[发明专利]利用已调节输入电流的二次电池（蓄电池）的充电

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月5日提交的编号为EP 11 164 940.6的欧洲专利申请和2011年5月5日提交的编号为61/482 909的美国临时专利申请的优先权，这二者的全部公开内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本发明涉及给现场设备提供电力。具体地，本发明涉及：一种用于调节现场设备的输入电流并且调节用于对现场设备的能量存储设备充电的充电电流的充电电流调节设备；一种具有充电电流调节设备的现场设备；以及一种用于调节用于对现场设备的能量存储设备充电的充电电流的方法。

背景技术

现场设备例如用于测量和自动化工程。为了独立于经由电网的电力供应或者对于断电的情况而做好准备，现场设备可以包括能量存储设备，能量存储设备使得能够独立于经由电网的电力供应来操作现场设备。术语“能量存储设备”例如可以指代可再充电电池。

具体地，术语“能量存储设备”可以指代在现场设备的操作期间经由电网来充电的可再充电电池。

发明内容

在现场设备中，输入电流负荷受到例如用于与电磁兼容性有关的测量的保护电路的限制，或者受到反极性保护电路（下文中称为“输入保护电路”）的限制。

理想的是，改善现场设备的能量存储设备的充电过程。

陈述了根据独立权利要求的特征的用于对现场设备的能量存储设备充电并且调节能量存储设备的充电电流的充电电流调节设备、具有充电电流调节设备的现场设备以及用于调节充电电流的方法。从属权利要求和以下描述中提出了本发明的扩展。

以下参考充电电流调节设备描述的很多特征还可以实现为与方法有关的步骤，并且，与方法有关的步骤也可以实现为设备的特征。

根据本发明的第一方面，陈述了一种用于对现场设备的能量存储设备充电并且调节能量存储设备的充电电流的充电电流调节设备，该充电电流调节设备包括控制单元、调节单元和开关调节器。

在用于对可再充电电池充电的充电电路的开关调节器中，输入电流取决于输入电压和输出功率。在开关调节器的输入电压增加并且输出功率恒定的情况下，用于对能量存储设备充电的输入电流在没有调节的情况下下降。

在开关调节器的输入电流下降的情况下，包括有能量存储设备的充电电路和开关调节器的现场设备的整个电流消耗下降，使得任何输入保护电路在这种情况下都不再满负荷使用。因而，能量存储设备的充电时间所依赖的开关调节器的输出功率可以增加，这又导致现场设备的电流消耗增加，使得现场设备的输入保护电路被满负荷使用。

以这种方式，可以加快能量存储设备例如可再充电电池的充电过程，并且同时可以防止现场设备的输入保护电路过载。

输入保护电路中的部件可以设计用于最大负荷情况。在充电电路的开关调节器的指定输出功率的情况下，如果输入电压很低，则会出现上述情况，这是因为为了获得指定的输出功率，又需要很高的输入电流。与此相反，在输入电压增加并且输出功率保持恒定的情况下，用于加载可再充电电池的开关调节器的输入电流下降。

在高输入电压范围内(高输入电压等同于具有指定输出功率的低输入电流)，输入保护电路没有以最大负荷使用，并且因而没有以最快可能速率对待充电可再充电能量存储设备(例如，可再充电电池)充电。

控制单元用于为调节单元指定命令变量。命令变量例如可以是现场设备的输入保护电路的最大可允许输入电流。控制单元可以手动配置或者以自动方式配置，配置体现在：例如，根据外部参数来调节命令变量，例如现场设备的环境温度。

调节单元可以设计成调节用于对能量存储设备充电的开关调节器的输入电流，调节体现在：从调节单元给开关调节器发送控制变量。

然而，调节单元还可以设计成给现场设备的用电设备发送控制变量，使得用电设备降低其电流消耗，并且从而又降低现场设备的输入电流，使得现场设备的输入保护电路不过载，或者，可以在输入电流保持恒定的情况下增加充电电流。

开关调节器可以给执行现场设备的能量存储设备的充电过程的充电电路指定输入电压和输入电流。

对能量存储设备充电的开关调节器的输入电流和用电设备的输入电流指定现场设备的整个输入电流，该输入电流流经现场设备的输入保护电路。

因而，可以调节现场设备的输入电流，调节体现在：调节单元调节开关调节器的输入电流或者用电设备的输入电流。

可以通过调节单元的控制单元来指定是否以及用什么方式调节用电设备的输入电流和/或用于对能量存储设备充电的开关调节器的输入电流。