CN108110815A - 一种混合型双结束式浮充装置 - Google Patents

Abstract

一种混合型双结束式浮充装置，属于电子技术领域，由恒流源，可控硅充电单元，放电单元，接口单元，脉冲单元，双选择结束单元，语音控制单元，过程指示单元，负载单元，涓流电阻组成，恒流源为可控硅充电单元提供恒流，因此是恒流充电，但脉冲单元控制了接口单元与放电单元，接口单元控制可控硅充电单元，因此又形成脉冲形式，在脉冲一周期内，充放共存，因为脉冲又设计了占空比调整，因此是充电时间长于放电时间，措施中有电池充满电后结束与定时到时的结束两种结束方式，切换灵活而方便，结束时有声音提醒，由涓流电阻向被充电池提供所需的涓流，实现对充电电池科学的充电、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。

Description

一种混合型双结束式浮充装置

技术领域

属于电子技术领域。

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。

没有实现充电的最大科学化的原因是，现在的产品或是只采用直流方式对电池进行充电，而没有采用一种较好方式，如恒流电流充电；或是虽能用恒流源充电，但是在使用上还存在着一些方便之处，或是在线路上还不够科学化，等等，因此应该丰富与发展。

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

本实用型的主要目的是，针对现有充电产品具有充电功能，但是对环保不足的弱点，实施一种新措施，这种措施是使用可控硅与具备突变输入与输出的门电路相配合，用很少的有源件实现不容易损坏的又充又放、且充电时间长于充电时间的脉冲式充电路，实现对充电电池科学的充电、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。

权利要求：

1、一种混合型双结束式浮充装置由恒流源，可控硅充电单元，放电单元，接口单元，脉冲单元，双选择结束单元，语音控制单元，过程指示单元，负载单元，涓流电阻共同组成。

其中：各单元之间的关系是：

涓流电池接在整流输出与被充电池的正极之间。

各单元中的元件关系是：

恒流源由恒流三极管、恒流电阻、恒流触发电阻、调谐指示组成：恒流三极管的集电极接整流输出，恒流三极管的发射极接恒流电阻后，即是恒流源的输出，接可控硅充电单元，恒流触发电阻接在恒流三极管的集电极与基极之间，调谐指示接在恒流三极管的基极与恒流源输出之间。

可控硅充电单元由充电工作可控硅、充电备份可控硅、充电单元可控硅阴极串联二极管、充电自动转换二极管、控制极电阻组成。

充电工作可控硅的阳极与充电备份可控硅的阳极相连，接恒流源的输出，充电工作可控硅的控制极与充电备份可控硅的控制极相接成为充电控制点，充电触发电阻接在信号输入与充电控制点上，充电自动转换二极管的正极接充电备份可控硅的阴极，充电自动转换二极管的负极与充电工作可控硅的阴极相连成为充电阴极输出点，充电单元可控硅阴极串联二极管的正极接在充电阴极输出点，其负极成为可控硅充电单元的输出，接被充电池的正极。

放电单元放电切除开关电路、放电基极二极管、放电电阻、放电工作电路、放电备份电路、放电自动转换电路组成。

放电工作电路由放电工作管、放电工作管触发电阻组成。

放电备份电路由放电备份管与放电备份管触发电阻组成。

放电切除开关电路由切除开关、两切除二极管组成。

放电电阻的一端接被充电池的正极，放电电阻的另一端为两路，一路接放电工作管的集电极，另一路接放电自动转换电路到放电备份管的集电极，放电工作管与放电备份管的发射极都接地线，放电工作管的基极与放电备份管的基极各接一个触发电阻的一端，两触发电阻的另一端相连，接放电控制点，放电基极二极管接在脉冲单元中反相器二的输出端与放电控制点之间，放电工作管与放电备份管的基极各接一个切除二极管到切除开关的一端，切除开关的另一端接地线。

接口单元由接口三极管、接口触发电阻、接口触发二极管组成：接口三极管的发射极接地线，接口三极管的集电极接充电控制点，接口触发电阻的一端接接口三极管的基极，接口触发电阻的另一端接接口触发二极管到脉冲单元中反相器二的输出端。

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在整流输出与脉冲单元中反相器二的输出端之间。

脉冲单元由反相器一、反相器二、交连电阻、导向二极管、占空比可调电阻、占空比限制电阻、频率限制电阻、频率可调电阻、脉冲积分电容组成：反相器一的输出接交连电阻到反相器二的输入端，导向二极管的一端接反相器一的输出端，导向二极管的中另一端接占空比可调电阻，占空比可调电阻串接占空比限制电阻到反相器一的输入端，频率限制电阻串联频率可调电阻在反相器一的输出端与输入端之间，脉冲积分电容接在反相器一的输入端与地线之间。

