專利名稱：充電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電學(xué)領(lǐng)域，涉及一種充電電源。
背景技術(shù)：
電動(dòng)交通工具因其環(huán)保、價(jià)格、便捷等特征受到人們的青睞，充電電源是當(dāng)今電動(dòng)交通工具的能源之一，已經(jīng)得到大量的使用。但目前的充電電源仍舊存在許多不足，如能量密度低、充電時(shí)間長(zhǎng)、使用壽命有限等，限制了電動(dòng)交通工具的發(fā)展。有時(shí)人們行駛在公路上，突然間電動(dòng)車上的電源沒電了，附近又沒有可充電的地方，就是有好心人提供了方便，但，一充電就至少是幾十分鐘以上，遇到急事，可就真沒有辦法了。設(shè)想如果充電電源公司像目前的石油公司一樣，在公路上設(shè)立許多站點(diǎn)，把充電電源租賃給電動(dòng)交通工具的使用者，當(dāng)行駛中的電動(dòng)交通工具，電源沒電了，立刻可以到附近的站點(diǎn)，更換一個(gè)本公司充過電的電源，那樣，使用電動(dòng)交通工具就會(huì)方便多了。但，目前市場(chǎng)上的充電電源還遠(yuǎn)不適合這種租賃模式。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)人們?cè)谑褂贸潆婋娫磿r(shí)的諸多不便，促進(jìn)充電電源在交通工具上得到更好的應(yīng)用，以充電電源應(yīng)用的社會(huì)化、企業(yè)化租賃為基礎(chǔ)，提供了一種不易被他人非法使用、可以進(jìn)行信息交流、以及只有租賃公司授權(quán)許可才能對(duì)其充電的充電電源。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是充電電源由電源芯體和殼體組成，電源芯體置于殼體內(nèi)，其特點(diǎn)是所述的充電電源上有一個(gè)或一個(gè)以上的充電電源身份識(shí)別物，有電路板置于殼體與電源芯體之間，該電路板上的檢測(cè)、通訊電路由單片機(jī)、電流流向判斷電路、電源通斷控制電路、通訊接口電路構(gòu)成，電源芯體上的充電電極通到殼體外。
在檢測(cè)、通訊電路上還可以有電能計(jì)量、記錄電路，開關(guān)控制電路。
所述充電電源的電源身份識(shí)別物是在殼體壁內(nèi)夾的磁性物質(zhì)；在殼體壁上或殼體內(nèi)預(yù)留一個(gè)以上的空腔，腔內(nèi)壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或腔內(nèi)相對(duì)濕度在10-90％間，腔內(nèi)有相應(yīng)的傳感器；在殼體上設(shè)置一根以上的導(dǎo)帶，每根導(dǎo)帶由互不連接的兩部分組成，這兩部分由電阻或電容介質(zhì)連接成一根完整的電阻帶或電容帶，傳感器、電阻帶或電容帶通過檢測(cè)、通訊電路中開關(guān)控制電路與殼體內(nèi)兩根測(cè)試線相接；在通訊接口電路的存儲(chǔ)器內(nèi)存有充電電源的電子密碼和電子身份碼；在殼體壁內(nèi)還可以設(shè)置能通過無損檢測(cè)確定形狀、大小、位置的物質(zhì)或?qū)んw性能不構(gòu)成影響的缺陷；設(shè)立必須打開才能檢測(cè)的暗記，這些暗記平時(shí)不易檢測(cè)且不檢測(cè)，當(dāng)公司懷疑某充電電源被盜時(shí)，為進(jìn)一步驗(yàn)證，在有公證的情況下，可打開電源，用注冊(cè)的暗記進(jìn)行對(duì)照，暗記完好說明電源沒有被損，否則說明電源被損。
所述的檢測(cè)、通訊電路中電流流向判斷電路由比較電壓提供電路、比較器電路構(gòu)成；電源通斷控制電路由繼電器和繼電器控制電路組成。通訊接口電路由單片機(jī)(可與其它電路共用)、通訊接口和存儲(chǔ)器組成，存儲(chǔ)器中有電源的電子密碼，電子身份碼。電流流向判斷電路、單片機(jī)和存儲(chǔ)器構(gòu)成了一個(gè)充電次數(shù)記錄電路。檢測(cè)、通訊電路中還可以有電能計(jì)量、記錄電路，由電能計(jì)量電路和存儲(chǔ)器構(gòu)成。電能計(jì)量電路由采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成。電能計(jì)量、記錄電路和充電次數(shù)記錄電路構(gòu)成信息記錄電路，開關(guān)控制電路由單片機(jī)(可與其它電路共用)、譯碼器、鎖存器及模擬開關(guān)組成。
