Неизолированное зарядное устройство с двухполярными входами

Неизолированное зарядное устройство с двухполярными входами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится, в основном, к зарядке аккумуляторных батарей источников бесперебойного питания. В частности, по меньшей мере, один вариант осуществления относится к неизолированным зарядным устройствам с двухполярными входами.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Источники бесперебойного питания (ИБП) используются для обеспечения надежного энергоснабжения множества различных типов электронного оборудования. Это электронное оборудование часто требует подачи конкретного напряжения и/или тока от ИБП. Непреднамеренные колебания выходной мощности ИБП могут повредить электронное оборудование, что приводит к потере производительности и может потребовать дорогостоящего ремонта или замены электрических деталей.

На Фиг.1 представлена блок-схема типичного ИБП 100 постоянного включения, который обеспечивает в нагрузку 140 регулируемое питание, а также резервное питание. Аналогичные изображенному на Фиг.1, ИБП поставляются компанией American Power Conversion (АРС) в Уэст Кингстон (штат Род-Айленд). ИБП 100 включает в себя выпрямитель/повышающий преобразователь 110, инвертор 120, контроллер 130, аккумуляторную батарею 150 и зарядное устройство 160 с изолирующим трансформатором. ИБП имеет входы 112 и 114 для соединения, соответственно, с линией и нейтралью входного источника питания переменного тока, и имеет выходы 116 и 118 для обеспечения выходной линии и нейтрали в нагрузку 140.

В режиме питания от линии под управлением контроллера 130 выпрямитель 110 принимает входное напряжение переменного тока и обеспечивает выходные положительное и отрицательное напряжения постоянного тока на выходных линиях 121 и 122 относительно общей линии 124. Зарядное устройство 160 с изолирующим трансформатором может использоваться для зарядки аккумуляторной батареи 150 с помощью изолирующего трансформатора. В режиме питания от аккумуляторной батареи в случае потери входного питания переменного тока выпрямитель 110 формирует напряжения постоянного тока от аккумуляторной батареи 150. Общая линия 124 может быть соединена с входной нейтралью 114 и выходной нейтралью 118 для обеспечения непрерывной нейтрали через ИБП 100. Инвертор 120 принимает напряжения постоянного тока с выпрямителя 110 и обеспечивает выходное напряжение переменного тока на линиях 116 и 118.

В существующих схемах для зарядки аккумуляторных батарей ИБП используется топология изолированного полумоста, включающая в себя относительно крупный изолирующий трансформатор, который является дорогостоящим, требует множества соответствующих высококачественных компонентов и может входить в насыщение из-за неравномерности магнитного потока, что приводит к отказу полупроводникового устройства.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

По меньшей мере, один аспект изобретения направлен на источник бесперебойного питания, имеющий положительную шину постоянного тока, нейтральную шину постоянного тока и отрицательную шину постоянного тока. Источник бесперебойного питания включает в себя схему зарядного устройства аккумуляторной батареи, имеющую катушку индуктивности, первый выход зарядного устройства и второй выход зарядного устройства. Первый переключатель, соединенный с первым выводом катушки индуктивности, сконфигурировано с возможностью соединения положительной шины постоянного тока с первым выходом зарядного устройства. Второе переключатель, соединенный со вторым выводом катушки индуктивности, сконфигурировано с возможностью соединения отрицательной шины постоянного тока с катушкой индуктивности. Нейтральная шина постоянного тока может быть соединена со вторым выходом зарядного устройства. Схема зарядного устройства аккумуляторной батареи может быть сконфигурирована с возможностью получения энергии, по меньшей мере, от одной из положительной шины постоянного тока и отрицательной шины постоянного тока, для зарядки аккумуляторной батареи, соединенной с первым выходом зарядного устройства и вторым выходом зарядного устройства.

