Зарядное устройство и способ зарядки

1. Зарядное устройство, содержащее цепь заряда, цепь накопления энергии и управляемый ключ, причем
цепь заряда сконфигурирована для зарядки заряжаемого объекта;
цепь накопления энергии сконфигурирована для накопления энергии, когда цепь заряда заряжает заряжаемый объект, и зарядки заряжаемого объекта, когда цепь заряда находится в выключенном состоянии; и
управляемый ключ сконфигурирован для поочередного включения и выключения цепи заряда согласно командам управления, принимаемым периодически, для выключения цепи накопления энергии, когда цепь заряда включена, и включения цепи накопления энергии, когда цепь заряда выключена.
2. Устройство по п. 1, в котором цепь накопления энергии содержит катушку индуктивности фильтра накопления энергии, конденсатор фильтра накопления энергии и выпрямительный диод, причем
один вывод конденсатора фильтра накопления энергии соединен с одним выводом катушки индуктивности фильтра накопления энергии, другой вывод конденсатора фильтра накопления энергии соединен с отрицательным выводом заряжающего источника питания; другой вывод катушки индуктивности фильтра накопления энергии соединен с положительным выводом заряжающего источника питания через управляемый ключ и соединен с отрицательным выводом заряжающего источника питания через выпрямительный диод; при этом выпрямительный диод запирает направление от положительного вывода к отрицательному выводу заряжающего источника питания.
3. Устройство по п. 2, в котором управляемый ключ является транзисторным силовым ключом, при этом
соединение другого вывода катушки индуктивности фильтра накопления энергии с положительным выводом заряжающего источника питания через управляемый ключ включает соединение другого вывода катушки индуктивности фильтра накопления энергии с коллектором транзистора силового ключа, и соединение эмиттера транзистора силового ключа с положительным выводом заряжающего источника питания.
4. Устройство по п. 3, в котором накопление энергии цепью накопления энергии включает следующее:
когда транзисторный силовой ключ включен, катушка индуктивности фильтра накопления энергии препятствует протеканию через нее тока, превышающего заранее заданный порог, и преобразует ток, текущий через нее, в энергию магнитного поля для накопления; конденсатор фильтра накопления энергии преобразует частичный ток, текущий через катушку индуктивности фильтра накопления энергии, в заряды для накопления; и
зарядка заряжаемого объекта цепью накопления энергии включает следующее:
когда транзисторный силовой ключ выключен, катушка индуктивности фильтра накопления энергии преобразует накопленную энергию магнитного поля в ток для продолжения зарядки заряжаемого объекта через выпрямительный диод; конденсатор фильтра накопления энергии преобразует накопленные заряды в ток для продолжения зарядки заряжаемого объекта.
5. Устройство по п. 1, в котором цепь накопления энергии содержит ограничивающий ток конденсатор, ограничивающий ток резистор, первый конденсатор накопления энергии, второй конденсатор накопления энергии, третий конденсатор накопления энергии, первый резистор, второй резистор, третий резистор, первый стабилитрон, второй стабилитрон, первый диод, второй диод, транзистор и МОП-транзистор, при этом один вывод ограничивающего ток конденсатора соединен с одним выводом управляемого ключа; другой вывод ограничивающего ток конденсатора соединен с ограничивающим ток резистором и анодом первого диода соответственно; другой вывод ограничивающего ток резистора соединен с катодом первого стабилитрона; анод первого стабилитрона соединен с одним выводом первого резистора и одним выводом транзистора соответственно; один вывод первого резистора соединен с отрицательным выводом заряжающего источника питания; катод первого диода соединен с одним выводом первого конденсатора накопления энергии, одним выводом второго резистора, одним выводом третьего резистора и катодом второго диода соответственно; другой вывод первого конденсатора накопления энергии соединен с отрицательным выводом заряжающего источника питания; третий вывод транзистора соединен с отрицательным выводом заряжающего источника питания; сток МОП-транзистора соединен с одним выводом третьего резистора; затвор МОП-транзистора соединен с одним выводом второго резистора и катодом второго стабилитрона соответственно; анод второго стабилитрона соединен с отрицательным выводом заряжающего источника питания; исток МОП-транзистора соединен с анодом второго диода, одним выводом второго конденсатора накопления энергии и одним выводом третьего конденсатора накопления энергии, соответственно; другой вывод второго конденсатора накопления энергии и другой вывод третьего конденсатора накопления энергии соединены с отрицательным выводом заряжающего источника питания.
