JP2003348762A - 充電器 - Google Patents

充電器

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JP2003348762A
JP2003348762A JP2002153947A JP2002153947A JP2003348762A JP 2003348762 A JP2003348762 A JP 2003348762A JP 2002153947 A JP2002153947 A JP 2002153947A JP 2002153947 A JP2002153947 A JP 2002153947A JP 2003348762 A JP2003348762 A JP 2003348762A
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voltage
battery pack
low
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circuit
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Kazunobu Yamada
和信 山田
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて簡単な回路で出力電圧が異なる電池パ
ックを正常に満充電する。 【解決手段】 充電器は、装着される電池パック40の
電圧を、低満充電電圧に比較する第1比較器11と、高
満充電電圧に比較する第3比較器13と、低満充電電圧
よりも高くて高満充電電圧よりも低い判別基準電圧に比
較する第2比較器12と、第3比較器13と第2比較器
12の出力が入力される第1エクスクーシブOR回路2
1と、第1エクスクーシブOR回路21の出力と第1比
較器11の出力が入力される第2エクスクーシブOR回
路22と、第2エクスクーシブOR回路22の出力が”
Low”のときに電池パック40を充電し、”Hig
h”のときに充電を停止すると共に、第2比較器12の
出力が”High”のときに高電圧電池パックを充電す
る出力電圧とし、”Low”のときに低電圧電池パック
を充電する出力電圧とする充電回路30とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力電圧が異なる
電池パックを正常に満充電できる充電器に関する。
【0002】
【従来の技術】電池パックは、出力電圧が異なるものが
ある。たとえば、2個の二次電池を直列に接続する電池
パックは、出力電圧がひとつの電池の2倍になる。出力
電圧が異なる複数の電池パックは、専用の充電器で充電
されるが、これ等を1台の充電器で充電できると便利に
使用できる。しかしながら、この充電器は、電池パック
の出力電圧を検出して、出力電圧に最適な状態で充電す
る必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため、電圧が異な
る複数の電池パックを充電する充電器は、装着された電
池パックが低電圧の電池パックであるか、あるいは高電
圧の電池パックであるかを識別するための回路と、識別
された低電圧電池パックと高電圧電池パックの充電を制
御するための回路とを必要とするために、全体回路の構
成が相当に複雑になる。
【0004】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極め
て簡単な回路で出力電圧が異なる電池パックを正常に満
充電できる充電器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の充電器は、互い
に出力電圧が異なる低電圧電池パックと高電圧電池パッ
クのいずれかを装着して、低電圧電池パックと高電圧電
池パックを識別して充電する。充電器は、第1比較器1
1と第2比較器12と第3比較器13からなる3組の比
較器10と、第1エクスクーシブOR回路21と第2エ
クスクーシブOR回路22からなる2組のエクスクーシ
ブOR回路20と、比較器10とエクスクーシブOR回
路20の出力で電池パック40の充電を制御する充電回
路30とを備える。
【0006】第1比較器11は、装着される電池パック
40の電圧を、低電圧電池パックを満充電と判定する低
満充電電圧に比較して、電池電圧が低満充電電圧よりも
低いときに”Low”、電池電圧が低満充電電圧よりも
高いときに”High”を出力する。第3比較器13
は、装着される電池パック40の電圧を、高電圧電池パ
ックを満充電と判定する高満充電電圧に比較して、電池
電圧が高満充電電圧よりも低いときに”Low”、電池
電圧が高満充電電圧よりも高いときに”High”を出
力する。第2比較器12は、低満充電電圧よりも高くて
高満充電電圧よりも低い基準電圧であって、高電圧電池
パックの最低電圧よりも高い判別基準電圧に、装着され
る電池パック40の電圧を比較して、電池電圧が判別基
準電圧よりも低いときに”Low”、判別基準電圧より
も高いときに”High”を出力する。第1エクスクー
シブOR回路21は、第3比較器13と第2比較器12
