本发明提供一种不带变压器的电动车用电池充电器，包括主电路、控制电路和充电接口电路；主电路是一种在输入交流电正半周时通过若干晶体二极管和分压电容及滤波蓄能电容串联分压产生直流输出、在输入交流电负半周时由分压电容对滤波蓄能电容补充放电产生稳压直流输出的电路；控制电路是对取样的冲电电压信号、冲电电流信号以及电池温度信号进行处理后反馈作用于主电路以保证输出电压和电流符合充电电池需要的电路；充电接口电路提供电池充电接口以及向控制电路输出电池充电时的冲电电压、冲电电流及电池温度信号。本发明由于省略了变压器从而使电动车用电池充电器体积减小，重量减轻，成本降低。
1.一种不带变压器的电动车用电池充电器，其特征在于：包括主电路（1）、控制电路（2）和充电接口电路（3）；所述的主电路（1）具有交流电输入端（A1）、直流输出端（A2）、第一控制信号输入端（A3）和第二控制信号输入端（A4）；所述的控制电路（2）具有交流电输入端（B1）、充电电压信号输入端（B2）、充电电流信号输入端（B3）、电池温度信号输入端（B4）、第一控制信号输出端（B5）和第二控制信号输出端（B6）；所述的充电接口电路（3）具有充电接口（J1）、充电电压信号输出端（J2）、充电电流信号输出端（J3）和电池温度信号输出端（J4）；充电接口（J1）具有正极（J1+）和负极（J1-）；所述的充电接口电路（3）的充电接口（J1） 的正极（J1+）与主电路（1）的直流输出端（A2）电连接；主电路（1）的第一控制信号输入端（A3）与控制电路（2）的第一控制信号输出端（B5）电连接；主电路（1）的第二控制信号输入端（A4）与控制电路（2）的第二控制信号输出端（B6）电连接；充电接口电路（3）的充电电压信号输出端（J2）与控制电路（2）的充电电压信号输入端（B2）电连接；充电接口电路（3）的充电电流信号输出端（J3）与控制电路（2）的充电电流信号输入端（B3）电连接；充电接口电路（3）的电池温度信号输出端（J4）与控制电路（2）的电池温度信号输入端（B4）电连接；主电路（1）的交流电输入端（A1）以及控制电路（2）的交流电输入端（B1）使用时与外接的交流电（AC）电连接；所述的主电路（1）是一种在输入交流电正半周时通过若干晶体二极管和分压电容及滤波蓄能电容串联分压产生直流输出、在输入交流电负半周时由分压电容对滤波蓄能电容补充放电产生直流输出的电路；所述的控制电路（2）是对取样的充电电压信号、充电电流信号以及电池温度信号进行处理后反馈作用于所述主电路（1）以保证输出电压和电流符合充电电池需要的电路。
2.根据权利要求1所述的不带变压器的电动车用电池充电器，其特征在于：所述的主电路（1）包括分压放电电路、滤波蓄能电容Co、第一电子开关Q1、第二电子开关Q2、二极管Do2、续流二极管Do1和电感线圈L1；
分压放电电路有n级，各级分压放电电路依次电连接；各级分压放电电路均由分压电容、整流二极管和2个隔离二极管组成；各级分压放电电路均具有输入端、第一共线端、第一输出端、第二输出端和接地端；分压电容为电解电容；2个隔离二极管分为第一隔离二极管和第二隔离二极管；整流二极管的正极即为输入端；整流二极管的负极，第二隔离二极管的正极、分压电容的正极共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端；分压电容的负极和第一隔离二极管的负极电连接而形成公共接点，该公共接点即为第一输出端；第二隔离二极管的负极即为第二输出端；第一隔离二极管的正极即为接地端；其中，主电路（1）的第1级分压放电电路由作为整流二极管的二极管D12、作为分压电容的电解电容C1、作为第一隔离二极管的二极管D11和作为第二隔离二极管的二极管D13组成；二极管D12的正极既为第1级分压放电电路的输入端，也是主电路（1）的交流电输入端（A1）；主电路（1）的第n级分压放电电路由作为整流二极管的二极管Dn2、作为分压电容的电解电容Cn、作为第一隔离二极管的二极管Dn1和作为第二隔离二极管的二极管Dn3组成；二极管Dn2的正极即为第n级分压放电电路的输入端，该输入端与上一级也即第n-1级分压放电电路的第一输出端电连接；二极管Dn2的负极、电解电容Cn的正极以及二极管Dn3的正极共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端；
各级分压放电电路的第二输出端均连接于第一电子开关Q1的输入端；第一电子开关Q1的输出端、电感线圈L1的一端以及续流二极管Do1的负极共线；续流二极管Do1的正极接地；电感线圈L1的另一端、滤波蓄能电容Co的正极以及二极管Do2的负极共线而形成公共接点，该公共接点即为主电路（1）的直流输出端（A2）；滤波蓄能电容Co的负极和第二电子开关Q2的输出端均接地；二极管Do2的正极和第二电子开关Q2的输入端均与第n级分压放电电路的第一输出端电连接；第一电子开关Q1的控制端即为主电路（1）的第一控制信号输入端（A3）；第二电子开关Q2的控制端即为主电路（1）的第二控制信号输入端（A4）；