6. Устройство по п. 5, в котором накопление энергии цепью накопления энергии включает следующее:
когда управляемый ключ включен, второй конденсатор накопления энергии и третий конденсатор накопления энергии накапливают заряды, используя цепь, образованную вторым стабилитроном, вторым резистором, третьим резистором и МОП-транзистором; и
зарядка заряжаемого объекта цепью накопления энергии включает следующее:
когда управляемый ключ выключен, второй конденсатор накопления энергии и третий конденсатор накопления энергии заряжают заряжаемый объект, используя цепь, образованную вторым диодом, вторым резистором, третьим резистором и МОП-транзистором.
7. Способ зарядки зарядным устройством по любому из пп. 1-6, включающий
поочередное включение и выключение цепи заряда управляемым ключом согласно управляющим командам, принимаемым периодически; выключение цепи накопления энергии управляемым ключом, когда цепь заряда включена; и включение управляемым ключом цепи накопления энергии, когда цепь заряда выключена;
накопление энергии цепью накопления энергии, когда цепь заряда заряжает заряжаемый объект, и зарядку цепью накопления энергии заряжаемого объекта, когда цепь заряда находится в выключенном состоянии.
8. Способ по п. 7, в котором, когда цепь накопления энергии содержит катушку индуктивности фильтра накопления энергии, конденсатор фильтра накопления энергии и выпрямительный диод,
накопление энергии цепью накопления энергии включает следующее: когда транзисторный силовой ключ включен, препятствование катушкой индуктивности фильтра накопления энергии протеканию через нее тока, превышающего заранее заданный порог, и преобразование катушкой индуктивности фильтра накопления энергии тока, текущего через нее, в энергию магнитного поля для накопления; преобразование конденсатором фильтра накопления энергии частичного тока, текущего через катушку индуктивности фильтра накопления энергии, в заряды для накопления;
зарядка цепью накопления энергии заряжаемого объекта включает следующее: когда транзисторный силовой ключ выключен, преобразование катушкой индуктивности фильтра накопления энергии накопленной магнитной энергии в ток для продолжения зарядки заряжаемого объекта через выпрямительный диод; преобразование конденсатором фильтра накопления энергии накопленных зарядов в ток для продолжения зарядки заряжаемого объекта.
9. Способ по п. 7, в котором, когда цепь накопления энергии содержит ограничивающий ток конденсатор, ограничивающий ток резистор, первый конденсатор накопления энергии, второй конденсатор накопления энергии, третий конденсатор накопления энергии, первый резистор, второй резистор, третий резистор, первый стабилитрон, второй стабилитрон, первый диод, второй диод, транзистор и МОП-транзистор,
накопление энергии цепью накопления энергии включает следующее: когда управляемый ключ включен, накопление вторым конденсатором накопления энергии и третьим конденсатором накопления энергии зарядов с использованием цепи, образованной вторым полупроводниковым стабилитроном, вторым резистором, третьим резистором и МОП-транзистором;
зарядка цепью накопления энергии заряжаемого объекта включает следующее: когда управляемый ключ выключен, зарядку вторым конденсатором накопления энергии и третьим конденсатором накопления энергии заряжаемого объекта с использованием цепи, образованной вторым диодом, вторым резистором, третьим резистором и МОП-транзистором.