專利名稱：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)：
我國既是一個資源大國，同時也是資源消耗大國。近年來經(jīng)濟的飛速發(fā)展在很大 程度上是以大量消耗資源為代價的，資源的不合理利用和大量的浪費使我國資源提早出現(xiàn) 短缺，資源供應(yīng)壓力大的窘境。我國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，人們能意識到能源的浪費，但只意識到個人的浪費只是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 的，很少有人將個人浪費值乘以十三億。我國按以往的過量消耗資源、能源和污染環(huán)境的發(fā) 展模式必須改變?yōu)閷嵤┛沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。全民動員，科技保障，走向節(jié)能減排新途徑，讓每 個普通家庭和每間辦公室行動起來，參加到節(jié)約能源的大軍中來。五花八門的電器走進(jìn)千家萬戶，在沒有直接電源的場合，很多電器所用的是充電 電池，比如充電手電筒、手機電池、各類電動剃須刀、電瓶車、電動摩托燈，“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。對充電器而言，給用電設(shè) 備充電時，充滿電后，充電器若不能及時拔出，循環(huán)的充電放電過程會產(chǎn)生很多熱量。一方 面溫度過高會縮減電池的使用壽命；另一方面熱量的散發(fā)也會導(dǎo)致能源的浪費。而多數(shù)人 未意識到這點，或者意識到也很難及時將充電器拔出。例手機充電器，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。通常充滿時所需時 間在3小時左右，耗電量為3. 12W。充好后，若不斷電，充電器仍會繼續(xù)消耗電量，其耗電量 與未充好時相同。假設(shè)到拔除充電器時，其間隔時間平常為2小時，晚上睡覺時為8小時， 則其耗電量為2. 08W和8. 32W。中國目前有7億左右的手機用戶，保守估計每天由于未能及 時拔出充電器而造成的電能浪費為0.01456X10 9 KWh到0.05824X10 9 KWh，這是一種十 分奢侈的浪費。除了浪費電源以外，充電電池由于沒有及時的卸下，電池會由于有涓流而發(fā) 熱，長時間的電流作用將會降低電池的使用壽命，同樣的道理，充電器也因為沒有及時的拔 出，耗費待機電能或發(fā)熱而影響使用壽命。而這僅僅是以手機充電器為例，如再加上其它的 各種充電器，其浪費掉的電能將會相當(dāng)?shù)凝嫶?，在能源短缺的今天是一種不可估量的損失。 目前，專門開發(fā)用于充電的插板還沒有見到相關(guān)的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問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。該插板能檢測到設(shè)備是否充滿電、并在設(shè)備充滿電后自動切斷與設(shè)備之間的回路，主 要用于解決充滿電后待機耗電問題和保護電池和充電設(shè)備問題。為解決上述技術(shù)問題，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，當(dāng)插板工作時，單片機循環(huán)檢測插板上每個充電插口的充電情況和每一種充電器的充電時間和充電電流的關(guān)系曲線，當(dāng)檢測到某一個充電插口上的充電器充滿電 后，單片機運用神經(jīng)模糊自適應(yīng)反饋控制原理，對該充電器進(jìn)行最優(yōu)斷電控制，并通過電磁 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 開關(guān)、單片機、電流檢測模塊和電磁繼電器組成，單片機連接電流檢測模塊和電磁繼電器； 在充電區(qū)設(shè)有充電插口，在每個充電插口上設(shè)有微動觸發(fā)式開關(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)的每個充電插口之間是并聯(lián)連接。根據(jù)測量分析顯示，一般的充電器的充電時間和充電電流的關(guān)系不是直線關(guān)系。 開始時，電流穩(wěn)定。以手機電池為例，電流在300mA左右，當(dāng)快要充滿時，電流值逐漸下降， 持續(xù)很長時間才逐漸充滿，充滿時維持電流為10-30mA。不同的充電器有不同的充電電流 和充電時間的關(guān)系圖。本發(fā)明設(shè)計的插口能適應(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)能自動選擇充電器的充電時間和充 電電流的關(guān)系，自動匹配充電類型并實現(xiàn)區(qū)間判斷達(dá)到最優(yōu)充電時間。神經(jīng)模糊自適應(yīng)系 統(tǒng)的給定值為現(xiàn)在市場上最流行的5種充電器的最小涓流，為區(qū)間值，并運用模糊控制原 理，把充電時間設(shè)為5個區(qū)間，為初始區(qū)、平穩(wěn)期、過渡一區(qū)、過度二區(qū)、涓流區(qū)，當(dāng)充電器插 上充電后，系統(tǒng)自動判斷充電器在什么電流值下斷電，然后電磁繼電器實現(xiàn)最優(yōu)的斷電操 作。在完成一個充電周期的同時，最大限度的保護充電器。本發(fā)明的工作原理當(dāng)插板工作時，單片機循環(huán)檢測每個充電插口的充電情況和 每一種充電器的充電時間和充電電流的關(guān)系曲線，當(dāng)檢測到哪一個插口充滿電后，運用神 經(jīng)模糊自適應(yīng)反饋控制原理，對充電器進(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。這樣既不浪費電，也不會使充電電池持續(xù)發(fā)熱。本發(fā)明的每個充電插口都設(shè)有 微動觸發(fā)式開關(guān)，實現(xiàn)控制電路待機開路狀態(tài)。各個充電插口之間是并聯(lián)關(guān)系，即每個插口 的供電狀況對其它接口無任何影響。