CN106505646A - 恒流充停式充电器 - Google Patents

Abstract

恒流充停式充电器，属于电子技术领域，由负载单元，恒流充电单元，限压结束单元，脉冲发生单元，结束切换单元，充电过程显示单元，定时结束单元组成。恒流充电单元中的三极管焊接为了恒流的形式，又由脉冲发生单元控制，所以是脉冲形式的恒流电流充电，在恒流充电单元中，有两三极管形成工作与备份的关系，当一个三极管损坏后，另一个三极管立即替补，保证了充电器的寿命。本发明的结束有两种结束方式，电池充满电后的限压结束与计数的定时结束，由结束切换单元进行选择，大大提高了充电器的寿命，减少了充电器的报废率，各单元相连科学，并做到了综合利用，可靠性高。

Description

恒流充停式充电器

技术领域

属于电子技术领域。

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虽具有充电功能，但是对环保不足的弱点，本发明人创新设计的一种低碳环保充电电路方案恒流充停式充电器，用很少的有源件实现了自动切换的双备份不容易损坏的充电路，实现了对充电电池采用恒流充、停科学的充电、最大化的充电，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。

1、恒流充停式充电器由负载单元，恒流充电单元，限压结束单元，脉冲发生单元，结束切换单元，充电过程显示单元，定时结束单元共同组成。

其中：恒流充电单元由涓流电阻、充电基极总电阻、充电工作电路、休眠备份电路、切换电路组成。

充电工作电路由充电管、工作限流串联支路、工作恒流电阻、充电管触发电阻组成。

休眠备份电路由休眠管、备份限流串联支路、备份恒流电阻、休眠管触发电阻组成。

切换电路由充电转换器、反相触发电阻、反相接地电阻、转换器同相上偏电阻、转换器同相下偏电阻、转换执行二极管组成。

涓流电阻接在被充电池的负极与地线之间。

充电基极总电阻的一端接脉冲发生单元中运算放大器的输出，充电基极总电阻的另一端接充电控制点。

充电管与休眠管的集电极都连接被充电池的负极。

充电管的发射极接工作恒流电阻到地线，充电管的基极与地线之间接工作限流串联支路，充电管触发电阻的一端接充电管的基极，另一端接充电控制点。

休眠管的发射极接备份恒流电阻到地线，休眠管的基极与地线之间接备份限流串联支路，休眠管触发电阻的一端接休眠管的基极，另一端接充电控制点。

反相触发电阻的一端接充电管的发射极，反相触发电阻的另一端接充电转换器的反相输入端，反相输入端与地线之间接反相接地电阻，转换器同相上偏电阻的一端接信号输入，转换器同相上偏电阻的另一端为两路，一路接充电转换器的同相输入端，另一路接转换器同相下偏电阻到地线，转换执行二极管的正极接休眠管的基极，转换执行二极管的负极接充电转换器的输出。

脉冲发生单元由运算放大器、脉冲频率可调电阻、同相分压上偏电阻、同相分压下偏电阻、放电二极管、占空比可调电阻、占空限制电阻、积分电容、脉冲充电电阻组成。

运算放大器的反相输入端与输出端之间接有脉冲充电电阻，积分电容接在运算放大器的反相输入端与地线之间，放电二极管、占空比可调电阻、占空比限制电阻串联，接在运算放大器的反相输入端与输出端之间，运算放大器的输出端与同相输入端之间接同相分压上偏电阻，脉冲频率可调电阻与同相分压下偏电阻串联在运算放大器的同相输入端与地线之间。

充电过程显示单元由过程指示灯与过程指示保护电阻组成：过程指示保护电阻与过程指示灯串接在运算放大器的输出与地线之间。

结束切换单元由结束切换器、结束切换开关、结束切换上偏电阻、结束切换下偏电阻、隔离二极管一、隔离二极管二组成：结束切换开关的一端接信号输入，另一端接结束切换器的反相输入端，结束切换上偏电阻的一端接信号输入，结束切换上偏电阻的另一端为两路，一路接结束切换下偏电阻到地线，另一路接结束切换器的同相输入端；隔离二极管一的正极接在比较运放器的负相输入端上，隔离二极管一的负极接在结束切换器的输出上，隔离二极管二的正极接结束切换器的输出，隔离二极管二的负极接定时结束单元是结束计数器的清零端。