По меньшей мере, один другой аспект изобретения касается способа зарядки аккумуляторной батареи источника бесперебойного питания, имеющего положительную шину постоянного тока, нейтральную шину постоянного тока и отрицательную шину постоянного тока. В данном способе, по меньшей мере, один из первых выходов зарядного устройства аккумуляторной батареи соединяют с положительной шиной постоянного тока, а катушка индуктивности схемы зарядного устройства аккумуляторной батареи - с отрицательной шиной постоянного тока. В данном способе второй выход зарядного устройства аккумуляторной батареи соединяют с нейтральной шиной постоянного тока, а ток подают, по меньшей мере, от одной из положительной шины постоянного тока и отрицательной шины постоянного тока, через катушку индуктивности на аккумуляторную батарею.

По меньшей мере, один другой аспект изобретения касается источника бесперебойного питания, имеющего положительную шину постоянного тока, нейтральную шину постоянного тока и отрицательную шину постоянного тока. Источник бесперебойного питания содержит схему зарядного устройства аккумуляторной батареи, имеющую катушку индуктивности, первый выход зарядного устройства и второй выход зарядного устройства. Источник бесперебойного питания включает в себя средство для селективного соединения первого выхода зарядного устройства с положительной шиной постоянного тока, а катушки индуктивности - с отрицательной шиной постоянного тока. Второй выход зарядного устройства может быть соединен с нейтральной шиной постоянного тока. Схема зарядного устройства аккумуляторной батареи может быть сконфигурирована с возможностью пропускания тока, по меньшей мере, от одной из положительной шины постоянного тока и нейтральной шины постоянного тока, через катушку индуктивности для зарядки аккумуляторной батареи.

Различные варианты осуществления указанных аспектов могут включать в себя модуль управления, сконфигурированный с возможностью синхронного включения первого переключателя и второго переключателя. Модуль управления может управлять первым переключателем для многократного подключения и отключения положительной шины постоянного тока с выходом первого зарядного устройства в течение первого промежутка времени. Модуль управления может быть сконфигурирован с возможностью управления вторым переключателем для многократного подключения и отключения отрицательной шины постоянного тока к катушке индуктивности в течение второго промежутка времени.

В различных вариантах осуществления первый переключатель может быть сконфигурирован с возможностью периодического пропускания тока от положительной шины постоянного тока в течение первого непрерывного промежутка времени, а второй переключатель может быть сконфигурирован с возможностью периодического пропускания тока от нейтральной шины постоянного тока в течение второго непрерывного промежутка времени. Первый и второй промежутки времени могут, по меньшей мере, частично перекрываться. Схема зарядного устройства аккумуляторной батареи может быть сконфигурирована с возможностью одновременного приема тока от положительной шины постоянного тока и отрицательной шины постоянного тока. В одном варианте осуществления источник питания постоянного тока может быть соединен, по меньшей мере, с одной из положительной шины постоянного тока, нейтральной шины постоянного тока и отрицательной шины постоянного тока.

Источник бесперебойного питания может включать в себя модуль управления, сконфигурированный с возможностью формирования верхнего порога тока и нижнего порога тока и управления током катушки индуктивности на уровне значения между верхним порогом тока и нижним порогом тока. Модуль управления может регулировать первую скважность управляющего сигнала с широтно-импульсной модуляцией для возбуждения тока катушки индуктивности на уровне ниже верхнего порога тока, и модуль управления может регулировать вторую скважность управляющего сигнала с широтно-импульсной модуляцией для возбуждения тока катушки индуктивности на уровне выше нижнего порога тока. В одном варианте осуществления схема зарядного устройства аккумуляторной батареи может включать в себя трансформатор и резистор, а модуль управления может быть сконфигурирован с возможностью измерения, по меньшей мере, одного из напряжения трансформатора или напряжения резистора, для определения величины тока катушки индуктивности.

Источник бесперебойного питания может иметь и первый промежуток времени, и второй промежуток времени, каждый от 8 до 12 миллисекунд.

Источник бесперебойного питания может иметь нижний порог тока 0 Ампер.