本實(shí)用新型所提供的充電電源工作原理如下所述本實(shí)用新型所提供的充電電源以充電電源應(yīng)用的社會(huì)化、企業(yè)化租賃為目標(biāo)。電源芯體上的充電電極通到殼體外，是為了不打開殼體就可以使用和對(duì)其充電。充電電源有一個(gè)或一個(gè)以上的充電電源身份識(shí)別物，主要目的是防止本公司的充電電源的芯體被其它充電電源芯體替代或非法使用，當(dāng)使用者帶著電力不足的充電電源到充電電源租賃公司的站點(diǎn)換一個(gè)本公司充足電的電源時(shí)，站點(diǎn)對(duì)其上的身份識(shí)別物進(jìn)行檢查，確認(rèn)電源殼體未被打開，這是本公司的產(chǎn)品。置于殼體與電源芯體之間的電路板上由單片機(jī)，電流流向判斷電路，電源通斷控制電路及通訊接口電路構(gòu)成的檢測(cè)、通訊電路，是為了充電電源租賃公司通過站點(diǎn)和充電電源進(jìn)行信息溝通，了解充電電源的使用情況，核查充電電源的電源身份，確認(rèn)本電源的身份和未被非法使用，對(duì)充電電源進(jìn)行充電授權(quán)許可和允許經(jīng)公司授權(quán)許可的電源充電；拒絕未經(jīng)公司許可或超過許可權(quán)限的充電。在檢測(cè)、通訊電路上還可以有信息記錄電路，在電源的使用過程中，對(duì)其運(yùn)作情況進(jìn)行記錄。站點(diǎn)負(fù)責(zé)給授權(quán)的用戶更換充過電的電源，并對(duì)用戶更換過來的電源進(jìn)行身份識(shí)別，防盜和防破壞檢查，進(jìn)行使用信息記錄，收費(fèi)，對(duì)收集到的電源信息、充電信息通過加密匯報(bào)給公司，公司對(duì)站點(diǎn)報(bào)過來的信息進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)、分析和確認(rèn)，并把反饋信息通過加密送給站點(diǎn)。
下面對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明本實(shí)用新型裝置上有一種或一種以上的身份識(shí)別物主要目的是防止本公司的充電電源的芯體被其它充電電源芯體替代和非法使用。有以下特點(diǎn)(1)在電源受到破壞或非法使用時(shí)，身份識(shí)別物被損壞，(2)具有保密性，不能或不能經(jīng)濟(jì)地復(fù)制。
在該裝置的殼體壁內(nèi)加夾的磁性物質(zhì)，因其夾在殼體壁內(nèi)不易仿制，但可以用磁頭探測(cè)；在殼體壁內(nèi)設(shè)置能通過無損檢測(cè)確定形狀、大小、位置的物質(zhì)或小的對(duì)電源不構(gòu)成影響的缺陷，通過無損檢測(cè)、探傷如或超聲波探測(cè)技術(shù)探測(cè)，站點(diǎn)檢出的結(jié)果與公司預(yù)存的結(jié)果相對(duì)比，就能判斷電源是否被盜或非法使用。
在殼體上設(shè)置一根以上的導(dǎo)帶，每根導(dǎo)帶由互不連接的兩部分組成，這兩部分由電阻、電容介質(zhì)連接成一根完整的電阻帶或電容帶，電阻帶或電容帶通過檢測(cè)、通訊電路的開關(guān)控制電路與殼體內(nèi)的兩根測(cè)試線相接，可以在開關(guān)控制電路的控制下對(duì)電阻帶或電容帶的電阻或電容值進(jìn)行測(cè)量，其中電容介質(zhì)在殼體易被打開的兩部分的接合部，而電阻介質(zhì)可以在接合部也可以在其它部位。由于連接導(dǎo)帶互不連接的兩部分的電阻、電容介質(zhì)的變化，使得各電阻帶或電容帶的阻、容值不同，通過測(cè)量這些電阻或電容值可以判斷殼體是否被非法打開過，在殼體被非法打開時(shí)，連接導(dǎo)帶互不連接的兩部分的阻、容介質(zhì)受到破壞而無法恢復(fù)，因而較容易地判斷電源殼體是否被非法打開過。
在殼體內(nèi)預(yù)留一個(gè)或一個(gè)以上的空腔，殼體內(nèi)壁與空腔連成一體，空腔內(nèi)的大氣壓低于正常的大氣壓或相對(duì)濕度在10-90％間，腔內(nèi)置一個(gè)壓力傳感器或濕度傳感器，傳感器通過檢測(cè)、通訊電路中開關(guān)控制電路與殼體內(nèi)的兩根測(cè)試線相接，測(cè)試線的測(cè)試端在殼體外，當(dāng)殼體被打開，小腔體內(nèi)的小環(huán)境受到破壞，傳感器的輸出結(jié)果必然會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)電源到達(dá)站點(diǎn)時(shí)，站點(diǎn)通過測(cè)量傳感器的值并和原設(shè)置值進(jìn)行對(duì)比，就可以判斷，殼體是否被打開過。
