智能充電器的製作方法

2023-07-30 11:42:31

專利名稱：智能充電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種充電設備，尤其是一種智能充電器，具體地說是一種能夠為蓄電 池充電的充電器，屬於充電器的技術領域。
背景技術：
隨著石油資源的日趨緊張和人們環保意識的增強，越來越多的設備採用蓄電池作 為能源。而每個蓄電池都需配備相應的充電器，而蓄電池的充電過程對蓄電池的使用壽命 影響最大。目前市場上充電器種類繁多，結構單一。所述充電器的外殼多採用ABS(烯腈-苯 乙煉-丁二煉共聚物，Acrylonitrile Butadiene Styrene)、PC(聚碳酸酉旨 Polycarbonate) 等塑料製成，阻燃等級差，充電器外殼受熱易燃；充電器外殼的散熱性能差，縮短了充電器 外殼內相應電子元器件的使用壽命；充電器體積龐大，結構單一，不能有效防水防塵，使用 場合單一，攜帶不夠方便。充電器對蓄電池充電的參數不匹配，不是過充，就是欠充；不能根 據環境溫度變化對蓄電池進行補償充電；蓄電池電壓不能保持平衡，會隨著電流的變化而 變化；充電方法簡單，不能有效保護電池，且不能對蓄電池進行長期充電，可靠性低。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種智能充電器，其結構緊湊， 使用方便，充電性能好，散熱效果好，安全可靠。按照本發明提供的技術方案，所述智能充電器，包括上蓋及與所述上蓋相對應配 合的下蓋，所述下蓋與上蓋對應配合形成充電器殼體；所述下蓋的一端凸設有定位塊，所述 定位塊位於充電器殼體內；所述充電器殼體內設有用於充電的充電線路板，所述充電線路 板利用定位塊與上蓋的內壁相緊密接觸；下蓋內對應於定位塊的內腔形成插頭槽，所述插 頭槽允許充電插頭嵌置；所述充電插頭通過充電輸入線與充電線路板的電源輸入端相連， 所述充電線路板的電源輸出端與電源輸出線相連；所述充電器殼體的一端設有輸出線出口 及輸入線進口 ；所述輸入線出口與插頭槽間凹設有輸入線定位槽，所述輸入線定位槽允許 電源輸入線嵌置；上蓋的外周面上設有允許電源輸出線嵌置的輸出線卡槽；電源輸出線對 應於與充電線路板相連的另一端沿輸出線卡槽纏繞在上蓋上，並穿入充電器殼體兩側相應 的鱷魚夾卡槽內；下蓋的外周面上設有輸入線卡槽，所述輸入線卡槽與電源輸入線的形狀 相吻合；電源輸入線對應於與充電線路板相連的另一端沿輸入線卡槽纏繞在下蓋上，且穿 過輸入線定位槽後，充電插頭嵌置在插頭槽內。所述充電器殼體對應於設置輸出線出口的端部設有輸出線卡口，所述輸出線卡口 的一端位於上蓋與下蓋的結合部，並分別與上蓋與下蓋相固定；電源輸出線對應於與充電 線路板相連的另一端穿出輸出線卡口。所述上蓋與下蓋的結合部設有密封條。所述上蓋上設有用於顯示充電線路板狀態 的面板，所述面板與充電線路板電連接，並固定在上蓋上。所述鱷魚夾卡槽內設有鱷魚夾， 電源輸出線通過鱷魚夾固定在鱷魚夾卡槽內。
