(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の充電ポートのうち、取り付ける電池の数量、および数個の電池の異なる電気量に基づいて、充電時の電流量の分配を行い、最適な充電効率を達成する技術的特徴を備える充電器を提供する。【解決手段】本発明のマルチポートインテリジェント充電器２００は、マルチポートインテリジェント充電器の動作に必要な電源を提供する電源モジュール２０１と、電源モジュールに結合し、マルチポートインテリジェント充電器の動作を制御する制御モジュール２０３と、制御モジュールに結合し、充電の状態に基づいて、充電モードを切り替える回路切替モジュール２０５と、回路切替モジュールに結合し、マルチポートインテリジェント充電器の状態を検出する検出モジュール２０９と、充電電源を出力する充電モジュール２１１と、を含む。【選択図】図２
2020043749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチポートインテリジェント充電器であって、
動作に必要な電源を提供する電源モジュールと；
該電源モジュールに結合し、該マルチポートインテリジェント充電器の動作を制御する制御モジュールと；
該制御モジュールに結合し、少なくとも１つの充電モードを切り替える回路切替モジュールと；
該回路切替モジュールに結合し、該マルチポートインテリジェント充電器の状態を検出する検出モジュールと；
該検出モジュールに結合し、充電電源を出力する充電モジュールと；を含む充電器。
【請求項２】
該回路切替モジュールが少なくとも１つのトランジスタを含み、該少なくとも１つのトランジスタの種類がＤＥＰＦＥＴ、ＤＧＭＯＦＥＴ、ＦＲＥＤＦＥＴ、ＨＥＭＴ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＮＯＭＦＥＴ、ＭＯＤＦＥＴ、ＯＦＥＴ、または上記種類の組合せでよい、請求項１に記載のマルチポートインテリジェント充電器。
【請求項３】
該回路切替モジュールに結合し、該充電モジュールに電源を導通させるかどうかを制御するスイッチモジュールをさらに含み；このうち、該スイッチモジュールの種類はＤＥＰＦＥＴ、ＤＧＭＯＦＥＴ、ＦＲＥＤＦＥＴ、ＨＥＭＴ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＮＯＭＦＥＴ、ＭＯＤＦＥＴ、ＯＦＥＴ、または上記種類の組合せでよい、請求項１に記載のマルチポートインテリジェント充電器。
【請求項４】
該検出モジュールが第１電池の第１電圧のみを検出したとき、該回路切替モジュールは第１スイッチユニットのみを作動させ、第１電池に送る電流量を増加させる；このうち、該検出モジュールが検出した電池の数量が複数個であるとき、該制御モジュールは、残りの電気量が比較的少ないか、または残りの電気量が比較的多い電池に比較的大きな電流を出力するように選択することができる、請求項３に記載のマルチポートインテリジェント充電器。
【請求項５】
該検出モジュールが検出した電池の数量が複数個であるとき、該制御モジュールは、同時に全ての電池に電流を出力することを選択することができる、請求項３に記載のマルチポートインテリジェント充電器。
【請求項６】
該電源モジュールが整流ユニットを含み、該整流ユニットは力率改善回路をさらに含み、該力率改善回路は受動方式または能動方式でよい；このうち、該力率改善回路が受動方式である場合、力率は０．６５〜０．８５の間である、請求項１に記載のマルチポートインテリジェント充電器。
【請求項７】
該電源モジュールが、直流を該充電モジュールが必要な電源に降圧または昇圧させる電源出力ユニットを含む、請求項１に記載のマルチポートインテリジェント充電器。
【請求項８】
該電源モジュールがフィードバックユニットを含み、入力電源に生じる瞬時変化が基準値より大きいとき、上記電源の瞬時変化を修正し、さらに修正結果を該電源出力ユニットにフィードインして入力電源を調整し、該マルチポートインテリジェント充電器に安定した入力電源を提供する、請求項７に記載のマルチポートインテリジェント充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインテリジェント充電器に関し、より詳しくは、同時に複数または単一の電池に充電することができ、さらに電池の蓄電量に基づいて、充電電流の大きさ、および充電速度を調整することができるインテリジェント充電器である。
