CN104410139B - 电瓶车电瓶充满自动断电电路及自动断电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电瓶车电瓶充满自动断电电路及自动断电装置，与充电器及蓄电池连接，包括降压电路、三端稳压电路、电压比较电路、继电器控制电路及电流检测电路；降压电路将适配器的直流输出降至16V；三端稳压电路将16V电压稳压至12V，并提供基准电源；电压比较电路判断电路处于充电或浮充状态；继电器接收电压比较电路发出的信号，并通过继电器开关开启或关闭适配器的直流输出；电流检测电路判断电路的充电状态。该电瓶车电瓶充满自动断电电路及自动断电装置可以直接插在电瓶车充电器与蓄电池之间使用，能在电动车电瓶充满电后，自动断开充电器的直流电源，延长了电动车电瓶的寿命，节约了电能，造价也不高。
Description
技术领域
本发明涉及一种充电自动断电电路，特别涉及一种电动车电瓶充满自动断电电路。
背景技术
目前，我国的电动车蓄电池大多采用铅酸蓄电池，对电瓶充电一般有两种：一种是两阶段充电器，即先恒压充电，到达阈值电压后转为涓流充电；另一种是三阶段充电器，即先恒流，再恒压充电，到阈值电压后也转为涓流充电。影响铅酸蓄电池寿命的因素有很多，其中一个主要因素就是电瓶“过充”，也就是说，绝大多数的蓄电池不是用坏的，而是“充坏”的！虽然充电器到后面是浮充充电，但长时间的浮充对电瓶还是非常有害的，不但浪费电能，还容易对电瓶电极造成损伤；长时间的过充电使电瓶发热导致电瓶外壳变形和加速电瓶内电解液的蒸发，而缩短电池使用寿命。最佳的浮充时间是两个小时左右，但是一般情况下人们都是白天用车，晚上充电，而晚上很少有人会充满了起床来拔下电源插头，由此酿成的火灾更是屡见不鲜。因此，在原来充电器的基础上加装一个自动断电保护装置就显得很有必要。
以往电动车充电自动断电装置的专利主要是切断交流电，如“一种电动车充电自动断电装置(申请号201410011122.0)”通过电磁脱扣器及相关控制电路实现220V交流电源的切断；“电动车充电自动断电装置(申请号201210070631.1)”是通过变压器次级线圈感应电压控制来切断交流电。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了提供一种电动车电瓶充满自动断电电路，能在电动车电瓶充满电后，自动断开充电器直流电源，无需对充电器本身进行任何改装，属于即插即用型。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电瓶车电瓶充满自动断电电路，包括降压电路、三端稳压电路、电压比较电路、继电器控制电路及电流检测电路；所述降压电路与充电器的适配器连接，降压电路将适配器的直流输出降至16V；所述三端稳压电路与降压电路连接，三端稳压电路将16V电压稳压至12V，并提供基准电源；所述电压比较电路与三端稳压电路连接，判断电路处于充电或浮充状态；所述继电器控制电路分别与充电器的适配器及电压比较电路连接，继电器接收电压比较电路发出的信号，并通过继电器开关开启或关闭适配器的直流输出；所述电流检测电路与充电器连接，判断电路的充电状态。
在本发明一较佳实施例中，还包括电源显示电路，用于显示充电器是否得电，由电阻R1和LED红色灯相连。
在本发明一较佳实施例中，所述降压电路由电阻R2和稳压二极管相连。
在本发明一较佳实施例中，所述电压比较电路由电阻R3、R4、LM339电压比较器、上拉电阻R5组成，电阻R3一端连接三端稳压器的输出端，一端连接LM339电压比较器的反相输入，电阻R4一端连接电阻R3，另一端连接信号地，上拉电阻R5一端连接三端稳压器的输出端，另一端连接LM339电压比较器的输出端。
在本发明一较佳实施例中，所述LM339电压比较器反向输入端的比较电压为0.1V，该比较电压由电阻R3、R4串联的R4上电压取得。
