具有用于动力工具电池包的充电器的模块化储存单元的制作方法

具有用于动力工具电池包的充电器的模块化储存单元
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年3月27日提交的美国临时专利申请号63/000,688的权益，该美国临时专利申请的全部内容特此通过援引并入本文。


技术实现要素：

3.本文描述的实施例提供了一种用于动力工具装置的模块化储存装置，该模块化储存装置包括用于动力工具电池包的充电隔室。
4.一个实施例提供了一种用于动力工具电池包的充电器，该充电器包括：电池包接口，该电池包接口被配置成接纳动力工具电池包；以及ac电力输入，该ac电力输入用于接收输入ac电力。充电器还包括用于将ac电力输入处的ac电力转换成高压dc输出的转换器、以及连接在转换器与电池包接口之间的dc-dc转换器。dc-dc转换器包括有源箝位(ac)反激式拓扑并且被配置成将高压dc输出转换成提供给电池包接口的充电dc电力。
5.在一些方面，dc-dc转换器包括：有源箝位反激式转换器，该有源箝位反激式转换器接收高压dc输出；有源箝位反激式控制器，该有源箝位反激式控制器被配置成控制有源箝位反激式转换器以将高压dc输出转换成对应的电压；电荷fet，该电荷fet电连接在ac反激式转换器与电池包接口之间；以及电荷fet控制电路，该电荷fet控制电路被配置成启用和禁用电荷fet以使用对应的电压给动力工具电池包充电。
6.在一些方面，充电器包括电源线，该电源线被配置成向ac电力输入提供输入ac电力。
7.在一些方面，充电器包括电磁干扰滤波器，该电磁干扰滤波器设置在ac电力输入与电池包接口之间。
8.在一些方面，转换器包括有源功率因数校正(pfc)转换器。
9.在一些方面，高压dc输出为约400伏特。
10.在一些方面，充电器包括dc总线，该dc总线接收高压dc输出。
11.在一些方面，充电器包括内务电源和通用串行总线(usb)充电电源。dc总线将高压dc输出传送到内务电源、usb充电电源和dc-dc转换器。
12.在一些方面，内务电源包括准谐振(qr)反激式转换器，该准谐振(qr)反激式转换器用于将高压dc输出转换成供模块化储存单元使用的电压水平。
13.在一些方面，充电器包括一个或多个usb端口，该一个或多个usb端口连接到usb充电电源。usb充电电源包括准谐振(qr)反激式转换器，该准谐振(qr)反激式转换器用于将高压dc输出转换成给一个或多个usb端口供电的电压水平。
14.在一些方面，充电器包括壳体、壳体中的储存隔室和壳体中的充电器隔室。充电器隔室包括电池包接口。
15.在一些方面，充电器包括手柄，该手柄设置在壳体的第一侧上并且可相对于壳体枢转。
16.在一些方面，充电器包括电源线接收部分，该电源线接收部分设置在壳体的与壳
体的第一侧相反的第二侧上。
17.在一些方面，充电器包括储存盖，该储存盖设置在储存隔室上、在壳体的顶侧。储存盖可绕储存隔室的后侧枢转。充电器还包括储存闩锁件，该储存闩锁件在储存隔室的前侧附近将储存盖固定到壳体。
18.在一些方面，充电器包括分隔壁，该分隔壁将储存隔室与充电器隔室分隔开。
19.在一些方面，充电器包括充电器盖，该充电器盖设置在壳体的一侧上，使得动力工具电池包从壳体的这一侧插入充电器隔室中。充电器盖可绕壳体的底侧枢转并且由设置在壳体的顶侧的机构固定。
20.在一些方面，充电器包括储存盖，该储存盖设置在壳体的一侧上，使得一个或多个可储存物品从壳体的这一侧插入到储存隔室中。储存盖可绕壳体的底侧枢转并且由设置在壳体的顶侧的机构固定。
21.在一些方面，充电器包括多个连接凹部，该多个连接凹部设置在壳体的顶侧上并且被配置成接纳来自互补接口的突出部并且与这些突出部配合。
22.在一些方面，充电器包括多个突出部，该多个突出部被配置成被接纳在设置在第二模块化储存单元的互补顶侧上的对应的多个连接凹部中。
23.另一实施例提供了一种用于动力工具电池包的充电器，该充电器包括壳体、壳体中的充电电路、以及配置成接纳动力工具电池包的电池包接口。充电器还包括电源线，该电源线接收交流(ac)输入；以及有源功率因数校正(pfc)转换器，该有源功率因数校正(pfc)转换器从电源线接收ac电力并且被配置成将ac电力转换成高压dc输出。充电器进一步包括dc-dc转换器，该dc-dc转换器电连接在有源pfc转换器与电池包接口之间，dc-dc转换器包括有源箝位(ac)反激式转换器。
