JP3894175B2 - Charger - Google Patents

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JP3894175B2 JP2003302126A JP2003302126A JP3894175B2 JP 3894175 B2 JP3894175 B2 JP 3894175B2 JP 2003302126 A JP2003302126 A JP 2003302126A JP 2003302126 A JP2003302126 A JP 2003302126A JP 3894175 B2 JP3894175 B2 JP 3894175B2
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Description

本発明は、電池を充電するための充電器に関する。   The present invention relates to a charger for charging a battery.

電池を充電するための充電器において、充電電流のパターン(充電電流の大きさ、充電時間、充電電流の時間に伴う変化の仕方)の異なる2通りの充電モードを準備しておき、充電を行う際に電池の電圧と電池の周囲温度とを検出し、電池の周囲温度に応じて設定される設定電圧よりも検出電圧が低いか否かに応じて、2通りの充電モードを切り替えるように構成したものが知られている(特許文献1)。この従来技術は、電池の温度に依存した充電モードの切替を行うことにより、電池寿命の低下の防止を図っている。
特開平6−225468号公報
In a charger for charging a battery, two charging modes having different charging current patterns (charging current magnitude, charging time, and how to change with time of charging current) are prepared and charged. The battery voltage and the battery ambient temperature are detected, and the two charging modes are switched according to whether the detected voltage is lower than the set voltage set according to the battery ambient temperature. Is known (Patent Document 1). This prior art attempts to prevent a reduction in battery life by switching the charging mode depending on the battery temperature.
JP-A-6-225468

しかしながら、ユーザは一方で、電池寿命への影響を考慮すれば望ましくはなくとも、急速に充電を行いたい場合があり、他方では電池寿命にとってより望ましい低い充電電流で長時間を掛けて充電を行っても支障がない場合がある。したがって、複数の充電モードの間で、ユーザが必要に応じて何れかのモードを選択できるようにした充電器の出現が望まれていた。   However, on the one hand, users may want to charge quickly, if not considering the impact on battery life, while on the other hand they charge for a long time with a lower charging current, which is more desirable for battery life. There may be no problem. Accordingly, there has been a demand for the appearance of a charger that allows a user to select any mode among a plurality of charging modes as required.

一方、充電途中の任意の時点で充電モードの切り替えがあると、その都度、計測されつつある充電時間もリセットされ、新たな充電モードに対応したパターンが初めから反復され、充電の終了が適切な時期に行われないという不都合が発生することが想定される。   On the other hand, whenever the charging mode is switched at any time during charging, the charging time being measured is also reset, the pattern corresponding to the new charging mode is repeated from the beginning, and the end of charging is appropriate. It is assumed that inconvenience occurs that it is not performed at the time.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、充電の終了時期を適切に保ちつつ、複数の充電モードの間で、ユーザが何れかのモードを選択することを可能にした充電器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a charger that allows a user to select one of a plurality of charging modes while appropriately maintaining an end timing of charging. The purpose is to provide.

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明に係る解決手段は、電池を充電するための充電器であって、前記電池に充電電流を供給するための電源手段と、ユーザの指示に応じて、前記充電電流のパターンが異なる複数の充電モードのうちの何れかを選択するモード切替手段と、前記モード切替手段が選択した充電モードに従って前記電源手段が出力する前記充電電流を制御する充電電流制御手段と、を備え、前記モード切替手段は、充電開始から充電完了までの期間の初期に設定された選択期間に限り、ユーザによる充電モードの選択を許容することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems and achieve the above object, the solution means according to the present invention is a charger for charging a battery, and a power supply means for supplying a charging current to the battery, and a user instruction And a mode switching unit that selects one of a plurality of charging modes having different charging current patterns, and the charging current output by the power source unit is controlled according to the charging mode selected by the mode switching unit. Charging mode control means, wherein the mode switching means allows a user to select a charging mode only during a selection period set at the beginning of a period from the start of charging to the completion of charging. is there.

好ましくは、前記充電開始は、前記充電器の電源投入と同時であり、前記モード切替手段は、前記選択期間の起点を前記充電器の電源が投入された時点とする。 Preferably, the charge start is powered on simultaneously the charger, the mode switching means, and when the power is turned on of the charger to the origin of the selection period.

又、好ましくは、前記充電電流制御手段は、前記選択期間においても充電電流を出力するように前記電源手段を制御する。   Preferably, the charging current control means controls the power supply means so as to output a charging current even during the selection period.

又、好ましくは、前記充電電流制御手段は、前記選択期間においても充電電流をゼロとするように前記電源手段を制御する Preferably, the charging current control means controls the power supply means so that the charging current is zero even during the selection period .

