用于检测充电的电路布置和方法技术

本发明专利技术提供了具有能量源的电路布置，该能量源在连接到电源时可提供充电电压以便对充电电路中的电能存储单元进行充电，其中能够使用交变量来表示充电电压，并且该电路布置具有电容器电路，该电容器电路具有第一电容器元件、第一阀门元件和能量源，其中，如果充电电压为负的，则第一电容器元件由能量源通过第一阀门元件来充电，以便如果充电电压为正的，则第一电容器元件上的电压就正负号而言在电容器电路中具有与充电电压相同的取向，并且电容器元件和能量源上的电压能够使用控制设备来检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检测充电电压或充电电流是否可用的电路布置和方法，所述充电电压或充电电流可用于例如对小的电池操作的电气装置，优选地电动牙刷进行充电。
技术介绍
电池操作的电气装置例如小电气装置诸如电动牙刷或电动剃刀通常是在位于所述装置外部的充电工位中进行充电的。在充电过程中，能够启动某些功能例如充电控制显示，并且能够禁止某些功能比如开启牙刷。因此，需要能够在任何时间点检测到所述装置是否在充电工位中。为此，在装置中提供了多少有些复杂的逻辑单元，所述逻辑单元评测用于电池的充电电压的存在。该逻辑单元可但非必须与控制充电过程自身的电路组件(充电电流电路和控制逻辑)分开。由于充电装置通常类似于理想的电流源而非理想的电压源，因此当充电时，即当充电电流在流动时，充电电压明显地降至不能充电的值以下。因而该充电电压仅足以可靠地被逻辑单元评测到，尤其是在具有小电池单元电压的装置中更是如此。已知的是，在充电电流开关的源侧上使用通过欧姆电阻电位差计的充电电流电路以分接出充电电压，所述充电电压可随充电电流通量而变化。如果存在充电电压，即如果充电电流电路是断开的，则充电电压处在其最大值；如果充电电流在流动，则充电电压会下降。微控制器执行所述评测。不利的是，电流连续地流过欧姆电阻电位差计，这导致连续的能量消耗。专利技术目的本专利技术的目的是提供一种电路布置，所述电路布置使检测充电成为可能但复杂性却不高。解决方案该目的使用如权利要求所述的装置和方法来实现。因此，提供一种具有能量源的电路布置，所述能量源在其连接到电源时可提供充电电压以便对充电电路中的电能存储单元进行充电，其中能够使用交变量来表示充电电压，并且所述电路布置具有电容器电路，所述电容器电路具有第一电容器元件、第一阀门元件和能量源，其中，如果充电电压为负的，则第一电容器元件由能量源通过第一阀门元件来充电，以便如果充电电压为正的，则第一电容器元件上的电压就正负号而言在电容器电路中具有与充电电压相同的取向，并且电容器元件和能量源上的电压能够使用控制设备来检测。可检测到的充电水平Um与电流是否在充电电路中流动，即是否连接了充电晶体管无关。因此，在充电电压的负半波期间，第一电容器元件通过第一阀门元件被充电。在充电电压的正半波期间，第一阀门元件阻断以便第一电容器元件不能够使用它来放电。在电容器电路中(即在包括能量源、第一电容器元件和第一阀门元件的回路中)，通过电容器元件充电所产生的电压就正负号而言具有与正半波期间的充电电压相同的取向。对于充电检测信号(其可通过第一阀门元件分接)来讲，第一电容器元件连同第一阀门元件具有放大效应。如果充电电压为零，这等同于“装置不在充电工位中”，则充电检测信号也为零。如果不提供限压措施，则能够达到大约为两倍的充电电压峰值的电压摆动。因此，充电检测信号接收到电压摆动，所述电压摆动可为两倍的负充电电压。由于充电检测信号具有足够大的电压摆动，因此其可被可靠地检测到，例如使用半导体逻辑单元来检测。由于在能量存储单元的充电过程中电容器不是必须在电容器电路中被完全再充电，因此避免了能量源或电源上的对应的充电。如果将微控制器用于检测充电检测信号，则充电检测信号可用于所谓的引脚电平变化中断。如果充电检测信号超过预指定的阈值，则引脚电平变化中断可用来将微控制器从休眠模式“唤醒”。因此，只要充电检测信号低于阈值，微控制器就可保持在节省能量的休眠模式，即，它不是必须定期地“唤醒”而核查装置是否连接到充电工位。这最小化了充电设备的闭路电流。另一个优点是，也可以该方式来测量充电部件的频率。该电路的有利的改进形式可包括以下特征可存在第二阀门元件，其被布置在直流电压和第一阀门元件之间，并且将能量源和电容器元件上的电压限制为直流电压和第二阀门元件的正向电压的总和。因此，直流电流可用于通过使用电容器元件和能量源来选择性地调节最大电压，即，电压摆动。