專利名稱：節(jié)能型汽車智能充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車維護(hù)用品，特別是一種節(jié)能型汽車智能充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般來說，車輛所需電源是靠汽車發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)獲得的，而現(xiàn)在的汽車，為了節(jié)省燃油和減輕重量，一般都將發(fā)電機(jī)做得很小，而汽車的用電設(shè)備卻日漸增多，在一般工況下發(fā)電量還是夠用的，但如果同時開著空調(diào)和行車大燈，或者說其他一些用電設(shè)備同時開啟，難免電量虧損。而為了減輕汽車的整體重量，也將汽車蓄電池做得很小，在這種情況下，就需要定期地給汽車蓄電池補(bǔ)充電能，以免汽車用電器長時間在低電壓下工作，減少汽車用電設(shè)備的故障率。為消除上述危害，目前已研制出了汽車補(bǔ)充電設(shè)備，但到目前為止，由于存在較多的問題，特別是效率低、費用大和在使用中沒有解決安全等問題，所以還難以被廣泛使用。因為傳統(tǒng)的充電設(shè)備是電感型，需要很大的體積，且重量也大。電能轉(zhuǎn)換效率更是低下，輸出的電壓還不穩(wěn)定。因此，傳統(tǒng)的汽車充電設(shè)備結(jié)構(gòu)繁雜，副件較多，制造成本高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種節(jié)能型汽車用智能補(bǔ)充電設(shè)備，其要解決的技術(shù)問題是利用普通家用電源，將高壓交流電源經(jīng)過濾波器、整流、功率轉(zhuǎn)換等方法，產(chǎn)生汽車蓄電池所用的穩(wěn)定的低壓直流電源，向汽車蓄電池充電。在電源轉(zhuǎn)換中，采用了智能化控制，使輸出電源得到了過壓過流保護(hù)、短路保護(hù)等保護(hù)裝置，并有顯示屏顯示即時信息。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案—種節(jié)能型汽車智能充電器，包括與電源輸入端連接，依次串聯(lián)的輸入濾波器、 浪涌緩沖器、整流器、功率轉(zhuǎn)換器、輸出端電源整流器和電源輸出端，還包括一脈沖頻率控制單元，所述的電源輸出端分別通過電源短路保護(hù)電路、過壓與過流保護(hù)電路、脈沖采樣電路和穩(wěn)壓環(huán)路與所述的脈沖頻率控制單元連接，所述的脈沖頻率控制單元分別與基準(zhǔn)電源和所述的功率轉(zhuǎn)換器連接并根據(jù)接收的過壓、過流、穩(wěn)壓信號，對所述的功率轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制。在一較佳實施例中，還包括一個功率比較修正單元，該單元接收所述輸入濾波器和所述浪涌緩沖器的信號，并與所述功率轉(zhuǎn)換器和脈沖頻率控制單元連接，用于校正和提高功率因數(shù)；一個與所述輸入濾波器連接的過壓與過流保護(hù)控制電路，該過壓與過流保護(hù)控制電路分別與所述的功率比較修正單元和所述的脈沖頻率控制單元連接；一個與所述的脈沖頻率控制單元連接的手動限流選擇開關(guān)。所述的脈沖頻率控制單元與一信息顯示屏連接。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用高性能智能化控制電路，以控制充電設(shè)備的穩(wěn)壓恒流輸出，所以這種車用智能補(bǔ)充電設(shè)備及其配套裝置給汽車蓄電池精確而穩(wěn)定的電源補(bǔ)給，由于采用智能型的控制電路，不需要大體積的電感設(shè)備，比傳統(tǒng)的汽車用充電設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單，制造成本將有所降低，還有一定的節(jié)能作用。
圖1是本實用新型實施例的節(jié)能型汽車智能充電器整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例的節(jié)能型汽車智能充電器電路方框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。圖1中的2是表示節(jié)能型汽車智能充電器整體結(jié)構(gòu)示意圖。其中3為電源智能控制管理系統(tǒng)，是電源集合控制器。內(nèi)部包含有濾波器、浪涌緩沖器、整流裝置、功率轉(zhuǎn)換器等。將220V的普通家用電源經(jīng)過開關(guān)轉(zhuǎn)換控制，形成汽車所需要的直流電源。圖中的4為系統(tǒng)功能顯示器，顯示輸出電壓、輸出電流和預(yù)計充電時間等功能信息。圖中1為輸入電源接頭，與220V家用電源對接。圖中5與6為快速接頭，快速接頭的設(shè)計目的是除了可以向汽車蓄電池充電外，還可以與汽車點煙器進(jìn)行對接充電。圖中7為電源夾頭，分正負(fù)極，用于向汽車蓄電池充電時夾在蓄電池的正負(fù)極上。圖2是本實用新型實施例的節(jié)能型汽車智能充電器電路方框圖。