CN106469920A - 双n型脉冲环保充电装置 - Google Patents

Abstract

双N型脉冲环保充电装置，属于电子技术领域，由充电部分、脉冲发生单元、结束起动可调单元、充电显示电路、结束起动控制单元、放电部分、负载单元组成。脉冲发生单元中的振荡是形成充电部分与放电部分脉冲充电的控制电路，当充电部分开通充电时，放电部分关闭，当充电部分关闭时放电部分开通，形成充电比放电时间长的科学脉冲充电方式，当被电池充满后，充电部分与放电部分关闭，充电部分中的涓电阻向被电源提供维持电流，本发明实施后，充电部分与放电部分中都有备份自动切换的功能，保证了电路可靠性，形成边充边放的脉冲充电，而脉冲发生单元可灵活调整频率与占空比的时间，方便而可靠，适应不同容量的被充电池，是一种方便的环保充电装置。

Description

双N型脉冲环保充电装置

技术领域

属于电子技术技术领域。

背景技术

本企业在前段时间申请了保安产品系列，而该产品必须要备份电池，否则当无市电时，保安功能将成为一种虚设，而无市电的时候，恰恰又可能是发生保安事故的高峰时候。所以备份电池是必需的。而且备份电池的性能直接关系到整体的性能。

但是备份电池必需要对其充电维护，对备份电池的科学维护，直接关系到备份电池的寿命，与容量。有资料认为，电池常常不是用坏的，而是充电不当而损坏的。保安器材中的电池，属于专用电池，对体积容量有特殊要求，配备苛求于一般产品。因此如何保障备份电池寿命与容量不受影响这是问题之一。

问题之二是具维修资料统计，对一般的充电器，其内部的充电控制的有源件，如开关三极管等容易损坏，它产生故障占整个设备的故障率比例很大，因此如果该管损害，造成整机不能使用。因此这些看起来普通的技术问题，却成为了影响一个产品好坏的严重大事。

因为上述原因，为保证本企业所申请的保安产品的性能，本企业的充电部分不能采用普通的对电池的充电方法与普通的充电线路。

其常规的充电方法是采用单一直流充电法，这样的方法均会使电解液持续产生氢氧气体，其氧气在内部高压作用下，渗透至负极与镉板作用生成CdO ,造成极板有效容量下降。如果采用脉冲充电，而且采用采用充与放并存的方法，即充一定时间，如5秒钟，就放一定时间如1秒钟。这样充电过程产生的氧气在放电脉冲下将大部分被还原成电解液,可使析气量大大降低，减少析气量可以使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了铅酸蓄电池的内压，使下一阶段的脉冲充电更加顺利地进行，从而使铅酸蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉冲使铅酸蓄电池有较充分的化学反应时间，从而减少了充电过程中铅酸蓄电池的析气量，提高了铅酸蓄电池的充电电流可接受能力。脉冲充电法充电一定时间如5秒钟，停止一定时间如放电1秒钟，如此循环。这种充电方法会使铅酸蓄电池在充电过程中所产生的氧气和氢气在停止充电脉冲下，大部分析出的氧气和氢气又被还原成了电解液，这不仅减少了铅酸蓄电池在充电过程中内部电化学副反应——水的电解所产生的析气量，而且对已经严重极化而引起失效的铅酸蓄电池还有修复作用，在使用本充电方法对失效的铅酸蓄电池充放电一定次数后，会使铅酸蓄电池的容量逐渐的恢复。又据资料介绍按又充电双放电的充电方法，或充电停充的办法，不仅对铅蓄电池很有帮助，而且对一些碱电池也有积极帮助。

但是按上述的充电方法，常规的线路也是存在技术难点的，因为常规的电路即不是又充又放的电路，其开关控制管都是故障的重点，如果让开关管处于脉冲的状态，更容易成为损害的机率，这是其一，其二是因为电路有充的控制，又有放电部分（或停充）的控制，因此损害的部位又增加了一倍，因此如果按传统的设计，必定线路 复杂，新增加了故障点，如何解决这些矛盾，成为了新难点。

随着现代生活的丰富，用电池的电器的种类越来越多，除了本企业所研究的保安器材外，还有很多产品，如数码机机，手机，等等，其充电器的要求，也有类似本企业要求的地方，所以对充电器的研究，不仅牵涉充电器本身的质量，还牵涉被充电池两个方面的问题。因些一个好的充电措施有着积极的意义。

低碳环保应从点滴抓起，应从细微抓起，这样才利于社会的长久进步与发展。

发明内容

为克服现有充电产品具有充电功能，但是对环保不足的弱点，本发明的采用可控硅和三极管的配合目的一是，研制一双N型脉冲环保充电装置，它一是对重要部分实行双备份自动化设计，这种充电路不容易损坏。二是对充电电池实现科学的充放结合的最大化进行充电的充电器，从而最大化的延长充电器与被充电池的寿命与容量，实现社会的环保。