【背景技術】
【０００２】
１９世紀に電力が人々の生活に普及し始めて以来、人々の生活における電気器具の重要性は次第に高くなっている。固定された電源を使用する電気器具以外に、各種携帯機器は電気エネルギーを貯蔵することができる電池を電力源として使用する。各種携帯機器の大部分は演算性能が高いプロセッサが内蔵されており、その結果、電力消費量の増加が引き起こされる。したがって、現在、市場では高性能の充電器に対する需要が一貫して続いている。
【０００３】
現在、一般的な充電器が稼働するとき、整流回路により、商用電源を伝送用の交流（ＡＣ）から電気器具に必要な直流（ＤＣ）に変換しなければならず、さらに他の回路により電池に必要な電源形式に調整される。これまで、充電器の進化の重要な点は、その直流が電圧に変化するときの電力変換効率にあり、その発展の歴史はリニアレギュレータ、およびスイッチングレギュレータの２つのタイプに区分することができる。図１Ａを参照されたい。いわゆるリニアレギュレータは主に、回路中の半導体スイッチにより、必要な出力電圧の範囲０〜ＶＲを制御する。このとき半導体スイッチは可変抵抗Ｒに相当するため、その電力の損失は相当大きく、素子の温度が容易に上昇する以外に、電力変換効率も理想的ではない。
【０００４】
リニアレギュレータの電力変換効率は好ましくないため、そこでスイッチングレギュレータが普及した。図１Ｂを参照されたい。スイッチングレギュレータは、需要に基づいて、異なる個数のインダクタＬおよびキャパシタＣからなる。パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）を利用し、直接、商用電源を整流フィルタ回路（受動または能動フィルタ回路でよい）に入力し、高圧直流電源を得る。このとき半導体Ｑは回路スイッチに相当し、直流電圧は切断、分解された後、フィルタ回路により再構成され、必要な電圧を得る。半導体ＤがＱの開路に用いられるとき、インダクタＬの蓄積エネルギーの流動経路が延長され、その電力変換効率は前記リニアレギュレータと比較してかなり高い。
【０００５】
そうだとすれば、充電器の普及において、その電力変換効率はすでに相当程度の改善が行われているが、現在、単一ポートまたはマルチ充電ポートを有し、単一の電池または複数の電池に充電する市場の充電器について、各電池の蓄電状況、または各電池に適用される充電条件を検出し、充電時に入力される電圧または電流を柔軟に調整することができることが依然として不足している。まして各ポートの電池の規格または状況が異なるとき、各ポートの充電速度、電圧、電流、充電の順序を調整することは言うまでもない。したがって、既知の充電器の欠点は、使用者の待ち時間が長すぎる以外に、使用者も電池の規格の違いに基づいて、数種の充電器を準備しなければならず、実際の使用において相当煩わしいことである。
【０００６】
従来技術において、メーカは市場で複数の充電器からなる充電システムを発表し、上記の問題を解決しようとしているが、その構成は充電状況に基づいて、システム中の独立した充電器を選択して充電を行うのに過ぎず、複数ポートのうち、取り付ける電池の数量、および数個の電池の異なる電気量に基づいて、充電時の電流量の分配を行い、最適な充電効率を達成する技術的特徴を備えていない。したがって、現在の市場には、電池の蓄電量および数量を検出することにより、電池の充電順序および電流の大きさを決定して、充電器の性能を完全に利用し、同時に数個の電池を充電することができ、使用者の待ち時間を短縮する性能を達成することができるマルチポートインテリジェント充電器が依然として必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題および課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来技術の欠点を考慮し、本発明は、従来技術における充電器の性能を改善することを目的として、マルチポートインテリジェント充電器を示す。前記マルチポートインテリジェント充電器の動作に必要な電源を提供する電源モジュールと；上記電源モジュールに結合し、マルチポートインテリジェント充電器の動作を制御する制御モジュールと；制御モジュールに結合し、充電の状態に基づいて、充電モードを切り替える回路切替モジュールと；回路切替モジュールに結合し、マルチポートインテリジェント充電器の充電状態を検出する検出モジュールと；検出モジュールに結合し、充電電源を出力する充電モジュールとを含む。
