CN1012759B - 蓄电池充放电情况指示装置 - Google Patents

蓄电池充放电情况指示装置

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Abstract

为测定蓄电池(4)藉负荷(X)放电和/或藉电源电路充电时的充放电情况，方法是分别以充放电时间调节值的百分率表示充放电所花的时间，由指示器显示出该充放电情况计算值。在充放电过程中，实际充放电情况分别用第二检测装置和第一检测装置进行检测。在出现充放电情况计算值与实际充放电情况不一致时，校正装置校正充放电情况计算值，并更新存储在调节装置中的存储值，从而使下一次充放电循环过程中，充放电情况计算值更符合实际充放电情况。

Description

本发明涉及蓄电池在充电和/或放电过程中指示充放电情况用的装置，该装置包括：
-电源电路，用以给蓄电池充电和/或给负荷供电;
-脉冲发生装置，用以在蓄电池充电和/或放电过程中产生脉冲;
-计算装置，用以根据所产生的脉冲计算充放电情况，和
-指示装置，用以指示计算出来的充放电情况。
这种指示装置适用于可以再充电的设备，特别是适用于可再充电的电子刨须器。
这类指示装置德国专利申请2，313，566有介绍。该指示装置在蓄电池充放电过程中借助于与蓄电池串联连接的电阻器测定充放电电流。该电阻器两端的电压经放大后加以积分，这是因为蓄电池在放电过程中的增益和积分常数和充电过程的不一样。将积分电压与参考电压进行比较，每次达到该参考电压值时就有脉冲产生。将这些脉冲加到一个计数器上，通过一个指示器显示计数情况，指示蓄电池的充放电情况。当蓄电池放电时，计数值一达到某一规定值，就有警告信号产生，经过某一定时间之后，负荷就从蓄电池上断开，以防蓄电池完全放电。在蓄电池的充电过程中，当达到某一最大计数值时，充电电路就被断开，以防蓄电池过量充电。
该指示装置有这样的一个缺点，即为了测定充放电情况，必须在蓄电池各端子之间的负荷串联一个电阻器。因此这种公知的指示装置不适用于（例如，可再充电的电子刨须器等）由电动机组成负荷的情况。用 蓄电池给这类电动机供电时，电阻器两端的压降应非常小，不然的话对电动机会有不利的影响。为防止这个不利影响，电阻器应低到这样一个值，以致对电阻器两端电压的控制成了主要问题。此外，该公知的装置例如会因老化而使其容量偏离蓄电池的标定容量，而这是不容许的。
本发明的一个目的是提供一种能够得到准确指示蓄电池的充放电情况而无需直接测定充放电电流的装置。根据本发明，本说明书开端所述的那种指示装置的特征在于，该指示装置包括：
-脉冲发生装置，包括产生时钟脉冲的时钟装置，
-计算装置，它包括：
第一调节装置和/或第二调节装置和测时装置。第一调节装置用以在蓄电池藉负荷放电的过程中将蓄电池的放电时间调节到第一值。第二调节装置用以在蓄电池在空载情况下藉供电电路充电过程中将蓄电池的充电时间调节到第二值。测时装置用以根据所产生的时钟脉冲测定放电所花的时间对放电时间调节值的比值和/或充电所花的时间对充电时间调节值的比值，这些比值表示充放电情况的计算值;
该指示装置还包括：
-检测装置，用以检测在蓄电池充放电过程中蓄电池的至少一个实际充放电情况;
-充放电情况计算值校正装置，用以校正蓄电池充放电过程中充放电情况的计算值;
-校正装置，用以校正充放电情况计算值，和当用检测装置检测出的所述至少一个实际充放电情况与在检测时的充放电情况计算值不同时，用以校正第一调节装置的第一值和/或第二调节装置的第二值，和
-控制装置，用以控制调节装置和测时装置。
本发明的指示装置在工作时无需测定充放电电流，而是根据某一给定容量蓄电池调节好的初始额定充放电时间进行工作的。充放电情况是通过测定充放电所花的时间确定的，并以额定充电放电时间的百分比表示的。为避免因，例如，充放电电流额定值的偏差而引起的充放电情况计算值的误差，将充放电情况计算值与蓄电池充放电过程中测出的实际充放电情况加以比较。计算值与实际值有差别时，校正充放电情况计算值，同时也校正调节后的充放电时间，这样就可以在蓄电池下一个充放电循环过程中使充放电计算值更符合实际充放电情况。
因此本发明的指示装置既适宜指示蓄电池充电过程中的充电情况，也适宜指示蓄电池放电过程中的放电情况，还适宜指示蓄电池充放电过程中的充放电情况。
为了使蓄电池在较慢充电过程中的充放电情况计算值和实际值可能出现的偏差尽可能小，将充放电情况计算值与充放电情况实际值进行比较，必要时，不仅在放电过程中加以校正，最好也在蓄电池充电时某一规定时间进行校正。
若蓄电池充电得非常快，例如，在几分钟内充电，则用户对蓄电池充电过程中充电情况的有关资料是不太感兴趣的。在这种情况下，只要比较充放电情况的计算值和实际值就足够了，必要时，只在放电过程中校正之。
本发明的一个实施方案可以具有这样的特征，即检测蓄电池放电过程中所述至少一个实际放电情况用的检测装置包括一个检测蓄电池电压下降到某一参考电压值以下用的第一检测器。
本发明的另一个实施方案可以具有这样的特征，即检测蓄电池充电过程中所述至少一个实际充电情况用的检测装置包括一个检测蓄电池大体上完全充电的充电情况用的第二检测器。该实施方案的特征还在于，第二检测器包括一个检测蓄电池处于大体上完全充电情况下所产生的蓄 电池电压下降情况用的装置。另一个实施方案可以具有这样的特征，即第二检测器包括一个检测蓄电池电压是否与参考电压相等用的装置。
除了蓄电池藉负荷放电的过程和蓄电池在空载下藉电源电路充电的过程之外，充放电情况还可以按一系列其它情况进行计算，并应用于一系列其它情况，以确保充放电情况计算值与充放电情况实际值尽可能一致。例如，充放电情况可以按负荷由电源电路供电的情况进行计算，这时还可以往蓄电池加某规定值的充电电流。为达到此目的，可提出一个具有这样的特征的实施方案，即计算装置还可包括第三调节装置，用以在蓄电池在有负荷的情况下藉供电电路充电的过程中将蓄电池的充电时间调节到第三值。
