CN112910065B - 充电电路、电气设备及充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电电路、电气设备及充电器，其能够不损害充电用的操作性而减少待机电力。实施方式的充电电路的控制部在被输入部输入电力起的规定时间内进行驱动而使时间常数电路的功能停止，从而将主开关元件维持为接通状态，若充满电检测部检测出充满电，则使所述时间常数电路的功能恢复并在所述规定时间经过后将所述主开关元件关断。

Description

充电电路、电气设备及充电器
本申请主张申请日为2019年12月2日、申请号为JP2019-218144的日本申请为优先权，并引用上述申请的内容，通过引用将公开内容全部结合于此。
技术领域
本发明的实施方式涉及充电电路、电气设备及充电器。
背景技术
目前，将二次电池作为电源进行驱动的电气设备被应用于广大领域中。这种电气设备的充电电路虽然在充电完成之后将充电电流停止，但是停止后也由充电控制部等产生所谓的待机电力。
作为削减这种待机电力的装置，已知在检测出充满电的情况下使由充电电路输入的电源电路停止的充电装置。但是，为了使停止了的电源电路恢复，需要从充电装置的插座拔下一次后再次插入。即，每当进行充电时，需要重新连接充电装置的插座，用于充电的操作性并不良好。因此，希望不损害用于充电的操作性地减少充电控制部的待机电力。
发明内容
本发明要解决的问题是提供能够不损害用于充电的操作性地减少充电控制部的待机电力的充电电路、电气设备及充电器。
第一实施方式的充电电路具备：输入部，其输入用于对二次电池进行充电的电力；充电控制部，其连接到从所述输入部直至所述二次电池的电力线，通过来自该输入部的电力进行驱动，并且控制向所述二次电池的充电电流；主开关元件，其设置于所述电力线的、所述充电控制部的所述输入部侧，在所述输入部与栅极端子的电位差为设定值以上的状态下导通；时间常数电路，其具有在从向所述输入部输入电力起的规定时间内将所述电位差维持为所述设定值以上、在所述规定时间经过后将所述电位差维持为不到设定值的功能；控制部，其连接到所述电力线的、所述主开关元件的所述二次电池侧，通过来自所述输入部的电力进行驱动，并且控制所述主开关元件；以及充满电检测部，其检测所述二次电池的充满电状态，所述控制部在从被所述输入部输入电力起的所述规定时间内进行驱动，使所述时间常数电路的功能停止，从而将所述主开关元件维持为接通状态，当所述充满电检测部检测出充满电时，使所述时间常数电路的功能恢复，在所述规定时间经过后，将所述主开关元件关断。
根据上述的充电电路，能够提供能够不损害用于充电的操作性地减少充电控制部的待机电力的充电电路。
在上述的充电电路，所述时间常数电路具备：电阻，其设置于将所述主开关元件的所述输入部侧的电力线与从所述栅极向地连接的配线连接的连接线；以及电容器，其设置于将所述配线与所述连接线的连接点与地连接的连接线，所述控制部具备与所述电容器并联设置的控制开关元件。
根据上述的充电电路，能够减少二次电池的充电完成之后的消耗电力。
在上述的充电电路，所述电容器根据来自所述输入部的电力被断开而放电。
根据上述的充电电路，能够将充电电路设为初始状态。
在上述的充电电路，所述充电控制部包括CPU和基于来自所述CPU的信号进行动作的充电IC，还包括生成所述CPU和所述充电IC的驱动电源的电源电路。
根据上述的充电电路，能够对充电控制部的CPU和充电IC供应稳定的电力。
在上述的充电电路，所述电源电路还生成所述控制部的CPU的驱动电源。
根据上述的充电电路，通过共用电源电路，能够简化电路。
在上述的充电电路，所述充电控制部的CPU和所述控制部的CPU是共用的。
根据上述的充电电路，通过共用CPU，能够简化电路。
第一实施方式的电气设备，具备：上述的充电电路；以及由所述二次电池驱动的负载。
根据上述的电气设备，能够提供能够不损害用于充电的操作性地减少充电控制部的待机电力的电气设备。
在上述的电气设备中，具有显示部，通知已将所述二次电池放置于进行充电的充电器的状态。
根据上述的电气设备，能够识别被放置于充电器的状态。
在上述的电气设备中，具有显示部，通知未将所述二次电池放置于进行充电的充电器的状态。
根据上述的电气设备，能够识别未被放置于充电器的状态。
第三实施方式的充电器，对所述二次电池进行充电，所述二次电池具备：上述的充电电路；以及AC/DC转换器，其连接到AC商用交流电源，将交流电源转换为直流电源。