限压结束单元由取样可调电阻、取样下偏电阻、取样可调限值电阻、比较运放器、同相上偏电阻、同相下偏稳压管、钳位二极管组成。

取样可调电阻与取样可调限值电阻串接在充电单元的输出与比较运放器的反相输入端之间，取样可调下偏电阻接在比较运放器的反相输入端与地线之间，同相上偏电阻接在信号输入与比较运放器的同相输入端之间，同相下偏稳压管接在比较运放器的同相输入端与地线之间，钳位二极管的正极接充电控制点，钳位二极管的负极接比较运放器的输出。

定时结束单元由定时振荡电路与定时结束执行电路组成。

定时振荡电路由结束计数器、清零接地电阻、保护电阻、计数振荡电容、计数频率限制电阻、计数频率可调电阻组成；定时结束执行电路由结束三极管、结束三极管基极电阻、计数振荡停振执行二极管、充电结束执行二极管组成。

结束计数器的清零端与地线之间接一个清零接地电阻，结束计数器的三个振荡端中的第一振荡端接计数振荡电容到计数振荡中心点，第二振荡端接计数频率限制电阻、计数频率可调电阻的串联到计数振荡中心点，第三振荡端接保护电阻到计数振荡中心点；计数振荡器的终极输出端接结束三极管基极电阻到结束三极管的基极，结束三极管的发射极接地线，结束三极管的集电极接充电结束执行二极管的负极，充电结束执行二极管的正极接充电控制点，计数振荡停振执行二极管的正极接计数振荡器的终极输出端，计数振荡停振执行二极管的负极接计数振荡中心点。

负载单元由被充电池、接触指示灯、接触指示保护电阻组成：接触指示灯串联接触指示保护电阻，与被充电池并联，被充电池的正极接信号输入，负极接恒流充电单元中充电管与备份管的集电极。

2、工作限流串联支路与备份限流串联支路都是由发光管与二极管串联而成。

3、工作恒流电阻与备份恒流电阻都是恒流可调电阻与恒流限制电阻串联而成。

4、充电管与备份管都是NPN三极管。

5、计算放大器、比较运放器、充电转换器、结束切换器是用一块集成电路LM324内部的4个运放器焊接而成。

进一步说明：

1、工作原理说明。

由于本发明中的恒流充电单元中的三极管是采用NPN三极管，作为通道开通与断路的控制，所以恒流充电单元是连接在被充电池的负极与地线的通道上。当NPN三极管处于饱和时，被充电池的负极与地线相接，成为充电通道，对电池充电。反之当NPN三极管处于截止时，被充电池的负极与地线开路，则不能产生充电主回路，则不能实现大量的电流充电，只能通过涓流电阻（图2中的100）对被充电池产生充电的维持电流。由于本发明的通断在电池的负池，所以涓电阻是连接在电池的负极与地线之间。

应指出的是本发明设计的恒流充电单元，包含有两只三极管，即是充电管（图2中的201.1）与休眠管(图2中的301.1)。尽管两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，平常只有充电管通电工作，而休眠管却处于开路状态，但是一旦充电管损坏，休眠管将自动投入通电工作。

在充电过程中，因为脉冲发生单元工作，不断控制充电部分内部两管处于开通与断开状态，所以整个工作过程是采用的脉冲充电的形式。

在脉冲充电过程中，采用的充电物理过程是，即充电又停充的特殊形式。其规律是，在脉冲的一周期之内，脉冲发生器的运算放大器；（图2中的611）的输出为高位时，充电单元被充触发，被充电池的负极与地线相接，开始充电，当运算放大器的输出为低位时，充电单元截止，被充电池负极接地通道断开，形成停充状态。

在本发明中，有两种结束充电方式，一种是限压结束方式，这种方式是在电池充满电后，经过比较放大，输出低位信号，钳位了充电控制点，使充电单元的基极触发电压为零，停止对电池的充电。另一种为定时结束方式，对于一些需要激活的电池而言，它对时间有要求，因此，定时结束就是在一定时间后，结束计数器（图2中的900.0）的终极输出端输出高压，启动结束三极管（图2中的950.1），钳位充电控制点，关闭充电单元，停止充电。这两种结束方式，是经过结束切换单元进行选择，灵活而方便。

