CN206742924U - 充电器及充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充电器及充电装置，涉及充电技术领域，该充电器包括充电电路和控制电路；控制电路包括主控制器和与主控制器连接的温度采样器和电信号采样器；电信号采样器用于充电器输出的直流电信号；温度采样器用于采集当前环境的温度参数；主控制器用于接收直流电信号和温度参数向充电电路发送控制信号以调节充电电路输出的直流电信号。本实用新型提供的充电器及充电装置，能够从充电器的输出端取样，并充分考虑环境对充电器和蓄电池的影响，从而控制充电器的输出，为蓄电池提供保护措施，缓解了充电时对蓄电池造成的损伤，有助于提高蓄电池的使用寿命。

Description

充电器及充电装置

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，尤其是涉及一种充电器及充电装置。

背景技术

近年来，可充电电池由于制造成本低，容量大，可反复使用等优点，已经成为人们日常生活中一种常见的储能设备，诸如为电动车提供能源动力的蓄电池等。由于蓄电池的普及，为蓄电池充电的充电器也成为人们生活的必备品。

然而，现有技术中的充电器种类繁多，充电性能却不佳，尤其是为电动车蓄电池充电的充电器，实现充电功能的电路结构复杂且充电效率低，易造成电能的损耗与浪费，同时容易对蓄电池造成损伤，减少蓄电池的使用寿命。

针对上述充电器容易对蓄电池造成损伤，减少蓄电池的使用寿命的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供种充电器及充电装置，以缓解现有的充电器容易对蓄电池造成损伤，减少蓄电池的使用寿命的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种充电器，用于为车辆充电，包括：充电电路和控制电路；控制电路包括主控制器和与主控制器连接的温度采样器和电信号采样器；其中，主控制器与充电电路连接；电信号采样器与充电电路的第一输出接口连接，用于采集第一输出接口输出的直流电信号，并将直流电信号传输至主控制器；温度采样器用于采集充电器所处环境的温度参数，并将温度参数传输至主控制器；主控制器用于接收直流电信号和温度参数，向充电电路发送控制信号，以调节充电电路输出的直流电信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述温度采样器包括温度传感器和采样电路；温度传感器用于将感应的温度参数转换成电信号，将电信号传输至采样电路；采样电路用于对电信号进行采样，将采样得到的电信号传输至主控制器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述电信号采样器包括电流信号采样器和电压信号采样器，分别采集第一输出接口输出的电流信号和电压信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述充电电路包括依次连接的输入接口、整流器，高频开关、恒压恒流控制器和输出开关，其中，输出开关与第一输出接口连接；输入接口设置有接线端子，用于连接外部的交流电源；整流器包括依次连接的输入滤波器和整流滤波器；高频开关包括逆变器和输出整流滤波器，整流器和高频开关对交流电源提供的交流电信号进行整流和滤波处理，输出直流电信号；高频开关与主控制器连接，接收主控制器发送的控制信号，以对整流器输出的直流电信号进行调节；恒压恒流控制器用于对直流电信号进行恒压和恒流控制，并通过输出开关将直流电信号传输至第一输出接口，给蓄电池充电。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述主控制器包括：第一接口、第一接口、主控芯片和第二输出接口；第一接口与温度采样器连接，用于接收温度参数，将温度参数传输至主控芯片；第二接口与电信号采样器连接，用于接收直流电信号，将直流电信号传输至主控芯片；主控芯片与第一接口、第二接口连接，用于接收温度参数和直流电信号，向第二输出接口传输与温度参数和直流电信号对应的档位控制信号；第二输出接口与主控芯片和高频开关连接，用于将档位控制信号传输至高频开关。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述充电电路和控制电路封装在一个壳体内，壳体上设置有第一线槽和第二线槽；第一线槽与输入接口相匹配，第二线槽与第一输出接口相匹配。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述充电器还包括封装在壳体内，与主控制器连接的风扇；该风扇为直流风机。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述壳体的至少一个侧面上设置有通风孔。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述充电器设置有指示灯，该指示灯与壳体内部的主控制器连接，用于在主控制器的控制下指示充电器的状态。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种充电装置，该装置包括：蓄电池和上述第一方面所述的充电器，该蓄电池应用于车辆上，通过上述充电器充电。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的充电器及充电装置，在充电器内设置了带有电信号采样器和温度采样器的控制电路，通过电信号采样器采集第一输出接口输出的直流电信号，以及通过温度采样器采集充电器所处环境的温度参数，基于该直流电信号和温度参数调节充电器的充电电路输出的直流电信号。该方式通过在充电器内安装上述控制电路，能够从充电器的输出端取样，并结合环境温度对充电器和蓄电池的影响控制充电器的输出，为蓄电池提供保护措施，缓解了充电时对蓄电池造成的损伤，有助于提高蓄电池的使用寿命。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种充电器的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种充电器的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种整流器和高频开关的电路原理示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种充电器的外形结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种充电装置的结构示意图。

