专利名称：汽车快速充电启动两用机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车快速充电启动两用机，属机动车电瓶充电和帮助发动机启动的设备之一。
现有的充电机，普遍存在着只能充足电压，而不能充满电流的问题，有的虽然能充满电流，但体积大，成本高，既不便于携带，也使顾客无法承受较贵的价格。其次，现有的充电机，不能直接用来帮助汽车启动，从而限制了充电机的应用范围。汽车及一切机动车辆在冬季温度较底时，较难启动，若能使汽车像夏天一样快速启动，将大大节约司机发动车所用的时间，提高车的利用率和办事效率。
本实用新型的目的在于提供一种充电速度快、体积小、成本底，并能帮助汽车启动的汽车快速充电启动两用机。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来达到的。这种汽车快速充电启动两用机，由壳体1，位于壳体内的直流输出电路2组成，其特殊之处是在直流输出电路2交流电的一个输入端设一串接其上的可调整输入电源电压和电流大小的电源调整电路4，该电源调整电路的作用是调整220伏电压的高低变化，使其电压变化范围在允许的范围之内，同时调整供电电压和电流的大小，以决定充电速度。
在直流输出电路2的正负极c、d上接入了以其为直流工作电源的充电保护电路5，它由开关电路、电压嵌位电路和电压嵌位自动转换电路组成，其电压嵌位电路和电压嵌位自动转换电路的高电位端c′、低电位端d′与直流输出电路2的正负极c、d相接。它的开关电路通过继电器J1的触点J1′与决定电源调整电路4通断的控制端a′、b′相接。充电保护电路5的作用是，当被充电电瓶的电压达到额定值(如12伏、24伏)时，会自动切断电源调整电路4，使整机处于非工作状态，从而达到保护被充电电瓶的目的。
在直流输出电路2交流电输入端和直流电输出端之间接入了一启动自动控制电路3，所述的启动自动控制电路3由整流电路、开关电路、和电压嵌位电路组成，该启动自动控制电路通过其整流电路与直流输出电路2的交流电输入端a、b相连，通过其电压嵌位电路的高电位端m和低电位端n与直流输出电路2的正负极c、d相连，通过其开关电路的继电器J2的触点J2′和限流电阻与决定电源调整电路4通断的控制端b′、e′相连。该启动控制电路的作用是，一旦汽车开始发动，便向汽车发动机输入大量电流，帮助汽车发动机快速启动，且一旦汽车发动起来，便自动切断供电电源，防止大电流流入汽车电瓶而使电瓶损坏。而且在汽车不发动时，也不向汽车电瓶充电，确保汽车电瓶的安全。
本实用新型电源调整电路4的一种结构是，所述的电源调整电路4由双向晶闸管BT、触发二极管D1、反馈电路、充放电电路、可调电阻W6，限电流阻R5、R6，开关k1、k2，触点J1′，和触点J2′组成，双向晶闸管BT的一端与交流电输入端相连，另一端与直流输出电路2的变压器B初级线圈的一端相连，反馈电路由电容C1和电阻R1组成，充放电电路由依次串接为一体的电阻R3、电容C2和电阻R2组成，触发二极管D1的一端与电容C2和电阻R2的连接点相接，另一端与双向晶闸管BT的可控端G相连。可调电阻W6的一端与双向晶闸管BT的输出端k′相连，另一端通过开关k1和继电器J1的触点J1′与充放电电路中电阻R2的一端相连，其可调端与反馈电路相连，限流电阻R5、R6的一端并接后与双向晶闸管BT的K′端相连，另一端通过开关K2与触点J2′的一端相接，触点J2′的另一端与电阻R2的一端相接，电阻R2是一个放电电阻。
