CN103299504A

CN103299504A - 充电装置

Info

Publication number: CN103299504A
Application number: CN2011800630481A
Authority: CN
Inventors: 石川义博; 冈林寿和; 酒井守; 小林牧广
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: WO2012090664A1; US20130285600A1; CN103299504B; RU2013135006A; JP2012143062A; EP2660945A1; JP5576264B2; EP2660945A4; EP2660945B1

Abstract

一种用于对电池充电的充电装置，包括：控制单元，该控制单元从电池获得表示电池的状态的信息并且根据所获得的信息是否满足预定的第一条件来控制允许或禁止对电池充电；充电检测单元，该充电检测单元检测电池是否正在被充电；充电停止单元，该充电停止单元从电池获得表示电池的状态的信息并且当所获得的信息满足预定的第二条件时，不依赖于由控制单元控制允许或禁止充电而停止对电池充电；以及诊断单元，该诊断单元基于从控制单元输入的信息将满足第二条件的诊断信息以及表示电池的状态的信息或将满足第二条件的诊断信息作为表示电池的状态的信息的替代输入至充电停止单元。

Description

充电装置

相关申请的交叉引用

本国际申请要求于2010年12月28日提交到日本专利局的第2010-293428号日本专利申请的利益，并且第2010-293428号日本专利申请的全部公开通过引用合并到本文中。

技术领域

本发明涉及电池充电装置，该电池充电装置包括用于确认当充电时电池保护电路的正常操作的功能。

背景技术

常规地，充电装置设置有控制器，该控制器从电池获得诸如温度的各种信息并且基于所获得的信息控制充电。充电装置有时还设置有保护电路以防由于控制器的故障而引起正常充电控制的故障。保护电路与控制器不同，并且在不涉及控制器的情况下基于从电池中所获得的信息停止充电电流。

当控制器故障并且不能够命令停止充电（参见，例如专利文献1）时，该保护电路还可以强制充电停止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：公开号为2010-93925的日本未审查专利申请。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，即使使用上面所描述的保护电路，在存在故障如保护电路与连接至电池的连接器之间某处的布线断开的情况下，如果万一控制器故障，电池的充电可以继续而不停止，这有可能导致电池故障。

本发明提供一种当充电时高可靠的充电装置。

用于解决问题的方法

解决在上面“本发明要解决的问题”中所描述的问题的发明为一种用于对电动工具的电池充电的充电装置。充电装置设置有控制单元、充电检测单元、充电停止单元以及诊断单元。

控制单元从电池获得表示电池的状态的信息并且根据所获得的信息是否满足预定的第一条件来控制允许或禁止对电池充电。充电检测单元检测到电池的充电电流。

充电停止单元从电池获得表示电池的状态的信息，并且当所获得的信息满足预定的第二条件时，不依赖于由控制单元控制允许或禁止充电而停止对电池充电。

诊断单元基于从控制单元输入的信息，将满足第二条件的诊断信息以及表示电池的状态的信息或将满足第二条件的诊断信息作为表示电池的状态的信息的替代输入至充电停止单元。

当允许对电池充电时，控制单元通过将满足第二条件的诊断信息输出至诊断单元而经由充电停止单元停止对电池充电，随后控制单元从充电检测单元获得电池是否正在被充电，其中，当电池没有正在被充电时，控制单元通过停止向诊断单元输出满足第二条件的诊断信息来启动对电池充电，当电池正在被充电时，控制单元禁止对电池充电。

使用这种类型的充电装置，可以增强当对电池充电时的可靠性。下面将进行描述。

当允许对电池充电时，满足第二条件的诊断信息以及表示电池的状态的信息或者将满足第二条件的诊断信息作为表示电池的状态的信息的替代被输入至充电停止单元。

在此，“预定的第二条件”表示禁止对电池充电的条件，例如，诸如超过电池的充电电压的上限值的电压值、超过电池在全充电状态下的温度的温度值、表示电池的故障的信息等。

因此，当充电装置（尤其是充电停止单元）正常时，在已经允许对电池充电的状态下，将满足第二条件的预定的诊断信息以及表示电池的状态的信息或将满足第二条件的预定的诊断信息作为表示电池的状态的信息的替代输入充电停止单元，其中，不执行对电池充电。

因此，在满足第二条件的预定的诊断信息被输入至充电停止单元的情况下，从充电检测单元获得电池是否正在被充电。如果电池没有正在被充电，充电装置正常。如果电池正在被充电，充电装置被确认为异常。

