CN209982138U - 充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种充电器,使得在蓄电池组中,能够根据从充电器供给的电源电压而适当地生成所需的电源电压。充电器能够拆装蓄电池组。蓄电池组能够相对于电动作业机进行拆装。充电器具备:充电电力生成电路;充电控制电路,其对充电电力生成电路进行控制;第1电源电路;第2电源电路;以及输出端子。第1电源电路生成用于使充电控制电路工作的充电控制电压。第2电源电路相对于第1电源电路单独设置,生成具有与充电控制电压不同的电压值的直流的蓄电池供给电压。输出端子与安装于充电器的蓄电池组的输入端子连接,将由第2电源电路生成的蓄电池供给电压向蓄电池组输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及对蓄电池进行充电的充电器。
背景技术
在下述专利文献1中公开了具备蓄电池组、以及对蓄电池组进行充电的充电器的充电系统。在该充电系统中,充电器具备对蓄电池组的充电进行控制的微机(以下,称为“充电微机”)、以及生成充电微机的电源电压 (以下,称为“充电器电源电压”)的电源电路(以下,称为“充电器电源电路”)。蓄电池组具备蓄电池、根据蓄电池组内的状态而执行各种控制的微机(以下,称为“蓄电池微机”)、以及根据蓄电池的电力生成蓄电池微机的电源电压(以下,称为“蓄电池电源电压”)的电源电路(以下,称为“蓄电池电源电路”)。
专利文献1所记载的充电系统还构成为,将由充电器电源电路生成的充电器电源电压向蓄电池组供给。蓄电池电源电路构成为,即使在由于蓄电池的充电电容不足等而无法根据蓄电池的电力生成蓄电池电源电压的情况下,也能够根据从充电器供给的充电器电源电压而生成蓄电池电源电压。蓄电池电源电路通常具备线性调节器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-010198号公报
实用新型内容
近年来,蓄电池组的蓄电池正在高电压化。在专利文献1所记载的蓄电池组中,如果蓄电池电压变高,则蓄电池电源电路的输入输出电压差、即输入电压(蓄电池的电压)的电压值和输出电压(蓄电池电源电压)的电压值的差变大。
通常,线性调节器与开关式调节器相比,发热(即,热损耗)大,特别是输入输出电压差越大则发热越大。因此,为了即使输入输出电压差大也对发热进行抑制,想到采用具备开关式调节器的蓄电池电源电路。
但是,通常,与线性调节器的情况相比,开关式调节器为了生成规定的电压值的输出电压而所需的最低限度的输入输出电压差更大。
因此,在充电器电源电压和蓄电池电源电压之差较小的充电系统中,如果使用开关式调节器作为蓄电池电源电路,则难以根据充电器电源电压而适当地生成蓄电池电源电压。
本实用新型的一个方案的目的在于,通过与从充电器向蓄电池组供给的用于对蓄电池进行充电的充电电力独立地生成的电源电压,能够在蓄电池组中适当地生成所需的电源电压。
本实用新型的一个方案的充电器构成为,能够对蓄电池组进行拆装,且向蓄电池组供给充电电力。蓄电池组构成为能够相对于电动作业机进行拆装。充电器具备充电电力生成电路、充电控制电路、第1电源电路、第 2电源电路以及输出端子。
充电电力生成电路根据输入至充电器的输入电力,生成用于对蓄电池组进行充电的充电电力。充电控制电路接收直流的充电控制电压而进行工作,控制基于充电电力生成电路进行充电电力的生成。第1电源电路生成充电控制电压。第2电源电路相对于第1电源电路单独设置,生成具有与充电控制电压不同的电压值的直流的蓄电池供给电压。输出端子与安装于充电器的蓄电池组的输入端子连接。输出端子将由第2电源电路生成的蓄电池供给电压向安装于充电器的蓄电池组输出。
在以该方式构成的充电器中,与充电控制电压单独地,通过第2电源电路而生成蓄电池供给电压,将该蓄电池供给电压向蓄电池组输出。因此,能够在蓄电池组中适当地生成所需的电源电压。
第2电源电路也可以生成具有比充电控制电压的电压值高的电压值的蓄电池供给电压。在以该方式构成的充电器中,能够在蓄电池组中更适当地生成所需的电源电压。
充电器还可以具备防逆流电路。防逆流电路设置于第2电源电路和输出端子之间。防逆流电路抑制从安装于充电器的蓄电池组经由输入端子以及输出端子而向第2电源电路流入电流的情况。
在以该方式构成的充电器中,能够抑制从蓄电池组经由输出端子向充电器的第2电源电路流入意外的电流的情况。因此,充电器的可靠性提高。