采用的技术措施是：

1、双N型脉冲环保充电装置由充电部分、脉冲发生单元、结束起动可调单元、充电显示电路、结束起动控制单元、放电部分、负载单元共同组成。

其中：充电部分由充电工作电路、充电备份电路、充电基极接地电路、涓电阻、充电置换电路组成。

充电工作电路由充电工作管与充电工作管基极电阻组成；充电备份电路由充电备份管与充电备份管基极电阻组成；充电基极接地电路由充电工作管基极二极管、充电备份管基极二极管、接地电阻组成。

充电置换电路由数个二极管串联而成。

充电工作管与充电备份管的集电极接在一起接信号输入，充电工作管基极二极管的正极接充电工作管的基极，充电备份管基极二极管接充电备份管的基极，充电工作管基极二极管与充电备份管基极二极管的负极接在一起，成为充电部分的共基极，接地电阻接在共基极与地线之间，充电工作管与充电备份管的基极分别接一个基极电阻到信号输入，涓电阻接在信号输入与充电部分的输出之间，充电置换电路接在充电备份管的发射极与充电部分的输出之间，充电工作管的发射极即是充电部分的输出。

脉冲发生单元由振荡电路、脉冲可调充电支路、脉冲充放支路、振荡电容组成。

振荡电路由振荡N管、振荡P管、振荡N管基极可调电阻、振荡N管基极保护电阻、隔离二极管、振荡P管接地电阻组成：振荡N管基极可调电阻与振荡N管基极保护电阻串联在信号输入与振荡N管的基极之间，振荡P管的基极接振荡N管的集电极，振荡P管的发射极接信号输入，隔离二极管接在振荡N管的集电极与充电部分共基极之间。振荡P管接地电阻接在振荡P管的集电极与地线之间。

脉冲充放支路由固定电阻串联可调电阻组成；脉冲可调充电支路由充电可调电阻、充电可调限制电阻、导向二极管串联而成。

脉冲可调充电支路接在振荡P管的集电极与振荡电容的一端，振荡电容的另一端接振荡N管的基极，脉冲可调充电支路与脉冲充放支路并联；脉冲充放支路由一电阻电路组成。

充电显示电路由充电显示保护电阻与充电显示灯组成，充电显示保护电阻与充电显示灯串联在振荡P管的集电极与地线之间。

结束起动可调单元由结束起动门坎可调电阻、结束起动限制电阻、结束起动接地电阻组成；结束起动控制单元由控制可控硅阳极电阻与控制可控硅、两个钳位二极管组成。

结束起动门坎可调电阻与结束起动限制电阻串联在充电部分的输出与控制可控硅的控制极之间，结束起动接地电阻接在控制可控硅的控制极与地线之间，控制可控硅的阴极接地线，控制可控硅的阳极电阻一端接充电部分的输出，另一端接控制可控硅的阳极，两个钳位二极管的负极都接控制可控硅的阳极，钳位二极管一的正极接充电部分的共基极，钳位二极管二的正极接振荡N管的基极。

放电部分由放电工作电路、放电备份电路、放电置换电路、放电电阻、放电基极总电阻、放电切除开关组成。

放电工作电路由放电工作管、放电工作管基极电阻组成；放电备份电路由放电备份管与放电备份管基极电阻组成；放电置换电路由数个二极管串联而成。

放电基极总电阻一端接振荡P管的集电极，放电基极总电阻的另一端为分别与三电路相连，一路连接放电切除开关到地线，第二路接放电工作管基极电阻到放电工作管的基极，第三路接放电备份管基极电阻到放电备份管的基极，放电电阻接在被充电池的正极与放电工作管的集电极之间，放电置换电路接在放电工作管的集电极与放电备份管的集电极之间，放电工作管与放电备份管的发射极都与地线连接。

负载单元由被充电池、被充电池接触指示灯、被充电池接触保护电阻共同组成。

被充电池的正极接充电部分的输出，负极接地线，被充电池接触指示灯与被充电池接触保护电阻串联为一支路，并与被充电池的正极与地线之间并联。

2、放电置换电路由两个或三个三极管串联而成。

3、所有二极管均为面贴合型二极管。

进一步说明：

1、工作原理说明：

开通电源后，所有单元开始工作，其中充电部分内部充电工作管、充电备份管与放电部分内部放电工作管、放电备份管，向被充电池进行了充电工作直到结束。充电的特点一是以脉冲方式的充电，二是在脉冲的一个周期内，有向被充电池的充电过程，也有对被充电池放电的过程，但是充电的时间大于放电的过程。所以总体的物理过程是充电 。三是充电回路是经过充电部分充电，即是充电部分是由充电回路的充电工作管、充电备份管控制。放电回路是通过放电部分放电。即是放电部分是由充电回路的放电工作管、放电备份管控制。

应指出的是尽管充电部分内充电工作管与充电备份管对被充电池组成了或门供电方式，但是由设计措施的特殊性，平常只有充电工作管通电工作，而充电备份管处于开路状态，但是一旦充电工作管损坏，充电备份管将自动投入通电工作。

同理，应指出的是尽管放电部分内放电工作管与放电备份管对被充电池组成了或门对被充电池形成放电方式，但是由设计措施的特殊性，平常只有放电工作管通电工作，而放电备份管处于开路状态，但是一旦放电工作管损坏，放电充电备份单元将管将自动投入通电工作。

