CN1236539C

CN1236539C - 充电器

Info

Publication number: CN1236539C
Application number: CNB011445467A
Authority: CN
Inventors: 川嶋信弘
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: CN1360384A; HK1049925B; JP2002191129A; GB2374473B; GB0130522D0; US6534951B2; HK1049925A1; GB2374473A; US20020074970A1

Abstract

一种充电器，其中作为二次电池的电池部件可拆卸地装入充电器本体，而且所述充电器侧的第一和第二输出端子、以及电池部件侧的正极端子和负极端子相互连接，从而使充电电流通过第一和第二输出端子从所述充电器的充电控制电路输送到电池部件，以对电池部件进行充电。所述充电器包括开关装置，所述开关装置用于在所述电池部件未被装入时，切断所述充电控制电路、和所述第一和第二输出端子中的其中一个端子之间的电连接，并用于当所述电池部件被装入时，建立所述充电控制电路和其中一个输出端子之间的电连接。

Description

充电器

技术领域

本发明涉及对二次电池充电用的充电器。

背景技术

在常规充电器中，即使二次电池处于电气不连接的状态，只要输入端有电源供给，在充电用的输出端子上仍有电压输出。

在多数充电器中，当二次电池在电气上未被连接时，充电用的输出端子被保持为暴露状态。因此在输出端子上由金属或类似物引起短路的可能性是较大的。如上面所述，即使二次电池处于电气不连接状态，充电器仍输出充电电压。所以，一旦发生输出端子短路，就可能发生充电器内部的异常发热或充电器内部元件的热破坏。

另一方面，常规充电器甚至能对专用的二次电池以外的电池充电。然而，当专用的二次电池以外的二次电池被错误地充电时，有可能引致二次电池的性能降低，引致二次电池损坏或液漏。

发明内容

本发明是针对上述问题的研究完成的。因此，本发明的目的是提供一种充电器，它能避免二次电池被连接时输出端短路的可能性，并能防止使用除专用的二次电池之外的二次电池。

为了达到上述和其他目的，提供一种充电器，其中作为二次电池的电池部件可拆卸地装入充电器本体，而且所述充电器侧的第一和第二输出端子、以及电池部件侧的正极端子和负极端子相互连接，从而使充电电流通过第一和第二输出端子从所述充电器的充电控制电路输送到电池部件，以对电池部件进行充电。所述充电器包括开关装置，所述开关装置用于在所述电池部件未被装入时，切断所述充电控制电路、和所述第一和第二输出端子中的其中一个端子之间的电连接，并用于当所述电池部件被装入时，建立所述充电控制电路和其中一个输出端子之间的电连接。

另一方面，作为根据本发明充电器的结构的一个范例，所述开关装置为磁场检测开关，所述磁场检测开关响应于被安装在电池部件中的磁场产生装置产生的磁场而进行开关。该开关装置具有串接插入在输出端子和电池充电控制装置之间的接触点，并由磁场检测开关例如舌簧开关构成，当被装在预定的二次电池中的磁场产生装置例如磁铁产生的磁场被测出时，输出切断装置使接触点闭合。

另一方面，作为根据本发明充电器的结构的另一个范例，所述磁场产生装置是磁铁，所述磁场检测开关是舌簧开关、霍耳集成电路(Hall IC)或类似器件，用于检测被装在预定的二次电池中的磁场产生装置所产生的磁场。

作为根据本发明充电器的结构的又一个范例，所述磁场产生装置是磁铁，所述磁场检测装置是舌簧开关，所述开关元件是场效应晶体管，例如场效应晶体管或类似器件，它被串接插入在输出端子和电池充电控制装置之间，并在磁场被磁场检测装置测出时，在输出端子和电池充电控制装置之间建立连接。

作为根据本发明充电器的结构的又一个范例，所述开关装置包括机械开关，所述机械开关具有触点，所述触点在所述电池部件装入所述充电器本体上时闭合。该机械开关其串接插入在输出端子和电池充电控制装置之间。

