(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリーを充電するための装置および方法の提供。【解決手段】装置には、バッテリーに電気的に結合するように構成されたコネクター、複数の充電速度でコネクターへ電流を供給できる調整可能電流源、およびデジタル入力信号に応答して複数の充電速度のうちの１つで電流を供給するために調整可能電流源をバイアスするように構成されたネットワーク抵抗器を含む。バッテリーの充電方法には、複数のビットを有し、バッテリーの望ましい充電速度を示すデジタル入力信号を受信するステップと、デジタル入力信号に応答してネットワーク抵抗器を構成するステップと、構成されたネットワーク抵抗器を用い調整可能電流源をバイアスするステップと、および調整可能な電流源を用い望ましい充電速度でバッテリーに電流を供給するステップとを含む。【選択図】図１
2012029551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーに電気的に結合するように構成されたコネクターと、
複数の充電速度で前記コネクターに電流を供給できる調整可能電流源と、
デジタル入力信号に応答して複数の充電速度のうちの１充電速度で電流を供給するために前記調整可能電流源をバイアスするように構成されたネットワーク抵抗器と、
を含む装置。
【請求項２】
前記調整可能電流源が前記ネットワーク抵抗器に電気的に結合されたバイアス端子を有するトランジスタを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ネットワーク抵抗器の全体抵抗を変化させるように構成された複数のスイッチを更に含み、前記複数のスイッチはそれぞれ前記デジタル入力信号の各ビットにより制御される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記複数のスイッチがそれぞれ前記デジタル入力信号の各ビットに電気的に結合されたバイアス端子を有するトランジスタを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ネットワーク抵抗器は複数の並列分岐を含み、前記複数の並列分岐はそれぞれ１つ以上の抵抗器を含み、前記複数のスイッチの１つに電気的に結合された、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
デジタル入力信号の２進値が増加するにつれて前記ネットワーク抵抗器の全抵抗が減少するように前記複数の並列分岐の抵抗器が構成された、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記調整可能電流源により供給された電流はデジタル入力信号の２進値の増加とともに実質的に直線的に増加する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の充電速度の中から望ましい充電速度を決定し、その望ましい充電速度に対応するデジタル入力信号を生成するように構成された多機能プロセッサーを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記多機能プロセッサーは前記調整可能電流源により供給された電流、前記コネクターに電気的に結合されたバッテリーの充電状態、またはその両方を示す１つ以上のフィードバック信号に応答して前記の望ましい充電速度を決定するように構成された、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記多機能プロセッサーへの送信前に１つ以上のフィードバック信号を処理するアナログ−デジタルコンバーターを更に含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記多機能プロセッサーが前記調整可能電流源および前記ネットワーク抵抗器の両方から離れている、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記調整可能電流源と電源との間に電気的に結合され、前記多機能プロセッサーからのイネーブル信号が受信されない場合に前記電源から前記調整可能電流源を切り離すように構成されたリレーを更に含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
バッテリーを充電する方法であって、
複数のビットを有し前記バッテリーの望ましい充電速度を示すデジタル入力信号を受信するステップと、
前記デジタル入力信号に応答してネットワーク抵抗器を構成するステップと、
前記構成されたネットワーク抵抗器を用い調整可能電流源をバイアスするステップと、
前記調整可能電流源を用い前記の望ましい充電速度で前記バッテリーへ電流を供給するステップと、を有する方法。
【請求項１４】