の出力が入力される。第2エクスクーシブOR回路22
は、第1エクスクーシブOR回路21の出力と第1比較
器11の出力が入力される。充電回路30は、第2エク
スクーシブOR回路22の出力が”Low”のときに電
池パック40を充電し、出力が”High”のときに充
電を停止すると共に、第2比較器12の出力が”Hig
h”のときに高電圧電池パックを充電する出力電圧と
し、出力が”Low”のときに低電圧電池パックを充電
する出力電圧とする。
【0007】本発明の充電器は、低満充電電圧を、ひと
つのリチウムイオン二次電池の満充電電圧に設定し、高
満充電電圧を、ふたつのリチウムイオン二次電池を直列
に接続している満充電電圧に設定することができる。こ
の充電器は、低満充電電圧を4.1〜4.2Vとして、
高満充電電圧を8.2〜8.4Vとすることができる。
判別基準電圧は、4.3〜8.1Vとすることができ
る。充電回路30は、電池パック40の装着を検出し
て、装着された最初に電池パック40を所定の時間充電
する初期充電回路33を内蔵することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための充電器を例示するもので
あって、本発明は充電器を以下のものに特定しない。
【0009】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
【0010】図1に示す充電器は、互いに出力電圧が異
なる低電圧電池パックと高電圧電池パックのいずれかを
装着して、低電圧電池パックと高電圧電池パックを識別
して充電する。図1は、ひとつのリチウムイオン二次電
池を内蔵する低電圧電池パックと、ふたつのリチウムイ
オン二次電池を直列に接続している高電圧電池パックを
識別して充電する充電器の回路図を示している。ただ
し、本発明の充電器は、充電する電池パックをリチウム
イオン二次電池を内蔵するタイプには特定しない。充電
する電池パックには、ニッケル−水素電池やニッケル−
カドミウム電池を内蔵するタイプとすることもできる。
電池パックは、内蔵する二次電池のタイプにより出力電
圧が異なる。異なる二次電池は、図の回路において基準
電圧の設定値を変更して正常に満充電できる。さらに、
電池パックは、内蔵する二次電池の直列接続個数を2個
に特定しない。3個以上の二次電池を直列接続してなる
電池パックも、基準電圧の設定値を変更して満充電でき
る。
【0011】図の充電器は、3組の比較器10と、2組
のエクスクーシブOR回路20と、比較器10とエクス
クーシブOR回路20の出力で電池パック40の充電を
制御する充電回路30とを備える。比較器10は、第1
比較器11と第2比較器12と第3比較器13からな
り、エクスクーシブOR回路20は、第1エクスクーシ
ブOR回路21と第2エクスクーシブOR回路22から
なる。
【0012】第1比較器11と第2比較器12と第3比
較器13は、差動アンプで−側入力端子に基準電圧を入
力して、+側入力端子に電池電圧を入力している。差動
アンプである比較器10は、+側入力端子の電圧が−側
入力端子の電圧よりも高い状態では、出力を”Hig
h”とし、 +側入力端子の電圧が−側入力端子の電圧
よりも低い状態では、出力を”Low”とする。
【0013】第1エクスクーシブOR回路21と第2エ
クスクーシブOR回路22は、ふたつの入力端子に”H
igh”と”High”、あるいは”Low”と”Lo
w”が入力されるときに出力を”Low”とし、ふたつ
の入力端子に”High”と”Low”又は”Low”
と”High”が入力されるときに出力を”High”
とする。
【0014】第1比較器11は、装着される電池パック
40の電圧を、低電圧電池パックを満充電と判定する低
満充電電圧に比較して、低電圧電池パックの満充電を検
出する。この第1比較器11は、電池パック40の電池
電圧が低満充電電圧よりも低いときには”Low”を出
力する。電池電圧が低満充電電圧よりも高いときに”H
igh”を出力する。図の充電器は、ひとつのリチウム
イオン二次電池を内蔵する電池パックを低電圧電池パッ
クとするので、低満充電電圧を、ひとつのリチウムイオ
ン二次電池の満充電電圧である4.1〜4.2Vに設定
している。
【0015】第3比較器13は、装着される電池パック
40の電圧を、高電圧電池パックを満充電と判定する高
満充電電圧に比較して、高電圧電池パックの満充電を検
出する。この第3比較器13は、電池パック40の電池
電圧が高満充電電圧よりも低いときに”Low”、電池
電圧が高満充電電圧よりも高いときに”High”を出
力するする。図の充電器は、ふたつリチウムイオン二次
電池を直列に接続している電池パックを高電圧電池パッ
クとするので、高満充電電圧を、直列接続されたふたつ
のリチウムイオン二次電池の満充電電圧である8.2〜
8.4Vに設定している。
【0016】第2比較器12は、装着される電池パック
40の電圧を判別基準電圧に比較して、低電圧電池パッ
クと高電圧電池パックを識別する。判別基準電圧は、低
満充電電圧よりも高くて高満充電電圧よりも低い基準電
圧であって、高電圧電池パックの最低電圧よりも高い電