当充电结束后，充电单元关闭，此时所连的涓流电阻（图2中的100）向被充电池提供所需的维持的涓电流。

2、线路特点分析：

（1）、恒流充电单元。

恒流充电单元的充电工作由两管同时担任，在充电工作的两管都是正常的情况下，充电转换器（图2中的401.1）钳位一个管子，也即是在正常情况下，只有一管工作，而另一管备份，当一管损坏后，另一管自动替补。

措施中恒流充电单元的通电与断路控制的两管是NPN三极管，但是又连成了恒流源的形式，所以恒流充电单元内部的两三极管，担任了连通与关断的控制功能，又担任了恒流源双重功能。

由于充电管（图2中的201.1）与休眠管（图2中的301.1）所接的恒流流的方式一致，故用充电管的连接加以说明，形成恒流源的原理是：充电管（图2中的201.1）的发射极串联了工作恒流电阻（图2中的201.4），成为了负反馈。同时基极到地连接了工作限流串联支路（图2中的201.3），有限流的作用，当负载电流过大，且超过了工作限流串联支路的阀值时，基极电流将分流，不再经过充电管放大，因而保证了发射极电流为一定值，因而成为一种恒流源。之所以用发光管与二极管的串联作为工作限流支路，因为发光管有发光的功能，有利于调整。之所以用一只发光管与一只二极管串联的原因是，发光管的NP节约为1.2伏左右，而不是0.7伏，而再加一只二极管后，将高于充电转换器（图2中的401.1）的同相输入端的比较电压，可以使充电转换器处于工作状态，工作恒流电阻为工作恒流可调电阻与工作恒流限制电阻串联而成，工作恒流可调电阻可以对恒流值进行调整，工作恒流限制电阻是对可调电阻的最小值进行了限制，从而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。此外用发光管作为恒流的限流器件的一个重要原因是，有光指示，当工作恒流电阻调试正确时，工作限流串联支路中的发光管发微光或较亮光，表示调试正确。因为此时限流件起作用。产生恒流效果。

休眠管替补的原理：当充电管（图2中的201.1）正常时，工作限流串联支路（图2中的201.3）的电压高于充电转换器（图2中的401.1）的同相输入端的比较电压，即是充电转换器的反相输入端的电压高于同相输入端，充电转换器的输出为低位，钳位休眠管的基极，使休眠管（图2中的301.1）处于待命状态，而当充电管损坏，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，因反相接地电阻（图2中的401.3）分流，所以充电转换器的输出为高位，由于有转换执行二极管（图2中的401.7）的隔离，因此休眠管将代替充电管工作。

调整转换器同相上偏电阻（图2中的401.5）与转换器同相下偏电阻（图2中的401.6）的阻值，或调整反相接地电阻（图2中的401.3）的阻值，可调整充电转换器的灵敏度，其充电转换器正确的标准是，在充电管正常工作时，充电转换器的输出为低，当充电管损坏时，充电转换器的输出为高位。

休眠管与充电管的状态一致，在充电管正常时，休眠管处于待命状态，当充电管损坏后，休眠管自动替补，它的工作状态与充电管正常时一致。

（2）、脉冲发生单元。

该单元的特点是不仅是一振荡发生器，在线路中不仅可以调整频率，而且可以调整占空比。

脉冲发生单元，在本发明中有三点作用，一是使充电的形式成为脉冲充电的形式。二是成为充电过程的指示。三是实现占空比的调节。使充电的全过程，在实现又充电与停充的复合过程，保持着最佳的状况。

其形成脉冲、及频率可调的原理是，由脉冲发生器的运算放大器；（图2中的611）的输出端与同相端所连的同相分压上偏电阻（图2中的611.4）与脉冲频率可调电阻（图2中的611.3）同相端对地的同相分压下偏电阻（图2中的611.5）串联接地，成为了同相端的的比较电压，也成为阀值电压，；

当运算放大器的输出端为高位时，通过放电二极管图2中的611.6）、占空比可调电阻（图2中的611.7）、占空限制电阻（图2中的611.8）的串联支路向积分电容（图2中的611.2）充电，当充到阀值时，输出端骤变为低位，这时积分电容通过脉冲发生单元中的脉冲充电电阻（图2中的611.1）向输出端放电，当电位低于同相端时，运算放大器输出端变为高位，开始第二周期的充电过程。脉冲频率可调电阻（图2中的611.3）形成了脉冲振荡频率粗调，可以调整脉冲频率。

本发明设计有占空比可调线路，以实现对被充电池的充放电时间的调整。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。