前記ネットワーク抵抗器を構成するステップは前記ネットワーク抵抗器の全体抵抗を変化させる複数のスイッチの操作を含み、前記複数のスイッチはそれぞれ前記デジタル入力信号の複数ビットの１つにより制御される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のスイッチの各々が、前記デジタル入力信号の関連ビットが第１論理値から第２論理値に変化する時に前記ネットワーク抵抗器の全体抵抗を増加させ、前記デジタル入力信号の関連ビットが前記第２論理値から前記第１論理値に変化する時に前記ネットワーク抵抗器の全体抵抗を減少させる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数スイッチの操作に各前記複数のビットをトランジスタのバイアス端子に印加するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記調整可能電流源をバイアスするステップに前記ネットワーク抵抗器により作られた電流または電圧をトランジスタのバイアス端子に印加するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
バッテリーを充電するための回路であって、
電源とバッテリーコネクター間に電気的に結合された第１端子および第２端子を有し、且つ前記第１端子および前記第２端子間に流れうる電流量を制御するように構成されたバイアス端子を有するトランジスタと、
各複数の分岐が前記トランジスタの前記バイアス端子と２進入力により制御されたスイッチとの間に電気的に結合された抵抗を有する複数の並列分岐を有するバイアスネットワークと、を含む回路。
【請求項１９】
前記バイアスネットワークは、第１抵抗を有する第１分岐、第２抵抗を有する第２分岐、第３抵抗を有する第３分岐を含み、前記第２抵抗は前記第１抵抗の約２倍であり、前記第３抵抗は前記第２抵抗の約２倍である、請求項１８に記載の回路。
【請求項２０】
前記バイアスネットワークが更に第４の抵抗を有する第４分岐を含み、前記第４抵抗は前記第３抵抗より少なくとも４倍大きい、請求項１９に記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年６月２２日に出願された米国特許出願第１２／８２０，１９１号の利益を主張するものであり、その全文をここに参照することにより本明細書に援用する。
【０００２】
本開示は一般に、例えば、鉛酸バッテリー（鉛蓄電池）等の充電式バッテリー用充電器に関する。特に、本開示は調整可能（可変）電流源およびネットワーク抵抗器を用いる充電式バッテリーを充電するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
充電式バッテリー充電器、特に鉛酸バッテリー用に設計されたものは、充電プロセスの間バッテリーの充電状態（「ＳＯＣ」）を考慮に入れなければならない。バッテリーのＳＯＣはバッテリー電圧およびバッテリー温度の両方に依存する。バッテリーのＳＯＣを考慮せず、あまり多くの電流をバッテリー内に入れようとすると、バッテリー、充電回路、またはその両方を損傷する可能性がある。他方、バッテリーのＳＯＣに基づき充電回路に印加された電流および電圧を制御することは、バッテリー寿命および充電効率を最大化する。例えば、ＳＯＣが低い場合（低充電）バッテリー充電器は低電流を印加し、ＳＯＣが中程度あるいは高い場合は高い定電流を印加し、バッテリーが十分充電されているときは低電流を印加することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、添付した請求項に詳説した特徴および／または単独あるいは任意の組み合わせにより特許性のある主題を構成しうる下記の特徴のうち、１つ以上を含む。
【０００５】
１つの態様によれば、装置はバッテリーに電気的に結合するように構成されたコネクターと、複数の充電速度でコネクターに電流を供給できる調整可能電流源と、デジタル入力信号に応答して複数の充電速度のうちの１つで電流を供給するために調整可能電流源をバイアスするように構成されたネットワーク抵抗器とを含む。一部の実施態様において、調整可能電流源はネットワーク抵抗器に電気的に結合されたバイアス端子を有するトランジスタであってもよい。装置はまた、ネットワーク抵抗器の全体抵抗を変化させるように構成された複数のスイッチを含んでもよく、複数のスイッチの各々はデジタル入力信号の各ビットにより制御される。一部の実施態様において、複数のスイッチの各々はデジタル入力信号の各ビットに電気的に結合されたバイアス端子を有するトランジスタを含む。ネットワーク抵抗器は複数の並列分岐を含んでもよく、各複数の並列分岐は１つ以上の抵抗器を含み、複数のスイッチのうちの１つに電気的に結合される。そのような実施態様において、複数の並列分岐の抵抗器が、デジタル入力信号の２進値が増加するにつれ、ネットワーク抵抗器の全体抵抗が減少するように構成されてもよい。調整可能電流源により供給された電流はデジタル入力信号の２進値の増加とともに実質的に直線的に増加してもよい。