在本发明一较佳实施例中，在所述继电器控制电路中，开关三极管Q1的集电极一端连接续流二极管D3负极和继电器K1，开关三极管Q1的发射极连接三端稳压器的输出,绿色发光二极管的正极与继电器K1和续流二极管D3正极相连，绿色发光二极管负极与信号地相连，继电器K2一端与续流二极管D4负极和时间继电器KT的一常闭触点相连，另一端与续流二极管D4正极相连接信号地，时间继电器KT一端与继电器K1的常开触点K1和续流二极管D5负极相连，另一端与续流二极管D5正极相连接信号地。
本发明还提供一种电瓶车电瓶充满自动断电装置，采用上述电瓶车电瓶充满自动断电电路，所述电瓶车电瓶充满自动断电装置通过充电器直流输出接入插座与电瓶车的充电器连接，通过蓄电池接入插座与蓄电池连接。
本发明的有益效果是：本发明的电瓶车电瓶充满自动断电电路及自动断电装置可以直接插在电瓶车充电器与蓄电池之间使用，能在电动车电瓶充满电后，自动断开充电器的直流电源，延长了电动车电瓶的寿命，节约了电能，造价也不高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明电瓶车电瓶充满自动断电电路的结构示意图；
图2是本发明电瓶车电瓶充满自动断电装置与充电器、蓄电池连接的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、图2所示，本发明的电瓶车电瓶充满自动断电电路及自动断电装置主要由八大部分组成：充电器直流输出接入插座1、电源显示电路2、降压电路3、三端稳压电路4、电压比较电路5、继电器控制电路6、电流检测电路7、蓄电池接入插座8。
充电器直流输出接入插座1用于电动车充电适配器的直流端的接入插座；电源显示电路2主要是表明该装置得电，可以进行充电；降压电路3主要是将电动车充电适配器的直流输出降至16V；三端稳压电路4是将16V电压稳压至12V，为电压比较电路5提供基准电源；电压比较电路5主要是判断电路是处于充电或浮充状态；继电器控制电路6是控制直流输出端的时间继电器开关KT1，用于切断电动车充电适配器直流输出；电流检测电路7用于检测蓄电池充电的电流，由充电电流的大小判断电路的充电状态；蓄电池接入插座8用于电动车蓄电池的充电接口的接入。
本发明的电路设计特点如下：
(1)电源显示电路2由电阻R1和LED1红色灯相连，电流设计为20毫安左右；
(2)降压电路3由电阻R2与16V稳压二极管相连，设计电流为30毫安左右；
(3)电压比较电路5由电阻R3、R4、LM339，上拉电阻R5构成，电阻R3一端连接三端稳压器7812输出端，一端连接LM339的反相输入；R4一端连接R3，另一端连接信号地；上拉电阻R5一端连接三端稳压器7812输出端，另一端连接LM339的输出端，该电路电流由R3、R4产生，设计为5毫安左右；
(4)继电器控制电路6由①开关三极管Q1的集电极一端连接续流二极管D3负极和继电器K1，开关三极管Q1的发射极连接三端稳压器7812输出，绿色发光二极管LED2正极与继电器K1和续流二极管D3正极相连，绿色发光二极管LED2负极与信号地相连，该电路设计电流为40毫安左右；②继电器K2一端与续流二极管D4负极和时间继电器KT一常闭触点相连，另一端与续流二极管D4正极相连接信号地，该支路电流设计40毫安左右；③时间继电器KT一端与继电器KT的常开触点K1和续流二极管D5负极相连，另一端与续流二极管D5正极相连接信号地，该支路电流设计为40毫安左右；
(5)LM339电压比较器反相输入端设计比较电压为0.1V，该比较电压由电阻R3、R4串联的R4上电压取得；
(6)经过前面控制电路的设计电流总共约为175毫安(0.175安培)，与正常充电期间大电流(1.8安培～2.5安培)相比较，基本没有影响。
本发明的主要工作原理如下：
(1)当该装置的蓄电池接入插座DS2先插到蓄电池上时，由于防电流倒流二极管D5作用，装置电路不工作；
(2)当该装置的“充电器直流输入插座DS1”先接到充电器直流输出端，而“蓄电池接入插座DS2”未接到蓄电池上时，由于继电器K1的常开触点K1与时间继电器KT的常闭触点KT1并联，电路得电，三端稳压器7812输出稳定电压12V，且LM339同相输入端电压为0，反相输入端为0.1V，LM339输出低电平，Q1三极管导通，继电器K1得电，继电器K1的常闭触点闭合，时间继电器KT得电计时，由于时间继电器KT设定得电2小时后断开，故时间继电器KT常闭触点仍处于闭合导通状态；于此同时继电器K2得电，继电器K2的常开触点闭合，电路进入待充电状态；