このように構成される本発明の充電器は、充電開始から充電完了までの期間の初期に設定された選択期間に限り、ユーザが複数の充電モードを選択することを可能にする。それにより、充電の終了時期を適切な時期に保ちつつ、ユーザは所望する複数の充電モードの何れかを選択して充電を行うことができる。また、ユーザは単一の充電器を用いて、所望する複数の充電モードの何れかを選択できるので、ユーザは多種類の充電器を準備するコストを節減することもできる。 The battery charger of the present invention configured as described above allows the user to select a plurality of charging modes only during a selection period set in the initial period from the start of charging to the completion of charging. Thereby, the user can select one of a plurality of desired charging modes and perform charging while keeping the end timing of charging at an appropriate time. In addition, since the user can select any of a plurality of desired charging modes using a single charger, the user can also reduce the cost of preparing various types of chargers.

(充電器の構成)
図1は、本発明の実施形態による充電器及び当該充電器に好適な電池の外観の概略図である。この充電器3が充電対象とする電池は、図1(a)が示すように電気器具100(図1(a)では電動工具を例示している)の本体部2に装着して使用されるとともに、図1(b)が示すように脱着後にそのまま充電器3に装着することにより充電が可能に構成された電池パック1の形態を採る。但し、一般に本発明の充電器が充電対象とする電池は、電池パック1の形態のものに限られない。電池パック1が内蔵する電池は、例えばニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池などである。電池電圧は、12V、18V、24Vなど様々であり得る。
(Configuration of charger)
FIG. 1 is a schematic view of an external appearance of a charger according to an embodiment of the present invention and a battery suitable for the charger. The battery to be charged by the charger 3 is used by being mounted on the main body 2 of an electric appliance 100 (an electric tool is illustrated in FIG. 1A) as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 1 (b), the battery pack 1 is configured such that it can be charged by being attached to the charger 3 as it is after being attached and detached. However, the battery to be charged by the charger of the present invention is not limited to the battery pack 1 in general. The battery built in the battery pack 1 is, for example, a nickel cadmium battery or a nickel metal hydride battery. The battery voltage can vary, such as 12V, 18V, 24V.

図1に例示する電池パック1は、電池を保持する本体部11と、電気器具本体部2及び充電器3との電気的接続を確立するためのコネクタ部9とを有している。充電器3には開口部を有するコネクタ部13が設けられており、コネクタ部9をコネクタ部13へ装着することにより、電池パック1と充電器3との間の電気的接続が確立される。充電器3は、充電電流のパターンが異なる複数の充電モードを準備している。   The battery pack 1 illustrated in FIG. 1 includes a main body portion 11 that holds a battery, and a connector portion 9 for establishing electrical connection between the electric appliance main body portion 2 and the charger 3. The charger 3 is provided with a connector portion 13 having an opening, and the electrical connection between the battery pack 1 and the charger 3 is established by attaching the connector portion 9 to the connector portion 13. The charger 3 prepares a plurality of charging modes having different charging current patterns.

充電器3が準備する充電モードは、急速充電モード(高レート充電モード)、低レート充電モード、及び電池活性化過充電モード(いわゆるリフレッシュモード)を含んでいる。急速充電モードは、大きい充電電流により短時間で充電を完了させるモードであり、低レート充電モードは、急速充電モードに比べて小さい充電電流で長い時間を掛けて充電を完了させるモードである。これに対して、電池活性化過充電モードは、低レート充電モードと同様に、小さい充電電流で、かつ電池が過充電になるほど長時間を掛けて充電を行うモードである。電池活性化過充電モードは、長期間にわたって不使用状態のまま放置された電池の活性化を図るためのモードである。また、急速充電モード及び低レート充電モードは何れも、電池が過充電にならない限度で充電を完了する。特に、低レート充電モードは小電流で充電を行うため、短時間に充電を完了する緊急性がない場合には、このモードを使用するのが電池寿命を長く維持する上で望ましい。すなわち、低レート充電モードは、電池寿命を重視した充電モードである。   The charging modes prepared by the charger 3 include a quick charging mode (high rate charging mode), a low rate charging mode, and a battery activated overcharge mode (so-called refresh mode). The quick charging mode is a mode in which charging is completed in a short time with a large charging current, and the low rate charging mode is a mode in which charging is completed over a long time with a small charging current compared to the rapid charging mode. On the other hand, the battery activated overcharge mode is a mode in which charging is performed with a small charging current and taking a long time as the battery is overcharged, similarly to the low rate charging mode. The battery activation overcharge mode is a mode for activating a battery that has been left unused for a long period of time. In both the quick charge mode and the low rate charge mode, charging is completed as long as the battery is not overcharged. In particular, since the low-rate charging mode performs charging with a small current, it is desirable to use this mode in order to maintain a long battery life when there is no urgency to complete charging in a short time. That is, the low rate charging mode is a charging mode in which battery life is emphasized.

