CN114336903B - 充电电路、充电装置以及胶囊内窥镜充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种充电电路、充电装置以及胶囊内窥镜充电系统，其中，充电电路包括电能输入端、采样控制电路、比较电路、脉冲发生电路以及供电电路；电能输入端依次连接采样控制电路和供电电路；供电电路的极性控制端连接脉冲发生电路的脉冲输出端，且配置为在脉冲信号作用下切换充电极性方向；比较电路包括第一比较支路，第一比较支路通过采样输入端连接采样控制电路的采样输出端，通过第一比较输出端连接脉冲发生电路的限制输入端，且配置为在采样电信号符合第一预设条件时，控制脉冲发生电路输出电信号恒定。本发明提供的充电电路，能够自适应极性充电，缩短反接状态持续时间，及时调整输出，适应多种待充电设备。

Description

充电电路、充电装置以及胶囊内窥镜充电系统

技术领域

本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电电路、充电装置以及胶囊内窥镜充电系统。

背景技术

蓄电池广泛应用于各种电子设备中，不仅可以通过放电为电子设备提供实现其功能的电能，也可以接收外部电能输入，从而实现循环使用。当前，带有蓄电池的设备通常配置为单向充电，用户需要严格区分设备接入充电电路的极性方向，使其与充电电路形成配合，才能正常充电。

现有技术中提供了极性判断和切换的方案拟解决该问题，但一方面，极性判断过程多采用将电子设备配置为向充电电路侧放电，充电电路侧采集信号并判断的方案，但此种方案相当于将电子设备配置为可以向外放电，由此会带来安全隐患；另一方面，单纯的极性切换仍然存在反接充电时间段，对于高精密设备而言，短时间的反接充电也可能导致电路被反向击穿，因此难以具有广泛的应用场景。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种充电电路，以解决现有技术中充电电路同时存在的极性判断需要设备放电所导致的安全问题，以及切换过程中存在的反接充电状态导致设备故障的问题。

本发明的目的之一在于提供一种充电装置。

本发明的目的之一在于提供一种胶囊内窥镜充电系统。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种充电电路，包括电能输入端、采样控制电路、比较电路、脉冲发生电路以及供电电路；所述电能输入端依次连接所述采样控制电路和所述供电电路；所述供电电路的极性控制端连接所述脉冲发生电路的脉冲输出端，且配置为在脉冲信号作用下切换充电极性方向；所述比较电路包括第一比较支路，所述第一比较支路通过采样输入端连接所述采样控制电路的采样输出端，通过第一比较输出端连接所述脉冲发生电路的限制输入端，且配置为在采样电信号符合第一预设条件时，控制所述脉冲发生电路输出电信号恒定。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述比较电路包括第二比较支路，所述第二比较支路通过所述采样输入端连接所述采样输出端，通过第二比较输出端连接所述采样控制电路的控制输入端，且配置为在采样电信号符合第二预设条件时，控制所述采样控制电路使能所述第一比较支路。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一预设条件包括所述采样电信号所表征的所述供电电路的充电状态正常，所述第二预设条件包括所述采样电信号所表征的所述供电电路的充电状态处于正常或已充满。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述采样电信号包括采样电压值，所述第一预设条件和所述第二预设条件分别设定第一预设电压值和第二预设电压值，所述第二预设电压值小于所述第一预设电压值；所述充电电路配置为，当所述采样电压值小于所述第二预设电压值时，表征所述供电电路对应的待充电设备未接入，当所述采样电压值大于所述第二预设电压值且小于所述第一预设电压值时，表征所述待充电设备已充满，当所述采样电压值大于所述第一预设电压值时，表征所述供电电路的充电状态正常。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一比较支路包括第一运算放大器、第一分压电阻、第二分压电阻和第一缓冲电容，所述第二比较支路包括第二运算放大器、第三分压电阻、第四分压电阻和第二缓冲电容；所述第一运算放大器的反相输入端连接所述采样输入端，且输出端连接所述第一比较输出端；所述第二运算放大器的反相输入端连接所述采样输入端，且输出端连接所述第二比较输出端；所述第一分压电阻一端连接所述第二运算放大器的输出端，另一端连接所述第一运算放大器的正相输入端；所述第二分压电阻一端连接所述第一运算放大器的正相输入端，另一端连接高电平；所述第一缓冲电容一端连接所述第一运算放大器的正相输入端，另一端接地；所述第三分压电阻一端连接所述第二运算放大器的正相输入端，另一端连接地电平；所述第四分压电阻一端连接所述第二运算放大器的正相输入端，另一端连接所述第一运算放大器的输出端；所述第二缓冲电容一端连接所述第二运算放大器的正相输入端，另一端接地。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一比较支路和所述第二比较支路还分别包括第一反馈电阻和第二反馈电阻；所述第一反馈电阻的两端分别连接所述第一运算放大器的输出端和正相输入端，所述第二反馈电阻的两端分别连接所述第二运算放大器的输出端和正相输入端；所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻具有预设反馈阻值，所述预设反馈阻值用于区分所述第一预设条件和所述第二预设条件，并在所述第一预设条件和所述第二预设条件之间形成电压缓冲区。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述采样控制电路包括采样电阻、使能电阻和使能开关，所述采样电阻和所述使能电阻相互并联地串接于所述电能输入端和所述供电电路之间，所述采样输出端连接所述采样电阻；所述使能开关串接于所述使能电阻所在支路，并根据所述控制输入端的输入，控制所述使能电阻可选地接入所述采样电阻两端。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述使能开关包括使能场效应管；所述采样电阻一端连接所述电能输入端和所述使能场效应管的源极，另一端连接所述供电电路；所述使能电阻一端连接所述使能场效应管的漏极，另一端连接所述供电电路；所述使能场效应管的栅极连接所述控制输入端。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述充电电路还包括指示电路，所述指示电路包括第一指示支路、第二指示支路、第三指示支路和指示开关；所述第一指示支路的两端分别连接高电平和所述第一比较输出端，所述第二指示支路的两端分别连接所述第一比较输出端和所述第二比较输出端，所述第三指示支路的两端分别连接所述第二比较输出端和所述指示开关；所述指示开关配置为根据所述第一比较输出端的输入，控制所述第三指示支路与所述指示开关连接的一端可选地接地。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一指示支路、所述第二指示支路和所述第三指示支路上分别串接有发光二极管；所述指示开关包括指示场效应管，所述指示场效应管的栅极连接所述第一比较输出端、漏极连接所述第三指示支路，且源极接地。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述充电电路还包括设置于所述第二指示支路与所述第二比较输出端之间的滤波电路；所述滤波电路包括第三运算放大器、第五分压电阻、第六分压电阻、滤波电阻、滤波电容和滤波开关；所述第三运算放大器的输出端连接所述第二指示支路，且反相输入端连接所述滤波开关；所述第五分压电阻一端连接高电平，另一端连接所述第三运算放大器的正相输入端；所述第六分压电阻一端接地，另一端连接所述第三运算放大器的正相输入端；所述滤波电阻一端接地，另一端连接所述第三运算放大器的反相输入端，所述滤波电容一端接地，另一端连接所述第三运算放大器的反相输入端；所述滤波开关配置为根据所述第二比较输出端的输入，控制所述第三运算放大器的反相输入端可选地接入高电平。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述滤波开关包括滤波场效应管，所述滤波场效应管的栅极连接所述第二比较输出端、漏极连接所述第三运算放大器的反相输入端，且源极接高电平。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述脉冲发生电路包括依次连接的限制电路、振荡电路和反相电路，所述脉冲输出端包括第一脉冲输出端和第二脉冲输出端；所述限制电路的输入侧连接所述限制输入端，所述第一脉冲输出端连接所述振荡电路的输出侧，所述第二脉冲输出端连接所述反相电路的输出侧。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述振荡电路包括第四运算放大器、第一调节电阻、第二调节电阻、第三调节电阻、第四调节电阻和调节电容；所述第四运算放大器的反相输入端连接所述限制电路的输出侧，且输出端分别连接所述第一脉冲输出端和所述反相电路的输入侧；所述第一调节电阻串接于所述第四运算放大器的正相输入端和输出端之间；所述第二调节电阻一端连接所述第四运算放大器的正相输入端，另一端连接偏置电压；所述第三调节电阻一端连接所述第四运算放大器的正相输入端，另一端接地；所述第四调节电阻串接于所述第四运算放大器的反相输入端和输出端之间；所述调节电容一端连接所述第四运算放大器的反相输入端，另一端接地。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述限制电路包括限制开关，所述限制开关的输入端和输出端分别连接高电平和所述第四运算放大器的反相输入端，且配置为根据所述限制输入端的输入，控制所述第四运算放大器的反相输入端的电位。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述限制开关包括限制场效应管；所述限制场效应管的源极连接所述高电平、栅极连接所述限制输入端，且漏极连接所述第四运算放大器的反相输入端。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述反相电路包括第五运算放大器、第七分压电阻和第八分压电阻；所述第五运算放大器的反相输入端连接所述第一脉冲输出端；所述第七分压电阻一端连接高电平，另一端连接所述第五运算放大器的正相输入端；所述第八分压电阻一端连接所述第五运算放大器的正相输入端，另一端接地。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述供电电路包括第一充电端、第二充电端和第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管；所述极性控制端包括第一极性控制端和第二极性控制端，且所述第一极性控制端和所述第二极性控制端配置为接收相位相反的所述脉冲信号；所述充电电路通过所述第一充电端和所述第二充电端为待充电设备充电；所述第一场效应管的源极连接所述采样控制电路、栅极连接所述第一极性控制端，且漏极连接所述第一充电端；所述第二场效应管的源极接地、栅极连接所述第二极性控制端，且漏极连接所述第二充电端；所述第三场效应管的源极连接所述采样控制电路、栅极连接所述第二极性控制端，且漏极连接所述第二充电端；所述第四场效应管的源极接地、栅极连接所述第一极性控制端，且漏极连接所述第一充电端。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述充电电路还包括设置于所述采样输出端和所述采样输入端之间的放大电路；所述采样输出端包括第一采样输出端和第二采样输出端，所述放大电路包括第六运算放大器、第七运算放大器、第八运算放大器、第一放大电阻、第二放大电阻、第三放大电阻、第四放大电阻、第五放大电阻、第六放大电阻和第七放大电阻；所述第一采样输出端和所述第二采样输出端分别连接所述第六运算放大器的正相输入端和所述第七运算放大器的正相输入端；所述第一放大电阻串接于所述第六运算放大器的输出端和反相输入端之间，所述第二放大电阻串接于所述第七运算放大器的输出端和反相输入端之间，所述第七放大电阻的两端分别连接所述第六运算放大器的反相输入端和所述第七运算放大器的反相输入端；所述第一放大电阻的阻值与所述第二放大电阻的阻值相等；所述第三放大电阻的两端分别连接所述第六运算放大器的输出端和所述第八运算放大器的反相输入端，所述第四放大电阻的两端分别连接所述第七运算放大器的输出端和所述第八运算放大器的正相输入端；所述第三放大电阻的阻值与所述第四放大电阻的阻值相等；所述第五放大电阻串接于所述第八运算放大器的输出端和反相输入端之间；所述第六放大电阻一端连接所述第八运算放大器的正相输入端，且另一端接地；所述第五放大电阻的阻值与所述第六放大电阻的阻值相等。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种充电装置，包括上述任一种技术方案所述的充电电路。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种胶囊内窥镜充电系统，包括胶囊内窥镜，以及上述任一种技术方案所述的充电装置，所述充电装置用于对所述胶囊内窥镜充电。