【０００６】
他の実施態様において、装置はまた、複数の充電速度のうちの望ましい充電速度を決定し、望ましい充電速度に対応するデジタル入力信号を発生するように構成された多機能プロセッサーを含んでもよい。一部の実施態様において、多機能プロセッサーは調整可能電流源により供給された電流、コネクターに電気的に結合されたバッテリーの充電状態、またはその両方を示す１つ以上のフィードバック信号に応答して望ましい充電速度を決定するように構成されてもよい。装置はまた、多機能プロセッサーへの送信前に１つ以上のフィードバック信号を処理するアナログ−デジタルコンバーターを含んでもよい。他の実施態様において、多機能プロセッサーは調整可能電流源およびネットワーク抵抗器の両方から離れてもよい。更に他の実施態様において、装置はまた、調整可能電流源と電源との間に電気的に結合されたリレーを含んでもよい。リレーは、多機能プロセッサーからのイネーブル信号が受信されない場合、電源から調整可能電流源を遮断するように構成されてもよい。
【０００７】
別の態様によれば、バッテリーの充電方法は、デジタル入力信号がバッテリーの望ましい充電速度を示す、複数のビットを有するデジタル入力信号の受信を含む。その方法はまた、デジタル入力信号に応答してネットワーク抵抗器を構成し、構成されたネットワーク抵抗器を用いて調整可能電流源をバイアスし、調整可能電流源を用いて望ましい充電速度でバッテリーに電流を供給するステップを含む。一部の実施態様において、抵抗ネットワークの構成はネットワーク抵抗器の全体抵抗を変化させる複数のスイッチの操作を含み、ここで、複数のスイッチの各々は、デジタル入力信号の複数のビットのうちの１つにより制御される。そのような実施態様において、複数のスイッチの各々は、デジタル入力信号の関連ビットが第１論理値から第２論理値に変化するときネットワーク抵抗器の全体抵抗を増加させ、デジタル入力信号の関連ビットが第２論理値から第１論理値に変化するときネットワーク抵抗器の全体抵抗を減少させる。他の実施態様において、複数のスイッチの操作は複数ビットの各々をトランジスタのバイアス端子へ印加することを含む。更に他の実施態様において、調整可能電流源をバイアスするステップはネットワーク抵抗器により作られた電流または電圧をトランジスタのバイアス端子へ印加することを含む。
【０００８】
更に別の態様では、バッテリー充電用回路は、電源とバッテリーコネクター間に電気的に結合された第１端子および第２端子を有し、第１端子および第２端子間に流れうる電流量を制御するように構成されたバイアス端子を有するトランジスタを含む。回路はまた、複数の並列分岐を有するバイアスネットワークを含む。ここで、複数の分岐の各々はトランジスタのバイアス端子と２進入力により制御されたスイッチ間に電気的に結合された抵抗を有する。一部の実施態様において、バイアスネットワークは第１の抵抗を有する第１分岐、第２の抵抗を有する第２分岐、および第３の抵抗を有する第３分岐を含む。ここで、第２抵抗は第１抵抗の約２倍で、第３抵抗は第２抵抗の約２倍である。他の実施態様において、バイアスネットワークはまた、第４の抵抗を有する第４分岐を含み、ここで、第４抵抗は第３抵抗より少なくとも４倍大きい。
【０００９】
追加的な特徴は、上記に列挙したものおよび請求項に列挙したものを含めて、単独または他の任意の特徴と組み合わせて、特許性のある主題を構成すると考えられ、当業者にとっては、現時点で理解されている発明を遂行する最良の態様の模範例を示す例証となる実施態様の下記の詳細な説明を考察することにより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プロセッサー、充電回路、およびバッテリーを含むバッテリー充電システムの１実施態様を示す簡略ブロック図である。
【図２】図１の充電回路の１実施態様を示す回路図である。
【図３】種々の供給電圧での各デジタル入力信号について図２の充電回路により供給される予測電流を示すグラフである。
【図４】図２の充電回路の追加構成要素を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の概念は種々の変更および代替的形式に影響を受けるが、その特定の例示的実施態様は図面中の実施例に示され、以下に詳細に記述される。当然のことながら、現開示の概念を開示された特定の形式に制限する意図はなく、反対に添付の特許請求の範囲により定義される発明の精神および範囲内のすべての変更、同等物、および代替物が含まれる事が意図される。
【００１２】
