屬于電子技術(shù)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，對備份電池的科學維護，直接關(guān)系到備份電池的壽命，與容量。有資料認為，電池常常不是用壞的，而是充電不當而損壞的。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，而且采用采用充與放并存的方法，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反應時間，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，停止一定時間如放電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)部電化學副反應——水的電解所產(chǎn)生的析氣量，而且對已經(jīng)嚴重極化而引起失效的鉛酸蓄電池還有修復作用，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。又據(jù)資料介紹按又充電雙放電的充電方法，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，又有放電部分（或停充）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。

低碳環(huán)保應從點滴抓起，應從細微抓起，這樣才利于社會的長久進步與發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有充電產(chǎn)品雖具有充電功能，但是對環(huán)保不足的弱點，本發(fā)明采用一種創(chuàng)新設(shè)計的一種低碳環(huán)保充電電路方案，用很少的有源件實現(xiàn)了自動切換的雙備份不容易損壞的充電路，實現(xiàn)了對充電電池科學的充電、最大化的充電，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。

1、一種低碳環(huán)保充電電路方案由充電部分，起動與結(jié)束單元，脈沖發(fā)生單元，接口單元，邏輯與充電顯示單元，放電部分，負載單元共同組成。

其中：充電部分由充電單元、充電休眠單元、切換一單元組成。

充電單元由涓電阻、充電三極管、充電三極管偏置電阻組成。

充電休眠單元由充電休眠三極管、充電休眠三極管偏置電阻組成。

切換一單元由數(shù)個切換二極管串聯(lián)而成。

充電三極管與充電休眠三極管的發(fā)射極都接信號輸入，充電休眠三極管偏置電阻的一端接充電休眠三極管的基極，充電三極管偏置電阻的一端接充電三極管的基極，充電休眠三極管偏置電阻的另一端與充電三極管偏置電阻的另一端都接在接口單元中接口三極管的集電極上，切換一單元的切換二極管接在充電休眠三極管的集電極與充電三極管的集電極之間，充電三極管的集電極即為充電單元的輸出，涓電阻接在信號輸入與充電單元的輸出之間。

接口單元由接口三極管、基極電阻、門坎二極管組成：接口三極管的發(fā)射極接地線，基極電阻的一端接脈沖發(fā)生單元中脈沖發(fā)生器的運算放大器的輸出端，基極電阻的另一端接門坎二極管的正極，門坎二極管的負極接接口三極管的基極。

脈沖發(fā)生單元由脈沖發(fā)生器的運算放大器、放電電阻、積分電容、頻率可調(diào)電阻、同相分壓上偏電阻、同相分壓下偏電阻、導向二極管、占空比可調(diào)電阻、占空限制電阻組成：脈沖發(fā)生器的運算放大器的反相輸入端與輸出端之間接放電電阻，積分電容接在脈沖發(fā)生器的運算放大器的反相輸入端與地線之間，導向二極管、占空比可調(diào)電阻、占空比限制電阻串聯(lián)，接在脈沖發(fā)生器的運算放大器的反相輸入端與輸出端之間，脈沖發(fā)生器的運算放大器的輸出端與同相輸入端之間接同相分壓上偏電阻，頻率可調(diào)電阻與同相分壓下偏電阻串聯(lián)在脈沖發(fā)生器的運算放大器的同相輸入端與地線之間。

起動與結(jié)束單元由取樣可調(diào)電阻、取樣下偏電阻、比較運放器、同相上偏電阻、同相下偏穩(wěn)壓管、取樣可調(diào)限值電阻、鉗位二極管1、鉗位二極管2組成。

取樣可調(diào)電阻與取樣可調(diào)限值電阻串接在充電單元的輸出與比較運放器的反相輸入端之間，取樣可調(diào)下偏電阻接在比較運放器的反相輸入端與地線之間，同相上偏電阻接在信號輸入與比較運放器的同相輸入端之間，同相下偏穩(wěn)壓管接在比較運放器的同相輸入端與地線之間，兩個鉗位二極管的負極都接在比較運放器的輸出端上，鉗位二極管1的正極接門坎二極管的正極，鉗位二極管2的正極接放電門坎二極管的正極。

邏輯與充電顯示單元由充電顯示發(fā)光管與兩功能電阻組成：兩功能電阻的一端接信號輸入，另一端接充電顯示發(fā)光管的正極，充電顯示發(fā)光管的負極接接口三極管的集電極。

