屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

本企業(yè)在前段時間申請了保安產(chǎn)品系列，而該產(chǎn)品必須要備份電池，否則當(dāng)無市電時，保安功能將成為一種虛設(shè)，而無市電的時候，恰恰又可能是發(fā)生保安事故的高峰時候。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其充電維護，對備份電池的科學(xué)維護，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，對一般的充電器，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)生故障占整個設(shè)備的故障率比例很大，因此如果該管損害，造成整機不能使用。因此這些看起來普通的技術(shù)問題，卻成為了影響一個產(chǎn)品好壞的嚴(yán)重大事。

因為上述原因，為保證本企業(yè)所申請的保安產(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，而且采用采用充與停并存的方法，即充一定時間，如5秒鐘，就放一定時間如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間如5秒鐘，停止一定時間如1秒鐘，如此循環(huán)。這種充電方法會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失效的鉛酸蓄電池充放電一定次數(shù)后，會使鉛酸蓄電池的容量逐漸的恢復(fù)。又據(jù)資料介紹按充與停的充電方法，或充電停充的辦法，不僅對鉛蓄電池很有幫助，而且對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)難點的，因為常規(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，如果讓開關(guān)管處于脈沖的狀態(tài)，更容易成為損害的機率，這是其一，其二是因為電路有充的控制，又有停充部分的控制，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，必定線路 復(fù)雜，新增加了故障點，如何解決這些矛盾，成為了新難點。

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)碼機機，手機，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方面的問題。因些一個好的充電措施有著積極的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有充電產(chǎn)品具有充電功能，但是對環(huán)保不足的弱點，本實用型采用一塊反相器集成電路的有機結(jié)合，研制出一種適用范圍寬，而且充電路不容易損壞，并對充電電池實現(xiàn)充與停結(jié)合的科學(xué)的最大化充電的充電器，從而最大化的延長充電器與被充電池的壽命與容量，實現(xiàn)社會的環(huán)保。

所采用的措施是：

1、一種雙結(jié)束充停式浮充器由可控硅充電單元，可控硅接口單元，振蕩單元，充電顯示單元，結(jié)束切換開關(guān)，定時結(jié)束起動單元，限壓起動可調(diào)閾值單元，結(jié)束整形放大單元，負(fù)載單元共同組成。

其中：可控硅充電單元由涓流電阻、充電工作可控硅、充電備份可控硅、充電單元可控硅陰極二極管、充電自動轉(zhuǎn)換二極管、控制極電阻組成。

充電工作可控硅的陽極與充電備份可控硅的陽極相連，接在信號輸入上，充電工作可控硅的控制極與充電備份可控硅的控制極相接成為充電控制點，充電觸發(fā)電阻接在信號輸入與充電控制點上，充電自動轉(zhuǎn)換二極管的正極接充電備份可控硅的陰極，充電自動轉(zhuǎn)換二極管的負(fù)極與充電工作可控硅的陰極相連成為充電陰極輸出點，充電單元可控硅陰極二極管的正極接在充電陰極輸出點，其負(fù)極成為可控硅充電單元的輸出。

可控硅接口單元由接口可控硅與接口可控硅陰極二極管組成：接口可控硅的陽極接充電控制點，接口可控硅陰極二極管接在接口可控硅的陰極與地線之間，接口可控硅的陽極接充電顯示控制器的輸出。

振蕩單元由三個振蕩門、振蕩電容、充放支路、充電支路、環(huán)形電阻組成。

充放支路由頻率可調(diào)電阻與頻率限制電阻串聯(lián)而成，充電支路由導(dǎo)向二極管、占空比限制電阻、占空比可調(diào)電阻串聯(lián)而成。

充放支路與充電支路并聯(lián)，一端接在振蕩二門的輸出，另一端接振蕩三門的輸入，振蕩一門的輸出連接振蕩二門的輸入，環(huán)形電阻接在振蕩三門的輸出與振蕩一門的輸入之間，振蕩電容接在振蕩三門的輸入與振蕩一門的輸出之間。

充電顯示單元由充電顯示控制器、充電顯示支路組成。

充電顯示支路由充電顯示保護電阻與充電指示燈串聯(lián)而成。

充電顯示控制器的輸入接振蕩三門的輸入，充電顯示控制器的輸出接充電顯示支路到地線。

定時結(jié)束起動單元由定時器、定時振蕩電阻、定時振蕩電容、清零電容、微分三極管、接地電阻、接地電容、定時器的保護電阻、定時器的電源穩(wěn)壓管、定時結(jié)束起動二極管組成。

定時器有電源輸入端，即第8腳；地線端，即第4腳；一個手動控制輸入端，即第1腳；一個復(fù)位端，即第7腳；一個振蕩輸入端即第6腳；一個振蕩輸出端，即第5腳；兩個終極輸出端；其中一個終極輸出端為定時結(jié)束時從高電壓輸出低電壓，即第2腳，另一個終極輸出端為定時結(jié)束時從低電壓輸出高電壓，即第3腳。

定時器的保護電阻的一端接信號輸入，另一端接定時器的電源輸入端，定時器的電源穩(wěn)壓管接在定時器的電源輸入端與地線之間，定時器的地線端接地線，定時器的振蕩輸出端接定時振蕩電阻到定時器的振蕩輸入端，定時器的振蕩輸入端接定時振蕩電容到地線，恒流單元的輸出接清零電容到微分三極管的基極，微分三極管的基極與地線之間接接地電阻，微分三極管的發(fā)射極接地線，微分三極管的集電極接定時器的復(fù)位端，定時器的復(fù)位端與地線之間接接地電容，定時結(jié)束起動二極管的一端接定時結(jié)束時從低電壓輸出高電壓的終極輸出端，定時結(jié)束起動二極管的另一端接結(jié)束整形放大單元中前置整形放大器的輸入端。

