屬于電子技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

本企業(yè)在前段時(shí)間申請(qǐng)了保安產(chǎn)品系列，而該產(chǎn)品必須要備份電池，否則當(dāng)無市電時(shí)，保安功能將成為一種虛設(shè)，而無市電的時(shí)候，恰恰又可能是發(fā)生保安事故的高峰時(shí)候。所以備份電池是必需的。而且備份電池的性能直接關(guān)系到整體的性能。

但是備份電池必需要對(duì)其充電維護(hù)，對(duì)備份電池的科學(xué)維護(hù)，直接關(guān)系到備份電池的壽命，與容量。有資料認(rèn)為，電池常常不是用壞的，而是充電不當(dāng)而損壞的。保安器材中的電池，屬于專用電池，對(duì)體積容量有特殊要求，配備苛求于一般產(chǎn)品。因此如何保障備份電池壽命與容量不受影響這是問題之一。

問題之二是具維修資料統(tǒng)計(jì)，對(duì)一般的充電器，其內(nèi)部的充電控制的有源件，如開關(guān)三極管等容易損壞，它產(chǎn)生故障占整個(gè)設(shè)備的故障率比例很大，因此如果該管損害，造成整機(jī)不能使用。因此這些看起來普通的技術(shù)問題，卻成為了影響一個(gè)產(chǎn)品好壞的嚴(yán)重大事。

因?yàn)樯鲜鲈?，為保證本企業(yè)所申請(qǐng)的保安產(chǎn)品的性能，本企業(yè)的充電部分不能采用普通的對(duì)電池的充電方法與普通的充電線路。

其常規(guī)的充電方法是采用單一直流充電法，這樣的方法均會(huì)使電解液持續(xù)產(chǎn)生氫氧氣體，其氧氣在內(nèi)部高壓作用下，滲透至負(fù)極與鎘板作用生成CdO ,造成極板有效容量下降。如果采用脈沖充電，而且采用采用充與放并存的方法，即充一定時(shí)間，如5秒鐘，就放一定時(shí)間如1秒鐘。這樣充電過程產(chǎn)生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液,可使析氣量大大降低，減少析氣量可以使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了鉛酸蓄電池的內(nèi)壓，使下一階段的脈沖充電更加順利地進(jìn)行，從而使鉛酸蓄電池可以吸收更多的電量。間歇脈沖使鉛酸蓄電池有較充分的化學(xué)反應(yīng)時(shí)間，從而減少了充電過程中鉛酸蓄電池的析氣量，提高了鉛酸蓄電池的充電電流可接受能力。脈沖充電法充電一定時(shí)間如5秒鐘，停止一定時(shí)間如放電1秒鐘，如此循環(huán)。這種充電方法會(huì)使鉛酸蓄電池在充電過程中所產(chǎn)生的氧氣和氫氣在停止充電脈沖下，大部分析出的氧氣和氫氣又被還原成了電解液，這不僅減少了鉛酸蓄電池在充電過程中內(nèi)部電化學(xué)副反應(yīng)——水的電解所產(chǎn)生的析氣量，而且對(duì)已經(jīng)嚴(yán)重極化而引起失效的鉛酸蓄電池還有修復(fù)作用，在使用本充電方法對(duì)失效的鉛酸蓄電池充放電一定次數(shù)后，會(huì)使鉛酸蓄電池的容量逐漸的恢復(fù)。又據(jù)資料介紹按又充電雙放電的充電方法，或充電停充的辦法，不僅對(duì)鉛蓄電池很有幫助，而且對(duì)一些堿電池也有積極幫助。

但是按上述的充電方法，常規(guī)的線路也是存在技術(shù)難點(diǎn)的，因?yàn)槌Ｒ?guī)的電路即不是又充又放的電路，其開關(guān)控制管都是故障的重點(diǎn)，如果讓開關(guān)管處于脈沖的狀態(tài)，更容易成為損害的機(jī)率，這是其一，其二是因?yàn)殡娐酚谐涞目刂?，又有放電部分（或停充）的控制，因此損害的部位又增加了一倍，因此如果按傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必定線路 復(fù)雜，新增加了故障點(diǎn)，如何解決這些矛盾，成為了新難點(diǎn)。

隨著現(xiàn)代生活的豐富，用電池的電器的種類越來越多，除了本企業(yè)所研究的保安器材外，還有很多產(chǎn)品，如數(shù)碼機(jī)機(jī)，手機(jī)，等等，其充電器的要求，也有類似本企業(yè)要求的地方，所以對(duì)充電器的研究，不僅牽涉充電器本身的質(zhì)量，還牽涉被充電池兩個(gè)方面的問題。因些一個(gè)好的充電措施有著積極的意義。

低碳環(huán)保應(yīng)從點(diǎn)滴抓起，應(yīng)從細(xì)微抓起，這樣才利于社會(huì)的長久進(jìn)步與發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有充電產(chǎn)品具有充電功能，但是對(duì)環(huán)保不足的弱點(diǎn)，本發(fā)明的采用可控硅和三極管的配合目的一是，研制一雙N型脈沖環(huán)保充電裝置，它一是對(duì)重要部分實(shí)行雙備份自動(dòng)化設(shè)計(jì)，這種充電路不容易損壞。二是對(duì)充電電池實(shí)現(xiàn)科學(xué)的充放結(jié)合的最大化進(jìn)行充電的充電器，從而最大化的延長充電器與被充電池的壽命與容量，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的環(huán)保。

采用的技術(shù)措施是：

1、雙N型脈沖環(huán)保充電裝置由充電部分、脈沖發(fā)生單元、結(jié)束起動(dòng)可調(diào)單元、充電顯示電路、結(jié)束起動(dòng)控制單元、放電部分、負(fù)載單元共同組成。