24.在一些方面，dc-dc转换器包括：有源箝位反激式转换器，该有源箝位反激式转换器接收高压dc输出；有源箝位反激式控制器，该有源箝位反激式控制器被配置成控制有源箝位反激式转换器以将高压dc输出转换成对应的电压；电荷fet，该电荷fet电连接在ac反激式转换器与电池包接口之间；以及电荷fet控制电路，该电荷fet控制电路被配置成启用和禁用电荷fet以使用对应的电压给动力工具电池包充电。
25.在一些方面，充电器包括接收高压dc输出的dc总线、内务电源和通用串行总线(usb)充电电源。dc总线将高压dc输出传送到内务电源、usb充电电源和dc-dc转换器。
26.在一些方面，内务电源包括准谐振(qr)反激式转换器，该准谐振(qr)反激式转换器用于将高压dc输出转换成供模块化储存单元使用的电压水平。
27.在一些方面，充电器包括一个或多个usb端口，该一个或多个usb端口连接到usb充电电源。usb充电电源包括准谐振(qr)反激式转换器，该准谐振(qr)反激式转换器用于将高压dc输出转换成给一个或多个usb端口供电的电压水平。
28.另一实施例提供了一种充电器，该充电器包括壳体、壳体中的充电电路、以及被配置成接纳动力工具电池包的电池包接口。模块化储存单元还包括：电源线，该电源线接收交流(ac)输入；有源功率因数校正(pfc)转换器，该有源功率因数校正(pfc)转换器从电源线接收ac电力并且被配置成将ac电力转换成高压dc输出；以及dc总线，该dc总线接收高压dc输出。模块化储存单元还包括内务电源、通用串行总线(usb)充电电源和连接在dc总线与电池包接口之间的dc-dc转换器。dc总线将高压dc输出传送到内务电源、usb充电电源和dc-dc
转换器。
29.在一些方面，dc-dc转换器包括：有源箝位反激式转换器，该有源箝位反激式转换器接收高压dc输出；有源箝位反激式控制器，该有源箝位反激式控制器被配置成控制有源箝位反激式转换器以将高压dc输出转换成对应的电压；电荷fet，该电荷fet电连接在ac反激式转换器与电池包接口之间；以及电荷fet控制电路，该电荷fet控制电路被配置成启用和禁用电荷fet以使用对应的电压给动力工具电池包充电。
30.在一些方面，内务电源包括准谐振(qr)反激式转换器，该准谐振(qr)反激式转换器用于将高压dc输出转换成供模块化储存单元使用的电压水平。
31.在一些方面，充电器包括一个或多个usb端口，该一个或多个usb端口连接到usb充电电源。usb充电电源包括准谐振(qr)反激式转换器，该准谐振(qr)反激式转换器用于将高压dc输出转换成给一个或多个usb端口供电的电压水平。
32.在详细解释任何实施例之前，应当理解的是，实施例并不将其应用限制于以下说明中阐述的或在附图中展示的构造细节和部件布置。实施例能够以多种不同的方法来实践或实施。还应理解的是，本文使用的措辞和术语是出于说明的目的，而不应被视为是限制性的。“包含(including)”、“包括(comprising)”或“具有”、及其变型的使用意指涵盖了下文列出的项及其等同物、以及附加项。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦接”及其变型以广义使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和耦接。
33.另外，应理解的是，实施例可以包括硬件、软件和电子部件或模块，为了讨论的目的，这些部件或模块可以被展示和描述为好像大多数部件仅在硬件中实现。然而，本领域的普通技术人员基于对这个详细描述的阅读将认识到，在至少一个实施例中，基于电子的方面可以在可由一个或多个处理单元(例如微处理器和/或专用集成电路(“asic”))执行的软件(例如，存储在非暂态计算机可读介质上)中实现。这样，应注意的是，可以利用多个基于硬件和软件的装置以及多个不同的结构部件来实现实施例。例如，说明书中描述的“服务器”、“计算装置”、“控制器”、“处理器”等可以包括一个或多个处理单元、一个或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入/输出接口、以及连接部件的多个不同的连接件(例如，系统总线)。