以下の記述において、ハードウェア構成要素および論理実施選択のタイプおよび相互関係等の幾多の特定の詳細は、現開示の理解を通じてより多くの事柄を提供するために説明可能である。当業者は、本開示の実施例は、そのような特定の詳細なしに実施可能であることを理解するであろう。他の例において、ゲートレベル回路、および全ソフトウェア指令シーケンスは発明を曖昧にしないために詳細には示されない。本明細書の記述で、当業者は不要な実験をすることなく適切な機能を実施できるであろう。
【００１３】
図１を参照すると、プロセッサー１２、充電回路１４、バッテリー１６を含むバッテリー充電システム１０の例示的実施態様が示される。バッテリー１６は任意の充電式バッテリーで、鉛酸バッテリーとして例示的実施態様で示される。充電回路１４（図２と４に詳細が示され、更に以下で説明される）は直接、電流と電圧をバッテリー１６に印加しバッテリー１６のＳＯＣを監視する。プロセッサー１２は一般に、バッテリー１６のＳＯＣに関し充電回路１４からフィードバック信号を受け取り、バッテリー１６に望ましい充電速度を供給するために充電回路１４の操作を制御する。プロセッサー１２はマイクロプロセッサー、デジタル信号プロセッサー、マイクロコントローラー等のソフトウェア／ファームウェアを実行できる任意のタイプのプロセッサーであってもよい。
【００１４】
例示的実施態様において、プロセッサー１２は充電回路１４（およびバッテリー１６）から分離している多機能プロセッサーである。本開示によれば、「多機能プロセッサー」とは唯一のプロセスのみの制御専用ではないプロセッサーである。例えば、充電回路１４の操作の制御専用であったプロセッサーは多機能プロセッサーではない。一方、他のシステム構成要素の操作も制御するプロセッサー（例えば、充電回路１４に加えて病院用ベッドの１つ以上の治療機能または性能を制御するプロセッサー）は多機能プロセッサーである。本明細書で使用する場合、「遠隔」という表現は物理的に互いに近接しない要素をいう。例えば、別個の回路基板上または分離した計算装置に存在する電子構成要素は互いに遠隔である。
【００１５】
充電回路１４の種々の構成要素は図２および４に示され、ここで類似の構成要素は類似の参照番号でラベル付けされている。図２に示される通り、充電回路はバッテリーコネクター２０、調整可能電流源２２、バイアスネットワーク２４、保護リレー２６、およびバッテリー電流検出器２８を含む。バッテリーコネクター２０は、充電回路１４とバッテリー１６との間に電気的結合を与える任意のタイプのインターフェースであってもよい。操作中バッテリー１６がコネクター２０に接続されているとき、充電回路１４はコネクター２０経由でバッテリー１６に電流を供給できる。充電回路１４が動作していない時に如何なる漏れ放電をも予防し且つバッテリー１６がコネクター２０と逆に（即ち、正しくない極性に）接続された場合に充電回路１４を保護するために、ダイオード３０はコネクター２０とバッテリー電流検出器２８との間に電気的に結合される。
【００１６】
調整可能電流源２２は、電源３２とバッテリーコネクター２０との間に電気的に結合され、種々の充電速度でコネクター２０（そしてバッテリー１６）へ電流を供給するように設計されている。調整可能電流源２２は、可変で制御可能な電流量を与えることができる任意のタイプの装置を含んでもよい。図２の例示的実施態様において、調整可能電流源２２はバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）である。ＢＪＴ２２はそのベース端子に流れる電流に従いエミッタ・コレクタ端子間に流れうる電流量を制御する事により、調整可能電流源として作動する。この構成において、ＢＪＴ２２のベース端子は調整可能電流源（即ちＢＪＴ２２）により供給される電流を制御する「バイアス端子」として作動する。また、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、調整可能電流源２２として使用されてもよい事が考慮される。そのような実施態様において、ＦＥＴのゲート端子（ＦＥＴのソースおよびドレイン端子間に流れうる電流量を制御する）は調整可能電流源のバイアス端子として作動する。当業者は、調整可能電流源２２の他のタイプが他の実施態様において使用されてもよい事を理解するであろう。
【００１７】