限壓起動可調(diào)閾值單元由限壓上偏可調(diào)電阻、限壓上偏保護電阻、限壓下偏電阻、限壓結(jié)束起動二極管組成。

結(jié)束整形放大單元由前置整形放大器、第二整形放大器、反饋電路、結(jié)束控制二極管、結(jié)束可控硅組成。

反饋電路由微分反饋電容、反饋二極管、放電電阻組成。

限壓上偏可調(diào)電阻與限壓上偏保護電阻串聯(lián)，一端接可控硅充電單元的輸出，另一端為限壓起動點，限壓下偏電阻接在限壓起動點與地線之間，限壓結(jié)束起動二極管接在限壓起動點與前置整形放大器的輸入端之間，前置整形放大器的輸出與第二整形放大器的輸入相接，微分反饋電容的一端接第二整形放大器的輸出，微分反饋電容的另一端接反饋二極管到前置整形放大器的輸入，放電電阻接在微分反饋電容的另一端與地線之間，結(jié)束可控硅的陽極接充電控制點，結(jié)束可控硅的陰極接地線，結(jié)束可控硅的控制極接第二整形放大器的輸出，結(jié)束控制二極管的正極接第二整形放大器的輸出，結(jié)束控制二極管的負(fù)極接充電顯示器的輸入。

結(jié)束切換開關(guān)接在限壓起動點與地線之間。

負(fù)載單元由被充電池與電池接觸顯示支路組成：電池接觸顯示支路由電池接觸顯示保護電阻與電池接觸指示燈串聯(lián)而成， 電池接觸顯示支路接在被充電池的正極與地線之間，被充電池的正極接可控硅充電單元的輸出，被充電池的負(fù)極接地線。

2、充電可控硅陰極串聯(lián)二極管與放電可控硅陰極串聯(lián)二極管的數(shù)量為兩個或三個。

3、所有可控硅均為單向可控硅焊接而成。

4、結(jié)束切換開關(guān)采用帶鎖定型的按鈕開關(guān)。

5、定時器為CMOS工藝集成電路HL2203。

進一步說明：

1、工作原理說明。

本實用型是用一塊反相器集成電路形成的振蕩，與可控硅的有機結(jié)束，形成脈沖式的充電方式，更對可控硅進行了創(chuàng)新，使可控硅更好截止，實現(xiàn)對電池的科學(xué)化充電。

在充電過程中，因為振蕩單元工作時，振蕩單元通過過程顯示控制器控制可控硅接口單元，不斷使可控硅充電單元中的兩可控硅處于開通與斷開狀態(tài)，所以充電回路產(chǎn)生的是脈沖電流。

應(yīng)指出的是盡管可控硅充電單元內(nèi)充電工作電路與充電備份電路對被充電池組成了或門供電方式，但是由設(shè)計措施的特殊性，平常只有充電工作電路通電工作，而充電備份電路處于開路狀態(tài)，但是一旦充電工作電路損壞，充電備份電路將自動投入通電工作。

脈沖式充電規(guī)律是，在脈沖的一周期之內(nèi)，當(dāng)充電顯示器（圖2中的8.0）輸出高壓時，接口可控硅（圖2中的5.1）被觸發(fā)導(dǎo)通，可控硅充電單元關(guān)閉，當(dāng)過程顯示控制器輸出低壓，接口可控硅截止，可控硅充電單元開通向被充電池充電。這樣的充電方式有利于對電池的科學(xué)維護，同時對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，電池接觸顯示支路中的電池接觸指示燈不亮，因為該部分指示的電流在未插上交流電時，僅來源于電池。此時，將指示使用者應(yīng)夾好被充電池。

本實用型中運用了兩種結(jié)束方式供選擇，一種是當(dāng)被充電池充電到位后，因為充電輸出端輸出高位，因限壓起動可調(diào)閾值單元輸出電壓到了結(jié)束整形放大單元的輸入閥值，前置整形放大器輸出反相，第二整形放大器（圖2中的14.2）仍保持高位，此時結(jié)束可控硅（圖2中的14.3）被觸發(fā)，從而鉗位充電控制點，使可控硅充電單元斷路。結(jié)束控制二極管（圖2中的14.5）激勵充電顯示器，使充電顯示器輸出為低位，從而使放電控制點無高壓，也關(guān)閉可控硅充電單元，可控硅放電單元也停止工作而成為開路狀態(tài)，因而整個電路關(guān)閉。

另一種是針對一些電池第一次充電時有時間的要求而設(shè)計了定時結(jié)束單元，當(dāng)定時結(jié)束，定時器的結(jié)束時從低電壓輸出高電壓的終極輸出端輸出高壓，從而啟動結(jié)束整形放大單元，關(guān)閉可控硅充電單元的同時，讓振蕩單元停振。

此時所連的涓流電阻（圖2中的2.1）向被充電池提供所需的維持的涓電流。

2、線路特點分析。

（1）、限壓起動可調(diào)閾值單元、結(jié)束整形放大單元的說明。

其中：限壓起動可調(diào)閾值單元由限壓上偏可調(diào)電阻（圖2中的13.2）、限壓上偏保護電阻（圖2中的13.1）、限壓下偏電阻組成（圖2中的13.3）、限壓結(jié)束起動二極管（圖2中的13.5）組成。