電池活性化過充電モードとして、充電電流のパターンの異なる複数のモードを準備することも可能である。例えば、電池活性化過充電モードとして、小さい充電電流で長時間を掛けて過充電を完了するモードと、それよりも大きい充電電流で短時間で過充電を完了するモードとの2段階のモードを準備しても良い。また、過充電にならない充電モードとして、3通り以上のモードを準備することも可能である。例えば、過充電にならない充電モードとして、急速充電モード、低レート充電モードに加えて、それらの中間の大きさの充電電流により中間の時間で充電を完了する第3のモードを準備しても良い。図1以下の図面に例示する充電器3は、急速充電モード、低レート充電モード、及び電池活性化過充電モードの3通りの充電モードを準備しているものとする。充電器3の外部に露出して設けられる切替スイッチ5を操作することにより、ユーザは3通りの充電モードのうちの所望する何れかを任意に選択することができる。すなわち、充電器3は、複数の充電モードの間でユーザが任意のモードを選択することが可能なように構成されている。なお、充電器3が動作するための電力は、例えばAC100Vの電源線7を通じて供給される。   It is also possible to prepare a plurality of modes having different charging current patterns as the battery activation overcharge mode. For example, as a battery activation overcharge mode, there are two stages: a mode in which overcharge is completed by taking a long time with a small charge current, and a mode in which overcharge is completed in a short time with a larger charge current. You may prepare. Moreover, it is also possible to prepare three or more modes as charging modes that do not cause overcharging. For example, in addition to the quick charge mode and the low rate charge mode, as a charge mode that does not cause overcharge, a third mode may be prepared in which charging is completed in an intermediate time with an intermediate charge current. . It is assumed that the charger 3 illustrated in the drawings of FIG. 1 and the subsequent drawings prepares three charging modes, that is, a quick charging mode, a low rate charging mode, and a battery activated overcharge mode. By operating the changeover switch 5 that is exposed to the outside of the charger 3, the user can arbitrarily select any one of the three charging modes. That is, the charger 3 is configured such that the user can select an arbitrary mode among a plurality of charging modes. In addition, the electric power for operating the charger 3 is supplied through the power line 7 of AC100V, for example.

電池パック1及び充電器3は、より詳細には、例えば図2のような外観を有している。この例では、電池パック1のコネクタ部9は本体部11から突起した形状をなしており、電極15,17,19,21がその側面に露出するように配設されている。充電器3が有するコネクタ部13は、コネクタ部9が挿入可能な凹部をなしており、その内側面には電極15,17,19,21と接触することにより電気的接続を図る電極25,26,27,29,31が配設されている。例えば、電極17,31は正の充電電極、電極15,25,26は負の充電電極、電極19,29は温度検出信号を伝える電極、そして電極21,27は、電池パック1が充電器3へ装着されたことを検知するための電極である。電池パック1が充電器3へ装着されていなければ、充電器3は充電不可となり、装着されておれば充電可能となる。電極15のうち電極15aの部分と電極15bの部分とは、それぞれ電極25と26とに接続される。例えば、電池パック1が大容量(電池の容量は、アンペア・時間で表現される)の電池であれば、電極15aと15bのいずれもが設けられ、小容量の電池であれば電極15aのみが設けられる(電極15bを絶縁部材で覆う形態をも含む)。電極26は、電極15bが設けられているか否かを検出することができ、それにより電池パック1の電池容量を検出することができる。   More specifically, the battery pack 1 and the charger 3 have an appearance as shown in FIG. In this example, the connector portion 9 of the battery pack 1 has a shape protruding from the main body portion 11 and is disposed so that the electrodes 15, 17, 19, and 21 are exposed on the side surfaces. The connector portion 13 of the charger 3 has a recess into which the connector portion 9 can be inserted, and electrodes 25 and 26 that are electrically connected by contacting the electrodes 15, 17, 19, and 21 on the inner surface thereof. 27, 29, 31 are arranged. For example, the electrodes 17 and 31 are positive charging electrodes, the electrodes 15, 25 and 26 are negative charging electrodes, the electrodes 19 and 29 are electrodes for transmitting a temperature detection signal, and the electrodes 21 and 27 are connected to the battery pack 1 by the battery pack 1. It is an electrode for detecting that it was attached to the head. If the battery pack 1 is not attached to the charger 3, the charger 3 cannot be charged, and if it is attached, it can be charged. Of the electrode 15, the electrode 15 a and the electrode 15 b are connected to the electrodes 25 and 26, respectively. For example, if the battery pack 1 is a battery having a large capacity (the capacity of the battery is expressed in ampere / hour), both the electrodes 15a and 15b are provided, and if the battery pack 1 is a small capacity battery, only the electrode 15a is provided. Provided (including a form in which the electrode 15b is covered with an insulating member). The electrode 26 can detect whether or not the electrode 15b is provided, and thereby the battery capacity of the battery pack 1 can be detected.

