MX2011002544A

MX2011002544A - Cargador de baterías.

Info

Publication number: MX2011002544A
Application number: MX2011002544A
Authority: MX
Inventors: Samuel Boyles; Anthony T Tocco; Urnesh Rajani; Mike Hornick
Original assignee: Techtronic Power Tools Tech
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-05-25
Also published as: CN102210080B; EP2335339A4; CA2736483C; EP3208911A3; EP3522330A1; CA2736483A1; EP2335339A1; EP2335339B1; US20100060232A1; CN102210080A; EP3208911B8; EP3208911A2; EP3522330B1; EP3208911B1; US8378624B2; AU2009289447B2; AU2009289447A1; CN104539021A; WO2010028368A1

Abstract

Un cargador de batería eficiente en energía, de puertos múltiples y compacto; el cargador de batería incluye un módulo de suministro de energía, un módulo de control de cargador de batería o controlador, un módulo de conmutación de energía, uno o más módulos de seguridad de control de energía, una pluralidad de interruptores de cargador de batería y una pluralidad de indicadores; el controlador, el módulo de conmutación de energía, el módulo de seguridad de control de energía y los interruptores del cargador de batería trabajan juntos para controlar la operación del cargador de batería; el controlador está configurado para ejecutar un procedimiento de control de carga que detecta la inserción de un paquete de batería dentro de un puerto de carga, selecciona un puerto de carga para cargar, controla la salida de energía del módulo de conmutación de energía, y controla la iluminación o el despliegue de indicadores; el módulo de conmutación de energía utiliza señales de control provenientes del controlador para conmutar la energía recibida desde el módulo de suministro de energía de manera que se aplica una corriente de carga a un solo puerto de carga.

Description

CARGADOR DE BATERÍAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de E.U.A. co-pendiente presentada previamente No. de Serie 61/095,033, presentada el 8 de Septiembre de 2008, la Solicitud de Patente Provisional de E.U.A. No de Serie 61/097,004, presentada el 15 de Septiembre de 2008, y la Solicitud de Patente Provisional de E.U.A. No. de Serie 61/121 ,424, presentada el 10 de Diciembre de 2008, el contenido completo de las cuales se incorpora de esta manera como referencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los cargadores de baterías de múltiples puertos permiten a un usuario cargar un número de paquetes de baterías sin tener que extraer regularmente un paquete de baterías cargadas e insertar un paquete de baterías agotadas de, por ejemplo, un cargador de un solo puerto. Por esta y otras razones, pueden preferirse los cargadores de baterías de múltiples puertos sobre los cargadores de baterías de un solo puerto, especialmente por los usuarios que usan múltiples herramientas o sistemas de herramientas con regularidad. Aunque los cargadores de baterías de múltiples puertos son ventajosos en tales casos, los cargadores de baterías de múltiples puertos tienen inconvenientes, tales como el tamaño, ineficiencia en la carga, y el potencial de que los puertos de cargan entren en corto circuito.

Por ejemplo, los cargadores de baterías de múltiples puertos convencionales requieren un suministro de energía separado para cada puerto de carga. Aunque estos cargadores de baterías son capaces de cargar uno o más paquetes de baterías, el requerimiento de un suministro de energía separado hace físicamente problemático al cargador de baterías. También, un suministro de energía separado para cada puerto de carga reduce la eficiencia del cargador de baterías debido al hardware y potencia requerida para operar múltiples suministros de energía.

También, los circuitos de conmutación usados por los cargadores de baterías de múltiples puertos usan, por ejemplo, relevadores o transistores. Estos circuitos de conmutación son susceptibles a un malfuncionamiento (por ejemplo, un corto circuito), que puede ser una preocupación de seguridad cuando el circuito de conmutación se está usando para controlar la distribución de la energía (por ejemplo, la distribución del voltaje y la corriente), a una carga electrónica.

También, la operación y la eficiencia de los cargadores de baterías de múltiples puertos, se ve impedida por los dispositivos y técnicas para detectar la presencia de un paquete de baterías en uno de los puertos de carga. Por ejemplo, los cargadores de baterías de múltiples puertos usan un circuito de control que monitorea los voltajes de un par de terminales de suministro de energía del puerto de carga. Las terminales de suministro de energía del puerto de carga son energizadas continuamente, y el voltaje del suministro de energía debe ser mayor que el voltaje del paquete de baterías insertado para que el cargador de baterías detecte y cargue el paquete de baterías. Cuando se inserta un paquete de baterías, se reduce el voltaje en las terminales del suministro de energía, y el circuito de control determina que ha sido insertado un paquete de baterías. No obstante, un cargador de baterías vacío (por ejemplo, un cargador de baterías sin paquetes de baterías insertados para carga) que usa ésta técnica para la detección de paquetes de baterías permanece en el modo de detección por días, semanas o más, con las terminales de suministro de energía del puerto de carga siendo energizadas continuamente.

Alternativamente, un suministro de energía del cargador de baterías es operado en un estado de bajo voltaje y periódicamente conmuta el suministro de energía del cargador de baterías a un estado de alto voltaje para proveer el voltaje necesario para revisar los voltajes de la terminal de energía y determinar si está insertado un paquete de baterías. Aunque la conmutación periódica de un estado de bajo voltaje a un estado de alto voltaje para revisar la presencia de un paquete de baterías usa menos energía que la técnica descrita anteriormente, esta técnica alternativa hace susceptible al cargador de baterías a largos periodos de espera durante los cuales el cargador de baterías es revisado constantemente para la inserción de un paquete de baterías.

Además, aunque han sido usados interruptores de resorte tales como esos electromecánicos montados para detectar la inserción de un paquete de baterías dentro de un cargador de baterías, cada interruptor de resorte requiere múltiples alambres para conectarse a un tablero de circuito impreso ("PCB", por sus siglas en inglés). Los alambres adicionales hacen difícil el ensamble de los cargadores de baterías de múltiples puertos, y los alambres pueden enredarse o perforarse. Los interruptores de resorte también son susceptibles de una opresión inadvertida por un usuario u objeto. La opresión inadvertida del interruptor de resorte provoca que el circuito de control determine que ha sido insertado un paquete de baterías, y también provoca una corriente errónea de carga a ser suministrada a un puerto de carga.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Modalidades de la invención proveen un cargador de baterías de múltiples puertos que tiene, por ejemplo, seis, cuatro, o dos puertos de carga. El cargador de baterías incluye, entre otras cosas, un módulo de suministro de energía, un módulo de control de cargador de baterías o controlador, un módulo de conmutación de energía, uno o más módulos de seguridad de control de energía, una pluralidad de dispositivos de detección de paquetes de baterías o interruptores del cargador de baterías, y una pluralidad de indicadores. El módulo de suministro de energía está eléctricamente conectado a una fuente de energía, tal como una fuente de energía de 120V CA. El módulo de suministro de energía incluye un conjunto de circuitos para regular la energía de la fuente de energía y distribuir la energía de la fuente de energía a otros componentes o módulos dentro dél cargador de batería, tal como el controlador, el módulo de conmutación de energía, y similares.

El controlador del cargador de baterías está configurado para ejecutar un procedimiento de control de carga el cual se usa para determinar, por ejemplo, si ha sido insertado un paquete de baterías en un puerto de carga del cargador de baterías, y un tipo de carga requerida por el paquete de baterías. En una modalidad particular del procedimiento de carga, el controlador funciona en ciclos a través de cada uno de los múltiples puertos de carga para determinar cuál, si es que alguno, de los puertos de carga incluye un paquete de baterías que requiera una carga rápida. Si el controlador determina que un puerto de carga incluye un paquete de baterías que requiere una carga rápida, el módulo de conmutación de energía conmuta la energía del suministro de energía de manera que se aplica una corriente de carga a un solo paquete de baterías. Si el controlador determina que no están insertados paquetes de baterías en el cargador de baterías, o que no hay paquetes de baterías insertados en el cargador de baterías que requieran una carga rápida, el cargador de baterías entra en un modo de baja energía, en el cual se retira energía de cada uno de los puertos de carga y de los indicadores (por ejemplo una pantalla de cristal líquido o diodo(s) emisor de luz) para reducir la energía requerida por el cargador de baterías. Si el cargador de baterías ya ha cargado de manera rápida cada uno de los paquetes de baterías insertados en el cargador de baterías, y no se han insertado paquetes de baterías nuevos en un puerto de carga, el cargador de baterías suministra a cada paquete de baterías insertado una carga en pocas cantidades por un periodo de tiempo predeterminado.

Cada módulo de seguridad de control de energía incluye un módulo de protección o un circuito de seguridad de control de energía que está configurado para prevenir daño a los paquetes de baterías y/o al cargador de baterías durante un mal funcionamiento (por ejemplo, un cortocircuito). El circuito de seguridad de control de energía incluye una pluralidad de componentes eléctricos que incluyen, por ejemplo, resistores, capacitores, transistores de efecto de campo de semiconductor de óxido metálico ("MOSFET) (por ejemplo, MOSFET del tipo P y MOSFET del tipo N), y diodos. Los MOSFET están configurados como interruptores que controlan el flujo de corriente a través del circuito de seguridad de control de energía. Durante la operación normal del cargador de baterías (por ejemplo, cuando no han ocurrido malfuncionamientos), el controlador provee una señal de carga al circuito de seguridad de control de energía. En respuesta a la señal de carga, se enciende la pluralidad de MOSFET y permiten que la corriente de carga cargue un paquete de baterías acoplado a un puerto de carga del cargador de baterías. Ocurre un mal funcionamiento, por ejemplo, cuando uno de los interruptores MOSFET está en cortocircuito y no se suministra ninguna señal de carga mediante el controlador.

En una modalidad de los módulos de seguridad de control de energía, si uno o más de los puertos de carga del cargador de baterías están en malfuncionamiento, el circuito de seguridad de control de energía protege las baterías y/o al cargador de baterías de daños sin hacer inoperables el resto de los puertos de carga funcionales. Por ejemplo, el circuito de seguridad de control de energía está configurado para monitorear el voltaje de un nodo predeterminado. Si se detecta un voltaje en el nodo, se enciende un MOSFET, y la corriente fluye a través de un resistor de control. El resistor de control está adyacente y acoplado térmicamente con un fusible térmico. La mayor parte del voltaje de carga se disipa mediante el resistor de control, lo cual provoca que el resistor de control produzca una cantidad sustancial de calor en un periodo de tiempo corto. El calor generado por el resistor de control es suficiente para abrir el circuito (por ejemplo, fundir) el fusible térmico y prevenir que la corriente de carga alcance al paquete de baterías.

El procedimiento de control de carga y cada uno de los módulos de seguridad de control de energía dependen de la detección precisa y confiable de la presencia de un paquete de baterías en un puerto de carga. Los interruptores del cargador de baterías están configurados para indicar al controlador si ha sido insertado un paquete de baterías en un puerto de carga. Por ejemplo, en algunas modalidades, se usan dos o tres sujetadores para asegurar un paquete de baterías en un cargador de baterías. Los sujetadores hacen contacto con las terminales positiva y negativa del cargador de baterías del paquete de baterías, y proveen una trayectoria para la corriente de carga desde el cargador de baterías hasta el paquete de baterías. Los interruptores del cargador de baterías reemplazan al sujetador que hace contacto con la terminal negativa del paquete de baterías.

En una modalidad particular de los interruptores del cargador de baterías, los interruptores incluyen una primera parte formada flexiblemente, una segunda parte formada flexiblemente, y una parte aislante. La primera parte formada flexiblemente esta acoplada a la terminal negativa del módulo de suministro de energía del cargador de baterías, y la segunda parte formada flexiblemente esta acoplada al controlador y es energizada a un voltaje operativo estándar (por ejemplo, 5.0V o 3.3V). Cuando se inserta un paquete de baterías en un puerto de carga, la primera parte formada flexiblemente se dobla hacia adentro hasta que hace contacto con la segunda parte formada flexiblemente. El voltaje de la segunda parte formada flexiblemente luego cae del voltaje operativo estándar al voltaje de la terminal negativa de suministro de energía (por ejemplo, OV o tierra). Cuando la segunda parte formada flexiblemente del interruptor cae a OV, el controlador determina que ha sido insertado un paquete de baterías en el cargador de baterías, y se permite el inicio de la corriente de carga de las baterías. Como consecuencia de que el controlador detecte directamente la inserción de un paquete de baterías, el módulo de suministro de energía del cargador de baterías se mantiene indefinidamente en un voltaje bajo esperando el cierre del interruptor. Por lo tanto, la energía de espera requerida para operar el cargador de energías se lleva al mínimo, y el cargador de baterías puede cumplir con los estándares de eficiencia gubernamentales.

En otra modalidad de los interruptores del cargador de baterías, los interruptores incluyen un primer componente conductor fijo, un segundo componente conductor fijo, una parte aislante, y una primera distancia o espacio entre el primer componente conductor fijo y el segundo componente conductor fijo. El primer componente conductor fijo está acoplado eléctricamente a la terminal negativa del suministro de energía del cargador de baterías, y la segunda parte formada flexiblemente está acoplada al controlador y es energizada (por ejemplo, vía un resistor de levante) a un voltaje operativo estándar (por ejemplo, 5.0V o 3.3V). Cuando se inserta un paquete de baterías, la terminal negativa del paquete de baterías puentea la primera distancia entre el primer componente conductor fijo y el segundo componente conductor fijo. El voltaje del segundo componente conductor fijo cae del voltaje operativo estándar al voltaje de la terminal negativa de suministro de energía (por ejemplo, 0V o tierra). Cuando el segundo componente conductor fijo del interruptor cae a 0V, el controlador determina que ha sido insertado un paquete de baterías en el cargador de baterías, y se inicia la corriente de carga de las baterías.

