一種基於用電器的充電電路及應用其的電路裝置的製作方法

2024-04-12 05:09:05

本發明涉及一種充電電路，尤其涉及一種基於用電器的充電電路及應用其的電路裝置。

背景技術：

目前，在應急照明電路系統中，充電電路在市電中的降壓方式一般採用變壓器降壓方式、開關電源降壓方式、阻容降壓方式，然而這幾種降壓方式中，變壓器降壓方式隨著功率增大其電路組成顯得體積大且笨重，開關電源降壓方式元件多電路複雜，阻容降壓方式雖然簡潔輕便但功率小充電時間長，另外阻容降壓方式無法實現大功率充電。在現有技術中，應用於應急照明電路系統中的充電電路在市電中連接方式均為並聯於市電中，應用單一化，另外充電電路對蓄電池一般一直處於充電狀態，對蓄電池壽命有一定影響。

技術實現要素：

為克服現有在應急照明電路系統中充電電路在市電中的降壓方式及應用單一化等的不足，本發明提供一種基於用電器的充電電路及應用其的電路裝置，借鑑阻容降壓方式簡潔輕便的優點，採用平常使用中的用電器降壓、限流的方法，為在蓄電池充滿電後停止充電還能保證用電器正常使用，採取了旁路保護方法。本發明電路簡單，元器件少，功率大，應用靈活多變，可串聯接於用電器在市電迴路中任意位置。

本發明解決其技術問題採用的技術方案是：一種基於用電器的充電電路包括用電器、橋式整流電路、旁路保護電路、隔離二極體及蓄電池，主要應用於應急照明電路系統中。橋式整流電路的交流輸入端串聯接於用電器在市電迴路中任意位置，橋式整流電路的直流輸出端並聯接旁路保護電路和隔離二極體及蓄電池串聯後的兩端，平常使用中的用電器在迴路中正常使用並起到降壓和限流作用。在正常使用用電器時，如蓄電池虧電，則脈動直流經隔離二極體對蓄電池充電，充電電流即為通過用電器的電流。當蓄電池兩端電壓升高達到設定值時，並聯在隔離二極體及蓄電池串聯後的兩端的旁路保護電路啟動導通，導通電流即為通過用電器的電流，保護蓄電池過充電。

本發明的有益效果是：當人們在正常使用用電器時，在不經意間基於用電器的充電電路就對蓄電池充電，當蓄電池充滿電後自動旁路保護，電路簡單，元器件少，功率大，應用靈活多變，如在基於用電器的充電電路後增設有led光源及斷電檢側裝置，即可作為停電應急照明或斷開開關延時、應急照明以及用電器開路故障提醒等應用。在電網用電高峰期電壓較低時可直接用備用旁路開關短路，以防影響用電器正常使用，在電網用電低谷期電壓較高時斷開備用旁路開關即可工作，還起到保護用電器的作用。

附圖說明

圖1是本發明實施例的電路方框圖。

圖2是本發明實施例的電路原理圖。

其中，附圖標記：

1：用電器

k：用電器自帶開關

l：負載

2：橋式整流電路

ac1、ac2：分別為橋式整流電路的交流輸入端(～)

dc1、dc2：分別為橋式整流電路的直流輸出端的正級(+)、負級(-)

3：旁路保護電路

q1：可控矽

zd1：穩壓管二極體

d1：隔離二極體

e：蓄電池

k1：備用旁路開關

具體實施方式

圖2中，1為用電器，包括家用電器、照明燈具、電動工具等。k、k1分別為用電器自帶開關和備用旁路開。d1、e分別為隔離二極體和蓄電池，參數根據用電器1的負載l的額定功率決定，蓄電池包括超級電容電池、帶充放電保護電路一體的各種充電電池。q1、zd1分別為可控矽和穩壓管二極體。2為橋式整流電路，可以為普通分離元件，也可以為大功率模塊，參數根據用電器1的負載l的額定功率決定。3為旁路保護電路，由可控矽q1和穩壓二極體zd1組成，可控矽q1可為單向可控矽，也可為雙向可控矽，其功率的大小也同橋式整流電路功率相當，穩壓二極體zd1的功率由可控矽q1參數決定，穩壓二極體zd1的穩壓值參數根據蓄電池e的最高充電電壓和隔離二極體在充電時的正嚮導通電壓之和決定。橋式整流電路的交流輸入端(ac1、ac2)串聯接於用電器1在市電迴路中任意位置，包括串聯接於多個用電器1在市電的總迴路中任意位置，橋式整流電路的直流輸出端(dc1、dc2)並聯接旁路保護電路和隔離二極體d1及蓄電池e串聯後的兩端。備用旁路開關k1並聯接於橋式整流電路的交流輸入端(ac1、ac2)作為備用，平時為斷開狀態。

電路原理參見圖2，當合上用電器1的用電器自帶開關k時(註：備用旁路開關k1斷開時)，此時分兩種情況：

第一種情況，在蓄電池e虧電時，穩壓二極體zd1的穩壓值高於蓄電池e的兩端電壓和隔離二極體正嚮導通電壓之和，穩壓二極體zd1截止，可控矽q1也截止，市電通過用電器1的負載l降壓，並由橋式整流電路2整流後，脈動直流經隔離二極體d1向蓄電池e充電導通，此時充電電流即為通過用電器1的負載l的電流，用電器1正常工作。當蓄電池e的兩端電壓慢慢升高，加上隔離二極體正嚮導通電壓之和高於穩壓二極體zd1的穩壓值時，立即進入第二種情況，蓄電池e停止充電。

第二種情況，在蓄電池e已經充滿電時，穩壓二極體zd1的穩壓值低於蓄電池e的兩端電壓和隔離二極體正嚮導通電壓之和，穩壓二極體zd1導通，啟動可控矽q1導通，市電通過用電器1的負載l，並由橋式整流電路2整流後，脈動直流經旁路保護電路3的可控矽q1導通，導通電流即為通過用電器1的負載l的電流，保護蓄電池過充電，用電器1正常工作。

在上述這兩種情況下，如市電停電或用電器開路故障，此時，如基於用電器的充電電路後增設有led光源及斷電檢側裝置，即可作為停電應急照明和用電器開路故障提醒應用。

在電網用電高峰期電壓較低或者不想要基於用電器的充電電路工作時可合上備用旁路開關k1即可，在電網用電低谷期電壓較高時斷開備用旁路開關k1即可恢復基於用電器的充電電路工作，還起到保護用電器的作用。

當斷開用電器1的用電器自帶開關k時(註：備用旁路開關k1斷開時)該基於用電器的充電電路自然停止工作，此時，如基於用電器的充電電路後增設有led光源及斷電檢側裝置，即可作為斷開開關延時照明或應急照明應用。