CN204886347U - 充放共存的脉冲式充电设备 - Google Patents

Abstract

充放共存的脉冲式充电设备，属于电子技术领域，由充电电路，P型放电电路，过程显示电路，接口电路，脉冲计数器，脉冲振荡电路，结束定时器，定时振荡电路，结束执行电路，负载组成，开通电源后，所有单元开始工作，脉冲计数器与脉冲振荡电路形成的输出高低控制接口电路的高与低，接口电路控制充电电路与P型放电电路，形成充电电路开通时，P型放电电路关闭，而充电电路关闭时P型放电电路开通的脉冲充电形式，结束定时器与定时振荡电路、结束执行电路形成了定时的结束，关闭充电电路与P型放电电路，形成只有充电电路中涓流电阻对被充电池提供所需的涓电流的形式，各单元相连科学，并做到了综合利用，可靠性高，很适合微型企业生产。

Description

充放共存的脉冲式充电设备

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。因此如何保障备份电池寿命与容量不受影响这是问题之一。

问题之二是具维修资料统计，对一般的充电器，其内部的充电控制的有源件，如开关三极管等容易损坏，它产生故障占整个设备的故障率比例很大，因此如果该管损害，造成整机不能使用。因此这些看起来普通的技术问题，却成为了影响一个产品好坏的严重大事。

因为上述原因，为保证本企业所申请的保安产品的性能，本企业的充电部分不能采用普通的对电池的充电方法与普通的充电线路。

其常规的充电方法是采用单一直流充电法，这样的方法均会使电解液持续产生氢氧气体，其氧气在内部高压作用下，渗透至负极与镉板作用生成CDO,造成极板有效容量下降。如果采用脉冲充电，而且采用采用充与放并存的方法，即充一定时间，如5秒钟，就放一定时间如1秒钟。这样充电过程产生的氧气在放电脉冲下将大部分被还原成电解液,可使析气量大大降低，减少析气量可以使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了铅酸蓄电池的内压，使下一阶段的脉冲充电更加顺利地进行，从而使铅酸蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉冲使铅酸蓄电池有较充分的化学反应时间，从而减少了充电过程中铅酸蓄电池的析气量，提高了铅酸蓄电池的充电电流可接受能力。脉冲充电法充电一定时间如5秒钟，停止一定时间如放电1秒钟，如此循环。这种充电方法会使铅酸蓄电池在充电过程中所产生的氧气和氢气在停止充电脉冲下，大部分析出的氧气和氢气又被还原成了电解液，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，在使用本充电方法对失效的铅酸蓄电池充放电一定次数后，会使铅酸蓄电池的容量逐渐的恢复。又据资料介绍按又充电双放电的充电方法，或充电停充的办法，不仅对铅蓄电池很有帮助，而且对一些碱电池也有积极帮助。

但是按上述的充电方法，常规的线路也是存在技术难点的，因为常规的电路不是又充又放的电路，如果按传统的设计，必定线路复杂，新增加了故障点，如何解决这些矛盾，成为了新难点。

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。

发明内容

本实用新型的主要目的是，提出新的充电电路，达到边充边放、充电时间长而放电时间短的科学充电方式，从而最大化的延长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、充放共存的脉冲式充电设备由充电电路，P型放电电路，过程显示电路，接口电路，脉冲计数器，脉冲振荡电路，结束定时器，定时振荡电路，结束执行电路，负载共同组成。

充电电路由充电管、充电基极电阻、涓流电阻组成：放电管的集电极接稳压输出，充电基极电阻接在稳压输出与充电管的基极之间，涓流电阻接在稳压输出与被充电池的负极之间，充电管的发射极即是充电电路的输出。

P型放电电路由PNP放电管、放电电阻、偏流电阻、切除开关组成：PNP放电管的发射极接被充电池的正极，放电电阻的一端接PNP放电管的集电极，放电电阻的另一端接地线，切除开关的一端接稳压输出，切除开关的另一端接PNP放电管的基极，偏流电阻的一端接接口电路中脉冲放电钳位二极管的正极，偏流电阻的另一端接PNP放电管的基极。