与现有技术相比，本发明提供的充电电路，在正常状态下进行极性方向交替的脉冲输出，并在符合条件时控制输出恒定，达到了自适应极性充电的效果，同时大幅缩短了极性判断所带来的反接充电状态的持续时间；此外，采样控制电路掌握充电过程中电信号的变化情况，能够及时调整电路输出，并规避将待充电设备配置为可以向外放电所导致的安全问题。

附图说明

图1是本发明一实施方式中充电电路的结构原理图。

图2是本发明一实施方式中充电电路的放大电路和比较电路的电路结构图。

图3是本发明一实施方式中充电电路的采样控制电路和供电电路的电路结构图。

图4是本发明一实施方式中充电电路的脉冲发生电路的电路结构图。

图5是本发明一实施方式中指示电路的电路结构图。

图6是本发明一实施方式中滤波电路的电路结构图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了适应多种工况，现有电子设备通常配置为，包含可循环使用的蓄电池，从而脱离有线连接并获得更广泛的活动范围，并在电量用尽后再次充电实现多次使用，以节省成本并提高可用性。上述特性应用于体内检测或数据采集场景下，则可以搭载于例如胶囊内窥镜等体内电子设备中，对其功能续航提供支持，使其足以采集消化道图片等数据，并利用诸如射频传输的方式将数据信号传输至上位机，以便医疗工作者采集并了解病人情况。

由于人体内环境复杂，胶囊内窥镜等体内电子设备所能接触到的组织液多具有导电性，如若将体内电子设备用于实现循环充电的触点暴露在外并配置为可放电，则会对病人造成较大影响。但如若将充电触点配置为具有向内的单向导电性，则需要严格注意其接入充电装置的极性，否则会导致体内电子设备发生击穿等损坏，具有较差的操作性。因此，为了不影响体内电子设备在导电组织液内的工作，适应多种工况下不同电子设备的正常运行，同时提升充电过程操作的便利性，本发明提供下文所示的充电电路、充电装置以及胶囊内窥镜充电系统。

值得注意地，本发明提供的技术方案不仅仅适用于上文给出的、具体的胶囊内窥镜的场景，还适用于一切有上述技术问题、存在相同或类似应用场景的电子设备，相关电子设备的充电方案均可以替换地应用本发明提供的技术方案解决对应的技术问题、实现对应的技术效果。

本发明一实施方式提供一种胶囊内窥镜充电系统，具体包括作为待充电设备的胶囊内窥镜，以及一种充电装置，所述充电装置可以用于对所述胶囊内窥镜充电。

本发明一实施方式提供一种充电装置，可以设置于所述胶囊内窥镜充电系统中。所述充电装置具体包括一种充电电路，可以用于为多种待充电设备进行充电。

在结构设置方面，所述充电装置可以具体配置为，与所述待充电设备通过接触或卡合实现配合，从而将充电装置内部存储的电能，或通过插头引入的外部电能输送至所述待充电设备中。基于此，所述充电装置可以具体具有底座形状结构，并在与所述待充电设备发生贴合的表面处，设置凹槽等形状的导向限位结构，从而将所述待充电设备准确固定，并使两设备上相互配合的结构自行对准。

在充电原理方面，至少包含于所述充电装置的所述充电电路，可以配置为以不依靠所述待充电设备放电的方式，来检测待充电设备当前接入的极性方向，并自适应地调整充电极性方向以配合当前接入的极性方向，实现稳定充电。具体地，所述充电电路可以配置为，在正常状态下进行极性方向交替的脉冲输出，并在符合条件时控制输出恒定，保证自适应极性充电的基础上，缩短极性判断带来的反接充电状态的持续时间。

虽然不作为解决本发明所列技术问题的重点、但可以作为一种具体示例与本发明其他部分结合形成新的技术方案或新的应用场景说明地，所述待充电设备可以配置为如胶囊内窥镜的体内电子设备，或硬管内窥镜等其他医疗器械，针对前者，所述充电装置可以配置为充电仓或其他盒体状，针对后者，所述充电装置可以配置为充电底座等结构。进一步地，所述待充电设备可以包括蓄电池，以及用于与所述充电装置接触配合的正极触点和负极触点，所述正极触点和所述负极触点可以嵌设于所述待充电设备壳体以内，可以突出于所述待充电设备壳体之上，也可以与所述待充电设备壳体形成平滑平面地设置。所述充电装置对应调整自身放电的极性方向，使所述待充电设备内始终形成充电回路。