本实用新型充电保护电路5的一种结构是，该充电保护电路5由开关电路、电压嵌位电路和电压嵌位自动转换电路组成。开关电路由三极管Q1，串接在三极管Q1基极上的稳压二极管D12和二极管D13，连接在三极管Q1集电极上的继电器J1，并联在继电器J1两端的，以便消除该继电器自振所引起副波的二极管D11和电容器C7组成，它通过继电器J1的触点J1′与决定电源调整电路4通断的控制端a′、b′相接，电压嵌位电路由与直流输出电路2正极c相连的二极管D14，与二极管D14负极相连并串接的电阻R12、R11，通过继电器J3的触点J3′可与电阻R12、R11串接的可调电阻W3、W4组成。电阻R12、R11的连接点与二极管D13的正极相连，电压嵌位电路的c′、d′端与直流输出电路2的正负极c、d相连。电压嵌位自动转换电路由与直流输出电路2的正极c相连的电阻R13，与电阻R13串联的可调电阻W5，可调电阻W5与直流输出电路2的负极d相连，并接在可调电阻W5两端的继电器J3、二极管D15组成，可调电阻W5的可调端与继电器J3相连。
本实用新型启动自动控制电路3的一种结构是，所述的启动自动控制电路3由整流电路、开关电路、和电压嵌位电路组成，整流电路与直流输出电路2的交流电输入端a、b相连，它包括由电阻R4、电容C4组成的降压电路，由二极管D2、D3、D4、D5组成的桥式整流电路，并接在桥式整流电路两端的电容C5和稳压二极管D6组成。开关电路由三极管Q1，与该三极管集电极相连的继电器J2，并接在继电器J2两端的二极管D7，电容C6，一端与整流电路的正极相连，另一端与三极管Q1基极相连的电阻R8，通过正极与三极管Q1基极相连的二极管D8组成。电压嵌位电路由三极管Q2，与其集电极相连的电阻R7，与其基极相连的稳压二极管D9，二极管D10，与电阻R7一端相连并串为一体的电阻R9、R10，与电阻R9另一端相连的可调电阻W1、W2组成。两可调电阻经开关K3与电源负极相连，二极管D10的正极与电阻R10、R9的连接点处相连，该电压嵌位电路的m端、n端与直流输出电路2的正负极c、d相连。
本实用新型的基本工作原理是，对电瓶充电时，将功能开关置于充电位置，将本机接入220伏交流电，通过电源调整电路4调整供电电压和供电电流，使电压电流稳定在额定值上，充电保护电路5和电源调整电路4接通，整机处于工作状态，而向电瓶充电，当电瓶电压达到额定值时，充电保护电路5自动断开电源调整电路4，使整机处于非工作状态，停止向电瓶充电，从而保护了汽车电瓶。而且当电瓶电压高于12伏时，充电保护电路5会自动转换嵌位电路的电压，直至电瓶电压达到额定值后而切断供电电路。当用于启动汽车时，将功能开关置于启动位置，并根据电瓶电压选择启动电压的位置，汽车不启动时，启动自动控制电路3，使电源调整电路4不工作，整机处于非工作状态。汽车启动时，启动自动控制电路3使电源调整电路4工作，整机处于工作状态，本充电机的大量电流和汽车自身电瓶的电流流向汽车发动机，使汽车发动机迅速启动，汽车一旦启动，启动自动控制电路3切断电源调整电路4，使整机又处于非工作状态，防止了本充电机的大电流流入电瓶，而对电瓶造成损坏。
由于本实用新型增设了电源调整电路4，既保证了供电电压的稳定性，又使供电电流在0～100A范围内可调，充电速度快，对于因启动汽车时造成的亏电，充电电流为20～40A，可在15～20分钟内充满，而现有的充电机，因充电电流最大为15A，所以需8～10小时充满，由于电瓶因长期放置造成的亏电，可在6～8小时内充满电，比现有充电机节约近一半的时间，由于增设了充电保护电路5，电瓶充满电后，本实用新型通过充电保护电路5会自动断电，能确保充电电瓶的安全；由于增设了启动自动控制电路3，使本实用新型能在汽车发动时，向汽车发动机大量供电，帮助快速启动汽车，使汽车在寒冷条件下的启动变得容易，而且在此工作状态下不向电瓶充电，既保证了电瓶安全，又能有效地帮助启动汽车。由于本实用新型构思巧妙，结构简单，所以体积小、成本低。
