[發(fā)明專利]混合式電池充電器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380055062.6
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104798282B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳小平;馬修·海因斯;朱申忠
• 申請（專利權(quán)）人: 舒馬克電器公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 章蕾

本發(fā)明揭示一種混合式電池充電器，其包含用于提供交通工具啟動電流及電池充電的線性電池充電電路及提供電池充電電流的高頻率電池充電電路。所述線性電池充電電路及所述高頻率電池充電電路經(jīng)選擇性啟用以提供交通工具啟動電流、最大充電電流及最優(yōu)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池充電器，且更特定來說涉及一種混合式電池充電器，其包含：線性電池充電電路，其用于在預(yù)定條件期間提供交通工具啟動電流及電池充電；及高頻率電池充電電路，其用于在不同預(yù)定條件期間提供電池充電電流；所述線性電池充電電路與所述高頻率電池充電電路經(jīng)選擇性啟用以提供交通工具啟動電流、最大充電電流及最優(yōu)效率。

背景技術(shù)

本技術(shù)領(lǐng)域中已知各種類型的電池充電器電路。舉例來說，兩種最常見類型的電池充電器電路為線性及高頻率(還稱為切換式模式)電池充電器電路。已知兩種類型的電池充電器電路均具有優(yōu)點及缺點。

線性電池充電電路通常包含變壓器、整流器及電流調(diào)節(jié)元件。變壓器的初級繞組通常連接到外部120伏特AC電力供應(yīng)。變壓器使來自120伏特AC電力供應(yīng)的電壓降壓到用于將電池充電的適當(dāng)電壓(舉例來說，12伏特AC)。例如全波整流器的整流器將變壓器的次級繞組上的經(jīng)降壓AC電壓轉(zhuǎn)換為DC充電電壓。在一些已知線性電池充電器電路中，例如電阻器的被動線性元件與變壓器的次級繞組串聯(lián)連接以限制提供到電池的充電電流。線性電池充電器電路還可在被動元件與變壓器的次級繞組之間包含電壓調(diào)節(jié)器以使輸出電壓穩(wěn)定。此類線性電池充電器電路的充電電流為120伏特AC供應(yīng)源的電壓的線性函數(shù)。

還已知高頻率電池充電器電路。第6,822,425號美國專利中詳細(xì)地描述示范性高頻率變壓器，所述專利特此以引用的方式并入。大體來說，此類高頻率電池充電器電路通常連接到外部120伏特AC電力供應(yīng)。舉例來說，由全波整流器將來自120伏特AC電力供應(yīng)的120伏特AC整流以產(chǎn)生DC電壓。由電子切換電路將DC電壓導(dǎo)通及切斷以形成(舉例來說)處于從10KHz到1MHz的頻率且施加到高頻率變壓器的高頻率脈沖列。高頻率變壓器使電壓降壓到適當(dāng)充電電壓。此充電電壓經(jīng)整流及濾波以提供用于將電池充電的所要DC充電電壓。

各種政府機(jī)關(guān)已發(fā)布管控電池充電器效率的規(guī)則。舉例來說，加利福尼亞州能源委員會已修訂其電器效率規(guī)則以包含電池充電器電路。加利福尼亞州規(guī)則法典(“規(guī)則”)第20冊第1601到1608節(jié)中陳述這些規(guī)則。美國能源部也已在聯(lián)邦規(guī)則法典第10冊第430部分中發(fā)布關(guān)于電池充電器的效率的標(biāo)準(zhǔn)。

不幸的是，許多已知常規(guī)線性電池充電器及常規(guī)高頻率電池充電器已知不能滿足上文所提及的標(biāo)準(zhǔn)中所陳述的電池充電器效率基準(zhǔn)。具體來說，已知線性電池充電器電路已知具有在全負(fù)載下在介于50％與75％之間的范圍內(nèi)的效率，此低于上文所提及的標(biāo)準(zhǔn)中所陳述的基準(zhǔn)。已知大多數(shù)損耗來自變壓器。

為了解決此問題，一種已知線性電池充電器電路已知并入具有比繞線管纏繞變壓器明顯低的損耗的環(huán)形變壓器。然而，關(guān)于環(huán)形變壓器的使用存在數(shù)個缺陷。舉例來說，此類環(huán)形變壓器需要專門纏繞設(shè)備且更為勞動密集型的，并且具有在全負(fù)載下在從65％到80％的范圍內(nèi)的效率。另外，如同大多數(shù)已知繞線管纏繞變壓器的情形一樣，此類環(huán)形纏繞變壓器的效率在小于60％的全負(fù)載下較低。事實上，在20％的全負(fù)載下，此類環(huán)形纏繞變壓器的效率可小于40％。

高頻率電池充電器電路可經(jīng)設(shè)計為在全負(fù)載下為80％到90％+高效的。然而，已知此類高頻率電池充電器電路的效率在小于全負(fù)載下為相對效率較低的。另外，由于組件的數(shù)目及在引擎啟動模式中穿過那些組件的電流量，高頻率電池充電器較不可靠。

如上文所提及，線性電池充電器及高頻率電池充電器的效率隨其負(fù)載而變化。上文所陳述的規(guī)則涉及總體效率。此意味著電池充電器必須在其中電池充電器連接到120伏特AC供應(yīng)的所有條件期間滿足效率基準(zhǔn)。舉例來說，加利福尼亞州規(guī)則規(guī)定必須在以下操作模式期間在24小時周期內(nèi)維持效率基準(zhǔn)：

·在電池充電器正將電池充電時的模式。