CN1689209A - 高频电池充电器及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种高频充电器，包括用于对耗尽的电池(21)充电的充电电路(12)以及用于跳起动车辆的助推电路(16)。针对充电电路(12)和助推电路(16)，两个分离的高频变压器(14，18)被提供。选择器开关(22，24)选择性地激励充电电路和助推电路中的至少一个。

Description

高频电池充电器及其操作方法

相关申请的交叉参考

要求关于2003年1月24日提交的PCT/US03/02147的优先权，PCT/US03/02147要求2002年10月15日提交的美国申请序列No.10/270,391以及2002年3月11日提交的美国临时申请No.60/363,202和2002年1月25日提交的60/350,897的优先权。

技术领域

本发明涉及电池充电器或者助推器(booster)，且具体地涉及高频充电器。

背景技术

现在存在双模电池充电器。当被操作在第一模式时，电池充电器以短的持续时间递送高的电流输出。这个短的持续，高的电流可被用以跳起动电池没电的车辆。在第二模式，电池充电器提供低的电流输出，其被用于把电池充电回到其满充电。已知的双模电池充电器通常使用单个大的变压器来实现双模能力。单个大的变压器通常是线性类型变压器。变压器的原绕组的抽头被充电以实现线性类型变压器的双能力。在变压器的抽头被改变时，变压器的输出电压以及因此，根据欧姆定律，输出电流被改变，导致双模能力。对两个工作模式使用单个变压器具有很成本有效和很有效的优点。

但是，这个方法也有几个缺点。缺点之一是已知的单个变压器电池充电器是很大和笨重的。标准线性变压器需要铁作为其芯，增加了电池充电器的重量。它们还需要比高频充电器更大数量级的线来形成其绕组，再次增加了电池充电器的重量。

此外，虽然线性变压器可提供高的电流输出，该高的电流输出可被提供仅很短的时间段。由于变压器工作在高电流模式，它产生过多的热量。事实上，这么多热被产生以致变压器实际上被熔化。如果熔化发生，变压器将不工作在高的电流模式或者低的电流模式。在磁性损失和涡流所示方面，线性变压器也是很有损耗的，这导致低效率。

此外，为了通过从另外的功率源，像电池充电器提供功率来对电力不足的汽车电池充电，功率源和电池必须通过一对电线来连接，所述电线通常在其端部具有夹子以便于连接到电池。如果连接有问题的话，进行这个连接可能很危险。例如，众所周知的，当正企图在电池充电器和电池之间连接时，常常发生发火花或者起弧。此外，当夹子以相反的极性被连接到电池时，可发生发火花或者起弧。即使在进行了表面上良好的连接之后，亦可发生发火花或者起弧。由于被腐蚀的或者不良端子连接，可发生发火花或者起弧。

在过去，延迟电路或者“软起动”的使用被用于防止发火花。延迟电路防止到电池的功率流发生直到进行电池和电池充电器之间的连接。这个方法有助于防止电池和电池充电器的初始连接时发火花。但是，它不防止作为不良或者被腐蚀的连接的结果而发生的发火花，所述连接的存在只能在电流流开始之后被确定。发火花或者起弧可导致对电池的损坏，且在某些情况下，可导致爆炸，失火以及对车辆或者人的损坏。

此外，液体电解质类型电池，尤其是用在车辆中的铅酸电池的特征是化学化合物沉淀物缓慢地累积在板上以部分或者整个地覆盖和取代正常的板表面。低电流再充电是不够的，因为它不能同样地充分移走这种沉淀物，该沉淀物随着时间的过去，通过干扰电解质运动来结晶和阻塞电池板。当这发生时，电池可以还是显得已取得电荷，且甚至电解质可被检查为正确，但电池并不保持电荷，因为板实际上被短接。使用其他电解质的电池也面临需要被成功解决的再生、维护和充电的问题。

从而，需要一种方法来释放被累积在板表面上的沉淀物，其中沉淀物可回到溶液或者被分解(break up)。还需要一种简单且轻重量的双模电池充电器。该电池充电器应该能够提供足以起动电池没电的汽车或者其他车辆的高电流输出，但易于构建和安全操作。

根据本发明的先前实施例的变化，提供了包括充电电路和助推(boost)电路的高频充电器。在这个实施例里，充电电路和助推电路使用单个高频变压器来构建，所述变压器在其原边具有两个绕组，充电绕组和助推绕组。充电绕组和助推绕组有效地形成(连同单个副绕组)本发明的先前实施例的第一和第二高频变压器(以及可从而在本发明的其他实施例中被考虑为两个分离的变压器)。助推绕组适合于提供可被用于跳起动电池耗尽的车辆的高电流。

在描述本发明中，贯串本申请，下面的定义是适用的。

“计算机”指能够接受结构化输入，根据规定的规则处理该结构化输入，以及产生作为输出的处理结果的任何设备。计算机的实例包括计算机；通用计算机；超级计算机；大型机；超级小型计算机；小型计算机；工作站；微型计算机；处理器；服务器；交互式电视；计算机和交互式电视的混合组合；以及仿效计算机的特定用途硬件和/或软件。计算机可具有单个或者多个处理器，所述处理器可并行或者不并行工作。计算机可指通过用于在计算机之间发送或者接收信息的网络连接在一起的两个或者更多计算机。这样的计算机的实例包括用于通过被网络链接的计算机来处理信息的分布式计算机系统。

“计算机可读介质”指用于存储可被计算机访问的数据的任何存储装置。计算机可读介质的实例包括磁硬盘；软盘；光盘，如CD-ROM或者DVD；磁带；存储器芯片(例如ROM或者RAM)；以及用于承载计算机可读电子数据的载波，如在用在发送和接收电子邮件或者访问网络的那些。

“软件”指操作计算机的规定的规则。软件的实例包括软件；代码段；指令；计算机程序；以及程序化逻辑。

“计算机系统”指具有计算机的系统，其中计算机包括实施软件以操作计算机的计算机可读介质。

发明内容

根据本发明的一个实施例，用于对电池充电的高频充电器被提供。该充电器包括充电电路，所述充电电路包括第一高频变压器。第一开关以第一频率来开关第一高频变压器。所述充电器也包括用于测量电池的充电速率的装置；用于确定电池已被充电的时间量的装置；用于测量电池电压的装置；以及如果充电速率比预定电流大，电池已被充电超过预定时间量，以及电池电压比预定电压大或者相等则检测到超时故障的装置。

在另一个实施例中，高频充电器包括：包括第一高频变压器的充电电路；以第一频率来开关第一高频变压器的第一开关；用于测量电池的充电速率的装置；用于确定电池已被充电的时间量的装置；用于测量电池电压的装置；以及如果充电速率比预定电流大，电池已被多充电了预定时间量，以及电池电压比预定电压小或者相等则检测到短接单元电池故障(shortedcell battery fault)的装置。

在另一个实施例中，用于对电池充电的高频充电器包括：包括第一高频变压器的充电电路；以第一频率来开关第一高频变压器的第一开关；用于连接充电器到电池的夹子；用于测量夹子处的电压的装置；如果在夹子处没有电压被检测到则指示坏电池故障的装置。

在另一个实施例中，高频充电器包括：包括第一高频变压器的充电电路；以第一频率来开关第一高频变压器的第一开关；用于测量电池的充电电流的装置；用于确定电池已被充电的时间量的装置；用于测量电池的电压的装置；以及如果充电电流比预定电流小，电池已被多充电了预定时间量，以及电池电压比预定电压大或者相等则检测到开路单元电池故障的装置。