采用電子密碼，電子身份碼存于檢測(cè)、通訊電路中的存儲(chǔ)器內(nèi)，是為了保密和密碼身份識(shí)別。由于充電電源有能量，可設(shè)立專門的供電模塊，使得電子密碼動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，一段時(shí)間內(nèi)不丟失，采用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器RAM時(shí)可以將供電線從殼體的易損部位經(jīng)過，當(dāng)殼體被破壞時(shí)供電中斷，電子密碼，電子身份碼丟失，這樣更有利于保密。
為了進(jìn)一步地保護(hù)電源和方便使用，應(yīng)有基本的防打開設(shè)計(jì)，如堅(jiān)固的一體式殼體；或堅(jiān)固的殼體、蓋子，蓋子加鎖的結(jié)構(gòu)。
置于殼體與電源芯體之間的檢測(cè)、通訊電路的電路板，其上電路由電流流向判斷電路、單片機(jī)、電源通斷控制電路、通訊接口電路構(gòu)成，還可以有電能計(jì)量、記錄電路，開關(guān)控制電路。電流流向判斷電路是為判斷電源是充電還是放電設(shè)置的電路。單片機(jī)是根據(jù)授權(quán)情況和電流流向判斷，通過電源通斷控制電路決定充電電源電極體外端與體內(nèi)端之間連接線的通斷，從而決定對(duì)待充電電源的充電與否。電路中的單片機(jī)，其控制過程為如果電流流向判斷是放電則維持通電的狀態(tài)，如果是充電，則通過存儲(chǔ)器查是否授權(quán)，已授權(quán)則繼續(xù)充電，沒有授權(quán)，則查是否超過最大允許非授權(quán)充電次數(shù)，沒有則充電并計(jì)數(shù)，超過則斷電。通訊接口電路為電源和站點(diǎn)間的通信裝置，可由單片機(jī)(可與其它電路共用)、通訊接口和存儲(chǔ)器構(gòu)成，存儲(chǔ)器中存有電源的電子密碼，電子身份碼，充電電源和站點(diǎn)之間通過電子密碼進(jìn)行信息碼交流，并對(duì)雙方的電子身份碼進(jìn)行確認(rèn)，當(dāng)雙方身份得到確認(rèn)時(shí)公司即可通過站點(diǎn)對(duì)電源充電情況進(jìn)行授權(quán)，授權(quán)信息存于存儲(chǔ)器。
檢測(cè)、通訊電路中的電流流向判斷電路、單片機(jī)、存儲(chǔ)器構(gòu)成一次站點(diǎn)充電之后未授權(quán)的充電次數(shù)的記錄裝置。一般情況下，充電電源由公司授權(quán)通過站點(diǎn)充電，但從滿足使用的不同情況出發(fā)也應(yīng)允許租賃者對(duì)它進(jìn)行私下充電，但次數(shù)有限，并進(jìn)行記錄，收費(fèi)，以保護(hù)出租者的利益。私下充電的次數(shù)可由單片機(jī)根據(jù)電流流向判斷電路的結(jié)果進(jìn)行記錄。如果采用充電必須授權(quán)的簡(jiǎn)單使用方式，也可不記私下充電次數(shù)。
檢測(cè)、通訊電路中電能計(jì)量電路、存儲(chǔ)器構(gòu)成了一個(gè)電能計(jì)量、記錄電路。電能計(jì)量電路由采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成，用于電能的計(jì)量。租賃計(jì)費(fèi)可以以充電次數(shù)計(jì)，也可以以放電量計(jì)，與功的輸入相比功的輸出結(jié)果也是電源性能的一種表現(xiàn)，有利于對(duì)電源的及時(shí)更換，有利于保護(hù)租賃者的利益，另外在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上也可以作為電源防盜的手段，有利于保護(hù)出租者的利益。如果充電電源簡(jiǎn)單使用，在租賃時(shí)簡(jiǎn)單地以充電次數(shù)作為收費(fèi)的依據(jù)，此電能計(jì)量、記錄電路也可以不用。
檢測(cè)、通訊電路中可以有開關(guān)控制電路，開關(guān)控制電路由單片機(jī)(可與其它電路共用)、譯碼器、鎖存器、模擬開關(guān)組構(gòu)成。模擬開關(guān)組的各輸出通道控制對(duì)殼體壁內(nèi)特殊環(huán)境空腔內(nèi)的傳感器及殼體上設(shè)置的電阻帶或電容帶的測(cè)試。
