DE102004039042A1 - Elektrisches Gerät, wie ein Batterieladegerät - Google Patents

Elektrisches Gerät, wie ein Batterieladegerät Download PDF

Info

Publication number
DE102004039042A1
DE102004039042A1 DE102004039042A DE102004039042A DE102004039042A1 DE 102004039042 A1 DE102004039042 A1 DE 102004039042A1 DE 102004039042 A DE102004039042 A DE 102004039042A DE 102004039042 A DE102004039042 A DE 102004039042A DE 102004039042 A1 DE102004039042 A1 DE 102004039042A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit
power
battery
storage device
power storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004039042A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Mukwonago Crisp
Kevin Lomira Glasgow
Joseph Brookfield Willhide
Glen C. New Berlin Spence
George L. New Berlin Santana jun.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Milwaukee Electric Tool Corp
Original Assignee
Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Milwaukee Electric Tool Corp filed Critical Milwaukee Electric Tool Corp
Publication of DE102004039042A1 publication Critical patent/DE102004039042A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00038—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange using passive battery identification means, e.g. resistors or capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00038—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange using passive battery identification means, e.g. resistors or capacitors
    • H02J7/00041—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange using passive battery identification means, e.g. resistors or capacitors in response to measured battery parameters, e.g. voltage, current or temperature profile
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/40—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries adapted for charging from various sources, e.g. AC, DC or multivoltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S320/00—Electricity: battery or capacitor charging or discharging
    • Y10S320/12—Precharging analysis, e.g. determining presence of battery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Ein elektrisches Gerät, wie ein Batterieladegerät, ein Verfahren für das Betreiben eines elektrischen Geräts, ein Verfahren für das Laden einer Batterie und ein Softwareprogramm für das Betreiben des elektrischen Geräts und/oder des Batterieladegeräts werden beschrieben. In einigen Aspekten kann das Batterieladegerät verschiedene Typen von Batterien laden und kann mit alternativen Quellen einer Wechselspannungsleistung oder alternativen Quellen einer Gleichspannungsleistung arbeiten. Die Batterieladeschaltung wird auch nicht arbeiten, wenn die Leistungsquelle oder die Batterie oder die Leistungsschaltvorrichtung oder die Steuervorrichtung (die die Mikrosteuerung einschließt) eine Fehlfunktion aufweist. Zusätzlich ermöglicht in der Batterieladeschaltung die Batterie, die geladen wird, den Betrieb der Batterieladeschaltung.

Description

  • VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der früher eingereichten, parallelen nicht vorläufigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 10/228, die am 26. August 2002 eingereicht wurde, die die Priorität der nicht vorläufigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/672,620, die am 29. September 2000 eingereicht wurde, die nun das US-Patent Nr. 6,456,035 darstellt, beansprucht, die die Priorität der nicht vorläufigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/374,558, die am 13. August 1999 eingereicht wurde, und die nun das US-Patent Nr. 6,222,343 darstellt, beansprucht, die die Priorität der vorläufigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 60/096,524, die am 14. August 1998 eingereicht wurde, beansprucht, wobei die gesamte Offenbarung jeder Anmeldung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Batterieladegerät, und insbesondere auf ein elektrisches Gerät und eine zugehörige elektrische Schaltung.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein elektrisches Gerät, wie ein typisches Batterieladegerät, umfasst eine elektrische Schaltung, wie eine Batterieladeschaltung, die mit einer Leistungsquelle verbindbar ist. Die Batterieladeschaltung ist mit einer aufladbare Batterie verbindbar und sie ist betreibbar, um die Batterie zu laden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einigen existierenden Batterieladegeräten arbeitet die Batterieladeschaltung nicht kontinuierlich bei verschiedenen Quellen der Wechselspannungsleistung.
  • In einigen existierenden Batterieladegeräten liefert die Batterieladeschaltung keinen Ladestrom an die Batterien, der so effizient wie möglich ist.
  • Einige existierende Batterieladegeräte können nicht sowohl Nickel-Cadmium-Batterien (NiCd) als auch Nickel-Metall-Hydrid-Batterien (NiMH) laden.
  • Um beide Typen der Nickel-Batterien zu laden, erfordern einige existierende Batterieladegeräte spezielle Identifikationskomponenten.
  • In existierenden Batterieladegeräten schaltet die Batterieladeschaltung nicht ab, wenn die Komponenten der Batterieladeschaltung ausfallen oder eine Fehlfunktion aufweisen. Insbesondere verwenden einige andere existierende Batterieladegeräte Topologien, bei denen die Ladekomponenten und die Steuerkomponenten getrennt sind. In solchen existierenden Batterieladegeräten könnte ein einziger Fehler auf der gedruckten Leiterplatte oder der Batterie zu einer ungesteuerten Ladung und somit zu einer Überladung führen.
  • Bei existierenden elektrischen Geräten, wie Batterieladegeräten, ist eine getrennte Niederspannungsversorgung erforder lich, um die elektrische Schaltung, beispielsweise die Batterieladeschaltung, zu steuern.
  • Bei einigen existierenden Batterieladegeräten sind mehrere getrennte Komponenten und Schaltungen notwendig, um die geforderten Funktionen des Batterieladegeräts durchzuführen, was die Kosten und die Komplexität des Batterieladegeräts erhöht.
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein elektrisches Gerät, wie ein Batterieladegerät, das ein oder mehrere unabhängige Probleme mit existierenden elektrischen Geräten und/oder mit existierenden Batterieladegeräten lindert. In einigen Aspekten liefert die Erfindung allgemein ein Batterieladegerät für das Laden unterschiedlicher Typen von Batterien, das außerdem fähig ist, mit wechselnden Quellen von Wechselspannung oder wechselnden Quellen von Gleichspannung zu arbeiten. In einigen Aspekten liefert die Erfindung allgemein auch eine elektrische Schaltung, wie eine Batterieladeschaltung, die nicht arbeitet, wenn die Leistungsquelle oder die Leistungsspeichervorrichtung, wie eine Batterie, oder die Leistungsschaltvorrichtung oder die Steuervorrichtung (die die Mikrosteuerung einschließt) eine Fehlfunktion aufweist.
  • Zusätzlich liefert in einigen Aspekten die Erfindung im allgemeinen eine elektrische Schaltung, wie eine Batterieladeschaltung, in der eine Leistungsspeichervorrichtung, wie ein Batterie, die geladen wird, die Schaltung freigibt, und in einigen Konstruktion den Betrieb einer Mikrosteuerung aktiviert oder initiiert und/oder diese mit Leistung versorgt. In solchen Konstruktionen arbeitet die elektrische Schaltung (beispielsweise die Batterieladeschaltung) sogar, wenn beispielsweise die Leistungsspeichervorrichtung relativ wenig Leistung an die Mikrosteuerung liefert (beispielsweise befin det sich die zu ladende Batterie in einem niedrig geladenen oder entladenen Zustand).
  • In einem Aspekt liefert die Erfindung ein Batterieladegerät, das allgemein eine Batterieladeschaltung, die elektrisch mit einer Leistungsquelle und einer Batterie verbindbar ist, und die betreibbar ist, um die Batterie zu laden, wobei die Schaltung eine Leistungsschaltvorrichtung einschließt, die betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle zu liefern, um die Batterie zu laden, und eine Steuervorrichtung für das Betreiben der Schaltung umfasst, wobei die Steuervorrichtung elektrisch mit der Schaltung verbunden ist und ein Steuersignal an die Leistungsschaltvorrichtung liefert, um die Leistungsschaltvorrichtung, die Leistungsquelle und die Batterie zu steuern, wobei die Leistungsschaltvorrichtung und die Steuervorrichtung durch die Schaltung elektrisch verbindbar sind, so dass wenn die Leistungsquelle oder die Batterie oder die Leistungsschaltvorrichtung oder die Steuervorrichtung eine Fehlfunktion aufweist, die Schaltung nicht arbeitet, um die Batterie zu laden. Vorzugsweise verbindet die Schaltung die Leistungsquelle, die Batterie, die Leistungsschaltvorrichtung und die Steuervorrichtung in Serie elektrisch miteinander.
  • In einem anderen Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren für das Laden einer Batterie, wobei das Verfahren allgemein die Schritte des Vorsehens des Batterieladegeräts, des Verbindens des Batterieladegeräts mit der Leistungsquelle, des Verbindens der Batterie mit dem Batterieladegerät, des elektrischen Verbindens der Leistungsquelle, der Batterie, der Leistungsschaltvorrichtung und der Mikrosteuerung, so dass, wenn die Batterie mit der Schaltung verbunden ist, wenn die Leistungsquelle oder die Batterie oder die Leistungsschaltvorrichtung oder die Mikrosteuerung eine Fehlfunktion aufweist, die Schaltung nicht arbeiten wird, um die Batterie zu laden, des Ladens der Batterie, des Überwachens der Schaltung, um zu bestimmen, ob die Leistungsquelle oder die Batterie oder die Leistungsschaltvorrichtung oder die Mikrosteuerung eine Fehlfunktion aufweist, und wenn die Leistungsquelle oder die Batterie oder die Leistungsschaltvorrichtung oder die Mikrosteuerung eine Fehlfunktion aufweist, des Verhinderns, dass die Schaltung die Batterie lädt. Vorzugsweise umfasst der Schritt des elektrischen Verbindens der Leistungsquelle, der Batterie, der Leistungsschaltvorrichtung und der Mikrosteuerung das elektrische Verbinden der Leistungsquelle, der Batterie, der Leistungsschaltvorrichtung und der Steuervorrichtung in Serie.
  • In einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung ein Batterieladegerät, dass allgemein eine Batterieladeschaltung, die mit einer Leistungsquelle und einer Batterie verbindbar ist und das betreibbar ist, um die Batterie zu laden, und eine Mikrosteuerung, die elektrisch mit der Schaltung verbunden ist, um die Schaltung zu betreiben, umfasst.
  • In einem anderen Aspekt liefert die Erfindung ein elektrisches Gerät, wie ein Batterieladegerät, dass allgemein eine elektrische Schaltung umfasst, wie beispielsweise eine Batterieladeschaltung, die betreibbar ist, um eine Leistungsspeichervorrichtung, wie eine Batterie, mit Leistung zu versorgen, wenn die Batterie mit der Schaltung verbunden ist, wobei die Leistungsspeichervorrichtung die Schaltung frei schaltet. Das elektrische Gerät kann eine Mikrosteuerung einschließen, und die Leistungsspeichervorrichtung kann den Betrieb der Mikrosteuerung frei schalten, aktivieren oder initiieren und/oder diese mit Leistung versorgen, um die Schaltung frei zu schalten.
  • In einem nochmals anderen Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren für das Betreiben eines elektrischen Geräts, wie eines Batterieladegeräts, wobei das Verfahren im allgemein die folgenden Schritte umfasst: Das Vorsehen einer Leistungsspeichervorrichtung, wie einer Batterie, das Verbinden der Leistungsspeichervorrichtung mit der elektrischen Schaltung, wie der Batterieladeschaltung, und das Aktivieren der Mikrosteuerung mit der Leistungsspeichervorrichtung. Der Schritt des Aktivierens kann das Liefern von Leistung von der Leistungsspeichervorrichtung an die Mikrosteuerung, um die Mikrosteuerung zu aktivieren, einschließen.
  • In einem anderen Aspekt liefert die Erfindung allgemein ein Softwareprogramm für das Betreiben eines elektrischen Geräts, wie eines Batterieladegeräts.
  • In einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung wird das Batterieladegerät kontinuierlich mit wechselnden Quellen einer Wechselspannungsleistung, wie Drehstromgeneratoren, Generatoren, Invertern und Schweißgeräten, arbeiten.
  • In einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung liefert die Batterieladeschaltung so effektiv wie möglich einen Ladestrom an die Batterien.
  • In einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann das Batterieladegerät beide Typen von Batterien mit auf Nickel basierenden chemischen Zusammensetzungen in demselben Ladegerät laden.
  • In einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann das Batterieladegerät beiden Typen von Batterien mit auf Nickel basierenden chemischen Zusammensetzungen ohne irgend spezielle Identifikationsschemata und/oder elektronische Komponenten laden.
  • In einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung sind die Leistungsversorgung, die Leistungsschaltvorrichtung, die Leistungsspeichervorrichtung und die Mikrosteuerung in einer Schaltung so miteinander verbunden, dass wenn irgend eine dieser Komponenten eine Fehlfunktion aufweist, die elektrische Schaltung nicht arbeitet und/oder sich abschaltet (beispielsweise wird die Batterieladeschaltung nicht arbeiten, um die Batterie zu laden).
  • In einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung führt die Leistungsspeichervorrichtung, wie die zu ladende Batterie, eine Aktivierung durch (liefert beispielsweise Leistung an die Niederspannungsversorgung), um die elektrische Schaltung (beispielsweise die Batterieladeschaltung) frei zu schalten.
  • In einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung umfasst die Mikrosteuerung integrierte Komponenten, die viele der geforderten Funktionen des Batterieladegeräts durchführen, was die Kosten und die Komplexität des Batterieladegeräts reduziert.
  • Unabhängige Merkmale und unabhängige Vorteile der Erfindung werden für Fachleute beim Durchschauen der folgenden detaillierten Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen deutlich.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Geräts, wie eines Batterieladegeräts, das Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert.
  • 2 ist ein Blockdiagramm des Batterieladegeräts und einer Batterieladeschaltung.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm von Abschnitten der Batterieladeschaltung, die in 2 dargestellt ist.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm einer alternativen Konstruktion der in 2 dargestellten Batterieladeschaltung.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm einer alternativen Konstruktion der in 2 dargestellten Batterieladeschaltung.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm einer alternativen Konstruktion einer Batterieladeschaltung, die durch eine Gleichspannungsquelle mit Leistung versorgt wird.
  • 7 ist eine vergrößerte Ansicht von in den 3 und 4 dargestellten Komponenten.
  • 8 bis 10 sind schematische Diagramme alternativer Konstruktionen eines elektrischen Geräts, das Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert.
  • Bevor zumindest. eine Ausführungsform der Erfindung im Detail erläutert wird, sollte verständlich sein, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Details der Konstruktion und die Anordnung der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung angegeben oder in den Zeichnungen dargestellt sind, beschränkt ist. Die Erfindung kann andere Ausführungsformen annehmen und sie kann auf verschiedenen Wegen in die Praxis umgesetzt oder ausgeführt werden. Es sollte auch verständlich sein, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie für die Beschreibung dienen soll und nicht als einschränkend betrachtet werden darf. Die Verwendung der Ausdrücke "einschließen" und "umfassen" und Variationen davon sollen alle Gegenstände, die nachfolgend aufgelistet werden, als auch Äquivalente und zusätzliche Gegenstände umfassen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Ein elektrisches Gerät, wie ein Batterieladegerät 10, das Aspekte der Erfindung verkörpert, ist in 1, in einem Blockdiagramm in 2 und schematisch in 3 dargestellt. Das Batterieladegerät 10 ist mit jedem Typ einer (nicht gezeigten) Wechselspannungsquelle, wie einem Drehstromgenerator, einem Generator, einem Inverter, einem Schweißgerät etc., verbindbar, um eine Batterie 14 zu laden. Die Batterie 14 kann jede Spannung, beispielsweise von 9,6 Volt (oder niedriger) bis zu 24 Volt (oder höher) aufweisen und sie kann von jedem Batterietyp sein. In der dargestellten Konstruktion ist die Batterie 14 eine Nickel-Cadmium-Batterie (NiCd), eine Nickel-Metall-Hydrid-Batterie (NiMH) oder eine Lithium-Batterie (Li). Das Batterieladegerät 10 umfasst ein Gehäuse 16, das die Batterie 14 trägt, und eine elektrische Schaltung, wie eine Batterieladeschaltung 18, die mit der Leistungsquelle und der Batterie verbindbar ist und die in der dargestellten Konstruktion betreibbar ist, um die Batterie 14 zu laden.
