一种结束双选择的电池充电器的制作方法

属于电子技术领域。

背景技术：

随着现代生活的丰富，用电池的电器的种类越来越多，如数码机机，手机，等等，为此也出现了很多充电器种类，但是这些种类中关于低碳环保充电电路种类还存在。

其意义一是，现在的产品，其中的充电主管，即是连通与关断的充电的回路三极管，容易损坏，一旦损坏，这个充电器便成为了垃圾。据统计，这一故障成为了充电器的主要故障点，就因为这一点损坏而成为垃圾，是一种很大的浪费，（如果去修，因为涉及修理成本，及使用者去修理部联系的成本，所以人们常常是丢掉）。

其意义二是，由于在充电过程中，没有对电池充电时行最大的科学化充电，因此影响电池的容量与寿命，所以有资料评说，可充电池常常不是用坏的，而是被充坏的。

原因一是，如在电池未激活前，需要对电池较长时间的充电以激活。很多新电池卖家都说明需要激活三次。已激活后的电池充电时间将大大缩短。但是在高节奏的时代，充电器的性能不够先进，使用者只能按已想法行事。常常是大概而行之。由于这一关未理好，激活未到位，或电池受损的情况增大，更换机率增大。

原因二是在充电过程没有采用较好的充电方式，很多资料都认为，如果采用脉冲边充边停，或边放的方式；如果采用恒流源充电的方式，将有很好的效果，这种效果不仅表现在容量与寿命不易受到损坏。（其容量越大，负向作用越大），甚至对损坏的电池有一定的修复作用。而且能使被充电池能很好地充电到位。好处多多。

原因三，本企业在前段时间申请了保安产品系列，而该系列产品必须要备份电池，这类电池是容量较大的酸性电池。很多不是随身携带的电子产品，常常是这种密封式的、价格较低的、容量较大的酸性电池。而这类酸性电池，几乎所有资料一致地认为最好的方式是采用边充边放或边停的方式，这不仅减少了铅酸蓄电池在充电过程中内部电化学副反应——水的电解所产生的析气量，而且对已经严重极化而引起失效的铅酸蓄电池还有修复作用。

现在的产品不足原因一是，还没有用一种恒流并以脉冲方式充电的电路，且这种电路具有较简捷的电路，而且具有灵活调整充电与停的关系，二是不具有即有限压充电结束（这种方式对已激活的电池很适合）与计时结束（这种方式对未激活的电池及对酸性等一大类电池充电很适合）相结合的电路。三是还没有一种用有源件作变换来解决充电管易坏的问题。这一问题很有意义，因为具资料统计，对于非脉冲式的充电电路，其开关控制管都是故障的重点，而这种电路只有一次性的开与关。如果让开关管处于脉冲的状态，更容易成为损害的机率，增加充电器的整体报废。

低碳是社会倡导的一种文明生活方式。应该从微小的地方抓起。减少对充电器及电池的报废率，就是一种很好低碳生活方式。这样才利于社会的长久进步与发展。

技术实现要素：

本发明的主要目的是，提出新措施，运用三极管的开、关特性，与集成电路的有效逻辑组合，通过两控制单元分别控制充电单元与放电单元，形成充放共存的脉冲式充电，实现对充电电池科学的充电、最大化的充电，从而最大化的延长被充电池的寿命与容量，实现社会的环保。

1、一种结束双选择的电池充电器由恒流源，过程显示单元，充电控制单元，充电单元，放电控制单元，放电单元，环形振荡单元，选择双结束单元，负载单元，涓流电阻共同组成。

其中：恒流源的输入接整流输出，恒流源的输出为三路，第一路接涓流电阻到负载单元，第二接充电单元到负载单元，第三路接过程显示单元到充电控制单元，选择双结束单元的输出接环形振荡单元中起输出作用的门电路，环形振荡单元的输出接充电控制单元的输入，充电控制单元的输出接充电单元中的充电控制点，放电单元接负载单元，环形振荡单元的输出还接入了放电单元。

恒流源由两稳压器、两恒流源的电阻、两起隔离作用的二极管、起泄放作用的电阻组成：两稳压器的输入接整流输出；两稳压器的输出端各接一恒流单元的电阻的一端，两恒流单元的电阻的另一端各接一个起隔离作用的二极管后成为恒流源的输出，两稳压器的接地端各接一恒流单元的电阻的一端，起泄放作用的电阻接在恒流源的输出与地线之间。

充电单元由充电工作电路、充电备份电路、充电转换电路组成。

充电工作电路由充电单元的三极管一、偏置电阻一组成。

充电备份电路由充电单元的三极管二、偏置电阻二组成。

充电单元的三极管一与充电单元的三极管二的发射极都接恒流源的输出，偏置电阻二的一端接充电单元的三极管二的基极，偏置电阻一的一端接充电单元的三极管一的基极，偏置电阻二的另一端与偏置电阻一的另一端即是充电控制点，充电单元的三极管二的集电极接充电转换电路后与充电单元的三极管一的集电极相连，即为充电单元的输出，接负载单元。

放电单元由放电工作电路、放电备份电路、放电转换电路、放电单元的电阻、放电切除电路组成。

放电工作电路由放电单元的三极管一、放电单元的电阻二组成；放电备份电路由放电单元的三极管二、放电单元的电阻二组成；放电切除电路由放电单元的开关与放电单元的二极管组成。