双选择结束单元由选择单元、限流起动单元、计数单元、结束单元组成。

选择单元由选择开关、反相器五、选择二极管一、选择二极管二组成：

选择开关的一接电源，另一端接反相器五的输入端，反相器五的输出端为两路，一路接选择二极管一的负极，选择二极管一的正极接限压起动单元中限压上偏可调电阻与限压上偏保护电阻的串联点，另一路接选择二极管二到计数器的计数中心点。

计数单元由计数器、计数电容、计数调整电阻、计数保护电阻、停振二极管、计数结束二极管、计数中心点组成：计数器的第一振荡端接计数电容到计数中心点，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振荡中心点，计数器的终极输出端为两路，第一路接停振二极管到计数中心点，第二路接计数结束二极管到结束单元中反相器三的输入端。

结束单元由反相器三、反相器四、反馈电容、反馈二极管、反馈接地电阻、结束控制二极管、充电结束二极管组成：反相器三的输出端接反相器四的输入端，反相器四的输出端接结束控制二极管到反相器二的输入端，反相器四的输出端接接反馈电容的一端，反相电容的另一端为两路，一路接反馈接地电阻到地线，另一路接反馈二极管到反相器三的输入端，充电结束二极管接在反相器四的输出端与接口触发电阻的另一端之间。

限压起动单元由限压上偏可调电阻、限压上偏保护电阻、限压起动下偏电阻组成：限压上偏可调电阻串接限压上偏保护电阻到反相器三的输入端，限压起动下偏电阻接在反相器三的输入端到地线之间。

语音控制单元由语音钳位二极管、反相器六、语音体、语音积分电阻、语音积分电容组成：语音积分电阻接在反相器六的输入端与输出端之间，语音积分电容接在反相器门的输入端与地线之间，语音钳位二极管接在反相器六的输入端与反相器四的输出端之间，语音体接反相器六的输出端。

负载单元被充电池、接触指示灯、接触指示保护电阻组成：接触指示灯与接触指示保护电阻串联在被充电池的两端，被充电池接在可控硅充电单元的输出与地线之间。

2、反相器均是用斯密特电路焊接而成。

3、可控硅充电单元中的可控硅均为单向可控硅焊接而成。

4、恒流电阻为调整电阻与固定电阻串联而成。

5、充电单元可控硅阴极串联二极管的数量为两个或三个。

6、放电工作管、放电备份管、接口三极管、恒流三极管均为NPN三极管。

进一步说明：

一、工作原理说明。

通电后，可控硅充电单元、放电单元与脉冲单元、接口单元共同形成又充又放、且充电时间长于放电时间的脉冲充电形式。因为可控硅充电单元中可控硅由恒流源供电，因此又是恒流充电。

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，也有向被充电池放电的过程，但是充电的时间大于放电的充电过程。所以总体的物理过程是充电。三是充电回路是经过可控硅充电单元充电。放电回路是通过放电单元放电。

应指出的是尽管可控硅充电单元内充电工作可控硅与充电备份可控硅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，平常只有充电工作可控硅通电工作，而充电备份可控硅处于开路状态，但是一旦充电工作可控硅损坏，充电备份可控硅将自动投入通电工作。

同理，应指出的是尽管放电单元内放电工作电路与放电备份电路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，平常只有放电工作电路通电工作，而放电备份电路处于开路状态，但是一旦放电工作电路损坏，放电备份电路将自动投入通电工作。

充电与放电共存的充电规律是，在脉冲的一周期之内，当在可控硅充电单元开通时放电单元关闭，反之在当在可控硅充电单元关闭时放电单元开通。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。

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，超过限压起动阈值，其电压进入结束单元的反相器，结束单元的反相器的输出使脉冲单元关闭，接口三极管的集电极产生使可控硅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，计数器（图2中的9.1）的终极输出端输出高压，让自身停振的同时，同时启动结束单元，关闭可控硅充电单元与放电单元。两种结束方式经过选择单元进行选择，灵活而方便。

在充电结束后，会及时产生语音提示，以提醒用户。

当充电结束后，可控硅充电单元关闭，此时所连的涓流电阻（图2中的15）向被充电池提供所需的维持的涓电流。

二、线路特点分析。

1、恒流源形成恒流的说明。

恒流源中的恒流三极管（图2中的1.1）接成为恒流的形式，该单元的输出为可控硅充电单元提供的是恒流，所以是恒流充电。

形成恒流源的原理是，恒流三极管的发射极串联了恒流电阻（图2中的1.5），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（图2中的1.8），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。

发射极所工作串联恒流电阻可以对恒流进行调整，方便而可靠。

用这样的电路的好处是，线路精简，可靠，利于工程，同时利于节约成本。此外调谐指示是一个发光管，它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，所以只需一个即可。