从而，当电池没有正在被充电时，启动对电池充电，然而，当电池正在被充电时，禁止对电池充电。因此，如果充电装置（尤其是停止充电）出现故障，则不执行对电池充电，因此使得当对电池充电时能够增强充电装置的可靠性。

在此，“表示电池的状态的信息”表示关于电池的充电量的信息（例如，电池的温度、电池的充电电压）、表示电池是否为可充电的信息（例如诸如电池正常或异常）等。

此外，“预定的第一条件”表示电池为可充电时的温度的上限值并且根据待充电的电池的类型变化。上面所描述的“预定的第二条件”也为根据待充电的电池的类型变化的值。

在此，可以将各种特征表示为根据待充电的电池的类型变化的、表示电池的状态的信息。例如，当电池被充电时电池温度升高并且当电池达到全充电状态时变为上限值。

根据本发明的第二方面，优选地使用电池温度作为表示电池的状态的信息，将预定的第一条件表示为电池为可充电时的温度的上限值以及将预定的第二条件表示为比通过给电池为可充电时的温度的上限值加上指定值而获得的温度更高的温度。

以这种方式，可以充电直到电池达到全充电状态，并且还可以在超过表示电池处于全充电状态的上限值（预定的第一条件）的温度（预定的第二条件）下执行自诊断，因此可靠地保护充电装置。

具体地，温度适合作为表示电池（如NiMH电池、NiCd电池）的充电状态的信息，使得当对电池（如NiMH电池、NiCd电池）充电时，温度适于保护充电装置。

另外，当电池被充电时，电池的充电电压升高，并且当电池达到全充电状态时变为上限值。从而，根据本发明的第三方面，优选地使用电池的充电电压作为表示电池的状态的信息，将预定的第一条件表示为电池为可充电时的充电电压的上限值，以及将预定的第二条件表示为比通过给电池为可充电时的充电电压的上限值加上指定值而获得的电压更高的电压。

以这种方式，可以将电池充电至全充电状态，并且在超过全充电电压的上限值（预定的第一条件）的电压（预定的第二条件）下执行自诊断，因此可靠地保护充电装置。

特别地，充电电压适合作为表示锂离子电池的充电状态的信息，使得当对锂离子电池充电时，充电电压适于保护充电装置。

另外，根据本发明的第四方面，数字数据被用作表示电池的状态的信息，数字数据表示“允许”或“停止”对电池充电。优选地将预定的第一条件和预定的第二条件均表示表明停止电池充电的数字数据。

以这种方式，可以通过除了使用表示电池的充电状态的温度或充电电压之外使用表示电池的正常或异常的信息作为数字数据控制充电并且执行自诊断。

因此，在紧急情况下，例如除了涉及电池温度或充电电压之外，当电池出现故障时，没有启动充电，因此使得能够可靠地保护充电装置。

考虑由充电装置在各种时机下执行自诊断。如果在对电池充电之前执行自诊断，优选地设置有检测电池的插入的电池插入检测单元，其中，在由电池插入检测单元检测到电池的插入之后以及在启动对电池充电之前，由控制单元执行自诊断处理。这对应于本发明的第五方面。

因此，在启动电池充电之前由充电装置执行自诊断，使得安全地执行电池充电。

此外，根据本发明的第六方面，充电装置还包括检测电池的插入的电池插入检测单元。优选的是，在由电池插入检测单元检测到电池的插入之后以及在启动充电之后，当满足预定的自诊断开始条件时，控制单元执行自诊断处理。

在此，“满足预定的自诊断开始条件”表示例如自从启动充电预定的时间段已经过去，电池的充电量已经达到预定的值等。如上面所描述的，充电量可以基于电池温度或电池充电电压被检测到，或由利用充电检测单元累积充电电流的控制单元获得。

在这种情况下，当对电池充电时，可以执行充电装置的自诊断。因此，即使当充电时电路故障出现时，可靠地停止充电，因此使得能够增强可靠性。

根据本发明的第七方面，当充电检测单元检测到不存在对电池充电时，控制单元通过停止到诊断单元的满足第二条件的诊断信息来启动对电池充电并且将表示充电停止单元正常的信息输出至外部，以及当充电检测单元检测到存在对电池充电时，控制单元禁止对电池充电并且将表示充电禁止单元异常的信息输出至外部。

