CN1767258B

CN1767258B - 电池充电器

Info

Publication number: CN1767258B
Application number: CN2005101180407A
Authority: CN
Inventors: 唐裔隆
Original assignee: Totex Design Ltd
Current assignee: Totex Design Ltd
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2025-10-26
Also published as: CN1767258A; US20060087281A1; US7365514B2

Abstract

本发明涉及一种适应于一系列的电池的通用电池充电器。对于每一不同类型的电池，提供一适配器或连接器以便与包括主电源的标准壳体接合。该适配器包括控制充电过程且对于每一种电池类型特制的电子装置。该适配器形成充电器的前部并从前面滑入。

Description

电池充电器

技术领域

本发明涉及电池充电器，但是不仅仅涉及能够对不同尺寸和类型的电池进行充电的充电器。

背景技术

在充电领域中已知的是，不同类型的电池具有不同的触点布置和充电要求。例如，美国专利No.2003/0117107披露了一种例如用于不同构形的电动工具电池的电池充电器的电气部件。其中设置有用于识别特定的电池化学特性的电路；然而，该机械界面构造成用于单个电池连接的类型。

美国专利No.5926005披露了一种设置有适配器的电池充电器，该适配器具有不同高度的接合位置以便接纳不同尺寸的电池。

美国专利No.5144217披露了一种可接收不同构形的电池组的通用充电器，该不同构形的电池组构造有至少一个电池与特定的接线盒组件同心定位。

美国专利No.3696283披露了一种具有与单个电源模块配合的充电模块的电池充电器组件。每一充电模块适于容纳具有特定形态和电气结构的电池。

美国专利No.5633574披露了一种具有用于将不同尺寸的电池定位在充电腔内的间隔件的电池充电器。

美国专利No.5280229披露了一种包括用于接纳相应构形的电池的独立适配器插入件的电池充电装置。

美国专利No.6204632披露了一种模块化的电池充电系统，其中每一电池充电模块构造成用于特定的电池装置。

美国专利No.6380711披露了一种可实现一系列检测以便确定被充电的电池的类型的电池充电器。

美国专利No.2003/0090234披露了一种具有保护结构的电池充电器。

美国专利No.2002/0158605披露了一种可充电的手电筒和充电组件，对于与该手电筒兼容的辅助电池而言，该组件可对其进行保持、充电、和保持电力。

发明内容

因此本发明的目的在于克服现有技术中的所有缺陷或者至少向公众提供一种有用的选择方案。

因此，在本发明的第一方面中，提供了一种电池充电器，其包括：

壳体，该壳体包括电源器，构造成便于接收电源电压并在连接端子处提供低压的电源；

电池连接器，其构造成便于与该壳体接合并接纳预定类型的电池；以及

带有该连接器的充电控制器，其接收来自该连接端子的适合该电池连接器接纳的电池类型的所述低压并经电池端子向该电池提供充电电压。

优选的是，该电池充电器还包括多个可互换的电池连接器，以便适应于多个不同的电池，并且该壳体构造成便于接纳所述多个连接器。

优选的是，每一连接器构造成便于对特定容量、电压、化学物质和/或形状要求的电池进行充电。

优选的是，该电池充电器还包括该壳体的透明部分，以便可从外面看见该壳体的内部。

优选的是，该电池充电器还包括用于将该连接器锁定就位的锁闩件或按钮，以及在该锁闩件或按钮中的充电状态指示装置。

在本发明的第二方面中，提供了一种电池充电器，其包括：

电池连接器，其构造成便于接收来自该连接端子的所述低压、与该壳体接合、接纳预定类型的电池、并且经电池端子向该电池提供充电电压；以及

其中，该连接器构造成便于提供该壳体的连续部分并且由此构成其前部。

优选的是，该电池充电器还包括包括排气孔和该锁闩件或按钮的背板，并且该排气孔由该壳体遮蔽，沿该壳体的下侧边缘的通风槽口阵列向内，以便微小的物质不能直接落入该壳体内。