附图图面说明
图1——本实用新型一个实施例的外形结构示意图图2——本实用新型的电原理结构框图图3——本实用新型一个实施例的电原理结构图
以下结合附图给出本实用新型的实施例，用来进一步说明技术解决方案。
实施例。参考图1～图3。由图1看出，壳体1的前面板上有电源开关1-1，功能开关1-2，电流调节旋钮1-3，电压表2-2和电流表2-1。位于壳体内的线路板的电原理框图参考图2，线路板的电原理结构图参考图3。由图2看出电源调整电路4为直流输出电路2和启动自动控制电路3提供交流电源；直流输出电路2为充电保护电路5和启动自动控制电路3提供直流工作电源，充电保护电路5和启动自动控制电路3控制电源调整电路4通断。电源调整电路4，充电保护电路5，直流输出电路2，启动自动控制电路3，彼此之间的连接关系，其具体结构参考图3。电源调整电路4串接在直流输出电路2交流电输入端a和变压器B初级线圈一端的一段线路上，它由双向晶闸管BT，由电阻R1，电容C1组成的反馈电路，由电阻R3，电容C2，电阻R2组成的充放电电路，同时在电阻R3上并接了一电容C3。触发二极管D1、可调电阻W6、开关K1、电阻R5、R6和开关K2组成。通过触点J1′与充电保护电路5的继电器J1相连，通过触点J2′与启动自动控制电路3的继电器J2相连。控制端a′为开关K1的固定端，控制端b′为起放电作用的电阻R2的一端点。触点J2′接在电源调整电路4的控制端b′、e′上，控制端e′为开关K2的固定端。充电保护电路5以直流输出电路2输出的直流电为工作电源，它由开关电路、电压嵌位电路和电压嵌位自动转换电路组成。开关电路由三极管Q3、稳压二极管D12、二极管D13、继电器J1、二极管D11和电容C7组成；电压嵌位电路由二极管D14、电阻R12、R11、触点J3′、可调电阻W3、W4组成；电压嵌位转换电路由电阻R13、可调电阻W5、二极管D15、继电器J3组成，继电器J3的触点J3′的一个触点是与可调电阻W3的高电位端相接，另一触点与可调电阻W4的高电位端相接，该电压嵌位自动转换电路的高电位端c′、低电位端d′分别与直流输出电路2的正极c、负极d相接。启动自动保护电路3由整流电路、开关电路和电压嵌位电路组成。整流电路由电阻R4、电容C4、二极管D2、D3、D4、D5组成的桥式整流电路，电容C5和稳压二极管D6组成；开关电路由三极管Q1、继电器J2、二极管D7、电容C6、电阻R8、二极管D8组成。电压嵌位电路由三极管Q2，电阻R7、R9、R10、，可调电阻W1、W2、，稳压二极管D9、二极管D10和开关K3组成，该电压嵌位电路的高电位端m，低电位端n分别与直流输出电路2的正极c、负极d相接。直流输出电路2由变压器B，二极管D16～D19组成的桥式整流电路，电压表2-1、电流表2-2、开关K4和电感L组成。开关K4是为了防止启动汽车时，因电流过大造成对电流表的损坏，启动汽车时开关K4断开电表。电感L起分流电表的作用，也是为了电流表2-2而设计。O点和E点为电源输出端。
