专利名称：用于小型电器设备的电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于由蓄电池驱动的小型电器设备，例如电动牙 刷或者电动剃须刀，的电子电路，充电器能够感应式地给该小型电器 设备的蓄电池充电，并且该小型电器设备优选具有用于显示蓄电池的 充电过程和/或充电状态的显示装置。
背景技术：
EP 0 875 978公开了一种由蓄电池驱动的设备，其具有电子电路和 蓄电池，蓄电池可以通过充电装置来充电。在这里可能会出现这样的 情况，S卩，在已被放电的蓄电池情况下，由充电装置提供的电压可能 会断开，并且该电子电路不再工作。为了避免这种情况，在蓄电池充 电过程中以来自电容器的足够高的电压给该电子电路供电，该电容器 借助二极管由充电装置充电。对电容器的充电这样实现，即电子开关 不断重复地、短时间地中断蓄电池的充电过程，由此给充电装置卸去 负载，并且充电装置的电压将上升到使得能够通过二极管给所述电容 器充电的程度。在蓄电池充电过程中，所述电容器于是给该电子电路 供电。电容器是这样选择参数的，即在其放电过程中(即蓄电池充电 过程中)其电压仅在一个允许的范围内下降。发明内容本发明的任务在于，提供一种用于由蓄电池驱动的小型电器设备 的电子电路，该电子电路具有尽可能少的构件，从而具有少的空间需 求，并且是廉价的。根据本发明的电子电路被构想用于由蓄电池驱动的小型电器设 备，例如用于电动牙刷或者电动剃须刀，该小型电器设备具有两种不同的运行状态，即第一状态和第二状态，在该第一状态中小型电器设 备被使用者操作，在该第二状态中小型电器设备与充电站感应式地连 接。显示装置能够在蓄电池充电时，把充电过程以信号表示；和/或在 充电结束后，把蓄电池的充电状态以信号表示。发光二极管被设计为用于显示蓄电池的充电过程和/或充电状态 的显示装置，其中该电子电路具有重要的优点能够使用这样的发光 二极管，其正向电压大于蓄电池电压。这样，例如能够通过蓝色发光 二极管表示充电过程和/或充电状态，尽管该小型电器设备是以仅具有 一个电池单元的蓄电池驱动的。此外该电路这样构造，即发光二极管 肯定不会被施加反向的电压。根据本发明的电子电路包括其自身为已知的串联电路，该串联电 路包括蓄电池、整流二极管和充电线圈。如果充电线圈与充电器耦合， 则该充电线圈供应交流电，该交流电通过整流二极管被整流，并且给 蓄电池充电。根据蓄电池的极性或者所应用的电子构件的类型(例如以npn型晶体管代替pnp型晶体管)，充电线圈的端部或者与整流二极管的阳极和发光二极管的阴极连接，或者与整流二极管的阴极和发光 二极管的阳极连接。该电子电路还包括用于控制发光二极管、控制蓄 电池充电过程以及负载的控制电路，所述负载在电动牙刷或电动剃须 刀的情况下例如由电动马达组成。该控制电路由蓄电池供以电流。该 电子电路的基本优点在于，即使在蓄电池深度放电的情况下(这也意 味着，当控制电路不工作时)，也能够给蓄电池充电。当蓄电池电压 足够大时，该控制电路工作并在需要时结束蓄电池的充电，这通过控 制电路控制可控开关来实现，该可控开关一定程度地短接由充电线圈 提供的交流电，这意味着，充电电流不再能流入到蓄电池中，而是仅 流经可控开关、整流二极管以及如需要时流经发光二极管。该发光二 极管能够由控制电路通过另一个可控幵关接通和关断。充电过程的停 止将结合其自身为已知的判断条件来实现，例如蓄电池电压、充电和/或放电时间、充电和/或放电电流，和/或蓄电池温度等等。
下面将结合实施例阐述图中所示的根据本发明的电子电路，其中， 相同的构件以相同的附图标记示出。其他构造方式将在说明中描述。 附图中图l示出第一电子电路；图2示出第二电子电路；图3示出第三电子电路。
具体实施方式