【０００８】
本発明の内容に基づくと、マルチポートインテリジェント充電器は、回路切替モジュールに結合し、充電モジュールに電源を導通させるかどうかを制御するスイッチモジュールをさらに含む。本発明の一実施例において、スイッチモジュールは並列接続される複数のスイッチユニットを含み、マルチポートインテリジェント充電器は冗長アーキテクチャを有する。このように充電モジュールに対応するスイッチユニットに故障が生じたとき、充電モジュールの電源供給を完全に喪失するには至らず、本発明の信頼性を高めることができる。
【０００９】
本発明の内容に基づくと、充電モジュールは並列接続される複数の充電ポートを含み、充電ポートに取り付けた電池に充電を行う。本発明の実施例において、充電ポートの個数は、応用における需要に基づいて配置することができる。
【００１０】
本発明の一観点に基づくと、上記電源モジュールは整流ユニットを含み、入力される電源を交流から直流に変換する。
【００１１】
本発明の内容に基づくと、上記電源モジュールは、整流ユニットに結合して、上記直流を充電モジュールが必要な電源に降圧または昇圧させる電源出力ユニットを含む。
【００１２】
本発明の内容に基づくと、電源モジュールは、基準値に基づいて、電圧および電流の大きさを出力するフィードバックユニットを含む。電圧または電流を出力して生じる瞬時変化が上記基準値より大きいか、または小さいとき、その比較した結果を電源出力ユニットにフィードインして出力電源を調整し、これによりマルチポートインテリジェント充電器が電池に安定した充電電流を供給するのに有利である。本発明の一実施例において、フィードバックユニットは基準値回路と、異なるゲインを生成し、異なる電源のバンド幅に対応することができる複数の増幅器と、電力トランジスタとを含む。
【００１３】
本発明の内容に基づくと、電源モジュールは制御モジュールに結合する待機ユニットを含む。これにより、マルチポートインテリジェント充電器は、動作していないとき待機状態に入り、充電モジュールが充電を必要とすることを検出モジュールが検出したとき、マルチポートインテリジェント充電器は作動して動作状態に入る。
【００１４】
以上の記載は本発明の目的、技術的手段、および達成することができる効果を説明するものである。当業者は以下の実施例による模範およびその図の説明と、特許請求の範囲とにより、本発明をより明確に理解することができる。
【００１５】
以下に記載する本発明の詳細な説明および実施例の概要図により、本発明はより充分に理解されるべきである。しかしながら、これは本発明の応用を理解する参考とすることのみに限定され、本発明は特定の実施例に制限されないことを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、従来技術におけるリニアレギュレータの回路構成を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、従来技術におけるスイッチングレギュレータの回路構成を示す。
【図２】図２は、本発明の装置の構成を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施例における電源モジュールの詳細な構成を説明する。
【図４】図４は、本発明の好ましい実施例における装置の構成を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、実際の充電時における利用の状況を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実際の充電時におけるもう１つの利用の状況を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実際の充電時における別の利用の状況を示す。
【図６】図６は、本発明の一実施例におけるフィードバックユニットの回路構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、好ましい実施例および観点を用いて詳細に記載する。下記の記載により、本発明における特定の実施の詳細を提供し、読者がこれらの実施例の実施方式を徹底的に理解できるようにする。しかし、当業者は本発明がこれらの詳細を備えない条件下で実行することもできることを理解しなければならない。この他、本発明は、その他の具体的な実施例により利用および実施することもでき、本明細書に詳述した各詳細は、様々な需要に基づいて応用することもでき、本発明の主旨を逸脱せずに、各種様々な修飾または変更を行う。本発明は、好ましい実施例および観点を用いて記載するが、この種の記載は本発明の構造を説明するものであり、説明のみに用いられ、本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。以下の記載において使用する用語は、たとえ本発明のある特定の実施例の詳細と共に使用されていても、最も広義の合理的方式で解釈する。
