專利名稱：包括用于顯示充電狀態(tài)的裝置的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備，它包括充電電流發(fā)生裝置，該裝置具有第一輸出端和第二輸出端并被安排用于產(chǎn)生并提供充電電流到第二輸出端，并且該設(shè)備包括可再充電儲能裝置，該儲能裝置連接在第二輸出端上，以便用充電電流充電可再充電的存儲裝置，并且該設(shè)備包括可被連接到第二輸出端并可以由儲能裝置供電的負載裝置。
如在第一段里定義的類型的這種設(shè)備已由申請人推上市場，例如形式為，型號為HP2755/60的獨立于電網(wǎng)的女式剔須刀和型號為HS080的胡須修剪器，并由此是已知的。
該已知設(shè)備包括充電電流發(fā)生裝置，當電器置于一個連接在電網(wǎng)中的激活充電站時，電流發(fā)生裝置布置成產(chǎn)生并向儲能裝置提供充電電流以便為獨立于電網(wǎng)工作的儲能裝置再充電，而該設(shè)備在充電站外獨立于電網(wǎng)工作。該充電電流發(fā)生裝置有一個處于參考電位的第一輸出端和第二輸出端，而充電電流可以通過第二輸出端傳送到連接在第一輸出端和第二輸出端之間的儲能裝置。在已充電狀態(tài)下和獨立于電網(wǎng)的工作中，提供儲能裝置為負載裝置供電。該設(shè)備還包括一個開關(guān)裝置，用于激活或去活至負載裝置的電源，而開關(guān)裝置和負載裝置形成第一輸出端和第二輸出端之間的串聯(lián)組合，使得該串聯(lián)組合并聯(lián)于第一輸出端和第二輸出端之間的儲能裝置。
已知的設(shè)備存在一個問題，當負載裝置被激活時并且首先，當儲能裝置被完全放電，隨后，充電電流輸向儲能裝置時，大部分充電電流是作為有害效應(yīng)的漏電流流過負載裝置的，并由此導致實際上根本沒有對儲能裝置再充電，因為負載裝置具有顯著低于儲能裝置的阻抗。對于該設(shè)備的用戶，這一問題會造成對儲能裝置充電的充電時間太長，令人費解而且難以接受。
本發(fā)明的目的是用按照在第一段中規(guī)定的類型的設(shè)備解決上述規(guī)定的問題，并且提供一種改進的設(shè)備。
上述段落中規(guī)定的目的是借助在第一段中規(guī)定的類型的設(shè)備實現(xiàn)的，其中負載裝置和儲能裝置形成第一輸出端和第二輸出端之間的串聯(lián)組合。
提供按照本發(fā)明的特征特點有利于實現(xiàn)如下目的阻止在由負載裝置構(gòu)成并并聯(lián)于儲能裝置運行的電流通路中出現(xiàn)漏電流，并因此，當充電電流由充電電流發(fā)生裝置施加到儲能裝置時，儲能裝置可以由充電電流可靠地充電。
提供按照權(quán)利要求2的特征特點有利于實現(xiàn)如下目的如果在第一開關(guān)裝置的第一開關(guān)狀態(tài)存在充電電流，可以避免在第一輸出端和第二輸出端之間出現(xiàn)充電電流，并且如果在該開關(guān)裝置的第二個開關(guān)狀態(tài)下出現(xiàn)充電電流，會出現(xiàn)一個由負載裝置的電壓降及儲能裝置的時變電壓降形成的充電電壓。
提供按照權(quán)利要求3的特征特點有利于實現(xiàn)如下目的當充電電流存在時，在第一輸出端和第二輸出端之間出現(xiàn)的充電電壓增加了基本上恒定的二極管正向電壓，并且結(jié)果，可以產(chǎn)生一個顯示裝置電壓，這對充電狀態(tài)顯示裝置的工作是必要的。獲得另一個優(yōu)點是，即使在用交流電源電壓對充電電流發(fā)生裝置供電，充電電流方向被明確規(guī)定，并且至少在交流電源電壓的半波期間可以產(chǎn)生所需的顯示裝置電壓。