Источник бесперебойного питания по п.1 может иметь схему зарядного устройства аккумуляторной батареи сконфигурированную таким образом, что аккумуляторная батарея получает практически одинаковую по величине мощность от каждой из положительной шины постоянного тока и отрицательной шины постоянного тока.

Другие аспекты и преимущества описанных здесь систем и способов ясны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые рисунки, иллюстрирующие принципы настоящего изобретения только в виде примера.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает функциональную блок-схему, иллюстрирующую источник бесперебойного питания в рабочем состоянии;

Фиг.2 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая схему зарядного устройства аккумуляторной батареи источника бесперебойного питания в рабочем состоянии;

Фиг.3 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая схему зарядного устройства аккумуляторной батареи источника бесперебойного питания в рабочем состоянии;

Фиг.4 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая схему зарядного устройства аккумуляторной батареи источника бесперебойного питания в рабочем состоянии;

Фиг.5 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая схему зарядного устройства аккумуляторной батареи источника бесперебойного питания в рабочем состоянии;

Фиг.6 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая схему зарядного устройства аккумуляторной батареи источника бесперебойного питания в рабочем состоянии; и

Фиг.7 - блок-схема последовательности этапов способа, иллюстрирующая способ зарядки аккумуляторной батареи источника бесперебойного питания в рабочем состоянии.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение не ограничивается в своих применениях деталями конструкции и расположением компонентов, изложенными в нижеследующем описании или изображенными на чертежах. Настоящее изобретение допускает другие варианты осуществления и применение или осуществление различными способами. Кроме того, фразеология и терминология используются здесь с целью описания и не должны рассматриваться как ограничительные. Использование терминов «включающий в себя», «содержащий» или «имеющий», «вмещающий», и их вариаций предполагает охват перечисленных после этого элементов и их эквивалентов, а также дополнительных элементов.

По меньшей мере, один вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает улучшенное распределение энергии в аккумуляторной батарее, например, в изображенном на Фиг.1 источнике бесперебойного питания. Однако варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются применением в источниках бесперебойного питания и в большинстве случаев могут применяться с другими источниками питания или другими системами.

Как показано на чертежах с целью иллюстрации, настоящее изобретение может быть осуществлено в системах и способах зарядки аккумуляторной батареи источника бесперебойного питания, имеющего положительную шину постоянного тока, нейтральную шину постоянного тока и отрицательную шину постоянного тока. Такие системы и способы позволяют селективно соединять, по меньшей мере, один первый выход схемы зарядного устройства аккумуляторной батареи с положительной шиной постоянного тока, а катушку индуктивности зарядного устройства аккумуляторной батареи с отрицательной шиной постоянного тока. Такие системы и способы позволяют соединять второй выход зарядного устройства аккумуляторной батареи с нейтральной шиной и могут подавать питание, по меньшей мере, с одной из положительной или отрицательной шины через схему зарядного устройства аккумуляторной батареи на аккумуляторную батарею. В вариантах осуществления описанных здесь систем и способов может изменяться одна или более из множества скважностей управляющих сигналов для поддержания тока катушки индуктивности схемы зарядного устройства аккумуляторной батареи между значением верхнего порога и значением нижнего порога.

На Фиг.2 показана функциональная блок-схема, иллюстрирующая схему 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи источника бесперебойного питания в рабочем состоянии. Схема 200 зарядного устройства для аккумуляторной батареи, как правило, включает в себя положительную шину 205 постоянного тока, нейтральную шину 210 постоянного тока и отрицательную шину 215 постоянного тока. Такие линии шин, как правило, передают или распределяют мощность между электрическими компонентами. В одном варианте осуществления положительная шина 205 постоянного тока включает в себя линию шины +400 В, нейтральная шина 210 постоянного тока включает в себя линию шины 0 В, а отрицательная шина 215 постоянного тока включает в себя линию шины -400 В. Линии шины 205, 210 и 215 могут выполнять функцию интерфейса между электрическими компонентами. Например, каждая из положительной шины 205 постоянного тока, нейтральной шины 210 постоянного тока и отрицательной шины 215 постоянного тока может соединять источник бесперебойного питания (на Фиг.2 не показан) со схемой 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи. В одном варианте осуществления схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может входить в состав источника бесперебойного питания. Например, линии шин 205, 210 и 215 могут включать в себя положительную и отрицательные линии электроснабжения и нейтральную линию выпрямителя источника бесперебойного питания. В одном варианте осуществления положительная шина 205 постоянного тока, нейтральная шина 210 постоянного тока и отрицательная шина 215 постоянного тока могут быть связаны с модулем питания источника бесперебойного питания.

