直流充电器、直流插座及直流充电系统的制作方法

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种直流充电系统、直流充电器及直流插座。

背景技术：

目前，市场上有很多带可以充电的电池的产品，例如，机器人、电动车等。给这些产品进行充电时，需要使用相应的电源适配器即充电器将市电转换为直流电后，将插头插在该产品的插座上进行充电。

在充电插头接触插座的瞬间往往会有一些火花出现。这些火花虽然不会影响充电或者是使用，但是，在有些环境下还是可能会有一定的影响，除外，火花还会使得插头和插座内部的接触金属片加速氧化，最后可能会造成接触不良，导致供电电源不稳定。此外，目前的充电插头在通上电之后，不管是否与插座接触，都有电压输出，这样，会有一定的安全风险。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种直流充电系统、直流充电器及直流插座，旨在减少或避免充电插头和插座接触瞬间出现的火花，以及单独充电插头即使通电后也没有电压输出，提高安全性。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种直流充电系统，包括直流充电器和带信号接口的直流插座；所述直流充电器包括交直流转换模块和直流电路模块，所述直流电路模块包括电源输出控制电路和带信号接口的直流插头；

所述交直流转换模块的输入端用于与交流电连接，输出端与所述直流电路模块连接；所述电源输出控制电路的输出端、输入端均与所述直流插头连接；所述直流插座设置于待供电设备端；

所述交直流转换模块用于将交流电转换为直流电；所述电源输出控制电路用于在接收到控制信号时通过所述直流插头输出直流电；所述控制信号为在所述直流插头与所述直流插座接触时产生并通过所述直流插头传输给所述电源输出控制电路的输入端的信号。

可选地，所述控制信号为反馈信号时，所述直流插座的一输入端接地。

可选地，所述待供电设备端包括与所述直流插座的输出端连接，用于控制有无直流电输入所述待供电设备端的控制电路模块。

可选地，所述控制电路模块包括第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关和第一防倒灌过流器件、第二防倒灌过流器件；

所述第一电控开关的输入端、所述第二电控开关的输入端均与所述直流插座连接；所述第一电控开关的受控端、所述第二电控开关的受控端均与所述第三电控开关的输入端连接，所述第三电控开关的输入端还连接至所述直流插座；所述第一电控开关的输出端与所述第一防倒灌过流器件的输入端、所述第二防倒灌过流器件的输入端均连接；所述第二电控开关的输出端与所述第一防倒灌过流器件的输入端、所述第二防倒灌过流器件的输入端均连接；

所述第一防倒灌过流器件的输出端和所述第二防倒灌过流器件的输出端连接形成的公共端作为所述控制电路模块的输出端；

所述第三电控开关的受控端与所述直流插座连接，所述第三电控开关的输出端接地；所述第三电控开关的输出端与所述第三电控开关的受控端之间连接有偏置电阻。

可选地，所述第一电控开关为mos管或继电器，所述第二电控开关为mos管或继电器，所述第三电控开关包括三极管或继电器。

可选地，所述mos管为pmos管，所述三极管为npn型三极管。

可选地，所述第一防倒灌过流器件和所述第二防倒灌过流器件均为二极管。

可选地，所述控制电路模块的输出端与所述待供电设备端的电池或者负载连接。

可选地，所述直流充电器和所述直流插座均支持协议通信时，所述控制信号为协议信号。

第二方面，本发明实施例提供一种直流充电器，包括交直流转换模块和直流电路模块，所述直流电路模块包括电源输出控制电路和带信号接口的直流插头；

所述交直流转换模块的输入端用于与交流电连接，输出端与所述直流电路模块连接；所述电源输出控制电路的输出端、输入端均与所述直流插头连接；

所述交直流转换模块用于将交流电转换为直流电；所述电源输出控制电路用于在接收到控制信号时通过所述直流插头输出直流电；所述控制信号为在所述直流插头与直流插座接触时产生并通过所述直流插头传输给所述电源输出控制电路的输入端的信号。

第三发明，本发明实施例提供一种直流插座，所述直流插座为带信号接口的插座，所述直流插座通过所述信号接口反馈控制信号。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