当蓄电池几乎完全充电时，一般的供电电路是会转换到点滴式充电的。在这种情况下，若另一个实施方案的指示装置具有下述特征，则可以计算出充电情况，即计算装置还包括第四调节装置，用以在蓄电池空载时藉供电电路充电的过程中和蓄电池大体上完全充电的情况下将蓄电池充电时间调节到第四值。
放电情况可以在蓄电池自身放电的情况下进行计算。这时，指示装置的特征在于，计算装置还包括第五调节装置，用以在电源电路和负荷都不工作时在蓄电池放电的过程中将蓄电池的放电时间调节到第五值。若电源电路适宜短暂的供应较大的充电电流，以便在蓄电池几乎完全放电之后尽快对蓄电池再充电，以致负荷可作为至少一个用途予以供电，则另一个实施方案的指示装置可以具有这样的特征，即电源电路适宜在小部分充电时间内给蓄电池供应充电电流，该充电电流大于蓄电池剩下的充电时间内的充电电流，此外，计算装置还包括第六调节装置，用以在负荷不工作和蓄电池大体上放空具有一增加充电电流的蓄电池充电的过程中将蓄电池的充电时间调节到第六值。
本发明的另一个实施方案可以具有这样的特征，即各调节装置包括 一个存储装置，用以存储有关调节装置的调节值，
此外，该实施方案还具有这样的特征，即测时装置包括：
-一个可调式分频器，用以根据有关调节装置中所存储的数值划分时钟装置的时钟脉冲频率，和
-一个存储装置，具有固定数量的存储单元，用以存储分频器所提供的时钟脉冲数，该时钟脉冲数表示充放电情况计算值。
在该实施方案中，充放电情况是这样测定的：在充电过程中，将非易失存储器充以频率可调的时钟脉冲，在放电过程中将该存储器腾空，所述时钟脉冲的频率则由有关调节装置中所存储的数值确定，由校正装置校正。
该实施方案还可以具有这样的特征，即第一调节装置包括一个第一存储装置，用以存储第一值，该第一值表示蓄电池藉负荷放电时的放电时间，
-第二调节装置包括第二存储装置，用以存储第二值，该第二值表示蓄电池藉电源电路充电时的充电时间;
-其它各调节装置包括第一或第二调节装置共用的存储装置，和将固定分频器与可编程分频器串联连接用的装置。
本发明另一个实施方案还可以具有下列特征：
-各调节装置包括一个存储装置，用以存储有关调节装置的调节值，
-测时装置包括：
一个存储装置，其存储单元的数目与存储在有关调节装置中的值成正比;
一个分频器，用以固定数划分时钟脉冲的频率。
在此实施方案中，充放电情况是这样测定的，即在蓄电池的充电过程中，将可调式存储器（此存储器的存储容量由存储在有关调节装置中的数值确定，由校正装置校正）充以固定频率的时钟脉冲，在蓄电池放 电过程中用固定频率的时钟脉冲将该可调存储器腾空。
此实施方案还可以具有下列特征：
-第一调节装置包括一个存储第一值用的存储装置;
-第二调节装置包括一个存储第二值用的存储装置;
-其它各调节装置包括第一或第二调节装置共用的存储装置，用以将第二固定频率分频器与所述固定频率分频器串联连接。
本发明的指示装置可以适当包括一个无源光电显示装置，特别是液晶显示装置。
现在通过实例并参照附图更详细介绍本发明的各实施方案。附图中：
图1是本发明指示装置的基本示意图。
图2是图1的扩充图。
图3是基于图2的第一实施方案的示意图。
图4是本发明第二实施方案的示意图。
图5是本发明第三实施方案的示意图。
图6是本发明的第四实施方案。
图1是表示指示蓄电池充放电情况的装置的基本示意图。该装置包括电源电路1，电源电路1带有加电源电压用的端子2和3，电源电压可以是交流电压，也可以是直流电压。电源电路是一个，例如，英国专利说明书2，000，394或欧洲专利申请书30，026所介绍的开关式电源。蓄电池4接到电源电路的输出端。在本专利申请书中，“蓄电池”一词应理解为一个或多个蓄电池的组合体。在本实例中，蓄电池4包括两个串联连接的镍镉蓄电池。借助于开关S1即可将负荷RL与蓄电池4并联连接。此负荷RL为，例如，干式电动刨须器的电动机。此外，装置7与蓄电池4并联，用以在蓄电池4放电时检测实际放电情况。装置7检测，例如，蓄电池4是否接近放空，方法是检测对应于，例如，百分之十蓄电池标定容量的电压电平值。装置7包括，例如，一个比较器，用以比较由装 置7得出的蓄电池电压。应该指出，这类检测装置本身在，例如，美国专利说明书4，536，757和欧洲专利申请书115，625中有介绍。加上电源电压且开关S1打开时，电源电路1给蓄电池4提供充电电流，这种情况以后就称为“蓄电池充电”。若电源电路1不接到电源上且开关S1闭合时，蓄电池4就给负荷RL提供供电电流，这种情况以后就称为“蓄电池刨须”。指示装置还包括一系列8至15的装置，这些装置由蓄电池4提供供电。
指示装置有一个控制装置8，控制装置8根据提供开关S1是否关闭这样一个信息的信号和提供电源电路1是否连接到电源上这样一个信息的信号确定是采取蓄电池充电工作方式还是蓄电池刨须工作方式。
指示装置还包括计算装置9，计算装置9则包括第一调节装置10、第二调节装置11和测时装置12。第一调节装置10包括一个非易失存储器和一个易失存储器。非易失存储器存储有规定蓄电池4额定放电时间的值。当指示装置在蓄电池4充好电的情况下第一次使用，和每次在更换蓄电池之后再次使用指示装置时以及在蓄电池电压降到各电路元件所要求的供电电压以下的情况下，该值系存储在易失存储器中。第二调节装置11只包括一个非易失存储器，该存储器存储着规定蓄电池4额定充电时间的值。通过控制装置8所检测到的是蓄电池刨须还是蓄电池充电的工作方式，存储在第一或第二调节装置中的值加到测时装置12上。在蓄电池刨须和蓄电池充电的工作方式下，时钟装置13将时钟脉冲加到测时装置12上。测时装置12根据时钟脉冲数确定放电和充电所花的时间对总放电时间的比值和分别存贮在调节装置10和11的充电时间。