在充电过程中，因为脉冲发生单元的工作，它不断控制充电部分两三极管处于开通与断开状态，因此充电回路产生的是脉冲电流。

在充电过程中，因为脉冲发生单元的工作，它也不断控制放电部分两三极管处于开通与断开状态，所以在脉冲充电过程中的一周期内，产生的效果是即在充电又在放电特殊的形式中。但本发明也设计了放电切除开关（图2中的15.5），让放电部分的基极对地短路，该部分处于切除状态，而只成为了采用脉冲充电的单一形式，从而增加了灵活的选择性。

在充电与放电共存的充电规律是，开通电源后，脉冲发生单元开始工作，在脉冲的一周期之内，当振荡N管输出高位时，在充电部分的充电两三极管开通向被充电池充电，同时因振荡P管输出低位放电部分中的两个三极管关闭，反之当振荡N管输出低位时充电工作管关闭，此时振荡P管输出高位放电三极管开通处于过程。由于在脉冲的一周期之内，充电的时间长，而放电的时间短，所以充电过程是处于脉冲充电状态。这样的充电方式有利于对电池的科学维护，同时对部分损坏的被充电池也有一定程度的恢复作用。

当被充电池没有接触好时，该部分指示灯不亮，因为该部分指示灯的电流在未插上交流电时，仅来源于电池。此时，将提醒使用者应夹好被充电池。当被充电池电压低落时，因为取样电压不能打开停止的阀值，所以整个单元处于充电状态。当被充电池充电到位后，因为充电输出端输出高位，到了停止的阀值，该阀值即是控制可控硅（图2中的14.2）的触发门坎电压，当控制可控硅触发饱和导通后，一路输出是对充电部分两三极管的基极钳位，让充电部分停止工作，成为开路状态。不再进行充电功能。另一路钳位了脉冲发生单元振荡N管的基极，让放电部分停止工作，成为开路状态。停止放电。

此时所连的涓电阻（2中的2.1）向被充电池提供所需的维持的涓电流。

2、线路特点分析：

（1）、结束起动可调单元。

该单元由结束起动门坎可调电阻（2中的13.1）、结束起动限制电阻（2中的13.2）、结束起动接地电阻（2中的13.3）组成。

结束起动可调单元的结束起动门坎可调电阻（2中的13.1）可以灵活地调整取样电压，又因为串联了结束起动限制电阻（2中的13.2），所以在调试过程中不会产生过大的偏差。由于控制可控硅（图2中的14.2）触发灵敏，所以该线路与控制可控硅十分匹配。其结束起动接地电阻（2中的13.3）起了两样作用，一是与结束起动门坎可调电阻、结束起动限制电阻分压，以触发控制可控硅，二是该电阻也是控制可控硅退出饱和的灵敏度调整，该值的调整得当。能使控制可控硅具有优良的触发性与退出饱和性能。

（2）、结束起动控制单元。

该单元由控制可控硅（图2中的14.2）、结束起动可控硅阳极电阻（图2中的14.1）、两个钳位二极管组成。

该单元中的有源放大件采用可控硅，采用可控硅主要有几方面的好处，一是当结束起动可调单元的电压值过阀后，控制可控硅立即翻转，因为该元件有强烈的正反馈，因而性能好。二是可控硅的阀值明显。三是线路简洁，比传统的比较放电器线路更精简。四是控制可控硅的应用电压范围远高于集成电路，所以电器性能更好。五是是相对 更廉价。六是在本发明中如果采用传统的比较放大器，则产生了新的有源件品种，不利于批量生产，同时也浪费了集成电路内部资源。

（3）、充电显示单元。

当脉冲发生单元工作时，振荡P管（图2中的7.5）集电极有输出时，激励充电显示灯（图2中的12.2）发光。充电结束时，停振，振荡P管集电极无输出，表示充电结束。

（4）、脉冲发生单元。

该单元的特点主要是振荡发生器，该线路中具有频率调整，与占空比调整。

脉冲发生单元。在本发明中有三点作用，一是通过隔离二极管控制充电部分，使充电的形式成为脉冲充电的形式。二是通过振荡电路中的振荡P管（图2中的7.5）控制放电部分，使充电全过程中，实现边充电边放电复合形式。三是实现占空比的调节。使充电的全过程，在实现又充电与放电的复合过程，保持着最佳的分配比例。

A、形成振荡的原理的优点。

本发明的该单元是由振荡N管（图2中的7.4）与振荡P管（图2中的7.5）组成的互补型振荡电路，振荡电容（图2中的11）以及脉冲充放支路与脉冲充电支路共同组成。其中脉冲充电支路由导向二极管（图2中的8.3）、充电可调电阻（图2 中的8.1）与充电支路限制电阻（图2中的8.2）共同组成。形成的原理是当振荡P管集电极有输出时，通过充放支路及充电支路及振荡电容到振荡N管的基极，因而振荡N管的基极电流更大，再继而使振荡P管有更大的输出，因而产生强烈正反馈。因而成为振荡的前半周期。当振荡电容充满电后，振荡N管由饱和退出到放大状态，此时振荡P管集电极输出电压降低，此时振荡电容开始反方向放电，其放电方向是振荡电容的一端通过振荡P管的接地电阻（图2中的7.6）到地，再反向偏置振荡N管的PN节由大到小回到振荡电容的另一端。因而使振荡N管加速退出饱和，产生强烈的正反馈。形成振荡的后半周期。