34.结合量或条件使用的相对术语，比如“约”、“大约”、“基本上”等，将被本领域普通技术人员理解为包含所述的值并且具有由上下文所规定的含义(例如，术语至少包括与测量精度相关联的误差程度、与特定值相关联的公差[例如，制造、组装、使用等]等)。这样的术语还应被视为披露了由两个端点的绝对值定义的范围。例如，表述“约2到约4”也披露了范围“2到4”。相对术语可以指加减所指示的值的百分比(例如，1％、5％、10％、或更多)。
[0035]
应当理解，虽然某些附图展示了位于特定装置内的硬件和软件，但是这些描绘仅出于说明的目的。本文中描述为由一个部件执行的功能可以由多个部件以分布式方式执行。同样，由多个部件执行的功能可以由单一部件合并和执行。在一些实施例中，所展示的部件可以组合或划分成单独的软件、固件和/或硬件。例如，逻辑和处理可以分布在多个电子处理器之间，而不是位于单一电子处理器中并由其执行。无论硬件部件和软件部件如何组合或划分，硬件部件和软件部件都可以位于同一计算装置上或者可以分布在通过一个或多个网络或其他合适的通信链路连接的不同计算装置之间。类似地，被描述为执行特定功能的部件也可以执行本文未述的附加功能。例如，以某种方式“配置”的装置或结构至少以
该方式被配置，但是也可以以未明确列出的方式被配置。
[0036]
通过考虑详细说明和附图，实施例的其他方面将变得清楚。
附图说明
[0037]
图1是根据一些实施例的充电器盖打开的模块化储存单元的前视立体视图。
[0038]
图2是根据一些实施例的图1的模块化储存单元的前视立体视图。
[0039]
图3是根据一些实施例的图1的模块化储存单元的前视立体视图，其中充电器盖被移除。
[0040]
图4是根据一些实施例的图1的模块化储存单元的前视立体视图，其中顶部壳体被移除。
[0041]
图5是根据一些实施例的图1的模块化储存单元的后视立体视图。
[0042]
图6是根据一些实施例的图1的模块化储存单元的后视平面视图。
[0043]
图7是根据一些实施例的图1的模块化储存单元的前视平面视图。
[0044]
图8是根据一些实施例的模块化储存单元的前视立体视图。
[0045]
图9是根据一些实施例的图8的模块化储存单元的前视立体视图，其中充电器盖被移除。
[0046]
图10是根据一些实施例的图8的模块化储存单元的后视立体视图。
[0047]
图11是根据一些实施例的图8的模块化储存单元的后视平面视图。
[0048]
图12是根据一些实施例的图8的模块化储存单元的前视平面视图。
[0049]
图13是根据一些实施例的图8的模块化储存单元的立体视图，其中顶部壳体被移除。
[0050]
图14是根据一些实施例的图1和图8的模块化储存单元的顶部平面视图。
[0051]
图15是根据一些实施例的图1和图8的模块化储存单元的底部立体视图。
[0052]
图16是根据一些实施例的图1和图8的模块化储存单元的充电器隔室的立体视图。
[0053]
图17是根据一些实施例的图1和图8的模块化储存单元的充电器隔室的截面视图。
[0054]
图18是根据一些实施例的图1和图8的模块化储存单元的充电器隔室的截面视图。
[0055]
图19是根据一些实施例的图1和图8的储存模块的框图。
[0056]
图20展示了根据一些实施例的图1和图8的储存模块的部分框图。
[0057]
图21是根据一些实施例的用作图1和图8的储存模块中的功率转换器的功率因数校正(pfc)转换器的简化电路图。
[0058]
图22是根据一些实施例的用作图1和图8的储存模块中的功率转换器的有源箝位反激式转换器的简化电路图。
[0059]
图23是根据一些实施例的用作图1和图8的储存模块中的功率转换器的准谐振反激式转换器的简化电路图。
[0060]
图24是根据一些实施例的包括图20的有源箝位反激式转换器的图1和图8的储存模块的dc-dc转换器的简化框图。
[0061]
图25是根据一些实施例的图1和图8的储存模块的电池包充电控制电路的简化框图。
[0062]
图26是根据一些实施例的图1和图8的储存模块的电池包充电控制电路的简化框
图。
具体实施方式
[0063]
