專(zhuān)利名稱：充電插板的節(jié)能控制方法及節(jié)能插板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電插板，特別是辦公及家用的充電插板的節(jié)能控制方法及神經(jīng) 模糊自適應(yīng)控制充電王節(jié)能插板。
背景技術(shù)：
我國(guó)既是一個(gè)資源大國(guó)，同時(shí)也是資源消耗大國(guó)。近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展在很大 程度上是以大量消耗資源為代價(jià)的，資源的不合理利用和大量的浪費(fèi)使我國(guó)資源提早出現(xiàn) 短缺，資源供應(yīng)壓力大的窘境。我國(guó)人均資源短缺的原因是多層次的工業(yè)、政策、技術(shù)、觀 念方面的原因。生活中，人們能意識(shí)到能源的浪費(fèi)，但只意識(shí)到個(gè)人的浪費(fèi)只是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 的，很少有人將個(gè)人浪費(fèi)值乘以十三億。我國(guó)按以往的過(guò)量消耗資源、能源和污染環(huán)境的發(fā) 展模式必須改變?yōu)閷?shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。全民動(dòng)員，科技保障，走向節(jié)能減排新途徑，讓每 個(gè)普通家庭和每間辦公室行動(dòng)起來(lái)，參加到節(jié)約能源的大軍中來(lái)。五花八門(mén)的電器走進(jìn)千家萬(wàn)戶，在沒(méi)有直接電源的場(chǎng)合，很多電器所用的是充電 電池，比如充電手電筒、手機(jī)電池、各類(lèi)電動(dòng)剃須刀、電瓶車(chē)、電動(dòng)摩托燈，“別忘了充電”成 為家居生活的高頻詞匯，充電成了人們生活的必不可少的內(nèi)容。對(duì)充電器而言，給用電設(shè) 備充電時(shí)，充滿電后，充電器若不能及時(shí)拔出，循環(huán)的充電放電過(guò)程會(huì)產(chǎn)生很多熱量。一方 面溫度過(guò)高會(huì)縮減電池的使用壽命；另一方面熱量的散發(fā)也會(huì)導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。而多數(shù)人 未意識(shí)到這點(diǎn)，或者意識(shí)到也很難及時(shí)將充電器拔出。例手機(jī)充電器，一般輸出電壓為 4. 22V，輸出電流為300mA，充電效率在80%左右，則其耗電量為1. 04W。通常充滿時(shí)所需時(shí) 間在3小時(shí)左右，耗電量為3. 12W。充好后，若不斷電，充電器仍會(huì)繼續(xù)消耗電量，其耗電量 與未充好時(shí)相同。假設(shè)到拔除充電器時(shí)，其間隔時(shí)間平常為2小時(shí)，晚上睡覺(jué)時(shí)為8小時(shí)， 則其耗電量為2. 08W和8. 32W。中國(guó)目前有7億左右的手機(jī)用戶，保守估計(jì)每天由于未能及 時(shí)拔出充電器而造成的電能浪費(fèi)為0.01456X10 9 KWh到0.05824X10 9 KWh，這是一種十 分奢侈的浪費(fèi)。除了浪費(fèi)電源以外，充電電池由于沒(méi)有及時(shí)的卸下，電池會(huì)由于有涓流而發(fā) 熱，長(zhǎng)時(shí)間的電流作用將會(huì)降低電池的使用壽命，同樣的道理，充電器也因?yàn)闆](méi)有及時(shí)的拔 出，耗費(fèi)待機(jī)電能或發(fā)熱而影響使用壽命。而這僅僅是以手機(jī)充電器為例，如再加上其它的 各種充電器，其浪費(fèi)掉的電能將會(huì)相當(dāng)?shù)凝嫶?，在能源短缺的今天是一種不可估量的損失。 目前，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)用于充電的插板還沒(méi)有見(jiàn)到相關(guān)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種充電插板的節(jié)能控制方法及一種節(jié)能 插板。該插板能檢測(cè)到設(shè)備是否充滿電、并在設(shè)備充滿電后自動(dòng)切斷與設(shè)備之間的回路，主 要用于解決充滿電后待機(jī)耗電問(wèn)題和保護(hù)電池和充電設(shè)備問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案充電插板的節(jié)能控制方法。