電池パック1と充電器3とには、それらが結合したときに互いに対向する表面上の位置に、例えばスリット状の通気孔23,33が設けられている。充電器3は冷却ファン(不図示)を内蔵しており、この冷却ファンが作り出す空気の流れが、通気孔23,33を通じて充電中の電池パック1内の電池(不図示)にも供給されるようになっている。充電器3の表面には表示器35が設けられている。この表示器35は、3通りの充電モードのうち現在選択されているモードを表示する。表示器35と同じ上面に設けられている切替スイッチ5は、例えばトグル型であって、ユーザが1回押す毎に、3通りの充電モードが循環的に切り替わる。   The battery pack 1 and the charger 3 are provided with, for example, slit-shaped air holes 23 and 33 at positions on the surfaces facing each other when they are combined. The charger 3 incorporates a cooling fan (not shown), and the air flow created by the cooling fan is also supplied to the battery (not shown) in the battery pack 1 being charged through the vent holes 23 and 33. It is like that. A display 35 is provided on the surface of the charger 3. The display 35 displays a mode currently selected from the three charging modes. The change-over switch 5 provided on the same upper surface as the display 35 is, for example, a toggle type, and the three charging modes are cyclically switched every time the user presses once.

図3は、充電器3の構成を示すブロック図である。図3(a)は、充電器3のハードウェア構成を示しており、図3(b)は充電器のマイクロコンピュータの構成を機能に基づいて展開して示している。図3(a)が示すように、充電器3は、電源部37、マイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と適宜略記する)38、電流検出部39、抵抗器40、及び電池電圧検出部41を備えている。電源部37は、例えばAC−DCコンバータとして構成され、マイコン38が出力する指示値に応じてパルスのデューティ比を設定する駆動部44と、設定されたデューティ比でスイッチング動作することにより指示値に応じた直流の充電電流Iを生成する出力部45とを有している。電流検出部39は、充電電流Iを抵抗器40の電圧降下を通じて検出する。電池電圧検出部41は、電極27と電極25との間の電圧を計測することにより、装着される電池パック1に内蔵される電池の電圧を検出する。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the charger 3. FIG. 3A shows the hardware configuration of the charger 3, and FIG. 3B shows the configuration of the microcomputer of the charger developed based on the functions. As shown in FIG. 3A, the charger 3 includes a power supply unit 37, a microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer” as appropriate) 38, a current detection unit 39, a resistor 40, and a battery voltage detection unit 41. I have. The power supply unit 37 is configured as, for example, an AC-DC converter, and a drive unit 44 that sets a duty ratio of a pulse according to an instruction value output from the microcomputer 38 and an instruction value by switching operation with the set duty ratio. And an output unit 45 for generating a corresponding DC charging current I. The current detector 39 detects the charging current I through a voltage drop of the resistor 40. The battery voltage detection unit 41 detects the voltage of the battery built in the battery pack 1 to be mounted by measuring the voltage between the electrode 27 and the electrode 25.

マイコン38は、図示しないCPU(中央演算処理部)、メモリ等を備えており、CPUの動作を規定するプログラムがメモリに搭載されることにより、図3(b)に示す各種の装置要素を等価的に構成する。すなわち、マイコン38は、充電電流制御部50、モード切替部51、過充電モードデータ記憶部52、低レート充電モードデータ記憶部53、急速充電モードデータ記憶部54、及び時間計測部57を備えている。   The microcomputer 38 includes a CPU (central processing unit), a memory, and the like (not shown), and a program that defines the operation of the CPU is installed in the memory, so that various device elements shown in FIG. To configure. That is, the microcomputer 38 includes a charging current control unit 50, a mode switching unit 51, an overcharge mode data storage unit 52, a low rate charge mode data storage unit 53, a quick charge mode data storage unit 54, and a time measurement unit 57. Yes.

モードデータ記憶部52、53、54は、例えば不揮発性の半導体メモリを有し、3通りの充電モードに対応する充電電流のパターンを記憶する。モード切替部51は、モードデータ記憶部52、53、54に記憶される充電電流パターンのうちの一つを、切替スイッチ5の操作等に応じて選択し、充電電流制御部50へ伝える。充電電流制御部50は、モード切替部51が伝える充電電流パターン、電流検出部39が検出する充電電流I等に基づいて、充電電流Iの指示値を駆動部44へ伝える。時間計測部57は、充電開始後の時間を計測する装置要素である。充電電流制御部50は、時間計測部57が計測する時間を参照しつつ、モード切替部51が伝える充電電流パターン等に応じて時間とともに変化する充電電流Iの指示値を生成する。   The mode data storage units 52, 53, and 54 have, for example, a nonvolatile semiconductor memory, and store charging current patterns corresponding to three charging modes. The mode switching unit 51 selects one of the charging current patterns stored in the mode data storage units 52, 53, and 54 according to the operation of the changeover switch 5 and transmits the selected pattern to the charging current control unit 50. The charging current control unit 50 transmits the instruction value of the charging current I to the driving unit 44 based on the charging current pattern transmitted by the mode switching unit 51, the charging current I detected by the current detection unit 39, and the like. The time measuring unit 57 is a device element that measures the time after the start of charging. The charging current control unit 50 generates an instruction value of the charging current I that changes with time according to the charging current pattern transmitted by the mode switching unit 51 while referring to the time measured by the time measuring unit 57.

