CN101277023B

CN101277023B - 充电装置

Info

Publication number: CN101277023B
Application number: CN2008100052123A
Authority: CN
Inventors: 荒馆卓央; 船桥一彦; 渡部伸二
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Machine holding company
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-01-29
Also published as: JP2008187791A; EP1950862A2; US8013575B2; EP1950862B1; JP4911430B2; US20080180065A1; CN101277023A; EP1950862A3

Abstract

本发明提供一种充电装置。即使在电池组(二次电池)长时间被连接到没有连接到交流电源的放电装置的情况下，也防止了电池组过放电。一种充电装置200有输出线对L1和L2、电气性连接在输出线L1和L2之间的阳极端子O1和阴极端子O2，以执行充电操作。在充电装置200中，包括通过在输出线对L1和L2之间跨接一个部件来电气性连接的组成电路部件(电阻33，电阻101、102和105的串联电路，电阻91和92的串联电路，并联稳压器116的内部电路部件)，开关元件121被插入组成电路部件(电阻33等)与输出线对L1和L2中的一条输出线之间。当充电装置200不连接输入电源1时，允许开关元件121处在不导电状态，以中断放电通路，从而，组成电路部件不形成放电通路。

Description

充电装置

技术领域

本发明涉及用于对诸如锂离子二次电池之类的二次电池进行充电的充电装置，更具体地讲，本发明涉及具有用于中断非必需放电通路的保护开关元件的充电装置，该非必需放电通路相对于连接到充电装置输出线的充电二次电池而形成。

背景技术

性能相对提高的诸如镍氢电池或镍镉电池之类的二次电池被用作驱动电动无绳工具的电源。作为容量高质量轻的二次电池，锂离子电池已经被用于实际应用。锂离子电池的特征是锂离子电池相对于镍氢电池或镍镉电池有较高的标称电压，并且小巧轻便。而且，锂离子电池的特征是锂离子电池有良好的放电效率，甚至可以在相对低温的环境内放电，并可以在宽的温度范围内获得稳定的电压。

另一方面，在用于对诸如镍氢电池或镍镉电池之类的二次电池(电池组)进行充电的充电装置中，形成用来防止不必要的放电或充电以确保电池的寿命的装置。尤其是在锂离子电池中，由于执行过放电操作或过充电操作可能给电池带来损坏，如在JP-A-6-141479中公开的，通常执行保护性措施，即通常在电池组中提供专门的保护性IC或微计算机以监视过充电或过放电，并且在电池电压是规定的电压值，或者低于或者高于规定的电压值时，保护性IC或微计算机输出控制信号以按照控制信号中断二次电池的充电通路或放电通路。

而且，例如，如在JP-A-2004-187366中公开的，知道了一种充电装置，其中继电器开关被插入充电装置的输入线中，当充电操作完成时，继电器开关被中断，以电气地断开二次电池。

要解决的传统设备的问题

然而，例如，在具有提供了专门的保护性IC或微计算机的结构的电池组或没有专门电路结构的电池组中，被完全充电或需要被充电的电池组可能经常被连接到从交流电源接出输入电源端子的充电装置，并长时间处于这种状态，其中，专门的保护性IC或微计算机用以监视电池组(二次电池)中的过放电或过充电，以按照从保护性IC或微计算机输出的信号，通过在充电装置主体或充电装置侧面提供的中断单元来中断充电通路，。

在电池组处于这种状态下时，由于诸如跨接在充电装置的一对输出线上所提供的电阻之类的充电装置的组成电路部件形成了电池组的放电电路，所以出现了被放电的电池组将被过放电的问题。尤其是在锂离子二次电池中，当电池被过放电时，会发生铜在内部沉淀导致诸如电极短路之类的损坏的问题。

在JP-A-2004-187366中公开的充电装置为人所知的是，为了在充电操作完成后中断充电通路，在充电装置的输出线提供了继电器开关，当充电操作完成时，充电装置的输出线从电池组的阳极端子或阴极端子电气性地中断开。根据继电器开关，通过将充电装置的输出线跨接到继电器开关而连接的充电装置的内部电路(组成电路部件)形成的放电通路在充电操作完成后被从电池组中释放出来，然而，不能通过中断继电器开关，将诸如连接到继电器开关的输出侧(电池组的阳极端子侧)的电池电压检测电路之类的放电电路从电池组中释放出来或中断开。于是，在电池组连接到充电装置并保持很长时间时导致的过放电问题不能充分得到解决。而且，站在产品成本的角度，在充电装置中使用继电器开关是不方便且不利的。