В одном варианте осуществления положительная шина 205 постоянного тока и нейтральная шина 210 постоянного тока соединяются с противоположными сторонами, по меньшей мере, одного первого конденсатора 220. Первый конденсатор 220 в одном варианте осуществления может быть связан с источником напряжения, таким как выпрямитель источника бесперебойного питания. Первый конденсатор 220 может быть связан напрямую или через промежуточные электрические элементы с входным напряжением на источнике бесперебойного питания. В одном варианте осуществления сторона положительного заряда первого конденсатора 220 может быть соединена с положительной шиной 205 постоянного тока, а сторона отрицательного заряда первого конденсатора 220 может быть соединена с нейтральной шиной 210 постоянного тока. В одном варианте осуществления первый конденсатор 220 может быть расположен между положительной линией электроснабжения и нейтральной линией выпрямителя источника бесперебойного питания.

Схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может также включать в себя, по меньшей мере, один второй конденсатор 225, который в одном варианте осуществления соединяет нейтральную шину 210 постоянного тока с отрицательной шиной 215 постоянного тока. Например, второй конденсатор 225 может быть связан с источником напряжения. В одном варианте осуществления сторона положительного заряда второго конденсатора 225 может быть соединена с нейтральной шиной 210, а сторона отрицательного заряда второго конденсатора 225 может быть соединена с отрицательной шиной 215. В одном варианте осуществления второй конденсатор 225 может быть расположен между нейтральной линией и отрицательной линией электроснабжения выпрямителя источника бесперебойного питания.

В одном варианте осуществления любой из двух конденсаторов - первый конденсатор 220 или второй конденсатор 225 - или оба вместе могут входить в состав выпрямителя источника бесперебойного питания.

Зарядное устройство 200 аккумуляторной батареи может также включать в себя, как минимум, один первый переключатель 230. Первый переключатель 230, как правило, включает в себя электрическое или механическое устройство, которое может устанавливать или разрывать соединение в схеме. Например, первый переключатель 230 может включать в себя, по меньшей мере, один транзистор. В одном варианте осуществления первый переключатель 230 включает в себя, по меньшей мере, один полевой транзистор (FET), хотя могут использоваться и другие типы транзисторов (например, биполярные плоскостные, транзисторы со структурой металл-оксид-полупроводник и др.). В одном варианте осуществления, в соответствии с Фиг.2, отдельным элементом схемы зарядного устройства аккумуляторной батареи 200 может быть диод 235. Номинальные напряжения компонентов схемы 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи могут отличаться. Например, если каждый из конденсаторов 220 и 225 заряжается до 400 В, а конденсатор 255 заряжается до 200 В, каждый из конденсаторов 220 и 225 может иметь номинальное напряжение 450 В. В этом наглядном примере и переключатель 230, и диод 235 могут иметь номинальное напряжение 600 В, переключатель 240, и диод 245 могут иметь номинальное напряжение 800 В, а конденсатор 255 может иметь номинальное напряжение 250 В.

Первый переключатель 230 может работать как в разомкнутом состоянии, так и в замкнутом, и первый переключатель 230, как правило, может переключаться между этими двумя состояниями. Разомкнутое состояние, как правило, включает в себя подключение бездействующей схемы через первый переключатель 230 (например, в режиме холостого хода), а замкнутое состояние, как правило, включает в себя подключение действующей схемы через первый переключатель 230 (например, в режиме короткого замыкания), вследствие чего элементы с одной стороны первого переключателя 230 могут быть электрически соединены с элементами с другой стороны первого переключателя 230.