作为根据本发明充电器的结构的再一个范例，当被提供在电池部件侧上的凸出部分与形成在所述充电器本体侧上的凹部相配合时，所述所述机械开关的所述触点闭合。被提供在预定的二次电池上的预定元件是一个凸出部分，与凸出部分相配合的凹进部分被形成在充电器的主体中，机械开关被提供在凹进部分的底部。

另一方面，作为根据本发明充电器的结构的又一个范例，所述开关装置包括：机械开关，所述机械开关具有触点，所述触点在所述电池部件装入所述充电器本体上时闭合；以及开关元件，所述开关元件用于当所述机械开关的触点闭合时，使充电电流从所述充电控制电路流向所述电池部件。机械开关根据设置在预定的二次电池上的预定元件的操作而断开和闭合；开关元件被串接插入在输出端子和电池充电控制装置之间，并且当机械开关被置于表示预定的二次电池被装入的状态时，在输出端子和电池充电控制装置之间建立连接。

从下面给出的详细描述和本发明优选实施例的附图中，本发明将被更全面地了解，但是，这些实施例不应被作为对本发明的限制，而仅仅是为了解释和理解的方便。

附图说明

图1A和1B是表示根据本发明充电器的第一实施例的结构的方块图；

图2是根据本发明充电器的第一实施例和电池部件的外部透视图；

图3A是表示根据本发明充电器的第二实施例的结构的方块图；

图3B是表示预定的电池组被连接至充电器的状态的方块图；

图4A是表示根据本发明充电器的第三实施例的结构的方块图；

图4B是表示预定的电池组被连接至充电器的状态的方块图；

图5A是表示根据本发明充电器的第四实施例的结构的方块图；

图5B是表示预定的电池组被连接至充电器的状态的方块图；

图6是表示根据本发明充电器的第五实施例和电池部件的外部透视图。

具体实施方案

下面，将参考附图，就根据本发明充电器的优选实施例，对本发明进行详细讨论。在下面的描述中，提出许多特定的细节是为了提供对本发明的全面理解。对技术人员来说显而易见的是，在这些特定的细节范围以外，本发明也可以实施。另外，为了避免本发明的不必要的模糊，对众所周知的结构不作详细说明。

(第一实施例)

图1A是根据本发明充电器的第一实施例的结构方块图，图1B是表示预定的电池部件被连接至图1A的充电器的状态的方块图，图2是根据本发明充电器的第一实施例和电池部件的外部透视图。所示实施例的充电器1采用插入电源线输出侧的舌簧开关14作为输出切断装置，用于在预定的电池部件2电气上未被连接时切断输出端的输出。

也就是说，充电器1包括：电池充电控制电路11，它输出充电电流以便对电池组2进行充电；第一输出端子12，它被连接至电池充电控制电路11的正极侧的输出；第二输出端子13，它被连接至电池充电控制电路11的负极侧的输出；以及舌簧开关14，它被串接插入在输出端子12与电池充电控制电路11之间。

另一方面，电池部件2是专用于充电器1的第二电池，它包括电池21；正极端子22，它被连接至电池21正极侧；负极端子23，它连接至电池21负极侧；以及使充电器1的舌簧开关14闭合的磁铁(永久磁铁)24。

在图2中，充电器1在本体的舌簧开关安装部位A上插入舌簧开关14。电池部件在图2所示的磁铁安装部位B上插进磁铁24。舌簧开关14是一种响应磁场强度而被激活的元件。因此，需要确定舌簧开关安装部位A和磁铁安装部位B，以便在电池部件被装入充电器1本体时，磁铁24被放置在紧靠舌簧开关14。

下面，将对所示充电器1的实施例的操作进行讨论。如图1A中所示，当电池部件2未被装入充电器1的本体时，充电器1的舌簧开关14由于没有经受插在电池部件2中的磁铁24的磁力影响。所以舌簧开关14保持断开状态。结果，即使在电池充电控制电路11输出电压时，充电器1的输出仍然保持断开。

