一种次声波充电器和次声波充电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种次声波充电器和次声波充电系统。其中，上述次声波充电器包括电源调制电路和倍压电路，电源调制电路和倍压电路电连接；其中，该电源调制电路与外界的电源电连接，将电源的电流调制成工作频率为次声波的电流；该倍压电路与外界的充电电池电连接，倍压电路对工作频率为次声波的电流进行电压放大，向充电电池输入高压脉冲波进行充电。本实用新型提高了充电器的性能和工作效率。
【专利说明】
一种次声波充电器和次声波充电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力补给领域，具体而言，涉及一种次声波充电器和次声波充电系统。【背景技术】
[0002]充电器是人们日常生活中会经常用到的设备。电池经充电器多次反复充电后，其蓄电能力会大幅下降，导致电池寿命有限。而目前市面上的充电器性能较低，不具有保护电池的能力，且能修复电池、延长电池寿命的仪器造价高达上万元，成本比较昂贵。
[0003]对于现有的充电器，频率和工作效率相互矛盾，即频率越高工作效率越低。为了降低成本，提高产品使用频率，充电器制造商一般会省掉电源变压器，降低了工作效率。
[0004]针对上述充电器性能较低且工作效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种次声波充电器和次声波充电系统，以提高充电器的性能和工作效率。
[0006]第一方面，本实用新型实施例提供了一种次声波充电器，包括电源调制电路和倍压电路;其中，电源调制电路和倍压电路电连接；电源调制电路与外界的电源电连接，将电源的电流调制成工作频率为次声波的电流;倍压电路与外界的充电电池电连接，倍压电路对工作频率为次声波的电流进行电压放大，向充电电池输入高压脉冲波进行充电。
[0007]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，电源调制电路包括RC振荡电路。
[0008]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，RC振荡电路包括电阻器和电容器。
[0009]结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，电阻器的阻值是2000欧姆，电容器的容量是80微法至100微法。
[0010]结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，电阻器包括整流二极管。[〇〇11]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，倍压电路包括倍压整流电路和开关式倍压电路。
[0012]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，次声波的频率是1赫兹;高压脉冲波的波峰值是600伏。[〇〇13]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，次声波充电器还包括防水外壳，电源调制电路和倍压电路设置于防水外壳内，电源调制电路与电源连接的金属插头设置于防水外壳外，倍压电路与充电电池连接的引线设置于防水外壳外。
[0014]第二方面，本实用新型实施例提供了一种次声波充电系统，包括上述次声波充电器，还包括与次声波充电器连接的充电电池。
[0015]结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述充电电池为应用于电动交通设备的充电电池。
[0016]本实用新型提供的次声波充电器和次声波充电系统，采用电源调制电路，将电源的电流调制成工作频率为次声波的电流，降低了充电器的频率，从而提高了工作效率，缩短了充电时间；上述次声波充电器和次声波充电系统采用倍压电路，对工作频率为次声波的电流进行电压放大，向充电电池输入高压脉冲波进行充电，提高了充电器的性能。另外，上述高压脉冲波还具有修复电池并延长电池寿命的功能；同时，由于上述次声波充电器和次声波充电系统的工作频率较低，其对充电环境不敏感，可以完成低温状态下正常充电。该次声波充电器和次声波充电系统结构简单、造价低。[0〇17]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1示出了本实用新型实施例所提供的一种次声波充电器的结构图；[〇〇2〇]图2示出了本实用新型实施例所提供的一种次声波充电系统的结构图；