放電部分由放電單元、放電休眠單元、切換二單元組成。

放電單元由放電切除開關(guān)、放電基極總電阻、放電門坎二極管、放電電阻、放電三極管、放電三極管基極電阻組成。

放電休眠單元由放電休眠三極管、放電休眠三極管基極電阻組成。

切換二極管由數(shù)個二極管串聯(lián)而成。

放電基極總電阻的一端接充電顯示發(fā)光管的正極，另一端接放電門坎二極管的正極，放電門坎二極管的負極接放電休眠三極管基極電阻與放電三極管基極電阻的一端，放電三極管基極電阻的另一端接放電三極管的基極，放電休眠三極管基極電阻的另一端接放電休眠三極管的基極，放電三極管與放電休眠三極管的發(fā)射極接地線，放電電阻的一端接充電單元的輸出，放電電阻的另一端為兩路，一路接放電三極管的集電極，另一路接切換二單元到放電休眠三極管的集電極，放電門坎二極管的負極接放電切除開關(guān)到地線。

負載單元由被充電池、電池接觸顯示、電池接觸顯示保護電阻組成：電池接觸顯示串聯(lián)電池接觸發(fā)顯示保護電阻接在充電單元的輸出與地線之間。

2、休眠管集電極的串聯(lián)的切換二極管數(shù)量，比發(fā)射極到基極的二極管應多一個。

3、切換單元所串聯(lián)的二極管為面結(jié)合型二極管，數(shù)量是一至二個。

進一步說明：

1、工作原理說明：

開通電源后，所有單元開始工作，其中充電部分內(nèi)部兩單元與放電部分內(nèi)部兩單元，向被充電池進行充電大于放電的過程。直到充電結(jié)束。

應指出的是僅管充電部分內(nèi)充電單元與充電休眠單元對被充電池組成了或門充電方式，但是由設(shè)計措施的特殊性，平常只有充電單元通電工作，而休眠開關(guān)單元處于開路狀態(tài)，但是一旦充電單元損壞，充電休眠開關(guān)單元將自動投入通電工作。

同理，應指出的是僅管放電部分內(nèi)放電單元與放電休眠單元對被充電池組成了或門對被充電池形成充電方式，但是由設(shè)計措施的特殊性，平常只有放電單元通電工作，而放電休眠開關(guān)單元處于開路狀態(tài)，但是一旦放電單元損壞，放電充電休眠單元將自動投入通電工作。

在充電過程中，因為脈沖發(fā)生單元工作，不斷控制充電部分內(nèi)部兩管處于開通與斷開狀態(tài)，所以整個工作過程是采用的脈沖電流充電。

在脈沖充電過程中，采用的充電物理過程是，即在充電又在放電特殊的形式。也可以采用放電開關(guān)將放電部分進行切除，而只采用脈沖充電的形式，從而增加了靈活的選擇性。

在充電與放電共存的充電規(guī)律是，在脈沖的一周期之內(nèi)，當在充電管開通時放電管關(guān)閉，反之在當在充電管關(guān)閉時放電管開通。由于在脈沖的一周期之內(nèi)，充電的時間長，而放電的時間短，所以充電過程是處于交流充電狀態(tài)。這樣的充電方式有利于對電池的科學維護，同時對已損壞 的電池也有一定程度的恢復作用。

當被充電池沒有接觸好時，或被充電池充電到位后，因為充電輸出端輸出高位，起動與結(jié)束單元經(jīng)過比較放大，輸出低位信號，鉗位接口電路三極管的基極為低位，使接口三極管的基極為低位，因而使該管集電極為高位，從而使充電部分兩管的基極為高位，使該兩管處于反向偏置，從而使兩管處于斷開狀。停止向補充電池充電。

與此同時因為起動與結(jié)束單元經(jīng)過比較放大，輸出低位信號，鉗位了放電基極總電阻（圖中10.3），所以放電部分兩管集電極為高，停止對被充電池的放電。