计算装置9计算出来的比值由指示器14显示出来，指示器14则可以是无源或有源的指示器或是无源和有源指示器的组合件。有关信息可以任何形式表示，例如，字母数字式或线段式的。
指示器可以制成不仅可以在指示装置工作期间而且在指示装置停用 之后的某一确定或不定的时间内也能指示充放电情况。在上述情况下，蓄电池的充放电情况可以在指示装置工作期间用，例如，光电指示器指示，在指示装置停用之后用电声指示器指示。电声指示器可以根据，例如，蓄电池的充放电情况发出一系列音响信号。显然也可以在指示装置停用之后只指示出充放电情况。
在蓄电池4以蓄电池刨须工作方式进行放电期间，存储在调节装置10易失存储器中对蓄电池4的放电时间起限定作用的值加到测时装置12中。所述装置12根据时钟装置13所加的时钟脉冲以蓄电池4放电所花的时间对放电时间调节值的比值表示蓄电池的放电时间。此比值即为放电情况计算值，由指示器14给以显示。
计算装置计算出来的比值也加到校正装置15上。这些装置也接收来自检测装置7的检测信号。前面已经说过，该检测信号检测蓄电池4在放电过程中其容量何时尚存，例如，10%的比值。不论任何原因，若蓄电池的放电电流偏离额定电电流值，则计算装置12计算出来的剩余容量比值就偏离蓄电池容量的实际剩余比值，这时检测装置7就为此发出信号。于是校正电路15就校正计算装置12计算出的比值，从而也校正指示器14的指示值。此外，校正装置15按这样的方式校正存储在调节装置10易失存储器中的值（此值确定蓄电池4的放电时间），使得在蓄电池4下一次放电过程中，放电情况计算值更符合蓄电池4的实际放电情况。
应当指出，检测装置7除可以检测出相当于10%蓄电池电压的电压电平外，还可以检测出任何其它电压电平。例如，装置7可检测出相应于蓄电池4完全放电情况下的电压电平。
当蓄电池4充电时，控制装置8存储在调节装置11中对蓄电池4的额定充电时间起限定作用的值加到测时装置12上。若测时装置12根据时钟装置13的时钟脉冲计算出来的比值为1（即在所调节的充电时间之后），测时装置12就发出一个使电源电路1停止工作的信号。这时指示器14就 显示蓄电池4已完全充电。
从每次充放电循环的额定充放电时间开始，按上述方法将充放电情况计算值和指示值与放电过程中的放电情况实际值进行比较，每次将放电时间调节值按这样的方式予以校正，使得在下次充放电循环过程中，充放电情况计算值和实际值彼此更趋于一致。
图2是图1电路的扩充图。指示装置不仅有一个检测放电过程中实际放电情况用的检测器7，而且还有一个检测蓄电池4充电过程中实际充电情况用的检测器16。检测器16包括，例如，检测蓄电池4是否大体上完全充电用的装置。为达到这个目的，目前有好几种公知的方法，例如检测某一特定蓄电池的电压、借助于检测蓄电池电压对时间的一次导数在符号上的变化或借助于检测蓄电池电压的下降情况来检测蓄电池电压的最大值、检测蓄电池电压对时间的二次导数在符号上的变化或检测蓄电池过量充电时突然出现的温升等等。这类方法在，例如，美国专利说明书4，392，101中有介绍。一检测出蓄电池4大体上已完全充电时，检测器16就发出切断电源电路1的信号。
第二调节装置和第一调节装置10一样，有一个非易失存储器和一个易失存储器，确定蓄电池4额定放电时间的值即存储在非易失存储器中。当指示装置第一次使用，当指示装置在更换蓄电池4之后再次使用时或在电子线路因蓄电池电压过低而不能工作之后，该值即从非易失存储器转移到易失存储器中。蓄电池4在放电过程中，指示装置的工作情况与参照图1所介绍的相同。在充电过程中，存储在调节装置11易失存储器中的值（此值确定蓄电池4的充电时间）在控制装置8的控制下加到测时装置12中。这些装置12根据时钟装置13的时钟脉冲以蓄电池4充电所花的时间对蓄电池4的充电调节时间的比值表示蓄电池4的充电时间。该比值同样也表示充电情况计算值，由指示器14给以显示。
若充电电流值偏离额定充电电流值，计算装置12计算出来的比值就 与检测装置16检测出蓄电池4大体上完全充电时的情况不相对应。在该情况下，校正电路15校正比值计算值，从而也确保使指示器14显示蓄电池4已完全充电。此外，校正装置15以这样的方式校正存储在第二调节装置11易失存储器中的值（此值表示蓄电池4的充电时间），使得蓄电池4下一次充电时，充电情况计算值更符合蓄电池4的实际情况。
这样，图2的指示装置将充放电过程中各充放电循环的充放电情况计算值与指示值彼此加以比较，在出现偏差时按这样的方式校正充放电时间调节值，使得在下一个充放电循环期间，充放电情况计算值与实际值更接近一致。
图3是图2指示装置一个实施方案的示意图，图中相同的部件采用相同的编号。
控制装置8有一个第一“与”门20和一个第二“与”门21，两者都具有一个倒相输入端和一个非倒相输入端。开关S1闭合时的高信号加到门20的非倒相输入端和门21的倒相输入端，电源电路1接通电源时的高信号加到门20的倒相输入端和门21的非倒相输入端。因此，在蓄电池刨须工作方式下，“与”门20给第一调节装置10提供信号，在蓄电池充电的工作方式下，“与”门21给第二调节装置11提供信号。
调节装置10有一个只读存储器23和一个读写存储器24。只读存储器23存储着确定着蓄电池4额定放电时间的值。每次指示装置开始工作时，只读存储器23的值即借助于复位脉冲写入读写存储器24中，而且当指示装置工作时，校正装置15所校正的值也写入读写存储器24中。为简明起见，这里不介绍产生复位脉冲的方法。调节装置11的结构与调节装置10相同，它有一个只读存储器25和一个读写存储器26。只读存储器25存储着表示蓄电池4额定充电时间的值。当有复位脉冲出现时，只读存储器25的值即写入读写存储器26中。当指示装置工作时，校正值也写入读写存储器26中。只读存储器23和25包括，例如，一个铝导体的模式，读写 存储器24和26则包括，例如，一些移位寄存器。
