CN101651354A

CN101651354A - 充电控制装置和充电装置

Info

Publication number: CN101651354A
Application number: CN200910166972A
Authority: CN
Inventors: 荒井信宏; 栗原孝一
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; System Solutions Co Ltd
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2029-07-01
Also published as: JP2010016984A; JP5301897B2; US7999517B2; CN101651354B; US20100001695A1

Abstract

本发明提供一种充电控制装置以及充电装置。充电控制装置包括：电压控制部，其控制根据经由继电器提供的输入电源产生用于电池充电的输出电压和用于控制的电源电压的充电装置中的输出电压和电源电压的产生；以及继电器控制部，其根据电源电压而动作，在检测到未进行电池的充电的待机状态时，驱动继电器以停止对充电装置提供输入电源，并且在电源电压变得比规定电平低时，驱动继电器以对充电装置提供输入电源从而使电源电压上升。由此，减少待机时的消耗功率。

Description

充电控制装置和充电装置

技术领域

本发明涉及充电控制装置和充电装置。

背景技术

在用于对便携式电话等电子设备中的电池进行充电的充电装置中，通过将提供给初级侧的AC电源整流而产生直流电压，并由该直流电压驱动变压器，在次级侧产生用于电池充电的输出电压(例如专利文献1)。

专利文献1：特开2007-166825号公报

在这样的充电装置中，为了减少消耗功率，例如存在当检测到充电完成时停止产生输出电压而转移到待机状态的情况。但是，即使在停止了输出电压的产生动作的待机状态下，AC电源也会继续提供给初级侧电路，从而在整流电路等中消耗功率。

发明内容

鉴于上述问题提出本发明，本发明的目的是减少待机时的消耗功率。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面的充电控制装置包括：电压控制部，其控制根据经由继电器提供的输入电源产生用于电池充电的输出电压和用于控制的电源电压的充电装置中的所述输出电压和所述电源电压的产生；和继电器控制部，其根据所述电源电压而动作，在检测到未进行所述电池的充电的待机状态时，驱动所述继电器以停止对所述充电装置提供所述输入电源，并且在所述电源电压变得比规定电平低时，驱动所述继电器以对所述充电装置提供所述输入电源从而使所述电源电压上升。

此外，在采用锁定型的锁定继电器作为继电器时，可以构成为即使在不长期提供AC电源时，也可以不按压按钮开关25而自动地恢复的系统。

(发明效果)

由此，可以减少待机时的消耗功率。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的充电装置的结构的图。

图2是表示锁定继电器的控制动作的一个例子的流程图。

符号说明

10充电装置

20，21输入端子

23锁定继电器

25按钮开关

27整流电路

29变压器

31N沟道MOSFET

33驱动电路

35控制IC

37，38输出端子

40～43电容器

45～47电阻

49～52二极管

54齐纳二极管

56发光二极管

58光电晶体管

60PNP晶体管

62铁片

64铁芯

66，67线圈

70电池

75输出电压检测部

77输出电流检测部

79电池电压检测部

81电源电压检测部

83电压控制部

85充电控制部

87锁定继电器控制部

S1～S3开关

I1～I3恒流源

具体实施方式

图1是表示本发明一实施方式的充电装置的结构的图。充电装置10是用于对便携式电话等电子设备的电池15充电的装置，其包含：输入端子20、21、锁定继电器23、按钮开关25、整流电路27、变压器29、N沟道MOSFET31、驱动电路33、控制IC(Integrated Circuit)35、输出端子37、38、电容器40～43、电阻45～47、二极管49～52、齐纳二极管54、发光二极管56、光电晶体管58和PNP晶体管60。

锁定继电器23是不消耗电流而能够保持接通/关断状态的继电器电路，例如，包含铁片62、铁芯64和线圈66、67。铁片62和铁芯64例如由半硬质磁性材料构成，线圈66、67相互反向地卷绕在铁芯64上。例如，通过在线圈66中流动电流而使铁芯64磁化，铁片62被吸引到铁芯64上而使开关接通。并且，即使线圈66的电流停止，也可由铁芯64的剩余磁通而继续处于接通状态。