當被充電的電池充電滿后，充電部分與放電部分關(guān)閉，此時所連的涓電阻向被充電池提供所需的維持的涓電流。

1、線路特點分析：

（1）、起動與結(jié)束單元。

該單元由取樣可調(diào)電阻（圖2中的501.4）、取樣下偏電阻（圖2中的501.3）、比較運放器（圖2中的501）、同相上偏電阻（圖2中的501.1）、同相下偏穩(wěn)壓管（圖2中的501.2）、取樣可調(diào)限值電阻（圖2中的501.5）、鉗位二極管1（圖2中的501.7）、鉗位二極管2（圖2中的501.8）組成。

比較運放器（圖2中的501）的同相端下偏接成了穩(wěn)壓管，所以其比較電壓很穩(wěn)定。反相端的取樣可調(diào)電阻（圖2中的501.4）可以靈活地調(diào)整取樣電壓，又因為串聯(lián)了取樣可調(diào)限值電阻（圖2中的501.5），所以在調(diào)試過程不會產(chǎn)生過大的偏差。由于比較放大器有很高的靈敏度。所以起動與終止效果明顯。

（2）、接口單元。

該單元由接口三極管（圖2中的701）、基極電阻（圖2中的701.2）、門坎二極管（圖2中的701.1）組成組成。

接口三極管（圖2中的701）基極串聯(lián)有門坎二極管（圖2中的701.1），主要作用是一旦脈沖發(fā)生器的運算放大器（圖2中的611）輸出為低位時，能可靠使接口三極管基極為零位。

接口三極管主要有四大功能。

一是產(chǎn)生充電單元的脈沖充電邏輯。其原因是在脈沖單元的激勵下，經(jīng)過該管的傳遞，使充電單元中兩個三極管的基極產(chǎn)生高低的脈沖變化。（接口三極管集電極為低位時，充電單元是正向偏置，為通電的狀態(tài)，反之接口三極管集電極為高位時，充電單元是無偏置，為斷路狀態(tài)）從而使該單元的集電極產(chǎn)生高低狀的變化。使整個充電過程成為脈沖充電狀。

二是與充電顯示發(fā)光管（圖中801.1）與兩功能電阻（圖中801）的配合下，提供放電部分的脈沖激勵電流。從而產(chǎn)生放電邏輯功能。這樣結(jié)構(gòu)的最大好處是可以省掉一個必須為放電部分所需的反相三極管。因而使電路更簡化。其原因是，這個反相三極管不能由接口三極管直接擔任。

如果簡單地將放電部分的基極輸入連在接口三極管集電極上，當接口三極管集電極為高位時，就有分流電流流向放電部分兩三極管的基極。產(chǎn)生的負向作用是當充電部分此時本應關(guān)閉時，因有分流存在，充電部分就不可能徹底關(guān)閉。成為了又充又放的矛盾情況。經(jīng)過了充電顯示發(fā)光管隔離后，流入放電部分的兩三極管的基極所需的電流，不由充電三極管偏置電阻（圖2中的201.3）提供，而改由充電顯示發(fā)光管所串聯(lián)的兩功能電阻提供，（參見附圖五），就徹底地避免了此問題。所以可以減少了一個反相三極管，但是性能卻不會受到影響。

三是作為結(jié)束充電狀態(tài)的開關(guān)管。被充電池電壓升高后，起動與結(jié)束單元輸出低位信號，鉗位了接口三極管基極，導致接口三極管集電極電壓為高位，使充電單元的兩三極管關(guān)閉。

四是實現(xiàn)了電壓與電流關(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，同時當被充電池為大容量時，充電三極管基極電流可能很大，所以可以通過口三極管后可以作擴展，而不受約束。

（3）、邏輯與充電顯示單元。

該單元由充電顯示發(fā)光管（圖2中的801.1）與兩功能電阻（圖2中的801）組成。

形成的原理是當接口三極管集電極為高位時，作為負載的充電顯示發(fā)光管所形成的支路成斷路。反之接口三極管集電極為低位時，有灌電流從電源流向接口三極管集電極，充電顯示發(fā)光管亮。采用這樣的連接方法是可以節(jié)約回路壓降。同時一個很重要的原因是，與接口三極管的配合，可以減少一個三極管，而使線路精減。（原理已在接口三極管中“二是”所述）。