2、充电自动转换二极管、充电工作可控硅与充电备份可控硅的特点及说明。

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4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，（图4中串联了两只），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、用本发明的可控硅充电单元解决现有产品普遍存在的易坏的问题。

本发明的可控硅充电单元措施主要由几部分组成。第一部分是充电工作可控硅（图2中的3.2），第二部分是充电备份可控硅（图2中的3.1），第三部分是充电自动转换二极管（图2中的3.8），该单元由一个二极管元件形成，该单元虽然元件少，但是在与充电备份可控硅的配合下，起到十分重要的作用，第四部分是控制极电阻（图2中的3.3），为触发作用，第五部分是充电单元可控硅阴极串联二极管（图2中的3.5），它的作用是使充电部分中的可控硅能可靠截止。

上述几部分在本发明中一个最重要的核心。其原因本发明设计了这样形式的三单元配合，能使充电的一开始就能使充电工作可控硅处于正常的工作开关工作状态，而充电备份可控硅单元则处于断路的“休眠状态”，一旦充电工作可控硅损坏而停止工作时，充电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开关管。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）。充电工作可控硅因未串联充电自动转换二极管而向外输出，而充电备份可控硅因串联了充电自动转换二极管才是最后输出，因此一旦两管同时有输出，必定是充电工作可控硅的输出的电压将高于充电备份可控硅的最后输出。这时的情况是，充电自动转换二极管中的二极管必定会成为反向偏置，而被封门而无输出。即是充电备份可控硅无输出电流，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“备份可控硅”，也成为了一种特殊的备用替换可控硅，只要充电工作可控硅处于工作状态，充电备份可控硅就处于“休眠”状态。正常情况下，充电任务只由充电工作可控硅完成。在本发明中，当充电工作可控硅损坏后，无电流输出，此时充电备份可控硅因失去封门电压，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，还是充电备份可控硅工作，所以整个充电性不会发生变化。三是采用一可控硅（本发明中的充电备份可控硅）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。

充电自动转换二极管是只有一个二极管形成，它的好处是在充电工作可控硅损坏后，能自动切换为充电备份可控硅启动，而且它所产生的压降只有0.7V，不会损失过多的压降。

在检查该路有无电流时，可以将电流表串联在该路中。

3、接口单元。

接口单元由接口三极管（图2中的5.1）、接口触发电阻（图2中的5.2）、接口触发二极管（图2中的5.3）组成：接口三极管的发射极接地线，接口三极管的集电极接充电控制点，接口触发电阻的一端接接口三极管的基极，接口触发电阻的另一端接接口触发二极管到脉冲单元中反相器二（图2中的6.2）的输出端。

因而接口三极管主要有以下功能：

一是产生可控硅充电单元的脉冲充电逻辑。其原因是在脉冲单元的激励下，经过反相器二（图2中的6.2）控制该接口三极管，使接口三极管的集电极产生高与低的脉冲变化，从而使可控硅充电单元中两可控硅的控制极产生高低的脉冲变化。当接口三极管的集电极为高位时，充电单元中两可控硅的控制极受到激励，为饱和开通状态，反之接口三极管集电极为低位时，充电单元中两可控硅的控制极被钳位，充电单元中两可控硅为截止断路状态，从而使可控硅充电单元的输出产生高低状的变化。使整个充电过程成为脉冲充电状。

二是为可控硅充电单元的终结管。当结束单元启动，反相器四（图2中的7.2）有高压输出，经过反相器二的反相，使接口三极管的集电极终结为低位，充电单元中两可控硅的控制极被钳位，充电单元中两可控硅为截止断路状态，可控硅充电单元终结关闭。

4、放电单元特点及说明。

放电单元由放电切除开关电路、放电电阻（图2中的4.1）、放电工作电路、放电备份电路、放电自动转换电路（图2中的4.10）、放电基极二极管（图2中的4.9）组成。

放电工作电路由放电工作管（图2中的4.21）、放电工作管触发电阻（图2中的4.22）组成。

放电备份电路由放电备份管（图2中的4.31）、放电备份管触发电阻（图2中的4.32）组成。

放电切除开关电路由切除开关（图2中的4.7）、两切除二极管（图2中的4.71与4.72）组成。

放电单元的主要意义有以下几点：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，当脉冲单元中反相器二（图2中的6.2）的输出端为高位时，浮充单元受接口三极管的钳位处于接关闭态时，此处的放电单元受反相器二高位的触发，为接通状态，被充电池进行瞬态放电。反之在脉冲的一周期内，浮充单元处于接通状态时，此处的放电单元关闭。形成这样的逻辑关系的原因是接口三极管起了隔离作用，接口三极管只控制可控硅充电单元，而放电单元受反相器二的控制，因此可控硅充电单元与放电单元有了隔离，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，由于放电备份管因受放电自动转换电路的控制，是处于截止的开路状态，所以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单元的寿命。