计算装置12包括一个以移位寄存器33的形式出现的存储器，在本实例中该存储器是一个13位寄存器，充放电计算值即存储在该寄存器中。在蓄电池4充电过程中，来自分频器30的时钟脉冲通过一个“或”门32加到寄存器的输入端34，该“或”门在各时间增量内往移位寄存器的存数加一个位的脉冲。位1至10含逻辑“1”的情况相当于蓄电池完全充电的情况。位11、12和13都是溢出位，下面即将谈到。在蓄电池4放电过程中，分频器30的时钟脉冲通过一个“或”门31加到移位寄存器33的输入端35上，该“或”门在各时间增量内往移位寄存器的存数加一个位的脉冲。分频器30是一个可编程的分频器，时钟装置13所提供的时钟脉冲，其频率即用在蓄电池刨须工作方式下存储在第一调节装置10读写存储器24中的一个数和用在蓄电池充电工作方式下存储在第二调节装置20读写存储器26中的一个数在分频器30中划分。
时钟装置13有一个产生脉冲用的振荡器和若干固定频率分频器，该分频器用以从这些脉冲中获取指示装置所需用的各种时钟频率。还有其它一些类似的时钟装置是大家都熟悉的，因此这里不再详述。
校正装置15有一个触发器51，由来自检测装置7的检测信号触发。该触发器的输出端连接到“或非”门57的一个输入端，“或非”门57的另一个输入端则接到寄存器33的第一位该“或非”门的输出端则接到“与”门53的一个输入端，“与”门53的输出端既接到读写存储器24的计数输入端（+）上，也接到“或”门32的一个输入端，该触发器51的输出端还接到“与”门54的第一输入端，“与”门54的第二输入端则接到寄存器33的第二位，第三输入端接到时钟装置13，“与”门54的输出端则既接到读写存储器24的递减计数输入端（-）上，也接到“或”门31的一个输入端。校正装置15还有一个触发器52，由来自检测装置16的检测信号触发。触发器52的输出接到“与”门56的第一输入端，“与”门56 的第二输入端则接到寄存器33的第11位，第三输入端接到时钟装置13上，输出端则既接到读写存储器26的计数输入端（+）上，也接到“或”门31的输入端，触发器52的输出端还接到“与”门55的第一输入端，“与”门55的第二输入端则接到时钟装置13，第三输入端接到倒相器58的输出端，倒相器58的输入端则接到寄存器33的第10位，“与”门55的输出端既接到读写存储器26的递减计数输入端（-）上，也接到“或”门32的输入端上。
本实施例的指示器14包括一个液晶显示装置40，该显示装置有一个分段电极41至45和反面电极46的条线图。这些电极41至46在驱动器电路47响应来自计算装置12移位寄存器33的1至9奇数位的信号时由驱动器电路47驱动。该驱动器电路47的时钟脉冲由时钟装置13产生。41至45各段顺次表示蓄电池4的下列充放电情况，这里充放电情况也以蓄电池容量百分比表示。
分段号    %容量
41    10-30
42    30-50
43    50-70
44    70-90
45    90-100
此外，当超过10%的电平时，若驱动器电路47通过触发器51收到来自检测装置7的信号，则分段41就开始按加到驱动器电路47的低频信号的节奏闪烁。各百分率也可以分开表示或写入各段中，例如，按20%、40%、60%、80%和100%的顺序表示。指示器还包括一个发光二极管（LED）48，用以指示蓄电池4的充电。该发光二极管由触发器52倒相输出端上的信号驱动。当蓄电池4完全充电时，检测装置16触发触发器52，促使LED    48截止。
分段45也可以令其按段41在蓄电池接近放空时闪烁的同样方式在蓄电池4几乎完全充电时闪烁。
还可以设带额外电极的液晶显示装置40，令其以字母和/或符号的形式指示蓄电池接近放空或充满电或指示蓄电池4正在充电或放电等情况。
下面说明指示装置的工作情况。假设蓄电池4处于完全充电状态，寄存器33的位1至10含逻辑“1”，且显示装置40的41至45各段在显示。当电源电路1不接到电源上时，合上开关S1就使指示装置处于蓄电池刨须的工作方式。这时，控制装置8的“与”门20发出信号，促使存储在读写存储器24中的值加到可编程分频器30上。经过时钟装置13发出的若干脉冲之后（这由该值确定），分频器30的输出端上出现时钟脉冲，通过“或”门31加到寄存器33的输入端35上。这促使充电寄存器33的第10位转为逻辑“0”。分频器30发出下一个时钟脉冲时，由于显示装置40的顶段45通过驱动电路47截止，移位寄存器33的第9位转为逻辑“0”。这样，移位寄存器33的存数每次都减少一位。
若提高放电电流，因而蓄电池的放电时间短于读写存储器24存储值所表示的放电时间，则充电寄存器33减少得过慢。在检测装置7检测出已超过10%的电平时，寄存器33中的位数仍然含逻辑“1”。假设各位1、2和3含一个“1”。第二位中的“1”和触发器51的输出信号使“与”门54打开，这促使时钟脉冲通过“或”门31加到寄存器33的输入端35上，从而使第三位置“0”。同样的时钟脉冲也加到读写存储器24的递减计数输入端上，促使存储在其中的值减少1。下一个时钟脉冲也通过“与”门54和“或”门31加到寄存器33的输入端35上，从而促使第二位置“0”，所述脉冲也加到存储器24的递减计数输入端上，从而使所存储的值再次减少1。这时，只有充电寄存器33的第一位含逻辑“1”，这和检测装置7所检测到的情况一致。此校正过程也使液晶显 示装置40的指示得到校正，从而使段41闪烁，表示蓄电池4接近放空。
由于存储在读写存储器24中的数值已减少，因而在蓄电池4的下一次放电期间，放电情况计算值将会更符合放电情况。
