CN106505645A - 结束双选择的恒流脉冲式充电器 - Google Patents

Abstract

结束双选择的恒流脉冲式充电器，属于电子技术领域，由涓流电阻，恒流充电单元，脉冲振荡单元，结束单元，定时单元，结束选择单元，放电单元，充电结束指示单元，负载单元组成。恒流充电单元中的两三极管接为了恒流形式，与放电单元中的两三极管一起，受脉冲振荡单元的振荡控制，形成恒流充电单元开通放电单元关闭，恒流充电单元关闭放电单元开通的充放形式，两单元中均有工作电路与备份电路，平时只有工作电路工作，备份电路休眠，当工作电路损坏后，备份电路立即替补，充分保证充电器的寿命。本发明结束有两种，电池充满电结束与定时结束，由结束选择单元控制，选择性强。充电结束后，涓流电阻向电池提供所需的涓流。

Description

结束双选择的恒流脉冲式充电器

技术领域

属于电子技术技术领域。

背景技术

随着现代生活的丰富，用电池的电器的种类越来越多，如数码机机，手机，等等，为此也出现了很多充电器种类，但是这些种类中关于低碳环保充电电路种类还存在。

其意义一是，现在的产品，其中的充电主管，即是连通与关断的充电的回路三极管，容易损坏，一旦损坏，这个充电器便成为了垃圾。据统计，这一故障成为了充电器的主要故障点，就因为这一点损坏而成为垃圾，是一种很大的浪费，（如果去修，因为涉及修理成本，及使用者去修理部联系的成本，所以人们常常是丢掉）。

其意义二是，由于在充电过程中，没有对电池充电时行最大的科学化充电，因此影响电池的容量与寿命，所以有资料评说，可充电池常常不是用坏的，而是被充坏的。

原因一是，如在电池未激活前，需要对电池较长时间的充电以激活。很多新电池卖家都说明需要激活三次。已激活后的电池充电时间将大大缩短。但是在高节奏的时代，充电器的性能不够先进，使用者只能按已想法行事。常常是大概而行之。由于这一关未理好，激活未到位，或电池受损的情况增大，更换机率增大。

原因二是在充电过程没有采用较好的充电方式，很多资料都认为，如果采用脉冲边充边停，或边放的方式；如果采用恒流源充电的方式，将有很好的效果，这种效果不仅表现在容量与寿命不易受到损坏。（其容量越大，负向作用越大），甚至对损坏的电池有一定的修复作用。而且能使被充电池能很好地充电到位。好处多多。

原因三，本企业在前段时间申请了保安产品系列，而该系列产品必须要备份电池，这类电池是容量较大的酸性电池。很多不是随身携带的电子产品，常常是这种密封式的、价格较低的、容量较大的酸性电池。而这类酸性电池，几乎所有资料一致地认为最好的方式是采用边充边放或边停的方式，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。

现在的产品不足原因一是，还没有用一种恒流并以脉冲方式充电的电路，且这种电路具有较简捷的电路，而且具有灵活调整充电与停的关系，二是不具有即有限压充电结束（这种方式对已激活的电池很适合）与计时结束（这种方式对未激活的电池及对酸性等一大类电池充电很适合）相结合的电路。三是还没有一种用有源件作变换来解决充电管易坏的问题。这一问题很有意义，因为具资料统计，对于非脉冲式的充电电路，其开关控制管都是故障的重点，而这种电路只有一次性的开与关。如果让开关管处于脉冲的状态，更容易成为损害的机率，增加充电器的整体报废。

低碳是社会倡导的一种文明生活方式。应该从微小的地方抓起。减少对充电器及电池的报废率，就是一种很好低碳生活方式。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，本发明研制一种结束双选择的恒流脉冲式充电器，其充电器不容易损坏。二是对充电电池实现恒流脉冲式最大化的科学的充电，充电器的结束可根据需要进行定时与限压双项选择，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。

所采用的技术措施是：

1、结束双选择的恒流脉冲式充电器由涓流电阻，恒流充电单元，脉冲振荡单元，结束单元，定时单元，结束选择单元，放电单元，充电结束指示单元，负载单元共同组成。

其中：恒流充电单元由充电工作电路、充电备份电路、充电转换电路组成。

充电工作电路由充电工作管、充电工作管的基极电阻、隔离二极管、工作恒流电阻、工作调谐指示组成；充电备份电路由充电备份管、充电备份管的基极电阻、充电备份恒流电阻、备份调谐指示组成；充电转换电路由充电转换器、转换负相上偏电阻、转换负相下偏电阻、转换正相上偏电阻、转换正相下偏电阻、转换执行二极管组成。

充电工作管的集电极与充电备份管的集电极都接在信号输入上，充电工作管的基极电阻接在充电工作管的集电极与基极之间，隔离二极管串联工作恒流电阻，接在充电工作管的发射极与恒流充电单元的输出之间，工作调谐指示接在充电工作管的基极与恒流充电的输出之间；充电备份管的基极电阻接在充电备份管的集电极与基极之间，备份恒流电阻接在充电备份管的发射极与恒流充电单元的输出之间，备份调谐指示的一端接充电备份管的基极，备份调谐指示的另一端接恒流充电单元的输出；转换负相上偏电阻的一端接充电工作管的发射极，转换负相上偏电阻的另一端为两路，一路接转换负相下偏电阻到地线，另一路接充电转换器的负相输入端，转换正相上偏电阻的一端接信号输入，转换正相上偏电阻的另一端为两路，一路接转换正相下偏电阻到地线，另一路接充电转换器的正相输入端，充电转换器的输出接转换执行二极管的负极，转换执行二极管的正极接充电备份管的基极。