在这种情况下，将表示充电装置的充电停止单元正常或异常的信息输出至外部。通过显示或声学上输出正常/异常信息，通知用户充电停止单元正常或异常，这提供了方便的并且易于使用的充电装置。

附图说明

图1是示意性地示出了充电装置的电路配置的电路图。

图2是示出了当电池温度用作表示电池的充电状态的信息时充电禁止检测电路和自诊断电路的电路图。

图3是用于说明由控制单元实现的一系列自诊断处理的流程图。

图4是示意性地示出了根据第二实施方式的充电装置的电路配置的电路图。

图5是示出了根据第二实施方式的当电池的充电电压用作表示电池的充电状态的信息时充电禁止检测电路和自诊断电路的电路图。

图6是示意性地示出了根据第三实施方式的充电装置的电路配置的电路图。

图7是示出了根据第三实施方式的当来自电池的数字数据用作表示电池的充电状态的信息时充电禁止检测电路和自诊断电路的电路图。

附图标记说明

1、2、3：充电装置；5：电池；10：控制单元；20：电流检测单元；22：电流检测元件；30：充电禁止检测电路；31：比较器；31a：负端子；31b：正端子；32：比较器；32a：负端子；32b：正端子33、34、35、36、37：电阻器；40：自诊断电路；41：晶体管；42、43、44：电阻器；50：充电开始开关；60：电压检测单元；70：PWM输出设置单元；72：PWM控制IC电源；74：PWM控制IC；80：主转换器；82：电源端子；84：噪声滤波器；86：整流器平滑电路；90：LED；100：通信端子；102：温度输入端子；131：解码IC；132：触发器；133：电阻器；134：晶体管。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明被应用的实施方式进行说明。参照附图将进一步示出本发明，附图示出了根据本发明的优选实施方式。应当理解的是，本发明不以任何方式被限制到下面所阐述的实施方式，并且在本发明的范围内进行各种修改。

第一实施方式

图1是示意性地示出了应用本发明的充电装置1的电路配置的电路图。图2是示出了当电池5的温度用作表示电池5的充电状态的信息时充电禁止检测电路30和自诊断电路40的电路图。

充电装置1是用于对电动工具的电池5进行充电的充电装置1，并且如图1所示，包括：控制单元10；电流检测单元20；电流检测元件22；充电禁止检测电路30；自诊断电路40；电压检测单元60；PWM输出设置单元70；PWM控制IC电源72；PWM控制IC74；主转换器80；电源端子82；噪声滤波器84；整流器平滑电路86；以及LED90。

控制单元10被配置有未示出的CPU、ROM、RAM以及I/O。控制单元10从电池5获得表示电池5的状态的信息并且根据所获得的信息是否满足预定的第一条件来控制允许或禁止对电池5充电。

根据第一实施方式，“表示电池5的状态的信息”为电池5的温度。“预定的第一条件”为电池为可充电时的温度的上限值，并且根据作为经受充电的对象的电池5的类型变化。

当随着对电池5充电的进行电池5的状态接近全充电状态时，电池5的温度升高，并且另一方面从温度传感器输出的电压下降。电流检测单元20用来检测电池5是否正在被充电。电流检测单元20通过对串联布置在主转换器80的两个输出线路中的GND线路上的电流检测元件22的输出电压进行测量来检测从充电装置1输出至电池5的充电电流。电流检测元件22可以是例如被配置成通过将电流转换成电压来输出电压的分路电阻器。

充电禁止检测电路30从电池5获得表示电池5的状态的信息（温度），并且当所获得的温度满足预定的第二条件时不依赖于由控制单元10控制允许或禁止充电而停止对电池5充电。

根据第一实施方式，“预定的第二条件”为比通过给电池为可充电时的温度的上限值加上指定值而获得的温度更高的温度，并且根据作为经受充电的对象的电池5的类型变化。在此，指定值为不小于0的值。当电池充电器正常操作时，控制单元10检测电池5的全充电，然后停止对电池5充电。因此，充电禁止检测电路30设置有高于温度的阈值设置。

具体地，如图1所示，充电禁止检测电路30被输入来自温度输入端子102的表示电池5的温度的电压作为表示电池5的状态的信息。当所输入的电压不大于表示全充电的电压（预定的第二条件）时，充电禁止检测电路30将充电禁止信号输出至PWM控制IC电源72。

