双选择N型恒流脉冲式充电器的制作方法

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缺乏。

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回路的有源件如三极管，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。

其原因一是，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，或采用恒流源充电的方式，将有很好的效果，这种效果好处一是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），甚至对损坏的电池也有一定的修复作用。好处二是能使被充电池能很好地充电到位。电量足，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，且这种电路是较简捷的且具有灵活调整充电与停的关系，二是既不具有有限压充电结束（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。如果让开关管处于长期的脉冲的状态，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：

为克服现有充电产品的多种不足，本发明的目的一是，提出一路以恒流同时以脉冲方式的充电方式，以实现对被充电池的最大科学化，二是采用以限压结束到位，与计时结束双结束的双选择方式，以使用方便，三是采用一种简单的线路方式实现多种单元的科学组合以可靠廉价便于普及，从而在一个方面实现一种低碳生活的方式。所采用的技术措施是：

1、双选择N型恒流脉冲式充电器由时压选择单元、电压取样单元 、结束单元、脉冲单元、负载单元、定时单元、提示单元、恒流充电单元及涓流电阻共同组成。

其中：双选择N型恒流脉冲式充电器的系统输入是连接整流输出。

负载单元由被充电池组成；被充电池的正极接系统的输入端，被充电池的负极接恒流充电单元。

涓流电阻接在被充电池的负极与地线之间。

恒流充电单元由充电工作电路、休眠备份电路、切换电路组成。

充电工作电路由充电管、工作限流串联支路、工作恒流电阻、充电管触发电阻组成。休眠备份电路由休眠管、备份限流串联支路、备份恒流电阻、休眠管触发电阻组成。

切换电路由切换三极管、切换三极管触发电阻、基极接地电阻组成。

充电管与休眠管的集电极都连接被充电池的负极。

充电管的发射极接工作恒流电阻到地线，充电管的基极与地线之间接工作限流串联支路，工作限流串联支路是由稳压管性质的元件构成（发光管与二极管串联而成），充电管触发电阻的一端接充电管的基极，另一端连接在脉冲单元的输出端上。

休眠管的发射极接备份恒流电阻到地线，休眠管的基极与地线之间接备份限流串联支路，备份限流串联支路是由稳压管性质的元件构成（发光管与二极管串联而成），休眠管触发电阻的一端接休眠管的基极，另一端连接在在脉冲单元的输出端上。

切换三极管触发电阻的一端接充电管的发射极，另一端接切换三极管的基极，基极接地电阻接在切换三极管的基极与地线之间，切换三极管的发射极接地线，切换三极管的集电极接休眠管的基极。

定时单元由定时集成电路与外围振荡电路组成。

外围振荡电路由振荡电阻、振荡电容、保护电阻组成；振荡电阻的一端与振荡电容一端、保护电阻的一端相接，成为振荡共同点，振荡电阻的另一端接定时集成电路的振荡1端第1脚，振荡电容的另一端接定时集成电路的振荡2端第2脚，保护电阻的另一端接定时集成电路的振荡3端第3脚，定时集成电路的输入1端第5脚与定时集成电路的输入2端第7脚接地线，定时集成电路的地线端第10脚接地线，定时集成电路定时输出端连接了一只时结束激励二极管正极，时结束激励二极管的负极为定时单元的输出端。

提示单元由三部分电路组成：第一部分是由接触指示发光管与接触指示保护电阻组成：接触指示发光管与接触指示保护电阻串联，一端接在系统输入端，另一端接被充电池的负端；第二部分即是充电过程显示支路，由充电过程显示发光管与过程显示保护电阻串联而成，充电过程显示支路的一端连接在脉冲单元的输出端，另一端接地；第三部分由语音体系组成，语音体系一端连接系统的输入端；另一端连接在结束单元中的可控硅的阳极上。

电压取样单元由取样电阻，取样可调电阻，取样下偏电阻组成。

用取样电阻，取样可调电阻，取样下偏电阻依次串联，取样电阻的另一端连接在系统输入端上，下偏电阻的另一端连接在地线上。

时压选择单元由选择二极管一、时压选择开关、时压压选择三极管、选择三极管集电极电阻、选择三极管基极电阻、选择三极管对地电阻、选择二极管二共同组成。

用时压选择开关的一端连接系统输入端，另一端接选择三极管基极电阻后连接时压选择三极管的基极，时压选择三极管的集电极接选择三极管集电极电阻一端，选择三极管集电极电阻另一端连接在系统输入端，时压选择三极管发射极接地，用一只选择二极管二的正极连接在时压选择三极管的集电极上，负极连接在定时单元中的振荡共同点上，用一只选择二极管一的负极连接在时压选择三极管的集电极上，正极连接在电压取样单元中的取样电阻与取样可调电阻的连接点上。