在另一种场景下，待充电设备壳体形成的容置腔内还可以包括电路板、光源、镜头等。电路板可以具体至少包括导电电路板，所述导电电路板可以与所述正极触点和所述负极触点连接，用于建立所述蓄电池与两个触点的电性连接关系。此外，待充电设备配置为胶囊内窥镜时，内部可以设置有永磁体，在一种具体的实施方式中，可以复用该永磁体辅助实现充电装置的充电端与所述两个触点的对准，例如在充电装置处对应设置有极性相反的永磁体或者电磁线圈，恒定发出或受到外部信号刺激后得电发出磁信号，从而吸附所述待充电设备并将其固定在合适的位置。

如图1所示，本发明一实施方式提供一种充电电路，可以是设置于上述充电装置中的，也可以是独立或设置于其他装置内来为待充电设备9充电的。基于此，上述对待充电设备进行的特征限定，并不必然限定该实施方式中提供的所述充电电路，本领域技术人员可以根据需要进行功能调整。

具体地，所述充电电路包括电能输入端1、采样控制电路2、比较电路3、脉冲发生电路4以及供电电路5。电能输入端1依次连接采样控制电路2和供电电路5，从而经由采样控制电路2向供电电路5输送电能，以提升电信号采样的效率，当然本发明并不排斥电能输入端1分别连接采样控制电路2和供电电路5的实施方式。

结合图1、图3和图4所示，供电电路5通过极性控制端51连接脉冲发生电路4的脉冲输出端40，从而可以将供电电路5配置为在脉冲输出端输出的脉冲信号的作用下，切换向待充电设备9充电的极性方向。可见，所述脉冲信号可以通过高低电平的切换，控制供电电路5输出电能的极性方向，使其同步在短周期内进行，至少相反的第一极性方向和第二极性方向之间的切换，不论此时处于正接还是反接，接通时间较短，不会造成待充电设备的损伤。

再结合图1、图2、图3和图4所示，比较电路3具体可以包括第一比较支路31，第一比较支路31通过比较电路3的采样输入端30连接采样控制电路2的采样输出端20，以接收表征当前充电状态的采样电信号。同时，第一比较支路31还通过第一比较输出端310连接脉冲发生电路4的限制输入端41，从而根据判断结果控制脉冲发生电路4的脉冲信号输出情况，可以是改变其输出脉冲信号的幅度、频率、占空比等要素。在本实施方式中，基于脉冲发生电路4默认状态下始终输出脉冲信号，因此可以设定表征采样电信号情况符合正常充电标准的第一预设条件，并将第一比较支路31配置为在所述采样电信号符合第一预设条件时，控制脉冲发生电路4输出电信号恒定，也即控制其不再输出脉冲信号。

如此，可以通过调配脉冲信号和恒定电信号的输出，利用脉冲信号切换极性方向防止电路故障，并在检测到采样电信号符合正常充电标准后，将输出电能限定在当前对应水平下，从而兼顾自适应和最优化充电。

进一步地，在一种实施方式中，结合图1和图2所示，比较电路3还可以包括第二比较支路32，可以用于在第一比较支路31判断并输出控制信号之前，增加一步对采样电信号粗略的前置判断。从而，一方面，降低第一比较支路31检测的敏感程度，降低对脉冲发生电路4的输出电信号限制误触发的概率；另一方面，初步判断较低水平下采样电信号的类型，从而区分出更多充电过程中可能存在的状态以提示用户。

具体地，结合图1、图2和图3所示，第二比较支路32通过比较电路3的采样输入端30连接采样控制电路2的采样输出端20，获取与第一比较支路31一致或至少在部分状态下一致的采样电信号。第二比较支路32进一步通过第二比较输出端320连接采样控制电路2的控制输入端21，从而根据判断结果控制采样控制电路2执行不同的动作，所述动作可以包括对电路中其他组分的状态进行调整，例如对第一比较支路31的工作状态进行调整，控制其正常工作、停止工作和/或将其输出电信号钳位于某一水平下。在本实施方式中，出于降低第一比较支路31动作敏感度，防止其工作状态下受到细微干扰即输出对脉冲发生电路4的限制，因此可以设定表征采样电信号情况逼近符合正常充电标准的第二预设条件，并将第二比较支路32配置为在所述采样电信号符合第二预设条件时，控制采样控制电路2使能第一比较支路31。当然，本发明并不限于此种实施方式，第二比较支路32使能第一比较支路31可以是直接向第一比较支路31输出使能信号，也可以是通过电路中其他组分实现使能，而本实施方式提供的使能方式，复用了采样输入端30形成对两条比较支路的控制，能够将所述充电电路简化和小型化，节省元器件成本。

在一种具体的实施方式中，所述第一预设条件可以包括采集到的所述采样电信号所表征的供电电路5的充电状态正常，所述第二预设条件可以包括采集到的所述采样电信号所表征的供电电路5的充电状态处于正常或已充满。可以理解地，采样电信号的内容可以表征供电电路5的充电状态，基于此，比较电路3中的第二比较支路32采集到一种采样电信号后，可以解析并判断当前供电电路5的充电状态，当分析所述采样电信号所表征的充电状态为正常或已充满时，认为所述第二预设条件已经成就，控制采样控制电路2使能第一比较支路31，第一比较支路31开始采集得到一种采样电信号，进一步解析此时供电电路5的充电状态，并当进一步分析确定采样电信号所表征的充电状态正常时，认为所述第一预设条件成就，从而控制脉冲发生电路4输出电信号恒定。基于此，设置两段递进判断逻辑，能够实时掌握当前电路充电情况，通过两条比较支路实现状态区分监测、电能输出控制和电路动作切换等功能。

进一步地，所述采样电信号还可以具体配置为包括采样电压值，对应地，所述第一预设条件可以具体设定有第一预设电压值，所述第二预设条件可以具体设定有第二预设电压值，且所述第二预设电压值配置为数值上小于所述第一预设电压值。从而，比较电路3可以通过采样控制电路2上采集的采样电压值的数值大小，判断电路当前的充电状态，防止微小干扰影响电路误触发。

基于上述对采样电信号和预设条件的具体配置，所述充电电路可以进一步具体配置为：在第一种情形下，当检测到所述采样电压值在数值上小于所述第二预设电压值时，表征并判断供电电路5对应的待充电设备9未接入，或称待充电设备9未与所述充电电路形成配合，此时，所述第一预设条件和所述第二预设条件均未成就，第一比较支路31和第二比较支路32均不触发输出，脉冲发生电路4保持脉冲信号输出；在第二种情形下，当检测到所述采样电压值在数值上大于所述第二预设电压值且小于所述第一预设电压值时，表征并判断待充电设备9已充满，此时，所述第二预设条件成就，第二比较支路32触发输出，使能第一比较支路31，但由于所述第一预设条件未成就，第一比较支路31不触发输出，脉冲发生电路4保持脉冲信号输出；在第三种情形下，当检测到所述采样电压值在数值上大于所述第一预设电压值时，表征并判断供电电路5的充电状态正常，此时，所述第二预设条件成就，第二比较支路32触发输出，使能第一比较支路31，所述第一预设条件成就，第一比较支路31触发输出，脉冲发生电路4的输出电信号被控制在恒定水平下，从而供电电路5以当前最优充电状态持续为待充电设备9充电。

而在一种具体的实施方式中，本发明提供一种电路结构配置以实现上述控制方案的实现，当然可以理解地，下文对电路结构的披露可以并不是实现上文控制方案的唯一方案，本领域技术人员可以根据下文结构描述过程中附随阐述的、在下文结构描述的启示下或根据发明目的有动机地结合其他现有技术形成多种实施方式，当然，这些实施方式可以包括电路结构的配置，也可以包括芯片架构、CPU（Central Processing Unit，中央处理器）或FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）组合等多种制式的配置。

在该实施方式中，如图1和图2所示，第一比较支路31可以包括第一运算放大器311、第一分压电阻312和第二分压电阻313，第二比较支路32可以包括第二运算放大器321、第三分压电阻322和第四分压电阻323。从而，分别利用第一分压电阻312、第二分压电阻313和第三分压电阻322和第四分压电阻323形成可根据用户需要调节的、相同或不同的参考电信号，并分别送入第一运算放大器311和第二运算放大器321中，以辅助所述第一预设条件和所述第二预设条件的构建。在一种具体的实施方式中，所述参考电信号可以用于辅助构建所述第一预设电压值和所述第二预设电压值。