实现占空比可调电路是由向积分电容充电的占空比可调电阻（图2中的611.7）、放电二极管（图2中的611.6）、占空限制电阻（图2中的611.8）组成的串联支路与脉冲充电电阻（图2中的611.1）组成。

形成脉冲占空比不一样且可以实现可调的原理是：在该单元中脉冲充电电阻（图2中的611.1）的阻值很大，而实行充电的占空比可调电阻与占空限制电阻的阻值很小，所以当脉冲发生单元中的运算放大器输出为低位时，对积分电容的放电，主要由串联支路完成（因为该支路串联电阻阻值小），反之在电容充电时，由于放电二极管处于反向偏置，所以成为断路，积分电容充电只能通过脉冲充电电阻完成，所以形成了运算放大器输出电压低的时间短，而输出高的时间长的情况。

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停充的时间短，而在整体上对被充电池形成的是充电的态势。

由于该单元中的串联支路为两电阻串联，而其中之一电阻为可调，串联总电阻值小则对积分电容放电快，所以运算大器的输出端低位的时间就越短，反之越长，从而实现了占空比可调电阻。与占空比可调电阻串联的占空限制电阻的意义是在占空比可调过程中，即使占空比可调电阻为零，不至于该支路的电阻值为零。

由于发生单元具有脉冲频率可调电阻与占空比可调电阻，所以对被充电池的充电可以实现相对的最大科学化。

（3）、充电过程显示单元。

该单元由过程指示灯（图2中的802）与过程指示保护电阻（图2中的801）组成。

形成的原理是当脉冲发生单元中的运算放大器的输出为高位时，作为充电过程指示的过程指示灯发光，表示被充正在进行中。反之当运算放大器的输出为低，过程指示指示灯不亮，因此在正个充电过程中，由于是脉冲形式的充电，所以过程指示灯是闪亮。

（4）、结束切换单元。

该单元由结束切换器（图2中的701.1）、结束切换开关（图2中的701.3）、结束切换上偏电阻（图2中的701.6）、结束切换下偏电阻（图2中的701.5）、隔离二极管一（图2中的711.1）、隔离二极管二（图2中的711.2）组成。它形成两种结束状态的选择，当选择限压结束时，定时结束不动作，当选择定时结束时，限压结束不起动。其好处是当电池需要激活，如第一次充手机电池或其它电池时，需要充电12个小时，此时就可以选择定时结束，增加选择性。

在结束切换开关为断开状态下，结束切换器的反相输入端无电压输入，结束切换器的输出高位，此时定时结束单元中的结束计数器的清零端因为隔离二极管二（图2中的711.2）的作用，始终对结束计数器清零，结束计数器不计数，无输出。而限压结束单元会因为电池充满电后，经过比较放大后启动，比较放大器输出低位，从而钳位充电控制点，充电单元关闭，停止充电。

在结束切换开关按下接通后，相当于结束切换器的负相输入端直接接入电源，必定会高于同相输入端的分压值，因此结束切换器输出低位，钳位限压结束单元中的比较放大器的负相输入端，由此比较放大器始终是高位输出，无法钳位充电控制点，等同于限压结束单元不动作的状态，而定时结束单元的结束计数器开始计数。

由此形成了两个结束单元之间的转换。

（5）、限压结束单元。

该单元在结束切换开关（图2中的701.3）为断开状态下，当电池充满电后启动。由取样可调电阻（图2中的501.4）、取样下偏电阻（图2中的501.3）、比较运放器（图2中的501）、同相上偏电阻（图2中的501.1）、同相下偏稳压管（图2中的501.2）、取样可调限值电阻（图2中的501.5）、钳位二极管（图2中的501.7）组成。

比较运放器（图2中的501）的同相端下偏接成了稳压管，所以其比较电压很稳定。反相端的取样可调电阻（图2中的501.4）可以灵活地调整取样电压，又因为串联了取样可调限值电阻（图2中的501.5），所以在调试过程不会产生过大的偏差。由于比较放大器有很高的灵敏度。所以起动与终止效果明显。

（6）、定时结束单元。

该单元在结束切换开关（图2中的701.3）按下接通后开始计数。由定时振荡电路与定时结束执行电路组成。

A、定时振荡电路。

由定时计数器与三个振荡端中的第一振荡端连接的计数振荡电容（图2中的901.3），第二振荡端所连接的计数频率限制电阻（图2中的901.4）与计数频率可调电阻（图2中的901.5）组成的串联支路，第三振荡端连的保护电阻（图2中的901.2）共同组成。

