具有保护电路的电池充电器制造技术

充电器，包括：控制器，具有至少两个连接到控制器的电力调整装置的电池电源，可连接到外部电源的供电装置，该供电装置接收来自外部电源的电流和电压，以便向控制器和电池电源中至少一个提供电力，以及返送电路，用于根据从外部电源接收的电流和电压中至少一个在两个电力调整装置之间进行切换。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及电池充电器，尤其涉及具有保护电路的电池充电器。
技术介绍
用于便携式电力驱动工具、野外工具以及某些厨房和家用设备的电池组可以包括可再充电的电池，例如锂、镍镉、镍金属氢化物以及铅酸电池，这样它们可以再充电，不需要替换掉。由此实现了实质上的成本节约。某些充电器可以连接到交通工具电池上，例如车用蓄电池。参考图1，车用蓄电池1可通过点火塞5连接到充电器20。充电器20依次给电池组10充电。两个虚拟电阻器3、4可以存在于车用蓄电池1和充电器20之间。虚拟电阻器3、4表示在点火塞连接之前和之后的固有电阻，它们依次形成了电压降。因此，由充电器20得到的电压VIN不一定必须等于车用蓄电池1的电压。保险丝2还可以设置在车用蓄电池1和充电器20之间。典型地，这种保险丝2具有大约8安培的额定值。换句话说，如果到达充电器20的电流IIN大于约8安培，保险丝2就会断开。当充电器20将有效的恒定电流IOUT典型地输送到电池组10时，会出现问题。由于下述等式出现了这种问题(VIN)(IIN)k＝(VPACK)(IOUT)，VIN、IIN和IOUT在上面进行了限定，k是充电器效率常数，以及VPACK是电池组10的电压。在此等式下，由于VPACK由电池组设定，IOUT由充电器设定，充电器效率常数k相对恒定，因此仅有的两个剩余变量是VIN和IIN。如果VIN降至特定阈值之下，就必须增加IIN以保持该等式。但是，如果IIN增加到特定阈值之外，它将迫使保险丝2断开，由此过早地结束充电。
技术实现思路
根据本专利技术，采用改进的电池组充电器。充电器包括控制器；具有至少两个连接到控制器的电力调整装置(power setting)的电池电源；至少一个连接到控制器和电池电源中至少一个的连接端；可连接到外部电源的供电装置，该供电装置接收来自外部电源的电流和电压，以便向控制器和电池电源中至少一个提供电力；以及一个返送电路，用于根据从外部电源接收的电流和电压中至少一个在两个电力调整装置之间进行切换。根据以下附图和详细描述，本专利技术的其它特点和优点将是显而易见的。附图说明根据本专利技术原理的实际应用，附图描述了它的优选实施例，其中图1是电池组和充电器的简化方框图；图2A和图2B描述根据本专利技术的示例充电器，其中图2A是电池组和充电器的方框图，图2B是充电器的示意图；图3A和图3B是表示根据本专利技术的方法的流程图；图4是可替换的电池组和充电器的简化方框图；图5是根据本专利技术的监视电路的示意图；图6是包括图5的监视电路的充电器的示意图；图7是另一个可替换的充电器的简化方框图；以及图8是根据本专利技术的可替换监视电路的示意图。具体实施例方式现在参考附图描述本专利技术，其中相同的标记代表相同的部件。参见图1-2，电池组10连接到充电器20。电池组10可包括多个以串联和/或并联形式连接的电池单元11，电池单元表示电池组10的电压和存储容量。电池组10可包括三个电池接点第一电池接点12、第二电池接点13、第三电池接点14和第四电池接点16。电池接点12是电池组10的B+(正)端子。电池接点14是B-或负极/公共端子。电池接点13是S或传感端子。电池接点12和14接收由用于给电池组10充电的充电器20(优选电流源22，如下所述)发出的充电电流。如图2所示，电池单元11连接在电池接点12和14之间。此外，优选在电池接点13和14之间连接的是温度传感装置传感装置15，例如负温度系数(NTC)电阻器、或热敏电阻，RT。优选温度传感装置传感装置非常接近于单元11以监测电池的温度。本领域的普通技术人员应认识到也可以采用其它组件例如电容器等或电路以提供代表电池温度的信号。电池组10还可以包括在现有技术中已知的识别器，例如电阻器RID，这样充电器20就可以识别电池组的类型和容量，并据此充电。电阻器RID优选连接在电池接点16和14之间，在此电池接点16是ID端子。充电器20优选包括控制器21，该控制器依次包括正端子(B+)17和负(B-)端子18，此正、负端子分别经过电池接点12和14连接到电池组10。正端子还可以当作控制器21的输入端，优选为模拟/数字输入，以检测电池组电压。此外，控制器21可以包括另一个输入端TC，优选为模拟/数字输入，它经过第三电池接点13(S)连接到温度传感装置15。这允许控制器21监测电池温度。控制器21可包括用于控制充电和监测工作状况的微处理器23。控制器21可控制充电电源，以向电池组10提供电力，例如向电池组10提供电流的电流源22。