放电单元的电阻的一端接负载单元中被充电池的正极，放电单元的电阻另一端为两路，一路接放电单元的三极管一的集电极，另一路接放电转换电路到放电单元的三极管二的集电极，放电单元的三极管二与放电单元的三极管一的发射极接地线，放电单元的三极管一的基极与集电极之间接放电工作触发电阻，放电单元的三极管二的基极与集电极之间接放电单元的电阻二，放电单元的三极管一的基极与放电单元的三极管二的基极各接一个切除二极管到放电单元的开关的一端，放电单元的开关的另一端接地线。

充电控制单元由充电控制管、充电钳位二极管组成：充电控制管的发射极接地线，充电控制管的基极接环形振荡单元的输出，充电钳位二极管的正极接充电控制点，充电钳位二极管的负极接充电控制管的集电极。

放电控制单元由放电控制管、放电控制触发电阻、放电控制触发二极管、放电控制电源电阻、两放电钳位二极管组成：放电控制触发二极管的一端接环形振荡单元的输出，放电控制触发二极管的另一端接放电控制触发电阻到放电控制管的基极，放电控制管的发射极接地线，放电控制电源电阻接在恒流源的输出与放电控制管的集电极之间，放电单元的三极管一与放电单元的三极管二的基极各接一个放电钳位二极管到放电控制管的集电极。

环形振荡单元由三个振荡门、振荡电容、充放支路、放电支路、环形电阻、输出门组成。

充放支路由频率可调电阻与频率限制电阻串联而成，放电支路由导向二极管、点空比限制电阻、占空比可调电阻串联而成。

充放支路与放电支路并联，一端接在振荡二门的输出，另一端接振荡三门的输入，振荡一门的输出连接振荡二门的输入，环形电阻接在振荡三门的输出与振荡一门的输入之间，振荡电容接在振荡三门的输入与振荡一门的输出之间，输出门的输入端接放电支路与充放支路的另一端，输出门的输出端即是环形振荡单元的输出。

选择双结束单元由结束选择单元、定时结束单元、限压结束单元组成。

结束选择单元由选择开关、两选择二极管组成：选择开关的转换触点接地线，选择开关的常闭触点与定时结束单元中定时器的电源控制点之间接选择二极管一，选择二极管二接在选择开关的常开触点与限压结束单元中限压结束起动点之间。

定时结束单元由由定时器、定时振荡电阻、定时振荡电容、清零电容、微分三极管、接地电阻、接地电容、定时器的保护电阻、定时器的电源稳压支路、定时器的电源导向二极管、充电定时结束二极管、放电定时结束二极管组成。

定时器有电源输入端，即第8脚；地线端，即第4脚；一个手动控制输入端，即第1脚；一个复位端，即第7脚；一个振荡输入端即第6脚；一个振荡输出端，即第5脚；两个终极输出端；其中一个终极输出端为定时结束时从高电压输出低电压，即第2脚，另一个终极输出端为定时结束时从低电压输出高电压，即第3脚。

定时器的保护电阻的一端接信号输入，另一端为定时器的电源控制点，接定时器的电源导向二极管到定时器的电源输入端，定时器的电源稳压支路接在定时器的电源控制点与地线之间，定时器的地线端接地线，定时器的振荡输出端接定时振荡电阻到定时器的振荡输入端，定时器的振荡输入端接定时振荡电容到地线，恒流单元的输出接清零电容到微分三极管的基极，微分三极管的基极与地线之间接接地电阻，微分三极管的发射极接地线，微分三极管的集电极接定时器的复位端，定时器的复位端与地线之间接接地电容，充电定时结束二极管的一端接定时结束时从低电压输出高电压的终极输出端，充电定时结束二极管的另一端接环形振荡单元中输出门的输入端，放电定时结束二极管的一端接定时结束时从低电压输出高电压的终极输出端，放电定时结束二极管的另一端接放电控制触发电阻的一端。

限压结束单元由限压上偏可调电阻、限压上偏限制电阻、限压下偏电阻、充电限压结束二极管、放电限压结束二极管组成：限压上偏可调电阻与限压上偏限制电阻串接，一端接充电单元的输出，另一端即是限压结束起动点，限压下偏电阻接在限压结束起动点与地线之间，充电限压结束二极管接输出门的输入端，放电限压结束二极管的一端接限压结束起动点，放电限压结束二极管的另一端接放电控制触发电阻的一端。

过程显示单元由过程指示灯与过程指示保护电阻组成：过程指示灯与过程指示保护电阻串联在恒流源的输出与充电控制管的集电极之间。

负载单元由被充电池与接触指示支路组成。

接触指示支路由接触指示灯与接触指示保护电阻串联而成。

被充电池接在充电单元的输出与地线之间，接触指示支路与被充电池并联。

2、振荡门与输出门由集成电路cd4069内部的反相器焊接而成。

3、定时器为cmos工艺集成电路hl2203。

4、放电转换电路与充电转换电路都是由两个二极管串联而成。

5、振荡电容与清零电容均为无极电容。

6、稳压器为三端集成稳压电路组成。

进一步说明：

1、工作原理说明。

通电后，恒流源为所有单元提供电源，因而充电形式是恒流电流充电，又由于环形振荡单元控制了充电控制单元，形成高与低的输出，充电控制单元控制充电单元于开通与关闭，而环形振荡单元控制了放电控制单元，放电控制单元双控制了放电单元，形成充放共存的脉冲形式充电。

