交流充电及供电电路的制作方法

文档序号:22748293发布日期:2020-10-31 09:39阅读:170来源:国知局
交流充电及供电电路的制作方法

本发明是有关于一种电路,且特别是有关于一种交流充电及供电电路。



背景技术:

目前市面上的充电电蚊拍主要用铅酸电池,因为铅酸电池成本低。依使用习惯,不少人觉得充电电蚊拍的电池寿命短。因为电蚊拍被当成廉价的消耗品,当电池坏掉时,一般人是直接丢弃电蚊拍买新的,造成浪费。铅酸电池电池直接进焚化炉或掩埋场可能造成重金属污染。

电池寿命短的重要原因之一是电池过充,没被吸收的电能电解水产生的氢氧导致电池漏液或伤害电极板。因为电蚊拍是低价的生活用品,而且有体积的限制,所以一般充电线路是用简单的电阻+电容+整流器,没有充饱电断电的保护。为了避免有爆炸的风险,一般是用20-40ma左右的电流慢速充电,充饱要数小时。因为充电时间长,很容易忘记。一般铅酸电池电蚊拍没有充饱电的显示,使用者不知道要充电多久;或是有些人习惯睡前充电,充电时间过长。



技术实现要素:

本发明提出一种交流充电及供电电路,改善先前技术的问题。

在本发明的一实施例中,本发明所提出的交流充电及供电电路包含降压区块、整流器区块、开关电池区块以及控制器。降压区块电性连接交流电源,整流器区块电性连接降压区块,整流器区块具有整流电压输出端与接地端,开关电池区块电性连接于供电端与接地端之间,开关电池区块包含第一二极管、电控开关与电池,第一二极管的阳极电性连接整流电压输出端,第一二极管的阴极电性连接供电端,电控开关与电池电性连接于第一二极管与接地端之间。控制器电性连接于供电端与接地端之间,控制器用于控制电控开关的启闭。

在本发明的一实施例中,交流充电及供电电路还包含稽纳二极管。稽纳二极管的阳极电性连接接地端,稽纳二极管的阴极电性连接供电端。

在本发明的一实施例中,交流充电及供电电路还包含稳压电容。稳压电容电性连接于供电端与接地端之间。

在本发明的一实施例中,交流充电及供电电路还包含第一电阻以及第二电阻。第一电阻的一端电性连接于整流电压输出端,第二电阻的一端电性连接第一电阻的另一端,第二电阻的另一端电性连接接地端,其中控制器的输入接脚电性连接该第一电阻的该另一端与该第二电阻的该端。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含手动开关。手动开关与电池串接。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含电阻器。电阻器的两端分别电性连接控制器与电控开关,电控开关为npn型双载子接面晶体管,npn型双载子接面晶体管的集极电性连接第一二极管的阴极,npn型双载子接面晶体管的基极电性连接电阻器,npn型双载子接面晶体管的射极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接npn型双载子接面晶体管的集极与射极。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含电阻器。电阻器的两端分别电性连接控制器与电控开关,电控开关为pnp型双载子接面晶体管,电池的一端电性连接第一二极管的阴极,电池的另一端电性连接pnp型双载子接面晶体管的射极,pnp型双载子接面晶体管的基极电性连接电阻器,pnp型双载子接面晶体管的集极电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接pnp型双载子接面晶体管的射极与集极。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含电阻器。电阻器的两端分别电性连接控制器与电控开关,电控开关为npn型双载子接面晶体管,npn型双载子接面晶体管的集极电性连接第一二极管的阳极,npn型双载子接面晶体管的基极电性连接电阻器,npn型双载子接面晶体管的射极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接第一二极管的阴极与电池的该端。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含第二二极管。电控开关为n型金氧半导体,电池的一端电性连接第一二极管的阴极,电池的另一端电性连接第二二极管的阳极,第二二极管的阴极电性连接n型金氧半导体的漏极,n型金氧半导体的一栅极电性连接控制器,n型金氧半导体的源极电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接第二二极管的阳极与n型金氧半导体的源极。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含第二二极管。电控开关为p型金氧半导体,p型金氧半导体的一源极电性连接第一二极管的阴极,p型金氧半导体的栅极电性连接控制器,p型金氧半导体的漏极电性连接第二二极管的阳极,第二二极管的一阴极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接p型金氧半导体的源极与第二二极管的阴极。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含第二二极管。电控开关为p型金氧半导体,p型金氧半导体的一源极电性连接第一二极管的阳极,p型金氧半导体的栅极电性连接控制器,p型金氧半导体的漏极电性连接第二二极管的阳极,第二二极管的阴极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接第一二极管的阴极与第二二极管的阴极。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含第二二极管以及电阻器。电阻器的两端分别电性连接控制器与电控开关,电控开关为npn型双载子接面晶体管,第一二极管的阴极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接第二二极管的阳极,第二二极管的阴极电性连接npn型双载子接面晶体管的集极,npn型双载子接面晶体管的基极电性连接电阻器,npn型双载子接面晶体管的射极电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接第二二极管的阳极与npn型双载子接面晶体管的射极。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含第二二极管以及电阻器。电阻器的两端分别电性连接控制器与电控开关,电控开关为一pnp型双载子接面晶体管,第一二极管的阴极电性连接pnp型双载子接面晶体管的一射极,pnp型双载子接面晶体管的一基极电性连接电阻器,pnp型双载子接面晶体管的一集极电性连接第二二极管的一阳极,第二二极管的一阴极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接pnp型双载子接面晶体管的射极与电池的该端。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含第二二极管以及电阻器。电阻器的两端分别电性连接控制器与电控开关,电控开关为pnp型双载子接面晶体管,第一二极管的阳极电性连接pnp型双载子接面晶体管的射极,pnp型双载子接面晶体管的基极电性连接电阻器,pnp型双载子接面晶体管的集极电性连接第二二极管的阳极,第二二极管的阴极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接第一二极管的阴极与电池的该端。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含第二二极管。电控开关为n型金氧半导体,第二二极管的阳极电性连接第一二极管的阴极,第二二极管的一阴极电性连接n型金氧半导体的漏极,n型金氧半导体的栅极电性连接控制器,n型金氧半导体的源极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接第二二极管的阳极与n型金氧半导体的源极。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含第二二极管。电控开关为p型金氧半导体,第一二极管的阴极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接p型金氧半导体的源极,p型金氧半导体的栅极电性连接控制器,p型金氧半导体的漏极电性连接第二二极管的阳极,第二二极管的阴极接地端,手动开关的两端分别电性连接p型金氧半导体的源极与第二二极管的阴极。