Además, el cargador de baterías opera para cargar cualquiera de una pluralidad de diferentes tipos de baterías o paquetes de baterías. Por ejemplo, el cargador de baterías es capaz de cargar paquetes de baterías que tienen cualquier número de diferentes valores nominales de voltaje, valores nominales de capacidad, configuraciones, formas y tamaños. Dichos paquetes de baterías incluyen esos que se unen y separan de dispositivos eléctricos tales como herramientas mecánicas, equipo de medición y prueba, aspiradoras, equipos mecánicos para exteriores, y vehículos. Las herramientas mecánicas incluyen, por ejemplo, taladros, sierras circulares, sierras de vaivén, sierras de banda, sierras reciprocantes, destornilladores, trituradores de ángulo, trituradores rectos, martillos, aprietatuercas neumáticos de percusión, taladros de ángulo, cámaras de inspección, y similares. El equipo de medición y prueba incluye multímetros digitales, medidores de pinzas, medidores de horquilla, escáner de pared, pistolas de temperatura de IR, y similares. Las aspiradoras incluyen aspiradoras de barra, aspiradoras manuales, aspiradoras verticales, limpiadores de alfombras, limpiadores de superficies duras, aspiradoras de recipiente, aspiradoras de cepillo, y similares. El equipo mecánico para exteriores incluye sopladores, sierras de cadena, biseladoras, tijeras para setos, podadoras de césped, tijeras, y similares.

En una modalidad, la invención provee un cargador de baterías que está configurado para hacer contacto y cargar un paquete de baterías para cualquiera de una pluralidad de dispositivos eléctricos. El cargador de baterías incluye un alojamiento, un módulo de suministro de energía, un controlador, por lo menos una protección de circuito, y un dispositivo de detección del paquete de baterías. El alojamiento incluye una pluralidad de puertos de carga, y cada uno de la pluralidad de puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías. El módulo de suministro de energía está conectado eléctricamente a una fuente de energía y está configurado para distribuir energía al cargador de baterías. El cargador de baterías incluye un modo de energía operativo normal y un modo de energía operativo bajo. El controlador está configurado para determinar si cualquiera de la pluralidad de los puertos de carga recibirá una primera corriente de carga, determinar si cualquiera de la pluralidad de los puertos de carga recibirá una segunda corriente de carga, y operar al cargador de baterías en el modo de energía operativo normal cuando uno o más de la pluralidad de puertos de carga recibirá la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga. El por lo menos un circuito de protección incluye por lo menos un interruptor de semiconductor configurado para prevenir que sea suministrada una corriente de carga a un puerto de carga cuando se detecta una condición defectuosa relacionada con el puerto de carga. El dispositivo de detección de paquetes de batería está colocado dentro de por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga y está conectado eléctricamente al controlador. El dispositivo de detección de paquetes de baterías está configurado para proveer una indicación al controlador de la presencia de un paquete de baterías en por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga, y provee una conexión eléctrica entre el por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga y el paquete de baterías.

En otra modalidad, la invención provee un cargador de baterías que está configurado para conectarse a, y cargar un paquete de baterías para cualquiera de una pluralidad de dispositivos eléctricos. El cargador de baterías incluye un alojamiento, un módulo de suministro de energía, un controlador, por lo menos un circuito de protección, y un dispositivo de detección de paquete de baterías. El alojamiento incluye uno o más puertos de carga, y cada uno del uno o más puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías. El módulo de suministro de energía está conectado eléctricamente a una fuente de energía y está configurado para distribuir energía al cargador de baterías. El controlador está configurado para recibir una indicación de una presencia de un paquete de baterías en uno de la pluralidad de puertos de carga. El por lo menos un circuito de protección incluye por lo menos un interruptor semiconductor que está configurado para prevenir que una corriente de carga sea suministrada a un puerto de carga cuando se detecta una condición defectuosa relacionada con el puerto de carga. El dispositivo de detección de paquete de baterías está colocado dentro de por lo menos uno del uno o más puertos de carga, y está conectado eléctricamente al controlador. El dispositivo de detección de paquetes de baterías incluye una primera parte conductora, una segunda parte conductora, una primera terminal, y una segunda terminal. Un voltaje de la primera terminal es un voltaje de referencia del cargador de baterías, un voltaje de la segunda terminal es un voltaje de control del cargador de baterías, y la primera parte conductora y la segunda parte conductora se ponen en conexión eléctrica entre sí cuando se inserta un paquete de baterías en por lo menos uno del uno o más puertos de carga. El voltaje de la segunda terminal se reduce del voltaje de control del cargador de baterías al voltaje de referencia del cargador de baterías después de ponerse en conexión eléctrica con la primera terminal.

En aún otra modalidad, la invención provee un cargador de baterías que está configurado para conectarse y cargar un paquete de baterías para cualquiera de una pluralidad de dispositivos eléctricos. El cargador de baterías incluye un alojamiento, un módulo de suministro de energía, un controlador, y por lo menos un circuito de protección. El alojamiento incluye una pluralidad de puertos de carga, y cada uno de la pluralidad de puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías. El módulo de suministro de energía está conectado eléctricamente a una fuente de energía y está configurado para distribuir energía al cargador de baterías. El controlador está configurado para seleccionar uno de la pluralidad de puertos de carga que va a recibir una corriente de carga, y generar una señal de carga para permitir al puerto seleccionado de la pluralidad de puertos de carga recibir la corriente de carga. El por lo menos un circuito de protección está configurado para recibir la señal de carga del controlador cuando el por lo menos un circuito de protección esté en un modo operativo normal. El por lo menos un circuito de protección incluye un primer interruptor de semiconductor y un segundo interruptor de semiconductor. El primer interruptor de semiconductor permite que sea suministrada la corriente de carga al por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga cuando el por lo menos un circuito de protección está recibiendo la señal de carga del controlador, y el segundo dispositivo semiconductor previene que sea suministrada la corriente de carga al por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga cuando el por lo menos un circuito de protección no está recibiendo la señal de carga del controlador.

En una modalidad particular, la invención provee un cargador de baterías que está configurado para conectarse a, y cargar un paquete de baterías para cualquiera de una pluralidad de dispositivos eléctricos. El cargador de baterías incluye un alojamiento, un módulo de suministro de energía, y un controlador. El alojamiento incluye una pluralidad de puertos de carga, y cada uno de la pluralidad de puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías. El módulo de suministro de energía está conectado eléctricamente a una fuente de energía y está configurado para distribuir energía al cargador de baterías. El cargador de baterías incluye un primer modo de energía operativo y un segundo modo de energía operativo. El controlador está configurado para ejecutar un procedimiento de control de carga que incluye detectar una indicación relacionada a la presencia de un paquete de baterías en uno de la pluralidad de puertos de carga, determinar si cualquiera de la pluralidad de puertos de carga recibirá una primera corriente de carga, determinar si cualquiera de la pluralidad de puertos de carga recibirá una segunda corriente de carga, y operar al cargador de baterías en el primer modo de energía operativo cuando por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga recibirá la primera corriente de carga, o la segunda corriente de carga. La primera corriente de carga es mayor que la segunda corriente de carga. El procedimiento de control de carga también incluye generar una señal de carga para permitir a uno de la pluralidad de puertos de carga recibir la primera corriente de carga, o la segunda corriente de carga cuando uno de la pluralidad de puertos de carga recibirá la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga, y operar al cargador de baterías en el segundo modo de energía operativo cuando ninguno de la pluralidad de puertos de carga recibirá la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga.

En otra modalidad particular, la invención provee un cargador de baterías que está configurado para conectarse y cargar un paquete de baterías para cualquiera de una pluralidad de dispositivos eléctricos. El cargador de baterías incluye un alojamiento, un módulo de suministro de energía, un controlador, y un dispositivo de detección de paquetes de batería. El alojamiento incluye uno o más puertos de carga, y cada uno del uno o más puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías. El módulo de suministro de energía está conectado eléctricamente a una fuente de energía y está configurado para distribuir energía al cargador de baterías. El controlador está configurado para recibir una indicación de una presencia de un paquete de baterías en uno de la pluralidad de puertos de carga, seleccionar uno de la pluralidad de puertos de carga que recibirá una corriente de carga, y generar una señal de carga para permitir al puerto seccionado de la pluralidad de puertos de carga recibir la corriente de carga. El dispositivo de detección del paquete de baterías está colocado dentro de por lo menos uno del uno o más puertos de carga y está conectado eléctricamente al controlador. El dispositivo de detección de paquetes de baterías incluye una primera parte conductora acoplada a una terminal negativa del módulo de suministro de energía, una segunda parte conductora acoplada al controlador y energizada a un voltaje de control, y una parte aislante que aisla eléctricamente la primera parte conductora de la segunda parte conductora. La primera parte conductora se dobla hacia la segunda parte conductora cuando se inserta un paquete de baterías dentro del por lo menos uno del uno o más puertos de carga.

En otra modalidad, la invención provee un cargador de baterías que está configurado para conectarse a, y cargar un paquete de baterías para cualquiera de una pluralidad de dispositivos eléctricos. El cargador de baterías incluye un alojamiento, un módulo de suministro de energía, un controlador, y un dispositivo de detección de paquetes de baterías. El alojamiento incluye uno o más puertos de carga, y cada uno del uno o más puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías. El módulo de suministro de energía está conectado eléctricamente a una fuente de energía, y está configurado para distribuir energía al cargador de baterías. El controlador está configurado para recibir una indicación de una presencia de un paquete de baterías en uno de la pluralidad de puertos de carga, seleccionar un puerto de la pluralidad de puertos de carga que recibirá una corriente de carga, y generar una señal de carga para permitir al puerto seleccionado de la pluralidad de puertos de carga recibir la corriente de carga. El dispositivo de detección de paquetes de baterías está colocado dentro del por lo menos uno del uno o más puertos de carga y está conectado eléctricamente al controlados El dispositivo de detección de paquetes de baterías incluye una primera parte conductora que está acoplada a una terminal negativa del módulo de suministro de energía, y una segunda parte conductora que esta acoplada al controlador y es energizada a un voltaje de control. La primera parte conductora y la segunda parte conductora están separadas entre sí por una distancia fija, y una parte aislante aisla eléctricamente la primera parte conductora de la segunda parte conductora. La distancia entre la primera parte conductora y la segunda parte conductora está puenteada mediante una terminal de un paquete de baterías cuando se inserta el paquete de baterías en el por lo menos uno del uno o más puertos de carga.

Otros aspectos de la invención serán evidentes al considerar la descripción detallada y los dibujos que la acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Fig. 1 ilustra un cargador de baterías de múltiples puertos de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Fig. 2 ilustra un cargador de baterías de múltiples puertos de acuerdo con otra modalidad de la invención.

La Fig. 3 es un diagrama del cargador de baterías de múltiples puertos de la Fig. 1.

Las Figs. 4-6 ¡lustran un procedimiento para controlar al cargador de baterías de múltiples puertos de la Fig. 1.

La Fig. 7 ilustra un circuito de protección de control de energía de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Fig. 8 ilustra un interruptor del cargador de baterías en una posición abierta de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Fig. 9 ilustra al interruptor del cargador de baterías de la Fig. 8 en una posición cerrada de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Fig. 10 ilustra un interruptor del cargador de baterías de acuerdo con una modalidad de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Antes de explicar a detalle cualquiera de las modalidades de la invención, deberá comprenderse que la invención no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y a la disposición de los componentes establecidos en la siguiente descripción o ilustrados en los siguientes dibujos. La invención es capaz de otras modalidades y de ser practicada o de ser realizada en diversas maneras.

Las modalidades de la invención descritas en la presente se refieren a un cargador de baterías de múltiples puertos compacto y eficiente en energía. El cargador de baterías incluye, entre otras cosas, un módulo de suministro de energía, un módulo de control de paquete de baterías o controlador, un módulo de conmutación de energía, uno o más módulos de seguridad de control de energía, una pluralidad de dispositivos de detección de paquete de baterías o interruptores del cargador de baterías, y una pluralidad indicadores. El módulo de suministro de energía está conectado eléctricamente a una fuente de energía, tal como una fuente de energía de 20V CA o 240V CA. El suministro de energía incluye un conjunto de circuitos para regular la energía de la fuente de energía y distribuir la energía de la fuente de energía a otros componentes o módulos dentro del cargador de baterías. El controlador, el módulo de conmutación de energía, los módulos de seguridad de control de energía, y los interruptores del cargador de baterías trabajan conjuntamente entre sí para controlar la operación del cargador de baterías. Por ejemplo, el controlador está configurado para ejecutar un procedimiento de control de carga usando un conjunto de circuitos correspondiente que determina, entre otras cosas, si ha sido insertado un paquete de baterías en un puerto de carga del cargador de baterías, y un tipo de carga requerido por el paquete de baterías. El controlador también detecta la presencia de un paquete de baterías en un puerto de carga, selecciona un puerto de carga para cargar, controla la salida de energía del módulo de conmutación de energía, y controla la iluminación o despliegue de los indicadores. El módulo de conmutación de energía usa señales de control del controlador para conmutar la energía recibida del módulo de suministro de energía de manera que se aplica una corriente de carga a un sólo puerto de carga o al paquete de baterías. Cada uno de los módulos de seguridad de control de energía incluye un circuito de protección o de seguridad de control de energía que está configurado para prevenir que la corriente de carga y/o el voltaje de carga dañen al cargador de baterías o al paquete de baterías cuando el circuito de carga tiene un malfuncionamiento.

