滿電自動停止後，火線和零線均完全與電源脫離連接，其功耗為零，不損耗任何電能。
背景技術：
隨著經濟建設的發展，移動的電氣設備越來越多，電動車輛也迅速增多，作為配套的充電機的使用也越來越頻繁，相應技術也得到突飛猛進的發展，目前，市面上出現了各種各樣的充電機，其性能也不盡相同，有的充電機保護功能比較強，有的充電機充電速度比較快，有的充電機無功功耗比較低等，但現有充電機大都採用變壓器降壓二極體整流或可控矽整流，這兩類充電機的缺點都是能耗較高，且電瓶充滿電後，如果充電機繼續插在電源插座上，需要消耗電能。大多數人都喜歡在晚上對電動車輛進行充電，等第二天就可以將設備的電能充滿，無需為當天的使用而煩惱，然而，這些設備進行充電並不需要那麼長時間，在設備充滿電之後，雖然充電機沒有對設備進行充電，但由於一直連接著電源，會因自身元器件的電熱性而一直在損耗電能，雖然一個充電機在這種情況下損耗的電能不是很大，但是整個地球上的充電機都存在這種消耗電能的話，這無疑是個巨大浪費。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種操作方便、安全可靠、能耗低的零功耗節能充電機。本發明主要通過以下技術方案予以實現一種零功耗節能充電機，包括降壓穩流電路、整流器、繼電器K1、繼電器K2、開關、第一階段取樣控制器和第二階段取樣控制器，所述降壓穩流電路由多組容量相等的降壓電容並聯後串接在電源火線上，每個繼電器的兩對常開主觸點分別控制電源的火線和零線，其中零線經過繼電器Kl、K2常開主觸點後直接接在整流器的一個交流接線點上，火線經過繼電器K1、K2常開主觸點分別串聯的電容Cl、C2後接在整流器的另一個交流接線點上，兩組繼電器Kl和K2接線相同，最後並聯，利用第一階段取樣控制器和第二階段取樣控制器及繼電器Kl和K2配合降壓電容實現電瓶的兩階段充電。所述第一階段取樣控制器和第二階段取樣控制器均並聯於充電機輸出端正負極，其中第一階段取樣控制器的控制接點將第一階段繼電器Kl線圈一端和充電機輸出端正極連通，第一階段繼電器Kl線圈另一端經過降壓限流電阻R3和充電機輸出端負極連通；第二階段取樣控制器的控制接點將第二階段繼電器K2線圈一端、充電指示燈一端和充電機輸出端正極連通，第二階段繼電器K2線圈另一端經過降壓限流電阻R4後、與充電指示燈另一端和充電機輸出端負極連通，所述第二階段繼電器K2線圈串聯降壓限流電阻R4後與充電指示燈並聯。所述第一階段取樣控制器和第二階段取樣控制器均由二極體、三極體、電阻R5、電、阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C3、穩壓二極體、電位器及繼電器組成，只是電壓設定值根據待充電元件的不同而進行不同的設定，所述電阻R5、R7和電位器組成串聯分壓取樣電路，通過調整電位器可以獲得不同的取樣電壓值，採用穩壓二極體與電阻R8提供三極體發射極基準比較電壓，當充電電壓達到設定值時，三極體飽和導通，繼電器線圈得電工作，從而控制充電機的工作狀態。所述開關含有兩對常開觸點Al和A2，兩對常開觸點Al和A2分別並聯在繼電器Kl或K2的主觸點兩端。所述降壓穩流電路採用2組容量相等的電容Cl和電容C2安裝在電源火線上。所述電容Cl和電容C2均並聯有電阻R1、電阻R2作為放電電阻。所述整流器採用單相全橋整流器。 所述充電機還包括電源指示燈，所述電源指示燈為氖燈，氖燈的一端和電源火線連接，另一端和充電機電源線的接地線連接。本發明的有益效果是I、本發明利用電容器代替變壓器降壓，單相橋式整流全橋整流達到高效節能，t匕單相可控矽充電機節電70%以上，比利用變壓器降壓的充電機節電13%以上。2、本發明用兩套取樣控制器及繼電器配合降壓穩流電路實現電瓶的兩階段充電，空載輸出電壓是「0」伏，電瓶充滿電自動停機後，火線和零線均完全和電源脫離連接，充電完成後，即使充電機插在電源插板上，也不會消耗任何電能。3、本發明具有無功補償功能，大量使用，相當於對整個電網進行大規模的無功補償，能提高電網功率因數，降低電壓損失，提高整個電網輸送電的能力。


圖I為本發明電路原理圖；圖2為本發明取樣控制器原理圖。圖中I-降壓穩流電路，2-整流器，3-第一階段取樣控制器，4-第二階段取樣控制器，5-充電指示燈，6-電源指示燈，7-火線，8-零線，9-開關，10- 二級管，11-三極體，12-穩壓二極體，13-電位器，14-繼電器。