  • Die Batterieladeschaltung 18 umfasst eine EMI-Filterschaltung 22 (Kondensator C6, Spule L2), die elektrisches Rauschen der Eingangsleistungsquelle während des Betriebs des Batterieladegeräts 10 heraus filtert. Die Batterieladeschaltung 18 umfasst weiter einen Brückengleichrichter 26 (Dioden D1 bis D4), die den Wechselstrom (AC) und die Spannung, die durch die EMI-Filterschaltung 22 hindurch gehen, gleichrichtet oder in Gleichstrom und eine Spannung, die für das Erzeugen des Ladestroms für die Batterie 14 erforderlich ist, umwandelt. Ein Eingangsfilter 30 (Kondensator C1) filtert oder glättet die Gleichspannung (Welligkeit), die durch die Wechselstrom-Gleichstrom-Gleichrichterfunktion des Brückengleichrichters 26 geschaffen wird.
  • Die Batterieladeschaltung 18 umfasst auch einen "Kompensationsregler (buck regulator)". Der Kompensationsregler umfasst eine Leistungsschaltvorrichtung 34 (das ist ein MOSFET-Transistor Q1), einen Gleichrichter (Diode D7), eine Spule (L1) und die Batterie 14, die geladen wird. Im allgemeinen ist die Leistungsschaltvorrichtung 34 elektrisch mit dem Eingangsfilter 30 verbunden und funktioniert als ein mechanischer An-Aus-Schalter, nur unter elektronischer Steuerung. Es sollte verständlich sein, dass in anderen (nicht gezeigten) Konstruktionen eine andere elektronische Schaltkomponente, wie beispielsweise ein Relais oder ein SCR-Schalter oder ein mechanischer Schalter, in der Leistungsschaltvorrichtung 34 eingeschlossen sein könnten.
  • Der Gleichrichter (D7) "läuft frei (free wheels)" oder leitet und komplettiert die Schaltung, wenn die Leistungsschaltvorrichtung 34 abschaltet. Die Leistungsschaltvorrichtung 34 legt Strom und Spannung an die Spule (L1) an oder schaltet diese ab. Die Spule (L1) weist magnetische Eigenschaften auf, die zusammen mit den Kapazitätseigenschaften der Batterie 14 wirken, um während der Zeit, zu der die Leistungsschaltvorrichtung 34 ausgeschaltet ist, Energie zu speichern.
  • Die Batterieladeschaltung 18 umfasst auch eine Strommessvergleichsschaltung 46 (Widerstände R18, R17, Kondensator C10, Widerstand R19, Kondensatoren C16, C9, Widerstände R16, R15), um den Batterieladestrom zu messen und Information an eine Mikrosteuerung (U1) zu liefern. Die Mikrosteuerung (U1) ist eine programmierbare, integrierte Komponente, die viele Funktionen des Batterieladegeräts 10 festlegt und steuert. Die Mikrosteuerung (U1) überwacht den Status der Batterie 14 vor, während und nach dem Laden und überwacht und steuert den Betrieb der Batterieladeschaltung 18 durch das Ausgeben eines Steuersignals an den Kompensationsregler vor, während und nach dem Laden.
  • Die Batterieladeschaltung 18 umfasst auch eine Batterietrennungsschaltung 54 (Widerstände R4, R5, Transistor Q7, Widerstände R30, R31, Transistor Q8), die die Batterieladesteuerschaltung ausschaltet, wenn das Batterieladegerät 10 ausgesteckt ist oder wenn die Netzspannung zu niedrig ist. Eine Überspannungsabschaltschaltung 58 (Transistor Q6, Widerstand R13, Transistor Q3, Kondensator C21) schaltet die Leistungsschaltvorrichtung 34 aus, wenn ein Überspannungszustand am Ausgang der Spule (L1) existiert.
  • Die Leistungsquelle, die Batterie 14, die Leistungsschaltvorrichtung 34 und die Mikrosteuerung (U1) werden durch die Batterieladeschaltung 18 elektrisch verbunden, so dass wenn die Batterie 14 mit der Batterieladeschaltung 18 verbunden ist, wenn die Leistungsquelle, die Batterie 14, die Leistungsschaltvorrichtung 34 oder die Mikrosteuerung (U1) eine Fehlfunktion aufweist, die Batterieladeschaltung 18 nicht arbeiten wird, um die Batterie 14 zu laden.
  • Die Batterieladeschaltung 18 umfasst auch eine Niederspannungsversorgungsschaltung 62 (Widerstand R29, Kondensator C5, Spannungsregler VR1, Kondensatoren C8, C12), die eine Niederspannungsversorgung herabsetzt, reguliert und liefert, um die Steuerschaltungen und insbesondere die Mikrosteuerung (U1) mit Leistung zu versorgen. Eine Spannungsverdreifacherschaltung 66 (Widerstände R7, R8, Kondensatoren C2, C3, C4, Dioden D8, D9, D10) schafft eine Niederspannungsleistungsversorgung, die von der Mikrosteuerung (U1) abhängt. Die Spannungsverdreifacherschaltung 66 liefert Leistung an eine Schalteransteuerschaltung 70 (MOSFET-Ansteuerung U2, Diode D6, Konden sator C7, Diode D5, Widerstand R3, Dioden D12, D13, Widerstand R6). Die Schalteransteuerschaltung 70 gibt beim Empfang eines Steuersignals von der Mikrosteuerung (U1) ein Ansteuersignal aus, um die Leistungsschaltvorrichtung 34 an oder aus zu schalten. Die Schalteransteuerschaltung 70 transformiert und konditioniert das Steuersignal von der Mikrosteuerung (U1) auch auf den für die Leistungsschaltvorrichtung 34 erforderlichen Zustand und Pegel.
  • Eine Thermistormessschaltung 74 (Widerstände R22, R23, R32, Transistor Q9) liefert eine Vorrichtung für das Identifizieren des Typs der Batterie 14 (das ist NiCd oder NiMH), die mit der Batterieladeschaltung 18 verbunden ist. Die Thermistormessschaltung 74 misst und konditioniert das Thermistorsignal von einer NiCd-Batterie oder einer NiMH-Batterie für ein Anlegen (als Identifikationssignal) an die Mikrosteuerung (U1). Eine Batteriespannung-A/D-Schaltung 78 (Widerstand R27, Transistor Q5, Widerstände R24, R25, Kondensator C14, Widerstand R11) arbeitet mit der Mikrosteuerung (U1) zusammen, um eine Spannungsumwandlungsfunktion zu liefern. Dieses Umwandlungsverfahren ist notwendig, um die Spannung der Batterie 14 vor und während des Ladezyklus präzise zu messen. Die Batteriespannung-A/D-Schaltung 78 ist elektrisch mit der Batterie 14 verbunden. Eine Nutzerschnittstellenschaltung 82 (Leuchtdiode LED, Widerstand R1) liefert dem Nutzer eine Rückkopplung über den Status des Batterieladegeräts 10 und des Batterieladeverfahrens.
  • Die folgenden Abschnitte beschreiben die Funktionen der einzelnen Schaltungsblöcke. Jeder Block stellt eine Schaltungsfunktion dar. Man betrachte das Blockdiagramm der 2 und das schematische Diagramm der 3 für eine Information über die Orte der Blöcke und ihre gegenseitige Verbindung.
  • EMI-Filter, Brückengleichrichter, Eingangsfilterschaltungen
  • Der EMI-Filter 22 (Kondensator C6, Spule L2), der Brückengleichrichter 26 (Dioden D1 bis D4) und der Eingangsfilter 30 (Kondensator C1) liefern einen Standardweg für das Umwandeln einer Wechselnetzspannung an eine "Gleichsspannungsbus"-Spannung, die als ein Eingangssignal für den Kompensationsregler (die Leistungsschaltvorrichtung 34, der Gleichrichter (Diode D7), die Spule (L1) und die Batterie 14) verwendet wird.
  • Leistungsschalter, Gleichrichter, Spule, Strommessvergleichsschaltungen
  • Wenn die Leistungsschaltvorrichtung 34 (das ist der MOSFET-Transistor Q1) angeschaltet wird, so wird Strom vom "Gleichspannungsbus" zur Batterie 14 durch die Spule (L1) geliefert. Die Spule (L1) errichtet eine Anstiegszeit und bei einem vorbestimmten Spitzenpegel wird die Leistungsschaltvorrichtung 34 abgeschaltet. Im Moment, an dem die Leistungsschaltvorrichtung 34 abgeschaltet wird, leitet der Gleichrichter (Diode D7) oder "läuft frei", und liefert den geschlossenen Kreis, der aus dem Gleichrichter (Diode D7), der Spule (L1) und der Batterie 14 besteht. Dies ermöglicht es der Spule (L1), ihre gespeicherte Energie in die Batterie 14 zu entladen. Der Strom nimmt auf einen vorbestimmten minimalen Pegel ab, wobei an diesem Punkt die Leistungsschaltvorrichtung 34 wieder angeschaltet und der Ladezyklus wiederholt wird.
  • Die An/Aus-Pegel des Stroms werden durch die Hysteresesteuerung der Strommessvergleichsschaltung 46 (Widerstände R18, R17, Kondensator C10, Widerstand R19, Kondensatoren C16, C9, Widerstände R16, R15) bestimmt. Die Mikrosteuerung (U1) enthält eine integrierte Vergleichsschaltung, die verwendet wird, um diese Funktion zusammen mit den anderen Schaltungs komponenten durchzuführen. Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung wird in der Mikrosteuerung (U1) "getort (gated)", um eine Steuerung und Überwachung der Leistungsschaltung (EMI-Filter 22, Brückengleichrichter 26, Eingangsfilter 30, Leistungsschaltvorrichtung 34, Spule (L1), Gleichrichter (Diode D7)) zu ermöglichen. Die Mikrosteuerung (U1) steuert die Leistungsschaltung, um eine Schaltungseinschaltverzögerung, eine Schaltungsabschaltung für die Batteriespannung und eine Temperaturmessung und eine Ladebeendigung zu implementieren. Die Leistungsschaltungsüberwachung wird auch durch die Mikrosteuerung (U1) durchgeführt, um eine korrekte Anschaltzeit und Frequenz der Leistungsschaltvorrichtung 34 zu überprüfen. Das getorte Signal der Vergleichsschaltung liegt in Form einer konstant variierenden Pulsfolge vor, die dazu dient, die Anschaltzeit der Leistungsschaltvorrichtung 34 zu regeln, die wiederum den Ladestrom regelt.
  • Spannungsverdreifacherschaltung
  • Die Komponenten der Schaltung 66 (Widerstände R7, R8, Kondensatoren C2, C3, C4, Dioden D8, D9, D10) funktionieren als ein Spannungsverdreifacher. Dies wird erzielt, indem zwei getrennte komplementäre Ausgangssignale von der Mikrosteuerung (U1), die bei einem festen Tastverhältnis von 50% und einer festen Frequenz arbeitet, empfangen werden. Die Spannungsverdreifacherschaltung 66 schafft eine Niederspannungsleistungsversorgung mit einem ausreichenden Pegel, der von der Mikrosteuerung (U1) abhängt. Diese Leistungsversorgung wird verwendet, um die heiße Seite der MOSFET-Ansteuerschaltung (Schalteransteuerschaltung 70) mit Energie zu versorgen. Die komplementären Rechteckwellensignale mit einer Gleichspannung von 5 Volt von der Mikrosteuerung (U1) sind als ein Ergebnis dieser Verdreifacherschaltung, die einen Gleichspannungspegel von 13 Volt (eine Gleichspannung von 15 Volt minus drei Span nungsabfälle über den Dioden D8 bis D10) liefert, kapazitiv gekoppelt.
  • Dieses Verfahren liefert ein stabile Art des Fehlerschutzes. Die Software steuert die Rechteckwellenausgangssignale mit fester Frequenz. Wenn aus irgend einem Grund die Mikrosteuerung (U1) eine Fehlfunktion aufweist, einen Defekt zeigt oder sich aufhängt und verursacht, dass das Softwareprogramm im Ablauf anhält oder fehlerhaft abläuft, würden die Rechteckwellen stoppen oder variieren (kein Tastzyklus von 50%) und die Verdreifacherausgangsspannung (die man am Kondensator C4 sieht) würde sinken und unter einen Spannungsschwellwert, der von der MOSFET-Ansteuerung (U2) bestimmt wird, fallen, um somit die Leistungsschaltvorrichtung 34 und den Ladestrom abzuschalten. Dieses Spannungsverdreifachungsverfahren stützt sich nur auf eine laufende Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 50% und ist somit auch frequenzabhängig. Wenn die Mikrosteuerung (U1) mit einer schnelleren Taktrate läuft, würde die Spannungsverdreifacherschaltung 66 auch einen Abfall aufweisen und ein Abschalten bewirken. Zusätzlich kann die Spannungsverdreifacherschaltung 66 nur eine gewisse Menge an Leistung liefern. Wenn die MOSFET-Schaltansteuerung (U2) bei einer zu hohen Frequenz arbeitet oder eine zu lange Anschaltzeit aufweist, würde der Verdreifacherpegel (den man am Kondensator C4 sieht) abfallen, und wiederum würde die Leistungsschaltvorrichtung 34 ausgeschaltet und der Ladestrom würde abgeschaltet.
  • Schalteransteuerschaltung
  • Die Spannungsverdreifacherschaltung 66 liefert Leistung an die Schalteransteuerschaltung 70 auf der heißen Seite der MOSFET-Ansteuerschaltung 70 (MOSFET-Ansteuerung U2, Diode D6, Kondensator C7, Diode D5, Widerstände R3, R10, R14, Dioden D12, D13, Widerstand R6). Die Schalteransteuerschaltung 70 der heißen Seite liefert die benötigte Gatespannung für die Leistungsschaltvorrichtung 34. Diese Spannung muss um ungefähr eine Gleichspannung von 10 Volt höher als die "Gleichspannungsbusspannung", die man an der Spule (L1) sieht, sein. Somit wird die Gatespannung der Leistungsschaltvorrichtung 34 auf die Gleichspannung an der Spule (L1) um den Wert von 10 Volt hinauf gesetzt. Dies ermöglicht es, dass die Leistungsschaltvorrichtung 34 vollständig angereichert oder angeschaltet wird.
  • Die MOSFET-Ansteuerung (U2) weist ihre eigene Ladungspumpfunktion auf, um die Aufgabe des Ergreifens der Spannungsverdreifacherspannung und ihr Aufstapeln auf die "Gleichspannungsbusspannung" zu erzielen (Diode D6, Kondensator C7). Die MOSFET-Ansteuerung (U2) weist auch einen Unterspannungs- und Überstromschutz und ein Fehlerausgangssignal, das an die Mikrosteuerung (U1) zurück gegeben wird, auf. Die Widerstände (R3, R10) legen die Anstiegs- und Abfallzeit der Leistungsschaltvorrichtung 34 fest, um zu helfen, Schaltverluste zu steuern. Der Widerstand (R6) ist ein Strommesswiderstand, der einen zusätzlichen MOSFET-Schutz liefert (das ist eine schlechte Qualität der Leistung, Spannungsstöße etc.).
  • Niederspannungsversorgungsschaltung
  • Die Niederspannungsversorgungsschaltung 62 (Widerstand R29, Kondensator C5, Spannungsregler VR1, Kondensatoren C8, C20) liefert eine geregelte Gleichspannungsleistung von 5 Volt an die Mikrosteuerung (U1) und an externe Steuerschaltungen (die Strommessvergleichsschaltung 46, die Batterietrennungsschaltung 54, die Niederspannungsversorgungsschaltung 62, die Spannungsverdreifacherschaltung 66, die Schalteransteuerschaltung 70, die Thermistormessschaltung 74, die Batte riespannungs-A/D-Schaltung 78 und die Nutzerschnittstelle 82). Die Leistung, die an den Eingang der Niederspannungsversorgungsschaltung 62 geliefert wird, wird durch die zu ladende Batterie 14 geliefert.
  • Batterietrennungsschaltung
  • Die Batterietrennungsschaltung 54 (Widerstände R4, R5, Transistor Q7, Widerstände R30, R31, Transistor Q8) trennen die Batterieladesteuerschaltung (die Mikrosteuerung (U1) und die externe Steuerschaltung), wenn das Batterieladegerät 10 ausgesteckt wird, oder wenn die Netzspannung zu niedrig ist. Dies verhindert, dass die Batterie 14 entladen wird, wenn sie im Batterieladegerät 10 belassen wird und die Netzwechselspannung auf null abfällt oder wenn das Batterieladegerät 10 ausgesteckt wird. Zusätzlich zieht das Batterieladegerät 10 nur Milliwatt an Leistung aus dem Wechselspannungseingang, wenn keine Batterie mit dem Batterieladegerät 10 verbunden ist.