根据本发明的实施例，提供了包括充电电路和助推电路的高频充电器。在优选实施例中，充电电路包括第一高频变压器。开关以预定的频率来开关这个第一高频变压器。助推电路包括与充电电路中的第一高频变压器分离的第二高频变压器。第一和第二高频变压器以相似的方式被操作。但是，助推电路适合于提供可被用于跳起动电池耗尽的车辆的高电流。

根据本发明的先前实施例的变化，提供了包括充电电路和助推电路的高频充电器。在这个实施例中，充电电路和助推电路使用单个高频变压器来构建，所述变压器在其原边具有两个绕组，充电绕组和助推绕组。充电绕组和助推绕组有效地形成(连同单个副绕组)本发明的先前实施例的第一和第二高频变压器(以及可从而在本发明的其他实施例中被考虑为两个分离的变压器)。助推绕组适合于提供可被用于跳起动电池耗尽的车辆的高电流。

在优选实施例中，PWM控制器提供驱动信号到开关从而使充电电路的变压器被开关以输出脉冲。充电电路的脉冲输出可被用于调节电池。

如指出的，充电电路中的变压器和助推电路中的变压器优选地彼此分离，即有两个变压器和关联电路。从而，电池充电器不依赖于对标准充电和助推两者都相同的变压器。例如，当正在进行助推功能时，如果常规充电器的变压器烧坏，则充电器的所有功能性可失去，因为一个变压器被用于两个功能。但是，在优选实施例中，任一个变压器还在工作，即使另一个变压器由于某个原因而被禁止(disable)。

用于高频充电器的控制电路也被提供。在示例性实施例中，控制电路包括脉冲宽度调制(PWM)控制器，所述脉冲宽度调制控制器具有基准电压输入，控制输入，以及用于控制信号的输出。开关接收该控制信号且响应于该控制信号而被接通和关断。分压器网络划分施加在基准电压输入和控制输入的电压。从PWM控制器的输出控制信号的占空度基于被施加到控制的基准电压的百分比而变化。

在进一步的实施例中，分压器网络包括第一电阻器，其具有被连接到基准电压输入的第一端子和被连接到控制输入的第二端子。多个第二电阻器每个都具有被连接到第一电阻器第二端子的第一端子和第二端子。多个晶体管也被提供，其每个都具有被连接到第二电阻器之一的第二端子的第一电极，被接地的第二电极，以及接收使能信号的第三电极。使能信号接通或者关断晶体管，从而选择性地将第二电阻器的一个连接到地。

在另一个实施例中，用于减少电池充电器中的起弧的方法包括：从电池充电器到电池提供低于充电电流的测试电流；检测测试电流是否存在于电池处；如果在电池处测试电流没有被检测到，则指示故障；以及如果在电池处测试电流被检测到，则将测试电流增加预定的量且返回到检测步骤。

根据本发明的另一个方面，提供了计算机可读存储介质，其用于与控制高频充电器的计算机一起使用，所述高频充电器包括具有第一高频变压器的充电电路；第一开关，以预定频率来开关第一高频变压器以在第一工作模式产生充电信号；充电电路工作在脉冲模式和充电模式的至少一个；以及用于选择充电模式和脉冲模式的一个的选择器，所述计算机可读信息存储介质存储计算机可读程序代码，用于使计算机执行以下步骤：检测用于充电器的被选择的工作模式；且当脉冲模式被选择时，a)以第一时间段产生用于第一开关的驱动信号；b)以第二时间段禁止第二开关；以及c)返回到步骤a)。

根据本发明的更进一步的方面，提供了计算机可读信息存储介质，其用于与控制高频充电器的计算机一起使用，所述高频充电器包括：包括高频变压器的充电电路；以及以预定频率来开关高频变压器的开关，所述计算机可读信息存储介质存储计算机可读程序代码，用于使计算机执行以下步骤：检查指示电池在容积充电(bulk charge)状态或者吸收充电状态的标志；如果电池在容积充电状态，则如果电池充电器提供的电流小于所需电流，增加用于第一开关的驱动信号的占空度；如果电池充电器提供的电流大于所需电流，则减小用于第一开关的驱动信号的占空度；当电池的电压大于或者等于预定的电压以及已被充电预定的时间段时，设置指示电池在吸收充电阶段的标志，否则结束充电过程；如果电池在吸收充电阶段，则如果电池的电压大于或者等于预定电压，减小用于第一开关的驱动信号的占空度；如果电池的电压小于预定电压，则增加用于第一开关的驱动信号的占空度；以及当电池已被充电超过预定时间时停止充电过程。

根据本发明的又另一个实施例，提供了计算机可读信息存储介质，其用于与控制高频充电器的计算机一起使用，所述高频充电器包括：包括第一高频变压器的充电电路；以第一频率来开关第一高频变压器的第一开关；包括第二高频变压器的助推电路；以第二频率来开关第二高频变压器的第二开关，以及用于选择用于对耗尽的电池充电的充电模式和用于提供助推电流以起动电池耗尽的车辆的助推模式的一个的选择器，所述计算机可读信息存储介质存储计算机可读程序代码，用于使计算机执行以下步骤：检测被选择的工作模式；如果助推模式被选择，则控制助推电路以给耗尽的电池供应助推电流；在车辆已被起动之后，检查电压的快速上升；如果电压的快速上升存在，则指示交流发电机适当地工作；以及如果电压的快速上升不存在，则指示交流发电机不适当地工作。

根据本发明的又另一个实施例，用于对电池充电的高频充电器，包括：包括第一高频变压器的充电电路；以第一频率来开关第一高频变压器的第一开关；耦合到第一和第二高频变压器用于传递DC电压信号的滤波器；用于与电池并联而耦合电阻的装置；在电池被耦合到所述电阻时，用于测量电池的电压的装置；以及用于将被测量电压相关于CCA值的装置。

当与附图一起被考虑时，根据下列详细的描述，本发明的以上和其他特征，连同伴随的好处和优点将变得明显。

附图说明

图1是框图，示出根据本发明的实施例的双高频充电器。

图2是由根据本发明实施例的控制电路产生的波形的图。

图3是部分框图形式的电路示意图，示出图1示出的脉冲使能电路和脉冲宽度调制控制器的实施例。

图4是根据本发明进一步实施例的电池充电器的框图。

图5是根据本发明进一步实施例的电池充电器的框图。

图6和7是根据本发明实施例的方法的流程图。

图8是根据本发明另一个实施例的方法的流程图。

图9是部分框图，示出图1和4的双高频充电器实施例的可替换实施。

具体实施方式

现在参考图1，示出根据本发明的一个实施例的高频充电器，其包括高频变压器部分8。该高频变压器部分8典型地接收DC信号作为其输入。DC信号可被从电池或者从AC输入来提供。在所示实施例中，可由典型的墙壁插座提供的AC输入2被耦合到滤波器4，例如，pi滤波器或者LC滤波器。滤波器4被用于使AC输入平滑和清洁。从滤波器4输出的AC信号被提供给常规整流器和滤波电容器6以对AC信号整流。整流器优选地是对本领域技术人员已知的类型的全波整流器，且提供例如近似150伏特DC的DC输出。

来自整流器6的经全波整流和滤波的DC输出被提供到电池充电器的高频变压器部分8。高频变压器部分8包括充电电路12和助推电路16。助推电路16被用于提供可被用于跳起动电池没电的车辆的高电流助推。充电电路12被用于对电池的正常充电。助推电路16和充电电路12的操作可依次地，以任何顺序或者同时地发生。充电电路12和助推电路16每个都分别包括高频变压器14，18。来自整流器和滤波电容器6的DC输出被提供到每个高频变压器14，18。

变压器典型地接收AC输入和提供AC输出。例如，插入平常的墙壁插座的变压器被提供有120伏特AC输入且输出依赖于变压器副绕组的AC信号。从而，高频变压器14，18需要被操纵以表现得使来自整流器6的DC信号看上去像AC输入。该操纵通过经由高频变压器开关来自整流器6的DC输出来完成。变压器被以高频率接通和关断，例如，大概20kHz或者以上。这个开关使得变压器表现得好象其输入是AC。

