CN106505649A - 低碳可控硅式环保充电器 - Google Patents

Abstract

低碳可控硅式环保充电器，属于电子技术，由恒流电源，充电单元，脉冲单元，过程指示单元，定时结束单元，选择单元，限压结束单元，负载单元，涓流电阻组成。其中充电单元受脉冲单元振荡的控制，形成脉冲形式，又由于充电单元的电源由恒流电源提供，因此又是恒流充电。限压结束单元与定时结束单元形成两种结束方式，当选择限压结束时，定时结束不动作，针对有充电时间要求的电池，选择定时结束，此时限压结束不起动，选择灵活方便。本发明的充电单元中为两创新可控硅的特殊并联形式，正常情况下只一个可控硅工作，另一个备份，当一个损坏，另一个主动替补，大大提升了充电器的寿命。

Description

低碳可控硅式环保充电器

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具有充电功能，但是对环保不足的弱点，本发明了一种低碳可控硅式环保充电器，它采用了可控硅与一块反相器集成电路的有机结合，，研制出一种适用范围宽，而且充电路不容易损坏，。并对充电电池实现充放结合的科学的最大化充电的充电器，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。

所采用的措施是：

1、低碳可控硅式环保充电器由恒流电源，充电单元，脉冲单元，过程指示单元，定时结束单元，选择单元，限压结束单元，负载单元，涓流电阻共同组成。

其中：充电单元由充电电路、备份电路、充电转换电路、组成创新可控硅的阴极串联二极管组成。

充电电路由充电可控硅、充电可控硅的隔离二极管、第一触发电阻组成；备份电路由备份可控硅、第二触发电阻组成；充电转换电路由充电转换管、基极接地电阻、充电转换管的基极电阻组成。

充电可控硅与备份可控硅的阳极接恒流电源的输出，第一触发电阻接在充电可控硅的阳极与控制极之间，充电可控硅的阴极接充电可控硅的隔离二极管后接组成创新可控硅的阴极串联二极管的正极，第二触发电阻接在备份可控硅的阳极与控制极之间，备份可控硅的阴极接组成创新可控硅的阴极串联二极管的正极，组成创新可控硅的阴极串联二极管的负极为充电单元的输出，充电转换管的基极电阻接在充电可控硅的阴极与充电转换管的基极之间，基极接地电阻接在充电转换管的基极与地线之间，充电转换管的发射极接地线，充电转换管的集电极接备份可控硅的控制极。

恒流电源由第一三端稳压、第一稳压隔离二极管、第二三端稳压、第二稳压隔离二极管、恒流电阻组成：第一三端稳压的输出接第一稳压隔离二极管的正极，第二三端稳压的输出接第二稳压隔离二极管的正极，第一稳压隔离二极管的负极与第二稳压隔离二极管的负极相连后，接恒流电阻的一端，恒流电阻的另一端为恒流电源的输出，第一三端稳压的接地端与第二三端稳压的接地端都接在恒流电源的输出上，第一三端稳压的输入端与第二三端稳压的输入端都接在整流输出上。

涓流电阻接在恒流电源的输出与充电单元的输出之间。

脉冲单元是一个互补型振荡电路形成，由振荡P管、振荡N管、积分电阻、振荡上偏电阻、振荡下偏电阻、积分电容、钳位二极管一、钳位二极管二组成。

积分电阻的一端接恒流电源的输出，另一端为两路，一路接振荡P管的发射极，另一路接积分电容到地线，振荡P管的集电极与振荡N管的基极相接，振荡N管的发射极接地线，振荡N管的集电极接振荡P管的基极，振荡上偏电阻的一端接恒流电源的输出，振荡上偏电阻的另一端接振荡P管的基极，振荡下偏电阻接在振荡P管的基极与地线之间；钳位二极管一的负极与钳位二极管二的负极都连接在振荡N管的集电极上，钳位二极管一接充电可控硅的控制极，钳位二极管二的正极接备份可控硅的控制极。

过程指示单元由过程指示灯与过程指示保护电阻组成。

过程指示灯与过程指示保护电阻串联，接在恒流电源的输出与振荡N管的集电极之间。

选择单元由选择开关、选择二极管一、选择二极管二组成：选择二极管一的负极接选择开关的常闭触点，选择二极管一的正极接限压结束单元的输出，选择二极管二的负极接选择开关的常开触点，选择二极管二的正极接定时结束单元中结束计数器的计数中心点，选择开关的转换触点接地线。