之后，当线圈67中流动电流时，铁芯64的剩余磁通减少，铁片62从铁芯64离开而使开关关断。并且，即使线圈67的电流停止，也可以继续为关断状态。也就是，在锁定继电器23中，虽然在使开关的状态变化时暂时需要功率，但是使开关的状态变化之后可以不消耗功率而保持状态。并且，虽然在本实施方式中锁定继电器23为两线圈型，但是单线圈型也可以同样地实现。

按钮开关25是即使在锁定继电器23为关断的情况下，也可以将从输入端子20、21输入的AC电源提供给整流电路27的机械控制的开关。该按钮开关25用于在出厂/调整时一次性地使锁定继电器23接通，而不需要一直安装。此外，虽然在本实施方式中采用了按钮开关25，但是不限于按钮开关25，也可以采用滑动式和旋转式开关等可以通过机械操作而将AC电源提供给整流电路27的开关，该开关在继电器23采用非锁定型继电器时构成系统的启动开关。

整流电路27将由输入端子20、21提供的AC电源整流而将直流电压积累在电容器40中。

变压器29具有初级侧线圈L1、次级侧线圈L2和辅助线圈L3，初级侧线圈L1和辅助线圈L3与次级侧线圈L2之间绝缘。变压器29根据初级侧线圈L1的电流变化，在次级侧线圈L2和辅助线圈L3中产生电流。

N沟道MOSFET31是控制初级侧线圈L1的导通的电路。当N沟道MOSFET31导通时，由于电容器40中积累的直流电压而在初级侧线圈L1中流动电流，当N沟道MOSFET31截止时，在初级侧线圈L1中停止流动电流。

驱动电路33基于来自光电晶体管58的信号，控制N沟道MOSFET31的导通或截止。并且，当充电装置10启动时，由从电容器40经过电阻45流动的电流(启动电流)，使驱动电路33动作。之后，当N沟道MOSFET31的开关动作开始时，根据初级侧线圈L1的导通而在辅助线圈L3中产生的电流，由二极管49整流后对电容器41充电。并且，驱动电路33由电容器41中充电的电压而动作。

二极管50对流过次级侧线圈L2的电流整流后提供给电容器42。电容器42由来自次级侧线圈L2的电流充电，并产生用于对连接在输出端子37、38之间的电池15充电的输出电压Vout。二极管51、52将流过次级侧线圈L2的电流整流后提供给电容器43。电容器43由来自次级侧线圈L2的电流充电，并产生用于驱动控制IC35的电源电压VDD。并且，设置齐纳二极管54用于将电源电压VDD钳位在例如5V左右。

即，在充电装置10中，包含整流电路27、变压器29、N沟道MOSFET33、电容器40～43和二极管49～52的电路，构成产生输出电压Vout和电源电压VDD的电压产生电路。

发光二极管56由控制IC35的控制而将电信号变换为光信号并输出。光电晶体管58将来自发光二极管56的光信号变换为电信号并输出。即，发光二极管56和光电晶体管58形成了光电耦合器。

控制IC35包含：输出电压检测部75、输出电流检测部77、电池电压检测部79、电源电压检测部81、电压控制部83、充电控制部85、锁定继电器控制部87、恒流源I1～I3和开关S1～S3。

输出电压检测部75检测输出电压Vout的电平。输出电流检测部77根据电阻46两端之间的电压检测用于对电池15充电的输出电流Iout的电平。电池电压检测部79检测连接在端子37、38之间的电池15的电压的电平。电源电压检测部81检测电源电压VDD的电平。并且，各检测部75、77、79、81的检测结果例如由AD变换器变换为数字值，并输出到电压控制部83、充电控制部85和锁定继电器控制部87中。

电压控制部83基于输出电压检测部75和输出电流检测部77的检测结果而控制开关S1，以使输出电压Vout为恒定电压，使输出电流Iout不成为过电流。当开关S1接通时，发光二极管56由恒流源I1驱动，输出光信号。此外，当开关S1关断时，停止输出光信号。并且，与开关S1的接通或关断对应的光信号由光电晶体管58变换为电信号，并输入到驱动电路33中。在驱动电路33中，根据来自光电晶体管58的信号，驱动N沟道MOSFET31，以使输出电压Vout为恒定电压，使输出电流Iout不成为过电流。

