一種能自動斷電的節(jié)能充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及充電器，尤其涉及一種用于手機和電動自行車充電的充電器，該充電器能在充電結(jié)束后自動斷電，減少空載損耗達到節(jié)能和安全用電的要求。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前隨著社會的發(fā)展和科技水平不斷進步，電動車和手機類數(shù)碼電子產(chǎn)品已經(jīng)成為人們的日常生活中主要交通工具和必需品。這些設(shè)備或產(chǎn)品普遍使用電池供電，生活中人們已經(jīng)習(xí)慣于白天使用這些工具或設(shè)備，夜晚為其充電，因此普遍存在著充電器設(shè)備長時間處于通電狀態(tài)。有些人幾天、幾十天甚至常年將充電器設(shè)備置于通電待機狀態(tài)，使充電器長期處于無意義的帶電狀態(tài)，除了浪費能源外，還將加速這些充電設(shè)備的老化，甚至引發(fā)安全事故。另外這些設(shè)備的充電時間都有一定時長，如電動自行車的完全充電時間一般是8-10個小時，手機類數(shù)碼電子產(chǎn)品一般充電需時2-3小時。由于人們的生活習(xí)慣和條件限制，無法在充電完成時及時斷開充電器與市電的連接；同時由于目前的技術(shù)還不夠完善，無法徹底解決充電完成時自動斷開充電器與被充設(shè)備的電氣連接，尤其是不能斷開與市電線路的電氣連接，因此存在著空載損耗，同時還存在著安全隱患。
[0003]現(xiàn)如今一般100W以下電子設(shè)備，如充電器、電源適配器普遍使用的都是采用離線反激式開關(guān)電路，電路將電網(wǎng)提供的85V?275V交流電轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需要的直流電壓。正常工作狀態(tài)下，反激式開關(guān)電源的損耗主要包括導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，以及控制電路的損耗。待機狀態(tài)下，因為系統(tǒng)的輸出電流接近于零，導(dǎo)通損耗可以忽略，開關(guān)損耗和控制電路的損耗成為主要的系統(tǒng)待機功耗。參看圖2，在本案中存在的待機損耗主要有啟動損耗(R201、R202 )、吸收損耗(R203、C201)、高頻變壓器磁芯損耗(T )、輸出整流管反向恢復(fù)損耗(D301)、驅(qū)動損耗(R211)、開關(guān)損耗(Q201)。由于充電器的特殊性，即在一次完整的充電過程中，充電完成后無需再次啟動，因此待機損耗就是一種嚴重浪費。
[0004]時常見諸報端或新聞的電動車或手機等數(shù)碼電子產(chǎn)品充電時引發(fā)的火災(zāi)事故，時刻提示人們充電安全的重要性。各種充電保護裝置或設(shè)備不斷面市，這些充電保護裝置或設(shè)備為減少充電安全事故的發(fā)生起到了積極的作用，但這類保護裝置也存在著以下不足:
1、需要人工參與，也就是需要使用者主動開啟或啟動才有效，比如按下按鍵開關(guān)啟動才能夠使用，使用起來不夠方便；2、定時裝置，定時裝置是人為設(shè)定一個時間，時間到，斷開電源，由于充電時間的不確定性，電池剩余容量不同，充電時間也不相同，因此定時時間只能用增加時長來解決斷電的問題；3、由于目前主流的充電器普遍采用高頻開關(guān)電源變壓電路結(jié)構(gòu)(傳統(tǒng)的鐵心變壓器已經(jīng)逐步退出市場)因此用輸出端的低壓控制高壓端的通斷實現(xiàn)斷電功能存在技術(shù)難點，尤其是利用繼電器控制的方式，由于繼電器的體積原因，無法解決產(chǎn)品小型化和微型化的問題，故此在手機充電器上幾乎沒有可能使用繼電器的應(yīng)用方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提出一種充電結(jié)束后能自動斷開市電的節(jié)能充電器。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是設(shè)計一種能自動斷電的節(jié)能充電器，包括依次連接的橋式整流電路、開關(guān)控制電路、高頻變壓器、低壓輸出電路，其還包括:串接在橋式整流電路與開關(guān)控制電路之間的電子開關(guān)，以及低壓端控制檢測電路，連接低壓輸出電路，用以反饋充電器輸出電流的大小，根據(jù)輸出電流的大小輸出控制信號；隔離驅(qū)動電路，連接低壓端控制檢測電路，用以隔離反饋所述控制信號；上電自保持電路，連接隔離驅(qū)動電路和電子開關(guān)的控制端，根據(jù)隔離后的控制信號控制電子開關(guān)的通斷，并且在充電器上電初期向電子開關(guān)的控制端提供短時間的導(dǎo)通電平以維持電子開關(guān)的導(dǎo)通。