当电池部件2被装入充电器1的本体时，如图1B中所示，充电器的输出端子12与电池部件2的正极端子22相连接，与此连带，充电器1的输出端子13与电池部件2的负极端子23相连接。然后，装进充电器1本体的舌簧开关14与装进电池部件2的磁铁24相互紧靠地被放置。这样，当舌簧开关14受到大于或等于预定值的磁力影响的时候，它将被激励为闭合状态。根据这个原理，当电池部件2被装入充电器1中时，舌簧开关14响应磁铁24的磁力变成闭合状态。结果，由于充电器1的输出变成接通(ON)，因此充电器1的电池充电控制电路11对安装在电池部件2中的电池21充电。

如上所述，通过利用安装在电池部件2中的磁铁24的磁力，激励装在充电器1本体上的舌簧开关14，充电器1的输出仅在装入预定的电池部件2时被接通，而当电池部件2没有被装入时，充电器1的输出被转换为断开(OFF)。

(第二实施例)

图3A是表示根据本发明充电器的第二实施例的结构方块图，图3B表示预定的电池部件被连接至充电器的状态的方块图，所述的充电器1a的实施例，采用n-沟道MOS场效应晶体管(此后称为FET)15作为插在电源线的输出侧的半导体开关元件，用作输出切断装置，而舌簧开关14a切换FET 15的栅极电压。

也就是说，充电器1a输出充电电流，向电池部件2充电。与此相连，充电器1a具有：电池充电控制电路11a，它输出提供给FET 15栅极的“高”电平的电压；第一输出端子12；第二输出端子，它被连接至电池充电控制电路11a的负极侧的输出端；舌簧开关14a，从电池充电控制电路11a来的“高”电平电压输入到它的一端，它的另一端被连接至FET 15的栅极；以及FET 15，它的漏极被连接至电池充电控制电路11a的正极侧的输出端，它的源极和基底被连接至第一输出端子12。类似于第一实施例，充电器1在图2所示的舌簧开关安装位置A上插入舌簧开关14a。电池部件2的结构与第一实施例相同。

下面，将对所示充电器1a的实施例的操作进行讨论。如图3A所示，当电池部件2未装入充电器1a的本体时，舌簧开关14a由于没有经受安装在电池部件2中的磁铁24的磁力影响，因此它保持在断开状态。结果，由于FET 15转换为截止(OFF)，即使电池充电控制电路11a输出电压，充电器1a的输出仍然保持断开(OFF)状态。

当电池部件2被装入充电器1a的本体时，类似于第一实施例，装在充电器1a的舌簧开关14a与装在电池部件2的磁铁相互紧靠地被放置。这样，舌簧开关14a经受磁体24的磁力影响，成为闭合状态。从电池充电控制电路来的“高”电平电压，通过舌簧开关14a被提供给FET 15的栅极。结果，FET 15的源-漏极变成接通(ON)状态，并且充电器1a的输出变成接通(ON)。所以，电池充电控制电路11a向电池部件2的电池21充电。

如上所述，即使在FET 15与舌簧开关14a相组合时，充电器1a的输出只在预定的电池部件2未装入时被转换为接通(ON)，而在电池部件2未装入时充电器1a的输出被保持为断开(OFF)。

(第三实施例)

图4A是表示根据本发明充电器的第三实施例的结构方块图，图4B表示预定的电池组被连接至充电器的状态的方块图，所述的充电器1b实施例采用插在电源线输出侧的场效应晶体管(FET)15b，霍耳集成电路16，和用于根据霍耳集成电路16的输出，切换FET 15b的栅极电压的电池充电池控制电路11b，它们用作输出切断装置。

也就是说，充电器1b输出充电电流，并具有：根据霍耳集成电路16的输出用于切换FET 15b的栅极电压的电池充电控制电路11b；第一输出端子12；被连接至电池充电控制电路11b的负极侧的第二输出端子13；FET 15b的漏极被连接至电池充电控制电路11b的正极侧的输出，而源极和基底被连接至第一输出端子12；和霍耳集成电路16。