发明内容

于是，本发明的一个目的是为了解决通常技术的上述缺点，提供了一种充电装置，在这种充电装置中，即使电池组被插入没有连接到交流电源的充电装置并被保持了很长时间，电池也不会过放电。

为了解决上述问题，在下文将对本发明公开的典型特性进行描述。

按照本发明的一个特性，提供一种具有保护开关元件的充电装置，其包括：一对输出线，用于向二次电池提供充电电压，所述二次电池的阳极端子和阴极端子连接在所述输出线对之间，以执行充电操作；交流电源，用于在所述输出线对之间产生所述充电电压；通过在输出线对之间跨接一个部件进行连接的充电装置的组成电路部件；在组成电路部件与输出线对中之一之间连接的开关元件；控制电路部分，用于控制将要提供给所述二次电池的充电电压；恒定电压电路，利用所述交流电源来产生将要提供给所述控制电路部分的电源电压；以及控制组件，用于根据所述恒定电压电路的输出来断开所述开关元件，以在所述交流电源断开时中断由组成电路形成的到二次电池的放电通路。

按照本发明的另一个特性，充电装置包括一对连接到交流电源的输入电源端子，并且开关元件串行连接到组成电路部件，这样，在输入电源端子没有连接到交流电源时，开关元件从导电状态改变为非导电状态。

按照本发明的另一个特性，开关元件由半导体开关元件形成。

按照本发明的另一个特性，充电装置的组成电路部件是包括电阻元件的放电电阻电路，开关元件串联到放电电阻电路。

按照本发明的另一个特性，充电装置的组成电路部件由多个串联连接的串联电阻电路组成，并且开关元件串联到串联电阻电路。

按照本发明的另一个特性，串联电阻电路形成分压电路，该分压电路形成并联稳压器的电压比较电路。

按照本发明，在具有充电装置的组成电路部件的用以对二次电池(电池组)进行充电的充电装置中，该组成电路部件通过跨接输出线对进行电连接，开关元件电连接在组成电路部件和一根输出线之间。当二次电池没有被输出线对充电，也就是输入电源端子没有连接到交流电源时，开关元件成为非导电的。从而，由于中断了组成电路部件形成的放电通路，甚至在二次电池被插入充电装置并长时间保持这种状态的时候，可以防止二次电池的过放电。

按照本发明，由于开关软件是利用半导体开关元件形成的，可以通过相对便宜的开关单元防止二次电池的非必要放电。

附图说明

从下文描述的本说明书的解释和附图中，上述目的和其他目的、上述特性和其他特性及优点将会更清楚。

图1是示出一个按照本发明的充电装置实施例的电路框图；

图2是在研究图1所示发明的充电装置时考虑的充电装置的电路框图；

图3是图1所示的充电装置中使用的并联稳压器的等价电路框图；

图4是在按照图1所示的本发明的充电装置执行恒定电流和恒定电压充电操作时，显示获得的电池电压和充电电流的时间变化的特征视图。

具体实施方式

现在，通过参照附图，对本发明的一个实施例进行详细的描述。

图1是在本发明的第一个实施例中被提供了二次电池放电防止

电路的充电装置200的电路框图。图2是研究本发明的充电装置200时考虑的电路框图，示出了没有采用按照本发明的放电防止电路的充电装置。图3是图1所示的充电装置中使用的并联稳压器部分的等价电路框图。图4是通过按照图1所示的本发明的充电装置200对锂离子二次电池进行充电时的充电特征视图。在图1到图3的电路框图中，有同样功能的部件由同样的标号指示，其中重复的解释会被省略掉。