其主要功能是可以进行频率调整，从而使定时计数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，计数频率限制电阻与计数频率可调电阻串联的支路与计数振荡电容是振荡可调件，形成的RC振荡电路。计数频率限制电阻与计数频率可调电阻形成了频率调整支路，如果频率调整的振荡两电阻的串联值大，则对计数振荡电容充电与放电的时间长，则振荡的周期的越长。所以频率调整支路的阻值可以成为频率可调的原因。也即是周期可调的原因。在频率调整支路，计数频率限制电阻是对计数频率可调电阻最小值的限制。

本单元的另一个特点是计数振荡电容采用了无极形式，因而能使电容的漏电变得很小，因而振荡很可靠，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。

B、定时结束执行电路。

由结束三极管（图2中的950.1）、结束三极管基极电阻（图2中的950.2）、计数振荡停振执行二极管（图2中的950.3）、充电结束执行二极管（图2中的950.5）组成。

定时到点后，主要产生两大作用，一是定时计数器输出端输出高位，导致结束三极管集电极为低，从而钳位充电控制点，使被充电池的负极与地线之间的通道断开，停止充电。二是用定时计数器的输出端输出高位使定时计数器的振荡停振，定时计数器输出端不再发化，成为一种自锁线路。

定时计数器与结束三极管及外围件共同形成定时结束执行电路相配合的特点一是，功能可靠，计时的长度有很宽的时间范围。二是计时较准确，其中一个重要原因是结束振荡电容采用了无极电容。三是是外围件少。同时该件廉价，可操作性强。

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、本发明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，在没有贵重元材料下，其要点是：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，结合又充又停的脉冲形式，对很多电池能进行科学的维护，特别是对酸性电池等等一大类电池，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，一是对被充电池的充电与停充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充电灵活可调，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。

5、增加了结束充电的选择，特别是对一些第一次充电的电池而言，增加了定时的结束方式，时间准确，不需要另设制时间提醒。

6、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。

7、易生产，易调试，很适合微型企业生产。

附图说明

图1是恒流充停式充电器各单元关系图。

图中：0、信号输入；13、负载单元；20、恒流充电单元；201、充电工作电路；301、休眠备份电路；401、充电转换电路；500、限压结束单元；600、脉冲发生单元；700、结束切换单元；800、充电过程显示单元；900、定时结束单元；901、定时振荡电路；950、定时结束执行电路。

图2是恒流充停式充电器的一种方案的工程原理图。

图中：0、信号输入；13.1、被充电池；13.2、接触指示灯；13.3、接触指示保护电阻；100、涓流电阻；201.1、充电管；201.2、充电管触发电阻；201.3、工作限流串联支路；201.4、工作恒流电阻；255、充电控制点；300、充电基极总电阻；301.1、休眠管；301.2、休眠管触发电阻；301.3、备份限流串联支路；301.4、备份恒流电阻；401.1、充电转换器；401.2、反相触发电阻；401.3、反相接地电阻；401.5、转换器同相上偏电阻；401.6、转换器同相下偏电阻；401.7、转换执行二极管；501、比较运放器；501.1、同相上偏电阻；501.2、同相下偏稳压管；501.3、取样下偏电阻；501.4、取样可调电阻；501.5、取样可调限值电阻； 501.7、钳位二极管；611、脉冲发生器的运算放大器；611.1、脉冲充电电阻；611.2、积分电容；611.3、脉冲频率可调电阻；611.4同相分压上偏电阻；611.5同相分压下偏电阻；611.6、放电二极管；611.7占空比可调电阻；611.8、占空限制电阻；701.1、结束切换器；701.3、结束切换开关；701.6、结束切换上偏电阻；701.5、结束切换下偏电阻；711.1、隔离二极管一；711.2、隔离二极管二；801、过程指示保护电阻；802、过程指示灯；900.0、结束计数器；901.1、清零接地电阻；901.2、保护电阻；901.3、计数振荡电容；901.4、计数频率限制电阻；901.5、计数频率可调电阻；901.7、计数振荡点；950.1、结束三极管；950.2、结束三极管基极电阻；950.3、计数振荡停振执行二极管；950.5、充电结束执行二极管。

