专利名称：包括用于显示充电状态的装置的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设备，它包括充电电流发生装置，该装置具有第一输出端和第二输出端并被安排用于产生并提供充电电流到第二输出端，并且该设备包括可再充电储能装置，该储能装置连接在第二输出端上，以便用充电电流充电可再充电的存储装置，并且该设备包括可被连接到第二输出端并可以由储能装置供电的负载装置。
如在第一段里定义的类型的这种设备已由申请人推上市场，例如形式为，型号为HP2755/60的独立于电网的女式剔须刀和型号为HS080的胡须修剪器，并由此是已知的。
该已知设备包括充电电流发生装置，当电器置于一个连接在电网中的激活充电站时，电流发生装置布置成产生并向储能装置提供充电电流以便为独立于电网工作的储能装置再充电，而该设备在充电站外独立于电网工作。该充电电流发生装置有一个处于参考电位的第一输出端和第二输出端，而充电电流可以通过第二输出端传送到连接在第一输出端和第二输出端之间的储能装置。在已充电状态下和独立于电网的工作中，提供储能装置为负载装置供电。该设备还包括一个开关装置，用于激活或去活至负载装置的电源，而开关装置和负载装置形成第一输出端和第二输出端之间的串联组合，使得该串联组合并联于第一输出端和第二输出端之间的储能装置。
已知的设备存在一个问题，当负载装置被激活时并且首先，当储能装置被完全放电，随后，充电电流输向储能装置时，大部分充电电流是作为有害效应的漏电流流过负载装置的，并由此导致实际上根本没有对储能装置再充电，因为负载装置具有显著低于储能装置的阻抗。对于该设备的用户，这一问题会造成对储能装置充电的充电时间太长，令人费解而且难以接受。
本发明的目的是用按照在第一段中规定的类型的设备解决上述规定的问题，并且提供一种改进的设备。
上述段落中规定的目的是借助在第一段中规定的类型的设备实现的，其中负载装置和储能装置形成第一输出端和第二输出端之间的串联组合。
提供按照本发明的特征特点有利于实现如下目的阻止在由负载装置构成并并联于储能装置运行的电流通路中出现漏电流，并因此，当充电电流由充电电流发生装置施加到储能装置时，储能装置可以由充电电流可靠地充电。
提供按照权利要求2的特征特点有利于实现如下目的如果在第一开关装置的第一开关状态存在充电电流，可以避免在第一输出端和第二输出端之间出现充电电流，并且如果在该开关装置的第二个开关状态下出现充电电流，会出现一个由负载装置的电压降及储能装置的时变电压降形成的充电电压。
提供按照权利要求3的特征特点有利于实现如下目的当充电电流存在时，在第一输出端和第二输出端之间出现的充电电压增加了基本上恒定的二极管正向电压，并且结果，可以产生一个显示装置电压，这对充电状态显示装置的工作是必要的。获得另一个优点是，即使在用交流电源电压对充电电流发生装置供电，充电电流方向被明确规定，并且至少在交流电源电压的半波期间可以产生所需的显示装置电压。
在按照本发明的设备中，作为例子，可以用白炽灯实现充电状态显示装置。但是，已经证实提供权利要求4中规定的特征特点会更有利，因为它们提供了节能的充电显示装置。权利要求4规定的特征特点还有一个优点，即可以用很精确的方式提供必须的显示装置电压，而且-一旦显示装置电压有效-就可以获得由充电显示装置辐射的光亮度，该光亮度尽可能是恒定的，即使在储能装置正在被充电的情况下，使得，显示了储能装置的实际充电，而不是象使用白炽灯的情况，那里是靠白炽灯发出的可变光亮度显示充电状态进程。此外，适当的选择一种具有合适的正向电压的发光二极管类型提供所需要的显示装置电压，使得即使在储能装置放电完毕的情况下，在充电电流出现时并且处于开关装置的第二开关状态时，就可以获得储能装置在充电的可靠指示。
提供权利要求5中规定的特征特点有利于实现如下目的即使在交流电源电压的幅度超过发光二极管的闭塞电压时，充电状态的显示装置仍能用发光二极管实现。
从随后描述的实施例中，本发明的上述方面和其它方面会得以明确，并将参考这些实施例进行解释。
参考示于图中的两个实施例，进一步描述本发明，但本发明不限于此。
图1以方框图的形式图示出按照本发明第一实施例的设备，图2以与图1相似的方式示出按照本发明第二实施例的设备。
图1示出了为独立于电网工作形成的设备1。该设备1包括储能装置2，负载装置3，充电电流发生装置4和第一开关装置5。