限压结束单元由限压上偏保护电阻、限压上偏可调电阻、限压下偏电阻、限压结束控制二极管组成：限压上偏保护电阻与限压上偏可调电阻串联，接在充电单元的输出与限压结束单元的输出之间，限压下偏电阻接在限压结束单元的输出与地线之间，限压结束控制二极管的正极接限压结束单元的输出，限压结束控制二极管的负极接振荡N管的基极。

定时结束单元由结束计数器、计数电容、计数调整电阻、计数保护电阻、定时停振执行二极管、定时结束控制二极管，清零导向二极管，清零放电二极管，清零微分电容组成：结束计数器有三个振荡端，第一振荡端接计数电容到振计数中心点，第二振荡端接计数调整电阻到计数中心点，第三振荡端接计数保护电阻到计数中心点，定时停振执行二极管接在结束计数器的终极输出端与计数中心点之间，定时结束控制二极管接在结束计数器的输出与振荡N管的基极之间，清零微分电容正极与恒流电源输出端连接，清零微分电容负极与分二路，一路清零导向二极管正极与结束计数器清零端连接，一路与清零放电二极管负极连，清零放电二极管正极接地线。

负载单元由被充电池与接触显示支路组成：接触显示支路由接触指示保护电阻与接触指示灯串联而成，电池接触显示支路接在被充电池的正极与地线之间，被充电池的正极接充电单元的输出，被充电池的负极接地线。

2、组成创新可控硅的阴极串联二极管为二个面贴合型二极管串联而成。

3、所有可控硅均为单向可控硅焊接而成。

4、充电转换管为NPN三极管。

进一步说明：

一、工作原理说明：

开通电源后，所有单元开始工作，其中充电单元受脉冲单元振荡的控制，形成脉冲形式，由于充电单元的电源由恒流电源提供，因此又是恒流充电。

应指出的是尽管充电单元内充电工作电路与充电备份电路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，平常只有充电工作电路通电工作，而充电备份电路处于开路状态，但是一旦充电工作电路损坏，充电备份电路将自动投入通电工作。

当被充电池没有接触好时，电池接触显示支路中的接触指示灯不亮，因为该部分指示的电流在未插上交流电时，仅来源于电池。此时，将指示使用者应夹好被充电池。

在本发明中，有两种结束充电方式，可供选择。一种是限压结束方式，这种方式是在电池充满电后，超过限压阀值，触发脉冲单元中的振荡N管（图2中的5.2），使脉冲振荡单元中的振荡停振，此时的振荡N管为低位钳位了充电单元中两可控硅的控制极，从而使充电单元关闭，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8.1）的终极输出端输出高压，触发脉冲单元中的振荡N管，振荡N管再钳位充电单元中的两可控硅，关闭充电单元，停止充电，同时结束计数器的终极输出使结束振荡器的振荡停振。这两种结束方式，是经过选择单元进行选择，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20）向被充电池提供所需的维持的涓电流。

二、线路特点分析：

1、恒流电源的特点与说明。

该单元由第一三端稳压（图2中的2.11）、第一稳压隔离二极管（图2中的2.12）、第二端稳压（图2中的2.21）、第二稳压隔离二极管（图2中的2.22）、恒流电阻（图2中的2.5）组成。

本发明中的恒流电源中有两个三端稳压并联，接为了恒流的形式，各自接一个隔离二极管作隔离，共用一个恒流电阻，线路精简，减少功率输出，恒流有保障。

2、选择单元。

该单元由选择开关（图2中的9.1）、选择二极管一（图2中的9.2）、选择二极管二（图2中的9.3）。它元件少，但灵活性强，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。

3、限压结束单元。

在选择限压结束，当电池充满电后，超过阀值电压时启动。

由限压上偏保护电阻（图2中的13.1）、限压上偏可调电阻（图2中的13.2）、限压下偏电阻（图2中的13.3）、限压结束控制二极管（图2中的13.5）组成。

限压上偏保护电阻可以灵活地调整启动电压，又因为串联了限压上偏可调电阻，所以在调试过程不会产生过大的偏差，所以起动与终止效果明显。

4、定时结束单元。

针对一些有充电时间要求的电池而设计，在选择了定时结束，结束计数器立即开始计数。由结束计数器（图2中的8.1）、计数电容（图2中的8.2）、计数电阻（图2中的8.3）、计数保护电阻（图2中的8.5）、定时停振执行二极管（图2中的8.8）、定时结束控制二极管（图2中的8.9）清零导向二极管（图2中的8.10），清零放电二极管（图2中的8.11），清零微分电容（图2中的8.12）组成。

