具時(shí)間階段控制的多功能智能型交換充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種多功能智能型交換充電器。特別是關(guān)于一種具有時(shí)間階段控制的多功能智能型交換充電器。
【背景技術(shù)】
[0002]充電電池廣泛地應(yīng)用于許多產(chǎn)品中，諸如筆記本電腦、平板計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話，甚至是大型電動(dòng)車與機(jī)器人。雖然充電電池多由充電電池芯串聯(lián)或并聯(lián)而組成，然而，依照電源供應(yīng)對(duì)象的不同，有著不同的輸出電流與電量的規(guī)格。
[0003]一般來(lái)說(shuō)，具較小輸出電流或電量的充電電池，可由連接的主機(jī)提供電力來(lái)進(jìn)行充電，或者連接至外部充電器，通過(guò)轉(zhuǎn)換的市電而進(jìn)行充電。由于電流或電量要求不大，力口上本身的體積也小，許多的充電器可以一次對(duì)數(shù)個(gè)充電電池進(jìn)行充電。然而，隨著許多大型移動(dòng)式設(shè)備(如電動(dòng)車與機(jī)器人)漸漸進(jìn)入生活周遭，其使用的充電電池?zé)o論是電量或電流需求，皆遠(yuǎn)大于前者。這些大電量(或電流)充電電池，通常都使用特制的充電器，或者通過(guò)充電站來(lái)進(jìn)行充電。姑且不論這些充電器或充電站太占使用空間而帶來(lái)的麻煩，光是為了對(duì)有限數(shù)量的電池充電而需要花費(fèi)在設(shè)置這些充電器或充電站的成本，就很可觀。尤其是這些建置的充電器或充電站不是隨時(shí)都有電池要進(jìn)行充電，低于負(fù)載使用率就形成浪費(fèi)。
[0004]然而，因?yàn)榇笮统潆婋姵氐男枨笸?，不可避免的，前述的充電器或充電站就有必要繼續(xù)生產(chǎn)建置下去。但因?yàn)楹芏啻笮偷碾妱?dòng)設(shè)備(如電動(dòng)車或電動(dòng)腳踏車)可能會(huì)使用相同近似規(guī)格的電池，而這些電池又有可能在家中或特定地點(diǎn)(如停車場(chǎng))進(jìn)行充電。因此，大型多充電電池充電器就有必要提供，以解決太多大型充電器充斥生活環(huán)境的困境。
[0005]和小型多充電電池充電器的充電原理差不多，大型多充電電池充電器的結(jié)構(gòu)一般如圖1所示。圖1中，大型多充電電池充電器5包括了一主控電力裝置10與數(shù)個(gè)充電裝置
11。該主控電力裝置10連接至市電20，將市電20傳來(lái)的交流電降壓，并依照充電電量需求，分配適當(dāng)?shù)碾娏拷o各個(gè)充電裝置11。而任一充電裝置11皆在收到來(lái)自主控電力裝置10的電力時(shí)，轉(zhuǎn)換交流電為直流電，對(duì)連接在充電裝置11上的充電電池(未繪示)進(jìn)行充電。
[0006]從圖1中，直覺(jué)地就可以了解各充電裝置11的設(shè)計(jì)規(guī)劃上應(yīng)該是一致的，也就是將一單一的充電裝置復(fù)制多組，配合用戶的需求組合成大型多充電電池充電器5的一部分。然而，就充電裝置11而言，其本身又可以分作多個(gè)部分，其中較占成本的就是充電電路與相應(yīng)的設(shè)備。其他如輸出端的線路與充電接頭，成本低廉。所以，若前述的大型多充電電池充電器5不能維持滿載充電，閑置的充電裝置11會(huì)造成資源浪費(fèi)；在此情況下，倘若能減少充電電路與相應(yīng)的設(shè)備，除了建置的成本能減少外，相對(duì)占據(jù)的空間也變少了。
[0007]因此，依照上述的構(gòu)想，有本發(fā)明的產(chǎn)生。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]已知的大型多充電電池充電器在設(shè)置時(shí)，材料成本偏高且占據(jù)的空間也較大，若未滿載充電，空閑的裝置形同浪費(fèi)。因此，需要研發(fā)能妥善利用建置設(shè)備、體型較小甚至能調(diào)整充電時(shí)間的大型多充電電池充電器。