（4）、脈沖發(fā)生單元。

該單元的特點是不僅是一振蕩發(fā)生器，在線路中不僅可以調(diào)整頻率，而且可以調(diào)整占空比。

脈沖發(fā)生單元。在本發(fā)明中有三點作用，一是通過接口三極管控制充電部分，且充電的形式成為脈沖充電的形式。二是通過接口三極管控制放電部分，且充電全過程中，實現(xiàn)邊充電邊放電的復合形式。三是實現(xiàn)占空比的調(diào)節(jié)。使充電的全過程，在實現(xiàn)又充電與放電的復合過程，保持著最佳的狀況。

其形成脈沖、并頻率可調(diào)的原理是，由脈沖發(fā)生器的運算放大器（圖2中的611）的輸出端與同相端所連的同相分壓上偏電阻（圖2中的611.4）與同相端對地的同相分壓下偏電阻（圖2中的611.5），成為了同相端的的比較電壓，也成為閥值電壓，當運算放大器的輸出端為高位時，通過占空比可調(diào)電阻（圖2中的611.7）的串聯(lián)支路向積分電容（圖2中的611.2）充電，當充到閥值時，輸出端驟變?yōu)榈臀?，這時積分電容通過占空比單元中的放電電阻（圖2中的611.1）向輸出端放電，當電位低于同相端時，運算放大器輸出端變?yōu)楦呶?，開始第二周期的充電過程。頻率可調(diào)電阻（圖2中的611.3）形成了振蕩頻率粗調(diào)，可以調(diào)整頻率。

本發(fā)明設(shè)計有占空比可調(diào)線路，以實現(xiàn)對被充電池的充放電時間的調(diào)整。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。

實現(xiàn)占空比可調(diào)是由向電容充電的占空比可調(diào)電阻（圖2中的611.7）、導向二極管（圖2中的611.6）、占空限制電阻（圖2中的611.8）串聯(lián)支路與放電電阻（圖2中的611.1）組成。

形成脈沖占空比不一樣且可以實現(xiàn)可調(diào)的原理是：在該單元中放電電阻的阻值（611.1） 很大，而串聯(lián)支路中實行充電的占空比可調(diào)電阻與占空限制電阻的阻值很小，所以當脈沖發(fā)生器中的運算放大器為輸出為高位時，對積分電容的充電，主要由串聯(lián)支路完成（因為該支路串聯(lián)電阻阻值小），反之在電容放電時，由于導向二極管處于反向偏置，所以成為斷路，積分電容放電只能通過放電電阻完成，所以形成了輸出電壓低的時間長，而輸出高的時間短的情況。

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。

由于該單元中的充電支路為兩電阻串聯(lián)，而其中之一電阻為可調(diào)，串聯(lián)總電阻值小則對積分電容充電快，所以運算大器的輸出端高位的時間就越短，反之越長，從而實現(xiàn)了占空比可調(diào)電阻。與可調(diào)電阻串聯(lián)的因定電阻意義是在占空比可調(diào)電阻過程中，即使可調(diào)電阻為零，不至于該支路的電阻值為零 。

由于發(fā)生單元具有頻率可調(diào)電阻與占空比可調(diào)電阻，所以對被 充電池的充電可以實現(xiàn)相對 的最大科學化。

（5）、充電部分中的的切換一單元、充電單元與充電休眠單元的特點及說明。

切換一單元由一個或多個(一般為兩個)二極管串聯(lián)而成，該單元雖然元件少，但是在與充電休眠三極管的配合下，起到十分重要的作用。

充電單元由涓電阻（圖2中的201、1）、充電三極管（圖2中的201、2）、充電三極管偏置電阻（圖2中的201、3）組成。

充電部分中的充電休眠單元由充電休眠三極管（圖2中的301）與充電休眠三極管偏置電阻（圖2中的301.1）組成。

上述單元在本發(fā)明中是一個最重要的核心。其原因是本發(fā)明設(shè)計了這樣形式的單元能使充電單元從通電的一開始就始終處于正常的工作開關(guān)工作狀態(tài)，而充電休眠單元則處于斷路的“休眠狀態(tài)”，一旦充電單元損壞而停止工作時，充電休眠單元將自動投入工作，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，用兩個三極管特殊的“并聯(lián)”且封門的方式，來作為本發(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：由于充電三極管集電極未串聯(lián)二極管成為最后輸出，而充電休眠三極管串聯(lián)了二極管后才是最后輸出，因此一旦兩管同時有輸出，必定是充電三極管的輸出的電壓將高于充電休眠三極管的最后輸出。這時的情況是，切換單元的二極管必定會成為反向偏置，而被封門而無輸出。即是充電休眠三極管無輸出電流，因而不產(chǎn)生功率輸出，不產(chǎn)生電磨損，基本上不會損壞，而稱為充電休眠三極管，也成為了一種特殊的備用替換管，只要充電三極管處于工作狀態(tài)，充電休眠三極管就處于“休眠”狀態(tài)。正常情況下，充電任務只由充電三極管完成。在本發(fā)明中，充電三極管即為“工作管”。當充電三極管損壞后，無電流輸出，此時充電休眠三極管因失去封門電壓，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。

