專利名稱：測(cè)定電池充電狀況的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)測(cè)定電池充電狀況的裝置，它包括-一個(gè)用于產(chǎn)生脈沖的電流-頻率轉(zhuǎn)換器，其脈沖頻率取決于流經(jīng)電池的電流;
-計(jì)算裝置，根據(jù)所產(chǎn)生的脈沖測(cè)定所計(jì)算的電池充電狀況;和-指示裝置，根據(jù)一小部分電池容量指示所計(jì)算的充電狀況。
這樣一個(gè)裝置可以用于以可再充電電池供電的各種設(shè)備，特別適用于可再充電的電動(dòng)剃刀。
本文開始段所述的一個(gè)裝置，在DE-A2313566中已經(jīng)公知了。在電池充、放電期間，該裝置中的充、放電電流是通過一個(gè)與電池串聯(lián)的電阻來測(cè)量的。該電阻上電壓被放大，然后被積分，但電池放電時(shí)的放大系數(shù)和積分常數(shù)與充電時(shí)不同。被積分的電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，每當(dāng)達(dá)到基準(zhǔn)電壓，就產(chǎn)生一個(gè)脈沖，積分電壓重新設(shè)置。所有這些脈沖在計(jì)數(shù)器里計(jì)數(shù)，借助一個(gè)指示器，計(jì)數(shù)過程是可見的，它指示出電池充電狀況。電池放電時(shí)，當(dāng)達(dá)到給定的計(jì)數(shù)時(shí)，就發(fā)出一個(gè)報(bào)警信號(hào)，并且在一定時(shí)間后負(fù)載被解除，以防止電池完全放電。當(dāng)電池充電時(shí)，在達(dá)到最大計(jì)數(shù)時(shí)，充電電路斷開以防止電池的過充電。
在該已知的裝置中，在所指示的充電情況下要改變電池容量，可通過測(cè)量外部條件如溫度的方法，通過增加一些計(jì)數(shù)脈沖或減少一些計(jì)數(shù)脈沖實(shí)現(xiàn)這一目的。
如果電池容量基本恒定，如果電池容量取決于一個(gè)或至多幾個(gè)可被參數(shù)化的外部條件，使用這個(gè)方法就可以得到較好的結(jié)果。因此，該裝置不大適用于可再充電的電氣器械，如電動(dòng)剃刀，因?yàn)樵谶@些器械中，使用的是鎳-鎘電池，這類電池的容量實(shí)際不僅取決于溫度，而且還取決于各種參數(shù)，如使用期限和過程等。例如，鎳-鎘電池，如果不定期完全充電、放電，其容量就會(huì)迅速減少。象電池使用過程這樣的條件幾乎不可能被參數(shù)化。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)裝置，從中可以得到電池相對(duì)充電狀況的精確指示，而無(wú)需測(cè)定外部和內(nèi)部參數(shù)的變化。根據(jù)本發(fā)明，這一裝置的特征在于進(jìn)一步包含-檢測(cè)裝置，當(dāng)電池充電或放電時(shí)，用來檢測(cè)至少一個(gè)實(shí)際的電池充電狀況;和-校正裝置，當(dāng)檢測(cè)到的實(shí)際充電狀況偏離所計(jì)算的充電狀況時(shí)，用來校正所計(jì)算的充電狀況，該校正裝置適用于改變與電池絕對(duì)或相對(duì)充電狀況相對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)目。