  • Überspannungsabschaltschaltung
  • Die Überspannungsabschaltschaltung 58 (Transistor Q6, Widerstand R13, Transistor Q3, Kondensator C21) schaltet die Leistungsschaltvorrichtung 34 aus, wenn ein Überspannungszustand auf dem Ausgang der Spule (L1) existiert. Die Überspannungsabschaltschaltung 58 ist mit der Schalteransteuerschaltung 70 elektrisch verbunden. Ein Überspannungszustand kann auftreten, wenn eine Batterie 14 aus der Batterieladeschaltung 18 während des Ladens entfernt wird und/oder während eines Fehlerzustands. Die Überspannungsabschaltschaltung 58 schaltet die Leistungsschaltvorrichtung 34 mittels der Schalteransteu erschaltung 70 ab, indem sie das Steuersignal von der Mikrosteuerung (U1) "abklemmt (clamping off)".
  • Mikrosteuerung
  • Die Funktion der Mikrosteuerung (U1) besteht darin, als "Herz" des Batterieladegeräts 10 zu dienen. Die Mikrosteuerung (U1) ist programmierbar und arbeitet, um fünf Hauptfunktionen zu liefern: Identifizieren der Batterie 14 vor dem Laden, Überwachen und Steuern der Leistungsschaltung und des Ladestroms, der an die Batterie 14 angelegt wird, Bestimmen der Spannung der Batterie 14 während des Ladens, Bestimmen der Temperatur der Batterie 14 vor, während und nach dem Laden, und Signalisieren des Ladezustands des Batterieladegeräts an den Nutzer.
  • Es sollte verständlich sein, dass in anderen (nicht gezeigten Konstruktionen die Funktionen, die durch die Mikrosteuerung (U1) durchgeführt werden, durch getrennte elektronische Komponenten und Schaltungen durchgeführt werden können.
  • Batteriespannungs-A/D-Schaltung
  • Die Batteriespannungs-A/D-Schaltung 78 (Widerstand R27, Transistor Q5, Widerstände R24, R25, Kondensator C14, Mikrosteuerung U1, Widerstand R11) wandelt die analoge Batteriespannung in eine digitale Darstellung um, damit diese durch die Mikrosteuerung (U1) verarbeitet werden kann. Sie basiert auf einer Doppelflanken-Analog-Digital-Wandler-Technik, bei der ein Kondensator (C14) für eine feste Zeitdauer von einer bekannten Spannungsreferenz geladen wird (Integration) und dann auf dieselbe bekannte Spannungsreferenz entladen wird (De-Integration). Die Zeit, die der Kondensator (C14) für eine Entla dung auf die Referenzspannung benötigt, wird durch die Mikrosteuerung (U1) gemessen und in eine Batteriespannung umgewandelt.
  • Thermistormessschaltung
  • Die Thermistormessschaltung 74 (Widerstände R22, R23, R32, Transistor Q9) bedingt und liefert die Möglichkeit, eine Spannungsquelle, die notwendig ist, um den Thermistorwiderstand der NiCd- und NiMH-Batterie zu messen, anzulegen und zu entfernen. Durch die Tatsache, dass die NiCd- und NiMH-Batterien unterschiedliche Thermistorwiderstandswerte aufweisen, ist der Spannungsabfall, der über dem Thermistor geschaffen wird, wenn die Spannungsquelle an die Batterie 14 angelegt wird, unterschiedlich. Der Spannungsabfall wird durch den sich auf der Karte des Mikrosteuerung (U1) befindlichen A/D-Wandler gemessen, und das Ergebnis wird mit berechneten Werten, die in der Mikrosteuerung (U1) gespeichert sind, verglichen. Das Ergebnis der Vergleiche führt zur Fähigkeit, den chemischen Aufbau der Batterie (NiCd oder NiMH), die Temperatur der Batterie 14 und ob der Thermistor offen oder kurz geschlossen ist, zu bestimmen.
  • Nutzerschnittstelle
  • Die Nutzerschnittstelle 82 (Leuchtdiode LED, Widerstand R1) signalisiert dem Nutzer den Ladezustand des Batterieladegeräts 10. Die Nutzerschnittstelle 82 liegt in Form einer Leuchtdiodeneinrichtung (LED) vor. Die Zustände der LED sind "Aus", "An" und "Blinkend". Die LED ist "Aus" wenn keine Batterie vorhanden ist, wenn das Batterieladegerät 10 für ein Laden bereit ist, wenn das Laden beendet ist oder während einer Erhaltungsladung. Die LED ist "An" während des Ladens.
  • Die LED "blinkt", wenn die Batterie 14 zu warm oder zu kalt für ein Laden ist.
  • Schaltungsbetrieb
  • Wenn eine Batterie 14 eingeschoben wird und das Batterieladegerät eingesteckt wird, so gestaltet sich der Betrieb folgendermaßen:
    Die Batterie 14 wird in das Batterieladegerät 14 eingeschoben. Der Spannungsregler (VR1) und seine zugehörige Schaltung schalten ein und liefern eine geregelte Gleichspannung von 5 Volt an die Mikrosteuerung (U1). Die Mikrosteuerung (U1) initiiert eine Anlaufsequenz. Nach einer Verzögerung pumpt sich die Spannungsverdreifacherschaltung 66 auf ihren Stationärpegel von ungefähr 13 Volt Gleichspannung hoch, was bewirkt, dass die MOSFET-Steuerung (U2) aus dem Unterspannungssperrzustand heraus kommt. Die Mikrosteuerung (U1) tort die Ladestromvergleichsschaltung "an", und es wird ein Gleichspannungssignal von 5 Volt (vordere Flanke) an die MOSFET-Ansteuerung (U2) geliefert, die wiederum ein 12 Volt Signal vom Gate zur Source an die Leistungsschaltvorrichtung 34 (das ist der MOSFET-Transistor Q1) liefert. Die Leistungsschaltvorrichtung 34 schaltet ein und beginnt mit dem Stromfluss durch die Spule (L1) in die Batterie 14.
  • Während des Anlaufens identifiziert die Thermistormessschaltung 74 den Typ der Batterie 14 (das ist NiCd oder NiMH), die mit der Batterieladeschaltung 18 verbunden ist, basierend auf dem Thermistorwert der Batterie 14. Die Thermistormessschaltung 74 liefert das Batterietypidentifikationssignal an die Mikrosteuerung (U1), so dass die Mikrosteuerung (U1) die Batterieladeschaltung 18 steuern kann, um die Batterie 14 in einer passenden Art für den gegebenen Batterietyp zu laden.
  • Die Strommessvergleichsschaltung 46 überwacht die Strompegel und schaltet die Leistungsschaltvorrichtung 34 entsprechend an und aus, um somit den Strom zu regulieren. Während der ausgeschalteten Zeiten füllt die Spannungsverdreifachungsschaltung 66 den Kondensator (C4) wieder auf oder lädt diesen, um die notwendigen Spannungspegel hoch zu halten. Die Mikrosteuerung (U1) überwacht die Spannung und die Temperatur der Batterie 14, um das Ladeverfahren zu passender Zeit (am Beendigungspunkt) für den Typ der Batterie 14 (das ist NiCd oder NiMH) zu beenden.
  • Wenn die Batterie 14 aus dem Batterieladegerät 10 entfernt wird, wird die Überspannungsabschaltschaltung 58 sofort die Leistungsschaltvorrichtung 34 ausschalten, um zu verhindern, dass eine hohe Spannung am Ausgang erscheint. Ein Widerstand (R29) und ein Kondensator (C5) am Eingang der Niederspannungsversorgungsschaltung 62 dienen dazu, den Spannungsregler (VR1) der Niederspannungsversorgungsschaltung 62 während eines solchen Zustands zu schützen.
  • Ein unabhängiges Merkmal des Batterieladegeräts 10 besteht darin, dass die Steuer- und Messschaltungen über die Mikrosteuerung (U1) in Serie mit der Batterieladeschaltung 18 liegen. Wie oben diskutiert wurde, verwenden einige existierende Batterieladegeräte Topologien, bei denen die Lade- und Steuerkomponenten getrennt sind. In solchen existierenden Ladegeräten könnte ein einzige Fehler auf der gedruckten Leiterplatte oder der Batterie zu einer ungesteuerten Ladung und somit einer Überladung führen.
  • Wenn das Batterieladegerät 10 nicht im Gebrauch aber "eingesteckt" (mit der Leistungsquelle verbunden) ist, so ist es im wesentlichen ausgeschaltet und wird nicht mit Leistung versorgt. Es besteht keine Möglichkeit, dass die Mikrosteuerung (U1) beschädigt wird oder sich aufhängt (das ist durch eine schlechte Qualität der Leistung (Spannungsspitzen und/oder Spannungsstöße)), während sie an der Wechselspannungsversorgung angeschlossen ist. Das ergibt sich daraus, da die Steuerschaltung und die Mikrosteuerung (U1) Leistung von der Batterie 14 erhalten, und keine Batterie vorhanden ist. Die Steuerschaltung, die die Mikrosteuerung (U1) einschließt, ist aus und von jeglicher Leistungsversorgung getrennt.
  • Wenn Spannung an die Eingangsleistungsquelle angelegt wird, so wird die Batterieladeschaltung 18 inaktiv bleiben und nur einige Milliwatt Leistung aus der Wechselnetzspannungsleistungsquelle ziehen, es sei denn, dass eine Batterie 14 mit der Batterieladeschaltung 18 verbunden ist. Wenn die Batterie 14 am Gleichspannungsausgang befestigt wird, beginnt die Batterieladeschaltung 18 zu arbeiten. Da die Batterieladeschaltung 18 inaktiv bleibt, bis die Batterie 14 angeschlossen wird, ist die Batterieladeschaltung 18 sehr effizient, sogar dann, wenn das Batterieladegerät 10 unbeaufsichtigt an der Netzwechselspannungsleitung angeschlossen bleibt und nicht verwendet wird, um eine Batterie 14 zu laden.
  • Die Batterieladeschaltung 18 wird aktiv, wenn die Batterie 14 befestigt wird, da die Batterie 14 als eine Leistungsquelle für die Steuerschaltung, die die Mikrosteuerung (U1) einschließt, verwendet wird. Die Batterie 14 versorgt die Niederspannungsversorgungsschaltung 62 mit Leistung, die wiederum die Mikrosteuerung (U1) mit Leistung versorgt. Wenn die Mikrosteuerung (U1) aktiv wird, so prüft und/oder konditioniert die Mikrosteuerung (U1) die Batterie 14 über die Batteriespannungs-A/D-Schaltung 78 und die Thermistormessschaltung 74, bevor sie das Laden der Batterie 14 verhindert oder mit diesem beginnt. Wenn das Laden beginnt, signalisiert die Mikrosteuerung (U1) der Schalteransteuerschaltung 70 damit zu beginnen, die Leistungsschaltvorrichtung 34 an und aus zu schalten, um einen Ladestrom über den Kompensationsregler (die Leistungsschaltvorrichtung 34, der Gleichrichter (Diode D7), die Spule (L1) und die Batterie 14) zu schaffen. Wenn die Mikrosteuerung (U1) kein Signal an die Schalteransteuerschaltung 70 gibt, so bleiben die Batterieladeschaltung 18 und die Leistungsschaltvorrichtung 34 inaktiv. Da die An/Aus-Signale von der Mikrosteuerung (U1) verwendet werden, um Leistung für die Schalteransteuerschaltung 70 zu erzeugen, so kann, wenn die Schalteransteuerschaltung 70 keine Leistung hat, die Leistungsschaltvorrichtung 34 sich nicht anschalten.
  • 4 zeigt eine andere Konstruktion eines Batterieladegeräts 10', das eine Batterieladeschaltung (18') einschließt. Gemeinsame Elemente werden durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet. Die Batterieladeschaltung 18' ist ähnlich der oben beschriebenen Batterieladeschaltung 18, mit folgenden Unterschieden:
    • (1) die Batterieladeschaltung 18' umfasst nicht den Kondensator (C12);
    • (2) die Überspannungsabschaltschaltung 58' umfasst nicht den Kondensator (C21);
    • (3) die Schalteransteuerschaltung 70' umfasst nicht die Widerstände (R10 und R14) und den Kondensator (C13); und
    • (4) die Thermistormessschaltung 74' umfasst die TEMPERATURMESSUNG#2.
  • Der Betrieb der Batterieladeschaltung 18' ist ähnlich dem Betrieb, wie er oben für die Batterieladeschaltung 18 beschrieben wurde.
  • 5 zeigt nochmals eine andere Konstruktion, die Aspekte der Erfindung verkörpert. In dieser Konstruktion arbeitet das Batterieladegerät 10'' sogar dann, wenn eine tief entladene Batterie 14 in das Batterieladegerät 10'' eingeschoben wird. Beispielsweise arbeite das Batterieladegerät 10'', wenn die Anfangsspannung der Batterie 14 mindestens 0,5 Volt beträgt.
  • Bei der in 5 gezeigten Konstruktion umfasst die Spannungsverdreifacherschaltung 66' weiter einen Widerstand R20, der elektrisch mit dem Eingangsfilter 30 verbunden ist, und eine Zenerdiode D14, die elektrisch über dem Kondensator C4 angeschlossen ist. Die Verbindung, die durch den Widerstand R20 geschaffen wird, ermöglicht es Strom vom Eingangsfilter 30 zur Spannungsverdreifachungsschaltung 66' zu fließen und ermöglicht es somit, dass Leistung von der Wechselspannungsquelle den Kondensator C4 lädt. Die Zenerdiode D14 hält oder kappt die Spannung über dem Kondensator C4 auf der Zenerdioden-Durchbruchspannung (beispielsweise 15 Volt). Die gekappte Spannung ist die Spannung, die erforderlich ist, um die MOSFET-Ansteuerung U2 der Schalteransteuerschaltung 70 zu betreiben. Durch die Leistung, die vom Eingangsfilter 30 geliefert wird, hängt die Spannung des Leistungssignals, das vom Spannungsverdreifacher 66' geliefert wird, nicht von der Ausgangsspannung der Mikrosteuerung U1 ab. Somit ist die Spannungsverdreifachungsschaltung 66' nicht ein wirklicher Spannungsverdreifacher sondern ein Spannungsregler oder eine Spannungssteuerung.
  • Im Betrieb, wenn eine Batterie 14 in das Batterieladegerät 10 eingeschoben wird, schalten der Spannungsregler und die zugehörige Schaltung ein und erzeugen ein reguliertes Vcc-Signal. Das Vcc-Signal versorgt den Mikroprozessor U1 mit Leistung oder aktiviert diesen oder initiiert dessen Betrieb in einer Weise ähnlich der, die oben für die früheren Konstruktionen beschrieben wurde. In der dargestellten Konstruktion wird die Mikrosteuerung U1 arbeiten, wenn die Spannung von der Niederspannungsleistungsversorgung 62 (das ist Vcc) ausreichend ist, um die Mikrosteuerung U1 mit Leistung zu versorgen. Beispielsweise sind, wenn die Mikrosteuerung U1 minimal drei Volt für das Arbeiten benötigt, nur drei Volt Vcc erforderlich, um die Mikrosteuerung U1 mit Leistung zu versorgen, und somit benötigt die Batterie 14 nur eine Spannung von drei Volt, um die Batterieladeschaltung 18'' zu betreiben. Sogar wenn weiter die Mikrosteuerung U1 eine Minimum von einem Volt für den Betrieb benötigt, ist nur ein Vcc von einem Volt erforderlich, um die Mikrosteuerung U1 mit Leistung zu versorgen, und somit benötigt die Batterie 14 nur eine Spannung von einem Volt, um die Batterieladeschaltung 18'' zu betreiben.