涓流电阻接在信号输入与恒流充电单元的输出之间。

负载单元由被充电池、接触指示灯、接触指示保护电阻组成；接触指示灯与被电池接触指示保护电阻串联，接在被电池的正极与地线之间。

脉冲振荡单元由振荡器一、振荡器二、脉冲振荡电容、占空比调整电阻、脉冲导向二极管、脉冲频率调整电阻、串联电阻、充电工作管钳位二极管、充电备份管钳位二极管组成：振荡器一的输出连接振荡器二的输入，振荡器二的输出接脉冲振荡电容的一端，脉冲振荡电容的另一端为脉冲振荡中心点，占空比调整电阻与脉冲导向二极管串联，接在振荡器一的输出与脉冲振荡中心点之间，脉冲频率调整电阻接在振荡器一的输出与脉冲振荡中心点之间，脉冲振荡中心点接串联电阻到振荡器一的输入，充电工作管钳位二极管的负极与充电备份管钳位二极管的负极接振荡器二的输出，充电工作管钳位二极管的正极接充电工作管的基极，充电备份管钳位二极管的正极接充电备份管的基极。

结束单元由起动上偏可调电阻、起动上偏保护电阻、起动下偏电阻、结束控制器、结束放电钳位二极管、结束脉冲钳位二极管、比较上偏电阻、比较下偏电阻组成。

起动上偏可调电阻的一端接恒流充电单元的输出，另一端为起动点，起动点接上偏保护电阻到结束控制器的负相输入端，起动下偏电阻接在结束控制器的负相输入端与地线之间，比较上偏电阻的一端接信号输入，比较上偏电阻的另一端为两路，一路接结束控制器的正相输入端，另一路接比较下偏电阻到地线，结束放电钳位二极管的负极与结束脉冲钳位二极管的负极都接在结束控制器的输出，结束放电钳位二极管的正极接放电基极控制点，结束脉冲钳位二极管的正极接振荡器一的输入。

定时单元由定时器、定时振荡电容、定时频率调整电阻、定时保护、停振执行二极管电阻组成。

结束选择单元由选择开关、开关导向二极管、切换二极管组成。开关导向二极管的正极接结束单元中的起动点，开关导向二极管的负极接选择开关的一端，选择开关的另一端接定时器的终极输出端，切换二极管的正极接定时器的终极输出端，切换二极管的负极接结束控制器的负相输入端。

定时器的三个振荡端的第一振荡端接定时振荡电容，定时振荡电容的另一端为定时振荡点，定时频率调整电阻接在第二振荡端与定时振荡点之间，第三振荡端接定时保护电阻的一端，定时保护电阻的另一端接定时振荡点，停振执行二极管的正极接定时器的终极输出端，停振执行二极管的负极接定时振荡点。

放电单元由放电电阻、放电基极总电阻、放电工作电路、放电备份电路、放电转换二极管、放电切除电路组成。

放电工作电路由放电工作管与放电工作管的基极电阻组成；放电备份电路由放电备份管与放电备份管的基极电阻组成；放电切除电路由放电切除开关、两个切除二极管组成。

放电电阻的一端接被充电池的正极，放电电阻的另一端接放电工作管的集电极，放电转换二极管接在放电电阻的另一端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接地线，放电基极总电阻的一端接振荡器一的输出，放电基极总电阻的另一端为放电基极控制点，放电工作管的基极电阻接在放电基极控制点与放电工作管的基极之间，放备份管的基极电阻接在放电基极控制点与放电备份管的基极之间，切除二极管一的正极接放电工作管的基极，切除二极管二的正极接放电备份管的基极，切除二极管一的负极与切除二极管二的负极相连，接放电切除开关的一端，切除开关的另一端接地线。

充电结束指示单元由充电结束指示灯与充电结束指示保护电阻串联而成：接在信号输入与结束控制器的输出之间。

2、放电转换二极管为两个二极管串联而成。

3、振荡器一与振荡器二是集成电路LM324内部的两个运算器焊接为反相器形成。

4、充电转换器与结束控制器是集成电路LM324内部的另两个运算器焊接成。

进一步说明：

一、工作原理说明：

当被充电池没有接触好时，接触指示灯（图2中的12.2）不亮，当被充电池接触好后，接触指示灯亮。

本发明的充电方式是又充又放的恒流脉冲形式，形成恒流的原因是充电单元中的两三极管连接成了恒流源的形式，而形成脉冲的原因是充电单元受脉冲振荡单元的控制，使充电单元随着脉冲振荡单元而开通截止，

又充又放共存的规律是，在脉冲的一个周期内，充电单元开通向被充电池充电时，放电单元截止，当充电单元关闭停充时，放电单元开通放电。

应指出的是本发明设计的充电部分，包含有两个三极管，即是有充电工作管（图2中的3.1）与充电备份管(图2中的4.1)两三极管。尽管恒流充电单元内的充电工作管与充电备份管对被充电池组成了或门的充电通道。但是由设计措施的特殊性，平常只有充电工作管通电工作，而充电备份管却处于开路状态，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。

同样，放电单元也包含了两个三极管，即是放电工作三极管（图2中的10.20）与放电备份管（图2中的10.30），两三极管组成了或门的放电通道，但设计的特殊性，平时只有放电工作管工作，放电备份管处于开路状态，当放电工作管损坏，放电备份管立即自动投入工作。

在充电过程中，因为脉冲振荡单元工作，不断控制充电单元内部两管处于开通与断开状态，所以整个工作过程是脉冲充电。

在脉冲充电过程中，充电的物理过程是，即为充电又放电的特殊形式。其规律是，在脉冲的一周期之内，振荡器一（图2中的6.1）的输出为低位，放电基极控制点无电压，放电单元的三极管无触发电压，放电单元关闭，而振荡器二（图2中的6.2）的输出为高位，未钳位充电单元，因此充电单元开通，开始充电；当振荡器一的输出为高位，放电单元的基极有了触发电压，因此放电单元开通，开始放电，而振荡器二的输出为低位时，钳位充电单元截止，形成停充状态。