具體實施例方式下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案。如圖I所示，一種零功耗節能充電機，包括降壓穩流電路I、整流器2、繼電器K1、繼電器K2、開關9、第一階段取樣控制器3和第二階段取樣控制器4，所述降壓穩流電路I由多組容量相等的降壓電容並聯後串接在電源火線7上，每個繼電器的兩對常開主觸點分別控制電源的火線7和零線8，其中零線8經過繼電器K1、K2常開主觸點後直接接在整流器2的一個交流接線點上，火線7經過繼電器Kl、K2常開主觸點分別串聯的電容Cl、C2後接在整流器2的另一個交流接線點上，兩組繼電器Kl和K2接線相同，最後並聯，利用第一階段取樣控制器3和第二階段取樣控制器4及繼電器Kl和K2配合降壓穩流電路I實現電瓶的兩階段充電。如圖I示，本發明所述第一階段取樣控制器3和第二階段取樣控制器4均並聯於充電機輸出端正負極，其中第一階段取樣控制器3的控制接點將第一階段繼電器Kl線圈一端和充電機輸出端正極連通，第一階段繼電器Kl線圈另一端經過降壓限流電阻R3和充電機輸出端負極連通；第二階段取樣控制器4的控制接點將第二階段繼電器K2線圈一端、充電指示燈5 —端和充電機輸出端正極連通，第二階段繼電器K2線圈另一端經過降壓限流電阻R4後、與充電指示燈5另一端和充電機輸出端負極連通，所述第二階段繼電器K2線圈串聯降壓限流電阻R4後與充電指示燈5並聯。如圖2所示，所述第一階段取樣控制器3和第二階段取樣控制器4均由二極體10、三極體11、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C3、穩壓二極體12、電位器13及繼電器14組成，只是電壓設定值根據待充電元件的不同而進行不同的設定，所述電阻R5、R7和電位器13組成串聯分壓取樣電路，通過調整電位器13可以獲得不同的取樣電壓值，採用穩壓二極體12與電阻R8提供三極體11發射極基準比較電壓，當充電電壓達到設定值時 ，三極體11飽和導通，繼電器14線圈得電工作，從而控制充電機的工作狀態。考慮到放置過久或接近使用壽命的電瓶電壓過低，不足以使繼電器Kl、K2線圈工作而進行充電，本發明增加了一個開關9，所述開關9含有兩對常開觸點A1、A2，兩對常開觸點A1、A2分別並聯在繼電器Kl、K2的主觸點兩端，當電瓶接上充電機而不能進行自動充電時，手動按下開關9，使繼電器Kl、K2主觸點被短接，充電機有直流輸出，繼電器K1、K2線圈得電吸合工作。充電機開始工作後，充電指示燈5會發亮，因此按下充電開關9的時候，如鬆手後充電指示燈5不亮，應繼續長按一點時間，直至鬆手後充電指示燈5常亮為止。本發明所述降壓穩流電路I分兩組電容Cl和電容C2安裝，且電容Cl和電容C2容量相等，電容Cl和電容C2均並聯得有放電電阻Rl和R2，且所有電容Cl和C2均接在電源火線7上。為了安裝的時候便於識別電源的火線7和零線8，本發明採用氖燈作為電源指示燈6，氖燈的一端和電源火線7連接，另一端和充電機電源線的接地線連接；相當於在充電機上安裝了一支電筆，充電機安裝時電源火線7和零線8接對了，電源指示燈6發亮，否則電源指示燈6不亮，便於用戶正確安裝充電機。由於兩組電容Cl和C2容量相等，兩個繼電器Kl和K2均吸合時，兩組電容Cl和C2均投入工作，充電機輸出額定電流，此時是第一階段充電。當電瓶電壓上升到第一階段設定值時，第一階段取樣控制器3動作，其常閉輔助接點斷開，繼電器Kl線圈斷電復位，斷開一組電容，充電機輸出電流降低一半，進入第二階段充電。再經過一段時間的充電後，電瓶電壓上升到第二階段設定值，第二階段取樣控制器4動作，斷開K2線圈電源，K2主觸點復位，斷開另一組電容，此時充電機輸出電流為零，電瓶充滿電，兩個繼電器Kl和K2的兩對主觸點均斷開，充電機與電源火線7和零線8均脫離連接，充電完成後，即使充電機插在電源插板上，也不會消耗任何電能。從圖I中不難看出，繼電器Kl、K2的線圈電壓是由被充電的電瓶提供的。繼電器KU K2的線圈在額定電壓的75% 130%範圍內均能可靠吸合。以48V電瓶為例，當電瓶電壓在36V 62. 4V範圍內，繼電器都能可靠吸合。而48V的電瓶，當電壓降到40. 8V就需要進行充電，也就是說，需要充電的電瓶，其殘餘電壓足以推動繼電器線圈吸合而工作。而當電瓶充滿電時，電壓也不會高於繼電器線圈所能承受的電壓，所以繼電器能安全工作在被充蓄電池的電壓變化範圍之內。