第2电源电路构成为,向安装于充电器的蓄电池组的蓄电池电源电路供给蓄电池供给电压。蓄电池电源电路构成为,根据蓄电池供给电压而生成具有比蓄电池供给电压的电压值低的电压值的蓄电池控制电压。蓄电池控制电压也可以用于使蓄电池组的构成为对蓄电池组的充电进行控制的蓄电池控制电路进行工作。
在以该方式构成的充电器中,将蓄电池供给电压向蓄电池组供给,从而能够通过该蓄电池供给电压而适当地使蓄电池控制电路进行工作。
附图说明
图1是表示实施方式的蓄电池组的电气结构的说明图。
图2是表示实施方式的充电器的电气结构的说明图。
图3是表示实施方式的作业机主体的电气结构的说明图。
图4是表示充电器的各端子和蓄电池组的各端子已连接的状态的说明图。
附图标记说明
10…蓄电池组、11…正极端子、12…负极端子、13…Vcc/TFB端子、 15…蓄电池控制电路、16…电源输入电路、17…电源电路、18…安装检测电路、20…蓄电池、40…充电器、41…正极端子、42…负极端子、43…端子、54…主逆变器、60…充电控制电路、68…副逆变器、73…第1电源电路、74…第2电源电路、200…作业机主体、D42…二极管。
具体实施方式
下面,参照附图对本公开的例示的实施方式进行说明。
[实施例]
(1)充电系统以及电动作业机的概要
参照图1~图3,对本实施方式的充电系统以及电动作业机进行说明。
本实施方式的充电系统具备图1所示的蓄电池组10以及图2所示的充电器40。充电器40构成为使得蓄电池组10能拆装。
如图1所示,蓄电池组10具备蓄电池20。蓄电池20是能够进行充电以及放电的二次电池。蓄电池20可以是任意的二次电池。在本实施方式中,蓄电池20例如是锂离子电池。蓄电池20的额定电压值可以是任意的值。
在本实施方式中,蓄电池20的额定电压值例如是57.6V。另外,本实施方式的蓄电池20例如具备串联连接的16个单电池,各单电池的额定电压值例如是3.6V。蓄电池20的实际电压值可以根据充电状态而变化。具体而言,蓄电池20的电压值可以成为比57.6V低的值,也可以成为比57.6V 高的值(例如64V)。此外,上述的蓄电池20中的单电池的数量、单电池的额定电压值、蓄电池20的额定电压值是一例。蓄电池20中的单电池的数量、单电池的额定电压值、蓄电池20的额定电压值可以取各种各样的值。
如果将蓄电池组10安装于充电器40,则充电器40与蓄电池组10进行数据通信,由此取得与蓄电池20的充电相关的各种信息。充电器40基于从蓄电池组10取得的各种信息,向蓄电池20供给充电电力,由此对蓄电池20进行充电。
蓄电池组10相对于包含后述的作业机主体200(参照图3)的各种电动设备而能够拆装。蓄电池组10构成为向安装有蓄电池组10的电动设备供给蓄电池20的电力(以下,称为“蓄电池电力”)。
本实施方式的电动作业机具备图1所示的蓄电池组10以及图3所示的作业机主体200。作业机主体200构成为能够对蓄电池组10进行拆装。
如果将蓄电池组10安装于作业机主体200,则向作业机主体200输入蓄电池电力。作业机主体200利用蓄电池电力而进行工作。
作业机主体200构成为能够进行与例如园艺用、石工用、金工用、木工用等各种用途的任意一者相应的作业。本实施方式的电动作业机可以是例如用于对草、小型树木等进行切割的充电式切割机。
(2)蓄电池组的结构
如图1所示,蓄电池组10具备正极端子11、负极端子12、以及Vcc/TFB 端子13。正极端子11与蓄电池20的正极连接。负极端子12与蓄电池20 的负极连接。
如图1所示,蓄电池组10还具备蓄电池控制电路15、电源输入电路 16、电源电路17以及安装检测电路18。安装检测电路18与Vcc/TFB端子13以及蓄电池控制电路15连接。
蓄电池控制电路15取得蓄电池20的电压(以下,称为“蓄电池电压”) 的值(以下,称为“蓄电池电压值”)、从蓄电池放电的放电电流、向蓄电池输入的充电电流、以及蓄电池的温度等各种信息。蓄电池控制电路15 基于所取得的各种信息,对蓄电池20的充电以及放电进行控制。
在通过充电器40对蓄电池20进行充电时,蓄电池控制电路15与充电器40进行数据通信,由此相互收发充电所需的信息。蓄电池控制电路15 例如基于蓄电池电压值而对用于对蓄电池20进行充电所需的充电电流的值进行运算,将表示该值的充电电流指令值向充电器40发送。
此外,蓄电池控制电路15例如具备包含CPU以及存储器的微机。存储器可以包含RAM、ROM、闪存等半导体存储器。存储器对由CPU为了实现蓄电池组10的各种功能而读入并执行的各种程序、数据进行存储。上述各种功能不限定于如前述的软件处理,也可以使用将逻辑电路、模拟电路等组合得到的硬件而实现其一部分或者全部。