三是放电两管对地连接有放电切除开关，增加了灵活性。

5、形成脉冲形式的脉冲单元。

该单元是可控硅充电单元形成脉冲形式的基本单元，由反相器一（图2中的6.1）、反相器二（图2中的6.2）、交连电阻（图2中的6.3）、导向二极管（图2中的6.5）、占空比可调电阻（图2中的6.6）、占空比限制电阻（图2中的6.7）、频率限制电阻（图2中的6.8）、频率可调电阻（图2中的6.9）、脉冲积分电容（图2中的6.10）组成。

其中的反相器都是用斯密特电路焊接而成，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，一是通过接口三极管（图3中的5.1）控制充电单元，且充电的形式成为脉冲充电的形式。二是控制放电单元，且充电全过程中，实现边充电边放电的复合形式。三是实现占空比的调节。使充电的全过程，在实现充电与放电的复合过程，保持着最佳的状况。

其形成脉冲、并频率可调的原理是，由反相器一（图2中的6.1）的输出端与输入端所连的导向二极管（图2中的6.5）、占空比可调电阻（图2中的6.6）、占空比限制电阻（图2中的6.7）的串联支路，既是占空比调整支路又是脉冲积分电容（图2中的6.10）的充电支路，而与占空比调整支路并联的频率限制电阻（图2中的6.8）与频率可调电阻（图2中的6.9）的串联支路，既是频率调整支路又是脉冲积分电容的放电支路。

脉冲积分电容的充电与放电直接形成反相器二（图2中的6.2）的输出端的高低过程，脉冲积分电容通过占空比调整支路充电，经过频率调整支路放电，当反相器一（图2中的6.1）的输出变为高位时，又形成第二周期的充电。

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。

形成脉冲占空比不一样且可以实现可调的原理是：在该单元中频率调整支路，也即是脉冲电容的放电支路的电阻很大，而实行对脉冲积分电容充电的占空比可调电阻与占空比限制电阻的阻值很小，所以反相器一的输出为高位时，对脉冲积分电容的充电，主要由占空比调整支路完成（因为该支路串联电阻阻值小），反之在电容放电时，由于导向二极管（图2中的6.5）处于反向偏置，所以成为断路，脉冲积分电容放电只能通过频率调整支路完成，所以形成了反相器二输出电压高的时间长，而输出低的时间短的情况。

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，对被充电池的充电时间是充电时间长而停充时间短，而在整体上对被充电池形成的是充电的态势。

占空比调整支路与频率调整支路都为两个电阻串联，其中一个为可调，一个是对可调最小值的限制，由于发生单元具有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。

6、本措施中有两种结束方式可供选择，一种是限压结束方式，这种结束是在蓄电池充到一定的值后结束，一种为定时结束方式，当计数器到计数到时后结束，由选择单元中的选择开关形成选择。

（1）、选择单元的说明。

本单元是形成结束两种方式的选择，由选择开关（图2中的8.1）、反相器五（图2中的8.2）、选择二极管一（图2中的8.3）、选择二极管二（图2中的8.4）组成。

当选择开关为断开状态时，反相器五的输出为高位，此时经过选择二极管二进入了计数器的计数中心点，导致计数器停振，而选择二极管一在此时视为断开状态，因为选择二极管一负极的高压，不会倒流回正极，所以限压起动单元在电池充满电后会启动。

当选择开关为接通状态下，反相器五的输入为高位，经过反相，输出为低位，选择二极管一钳位，使限压起动单元无输出，而计数器开始计数。

（2）、结束两种方式的说明。

A、结束单元。

结束单元由反相器三（图2中的7.1）、反相器四（图2中的7.2）、反馈电容（图2中的7.3）、反馈二极管（图2中的7.4）、反馈接地电阻（图2中的7.5）、结束控制二极管（图2中的7.7）、充电结束二极管（图2中的7.8）、结束控制二极管（图2中的7.9）组成：由于反相器是由斯密特电路焊接而成，所以当反相器三的输入端有电压，反相器四的输出端一旦有了高压，反馈电容立即形成反馈，加速反相器三的输出端呈低位，整个过程快速，所以反相器四的输出端呈高位的速度极快，结束控制二极管将其高位传递到脉冲单元中的反相器二（图2中的6.2）的输入端，使其输出端始终为低位，放电单元无触发电压，因此为关闭状态，而反相器四输出端的高位同时触发接口三极管，使接口三极管的集电极为高位，可控硅充电单元关闭。

反相器是由斯密特电路焊接而成，所以功率大，带负载能力强。

B、限压起动单元。

该单元是在选择开关为断开状态下，当电池充满电后起动。由限压上偏可调电阻（图2中的10.1）、限压上偏保护电阻（图2中的10.2）、限压起动下偏电阻（图2中的10.3）组成：当电池充满电后，电池的端压升高，超过限压上偏可调电阻与限压上偏保护电阻形成的阈值后，结束单元中的反相器三（图2中的7.1）的输入端产生高压。其中限压上偏可调电阻可以灵活地调整取样电压，又因为串联了限压上偏保护电阻，所以在调试过程不会产生过大的偏差。