在本发明中，当充电完结时，有两种结束方式，一种是在电池充满电后结束，另一种是一些电池第一次充电时有时间的要求的结束，两种结束方式经过选择开关进行选择，灵活而方便。

当充电结束后，充电单元关闭，同时放电单元被钳位，也关闭，此时所连的涓流电阻（图2中的2）向被充电池提供所需的维持的涓电流。

二、线路特点分析：

1、形成恒流源的说明。

措施中充电工作管（图2中的3.1）与充电备份管（图2中的4.1）是作充电的通电与断路控制，接为了射随器控制，但是又连成了恒流源的形式。

形成恒流源的原理是，充电工作管与充电备份管的连接方式是对称形式，它们的发射极都串联了恒流电阻，同时基极与发射极串联的恒流电阻之间还连接了一个调谐指示，起限流作用，当负载电流过大，且超过了调谐指示的阀值时，基极电流将分流，不再经过三极管放大，因而保证了发射极电流为一定值，因而成为一种恒流源。

发射极所串联的恒流电阻，可以对恒流进行调整，保证了恒流值在一个有约束的空间。

用这样的电路的好处是，线路精简，可靠，利于工程化，同时利于节约成本。此外用谐调指示作为恒流的限流器件的一个重要原因是，有光指示，当发射极所串联的恒流电阻调试正确时，谐调指示发微光或较亮光，表示调试正确。因为此时限流件起作用。产生恒流效果。由于谐调指示的PN节电压为1.2伏左右，高于0.7伏，所以充电工作管与充电备份管分别用了一个。

充电工作管的发射极多接了一个隔离二极管（图2中的3.2），它的好处是，在充电工作管损坏，充电备份管工作时，充电转换器不会启动。

2、恒流充电单元的工作特点与说明。

A、恒流充电单元的组成及形成的主要主意义。

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，该点措施也成为了本发明的一个重要核心。

恒流充电单元主要由充电工作电路、充电备份电路、充电转换电路组成。

充电工作电路由充电工作管（图2中的3.1）、充电工作管的基极电阻（图2中的3.6）、隔离二极管（图2中的3.2）、工作恒流电阻（图2中的3.3）、工作调谐指示（图2中的3.5）组成。

充电备份电路由充电备份管（图2中的4.1）、充电备份管的基极电阻（图2中的4.6）、充电备份恒流电阻（图2中的4.3）、备份调谐指示（图2中的4.5）组成。

充电转换电路由充电转换器（图2中的5.1）、转换负相上偏电阻（图2中的5.2）、转换负相下偏电阻（图2中的5.3）、转换正相上偏电阻（图2中的5.5）、转换正相下偏电阻（图2中的5.6）、转换执行二极管（图2中的5.7）组成。

之所以成为本发明中一个最重要的核心。其原因本发明设计了这样电路后，从通电 的一开始充电工作管就始终处于开与关的工作状态，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。

B、产生“工作与备份式工作”的原因分析。

充电工作管与充电备份管均为射随输出线路，两管线路对称，如果没有充电转换器，且振荡器二（图2中的6.2）的输出高位时，则两管均以并联方式向负载提供电流，这不是设计所希望的。设计目的是采用了充电转换器后，始终为一管（即是充电工作管）工作，而一管（即是充电备份管）“休眠”，当充电工作管损坏后，充电备份管将自动代之工作。

实现这一原理是，充电工作管在导通时，发射极有输出，设计为充电转换器负相输入端的分压高于正相输入端的分压，使此时的充电转换器的输出为低位，钳位充电备份管的基极，使充电备份管在充电工作管正常情况下，始终处于开路功耗状态，所以不产生电磨损，不会损坏，而一旦充电工作管损坏，而三极管损坏，多数情况是PN节断路的情况，少数是PN节短路的情况，而断路时充电转换器的反相输入端无电压，而短路时，因转换负相下偏电阻分流，所以充电转换器的负相输入端的分压值比正相输入端的分压值低，所以输出为高位，此时充电备份管将代替充电工作管工作。

调整充电转换器正相输入端与负相输入端的阻值，即可调整充电转换器的起动，其充电转换器正确的标准是，在充电工作管正常工作时，充电转换器的输出为低，钳位充电备份管，当充电管损坏时，充电转换器的输出为高位，充电备份管替换充电工作管工作。

此外还应说明几点，一是在理论上三极管的寿命尽管很高，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，达不到这样的要求，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，所以整个充电性质不会发生变化。三是采用即充电备份管为休眠状，所以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，而且那样简单地并联，当一管损坏后，其恒流值发生变化，电气性能发生变化。

因为上述原因，所以要本发明采用“工作与备份式工作”的方式措施意义是很大的。

3、脉冲振荡单元。

该单元由振荡器一（图2中的6.1）、振荡器二（图2中的6.2）、脉冲振荡电容（图2中的6.3）、占空比电阻（图2中的6.5）、脉冲导向二极管（图2中的6.6）、脉冲频率调整电阻（图2中的6.7）、串联电阻（图2中的6.8）、充电工作管钳位二极管（图2中的6.9）、充电备份管钳位二极管（图2中的6.10）组成，该单元能将恒流充电单元形成脉冲充电的原因是，充电工作管钳位二极管与充电备份管钳位二极管分别钳位充电单元的两个三极管的基极，形成当振荡器二是低位时，充电单元两三极管被钳位，形成充电单元的关闭。