这种互补电路形成的振荡电路的优点：一是易振荡，可靠，二是有振荡过程中即有高位输出，又有低位输出，且负载力强，因而易于与本发明中的充电部分与放电部分配合。三是元件少。

B、振荡电容与充放支路形成了振荡频率的粗调。

在脉冲发生单元中，设计有脉冲充放支路，而其中脉冲充放支路比有导向二极管（图2中的8.3）组成的脉冲充电支路阻值大得多，所以该单元的振荡频率主要由脉冲充放支路定，调整该支路的电阻阻值，便可以大致决定出该振荡器的频率，（因为精准的频率还决定于占空比，即与脉冲充电支路有关）。脉冲充放支路的固定电阻对可调电阻的最小阻值起了限值作用。

C、本发明的该单元设计有占空比可调。

占空比的意义是脉冲在一个周期内，高位时间与低位时间的比例。

占空比可调线路主要由振荡电容与脉冲充电支路共同组成。

形成可调的原理是：当振荡P管集电极有输出时，向振荡电容充电时，其充电电流经过脉冲充放支路与脉冲充电支路的并联支路，然后流向振荡N管基极，由于脉冲充电支路串联的电阻较小于脉冲充放电支路，所以脉冲充电支路的充电电流是主导成份。调节充电可调电阻，可以进一步调节占空比。脉冲充电支路限制电阻是对可调最小值的限制。当振荡电容充电结束后，振荡电容开始放电形成振荡的后半周期，放电的通道是脉冲充放支路与脉冲充电支路的并联电路，由于两支路中脉冲充电支路有导向二极管的存在，其反向偏置为无穷大，所以放电的主要支路是脉冲充放电支路。应说明的是，由于振荡N管控制了充电部分的三极管，充电时间越短，则充电部分开通的时间越长，所以这成为了本单元的占空比可调设立在充电支路，而不设立在充放电路上的一个重要原因。这样的情况落实到对电池充电时，在脉冲的一个周期时间内是充电时间长而放电的时间 短，而在整体 上对补充 电池形成 的是充电的态势。

由于脉冲发生单元具有频率可调与占空比可调，所以对被 充电池的充电可以实现相对 的最大科学化。

D、脉冲发生单元对充电部分与放电部分的逻辑关系

当振荡N管输出高位时，对充电部分不钳位，充电部分的三极管有输出，充电部分导通，充电。此时振荡P管集电极无输出为低位，无激励电流激励放电部分，所以放电部分的三极管成为截止状态的断路状态。

反之，当振荡N管输出低位时，对充电部分钳位，充电部分的三极管基极被钳位，无输出，不充电，振荡P管集电极有输出为高位，激励放电部分，所以放电部分三极管成为饱和的开通状态。

（5）、充电部分的特点与说明。

充电部分由充电工作电路、充电备份电路、充电基极接地电路、涓电阻（图2中的2.1）、充电置换电路组成。

充电工作电路由充电工作管（图2中的3.1）与充电工作管基极电阻（图2中的3.2）组成；充电备份电路由充电备份管（图2中的4.1）与充电备份管基极电阻（图2中的4.2）组成；充电基极接地电路由充电工作管基极二极管（图2中的2.51）、充电备份管基极二极管（图2中的2.52）、接地电阻（图2中的2.53）组成。

充电置换电路由数个二极管串联而成，这里是为二个二极管的串联，该单元虽然元件少，但是在与充电备份管的配合下，起到十分重要的作用。

充电部分在本发明中是一个最重要的核心。其原因是本发明设计了这样形式能使充电工作管从通电的一开始就始终处于正常的工作状态，而充电备份管则处于断路的“休眠状态”，一旦充电工作管损坏而停止工作时，充电备份管将自动投入工作，因此大大提升了充电器的寿命。

具维修统计，对于所有的充电器中最易坏的元件就是这个充电回路中执行开与关的三极管。所以本发明中对该点进行了重点处理，用两个三极管特殊的“并联”且封门的方式，作为本发明的充电部分元件。

本发明措施实施后，形成了这样的工作原理：由于充电工作管与充电备份管的基极都经过一个基极二极管后接一个接地电阻（图2中的2.53）到地线，两个基极二极管的负极成为充电部分的共基极，因此，充电工作管与充电备份管的基极电压一致，而充电工作管发射极未串联充电置换电路成为最后输出，而充电备份管串联了充电置换电路后才是最后输出，因此一旦两三极管同时有输出，必定是充电工作管的输出的电压将高于充电备份管的最后输出。这时的情况是，充电置换电路的二极管必定会成为反向偏置，而被封门而无输出。即是充电备份管无输出电流，因而不产生功率输出，不产生电磨损，基本上不会损坏，而称为充电备份管，也成为了一种特殊的备用替换管，只要充电工作管处于工作状态，充电备份管就处于“休眠”状态。正常情况下，充电任务只由充电工作管完成。在本发明中，充电工作管即为“工作管”。当充电工作管损坏后，无电流输出，此时充电备份管因失去封门电压，立即向外输出电流，实现了正常的自动切换。充电器不会因此报废。因而大大地提高了充电器的可靠性。