在按照本發(fā)明的設(shè)備中，作為例子，可以用白熾燈實現(xiàn)充電狀態(tài)顯示裝置。但是，已經(jīng)證實提供權(quán)利要求4中規(guī)定的特征特點會更有利，因為它們提供了節(jié)能的充電顯示裝置。權(quán)利要求4規(guī)定的特征特點還有一個優(yōu)點，即可以用很精確的方式提供必須的顯示裝置電壓，而且-一旦顯示裝置電壓有效-就可以獲得由充電顯示裝置輻射的光亮度，該光亮度盡可能是恒定的，即使在儲能裝置正在被充電的情況下，使得，顯示了儲能裝置的實際充電，而不是象使用白熾燈的情況，那里是靠白熾燈發(fā)出的可變光亮度顯示充電狀態(tài)進程。此外，適當?shù)倪x擇一種具有合適的正向電壓的發(fā)光二極管類型提供所需要的顯示裝置電壓，使得即使在儲能裝置放電完畢的情況下，在充電電流出現(xiàn)時并且處于開關(guān)裝置的第二開關(guān)狀態(tài)時，就可以獲得儲能裝置在充電的可靠指示。
提供權(quán)利要求5中規(guī)定的特征特點有利于實現(xiàn)如下目的即使在交流電源電壓的幅度超過發(fā)光二極管的閉塞電壓時，充電狀態(tài)的顯示裝置仍能用發(fā)光二極管實現(xiàn)。
從隨后描述的實施例中，本發(fā)明的上述方面和其它方面會得以明確，并將參考這些實施例進行解釋。
參考示于圖中的兩個實施例，進一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。


圖1以方框圖的形式圖示出按照本發(fā)明第一實施例的設(shè)備，圖2以與圖1相似的方式示出按照本發(fā)明第二實施例的設(shè)備。
圖1示出了為獨立于電網(wǎng)工作形成的設(shè)備1。該設(shè)備1包括儲能裝置2，負載裝置3，充電電流發(fā)生裝置4和第一開關(guān)裝置5。
充電電流發(fā)生裝置4包括電源裝置6，第一二極管7和第二二極管8。充電電流發(fā)生器4還具有第一輸出端9和第二輸出端10。電源裝置6在此處是由空心線圈實現(xiàn)，使得圖1中未示出的充電站可以借助電磁交變場提供能量。當交變場存在于電源裝置6時，從電源裝置6可以取得相對于參考電位GND的電源電壓U1。電源裝置6一方面連接到第一輸出端9，另一方面連接到第一二極管7。在第一二極管7和第二輸出端10之間連接有第二二極管8。第一二極管7安排用于對電源電壓U1進行半波整流。第二二極管8安排用于確定由箭頭A示出的充電電流IL的方向，并且當充電電流IL出現(xiàn)在第二二極管8上時，可以取得基本上恒定的第一正向電壓U4。至于它們的正向，第一二極管7和第二二極管8這樣安排，使得可以經(jīng)電源電壓U1產(chǎn)生的充電電流IL，可以由充電電流發(fā)生裝置4沿箭頭A的方向饋給第二輸出端10。由此，當電源電壓U1存在于第二輸出端10上時，充電電流發(fā)生裝置4安排用于產(chǎn)生并傳送充電電流。
在本實例情況下，負載裝置3是由電動機形成的。由于電動機通常有歐姆分量和電感分量，必須有一個續(xù)流二極管11并聯(lián)在負載裝置3上。但是，也可以提供不同的負載裝置3，對此續(xù)流二極管11可被省去。