在图1中，要被充电装置200充电的电池组(二次电池)2包括，例如，串联的可以被充电的单个或多个锂离子电池单元2a、串联的用以识别电池单元2a的数量的单元数量识别电阻7、作为诸如热敏电阻之类的布置为接触或靠近电池单元2a用以检测电池组2中的电池温度的温度检测传感器的热敏元件8、以及用以监视每个电池单元2a电压的保护性IC 2b，该保护性IC 2b在它检测到过充电或过放电时输出信号。例如，在这个实施例的电池组2中，电池单元2a由一个单元(标称电压为3.6V)的锂离子电池组成，热敏电阻用作热敏元件8。单元数量识别电阻7连同形成单元数量识别电路的检测电阻9一起对直流电压源(稳定的直流电压)V_CC进行分压，以按照检测到的电压识别单元的数量。分别地，电池组2的阳极端子O1电气性连接到充电装置的输出线L1，电池组2的阴极端子O2电气性连接到充电装置200的输出线L2。

热敏元件8连接至电池温度检测电路80，该电池温度检测电路80包括串联电阻81和82，直流电压V_CC被提供给这两个串联电阻，以将电阻值的温度变化转换为电压，并将该电压输入到下文描述的微计算机50的A/D转换器52。电池组2的阳极端子O1连接至由电阻91、92的分压电路组成的电池电压检测电路90。

(充电电源电路160)

用以将充电电源供给电池组2的充电电源电路160由一开关电源电路组成，所述开关电源电路包括初级侧整流平滑电路10、具有高频变压器21的开关电路20以及次级侧整流平滑电路30。

初级侧整流平滑电路10包括全波整流电路11和平滑电容12，并通过输入电源端子对I1和I2，电气性连接至诸如商用交流电源之类的交流电源1，以对交流电源1进行全波整流。通常，利用电源插头形成输入电源端子I1和I2，以被插入插孔或商用交流电源1的插座。

开关电路20包括高频变压器21、串联至变压器21的初级绕组21a的MOSFET(一种开关元件)22以及用以对施加给MOSFET 22的栅极电极的驱动脉冲信号的脉宽进行调制的PWMIC(一种开关控制IC)23。

PWMIC 23的驱动电源是从整流平滑电路(一种直流电源电路)6提供的。该直流整流平滑电路6包括变压器6a、整流二极管6b和平滑电容6c。通过由光耦合器组成的充电反馈信号发送单元5，将充电电压控制信号和充电电流控制信号输入到PWMIC 23。而且，通过由光耦合器组成的充电控制发送单元4，将用以控制充电操作开始和停止的充电控制信号输入到PWMIC 23。

根据从微计算机50提供的控制信号，PWMIC 23通过光耦合器4(充电控制发送单元4)控制MOSFET 22的充电操作的开始和停止，并根据光耦合器5(充电反馈信号发送单元5)提供的控制信号，改变施加到MOSFET 22的栅电极的驱动脉冲宽度，以控制MOSFET 22的接通时间，调整次级侧整流平滑电路30的输出电压以及电池组2 的充电电流。

次级侧整流平滑电路30包括一个连接到变压器21的次级绕组21c的整流二极管31、平滑电容32和放电电阻33。该放电电阻33直接电气性连接到研究图2所示的发明时考虑的充电装置200中的输出线L1。然而，在按照如图1所示的发明的充电装置200中，如下文所述，放电电阻33通过按照本发明插入的放电防止开关元件121，连接到输出线L1。

提供了恒定电压电源电路40，以稳定的直流电压V_CC对诸如微计算机50、运算放大器61、65或类似电路的多种控制电路(包括检测电路)进行供电。恒定电压电源电路40包括变压器41a-41c、形成开关电源的开关元件42和控制元件43、整流二极管44、三端稳压器46、连接到三端稳压器46输入侧的平滑电容45以及连接到三端稳压器46输出侧输出恒定电压V_CC的平滑电容47。在商用电源1连接到充电装置200时，复位IC 48连接至恒定电压电源电路40的恒定电压的输出侧。

(控制电路装置50)

提供了控制电路装置(微计算机)50，以根据电池温度检测电路80的输出信号决定电池温度，根据电池电压检测电路90的输出信号决定电池电压，向充电电源电路160输出控制信号，以及向下文描述的充电电流控制电路160和充电电压控制电路100输出控制信号。微计算机50包括在图中未显示的只读存储器(ROM)，用以存储CPU 51的控制程序和与电池组2的电池种类相关的数据，以及随机访问存储器(RAM)，该随机访问存储器被用作CPU 51的操作区域，或数据的临时存储区域，还包括CPU(中央处理器)51和定时器。

