一种防过充自动断电装置

专利摘要:
本实用新型公开了一种防过充自动断电装置，包括USB输入端和USB输出端，还包括电源开关控制电路、采样信号放大电路和单片机；所述电源开关控制电路与单片机输出端连接，所述采样信号放大电路与单片机的输入端连接；所述采样信号放大电路包括采样电阻和信号放大模块；所述采样电阻与USB输入端GND1触点和USB输出端GND2触点之间的连接线串联；所述信号放大模块的输入端与采样电阻并联，信号放大模块的输出端与单片机输入端连接；通过采样信号电路实时获取装置中的电流信息，当单片机检测到电流过小时，会发出信号至电源开关控制电路从而实现电路的断开，实现防过充；本实用新型体积较小，携带方便，操作简洁。
公开号:CN214337585U
申请号:CN202022912472.8U
申请日:2020-12-07
公开日:2021-10-01
发明作者:邓馥郁；周易斌
申请人:Sichuan Vocational and Technical College；
IPC主号:H02J7-00

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及防过充的技术领域，具体涉及一种防过充自动断电装置。
[n0002] 电源是现有的电器设备必不可少的部分，有些电器可以直接采用交流供电，有些采用直流进行供电；所以就有相应的器件可以实现交流电转换直流，或者可以实现交流转换直流，通常直流电由交流电经过整流杻压输出，但是由交流电转为直流电的过程中，电路中电压不稳定，容易导致过冲，过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压，主要表现为一个尖端脉冲，并且能导致电路元器件的失效，电路出现过冲情况容易导致电路器件损害，甚至电解电容电压的释放不及时，容易威胁维修人员的生命安全。但是现有的一些充电设备往往不重视电路过冲问题或者过冲效果不佳。
[n0003] 现有的实现自动断电大多是在充电器中进行改进，其需要破坏现有充电器的结构，而且体积较大，不方便携带。
[n0004] 专利号为CN202030131482.0，专利名称为定时插座的中国专利公开了一种定时插座，是通过定时断电来实现防过冲的，但无法实现电流检测以及温度检测的功能，可能会发生未充满电或过冲的现象。
[n0005] 本实用新型的目的在于：针对目前实现自动断电的充电器体积较大、防过充设备无法实现电流检测以及温度检测的功能，可能会发生未充满电或过冲的现象的问题，提供了一种防过充自动断电装置，解决了目前实现自动断电的充电器体积较大、防过充设备无法实现电流检测以及温度检测的功能，可能会发生未充满电或过冲的现象的问题
[n0006] 本实用新型的技术方案如下：
[n0007] 一种防过充自动断电装置，包括USB输入端和USB输出端，所述USB输入端用于与电源充电器连接，所述USB输出端用于与数据线连接；还包括电源开关控制电路、采样信号放大电路和单片机；所述电源开关控制电路与单片机输出端连接，所述采样信号放大电路与单片机的输入端连接；所述采样信号放大电路包括采样电阻R1和信号放大模块；所述采样电阻R1与USB输入端11GND1触点和USB输出端12GND2触点之间的连接线串联；所述信号放大模块的输入端与采样电阻R1并联，信号放大模块的输出端与单片机输入端连接。
[n0008] 进一步地，所述电源开关控制电路是将继电器串联在USB输入端VCC1触点和USB输出端VCC2触点之间的连接线上；所述继电器的输入端与单片机的输入端连接。
[n0009] 进一步地，还包括显示屏，所述显示屏与单片机的输出端连接。
[n0010] 进一步地，所述单片机的输入端还连接有清零按键。
[n0011] 进一步地，还包括输入电压检测电路，所述输入电压检测电路的输入端与USB输入端VCC1触点连接，输入电压检测电路的输出端与单片机的输入端连接。
[n0012] 与现有的技术相比本实用新型的有益效果是：