[0007]所述隔離驅(qū)動電路包括光電耦合器，該光電耦合器的輸入側(cè)連接所述低壓端控制檢測電路，輸出側(cè)連接所述上電自保持電路。
[0008]所述電子開關(guān)可以采用NM0S管，并串接在所述橋式整流電路的負極輸出線中；所述上電自保持電路包括串接在橋式整流電路正極輸出線與負極輸出線之間的第一電阻、第一電容、第二電阻，第一電阻與第一電容的連接點與所述光電耦合器的集電極之間串接第三電阻，第一電容與第二電阻的連接點連接光電親合器的發(fā)射極和電子開關(guān)的柵極，電子開關(guān)的柵極和源極之間并聯(lián)第四電阻和穩(wěn)壓管；所述第一電容兩端并聯(lián)一個重啟按鈕，該重啟按鈕采用常開按鈕。
[0009]所述電子開關(guān)也可以采用PM0S管，并串接在所述橋式整流電路的正極輸出線中；所述上電自保持電路包括串接在橋式整流電路正極輸出線與負極輸出線之間的第一電阻、第二電阻、第一電容，第一電阻與第二電阻的連接點連接電子開關(guān)的柵極和所述光電耦合器的集電極，光電耦合器的發(fā)射極通過第三電阻接橋式整流電路的負極輸出線，電子開關(guān)的柵極和源極之間并聯(lián)第四電阻和穩(wěn)壓管；所述第一電容兩端并聯(lián)一個重啟按鈕AN，該重啟按鈕采用常開按鈕。
[0010]所述低壓端控制檢測電路所用的直流電源和地分別連接所述低壓輸出電路的輸出端，低壓端控制檢測電路可以包括串接在低壓輸出電路輸出線中的電流偵測電阻、放大器、比較器，電流偵測電阻的兩端分別通過第十電阻和第十一電阻連接放大器的反相輸入端和同相輸入端，放大器輸出端與其反相輸入端之間串接第九電阻，放大器輸出端連接比較器反相輸入端，比較器同相輸入端通過第七電阻連接直流電源、并通過第八電阻接地，直流電源通過第五電阻連接所述光電耦合器輸入側(cè)的陽極，光電耦合器輸入側(cè)的陰極連接比較器的輸出端；所述光電耦合器的陽極和陰極之間正向連接指示燈。
[0011]所述低壓端控制檢測電路所用的直流電源和地連接所述低壓輸出電路的輸出端，低壓端控制檢測電路也可以包括電壓檢測單元、電流偵測單元和中央處理單元，直流電源通過第五電阻連接所述光電耦合器輸入側(cè)的陽極，光電耦合器輸入側(cè)的陰極連接中央處理單元，其中所述電壓檢測單元包括連接在直流電源和地之間的第七電阻和第八電阻，第七和第八電阻的連接點向中央處理單元發(fā)送所測電壓信號；所述電流偵測單元包括串接在低壓輸出電路輸出線中的電流偵測電阻，電流偵測電阻的兩端分別通過第十電阻和第十一電阻向中央處理單元發(fā)送所測電流信號；所述中央處理單元根據(jù)所述電壓信號和電流信號判斷充電是否結(jié)束，并向光電耦合器輸入側(cè)的陰極發(fā)出控制其導(dǎo)通或截止的控制電平。
[0012]上述光電耦合器的陰極與地之間可以連接一個機械開關(guān)，該機械開關(guān)安裝在充電器輸出插座中，當(dāng)插座內(nèi)有插頭插入時機械開關(guān)斷開，當(dāng)插座中無插頭時機械開關(guān)導(dǎo)通。
[0013]所述充電器輸出插座采用USB母座，該母座包括用于封裝的并且前部開口的金屬外殼、安裝在金屬外殼內(nèi)的舌狀的塑膠材質(zhì)的固定座、鑲嵌在固定座中的金屬針腳，所述固定座的后部設(shè)有一塑膠材質(zhì)的凸臺，在該凸臺內(nèi)設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)鑲嵌所述機械開關(guān)，該開關(guān)的按鍵部由凸臺內(nèi)向所述金屬針腳的上方突出，USB插頭與USB母座插接時USB插頭的前端可觸動所述按鍵部以觸發(fā)所述機械開關(guān)。
[0014]所述中央處理單元U1根據(jù)所述電流信號獲取恒流充電階段的最大安全充電電流I恒流、結(jié)合所述電壓信號的輸出電壓等級，按公式:1截止=1恒流/ N計算出充電截止電流閾