这个开关可使用基本上任何类型的开关来实现，例如场效应晶体管(FET)或者其他电子开关。所示实施例的高频变压器14，18分别由被耦合到其上的开关22，24来开关。开关22，24又受PWM控制器23，25控制。PWM控制器可以是例如TL 494 Motorola型控制器或者分立的控制器。PWM控制器产生用于接通和关断开关的PWM驱动信号。

充电电路12能够工作在两种模式，充电模式和脉冲模式。在充电模式，充电电路12工作以对电池充电。在脉冲模式，充电电路12工作以对电池调节或者脱硫(desulfate)。用户可通过选择器30在这两个模式的一个之间选择。选择器30提供用户选择给脉冲使能电路28。脉冲使能电路28根据针对充电电路12充电工作模式或者脉冲工作模式被选择来控制PWM控制器23。

当脉冲模式被选择时，脉冲使能电路28控制PWM控制器23交替地为激活的(active)并输出驱动信号到开关22以及为不激活的(inactive)并且不驱动开关22。开关22的开关的使能/禁止循环在PWM控制器23的控制下重复。图2示出对于脉冲使能电路28和PWM控制器23的示例性输出波形。在脉冲模式，脉冲使能电路28被激励以致其输出信号W₁在如图2中示出的低和高状态之间变化。PWM控制器23依赖于脉冲使能电路28的输出信号W₁被激励。在第一时间段t1内，脉冲使能电路28的输出W₁是高的且PWM控制器23被激励以产生PWM驱动信号W₂，如图2中所示。PWM控制器23的驱动信号W₂被提供给开关22，例如提供给包括开关22的FET的栅，以接通和关断它。例如，来自PWM控制器23的驱动信号可具有少于15％的占空度以致FET被接通很短的时间段，输出电流到电池，且然后被禁止。驱动信号调整(modulate)FET。在第二时间段t2内，脉冲使能电路28的输出W₁是低的且PWM控制器被去激励。没有驱动信号被提供到FET，而FET保持截止。高频变压器的脉冲化(pulse)以这种方式斩断(chop)其输出以调节电池。

在脉冲模式期间，一系列输出电流脉冲被电池充电器产生且被提供到已放电的电池21。电流脉冲可具有大概每秒一个脉冲的频率和大约100伏特/微秒或者更小的上升时间。

当通过选择器30选择充电模式时，PWM控制器23优选地总是被激励的。PWM控制器23的工作可通过来自正在被充电的电池21的反馈而被部分地控制。由PWM控制器23产生的驱动信号的占空度基于电池的充电状态而变化。从正在被充电的电池21到PWN控制器23的反馈信号提供关于电池充电状态的信息。电池需要的功率越多，占空度越高；而电池需要的功率越少，占空度越低。开关22根据驱动信号来开关变压器14以对电池充电。

再参考图1，助推电路16现在被描述。助推电路16提供可被用于跳起动没电的电池的高电流脉冲。助推电路16通过用户可激励的标准/助推选择器26来使能。当被激励时，选择器26使PWM控制器25能产生驱动开关24的信号，所述开关在一个示例性实施例中包括FET。用于高功率助推电路中的FET 24的驱动信号的频率可与用于充电电路中的开关22的驱动信号的频率相同或者不同，例如大约20kHz或者更高。当相同的频率被使用时，用于与充电电路12关联的PWM控制器23的时钟频率由用于高功率助推电路16的PWM控制器25来共享。

高功率助推电路16从整流器6接收DC输入。该DC输入被提供给高功率助推电路16中的高频变压器18。优选的，高功率助推电路16中的高频变压器18与充电电路12中的高频变压器14相分离。高功率助推电路16中的高频变压器18输出相对于充电电路12的输出相对高的电流。例如，比较于充电电路12的大约2-25安培，从助推电路的16输出的电流的范围可从大约30安培到大约500安培。此外，来自助推电路16的输出典型地仅被产生仅短的时间段，例如，大约3-40秒。因此，高功率助推电路16中的高频变压器18优选地略大于充电电路12中的高频变压器14。

高频变压器18具有占空度以致它可一半时间接通以及一半时间关断，即使总是有被整流，滤波且被用于对电池再充电的来自变压器的输出。PWM控制器25典型地在60-90％的时间被关断，以及10-40％的时间被接通，且然后被再次关断以实现用于高频充电器的占空度。在10-40％的时间内，PWM控制器25是接通的，开关24开关高频变压器。这提供从高频变压器出来的高电流脉冲通过整流器19到要被充电的电池。

充电电路12中的变压器14和助推电路16中的变压器18输出需要被转换到DC以被电池使用的AC信号。因此，充电电路中的高频充电器的输出通过标准整流器和滤波电容器19，20以提供DC输出。充电电路12中的高频变压器14优选地是相对小的变压器，其能够递送相对低的电流，优选地在大约2和大约30安培之间，以及对应于电池需要的无论哪种的电压，例如大约14.2伏特。开关24对高功率助推电路16中的高频变压器18的开关工作优选地以相似于上面对充电电路12的描述的方式被进行，但是由于它的不同构造，导致从大约30安培到大约500安培的从助推电路输出的电流。

现在转到图3，可包括脉冲使能电路28的电路的实例被描述。在示出的实施例中，脉冲使能电路28结合了PWM控制器23的手动控制。用户因而可控制电池的充电。PWM控制器23具有被施加以基准电压的输入31，空载时间(dead time)控制输入32。空载时间控制输入32基于被施加到空载时间控制输入32的基准电压的百分比来控制来自PWM控制器23的输出34的驱动信号的占空度。例如，当全基准电压被施加到空载时间控制输入32时，PWM控制器23的输出信号的占空度被设置为零，开关22(图1)是关断的，且没有电压被施加到正在充电的电池。当没有电压被施加到空载时间控制输入32时，PWM控制器23的输出信号的占空度被设置为其最大值，且最大的电流被施加给电池。依赖于施加到空载时间控制输入32的基准电压，来自PWM控制器23的输出34的驱动信号的占空度在这两个极端之间变化。

在图3示出的实施例中，计数器电路36和许多晶体管38-41的组合被用于控制被施加到空载时间控制输入32的基准电压的百分比。计数器36优选地是有二极管的低有源器件或者高输出有源十进制计数器，例如4017B CMOS IC。当然在本发明的范围内其他设置是可能的。计数器36的输出每个都被连接到晶体管。用于计数器36的四个输出的四个晶体管38-41在图3示出。所述输出和对应的晶体管的数目可依赖于所用的计数器的类型而变化。每个晶体管可以是BJT或FET类型的。每个晶体管38-41的控制电极通过对应的电阻器42-45连接到计数器36的分离的输出。每个晶体管38-41的主电流路径中的第一电极被耦合到地。每个晶体管38-41的主电流路径中的第二电极被分别耦合到电阻器46-49。电阻器46-49的每个被耦合到PWM控制器23的空载时间控制输入32。电阻器46-49的每个也被耦合到电阻器51，所述电阻器51又被耦合到PWM控制器23的基准电压输入30。

电阻器46-49，关联的晶体管38-41，以及电阻器51形成分压器。基准电压输入30和空载时间控制输入32之间的电压差被电阻器46-49的值控制。例如，每个电阻器46-49可被选择成具有不同的电阻。电阻器46-49上的电压降将相应地改变。因而，施加到空载时间控制输入32的基准电压的百分比依赖于哪个晶体管38-41被接通和其关联电阻器46-49的值而变化。

