專利名稱：充電完畢或空載待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入零功耗的充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池充電器領(lǐng)域，尤其涉及一種電池充電器在充滿完畢或空載待 機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入零功耗的裝置。
背景技術(shù)：
在電子信息領(lǐng)域，節(jié)能環(huán)保一直是業(yè)內(nèi)追求的目標(biāo)，尤其對(duì)于經(jīng)常使用的電源與 充電器來(lái)講，由于它不是長(zhǎng)時(shí)間處于充電狀態(tài)，而是更多的時(shí)間可能處于空載待充或閑置 中，更低的節(jié)能就顯得更為重要，它能降低損耗，節(jié)約能源，是人類電源行業(yè)發(fā)展的必然追 求。隨著電源行業(yè)的日益發(fā)展和要求的提高，目前世界各國(guó)，都先后推出了在開(kāi)關(guān)電 源方面要求降低能耗的要求，如美國(guó)推出的能源之星(Energy Star)就是代表，其目標(biāo)是節(jié) 能、減少排放、降低溫室效應(yīng)，它適用于美國(guó)，澳大利亞，加拿大，歐盟，日本，新西蘭，中國(guó)及 臺(tái)灣地區(qū)。如附圖1所示，現(xiàn)有的電池充電器是通過(guò)對(duì)電池電壓或電流的采樣，降低電路中 的各種功耗來(lái)實(shí)現(xiàn)充電器在充滿電后或空載待機(jī)時(shí)的功耗，這樣的電路最終的結(jié)果只能將 功耗降低到一定水平，如0. 3W-0. 5W，不能完全實(shí)現(xiàn)零功耗。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，一種實(shí)現(xiàn)電池充電器在充電完畢后 或空載待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入零功耗的裝置。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種充電完畢或空載待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入 零功耗的充電器，包括市電、充電電路、電池采樣回路，市電為充電電路供電，電池采樣回路 檢測(cè)電池電壓或電流，把檢測(cè)結(jié)果處理后反饋至充電電路，還包括一繼電器控制電路，繼 電器控制電路與充電電路相連，用于實(shí)現(xiàn)充電電路的輸入控制；和一強(qiáng)制啟動(dòng)電路，強(qiáng)制啟 動(dòng)電路連接至繼電器控制電路，用于實(shí)現(xiàn)電池電壓過(guò)低時(shí)，人為地強(qiáng)制充電電路為電池充 H1^ ο作為進(jìn)一步改進(jìn)，電池采樣回路與繼電器控制電路連接，根據(jù)采樣結(jié)果控制繼電 器控制電路的通斷。作為進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型還包括一市電檢測(cè)電路，所述市電檢測(cè)電路位于繼 電器控制電路與電池采樣回路之間，用于檢測(cè)市電狀態(tài)。優(yōu)選地，繼電器控制電路包括電阻R51、電阻R52、二極管D16、三極管Q6、繼電器 Kl,電阻R51、R52串聯(lián)分壓與三極管Q6連接，形成開(kāi)關(guān)電路后與繼電器Kl的控制線圈連 接，二極管D16與繼電器Kl的控制線圈并聯(lián)，繼電器Kl的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)與所述充電電路中的一 輸入保險(xiǎn)絲串聯(lián)。優(yōu)選地，強(qiáng)制啟動(dòng)電路包括按鍵開(kāi)關(guān)SWl，按鍵開(kāi)關(guān)SWl采用自復(fù)位開(kāi)關(guān)，按鍵開(kāi) 關(guān)SWI與繼電器Kl的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)位置并聯(lián)。優(yōu)選地，電池采樣回路包括電阻R42、電阻R43、電阻R44、電阻R45、電阻R46、電阻R47、電容C23、電容C24、三極管Q4、P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5、微處理芯片U2，微處理芯片 U2的第6管腳通過(guò)電阻R44連接三極管Q4的基極，電阻R45和電容CM跨接于三極管Q4 的集電極和發(fā)射極之間，且電容CM的負(fù)極和三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4集電極通 過(guò)電阻R44接于P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極，電阻R41跨接與P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管 Q5的源極和漏極之間，電阻R42和電容C23并聯(lián)后一段接地，另一端通過(guò)電阻R43接于P溝 道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極。