更具体地，如图2所示，充电禁止检测电路30被配置有两个比较器31、32和四个电阻器33、34、35、36。

比较器31在负端子31a处被输入来自温度输入端子102的温度传感器的输出电压。比较器31在正端子31b处被输入参考电压。参考电压与通过由电阻器33和电阻器34分配电源电压Vcc所获得的部分电压相对应，并且还与通过给全充电状态下的电池5的温度加上指定值而获得的温度（即预定的第二条件的电压）相对应。

因此，当温度传感器的输出电压高于参考电压时，即当电池5的温度低时，比较器31的输出为低电平（Lo）。

另一方面，如果电池5由于电路故障等被从全充电状态进一步充电，温度传感器的输出电压变得进一步低于参考电压，因此，比较器31的输出变为高阻抗。从而，比较器32经由电阻器36在负端子32a处被输入高电平信号（Hi）。

比较器32在正端子32b处被输入参考电压，该参考电压与被输入至比较器31b的正端子31b的参考电压相同。

比较器32在负端子32a处被输入比较器31的输出电压。也就是说，当温度传感器的输出电压高于参考电压（电池5的温度为低）时，比较器32在负端子32a处被输入低电平（Lo），因此，比较器32的输出变为高阻抗。

相反，当温度传感器的输出电压低于参考电压（电池5的温度为高）时，比较器32在负端子32a处被输入高电平信号（Hi），其中，比较器32的输出变为低电平（Lo）。

自诊断电路40为基于从控制单元10输入的信息以及表示电池5的状态的信息，将满足预定的第二条件（低于参考电压的电压）诊断信息输入至充电禁止检测电路30的电路。

具体地，自诊断电路40被配置有晶体管41和三个电阻器42、43、44。晶体管41为双极型NPN晶体管，并且晶体管41的基极经由电阻器42连接至控制单元10。

晶体管41的集电极经由电阻器43连接至充电禁止检测电路30的比较器31的负端子31a，其中，从集电极输出的诊断信息和电池5的温度传感器的输出两者被输入至负端子31a。晶体管41的发射极连接至地。电阻器44连接在基极与发射极之间。

当自诊断电路40被输入来自控制单元10的高电平信号（Hi）时，集电极和发射极彼此电连接。在这种情况下，充电禁止检测电路30的比较器31的负端子31a的输入相比于当晶体管41处于关断（OFF）状态时变得较低。

也就是说，产生与电池5的温度传感器的输出电压下降相同的情况。换言之，电池5的温度表示将指定值与全充电状态下的电池5的温度相加的温度。这表示存在满足预定的第二条件的输入。

相反，当自诊断电路40被输入来自控制单元10的低电平信号（Lo）时，集电极和发射极彼此电断开。在这种情况下，负端子31a被输入基于上拉电阻器37与电池中的温度传感器（热敏电阻器等）之间的部分电压的信号，因此允许充电。

控制单元10执行由如下（A）至（G）所描述的自诊断处理：

（A）在电池5插入并在启动充电之前执行自诊断；

（B）当允许对电池5充电时，通过将满足第二条件的诊断信息输出至自诊断电路40，经由充电禁止检测电路30停止对电池5充电；

（C）然后，获得来自电流检测单元20的充电电流；

（D）当从电流检测单元20获得的充电电流小于指定值时，通过停止到自诊断电路40的满足第二条件的诊断信息来启动对电池5进行充电；

（E）向外部输出表示充电禁止检测电路30正常的信息；

（F）当从电流检测单元20获得的充电电流不小于指定值时，禁止对电池5充电；以及

（G）向外部输出表示充电禁止检测电路30异常的信息。

电压检测单元60为并联连接至主转换器80的输出线路的电压表。电压检测单元60对用于对电池5进行充电的充电电压（主转换器80的输出电压）进行测量并且向控制单元10输出所测量的充电电压。

PWM输出设置单元70基于来自控制单元10的命令对PWM控制IC74的占空比等进行设置。

PWM控制IC电源72（当充电时）接收来自控制单元10的充电信号并且接通用于驱动PWM控制IC74的电源，或（当禁止充电时）接收来自充电禁止检测电路30的充电禁止信号并且断开用于驱动PWM控制IC74的电源。