バイアスネットワーク２４は、トランジスタ２２のバイアス端子に電気的に結合され、そのバイアス端子に流れる電流（または電圧）を調整（その結果、トランジスタ２２によりコネクター２０に供給される電流を調整）するように構成される。図２の例示的実施態様において、バイアスネットワーク２４は、各々がデジタル入力信号の１ビットに接続された多並列分岐を含む。図２において、これらのビットはＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿０、ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿１、ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿２、ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿３、およびＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿４（最下位から最上位へ）とラベル付けされ、５ビットのデジタル「ワード」を形成する。バイアスネットワークの各並列分岐は、スイッチ３４および抵抗３６を含む。スイッチ３４はトランジスタ、論理ゲート、リレー等の回路を開閉できる任意のタイプの電気スイッチであってもよい。例示的実施態様において、バイアスネットワーク２４の各スイッチ３４はＢＪＴ３４である。トランジスタ３４はそれぞれ、一対のバイアス抵抗器３８を通して、バイアス端子（即ちＢＪＴのベース端子）でデジタル入力信号のビットを受け取る。各ビットの論理値が「１」である時、電圧がトランジスタ３４のバイアス端子にかかる。この電圧がトランジスタをオンにし、その分岐の抵抗３６と接地間の回路を閉じる。
【００１８】
バイアスネットワーク２４の各並列分岐中の抵抗３６は、構成可能なネットワーク抵抗器４０を形成する。例示的実施態様において、すべてのトランジスタ３４が「オフ」の時、バイアスネットワーク２４は実質的に開回路である。そのように、トランジスタ２２のバイアス端子に電流は流れず、バッテリーコネクター２０に電流は流れない。１つ以上のトランジスタ３４が「オン」である時、電流はネットワーク抵抗器４０のその分岐を通って流れる。トランジスタ２２のバイアス端子に流れる電流（トランジスタ２２により作られる電流）は、ネットワーク抵抗器４０の全抵抗により決定される。抵抗３６は、トランジスタ２２を直線領域に維持するように大きさがとられる。抵抗３６が別個の値を取る限り、独自の並列分岐の組み合わせはそれぞれ、ネットワーク４０の独自の全抵抗をとる結果となる。例示的実施態様において、ネットワーク４０の各分岐に関連した抵抗３６は、最上位ビットから最下位ビットへオームが増加するように大きさが決められる。当然のことながら、この構成から、ネットワーク４０の全抵抗に最も影響の小さい最下位ビットを切り替え、ネットワーク４０の全抵抗に最も影響の大きい最上位ビットを切り替えるという結果となる。更に、ネットワーク４０の全抵抗はデジタル入力信号の２進値が増加するにつれて減少し、その逆も同様である。
【００１９】
このように、バイアスネットワーク２４はバッテリー充電システム１０に論理制御可能な速度選択スイッチを提供する。バイアスネットワーク２４の操作を制御するデジタル入力信号（即ち、ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿０、ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿１、ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿２、ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿３、およびＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿４）は、プロセッサー１２により生成可能である。上述の通り、プロセッサー１２は、多機能プロセッサー（即ち、バッテリー充電以外の機能に責任を持つ）で、充電回路１４から離れていてもよい。このように、ここで開示された充電回路１４は、専用プロセッサーまたは制御器の必要性を取り除く。代わりに、バッテリー１６の望ましい充電速度を決定する多機能プロセッサー１２により、すべてのロジックは取り扱われる。プロセッサー１２は次に適切なデジタル入力信号を生成し、その信号を充電回路１４に送信する。このデジタル入力信号は、ネットワーク抵抗器４０を構成するためトランジスタ３４を操作する。上述の通り、バイアスネットワーク２４（即ち、トランジスタ３４と抵抗３６）は望ましい充電速度で電流を供給するためにトランジスタ２２をバイアスする。例示的実施態様において５ビットデジタル入力信号を受け取る事により、充電回路１４が、プロセッサー１２により選択可能である、３２の異なる充電速度で実施をすることが可能になる。
【００２０】