进一步地，第一分压电阻312一端连接第二运算放大器321的输出端，第一分压电阻312另一端连接第一运算放大器311的正相输入端；第二分压电阻313一端连接第一运算放大器311的正相输入端，第二分压电阻313另一端连接高电平。如此，形成对第一运算放大器311正相输入端的参考电信号的输入，并根据第二运算放大器321的输出，辅助实现对第一比较支路31的使能。其中，所述第二分压电阻313连接的高电平可以是+5V。

此外，第三分压电阻322一端连接第二运算放大器321的正相输入端，第三分压电阻322另一端连接地电平GND；第四分压电阻323一端连接第二运算放大器321的正相输入端，第四分压电阻323另一端连接第一运算放大器311的输出端。如此，依靠第一比较支路31的输出形成对第二运算放大器321正相输入端的参考电信号的输入，使其具有相较于第一比较支路31而言更高的敏感度，同时建立两比较支路间的关联关系。

基于此，初始化状态下，供电电路5未开始充电，采样输入端30输入低电平，第一运算放大器311的正相输入端在高电平、第一分压电阻312和第二分压电阻313的构建下，接收到足以成就所述第一预设条件的电平，第一运算放大器311输出高电平；第二运算放大器321的正相输入端在第一运算放大器311的输出、第三分压电阻322和第四分压电阻323的构建下，接收到足以成就所述第二预设条件的电平，第二运算放大器321输出高电平。从而，第二比较支路32输出不触发采样控制电路2动作，第一比较支路31未收到采样控制电路2的使能，且第一运算放大器311的正相输入端并未形成严格的所述第一预设条件，因此第一比较支路31可以认为是还未处于工作状态。在一种具体的实施方式中，足以成就所述第一预设条件的电平可以是大于等于所述第一预设电压值的电平，足以成就所述第二预设条件的电平可以是等于所述第二预设电压值的电平。

在所述第一种情形下，采样输入端30的电平不符合所述第二预设条件，导致第二运算放大器321输出高电平，采样控制电路2不发生动作，第一运算放大器311的正相输入端仍然维持在超出所述第一预设条件的电平状态下，第一比较支路31未收到使能，并仍处于未工作状态下。

在所述第二种情形下，采样输入端30的电平符合所述第二预设条件，导致第二运算放大器321输出低电平，此时，在第一分压电阻312和第二分压电阻313的分压下，第一运算放大器311的正相输入端的电平被降低至所述第一预设条件范围内，第一运算放大器311的敏感度提高；同时，第二运算放大器321的输出导致采样控制电路2发生动作，通过采样输入端30输入使能信号，第一运算放大器311将反相输入端接收到的使能信号，与第一预设条件进行比较判断，第一预设条件并未成就，因而第一运算放大器311继续输出高电平，而不影响脉冲发生电路4的动作。

在一种具体的实施方式中，采样输入端30的电平符合所述第二预设条件可以是所述采样电压值大于所述第二预设电压值；所述第一运算放大器311的正相输入端的电平降低至所述第一预设条件范围内，可以是基于分压导致的第一运算放大器311的正相输入端的电平降低，并最终等于所述第一预设电压值；所述输入使能信号的方式，可以是将采样输入端30的电平降低，对应地，所述使能信号可以是降低后的采样电信号；用于与所述使能信号进行比较判断的，可以是所述第一预设电压值。

在所述第三种情形下，由于采样输入端30的电平不仅符合第一预设条件，也符合第二预设条件，因此与第二情形相同地，符合所述第二预设条件会导致第二运算放大器321输出低电平，第一运算放大器311的敏感度提高，采样输入端30输入使能信号，此时，由于使能信号满足第一预设条件，第一运算放大器311对应输出低电平，控制脉冲发生电路4输出电信号恒定，且拉低第二运算放大器321的正相输入端电平，使其保持输出低电平信号，锁定当前第一运算放大器311的工作状态。在一种具体的实施方式中，所述使能信号满足第一预设条件，可以是降低后的所述采样电压值仍然高于所述第一预设电压值。

基于上述电路，还可以进一步简化电路逻辑，将所述第一预设电压值与所述第二预设电压值配置为相等，将第一运算放大器311和第二运算放大器321的正相输入端接入同一个采样输入端30，且将第一分压电阻312和第三分压电阻322配置为阻值相等，将第二分压电阻313和第四分压电阻323配置为阻值相等。如此，第一运算放大器311和第二运算放大器321在正常工作时具有相同的参考电压，而完全利用采样控制电路2的状态切换，降低采样输入端30的采样电压值，复用采样电信号作为第一比较支路31的所述使能信号，实现两级递进电信号判断。值得强调地，在上文的启示下，将两个运算放大器分别接入不同的采样输入端的实施方式是可以预期的。

在一种具体的情形下，所述第一预设电压值和所述第二预设电压值可以配置为1.6V，第一分压电阻312和第三分压电阻322可以具有3.3KΩ的阻值，第二分压电阻313和第四分压电阻323可以具有6.8KΩ的阻值。第一运算放大器311和采样输入端30之间可以串接8.2KΩ的保护电阻，对应地，第二运算放大器321和采样输入端30之间也可以串接8.2KΩ的保护电阻；第一运算放大器311、第二运算放大器321与采样输入端30之间的干路上还可以设置有低通滤波器，其中电阻可以配置为1KΩ，电容可以配置为2.2nF。

在一种实施方式中，为了保持两条比较支路在其自身状态切换时，不至于因为相互之间的关联关系导致另一支路切换失效，提升工作的稳定性，并具体地维持运算放大器的正相输入端输入电平的均衡，第一比较支路31还可以包括第一缓冲电容314，第二比较支路还可以包括第二缓冲电容324。其中，第一缓冲电容314一端连接第一运算放大器311的正相输入端，第一缓冲电容314另一端接地；第二缓冲电容324一端连接第二运算放大器321的正相输入端，第二缓冲电容324另一端接地。如此，在第一分压电阻312和第二分压电阻313之间电位发生突变，或第三分压电阻322和第四分压电阻323之间电位发生突变时，对运算放大器的正相输入端电平形成缓冲，一段时间内维持其在前一时刻电平输入状态，且辅助提高第二比较支路32的敏感程度，并降低第一比较支路31的敏感程度。在一种具体的实施方式中，第一缓冲电容314和第二缓冲电容324配置为具有相同的电容值。作为补充地，上述对敏感程度的降低和提高，是基于电平输入的差异实现的。

进一步地，为了避免在第一预设电压值和第二预设电压值配置为相等时，可能出现的采样电压值由于元件误差和电路噪声等因素，在该预设电压值两侧跳变，使得第一比较支路31和第二比较支路32反复切换所导致的故障以及误输出，一种实施方式中，第一比较支路31可以包括第一反馈电阻315，第二比较支路32可以包括第二反馈电阻325。其中，第一反馈电阻315的两端分别连接第一运算放大器311的输出端和第一运算放大器311的正相输入端；第二反馈电阻325的两端分别连接第二运算放大器321的输出端和第二运算放大器321的正相输入端。

具体地，第一反馈电阻315和第二反馈电阻325可以具有相同或不同的预设反馈阻值，以区分所述第一预设条件和所述第二预设条件，并在所述第一预设条件和所述第二预设条件之间形成电压缓冲区。在一种实施方式中，第一反馈电阻315和第二反馈电阻325可以配置为阻值相等，具体而言可以配置为8.2KΩ，从而结合上述对第一分压电阻312、第二分压电阻313、第三分压电阻322和第四分压电阻323的阻值配置，形成1.8V至2.36V之间的电压缓冲区，从而以高于1.6V标准的电压作为两种预设条件。当然，上述电压缓冲区还可以通过配置所述第一预设条件和所述第二预设条件为不同实现，也可以采用区分于本实施方式的其他电路结构实现，本发明并不对此设限。

为了提升采样输入端30输入的采样电信号的质量，提高比较电路3运算的精准度，如图1、图2和图3所示，所述充电电路还可以包括设置于采样输出端20和采样输入端30之间的放大电路8。具体地，采样输出端20可以包括第一采样输出端201和第二采样输出端202，以适应采样电信号为采样电压值的实施方式。