在脉冲形式的充电过程中，充放共存的脉冲形式是，即又充电又放电的特殊形式，即是在脉冲的一个周期内既有充电的情况，又有放电的逻辑，当充电单元开通向被充电池充电时，放电单元关闭，当充电单元关闭时，放电单元开通向被充电池放电。

在脉冲形式的充电过程中，充电物理过程是，在脉冲的一周期之内，当环形振荡单元输出为高位时，触发充电控制管（图2中的4.1），充电控制管的集电极为低位，充电单元中的三极管形成偏流通道，向被电池充电，而环形振荡单元输出的高压将放电控制管（图2中的12.1）触发，钳位放电单元的三极管，放电单元关闭，当环形振荡单元输出低位时，充电控制管无触发电压，其集电极为高位，钳位放电单元的三极管无偏流通道，充电单元关闭，此时，放电控制管无触发电压，其集电极为高位，不钳位放电单元，放电单元开通向被充电池瞬态放电。

应指出的是仅管充电单元内充电工作电路与充电备份电路对被充电池组成了或门充电方式，但是由设计措施的特殊性，平常只有充电工作电路通电工作，而充电备份电路处于开路状态，但是一旦充电工作电路损坏，充电备份电路将自动投入通电工作。

同样的是放电单元内放电工作电路与放电备份电路对被充电池组成了或门的放电形式，但由于设计措施的特殊性，平常只有放电工作电路通电工作，放电备份电路处于备份状态，一旦放电工作电路损坏，放电备份电路立即替补，自动投入工作。

本实用型中运用了两种结束方式供选择，由结束切换开关行切换，对于一些需要激活的电池而言，它对时间有要求，设定了定时结束的方式，就是在一定时间后，从低电压输出高电压的终极输出端输出高压，让环形振荡单元停振的同时，环形振荡单元输出的低位，让充电控制单元无触发电压，充电单元的偏流通道关闭，停止充电，而定时器输出的高压，将放电控制管触发，钳位放电单元，放电单元关闭。另一种为限压结束，它是在电池充满电后，电池的端压升高到一定值后，关闭充电单元与放电单元，同时使环形振荡单元停振，

当充电停止后，过程指示灯熄，由涓流电阻向被充电池提供维持的涓流。

2、线路特点分析。

（1）、恒流源。

由三端集成稳压电路连成了恒流源的方式。

该单元由恒流源由两稳压器（图2中的2.11、2.21）、两恒流单元的电阻（图2中的2.12、2.22）、两起隔离作用的二极管（图2中的2.13、2.23）、起泄放作用的电阻（图2中的2.3）组成。主要功能将直流变为恒流，采用恒流充电。

该单元的恒流源采用78系列的三端集成稳压源变换而来，其优点：一是恒流值可调，适应面宽，二是线路简洁。当充电单元处于断路时，恒流稳压源的输出有两个电阻通道。一个是涓流电阻（图2中的11），该电阻功能是充电结束后对被充电池提供所需的维持电流。第二个是恒流源输出对地所连的起泄放作用的电阻（图2中的2.3），两个电阻共同组成恒流的泄放功能，形成对恒流稳压源的一种保护，其原因当充电回路骤然停止而断路时，恒流源的输出不会从较大的输出电流骤然变为零。

采用两三端集成稳压电路，同样的功率由两个三端集成稳压电路共同承担，增强了可靠性。

（2）、充电控制单元。

该单元由充电控制管（图2中的4.1）、充电钳位二极管（图2中的4.2）组成。充电控制管主要有三大功能：

一是将充电的恒流变成脉冲充电形式。其原因是在环形振荡单元的激励下，经过该三极管的传递，使充电单元的基极产生高低的脉冲变化。（充电控制管集电极为高位时，充电单元是正向偏置，为通电的状态，反之充电控制管集电极为低位时，充电单元是无偏置，为断路状态）从而使该单元的输出端产生高低状的变化。因而形成脉冲形式。

二是成为充电单元终结的控制管。当电池充满电后，或定时结束后，使环形振荡单元输出低位，充电控制管（图2中的4.1）无触发电压，充电单元偏流消失，充电单元关闭。

三是激励过程指示灯（图2中的3.2）闪光。当该管集电极为低位时，电流从恒流源流向充电控制管集电极，过程显示发光管亮。反之不亮。充电结束时充电控制管集电极为高位，过程显示发光管不发光。

（3）、充电单元中的的充电转换电路、充电工作电路与充电备份电路的特点及说明。

充电转换电路（图2中的5.5）由一个或多个(一般为两个)二极管串联而成，该单元虽然元件少，但是在与充电单元的三极管二的配合下，起到十分重要的作用。

充电工作电路由充电单元的三极管一（图2中的5.11）、充电单元的三极管一的偏置电阻（图2中的5.12）组成。

充电单元中的充电备份电路由充电单元的三极管二（图2中的5.21）与充电单元的三极管二的偏置电阻（图2中的5.22）组成。

上述单元在本发明中是一个最重要的核心。其原因是本发明设计了这样形式的单元能使充电工作电路从通电的一开始就始终处于正常的工作开关工作状态，而充电备份电路则处于断路的“休眠状态”，一旦充电工作电路损坏而停止工作时，充电备份电路将自动投入工作，因此大大提升了充电器的寿命。