抵抗３６が適切な大きさをとる事により、トランジスタ２２に供給される電流は、デジタル入力信号の２進値が増加するとともに実質的に直線的に増加可能である。例えば、各連続する並列分岐の抵抗３６が大体２倍になる（最上位ビットから最下位ビットへ）領域では、結果として生じる電流出力はデジタル入力信号の２進値が増加するとともに近似的に直線になる。例示的実施態様において、ネットワーク抵抗器４０の各並列分岐の抵抗３６は１０ｋΩ（ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿４）、２０ｋΩ（ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿３）４０ｋΩ（ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿２）、８０ｋΩ（ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿１）、および５００ｋΩ（ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿０）である。直並列の組み合わせを用いることにより、図２に示される通り、これらの抵抗３６の多くは単一抵抗器タイプ（例えば４０ｋΩ）を用い、達成されうる。デジタル入力信号の最下位ビットに関連する抵抗３６（即ち、ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿０）は、デジタル入力信号の次のビットに関連する抵抗３６（即ち、ＣＨＡＲＧＥ＿ＲＡＴＥ＿１）の２倍より大きく、出力電流は実質的に直線的に増加する結果となることに注意すべきである。事実、最下位ビットに関連する抵抗３６（例えば５００ｋΩ）が次のビットに関連する抵抗３６（例えば８０ｋΩ）の少なくとも４倍以上である領域では、充電回路１４は特に低電流において増加粒度を持つ。
【００２１】
ネットワーク抵抗器４０について上述の例示値を用い、各デジタル入力信号用にバッテリーコネクター２０に供給された電流は図３のグラフに予想される。図３の各グラフは電源３２の特定電圧レベル（即ち、２４、２８、３２、３６、および４０ボルト）での充電回路１４の電流出力を表す。図に示すように、広い範囲の電流は、４５０から５５０ミリアンペアの領域（例示的実施態様の鉛酸バッテリー１６のバルク充電の好ましい領域）内の数種の電流を含み、これらの各電圧レベルで達成可能である。バッテリー電圧、供給電圧、およびトランジスタ特有パラメーター（例えば、ｈＦＥ、熱応答）の違いにかかわらず、これによりプロセッサーは容易に望ましい充電速度を達成することができる。図３に示された電流レベルはまた、１つ以上のトランジスタ３４にＰＷＭ信号を送る事により達成される。
【００２２】
図２に戻り、充電回路１４はまた、トランジスタ２２と電源３２との間で電気的に結合された保護リレー２６を含む。例示的実施態様において、保護リレー２６は「開」または「オフ」位置で初期設定するように設計される。この位置にあるとき、保護リレー２６はトランジスタ２２を電源３２から切り離し、トランジスタ２２がコネクター２０に電流を供給しないようにする。保護リレー２６は、イネーブル信号（ＢＡＴ＿ＣＨＲＧ＿ＯＮ）がプロセッサー１２から受け取られる時、「閉」または「オン」の位置に作動されてもよい。このイネーブル信号が論理値「１」または高電圧である時、スイッチ４２は電流が回路４４と保護リレー２６を通るように作動する。保護リレーが閉じている時はいつでも（即ち、イネーブル信号がプロセッサー１２から受け取られる時はいつでも）、トランジスタ２２は、デジタル入力信号により指示されるどのような望ましい速度でも、電流を供給することができる。周知のように、「開」位置で初期設定するように設計された保護リレー２６は、プロセッサー１２との通信途絶の間、過充電からバッテリー１６を保護する。
【００２３】
図２および４で分かるように、充電回路１４は更に、プロセッサー１２が閉ループ制御システムを実施できるように数個のフィードバック検出器２８、５０、５２を含む。例示的実施態様において、これらのフィードバックセンサーはそれぞれＢＡＴ＿ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＭＯＮ、ＶＢＡＴ＿ＳＥＮＳＥ、およびＴＥＭＰ＿ＳＥＮＳＥとラベル付けされたフィードバック信号を作るバッテリー電流検出器２８、バッテリー電圧検出器５０、およびバッテリー温度センサー５２を含む。図４に示されるように、フィードバック検出器２８、５０、５２により生成されたアナログ信号は、プロセッサー１２への発信前にアナログ−デジタル（「Ａ／Ｄ」）コンバーター５４によりデジタル信号に変換されうる。Ａ／Ｄコンバーター５４は、テキサス州ダラスのＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．から市販されており、１１個の入力チャンネル、１０個の変換ビット、および２．１ＭＨｚまでのクロック周波数を有するＴＬＣ１５４２またはＴＬＣ１５４３として例示的に実施可能である。例示的実施態様において、Ａ／Ｄコンバーター５４はフィードバック信号をシリアル・ペリフェラル・インターフェース（「ＳＰＩ」）バスを通じてプロセッサー１２に伝える。ＳＰＩバスが使用中の際は、ケーブル選択ピンはＡ／Ｄコンバーター５４の出力を遮断し、プロセッサー１２はＡ／Ｄコンバーター５４を作動可能にするためＬＣＢ＿ＳＰＩ＿ＣＥ２をローにする。