本實(shí)用新型所提供的充電電源具有身份特征標(biāo)記，電源芯體不易被替換，電源內(nèi)的檢測(cè)、通訊電路可以對(duì)充電電源進(jìn)行充電授權(quán)許可和允許經(jīng)公司授權(quán)許可的電源充電；拒絕未經(jīng)公司許可或超過許可權(quán)限的充電。便于站點(diǎn)與公司的信息交流，也可以對(duì)充電電源的運(yùn)作情況進(jìn)行信息記錄，這種充電電源只有在公司授權(quán)充電許可的情況下才能對(duì)其充電，有利于充電電源的租賃使用。通過設(shè)立充電站，經(jīng)對(duì)充電電源的方便易行的檢測(cè)，人們可直接更換已充過電的電源，從而相對(duì)性克服充電電源能量密度低、充電時(shí)間長(zhǎng)給人們帶來的不便，既保護(hù)了租賃公司的利益，又方便了使用者。


圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例——充電電源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A向剖面示意圖；圖3為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中充電電源內(nèi)檢測(cè)、通訊電路原理方框圖；圖4為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中充電電源電流流向判斷及電能計(jì)量工作流程圖；圖5為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中電流、電壓信號(hào)采樣，電流流向判斷及繼電器控制電路圖；圖6為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖；
圖7為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中開關(guān)控制電路原理圖；圖8為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中通訊接口連接圖；圖9為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中存儲(chǔ)器連接圖。
圖1、2中1電源芯體，2電源殼體，3殼體上蓋，4與內(nèi)部電路相通的通訊口，5、6電源的電極，7測(cè)試線的測(cè)試端，8防偽標(biāo)記，9檢測(cè)、通訊電路的電路板，10殼體內(nèi)壁上的小凹坑，11低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空腔，12磁性材料，13壓力傳感器，14導(dǎo)帶，15電阻介質(zhì)，16相對(duì)濕度為10-90％的空腔，17濕度傳感器，18上蓋和殼體的接口處，19隔熱板，J1繼電器。
圖5-8中U1單片機(jī)，U2電壓跟隨器，U3、U4比較器，U5、U6異或門，U9、U11反相器，U7U8A/D轉(zhuǎn)換電路，U10、U12與門，U13與非門，U14、U16、U17、U18、U25鎖存器，U15譯碼器，U19、U20、U21模擬開關(guān)，U22通訊接口，U24存儲(chǔ)器，N1、N2信號(hào)放大電路，T1-T6晶體管，C1-C8電容，R1-R13、RS1、RS2電阻，J1繼電器。
具體實(shí)施方式
圖1、圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的充電電源結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知該充電電源由電源芯體1和殼體2組成，電源芯體1置于殼體2內(nèi)，殼體還有一個(gè)上蓋3，檢測(cè)、通訊電路的電路板置于殼體與電源芯體之間，在電路板與電源芯體之間有一塊隔熱板。殼體2上的充電電源身份識(shí)別物是1、殼體上設(shè)置的導(dǎo)帶14，導(dǎo)帶14由互不連接的兩部分構(gòu)成，導(dǎo)帶14的兩部分在上蓋與殼體的接口處18斷開，這兩部分由電阻介質(zhì)15連接成一根完整的電阻帶；電阻介質(zhì)15也可以由電容介質(zhì)替代，將導(dǎo)帶14互不連接的兩部分連接成一根完整的電容帶，這樣的電阻帶或電容帶可以有多條。電阻帶或電容帶通過檢測(cè)、通訊電路中的開關(guān)控制電路與殼體內(nèi)的兩根測(cè)試線相接，測(cè)試線的測(cè)試端7在殼體外，可以在開關(guān)控制電路的控制下對(duì)電阻帶的阻值或電容帶的電容值進(jìn)行測(cè)量，通過測(cè)量可以判斷殼體是否被非法打開過，在殼體被非法打開時(shí)，連接導(dǎo)帶互不連接的兩部分的電阻介質(zhì)或電容介質(zhì)受到破壞而無法恢復(fù)，因而較容易地判斷電源殼體是否被非法打開過。