此外還應說明兩點，一是由于在理論上三極管的壽命很高，但是三極管本身的生產(chǎn)過程，及充電器在制作中對三極管的焊接等方面的原因，或在使用過程中的不當因素，常常使三極管這樣的壽命受到挑戰(zhàn)，達不到這樣的要求，而這樣的自動切切換工作，就是對這種三極管達不到高壽命的一種彌補。二是由于兩三極管參數(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 三極管工作，還是充電休眠三極管工作，所以整個充電性不會發(fā)生變化。三是采用一管（本發(fā)明中的充電休眠三極管）為休眠狀，該管的功率消耗近似為零，而三極管壽命與其所消耗的功率有很大的關(guān)系，所以不易損壞，而比用兩管采用簡單的并聯(lián)關(guān)系連接工作可靠性好得多。

切換一單元之所以采用兩個二極管串聯(lián)主要原因有二，一是兩個二極管封門有更大的空間，余量更大，二是可以成為批量生產(chǎn)中的取樣件，即是檢查該路無電流時，可以不斷開該支路將電流表串聯(lián)在支路中，因為那樣操作不便。而可直接將電流表并聯(lián)在二極管兩端就可。

（6）、放電部分中的切換二單元、放電單元與放電休眠單元的特點及說明。

切換二單元由數(shù)個二極管串聯(lián)而成。

放電單元由放電切除開關(guān)（圖2中的10.6）、放電基極總電阻（圖2中的10.3）、放電電阻（圖2中的10.9）、放電三極管（圖2中的10.2）、放電三極管基極電阻（圖2中的10.8）組成。

放電休眠單元由放電休眠三極管（圖2中的11、1）、放電休眠三極管基極電阻（圖2中的11.2）組成。

放電部分中的三個單元有三方面的意義，因而也成為了本發(fā)明的核心重點。

一是在充電的全過程中，又進行了適時的放電，即是在脈沖的一個周期內(nèi)，當脈沖發(fā)生器中的運算放大器（圖2中的611）輸出為高位時，充電部分處于開路停止狀態(tài)時，此時的放電部分導通對電池進行瞬態(tài)放電。反之在脈沖的一周期內(nèi)，當脈沖發(fā)生器中的運算放大器（圖2中的611）輸出為低位時，充電部分處于導通充電狀態(tài)時，此時的放電部分又處于斷路關(guān)閉狀態(tài)。形成這樣的邏輯關(guān)系的原因是接口三極管（圖2中的701）承擔了相應的邏輯功能，同時又對兩部分起了隔離作用。使之相互不影響。被充電池在充電全過程中處于又充又放的狀態(tài)，在充放得當?shù)那闆r下，其好處是可以實現(xiàn)充電的最大科學化。甚至能讓有些電性能處于很差的狀態(tài)下，能得以一定程度的恢復。

二是放電部分因為在放電時電流仍較大，所以仍然采用了放電單元與放電休眠單元共存的形式，在放電三極管工作放電時，由于放電 休眠三極管因串聯(lián)有切換二單元，產(chǎn)生了閥值，所以放電電流將被放電三極管的通道短路，而放電休眠三極管支路則處于無電流的“休眠狀態(tài)”，成為了一種備用管。當放電三極管損壞而斷路時，放電休眠三極管支路自動投入工作，因此大大提升了放電部分的的壽命。

三是放電單元的基極對地連接有放電切除開關(guān)，增加了靈活性。

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、本發(fā)明也有著重要的經(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，在沒有貴重元材料下，其要點：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，承認其科學價值，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 又充又放的充電形式，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，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放電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與放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、本發(fā)明各單元之間相連科學，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是一種低碳環(huán)保充電電路方案的方框原理單元關(guān)系圖，其中一個方框表示一個單元。