图标：401-壳体；402-指示灯；403-通风孔；404-第二连接线；405-第一连接线；406-连接插头；407-电源插头。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前充电器对蓄电池充电时，往往考虑快速充电的问题，而忽略了充电环境温度对蓄电池的影响，容易给蓄电池造成损伤，减少蓄电池的使用寿命。基于此，本实用新型实施例提供了一种充电器及充电装置，以缓解上述技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种充电器进行详细介绍。

实施例一：

如图1所示的一种充电器的结构框图，该充电器用于为车辆充电，包括：充电电路100和控制电路200；其中，控制电路200包括主控制器201和与主控制器201连接的温度采样器202和电信号采样器203；其中，主控制器201与充电电路100连接。

具体实现时，电信号采样器203与充电电路的第一输出接口(图1中未示出)连接，用于采集第一输出接口输出的直流电信号，并将直流电信号传输至主控制器201；温度采样器202用于采集充电器所处环境的温度参数，并将温度参数传输至主控制器201；主控制器201用于接收直流电信号和温度参数，向充电电路100发送控制信号，以调节充电电路输出的直流电信号。

本实用新型实施例提供的充电器，在充电器内设置了带有电信号采样器和温度采样器的控制电路，通过电信号采样器采集第一输出接口输出的直流电信号，以及通过温度采样器采集充电器所处环境的温度参数，基于该直流电信号和温度参数调节充电器的充电电路输出的直流电信号。该方式通过在充电器内安装上述控制电路，能够从充电器的输出端取样，并结合环境温度对充电器和蓄电池的影响控制充电器的输出，为蓄电池提供保护措施，缓解了充电时对蓄电池造成的损伤，有助于提高蓄电池的使用寿命。

在实际使用时，上述温度采样器包括温度传感器和采样电路；温度传感器用于将感应的温度参数转换成电信号，将电信号传输至采样电路；采样电路用于对电信号进行采样，将采样得到的电信号传输至主控制器。优选地，温度传感器可以采用集成温度传感器，该类型温度传感器具有线性度好，精度适中，灵敏度高，体积小等特点，方便进行电路设计，进一步，采样电路可以由运算放大器、滤波电路、稳压电路等实现，其具体的电路形式可以参考现有资料中的相关技术，本实用新型实施例对此不进行限制。

进一步，上述电信号采样器包括电流信号采样器和电压信号采样器，分别采集第一输出接口输出的电流信号和电压信号，通过对充电器输出的电流信号和电压信号进行采集，使充电器可以对蓄电池进行检测，使蓄电池的电池电压在正常范围时才可以充电，否则不进行充电，例如，48V电池最低充电电压为39V，低于该电压时就不会继续充电；60V最低充电电压接近46V，低于该电压时也不会继续充电，避免了对由于过分放电而损坏的蓄电池进行充电，也在一定程度避免了蓄电池由于不恰当充电而发生的事故。具体实现时，上述电流信号采样器可以通过电流传感器实现，电压信号采样器可以通过电压传感器实现，其具体采样方式可以根据实际需要并参考现有技术中的相关资料进行设计，本实用新型实施例对此不进行限制。

实施例二：

在上述实施例的基础上，图2示出了另一种充电器的结构框图，除上述第一输出接口，充电电路100包括依次连接的输入接口101、整流器102，高频开关103、恒压恒流控制器104和输出开关105，其中，输出开关105与第一输出接口106连接。输入接口101设置有接线端子(图2中未示出)，用于连接外部的交流电源。

进一步，上述整流器102包括依次连接的输入滤波器和整流滤波器；高频开关还包括逆变器和输出整流滤波器，该整流器和高频开关对交流电源提供的交流电信号进行整流和滤波处理，输出直流电信号；为了便于说明，图3示出了一种整流器和高频开关的电路原理示意图，交流电源输入的交流信号AC首先经过输入滤波器，将交流电源所在的电网中存在的杂波过来，同时，也能阻碍充电器本身产生的杂波反馈到电网中，其中，该输入滤波器主要由电感L1、电容C1和电容C2组成。整流滤波器包括整流桥M和由电感L2和电容C3组成的滤波器，将交流信号AC整流成较为平滑的直流电，即使交流信号AC有一定的范围波动时，也能保证充电的正常完成，不会对蓄电池产生冲击。逆变器包括Q1和Q2组成的逆变桥和变压器T1，将直流电变为高频交流电，该部分是高频开关的核心部分，输出整流滤波器由整流二极管D1和D2组成，对高频交流电进行整流和滤波，以输出可靠的直流电信号DC。应当理解，图3仅仅是一种本实用新型实施例提供的一种示意图，以对本实用新型中的整流器和高频开关的功能进行说明，而不是本实用新型中的整流器和高频开关的唯一形式，在其他实施例中，上述整流器和高频开关还可以有其他的形式，例如，集成在一个电路模块中，以实现本实用新型的功能，具体以实际情况为准，本实用新型实施例对此不进行限制。