工作原理是，首先将由电源输出端E、O而引出的正、负极电源线并联到电瓶的正负极上，然后将由交流电输入端a、b引出的电源输入线插接到220伏的交流电上，打开电源开关1-1。如欲给电瓶充电，则将功能开关1-2(即图3中的开关K1、K2、K3)拨到充电位置，这时，开关K1处于闭合状态，开关K2、K3处于断开状态，然后通过电流调节旋钮1-3(对应图3中可调电阻W6)调整供电电流的大小。假设被充电电瓶的电压为12伏，由于J1′触点是常闭触点，只要继电器J1不发出指令，则J1′触点便保持常闭状态，电源调整电路4处于正常工作状态。电源调整电路4的工作原理是，通过控制双向晶闸管BT控制端G电压的大小来达到控制双向晶闸管BT的导通量，双向晶闸管BT的导通量大，其输出的电压、电流均大，双向晶闸管BT的导通量小，其输出的电压、电流均小。而控制端G导通电压的大小是通过可调电阻W6来实现的。可调电阻W6越小控制端G的电压越大，反之控制端G的电压越小。当电源输出端E、O接12伏电瓶时，因这时电瓶处于亏电状态，即电瓶电压低于12伏，所以在电阻R13的嵌位作用下，继电器J3的电压没有达到其能工作的程度，其触点J3′不发生变化，即保持其常闭触点与可调电阻W3的连接，这时可调电阻W3与电阻R11、R12组成12伏的电压嵌位电路，在电瓶电压达到12伏之前，电压嵌位电路中电阻R12、电阻R11接点之间的电压低于二极管D13的导通电压与稳压二极管D12的击穿电压之和，三极管Q3不工作，继电器J1不工作，则触点J1′保持常闭状态，电源调整电路4处于正常工作状态，其直流输出电路2输出电流向电瓶继续充电。当电瓶两端的电压达到12伏时，电压嵌位电路中电阻R12与电阻R11接点处的电压达到了使二极管D13导通，稳压二极管D12击穿的程度，三极管Q3导通，其集电极有电流流向三极管Q3，继电器J1工作，使触点J1′从常闭状态变为常开状态，电源调整电路4断开(双向晶闸管BT的控制端G没有控制电压)，切断了供电电路，直流输出电路2停止向电瓶充电，从而达到充电保护的目的。同时，若给24伏的电瓶充电，则直流输出电路2的电源输出端O、E两端的最终电压将等于24伏。当将24伏电瓶接到O、E两端后，如果直流输出电路2电源输出端O、E两端的电压低于12伏，则电压嵌位自动转换电路中的继电器J3得不到工作电压，触点J3′仍保持原来的状态，这时电压嵌位电路仍由电阻R12、R11和可调电阻W3组成。当电源输出端O、E两端的电压高于12伏时，继电器J3处的电压达到了其工作的电压，继电器J3工作，其触点J3′的常闭触点断开，常开触点闭合，使可调电阻W3断开，可调电阻W4接上，可调电阻W4与电阻R11、R12和二极管D14组成了电压嵌位电路，完成了自动转换嵌位电压的过程。当被充电电瓶电压达到24伏时，则电阻R12、R11接点处的电压达到了使二极管D13导通，稳压二极管D12击穿的程度，三极管Q3的基极又得到一个工作电压，三极管Q3工作，其集电极有工作电流，继电器J1工作，使触点J1′从常闭状态变为常开状态，又切断了电源调整电路4的供电电路，整机停止工作，从而又起到了充电保护的目的。
如果将本机用于启动车辆，则将功能开关1-2置于充电位置，即开关K1断开，开关K2、K3闭合，并且根据汽车所用电瓶大小，进一步将其置于12伏或24伏档的位置。开关K2、K3联动，且开关K2与限流电阻R5相接时，开关K3与可调电阻W1相接，这时对应12伏档位，当开关K2与限流电阻R6相接时，开关K3与可调电阻W2相接，这时对应24伏档位。把与直流电源输出端O、E相连接的电瓶夹，并联在本机电瓶上，接通电源，但本机此时只是处于待机状态而不工作。