【００１８】
本発明の目的は、従来技術において、充電器が、複数個の電池を同時に取り付けることができるが、各電池の残りの電気量および電圧が異なる場合、その電圧−電流特性曲線（Ｉ−Ｖ  ｃｕｒｖｅ）で異なる充電特性を示すため、実際の動作中に同時にすべての電池を充電することができないことを解決することである。本発明が上記問題を解決する技術的手段としては、検出モジュール（２０９）が電池（２１３）の容量、状態および数量を検出することにより、電池（２１３）に充電する順序および電流の大きさを決定し、さらに回路切替モジュール（２０５）が電池（２１３）の充電時に必要な電力の条件に基づいて、電源モジュール（２０１）に結合される充電モジュール（２１１）の充電モードを切り替える。これにより、相応する電池（２１３）の充電条件に対して、随時必要な電流および電圧の大きさに変更することができ、同時に異なる種類の電池（２１３）または残りの電気量が異なる電池（２１３）に充電することができる目的を達成する。
【００１９】
図２を参照されたい。上記目的を達成するため、本発明はマルチポートインテリジェント充電器（２００）を示す。これは、前記マルチポートインテリジェント充電器（２００）の動作に必要な電源を提供する電源モジュール（２０１）と；上記電源モジュール（２０１）に結合し、マルチポートインテリジェント充電器（２００）の動作を制御する制御モジュール（２０３）と；制御モジュール（２０３）に結合し、充電の状態に基づいて、充電モードを切り替える回路切替モジュール（２０５）と；回路切替モジュール（２０５）に結合し、マルチポートインテリジェント充電器（２００）の充電状態を検出する検出モジュール（２０９）と；検出モジュール（２０９）に結合し、充電電源を出力する充電モジュール（２１１）と、を含む。
【００２０】
本発明の一実施例に基づくと、検出モジュール（２０９）は温度センサを含み、マルチポートインテリジェント充電器（２００）の動作温度が所定値より高いとき、温度センサが検出した温度に基づいて、制御モジュール（２０３）が電源モジュール（２０１）の電源供給を切断し、装置の使用時に温度が過度に高いことにより、支障を来すのを防止する。本発明の一観点において、該温度センサはサーミスタでよく、電源が導通するとき、サーミスタの抵抗の変化が温度の高さに反比例する数学的関係により、制御モジュール（２０３）を通じて実際の温度の数値に変換する。
【００２１】
本発明の実施例に基づくと、上記制御モジュール（２０３）は、通常、中央処理装置、メモリ、タイマー／カウンタ（ｔｉｍｅｒ／ｃｏｕｎｔｅｒ）、各種入力出力インタフェースなどを含み、１つの集積回路チップのマイクロコントロールユニット（ｍｉｃｒｏ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）に統合される。通常の既知の方式により、本発明の他の素子と相互に接続して、演算、一時保存およびデータ伝送を実行し、マルチポートインテリジェント充電器（２００）の動作および管理調整などの機能を提供する。上記は通常の既知の構成に属するため、ここでは省略する。
【００２２】
図４を参照されたい。本発明の実施例に基づくと、回路切替モジュール（２０５）はｎ個のトランジスタからなり（ｎ≧１）、トランジスタの種類はＤＥＰＦＥＴ、ＤＧＭＯＦＥＴ、ＦＲＥＤＦＥＴ、ＨＥＭＴ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＮＯＭＦＥＴ、ＭＯＤＦＥＴ、ＯＦＥＴなどでよいが、これに限定されず、さらに応用の需要に基づいて調整することができる。これは消費電力が低く、切替時間が速く、温度安定性が高く、過熱しにくい特徴を有するため、マルチポートインテリジェント充電器（２００）の電力変換効率を高めることができる以外に、装置の温度が過度に高いことにより支障を来すリスクを低下させることもできる。上記トランジスタは、本発明の最も好ましい実施例においてＭＯＳＦＥＴであり、本発明の回路中の作用は、電源をスイッチモジュール（２０７）に入力する方式を次のように制御することであり、その方式は外部電圧により、スイッチモジュール（２０７）中の複数のスイッチユニットの並列接続または開路を制御し、これにより各スイッチユニットを通過する電圧および電流を導通させるかどうかを調整し、充電モジュール（２１１）の充電状態に基づいて、数種の異なる充電モード間で切替を行う。