在本发明的一实施例中,开关电池区块还包含第二二极管。电控开关为n型金氧半导体,第一二极管的阳极电性连接第二二极管的阳极,第二二极管的阴极电性连接n型金氧半导体的漏极,n型金氧半导体的栅极电性连接控制器,n型金氧半导体的源极电性连接电池的一端,电池的另一端电性连接接地端,手动开关的两端分别电性连接第一二极管的阴极与n型金氧半导体的源极。

在本发明的一实施例中,交流充电及供电电路还包含发光元件。发光元件电性连接控制器。

在本发明的一实施例中,降压区块为电容器。

在本发明的一实施例中,降压区块包含电容器与电阻器,电阻器并联电容器。

综上所述,本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。相较于传统的作法,本发明的技术方案的特点:1.充饱断电;2.充电中、充饱电的显示;3.充电/一般使用时不需要手动切换开关,自动切换;4.线路简单。

以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述,并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附附图的说明如下:

图1是依照本发明一实施例的一种交流充电及供电电路的电路方块图;

图2是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图3是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图4是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图5是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图6是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图7是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图8是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图9是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图10是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图11是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图12是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;

图13是依照本发明一实施例的一种开关电池区块的电路方块图;以及

图14是依照本发明一实施例的一种降压区块的电路方块图。

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备,可参照所附的附图及以下所述各种实施例,附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面,众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中,以避免对本发明造成不必要的限制。

于实施方式与权利要求书中,涉及“连接”的描述,其可泛指一元件透过其他元件而间接耦合至另一元件,或是一元件无须透过其他元件而直接连结至另一元件。

于实施方式与权利要求书中,涉及“连接”的描述,其可泛指一元件透过其他元件而间接与另一元件进行间接连结,或是一元件无须透过其他元件而实体连结至另一元件。

于实施方式与权利要求书中,除非内文中对于冠词有所特别限定,否则“一”与“该”可泛指单一个或复数个。

本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”是用以修饰任何可些微变化的数量,但这种些微变化并不会改变其本质。于实施方式中若无特别说明,则代表以“约”、“大约”或“大致”所修饰的数值的误差范围一般是容许在百分之二十以内,较佳地是于百分之十以内,而更佳地则是于百分之五以内。