優(yōu)選地，市電檢測(cè)電路包括二極管D15、電阻R2、電阻R2A、電阻R50、電容C27、光 電耦合器U6，所述二極管D15與光電耦合器U6的發(fā)光二極管邊并聯(lián)，再與電阻R2、電阻R2A 串聯(lián)，光電耦合器U6的光敏三極管邊與電容C27并聯(lián)后一端接地，另一端通過(guò)電阻R50連 至微處理芯片U2的第1管腳，電容C27的正極接至微處理芯片U2的第4管腳。實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例，具有如下有益效果本實(shí)用新型通過(guò)原充電裝置增添電池采樣回路、市電檢測(cè)電路、繼電器控制電路 及強(qiáng)制啟動(dòng)電路即可實(shí)現(xiàn)充電器在充滿電后或空載待機(jī)時(shí)真正實(shí)現(xiàn)輸入零功耗，而次級(jí)采 用微處理芯片的工作模式亦可使次級(jí)電池的功耗電流小于50uA，總計(jì)功耗降至mW級(jí)甚至 uW級(jí)，大大節(jié)省了能源的浪費(fèi)與損耗。此項(xiàng)目可廣泛用于各種電池充電器或特種電源中。

圖1是現(xiàn)有的充電器電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一種充電完畢或空載待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入零功耗的充電器 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一種充電完畢或空載待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入零功耗的充電器 的軟件流程圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一種充電完畢或空載待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入零功耗的充電器 的具體實(shí)施電路圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新 型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。參照附圖2，市電(1)為充電電路(2)供電，供電后，充電電路⑵給電池(3)充 電，電池采樣回路⑷把檢測(cè)到的充電電路⑵的輸出電流與標(biāo)準(zhǔn)電流比較處理后反饋至 充電電路O)，使充電電路( 始終處于恒壓或恒流的狀態(tài)為電池C3)充電，電池采樣回路 ⑷檢測(cè)電池⑶兩端的電壓，電池充滿時(shí)即電池電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)斷開(kāi)市電⑴和充電電 路(2)之間的繼電器控制電路(5)，停止充電。市電(1)通過(guò)強(qiáng)制啟動(dòng)電路(6)連接至繼電 器控制電路(5)和充電電路O)，當(dāng)電池電壓過(guò)低，人為地強(qiáng)制充電電路為電池充電。市電 檢測(cè)電路(7)位于繼電器控制電路( 和電池采樣回路(4)之間，用于檢測(cè)市電狀態(tài)，通過(guò) 電池采樣回路(4)處理，反饋至充電電路O)。參照附圖3本實(shí)用新型實(shí)施例一種充電完畢或空載待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入零功耗的充 電器的軟件流程圖。電池采樣回路對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣，根據(jù)采樣結(jié)果判斷電池是否需要 充電，如不需要，繼續(xù)檢測(cè)電池兩端的電壓，如果需要充電，要先檢測(cè)電池電壓是否過(guò)低，如果過(guò)低，人工強(qiáng)制啟動(dòng)充電開(kāi)關(guān)即強(qiáng)制啟動(dòng)電路，使繼電器控制電路閉合為電池充電，如果 電池電壓不是過(guò)低且又需充電，檢測(cè)市電狀態(tài)，無(wú)市電連接時(shí)，啟動(dòng)市電連接至本裝置中， 有市電時(shí)，繼電器控制電路閉合，充電電路開(kāi)始為電池供電，直至電池被充滿。充滿后電池 采樣回路斷開(kāi)繼電器控制電路開(kāi)關(guān)，停止充電。電池采樣回路循環(huán)檢測(cè)電池兩端的電壓并 判斷電池是否需要充電直至電池被拔出，結(jié)束進(jìn)程。參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí)，用于進(jìn)行電池電壓取樣的電池采樣回 路(4)包括電阻R42、電阻R43、電阻R44、電阻R45、電阻R46、電阻R47、電容C23、電容C24、 三極管Q4、P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5、微處理芯片U2，微處理芯片U2的端口 6通過(guò)電阻R44 連接三極管Q4的基極，電阻R45和電容CM跨接于三極管Q4的集電極和發(fā)射極之間，且電 容CM的負(fù)極和三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4集電極通過(guò)電阻R44接于P溝道耗盡 型場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極，電阻R41跨接與P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極和漏極之間，電阻 R42和電容C23并聯(lián)后一段接地，另一端通過(guò)電阻R43接于P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏 極。