参考图1至图7，模块化储存单元100包括具有储存隔室120和充电器隔室130的壳体110。储存隔室120用于储存动力工具装置、刀头和动力工具附件。充电器隔室130接纳一个或多个动力工具电池包并且被配置成给动力工具电池包充电。模块化储存单元100包括设置在壳体110的一侧上的手柄140。手柄140可从壳体110枢转，使得手柄140可以在手柄140不使用时枢转到壳体100内，并且可以枢转到壳体100外，以便使用者携带模块化储存单元100。模块化储存单元还包括电源线接收部分145，该电源线接收部分设置在壳体110的与设置手柄140的一侧相反的一侧上。
[0064]
储存隔室120包括储存盖150，该储存盖设置在壳体110的顶部，使得储存盖150可以绕储存隔室120的后部枢转，以从壳体110的顶部将可储存物品放置在储存隔室120中。储存隔室120由壳体110的侧壁、将储存隔室120与充电器隔室130分隔开的分隔壁125(如图4所示)、壳体110的底壁和储存盖150形成。使用闩锁件160将储存盖150固定到壳体110，以防止储存盖150在运输储存隔室120时打开。
[0065]
充电器隔室130包括充电器盖170，该充电器盖设置在壳体110的一侧上，使得动力工具电池包180可以从壳体110的这一侧插入充电器隔室130中。充电器盖170可绕壳体110枢转，并且可以由设置在壳体110的顶壁上的机构固定。充电器隔室130可以接纳不同类型的电池包180并且对这些电池包充电。充电器隔室130包括多个电池包接口185(例如，第一电池包接口、第二电池包接口和第三电池包接口)。在所展示的示例中，充电器隔室130接纳两个18伏特(v)电池包180(例如，可滑动电池包)和一个12v电池包180(例如，塔式电池包)。电池包180例如是redlithium m18
tm
和m12
tm
电池包。除了给动力工具电池包180充电，充电器隔室130还可以包括dc插座(例如，通用串行总线(a型或c型)插座)来给其他装置(例如，智能手机、平板电脑等)充电。
[0066]
参考图8至图13，展示了根据另一实施例的模块化储存单元190。模块化储存单元190类似于模块化储存单元100，但是储存盖150类似于充电器盖170设置在壳体的一侧上。储存物品通过壳体110的一侧被接纳到储存隔室120中。在图1至图13中，披露了全堆叠实施例。然而，储存模块110还可以具有半堆叠构造，其中充电器隔室130设置在储存隔室上方，反之亦然。半堆叠构造的占地面积可以是全堆叠构造的一半，但是高度是全堆叠构造的两倍。
[0067]
参考图14，储存模块100包括设置在壳体110的顶部的多个连接凹部205，该多个连接凹部接纳来自互补接口的突出部(见图15)并且与这些突出部配合。连接凹部205包括两排两个小凹部210和一排大凹部215。在其他实施例中，壳体110的顶部可以包括不同数量和图案的连接凹部205。干涉突出部或翼部220在连接凹部205的相反两侧上从连接凹部205的一端延伸到每个连接凹部205中。每个翼部220长度延伸连接凹部205的大约一半，以限定连接凹部205的第一部分和与翼部220相反的保持敞开的第二部分。在一些实施例中，每个翼部220长度延伸小于连接凹部205的一半。
[0068]
参考具有如图15所展示的壳体110的底部的储存模块100，每个连接凹部205的第二部分的大小设置成接纳突出部225。当突出部225被接纳在连接凹部205中时，壳体110的
底表面被布置成接触壳体110的顶表面并且由壳体的顶表面支撑。在所展示的实施例中，每个突出部225从壳体110的底表面延伸并且被配置成与连接凹部205配合，并且将储存模块100连接到具有或不具有充电器隔室的另一储存模块。在所展示的实施例中，每个突出部225与壳体110的底部一体形成。每个突出部225在突出部225的每一侧上具有通道230。每个通道230具有沿着轴线的前开口端和后封闭端。每个突出部225具有大致矩形形状的平面表面235。在其他实施例中，平面表面235可以是另一形状(例如，圆形、三角形等)。突出部225被布置成使得储存模块100可以通过与平面表面235接触而由突出部225支撑在表面上。
[0069]
连接凹部205的每个翼部220对应于突出部225的通道230中的对应的一个通道并且被配置成与其配合，该突出部由相应的连接凹部205接收。在脱离连接位置，突出部225在连接凹部205内被定向成使得通道230的开口端比封闭端更靠近翼部220。一旦处于脱离连接位置，壳体110的底部可以相对于另一储存模块的壳体110的顶部平行于纵向轴线沿第一方向朝向翼部220滑动，使得翼部220被接纳在通道230内处于第二接口连接位置或第二连接位置。翼部220和突出部225在连接凹部205内接合以接口连接和连接壳体110的底部，并且防止壳体110的底部与另一储存模块的壳体110的顶部脱离连接，除了沿与第一方向相反并且基本上平行于纵向轴线的第二方向。翼部220和通道230彼此垂直于纵向轴线接合。