电源输入电路16具备第1二极管D01以及第2二极管D02。第1二极管D01的阳极经由开关元件T01而与蓄电池20的正极连接。开关元件 T01在本实施方式中例如是p沟道MOSFET。第1二极管D01的阳极与开关元件T01的漏极连接。开关元件T01的源极与蓄电池20的正极连接。开关元件T01的栅极与蓄电池控制电路15连接。
第2二极管D02的阳极与Vcc/TFB端子13连接。第1二极管D01的阴极和第2二极管的阴极相互连接,并且与电源电路17的输入端子连接。
蓄电池控制电路15基于蓄电池电压而判断蓄电池20是否是过放电状态。蓄电池控制电路15可以以任意方法判断蓄电池20是否是过放电状态。蓄电池控制电路15例如可以在蓄电池电压值小于规定的电压下限值的情况下判断为是过放电状态。
蓄电池控制电路15在蓄电池20并非过放电状态的期间,将开关元件T01接通,由此将蓄电池电力经由开关元件T01以及第1二极管D01而向电源电路17供给。蓄电池控制电路15在判断为蓄电池20是过放电状态的情况下,将开关元件T01断开,由此将向电源电路17的蓄电池电力的供给切断。
此外,蓄电池控制电路15可以对蓄电池20中的各单电池的电压值进行监视,在至少1个单电池的电压值小于规定的单电池电压下限值的情况下判断为是过放电状态。
另外,相对于蓄电池控制电路15单独地具备对蓄电池20中的各单电池的电压值进行监控的监视电路,该监视电路可以在至少1个单电池的电压值小于规定的单电池电压下限值的情况下判断为是过放电状态。在该情况下,蓄电池控制电路15可以在通过监视电路而判断为是过放电状态的情况下将开关元件T01断开。
电源电路17将所输入的直流电压转换为具有比该输入的电压的电压值低的电压值的直流控制电压Vc并输出。由电源电路17生成的控制电压 Vc在包含蓄电池控制电路15的蓄电池组10内的各部分中,可以用作它们的电源。
在蓄电池20并非过放电状态的情况,经由开关元件T01以及第1二极管D01而将蓄电池电压输入至电源电路17。在该情况下,电源电路17 将蓄电池电压转换为控制电压Vc并输出。
如果蓄电池20变为过放电状态,则蓄电池控制电路15将自身设定于关机模式。具体而言,蓄电池控制电路15将开关元件T01断开而将向电源电路17的蓄电池电压的输入切断,由此使来自电源电路17的控制电压 Vc的输出停止,使蓄电池控制电路15自身的动作停止。
在关机模式中,蓄电池控制电路15使动作停止,由此无法自己使开关元件T01接通。蓄电池控制电路15的关机模式通过将蓄电池组40安装于工作中的充电器40而得到解除。
如果将蓄电池组10安装于工作中的充电器40,则如图4所示,从充电器40将后述的直流的蓄电池供给电压Vcc输入至Vcc/TFB端子13。被输入至Vcc/TFB端子13的蓄电池供给电压Vcc经由第2二极管D02而被输入至电源电路17。如果在关机模式中向电源电路17输入蓄电池供给电压Vcc,则电源电路17将蓄电池供给电压Vcc转换为控制电压Vc并输出。由此,蓄电池控制电路15起动。对于从关机模式起动后的蓄电池控制电路 15,如果由于对蓄电池20进行充电而使得蓄电池电压值达到电压下限值以上,则将开关元件T01接通。由此,蓄电池电压被输入至电源电路17,电源电路17能够根据蓄电池电压而生成控制电压Vc。
电源电路17可以以任意方式构成。在本实施方式中,电源电路17具备非绝缘型的开关式调节器(所谓DCDC逆变器)。被输入至电源电路 17的蓄电池电压或者控制电压Vc通过电源电路17中的开关式调节器而降压至控制电压Vc。
控制电压Vc的电压值以及蓄电池供给电压Vcc的电压值可以为任意值。在本实施方式中,蓄电池供给电压Vcc例如是8V,控制电压Vc例如是3.3V。
从充电器40输入至Vcc/TFB端子13的蓄电池供给电压Vcc还向安装检测电路18输入。另外,在蓄电池组10安装于作业机主体200的情况下,从作业机主体200将主体检测电压输入至Vcc/TFB端子13。
安装检测电路18是为了使得蓄电池控制电路检测出已将蓄电池组10 安装于充电器40或电动设备的情况而设置的。如图1以及图4所示,安装检测电路18具备电阻器R01、R02、R03、齐纳二极管D03、电容器C01 以及开关元件T02。开关元件T02在本实施方式中例如是n沟道MOSFET。