[n0013] 1、一种防过充自动断电装置，包括USB输入端和USB输出端，还包括电源开关控制电路、采样信号放大电路和单片机；所述电源开关控制电路与单片机输出端连接，所述采样信号放大电路与单片机的输入端连接；所述采样信号放大电路包括采样电阻R1和信号放大模块；所述采样电阻R1与USB输入端GND1触点和USB输出端GND2触点之间的连接线串联；所述信号放大模块的输入端与采样电阻R1并联，信号放大模块的输出端与单片机输入端连接；通过采样信号电路实时获取装置中的电流信息，当单片机检测到电流过小时，会发出信号至电源开关控制电路从而实现电路的断开，实现防过充，目前的半导体截止或关断状态都存在一定的漏电流，而该装置采用物理性断电，解决了该问题。
[n0014] 2、一种防过充自动断电装置，还包括显示屏，所述显示屏与单片机的输出端连接，所述单片机的输入端还连接有清零按键；显示屏的设置可以实时显示充电设备的电流、电压和充电器情况。
[n0015] 3、一种防过充自动断电装置，单片机内部自设有温度检测装置，通过单片机检测自身温度，可以大概检测到防过充自动断电装置的温度，当温度过高时也可发出信号至电源开关控制电路，从而实现电路的断开，避免安全事故的发生。
[n0016] 图1为一种防过充自动断电装置的原理图；
[n0017] 图2为一种防过充自动断电装置的结构示意图；
[n0018] 图3为一种防过充自动断电装置的主电路图；
[n0019] 图4为一种防过充自动断电装置的单片机的电路图；
[n0020] 图5为一种防过充自动断电装置的显示屏的电路图；
[n0021] 图6为一种防过充自动断电装置的清零按键的电路图；
[n0022] 图7为一种防过充自动断电装置的基准电压电路的电路图；
[n0023] 图8为一种防过充自动断电装置的输入电压降压电路的电路图。
[n0024] 附图标记：11-USB输入端，12-USB输出端，13-显示屏，14-清零按键,R1-采样电阻。
[n0025] 需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[n0026] 下面结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
[n0027] 实施例1
[n0028] 请参阅图1-3，一种防过充自动断电装置，包括USB输入端11和USB输出端12，所述USB输入端11用于与电源充电器连接，所述USB输出端用于与数据线连接还包括电源开关控制电路、采样信号放大电路和单片机；所述电源开关控制电路与单片机输出端连接，所述采样信号放大电路与单片机的输入端连接；通过采样信号电路实时获取装置中的电流信息，当单片机检测到电流过小时，会发出信号至电源开关控制电路从而实现电路的断开，实现防过充。
[n0029] 电源开关控制电路是将继电器串联在USB输入端11VCC1触点和USB输出端12VCC2触点之间的连接线上；所述继电器的输入端与单片机的输入端连接；继电器也称电驿，是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”；故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用；通过继电器来实现电路的断开，是实现物理断电，避免了半导体关断状态下的漏电流从而损坏电池。
[n0030] 单片机内部自设有温度检测装置，通过单片机检测自身温度，可以大概检测到防过充自动断电装置的温度，当温度过高时也可发出信号至电源开关控制电路，从而实现电路的断开，避免安全事故的发生。
[n0031] 还包括输入电压检测电路，所述输入电压检测电路的输入端与USB输入端11VCC1触点连接，输入电压检测电路的输出端与单片机的输入端连接；检测输入的电压是不是5V，过低或者过高就断开供电，防止烧坏手机。
[n0032] 实施例2
[n0033] 实施例2是对实施例1的进一步说明，请参阅图1-3，与实施例1相同的部件这里不再赘述，采样信号放大电路包括采样电阻R1和信号放大模块，所述采样电阻R1与USB输入端11GND1触点和USB输出端12GND2触点之间的连接线串联；所述信号放大模块的输入端与采样电阻R1并联，信号放大模块的输出端与单片机输入端连接；因为单片机只能检测电压不能检测电流，故在USB输入端11GND1触点和USB输出端12GND2触点之间的连接线上串联采样电阻R1将电流信号转变成电压信号，再经信号放大模块将电压信号放大后在发送至单片机。