充电电流发生装置4包括电源装置6，第一二极管7和第二二极管8。充电电流发生器4还具有第一输出端9和第二输出端10。电源装置6在此处是由空心线圈实现，使得图1中未示出的充电站可以借助电磁交变场提供能量。当交变场存在于电源装置6时，从电源装置6可以取得相对于参考电位GND的电源电压U1。电源装置6一方面连接到第一输出端9，另一方面连接到第一二极管7。在第一二极管7和第二输出端10之间连接有第二二极管8。第一二极管7安排用于对电源电压U1进行半波整流。第二二极管8安排用于确定由箭头A示出的充电电流IL的方向，并且当充电电流IL出现在第二二极管8上时，可以取得基本上恒定的第一正向电压U4。至于它们的正向，第一二极管7和第二二极管8这样安排，使得可以经电源电压U1产生的充电电流IL，可以由充电电流发生装置4沿箭头A的方向馈给第二输出端10。由此，当电源电压U1存在于第二输出端10上时，充电电流发生装置4安排用于产生并传送充电电流。
在本实例情况下，负载装置3是由电动机形成的。由于电动机通常有欧姆分量和电感分量，必须有一个续流二极管11并联在负载装置3上。但是，也可以提供不同的负载装置3，对此续流二极管11可被省去。
在本实例情况下，储能装置2由第一储能单元12和第二储能单元13形成。储能装置2被布置为它们可以由充电电流IL再充电。当储能装置2完成充电后，可从它们上面取出电压降U3。储能装置2直接连接到第一输出端9，并通过负载装置3连到第二输出端10。因此，负载装置3和储能装置在第一输出端9和第二输出端10之间形成串联组合SC。但是，应该着重指出，储能装置2也可以用单个储能单元形成，也就是说，例如由第一储能单元12形成，或者由多于2个的储能单元形成。储能装置2可以例如由电容器或NiMH蓄电池或锂离子蓄电池或锂聚合物蓄电池，或者如在本实例的情况，用NiCd蓄电池实现。
第一开关装置5一方面连接于第一输出端9，另一方面连接于第二输出端10。因此，第一开关装置5与串联组合SC并联。第一开关装置5可转向第一开关状态，用于把来自储能装置2的至负载装置3的电源激活。第一开关装置5还能转向第二开关状态，从而把来自储能装置2的至负载装置3的能量去活。在本实例情况下，第一开关装置5由开关5A形成，开关5A有闭合接点5B，而闭合接点5B可取闭合或开启状态。因此，当闭合接点5B闭合时，开关装置5处于第一开关状态，而当闭合接点5B开启时，开关装置5处于第二开关状态。当第一开关状态发生时，负载装置3与储能装置2形成并联组合，同时第一输出端9由第二输出端短路。当并联组合形成时，储能装置2可以向负载装置3提供电源。在开关装置5的第一开关状态下，续流二极管11反向极化。由此在负载装置3上有储能装置2的电压降U3。
该设备1还包括第一降压电阻器14，它连接在第一二极管7和第二二极管8之间。在第一输出端9和第一降压电阻器14之间连接有充电状态显示装置15，这里它是由一个发光二极管15L形成的。由此，充电状态显示装置15连接在第二二极管8的上游并连接到参考电位GND。为了显示储能装置2的充电，充电状态显示装置15必须有一个最小显示电压U5，在本实例情况下，它由发光二极管15L的正向电压规定。在有正向电压时，第一降压电阻器14对发光二极管15有限流作用。
下面参考示于图1的设备1的实施例解释设备1的工作方式。根据这一实施例假设设备1以独立于电网的方式工作。在本实例的情况下，设备1由剃须刀形成，它可以在没有电网的情况下工作，因此在设备1中提供但未示出的剃须装置可以由电动机形成的负载装置3驱动。
当设备1以独立于电网的方式工作时，进一步假定储能装置2首先被再充电，其后储能装置的电压降U3能够从储能装置2取出。此外，假设开关装置5被转到第一开关状态，使得负载装置3和储能装置2形成并联组合，并且负载装置3由储能装置2供电。当设备1独立于电网持续工作时，并在储能装置2向负载装置3持续供电后，储能装置的电压降U3持续下降，直到最后，借助由电动机形成的负载装置3的剃须装置的驱动不再可能。设备1的用户就把该设备放进该设备1的充电站中。当充电站激活时，电源装置把能量从充电站传到设备1，使得从电源装置6可以取出相对于参考电位GND的电源电压U1。在本实例的情况下，该电源电压U1由50kHz频率的交流电压形成。