对应地，放大电路8包括第六运算放大器811、第七运算放大器812和第八运算放大器813，分别对第一采样输出端201和第二采样输出端202输入电平信号进行运算放大后整合输出。基于此，第一采样输出端201连接第六运算放大器811的正相输入端，第二采样输出端202连接第七运算放大器812的和正相输入端，第六运算放大器811的输出端连接第八运算放大器813的反相输入端，第七运算放大器812的输出端连接第八运算放大器813的正相输入端，第八运算放大器813的输出端连接采样输入端30。

值得注意地，上述“连接”并不仅仅包含“直接连接”这一种含义，还可以包含间接连接或通信连接等含义，并具体地，间接连接可以包括通过元器件连接，也可以包括通过电路中其他组分连接。上述说明适用于本发明所述的任何一种并未进行特殊限制的“连接”的定义中，由此衍生的多种实施方式均在本发明的保护范围内。

例如，放大电路8还包括第一放大电阻821、第二放大电阻822和第七放大电阻827。其中，第一放大电阻821串接于第六运算放大器811的输出端和第六运算放大器811的反相输入端之间；第二放大电阻822串接于第七运算放大器812的输出端和第七运算放大器812的反相输入端之间；第七放大电阻827一端连接第六运算放大器811的反相输入端，第七放大电阻827另一端连接第七运算放大器812的反相输入端。如此，形成第一级放大器反馈回路。

定义第一采样输入端201输入电压值为

、第二采样输入端202输入电压为

、第一放大电阻821的阻值为

、第二放大电阻822的阻值为

、第七放大电阻827的阻值为

、第六运算放大器811的输出端的电压为

、第七运算放大器812的输出端的电压为

，则两运算放大器的输出端的电压差至少可以满足：

继续地，第三放大电阻823一端连接第六运算放大器811的输出端，另一端连接第八运算放大器813的反相输入端；第四放大电阻824一端连接第七运算放大器812的输出端，另一端连接第八运算放大器813的正相输入端；第五放大电阻825串接于第八运算放大器813的输出端和第八运算放大器813的反相输入端之间；第六放大电阻826一端连接第八运算放大器813的正相输入端，第六放大电阻826另一端接地。如此，形成第二级放大器反馈回路。

定义第三放大电阻823的阻值为

、第四放大电阻824的阻值为

、第五放大电阻825的阻值为

、第六放大电阻826的阻值为

、第八运算放大器813的输出端的电压为

，则第八运算放大器813的输出端的电压至少可以满足：

优选地，第一放大电阻821的阻值和第二放大电阻822的阻值相等，第三放大电阻823的阻值和第四放大电阻824的阻值相等，第五放大电阻825的阻值和第六放大电阻的阻值826相等，用户可以通过调节第七放大电阻827的阻值调整回路增益。从而，第八运算放大器813的的输出作为采样输入端30的输入而言，可以优选地至少满足：

。

值得注意地，上述与0相乘和与0相加中的0，均代表与第六放大电阻826相接的地电平，在用户具有其他特殊要求时，可以将该接地端连接其他参考电压，从而调整放大电路8的输出。

在一种具体的使用场景下，放大电路8的增益配置为40倍，从而，以采样电压值1.6V作为比较电路3判断的分界点，对应在采样控制电路2上的充电电流即为4μA和400μA两档。如此，实现在采样控制电路2未使能第一比较支路31的状态下，当采样控制电路2上充电电流小于4μA时，第八运算放大器813输出至采样输入端30的电压小于1.6V，当采样控制电路2上充电电流大于4μA时，第八运算放大器813输出至采样输入端30的电压大于1.6V；在采样控制电路2使能第一比较支路31的状态下，当采样控制电路2上充电电流小于400μA时，采样控制电路2对充电电流的限制由0.4μA增大到40mA，第八运算放大器813输出至采样输入端30的电压小于1.6V，当采样控制电路2上充电电流大于400μA时，第八运算放大器813输出至采样输入端30的电压大于1.6V。根据上述逻辑形成的任何一种对第一放大电阻821至第七放大电阻827的阻值配置，均在本发明保护范围内。

同时本发明不排斥在运算放大器与采样输出端20之间增加保护电阻的实施方式，例如在第六运算放大器811与第一采样输出端201之间，以及在第七运算放大器812与第二采样输出端202之间进行上述配置。

与此相配合地，如图1和图3所示，采样控制电路2还可以具体包括采样电阻22、使能电阻23和使能开关24，从而，采样控制电路2利用使能开关24控制使能电阻23和采样电阻22的分压，在接受第二比较支路32控制后，切换采样控制电路2的分压状态，达到输出使能信号的效果。在一种具体的实施方式中，输出使能信号可以是，以降低采样输出端20输出至采样输入端30的采样电压值的方式实现的。

具体地，采样电阻22串接于电能输入端1和供电电路5之间，使能电阻23与采样电阻22并联，以同样串接于电能输入端1和供电电路5之间。采样输出端20连接采样电阻22，以将采样电阻22上获得的采样电信号输出。使能开关24串接于使能电阻23所在支路，且配置为根据控制输入端21的输入，控制使能电阻23可选地接入采样电阻22两端。具体地，可以是选择性断开使能电阻23所在支路，通过并联电阻总阻值降低或与之相反的总阻值增大，产生并输出所述使能信号。

在一种实施方式中，使能开关24还可以包括如图3所示的使能场效应管。采样电阻22一端连接电能输入端1和所述使能场效应管的源极，采样电阻22另一端连接供电电路5；使能电阻23一端连接所述使能场效应管的漏极，使能电阻23另一端连接供电电路5；所述使能场效应管的栅极连接所述控制输入端21。当然，本发明并不排斥使能开关24的其他选型，例如光耦、三极管、继电器等元器件，均可以替换地实施于本发明提供的实施方式中。

优选地，在设定所述控制输入端21输入信号中的低电平为触发信号的实施方式中，所述使能场效应管可以配置为P沟道场效应管。此外，控制输入端21与所述使能场效应管的栅极之间还可以串接有保护电阻，采样电阻22两端还可以并联有微分电容，用于减小对高频信号的阻抗，提高信号响应速度。

在一种具体的实施方式中，如图1和图3所示，供电电路5包括第一充电端521和第二充电端522，待充电设备9通过将两个触点分别接入两个充电端，从而所述充电电路通过第一充电端521和第二充电端522为待充电设备9充电。供电电路5还可以进一步包括共计四个开关管，每两个开关管成一组分别连接第一充电端521和第二充电端522，如此组成的两组回路可以分别定义为第一供电支路和第二供电支路，从而，供电电路5可以通过两条供电支路实现对不同极性接入方向的待充电设备9的充电。可以理解地，一方面，图3中示出的第一待充电设备91和第二待充电设备92可以是极性相反地接入供电电路5的两个不同的设备，也可以是待充电设备9的两种状态；另一方面，开关管和充电端形成的第一供电支路和第二供电支路是为了简化描述所定义的概念，其在电路结构上并无限定含义。

此外，极性控制端51在一种实施方式中可以包括第一极性控制端511和第二极性控制端512，出于利用所述脉冲信号改变充电极性方向的目的，第一极性控制端511和第二极性控制端512可以配置为接收相位相反的所述脉冲信号。同时，结合两条供电支路的设置目的，第一极性控制端511和第二极性控制端512接入所述第一供电支路的方向，与第一极性控制端511和第二极性控制端512接入所述第二供电支路的方向可以配置为相反。

具体地，上述开关管其中之二可以分别包括第一场效应管531和第二场效应管532，用以控制所述第一供电支路的开闭，使供电电路5沿第一极性方向为第一待充电设备91进行充电（电流路径如图3中箭头所示）。基于此，第一场效应管531的源极连接采样控制电路2，第一场效应管531的栅极连接第一极性控制端511，第一场效应管531的漏极连接第一充电端521；第二场效应管532的源极接地，第二场效应管532的栅极连接第二极性控制端512，第二场效应管532的漏极连接第二充电端522。如此，形成由第一充电端521流向第二充电端522的充电极性方向。