此外还应说明两点，一是由于在理论上三极管的寿命很高，但是三极管本身的生产过程，及充电器在制作中对三极管的焊接等方面的原因，或在使用过程中的不当因素，常常使三极管这样的寿命受到挑战，达不到理论上的要求，而这样的自动切换工作，就是对这种三极管达不到高寿命的一种弥补。二是由于两三极管参数一致，工作时都是处于开通与断开的开关状态，所以无论是充电 三极管工作，还是充电备份管工作，所以整个充电性不会发生变化。三是采用一管（本发明中的充电备份管）为备份状，该管的功率消耗近似为零，而三极管寿命与其所消耗的功率有很大的关系，所以不易损坏，而比用两管采用简单的并联关系连接工作可靠性好得多。

充电置换电路之所以产采用两个二极管串联主要原因有二，一是两个二极管封门有更大的空间，余量更大，二是可以成为批量生产中的取样件，即是检查该路无电流时，可以不断开该支路将表串联在支路中，因为那样操作不便。而可直接将电流表并联在二极管两端就可。

（6）、放电部分中的特点及说明。

放电部分由放电工作电路、放电备份电路、放电置换电路、放电电阻（图2中的15.1）、放电基极总电阻（图2中的15.2）、放电切除开关（图2中的15.5）组成。

放电工作电路由放电工作管（图2中的16.2）、放电工作管基极电阻（图2中的16.1）组成；放电备份电路由放电备份管（图2中的17.8）与放电备份管基极电阻（图2中的17.1）组成；放电置换电路由数个二极管串联而成。

放电部分中的放电工作电路、放电备份电路、放电置换电路的意义有三，因而也成为了本发明的核心重点之一。

一是在充电的全过程中，又进行放电的功能，即是在脉冲的一个周期内，当脉冲发生单元中的振荡P管（图2中的7.5）输出为高位时，充电部分处于开路的状态时，此处的放电部分导通对电池进行瞬态放电。反之在脉冲的一周期内，充电部分处于导通状态时，此处的放电部分处于断路关闭状态。形成这样的逻辑关系的原因是脉冲发生单元中的振荡两三极管承担了逻辑功能，同时又对两部分起了隔离作用。使之相互不影响。被充电池在充电全过程中处于又充又放的状态，在充放得当的情况下，其好处是可以实现充电的最大科学化。甚至能让有些电性能处于很差的状态下，能得以一定程度的恢复。

二是放电部分因为在放电时电流仍较大，所以仍然采用了放电工作管与放电备份管共存的形式，在放电工作管工作放电时，由于放电备份管因串联有放电置换电路，产生了阀值，所以放电电流将被放电工作管通道短路，而放电备份管则处于无电流的“休眠状态”，成为了一种备用管。当放电工作管损坏而断路时，放电备份管自动投入工作，因此大大提升了放电部分的寿命。

三是放电部分的基极对地连接有放电切除开关，增加了灵活性。

本发明实施后有着突出的优点：

1、由本发明一是大大提高了充电器的寿命，减少了充电器的报废率，二是对被充电池实现了科学充电，增进了维护，延长了被充电池的寿命，减少了报废率。而这两种产品，无论是可充电池，还是配套的充电器，都是现代生活普遍应用的种类，所以能增强两种产品的环保。环保无小事，所以本发明有积极意义。

2、也有着重要的经济价值，对于普通的电子产品的价值，如充电器这类产品，在没有名贵的元材料下，所以第一是科技价值，第二是人工加费，第三才是元件的成本，而本发明所增加的元件有限。本发明实施后，使用者后会明显感觉到一是充电器寿命的延长，二是被充电池寿命延长，三是容量不会发生明显变化，因此社会一定会接受，承认其科学价值，因此这种优良的产品会代替劣质产品。由于现代生活中，该产品用途极为普遍，所以会产生显著的经济价值。

3、采用 又充又放的充电形式，对被充电池有显著的维护效果，网上有评论认为可充电池是被充坏的，而不是用坏的，而本措施能合被充电池的充电相对的最大科学维护，特别是对酸性电池。而用这样的充电放电方式，不仅能使电池的容量与寿命不会减少，甚至使受损电池能得到一定程度的恢复，所以意义是很大的。

4、本发明性能优异，一是对被充电池的充电放电时间之间的比例灵活可调，即是占空比可调，二是对脉冲的频率可调，三是对被充电压结束灵活可调，所以从多角度多层面，适应了不同种类型号的被充电池型号。另一个重要之点是可以对大容量的电池充电，此时只要将充电部分与放电部分的三极管换为大功率三极管即可。此外本发明还有不怕过充等等优点。