  • Es ist jedoch eine Spannung größer als die Mikrosteuerungsspannung Vcc erforderlich, um die MOSFET-Ansteuerung U2 zu betreiben oder anzusteuern. Das Ausgangssignal der Mikrosteuerung U1 wird an die Spannungsverdreifachungsschaltung 66' für das Steuern des Spannungsverdreifachers 66' gelegt, wie das oben in anderen Konstruktionen diskutiert wurde. Aber im Gegensatz zum Batterieladegerät 10 oder 10' wird eine zusätzlich Leistung vom Eingangsfilter 30 an den Kondensator C4 geliefert, und der Spannungsverdreifacher 66' erzeugt die notwendige Leistung oder das notwendige Spannungssignal, um die Schalteransteuerung 70 zu betreiben. Somit wird, sogar wenn sich die Batterie 14 in einem tief entladenen Zustand befindet (beispielsweise eine Spannung von nur einem Volt aufweist), so lange die Batterie 14 genügend Spannung aufweist, um die Mikrosteuerung U1 mit Leistung zu versorgen, das Batterieladegerät 10'' die Batterie 14 laden.
  • Ein anderes Batterieladegerät 10''', das Aspekte der Erfindung verkörpert, ist schematisch in 6 gezeigt. Das Batterieladegerät 10''' ist mit jedem Typ einer (nicht gezeigten) Gleichspannungsquelle oder Versorgung, die eine Fahrzeuggleichspannungsquelle (beispielsweise durch eine Buchse eines Zigarettenanzünders) einschließt, verbindbar. Das Batterieladegerät 10''' lädt eine Batterie 14, die jede Spannung, beispielsweise von 9,6 Volt (oder niedriger) bis 24 Volt (oder höher) aufweisen kann, und bei der es sich um einen beliebigen Batterietyp handeln kann. Ähnlich wie beim Batterieladegerät 10 ist das Batterieladegerät 10''' so gestaltet, dass sowohl eine Gleichspannungsleistungsquelle oder Eingangsspannung Vin' als auch eine Batterie 14 vorhanden sein müssen, um mit dem Laden zu beginnen. Dies hält den Stromverbrauch niedrig, wenn das Ladegerät 10''' eingesteckt ist und keine Batterie vorhanden ist. Es gewährleistet auch, dass die Mikrosteuerung U1' (die unten diskutiert wird) beim Anlauf jedes Mal, wenn eine Batterie eingeschoben wird, zurückgesetzt wird.
  • Bei der in 6 gezeigten Konstruktion umfasst die Batterieladeschaltung 18''' im allgemeinen eine Eingangsschaltung 100' (Diode D1', Kondensator C1' und einen Varistor Z1'), eine Verstärkerschaltung 105' (Widerstände R1', R2', R6', R7', R8', R9', R31', R32', R33', R38', R39', R40' und R44', Kondensatoren C2', C3', C4', C11', C21', C22', C23' und C24', eine Spule L1', eine Diode D2', eine Zenerdiode Z4', Feldeffekttransistoren Q1' und Q10', Transistoren Q11', Q12' und Q13' und eine Ansteuerung U2'), eine Kompensationsschaltung 110' (Transistor Q2', Dioden D3' und D4' und eine Spule L2'), eine Stromregelschaltung 115' (Widerstände R15', R16', R17', R18' und R19' und Kondensatoren C9' und C10'), eine Leistungsversorgungsschaltung 120' (Widerstände R4', R5', R28', R29' und R30', Kondensatoren C7', C8' und C12', Transistoren Q7' und Q8', einen Spannungsregler VR1' und eine Zenerdiode Z2'), eine Batterie-A/D-Schaltung 125' (Widerstände R24', R25' und R27', Kondensatoren C14 und C16', ein Transistor Q5' und eine Diode D8'), eine Thermistormessschaltung 130' (Widerstände R22', R23', R26', R35' und R36' und ein Transistor Q9'), eine Ladesteuerschaltung 135' (Widerstände R10', R12', R13', R14, R20' und R34', Kondensatoren C5', C13' und C15', Transistoren Q3', Q4' und Q6', Dioden D5', D6' und D7' und eine Zenerdiode Z3'), und eine Mikrosteuerungsschaltung 135' (Widerstände R11', R21', R42' und R43', Kondensatoren C18', C19', C20' und C25', eine Mikrosteuerung U1' und eine LED1).
  • Die folgenden Abschnitte beschreiben die Funktionen der einzelnen Schaltungsblöcke. Jeder Block stellt eine Schaltungsfunktion dar. Man betrachte das schematische Diagramm der 6 für eine Information über die Orte der Blöcke und ihre gegenseitige Verbindung.
  • Eingangsschaltung
  • Die Eingangsschaltung umfasst die Diode D1', den Kondensator C1', den Varistor Z1' und eine mit einer Sicherung versehene (nicht gezeigte) Anschlussleitung. Die Diode D1' verhindert, dass Energie, die von der Verstärkungsschaltung 105' erzeugt wird, zur Gleichspannungsleistungsquelle (beispielsweise einer Fahrzeugbatterie) fließt, und sie verhindert, dass das Batteriesystem Energie weg von C1' zieht. Strom von der Gleichspannungsquelle mit der Spannung Vin+ fließt durch die Diode D1' in den Kondensator C1'. Der Kondensator C1' lädt sich auf eine Spannung (von beispielsweise ungefähr 0,4 Volt) unter dem Pegel der Spannung Vin+. Der Kondensator C1' hilft, die großen Ströme, die von der Verstärkungsschaltung 105' gefordert werden, wenn die Transistoren Q1' und Q10' angeschaltet werden, zu liefern. Der Kondensator C1' ist vorzugsweise ein Kondensator mit einem niedrigen ESR (effektiven Reihenverlustwiderstand) für einen stark welligen Strom (low ESR, high ripple current capacitor), der im Hinblick auf eine niedrige Temperaturerhöhung während eines hohen Lade/Entlade-Betriebs ausgewählt wurde. Der Varistor Z1' absorbiert jegliche Spannungsspitzen, die am Eingang der Gleichspannungsleistungsversorgung erzeugt werden mögen. Die Anschlussleitung umfasst einen Fahrzeugadapterstecker, eine Sicherung und ein SPT-2-Kabel. Die Sicherung schützt das elektrische System des Fahrzeugs im Falle eines Kurschlusses am Eingang des Ladegeräts.
  • In einer Konstruktion ist der Eingang des Ladegeräts am Stecker der konfektionierten Anschlussleitung abgesichert, um eine Beschädigung des elektrischen Systems des Fahrzeugs zu verhindern, und um jegliche Einrichtung außerhalb des Steckers, wie das Ladegerät und die Anschlussleitung, zu schützen. Damit ein Kurzschluss am Ausgang auftritt, muss zuerst ein anderes Bauteil in der Schaltung, wie Q2', ausfallen.
  • Verstärkungsschaltung
  • Für die Verstärkungsschaltung 105' steuert die Ansteuerung U2' die Leitung der Transistoren Q1' und Q10', um die gewünschte Spannung an den Kondensatoren C4' und C11' aufrecht zu halten. Einen Teil der Spannung am Kondensator C4' kann man an der Ansteuerung U2' über einem Spannungsteiler (Widerstände R7' und R9') sehen. Die Spannung, die man an der Ansteuerung U2' sieht, wird mit einer inneren Referenzspannung verglichen. Die Ansteuerung U2' schaltet die Transistoren zyklisch mit einer Frequenz, die durch den Widerstand R6' und den Kondensator C3' festgelegt wird, an. Die Frequenz dieser Zyklen wird vorzugsweise so festgesetzt, dass sie größer als das Zweifache der maximale Ladefrequenz ist, um die Interferenz oder das Rauschen in der Schaltung zu reduzieren. Die Ansteuerung U2' hält die Transistoren Q1' und Q10' in jedem Zyklus am Ausgang lange genug im angeschalteten Zustand, um die Spannung des Kondensators C auf dem gewünschten Pegel zu halten. Der Regler U2' weist eine interne Abschaltung auf, die die Vorrichtung sperrt, wenn sich das Gleichspannungseingangssignal unterhalb einer erforderlichen Spannung für das Aufrechthalten der Ladeleistung (beispielsweise neun Volt) befindet.
  • Wenn die Transistoren Q1' und Q10' leiten, so fließt Strom von der Eingangsschaltung durch die Spule L1' und die Transistoren Q1' und Q10'. Die Energie wird im Magnetfeld der Spule L1' gespeichert. Wenn die Transistoren in jedem Zyklus abschalten, wird das meiste dieser Energie über die Diode D2' an die Kondensatoren C4' und C11' abgegeben. Die Transistoren Q1' und Q10' werden parallel verwendet, um ihre internen Temperaturen auf einem kühleren Wert zu halten.
  • Die Strombetriebsart des Verstärkungswandlers (boost converter) kann durch das Hinzufügen einer Steilheitskompensationsschaltung (slope compensation circuit), die den Transistor Q11', den Kondensator C22' und die Widerstände R38' und R39' einschließt, und durch das Erhöhen des Werts des Strommesswiderstands R1' durch das Hinzufügen des Widerstands R44' in Serie verbessert werden. Die Steilheitskompensationsschaltung gibt einen Teil der Spannung, die auf den Schwingkreiskondensator C3' ausgeübt wird, in den Strommesseingang des Reglers U2' (Stift 3). Das Eingangssignal hilft, die Transistoren Q1' und Q10' zu zwingen, bei einer Frequenz zu schalten, die durch den Widerstand R6' und den Kondensator C3' bestimmt wird. Je größer die Strommesswiderstände R1' und R44' sind, desto mehr Ladungsstrom der Spule L1' ist erforderlich, um in die Ansteuerung U2' eingeführt zu werden, was bessere Einstellungen des Tastverhältnisses von Zyklus zu Zyklus ermöglicht. Das Hinzufügen des Kondensators C21' verlangsamt die Antwort des Strommesseingangs, was die Wirkungen des Rauschens in der Schaltung reduziert.
  • Die zwei Speicherkondensatoren C4' und C11' sind vorzugsweise Kondensatoren mit niedrigem ESR und für stark welligen Strom geeignet, um den Ladestrom an die Kompensationsschaltung 110' zu liefern. Zwei Kondensatoren werden verwendet, um die Geeignetheit für einen Wellenstrom zu verbessern und die inne ren Temperaturen niedriger zu halten. Natürlich kann eine beliebige Anzahl von Kondensatoren verwenden werden.
  • Die Widerstände R40' und R41' und die Transistoren Q12' und Q13' halten die Verstärkungsschaltung 105' zu jeder Zeit ausgeschaltet, bis die Mikrosteuerung U1' es der Schaltung 18''' ermöglicht, zu arbeiten, indem die Mikrosteuerung U1' auf hohen Pegel gesetzt wird (Stift 18). Dies hält den Strom, der von der Gleichspannungsversorgung gezogen wird, auf einem minimalen Wert, es sei denn, dass eine Batterie eingeschoben wird.
  • Die Erdebenen in der Schaltungen sind so gestaltet, dass alle Erdniveaus der Verstärkerschaltung am Anschluss J2' (Vin-) zusammengezogen sind. Zusätzlich kann sich die Erde des hohen Verstärkungsstroms getrennt von der Erde der Ansteuerung U2' befinden.
  • Kompensationsschaltung
  • Die Kompensationsschaltung 110' liefert Energie an die zu ladende Batterie. Wenn der Transistor Q2' angeschaltet wird, so fließt Strom von den Kondensatoren C4' oder C11' durch den Transistor Q2' durch die Spule L2' und die Diode D4' zur Batterie 14. Es baut sich ein magnetisches Feld in der Spule L2' auf und dieses speichert Energie. Wenn der Transistor Q2' ausgeschaltet wird, so wird diese Energie in die Batterie 14 freigegeben, mit einem Strom, der von der Spule L2' zur Batterie 14 und der Diode D2' fließt. Der Transistor Q2' wird mit einer Frequenz geschaltet, die durch die (unten diskutierte) Stromregelschaltung bestimmt wird. Die Diode D4' verhindert, dass die Batterie 14 die Batterieschaltung 18''' mit Energie versorgt, wenn die Gleichspannungsleistungsquelle entfernt wird.
  • Die Batterieschaltung 18''' ist so gestaltet, dass der Transistor Q2' durch die Mikrosteuerung U1' angesteuert wird. Wenn die Batterie 14 entfernt wird, so verliert die Mikrosteuerung U1' die Leistung, und der Transistor Q2' wird in der ausgeschalteten Stellung gehalten. Die Erden der Kompensationsschaltung 110' und der Ladesteuerschaltung 135' sind gemeinsam und von anderen Erden getrennt. Auch der Ladestrom durch den Widerstand R15' geht durch diese Erde hindurch. Diese Erde ist mit den anderen Erden bei J2' verbunden.
  • Stromregelschaltung
  • Bei der Stromregelschaltung 115' wird, wenn ein Ladestrom durch die Batterie 14 fließt, eine Spannung über dem Widerstand R15' entwickelt. Eine interne Vergleichsschaltung der Mikrosteuerung U1' verwendet diese Spannung, um den Ladestrom an oder aus zu schalten. Die Spannung über dem Widerstand R15' wird durch den Widerstand R16' und den Kondensator C9' gefiltert. Die Referenzpegel und die Rückkopplungspegel der Vergleichsschaltung werden durch die Widerstände R17', R18' und R19' festgelegt. Der Kondensator C10' filtert die Referenzspannung, die sich über dem Widerstand R17' entwickelt.
  • Leistungsversorgungsschaltung
  • Die Leistungsversorgungsschaltung 120' wird durch die Gleichspannungsquelle Vin' angesteuert. Die sich beim Laden befindliche Batterie 14 muss auch für das Batterieladegerät 10''' vorhanden sein, damit dieses arbeiten kann. Wenn eine Batterie 14 eingeschoben wird, leitet der Transistor Q7', was wiederum bewirkt, dass der Transistor Q8' leitet. Strom vom Gleichspannungseingang versorgt den Spannungsregler VR1', der die geregelte Spannung Vcc (beispielsweise fünf Volt) liefert. Der Transistor Q7' ermöglicht es der Schaltung zu arbeiten, wenn die Batteriespannung größer als eine niedrige Spannung (ungefähr zwei Volt aber sogar herunter bis mindestens ungefähr 0,5 Volt) und größer als ein niedriger Strom (ungefähr 800 Mikroampere) ist. Dies ermöglicht es, dass tief entladene Batterien geladen werden. Zusätzlich ist der Transistor Q7' gestaltet, nur ein Milliampere bis zwei Milliampere von einer geladenen Batterie, die in einem nicht an Leistung angeschlossenen Ladegerät belassen wird, zu ziehen.
  • Batterie-A/D-Schaltung
  • Bei der Batterie-A/D-Schaltung 125' wird die Batteriespannung unter Verwendung des A/D-Eingangs der Mikrosteuerung und der Schaltung, die durch die Widerstände R24' und R25', den Kondensator C14 und den Transistor Q5' gebildet wird, gemessen. Wenn die Batteriespannung gemessen wird, so wird der Betrieb des Ladegeräts unterbrochen, um eine genauere Messung zu ermöglichen. Der Kondensator C14 kann sich über die Widerstände R24' und R25' bis zu einem gewissen Pegel laden, und er wird dann durch den Widerstand R25' und den Transistor Q5' entladen. Das Vergleichen der Lade- und Entladeraten des Kondensators C14 erlaut eine bessere Auflösung der tatsächlichen Batteriespannung. Die Diode D5' wird verwendet, um die Mikrosteuerung U1' gegenüber einer hohen Spannung zu schützen, indem der Kondensator C14 (beispielsweise auf ungefähr 5,5 Volt) festgeklemmt wird.
  • Thermistormessschaltung
  • Bei der Thermistormessschaltung 130' werden Temperaturmessungen für die Batterie 14 unter Verwendung der Thermistormessschaltung 130' gemacht. Wenn die Mikrosteuerung U1' aus dem Rücksetzzustand kommt, so wird die Spannung zwischen den Anschlüssen J5' und J6' gemessen. Die Ergebnisse zeigen an, ob eine NiCd-Batterie oder eine NiMH-Batterie eingeschoben ist oder ob die Thermistorverbindung offen ist. Die Temperatur der Batterie 14 wird aus der Spannung am Stift J5' gefolgert. Die Spannung wird durch den Spannungsteiler aus dem Widerstand R22' und dem Thermistor (für NiCd-Batteriesätze) oder dem Widerstand R23' und dem Thermistor (für NiMH-Batteriesätze) erzeugt.