В одном варианте осуществления, когда первый переключатель 230 замкнут, ток может протекать от положительной шины 205 постоянного тока через схему зарядного устройства аккумуляторной батареи 200. Например, когда первый переключатель 230 находится в замкнутом положении, схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может включать в себя замкнутую цепь, соединяющую положительную шину 205 постоянного тока и нейтральную шину 210 постоянного тока, таким образом, что ток может подаваться от положительной шины 205 постоянного тока. В другом варианте осуществления, когда первый переключатель 230 находится в разомкнутом положении, схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может включать в себя разомкнутую цепь, вследствие чего положительная шина 205 постоянного тока и нейтральная шина 210 постоянного тока не соединяются. В этом варианте осуществления, когда первый переключатель 230 разомкнут, ток от положительной шины 205 постоянного тока не подается.

Схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может также включать в себя, по меньшей мере, один второй переключатель 240. Второй переключатель 240 может включать в себя, по меньшей мере, один транзистор. Второй переключатель 240 может работать либо в разомкнутом состоянии, либо в замкнутом, и, как правило, может переключаться между этими двумя состояниями. Разомкнутое состояние, как правило, включает в себя подключение бездействующей схемы через второй переключатель 240, а замкнутое состояние, как правило, включает в себя подключение действующей схемы через второй переключатель 240, вследствие чего элементы с одной стороны второго переключателя 240 могут быть электрически соединены с элементами с другой стороны второго переключателя 240.

В одном варианте осуществления, когда второй переключатель 240 замкнут, ток может протекать от нейтральной шины 210 постоянного тока через схему 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи. Например, когда второй переключатель 240 находится в замкнутом положении, схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может содержать замкнутую цепь, соединяющую нейтральную шину 210 постоянного тока и отрицательную шину 215 постоянного тока таким образом, что ток может подаваться от нейтральной шины 210 постоянного тока. В другом варианте осуществления, когда второй переключатель 240 находится в разомкнутом положении, схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может содержать разомкнутую цепь, вследствие чего нейтральная шина 210 постоянного тока и отрицательная шина 215 постоянного тока не соединяются. В этом варианте осуществления, когда второй переключатель 240 разомкнут, ток от отрицательной шины постоянного тока 215 не подается.

Схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может включать в себя, по меньшей мере, одну аккумуляторную батарею 250 и, по меньшей мере, один конденсатор 255. В одном варианте осуществления аккумуляторная батарея 250 может включать в себя, по меньшей мере, один комплект аккумуляторных батарей. В одном варианте осуществления, когда источник бесперебойного питания, включающий в себя схему 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи, находится в режиме питания от аккумуляторной батареи, аккумуляторная батарея 250 может подавать питание в источник бесперебойного питания. Выходная мощность аккумуляторной батареи 250 может подаваться, например, на компоненты источника бесперебойного питания, такие как инвертор, либо непосредственно на нагрузку, связанную с источником бесперебойного питания.