[0021]图3示出了本实用新型实施例所提供的一种次声波充电器的具体电路图；
[0022]图4示出了本实用新型实施例所提供的一种次声波充电器的外部结构图。[〇〇23]主要元件符号说明:[〇〇24]11-电源调制电路12-倍压电路[〇〇25]20-次声波充电器21-充电电池[0〇26]41-金属插头42-防水外壳
[0027]43-引线【具体实施方式】
[0028]下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]考虑到现有相关的充电器产品充电器性能较低且工作效率低，本实用新型实施例提供了一种次声波充电器和次声波充电系统，下面通过实施例进行描述。
[0030]实施例1[0031 ]参见图1所示的一种次声波充电器的结构图。[〇〇32] 该次声波充电器包括电源调制电路11和倍压电路12;上述电源调制电路11和倍压电路12电连接;该电源调制电路11与外界的电源电连接，将电源的电流调制成工作频率为次声波的电流;该倍压电路与外界的充电电池电连接，倍压电路对工作频率为次声波的电流进行电压放大，向充电电池输入高压脉冲波进行充电。
[0033]其中，外接电源包括有效值为100伏的交流电压、有效值为110?130伏的交流电压、有效值为220?230伏的交流电压等。在实现时，上述工作频率为次声波的电流包括频率小于20赫兹的电流。
[0034]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本实用新型的范围。
[0035]本实用新型实施例的次声波充电器和次声波充电系统，采用电源调制电路，将电源的电流调制成工作频率为次声波的电流，降低了充电器的频率，从而提高了工作效率，缩短了充电时间；上述次声波充电器和次声波充电系统采用倍压电路，对工作频率为次声波的电流进行电压放大，向充电电池输入高压脉冲波进行充电，提高了充电器的性能。同时， 由于上述次声波充电器和次声波充电系统的工作频率较低，其对充电环境不敏感，可以完成低温状态下正常充电。该次声波充电器和次声波充电系统结构简单、造价低。[〇〇36] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0037]考虑到通常情况下电源的工作频率较高，需要对电源进行调制，用来降低电路的工作频率，形成次声波电流，本实用新型实施例中的电源调制电路11是RC振荡电路。RC振荡电路是指用电阻R、电容C组成选频网络的振荡电路，该RC振荡电路适用于低频振荡，一般用于产生1赫兹?1兆的低频信号。[〇〇38]针对RC振荡电路，可替代的振荡电路还包括LC振荡电路和晶体振荡电路。LC振荡电路是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号；晶体振荡电路其振荡频率受石英晶体控制，广泛应用于数字电路中。[〇〇39]通过上述RC振荡电路，可以将工作频率较高的电源调制成低频，即次声波电流。根据充电电池的结构，充电器的工作频率越低，其充电效率就越高；因此，充电器使用次声波电流对充电电池进行充电时，可以在不使用电源变压器的情况下大幅提高充电效率。
[0040]在实际实施中，上述RC振荡电路包括电阻器和电容器。其中，电阻器、电容器和电源串联而成;增大电阻器的阻值可以降低振荡频率，而增大电阻无需增加成本。
[0041]因此，通过上述RC振荡电路调制电源，具有电路结构简单，经济实用、便于推广的优点。[〇〇42] 更优选的，在实施上述RC振荡电路时，该电阻器的阻值是2000欧姆，该电容器的容量是80微法至100微法。[〇〇43] 通过上述阻值为2000欧姆的电阻器和容量为80微法至100微法的电容器组成的RC 振荡电路，可以产生频率较低且较为固定的电流，从而提升充电器的充电效率。
[0044]在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