結(jié)束整形放大單元由前置整形放大器（圖2中的14.1）、第二整形放大器（圖2中的14.2）、反饋電路、結(jié)束可控硅（圖2中的14.3），結(jié)束控制二極管（圖2中的14.5）組成。

反饋電路由微分反饋電容（圖2中的14.6）、反饋二極管（圖2中的14.7）、放電電阻（圖2中的14.8）組成。

結(jié)束整形放大單元有兩路啟動，一路為限壓起動可調(diào)閾值單元輸出經(jīng)過限壓結(jié)束起動二極管啟動，第二路為定時結(jié)束單元的定時結(jié)束時從低電壓輸出高電壓的終極輸出端經(jīng)過定時結(jié)束起動二極管啟動，形成或門的輸入啟動方式，無論哪路啟動，結(jié)束整形放大單元中的結(jié)束可控硅都會被觸發(fā)，其陽極為低位，關(guān)閉可控硅充電單元。

結(jié)束整形放大單元選用兩門分別作前置整形放大器與第二整形放大器的主要好處有二，一是與振蕩單元的門是一種型號，便于生產(chǎn)。二是門有翻轉(zhuǎn)的閥值，一但超過閥值，門便翻轉(zhuǎn)，三是兩門串聯(lián)后，有進一步放大整形作用，進一步縮短了門的翻轉(zhuǎn)過程。因而有很好的性能。限壓可調(diào)上偏電阻（圖2中的13.2）可以靈活地調(diào)整取樣電壓，又因為串聯(lián)了限壓上偏保護電阻（圖2中的13.1），所以在調(diào)試過程不會產(chǎn)生過大的偏差。由于這樣的電路，閥值明顯，又有兩門串聯(lián)的放大作用，所以有很高的靈敏度。而反饋電路的作用是當(dāng)限壓起動可調(diào)閾值單元剛到閥值，加速結(jié)束整形放大單元的啟動，因而起動結(jié)束效果更加明顯。

當(dāng)結(jié)束整形放大單元有高位輸出時，結(jié)束控制二極管（圖2中的14.5）將高位傳給了振蕩三門的輸入，因而讓振蕩停止，同時結(jié)束控制二極管也將高位傳遞給了充電顯示器（圖2中的8.0），所以使可控硅放電單元無激勵信號，放電部分的工作停止。結(jié)束可控硅（圖2中的14.3）鉗位充電控制點，使充電部分內(nèi)部兩可控硅的控制極為低位，變?yōu)榻刂?，停止充電。此時，充電與放電都停止工作，只有涓流電阻（圖2中的2.1）向被充電池提供所需的維持的涓電流。

由于限壓起動的時間短于定時的時間，所以結(jié)束切換開關(guān)是接在了限壓結(jié)束起動點與地線之間，當(dāng)結(jié)束切換開關(guān)接通時，限壓起動可調(diào)閥值單元無輸出，為定時結(jié)束的啟動方式。

（2）、定時結(jié)束起動單元。

定時結(jié)束起動單元由定時器（圖2中的7.0）、定時振蕩電阻（圖2中的7.9）、定時振蕩電容（圖2中的7.10）、清零電容（圖2中的7.15）、微分三極管（圖2中的7.17）、接地電阻（圖2中的7.16）、清零電容（圖2中的7.11）、定時器的保護電阻（圖2中的7.12）、定時器的電源穩(wěn)壓管（圖2中的7.13）、定時結(jié)束起動二極管（圖2中的7.18）組成。

定時器有8個腳，定時器的電源輸入端（圖2中的7.8），即第8腳；定時器的地線端（圖2中的7.4），即第4腳；一個定時器的手動控制輸入端（圖2中的7.1），即第1腳；一個定時器的復(fù)位端（圖2中的7.7），即第7腳；一個定時器的振蕩輸入端（圖2中的7.6），即第6腳；一個定時器的振蕩輸出端（圖2中的7.5），即第5腳；兩個終極輸出端；其中一個終極輸出端為定時結(jié)束時從高電壓輸出低電壓，即第2腳，另一個終極輸出端為定時結(jié)束時從低電壓輸出高電壓，即第3腳。

定時器采用CMOS工藝集成電路HL2203。它有內(nèi)置振蕩器、分頻器、D觸發(fā)器等邏輯單元；有雙相輸出端及復(fù)位和手動中途結(jié)束定時功能，靜態(tài)功耗??；工作電壓范圍寬?？煞奖愕貥?gòu)成多種定時、延時電路。

定時器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是，定時器的第5腳為振蕩輸出端，也即是內(nèi)部門1的輸出端，定時器第6腳是內(nèi)部門2的輸入端，當(dāng)門2的輸入端為低位時，門1的輸出端為高位。反之，當(dāng)門2的輸入端為高位，門1的輸出端為低位。所以形成振蕩的原理是，通電后，因為定時振蕩電容未充電，所以振蕩輸出端輸出高位，通過定時振蕩電阻向定時振蕩電容的充電，成為振蕩的前半周期，當(dāng)定時振蕩電容的電充到閥值后，振蕩輸出端又由高位變?yōu)榱说臀唬远〞r振蕩電容又通過定時振蕩電阻放電，形成振蕩的后半周期。

根據(jù)該定時器振蕩的振蕩原理，所以本措施是將定時振蕩電阻變成固定與可調(diào)兩電阻的串聯(lián)形式，以實現(xiàn)頻率的可調(diào)，同時保證頻率的可調(diào)在一定范圍，所以增加了固定電阻作為可調(diào)電阻的最小值限定。