В одном варианте осуществления аккумуляторная батарея 250 может включать в себя, по меньшей мере, одну положительную клемму V_BATT ⁺ и, по меньшей мере, одну отрицательную клемму V_BATT ^-. В соответствии с Фиг.2, положительная клемма V_BATT ⁺ может быть соединена с первым выходом 260 зарядного устройства, а отрицательная клемма V_BATT ^- может быть соединена со вторым выходом 265 зарядного устройства. Следует понимать, что в различных вариантах осуществления эти соединения могут быть изменены на противоположные таким образом, что первый выход 260 зарядного устройства может быть соединен с отрицательной клеммой V_BATT ^-, а второй выход 265 зарядного устройства может быть соединен с положительной клеммой V_BATT ⁺. В одном варианте осуществления первый выход 260 зарядного устройства может соединять клемму, такую как положительная клемма V_BATT ⁺ аккумуляторной батареи 250, с положительной шиной 205 постоянного тока. В этом варианте осуществления соединение между положительной шиной 205 постоянного тока и аккумуляторной батареей 250 через первый выход 260 зарядного устройства может включать в себя различные компоненты схемы 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи, такие как первый переключатель 230, диод 245 и прочие описанные здесь компоненты, изображенные, например, на Фиг.2. В одном варианте осуществления второй 265 выход зарядного устройства может соединять клемму, такую как отрицательная клемма V_BATT ^- аккумуляторной батареи 250, с нейтральной шиной 210 постоянного тока. Следует понимать, что в изображенном на Фиг.2 варианте осуществления эти соединения могут быть изменены на противоположные таким образом, что второй выход 265 зарядного устройства соединяется с положительной клеммой V_BATT ⁺ аккумуляторной батареи 250, а отрицательная клемма V_BATT ^- аккумуляторной батареи 250 соединяется с первым выходом 260 зарядного устройства.

В одном варианте осуществления схема 200 зарядного устройства для аккумуляторной батареи может включать в себя, по меньшей мере, один модуль 270 управления. Модуль 270 управления, как правило, управляет коммутацией, например, любого из первого переключателя 230 или второго переключателя 240. Модуль 270 управления может считывать ток в схеме 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи, например, ток через катушку 275 индуктивности. Модуль 270 управления может включать в себя, по меньшей мере, один процессор либо схему, сконфигурированную с возможностью выполнения логических операций, которые, например, осуществляют управление коммутацией первого переключателя 230 или второго переключателя 240 между разомкнутым и замкнутым состояниями. В одном варианте осуществления модуль 270 управления является основным контроллером источника бесперебойного питания, содержащим зарядную схему. В одном варианте осуществления модуль 270 управления может включать в себя, по меньшей мере, один генератор управляющих сигналов для формирования управляющего сигнала с широтно-импульсной модуляцией, имеющего скважность, который может быть подан на первый переключатель 230 или второй переключатель 240 с целью управления операциями переключения. В одном варианте осуществления управляющий сигнал с широтно-импульсной модуляцией, имеющий первую скважность, может быть подан на первый переключатель 230, а управляющий сигнал с широтно-импульсной модуляцией, имеющий вторую скважность, может быть подан на второй переключатель 240. В этом варианте осуществления первая скважность (применяемая к первому переключателю 230) и вторая скважность (применяемая ко второму переключателю 240) могут быть различными.

Схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может включать в себя, по меньшей мере, одну катушку 275 индуктивности, которая может иметь, например, допустимое отклонение индуктивности менее 15%, хотя возможны и другие величины допустимого отклонения. В одном варианте осуществления первый вывод катушки индуктивности 275 может быть соединен с первым переключателем 230, а второй вывод катушки индуктивности 275 может быть соединен со вторым переключателем 240. В этом наглядном примере ток через катушку 275 индуктивности может поступать от положительной шины 205 постоянного тока и нейтральной шины 210 постоянного тока в зависимости от состояния первого переключателя 230 и второго переключателя 240. Например, когда первый переключатель 230 замкнут (т.е., осуществляет соединение), ток через катушку 275 индуктивности может поступать по цепи от положительной шины 205 постоянного тока к нейтральной шине 210 постоянного тока. Далее, в этом наглядном примере, когда второй переключатель 240 замкнут, ток через катушку 275 индуктивности может поступать по цепи от нейтральной шины 210 постоянного тока к отрицательной шине 215 постоянного тока. В одном варианте осуществления первый переключатель 230 и второй переключатель 240 могут замыкаться одновременно. В этом варианте осуществления ток через катушку 275 индуктивности может поступать одновременно как от положительной шины постоянного тока 205, так и от нейтральной шины постоянного тока 210. В одном варианте осуществления ток, по меньшей мере, от одной из положительной шины 205 постоянного тока или отрицательной шины 215 постоянного тока может протекать через катушку 275 индуктивности и по первому выходу 260 зарядного устройства для зарядки аккумуляторной батареи 250. В этом наглядном примере второй выход 265 зарядного устройства может быть соединен с нейтральной шиной 210 постоянного тока.