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所述充電器殼體內設有磁鐵，所述磁鐵位於充電器殼體對應於設置輸出線出口的 另一端。所述下蓋的外周面鍍有防滑膜。所述防滑膜通過在下蓋的外周面上注塑TPE塑料 包膠形成。所述充電線路板包括整流濾波電路，所述整流濾波電路的輸入端與電源輸入線相 連；所述整流濾波電路的輸出端與反激變換器相連，所述反激變換器的輸出端分別與高頻 隔離變壓器、過流檢測器及電壓檢測器相連，所述過流檢測器與電壓檢測器的輸出端與保 護控制電路的輸入端相連，所述保護控制電路與PWM控制電路的輸入端相連，所述PWM控制 電路的輸入端還與光耦隔離模塊及檢測反激變換器溫度的第一溫度傳感器相連，保護控制 電路與PWM控制電路均與電源輸入線相電連接；PWM控制電路的輸出端與反激變換器相連， 用於控制反激變換器的開啟或關斷；高頻隔離變壓器的輸出端與高頻整流電路相連，所述 高頻整流電路的一端通過分流器與電源輸出線相連，另一端與穩壓/限壓模塊的輸入端相 連；所述分流器的兩端與電流放大模塊的輸入端相連，所述電流放大模塊的輸出端與控制 器相連，所述控制器的輸出端分別與穩流/限流模塊及穩壓/限壓模塊相連，穩流/限流模 塊及穩壓/限壓模塊通過光耦隔離模塊與PWM控制電路相連；所述控制器還與用於檢測環 境溫度的第二溫度傳感器的輸出端相連。所述控制器包括單片機。本發明的優點上蓋與下蓋相對應配合，形成充電器殼體；上蓋與下蓋的結合部 設有密封條，能夠有效防塵防水，可靠性達到IP65 ；電源輸入線能夠通過輸入線卡槽纏繞 在下蓋上，充電插頭能夠嵌置在插頭槽內；電源輸入線能夠通過輸入線卡槽纏繞在上蓋上， 結構緊湊，便於攜帶；充電線路板的工作狀態，能夠通過面板進行顯示，能夠顯示蓄電池的 充電狀態。充電線路板能夠同時對環境溫度及反激變換器的溫度採樣，控制器根據溫度採 用合適的電壓進行充電；充電電路板能夠有效控制充電過程中的過流、欠流、過壓及欠壓情 況，能夠使蓄電池的充電過程保持平衡，避免對蓄電池充電造成的衝擊，延長充電器及相匹 配蓄電池的使用壽命，使用方便，安全可靠。


圖1為圖2的A-A向視圖。
圖2為本發明的結構示意圖。
圖3為圖2的右視圖。
圖4為圖3的左視圖。
圖5為圖4的俯視圖。
圖6為本發明充電器殼體的結構示意圖。
圖7為圖6的後視圖。
圖8為圖7的C-C向視圖。
圖9為圖6的仰視圖。
圖10為圖7的B-B向視圖。
圖11為本發明充電線路板的結構框圖。
具體實施例方式
下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
如圖廣圖11所示本發明包括上蓋1、面板2、充電線路板3、電源輸出線4、輸出 線卡口 5、密封條6、電源輸出線7、充電插頭8、插頭槽9、下蓋10、防滑膜11、磁鐵12、鱷魚 夾13、鱷魚夾卡槽14、輸入線卡槽15、輸出線卡槽16、卡槽定位塊17、整流濾波電路18、電 壓檢測器19、反激變換器20、第一溫度傳感器21、高頻隔離變壓器22、高頻整流電路23、分 流器24、電流放大模塊25、控制器26、第二溫度傳感器27、穩壓/限壓模塊28、穩流/限流 模塊29、光耦隔離模塊30、PWM控制電路31、保護控制電路32、過流檢測器33、輸出線出口 34、定位塊35、輸入線定位槽36及輸入線進口 37。如圖6 圖10所示為本發明充電器殼體的結構示意圖。充電器殼體包括上蓋1 及下蓋10 ；所述下蓋10與上蓋1相對應配合，形成密封的充電器殼體。下蓋10的一端凸 設有定位塊35，所述定位塊35位於充電器殼體內，定位塊35的端部鄰近上蓋1的內壁。定 位塊35內為凹腔，形成插頭槽9，所述插頭槽9的形狀與充電插頭8的形狀相吻合，充電插 頭8能夠嵌置在插頭槽9內。