进一步，如图2所示，上述高频开关103与主控制器201连接，接收主控制器201发送的控制信号，以对整流器103输出的直流电信号进行调节；恒压恒流控制器104用于对直流电信号进行恒压和恒流控制，并通过输出开关105将直流电信号传输至第一输出接口106，给蓄电池充电。

进一步，如图2所示，上述主控制器201包括：第一接口204、第二接口205、主控芯片206和第二输出接口207；第一接口204与温度采样器202连接，用于接收温度参数，将温度参数传输至主控芯片206；第二接口205与电信号采样器203连接，用于接收直流电信号，将直流电信号传输至主控芯片206；主控芯片206与第一接口204、第二接口205连接，用于接收温度参数和直流电信号，向第二输出接口207传输与温度参数和直流电信号对应的档位控制信号；第二输出接口207与主控芯片206和高频开关103连接，用于将档位控制信号传输至高频开关。

上述档位控制信号，是主控制器根据当前充电器输出的直流电信号和充电器所处环境的当前温度对高频开关发出的控制信号，当温度过高时，主控制器就会向高频开关发送档位控制信号，对高频开关的频率进行调整，以降低充电器的充电电流，例如，在正常温度范围内，充电器的输出电流为3A，当环境温度过高(如高于45℃时)，高频开关根据主控制器发送的档位控制信号，通过调整自身的频率以使充电器的输出电流从3A变成1A，降低了充电器的功率，从而减小发热，当温度降低为40°，充电器会继续调整，变为3A充电，有效避免了蓄电池在高温下充电，减少了蓄电池的损伤，提高了蓄电池的使用寿命。

在实际使用时，上述实施例所述的充电器的充电电路和控制电路需要封装在一个壳体内，以供用户使用，基于此，本实用新型实施例提供了一种充电器的外形结构示意图。

如图4所示，充电电路和控制电路封装在壳体401中，壳体401上设置有第一线槽和第二线槽，其中，该第一线槽和第二线槽在图4中未示出，具体实现时，第一线槽与输入接口相匹配，第二线槽与第一输出接口相匹配，充电器还包括第一连接线和第二连接线；进一步，上述充电器还包括第一连接线405和第二连接线404，第一连接线405的一端通过第一线槽与输入接口，另一端与交流电源连接；第二连接线404的一段通过第二线槽与输出接口连接，另一端与蓄电池连接。其中，第一连接线405与交流电源连接的一端还设置有电源插头407，第二连接线404与蓄电池连接的一端还设置有连接插头406。

进一步，考虑到充电器散热问题，上述充电器还包括封装在壳体401内，与主控制器连接的风扇(图4中未示出)；风扇为直流风机，如12V的轴流风机。同时，为了提高充电器的散热效果，上述壳体401的至少一个侧面上设置有通风孔，如图4所示的通风孔403，其中，在本实施例中优选为在相对的连个侧面上设置通风孔，在其他实施例中，通风孔的位置和数量还可以有其他的设置方式，本实用新型实施例对此不进行限制。

优选地，为了方便用户查看充电器的工作状态，以及蓄电池的充电情况，上述充电器设置有指示灯，如图4所示的指示灯402，其中，本实用新型实施例中的指示灯数量优选为四个，指示灯402与壳体401内部的主控制器连接，用于在主控制器的控制下指示充电器的状态。进一步，在控制电路上还可以连接一个定时器，对充电器的充电时间进行计时，可以由充电器的生产方进行设置，使充电器总的充电时间不超过12小时，当充电时间到达12小时时，可以触发充电电路的输出开关断开，通知充电。

进一步，上述指示灯优选为红绿双色指示灯，将定时器设置成阶段定时，开始充电时，只显示一个红灯，随着蓄电池电量不断增加，指示灯亮的个数也不断增加，从第三盏灯常亮起开始计时，计时到了2.5小时或者电流小于0.55A就直接进入浮充阶段并显示绿灯，以进行电量的显示。同时，当充电器与蓄电池连接后，主控制器根据电信号采样器采集的电信号还可以判断蓄电池是否反接，蓄电池反接时，主控制器控制指示灯进行双色闪烁已进行提示，避免由于蓄电池反接造成充电事故。