图1是依照本发明一实施例的一种交流充电及供电电路100的电路方块图。如图1所示,整流器区块120电性连接降压区块110,整流器区块120具有整流电压输出端121与接地端122,接地端122对应于接地端vss,开关电池区块130电性连接于供电端vdd与接地端122之间,控制器140电性连接于供电端vdd与接地端122之间。

在本发明的一实施例中,控制器140为微控制器(mcu),控制器140的输入接脚ac_in(代表整流电压的输入接脚)与充电接脚cha(代表用于控制开关电池区块130充电的接脚)所采用的元件符号是方便解说用,把通用输出入脚依功能取名,不代表mcu接脚的实际代号。

于运作时,若降压区块110用于接收交流电ac,整流器区块120的整流电压输出端121提供整流电压对开关电池区块130进行充电,控制器140判断供电端vdd的电压是否大于目标电压时,当供电端vdd的电压大于或等于目标电压时,控制器140关断开关电池区块130,使开关电池区块130停止接受整流电压输出端121所提供的整流电压。

实务上,为了降低成本且方便充电及电蚊拍供电使用,控制器140可直接侦测闭路(closedcircuit)充电时的电压,只适用于约电池容量1/20-1/10的慢速充电电流,太大的电流会影响电池电压的读取。例如400mah可充电电流是20-40ma。开关电池区块130中的电池刚充完电时电压最高,在数小时后会逐渐下降到一稳定电压,接下来是自放电的缓慢电压下降。一般电池闭路充电到4.4-4.5v时,开路电压可以稳定维持4.2v。应了解到,以上电压可能因为电池状况不一样需要静态/动态调整。可以用侦测电压上升幅度的方式决定是否要调整目标电压。

图2是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图2所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:npn型双载子接面晶体管220)与电池230电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池230串接。控制器140用于控制电控开关的启闭。

于图2中,电阻器210的两端分别电性连接控制器140与电控开关,电控开关为npn型双载子接面晶体管220,npn型双载子接面晶体管220的集极电性连接第一二极管d1的阴极,npn型双载子接面晶体管220的基极电性连接电阻器210,npn型双载子接面晶体管220的射极电性连接电池230的一端,电池230的另一端电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接npn型双载子接面晶体管220的集极与射极。

图3是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图3所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:pnp型双载子接面晶体管320)与电池330电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池330串接。应了解到,本案中充电接脚cha的电压与充电接脚的电压互为反相,熟悉此项技艺者当视当时需要,弹性选择之。

于图3中,电阻器310的两端分别电性连接控制器140与电控开关,电控开关为pnp型双载子接面晶体管320,电池330的一端电性连接第一二极管d1的阴极,电池330的另一端电性连接pnp型双载子接面晶体管320的射极,pnp型双载子接面晶体管320的基极电性连接电阻器310,pnp型双载子接面晶体管320的集极电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接pnp型双载子接面晶体管320的射极与集极。

图4是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图4所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:npn型双载子接面晶体管420)与电池430电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池串接。

于图4中,电阻器410的两端分别电性连接控制器140与电控开关,电控开关为npn型双载子接面晶体管420,npn型双载子接面晶体管420的集极电性连接第一二极管d1的阳极,npn型双载子接面晶体管420的基极电性连接电阻器410,npn型双载子接面晶体管420的射极电性连接电池430的一端,电池430的另一端电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接第一二极管d1的阴极与电池430的该端。

比较第2、4图的结构,开关电池区块130如图2的虚线内,充电回路上有电池、npn型双载子接面晶体管220串联接在供电端vdd与接地端之间,所以供电端vdd的电压=v电池+vce,其中v电池为电池230的电压,vce为npn型双载子接面晶体管220的集极到射极的电压。在npn型双载子接面晶体管220(如:2n3904)线路中vce大约0.88v左右。所以假设要充电到4.4v,控制器140要侦测的供电端vdd停止充电电压是4.4+0.88=5.28v。npn型双载子接面晶体管220的基极至射极的pn结构可以防止没充电时电池漏电到供电端vdd。实际量测阻抗计算,用npn型双载子接面晶体管220(如:2n3904)的漏电流约1.002na,以电池400mah容量计算,需要45570年电才会漏光,所以可忽略。如果像图4把充电的回路放在第一二极管d1的阳极,电池430充电的电压会提高,但是电池430的电压读取会比较不准一些。手动开关sw必须能直接连接电池430到供电端vdd,经过第一二极管d1会减弱电流,电蚊拍的输出会弱很多。

