专利名称：电动自行车充电器自动控制电路及插线板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动自行车充电器自动控制电路及插线板。
背景技术：
现在通用的电动车充电器，在充电结束后，不能自动切断电源。如果不及时切断电 源，造成过充电，一方面容易缩短电池的使用寿命，另一方面也会造成能源的浪费，同时还 会存在一定的安全隐患。为了解决这一问题，目前普遍的做法是采用定时插线板，但由于电 池总电量不同，使用状态不同，剩余电量不同，所需实际充电时间也就会不尽相同，单一的 定时控制总充电时间难以使电池充到最佳状态，而且也不能完全避免过充和欠充情形的发 生。而且，对于电动车的电池，当电量基本充满，充电电流就会迅速减小，此时如果能够继续 充电2小时30分钟左右(即浮充)，将会有利于电池电量的稳定，对保持电池寿命有极大的 作用。但目前的电瓶充电器都不能保证充电结束及时断电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动自行车充电器自动控制电路及插线板，以有效防 止电池过充，延长电池使用寿命，同时能有效节约电能。为达上述目的及其他目的，本发明的电动自行车充电器自动控制电路，包括与电 源相连接的受控电源开关；用于接设充电器的连接插座；与所述受控电源开关及连接插座 相连接的限流降压整流电源电路，用于将电源电压进行转换，以便通过所述连接插座向充 电器供电；电流检测电路，与所述连接插座相连接，用于在充电过程中检测流经所述连接插 座的电流；与所述电流检测电路相连接的电子开关电路，用于根据所检测的电流来确定是 否提供一计时信号；定时电路，与所述电子开关电路相连接，用于根据所述计时信号开始计 时，并当计时到预定时间时输出一控制信号；以及开关控制电路，与所述定时电路及受控电 源开关相连接，用于根据所述控制信号控制所述受控电源开关断开。作为一种优选方式，所述限流降压整流电源电路可以包括由整流二极管和稳压 二极管构成的整流稳压电桥、与所述整流稳压电桥串联、且由第一电阻和第一电容并联的 并联电路、以及连接在所述整流稳压电桥输出端的第二电容。作为一种优选方式，所述电动自行车充电器自动控制电路还可以包括连接在所 述整流稳压电桥输出端的的电源指示电路，其包括发光二极管和电阻。作为一种优选方式，所述受控电源开关可以为脱扣开关，其可包括两个受同一按 钮控制的常开开关等。作为一种优选方式，所述开关控制电路可以包括连接在定时器电路输出端的电 阻、与所述电阻连接的三极管、以及与所述三极管连接二极管和脱扣开关控制器。作为一种优选方式，所述定时电路可以包括由第一芯片、电阻、及电容构成的定 时电路、以及3个二极管、电阻及所述第一芯片组成的循环复位电路。作为一种优选方式，所述电子开关电路可以包括连接在所述电流检测电路输出端的光电耦合器、与所述光电耦合器连接、包括三极管、电阻、二极管、及电容的充电电路。作为一种优选方式，所述电流检测电路可以包括输入端与所述连接插座相连接 的互感线圈、并联在所述互感线圈输出端的电容、并联在连接所述互感线圈输出端且由二 极管和稳压管串接的电路。作为一种优选方式，所述连接插座可以为三孔插板。此外，本发明的用于电动自行车充电器的插线板，包括由表面具有与充电器插头 配套的插孔的盒体；装设在所述盒体内的电动自行车充电器自动控制电路，其中，所述电动 自行车充电器自动控制电路可以是上述所述的电动自行车充电器自动控制电路，其连接插 座与所述插孔相对应；以及由所述电动自行车充电器自动控制电路接出至所述盒体之外的 电源插头。综上所述，本发明的电动自行车充电器自动控制电路在检测到充电电流由正常急 剧减小时即启动定时电路，使充电能由正常充电转入浮充，进而再自动断电，如此可有效防 止电池过充，延长电池使用寿命，还可以有效节约电能，防止安全隐患。