  • Ladesteuerschaltung
  • Die Ladesteuerschaltung 135' steuert das Leiten von Q2'. Die Mikrosteuerung U1' schaltet gesteuert die Transistoren Q2', Q3' und Q4'. Die Transistoren Q3' und Q6', die Widerstände R10', R12', R13' und R14, die Diode D5' und der Kondensator C5' schalten den Transistor Q2' schnell an und aus, um Schaltverluste zu reduzieren. Der Transistor Q2' wird nur dann angeschaltet, wenn die Ansteuerschaltung des Transistors Q6' aktiv ist. Die Kondensatoren C13' und C15', die Dioden D7' und D8' und der Widerstand R34' bilden eine Spannungsverdopplungsschaltung, die den Transistor Q6' ansteuert. Die Spannungsverdopplungsschaltung macht es erforderlich, dass der Stift 19 der Mikrosteuerung U1' von Vcc auf null Volt oszilliert, um eine Spannung von mehr als Vcc (beispielsweise ungefähr 6,2 Volt) an der Zenerdiode Z3' zu erzeugen. Diese Spannung bewirkt, dass die Zenerdiode Z3' und der Transistor Q6' leiten und die Steuerschaltung des Transistors Q2' vervollständigen.
  • Mikrosteuerungsschaltung
  • Bei der Mikrosteuerungsschaltung 135' steuert die Mikrosteuerung U1' das Laden unter Verwendung der Information, die von anderen Teilen des Ladegeräts, wie der Batterie-A/D-Schaltung 125' und der Thermistormessschaltung 130', gebracht werden. Beim Anschalten der Leistung, einer Aktivierung oder Initiierung des Betriebs schaltet die Mikrosteuerung U1' die Thermistormesschaltung 130' frei, liest die Information von dieser Schaltung und bestimmt den Typ der Batterie 14. Wenn kein Thermistor gemessen wird, so stoppt der Betrieb, bevor die Ladeschaltungen freigeschaltet werden.
  • Die Mikrosteuerung U1' berechnet auch die Temperatur der Batterie 14. In der dargestellten Konstruktion wird, wenn die Temperatur der Batterie 14 zwischen 5°C und 45°C liegt, ein normales Schnellladen ermöglicht. Wenn der Batteriesatz eine Temperatur unterhalb –10°C oder oberhalb 60°C aufweist, wird eine Erhaltungsladung erzeugt. Zwischen den Temperaturen der Schnellladung und der Erhaltungsladung wird der Batteriesatz mit einer Stufenladung (step charge) geladen. Die Mikrosteuerung U1' misst auch die Spannung der Batterie 14 unter Verwendung der Batterie-A/D-Schaltung 125'.
  • Die Mikrosteuerung U1' schaltet die Vergleichsschaltung in der Stromregelschaltung 115' frei, was bewirkt, dass der Stift 19' oszilliert und den Transistor Q6' anschaltet. Sie ermöglicht auch den Betrieb der Verstärkungsschaltung 105', indem der Stift 18' auf einen hohen Pegel gesetzt wird. An diesem Punkt beginnt das Laden über den Transistor Q2'.
  • Die Stromregelschaltung 115' arbeitet unabhängig von der Mikrosteuerung U1' mit der Ausnahme, wenn Messungen in berechneten Intervallen (beispielsweise fünf Sekunden) gemacht werden. Der Spannungsteiler aus den Widerständen R42' und R43' ermöglicht einen Betrieb unterhalb einer Versorgung von 10 Volt. Die Mikrosteuerung U1' misst die Eingangsspannung am Kondensator C1' über diesen Spannungsteiler aus den Widerständen R42' und R43'. Wenn die Spannung unter zehn Volt fällt, so arbeitet die Kompensationsschaltung 110' außerhalb der Stromregelgrenzen. Dies ermöglicht es dem Ladegerät 10''' mit Eingangsspannungen, die nur neun Volt betragen, zu arbeiten.
  • Die Mikrosteuerungsschaltung 135' und andere rauschempfindliche Schaltungen, wie die Thermistormessschaltung 130' und die Batterie-A/D-Schaltung 125' weisen eine getrennte Schwachstromerde auf. Diese Erde ist mit den anderen Erden am Stift J2' verbunden.
  • Um mit dem Laden einer Batterie 14 zu beginnen, müssen die Leistungsversorgungsschaltung 120' und die Mikrosteuerung U1' passend arbeiten. Wenn der Spannungsverdoppler in der Ladesteuerschaltung 135' nicht von der Mikrosteuerung U1' angesteuert wird, so kann Q2' nicht angeschaltet werden. Die Verstärkungsschaltung 105' wird durch die Mikrosteuerung U1' über den Widerstand R41' und den Transistor Q13' freigeschaltet, wenn sie beim Einschieben einer Batterie 14 rückgesetzt wird. Wenn keine Batterie 14 vorhanden ist, wird die Spannung an der Kompensationsschaltung 110' kleiner als die Versorgungsgleichspannung sein. Auch wenn die Versorgungsgleichspannung kleiner als neun Volt ist, wird die Schaltung nicht arbeiten.
  • Wie oben diskutiert wurde, wird das Batterieladegerät 10 mit einer Leistungsquelle, beispielsweise einer Gleichspannungs- oder Wechselspannungsleistungsquelle, verbunden, um die Batterie 14 zu laden. Die verbleibende Spannung in der Batterie 14, wenn diese mit dem Ladegerät verbunden wird, liefert in der dargestellten Konstruktion Leistung an die Mikrosteuerung U1' oder aktiviert oder initiiert den Betrieb der Mikrosteuerung U1' auf andere Weise, durch die Niederspannungsversor gung 62 oder die Leistungsversorgungsschaltung 120'. Die Mikrosteuerung U1' wiederum steuert in Abhängigkeit von der speziellen Konstruktion den Transistor Q1 oder Q2', um Leistung von der Leistungsquelle an die Batterie 14 zu liefern.
  • 8 zeigt eine andere Konstruktion eines elektrischen Geräts 200, das Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert. Das elektrische Gerät 200 umfasst eine Mikrosteuerung 20, beispielsweise U1 oder U1', die oben diskutiert wurden. Die Mikrosteuerung 204 ist mit einer Leistungsspeichervorrichtung 208 verbindbar.
  • In einigen Konstruktionen schaltet die Leistungsspeichervorrichtung 208 die Mikrosteuerung 204 frei, aktiviert diese oder initiiert ihren Betrieb (beispielsweise liefert die Leistungsspeichervorrichtung 208 ein Signal an die Mikrosteuerung 204). In einigen Konstruktionen liefert die Leistungsspeichervorrichtung 208 Leistung an die Mikrosteuerung 204 (beispielsweise liefert die Leistungsspeichervorrichtung 208 eine Spannung, einen Strom, ein Spannungssignal oder ein Stromsignal an die Mikrosteuerung 204).
  • In einigen Konstruktionen kann die Leistungsspeichervorrichtung 208 den Betrieb der Mikrosteuerung 204 frei schalten, aktivieren oder initiieren oder diese mit Leistung versorgen, wenn (beispielsweise während oder nachdem) die Leistungsspeichervorrichtung 208 mit der elektrischen Vorrichtung 200 verbunden wird. In einigen Konstruktionen kann die Leistungsspeichervorrichtung 208 mit dem elektrischen Gerät 200 verbunden werden, und die Leistungsspeichervorrichtung 208 kann dann nach einer Betätigung (beispielsweise unter der Steuerung der Bedienperson (beispielsweise durch einen Schalter, eine Komponente in der Leistungsspeichervorrichtung 208 etc.)) den Betrieb der Mikrosteuerung 204 freigeben, aktivieren oder initiieren oder diese mit Leistung versorgen.
  • Das elektrische Gerät 200 umfasst auch eine Betriebsschaltung 212, das sind Unterschaltungen, die in den oben diskutierten Konstruktionen dargestellt sind, von denen mindestens ein Teil durch die Mikrosteuerung 204 gesteuert wird. Die Betriebsschaltung 212 ist ausgelegt, um Leistung von einer Leistungsquelle 220 zu empfangen und um mindestens ein Schaltungssignal 224 zu erzeugen und auszugeben. Die Betriebsschaltung 212 kann einen Schalter 216 einschließen. Wenn die Leistungsspeichervorrichtung 208 den Betrieb der Mikrosteuerung 204 freigibt, aktiviert oder initiiert oder diese mit Leistung versorgt, steuert die Mikrosteuerung 204 die Betriebsschaltung 212 (beispielsweise durch das Ausgeben eines Steuersignals an mindestens einen Teil der Betriebsschaltung 212). In einigen Konstruktionen gibt die Leistungsspeichervorrichtung 208 den Betrieb der Mikrosteuerung 204 frei, aktiviert oder initiiert diesen oder versorgt diese mit Leistung und liefert Leistung an die Betriebsschaltung 212 (mit oder ohne Leistung von der Leistungsquelle 220), um das Schaltungssignal 224 zu erzeugen und auszugeben.
  • In einigen Konstruktionen kann die Leistungsspeichervorrichtung 208 die Mikrosteuerung 204 veranlassen (beispielsweise die Mikrosteuerung 204 deaktivieren), die Betriebsschaltung 212 auszuschalten, um das Erzeugen und Ausgeben des Schaltungssignals 224 zu stoppen. In einigen Konstruktionen kann die Leistungsspeichervorrichtung 208 die Betriebsschaltung 212 deaktivieren, um das Erzeugen und Ausgeben des Schaltungssignals 224 zu stoppen. In einigen Konstruktionen aktiviert die Leistungsspeichervorrichtung 208 den Schalter 216, um ihn in eine Position zu bewegen, die die Versorgung der Leistung von der Leistungsquelle 220 abschneidet. In solchen Konstruktionen stoppt dann die Betriebsschaltung 212 den Betrieb und das Erzeugen und das Ausgeben des Schaltungssignals 224.
  • Im Betrieb ist die Leistungsspeichervorrichtung 208 mit dem elektrischen Gerät 200 verbunden. Die Leistungsspeichervorrichtung 208 schaltet den Betrieb der Mikrosteuerung 204 frei, aktiviert oder initiiert diesen oder versorgt diese mit Energie. Die Mikrosteuerung 204 aktiviert und steuert die Betriebsschaltung 212, um das Schaltungssignal 224 zu erzeugen. In einigen Konstruktionen liefert das Schaltungssignal 224 Leistung von der Leistungsquelle 220 an die Leistungsspeichervorrichtung 208 (dargestellt durch die gestrichelte Linie zwischen der Betriebsschaltung 212 und der Leistungsspeichervorrichtung 208), um die Leistungsspeichervorrichtung 208 wieder in einen Betriebszustand aufzuladen oder aufzufüllen. In anderen Konstruktionen ist das Schaltungssignal 224 das zugehörige Signal (unten diskutiert), das durch das elektrische Gerät 200 ausgegeben wird, oder es schaltet den Betrieb eines anderen Geräts, einer Komponente oder eins System frei, aktiviert oder initiiert diesen, um eine spezifizierte Funktion durchzuführen. Die Betriebsschaltung 212 kann den Betrieb unter der Steuerung der Mikrosteuerung 204 beenden, wenn die zugehörige Operation komplett ist, unter der Steuerung der Bedienperson (beispielsweise durch einen Schalter oder eine andere Nutzerschnittstelle etc.), unter der Steuerung der Leistungsspeichervorrichtung 208 etc.
  • In einer Konstruktion ist das elektrische Gerät 200 ein Batterieladegerät, wie das Batterieladegerät 10, 10', 10'' oder 10''', das oben beschrieben wurde. In einigen Konstruktionen ist die Leistungsspeichervorrichtung 208 eine Batterie, wie die Batterie 14, die oben beschrieben wurde, die durch das Batterieladegerät geladen werden soll. In einer solchen Konstruktion ist die Betriebsschaltung 212 auch eine Batterieladeschaltung, wie die Batterieladeschaltung 18, die betreibbar ist, um ein Schaltungssignal 224 zu erzeugen, um die Batterie zu laden (beispielsweise um Leistung von der Leistungsquelle 220 zur Batterie zu liefern, um die Batterie zu laden), wie das durch die gestrichelte Linie zwischen der Betriebsschaltung 212 (beispielsweise der Batterieladeschaltung) und der Leistungsspeichervorrichtung 208 (beispielsweise der Batterie, die geladen wird) dargestellt ist.
  • In dieser Konstruktion liefert, wie das oben in Bezug auf das Batterieladegerät 10, 10', 10'' oder 10''' beschrieben wurde, wenn die Batterie mit dem elektrischen Gerät 200 verbunden wird, die Batterie Leistung an die Mikrosteuerung 204, um den Betrieb der Mikrosteuerung 204 freizugeben, zu aktivieren oder zu initiieren. Die Mikrosteuerung 204 steuert die Betriebsschaltung 212 (die Batterieladeschaltung) beispielsweise durch das Ausgeben eines Steuersignals, um den Schalter 216 zu aktivieren, um die Betriebsschaltung 212 zu veranlassen, Leistung von der Leistungsquelle 220 in die Batterie zu liefern, um die Batterie zu laden. Die Betriebsschaltung 212 kann ihren Betrieb beenden auf der Basis der Ladebeendigungsverfahren, die durch die Mikrosteuerung 204 geliefert werden, durch eine Komponente der Betriebsschaltung 212, durch. die Leistungsspeichervorrichtung 208 etc. (beispielsweise am Ende des Ladens, im Falle eines Fehlers, etc.). In einer solchen Konstruktion kann das Batterieladegerät verwendet werden, um eine Batterie für ein Gerät, wie ein Elektrowerkzeug, ein Mobiltelefon, eine Videoausrüstung oder eine andere mit Batterie gespeiste Ausrüstung etc. zu laden.
  • In anderen Konstruktionen kann das elektrische Gerät 200 ein anderer Typ eines elektrischen Geräts sein, beispielweise ein Stereoempfänger, ein Videocassettenrekorder, ein Bildplattenspieler, ein digitaler Videorekorder, ein Fernseher, ein CD-Spieler, ein Bandabspielgerät, ein MP3-Player, ein Computer, ein Mobiltelefon, eine Kaffeemaschine, ein Toaster, ein Mixer, ein Brotmaschine, eine Küchenmaschine, ein Ofen, ein Geschirrspüler, eine Mikrowelle, ein Herd, ein anderes elektri sches Gerät, ein Elektrowerkzeug etc. In einer solchen Konstruktion ist die Betriebsschaltung 212 die Betriebsschaltung, die mit dem elektrischen Gerät 200 (beispielweise der Audioschaltung, der Videoschaltung, der Geräteschaltung, der Werkzeugschaltung etc.) verbunden ist. Mindestens ein Teil der Betriebsschaltung 212 wird durch die Mikrosteuerung 204 gesteuert (wenn die Mikrosteuerung freigeschaltet, aktiviert, initiiert oder durch die Leistungsspeichervorrichtung 208 mit Energie versorgt wird), um das zugehörige Schaltungssignal 224 des elektrischen Geräts 200 auszugeben, beispielsweise wird die Betriebsschaltung 212 "an" geschaltet und gibt das zugehörige Schaltungssignal 224 aus (was durch die gestrichelte Linie mit einem Pfeil, die sich von der Betriebsschaltung 212 erstreckt, dargestellt ist) (beispielsweise wird eine Batterie geladen, ein Audio/Video-Signal wird erzeugt, Kaffee wird zubereitet etc.). Die Betriebsschaltung 212 kann den Betrieb unter der Steuerung der Mikrosteuerung 204 beenden, wenn die zugehörige Operation beendet ist (wenn eine Batterie geladen ist, wenn ein Audio/Video-Signal (ein Lied, ein Film etc.) zu Ende ist, wenn der Kaffee zubereitet wurde etc.), unter der Steuerung einer Bedienperson (beispielsweise durch einen Schalter, eine andere Nutzerschnittstelle etc.), unter der Steuerung der Leistungsspeichervorrichtung 208 etc.
  • In anderen Konstruktionen kann die Leistungsspeichervorrichtung 208 eine Batterie sein oder eine Batterie einschließen (eine zu ladende Batterie, wie das oben beschrieben wurde, oder eine getrennte Batterie oder eine Leistungsversorgung), ein Kondensator, eine Spule, ein Umformer, ein Magnet oder irgend eine andere Vorrichtung, Komponente oder ein System das Leistung speichern und/oder ein Signal an die Mikrosteuerung 204 liefern kann, sein.