图3是检测恒流源的假负载与检测恒流充电单元的图。

图中：0、信号输入；13.2、接触指示灯；13.3、接触指示保护电阻；26、假负载串联的二极管；28、假负载串联的电阻；29、电流表一；29.1、电流表一的红表笔；29.2、电流表一的黑表笔30、电流表二；30.1、电流表二的红表笔；30.2、电流表二的黑表笔；36、电压表；100、涓流电阻；201.1、充电管；201.2、充电管触发电阻；201.3、工作限流串联支路；201.4、工作恒流电阻；255、充电控制点；301.1、休眠管；301.2、休眠管触发电阻；301.3、备份限流串联支路；301.4、备份恒流电阻；401.1、充电转换器；401.2、反相触发电阻；401.3、反相接地电阻；401.5、转换器同相上偏电阻；401.6、转换器同相下偏电阻；401.7、转换执行二极管。

具体实施方式

图1图2图3例出了一种实施制件实例，图3例出实施中的检测图。

一、主要元件的挑选：计算放大器、比较运放器、充电转换器、结束切换器是用一块集成电路LM324内部的4个运放器焊接而成。充电单元中的三极管选用NPN三极管，结束三极管用8050,二极管采用面结合型二极管，计数振荡电容用无极电容，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。

检查焊接无误，可进行通电 检查与调试。

1、对恒流源部分的检查。检查与测试见图3。

A、如图3所示，用2个二极管串联，再与一只固定电阻，与一只可调电阻串联焊接一个假负载。其中这两只电阻应选功率大的种类。用假负载代替被充充电池，用万用表的电流表红笔串在假负载中，或红笔接在假负载中的二极管正极，黑笔接二极管负极。

调整假负载的阻值，此时电流表的指示示不发生变化。如果正确，说明恒流源工作正常。

B、调节充电管的恒流之值。

断开休眠管（图3中的301.1）的回路，即是集电极，将充电管触发电阻（图3中的201.2）临时接在电源上，调节充电管（图3中的201.1）发射极所串的工作恒流电阻（图3中的201.4）的值，使其恒流值符合要求，此时还应观察工作限流串联支路（图3中的201.3）中的发光管应微显光，如果不发微光，应将工作恒流电阻之值加大。

C、调节休眠管的的恒流之值。

断开充电管（图3中的201.1）的回路，即是集电极，断开充电转换器（3中的401.1）的输出。将休眠管触发电阻（图3中的301.2）临时接在电源上，调工作恒流电阻（图3中的201.4）之值，使其恒流值符合要求，此时还应观察工作限流串联支路（图3中的201.3）中发光管应微显光，否则应将备份恒流电阻之值加大。同时还应注意，其中充电管（图3中的201.1）与休眠管（图3中的301.1）的恒流值应基本一致。

2、对充电转换器的检测与调试。

将充电控制点接在电源上，模拟充电状态。

断开充电管（图3中的201.1）的集电极，模拟充电管损坏的情况，电压表接在充电转换器的输出与地线之间，此时电压表有电压指示，如果不正确，调整转换器同相上偏电阻（图2中的401.5）与转换器同相上偏电阻（图2中的401.5）的阻值，或调整反相接地电阻（图2中的401.3）的阻值。其正确的标准是，在充电管正常工作时，充电转换器的输出为低，当充电管损坏时，充电转换器的输出为高位。

3、对充电管与休眠管自动切换检查。

用假负载电阻接在被充电池的位置。模拟定时集成电路于输出端为高位输出的充电状态。

将电流表一（图3中的29）接在充电管集电极回路中。

将电流表二（图2中的30）接在休眠管的集电极回路中。

将充电控制点接在电源上，此时电流表一的电流指示，而电流表二无电流指示，表示充电管在工作，而休眠管处于截止状态，无损耗。

断掉充电管的集电极回路，模拟充电管损坏，此时电流表二应有指示，而且此值与充电管充电电流基本一致。其意义表示当充电管损坏时，休眠管已自动投入工作。

如果指示不正确，则是连接错误，或休眠管损坏。

4、对限压结束单元的检查与调试。

结束切换开关断开时，限压结束单元启动。

连接假负载。用万用表的电压档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。

调节取样可调电阻（图2中的501.4）之值，使比较运放器（图2中的501）分别在6伏、12伏、18伏24伏值时，均有0位输出，否则应换取样可调限值电阻（图2中的501.5）与取样可调电阻（图2中的501.4）之值。