為了保證充電器殼體的防塵防水性能，在上蓋1與下蓋10的 結合部設有密封條6。充電器殼體的一端設有輸出線出口 34與輸入線進口 37，所述輸入線出口 34及輸 入線進口 37與充電器殼體的內腔相連通。輸入線出口 34位於上蓋1的端部，輸入線進口 37位於下蓋10上。為了對電源輸出線4的定位，在輸出線出口 34上設有輸出線卡口 5，所 述輸出線卡口 5的一端位於上蓋1與下蓋10的結合部，並與上蓋1及下蓋10相固定；輸 出線卡口 5上的定位口與輸入線出口 34相連通，電源輸出線4穿出輸出線卡口 5後輸出。 上蓋1的外周面上設有輸出線卡槽16，所述輸出線卡槽16的形狀與電源輸出線4的形狀 相匹配，電源輸出線4能夠沿輸出線卡槽16纏繞在上蓋1的外周面上。為了保證電源輸入 線7的有效定位，在下蓋10的外周面上設置卡槽定位塊17，所述卡槽定位塊17間能夠形 成電源輸入線7定位的輸入線卡槽15。電源輸入線7可以沿輸入線卡槽15纏繞在下蓋10 的外周面上；從而方便攜帶。下蓋10對應於設置輸入線進口 37的端部設有輸入線定位槽 36，所述輸入線定位槽36與插頭槽9相連通。所述輸入線定位槽36的形狀與電源輸入線 7的形狀相匹配，電源輸入線7能夠嵌置在輸入線定位槽36內，從而當充電插頭8嵌置在 插頭槽9內時，保證電源輸入線7的有效定位，安裝使用方便。充電器殼體中心區的兩側設 置對稱分布的鱷魚夾卡槽14，所述鱷魚夾卡槽14與鱷魚夾13相匹配。為了使用方便，在 下蓋10的外周面上鍍有防滑膜11，所述防滑膜11通過在下蓋10的外周面上兩次注塑TPE (Thermoplastic Elastomer)塑料包膠形成。如圖廣圖5所示為本發明充電器在不充電時的結構示意圖。為了能夠將外部電 源轉換為需要的電壓、電流輸出，在充電器殼體內安裝有充電線路板3，所述充電線路板3 通過定位塊35安裝在充電器殼體內；定位塊35使充電線路板3與上蓋1的內壁相緊密接 觸，從而將充電線路板3安裝在上蓋1與下蓋10間。上蓋1上設有顯示充電線路板3工作 狀態的面板2，所述面板2與充電線路板3相電連接；面板2的表面通過膠帶粘結在上蓋1 上。充電線路板3的電源輸入端與電源輸入線7相連，電源輸出線7對應於與充電線路板 3相連的另一端設有充電插頭8，用於與外部電源插座的連接。充電線路板3的電源輸出端 與電源輸出線4相連，電源輸出線4用於輸出所需的直流電，能夠為蓄電池充電。電源輸入 線7對應於與充電線路板3相連的一端穿入輸入線進口 37，並與充電線路板3電連接；電 源輸入線7對應於與充電線路板3相連的另一端沿輸入線卡槽15纏繞在下蓋10上。當電
6源輸入線7纏繞一段距離後，與充電插頭8相連的端部嵌置在輸入線定位槽36內，且充電 插頭8嵌置在插頭槽9內；從而能夠對電源輸入線7進行收納；避免充電器不使用時，電源 輸入線7過長，造成的攜帶不方便與電線纏繞。電源輸出線4對應於與充電線路板3相連的另一端穿出輸出線出口 34並利用輸 出線卡口 5進行定位。電源輸出線4輸出為直流電，電源輸出線4包括正極端與負極端；電 源輸出線4的正極端與負極端分別沿上蓋1上相應的輸出線卡槽16纏繞在上蓋1上，電源 輸出線4的端部分別嵌置在相應的鱷魚夾卡槽14內，並與鱷魚夾卡槽14內的鱷魚夾13電 連接；從而方便與蓄電池的連接。為了將整個充電器殼體固定，在充電器殼體內設有磁鐵 12，所述磁鐵12位於充電器殼體對應於設置輸出線卡口 5的另一端，所述磁鐵12為三個。 