结束单元是由结束可控硅、阳极电阻、结束钳位二极管二、结束钳位二极管一组成；结束可控硅的阴极连接地线，结束可控硅阳极连接了阳极电阻一端后，阳极电阻另一端连接到系统输入端；结束钳位二极管二的负极连接在结束可控硅的阳极上，正极连接在脉冲单元的输出端上；结束钳位二极管一负极连接在结束可控硅的阳极上，正极连接在脉冲单元中的脉冲振荡N管的基极上。

脉冲单元由脉冲振荡P管、脉冲振荡N管、N管集电极电阻，扩展三极管、扩展三极管基极电阻，P管下偏电阻、P管隔离电阻、脉冲振荡电阻、脉冲振荡可调电阻、占空比电阻、占空比可调电阻、占空导向二极管、脉冲振荡反馈电容，脉冲单元输出电阻共同组成。

脉冲振荡P管的集电极连接P管隔离电阻一端，P管隔离电阻另一端连接了脉冲振荡N管的基极，脉冲振荡P管的发射极连接了系统输入端，脉冲振荡P管的基极连接了三路，第一路连接了P管下偏电阻到地线，第二路连接了脉冲振荡电阻与脉冲振荡可调电阻串联组成支路的一端，第三路连接了占空比电阻与占空比可调电阻串联后再与占空导向二极管连接组成电路的一端，第二路与第三路的另一端连接为一点，再与脉冲振荡反馈电容一端连接，脉冲振荡反馈电容的另一端与脉冲振荡N管的集电极连接，脉冲振荡N管的集电极还连接了N管集电极电阻一端，N管集电极电阻另一端与输入系统连接，扩展三极管的基极连接了扩展三极管基极电阻一端，扩展三极管基极电阻另一端与脉冲振荡N管的集电极连接，扩展三极管的发射极与系统输入端连接，扩展三极管的集电极与脉冲单元输出电阻一端连接，脉冲单元输出电阻另一端为脉冲单元的输出端。

2、工作限流串联支路与备份限流串联支路都是由发光管与二极管串联而成。

3、定时单元中的振荡电容是由两只电容串联而成。

4、脉冲单元中的反馈电容是由两只电容串联而成。

5、语音体系由语音片、压电陶瓷片、助音电阻组成，压电陶瓷片的两极上分别接两根引线接语音片，助音电阻接在压电陶瓷片的两极上。

上述措施，作进一步说明如下：

1、工作原理说明：

系统输入即是整流输出。

由于本发明中的恒流充电单元中的三极管是采用充电管（图2中6.1）与休眠管（图2中7.1），作为通道开通与断路的控制，所以控制点是连接在被充电池的负极与地线的通道上。当NPN三极管处于饱和时，被充电池的负极与地线相结，成为充电通道，对电池充电。反之当NPN三极管处于截止时，被充电池的负极与地线开路，则不能产生充电回路，则不能实现大量的电流充电，只能通过涓流电阻（图2中的11）对被充电池产生充电的维持电流。由于本发明的通断在电池的负池，所以涓电阻是连接在电池的负极与地线之间。也即是并联在开关管的两端。

本发明的充电有两大特点，一是采用恒流同时以脉冲充、停的方式充电，这对大多数电池充电与维护很有好处。二是充电的结束，采用两种方式，第一种方式是根据被充池电压充电到位结束，这适合已被激活的电池的充电，第二种方式采用充电的计时方式，这很适合需要激活的电池，也特别适合酸性电池等一大类电池。两种方式的选择是经过时压选择择开关（图2中1.34）来执行。即是第一种方式是根据被充电池电压是否到位来结束充电。第二种方式是根据充电的时间多少来结束充电。

其中根据被充池电压充电到位结束的原理是当被充电池充电到位后，电压取样单元（图2中2.06、2.07、2.08组成的串联支路）所取出电压触发结束可控硅（图2中3.10），当结束可控硅触发为饱和状态时，此时可控硅阳极为低位，通过结束钳位二极管1（图2中3.23）钳位了脉冲振荡N管（图2中4.20）的基极；结束钳位二极管2（图2中3.25）钳位了脉冲单元输出电阻（图2中4.161），充电回路中的充电管（图2中6.1）与休眠管（图2中7.1）失去偏置，两管处于断开状。停止对被充电池充电。与此同时，充电过程显示（图2中10.18）发光管熄，语音体系（图2中10.1）发出响声音，告之使用者。

其中充电计时的原理是，当计时到位后，定时集成电路（图2中的9.1），定时集成电路的第8脚输出端（图2中的9.18）输出高位信号，通过时结束激励二极管（图2中的9.181 ）触发结束可控硅（图2中3.10）的控制栅、结束可控硅饱和，阳极输出低位，因而产生相应的停充与效应。