2、在殼體壁內(nèi)夾的磁性物質(zhì)12，因其夾在殼體壁內(nèi)不易仿制，但可以用磁頭探測(cè)。3、殼體內(nèi)壁上的小凹坑10是對(duì)殼體性能不構(gòu)成影響的缺陷，可以通過超聲波探測(cè)技術(shù)探測(cè)，站點(diǎn)檢出結(jié)果與公司預(yù)存的結(jié)果相對(duì)比，就能判斷電源是否被盜。4、貼著殼體內(nèi)壁有空腔11，其內(nèi)氣壓低于正常大氣壓，腔內(nèi)有個(gè)壓力傳感器13，在貼著殼體內(nèi)壁還有空腔16，其內(nèi)相對(duì)濕度在10-90％間，本實(shí)施例中為80％，腔內(nèi)有個(gè)濕度傳感器17，傳感器13、17通過檢測(cè)、通訊電路中開關(guān)控制電路與殼體內(nèi)的兩根測(cè)試線相接，測(cè)試線的測(cè)試端7在殼體外，當(dāng)殼體被打開，小環(huán)境受到破壞，傳感器的輸出結(jié)果必然會(huì)發(fā)生變化。電阻帶、電容帶或傳感器也可以通過一個(gè)多路控制開關(guān)分別完成特征量的測(cè)試。5、在殼體上有一個(gè)防偽標(biāo)記8。蓋子3，也可與殼體2做成一體式的，為進(jìn)一步保護(hù)電源芯體和防止非法打開，也可在殼體2和上蓋3間加鎖。當(dāng)待充電的電源到達(dá)站點(diǎn)時(shí)，站點(diǎn)通過對(duì)各種電源身份標(biāo)記物的測(cè)量，并通過檢測(cè)、通訊電路與公司通訊，公司將檢測(cè)的值和原設(shè)置值進(jìn)行對(duì)比，就可以判斷，殼體是否被打開過。從圖1、圖2中還可以看到充電電源的電極5分體外端和體內(nèi)端，這樣設(shè)置的目的是為了用繼電器對(duì)電源充電進(jìn)行控制，電極通出體外是為了不打開電源就可以使用和充電。電源芯體和電路板間的隔熱板是為了防止電源充放電產(chǎn)生的熱量影響通訊、檢測(cè)電路的正常工作。電源的殼體可采用工程塑料、玻璃鋼或鋁材等制作，隔熱板可采用硅酸鈣材料制作，防偽標(biāo)記可采用激光電碼復(fù)合、激光全息、激光油墨復(fù)合等技術(shù)制作。
圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中充電電源內(nèi)的檢測(cè)、通訊電路原理方框圖。該電路由采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、電流流向判斷電路、電源通斷控制電路、開關(guān)控制電路(本實(shí)施例中，開關(guān)控制電路中單片機(jī)與其它電路共用)、通訊接口及存儲(chǔ)器構(gòu)成，其中采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、存儲(chǔ)器、單片機(jī)組成了電能計(jì)量、記錄電路。電流流向判斷電路、存儲(chǔ)器、單片機(jī)組成了一次站點(diǎn)充電之后未授權(quán)的充電次數(shù)記錄電路。通訊接口、單片機(jī)、存儲(chǔ)器構(gòu)成通訊接口電路。檢測(cè)、通訊電路通過通訊接口電路對(duì)充電電源進(jìn)行許可充電授權(quán)，電源的電子密碼、電子身份碼及授權(quán)許可充電的信息存在存儲(chǔ)器內(nèi)，單片機(jī)根據(jù)電流流向判斷電路、以及授權(quán)情況通過電源通斷控制電路，控制對(duì)充電電源的充電。
圖4為充電電源電流流向判斷及電能計(jì)量工作流程圖，電流流向判斷電路向單片機(jī)發(fā)中斷，單片機(jī)判斷電路是否為剛啟動(dòng)(由不通電狀態(tài)向通電狀態(tài)跳轉(zhuǎn))，如果是，則進(jìn)一步查電流流向，并據(jù)此判斷是否充電，如果是，則查是否授權(quán)，如果沒有授權(quán)，則累加未被授權(quán)充電次數(shù)，查未被授權(quán)充電次數(shù)是否超過規(guī)定次數(shù)，如果是，則繼電器斷，斷開電源返回，如果未被授權(quán)充電次數(shù)沒有超過規(guī)定次數(shù)，或?yàn)榻?jīng)過授權(quán)的充電，則繼續(xù)充電，如為放電，則啟動(dòng)電流、電壓A/D，進(jìn)行讀電流電壓，計(jì)算功率的循環(huán)，如果流向變化中斷響應(yīng)結(jié)果為非剛啟動(dòng)(由通電狀態(tài)轉(zhuǎn)向不通電狀態(tài))，則保存功的記錄，設(shè)跳出電流、電壓的A/D轉(zhuǎn)換、功的計(jì)算循環(huán)的參數(shù)，返回。