根据上述的充电器，能够提供能够不损害用于充电的操作性地减少充电控制部的待机电力的充电器。
附图说明
图1是示出实施方式的充电器与打印机的关系的图。
图2是实施方式的打印机所具备的充电电路的图。
图3是实施方式的充电电路的动作图。
附图标记说明
1打印机(电气设备)
4打印机部(负载)
6充电电路
7输入部
10充电控制部
12电池电压检测部(充满电检测部)
21第二FET(主开关元件)
22时间常数电路
23 控制部
24 电源检测部
具体实施方式
以下，基于附图说明实施方式的充电电路和将打印机作为具备该充电电路的电气设备的一个例子。在图1中，1是打印机，2是充电器，3是AC商用电源。
打印机1是便携式热敏打印机，具备：打印机部4(负载)，其具备进行印字的热敏头或输送印字介质的输送机构等；二次电池5，其成为打印机部4的电源；以及充电电路6，其用于对二次电池5进行充电。充电器2装拆自如地保持打印机1，对二次电池5进行充电。充电器2具备连接到AC商用交流电源3并将交流电源转换为直流电源的AC/DC转换器2A。
图2是示出用于对二次电池5进行充电的充电电路6的图。充电电路6具备：输入部7，其被从充电器2输入电力；充电控制部10，其控制向二次电池5的充电电流；以及低电力控制部20，其在二次电池5为充满电状态时减少充电控制部10的消耗电力。
充电控制部10具备：第一FET11，其设置于连接到输入部7的电力线8；电池电压检测部12，其连接到二次电池5的两端；充电IC(IntegratedCircuit：集成电路)14，其从电源电路13接受电力的供应而动作；以及CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)15，其同样地从电源电路13接受电力的供应而动作。
第一FET11分别是漏极连接到输入部7侧的电力线8，源极连接到二次电池5侧的电力线8，栅极连接到充电IC14。第一FET11通过充电IC14的输出被进行接通/关断(ON/OFF，导通/截止)控制，使得二次电池5通过将向二次电池5充电的电流设为固定范围的所谓的恒流控制被充电。电池电压检测部12检测二次电池5的电池电压，与CPU15一起作为检测二次电池5的充满电状态的充满电检测部发挥功能。二次电池5的充满电状态是指二次电池5是预定的设定电压，上述设定电压可以适当地设定。
电源电路13连接到电力线8，接受来自输入部7的电力而生成充电IC14和CPU15的驱动电源。充电IC14被输入来自电池电压检测部12和CPU15的输出，将信号输出到第一FET11的栅极。充电IC14在充电中控制向第一FET11的栅极的信号，将在二次电池5中流动的充电电流设为恒流。另外，充电IC14当充电开始时基于来自CPU15的信号使第一FET11接通。进而，充电IC14在充电完成时基于来自电池电压检测部12的输出使第一FET11关断。CPU15当打印机1被使用时从二次电池5接受电力而进行打印机部4的控制。另外，CPU15还构成以下详述的低电力控制部20的一部分。
接着，说明低电力控制部20。低电力控制部20具备第二FET21、时间常数电路22、控制部23以及电源检测部24。第二FET21是切换从输入部7向充电控制部10的电力供应的主开关元件。第二FET21分别是漏极连接到输入部7侧的电力线8，源极连接到二次电池5侧的电力线8，栅极连接到时间常数电路22的中间点A。
时间常数电路22在向输入部7输入电力起的规定时间内将第二FET21的漏极-栅极间的电位差维持在设定值以上(大于等于设定值)。时间常数电路22具备电阻25、26和电容器27。
电阻25设置于将输入部7与第二FET21之间的电力线8和第二FET21的栅极与地的中间点A连接的连接线28。电阻26设置于将中间点A与地连接的连接线29。电容器27设置于将中间点A与地连接的连接线30，与电阻26并联连接。
控制部23当电源检测部24检测出从未向输入部7输入电力的状态向输入了的状态的变化时，维持已被接通的第二FET21的接通状态，当通过电池电压检测部12等检测出二次电池5的充满电状态时，将第二FET21关断。控制部23具备CPU15、电压输出电路31、电阻32、33以及数字晶体管34。
CPU15连接到电压输出电路31，控制该电压输出电路31的输出。电压输出电路31经由相互串联连接到连接线35的电阻32、33连接到地。数字晶体管34并联连接到电容器27、电阻26。数字晶体管34的栅极连接到连接线35中的电阻32、33的中间点B。