电阻器R01的第1端与Vcc/TFB端子13连接,电阻器R01的第2端与开关元件T02的栅极连接。开关元件T02的源极与蓄电池组10中的具有基准电位的接地线连接。齐纳二极管D03、电容器C01以及电阻器R02 都连接于开关元件T02的栅极和接地线之间。开关元件T02的漏极与电阻器R03的第1端连接并且与蓄电池控制电路15连接。在电阻器R03的第 2端输入有控制电压Vc。
在蓄电池组10未安装于充电器40以及电动设备的任意者的情况下,安装检测电路18中的开关元件T02断开。在该情况下,从安装检测电路 18将非安装信号(具体而言,H电平的信号)输入至蓄电池控制电路15。
另一方面,如果将蓄电池组10例如安装于充电器40,由此如图4所示,将来自充电器40的蓄电池供给电压Vcc经由Vcc/TFB端子13而输入至安装检测电路18,则开关元件T02接通。在该情况下,从安装检测电路 18向蓄电池控制电路15输出安装信号(具体而言,L电平的信号)。
另外,如果将蓄电池组10例如安装于作业机主体200,由此将来自作业机主体200的主体检测电压经由Vcc/TFB端子13而输入至安装检测电路18,则开关元件T02接通。因而,在该情况下,也从安装检测电路18 向蓄电池控制电路15输入安装信号。
蓄电池控制电路15能够基于从安装检测电路18输入的非安装信号或安装信号,对蓄电池组10是未安装于任何部位、还是安装于充电器40或是安装于电动设备进行检测。
蓄电池控制电路15具备串行通信功能。具体而言,蓄电池控制电路 15将发送数据经由未图示的发送端子而向充电器40或电动设备发送。另外,蓄电池控制电路15从充电器40或电动设备经由未图示的接收端子而对接收数据进行接收。
(3)充电器的结构
如图2所示,充电器40具备正极端子41、负极端子42、以及Vcc端子43。
如果将蓄电池组10安装于充电器40,则蓄电池组10的正极端子11 与正极端子41连接,蓄电池组10的负极端子12与负极端子42连接,蓄电池组10的Vcc/TFB端子13与Vcc端子43连接。
充电器40还具备电源插头50、整流电路51、PFC(Power Factor Correction:功率因数校正)电路52、平滑电路53、主逆变器54、正极线 55、负极线56、线路开关电路57、开关驱动电路58、充电控制电路60、电流检测电路61、差动放大电路62、低通滤波器63以及输出设定电路64。
电源插头50例如构成为,与供给交流100V的电压的商用电源等交流电源连接,从交流电源接收交流电力。整流电路51对从电源插头50输入的交流电力进行整流而转换为直流电力并输出。PFC电路52对从整流电路51输出的直流电力的功率因数进行改善。平滑电路53对由PFC电路 52改善了功率因数后的直流电力进行平滑化。
向主逆变器54输入由平滑电路53进行了平滑化的直流电力。主逆变器54将从平滑电路53输入的直流电力转换为具有适于蓄电池20的充电的电压的充电电力并输出。主逆变器54在本实施方式中例如具备绝缘型的降压开关电源电路。主逆变器54按照从后述的输出设定电路64输入的开关指令而进行工作,生成充电电力。
在主逆变器54连接有正极线55的第1端以及负极线56的第1端。由主逆变器54生成的充电电力经由正极线55以及负极线56而向蓄电池组 10供给。正极线55的第2端与正极端子41连接,负极线56的第2端与负极端子42连接。
线路开关电路57设置于正极线55,使正极线55导通或断开。通过充电控制电路60并经由开关驱动电路58使线路开关电路57接通或者断开。如果线路开关电路57接通,则正极线55导通,变为能够向蓄电池组10 供给充电电力的状态。如果线路开关电路57断开,则切断正极线55,变为不向蓄电池组10供给充电电力的状态。线路开关电路57可以以任意方式构成。线路开关电路57可以具备例如构成为使正极线55导通或者切断的至少1个开关元件(例如MOSFET)。
电流检测电路61设置于负极线56。电流检测电路61输出电流检测信号Si,该电流检测信号Si表示在负极线56流动的电流的电流值。电流检测信号Si在本实施方式中,具有与在负极线56流动的电流的电流值相应的电压值。电流检测电路61例如可以构成为,具备插入至负极线56的分流电阻器(未图示),输出与分流电阻器的两端间的电压相应的电流检测信号Si。
电流检测信号Si被输入至充电控制电路60以及差动放大电路62。充电控制电路60生成与通过与蓄电池组10的数据通信而从蓄电池组10取得的前述充电电流指令值相应的PWM信号、即与充电电流指令值相应的占空比的脉冲信号,并向低通滤波器63输出。低通滤波器63对从充电控制电路60输入的PWM信号进行平滑化而向差动放大电路62输出。