接口电路由由接口三极管、接口三极管的触发电阻、脉冲充电执行二极管、脉冲放电钳位二极管组成：接口三极管的发射极接地线，接口三极管的触发电阻接在脉冲计数器的一个输出端与接口三极管的基极之间，脉冲充电执行二极管的正极接充电管的基极，脉冲充电执行二极管的负极接接口三极管的集电极，脉冲放电钳位二极管的正极接偏流电阻的一端，脉冲放电钳位二极管的负极接接口三极管的集电极。

过程显示电路由充电指示保护电阻与充电过程指示灯组成：充电指示保护电阻与充电过程指示灯串联在信号输入与接口电路中接口三极管的集电极之间。

脉冲振荡电路由振荡电路、频率调整电路、占空比电路组成。

振荡电路由脉冲计数器内部的振荡一门、振荡二门与计数振荡电容、计数振荡电容串联电阻组成；频率调整电路由频率限值电阻频率可调电阻串联而成，占空比电路由导向二极管与占空比电阻串联而成。

脉冲计数器内部的振荡一门的输出接脉冲计数器内部的振荡二门的输入，频率调整电路与占空比电路并联，一端接脉冲计数器内部的振荡一门的输出，另一端接计数振荡电容的另一端，计数振荡电容的一端接振荡二门的输出，计数振荡电容的另一端还接计数振荡电容串联电阻到脉冲计数器内部的振荡一门的输入。

脉冲计数器的清零端接一个清零电阻到地线。

结束定时器是由计数器构成，其脉冲输出端连接了定时振荡电路，其输出端有两路输出，第一路连接了结束执行电路结束三极管的基极，第二路串联二极管连接了定时振荡电路。

定时振荡电路由保护电阻、振荡电阻、结束计数振荡电容组成；振荡电阻由振荡可调电阻与振荡限制电阻串联而成。

振荡电阻接在结束定时器的第二振荡端与振荡控制点之间，保护电阻接在结束定时器的第三振荡端与振荡控制点之间，结束计数振荡电容的一端接结束定时器的第一振荡端，结束计数振荡电容的另一端接振荡控制点。

结束执行电路结束执行三极管、充电结束执行二极管、结束三极管的触发电阻、脉冲计数结束执行二极管、定时停振执行电阻、定时停振执行二极管组成：结束三极管的触发电阻接在结束定时器的最终输出端与结束三极管的基极之间，结束三极管的发射极接地线，充电结束执行二极管接在充电基极等位点与结束三极管的集电极之间，脉冲计数结束执行二极管的正极接结束定时器的最终输出端，脉冲计数结束执行二极管的负极接脉冲计数器的清零端，定时停振荡执行电阻与定时停振执行二极管串联在结束三极管的集电极与振荡控制点之间。

负载由被充电池与被充电池接触显示灯、被充电池接触显示保护电阻组成：被充电池接在充电电路输出与地线之间，被电池接触显示灯一端与被充电池正极相连，另一端串联被充电池接触显示保护电阻后接地线。

2、充电管是NPN三极管。

3、放电电阻的功率为≥1W。

4、所有二极管都是面贴合型二极管。

进一步说明：

一、工作原理说明。

通电后，本措施的脉冲发生单元控制接口三极管（图2中的3.1），使充电电路与P型放电电路向被充电池进行脉冲式充电工作。

在脉冲充电过程中，采用的充电物理过程是，即又存在着充电又存在着放电特殊的形式。另外也可以采用切除开进行切除，而只采用脉冲进行充停的充电的形式，从而增加了灵活的选择性。

在充电与放电共存的充电规律是，在脉冲的一周期之内，当在充电电路开通时P型放电电路关闭，反之在当在充电电路关闭时P型放电电路开通。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，同时对已损坏的电池也有一定程度的恢复作用。

当被充电池没有接触好时，被充电池接触显示灯不亮。

本措施充电结束采用定时控制，当定时到点后，结束定时器（图2中的8）输出了高位信号，一是触发脉冲计数器（图2中的6）的清零端，使脉冲计数器不再计数，使接口三极管集电极为高位，从而终止P型放电电路。二是其相连的结束三极管集电极输出低位信号，导致充电电路不再有输出，结束对被充电池的充电工作。三是用定时器的输出端输出高位使定时振荡电路使停振，结束定时器输出端不再发化，成为一种自锁线路，不会产生过充情况。此时所连的涓流电阻（图2中的5.4）向被充电池提供所需的维持的涓电流。