El cargador de baterías opera para cargar cualquiera de una pluralidad de diferentes tipos de baterías o paquetes de baterías. Por ejemplo, el cargador de baterías es capaz de cargar paquetes de baterías que tienen níquel-hidruro metálico ("NiMH"), níquel-cadmio ("NiCd"), litio-cobalto ("LiCo"), litio-manganeso ("Li-Mn"), Li-Mn espinela, u otras químicas adecuadas de litio o a base de litio. En algunas modalidades, el cargador de baterías hace una determinación del tipo de paquetes de baterías insertado en el cargador de baterías con base en, por ejemplo, un voltaje de terminal. En otras modalidades, el cargador de baterías recibe información o una señal de un paquete de baterías que indica un tipo de paquete de baterías. El cargador de baterías también opera para recibir y cargar paquetes de baterías que tienen cualquier número de diferentes valores nominales de voltaje, valores nominales de capacidad, configuraciones, formas y tamaños. Por ejemplo, el cargador de baterías opera para cargar los paquetes de baterías que tienen valores nominales de voltaje de 4V, 8V, 12V, 16V, 18V, 20V, 24V, 48V, etc., o paquetes de baterías que tienen cualquier valor nominal de voltaje entre éstos. El cargador de baterías también opera para cargar paquetes de baterías que tienen celdas individuales con valores nominales de capacidad de 1.2Ah, 1.3Ah, 1.4Ah, 2.0Ah, 2.4Ah, 2.6Ah, 3.0Ah, etc. Los valores nominales de capacidad de la celda individual se combinan para producir un valor nominal de capacidad total del paquete de baterías, que está basado tanto en los valores nominales de capacidad de las celdas individuales como en el número de celdas en cada paquete de baterías. Las configuraciones, formas, y tamaños del paquete de baterías incluyen pero no se limitan a las configuraciones, formas, y tamaños de los paquetes de baterías que se unen y separan de los dispositivos eléctricos tales como herramientas mecánicas, equipo de medición y prueba, aspiradoras, equipo mecánico para exteriores, y vehículos.

La Fig. 1 ilustra un cargador de baterías 20 que incluye seis puertos de carga 25 para recibir una pluralidad de baterías o paquetes de baterías, y proveer una corriente de carga al paquete de baterías. Cada puerto de carga 25 también incluye por lo menos un indicador 30 que provee a un usuario con una indicación del estado de los puertos de carga 25 y el paquete de baterías. En una modalidad, cada puerto de carga 25 incluye un diodo emisor de luz rojo ("LED") y un LED verde para indicar a un usuario el nivel de carga del paquete de baterías, o que existe un malfuncionamiento o defecto en un paquete de baterías o un puerto de carga 25. Los indicadores están iluminados, por ejemplo, en un estado "encendido sólido" o en un estado "centellante". El cargador de baterías 20 también incluye uno o más indicadores 35 para proveer retroalimentación al usuario con relación al estado del cargador de baterías 20.

En una modalidad, los indicadores 20 y 35 están activados en el estado de encendido sólido cuando el cargador de baterías 20 está operando a energía completa, proveyendo una corriente de carga, o ambos. En otra modalidad, el indicador 35 está en un estado iluminado por un primer periodo de tiempo, y en un estado no iluminado por un segundo periodo de tiempo. Por ejemplo, el indicador 35 está en el estado iluminado por aproximadamente 0.25 segundos y en el estado no iluminado por aproximadamente 2.5 segundos para indicar que el cargador de baterías 20 está proveyendo una carga de mantenimiento a un puerto de carga 25. En algunas modalidades, el indicador 35 sube o baja de color cuando el cargador de batería 20 está en un modo operativo de baja energía o modo de ahorro de energía. En otras modalidades, el indicador 35 sube o baja de color y centellea (por ejemplo, tres centelleos cortos) para indicar que el cargador de baterías 20 está en un modo de ahorro de energía y que está defectuoso uno o más de los puertos de carga 25 o paquetes de baterías.

La Fig. 2 ilustra un cargador de baterías 20A que incluye cuatro puertos de carga 25A para recibir una pluralidad de baterías o paquetes de baterías, y proveer una corriente de carga al paquete de baterías. El cargador de baterías 20A es similar en operación al cargador de baterías 20 ilustrado en la Fig. 1 , y las características similares se identifican con números de referencia correspondientes. Las diferencias entre el cargador de baterías de seis puertos 20 y el cargador de baterías de cuatro puertos 20A se describe con respecto a diversas modalidades de la invención. En otras modalidades, el cargador de baterías tiene, por ejemplo, dos puertos de carga.

La Fig. 3 es un diagrama de bloques del cargador de baterías 20 de la Fig. 1. El cargador de baterías 20 incluye un controlador del cargador de baterías 50, un módulo de suministro de energía 55, un módulo de conmutación de energía 60, una pluralidad de indicadores 65, y una pluralidad de módulos de protección o circuitos 70. El controlador 50 incluye software y hardware que opera, entre otras cosas, para controlar al cargador de baterías 20, proveer protección (por ejemplo, protección de sobre voltaje) al cargador de baterías 20, voltaje de carga de control y corriente de carga del cargador de baterías 20, enviar información a un paquete de baterías, activar la pluralidad de indicadores (por ejemplo, LED o un despliegue de cristal líquido ("LCD")), y monitorear la temperatura del paquete de baterías 80. En una modalidad, el controlador 50 incluye un tablero de circuito impreso ("PCB") (no mostrado) que está poblado con una pluralidad de componentes eléctricos y electrónicos que proveen el control operativo y la protección al cargador de baterías 20. En algunas modalidades, el PCB incluye un control o unidad de procesamiento tal como un microprocesador, un microcontrolador, o similares. En algunas modalidades, el controlador 50 incluye la unidad de procesamiento, una memoria y una barra colectora. La barra colectora conecta varios componentes del controlador 50 incluyendo la memoria a la unidad de procesamiento. La memoria incluye, en muchos casos, memoria sólo de lectura ("ROM", por sus siglas en inglés) tal como una memoria de sólo lectura programable borrable eléctricamente ("EEPROM", por sus siglas en inglés) y memoria de acceso aleatorio ("RAM", por sus siglas en inglés). El controlador 50 también incluye un sistema de entrada/salida que incluye rutinas para la transferencia de información entre los componentes dentro del controlador 50 y otros componentes del cargador de baterías 20. El software incluido en la implementación del cargador de baterías 20 está almacenado en la memoria del controlador 50. El software incluye aplicaciones de firmware y otras instrucciones ejecutables. Por ejemplo, el controlador 50 está configurado para ejecutar, entre otras cosas, un procedimiento de control de carga de paquete de baterías tal como el procedimiento de control de carga descrito en lo siguiente con respecto a las Figs. 4-6. En otras modalidades, el controlador 50 incluye componentes adicionales, en menos cantidad, o diferentes.

El PCB también incluye, entre otras cosas, una pluralidad de componentes adicionales pasivos y activos tales como resistores, capacitores, inductores, circuitos integrados, y amplificadores. Estos componentes están dispuestos y conectados para proveer una pluralidad de funciones eléctricas al PCB que incluye, entre otras cosas, filtración, acondicionamiento de señal, y regulación del voltaje. Para propósitos descriptivos, el PCB y los componentes eléctricos poblados sobre el PCB se denominan colectivamente en la presente como "el controlador" 50. El controlador 50 también recibe señales de los componentes o módulos dentro del cargador de baterías 20, acondiciona y procesar las señales, y transmite las señales procesadas y acondicionadas a, por ejemplo, el módulo de conmutación de energía 60 o los indicadores 65.

Continuando con la referencia a las Figs. 1 y 3, el cargador de baterías 20 está configurado para cargar uno de la pluralidad de paquetes de baterías 80 en cualquier momento, y cada puerto de carga 25 está asignado a un número de puerto de carga. Por ejemplo, los puertos de carga 25 tienen asignados letras o números, tales como #1-#6. Se realizan designaciones similares numéricas o alfanuméricas para un cargador de baterías de cuatro puertos y un cargador de baterías de dos puertos. Cuando se inserta un paquete de baterías 80 en un puerto de carga 25 del cargador de baterías 20, el cargador de baterías 20 funciona en ciclo serialmente a través de los puertos de carga 25 para determinar si cualquiera de los paquetes de baterías 80 que están insertados en los puertos de carga 25 del cargador de baterías 20 requiere una carga rápida (por ejemplo, una carga de 0% de capacidad a 95% de capacidad). El cargador de baterías 20 funciona en ciclos a través de los puertos de carga 25 comenzando con el puerto de carga #1 y terminando con el puerto de carga #6. Por ejemplo, si se inserta un paquete de baterías 80 en el puerto de carga #4, el cargador de baterías 20 funciona en ciclos a través de los puertos de carga 25 comenzando con el puerto de carga #1 y procediendo al puerto de carga #6. Si el cargador de baterías 20 determina que un paquete de baterías 80 requiere un cargado rápido, el cargador de baterías 20 descontinúa la función en ciclos a través de los puertos de carga 25 y carga el paquete de baterías 80 que fue identificado como requiriendo una carga rápida. Si el cargador de baterías 20 determina que un paquete de baterías 80 en, por ejemplo, el puerto de carga #2 requiere una carga rápida, el cargador de baterías 20 carga el paquete de baterías en el puerto de carga #2 antes de que el paquete de baterías 80 en el puerto de carga #4 (el paquete de baterías 80 insertado más recientemente en el cargador de baterías 20). Cuando el paquete de baterías 80 en el puerto de carga #2 ha terminado la carga rápida, el cargador de baterías 20 reinicia la función en ciclos a través de los puertos de carga 25 comenzando con el puerto de carga #1.

El cargador de baterías 20 determina cuando ha sido insertado un paquete de baterías 80 en el puerto de carga 25 usando, por ejemplo, un interruptor que detecte la inserción del paquete de baterías 80. Después de que el cargador de baterías 20 determina que ha sido insertado un paquete de baterías 80 en un puerto de carga 25 y funciona en ciclos a través de los puertos de carga 25 para identificar un primer paquete de baterías 80 que requiere una carga rápida, se suministra energía al primer paquete de baterías 80 a través de un conjunto de circuitos de protección de baterías 70. Cada puerto de carga 25 incluye un conjunto de circuitos de protección de baterías 70 que previenen el daño a los paquetes de baterías 80 y/o al cargador de baterías 20 durante un malfuncionamiento (por ejemplo, un cortocircuito). En una modalidad, el cargador de baterías 20 carga un paquete de baterías insertado 80 con una corriente de carga constante de 2A y una terminación de voltaje delta negativo. La terminación de voltaje delta negativo incluye almacenar un voltaje pico del paquete de baterías en la memoria, comparar un voltaje del paquete de baterías reciente con el voltaje pico almacenado, y terminar la carga cuando el voltaje del paquete de baterías reciente cae por debajo de un valor de umbral (por ejemplo, 1.0% por debajo del voltaje pico). En algunas modalidades, el cargador de baterías 20 provee una corriente de carga constante de, por ejemplo, 2.9A hasta que el paquete de baterías 80 está casi completamente cargado. Luego, la corriente de carga se ahusa gradualmente (por ejemplo, de una manera lineal) para simular un modo de carga a voltaje constante. En otras modalidades, el cargador de batería 20 carga el paquete de baterías a un nivel de corriente (por ejemplo, entre aproximadamente 0.2A y aproximadamente 5.0A) que es solicitado por el paquete de baterías 80. La corriente de carga es controlada usando, por ejemplo, una modulación de ancho de pulso ("PWM", por sus siglas en inglés) o un modulador de ancho de pulso. Se genera una señal PWM por el controlador 50, y el ciclo de trabajo de la señal PWM opera para controlar la corriente de carga del cargador de baterías 20. En algunas modalidades, las corrientes de carga generadas por el cargador de baterías 20 están en el intervalo de 0.1A a 5.0A, aunque las corrientes de carga fuera de este intervalo son adecuadas para otras modalidades de la invención.