在電池充電或放電期間，檢測(cè)裝置對(duì)實(shí)際充電狀況至少檢測(cè)一次。例如，它可以指示電池被完全充電，這可以由當(dāng)時(shí)產(chǎn)生的溫升檢測(cè)出來。在放電期間，一個(gè)門限電壓也能被檢測(cè)出來，這個(gè)門限電壓與電池被放電到一定程度有關(guān)。如果所計(jì)電流-頻率轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的脈沖數(shù)目與當(dāng)時(shí)產(chǎn)生的被檢充電狀況不一致，被指示充電狀況下的電池容量可由校正裝置改變。校正裝置適用于改變與電池充電絕對(duì)變化對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)目和改變與相對(duì)充電狀況變化的脈沖數(shù)目。
應(yīng)當(dāng)注意，用檢測(cè)充放電期間實(shí)際充電狀況以校正被指示充電狀況的方法，實(shí)際上在EP-A0248461中已經(jīng)公知了。不過，在這個(gè)已知的裝置中，電池完全充電或放電所需時(shí)間是通過測(cè)定時(shí)間而確定的。其次，充電或放電期間所消耗的時(shí)間可用來估計(jì)充電狀況。因此在已知的裝置中，不是從所測(cè)電池抽取的實(shí)際充電采樣而是從電池抽取充電采樣這段時(shí)間被測(cè)量。因此，這種裝置的工作方法只不過在每個(gè)放電周期內(nèi)當(dāng)放電電流具有近似相同的性能才給出一個(gè)相當(dāng)精確的充電狀況的指示。
EP-A-0012315給出了一個(gè)裝置，它包含一個(gè)電流-頻率轉(zhuǎn)換器，以便產(chǎn)生一系列脈沖，脈沖頻率取決于流經(jīng)電池的電流;包含計(jì)算裝置，以便根據(jù)所產(chǎn)生的脈沖，確定所計(jì)算的電池充電狀況;包含校正裝置。但該裝置不包含檢測(cè)裝置，以便在充電或放電時(shí)檢測(cè)至少一個(gè)電池的實(shí)際充電情況，并且校正裝置在被檢測(cè)的實(shí)際充電狀況偏離所計(jì)算的充電狀況時(shí)，不能校正所計(jì)算的充電狀況，而是根據(jù)所計(jì)算的電池充電狀況，校正充電電流值，以便改進(jìn)對(duì)電池充電的效率。
按照本發(fā)明裝置的第一個(gè)實(shí)施例，其特征在于校正裝置適用于修正脈沖數(shù)目和所計(jì)算的相對(duì)充電狀況之間的比例。通過改變計(jì)算裝置中相應(yīng)于電池容量的脈沖數(shù)，就可達(dá)到校正被指示的充電狀況的目的。每產(chǎn)生一個(gè)脈沖的充電數(shù)量保持相同，通過程控微機(jī)容易解決這一問題。
按照本發(fā)明裝置的第二個(gè)實(shí)施例，其特征在于校正裝置適用于修正電流-頻率轉(zhuǎn)換器中所產(chǎn)生脈沖的頻率。按照本實(shí)施例，脈沖數(shù)對(duì)應(yīng)于給定電池容量百分比保持恒定，但是每產(chǎn)生一個(gè)脈沖，從電池抽取的充電量采樣是變化的。本實(shí)施例裝置易于和電流-頻率轉(zhuǎn)換器相結(jié)合，也能容易地和校正電路連接，校正電路著重解決了在大放電電流下產(chǎn)生的非線性放電問題。
按照本發(fā)明裝置的一個(gè)實(shí)施例，其中電流-頻率轉(zhuǎn)換器包含一個(gè)與電池串聯(lián)的測(cè)量電阻和一個(gè)電壓控制振蕩器，其輸入端與測(cè)量電阻兩端相連;進(jìn)一步的特征是，電壓-控制振蕩器具有一個(gè)控制輸入端以便當(dāng)信號(hào)作用于控制輸入端時(shí)接收所產(chǎn)生的脈沖頻率。本實(shí)施例裝置中，電壓控制振蕩器包含一個(gè)運(yùn)算放大器，其進(jìn)一步的特征在于所述控制輸入端是一個(gè)運(yùn)算放大器的控制輸入端。施加在測(cè)量電阻兩端的電壓運(yùn)算放大器的放大系數(shù)受檢測(cè)裝置產(chǎn)生的信號(hào)作用。
