[发明专利]一种电动自行车安全型直流长线式充电器

说明书

技术领域

本发明涉及电动车技术领域，具体涉及一种电动自行车安全型直流长线式充电器。

背景技术

目前，电动自行车充电器是一个与车辆分离的配套件，归属于在室内使用的家电类电器产品，输入端的交流电源线与输出直流线均为常规的短线配置，充电时要将蓄电池组置于具有交流供电电源的室内环境，常用的小型电动自行车使用一组48V10AH的铅酸蓄电池，其总重量超过15kg，而使用72V20AH铅酸蓄电池的电动车，其蓄电池组的总重量超过36kg，对于用户来说，不会选择卸下蓄电池组到室内充电的方式，而是将蓄电池组留置在电动车上进行充电，该方式需要使用移动式供电电缆来提供220V交流电源，从而带来了安全用电的问题；此外，现有充电器本身的设计并不符合户外电器的技术标准。例如，要求充电器能承受高温日晒和密封防水等户外使用条件。本专利的技术方案是将充电器留置在具有交流供电电源的室内，而将直流低压输出线延长后连接至需要充电的电动车，由于加长的直流线路本身会产生一定的线路压降；例如，30米的距离，截面为0.5平方毫米的铜导线在通过3安培的直流电流下将产生约7V的回路电压降，电瓶端的充电参数和指标将偏离规范要求的数值。

对于长距离直流传输终端稳压的方法，传统的“四线制”技术方案是采用增加2根辅助导线对供电线路的末端电压进行采样，通过负反馈原理对供电线路末端进行稳压，以消除线路压降造成的差异。该方案除了需要使用具有四根导线的电缆之外，如果采用分离式的长电缆线时，还需要将现有充电器中的三极式连接器更换成四个电极的连接器，目前，现有的充电器均采用三极式的连接插头座。

对于符合国家安全规范的充电器而言，充电器本身还具有一些附加的功能：例如，在输出开路时，输出为安全低电压（或者输出电压为零），具有短路保护、反接保护等功能特性，对于采用可控硅构成的“安规”保护电路来说，充电器内部的电压采样点并不在实际的输出端口，由于在采样点和输出端口之间插入了具有开关功能的可控硅器件，因此，四线制方案与“安全规范”之间必然要产生冲突。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一种电动自行车安全型直流长线式充电器，充电器通过三线制长线电缆与蓄电池组连接，采用对电缆输出终端的“单边”电压降采样后作为误差基准，以达到使电缆终端的电气特性等同于短线式充电器的参数指标。

技术方案：本发明所述的电动自行车安全型直流长线式充电器，包括充电器和三线制加长型专用连接电缆，所述三线制加长型专用连接电缆包括二根对称的主回路导线、一根误差电压采样信号线以及用于连接所述充电器的电缆输入插头和用于连接蓄电池的电缆输出插头，所述充电器通过所述主回路导线与蓄电池连接形成充电回路，所述误差电压采样信号线在电缆输出插头内直接与负极相连、在电缆的输入插头内与所述充电器的输出连接器对应的中心电极相连；所述充电器内设有输出端口电压取样电路和误差信号处理变换电路，所述误差电压采样信号线将采集到的误差信号通过误差信号处理变换电路叠加到所述充电器的输出端口电压取样电路，使得所述充电器输出端口的电压稳定在额定输出电压与所述主回路导线总压降之和。误差电压采样信号线在远端即靠近蓄电池的一侧连接到电缆输出插头的负极端，电缆输出插头的中心电极是闲置的，不需要使用。在近端即靠近充电器的一侧，误差电压采样信号线与充电器的输出连接器对应的中心电极连接；工作时通过中心电极与充电器内部的电路连通，由于误差电压采样信号线上流过的电流极小（在本实例中约为主回路电流的万分之一）；因此，误差电压采样线上的压降通常忽略不计，所以在充电器内置输出连接器的中心电极上的电位与电缆输出插头的负极上的（等同于蓄电池负极）电位始终是一个等电位的关系。当充电时，在主回路的负极导线上，电流方向是从远端流向近端，若以充电器一侧输出端的负极作为参考点，采集到的误差信号则始终是一个正极性的电压信号，其大小等于充电电流在这一段导线上电阻产生的电压降，即为“单边”取样电压，在二根主回路导线的材质与结构对称时，其数值等于主回路导线总压降的二分之一。