PWM控制IC74为用于控制PWM（代表脉冲宽度调制）的IC并且接收来自PWM输出设置单元70的命令以改变PWM占空比。

主转换器80为将从电源元件82输入然后经由噪声滤波器84通过整流器平滑电路86被整流成DC的电源电压转换成电池5的DC充电电压的转换器。

LED90为表示充电装置1的正常状态和异常状态的通知器件。当充电装置1正常时，LED90发出绿光或红光，然而当充电装置1异常时，LED90交替地发出红光和绿光。

（充电装置1的操作）

下面将参照图3对由控制单元10执行的一系列自诊断处理进行说明。图3是用于说明自诊断处理的流程的流程图。

自诊断处理被存储为ROM中的程序。CPU在充电装置1上电的同时从ROM中读取程序并且开始执行。

如图3所示，一旦处理被启动，在S100处CPU获得电池5被插入和该电池5的状态。

在S100之后的S105处，CPU确定在S100处获得的电池5的状态是否为“充电允许”。当CPU确定电池5的状态为“充电允许”（S105：是）时，处理进行到S110。当CPU确定电池5的状态为“充电禁止”（S105：否）时，处理返回至S110，其中，待机模式继续直到允许对插入的电池5进行充电。

在S110处，CPU禁止到PWM控制IC电源72的输出，允许到PWM输出设置单元70的输出，并且允许到自诊断电路40的输出（Lo电平）。

在S110之后的S115处，CPU确定充电电流是否不小于指定值。也就是说，CPU从电流检测单元20获得充电电流值并且确定所获得的充电电流值是否不小于指定值。

当CPU确定充电电流小于指定值（S115：否）时，处理进行到S120。当CPU确定充电电流等于或大于指定值（S115：是）时，处理进行到S125。

在此，“指定值”为确定电池5是否正在被充电的有效电流值，并且优选地基于电池5的类型或噪声电平等被确定。

在S120处，CPU允许到PWM控制IC电源72的输出，禁止到PWM输出设置单元70的输出，并且允许到自诊断电路40的输出（Lo电平）。

在S125处，CPU允许错误指示。具体地，CPU控制LED90交替地发出红光和绿光以进行错误指示，并且处理进行到S150。

在S130处，CPU确定充电电流是否不小于指定值。当CPU确定充电电流小于指定值（S130：否）时，处理进行到S135。当CPU确定充电电流等于或大于指定值（S130：是）时，处理进行到S140。

在S135处，CPU允许到PWM控制IC电源72的输出，允许到PWM输出设置单元70的输出，并且禁止到自诊断电路40的输出（Hi电平）。

在S140处，CPU允许错误指示。具体地，CPU控制LED90交替地发出红光和绿光以进行错误指示，并且处理进行到S150。

在S145处，CPU确定充电电流是否不小于指定值。当CPU确定充电电流小于指定值（S145：否）时，处理进行到S150。当CPU确定充电电流等于或大于指定值（S145：是）时，处理进行到S155。

在S155处，CPU允许错误指示。具体地，CPU控制LED90交替地发出红光和绿光以进行错误指示，并且处理进行到S150。

在S150处，CPU禁止到PWM控制IC电源72的输出，禁止到PWM输出设置单元70的输出，并且禁止到自诊断电路40的输出（Hi电平），然后该一系列处理被终止。

在S150处终止该一系列处理之后，由充电装置1启动对电池充电。然而，如果在S125、S140和S155处执行错误表示，没有启动电池充电。CPU通过继续错误指示直到电池5被移除来通知用户充电装置1异常。

（充电装置1的特征）

在上面所描述的充电装置1中，在允许对电池5进行充电的情况下，充电禁止检测电路30不仅被输入电池5的温度还被输入比通过给全充电状态下的温度加上指定值而获得的温度更高的温度（预定的第二条件）。

这时候，电流检测单元20检测电池充电的存在或不存在。当没有检测到电池充电时，确认充电装置1正常。当检测到电池充电时，该检测表示存在电池充电，其中，确认充电装置1异常。

因此，通过如果电池没有正在被充电启动对电池5进行充电以及通过如果电池5正在被充电禁止对电池5充电，在充电装置1（尤其是充电禁止检测电路30）出现故障的情况下不执行电池5的充电，因此，使得当对电池5进行充电时充电装置1的可靠性能够增强。

电池5的温度被用作表示电池5的状态的信息。将预定的第一条件表示为电池为可充电时的温度的上限值。将预定的第二条件表示为比通过给电池为可充电时的温度的上限值加上指定值而获得的温度更高的温度。

如上面所描述的，电池5可以被充电至全充电状态。此外，当电池5的温度超过通过给表示全充电状态的上限值（预定的第一条件）加上指定值而获得的温度（预定的第二条件）时，执行自诊断，其中充电装置1被可靠地保护。