圖5為檢測(cè)、通訊電路中的采樣電路，電流流向判斷及繼電器控制電路圖，圖6為數(shù)摸轉(zhuǎn)換電路圖。圖8、圖9分別為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中通訊接口、存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接圖。把這幾幅圖結(jié)合起來看，圖5中電流流向判斷電路由取樣電阻RS2，信號(hào)放大電路N2，比較器U3和比較器U4、電阻R4、R5、R6，異或門U5、U6組成，取樣電阻RS2上的取樣電壓經(jīng)信號(hào)放大電路N2放大、通過電阻R4接比較器U3的反相輸入與比較器U4的同相輸入，比較器U3和比較器U4的輸出經(jīng)異或門U6異或后的輸出與單片機(jī)U1的輸出P1.2經(jīng)異或門U5異或，送出中斷請(qǐng)求信號(hào)至圖8中單片機(jī)U1的中斷請(qǐng)求口INT0，比較器U3的輸出送單片機(jī)中P1口的一位P1.0。其真值表如下

從圖中可以看出正常充放電時(shí)，通過單片機(jī)中輸出P1.2的變換，能使INT0產(chǎn)生中斷信號(hào)，并能由P1.2屏蔽，且屏蔽不影響充放電狀態(tài)、沒電狀態(tài)之間跳變時(shí)中斷的發(fā)出，從而可以通知單片機(jī)U1及時(shí)了解電源的工作狀態(tài)，電源充電、放電狀態(tài)可由查詢單片機(jī)中P1口中一位P1.0得知。電源每充電一次，就向單片機(jī)發(fā)中斷請(qǐng)求，單片機(jī)即根據(jù)判斷記數(shù)一次，并將充電的累加次數(shù)放人存儲(chǔ)器。比較器的比較電壓分別用+0和-0表示，接近達(dá)到電源線上電壓為0就翻轉(zhuǎn)，不為0不翻轉(zhuǎn)。該電路中信號(hào)放大電路N1、N2采用AD620型。
繼電器控制電路由繼電器J1、電阻R7-R12、電容C3、三極管T1-T6組成，J1為繼電器，采用磁保繼電器如BST-902型，用正反脈沖控制其通斷狀態(tài)，在開關(guān)狀態(tài)不變時(shí)，靠鋼磁力保持，線圈不耗電。電路中控制信號(hào)來自單片機(jī)U1的P1口中兩位P1.3和P1.4，當(dāng)單片機(jī)U1的P1口中一位P1.4為低電平時(shí)，三極管T4導(dǎo)通，引起三極管T6、T2導(dǎo)通，從而使繼電器J1有一個(gè)由下向上的電流；反之如果當(dāng)單片機(jī)U1的P1口中另一位P1.3為低電平時(shí)，三極管T1導(dǎo)通，引起三極管T3、T5導(dǎo)通，從而使繼電器J1有一個(gè)由上向下的電流，這樣控制繼電器的通斷，由于繼電器的觸頭控制充電電源電極的體外端與體內(nèi)端的連線，從而達(dá)到控制供電電源通、斷的目的。本控制電路中三極管T1、T2、T4、T5采用PNP型，三極管T3、T6采用NPN型。
圖中++、+為充電電源的正極，--、-分別為充電電源的負(fù)極的體外端和體內(nèi)端。
檢測(cè)、通訊電路中由采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、存儲(chǔ)器構(gòu)成電能計(jì)量、記錄電路。其中采樣電路由電壓采樣電路和電流采樣電路組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路由電壓A/D轉(zhuǎn)換電路、電流A/D轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。電壓采樣電路由圖5中電阻R1、R2與電壓跟隨器U2組成，電壓跟隨器U2的輸出接圖6中電壓A/D轉(zhuǎn)換器U8的模擬信號(hào)輸入端INT0，A/D轉(zhuǎn)換器U8數(shù)字信號(hào)輸出端D0-D7與單片機(jī)U1中P0口的八位相接，電流采樣電路由圖5中采樣電阻RS1、信號(hào)放大電路N1及輸出電阻R3組成，信號(hào)放大電路N1通過輸出電阻R3接圖6中電流A/D轉(zhuǎn)換器U7的模擬信號(hào)輸入端INT0，其數(shù)字信號(hào)輸出端D0-D7與單片機(jī)U1中P0口的八位相接，見圖9存儲(chǔ)器U24通過雙向鎖存器U25與單片機(jī)U1相接。