当放电电流下降，蓄电池4的放电时间长于读写存储器24中存储值所表示的放电时间时，充电寄存器33的内容减少得过快。这时，在检测装置7检测出已通过10%水平之前，来自分频器30的时钟脉冲就将寄存器33的第一位置“0”。在该情况下，“与”门53通过“或非”门57打开，这促使时钟脉冲通过“或”门32加到寄存器33的输入端34，从而使第一位置“1”。这时，该时钟脉冲加到读写存储器24的计数输入端（+），从而使存储在其中的值减少“1”如此重复下去直到检测装置7触发触发器51为止。由于存储在存储器24中的数值已经增加，因而下一次放电期间的放电情况计算值会与蓄电池4的实际放电情况更接近一致。
为说明指示装置在充电过程的工作情况，我们假设蓄电池4处在接近放空的状态。当电源电路1接到电源上且开关S1打开时，存储在读写存储器26的值通过“与”门21加到可编程的分频器30上。经过由该值确定的若干时钟脉冲之后，分频器30每次产生时钟脉冲，通过“或”门32加到寄存器33的输入端34上，促使该寄存器33的存数增加一位。
若蓄电池4的充电时间短于存储器26存储值所表示的充电时间，则寄存器33的存数增加得过慢，从而使检测装置16检测出蓄电池4接近完全充电时，寄存器33的第十位仍为“0”。该位信号经倒相器58倒相后加到“与”门55。“与”门55也接收触发器52的输出信号，从而使时钟脉冲出现在“与”门55的输出端上。该脉冲通过“或”门32加到寄存器33的输入端34上，从而使该寄存器的存数增加一位;该脉冲也加到读写存储器26的递减计数输入端（-）上，从而使该存储器所存储的值减少一。如此重复下去，直至寄存器33的第十位为“1”，与装置16的全检测一致为止。
若蓄电池4的充电时间长于存储器26的存储值所表示的充电时间，则寄存器33的存数增加过快，从而使检测装置16检测出完全充电情况时，位11、12和13的一个或多个含逻辑“1”。触发器52的触发使“与”门56打开，从而使其输出端上出现时钟脉冲。此脉冲通过“或”门31加到寄存器33的输入端35，从而使该寄存器的存数减少一位;所述脉冲也加到读写存储器26的计数输入端（+）上，使其中的存储值增加。如此重复着直到第十一位是“0”为止。
对存储器26中存储值的校正保证了在下一次充电过程中，充电情况值更符合实际充电情况。
图4是根据图3所示的实施例的第二个最佳实施例的示意图，其中类似的各部件采用相同的编号。
在图3的指示装置中，蓄电池4充放电情况的计算只在蓄电池充电工作方式（在此工作方式下，电源电路1接通电源，开关S1闭合）和蓄电池刨须工作方式（在此工作方式下，电源电路1不接通电源，开关S1闭合）下进行。在所有其它可能工作方式下不进行充放电情况的计算和修正。
在图4的指示装置中，蓄电池的充放电情况还在其它各种工作方式下进行。此外，在图4的指示装置中，电源电路1是那一种能在蓄电池接近放空的情况下对蓄电池充电的电源电路，在某一固定时间内，充电电流较大，因而经过一段短时间后，即可使用蓄电池刨须工作方式。这类电源电路在英国专利申请书2，125，641中有介绍。
当电源电路1接通电源，开关S1闭合时，若蓄电池电压低于电动机RL两端的稳定电压值，则电源电路给负荷RL供应电流，并给蓄电池4供应较小的电流。通常，此电压值比完全充电情况下检测装置16检测到的蓄电池电压值小零点几状。当忽略不计峰值负荷时，电源电路1供应的电流通常大于维持电动机RL两端电压稳定所需的电流值。蓄电池4以这 些电流的差进行充电。这种情况叫做电源刨须工作方式。指示装置包括第三调节装置60，第三调节装置60则包括一个只读存储器61，表示蓄电池4在电源刨须工作方式时的充电时间的值即存储在此只读存储器61中。当控制装置8从来自电源电路1表示“处于与电源连接状态”的信号和表示开关S1处于闭合状态的信号检测出该工作方式时，存储器61的存储值就加到可编程分频器30上。经过由该值所确定的若干时钟脉冲之后，分频器30每次产生一个时钟脉冲，通过“或”门32加到寄存器33的输入端34，促使寄存器的存数增加一位。当蓄电池电压等于电动机的稳定电压时促使电源电路1不工作，直到蓄电池电压下降到电动机稳定电压值以下为止。
若在蓄电池充电工作方式下检测装置16检测出蓄电池4处于完全充电情况，通常采用的那种电源电路转换成点滴式充电工作方式，这时蓄电池4以较小的充电电流细流进行充电，维持蓄电池处于完全充电状态。
指示装置配备有第四调节装置62，第四调节装置62有一个只读存储器63，表示蓄电池4以点滴式充电电流进行完全充电所需要的充电时间的值即存储在只读存储器63中。
当控制装置8从表示蓄电池充电工作方式的信号和触发器52的输出信号检测出点滴式充电工作方式时，控制装置8将电源电路1转换成点滴式充电工作方式，存贮器63的存储值加到分频器30上。经过时钟装置发出的由该值确定的若干时钟脉冲之后，这促使分频器30通过“或”门32给寄存器33的输入端34提供时钟脉冲，从而使该寄存器的存数每次增加一位。
若电源电路1不接通电源，且开关S1打开，蓄电池4由于自身放电而慢慢放空。这种情况叫做“自身放电”。指示装置包括第五调节装置64，第五调节装置64有一个只读存储器65，表示蓄电池4通过自身放电进行完全放电时的放电时间的值即存储在只读存储器65中。控制装置8 检测出自身放电情况时，存储器65的存储值加到可编程分频器30中。时钟装置13发出较大量的时钟信号之后，这促使分频器30通过“或”门31将时钟脉冲加到寄存器33的输入端35上，从而使该寄存器的存数每次减少一位。
如前面已经谈过的，电源电路1能供应较大的充电电流。若电源电路1接通电源，开关S1闭合且检测器7因蓄电池4接近放空而已触发触发器51时，控制装置8就将电源电路转换成快速充电工作方式。这时，电源电路1在较短的时间内提供较大的充电电流。在此期间，蓄电池4充电到其中的电量至少够刨一次须的程度。该指示装置包括第六调节装置66，第六调节装置66有一个只读存储器67，表示蓄电池用快速充电电流完全充电所需的充电时间的值即存储在只读存储器67中。在快速充电工作方式下，存储器66的存储值加到分频器30中。经过该值所确定的少量时钟脉冲之后，这每次促使分频器30通过“或”门32给寄存器33的输入端34提供时钟脉冲，从而使该寄存器的存数每次增加一位。