В одном варианте осуществления первый переключатель 230 и второй переключатель 240 могут переключаться поочередно таким образом, что когда один переключатель разомкнут, другое, как правило, замкнуто. Например, в варианте осуществления, в котором катушка 275 индуктивности осуществляет зарядку и разрядку на 100 кГц, первый переключатель 230 и второй переключатель 240 могут переключаться на 50 кГц. В данном примере рассеяние мощности первого переключателя 230 и второго переключателя 240 может происходить на половинной рабочей частоте катушки 275 индуктивности.

В другом варианте осуществления первый переключатель 230 и второй переключатель 240 могут переключаться синхронно таким образом, что оба переключателя в одно и то же время находятся в одном и том же состоянии. Например, и первый переключатель 230, и второй переключатель 240 могут быть разомкнуты в течение одного и того же промежутка времени или его части. В другом варианте осуществления и первый переключатель 230, и второй переключатель 240 могут быть замкнуты в течение одного и того же промежутка времени или его части. В данном наглядном примере, в котором и первый переключатель 230, и второй переключатель 240 работают синхронно, каждое из устройств - первый переключатель 230, второй переключатель 240 и катушка 275 индуктивности, может работать на одной и той же частоте, такой как, например, 100 кГц. В различных вариантах осуществления эти компоненты могут работать на частотах, которые варьируются, например, от 20 кГц до 150 кГц.

В одном варианте осуществления первый переключатель 230 может многократно переключаться из одного состояния в другое (например, из разомкнутого в замкнутое), в то время как второй переключатель 240 остается в одном и том же состоянии (например, разомкнутом). В варианте осуществления, в котором первый переключатель 230 многократно переключается из разомкнутого состояния в замкнутое в течение некоторого промежутка времени, в то время как второй переключатель 240 остается в разомкнутом состоянии, ток на катушку 275 индуктивности может подаваться от положительной шины 205 постоянного тока. Указанный промежуток времени может составлять, например, 10 мс, хотя возможны и другие временные интервалы. В одном варианте осуществления, в котором первый переключатель 230 циклически переключается из одного состояния в другое, в то время как второй переключатель 240 остается в разомкнутом состоянии, ток на катушку 275 индуктивности может подаваться только от положительной шины 205 постоянного тока. Следует понимать, что в других вариантах осуществления путь тока к катушке 275 индуктивности может проходить от любой из положительной шины 205 постоянного тока или нейтральной шины 210 постоянного тока, либо от обоих вместе в один и тот же момент времени либо в различные моменты времени.

Далее, в данном наглядном примере, в котором первый переключатель 230 переключается из одного состояния в другое, в то время как второй переключатель во 240 остается в разомкнутом состоянии, в одном варианте осуществления по истечении некоторого промежутка времени рабочие операции первого переключателя 230 и второго переключателя 240 могут изменяться на обратные, т.е. первый переключатель 230 остается в одном состоянии (например, разомкнутом), в то время как второй переключатель 240 многократно переключается из одного состояния в другое в течение некоторого промежутка времени (т.е., многократно размыкается и замыкается). В этом варианте осуществления, например, ток на катушку 275 индуктивности может подаваться с нейтральной шины 210 постоянного тока, в то время как второй переключатель 240 циклически переключается, а первый переключатель 230 остается в разомкнутом состоянии. В различных вариантах осуществления могут продолжаться указанные циклические операции, при которых один переключатель многократно переключается между разомкнутым состоянием и замкнутым, в то время как другой переключатель остается в одном состоянии, которое в различных вариантах осуществления может быть либо разомкнутым состоянием, либо замкнутым состоянием. Например, второй переключатель 240 может периодически переключается между разомкнутым состоянием и замкнутым, в то время как первый переключатель 230 находится в разомкнутом состоянии в течение первого промежутка времени в 10 мс. По истечении первого промежутка времени второй переключатель 240 может оставаться в одном состоянии (например, разомкнутом), в то время как первый переключатель 230 периодически переключается между разомкнутым состоянием и замкнутым в течение второго промежутка времени, который также может, хотя и не обязательно, составлять 10 мс.