计数电容（图2中的8.2）、计数电阻（图2中的8.3）、计数保护电阻（图2中的8.5）分别接在结束计数器的三个振荡端，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，计数电阻由计数频率限制电阻与计数电阻串联的支路组成，与计数电容同为振荡可调件，形成的RC振荡电路。计数频率限制电阻与计数电阻组成的计数电阻是频率调整支路，如果计数电阻的值大，则对计数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电阻最小值的限制。

除了可以调整频率外，另一个特点是计数电容是采用了两个电解电容形成的无极形式，因而能使电容的漏电变得很小，因而振荡很可靠，不易停偏振，同时相对频率准确，因而定时准确，符合普通产品的要求。

当定时到点后，主要产生两大作用，一是结束计数器终极输出端输出高位，始终触发振荡N管，使脉冲单元停振，振荡N管始终为低位，因而充电单元的两可控硅始终为断开状，所以停止充电，二是定时停振执行二极管的作用，对结束计数器的振荡停振，使结束计数器的终极输出端不再产生变化，形成一种自锁电路，不会产生过充情况。

因而该单元的特点一是，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。

5、充电单元。

A、对可控硅的创新以实现可控硅断路的控制极控制。

单向可控硅的内部结构如图3所示，它的内部相当于一个NPN三极管与一个PNP三极管的结合，其触发的原理是，当内部的NPN三极管基极有触发的正向偏置时，其集电极产生放大电流，该电流又是PNP三极管的基极电流，而该管放大的集电极电流成为了PNP三极管的基极电流，因而开成了强烈的正反馈。

创新的可控硅是在其阴极串联了二极管，因而提高了NPN三极管的正向偏置电压，所串联的最后一只二极管负极成为了创新可控硅的假阴极，因此当NPN三极管的基极与假阴极短路，因为正向偏置增高，则NPN管的基极电流容昜直接短路到地，而无须通过内部的PN节产生晶体管效应。所以这样的好处是，对饱和的可控硅，只要将控制极阴极的电位低于假阴极，就能实现饱和可控硅截止，而不必采用教书中介绍的减少阳极电流的办法。

也即是用创新可控硅后，可控硅即具有可控硅易触发饱和的性质，又具有控制控制极而达到让其截止的性质。这一性质也得到试验充分的印证。

B、用本发明的充电单元解决现有产品普遍存在的易坏的问题。

本发明的充电单元措施主要由几部分组成。第一部分是充电电路，由充电可控硅（图2中的3.11）、充电可控硅的隔离二极管（图2中的3.12）、第一触发电阻（图2中的3.13）组成。第二部分是备份电路，由备份可控硅（图2中的3.21）、第二触发电阻（图2中的3.22）组成。第三部分是充电转换电路，由充电转换管（图2中的3.31）、基极接地电阻（图2中的3.32）、充电转换管的基极电阻（图2中的3.33）组成，在与备份可控硅的配合下，起到十分重要的作用。第四部分是组成创新可控硅的阴极串联二极管（图2中的3.9），它的作用是使充电单元中的可控硅能可靠截止。