當(dāng)電池包插在充電上時(shí)后，電池將通過(guò)電阻R47、電阻R46、電阻R45向電容CM充電， 此時(shí)P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5短時(shí)間導(dǎo)通，微處理芯片U2的VDD電壓建立，微處理芯片U2 開(kāi)始工作，微處理芯片U2第6腳控制三極管Q4的導(dǎo)通與截止，從而控制P溝道耗盡型場(chǎng)效 應(yīng)管Q5的導(dǎo)通與截止，通過(guò)P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5導(dǎo)通電壓在電阻R43和電阻R42上 的分壓，微處理芯片U2根據(jù)電池電壓判斷電池是否需要充電，根據(jù)判斷結(jié)果，則微處理芯 片U2第7腳輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制三極管Q6的狀態(tài)，從而控制繼電器的狀態(tài)，選擇是 觸點(diǎn)閉合對(duì)電池進(jìn)行充電或觸點(diǎn)開(kāi)路不對(duì)電池進(jìn)行充電。用于控制關(guān)斷輸入的繼電器控制電路(5)包括電阻R51、電阻R52、二極管D16、三 極管Q6、繼電器K1，所述電阻R51、R52串聯(lián)分壓與三極管Q6連接，形成開(kāi)關(guān)電路后與繼電 器Kl的控制線圈連接，二極管D16與繼電器Kl的控制線圈并聯(lián)，繼電器開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)與充電電 路(2)中的一輸入保險(xiǎn)絲串聯(lián)，作為控制輸入零功耗的控制部分。通過(guò)繼電器串聯(lián)在充電 器輸入的保險(xiǎn)絲之后，通過(guò)微處理芯片發(fā)出的開(kāi)路與閉合信號(hào)而工作，繼電器閉合時(shí)，充電 器即正常工作，當(dāng)繼電器開(kāi)路時(shí)，充電器因無(wú)AC市電而無(wú)法工作。繼電器在常態(tài)無(wú)控制時(shí)， 其觸點(diǎn)處于開(kāi)路狀態(tài)。電壓過(guò)低時(shí)強(qiáng)制啟動(dòng)充電的強(qiáng)制啟動(dòng)電路(6)包括按鍵開(kāi)關(guān)SWl，按鍵開(kāi)關(guān)SWl與 繼電器Kl的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)位置并聯(lián)。當(dāng)電池電壓過(guò)低，無(wú)法提供足夠的能量使微處理芯片U2 及繼電器控制電路⑵工作時(shí)，通過(guò)人為地強(qiáng)制閉合SW1，使充電器正常工作，SWl是自復(fù)位 開(kāi)關(guān)，按下開(kāi)關(guān)手柄后閉合，放開(kāi)手柄后自動(dòng)截止，當(dāng)充電器在SWl閉后，會(huì)進(jìn)入工作狀態(tài)， 并提供能量給微處理芯片U2，以控制繼電器閉合與開(kāi)路。SWl在常態(tài)無(wú)外力按壓時(shí)，處于開(kāi) 路狀態(tài)。用于檢測(cè)市電狀態(tài)的市電檢測(cè)電路(7)包括二極管D15、電阻R2、電阻R2A、電阻 R50、電容C27、光電耦合器U6, 二極管D15與光電耦合器U6的發(fā)光二極管邊并聯(lián)，再與電阻 R2、電阻R2A串聯(lián)，光電耦合器U6的光敏三極管邊與電容C27并聯(lián)后一端接地，另一端通過(guò) 電阻R50連至微處理芯片U2的端口 1，電容C27的正極接至微處理芯片U2的端口 4。當(dāng)滿 電池插在充電器上時(shí)，微處理芯片U2將會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)省其自身耗電，并定時(shí)蘇醒檢 測(cè)電池電壓，當(dāng)電池電壓降到需要充電時(shí)，則微處理芯片U2第7腳輸出控制信號(hào)使繼電器 閉合，市電加在電阻R2、電阻R2A、二極管D15及光電耦合器TO組成的電路兩端，使光電耦合器的光電三極管邊導(dǎo)通，使微處理芯片U2第4腳出現(xiàn)低電平信號(hào)，此時(shí)微處理芯片U2得 到有市電的信號(hào)，微處理芯片U2第7腳持續(xù)輸出信號(hào)控制繼電器閉合，直至電池充滿后，再 輸出相應(yīng)的關(guān)閉信號(hào)使繼電器開(kāi)路，停止充電。 以上所揭露的僅為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用 新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的 范圍。