一個(gè)實(shí)施例裝置，其中所產(chǎn)生的脈沖頻率受到各方面的影響，其特征在于電壓控制振蕩器包含一個(gè)電容器和一個(gè)比較器，比較器的一個(gè)輸入端與電容器的一端相連接，另一輸入端連接到基準(zhǔn)電壓源上，而基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生的電壓可通過電流-頻率轉(zhuǎn)換器的控制輸入端進(jìn)行調(diào)節(jié)。這也可通過一個(gè)電路來實(shí)現(xiàn)，其特征在于電壓-控制振蕩器包含一個(gè)電容和一個(gè)與電容并聯(lián)的比較器，比較器的一個(gè)輸入端與基準(zhǔn)電壓源相連接，另一個(gè)輸入端經(jīng)一個(gè)電壓分壓器與電容器相連接，電壓分壓器可通過電流-頻率轉(zhuǎn)換器控制輸入端進(jìn)行調(diào)整。在這兩個(gè)實(shí)施例中，不是運(yùn)算放大器的放大系數(shù)被改變，而是產(chǎn)生脈沖的電容器端電壓被改變，及由此造成的流經(jīng)測(cè)量電阻電流的積分時(shí)間在改變。
除了按電池容量的百分比指示電池相對(duì)充電情況的指示裝置，本發(fā)明的裝置可以進(jìn)一步具有一個(gè)指示器，指示至少一個(gè)絕對(duì)充電狀況。這是重要的，例如，一個(gè)可再充電的電動(dòng)剃刀可被指示出其電池快用完了。為了防止電池過早地用完，這個(gè)指示必須在電池充電還足夠使剃刀使用至少一次的情況下給出。
為此目的，按照本發(fā)明測(cè)定電池充電狀況的裝置進(jìn)一步的特征是，該裝置還包含一個(gè)計(jì)算裝置，以便根據(jù)所計(jì)算的相對(duì)充電狀況和調(diào)節(jié)校正裝置來計(jì)算要指示的絕對(duì)充電狀況。用這種方法，絕對(duì)充電狀況就可以從相對(duì)充電狀況和對(duì)應(yīng)于所產(chǎn)生的脈沖的充電中被計(jì)算出來。
對(duì)電池充電所得到的充電狀況的信息是很有用的。為此目的，按照本發(fā)明裝置的實(shí)施例進(jìn)一步特征在于該裝置還包含一個(gè)充電電路，以便用充電電流對(duì)電池充電，充電電流的功率須經(jīng)過一個(gè)與所計(jì)算和校正的電池充電情況相適應(yīng)的過程。通過使充電電流與電池充電狀況相匹配，就可避免電池過充電等情況。按照本發(fā)明裝置的進(jìn)一步的實(shí)施例，其特征在于其適應(yīng)性依預(yù)定特性曲線變化，特性曲線是該電池特有的，特性曲線指示出由電池所接收的最大充電電流和電池充電狀況之間的關(guān)系。這里電池以其可承受的最大電流恒定充電。這種充電方式非常適于電池快充電。
關(guān)于本發(fā)明其它詳細(xì)情況將通過例子給以詳細(xì)說明。請(qǐng)參見附圖，其中，

圖1表示了本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例裝置;
圖2表示了第二個(gè)實(shí)施例;
圖3表示了用于圖2實(shí)施例中的一個(gè)電流-頻率轉(zhuǎn)換器的第一個(gè)詳細(xì)電路;
圖4表示了本發(fā)明可使用的一個(gè)電流-頻率轉(zhuǎn)換器的第二個(gè)詳細(xì)電路。
圖5表示了可被采用的一個(gè)電流-頻率轉(zhuǎn)換器的第三個(gè)實(shí)施例;
圖6和7表示了本發(fā)明裝置的實(shí)施例包含一個(gè)控制充電電路;和圖8給出了一個(gè)可再充電電池的充電特性。