借助于第一二极管D7，电源电压U1的半波整流发生，使得每个第二半波，在具体情况下，为电源电压U1的每个正半波都被馈到第二二极管8。第二二极管8沿着箭头A的方向向第二输出端10输送充电电流IL。如前所述，由于第一开关装置5已经被转到第一开关状态，充电电流IL流经第一开关装置5和第一输出端9而返回到电源装置6。但降在第二二极管8上的第一正向电压降U4小于所需的显示电压U5。结果，形成充电状态显示装置15的发光二极管15L没有发出任何光，因此充电状态显示装置15也没有显示储能装置2的充电。用户注意到储能装置2充电的失败显示，并检测到原因在于第一开关装置5的开关状态。接着，用户把第一开关装置5转到第二开关状态。当第二开关状态发生时，由充电电流发生装置4在第二输出端10上提供的充电电流IL通过形成串联组合SC的负载装置3和储能装置2流回电源装置6。由此，把第一开关装置5切换而并联于串联组合SC可靠且有效地实现了如下目的要么整个充电电流IL流经负载装置3进入储能装置2，要么整个充电电流IL从第二输出端10流经第一开关装置5，到达第一输出端9，返回电源装置6。
即使在储能装置2完全放电的情况下，结果在对储能装置2充电的最初几秒内，或者恰当地说为最初几分钟内，不能从储能装置2内取出电压降U3或只能取出很小的电压降U3，但在负载装置3上已存在负载装置电压降U2。因此，当对储能装置2的充电开始时，仅负载装置电压降U2形成充电电压UL，它能从第一输出端9和第二输出端10之间取出。但是，负载装置3的电压降U2由续流二极管11的正向电压降限制。然而，辅以第二二极管8的正向电压U4，以及负载装置的电压降U2，已经到达必须的显示装置电压U5。这提供了这样一个优点-即使在储能装置2完全放电的情况下-保证立即由充电状态显示装置15可靠的显示储能装置2的充电。一旦已经达到必须的显示装置电压U5，第一降压电阻器14对充电状态显示装置15形成电流限制以保护它不被损坏。
只有在充电期间由负载装置上的电压降U2和储能装置上的电压降U3形成的充电电压UL才作为时间的函数。在对储能装置2通常的充电时段过后，用户可以从充电站上再次取下设备1，并用于独立于电网的工作。
在图2所示的设备1中，与图1所示设备1不同，提供第一电源端6A和第二电源端6B代替电源装置6，使得设备1可直接由电源电压U1供电。在充电电流发生装置4中，图1示出的第一二极管7被省去。
充电电流发生装置4包括在第一电源端6A和第二二极管8之间的第二降压电阻器16。当充电电流IL出现时，可以从第二降压电阻器16上取得降压电阻器的电压降U7。
在本实例的情况下，充电状态显示装置15被连接在第二二极管8和第二降压电阻器16的上游。设备1还包括由晶体管18形成的第二开关装置17，它是一个NPN晶体管18，并被连接在充电状态显示装置15和第一输出端9之间。晶体管18有发射极E连接到第一输出端9。晶体管18有集电极C连接到充电状态显示装置15。晶体管18有基极B经第三降压电阻器19连接在第二降压电阻器16和第二二极管8的上游。当借助于流经第三降压电阻器19上的基极电流IB，存在所需的基极发射极电压UBE时，晶体管18可通过基极B控制到其导通状态。当基极发射极电压UBE太低时，晶体管18关断。由此，充电状态显示装置15可以经第二开关装置17连接到参考电位GND。
设备1还包括第三二极管20，它以这样的方式连接在晶体管18的基极B和第二输出端10之间，即笫三二极管20的负极连接在第二输出端10上，而第三二极管20的正极连接在晶体管18的基极B上。第三二极管20实际上是一个肖特基二极管，使得，当第三二极管20以正向驱动时，第二正向电压U6可从第三二极管20取得，该正向电压U6采用比所需的基极发射极电压UBE小的值。