主电路（1）的分压放电电路的级数n根据计算式n = ( Vac – Vout ) / (m×Vout ) 算出，其中Vac为向二极管D12的正极输入的交流电压，Vout为在滤波蓄能电容Co的正极输出的直流电压，m的取值范围为1至6。
3.根据权利要求2所述的不带变压器的电动车用电池充电器，其特征在于：所述的第一电子开关Q1为NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；当第一电子开关Q1为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第一电子开关Q1的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第一电子开关Q1的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第一电子开关Q1的输出端；当第一电子开关Q1为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第一电子开关Q1的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第一电子开关Q1的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第一电子开关Q1的输出端；当第一电子开关Q1为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该2个PNP型三极管组成的共集-共集电路的基极即为第一电子开关Q1的控制端，该2个PNP型三极管组成的共集-共集电路的发射极即为第一电子开关Q1的输入端，该2个PNP型三极管组成的共集-共集电路的集电极即为第一电子开关Q1的输出端；
所述的第二电子开关Q2为NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；当第二电子开关Q2为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该2个PNP型三极管组成的共集-共集电路的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该2个PNP型三极管组成的共集-共集电路的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该2个PNP型三极管组成的共集-共集电路的集电极即为第二电子开关Q2的输出端。
4.根据权利要求3所述的不带变压器的电动车用电池充电器，其特征在于：所述的控制电路（2）包括单片机U1、三极管Q3、三极管Q4、二极管D1、充电电池种类选择开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7以及电阻R8；电阻R7的一端为控制电路（2）的交流电输入端（B1）；电阻R7的另一端、电阻R8的一端、二极管D1的负极以及单片机U1的第一输入/输出端共线；电阻R8的另一端、二极管D1的正极以及充电电池种类选择开关S1的一个接线端均接地；充电电池种类选择开关S1的另一端与单片机U1的第二输入/输出端电连接；单片机U1的第三输入/输出端与电阻R4的一端电连接，电阻R4的另一端与三极管Q3的基极电连接，三极管Q3的射极接地，三极管Q3的集电极与电阻R3的一端连接；
单片机U1的第四输入/输出端与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端与三极管Q4的基极电连接，三极管Q4的射极接地，三极管Q4的集电极与电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端为控制电路（2）的第一控制信号输出端（B5）；电阻R3的另一端为控制电路（2）的第二控制信号输出端（B6）；单片机U1的第一信号输入端为控制电路（2）的充电电压信号输入端（B2）；单片机U1的第二信号输入端为控制电路（2）的充电电流信号输入端（B3）；单片机U1的第三信号输入端为控制电路（2）的电池温度信号输入端（B4）。
5.根据权利要求4所述的不带变压器的电动车用电池充电器，其特征在于：所述的充电接口电路（3）还包括电阻R5、电阻R6、电流取样电阻Rf和温度传感器信号接口；电流取样电阻Rf的一端与所述的充电接口（J1）的负极（J1-）具有公共接点，该公共接点为充电接口电路（3）的充电电流信号输出端（J3），电流取样电阻Rf的另一端接地；电阻R6的一端与充电接口（J1）的正极（J1+）电连接，电阻R6的另一端与电阻R5的一端具有公共接点，该公共接点为充电接口电路（3）的充电电压信号输出端（J2），电阻R5的另一端接地；温度传感器信号接口即为充电接口电路（3）的电池温度信号输出端（J4）。