5、易生产，易调试，很适合微型企业生产。

6、本企业对该题目进行了系统重点研究，本发明在实现了上述的主要特点后，有以下独特之处：不需集成电路，而且线路更精简，因此生产更容易，增强了可操作性。

附图说明

图1是双N型脉冲环保充电装置的方框原理图。

图中：1、信号输入；方框2、表示充电部分；方框3、表示充电工作管；方框4、表示充电备份管；方框5、表示充电置换电路；方框6、表示脉冲发生单元；方框7、表示振荡电路；方框8、表示脉冲可调充电支路 ；方框9、表示脉冲放电支路；方框11、表示振荡电容；方框12、表示充电显示电路；方框13、表示结束起动可调单元；方框14、表示结束起动控制单元；方框15、表示放电部分；方框16、表示放电工作电路；方框17、表示放电备份电路；方框18、表示放电置换电路；方框19、表示负载单元。

图2是双N型脉冲环保充电装置工程原理图。

图中：1、信号输入；2.1、涓电阻；2.51、充电工作管基极二极管；2.52、充电备份管基极二极管；2.53、接地电阻；3.1、充电工作管；3.2、充电工作管基极电阻；4.1、充电备份管；4.2、充电备份管基极电阻；5.1、充电置换二极管一；5.2、充电置换二极管二；7.1、振荡N管基极可调电阻；7.2、振荡N管基极可调保护电阻；7.3、隔离二极管；7.4、振荡N管；7.5、振荡P管；7.6、振荡P管接地电阻；8.1、充电可调电阻；8.2、充电支路限制电阻；8.3、导向二极管；9.1、固定电阻；9.2、可调电阻；11、振荡电容；12.1、充电显示保护电阻；12.2、充电显示灯；13.1、结束起动门坎可调电阻；13.2、结束起动限制电阻；13.3、结束起动接地电阻；14.1、结束起动可控硅阳极电阻；14.2、控制可控硅；14.3、钳位二极管一；14.5、钳位二极管二；15.1、放电电阻；15.2、放电基极总电阻；15.5、放电切除开关；16.1、放电工作管基极电阻；16.2、放电工作管；17.1、放电备份管基极电阻；17.8、放电备份管；18.1、放电置换二极管一；18.2、放电置换二极管二；19.1、被充电池；19.2、被充电池接触指示灯；19.3、被充电池接触保护电阻。

图3是假负载与结束起动控制单元的图。

图中： 1、信号输入；2.1、涓电阻；2.2、充电基极电阻；3、充电工作管；4、充电备份管；5.1、充电置换二极管一；5.2、充电置换二极管二；7.1、振荡N管基极可调电阻；7.2、振荡N管基极可调保护电阻；7.3、隔离二极管；7.4、振荡N管；7.5、振荡P管；7.6、振荡P管接地电阻；8.1、充电可调电阻；8.2、充电支路限制电阻；8.3、导向二极管；9.1、固定电阻；9.2、可调电阻；11、振荡电容；12.1、充电显示保护电阻；12.2、充电显示灯；13.1、结束起动门坎可调电阻；13.2、结束起动限制电阻；13.3、结束起动接地电阻；14.1、结束起动可控硅阳极电阻；14.2、控制可控硅；14.3、钳位二极管一；14.5、钳位二极管二； 15.2、放电基极总电阻；19.2、被充电池接触指示灯；19.3、被充电池接触保护电阻；20.1假负载稳压值可调；20.2、假负载上偏限值电阻； 20.3、假负载下偏电阻；20.5、假负载三极管；20.6、假负载集电极电阻；23、电压表红表笔；24、电压表黑表笔。

图4是检测充电部分与放电部分的图。

图中：1、信号输入；2.1、涓电阻；2.2、充电基极电阻；3、充电工作管；4、充电备份管；5.1、充电置换二极管一；5.2、充电置换二极管二；7.3、隔离二极管；7.4、振荡N管；7.5、振荡P管；7.6、振荡P管接地电阻；12.1、充电显示保护电阻；12.2、充电显示灯；15.1、放电电阻；15.2、放电基极总电阻；15.5、放电切除开关；16.1、放电工作管基极电阻；16.2、放电工作管；17.1、放电备份管基极电阻；17.8、放电备份管；18.1、放电置换二极管一；18.2、放电置换二极管二；19.1、被充电池；19.2、被充电池接触指示灯；19.3、被充电池接触保护电阻；301、电压表；302、电压表红表笔；303、电压表黑表笔；304、电流表；305、电流表红表笔；306、电流黑表笔；701、检测振荡N管基极临时接的一个电阻。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4例出双N型脉冲环保充电装置实施的制作与检测一种实例方案。

一、挑选元件：充电工作管与充电备份管为大功率三极管，振荡N管采用8050，振荡P管采用8550，控制可控硅为单向可控硅，放电电阻采用大功率型号的电阻，振荡电容采用漏电系数小的电容，其它阻容件无特殊要求。

二、制板、焊接：按图2所示制作电路控制板，并接图2的原理图进行电路焊接。

三、通电 检查与调试。

1、结束起动可调单元与对结束起动控制单元的通电检查与调试.（见图3）。

A、调整与确定结束起动接地电阻（图3中的13.3），调试该电阻的阻值，其标准是当控制可控硅（图3中的14.2）处于饱和后立即断电，控制可控硅立即恢复为截止。其规律是结束起动接地电阻阻值越小，控制可控硅越容易恢复。