上述几部分在本发明中是一个最重要的核心。其原因本发明设计了这样形式，能使充电的一开始就能使充电可控硅处于正常的工作开关工作状态，而备份可控硅单元则处于断路的“休眠状态”，一旦充电可控硅损坏而停止工作时，备份可控硅将自动投入工作，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，用两只可控硅特殊的“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，由于可控硅在饱和时为1伏左右，（可控硅的饱和电压大于饱和三极管）。充电可控硅因未串联转换二极管而向外输出，而备份可控硅因串联了转换二极管才是最后输出，因此一旦两管同时有输出，必定是充电可控硅的输出的电压将高于备份可控硅的最后输出。这时的情况是，充电转换管被充充电可控硅触发，处于饱和状态，因而备份可控硅的控制极无触发电压，备份可控硅处于断开状，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“备份可控硅”，也成为了一种特殊的备用替换可控硅，只要充电可控硅处于工作状态，备份可控硅就处于“休眠”状态。正常情况下，充电任务只由充电可控硅完成。在本发明中，当充电可控硅损坏后，无电流输出，此时充电转换管由饱和转变为截止，备份可控硅立即向外输出电流，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，一是由于在理论上有源件如可控硅的寿命很高，但是有源件本身的生产过程，及充电器在制作中对有源件的焊接等方面的原因，或在使用过程中的不当因素，常常使有源件这样的寿命受到挑战，达不到这样的要求，而这样的自动切切换工作，就是对这种有源件达不到高寿命的一种弥补。二是由于两可控硅参数一致，工作时都是处于开通与断开的开关状态，所以无论是充电 可控硅工作，还是备份可控硅工作，所以整个充电性不会发生变化。三是采用一可控硅（本发明中的备份可控硅）为休眠状，该管的功率消耗近似为零，而电子有源件寿命与其所消耗的功率有很大的关系，所以不易损坏，而比用两有源件采用简单的并联关系连接工作可靠性好得多。

充电可控硅的阴极多接了一个二极管作隔离，基极好处是当充电可控硅在损坏，备份可控硅工作时，电压不会从充电可控硅的阴极流走，从而产生隔离作用。

6、脉冲单元。

该单元是一个振荡电路，产生的高低变换控制充电单元中两可控硅于开通与断开，从而形成脉冲形式。

由振荡P管（图2中的5.1）、振荡N管（图2中的5.2）、积分电阻（图2中的5.3）、振荡上偏电阻（图2中的5.4）、振荡下偏电阻（图2中的5.5）、积分电容（图2中的5.6）、钳位二极管一（图2中的5.7）、钳位二极管二（图2中的5.8）组成。

振荡原理是,当电路开通振荡P管的基极有少量基极电流时，其集电极电流成为振荡N管较大的基极电流，这时振荡N管产生更大的集电极电流，又成为振荡P管基极的更大电流，形成很大的反馈，两管迅速饱和。这时连接在振荡P管的发射极所接在积分电容，迅速通过两管集电极放电，当电容的电压在放的过程中而低于振荡P管的基极电压时，该管立即由饱和转变为截止方向，其集电极电流变小，振荡N管的基极电流变小，其集电极电流变小，这样又反过来影响振荡P管的基极电流减少，产生强烈向两管截止方向的变化，直至截止。完成振荡的第一周期。这时接振荡P管发射极的积分电容又开始充电，当电压高于该管的基极电压时，该 管开通，产生两管的强列正反馈，产生第二周期，及更多的周期。

从图中可以看出，积分电阻为两个电阻串联而成，可以方便地调整频率同期。

7、过程显示单元。

由过程指示保护电阻（图2中的6.1）与过程指示灯（图2中的6.2）组成：接在恒流电源的输出与振荡N管的集电极之间，当振荡N管为高位时，过程指示灯不亮，当振荡N管为低位，过程指示灯亮，因此在整个充电过程中，过程指示灯为闪亮状态，当结束充电后过程指示灯长熄。

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充电值灵活可调，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、和各单元相连科学，并做到了综合利用，因而线路电路精简、可靠性高。

6、易生产，易调试，很适合微型企业生产。

附图说明

图1是低碳可控硅式环保充电器方框原理图。

图中：1、整流输出；2、恒流电源；3、充电单元；3.1、充电电路；3.2、备份电路；3.3、充电转换电路；3.9、组成创新可控硅的阴极串联二极管；5、脉冲单元；6、过程指示单元； 8、定时结束单元；9、选择单元；13、限压结束单元；16、负载单元；20、涓流电阻。