具维修统计，对于所有的充电器中最易坏的元件就是这个充电回路中执行开与关的三极管。所以本发明中对该点进行了重点处理，用两个三极管特殊的“并联”且封门的方式，来作为本发明的充电单元元件。

本发明措施实施后，形成了这样的工作原理：由于充电单元的三极管一集电极未串联二极管成为最后输出，而充电单元的三极管二串联了二极管后才是最后输出，因此一旦两管同时有输出，必定是充电单元的三极管一的输出的电压将高于充电单元的三极管二的最后输出。这时的情况是，切换单元的二极管必定会成为反向偏置，而被封门而无输出。即是充电单元的三极管二无输出电流，因而不产生功率输出，不产生电磨损，基本上不会损坏，而称为充电单元的三极管二，也成为了一种特殊的备用替换管，只要充电单元的三极管一处于工作状态，充电单元的三极管二就处于“休眠”状态。正常情况下，充电任务只由充电单元的三极管一完成。在本发明中，充电单元的三极管一即为“工作管”。当充电单元的三极管一损坏后，无电流输出，此时充电单元的三极管二因失去封门电压，立即向外输出电流，实现了正常的自动切换。充电器不会因此报废。因而大大地提高了充电器的可靠性。

此外还应说明两点，一是由于在理论上三极管的寿命很高，但是三极管本身的生产过程，及充电器在制作中对三极管的焊接等方面的原因，或在使用过程中的不当因素，常常使三极管这样的寿命受到挑战，达不到这样的要求，而这样的自动切切换工作，就是对这种三极管达不到高寿命的一种弥补。二是由于两三极管参数一致，工作时都是处于开通与断开的开关状态，所以无论是充电三极管工作，还是充电单元的三极管二工作，所以整个充电性不会发生变化。三是采用一管（本发明中的充电单元的三极管二）为休眠状，该管的功率消耗近似为零，而三极管寿命与其所消耗的功率有很大的关系，所以不易损坏，而比用两管采用简单的并联关系连接工作可靠性好得多。

充电转换电路之所以采用两个二极管串联主要原因有二，一是两个二极管封门有更大的空间，余量更大，二是可以成为批量生产中的取样件，即是检查该路无电流时，可以不断开该支路将电流表串联在支路中，因为那样操作不便。而可直接将电流表并联在二极管两端就可。

（4）、放电控制单元的说明。

放电控制单元由放电控制管（图2中的12.1）、放电控制触发电阻（图2中的12.2）、放电控制触发二极管（图2中的12.5）、放电控制电源电阻（图2中的12.3）、两放电钳位二极管（图2中的12.7、12.8）组成：放电控制触发二极管的一端接环形振荡单元的输出，放电控制触发二极管的另一端接放电控制触发电阻到放电控制管的基极，放电控制管的发射极接地线，放电控制电源电阻接在恒流源的输出与放电控制管的集电极之间，放电单元的三极管一与放电单元的三极管二的基极各接一个放电钳位二极管到放电控制管的集电极。

放电控制管主要有两大功能：

一是与充电控制管配合，使充电单元与放电单元产生正确的逻辑，也即是当充电单元开通时，放电单元关闭，当充电单元关闭时放电单元开通。

二是为放电单元的控制管，也即是在脉冲的一个周期内，有放电的逻辑。

三是成为放电单元的终极控制管，当电池充满电后，或定时结束后，均触发放电控制管，使放电控制管的集电极为低位，钳位放电单元的三极管，放电单元关闭。

（5）、放电单元的特点说明。

放电单元由放电工作电路、放电备份电路、放电转换电路（图2中的13.7）、放电单元的电阻（图2中的13.8）、放电切除电路组成。

放电工作电路由放电单元的三极管一（图2中的13.11）、放电工作触发电阻（图2中的13.12）组成；放电备份电路由放电单元的三极管二（图2中的13.21）、放电单元的电阻二（图2中的13.22）组成；放电切除电路由放电单元的开关（图2中的13.51）与放电单元的二极管（图2中的13.52、13.55）组成。

放电单元中的放电工作电路、放电备份电路、放电转换电路的意义有三，因而也成为了本发明的核心重点之一。

一是在充电的全过程中，又进行放电的功能，即是在脉冲的一个周期内，当环形振荡单元输出为高位时，充电单元关闭时，此时的放电单元导通对电池进行瞬态放电。反之在脉冲的一周期内，充电单元处于导通状态时，此处的放电单元处于断路关闭状态。形成这样的逻辑关系的原因是充电控制单元与放电控制单元各自承担了充电与放电的逻辑功能，对两部分起了隔离作用，使之相互不影响。被充电池在充电全过程中处于又充又放的状态，在充放得当的情况下，其好处是可以实现充电的最大科学化。甚至能让有些电性能处于很差的状态下，能得以一定程度的恢复。

二是放电部分因为在放电时电流仍较大，所以仍然采用了放电单元的三极管一与放电单元的三极管二共存的形式，在放电单元的三极管一工作放电时，由于放电单元的三极管二因串联有放电转换电路，产生了阀值，所以放电电流将被放电单元的三极管一通道短路，而放电单元的三极管二则处于无电流的“休眠状态”，成为了一种备用管。当放电单元的三极管一损坏而断路时，放电单元的三极管二自动投入工作，因此大大提升了放电部分的寿命。