充电器1b在第一实施例中所讨论的引导开关安装位置A装有霍耳集成电路16。霍耳集成电路16是一个电子电路部件，它响应被收扰的磁场强度(像舌簧开关那样)而被激活。当不存在磁力时，霍耳集成电路16在所示的实施例中以“高”电平电压输出，当所加的磁力高于或等于预定值时，则输出“低”电平电压。电池组的结构与第一实施例相同。

下面，将讨论充电器1b的所示实施例的操作。如图4A中所示，当电池部件2未被装入充电器1b的本体中时，充电器1b的霍耳集成电路16不经受装在电池部件2中的磁铁的磁力。所以，输出“高”电平电压输出，电池充电控制电路11b接收这个电压输出，向FET 15b输出“低”电平电压，使FET 15b转换为截止(OFF)状态。因此，即使电池充电控制电路11b输出电压，充电器1b的输出被保持为断开(OFF)状态。

当电池组2被装入充电1b时，装在充电器1b中的霍耳集成电路16和装在电池部件2中的磁铁24彼此贴近。霍耳集成电路16输出“低”电平电压输出。响应这个电压输出，电池充电控制电路11b输出“高”电平电压。结果，FET 15b被转换为导通(ON)状态，使充电器1b处于接通(ON)状态。

如上所述，即使在FET 15b和霍耳集成电路16的组合，只有当预定的电池部件2被装入，充电器1b的输出才被转换为接通(ON)状态，而电池部件2未被装入时，充电器1b被维持为断开(OFF)。

(第四实施例)

图5A是表示根据本发明充电器的第四实施例的结构方块图，图5B表示预定的二次电池被连接至充电器的状态的方块图，图6是根据本发明充电器的第四实施例和电池组的外部透视图。所示充电器1c的实施例采用机械开关，例如按钮开关，它被插入电源线的输出侧，作为输出切断装置。

也就是说，充电器1c包括：电池充电控制电路11；第一输出端子12，它被连接至电池充电控制电路11的正极的输出端；第二输出端子13，它被连接电池充电控制电路11的负极侧的输出端；以及按钮开关17，它被串接插入在输出端子12和电池充电控制电路11之间。

另一方面，电池部件2c具有：电池21；正极端子22，它被连接至电池21的正极侧；以及负极端子23，它被连接至电池21的负极测。

如图6中所示，在充电器1c的主体上，凹进部分26被提供在与电池部件2c相对的表面上。为了防止错误操作，铵钮开关17被提供在凹进部分26的底部，以使按钮开关17的按键顶部决不会从电池部件1c的主体表面凸出。

另一方面，在电池部件2c中，提供有由树脂模制而成的凸出部分25。当被装入充电器1c中时，凸出部分25下压按钮开关17。

这里，作为按钮开关17，前提是被按时闭合的ON(正常打开)型开关。电池部件2c的凸出部分25必须是这样的形状，即能与按钮开关17的铵键顶部定位配套，并能充分下压按键顶部。

下面，将讨论所示实施例的充电器1c操作。如图5A中所示，电池部件2c未被装入充电器1c的主体中，按钮开关17保持断开状态。结果，即使电池充电控制电路11输出电压，充电器1c的输出仍保持断开(OFF)状态。

当电池部件2c被装入充电器1c，凸出部分25与充电器1c的凹进部分相配合时，装在充电器1c中的铵钮开关17被电池部件2c上设置的凸出部分25下压，并因此闭合。结果，充电器1c的输出变成接通(ON)状态。充电器1c的电池充电控制电路11对装在电池部件2c上的电池21充电。

如上所述，在这种结构中，机械开关被插在充电器1c的电源线输出侧，所以当预定的电池部件2c被装入时，机械开关被转换为接通(ON)状态。在电池部件2c未被装入的情况下，充电器1c的输出能被保持为断开(OFF)状态。