图l中所示的第一电子电路包括全波整流器，该全波整流器具有第 一二极管D1、第二二极管D2和带有中间抽头的充电线圈，该充电线圈 因而包括第一部分绕组L1和第二部分绕组L2。充电线圈的中间抽头与 另一个二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与蓄电池A的正极连接。 蓄电池A的负极与第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阳极连接， 并通过第一晶体管T1与充电线圈的中间抽头连接。第一二极管D1的阴 极与第一部分绕组L1连接，而第二二极管D2的阴极与第二部分绕组L2 和发光二极管LED的阳极连接。发光二极管LED的阴极通过电阻R和可 控开关S (例如晶体管)与蓄电池A的负极连接。由第二晶体管T2和电 动马达M构成的串联电路连接到蓄电池A。当然也可以将其他的负载通 过电子开关与蓄电池A连接。由蓄电池A供以电流的控制电路uC控制可 控开关S和第一晶体管Tl以及第二晶体管T2。控制电路uC还与充电线圈 的中间抽头连接，以检测充电电压的存在或不存在。该电子电路的工作方式将在下面阐述。如果充电线圈与充电器(图 中未示出)感应式地耦合，则全波整流器在它的中间抽头上提供脉冲 式的直流电压，且相应的脉冲式直流电流通过另外的二极管D3流入蓄 电池A，该蓄电池A由此被充电。如果蓄电池A在充电开始时是已被深 度放电的，那么在蓄电池上的电压就非常低，以致控制电路uC无法工 作。如果在短时间充电后蓄电池电压上升到使得控制电路uC "醒来"的程度，那么控制电路UC检测脉冲式直流电压的存在，并通过可控开关S接通发光二极管LED，其可视地示出蓄电池A的充电。此外，控制 电路uC持续地把蓄电池电压的电势与对应于充满电的蓄电池电压的参 考值进行比较。如果控制电路uC发现蓄电池A已经充满电，那么它借助 第一晶体管T1把充电电流按照一定程度地短接，这就意味着把充电线 圈的中间抽头与第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阳极连接。当 第一晶体管T1被选通时，另外的二极管D3避免蓄电池A也被短路。如果充电线圈仍然与充电器感应式地连接，那么只要可控开关S 是被接通的，脉冲式直流电流的一个半波仍旧能够流经第一二极管D1、 第一部分绕组L1、第二部分绕组T2和发光二极管LED。优选的是，控 制电路uC现在这样控制可控开关S，使得发光二极管LED闪烁，并以此 表示蓄电池A充满电的状态。脉冲式直流电流的另一半波现在仅流经第 二二极管D2、第二部分绕组L2和第一晶体管T1。如果充电线圈从充电 器上断开，那么脉冲式直流电流不再流动，且发光二极管LED熄灭。如果控制电路uC选通第一晶体管Tl，则由于另外的二极管D3蓄电 池A与全波整流器解除耦合，此外蓄电池A仍然给控制电路uC和电动马 达M供电，控制电路uC借助第二晶体管T2接通或关断电动马达M。在上述的电子电路的一个变形例中，可以用跳线代替可控开关S。 在这种情况下，如果充电线圈与充电器耦合，发光二极管LED始终发光； 使用者因此无法区分蓄电池A是否仍然在充电或者已经被充满。在上述的电子电路的另一个变形例中，其在图2中示出，缺少第一 二极管D1和第一部分绕组L1，并且用n沟道MOSFET代替第一晶体管 Tl。这种晶体管按照已知方式具有保护二极管。如果控制电路uC选通 第一晶体管T1，以结束蓄电池A的充电，那么发光二极管LED显示蓄电 池A的充满电的状态，其中，为此所需的电流(即脉冲式直流电流的一 个半波)流经充电线圈L2、保护二极管、被控制电路uC接通的可控开关S和电阻R。脉冲式直流电流的另一半波将流经充电线圈L2、第二二 极管D2和第一晶体管T1。图3中所示的第三电子电路包括与图1中所示的电子电路中相同的 全波整流器，该全波整流器具有第一二极管D1、第二二极管D2和带有 中间抽头的充电线圈，该充电线圈因而包括第一部分绕组L1和第二部 分绕组L2。第一二极管D1的阴极与第一部分绕组L1连接，而第二二极 管D2的阴极与第二部分绕组L2和发光二极管LED的阳极连接。发光二 极管LED的阴极通过电阻R和可控开关S (例如晶体管)与蓄电池A的负 极和第一二极管D1的阳极以及第二二极管D2的阳极连接。控制电路uC 控制可控开关S，蓄电池A给控制电路uC供以电流。控制电路uC还与充 电线圈的中间抽头连接，以检测充电电压的存在或不存在。图3中所示的电子电路与图1所示的电子电路的区别在于充电线 圈的中间抽头与一个桥式电路的横向支路连接，该桥式电路具有四个 晶体管T1、 T2、 T3、 T4，并且电动马达M或者其他负载布置在该桥式 电路的横向支路内。这四个晶体管T1、 T2、 T3、 T4是MOSFET，所述 晶体管由控制电路uC控制，并且所述晶体管按照已知的方式分别具有 一个保护二极管。第一晶体管Tl和第二晶体管T2是n沟道MOSFET，其 源极端子与蓄电池A的负极连接；第三晶体管T3和第四晶体管T4是p沟 道MOSFET，其源极端子与蓄电池A的正极连接。