图5是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图5所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:n型金氧半导体520)与电池530电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池串接。

于图5中,电控开关为n型金氧半导体520,电池的一端电性连接第一二极管d1的阴极,电池530的另一端电性连接第二二极管d2的阳极,第二二极管d2的阴极电性连接n型金氧半导体520的漏极,n型金氧半导体520的栅极电性连接控制器140,n型金氧半导体520的源极电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接第二二极管d2的阳极与n型金氧半导体520的源极。

开关电池区块130若是如图5用n型金氧半导体520+第二二极管d2,供电端vdd的电压=v电池+vds+vd2,其中v电池为电池530的电压,vds为n型金氧半导体520的漏极到源极的电压,vd2为第二二极管d2的电压。vds+vd2大约0.76v。压降比较低,所以充电效率会上面图2图4的双载子接面晶体管(bjt)高一些。回路里面的第二二极管d2是防止没充电时,电池530的电经由n型金氧半导体520内部的漏极至源极的本体二极管导通放电。一般200ma的二极管漏电流约0.1ua,以电池400mah容量计算,需要约456年电才会漏光,所以可忽略。

图6是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图6所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端,电控开关(如:p型金氧半导体620)与电池630电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池630串接。

于图6中,电控开关为p型金氧半导体620,p型金氧半导体620的源极电性连接第一二极管d1的阴极,p型金氧半导体620的栅极电性连接控制器140,p型金氧半导体620的漏极电性连接第二二极管d2的阳极,第二二极管d2的阴极电性连接电池630的一端,电池630的另一端电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接p型金氧半导体620的源极与第二二极管d2的阴极。

图7是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图7所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:p型金氧半导体720)与电池730电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池730串接。

于图7中,电控开关为p型金氧半导体720,p型金氧半导体720的源极电性连接第一二极管d1的阳极,p型金氧半导体720的栅极电性连接控制器140,p型金氧半导体720的漏极电性连接第二二极管d2的阳极,第二二极管d2的阴极电性连接电池730的一端,电池730的另一端电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接第一二极管d1的阴极与第二二极管d2的阴极。

底下图8图10的线路是前面的双载子接面晶体管(bjt)线路的晶体管变换位置。此顺序bjt的基极至集极为pn接面顺向导通,电池的电可能会经由控制器140的接脚cha形成回路漏电,所以需要一个第二二极管d2。如果控制器140的接脚没有漏电的问题,就不需要第二二极管d2。

图8是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图8所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:npn型双载子接面晶体管820)与电池830电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池830串接。

于图8中,电阻器810的两端分别电性连接控制器140与电控开关,电控开关为npn型双载子接面晶体管820,第一二极管d1的阴极电性连接电池830的一端,电池830的另一端电性连接第二二极管d2的阳极,第二二极管d2的阴极电性连接npn型双载子接面晶体管820的集极,npn型双载子接面晶体管820的基极电性连接电阻器810,npn型双载子接面晶体管820的射极电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接第二二极管d2的阳极与npn型双载子接面晶体管820的射极。

图9是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图9所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:pnp型双载子接面晶体管920)与电池930电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池930串接。

于图9中,电阻器910的两端分别电性连接控制器140与电控开关,电控开关为一pnp型双载子接面晶体管920,第一二极管d1的阴极电性连接pnp型双载子接面晶体管920的射极,pnp型双载子接面晶体管920的基极电性连接电阻器910,pnp型双载子接面晶体管920的集极电性连接第二二极管d2的阳极,第二二极管d2的阴极电性连接电池930的一端,电池930的另一端电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接pnp型双载子接面晶体管920的射极与电池930的该端。

图10是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图10所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:pnp型双载子接面晶体管1020)与电池1030电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池1030串接。

于图10中,电阻器1030的两端分别电性连接控制器140与电控开关,电控开关为pnp型双载子接面晶体管1020,第一二极管d1的阳极电性连接pnp型双载子接面晶体管1020的射极,pnp型双载子接面晶体管1020的基极电性连接电阻器1010,pnp型双载子接面晶体管1020的集极电性连接第二二极管d2的阳极,第二二极管d2的阴极电性连接电池1030的一端,电池1030的另一端电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接第一二极管d1的阴极与电池1030的该端。

底下图11图13的线路是前面的金氧半导体(mosfet)线路的晶体管变换位置。应了解到,若电池造成栅极至源极的电压差(vgs)太小(约1.0v)而漏极至源极的电流(ids)不足,可以采用低临界电压(vth)规格的mosfet。