应当注意，在图4中所示的第三实施例中，按钮开关17可被用来代替霍耳集成电路16。也就是说，将按钮开关17的一个触点连接至地，将铵钮开关17的另一端引出接至电池充电控制电路11b，如使用霍耳集成电路16时那样；当电池部件2c未被装入而向电池充电控制电路11b输入“高”电平电压时，按钮开关17被保持为OPEN(断开)。当按钮开关被电池部件2c下压而被置于闭合状态时，“低”电平电压被输入至电池充电控制电路11b。因此，可实现与第三实施例同样的操作。

就本发明来说，提供有输出切断装置，所以当预定的二次电池未被装入时，输出端子与电池充电控制装置之间的连接被切断，使输出断开，当预定的二次电池被装入时，输出端子和电池充电控制装置被连接，使输出为接通。因此，即使在二次电池未被装入的情况下暴露的输出端子被金属或类似物短路，也能防止充电器发热或元件损坏，从而提高了安全性。另一方面，即使不同于专用的二次电池电池被拿来充电时，输出变成断开。所以，决不会发生专用的二次电池以外的二次电池的错误充电，从而避免充电器损坏或电池液体泄漏。

虽然本发明已就它的范型实施例被作了图示和描述，技术人员应当懂得：在不偏离本发明的精神和范围的情况下，上述和各种其他修改、删除和增添都可在其中做成。因此，本发明不应该被理解为局限于上面描述的特定实施例，而是包括能在所附权利要求中所作的进一步陈述的范围和等效的范围内被具体实现的所有可能的实施例。

Claims

1、一种充电器，其中作为二次电池的电池部件可拆卸地装入充电器本体，而且所述充电器侧的第一和第二输出端子、以及电池部件侧的正极端子和负极端子相互连接，从而使充电电流通过第一和第二输出端子从所述充电器的充电控制电路输送到电池部件，以对电池部件进行充电，其特征在于：

所述充电器包括开关装置，所述开关装置用于在所述电池部件未被装入时，切断所述充电控制电路和所述第一和第二输出端子中的其中一个端子之间的电连接，并用于当所述电池部件被装入时，建立所述充电控制电路和其中一个输出端子之间的电连接。

2、如权利要求1所述的充电器，其特征在于所述开关装置为磁场检测开关，所述磁场检测开关串接插入在所述输出端子和所述电池充电控制装置之间并响应于被安装在电池部件中的磁场产生装置产生的磁场而进行开关。

3.如权利要求2所述的充电器，其特征在于所述磁场产生装置是磁铁，所述磁场检测开关是舌簧开关。

4、如权利要求1所述的充电器，其特征在于所述开关装置包括：

磁场检测装置，所述磁场检测装置用于检测由被安装在电池部件中的磁场产生装置所产生的磁场；和

开关元件，所述开关元件串接插入在所述输出端子和所述电池充电控制装置之间，用于在所述磁场被所述磁场检测装置测出时，使充电电流从所述充电控制电路流向所述电池部件。

5.如权利要求4所述的充电器，其特征在于所述磁场产生装置是磁铁，所述磁场检测装置是舌簧开关，所述开关元件是场效应晶体管。

6.如权利要求4所述的充电器，其特征在于所述磁场产生装置是磁铁，所述磁场检测装置是霍耳集成电路，所述开关元件是场效应晶体管。

7.如权利要求1所述的充电器，其特征在于所述开关装置包括机械开关，所述机械开关具有触点，所述触点串接插入在所述输出端子和所述电池充电控制装置之间并在所述电池部件装入所述充电器本体上时闭合。

8.如权利要求7所述的充电器，其特征在于当被提供在电池部件侧上的凸出部分与形成在所述充电器本体侧上的凹部相配合时，所述机械开关的所述触点闭合。

9.如权利要求1所述的充电器，其特征在于所述开关装置包括：

机械开关，所述机械开关具有触点，所述触点在所述电池部件装入所述充电器本体上时闭合；以及

开关元件，所述开关元件串接插入在所述输出端子和所述电池充电控制装置之间，用于当所述机械开关的触点闭合时，使充电电流从所述充电控制电路流向所述电池部件。