6.根据权利要求2至5任一所述的不带变压器的电动车用电池充电器，其特征在于：
所述的各级分压放电电路中的作为分压电容的电解电容以及滤波蓄能电容Co的电容值均相等。
不带变压器的电动车用电池充电器
技术领域
[0001] 本发明涉及电池充电器，具体涉及不带变压器的电动车用电池充电器。
背景技术
[0002] 目前，常见的电动车用电池充电器都含有一个用于降压的变压器，因而体积不能做到很小，显得笨重，且变压器在电动车用电池充电器中占有很大的生产成本。
发明内容
[0003] 本发明的目的是：提供一种无变压器的电动车用电池充电器，以克服现有的含变压器的电动车用电池充电器存在的体积大、笨重、生产成本高等不足。
[0004] 本发明的技术方案是：一种不带变压器的电动车用电池充电器，其结构特点是：包括主电路、控制电路和充电接口电路；主电路具有交流电输入端、直流输出端、第一控制信号输入端和第二控制信号输入端；控制电路具有交流电输入端、充电电压信号输入端、冲电电流信号输入端、电池温度信号输入端、第一控制信号输出端和第二控制信号输出端；充电接口电路具有充电接口、冲电电压信号输出端、冲电电流信号输出端和电池温度信号输出端；充电接口具有正级和负极；所述的充电接口电路的充电接口的正级与主电路的直流输出端电连接；主电路的第一控制信号输入端与控制电路的第一控制信号输出端电连接；
主电路的第二控制信号输入端与控制电路的第二控制信号输出端电连接；充电接口电路的冲电电压信号输出端与控制电路的冲电电压信号输入端电连接；充电接口电路的冲电电流信号输出端与控制电路的冲电电流信号输入端电连接；充电接口电路的电池温度信号输出端与控制电路的电池温度信号输入端电连接；主电路的交流电输入端以及控制电路的交流电输入端使用时与外接的交流电电连接；所述的主电路是一种在输入交流电正半周时通过若干晶体二极管和分压电容及滤波蓄能电容串联分压产生直流输出、在输入交流电负半周时由分压电容对滤波蓄能电容补充放电产生直流输出的电路；所述的控制电路是对取样的冲电电压信号、冲电电流信号以及电池温度信号进行处理后反馈作用于所述主电路以保证输出电压和电流符合充电电池需要的电路。
[0005] 进一步的方案是：上述的主电路包括分压放电电路、滤波蓄能电容Co、第一电子开关Q1)、第二电子开关Q2、二极管Do2、续流二极管Do1和电感线圈L1；
[0006] 分压放电电路有n级，各级分压放电电路依次电连接；各级分压放电电路均由分压电容、整流二级管和2个隔离二极管组成；各级分压放电电路均具有输入端、第一共线端、第一输出端、第二输出端和接地端；分压电容为电解电容；2个隔离二极管分为第一隔离二极管和第二隔离二极管；整流二级管的正极即为输入端；整流二级管的负极，第二隔离二极管的正极、分压电容的正极共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端；分压电容的负极和第一隔离二极管的负极电连接而形成公共接点，该公共接点即为第一输出端；第二隔离二极管的负极即为第二输出端；第一隔离二极管的正极即为接地端；其中，主电路的第1级分压放电电路由作为整流二极管的二极管D12、作为分压电容的电解电容C1、作为第一隔离二极管的二极管D11和作为第二隔离二极管的二极管D13组成；二极管D12的正极既为第1级分压放电电路的输入端，也是主电路的交流电输入端；主电路的第n级分压放电电路由作为整流二极管的二极管Dn2、作为分压电容的电解电容Cn、作为第一隔离二极管的二极管Dn1和作为第二隔离二极管的二极管Dn3组成；二极管Dn2的正极即为第n级分压放电电路的输入端，该输入端与上一级也即第n-1级分压放电电路的第一输出端电连接；二极管Dn2的负极、电解电容Cn的正极以及二极管Dn3的正级共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端；
[0007] 各级分压放电电路的第二输出端均连接于第一电子开关Q1的输入端；第一电子开关Q1的输出端、电感线圈L1的一端以及续流二极管Do1的负极共线；续流二极管Do1的正极接地；电感线圈L1的另一端、滤波蓄能电容Co的正极以及二极管Do2的负极共线而形成公共接点，该公共接点即为主电路的直流电源输出端；滤波蓄能电容Co的负极和第二电子开关Q2的输出端均接地；二极管Do2的正极和第二电子开关Q2的输入端均与第n级分压放电电路的第一输出端电连接；第一电子开关Q1的控制端即为主电路的第一控制信号输入端；第二电子开关Q2的控制端即为主电路的第二控制信号输入端；
[0008] 主电路的分压放电电路的级数n根据计算式n = ( Vac – Vout ) / (m×Vout ) 算出，其中Vac为向二极管D12的正极输入的交流电压，Vout为在滤波蓄能电容Co的正极输出的直流电压，m的取值范围为1至6。