[0009]依照本發(fā)明的一種態(tài)樣，一種具時(shí)間階段控制的多功能智能型交換充電器，包含:一充電裝置，連接至一交流電源，用以將該交流電源的交流電，轉(zhuǎn)為定額輸出的直流電，以提供一充電電池，進(jìn)行充電；多個(gè)輸出單元，每一輸出單元與一電力開(kāi)關(guān)連接，經(jīng)由該電力開(kāi)關(guān)連接至該充電裝置，用以將來(lái)自該充電裝置的直流電，對(duì)一充電電池進(jìn)行充電；一開(kāi)關(guān)控制單元，與多個(gè)開(kāi)關(guān)控制線路連接，每一開(kāi)關(guān)控制線路電連接至一電力開(kāi)關(guān)，用以觸發(fā)該電力開(kāi)關(guān)，控制直流電由該充電裝置流向該電力開(kāi)關(guān)所屬的輸出單元，或不觸發(fā)該電力開(kāi)關(guān)，阻斷直流電由該充電裝置流向該電力開(kāi)關(guān)所屬的輸出單元；及一充電控制單元，由信號(hào)連接線路與該開(kāi)關(guān)控制單元及各輸出單元電連接，用以偵測(cè)各輸出單元所連接的充電電池的充電特性，并通過(guò)判斷該充電特性，控制該開(kāi)關(guān)控制單元以改變各電力開(kāi)關(guān)的觸發(fā)狀態(tài)。其中該充電裝置一次只對(duì)一個(gè)充電裝置輸出直流電，直到該被充電的充電電池已充飽，該開(kāi)關(guān)控制單元最多只觸發(fā)一個(gè)電力開(kāi)關(guān)。
[0010]依照本案構(gòu)想，該開(kāi)關(guān)控制單元，進(jìn)一步連接至多個(gè)信號(hào)控制線路，每一信號(hào)控制線路與裝設(shè)在該開(kāi)關(guān)控制單元與一特定輸出單元間信號(hào)連接線路上的一信號(hào)開(kāi)關(guān)連接，用以觸發(fā)該信號(hào)開(kāi)關(guān)，以導(dǎo)通該信號(hào)連接線路，或不觸發(fā)信號(hào)開(kāi)關(guān)，以阻斷該信號(hào)連接線路。
[0011]依照本案構(gòu)想，該電力開(kāi)關(guān)為一三極交流開(kāi)關(guān)。
[0012]依照本案構(gòu)想，該信號(hào)開(kāi)關(guān)為一三極交流開(kāi)關(guān)
[0013]又該交換充電器的充電控制單元進(jìn)一步包含一時(shí)間控制器，用以在一特定時(shí)間內(nèi)，控制該開(kāi)關(guān)控制單元不觸發(fā)各電力開(kāi)關(guān)。
[0014]依照本案構(gòu)想，其中該特定時(shí)間為市電供應(yīng)尖峰時(shí)間。
[0015]依照本案構(gòu)想，當(dāng)該充電控制單元控制該開(kāi)關(guān)控制單元以改變各電力開(kāi)關(guān)的觸發(fā)狀態(tài)時(shí)，未觸發(fā)的電力開(kāi)關(guān)要在原觸發(fā)的電力開(kāi)關(guān)停止觸發(fā)后經(jīng)過(guò)一切換時(shí)間，才能被觸發(fā)。
[0016]本發(fā)明所提出的交換充電器，其中該充電控制單元進(jìn)一步包含一交流電源開(kāi)關(guān)，設(shè)置于該交流電源與該充電裝置間，通過(guò)一開(kāi)關(guān)控制線路與該開(kāi)關(guān)控制單元連接，當(dāng)受該開(kāi)關(guān)控制單元觸發(fā)時(shí)，用以導(dǎo)通該交流電源與該充電裝置，或當(dāng)未受該開(kāi)關(guān)控制單元觸發(fā)時(shí)，用以阻斷該交流電源與該充電裝置。
[0017]依照本案構(gòu)想，交流電源為發(fā)電機(jī)或市電供應(yīng)端。
[0018]依照本案構(gòu)想，信號(hào)連接線路符合RS232規(guī)范或CAM2.0規(guī)范。
[0019]依照本案構(gòu)想，該定額輸出的直流電的電流量至少為10安培。
[0020]依照本案構(gòu)想，該充電特性為充電電壓或充電電流。
[0021]本發(fā)明的方法，可僅利用一組充電裝置，對(duì)各個(gè)連接的充電電池依序進(jìn)行充電，節(jié)省建置成本與使用空間。此外，充電時(shí)間可以設(shè)定，配合離峰時(shí)間充電，充電成本亦可減省。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為一大型多充電電池充電器前案的方塊不意圖。
[0023]圖2為依照本發(fā)明的交換充電器的方塊示意圖。
[0024]圖3描述該交換充電器中各電力開(kāi)關(guān)的觸發(fā)時(shí)間。
[0025]圖4描述該交換充電器在特定時(shí)間內(nèi)對(duì)充電電池充電的情況。
[0026]附圖標(biāo)記說(shuō)明:5-大型多充電電池充電器；10-主控電力裝置；11-充電裝置；20_市電；100-交換充電器；101-充電裝置；102-開(kāi)關(guān)控制單元；103-充電控制單元；111_第一輸出單元；112_第二輸出單元；113_第三輸出單元；121_第一電力開(kāi)關(guān)；122_第二電力開(kāi)關(guān)；123_第三電力開(kāi)關(guān)；124_交流電源開(kāi)關(guān)；131_第一信號(hào)開(kāi)關(guān)；132-第二信號(hào)開(kāi)關(guān)；133-第三信號(hào)開(kāi)關(guān)；200-交流電源；301-第一充電電池；302-第二充電電池；303-第三充電電池；400-信號(hào)連接線路；521-第一開(kāi)關(guān)控制線路；522-第二開(kāi)關(guān)控制線路；523_第三開(kāi)關(guān)控制線路；524_第四開(kāi)關(guān)控制線路；531_第一信號(hào)控制線路；532-第二信號(hào)控制線路；533-第三信號(hào)控制線路。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明將通過(guò)參照下列的實(shí)施例而更具體地描述。