二、线路特点分析。

1、接口电路。

该单元由接口三极管（图2中的3.1）、接口三极管的触发电阻（图2中的3.2）、脉冲充电执行二极管（图2中的3.3）、脉冲放电钳位二极管（图2中的3.6）组成。接口三极管主要有五大功能。

一是将充电的直流变成脉冲充电流。其原因是在脉冲计数器（图2中的6）的激励下，经过该三极管的传递，使充电电路的基极产生高低的脉冲变化。（接口三极管集电极为高位时，充电电路是正向偏置，为通电的状态，反之接口三极管集电极为低位时，充电电路是无偏置，为断路状态）从而使该单元的输出端产生高低状的变化。因而充电电流是脉冲电流。

二是提供P型放电电路的偏置通道，产生脉冲的一个周期内，有放电的功能。当该管为低位时，P型放电电路的基极电流通过接口三极管的集电极入地，因而使P型放电电路内的三极管开通成为放电状态。

三、使充电电路与P型放电电路产生正确的逻辑。本发明的要求是，在脉冲的一周期内，当充电电路处于开通充电状态时，P型放电电路处于关闭断路状态。反之当充电电路处于断路关闭状态时，P型放电电路应处于开通放电状态。而接口三极管集电极为高位时，充电电路的三极管处于射随状态，充电。而P型放电电路无偏置，处于关闭状态。反之接口三极管集电极为低位时，充电电路的基流被短路，为关闭状，而P型放电电路三极管的基流经过接口三极管入地，所以导通。

四是成为P型放电电路终结的控制管。当结束定时器（图2中的8）到时后，结束定时器的终端输出高压，从而触发脉冲计数器（图2中的6）的清零端，使脉冲计数器清零，不再有输出，使接口三极管（图2中的3.1）的逻辑将产生集电极为高位信号，因而P型放电电路为断路状态。

五是激励充电过程显示发光管（图2中的2.2）闪光。当该管集电极为低位时，电流从电源流向接口三极管集电极，充电过程显示发光管亮。反之不亮。充电结束时接口三极管集电极为高位，充电过程显示发光管不发光。

2、充电电路。

充电电路中的充电管是NPN三极管，选用3DD15型号的三极管，它的耐压一般都高于80V，因此能完成容量较大的电池的充电工作，它的开、关特性好，所以接口三极管配合后，完全能胜任充与停的充电工作，并不易损坏。

3、放电电路。

放电电路由PNP放电管（图2中的7.1）、放电电阻（图2中的7.2）、偏流电阻（图2中的7.3）、切除开关（图2中的7.5）组成。

P型放电电路的形成放电的原理是。

在脉冲的一个周期内，当脉冲计数器控制接口三极管的输出端为高位时，接口三极管饱和，其集电极为低，钳位了充电管的基极，充电电路关闭。同时接口三极管集电极的低位对PNP放电管形成偏流，导致PNP放电管导通，对被充电池形成瞬态的放电，反之在脉冲的一周期内，接口三极管的集电极为高位时，充电管的处于工作状态下，PNP放电管的偏流消失，导致PNP放电管截止，处于关闭，形成这样的逻辑关系原因是接口三极管承担了逻辑功能，同时又对两部分起了隔离作用。使之相互不影响。（前面接口三极管单元有详细说明）。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。甚至能让有些电器性能处于很差的状态下的电池，能得以一定程度的恢复。

同时在该电路中还有切除开关，当按下切除开关后，接口三极管的集电极无论是高位与是在低位时，P型放电电路都处于关闭状态，有利于人们选择，灵活而方便。

4、脉冲计数器与脉冲振荡电路。

A、其主要作用是脉冲计数器与脉冲振荡电路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。

脉冲计数器与脉冲振荡电路在本发明中有三点作用，一是通过接口三极管（图2中的3.1）控制充电单元，并且使直流充电的形式成为脉冲充电的形式。二是通过接口三极管控制充电显示发光管（图2中的2.2），形成充电过程指示。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，保持着最佳的比例状态。