В различных вариантах осуществления, в которых, например, переключатели срабатывают синхронно, поочередно или циклически, когда один переключатель переключается из одного состояния в другое, а другое нет, на элементы схемы 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи, такие как катушка 275 индуктивности, ток может подаваться, по меньшей мере, от одной из положительной шины 205 постоянного тока или нейтральной шины 210 постоянного тока. Это может осуществляться поочередно, либо одновременно, либо в течение, например, последовательных, перекрывающихся или частично перекрывающихся промежутков времени.

В одном варианте осуществления модуль 270 управления может считывать ток катушки 275 индуктивности. Например, модуль 270 управления может измерять, считывать или иным образом принимать или получать показание напряжения, по меньшей мере, одного из резистора 280 или трансформатора 285. В одном варианте осуществления модуль 270 управления может получать величину вторичного напряжения трансформатора 285 тока, который может включать в себя, например, трансформатор, имеющий коэффициент трансформации 1:100 с допустимым отклонением менее 5%. В одном варианте осуществления напряжения резистора 280 и трансформатора 285 могут суммироваться для обеспечения обратной связи по току катушки индуктивности на котроллер 270. В этом случае котроллер 270 может использовать обратную связь по току катушки индуктивности на основе измерений напряжения, по меньшей мере, одного из резистора 280 или трансформатора 285 для управления током катушки 275 индуктивности с целью регулирования напряжения или тока аккумуляторной батареи 250.

В одном варианте осуществления в модуле 270 управления используется гистерезисное управление, с помощью которого, как правило, осуществляется управление током катушки 275 индуктивности таким образом, что, например, ток катушки индуктивности может оставаться в пределах диапазона, который может определяться верхним порогом и нижним порогом. Например, схема 200 зарядного устройства аккумуляторной батареи может включать в себя токочувствительный трансформатор 285 и токочувствительный резистор 280, которые могут считывать ток катушки индуктивности. Величина такого считанного тока катушки индуктивности может оцениваться по сравнению с верхним и нижним порогами, чтобы определить, находится ли ток катушки индуктивности в пределах указанного диапазона. Далее, в этом иллюстративном примере, когда информация с трансформатора 285 или резистора 280 указывает на то, что ток катушки индуктивности приближается к минимальному порогу или находится ниже его, модуль 270 управления может осуществлять замыкание, по меньшей мере, одного из первого переключателя 230 или второго переключателя 240, создав цепь протекания тока к катушке 275 индуктивности, по меньшей мере, от одной из положительной шины 205 или нейтральной шины 210. В одном варианте осуществления, когда информация от одного или более из резистора 280 и трансформатора 285 указывает на то, что ток катушки индуктивности является слишком большим (например, приближающимся к максимальному порогу или превышающим его), модуль 270 управления может осуществлять размыкание, например, первый переключатель 230, которое прерывает протекание тока от положительной шины 205 на катушку 275 индуктивности, понижая ток катушки индуктивности. В одном варианте осуществления модуль 270 управления может осуществлять управление током катушки индуктивности на основе информации, относящейся к напряжению аккумуляторной батареи 250. Например, в различных вариантах осуществления, если напряжение аккумуляторной батареи 250 находится либо выше, либо ниже порога, модуль 270 управления может осуществлять либо размыкание, либо замыкание одного из первого переключателя 230 или второго переключателя 240, с целью либо создания, либо исключения пути тока, проходящего через катушку 275 индуктивности. В одном варианте осуществления верхний и нижний пороги могут изменяться на основе напряжения аккумуляторной батареи 250.

В модуле 270 управления могут использоваться спос