由于充电管与休眠管的偏置受脉冲单元的控制，即是受脉冲单元的扩展三极管(图2中的4.22)的控制，所以充电是以脉冲的方式，而且脉冲的频率与占空比可调。

当被充电的电池充电满后，因为被充电池的负极与地之间接有涓流电阻（图2中的11），因而能向被充电池提供所需的维持的涓电流的对地通道。

2、线路特点分析：

1、恒流充电单元的特点说明。

措施中恒流充电单元的通电与断路控制的两个三极管是NPN三极管，但是这两个三极管又都连成了恒流源的形式，所以恒流充电单元内部的两三极管，担任了充电的连通与关断的控制功能，又担任了恒流源双重功能。

由于充电管与休眠管所接的恒流的方式一致，故用充电管的连接加以说明形成恒流源的原理是：充电管（图2中的6.1）的发射极串联了工作恒流电阻（图2中的6.3），形成了负反馈。同时基极到地连接了工作限流串联支路（图2中的6.2），有限压分流的作用，当负载电流过大，且超过了工作限流串联支路的阀值时，基极电流将分流，不再经过充电管放大，因而保证了发射极电流为一定值，因而成为一种恒流源。之所以用发光管与二极管的串联作为工作限流支路，因为发光管有发光的功能，有利于调整。之所以用一只发光管与一只二极管串联的原因是，发光管的NP节约为1.2伏左右，而不是0.7伏，而再加一只二极管后，将高于切换三极管（图2中的8.1）的PN节可以使切换三极管处于工作状态。工作恒流电阻由工作恒流可调电阻与工作恒流保护电阻串联而成，工作恒流可调电阻可以对恒流值进行调整，工作恒流保护电阻是对可调电阻的最小值进行了限制，从而保证了恒流值在一个有约束的空间。

用这样的电路的好处是，线路精简，可靠，利于工程，同时利于节约成本。此外用发光管作为恒流的限流器件的一个重要原因是，有光指示，当工作恒流电阻调试正确时，工作限流串联支路中的发光管发微光或较亮光，表示调试正确。因为此时限流件起作用。产生恒流效果。

2、电压取样单元与结束单元的说明。

电压取样单元由取样电阻（图2中的2.06）、取样可调电阻（图2中的2.07）、取样下偏电阻（图2中的2.08），共同组成。

结束单元由结束可控硅（图2中的3.10）阳极电阻（图2中的3.09）；结束钳位二极管1图2中的3.23）；压结束钳位二极管2（图2中的 3..25） 共同组成。

结束单元有源件选用可控硅主要好处有三点，一是可控硅被触发后内部有很强的正反馈，因而有明显的触发阀值，一旦电压取样单元的输出电压超过阀值时，可控硅立即饱和。二是可控硅有很强的灌电流负载能力，因而钳位性能好。三是线路简洁，只用一个可控硅，就能代替一个比运放组成的比较放大器，便于生产。

触发电压从电压电压取样单元取出。触发电压可以灵活地调整，因为该单元串联有固定电阻即是取样电阻（图2中的2.06），所以在调试过程不会产生过大的偏差。与结束可控硅控制栅与地相连的电阻即是取样下偏电阻（图2中的2.08），对可控硅灵敏度有很大的影响，调整到位，即能对结束可控硅进行可靠地触发，而且失电后，又能使结束可控硅迅速退出饱和。

3、定时单元。

A、定时单元由定时集成电路、外围振荡电路组成。

外围振荡电路由时结束激励二极管；时振荡电阻（图2中的9.2）；时振荡电容（图2中的9.3）；保护电阻（图2中的9.5）组成。

振荡电阻的一端、振荡电容一端、保护电阻的一端相互连接，成为振荡共同点，振荡电阻的另一端接定时集成电路的振荡1端，振荡电容的另一端接定时集成电路的振荡2端，保护电阻的另一端接定时集成电路的振荡3端。

定时集成电路与外围振荡电路相互连接共同组成定时单元。

该电路的功能主要是可以进行频率调，从而使定时集成电路具有可调的定时时间的功能。

产生振荡频率可调的原理是，振荡电阻与振荡电容是定时集成电路外围件内部振荡形成的RC振荡电路。振荡电阻中的频率可调电阻与可调保护电阻形成了频率调整支路，如果频率调整的振荡两电阻的串联值大，则对振荡电容充电与放电的时间长，则振荡的周期的越长。所以频率调整支路的阻值可以成为频率可调的原因。也即是周期可调的原因。在频率调整支路，频率保护电阻是对频率可调电阻最小值的限制。由于频率可调，所以定时的时间基本上可以任意调整，适合于多种的被充电池型号，提高了性能。