图1是本发明的电动自行车充电器自动控制电路示意图；图2是本发明的电动自行车充电器自动控制电路的实施例示意图。
具体实施例方式请参阅图1，本发明的电动自行车充电器自动控制电路包括受控电源开关、连接 插座、限流降压整流电源电路、电流检测电路、电子开关电路、定时电路、及开关控制电路。所述受控电源开关与电源相连接。在本实施例中，所述受控电源开关采用脱扣开 关，如图2所示，所述脱扣开关包括两个受同一按钮控制的常开开关J1、J2。所述连接插座CB用于接设电动自行车的充电器，在本实施例中，其采用三孔插 板。所述限流降压整流电源电路与所述受控电源开关及连接插座CB相连接的，用于 将电源电压(例如，220V)进行转换，以便通过所述连接插座CB向充电器供电。如图2所 示，所述限流降压整流电源电路I包括由整流二极管Dl、D3和稳压二极管D2、D4构成的 整流稳压电桥、连接在所述整流稳压电桥一个输入端、且由第一电阻Rl和第一电容Cl并联 的并联电路、以及连接在所述整流稳压电桥输出端的第二电容C2。所述电流检测电路与所述连接插座CB相连接，用于在充电过程中检测流经所述 连接插座CB的电流。如图2所示，所述电流检测电路V包括稳压二极管Dll、二极管D12、 电容C5、电感线圈Li、电感线圈L2。其中，稳压二极管Dll的正极和负极作为整个电流检测 电路的输出端，二极管D12负极与稳压二极管Dll负极相连；电容C5两端分别与稳压二极 管Dll正极和负极相连，电感线圈Ll与电容C5并联，电感线圈L2与电感线圈Ll组成互感 线圈，电感线圈L2 —端与连接插座CB的一个非地插孔相连，另一端与常开开关Jl相连。所述电子开关电路IV与所述电流检测电路V相连接，用于根据所检测的电流来确 定是否提供一计时信号。如图2所示，所述电子开关电路IV包括三极管T2、电阻R7、二极 管D10、电阻R8、电容C4、光电耦合器IC2。其中，三极管T2的集电极与所述限流降压整流电源电路正电压输出端(即电容C2的正电荷极板)连接、发射极与电阻R7相连；电阻R8 的两端分别与三极管T2的基极和集电极相连。所述电阻R7与二极管DlO负极相连，二极 管DlO正极与所述限流降压整流电源电路的负电压输出端(即电容C2的负电荷极板)连 接相连、负极与电阻R7相连。电容C4的正极接三极管T2的基极、负极与二极管DlO的正 极相连；光电耦合器的5端与三极管T2基极相连、4端与所述电容C4负极相连、1端鱼二极 管D12的负极相连、2端与稳压二极管Dll的正极相连。所述定时电路III与所述电子开关电路V相连接，用于根据所述计时信号开始计 时，并当计时到预定时间时输出一控制信号。如图2所示，所述定时电路III包括由第一 芯片IC1、电阻R4、电阻R5、电容C3构成的定时电路、以及由二极管D7、二极管D8、二极管 D9、电阻R6与第一芯片ICl组成的循环复位电路。其中，第一芯片ICl的3端作为输出端。 二极管D7负极接ICl的3端、二极管D8负极接第一芯片ICl的15端、二极管D7和二极管 D8的正极同时与二极管D9正极相连，二极管D9负极接第一芯片ICl的12端；电阻R6 —端 与第一芯片ICl的16端相连、一端与二极管D9正极相连；第一芯片ICl的9、10、11端分别 与电容C3、电阻R5、电阻R4的一端相连，电容C3、电阻R5、电阻R4三者各自的另一端互连， 第一芯片ICl的8端接所述限流降压整流电源电路负电压输出端(即电容C2的负电荷极 板)连接。其中，第一芯片ICl可选用带振荡器和14位二进制计数/分频器的CMOS集成 电路CC4060。电阻R4、电阻R5及电容C3组成RC振荡回路，计时长短与电阻R5和C3的乘 积有关，其值越大，相应时间越长。