  • Die Leistungsspeichervorrichtung 208 kann auch eine Leistungserzeugungsvorrichtung, wie ein piezoelektrisches Bau teil, sein oder eine solche einschließen. Eine solche Leistungsspeichervorrichtung 208 kann das Signal erzeugen, um den Betrieb der Mikrosteuerung 205 freizugeben, zu aktivieren oder zu initiieren oder diese mit Leistung zu versorgen durch die Betätigung eines Knopfes oder Schalters, durch das Verbinden der Leistungsspeichervorrichtung 208 mit dem elektrischen Gerät 200 etc.
  • Die Leistungsquelle 220 kann eine Wechselspannungsquelle (AC) oder eine Gleichspannungsquelle (DC) sein, wie das oben beschrieben wurde. Die Leistungsquelle 220 kann auch in Form von Kraftstoff, einer Solarzelle, einer Brennstoffzelle oder irgend einer anderen Vorrichtung, Komponente oder einem System, das Leistung für die Betriebsschaltung 212 liefern kann, vorliegen.
  • Typischerweise bleiben elektronische Geräte, Haushaltsgeräte und andere elektronisch gesteuerten System mit der Leistungsquelle 220 verbunden (beispielsweise lässt die Bedienperson das elektrische Gerät 200 eingesteckt in einer Steckdose). Gemäß den Aspekten der Erfindung ziehen die elektronischen Geräte, Haushaltsgeräte und Systeme, während sie mit der Leistungsquelle verbunden sind, nur Milliwatt von Leistung aus der Leistungsquelle 220, bis die Leistungsspeichervorrichtung 208 den Betrieb der Mikrosteuerung 204 freigibt, aktiviert oder initiiert oder diese mit Leistung versorgt, die dann die Betriebsschaltung 212 steuert. Dies ermöglicht Energieeinsparungen, Vorteile für die Umwelt etc. Die Energieeinsparungen können für das Schonen relativ begrenzter Leistungsquellen, wie Batterien, Kraftstoff, Brennstoffzellen, Solarzellen etc., wobei einige Geräte an entfernten Orten verwendet werden (entfernt von Netzleistungsquellen, entfernt von Orten für das Auffüllen der Leistungsquelle (Tankstellen), während Perioden mit einer geringen Auffüllung der Leistungsquelle (das ist bei einer Solarleistungsquelle schlechtes Wetter, Nachtzeit etc.) wichtig sein.
  • Ein Beispiel eines solchen elektrischen Geräts ist ein mit Kraftstoff versorgtes, mit einem Generator mit Leistung versorgtes Batterieladegerät, wie es in der parallelen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/941,192, die am 28. August 2001 eingereicht wurde und den Titel "PORTABLE BATTERY CHARGER" trägt, die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, angegeben ist. Ein solches Batterieladegerät kann das elektrische Gerät 200 sein, und die Leistungsspeichervorrichtung 208 kann die zu ladende Batterie sein. In einer solchen Konstruktion kann die Mikrosteuerung 208, die einmal freigeschaltet, aktiviert, initiiert oder mit Leistung versorgt wurde, eine (nicht gezeigte) elektronische Zündung betreiben, um die Lieferung von Leistung vom Generator durch die Ladeschaltung an die zu ladenden Batterie zu initiieren. Am Ende des Ladens kann der Generator automatisch herunter gefahren werden. Ein solcher Betrieb wird den Kraftstoff des tragbaren Batterieladegeräts sparen helfen.
  • Wie gestrichelt in 8 gezeigt ist, können in einer anderen Konstruktion die Mikrosteuerung 204, die Leistungsspeichervorrichtung 208 und die Betriebsschaltung 212 im elektrischen Gerät als ein System 228 eingefügt sein. Das System 228 kann jede der oben beschriebenen elektrischen Geräte einschließen.
  • Im Betrieb wird bei einer solchen Konstruktion das System 228 aktiviert (beispielsweise das Niederdrücken eines Anschaltknopfes, durch einen Timer etc.), um den Betrieb der Mikrosteuerung 204 freizugeben, zu aktivieren oder zu initiieren (beispielsweise liefert die Leistungsspeichervorrichtung 208 ein Signal, Leistung etc. an die Mikrosteuerung 204). Die Mikrosteuerung 204 steuert wiederum die Betriebsschaltung 212, um das System 228 zu betreiben (beispielsweise wird eine Batterie geladen, ein Audio/Video-Signal wird erzeugt, Kaffee wird zubereitet etc.).
  • In einer nochmals anderen Konstruktion kann das elektrische Gerät 228 ein Adapter sein, der zwischen der Leistungsquelle 220 und einem anderen (nicht gezeigten) elektrischen Gerät verbunden ist, beispielsweise einem Stereoempfänger, einem Videocassettenrekorder, einem digitalen Bildplattenspieler, einem digitalen Videorekorder, einem Fernseher, einem CD-Spieler, einem Bandabspielgerät, einem MP3-Player, einem Computer, einem Mobiltelefon, einer Kaffeemaschine, einem Toaster, einem Mixer, einer Brotmaschine, einer Küchenmaschine, einem Ofen, einer Geschirrspülmaschine, einer Mikrowelle, einem Herd, einem anderen Haushaltsgerät, einem Elektrowerkzeug etc. Beispielsweise kann das elektrische Gerät 200 einen (nicht gezeigten) Stecker aufweisen, um es mit einer Wandsteckdose zu verbinden und einen Auslaß (nicht gezeigt aber ähnlich der Wandsteckdose), um die (nicht gezeigte) Anschlussleitung eines anderen elektrischen Geräts aufzunehmen.
  • In einer solchen Konstruktion umfasst das elektrische Gerät 228 die Leistungsspeichervorrichtung 208, die Mikrosteuerung 204 und die Betriebsschaltung 212. Im Betrieb empfängt die Betriebsschaltung 212 Leistung von der Leistungsquelle 220, und ist betreibbar, um Leistung von der Leistungsquelle zum anderen elektrischen Gerät zu überführen, um das andere elektrische Gerät zu betreiben.
  • In einer Konstruktion kann das andere elektrische Gerät durch eine Fernsteuerung betrieben werden, und das elektrische Adaptergerät 228 kann die notwendige Schaltung einschließen, um das Signal von der Fernsteuerung zu empfangen (beispielsweise einen Infraroteingang und die zugehörige Schaltung, um ein Infrarotsignal von der Fernsteuerung zu empfangen). In einer solchen Konstruktion veranlasst das Fernsteuersignal die Leistungsspeichervorrichtung 208, den Betrieb der Mikrosteuerung 204 freizugeben, zu aktivieren oder zu initiieren oder diese mit Leistung zu versorgen. Die Mikrosteuerung 204 steuert dann die Betriebsschaltung 212, um Leistung von der Leistungsquelle 220 zum anderen elektrischen Gerät zu überführen.
  • In anderen Konstruktionen kann das elektrische Adaptergerät 228 einen Knopf, Schalter etc. einschließen, um die Leistungsspeichervorrichtung 208 zu veranlassen, den Betrieb der Mikrosteuerung 204 frei zu schalten, zu aktivieren oder zu initiieren oder diese mit Leistung zu versorgen, um dann die Betriebsschaltung 212 zu steuern.
  • Ein solcher Adapter gestattet die Verwendung von aktuell auf dem Markt befindlichen Produkten, beispielsweise einem Stereoempfänger, einem Videocassettenrekorder, einem Bildplattenspieler, einem digitalen Videorekorder, einem Fernseher, einem CD-Spieler, einem Bandabspielgerät, einem MP3-Player, einem Computer, einem Mobiltelefon, einer Kaffeemaschine, einem Toaster, einem Mixer, einer Brotmaschine, einer Küchenmaschine, einem Ofen, einer Geschirrspülmaschine, einer Mikrowelle, einem Herd oder einem anderen Haushaltsgerät, einem Elektrowerkzeug etc. Solche existierenden Produkte können nachgerüstet werden, um die Leistungseinsparungen, Kosteneinsparungen etc., die durch die Aspekte der Erfindung geliefert werden, aufzunehmen.
  • 9 zeigt eine andere Konstruktion eines elektrischen Geräts 300, das Aspekte der Erfindung verkörpert. Das elektrische Gerät 300 ist in einer parallelen Konfiguration angeordnet. Das elektrische Gerät 300 kann zusätzliche parallele Pfade zu den gezeigten Pfaden einschließen, und es ist nicht auf die dargestellten drei parallelen Pfade beschränkt. Das elektrische Gerät 300 umfasst eine Mikrosteuerung 304, beispielsweise U1 oder U1', die oben diskutiert wurden. Die Mikrosteuerung 304 ist mit einer Vielzahl von Leistungsspeichervorrichtungen 308 verbindbar.
  • In einigen Konstruktionen schaltet eine einzige Leistungsspeichervorrichtung 308 den Betrieb der Mikrosteuerung frei, aktiviert oder initiiert diesen etc. (beispielsweise liefert die Leistungsspeichervorrichtung 308 ein Signal an die Mikrosteuerung 304). In einigen Konstruktionen liefert die Leistungsspeichervorrichtung 308 Leistung an die Mikrosteuerung 304 (beispielsweise liefert die Leistungsspeichervorrichtung 308 eine Spannung, einen Strom, ein Spannungssignal oder ein Stromsignal an die Mikrosteuerung 304).
  • In einigen Konstruktionen kann eine einzelne Leistungsspeichervorrichtung 308 den Betrieb der Mikrosteuerung 304 freigeben, aktivieren oder initiieren oder diese mit Leistung versorgen, wenn (beispielsweise während oder nachdem) die Leistungsspeichervorrichtung 308 mit dem elektrischen Gerät 300 verbunden wird. In einigen Konstruktionen kann die Leistungsspeichervorrichtung 308 mit dem elektrischen Gerät 300 verbunden sein, und die Leistungsspeichervorrichtung 308 kann dann, nach einer Betätigung (beispielsweise unter der Steuerung der Bedienperson (beispielsweise durch einen Schalter oder irgend eine Komponente in der Leistungsspeichervorrichtung 308)) den Betrieb der Mikrosteuerung 304 freigeben, aktivieren oder initiieren oder diese mit Leistung versorgen.
  • Das elektrische Gerät 300 umfasst auch eine Vielzahl von Betriebsschaltungen 312, das sind Unterschaltungen, die in den oben diskutierten Konstruktionen dargestellt sind, wobei mindestens ein Teil von ihnen durch die Mikrosteuerung 304 gesteuert wird. Alternativ kann das elektrische Gerät 300 eine Betriebsschaltung einschließen, die aus mehreren unabhängigen Betriebsunterschaltungen 312 zusammengesetzt ist. Jede Betriebsschaltung 312 ist ausgelegt, um Leistung von einer Leistungsquelle 320 zu erhalten und um ein Schaltungssignal 324 zu erzeugen und auszugeben. Jede Betriebsschaltung 312 kann einen Schalter 316 einschließen. Wenn die Leistungsspeichervorrichtung 308 den Betrieb der Mikrosteuerung freigibt, aktiviert oder initiiert oder diese mit Leistung versorgt, so steuert die Mikrosteuerung 304 die entsprechende Betriebsschaltung 312 (beispielsweise durch das Ausgeben eine Steuersignals an mindestens einen Teil der entsprechenden Betriebsschaltung 312). Alternativ steuert, wenn einmal die Leistungsspeichervorrichtung 308 den Betrieb der Mikrosteuerung 304 frei gegeben, aktivier oder initiiert hat oder diese mit Leistung versorgt hat, die Mikrosteuerung 304 mehr als eine Betriebsschaltung 312 (beispielsweise durch das Ausgeben eines Steuersignals an mindestens einen Teil der Betriebsschaltungen) 312).
  • In einigen Konstruktionen kann eine Leistungsspeichervorrichtung 308 die Mikrosteuerung 304 veranlassen, mehr als eine Betriebsschaltung 312 (oder eine Betriebsunterschaltung) zu steuern. In einigen Konstruktionen gibt die Leistungsspeichervorrichtung 308 den Betrieb der Mikrosteuerung 304 frei, aktiviert oder initiiert diesen oder versorgt diese mit Leistung, und liefert Leistung an die entsprechenden Betriebsschaltung 312 (mit oder ohne Leistung von der Leistungsquelle 320), um das entsprechende Schaltungssignal 324 auszugeben.
  • In einigen Konstruktionen kann ein einzige Leistungsspeichervorrichtung 308 die Mikrosteuerung 304 veranlassen (beispielsweise die Mikrosteuerung 304 deaktivieren), die Betriebsschaltungen 312 auszuschalten, um das Erzeugen und Ausgeben der Schaltungssignale 324 zu stoppen. In einigen Konstruktionen kann die Leistungsspeichervorrichtung 308 die entsprechende Betriebsschaltung deaktivieren, um das Erzeugen und Ausgeben des entsprechenden Schaltungssignals 324 zu stoppen. In einigen Konstruktionen aktiviert die Leistungsspeichervorrichtung 308 den entsprechenden Schalter 316, um ihn in eine Position zu bewegen, die die Lieferung der Leistung von der Leistungsquelle 320 unterbricht. In solchen Konstruktionen stoppt die entsprechende Betriebsschaltung 312 den Betrieb und das Erzeugen und Ausgeben des entsprechenden Schaltungssignals 324.
  • Im Betrieb ist die Leistungsspeichervorrichtung 308 (oder mehr als eine Leistungsspeichervorrichtung 308) mit dem elektrischen Gerät 300 verbunden. Die Leistungsspeichervorrichtung 308 gibt den Betrieb der Mikrosteuerung 304 frei, aktivier oder initiiert diesen oder versorgt diese mit Leistung. Die Mikrosteuerung 304 aktiviert und steuert die entsprechende Betriebsschaltung 312, um das entsprechende Schaltungssignal 324 zu erzeugen. In einigen Konstruktionen liefert das Schaltungssignal 324 Leistung von der Leistungsquelle 320 an die Leistungsspeichervorrichtung 308 (dargestellt durch die gestrichelte Linie zwischen der Betriebsschaltung 312 und der Leistungsspeichervorrichtung 308), um die Leistungsspeichervorrichtung 308 in einen Betriebszustand aufzuladen oder aufzufüllen. In anderen Konstruktionen ist das Schaltungssignal 324 das zugehörige Signal (unten diskutiert), das durch das elektrische Gerät 300 ausgegeben wird, oder das den Betrieb eines anderen Geräts, einer Komponenten oder eines Systems frei schaltet, aktiviert oder initiiert, um eine spezifizierte Funktion auszuführen. Die Betriebsschaltung 312 kann den Betrieb unter der Steuerung der Mikrosteuerung 304 beenden, wenn die zugehörige Operation beendet ist, unter der Steuerung der Bedienperson (beispielsweise durch einen Schalter, eine andere Nutzerschnittstelle etc.), unter der Steuerung der Leistungsspeichervorrichtung 308 etc.
  • In einer Konstruktion ist das elektrische Gerät 300 ein Batterieladegerät, wie das Batterieladegerät 10, 10', 10'' oder 10''', das oben beschrieben wurde. In einigen Konstruktionen ist mindestens eine Leistungsspeichervorrichtung 308 eine Batterie, wie die Batterie 14, die oben beschrieben wurde, die durch das Batterieladegerät geladen werden soll. In dieser Konstruktion ist das Batterieladegerät betreibbar, um eine Vielzahl von Batterien 14 zur selben Zeit zu laden. In einer solchen Konstruktion ist auch mindestens eine Betriebsschaltung 312 eine Batterieladeschaltung, wie die Batterieladeschaltung 18, die betreibbar ist, um ein Schaltungssignal 324 zu erzeugen, um jede Batterie zu laden (beispielsweise um Leistung von der Leistungsquelle 320 an die Batterie zu liefern, um die Batterie zu laden), wie das durch die gestrichelte Linie zwischen der Betriebsschaltung 312 (beispielsweise die Batterieladeschaltung) und der Leistungsspeichervorrichtung 308 (beispielsweise der Batterie, die geladen wird) dargestellt ist.