本单元的另一个特点是振荡电容采用了无极形式，因而能使电容的漏电变得很小，因而振荡很可靠，不易停偏振，同时相对频率准确，因而定时准确，符合普通产品的要求。

B、定时集成电路。

该电路为定时集成电路（图2中的9.1）。根据该集成电路的特性，本措施中将该集成电路设计成为了一次定时。即是到了定时时间后，不再循环。二是未到定时结束，输出端输出为低位，其定时到点后输出端输出为高位的情况，以符合本措施中的充电逻辑。

形成的原理是，当定时到点后，其输出端输出高位，通过时结束激励二极管（图2中的9.181 ）的传递，触发了结束可控硅（图2中的3.10 ）的控制栅，因而产生相应的结束程序。

由于该集成电路是一种优秀集成电路，所以有着外转件少，可靠，定时长，选择性好等优点，所以进一步提升了本发明的性能。

4、时压选择单元的说明。

该单元由、时压选择开关（图2中的1.34），选择二极管一，（图2中的1.24）时压选择开关（图2中的1.34）；时压选择三极管；（图2中的1.36）、选择二极管二（图2中的1.37）、选择三极管集电极电阻（图2中的1.361）、选择三极管基极电阻（图2中的1.362）、选择三极管对地电阻（图2中的1.363）；共同组成。

形成的原理是，当选择开关处于断开时，选择三极管集成极输出高位，通过选择二极管二的传递，定时集成电路（图2中9.1）的振荡中心连接点为高位，因而使定时集成电路振荡电路停振，因而该集成电路定时失效。

而选择二极管一的负极为高位，该二极管成为反向偏置，所以与电压取样单元隔离，不造成任何负向影响，电压取样单元能取出触发电压，使结束可控硅受到触发，产生被充电池电压充到到位后的结束。

反之，当选择开关处于闭合时，选择三极管集成极输出为低位，选择二极管一的负极为低位，钳位电压取样单元，使电压取样电压不能输出触发电压。而选择二极管二成为反向偏置，不影响定时单元功能，定时到点后定时集成电路的第8脚（图中9.18）输出高位，触发结束可控硅（图中3.10）产生充电的结束。此时虽然同样是结束可控硅作用；但是是定时集成到点后产生的效果。与被充电池的现有充电的电压无关。

5、提示单元。

该单元由三种提示电路组成。

A、提示电路1：是被充电池安装显示。该单元由接触指示发光管（图2中10.2）及所串联的接触指示保护电阻（图2中10.3）组成，当被充电池与充电器未连接好时，发光管不亮。

B、提示电路2：即是充电过程显示。由充电过程显示（图2中10.18）及所串联的过程显示保护电阻（图2中10.181）组成。在充电过程时，发光管亮。结束时脉冲振荡N管（图2中4.20）集电极为高位，扩展三极管（图2中4.22）集电极为低位，发光管熄，充电结束亮熄。

C、语音提示电路3：由语音体系（图2中10.1）组成，内部含有语音片，及发声器）该电路是充电结束时的声提示。当充电结束时，无论是定时产生的效果，或是限压结束产生的效果，结束可控硅的阳极均会为饱和的低位，语音体系，有电流通过可控硅阳极入地，因而能触发语音体系，发声响。

6、恒流充电单元中的切换电路、充电管与休眠管的特点及说明。

A、恒流充电单元的组成及形成的主要主意义。

具维修统计，对于所有普通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。应特别说明的是而这些所有普通的充电器在充电过程还仅仅是一次性的关断行为，而对于以脉冲方式充电的情况，因为开通与断开频率大大增加。因此故障率会进一步大大增加。为此本发明中对该点进行了重点处理，该点措施也成为了本发明的一个重要核心。

恒流充电单元主要由三大电路组成，即是由充电工作电路、休眠备份电路、切换电路共同组成。

其中充电工作电路由充电管（图2中的6.1）、工作限流串联支路（图2中的6.2）、工作恒流电阻（图2中的6.3）、充电管触发电阻（图2中的6.5）组成。

休眠备份电路是由休眠管（图2中的7.1）、备份限流串联支路（图2中的7.2）、备份恒流电阻（图2中的7.3）、休眠管触发电阻（图2中的7.5）组成。

切换电路是由切换三极管（图2中的8.1）、切换三极管触发电阻（图2中的8.2）、基极接地电阻（图2中的8.3）组成。

上述三大电路之所以本发明中一个最重要的核心。其原因本发明设计了这样电路后，从通电 的一开始充电管就始终处于开通的工作状态，而休眠管则处于断路的“休眠状态”，一旦充电管损坏而停止工作时，充电休眠管将自动投入工作，因此大大提升了充电器的寿命。