其中由脉冲频率调整电阻由频率限值电阻串联频率可调电阻组成，实现频率可调。占空比调整电阻与脉冲导向二极管串联成为占空比调整支路。

形成振荡的原理是，当振荡器二的输出为高位时，通过脉冲振荡电容，脉冲频率调整电阻，及占空比调整电阻与脉冲导向二极管到振荡器一的输出端，开成对脉冲振荡电容的充电状态，此时的脉冲振荡中心点为高位。导致振荡器一的输入端为高位，直至振荡前半周期的结束。当脉冲振荡电容的隔离效果使脉冲振荡中心点电压低于门坎电压后（即阀值电压后），振荡器一的输出端由低充变为高，这时振荡器一输出端输出电流通脉冲频率调整电阻与占空比调整支路的并联电路向脉冲振荡电容进行反方向的放电过程。此时为振荡的后半周期，直至后半周期的结束，当中心点的电压值高于阀值后，又重复着第一个周期的过程。进行以后的振荡。

本发明采用这种振荡电路的原因一是振荡可靠，二所用元件少，三是可以增设频率可调，与占容比可调。

A、频率调整电路的组成与原理。

在本单元中，频率可调电阻与频率限值电阻的串联组成了脉冲频率调整电阻即是脉冲频率调整电路，该电路也是一个充放电支路。

当振荡器二输出端为高位，而振荡器一的输出端为低位时，振荡器二输出端输出的电流经脉冲振荡电容及频率调整电路与占空比电路而流入振荡器一输出端，在这个充电过程中，脉冲频率调整电路的两电阻值远远大于占空比电路的阻值，但是占空电路存在导向二极管，此时处于反向偏置，所以此时充电电流完全从脉冲频率调整电路通过，所以该电路可以对频率进行粗调。其规律是该电路的可调电阻越小，则脉冲振荡电容的充电会越早到位，因而则频率越快，反之越慢。其频率限值电阻是对频率可调电阻的最小值进行了一定的限制。

B、占空比电路的组成与原理。

占空比调整的意义是脉冲在一个周期内，实现对高位时间与低位时间的分配比例调整。

其原理是：当振荡器二输出端为高位，而振荡器一输出端为低位时，振荡器二输出端输出的电流经脉冲振荡电容及脉冲频率调整电路、占空比调整支路再到振荡器一的输出端，形成充电回路。充电结束后，振荡器一为高位，振荡器二为低位，所以脉冲振荡电容进行反方向的的放电过程，经过通道是频率调支路与占空比电路，由于频率调整电路的两电阻值远远大于占空比电路的阻值，所以放电电流主要是从占空比调整支路通过。所以这是实现占空比的一个原因，另一个重要原因是，放电的过程经过一系列的传递后，最后需形成振荡器二的输出高位时间长，因为只有振荡器二的输出高位时间长，充电单元开通的时间才长，所以脉冲振荡放电时间越短，在脉冲的一个周期内，脉冲振荡电容充电的时间长，脉冲振荡放电时间越短，符合总体要求，所以这是占空比调整支路中的电阻阻值小，同时也是将占空比设立在脉冲振荡电容放电支路的主要原因。

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

4、结束的两种选择说明：

本发明的结束有两种选择，专为第一次充电的电池设计了一种定时的结束，也有当电池充满电后的结束，形成多样选择性。

（1）、结束选择单元。

该由选择开关（图2中的9.2）、开关导向二极管（图2中的9.1）、切换二极管（图2中的9.3）组成。

它形成两种结束状态的选择，一种为定时结束，是专为第一次充电的电池设计，一种为电池充满后结束，增加选择性。

在选择开关为接通状态下，因为选择开关连接了定时器的终极输出端，在定时时间未结束时，定时器的终极输出端为低位，因此开关导向二极管成为了钳位结束单元中的起动点，使结束控制器的负相输入无电压，结束控制器的输出为高位，无法钳位脉冲振荡单元与放电单元，只有在定时器的终极输出端有了高压后，经过二极管后才能成为结束控制器的负相输入电压，结束控制器输出低位，钳位脉冲振荡单元中的振荡一门的输入，导致振荡二门的输出始终为低，从而充电单元不工作。并钳位了放电基极控制点，放电单元关闭。

在选择开关为断开状态下，在电池充满电后，经过比较放大后启动，结束控制器输出低位，使充电单元关闭，停止充电，放电单元也关闭。

由此形成了两个结束单元之间的转换。

（2）、定时单元。

该单元在选择开关（图2中的9.2）按下接通后，该单元成为定时结束的计数单元。

定时器的三个振荡端的第一振荡端接定时振荡电容（图2中的8.5），第二振荡端连接定时频率调整电阻（图2中的8.6），第三振荡端连定时保护电阻（图2中的8.7），停振执行二极管（图2中的8.8）共同组成。

其主要功能是可以进行频率调整，从而使定时器具有可调的定时时间的功能。

产生振荡与频率可调的原理是，定时频率调整电阻与定时振荡电容是振荡可调件，形成的RC振荡电路。定时频率调整电阻由两个电阻串联而成，其串联阻值大，则对定时振荡电容充电与放电的时间长，则振荡的周期的越长。调整定时频率电阻，即可调整其频率，也即是周期可调。

本单元的另一个特点是定时振荡电容采用了漏电系数小的电容，因而能使振荡很可靠，不易停振，同时相对频率准确，因而定时准确，符合普通产品的要求。

定时到点后，主要产生两大作用，一是为结束控制器的负相输入端提供负相输入电压，使结束控制器输出低位，从而钳位脉冲振荡单元，使充电单元关闭，钳位放电基极控制点，放电单元关闭。二是用使定时器的振荡停振，定时器的输出端不再发化，成为一种自锁线路，不会产生过充情况。