[0009] 进一步的方案是：上述的第一电子开关Q1为NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；当第一电子开关Q1为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第一电子开关Q1的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第一电子开关Q1的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第一电子开关Q1的输出端；当第一电子开关Q1为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第一电子开关Q1的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第一电子开关Q1的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第一电子开关Q1的输出端；当第一电子开关Q1为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第一电子开关Q1的控制端，该复合管电路的发射极即为第一电子开关Q1的输入端，该复合管电路的集电极即为第一电子开关Q1的输出端；
[0010] 所述的第二电子开关Q2为NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；当第二电子开关Q2为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该复合管电路的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该复合管电路的集电极即为第二电子开关Q2的输出端。
[0011] 进一步的方案是：上述的控制电路包括单片机U1、三极管Q3、三极管Q4、二极管D1、充电电池种类选择开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7以及电阻R8；电阻R7的一端为控制电路的交流电输入端B1；电阻R7的另一端、电阻R8的一端、二极管D1的负极以及单片机U1的第一输入/输出端共线；电阻R8的另一端、二极管D1的正极以及充电电池种类选择开关S1的一个接线端均接地；充电电池种类选择开关S1的另一端与单片机U1的第二输入/输出端电连接；单片机U1的第三输入/输出端与电阻R4的一端电连接，电阻R4的另一端与三极管Q3的基极电连接，三极管Q3的射极接地，三极管Q3的集电极与电阻R3的一端连接；单片机U1的第四输入/输出端与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端与三极管Q4的基极电连接，三极管Q4的射极接地，三极管Q4的集电极与电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端为控制电路的第一控制信号输出端；电阻R3的另一端为控制电路的第二控制信号输出端；单片机U1的第一信号输入端为控制电路的充电电压信号输入端；单片机U1的第二信号输入端为控制电路的冲电电流信号输入端；单片机U1的第三信号输入端为控制电路的电池温度信号输入端。
[0012] 进一步的方案是：上述的充电接口电路还包括电阻R5、电阻R6、电流取样电阻Rf和温度传感器信号接口；电流取样电阻Rf的一端与所述的充电接口的负极具有公共接点，该公共接点为充电接口电路的冲电电流信号输出端，电流取样电阻Rf的另一端接地；电阻R6的一端与充电接口的正极电连接，电阻R6的另一端与电阻R5的一端具有公共接点，该公共接点为充电接口电路的冲电电压信号输出端，电阻R5的另一端接地；温度传感器信号接口为充电接口电路的电池温度信号输出端。
[0013] 进一步的方案是：上述的分压电容C1至Cn和滤波蓄能电容Co的电容值均相等。
[0014] 本发明的积极效果是：本发明用常规的电子元器件通过电路的设计，实现了不带变压器即能提供为电动车电池充电的稳压直流电源，并且通过以单片机为主的控制电路的设计，实现对电动车电池充电时的稳压、恒流和温度控制，本发明由于省略了变压器从而使充电器体积减小，重量减轻，成本降低。
附图说明
[0015] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0016] 图1是本发明的一种电路框图；
[0017] 图2是图1的电原理图；
[0018] 图3是图2中的各级分压放电电路在交流电正半周期时的等效电路图；
[0019] 图4是图2中的各级分压放电电路在交流电负半周期时的等效电路图。
[0020] 图5是图2中的单片机内设的控制程序的流程框图。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述：