在本實例情況下，儲能裝置2由第一儲能單元12和第二儲能單元13形成。儲能裝置2被布置為它們可以由充電電流IL再充電。當儲能裝置2完成充電后，可從它們上面取出電壓降U3。儲能裝置2直接連接到第一輸出端9，并通過負載裝置3連到第二輸出端10。因此，負載裝置3和儲能裝置在第一輸出端9和第二輸出端10之間形成串聯(lián)組合SC。但是，應(yīng)該著重指出，儲能裝置2也可以用單個儲能單元形成，也就是說，例如由第一儲能單元12形成，或者由多于2個的儲能單元形成。儲能裝置2可以例如由電容器或NiMH蓄電池或鋰離子蓄電池或鋰聚合物蓄電池，或者如在本實例的情況，用NiCd蓄電池實現(xiàn)。
第一開關(guān)裝置5一方面連接于第一輸出端9，另一方面連接于第二輸出端10。因此，第一開關(guān)裝置5與串聯(lián)組合SC并聯(lián)。第一開關(guān)裝置5可轉(zhuǎn)向第一開關(guān)狀態(tài)，用于把來自儲能裝置2的至負載裝置3的電源激活。第一開關(guān)裝置5還能轉(zhuǎn)向第二開關(guān)狀態(tài)，從而把來自儲能裝置2的至負載裝置3的能量去活。在本實例情況下，第一開關(guān)裝置5由開關(guān)5A形成，開關(guān)5A有閉合接點5B，而閉合接點5B可取閉合或開啟狀態(tài)。因此，當閉合接點5B閉合時，開關(guān)裝置5處于第一開關(guān)狀態(tài)，而當閉合接點5B開啟時，開關(guān)裝置5處于第二開關(guān)狀態(tài)。當?shù)谝婚_關(guān)狀態(tài)發(fā)生時，負載裝置3與儲能裝置2形成并聯(lián)組合，同時第一輸出端9由第二輸出端短路。當并聯(lián)組合形成時，儲能裝置2可以向負載裝置3提供電源。在開關(guān)裝置5的第一開關(guān)狀態(tài)下，續(xù)流二極管11反向極化。由此在負載裝置3上有儲能裝置2的電壓降U3。
該設(shè)備1還包括第一降壓電阻器14，它連接在第一二極管7和第二二極管8之間。在第一輸出端9和第一降壓電阻器14之間連接有充電狀態(tài)顯示裝置15，這里它是由一個發(fā)光二極管15L形成的。由此，充電狀態(tài)顯示裝置15連接在第二二極管8的上游并連接到參考電位GND。為了顯示儲能裝置2的充電，充電狀態(tài)顯示裝置15必須有一個最小顯示電壓U5，在本實例情況下，它由發(fā)光二極管15L的正向電壓規(guī)定。在有正向電壓時，第一降壓電阻器14對發(fā)光二極管15有限流作用。
下面參考示于圖1的設(shè)備1的實施例解釋設(shè)備1的工作方式。根據(jù)這一實施例假設(shè)設(shè)備1以獨立于電網(wǎng)的方式工作。在本實例的情況下，設(shè)備1由剃須刀形成，它可以在沒有電網(wǎng)的情況下工作，因此在設(shè)備1中提供但未示出的剃須裝置可以由電動機形成的負載裝置3驅(qū)動。
當設(shè)備1以獨立于電網(wǎng)的方式工作時，進一步假定儲能裝置2首先被再充電，其后儲能裝置的電壓降U3能夠從儲能裝置2取出。此外，假設(shè)開關(guān)裝置5被轉(zhuǎn)到第一開關(guān)狀態(tài)，使得負載裝置3和儲能裝置2形成并聯(lián)組合，并且負載裝置3由儲能裝置2供電。當設(shè)備1獨立于電網(wǎng)持續(xù)工作時，并在儲能裝置2向負載裝置3持續(xù)供電后，儲能裝置的電壓降U3持續(xù)下降，直到最后，借助由電動機形成的負載裝置3的剃須裝置的驅(qū)動不再可能。設(shè)備1的用戶就把該設(shè)備放進該設(shè)備1的充電站中。當充電站激活時，電源裝置把能量從充電站傳到設(shè)備1，使得從電源裝置6可以取出相對于參考電位GND的電源電壓U1。在本實例的情況下，該電源電壓U1由50kHz頻率的交流電壓形成。