B、产生 “工作与备份式工作”的原因分析。

充电管与休眠管的线路对称，而且激励后的效果都是使两三极管饱和，但是充电管 未损坏时，发射极有输出，所以切换三极管有正向偏置，成为饱和，从而钳位了休眠管的基极，使该管处于截止，由于休眠管集电极无电流，所以无功率消耗，将一直处于“休眠”的状态，一旦充电管损坏或性能变弱，切换三极管会自动成为截止状态，因而休眠管基极不会被钳位，将自动投入，代替充电管工作。

此外还应说明几点，一是在理论上三极管的寿命尽管很高，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状态，所以无论是充电 三极管工作，还是休眠管工作，所以整个充电性不会发生变化。三是采用一管（本发明中的休眠管）为休眠状，所以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，因为休眠管功耗近似为零。同时如果简单地并联，正常充电时，是两管输出电流，当一管损坏后其输出由两管电流变为了一管输出电流，两者性能存在差距。

因为上述原因，所以要本发明采用“工作与备份式工作”的方式措施意义是很大的。

C、对切换管的的说明。

一是为什么维修统计中，回路中控制充电的开与关三极管容易坏，一个重要的原因是充电回路中的充电电流值较大，功耗大，易损坏，加之电流骤然从大变到零，对器材内部形成一种冲击，也形成了一层原因，而切换三极管负载为休眠管的基极电流，功耗很小很小，所以不会损坏，因而不会成为新的故障点。

二是充电回路的充电电流为10毫安以上，当电池容量大时还将是1A以上，而切换三极管的基极电流仅在0.5毫安以下，所以对恒流值不会产生影响。

7、脉冲单元。

该单元的主要作用是使充电管（图2中6.1）、7.1、休眠管（图2中7.1）处于脉冲的的工作方式，同时可以对频率与占空比灵活调整，以适合广泛的被充电池，实现充电的最大科学化。

该单元由脉冲振荡可调电阻（图2中4.13）、脉冲振荡电阻（图2中4.15）、占空导向二极管（图2中4.151）、占空比可调电阻（图2中4.152）、占空电阻（图2中4.153）、P管下偏电阻（图2中4.155）、脉冲振荡P管（图2中4.16）、脉冲单元输出电阻（图2中4.161）、P管隔离电阻（图2中4.19）、脉冲振荡N管（图2中4.20）、脉冲振荡反馈电容（图2中4.21）、扩展三极管（图2中4.22）组成。在上述元件中，由脉冲振荡可调电阻（图2中4.13）与脉冲振荡电阻（图2中4.15）串联组成了频率支路。占空导向二极管（图2中4.151）、占空比可调电阻（图2中4.152）、占空电阻（图2中4.153）组成了占空比支路。

该单元即是由脉冲振荡P管、脉冲振荡N管及外围件组成了可调频率与占空比的振荡电路，形成振荡的原理是：当开通电源后，脉冲振荡P管（图2中4.16）有极少量电流，形成开通之势，这时较大的集电极成为了脉冲振荡N管（图2中4.20）的基极电流，脉冲振荡N管产生集电极大电流，其集电极电压的降低，而脉冲振荡N管集电极与脉冲振荡P管的脉冲振荡反馈电容形成了强烈的正反馈，其结果脉冲振荡P管与脉冲振荡N管两管的迅速开通，两管呈现饱和状，当脉冲振荡反馈电容电充满，反馈结束，则脉冲振荡P管开始向截止方向变化，脉冲振荡反馈电容开始反方向放电，其结果使脉冲振荡P管偏流减少，脉冲振荡N管偏流减少，产生强反馈，因此两管同时截止，形成振荡的第一个周期。

由脉冲振荡P管，脉冲振荡N管这两只互补三极管组成的上述电路，易起振，且稳定，线路简洁，对三极管的要求不高。由于该单元采用了一只PNP三极管作扩展三极管，功率大，有利于激励后级恒流充电单元中的充电管与休眠管，同时减轻了振荡的负载，有利于振荡与稳定。

该电路形成频率可调的原因是，当振荡的前周期时，脉冲振荡P管的基流通过频率支路向脉冲振荡反馈电容（图2中4.21，该电容是两电容连接成了无极电容，）充电时，由上述两电阻与电容决定了振荡频率，因而脉冲振荡可调电阻可以形成频率可调。

应说明的是也由于与频率支路并联的占空比支路中，因为有占空导向二极管（图2中4.151）的存在，所以当脉冲振荡N管集电极为低位时，即是脉冲振荡P管基极电流通过脉冲振荡反馈电容流向脉冲振荡N管时，为反向偏置，向脉冲振荡反馈电容（图2中4.21）充电的该半周期，即是前半周期。