Las Figs. 4-6 ilustran un procedimiento de control de carga 100 ejecutado por el controlador 50 para controlar al cargador de baterías 20. El cargador de baterías 20 está energizado (etapa 105) en un modo de energía operativo normal y comienza revisando para un paquete de baterías que requiera carga (etapa 110). Se detecta la presencia de un paquete de baterías usando, por ejemplo, los interruptores del cargador de baterías descritos en lo siguiente con respecto a las Figs. 8-10, u otros tipos de interruptores, tales como interruptores de resorte o detectores de haz óptico. Cuando se energiza el cargador de baterías 20, se activa un LED de energía u otro dispositivo de indicación, tal como el indicador 35, para indicar a un usuario que el cargador de baterías 20 está energizado. El LED de energía está en un estado "encendido constante" o "encendido sólido" cuando inicialmente se energiza el cargador de baterías 20. Como se describe en lo siguiente, el LED de energía es controlado para proveer al usuario una indicación del estado del cargador de baterías 20. Si el cargador de baterías 20 determina que no ha sido insertado un paquete de baterías, o que ningún paquete de baterías requiere una carga rápida, el cargador de baterías 20 entra a un modo de baja energía o de energía operativa baja (1 5). Mientras se encuentra en el modo de baja energía, el cargador de baterías 20 retira energía de dicho puerto de carga y de cada puerto LED y comienza pulsando el LED de energía hacia arriba y hacia abajo para indicar al usuario que el cargador de baterías 20 ha entrado en el modo de baja energía (etapa 120). Cuando está en el modo de baja energía, el cargador de baterías 20 determina si ha sido activado un interruptor de estado (por ejemplo un botón) (etapa 125). Si el interruptor de estado no ha sido activado, el cargador de baterías 20 determina si ha sido insertado un paquete de baterías que requiere carga rápida en un puerto de carga 25 (etapa 130). El cargador de baterías 20 permanece en el modo de baja energía mientras determina si ha sido insertado un paquete de baterías en un puerto de carga 25. Si el cargador de baterías 20 determina que un paquete de baterías ha sido insertado en un puerto de carga 25, el cargador de baterías 20 sale del modo de baja energía (etapa 135) y de nuevo funciona en ciclos a través de los puertos de carga como se describió anteriormente. Si el cargador de baterías 20 determina que no han sido insertados nuevos paquetes de baterías en un puerto de carga 25, el cargador de baterías 20 permanece en el modo de baja energía. Si ha sido oprimido el botón de estado, el cargador de baterías 20 sale del modo de baja energía (etapa 135) y de nuevo comienza a funcionar en ciclos a través de cada uno de los puertos de carga 25 (etapa 110), como se describió anteriormente.

Si, en la etapa 110, ha sido insertado un paquete de baterías en el cargador que requiere carga rápida, el procedimiento 100 procede para controlar la sección A, mostrada y descrita con respecto a la Fig. 5. El cargador de baterías 20 luego determina si el puerto de carga está defectuoso (por ejemplo, en cortocircuito, cerrado inadvertidamente, etc.) (etapa 140). Si se determina que el puerto de carga está defectuoso (por ejemplo, después de un periodo de paro predeterminado) el cargador de baterías 20 provee una indicación tal como un LED centelleante o múltiples LED centelleantes al usuario para identificar al puerto de carga como defectuoso (etapa 145). Un puerto de carga defectuoso es identificado por el controlador 50, por ejemplo, cuando el módulo de conmutación de energía 60 está proveyendo una corriente de carga a un puerto de carga 25 que no está recibiendo una señal de carga del controlador 50, o cuando un puerto de carga 25 que está recibiendo una señal de carga del controlador 50 no está recibiendo una corriente de carga del módulo de conmutación de energía 60 (por ejemplo, cuando ha sido abierto un fusible). En algunas modalidades, continúa la señal del puerto defectuoso hasta que el cargador de baterías 20 sea energizado. Para borrar la condición de error, el cargador de baterías 20 funciona en ciclos para restablecer al controlador 50. Si, por ejemplo, un puerto FET está en corto (por sus siglas en inglés), el controlador 50 detecta el FET en corto e inhabilita el puerto defectuoso para prevenir que un paquete de baterías sea cargado por el puerto defectuoso. Además o como alternativa, si un paquete de baterías insertado es defectuoso, el cargador de baterías 20 provee una indicación a un usuario, tal como un LED centellante o múltiples LED centellantes. Entonces la condición de error se borra una vez que se retirara el paquete de baterías defectuoso.

Después de detectar un puerto o paquete de baterías defectuoso, el cargador de baterías 20 regresa a la etapa 1 10 mostrada en la Fig. 4, y de nuevo funciona en ciclos a través de los puertos de carga. En algunas modalidades, el cargador de baterías 20 está configurado para funcionar en ciclos sólo a través de los puertos de carga 25 que no están defectuosos. En otras modalidades, el cargador de baterías 20 funciona en ciclos en el puerto de carga defectuoso (o paquete de baterías) antes de reiniciar el funcionamiento en ciclos en la etapa 1 10. Después de que el cargador de baterías 20 identifica un puerto de carga que no está defectuoso e incluye un primer paquete de baterías que requiere una carga rápida, el módulo de conmutación de energía 60 conmuta la energía del módulo de suministro de energía 55 de manera que se aplica una corriente de carga al puerto de carga 25 para iniciar la carga del primer paquete de baterías (etapa 150). El módulo de conmutación de energía 60 conmuta la energía del módulo de suministro de energía 55 de manera que se aplica una corriente de carga sólo a un puerto de carga 25. El cargador de baterías 20 determina un estado del primer paquete de baterías con base en el voltaje del paquete de baterías y la cantidad de corriente suministrada al paquete de baterías (etapa 155). En algunas modalidades, el estado del paquete de baterías es, por ejemplo, completamente cargado, defectuoso, profundamente descargado, fusible abierto, termostato abierto, etc. Cuando el primer paquete de baterías ha terminado la carga rápida, se establece una bandera de carga rápida completa (descrita en lo siguiente) para el primer paquete de baterías por el controlador 50.

El estatus de un paquete de baterías es indicado a un usuario usando un despliegue u otros dispositivos de indicación. Los dispositivos de indicación incluyen una pluralidad de LED, un LCD, o similares. En una modalidad, el LED rojo se ilumina para indicar la presencia de un paquete de baterías, y un LED verde se ilumina para indicar que el paquete de baterías ha sido completamente cargado. En otra modalidad, un LED rojo y un LED verde centellean para indicar que un paquete de baterías defectuoso. En otras modalidades, se usan indicadores adicionales o métodos de indicación, tales como una fila de LED que indican el nivel de carga del paquete de baterías o una identificación lingüística (por ejemplo verbal o textual) del estado del paquete de baterías.

Después del término de la carga rápida para el primer paquete de baterías, el cargador de baterías 20 determina si ha sido insertado un segundo paquete de baterías en un puerto de carga 25 del cargador de baterías 20 (etapa 160). Si ha sido insertado un segundo paquete de baterías en el puerto de carga 25, el cargador de baterías regresa a la etapa 110 mostrada en la Fig. 4, para funcionar en ciclos a través de los puertos de carga 25 y determinar si cualquiera de los paquetes de baterías insertados requiere una carga rápida. Si no se han insertado paquetes de baterías nuevos, el cargador de baterías 20 determina si el cargador de baterías 10 ha funcionado en ciclos hasta el último (por ejemplo, el sexto) puerto de carga 25 (etapa 165). Si el cargador de baterías 20 determina que el sexto puerto de carga 25 ha sido alcanzado y todos los paquetes de baterías han sido cargados rápido, el procedimiento 100 procede para controlar la sección B mostrada y descrita con respecto a la Fig. 6, y determina si se necesita una carga de mantenimiento para cada uno de los paquetes de baterías insertados (etapa 170). Si se requiere una carga de mantenimiento, el cargador de baterías 20 selecciona el primer puerto de carga 25 (en orden numérico) que requiere la carga de mantenimiento (etapa 175). La carga de mantenimiento se suministra un paquete de baterías por un período de tiempo predeterminado. En general, la carga de mantenimiento carga el paquete de baterías con una corriente de carga menor que la carga rápida. No obstante, en algunas modalidades, la corriente de carga usada durante la carga de mantenimiento es igual o casi igual a la corriente de carga rápida, pero es suministrada al paquete de baterías por sólo una corta duración de tiempo. En una modalidad, la carga de mantenimiento tiene un período de 1 hora. En otras modalidades, se usan diferentes periodos de tiempo, tales como 30 minutos, 2 horas, o un periodo de tiempo basado en el voltaje del paquete de baterías. Durante la carga de mantenimiento, el LED de energía se ajusta a un pulso intermitente o centelleo para indicar que un paquete de baterías está recibiendo una carga de mantenimiento. Los puertos de carga funcionan en ciclos como se describió anteriormente con respecto al procedimiento de carga rápida. Después de que el cargador de baterías termina la carga de mantenimiento (etapa 180) en el primer paquete de baterías, el cargador de baterías funciona en ciclos hasta el siguiente paquete de baterías en el cargador (etapa 185).

Mientras realiza la carga de mantenimiento, el cargador de baterías 20 revisa continuamente para la inserción de un nuevo paquete de baterías (etapa 190). Si se inserta un nuevo paquete de baterías en un puerto de carga 25, el cargador de baterías 20 regresa a la etapa 110, mostrada en la Fig. 4, y comienza a funcionar en ciclos a través de los puertos de carga 25 para determinar si cualquiera de los paquetes de baterías insertados en los puertos de carga 25 requiere una carga rápida. Si no ha sido insertado un nuevo paquete de baterías en un puerto de carga 25, y cada uno de los paquetes de baterías insertados en los puertos de carga 25 ha recibido una carga de mantenimiento, el cargador de baterías entra en el modo de baja energía (etapa 115), mostrado en la Fig. 4. En algunas modalidades, la carga de mantenimiento sólo se realiza una vez en cada paquete de baterías insertado en un puerto descarga 25 del cargador de baterías 20. En otras modalidades, la carga de mantenimiento se realiza periódicamente en cada paquete de baterías basado en el tiempo (por ejemplo, la longitud de tiempo que un paquete de baterías está insertado en un puerto de carga 25) y/o el voltaje del paquete de baterías.

Se establece una bandera de carga rápida completa en el controlador 50 para prevenir que un paquete de baterías reciba repetidamente una corriente de carga rápida mientras está insertado en el cargador de baterías 20, y cada puerto de carga 25 tiene una bandera asociada de carga rápida completa. Por ejemplo, si un paquete de baterías es insertado en el cargador de baterías 20 y recibe la carga rápida y la carga de mantenimiento, pero el paquete de baterías se deja en el puerto de carga 25 por un periodo de tiempo extendido, por ejemplo 1-5 días), la bandera de carga rápida completa previene que el paquete de baterías tenga cargas repetidas o continuas rápidas o de mantenimiento. De manera similar, si se determina que un puerto de carga 25 o paquete de baterías es defectuoso, se previene que el cargador de baterías 20 provea repetida y continuamente la corriente de carga a ese puerto de carga 25. En una modalidad, se establece un valor de espera de umbral o periodo de espera (por ejemplo, una espera de 5 días o aproximadamente 7,200 minutos). El paquete de baterías no recibe cargas adicionales rápidas o de mantenimiento hasta que se exceda el valor de espera de umbral, y el paquete de baterías es de nuevo tratado como un paquete de baterías recién insertado. Al prevenir que un paquete de baterías reciba cargas innecesarias rápidas de mantenimiento, el cargador de baterías 20 puede extender la vida del paquete de baterías. Si el paquete de baterías recibiera continuamente una corriente de carga (por ejemplo, rápida o de mantenimiento) la temperatura del paquete de baterías podría permanecer alta por la duración del tiempo en que está insertado en el cargador de baterías 20. Una temperatura del paquete de baterías aumentada, prolongada, recorta la vida útil (por ejemplo, el número de cargas) de la batería antes de que el paquete de baterías se vuelva defectuoso.

Para cada bandera de carga rápida completa, aumenta un contador o programador de bandera de carga rápida completa, por ejemplo, una vez por minuto. Con el contador alcanzando el valor de espera de umbral, se restablece la bandera de carga rápida completa, y de nuevo el paquete de baterías puede recibir una corriente de carga. El conteo del valor de espera de umbral se repite indefinidamente en tanto que el cargador de baterías 20 permanezca energizado y el paquete de baterías no se retire del puerto de carga 25. En otras modalidades de la invención, la bandera de carga rápida completa se ajusta para diferentes periodos de tiempo, tal como 1 -4 días, o el cargador de baterías 20 está configurado para monitorear periódicamente el voltaje del paquete de baterías para determinar si el paquete de baterías ha perdido una cantidad de carga sustancial (por ejemplo, la mitad de su carga).

Si un paquete de baterías ha perdido una cantidad de carga sustancial, puede indicar que el paquete de baterías está al final de su vida útil, o que esta defectuoso y requiere reparación. El cargador de baterías 20 también determina si el paquete de baterías está al final de su vida útil al monitorear la cantidad de corriente suministrada al paquete de baterías después de que ha sido restablecida la bandera de carga rápida completa. Por ejemplo, un paquete de baterías está siendo cargado rápidamente después de la espera del contador de bandera de carga rápida completa, el controlador monitorea la cantidad de tiempo en que se suministra la corriente de carga rápida al paquete de baterías. La corriente de carga dividida entre la longitud del tiempo en que fue suministrada la corriente de carga resulta en una capacidad de recarga en amp-horas. El controlador 50 también monitorea la temperatura ambiente del paquete de baterías durante el período de espera y calcula una cantidad aceptable de descarga del paquete de baterías que se espera de acuerdo con la experiencia. Si la descarga actual es mayor que la cantidad aceptable, o fuera de un intervalo aceptable, el paquete de baterías puede estar defectuoso. Además o como alternativa, el controlador 50 realiza los cálculos anteriores por dos o más periodos de espera para determinar un promedio de auto-descarga para el periodo de tiempo. Luego, el periodo de auto-descarga se compara con una cantidad conocida o calculada de la descarga esperada para determinar si el paquete de baterías está defectuoso.