放电单元的放电过程是，当环形振荡单元的输出为高压时，放电控制管被触发，放电控制管的集电极为低位，钳位了放电单元中的两三极管的基极，放电单元关闭，当环形振荡单元的输出为低压时，放电控制管无触发电压，放电控制管的集电极为高位，未钳位放电单元中的两三极管基极，被充电池的正极通过放电单元的电阻，经过放电单元的三极管一的集电极到发射极，再到地线，形成放电回路。

三是放电单元中两三极管的基极对地连接有放电放电单元的开关，增加了灵活性。

（6）、环形振荡单元。

该单元是将充电单元形成脉冲形式的基本单元，由三个振荡门（图2中的6.11、6.12、6.13）、振荡电容（图2中的6.9）、充放支路、放电支路、环形电阻（图2中的6.2）、输出门（图2中的6.15）组成。

充放支路由频率可调电阻（图2中的6.4）与频率限制电阻（图2中的6.5）串联而成，放电支路由导向二极管（图2中的6.6）、占空比限制电阻（图2中的6.7）、占空比可调电阻（图2中的6.8）串联而成。

该单元的特点是一振荡发生器，该线路中具有频率调整，与占空比调整。

环形振荡单元。在本实用型中有二点作用，一是通过充电控制管控制n型充电单元，使充电的形式成为脉冲充电的形式。二是实现占空比的调节。使充电的全过程，在实现充、停的复合过程，保持着最佳的分配比例。

振荡电容与充放支路形成了振荡频率的粗调。

其原因是由振荡一门（图2中的6.11）、振荡二门（图2中的6.12）、振荡三门（图2中的6.13）与上述线路组成了一个环形振荡器，而其中的充放支路比有导向二极管（图2中的6.6）组成的放电支路阻值大得多，所以环形振荡器的频率主要由充放支路定，调整该支路的电阻阻值的调整，便可以大致决定出该振荡器的频率，（因为精准的频率还决定于占空比即与放电支路有关）。充放支路的频率限制电阻对频率可调电阻的最小阻值起了限值作用。

环形振荡器形成的振荡原理是，当振荡一门（图2中的6.11）的输出端为高位时，振荡二门（图2中的6.12）的输出端为低位，如果没有振荡电容（图2中的6.9）为开路，则因充放支路的存在，振荡三门（图2中的6.13）的输入端应为低。但因为有振荡电容的存在，不能跃变，直接将高位传给了振荡三门的输入端，所以振荡三门的输入端在电容的充电过程中，成为了高位。这时振荡三门的输出端为低，导致振荡一门的输出端继续为高，这个状态持续到振荡电容充电结束，开成振荡的前半周期，前半周期结束后，振荡三门输出端变为高，导致振荡二门输出端为高位，因此形成振荡电容反方向的放电，形成振荡的后半周期。

本实用型的该单元设计有占空比可调。

占空比的意义是脉冲在一个周期内，高位时间与低位时间的比例。

占空比可调线路主要由振荡电容与放电支路共同组成。

形成可调的原理是：当振荡一门输出端为高位时，该门高位输出端电流经过振荡电容、充放支路，然后流向振荡二门的低位输出端，由于充放支路的电阻很大，因而电容充电很慢，当振荡电容充电结束后，振荡二门的输出端为高位时，振荡二门的高位输出端通过充放支路与放电支路的并联支路向振荡电容作反方向的放电，由于两支路中放电支路有导向二极管的存在，而放电支路中阻值很小，所以成为放电的主要支路。应说明的是，由于本单元的输出经过充电控制管反相后，控制了充电单元的三极管，振荡电容充电时间越长，则充电控制管集电极的高位时间短，集电极低位时间长，充电单元开通的时间就长，所以本单元的占空比可调设立在放电支路，而不设立在充放电路的一个重要原因。这样的情况落实到对电池充电时，在脉冲的一个周期时间内是充电时间长而停止的时间短，而在整体上对被充电池形成的是充电的态势。

由于环形振荡单元具有频率可调与占空比可调，所以对被充电池的充电可以实现相对的最大科学化。

环形振荡单元对充电部分的逻辑关系。

输出门的输入等同于连接了振荡二门（图2中的6.12）的输出，使输出门（图2中的6.15）的输出随着振荡而产生高低不同的变换，当输出门的输出为高位时，充电控制管（图2中的4.1）的集电极为低位，充电单元的三极管形成偏流通道，充电单元开通，向被充电池充电。

反之，当环形振荡单元翻转，使输出门的输出为低位时，充电控制管集电极为高位输出，充电单元中的三极管无偏流道，充电单元为关闭状态。

（7）、本实用型实施了两种结束方式，有电池充满电后的结束，也有定时的结束，也即是定时结束单元与限压结束单元，两种结束由选择开关进行切换。

当选择开关（图2中的9.1）的常开触点与转换触点相通时，限压结束单元中的限压结束起动点被钳位到零，此时为定时结束，当选择开关的常闭触点与转换触点相通时，定时器的电源控制点被钳位到零，定时器不会启动，此时为限压结束。

a、定时结束单元的说明。

定时结束单元由定时器（图2中的7.0）、定时振荡电阻（图2中的7.9）、定时振荡电容（图2中的7.10）、清零电容（图2中的7.15）、微分三极管（图2中的7.17）、接地电阻（图2中的7.16）、接地电容（图2中的7.11）、定时器的保护电阻（图2中的7.12）、定时器的电源稳压支路（图2中的7.13）、充电定时结束二极管（图2中的7.18）、定时器的电源导向二极管（图2中的7.20）、放电定时结束二极管（图2中的7.22）组成。