5、对结束切换单元的通电检查。

A、当结束切换开关（图2中的701.3）为断开状态下，用电压表测试结束切换器（图2中的701.1）的输出为高位，再用示波器测试结束计数器（图2中的900.0）的第一振荡端，示波器无显示，表示结束计数器未振荡，不计数。

调试假负载的电阻，模拟充电完毕的状态，电压表测比较运放器（图2中的501）的输出为低位，或测试充电控制点为低位，表示限压结束单元启动，充电单元关闭。

B、当结束切换开关接通时，用电压表测试结束切换器的输出为低位，再用示波器测试结束计数器的第一振荡端，示波器有振荡图形显示，表示结束计数器正在工作。

调试假负载的电阻，模拟充电完毕的状态，电压表测比较运放器的输出仍为高位，表示比较运放器被结束切换器钳位，不工作。

上述正确，表明结束切换单元正确，如不正确，则是两个隔离二极管（图2中的711.1与711.2）焊接反或脱焊。

6、定时结束单元的检测与调试。

结束切换开关接通时，定时结束单元启动。

A、工作状态的检查。

用示波器的热端连接计数振荡电容（图2中的901.3）的一端，冷端接地。示波器有振荡图形显示。

该线路外围简单，加之有采用无极电容的接法后，不会漏电，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。

调整计数频率可调电阻（图2中的901.5）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。并可以用用快速调试法印证。该法即是在计数频率限制电阻（图2中的901.4）计数频率可调电阻（图2中的901.5）的串联支路两端新增加一个阻值很小的电阻，此时结束计数器终极输出端很快有输出。

C、对定时结束执行电路的检测。

用快速调试法。该法即是在计数频率限制电阻（图2中的901.4）计数频率可调电阻（图2中的901.5）的串联支路两端新增加一个阻值很小的电阻，此时结束计数器终极输出端很快有输出，电压表测结束三极管（图2中的950.1）的集电极为低位。

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。

7、对脉冲发生单元频率的的通电的检查与调试。

连接上假负载。用示波器的热端连接脉冲发生器的运算放大器（图2中的611）输出端，冷端接地。

在接通电源后，示波器有振荡图形显示，其中波形的一个重要特点是，在一个周期之内的高位时间长，而低位的时间短，如果情况相反则是放电二极管（图2中611.6）的方向焊反。

调节占空比可调电阻（图2中的611.7）阻值，使示波器所显示的占空比符合设计要求，其规律是电阻越大，在一个周期之内的低位时间越长。反之电阻越小，在一个周期之内的高位时间越长。

8、对负载单元中的接触指示灯检查。

当安装被充电池，且没有接通电源时，该接触指示灯（图2中的13.2）应亮，如果不正确则可能是极性焊反，或接触指示保护电阻（图2中的13.3）阻值过大。

9、充电过程指示的检测：当脉冲发生器的运算放大器（图2中的611）的输出为高位时，过程指示灯（图2中的802）亮，反之过程指示灯熄，如果不正确，则可能是过程指示灯损坏，或是过程指示灯与过程指示保护电阻（图2中的801）的串联脱焊或与地线脱焊。

10、对涓电流的检测。

将电流表串联在涓电阻（图2中的100）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 (5)

1.恒流充停式充电器，其特征是：由负载单元，恒流充电单元，限压结束单元，脉冲发生单元，结束切换单元，充电过程显示单元，定时结束单元共同组成；

其中：恒流充电单元由涓流电阻、充电基极总电阻、充电工作电路、休眠备份电路、切换电路组成；

充电工作电路由充电管、工作限流串联支路、工作恒流电阻、充电管触发电阻组成；

休眠备份电路由休眠管、备份限流串联支路、备份恒流电阻、休眠管触发电阻组成；

切换电路由充电转换器、反相触发电阻、反相接地电阻、转换器同相上偏电阻、转换器同相下偏电阻、转换执行二极管组成；

涓流电阻接在被充电池的负极与地线之间；

充电基极总电阻的一端接脉冲发生单元中运算放大器的输出，充电基极总电阻的另一端接充电控制点；

充电管与休眠管的集电极都连接被充电池的负极；

充电管的发射极接工作恒流电阻到地线，充电管的基极与地线之间接工作限流串联支路，充电管触发电阻的一端接充电管的基极，另一端接充电控制点；

休眠管的发射极接备份恒流电阻到地线，休眠管的基极与地线之间接备份限流串联支路，休眠管触发电阻的一端接休眠管的基极，另一端接充电控制点；

反相触发电阻的一端接充电管的发射极，反相触发电阻的另一端接充电转换器的反相输入端，反相输入端与地线之间接反相接地电阻，转换器同相上偏电阻的一端接信号输入，转换器同相上偏电阻的另一端为两路，一路接充电转换器的同相输入端，另一路接转换器同相下偏电阻到地线，转换执行二极管的正极接休眠管的基极，转换执行二极管的负极接充电转换器的输出；