差动放大电路62输出与由低通滤波器63进行了平滑化的PWM信号的电压值、和电流检测信号Si的电压值之差相应的差动信号Dif。差动信号Dif被输入至输出设定电路64,经由输出设定电路64而作为前述的开关指令向主逆变器54输出。主逆变器54基于作为开关指令而输入的差动信号Dif,以使得差动信号Dif为零的方式,即、使得从主逆变器54输出的充电电流的值与充电电流指令值所表示的电流值一致的方式,生成充电电力。
此外,对于输出设定电路64,从充电控制电路60被输入充电电压上限值,并且被输入正极线55的电压(详细而言,主逆变器54和线路开关电路57之间的电压)。输出设定电路64在正极线的电压值达到充电电压上限值以下的情况下,将差动信号Dif作为开关指令而向主逆变器54输出。另一方面,输出设定电路64在正极线的电压值高于充电电压上限值的情况下,输出用于使充电电力降低的开关指令,由此使从主逆变器54输出的充电电力的电压值降低。
在正极线55的主逆变器54和线路开关电路57之间设置有整流电路 65以及平滑电路66。本实施方式的主逆变器54为绝缘型的,因此从主逆变器54输出的充电电力为交流的。整流电路65对从主逆变器54输出的交流的充电电力进行整流。平滑电路66使由整流电路65进行了整流的充电电力平滑化。此外,平滑电路66也可以具备例如电容器。另外,充电器也可以具备放电电路,该放电电路用于在线路开关电路57接通之前对已充电至平滑电路66的电容器的电荷进行放电。
在正极线55的线路开关电路57和正极端子41之间设置有二极管 D41。二极管D41抑制电流从正极端子41向线路开关电路57的逆流。
充电器40还具备副逆变器68、整流电路69、平滑电路70、整流电路 71、平滑电路72以及第1电源电路73。
向副逆变器68输入由平滑电路53进行了平滑化的直流电力。副逆变器68将从平滑电路53输入的直流电力转换为与主逆变器54的输出电压值不同的电压值的电源用电力并输出。副逆变器68在本实施方式中具备例如绝缘型的降压开关电源电路。因此,从副逆变器68输出的电源用电力为交流的。
从副逆变器68输出的电源用电力分支为2个系统而向整流电路69以及整流电路71输入。整流电路71对来自副逆变器68的电源用电力进行整流。平滑电路72对由整流电路71进行了整流的电源用电力进行平滑化。从平滑电路72输出的直流电压向第1电源电路73输入。第1电源电路73 将从平滑电路72输入的直流电压(例如12V)转换为具有比该直流电压的电压值低的电压值的直流的第1电源电压Vdc并输出。
第1电源电压Vdc在包含充电控制电路60在内的充电器40的各部分作为电源而使用。
第1电源电压Vdc的电压值可以为任意值。在本实施方式中,第1电源电压Vdc的电压值例如是5V。第1电源电路73可以以任意方式构成。第1电源电路73可以构成为,例如具备线性调节器,通过该线性调节器而生成第1电源电压Vdc。
整流电路69对来自副逆变器68的电源用电力进行整流。平滑电路70 对由整流电路69进行了整流的电源用电力进行平滑化,由此生成直流的第 2电源电压VD。第2电源电压VD的电压值高于第1电源电压Vdc的电压值。第2电源电压VD的电压值可以为任意值。在本实施方式中,第2 电源电压VD的电压值例如是12V。第2电源电压VD例如在未图示的风扇以及蜂鸣器等中使用。
充电器40还具备第2电源电路74。向第2电源电路74输入第2电源电压VD。第2电源电路74将所输入的第2电源电压VD转换为具有比该第2电源电压VD的电压值低的电压值的直流的蓄电池供给电压Vcc并输出。蓄电池供给电压Vcc的电压值高于第1电源电压Vdc的电压值。在本实施方式中,蓄电池供给电压Vcc的电压值如前所述例如是8V。
由第2电源电路74生成的蓄电池供给电压Vcc经由二极管D42以及 Vcc端子43而向安装于充电器40的蓄电池组10供给。
充电控制电路60一边与蓄电池组10进行数据通信一边进行蓄电池20 的充电。即,经由开关驱动电路58使线路开关电路57接通,并且输出前述的PWM信号而使主逆变器54生成充电电力,由此将充电电力向蓄电池组10供给。开关驱动电路58按照从充电控制电路60输入的开关驱动指令而使线路开关电路57接通或断开。
充电控制电路60具备串行通信功能。具体而言,充电控制电路60将发送数据经由未图示的发送端子向蓄电池组10发送。另外,充电控制电路 60从蓄电池组10经由未图示的接收端子而对接收数据进行接收。