定时器有8个脚，定时器的电源输入端（图2中的7.8），即第8脚；定时器的地线端（图2中的7.4），即第4脚；一个定时器的手动控制输入端（图2中的7.1），即第1脚；一个定时器的复位端（图2中的7.7），即第7脚；一个定时器的振荡输入端（图2中的7.6），即第6脚；一个定时器的振荡输出端（图2中的7.5），即第5脚；两个终极输出端（图2中的7.2、7.3）；其中一个终极输出端为定时结束时从高电压输出低电压，即第2脚，另一个终极输出端为定时结束时从低电压输出高电压，即第3脚。

定时器采用cmos工艺集成电路hl2203。它有内置振荡器、分频器、d触发器等逻辑单元；有双相输出端及复位和手动中途结束定时功能，静态功耗小；工作电压范围宽。可方便地构成多种定时、延时电路。

定时器内部的结构是，定时器的第5脚为振荡输出端，也即是内部门1的输出端，定时器第6脚是内部门2的输入端，当门2的输入端为低位时，门1的输出端为高位。反之，当门2的输入端为高位，门1的输出端为低位。所以形成振荡的原理是，通电后，因为定时振荡电容未充电，所以振荡输出端输出高位，通过定时振荡电阻向定时振荡电容的充电，成为振荡的前半周期，当定时振荡电容的电充到阀值后，振荡输出端又由高位变为了低位，所以定时振荡电容又通过定时振荡电阻放电，形成振荡的后半周期。

根据该定时器振荡的振荡原理，所以本措施是将定时振荡电阻变成固定与可调两电阻的串联形式，以实现频率的可调，同时保证频率的可调在一定范围，所以增加了固定电阻作为可调电阻的最小值限定。

其调整规律是，定时振荡电阻越大，周期越长，定时越长，反之越短。增加了频率即周期可调的好处是，可以适应多种被充电池的需要。

在定时器的复位端接了清零电路，由清零电容、微分三极管、接地电阻与接地电容组成，其好处是每次通电，都对定时器进行一次清零，保证每次定时时间的准确性。

由于定时器的第3脚是定时结束时从低电平变为高电平的终极输出端（图2中的7.3），所以当定时结束，第3脚输出高位，进入输出门（图2中的6.15）的输入端，使环形振荡单元停振，输出门输出低位，充电控制管（图2中的4.1）无触发电压，其集电极为高位，充电单元无偏流通道，停止充电，同时第3脚输出的高压触发放电控制管（图2中的12.1），钳位放电单元的三极管，关闭放电单元。

b、限压结束的说明。

限压结束单元由限压上偏可调电阻（图2中的8.2）、限压上偏限制电阻（图2中的8.1）、限压下偏电阻（图2中的8.3）、充电限压结束二极管（图2中的8.5）、放电限压结束二极管（图2中的8.7）组成。

限压上偏可调电阻、限压上偏限制电阻、限压下偏电阻共同形成了一个限压值，当电池充满电，电池的端压升高，高过这个限压值，限压结束起动点输出高压，同时限压结束起动点的高压进入输出门，使输出门始终输出为低，关闭充电单元，限压结束起动点的高压触发放电控制管（图2中的12.1），关闭放电单元。

限压上偏可调电阻是对限压值的调整，而限压上偏限制电阻是对限压上偏可调电阻最小值的限制，因而灵活可靠。

本实用型实施后有着突出的优点：

1、本措施是对被充电池实现了科学充电，增进了维护，延长了被充电池的寿命，减少了报废率。环保无小事，所以本实用型有积极意义。

2、本措施实施后，也有着重要的经济价值，对于普通的电子产品的价值，如充电器这类产品，在没有贵重元材料下，其要点：第一是科技价值，第二是人工加费，第三才是元件的成本，而本实用型所增加的元件有限。实施后，使用者后会明显感觉到：一是被充电池寿命延长，二是容量不会发生明显变化，因此社会一定会接受，承认其科学价值，因此这种优良的产品会代替劣质产品。由于现代生活中，该产品用途极为普遍，所以会产生显著的经济价值。

3、由于采用恒流源的充电方式，结合又充又放的脉冲形式，对很多电池能进行科学的维护，特别是对酸性电池等等一大类电池，科学充电对电池的寿命与容量有很大影响，所以网上还有这样的论点，很多电池不是用坏的，而是被充坏的这一说法，所以很多高级用电器，明确地提出对所使用的电池要用专业的充电器充电。

4、本实用型性能优异，一是对被充电池的充电与放电时间之间的比例灵活可调，即是占空比可调，二是对脉冲的频率可调，三是对被充电压结束充电灵活可调，所以从多角度多层面，适应了不同种类型号的被充电池型号。

