蓄电池充电器制造技术

一种蓄电池充电器，包括输入端子，用于连接到AC电源；输出端子，用于连接到要被充电的蓄电池；以及PFC电路，连接在输入端子和输出端子之间。PFC电路包括电流控制回路，用于调整从AC电源汲取的输入电流。PFC电路输出处的电压通过蓄电池电压调整，该蓄电池电压被反映回到PFC电路。结果，蓄电池充电器用作电流源，其在输出端子处产生输出电流，且输出电流的波形是周期性的，其频率为输入电流频率的两倍，且具有至少50％的波纹。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电池充电器
本专利技术涉及一种蓄电池充电器。
技术介绍
蓄电池充电器可包括功率因数校正(PFC)电流，其产生规则的输出电流，用于给蓄电池充电，同时从AC电源汲取正弦输入电流。为此，PFC电路通常包括电流控制回路，用于调节输入电流，和电压控制回路，用于调节输出电压。
技术实现思路
本专利技术提供了一种蓄电池充电器，包括输入端子，用于连接到AC电源；输出端子，用于连接到要被充电的蓄电池；以及PFC电路，连接在输入端子和输出端子之间，其中PFC电路包括电流控制回路，用于调整从AC电源汲取的输入电流，PFC电路输出处的电压通过蓄电池电压调整，该蓄电池电压被反映回到PFC电路，使得蓄电池充电器用作电流源，其在输出端子处产生输出电流，且输出电流的波形是周期性的，其频率为输入电流频率的两倍，且具有至少50％的波纹。传统观点指出用具有相对较大波纹的电流给蓄电池充电降低蓄电池的寿命。特别地，随时间改变的电流导致增加的热量，其不利地影响电解质传导率，以及在电机-电解质界面处的电化学反应。因此，传统蓄电池通常产生规则输出电流。然而，为了产生规则输出电流，而同时汲取正弦输入电流，蓄电池充电器的PFC电路需要电流控制回路和电压控制回路两者。本专利技术认识到，与传统观点相反，可以以具有相对较大波纹的电流给蓄电池充电。本专利技术进一步认识到，通过确保蓄电池充电器具有在PFC电路和输出端子之间的低阻抗路径，蓄电池电压被反映回到PFC电路。结果，PFC电路不需要调节其输出电压。传统PFC电路使用的电压控制回路由此可被省略，由此减少了蓄电池充电器的成本。为了在汲取正弦输入电流的同时产生规则的输出电流，传统蓄电池充电器的PFC电路通常需要较高容量的电容。另一方面，利用本专利技术的蓄电池充电器，PFC电路可以使用具有小得多的容量的电容，或根本不需要电容器，由此进一步减少蓄电池充电器的成本和尺寸。在电容器被使用的情况下，电容器将被保持在与蓄电池电压成比例的电压处。在没有任何电压转换器的情况下，电容器被保持在蓄电池电压处。如果，另一方面，蓄电池充电器包括电压转换器，PFC电路的电容器被保持在蓄电池电压乘以转换器的电压转换比处。PFC电路可响应于蓄电池电压的变化而调整输入电流的平均值。通过响应于蓄电池电压的变化而调整输入电流的平均值，蓄电池充电器能够更好地控制充电速率。PFC控制器可响应于蓄电池电压的增大而增大输入电流的平均值。因此，相似的充电速率可以在充电期间被实现。PFC电路可响应于蓄电池电压的变化而调整输入电流的平均值，使得输出电流的平均值是恒定的。这于是具有益处在于恒定的充电速率可被实现。当蓄电池的电压低于一阈值时，蓄电池充电器可以第一模式操作，且当蓄电池的电压超过该阈值时，蓄电池充电器可切换到第二模式。PFC电路于是可使得当在第一模式下操作时在由AC电压供应的输入电压的每个半周期期间输入电流被从AC电源汲取，且PFC电路可使得当在第二模式下操作时仅在输入电压的一些半周期期间输入电流被从AC电源汲取。结果，当在第一模式下操作时，蓄电池充电器产生连续的输出电流，且当在第二模式下操作时，产生不连续的输出电流。当在第一模式下操作时，蓄电池相对快速充电可以通过连续输出电流实现。当在第二模式下操作时，闲置时段被引入，在该时段期间没有输出电流被产生。这些闲置时段允许蓄电池内的化学反应，且由此蓄电池的电压在重新开始充电之前变得稳定。第一模式可由此被用于快速充电蓄电池到电压阈值，且第二模式可以被用于当蓄电池经历电压驰豫时充满蓄电池。蓄电池充电器可包括降压DC至DC转换器，其定位在PFC电路和输出端子之间。DC至DC转换器的电压转换比于是可被限定，使得AC电源的输入电压的峰值(当降低时)低于蓄电池的最小电压。于是这具有的优势在于PFC电路能够在增压模式(boostmode)中操作以提供持续的电流控制。DC至DC转换器可包括谐振转换器，其具有一个或多个主侧开关，其以恒定频率切换。使用谐振转换器具有益处在于期望的电压转换比可以通过变压器的匝数比来实现。此外，谐振转换器能够以比相当的PWM转换器更高的切换频率操作，且能够零电压切换。通过以恒定频率切换主侧开关，相对简单的控制器可以被DC至DC转换器使用。以恒定频率切换是可能的，因为DC至DC转换器并不要求调整或以其它方式控制输出电压。