在司机扭动启动开关时，直流电源输出端O、E的电压突然下降，三极管Q2因其基极没有电压而不工作，即电压嵌位电路不工作。此时因电源通过电阻R8给三极管Q1的基极供电而使其导通，其集电极有工作电流，继电器J2发生动作，使触点J2′由常开状态变为常闭状态，(接通电阻R5或电阻R6)从而接通电源调整电路4，使直流电源输出电路2输出电流。当汽车启动结束时，其直流电源输出端O、E两端的电压很快升到原来的高电位状态，这时三极管Q2因其基极有工作电压而导通，使电阻R7、R8短路，三极管Q1因其基极没有工作电压而截止，处在三极管Q1集电极上的继电器J2停止工作，其触点J2′又回到常开点，将电源调整电路4断开，直流输出电路2停止工作，从而避免了大电流流入电瓶，造成电瓶损坏的问题，达到了启动自动保护的目的。
同理，根据本实用新型的技术解决方案，还可以给出功能、作用相同，而结构有区别的实施例。本实用新型给出的技术解决方案，也可以通过集成电路来实现。而且本实用新型所述的充电启动两用机，还可以用于其它机动车辆电瓶的充电及车辆自身的启动。
权利要求1.一种汽车快速允电启动两用机，由壳体(1)，位于壳体内的直流输出电路(2)组成，其特征是，在直流输出电路(2)交流电的一个输入端设一串接其上的可调整输入电源电压和电流大小的电源调整电路(4)；在直流输出电路(2)的正负极c、d上接入了以其为直流工作电源的充电保护电路(5)，它由开关电路、电压嵌位电路和电压嵌位自动转换电路组成，其电压嵌位电路和电压嵌位自动转换电路的高电位端c′、低电位端d′与直流输出电路(2)的正负极c、d相接，它的开关电路通过继电器J1的触点J1′与决定电源调整电路(4)通断的控制端a′、b′相接；在直流输出电路(2)交流电输入端和直流电输出端之间接入了一启动自动控制电路(3)，该启动自动控制电路由整流电路、开关电路和电压嵌位电路组成，并通过其整流电路与直流输出电路(2)的交流电输入端a、b相连，通过其电压嵌位电路的高电位端m和低电位端n与直流输出电路(2)的正负极c、d相连，通过其开关电路的继电器J2的触点J2′和限流电阻与决定电源调整电路(4)通断的控制端b′、e′相连；
2.根椐权利要求1所述的汽车快速充电启动两用机，其特征是，所述的电源调整电路(4)由双向晶闸管BT、触发二极管D1、反馈电路、充放电电路、可调电阻W6，限电流阻R5、R6，开关k1、k2，触点J1′，和触点J2′组成，双向晶闸管BT的一端与交流电输入端相连，另一端与直流输出电路(2)的变压器B初级线圈的一端相连，反馈电路由电容C1和电阻R1组成，充放电电路由依次串接为一体的电阻R3、电容C2和电阻R2组成，触发二极管D1的一端与电容C2和电阻R2的连接点相接，另一端与双向晶闸管BT的可控端G相连，可调电阻W6的一端与双向晶闸管BT的输出端k′相连，另一端通过开关k1和继电器J1的触点J1′与充放电电路中电阻R2的一端相连，其可调端与反馈电路相连，限流电阻R5、R6的一端并接后与双向晶闸管BT的K′端相连，另一端通过开关K2与触点J2′的一端相接，触点J2′的另一端与电阻R2的一端相接；