该电路可以形成占空比可调的原因是，因为占空比支路，的串联阻值小于频率支路的串联阻值，所以当脉冲振荡反馈电容（图2中4.21）为反方向放电时，主要电流从占空比支路通过，即是电容充电与放电的时间不一样，因而形成了占空比可调。本措施所形成的占空比的意义是，在振荡的一个周期以内，高位的时间大于低位的时间，即是充电的时间大于停充的时间，而且需要这种比例符合设计要求。

占空比支路中导向二极管的极性造成充电时间长的进一步分析：由于本措施中在振荡的前半周期中，脉冲振荡前P管的基极向脉冲振荡反馈电容充电而流向脉冲振荡N管集电极时、因为频率支路的电阻值大，所以反馈的时间长，脉冲振荡N管集电极为低位的时间长，经扩展三极管后，扩展三极管集电极高位时间长，向恒流充电单元激励的时间长，也即是充电时间长。反之脉冲振荡反馈电容向反方向放电时，主要是由占空比支路通过，由于该支路电怚阻值小，所以脉冲振荡N管集电极为高位的时间短，即是扩展三极管集电极高位的时间短，恒流充电单元关闭时间短。

具有频率与占空比可调，更适合多种类型的被充电池充电，使之更科学化。

8、声音扩展电路。

本发明设计有声音提示，但是当该电路为充小电池时，充电器不可能装喇叭之类的较大体积的发音体，只能采用片状的压电陶瓷片，为了提升音量，所以在压电陶瓷片的两极增焊了一个助音电阻，成为音频的一通路，能达到提升音量的目的。调试到位，效果会明显增加。

本发明实施后有着突出的优点：

1、由本发明一是大大提高了充电器的寿命，减少了充电器的报废率，二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。而采用了这样充电方式，甚至对已失效的可充电池，有一定程度的修复作用。而电池对环境污染相对较大。而这两种功能的产品，无论是对可充电池，还是配套的充电器，都是现代生活普遍应用的种类，所以能增强两种产品的环保。环保无小事，所以本发明有积极意义。

2、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，在没有名贵的元材料下，所以第一是科技价值，第二是人工加费，第三才是元件的成本，而本发明所增加的元件有限。本发明实施后，使用者后会明显感觉到一是充电器寿命的延长，二是被充电池寿命延长，三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、本措施实现了被充电池的充电最大的科学化的原因主要有三，一是采用恒流源充电，二是以脉冲的的充电方式，三是结束时，采用了计时与限压方式两种方式，这不仅适合多种型号的电池，同时也有利于对同一型号的电池未激化的处理与正常维护充电的需要。由于本产品有着多种优点，因而可以开发成突出重点的系列产品。

4、本发明性能优异，一是恒流值灵活可调 二是开关管可以采用大功率高反压的三极管，三是充电结束后有声提示，使用很方面。所以对被充电池的适应面很宽，此外本发明还有充电结束后不怕过充等优点。

5、和各单元相连科学，如恒流源与充电控制管同为一单元同时担任，等等。做到了综合利用，因而线路电路精简、振荡电容采用无极电容可靠性高。尽管多了语音片，但是因元件少线路精简，语音片小面薄，但仍就很好安装。

6、由于本产品优点多，价值比高，利于普及，同时易生产，易调试，很适合微型企业生产。

附图说明

图1是双选择N型恒流脉冲式充电器各单元的关系图。

图中：0、输入端；1、时压选择单元；2、电压取样单元； 3、结束单元；4、脉冲单元；5、负载单元；6、充电工作电路；7、休眠备份电路；8、切换电路；9、定时单元；10、提示单元；11、涓流电阻；12、恒流充电单元。