電能計(jì)量、記錄電路的工作過程如下由電壓采樣電路和電流采樣電路對(duì)電源電壓和電流進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)VA/Din、IA/Din分別進(jìn)入電壓與電流的A/D轉(zhuǎn)換器U8和U7的模擬信號(hào)輸入端INT0輸入，由單片機(jī)P1口的一位P1.1控制電壓與電流的A/D轉(zhuǎn)換器U8、U7進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完畢后，通過與非門U13向單片機(jī)的中斷請(qǐng)求口INT1發(fā)中斷，單片機(jī)P2口的兩位P2.3、P2.4和讀信號(hào)RD，控制對(duì)轉(zhuǎn)換信號(hào)的分別讀取、讀取的數(shù)據(jù)送單片機(jī)的P0口，單片機(jī)根據(jù)讀取數(shù)據(jù)計(jì)算功率，進(jìn)而計(jì)算出功，存入存儲(chǔ)器。這樣電壓、電流采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)及存儲(chǔ)器構(gòu)成了電能計(jì)量、記錄電路。
圖7為檢測(cè)、通訊電路中的開關(guān)控制電路原理圖，開關(guān)控制電路由單片機(jī)U1、譯碼器U15、鎖存器U14、U16-U18及模擬開關(guān)U19-U21組成。單片機(jī)U1中P0口信號(hào)由P1口中一位P1.5控制鎖存于鎖存器U14，鎖存信號(hào)經(jīng)譯碼器U15后，控制鎖存器U16、U17、......U18的信號(hào)輸出，由單片機(jī)U1的P1口中一位P1.6控制鎖存器U16、U17、......U18的信號(hào)輸入，從而由單片機(jī)控制模擬開關(guān)U19、U20、......U21，模擬開關(guān)的每?jī)蓚€(gè)通道接通與兩根測(cè)試線相接的待測(cè)試物TS(1-N)中的一個(gè)，這些待測(cè)試物是傳感器、電阻帶、電容帶。接通后經(jīng)殼體外面的測(cè)試端，即可對(duì)待測(cè)物的特征量進(jìn)行測(cè)量。
圖8為通訊接口的接線圖，圖9為存儲(chǔ)器連接圖。通訊接口U22為電平轉(zhuǎn)換電路采用MAX232，單片機(jī)U1的信號(hào)通過其發(fā)送，外界的輸入信息經(jīng)通訊接口U22電平轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)判斷將必要信息存入存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器中還存有電源的電子密碼和電子身份碼。檢測(cè)、通訊電路中單片機(jī)U1采用89C51。存儲(chǔ)器U24通過雙向鎖存器U25與單片機(jī)相連，雙向鎖存器U25采用8282，存儲(chǔ)器U24為EEPROM采用2817A，該電路中的存儲(chǔ)器也可以采用RAM替代。圖8與圖9結(jié)合起來是通訊接口電路的電路圖。
本實(shí)施例中采用了多種充電電源的身份特征標(biāo)記，保證充電電源的安全使用，電源芯體不易被替換或非法使用。電源內(nèi)的檢測(cè)、通訊電路可以對(duì)充電電源進(jìn)行充電授權(quán)許可和允許經(jīng)公司授權(quán)許可的電源充電；拒絕未經(jīng)公司許可或超過許可權(quán)限的充電，確保充電電源只有在公司授權(quán)充電許可的情況下才能充電。便于站點(diǎn)與公司的信息交流，也可以對(duì)充電電源的運(yùn)作情況進(jìn)行信息記錄。
權(quán)利要求1.一種充電電源，充電電源由電源芯體和殼體組成，電源芯體置于殼體內(nèi)，其特征在于所述的充電電源上有一個(gè)或一個(gè)以上的充電電源身份識(shí)別物，有電路板置于殼體與電源芯體之間，該電路板由單片機(jī)、電流流向判斷電路、電源通斷控制電路、通訊接口電路構(gòu)成，電源芯體上的充電電極通到殼體外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電源，其特征在于所述充電電源的電路板上還有電能計(jì)量、記錄電路，開關(guān)控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電源，其特征在于檢測(cè)、通訊電路中的電流流向判斷電路由比較電壓提供電路、比較器電路構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的充電電源，其特征在于所述的單片機(jī)采用單片機(jī)(U1)，電流流向判斷電路中的比較電壓提供電路由取樣電阻(RS2)、信號(hào)放大電路(N2)及輸出(R4)構(gòu)成；比較器電路由比較器(U3、U4)、異或門(U5、U6)及