CN101351718A - 放电状态指示器 - Google Patents

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Abstract

说明了一种用于指示电池(B)的接近放完电状态的电路，所述电路包含电感性负载(M)、可控开关(T)、和指示元件(LED)，其中，一方面电池(B)、电感性负载(M)和可控开关(T)串联连接，而另一方面电池(B)、电感性负载(M)和指示元件(LED)串联连接。当电池(B)的电压小于确定的第一阈值时，所述可控开关(T)被打开，并且只有当电池(B)的电压大于确定的第二阈值时才又被闭合。所述电路被考虑用于电池驱动的具有电动机的小电器，所述电动机具有比指示元件(LED)更大的电流消耗，并且所述指示元件(LED)需要比处于接近放完电状态的电池(B)所具有的更高的电压，例如电动剃须刀或电动牙刷，所述电动剃须刀或电动牙刷具有仅带一节的电池(B)和发光二极管(LED)，所述发光二极管应向用户指示电池(B)的接近放完电状态。

Description

放电状态指示器
本发明涉及一种用于指示电池的放电状态的电路，在所述放电状态中电池的电压低于确定的阈值，其中所述电路优选被考虑用于电池驱动的带有电感性负载的小电器。
根据DE 36 22 991 A1已知带有发光二极管指示器的这类电路，所述电路被考虑用于电池驱动的设备，所述设备的电池电压不足以驱动发光二极管。该电路包含由电池、电感线圈和晶体管的集电极-发射极-段组成的串联电路。所述发光二极管并联于晶体管的集电极-发射极-段。如果电池电压小于确定的参考值，则周期地控制晶体管的基极，使得晶体管交替地导通与阻断，并因此脉动的电流流过电感线圈，所述脉动电流的时钟通过RC环节加以确定。在晶体管阻断时，在电感线圈中电压被感应，所述电压加上电池电压，使得达到发光二极管的导通电压，并且该发光二极管发光。
本发明的任务是，创造一种用于指示电池的放电状态的电路，所述电路具有特别少的组件，并因此是特别低廉的而且要求更少的空间。
该任务通过一种电路加以解决，在所述电路中一方面电池、电感性负载和可控开关串联连接，而另一方面电池、电感性负载和指示装置串联连接，并且在所述电路中当电池电压小于确定的第一阈值时可控开关被打开，而只有当电池电压大于确定的第二阈值时才被闭合。所述电路优选地具有带有比较器的控制电路，所述比较器将电池电压与第一阈值和第二阈值相比较，并且相应地控制所述可控开关。
本发明电路利用电池的内电阻的影响，所述内电阻在从电池取出的电流上升时导致电池电压减少。所述电路优选被考虑用于电池驱动的带有电感性负载的小电器，所述电感性负载具有比用于指示电池的接近放完电状态的指示装置更高的电流消耗，并且电池的电压至少在接近放完电状态中过小，而不能驱动指示装置。这类小家电的例子是电动剃须刀或电动牙刷，其具有作为电感性负载的电动机以及仅带有一节的电池，所述电池的电压通常过小而不能驱动发光二极管，所述发光二极管应向用户指示电池的接近放完电状态。
为了产生足以驱动发光二极管的高电压，所述电路与已知的电感线圈变换器(Drosselwandler)一样工作，其中，小电器的电感性负载被用作电感线圈，以节省组件和成本。如果小电器的电池通过驱动电感性负载被放电到如此程度，使得电池电压小于第一阈值，则电感性负载通过打开可控开关被断开。由此在电感性负载中感应出电压，所述电压加上电池电压并足以驱动发光二极管。因为发光二极管具有比电感性负载更小的电流消耗，所以电池复原，也就是说，电池电压上升到大于第二阈值的值。随后可控开关闭合，由此发光二极管熄灭，因为感应电压消失。同时通过电感性负载又强烈地给电池加负荷，使得电池电压下降到低于第一阈值，随后重复上述过程，直到电池被放电到如此程度，使得在打开可控开关后电池电压不再上升到大于第二阈值的值。在这种情况下，可控开关保持打开，也就是说，电感性负载是断开的，并且电池受保护不被深度放电。
所述可控开关通过控制电路来控制，所述控制电路优选通过所谓的监控电路(Supervisory)来实现。监控电路是低成本的标准组件，所述标准组件包含比较器和用于产生参考电压的电路。如果所述监控电路的供电电压低于该参考电压，则比较器的输出端被切换到低(LOW)。如果所述供电电压上升到一个值，所述值比参考电压大所谓的滞后电压，则比较器的输出端以某一延迟被切换到高(HIGH)。该延迟时间通过所述监控电路在比较电池电压与阈值时的速度来预先给定，并且可以必要时通过附加的死区时间来延长，所述死区时间可以根据需要来设定。
不同于前面提到的现有技术，本发明电路不具有RC环节(所述RC环节确定电感性负载的交替的接通与关断)，而是通过电池的复原时间、所述延迟时间和在第一阈值与第二阈值之间的差距(也就是滞后电压)来确定所述时钟频率。在本发明电路的一个变型方案中，第一阈值等于第二阈值。在这种情况下，所述时钟频率同样通过电池的复原时间和所述延迟时间来确定。所述时钟频率和作为结果的发光二极管的发光也依赖于电池的内电阻，所述内电阻在放电的电池中大于在充完电的电池中的内电阻。
下面围绕针对小电器的实施例阐述本发明，所述小电器的电路在唯一的附图中被示出。
附图中示出的电路包括具有电池B、电动机M、晶体管T的集电极-发射极-段和机械开关S的串联电路，所述机械开管S用于接通与关断小电器。发光二极管LED并联于晶体管T的集电极-发射极-段。在电池B处连接有监控电路SV，所述监控电路SV的输出端与晶体管T的基极相连接。
如果电池电压低于第一阈值，则所述监控电路SV控制晶体管T，并且由此关断电动机M。由此电池B可以复原，也就是说电池B的电压上升。如果电池B的电压超过第二阈值(所述第二阈值比第一阈值大所述监控电路的滞后电压)，所述监控电路SV在延迟时间后经由晶体管T又接通电动机M。如果电池B的电压因此又下降到低于第一阈值，则所描述的过程以确定的时钟频率重复。所述时钟频率可以通过合适地为所述监控电路SV的延迟时间和滞后电压定大小来设定。所述电路被如此设计，使得每次在关断电动机M后感应足够高的电压，所述电压导致发光二极管LED发光，也就是说发光二极管以所述时钟频率闪烁或闪动。
如果电池B被放电到如此程度，使得电池B的电压在关断电动机M后不再上升到大于第二阈值的值，则晶体管保持打开，也就是说即使当机械开关S闭合时，电动机M仍保持断开，由此保护电池B不被深度放电。