[0022] 见图1，本实施例的不带变压器的电动车用电池充电器，由主电路1、控制电路2和充电接口电路3组成。
[0023] 前述的主电路1具有交流电输入端A1、直流输出端A2、第一控制信号输入端A3和第二控制信号输入端A4；控制电路2具有交流电输入端B1、充电电压信号输入端B2、冲电电流信号输入端B3、电池温度信号输入端B4、第一控制信号输出端B5和第二控制信号输出端B6；充电接口电路3具有充电接口J1、冲电电压信号输出端J2、冲电电流信号输出端J3和电池温度信号输出端J4；充电接口J1具有正级J1+和负极J1-。
[0024] 前述的充电接口电路3的充电接口J1 的正级J1+与主电路1的直流输出端A2电连接；主电路1的第一控制信号输入端A3与控制电路2的第一控制信号输出端B5电连接；主电路1的第二控制信号输入端A4与控制电路2的第二控制信号输出端B6电连接；充电接口电路3的冲电电压信号输出端J2与控制电路2的冲电电压信号输入端B2电连接；充电接口电路3的冲电电流信号输出端J3与控制电路2的冲电电流信号输入端B3电连接；
充电接口电路3的电池温度信号输出端J4与控制电路2的电池温度信号输入端B4电连接；主电路1的交流电输入端A1以及控制电路2的交流电输入端B1使用时与外接的交流电AC电连接。
[0025] 见图2，前述的主电路1由分压放电电路、滤波蓄能电容Co、第一电子开关Q1、第二电子开关Q2、二极管Do2、续流二极管Do1和电感线圈L1组成；
[0026] 分压放电电路有n级，各级分压放电电路依次电连接；各级分压放电电路均由分压电容、整流二级管和2个隔离二极管组成。各级分压放电电路均具有输入端、第一共线端、第一输出端、第二输出端和接地端。分压电容为电解电容；2个隔离二极管分为第一隔离二极管和第二隔离二极管。整流二级管的正极即为输入端；整流二级管的负极，第二隔离二极管的正极、分压电容的正极共线而形成公共接点，该公共接点即为第一共线端；分压电容的负极和第一隔离二极管的负极电连接而形成公共接点，该公共接点即为第一输出端；第二隔离二极管的负极即为第二输出端；第一隔离二极管的正极即为接地端。各级分压放电电路的接地端共同组成主电路1的接地端。其中，主电路1的第1级分压放电电路由作为整流二极管的二极管D12、作为分压电容的电解电容C1、作为第一隔离二极管的二极管D11和作为第二隔离二极管的二极管D13组成。二极管D12的正极既为第1级分压放电电路的输入端，也是主电路1的交流电输入端A1。主电路1的第2级分压放电电路由作为分压电容的电解电容C2、作为整流二极管的二极管D22、作为第一隔离二极管的二极管D21和作为第二隔离二极管的二极管D23组成。二极管D22的正极为第2级分压放电电路的输入端，该输入端与第1级分压放电电路的第一输出端电连接。主电路1的第n级分压放电电路由作为整流二极管的二极管Dn2、作为分压电容的电解电容Cn、作为第一隔离二极管的二极管Dn1和作为第二隔离二极管的二极管Dn3组成。二极管Dn2的正极为第n级分压放电电路的输入端，该输入端与上一级也即第n-1级分压放电电路的第一输出端电连接。二极管Dn2的负极、电解电容Cn的正极以及二极管Dn3的正级共线而形成公共接点该公共接点即为第一共线端。
[0027] 各级分压放电电路的第二输出端均连接于第一电子开关Q1的输入端；第一电子开关Q1的输出端、电感线圈L1的一端以及续流二极管Do1的负极共线；续流二极管Do1的正极接地；电感线圈L1的另一端、滤波蓄能电容Co的正极以及二极管Do2的负极共线而形成公共接点，该公共接点即为主电路1的直流电源输出端A2；滤波蓄能电容Co的负极和第二电子开关Q2的输出端均接地；二极管Do2的正极和第二电子开关Q2的输入端均与第n级分压放电电路的第一输出端电连接；第一电子开关Q1的控制端即为主电路1的第一控制信号输入端A3；第二电子开关Q2的控制端即为主电路1的第二控制信号输入端A4。
[0028] 前述的第一电子开关Q1可以是NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路；本实施例优选由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路。当第一电子开关Q1为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第一电子开关Q1的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第一电子开关Q1的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第一电子开关Q1的输出端；当第一电子开关Q1为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第一电子开关Q1的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第一电子开关Q1的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第一电子开关Q1的输出端；当第一电子开关Q1为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第一电子开关Q1的控制端，该复合管电路的发射极即为第一电子开关Q1的输入端，该复合管电路的集电极即为第一电子开关Q1的输出端；