所述充電插頭8與230V的交流電相連，電源輸出線4輸出電壓12V，電流為4A的直流電。如圖11所示為本發明充電線路板3的結構框圖。為了能夠蓄電池進行安全可靠 的充電，所述充電線路板3包括整流濾波電路18，保護控制電路32及PWM (脈衝寬度調製) 控制電路31 ；所述整流濾波電路18與電源輸入線7相連；當充電插頭8與外部電源相連時， 整流濾波電路18能夠將外部的三相電整流為直流電。電源輸入線7輸入的交流輸入還與 保護控制電路32及PWM控制電路31相連，當電源輸入線7輸入的交流電不是所需的電壓 值時，PWM控制電路31的輸出信號使反激變換器20不工作，從而停止對蓄電池進行充電。 整流濾波電路18的輸出端與反激變換器20相連，所述反激變換器20的輸出端還分別與高 頻隔離變壓器22、過流檢測器33及電壓檢測器19相連，所述電壓檢測器19用於檢測反激 變換器20中是否有過壓或欠壓的情況，過流檢測器33用於檢測反激變換器20的輸出是否 存在過流的情況。過流檢測器33與電壓檢測器19的輸出端與保護控制電路32相連，所述 保護控制電路32與PWM控制電路31相連；PWM控制電路31還與第一溫度傳感器21相連， 所述第一溫度傳感器21用於檢測反激變換器20的溫度值，從而能夠根據反激變換器20的 溫度，對蓄電池進行補償充電。當反激變換器20輸出存在過流、過壓或欠壓時，通過過流檢 測器33、電壓檢測器19向保護控制電路32輸出相應的信號，保護控制電路32向PWM控制 電路31輸出相應的電壓或電流信號，PWM控制電路31根據外部輸入控制反激變換器20的 工作狀態，避免當反激變換器20輸出不正常時，對蓄電池充電的損害。高頻隔離變壓器22 的輸入端與高頻整流電路23相連，所述高頻整流電路23通過電源輸出線4向蓄電池輸出 相應的電壓。高頻整流電路23的一端通過分流器24與電源輸出線4相連，另一端與穩壓 /限壓28的輸入端相連。分流器24的兩端設有電流放大模塊25，所述電流放大模塊25與 控制器26的輸入端相連，控制器26的輸入端還與第二溫度傳感器27相連，所述第二溫度 傳感器27用於檢測環境溫度，從而根據環境溫度，能夠對蓄電池進行補償充電。控制器26 可以為單片機，也可以為其它微處理器。控制器26的輸出端分別與穩流/限流模塊29及 穩壓/限壓模塊28的輸入端相連，所述穩流/限流模塊29及穩壓/限壓模塊28通過光耦 隔離模塊30與PWM控制電路31相連。控制器26根據第二溫度傳感器27採樣的環境溫度 值及電流放大模塊25輸出的電流值，通過穩流/限流模塊29、穩壓/限壓模塊28及光耦隔 離30模塊構成一個反饋迴路，確保對蓄電池充電的安全可靠。所述控制器26的輸出端與 面板2相連，控制器26能夠將充電電路板3的充電狀態，通過面板2進行顯示。如圖廣圖11所示使用時，充電插頭8從插頭槽9出移出，並與外部電源相連；卸 除鱷魚夾卡槽14上的鱷魚夾13，將電源輸出線4與蓄電池相應的端子相連，從而將充電線路板3與外部電源相連，電源輸出線4與蓄電池相連。充電線路板3將外部230V交流電整 流及降壓後，輸出電壓12V，電流4A的直流電。充電線路板3對蓄電池的充電過程，均可以 通過面板2進行顯示，充電可視性好。充電線路板3並能夠對充電過程中的過壓、欠壓或過 流的情況進行檢測，並保護蓄電池的充電過程。