B、原理组成及特点。

脉冲振荡电路由振荡电路、频率调整电路、占空比电路组成。

振荡电路由脉冲计数器内部的振荡一门（图2中的6.1）、脉冲计数器内部的振荡二门（图2中的6.2），与计数振荡电容（图2中的6.3）、计数振荡电容串联电阻（图2中的6.8）组成，频率调整电路由频率限值电阻（图2中的6.4）串联频率可调电阻（图2中的6.5）组成，占空比电路由导向二极管（图2中的6.6）串联占空比电阻（图2中的6.7）组成。

其中由频率限值电阻（图2中的6.4）串联频率可调电阻（图2中的6.5）组成了频率调整电路并可实现频率可调，同时也是充放支路，而点空比电路也即是放电支路。

振荡电路形成振荡的原理是，当脉冲计数器内部的振荡二门输出为高位时，通过计数振荡电容，充放支路，及放电支路到脉冲计数器内部的振荡一门的输出端，开成对计数振荡电容的充电状态，此时计数振荡电容与计数振荡电容串联电阻的连接点为高位。导致脉冲计数器内部的振荡一门的输入端为高位，直至振荡前半周期的结束。当计数振荡电容的隔离效果使计数振荡电容与计数振荡电容串联电阻的连接点电压低于门的门坎电压后，脉冲计数器内部的振荡一门的输出端由低变为高，这时脉冲计数器内部的振荡一门的输出端输出电流通过充放电支路与放电支路的并联电路向计数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，当计数振荡电容与计数振荡电容串联电阻的连接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。

C、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频率调整电路，该电路也是一个充放电支路。

当脉冲计数器内部的振荡二门输出端为高位，而脉冲计数器内部的振荡一门输出端为低位时，脉冲计数器内部的振荡二门输出端输出的电流经计数振荡电容及频率调整电路与占空比电路而流入脉冲计数器内部的振荡一门输出端，在这个充电过程中，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，则计数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。

D、占空比电路的组成与原理。

占空比电路由导向二极管串联占空比电阻组成。

占空比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：

当脉冲计数器内部的振荡二门输出端为高位，而脉冲计数器内部的振荡一门输出端为低位时，脉冲计数器内部的振荡二门输出端输出的电流经计数振荡电容及频率调整电路、脉冲计数器内部的振荡一门的输入再到脉冲计数器内部的振荡一门的输出端，形成充电回路。充电结束后，脉冲计数器内部的振荡一门为低位，脉冲计数器内部的振荡二门为高位，所以计数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放电支路通过。所以这是在该电路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门的传递后，最后落实接口三极管（图2中的3.1）集电极为高，所以放电时间越短，在脉冲的一个周期内，充电的时间长，放电的时间短，符合总体要求，所以这是放电支路阻值小，同时也是将占空比设立在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。

5、定时振荡电路。

该单元主要由结束定时器第一振荡端相连的结束计数振荡电容（图2中的8.14），第二振荡端相连接振荡电阻，及第三振荡端相连的保护电阻（图2中的8.11）共同组成。

该单元的功能主要有三，一是向结束定时器（图2中的8）内部提供脉冲信号，让结束定时器正常工作。二是可以进行频率调，其作用是与结束定时器的配合后，可以产生被充电池充电结束的时间调整。因而对被充电池有广泛的适用性。

由于结束定时器与脉冲计数器相同，根据脉冲振荡原理可知，而其中振荡电阻由振荡可调电阻（图2中的8.12）与振荡限制电阻（图2中的8.13）串联而成为一种频率可调整支路。

如果频率调整两电阻的串联值大，则对电容充电或放电的时间越长，则振荡的周期的越长。所以形成了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。在频率可调支路，振荡限制电阻是对振荡可调电阻最小值的限制。