电源检测部24检测从未向输入部7输入电力的状态向输入了的状态的变化。电源检测部24具备CPU15和电阻36、37。电阻36、37相互串联连接到将电力线8与地连接的连接线38。电阻36、37的中间点C连接到CPU15。
接着，参照图3说明充电电路6的动作。在进行二次电池5的充电的情况下，使用者将打印机1放置于充电器2(S1)。由此，输入部7连接到充电器2的输出部(未图示)。这样，第二FET21被输入部7输入电力而接通(S2)。具体地，由充电器2降压后的例如19伏特的电压施加到输入部7-地之间，在第二FET21的漏极-栅极之间产生设定值以上的电位差，第二FET21接通。例如通过检测向输入部7的电力的输入，来检测已放置于充电器的状态，通过打印机1的显示部进行显示。显示例如是示出已放置于充电器的状态的LED等。
在被输入部7输入电力时，电流在时间常数电路22中流动，开始电容器27的充电。在电容器27的充电中，中间点A的电位低，第二FET21的漏极-栅极间的电位差被维持为设定值以上，因此第二FET21维持接通状态。CPU15在电容器27的充电中启动，对电压输出电路31及充电IC14分别输出信号(S3)。
在电压输出电路31通过CPU15的信号而启动时，电流在电阻32、33中流动，中间点B的电位上升。于是，数字晶体管34的基极-发射极之间产生电位差且数字晶体管34导通。并行地受到来自CPU15的信号的充电IC14对第一FET11进行恒流控制，从而进行二次电池5的充电(S4)。CPU15在二次电池5的充电中使电压输出电路31启动并将数字晶体管34保持为导通状态。因此，流向电阻26、电容器27的电流被旁通，可以维持中间点A的电位低的状态，所以第二FET21保持接通状态，进行二次电池5的充电。即，数字晶体管34被导通，从而在从电容器27被开始充电起的规定时间之后，使将电容器27的两端电压设为已被设定的电压值的时间常数电路22的功能停止。
在二次电池5的充电中，若充满电检测部检测到二次电池5的充满电(S5)，则CPU15停止向电压输出电路31的输出。即，CPU15若判断为接受来自电池电压检出部12的输入且二次电池5成为了充满电状态，则将向电压输出回路31的输出停止。其结果是，电阻32与电阻33的中间点B的电位下降，在数字晶体管34的基极-发射极之间电位差消失，数字晶体管34截止。另外，此时，充电IC14将第一FET11关断(S6)。
于是，时间常数电路22的功能恢复，开始电容器27的充电(S7)，时间常数电路22的中间点A的电位上升。若经过用时间常数电路22设定的规定时间，则第二FET21的漏极-栅极之间的电压差达不到设定值，第二FET21关断(S8)。由此，充电控制部10的电源被阻挡。因而，该充电电路6即使在二次电池5的充电完成之后打印机1保持被放置于充电器2的状态下，也能够防止产生由充电控制部10导致的待机电力。
在二次电池5的充电完成之后，若使用者将打印机1从充电器2卸下(S9)，则电容器27放电(S10)，充电电路6成为放置打印机1(S1)之前的初始状态。具体地，若打印机1被从充电器2卸下，则向输入部7的输入消失，至此在电容器27中已充电的电荷经由电阻26被放电。例如若与(检测到)向输入部7的电力的输入消失联动而将示出已放置于打印机1的充电器的状态的LED熄灭，则能够作为通知未放置于充电器的状态的显示器使用。也可以另外设置示出未放置的状态的LED并用二次电池5进行显示。此外，当接着对打印机1的二次电池5进行充电时，重复上述的S1～S10的动作。
如以上说明的，根据本实施方式的充电电路6，在二次电池5成为充满电状态且充电完成之后，阻挡向充电控制部10的电力。因此，即使在二次电池5的充电完成之后打印机1保持被放置于充电器2的状态，也能够消除由充电控制部10导致的消耗电力。
另外，本实施方式的充电电路6若电源检测部24检测出从未向输入部7输入电力的状态向输入了的状态的变化，则维持第二FET21的接通状态。因此，若将打印机1放置于充电器2，则能够将第二FET21维持为接通状态并进行二次电池5的充电。因而，尽管为了消除充电控制部10的消耗电力而在充电完成之后将第二FET21关断，但是仅通过再次对二次电池5进行充电时将打印机1放置于充电器2，就能够将第二FET21设为接通状态来进行二次电池5的充电。因此，能够使用于对二次电池5进行充电的操作性变得良好。