在检测装置检测出已通过10%电平之后进一步对蓄电池4进行放电时，在某一给定时刻蓄电池电压会降到各电子电路需用的最低供电电压以下，从而使所述诸电路不能工作。当接着加大充电电流，对蓄电池4进行充电时，指示装置就会在高于蓄电池某一电压值下恢复工作。这时指时器40的段41闪烁，直到蓄电池电压超过10%电平为止。
应当指出，没有必要如参照图4所介绍的那样对蓄电池充放电情况的计算全部进行修正。例如，若蓄电池自身放电情况非常小，则它对充放电情况的影响可以忽略不计。在这种情况下，可以不用只读存储器64。若点滴式充电工作方式与电源刨须工作方式的充电电流值都在同一个数量级，则也可以将只读存储器60和62组合成一个存储器。
图5是第三实施例蓄电池充放电情况指示装置的示意图，图中与图4各部件相同的部件采用与图4相同的编号。这里调节装置10也包括一 个只读存储器23和一个读写存储器24。表示蓄电池额定放电时间的值即存储在只读存储器23中，每次来自只读存储器23的值则存储在读写存储器24中，使指示装置工作。在指示装置工作期间，读写存储器24存储校正装置15校正过的值。调节装置11与调节装置10具有相同的结构：只读存储器25存储着表示蓄电池4的额定充电时间的值，读写存储器26在指示装置工作时存储来自只读存储器25的值，在指示装置工作过程中存储着校正装置15校正过的值。计算装置12也包括一个可编程分频器30和一个寄存器33，寄存器33存储着充放电情况计算值。在本实施例中，寄存器33为，例如，36位寄存器。指示器14的结构与图4实施例中的相同，只是现在在从放空情况开始每次往寄存器33上加8个时钟脉冲之后，驱动器电路47驱动着液晶显示器40的分段电极。在本实施例中，各分段41至45分别对应于20%、40%、60%、80%和100%电池容量。下表列出了诸寄存器存数与受驱动各段电极号的关系。
存储在寄存器中的位数    分段号
0-7    41
8-15    41，42
16-23    41至43
24-31    41至44
32-36    41至45
此外若通过10%电平时检测装置7通过触发器51给驱动电路提供一个信号，则段41开始按时钟装置13提供给驱动器电路的低频信号节奏闪烁。
为说明指示装置在蓄电池刨须工作方式下的工作情况，假设蓄电池4系处在完全充电状态，因而寄存器33的位0-36含逻辑“1”，段41至45处于受驱动状态。在电池刨须工作方式下，在响应来自控制装置8的信号时，存储在读写存储器24中的值转移到可编程分频器30中。此外，来自控制装置8的信号加到“与”门72上，从而使来自时钟装置13的时钟信号加到可编程分频器30上。经过存储器24中存贮值所确定的若干时钟脉冲之后，时钟脉冲加到寄存器33的递减计数输入端35上，使第三十六位变为逻辑“0”。从上表可清楚地看到，显示装置40的各段45在分频器30发出五个时钟脉冲之后截止，接着在每次分频器30发出八个时钟脉冲之后，下一个段截止。加到分频器30的时钟脉冲也通过“与”门83馈到固定频率分频器84上，分频器84用等于寄存器33的位单元数的值（即在本实例中为36）划分各输入脉冲的频率。分频器84的输出脉冲加到寄存器82上。在检测装置检测出已通过10%电平时，来自触发器51的一个信号促使寄存器82的存数转移到读写存储器24中。当出现在检测出10%电平时寄存器33的存数与此情况一致时（即全部36位含逻辑“0”），来自存储器24加到分频器30的值是正确的。这时显然寄存器82的存数与存储器24的存数一致。因此不校正存储器24的存数。这时若蓄电池4的放电时间，例如短于存储器中值所表示的放电时间，则寄存器的存数减少得太慢。在检测装置7检测出已通过10%电平时，寄存器33的一些位仍然为“1”。借助于触发器51，寄存器33的全部位被置到逻辑“0”，从而使段41开始闪烁。到此时为止，已有若干脉冲加到寄存器82上，该脉冲数等于存储器24的值乘以逻辑“0”以寄存器33总位数的百分比表示的位数。寄存器82的存数写入读写存储器24中。这样，存储在读写存储器24中的数值减少，因而蓄电池4下一次放电时，寄存器33的存数减少得更快，从而使放电情况的计算值和显示值更符合放电实际情况。
为说明指示装置在蓄电池充电工作方式下的工作情况，假设蓄电池 4处在几乎放空的状态。在控制装置8的控制下，存储在读写存储器26中的值转移到可编程分频器30中。来自时钟装置13的时钟脉冲（由于实用上的原因，此时钟脉冲由固定频率变频器70划分）通过“与”门71加到分频器30的输入端。经过由存储器26的值确定的若干时钟脉冲之后，分频器30给寄存器34的计数输入端34提供时钟信号，从而使第一位变为逻辑“1”。于是底段41从闪烁方式转换到连续接通方式。每次8个时钟脉冲被加到寄存器33上时，各段42至45受驱动。
加到固定分频器30的时钟脉冲也通过“与”门80加到固定分频器81上，分频器81用在本实例中为31的固定值划分输入脉冲的频率。分频器81的输出脉冲加到寄存器82上。当检测装置16检测出完全充电电平时，在响应来自触发器52的信号时寄存器82的存数加到读写存储器26中。若出现蓄电池4的充电时间，例如，短于存储器26中的值所表示的放电时间，则寄存器33的存数增加得太慢。在检测出完全充电电平时，寄存器33的某些位仍然为“0”借助于触发器52，寄存器33的全部位调到“1”，从而显示装置40全部段受驱动。到检测出完全充电电平为止，寄存器82已收到若干脉冲，脉冲数等于来自存储器26的值乘以以固定分频器81的值的百分比表示的带逻辑“1”的位数。由于寄存器82的存数存入存储器26中，因而在蓄电池下一次充电时寄存器33的存数增加得更快，从而使充电情况计算值更符合实际充电情况。