圖1表示了一個(gè)可再充電電池10，它包含蓄電池11和12。電池可通過開關(guān)20連于負(fù)載21，負(fù)載例如是一個(gè)電動(dòng)剃刀的馬達(dá)，電池用以驅(qū)動(dòng)這個(gè)馬達(dá)。電池可以通過另一開關(guān)30被連接到充電電路31上，以便對(duì)電池充電。充電電路被供以所需能量，例如由具有兩個(gè)端子32和33的裝置供電。這樣一個(gè)充電電路已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，例如可能是開關(guān)型或振蕩型電源。
為了給使用者提供電池10充電狀態(tài)的信息，充電指示器40包含若干元件42，根據(jù)電池容量的一小部分指示充電狀況。圖中，以20%的單元表示充電。充電指示器40也可能發(fā)射一個(gè)光信號(hào)43和(或)發(fā)射一個(gè)聲音信號(hào)44，以便指示電池具有一定的能量，該能量?jī)H能持續(xù)很短時(shí)間，例如只能在有限的幾分鐘內(nèi)供給設(shè)備能量。
為了測(cè)定電池充電狀況，裝設(shè)了電流-頻率轉(zhuǎn)換器50，它產(chǎn)生脈沖，脈沖取決于流經(jīng)電流-頻率轉(zhuǎn)換器的電流。這也就是電池放電或充電電流。電流頻率轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的每一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)給定的充電量，該充電量是從電池中取出或是施加到電池上的。所產(chǎn)生的脈沖在計(jì)算裝置51中被計(jì)數(shù)，電池的相對(duì)(或)絕對(duì)充電狀況是從總脈沖數(shù)和電池額定容量來計(jì)算的。
如果電池實(shí)際容量與計(jì)算裝置中所儲(chǔ)存的額定容量相一致，則用這種方法指示電池充電狀況就足夠準(zhǔn)確。不過可再充電的鎳鎘電池的容量會(huì)隨使用年限增加而減少，對(duì)電池處理方法不當(dāng)其容量也會(huì)大受影響。例如，一個(gè)鎳-鎘電池如果不是定期充電和完全放電，它會(huì)部分失效，這就導(dǎo)致其容量迅速減少。
當(dāng)計(jì)算充電狀況時(shí)，要考慮到電池的實(shí)際容量，因而該裝置包含檢測(cè)裝置53，以檢測(cè)實(shí)際充電狀況。檢測(cè)裝置53檢測(cè)電池電壓，例如電池被放電80%情況下相應(yīng)的電壓。計(jì)算裝置所確定的充電狀況與此相似。如果所計(jì)算的充電狀況偏離所檢測(cè)的實(shí)際充電狀況，所計(jì)算的充電狀況就通過校正裝置52被校正。在圖1所示裝置中，這種校正包括改變用脈沖數(shù)目表示的額定容量，該脈沖數(shù)對(duì)應(yīng)于電池總充電容量。而且與字組42之一顯示的那部分對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)目可以被按比例修正，并且在計(jì)數(shù)過程中光信號(hào)42、聲信號(hào)43被啟動(dòng)。上面提到的計(jì)數(shù)最好以下述辦法修改，即當(dāng)這些信號(hào)被啟動(dòng)時(shí)，電池里的剩余電荷保持相等，從而在啟動(dòng)以后設(shè)備可在同一固定周期例如3分鐘內(nèi)使用。計(jì)算裝置51和校正裝置52可通過程控微機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
檢測(cè)裝置53可包括一個(gè)比較器，用來把電池電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。注意，這樣一個(gè)檢測(cè)裝置實(shí)際上在US-A-4563753和EP-A-0115625中已經(jīng)公知了。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員也可用其它辦法測(cè)量實(shí)際充電狀況，例如用時(shí)間測(cè)量電池電壓的變化，而不是用電池電壓本身。事實(shí)上，在基本用完了的NC電池中，電池電壓會(huì)迅速減少。