5、两种结束方式灵活而可靠，对第一次通电的电池，增加了定时结束，时间准确，不需要另设制时间提醒。

6、各单元相连科学，并做到了综合利用，因而线路精简、可靠性高。

7、易生产，易调试，很适合微型企业生产。

附图说明

图1是一种结束双选择的电池充电器的原理方框图。

图中：1、整流输出；2、恒流源；3、过程指示单元；4、充电控制单元；5、充电单元；6、环形振荡单元；9.0、选择双结束单元；7、定时结束单元；8、限压结束单元；9、结束选择单元；10、负载单元；11、涓流电阻；12、放电控制单元；13、放电单元；13.1、放电工作电路；13.2、放电备份电路；13.5、放电切除电路；13.7、放电转换电路。

图2是一种结束双选择的电池充电器的元件连接的原理图。

图中：1、整流输出；2.11、稳压器一；2.12、恒流单元的电阻一；2.13、起隔离作用的二极管一；2.21、稳压器二；2.22、恒流单元的电阻二；2.23、起隔离作用的二极管二；2.3、起泄放作用的电阻；3.1、过程指示保护电阻；3.2、过程指示灯；4.1、充电控制管；4.2、充电钳位二极管；5.11、充电单元的三极管一；5.12、充电单元的三极管一的偏置电阻；5.21、充电单元的三极管二；5.22、充电单元的三极管二的偏置电阻；5.5、充电转换电路；5.8、充电单元的输出；6.1、环形振荡单元中输出门与振荡门使用的集成电路cd4069；6.2、环形电阻；6.4、频率可调电阻；6.5、频率限制电阻；6.6、导向二极管；6.7、占空比可调电阻；6.8、占空比限制电阻；6.9、振荡电容；6.11、振荡一门；6.12、振荡二门；6.13、振荡三门；6.15、输出门；7.0、定时器；7.1、定时器的手动控制输入端；7.2、定时结束时从高电压输出低电压的终极输出端；7.3、定时结束时从低电压输出高电压的终极输出端；7.4、定时器的地线端；7.5、定时器的振荡输出端；7.6、定时器的振荡输入端；7.7、定时器的复位端；7.8、定时器的电源输入端；7.9、定时振荡电阻；7.10、定时振荡电容；7.11、接地电容；7.15、清零电容；7.12、定时器的保护电阻；7.13、定时器的电源稳压支路；7.17、微分三极管；7.16、接地电阻；7.18、充电定时结束二极管；7.20、定时器的电源导向二极管；7.22、放电定时结束二极管；8.1、限压上偏可调电阻；8.2、限压上偏限制电阻；8.3、限压下偏电阻；8.5、充电限压结束二极管；8.7、放电限压结束二极管；9.1、选择开关；9.2、选择二极管二；9.3、选择二极管一；10.1、被充电池；10.2、接触保护电阻；10.3、接触指示灯；11、涓流电阻；12.1、放电控制管；12.2、放电控制触发电阻；12.3、放电控制电源电阻；12.5、放电控制触发二极管；12.7、放电钳位二极管一；12.8、放电钳位二极管二；13.11、放电单元的三极管一；13.12、放电工作触发电阻；13.21、放电单元的三极管二；13.22、放电单元的电阻二；13.51、放电单元的开关；13.52、切除二极管一；13.55、切除二极管二；13.7、放电转换电路；13.8、放电单元的电阻。

图3是检测是用的假负载与检测定时器的图。

图中：5.8、充电单元的输出；30、假负载的上偏可调电阻；31、假负载的上偏限值电阻；32、假负载下偏电阻；33、假负载可调三极管；34、假负载集电极电阻。

具体实施方式

图1、图2例出了一种实施制件实例，图3例出实施中的检测图。

一、挑选元件：振荡门与输出门由集成电路cd4069内部的反相器焊接而成。

定时器为cmos工艺集成电路hl2203。

放电转换电路与充电转换电路都是由两个二极管串联而成。

振荡电容与清零电容均为无极电容。

稳压器为三端集成稳压电路组成。

二、制作电路控制板，焊接元件：接图2的原理图制作电路控制板，接图2的原理图焊接元件。

三、通电检查与调试。

检查焊接无误，可进行通电检查与调试。

1、对恒流源部分的检查。

如图3所示焊接一个假负载，用一只三极管连成可调的稳压管模拟电路，代替被充电池成为假负载。用万用表的电流表红笔串在假负载中，或红笔接在假负载中的二极管正极，黑笔接二极管负极。

调整假负载的阻值，此时电流表的指示示不发生变化。如果正确，说明恒流源工作正常。

调整恒流单元的电阻的阻值，使其恒流值符合要求。

2、对充电单元的检测。

（1）、逻辑检查。

分别测试充电单元的三极管一（图2中的5.11）与充电单元的三极管二（图2中的5.21）的集电极。测试方法：用万用表中的电压表的红表笔接该点，黑表笔接地。

a、让充电工作电路的两个三极管正向偏置。如用电源连接电阻连接充电控制管的基极，此时充电控制管的集电极为低，分别检查充电单元的三极管一与充电单元的三极管二的集电极两点，此时两点应有电。

b、短路充电控制管的基极与地线，此时充电控制管的集电极为高位，分别检查充电单元的三极管一与充电单元的三极管二的集电极两点，此时两点应均无电。

上述两点正确，说明充电单元的三极管一与充电单元的三极管二两管工作状态均正确，如果不正确，则是连线有误。正确后可进入下步检查。

（2）、充电单元的三极管一与充电单元的三极管二自动切换检查。

用假负载电阻接在被充电池的位置。用电阻连接电源与充电控制管的基极，让充电工作电路中的两个三极管处于开通状。

a、将万用表的电流表接在充电转换电路中一个二极管的两端，或者将电流表串联在休眠三极管集电极支路，电流表指示电流近似为零。

b、将万用表的电流表串联在充电单元的三极管一集电极支路，此时表有电流指示。

上述情况正确说明充电单元的三极管二工作状态正确，处于断路状态，而充电单元的三极管一为通电状态。否则是连线有误。

c、短路充电单元的三极管一的基极与发射极，（模拟该管损坏），将万用表的电流表接在充电转换电路中一个二极管的两端，或者将电流表串联在休眠三极管集电极支路，电流表应指示有电流。其意义表示当工作管损坏时，充电单元的三极管二已自动投入工作。