[0045]考虑到不同电源的电压电流存在差异，且不稳定的情况，本实用新型实施例在实际实施时，上述RC振荡电路中的电阻器可以是整流二极管。该整流二极管是一种将交流电转变为直流电的半导体器件，通常上述整流二极管包含一个PN结，有正极和负极两个端子。 上述整流二极管最重要的特性就是单方向导电性，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。上述整流二极管在阻挡反向电流的同时也具有电阻的功能，该整流二极管的正向电阻通常为几百或者几千欧姆。
[0046]通过上述整流二极管的单方向导电性能，实现对电流整流的功能，从而提高了RC 振荡电路的性能。[〇〇47]考虑到通常情况下RC振荡电路输出的电压较低，需要对电压进行放大处理，用来输出高压脉冲，对充电电池进行充电。本实用新型实施例中的倍压电路12可以选用倍压整流电路。该倍压整流电路是利用二极管的整流和导引作用，将电压分别贮存到各个电容上， 然后把各个电容按极性相加的原理串接起来，输出高于输入电压的高压来。通常情况下，在需要用高电压、小电流的地方，常常使用倍压整流电路。倍压整流电路按输出电压是输入电压的多少倍，可以分为二倍压、三倍压与多倍压整流电路等。由于倍压整流电路的负载能力很弱，因此该倍压整流电路的输出电压会随着负载大小而改变。
[0048]针对倍压整流电路，可替代的倍压电路还包括开关式倍压电路。上述开关式倍压电路也具有电压放大的功能，但需要手动操作开关进行调整，从而选择电压放大的倍数。
[0049]通过上述倍压整流电路，可以将RC振荡电路输出的低电压放大成高电压，即生成高压脉冲波。该高压脉冲波对充电电池进行充电，性能较高，可以有效保护充电电池，对充电电池进行修复并延长电池寿命。
[0050]在实际实施中，上述次声波充电器的工作频率，即次声波频率是1赫兹，上述高压脉冲波的波峰值是600伏。[0051 ]通过1赫兹的工作频率，上述次声波充电器可以大大提高充电效率，减少充电时间；该次声波充电器的充电效率远高于现有充电器的充电效率。由于工作频率较低，该次声波充电器还对充电环境不敏感，可以完成低温状态下正常充电。[〇〇52]通过波峰值是600伏的高压脉冲波，上述次声波充电器能够满足6伏?240伏的充电电池的充电需求，应用范围广，且电压自动调整，不用手动调换挡位。同时可以有效保护电池，经过反复试验证明，该次声波充电器能够延长电瓶使用寿命百分之五十左右。[〇〇53] 参见图4示出了一种次声波充电器的外部结构图。[〇〇54]为了使上述次声波充电器更具有实用性，该次声波充电器还包括防水外壳42,其中，上述电源调制电路11和倍压电路12设置于防水外壳42内，该电源调制电路11与电源连接的金属插头41设置于防水外壳42外，该倍压电路12与充电电池连接的引线43设置于防水外壳42外。
[0055]上述次声波充电器的防水外壳设计多种多样，其设计方式包括:止口方式的防水设计、二次啤塑方式的防水设计及电路密封绝缘方式的防水设计等等。在进行所述次声波充电器的防水外壳设计时，达到的防水等级需要明确，其中，二次啤塑方式的防水等级较高，而止口方式的防水等级较低。通常，采用较高防水等级的防水设计，例如二次啤塑方式。
[0056]通过设置防水外壳，可以避免上述次声波充电器的电路组件的损坏、腐蚀，同时使上述次声波充电器更具有安全性，并且使用更加方便，同时也便于移动。[〇〇57] 实施例2
[0058]参见图2所示的一种次声波充电系统的结构图。
[0059]本实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0060]该次声波充电系统包括次声波充电器20和与次声波充电器20连接的充电电池21。 在实际实施中，充电电池21与次声波充电器20中的引线相连接。
[0061]次声波充电器20可以采用上述实施例1中的结构实现，这里不再赘述。
[0062]充电电池21可以是应用于电动交通设备的充电电池。在实施中，上述电动交通设备包括电动自行车、电动汽车、电动船以及电动滑板等。
[0063]上述次声波充电器成本低廉且用途广泛。
[0064]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0065]实施例3
[0066]参见图3所示的一种次声波充电器的具体电路图。
[0067]交流电源AC与电容C和整流二极管R1串联;从整流二极管R1的负极引出导线连接整流二极管R2的正极;该整流二极管R2的负极为该次声波充电器的正极;从整流二极管R1 的负极引出导线连接地；同时该整流二极管R1的正极为上述次声波充电器的负极。其中，上述电容C和整流二极管R1相当于电源调制电路11，上述整流二极管R2相当于倍压电路12。