其中：充電部分由充電工作電路、充電備份電路、充電基極接地電路、涓電阻、充電置換電路組成。

充電工作電路由充電工作管與充電工作管基極電阻組成；充電備份電路由充電備份管與充電備份管基極電阻組成；充電基極接地電路由充電工作管基極二極管、充電備份管基極二極管、接地電阻組成。

充電置換電路由數(shù)個(gè)二極管串聯(lián)而成。

充電工作管與充電備份管的集電極接在一起接信號(hào)輸入，充電工作管基極二極管的正極接充電工作管的基極，充電備份管基極二極管接充電備份管的基極，充電工作管基極二極管與充電備份管基極二極管的負(fù)極接在一起，成為充電部分的共基極，接地電阻接在共基極與地線之間，充電工作管與充電備份管的基極分別接一個(gè)基極電阻到信號(hào)輸入，涓電阻接在信號(hào)輸入與充電部分的輸出之間，充電置換電路接在充電備份管的發(fā)射極與充電部分的輸出之間，充電工作管的發(fā)射極即是充電部分的輸出。

脈沖發(fā)生單元由振蕩電路、脈沖可調(diào)充電支路、脈沖充放支路、振蕩電容組成。

振蕩電路由振蕩N管、振蕩P管、振蕩N管基極可調(diào)電阻、振蕩N管基極保護(hù)電阻、隔離二極管、振蕩P管接地電阻組成：振蕩N管基極可調(diào)電阻與振蕩N管基極保護(hù)電阻串聯(lián)在信號(hào)輸入與振蕩N管的基極之間，振蕩P管的基極接振蕩N管的集電極，振蕩P管的發(fā)射極接信號(hào)輸入，隔離二極管接在振蕩N管的集電極與充電部分共基極之間。振蕩P管接地電阻接在振蕩P管的集電極與地線之間。

脈沖充放支路由固定電阻串聯(lián)可調(diào)電阻組成；脈沖可調(diào)充電支路由充電可調(diào)電阻、充電可調(diào)限制電阻、導(dǎo)向二極管串聯(lián)而成。

脈沖可調(diào)充電支路接在振蕩P管的集電極與振蕩電容的一端，振蕩電容的另一端接振蕩N管的基極，脈沖可調(diào)充電支路與脈沖充放支路并聯(lián)；脈沖充放支路由一電阻電路組成。

充電顯示電路由充電顯示保護(hù)電阻與充電顯示燈組成，充電顯示保護(hù)電阻與充電顯示燈串聯(lián)在振蕩P管的集電極與地線之間。

結(jié)束起動(dòng)可調(diào)單元由結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻、結(jié)束起動(dòng)限制電阻、結(jié)束起動(dòng)接地電阻組成；結(jié)束起動(dòng)控制單元由控制可控硅陽極電阻與控制可控硅、兩個(gè)鉗位二極管組成。

結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻與結(jié)束起動(dòng)限制電阻串聯(lián)在充電部分的輸出與控制可控硅的控制極之間，結(jié)束起動(dòng)接地電阻接在控制可控硅的控制極與地線之間，控制可控硅的陰極接地線，控制可控硅的陽極電阻一端接充電部分的輸出，另一端接控制可控硅的陽極，兩個(gè)鉗位二極管的負(fù)極都接控制可控硅的陽極，鉗位二極管一的正極接充電部分的共基極，鉗位二極管二的正極接振蕩N管的基極。

放電部分由放電工作電路、放電備份電路、放電置換電路、放電電阻、放電基極總電阻、放電切除開關(guān)組成。

放電工作電路由放電工作管、放電工作管基極電阻組成；放電備份電路由放電備份管與放電備份管基極電阻組成；放電置換電路由數(shù)個(gè)二極管串聯(lián)而成。

放電基極總電阻一端接振蕩P管的集電極，放電基極總電阻的另一端為分別與三電路相連，一路連接放電切除開關(guān)到地線，第二路接放電工作管基極電阻到放電工作管的基極，第三路接放電備份管基極電阻到放電備份管的基極，放電電阻接在被充電池的正極與放電工作管的集電極之間，放電置換電路接在放電工作管的集電極與放電備份管的集電極之間，放電工作管與放電備份管的發(fā)射極都與地線連接。

負(fù)載單元由被充電池、被充電池接觸指示燈、被充電池接觸保護(hù)電阻共同組成。

被充電池的正極接充電部分的輸出，負(fù)極接地線，被充電池接觸指示燈與被充電池接觸保護(hù)電阻串聯(lián)為一支路，并與被充電池的正極與地線之間并聯(lián)。

2、放電置換電路由兩個(gè)或三個(gè)三極管串聯(lián)而成。

3、所有二極管均為面貼合型二極管。

進(jìn)一步說明：

1、工作原理說明：

開通電源后，所有單元開始工作，其中充電部分內(nèi)部充電工作管、充電備份管與放電部分內(nèi)部放電工作管、放電備份管，向被充電池進(jìn)行了充電工作直到結(jié)束。充電的特點(diǎn)一是以脈沖方式的充電，二是在脈沖的一個(gè)周期內(nèi)，有向被充電池的充電過程，也有對(duì)被充電池放電的過程，但是充電的時(shí)間大于放電的過程。所以總體的物理過程是充電 。三是充電回路是經(jīng)過充電部分充電，即是充電部分是由充電回路的充電工作管、充電備份管控制。放電回路是通過放電部分放電。即是放電部分是由充電回路的放電工作管、放電備份管控制。

應(yīng)指出的是盡管充電部分內(nèi)充電工作管與充電備份管對(duì)被充電池組成了或門供電方式，但是由設(shè)計(jì)措施的特殊性，平常只有充電工作管通電工作，而充電備份管處于開路狀態(tài)，但是一旦充電工作管損壞，充電備份管將自動(dòng)投入通電工作。