图2是双选择N型恒流脉冲式充电器的元件连接的原理图。

图中：图中：0、输入端；1.24、选择二极管一；1.34、时压选择开关；1.36、时压选择三极管；1.361、选择三极管集电极电阻；1.362、选择三极管基极电阻；1.363、选择三极管对地电阻；1.37、选择二极管二；2.06、取样电阻；；2.07、取样可调电阻；2.08、取样下偏电阻；3.09、阳极电阻；3.10、结束可控硅；3.23、结束钳位二极管1； 3.25、结束钳位二极管2；4.13、脉冲振荡可调电阻；4.15、脉冲振荡电阻；4.151、占空导向二极管、4.152、占空比可调电阻、4.153、占空电阻、4.155、P管下偏电阻、4.16、脉冲振荡P管；4.161、脉冲单元输出电阻； 4.19、P管隔离电阻；4.20、脉冲振荡N管； 4.21、脉冲振荡反馈电容；4.22、扩展三极管；4.23、N管集电极电阻；4.24、扩展三极管基极电阻；5.1、被充电池；6.1、充电管；6.2、工作限流串联支路；6.3、工作恒流电阻；6.5、充电管触发电阻；7.1、休眠管；7.2、备份限流串联支路；7.3、备份恒流电阻；7.5、休眠管触发电阻；8.1、切换三极管；8.2、切换三极管触发电阻；8.3、基极接地电阻；9.1、定时集成电路；9.10、定时集成电路的第10脚；9.11、定时集成电路的第1脚，9.12、定时集成电路的第2脚；9.13、定时集成电路的第3脚；9.15、定时集成电路的第5脚；9.17、定时集成电路的第7脚；9.18、定时集成电路的第8脚；即定时集成电路的输出端；9.181 、时结束激励二极管；9.2、时振荡电阻；9.3、时振荡电容；9.5、保护电阻；9.6、时振荡中心点；10.1、语音体系。10.2、接触指示发光管；10.3、接触指示保护电阻；10.18、充电过程显示；10.181、过程显示保护电阻；11、涓流电阻。

图3是检测恒流源的假负载图。

图中：0、输入端；10.2、接触指示发光管；10.3、接触指示保护电阻； 6.1、充电管；6.2、工作限流串联支路；6.3、工作恒流电阻；6.5、充电管触发电阻；20、假负载串联的二极管；21、假负载串联的电阻；22、电流表。

图4是语音体系图。

图中：10.11、语音片；10.12、压电陶瓷片；10.13、压电陶瓷片的一极；10.15、压电陶瓷片的另一极；10.16、助音电阻。

具体实施方式

图1、图2例出了双选择N型恒流脉冲式充电器一种实施制件实例。

一、挑选元件：集成电路选用4541，三极管N管采用8050，P管采用8550，工作限流串联支路（图2的6.2）与备份限流串联支路（图2的7.2）中的发光管采用高亮度的类型。发音体中的压电陶瓷片 的大小根据安装机盒定，二极管采用面结合型二极管，语音片 可调电阻，与其它的阻容件无特殊要求。

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。

1、对恒流充电单元的检查。检查与测试见图3。

A、焊接一个假负载，先用2至3个二极管串联，再与一只固定电阻，及一只可调电阻串联。其中这两只电阻应选功率大的种类。用假负载代替被充充电池，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，此时电流表的批示不发生变化。如果正确，说明恒流源工作正常。

B、调节充电管的的恒流之值。

断开休眠管的回路，即是断开集电极，调节充电管（图2中的6.1）发射极所串的工作恒流电阻（图2中的6.3）的值，使其恒流值符合要求，此时还应观察工作限流串联支路（图2中的6.2）中的发光管应微显光，如果不发微光，应将工作恒流电阻之值加大。

C、调节休眠管的的恒流之值。

断开充电管的回路，即是断开集电极，断开切换三极管（2中的8.1）的集电极。调备份恒流电阻（图2中的7.3）之值，使其恒流值符合要求，此时还应观察备份限流串联支路（图2中的7.2）中发光管应微显光，否则应将备份恒流电阻之值加大。同时还应注意，其中充电管（图2中的6.1）与休眠管（图2中的7.1）的恒流值应基本一致。

2、对充电管（图2中的6.1）的工作状态检查。

接上假负载。

A、充电管状态检查。

用地线短路结束可控硅的（图2中的3.10）控制栅，其阳极为截止态的高位，模拟成为了充电状态。此时用万用表的电压表测试充电管（图2中的6.1）的发射电压，压应为一定值电压。

B、充电结束时的检查。

用电源线结束可控硅的（图2中的3.10）控制栅，其阳极为饱和态的低位，模拟成为了充电结束状态。此时用万用表的电压表测试充电管（图2中的6.1）的基极电压，此时为零。同时有声音响提示。

3、对切换三极管（图2中的8.1）的检测与调试。

A、用地线短路结束可控硅的（图2中的3.10）控制栅，其阳极为截止态的高位，模拟成为了充电状态。

短路切换三极管基极所连的切换三极管触发电阻（图2中的8.2），同时短路充电管（图2中的6.1）的基极与发射极，模拟充电管损坏的情况，将电流表串联在切换三极管集电极回路中，此时切换三极管集电极应无电流，如有电流，则应减少基极接地电阻（图2中的8.3）的阻值。

B、将结束可控硅的（图2中的3.10）模拟成为了充电状态。即是其阳极为高位的情况，测切换三极管的集电极电压，应为饱和值0.2伏，如果不是，则应减少切换三极管触发电阻（图2中的8.2）。