如果指示不正确，则是连续错误，或充电单元的三极管二损坏。

3、对充电控制管与放电控制管的检测。

将充电控制管（图2中的4.1）基极对地短路，此时该管集电极应为高位，用电压表测度充电单元的输出无电，否则是连线有错。

此时过程指示灯（图2中的3.2）不亮。

将接口电阻接电源，此时充电控制管的集电极为低位，用万用表测充电单元的输出有电压，否则充电钳位二极管（图2中的4.2）焊反或脱焊。

此时过程指示灯亮。

放电控制管的基极对地短路，此时放电控制管集电极为高位，用电流表接在放电单元的电阻与放电单元的三极管一的集电极之间，显示有电流存在，表明放电单元在工作。

放电控制管的基极接一个电阻到恒流源输出，此时放电控制管集电极为低位，用电流表接在放电单元的电阻与放电单元的三极管一集电极之间，显示无电流。

4、对放电单元的检测。

（1）、放电单元的三极管一与放电单元的三极管二自动切换检查。

将放电单元的电阻（图2中的13.8）连接在充电单元输出上。将放电控制管的基极接地线，让放电单元处于工作的状态。

a、将万用表的电流表串联在放电单元的三极管一集电极支路中，电流表指示有电流通过。

b、将万用表的电流表串联在放电单元的三极管二集电极支路，或者用电流表接在放电转换电路的一个极管两端，电流近似为零。

上述情况正确说明当放电单元的三极管一为开通时，放电单元的三极管二则为断路的休眠状态。如果不正确，说明连线有误，特别是可能放电转换电路中二极管极性焊反。

c、短路放电单元的三极管一的基极与发射极，或断路该管基极回路（模拟该管损坏），此时将万用表串联在放电单元的三极管二集电极支路，或者用电流表并联在放电置换二极管一的正极与负极端，此时电流表应有电流指示。其结果表示当放电单元的三极管一损坏时，放电单元的三极管二自动投入工作。

如果指示不正确，则是连接错误，或放电单元的三极管二损坏。

（3）、闭合放电单元的开关（图2中的13.51）。

此时无论模拟放电单元的三极管一处于开通或断路情况，两放电单元的三极管一的集电极应均为高位。

5、环形振荡单元的通电检查与调试。

连接上假负载。用示波器的热端连接环形振荡单元的输出，即输出门的输出端，冷端接地。

在接通电源后，示波器有的振荡图形显示。

如果显示不正确，则可能是元件焊接有误，或可能是振荡电容（图2中的6.9）质量不好，严重漏电。

调节频率可调电阻阻值，使示波器所显示的频率符合设计要求，其规律是电阻越大，频率越慢，反之越快。

6、对两种结束的检测。

选择开关的常开触点与转换触点相通时，用万用表测限压结束起动点，调整假负载至充满电的情况，万用表中的电压指示始终为零，此时为定时结束。当选择开关的常闭触点与转换触点相通时，用万用表测定时器的电源输入端，显示为零，此时的限压结束。

（1）、调整限压结束的限压值。

用万用表测限压结束起动点，调整假负载，让万用表中的电压档显示为不同的电压值，如6伏，12伏，18伏，24伏。

调节限压上偏可调电阻之值，使充电控制管的集电极分别在6伏、12伏、18伏24伏值时，均是高位输出，否则应换限压上偏可调电阻与限压上偏限制电阻之值。

（2）、定时结束单元的检测。

a、对清零电路的检查。

用万用表接微分三极管（图2中的7.17）的集电极，开始通电时此集电极应为零伏，否则应加大清零电容（图2中的7.15）的容量。

b、对定时器的频率检查。

连接上假负载。用示波器的热端连接定时器第5脚或第6脚。

在接通电源后，示波器有的振荡图形显示，可以看出频率，从频率可以算出周期，在振荡电容已确定的情况下，调节可调电阻，将频率调到设计值。该定时器内部是20位计数器，因此可以算出定时时间。

c、对定时器的检查。

用一个阻值小的电阻并联在频率可调支路的两端，频率将变得极快，定时器的第3脚很快有输出，如有输出则说明连线无误。

7、对负载单元中的接触指示灯检查。

当安装被充电池，且没有接通电源时，该接触指示灯（图2中的10.3）应亮，如果不正确则可能是极性焊反，或接触指示保护电阻（图2中的10.2）阻值过大。

8、对涓电流的检测。

将电流表串联在涓流电阻（图2中的11）支路上，调试涓电阻阻值，使涓电流合乎要求。其规律是电阻越小电流越大。反之电阻越大电流越小。