En otras modalidades, se usa un período de espera más corto (por ejemplo, 1-2 días) entre el final de la carga rápida o de mantenimiento. Después del periodo de espera, el controlador 50 monitorea la cantidad de tiempo en que se suministra la corriente de carga rápida a un puerto de carga para calcular una capacidad de recarga. Con base en la capacidad de recarga, se calcula un retraso de recarga variable para un puerto descarga 25. Se establece el retraso de recarga variable para un puerto de carga 25 hasta, por ejemplo, que el paquete de baterías es retirado, o funciona en ciclos la energía hacia el cargador de baterías. Como resultado, se establece un tiempo de retraso de recarga más corto para los paquetes de baterías que están más cerca del fin de sus vidas útiles, y se establece un tiempo de retraso de recarga más largo para los paquetes de baterías que son más nuevos.

En algunas modalidades de la invención, el cargador de baterías 20 puede conectarse eléctricamente a múltiples fuentes de entrada de energía. Por ejemplo, el cargador de baterías 20 puede conectarse eléctricamente a una fuente de energía de CA, tal como una salida de pared de CA que provee líneas de energía de CA al cargador de baterías 20, o el cargador de baterías 20 se puede conectar eléctricamente a una fuente de energía de CD. Las fuentes de energía de CD incluyen, por ejemplo, un encendedor de cigarros, una salida de energía de un vehículo, u otras fuentes de CD de 12V. Otras fuentes de energía de CD incluyen dispositivos con barras colectoras en serie universales ("USB", por sus siglas en inglés) habilitadas, tales como paneles solares, manivelas, computadoras portátiles, y similares. El cargador de baterías 20 está configurado para proveer una corriente de carga a uno o más paquetes de baterías insertados en el cargador de baterías 20 de cualquier fuente de energía de CA o CD. En una modalidad, el cargador de baterías 20 provee una corriente de carga más alta un paquete de baterías cuando el cargador de baterías 20 está conectado o acoplado eléctricamente a una fuente de energía de CA o a una fuente de energía de CD de voltaje más alto (por ejemplo, una fuente de 12V o de 24V) que cuando el cargador de baterías 20 está conectado o acoplado eléctricamente a una fuente de energía de CD de voltaje menor (por ejemplo, un dispositivo USB). En dicha modalidad, cuando el cargador de baterías 20 está conectado a la fuente de voltaje mayor, el paquete de baterías generalmente es cargado en el modo de carga rápido o expedito a menos que el paquete esté recibiendo una carga en pocas cantidades, como se describió anteriormente. Alternativamente, cuando el cargador de baterías 20 está conectado a una fuente de energía de CD, el paquete de baterías es cargado en un modo de carga lento. El modo de carga del cargador de baterías 20 conmuta entre el modo de carga rápida y el modo de carga lenta dependiendo de la fuente de energía que esté suministrando energía al cargador de baterías. Por ejemplo, el cargador de baterías 20 está cargando un paquete de baterías en el modo de carga lento, y el cargador de baterías 20 luego se conecta a una fuente de energía de CD o CA de un voltaje mayor, el cargador de baterías 20 conmuta del modo de carga lento al modo de carga rápido. Si el cargador de baterías 20 está cargando un paquete de baterías en el modo de carga rápido, y el cargador de baterías 20 está conectado a una fuente de CD de baja energía, el cargador de baterías 20 continúa cargando el paquete de baterías en el modo de carga rápido hasta que el cargador de baterías 20 ya no esté conectado a la fuente de energía de voltaje mayor o el paquete de baterías haya completado la carga rápida.

La detección de un puerto de carga defectuoso o en malfuncionamiento 25, tal como en la etapa 140 del procedimiento 100, se describe con mayor detalle con respecto a los módulos de protección 70. Los módulos de protección 70 detectan un malfuncionamiento de un componente (por ejemplo, un cortocircuito, un cierre inadvertido de un interruptor del cargador de baterías, etc.) con base en, por ejemplo, una pluralidad de voltajes de nodos. Los módulos de protección 70 descritos en la presente son capaces de proteger cargadores de baterías de múltiples puertos que incluyen un solo circuito de carga o una pluralidad de circuitos de carga individuales. Los módulos de protección 70 también previenen que los puertos de carga funcionales restantes se vuelvan inoperables en el caso de un malfuncionamiento de uno de los puertos de carga 25. Por lo tanto, si ocurre un malfuncionamiento, el cargador de baterías 20 es capaz de cargar el resto de paquetes de baterías insertados en los puertos funcionales del cargador de baterías 20.

La Fig. 7 ilustra el circuito de seguridad de control de energía 200 dentro de un módulo de protección 70. El circuito de seguridad de control de energía 200 está configurado para prevenir daños a un paquete de baterías y/o un cargador de baterías 20 en el caso de un malfuncionamiento en uno o más de los puertos de carga 25 sin hacer inoperables al resto de puertos de carga funcionales. El circuito de seguridad de control de energía 200 incluye una pluralidad de componentes eléctricos que incluyen resistores, capacitores, transistores de efecto de campo de semiconductor de óxido metálico ("MOSFET"), y diodos. En otras modalidades, se usan relevadores o una combinación de relevadores y MOSFET. El circuito de seguridad de control de energía 200 provee protección para el cargador de baterías 20 y al paquete de baterías con base en una pluralidad de voltajes de compuerta. El circuito de segundad de control de energía ilustrado 200 provee protección a un solo puerto de carga 25. El circuito de seguridad de control de energía 200 es capaz de incorporar dentro de los cargadores de baterías que incluyen un solo puerto de carga o cargadores de baterías que incluyen una pluralidad de puertos de carga (por ejemplo, 2 puertos de carga, 4 puertos de carga, 6 puertos de carga, etc.). Los circuitos de seguridad de control de energía adicional 200 usados para proteger puertos de carga adicionales dentro de un cargador de baterías tienen configuraciones sustancialmente similares e incluyen componentes eléctricos similares. En algunas modalidades, los componentes eléctricos varían en valor entre los puertos de carga 25, pero la función de cada uno de los circuitos de seguridad de control de energía es sustancialmente similar.

El módulo de suministro de energía 55 suministra un voltaje y corriente de carga al módulo de conmutación de energía 60 el cual, a su vez, provee un voltaje y corriente de carga al circuito de seguridad de control de energía 200 en un primer extremo de un fusible térmico 205. En algunas modalidades de la invención, el módulo de suministro de energía 55 suministra hasta 38V de carga de voltaje. En otras modalidades, el módulo de suministro de energía 55 suministra diferentes niveles de voltaje. Un segundo extremo del fusible térmico 205 está conectado a una fuente 210 de un primer MOSFET del tipo P ("PMOSFET") 215. Un primer resistor 220 está colocado entre el segundo extremo del fusible térmico 205 y una compuerta 225 del primer PMOSFET 215. Un segundo resistor 230 está colocado entre la compuerta 225 del primer PMOSFET 215 y un dren 235 de un primer MOSFET del tipo N ("NMOSFET") 240. El primero y segundo resistores 220 y 230 forman una red de división de voltaje que opera para reducir el voltaje en la compuerta 225 del primer PMOSFET 215. En la modalidad ilustrada, el primer resistor 200 tiene una resistencia mayor que el segundo resistor 230. El primer PMOSFET 215 así como los otros MOSFET descritos en la presente funcionan como interruptores. Cuando se aplica un voltaje de fuente de compuerta suficientemente positivo o negativo, Vgs, los MOSFET son denominados como estando en un estado "encendido". Si se aplica un voltaje de fuente de compuerta insuficiente, Vgs, los MOSFET son denominados como estando en un estado "apagado". El uso de los términos "encendido" y "apagado" para describir el estado operativo de los MOSFET se usará en la presente en combinación con las descripciones de los voltajes y flujo de corriente aplicados para cada uno de los MOSFET.

Un voltaje de fuente de compuerta, Vgs, entre la compuerta 225 y la fuente 210 del primer PMOSFET 215 que es menor que el voltaje de umbral negativo para el primer PMOSFET 215 provoca la formación de una capa de inversión del tipo P (es decir, un canal del tipo P) en el primer MOSFET 215. Si se crea una capa de inversión del tipo P, la corriente convencional fluye de la fuente 210 del primer PMOSFET 215 al dren 250 del primer PMOSFET 215, Si el voltaje de fuente de compuerta, Vgs> no es suficientemente negativo (por ejemplo, menos negativo que el negativo del voltaje umbral para el primer PMOSFET 215). No se crea una capa de inversión del tipo P, y la corriente convencional no fluye de la fuente 210 del primer PMOSFET 215 al dren 250 del PMOSFET 215. Si el primer PMOSFET 215 está en un estado "encendido", una corriente de carga del módulo de suministro de energía 55 fluye a través del primer PMOSFET 215 hasta un ánodo 255 de un diodo Schottky 260. El diodo Schottky 260 previene que un paquete de baterías completamente cargado envíe una contracorriente a través del primer PMOSFET 215 al módulo de suministro de energía 55 o a un puerto diferente del cargador de baterías de múltiples puertos. Un cátodo 265 del diodo Schottky 260 está conectado a una terminal positiva de un paquete de baterías 80. El diodo Schottky 260 tiene un bajo voltaje delantero (es decir, caída de voltaje del ánodo 255 al cátodo 265) y cambia rápidamente de un estado conductor a un estado no conductor. En otras modalidades de la invención, se usan diferentes tipos de diodos.

Como se describió anteriormente, el controlador 50 detecta la presencia del paquete de baterías 80 en un puerto de carga 25. La carga del paquete de baterías 80 comienza cuando el controlador 50 envía la señal de carga al circuito de seguridad de control de energía 200. La señal de carga se envía a una compuerta 275 del primer NMOSFET 240 ya una compuerta 280 de un segundo NMOSFET 285. La señal de carga del controlador 50 es un voltaje positivo que es mayor que el voltaje de umbral tanto del primero como del segundo NMOSFET 240 y 285. La fuente 245 del primer NMOSFET 240 está acoplada a la tierra del cargador de baterías, y la señal de carga del controlador 50 provee un voltaje de fuente de compuerta suficiente, Vgs, para crear una capa de inversión del tipo N que permite a una corriente convencional fluir del dren 235 al primer NMOSFET 240 a la fuente 245 del primer NMOSFET 240. Cuando el primer NMOSFET 240 está en un estado "encendido", el voltaje de fuente de compuerta, Vgs, del primer PMOSFET 215 se vuelve suficientemente negativo (por ejemplo, más negativo que el voltaje de umbral negativo) para una capa de inversión del tipo P a ser creada. La capa de inversión del tipo P permite a la corriente convencional (por ejemplo, la corriente de carga) fluir de la fuente 210 del primer PMOSFET 215 al dren 250 del primer PMOSFET 215. Cuando el primer PMOSFET 215 está en un estado "encendido", el voltaje de carga y la corriente de carga se presentan en el ánodo 255 del diodo Schottky 260.

La fuente 290 del segundo NMOSFET 285 está acoplada a la tierra del cargador de baterías. El voltaje de fuente de compuerta, Vgs, del segundo NMOSFET 285 también es suficiente para crear una capa de inversión del tipo N entre un dren 295 y la fuente 290 del segundo NMOSFET 285, y la corriente convencional es capaz de fluir del dren 295 del segundo NMOSFET 285 a la fuente 290 del segundo NMOSFET 285, El dren 295 del segundo NMOSFET 285 está conectado a una compuerta 300 de un tercer NMOSFET 305. Cuando el segundo NMOSFET 285 está en un estado "encendido", el voltaje en la compuerta 300 del tercer NMOSFET 305 es aproximadamente 0V. En consecuencia, el tercer NMOSFET 305 no tiene un voltaje de fuente de compuerta suficiente, Vgs, para crear una capa de inversión del tipo N. Por lo tanto, la corriente convencional no fluye de un dren 310 del tercer NMOSFET 305 a la fuente 315 del tercer NMOSFET 305.

El dren 310 del tercer NMOSFET 305 está conectado a un primer extremo de un resistor de control 320, y la fuente 315 del tercer NMOSFET 305 esta acoplada a la tierra del cargador de baterías. Un segundo extremo del resistor de control 320 está conectado al segundo extremo del fusible térmico 205. El resistor de control 320 está colocado adyacente y esta acoplado térmicamente al fusible térmico 205. El resistor de control 320 se selecciona de manera que produce una cantidad de calor sustancial cuando fluye corriente a través de él (por ejemplo, suficiente calor para abrir el fusible).

La compuerta 300 del tercer NMOSFET 305 está acoplada al ánodo 255 del diodo Schottky 260 a través de una red de división de voltaje. La red de división de voltaje incluye un tercer resistor 325 colocado entre el ánodo 255 del diodo Schottky 260 y la compuerta 300 del tercer NMOSFET 305, y un cuarto resistor 330 está colocado entre la compuerta 300 del tercer NMOSFET 305 y la tierra del cargador de baterías. En algunas modalidades de la invención, el tercer resistor 325 y el cuarto resistor 330 tienen aproximadamente los mismos valores de resistencia. En otras modalidades, el tercer resistor 325 y el cuarto resistor 330 tienen diferentes valores de resistencia.