4、对充电管与休眠管自动切换检查。

用假负载电阻接在被充电池的位置。模拟结束可控硅阳极为高位的充电状态。

A、将万用表的电压表测量休眠管（图2中的7.1）的发射极电压，或将电流表串联在休眠管集电极回路中，在充电管（图2中的6.1）工作时电表应无指示。

B、将万用表的电压表测量休眠管的发射极电压，或将电流表串联在休眠管集电极回路中，短路充电管的基极与发射极，（模拟该管损坏），此时电流表应指示有电流。而且此值与充电管充电电流基本一致。其意义表示当工作管损坏时，休眠管已自动投入工作。

如果指示不正确，则是连续错误，或休眠管损坏。

5、时压选择单元的检查。

将假负载连接在被充电池的位置，并将假负载调到其电压充到位的值。

A、闭合时压选择开关（图2中的1.34），用万用表测测时压选择三极管（图2中的1.36）集电极，此时为低位。此时取样电阻（图2中的2.06），与取样可调电阻（图2中的2.07）的连接点（即是电压输出点）应为低位，否则是选择二极管一（图2中的1.24）的极性焊反。用示波器的热端接定时集成电路的定时集成电路的第2脚（图2中的9.12）此时有振荡的波形。否则是否则是选择二极管二（图2中的1.37）的极性焊反。

B、断开时压选择开关（图2中的1.34），用万用表测测时压选择三极管（图2中的1.36）集电极，此时为高位。此时取样电阻（图2中的2.06），与取样可调电阻（图2中的2.07）的连接点（即是电压输出点）应为高位，否则是选择二极管一（图2中的1.24）的极性焊反。用示波器的热端接触定时集成电路的第2脚（图2中的9.12）此时无振荡的波形。否则是否则是选择二极管二（图2中的1.37）的极性焊反。

6、对脉冲单元的检查与测试。

用示波器的热端连接扩展三极管（图2中的4.22）的集电极；冷端接地。

A、通电后示波器有振荡波形，由于该线路，易振荡，且可靠，如不正确则是连线有误。

B、调试脉冲振荡可调电阻（图2中的4.13）最小值与最大值，此时的频率应在设计的要求以内；否则应调整脉冲振荡电阻（图2中的4.15）之值。

C、调试占空比可调电阻（图2中的4.152）最小值与最大值，此时占空比应符合要求。也即是在振荡的一个周期以内，高位输出的时间大于低位输出的时间，而且比例应符合要求，否则应调整占空电阻（图2中的4.153）之值。如果此时在振荡的一个周期以内，高位输出的时间小于低位输出的时间，则是占空导向二极管（图2中的4.151）极性焊反。

7、对定时结束单元外围振荡单元的检查。

将时压选择单元选择在定时的工作状，既是闭合时压选择开关（图2中1.34）。

A、充电过程的工作状态的检查。

用示波器的热端连接时振荡电容（图2中的9.3）的一端，冷端接地。

该线路外围简单，加之有采用无极电容的接法后（即是两电容的负极连接），不会漏电，在接通电源后，示波器立即会出现振荡图形显示。

如果不正确，只可能是元件焊接连接有误。

B、频率可调的的检查

调整振荡电阻中两电阻的阻值，使调节频率的范围符合设计的要求，用振荡的频率可以算出振荡的周期，可以根据振荡的周期，以及内部计数器的分频级数，算出定时的预定时间。并可以用用快速调试法印证。该法即是在振荡电阻两端新增加一个阻值很小的电阻，此时定时集成内部定时内部计数器输出端很快有输出。

8、对定时单元与结束单元的检查与调试。

用快速调试法。该法即是在时振荡电阻（图2中的9.2）两端新增加一个阻值很小的电阻，此时定时集成电路（图中的9.1）内部定时内部计数器输出端很快有输出，而使定时集成输出端输出高位。

说明：用快速调试法的原理是，当并上新的阻值小的电阻后，频率极剧的加快，周期极剧变短，因而定时集成电路内部计数器很快有结果输出。

9、当正确安装被充电池后，接触指示发光管（图2中的10.2）应亮光。

10、模拟结束可控硅为高位的充电情况，充电过程指示灯（图2中的10.18）亮。反之，为熄。

11、对语音体系的检查与调试。

让语音片（图3中的10.11）接上电源，此时压电电陶瓷片（图3中的10.12）会发声音，调换助音电阻（图3中的10.16）阻值，使压电电陶瓷片达最大音量。

将语音体系按图片2恢复正确连接，模拟结束可控硅为低位的充电结束的情况，语音体系将进行语音提示。

12、对涓流电流的检测。

将电流表串联在涓流电阻（图2中的11）支路上，调试涓流电阻阻值，使涓电流合乎要求。

说明，如果对充电管换为大功率管类，则可以对大容量的被充电池充电。