同理，應(yīng)指出的是盡管放電部分內(nèi)放電工作管與放電備份管對(duì)被充電池組成了或門對(duì)被充電池形成放電方式，但是由設(shè)計(jì)措施的特殊性，平常只有放電工作管通電工作，而放電備份管處于開路狀態(tài)，但是一旦放電工作管損壞，放電充電備份單元將管將自動(dòng)投入通電工作。

在充電過程中，因?yàn)槊}沖發(fā)生單元的工作，它不斷控制充電部分兩三極管處于開通與斷開狀態(tài)，因此充電回路產(chǎn)生的是脈沖電流。

在充電過程中，因?yàn)槊}沖發(fā)生單元的工作，它也不斷控制放電部分兩三極管處于開通與斷開狀態(tài)，所以在脈沖充電過程中的一周期內(nèi)，產(chǎn)生的效果是即在充電又在放電特殊的形式中。但本發(fā)明也設(shè)計(jì)了放電切除開關(guān)（圖2中的15.5），讓放電部分的基極對(duì)地短路，該部分處于切除狀態(tài)，而只成為了采用脈沖充電的單一形式，從而增加了靈活的選擇性。

在充電與放電共存的充電規(guī)律是，開通電源后，脈沖發(fā)生單元開始工作，在脈沖的一周期之內(nèi)，當(dāng)振蕩N管輸出高位時(shí)，在充電部分的充電兩三極管開通向被充電池充電，同時(shí)因振蕩P管輸出低位放電部分中的兩個(gè)三極管關(guān)閉，反之當(dāng)振蕩N管輸出低位時(shí)充電工作管關(guān)閉，此時(shí)振蕩P管輸出高位放電三極管開通處于過程。由于在脈沖的一周期之內(nèi)，充電的時(shí)間長，而放電的時(shí)間短，所以充電過程是處于脈沖充電狀態(tài)。這樣的充電方式有利于對(duì)電池的科學(xué)維護(hù)，同時(shí)對(duì)部分損壞的被充電池也有一定程度的恢復(fù)作用。

當(dāng)被充電池沒有接觸好時(shí)，該部分指示燈不亮，因?yàn)樵摬糠种甘緹舻碾娏髟谖床迳辖涣麟姇r(shí)，僅來源于電池。此時(shí)，將提醒使用者應(yīng)夾好被充電池。當(dāng)被充電池電壓低落時(shí)，因?yàn)槿与妷翰荒艽蜷_停止的閥值，所以整個(gè)單元處于充電狀態(tài)。當(dāng)被充電池充電到位后，因?yàn)槌潆娸敵龆溯敵龈呶唬搅送Ｖ沟拈y值，該閥值即是控制可控硅（圖2中的14.2）的觸發(fā)門坎電壓，當(dāng)控制可控硅觸發(fā)飽和導(dǎo)通后，一路輸出是對(duì)充電部分兩三極管的基極鉗位，讓充電部分停止工作，成為開路狀態(tài)。不再進(jìn)行充電功能。另一路鉗位了脈沖發(fā)生單元振蕩N管的基極，讓放電部分停止工作，成為開路狀態(tài)。停止放電。

此時(shí)所連的涓電阻（2中的2.1）向被充電池提供所需的維持的涓電流。

2、線路特點(diǎn)分析：

（1）、結(jié)束起動(dòng)可調(diào)單元。

該單元由結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻（2中的13.1）、結(jié)束起動(dòng)限制電阻（2中的13.2）、結(jié)束起動(dòng)接地電阻（2中的13.3）組成。

結(jié)束起動(dòng)可調(diào)單元的結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻（2中的13.1）可以靈活地調(diào)整取樣電壓，又因?yàn)榇?lián)了結(jié)束起動(dòng)限制電阻（2中的13.2），所以在調(diào)試過程中不會(huì)產(chǎn)生過大的偏差。由于控制可控硅（圖2中的14.2）觸發(fā)靈敏，所以該線路與控制可控硅十分匹配。其結(jié)束起動(dòng)接地電阻（2中的13.3）起了兩樣作用，一是與結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻、結(jié)束起動(dòng)限制電阻分壓，以觸發(fā)控制可控硅，二是該電阻也是控制可控硅退出飽和的靈敏度調(diào)整，該值的調(diào)整得當(dāng)。能使控制可控硅具有優(yōu)良的觸發(fā)性與退出飽和性能。

（2）、結(jié)束起動(dòng)控制單元。

該單元由控制可控硅（圖2中的14.2）、結(jié)束起動(dòng)可控硅陽極電阻（圖2中的14.1）、兩個(gè)鉗位二極管組成。

該單元中的有源放大件采用可控硅，采用可控硅主要有幾方面的好處，一是當(dāng)結(jié)束起動(dòng)可調(diào)單元的電壓值過閥后，控制可控硅立即翻轉(zhuǎn)，因?yàn)樵撛袕?qiáng)烈的正反饋，因而性能好。二是可控硅的閥值明顯。三是線路簡(jiǎn)潔，比傳統(tǒng)的比較放電器線路更精簡(jiǎn)。四是控制可控硅的應(yīng)用電壓范圍遠(yuǎn)高于集成電路，所以電器性能更好。五是是相對(duì) 更廉價(jià)。六是在本發(fā)明中如果采用傳統(tǒng)的比較放大器，則產(chǎn)生了新的有源件品種，不利于批量生產(chǎn)，同時(shí)也浪費(fèi)了集成電路內(nèi)部資源。

（3）、充電顯示單元。

當(dāng)脈沖發(fā)生單元工作時(shí)，振蕩P管（圖2中的7.5）集電極有輸出時(shí)，激勵(lì)充電顯示燈（圖2中的12.2）發(fā)光。充電結(jié)束時(shí)，停振，振蕩P管集電極無輸出，表示充電結(jié)束。