借助于第一二極管D7，電源電壓U1的半波整流發(fā)生，使得每個第二半波，在具體情況下，為電源電壓U1的每個正半波都被饋到第二二極管8。第二二極管8沿著箭頭A的方向向第二輸出端10輸送充電電流IL。如前所述，由于第一開關(guān)裝置5已經(jīng)被轉(zhuǎn)到第一開關(guān)狀態(tài)，充電電流IL流經(jīng)第一開關(guān)裝置5和第一輸出端9而返回到電源裝置6。但降在第二二極管8上的第一正向電壓降U4小于所需的顯示電壓U5。結(jié)果，形成充電狀態(tài)顯示裝置15的發(fā)光二極管15L沒有發(fā)出任何光，因此充電狀態(tài)顯示裝置15也沒有顯示儲能裝置2的充電。用戶注意到儲能裝置2充電的失敗顯示，并檢測到原因在于第一開關(guān)裝置5的開關(guān)狀態(tài)。接著，用戶把第一開關(guān)裝置5轉(zhuǎn)到第二開關(guān)狀態(tài)。當?shù)诙_關(guān)狀態(tài)發(fā)生時，由充電電流發(fā)生裝置4在第二輸出端10上提供的充電電流IL通過形成串聯(lián)組合SC的負載裝置3和儲能裝置2流回電源裝置6。由此，把第一開關(guān)裝置5切換而并聯(lián)于串聯(lián)組合SC可靠且有效地實現(xiàn)了如下目的要么整個充電電流IL流經(jīng)負載裝置3進入儲能裝置2，要么整個充電電流IL從第二輸出端10流經(jīng)第一開關(guān)裝置5，到達第一輸出端9，返回電源裝置6。
即使在儲能裝置2完全放電的情況下，結(jié)果在對儲能裝置2充電的最初幾秒內(nèi)，或者恰當?shù)卣f為最初幾分鐘內(nèi)，不能從儲能裝置2內(nèi)取出電壓降U3或只能取出很小的電壓降U3，但在負載裝置3上已存在負載裝置電壓降U2。因此，當對儲能裝置2的充電開始時，僅負載裝置電壓降U2形成充電電壓UL，它能從第一輸出端9和第二輸出端10之間取出。但是，負載裝置3的電壓降U2由續(xù)流二極管11的正向電壓降限制。然而，輔以第二二極管8的正向電壓U4，以及負載裝置的電壓降U2，已經(jīng)到達必須的顯示裝置電壓U5。這提供了這樣一個優(yōu)點-即使在儲能裝置2完全放電的情況下-保證立即由充電狀態(tài)顯示裝置15可靠的顯示儲能裝置2的充電。一旦已經(jīng)達到必須的顯示裝置電壓U5，第一降壓電阻器14對充電狀態(tài)顯示裝置15形成電流限制以保護它不被損壞。
只有在充電期間由負載裝置上的電壓降U2和儲能裝置上的電壓降U3形成的充電電壓UL才作為時間的函數(shù)。在對儲能裝置2通常的充電時段過后，用戶可以從充電站上再次取下設(shè)備1，并用于獨立于電網(wǎng)的工作。
在圖2所示的設(shè)備1中，與圖1所示設(shè)備1不同，提供第一電源端6A和第二電源端6B代替電源裝置6，使得設(shè)備1可直接由電源電壓U1供電。在充電電流發(fā)生裝置4中，圖1示出的第一二極管7被省去。
充電電流發(fā)生裝置4包括在第一電源端6A和第二二極管8之間的第二降壓電阻器16。當充電電流IL出現(xiàn)時，可以從第二降壓電阻器16上取得降壓電阻器的電壓降U7。
在本實例的情況下，充電狀態(tài)顯示裝置15被連接在第二二極管8和第二降壓電阻器16的上游。設(shè)備1還包括由晶體管18形成的第二開關(guān)裝置17，它是一個NPN晶體管18，并被連接在充電狀態(tài)顯示裝置15和第一輸出端9之間。晶體管18有發(fā)射極E連接到第一輸出端9。晶體管18有集電極C連接到充電狀態(tài)顯示裝置15。晶體管18有基極B經(jīng)第三降壓電阻器19連接在第二降壓電阻器16和第二二極管8的上游。當借助于流經(jīng)第三降壓電阻器19上的基極電流IB，存在所需的基極發(fā)射極電壓UBE時，晶體管18可通過基極B控制到其導通狀態(tài)。當基極發(fā)射極電壓UBE太低時，晶體管18關(guān)斷。由此，充電狀態(tài)顯示裝置15可以經(jīng)第二開關(guān)裝置17連接到參考電位GND。