該方法在插 板上設(shè)置單片機(jī)，當(dāng)插板工作時(shí)，單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)插板上每個(gè)充電插口的充電情況和每一種充電器的充電時(shí)間和充電電流的關(guān)系曲線，當(dāng)檢測(cè)到某一個(gè)充電插口上的充電器充滿電 后，單片機(jī)運(yùn)用神經(jīng)模糊自適應(yīng)反饋控制原理，對(duì)該充電器進(jìn)行最優(yōu)斷電控制，并通過(guò)電磁 繼電器切斷與該充電器相連的回路。節(jié)能插板。包括控制區(qū)和充電區(qū)，控制區(qū)連接充電區(qū)，所述的控制區(qū)主要由總電源 開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、電流檢測(cè)模塊和電磁繼電器組成，單片機(jī)連接電流檢測(cè)模塊和電磁繼電器； 在充電區(qū)設(shè)有充電插口，在每個(gè)充電插口上設(shè)有微動(dòng)觸發(fā)式開(kāi)關(guān)。上述的節(jié)能插板，在所述的控制區(qū)設(shè)有總電源指示燈。前述的節(jié)能插板，在所述充電區(qū)的每個(gè)充電插口上設(shè)有工作指示燈。前述的節(jié)能插板，所述充電區(qū)的每個(gè)充電插口之間是并聯(lián)連接。根據(jù)測(cè)量分析顯示，一般的充電器的充電時(shí)間和充電電流的關(guān)系不是直線關(guān)系。 開(kāi)始時(shí)，電流穩(wěn)定。以手機(jī)電池為例，電流在300mA左右，當(dāng)快要充滿時(shí)，電流值逐漸下降， 持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間才逐漸充滿，充滿時(shí)維持電流為10-30mA。不同的充電器有不同的充電電流 和充電時(shí)間的關(guān)系圖。本發(fā)明設(shè)計(jì)的插口能適應(yīng)多種充電器，主要是其主體控制算法為神 經(jīng)_模糊自適應(yīng)反饋控制，神經(jīng)_模糊自適應(yīng)控制系統(tǒng)能自動(dòng)選擇充電器的充電時(shí)間和充 電電流的關(guān)系，自動(dòng)匹配充電類(lèi)型并實(shí)現(xiàn)區(qū)間判斷達(dá)到最優(yōu)充電時(shí)間。神經(jīng)模糊自適應(yīng)系 統(tǒng)的給定值為現(xiàn)在市場(chǎng)上最流行的5種充電器的最小涓流，為區(qū)間值，并運(yùn)用模糊控制原 理，把充電時(shí)間設(shè)為5個(gè)區(qū)間，為初始區(qū)、平穩(wěn)期、過(guò)渡一區(qū)、過(guò)度二區(qū)、涓流區(qū)，當(dāng)充電器插 上充電后，系統(tǒng)自動(dòng)判斷充電器在什么電流值下斷電，然后電磁繼電器實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的斷電操 作。在完成一個(gè)充電周期的同時(shí)，最大限度的保護(hù)充電器。本發(fā)明的工作原理當(dāng)插板工作時(shí)，單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)每個(gè)充電插口的充電情況和 每一種充電器的充電時(shí)間和充電電流的關(guān)系曲線，當(dāng)檢測(cè)到哪一個(gè)插口充滿電后，運(yùn)用神 經(jīng)模糊自適應(yīng)反饋控制原理，對(duì)充電器進(jìn)行最優(yōu)斷電控制，電磁繼電器立即切斷與充電器 相連的回路。這樣既不浪費(fèi)電，也不會(huì)使充電電池持續(xù)發(fā)熱。本發(fā)明的每個(gè)充電插口都設(shè)有 微動(dòng)觸發(fā)式開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)控制電路待機(jī)開(kāi)路狀態(tài)。各個(gè)充電插口之間是并聯(lián)關(guān)系，即每個(gè)插口 的供電狀況對(duì)其它接口無(wú)任何影響。當(dāng)充滿電或拔下充電器時(shí)，其控制系統(tǒng)和插口處都處 于開(kāi)路狀態(tài)。使用該插板，可使用戶更大限度的節(jié)約充電電能、保護(hù)充電器和保護(hù)電池。