電池温度検出信号入力部61は、電池パック1が電池温度を検出する機能を有する場合に、電池温度検出信号を受信する装置要素であり、電極29を有している。電池容量検出部62は、電池パック1が内蔵する電池の電池容量を検出する装置要素であり、電極26を有している。モード選択信号入力部64は、ユーザが充電モードを選択することを可能にするモード選択スイッチを電池パック1が備える場合に、モード選択スイッチが選択した内容を伝えるモード選択信号を受信する装置要素であり、電極26を有している。   The battery temperature detection signal input unit 61 is an apparatus element that receives a battery temperature detection signal when the battery pack 1 has a function of detecting the battery temperature, and includes an electrode 29. The battery capacity detection unit 62 is a device element that detects the battery capacity of the battery built in the battery pack 1, and includes the electrode 26. The mode selection signal input unit 64 is a device element that receives a mode selection signal that conveys the content selected by the mode selection switch when the battery pack 1 includes a mode selection switch that allows the user to select a charging mode. And has an electrode 26.

モード切替部51は、後述するようにモード選択信号入力部64からの信号をも参照して充電モードの切替えを行う。また、充電電流制御部50は、後述するように電池温度検出信号61、電池容量検出部62及び電池電圧検出部41からの信号をも参照しつつ充電電流Iの指示値を生成する。なお、充電器3は、図3に示した要素のうち、一部のみを備えることにより、一部の機能のみを実現するように構成しても良い。   The mode switching unit 51 switches the charging mode with reference to a signal from the mode selection signal input unit 64 as described later. In addition, the charging current control unit 50 generates an instruction value for the charging current I while also referring to signals from the battery temperature detection signal 61, the battery capacity detection unit 62, and the battery voltage detection unit 41, as will be described later. In addition, you may comprise the charger 3 so that only a part of function may be implement | achieved by providing only a part among the elements shown in FIG.

(充電器の動作)
充電器3は、充電初期に選択期間を設定し、この選択期間に限りユーザによる充電モードの選択を許容するように構成される。より具体的には、モード切替部51は、充電初期の与えられた期間である選択期間に、ユーザによる切替スイッチ5の操作を受付け、操作内容に応じて充電モードを選択する。しかしモード切替部51は、選択期間を経過すると、ユーザによる切替スイッチ5の操作があっても充電モードを変更しない。すなわち充電モードは、選択期間の経過とともに確定し、充電完了まで確定した充電モードが維持される。これにより充電器3は、ユーザによる所望の充電モードの選択を可能にするとともに、充電モードの切替えに伴って充電の終了時期が不適切となる不都合をも解消する。
(Battery operation)
The charger 3 is configured to set a selection period at the beginning of charging and allow the user to select a charging mode only during this selection period. More specifically, the mode switching unit 51 receives an operation of the changeover switch 5 by the user during a selection period that is a given period in the initial stage of charging, and selects a charging mode according to the operation content. However, after the selection period has elapsed, the mode switching unit 51 does not change the charging mode even if the user operates the changeover switch 5. That is, the charging mode is determined as the selection period elapses, and the charging mode determined until the charging is completed is maintained. Thereby, the charger 3 enables the user to select a desired charging mode, and also eliminates the inconvenience that the charging end time becomes inappropriate as the charging mode is switched.

選択期間の始期は、好ましくは充電器3の電源が投入された時点に設定される。すなわちユーザが充電器3の図示しない電源スイッチをオンする、或いは電源線7のプラグをAC100Vのコンセントに接続することにより、例えばマイコン38のリセットが解除された時点が、選択期間の起点として設定される。充電が電源投入と同時に開始されるのが通例であるため、選択期間の起点として適切であるからである。また、選択期間は、例えば30秒程度に設定される。それより短いと、ユーザはモード選択の機会を失する場合が多くなる一方、過度に長いと適切な充電終了時間が得られなくなるからである。   The start of the selection period is preferably set at the time when the power supply of the charger 3 is turned on. That is, when the user turns on the power switch (not shown) of the charger 3 or connects the plug of the power supply line 7 to an AC 100V outlet, for example, the time when the reset of the microcomputer 38 is released is set as the starting point of the selection period. The This is because charging is usually started at the same time as the power is turned on, and is therefore suitable as a starting point for the selection period. The selection period is set to about 30 seconds, for example. If the time is shorter than that, the user often loses the opportunity to select a mode. On the other hand, if the time is excessively long, an appropriate charging end time cannot be obtained.