[0068]现有的相关充电器中，生产厂家为降低成本，提高产品使用频率，省掉电原变压器，降低了工作效率。以前生产的充电器频率为50赫兹，而现有的充电器产品大多为上千赫兹。
[0069]充电电池的结构与电解电容器有一定的相似性。上述充电电池的频率与工作效率成反比，也即，频率越高工作效率越低。
[0070]上述次声波充电器的具体电路的具体操作如下:[〇〇71] (1 )、该次声波充电器使用RC振荡电路直接调制220V电源，用它输出的高压脉冲波对电瓶进行充电和修复；[〇〇72] (2)、根据原理公式计算出工作频率:
[0073] F = 1/(2IIR1C)，[〇〇74]设计工作频率为1赫兹，属于次声波；[〇〇75] (3)使用整流二极管的内阻大约在2000欧姆左右，电容器的容量为80微法;将上述元件参数带入公式计算后得出工作频率为1赫兹；
[0076]F = l/(2x3.14x2000 Q x80uF),
[0077]F = 1Hz ；[〇〇78] (4)使用倍压整流电路，使输出的高压脉冲波峰值达到600伏左右。
[0079]因为倍压整流电路的负载能力很弱，其只好随着负载大小而改变电压。这就是该倍压整流电路运用范围宽的原理。
[0080]上述次声波充电器和次声波充电系统具有如下的优点:
[0081] (1)、结构简单造价低；
[0082] (2)、充电效率高于市面上所有的充电器；[〇〇83] (3)、使用范围广，从6V?240V电瓶可直接充电不用换挡，电压自动调整；
[0084](4)、可修复旧电瓶，并经过反复试验证明，该次声波充电器能够提高电瓶使用寿命百分之五十左右；[〇〇85](5)、由于工作频率很低，该次声波充电器可以在低温状态下正常充电。
[0086]在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。[〇〇87]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0088]最后应说明的是:以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内， 可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种次声波充电器，其特征在于，包括电源调制电路和倍压电路；所述电源调制电路和所述倍压电路电连接；所述电源调制电路与外界的电源电连接，将所述电源的电流调制成工作频率为次声波 的电流；所述倍压电路与外界的充电电池电连接，所述倍压电路对所述工作频率为次声波的电 流进行电压放大，向所述充电电池输入高压脉冲波进行充电。2.根据权利要求1所述的次声波充电器，其特征在于，所述电源调制电路包括RC振荡电路。3.根据权利要求2所述的次声波充电器，其特征在于，所述RC振荡电路包括电阻器和电 容器。4.根据权利要求3所述的次声波充电器，其特征在于，所述电阻器的阻值是2000欧姆， 所述电容器的容量是80微法至100微法。5.根据权利要求3所述的次声波充电器，其特征在于，所述电阻器包括整流二极管。6.根据权利要求1所述的次声波充电器，其特征在于，所述倍压电路包括倍压整流电路 和开关式倍压电路。7.根据权利要求1所述的次声波充电器，其特征在于，所述次声波的频率是1赫兹;所述 高压脉冲波的波峰值是600伏。8.根据权利要求1所述的次声波充电器，其特征在于，所述次声波充电器还包括防水外 壳，所述电源调制电路和所述倍压电路设置于所述防水外壳内，所述电源调制电路与所述 电源连接的金属插头设置于所述防水外壳外，所述倍压电路与所述充电电池连接的引线设 置于所述防水外壳外。9.一种次声波充电系统，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的次声波充电 器，还包括与所述次声波充电器连接的充电电池。10.根据权利要求9所述的次声波充电系统，其特征在于，所述充电电池为应用于电动 交通设备的充电电池。
【文档编号】H02J7/10GK205583805SQ201620366852
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】马海波, 王喜成
【申请人】绥滨县喜海忠科技开发有限公司