設(shè)備1還包括第三二極管20，它以這樣的方式連接在晶體管18的基極B和第二輸出端10之間，即笫三二極管20的負極連接在第二輸出端10上，而第三二極管20的正極連接在晶體管18的基極B上。第三二極管20實際上是一個肖特基二極管，使得，當?shù)谌O管20以正向驅(qū)動時，第二正向電壓U6可從第三二極管20取得，該正向電壓U6采用比所需的基極發(fā)射極電壓UBE小的值。
下面參考示于圖2的設(shè)備的實施例解釋設(shè)備1的工作模式。根據(jù)該實施例，假設(shè)設(shè)備1在獨立于電網(wǎng)工作期間設(shè)備1的儲能裝置2被放電。進一步，假設(shè)第一開關(guān)裝置5被轉(zhuǎn)到其第一開關(guān)狀態(tài)，并且用戶把設(shè)備1插入到設(shè)備1的充電站中。在充電站中，第一電源端6A和第二電源端6B接觸上相應(yīng)的充電站端，使得電源電壓U1對充電電流發(fā)生裝置4供電。在本實例的情況下，電源電壓U1是直流電壓。借助于第二降壓電阻器16和第二二極管8，電源電壓U1產(chǎn)生充電電流IL，它沿著箭頭A的方向，從第二輸出端10流經(jīng)第一開關(guān)裝置5到達第一輸出端9。取決于第一開關(guān)裝置5的第一開關(guān)狀態(tài)，第三二極管20的負極連接到參考電位GND。第三二極管20通過第三降壓電阻器19連接到第一電源端6A上，且正向接入，使得第二正向電壓U6可從該第三二極管取得。晶體管18的基極也通過第三降壓電阻器19連接到第一電源端6A，使得晶體管18的基極發(fā)射極二極管也以正向接入。但是，由于第三二極管20的第二正向電壓U6小于必須的基極發(fā)射極電壓UBE，晶體管18或第二開關(guān)裝置17分別被驅(qū)動到閉塞狀態(tài)，并且發(fā)光二極管15L因此沒有發(fā)任何光。用戶注意到?jīng)]有儲能裝置2的充電顯示，因此作為該注意的結(jié)果，把第一開關(guān)裝置5撥到其第二開關(guān)狀態(tài)。在此第二開關(guān)狀態(tài)下，整個充電電流IL現(xiàn)在分別通過負載裝置3或續(xù)流二極管11進入儲能裝置2，使得經(jīng)過一個短暫時段后，可以從儲能裝置2取得儲能裝置的電壓降U3，該電壓降隨應(yīng)充電的時間而改變。
但是，在儲能裝置2完全放電的情況下，首先在第一輸出端9和第二輸出端10之間只能取得負載裝置的電壓降U2。第一正向電壓U4和降壓電阻器上的電壓降U7被加至負載裝置的電壓降U2以得到電源電壓值U1。在第一開關(guān)裝置5的第二開關(guān)狀態(tài)下，第三二極管20對晶體管18的基極發(fā)射極二極管不再有限壓作用，使得，當?shù)谌祲弘娮杵?9和第二降壓電阻器16適當定值時，或當相對于顯示裝置電壓U5適當選擇發(fā)光二極管15L時，那么即使在儲能裝置2完全放電的情況下，也能隨后可靠并快速地顯示儲能裝置2的充電。