优选的是，该电池充电器还包括该壳体的底侧和该背板之间的空气通道，以便将热的空气从该壳体内经由该排气孔排出。

优选的是，该电池充电器还包括在该壳体和该连接器的侧面处的凹陷，每一凹陷沿该壳体和该连接器的上侧边缘的轮廓终止以便手指容易抓持。

在本发明的第三方面中，提供了一种电池充电器，其包括：

其中，该连接器构造成便于从前面滑动到该壳体上。

优选的是，该电池充电器还包括在该壳体上的至少两个突脊，在使用中用作导轨以便该连接器滑动并与该连接器中的相应的V形槽口接合。

优选的是，该电池充电器还包括在该突脊的端部处的切去部分，以便与该V形槽口的端部处的相应钩形部接合，由此使得该连接器在锁定位置与该壳体接合。

优选的是，该电池充电器还包括在带有钩形部的该连接端子之上的界面连接器护套，在使用中当处于该锁定位置时锁定该连接器的界面连接器开口。

优选的是，该界面连接器开口在四个侧面上遮蔽界面插针式阳连接器，以避免意外撞击损坏。

对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离权利要求限定的本发明范围的情况下，可作出结构上的变型并提出本发明的不同实施例及其应用。在此披露的内容和详细描述仅仅是示意性的，而不是限定性的。

本发明包括以上所述的内容，并且依据本发明还可构思到以下的只是作为示例来描述的结构。

附图说明

以下参照附图来详细描述本发明的一个优选实施形式，在附图中：

图1是主盒体的示意图；

图2是托架主体的示意图；

图3示出了电动工具电池的充电器；和

图4示出了电动工具充电功能的电路图。

具体实施方式

电动工具充电器包括壳体或主盒体2和可拆卸的电池连接器或托架主体18。在主盒体2上设置有用于配合的插针式阴连接器16，在托架主体18上设置有插针式阳连接器21，以便在主盒体2与托架主体18之间传输直流(DC)电和多个通信信号。

主盒体2包括主盒体顶部2a、主盒体底部2b、和透明的成一体的按钮/锁闩件/背板10。在主盒体2的前部，设置有用于置靠托架主体18的平台部15。靠近平台部15的顶部的两个边缘处，设置有两个突脊13，托架主体18可沿该突脊滑动并限定为侧向滑动。在透明的且成一体的按钮/锁闩件/背板10的按钮区域9上的凹陷还可作为LED(发光二极管)指示灯8，以便表明电池的各种充电状态。在透明的背板5上设置有位于后部的交流电(AC)输入插座3。主盒体2置靠在位于其底侧上的四个支座1上。

在主盒体2的两个下侧边缘上，设置有用于新鲜空气吸入的通风槽口阵列6。在空气流经在主盒体2中的变压器和印刷电路板上的集成电路之后，空气经在成一体的按钮/锁闩件/背板10上孔阵列11排放到位于主盒体顶部2a内与成一体的按钮/锁闩件/背板10之间的空气通道中并且随后再排放到大气中。

托架主体18包括托架主体顶部18a和托架主体底部18b。在托架主体18的顶部上，设置有凹的电池腔24，其用于特定的一个或多个型号的电动工具电池。在电池腔24的内侧面上，设置有多个充电触点25，以便用于电池充电且将其它信号从电池传输给托架主体18。设置有两个V形的槽口20以便与在主盒体2上的突脊13相配合。

该托架可通过模制成特制的形状从而适应于特定的形状需要，或者该托架可设置有模块化的插入件以便适应于不同的形状。相似地，该触点可设置在特制用于特殊电池的预定结构中，或者构造成适于多种类型。

改变托架主体

通过按压成一体的按钮/锁闩件/背板10的按钮9的凹陷8，锁闩件7的位置下降并且与托架主体18上的突脊23脱开接合。在托架主体18沿突脊13滑动过程中，在托架主体的V形槽口20的端部处的钩形部19与突脊13的端部处的切去部分14脱开接合，并且在托架主体18上的连接器开口22与主盒体2上的连接器护套17脱开接合。通过将一新的类型的带V形槽口20的托架主体18在主盒体2的突脊13上滑动，托架主体18的连接器开口22与主盒体2上的连接器护套17接合，并且在V形槽口20的端部处的钩形部19与突脊13的端部处的切去部分14接合。最后，借助由成一体的按钮/锁闩件/背板10的长度提供的弹性卡合动作，从而使得成一体的按钮/锁闩件/背板10的锁闩件7抵靠突脊23锁定该托架主体18。