本 發(fā)明的充電區(qū)插口設(shè)計(jì)為5個(gè)(插口可以擴(kuò)展)，每個(gè)額定功率100W，可以充電大容量的電 池，并可同時(shí)進(jìn)行五個(gè)充電器充電。充電插口設(shè)有微動(dòng)觸發(fā)式啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，在沒(méi)有插下充電器 和充電器拔出的情況下，插口為待機(jī)開(kāi)路狀態(tài)，電流檢測(cè)模塊也是斷電不工作狀態(tài)。當(dāng)插下 充電器時(shí)，啟動(dòng)觸發(fā)式開(kāi)關(guān)，導(dǎo)通工作電流和單片機(jī)檢測(cè)電流，保證充電區(qū)正常工作。當(dāng)兩 個(gè)充電器同時(shí)工作時(shí)，單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)工作電流，哪個(gè)充電器的工作電流達(dá)到給電區(qū)間時(shí)， 哪個(gè)充電器就斷電。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明是一款智能充電專(zhuān)用插板，主要解決充滿電后待機(jī)耗 電問(wèn)題和保護(hù)電池及充電設(shè)備問(wèn)題，它能檢測(cè)到設(shè)備是否充滿電、并在設(shè)備充滿電后自動(dòng) 切斷與設(shè)備之間的回路；而在下一次充電時(shí)，只要設(shè)備的電未滿，插板將自動(dòng)接通電源；設(shè) 備充滿電后，插板又將自動(dòng)斷電。若在未充滿電之前拔掉充電器，充電接口也自動(dòng)開(kāi)路。它 在很大程度上實(shí)現(xiàn)充電的節(jié)能要求和人性化要求，為現(xiàn)代的各種充電設(shè)備的首選。與現(xiàn)有 技術(shù)相比，本發(fā)明運(yùn)用單片機(jī)最小系統(tǒng)控制技術(shù)，具有電流自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)斷電的功能，其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格經(jīng)濟(jì)，能自動(dòng)采集、不間斷監(jiān)測(cè)，具有智能化分析功能，實(shí)現(xiàn)人性化開(kāi)斷操作。使用該插板，可使用戶更大限度的節(jié)約充電電能、保護(hù)充電器和保護(hù)電池。本發(fā)明專(zhuān)用 于設(shè)備充電，原理簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，控制方法前沿先進(jìn)，控制精度高，開(kāi)發(fā)費(fèi)用低，有很好的 市場(chǎng)前景和應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明節(jié)能插板的結(jié)構(gòu)框圖。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例。如圖1所示，包括控制區(qū)2和充電區(qū)3，插板外連220V交流電源1，控制區(qū) 2連接充電區(qū)3，最大允許通電電流為10A?？刂茀^(qū)主要由總電源開(kāi)關(guān)7、總電源指示燈8、單 片機(jī)9、電流檢測(cè)模塊和電磁繼電器組成，單片機(jī)9連接電流檢測(cè)模塊和電磁繼電器。在充 電區(qū)設(shè)有5個(gè)充電插口 4 (該插口可拓展)，每個(gè)充電插口 4之間采用并聯(lián)連接，在每個(gè)充電 插口 4上設(shè)有微動(dòng)觸發(fā)式開(kāi)關(guān)5和工作指示燈6，微動(dòng)觸發(fā)式開(kāi)關(guān)5可使充電器處于最佳斷 電待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)插板沒(méi)有充電設(shè)備或充電電池充滿電時(shí)，控制電路和充電電路開(kāi)路，當(dāng)充電 器插下時(shí)，充電電路導(dǎo)通，控制電路通過(guò)微型觸發(fā)式開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。當(dāng)接通220V交流電源1后， 電源并聯(lián)給進(jìn)，一路經(jīng)微型變壓器變壓成5V供電電源連接控制電路，另一路并聯(lián)到每個(gè)充 電插口 4，作為充電電路，控制區(qū)2工作。