6、束定时器、结束执行单元。

由结束定时器（图2中的8）及结束执行三极管（图2中的8.21）、充电结束执行二极管（图2中的8.22）、结束三极管的触发电阻（图2中的8.23）、脉冲计数结束执行二极管（图2中的8.25）、定时停振执行电阻（图2中的8.26）、定时停振执行二极管（图2中的8.27）组成。形成结束的执行电路，定时到点后，主要产生三大作用，一是结束定时器终极输出端输出的高位信号触发脉冲计数器（图2中的6）的清零端，使脉冲计数器输出端无输出，关闭脉冲发生单元，接口三极管（图2中的3.1）集电极为高，从而充电过程指示灯（图2中的2.2）熄。二是结束定时器输出端输出高位，导致结束三极管集电极为低，从而钳位充电管（图2中的5.21）的基极，使充电电路的输出不再输出高位，结束对被充电池的充电工作。三是用结束定时器的输出端输出高位使结束振荡单元停振，结束定时器输出端不再发化，成为一种自锁线路，不会产生过充情况。

其特点一是，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计数振荡电容（图2中的8.14）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、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的定时时间灵活可调，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。

当然作为产品化时，可以取其中一部分，生产出产品系列。

5、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、生产，易调试，很适合微型企业生产。

7、措施中集成电路采用了相同的脉冲计数器作脉冲发生与定时单元，外围件与调试法相同，同一电阻作为充电部分的基极电压比较点，使线路的逻辑很可靠，因而进一步减少了生产的难度，增强了可操作性。

附图说明

图1为充放共存的脉冲式充电设备方框原理图。

图中：1稳压输出；2、过程显示电路；3、接口电路；5.2充电电路；5.4、涓流电阻；5.9、充电单元的输出；6、脉冲计数器；6.0、脉冲振荡电路；7、P型放电电路；8、结束定时器；8.1、定时振荡电路；8.2、结束执行电路；10、负载。

图2是充放共存的脉冲式充电设备的工程原理图。

图中：1、稳压输出；2.1、充电指示保护电阻；2.2、充电过程指示灯；3.1、接口三极管；3.2、接口三极管的触发电阻；3.3、脉冲充电执行二极管；3.6、脉冲放电钳位二极管；5.4、涓流电阻；5.9、充电单元的输出；5.21、充电管；5.22、充电基极电阻；6、脉冲计数器6.1、脉冲计数器内部的振荡一门；6.2、脉冲计数器内部的振荡二门；6.3、计数振荡电容；6.4、频率限值电阻；6.5、频率可调电阻；6.6、导向二极管；6.7、占空比电阻；6.8、计数振荡电容串联电阻；6.50、清零电阻；7.1、PNP放电管；7.2、放电电阻；7.3、偏流电阻；7.5、切除开关；8、结束定时器；8.11、保护电阻；8.12、振荡可调电阻；8.13、振荡限制电阻；8.14、结束计数振荡电容；8.19、振荡控制点；8.21、结束执行三极管；8.22、充电结束执行二极管；8.23、结束三极管的触发电阻；8.25、脉冲计数结束执行二极管；8.26、定时停振执行电阻；8.27、定时停振执行二极管；10.1、被充电池；10.2、被充电池接触显示保护电阻；10.3、被充电池接触显示灯。

图3是检测时所用的假负载图。

图中：5.9、充电单元的输出；10.2、被充电池接触显示保护电阻；10.3、被充电池接触显示灯；15、假负载的上偏限制电阻；16、假负载的上偏可调电阻；17、假负载的下偏电阻；18、假负载三极管；20、假负载三极管的集电极电阻。

图4是检测结束定时器的频率可调支路并联一个小电阻的电路图。

图中：8、结束定时器；8.11、保护电阻；8.12、振荡可调电阻；8.13、振荡限制电阻；8.14、结束计数振荡电容；8.17、检测结束定时器的频率可调支路并联的小电阻；8.19、振荡控制点；8.21、结束执行三极管；8.22、充电结束执行二极管；8.23、结束三极管的触发电阻；8.26、定时停振执行电阻；8.27、定时停振执行二极管。

具体实施方式

图1图2例出了充放共存的脉冲式充电设备一种具体实施实例，图3图4例出实施中的检测图。

一、挑选元件：充电管是NPN三极管。放电电阻的功率为≥1W。脉冲计数器与结束定时器为同一类型的计数集成电路。计数振荡电容与结束计数振荡电容选用无极电容。所有二极管都是面贴合型二极管。其它件无特殊要求。