定时器功能可靠，计时的长度有很宽的时间范围。计时较准确，其中一个重要原因是定时振荡电容采用了漏电系数小的电容。三是是外围件少。同时该件廉价，可操作性强。

（3）、结束单元。

该单元在选择开关（图2中的9.2）为断开状态下，当电池充满电后为结束控制器提供负相输入电压。由起动上偏可调电阻（图2中的7.1）、起动上偏保护电阻（图2中的7.2）、起动下偏电阻（图2中的7.3）、结束控制器（图2中的7.5）、结束放电钳位二极管（图2中的7.6）、结束脉冲钳位二极管（图2中的7.7）、比较上偏电阻（图2中的7.8）、比较下偏电阻（图2中的7.9）组成。

结束控制器的正相输入端为两电阻形成了分压，比较电压可靠。负相输入端的起动上偏可调电阻（图2中的7.1）可以灵活地调整取样电压，又因为串联了起动上偏保护电阻（图2中的7.2），所以在调试过程不会产生过大的偏差。由于结束控制器有很高的灵敏度。所以起动与终止效果明显。

5、充电结束指示单元。

该单元由充电结束指示灯（图2中的11.1）与充电结束指示保护电阻（图2中的11.2）组成：充电结束指示灯与充电结束指示保护电阻串联，接在信号输入与结束控制器的输出之间，因此，在充电过程中，该指示灯不亮，只在结束控制器启动时亮。

6、放电单元。

放电单元由放电电阻（图2中的10.1）、放电基极总电阻（图2中的10.5）、放电工作电路、放电备份电路、放电转换二极管（图2中的10.7）、放电切除电路组成。

放电工作电路由放电工作三极管(图2中的10.20)与放电工作管的基极电阻(图2中的10.21)组成；放电备份电路由放电备份管（图2中的10.30）与放电备份管的基极电阻(图2中的10.31)组成；放电切除电路由放电切除开关(图2中的10.60)、两个切除二极管(图2中的10.61、10.62)组成。

放电转换二极管由两个二极管串联而成。

放电单元中放电工作电路、放电备份电路、放电转换二极管有三方面的意义，因而也成为了本发明的核心重点。

一是在充电的全过程中，又进行了适时的放电，即是在脉冲的一个周期内，当振荡器一的输出（图2中的6.1）处于低位，振荡器二（图2中的6.2）输出为高位时，充电单元导通，此时充电单元充电，而放电单元的基极无电压，因此关闭，反之振荡器一输出高位，振荡器二输出低位时，充电单元被充振荡器二钳位断开，停止充电，而振荡器一向放电单元输出触发电压，此时的放电单元导通对电池进行瞬态放电。形成这样的逻辑关系的原因是脉冲振荡单元中的两个振荡器承担了相应的逻辑功能，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。

二是放电单元因为在放电时电流比较大，所以仍然采用了放电工作电路与放电备份电路共存的形式，在放电工作管工作放电时，由于放电备份管因串联有放电转换二极管，产生了阀值，所以放电电流将被放电工作管的通道短路，而放电备份管支路则处于无电流的“休眠状态”，成为了一种备用管。当放电工作管损坏而断路时，放电备份管支路自动投入工作，因此大大提升了放电单元的的寿命。

三是放电单元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。而采用了这样充电方式，甚至对已失效的可充电池，有一定程度的修复作用。而电池对环境污染相对较大。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，在没有贵重的元材料下，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、由于采用恒流源的充电方式，而结束时根据被充电池电压的情况来定，对很多电池能进行科学的维护，科学充电对电池的寿命与容量有很大影响，所以网上还有这样的论点，很多电池不是用坏的，而是被充坏的这一说法，所以很多高级诉用电器，明确地提出对所使用的电池要用专业的充电器充电 。

4、本发明性能优异，一是恒流值灵活可调因而适合不同的种类。二是恒流源充电采用时间可以灵活调整，三是被充电池的结束电压灵活可调，所以可以适合多种类型的被充电池，充电科学。四是充电结束后有声提示，方便者使用很方面。五是本发明还有充电结束后不怕过充等优点。

5、各单元相连科学，并做到了综合利用（如开关管与恒流源为一体），因而线路电路精简、可靠性高。尽管多了语音片，但是因元件少线路精简，语音片小面薄，但仍就很好安装。

6、易生产，易调试，很适合微型企业生产。

7、特别是本措施采用共模大放大单元作为结束单元，所以本措施无能在较冷的地方，或温度较高的地方使用，都有着较好性能，同时本措施没有采用集成电路，而这些分离件承受的电压值有很大的空间，增加了助音电阻后，声指示功能明显，所以本发明呈现效果好，但成本低的优势。利于普及。

附图说明

图1是结束双选择的恒流脉冲式充电器的单元方框图。

图中：1、信号输入；2、涓流电阻；3.0、恒流充电单元；3、充电工作电路；4、充电备份电路；5、充电转换电路；6、脉冲振荡单元；7、结束单元；8、定时单元；9、结束选择单元；10、放电单元；10.2、放电工作电路；10.3、放电备份电路；10.7、放电转换二极管；10.6、放电切除电路；11、充电结束指示单元；12、负载单元。