下面我們參考示于圖2的設(shè)備1的另一實施例解釋設(shè)備1的功能。根據(jù)這一實施例，假設(shè)電源電壓借助AC電壓形成。根據(jù)這一實施例，第二二極管8附加地作為半波整流器工作。在電源電壓U1的負半波出現(xiàn)時，第二開關(guān)裝置17或晶體管18作為充電模式顯示裝置15的過壓保護工作。對于電源電壓U1的正半波，設(shè)備1的工作模式已經(jīng)參考上述實施例得到了充分的描述。
可以看出儲能裝置2的結(jié)構(gòu)可通過設(shè)備1來推測。
可以看出，如果必要的話，儲能裝置2和負載裝置3可與其并聯(lián)的續(xù)流二極管11互換，并在互換后的狀態(tài)中仍形成串聯(lián)組合SC。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備(1)它包括充電電流發(fā)生裝置(4)，該裝置具有第一輸出端(9)和第二輸出端(10)并且被安排用于產(chǎn)生并提供充電電流(IL)到第二輸出端(10)，該設(shè)備包括可再充電儲能裝置(2)，該裝置連接到第二輸出端(10)，用于用充電電流(IL)充電可再充電的儲能裝置，并且該設(shè)備包括負載裝置(3)，該裝置可以連接到第二輸出端(10)并可以由儲能裝置(2)供電，其特征在于負載裝置(3)與儲能裝置(2)在第一輸出端(9)和第二輸出端(10)之間形成串聯(lián)組合(SC)。
2.如權(quán)利要求1所要求的設(shè)備(1)，其特征在于提供第一開關(guān)裝置(5)，該裝置在第一開關(guān)狀態(tài)，可被安排用于激活，并在第二開關(guān)狀態(tài)被安排用于去活從儲能裝置(2)到負載裝置(3)的電源，并且特征在于第一開關(guān)裝置(5)與第一輸出端(9)和第二輸出端(10)之間的串聯(lián)電路(SC)并聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所要求的設(shè)備(1)，其特征在于充電電流發(fā)生裝置(4)包括一個二極管(8)，該二極管被連接到第二輸出端(10)，并且其特征在于提供充電狀態(tài)顯示裝置(15)，它連接在二極管(8)的上游，并可以被連接到參考電位(GND)。
4.如權(quán)利要求3所要求的設(shè)備(1)，其特征在于充電狀態(tài)顯示裝置(15)由發(fā)光二極管(15L)形成。
5.如權(quán)利要求4所要求的設(shè)備(1)，其特征在于提供第二開關(guān)裝置(17)，該裝置被安排用于依靠第一開關(guān)裝置(5)的兩個開關(guān)狀態(tài)接通和斷開充電狀態(tài)顯示裝置(15)，并且其特征在于第二開關(guān)裝置(17)由晶體管(18)形成。
全文摘要
在一設(shè)備(1)中，它首先包括充電電流發(fā)生裝置(2)，該裝置具有第一輸出端(9)和第二輸出端(10)，并且其次，該設(shè)備包括連接到第二輸出端(10)的可再充電儲能裝置(2)，該可再充電儲能裝置(2)可由充電電流(IL)再充電，并且第三，該設(shè)備包括可以連接到第二輸出端(10)的負載裝置(3)，該負載裝置(3)可以由儲能裝置(2)供電，負載裝置(3)與儲能裝置(2)在第一輸出端(9)和第二輸出端(10)之間形成串聯(lián)組合(SC)。
文檔編號H01M10/48GK1394375SQ01803399
公開日2003年1月29日 申請日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
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