其調(diào)整規(guī)律是，定時振蕩電阻越大，周期越長，定時越長，反之越短。增加了頻率即周期可調(diào)的好處是，可以適應(yīng)多種被充電池的需要。

在定時器的復(fù)位端接了清零電路，由清零電容、微分三極管、接地電阻與接地電容組成，其好處是每次通電，都對定時器進行一次清零，保證每次定時時間的準(zhǔn)確性。

由于定時器的第3腳是定時結(jié)束時從低電平變?yōu)楦唠娖降慕K極輸出端（圖2中的7.3），所以當(dāng)定時結(jié)束，第3腳輸出高位，這個高位進入結(jié)束整形放大單元中的前置整形放大器（圖2中的14.1）的輸入端，經(jīng)過兩級放大，使第二整形放大器（圖2中的14.2）的輸出為高，讓結(jié)束可控硅（圖2中的14.3）被觸發(fā)導(dǎo)通，關(guān)閉可控硅充電單元，同時第二整形放大器輸出的高壓使振蕩單元停振。

（3）、可控硅接口單元。

該單元由接口可控硅（圖2中的5.1）與接口可控硅陰極二極管（圖2中的5.2）組成。

接口可控硅（圖2中的5.1）的控制極受充電顯示器（圖2中的8.0）的控制，接口可控硅的陽極直接鉗位充電控制點。

因而接口可控硅主要有兩大功能。

一是產(chǎn)生可控硅充電單元的交流充電邏輯。其原因是在環(huán)形振蕩式脈沖單元的激勵下，經(jīng)過充電顯示器（圖2中的8.0）控制該接口可控硅，使接口可控硅的陽極產(chǎn)生高與低的脈沖變化，從而使可控硅充電單元中兩可控硅的控制極產(chǎn)生高低的脈沖變化。當(dāng)接口可控硅的陽極為高位時，充電單元中兩可控硅的控制極受到激勵，為飽和開通狀態(tài)，反之接口可控硅集電極為低位時，充電單元中兩可控硅的控制極被鉗位，充電單元中兩可控硅為截止斷路狀態(tài)，從而使可控硅充電單元的輸出產(chǎn)生高低狀的變化。使整個充電過程成為脈沖充電狀。

二是實現(xiàn)電壓與電流關(guān)系的擴展，因為該電路可用于較高的被充電池及較大功率的電池充電，其充電電壓可能為12伏如為24伏，這樣高的電壓可能高于普通集成電路承受的電壓，同時當(dāng)被充電池為大容量時，充電部分的可控硅的控制極電流可能很大，所以可以通過接口可控硅后可以作擴展，而不受約束。

（4）、充電顯示單元。

該單元由充電顯示器（圖2中的8.0）、充電顯示支路組成。

充電顯示支路由充電顯示保護電阻（圖2中的8.1）與充電指示燈（圖2中的8.2）串聯(lián)而成。

當(dāng)振蕩單元工作時，充電顯示控制器高低變化規(guī)律與振蕩單元的規(guī)律相同，從而激勵充電指示燈顯示，當(dāng)充電結(jié)束，結(jié)束整形放大單元輸出高位，導(dǎo)致充電顯示控制器輸出為低位。充電指示燈不受激勵，因而不發(fā)光。

（5）、振蕩單元。

振蕩單元由三個門、振蕩電容、充放支路、充電支路、環(huán)形電阻組成。

充放支路由頻率可調(diào)電阻（圖2中的6.4）與頻率限制電阻（圖2中的6.5）串聯(lián)而成，充電支路由導(dǎo)向二極管（圖2中的6.6）、占空比限制電阻（圖2中的6.8）、占空比可調(diào)電阻（圖2中的6.7）串聯(lián)而成。

該單元的特點是一振蕩發(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)明中有三點作用，一是通過接口可控硅控制可控硅充電單元，使充電的形式成為脈沖充電的形式。二是通過充電顯示器控制可控硅放電單元，使充電全過程中，實現(xiàn)邊充電邊放電復(fù)合形式。三是實現(xiàn)占空比的調(diào)節(jié)。使充電的全過程，在實現(xiàn)又充電與放電的復(fù)合過程，保持著最佳的分配比例。

A、振蕩電容與充放支路形成了振蕩頻率的粗調(diào)。

其原因是由振蕩一門（圖2中的6.1）、振蕩二門（圖2中的6.2）、振蕩三門（圖2中的6.3）與上述線路組成了一個環(huán)形振蕩器，而其中的充放支路比有導(dǎo)向二極管（圖2中的6.6）組成的充電支路阻值大得多，所以環(huán)形振蕩器的頻率主要由充放支路定，調(diào)整該支路的電阻阻值的調(diào)整，便可以大致決定出該振蕩器的頻率，（因為精準(zhǔn)的頻率還決定于占空比即與充電支路有關(guān)）。充放支路的頻率限制電阻對頻率可調(diào)電阻的最小阻值起了限值作用。

環(huán)形振蕩器形成的振蕩原理是，當(dāng)振蕩一門（圖2中的6.1）的輸出端為高位時，振蕩二門（圖2中的6.2）的輸出端為低位，如果沒有振蕩電容（圖2中的6.9）為開路，則因充放支路的存在，振蕩三門（圖2中的6.3）的輸入端應(yīng)為低。但因為有振蕩電容的存在，不能躍變，直接將高位傳給了振蕩三門的輸入端，所以振蕩三門的輸入端在電容的充電過程中，成為了高位。這時振蕩三門的輸出端為低，導(dǎo)致振蕩一門的輸出端繼續(xù)為高，這個狀態(tài)持續(xù)到振蕩電容充電結(jié)束，開成振蕩的前半周期，前半周期結(jié)束后，振蕩三門輸出端聚變?yōu)榈?，?dǎo)致振蕩二門輸出端為高位，因此形成振蕩電容反方向的放電，形成振蕩的后半周期。