下面参考示于图2的设备的实施例解释设备1的工作模式。根据该实施例，假设设备1在独立于电网工作期间设备1的储能装置2被放电。进一步，假设第一开关装置5被转到其第一开关状态，并且用户把设备1插入到设备1的充电站中。在充电站中，第一电源端6A和第二电源端6B接触上相应的充电站端，使得电源电压U1对充电电流发生装置4供电。在本实例的情况下，电源电压U1是直流电压。借助于第二降压电阻器16和第二二极管8，电源电压U1产生充电电流IL，它沿着箭头A的方向，从第二输出端10流经第一开关装置5到达第一输出端9。取决于第一开关装置5的第一开关状态，第三二极管20的负极连接到参考电位GND。第三二极管20通过第三降压电阻器19连接到第一电源端6A上，且正向接入，使得第二正向电压U6可从该第三二极管取得。晶体管18的基极也通过第三降压电阻器19连接到第一电源端6A，使得晶体管18的基极发射极二极管也以正向接入。但是，由于第三二极管20的第二正向电压U6小于必须的基极发射极电压UBE，晶体管18或第二开关装置17分别被驱动到闭塞状态，并且发光二极管15L因此没有发任何光。用户注意到没有储能装置2的充电显示，因此作为该注意的结果，把第一开关装置5拨到其第二开关状态。在此第二开关状态下，整个充电电流IL现在分别通过负载装置3或续流二极管11进入储能装置2，使得经过一个短暂时段后，可以从储能装置2取得储能装置的电压降U3，该电压降随应充电的时间而改变。
但是，在储能装置2完全放电的情况下，首先在第一输出端9和第二输出端10之间只能取得负载装置的电压降U2。第一正向电压U4和降压电阻器上的电压降U7被加至负载装置的电压降U2以得到电源电压值U1。在第一开关装置5的第二开关状态下，第三二极管20对晶体管18的基极发射极二极管不再有限压作用，使得，当第三降压电阻器19和第二降压电阻器16适当定值时，或当相对于显示装置电压U5适当选择发光二极管15L时，那么即使在储能装置2完全放电的情况下，也能随后可靠并快速地显示储能装置2的充电。
下面我们参考示于图2的设备1的另一实施例解释设备1的功能。根据这一实施例，假设电源电压借助AC电压形成。根据这一实施例，第二二极管8附加地作为半波整流器工作。在电源电压U1的负半波出现时，第二开关装置17或晶体管18作为充电模式显示装置15的过压保护工作。对于电源电压U1的正半波，设备1的工作模式已经参考上述实施例得到了充分的描述。
可以看出储能装置2的结构可通过设备1来推测。
可以看出，如果必要的话，储能装置2和负载装置3可与其并联的续流二极管11互换，并在互换后的状态中仍形成串联组合SC。
权利要求
1.一种设备(1)它包括充电电流发生装置(4)，该装置具有第一输出端(9)和第二输出端(10)并且被安排用于产生并提供充电电流(IL)到第二输出端(10)，该设备包括可再充电储能装置(2)，该装置连接到第二输出端(10)，用于用充电电流(IL)充电可再充电的储能装置，并且该设备包括负载装置(3)，该装置可以连接到第二输出端(10)并可以由储能装置(2)供电，其特征在于负载装置(3)与储能装置(2)在第一输出端(9)和第二输出端(10)之间形成串联组合(SC)。
2.如权利要求1所要求的设备(1)，其特征在于提供第一开关装置(5)，该装置在第一开关状态，可被安排用于激活，并在第二开关状态被安排用于去活从储能装置(2)到负载装置(3)的电源，并且特征在于第一开关装置(5)与第一输出端(9)和第二输出端(10)之间的串联电路(SC)并联。
3.如权利要求2所要求的设备(1)，其特征在于充电电流发生装置(4)包括一个二极管(8)，该二极管被连接到第二输出端(10)，并且其特征在于提供充电状态显示装置(15)，它连接在二极管(8)的上游，并可以被连接到参考电位(GND)。
4.如权利要求3所要求的设备(1)，其特征在于充电状态显示装置(15)由发光二极管(15L)形成。
5.如权利要求4所要求的设备(1)，其特征在于提供第二开关装置(17)，该装置被安排用于依靠第一开关装置(5)的两个开关状态接通和断开充电状态显示装置(15)，并且其特征在于第二开关装置(17)由晶体管(18)形成。
全文摘要
在一设备(1)中，它首先包括充电电流发生装置(2)，该装置具有第一输出端(9)和第二输出端(10)，并且其次，该设备包括连接到第二输出端(10)的可再充电储能装置(2)，该可再充电储能装置(2)可由充电电流(IL)再充电，并且第三，该设备包括可以连接到第二输出端(10)的负载装置(3)，该负载装置(3)可以由储能装置(2)供电，负载装置(3)与储能装置(2)在第一输出端(9)和第二输出端(10)之间形成串联组合(SC)。
文档编号H01M10/48GK1394375SQ01803399
公开日2003年1月29日 申请日期2001年8月17日 优先权日2000年8月31日
发明者E·克赖纳 申请人:皇家菲利浦电子有限公司