本实用新型实施例提供的充电器，在充电器内设置了带有电信号采样器和温度采样器的控制电路，通过电信号采样器采集第一输出接口输出的直流电信号，以及通过温度采样器采集充电器所处环境的温度参数，基于该直流电信号和温度参数调节充电器的充电电路输出的直流电信号。该方式通过在充电器内安装上述控制电路，能够从充电器的输出端取样，并结合环境温度对充电器和蓄电池的影响控制充电器的输出，为蓄电池提供保护措施，缓解了充电时对蓄电池造成的损伤，有助于提高蓄电池的使用寿命。

实施例三：

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例还提供了一种充电装置，如图5所示的充电装置的结构示意图，该充电装置包括：蓄电池500和上述实施例所述的充电器501，该蓄电池500应用于车辆上，通过充电器501充电。

本实用新型实施例提供的充电装置，通过控制电路从充电器的输出端取样，并结合环境温度对充电器和蓄电池的影响来控制充电器的输出，为蓄电池提供保护措施，缓解了充电时对蓄电池造成的损伤，有助于提高蓄电池的使用寿命。

本实用新型实施例提供的充电装置，与上述实施例提供的充电器具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述充电装置的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充电器，用于为车辆充电，其特征在于，包括：充电电路和控制电路；

所述控制电路包括主控制器和与所述主控制器连接的温度采样器和电信号采样器；其中，所述主控制器与所述充电电路连接；

所述电信号采样器与所述充电电路的第一输出接口连接，用于采集所述第一输出接口输出的直流电信号，并将所述直流电信号传输至所述主控制器；

所述温度采样器用于采集所述充电器所处环境的温度参数，并将所述温度参数传输至所述主控制器；

所述主控制器用于接收所述直流电信号和所述温度参数，向所述充电电路发送控制信号，以调节所述充电电路输出的直流电信号。

2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述温度采样器包括温度传感器和采样电路；

所述温度传感器用于将感应的温度参数转换成电信号，将所述电信号传输至所述采样电路；

所述采样电路用于对所述电信号进行采样，将采样得到的所述电信号传输至所述主控制器。

3.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述电信号采样器包括电流信号采样器和电压信号采样器，分别采集所述第一输出接口输出的电流信号和电压信号。

4.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述充电电路包括依次连接的输入接口、整流器，高频开关、恒压恒流控制器和输出开关，其中，所述输出开关与所述第一输出接口连接；

所述输入接口设置有接线端子，用于连接外部的交流电源；

所述整流器包括依次连接的输入滤波器和整流滤波器；所述高频开关包括逆变器和输出整流滤波器，所述整流器和所述高频开关对所述交流电源提供的交流电信号进行整流和滤波处理，输出所述直流电信号；

所述高频开关与所述主控制器连接，接收所述主控制器发送的所述控制信号，以对所述整流器输出的所述直流电信号进行调节；

所述恒压恒流控制器用于对所述直流电信号进行恒压和恒流控制，并通过所述输出开关将所述直流电信号传输至所述第一输出接口，给蓄电池充电。

5.根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，所述主控制器包括：第一接口、第二接口、主控芯片和第二输出接口；

所述第一接口与所述温度采样器连接，用于接收所述温度参数，将所述温度参数传输至所述主控芯片；

所述第二接口与所述电信号采样器连接，用于接收所述直流电信号，将所述直流电信号传输至所述主控芯片；

所述主控芯片与所述第一接口、所述第二接口连接，用于接收所述温度参数和所述直流电信号，向所述第二输出接口传输与所述温度参数和所述直流电信号对应的档位控制信号；

所述第二输出接口与所述主控芯片和所述高频开关连接，用于将所述档位控制信号传输至所述高频开关。

6.根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，所述充电电路和所述控制电路封装在一个壳体内，所述壳体上设置有第一线槽和第二线槽；

所述第一线槽与所述输入接口相匹配，所述第二线槽与所述第一输出接口相匹配。

7.根据权利要求6所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括封装在所述壳体内，与所述主控制器连接的风扇；所述风扇为直流风机。

8.根据权利要求6所述的充电器，其特征在于，所述壳体的至少一个侧面上设置有通风孔。

9.根据权利要求6所述的充电器，其特征在于，所述充电器设置有指示灯，所述指示灯与所述壳体内部的所述主控制器连接，用于在所述主控制器的控制下指示所述充电器的状态。

10.一种充电装置，其特征在于，包括：蓄电池和权利要求1～9任一项所述的充电器，所述蓄电池应用于车辆上，通过所述充电器充电。