图2是低碳可控硅式环保充电器的工程原理图。

图中：1、整流输出；2.11、第一三端稳压；2.12、第一稳压隔离二极管；2.21、第二端稳压；2.22、第二稳压隔离二极管；2.5、恒流电阻；3.11、充电可控硅；3.12、充电可控硅的隔离二极管；3.13、第一触发电阻；3.21、备份可控硅；3.22、第二触发电阻；3.31、充电转换管；3.32、基极接地电阻；3.33、充电转换管的基极电阻；3.9、组成创新可控硅的阴极串联二极管；3.10、充电单元的输出；5.1、振荡P管；5.2、振荡N管；5.3、积分电阻；5.4、振荡上偏电阻；5.5、振荡下偏电阻；5.6、积分电容；5.7、钳位二极管一；5.8、钳位二极管二；6.1、过程指示保护电阻；6.2、过程指示灯；8.1、结束计数器；8.2、计数电容；8.3、计数电阻；8.5、计数保护电阻；8.7、计数中心点；8.8、定时停振执行二极管；8.9、定时结束控制二极管；8.10、清零导向二极管；8.11、清零放电二极管；8.12清零微分电容；9.1、选择开关；9.2、选择二极管一；9.3、选择二极管二；13.1、限压上偏保护电阻；13.2、限压上偏可调电阻；13.3、限压下偏电阻；13.5、限压结束控制二极管；16.1、被充电池；16.3、接触指示灯；16.2、接触指示保护电阻；20、涓流电阻。

图3是单向可控硅与创新后的可控硅的原理图。

3-1是单向可控硅内部结构图。

图中：90、可控硅的阳极；91、可控硅内部结构PNP三极管；92、可控硅内部结构NPN三极管；93、可控硅控制极；94、可控硅阴极。

3-2 是创新可控硅图。

图中：90、可控硅的阳极；91、可控硅内部结构PNP三极管；92、可控硅内部结构NPN三极管；93、可控硅控制极；94、可控硅阴极；95、创新可控硅阴极串联的二极管；96、创新可控硅假阴极。

3-3是本发明的充电单元中两创新可控硅使用图。

图中：3.9、组成创新可控硅的阴极串联二极管；3.10、充电单元的输出；3.11、充电可控硅；3.12、充电可控硅的隔离二极管； 3.21、备份可控硅； 30、充电可控硅的阳极；31、充电可控硅的控制极；32、充电可控硅的阴极；33、充电可控硅内部结构PNP三极管；35、充电可控硅内部结构NPN三极管；36、备份可控硅阳极；37、备份可控硅控制极；38、备份可控硅阴极；39、备份可控硅内部结构PNP三极管；40、备份可控硅内部结构NPN三极管。

图4是检查测试所需要的假负载的线路图。

图中：3.10、充电单元的输出；16.2、接触指示保护电阻；16.3、接触指示灯；22.1假负载上偏可调电阻；22.2、假负载上偏限值电阻； 22.3、假负载下偏电阻；22.5、假负载三极管；22.6、假负载集电极电阻；23、电压表红表笔；24、电压表黑表笔。

图5是检测充电单元的可控硅的检测图。

图中：1、整流输出；2.11、第一三端稳压；2.12、第一稳压隔离二极管；2.21、第二端稳压；2.22、第二稳压隔离二极管；2.5、恒流电阻；3.9、组成创新可控硅的阴极串联二极管；3.10、充电单元的输出；3.11、充电可控硅；3.12、充电可控硅的隔离二极管；3.13、第一触发电阻；3.21、备份可控硅；3.22、第二触发电阻；3.31、充电转换管；3.32、基极接地电阻；3.33、充电转换管的基极电阻； 5.1、振荡P管；5.2、振荡N管；5.3、积分电阻；5.4、振荡上偏电阻；5.5、振荡下偏电阻；5.6、积分电容；5.7、钳位二极管一；5.8、钳位二极管二；6.1、过程指示保护电阻；6.2、过程指示灯；16.2、接触指示保护电阻；16.3、接触指示灯； 20、涓流电阻；22.1假负载上偏可调电阻；22.3、假负载下偏电阻；22.5、假负载三极管；22.6、假负载集电极电阻；25、电流表一；26、电流表一的红表笔；27、电流表黑表笔；28、电流表二；29、电流二红表笔；30、电流表二黑表笔。

具体实施方式

图1、2、3、4、5例出低碳可控硅式环保充电器实施中的一种制作方案。

一、挑选元件：组成创新可控硅的阴极串联二极管为二个面贴合型二极管串联而成。所有可控硅均为单向可控硅焊接而成。充电转换管为NPN三极管。二极管采用面结合型二极管，其它的阻容件无特殊要求。

二、制板、焊接：根据图2制作电路控制板，并按接图2的原理图焊接。

三、通电 检查与调试。

1、对恒流单元的通电检查与调试。

A、如图4所示，焊接一个假负载代替被充电池。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。用万用表的电压连接以充电输出端与地之间。