權(quán)利要求1.一種充電完畢或空載待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入零功耗的充電器，包括市電、充電電路、電池采 樣回路，市電為充電電路供電，電池采樣回路檢測(cè)電池電壓或電流，把檢測(cè)結(jié)果處理后反饋 至充電電路，其特征在于，還包括一繼電器控制電路，所述繼電器控制電路與充電電路相連，用于實(shí)現(xiàn)充電電路的輸入 控制；一強(qiáng)制啟動(dòng)電路，所述強(qiáng)制啟動(dòng)電路連接至繼電器控制電路，用于實(shí)現(xiàn)電池電壓過(guò)低 時(shí)，人為地強(qiáng)制充電電路為電池充電。
2.如權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，所述電池采樣回路與繼電器控制電路連 接，根據(jù)采樣結(jié)果控制繼電器控制電路的通斷。
3.如權(quán)利要求2所述的充電器，其特征在于，還包括一市電檢測(cè)電路，所述市電檢測(cè)電 路位于繼電器控制電路與電池采樣回路之間，用于檢測(cè)市電狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的充電器，其特征在于，所述繼電器控制電路包括電阻R51、電阻 R52、二極管D16、三極管Q6、繼電器K1，所述電阻R51、R52串聯(lián)分壓與三極管Q6連接，形成 開(kāi)關(guān)電路后與繼電器Kl的控制線圈連接，二極管D16與繼電器Kl的控制線圈并聯(lián)，所述繼 電器Kl的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)與所述充電電路中的一輸入保險(xiǎn)絲串聯(lián)。
5.如權(quán)利要求4所述的充電器，其特征在于，所述強(qiáng)制啟動(dòng)電路包括按鍵開(kāi)關(guān)SWl，所 述按鍵開(kāi)關(guān)SWl與所述繼電器Kl的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)位置并聯(lián)。
6.如權(quán)利要求5所述的充電器，其特征在于，所述按鍵開(kāi)關(guān)SWl為自復(fù)位開(kāi)關(guān)。
7.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的充電器，其特征在于，所述電池采樣回路包括電阻 R42、電阻R43、電阻R44、電阻R45、電阻R46、電阻R47、電容C23、電容C24、三極管Q4、P溝 道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5、微處理芯片U2，微處理芯片U2的第6管腳通過(guò)電阻R44連接三極 管Q4的基極，電阻R45和電容CM跨接于三極管Q4的集電極和發(fā)射極之間，且電容CM的 負(fù)極和三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4集電極通過(guò)電阻R44接于P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng) 管Q5的柵極，電阻R41跨接與P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極和漏極之間，電阻R42和電 容C23并聯(lián)后一段接地，另一端通過(guò)電阻R43接于P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極。
8.如權(quán)利要求7所述的充電器，其特征在于，所述市電檢測(cè)電路包括二極管D15、電阻 R2、電阻R2A、電阻R50、電容C27、光電耦合器U6，所述二極管D15與所述光電耦合器U6的 發(fā)光二極管邊并聯(lián)，再與所述電阻R2、電阻R2A串聯(lián)，所述光電耦合器TO的光敏三極管邊與 所述電容C27并聯(lián)后一端接地，另一端通過(guò)電阻R50連至所述微處理芯片U2的第1管腳， 電容C27的正極接至所述微處理芯片U2的第4管腳。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種充電完畢或空載待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入零功耗的充電器，電池采樣回路把檢測(cè)到的充電電路的輸出電流處理后反饋至充電電路，使充電電路始終處于恒壓或恒流輸出，電池采樣回路檢測(cè)電池兩端的電壓，電池充滿時(shí)斷開(kāi)市電和充電電路之間的繼電器控制電路，停止充電；強(qiáng)制啟動(dòng)電路連接至繼電器控制電路和充電電路，當(dāng)電池電壓過(guò)低，人為地強(qiáng)制充電電路為電池充電。本實(shí)用新型在原充電裝置增添繼電器控制電路、電池采樣電路、強(qiáng)制啟動(dòng)電路及市電檢測(cè)電路即可實(shí)現(xiàn)充電器在充滿電后或空載待機(jī)時(shí)真正實(shí)現(xiàn)輸入零功耗，而次級(jí)采用微處理芯片的工作模式亦可使次級(jí)電池的功耗電流小于50uA，總計(jì)功耗降至mW級(jí)甚至uW級(jí)，大大節(jié)省了能源的浪費(fèi)與損耗。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201937300SQ20102070027
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者喻德茂, 范繼光, 魏家仁 申請(qǐng)人:崧順電子(深圳)有限公司