（4）、脈沖發(fā)生單元。

該單元的特點(diǎn)主要是振蕩發(fā)生器，該線路中具有頻率調(diào)整，與占空比調(diào)整。

脈沖發(fā)生單元。在本發(fā)明中有三點(diǎn)作用，一是通過隔離二極管控制充電部分，使充電的形式成為脈沖充電的形式。二是通過振蕩電路中的振蕩P管（圖2中的7.5）控制放電部分，使充電全過程中，實(shí)現(xiàn)邊充電邊放電復(fù)合形式。三是實(shí)現(xiàn)占空比的調(diào)節(jié)。使充電的全過程，在實(shí)現(xiàn)又充電與放電的復(fù)合過程，保持著最佳的分配比例。

A、形成振蕩的原理的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的該單元是由振蕩N管（圖2中的7.4）與振蕩P管（圖2中的7.5）組成的互補(bǔ)型振蕩電路，振蕩電容（圖2中的11）以及脈沖充放支路與脈沖充電支路共同組成。其中脈沖充電支路由導(dǎo)向二極管（圖2中的8.3）、充電可調(diào)電阻（圖2 中的8.1）與充電支路限制電阻（圖2中的8.2）共同組成。形成的原理是當(dāng)振蕩P管集電極有輸出時(shí)，通過充放支路及充電支路及振蕩電容到振蕩N管的基極，因而振蕩N管的基極電流更大，再繼而使振蕩P管有更大的輸出，因而產(chǎn)生強(qiáng)烈正反饋。因而成為振蕩的前半周期。當(dāng)振蕩電容充滿電后，振蕩N管由飽和退出到放大狀態(tài)，此時(shí)振蕩P管集電極輸出電壓降低，此時(shí)振蕩電容開始反方向放電，其放電方向是振蕩電容的一端通過振蕩P管的接地電阻（圖2中的7.6）到地，再反向偏置振蕩N管的PN節(jié)由大到小回到振蕩電容的另一端。因而使振蕩N管加速退出飽和，產(chǎn)生強(qiáng)烈的正反饋。形成振蕩的后半周期。

這種互補(bǔ)電路形成的振蕩電路的優(yōu)點(diǎn)：一是易振蕩，可靠，二是有振蕩過程中即有高位輸出，又有低位輸出，且負(fù)載力強(qiáng)，因而易于與本發(fā)明中的充電部分與放電部分配合。三是元件少。

B、振蕩電容與充放支路形成了振蕩頻率的粗調(diào)。

在脈沖發(fā)生單元中，設(shè)計(jì)有脈沖充放支路，而其中脈沖充放支路比有導(dǎo)向二極管（圖2中的8.3）組成的脈沖充電支路阻值大得多，所以該單元的振蕩頻率主要由脈沖充放支路定，調(diào)整該支路的電阻阻值，便可以大致決定出該振蕩器的頻率，（因?yàn)榫珳?zhǔn)的頻率還決定于占空比，即與脈沖充電支路有關(guān)）。脈沖充放支路的固定電阻對(duì)可調(diào)電阻的最小阻值起了限值作用。

C、本發(fā)明的該單元設(shè)計(jì)有占空比可調(diào)。

占空比的意義是脈沖在一個(gè)周期內(nèi)，高位時(shí)間與低位時(shí)間的比例。

占空比可調(diào)線路主要由振蕩電容與脈沖充電支路共同組成。

形成可調(diào)的原理是：當(dāng)振蕩P管集電極有輸出時(shí)，向振蕩電容充電時(shí)，其充電電流經(jīng)過脈沖充放支路與脈沖充電支路的并聯(lián)支路，然后流向振蕩N管基極，由于脈沖充電支路串聯(lián)的電阻較小于脈沖充放電支路，所以脈沖充電支路的充電電流是主導(dǎo)成份。調(diào)節(jié)充電可調(diào)電阻，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)占空比。脈沖充電支路限制電阻是對(duì)可調(diào)最小值的限制。當(dāng)振蕩電容充電結(jié)束后，振蕩電容開始放電形成振蕩的后半周期，放電的通道是脈沖充放支路與脈沖充電支路的并聯(lián)電路，由于兩支路中脈沖充電支路有導(dǎo)向二極管的存在，其反向偏置為無窮大，所以放電的主要支路是脈沖充放電支路。應(yīng)說明的是，由于振蕩N管控制了充電部分的三極管，充電時(shí)間越短，則充電部分開通的時(shí)間越長，所以這成為了本單元的占空比可調(diào)設(shè)立在充電支路，而不設(shè)立在充放電路上的一個(gè)重要原因。這樣的情況落實(shí)到對(duì)電池充電時(shí)，在脈沖的一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)是充電時(shí)間長而放電的時(shí)間 短，而在整體 上對(duì)補(bǔ)充 電池形成 的是充電的態(tài)勢(shì)。

由于脈沖發(fā)生單元具有頻率可調(diào)與占空比可調(diào)，所以對(duì)被 充電池的充電可以實(shí)現(xiàn)相對(duì) 的最大科學(xué)化。

D、脈沖發(fā)生單元對(duì)充電部分與放電部分的邏輯關(guān)系

當(dāng)振蕩N管輸出高位時(shí)，對(duì)充電部分不鉗位，充電部分的三極管有輸出，充電部分導(dǎo)通，充電。此時(shí)振蕩P管集電極無輸出為低位，無激勵(lì)電流激勵(lì)放電部分，所以放電部分的三極管成為截止?fàn)顟B(tài)的斷路狀態(tài)。

反之，當(dāng)振蕩N管輸出低位時(shí)，對(duì)充電部分鉗位，充電部分的三極管基極被鉗位，無輸出，不充電，振蕩P管集電極有輸出為高位，激勵(lì)放電部分，所以放電部分三極管成為飽和的開通狀態(tài)。