圖中：0、輸入端；1、充電部分；2、充電部分中的充電單元 3、充電部分中的充電 休眠單元；4、充電部分中的切換一單元；5、起動與結(jié)束單元；6、脈沖發(fā)生單元；7、接口電路單元；8、邏輯與充電顯示單元；9、放電部分；10、放電部分中放電單元 ；11、放電部分中的放電休眠單元；12、放電部分中的切換二單元；13、負載單元。

圖2是一種低碳環(huán)保充電電路方案的一種方案的元件連接的原理圖。

圖中：0、信號輸入； 10.2、放電三極管；10.3、放電基極總電阻；10.4、放電門坎電阻；11.1、放電 休眠三極管；11.2、放電 休眠三極管基極電阻；10.6、放電切除開關(guān)；10.8、放電三極管基極電阻；10.9、放電電阻；12.0、切換二極管3；12.1、切換二極管4；13、1、被充電池；13.2、電池接觸顯示；13.3、電池接觸顯示保護電阻，201.1、涓電阻；201.2；充電三極管；201.3、充電三極管偏置電阻；301、充電休眠三極管；301.1、充電休眠三極管偏置電阻； 401.1切換二極管1；401.2、切換二極管2；501、比較運放器； 501.1、同相上偏電阻；501.2、同相下偏穩(wěn)壓管；501.3、取樣下偏電阻；501.4、取樣可調(diào)電阻； 501.5、取樣可調(diào)限值電阻；501.7、鉗位二極管1；501.8、鉗位二極管2； 611、脈沖發(fā)生器的運算放大器；611.1、放電電阻；611.2、積分電容；611.3、頻率可調(diào)電阻；611.4同相分壓上偏電阻；611.5同相分壓下偏電阻；611.6、導向二極管；611.7占空比可調(diào)電阻；611.8、占空限制電阻；701、接口三極管；701.1、門坎二極管；701.2、基極電阻；801、兩功能電阻； 801.1、充電顯示發(fā)光管。

圖3是檢查測試所需要的假負載的線路及連接圖。

圖中：0、信號輸入；13、2、電池接觸顯示；13.3、電池接觸顯示保護電阻； 161.1、假負載上偏限值電阻；161.2、假負載穩(wěn)壓值可調(diào)；161.3、假負載下偏電阻；161.4、假負載三極管；161.5、假負載集電極電阻；201.1、涓電阻；201.2；充電三極管；201.3、充電三極管偏置電阻；301、充電休眠三極管；301.1、充電休眠三極管偏置電阻； 401.1切換二極管1；401.2、切換二極管2； 801、兩功能電阻； 801.1、充電顯示發(fā)光管；501、比較運放器； 501.1、同相上偏電阻；501.2、同相下偏穩(wěn)壓管；501.3、取樣下偏電阻；501.4、取樣可調(diào)電阻； 501.5、取樣可調(diào)限值電阻；701、接口三極管。

圖4是檢查充電休眠三極管狀態(tài)的原理圖。

圖中：0、信號輸入；10.3、放電基極總電阻；13.2、電池接觸顯示；13.3、電池接觸顯示保護電阻；161.1、假負載上偏限值電阻；161.2、假負載穩(wěn)壓值可調(diào)；161.3、假負載下偏電阻；161.4、假負載三極管；161.5、假負載集電極電阻；201.1、涓電阻；201.2；充電三極管；201.3、充電三極管偏置電阻；301、充電休眠三極管；301.1、充電休眠三極管偏置電阻； 401.1、切換二極管1；401.2、切換二極管2； 181、電流表；181.1、電流表紅筆；181.2、電流表黑筆；801、兩功能電阻； 801.1、充電顯示發(fā)光管。