當(dāng)電池正被充電，電池實(shí)際充電狀況和電池的容量可參考某些參數(shù)來確定，如電池的溫度、電池內(nèi)部的壓力等。對(duì)于NC電池，在連續(xù)充電情況下還可參考電池電壓上升和其后下降的情況。除了單獨(dú)檢測(cè)實(shí)際充電狀況，例如80%放電或幾乎完全充電的情況外，檢測(cè)裝置53，在大量實(shí)際充電狀況下，也可以啟動(dòng)校正裝置52。不過在此情況下，電路將變得更復(fù)雜更昂貴。
如果需要，電路可進(jìn)一步備有一個(gè)控制裝置(未示出)，借助它，如果出現(xiàn)電池被完全放電或過充電危險(xiǎn)時(shí)，開關(guān)30和20可被打開。
圖2示出了按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例裝置。該圖中與圖1類似的元件標(biāo)以相同的數(shù)碼。在這個(gè)裝置中，經(jīng)過計(jì)算的充電狀況與實(shí)際充電狀況相適應(yīng)的辦法不是通過修正對(duì)應(yīng)于充電變化的脈沖數(shù)而是通過修正從電池中抽取充電量和對(duì)應(yīng)于一個(gè)脈沖來進(jìn)行的。為此，調(diào)節(jié)電路54被連接到計(jì)算裝置51和檢測(cè)裝置53，從而電流-頻率轉(zhuǎn)換器50得到控制，以便當(dāng)所計(jì)算的充電狀況和實(shí)際充電狀況不相符時(shí)，可以改變頻率。通過這個(gè)電路，對(duì)應(yīng)于相對(duì)充電狀況的脈沖數(shù)保持相等。為了顯示絕對(duì)充電狀況，例如聲信號(hào)43和44啟動(dòng)的門限值狀況，須適應(yīng)以計(jì)算裝置51中脈沖數(shù)表示的有關(guān)極限值。
如果由于大的放電電流而造成非線性放電，調(diào)節(jié)電路54還可匹配頻率。
圖3示出了本發(fā)明裝置中所使用的一個(gè)電流-頻率轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例。本圖僅示出了電流-頻率轉(zhuǎn)換器和直接與它連接的元件。在本實(shí)施例和下述實(shí)施例中，校正裝置與電流-頻率轉(zhuǎn)換器連接。
電流-頻率轉(zhuǎn)換器包含電阻501，它和電池10串聯(lián)。如果電池提供電流或被充電，在電阻501兩端就會(huì)有個(gè)電壓降。這個(gè)電壓降由電壓-控制振蕩器轉(zhuǎn)換成一串脈沖，其頻率取決于電阻兩端的電壓。為此，運(yùn)算放大器502的兩個(gè)輸入端與電阻501并聯(lián)，而放大器的輸出端提供一個(gè)與輸入端電壓差成比例因此也和流經(jīng)電池的電流成比例的電流。電容器503通過運(yùn)算放大器502的輸出電流被充電。開關(guān)如晶體管505和電阻507的串聯(lián)電路與該電容器并聯(lián)。電容器503兩端電壓與參考電壓Uref的比較是通過比較器504。電容器電壓經(jīng)電壓分壓器提供到電容器上，該分壓器包含元件509(它具有可調(diào)節(jié)阻抗，例如是一個(gè)FET)和一個(gè)電阻508。比較器504的輸出端連接到開關(guān)505的控制輸入端上，從而該開關(guān)打開或關(guān)閉狀態(tài)取決于比較器輸入端的電壓。