[n0034] 实施例3
[n0035] 实施例3是对实施例2的进一步说明，请参阅图1-3，与实施例2相同的部件这里不再赘述，单片机采用型号为STM32F030K6T6，信号放大模块采用的是型号为INA199A2DCKR的运放芯片；单片机上的PA1端口与信号放大模块的OUT端口连接，单片机上的PA0端口与继电器的输入端连接。
[n0036] 单片机的供电来源于输入电压降压电路，该电路采用该单片机的数据推荐手册推荐的电路；所述输入电压降压电路的输入端与USB输入端11的VBUS触点连接，输入电压降压电路的输出端与基准电压电路的输入端连接。
[n0037] 由于该单片机内部没有基准源，不能保证ADC的检测电压的准确信，故须设置基准电压电路，所述基准电压电路内部设置有型号为AZ43AN-ATRE1的精密电压基准源；所述基准电压电路的输出端与单片机上的PA5端口连接，从而输出一个稳定不变的电压给单片机，然后用这个电压去和其他电压进行对比，才可以保证ADC的检测电压准确。
[n0038] 实施例4
[n0039] 实施例4是对实施例3的进一步改进，请参阅图1-3，与实施例3相同的部件这里不再赘述，一种防过充自动断电装置，还包括显示屏13，所述显示屏13的型号是OG-2832TLBFG04；所述显示屏13的CS#端口与单片机上的PB0端口连接，显示屏13的RES#端口与单片机上的PB1端口连接，显示屏13的D/C#端口与单片机上的PB6端口连接，显示屏13的SCLK端口与单片机上的PB3端口连接，显示屏13的SDIN端口与单片机上的PB5端口连接；显示屏13的设置可以实时显示充电设备的电流、电压和充电器情况。
[n0040] 实施例5
[n0041] 实施例5是对实施例4的进一步改进，请参阅图1-3，与实施例3相同的部件这里不再赘述，单片机的PA12接口还连接有清零按键14；所述清零按键14的型号为TC-1102N-C-DL-B，该清零按键14按下后清空显示屏13上累计的通电时间和已充电的电荷量。
[n0042] 以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

权利要求:
Claims (5)
[0001] 1.一种防过充自动断电装置，包括USB输入端(11)和USB输出端(12)，所述USB输入端(11)用于与电源充电器连接，所述USB输出端(12)用于与数据线连接；其特征在于，还包括电源开关控制电路、采样信号放大电路和单片机；所述电源开关控制电路与单片机输出端连接，所述采样信号放大电路与单片机的输入端连接；所述采样信号放大电路包括采样电阻(R1)和信号放大模块；所述采样电阻(R1)与USB输入端(11)GND1触点和USB输出端(12)GND2触点之间的连接线串联；所述信号放大模块的输入端与采样电阻(R1)并联，信号放大模块的输出端与单片机输入端连接。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种防过充自动断电装置，其特征在于，所述电源开关控制电路是将继电器串联在USB输入端(11)VCC1触点和USB输出端(12)VCC2触点之间的连接线上；所述继电器的输入端与单片机的输入端连接。
[0003] 3.根据权利要求1所述的一种防过充自动断电装置，其特征在于，还包括显示屏(13)，所述显示屏(13)与单片机的输出端连接。
[0004] 4.根据权利要求3所述的一种防过充自动断电装置，其特征在于，所述单片机的输入端还连接有清零按键(14)。
[0005] 5.根据权利要求1所述的一种防过充自动断电装置，其特征在于，还包括输入电压检测电路，所述输入电压检测电路的输入端与USB输入端(11)VCC1触点连接，输入电压检测电路的输出端与单片机的输入端连接。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202022912472.8U|CN214337585U|2020-12-07|2020-12-07|一种防过充自动断电装置|CN202022912472.8U| CN214337585U|2020-12-07|2020-12-07|一种防过充自动断电装置|