在这样构成的充电器40中,充电控制电路60如果检测出蓄电池组10 已安装于充电器40的情况,则执行用于对蓄电池20进行充电的充电控制处理。具体而言,通过与蓄电池组10进行串行数据通信,取得包含前述的充电电流指令值在内的各种信息。而且,在需要进行蓄电池20的充电的情况下,将线路开关电路57接通,输出与充电电流指令值相应的PWM信号,由此开始进行充电。
这里,从Vcc端子43向蓄电池组10供给的电压不是作为充电控制电路60等的电源电压而使用的第1电源电压Vdc(在本实施方式中为5V),而是高于第1电源电压Vdc的电压值的蓄电池供给电压Vcc(在本实施方式中为8V),下面对其理由进行说明。
假设在从Vcc端子43输出电压值5V的第1电源电压Vdc的情况下,向蓄电池组10的电源电路17输入该5V的第1电源电压Vdc。
蓄电池组10的电源电路17在本实施方式中具备开关式调节器。通常,开关式调节器与线性调节器相比,所要求的最低输入输出电压差较大。此外,所谓最低输入输出电压差,是为了生成规定的值的输出电压(即、转换(降压)后的电压)而最低限度所需的输入电压(即、转换前的电压) 的电压值和输出电压的电压值之差。
线性调节器例如能够根据5V的电压而生成3.3V的电压。与此相对,开关式调节器的最低输入输出电压差例如是1.8V,大于线性调节器的最低输入输出电压差(例如约为0.3V)。因此,使用开关式调节器来根据5V 的输入电压生成3.3V的输出电压是困难的。
特别是,在本实施方式中,如图4所示,在充电器40的第2电源电路 74和蓄电池组10的电源电路17之间存在二极管D42以及二极管D02。如果将二极管D42的电压降设为Vd42、将二极管D02的电压降设为Vd02,则应当向二极管D42的阳极输入的电压的值为比蓄电池组10的电源电路 17的输出电压值(例如3.3V)、电源电路17的最低输入输出电压差(例如1.8V)、Vd42(例如0.9V)以及Vd02(例如0.72V)的合计值(例如 6.72V)大的值。
因此,本实施方式的充电器40相对于第1电源电路73而单独具备第 2电源电路74。第2电源电路74将第2电源电压VD(例如12V)转换为比第1电源电压Vdc高且比前述的合计值(例如6.72V)高的电压值的蓄电池供给电压Vcc。而且,将该蓄电池供给电压Vcc经由Vcc端子43而向蓄电池组10供给。
蓄电池供给电压Vcc在本实施方式中例如是8V。理论上,蓄电池供给电压Vcc只要是高于6.72V的电压即可,但考虑到第2电源电路74的输出电压的误差(例如约为±1V)等,将本实施方式的第2电源电路74构成为,生成例如8V的蓄电池供给电压Vcc。蓄电池组10的电源电路17 接收8V的蓄电池供给电压Vcc,将该蓄电池供给电压Vcc适当地转换为 3.3V的控制电压Vc。
蓄电池组10的电源电路17不具备线性调节器,而是具备开关式调节器,下面对其理由进行说明。假设电源电路17具备线性调节器,则即使从充电器40供给5V的第1电源电压Vdc也能够生成3.3V的输出电压。
然而,对于向电源电路17输入的电压,除了关机模式时,基本上是蓄电池电压。本实施方式的蓄电池20的蓄电池电压值的额定值例如是57.6V,与控制电压Vc的电压差较大。通常,线性调节器与开关式调节器相比,通过转换而损耗的电力(主要为热损耗)较大。另外,通常,线性调节器与开关式调节器相比,输入输出电压差越大,电力的损耗也越大。因此,在本实施方式中,作为将蓄电池电压转换为3.3V的电压的电源电路17,不使用线性调节器,而是使用开关式调节器。
在充电器40中构成为将来自第2电源电路74的蓄电池供给电压Vcc 经由二极管D42而向蓄电池组10输出,下面参照图4对其理由进行说明。
在向充电器40安装蓄电池组10而利用充电器40对蓄电池20进行充电的情况下,从充电器40向蓄电池组10的充电电流通常以如下路径流动,即,充电器40的正极端子41→蓄电池组10的正极端子11→蓄电池20的正极→蓄电池20→蓄电池20的负极→蓄电池组10的负极端子12→充电器 40的负极端子42→...。
对此,假想由于某种原因而将蓄电池20的负极和负极端子12的电连接解除的情况。在该情况下,来自蓄电池20的负极的充电电流的路径如图 4中由粗线箭头所示的那样,会变为蓄电池20的负极→接地线→安装检测电路18→Vcc/TFB端子13→充电器40的Vcc端子43→...这样不适当的路径。