圧値に設定される。この第2比較器12は、低電圧電池
パックが装着されて電池電圧が判別基準電圧よりも低い
ときに”Low”、高電圧電池パックが装着されて判別
基準電圧よりも高いときには”High”を出力する。
図の充電器は、判別基準電圧を、4.3〜8.1Vに設
定している。
【0017】第1エクスクーシブOR回路21は、第3
比較器13と第2比較器12の出力を入力端子に入力し
ており、第2エクスクーシブOR回路22は、この第1
エクスクーシブOR回路21の出力と第1比較器11の
出力を入力端子に接続している。
【0018】充電回路30は、第2比較器12の出力で
出力電圧を制御する出力電圧制御回路31と、第2エク
スクーシブOR回路22の出力で充電状態を制御する充
電スイッチング回路32とを備える。出力電圧制御回路
31は、”High”が入力されると出力電圧を高電圧
電池パックの出力電圧に制御して、”Low”が入力さ
れると出力電圧を低電圧電池パックの出力電圧に制御す
る。充電スイッチング回路32は、第2エクスクーシブ
OR回路22から”Low”が入力されると電池パック
40を充電できる状態とし、”High”が入力される
と電池パック40の充電を停止する。
【0019】さらに、図の充電回路30は、電池パック
の装着を検出して、電池パックが装着された最初に、所
定の時間は充電する初期充電回路33を内蔵している。
初期充電回路33は、電池パック40の装着を、電圧で
検出し、あるいは装着部に配置しているリミットスイッ
チで検出して、タイマーで設定している時間は電池パッ
ク40を継続して充電する。
【0020】以上の充電器は、以下のようにして低電圧
電池パックと高電圧電池パックを識別して充電する。 (1) 電池パック40を充電器に装着する。 (2) 電池パック40が装着されると、初期充電回路3
3がこのことを検出して、タイマーで設定している時間
だけ電池パック40を予備充電する。予備充電するとき
の電圧は、4.3〜8.1Vであって、たとえば、6.
5Vとする。 (3) 予備充電を終了し、電池パック40の出力電圧を
検出する。 (4) 出力電圧が、低満充電電圧よりも低いとき、第1
比較器11と第2比較器12と第3比較器13は”Lo
w”を出力する。このとき、第1エクスクーシブOR回
路21は”Low”を、第2エクスクーシブOR回路2
2は”Low”を出力する。出力電圧制御回路31は、
第2比較器12から”Low”が入力されるので、充電
回路30の出力電圧を、低電圧電池パックを充電する出
力電圧に制御する。充電スイッチング回路32は、第2
エクスクーシブOR回路22から”Low”が入力され
るので、電池パック40を充電できる状態とする。すな
わち、充電回路30は、装着された電池パック40が低
電圧電池パックであり、この低電圧電池パックが満充電
されていないと識別して充電を継続する。
【0021】(5) 出力電圧が、低満充電電圧よりも高
くて判別基準電圧よりも低いとき、第1比較器11は”
High”を、第2比較器12と第3比較器13は”L
ow”を出力する。このとき、第1エクスクーシブOR
回路21は”Low”を、第2エクスクーシブOR回路
22は”High”を出力する。出力電圧制御回路31
は、第2比較器12から”Low”が入力されるので、
充電回路30の出力電圧を、低電圧電池パックを充電す
る出力電圧に制御する。充電スイッチング回路32は、
第2エクスクーシブOR回路22から”High”が入
力されるので、電池パック40の充電を停止する。すな
わち、充電回路30は、装着された電池パック40が低
電圧電池パックであり、この電池パック40が満充電さ
れていると識別して充電を停止する。
【0022】(6) 出力電圧が、判別基準電圧よりも高
くて高満充電電圧よりも低いとき、第1比較器11と第
2比較器12は”High”を、第3比較器13は”L
ow”を出力する。このとき、第1エクスクーシブOR
回路21は”High”を、第2エクスクーシブOR回
路22は”Low”を出力する。出力電圧制御回路31
は、第2比較器12から”High”が入力されるの
で、充電回路30の出力電圧を、高電圧電池パックを充
電する出力電圧に制御する。充電スイッチング回路32
は、第2エクスクーシブOR回路22から”Low”が
入力されるので、電池パック40を充電できる状態とす
る。すなわち、充電回路30は、装着された電池パック
40が高電圧電池パックであり、この高電圧電池パック
が満充電されていないと識別して充電を継続する。
【0023】(7) 出力電圧が、高満充電電圧よりも高
いとき、第1比較器11と第2比較器12と第3比較器
13は”High”を出力する。このとき、第1エクス
クーシブOR回路21は”Low”を、第2エクスクー
シブOR回路22は”High”を出力する。出力電圧
制御回路31は、第2比較器12から”High”が入
寮されるので、充電回路30の出力電圧を、高電圧電池
パックを充電する出力電圧に制御する。充電スイッチン
グ回路32は、第2エクスクーシブOR回路22から”
High”が入力されるので、電池パック40の充電を
停止する。すなわち、充電回路30は、装着された電池
パック40が高電圧電池パックであり、この高電圧電池