例如，当计数器36被钟控(clock)时，计数器36的输出之一变成激活的且接通相应的连接到该输出的晶体管38-41。在任何一个时间，晶体管38-41的仅一个可被接通。被接通的晶体管38-41提供从空载时间控制输入32，通过其相应的电阻器46-49到地的电流路径，由此相对于基准电压输入30处的电压来改变空载时间控制输入32处的电压。可替换地，超过一个的晶体管38-41被接通。

开关53，如按钮开关，可被耦合到时钟输入37和被用于钟控计数器36。例如，激励开关一次将计数器36从零输出钟控到第一输出，第二次激励开关将计数器36钟控到第二输出，等等。在计数器36的每个输出变为激活时，与该输出关联的晶体管接通，从而改变空载时间控制输入32处的电压。因而，来自PWM控制器23的驱动信号的占空度可以被手动步进经过各种水平。

图4是根据本发明另一个实施例的电池充电器的框图。图4示出的实施例包括控制电池充电器许多功能的微处理器。电池充电器的一般工作原与先前实施例一样，且不在此详细讨论。

在这个实施例中，微处理器50被耦合到可例如包括FET的开关22，24以及耦合到高频变压器部分8。显示器52也被耦合到处理器50。显示器52被用于显示有关电池充电器的各种诊断和输出信息。接通或者关断电池充电器的用户控制，以及选择器26，30(见图1)和用于以步进模式控制电池充电器工作的按钮开关53(图3)也被耦合到微处理器50。

微处理器50可被编程以进行电池充电器工作所需的基本上所有功能。例如，微处理器50可被编程以控制充电过程。当充电/脉冲选择器30被激励以选择充电模式时，微处理器50接收这个选择并控制电池的充电工作。这可通过使用众所周知的负德尔塔V(negative delta V)或者对本领域技术人员已知的其他充电技术来完成。当充电/脉冲开关30被激励以选择脉冲模式时，微处理器50接收这个选择并且控制电池充电器以进行脱硫过程。微处理器50也可包括定时器，以致电池充电器在预定时间段之后自动关掉。

微处理器50也可监视充电工作。借助以下描述的反馈电路或者其他装置，微处理器50可监视正在从电池充电器被供应给电池的电压和/或电流，以及电池的电压和/或电流，并且可检测短路或者其他故障，如下更详细描述的。电阻分配器(resistive divider)可被用于给微处理器的A/D输入提供电压和电流测量。可见或者可听的故障指示被给出在例如显示器52上。描述故障的滚动消息，代表性代码或者其他消息可被显示。微处理器50也可被编程以控制实际脉冲宽度调制功能。在这个情况下，PWM控制器23和25(图1)可被消除且它们的功能性被结合到微处理器50中。

在进一步的实施例中，图4示出的电路可包括允许高频充电器提供电源56的逻辑设置。该电源56可通过提供在电池充电器上的典型的香烟插头适配器(cigarette plug adapter)而接入。

通过结合图9的设备以实施高频变压器部分8，图1和4示出的实施例可被可替换地实施。图9示出使用单个高频变压器18’来实施两个高频变压器14和18。开关电路22和24被系(tie)到变压器18’的原边的不同抽头(分别为18c’，18b’)。变压器18的导线18a’被耦合到由图1和4的部件2，4和6形成的DC电流源。如所示，开关电路24控制抽头18c’，其对应于实施充电电路12的变压器14的绕组，而开关电路22控制抽头18b’，其对应于实施助推电路16的变压器18的绕组。后者的绕组必须产生提供助推功能所需的高电流输出。整流器和滤波电容器19’代替图1和4的部件19和20。该设备的其他部件如在图1和4中所示。

图4还示出可被提供以防止电池被过度充电的反馈电路。反馈电路确保适当的电流量被供应给电池。光隔离器58被耦合微处理器50和被充电的电池21之间，且给微处理器提供关于电池充电过程的信息。

附加的极性和短路保护电路也可被提供，如图5的实施例所示。图5是电池充电器的部分示意图，仅示出短路和极性保护元件以简化对该实施例的理解。电池充电器的其他元件可被包括，如图1，3和4所示。

在这个实施例中，电池充电器被提供有极性检测电路。仅当极性检测电路检测到电池已被以正确的极性连接到电池充电器时，功率被供应给电池。典型地，电池充电器包括用于分别连接到要被充电的电池21的正端子和负端子的一对夹子60，61。极性检测电路检测夹子60，61的连接的极性，且提供信号给微处理器50。响应于来自极性检测电路的信号，微处理器相应地控制电池充电器的工作以给电池21供应功率或者指示不正确的极性。

在图5示出的实施例中，极性检测电路包括被连接到夹子60，61和微处理器50的光隔离器62。光隔离器包括发光二极管(LED)63和光电晶体管65。当电池21以正确的极性连接时，夹子60被连接到电池21的正端子而夹子61被连接到负端子。LED 63然后被前向偏置且接通光电晶体管65。当光电晶体管65被接通时，它提供逻辑高信号给微处理器50的管脚a4。逻辑高信号向微处理器50指示正确极性连接已被进行。把夹子60连接到电池21的负端子反向偏置LED 63，且没有信号被提供给微处理器50。

响应于逻辑高信号，微处理器50输出控制信号到控制电路以完成电池充电器和电池21之间的连接。这里，控制电路包括被耦合在夹子60，61的一个和充电器电路之间的晶体管72。晶体管72用作开关以把电池21连接到充电器电路。仅当开关72被闭合时，晶体管69将完成电池充电器和电池21之间的连接。晶体管72的断开和闭合通过晶体管69和70来控制。晶体管69的控制电极接收来微处理器的控制信号。当控制信号被接收时，晶体管69接通，这又接通晶体管70。流过晶体管70的电流激励用于晶体管72的控制电极且接通晶体管72，从而完成充电器电路和电池21之间的电路。仅当控制信号被提供给晶体管69时，晶体管72有可能被接通。

一旦正确极性连接已被建立，即使在夹子60，61被从电池21切断之后，晶体管72可保持接通。被切断的夹子因而还是上电的。因此，用于检测夹子处电池的存在的装置可被提供。微处理器50可被编程以检测何时夹子60，61已被切断且作为响应而关断晶体管72。包括电阻器74和76的分压器被提供用于这个目的。分压器划分夹子60，61上的电压且提供该电压的一部分给微处理器50。当夹子被从电池21切断时，夹子60，61上的电压将大大地增加。由分压器提供的电压将也以对应的方式增加。当提供给微处理器50的电压超过被选择的量，例如18伏特时，微处理器50检测到夹子60，61已被切断且立即关断晶体管69和70，由此关断晶体管72。各种电阻器，如电阻器78，可也被包括在该电路中。

根据本发明的另一个实施例，用于检测夹子处电池的存在的装置可检测流过夹子60，61的电流的存在，而不是夹子上的电压或者除了夹子上的电压之外。流过夹子60，61的电流的存在可指示夹子60，61是否被连接到电池。当它们被连接到电池时，电流流过夹子，而当它们不被连接到电池时，没有电流应流过夹子。微处理器50适合于检测流过夹子60，61的电流。当没有电流被检测到时，微处理器50检测到夹子60，61已经被切断且立即关断晶体管69和70，由此关断晶体管72。

用于检测夹子处电池的存在的装置也可被用于检测坏电池或者电压太低以致不能被充电的电池。正常情况下，即使没电的电池也有一些电压，通常3-5伏特。但是，偶而，电池不具有任何电压，因为它被深度地放电以致电池完全没电。如果它无论如何能被充电，这种类型的电池也不能被立即充电。当电池充电器的夹子被连接到这种类型的电池时，好像电池充电器没有被连接到任何什么上一样。因为这种电池的电压极低，微处理器50不能检测夹子上的任何电压。如果企图对该电池充电，故障被显示。如果到电池21没有连接被进行或者不良连接被进行且充电器被激励，则这种类型的故障也将出现。当该故障出现时，微处理器50可被编程以显示给用户的建议：在试图充电之前使电池复原，或者检查夹子是否被连接到电池。