在其它可能的充放电方式下确定蓄电池4充放电时间的调节装置包括一个第一调节装置11或第二调节装置12共用的存储器。
自身放电方式的调节装置包括第一调节装置10和一个与可编程分频器30串联连接的固定频率。分频器78。在自身放电工作方式下，来自读写存储器24的值在控制装置8的控制下加到分频器30上。借助于“与”门77，来自时钟装置13的时钟脉冲加到分频器78上，再加到分频器30上，从而经过由来自存储器24的值确定的若干时钟脉冲之后，充电寄存器33 的存数得到修正，而存储在存储器24中的值不被校正。蓄电池4由自身放电方式的调节装置所限定的充电时间是通过校正存储在蓄电池刨须工作方式的存储器24中的值加以修正的。
快速充电方式的调节装置包括第二调节装置11和一个与可编程分频器30串联连接的固定分频器74。在快速充电方式下，来自存储器26的值被转移到可编程分频器30中。来自时钟装置13的时钟脉冲通过“与”门73加到分频器74，再加到分频器30，从而使寄存器33的存数在每次经过由来自存储器26的值所确定的若干时钟脉冲之后增加。与此类似，电源刨须方式和点滴式充电方式的调节装置分别包括第二调节装置11和固定频率分频器76和79。在电源刨须方式下，时钟脉冲通过“与”门75加到分频器76上，在点滴式充电方式下，这些脉冲通过“与门”87加到分频器79上，从而在这些工作方式下，寄存器33的存数也得到修正。
应当指出，在我们介绍的诸实施例中，各电路8、10、11、12、14和15的功能可借助于微处理机加以实现。
图6是本发明的第四实施例，在该实施例中，控制装置、调节装置、计算装置和校正装置的各个功能由微处理机履行。微处理机可以是，例如，东芝M50.760-XXXP型的微处理机。该微处理机所需的最低电压为2伏。由蓄电池4提供。为简明起见，这里没有画出微处理机进行校正操作所需的外部组件。
显示装置40也包括5段电极41至45。在本实例中，段电极41以字母RECH的方式显示固定信息，这表示蓄电池4处于完全放电状态，因而需要对蓄电池4重新充电。在段电极45上方配置有呈FULL字的若干电极，这些电极受驱动时表示蓄电池处于大体上满充电状态。
在本实例中，蓄电池全容量按-10、0、20、40、60、80和100%的刻度划分。在该刻度下，各段电极41至45表示的范围为0-20;20-40;40-60;60-80和80-100%。在此刻度下，0%电平相当于检测装置7检测 出蓄电池全容量的10%电平。检测出此电平时，段电极41就闪烁。蓄电池4继续放电时，该段电极41一直闪烁，直到电压电平达到低于该电压电平时，显示装置40再也不起作用为止。此电压电平相当于-10%电平。在此电平下，显示出固定信息RECH，这个信号表示蓄电池4需要再充电。在本实施例中，检测装置16检测出在显示装置刻度上相当于80%电平的电压电平。达到此电平时，电路1的充电电流就调到慢充电电平，使蓄电池4在预定的时间内完全充电。当检测出此电平时，全部分段电极和FULL指示都受驱动。但为计算充电情况，微处理机90在80%电平情况下进行工作。若在检测出80%电平之前充电情况计算值已较高，则显示装置继续显示80%的电平，直到检测出此电平为止。
微处理机90中的第一只读存储器存储表示1/10额定放电时间的值。当指示装置在蓄电池刨须方式下工作，该值就加到由存储器的一部分形成的计数器中。这时，该计数器就用从微处理机内部时钟取得的固定频率时钟脉冲递减计数。该处理机还包括一个充电寄存器，用以存储可取从0至9中值的一个数。此值表示充放电情况计算值，由显示装置40进行显示。当出现蓄电池4完全充电的情况时（即充电寄存器含数字9），在计数器递减计数到零之后，充电寄存器就调到8。接着，来自第一只读存储器的值每次再次加到计数器中，这之后，计数器递减计数直到放空为止。若检测装置7检测出10%电平，且充电寄存器的状态这时不等于零，则处理机从旧的值和充电寄存器的状态计算新值，该新值表示1/10放电时间。此新值被写入第一读写寄存器中，然后在下一次放电过程中被转移到计数器中。
微处理机的第二只读存储器存储着表示1/10额定充电时间的值。在蓄电池充电工作方式下，此值在指示装置工作时加到计数器中，该计数器再次用取自内部时钟的固定频率时钟脉冲递减计数，直到放空为止。当出现蓄电池4几乎放空的情况时（即充电寄存器的0位），充电寄存 器这时就调到1。存储在第二只读存储器的值就以这种方式每次在蓄电池充电工作方式下被转移到计算器中，该计数器每次递减计数，直到放空为止，从而使充电寄存器的存数每次都增加一位。若检测装置16检测出80%电平，而这些充电寄存器的状态不是7，则处理机从旧值和充电寄存器的状态推导出一新值，该新值表示1/10充电时间。此新值输入读写存储器中。蓄电池4下次充电时，此值每次就加到计数器中。在本实施例中，只要用不同频率的时钟脉冲将各计数器倒空，就可以在快速充电、点滴充电、电源刨须和自身放电等方式下修正充放电情况计算值。
本发明并不局限于本说明书所列举的诸实施例，熟悉本专业人士都可以在本发明的范围内对它们进行修改。在所介绍的诸实施例中，蓄电池充放电过程中的充放电情况计算值与实际充放电情况进行比较后，将充放电情况计算值加以校正。但也可以将充放电过程中的计算值与实际充放电情况加以比较，必要时加以较正若干次。

Claims (18)

1、一种指示蓄电池充放电过程中充放电情况用的指示装置，该指示装置包括：
-电源电路，用以给蓄电池充电和/或给负荷供电；
-蓄电池充电和/或放电期间，用以产生脉冲的装置；
-计算装置，用以根据所产生的脉冲计算充放电情况；
-指示器，用以指示充放电情况计算值；该指示装置的特征在于：