（5）、充電部分的特點(diǎn)與說明。

充電部分由充電工作電路、充電備份電路、充電基極接地電路、涓電阻（圖2中的2.1）、充電置換電路組成。

充電工作電路由充電工作管（圖2中的3.1）與充電工作管基極電阻（圖2中的3.2）組成；充電備份電路由充電備份管（圖2中的4.1）與充電備份管基極電阻（圖2中的4.2）組成；充電基極接地電路由充電工作管基極二極管（圖2中的2.51）、充電備份管基極二極管（圖2中的2.52）、接地電阻（圖2中的2.53）組成。

充電置換電路由數(shù)個(gè)二極管串聯(lián)而成，這里是為二個(gè)二極管的串聯(lián)，該單元雖然元件少，但是在與充電備份管的配合下，起到十分重要的作用。

充電部分在本發(fā)明中是一個(gè)最重要的核心。其原因是本發(fā)明設(shè)計(jì)了這樣形式能使充電工作管從通電的一開始就始終處于正常的工作狀態(tài)，而充電備份管則處于斷路的“休眠狀態(tài)”，一旦充電工作管損壞而停止工作時(shí)，充電備份管將自動(dòng)投入工作，因此大大提升了充電器的壽命。

具維修統(tǒng)計(jì)，對(duì)于所有的充電器中最易壞的元件就是這個(gè)充電回路中執(zhí)行開與關(guān)的三極管。所以本發(fā)明中對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)處理，用兩個(gè)三極管特殊的“并聯(lián)”且封門的方式，作為本發(fā)明的充電部分元件。

本發(fā)明措施實(shí)施后，形成了這樣的工作原理：由于充電工作管與充電備份管的基極都經(jīng)過一個(gè)基極二極管后接一個(gè)接地電阻（圖2中的2.53）到地線，兩個(gè)基極二極管的負(fù)極成為充電部分的共基極，因此，充電工作管與充電備份管的基極電壓一致，而充電工作管發(fā)射極未串聯(lián)充電置換電路成為最后輸出，而充電備份管串聯(lián)了充電置換電路后才是最后輸出，因此一旦兩三極管同時(shí)有輸出，必定是充電工作管的輸出的電壓將高于充電備份管的最后輸出。這時(shí)的情況是，充電置換電路的二極管必定會(huì)成為反向偏置，而被封門而無輸出。即是充電備份管無輸出電流，因而不產(chǎn)生功率輸出，不產(chǎn)生電磨損，基本上不會(huì)損壞，而稱為充電備份管，也成為了一種特殊的備用替換管，只要充電工作管處于工作狀態(tài)，充電備份管就處于“休眠”狀態(tài)。正常情況下，充電任務(wù)只由充電工作管完成。在本發(fā)明中，充電工作管即為“工作管”。當(dāng)充電工作管損壞后，無電流輸出，此時(shí)充電備份管因失去封門電壓，立即向外輸出電流，實(shí)現(xiàn)了正常的自動(dòng)切換。充電器不會(huì)因此報(bào)廢。因而大大地提高了充電器的可靠性。

此外還應(yīng)說明兩點(diǎn)，一是由于在理論上三極管的壽命很高，但是三極管本身的生產(chǎn)過程，及充電器在制作中對(duì)三極管的焊接等方面的原因，或在使用過程中的不當(dāng)因素，常常使三極管這樣的壽命受到挑戰(zhàn)，達(dá)不到理論上的要求，而這樣的自動(dòng)切換工作，就是對(duì)這種三極管達(dá)不到高壽命的一種彌補(bǔ)。二是由于兩三極管參數(shù)一致，工作時(shí)都是處于開通與斷開的開關(guān)狀態(tài)，所以無論是充電 三極管工作，還是充電備份管工作，所以整個(gè)充電性不會(huì)發(fā)生變化。三是采用一管（本發(fā)明中的充電備份管）為備份狀，該管的功率消耗近似為零，而三極管壽命與其所消耗的功率有很大的關(guān)系，所以不易損壞，而比用兩管采用簡(jiǎn)單的并聯(lián)關(guān)系連接工作可靠性好得多。

充電置換電路之所以產(chǎn)采用兩個(gè)二極管串聯(lián)主要原因有二，一是兩個(gè)二極管封門有更大的空間，余量更大，二是可以成為批量生產(chǎn)中的取樣件，即是檢查該路無電流時(shí)，可以不斷開該支路將表串聯(lián)在支路中，因?yàn)槟菢硬僮鞑槐?。而可直接將電流表并?lián)在二極管兩端就可。

（6）、放電部分中的特點(diǎn)及說明。

放電部分由放電工作電路、放電備份電路、放電置換電路、放電電阻（圖2中的15.1）、放電基極總電阻（圖2中的15.2）、放電切除開關(guān)（圖2中的15.5）組成。

放電工作電路由放電工作管（圖2中的16.2）、放電工作管基極電阻（圖2中的16.1）組成；放電備份電路由放電備份管（圖2中的17.8）與放電備份管基極電阻（圖2中的17.1）組成；放電置換電路由數(shù)個(gè)二極管串聯(lián)而成。

放電部分中的放電工作電路、放電備份電路、放電置換電路的意義有三，因而也成為了本發(fā)明的核心重點(diǎn)之一。

一是在充電的全過程中，又進(jìn)行放電的功能，即是在脈沖的一個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)脈沖發(fā)生單元中的振蕩P管（圖2中的7.5）輸出為高位時(shí)，充電部分處于開路的狀態(tài)時(shí)，此處的放電部分導(dǎo)通對(duì)電池進(jìn)行瞬態(tài)放電。反之在脈沖的一周期內(nèi)，充電部分處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，此處的放電部分處于斷路關(guān)閉狀態(tài)。形成這樣的邏輯關(guān)系的原因是脈沖發(fā)生單元中的振蕩兩三極管承擔(dān)了邏輯功能，同時(shí)又對(duì)兩部分起了隔離作用。使之相互不影響。被充電池在充電全過程中處于又充又放的狀態(tài)，在充放得當(dāng)?shù)那闆r下，其好處是可以實(shí)現(xiàn)充電的最大科學(xué)化。甚至能讓有些電性能處于很差的狀態(tài)下，能得以一定程度的恢復(fù)。

