一種能自動(dòng)斷電的節(jié)能充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及充電器，尤其涉及一種用于手機(jī)和電動(dòng)自行車(chē)充電的充電器，該充電器能在充電結(jié)束后自動(dòng)斷電，減少空載損耗達(dá)到節(jié)能和安全用電的要求。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前隨著社會(huì)的發(fā)展和科技水平不斷進(jìn)步，電動(dòng)車(chē)和手機(jī)類(lèi)數(shù)碼電子產(chǎn)品已經(jīng)成為人們的日常生活中主要交通工具和必需品。這些設(shè)備或產(chǎn)品普遍使用電池供電，生活中人們已經(jīng)習(xí)慣于白天使用這些工具或設(shè)備，夜晚為其充電，因此普遍存在著充電器設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于通電狀態(tài)。有些人幾天、幾十天甚至常年將充電器設(shè)備置于通電待機(jī)狀態(tài)，使充電器長(zhǎng)期處于無(wú)意義的帶電狀態(tài)，除了浪費(fèi)能源外，還將加速這些充電設(shè)備的老化，甚至引發(fā)安全事故。另外這些設(shè)備的充電時(shí)間都有一定時(shí)長(zhǎng)，如電動(dòng)自行車(chē)的完全充電時(shí)間一般是8-10個(gè)小時(shí)，手機(jī)類(lèi)數(shù)碼電子產(chǎn)品一般充電需時(shí)2-3小時(shí)。由于人們的生活習(xí)慣和條件限制，無(wú)法在充電完成時(shí)及時(shí)斷開(kāi)充電器與市電的連接；同時(shí)由于目前的技術(shù)還不夠完善，無(wú)法徹底解決充電完成時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)充電器與被充設(shè)備的電氣連接，尤其是不能斷開(kāi)與市電線(xiàn)路的電氣連接，因此存在著空載損耗，同時(shí)還存在著安全隱患。
[0003]現(xiàn)如今一般100W以下電子設(shè)備，如充電器、電源適配器普遍使用的都是采用離線(xiàn)反激式開(kāi)關(guān)電路，電路將電網(wǎng)提供的85V?275V交流電轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需要的直流電壓。正常工作狀態(tài)下，反激式開(kāi)關(guān)電源的損耗主要包括導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗，以及控制電路的損耗。待機(jī)狀態(tài)下，因?yàn)橄到y(tǒng)的輸出電流接近于零，導(dǎo)通損耗可以忽略，開(kāi)關(guān)損耗和控制電路的損耗成為主要的系統(tǒng)待機(jī)功耗。參看圖2，在本案中存在的待機(jī)損耗主要有啟動(dòng)損耗(R201、R202 )、吸收損耗(R203、C201)、高頻變壓器磁芯損耗(T )、輸出整流管反向恢復(fù)損耗(D301)、驅(qū)動(dòng)損耗(R211)、開(kāi)關(guān)損耗(Q201)。由于充電器的特殊性，即在一次完整的充電過(guò)程中，充電完成后無(wú)需再次啟動(dòng)，因此待機(jī)損耗就是一種嚴(yán)重浪費(fèi)。
[0004]時(shí)常見(jiàn)諸報(bào)端或新聞的電動(dòng)車(chē)或手機(jī)等數(shù)碼電子產(chǎn)品充電時(shí)引發(fā)的火災(zāi)事故，時(shí)刻提示人們充電安全的重要性。各種充電保護(hù)裝置或設(shè)備不斷面市，這些充電保護(hù)裝置或設(shè)備為減少充電安全事故的發(fā)生起到了積極的作用，但這類(lèi)保護(hù)裝置也存在著以下不足:
1、需要人工參與，也就是需要使用者主動(dòng)開(kāi)啟或啟動(dòng)才有效，比如按下按鍵開(kāi)關(guān)啟動(dòng)才能夠使用，使用起來(lái)不夠方便；2、定時(shí)裝置，定時(shí)裝置是人為設(shè)定一個(gè)時(shí)間，時(shí)間到，斷開(kāi)電源，由于充電時(shí)間的不確定性，電池剩余容量不同，充電時(shí)間也不相同，因此定時(shí)時(shí)間只能用增加時(shí)長(zhǎng)來(lái)解決斷電的問(wèn)題；3、由于目前主流的充電器普遍采用高頻開(kāi)關(guān)電源變壓電路結(jié)構(gòu)(傳統(tǒng)的鐵心變壓器已經(jīng)逐步退出市場(chǎng))因此用輸出端的低壓控制高壓端的通斷實(shí)現(xiàn)斷電功能存在技術(shù)難點(diǎn)，尤其是利用繼電器控制的方式，由于繼電器的體積原因，無(wú)法解決產(chǎn)品小型化和微型化的問(wèn)題，故此在手機(jī)充電器上幾乎沒(méi)有可能使用繼電器的應(yīng)用方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提出一種充電結(jié)束后能自動(dòng)斷開(kāi)市電的節(jié)能充電器。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種能自動(dòng)斷電的節(jié)能充電器，包括依次連接的橋式整流電路、開(kāi)關(guān)控制電路、高頻變壓器、低壓輸出電路，其還包括:串接在橋式整流電路與開(kāi)關(guān)控制電路之間的電子開(kāi)關(guān)，以及低壓端控制檢測(cè)電路，連接低壓輸出電路，用以反饋充電器輸出電流的大小，根據(jù)輸出電流的大小輸出控制信號(hào)；隔離驅(qū)動(dòng)電路，連接低壓端控制檢測(cè)電路，用以隔離反饋所述控制信號(hào)；上電自保持電路，連接隔離驅(qū)動(dòng)電路和電子開(kāi)關(guān)的控制端，根據(jù)隔離后的控制信號(hào)控制電子開(kāi)關(guān)的通斷，并且在充電器上電初期向電子開(kāi)關(guān)的控制端提供短時(shí)間的導(dǎo)通電平以維持電子開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通。