此外，上述开关管其中另二可以分别包括第三场效应管533和第四场效应管534，用以控制所述第二供电支路的开闭，使供电电路5沿与所述第一极性方向相反的第二极性方向，为第二待充电设备92进行充电（电流路径如图3中箭头所示）。基于此，第三场效应管533的源极连接采样控制电路2，第三场效应管533的栅极连接第二极性控制端512，第三场效应管533的漏极连接第二充电端522；第四场效应管534的源极接地，第四场效应管534的栅极连接第一极性控制端511，第四场效应管534的漏极连接第一充电端521。如此，形成由第二充电端522流向第一充电端521的充电极性方向。

基于此，由于第一极性控制端511和第二极性控制端512接收到的脉冲信号的相位相反，为了实现在第一极性方向的充电需求下，第一场效应管531和第二场效应管532导通，第三场效应管533和第四场效应管534关断，而且，在第二极性方向的充电需求下，第一场效应管531和第二场效应管532关断，第三场效应管533和第四场效应管534导通，需要将第一场效应管531和第二场效应管532配置为具有不同沟道，并将第三场效应管533和第四场效应管534配置为具有不同沟道，且将第一场效应管531和第四场效应管534配置为具有不同沟道。从而，本发明提供一种具体的实施方式，将第一场效应管531和第三场效应管533配置为P沟道场效应管，并将第二场效应管532和第四场效应管534配置为N沟道场效应管，以适应高压侧和低压侧的导通需求。当然，本领域技术人员出于其他考量，将上述选型配置为相反，或采用三极管、光耦、继电器、联动开关、触点等电子元器件实现预期技术效果，均在本发明预想范围内。

除此之外，本发明还可以揭示：将第一场效应管531和第二场效应管532配置为相同选型，且与同样选型相同的第三场效应管533和第四场效应管534配置为相反选型，并进一步利用第一极性控制端511和第二极性控制端512其中之一控制第一场效应管531和第二场效应管532的动作，并利用第一极性控制端511和第二极性控制端512其中另一控制第三场效应管533和第四场效应管534的动作的实施方式。由此可见，足以实现所述第一供电支路和所述第二供电支路沿相反极性方向充电的实施方式，均可以包含于本发明保护范围内。

作为补充地，本发明并不排斥在采样控制电路2与电能输入端1之间增加保护电阻，在采样控制电路2与供电电路5之间增加保护电阻，以及在极性控制端51与对应场效应管的栅极之间增加保护电阻的实施方式。

继续如图1和图4所示，对于脉冲发生电路4而言，一方面，脉冲输出端40可以包括第一脉冲输出端401和第二脉冲输出端402，以输出不同相位、幅度、频率和/或占空比的脉冲信号。优选地，第一脉冲输出端401与前文所述第一极性控制端511对应连接，第二脉冲输出端402与前文所述第二极性控制端512对应连接。基于前文一实施方式中，对第一极性控制端511和第二极性控制端512接收脉冲信号的限定，第一脉冲输出端401和第二脉冲输出端402可以配置为分别输出至少相位相反的脉冲信号。

并非限定于上述结构配置但在此种思路下，脉冲发生电路4可以具体包括依次连接的限制电路42、振荡电路43和反相电路44。其中，限制电路42的输入侧连接限制输入端41，第一脉冲输出端401连接振荡电路43的输出侧，第二脉冲输出端402连接反相电路44的输出侧。如此，振荡电路43通过限制电路42接收来自限制输入端41的控制信号，并对应生成一种脉冲信号从第一脉冲输出端401输出，反相电路44接收该脉冲信号并生成另一种脉冲信号，从第二脉冲输出端402输出。

对于电路结构部分，在一种实施方式中，振荡电路43包括第四运算放大器430、第一调节电阻431、第二调节电阻432、第三调节电阻433、第四调节电阻434和调节电容435。其中，第四运算放大器430、第一调节电阻431、第二调节电阻432和第三调节电阻433形成一滞回比较器，第四调节电阻434和调节电容435形成一电阻-电容充放电回路，与该滞回比较器相接起到延迟环节和反馈网络的作用，从而向后端提供振荡脉冲信号。

用户可以通过对上述调节电阻和调节电容进行阻值和电容值的配置，从而得到想要的脉冲信号，更为具体地，可以主要通过改变调节电容435的电容值形成对振荡电路43输出脉冲信号的粗调，通过改变第四调节电阻434的阻值形成对振荡电路43输出脉冲信号的微调。在一种具体的应用场景下，所述脉冲信号的频率优选为125Hz。

具体地，第四运算放大器430的反相输入端连接限制电路42的输出侧，且输出端分别连接第一脉冲输出端401和反相电路44的输入侧。第一调节电阻431串接于第四运算放大器430的正相输入端和第四运算放大器430的输出端之间；第二调节电阻432一端连接第四运算放大器430的正相输入端，第二调节电阻432另一端连接偏置电压

；第三调节电阻433一端连接第四运算放大器430的正相输入端，第三调节电阻433另一端接地；第四调节电阻434串接于第四运算放大器430的反相输入端和第四运算放大器430的输出端之间；调节电容435一端连接第四运算放大器430的反相输入端，调节电容435另一端接地。优选地，第一调节电阻431、第三调节电阻433和第四调节电阻434配置为具有相同的阻值。优选地，振荡电路43中调节电阻和调节电容具有一种配置，足以使其输出电信号被限制时，能够至少维持在2.5V的电位。在一种具体的实施方式中，所述偏置电压

可以具体为+5V高电平。

基于此，限制电路42可以具体包括限制开关421，用于选择性将限制输入端41输入的控制信号直接或间接地输出至振荡电路43处，以对振荡电路43输出电信号进行钳位。在一种实施方式中，限制开关421的输入端连接高电平，限制开关421的输出端连接第四运算放大器430的反相输入端，且配置为根据限制输入端41的输入，控制第四运算放大器430的反相输入端的电位。如此，振荡电路43主要依靠第四调节电阻434和调节电容435的充放电完成脉冲信号的发生，限制电路42通过直接拉高并保持第四运算放大器430反相输入端电位的方式，使电阻-电容充放电回路不再动作，进而实现对振荡电路43输出的控制。当然，在其他实施方式中，也可以将限制开关421的输入端直接连接至限制输入端41处，从而利用限制输入端41的信号输入，控制振荡电路43的输出电信号。在一种具体的实施方式中，限制开关421的输入端连接的高电平可以是+5V，输入限制输入端41的信号的形式可以是高低电平的形式。

在一种更为具体的实施方式中，限制开关421可以包括限制场效应管，当然，本发明并不排斥三极管、光耦、继电器等元器件的替换实施方式。所述限制场效应管的源极连接所述高电平，所述限制场效应管的栅极连接限制输入端41，所述限制场效应管的漏极连接第四运算放大器430的反相输入端。

同时，所述高电平在其他实施方式中，也可以是经过对+5V电平分压后形成的其他高电平，该分压结构可以是包括另外设置的两个分压电阻，其一与+5V高电平输入连接，另一接地，且可以均配置为具有10KΩ的阻值。

而对于反相电路44的结构，可以采用封装形成的反相器等元器件、芯片，也可以采用如图4所示的电路结构实现脉冲信号的反相。在一种实施方式中，反相电路44包括第五运算放大器441、第七分压电阻442和第八分压电阻443，从而利用分压电阻的配合设定参考电压输入，将来自振荡电路43的脉冲信号的高电平转化为低电平，且将低电平转化为高电平，并按照所述脉冲信号同样的占空比、频率、幅度，生成并输出与其仅有相位相反的另一脉冲信号。

具体地，第五运算放大器441的反相输入端连接振荡电路43的输出侧，在一种具体的实施方式中，可以是连接第一脉冲输出端401或连接第四运算放大器430的输出端。第七分压电阻442一端连接高电平，第七分压电阻442另一端连接第五运算放大器441的正相输入端；第八分压电阻443一端连接第五运算放大器441的正相输入端，第八分压电阻443另一端接地。优选地，第七分压电阻442的阻值配置为180KΩ，第八分压电阻443的阻值配置为100KΩ。其中，所述第一分压电阻442一端连接的高电平可以是+5V。

结合图1、图2和图5所示，在仅设置有第一比较支路31，或同时设置有第一比较支路31和第二比较支路32的实施方式中，所述充电电路可以包括指示电路6。对于前者，指示电路6可以至少包括第一指示支路61，用于指示当前正常充电；对于后者，指示电路6可以同时包括第一指示支路61、用于指示当前待充电设备9未接入的第二指示支路62、用于指示当前待充电设备9已充满的第三指示支路63，以及用于控制第三指示支路63的指示开关64。