一旦電容器503被充電到這種程度，即電壓分壓器輸出端的電壓超過基準(zhǔn)電壓Uref，比較器轉(zhuǎn)向，開關(guān)505關(guān)閉。電容器503然后經(jīng)電阻507放電，同時(shí)在電流-頻率轉(zhuǎn)換器的輸出端506上產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖。
比較器504轉(zhuǎn)向的門限電平取決于具有一個(gè)可變阻抗的元件509的調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)電路54和電流-頻率轉(zhuǎn)換器控制輸入端510控制的。通過使元件509阻抗隨電池容量的降低而減小，根據(jù)電池容量的一小部分相應(yīng)于輸出端506產(chǎn)生的每個(gè)脈沖的相對(duì)充電量保持恒定。調(diào)節(jié)電路54經(jīng)輸入端541連接到計(jì)算裝置51上。檢測(cè)裝置53具有一個(gè)第二輸出端531，信號(hào)由此而被加到計(jì)算裝置51上以確定絕對(duì)充電狀況。
不使用可變電壓分壓器交替改變基準(zhǔn)電壓Uref的值，就可使電容器放電的門限電平適應(yīng)被改變的電池容量。這樣一個(gè)電流-頻率轉(zhuǎn)換器示于圖4。
圖4與圖3大體相同，相同部分不再陳述。按照?qǐng)D4的電流-頻率轉(zhuǎn)換器包含一個(gè)可調(diào)基準(zhǔn)電壓源511，它產(chǎn)生參考電壓Uref，電容器503上的電壓可與參考電壓進(jìn)行比較。參考電壓源511的調(diào)節(jié)控制來自計(jì)算裝置51，檢測(cè)裝置53和調(diào)節(jié)電路54經(jīng)電流-頻率轉(zhuǎn)換器的控制輸入端510控制。
圖5示出另一個(gè)實(shí)施例，該圖和圖3和圖4也大體相同，下面僅就其差別進(jìn)行陳述。按照?qǐng)D5的電路，包含一個(gè)運(yùn)算放大器502，其放大系數(shù)和輸出電流是可調(diào)的，以使電容器503被充電的速率不僅取決于電阻501兩端的電壓降，而且取決于運(yùn)算放大器502控制輸入端的信號(hào)。該控制輸入端經(jīng)電流-頻率轉(zhuǎn)換器輸入端510連接到調(diào)節(jié)電路54的輸出端，該輸出端依次連接到計(jì)算裝置51和檢測(cè)裝置53上。
圖6示出了一個(gè)裝置的實(shí)施例，該裝置大體和圖1相似，其中兩者相同的元件標(biāo)有相同的參考數(shù)碼。這里充電電路31具有一個(gè)控制輸入端61，它和計(jì)算裝置51及校正裝置52的輸出端相連接?？刂戚斎攵?1上的信息根據(jù)只讀存儲(chǔ)器63中存的一張表在計(jì)算部件62中被轉(zhuǎn)化成一些信號(hào)，這些信號(hào)又被一個(gè)轉(zhuǎn)換器64轉(zhuǎn)換成可控電源65相適應(yīng)的控制信號(hào)。電源65的作用是經(jīng)開關(guān)30提供一個(gè)充電電流到電池10上?？刂戚斎攵?1的信息指示出電池的被計(jì)算和被校正的充電狀況，由充電電路提供的電流現(xiàn)在就取決于這個(gè)信息。該信息和所要提供電流之間的關(guān)系以表格形式存儲(chǔ)在ROM63中。表格可以包含象充電指示器40中所具有的元件42同樣多的數(shù)值。另一方面，也可以具有比件42更多或更少的數(shù)值。每當(dāng)控制輸入端61的信息改變，計(jì)算部件62就根據(jù)ROM63中的數(shù)值計(jì)算出一個(gè)新信號(hào)，該信號(hào)通過轉(zhuǎn)換器施加到受控電源65上。用這種方法可使電源65所提供的充電電流和電池10的實(shí)際充電狀況相適應(yīng)。