上述技术方案，通过电源输出控制电路在接收直流插头和直流插座接触后产生的控制信号后，通过直流插头输出直流电至插座。即，插头和插座接触形成通路后，才输出直流电，这样插头和插座相当于导线，不会产生火花，能保护插头和插座内部的接触金属片，防止加速氧化；此外，只有插头和插座形成通路之后，才输出直流电，单独充电插头没有电压输出，减少了安全风险，提高了安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种直流充电系统的结构示意框图；

图2为本发明实施例提供的一种直流充电系统的另一种结构示意框图；

图3为本发明实施例提供的一种直流充电系统的又一种结构示意框图；

图4为本发明实施例提供的直流充电系统的一种具体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种直流充电系统的又一种结构示意框图；

图6为本发明实施例提供的一种直流充电器的结构示意框图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了更好地介绍本发明实施例提供的技术方案，下面将通过具体实施例进行介绍说明。

实施例一

请参见图1示出的本发明实施例提供的一种直流充电系统的结构示意框图，该系统可以包括：直流充电器1和带信号接口的直流插座2；直流充电器1包括交直流转换模块11和直流电路模块12，直流电路模块12包括电源输出控制电路121和带信号接口的直流插头122。

交直流转换模块11的输入端用于与交流电连接，输出端与直流电路模块12连接；电源输出控制电路121的输出端、输入端均与直流插头122连接；直流插座122设置于待供电设备端。

交直流转换模块11用于将交流电转换为直流电；电源输出控制电路121用于在接收到控制信号时通过直流插头输出直流电；控制信号为在直流插头与直流插座接触时产生并通过直流插头传输给电源输出控制电路的输入端的信号。

可以理解的是，上述控制信号可以具体为电平信号，也可以为协议通信信号。其中，协议通信信号可以具体为串口协议、i²c(inter-integratedcircuit)协议等，此时，当直流插头和插座接触时，插座和插头直接会传输一个串口信号，根据该串口信号，插头输出直流电。当为电平信号时，可以预先设定该控制信号为接地信号，此时，设定插头和插座没有接触时，电源输出控制电路内部一直处于拉升或者是高电平状态，当插头和插座接触时，接地信号反馈至电源输出控制电路内部，拉低电平，输出直流电。

当然，也可以设定控制信号为高电平信号，相应地设定电源输出控制电路内部的状态为低电平信号。即，当插头和插座没有接触时，电源输出控制电路内部处于低电平状态，当插头和插座接触时，反馈高电平信号至电源输出控制电路，拉升至高电平，输出直流电。此外，在其它实施例中，还可以设定控制信号为某一个具体数值的电平信号，当电源输出控制电路接收到该电平信号时，则控制输出直流电。也就是说，对控制信号的具体表现形式不作限定。

可以看出，在直流插头和插座接触形成通路后才通直流电，可以避免或者是减少插头和插座接触瞬间火花的产生，防止插头和插座内部的接触金属片加速氧化；此外，单独插头接交流电后，插头没有和插座接触时，插头也不会有电压输出，减少了安全风险。

实施例二

在本发明的一些实施例中，上述控制信号可以具体为反馈信号，此时，上述直流插座的一输入端接地。具体请参见图2示出的本发明实施例提供的一种直流充电系统的另一种结构示意框图。

如图2所示，直流插座的一个输入端接gnd，这样，当插头和插座接触时，通过直流插头反馈gnd信号至电源输出控制电路，电源输出控制电路接收到该gnd信号后，会输出直流电给直流插头，以通过直流插头输出直流电给插座。

直流插座具体设置于待供电设备端，可选地，参见图2，待供电设备端包括与直流插座的输出端连接，用于控制有无直流电输入待供电设备端的控制电路模块。控制电路模块的输出端与待供电设备端的电池或者负载连接。

具体地，当直流插头输出直流电，即，直流插座有直流电时，控制电路模块接收到直流电后，会相应地导通，以为设备的负载端供电或者是为电池充电。

进一步地，参见图3示出的一种直流充电系统的又一种结构示意框图，控制电路模块包括第一电控开关31、第二电控开关32、第三电控开关33和第一防倒灌过流器件34、第二防倒灌过流器件35。

第一电控开关的输入端、第二电控开关的输入端均与直流插座连接；第一电控开关的受控端、第二电控开关的受控端均与第三电控开关的输入端连接，第三电控开关的输入端还连接至直流插座；第一电控开关的输出端与第一防倒灌过流器件的输入端、第二防倒灌过流器件的输入端均连接；第二电控开关的输出端与第一防倒灌过流器件的输入端、第二防倒灌过流器件的输入端均连接。