取樣控制器各元件作用及其動作原理如圖2所示，電阻R5、R7和電位器13組成串聯分壓取樣電路，通過調整電位器13可以獲得不同的取樣電壓值，電容C3用於吸收峰值脈衝電壓。二極體10用於洩放繼電器14斷電瞬間線圈產生的反向電動勢，以保護三極體11。三極體11用於控制繼電器14的動作與否。穩壓二極體12與電阻R8用於提供三極體11發射極基準比較電壓，繼電器14用於通過其動作控制充電機的動作與否。當充電電壓達到設定值時，三極體11飽和導通，繼電器14線圈得電工作，從而控制充電機的工作狀態。
本發明的保護的範圍並不局限於所述，凡利用了降壓穩流電路整流電路及採樣控制器進行了變換充電電流的充電機均落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.ー種零功耗節能充電機，包括降壓穩流電路(I)、整流器(2)、繼電器K1、繼電器K2、開關(9)、第一階段取樣控制器(3)和第二階段取樣控制器(4)，其特徵在於所述降壓穩流電路(I)由多組容量相等的降壓電容並聯後串接在電源火線(7)上，每個繼電器的兩對常開主觸點分別控制電源的火線(7)和零線(8)，其中零線(8)經過繼電器K1、K2常開主觸點後直接接在整流器(2)的ー個交流接線點上，火線(7)經過繼電器Κ1、Κ2常開主觸點分別串聯的電容Cl、C2後接在整流器(2)的另ー個交流接線點上，兩組繼電器Kl和Κ2接線相同，最後並聯，利用第一階段取樣控制器(3)和第二階段取樣控制器(4)及繼電器Kl和Κ2配合降壓穩流電路(I)實現電瓶的兩階段充電。
2.根據權利要求I所述的ー種零功耗節能充電機，其特徵在於所述第一階段取樣控制器(3)和第二階段取樣控制器(4)均並聯於充電機輸出端正負極，其中第一階段取樣控制器(3)的控制接點將第一階段繼電器Kl線圈一端和充電機輸出端正極連通，第一階段繼電器Kl線圈另一端經過降壓限流電阻R3和充電機輸出端負極連通；第二階段取樣控制器(4)的控制接點將第二階段繼電器Κ2線圈一端、充電指示燈(5) —端和充電機輸出端正極連通，第二階段繼電器Κ2線圈另一端經過降壓限流電阻R4後、與充電指示燈(5)另一端和充電機輸出端負極連通，所述第二階段繼電器Κ2線圈串聯降壓限流電阻R4後與充電指示燈(5)並聯。
3.根據權利要求I或2所述的ー種零功耗節能充電機，其特徵在於所述第一階段取樣控制器(3)和第二階段取樣控制器(4)均由ニ極管(10)、三極體(11)、電阻1 5、電阻1 6、電阻R7、電阻R8、電容C3、穩壓ニ極管(12)、電位器(13)及繼電器(14)組成，只是電壓設定值根據待充電元件的不同而進行不同的設定，所述電阻R5、R7和電位器(13)組成串聯分壓取樣電路，通過調整電位器(13)可以獲得不同的取樣電壓值，採用穩壓ニ極管(12)與電阻R8提供三極體(11)發射極基準比較電壓，當充電電壓達到設定值時，三極體(11)飽和導通，繼電器(14)線圈得電工作，從而控制充電機的工作狀態。
4.根據權利要求I所述的ー種零功耗節能充電機，其特徵在於所述開關(9)含有兩對常開觸點Al和A2，兩對常開觸點Al和A2分別並聯在繼電器Kl或K2的主觸點兩端。
5.根據權利要求I所述的ー種零功耗節能充電機，其特徵在於所述降壓穩流電路(I)採用2組容量相等的電容Cl和電容C2並聯後接在電源火線(7)上。
6.根據權利要求5所述的ー種零功耗節能充電機，其特徵在於所述電容Cl和電容C2兩端均並聯有電阻R1、電阻R2作為放電電阻。
7.根據權利要求I所述的ー種零功耗節能充電機，其特徵在於所述整流器(2)採用単相全橋整流器。
8.根據權利要求I所述的ー種零功耗節能充電機，其特徵在於所述充電機還包括電源指示燈出)，所述電源指示燈(6)為氖燈，氖燈的一端和電源火線(7)連接，另一端和充電機電源線的接地線連接。
全文摘要
本發明公開一種零功耗節能充電機，包括降壓穩流電路、整流器、繼電器K1、繼電器K2、開關及兩套取樣控制器，所述降壓穩流電路由多組容量相等的降壓電容並聯後串接在電源火線上，每個繼電器的兩對常開主觸點分別控制電源的火線和零線，其中零線經過繼電器K1、K2常開主觸點後直接接在整流器的一個交流接線點上，火線經過繼電器K1、K2常開主觸點分別串聯的電容C1、C2後接在整流器的另一個交流接線點上，兩組繼電器K1和K2接線相同，最後並聯。本發明空載輸出電壓是「0」伏，電瓶充滿電自動停機後，火線和零線均完全和電源脫離連接，充電完成後，即使充電機插在電源插板上，也不會消耗任何電能。
文檔編號H02J7/02GK102694410SQ201210196039
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者曾天銳 申請人:六盤水金星機電設備有限公司