因此，可对应于检测逻辑单元的技术说明书来调节最大电压。就检测两种状态而言，可为“低”状态提供例如最大电压的至多20%，并且可为“高”状态提供最大值的80%以上。此外，还可存在控制设备，所述控制设备被设计成用于检测电容器元件和能量源上的电压。能量源可包括线圈元件，所述线圈元件可连接到能量。因而，充电设备可被设计为用于能量存储单元的感应充电设备。能量存储单元也可为电池。也可将用于整流充电电压的第三阀门元件布置在充电电路中，其中，电容器电路在充电电流的方向上被布置在第三阀门元件的上游。第一电阻器元件可被布置在电容器电路中以用于限制电容器电路中的充电通量。第一阀门元件和/或第二阀门元件可被布置在控制设备内部。当使用用于控制设备的内部功能元件时，可省略通过外部二极管实现的保护电路，这进一步减少了生成电路所需的材料。第一阀门元件可为齐纳二极管元件。这导致对使用齐纳二极管元件的击穿电压的正充电检测电压的限制和对使用齐纳二极管元件的正向电压的负充电检测电压的限制。下拉元件可被布置成与第一阀门元件并联。如果电路布置未连接到电源，则第一电容器元件可在所述第一阀门元件上放电。所述的电容器元件的完全放电进一步改善了充电检测。电压转换器可被布置在其上，所述电压转换器被设计成用于为控制设备供电。当用于控制设备的操作电压大于充电电压时，可使用它。为了在充电期间为控制设备供电，电容器电路可包括与第一电容器串联的第四阀门元件和与第一阀门元件并联的第二电容器元件。然后能够省略前述的为控制设备供电的电压转换器。本专利技术也包括具有这种电路布置的小电气装置例如电动剃刀或牙刷。被设计成用于开关充电电流的可控电路元件可被布置在充电电路中。因而可有利地控制或调控充电电流以保护电池。本专利技术也包括一种用于在充电设备中进行充电检测的方法，所述充电设备具有能量源，所述能量源在其连接到电源时可提供充电电压以便对充电电路中的电能存储单元进行充电，其中能够使用交变量来表示充电电压，其中，当充电电压为负时，第一电容器元件由能量源通过第一阀门元件来充电，以便当充电电压为正时，第一电容器元件上的电压就正负号而言在电容器电路中具有与充电电压相同的取向，并且电容器元件和能量源上的电压能够使用控制设备来检测。优选地，被布置在直流电压和第一阀门元件之间的第二阀门元件将能量源和电容器元件上的电压限制为直流电压的电压值和第二阀门元件的正向电压的总和。电容器元件和能量源上的电压优选地通过控制设备来检测。充电电压优选地通过第三阀门元件来整流。当电路布置未连接到电源时，第一电容器元件优选地通过下拉元件放电，所述下拉元件被布置成与第一阀门元件并联。该方法可用于小电气装置例如电动牙刷。附图说明将使用示例性实施方案和附图来更详细地描述该电路布置。图1示出了电路布置的第一实施方案的电路图；图2示出了第一实施方案的信号变化；图3示出了第一实施方案的信号变化；图4示出了电路布置的第二实施方案的电路图；图5示出了电路布置的第三实施方案的电路图；并且图6示出了电路布置的第四实施方案的电路图。具体实施例方式根据图1的电路布置的第一实施方案优选地用于小电气装置例如可再充电的电动牙刷或电动剃刀中所用的电路。所述能量以感应方式从连接到电源的充电工位传送给所述牙刷。为此，能量通过充电线圈L(作为能量源)连接到电路中，并且使用充电电路提供给电池30本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电路布置，所述电路布置具有：能量源（Ｌ），所述能量源当其连接到电源时能够提供充电电压（ＶＬ）以便对充电电路中的电能存储单元（３０）进行充电，其中能够使用交变量来表示所述充电电压（ＶＬ），并且具有电容器电路，所述电容器电路具有第一电容器元件（Ｃ１）、第一阀门元件（Ｄ１）和所述能量源（Ｌ），其中，如果所述充电电压（ＶＬ）为负的，则所述第一电容器元件（Ｃ１）由所述能量源（Ｌ）通过所述第一阀门元件（Ｄ１）来充电，以便如果所述充电电压（ＶＬ）为正的，则所述第一电容器元件（Ｃ１）上的电压（ＵＢＡ）就正负号而言在所述电容器电路中具有与所述充电电压（ＶＬ）相同的取向，并且所述电容器元件（Ｃ１）和所述能量源（Ｌ）上的电压（ＵＣＤ）能够使用控制设备（１０）来检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：利奥·法兰达，弗兰克·斯特凡·斯科普，托尔斯滕·克莱姆，
申请(专利权)人：博朗有限公司，
类型：发明
国别省市：DE