電阻(R5、R6)構(gòu)成，比較電壓提供電路的輸出接比較器(U3、U4)的反相輸入端、同相輸入端，同時(shí)其輸出接異或門(U6)的輸入，異或門(U6)的輸出與單片機(jī)(U1)的輸出(P1.2)接異或門(U5)的輸入，異或門(U5)的輸出送單片機(jī)(U1)的中斷請(qǐng)求口(INT0)，同時(shí)，比較器(U3)的輸出送單片機(jī)P1口中一位的(P1.0)；電源通斷控制電路由繼電器(J1)和繼電器控制電路組成，繼電器控制電路由電阻(R7-R12)、電容(C3)、三極管(T1-T6)組成，繼電器(J1)的線圈、電容(C3)并聯(lián)接在三極管(T2)的基極與集電極之間，繼電器(J1)的觸頭接在充電電極體外端與體內(nèi)端的一根連線上，單片機(jī)(U1)的輸出(P1.3、P1.4)分別通過電阻(R9、R11)與三極管(T1、T4)的基極相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電源，其特征在于檢測(cè)、通訊電路中的通訊接口電路由單片機(jī)(U1)、通訊接口(U22)和存儲(chǔ)器(U24)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充電電源，其特征在于檢測(cè)、通訊電路中的采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、存儲(chǔ)器、組成電能計(jì)量、記錄電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電電源，其特征在于電能計(jì)量、記錄電路中的采樣電路由電阻(R1、R2)與電壓跟隨器(U2)構(gòu)成的電壓采樣電路及由采樣電阻(RS1)、信號(hào)放大電路(N1)及輸出電阻(R3)構(gòu)成的電流采樣電路組成，電壓跟隨器(U2)的輸出接A/D轉(zhuǎn)換器(U8)的模擬信號(hào)輸入端(INT0)，A/D轉(zhuǎn)換器(U8)的數(shù)字信號(hào)輸出端(D0-D7)與單片機(jī)(U1)P0口的八位相接，信號(hào)放大電路(N1)通過電阻(R3)接A/D轉(zhuǎn)換器(U7)的模擬信號(hào)輸入端(INT0)，A/D轉(zhuǎn)換器(U7)的數(shù)字信號(hào)輸出端(D0-D7)與單片機(jī)(U1)P0口的八位相接，存儲(chǔ)器(U24)通過雙向鎖存器(U25)與單片機(jī)(U1)相接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充電電源，其特征在于所述充電電源的電源身份識(shí)別物是在殼體壁內(nèi)夾的磁性物質(zhì)；在殼體壁上或殼體內(nèi)預(yù)留一個(gè)以上空腔，腔內(nèi)氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或腔內(nèi)相對(duì)濕度在10-90％間，腔內(nèi)有相應(yīng)的傳感器；在殼體上設(shè)置一根或一根以上的導(dǎo)帶，每根導(dǎo)帶由互不連接的兩部分組成，這兩部分由電阻或電容介質(zhì)連接成一根完整的電阻帶或電容帶，傳感器、電阻帶或電容帶通過檢測(cè)、通訊電路中開關(guān)控制電路與殼體內(nèi)的兩根測(cè)試線相接；存有電子密碼和電子身份碼的存儲(chǔ)器。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電學(xué)領(lǐng)域，涉及一種充電電源。它由電源芯體和殼體組成，電源芯體置于殼體內(nèi)，在所述的充電電源上有一個(gè)以上的身份識(shí)別物，有一塊電路板置于殼體與電源芯體之間，該電路板上的檢測(cè)、通訊電路由單片機(jī)、電流流向判斷電路、電源通斷控制電路及通訊接口構(gòu)成，電源芯體上的充電電極經(jīng)連線通到殼體外。該電源的電源芯體不易被替換，電源內(nèi)的檢測(cè)、通訊電路可以對(duì)充電電源的運(yùn)作情況進(jìn)行信息記錄、便于站點(diǎn)與公司的信息交流、以及公司授權(quán)充電許可。這種充電電源只有在公司授權(quán)充電許可的情況下才能對(duì)其充電，有利于充電電源的租賃使用。
文檔編號(hào)H01M10/44GK2904428SQ20062007991
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月5日
發(fā)明者洪明, 洪啟媛, 洪軍, 洪遠(yuǎn)祥, 張世美, 張小梅 申請(qǐng)人:洪明