如圖2所示，本實用新型提出的一種節(jié)能型汽車智能充電器包括與電源輸入端連接，依次串聯(lián)的輸入濾波器21、浪涌緩沖器22、整流器23、功率轉(zhuǎn)換器M、輸出端電源整流器25和電源輸出端27、 脈沖頻率控制單元30。電源輸出端27分別通過電源短路保護(hù)電路31、過壓與過流保護(hù)電路32、脈沖采樣電路33和穩(wěn)壓環(huán)路34與所述的脈沖頻率控制單元30連接。脈沖頻率控制單元30分別與基準(zhǔn)電源35和功率轉(zhuǎn)換器M連接并根據(jù)接收的過壓、過流、穩(wěn)壓信號，對功率轉(zhuǎn)換器M進(jìn)行控制。圖中的21為節(jié)能型汽車智能充電器的輸入濾波器，作用是將電網(wǎng)的雜波濾掉，同時也阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到輸入電網(wǎng)中。圖中的22為充電器的浪涌緩沖器，其作用是緩沖電源系統(tǒng)中的電源浪涌。圖中的整流器23，將電源整流，與浪涌緩沖器一起作用，產(chǎn)生比較平滑的直流電。圖中M為功率轉(zhuǎn)換器示意圖，采用開關(guān)電源為基礎(chǔ)的電路設(shè)計，而不需要使用像電感那樣體積大效率低的功率轉(zhuǎn)換功能，而是一種全新電路設(shè)計，使轉(zhuǎn)換功能大幅度的提高。對電源以脈沖寬度控制與脈沖頻率控制，使輸出端電壓保持恒定的輸出。此原件是開關(guān)電源的關(guān)鍵部件，控制整個電源的變壓與輸出。圖中25是輸出端電源整流器， 對輸出電源進(jìn)行整流，對外輸出穩(wěn)定的直流電源。圖中的26為輸出端的濾波器，將功率轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的雜波進(jìn)行過濾。圖中27為電源輸出端，對外輸出汽車充電系統(tǒng)所用的電源，并向脈沖頻率控制單元反饋過壓、過流、穩(wěn)壓等信號。圖中觀為輸入端電壓過壓與欠壓保護(hù)控制單元，當(dāng)輸入端電壓過高或過低時，對整個充電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，以免整個充電系統(tǒng)受到損害，并向功率比較修正單元四與脈沖頻率控制單元30提供保護(hù)信號。圖中四為功率比較修正單元，采用電感補(bǔ)償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小的作用來校正和提高功率因數(shù)，以至達(dá)到節(jié)約能源的目的。圖中30為脈沖頻率控制單元，設(shè)計為程序化控制，因此可以對輸出電源進(jìn)行智能化控制。本單元主要的目的是通過收集輸出端過壓與過流保護(hù)電路32、輸出電源端的脈沖采樣電路33、穩(wěn)壓環(huán)路34、電源短路保護(hù)電路31等各種信號，并經(jīng)過運算處理，進(jìn)而控制功率轉(zhuǎn)換器M，使功率轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換更精確，更完美。圖中31為輸出電源短路保護(hù)電路，當(dāng)輸出電源產(chǎn)生短路時，能通過脈沖頻率控制單元控制功率轉(zhuǎn)換器即切斷輸出電源，以免電路損壞。圖中32為輸出電源過壓與過流保護(hù)電路，當(dāng)輸出電源電壓或電流過高時，向脈沖頻率控制單元輸出信號，以便調(diào)控輸出電壓或電流，使其在一個合理的范圍內(nèi)。圖中33為輸出電源端的脈沖采樣電路，同基準(zhǔn)電源35形成比對電源電路，目的是控制輸出電源中的脈沖頻率，以便更有效的對汽車蓄電池進(jìn)行脈沖式的充電。圖中34為穩(wěn)壓環(huán)路，作用是控制輸出端的電壓，使其保持在比較穩(wěn)定的電壓范圍內(nèi)。圖中36為限流選擇開關(guān)，用于人為的選擇輸出充電電流。圖中37為信息顯示屏，用于顯示輸出電壓、輸出電流和預(yù)計充電時間等工作信息。整個系統(tǒng)是這樣工作的當(dāng)電流進(jìn)入節(jié)能型汽車智能充電器的濾波電路21時，濾波電路對電網(wǎng)上的雜波進(jìn)行過濾，使進(jìn)入系統(tǒng)的電源沒有太大的波動。從濾波電路出來的電流就進(jìn)入了浪涌緩沖器22，經(jīng)過浪涌緩沖器后的電源就更加平穩(wěn)，再進(jìn)入整流器23進(jìn)行整流，整流器將電網(wǎng)的交流電源整流成平滑的直流電，供下一環(huán)節(jié)使用。經(jīng)過整流的電源進(jìn)入了功率轉(zhuǎn)換器M，功率轉(zhuǎn)換器是控制輸出電源的電壓與電流的，因此，功率轉(zhuǎn)換器也就控制整個電路的通與斷，根據(jù)輸入過壓與欠壓保護(hù)控制單元觀、功率比較修正單元四和脈沖頻率控制單元30的指令信號，對輸出電壓電流進(jìn)行精確控制。從功率轉(zhuǎn)換器出來的電流再次進(jìn)入整流電路25，對輸出電源進(jìn)行整流，再進(jìn)入輸出濾波電路沈，對輸出電源進(jìn)行濾波。 輸出電源經(jīng)過整流和濾波后通過輸出端接頭27向外輸出電源，對汽車進(jìn)行充電。