温度尤其适合作为表示电池（例如NiMH电池、NiCd电池）的充电状态的信息，使得温度适于当对电池（例如NiMH电池、NiCd电池）充电时保护充电装置1。

此外，LED90用来表示充电禁止检测电路30正常或异常。用户可以确认充电装置1的状态正常或异常。因此，充电装置1是方便的并且易于使用。

第二实施方式

接下来将参照图4和图5对本发明的第二实施方式进行描述。在第二实施方式中，到充电禁止检测电路30的输入为从电压检测单元60输入的电池5的充电电压，而非根据第一实施方式的充电装置1的来自温度输入端子102的温度传感器的输出电压。

图4是示意性地示出了根据第二实施方式的充电装置的电路配置的电路图。图5是示出了根据第二实施方式的当电池5的充电电压用作表示电池5的充电状态的信息时充电禁止检测电路30和自诊断电路40的电路图。

第二实施方式的充电装置2的配置与第一实施方式的充电装置1的配置相似。因此，对于相同的部件将使用相同的附图标记，并且将省略其说明。

如图4所示，充电装置2具有由电压检测单元60检测到的充电电压被输入至充电禁止检测电路30的电路配置。

电压检测单元60为用于当对电池5进行充电时对施加到电池5的充电端子的电压（充电电压）进行测量的电压表。电压检测单元60将所测量的充电电压输出至充电禁止检测电路30和控制单元10。

充电禁止检测电路30被输入作为表示电池5的状态的信息的电压检测单元60所测量的充电电压。

根据第二实施方式，“预定的第二条件”为比通过给电池5的充电电压的上限值加上指定值而获得的电压更高的电压并且根据作为经受充电的对象的电池5的类型变化。

具体地，如图4所示，当充电禁止检测电路30被输入电池5的充电电压并且所输入的电压不小于通过给表示全充电状态的充电电压加上指定值而获得的电压（预定的第二条件）时，充电禁止检测电路30将充电禁止信号输出至PWM控制IC。

更具体地，充电禁止检测电路30以与第一实施方式的充电禁止检测电路30相同的方式被配置。然而，如图5所示，比较器31的负端子31a不是来自温度传感器的输出电压而是充电电压。

因此，当充电电压低于参考电压时，比较器31的输出变为高阻抗。当充电电压高于参考电压时，比较器31的输出为低电平（Lo）。

自诊断电路40的晶体管41为双极型NPN晶体管。晶体管41被配置有经由电阻器42连接至控制单元10的基极、连接至电源Vcc的发射极以及经由电阻器43连接至充电禁止检测电路30的比较器31的负端子31a的集电极。从集电极输出的诊断信息和来自电压检测单元60的充电电压被输入至负端子31a。发射极和基极经由电阻器44彼此连接。

当自诊断电路40被输入来自控制单元10的低电平电压（Lo）时，集电极和发射极彼此电导通。在这种情况下，充电禁止检测电路30的比较器31的负端子31a的输入相比于当晶体管41处于关断状态时变得较高。

然后达到电池5的充电电压变得比通过给全充电状态下的电压加上指定值而获得的电压较高的情况。这表示存在满足预定的第二条件的输入。上面所描述的充电装置2以与第一实施方式的充电装置1相同的方式操作。

（充电装置2的特征）

在上面所描述的充电装置2中，充电电压用作表示电池5的状态的信息。将预定的第一条件表示为电池为可充电时的充电电压的上限值。将预定的第二条件表示为比通过给电池为可充电时的充电电压的上限值加上指定值而获得的电压更高的电压。

在此，随着对电池5充电的进行，充电电压升高。当电池5达到全充电状态时，充电电压达到上限值。因此，电池5可被充电直到全充电状态。此外，当电池5的充电电压超过电压（预定的第二条件）时，执行自诊断，该电压通过给上限值（预定的第一条件）加上指定值来获得，其中，充电装置2被可靠地保护。

充电电压尤其适合作为表示锂离子电池5的充电状态的信息，使得充电电压适于当对锂离子电池5进行充电时保护充电装置2。

第三实施方式

接下来将参照图6和图7对本发明的第三实施方式进行描述。在第三实施方式中，充电禁止检测电路30与第一实施方式的充电装置1中的自诊断电路40一体地配置。

图6是示意性地示出了根据第三实施方式的充电装置的电路配置的电路图。图7是示出了根据第三实施方式的当来自电池5的数字数据用作表示电池5的充电状态的信息时充电禁止检测电路30和自诊断电路40的电路图。