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

C、调节恒流电阻的阻值，使其恒流值符合要求。

附加说明，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、对充电部分两可控硅的检查与调试。

（1）、逻辑检查。

分别测试充电可控硅与备份可控硅的阴极。测试方法：用万用表中的电压表的红表笔接该点，黑表笔接地。

充电部分与放电部分的逻辑检查。

当振荡N管的集电极为低位时，两可控硅的阴极无输出，即是充电单元的输出无电压。

当振荡N管的集电极为高位时，分别检查放电工作可控硅与放电备份可控硅的两集电极，此时两点应为高位。

上述两点正确，说明充电单元与可控硅放电单元工作状态均正确，如果不正确，则是连线有误。正确后可进入下步检查。

（2）、充电可控硅与备份可控硅的自动切换检查。

如图5所示将电流表一接在备份可控硅的阴极与组成创新可控硅的阴极串联二极管的正极之间，将电流表二接在恒流充电单元的输出与充电可控硅的阳极之间。

在正常工作充电状态下，电流表一近似为零，电流表二的电流指示，表示充电可控硅正在工作，而备份可控硅处于开路。

以上情况如不正确，表明连接有误。

短路充电可控硅的控制极与阴极，模拟充电可控硅的损坏状态，电流表一有电流指示，表示备份可控硅投入工作状态。如不正确，表明连接有误，或是备份可控硅损坏。

3、对结束切换单元的通电检查。

A、当选择了限压结束，用示波器测试结束计数器（图2中的8.1）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，电压表测选择二极管一（图2中的9.2）的负极为高位。

B、当选择定时结束时，调试假负载的电压，模拟充电完毕，用电压表测试选择二极管一的负极，始终为低位，表示限压结束单元被充钳位不动作，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。

上述正确，表明结束切换单元正确，如不正确，则是两个选择二极管（图2中的9.2与9.3）脱焊或焊接反，也或是选择开关接触不良。

4、限压结束单元的检查与调试。

调试假负载，产生不同的电压值，如6伏，12伏，18伏，24伏。

调节限压上偏可调电阻（图2中的13.2）之值，使振荡N管的集电极分别在6伏、12伏、18伏24伏值时，时均有0位输出，否则应换限压上偏可调电阻（图2中的13.2）与限压上偏保护电阻（图2中的13.1）之值。

5、定时结束单元的检测与调试。

A、工作状态的检查。

用示波器的热端连接计数电容（图2中的8.2）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。

调整计数电阻（图2中的8.3）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。该法即是在计数电阻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。该法即是在计数电阻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，电压表测终极输出端为高位。

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。

6、对脉冲单元频率的通电的检查与调试。

调整振荡时间：用示波器的红表笔接在振荡N管的集电极，黑表笔接地。

观察振荡情况，使之频率符合要求。如果频率不符合要求，调整积分电阻与积分电容值大小，如果频率过快，使电阻或电容值增大，反之减少其值。

7、对显示的检查。

A、对负载单元中的电池接触显示检查当安装被充电池，且没有接通电源时，接触指示灯（图2中的16.3）应亮，如果不正确则可能是接触指示灯极性焊反，或接触指示保护电阻（图2中的16.2）阻值过大。

B、对充过程显示的检查。

通电后充电显示器的输出端状态应与振荡三门输出端状态近似，所连成的过程指示灯（图2中的6.2）在充电过程发光，当起始终结单元结束时，应熄，如现象不符，则是过程指示保护电阻（图2中的6.1）的阻值过大，或过程指示灯损坏。

8、对涓电流的检测。

将电流表串联在涓流电阻（图2中的20）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.低碳可控硅式环保充电器，其特征是：由恒流电源，充电单元，脉冲单元，过程指示单元，定时结束单元，选择单元，限压结束单元，负载单元，涓流电阻共同组成；

其中：充电单元由充电电路、备份电路、充电转换电路、组成创新可控硅的阴极串联二极管组成；

充电电路由充电可控硅、充电可控硅的隔离二极管、第一触发电阻组成；备份电路由备份可控硅、第二触发电阻组成；充电转换电路由充电转换管、基极接地电阻、充电转换管的基极电阻组成；