电子结构

托架主体18容纳微处理器控制单元，其检测电池是否插入到充电触点25。该主控制单元的直流电源经由界面连接器16、21由主盒体2提供。在一些情况下，托架主体18设计成可同时用于两个兼容的形状要求(form factor)，(由于不同的形状要求)，主控制单元从不同充电触点25感测到的信号，分辨出不同的该形状要求。该微处理器控制单元接收由剩余能量计提供的来自电池的电压信号，并且将该信号与预设的不同组的电池电压和容量参数进行比较以便确定在所插入的电池的名义电压和充电电力百分比(充电电力百分比与名义电压的差值是与其相关)。微处理器控制单元借助界面连接器16、21向(主盒体2中的)充电开关和备用的开/关单元输出开/关信号。其还借助界面连接器16、21向(主盒体2中的)指示单元和主电力单元分别输出指示信号和电池电力信号。

优选的是，对于电池的类型，微处理器、专用集成电路(ASIC)、或其它电子器件可进行特定的编程或构造。例如，该编程可确保充电方式考虑到：

-特定的电池化学物质，例如：Ni-Cd、Ni-MH、Li-ion、和铅酸。

-特定的电池电压。

-特定的电池容量。

或者，单个微处理器可编程成便于感测到电池的类型或输入电池类型，并且由此特殊定制充电方式。

主盒体2容纳有可调节的电源板。可调节的电源板分成高压部分和低压部分。在高压部分中，输入到转接变压器中的交流电由主脉冲宽度调制开关电源来控制。用于操纵该主脉冲宽度调制开关电源的直流电源借助电磁顺应抑制单元或整流器从电力线中过滤掉任何电波动，以便防止对该可调节的电源板的任何损坏。主脉冲宽度调制开关电源由来自转接变压器的高压电源输出、隔离的反馈感测单元、和备用开/关单元的信号来控制，并且使得电力输出到该转接变压器。该变压器使得高压直流电经由整流器输出到隔离反馈感测单元和主脉冲宽度调制开关电源。

在低压部分中，该转接变压器借助主电力整流器、充电开关、并经过界面连接器16、21向主电力控制电路和(在托架主体18中的)充电触点25输出一个低压直流电。该充电开关由通过界面连接器16、21来自(在托架主体18中的)微处理器控制单元的开/关信号来控制。该转接变压器借助界面连接器16、21向(在托架主体18中的)主控制板、主电源控制单元、和指示单元输出另一低压直流电。该主电源控制单元接收(经由界面连接器16、21)来自(在托架主体18中的)微处理器控制单元的信号以及来自主电源整流器的信号，并且随后将信号输出到隔离反馈感测单元。该备用的充电开/关单元借助界面连接器16、21由(在托架主体18中的)微处理器控制单元来控制，并且将信号输出到主脉冲宽度调制开关电源。

电池充电

当交流电电线插座插入到交流电电网电源中并且另一端插入到位于透明的背板5上的交流电电力输入端3中，电动工具充电器准备好对电池进行充电。当电动工具电池插入到托架主体18的电池腔24中时，主盒体2经由插针式界面连接器16、21将直流电传输到充电触点25。“无电池”、“充电中”、和“已完全充电”的状况被检测到并且由透明的且成一体的按钮/锁闩件/背板10的按钮9区域中的凹陷处的LED指示灯8显示出来。

每一托架主体构造成用于特定类型的电池。在优选实施例中，其包括在充电时适应于电池的形状要求，并且对于特定电池充电要求从而对微处理器进行编程。这使得该主体对于所有类型的电池都是标准的，以便对于主体电源而言安全规格是适用的。因此，托架主体的改变不会影响该规格。