図4は、充電器3が出力する充電電流Iのパターンを例示するグラフである。図4(a)、(b)、(c)は、それぞれユーザが急速充電モード、低レート充電モード、及び電池活性化過充電モードを選択した場合を示している。また、図4(d)は、ユーザが急速充電モードを選択した場合について充電電流Iのパターンの別の例を示している。図4(a)〜(c)の例では、充電電流制御部50は、選択期間において、ある大きさの充電電流I(例えば、170mA)を出力させておき、選択期間を経過することにより充電モードが確定してから、各充電モードに対応したパターンによる充電電流Iを出力させる。選択期間における充電電流Iの大きさは、例えば、電池パック1が制御回路を有している場合に、内蔵する電池が放電し尽くされた状態で電池パック1が充電器3に装着されたときに、制御回路を動作させるために微少電流(内蔵電池を充電するのに必要な電流よりは十分に小さい電流)を供給する目的で設定するとよい。例えば、選択期間における充電電流Iの大きさ(例えば、170mA)を、マイコン38が有するメモリ(不図示)に予め記憶させておくことにより、充電電流制御部50は、選択期間において、このデータを読み出すことにより、充電電流Iの指示値を生成することができる。   FIG. 4 is a graph illustrating a pattern of the charging current I output from the charger 3. FIGS. 4A, 4B, and 4C show cases where the user selects the quick charge mode, the low rate charge mode, and the battery activated overcharge mode, respectively. FIG. 4D shows another example of the charging current I pattern when the user selects the quick charging mode. In the example of FIGS. 4A to 4C, the charging current control unit 50 outputs a charging current I having a certain magnitude (for example, 170 mA) in the selection period, and charges by passing the selection period. After the mode is determined, the charging current I according to the pattern corresponding to each charging mode is output. The magnitude of the charging current I during the selection period is, for example, when the battery pack 1 has a control circuit and the battery pack 1 is attached to the charger 3 in a state where the built-in battery is completely discharged. In addition, it may be set for the purpose of supplying a very small current (a current sufficiently smaller than the current necessary for charging the built-in battery) in order to operate the control circuit. For example, by storing the magnitude of the charging current I in the selection period (for example, 170 mA) in a memory (not shown) included in the microcomputer 38, the charging current control unit 50 stores this data in the selection period. By reading, the instruction value of the charging current I can be generated.

急速充電モードにおける充電電流Iのパターン(図4(a))と低レート充電モードにおける充電電流Iのパターン(図4(b))とは、充電電流Iの平均値が異なる点が特徴的な相違点である。すなわち、急速充電モードは、低レート充電モードに比べて充電電流Iの平均値が大きくなるように充電電流Iのパターンを設定している。急速充電モードは、平均電流が大きいため、短時間で充電を完了することができる。一方、低レート充電モードは、平均電流が小さいため、充電完了までに長時間を要する反面、電池寿命を長く保ち得るという利点を有する。従って、ユーザは電池寿命を重視するか、作業性を重視するかに応じて、所望のモードを選択することができる。   The charging current I pattern in the rapid charging mode (FIG. 4A) and the charging current I pattern in the low rate charging mode (FIG. 4B) are characterized in that the average value of the charging current I is different. It is a difference. That is, in the quick charge mode, the pattern of the charge current I is set so that the average value of the charge current I is larger than that in the low rate charge mode. In the quick charge mode, since the average current is large, charging can be completed in a short time. On the other hand, the low-rate charging mode has an advantage that the battery life can be kept long while it takes a long time to complete charging because the average current is small. Therefore, the user can select a desired mode depending on whether battery life is important or workability is important.

図4(a)が示す例では、急速充電モードは、充電電流Iを、選択期間終了後の初期には比較的小さく維持し、その後大きい値へ引き上げ、充電完了近くになると小さい値へ引き下げる。一方、低レート充電モードは、充電電流Iを、選択期間終了後から充電完了まで小さい値へ維持する。これらの充電モードは、充電を開始するときには電池が使用直後であって、電池温度が高くなっている場合があるため、初期には充電電流Iを小さく保っている。また、急速充電モードは、充電完了付近でも電池の温度上昇を考慮して充電電流Iを引き下げている。何れのモードも、それによって可能な限り電池寿命の劣化を抑制する。   In the example shown in FIG. 4A, in the quick charging mode, the charging current I is kept relatively small in the initial stage after the selection period ends, then is increased to a large value, and is decreased to a small value near the completion of charging. On the other hand, in the low rate charging mode, the charging current I is maintained at a small value from the end of the selection period until the charging is completed. In these charging modes, the charging current I is kept small in the initial stage because the battery is used immediately after charging and the battery temperature may be high. Further, in the quick charge mode, the charging current I is reduced even in the vicinity of the completion of charging in consideration of the temperature rise of the battery. Both modes thereby suppress battery life degradation as much as possible.