二、制板、焊接：按图2制作电路控制板，接图2的原理图进行焊接。

充电电路由充电管（图2中的5.21）、充电基极电阻（图2中的5.22）、涓流电阻（图2中的5.4）组成：放电管的集电极接稳压输出，充电基极电阻接在稳压输出与充电管的基极之间，涓流电阻接在稳压输出与被充电池的负极之间，充电管的发射极即是充电电路的输出。

P型放电电路由PNP放电管（图2中的7.1）、放电电阻（图2中的7.2）、偏流电阻（图2中的7.3）、切除开关（图2中的7.5）组成：PNP放电管的发射极接被充电池的正极，放电电阻的一端接PNP放电管的集电极，放电电阻的另一端接地线，切除开关的一端接稳压输出，切除开关的另一端接PNP放电管的基极，偏流电阻的一端接接口电路中脉冲放电钳位二极管的正极，偏流电阻的另一端接PNP放电管的基极。

接口电路由由接口三极管（图2中的3.1）、接口三极管的触发电阻（图2中的3.2）、脉冲充电执行二极管（图2中的3.3）、脉冲放电钳位二极管（图2中的3.6）组成：接口三极管的发射极接地线，接口三极管的触发电阻接在脉冲计数器（图2中的6）的一个输出端与接口三极管的基极之间，脉冲充电执行二极管的正极接充电管的基极，脉冲充电执行二极管的负极接接口三极管的集电极，脉冲放电钳位二极管的正极接偏流电阻的一端，脉冲放电钳位二极管的负极接接口三极管的集电极。

过程显示电路由充电指示保护电阻（图2中的2.1）与充电过程指示灯（图2中的2.2）组成：充电指示保护电阻与充电过程指示灯串联在信号输入与接口电路中接口三极管的集电极之间。

脉冲振荡电路由振荡电路、频率调整电路、占空比电路组成。

振荡电路由脉冲计数器内部的振荡一门（图2中的6.1）、脉冲计数器内部的振荡二门（图2中的6.2）与计数振荡电容（图2中的6.3）、计数振荡电容串联电阻（图2中的6.8）组成；频率调整电路由频率限值电阻（图2中的6.4）与频率可调电阻（图2中的6.5）串联而成，占空比电路由导向二极管（图2中的6.6）与占空比电阻（图2中的6.7）串联而成。

脉冲计数器内部的振荡一门的输出接脉冲计数器内部的振荡二门的输入，频率调整电路与占空比电路并联，一端接脉冲计数器内部的振荡一门的输出，另一端接计数振荡电容的另一端，计数振荡电容的一端接振荡二门的输出，计数振荡电容的另一端还接计数振荡电容串联电阻到脉冲计数器内部的振荡一门的输入。

脉冲计数器的清零端接一个清零电阻（图2中的6.50）到地线。

结束定时器是由计数器构成，其脉冲输出端连接了定时振荡电路，其输出端有两路输出，第一路连接了结束执行电路结束三极管（图2中的8.21）的基极，第二路串联二极管连接了定时振荡电路。

定时振荡电路由保护电阻（图2中的8.11）、振荡电阻、结束计数振荡电容（图2中的8.14）组成；振荡电阻由振荡可调电阻（图2中的8.13）与振荡限制电阻（图2中的8.12）串联而成。

振荡电阻接在结束定时器的第二振荡端与振荡控制点之间，保护电阻接在结束定时器的第三振荡端与振荡控制点之间，结束计数振荡电容的一端接结束定时器的第一振荡端，结束计数振荡电容的另一端接振荡控制点。

结束执行电路结束执行三极管（图2中的8.21）、充电结束执行二极管（图2中的8.22）、结束三极管的触发电阻（图2中的8.23）、脉冲计数结束执行二极管（图2中的8.25）、定时停振执行电阻（图2中的8.26）、定时停振执行二极管（图2中的8.27）组成：结束三极管的触发电阻接在结束定时器的最终输出端与结束三极管的基极之间，结束三极管的发射极接地线，充电结束执行二极管接在充电基极等位点与结束三极管的集电极之间，脉冲计数结束执行二极管的正极接结束定时器的最终输出端，脉冲计数结束执行二极管的负极接脉冲计数器的清零端，定时停振荡执行电阻与定时停振执行二极管串联在结束三极管的集电极与振荡控制点之间。