而且，微计算机50包括：A/D转换器52，该A/D转换器52用以将上述单元数量检测电阻9、电池电压检测电路90和电池温度检测电路80检测到的模拟输入信号转换为数字信号；输出端口51b，用以将控制信号输出到下文描述的充电电压控制电路100；输出端口51a，用以输出显示电路130的控制信号；以及复位输入端口53，用以输入复位IC 48的复位信号。

(充电电流控制电路60和充电电流设置电路70)

充电电流控制电路60包括具有运算放大器61和65的计算放大电路、运算放大器61和65的输入电阻62和64、运算放大器61和65的反馈电阻63和66、以及具有二极管68和限流电阻67的输出电路。充电电流控制电路60的输入级连接到充电电流检测电阻3，用以检测电池组2的充电电流。而且，充电电流控制电路60的输出级通过上文描述的由光耦合器组成的充电反馈信号发送单元5来控制PWMIC 23。充电电流设置电路70连接到运算放大器65的一个输入端(+)。另一方面，运算放大器61的输出电压被输入到A/D转换器52，以监视充电电流值，该充电电流值是由微计算机50测量的。微计算机50还根据运算放大器61的输出，测量完全充电状态下的充电电流值的下降。

提供了充电电流设置电路70，以将充电电流设置为规定的充电电流值。充电电流设置电路70包括电阻71和72的串联电阻电路(分压电路)，该串联电阻电路连接到稳定的直流电压V_CC。

在充电电流控制电路60中，基于提供给充电电流检测电阻3的充电电流的电压降被电阻62、63和运算放大器61反相和放大，其输出电压和与由充电电流设置电路70设置的充电电流值相对应的设定电压值(设定的充电信号)之间的差被运算放大器65放大，该运算放大器65作为电压比较器，以通过充电反馈信号发送单元5向PWMIC 23施加反馈信号，并控制MOSFET 22的开关操作。也就是，在提供给电流检测单元3的充电电流比规定充电电流大的时候，MOSFET 22向高频变压器21施加脉冲宽度被变窄的输出脉冲。相反，在充电电流比规定充电电流小的时候，MOSFET 22向高频变压器21施加脉冲宽度被加宽的脉冲。从而，次级侧整流和平滑电路30将电压平滑为对应于规定充电电流(恒定电流)的直流电压，以将电池组2的充电电流设置为由充电电流设置电路70设置的规定电流值。换句话讲，电流检测单元3、充电电流控制电路60、充电反馈信号发送单元5、开关电路20和次级侧整流平滑电路30控制提供给电池组2的充电电流，以使之成为由充电电流设置电路70设置的设定的充电电流值。而且，充电电流控制电路60检测小于设定的充电电流值的充电电流。

(充电电压控制电路100)

充电电压控制电路100是用来控制电池组2的充电电压的电路，包括：已知的并联稳压器116，该并联稳压器116具有阳极端子a、阴极端子k以及参考端子r；和连接到并联稳压器116的参考端子r的充电电压设置电路100b。如图3所示，并联稳压器116的等价电路包括运算放大器(电压比较器)Op、用作电流通路的晶体管Tr、包括齐纳二极管的参考电压源V_ref。

如图3所示，由电阻101和102组成的第一分压电阻单元R1被连接在电池组2的阳极端子O1和参考端子r之间，连接到并联稳压器116的参考端子(比较输入端子)r。而且，由电阻105、106、109和112组成的第二分压电阻单元R2连接在电池组2的阴极端子(接地端子)O2和参考端子r之间。限流电阻115和二极管117连接到并联稳压器116的阴极端子k。相位补偿电阻103和电容104连接在并联稳压器116的参考端子r和阴极端子k之间。

在并联稳压器116中，假定连接到参考端子(电压比较输入端子)r的第一分压电阻单元R1的组合电阻值是R1，第二分压电阻单元R2的组合电阻值是R2，并且并联稳压器的内部参考电压源(齐纳二极管)为V_ref(例如2.5V)，那么，被并联稳压器116的功能调整的输出充电电压V由V

V_ref ^*(1+R1/R2)表示。于是，分压比R1/R2被改变，这样，充电电压Vo可以被调整。

(按单元数量的充电电压设置电路E2)

