充電插板的節能控制方法及節能插板的製作方法

2023-05-10 04:34:56

專利名稱：充電插板的節能控制方法及節能插板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種充電插板，特別是辦公及家用的充電插板的節能控制方法及神經 模糊自適應控制充電王節能插板。
背景技術：
我國既是一個資源大國，同時也是資源消耗大國。近年來經濟的飛速發展在很大 程度上是以大量消耗資源為代價的，資源的不合理利用和大量的浪費使我國資源提早出現 短缺，資源供應壓力大的窘境。我國人均資源短缺的原因是多層次的工業、政策、技術、觀 念方面的原因。生活中，人們能意識到能源的浪費，但只意識到個人的浪費只是遠遠不夠 的，很少有人將個人浪費值乘以十三億。我國按以往的過量消耗資源、能源和汙染環境的發 展模式必須改變為實施可持續發展戰略。全民動員，科技保障，走向節能減排新途徑，讓每 個普通家庭和每間辦公室行動起來，參加到節約能源的大軍中來。五花八門的電器走進千家萬戶，在沒有直接電源的場合，很多電器所用的是充電 電池，比如充電手電筒、手機電池、各類電動剃鬚刀、電瓶車、電動摩託燈，「別忘了充電」成 為家居生活的高頻詞彙，充電成了人們生活的必不可少的內容。對充電器而言，給用電設 備充電時，充滿電後，充電器若不能及時拔出，循環的充電放電過程會產生很多熱量。一方 面溫度過高會縮減電池的使用壽命；另一方面熱量的散發也會導致能源的浪費。而多數人 未意識到這點，或者意識到也很難及時將充電器拔出。例手機充電器，一般輸出電壓為 4. 22V，輸出電流為300mA，充電效率在80%左右，則其耗電量為1. 04W。通常充滿時所需時 間在3小時左右，耗電量為3. 12W。充好後，若不斷電，充電器仍會繼續消耗電量，其耗電量 與未充好時相同。假設到拔除充電器時，其間隔時間平常為2小時，晚上睡覺時為8小時， 則其耗電量為2. 08W和8. 32W。中國目前有7億左右的手機用戶，保守估計每天由於未能及 時拔出充電器而造成的電能浪費為0.01456X10 9 KWh到0.05824X10 9 KWh，這是一種十 分奢侈的浪費。除了浪費電源以外，充電電池由於沒有及時的卸下，電池會由於有涓流而發 熱，長時間的電流作用將會降低電池的使用壽命，同樣的道理，充電器也因為沒有及時的拔 出，耗費待機電能或發熱而影響使用壽命。而這僅僅是以手機充電器為例，如再加上其它的 各種充電器，其浪費掉的電能將會相當的龐大，在能源短缺的今天是一種不可估量的損失。 目前，專門開發用於充電的插板還沒有見到相關的報導。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種充電插板的節能控制方法及一種節能 插板。該插板能檢測到設備是否充滿電、並在設備充滿電後自動切斷與設備之間的迴路，主 要用於解決充滿電後待機耗電問題和保護電池和充電設備問題。為解決上述技術問題，本發明的技術方案充電插板的節能控制方法。該方法在插 板上設置單片機，當插板工作時，單片機循環檢測插板上每個充電插口的充電情況和每一種充電器的充電時間和充電電流的關係曲線，當檢測到某一個充電插口上的充電器充滿電 後，單片機運用神經模糊自適應反饋控制原理，對該充電器進行最優斷電控制，並通過電磁 繼電器切斷與該充電器相連的迴路。節能插板。包括控制區和充電區，控制區連接充電區，所述的控制區主要由總電源 開關、單片機、電流檢測模塊和電磁繼電器組成，單片機連接電流檢測模塊和電磁繼電器； 在充電區設有充電插口，在每個充電插口上設有微動觸髮式開關。上述的節能插板，在所述的控制區設有總電源指示燈。前述的節能插板，在所述充電區的每個充電插口上設有工作指示燈。前述的節能插板，所述充電區的每個充電插口之間是並聯連接。根據測量分析顯示，一般的充電器的充電時間和充電電流的關係不是直線關係。 開始時，電流穩定。以手機電池為例，電流在300mA左右，當快要充滿時，電流值逐漸下降， 持續很長時間才逐漸充滿，充滿時維持電流為10-30mA。不同的充電器有不同的充電電流 和充電時間的關係圖。本發明設計的插口能適應多種充電器，主要是其主體控制算法為神 經_模糊自適應反饋控制，神經_模糊自適應控制系統能自動選擇充電器的充電時間和充 電電流的關係，自動匹配充電類型並實現區間判斷達到最優充電時間。神經模糊自適應系 統的給定值為現在市場上最流行的5種充電器的最小涓流，為區間值，並運用模糊控制原 理，把充電時間設為5個區間，為初始區、平穩期、過渡一區、過度二區、涓流區，當充電器插 上充電後，系統自動判斷充電器在什麼電流值下斷電，然後電磁繼電器實現最優的斷電操 作。在完成一個充電周期的同時，最大限度的保護充電器。本發明的工作原理當插板工作時，單片機循環檢測每個充電插口的充電情況和 每一種充電器的充電時間和充電電流的關係曲線，當檢測到哪一個插口充滿電後，運用神 經模糊自適應反饋控制原理，對充電器進行最優斷電控制，電磁繼電器立即切斷與充電器 相連的迴路。這樣既不浪費電，也不會使充電電池持續發熱。本發明的每個充電插口都設有 微動觸髮式開關，實現控制電路待機開路狀態。各個充電插口之間是並聯關係，即每個插口 的供電狀況對其它接口無任何影響。當充滿電或拔下充電器時，其控制系統和插口處都處 於開路狀態。使用該插板，可使用戶更大限度的節約充電電能、保護充電器和保護電池。本 發明的充電區插口設計為5個(插口可以擴展)，每個額定功率100W，可以充電大容量的電 池，並可同時進行五個充電器充電。充電插口設有微動觸髮式啟動開關，在沒有插下充電器 和充電器拔出的情況下，插口為待機開路狀態，電流檢測模塊也是斷電不工作狀態。當插下 充電器時，啟動觸髮式開關，導通工作電流和單片機檢測電流，保證充電區正常工作。當兩 個充電器同時工作時，單片機循環檢測工作電流，哪個充電器的工作電流達到給電區間時， 哪個充電器就斷電。本發明的有益效果本發明是一款智能充電專用插板，主要解決充滿電後待機耗 電問題和保護電池及充電設備問題，它能檢測到設備是否充滿電、並在設備充滿電後自動 切斷與設備之間的迴路；而在下一次充電時，只要設備的電未滿，插板將自動接通電源；設 備充滿電後，插板又將自動斷電。若在未充滿電之前拔掉充電器，充電接口也自動開路。它 在很大程度上實現充電的節能要求和人性化要求，為現代的各種充電設備的首選。與現有 技術相比，本發明運用單片機最小系統控制技術，具有電流自動檢測和自動斷電的功能，其 結構簡單，價格經濟，能自動採集、不間斷監測，具有智能化分析功能，實現人性化開斷操作。使用該插板，可使用戶更大限度的節約充電電能、保護充電器和保護電池。本發明專用 於設備充電，原理簡單，實用性強，控制方法前沿先進，控制精度高，開發費用低，有很好的 市場前景和應用前景。