二是放電部分因?yàn)樵诜烹姇r(shí)電流仍較大，所以仍然采用了放電工作管與放電備份管共存的形式，在放電工作管工作放電時(shí)，由于放電備份管因串聯(lián)有放電置換電路，產(chǎn)生了閥值，所以放電電流將被放電工作管通道短路，而放電備份管則處于無電流的“休眠狀態(tài)”，成為了一種備用管。當(dāng)放電工作管損壞而斷路時(shí)，放電備份管自動(dòng)投入工作，因此大大提升了放電部分的壽命。

三是放電部分的基極對(duì)地連接有放電切除開關(guān)，增加了靈活性。

本發(fā)明實(shí)施后有著突出的優(yōu)點(diǎn)：

1、由本發(fā)明一是大大提高了充電器的壽命，減少了充電器的報(bào)廢率，二是對(duì)被充電池實(shí)現(xiàn)了科學(xué)充電，增進(jìn)了維護(hù)，延長了被充電池的壽命，減少了報(bào)廢率。而這兩種產(chǎn)品，無論是可充電池，還是配套的充電器，都是現(xiàn)代生活普遍應(yīng)用的種類，所以能增強(qiáng)兩種產(chǎn)品的環(huán)保。環(huán)保無小事，所以本發(fā)明有積極意義。

2、也有著重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)于普通的電子產(chǎn)品的價(jià)值，如充電器這類產(chǎn)品，在沒有名貴的元材料下，所以第一是科技價(jià)值，第二是人工加費(fèi)，第三才是元件的成本，而本發(fā)明所增加的元件有限。本發(fā)明實(shí)施后，使用者后會(huì)明顯感覺到一是充電器壽命的延長，二是被充電池壽命延長，三是容量不會(huì)發(fā)生明顯變化，因此社會(huì)一定會(huì)接受，承認(rèn)其科學(xué)價(jià)值，因此這種優(yōu)良的產(chǎn)品會(huì)代替劣質(zhì)產(chǎn)品。由于現(xiàn)代生活中，該產(chǎn)品用途極為普遍，所以會(huì)產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3、采用 又充又放的充電形式，對(duì)被充電池有顯著的維護(hù)效果，網(wǎng)上有評(píng)論認(rèn)為可充電池是被充壞的，而不是用壞的，而本措施能合被充電池的充電相對(duì)的最大科學(xué)維護(hù)，特別是對(duì)酸性電池。而用這樣的充電放電方式，不僅能使電池的容量與壽命不會(huì)減少，甚至使受損電池能得到一定程度的恢復(fù)，所以意義是很大的。

4、本發(fā)明性能優(yōu)異，一是對(duì)被充電池的充電放電時(shí)間之間的比例靈活可調(diào)，即是占空比可調(diào)，二是對(duì)脈沖的頻率可調(diào)，三是對(duì)被充電壓結(jié)束靈活可調(diào)，所以從多角度多層面，適應(yīng)了不同種類型號(hào)的被充電池型號(hào)。另一個(gè)重要之點(diǎn)是可以對(duì)大容量的電池充電，此時(shí)只要將充電部分與放電部分的三極管換為大功率三極管即可。此外本發(fā)明還有不怕過充等等優(yōu)點(diǎn)。

5、易生產(chǎn)，易調(diào)試，很適合微型企業(yè)生產(chǎn)。

6、本企業(yè)對(duì)該題目進(jìn)行了系統(tǒng)重點(diǎn)研究，本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)了上述的主要特點(diǎn)后，有以下獨(dú)特之處：不需集成電路，而且線路更精簡(jiǎn)，因此生產(chǎn)更容易，增強(qiáng)了可操作性。

附圖說明

圖1是雙N型脈沖環(huán)保充電裝置的方框原理圖。

圖中：1、信號(hào)輸入；方框2、表示充電部分；方框3、表示充電工作管；方框4、表示充電備份管；方框5、表示充電置換電路；方框6、表示脈沖發(fā)生單元；方框7、表示振蕩電路；方框8、表示脈沖可調(diào)充電支路 ；方框9、表示脈沖放電支路；方框11、表示振蕩電容；方框12、表示充電顯示電路；方框13、表示結(jié)束起動(dòng)可調(diào)單元；方框14、表示結(jié)束起動(dòng)控制單元；方框15、表示放電部分；方框16、表示放電工作電路；方框17、表示放電備份電路；方框18、表示放電置換電路；方框19、表示負(fù)載單元。

圖2是雙N型脈沖環(huán)保充電裝置工程原理圖。

圖中：1、信號(hào)輸入；2.1、涓電阻；2.51、充電工作管基極二極管；2.52、充電備份管基極二極管；2.53、接地電阻；3.1、充電工作管；3.2、充電工作管基極電阻；4.1、充電備份管；4.2、充電備份管基極電阻；5.1、充電置換二極管一；5.2、充電置換二極管二；7.1、振蕩N管基極可調(diào)電阻；7.2、振蕩N管基極可調(diào)保護(hù)電阻；7.3、隔離二極管；7.4、振蕩N管；7.5、振蕩P管；7.6、振蕩P管接地電阻；8.1、充電可調(diào)電阻；8.2、充電支路限制電阻；8.3、導(dǎo)向二極管；9.1、固定電阻；9.2、可調(diào)電阻；11、振蕩電容；12.1、充電顯示保護(hù)電阻；12.2、充電顯示燈；13.1、結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻；13.2、結(jié)束起動(dòng)限制電阻；13.3、結(jié)束起動(dòng)接地電阻；14.1、結(jié)束起動(dòng)可控硅陽極電阻；14.2、控制可控硅；14.3、鉗位二極管一；14.5、鉗位二極管二；15.1、放電電阻；15.2、放電基極總電阻；15.5、放電切除開關(guān)；16.1、放電工作管基極電阻；16.2、放電工作管；17.1、放電備份管基極電阻；17.8、放電備份管；18.1、放電置換二極管一；18.2、放電置換二極管二；19.1、被充電池；19.2、被充電池接觸指示燈；19.3、被充電池接觸保護(hù)電阻。

