一种汽车充电器的制作方法

1.本实用新型涉及汽车充电管理技术领域，尤其是一种汽车充电器。


背景技术：

2.众所周知，电池是电动汽车的核心部件之一，其续航能力和使用寿命是选购电动汽车的主要指标。当前的电动汽车都是通过充电器连接市电来对电池进行充电，这样可方便用户随时随地充电。如果汽车长时间不使用，电池的电量下降太多而无法启动汽车时，现有技术只能等待电池充满电后才能启动汽车，无法在充电过程中启动汽车，用户如希望启动汽车，则必须等待较长时间，这无疑降低了用户体验。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种汽车充电器，可以在电池充电过程中辅助启动汽车，减少用户的等待时间，提升用户体验。
4.为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：
5.本实用新型的实施例提供一种汽车充电器，包括变压器、整流模块、电池电压采样模块、开关模块、光电耦合器、控制模块、继电器和电源模块；市电的火线与变压器的原边绕组的一个输入端电连接，变压器的输出端、整流模块和汽车电池顺次电连接；所述汽车电池、电池电压采样模块和控制模块顺次电连接；控制模块、光电耦合器和开关模块的控制端顺次电连接，开关模块的一个连接端与变压器的原边绕组的另一个输入端电连接；所述继电器的两个线圈引脚分别与电源模块和控制模块电连接，所述继电器的动触点与市电的零线电连接，所述继电器的一个静触点与开关模块的另一个连接端电连接，所述继电器的另一个静触点与变压器的原边绕组的中间抽头电连接。
6.在一些实施例中，所述控制模块包括单片机芯片。
7.在一些实施例中，所述控制模块还包括第一三极管、稳压管和电阻r11，所述单片机芯片的输出引脚、电阻r11和第一三极管的基极顺次电连接，所述继电器的两个线圈引脚分别与电源模块和第一三极管的集电极电连接，所述第一三极管的发射极接地，所述继电器的两个线圈引脚还分别与稳压管的两端电连接。
8.在一些实施例中，所述控制模块还包括第二三极管、可变电阻rt1、电阻r13、电阻r14、电阻r17、电阻r23和电容c23，所述电源模块、可变电阻rt1和光电耦合器的正向输入端顺次电连接，光电耦合器的负向输入端、电阻r13和第二三极管的集电极顺次电连接，所述第二三极管的发射极接地，所述单片机芯片的输出引脚、电阻r17和第二三极管的基极顺次电连接，电阻r14的两端分别与光电耦合器的正向输入端和负向输入端电连接；光电耦合器的正向输入端、电容c23和接地端顺次电连接；光电耦合器的正向输入端、电阻r23和接地端顺次电连接。
9.在一些实施例中，所述控制模块还包括第三三极管、电阻r21、电阻r22和电阻r25，光电耦合器的正向输入端、电阻r21和第三三极管的基极顺次电连接，直流电源、电阻r22和
第三三极管的集电极顺次电连接，所述第三三极管的发射极接地，所述单片机芯片的输入引脚、电阻r25和第三三极管的集电极顺次电连接。
10.在一些实施例中，所述开关模块包括双向可控硅、电阻r3、电阻r7、电阻r9、电容c1和电容c2，光电耦合器的正向输出端与双向可控硅的控制极电连接，双向可控硅的两个主电极分别与变压器的原边绕组的输入端和继电器的静触点电连接；双向可控硅的一个主电极、电阻r3、电容c1和双向可控硅的另一个主电极顺次电连接；双向可控硅的与变压器的原边绕组的输入端电连接的那个主电极、电容c2和光电耦合器的负向输出端顺次电连接，双向可控硅的与继电器的静触点电连接的那个主电极、电阻r7、电阻r9和光电耦合器的负向输出端顺次电连接。
11.在一些实施例中，所述电池电压采样模块包括电阻r57、电阻r52和电阻r59，所述汽车电池的正极、电阻r57、电阻r59和接地端顺次电连接，电阻r57和电阻r59的中间节点、电阻r52和单片机芯片的输入引脚顺次电连接。
12.本实用新型至少具有如下有益效果：本实用新型通过电池电压采样模块来采样汽车电池的输出电压，控制模块一旦判断到汽车电池的输出电压出现骤降的现象，就说明汽车正在启动，此时，控制模块可控制继电器的动触点切换为与变压器的中间抽头电连接，以由变压器输出大电流，弥补未满电的汽车电池输出电流不足的问题，以辅助汽车启动；这样，用户无需等待电池充满电就可以启动汽车，有效提升了用户体验。
附图说明
13.图1为本实用新型一种实施例的汽车充电器的电路模块示意图；