圖7示出了一個(gè)實(shí)施例，其裝置包含一個(gè)類似圖6中的充電電路，且在圖2所示實(shí)施例中被使用。其參考數(shù)碼和圖2及圖6中標(biāo)的相同，該充電電路的工作過程和圖6中工作過程一樣。
計(jì)算部件可通過程控微機(jī)實(shí)現(xiàn)?？煽仉娫?5和轉(zhuǎn)換器64彼此結(jié)合成為一個(gè)程控電源。由電源65提供充電電流的調(diào)節(jié)步數(shù)不必和充電指示器40指示電池10充電狀況的步數(shù)相等。也就是例如可用10%的步數(shù)計(jì)算充電狀況，并可以在ROM63中存儲(chǔ)10個(gè)數(shù)值以計(jì)算有關(guān)的充電電流。
實(shí)際上，ROM63中存儲(chǔ)的表格可確定電池的充電方式。許多充電方式可以分成或不被分成不同的步數(shù)而儲(chǔ)存起來。一個(gè)很有趣的充電方式由圖8a的曲線示出。曲線圖中，對(duì)應(yīng)于電池(此處為NC電池)最大充電能力的電流IM作為電池充電SOC相對(duì)狀態(tài)的函數(shù)而畫出關(guān)系曲線。關(guān)系曲線由實(shí)驗(yàn)確定，表示電池類型特征。一個(gè)電池可通過按所示特性曲線規(guī)律變化的充電電流迅速再充電，而無(wú)在電池中產(chǎn)生氣體或其它副作用的危險(xiǎn)。圖8b中這種快充方式的特性曲線近似4步，相當(dāng)于充電指示器40的20%步。這種充電方式的4步然后也被儲(chǔ)存到ROM63中，但是一種多于4步以及與之相應(yīng)多的值的更精確的近似值儲(chǔ)存在ROM63中也是可能的。
權(quán)利要求
1.一個(gè)測(cè)定電池(10)充電狀況的裝置，它包含--一個(gè)用于產(chǎn)生脈沖的電流-頻率轉(zhuǎn)換器(50)，脈沖頻率取決于流經(jīng)電池(10)的電流；--計(jì)算裝置(51)，根據(jù)所產(chǎn)生的脈沖，確定電池(10)所計(jì)算的充電狀況；--指示裝置(40)，按電池(10)一小部分容量指示所計(jì)算的充電狀況，其特征在于該裝置進(jìn)一步包括--檢測(cè)裝置(53)，當(dāng)電池正被充電或放電時(shí)，檢測(cè)至少一個(gè)電池的實(shí)際充電狀況；和--校正裝置(52)，當(dāng)被檢測(cè)的實(shí)際充電狀況偏離所計(jì)算的充電狀況時(shí)，對(duì)所計(jì)算的充電狀況進(jìn)行校正，該校正裝置(52)適用于改變與電池(10)絕對(duì)或相對(duì)充電狀況變化相對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)目。
2.按照權(quán)利要求1的一個(gè)測(cè)定所述電池充電狀況的裝置，其特征在于校正裝置(52)適用于修改脈沖數(shù)目和所計(jì)算的相對(duì)充電狀況變化之間的比例。
3.按照權(quán)利要求1的一個(gè)用來測(cè)定所述電池充電狀況的裝置，其特征在于校正裝置(52)適合用于改變電流-頻率轉(zhuǎn)換器(50)中所產(chǎn)生脈沖的頻率。
4.按照權(quán)利要求3的一個(gè)用來測(cè)定電池(10)的充電狀況的裝置，其中電流-頻率轉(zhuǎn)換器包含一個(gè)和電池(10)串聯(lián)的測(cè)量電阻(501)，一個(gè)電壓控制振蕩器，其輸入端被連接到測(cè)量電阻(501)兩端，其特征在于電壓-控制振蕩器具有一個(gè)控制輸入端(510)以按照控制輸入端(510)上出現(xiàn)的信號(hào)的作用來適應(yīng)所產(chǎn)生脈沖的頻率。