輸出電源向短路保護(hù)電路31提供信號，短路保護(hù)電路當(dāng)電源發(fā)生短路時，向脈沖頻率控制單元輸出信號，再由脈沖頻率控制單元對功率轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，使輸出端沒有電流輸出，當(dāng)電路不再短路時，電路又從新輸出電流。當(dāng)輸出電源超過規(guī)定電壓或規(guī)定電流時，過壓過流保護(hù)電路向脈沖頻率控制單元提供信號，從而控制功率轉(zhuǎn)換器，控制并修正輸出電壓或電流，使其在一個合理的范圍內(nèi)。當(dāng)輸出電源產(chǎn)生波動時，穩(wěn)壓環(huán)路向控制單元提供信號，控制并穩(wěn)定輸出電源，并由采樣電路與基準(zhǔn)電源進(jìn)行比對，以確保輸出電源的穩(wěn)定性。限流開關(guān)是人為控制輸出電流的開關(guān)按鈕，可以選擇限流在10A、15A、20A、25A四個檔位，根據(jù)需要而選擇充電電流。輸出的電流或電壓等信息由顯示器顯示，向用戶提供了即時的充電電壓和電流信息，并能提供預(yù)計充電時間信息，從而方便了用戶對信息的掌握。在輸入電路中還設(shè)計有輸入過欠壓保護(hù)電路，用于保護(hù)電網(wǎng)中的電壓波動，使充電設(shè)備不至于損壞和產(chǎn)生不合理的輸入電壓。還設(shè)計有功率比較修正單元，對輸入電壓與電流之間的相位差進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而提高功率因數(shù)，達(dá)到節(jié)能的目的。由于電路中使用了脈沖頻率控制單元，采集了各種信號， 對電路中的功率轉(zhuǎn)換器進(jìn)行精確控制，形成了智能化控制，使得充電系統(tǒng)更加高效，更加安全。本實用新型提供了向汽車點煙器充電的插頭，因此，用戶可以方便的向汽車蓄電池進(jìn)行充電，也可以通過汽車點煙器對汽車蓄電池進(jìn)行充電。大大地方便了汽車用戶。由于本車用充電系統(tǒng)采用了開關(guān)電源系統(tǒng)和智能化控制，所以比傳統(tǒng)充電設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單，使用更安全。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能型汽車智能充電器，其特征在于包括與電源輸入端連接，依次串聯(lián)的輸入濾波器(21)、浪涌緩沖器(22)、整流器(23)、功率轉(zhuǎn)換器(M)、輸出端電源整流器05) 和電源輸出端(27)，還包括一脈沖頻率控制單元(30)，所述的電源輸出端(XT)分別通過電源短路保護(hù)電路(31)、過壓與過流保護(hù)電路(32)、脈沖采樣電路(3 和穩(wěn)壓環(huán)路(34)與所述的脈沖頻率控制單元(30)連接，所述的脈沖頻率控制單元(30)分別與基準(zhǔn)電源(35) 和所述的功率轉(zhuǎn)換器04)連接并根據(jù)接收的過壓、過流、穩(wěn)壓信號，對所述的功率轉(zhuǎn)換器 (24)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型汽車智能充電器，其特征在于還包括一個功率比較修正單元(四)，該單元接收所述輸入濾波器0 和所述浪涌緩沖器的信號，并與所述功率轉(zhuǎn)換器04)和脈沖頻率控制單元(30)連接，用于校正和提高功率因數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型汽車智能充電器，其特征在于還包括一個與所述輸入濾波器連接的過壓與過流保護(hù)控制電路(觀)，該過壓與過流保護(hù)控制電路08)分別與所述的功率比較修正單元09)和所述的脈沖頻率控制單元(30)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車智能充電器，其特征在于所述的脈沖頻率控制單元 (30)與一信息顯示屏連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車智能充電器，其特征在于還包括一個與所述的脈沖頻率控制單元(30)連接的手動限流選擇開關(guān)(36)。
專利摘要本實用新型提供了一種節(jié)能型汽車智能充電器，包括與電源輸入端連接，依次串聯(lián)的輸入濾波器(21)、浪涌緩沖器(22)、整流器(23)、功率轉(zhuǎn)換器(24)、輸出端電源整流器(25)和電源輸出端(27)，還包括一脈沖頻率控制單元(30)，所述的脈沖頻率控制單元(30)分別與基準(zhǔn)電源(35)和所述的功率轉(zhuǎn)換器(24)連接并根據(jù)接收的過壓、過流、穩(wěn)壓信號，對所述的功率轉(zhuǎn)換器(24)進(jìn)行控制。本實用新型利用普通家用電源產(chǎn)生汽車蓄電池所用的穩(wěn)定的低壓直流電源，向汽車蓄電池補(bǔ)充電能。
文檔編號H02J3/01GK202121363SQ20102067616
公開日2012年1月18日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者陳志新 申請人:陳志新