因此,在本实施方式中,为了抑制充电电流在如上述的不适当的路径流动的情况,在充电器40中,将二极管D42连接于Vcc端子43。
(4)作业机主体的结构
如图3所示,作业机主体200具备正极端子201、负极端子202、以及TFB端子203。
如果将蓄电池组10安装于作业机主体200,则蓄电池组10的正极端子11与正极端子201连接,蓄电池组10的负极端子12与负极端子202 连接,蓄电池组10的Vcc/TFB端子13与TFB端子203连接。
作业机主体200还具备马达驱动电路211、马达212、驱动机构213、输出工具214、驱动开关215、开关驱动电路216、操作部217、操作检测电路218、驱动控制电路220、电源输入电路221以及电源电路222。
从正极端子201以及负极端子202将蓄电池电力向马达驱动电路211 输入。马达驱动电路211基于从驱动控制电路220输入的驱动指令,向马达212供给电力。马达212利用从驱动控制电路220供给的电力而进行旋转。驱动机构213将马达212的旋转传递至输出工具214。输出工具214 将马达212的旋转力作为驱动源并经由驱动机构213而被驱动。输出工具214构成为,通过作用于作业机主体200的外部而实现电动作业机的功能。输出工具214可以是例如对草、小型树木等进行切割的旋转刀具。另外,例如输出工具214也可以是用于对被加工材料进行开孔的钻头。另外,例如输出工具214可以是用于送风或者吸引的翼片。
在正极端子201和马达驱动电路211之间的通电路径,设置有用于使该通电路径导通或切断的驱动开关215。利用驱动控制电路220并借助开关驱动电路216对驱动开关215进行控制。
操作部217由电动作业机的使用者进行操作。操作检测电路218对由使用者进行的操作部217的操作进行检测,在检测出操作的情况下将操作检测信号向驱动控制电路220输出。驱动控制电路220在被输入操作检测信号的情况下,使驱动开关215接通,并且对马达驱动电路211进行驱动,由此使马达212旋转。
从正极端子201将蓄电池电压Vp向电源输入电路221输入。电源输入电路221具备未图示的开关元件,经由该开关元件将蓄电池电压Vp作为蓄电池电压Vb而输出。
在安装于作业机主体200的蓄电池组10正常的情况下,电源输入电路 221中的开关元件接通,从电源输入电路221输出蓄电池电压Vb。另一方面,如果在蓄电池组10产生规定的异常(例如过放电),则从蓄电池组 10向电源输入电路221输入异常信号。电源输入电路221在被输入异常信号的情况下,将开关元件断开而停止蓄电池电压Vb的输出。
电源电路222将蓄电池电压Vb转换为具有比该蓄电池电压Vb的电压值低的电压值的直流的控制电源电压Vdm并输出。包含驱动控制电路 220在内的作业机主体200内的各部分通过控制电源电压Vdm而进行动作。
(5)实施方式的效果
根据以上说明的实施方式,实现以下效果。
即、本实施方式的充电器40相对于用于使充电控制电路60工作的第 1电源电压Vdc而单独由第2电源电路74生成蓄电池供给电压Vcc。而且,将该蓄电池供给电压Vcc从Vcc端子43向蓄电池组10输出。
因此,在蓄电池组10中,能够根据从充电器40输入的蓄电池供给电压Vcc而适当地生成控制电压Vc。
另外,在本实施方式中,第2电源电路74生成具有比第1电源电路 73所生成的第1电源电压Vdc的电压值(例如5V)高的电压值(例如8V) 的蓄电池供给电压Vcc。即、比用于使充电控制电路60工作的第1电源电压Vdc高的电压值的蓄电池供给电压Vcc相对于第1电源电压Vdc单独生成,并向蓄电池组10供给。因此,在蓄电池组10中,能够更适当地生成所需的电压值的控制电压Vc。
在充电器40中,在第2电源电路74和Vcc端子43之间设置有二极管D42。利用该二极管D42,对从安装于充电器40的蓄电池组10经由 Vcc/TFB端子13以及Vcc端子43而向第2电源电路74流入电流的情况进行抑制。
另外,在本实施方式中,从充电器40向蓄电池组10供给的蓄电池供给电压Vcc可以利用于在蓄电池组10中生成用于使蓄电池控制电路15工作的控制电压Vc。因此,即使蓄电池20例如处于过放电状态而蓄电池组变为关机模式,通过将蓄电池组10安装于充电器40,也能够将蓄电池组 10的关机模式解除。