(3)在装置进入充电状态时，由于蓄电池电压低约为44V左右(48V电池组)，电路通过D6进行大电流充电状态(48V12Ah充电电流1.8安培，48V20Ah充电电流为2.5安培左右)，电流取样电阻R6上的电压约为(0.27V～0.37V)，该电阻R6与LM339电压比较器同相输入相连，故同相输入大于反相输入，LM339电压比较器输出高电平，开关三极管Q1截止，继电器K1失电，继电器K1的常开触点K1断开，时间继电器KT失电，电路进入稳态充电阶段；
(4)当蓄电池充电充满时，充电电流下降至毫安级(一般约为200毫安～300毫安左右)，电流取样电阻R6上的压降，降低为0.045V，低于反相输入的0.1V，LM339电压比较器输出低电平，Q1导通，继电器K1得电，绿色发光二极管LED2点亮，表明电路进入浮充状态，由于继电器K1的常开触点K1闭合，时间继电器KT得电计时，2个小时后时间继电器KT的常闭触点KT1、时间继电器KT的常闭触点KT2断开，导致继电器K2失电，继电器K2的常开触点断开，充电器直流输入插座电源被切断。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种电瓶车电瓶充满自动断电电路，其特征在于：包括降压电路、三端稳压电路、电压比较电路、继电器控制电路及电流检测电路；
所述降压电路与充电器的适配器连接，降压电路将适配器的直流输出降至16V；
所述三端稳压电路与降压电路连接，三端稳压电路将16V电压稳压至12V，并提供基准电源；
所述电压比较电路与三端稳压电路连接，判断电路处于充电或浮充状态；
所述继电器控制电路分别与充电器的适配器及电压比较电路连接，继电器接收电压比较电路发出的信号，并通过继电器开关开启或关闭适配器的直流输出；
所述电流检测电路与充电器连接，判断电路的充电状态；
所述电压比较电路由电阻R3、R4、LM339电压比较器、上拉电阻R5组成，电阻R3一端连接三端稳压器的输出端，一端连接LM339电压比较器的反相输入，电阻R4一端连接电阻R3，另一端连接信号地，上拉电阻R5一端连接三端稳压器的输出端，另一端连接LM339电压比较器的输出端；
在所述继电器控制电路中，开关三极管Q1的集电极一端连接续流二极管D3负极和继电器K1的一端，开关三极管Q1的发射极连接三端稳压器的输出,开关三极管Q1的基极与LM339电压比较器的输出相连，绿色发光二极管的正极与继电器K1的另一端和续流二极管D3正极相连，绿色发光二极管负极与信号地相连，继电器K2一端与续流二极管D4负极和时间继电器KT的一常闭触点KT2的一端相连，继电器K2的另一端与续流二极管D4正极相连接信号地，常闭触点KT2的另一端连接三端稳压器的输出，时间继电器KT一端与继电器K1的常开触点的一端和续流二极管D5负极相连，时间继电器KT的另一端与续流二极管D5正极相连接信号地，继电器K1的常开触点的另一端连接三端稳压器的输出。
2.如权利要求1所述的电瓶车电瓶充满自动断电电路，其特征在于：还包括电源显示电路，用于显示充电器是否得电，由电阻R1和LED红色灯相连。
3.如权利要求1所述的电瓶车电瓶充满自动断电电路，其特征在于：所述降压电路由电阻R2和稳压二极管相连。
4.如权利要求1所述的电瓶车电瓶充满自动断电电路，其特征在于：所述LM339电压比较器反向输入端的比较电压为0.1V，该比较电压由电阻R3、R4串联的R4上电压取得。
5.一种电瓶车电瓶充满自动断电装置，其特征在于：采用如权利要求1-4任一项所述的电瓶车电瓶充满自动断电电路，所述电瓶车电瓶充满自动断电装置通过充电器直流输出接入插座与电瓶车的充电器连接，通过蓄电池接入插座与蓄电池连接。
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