第一MOSFETTl和第 三MOSFET T3的漏极端子都与全波整流器的中间抽头和马达M的一端 连接，而第二MOSFETT2和第四MOSFETT4的漏极端子与马达M的另 一端连接。与图l中所示的电路相比，晶体管T3的保护二极管接管了另外的二 极管D3的功能，也就是说在这个电路中，在充电线圈的中间抽头上存 在脉冲式直流电流的情况下，蓄电池A被充电，而控制电路uC不必工作。 图1中所示的电路的第一晶体管T1的功能(即关断蓄电池A的充电)， 在图3中所示的电路中同样通过第一晶体管T1来接管。当第一晶体管T1选通时，控制电路uC服务于截止第三晶体管T3，由此，蓄电池A不会短路。在图3中所示的电子电路的一个变形例中不存在第一二极管Dl 和第一部分绕组L1。该电子电路的运行类似于图2或者图3中所示的 电路。
权利要求
1.用于由蓄电池驱动的小型电器设备的电子电路，所述小型电器设备能够通过外置电源感应式地供电，所述电子电路包括充电电路，其用于给蓄电池(A)充电，所述充电电路具有充电线圈(L2)和二极管(D2)，其中，所述蓄电池(A)与所述二极管(D2)和所述充电线圈(L2)串联连接；发光二极管(LED)，其作为用于显示所述蓄电池(A)的充电过程和/或充电状态的显示装置；其中，所述充电线圈(L2)的端部或者与所述二极管(D2)的阳极以及所述发光二极管(LED)的阴极连接，或者与所述二极管(D2)的阴极以及所述发光二极管(LED)的阳极连接。
2. 根据权利要求l所述的电子电路，其特征在于 所述电子电路具有可控开关(S)，所述可控开关(S)能够由控制电路(uC)控制，并且通过所述可控开关(S)所述发光二极管(LED) 能够接通和关断。
3. 根据权利要求1或2所述的电子电路，其特征在于 所述电子电路具有电子开关(Tl)，所述电子开关(Tl)能够由所述控制电路(uC)控制，并且通过所述电子开关(Tl)所述蓄电池 (A)的所述充电过程能够结束。
4. 根据权利要求2或3所述的电子电路，其特征在于 当所述蓄电池(A)充电时和/或当所述蓄电池(A)的所述充电过程结束后，所述控制电路(uC)接通所述发光二极管(LED)。
5. 根据前述权利要求之一所述的电子电路，其特征在于 所述电子电路具有另外的充电线圈(Ll)和另外的二极管(Dl)，它们连同所述二极管(D2)和所述充电线圈(L2) —起构成全波整流器°
6. 用于由蓄电池驱动的小型电器设备的电子电路，所述小型电器 设备具有负载(M)和用于生成交流电的充电线圈(L2)，所述负载(M)在桥式电路中与多个电子开关(Tl、 T2、 T3、 T4)连接，其中， 至少一个电子开关(T3)并联有保护二极管，特别是根据前述权利要 求之一，其特征在于所述蓄电池(A)与所述保护二极管和所述充电线圈(L2)串联 连接，以使得在所述蓄电池(A)充电时由所述充电线圈(L2)所提供 的充电电流流经所述保护二极管。
7. 根据权利要求6所述的电子电路，其特征在于 所述电子开关(T1、 T2、 T3、 T4)由具有内置保护二极管的MOSFET构成。
8. 根据权利要求3至7之一所述的电子电路，其特征在于 通过其能够结束所述蓄电池(A)充电过程的电子开关是通过所述桥式电路的所述电子开关之一 (Tl)构成的。
全文摘要
本发明涉及一种用于由蓄电池驱动的小型电器设备的电子电路，该小型电器设备能够通过外置电源感应式地供电。所述电路包括用于给蓄电池(A)充电的充电电路，该充电电路具有整流二极管(D2)和用于生成交流电的充电线圈(L2)，其中，蓄电池(A)与整流二极管(D2)和充电线圈(L2)串联连接。此外，该电路还包括具有作为用于显示蓄电池(A)的充电过程和/或充电状态的显示装置的发光二极管(LED)和用于控制发光二极管(LED)和蓄电池(A)的充电过程的控制电路(uC)，其中，充电线圈(L2)的端部或者与整流二极管(D2)的阳极以及发光二极管(LED)的阴极连接，或者与整流二极管(D2)的阴极以及发光二极管(LED)的阳极连接。如果控制电路(uC)不工作，蓄电池(A)也能够被充电。
文档编号H02J7/00GK101331660SQ200680047016
公开日2008年12月24日 申请日期2006年12月1日 优先权日2005年12月14日
发明者托斯滕·克莱姆, 约阿希姆·莱佩尔, 马蒂亚斯·席巴恩 申请人:布劳恩股份有限公司