【００２３】
本発明の内容に基づくと、マルチポートインテリジェント充電器（２００）は、回路切替モジュール（２０５）に結合し、充電モジュール（２１１）に電源を導通させるかどうかを制御するスイッチモジュール（２０７）をさらに含む。本発明の最も好ましい実施例において、スイッチモジュール（２０７）は並列接続される３つの第１スイッチユニット（２０７Ａ）、第２スイッチユニット（２０７Ｃ）および第３スイッチユニット（２０７Ｅ）を含むことができるが、これに限定されず、そのスイッチユニットの数量は応用の需要に基づいて調整することができる。スイッチユニットの素子はＤＥＰＦＥＴ、ＤＧＭＯＦＥＴ、ＦＲＥＤＦＥＴ、ＨＥＭＴ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＮＯＭＦＥＴ、ＭＯＤＦＥＴ、ＯＦＥＴなどでよいが、これに限定されない。さらに回路切替モジュール（２０５）と逆並列（Ｂａｃｋ  ｔｏ  Ｂａｃｋ）結合し、マルチポートインテリジェント充電器（２００）は冗長アーキテクチャを有する。このように充電モジュール（２１１）に対応するスイッチユニットに支障を来したとき、充電モジュール（２１１）の電源供給が完全に喪失されるには至らず、本発明の信頼性を高めることができる。
【００２４】
本発明の実施例において、上記スイッチモジュール（２０７）に含まれる第１スイッチユニット（２０７Ａ）、第２スイッチユニット（２０７Ｃ）および第３スイッチユニット（２０７Ｅ）は例を挙げたに過ぎず、さらにスイッチユニットと通称することができ、その数量は１以上の任意の正の整数でよい。当業者は様々な需要に基づいて、様々な数量で応用することもできることを理解することができる。
【００２５】
図５Ａを参照されたい。図５Ａは、上記スイッチモジュール（２０７）および回路切替モジュール（２０５）の本発明における一応用実施例である。第１充電ポート（２１１Ａ）に１つの電池（２１３）が接続される応用において、制御モジュール（２０３）が検出モジュール（２０９）を介して第１電池（２１３Ａ）の第１電圧を検出すると、回路切替モジュール（２０５）は第１スイッチユニット（２０７Ａ）を作動させ、第２スイッチユニット（２０７Ｃ）および第３スイッチユニット（２０７Ｅ）を停止し、さらに第１電圧を第１電池（２１３Ａ）に対する充電電圧とする。このとき元々第２充電ポート（２１１Ｃ）および第３充電ポート（２１１Ｅ）に供給する電流は、第２スイッチユニット（２０７Ｃ）および第３スイッチユニット（２０７Ｅ）の停止により、第１充電ポート（２１１Ａ）に送られる。これにより第１充電ポート（２１１Ａ）が出力することができる電流量を増加させ、第１電池（２１３Ａ）の充電時間を短縮し、本発明が様々な充電条件に対して、随時必要な電流および電圧の大きさに変更することができる目的を達成する。
【００２６】
図５Ｂを参照されたい。図５Ｂは、上記スイッチモジュール（２０７）および回路切替モジュール（２０５）の本発明におけるもう１つの応用実施例である。このうち、第１充電ポート（２１１Ａ）および第３充電ポート（２１３Ｅ）に、それぞれ第１電池（２１３Ａ）および第３電池（２１３Ｅ）が接続される。この応用において、マルチポートインテリジェント充電器（２００）は、制御モジュール（２０３）を介して低電流先行充電モードまたは選択的充電モードを選択することができる。本発明の一観点において、低電流先行充電モードである場合、検出モジュール（２０９）が第１電池（２１３Ａ）および第３電池（２１３Ｅ）の第１電圧および第３電圧をそれぞれ検出すると、回路切替モジュール（２０５）が第１スイッチユニット（２０７Ａ）および第３スイッチユニット（２０７Ｅ）を開き、第２スイッチユニット（２０７Ｃ）を閉じるように制御する。回路切替モジュール（２０５）は元々第２充電ポート（２１１Ｃ）に供給する電流を第１充電ポート（２１１Ａ）に送り、第１充電ポート（２１１Ａ）が出力することができる電流量を増加させ、同時に回路切替モジュール（２０５）は第３充電ポート（２１１Ｅ）に正常な電流量を供給する。これにより第１電池（２１３Ａ）および第３電池（２１３Ｅ）は、それぞれ残りの電気量の違いに基づいて、異なる電流を選択し、さらに同時に充電することができる発明の目的を達成する。この他、低電流先行充電モードは、複数の電池（２１３）の残りの電気量の違いにより、同時に充電することができる以外に、マルチポートインテリジェント充電器（２００）を保護する効果を有することができる。それぞれの電池（２１３）の充電電流の上限を高めると同時に、充電が過飽和になるのを防止することもでき、逆電流損害装置の回路を形成する。