第三实施方式的充电装置3的配置与第一实施方式的充电装置1的配置相似。因此，对于相同的部件将使用相同的附图标记，并且将省略其说明。

如图6所示，充电装置3具有充电禁止检测电路30与自诊断电路40集成并且表示电池5的状态的信息从电池5被输入至充电禁止检测电路30和控制单元10的电路配置。

在此，表示电池5的状态的信息可以是，例如，数字值（诸如表示电池5的充电状态的电池5的温度或充电电压）、表示电池5正常或异常的数字数据等。

如图7所示，充电禁止检测电路30包括：解码IC131；触发器132；电阻器133以及晶体管134。解码IC131经由通信端子100从电池5被输入表示电池5的状态的信息（数字数据）。

解码IC131对从电池5输入的数字数据进行解码并且作为S（置位）信号和R（复位）信号输出至触发器132。

例如，当电池5处于可充电状态下时，解码IC131接收来自电池5的充电信息并且分别将Lo电平信号和Hi电平信号输出至触发器132的S端子和R端子。一旦电池5达到全充电状态，解码IC131接收来自电池5的充电停止信息并且分别将Hi电平信号和Lo电平信号输出至触发器132的S端子和R端子。

触发器132为所谓的RS触发器并且具有作为其输入端子的R端子和S端子以及作为其输出电子的Q端子。

当S端子被输入Hi电平信号并且R端子被输入Lo电平信号，Q端子输出Hi电平信号。当S端子被输入Lo电平信号并且R端子被输入Hi电平信号，Q端子输出Lo电平信号。

晶体管134为双极性NPN型晶体管并且被配置有经由电阻器133连接至触发器132的Q端子的基极、连接至PWM控制IC电源72的集电极以及连接至地的发射极。

当控制单元10将表示充电停止的数字数据输入至解码IC131时，触发器132的S端子从解码IC131接收Hi电平信号并且触发器132的R端子接收Lo电平信号，其中，Q端子输出Hi电平信号。

在这种情况下，晶体管134在其基极被输入Hi电平信号，然后变为处于接通（ON）状态。也就是说，集电极和发射极彼此电连接，并且PWM控制IC电源72停止输出电力。也就是说，PWM控制IC电源被断开并且禁止对电池5充电。

相反，当控制单元将表示充电的数字数据输出至解码IC131时，触发器132的S端子从解码IC131接收Lo电平信号并且触发器132的R端子从解码IC131接收Hi电平信号，其中，Q端子输出Lo电平信号。

在这种情况下，晶体管134在其基极被输入有Lo电平信号，然后变为处于断开状态。也就是说，集电极和发射极彼此电断开，并且PWM控制IC电源72输出电力。也就是说，PWM控制IC被提供电力并且对电池5进行充电执行。

（充电装置3的操作）

充电装置3的操作与第一实施方式的充电装置1的操作相同。

（充电装置3的特征）

在上面所描述的充电装置3中，数字数据被用作表示电池5的状态的信息。这样的数字数据表示对电池5充电的允许或禁止。预定的第一条件和预定的第二条件两者都被称为表示停止对电池5充电的数字数据。

因此，除了使用作为数字数据的表示电池5的充电状态的温度或充电电压之外，还可以基于表示电池5正常或异常的信息来执行充电控制和自诊断。

如上面所描述的，除了电池5的温度或充电电压，如果电池5异常（诸如故障），不开始电池充电，因此使得能够可靠地保护充电装置3。

其他实施方式

本发明不应当被理解为限于上面所阐述的实施方式并且在本发明的范围内以任何模式被实现。

（1）根据上面的实施方式，当开始充电时，执行充电装置1、2、3的自诊断。然而，可以在对电池5进行充电的过程中执行自诊断。例如，伴随着与自诊断处理不同的任务，在预定的时间间隔执行从S110至S155的处理。

（2）根据上面的实施方式，由LED90发出的光的颜色的差异通知充电装置1正常或异常。然而，可以例如由蜂鸣器或声音而非LED90在声学上执行错误通知。此外，可以以LED90和声学方式的组合执行错误通知。