B、调整与确定结束起动门坎可调电阻（图3中的13.1）与结束起动限制电阻（图3中的13.2）；用一只三极管连成可调的稳压管模拟电路，代替被充电池成为假负载。后称假负载。用电压表红表笔（图3中的23）接充电部分的输出，电压表黑表笔（图3中的24）接地线。

调试假负载，让万用表中的电压档显示为不同的电压值，如6伏，12伏，18伏，24伏。

调节结束起动门坎可调电阻（图3中的13.1）之值，使控制可控硅的阳极分别在6伏、12伏、18伏24伏值时，时均有0位输出，否则应换结束起动门坎可调电阻（图3中的13.1）与结束起动限制电阻（图3中的13.2）之值。

附加说明，用一只三极管连成可调的稳压管模拟电路的形式，当该管的上偏电阻变高时，充电端的电压要增高才能击穿该管的偏置电压，使该管进入放大状态，该假负载三极管的集电极电压有一个变化的范围，因而可以模拟成一个不同的稳压二极管，因而可以模拟出6伏、12伏、18伏24伏之值。

2、对脉冲发生单元的通电检查与频率的调试。

连接上假负载。用示波器的热端连接振荡P管的集电极，冷端接地线。

在接通电源后，示波器有的振荡图形显示。

如果显示不正确，则可能是元件焊接有误，或可能是振荡电容（图3中的11）质量不好，严重漏电。

调节频率，主要调整充放支路上的电阻阻值，使示波器所显示的的频率符合设计要求，其规律是电阻越大，频率越慢，反之越快。

当振荡N管（图3中的7.4）处于饱和状态时，充电部分中的两三极管无输出，振荡P管（图3中的7.5）的集电极为高位。此时充电显示灯（图3中的12.2）亮。如果充电部分中的两三极管有输出，则上隔离二极管焊接反。反之充电显示灯不亮。

3、对充电部分两三极管的检查与调试。

（1）、逻辑检查。

通电后分别测试充电工作管与充电备份管的发射极电压。测试方法：用万用表中的电压表的红表笔接发射极，黑表笔接地。

A、充电部分与放电部分的逻辑检查。

如图4所示的将振检测振荡N管基极临时接的一个电阻（图4中的701）到电源，使振荡N管的集电极为低位，振荡P管的集电极为高位，用电压表（图4中的301）分别检查充电部分中的两三极管发射极与放电部分中两三极管的集电极，此时充电部分两三极管发射极与放电部分两三极管的集电极均为低位。

B、将临时电阻接入地线，让振荡N管的集电极为高位，振荡P管的集电极为低位，

分别检测充电部分的两三极管的发射极与放电部分中两三极管的集电极，此时两点高位。

上述两点正确，说明充电工作管与充电备份管两管工作状态均正确，如果不正确，则是连线有误。正确后可进入下步检查。

（2）、充电工作管与充电备份管自动置换的检测。

在正常充电的情况下，电流表（图4中的304）电流表红表笔（图4中的3.5）接充电置换二极管一（图4中的5.1）的正极，电流黑表笔（图4中的3.6）接负极，此时电流表近似为零。

将电流表串联在充电工作管的发射极与置换二极管二的负极之间，电流表有电流指示。

上述情况正确说明充电备份管工作正常，处于断电状态，充电工作管的工作状态正确，而充电可控硅为通电状态。否则是连线有误。

将充电工作管的发射极断开，电流表接在置换二极管一的两端，此时电流表的电流指示，表示充电备份管已投入工作状态。

如果指示不正确，则是连续错误，或充电备份管损坏。

4、对放电 部分两放电三极管的检查与调试。

（1）、放电三极管与放电充电备份管自动切换检查。

将放电电阻（图2中的15.1）连接在充电输出端上。将检测振荡N管基极临时接的一个电阻（图4中的701）到电源，使振荡N管的集电极为低位，振荡P管的集电极为高位。

A、将万用表的电流表串联在放电工作管集电极支路中，电流表指示有电流通过。

B、将万用表的电流表串联在放电备份管集电极支路，或者用电流档的红笔接在放电置换二极管一（图4中的18.1）的正极，黑表笔接在该管的负极，上述两种情况应均为电流近似为零。

上述情况正确说明当放电工作管为开通时，放电备份管则为断路的休眠状态。如果不正确，说明连线有误，特别是可能置换二极管极性焊反。

C、短路放电工作管的基极与发射极，或断路该管基极回路（模拟该管损坏），此时将万用表串联在放电备份管集电极支路，或者用电流表并联在放电置换二极管一的正极与负极端，此时电流表应有电流指示。其结果表示当放电三极管损坏时，放电备份管自动投入工作。