采用前一级的下降沿触发后一级，触发第一芯片ICl分 频计数。二极管D7、二极管D8、二极管D9和电阻R6组成与门电路以获得循环复位的高电 平，可以使计数器在下次使用前复位。在本实施例中，计时过2小时30分钟，定时结束，第 一芯片ICl的3脚输出高电平。所述开关控制电路与所述定时电路及受控电源开关相连接，用于根据所述控制信 号控制所述受控电源开关断开。如图2所示，所述开关控制电路II包括扣开关控制器K、 三极管Tl、电阻R3，二极管D6。其中，所述限流降压整流电源电路正电压输出端(即电容 C2的正电荷极板)与脱扣开关控制器K的一端相连，脱扣开关控制器K的另一端与二极管 D6正极相连；二极管D6负极与电容C2的正电荷极板相连；所述三极管Tl的集电极与脱扣 开关控制器K的另一端相连、发射极与电容C2的负电荷极板相连、基极与电阻R3的一端连 接，电阻R3的另一端连接第一芯片ICl的3端。此外，上述控制电路还可包括电源指示电路。如图2所示，所述电源指示电路包 括发光二极管D5和电阻R2。其中，电阻R2的一端连接电容C2的正电荷极板、另一端与 发光二极管D5的正极连接，发光二极管D5负极与电容C2的负电荷极板连接。再有，将上述自动控制电路装设在一盒体中，且在所述盒体相对于所述连接插座 的位置开设相应的与电动自行车的充电器插头配套的插孔，并由所述常开开关Jl、J2分别 接出一连接线至所述盒体之外，并在两连接线的另一端连接一电源插头，由此可构成一用 于电动自行车充电器的插线板。上述自动控制电路的工作过程如下首先将该自动控制电路接入220V市电，在使用中，先将充电器插头插入连接插座 CB中，手动按下常开开关Jl和常开开关J2所对应的按钮，由此开始对电动自行车的电池 正常充电。此时，限流降压整流电源电路I的正极输出端与负极输出端之间的输出电压为12V。在正常充电过程中，所述电流检测电路V中的互感线圈L的初级线圈L2中将有大 电流通过，所述互感线圈的次级线圈Ll将有感应电流产生，并将信号传输给所述光电耦合 器IC2，此时，光电耦合器IC2的输出端，即所述光敏三极管的集电极和发射极导通，电容C4 被短路，使得所述三极管T2截止，三极管T2没有电压输出，第一芯片ICl不工作，脱扣开关 控制器K也没有电流通过，因而，常开开关Jl和常开开关J2仍为接通状态，联机插座CB正 常供电。当充电器的指示灯由红转为绿灯时，表示电池已基本充足。此时充电电流迅速减 小，所述电流检测电路V中互感线圈的输入端电流相应减少，则光电耦合器IC2两输入端之 间电势降低，不足以激发所述发光二极管发光，则作为光电耦合器IC2输出端的光敏三极 管截止，电容C4开始充电，当电容C4充电达到一定值时，所述电子开关电路中三极管T2导 通，从而为定时器电路提供6伏的直流电压。同时第一芯片ICl的12端获得高电平，计时 器计时开始。约2小时30分钟，定时结束后，所述三极管Tl导通，所述脱扣开关控制器K 有电流通过，使常开开关Jl和常开开关J2断开，切断电源，停止充电。需要说明的是，本领域技术人员应该理解，图2所示的电路仅仅只是例示，并非用 于限制本发明。综上所述，本发明的电动自行车充电器自动控制电路根据检测到的充电电流的变 化来启动定时电路，使充电由正常充电转入浮充，进而再自动断电，能有效防止电池过充， 延长电池使用寿命，又可以有效节约电能，防止安全隐患。上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉 此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发 明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