整個充電器殼體可以通過磁鐵12與外部鐵 磁性物體相連，安裝方便。充電完成後，電源輸出線4可以通過輸出線卡槽16纏繞在上蓋1 上，電源輸出線4的兩端通過鱷魚夾13固定在鱷魚夾卡槽14內。電源輸入線7通過輸入 線卡槽15纏繞在下蓋10上，且充電插頭8能夠嵌置在插頭槽9內，形成一個整體，攜帶方 便。充電器殼體採用阻燃材料製成，阻燃等級可以達到V0，可以在家庭、汽車、遊艇等多種場 合使用，適用於各種電池。 本發明上蓋1與下蓋10相對應配合，形成充電器殼體；上蓋1與下蓋10的結合部 設有密封條6，能夠有效防塵防水，可靠性達到IP65 ；電源輸入線7能夠通過輸入線卡槽15 纏繞在下蓋10上，充電插頭8能夠嵌置在插頭槽9內；電源輸出線4能夠通過輸入線卡槽 16纏繞在上蓋1上，結構緊湊，便於攜帶；充電線路板3的工作狀態，能夠通過面板2進行顯 示，能夠顯示蓄電池的充電狀態。充電線路板3能夠同時對環境溫度及反激變換器20的溫 度採樣，控制器26根據溫度採用合適的電壓進行充電；充電電路板3能夠有效控制充電過 程中的過流、欠流、過壓及欠壓情況，能夠使蓄電池的充電過程保持平衡，避免對蓄電池充 電造成的衝擊，延長充電器及相匹配蓄電池的使用壽命，散熱效果好，使用方便，安全可靠。
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權利要求
一種智能充電器，包括上蓋(1)及與所述上蓋(1)相對應配合的下蓋(10)，所述下蓋(10)與上蓋(1)對應配合形成充電器殼體；其特徵是所述下蓋(10)的一端凸設有定位塊(35)，所述定位塊(35)位於充電器殼體內；所述充電器殼體內設有用於充電的充電線路板(3)，所述充電線路板(3)利用定位塊(35)與上蓋(1)的內壁相緊密接觸；下蓋(10)內對應於定位塊(35)的內腔形成插頭槽(9)，所述插頭槽(9)允許充電插頭(8)嵌置；所述充電插頭(8)通過充電輸入線(7)與充電線路板(3)的電源輸入端相連，所述充電線路板(3)的電源輸出端與電源輸出線(4)相連；所述充電器殼體的一端設有輸出線出口(34)及輸入線進口(37)；所述輸入線出口(37)與插頭槽(9)間凹設有輸入線定位槽(36)，所述輸入線定位槽(36)允許電源輸入線(7)嵌置；上蓋(1)的外周面上設有允許電源輸出線(4)嵌置的輸出線卡槽(16)；電源輸出線(4)對應於與充電線路板(3)相連的另一端沿輸出線卡槽(16)纏繞在上蓋(1)上，並穿入充電器殼體兩側相應的鱷魚夾卡槽(14)內；下蓋(10)的外周面上設有輸入線卡槽(16)，所述輸入線卡槽(16)與電源輸入線(7)的形狀相吻合；電源輸入線(7)對應於與充電線路板(3)相連的另一端沿輸入線卡槽(16)纏繞在下蓋(10)上，且穿過輸入線定位槽(36)後，充電插頭(8)嵌置在插頭槽(9)內。
2.根據權利要求1所述的智能充電器，其特徵是所述充電器殼體對應於設置輸出線 出口(34)的端部設有輸出線卡口(5)，所述輸出線卡口(5)的一端位於上蓋(1)與下蓋(10) 的結合部，並分別與上蓋(1)與下蓋(10)相固定；電源輸出線(4)對應於與充電線路板(3) 相連的另一端穿出輸出線卡口(5)。
3.根據權利要求1所述的智能充電器，其特徵是所述上蓋(1)與下蓋(10)的結合部 設有密封條(6)。
4.根據權利要求1所述的智能充電器，其特徵是所述上蓋(1)上設有用於顯示充電線 路板(3)狀態的面板(2)，所述面板(2)與充電線路板(3)電連接，並固定在上蓋(1)上。