在本发明的另一实施例中，所述微处理器50被编程以确定可从电池21得到的冷起动安培数(cold-cranking amps，CCA)。CCA是当在冷天起动车辆时由电池所施加的功率量。由国际电池委员会(BCI)给出的定义是，在华氏0度时新充满的电池可递送30秒以及维持每单元1.2伏特或者更高的电压的以安培计的放电负载。

在所描述的实施例中，通过将电阻与电池21并联连接而确定CCA。所述电阻应该被连接短时间段以不消耗该电池。在所述电阻的负载下时所述电池的电压被确定。在该负载下，电池的电压越低，电池的CCA越低。所述微处理器被编程以将所测量的电压相关于一CCA值。所述CCA值可以随后被显示给用户。

现在转到图6和7，这里示出了根据本发明的示例性实施例可以用于控制微处理器操作的软件程序的流程图。在所述程序开始时，所述电池充电器被初始化，步骤100-108。所述微处理器检查可以被提供在所述电池充电器上的各种用户控制的状态。这些控制可以包括，例如，充电/脉冲选择器30，助推选择器26，以及任何其他用户控制。在预定时间段例如200微秒过去后，输入控制的状态被检查，以允许控制信号到达所述微处理器。在此初始化过程中以及贯穿该充电过程，所述微处理器可检测所述电池充电器的各种故障。例如，所述电池充电器可以提供有可检测电池温度的温度传感器。如果所述电池温度高于规定温度，微处理器确定所述电池被过热并且关闭所述电池充电器。指示所述过热状况的故障消息也可以被显示在显示器52上。如果感测的温度低于规定的限制，则所述充电过程继续进行。

接着，所述微处理器确定哪个操作模式(充电，脉冲化，助推等)已经被选择，步骤110-112。在图6和7所示的实施例中，说明了用于充电模式和电池调节模式的过程。如果上述可用操作模式中没有一个被选择，则所述过程返回到初始化步骤并且再次检查所述输入控制的状态。

一旦操作模式被选择，该选择可以通过显示器52显示给用户。例如，如果所述电池调节模式已经被选择，该选择通过显示器52显示给用户，步骤114。所述电池调节模式随后开始。定时器被检查以确定电池充电器是否已经在所述电池调节模式中工作了预定的时间段。在此实施例中，检查电池充电器是否已经在所述电池调节模式中工作了24个小时。如果该充电器已经在所述电池调节模式中工作了大于24个小时，则电池调节过程结束并且过程返回到所述初始化步骤102。如果所述电池调节模式已进行了小于24个小时，则电池调节过程继续。所述电池充电器使电池脉冲化以执行所述调节。FET开关22的开关被控制以产生调节脉冲，步骤118-124。例如，所述微处理器可以使所述PWM控制器23能接通和关断所述FET一时间段，大约50微秒。所述PWM控制器23随后被关断，从而禁止所述FET开关22。当所述PWM控制器23关断时，所述FET不被开关。所述PWM控制器23可以保持关断大约1秒。所述过程随后返回到步骤114并且重复直到电池调节操作已经被执行24小时，在该时间所述电池调节过程被完成。

当微处理器检测到所述充电模式已经被选择时，所述过程前进到步骤126。这里，供应到电池21的充电电流通过显示器52显示给用户。所述微处理器检测所述充电过程是否结束。这可通过检查指示所述充电过程结束的标志是否被设置而进行的。如果充电结束标志被设置，则所述充电器被关断，并且充电结束指示器，例如一LED被激励以向用户指示充电结束。此过程随后返回到初始化阶段并且等待通过用户输入的进一步指令，步骤128-132。

如果所述充电结束标志没有被设置，则所述过程前进到步骤134(图7中)，并且检测电池是否被连接到所述充电器。此检查能够防止电流从所述电池充电器被供应，除非电池被连接到所述电池充电器，从而防止潜在的危险情况。上面结合图5讨论的用于检测夹子处电池的存在的装置能够执行此检查。另外，用于检测如上面描述的坏电池或者具有太低的电压以至于不能被充电的电池的过程也可以在这时执行。如果坏电池，低电压电池或者没有电池被检测到，则故障被显示；所述充电器可以随后在步骤136中被禁止，并且所述过程返回到所述初始化阶段。

当检测到电池的连接时，微处理器使PWM控制器23能产生用于FET开关22的驱动信号，步骤138-142。如果所述充电过程已经被启动，这些步骤可以被跳过。接着，确定所述电池充电器工作于容积充电模式或者吸收充电模式。此确定是通过检查吸收阶段标志来进行的。如果所述吸收阶段标志被设置，则所述电池是处于吸收充电模式，并且所述过程根据步骤168来继续进行。如果所述吸收阶段标志没有被设置，则所述电池是仍处于容积充电模式。所述过程随后以步骤146继续进行，以继续容积充电模式并且确定什么时间所述容积充电模式已经被完成。

附加的故障检查可以在此时执行，以确保所述充电操作被正确进行，步骤146-154。所述故障检查也可以在此过程的其他时间执行。所述微处理器可检测各种故障，其中包括短接单元电池，开路单元电池，以及所述充电过程所允许的超时。各种测量装置被提供用于测量所需要的参数并且用于将此信息供应到所述微处理器。

如果所述电池具有短接的单元，则在试图向该电池充电时所述电池电压未必会增加。但是，在确定该电池是否具有短接单元之前充电必须被尝试某个时间段。所述微处理器可被编程以监视电压，电流，以及充电时间以检测短接单元。如果充电速率大于预定电流，所述电池已经被多充电了预定的时间量，并且所述电池的电压低于或者等于预定电压，则短接单元被检测到。例如，如果所述电池的充电速率大于2安培，所述电池已经被充电大于1小时，并且所述电池的电压低于或者等于大约11伏，则所述充电器被关断，并且短接单元故障被指示给用户。

用于检测开路单元电池的过程类似于用于检测短接单元电池的过程。由于开路单元以及其连接器之间的泄露，开路单元电池有某个电压。但是，所述开路单元电池没有能力接受或者递送电流。当所述电池充电器被连接到开路单元电池时，微处理器检测电池充电器的夹子处的电压，但是当充电过程开始时，没有明显的电流被检测到。如果在预定的时间段例如5分钟后没有电流被检测到，开路单元电池被检测到并且显示适当的故障。如果开路单元或者短接单元故障没有被检测到，所述过程前进到步骤156。

如果所述电池已经被充电一延长的时间段，而所述充电过程没有完成，则步骤156确定超时故障。对比于短接单元电池，当充电中电池的电压增加，但是所述电池在预定的时间段内没有被完全充电时，可能有这样的情况。这可发生在例如被以很低的电流速率充电的很大的电池上。100安培小时的电池不能在合理的时间量内以2安培的变化速率来充电。因此，所述充电速率太低以至于不能在合理的时间段内完成充电，并且故障被指示。另外，电池中的另一种类型的事故模式可能导致此同样的情况，也就是说，具有严重内部泄露的电池。

如果在预定的时间段内没有达到预定电压，而要求的电流还在流，则发生超时故障。当符合这些条件时，超时故障被指示在显示器上。例如参见图6的步骤150-156，确定所述电池是否已经被充电超过18小时。如果是这样，则所述电池已经被充电一基本的时间段，并且根据步骤150，所述电池电压没有超过12伏。这样，一故障被检测到并且所述过程前进到步骤152，在该处所述充电器被关断，并且随后到步骤154，在该处一故障被指示。