图2是结束双选择的恒流脉冲式充电器电路原理图。

图中：1、信号输入；2、涓流电阻；3.1、充电工作管；3.2、隔离二极管；3.3、工作恒流电阻；3.5、工作调谐指示；3.6、充电工作管的基极电阻；3.10、恒流充电单元的输出；4.1、充电备份管；4.3、充电备份恒流电阻；4.5、备份调谐指示；4.6、充电备份管的基极电阻；5.1、充电转换器；5.2、转换负相上偏电阻；5.3、转换负相下偏电阻；5.5、转换正相上偏电阻；5.6、转换正相下偏电阻；5.7、转换执行二极管； 6.1、振荡器一；6.2、振荡器二；6.3、脉冲振荡电容；6.5、占空比电阻；6.6、脉冲导向二极管；6.7、脉冲频率调整电阻；6.8、串联电阻；6.9、充电工作管钳位二极管；6.10、充电备份管钳位二极管；7.1、起动上偏可调电阻；7.2、起动上偏保护电阻；7.3、起动下偏电阻；7.5、结束控制器；7.6、结束放电钳位二极管；7.7、结束脉冲钳位二极管；7.8、比较上偏电阻；7.9、比较下偏电阻；8.3、定时器；8.5、定时振荡电容；8.6、定时频率调整电阻；8.7、定时保护电阻；8.8、停振执行二极管；9.2、选择开关；9.1、开关导向二极管；9.3、切换二极管；10.1、放电电阻；10.20、放电工作三极管；10.21、放电工作管的基极电阻；10.30、放电备份管；10.31、放电备份管的基极电阻；10.5、放电基极总电阻；10.60、放电切除开关；10.61、切除二极管一；10.62、切除二极管二；10.7、放电转换二极管；10.8、放电基极控制点；11.1、充电结束指示灯；11.2、充电结束指示保护电阻；12.1、被充电池；12.2、接触指示灯；12.3、接触指示保护电阻。

图3是假负载与定时器的检测方法图。

图中：1、信号输入；2、涓流电阻；3.1、充电工作管；3.2、隔离二极管；3.3、工作恒流电阻；3.5、工作调谐指示；3.6、充电工作管的基极电阻； 4.1、充电备份管；4.3、充电备份恒流电阻；4.5、备份调谐指示；4.6、充电备份管的基极电阻；5.1、充电转换器；5.2、转换负相上偏电阻；5.3、转换负相下偏电阻；5.5、转换正相上偏电阻；5.6、转换正相下偏电阻；5.7、转换执行二极管；6.10、充电备份管钳位二极管；7.1、起动上偏可调电阻；7.2、起动上偏保护电阻；7.3、起动下偏电阻；7.5、结束控制器；7.8、比较上偏电阻；7.9、比较下偏电阻；8.3、定时器；8.5、定时振荡电容；8.6、定时频率调整电阻；8.7、定时保护电阻；9.2、选择开关；9.1、开关导向二极管；9.3、切换二极管； 11.2、充电结束指示保护电阻；12.1、被充电池；12.2、接触指示灯；12.3、接触指示保护电阻；20、假负载的集电极电阻；21、假负载的可调三极管；22、假负载的上偏保护电阻；23、假负载的上偏可调电阻；24、假负载的下偏电阻；25、让定时器很快结束的临时并联电阻；26、充电控制点。

图4是检测充电备份管与放电备份管的检测图。

图中：1、信号输入；2、涓流电阻；3.1、充电工作管；3.2、隔离二极管；3.3、工作恒流电阻；3.5、工作调谐指示；3.6、充电工作管的基极电阻；4.1、充电备份管；4.3、充电备份恒流电阻；4.5、备份调谐指示；4.6、充电备份管的基极电阻；5.1、充电转换器；5.2、转换负相上偏电阻；5.3、转换负相下偏电阻；5.5、转换正相上偏电阻；5.6、转换正相下偏电阻；5.7、转换执行二极管；6.9、充电工作管钳位二极管；6.10、充电备份管钳位二极管；10.1、放电电阻；10.5、放电基极总电阻；10.7、放电转换二极管；10.8、放电基极控制点；10.20、放电工作三极管；10.21、放电工作管的基极电阻；10.30、放电备份管；10.31、放电备份管的基极电阻； 10.60、放电切除开关；10.61、切除二极管一；10.62、切除二极管二； 12.2、接触指示灯；12.3、接触指示保护电阻；20、假负载的集电极电阻；21、假负载的可调三极管；22、假负载的上偏保护电阻；23、假负载的上偏可调电阻；24、假负载的下偏电阻；26、充电控制点；28、电流表；28.1、电流表线表笔；28.2、电流表黑表笔；29、电压表。

具体实施方式

图1、2、3、4例出了一种实施制件实例，图3与图4是例出检测的方法图。

一、挑选元件：振荡器一与振荡器二是集成电路LM324内部的两个运算器焊接为反相器形成。充电转换器与结束控制器是集成电路LM324内部的另两个运算器焊接成。充电工作管、充电备份管、放电单元中的两个三极管选用同一类型的三极管。定时振荡电容与脉冲振荡电容选用漏电系数小的电容。放电电阻选用大功率电阻。其它的阻容件无特殊要求。

二、制作电路控制板，焊接元件：按图2的原理图制作电路控制板，按图2的原理图焊接元件。

三、通电检查与调试。

（1）、对恒流源部分的检查。

A、如图3所示焊接一个代替被充电池的假负载。用一只三极管连成可调的稳压管模拟电路，代替被充电池成为负载。后称假负载。用万用表的电压连接以充电输出端与地之间。

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。

用一只三极管连成可调的稳压管模拟电路的原理，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，该假负载的可调三极管（图3中的21）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。

B、调节充电工作管的的恒流之值。

断开充电备份管（图2中的4.1）的回路，调节工作恒流电阻（图2中的3.3）之值，使其恒流值符合要求，此时还应观察工作调谐指示（图2中的3.5）应微显光，如果不发微光，应将工作恒流电阻之值加大。如果还不行，则应减少充电工作管的基极电阻（图2中的3.6）的阻值。应说明的是因为发光管的PN节在1伏多一点，大于0.7伏，约为1.2左右所以本措施中工作调谐指示只采用一只发光管。