C、计数单元。

该单元在结束切换开关按下接通后，该单元开始计数。

由计数器与三个振荡端中的第一振荡端连接的计数电容（图2中的9.2），第二振荡端所连接的计数调整电阻（图2中的9.3），第三振荡端所连的计数保护电阻（图2中的9.5），停振二极管（图2中的9.6）、计数结束二极管（图2中的9.7）共同组成。

其主要功能是可以进行频率调整，从而使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，计数调整电阻与计数电容是振荡可调件，形成的RC振荡电路。计数调整电阻由两个电阻串联而成，其串联阻值大，则对计数电容充电与放电的时间长，则振荡的周期的越长。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计数电容采用了两个电解电容接为了无极的形式，漏电系数小，因而能使振荡很可靠，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。

定时到点后，主要产生两大作用，一是启动结束单元。二是用使计数器的振荡停振，计数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。

计数器功能可靠，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计数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。

7、语音控制单元。

在充电结束后，会及时产生语音提示，以提醒用户。该单元由语音钳位二极管（图2中的12.1）、反相器六（图2中的12.2）、语音体（图2中的12.3）、语音积分电阻（图2中的12.5）、语音积分电容（图2中的12.6）组成。

语音钳位二极管的正极接反相器六的输入端，语音钳位二极管的负极接反相器四的输出端，因此，当结束单元未启动时，因为反相器四的输出为低位，所以将反相器六钳位，使语音体无电流通道。电池充电结束，结束单元启动，反相器四的输出端由低位转变为高，无法再钳位，此时的语音积分电阻向语音积分电容充电，使反相器六的输入端产生高压，经过反相，反相器六的输出为低位，形成语音体的对地电流通道，语音体发出声音。

当语音电容放电完结束后，语音提示消失。调整语音积分电阻与语音积分电容能调整语音提示时间。

8、过程指示单元。

过程指示单元由过程指示灯（图2中的2.1）与过程指示保护电阻（图2中的2.2）组成：过程指示灯与过程指示保护电阻串联在整流输出与脉冲单元中反相器二（图2中的6.2）的输出端之间。

当脉冲单元工作时，反相器二的输出高低变化，从而激励过程指示灯显示，当充电结束，结束单元中的反相器四（图2中的7.2）的输出端高位经过反相器二，导致反相器二输出为低位。过程指示灯不受激励，因而不发光。

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：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，结合又充又放的脉冲形式，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，因而线路电路精简、可靠性高。

7、易生产，易调试，很适合微型企业生产。

附图说明

图1是一种混合型双结束式浮充装置的原理方框图。

图中：0、整流输出；1、恒流源；2、过程指示单元；3、可控硅充电单元；4、放电单元；5、接口单元；6、脉冲单元；8、选择单元；07、双结束单元；7、结束单元； 9、计数单元；10、限压起动单元；12、语音控制单元；13、负载单元；15、涓流电阻。

图2是一种混合型双结束式浮充装置的电子电路原理图。

图中：0、整流输出；1.1、恒流三极管；1.2、恒流触发电阻；1.5、恒流电阻；1.8、调谐指示；1.9、恒流源的输出；2.1、过程指示灯；2.2、过程指示保护电阻；3.1、充电备份可控硅；3.2、充电工作可控硅；3.3、控制极电阻；3.5、充电单元可控硅阴极串联二极管；3.8、充电自动转换二极管；3.9、可控硅充电单元输出；4.1、放电电阻；4.9、放电基极二极管；4.10、放电自动转换电路；4.21、放电工作管；4.22、放电工作管触发电阻；4.31、放电备份管；4.32、放电备份管触发电阻；4.7、切除开关；4.71、切除二极管一；4.72、切除二极管二；4.11、放电控制点；5.1、接口三极管；5.2、接口触发电阻；5.3、接口触发二极管；6.1、反相器一；6.2、反相器二；6.3、交连电阻；6.5、导向二极管；6.6、占空比可调电阻；6.7、占空比限制电阻；6.8、频率限制电阻；6.9、频率可调电阻；6.10、脉冲积分电容；7.1、反相器三；7.2、反相器四；7.3、反馈电容；7.4、反馈二极管；7.5、反馈接地电阻；7.8、充电结束二极管；7.9、结束控制二极管；8.1、选择开关；8.2、反相器五；8.3、选择二极管一；8.4、选择二极管二；9.1、计数器；9.2、计数电容；9.3、计数调整电阻；9.5、计数保护电阻；9.6、停振二极管；9.7、计数结束二极管；10.1、限压上偏可调电阻；10.2、限压上偏保护电阻；10.3、限压起动下偏电阻；12.1、语音钳位二极管；12.2、反相器六；12.3、语音体；12.5、语音积分电阻；12.6、语音积分电容；13.1、被充电池；13.2、接触指示灯；13.3、接触指示保护电阻；15、涓流电阻。