具体地，第一指示支路61一端连接高电平，第一指示支路61另一端连接第一比较输出端310；第二指示支路62一端连接第一比较输出端310，第二指示支路62另一端连接第二比较输出端320；第三指示支路63一端连接第二比较输出端320，第三指示支路63另一端连接指示开关64。进一步地，指示开关64配置为根据第一比较输出端310的输入，控制第三指示支路63与指示开关64连接的一端可选地接地。其中，所述第一指示支路61一端连接的高电平可以是+5V。

如此，在第一比较输出端310输出低电平时，第一指示支路61两端形成压降而导通，向外发出诸如光信号、声信号的指示信号；在第一比较输出端310输出高电平，且第二比较输出端320输出低电平时，第一指示支路61两端不形成压降而不触发，第二指示支路62两端形成压降、导通并发出指示信号；在第二比较输出端320输出高电平，第一比较输出端310输出高电平时，第一指示支路61和第二指示支路62两端均不形成压降而不触发，指示开关64闭合，将第三指示支路63远离第二比较输出端一侧电位拉低至地电平GND，第三指示支路63形成压降、导通并发出指示信号。

对于指示电路6中具体元器件结构的配置而言，在一种实施方式中，所述指示信号为光信号，发出光信号的器件选用发光二极管，当然在其他实施方式中也可以选择其他导通发光的元器件，或蜂鸣器等发出声信号的元器件，对于后者，可以根据音调高低区分三条指示支路。在该实施方式中，第一指示支路61上串接有第一发光二极管611，第二指示支路62上串接有第二发光二极管621、第三指示支路上63上串接有第三发光二极管631，三颗二极管可以配置为具有不同的发光颜色。

所述指示开关64当然可以配置为诸如光耦、三极管或继电器等元器件，优选地，指示开关64包括指示场效应管，且所述指示场效应管的栅极连接第一比较输出端310，所述指示场效应管的漏极连接第三指示支路63，所述指示场效应管的源极接地。如此实现拉低电平导通的技术效果。其中，所述场效应管的漏极可以是连接到第三二极管631的负极处。

当然，本发明并不排斥在所述指示场效应管与第一比较输出端310之间、在高电平与第一发光二极管611的正极之间、在第一比较输出端310与第二发光二极管621的正极之间，以及在第二比较输出端320和第三发光二极管631的正极之间等位置至少其中任一处设置保护电阻的实施方式。

并非限定于上述结构配置但在此种思路下，如图1、图2、图3、图5和图6所示，所述充电电路还可以包括设置于第二指示支路62和第二比较输出端320之间的滤波电路7，也即第二指示支路62可以通过滤波电路7与第二比较输出端320连接，滤波电路7的滤波输出端70可以作为第二指示支路62的输入。如此，脉冲信号影响供电电路5的充电极性方向发生切换，导致所述采样电信号发生波动，采样电信号通过采样输入端30进入比较电路3，导致第一比较支路31的第一比较输出端310电平发生波动，从而，通过设置滤波电路，可以在不改变高低电平输入的情况下，将上述波动的电平滤波为低电平，从而提供更好的显示效果。

具体地，滤波电路7可以包括第三运算放大器71、第五分压电阻72、第六分压电阻73、滤波电阻74、滤波电容75和滤波开关76。一方面，可以利用滤波电阻74和滤波电容75进行积分，滤除高频信号，防止电压突变并滤除尖峰状态的过电压，从而抑制所述波动。而设置所述分压电阻和所述第三运算放大器71，能够根据电压数值精准调节滤波强度。可见，上述两种元器件组合可以选择其一设置于滤波电路7中，也可以两者先后配合，达到更为精准的滤波效果。不管是基于何种配置方式，滤波开关76的作用均在于对第二比较输出端320输出电信号进行转送，提升待滤波信号的稳定性，当然也可以不设置滤波开关76，直接将第二比较输出端320的输出送入滤波电路7中其他部分进行滤波。

具体的电路结构方面，第三运算放大器71的滤波输出端70连接所述第二指示支路62，且第三运算放大器71的反相输入端连接所述滤波开关76。第五分压电阻72一端连接高电平，第五分压电阻72另一端连接第三运算放大器71的正相输入端。第六分压电阻73一端接地，第六分压电阻73另一端连接第三运算放大器71的正相输入端。其中，所述第五分压电阻72连接的高电平可以是+5V。

此外，滤波电阻74一端接地，滤波电阻74另一端连接第三运算放大器71的反相输入端。滤波电容75一端接地，滤波电容75另一端连接第三运算放大器71的反相输入端。进一步地，滤波开关76配置为根据第二比较输出端320的输入，控制第三运算放大器71的反相输入端可选地接入所述高电平。

对于滤波开关76的配置而言，可以具体包括滤波场效应管，所述滤波场效应管的栅极连接第二比较输出端320，所述滤波场效应管的漏极连接第三运算放大器71的反相输入端，且所述滤波场效应管的源极接高电平。从而在接收到第二比较输出端320输出的低电平信号时，导通并将高电平信号输入后端第三运算放大器71的反相输入端，从而完成滤波操作。在一种具体的实施方式中，所述滤波场效应管可以配置为P沟道场效应管，当然本发明并不排斥其他对于所述滤波开关76的配置。

可以理解地，上述任何关于分压电阻与高电平配合的实施方式，均是旨在得到一个合适的电压输入，因此，在不考虑成本的情况下，上述对应结构当然可以配置为电压源或电流源等结构。与此相类似地，电路中任一位置处所可以设置的、起到电路保护作用的元器件，在本发明中难以穷举，本领域技术人员可以根据需要进行增加或减少，均不脱离本发明的构思范围。

综上，本发明提供的充电电路，在正常状态下进行极性方向交替的脉冲输出，并在符合条件时控制输出恒定，达到了自适应极性充电的效果，同时大幅缩短了极性判断所带来的反接充电状态的持续时间；此外，采样控制电路掌握充电过程中电信号的变化情况，能够及时调整电路输出，并规避将待充电设备配置为可以向外放电所导致的安全问题。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种充电电路，其特征在于，包括电能输入端、采样控制电路、比较电路、脉冲发生电路以及供电电路；

所述电能输入端依次连接所述采样控制电路和所述供电电路；所述供电电路的极性控制端连接所述脉冲发生电路的脉冲输出端，且配置为在脉冲信号作用下切换充电极性方向；

所述比较电路包括第一比较支路，所述第一比较支路通过采样输入端连接所述采样控制电路的采样输出端，通过第一比较输出端连接所述脉冲发生电路的限制输入端，且配置为在采样电信号符合第一预设条件时，控制所述脉冲发生电路输出电信号恒定；

所述比较电路包括第二比较支路，所述第二比较支路通过所述采样输入端连接所述采样输出端，通过第二比较输出端连接所述采样控制电路的控制输入端，且配置为在采样电信号符合第二预设条件时，控制所述采样控制电路使能所述第一比较支路。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一预设条件包括所述采样电信号所表征的所述供电电路的充电状态正常，所述第二预设条件包括所述采样电信号所表征的所述供电电路的充电状态处于正常或已充满。

3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述采样电信号包括采样电压值，所述第一预设条件和所述第二预设条件分别设定第一预设电压值和第二预设电压值，所述第二预设电压值小于所述第一预设电压值；

所述充电电路配置为，当所述采样电压值小于所述第二预设电压值时，表征所述供电电路对应的待充电设备未接入，当所述采样电压值大于所述第二预设电压值且小于所述第一预设电压值时，表征所述待充电设备已充满，当所述采样电压值大于所述第一预设电压值时，表征所述供电电路的充电状态正常。

4.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一比较支路包括第一运算放大器、第一分压电阻、第二分压电阻和第一缓冲电容，所述第二比较支路包括第二运算放大器、第三分压电阻、第四分压电阻和第二缓冲电容；

所述第一运算放大器的反相输入端连接所述采样输入端，且输出端连接所述第一比较输出端；所述第二运算放大器的反相输入端连接所述采样输入端，且输出端连接所述第二比较输出端；