（3）根据上面的实施方式，充电禁止检测电路30被配置有比较器31和比较器31或被配置有晶体管134和触发器132。然而，只要充电禁止检测电路30可以从控制单元10中接收满足预定的第二条件的信号或数字数据并且可以接通和断开PWM控制IC电源72，充电禁止检测电路30可以以任何方式被配置。例如，充电禁止检测电路30可以被配置有继电器或电子型开关。

（4）根据上面的实施方式，如图2和图5所示，比较器32包括将比较器31的输出反相的功能，因此比较器32可以由FET等替代。

（5）根据上面的实施方式，控制单元10执行关于电池5的插入的存在以及充电允许的确定。然而，为了削减待机用电的消耗，如图1所示，可以额外地提供充电开始开关50，该充电开始开关50用作电池充电的启动的触发器。

（6）根据上面的实施方式，通过由充电禁止检测电路30停止PWM控制IC电源来禁止电池充电。可替代地，可以通过将额外地在主转换器80与电池5之间布置的开关断开来禁止电池充电。

（7）根据上面的实施方式，自诊断电路40与来自电池的信息如温度并联连接，并且确认充电禁止检测电路30的操作。除此之外，例如可以通过将充电禁止检测电路30与来自电池的信息断开连接以及通过仅将自诊断电路40连接至充电禁止检测电路30来确认充电禁止检测电路30的操作。

（8）根据上面的实施方式，与控制单元10分离地提供自诊断电路40。然而，可以构造自诊断电路40包括在控制单元10中的电路配置。

Claims

1.一种用于对电动工具的电池充电的充电装置，所述充电装置包括：

控制单元，所述控制单元从所述电池获得表示所述电池的状态的信息并且根据所获得的信息是否满足预定的第一条件来控制允许或禁止对所述电池充电；

充电检测单元，所述充电检测单元检测所述电池是否正在被充电；

充电停止单元，所述充电停止单元从所述电池获得所述表示所述电池的状态的信息，并且当所获得的信息满足预定的第二条件时，不依赖于由所述控制单元控制允许或禁止充电而停止对所述电池充电；以及

诊断单元，所述诊断单元基于从所述控制单元输入的信息，将满足所述第二条件的诊断信息以及所述表示所述电池的状态的信息或将满足所述第二条件的诊断信息作为所述表示所述电池的状态的信息的替代输入至所述充电停止单元，

其中，所述控制单元执行自诊断处理，通过所述自诊断处理，所述控制单元通过当允许对所述电池充电时将满足所述第二条件的所述诊断信息输出至所述诊断单元、经由所述充电停止单元停止对所述电池充电，随后所述控制单元从所述充电检测单元获得所述电池是否正在被充电，其中，当所述电池没有正在被充电时，所述控制单元通过停止向所述诊断单元输出满足所述第二条件的所述诊断信息来启动对所述电池充电，并且当所述电池正在被充电时，所述控制单元禁止对所述电池充电。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其中，所述表示所述电池的状态的信息为所述电池的温度，所述预定的第一条件为所述电池为可充电时的温度的上限值，并且所述预定的第二条件为比通过向所述电池为可充电时的温度的所述上限值加上指定值而获得的温度更高的温度。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其中，所述表示所述电池的状态的信息为所述电池的充电电压，所述预定的第一条件为所述电池为可充电时的充电电压的上限值，并且所述预定的第二条件为比通过向所述电池为可充电时的充电电压的所述上限值加上指定值而获得的电压更高的电压。

4.根据权利要求1所述的充电装置，其中，所述表示所述电池的状态的信息为表示允许或停止对所述电池充电的数字数据，并且所述预定的第一条件和所述预定的第二条件两者均为表示停止对所述电池充电的数字数据。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的充电装置，还包括：

电池插入检测单元，所述电池插入检测单元检测所述电池的插入，

其中，在由所述电池插入检测单元检测到所述电池的插入之后以及在启动对所述电池充电之前，所述控制单元执行所述自诊断处理。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的充电装置，还包括：

其中，在由所述电池插入检测单元检测到所述电池的插入之后以及在启动充电之后，当满足预定的自诊断开始条件时，所述控制单元执行所述自诊断处理。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的充电装置，其中，当所述充电检测单元检测到不存在对所述电池充电时，所述控制单元通过停止到所述诊断单元的满足所述第二条件的所述诊断信息来启动对所述电池充电，并且将表示所述充电停止单元正常的信息输出至外部，以及当所述充电检测单元检测到存在对所述电池充电时，所述控制单元禁止对所述电池充电并且将表示所述充电停止单元异常的信息输出至外部。