【００２７】
上記に続き、本発明のもう１つの観点において、選択的充電モードを使用するとき、回路切替モジュール（２０５）は元々第２充電ポート（２１１Ｃ）に供給する電流を第３充電ポート（２１１Ｅ）に送り、これにより第３充電ポート（２１１Ａ）が出力することができる電流量を増加させ、同時に回路切替モジュール（２０５）は第１充電ポート（２１１Ａ）に正常な電流量を供給する。第３電池（２１３Ｅ）は比較的短い時間内で完全充電することができ、可能な限り早く利用することができる。
【００２８】
図５Ｃを参照されたい。図５Ｃは、上記スイッチモジュール（２０７）および回路切替モジュール（２０５）の本発明におけるマルチポート同時充電モードでの応用実施例である。このうち、第１充電ポート（２１１Ａ）、第２充電ポート（２１１Ｃ）、および第３充電ポート（２１１Ｅ）に、それぞれ第１電池（２１３Ａ）、第２電池（２１３Ｃ）、および第３電池（２１３Ｅ）が接続される。この応用において、検出モジュール（２０９）が第１電池（２１３Ａ）、第２電池（２１３Ｃ）、および第３電池（２１３Ｅ）の第１電圧、第２電圧、および第３電圧をそれぞれ検出すると、このとき、第１スイッチユニット（２０７Ａ）、第２スイッチユニット（２０７Ｃ）および第３スイッチユニット（２０７Ｅ）はいずれも作動する。回路切替モジュール（２０５）は第１充電ポート（２１１Ａ）、第２充電ポート（２１１Ｃ）、および第３充電ポート（２１１Ｅ）に電流を供給し、マルチポートインテリジェント充電器（２００）は同時に複数の電池（２１３）に充電することができる。
【００２９】
本発明の実施例において、上記充電モジュール（２１１）に含まれる第１充電ポート（２１１Ａ）、第２充電ポート（２１１Ｃ）、および第３充電ポート（２１１Ｅ）は例に挙げたに過ぎず、さらに充電ポートユニットと通称することができ、その数量は１以上の任意の正の整数でよい。当業者は様々な需要に基づいて、様々な数量で応用することもできることを理解することができる。
【００３０】
本発明の実施例において、上記電池（２１３）に含まれる第１電池（２１３Ａ）、第２電池（２１３Ｃ）、および第３電池（２１３Ｅ）は例に挙げたに過ぎず、その数量は１以上の任意の正の整数でよい。当業者は様々な需要に基づいて、様々な数量で応用することもできることを理解することができる。
【００３１】
図３を参照されたい。本発明の一実施例に基づくと、上記電源モジュール（２０１）は整流ユニット（２０１Ａ）を含み、入力される電源を交流から直流に変換する。本発明の観点において、上記交流および直流の変換過程は、全波整流または半波整流でよいが、これに限定されない。上記直流に変換されると、整流ユニット（２０１Ａ）は力率改善（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ、ＰＦＣ）回路により、出力した直流電圧を平滑化し、力率を上昇させ、高調波歪を低下させる。応用の需要に基づいて、受動または能動力率改善を選択することができる。
【００３２】
本発明の一観点に基づくと、受動ＰＦＣ回路は、主に回路中の複数のインダクタにより、インダクタが整流後の電流および電圧間の位相差を補償して、力率を高める。複数のインダクタにより直流電圧を平滑化し、必要な動作電力が比較的小さな電気器具（動作電力がおよそ４００Ｗより小さい）をまとめる性能は比較的優れており、構造が簡単で、コストが経済的である利点を有し、その力率は０．６５〜０．８５の間にある。
【００３３】