[0070]
参考图16至图18，展示了充电器隔室130的示例性构造。在图17所展示的第一构造中，可滑动电池包180和塔式电池包180沿着彼此平行的轴线被接纳在隔室中。在图18所展示的第二构造中，可滑动电池包180沿着彼此平行的轴线被接纳在隔室中。然而，塔式电池包180沿着与可滑动电池包180的轴线成角度的轴线被接纳。例如，塔式电池包180沿着与可滑动电池包180的轴线成45度的轴线被接纳。
[0071]
图19是根据一些实施例的储存模块100的框图。图20展示了根据一些实施例的储存模块100的部分框图。参考图19至图20，储存模块100包括从例如壁装插座接纳通用ac输入的电源线。在一些实施例中，电源线也可以插入由燃气发动机或高压电池包供电的便携式电源中。设置有电磁干扰滤波器以减少或防止ac电力输入与储存模块的dc部件之间的干扰。来自电源线的ac电力被提供给有源功率因数校正(pfc)转换器(如图21所示)。有源pfc转换器将ac电力输入转换成在dc总线上提供的高压dc输出。在一个示例中，有源pfc转换器将ac电力输入转换成提供给dc总线的400v dc输出。dc总线将400v dc电力传送到储存模块100的各个功率转换器。
[0072]
储存模块100包括内务电源、usb充电电源和多个dc-dc功率转换器。在所展示的示例中，储存模块100包括三个dc-dc功率转换器，用于给上述三个动力工具电池包充电。来自dc总线的400v dc电力被提供给内务电源、usb充电电源和多个dc-dc功率转换器中的每一个。内务电源、usb充电电源和多个dc-dc功率转换器中的每一个都包括将来自dc总线的400v dc电力转换成不同电压的各种电力输出的功率转换器。在一个示例中，可以使用如图22所展示的有源箝位反激式拓扑(active clamp flyback topology)来实现功率转换器。
[0073]
内务电源包括准谐振(qr)反激式转换器(如图23所示)，用于将400v dc电压转换成供储存模块100的各个控制器使用的电压水平。反激式转换器包括耦接到反激式变压器和整流器的反激式拓扑。反激式转换器将400v dc电压转换成例如供储存模块100的各个控制器使用的15v dc电压。15v dc电压被提供给dc-dc功率转换器控制器、usb充电电源控制器和储存模块100的其他微控制器。
[0074]
usb充电电源包括qr反激式转换器(如图23所示)或同步降压dc-dc转换器，用于将400v dc电压转换成可以提供给储存模块100的usb端口的电压水平。qr反激式转换器包括耦接到反激式变压器、第一整流器和第二整流器的qr反激式拓扑。qr反激式转换器将400v dc电压转换成例如供储存模块100的各个usb端口使用的5v dc电压。第一整流器向例如usb型-a端口提供5v dc电压，第二整流器向例如usb型-c端口提供5v dc电压。usb端口可以用于给各种家用装置(例如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等)充电。在一些实施例中，来自qr反激式转换器的反激式变压器的输出也可以用于给usb充电电源的控制器供电。在一些实施例中，usb充电电源从内务电源接收电力供应，而不是从dc总线接收400v dc电压。在其他实施例中，usb充电电源从这些dc-dc转换器之一接收电力供应，而不是从dc总线接收400v dc电压。
[0075]
dc-dc转换器包括有源箝位(ac)反激式转换器(如图22所示)，用于将400v dc电压转换成可以提供给动力工具电池包180以给动力工具电池包180充电的电压水平。ac反激式转换器包括耦接到反激式变压器和同步整流器的ac反激式拓扑。电荷场效应晶体管(fet)或继电器耦接在ac反激式转换器与电池包180之间，以控制电池包180的充电。ac反激式转换器将400v dc电压转换成例如3v至21v dc电压，用于给接纳在储存模块100中的电池包180充电。如上所述，储存模块包括例如三个ac反激式转换器和三个电荷fet，以给接纳在储存模块100中的三个电池包180充电。