圖1是本發明節能插板的結構框圖。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的說明。
具體實施例方式實施例。如圖1所示，包括控制區2和充電區3，插板外連220V交流電源1，控制區 2連接充電區3，最大允許通電電流為10A。控制區主要由總電源開關7、總電源指示燈8、單 片機9、電流檢測模塊和電磁繼電器組成，單片機9連接電流檢測模塊和電磁繼電器。在充 電區設有5個充電插口 4 (該插口可拓展)，每個充電插口 4之間採用並聯連接，在每個充電 插口 4上設有微動觸髮式開關5和工作指示燈6，微動觸髮式開關5可使充電器處於最佳斷 電待機狀態，當插板沒有充電設備或充電電池充滿電時，控制電路和充電電路開路，當充電 器插下時，充電電路導通，控制電路通過微型觸髮式開關導通。當接通220V交流電源1後， 電源並聯給進，一路經微型變壓器變壓成5V供電電源連接控制電路，另一路並聯到每個充 電插口 4，作為充電電路，控制區2工作。5個充電插口 4獨立充電，用戶隨意插5個充電插 口之一即可充電，互相不幹擾。當只有1個充電器充電時，微動觸髮式開關5同時導通插口 電源和單片機檢測電路電源，充電完畢後按照最優斷電方案斷電。當充電器的數目大於或 等於2時，電流檢測模塊的檢測電路循環檢測每個充電器的充電情況，哪個充電器先充滿， 哪個先斷，最終實現全部斷電，其控制算法為神經模糊自適應控制，控制選用6種不同的充 電器的充電電流和時間關係曲線，插板在充電的過程中自動尋找並判斷每一個插口的充電 器類別從而實現最優斷電方案。本發明的實施方式不限於上述實施例，在不脫離本發明宗旨的前提下做出的各種 變化均屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種充電插板的節能控制方法，其特徵在於在插板上設置單片機，當插板工作時，單片機循環檢測插板上每個充電插口的充電情況和每一種充電器的充電時間和充電電流的關係曲線，當檢測到某一個充電插口上的充電器充滿電後，單片機運用神經模糊自適應反饋控制原理，對該充電器進行最優斷電控制，並通過電磁繼電器切斷與該充電器相連的迴路。
2.一種節能插板，包括控制區和充電區，控制區連接充電區，其特徵在於所述的控制 區主要由總電源開關、單片機、電流檢測模塊和電磁繼電器組成，單片機連接電流檢測模塊 和電磁繼電器；在充電區設有充電插口，在每個充電插口上設有微動觸髮式開關。
3.根據權利要求2所述的節能插板，其特徵在於在所述的控制區設有總電源指示燈。
4.根據權利要求2所述的節能插板，其特徵在於在所述充電區的每個充電插口上設 有工作指示燈。
5.根據權利要求2或4所述的節能插板，其特徵在於所述充電區的每個充電插口之 間是並聯連接。
全文摘要
本發明公開了一種充電插板的節能控制方法及節能插板，它是在插板上設置單片機，當插板工作時，單片機循環檢測插板上每個充電插口的充電情況和每一種充電器的充電時間和充電電流的關係曲線，當檢測到某一個充電插口上的充電器充滿電後，單片機運用神經模糊自適應反饋控制原理，對該充電器進行最優斷電控制，並通過電磁繼電器切斷與該充電器相連的迴路。本發明主要解決充滿電後待機耗電問題和保護電池及充電設備問題，它能檢測到設備是否充滿電、並在設備充滿電後自動切斷與設備之間的迴路；它在很大程度上實現充電的節能要求和人性化要求，為現代的各種充電設備的首選。
文檔編號H01R13/66GK101876814SQ20101019703
公開日2010年11月3日 申請日期2010年6月10日 優先權日2010年6月10日
發明者張 傑, 張覃, 張超, 李龍江, 楊陽 申請人:貴州大學