[0029] 前述的第二电子开关Q2可以是NPN型三极管、PNP型三极管或者是由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路。本实施例优选由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路。当第二电子开关Q2为NPN型三极管时，该NPN型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该NPN型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输入端，该NPN型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为PNP型三极管时，该PNP型三极管的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该PNP型三极管的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该PNP型三极管的集电极即为第二电子开关Q2的输出端；当第二电子开关Q2为由2个PNP型三极管组成的共集-共集电路时，该复合管电路的基极即为第二电子开关Q2的控制端，该复合管电路的发射极即为第二电子开关Q2的输入端，该复合管电路的集电极即为第二电子开关Q2的输出端。
[0030] 前述的控制电路2由单片机U1、三极管Q3、三极管Q4、二极管D1、充电电池种类选择开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7以及电阻R8组成。 [0031] 本实施例的单片机U1的型号优选为美国微芯公司生产的型号为PIC16C70的单片机，该型单片机共有18个管脚，电原理图中未画出其VDD电源端14脚以及VSS参考电压端5脚；本实施例中，将单片机U1的RB0/INT端6脚作为第一输入/输出端；将单片机U1的RB1端7脚作为第二输入/输出端；将单片机U1的RB5端11脚作为第三输入/输出端；将单片机U1的RB6端12脚作为第四输入/输出端；将单片机U1的RA0/AN0端17脚作为第一信号输入端；将单片机U1的RA1/AN1端18脚作为第二信号输入端；将单片机U1的RA2/AN2端1脚作为第三信号输入端。前述的电阻R7的一端为控制电路2的交流电输入端B1；
电阻R7的另一端、电阻R8的一端、二极管D1的负极以及单片机U1的第一输入/输出端共线；电阻R8的另一端、二极管D1的正极以及充电电池种类选择开关S1的一个接线端均接地；充电电池种类选择开关S1的另一端与单片机U1的第二输入/输出端电连接；单片机U1的第三输入/输出端与电阻R4的一端电连接，电阻R4的另一端与三极管Q3的基极电连接，三极管Q3的射极接地，三极管Q3的集电极与电阻R3的一端连接；单片机U1的第四输入/输出端与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端与三极管Q4的基极电连接，三极管Q4的射极接地，三极管Q4的集电极与电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端为控制电路2的第一控制信号输出端B5；电阻R3的另一端为控制电路2的第二控制信号输出端口B6；单片机U1的第一信号输入端为控制电路2的充电电压信号输入端B2；单片机U1的第二信号输入端为控制电路2的冲电电流信号输入端B3；单片机U1的第三信号输入端为控制电路2的电池温度信号输入端B4。
[0032] 前述的充电接口电路3还包括电阻R5、电阻R6、电流取样电阻Rf和温度传感器信号接口；电流取样电阻Rf的一端与充电接口J1的负极J1-具有公共接点，该公共接点为充电接口电路3的冲电电流信号输出端J3，电流取样电阻Rf的另一端接地；电阻R6的一端与充电接口J1的正极J1+电连接，电阻R6的另一端与电阻R5的一端具有公共接点，该公共接点为充电接口电路3的冲电电压信号输出端C2，电阻R5的另一端接地；温度传感器信号接口为充电接口电路3的电池温度信号输出端C4。
[0033] 参见图2至图5，本实施例的不带变压器的电动车用电池充电器工作原理和工作方式如下述：