充电控制部85基于电池电压检测部79和输出电流检测部77的检测结果，在检测到未完成充电的电池15连接在输出端子37、38之间时，使PNP晶体管60导通，开始向电池15充电。此外，充电控制部85基于电池电压检测部79和输出电流检测部77的检测结果，在检测到电池15充电完成时，使PNP晶体管60截止，防止电池15过充电。

锁定继电器控制部87根据开关S2、S3的接通和关断，由恒流源I2、I3驱动线圈66、67，控制锁定继电器23的接通和关断。例如，锁定继电器控制部87在检测到没有对电池15进行充电的待机状态时，通过使开关S3接通规定时间，而使锁定继电器23变化为关断。并且，关于是否为待机状态，例如可以根据充电控制部85的状态判断是否为待机状态。此外，锁定继电器控制部87基于电池电压检测部79的检测结果，在检测到对电池15的充电完成时，也通过使开关S3接通规定时间，而使锁定继电器23变化为关断。另一方面，锁定继电器控制部87基于电源电压检测部81的检测结果，当检测到电源电压VDD变得比规定电平(例如3V)低时，通过使开关S2接通规定时间，而使锁定继电器23变化为接通。此外，锁定继电器控制部87基于电池电压检测部79的检测结果，当检测到连接的电池15未完成充电时，也通过使开关S2接通规定时间，而使锁定继电器23变化为接通。

并且，电压控制部83、充电控制部85和锁定继电器控制部87可以由微机等进行的软件控制实现，也可以由硬件实现。

图2是表示锁定继电器23的控制动作的一个例子的流程图。首先，在充电装置10的初次启动时，由于不清楚锁定继电器23的状态，所以通过使按钮开关25接通，从而经过输入端子20、21提供AC电源。当提供AC电源时，驱动电路33开始驱动N沟道MOSFET31，并且开始产生输出电压Vout和电源电压VDD。并且，当充电装置10开始动作时，锁定继电器控制部87检测到连接有未完成充电的电池15，控制开关S2以使锁定继电器23接通。或者，在没有连接电池15的情况下，当检测到电源电压VDD变得比规定电平低时，锁定继电器控制部87也控制开关S2，以使锁定继电器23接通。之后，由于锁定继电器23保持接通状态，所以可以使按钮开关25关断。之后，说明按钮开关25为关断的情况。

当开始对电池15充电时，电压控制部83监测输出电压Vout是否达到了规定电平，在未到规定电平时(S101：NG)，控制开关S1以使输出电压Vout为规定电平(S102)。此外，电压控制部83监测输出电流Iout是否不是过电流，在输出电流Iout为过电流时(S103：NG)，控制开关S1以抑制输出电流Iout(S104)。

锁定继电器控制部87监测是否为待机状态(S105)。在非待机状态期间(S105：否)，由于正在进行对电池15充电，所以反复进行输出电压Vout的产生处理(S101～S104)。并且，在检测为待机状态时(S105：是)，锁定继电器控制部87控制开关S3以使锁定继电器23关断(S106)。并且，在本实施方式中，在未连接电池15时、或者在对电池15的充电完成而PNP晶体管60截止时成为待机状态。在没有设置PNP晶体管60的结构中，锁定继电器控制部87也可以在检测到对电池15的充电完成时，控制开关S3以使锁定继电器23关断。

在锁定继电器23关断时，停止对停电装置10的AC电源的提供。另一方面，控制IC35由在电容器43中积累的电源电压VDD而继续动作，监测电源电压VDD的降低(S107)和电池15的连接(S108)。并且，当检测到电源电压VDD例如下降到3V时(S107：是)，锁定继电器控制部87控制开关S2以使锁定继电器23接通(S109)。在锁定继电器23接通时，进行使输出电压Vout为恒定电压的控制(S101、S102)，随之也对电容器43充电，使电源电压VDD上升。之后，如果继续为待机状态(S105：是)，则将锁定继电器23再次控制为关断(S106)。

