具有充电负荷电量充满后智能断开功能的智能开关电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能控制技术领域，尤其是涉及一种具有充电负荷电量充满后智能断开功能的智能开关电路。
【背景技术】
[0002]随着电子信息产业的快速发展，新式电子产品尤其是便携式电子产品如手机、平板电脑、数码相机等越来越多的出现在市场上。此类电子产品在出现电量不足的情况时需要充电。常规充电器充电控制策略比较简单，在电量充满后，由于电路中的整流装置和电子元器件等仍处于工作状态，所以存在功率损耗，不利于节能。此外，长时间充电容易造成过充，缩短电池的使用寿命，对充电设备造成伤害，具有安全隐患。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有充电负荷电量充满后智能断开功能的智能开关电路，达到省电节能、安全用电、防止过充的目的。
[0004]本实用新型采用如下技术手段实现实用新型目的。
[0005]一种具有充电负荷电量充满后智能断开的智能开关电路，包括电流获取模块、开关控制模块和延时判断模块。
[0006]作为本技术方案的进一步限定，所述电流获取模块包括二极管Dl和电阻Rl，二极管Dl阳极连接电源，二极管Dl阴极连接电阻Rl，电阻Rl连接充电负荷。
[0007]作为本技术方案的进一步限定，所述开关控制模块包括电阻R2、电阻R3、比较器A、二极管D2、比较器B、电阻R4、场效应晶体管Q1、电阻R9，所述比较器A的同相输入端与电阻R3串接于电阻Rl与充电负荷之间，所述比较器A反相输入端与电阻R2串接于电阻Rl与二极管Dl阴极之间，所述比较器A的输出端连接二极管D2阴极，所述比较器B的同相输入端与电阻R4串接于电阻Rl与二极管Dl阴极之间，所述比较器B的反相输入端连接二极管D2阳极，所述场效应晶体管Ql的源极接地，所述场效应晶体管Ql的栅极与电阻R9串接于比较器B的输出端。
[0008]作为本技术方案的进一步限定，所述延时判断模块包括电阻R7和电容C4，电阻R7一端连接电阻Rl与二极管Dl阴极之间，电阻R7另一端连接电容C4、比较器B的反相输入端和二极管D2阳极，电容C4另一端接地。
[0009]本实用新型有益效果为:本实用新型为现在常见充电负荷能耗问题提供了一种解决方法，从而可以节省大量的资源，对环境保护也有很大的贡献。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的流程示意图。
[0011]图2为本实用新型的手机充电功率图。
[0012]图3为本实用新型的平板电脑充电功率图。
[0013]图4为本实用新型的电动车充电功率图。
[0014]图5为本实用新型的充电特性图。
[0015]图6为本实用新型的控制部分的电路图。
【具体实施方式】
[0016]本实用新型提供了一种解决充电负荷充满后能耗的智能开关电路，下面结合附图1?6对本实用新型的组成、结构和实施步骤进行说明。
[0017]电路结构如下:
[0018]如图6所示，一种具有充电负荷电量充满后智能断开的智能开关电路，包括电流获取模块、开关控制模块和延时判断模块。所述电流获取模块包括二极管Dl和电阻Rl，二极管Dl阳极连接电源，二极管Dl阴极连接电阻Rl，电阻Rl连接充电负荷Vl(5.3V)，电阻Rl还连接有电容C2(0.1yF)和电容Cl(100yF)。所述开关控制模块包括电阻R2(47.5KQ )、电阻R3(47ΚΩ )、比较器A(图6中U1A)、二极管D2、比较器B(图6中U3B)、电阻R4(100KQ )、场效应晶体管Q1、电阻R9(2.2Q)，所述比较器A的同相输入端与电阻R3串接于电阻Rl与充电负荷之间，所述比较器A反相输入端与电阻R2串接于电阻Rl与二极管Dl阴极之间，所述比较器A的输出端连接二极管D2阴极，所述比较器B的同相输入端与电阻R4串接于电阻Rl与二极管Dl阴极之间，所述比较器B的反相输入端连接二极管D2阳极，所述场效应晶体管Ql的源极接地，所述场效应晶体管Ql的栅极与电阻R9串接于比较器B的输出端。所述延时判断模块包括电阻R7(1MQ )和电容C4(10yF)，电阻R7—端连接电阻Rl与二极管Dl阴极之间，电阻R7另一端连接电容C4、比较器B的反相输入端和二极管D2阳极，电容C4另一端接地。图6中该电路还包括R8(300KQ )、R5(47KQ )、R6(47KQ )、R15(10KQ )、R14(10KQ )、R11(1KQ )、R10(1KQ )、C3(0.1yF)、LED1，R8连接R4并接地，R5的一端连接比较器A反相输入端，R5的另一端接地，R6的一端连接比较器A的同相输入端，R6的另一端接地，R14的一端连接比较器A的输出端，R14的另一端连接电阻Rl与二极管DI阴极之间及连接Rl 5的一端，Rl 5的另一端连接比较器B的输出端，Rll、R10、C3和LEDl在电路中的连接关系也如图6所示。
[0019]本电路实施步骤如下:监测流过充电负荷的实时电流，本实用新型用电阻Rl检测流过充电负荷的电流，当有电流流过时，电阻Rl产生压降；