图3是检测是用的假负载图。

图中：3.9、可控硅充电单元输出；13.2、接触指示灯；13.3、接触指示保护电阻；20、假负载的上偏可调电阻；21、假负载的上偏限值电阻；22、假负载下偏电阻；23、假负载可调三极管；24、假负载集电极电阻。

图4是单向可控硅与创新后的可控硅的原理图。

图中：3-1为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。

图中：3-2 为创新可控硅图。

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。

图中：3-3是本发明的可控硅充电单元中两可控硅使用图（由于放电单元中两可控硅并联形式与充电单元中两可控硅并联的形式一致，因此只用一张图表示）。

图中：1、整流输出；3.10、可控硅充电单元输出；3.2、充电工作可控硅；3.5、充电单元可控硅阴极串联二极管；3.1、充电备份可控硅；3.8、充电自动转换二极管；30、充电工作可控硅的阳极；31、充电工作可控硅的控制极；32、充电工作可控硅的阴极；33、充电工作可控硅内部结构PNP三极管；35、充电工作可控硅内部结构NPN三极管；36、充电备份可控硅阳极；37、充电备份可控硅控制极；38、充电备份可控硅阴极；39、充电备份可控硅内部结构PNP三极管；40、充电备份可控硅内部结构NPN三极管。

具体实施方式

图1、图2例出了一种实施制件实例，图3是检测是用的假负载图。图4是单向可控硅与创新后的可控硅的原理图.

一、挑选元件：1、反相器均是用斯密特电路焊接而成。

2、可控硅充电单元中的可控硅均为单向可控硅焊接而成。

3、恒流电阻为调整电阻与固定电阻串联而成。

4、充电单元可控硅阴极串联二极管的数量为两个或三个。

5、放电工作管、放电备份管、接口三极管、恒流三极管均为NPN三极管。

二、制作电路控制板，焊接元件：接图2的原理图制作电路控制板，接图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。

（一）、对恒流源的检查。

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。

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。

（二）、对创新可控硅的通电检查，创新可控硅如图4中的3-2所示。

1、对创新可控硅的检查。

通电，用万用表的红表笔接创新可控硅的假阴极，万用表中的电压档显示应有电。短路创新可控硅的控制极（图4中的93）与创新可控硅假阴极（图4中的96），此时应无电。

如果情况不符合，则是连线出错，而且可能是可控硅阴极所串联的二极管极性焊反。

2、对可控硅充电单元两可控硅的检查与调试。

（1）、逻辑检查。

分别测试充电工作可控硅（图2中的3.2）与充电备份可控硅（图2中的3.1）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。

A、充电部分的逻辑检查。

将充电自动转换二极管（图2中的3.8）临时短路，将反相器二（图2中的6.2）的输出端与接口三极管（图2中的5.1）的控制极连接断开，用整流输出接一个电阻到接口三极管的控制极，此时接口三极管的阳极为低，可控硅充电单元无输出电压，分别检查放电工作管与放电备份管的两阴极，此时两点应为低位。

B、用地线接一个二极管的负极，该二极管的正极接接口三极管的控制极，接口三极管的阳极为高位，分别检查放电工作管与放电备份管的两阴极，此时两点应为高位。

上述两点正确，说明可控硅充电单元与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）、充电工作可控硅与充电备份可控硅的自动切换检查。

在正常工作充电状态下，将电流表串联在充电备份可控硅的阴极与充电自动转换二极管的正极之间，此时电流表显示近似为零。

将充电工作可控硅的阴极断开，将电流表串联在充电工作可控硅的阴极与充电可控硅阴极串联二极管的正极之间，电流表有电流显示，表示充电工作可控硅正处于工作状态。

以上情况如不正确，表明连接有误。

短路充电工作可控硅的控制极与阴极，模拟充电工作可控硅的损坏状态，电流表有电流指示，表示充电备份可控硅投入工作状态。如不正确，表明连接有误，或是充电备份可控硅损坏。

（三）、放电单元的检测。

1、逻辑检查。

将交连电阻（图2中的6.3）断开，将放电自动转换电路临时短路。

将反相器二（图2中的6.2）的输入端接地线，用万用表的电流档测两放电管的集电极，电流表应有电流显示。

将反相器二的输入端接整流输出。用万用表的电流档测两放电管的集电极，电流表近似为零。

将反相器二的输入端接地线，将放电自动转换电路恢复，用万用表的电流档测两放电管的集电极，其中放电工作管的集电极有电流指示，而放电备份管的集电极电流近似为零。

以上正确，说明放电两管工作正确。

2、放电单元的自动切换检查。

将反相器二的输入端接地线，模拟放电状态，断掉放电工作管（图2中的4.21）的集电极，模拟放电工作管损坏的状态，将电流表红表笔接放电自动转换电路（图2中的4.10）中的一个二极管的正极，黑表笔接这个二极管的负极，此时电流表有电流指示，与放电工作管工作时的电流近拟。