Cuando la señal de carga del controlador 50 es aplicada a las compuertas 275 y 280 tanto del primero como del segundo NMOSFET 240 y 285, el módulo de suministro de energía 55 y el módulo de conmutación de energía 60 continúan proveyendo la corriente de carga al paquete de baterías 80. El paquete de baterías continúa cargándose hasta, por ejemplo, que el controlador 50 determina que el paquete de baterías 80 ha sido completamente cargado, o que el paquete de baterías 80 es retirado del puerto de carga. Si el controlador 50 no ha o no está enviando una señal de carga al circuito de seguridad de control de energía 200, pero ha ocurrido un malfuncionamiento (por ejemplo, un cortocircuito), el circuito de seguridad de control de energía 200 está configurado para interrumpir la corriente de carga a la terminal de batería positiva del paquete de baterías 270. Si no se suministra una señal de carga por el controlador 50, las compuertas 275 y 280 del primero y segundo NMOSFET 240 y 285 no tienen un voltaje de fuente de compuerta suficiente, Vgs, para crear capas de inversión del tipo N y permitir que la corriente convencional fluya de los drenes 235 y 295 a las fuentes 245 y 290 del primero y segundo NMOSFET 240 y 285 (es decir, el primero y segundo NMOSFET están en un estado "apagado"). Si el primer NMOSFET 240 está en un estado "apagado", el primer PMOSFET 215 no tiene un voltaje de fuente de compuerta suficientemente negativo, Vgs, para crear una capa de inversión del tipo P y permite la corriente convencional fluir de la fuente 210 al dren 250 del primer PMOSFET 215. Si el segundo NMOSFET 285 está en un estado "apagado", la compuerta 300 del tercer NMOSFET 305 no está acoplada a tierra.

Como consecuencia de que el primer PMOSFET 215 Este en un estado "apagado", la corriente de carga y el voltaje de carga no están presentes en el ánodo 255 del diodo Schottky 260. No obstante, en el caso de un malfuncionamiento (por ejemplo, un cortocircuito) del primer PMOSFET 215, la corriente de carga y el voltaje de carga pueden estar presentes en el ánodo 250 del diodo Schottky 260 aún si el controlador 50 no está enviando o no ha enviado una señal de carga al circuito de seguridad de control de energía 200. Para prevenir un daño al paquete de baterías 80 y/o al cargador de baterías, el circuito de seguridad de control de energía 200 opera para interrumpir el flujo de corriente a la terminal positiva del paquete de baterías 80. Si el voltaje de carga y la corriente de carga están presentes en el ánodo 255 del diodo Schottky 260 y el controlador 50 no está aplicando la señal de carga a la compuerta 280 del segundo NMOSFET 285, la compuerta 300 del tercer NMOSFET 305 no está acoplada a la tierra del cargador de baterías, y el voltaje en la compuerta 300 del tercer NMOSFET 305 es aproximadamente igual a la mitad del voltaje de carga. El voltaje presente en la compuerta 300 del tercer NMOSFET 305 depende de los valores de resistencia del tercero y cuarto resistores 325 y 330. En algunas modalidades, el tercero y cuarto resistores 325 y 330 tienen aproximadamente el mismo valor de resistencia. En otras modalidades, el tercero y cuarto resistores 325 y 330 tienen diferentes valores de resistencia, y el voltaje en la compuerta 300 del tercer NMOSFET 305 no es aproximadamente igual a la mitad del voltaje de carga.

Si el segundo NMOSFET 285 está en el estado "apagado" y el voltaje en la compuerta 300 del tercer NMOSFET 305 es por lo menos tan grande como el voltaje de umbral, se crea una capa de inversión del tipo N en el tercer NMOSFET 305, y la corriente convencional es capaz de fluir del dren 310 a la fuente 315 del tercer NMOSFET 305. El resistor de control 320 tiene un valor de resistencia que es menor que los valores de resistencia del tercero y cuarto resistores 325 y 330 de manera que el resistor de control 320 y el tercer NMOSFET 305 (cuando está en un estado "encendido"), provee una trayectoria de corriente de baja impedancia a la tierra del cargador de baterías. Una porción sustancial de la corriente de carga fluye a través del resistor de control 320 y el tercer NMOSFET 305. El resistor de control 320 tiene, por ejemplo, una resistencia menor que 1 kohm y un valor nominal de energía de ¼ W. Como resultado, el resistor de control 320 produce una cantidad de calor significativa en un periodo de tiempo corto. Como se describió anteriormente, el resistor de control 320 esta acoplado térmicamente al fusible térmico 205. El calor generado por el resistor de control 320 es suficiente para abrir el circuito (por ejemplo fundir) al fusible térmico 205. Después de que se ha fundido el fusible térmico 205, la corriente de carga ya no puede fluir a través del PMOSFET 215 en corto, y se previene el daño al cargador de baterías o al paquete de baterías.

Tanto el procedimiento de control de carga 100 como el circuito de seguridad de control de energía 200 descritos anteriormente se basan, por lo menos en parte, en una detección precisa y confiable de la presencia de un paquete de baterías en un puerto de carga. Cada puerto de carga 25 incluye uno o más dispositivos de detección de paquetes de baterías o interruptores del cargador de baterías para determinar cuándo se inserta un paquete de baterías en el cargador de baterías 20, o alternativamente, cuando se retira un paquete de baterías del cargador de baterías 20. El interruptor del cargador de baterías permite que el cargador de baterías 20 use una energía mínima durante un modo operativo de baja energía o de reserva, y no suministra un voltaje de carga a las terminales positiva o negativa de carga de la batería hasta que se activa en interruptor (por ejemplo, se cierra). En una modalidad, el interruptor incluye una primera parte formada flexiblemente, una segunda parte formada flexiblemente, y una parte aislante. La primera y segunda partes formadas flexiblemente se forman usando un material eléctricamente conductor y flexible (por ejemplo, un metal). La parte aislante se construye de un aislante eléctrico y aisla eléctricamente la primera y segunda partes formadas flexiblemente. La primera parte formada flexiblemente, la segunda parte formada flexiblemente, y la parte de aislamiento son partes estampadas y formadas económicas (en comparación con los interruptores que no son electromecánicos montados) que no usan una cantidad significativamente mayor de material que un sujetador estándar usado para asegurar un paquete de baterías a un cargador de baterías 20. En otras modalidades de la invención, la primera y segunda partes formadas flexiblemente son moldeadas.

Un dispositivo de detección de paquete de baterías o interruptor de cargador de baterías 410 de acuerdo con dicha modalidad se ilustra en una posición abierta en la Fig. 8. El interruptor 410 incluye la primera parte formada flexiblemente 415, la segunda parte formada flexiblemente 420, y la parte aislante 425. La primera parte formada flexiblemente 415 incluye primera y segunda terminales 430 para hacer contacto con un conductor o unir (por ejemplo, soldar) el interruptor 410 a un dispositivo tal como un PCB. En la modalidad ilustrada, la primera y segunda terminales 430 están conectadas a, y son colineales con una primera porción recta 435 de la primera parte formada flexiblemente 415. En otras modalidades, la primera y segunda terminales 430 están configuradas en una disposición no colineal con respecto a la primera porción recta 435. La primera porción recta 435 pasa a través de una porción interior de la parte aislante 425 y se extiende una primera distancia más allá de la parte aislante 425. En otras modalidades, la primera porción recta 435 está unida a una porción exterior de la parte aislante 425. La longitud de la primera porción recta 435 es aproximadamente dos veces la longitud de la parte aislante 425. La primera porción recta 435 está conectada a una primera porción en ángulo 440 de la primera parte formada flexiblemente 415. La primera porción en ángulo 440 incluye un ángulo interior que es menor o igual a 90°. En otras modalidades de la invención, la primera porción en ángulo 440 tiene un ángulo interior que es mayor o igual a 90°. La palabra "recto" se usa en la presente para propósitos descriptivos y no pretende implicar que las porciones rectas del interruptor del cargador de baterías no son capaces de ser, por ejemplo, flexionadas o dobladas mientras que reciben una fuerza aplicada.

Una segunda porción recta 445 de la primera parte formada flexiblemente 415 también está conectada a la primera porción en ángulo 440. La segunda porción recta 445 se extiende una longitud aproximadamente igual a la mitad de la longitud de la primera porción recta 435. La segunda porción recta 445 y la primera porción recta 435 forman un ángulo igual al ángulo interno de la primera porción en ángulo 440. Una segunda porción en ángulo 450 de la primera parte formada flexiblemente 415 está conectada a la segunda porción recta 445. La segunda porción recta 450 incluye un ángulo interior que es menor de 180° y es, en algunas modalidades, aproximadamente igual a 90°. En algunos casos, el ángulo interno de la segunda porción en ángulo 450 es mayor que el ángulo interno de la primera porción en ángulo 440. En otras modalidades, el ángulo interno de la segunda porción en ángulo 450 es menor que el ángulo interno de la primera porción en 440. La segunda porción en ángulo 450 también está conectada a una tercera porción recta 455 de la primera parte formada flexiblemente 415. La tercera porción recta 455 es aproximadamente igual en longitud a la segunda porción recta 455 y forma un ángulo con la segunda porción recta 445 que es igual al ángulo interno de la segunda porción en ángulo 450. Una tercera porción en ángulo 460 de la primera parte formada flexiblemente 4 5 también está conectada a la tercera porción recta 455 e incluye un ángulo interno que es menor de 180°. La tercera porción en ángulo 460 está conectada a una cuarta porción recta 465 de la primera parte formada flexiblemente 415 que se extiende aproximadamente en paralelo a la segunda porción recta 445. La cuarta porción recta 465 y la tercera porción recta 455 forman un ángulo que es igual al ángulo interno de la tercera porción en ángulo 460.

La segunda parte formada flexiblemente 420 incluye una quinta porción recta 470 que es paralela a la primera porción recta 435 y es aproximadamente la mitad de la longitud de la primera porción recta 435. La primera porción recta 435 y la quinta porción recta 470 están separadas y aisladas eléctricamente entre sí mediante la parte aislante 425. Una sexta porción recta 475 está conectada perpendicularmente a la quinta porción recta 470. En la modalidad ilustrada, se muestra la sexta porción recta 475 pasando a través de una porción interior de la parte aislante 425. En otras modalidades, la sexta porción recta 475 no pasa a través de la porción interior de la parte aislante 425.

La segunda parte formada flexiblemente 420 también incluye tercera y cuarta terminales 480 que están conectadas a la sexta porción recta 475 mediante una cuarta porción en ángulo 485. La cuarta porción en ángulo 485 forma un ángulo de aproximadamente 90° entre la sexta porción recta 475 y la tercera cuarta terminales 480. En la modalidad ilustrada, la tercera y cuarta terminales 480 son aproximadamente paralelas a la primera y segunda terminales 430, la primera porción recta 435, y la quinta porción recta 470. La tercera y cuarta terminales 480 están configuradas para hacer contacto con un conductor o estar unidas (por ejemplo, soldadas) a un PCB.

La parte aislante 425 separa y aisla eléctricamente la primera parte formada flexiblemente 415 y la segunda parte formada flexiblemente 420. La parte aislante 425 es, por ejemplo, un material plástico que está moldeado alrededor de la primera parte formada flexiblemente 415 y la segunda parte formada flexiblemente 420. En otras modalidades de la invención, la parte aislante 425 es una cinta adhesiva o un material alternativo que fija la primera parte formada flexiblemente 415 a la segunda parte formada flexiblemente 420 y provee aislamiento eléctrico entre las dos partes.

El interruptor 410 no requiere un alojamiento plástico exterior como muchos otros interruptores electromecánicos montados. Los interruptores electromecánicos montados usualmente requieren alojamientos plásticos para prevenir que el polvo interrumpa la conectividad eléctrica del interruptor. Los interruptores electromecánicos montados están diseñados con un alojamiento estándar (es decir, una envolvente con tamaños y dimensiones conocidas) y se usan en una amplia variedad de aplicaciones. No obstante, en aplicaciones en donde el espacio es limitado, es incómodo incorporar interruptores con una envolvente externa. Como tal, es ventajoso un interruptor 410 sin un alojamiento exterior. Además, debido a que la primera, segunda, tercera, y cuarta terminales están conectadas directamente (por ejemplo, soldadas) a un PCB, el interruptor 410 no requiere alambres para conectar el interruptor del cargador de baterías al PCB.