[0076]
图21展示了可以在储存模块100中使用的功率因数校正(pfc)转换器800的一个示例性实施例。pfc转换器800包括二极管整流器810、电感器820、转换器fet 830、输出二极管840、输出电容器850和栅极驱动器260。二极管整流器810接收来自ac电源(例如，电源200)的ac输入电压。二极管整流器810将ac电压整流成输出处的整流ac电压。
[0077]
电感器820与二极管整流器810串联连接，以接收整流电压。输出二极管840和输出电容器850与电感器820串联连接。负载250与输出电容器850并联连接，并且与输出二极管840串联连接。转换器fet 830与电感器820串联连接，并且与输出二极管840和输出电容器850并联连接。
[0078]
栅极驱动器260驱动转换器fet 830来操作pfc转换器800。栅极驱动器260接收来自电子处理器220的控制信号以控制转换器fet 830的操作。电子处理器220实施功率因数控制算法来驱动转换器fet 830并且将负载250处的ac电压转换成dc电压。宽带隙fet可以用于转换器fet830，以提高效率并且减小pfc电路800的大小。
[0079]
图22展示了可以在dc-dc转换器中使用的有源箝位反激式转换器600的一个示例性实施例。有源箝位反激式转换器600可以用作升压或降压dc-dc转换器。在所展示的示例中，有源箝位反激式转换器600从电源200接收电力，并且包括初级侧电路610(例如，ac反激式拓扑)和由双绕组电感器630(例如，反激式变压器)耦接的次级侧电路620。有源箝位反激式转换器600可以包括比图22中所展示的更多或更少的部件。
[0080]
初级侧电路610包括与双绕组电感器630的初级侧串联耦接的反激式开关fet 640、以及与反激式开关fet 640和双绕组电感器630并联耦接的输入电容器650。输入电容器650并联耦接到电源200。次级侧电路620包括输出二极管660和输出电容器670。在一些实施例中，输出二极管由输出fet 660代替。当输出二极管660由输出fet 660代替时，第二侧电路620形成同步整流器。输出fet 660串联耦接在双绕组电感器630的次级侧的正极侧，并
且由同步整流器控制器(未示出)控制。输出电容器670并联耦接到双绕组电感器630的次级侧、输出二极管660下游。负载250并联耦接到输出电容器670。
[0081]
初级侧电路610还包括有源箝位电路690，该有源箝位电路包括串联连接的箝位fet 694和箝位电容器698。箝位电路690与双绕组电感器630的初级侧并联连接，并与反激式开关fet 640串联连接。
[0082]
在操作期间，反激式开关fet 640导通，以将来自电源200的能量储存在双绕组电感器630上。在反激式开关fet 640的导通时间期间，输出电容器670向负载250提供运行功率。当反激式开关fet 640关断时，储存在双绕组电感器630上的能量被转移到输出电容器670和负载250。箝位fet 694在反激式开关fet 640的关断状态期间导通，以减小反激式开关fet 640上的应力。在所展示的示例中，基于dc-dc转换器的期望特性，宽带隙fet可以用于反激式开关fet 640、输出fet 660和箝位fet694中的一个或多个。特别地，通过使用宽带隙fet，与使用mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)作为反激式开关fet 640和箝位fet694的有源箝位反激式转换器相比，可以减小电感和电容部件的大小。反激式开关fet 640、箝位fet 694和输出fet 660(或同步整流器)由dc-dc转换器的控制器控制的栅极驱动器驱动。dc-dc转换器的控制器向栅极驱动器提供控制信号，以控制反激式开关fet 640和箝位fet 694的操作。
[0083]
图23展示了可以在内务电源或usb充电电源中使用的qr反激式转换器500的一个示例性实施例。qr反激式转换器500可以用作升压或降压dc-dc转换器。在所展示的示例中，qr反激式转换器500从电源200接收电力，并且包括初级侧电路510(例如，反激式或qr反激式拓扑)和由双绕组电感器530(例如，反激式变压器)耦接的次级侧电路520。反激式转换器500可以包括比图23中所展示的更多或更少的部件。