B、本發(fā)明的該單元設(shè)計有占空比可調(diào)。

占空比的意義是脈沖在一個周期內(nèi)，高位時間與低位時間的比例。

占空比可調(diào)線路主要由振蕩電容與充電支路共同組成。

形成可調(diào)的原理是：當(dāng)振蕩一門輸出端為高位時，該門高位輸出端電流經(jīng)過振蕩電容充放支路與充電支路的并聯(lián)支路，然后流向振蕩二門的低位輸出端，由于充電支路串聯(lián)的電阻較大的小于充放支路，所以有充電支路的充電電流是主導(dǎo)成份。調(diào)節(jié)該支路的可調(diào)，可以進一步調(diào)節(jié)占空比。該支中的占空比限制電阻（圖2中的6.8）是對占空比可調(diào)電阻（圖2中的6.7）最小值的限制。當(dāng)振蕩電容充電結(jié)束后，振蕩二門的輸出端為高位時，振蕩二門的高位輸出端通過充放支路與充電支路的并聯(lián)支路向振蕩電容作反方向的放電，由于兩支路中充電支路有導(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充放支路。應(yīng)說明的是，由于本單元的輸出經(jīng)過接口可控硅反相后，控制了可控硅充電單元的兩個可控硅，充電時間越短，則可控硅充電單元開通的時間越長，所以本單元的占空比可調(diào)設(shè)立在充電支路，而不設(shè)立在充放電路的一個重要原因。這樣的情況落實到對電池充電時，在脈沖的一個周期時間內(nèi)是充電時間長而放電的時間 短，而在整體 上對補充 電池形成 的是充電的態(tài)勢。

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

C、脈沖發(fā)生單元對充電部分與放電部分的邏輯關(guān)系

充電顯示器的輸入等同于連接了振蕩二門（圖2中的6.2）的輸出，使充電顯示器（圖2中的8.0）的輸出隨著振蕩而產(chǎn)生高低不同的變換，當(dāng)充電顯示器的輸出為高位時，接口可控硅（圖2中的5.1）的陽極為低位，因而鉗位可控硅充電單元中的可控硅，所以可控硅充電單元為斷路，此時的可控硅放電單元中的可控硅，因為此時充電顯示器的輸出為高位，所以激勵可控硅放電單元中的三極管成為飽和對被充電池放電。

反之，當(dāng)脈沖發(fā)生單元翻轉(zhuǎn)，使充電顯示器的輸出為低位時，接口可控硅陽極為高位輸出，可控硅充電單元中的可控硅受控制極電阻觸發(fā)，可控硅充電單元導(dǎo)通，充電，此時充電顯示器的輸出為低位，可控硅放電單元中的可控硅無激勵電流，可控硅放電單元中的三極管成為截止?fàn)顟B(tài)的斷路狀態(tài)。

（6）、充電自動轉(zhuǎn)換二極管、充電工作可控硅與充電備份可控硅的特點及說明。

A、對可控硅的創(chuàng)新以實現(xiàn)可控硅斷路的控制極控制。

單向可控硅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，它的內(nèi)部相當(dāng)于一個NPN三極管與一個PNP三極管的結(jié)合，其觸發(fā)的原理是，當(dāng)內(nèi)部的NPN三極管基極有觸發(fā)的正向偏置時，其集電極產(chǎn)生放大電流，該電流又是PNP三極管的基極電流，而該管放大的集電極電流成為了PNP三極管的基極電流，因而開成了強烈的正反饋。

創(chuàng)新的可控硅是在其陰極串聯(lián)了二極管，（圖中串聯(lián)了兩只），因而提高了NPN三極管的正向偏置電壓，所串聯(lián)的最后一只二極管負(fù)極成為了創(chuàng)新可控硅的假陰極，因此當(dāng)NPN三極管的基極與假陰極短路，因為正向偏置增高，則NPN管的基極電流容易直接短路到地，而無須通過內(nèi)部的PN節(jié)產(chǎn)生晶體管效應(yīng)。所以這樣的好處是，對飽和的可控硅，只要將控制極陰極的電位低于假陰極，就能實現(xiàn)飽和可控硅截止，而不必采用教書中介紹的減少陽極電流的辦法。

也即是用創(chuàng)新可控硅后，可控硅即具有可控硅易觸發(fā)飽和的性質(zhì)，又具有控制控制極而達(dá)到讓其截止的性質(zhì)。這一性質(zhì)也得到試驗充分的印證。

B、用本發(fā)明的可控硅充電單元解決現(xiàn)有產(chǎn)品普遍存在的易壞的問題。

本發(fā)明的可控硅充電單元措施主要由幾部分組成。第一部分是充電工作可控硅（圖2中的3），第二部分是充電備份可控硅（圖2中的4.1），第三部分是充電自動轉(zhuǎn)換二極管（圖2中的4.2），該單元由一個二極管元件形成，該單元雖然元件少，但是在與充電備份可控硅的配合下，起到十分重要的作用，第四部分是涓流電阻（圖2中的2.1）與控制極電阻（圖2中的2.2），涓流電阻的作用是在被充電池充電結(jié)束后，形成維持的涓流，控制極電阻是觸發(fā)作用，第五部分是充電可控硅陰極串聯(lián)二極管（圖2中的3.9），它的作用是使充電部分中的可控硅能可靠截止。