如果所述电池尚未被充电18小时，所述过程以步骤158继续进行。步骤158使用来自所述电池的反馈来调节驱动所述FET 22的信号的占空度。如果从所述电池充电器提供的实际电流大于或者等于所需要的电流，则所述驱动信号的占空度被降低，步骤160。如果实际电流小于所需要的电流，那么所述驱动信号的占空度被增加，步骤162。

接着，确定所述电池的电压是否大于或者等于一预定电压例如14伏至少一预定的时间段，例如2秒，步骤164。如果所述电池的电压尚未大于或者等于14伏至少2秒，则所述过程返回到初始化阶段。另一方面，如果所述电池的电压已经大于或者等于14伏超过2秒，并且所述电池尚未被充电一预定时间，例如15小时(步骤166)，一故障被指示，并且该过程前进到步骤152和154。否则，该过程前进到步骤200并且用于所述吸收阶段的标志被设置。所述过程随后返回到所述初始化阶段并且再次开始。

如果用于所述吸收阶段的标志已被设置，所述过程从步骤144前进到步骤168。如果所述电池的电压大于或者等于预定的电压例如14伏，则所述驱动信号的占空度被降低。如果所述电压小于14伏，则所述驱动信号的占空度被增加，步骤168-172。接着，确定所述电池的电流是否大于或者等于容积充电电流。如果所述电流大于容积充电电流，则所述驱动信号的占空度被降低，否则不对占空度作出改变，步骤174-176。随后执行一检查，以确定吸收充电模式是否结束。如果所述电池的电压大于或者等于预定的电压例如14伏，并且所述电池已经被充电预定的时间，例如2小时，则所述吸收充电模式结束，并且用于结束充电的标志被设置，步骤178-200。充电过程结束，并且所述过程随后返回到初始化阶段，并且等待进一步的指令。

所述微处理器50亦可以被用于以耗尽电池执行对车辆的交流发电机的测试。当车辆的交流发电机适当地工作时，所述已放电的电池21的电压电平在所述电池跳起动后立刻迅速上升。所述电压的迅速上升可由微处理器50根据该微处理器从光隔离器电路62接收的信号来检测。如果所述电压的迅速上升被检测到，则交流发电机适当工作的消息可以显示在显示器52上。如果没有电压的迅速上升被检测到，那么交流发电机出故障的消息可以被显示在显示器52上。所述电压的迅速上升可以根据所述放电的电池如何被耗尽而变化。所述微处理器应该被编程以考虑此变化。

所述微处理器可检测到的另一故障是过热的充电器。所述充电器可能由于受限制的空气流或者内部事故而变得过热。测量所述充电器的内部温度的温度传感器可被耦合到所述微处理器。当所述微处理器检测到所述电池充电器的内部电子器件的温度太高时，故障被检测到并且被显示在显示器52上。

在本发明进一步的实施例中，电测试所述电池充电器和要充电的电池之间的连接的方法被提供。所述方法使能在可导致火花或者起弧的高电流电平可用之前测试此连接。根据此实施例，比总的可用充电电流小的电流量最初从所述电池充电器被提供。随后确定此较小量的电流是否存在于正在充电的电池处。如果是，则例如以步进的方式或者根据一斜坡函数，从所述电池充电器提供的电流水平被逐渐地增加。从所述电池充电器提供的电流在各种增量处被检查以确定从所述电池充电器提供的电流是否存在于被充电的电池处。如果来自所述电池充电器的电流存在于被充电的电池处，则继续所述电流的增加，直到达到所需要的充电电流。如果在所述电流增加过程中的任意点，来自所述电池充电器的电流不存在于被充电的电池处，则故障可被检测到。当故障被检测到时，来自所述电池充电器的电流能够被减少到不产生火花或者起弧的较低的，较安全的水平。

涉及本发明的该实施例的流程图被示出在图8中。首先，根据步骤202，所述电池充电器被耦合到被充电的电池。所述电池充电器可以具有可用的例如大约6安培的输出电流。最初，一相当低的电流例如0.5安培被从所述电池充电器提供作为测试电流，步骤204。在步骤206中，一测试被执行以检测在被充电的电池处的0.5安培的测试电流的存在。如果所述测试电流没有被检测到，则根据步骤208，一故障被指示，并且所述充电过程可停止。在步骤210中，确定测试电流是否等于所需要的电流。如果是，则所述充电在所需要的充电电流处继续，步骤212。否则所述过程前进到步骤214。在此情况中，所述0.5安培的测试电流的存在于被充电的电池处，并且从所述电池充电器提供的电流被增加到下一水平，例如0.75安培。该过程随后返回到步骤206以检测所述增加的电流。以此方式步进或斜坡上升所述电流，在将可产生火花的高电流提供到所述电池之前检测所述电池充电器和被充电的电池之间的有故障连接。所述微处理器可以被编程以便以此方式操作所述电池充电器。

因此，高频充电器以及操作高频充电器的方法被提供。高频变压器的使用提供了几个优点。例如，只要所述开关频率足够高，不需要用于所述变压器芯的铁。可以使用很轻的物质，例如铁氧体，从而大大地减小已知装置的重量和笨拙。另外，所述变压器的副绕组可以具有小数量的绕组，例如少到如四匝线。相比之下，常规的变压器可能需要超过100匝的线。频率越高，需要的线越少，从而进一步减小了制造所述装置所需的成本。

本说明书中所说明的和所讨论的实施例目的仅在于向那些本领域的技术人员讲述发明人已知的制造和使用本发明的最佳方式。此说明书中没有任何东西应该被看作是对本发明的范围的限制。上面描述的本发明的实施例可以被修改和变化，并且元件可以被添加或者省略，而不脱离本发明的精神，如本领域的技术人员可以从上面的讲述所理解的那样。因此需要理解，在本发明的权利要求和其等效形式的范围内，本发明可以在如具体描述的之外而实施。例如，上面描述的过程可以以不同于上面描述的顺序而执行。

Claims (75)

1.一种高频充电器，包括：

高频变压器装置；

第一开关，其以第一频率开关所述高频变压器装置并且产生用于对电池充电的充电电流；

第二开关，其以第二频率开关所述高频变压器装置并且产生用于跳起动车辆的与充电电流相比相对高的助推电流；以及

选择器开关，用于选择性地激励所述第一开关和所述第二开关的至少一个。

2.如权利要求1所述的充电器，其中所述高频变压器装置包括单个的高频变压器，其具有在其原边的两个分离的抽头，一个抽头由所述第一开关开关并且导致所述充电电流的产生，并且另一个抽头由所述第二开关开关并且导致所述助推电流的产生。

3.如权利要求1所述的充电器，其中所述高频变压器装置包括：

第一高频变压器，用于提供充电电流；以及

第二高频变压器，其与所述第一高频变压器分离，用于提供所述助推电流。

4.如权利要求3所述的充电器，其中所述第一开关开关所述第一高频变压器以及所述第二开关开关所述第二高频变压器。

5.如权利要求1所述的充电器，还包括：

滤波器，其耦合到所述高频变压器装置，用于传递DC电压信号到所述高频变压器装置。

6.如权利要求1所述的充电器，还包括：

至少一个滤波器，其耦合到所述高频变压器装置的输出，用于传递DC电压信号到充电器的输出。

7.如权利要求1所述的充电器，其中至少部分的所述高频变压器装置以及所述第一开关形成充电电路，其中所述充电电路具有充电模式和脉冲模式，并且还包括用于选择性地激励充电模式和脉冲模式之一的装置。