所述第一分压电阻一端连接所述第二运算放大器的输出端，另一端连接所述第一运算放大器的正相输入端；所述第二分压电阻一端连接所述第一运算放大器的正相输入端，另一端连接高电平；所述第一缓冲电容一端连接所述第一运算放大器的正相输入端，另一端接地；

所述第三分压电阻一端连接所述第二运算放大器的正相输入端，另一端连接地电平；所述第四分压电阻一端连接所述第二运算放大器的正相输入端，另一端连接所述第一运算放大器的输出端；所述第二缓冲电容一端连接所述第二运算放大器的正相输入端，另一端接地。

5.根据权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述第一比较支路和所述第二比较支路还分别包括第一反馈电阻和第二反馈电阻；所述第一反馈电阻的两端分别连接所述第一运算放大器的输出端和正相输入端，所述第二反馈电阻的两端分别连接所述第二运算放大器的输出端和正相输入端；

所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻具有预设反馈阻值，所述预设反馈阻值用于区分所述第一预设条件和所述第二预设条件，并在所述第一预设条件和所述第二预设条件之间形成电压缓冲区。

6.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述采样控制电路包括采样电阻、使能电阻和使能开关，所述采样电阻和所述使能电阻相互并联地串接于所述电能输入端和所述供电电路之间，所述采样输出端连接所述采样电阻；所述使能开关串接于所述使能电阻所在支路，并根据所述控制输入端的输入，控制所述使能电阻可选地接入所述采样电阻两端。

7.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于，所述使能开关包括使能场效应管；所述采样电阻一端连接所述电能输入端和所述使能场效应管的源极，另一端连接所述供电电路；所述使能电阻一端连接所述使能场效应管的漏极，另一端连接所述供电电路；所述使能场效应管的栅极连接所述控制输入端。

8.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括指示电路，所述指示电路包括第一指示支路、第二指示支路、第三指示支路和指示开关；所述第一指示支路的两端分别连接高电平和所述第一比较输出端，所述第二指示支路的两端分别连接所述第一比较输出端和所述第二比较输出端，所述第三指示支路的两端分别连接所述第二比较输出端和所述指示开关；所述指示开关配置为根据所述第一比较输出端的输入，控制所述第三指示支路与所述指示开关连接的一端可选地接地。

9.根据权利要求8所述的充电电路，其特征在于，所述第一指示支路、所述第二指示支路和所述第三指示支路上分别串接有发光二极管；所述指示开关包括指示场效应管，所述指示场效应管的栅极连接所述第一比较输出端、漏极连接所述第三指示支路，且源极接地。

10.根据权利要求8所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括设置于所述第二指示支路与所述第二比较输出端之间的滤波电路；所述滤波电路包括第三运算放大器、第五分压电阻、第六分压电阻、滤波电阻、滤波电容和滤波开关；所述第三运算放大器的输出端连接所述第二指示支路，且反相输入端连接所述滤波开关；

所述第五分压电阻一端连接高电平，另一端连接所述第三运算放大器的正相输入端；所述第六分压电阻一端接地，另一端连接所述第三运算放大器的正相输入端；

所述滤波电阻一端接地，另一端连接所述第三运算放大器的反相输入端，所述滤波电容一端接地，另一端连接所述第三运算放大器的反相输入端；

所述滤波开关配置为根据所述第二比较输出端的输入，控制所述第三运算放大器的反相输入端可选地接入高电平。

11.根据权利要求10所述的充电电路，其特征在于，所述滤波开关包括滤波场效应管，所述滤波场效应管的栅极连接所述第二比较输出端、漏极连接所述第三运算放大器的反相输入端，且源极接高电平。

12.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述脉冲发生电路包括依次连接的限制电路、振荡电路和反相电路，所述脉冲输出端包括第一脉冲输出端和第二脉冲输出端；

所述限制电路的输入侧连接所述限制输入端，所述第一脉冲输出端连接所述振荡电路的输出侧，所述第二脉冲输出端连接所述反相电路的输出侧。

13.根据权利要求12所述的充电电路，其特征在于，所述振荡电路包括第四运算放大器、第一调节电阻、第二调节电阻、第三调节电阻、第四调节电阻和调节电容；

所述第四运算放大器的反相输入端连接所述限制电路的输出侧，且输出端分别连接所述第一脉冲输出端和所述反相电路的输入侧；

所述第一调节电阻串接于所述第四运算放大器的正相输入端和输出端之间；所述第二调节电阻一端连接所述第四运算放大器的正相输入端，另一端连接偏置电压；所述第三调节电阻一端连接所述第四运算放大器的正相输入端，另一端接地；所述第四调节电阻串接于所述第四运算放大器的反相输入端和输出端之间；所述调节电容一端连接所述第四运算放大器的反相输入端，另一端接地。

14.根据权利要求13所述的充电电路，其特征在于，所述限制电路包括限制开关，所述限制开关的输入端和输出端分别连接高电平和所述第四运算放大器的反相输入端，且配置为根据所述限制输入端的输入，控制所述第四运算放大器的反相输入端的电位。

15.根据权利要求14所述的充电电路，其特征在于，所述限制开关包括限制场效应管；所述限制场效应管的源极连接所述高电平、栅极连接所述限制输入端，且漏极连接所述第四运算放大器的反相输入端。

16.根据权利要求12所述的充电电路，其特征在于，所述反相电路包括第五运算放大器、第七分压电阻和第八分压电阻；

所述第五运算放大器的反相输入端连接所述第一脉冲输出端；所述第七分压电阻一端连接高电平，另一端连接所述第五运算放大器的正相输入端；所述第八分压电阻一端连接所述第五运算放大器的正相输入端，另一端接地。

17.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述供电电路包括第一充电端、第二充电端和第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管；所述极性控制端包括第一极性控制端和第二极性控制端，且所述第一极性控制端和所述第二极性控制端配置为接收相位相反的所述脉冲信号；所述充电电路通过所述第一充电端和所述第二充电端为待充电设备充电；

所述第一场效应管的源极连接所述采样控制电路、栅极连接所述第一极性控制端，且漏极连接所述第一充电端；所述第二场效应管的源极接地、栅极连接所述第二极性控制端，且漏极连接所述第二充电端；

所述第三场效应管的源极连接所述采样控制电路、栅极连接所述第二极性控制端，且漏极连接所述第二充电端；所述第四场效应管的源极接地、栅极连接所述第一极性控制端，且漏极连接所述第一充电端。

18.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括设置于所述采样输出端和所述采样输入端之间的放大电路；所述采样输出端包括第一采样输出端和第二采样输出端，所述放大电路包括第六运算放大器、第七运算放大器、第八运算放大器、第一放大电阻、第二放大电阻、第三放大电阻、第四放大电阻、第五放大电阻、第六放大电阻和第七放大电阻；

所述第一采样输出端和所述第二采样输出端分别连接所述第六运算放大器的正相输入端和所述第七运算放大器的正相输入端；

所述第一放大电阻串接于所述第六运算放大器的输出端和反相输入端之间，所述第二放大电阻串接于所述第七运算放大器的输出端和反相输入端之间，所述第七放大电阻的两端分别连接所述第六运算放大器的反相输入端和所述第七运算放大器的反相输入端；所述第一放大电阻的阻值与所述第二放大电阻的阻值相等；

所述第三放大电阻的两端分别连接所述第六运算放大器的输出端和所述第八运算放大器的反相输入端，所述第四放大电阻的两端分别连接所述第七运算放大器的输出端和所述第八运算放大器的正相输入端；所述第三放大电阻的阻值与所述第四放大电阻的阻值相等；

所述第五放大电阻串接于所述第八运算放大器的输出端和反相输入端之间；所述第六放大电阻一端连接所述第八运算放大器的正相输入端，且另一端接地；所述第五放大电阻的阻值与所述第六放大电阻的阻值相等。

19.一种充电装置，其特征在于，包括权利要求1-18任一项所述的充电电路。

20.一种胶囊内窥镜充电系统，其特征在于，包括胶囊内窥镜，以及权利要求19所述的充电装置，所述充电装置用于对所述胶囊内窥镜充电。

Images