上述幾部分在本發(fā)明中一個最重要的核心。其原因本發(fā)明設(shè)計了這樣形式的三單元配合，能使充電的一開始就能使充電工作可控硅處于正常的工作開關(guān)工作狀態(tài)，而充電備份可控硅單元則處于斷路的“休眠狀態(tài)”，一旦充電工作可控硅損壞而停止工作時，充電備份可控硅將自動投入工作，因此大大提升了充電器的壽命。

具維修統(tǒng)計，對于所有的充電器中最易壞的元件就是這個充電回路中執(zhí)行開與關(guān)的三極管。所以本發(fā)明中對該點進行了重點處理，用兩只可控硅特殊的“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)明措施實施后，形成了這樣的工作原理，由于可控硅在飽和時為1伏左右，（可控硅的飽和電壓大于飽和三極管）。充電工作可控硅因未串聯(lián)充電自動轉(zhuǎn)換二極管而向外輸出，而充電備份可控硅因串聯(lián)了充電自動轉(zhuǎn)換二極管才是最后輸出，因此一旦兩管同時有輸出，必定是充電工作可控硅的輸出的電壓將高于充電備份可控硅的最后輸出。這時的情況是，充電自動轉(zhuǎn)換二極管中的二極管必定會成為反向偏置，而被封門而無輸出。即是充電備份可控硅無輸出電流，因而不產(chǎn)生功率輸出，不產(chǎn)生電磨損，基本上不會損壞，而稱為“備份可控硅”，也成為了一種特殊的備用替換可控硅，只要充電工作可控硅處于工作狀態(tài)，充電備份可控硅就處于“休眠”狀態(tài)。正常情況下，充電任務(wù)只由充電工作可控硅完成。在本發(fā)明中，當(dāng)充電工作可控硅損壞后，無電流輸出，此時充電備份可控硅因失去封門電壓，立即向外輸出電流，實現(xiàn)了正常的自動切換。充電器不會因此報廢。因而大大地提高了充電器的可靠性。

此外還應(yīng)說明兩點，一是由于在理論上有源件如可控硅的壽命很高，但是有源件本身的生產(chǎn)過程，及充電器在制作中對有源件的焊接等方面的原因，或在使用過程中的不當(dāng)因素，常常使有源件這樣的壽命受到挑戰(zhàn)，達(dá)不到這樣的要求，而這樣的自動切切換工作，就是對這種有源件達(dá)不到高壽命的一種彌補。二是由于兩可控硅參數(shù)一致，工作時都是處于開通與斷開的開關(guān)狀態(tài)，所以無論是充電 可控硅工作，還是充電備份可控硅工作，所以整個充電性不會發(fā)生變化。三是采用一可控硅（本發(fā)明中的充電備份可控硅）為休眠狀，該管的功率消耗近似為零，而電子有源件壽命與其所消耗的功率有很大的關(guān)系，所以不易損壞，而比用兩有源件采用簡單的并聯(lián)關(guān)系連接工作可靠性好得多。

充電自動轉(zhuǎn)換二極管是只有一個二極管形成，它的好處是在充電工作可控硅損壞后，能自動切換為充電備份可控硅啟動，而且它所產(chǎn)生的壓降只有0.7V，不會損失過多的壓降。

在檢查該路有無電流時，可以將電流表串聯(lián)在該路中。

本發(fā)明實施后有著突出的優(yōu)點：

1、由本發(fā)明一是大大提高了充電器的壽命，減少了充電器的報廢率，二是對被充電池實現(xiàn)了科學(xué)充電，增進了維護，延長了被充電池的壽命，減少了報廢率。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)濟價值，對于普通的電子產(chǎn)品的價值，如充電器這類產(chǎn)品，在沒有名貴的元材料下，所以第一是科技價值，第二是人工加費，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)明實施后，使用者后會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，三是容量不會發(fā)生明顯變化，因此社會一定會接受，承認(rèn)其科學(xué)價值，因此這種優(yōu)良的產(chǎn)品會代替劣質(zhì)產(chǎn)品。由于現(xiàn)代生活中，該產(chǎn)品用途極為普遍，所以會產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟價值。

3、采用 又充又停的充電形式，對被充電池有顯著的維護效果，網(wǎng)上有評論認(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的最大科學(xué)維護，特別是對酸性電池。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，一是對被充電池的充電停充時間之間的比例靈活可調(diào)，即是占空比可調(diào)，二是對脈沖的頻率可調(diào)，三是對被充電壓結(jié)束充電值靈活可調(diào)，所以從多角度多層面，適應(yīng)了不同種類型號的被充電池型號。另一個重要之點是可以對大容量的電池充電，此時只要將充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。

5、和各單元相連科學(xué)，并做到了綜合利用，因而線路電路精簡、可靠性高。

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

附圖說明

圖1是一種雙結(jié)束充停式浮充器原理方框圖。

圖中：1、信號輸入；2、可控硅充電單元；3、充電工作可控硅；3.9、充電可控硅陰極串聯(lián)二極管；4.1、充電備份可控硅；4.2、充電自動轉(zhuǎn)換二極管；5、可控硅接口單元；6、振蕩單元；7、定時結(jié)束起動單元；8、充電顯示單元；9、結(jié)束切換開關(guān)；13、限壓起動可調(diào)閾值單元；14、結(jié)束整形放大單元；16、負(fù)載單元。