图11是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图11所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:n型金氧半导体1120)与电池1130电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池1130串接。

于图11中,电控开关为n型金氧半导体1120,第二二极管d2的阳极电性连接第一二极管d1的阴极,第二二极管d2的阴极电性连接n型金氧半导体1120的漏极,n型金氧半导体1120的栅极电性连接控制器140,n型金氧半导体1120的源极电性连接电池1130的一端,电池1130的另一端电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接第二二极管d2的阳极与n型金氧半导体1120的源极。

图12是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图12所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端,电控开关(如:p型金氧半导体1220)与电池1230电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池1230串接。

于图12中,电控开关为p型金氧半导体1220,第一二极管d1的阴极电性连接电池1230的一端,电池1230的另一端电性连接p型金氧半导体1220的源极,p型金氧半导体1220的栅极电性连接控制器140,p型金氧半导体1220的漏极电性连接第二二极管d2的阳极,第二二极管d2的阴极接地端,手动开关sw的两端分别电性连接p型金氧半导体1220的源极与第二二极管d2的阴极。

图13是依照本发明一实施例的一种开关电池区块130的电路方块图。如图13所示,第一二极管d1的阳极电性连接整流电压输出端121,第一二极管d1的阴极电性连接供电端vdd,电控开关(如:n型金氧半导体1320)与电池1330电性连接于第一二极管d1与接地端之间。手动开关sw与电池1330串接。

于图13中,电控开关为n型金氧半导体1320,第一二极管d1的阳极电性连接第二二极管d2的阳极,第二二极管d2的阴极电性连接n型金氧半导体1320的漏极,n型金氧半导体1320的栅极电性连接控制器140,n型金氧半导体1320的源极电性连接电池1330的一端,电池1330的另一端电性连接接地端,手动开关sw的两端分别电性连接第一二极管d1的阴极与n型金氧半导体1320的源极。

于图1图13中,可以采取间歇式充电,亦即控制器140间歇式启闭电控开关(如:双载子接面晶体管或氧半导体),例如充电10秒,休息3秒,让电能被更完整吸收,有机会更延长电池的寿命。

回到图1,发光元件led1(如:发光二极管)电性连接控制器140。于一实施例中,发光元件led1是充电及电蚊拍一般使用电源的指示灯。充电时,控制器140控制发光元件led1用慢速(如2秒)闪烁。充饱后,控制器140控制发光元件led1用快速(如0.5v秒)闪烁。传统电蚊拍需要两个发光元件,一个充电指示、一个电池电源,本案的电蚊拍可以简化成单一个发光元件led1。

关于如何测量供电端vdd的电压。如果控制器140是微晶片(microchip)(型号:pic12f1571),参考电压(vrpos)直接选择供电端vdd的电压,类比数位转换器(adc)的通道选择(channelselection)可以选择控制器140内部的固定电压参考(fvr;fixedvoltagereference),有1.024v等电压可选择。或是adc通道选择一个接到发光元件led1的接脚,用发光元件led1的正向电压(vf)来当固定电压,vf在电流数十%的变化范围接近固定值。adc读取的值是65535*fvr/vdd的电压。

于图1中,稽纳二极管(zenerdiode)zd的阳极电性连接接地端vss,稽纳二极管zd的阴极电性连接供电端vdd。于一实施例中,如果没导通开关电池区块130内的充电回路时,由于控制器140是低耗电高阻抗,串联中的分压很高,此时供电端vdd的电压非常接近整流电压输出端121所提供的整流电压(如:100v或200v),为了有效避免控制器140烧毁。所以需要一个工作电流约15-50ma,5.5v的稽纳二极管zd来当负载降低电压,工作电流大小依降压区块110而定。举例而言,5.5v可以是一般控制器140的最大工作电压。充电时,控制器140的充电接脚cha开启,开关电池区块130内的电控开关(如:晶体管)导通,20ma大部份由电池消耗,所以供电端vdd的电压会降到约4.9-5.2v左右,依电池充饱的程度而变化。