[0007]所述隔離驅(qū)動(dòng)電路包括光電耦合器，該光電耦合器的輸入側(cè)連接所述低壓端控制檢測(cè)電路，輸出側(cè)連接所述上電自保持電路。
[0008]所述電子開(kāi)關(guān)可以采用NM0S管，并串接在所述橋式整流電路的負(fù)極輸出線(xiàn)中；所述上電自保持電路包括串接在橋式整流電路正極輸出線(xiàn)與負(fù)極輸出線(xiàn)之間的第一電阻、第一電容、第二電阻，第一電阻與第一電容的連接點(diǎn)與所述光電耦合器的集電極之間串接第三電阻，第一電容與第二電阻的連接點(diǎn)連接光電親合器的發(fā)射極和電子開(kāi)關(guān)的柵極，電子開(kāi)關(guān)的柵極和源極之間并聯(lián)第四電阻和穩(wěn)壓管；所述第一電容兩端并聯(lián)一個(gè)重啟按鈕，該重啟按鈕采用常開(kāi)按鈕。
[0009]所述電子開(kāi)關(guān)也可以采用PM0S管，并串接在所述橋式整流電路的正極輸出線(xiàn)中；所述上電自保持電路包括串接在橋式整流電路正極輸出線(xiàn)與負(fù)極輸出線(xiàn)之間的第一電阻、第二電阻、第一電容，第一電阻與第二電阻的連接點(diǎn)連接電子開(kāi)關(guān)的柵極和所述光電耦合器的集電極，光電耦合器的發(fā)射極通過(guò)第三電阻接橋式整流電路的負(fù)極輸出線(xiàn)，電子開(kāi)關(guān)的柵極和源極之間并聯(lián)第四電阻和穩(wěn)壓管；所述第一電容兩端并聯(lián)一個(gè)重啟按鈕AN，該重啟按鈕采用常開(kāi)按鈕。
[0010]所述低壓端控制檢測(cè)電路所用的直流電源和地分別連接所述低壓輸出電路的輸出端，低壓端控制檢測(cè)電路可以包括串接在低壓輸出電路輸出線(xiàn)中的電流偵測(cè)電阻、放大器、比較器，電流偵測(cè)電阻的兩端分別通過(guò)第十電阻和第十一電阻連接放大器的反相輸入端和同相輸入端，放大器輸出端與其反相輸入端之間串接第九電阻，放大器輸出端連接比較器反相輸入端，比較器同相輸入端通過(guò)第七電阻連接直流電源、并通過(guò)第八電阻接地，直流電源通過(guò)第五電阻連接所述光電耦合器輸入側(cè)的陽(yáng)極，光電耦合器輸入側(cè)的陰極連接比較器的輸出端；所述光電耦合器的陽(yáng)極和陰極之間正向連接指示燈。
[0011]所述低壓端控制檢測(cè)電路所用的直流電源和地連接所述低壓輸出電路的輸出端，低壓端控制檢測(cè)電路也可以包括電壓檢測(cè)單元、電流偵測(cè)單元和中央處理單元，直流電源通過(guò)第五電阻連接所述光電耦合器輸入側(cè)的陽(yáng)極，光電耦合器輸入側(cè)的陰極連接中央處理單元，其中所述電壓檢測(cè)單元包括連接在直流電源和地之間的第七電阻和第八電阻，第七和第八電阻的連接點(diǎn)向中央處理單元發(fā)送所測(cè)電壓信號(hào)；所述電流偵測(cè)單元包括串接在低壓輸出電路輸出線(xiàn)中的電流偵測(cè)電阻，電流偵測(cè)電阻的兩端分別通過(guò)第十電阻和第十一電阻向中央處理單元發(fā)送所測(cè)電流信號(hào)；所述中央處理單元根據(jù)所述電壓信號(hào)和電流信號(hào)判斷充電是否結(jié)束，并向光電耦合器輸入側(cè)的陰極發(fā)出控制其導(dǎo)通或截止的控制電平。
[0012]上述光電耦合器的陰極與地之間可以連接一個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)，該機(jī)械開(kāi)關(guān)安裝在充電器輸出插座中，當(dāng)插座內(nèi)有插頭插入時(shí)機(jī)械開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，當(dāng)插座中無(wú)插頭時(shí)機(jī)械開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。
[0013]所述充電器輸出插座采用USB母座，該母座包括用于封裝的并且前部開(kāi)口的金屬外殼、安裝在金屬外殼內(nèi)的舌狀的塑膠材質(zhì)的固定座、鑲嵌在固定座中的金屬針腳，所述固定座的后部設(shè)有一塑膠材質(zhì)的凸臺(tái)，在該凸臺(tái)內(nèi)設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)鑲嵌所述機(jī)械開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)的按鍵部由凸臺(tái)內(nèi)向所述金屬針腳的上方突出，USB插頭與USB母座插接時(shí)USB插頭的前端可觸動(dòng)所述按鍵部以觸發(fā)所述機(jī)械開(kāi)關(guān)。
[0014]所述中央處理單元U1根據(jù)所述電流信號(hào)獲取恒流充電階段的最大安全充電電流I恒流、結(jié)合所述電壓信號(hào)的輸出電壓等級(jí)，按公式:1截止=1恒流/ N計(jì)算出充電截止電流閾