  • In dieser Konstruktion liefert, wie das oben in Bezug auf das Batterieladegerät 10, 10', 10'' oder 10''' beschrieben ist, wenn die Batterie mit dem elektrischen Gerät 300 verbunden wird, die Batterie Leistung an die Mikrosteuerung 304, um den Betrieb der Mikrosteuerung 304 frei zu schalten, zu aktivieren oder zu initiieren. Die Mikrosteuerung 304 steuert die entsprechende Betriebsschaltung 312 (die Batterieladeschaltung), beispielsweise durch das Ausgeben eines Steuersignals, um den entsprechenden Schalter 316 zu aktivieren, um die Betriebsschaltung 312 zu veranlassen, Leistung von der Leistungsquelle 320 zur entsprechenden Batterie 14 zu übertragen, um die Batterie zu laden. Die Betriebsschaltung 312 kann den Betrieb beenden auf der Basis der Ladebeendigungsverfahren, die durch die Mikrosteuerung 304 geliefert werden, durch eine Komponente der Betriebsschaltung 312, durch die Leistungsspeichervorrichtung 308 etc. (beispielsweise am Ende des La dens, im Falle eines Fehlers etc.). In einer solchen Konstruktion kann das Batterieladegerät verwendet werden, um eine Batterie für ein Gerät, wie ein Elektrowerkzeug, ein Mobiltelefon, eine Videoausrüstung, eine andere batteriegespeiste Ausrüstung etc. zu laden.
  • 10 zeigt eine andere Konstruktion eines elektrischen Geräts 400, das Aspekte der Erfindung verkörpert. Das elektrische Gerät 400 ist in einer Kaskadenkonfiguration angeordnet. Das elektrische Gerät 400 kann zusätzliche Kaskadenpfade zu den gezeigten einschließen, und es ist nicht auf die drei dargestellten Kaskadenpfade beschränkt. Das elektrische Gerät 400 umfasst eine Mikrosteuerung 404, beispielsweise U1 oder U1', die oben diskutiert wurden. Die Mikrosteuerung 404 ist mit einer Vielzahl von Leistungsspeichervorrichtung 408 verbindbar.
  • In einigen Konstruktionen gibt eine einzelne Leistungsspeichervorrichtung 408 den Betrieb der Mikrosteuerung 404 frei, aktiviert oder initiiert diesen etc. (beispielsweise liefert die Leistungsspeichervorrichtung 408 ein Signal an die Mikrosteuerung 404). In einigen Konstruktionen liefert die Leistungsspeichervorrichtung 408 Leistung an die Mikrosteuerung 404 (beispielsweise liefert die Leistungsspeichervorrichtung 408 eine Spannung, einen Strom, ein Spannungssignal oder ein Stromsignal an die Mikrosteuerung 404).
  • In einigen Konstruktionen kann eine einzelne Leistungsspeichervorrichtung 408 den Betrieb der Mikrosteuerung 404 freigeben, aktivieren oder initiieren oder diese mit Leistung versorgen, wenn (beispielsweise während oder nachdem) die Leistungsspeichervorrichtung 408 mit dem elektrischen Gerät 400 verbunden wird. In einigen Konstruktionen kann die Leistungsspeichervorrichtung 408 mit dem elektrischen Gerät 400 verbunden werden, und die Leistungsspeichervorrichtung 408 kann dann, nach einer Betätigung (beispielsweise unter der Steuerung der Bedienperson (beispielsweise durch einen Schalter oder irgend eine Komponente in der Leistungsspeichervorrichtung 408)) den Betrieb der Mikrosteuerung 404 freigeben, aktivieren oder initiieren.
  • Das elektrische Gerät 400 umfasst auch eine Vielzahl von Betriebsschaltungen 412, das sind Unterschaltungen, die in den oben diskutierten Konstruktionen dargestellt sind, wobei mindestens ein Teil von ihnen durch die Mikrosteuerung 404 gesteuert werden. Alternativ kann das elektrische Gerät 400 eine Betriebsschaltung, die aus mehreren unabhängigen Betriebsunterschaltungen 412 zusammengesetzt ist, umfassen. Jede Betriebsschaltung 412 ist ausgelegt, um Leistung von einer Leistungsquelle 420 zu empfangen und um ein Schaltungssignal 424 zu erzeugen und auszugeben. Jede Betriebsschaltung 412 kann einen Schalter 416 einschließen. Wenn die Leistungsspeichervorrichtung 408 den Betrieb der Mikrosteuerung 404 freigibt, aktiviert oder initiiert oder diese mit Leistung versorgt, so kann die Mikrosteuerung 404 jede der Betriebsschaltungen 412 steuern (beispielsweise durch das Ausgeben eines Steuersignals an mindestens einen Teil der Betriebsschaltung 412). Alternativ steuert, wenn eine Leistungsspeichervorrichtung 408 den Betrieb der Mikrosteuerung 404 freigibt, aktiviert oder initiiert hat oder diese mit Leistung versorgt hat, die Mikrosteuerung 404 mehr als eine Betriebsschaltung 412 (beispielsweise durch das Ausgeben eines Steuersignals an mindestens einen Teil der Betriebsschaltung(en) 412).
  • In einigen Konstruktionen kann eine Leistungsspeichervorrichtung 408 die Mikrosteuerung 404 veranlassen, mehr als eine Betriebsschaltung 412 (oder eine Betriebsunterschaltung) zu steuern. In einigen Konstruktionen schaltet die Leistungsspeichervorrichtung 408 den Betrieb der Mikrosteuerung 404 frei, aktiviert oder initiiert diesen oder versorgt die Mikrosteuerung mit Leistung und liefert Leistung an die entsprechende Betriebsschaltung 412 (mit oder ohne Leistung von der Leistungsquelle 420), um das entsprechende Schaltungssignal 424 zu erzeugen und auszugeben.
  • In einigen Konstruktionen kann eine einzige Leistungsspeichervorrichtung 408 die Mikrosteuerung 404 veranlassen (beispielsweise kann sie die Mikrosteuerung 404 deaktivieren), die Betriebsschaltungen 412 abzuschalten, um das Erzeugen und Ausgeben der Schaltungssignale 424 zu stoppen. In einigen Konstruktionen kann die Leistungsspeichervorrichtung 408 die entsprechende Betriebsschaltung 412 deaktivieren, um das Erzeugen und Ausgeben des entsprechenden Schaltungssignals 424 zu stoppen. In einigen Konstruktionen aktiviert die Leistungsspeichervorrichtung 408 den entsprechenden Schalter 416, um ihn in eine Position zu bewegen, die die Lieferung der Leistung von der Leistungsquelle 420 abschneidet. In solchen Konstruktionen stoppt die entsprechende Betriebsschaltung 412 den Betrieb und das Erzeugen und das Ausgeben des entsprechenden Schaltungssignals 424.
  • Im Betrieb ist die Leistungsspeichervorrichtung 408 (oder mehr als eine Leistungsspeichervorrichtung 408) mit dem elektrischen Gerät 400 verbunden. Die Leistungsspeichervorrichtung 408 schaltet den Betrieb der Mikrosteuerung 404 frei, aktiviert oder initiiert diesen oder versorgt diese mit Leistung. Die Mikrosteuerung 404 kann jede der Betriebsschaltungen 412 aktivieren und steuern, um das entsprechende Schaltungssignal 424 zu erzeugen. In einigen Konstruktionen liefert das Schaltungssignal 424 Leistung von der Leistungsquelle 420 an die Leistungsspeichervorrichtung 408 (dargestellt durch die gestrichelte Linie zwischen der Betriebsschaltung 412 und der Leistungsspeichervorrichtung 408), um die Leistungsspeichervorrichtung 408 in einen Betriebszustand aufzuladen oder wieder aufzufüllen. In anderen Konstruktionen ist das Schaltungssignal 424 das zugehörige Signal (unten diskutiert), das durch das elektrische Gerät 400 ausgegeben wird, oder es schaltet ein anderes Gerät, eine andere Komponente oder ein System frei, aktiviert oder initiiert dessen Betrieb, um eine spezifizierte Funktion auszuführen. Die Betriebsschaltung 312 kann den Betrieb unter der Steuerung der Mikrosteuerung 304 beenden, wenn die zugehörige Operation vollendet ist, unter der Steuerung der Bedienperson (beispielsweise durch einen Schalter oder eine andere Nutzerschnittstelle etc.), unter der Steuerung der Leistungsspeichervorrichtung 308 etc.
  • In einer Konstruktion ist das elektrische Gerät 400 ein Batterieladegerät, wie ein Batterieladegerät 10, 10', 10'' oder 10''', wie es oben beschrieben ist. In einigen Konstruktionen ist mindestens eine Leistungsspeichervorrichtung 408 eine Batterie, wie die Batterie 14, die oben beschrieben wurde, die vom Batterieladegerät geladen werden soll. In dieser Konstruktion ist das Batterieladegerät betreibbar, um eine Vielzahl von Batterien 14 zur selben Zeit zu laden. In einer solchen Konstruktion ist auch mindestens eine Betriebsschaltung 412 eine Batterieladeschaltung, wie die Batterieladeschaltung 18, die betreibbar ist, um ein Schaltungssignal 424 zu erzeugen, um jede Batterie zu laden (beispielsweise um Leistung von der Leistungsquelle 420 zur Batterie zu liefern, um die Batterie zu laden), wie das durch die gestrichelte Linie zwischen der Betriebsschaltung 412 (beispielsweise der Batterieladeschaltung) und der Leistungsspeichervorrichtung 408 (beispielsweise der Batterie, die geladen wird) dargestellt ist.
  • In dieser Konstruktion liefert, wie das oben in Bezug auf das Batterieladegerät 10, 10', 10'' oder 10''' beschrieben wurde, wenn die Batterie mit dem elektrischen Gerät 400 verbunden wird, die Batterie Leistung an die Mikrosteuerung 404, um den Betrieb der Mikrosteuerung 404 frei zu schalten, zu aktivieren oder zu initiieren. Die Mikrosteuerung 404 steuert jede der Betriebsschaltungen 412 (die Batterieladeschaltung), beispielsweise durch das Ausgeben eines Steuersignals, um den entsprechenden Schalter 416 zu aktivieren, um die Betriebsschaltung 412 zu veranlassen, Leistung von der Leistungsquelle 420 an die entsprechende Betriebsschaltung 412 zu überführen (durch irgend welche andere Betriebsschaltungen 412, wenn dies notwendig ist), um die Batterie 14 zu laden. Die Betriebsschaltung 412 kann den Betrieb auf der Basis von Ladungsbeendigungsverfahren, die durch die Mikrosteuerung 404, durch eine Komponente der Betriebsschaltung, durch die Leistungsspeichervorrichtung 408 etc. geliefert werden (beispielsweise am Ende des Ladens, im Falle eines Fehlers etc.), beenden. In einer solchen Konstruktion kann das Batterieladegerät verwendet werden, um eine Batterie für ein Gerät, wie ein Elektrowerkzeug, ein Mobiltelefon, eine Videoausrüstung oder eine andere mit Batterie gespeiste Ausrüstung etc. zu laden.
  • Es sollte verständlich sein, dass in anderen Konstruktionen das elektrische Gerät 300 oder 400 irgend eines der alternativen elektrischen Geräte, die oben beschrieben wurden, sein kann. In solchen Konstruktionen kann mindestens eine der Betriebsschaltungen 312 oder 412 die Betriebsschaltung darstellten, die mit dem elektrischen Gerät 300 oder 400 verbunden ist. Es sollte auch verständlich sein, dass in anderen Konstruktionen die Leistungsspeichervorrichtung 308 oder 408 irgend eine der oben beschriebenen Leistungsspeichervorrichtungen sein kann. Zusätzlich sollte verständlich sein, dass in anderen Konstruktionen die Leistungsquelle 320 oder 420 irgend eine der oben beschriebenen Leistungsquellen sein kann.
  • Ein oder mehrere unabhängige Merkmale und unabhängige Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen ausgeführt.

Claims (25)

  1. Vorrichtung für das Wiederauffüllen einer Leistungsspeichervorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: eine Schaltung, die mit einer Leistungsquelle verbindbar ist und einen Schalter einschließt; und eine Steuerung, die durch die Leistungsspeichervorrichtung aktiviert wird, wobei die Steuerung nach einer Aktivierung betreibbar ist, um den Schalter zu aktivieren.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistungsspeichervorrichtung eine Batterie ist, und wobei die Schaltung eine Ladeschaltung ist, die betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle zur Batterie zu liefern, um die Batterie zu laden.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung, um aktiviert zu werden, Leistung von der Leistungsspeichervorrichtung empfängt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei auf die Aktivierung des Schalters hin, die Schaltung betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle zur Leistungsspeichervorrichtung zu liefern, um die Leistungsspeichervorrichtung wieder aufzufüllen.
  5. Vorrichtung für das Wiederauffüllen einer Leistungsspeichervorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: eine Schaltung, die mit einer Leistungsquelle verbindbar ist; und eine Steuerung, die elektrisch mit der Schaltung verbindbar ist, wobei die Steuerung durch die Leistungsspeichervorrichtung aktiviert wird, wobei die Schaltung durch die Steuerung aktiviert wird und betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle zur Leistungsspeichervorrichtung zu über führen, um die Leistungsspeichervorrichtung wieder aufzufüllen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Leistungsspeichervorrichtung eine Batterie ist, und wobei die Schaltung eine Ladeschaltung ist, die betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle an die Batterie zu liefern, um die Batterie zu laden.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuerung, um aktiviert zu werden, Leistung von der Leistungsspeichervorrichtung empfängt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Schaltung einen Schalter einschließt, wobei nach der Aktivierung die Steuerung betreibbar ist, um den Schalter zu aktivieren, und wobei nach der Aktivierung des Schalters die Schaltung betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle an die Leistungsspeichervorrichtung zu liefern, um die Leistungsspeichervorrichtung wieder aufzufüllen.
  9. Vorrichtung umfassend: eine Schaltung, die einen Schalter einschließt, wobei die Schaltung betreibbar ist, um Leistung von einer Leistungsquelle zu empfangen und ein Schaltungssignal zu erzeugen; und eine Steuerung, die elektrisch mit der Schaltung verbunden ist und mit einer Leistungsspeichervorrichtung verbindbar ist, wobei die Steuerung durch die Leistungsspeichervorrichtung aktiviert wird, wobei die Steuerung nach einer Aktivierung betreibbar ist, um den Schalter zu aktivieren.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Schaltung betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle zur Leistungs speichervorrichtung zu überführen, um die Leistungsspeichervorrichtung wieder aufzufüllen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Leistungsspeichervorrichtung eine Batterie ist, und wobei die Schaltung eine Ladeschaltung ist, die betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle an die Batterie zu liefern, um die Batterie zu laden.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuerung um aktiviert zu werden, Leistung von der Leistungsspeichervorrichtung empfängt.
  13. Vorrichtung umfassend: eine Schaltung, die in Erwiderung auf ein Steuersignal betreibbar ist, um Leistung von einer Leistungsquelle zu empfangen und ein Schaltungssignal zu erzeugen; und eine Steuerung, die elektrisch mit der Schaltung verbunden ist und mit einer Leistungsspeichervorrichtung verbindbar ist, wobei die Steuerung durch die Leistungsspeichervorrichtung aktiviert wird und betreibbar ist, um das Steuersignal zu erzeugen.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Schaltung betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle zur Leistungsspeichervorrichtung zu überführen, um die Leistungsspeichervorrichtung wieder aufzufüllen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Leistungsspeichervorrichtung eine Batterie ist, und wobei die Schaltung eine Ladeschaltung ist, die betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle an die Batterie zu liefern, um die Batterie zu laden.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Steuerung um aktiviert zu werden, Leistung von der Leistungsspeichervorrichtung empfängt.
  17. Elektrische Kombination, umfassend: eine Leistungsspeichervorrichtung; und ein Gerät, einschließend: eine Schaltung, die in Erwiderung auf ein Steuersignal betreibbar ist, um Leistung von einer Leistungsquelle zu empfangen und um ein Schaltungssignal zu erzeugen; und eine Steuerung, die elektrisch mit der Schaltung verbunden ist und mit einer Leistungsspeichervorrichtung verbindbar ist, wobei die Steuerung durch die Leistungsspeichervorrichtung aktiviert wird und betreibbar ist, um das Steuersignal zu erzeugen.