以上正确，说明放电备份管替换正常，如有误，则连接有错。

接通切除开关（图2中的4.7），此时无论模拟可控硅充电单元处于开通或断路情况，放电单元中的两管的集电极应均为高位。

（四）、对接口三极管通电检查与调试。

将接口三极管基极对地短路，此时该管集电极应为高位，用电压表测可控硅充电单元中的两可控硅的阴极有电，否则是连线有错。

将接口三极管控制极串联电阻后连接整流输出，此时该管集电极应为低位，用电压表测量可控硅充电单元中的两可控硅的阴极应无电，如果情况不正确，则可能是连线有错。

（五）、对脉冲单元的检查。

将电压表测接口三极管的集电极与地线，电压表会出现高与低两种状态，如果不正确，则可能是元件焊接有误，或可能是脉冲积分电容质量不好，严重漏电。

调节频率可调电阻的阻值，其规律是阻值越大，输出高位的时间越短。

（六）、对两种结束方式的检测与调试。

（1）、对选择单元的通电检查。

当选择开关（图2中的8.1）为断开状态下，这种状态下是电池充满电后的结束。用电压表测反相器五的输出端为高位。

当结束切换开关接通时，这种状态下是定时结束，用电压表测反相器五的输出端为低位。

（2）、对定时单元的检测。

按下选择开关，让起动输出端无电压，计数器开始计数定时。

A、工作状态的检查。

用示波器的热端连接计数电容的一端，冷端接地。示波器有振荡图形显示。

该线路外围简单，加之计数电容（图2中的9.2）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。

调整计数调整电阻（图2中的9.3）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，以及计数器（图2中的9.1）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4所示的在计数调整电阻两端新增加一个阻值很小的电阻，此时计数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。该法即是在计数调整电阻两端新增加一个阻值很小的电阻，此时计数器终极输出端很快有输出，电压表测计数器的终极输出端，有电压指示，这个电压值与计数器的电源电压类似。

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，因计数器很快有结果输出。

（3）、对电池充满电后的结束的检测与调试。

接通选择开关（图2中的8.1），当电池充满电后，电池端压超过限压起动阈值，启动结束单元。

用电压表测可控硅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。

调节限压上偏可调电阻（图2中的10.1）之值，使结束单元的反相器四分别在6伏、12伏、18伏24伏值时，均有高位输出，否则应换限压上偏可调电阻（图2中的10.1）与限压上偏保护电阻（图2中的10.2）之值。

（七）、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。

（八）、对充电过程指示的检查。

当反相器二（图2中的6.2）的输出端为高位时，过程指示灯（图2中的2.1）亮，反相器二的输出端为低位时，过程指示灯不亮。如果不正确则是过程指示灯损坏。

（九）、对涓电流的检测。

将电流表串联在涓流电阻（图2中的15）支路上，调试涓流电阻阻值，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。

（十）、对语音控制单元的通电检查

在充电过程中，结束单元未启动时，当反相器四（图2中的7.2）的输出为低位时，反相器六（图2中的12.2）的输入端为低位，当结束启动启动后，反相器六的输出端为低位，语音体（图2中的12.3）发声。

Claims (6)

1.一种混合型双结束式浮充装置，其特征是：由恒流源，可控硅充电单元，放电单元，接口单元，脉冲单元，双选择结束单元，语音控制单元，过程指示单元，负载单元，涓流电阻共同组成；

其中：各单元之间的关系是：

涓流电池接在整流输出与被充电池的正极之间；

各单元中的元件关系是：

恒流源由恒流三极管、恒流电阻、恒流触发电阻、调谐指示组成：恒流三极管的集电极接整流输出，恒流三极管的发射极接恒流电阻后，即是恒流源的输出，接可控硅充电单元，恒流触发电阻接在恒流三极管的集电极与基极之间，调谐指示接在恒流三极管的基极与恒流源输出之间；

可控硅充电单元由充电工作可控硅、充电备份可控硅、充电单元可控硅阴极串联二极管、充电自动转换二极管、控制极电阻组成；

充电工作可控硅的阳极与充电备份可控硅的阳极相连，接恒流源的输出，充电工作可控硅的控制极与充电备份可控硅的控制极相接成为充电控制点，充电触发电阻接在信号输入与充电控制点上，充电自动转换二极管的正极接充电备份可控硅的阴极，充电自动转换二极管的负极与充电工作可控硅的阴极相连成为充电阴极输出点，充电单元可控硅阴极串联二极管的正极接在充电阴极输出点，其负极成为可控硅充电单元的输出，接被充电池的正极；