-脉冲发生装置包括产生时钟脉冲用的时钟装置；
-计算装置包括：
第一调节装置和/或第二调节装置和测时装置；第一调节装置用以在蓄电池藉负荷放电的过程中将蓄电池的放电时间调节到第一值；第二调节装置用以在蓄电池在空载情况下藉电源电路充电过程中将蓄电池的充电时间调节到第二值；测时装置用以根据所产生的时钟脉冲测定放电所花的时间对放电时间调节值的比值和/或充电所花的时间对充电时间调节值的比值，这些比值表示充放电情况的计算值；
该指示装置还包括：
-检测装置，用以检测在蓄电池充放电过程中蓄电池的至少一个实际充放电情况；
-校正装置，用以校正充放电情况计算值，和当用检测装置检测出的所述至少一个实际充放电情况与检测时的充放电情况计算值不同时，用以校正第一调节装置的第一值和/或第二调节装置的第二值；和
-控制装置，用以控制调节装置和测时装置。
2、如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，检测蓄电池放电过程中所述至少一个实际放电情况用的检测装置包括第一检测器，用以检测低于参考电压值的蓄电池电压。
3、如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，检测蓄电池充电过程中所述至少一个实际充电情况用的检测装置包括第二检测器，用以检测蓄电池大体上完全充电的情况。
4、如权利要求3所述的指示装置，其特征在于，所述第二检测器包括一个检测蓄电池处于大体上完全充电情况下时出现的蓄电池电压下降用的装置。
5、如权利要求3所述的指示装置，其特征在于，所述第二检测器包括一个检测蓄电池电压是否等于参考电压所用的装置。
6、如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述计算装置还包括第三调节装置，用以在蓄电池在带负荷情况下藉电源电路进行充电的过程中将蓄电池的充电时间调节到第三值。
7、如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述计算装置还包括第四调节装置，用以在蓄电池在空载情况下藉电源电路进行充电的过程中和在蓄电池处在大体上完全充电的情况下将充电时间调节到第四值。
8、如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述计算装置还包括第五调节装置，用以在电源电路和负荷都不工作时在蓄电池放电过程中将蓄电池的放电时间调节到第五值。
9、如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述电源电路用以在部分充电时间内给蓄电池供应充电电流，该充电电流大于蓄电池剩下的充电时间中的充电电流，且所述计算装置还包括第六调节装置，用以调节在负荷不工作且蓄电池大体上放空时蓄电池以递增的充电电流充电的过程中将蓄电池充电用的充电时间调节到第六值。
10、如以上任何一项权利要求所述的指示装置，其特征在于：
-各调节装置包括一个存储器装置，用以存储有关调节装置调节过的值，
-所述测时装置包括：
-一个可调式分频器，用以视乎有关调节装置所存储的值划分来自时钟装置的时钟脉冲，和
-一个存储器装置，该存储器装置有固定数目的存储单元，用以存储分频器所提供的若干时钟脉冲数，该数表示充放电情况计算值。
11、如权利要求6到9中任一项所述的指示装置，其特征在于：
-每个调节装置包括一存贮相关调节装置的调节值的存贮器装置，
-测时装置包括：
-一根据有关调节装置所存贮的值划分来自时钟装置的时钟脉冲频率的可调式分频器;
-具有固定数目的存贮单元存贮分频器所提供的时钟脉冲数的存贮器装置，该脉冲数表示充放电情况计算值。
-第一调节装置包括存贮第一值的第一存贮器装置，该第一值表示蓄电池藉负荷放电时的放电时间，
-第二调节装置包括存贮第二值的第二存贮器装置，该第二值表示蓄电池藉电源电路充电时的充电时间，和
-其他调节装置的每个包括一个与第一或第二调节装置共用的存贮器装置和一将固定分频器与可编程分频器串联起来的装置。
12、如权利要求1至9中任何一项所述的指示装置，其特征在于：
-各调节装置包括一个存储器装置，用以存储有关调节装置的存储值，
-所述测时装置包括：
-一个存储器装置，其存储单元数与有关调节装置的存储值成比值，和
-分频器，用以固定数划分时钟脉冲的频率。
13、如权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于：
-每个调节装置包括一存贮相关调节装置的调节值的存贮器装置，
-所述测时装置包括：
-一个存贮器装置，它的存贮单元数正比于存贮在相关调节装置中的值，
-一个用固定数划分时钟脉冲频率的分频器，
-第一调节装置包括一个存贮第一值的存贮器装置，
-第二调节装置包括一个存贮第二值的存储器装置，
-其他调节装置每个包括一个与第一或第二调节装置共用的存贮器装置，用以将第二固定分频器与所述固定分频器串连。
14、如权利要求1-9中任一项所述的指示装置，其特征在于，所述指示器包括一个无源光电显示装置。
15、如权利要求1-9中任一项所述的指示装置，其特征在于，所述指示器包括一个液晶显示装置。
16、如权利要求1-9中任一项所述的指示装置，其特征在于，所述指示器包括一个光电指示器。
17、如权利要求1-9中任一项所述的指示装置，其特征在于，所述指示器包括一个指示蓄电池在指示装置停用之后的充放电情况用的装置。
18、如权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述的指示装置适用于干式刨须器。
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