8.如权利要求7所述的充电器，还包括耦合到第一开关的装置，用于交替地使所述第一开关能以第一频率开关高频变压器装置，以及禁止所述第一开关开关所述高频变压器装置。

9.如权利要求1所述的充电器，还包括：

第一控制器，提供驱动信号到所述第一开关；以及

第二控制器，提供驱动信号到所述第二开关。

10.如权利要求9所述的充电器，其中所述选择器开关被耦合到所述第一和第二控制器，用于选择性地激励所述第一和第二控制器的至少一个。

11.如权利要求10所述的充电器，其中至少部分的所述高频变压器装置以及所述第一开关形成充电电路，其中所述充电电路具有充电模式和脉冲模式，并且还包括选择器，其被耦合到第一控制器，用于在充电模式和脉冲模式之间选择。

12.如权利要求11所述的充电器，还包括耦合到所述选择器的使能电路，其在脉冲模式被选择时选择性地以预定速率使能和禁止所述第一控制器。

13.如权利要求9所述的充电器，还包括连接在电池和第一控制器之间的反馈电路，用于根据所述电池的充电参数调节所述驱动信号的占空度。

14.如权利要求1所述的充电器，其中从所述高频变压器装置输出的DC信号具有大约25-300安培的电流。

15.如权利要求1所述的充电器，其中从所述高频变压器装置输出的DC信号具有大约3-35秒的持续时间。

16.如权利要求7所述的充电器，其中在脉冲模式中，所述充电电路的DC输出信号是一系列脉冲。

17.如权利要求16所述的充电器，其中所述系列脉冲具有小于每微秒100伏的上升时间。

18.如权利要求16所述的充电器，其中所述系列脉冲具有大约每秒一个脉冲的频率。

19.如权利要求6所述的充电器，还包括：

一对连接器，耦合到所述至少一个滤波器，并且适合于连接到电池；

至少一个开关，耦合在一个所述连接器与所述至少一个滤波器之间；

极性检测电路，耦合到所述连接器，用于确定所述连接器之间的极性，并且提供表示所述极性的极性信号；以及

微处理器，接收所述极性信号并且产生信号，用于根据所述极性信号断开或者闭合所述至少一个开关。

20.如权利要求19所述的充电器，其中所述极性检测电路包括光隔离器。

21.如权利要求19所述的充电器，其中所述至少一个开关包括晶体管。

22.如权利要求19所述的充电器，还包括用于检测所述连接器从所述电池切断的装置，并且在所述切断被检测时断开所述至少一个开关。

23.如权利要求9所述的充电器，还包括耦合到所述第一控制器的控制电路，用于设置所述第一控制器的输出信号的占空度。

24.如权利要求23所述的充电器，其中所述设置占空度的控制电路包括：

集成电路；以及

至少两个基准电压电路，产生基准电压并且被耦合在所述集成电路和所述第一控制器之间，其中所述集成电路选择性地使能至少一个所述基准电压电路。

25.如权利要求24所述的充电器，其中所述集成电路包括计数器。

26.如权利要求24所述的充电器，其中每个基准电压电路包括开关，其可根据来自所述计数器的输出被断开和闭合。

27.如权利要求24所述的充电器，其中所述设置占空度的控制电路包括分压器网络，划分施加到第一控制器的基准电压输入以及第一控制器的控制输入的电压，其中所述占空度根据施加到所述控制输入的基准电压的百分数而改变。

28.如权利要求1所述的充电器，还包括计算机，用于控制所述第一开关和第二开关的操作。

29.如权利要求28所述的充电器，还包括：

耦合到所述计算机的显示器，用于显示来自所述计算机的输出；以及

耦合到所述计算机的输入装置，用于允许用户选择操作模式。

30.如权利要求28所述的充电器，还包括：

用于检测充电器与电池的接口处的电压和电流的至少一个的装置；以及

用于提供所检测的电压或电流到所述计算机的反馈电路。

31.如权利要求30所述的充电器，其中所述用于检测的装置包括光隔离器，用于当其由充电电流充电时产生表示电池电压的电压。

32.如权利要求1所述的充电器，还包括：

用于检验至少一个故障的装置；以及

用于显示字母数字的故障码的显示器。

33.一种用于高频充电器的控制电路，包括：

脉宽调制控制器，具有基准电压输入，控制输入，以及用于输出控制信号的输出；

开关，接收所述控制信号并且响应于所述控制信号而被接通和关断，所述开关适合于连接到变压器以开关所述变压器；以及

分压器网络，划分施加到基准电压输入以及控制输入的电压，从而使从所述脉宽调制控制器输出的控制信号的占空度根据施加到所述控制输入的基准电压的百分数而改变。

34.如权利要求33所述的控制电路，还包括：

变压器，连接到所述开关并且通过所述开关而接通和关断。

35.如权利要求33所述的控制电路，其中所述分压器网络包括：

第一电阻器，具有连接到所述基准电压输入的第一端子以及连接到所述控制输入的第二端子；以及

第二电阻器，具有连接到所述第一电阻器第二端子的第一端子以及被接地的第二端子。

36.如权利要求33所述的控制电路，其中所述分压器网络包括：

第一电阻器，具有连接到所述基准电压输入的第一端子以及连接到所述控制输入的第二端子；以及

多个第二电阻器，每个具有连接到所述第一电阻器第二端子的第一端子以及被选择性接地的第二端子，其中在任意时间只有一个第二电阻器被选择性地接地。

37.如权利要求36所述的控制电路，还包括开关，用于选择性地将所述第二电阻器连接到地。

38.如权利要求37所述的控制电路，其中所述开关包括用于每个第二电阻器的分离的晶体管，当所述晶体管接通时提供到地的电流路径。

39.如权利要求33所述的控制电路，其中所述分压器网络包括：

第一电阻器，具有连接到所述基准电压输入的第一端子以及连接到所述控制输入的第二端子；以及

多个第二电阻器，每个具有连接到所述第一电阻器第二端子的第一端子以及第二端子，

并且还包括多个晶体管，每个具有连接到第二电阻器之一的第二端子的第一电极，接地的第二电极，以及接收使能信号的第三电极。

40.如权利要求39所述的控制电路，还包括：

集成电路，其具有输出，每个输出被连接到所述第三电极之一，并且向其提供使能信号，在任意时间仅有一个所述输出是激活的。

41.如权利要求40所述的控制电路，其中所述集成电路包括计数器。

42.如权利要求28所述的充电器，其中至少部分的所述高频变压器装置以及所述第一开关形成充电电路，其中所述充电电路具有充电模式和脉冲模式，并且还包括用于选择性地激励充电模式和脉冲模式之一的装置；以及计算机可读信息存储介质，所述计算机可读信息存储介质存储计算机可读程序代码，用于使计算机执行下列步骤：

检测选择的操作模式；以及

当脉冲模式被选择时：

a)以第一时间段产生用于所述第一开关的驱动信号；

b)以第二时间段禁止第一开关；以及

c)返回步骤a)。

43.一种用于对电池充电的高频充电器，包括：

充电电路，包括高频变压器；

开关，以第一频率开关所述高频变压器；

滤波器，耦合到所述高频变压器，用于传递DC电压信号；

用于测量电池的充电速率的装置；

用于确定电池已充电时间量的装置；

用于测量电池电压的装置；以及

用于根据充电速率，充电时间以及电池电压中的至少一个来检测超时故障，短接单元故障，坏电池故障，以及开路单元故障中的至少一个的装置。

44.如权利要求43所述的充电器，其中用于检测的装置至少检测所述超时故障，并且其中当充电速率大于预定电流，电池已经被充电超过预定时间量，以及电池电压大于或者等于预定电压时所述超时故障被检测到。