[0034] 使用时，主电路1的交流电输入端A1和控制电路2的交流电输入端B2均与交流电源AC电连接，需要充电的电池与充电接口电路3的充电接口J1电连接。电动车的电池充电分慢充和快速充电两种，快速充电的电池一般带有温度传感器电路，使用时将电池的温度传感器输出端口与本实施例的充电接口电路3的温度传感器信号接口相电连接即可。当外接的220V的交流电AC在正半周期时，电流经过D12、C1、D22、C2、…Dn2、Cn、Do2、Co对C1、C2、… Cn-1、Cn、Co电容进行充电，在充电周期，根据电路原理可知，电路中的D11、D13、D21、D23、 …Dn1、Dn3不起作用，其串联充电等效电路如图3所示。
[0035] 交流电AC在正半周期时滤波蓄能电容Co上的输出电压也即主电路1的直流输出端A2输出的电压Vout的限压限流控制由单片机U1通过内置的控制程序予以实现，内置的控制程序依据锂电池或镍镉、镍氢的不同的充电特性曲线编成。其控制程序的流程框图如图5所示。接电后，单片机初始化，并实时采集充电电流If、充电压值Vf以及有电池有温度传感器时的电池温度信号Tf；当采样的充电电流If、充电压值Vf大于内置的电池充电控制曲线参数时，单片机U1的第三输入/输出端也即单片机U1的RB5端11脚输出高电平，使三极管Q3导通，导致三极管Q2导通，从而在充电电流流经主电路1的各级分压放电电路的整流二极管和充电电容后，从第n级分压放电电路流出的充电电流不再流过二极管Do2，而从第二电子开关Q2流过后入地，从而停止对滤波蓄能电容Co的充电，，使得实际充电电流、电压值符合内置的电池充电控制曲线。
[0036] 交流电AC在负半周时，外接的交流电AC停止对主电路1的各分压电容以及滤波蓄能电容Co的充电，此时限压控制同样是由单片机U1通过内置的控制程序予以实现。当采样的充电电流If、充电电压值Vf小于内置的电池充电控制曲线参数时，单片机U1的第四输入/输出端即RB6端11脚输出高电平，使三极管Q4导通，导致三极管Q1导通，接通分压电容C1、C2……Cn使其并联对Co进行补充充电，其并联补充充电等效电路如图4所示，从而保证实际充电电流、电压值符合内置的电池充电控制曲线。
[0037] 控制电路2中二极管D1、电阻R7和电阻R8用于单片机U1检测外接的交流电处于正半周还是负半周，在交流正半周电阻R7和电阻R8分压产生一个电压信号输入到单片机，在交流负半周二极管D1起到反向钳位作用；单片机U1根据其第一输入/输出端即RB0/INT端6脚电压的变化判断交流电处于正半周期或负半周期，供控制程序使用；充电电池种类选择开关S1断开时单片机U1的第二输入/输出端即RB1端7脚为高电平，开关S1合上时，单片机的7脚输入低电平，单片机通过该高低电平的变化判断需要充电的电池类型并启用单片机内相应的电池充电曲线而编成的控制程序进行控制。
[0038] 本实施例的电动车用电池充电器电路中的相关参数的设定依据如下述：
[0039] 根据充电电池的电池容量和电池电压等级确定充电器的输出电压值Vout和电流值I。
[0040] 分压电阻R5、R6的选择：首先确定分压电阻的电流值，一般选择5mA左右，然后根据公式（1）计算分压电阻R5、R6的总值，再根据公式（2）分别计算分压电阻R5、R6的阻值，公式（2）中的5为单片机A/D采样参考电压。
[0041] ( R5 + R6 ) = Vout / 0.005 （1）
[0042] Vout / ( R5 + R6 ) = 5 / R6 （2）
[0043] 电流反馈电阻Rf的选择，根据公式（3）计算得出。
[0044] Rf = 0.7 / I （3）
[0045] 分压电容级数选择，选择多少级分压电容可根据所确定的Vout来选择。级数n根据计算式n = ( Vac – Vout ) / (m×Vout )算出，其中Vac为向二极管（D12）的正极输入的交流电压，Vout为在滤波蓄能电容（Co）的正极输出的直流电压，m的取值范围为1至6；根据经验，分压电容电压最佳的选择范围是输出电压Vout的1.5至3倍之间，可以得到性能较好的直流恒流和限压输出，也就是说，m的最佳取值范围为1.5至3。
[0046] 充电曲线根据充电电池的特性作相应的设置。一般可分恒流/恒压控制曲线和恒流控制/负dV充电完成判别控制曲线两种，前者用于锂离子电池的充电控制，后者用于镍镉、镍氢等类型的电池的充电控制。在单片机内设置两种充电曲线，然后根据实际应用中对具体的充电对象的电池类型选择相应的充电曲线进行充电控制。
[0047] 见图5，单片机U1的控制程序由4个模块组成，分别为初始化模块、A/D模数转换模块、恒流/恒压控制曲线运算及控制模块、恒流控制/负dV充电完成判别控制曲线运算及控制模块。
[0048] 根据以上步骤，可实现对本实施例的不带变压器的电动车用电池充电器中的相关参数选择。而且，本实施例的不带变压器的电动车用电池充电器可以按照不同的充电电池的性能需要，通过改变相关部件及参数即可很方便予以实现。
[0049] 以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