La Fig. 9 ilustra el interruptor 410 en una posición cerrada. La primera y segunda terminales 430, la primera porción recta 435, la segunda porción recta 445, la tercera porción recta 455, la cuarta porción recta 465, la quinta porción recta 470, la sexta porción recta 475, la tercera y cuarta terminales 480, y la cuarta porción en ángulo 485 son sustancialmente similares en forma y orientación a las descripciones anteriores con respecto a la Fig. 8. No obstante, la primera parte formada flexiblemente 415 y la segunda parte formada flexiblemente 420 están separadas o distanciadas una de la otra cuando están en una posición abierta. Como se muestra en la Fig. 9, la distancia o separación entre la primera parte formada flexiblemente 415 y la segunda parte formada flexiblemente 420 ha sido atravesada o expandida por la primera parte formada flexiblemente 415. El interruptor 410 está en la posición cerrada cuando, por ejemplo, el paquete de baterías está insertado en un puerto de carga del cargador de paquete de baterías. Cuando un paquete de baterías está insertado en el puerto de carga, el paquete de baterías hace contacto con la segunda porción recta 445. A medida que el paquete de baterías viaja más adentro del puerto descarga, el paquete de baterías ejerce una fuerza en la segunda porción recta 445 que se dobla hacia la primera porción recta 435 y provoca que disminuya el ángulo interior de la primera porción en ángulo 440.

La segunda porción en ángulo 450, la tercera porción recta 455, la tercera porción en ángulo 460, y la cuarta porción recta 465 viajan en arco con respecto a la primera porción en ángulo 440 hacia la quinta porción recta 470 hasta que la tercera porción en ángulo 460 hace contacto con la quinta porción recta 470. A medida que el paquete de baterías continúa ejerciendo una fuerza en la segunda porción recta 445, aumenta el ángulo interno de la segunda porción en ángulo 450. Entonces, la tercera porción en ángulo 460 es forzada hacia abajo de la quinta porción recta 470 en un movimiento de barrido hasta que el paquete de baterías está insertado aseguradamente dentro del puerto de carga. El movimiento de barrido de la tercera porción en ángulo 460 tiene una pluralidad de funciones. El movimiento de barrido es capaz de eliminar polvo de la quinta porción recta 470 que pueda haberse acumulado desde la última vez que fue insertado un paquete de baterías en el cargador de baterías. El movimiento de barrido también permite una larga distancia de desplazamiento de contacto durante la cual se activa el interruptor 410. En los interruptores electromecánicos montados, las tolerancias conducen a problemas de conectividad eléctrica debido a un intervalo relativamente pequeño de movimiento a través del cual viaja el interruptor cuando el interruptores activado. El intervalo de movimiento largo del interruptor 410 asegura la conectividad eléctrica a la luz de situaciones en donde los paquetes de baterías no están formados o dimensionados uniformemente con exactitud, o en el caso en que el paquete de baterías se mueva o se sacuda mientras está insertado en el paquete de baterías.

Cada uno de los puertos de carga 25 incluye, por ejemplo, uno más sujetadores estándar y el interruptor del cargador de baterías 410. El sujetador estándar está asegurado al PCB usando una o más terminales soldadas, y el interruptor del cargador de baterías 410 está asegurado al PCB vía la primera, segunda, tercera, y cuarta terminales descritas anteriormente con respecto a las Figs. 8 y 9. Las terminales del sujetador estándar están conectadas a una terminal positiva del módulo de suministro de energía (por ejemplo, una terminal positiva del voltaje de carga). La primera y segunda terminales 430 del interruptor 410 están conectadas a la terminal negativa del módulo de suministro de energía de referencia (por ejemplo, 0V o tierra). La tercera y cuarta terminales 480 del interruptor del cargador de baterías 410 están conectadas al controlador 50. La tercera y cuarta terminales 480 son llevadas a un voltaje de control de, por ejemplo, 5.0V o 3.3V (es decir, un voltaje operativo estándar para el controlador 50). Como tal, la quinta porción recta 470 también está al voltaje operativo estándar. Debido a la ubicación del interruptor 410 dentro de un puerto de carga 25 del cargador de baterías 20, el interruptor 410 es menos susceptible de una activación errónea que pueda provocar que el controlador 50 inicie una corriente de carga. Cuando se inserta el paquete de baterías en el puerto de carga 20, se cierra el interruptor 410 y el voltaje de la quinta porción recta 470 es llevado del voltaje operativo estándar al voltaje de la terminal negativa de carga (por ejemplo, 0V o tierra). El controlador 50 detecta el cambio de voltaje de la quinta porción recta 470 (vía la tercera y cuarta terminales 480) y determina que ha sido insertado o que está presente un paquete de baterías en el puerto de carga 25. Después de que el controlador 50 determina que está presente el paquete de baterías, el controlador 50 puede iniciar una corriente de carga. Como consecuencia de que el controlador 50 detecte directamente la inserción de un paquete de baterías, el módulo de suministro de energía 55 se mantiene indefinidamente en un bajo voltaje esperando a que se cierre el interruptor 410. Por lo tanto, la energía de reserva requerida para operar el cargador de baterías 20 se lleva a un mínimo, y el cargador de baterías 20 es capaz de cumplir o exceder los estándares de eficiencia gubernamentales.

La Fig. 10 ilustra un interruptor del cargador de baterías 500 de acuerdo con otra modalidad. El interruptor 500 incluye una parte aislante 505, una primera parte formada flexiblemente 510, una segunda parte formada flexiblemente 515, una tercera parte formada flexiblemente 520, y una cuarta parte formada flexiblemente 525. Cada una de la primera, segunda, tercera y cuarta partes formada flexiblemente son eléctricamente conductoras. La primera, segunda, tercera, cuarta partes formadas flexiblemente se ilustran en general como siendo rectas, pero son curvas en un extremo distal o punta lejos de la parte aislante 505. Los extremos curvos permiten que un paquete de baterías sea insertado más fácilmente en el puerto de carga 25. El término "recto" se usa para propósitos descriptivos y no pretende implicar que las porciones rectas del interruptor del cargador de baterías 500 no pueden ser, por ejemplo, flexionadas o dobladas cuando reciben una fuerza aplicada.

La primera parte formada flexiblemente 510 y la segunda parte formada flexiblemente 515 están eléctricamente conectadas a la primera y segunda terminales 530 para hacer contacto con un conductor o unir (por ejemplo, soldar) el interruptor 500 a un dispositivo, tal como el PCB. En la modalidad ilustrada, la primera y segunda terminales 530 están conectadas a, y perpendiculares a la parte aislante 505. En otras modalidades, la primera y segunda terminales 530 están configuradas en una disposición no perpendicular con respecto a la parte aislante 505. La primera y segunda partes formada flexiblemente 510 y 515 pasan a través de una porción interior de la parte aislante 505 y se extiende una distancia más allá de la parte aislante 505. La combinación de la primera parte formada flexiblemente 510, la segunda parte formada flexiblemente 515 y la primera y segunda terminales 530 es denominada en la presente como una primera parte conductora 535.

La tercera parte formada flexiblemente 520 y la cuarta parte formada flexiblemente 525 están eléctricamente conectadas a la tercera y cuarta terminales 540 para hacer contacto con un conductor o unir el interruptor al PCB. En la modalidad ilustrada, la tercera y cuarta terminales 540 están conectadas y perpendiculares a la parte aislante 505, y aproximadamente paralelas a la primera y segunda terminales 530. En otras modalidades, la tercera y cuarta terminales 540 están configuradas en una disposición no perpendicular con respecto a la parte aislante 505. La tercera y cuarta partes formadas flexiblemente 520 y 525 pasan a través de una porción interna de la parte aislante 505 y se extienden una distancia más allá de la parte aislante 505. La combinación de la tercera parte formada flexiblemente 520, la cuarta parte formada flexiblemente 525, y la tercera y cuarta terminales 540 es referida en la presente como una segunda parte conductora 545. En la modalidad ilustrada, la segunda parte conductora 545 se extiende una mayor distancia más allá de la parte aislante 505 que la primera parte conductora 535. Como se describe con mayor detalle en lo siguiente, las longitudes relativas de la primera y segunda partes conductoras 535 y 545 se seleccionan para asegurar que la terminal de tierra o de potencial cero es contactada primero por un paquete de baterías que es insertado en un puerto de carga 25.

La parte aislante 505 separa y aisla eléctricamente la primera parte conductora 535 y la segunda parte conductora 545. La parte aislante 505 es, por ejemplo, un material plástico que está moldeado alrededor de la primera parte conductora 535 y la segunda parte conductora 545. En otras modalidades de la invención, la parte aislante 505 es una cinta adhesiva o un material alternativo que fija la primera parte conductora 535 a la segunda parte conductora 545 y provee aislamiento eléctrico entre la primera y segunda partes conductoras 535 y 545.

La primera parte conductora 535 y la segunda parte conductora 545 están separadas entre sí por una distancia fija, D. La distancia, D, se selecciona para que sea suficientemente pequeña para reducir o llevar al mínimo el espacio del interruptor del cargador de baterías 500 en un PCB, y también se selecciona para que sea suficientemente grande para evitar el arqueo de la primera parte conductora 535 hacia la segunda parte conductora 545 o viceversa, cuando la primera parte conductora 535 y la segunda parte conductora 454 están a voltajes diferentes.

La primera y la segunda partes formadas flexiblemente 510 y 515 hacen contacto elástico entre sí en un primer punto de unión, P-i . La tercera y cuarta partes formadas flexiblemente 520 y 525 hacen contacto elástico entre sí en un segundo punto de unión, P2. Los puntos de unión P y P2 entre la primera y la segunda partes formadas flexiblemente 510 y 51 5 y la tercera y cuarta partes formadas flexiblemente 520 y 525, respectivamente, funcionan como puntos de contacto eléctrico entre el interruptor del cargador de baterías 500 y un paquete de baterías insertado en un puerto de carga 25. Por ejemplo, cuando un paquete de baterías está insertado en un puerto de carga 25, una terminal (por ejemplo, una terminal negativa o de tierra) de un paquete de baterías hace contacto con la primera y segunda partes conductoras 535 y 545 en los extremos distales curvos de la primera, segunda, tercera, y cuarta partes formadas flexiblemente. La longitud relativa de la segunda parte conductora 545 es mayor que la longitud de la primera parte conductora 535 de manera que la segunda parte conductora 545 se conecta eléctricamente al paquete de baterías antes de que la primera parte conductora 535 sea conectada eléctricamente al paquete de baterías. En una modalidad, la segunda parte conductora 545 está a un nivel de tierra o de potencial cero, y por lo tanto el paquete de baterías está haciendo tierra de manera segura antes de que se aplique un voltaje a cualquiera de las terminales del paquete de baterías. Una fuerza de inserción del paquete de baterías en el puerto de carga 25, y por lo tanto en el interruptor del cargador de baterías 500, es suficiente para que una terminal (por ejemplo, una terminal negativa) del paquete de baterías flexione o doble la primera, segunda, tercera, y cuarta partes formadas flexiblemente, y rompa el contacto entre la primera y segunda partes formadas flexiblemente 510 y 515 y la tercera y cuarta partes formadas flexiblemente 520 y 525 en los puntos Pi y P2l respectivamente. La terminal del paquete de baterías puentea la distancia, D, entre la primera parte conductora 535 y la segunda parte conductora 545 para conectar eléctricamente la primera parte conductora 535 y la segunda parte conductora 545. Cuando la primera parte conductora 535 y la segunda parte conductora 545 están eléctricamente conectadas entre sí, la primera y segunda partes conductoras 535 y 545 permanecen al mismo nivel de voltaje. El controlador 50 detecta un cambio en el voltaje de la primera parte conductora 545, determina que está presente un paquete de baterías en el puerto de carga 25, e inicia una corriente de carga de una manera similar a la descrita anteriormente con respecto al interruptor 410.

De una manera similar al interruptor del cargador de baterías 410 descrito anteriormente con respecto a las Figs. 8 y 9, el interruptor 500 no requiere un alojamiento plástico externo para prevenir, por ejemplo, que el polvo interrumpa la conectividad eléctrica del interruptor 500. Además, ya que la primera, segunda, tercera, y cuarta terminales están directamente conectadas (por ejemplo, soldadas) al PCB, el interruptor 500 no requiere alambres para conectarse al PCB.

Los interruptores 410 y 500 también mejoran la eficiencia del cargador de baterías 20 cuando se retira un paquete de baterías 80 del cargador de baterías 20. Por ejemplo y con referencia al procedimiento 100 descrito anteriormente con respecto a las Figs. 4-6 y el interruptor 410, un cargador de baterías 20 con una pluralidad de puertos de carga 25 para recibir una pluralidad de paquetes de baterías está configurado para cambiar de cargar un primer paquete de baterías a cargar un segundo paquete de baterías sólo cuando el primer paquete de baterías ha alcanzado una carga máxima. No obstante, cuando se retira un paquete de baterías del cargador de baterías 20, el voltaje en la tercera y cuarta terminales 480 del interruptor 410 es llevado de 0V a 5V, lo que indica al controlador 50 que el paquete de baterías ya no está insertado en el puerto de carga 25. La transición de 0V a 5V funciona como una señal para el controlador 50 de que un paquete de baterías ya no está insertado en el cargador de baterías 20, y que el cargador de baterías 20 procederá al siguiente paquete de baterías insertado en un puerto de carga 25. Alternativamente, si cada uno de los paquetes de baterías insertado en los puertos de carga 25 del cargador de baterías 20 ha sido cargado pero no retirado, el voltaje del interruptor 410 (es decir la tercera y cuarta terminales 480) para cada puerto de carga 25 del cargador de baterías 20 con un paquete de baterías insertado en el mismo, permanece a OV. El cargador de baterías 20 luego comienza una carga de mantenimiento (por ejemplo, una carga en pocas cantidades) en todos los paquetes de baterías insertados por un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, 1 hora). Si los paquetes de baterías no se retiran después de que el cargador de baterías ha terminado la carga de mantenimiento, el controlador 50 entra a un modo de reserva para reducir el consumo de energía. El cargador de baterías 20 no sale del modo operativo de baja energía hasta que el controlador 50 detecta una alta o baja transición (por ejemplo, de 5V a 0V) del interruptor 410. En otras modalidades, el cargador de baterías 20 sale del modo operativo de baja energía cuando ha sido retirado un paquete de baterías de un puerto de carga 25.