负载由被充电池与被充电池接触显示灯（图2中的10.3）、被充电池接触显示保护电阻（图2中的10.2）组成：被充电池接在充电电路输出与地线之间，被电池接触显示灯一端与被充电池正极相连，另一端串联被充电池接触显示保护电阻后接地线。

三、通电检查与调试。

1、结束定时器、定时振荡电路、结束执行电路的检查与调试。

A、时振荡电路的通电检查。

用示波器的热端连接电容的一端，冷端接地。

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。

调整振荡可调电阻的阻值，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，以及结束定时器的分频输出端，算出定时的预定时间。

对结束定时器与结束执行电路通电的检查与调试。

用对结束定时器单元通电的快速调试法。该法即是在振荡电阻两端并联一个小电阻（图4中的8.17），此时脉冲计数器输出端很快有高位结束端输出，第一现象是此时脉冲计数器的清零端被清零，接口三极管集电极为高位，此时充电过程指示灯由亮变熄，放电部分输出端无电压。第二现象是结束三极管的集电极为低位，钳位充电基极等位点，所以充电部分无输出。第三现象是用波器热端连接结束定时器的第一振荡端，即是结束计数振荡电容与结束定时器的连接端，示波器显示为停振状态，即是要么是高位，即是要么是低位。此时接口三极管集电极为高位，但经结束三极管钳位后，充电部分输出端无电压。

说明1：用对结束定时器通电的快速调试法，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，这是造成结束定时器的输出端很快有结果的原因。

说明2：充电结束后停振，意味着，输出端不再发生变化，将保持此种状态到新的第二次充电开始。

2、对脉冲计数器频率的的通电的检查与调试。

用示波器的热端连接脉冲计数器的输出端，冷端接地。

在接通电源后，示波器有振荡图形显示。

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

调节频率可调电阻阻值，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：用示波器的热端连接接口三极管的集电极，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6.7）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。

3、对接口三极管与充电过程显示的检查。

A、接口三极管（图2中的3.1）基极对地短路，此时该管集电极应为高位，用电压表测度充电电路两三极管的发射极有电，否则是连线有错。此时的充电过程指示灯（图2中的2.2）应不亮。

B、P型放电电路两三极管集电极为无电，应处于截止断路状态，如果不正确，一般均属连线错误。

C、将电源串联一个临时电阻接接口三极管的基极，此时接口三极管集电极应为低位，用电压表测量充电电路两三极管的发射极应无电，且应为截止。如果情况不正确，则应测量充电电路中两三极管的基极，如果基极为低，则可能是脉冲充电执行二极管（图2中的3.3））脱焊，或极性焊反。此时的充电过程结束指示灯（图2中的2.2）亮光。此时，P型放电电路的集电极电阻有电压，说明P型放电电路三极管导通，放电。如果情况不符，则是脉冲放电钳位二极管（图2中的3.6）极性焊反。

4、对充电电路与放电电路的检查与调试。

（1）、逻辑检查。

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。

分别测试充电电路的输出，与PNP放电管的集电极，测试方法：在测试充电电路时，用万用表中的电压表的红表笔接充电电路的输出，黑表笔接地。在测试P型放电电路时，用万用表中的电流表串接在PNP放电管的集电极与放电电阻之间。

A、让接口三极管（图2中的3.1）的集电极为高位，此时充电电路应有电输出，电压表有指示。P型放电电路无电压，电流表无指示。

B、让接口三极管的集电极为低位，此时充电电路应无电输出电压。P型放电电路中的电流表有电流指示。

上述两点正确，说明充电电路与P型放电电路逻辑关系正确，可进入下步检查。

（2）、检验切除开关。

当切除开关（图2中的7.5）断路时，属于边充边放电的两功能。当闭合切除开关，此时P型放电电路的三极管存在反向偏置，所以不存在放电功能。P型放电电路中两三极管的集电极应无电指示。

5、对被充电池接触显示检查。

当被充电池接触好后，对应被充电池接触显示灯（图2中的10.3）亮，反之不亮。

6、对涓电流的检测。

将电压表扫在涓流电阻两端测量电压，通过涓流电阻阻值，算出涓电流大小，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 (4)