5.根據權利要求1所述的智能充電器，其特徵是所述鱷魚夾卡槽(14)內設有鱷魚夾 (13)，電源輸出線(4)通過鱷魚夾(13)固定在鱷魚夾卡槽(14)內。
6.根據權利要求1所述的智能充電器，其特徵是所述充電器殼體內設有磁鐵(12)，所 述磁鐵(12)位於充電器殼體對應於設置輸出線出口(38)的另一端。
7.根據權利要求1所述的智能充電器，其特徵是所述下蓋(10)的外周面鍍有防滑膜(11)。
8.根據權利要求7所述的智能充電器，其特徵是所述防滑膜(11)通過在下蓋(10)的 外周面上注塑TPE塑料包膠形成。
9.根據權利要求1所述的智能充電器，其特徵是所述充電線路板(3)包括整流濾波電 路(18)，所述整流濾波電路(18)的輸入端與電源輸入線(7)相連；所述整流濾波電路(18) 的輸出端與反激變換器(20)相連，所述反激變換器(20)的輸出端分別與高頻隔離變壓器 (22)、過流檢測器(33)及電壓檢測器(19)相連，所述過流檢測器(33)與電壓檢測器(19) 的輸出端與保護控制電路(32)的輸入端相連，所述保護控制電路(32)與PWM控制電路(31) 的輸入端相連，所述PWM控制電路(31)的輸入端還與光耦隔離模塊(30)及檢測反激變換器 (20)溫度的第一溫度傳感器(21)相連，保護控制電路(32)與PWM控制電路(31)均與電源 輸入線(7)相電連接；PWM控制電路(31)的輸出端與反激變換器(20)相連，用於控制反激 變換器(20)的開啟或關斷；高頻隔離變壓器(22)的輸出端與高頻整流電路(23)相連，所述高頻整流電路(23)的一端通過分流器(24)與電源輸出線(4)相連，另一端與穩壓/限壓模 塊(28)的輸入端相連；所述分流器(24)的兩端與電流放大模塊(25)的輸入端相連，所述電 流放大模塊(25)的輸出端與控制器(26)相連，所述控制器(26)的輸出端分別與穩流/限 流模塊(29 )及穩壓/限壓模塊(28 )相連，穩流/限流模塊(29 )及穩壓/限壓模塊(28 )通 過光耦隔離模塊(30 )與PWM控制電路(31)相連；所述控制器(26 )還與用於檢測環境溫度 的第二溫度傳感器(27)的輸出端相連。
10.根據權利要求9所述的智能充電器，其特徵是所述控制器(26)包括單片機。
全文摘要
本發明涉及一種智能充電器，其包括上蓋及與下蓋，下蓋與上蓋對應配合形成充電器殼體；下蓋的一端凸設有定位塊；充電器殼體內設有用於充電的充電線路板；下蓋內對應於定位塊的內腔形成插頭槽，充電插頭通過充電輸入線與充電線路板相連，充電線路板的電源輸出端與電源輸出線相連；充電器殼體的一端設有輸出線出口及輸入線進口；輸入線出口與插頭槽間凹設有輸入線定位槽，輸入線定位槽允許電源輸入線嵌置；上蓋設有輸出線卡槽；下蓋的外周面上設有輸入線卡槽；電源輸入線對應於與充電線路板相連的另一端沿輸入線卡槽纏繞在下蓋上，且穿過輸入線定位槽後，充電插頭嵌置在插頭槽內。本發明結構緊湊，使用方便，散熱效果好，安全可靠。
文檔編號H02J7/00GK101951001SQ20101029133
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月25日 優先權日2010年9月25日
發明者滕夏晨, 潘衛星, 衡長森 申請人:帝發技術(無錫)有限公司