  18. Kombination nach Anspruch 17, wobei das Gerät ein Gerätegehäuse, das die Schaltung und die Steuerung hält, einschließt.
  19. Kombination nach Anspruch 18, wobei die Leistungsspeichervorrichtung folgendes einschließt: ein Vorrichtungsgehäuse getrennt vom Gerätegehäuse, und eine Leistungsspeicherkomponente, die durch das Gerätegehäuse gehalten wird, wobei die Leistungsspeicherkomponente elektrisch mit der Steuerung verbindbar ist und betreibbar ist, um die Steuerung zu aktivieren.
  20. Kombination nach Anspruch 17, wobei die Schaltung betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle zur Leistungsspeichervorrichtung zu überführen, um die Leistungsspeichervorrichtung wieder aufzufüllen.
  21. Kombination nach Anspruch 20, wobei die Leistungsspeichervorrichtung eine Batterie ist, und wobei die Schaltung eine Ladeschaltung ist, die betreibbar ist, um Leistung von der Leistungsquelle zur Batterie zu liefern, um die Batterie zu laden.
  22. Kombination nach Anspruch 17, wobei die Steuerung um aktiviert zu werden, Leistung von der Leistungsspeichervorrichtung empfängt.
  23. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Schaltung, die betreibbar ist, um Leistung von einer Leistungsquelle zu empfangen und ein Schaltungssignal zu erzeugen, und eine Steuerung einschließt, die elektrisch mit der Schaltung verbunden ist und mit einer Leistungsspeichervorrichtung verbindbar ist, wobei die Steuerung betreibbar ist, um das Steuersignal zu erzeugen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Verbinden der Steuerung mit der Leistungsspeichervorrichtung; Aktivieren der Steuerung mit der Leistungsspeichervorrichtung; Erzeugen eines Steuersignals auf die Aktivierung der Steuerung hin; Senden des Steuersignals an die Schaltung; und in Erwiderung auf das Steuersignal Empfangen von Leistung von einer Leistungsquelle und Ausgeben eines Schaltungssignals.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt der Aktivierung das Liefern von Leistung an die Steuerung mit der Leistungsspeichervorrichtung einschließt.
  25. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Ausgebens das Liefern eines Ladesignals von der Leistungsquelle an die Leistungsspeichervorrichtung, um die Leistungsspeichervorrichtung wieder aufzufüllen, einschließt.
DE102004039042A 2003-08-11 2004-08-11 Elektrisches Gerät, wie ein Batterieladegerät Withdrawn DE102004039042A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/638,712 US7336054B2 (en) 1998-08-14 2003-08-11 Apparatus and method of activating a microcontroller
US10/638,712 2003-08-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004039042A1 true DE102004039042A1 (de) 2005-03-17

Family

ID=33030194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004039042A Withdrawn DE102004039042A1 (de) 2003-08-11 2004-08-11 Elektrisches Gerät, wie ein Batterieladegerät

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7336054B2 (de)
CN (1) CN1592030A (de)
DE (1) DE102004039042A1 (de)
GB (1) GB2405271A (de)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8013611B2 (en) * 2006-07-14 2011-09-06 Reserve Power Cell, Llc Vehicle battery product and battery monitoring system
US7339347B2 (en) 2003-08-11 2008-03-04 Reserve Power Cell, Llc Apparatus and method for reliably supplying electrical energy to an electrical system
US7567057B2 (en) * 2003-08-11 2009-07-28 Reserve Power Cell, Llc Multiple battery management system, auxiliary battery attachment system, and network controlled multiple battery system
DE102004037329A1 (de) * 2004-07-28 2006-03-23 Solarc Innovative Solarprodukte Gmbh Kompakte autarke Stromversorgungseinrichtung für mobile Kleingeräte
US7598700B2 (en) * 2005-03-30 2009-10-06 Reserve Power Cell, Llc Tamper resistant battery and battery warranty and performance tracking system
WO2007002618A2 (en) * 2005-06-24 2007-01-04 Richard Johnson Energy collecting universal power supply system
US20080079398A1 (en) * 2005-07-22 2008-04-03 Li Wei-Guang Chargeable Inverter Power Supply
US11201500B2 (en) 2006-01-31 2021-12-14 Mojo Mobility, Inc. Efficiencies and flexibilities in inductive (wireless) charging
US8169185B2 (en) * 2006-01-31 2012-05-01 Mojo Mobility, Inc. System and method for inductive charging of portable devices
US7952322B2 (en) 2006-01-31 2011-05-31 Mojo Mobility, Inc. Inductive power source and charging system
US7948208B2 (en) 2006-06-01 2011-05-24 Mojo Mobility, Inc. Power source, charging system, and inductive receiver for mobile devices
US11329511B2 (en) 2006-06-01 2022-05-10 Mojo Mobility Inc. Power source, charging system, and inductive receiver for mobile devices
ITVA20070061A1 (it) * 2007-07-09 2009-01-10 St Microelectronics Srl Metodo e relativo dispositivo di carica di almeno due condensatori in serie
US20110050164A1 (en) * 2008-05-07 2011-03-03 Afshin Partovi System and methods for inductive charging, and improvements and uses thereof
US20100264726A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-21 Tzvika Hershko Fuell consumption reduction device
DE102009025747B4 (de) * 2009-05-05 2011-03-03 Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg Notstromversorgungseinrichtung
US8604754B2 (en) * 2009-09-10 2013-12-10 Ivus Industries, Llc Universal power interface bus
CN101980410B (zh) * 2010-04-01 2014-07-09 东莞市大一软件科技有限公司 太阳能蓄电池释放电能的控制电路
EP2580844A4 (de) 2010-06-11 2016-05-25 Mojo Mobility Inc Interoperabilität unterstützendes system für drahtlose stromübertragung sowie mehrpolige magneten zur verwendung damit
US11342777B2 (en) 2011-01-18 2022-05-24 Mojo Mobility, Inc. Powering and/or charging with more than one protocol
US10115520B2 (en) 2011-01-18 2018-10-30 Mojo Mobility, Inc. Systems and method for wireless power transfer
US9496732B2 (en) 2011-01-18 2016-11-15 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for wireless power transfer
US9178369B2 (en) 2011-01-18 2015-11-03 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for providing positioning freedom, and support of different voltages, protocols, and power levels in a wireless power system
CN102185353A (zh) * 2011-05-11 2011-09-14 常州市宙纳新能源科技有限公司 智能修复充电仪
US20130271069A1 (en) 2012-03-21 2013-10-17 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for wireless power transfer
US9722447B2 (en) 2012-03-21 2017-08-01 Mojo Mobility, Inc. System and method for charging or powering devices, such as robots, electric vehicles, or other mobile devices or equipment
US9837846B2 (en) 2013-04-12 2017-12-05 Mojo Mobility, Inc. System and method for powering or charging receivers or devices having small surface areas or volumes
US9178382B2 (en) * 2013-08-12 2015-11-03 Active-Semi, Inc. Reversible buck or boost converter that determines boost output current from sensed boost input current
US9360530B2 (en) * 2013-08-19 2016-06-07 Google Technology Holdings LLC Method and system for energy storage capacity estimation of battery cells
US9257832B2 (en) * 2013-08-27 2016-02-09 GM Global Technology Operations LLC Resettable circuit protection system and vehicle with same
US9859727B2 (en) * 2014-06-25 2018-01-02 Adonit Co., Ltd. Battery charger device and method
JP2016151513A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システム監視装置
US20160276854A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-22 Thunder Power Hong Kong Ltd. Battery pack and connecting circuits of battery modules
US9550406B2 (en) 2015-03-16 2017-01-24 Thunder Power Hong Kong Ltd. Thermal dissipation system of an electric vehicle
US9499067B2 (en) 2015-03-16 2016-11-22 Thunder Power Hong Kong Ltd. Power management in electric vehicles
US10703211B2 (en) 2015-03-16 2020-07-07 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery pack, battery charging station, and charging method
US9533551B2 (en) 2015-03-16 2017-01-03 Thunder Power Hong Kong Ltd. Electric vehicle thermal management system with series and parallel structure
US9954260B2 (en) 2015-03-16 2018-04-24 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery system with heat exchange device
US10173687B2 (en) 2015-03-16 2019-01-08 Wellen Sham Method for recognizing vehicle driver and determining whether driver can start vehicle
JP6144727B2 (ja) * 2015-07-02 2017-06-07 京セラ株式会社 充電装置、充電プログラム及び充電方法
CN110289668B (zh) * 2016-04-08 2022-03-08 华为技术有限公司 一种快速充电的方法、终端、充电器和系统
US11196357B1 (en) 2016-08-30 2021-12-07 Uncharted Power, Inc. Fully integrated triboelectric energy harvesting system
TWI637578B (zh) * 2017-07-14 2018-10-01 Wistron Corporation 充電方法及電子裝置
CN107394851B (zh) * 2017-08-30 2019-08-23 深圳可立克科技股份有限公司 充电器输出端短路快速保护电路及蓄电池充电器
CN111971812A (zh) 2018-03-26 2020-11-20 米沃奇电动工具公司 高功率电池供电的便携式电源
US11271415B2 (en) 2018-05-18 2022-03-08 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
US11444485B2 (en) 2019-02-05 2022-09-13 Mojo Mobility, Inc. Inductive charging system with charging electronics physically separated from charging coil
USD933010S1 (en) 2019-05-29 2021-10-12 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
EP3940916A1 (de) * 2020-07-14 2022-01-19 Illinois Tool Works, Inc. Batteriepack und batterieladegerät mit vorrichtung zur identifizierung des batterietyps

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US52651A (en) * 1866-02-13 John e
US3113255A (en) * 1959-12-23 1963-12-03 Sonnenschein Accumulatoren Control system responsive to voltage, particularly for controlling the charging or discharging operation of an accumulator battery
US3105183A (en) * 1962-08-29 1963-09-24 Electromagnetic Ind Inc Universal battery charger
US3735232A (en) * 1971-06-08 1973-05-22 K Fister Low cost universal battery charger for small type nickel-cadmium or alkaline batteries
US3943423A (en) * 1973-08-28 1976-03-09 Hoffman Philip A Battery charging circuit
US4041369A (en) * 1975-12-17 1977-08-09 General Motors Corporation Storage battery charging system fault indicating circuit
US4962462A (en) * 1983-09-29 1990-10-09 Engelhard Corporation Fuel cell/battery hybrid system
GB8411581D0 (en) 1984-05-05 1984-06-13 Newton Derby Ltd Battery charger
US4665354A (en) * 1984-08-08 1987-05-12 Nippondenso Co., Ltd. Battery voltage regulator for vehicles
US5049804A (en) * 1987-06-01 1991-09-17 Power-Tech Systems Corporation Universal battery charging system and a method
US5113127A (en) * 1989-04-11 1992-05-12 Solid State Chargers, Inc. Universal battery charger
US5200690A (en) * 1990-10-01 1993-04-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Quick charge control apparatus and control method thereof
DE4215199A1 (de) 1991-05-10 1992-12-03 Fuji Electric Co Ltd Halbleitervorrichtung mit eingebauter treiberstromquelle
US5187422A (en) * 1991-07-31 1993-02-16 Stryker Corporation Charger for batteries of different type
US5321347A (en) * 1992-04-09 1994-06-14 Chien Chih Chien Battery charger device and method
US5742148A (en) 1992-11-24 1998-04-21 Seiko Instruments Inc. Charge/discharge control circuit and chargeable electric power source apparatus
JP3172309B2 (ja) * 1993-01-27 2001-06-04 三洋電機株式会社 充電中に負荷が接続される充電器
US5543702A (en) * 1993-02-08 1996-08-06 Jdp Innovations, Inc. Alkaline battery charging method and battery charger
FR2702884B1 (fr) * 1993-03-18 1995-04-28 Sgs Thomson Microelectronics Procédé de charge rapide d'une batterie et circuit intégré pour la mise en Óoeuvre de ce procédé.
EP0623986B1 (de) * 1993-05-05 1998-04-29 Sgs-Thomson Microelectronics Pte Ltd. Batterieladegerät
US5633574A (en) * 1994-01-18 1997-05-27 Sage; George E. Pulse-charge battery charger
US5420494A (en) * 1994-01-31 1995-05-30 Lu; Chao-Cheng Battery charger device
US5523668A (en) * 1994-04-15 1996-06-04 Feldstein; Robert S. NiCd/NiMH battery charger
JP3270984B2 (ja) * 1995-01-30 2002-04-02 京セラ株式会社 バッテリチャージャの誤動作防止回路
US5686808A (en) * 1995-05-31 1997-11-11 Lutz; Frank T. Universal battery charger and method
US5691622A (en) * 1995-12-26 1997-11-25 Motorola, Inc. Idle current cutoff circuit
KR0181164B1 (ko) 1996-07-06 1999-05-15 삼성전자주식회사 다종 배터리 공용 충전장치 및 그 제어방법
US5694023A (en) * 1996-07-10 1997-12-02 Advanced Charger Technology, Inc. Control and termination of a battery charging process
JPH10257681A (ja) 1997-03-13 1998-09-25 Sony Corp 充電装置及び充電方法、並びに２次電池装置
JPH10285812A (ja) 1997-04-09 1998-10-23 Sony Corp 充電装置
US6100670A (en) 1998-04-14 2000-08-08 Conexant Systems, Inc. Multi-functional battery management module operable in a charging mode and a battery pack mode
WO2000010218A1 (en) 1998-08-14 2000-02-24 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery charger
GB2387048B (en) 1998-08-14 2003-11-19 Milwaukee Electric Tool Corp Battery charger
JP3133031B2 (ja) 1998-09-01 2001-02-05 三菱電機株式会社 バッテリ充電システム及び情報処理装置
DE10203512B4 (de) 2002-01-30 2021-09-02 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschine mit einem elektrischen Antrieb, einem Schaltmittel und einer Batterieeinheit
CN100389519C (zh) 2003-03-24 2008-05-21 三洋电机株式会社 组式电池以及组式电池的异常检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
US7336054B2 (en) 2008-02-26
GB0417833D0 (en) 2004-09-15
US20040113589A1 (en) 2004-06-17
GB2405271A9 (en) 2005-09-23
GB2405271A (en) 2005-02-23
CN1592030A (zh) 2005-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004039042A1 (de) Elektrisches Gerät, wie ein Batterieladegerät
DE69031382T2 (de) Batterieanordnung und ladesystem
DE102013203253B4 (de) Verfahren zum Aufladen eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs
DE69124763T2 (de) Steuervorrichtung und -verfahren zur schnellen Ladung
DE102015008603A1 (de) Batteriepack und Verfahren zum Steuern desselben
DE112013004220T5 (de) Elektrowerkzeug
DE3789968T2 (de) Nicht-isoliertes, temperaturabhängiges batterieladegerät.
DE102008013548A1 (de) Batterieladegerät
AU5560599A (en) Battery charger
DE102016119144A1 (de) Elektrisches fahrzeugsystem
EP0593869A1 (de) Wiederaufladbarer Akku
DE102010034441B4 (de) Energieversorgungssystem für ein Motorfahrzeug
DE202005009886U1 (de) Heizgerät für elektrische Speichervorrichtungen für Fahrzeuge
DE102012202130A1 (de) Elektrisches Stromversorgungssystem
EP3103182B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum beschalten eines batteriemanagementsystems
DE4225088A1 (de) Batterieentladevorrichtung
DE102016103409B4 (de) Batteriesystem mit vergrösserter Reichweite für ein Elektrofahrrad
DE102021202806A1 (de) Mehrmodulige tragbare stromversorgungseinrichtung
EP2276100A2 (de) Solargestützte Batterieladevorrichtung
DE102012220351A1 (de) Näherungserfassungsschaltung mit Kurzschlussschutz
DE102013210061B4 (de) Aktivierung-durch-Steuerpilot-Schaltung für Bordbatterie-Ladevorrichtung
DE102006042745A1 (de) Ladegerät für Sekundärbatterien
DE29822598U1 (de) Verbesserte Vorrichtung eines Mikro-Mobiltelephon-Batterieladegeräts
DE102021206199A1 (de) Batteriesteuereinheit und Batteriesystem
DE69400033T2 (de) Konstantstrom-Batterieladegerät mit Zusatzstromversorgungsaussgang für tragbares Gerät.

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20110812