按照这个实施例，充电电压被调整，以便通过改变第二分压电阻单元R2的组合电阻值(R2)，来满足被充电电池组2的单元数量的差异。换句话说，当单元数量很大并且期望充电电压增大时，将组合电阻值R2设置为一个小值。因此，形成第二分压电阻单元R2的电阻106通过开关元件(一个N沟道MOSFET)与电阻105并联。类似地，电阻109通过开关元件(一个N沟道MOSFET)119与电阻105并联。而且，电阻112通过开关元件(一个N沟道MOSFET)120与电阻105并联。开关元件118、119、120的栅极端子分别通过电阻108、111和114连接至微计算机50的输出端51b。偏置电阻107、110和113分别连接至开关元件118、119、120的栅极端子。

开关元件118、119、120可以选择性地被微计算机50的控制信号从关闭状态控制为接通状态。通过显示了单元数量的电阻7和单元数量检测电阻9，微计算机50自动地从A/D转换器的输入端口52接收分压电路的输出电压，以对应于单元的数量，控制开关元件118、119、120选择性地被接通。

例如，由电阻101和分压计102的串联组合电阻值R1以及由电阻105确定的电阻值R2所确定的分压比R1/R2被设置为“2单元”锂离子电池的设定值。用以对“3单元”锂离子电池充电的设定值R2被设置为通过接通MOSFET(开关元件)118和把电阻106与电阻105并联而获得的组合电阻值。类似地，用以对“4单元”锂离子电池充电的设定值R2被设置为通过接通MOSFET119和把电阻109与电阻105并联而获得的组合电阻值。而且，用以对“5单元”锂离子电池充电的设定值R2被设置为通过接通MOSFET120和把电阻112与电阻105并联而获得的组合电阻值。按照该实施例，以这样的方式调整充电电压，以便通过改变第二分压电阻单元R2的组合电阻值R2，来满足单元数量的差异。

(模式显示电路130)

模式显示电路130包括具有红色LED(R)、绿色LED(G)以及这些LED各自的限流电阻132和133。模式显示电路130显示模式的状态。例如，通过只点亮红色LED(R)显示“在充电操作之前”的状态。通过同时接通红色LED(R)和绿色LED(G)时获得的橙色显示“充电状态”。而且，通过只点亮绿色LED(G)显示“在充电操作之后”的状态。

对于图1和图2所示的充电装置，上述充电装置200的结构是通常的结构。然而，在被认为是研究图2所示的本发明时考虑的充电装置200中，当电池组2被插入充电装置200并保持这种状态时，发生了下文描述的过放电问题。

也就是，在按照图2所示的通常技术的充电装置200中，在充电操作之前或充电操作之后，充电装置200与输入交流电源1断开的情况下，也就是充电装置200的插头I1和I2从插孔或交流电源1的插座中拔出的状态下，电池组2的阳极端子O1和阴极端子O2分别插入充电装置200的阳极侧输出线L1和阴极侧输入线(接地侧线)L2中，当电池组长时间处于这种状态，形成插入在输出线对L1和L2之间的平滑电路部件的电阻33形成了一个相对于电池组2的放电通路。类似地，形成充电电压设置电路部件100b的多个串联电阻101、102和105还形成了另一个相对于电池组2的放电通路。而且，形成电池电压电路部件90的多个串联电阻91和92还形成了其他的放电通路。而且，发生了电池组2的电压通过图3所示的并联稳压器116的内部电路部件被放电的问题。结果，例如，当电池组2由锂离子二次电池形成时，发生了过放电状态导致锂离子二次电池电极之间的短路的破坏性问题。

本发明具体用于这样的情况：即使在充电装置200的输入电源端子I1和I2没有连接到交流电源1的状态下，电池组2长时间处于没有从充电装置200中拔出的状态，也能防止电池组2被过放电。出于这种目的，除了图2所示的电路结构，提供了图1所示的按照本发明的放电防止电路170。

(放电防止电路170)