放电单元放电切除开关电路、放电基极二极管、放电电阻、放电工作电路、放电备份电路、放电自动转换电路组成；

放电工作电路由放电工作管、放电工作管触发电阻组成；

放电备份电路由放电备份管与放电备份管触发电阻组成；

放电切除开关电路由切除开关、两切除二极管组成；

放电电阻的一端接被充电池的正极，放电电阻的另一端为两路，一路接放电工作管的集电极，另一路接放电自动转换电路到放电备份管的集电极，放电工作管与放电备份管的发射极都接地线，放电工作管的基极与放电备份管的基极各接一个触发电阻的一端，两触发电阻的另一端相连，接放电控制点，放电基极二极管接在脉冲单元中反相器二的输出端与放电控制点之间，放电工作管与放电备份管的基极各接一个切除二极管到切除开关的一端，切除开关的另一端接地线；

接口单元由接口三极管、接口触发电阻、接口触发二极管组成：接口三极管的发射极接地线，接口三极管的集电极接充电控制点，接口触发电阻的一端接接口三极管的基极，接口触发电阻的另一端接接口触发二极管到脉冲单元中反相器二的输出端；

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在整流输出与脉冲单元中反相器二的输出端之间；

脉冲单元由反相器一、反相器二、交连电阻、导向二极管、占空比可调电阻、占空比限制电阻、频率限制电阻、频率可调电阻、脉冲积分电容组成：反相器一的输出接交连电阻到反相器二的输入端，导向二极管的一端接反相器一的输出端，导向二极管的中另一端接占空比可调电阻，占空比可调电阻串接占空比限制电阻到反相器一的输入端，频率限制电阻串联频率可调电阻在反相器一的输出端与输入端之间，脉冲积分电容接在反相器一的输入端与地线之间；

双选择结束单元由选择单元、限流起动单元、计数单元、结束单元组成；

选择单元由选择开关、反相器五、选择二极管一、选择二极管二组成：

选择开关的一接电源，另一端接反相器五的输入端，反相器五的输出端为两路，一路接选择二极管一的负极，选择二极管一的正极接限压起动单元中限压上偏可调电阻与限压上偏保护电阻的串联点，另一路接选择二极管二到计数器的计数中心点；

计数单元由计数器、计数电容、计数调整电阻、计数保护电阻、停振二极管、计数结束二极管、计数中心点组成：计数器的第一振荡端接计数电容到计数中心点，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振荡中心点，计数器的终极输出端为两路，第一路接停振二极管到计数中心点，第二路接计数结束二极管到结束单元中反相器三的输入端；

结束单元由反相器三、反相器四、反馈电容、反馈二极管、反馈接地电阻、结束控制二极管、充电结束二极管组成：反相器三的输出端接反相器四的输入端，反相器四的输出端接结束控制二极管到反相器二的输入端，反相器四的输出端接接反馈电容的一端，反相电容的另一端为两路，一路接反馈接地电阻到地线，另一路接反馈二极管到反相器三的输入端，充电结束二极管接在反相器四的输出端与接口触发电阻的另一端之间；

限压起动单元由限压上偏可调电阻、限压上偏保护电阻、限压起动下偏电阻组成：限压上偏可调电阻串接限压上偏保护电阻到反相器三的输入端，限压起动下偏电阻接在反相器三的输入端到地线之间；

语音控制单元由语音钳位二极管、反相器六、语音体、语音积分电阻、语音积分电容组成：语音积分电阻接在反相器六的输入端与输出端之间，语音积分电容接在反相器门的输入端与地线之间，语音钳位二极管接在反相器六的输入端与反相器四的输出端之间，语音体接反相器六的输出端；

负载单元被充电池、接触指示灯、接触指示保护电阻组成：接触指示灯与接触指示保护电阻串联在被充电池的两端，被充电池接在可控硅充电单元的输出与地线之间。

2.根据权利要求1所述的一种混合型双结束式浮充装置，其特征是：反相器均是用斯密特电路焊接而成。

3.根据权利要求1所述的一种混合型双结束式浮充装置，其特征是：可控硅充电单元中的可控硅均为单向可控硅焊接而成。

4.根据权利要求1所述的一种混合型双结束式浮充装置，其特征是：恒流电阻为调整电阻与固定电阻串联而成。

5.根据权利要求1所述的一种混合型双结束式浮充装置，其特征是：充电单元可控硅阴极串联二极管的数量为两个或三个。

6.根据权利要求1所述的一种混合型双结束式浮充装置，其特征是：放电工作管、放电备份管、接口三极管、恒流三极管均为NPN三极管。