當(dāng)充滿電或拔下充電器時，其控制系統(tǒng)和插口處都處 于開路狀態(tài)。使用該插板，可使用戶更大限度的節(jié)約充電電能、保護充電器和保護電池。本 發(fā)明的充電區(qū)插口設(shè)計為5個(插口可以擴展)，每個額定功率100W，可以充電大容量的電 池，并可同時進(jìn)行五個充電器充電。充電插口設(shè)有微動觸發(fā)式啟動開關(guān)，在沒有插下充電器 和充電器拔出的情況下，插口為待機開路狀態(tài)，電流檢測模塊也是斷電不工作狀態(tài)。當(dāng)插下 充電器時，啟動觸發(fā)式開關(guān)，導(dǎo)通工作電流和單片機檢測電流，保證充電區(qū)正常工作。當(dāng)兩 個充電器同時工作時，單片機循環(huán)檢測工作電流，哪個充電器的工作電流達(dá)到給電區(qū)間時， 哪個充電器就斷電。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明是一款智能充電專用插板，主要解決充滿電后待機耗 電問題和保護電池及充電設(shè)備問題，它能檢測到設(shè)備是否充滿電、并在設(shè)備充滿電后自動 切斷與設(shè)備之間的回路；而在下一次充電時，只要設(shè)備的電未滿，插板將自動接通電源；設(shè) 備充滿電后，插板又將自動斷電。若在未充滿電之前拔掉充電器，充電接口也自動開路。它 在很大程度上實現(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)明運用單片機最小系統(tǒng)控制技術(shù)，具有電流自動檢測和自動斷電的功能，其 結(jié)構(gòu)簡單，價格經(jīng)濟，能自動采集、不間斷監(jiān)測，具有智能化分析功能，實現(xiàn)人性化開斷操作。使用該插板，可使用戶更大限度的節(jié)約充電電能、保護充電器和保護電池。本發(fā)明專用 于設(shè)備充電，原理簡單，實用性強，控制方法前沿先進(jìn)，控制精度高，開發(fā)費用低，有很好的 市場前景和應(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)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
具體實施例方式實施例。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)主要由總電源開關(guān)7、總電源指示燈8、單 片機9、電流檢測模塊和電磁繼電器組成，單片機9連接電流檢測模塊和電磁繼電器。在充 電區(qū)設(shè)有5個充電插口 4 (該插口可拓展)，每個充電插口 4之間采用并聯(lián)連接，在每個充電 插口 4上設(shè)有微動觸發(fā)式開關(guān)5和工作指示燈6，微動觸發(fā)式開關(guān)5可使充電器處于最佳斷 電待機狀態(tài)，當(dāng)插板沒有充電設(shè)備或充電電池充滿電時，控制電路和充電電路開路，當(dāng)充電 器插下時，充電電路導(dǎo)通，控制電路通過微型觸發(fā)式開關(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)到每個充 電插口 4，作為充電電路，控制區(qū)2工作。5個充電插口 4獨立充電，用戶隨意插5個充電插 口之一即可充電，互相不干擾。當(dāng)只有1個充電器充電時，微動觸發(fā)式開關(guān)5同時導(dǎo)通插口 電源和單片機檢測電路電源，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，電流檢測模塊的檢測電路循環(huán)檢測每個充電器的充電情況，哪個充電器先充滿， 哪個先斷，最終實現(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間關(guān)系曲線，插板在充電的過程中自動尋找并判斷每一個插口的充電 器類別從而實現(xiàn)最優(yōu)斷電方案。本發(fā)明的實施方式不限于上述實施例，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，當(dāng)插板工作時，單片機循環(huán)檢測插板上每個充電插口的充電情況和每一種充電器的充電時間和充電電流的關(guān)系曲線，當(dāng)檢測到某一個充電插口上的充電器充滿電后，單片機運用神經(jīng)模糊自適應(yīng)反饋控制原理，對該充電器進(jìn)行最優(yōu)斷電控制，并通過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)主要由總電源開關(guān)、單片機、電流檢測模塊和電磁繼電器組成，單片機連接電流檢測模塊 和電磁繼電器；在充電區(qū)設(shè)有充電插口，在每個充電插口上設(shè)有微動觸發(fā)式開關(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)的每個充電插口之 間是并聯(lián)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開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，當(dāng)插板工作時，單片機循環(huán)檢測插板上每個充電插口的充電情況和每一種充電器的充電時間和充電電流的關(guān)系曲線，當(dāng)檢測到某一個充電插口上的充電器充滿電后，單片機運用神經(jīng)模糊自適應(yīng)反饋控制原理，對該充電器進(jìn)行最優(yōu)斷電控制，并通過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耗電問題和保護電池及充電設(shè)備問題，它能檢測到設(shè)備是否充滿電、并在設(shè)備充滿電后自動切斷與設(shè)備之間的回路；它在很大程度上實現(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H01R13/66GK101876814SQ20101019703
公開日2010年11月3日 申請日期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 申請人:貴州大學(xué)