[0028]請(qǐng)參閱圖2至圖4。圖2為依照本發(fā)明的交換充電器的方塊示意圖。圖3描述該交換充電器中各電力開(kāi)關(guān)的觸發(fā)時(shí)間。圖4描述該交換充電器在特定時(shí)間內(nèi)對(duì)充電電池充電的情況。
[0029]本發(fā)明所提供的一種具時(shí)間階段控制的多功能智能型交換充電器100，包含了一充電裝置101、三個(gè)輸出單兀(一第一輸出單兀111、一第二輸出單兀112與一第三輸出單元113)、一開(kāi)關(guān)控制單元102與一充電控制單元103。該充電裝置101經(jīng)一交流電源開(kāi)關(guān)124，連接至一交流電源200。交流電源開(kāi)關(guān)124的功用為開(kāi)啟或關(guān)閉充電裝置101與交流電源200的線路，以讓充電裝置101獲得或不獲得交流電源200所提供的交流電，其內(nèi)容細(xì)節(jié)與操作方式會(huì)于稍后內(nèi)容中解說(shuō)。但要注意的是，交流電源開(kāi)關(guān)124是為了讓充電裝置101能通過(guò)切斷電源重開(kāi)而重置，以便切換不同輸出單元，對(duì)不同充電電池進(jìn)行充電。充電裝置101的功用是將交流電源提供的交流電，轉(zhuǎn)為定額輸出的直流電，以提供一充電電池，進(jìn)行充電。
[0030]在本實(shí)施例中，該交流電源200為一市電供應(yīng)端(市電插座)。實(shí)務(wù)上，也可以是一臺(tái)發(fā)電機(jī)。任何可供應(yīng)交流電的機(jī)具或設(shè)備，都是本發(fā)明所稱的交流電源。在本實(shí)施例中，較佳的定額輸出直流電具有48V及電流10A。由于大型電動(dòng)機(jī)具，如電動(dòng)車等，所需要的驅(qū)動(dòng)電池的電流，相對(duì)普通電池驅(qū)動(dòng)的小家電所需的電流都來(lái)的大得多。因此，在設(shè)計(jì)上，該定額輸出直流電至少要有1A以上的電流，1A到20A間的電流量是較適合的。
[0031]三個(gè)輸出單兀,第一輸出單兀111、第二輸出單兀112與第三輸出單兀113,每一輸出單元都與一特定的電力開(kāi)關(guān)連接，經(jīng)由該電力開(kāi)關(guān)連接至充電裝置101，可用以將來(lái)自該充電裝置101的直流電，對(duì)一充電電池進(jìn)行充電。參照?qǐng)D2可以得知:第一輸出單元111與一第一電力開(kāi)關(guān)121連接,可以對(duì)一第一充電電池301進(jìn)行充電；第二輸出單兀112與一第二電力開(kāi)關(guān)122連接，可以對(duì)一第二充電電池302進(jìn)行充電；第三輸出單元113與一第三電力開(kāi)關(guān)123連接，可以對(duì)一第三充電電池303進(jìn)行充電。各充電電池的外型可以一樣，也可以不一樣；充放電量的規(guī)格可以一致，也可不一致。充電電池僅需其內(nèi)部的電池管理系統(tǒng)能接受定額輸出的直流電(具有48V最大電壓及電流10A)對(duì)其充電即可。
[0032]第一輸出單兀111、第二輸出單兀112與第三輸出單兀113的設(shè)計(jì)上,需要滿足輸出端接口能與對(duì)應(yīng)充電電池的正負(fù)極端的位置相接合。然而，依照本發(fā)明的精神，輸出單元的數(shù)量不限于三個(gè)，由于是交換充電器100可以對(duì)多個(gè)電池分時(shí)段充電，只要輸出單元數(shù)量大于或等于兩個(gè)即可。第一電力開(kāi)關(guān)121、第二電力開(kāi)關(guān)122與第三電力開(kāi)關(guān)123在實(shí)作上是以三極交流開(kāi)關(guān)為佳，但其它適合用于控制較大電流的電力開(kāi)關(guān)也可以被使用，并不限定其種類。
[0033]開(kāi)關(guān)控制單元102，與四個(gè)開(kāi)關(guān)控制線路連接。一第一開(kāi)關(guān)控制線路521電連接至第一電力開(kāi)關(guān)121，一第二開(kāi)關(guān)控制線路522電連接至第二電力開(kāi)關(guān)122，一第三開(kāi)關(guān)控制線路523電連接至第三電力開(kāi)關(guān)123，一第四開(kāi)關(guān)