圖5是當接口三極管集電極為高位時，放電部分的電流不影響充電部分的原理放大圖，及檢測放電休眠三極管工作狀態(tài)原理圖。

圖中：0、信號輸入；10.2、放電三極管；10.3、放電基極總電阻；10.4、放電門坎二極管；10.6、放電切除開關(guān)；10.8、放電三極管基極電阻；10.9、放電電阻；11.1、放電休眠三極管基極電阻；11.2、放電休眠三極管；12、放電部分中的切換二單元；12.0、切換二極管3；12.1、切換二極管4；13.1、被充電池；13.2、電池接觸顯示；13.3、電池接觸顯示保護電阻；181、電流表；181.1、電流表紅筆；181.2、電流表黑筆；201.1、涓電阻；301、充電休眠三極管；301.1、充電休眠三極管偏置電阻；201.2；充電三極管；01.3、充電三極管偏置電阻；401.1、切換二極管1；401.2、切換二極管2；701、接口三極管；801、兩功能電阻；801.1、充電顯示發(fā)光管； 200.1、當接口三極管集電極為高位時與充電部分隔離，相互不影響的，流向放電部分的電流。

具體實施方式

圖1、2、3、4、5例出了一種實施制件實例，圖3圖4圖5例出實施中的檢測圖。

一、挑選元件：集成電路選用運放集成電路324，NPN三極管采用8050，PNP三極管選用2N5401,二極管采用面結(jié)合型二極管， 放電電阻采用大功率的類型號，其它的阻容件無特殊要求。

二、制作電路控制板，焊接元件：接圖2的原理圖制作電路控制板，接圖2的原理圖焊接元件。

三、通電 檢查與調(diào)試。

檢查焊接無誤，可進行通電 檢查與調(diào)試。

1、對起動與結(jié)束單元的檢查與調(diào)試（見圖3）。

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載。后稱假負載。用萬用表的電壓檔連接以充電輸出端與地之間。

調(diào)試假負載，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。

調(diào)節(jié)取樣可調(diào)電阻（圖3中的501.4）之值，使比較運放器（圖3中的501）分別在6伏、12伏、18伏24伏值時，均有0位輸出，否則應換取樣可調(diào)限值電阻（圖3中的501.5）與取樣可調(diào)電阻（圖3中的501.4）之值。

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)，該假負載三極管（圖3中的161.4）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。

2、對脈沖發(fā)生單元頻率的的通電的檢查與調(diào)試。

連接上假負載。用示波器的熱端連接脈沖發(fā)生器的輸出端，冷端接地。

在接通電源后，示波器有的振蕩圖形顯示。

如果不正確，則可能是元件焊接有誤，或可能是電容質(zhì)量不好，嚴重漏電。

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

3、對接口三極管接口與邏輯與充電顯示單元的邏輯檢查。

A、將接口三極管基極對地短路，此時該管集電極應為高位，用電壓表測度充電部分兩三極管的集電極無電，否則是連線有錯。此時的充電顯示發(fā)光管（圖2中的801.1）應不亮。

B、但在放電部分兩三極管集電極為低位，且應處于飽和狀態(tài)，如果不正確，在連線無錯的情況，應減少放電管的基極電阻值。

C、將接口三極管基極串聯(lián)電阻后連接電源，此時該管集電極應為低位，用電壓表測量充電部分兩三極管的集電極有電，且應為飽和。如果情況不正確則可能是連線有錯。或兩個偏置電阻阻值過大，（圖2中的401.1與301.1）。此時的充電顯示發(fā)光管（圖2中的801.1）亮光。

D、將接口三極管基極串聯(lián)電阻后連接電源，此時該管集電極應為低位，用電壓表測量放電部分兩三極管的集電極有電，且為截止狀態(tài)。如果情況不正確則可能是連線有錯。特別可能是放電門坎二極管（圖2 中的10.4）短路，或未焊。此時的充電顯示發(fā)光管（圖2中的801.1）應不亮。

4、對脈沖發(fā)生單元頻率的的通電的檢查與調(diào)試。

連接上假負載。用示波器的熱端連接脈沖發(fā)生器的運算放大器（圖2中的611）輸出端，冷端接地。

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，在一個周期之內(nèi)的高位時間長，而低位的時間短，如果情況相反則是導向二極管（圖2中611.6）的方向焊反。

調(diào)節(jié)占空比可調(diào)電阻（圖2中的611.7）阻值，使示波器所顯示的占空比符合設(shè)計要求，其規(guī)律是電阻越大，在一個周期之內(nèi)的高位時間越短。反之電阻越小，在一個周期之內(nèi)的高位時間越長。