45.如权利要求43所述的充电器，还包括显示器，其可视地指示所述故障的至少一个。

46.如权利要求44所述的充电器，其中所述预定电流是2安培，所述预定时间是18小时，并且所述预定电压是12伏。

47.如权利要求43所述的充电器，其中用于检测的装置至少检测所述短接单元电池故障，并且其中当充电速率大于预定电流，电池已经被多充电了预定时间量，以及电池电压小于或者等于预定电压时所述短接单元电池故障被检测到。

48.如权利要求47所述的充电器，其中所述预定时间是1小时，并且所述预定电压是11伏。

49.如权利要求43所述的充电器，其中用于检测的装置至少检测所述坏电池故障，并且其中当没有电池电压被用于测量的装置测量到时所述坏电池故障被检测到。

50.如权利要求43所述的充电器，其中用于检测的装置检测所述开路单元电池故障，并且其中当充电电流小于预定电流，电池已经被多充电了预定时间量，以及电池电压大于或者等于预定电压时所述开路单元电池故障被检测到。

51.一种计算机可读信息存储介质，与控制高频充电器的计算机一起使用，所述高频充电器包括充电电路，其包括第一高频变压器；第一开关，以第一频率开关所述第一高频变压器；助推电路，包括第二高频变压器；第二开关，以第二频率开关所述第二高频变压器，以及选择器，用于选择对耗尽电池充电的充电模式和供应助推电流以起动具有所述耗尽电池的车辆的助推模式之一，所述计算机可读信息存储介质存储计算机可读程序代码，以使计算机执行下列步骤：

检测所选择的操作模式；

如果助推模式被选择，则控制所述助推电路以向所述耗尽电池供应助推电流；

在车辆已经起动后检查电压的迅速上升；

如果存在所述电压的迅速上升则指示交流发电机适当地工作；以及

如果不存在所述电压的迅速上升则指示交流发电机不适当地工作。

52.一种计算机可读信息存储介质，与控制高频充电器的计算机一起使用，所述高频充电器包括充电电路，其包括高频变压器；开关，以预定频率开关所述高频变压器，所述计算机可读信息存储介质存储包含软件，其实施减少电池充电器中的起弧的方法，所述方法包括下列步骤：

从所述电池充电器向电池提供低于充电电流的测试电流；

检测在电池处是否存在所述测试电流；

如果在电池处未检测到所述测试电流则指示故障；以及

如果在电池处检测到所述测试电流则将所述测试电流增加一预定量并且返回到所述检测步骤。

53.一种计算机可读信息存储介质，与控制用于对电池充电的高频充电器的计算机一起使用，所述高频充电器包括充电电路，其包括第一高频变压器；第一开关，以第一频率开关所述第一高频变压器；滤波器，耦合到第一高频变压器，用于传递DC电压信号，所述计算机可读信息存储介质存储计算机可读程序代码，以使计算机执行下列步骤：

测量电池的充电速率；

确定电池已充电的时间量；

测量电池电压；以及

根据充电速率，时间量以及电池电压中的至少一个来检测超时故障，短接单元故障，坏电池故障，以及开路单元故障中的至少一个。

54.如权利要求53所述的计算机可读信息存储介质，还包括代码，用于使计算机执行在显示器上可视地指示至少一个所述故障的步骤。

55.如权利要求53所述的计算机可读信息存储介质，还包括代码，用于使计算机执行至少检测超时故障的步骤，并且其中当所述充电速率大于预定电流，所述电池被充电超过预定时间量，以及所述电池电压大于或等于预定电压时所述超时故障被检测到。

56.如权利要求55所述的计算机可读信息存储介质，其中所述预定电流是2安培，所述预定时间是18小时，并且所述预定电压是12伏。

57.如权利要求53所述的计算机可读信息存储介质，还包括代码，用于使计算机执行至少检测短接单元电池故障的步骤，并且其中当所述充电速率大于预定电流，所述电池已被多充电了预定时间量，以及所述电池电压小于或等于预定电压时所述短接单元电池故障被检测到。

58.如权利要求57所述的计算机可读信息存储介质，其中所述预定时间是1小时，并且所述预定电压是11伏。

59.如权利要求53所述的计算机可读信息存储介质，还包括代码，用于使计算机执行下列步骤：

至少检测坏电池故障；

如果没有电池电压被检测到则指示坏电池故障；以及

如果检测到电池电压则继续执行充电操作。

60.如权利要求53所述的计算机可读信息存储介质，还包括代码，用于使计算机执行至少检测开路单元电池故障的步骤，并且其中当所述充电电流小于预定电流，所述电池已被多充电了预定时间量，以及所述电池电压大于或等于预定电压时所述开路单元电池故障被检测到。

61.如权利要求53所述的计算机可读信息存储介质，还包括计算机可读程序代码，用于使计算机执行步骤：如果要充电的电池没有被连接到电池充电器则关断所述电池充电器。

62.一种减少电池充电器中起弧的方法，包括：

从电池充电器到电池提供低于充电电流的测试电流；

检测在电池处是否存在所述测试电流；

如果在电池处没有检测到测试电流则指示故障；以及

如果在电池处检测到所述测试电流则将所述测试电流增加一预定量并且返回到所述检测步骤。

63.如权利要求62所述的方法，还包括如果在电池处没有检测到测试电流则提供比所述测试电流低的电流到电池并且返回到检测步骤。

64.如权利要求62所述的方法，其中所述测试电流根据斜坡函数而增加。

65.如权利要求62所述的方法，其中所述测试电流根据阶梯函数而增加。

66.如权利要求62所述的方法，还包括步骤：使用脉宽调制来控制从电池充电器提供的电流。

67.如权利要求62所述的方法，还包括步骤：确定所述测试电流是否等于所选择的电流，并且如果是，继续以所选择的电流充电，否则返回到所述检测步骤。

68.一种用于对电池充电的高频充电器，包括：

充电电路，包括高频变压器；

开关，以第一频率开关所述高频变压器；

滤波器，耦合到所述高频变压器，用于传递DC电压信号；

用于与电池并联而耦合电阻的装置；

用于在电池被耦合到所述电阻时测量所述电池电压的装置；以及

用于将所测量的电压相关于CCA值的装置。

69.如权利要求68所述的充电器，还包括显示器，并且其中所述CCA被可视地指示在所述显示器上。

70.一种计算机可读信息存储介质，与控制用于对电池充电的高频充电器的计算机一起使用，所述高频充电器包括充电电路，其包括高频变压器；开关，以第一频率开关所述高频变压器；滤波器，耦合到所述高频变压器，用于传递DC电压信号，其中电阻与所述电池并联而耦合，所述计算机可读信息存储介质存储计算机可读程序代码，以使计算机执行下列步骤：

当电池被耦合到所述电阻时测量所述电池的电压；以及

将所测量的电压相关于CCA值。

71.一种高频助推器电路，用于助推车辆，包括：

高频变压器装置；

开关，以给定频率开关所述高频变压器；以及

滤波器，用于传递来源于所述高频变压器的输出的DC信号。

72.如权利要求71所述的高频助推器电路，还包括：

用于执行故障检测的装置；以及

字母数字显示器，用于显示故障代码。

73.如权利要求71所述的高频助推器电路，还包括：

用于在车辆已经起动后检查电压的迅速上升的装置；以及

如果电压的这种迅速上升被检测到则提供所述车辆的交流发电机适当地工作的指示，并且如果没有检测到电压的迅速上升则提供所述车辆的交流发电机不适当地工作的指示的装置。

74.如权利要求73所述的高频助推器电路，还包括：

计算机，用于控制所述高频助推器电路；以及

计算机可读介质，具有软件，所述计算机可读介质被耦合以由所述计算机读取，其中

所述软件的第一部分实施用于检查的装置的至少一部分；以及

所述软件的第二部分实施用于提供指示的装置的至少一部分。

75.如权利要求71所述的高频助推器电路，还包括：

脉宽调制控制器，用于控制所述开关。

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