14.图2为本实用新型一种实施例的汽车充电器的电路结构示意图；
15.图3为本实用新型一种实施例的继电器的电路结构示意图；
16.图4为本实用新型一种实施例的光电耦合器和控制模块的电路结构示意图；
17.图5为本实用新型一种实施例的开关模块的电路结构示意图；
18.图6为本实用新型一种实施例的电池电压采样模块的电路结构示意图。
19.其中，附图标记为：变压器11，整流模块12，电池电压采样模块13，开关模块14，光电耦合器15，控制模块16，继电器17，电源模块18，市电19，汽车电池20。
具体实施方式
20.本公开提供以下参照附图的描述来帮助全面理解如权利要求及其等同物所限定的本公开的各种实施例。描述包括各种具体细节以帮助理解，但这些细节应被视为只是示范性的。因此，本领域普通技术人员将会认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，能够对本文描述的各种实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明，可省略对公开的功能和构造的描述。
21.在以下描述和权利要求中使用的术语和字词不受限于字面含义，而只是被发明人用来使得能够对于本公开有清楚且一致的理解。因此，本领域技术人员应当清楚，提供以下对本公开的各种实施例的描述只是为了说明，而不是为了限制如所附权利要求及其等同物所限定的本公开。
22.本公开的各种实施例中使用的术语“具有”、“可具有”、“包括”或“可包括”指示公
开的相应功能、操作、元素等等的存在，但不限制额外的一个或多个功能、操作、元素等等。此外，应当理解，本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“具有”是要指示说明书中描述的特征、数字、操作、元素、部件或者其组合的存在，但并不排除一个或多个其他特征、数字、操作、元素、部件或其组合的存在或添加。
23.应理解，当一元素(例如，第一元素)与另一元素(例如，第二元素)“连接”时，该元素可直接与另一元素连接，或者在该元素和另一元素之间可以有居间的元素(例如，第三元素)。
24.本实用新型的实施例提供一种汽车充电器，如图1和图2所示，其包括变压器11、整流模块12、电池电压采样模块13、开关模块14、光电耦合器15、控制模块16、继电器17和电源模块18。变压器11的原边绕组具有两个输入端和一个中间抽头，为了方便区分，两个输入端分别为第一输入端和第二输入端，第一输入端和第二输入端之间为整个原边绕组，第一输入端和中间抽头之间为原边绕组的上部分绕组，且变压器11可具有两组输出端，以分别输出不同的电压，例如12v和24v电压，本文中的汽车电池20以12v充电电压为例。开关模块14则包括两个连接端和一个控制端，控制端输入的控制信号可以控制其两个连接端导通或断开，以起到开关作用。继电器17具有两个线圈引脚、一个动触点和两个静触点，为了便于区分，两个静触点可分别为第一静触点和第二静触点。
25.市电19的火线与变压器11的第一输入端电连接，变压器的11输出端、整流模块12和汽车电池20顺次电连接，以向汽车电池20充电。汽车电池20、电池电压采样模块13和控制模块16顺次电连接，电池电压采样模块13采样汽车电池20的输出电压，并将采样到的电压发送至控制模块16。控制模块16、光电耦合器15和开关模块14的控制端顺次电连接，控制模块16可以控制开关模块14的导通频率，以对汽车电池20的充电电压进行控制，光电耦合器15起到信号隔离的作用。开关模块14的一个连接端与变压器11的第二输入端电连接；继电器17的两个线圈引脚分别与电源模块18和控制模块16电连接，因此，控制模块16可以控制继电器17的线圈是否上电，进而控制继电器17切换导通状态。继电器17的动触点与市电19的零线电连接，继电器17的第二静触点与开关模块14的另一个连接端电连接，继电器17的第一静触点与变压器11的原边绕组的中间抽头电连接。