5、如圖4所示對充電單元中兩三極管的檢查與調(diào)試。

（1）、邏輯檢查。

分別測試充電三極管（圖2中的201.2）與充電休眠三極管（圖2中的301）的集電極。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、讓充電單元的兩個三極管正向偏置。如用電源連接電阻連接接口三極管的基極，此時接口三極管的集電極為低，分別檢查充電三極管與充電休眠三極管的集電極兩點，此時兩點應有電。

B、短路接口三極管的基極與地線，此時接口三極管的集電極為高位，分別檢查充電三極管與充電休眠三極管的集電極兩點，此時兩點應均無電。

上述兩點正確，說明充電三極管與充電休眠三極管兩管工作狀態(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）、充電三極管與充電休眠三極管自動切換檢查。

用假負載電阻接在被充電池的位置。用電阻連接電源與接口三極管的基極，讓充電單元中的兩個三極管處于開通狀。

A、將萬用表的電流表紅表筆連接切換二極管1（圖4中401.1）正極，黑表筆連接負極，或者將電流表串聯(lián)在休眠三極管集電極支路，電流表指示電流近似為零。

B、將萬用表的電流表串聯(lián)在充電三極管集電極支路，此時表有電流指示。，

上述情況正確說明充電休眠三極管工作狀態(tài)正確，處于斷路狀態(tài)，而充電三極管為通電狀態(tài)。否則是連線有誤。

C、短路充電三極管的基極與發(fā)射極，（模擬該管損壞），將萬用表的電流表紅表筆連接切換二極管1（圖4中401.1）正極，黑表筆連接負極，或者將電流表串聯(lián)在休眠三極管集電極支路，電流表應指示有電流。其意義表示當工作管損壞時，充電休眠三極管已自動投入工作。

如果指示不正確，則是連續(xù)錯誤，或充電休眠三極管損壞。

6、如圖5所示對放電單元中兩個三極管的檢查與調(diào)試。

（1）、邏輯檢查.

分別測試放電三極管與放電休眠三極管的集電極。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、模擬充電三極管的集電極有高位輸出的開通狀態(tài)，此時檢測放電單元中兩個三極管的集電極應均為高位。

B、模擬充電三極管的集電極為無輸出的開路狀態(tài)，此時檢測放電單元中兩個三極管的集電極應均為低位。

上述兩點正確，說明放電單元中兩三極管與充電部份邏輯狀態(tài)均正確。說明當充電三極為開通狀時，放電三極管為開路，反之只有當充電三極管為開路時，才可能產(chǎn)生對電池的放電邏輯。否則是連線有誤。正確后可進入下步檢查。

（2）、放電三極管與放電休眠三極管自動切換檢查。

將放電電阻（5中的10.9）連接在充電輸出端上。將接口三極管的基極對地短路，將接口三極管模擬放電部分開通的情況。（即是模擬為充電部分為關(guān)閉的情況）。

A、將萬用表的電流表串聯(lián)在放電三極管集電極支路中，電流表指示有電流通過。

B、將萬用表的電流表串聯(lián)在放電休眠三極管集電極支路，或者用電流檔的紅筆接在切換二極管3（圖5中的181）的正極，黑表筆接在該管的負極，上述兩種情況應均為電流近似為零。

上述情況正確說明當放電三極管為開通時，放電休眠三極管則為斷路的休眠狀態(tài)。如果不正確，說明連線有誤，特別是可能切換二極管極性焊反。

C、短路充電三極管的基極與發(fā)射極，或斷路該管基極回路（模擬該管損壞），此時將萬用表串聯(lián)在放電休眠三極管集電極，或者用電流表并聯(lián)在切換二極管3的正極與負極端，此時電流表應有電流指示。其結(jié)果表示當放電三極管損壞時，放電休眠三極管會自動投入工作。

如果指示不正確，則是連續(xù)錯誤，或休眠三極管損壞。

（3）、閉合放電切除開關(guān)（圖5中的10.6）。

此時無論模擬充電三極管處于開通或斷路情況，放電單元中的兩個三極管的集電極應均為高。

7、對負載單元中的電池接觸顯示檢查。

當安裝被充電池，且沒有接通電源時，該電池接觸顯示（圖5中的13.2）應亮，如果不正確則可能是極性焊反，或電池接觸顯示保護電阻（圖5中的13.3）阻值過大。

8、對涓電流的檢測。

將電流表串聯(lián)在涓電阻（圖2中的201.1）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。