此电流可以是快速充电电流和/或均衡电流。电流源22可集成在控制器21中。控制器21可具有用于存储数据的存储器25。存储器25可集成在控制器21和/或微处理器23中。充电器20及其内部的元件，其中包括控制器21、微处理器23、电流源22，接收来自DC主供电装置24的必需电力，DC主供电装置24会最终连接到车用蓄电池1。DC主供电装置24可以将来自车辆电池的能量转化为不同元件所需的必需能量，正如本领域所熟知的那样。DC主供电装置24可包括过滤器，过滤器可依次包括电容器C1、C2、C3、C36和C34以及电感线圈L1、L2、L3，以便从输入电压中滤除不需要的波动。控制器21还可以控制风扇25。风扇25优选朝着电池组10吹空气，以便冷却电池组10。为了避免由于高IIN而使保险丝2断开，优选提供返送电路26，该电路26监控几个输入，并降低电流源22的电流输出IOUT。返送电路26可监控电流输出IOUT以及电池组电压VPACK。此外，返送电路26可接收来自控制器26和/或DC主供电装置24关于输入电压VIN的信息。如果返送电路26根据那些输入确定，输入电流IIN将超过特定阈值，例如8安培，返送电路26就会将信号传送到电流源22，降低电流输出IOUT。通过降低电流输出IOUT，输入电流IIN同样会降低，由此防止保险丝2断开。参考图2B，返送电路26优选以下述方式工作。优选采用由输出B+到二极管D38的连接来检测由二极管D38和/或D16设置的电压电位。当此电压电位超过界限时，优选导通晶体管Q3。当晶体管Q3处于导通状态时，优选通过将栅极拉向源极，确保晶体管Q4处于截止状态。优选采用晶体管Q4作为转换器来改变电流感测放大器U3A的增益。本领域的技术人员会注意到，微处理器23的插头P21通过测量电压来感测放大器U3A的状态。微处理器23还可以通过插头P13检测输出电压VOUT，通过插头P4检测输入电压VIN。微处理器23的插头P21通常优选处于高阻抗状态，并优选用作输入端以检测晶体管Q3的功能。当微处理器23需要使输出电流IOUT降低时，优选让插头P21作为输出端并使其处于低状态，由此除去来自晶体管Q4的门驱动，改变电流反馈安培U3A的增益。这种电路的优点在于，它将元件的数量减至最小，并且控制了不需要的振荡。本领域的技术人员会认识到，返送电路26可以利用电路实施，如图2B所示，或者通过软件算法实施，如图3所示。本领域的技术人员会认识到，以下讨论的各步骤的次序可以调整。当用户将电池组10插入到充电器20时(ST1)，充电过程开始。然后，充电器20通过将由电流源22发出的充电电流发送到电池组10而开始充电(ST2)。优选地，快速充电电流大约为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于给电池组充电的充电器，该充电器包括： 电池电源，用于将电力传送到电池组，该电池电源具有连接到控制器的第一和第二电力调整装置； 控制器，用于控制电池电源； 供电装置，可连接到外部电源，该供电装置接收来自外部电源的电流和电压，以便向控制器和电池电源中的至少一个提供电力；以及 返送电路，用于根据从外部电源接收的电流和电压中至少一个在第一和第二电力调整装置之间进行切换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2002-4-3 60/369，769;US 2002-5-1 60/377，1841.一种用于给电池组充电的充电器，该充电器包括电池电源，用于将电力传送到电池组，该电池电源具有连接到控制器的第一和第二电力调整装置；控制器，用于控制电池电源；供电装置，可连接到外部电源，该供电装置接收来自外部电源的电流和电压，以便向控制器和电池电源中的至少一个提供电力；以及返送电路，用于根据从外部电源接收的电流和电压中至少一个在第一和第二电力调整装置之间进行切换。2.根据权利要求1的充电器，其中外部电源是交通工具电池。3.根据权利要求1的充电器，其中返送电路监视电池组的电压。4.根据权利要求1的充电器，其中第一和第二电力调整装置分别为高和低输出电流调整装置。5.根据权利要求4的充电器，其中在来自外部电源的电流到达特定阈值之前，返送电路在第一和第二电力调整装置之间切换。6.根据权利要求1的充电器，其中控制器包括至少部分返送电路。7.一种给电池组充电的方法，包括步骤提供从外部电源接收电力的充电器；将电力传送到电池组；感测外部电源的电压；以及如果外部电源电压低于第一阈值，降低所述传送到电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里S霍华德，纳撒内尔A麦克利，维基J米德，布赖恩C斯特林，丹T特林，罗伯特A尤塞尔曼，弗雷德S沃茨，贾内尔扬，
申请(专利权)人：布莱克和戴克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]