26.当继电器17的动触点与第二静触点电连接时，市电19的火线、变压器11的整个原边绕组、开关模块14、继电器17和市电19的零线相当于形成了变压器11输入侧的回路，此时的控制模块16通过控制开关模块14的导通频率来对汽车电池20的充电电压进行控制，以满足充电要求。电池电压采样模块13实时采样汽车电池20的输出电压，控制模块16一旦判断到汽车电池20的输出电压出现骤降的现象，就说明汽车正在启动，此时，控制模块20可控制继电器17的动触点与第一静触点电连接，市电19的火线、变压器11的上部分原边绕组、开关模块14、继电器17和市电19的零线相当于形成了变压器11输入侧的回路，此时的变压器11可输出大电流，弥补未满电的汽车电池20输出电流不足的问题，以辅助汽车启动。这样，用户无需等待电池充满电就可以启动汽车，有效提升了用户体验。
27.在一些实施例中，控制模块包括单片机芯片，如图2和图4所示，具体可采用单片机芯片stc8h3k32s2。
28.进一步的，如图2和图3所示，控制模块还包括第一三极管vt1、稳压管zd2和电阻r11，单片机芯片的输出引脚(具体可以是单片机芯片stc8h3k32s2的18引脚)、电阻r11和第
一三极管的基极顺次电连接，继电器的两个线圈引脚分别与电源模块和第一三极管的集电极电连接，第一三极管的发射极接地，继电器的两个线圈引脚还分别与稳压管的两端电连接。
29.当单片机芯片的输出引脚输出高电平，第一三极管导通，继电器的线圈得电，当单片机芯片的输出引脚输出低电平，第一三极管断开，继电器的线圈不得电，就此就可以控制继电器的动触点切换导通状态。其中，稳压管起到稳定继电器线圈两端电压的作用。
30.其中，图3中的4引脚和5引脚为继电器的两个线圈引脚，1引脚为继电器的动触点，2引脚为第一动触点，3引脚为第二动触点。
31.进一步的，如图2和图4所示，控制模块还包括第二三极管vt2、可变电阻rt1、电阻r13、电阻r14、电阻r17、电阻r23和电容c23，电源模块、可变电阻rt1和光电耦合器u1的正向输入端(图4中u1的1引脚)顺次电连接，光电耦合器的负向输入端(图4中u1的2引脚)、电阻r13和第二三极管的集电极顺次电连接，第二三极管的发射极接地，单片机芯片的输出引脚(具体可以是单片机芯片stc8h3k32s2的32引脚)、电阻r17和第二三极管的基极顺次电连接，电阻r14的两端分别与光电耦合器的正向输入端和负向输入端电连接；光电耦合器的正向输入端、电容c23和接地端顺次电连接；光电耦合器的正向输入端、电阻r23和接地端顺次电连接。
32.当单片机芯片的输出引脚输出高电平，第二三极管导通，光电耦合器的负向输入端接地，光电耦合器的输出端即可输出电源模块的信号，当单片机芯片的输出引脚输出低电平，第二三极管端口，光电耦合器的负向输入端未接地，光电耦合器的输出端不输出电源模块的信号。由此，光电耦合器就可以输出pwm信号来控制开关模块。
33.更进一步的，控制模块还包括第三三极管vt3、电阻r21、电阻r22和电阻r25，光电耦合器的正向输入端、电阻r21和第三三极管的基极顺次电连接，直流电源、电阻r22和第三三极管的集电极顺次电连接，第三三极管的发射极接地，单片机芯片的输入引脚(具体可以是单片机芯片stc8h3k32s2的16引脚)、电阻r25和第三三极管的集电极顺次电连接。
34.第二三极管的导通状态的变化可以改变第三三极管的导通状态，进而使得单片机芯片的输入引脚为高电平或低电平，因此，控制模块可以知晓光电耦合器是否输出电源模块的信号。
35.在一些实施例中，如图2和图5所示，开关模块包括双向可控硅tr1、电阻r3、电阻r7、电阻r9、电容c1和电容c2，光电耦合器的正向输出端与双向可控硅的控制极电连接，双向可控硅的两个主电极分别与变压器的原边绕组的第二输入端和继电器的第二静触点电连接；双向可控硅的一个主电极、电阻r3、电容c1和双向可控硅的另一个主电极顺次电连接；双向可控硅的与变压器的第二输入端电连接的那个主电极、电容c2和光电耦合器的负向输出端顺次电连接，双向可控硅的与继电器的第二静触点电连接的那个主电极、电阻r7、电阻r9和光电耦合器的负向输出端顺次电连接。
36.双向可控硅将根据光电耦合器输出的pwm信号来以预定的频率导通，进而对汽车电池的充电电压进行控制。
37.在一些实施例中，如图2和图6所示，电池电压采样模块包括电阻r57、电阻r52和电阻r59，汽车电池的正极、电阻r57、电阻r59和接地端顺次电连接，电阻r57和电阻r59的中间节点、电阻r52和单片机芯片的输入引脚顺次电连接。电阻r57和电阻r59形成分压电路，根
据电阻r57和电阻r59的阻值即可知晓汽车电池的输出电压。
38.以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。