本实施方式的充电电路6的特征之一是，消除上述的充电控制部10的消耗电力，并且作为用于不损害操作性的单元，通过时间常数电路22与CPU15的组合来控制第二FET21。具体地，在充电中，通过CPU15的输出将第二FET21维持为接通状态，在充电完成之后通过时间常数电路22将第二FET21维持为关断状态。通过该构成，第二FET21若被输入部7输入电力，则成为接通状态，但是在二次电池5的充电完成之后，尽管控制部23不供应电力且并未进行驱动，但是能够通过时间常数电路22将第二FET21维持为关断状态。
另外，没有另外设置CPU等以在二次电池5的充电完成之后将第二FET21维持为关断，因此作为整个充电电路6，能够减少消耗电力。此外，虽然在二次电池5的充电完成之后由时间常数电路22消耗若干电力，但是这与由CPU15等导致的待机电力相比是极小的，能够充分地减少作为整个充电电路6的消耗电力。另外，本实施方式的充电电路6设置于打印机1，因此还能够将进行打印机部4的各种控制的CPU15用作充电电路6的控制部，能够简化打印机1的控制部的构成。
此外，在本实施方式中，虽然将充电电路6设置于作为电气设备的打印机1，但是也能够将充电电路6设置于充电器2。另外，在本实施方式中，虽然作为电气设备以打印机1为例进行了说明，但是不限于此。电气设备例如只要是智能电话、头戴式耳机等使用二次电池的电气设备即可。
上述实施方式只是作为一个例子而提出的，并非旨在限定发明的范围。该实施方式能够以其它各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。该实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，并且被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (10)

1.一种充电电路，其特征在于，具备：
输入部，其输入用于对二次电池进行充电的电力；
充电控制部，其连接到从所述输入部直至所述二次电池的电力线，通过来自该输入部的电力进行驱动，并且控制向所述二次电池的充电电流；
主开关元件，其设置于所述电力线的、所述充电控制部的所述输入部侧，在所述输入部与栅极端子的电位差为设定值以上的状态下接通；
时间常数电路，其具有在从向所述输入部输入电力起的规定时间内将所述电位差维持为所述设定值以上、在所述规定时间经过后将所述电位差维持为不到设定值的功能；
控制部，其连接到所述电力线的、所述主开关元件的所述二次电池侧，通过来自所述输入部的电力进行驱动，并且控制所述主开关元件；以及
充满电检测部，其检测所述二次电池的充满电状态，
其中，所述控制部在从被所述输入部输入电力起的所述规定时间内进行驱动，使所述时间常数电路的功能停止，从而将所述主开关元件维持为接通状态，当所述充满电检测部检测出充满电时，使所述时间常数电路的功能恢复，在所述规定时间经过后，将所述主开关元件关断。
2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，
所述时间常数电路具备：电阻，其设置于将所述主开关元件的所述输入部侧的电力线与从所述栅极向地连接的配线连接的连接线；以及电容器，其设置于将所述配线与所述连接线的连接点与地连接的连接线，
所述控制部具备与所述电容器并联设置的控制开关元件。
3.根据权利要求2所述的充电电路，其中，
所述电容器根据来自所述输入部的电力被断开而放电。
4.根据权利要求1所述的充电电路，其中，
所述充电控制部包括CPU和基于来自所述CPU的信号进行动作的充电IC，还包括生成所述CPU和所述充电IC的驱动电源的电源电路。
5.根据权利要求4所述的充电电路，其中，
所述电源电路还生成所述控制部的CPU的驱动电源。
6.根据权利要求5所述的充电电路，其中，
所述充电控制部的CPU和所述控制部的CPU是共用的。
7.一种电气设备，其特征在于，具备：
根据权利要求1至6中任一项所述的充电电路；以及由所述二次电池驱动的负载。
8.根据权利要求7所述的电气设备，其中，
还具备显示部，通知已将所述二次电池放置于进行充电的充电器的状态。
9.根据权利要求7所述的电气设备，其中，
还具备显示部，通知未将所述二次电池放置于进行充电的充电器的状态。
10.一种充电器，其特征在于，
对所述二次电池进行充电，所述二次电池具备：根据权利要求1至6所述的充电电路；以及AC/DC转换器，其连接到AC商用交流电源，将交流电源转换为直流电源。
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