圖3是假負(fù)載與結(jié)束起動(dòng)控制單元的圖。

圖中： 1、信號(hào)輸入；2.1、涓電阻；2.2、充電基極電阻；3、充電工作管；4、充電備份管；5.1、充電置換二極管一；5.2、充電置換二極管二；7.1、振蕩N管基極可調(diào)電阻；7.2、振蕩N管基極可調(diào)保護(hù)電阻；7.3、隔離二極管；7.4、振蕩N管；7.5、振蕩P管；7.6、振蕩P管接地電阻；8.1、充電可調(diào)電阻；8.2、充電支路限制電阻；8.3、導(dǎo)向二極管；9.1、固定電阻；9.2、可調(diào)電阻；11、振蕩電容；12.1、充電顯示保護(hù)電阻；12.2、充電顯示燈；13.1、結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻；13.2、結(jié)束起動(dòng)限制電阻；13.3、結(jié)束起動(dòng)接地電阻；14.1、結(jié)束起動(dòng)可控硅陽極電阻；14.2、控制可控硅；14.3、鉗位二極管一；14.5、鉗位二極管二； 15.2、放電基極總電阻；19.2、被充電池接觸指示燈；19.3、被充電池接觸保護(hù)電阻；20.1假負(fù)載穩(wěn)壓值可調(diào)；20.2、假負(fù)載上偏限值電阻； 20.3、假負(fù)載下偏電阻；20.5、假負(fù)載三極管；20.6、假負(fù)載集電極電阻；23、電壓表紅表筆；24、電壓表黑表筆。

圖4是檢測(cè)充電部分與放電部分的圖。

圖中：1、信號(hào)輸入；2.1、涓電阻；2.2、充電基極電阻；3、充電工作管；4、充電備份管；5.1、充電置換二極管一；5.2、充電置換二極管二；7.3、隔離二極管；7.4、振蕩N管；7.5、振蕩P管；7.6、振蕩P管接地電阻；12.1、充電顯示保護(hù)電阻；12.2、充電顯示燈；15.1、放電電阻；15.2、放電基極總電阻；15.5、放電切除開關(guān)；16.1、放電工作管基極電阻；16.2、放電工作管；17.1、放電備份管基極電阻；17.8、放電備份管；18.1、放電置換二極管一；18.2、放電置換二極管二；19.1、被充電池；19.2、被充電池接觸指示燈；19.3、被充電池接觸保護(hù)電阻；301、電壓表；302、電壓表紅表筆；303、電壓表黑表筆；304、電流表；305、電流表紅表筆；306、電流黑表筆；701、檢測(cè)振蕩N管基極臨時(shí)接的一個(gè)電阻。

具體實(shí)施方式

圖1、圖2、圖3、圖4例出雙N型脈沖環(huán)保充電裝置實(shí)施的制作與檢測(cè)一種實(shí)例方案。

一、挑選元件：充電工作管與充電備份管為大功率三極管，振蕩N管采用8050，振蕩P管采用8550，控制可控硅為單向可控硅，放電電阻采用大功率型號(hào)的電阻，振蕩電容采用漏電系數(shù)小的電容，其它阻容件無特殊要求。

二、制板、焊接：按圖2所示制作電路控制板，并接圖2的原理圖進(jìn)行電路焊接。

三、通電 檢查與調(diào)試。

1、結(jié)束起動(dòng)可調(diào)單元與對(duì)結(jié)束起動(dòng)控制單元的通電檢查與調(diào)試.（見圖3）。

A、調(diào)整與確定結(jié)束起動(dòng)接地電阻（圖3中的13.3），調(diào)試該電阻的阻值，其標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)控制可控硅（圖3中的14.2）處于飽和后立即斷電，控制可控硅立即恢復(fù)為截止。其規(guī)律是結(jié)束起動(dòng)接地電阻阻值越小，控制可控硅越容易恢復(fù)。

B、調(diào)整與確定結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻（圖3中的13.1）與結(jié)束起動(dòng)限制電阻（圖3中的13.2）；用一只三極管連成可調(diào)的穩(wěn)壓管模擬電路，代替被充電池成為假負(fù)載。后稱假負(fù)載。用電壓表紅表筆（圖3中的23）接充電部分的輸出，電壓表黑表筆（圖3中的24）接地線。

調(diào)試假負(fù)載，讓萬用表中的電壓檔顯示為不同的電壓值，如6伏，12伏，18伏，24伏。

調(diào)節(jié)結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻（圖3中的13.1）之值，使控制可控硅的陽極分別在6伏、12伏、18伏24伏值時(shí)，時(shí)均有0位輸出，否則應(yīng)換結(jié)束起動(dòng)門坎可調(diào)電阻（圖3中的13.1）與結(jié)束起動(dòng)限制電阻（圖3中的13.2）之值。

附加說明，用一只三極管連成可調(diào)的穩(wěn)壓管模擬電路的形式，當(dāng)該管的上偏電阻變高時(shí)，充電端的電壓要增高才能擊穿該管的偏置電壓，使該管進(jìn)入放大狀態(tài)，該假負(fù)載三極管的集電極電壓有一個(gè)變化的范圍，因而可以模擬成一個(gè)不同的穩(wěn)壓二極管，因而可以模擬出6伏、12伏、18伏24伏之值。