5.按照權(quán)利要求4的一個(gè)測(cè)定電池(10)充電狀況的裝置，其中電壓控制振蕩器包含一個(gè)運(yùn)算放大器(502)，其特征在于所述控制輸入端是運(yùn)算放大器(502)的一個(gè)控制輸入端(510)。
6.按照權(quán)利要求4的一個(gè)測(cè)定電池(10)充電狀況的裝置，其特征在于電壓控制振蕩器包含一個(gè)電容器(503)和一個(gè)比較器(504)，所述比較器(504)的一個(gè)輸入端被連接到電容器(503)的一端，并且另一端連接到基準(zhǔn)電壓源(Uref)上，而基準(zhǔn)電壓源所產(chǎn)生的電壓(Uref)可通過電流-頻率轉(zhuǎn)換器的控制輸入端進(jìn)行調(diào)整。
7.按照權(quán)利要求4的一個(gè)用來測(cè)定電池(10)充電狀況的裝置，其特征在于電壓控制振蕩器包含一個(gè)電容器(503)和一個(gè)與電容器并聯(lián)的比較器(504)，所述比較器(504)的一個(gè)輸入端與基準(zhǔn)電壓源(Uref)相連接，另一輸入端通過電壓分壓器(508，509)與電容器(503)的一端相連接，分壓器可通過電流-頻率轉(zhuǎn)換器控制輸入端進(jìn)行調(diào)節(jié)。
8.按照權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7的一個(gè)測(cè)定電池(10)充電狀況的裝置，其中該設(shè)備還具有一個(gè)指示器(42、43)，用以指示至少一個(gè)絕對(duì)充電狀況，其特征在于該裝置進(jìn)一步包含一個(gè)計(jì)算裝置(51)，用于由所計(jì)算的相對(duì)充電狀況和校正裝置(52)的調(diào)節(jié)來計(jì)算將被指示的絕對(duì)充電狀況。
9.按照權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8的一個(gè)測(cè)定電池充電狀況的裝置，其特征在于該裝置進(jìn)一步包含一個(gè)充電電路(31)，用以將充電電流對(duì)電池(10)進(jìn)行充電，該電流的功率要經(jīng)過一個(gè)與所計(jì)算的和所校正的電池充電狀況逐步適應(yīng)的過程。
10.按照權(quán)利要求9的一個(gè)測(cè)定電池充電狀況的裝置，其特征在于適應(yīng)性按照預(yù)定的特性曲線變化，該特性曲線是電池特有的，它表示電池最大充電接受能力的充電電流和電池充電狀況之間的關(guān)系。
11.按照前述任何一個(gè)權(quán)利要求的一個(gè)具有可再充電電池的剃刀和一個(gè)測(cè)定電池充電狀況的裝置。
全文摘要
一個(gè)測(cè)定電池(10)充電狀況的裝置，包含一個(gè)電流-頻率轉(zhuǎn)換器(50)，由它產(chǎn)生脈沖，脈沖頻率取決于充電或放電電流。這些脈沖被計(jì)數(shù)并且用作計(jì)算充電狀況的基準(zhǔn)。為能指示一個(gè)因老化而電池容量已經(jīng)改變了的電池的正確的相對(duì)充電狀況，該裝置包含一個(gè)檢測(cè)裝置(53)，用以檢測(cè)實(shí)際充電狀況，包含一個(gè)校正裝置(52)，用以校正計(jì)算裝置(51)所計(jì)算的充電狀況。在一個(gè)實(shí)施例中校正裝置與電流-頻率轉(zhuǎn)換器相連接并且所產(chǎn)生的脈沖的頻率得到適應(yīng)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1051793SQ9010945
公開日1991年5月29日 申請(qǐng)日期1990年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月25日
發(fā)明者海特·揚(yáng)·博斯查 申請(qǐng)人:菲利浦光燈制造公司