圖2是一種雙結(jié)束充停式浮充器一種方案的工程原理圖。

圖中：1、信號輸入；2.1、涓流電阻；2.2、控制極電阻；2.8、可控硅充電單元的輸出；3、充電工作可控硅；3.9、充電可控硅陰極串聯(lián)二極管；4.1、充電備份可控硅；4.2、充電自動轉(zhuǎn)換二極管；5.1、接口可控硅；5.2、接口可控硅陰極二極管；6.1、振蕩一門；6.2、振蕩二門；6.3、振蕩三門；6.4、頻率可調(diào)電阻；6.5、頻率限制電阻；6.6、導(dǎo)向二極管；6.7、占空比可調(diào)電阻；6.8、占空比限制電阻；6.9、振蕩電容；6.11、環(huán)形電阻；8.0、充電顯示器；8.1、充電顯示保護電阻；8.2、充電指示燈；7.0、定時器；7.1、定時器的手動控制輸入端；7.2、定時結(jié)束時從高電壓輸出低電壓的終極輸出端；7.3、定時結(jié)束時從低電壓輸出高電壓的終極輸出端；7.4、定時器的地線端；7.5、定時器的振蕩輸出端；7.6、定時器的振蕩輸入端；7.7、定時器的復(fù)位端；7.8、定時器的電源輸入端；7.9、定時振蕩電阻；7.10、定時振蕩電容；7.11、接地電容；7.15、清零電容；7.12、定時器的保護電阻；7.13、定時器的電源穩(wěn)壓管；7.16、接地電阻；7.17、微分三極管；7.18、定時結(jié)束起動二極管；9、結(jié)束切換開關(guān)； 13.1、限壓上偏保護電阻；13.2、限壓可調(diào)上偏電阻；13.3、限壓下偏電阻；13.5、限壓結(jié)束起動二極管14.1、前置整形放大器；14.2、第二整形放大器；14.3、結(jié)束可控硅；14.5、結(jié)束控制二極管；14.6、微分反饋電容；14.7、反饋二極管；14.8、放電電阻；16.1、被充電池；16.2、電池接觸顯示保護電阻；16.3、電池接觸指示燈。

圖3是單向可控硅與創(chuàng)新后的可控硅的原理圖。

圖中：3-1為單向可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖中：90、可控硅的陽極；91、可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)PNP三極管；92、可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)NPN三極管；93、可控硅控制極；94、可控硅陰極。

圖中：3-2 為創(chuàng)新可控硅圖。

圖中90、可控硅的陽極；91、可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)PNP三極管；92、可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)NPN三極管；93、可控硅控制極；94、可控硅陰極；95、創(chuàng)新可控硅陰極串聯(lián)的二極管；96、創(chuàng)新可控硅假陰極。

圖中：3-3是本發(fā)明的可控硅充電單元中兩可控硅使用圖（由于可控硅放電單元中兩可控硅并聯(lián)形式與充電單元中兩可控硅并聯(lián)的形式一致，因此只用一張圖表示）。

圖中：1、信號輸入；2.8、可控硅充電單元輸出；3、充電工作可控硅；3.9、充電單元可控硅陰極串聯(lián)二極管；4.1、充電備份可控硅；4.2、充電自動轉(zhuǎn)換二極管；30、充電工作可控硅的陽極；31、充電工作可控硅的控制極；32、充電工作可控硅的陰極；33、充電工作可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)PNP三極管；35、充電工作可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)NPN三極管；36、充電備份可控硅陽極；37、充電備份可控硅控制極；38、充電備份可控硅陰極；39、充電備份可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)PNP三極管；40、充電備份可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)NPN三極管。

圖4是檢查測試所需要的假負(fù)載的線路圖。

圖中：2.8、可控硅充電單元的輸出；16.2、電池接觸顯示保護電阻；16.3、電池接觸指示燈；20.2、假負(fù)載上偏限值電阻；20.1假負(fù)載穩(wěn)壓值可調(diào)；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。

具體實施方式

圖1、2、3、4例出實施中的一種制作方案。

一、挑選元件：1、振蕩單元中的三個門、充電顯示器、裝置整形放大器、第二整形放大器都選用集成電路4069，該集成電路有6個反相器。

2、充電可控硅陰極串聯(lián)二極管與放電可控硅陰極串聯(lián)二極管的數(shù)量為兩個或三個。

3、所有可控硅均為單向可控硅焊接而成。

4、結(jié)束切換開關(guān)采用帶鎖定型的按鈕開關(guān)。

5、定時器為CMOS工藝集成電路HL2203。

二、制板、焊接：根據(jù)圖2制作電路控制板，并按接圖2的原理圖焊接。

三、通電檢查與調(diào)試。

如圖4所示，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。用萬用表的電壓連接以充電輸出端與地之間。

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。

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

1、對限壓起動可調(diào)閾值單元的檢測。

在結(jié)束切換開關(guān)斷開的情況下，限壓起動可調(diào)閾值單元啟動。

調(diào)節(jié)限壓可調(diào)上偏電阻（圖2中的13.2）之值，使結(jié)束整形放大單元中的結(jié)束可控硅的陽極分別在6伏、12伏、18伏、24伏值時，時均有0位輸出，否則應(yīng)換取樣限壓上偏保護電阻（圖2中的13.1）與起動可調(diào)上偏電阻（圖2中的13.2）之值。