パックが満充電されていると識別して充電を停止する。
【0024】
【発明の効果】本発明の充電器は、極めて簡単な回路で
出力電圧が異なる電池パックを正常に満充電できる特長
がある。それは、本発明の充電器が、装着される電池パ
ックの電圧を、低満充電電圧に比較する第1比較器と、
高満充電電圧に比較する第3比較器と、低満充電電圧よ
りも高くて高満充電電圧よりも低い判別基準電圧に比較
する第2比較器と、第3比較器と第2比較器の出力を入
力する第1エクスクーシブOR回路と、第1エクスクー
シブOR回路の出力と第1比較器の出力を入力する第2
エクスクーシブOR回路と、第2エクスクーシブOR回
路の出力と第2比較器の出力から電池パックの充電を制
御する充電回路とを備えているからである。この充電回
路は、第2比較器から出力される”Low””Hig
h”で、装着された電池パックが低電圧電池パックと高
電圧電池パックのいずれであるかを識別し、さらに、第
2エクスクーシブOR回路から出力される”Low””
High”で電池パックの充電状態を識別する。したが
って、簡単な回路構成で出力電圧が異なる電池パックを
正常に満充電できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる充電器の回路図
【符号の説明】
10…比較器 11…第1比較器 12…第2比較器 13…第3比較器 20…エクスクーシブOR回路 21…第1エクスクーシブOR回路 22…第2エクスクーシブOR回路 30…充電回路 31…出力電圧制御回路 32…充電スイッチング回路 33…初期充電回路 40…電池パック

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに出力電圧が異なる低電圧電池パッ
    クと高電圧電池パックのいずれかを装着して、低電圧電
    池パックと高電圧電池パックを識別して充電する充電器
    であって、 装着される電池パック(40)の電圧を、低電圧電池パック
    を満充電と判定する低満充電電圧に比較して、電池電圧
    が低満充電電圧よりも低いときに”Low”、電池電圧
    が低満充電電圧よりも高いときに”High”を出力す
    る第1比較器(11)と、 装着される電池パック(40)の電圧を、高電圧電池パック
    を満充電と判定する高満充電電圧に比較して、電池電圧
    が高満充電電圧よりも低いときに”Low”、電池電圧
    が高満充電電圧よりも高いときに”High”を出力す
    るする第3比較器(13)と、 低満充電電圧よりも高くて高満充電電圧よりも低い基準
    電圧であって、高電圧電池パックの最低電圧よりも高い
    判別基準電圧に、装着される電池パック(40)の電圧を比
    較して、電池電圧が判別基準電圧よりも低いときに”L
    ow”、判別基準電圧よりも高いときに”High”を
    出力する第2比較器(12)と、 第3比較器(13)と第2比較器(12)の出力が入力される第
    1エクスクーシブOR回路(21)と、この第1エクスクー
    シブOR回路(21)の出力と第1比較器(11)の出力が入力
    される第2エクスクーシブOR回路(22)と、 第2エクスクーシブOR回路(22)の出力が”Low”の
    ときに電池パック(40)を充電し、出力が”High”の
    ときに充電を停止すると共に、第2比較器(12)の出力
    が”High”のときに高電圧電池パックを充電する出
    力電圧とし、出力が”Low”のときに低電圧電池パッ
    クを充電する出力電圧とする充電回路(30)を備える充電
    器。
  2. 【請求項2】 低満充電電圧がひとつのリチウムイオン
    二次電池の満充電電圧に設定され、高満充電電圧がふた
    つのリチウムイオン二次電池を直列に接続している満充
    電電圧に設定している請求項1に記載の充電器。
  3. 【請求項3】 低満充電電圧が4.1〜4.2Vで、高
    満充電電圧が8.2〜8.4Vである請求項2に記載の
    充電器。
  4. 【請求項4】 判別基準電圧が4.3〜8.1Vである
    請求項1ないし3に記載の充電器。
  5. 【請求項5】 充電回路(30)が、電池パック(40)の装着
    を検出して、装着された最初に電池パック(40)を所定の
    時間充電する初期充電回路(33)を内蔵する請求項1に記
    載の充電器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113550A (ja) * 2003-11-19 2008-05-15 Milwaukee Electric Tool Corp 電池充電器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113550A (ja) * 2003-11-19 2008-05-15 Milwaukee Electric Tool Corp 電池充電器

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