此外，在待机状态中，当检测到电池15的连接时(S108：是)，锁定继电器控制部87控制开关S2以使锁定继电器23接通(S110)。当锁定继电器23接通时，进行使输出电压Vout为恒定电压的控制(S101、S102)，并且使PNP晶体管60导通，开始对电池15的充电。并且，在对电池15充电的期间，由于不是待机状态(S105：否)，所以锁定继电器23保持为接通，反复进行输出电压Vout和输出电流Iout的控制(从S101到S104)。

以上说明了本实施方式的充电装置10。根据本实施方式的充电装置10，当检测到没有进行对电池15充电的待机状态时，控制使得锁定继电器23关断。并且，在锁定继电器23关断之后，停止对充电装置10的AC电源的提供，另一方面，控制IC35通过电容器43中备用的电源电压VDD而继续动作。也就是，可以使待机状态下的消耗功率为零。并且，在锁定继电器23关断的状态下，当电源电压VDD变得比规定电平低时，通过将锁定继电器23控制为导通，可以防止锁定继电器23仍旧为关断。例如，当锁定继电器23为关断状态时，即使在充电装置10的电源插头从插座拔下的情况下，由于当电源电压VDD降低时控制使得锁定继电器23为接通，所以锁定继电器23不会仍旧为关断。

此外，在充电装置10中，在检测到对电池15的充电完成时，可以控制使得锁定继电器23关断。由此，可以减少功率消耗的浪费。

此外，在充电装置10中，即使在锁定继电器23为关断的状态下，控制IC35也能通过电容器43中备用的电源电压VDD而继续动作，当检测到电池15的连接时，控制使得锁定继电器23接通。由此，在连接电池15时，能够不伴随按钮开关25等的操作而自动地开始对电池15的充电。

此外，在充电装置10中，通过设置按钮开关25，即使在初次动作时不清楚锁定继电器23的状态的情况下，也可以使充电装置10开始动作。并且，如果在锁定继电器23为接通状态下将充电装置10出厂时，也可以不设置按钮开关25。

此外，在充电装置10中，由于通过恒流源I2、I3驱动锁定继电器23的线圈66、67，所以可以不根据电源电压VDD的变化，而可靠地控制锁定继电器23。

此外，在充电装置10中，当锁定继电器23关断时，例如可以停止检测温度的热敏电阻器的电流，并使将各种检测值变换为数字值的AD变换器间歇性动作。由此，可以减缓在锁定继电器23为关断时的电源电压VDD的消耗速度，使直到锁定继电器23再次导通的时间变长。

上述实施方式是为了容易理解本发明，而不是用于限定解释本发明。本发明在不脱离其主旨的情况下，可以变化、改进而获得，同时其等价物也包含在本发明中。

Claims

1、一种充电控制装置，其特征在于，包括：

电压控制部，其控制根据经由继电器提供的输入电源产生用于电池充电的输出电压和用于控制的电源电压的充电装置中的所述输出电压和所述电源电压的产生；和

继电器控制部，其根据所述电源电压而动作，在检测到未进行所述电池的充电的待机状态时，驱动所述继电器以停止对所述充电装置提供所述输入电源，并且在所述电源电压变得比规定电平低时，驱动所述继电器以对所述充电装置提供所述输入电源从而使所述电源电压上升。

2、根据权利要求1所述的充电控制装置，其特征在于，

所述继电器控制部在检测到对所述电池的充电完成时，驱动所述继电器以停止对所述充电装置提供所述输入电源。

3、根据权利要求1或2所述的充电控制装置，其特征在于，

所述继电器控制部在检测到所述充电装置的输出端子上连接有所述电池时，驱动所述继电器以对所述充电装置提供所述输入电源。

4、一种充电装置，其特征在于，包括：

电压产生电路，其根据输入电源产生用于电池充电的输出电压和用于控制的电源电压；

继电器，其对向所述电压产生电路提供所述输入电源进行控制；和

继电器控制部，其根据所述电源电压而动作，在检测到未进行所述电池的充电的待机状态时，驱动所述继电器以停止对所述电压产生电路提供所述输入电源，并且在所述电源电压变得比规定电平低时，驱动所述继电器以对所述电压产生电路提供所述输入电源从而使所述电源电压上升。

5、根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，

还包括能够与所述继电器的状态无关地以机械方式对向所述电压产生电路提供所述输入电源进行控制的开关。