另外，由于可互换的托架设置在充电器的前部，因此壳体的内部空间可最大化，(容纳体积较大的变压器等)，使输出电力可进一步增大。用于充电的触点组装在适配器中，因此当改变适配器以适合不同的电池或装置配件时，触点位置也可改变。

借助顶部空气出口可实现另一优点，该顶部空气出口延伸穿过顶表面的大部分，而且在覆盖腔内，引导空气流流向位于充电器的背侧的开口。这避免了较小面积的开口容易被覆盖从而造成的任何损坏。

托架从前面滑入从而装接到充电器主体上可实现另一优点，这使得充电器放置在架子上时可容易地更换托架。另外，由于托架可从前端扩大，因此可接纳更大尺寸的装置的电池。

Claims

1.一种电池充电器，其包括：

主盒体，其包括电源电路，构造成便于接收电源电压并在连接端子处提供低压的电源；

可拆卸的电池托架主体，其包括电子式充电控制电路，并构造成接纳预定类型的电池和在所述连接端子处与所述主盒体接合；以及

在所述可拆卸的电池托架主体内的所述充电控制电路接收来自所述连接端子的所述低压并经电池端子向该电池提供充电电压，该电池端子适合于所述类型的电池。

2.如权利要求1所述的电池充电器，其特征在于，还包括多个可互换的电池托架主体，以便适应于多个不同的电池，并且该所述主盒体构造成便于接纳所述多个可互换的电池托架主体。

3.如权利要求2所述的电池充电器，其特征在于，所述每个可互换的电池托架主体构造成便于对特定容量、电压、化学物质和/或形状要求的电池进行充电。

4.如权利要求3所述的电池充电器，其特征在于，还包括该主盒体的透明部分，以便可从外面看见该主盒体的内部。

5.如权利要求4所述的电池充电器，其特征在于，还包括用于将该可拆卸的托架主体锁定就位的锁闩件或按钮，以及在该锁闩件或按钮中的充电状态指示装置。

6.一种电池充电器，其包括：

可拆卸的电池托架主体，其构造成便于接收来自该连接端子的所述低压、与该主盒体接合、接纳预定类型的电池、并且经电池端子向该电池提供充电电压；以及

其中，该托架主体构造成便于提供该主盒体的连续部分并且由此构成其前部。

7.如权利要求6所述的电池充电器，其特征在于，还包括具有排气孔和锁闩件或按钮的背板，其中由该主盒体遮蔽的该排气孔和沿该主盒体的下侧边缘的通风槽口阵列向内凹，使微小的物质不能直接落入该主盒体内。

8.如权利要求7所述的电池充电器，其特征在于，还包括该主盒体的侧和该背板之间的空气通道，以便将热的空气从该主盒体内经由该排气孔排出。

9.如权利要求8所述的电池充电器，其特征在于，还包括在该主盒体和该托架主体的侧面处的凹陷，每一凹陷沿该主盒体和该托架主体的上侧边缘的轮廓终止以便手指容易抓持。

10.一种电池充电器，其包括：

可拆卸的电池托架主体，其包括电子式充电控制电路并构造成便于接收来自该连接端子的所述低压、与该主盒体接合、接纳预定类型的电池、并且经电池端子向该电池提供充电电压；以及

其中，该托架主体构造成便于从前面滑动到该主盒体上。

11.如权利要求10所述的电池充电器，其特征在于，还包括在该主盒体上的至少两个突脊，在使用中用作导轨以便该托架主体滑动并与该托架主体中的相应的V形槽口接合。

12.如权利要求11所述的电池充电器，其特征在于，还包括在该突脊的端部处的切去部分，以便与该V形槽口的端部处的相应钩形部接合，由此使得该托架主体在锁定位置与该主盒体接合。

13.如权利要求12所述的电池充电器，其特征在于，还包括在带有钩形部的该连接端子之上的界面连接器护套，在使用中当处于该锁定位置时锁定该托架主体的界面连接器开口。

14.如权利要求13所述的电池充电器，其特征在于，该界面连接器开口在四个侧面上遮蔽界面插针式阳连接器，以避免意外撞击损坏。