5個(gè)充電插口 4獨(dú)立充電，用戶隨意插5個(gè)充電插 口之一即可充電，互相不干擾。當(dāng)只有1個(gè)充電器充電時(shí)，微動(dòng)觸發(fā)式開(kāi)關(guān)5同時(shí)導(dǎo)通插口 電源和單片機(jī)檢測(cè)電路電源，充電完畢后按照最優(yōu)斷電方案斷電。當(dāng)充電器的數(shù)目大于或 等于2時(shí)，電流檢測(cè)模塊的檢測(cè)電路循環(huán)檢測(cè)每個(gè)充電器的充電情況，哪個(gè)充電器先充滿， 哪個(gè)先斷，最終實(shí)現(xiàn)全部斷電，其控制算法為神經(jīng)模糊自適應(yīng)控制，控制選用6種不同的充 電器的充電電流和時(shí)間關(guān)系曲線，插板在充電的過(guò)程中自動(dòng)尋找并判斷每一個(gè)插口的充電 器類(lèi)別從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)斷電方案。本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種 變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種充電插板的節(jié)能控制方法，其特征在于在插板上設(shè)置單片機(jī)，當(dāng)插板工作時(shí)，單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)插板上每個(gè)充電插口的充電情況和每一種充電器的充電時(shí)間和充電電流的關(guān)系曲線，當(dāng)檢測(cè)到某一個(gè)充電插口上的充電器充滿電后，單片機(jī)運(yùn)用神經(jīng)模糊自適應(yīng)反饋控制原理，對(duì)該充電器進(jìn)行最優(yōu)斷電控制，并通過(guò)電磁繼電器切斷與該充電器相連的回路。
2.一種節(jié)能插板，包括控制區(qū)和充電區(qū)，控制區(qū)連接充電區(qū)，其特征在于所述的控制 區(qū)主要由總電源開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、電流檢測(cè)模塊和電磁繼電器組成，單片機(jī)連接電流檢測(cè)模塊 和電磁繼電器；在充電區(qū)設(shè)有充電插口，在每個(gè)充電插口上設(shè)有微動(dòng)觸發(fā)式開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能插板，其特征在于在所述的控制區(qū)設(shè)有總電源指示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能插板，其特征在于在所述充電區(qū)的每個(gè)充電插口上設(shè) 有工作指示燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的節(jié)能插板，其特征在于所述充電區(qū)的每個(gè)充電插口之 間是并聯(lián)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種充電插板的節(jié)能控制方法及節(jié)能插板，它是在插板上設(shè)置單片機(jī)，當(dāng)插板工作時(shí)，單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)插板上每個(gè)充電插口的充電情況和每一種充電器的充電時(shí)間和充電電流的關(guān)系曲線，當(dāng)檢測(cè)到某一個(gè)充電插口上的充電器充滿電后，單片機(jī)運(yùn)用神經(jīng)模糊自適應(yīng)反饋控制原理，對(duì)該充電器進(jìn)行最優(yōu)斷電控制，并通過(guò)電磁繼電器切斷與該充電器相連的回路。本發(fā)明主要解決充滿電后待機(jī)耗電問(wèn)題和保護(hù)電池及充電設(shè)備問(wèn)題，它能檢測(cè)到設(shè)備是否充滿電、并在設(shè)備充滿電后自動(dòng)切斷與設(shè)備之間的回路；它在很大程度上實(shí)現(xiàn)充電的節(jié)能要求和人性化要求，為現(xiàn)代的各種充電設(shè)備的首選。
文檔編號(hào)H01R13/66GK101876814SQ20101019703
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者張 杰, 張覃, 張超, 李龍江, 楊陽(yáng) 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)