1.一种电动自行车充电器自动控制电路，其特征在于包括与电源相连接的受控电源开关；用于接设充电器的连接插座；与所述受控电源开关及连接插座相连接的限流降压整流电源电路，用于将电源电压进 行转换，以便通过所述连接插座向充电器供电；电流检测电路，与所述连接插座相连接，用于在充电过程中检测流经所述连接插座的 电流；与所述电流检测电路相连接的电子开关电路，用于根据所检测的电流来确定是否提供 一计时信号；定时电路，与所述电子开关电路相连接，用于根据所述计时信号开始计时，并当计时到 预定时间时输出一控制信号；开关控制电路，与所述定时电路及受控电源开关相连接，用于根据所述控制信号控制 所述受控电源开关断开。
2.如权利要求1所述的电动自行车充电器自动控制电路，其特征在于所述限流降压 整流电源电路包括由整流二极管和稳压二极管构成的整流稳压电桥、与所述整流稳压电 桥串联、且由第一电阻和第一电容并联的并联电路、以及连接在所述整流稳压电桥输出端 的第二电容。
3.如权利要求1或2所述的电动自行车充电器自动控制电路，其特征在于还包括连 接在所述整流稳压电桥输出端的的电源指示电路，其包括发光二极管和电阻。
4.如权利要求1所述的电动自行车充电器自动控制电路，其特征在于所述受控电源 开关为脱扣开关，包括两个受同一按钮控制的常开开关。
5.如权利要求4所述的电动自行车充电器自动控制电路，其特征在于所述开关控制 电路包括连接在定时器电路输出端的电阻、与所述电阻连接的三极管、以及与所述三极管 连接二极管和脱扣开关控制器。
6.如权利要求1所述的电动自行车充电器自动控制电路，其特征在于所述定时电路 包括由第一芯片、电阻、及电容构成的定时电路、以及3个二极管、电阻及所述第一芯片组 成的循环复位电路。
7.如权利要求1所述的电动自行车充电器自动控制电路，其特征在于所述电子开关 电路包括连接在所述电流检测电路输出端的光电耦合器、与所述光电耦合器连接、包括三 极管、电阻、二极管、及电容的充电电路。
8.如权利要求1所述的电动自行车充电器自动控制电路，其特征在于所述电流检测 电路包括输入端与所述连接插座相连接的互感线圈、并联在所述互感线圈输出端的电容、 并联在连接所述互感线圈输出端且由二极管和稳压管串接的电路。
9.如权利要求1所述的电动自行车充电器自动控制电路，其特征在于所述连接插座 为三孔插板。
10.一种用于电动自行车充电器的插线板，其特征在于包括由表面具有与充电器插头配套的插孔的盒体；装设在所述盒体内的权利要求1至9任一项所述的电动自行车充电器自动控制电路， 其中，所述电动自行车充电器自动控制电路的连接插座与所述插孔相对应；以及由所述电动自行车充电器自动控制电路接出至所述盒体之外的电源插头。
全文摘要
本发明提供一种电动自行车充电器自动控制电路及插线板。所述控制电路包括受控电源开关、连接插座、限流降压整流电源电路、电流检测电路、电子开关电路、定时电路、及开关控制电路。当使用者按下受控电源开关时，连接插座向接入的充电器正常供电，使电池正常充电。当充电器充电基本完成，充电功耗降低，电流减少，电流检测电路及时反馈控制电子开关电路接通，为定时电路提供电源，从而使定时器启动，开始计时，这时充电器能继续为电池充电(即浮充)，由此来巩固充电效果，当定时(约2小时30分钟)后，开关控制电路动作，断开受控电源开关，由此切断电源，实现自动断电。本发明既可以防止电池过充，延长电池使用寿命，又可以有效节约电能，防止安全隐患。
文档编号H02J7/06GK102044901SQ20111002072
公开日2011年5月4日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者刘宝林, 吕福扣, 李维杰 申请人:上海理工大学