Como tal, a diferencia de las técnicas convencionales para detectar la inserción de un paquete de baterías en un puerto de carga de un cargador de baterías, el controlador 50 requiere menos programación. Por ejemplo, el controlador 50 monitorea el voltaje de un pasador (es decir, el pasador de la tercera y cuarta terminales 480 del interruptor del cargador de baterías 410). Si se detecta un cambio de voltaje (por ejemplo 5V a 0V o 0V a 5V). El controlador 50 ejecuta una instrucción correspondiente. El controlador 50 no requiere realizar cálculos adicionales o pruebas para determinar si ha sido insertado o retirado un paquete de baterías de un puerto de carga 25.

Por lo tanto, la invención provee, entre otras cosas, un cargador de baterías de múltiples puertos compacto y eficiente en energía. El cargador de baterías incluye un controlador configurado para ejecutar un procedimiento de carga en el cual uno de los múltiples puertos del cargador de baterías es cargado en un momento. Un módulo de seguridad de control de energía asociado con cada uno de los múltiples puertos de carga provee protección al cargador de baterías, y un paquete de baterías insertado contra, por ejemplo, una condición de cortocircuito. El cargador de baterías también incluye por lo menos un interruptor del cargador de baterías para cada uno de los múltiples puertos que provee una indicación al controlador de la presencia de un paquete de baterías en un puerto. Diversas características y ventajas de la invención se establecen en las siguientes reivindicaciones.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un cargador de baterías que comprende: un alojamiento que incluye una pluralidad de puertos de carga, cada puerto de la puridad de puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías; un módulo de suministro de energía eléctricamente conectado a una fuente de energía y configurado para suministrar energía al cargador de baterías, en donde el cargador de baterías opera en un modo operativo de energía normal y en un modo operativo de baja energía; un controlador configurado para determinar si uno o más de la pluralidad de puertos de carga recibirá una primera corriente de carga, determinar si uno o más de la pluralidad de puertos de carga recibirá una primera corriente de carga, determinar si una o más de la pluralidad de puertos de carga recibirá una segunda corriente de carga, en donde la primera corriente de carga es mayor que la segunda corriente de carga, y operar al cargador de baterías en el modo operativo de energía normal cuando uno más de la pluralidad de puertos de carga recibirá la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga; por lo menos un circuito de protección que incluye por lo menos un interruptor de semiconductor, el por lo menos un interruptor semiconductor está configurado para prevenir que sea suministrada una corriente de carga a un puerto de carga cuando se detecta una condición defectuosa relacionada con el puerto de carga; y un dispositivo de detección de paquete de baterías colocado dentro de por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga y eléctricamente conectado al controlador, el dispositivo de detección de paquete de baterías está configurado para proveer una indicación al controlador de una presencia del paquete de baterías en por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga, en donde el dispositivo de detección del paquetes de baterías provee una conexión eléctrica entre el por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga y el paquete de baterías.

2. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un módulo de conmutación de energía configurado para proveer cualquiera de la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga a uno de la pluralidad de puertos de carga.

3. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el controlador está configurado adicionalmente para generar una señal de carga para permitir al módulo de conmutación de energía proveer la corriente de carga a uno de la pluralidad de puertos de carga.

4. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la segunda corriente de carga es una corriente de carga en pocas cantidades.

5. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el controlador está configurado adicionalmente para funcionar en ciclos a través de la pluralidad de puertos de carga de una manera serial para determinar si cualquiera de la pluralidad de puertos de carga recibirá la corriente de carga.

6.- Un cargador de baterías que comprende: un alojamiento que incluye uno o más puertos de carga, cada uno del uno o más puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías; un módulo de suministro de energía eléctricamente conectado a una fuente de energía y configurado para suministrar energía al cargador de baterías; un controlador configurado para recibir una indicación de una presencia del paquete de baterías en uno del uno o más puertos de carga; por lo menos un circuito de protección que incluye por lo menos un interruptor de semiconductor, el por lo menos un interruptor de semiconductor está configurado para prevenir que sea suministrada una corriente de carga a un puerto de carga cuando se detecta una condición defectuosa relacionada con el puerto de carga; y un dispositivo de detección de paquete de baterías colocado dentro del por lo menos uno del uno o más puertos de carga y eléctricamente conectado al controlador, el dispositivo de detección de paquetes de baterías incluye una primera parte conductora, una segunda parte conductora, una primera terminal, y una segunda terminal, en donde un voltaje de la primera terminal es un voltaje de referencia del cargador de baterías, un voltaje de la segunda terminal es un voltaje de control del cargador de baterías, y la primera parte conductora y la segunda parte conductora se ponen en conexión eléctrica entre sí cuando se inserta el paquete de baterías en el por lo menos uno del uno o más puertos de carga y, en donde el voltaje de la segunda terminal se reduce del voltaje de control del cargador de baterías al voltaje de referencia del cargador de baterías después de ponerse en conexión eléctrica con la primera terminal.

7. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende adicionalmente un módulo de conmutación de energía configurado para proveer la corriente de carga a uno del uno o más puertos de carga.

8. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el dispositivo de detección de paquetes de baterías incluye adicionalmente una parte aislante que aisla eléctricamente la primera parte conductora de la segunda parte conductora.

9. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la primera parte conductora y la segunda parte conductora están separadas entre sí por una distancia.

10.- El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque la distancia entre la primera parte conductora y la segunda parte conductora se expande cuando se inserta el paquete de baterías en el por lo menos uno del uno o más puertos de carga.

1 1.- Un cargador de baterías que comprende: un alojamiento que incluye una pluralidad de puertos de carga, cada uno de la pluralidad de puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías; un módulo de suministro de energía eléctricamente conectado a una fuente de energía y configurado para suministrar energía al cargador de baterías; un controlador configurado para seleccionar uno de la pluralidad de puertos de carga que recibirá una corriente de carga, y generar una señal de carga para permitir al puerto seleccionado de la pluralidad de puertos de carga recibir la corriente de carga; y por lo menos un circuito de protección configurado para recibir la señal de carga del controlador cuando el por lo menos un circuito de protección está en un modo operativo normal, el por lo menos un circuito de protección incluye un primer interruptor de semiconductor y un segundo interruptor .de semiconductor, en donde el primer interruptor de semiconductor permite el suministro de la corriente de carga al por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga cuando el por lo menos un circuito de protección está recibiendo la señal de carga del controlador, y en donde el segundo interruptor de semiconductor previene que sea suministrada la corriente de carga al por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga cuando el por lo menos un circuito de protección no está recibiendo la señal de carga del controlador.

12.- El cargador de baterías de conformidad con. la reivindicación 11 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un módulo de conmutación de energía configurado para proteger la corriente de carga a uno de la pluralidad de puertos de carga.

13.- El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el por lo menos un circuito de protección incluye adicionalmente un fusible.

14. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el segundo interruptor de semiconductor provoca que se abra el fusible cuando la corriente de carga está siendo suministrada al por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga y el por lo menos un circuito de protección no está recibiendo la señal de carga del controlador.

15. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque la corriente de carga fluye a través del primer interruptor de semiconductor.

16.- Un cargador de baterías que comprende: un alojamiento que incluye una pluralidad de puertos de carga, cada uno de la pluralidad de puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías; un módulo de suministro de energía eléctricamente conectado a una fuente de energía y configurado para suministrar energía al cargador de baterías, en donde el cargador de baterías opera en un primer modo operativo de energía y un segundo modo operativo de energía; y un controlador configurado para ejecutar un procedimiento de control de carga, el procedimiento de control de carga incluye detectar una indicación relacionada con la presencia de un paquete de baterías en uno de la pluralidad de puertos de carga, determinar si uno o más de la pluralidad de puertos de carga recibirá una primera corriente de carga, determinar si uno o más de la pluralidad de puertos de carga recibirá una segunda corriente de carga, en donde la primera corriente de carga es mayor que la segunda corriente de carga, operar el cargador de baterías en el primer modo operativo de energía cuando por lo menos uno de la pluralidad de puertos de carga recibirá la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga, generar una señal de carga para permitir a uno de la pluralidad de puertos de carga recibir la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga cuando el uno de la pluralidad de puertos de carga recibirá la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga, y operar el cargador de baterías en el segundo modo de energía operativo cuando ninguno de la pluralidad de puertos de carga recibirá la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga.

17.- El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque comprende adicionalmente un módulo de conmutación de energía configurado para proveer cualquiera de la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga a uno de la pluralidad de puertos de carga.

18.- El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque la segunda corriente de carga es una corriente de carga en pocas cantidades.

19.- El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque el procedimiento de control de carga incluye adicionalmente funcionar en ciclos a través de la pluralidad de puertos de carga de una manera serial para determinar si uno o más de pluralidad de puertos de carga recibirá la primera corriente de carga o la segunda corriente de carga.

20. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque el segundo modo operativo de energía es un modo de baja energía.

21. - Un cargador de baterías que comprende: un alojamiento que incluye uno o más puertos de carga, cada uno del uno o más puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías; un módulo de suministro de energía eléctricamente conectado a una fuente de energía y configurado para suministrar energía al cargador de baterías; un controlador configurado para recibir una indicación de una presencia del paquete de baterías en uno del uno o más puertos de carga, seleccionar uno del uno o más puertos de carga que recibirá una corriente de carga, y generar una señal de carga para permitir al seleccionado del uno o más puertos de carga recibir la corriente de carga; y un dispositivo de detección de paquete de baterías colocado dentro del por lo menos uno del uno o más puertos de carga y eléctricamente conectado al controlador, el dispositivo de detección del paquete de baterías incluye una primera parte conductora acoplada a Una terminal negativa del módulo de suministro de energía, una segunda parte conductora acoplada al controlador, y una parte aislante que aisla eléctricamente la primera parte conductora de la segunda parte conductora; en donde la primera parte conductora se dobla hacia la segunda parte conductora cuando se inserta el paquete de baterías en el por lo menos uno del uno o más puertos de carga.

22. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el dispositivo de detección del paquete de baterías provee, al controlador, la indicación de la presencia del paquete de baterías en uno del uno o más de los puertos de carga.

23. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el dispositivo de detección de paquetes de baterías provee una conexión eléctrica entre el por lo menos uno del uno o más puertos de carga y el paquete de baterías.

24. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque un voltaje de la primera parte conductora es un voltaje de referencia del cargador de baterías y un voltaje de la segunda parte conductora es el voltaje de control del cargador de baterías.

25. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque el voltaje de la segunda parte conductora es reducido del voltaje de control del cargador de baterías al voltaje de referencia del cargador de baterías cuando el paquete de baterías está insertado en el por lo menos uno del uno o más puertos de carga.

26. - Un cargador de baterías que comprende: un alojamiento que incluye uno o más puertos de carga, cada uno del uno o más puertos de carga está configurado para recibir un paquete de baterías; un módulo de suministro de energía eléctricamente conectado a una fuente de energía y configurado para suministrar energía al cargador de baterías; un controlador configurado para recibir una indicación de una presencia del paquete de baterías en uno del uno o más puertos de carga, seleccionar uno del uno o más puertos de carga que recibirá una corriente de carga, y generar una señal de carga para permitir al seleccionado del uno o más puertos de carga recibir la corriente de carga; y un dispositivo de detección de paquete de baterías colocado dentro del por lo menos uno del uno o más puertos de carga y eléctricamente conectado al controlador, el dispositivo de detección del paquete de baterías incluye una primera parte conductora acoplada a una terminal negativa del módulo de suministro de energía, una segunda parte conductora acoplada al controlador, en donde la primera parte conductora y la segunda parte conductora están separadas entre sí por una distancia fija, y una parte aislante que aisla eléctricamente la primera parte conductora de la segunda parte conductora; en donde la distancia fija entre la primera parte conductora y la segunda parte conductora es puenteada por una terminal del paquete de baterías cuando el paquete de baterías está insertado en el por lo menos uno del uno o más puertos de carga.

27. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el dispositivo de detección del paquete de baterías provee la indicación de la presencia del paquete de baterías en uno del uno o más puertos de carga al controlador.

28. - El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el dispositivo de detección del paquete de baterías provee una conexión eléctrica entre el por lo menos uno del uno o más puertos de carga y el paquete de baterías.

29.- El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque un voltaje de la primera parte conductora es un voltaje de referencia del cargador de baterías y un voltaje de la segunda parte conductora es el voltaje de control del cargador de baterías.

30.- El cargador de baterías de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque el voltaje de la segunda parte conductora es reducido del voltaje de control del cargador de baterías al voltaje de referencia del cargador de baterías cuando se inserta el paquete de baterías en el por lo menos uno del uno o más puertos de carga.