于图1中,第一电阻r1的一端电性连接于整流电压输出端121,第二电阻r2的一端电性连接第一电阻r1的另一端,第二电阻r2的另一端电性连接接地端。控制器140的输入接脚ac_in电性连接第一电阻r1的该另一端与第二电阻r2的该端;换言之,控制器140透过第一电阻r1电性连接整流器区块120的整流电压输出端121,控制器140透过第二电阻r2电性连接整流器区块120的接地端122。借此,控制器140能够快速判别当前是在充电或是一般的使用。于图2图13中,整流器区块120的整流电压输出端121(+极)输出接第一二极管d1造成单向导通,控制器140可以判别接脚ac_in是否有电压(如:数位的1或0)来判别有没有接整流电压。由于第一二极管d1的顺向电压(vf)造成压降,供电端vdd的电压比第一二极管d1输入端低0.6v。但是控制器140(如:pic12f1571)的输入脚电压如果大于供电端vdd的电压可能会造成运作不正常,所以采用第一电阻r1、第二电阻r2分压降低。

于图2图13中,使用者按下手动开关sw时,电池会直接接到供电端vdd或接地端vss,此时第一二极管d1防止电流流到接脚ac_in,加上第二电阻r2的下拉到接地端,控制器140读到接脚ac_in电压接近于零,可判断非充电状态,是一般使用状态。

实务上,手动开关sw可以是一个按钮开关。或者,手动开关sw可以用一个按钮开关串联一个滑动开关,以防止使用者误按,这两个串联的开关可以被视为同一个手动开关sw。

于图1中,稳压电容c1电性连接于供电端vdd与接地端vss之间。于实验中,因为输入接脚ac_in被第一二极管d1阻隔了稳压电容c1,可能仍带有交流杂讯(50/60hz),实际实验结果有机会发生交流电仍存在,却读到接脚ac_in的电压=0的情况。于一实施例中,并联滤波电容是一个方法。或者,可以在控制器140的固件解决,用连续多次(例如:100次)读取接脚ac_in的电压,就可以避免误判的情形。

于图1中,为了最佳能源效率,整流器区块120可以用全波桥式整流器(bridgerectifier);或者,整流器区块120用单一二极管也是可以。两种整流器都需要一个稳压电容c1变成直流电,使控制器140得以正常执行。

图14是依照本发明一实施例的一种降压区块110的电路方块图。如图14所示,降压区块110包含电容器c与电阻器r,电阻器r并联电容器c。

举例而言,降压区块110是用0.47-1.0uf的400v的电容器c(如:塑胶电容)并联一个电阻器r。频率为f的交流通过电容器c的电抗(reactance)可以用1/(2πfc)计算。如果是0.47uf,60hz电抗是5.6kω,50hz电抗约6.8kω。电容器c的电抗不会像电阻器r一样造成明显的热消耗,且塑胶电容体积大,较容易散热。市面上的电蚊拍充电电路的降压电路是电容(0.47-1uf),并联820-1000k的电阻。电阻器r的作用应该是与电容器c的相位差90度,有些平缓电流的作用。因为电容器c、电阻器r的阻抗倍数差太多,差了大约140倍,主要电流是由电容器c供应。由于本案的供电端vdd与接电端vss之间有稳压电容c1,所以没有此电阻器r也可以。因此,在本发明的另一实施例中,降压区块110仅为电容器c,无需电阻器r。

实验中,用降压区块110的阻抗计算及三用电表量测,此线路平均最大电流<50ma。但是实际实验,第一二极管d1用型号bas21平均电流200ma,250v的二极管多次充电会出现衰退的损坏,虽然没有发热的现象。原因可能是瞬间电流超过。必须用如型号1n4007平均电流1a规格的二极管以增加最大瞬间电流上限。整流器区块120也相应用1a规格的架构。

实务上,本案的控制器140、稽纳二极管zd、稳压电容c1、发光元件led1可以与电蚊拍电击输出线路共用,可以增加省电等多功能应用,所以可以用较低成本实现更多功能。

举例而言,电蚊拍电击输出线路可包含电网(未绘示),电网电性连接供电端vdd/接电端vss。于使用时,使用者可操作手动开关sw,使电池供电至使电网上电,借以电击害虫(如:蚊子、苍蝇…等)。实作上,电网可以是网状结构、栅栏结构、栅栏与网状的混合结构、孔洞结构或其他类似结构,熟悉此项技艺者可视当时需要弹性选择之。

综上所述,本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。相较于传统的作法,本发明的技术方案的特点:1.控制器140控制开关电池区块130充饱断电;2.充电中、充饱电的发光元件led1显示;3.充电/一般使用时不需要手动切换,开关电池区块130自动切换;4.整体线路简单。

虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟悉此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

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