3.根椐权利要求1所述的汽车快速充电启动两用机，其特征是，所述的充电保护电路(5)由开关电路、电压嵌位电路和电压嵌位自动转换电路组成，开关电路由三极管Q1，串接在三极管Q1基极上的稳压二极管D12和二极管D13，连接在三极管Q1集电极上的继电器J1，并联在继电器J1两端的，以便消除该继电器自振所引起副波的二极管D11和电容器C7组成，它通过继电器J1的触点J1′与决定电源调整电路(4)通断的控制端a′、b′相接，电压嵌位电路由与直流输出电路(2)正极c.相连的二极管D14，与二极管D14负极相连并串接的电阻R12、R11，通过继电器J3的触点J3′可与电阻R12、R11串接的可调电阻W3、W4组成，电阻R12、R11的连接点与二极管D13的正极相连，电压嵌位电路的高电位端c′、低电位端d′与直流输出电路(2)的正负极c、d相连，电压嵌位自动转换电路由与直流输出电路(2)的正极c相连的电阻R13，与电阻R13串联的可调电阻W5，可调电阻W5与直流输出电路2的负极d相连，并接在可调电阻W5两端的继电器J3、二极管D15组成，可调电阻W5的可调端与继电器J3相连；
4.根椐权利要求1或2所述的汽车快速充电启动两用机，其特征是，所述的启动自动控制电路(3)由整流电路、开关电路、和电压嵌位电路组成，整流电路与直流输出电路(2)的交流电输入端a、b相连，它包括由电阻R4、电容C4组成的降压电路，由二极管D2、D3、D4、D5组成的桥式整流电路，并接在桥式整流电路两端的电容C5和稳压二极管D6组成，开关电路由三极管Q1，与该三极管集电极相连的继电器J2，并接在继电器J2两端的二极管D7，电容C6，一端与整流电路的正极相连，另一端与三极管Q1基极相连的电阻R8，通过正极与三极管Q1基极相连的二极管D8组成，电压嵌位电路由三极管Q2，与其集电极相连的电阻R7，与其基极相连的稳压二极管D9，二极管D10，与电阻R7一端相连并串为一体的电阻R9、R10，与电阻R9另一端相连的可调电阻W1、W2组成，两可调电阻经开关K3与电源负极相连，二极管D10的正极与电阻R10、R9的连接点处相连，该电压嵌位电路的高电位端m、低电位端n与直流输出电路(2)的正负极c、d相连；
5.根椐权利要求3所述的汽车快速充电启动两用机，其特征是，所述的启动自动控制电路(3)由整流电路、开关电路、和电压嵌位电路组成，整流电路与直流输出电路(2)的交流电输入端a、b相连，它包括由电阻R4、电容C4组成的降压电路，由二极管D2、D3、D4、D5组成的桥式整流电路，并接在桥式整流电路两端的电容C5和稳压二极管D6组成，开关电路由三极管Q1，与该三极管集电极相连的继电器J2，并接在继电器J2两端的二极管D7，电容C6，一端与整流电路的正极相连，另一端与三极管Q1基极相连的电阻R8，通过正极与三极管Q1基极相连的二极管D8组成，电压嵌位电路由三极管Q2，与其集电极相连的电阻R7，与其基极相连的稳压二极管D9，二极管D10，与电阻R7一端相连并串为一体的电阻R9、R10，与电阻R9另一端相连的可调电阻W1、W2组成，两可调电阻经开关K3与电源负极相连，二极管D10的正极与电阻R10、R9的连接点处相连，该电压嵌位电路的高电位端m、低电位端n与直流输出电路(2)的正负极c、d相连。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车快速充电、启动两用机,属机动车电瓶充电和帮助机动车启动的机器之一。它由壳体1和直流输出电路2组成。特点是在直流输出电路2交流电的一个输入端设一串接其上的电源调整电路4,在直流输出电路2的正负极上接入了充电保护电路5,在直流输出电路2的交流电输入端和直流电输出端之间接入了一启动控制电路3。具有充电和启动汽车发动两种功能,且能在充满电和汽车启动后立即断电的特点。
文档编号H02J7/00GK2453596SQ00248518
公开日2001年10月10日 申请日期2000年9月17日 优先权日2000年9月17日
发明者孙智明 申请人:孙智明