充电可控硅与备份可控硅的阳极接恒流电源的输出，第一触发电阻接在充电可控硅的阳极与控制极之间，充电可控硅的阴极接充电可控硅的隔离二极管后接组成创新可控硅的阴极串联二极管的正极，第二触发电阻接在备份可控硅的阳极与控制极之间，备份可控硅的阴极接组成创新可控硅的阴极串联二极管的正极，组成创新可控硅的阴极串联二极管的负极为充电单元的输出，充电转换管的基极电阻接在充电可控硅的阴极与充电转换管的基极之间，基极接地电阻接在充电转换管的基极与地线之间，充电转换管的发射极接地线，充电转换管的集电极接备份可控硅的控制极；

恒流电源由第一三端稳压、第一稳压隔离二极管、第二三端稳压、第二稳压隔离二极管、恒流电阻组成：第一三端稳压的输出接第一稳压隔离二极管的正极，第二三端稳压的输出接第二稳压隔离二极管的正极，第一稳压隔离二极管的负极与第二稳压隔离二极管的负极相连后，接恒流电阻的一端，恒流电阻的另一端为恒流电源的输出，第一三端稳压的接地端与第二三端稳压的接地端都接在恒流电源的输出上，第一三端稳压的输入端与第二三端稳压的输入端都接在整流输出上。

2.涓流电阻接在恒流电源的输出与充电单元的输出之间；

脉冲单元是一个互补型振荡电路形成，由振荡P管、振荡N管、积分电阻、振荡上偏电阻、振荡下偏电阻、积分电容、钳位二极管一、钳位二极管二组成；

积分电阻的一端接恒流电源的输出，另一端为两路，一路接振荡P管的发射极，另一路接积分电容到地线，振荡P管的集电极与振荡N管的基极相接，振荡N管的发射极接地线，振荡N管的集电极接振荡P管的基极，振荡上偏电阻的一端接恒流电源的输出，振荡上偏电阻的另一端接振荡P管的基极，振荡下偏电阻接在振荡P管的基极与地线之间；钳位二极管一的负极与钳位二极管二的负极都连接在振荡N管的集电极上，钳位二极管一接充电可控硅的控制极，钳位二极管二的正极接备份可控硅的控制极；

过程指示单元由过程指示灯与过程指示保护电阻组成；

过程指示灯与过程指示保护电阻串联，接在恒流电源的输出与振荡N管的集电极之间；

选择单元由选择开关、选择二极管一、选择二极管二组成：选择二极管一的负极接选择开关的常闭触点，选择二极管一的正极接限压结束单元的输出，选择二极管二的负极接选择开关的常开触点，选择二极管二的正极接定时结束单元中结束计数器的计数中心点，选择开关的转换触点接地线；

限压结束单元由限压上偏保护电阻、限压上偏可调电阻、限压下偏电阻、限压结束控制二极管组成：限压上偏保护电阻与限压上偏可调电阻串联，接在充电单元的输出与限压结束单元的输出之间，限压下偏电阻接在限压结束单元的输出与地线之间，限压结束控制二极管的正极接限压结束单元的输出，限压结束控制二极管的负极接振荡N管的基极；

定时结束单元由结束计数器、计数电容、计数调整电阻、计数保护电阻、定时停振执行二极管、定时结束控制二极管，清零导向二极管，清零放电二极管，清零微分电容组成：结束计数器有三个振荡端，第一振荡端接计数电容到振计数中心点，第二振荡端接计数调整电阻到计数中心点，第三振荡端接计数保护电阻到计数中心点，定时停振执行二极管接在结束计数器的终极输出端与计数中心点之间，定时结束控制二极管接在结束计数器的输出与振荡N管的基极之间，清零微分电容正极与恒流电源输出端连接，清零微分电容负极与分二路，一路清零导向二极管正极与结束计数器清零端连接，一路与清零放电二极管负极连，清零放电二极管正极接地线；

负载单元由被充电池与接触显示支路组成：接触显示支路由接触指示保护电阻与接触指示灯串联而成，电池接触显示支路接在被充电池的正极与地线之间，被充电池的正极接充电单元的输出，被充电池的负极接地线。

3.根据权利要求1所述的低碳可控硅式环保充电器，其特征是：组成创新可控硅的阴极串联二极管为二个面贴合型二极管串联而成。

4.根据权利要求1所述的低碳可控硅式环保充电器，其特征是：所有可控硅均为单向可控硅焊接而成。

5.根据权利要求1所述的低碳可控硅式环保充电器，其特征是：充电转换管为NPN三极管。