C、调节充电备份管的的恒流之值。

断开充电工作管（图2中的3.1）的回路，断开充电转换器的负相输入回路。调充电备份恒流电阻（图2中的4.3）之值，使其恒流值符合要求，此时还应观察备份调谐指示（图2中的4.5）应微显光，否则应将备份恒流电阻之值加大。如果还不行，则应减少充电备份管的基极电阻（图2中的4.6）的阻值。同时还应注意，其中充电工作管与充电备份管的恒流值应基本一致。

（2）、对恒流充电单元的工作检测。

接上假负载，将充电控制点接电源，模拟充电状态，电压表测充电工作管与充电备份管的发射极，测充电工作管的电压表有电压指示，而测充电备份管的电压表无电压指示。将充电控制点接地线，模拟充电单元关闭状态，电压测充电工作管与充电备份管的发射极均无电压。

以上两点正确，说明充电单元中的两三极管工作正确。

（3）、对充电工作管与充电备份管自动切换检查。

接上假负载。

充电控制点接在电源上，短路充电工作管的基极与发射极，模拟充电工作管损坏的情况，将电流表如图4所示串联在充电备份管的集电极，此时电流表有电流指示，其电流值应近近似于充电工作管的输出值。说明充电备份管已投入工作状态。

如果不正确，则焊接有误。

（4）、对结束选择单元的通电检查。

A、当选择开关（图2中的9.2）为断开状态下，这种状态下是电池充满电后，由起动上偏可调电阻支路为结束控制器提供负相输入电压。

调试假负载的电阻，模拟充电完毕的状态，电压表测结束控制器（图2中的7.5）的输出为低位。

B、当选择开关接通时，用电压表测上偏可调电阻的另一端即起动点无电压，被开关导向二极管（图2中的9.1）钳位，此时的是由定时器的终极输出向结束控制器提供负相输入电压，当定时结束，终极输出有高位时，结束控制器为输出为低位。

（5）、对定时单元的检测。

按下选择开关（图3中的9.2），让起动点无电压。

A、工作状态的检查。

用示波器的热端连接定时振荡电容（图3中的8.5）的一端，冷端接地。示波器有振荡图形显示。

该线路外围简单，加之有采用漏电系数小的电容后，在接通电源后，示波器立即会出现振荡图形显示。

如果不正确，只可能是元件焊接连接有误。

B、频率可调的的检查。

调整定时频率调整电阻（图3中的8.6）阻值，使调节频率的范围符合设计的要求，用振荡的频率可以算出振荡的周期，可以根据振荡的周期，以及内部计数器的分频级数，算出定时的预定时间。并可以用快速调试法印证。该法即是如图3所示的在定时频率调整电阻两端新增加一个阻值很小的电阻，此时定时器终极输出端很快有输出。

C、对定时结束的检测。

用快速调试法。该法即是在定时频率调整电阻两端新增加一个阻值很小的电阻，此时定时器终极输出端很快有输出，电压表测定时器的终极输出端，有电压指示，这个电压值与定时器的电源电压类似。此时结束控制器的输出为低位，用电压表测结束控制器的输出无电压。

说明：用快速调试法的原理是，当并上新的阻值小的电阻后，频率极剧的加快，周期极剧变短，因而定时集成电路内部计数器很快有结果输出。

（6）、对结束单元的检查与测试。

A、断开选择开关（图3中的9.2）。

用电压表测充电单元的输出与地线。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。

调节起动上偏可调电阻（图3中的7.1）之值，使结束控制器（图2中的7.5）分别在6伏、12伏、18伏24伏值时，均有0位输出，否则应换起动上偏可调电阻（图3中的7.1）与起动上偏保护电阻（图3中的7.2）之值。

（7）、对脉冲振荡单元的检测。

用电压表测振荡器一（图2中的6.1）的输出，电压表有高位与零的两种现象，表明脉冲振荡单元在振荡。

如果不正确，则可能是元件焊接有误，或可能是脉冲振荡电容（图2中的6.3）质量不好，严重漏电。

调节脉冲频率调整电阻（图2中的6.7）中可调电阻的阻值，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。

调整占空比：用电压表测振荡器一（图2中的6.2）的输出，其特点是，在一个周期之内的低位时间长，而高位的时间短，如果情况相反则是导向二极管（图2中的6.6）的方向焊反。

调节占空比电阻（图2中的6.5）阻值，使振荡器一的输出高位时间短，低位时间长，其规律是电阻越大，在一个周期之内的高位时间越长。反之电阻越小，在一个周期之内的高位时间越短。

（8）、对显示的检查。

A、当安装正确被充电池后，接触指示灯（图2中的12.2）应亮光。

B、当电池充电完毕，或定时器的终极输出为高位，充电结束，充电结束指示灯（图2中的11.1）亮。

（9）、对涓流电流的检测。

将电流表串联在涓流电阻（图2中的2）支路上，调试涓电阻阻值，使涓电流合乎要求。

说明，当充电工作管与充电备份管选为大功率三极管管时，被充电池的容量可以大大提高。

Claims (4)

1.结束双选择的恒流脉冲式充电器，其特征是：由涓流电阻，恒流充电单元，脉冲振荡单元，结束单元，定时单元，结束选择单元，放电单元，充电结束指示单元，负载单元共同组成；