[0084]
初级侧电路510包括与双绕组电感器530的初级侧串联耦接的反激式开关fet 540、以及与反激式开关fet 540和双绕组电感器530并联耦接的输入电容器550。输入电容器550并联耦接到电源200。无源箝位电阻器-电容器-二极管(rcd)缓冲电路580也可以与反激式开关fet 540串联设置，并且与双绕组电感器530的初级侧并联设置。无源箝位rcd缓冲电路限制了反激式开关fet 540上的电压尖峰。次级侧电路520包括输出二极管560和输出电容器570。输出二极管560串联耦接在双绕组电感器530的次级侧的正极侧。输出电容器570并联耦接到双绕组电感器530的次级侧、输出二极管560下游。负载250并联耦接到输出电容器570。
[0085]
在操作期间，反激式开关fet 540导通，以将来自电源200的能量储存在双绕组电感器530上。在反激式开关fet 540的导通时间期间，输出电容器570向负载250提供运行功率。当反激式开关fet 540关断时，储存在双绕组电感器530上的能量被转移到输出电容器570和负载250。在所展示的示例中，使用宽带隙fet作为反激式开关fet 540，以实现高频操作。反激式开关fet 540由栅极驱动器260驱动，该栅极驱动器由内务电源或usb充电电源的控制器控制。控制器向栅极驱动器提供控制信号，以控制反激式开关fet 540的操作。在一些实施例中，宽带隙fet可以用来代替二极管560以进一步增加反激式转换器500的操作频率。
[0086]
图24是储存模块100的dc-dc转换器的简化框图。dc-dc转换器包括有源箝位反激式控制器、有源箝位反激式拓扑、反激式变压器、同步整流器和电荷fet。有源箝位反激式控
制器接收电源电压，例如来自dc总线的400v dc电压。有源箝位反激式控制器控制有源箝位反激式拓扑，以将dc输入电压转换成对应的电压，并且通过电荷fet将dc电压输出提供给电池包180。提供电荷fet控制电路来控制电荷fet以启用和禁用电池包180的充电。电荷fet控制电路由微控制器控制，例如图25所展示的控制器。
[0087]
dc-dc转换器还包括栅极驱动器以驱动有源箝位反激式拓扑中的fet。栅极驱动器由有源箝位反激式控制器控制以驱动有源箝位反激式拓扑中的fet。提供突发模式迟滞电路来启用有源箝位反激式转换器的突发模式操作。此外，提供辅助绕组快速放电电路和辅助绕组偏置电路来控制有源箝位反激式转换器的辅助绕组。
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图25和图26展示了储存模块100的电池包充电控制电路。图25是第一电池包充电控制电路(例如给18v电池包180充电的控制电路)的框图。图26是第二电池包充电控制电路(例如给12v电池包180充电的控制电路)的框图。
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参考图25，第一电池包充电控制电路包括接纳第一动力工具电池包180的第一电池包接口。第一电池包电压测量电路耦接到第一电池包接口，以测量第一动力工具电池包180的电池包电压。还提供电源输出电压测量电路来测量例如来自有源箝位反激式转换器的充电电压供应的电压。提供第一过压锁存电路以在检测到过压情况时锁存输出。在第一电池包充电控制电路中还包括第一备用电源模式接口以提供备用电源。第一电池包电压测量电路、电源输出电压测量电路、第一过压锁存电路以及第一备用电源模式接口由第一电池包充电器控制器控制。电压调节器向第一电池包充电器控制器和第一电池包充电控制电路的其他部件提供运行功率。
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参考图26，第二电池包充电控制电路包括接纳第二动力工具电池包180的第二电池包接口。还提供电源输出电压测量电路来测量例如来自有源箝位反激式转换器的充电电压供应的电压。提供第二过压锁存电路以在检测到过压情况时锁存输出。在第二电池包充电控制电路中还包括第二备用电源模式接口以提供备用电源。电源输出电压测量电路、第二过压锁存电路以及第二备用电源模式接口由第二电池包充电器控制器控制。电压调节器向第二电池包充电器控制器和第二电池包充电控制电路的其他部件提供运行功率。