本発明のもう１つの観点に基づくと、能動ＰＦＣ回路は主にパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）により基本波電流の波形を制御し、これにより能動ＰＦＣ回路中のトランジスタを起動する。その後これらのパルス信号はフィルタキャパシタを通過し、相対して平穏な直流を出力する。能動ＰＦＣ回路の利点は、必要な動作電力が比較的大きな（動作電力がおよそ４００Ｗより大きい）電気器具に対して、その力率が０．８５〜０．９９以上であることである。したがって、本発明において、整流ユニット（２０１Ａ）は、充電に必要な電力に基づいて、能動ＰＦＣの回路構成または受動ＰＦＣの回路構成を選択することができる。本発明の最も好ましい実施例において、マルチポートインテリジェント充電器は動作電力が比較的小さな電気器具であり、したがって受動ＰＦＣの回路構成を選択する。
【００３４】
図３を参照されたい。本発明の内容に基づくと、電源モジュール（２０１）は、基準値に基づいて、入力電源の大きさを比較するフィードバックユニット（２０１Ｇ）を含む。入力電源に生じる瞬時変化が上記基準値より大きいとき、上記瞬時変化を修正し、さらに結果を電源出力ユニット（２０１Ｅ）にフィードインして入力電源を調整し、これによりマルチポートインテリジェント充電器（２００）に安定した入力電源を提供する。図６を参照されたい。本発明の一実施例において、フィードバックユニット（２０１Ｇ）は基準値回路（６０１）、増幅器（６０３）および電力トランジスタ（６０５）を含み、その回路構成は、少なくとも１つの異なるゲインおよびバンド幅の直列接続した増幅器（６０３）を中心とし、基準値を提供する基準値回路（６０１）、および電力トランジスタ（６０５）が結合する。上記回路構成において、制御モジュール（２０３）は少なくとも１つの異なるゲインおよびバンド幅の並列接続した増幅器（６０３）により、異なるバンド幅パスを提供してフィードバックし、調整することができるバンド幅およびゲインの範囲を拡張する。
【００３５】
本発明の内容に基づくと、上記電源モジュール（２０１）は、整流ユニット（２０１Ａ）に結合する電源出力ユニット（２０１Ｅ）を含む。一実施例において、電源出力ユニット（２０１Ｅ）の一次側コイル巻線および二次側コイル巻線により、ファラデーの誘導法則（Ｆａｒａｄａｙ’ｓ  Ｌａｗ）に基づき、直流を充電モジュール（２１１）に必要な電源に降圧または昇圧させる。上記直流の昇圧または降圧は、下記の公式で計算することができる。
（Ｅ１／Ｅ２）＝（Ｎ１／Ｎ２）
式中、Ｅ１は一次側電圧；Ｅ２は二次側電圧；Ｎ１は一次側コイルの巻数；Ｎ２は二次側コイルの巻数である。
【００３６】
本発明の内容に基づくと、電源モジュール（２０１）は、制御モジュール（２０３）に結合する待機ユニット（２０１Ｃ）を含む。これにより、マルチポートインテリジェント充電器（２００）は、動作していないとき待機状態に入り、充電モジュール（２１１）が充電を必要とすることを検出モジュール（２０９）が検出したとき、マルチポートインテリジェント充電器（２００）は作動して動作状態に入る。
【００３７】
以上の記載は、本発明の好ましい実施例である。当業者はこれが本発明を説明するものであり、本発明が主張する特許請求の範囲を限定するものではないことを理解することができる。その特許の保護範囲は、添付の特許請求の範囲およびその同等領域により決定すると見なすべきである。当業者が本特許の主旨および範囲を逸脱せずに行った修正または手直しは、いずれも本発明で開示した主旨の下で行った同等の変更または設計に属し、下記の特許請求の範囲内に包含されるべきである。
【符号の説明】
【００３８】
ＶＲ  出力電圧
Ｒ  可変抵抗
Ｌ  インダクタ
Ｃ  キャパシタ
Ｄ  半導体スイッチ
２００  マルチポートインテリジェント充電器
２０１  電源モジュール
２０１Ａ  整流ユニット
２０１Ｃ  待機ユニット
２０１Ｅ  電源出力ユニット
２０１Ｇ  フィードバックユニット
２０３  制御モジュール
２０５  回路切替モジュール
２０７  スイッチモジュール
２０７Ａ  第１スイッチユニット
２０７Ｃ  第２スイッチユニット
２０７Ｅ  第３スイッチユニット
２０９  検出モジュール
２１１  充電モジュール
２１１Ａ  第１充電ポート
２１１Ｃ  第２充電ポート
２１１Ｅ  第３充電ポート
２１３  電池
２１３Ａ  第１電池
２１３Ｃ  第２電池
２１３Ｅ  第３電池
６０１  基準値回路
６０３  増幅器
６０５  電力トランジスタ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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