2、對(duì)脈沖發(fā)生單元的通電檢查與頻率的調(diào)試。

連接上假負(fù)載。用示波器的熱端連接振蕩P管的集電極，冷端接地線。

在接通電源后，示波器有的振蕩圖形顯示。

如果顯示不正確，則可能是元件焊接有誤，或可能是振蕩電容（圖3中的11）質(zhì)量不好，嚴(yán)重漏電。

調(diào)節(jié)頻率，主要調(diào)整充放支路上的電阻阻值，使示波器所顯示的的頻率符合設(shè)計(jì)要求，其規(guī)律是電阻越大，頻率越慢，反之越快。

當(dāng)振蕩N管（圖3中的7.4）處于飽和狀態(tài)時(shí)，充電部分中的兩三極管無輸出，振蕩P管（圖3中的7.5）的集電極為高位。此時(shí)充電顯示燈（圖3中的12.2）亮。如果充電部分中的兩三極管有輸出，則上隔離二極管焊接反。反之充電顯示燈不亮。

3、對(duì)充電部分兩三極管的檢查與調(diào)試。

（1）、邏輯檢查。

通電后分別測(cè)試充電工作管與充電備份管的發(fā)射極電壓。測(cè)試方法：用萬用表中的電壓表的紅表筆接發(fā)射極，黑表筆接地。

A、充電部分與放電部分的邏輯檢查。

如圖4所示的將振檢測(cè)振蕩N管基極臨時(shí)接的一個(gè)電阻（圖4中的701）到電源，使振蕩N管的集電極為低位，振蕩P管的集電極為高位，用電壓表（圖4中的301）分別檢查充電部分中的兩三極管發(fā)射極與放電部分中兩三極管的集電極，此時(shí)充電部分兩三極管發(fā)射極與放電部分兩三極管的集電極均為低位。

B、將臨時(shí)電阻接入地線，讓振蕩N管的集電極為高位，振蕩P管的集電極為低位，

分別檢測(cè)充電部分的兩三極管的發(fā)射極與放電部分中兩三極管的集電極，此時(shí)兩點(diǎn)高位。

上述兩點(diǎn)正確，說明充電工作管與充電備份管兩管工作狀態(tài)均正確，如果不正確，則是連線有誤。正確后可進(jìn)入下步檢查。

（2）、充電工作管與充電備份管自動(dòng)置換的檢測(cè)。

在正常充電的情況下，電流表（圖4中的304）電流表紅表筆（圖4中的3.5）接充電置換二極管一（圖4中的5.1）的正極，電流黑表筆（圖4中的3.6）接負(fù)極，此時(shí)電流表近似為零。

將電流表串聯(lián)在充電工作管的發(fā)射極與置換二極管二的負(fù)極之間，電流表有電流指示。

上述情況正確說明充電備份管工作正常，處于斷電狀態(tài)，充電工作管的工作狀態(tài)正確，而充電可控硅為通電狀態(tài)。否則是連線有誤。

將充電工作管的發(fā)射極斷開，電流表接在置換二極管一的兩端，此時(shí)電流表的電流指示，表示充電備份管已投入工作狀態(tài)。

如果指示不正確，則是連續(xù)錯(cuò)誤，或充電備份管損壞。

4、對(duì)放電 部分兩放電三極管的檢查與調(diào)試。

（1）、放電三極管與放電充電備份管自動(dòng)切換檢查。

將放電電阻（圖2中的15.1）連接在充電輸出端上。將檢測(cè)振蕩N管基極臨時(shí)接的一個(gè)電阻（圖4中的701）到電源，使振蕩N管的集電極為低位，振蕩P管的集電極為高位。

A、將萬用表的電流表串聯(lián)在放電工作管集電極支路中，電流表指示有電流通過。

B、將萬用表的電流表串聯(lián)在放電備份管集電極支路，或者用電流檔的紅筆接在放電置換二極管一（圖4中的18.1）的正極，黑表筆接在該管的負(fù)極，上述兩種情況應(yīng)均為電流近似為零。

上述情況正確說明當(dāng)放電工作管為開通時(shí)，放電備份管則為斷路的休眠狀態(tài)。如果不正確，說明連線有誤，特別是可能置換二極管極性焊反。

C、短路放電工作管的基極與發(fā)射極，或斷路該管基極回路（模擬該管損壞），此時(shí)將萬用表串聯(lián)在放電備份管集電極支路，或者用電流表并聯(lián)在放電置換二極管一的正極與負(fù)極端，此時(shí)電流表應(yīng)有電流指示。其結(jié)果表示當(dāng)放電三極管損壞時(shí)，放電備份管自動(dòng)投入工作。

如果指示不正確，則是連接錯(cuò)誤，或放電備份管損壞。

（3）、閉合放電切除開關(guān)（圖4中的15.5）。

此時(shí)無論模擬放電工作管處于開通或斷路情況，兩放電三極管的集電極應(yīng)均為高位。

5、對(duì)顯示部分的檢查。

A、對(duì)負(fù)載單元中的電池接觸顯示檢查當(dāng)安裝被充電池，且接通電源時(shí)，被充電池接觸指示燈（圖2中的19.2）應(yīng)亮，如果不正確則可能是被充電池接觸指示燈極性焊反，或被充電池接觸保護(hù)電阻（圖2中的19.3）阻值過大。

B、對(duì)充過程顯示的檢查。

振蕩P管的集電極為高位時(shí)，所連接的充電顯示燈（圖2中的12.2）在充電過程中發(fā)光，當(dāng)控制可控硅啟動(dòng)后，熄滅，如現(xiàn)象不符，則是所串聯(lián)的充電顯示保護(hù)電阻（圖2中的12.1）過大，或充電顯示燈損壞。

6、對(duì)涓電流的檢測(cè)。

將電流表串聯(lián)在涓電阻（較長2中的2.1）支路上，調(diào)試涓電阻阻值，使涓電流合乎要求。其規(guī)律是電阻越小電流越大，反之電阻越大電流越小。