[0020]根据电流大小确定充电负荷是处于充电状态还是处于待机状态(设置一个电流参考值I，当检测到的充电负荷的电流大于I，则该充电负荷处于充电状态；当检测到的充电负荷的电流小于I，则该充电负荷处于待机状态):通过设定电阻R2的阻值来设置电流参考值I的大小;正常充电时，电阻Rl产生压降大，送到电压比较器A的反相端比同相端电压高，因此比较器A输出低电平，通过二极管D2将比较器B的反相端电压拉低，比较器B输出高电平控制场效应晶体管Ql持续导通；当电流下降到参考电流I以下时，比较器A的反相端电压将下降到同相端以下，二极管D2截止，电阻R7对电容C4充电，当比较器B的反向端电压高于同相端后，场效应晶体管Ql截止，此时充电负荷处于待机状态；
[0021 ]记录该充电负荷处于待机状态所持续的时间；
[0022]设置一个时间参数T，当该充电负荷的待机时间大于T时，判定该充电负荷处于充满状态，开关自动切断该电器的电源。图中电阻R7和电容C4决定延迟时间，如果不连接充电负荷直接插本充电器，过时间T后就断电了。
[0023]其中图2是对手机进行充电时，根据对实时功率和电量进行监测后绘制的充电功率图。由图2可以清晰的看出，在手机电量充到约为90%之前功率比较平稳，在6.4ff—5.8W之间小幅度波动。在手机电量由90%充到98%的时候，也就是手机将近充满的时候，功率出现了明显的下降，即由5.8W下降到3.4W，此后手机电量充满，但依然有2.2W-1.0W左右的功率。
[0024]其中图3是对平板电脑进行充电时，根据对实时功率和电量进行监测后绘制的充电功率图。由图3可以清晰的看出，在平板电脑电量充到约为9 O %之前功率比较平稳，在13.8W— 1.3W之间小幅度波动。在平板电脑电量由90%充到97%的时候，也就是平板电脑将近充满的时候，功率出现了明显的下降，即由10.3W下降到6.4W，此后平板电脑电量充满，但依然有4.7W左右的功率。
[0025]其中图4是对电动车进行充电时，根据对实时功率和电量进行监测后绘制的充电功率图，与其他小型充电设备相比，电动车充电功率较大，并且不能显示充电电量，只能显示是否充满。由图可4以看出，在电动车充电过程中，电量已经充满时的功率为17.4W。此后电动车维持电量充满的状态，但依然有4.5ff—3.9W左右的功率。
[0026]其中图5是以手机和平板电脑作为研究对象绘制的充电特性图。由图5可知，虽然不同负荷的容量不同，充电时间不同，但是在电量充满后都会下降到20mA左右，并且最终充电电流都趋于几毫安。
[0027]以下是本实用新型的实际工作流程:
[0028]1、持续充电过程:
[0029]智能开关电路中电流大于I—电压比较器A反相端比同相端电压高—电压比较器A输出低电平—次级整流管D2导通—比较器B输出高电平—场效应管持续导通—智能开关处于接通状态。
[0030]2、电量充满过程:
[0031]智能开关电路中电流小于I—电压比较器A反相端比同相端电压低—电压比较器A输出高电平—次级整流管D2截止—比较器B输出低电平—场效应管截止—智能开关处于开断状态。
[0032]以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
【主权项】
1.具有充电负荷电量充满后智能断开功能的智能开关电路，其特征是:包括电流获取模块、开关控制模块和延时判断模块； 所述电流获取模块包括二极管Dl和电阻Rl，二极管Dl阳极连接电源，二极管Dl阴极连接电阻Rl，电阻Rl连接充电负荷； 所述开关控制模块包括电阻R2、电阻R3、比较器A、二极管D2、比较器B、电阻R4、场效应晶体管Q1、电阻R9，所述比较器A的同相输入端与电阻R3串接于电阻Rl与充电负荷之间，所述比较器A反相输入端与电阻R2串接于电阻Rl与二极管Dl阴极之间，所述比较器A的输出端连接二极管D2阴极，所述比较器B的同相输入端与电阻R4串接于电阻Rl与二极管Dl阴极之间，所述比较器B的反相输入端连接二极管D2阳极，所述场效应晶体管Ql的源极接地，所述场效应晶体管Ql的栅极与电阻R9串接于比较器B的输出端； 所述延时判断模块包括电阻R7和电容C4，电阻R7—端连接电阻Rl与二极管DI阴极之间，电阻R7另一端连接电容C4、比较器B的反相输入端和二极管D2阳极，电容C4另一端接地。
【专利摘要】本实用新型涉及智能控制技术领域，尤其是涉及一种具有充电负荷电量充满后智能断开功能的智能开关电路，包括电源模块、电流获取模块、开关控制模块和延时判断模块。电流获取模块能够获取流过充电负荷的实时电流；延时判断模块能够在充电负荷处于待机状态后产生延迟，防止开关误动作；开关控制模块能够控制断开处于电量充满状态的充电负荷的开关。本实用新型通过检测流过充电负荷的电流判断充电负荷的工作状态，从而实现开关的智能控制，从而有效节省了电能源，有利于环境保护。
【IPC分类】H03K17/28, H03K17/689
【公开号】CN205336244
【申请号】CN201521022224
【发明人】周斌, 李文涛, 李稳根, 黎灿兵, 曹一家, 章江
【申请人】湖南福德电气有限公司, 湖南大学, 广东福德电子有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月10日