如图1所示，放电防止电路170包括在放电装置200的诸如电阻33(包括串联电阻101、102和105，以及与电阻33一样，用以检测电池电压的串联电阻电路91和92)之类组成电路部件之间插入的开关元件121和阳极侧输出线L1。例如，开关元件121是由P沟道MOSFET形成的。用以保护栅极和源极之间的电压电阻的栅极保护齐纳二极管127以及串联电阻122和123连接至P沟道MOSFET121的栅极。而且，放电防止电路170包括开关元件124。例如，该开关元件124由N沟道MOSFET形成。N沟道MOSFET 124的栅极通过串联电阻125和126连接至分压点，并被直流电压源V_CC偏置为接通状态。

在按照图1所示的本发明的充电装置200中，在平常的充电操作中，输入电源端子I1和I2连接至交流电源1，恒定电压电源电路40将直流电压V_CC提供给由串联电阻125和126组成的分压电路(偏置电路)。N沟道MOSFET 124由提供给串联电阻125和126的直流电压V_CC接通(导电状态)。当MOSFET 124被接通时，通过由串联电阻122和123对阳极侧输出线L1和阴极侧输出线L2对之间的电压V进行分压得到的电压被作为栅极电压施加到P沟道MOSFET 121的栅极上以接通MOSFET 121。

当MOSFET 121被接通时，电阻33、多个串联电阻101、102和105、形成电池电压电路部件90的多个串联电阻91和92以及并联稳压器116的内部电路部件通过MOSFET 121电气性连接到阳极输出线L1。从而，只要充电装置200连接到交流电源1，充电装置200就可以执行正常的充电操作。也就是，整流和平滑电路30可以使规定的充电电压平滑，恒定的电流值可以被充电电流设置电路70设定，恒定的电压值可以被充电电压设置电路100b设定。图4图示了示出在锂离子电池的电池组2被按照图1所示的本发明的充电装置200的恒定电流和恒定电压充电系统充电时获得的电池电压和充电电流的时间变化的特征视图的一个示例。

另一方面，在电池组2被充电装置200充电之前或之后，在充电装置200的插头(I1和I2)从输入交流电源(插孔或插座)拔出的状态下，当电池组2连接至充电装置200并长时间保持这种状态时，在图1所示的本发明中，只要充电装置200的插头I1和I2从交流电源1中拔出，则由于恒定电压电源电路40不输出直流电压V_CC，所以施加给串联电阻125和126的直流电压V_CC变为0。从而，没有将导通电压施加到N沟道MOSFET 124上，以使MOSFET 124不导电(关闭状态)或被中断。

从而，由于中断了提供给串联电阻电路122和123的电流，所以P沟道MOSFET 121也不导电或被中断。相应地，由于MOSFET 121处在不导电状态，所以电阻33、形成充电电压设置电路部件100b的多个串联电阻101、102和105、形成电池电压电路部件90的多个串联电阻91和92、和并联稳压器116的内部电路部件从阳极侧输出线L1电气性地断开或被中断。也就是说，充电装置200的诸如电阻33之类的组成电路部件(放电通路)与电池组2的阳极端子O1隔离开。

结果，电阻33、形成充电电压设置电路部件100b的多个串联电阻101、102和105、形成电池电压电路部件90的多个串联电阻91和92、和并联稳压器116的内部电路部件不形成造成浪费的放电通路或相对于电池组2的放电通路。也就是说，即使当充电装置200在充电操作后从交流电源1中拔出并且电池组2处于电池组2连接到充电装置200的状态时，由于P沟道MOSFET 121处于不导电状态，所以也防止了形成相对于电池组2的非必需充电通路。应当理解的是，放电防止电路170自身被形成，从而不形成相对于电池组2不必要的放电通路。因此，即使电池组2连接到充电装置200并长时间保持这种状态，也可以防止电池组2的过放电。由于整流二极管31以阻止电池组2放电电流的方向被插入变压器21的次级线圈，所以变压器21的次级线圈不形成通到电池组2的放电通路。

从按照本发明的实施例的上述描述中，清楚的是，用相对简单的电路可以提供可以防止过放电的充电装置。在上述实施例中，锂离子电池作为二次电池被采用，然而，本发明可以适用于对任何种类的诸如镍镉电池之类的二次电池进行充电的充电装置。而且，使用了MOSFET作为开关元件，然而，还可以像使用MOSFET那样使用诸如双极晶体管之类的其它半导体开关元件。而且，如上所述，在形成放电通路的充电装置组成电路部件与阳极侧输出线(电池组的阳极端子)之间插入开关元件，然而，可以在组成电路部件和阴极侧输出线(电池组的阴极端子)之间插入开关元件。