第一防倒灌过流器件的输出端和第二防倒灌过流器件的输出端连接形成的公共端作为控制电路模块的输出端。

第三电控开关的受控端与直流插座连接，第三电控开关的输出端接地；第三电控开关的输出端与第三电控开关的受控端之间连接有偏置电阻。

可选地，第一电控开关可以为但不限于mos管或继电器，第二电控开关可以为但不限于mos管或继电器，第三电控开关可以包括但不限于三极管或继电器。进一步地，mos管为pmos管，三极管为npn型三极管。第一防倒灌过流器件和第二防倒灌过流器件均为二极管。

为了更好地介绍直流充电系统的工作过程，下面结合图4示出的直流充电系统的一种具体原理结构示意图进行介绍说明。

如图4所示，包括充电器端和产品端，充电器端包括电源充电器dc插头u1、控制电路、端点tp1，产品端包括端点tp2、tp3，tp1、tp2、tp3均为测试点；以及电阻r1、r2、r3、r4、r5，电容c1，三极管q1，pmos管u2、u3，二极管u4、u5。具体连接关系参见图4，在此不再赘述。

其工作过程可以具体如下：

在tp1和tp2没有接触时，则充电器端的dc插头由充电器内部的控制电路控制其没有电源输出，vcc_dcin没有电压；vcc_dcin没有电压，则产品端的三极管q1截止，就会使得pmos管u2、u3不导通，则vcc_bvin没有电压，则无法使产品电池充电或者使其正常使用。

当tp1与tp2端接触时，也即，dc插头与插座相连接时，则反馈信号由于tp1与tp2接触时，反馈信号到gnd，给到充电器端内部的控制电路；有反馈信号过来给到控制电路，控制电路则使其dc插头有电源输出。当有电源输出时，vcc_dcin有电压则会使得q1导通，q1导通进而使得pmos管u2、u3导通，则vcc_bvin有电压，可以使产品电池充电或者使其正常使用。其中，图4里面的电阻、电容和pmos管的具体数字可以根据充电电压和充电电流进行设定。

在本发明的其它实施例中，上述直流充电器和直流插座均支持协议通信时，控制信号为协议信号。此时，具体结构示意图如图5所示，在此不再赘述。

上述的直流充电系统，通过电源输出控制电路在接收直流插头和直流插座接触后产生的控制信号后，通过直流插头输出直流电至插座。即，插头和插座接触形成通路后，才输出直流电，这样插头和插座相当于导线，不会产生火花，能保护插头和插座内部的接触金属片，防止加速氧化；此外，只有插头和插座形成通路之后，才输出直流电，单独充电插头没有电压输出，减少了安全风险，提高了安全性。

实施例三

参见图6示出的本发明实施例提供的一种直流充电器的结构示意框图，本发明实施例还提供一种直流充电器，该直流充电器包括交直流转换模块61和直流电路模块62，所述直流电路模块62包括电源输出控制电路621和带信号接口的直流插头622；

所述交直流转换模块61的输入端用于与交流电连接，输出端与所述直流电路模块62连接；所述电源输出控制电路621的输出端、输入端均与所述直流插头622连接；

所述交直流转换模块61用于将交流电转换为直流电；所述电源输出控制电路621用于在接收到控制信号时通过所述直流插头输出直流电；所述控制信号为在所述直流插头与直流插座接触时产生并通过所述直流插头传输给所述电源输出控制电路的输入端的信号。

此外，本发明实施例还提供一种直流插座，所述直流插座为带信号接口的插座，所述直流插座通过所述信号接口反馈控制信号。该直流插座与上述直流充电器相互对应，该直流插座可设置于待供电设备端。

需要说明的是，本实施例与其他实施例的相同或相似之处可相互参见，在此不再赘述。

本发明实施例通过电源输出控制电路在接收直流插头和直流插座接触后产生的控制信号后，通过直流插头输出直流电至插座。即，插头和插座接触形成通路后，才输出直流电，这样插头和插座相当于导线，不会产生火花，能保护插头和插座内部的接触金属片，防止加速氧化；此外，只有插头和插座形成通路之后，才输出直流电，单独充电插头没有电压输出，减少了安全风险，提高了安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。