充電電流Iを段階的に切り替える時期は、例えば電池温度検出信号入力部61が受信する電池温度検出信号にもとづいて、充電電流制御部50が決定する。すなわち、充電電流制御部50は、与えられた閾値温度よりも電池温度が高い充電初期には充電電流Iを小さくし、電池温度が常温近くにまで下がって閾値温度以下になると、充電電流Iを引き上げ、充電完了が近くなって、再び閾値温度を超える電池温度の上昇が検出されると、充電電流Iを引き下げる。例えば、急速充電モードは、閾値温度として60°Cを設定し、低レート充電モードは、30°Cを設定する。低レート充電モードでは、充電完了近くになって電池温度が閾値温度を超えることは通常では起こらないので、図4(b)に示すように、充電電流Iは充電完了近くにおいても、通常は引き下げられることはない。   The timing for switching the charging current I stepwise is determined by the charging current control unit 50 based on, for example, a battery temperature detection signal received by the battery temperature detection signal input unit 61. That is, the charging current control unit 50 reduces the charging current I at the initial stage of charging when the battery temperature is higher than the given threshold temperature, and reduces the charging current I when the battery temperature decreases to near room temperature and falls below the threshold temperature. When the battery charge rises and the completion of charging is approaching and an increase in the battery temperature exceeding the threshold temperature is detected again, the charging current I is lowered. For example, in the quick charge mode, 60 ° C. is set as the threshold temperature, and in the low rate charge mode, 30 ° C. is set. In the low-rate charging mode, it is not normal for the battery temperature to exceed the threshold temperature near the completion of charging. Therefore, as shown in FIG. 4B, the charging current I is normally reduced even near the completion of charging. It will never be done.

温度の代わりに、或いはそれとともに、電池容量及び/又は電池電圧の検出値に基づいて同様に充電電流Iの制御を行うことも可能である。すなわち、電池容量の大きさ又は電池電圧の高さに応じて、充電電流Iを変更する制御を行うことが可能である。   It is also possible to similarly control the charging current I based on the detected value of the battery capacity and / or the battery voltage instead of or together with the temperature. That is, it is possible to perform control to change the charging current I according to the size of the battery capacity or the height of the battery voltage.

充電完了時期については、充電電流制御部50は、例えば、充電電流Iの大きさ等に応じて、充電を完了する時期を決定する。或いは、充電モード毎に充電完了時期を定めておくことも可能である。この場合には、モードデータ記憶部53及び54は、充電完了時期をも記憶しておくと良い。   With respect to the charging completion timing, the charging current control unit 50 determines the timing for completing the charging according to the magnitude of the charging current I, for example. Alternatively, it is possible to determine the charging completion time for each charging mode. In this case, the mode data storage units 53 and 54 may store the charging completion time.

図4(c)に例示するように、電池活性化過充電モードは、充電電流Iの大きさを低レート充電モードの充電電流Iよりも遙かに小さい値に設定する。図4(c)の例では、選択期間終了後の充電電流Iは、選択期間における充電電流Iと同じ大きさに設定され、且つ充電完了まで同じ大きさに保持される。電池活性化過充電モードは、このような微小な充電電流Iを、電池が過充電状態になるまで長時間にわたって供給することにより、長期間にわたって不使用状態に置かれた電池の活性化を図ることができる。充電時間の一例を示すと、急速充電モードでは30分、低レート充電モードでは1時間、電池活性化過充電モードでは24時間である。   As illustrated in FIG. 4C, in the battery activation overcharge mode, the magnitude of the charge current I is set to a value much smaller than the charge current I in the low rate charge mode. In the example of FIG. 4C, the charging current I after the selection period ends is set to the same magnitude as the charging current I in the selection period and is held at the same magnitude until the charging is completed. In the battery activation overcharge mode, such a minute charging current I is supplied over a long period of time until the battery is overcharged, thereby activating the battery that has been left unused for a long period of time. be able to. An example of the charging time is 30 minutes in the quick charge mode, 1 hour in the low rate charge mode, and 24 hours in the battery activated overcharge mode.

図4(a)〜(c)の例では、充電電流制御部50は選択期間において微小な充電電流Iを出力させるが、選択期間において充電電流Iをゼロとすること、すなわち選択期間において充電電流Iの立ち上げを控えておくことも可能である(不図示)。それにより、選択期間を設けたことによる充電量の変動を防止することができる。   In the example of FIGS. 4A to 4C, the charging current control unit 50 outputs a minute charging current I in the selection period, but the charging current I is set to zero in the selection period, that is, the charging current in the selection period. It is also possible to refrain from starting I (not shown). Thereby, it is possible to prevent fluctuations in the amount of charge due to the provision of the selection period.

これに対して図4(d)に例示するように、充電電流制御部50が選択期間においても各充電モード(図4(d)では急速充電モード)のパターンに従って充電電流Iを出力させるように充電器3を構成してもよい。この場合には、選択期間内に充電モードの変更があった場合には、充電量に多少の変動を来すこととなるが、不必要に長い選択期間を設定しなければ、充電量の変動は実質的に解消される。また、充電開始が早まるために、充電完了も早まるという利点が得られる。   On the other hand, as illustrated in FIG. 4D, the charging current control unit 50 outputs the charging current I according to the pattern of each charging mode (rapid charging mode in FIG. 4D) even during the selection period. The charger 3 may be configured. In this case, if there is a change in the charging mode within the selection period, the amount of charge will vary slightly, but if the unnecessarily long selection period is not set, the amount of charge will change. Is virtually eliminated. Further, since the start of charging is accelerated, the advantage that the completion of charging is also accelerated is obtained.