Claims (7)

1.用于指示电池放电状态的电路，在所述放电状态中所述电池的电压下降到低于确定的阈值，所述电路具有电感性负载(M)、可控开关(T)、和指示元件(LED)，其中，一方面所述电池(B)、所述电感性负载(M)和所述可控开关(T)串联连接，而另一方面所述电池(B)、所述电感性负载(M)和所述指示元件(LED)串联连接，并且当所述电池(B)的所述电压小于第一阈值时所述可控开关(T)被打开，
其特征在于，
只有当所述电池(B)的所述电压大于第二阈值时，所述可控开关(T)才被闭合。
2.如权利要求1所述的放电状态指示器，其特征在于，所述可控开关(T)与控制电路(SV)相连接，所述控制电路(SV)具有比较器，所述比较器将所述电池(B)的所述电压与确定的阈值相比较。
3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第一阈值与所述第二阈值一样大。
4.如上述权利要求之一所述的电路，其特征在于，所述电感性负载(M)是电动机。
5.如上述权利要求之一所述的电路，其特征在于，所述指示元件(LED)是发光二极管。
6.电动剃须刀，具有如上述权利要求之一所述的用于指示电池放电状态的电路。
7.电动牙刷，具有如权利要求1至5之一所述的用于指示电池放电状态的电路。
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