脉冲发生单元由运算放大器、脉冲频率可调电阻、同相分压上偏电阻、同相分压下偏电阻、放电二极管、占空比可调电阻、占空限制电阻、积分电容、脉冲充电电阻组成；

运算放大器的反相输入端与输出端之间接有脉冲充电电阻，积分电容接在运算放大器的反相输入端与地线之间，放电二极管、占空比可调电阻、占空比限制电阻串联，接在运算放大器的反相输入端与输出端之间，运算放大器的输出端与同相输入端之间接同相分压上偏电阻，脉冲频率可调电阻与同相分压下偏电阻串联在运算放大器的同相输入端与地线之间；

充电过程显示单元由过程指示灯与过程指示保护电阻组成：过程指示保护电阻与过程指示灯串接在运算放大器的输出与地线之间；

结束切换单元由结束切换器、结束切换开关、结束切换上偏电阻、结束切换下偏电阻、隔离二极管一、隔离二极管二组成：结束切换开关的一端接信号输入，另一端接结束切换器的反相输入端，结束切换上偏电阻的一端接信号输入，结束切换上偏电阻的另一端为两路，一路接结束切换下偏电阻到地线，另一路接结束切换器的同相输入端；隔离二极管一的正极接在比较运放器的负相输入端上，隔离二极管一的负极接在结束切换器的输出上，隔离二极管二的正极接结束切换器的输出，隔离二极管二的负极接定时结束单元是结束计数器的清零端；

限压结束单元由取样可调电阻、取样下偏电阻、取样可调限值电阻、比较运放器、同相上偏电阻、同相下偏稳压管、钳位二极管组成：

取样可调电阻与取样可调限值电阻串接在充电单元的输出与比较运放器的反相输入端之间，取样可调下偏电阻接在比较运放器的反相输入端与地线之间，同相上偏电阻接在信号输入与比较运放器的同相输入端之间，同相下偏稳压管接在比较运放器的同相输入端与地线之间，钳位二极管的正极接充电控制点，钳位二极管的负极接比较运放器的输出；

定时结束单元由定时振荡电路与定时结束执行电路组成；

定时振荡电路由结束计数器、清零接地电阻、保护电阻、计数振荡电容、计数频率限制电阻、计数频率可调电阻组成；定时结束执行电路由结束三极管、结束三极管基极电阻、计数振荡停振执行二极管、充电结束执行二极管组成；

结束计数器的清零端与地线之间接一个清零接地电阻，结束计数器的三个振荡端中的第一振荡端接计数振荡电容到计数振荡中心点，第二振荡端接计数频率限制电阻、计数频率可调电阻的串联到计数振荡中心点，第三振荡端接保护电阻到计数振荡中心点；计数振荡器的终极输出端接结束三极管基极电阻到结束三极管的基极，结束三极管的发射极接地线，结束三极管的集电极接充电结束执行二极管的负极，充电结束执行二极管的正极接充电控制点，计数振荡停振执行二极管的正极接计数振荡器的终极输出端，计数振荡停振执行二极管的负极接计数振荡中心点；

负载单元由被充电池、接触指示灯、接触指示保护电阻组成：接触指示灯串联接触指示保护电阻，与被充电池并联，被充电池的正极接信号输入，负极接恒流充电单元中充电管与备份管的集电极。

2.根据权利要求1所述的恒流充停式充电器，其特征是：工作限流串联支路与备份限流串联支路都是由发光管与二极管串联而成。

3.根据权利要求1所述的恒流充停式充电器，其特征是：工作恒流电阻与备份恒流电阻都是恒流可调电阻与恒流限制电阻串联而成。

4.根据权利要求1所述的恒流充停式充电器，其特征是：充电管与备份管都是NPN三极管。

5.根据权利要求1所述的恒流充停式充电器，其特征是：计算放大器、比较运放器、充电转换器、结束切换器是用一块集成电路LM324内部的4个运放器焊接而成。