此外,主逆变器54相当于本实用新型中的充电电力生成电路的一例。 Vcc端子43相当于本实用新型中的输出端子的一例。二极管D42相当于本实用新型中的防逆流电路的一例。蓄电池组10中的电源电路17相当于本实用新型中的蓄电池电源电路的一例。蓄电池组10中的Vcc/TFB端子 13相当于本实用新型中的输入端子的一例。第1电源电压Vdc相当于本实用新型中的充电控制电压的一例。控制电压Vc相当于本实用新型中的蓄电池控制电压的一例。
[其他实施例]
以上对本实用新型的实施方式进行了说明,但本实用新型并不限定于上述实施方式,能够进行各种变形而实施。
(1)在上述实施方式中,第2电源电路74根据第2电源电压VD而生成蓄电池供给电压Vcc,但第2电源电路74可以根据任意电压而生成蓄电池供给电压Vcc。
例如,可以设置生成与第2电源电压VD不同的电源电压的电源电路。而且,第2电源电路74可以根据该电源电路生成的电源电压而生成蓄电池供给电压Vcc。
(2)充电器40中的二极管D42也可以设置为至少抑制电流从蓄电池组10向第2电源电路74的流入,允许电流向第2电源电路74以外的其他特定的电路的流入。或者,二极管D42也可以设置为,抑制从蓄电池组10 向Vcc端子43流入的所有电流。另外,可以通过与二极管D42不同的电路而抑制上述的电流流入。
(3)第1电源电路73可以根据任意电压而生成第1电源电压Vdc。例如,第1电源电路73可以接收由第2电源电路74生成的蓄电池供给电压Vcc,根据该蓄电池供给电压Vcc而生成第1电源电压Vdc。另外,例如第1电源电路73可以接收第2电源电压VD,根据该第2电源电压VD 而生成第1电源电压Vdc。
(4)蓄电池组10中的电源电路17可以具备与开关式调节器不同的调节器。电源电路17可以构成为,例如具备线性调节器,利用线性调节器而生成控制电压Vc。
(5)可以通过多个结构要素来实现上述实施方式中的1个结构要素所具有的多个功能,也可以通过多个结构要素来实现1个结构要素所具有的 1个功能。另外,可以通过1个结构要素来实现多个结构要素所具有的多个功能,也可以通过1个结构要素来实现由多个结构要素实现的1个功能。另外,可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外,可以将上述实施方式的结构的至少一部分向其他上述实施方式的结构进行附加,或者进行置换。
Claims (5)
1.一种充电器,其构成为能够拆装蓄电池组,且构成为向所述蓄电池组供给充电电力,所述蓄电池组构成为能够相对于电动作业机进行拆装,其特征在于,具备:
充电电力生成电路,其构成为:根据输入至所述充电器的输入电力来生成用于对所述蓄电池组进行充电的充电电力;
充电控制电路,其构成为:接收直流的充电控制电压而进行工作,控制由所述充电电力生成电路进行的所述充电电力的生成;
第1电源电路,其构成为生成所述充电控制电压;
第2电源电路,其构成为:相对于所述第1电源电路单独设置,生成具有与所述充电控制电压不同的电压值的直流的蓄电池供给电压;以及
输出端子,其构成为:将由所述第2电源电路生成的所述蓄电池供给电压向安装于所述充电器的所述蓄电池组输出,且构成为与安装于所述充电器的所述蓄电池组的输入端子连接。
2.根据权利要求1所述的充电器,其特征在于,
所述第2电源电路构成为:生成具有比所述充电控制电压的电压值高的电压值的所述蓄电池供给电压。
3.根据权利要求1或2所述的充电器,其特征在于,
所述充电器还具备防逆流电路,该防逆流电路设置于所述第2电源电路和所述输出端子之间,且构成为:抑制电流从安装于所述充电器的所述蓄电池组经由所述输入端子以及所述输出端子而向所述第2电源电路流入。
4.根据权利要求1或2所述的充电器,其特征在于,
所述第2电源电路构成为:向安装于所述充电器的所述蓄电池组中的蓄电池电源电路供给所述蓄电池供给电压,
所述蓄电池电源电路构成为:根据所述蓄电池供给电压而生成蓄电池控制电压,该蓄电池控制电压用于使构成为对所述蓄电池组的所述蓄电池组的充电进行控制的蓄电池控制电路工作,且具有比所述蓄电池供给电压的电压值低的电压值。
5.根据权利要求3所述的充电器,其特征在于,
所述第2电源电路构成为:向安装于所述充电器的所述蓄电池组中的蓄电池电源电路供给所述蓄电池供给电压,
所述蓄电池电源电路构成为:根据所述蓄电池供给电压而生成蓄电池控制电压,该蓄电池控制电压用于使构成为对所述蓄电池组的所述蓄电池组的充电进行控制的蓄电池控制电路工作,且具有比所述蓄电池供给电压的电压值低的电压值。
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