【００２４】
ひとたび受信されると、プロセッサー１２はバッテリー１６のＳＯＣおよび充電回路１４を操作する望ましい充電速度を決定するため、バッテリー電圧およびバッテリー温度信号を使用する事ができる。例えば、ＳＯＣが低い（少ない）時プロセッサー１２は充電回路１４に低電流安全充電段階を提供させ、ＳＯＣが中程度から高充電状態用の定電流段階、「過充電」領域における定電圧段階、およびバッテリーが十分充電されると低電流フロート段階を提供させる。充電回路が望ましい充電速度で操作されていることを確認するため、プロセッサー１２はまたバッテリー電流信号を使ってもよい。もし充電回路１４が適切に操作されないと（可能性としてシステム構成要素の故障のため）、プロセッサー１２は充電回路１４に送信されたデジタル入力信号の必要な調整をしてもよい。
【００２５】
例示的実施態様のバッテリー電流検出器２８（図２に示される）は、５００ｍΩ検出抵抗器５６を用い、トランジスタ２２によりバッテリーコネクター２０へ供給される電流を測定する。検出抵抗器５６を通る電流は、ハイサイド電流検出集積回路（「ＩＣ」）５８またはハイサイド電流検出ＩＣ６０により監視される。任意の実施態様においてＩＣ５８、６０のうちの唯１つのみ使われるが、回路基板は製造の柔軟性を与えるため（もしチップの１つが入手できない場合）ＩＣ５８、６０の両方用に構成されてもよい。例示的に、集積回路５８、６０はカリフォルニア州サニーベールのＳｕｐｅｒｔｅｘ，Ｉｎｃ．から市販されているＨＶ７８０２として、およびカリフォルニア州ミルピタスのＬｉｎｅａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐ．から市販されているＬＴＣ６１０１として実施可能である。これら各々の集積回路５８、６０は検出抵抗器５６での電圧降下の約５倍に設定されるフィードバック電圧信号（即ち、ＢＡＴ＿ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＭＯＮ）を出力する。このフィードバック信号はショットキーダイオード６２により５Ｖ供給に維持され、約２Ａの最大測定可能電流を与える（２Ａの電流は、１Ｖの電圧降下と５Ｖのフィードバック電圧信号を生じる）。
【００２６】
例示的実施態様のバッテリー電圧検出器５０（図４に示される）は、バッテリーコネクター２０から直接、電圧（ＶＢＡＴ）を測定する。ＶＢＡＴは分圧器６４に通され、その結果、電圧は、このフィードバック電圧信号（即ち、ＶＢＡＴ＿ＳＥＮＳＥ）測定に適切なレベルにするために、ショットキーダイオード６２により（５Ｖ供給に）維持される。分圧器６４は、バッテリー１６のドレインを減少させるため高いインピーダンスを有する。例示的実施態様のバッテリー温度検出器５２（図４に示される）は、負の温度係数（「ＮＴＣ」）サーミスタ６６を使用する。周知のように、ＮＴＣサーミスタは温度に関し予想できるが直線的でない抵抗値の変化を有する。サーミスタ６６により出力されたフィードバック電圧信号（即ち、ＴＥＭＰ＿ＳＥＮＳＥ）は、直列抵抗器６８および並列抵抗器７０を用い直線化される。これらの抵抗器は望ましい直線温度領域（例えば２５°Ｃ）の中点でサーミスタ６６の抵抗に一致する。このフィードバック信号はまた、ショットキーダイオード６２により５Ｖ供給に維持される。上述の通り、バッテリー電圧および温度情報は、バルク充電モードを使用し目標電圧を補正するにはいつが適切かを決定するためにプロセッサー１２により使われてもよい。
【００２７】
一定の例証的な実施態様について上記に詳細に説明してきたが、下記の請求項で説明および定義されるこの開示内容の範囲および精神で、変形や変更が存在する。
【図１】
2012029551.tif 000003
【図２】
2012029551.tif 000004
【図３】
2012029551.tif 000005
【図４】
2012029551.tif 000006
【外国語明細書】
2012029551.tif 000007
2012029551.tif 000008
2012029551.tif 000009
2012029551.tif 000010
2012029551.tif 000011
2012029551.tif 000012
2012029551.tif 000013
2012029551.tif 000014
2012029551.tif 000015
2012029551.tif 000016
2012029551.tif 000017
2012029551.tif 000018
2012029551.tif 000019
2012029551.tif 000020
2012029551.tif 000021
2012029551.tif 000022
2012029551.tif 000023
2012029551.tif 000024
2012029551.tif 000025