浅谈可调式充电定时器的设计

王晓曦

摘 要：目前，人们日常生活中很多电器需要充电使用，电器设备充电时往往无人看守，造成电池过度充电，继而造成电池和电器长时间出于发热状态，影响电器和电池的寿命。基于此背景，笔者研制发明了一款可调式充电定时器，可以实现电器（手机、电动车等）的定时充电控制，充电前可以设定充电时间，启动后控制充电器在此时间段内进行充电，到达规定时间后自动结束充电器充电，使电器免于因长时间充电而造成损坏。

关键词：多档位可调式；充电；定时

一、设计背景

在日常生活中，很多电器（电动车、手机）需要充电。电器设备在充电时，往往处于无人看守的状态，经常会出现由于学习和工作忙等原因忘记拔掉电源的现象。当电器充电结束后，如果不能及时地对电器停止充电，就会引起电池过度充电，继而造成电池和充电器长时间处于发热状态。这种现象不利有三：一是电池长时间处于发热状态，容易起鼓变形，影响电池的稳定性，降低电池的使用寿命，甚至报废。二是充电器长时间出于工作状态，加速充电器的老化。三是长时间充电造成不必要的浪费。在实际应用中，大多电器每次充电3～6小时即可，长时间充电是毫无意义的。针对这种情况，笔者研制了这款可调式充电定时器。

二、功能介绍

这款“可调式充电定时器”可以实现短到1秒，长到6小时的定时充电，当需要充电时通过旋转钮设定充电时间，按压启动按钮开始充电，当设定的时间到达后，定时装置自动断电，充电结束。具体功能如下：1）充电前可预设定充电时间，设定时间到达后，自动使充电器断电。2）设定时间有60s、10Min、60Min、6h多个档位可以选择，方便不同电器使用。3）在每个档位的可调范围内可以任意进行时间设定，方便使用。4）有效保护电器电池及充电器，延长电池和充电器的使用寿命。5）此装置操作简单，指示清晰，易懂易学，是家庭日常应用的好帮手。

三、工作原理

根据生活中洗衣机、微波炉等电器的定时器原理，在此款定时器设计中采用时间继电器来进行定时控制，控制交流接触器的触点闭合或断开，实现电源输出的可控。

交流接触器：主要由线圈、电磁铁及触点组成。当线圈通电时，使电磁铁吸合并带动触点闭合（或断开）。

时间继电器：主要由线圈、延时回路组成。当线圈通电时，同时启动延时回路，经一定时间（时间可调整）后，带动触点闭合（或断开）。

设计原理图如下：

具体的工作原理是：当定时器通过插头输入220V～后，输入指示灯HGN亮，当按钮开关AN闭合后，使交流接触器KM线圈带电，KM吸合，输出指示灯HED亮，装置正常输出220V～，输出插座XS带电，充电开始。当使用到设定时间时，时间继电器KT动作，KT1断开，交流接触器KM线圈失电，KM断开，电源输出（插座）断电，输出指示灯HEN灭，充电结束。图中KM1用作KM的自保持电路。

时间继电器有多个档位可以选择，包括60s、10Min、60Min、6h四個档位，选择时只需调整拨动时间继电器上的开关即可，拨动开关如下：

四、成品展示

可调式充电定时器的外观图及内部图照片如下图所示：

五、应用效果

经过近三个月的时间分别对电动车、手機等电器进行充电试验，达到了预期的使用效果，百分百实现了定时充电。使用效果如下：

1）电池在充电过程中，能够有效地进行定时充电控制；

2）根据各种电器电池充电时间的长短，能够方便地进行设置；

3）提高了电池的充电效率，延长了电池的使用寿命；

4）简单易学，操作简单。

可调式充电定时器适用于各种电器的充电控制，在一定程度上解决了人们在电器充电时遇到的麻烦，方便了人们的日常生活。如果将来定时器与充电器或者电源插座整合为一体，我想就会更方便了，那将是我以后研究的课题。