如果指示不正确，则是连接错误，或放电备份管损坏。

（3）、闭合放电切除开关（图4中的15.5）。

此时无论模拟放电工作管处于开通或断路情况，两放电三极管的集电极应均为高位。

5、对显示部分的检查。

A、对负载单元中的电池接触显示检查当安装被充电池，且接通电源时，被充电池接触指示灯（图2中的19.2）应亮，如果不正确则可能是被充电池接触指示灯极性焊反，或被充电池接触保护电阻（图2中的19.3）阻值过大。

B、对充过程显示的检查。

振荡P管的集电极为高位时，所连接的充电显示灯（图2中的12.2）在充电过程中发光，当控制可控硅启动后，熄灭，如现象不符，则是所串联的充电显示保护电阻（图2中的12.1）过大，或充电显示灯损坏。

6、对涓电流的检测。

将电流表串联在涓电阻（较长2中的2.1）支路上，调试涓电阻阻值，使涓电流合乎要求。其规律是电阻越小电流越大，反之电阻越大电流越小。

Claims (4)

1.双N型脉冲环保充电装置，其特征是：由充电部分、脉冲发生单元、结束起动可调单元、充电显示电路、结束起动控制单元、放电部分、负载单元共同组成；

其中：充电部分由充电工作电路、充电备份电路、充电基极接地电路、涓电阻、充电置换电路组成；

充电工作电路由充电工作管与充电工作管基极电阻组成；充电备份电路由充电备份管与充电备份管基极电阻组成；充电基极接地电路由充电工作管基极二极管、充电备份管基极二极管、接地电阻组成；

充电置换电路由数个二极管串联而成；

充电工作管与充电备份管的集电极接在一起接信号输入，充电工作管基极二极管的正极接充电工作管的基极，充电备份管基极二极管接充电备份管的基极，充电工作管基极二极管与充电备份管基极二极管的负极接在一起，成为充电部分的共基极，接地电阻接在共基极与地线之间，充电工作管与充电备份管的基极分别接一个基极电阻到信号输入，涓电阻接在信号输入与充电部分的输出之间，充电置换电路接在充电备份管的发射极与充电部分的输出之间，充电工作管的发射极即是充电部分的输出；

脉冲发生单元由振荡电路、脉冲可调充电支路、脉冲充放支路、振荡电容组成；

振荡电路由振荡N管、振荡P管、振荡N管基极可调电阻、振荡N管基极保护电阻、隔离二极管、振荡P管接地电阻组成：振荡N管基极可调电阻与振荡N管基极保护电阻串联在信号输入与振荡N管的基极之间，振荡P管的基极接振荡N管的集电极，振荡P管的发射极接信号输入，隔离二极管接在振荡N管的集电极与充电部分共基极之间。

2.振荡P管接地电阻接在振荡P管的集电极与地线之间；

脉冲充放支路由固定电阻串联可调电阻组成；脉冲可调充电支路由充电可调电阻、充电可调限制电阻、导向二极管串联而成；

脉冲可调充电支路接在振荡P管的集电极与振荡电容的一端，振荡电容的另一端接振荡N管的基极，脉冲可调充电支路与脉冲充放支路并联；脉冲充放支路由一电阻电路组成；

充电显示电路由充电显示保护电阻与充电显示灯组成，充电显示保护电阻与充电显示灯串联在振荡P管的集电极与地线之间；

结束起动可调单元由结束起动门坎可调电阻、结束起动限制电阻、结束起动接地电阻组成；结束起动控制单元由控制可控硅阳极电阻与控制可控硅、两个钳位二极管组成；

结束起动门坎可调电阻与结束起动限制电阻串联在充电部分的输出与控制可控硅的控制极之间，结束起动接地电阻接在控制可控硅的控制极与地线之间，控制可控硅的阴极接地线，控制可控硅的阳极电阻一端接充电部分的输出，另一端接控制可控硅的阳极，两个钳位二极管的负极都接控制可控硅的阳极，钳位二极管一的正极接充电部分的共基极，钳位二极管二的正极接振荡N管的基极；

放电部分由放电工作电路、放电备份电路、放电置换电路、放电电阻、放电基极总电阻、放电切除开关组成；

放电工作电路由放电工作管、放电工作管基极电阻组成；放电备份电路由放电备份管与放电备份管基极电阻组成；放电置换电路由数个二极管串联而成；

放电基极总电阻一端接振荡P管的集电极，放电基极总电阻的另一端为分别与三电路相连，一路连接放电切除开关到地线，第二路接放电工作管基极电阻到放电工作管的基极，第三路接放电备份管基极电阻到放电备份管的基极，放电电阻接在被充电池的正极与放电工作管的集电极之间，放电置换电路接在放电工作管的集电极与放电备份管的集电极之间，放电工作管与放电备份管的发射极都与地线连接；

负载单元由被充电池、被充电池接触指示灯、被充电池接触保护电阻共同组成；

被充电池的正极接充电部分的输出，负极接地线，被充电池接触指示灯与被充电池接触保护电阻串联为一支路，并与被充电池的正极与地线之间并联。

3.根据权利要求1所述的双N型脉冲环保充电装置，其特征是：放电置换电路由两个或三个三极管串联而成。

4.根据权利要求1所述的双N型脉冲环保充电装置，其特征是：所有二极管均为面贴合型二极管。