1.充放共存的脉冲式充电设备，其特征是：由充电电路，P型放电电路，过程显示电路，接口电路，脉冲计数器，脉冲振荡电路，结束定时器，定时振荡电路，结束执行电路，负载共同组成；

充电电路由充电管、充电基极电阻、涓流电阻组成：放电管的集电极接稳压输出，充电基极电阻接在稳压输出与充电管的基极之间，涓流电阻接在稳压输出与被充电池的负极之间，充电管的发射极即是充电电路的输出；

P型放电电路由PNP放电管、放电电阻、偏流电阻、切除开关组成：PNP放电管的发射极接被充电池的正极，放电电阻的一端接PNP放电管的集电极，放电电阻的另一端接地线，切除开关的一端接稳压输出，切除开关的另一端接PNP放电管的基极，偏流电阻的一端接接口电路中脉冲放电钳位二极管的正极，偏流电阻的另一端接PNP放电管的基极；

接口电路由由接口三极管、接口三极管的触发电阻、脉冲充电执行二极管、脉冲放电钳位二极管组成：接口三极管的发射极接地线，接口三极管的触发电阻接在脉冲计数器的一个输出端与接口三极管的基极之间，脉冲充电执行二极管的正极接充电管的基极，脉冲充电执行二极管的负极接接口三极管的集电极，脉冲放电钳位二极管的正极接偏流电阻的一端，脉冲放电钳位二极管的负极接接口三极管的集电极；

过程显示电路由充电指示保护电阻与充电过程指示灯组成：充电指示保护电阻与充电过程指示灯串联在信号输入与接口电路中接口三极管的集电极之间；

脉冲振荡电路由振荡电路、频率调整电路、占空比电路组成；

振荡电路由脉冲计数器内部的振荡一门、振荡二门与计数振荡电容、计数振荡电容串联电阻组成；频率调整电路由频率限值电阻频率可调电阻串联而成，占空比电路由导向二极管与占空比电阻串联而成；

脉冲计数器内部的振荡一门的输出接脉冲计数器内部的振荡二门的输入，频率调整电路与占空比电路并联，一端接脉冲计数器内部的振荡一门的输出，另一端接计数振荡电容的另一端，计数振荡电容的一端接振荡二门的输出，计数振荡电容的另一端还接计数振荡电容串联电阻到脉冲计数器内部的振荡一门的输入；

脉冲计数器的清零端接一个清零电阻到地线；

结束定时器是由计数器构成，其脉冲输出端连接了定时振荡电路，其输出端有两路输出，第一路连接了结束执行电路结束三极管的基极，第二路串联二极管连接了定时振荡电路；

定时振荡电路由保护电阻、振荡电阻、结束计数振荡电容组成；振荡电阻由振荡可调电阻与振荡限制电阻串联而成；

振荡电阻接在结束定时器的第二振荡端与振荡控制点之间，保护电阻接在结束定时器的第三振荡端与振荡控制点之间，结束计数振荡电容的一端接结束定时器的第一振荡端，结束计数振荡电容的另一端接振荡控制点；

结束执行电路结束执行三极管、充电结束执行二极管、结束三极管的触发电阻、脉冲计数结束执行二极管、定时停振执行电阻、定时停振执行二极管组成：结束三极管的触发电阻接在结束定时器的最终输出端与结束三极管的基极之间，结束三极管的发射极接地线，充电结束执行二极管接在充电基极等位点与结束三极管的集电极之间，脉冲计数结束执行二极管的正极接结束定时器的最终输出端，脉冲计数结束执行二极管的负极接脉冲计数器的清零端，定时停振荡执行电阻与定时停振执行二极管串联在结束三极管的集电极与振荡控制点之间；

负载由被充电池与被充电池接触显示灯、被充电池接触显示保护电阻组成：被充电池接在充电电路输出与地线之间，被电池接触显示灯一端与被充电池正极相连，另一端串联被充电池接触显示保护电阻后接地线。

2.根据权利要求1所述的充放共存的脉冲式充电设备，其特征是：充电管是NPN三极管。

3.根据权利要求1所述的充放共存的脉冲式充电设备，其特征是：放电电阻的功率为≥1W。

4.根据权利要求1所述的充放共存的脉冲式充电设备，其特征是：所有二极管都是面贴合型二极管。