選択期間においてユーザが充電モードの選択を行う前に、充電電流制御部50は、予め定められた特定の充電モードを初期設定(デフォルト)モードとして選択してもよい。また、充電電流制御部50は、選択期間においてユーザが充電モードの選択を行わなかった場合には、初期設定モードを充電モードとして確定させても良い。この場合には例えば、マイコン38が有するメモリ(不図示)に初期設定モードを予め記憶させておき、充電電流制御部50は、電源投入後において、このデータを読み出すことにより充電モードを設定すると良い。   Before the user selects the charging mode in the selection period, the charging current control unit 50 may select a predetermined specific charging mode as an initial setting (default) mode. Further, the charging current control unit 50 may determine the initial setting mode as the charging mode when the user does not select the charging mode in the selection period. In this case, for example, an initial setting mode may be stored in advance in a memory (not shown) included in the microcomputer 38, and the charging current control unit 50 may set the charging mode by reading this data after the power is turned on. .

図5に示すように、電池パック1にユーザが充電モードを選択することを可能にするモード選択スイッチ10を設けることができる。既述の通り、モード選択信号入力部64(図3)は、モード選択スイッチ10が選択した充電モードをモード切替部51へ伝える。モード切替部51は、モード選択信号入力部64から充電モード選択信号の入力があると、例えば初期設定モードに優先して、この信号に従って充電モードを選択する。これによりユーザは、毎回同一の充電モードで充電するにも拘わらず、充電器3を操作して充電モードを設定しなければならないという煩わしさを回避することができる。充電器3から充電モード選択信号の入力がない場合には、充電電流制御部50は、初期設定モードを充電モードとして確定させる。初期設定モードは、例えば電池パック1の内蔵電池にとって最も安全な低レート充電モードに設定される。   As shown in FIG. 5, the battery pack 1 can be provided with a mode selection switch 10 that allows the user to select a charging mode. As described above, the mode selection signal input unit 64 (FIG. 3) transmits the charging mode selected by the mode selection switch 10 to the mode switching unit 51. When there is an input of a charging mode selection signal from the mode selection signal input unit 64, the mode switching unit 51 selects the charging mode according to this signal, for example, in preference to the initial setting mode. Thereby, the user can avoid the annoyance of having to set the charging mode by operating the charger 3 in spite of charging in the same charging mode every time. When the charging mode selection signal is not input from the charger 3, the charging current control unit 50 determines the initial setting mode as the charging mode. The initial setting mode is set to, for example, the safest low-rate charging mode for the built-in battery of the battery pack 1.

本発明の実施形態による充電器及び当該充電器に好適な電池の外観の概略図である。It is the schematic of the external appearance of the battery suitable for the charger by the embodiment of this invention, and the said charger. 図1の充電器及び電池のより詳細な外観図である。It is a more detailed external view of the charger and battery of FIG. 図1の充電器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the charger of FIG. 図1の充電器が出力する充電電流のパターンの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the pattern of the charging current which the charger of FIG. 1 outputs. 電池パックにモード選択スイッチを設けた例を示す外観図である。It is an external view which shows the example which provided the mode selection switch in the battery pack.

符号の説明Explanation of symbols

3 充電器 37 電源部 51 モード切替部   3 Charger 37 Power supply unit 51 Mode switching unit

Claims (4)

電池を充電するための充電器であって、
前記電池に充電電流を供給するための電源手段と、
ユーザの指示に応じて、前記充電電流のパターンが異なる複数の充電モードのうちの何れかを選択するモード切替手段と、
前記モード切替手段が選択した充電モードに従って前記電源手段が出力する前記充電電流を制御する充電電流制御手段と、を備え、
前記モード切替手段は、充電開始から充電完了までの期間の初期に設定された選択期間に限り、ユーザによる充電モードの選択を許容することを特徴とする充電器。
A charger for charging a battery,
Power supply means for supplying a charging current to the battery;
Mode switching means for selecting one of a plurality of charging modes having different charging current patterns in accordance with a user instruction;
Charging current control means for controlling the charging current output by the power supply means according to the charging mode selected by the mode switching means,
The mode switching means allows a user to select a charging mode only during a selection period set at an initial stage of a period from the start of charging to the completion of charging.
前記充電開始は、前記充電器の電源投入と同時であり
前記モード切替手段は、前記選択期間の起点を前記充電器の電源が投入された時点とする請求項1記載の充電器。
The charging start is simultaneous with turning on the charger ,
The charger according to claim 1, wherein the mode switching unit sets a starting point of the selection period as a time point when the power source of the charger is turned on.
前記充電電流制御手段は、前記選択期間においても充電電流を出力するように前記電源手段を制御する請求項1又は2記載の充電器。   The charger according to claim 1 or 2, wherein the charging current control means controls the power supply means so as to output a charging current even in the selection period. 前記充電電流制御手段は、前記選択期間においても充電電流をゼロとするように前記電源手段を制御する請求項1又は2記載の充電器 3. The charger according to claim 1, wherein the charging current control unit controls the power source unit so that the charging current is zero even in the selection period .
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