2、對定時結(jié)束單元的檢測。

A、對清零電路的檢查。

用萬用表接微分三極管（圖2中的7.17）的集電極，開始通電時此集電極應(yīng)為零伏，否則應(yīng)加大清零電容（圖2中的7.15）的容量。

B、對定時器的頻率檢查。

連接上假負(fù)載。用示波器的熱端連接定時器第5腳或第6腳。

在接通電源后，示波器有的振蕩圖形顯示，可以看出頻率，從頻率可以算出周期，在振蕩電容已確定的情況下，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，將頻率調(diào)到設(shè)計值。該定時器內(nèi)部是20位計數(shù)器，因此可以算出定時時間。

C、對定時器的檢查。

用一個阻值小的電阻并聯(lián)在頻率可調(diào)支路的兩端，頻率將變得極快，定時器的第3腳很快有輸出，如有輸出則說明連線無誤。

3、對創(chuàng)新可控硅的通電檢查，創(chuàng)新可控硅如圖3中的3-2所示。

A、對創(chuàng)新可控硅的檢查。

通電，用萬用表的紅表筆接創(chuàng)新可控硅的假陰極，萬用表中的電壓檔顯示應(yīng)有電。短路創(chuàng)新可控硅控制極（圖3中的93）與創(chuàng)新可控硅假陰極（圖3中的96），此時應(yīng)無電。

如果情況不符合，則是連線出錯，而且可能是可控硅陰極所串聯(lián)的二極管極性焊反。

4、對接口可控硅通電檢查與調(diào)試。

A、將接口可控硅基極對地短路，此時該管集電極應(yīng)為高位，用電壓表測可控硅充電單元中的兩可控硅的陰極有電，否則是連線有錯。

B、將接口可控硅基極串聯(lián)電阻后連接電源，此時該管集電極應(yīng)為低位，用電壓表測量可控硅充電單元中的兩可控硅的陰極應(yīng)無電，如果情況不正確，則可能是連線有錯?；蛴|發(fā)電阻過大。

5、對脈沖發(fā)生單元頻率的通電的檢查與調(diào)試。

連接上假負(fù)載。用示波器的熱端連接脈沖發(fā)生器的輸出端，即是振蕩三門的輸出端，冷端接地。

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2中的7.10）質(zhì)量不好，嚴(yán)重漏電。

調(diào)節(jié)頻率可調(diào)電阻阻值，使示波器所顯示的頻率符合設(shè)計要求，其規(guī)律是電阻越大，頻率越慢，反之越快。

在接通電源后，示波器有振蕩圖形顯示，其中波形的一個重要特點是，在脈沖波型一個周期之內(nèi)，其低位時間長，而高位的時間短，如果情況相反則是導(dǎo)向二極管（圖2中的6.6）的方向焊反。

調(diào)節(jié)占空比可調(diào)阻值，使示波器所顯示的占空比符合設(shè)計要求，其規(guī)律是可調(diào)電阻越大，在一個周期之內(nèi)的高位時間越大。反之電阻越小，在一個周期之內(nèi)的高位時間越短。

6、對充電部分兩可控硅的檢查與調(diào)試。

（1）、邏輯檢查。

分別測試充電工作可控硅與充電備份可控硅的陰極。測試方法：用萬用表中的電壓表的紅表筆接該點，黑表筆接地。

A、充電部分與放電部分的邏輯檢查。

用電源線接執(zhí)行三極管的基極電阻，此時接口可控硅的集電極為低，充電部分無輸出電壓，分別檢查放電工作可控硅與放電備份可控硅的兩集電極，此時兩點應(yīng)為低位。

B、用電源連線到振蕩三門的輸入端，讓振蕩三門充電顯示器輸出端同時為低位，此時接口可控硅的集電極為高位，充電部分有輸出電壓，分別檢查放電工作可控硅與放電備份可控硅的兩集電極，此時兩點應(yīng)為高位。

上述兩點正確，說明可控硅充電單元與可控硅放電單元工作狀態(tài)均正確，如果不正確，則是連線有誤。正確后可進入下步檢查。

（2）、充電工作可控硅與充電備份可控硅的自動切換檢查。

在正常工作充電狀態(tài)下，將電流表串聯(lián)在充電備份可控硅的陰極與充電自動轉(zhuǎn)換二極管的正極之間，此時電流表顯示近似為零。

將充電工作可控硅的陰極斷開，將電流表串聯(lián)在充電工作可控硅的陰極與充電可控硅陰極串聯(lián)二極管的正極之間，電流表有電流顯示，表示充電工作可控硅正處于工作狀態(tài)。

以上情況如不正確，表明連接有誤。

短路充電工作可控硅的控制極與陰極，模擬充電工作可控硅的損壞狀態(tài)，電流表有電流指示，表示充電備份可控硅投入工作狀態(tài)。如不正確，表明連接有誤，或是充電備份可控硅損壞。

6、對顯示部分的檢查。

A、對負(fù)載單元中的電池接觸顯示檢查當(dāng)安裝被充電池，且沒有接通電源時，電池接觸指示燈（圖2中的16.3）應(yīng)亮，如果不正確則可能是電池接觸指示燈極性焊反，或電池接觸顯示保護電阻（圖2中的16.2）阻值過大。

B、對充過程顯示的檢查。

通電后充電顯示器的輸出端狀態(tài)應(yīng)與振蕩三門輸出端狀態(tài)近似，所連成的充電指示燈（圖2中的8.2）在充電過程發(fā)光，當(dāng)起始終結(jié)單元結(jié)束時，應(yīng)熄，如現(xiàn)象不符，則是充電顯示保護電阻（圖2中的8.1）的阻值過大，或充電指示燈損壞。

7、對涓電流的檢測。

將電流表串聯(lián)在涓流電阻（圖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。