其中：恒流充电单元由充电工作电路、充电备份电路、充电转换电路组成；

充电工作电路由充电工作管、充电工作管的基极电阻、隔离二极管、工作恒流电阻、工作调谐指示组成；充电备份电路由充电备份管、充电备份管的基极电阻、充电备份恒流电阻、备份调谐指示组成；充电转换电路由充电转换器、转换负相上偏电阻、转换负相下偏电阻、转换正相上偏电阻、转换正相下偏电阻、转换执行二极管组成；

充电工作管的集电极与充电备份管的集电极都接在信号输入上，充电工作管的基极电阻接在充电工作管的集电极与基极之间，隔离二极管串联工作恒流电阻，接在充电工作管的发射极与恒流充电单元的输出之间，工作调谐指示接在充电工作管的基极与恒流充电的输出之间；充电备份管的基极电阻接在充电备份管的集电极与基极之间，备份恒流电阻接在充电备份管的发射极与恒流充电单元的输出之间，备份调谐指示的一端接充电备份管的基极，备份调谐指示的另一端接恒流充电单元的输出；转换负相上偏电阻的一端接充电工作管的发射极，转换负相上偏电阻的另一端为两路，一路接转换负相下偏电阻到地线，另一路接充电转换器的负相输入端，转换正相上偏电阻的一端接信号输入，转换正相上偏电阻的另一端为两路，一路接转换正相下偏电阻到地线，另一路接充电转换器的正相输入端，充电转换器的输出接转换执行二极管的负极，转换执行二极管的正极接充电备份管的基极；

涓流电阻接在信号输入与恒流充电单元的输出之间；

负载单元由被充电池、接触指示灯、接触指示保护电阻组成；接触指示灯与被电池接触指示保护电阻串联，接在被电池的正极与地线之间；

脉冲振荡单元由振荡器一、振荡器二、脉冲振荡电容、占空比调整电阻、脉冲导向二极管、脉冲频率调整电阻、串联电阻、充电工作管钳位二极管、充电备份管钳位二极管组成：振荡器一的输出连接振荡器二的输入，振荡器二的输出接脉冲振荡电容的一端，脉冲振荡电容的另一端为脉冲振荡中心点，占空比调整电阻与脉冲导向二极管串联，接在振荡器一的输出与脉冲振荡中心点之间，脉冲频率调整电阻接在振荡器一的输出与脉冲振荡中心点之间，脉冲振荡中心点接串联电阻到振荡器一的输入，充电工作管钳位二极管的负极与充电备份管钳位二极管的负极接振荡器二的输出，充电工作管钳位二极管的正极接充电工作管的基极，充电备份管钳位二极管的正极接充电备份管的基极；

结束单元由起动上偏可调电阻、起动上偏保护电阻、起动下偏电阻、结束控制器、结束放电钳位二极管、结束脉冲钳位二极管、比较上偏电阻、比较下偏电阻组成；

起动上偏可调电阻的一端接恒流充电单元的输出，另一端为起动点，起动点接上偏保护电阻到结束控制器的负相输入端，起动下偏电阻接在结束控制器的负相输入端与地线之间，比较上偏电阻的一端接信号输入，比较上偏电阻的另一端为两路，一路接结束控制器的正相输入端，另一路接比较下偏电阻到地线，结束放电钳位二极管的负极与结束脉冲钳位二极管的负极都接在结束控制器的输出，结束放电钳位二极管的正极接放电基极控制点，结束脉冲钳位二极管的正极接振荡器一的输入；

定时单元由定时器、定时振荡电容、定时频率调整电阻、定时保护、停振执行二极管电阻组成；

结束选择单元由选择开关、开关导向二极管、切换二极管组成；

开关导向二极管的正极接结束单元中的起动点，开关导向二极管的负极接选择开关的一端，选择开关的另一端接定时器的终极输出端，切换二极管的正极接定时器的终极输出端，切换二极管的负极接结束控制器的负相输入端；

定时器的三个振荡端的第一振荡端接定时振荡电容，定时振荡电容的另一端为定时振荡点，定时频率调整电阻接在第二振荡端与定时振荡点之间，第三振荡端接定时保护电阻的一端，定时保护电阻的另一端接定时振荡点，停振执行二极管的正极接定时器的终极输出端，停振执行二极管的负极接定时振荡点；

放电单元由放电电阻、放电基极总电阻、放电工作电路、放电备份电路、放电转换二极管、放电切除电路组成；

放电工作电路由放电工作管与放电工作管的基极电阻组成；放电备份电路由放电备份管与放电备份管的基极电阻组成；放电切除电路由放电切除开关、两个切除二极管组成；

放电电阻的一端接被充电池的正极，放电电阻的另一端接放电工作管的集电极，放电转换二极管接在放电电阻的另一端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接地线，放电基极总电阻的一端接振荡器一的输出，放电基极总电阻的另一端为放电基极控制点，放电工作管的基极电阻接在放电基极控制点与放电工作管的基极之间，放备份管的基极电阻接在放电基极控制点与放电备份管的基极之间，切除二极管一的正极接放电工作管的基极，切除二极管二的正极接放电备份管的基极，切除二极管一的负极与切除二极管二的负极相连，接放电切除开关的一端，切除开关的另一端接地线；

充电结束指示单元由充电结束指示灯与充电结束指示保护电阻串联而成：接在信号输入与结束控制器的输出之间。

2.根据权利要求1所述的结束双选择的恒流脉冲式充电器，其特征是：编放电转换二极管为两个二极管串联而成。

3.根据权利要求1所述的结束双选择的恒流脉冲式充电器，其特征是：振荡器一与振荡器二是集成电路LM324内部的两个运算器焊接为反相器形成。

4.根据权利要求1所述的结束双选择的恒流脉冲式充电器，其特征是：充电转换器与结束控制器是集成电路LM324内部的另两个运算器焊接成。