在实施例的基础上对发明人提供的专利进行了专门的描述，然而，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的要点的范围内，可以进行多种改变。

Claims

1.一种具有保护开关元件的充电装置，其包括：

一个输出线对，用以向电池提供充电电压，所述电池的阳极端子和阴极端子连接在该输出线对之间，以执行充电操作；

交流电源，用于在所述输出线对之间产生所述充电电压；

所述充电装置的组成电路部件，其通过在输出线对之间跨接部件而被连接；

开关元件，其连接在所述组成电路部件与该输出线对中的一条输出线之间；

控制电路部分，用于控制将要提供给所述电池的所述充电电压；

恒定电压电路，利用所述交流电源来产生将要提供给所述控制电路部分的电源电压；以及

控制组件，用于根据所述恒定电压电路的输出来断开所述开关元件，以当所述交流电源断开时中断由所述组成电路部件形成的到电池的放电通路。

2.按照权利要求1所述的充电装置，另外还包括：

输入电源端子对，其被连接至交流电源，

其中，所述开关元件串联至所述组成电路部件，以便在输入电源端子没有连接到交流电源时，所述开关元件从导电状态变化成不导电状态。

3.按照权利要求1所述的充电装置，其中，所述开关元件由半导体开关元件形成。

4.按照权利要求1所述的充电装置，其中，充电装置的组成电路部件是包括电阻元件的放电电阻电路；以及

其中，所述开关元件串联至所述放电电阻电路。

5.按照权利要求1所述的充电装置，其中，充电装置的组成电路部件是由多个串联的串联电阻电路组成的，并且所述开关元件串联至串联电阻电路。

6.按照权利要求5所述的充电装置，其中，所述串联电阻电路形成分压电路，该分压电路形成并联稳压器的电压比较电路。

7.按照权利要求2所述的充电装置，其中，所述开关元件是由半导体开关元件形成的。

8.按照权利要求2所述的充电装置，其中，所述充电装置的组成电路部件是包括电阻元件的放电电阻电路，并且所述开关元件串联至该放电电阻电路。

9.按照权利要求3所述的充电装置，其中，所述充电装置的组成电路部件是包括电阻元件的放电电阻电路，并且所述开关元件串联至该放电电阻电路。

10.按照权利要求2所述的充电装置，其中，所述充电装置的组成电路部件是由多个串联的串联电阻电路组成的，并且所述开关元件串联至该串联电阻电路。

11.按照权利要求3所述的充电装置，其中，所述充电装置的组成电路部件是由多个串联的串联电阻电路组成的，并且所述开关元件串联至该串联电阻电路。

12.按照权利要求4所述的充电装置，其中，所述充电装置的组成电路部件是由多个串联的串联电阻电路组成的，并且所述开关元件串联至该串联电阻电路。

13.按照权利要求1所述的充电装置，还包括开关电源电路，所述开关电源电路包括：

初级侧整流和平滑电路；

具有高频变压器的开关电路；以及

次级侧整流和平滑电路。

14.按照权利要求13所述的充电装置，其中，所述初级侧整流和平滑电路包括全波整流电路和平滑电容器，并通过输入电源端子对电气性地连接到交流电源，以对交流电源进行全波整流。

15.按照权利要求14所述的充电装置，其中，具有高频变压器的开关电路还包括串联至变压器初级绕组的MOSFET，以及用以对施加到MOSFET栅电极的驱动脉冲信号的脉冲宽度进行调制的PWMIC。

16.按照权利要求1所述的充电装置，其中，要被充电的电池包括：

热敏元件，用以检测电池的温度并基于该检测来输出信号；以及

保护电路，用以监视每一个电池单元的电压，并在电池中存在过充电或过放电状况时输出信号，

其中，所述充电装置还包括：

电池电压检测电路，用以检测电池的电压，并基于该检测来输出信号。

17.按照权利要求16所述的充电装置，还包括：

控制电路装置，其基于所述热敏元件输出的信号来确定电池的温度，基于所述电池电压检测电路输出的信号来确定电池的电压，并基于这些确定的结果来向充电装置输出控制信号。