相反，传统电源的DC至DC转换器通常需要调整输出电压且由此需要更加复杂和昂贵的控制器以便于改变切换频率。DC至DC转换器可具有一个或多个次侧开关，其以与主侧开关相同的恒定频率切换。因此，相对简单和便宜的控制器可以用在次侧上。此外，单个控制器可以设想用于控制主侧和次侧开关两者。为了清楚起见，下面的术语应该被理解为具有以下含义。术语“波形”指信号的形状，且独立于信号的幅度或相位。术语“幅度”和“峰值”是同义的，且指信号的绝对最大值。术语“波纹”本文中表示信号的最大值的峰峰值百分比。术语“平均”指信号在一个周期上的绝对瞬时值(absoluteinstantaneousvalues)的平均。最后，术语“总谐波失真”指信号的谐波分量的总和，表示为基础分量的百分比。附图说明为了使本专利技术可能更容易理解，现在将通过示例参照附图描述本专利技术的实施例，附图中：图1是根据本专利技术的蓄电池充电器的框图；图2是蓄电池充电器的电路图；图3示出了由蓄电池充电器充电的蓄电池的电压；图4示出了当在(a)连续模式，以及(b)不连续模式操作时，蓄电池充电器的输出电流；图5示出了由蓄电池充电器汲取的输入电流的第一替代波形；图6示出了蓄电池充电器的峰值输入功率、峰值输入电流、功率因数和总谐波失真如何响应于第一替代波形中的三次谐波的大小而变化；图7示出了由蓄电池充电器汲取的输入电流的第二替代波形；图8示出了蓄电池充电器的峰值输入功率、峰值输入电流、功率因数和总谐波失真如何响应于第二替代波形的剪波量而变化；图9示出了由蓄电池充电器汲取的输入电流的第三替代波形；图10示出了蓄电池充电器的峰值输入功率、峰值输入电流、功率因数和总谐波失真如何响应于第三替代波形的内部梯形角而变化；图11示出了由蓄电池充电器汲取的输入电流的各个波形的峰值输入功率、峰值输入电流、功率因数和总谐波失真的细节；图12示出了由蓄电池充电器汲取的输入电流的第四替代波形；图13是根据本专利技术的第一替代蓄电池充电器的电路图；图14是根据本专利技术的第二替代蓄电池充电器的电路图；图15是根据本专利技术的第三替代蓄电池充电器的电路图；以及图16是根据本专利技术的第四替代蓄电池充电器的电路图。具体实施方式图1和2的蓄电池充电器1包括输入端子8，用于连接到AC电压2，和输出端子9，用于连接到要被充电的蓄电池3。蓄电池充电器1还包括连接到输入端子8和输出端子9之间的电磁干扰(EMI)过滤器10，AC至DC转换器11，功率因数校正(PFC)电流12，以及DC至DC转换器13。该电磁干扰过滤器10被用于减弱从交流电源2汲取的输入电流中的高频率谐波。该AC至DC转换器11包括桥式整流器D1-D4，其提供了全波整流。该PFC电路12包括升压转换器，其位于AC至DC转换器11和DC至DC转换器13之间。该升压转换器包括电感L1，电容器C1，二极管D5，开关S1和控制电路。该电感，电容器，二极管和开关被布置为传统布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池充电器，包括输入端子，用于连接到AC电源；输出端子，用于连接到要被充电的蓄电池；以及PFC电路，连接在输入端子和输出端子之间，其中PFC电路包括电流控制回路，用于调整从AC电源汲取的输入电流，PFC电路输出处的电压通过蓄电池电压调整，该蓄电池电压被反映回到PFC电路，使得蓄电池充电器用作电流源，其在输出端子处产生输出电流，且输出电流的波形是周期性的，其频率为输入电流频率的两倍，且具有至少50％的波纹。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.21 GB 1512854.91.一种蓄电池充电器，包括输入端子，用于连接到AC电源；输出端子，用于连接到要被充电的蓄电池；以及PFC电路，连接在输入端子和输出端子之间，其中PFC电路包括电流控制回路，用于调整从AC电源汲取的输入电流，PFC电路输出处的电压通过蓄电池电压调整，该蓄电池电压被反映回到PFC电路，使得蓄电池充电器用作电流源，其在输出端子处产生输出电流，且输出电流的波形是周期性的，其频率为输入电流频率的两倍，且具有至少50％的波纹。2.根据权利要求1所述的蓄电池充电器，其中PFC电路包括电容器，所述电容器被保持在与蓄电池电压成比例的电压处。3.根据权利要求1或2所述的蓄电池充电器，其中PFC电路响应于蓄电池电压的变化而调整输入电流的平均值。4.根据权利要求3所述的蓄电池充电器，其中PFC电路响应于蓄电池电压的增大而增大输入电流的平均值。5.根据权利要求3或4所述的蓄电池充电器，其中P...

【专利技术属性】
技术研发人员：S格里瑟姆，S贝里，HB科特，A拉迪卡，
申请(专利权)人：戴森技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB