JP2005245145A - Charger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は例えばコードレス電動工具等の携帯用機器の電源として用いられているニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池等を充電する充電装置に関する。 The present invention relates to a charging device that charges a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, or the like used as a power source for portable equipment such as a cordless electric tool.
従来、ニッケルカドミウム電池(以下、ニカド電池という)やニッケル水素電池の電池を充電する充電装置は、商用電源からの供給によって充電を行っている。 Conventionally, a charging device for charging a nickel cadmium battery (hereinafter referred to as a nickel cadmium battery) or a nickel metal hydride battery is charged by being supplied from a commercial power source.
商用電源からの充電を行なう場合、使用する商用電源に応じて電圧を変換する降圧回路で電圧を所望の電圧に降圧し、整流回路、平滑回路により整流および平滑する。さらに、定電流回路により定電流化し、充電電流制御素子を通して電池を充電する。また、充電完了は、電池の温度上昇率が所定値以上であるか否かで判断する(例えば、特許文献1参照)。 When charging from a commercial power source, the voltage is stepped down to a desired voltage by a step-down circuit that converts the voltage according to the commercial power source to be used, and rectified and smoothed by a rectifier circuit and a smoothing circuit. Further, the current is made constant by a constant current circuit, and the battery is charged through the charging current control element. Completion of charging is determined based on whether or not the temperature rise rate of the battery is equal to or greater than a predetermined value (see, for example, Patent Document 1).
同様の回路を用いて充電を行ない、充電完了の判断は、温度上昇率が所定値以上のときに、その継続時間が所定期間以上であるか否かで判断する充電制御回路(例えば、特許文献2参照)、あるいは、単位充電時間当りの温度変化量、または単位変化温度当りの充電所用時間を逐次演算し、連続した2つの演算値を逐次比較した値が所定値を満足するときに充電完了と判断する充電回路(例えば、特許文献3参照)も提案されている。
しかしながら、例えば、上記のような充電装置によって充電される電池を用いるコードレス電動工具等を商用電源が供給されていない場所で使用する場合、その作業量に応じて必要な電池を商用電源が供給されている場所で予め充電しておく必要がある。このため、使用者は作業量が多い場合、予備の電池を何本も準備しておかなくてはならない。 However, for example, when a cordless power tool using a battery charged by the charging device as described above is used in a place where the commercial power is not supplied, the necessary battery is supplied according to the amount of work. It is necessary to charge in advance at the place where it is. For this reason, the user has to prepare several spare batteries when the amount of work is large.
本発明は、従来の充電装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり、商用電源のみでなく、少なくとも2種類の電源から電池を充電することが可能な充電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of conventional charging apparatuses, and an object thereof is to provide a charging apparatus capable of charging a battery from at least two types of power sources as well as commercial power sources. And
上記目的を達成するためになされた本発明は、少なくとも2種類の供給電源によって電池の充電が可能な充電装置であって、前記供給電源の電圧を所定の電圧に変換する少なくとも2種類の電圧変換手段と、前記供給電源を選択する選択手段と、を有し、前記選択手段により選択した供給電源によって前記電池を充電するようにしたことを特徴とする充電装置である。ここでいう電池とは、複数の素電池を直列に接続した電池組を含む二次電池である。 In order to achieve the above object, the present invention is a charging device capable of charging a battery with at least two types of power supplies, and at least two types of voltage converters for converting the voltage of the power sources into a predetermined voltage. And a selection means for selecting the supply power source, wherein the battery is charged by the supply power source selected by the selection means. The battery here is a secondary battery including a battery set in which a plurality of unit cells are connected in series.
本発明の充電装置は、少なくとも2種類の電源を用いて電池を充電することができる。充電装置は夫々の供給電源に応じた少なくとも2種類の電圧変換手段を備えている。電圧変換手段は、対応する電源の電圧を、電池の充電を行う際の電圧に変換する。選択手段は、使用可能な電源の中から供給電源として用いる電源を選択する。充電装置は、選択された電源を供給電源として、電池を充電する。 The charging device of the present invention can charge a battery using at least two types of power supplies. The charging device includes at least two types of voltage conversion means corresponding to each supply power source. The voltage conversion means converts the voltage of the corresponding power supply into a voltage for charging the battery. The selection means selects a power source to be used as a supply power source from among available power sources. The charging device charges the battery using the selected power source as a supply power source.
上記充電装置は、前記選択手段の出力に応じて、充電電流を前記供給電源に応じた電流値に制御する電流制御手段をさらに有することもできる。電流制御手段は、選択手段が選択した供給電源に応じて、充電電流を所望の電流値に制御する。 The charging device may further include a current control unit that controls a charging current to a current value corresponding to the supply power source in accordance with an output of the selection unit. The current control unit controls the charging current to a desired current value according to the power supply selected by the selection unit.
また、前記電流制御手段を備えない構成、あるいは備えた構成のどちらの充電装置においても、前記供給電源は、商用電源と、少なくとも1種類の直流電源とを含むことが好ましい。この場合、状況に応じて商用電源または他の直流電源を供給電源として選択し、電池の充電を行う。 Further, in any of the charging devices having the configuration without the current control means or the configuration with the configuration, it is preferable that the supply power source includes a commercial power source and at least one type of DC power source. In this case, a commercial power supply or other DC power supply is selected as a supply power according to the situation, and the battery is charged.
前記選択手段は、前記供給電源を予め設定された優先順位によって選択することができる。この場合、複数の電源が利用可能な場合に、選択手段が適宜使用する供給電源を選択して充電を行う。 The selection means can select the power supply according to a preset priority. In this case, when a plurality of power sources are available, charging is performed by selecting a supply power source that is appropriately used by the selection unit.
また、前記供給電源の選択を前記充電装置の外部から制御されて行うようにしてもよい。この場合、状況に応じて外部から供給電源を選択して充電を行う。 In addition, the selection of the power supply may be performed under the control of the charging device. In this case, charging is performed by selecting a supply power source from the outside according to the situation.
本発明によれば、少なくとも2種類の電源を供給電源として用いて電池を充電することができるため、商用電源が供給されていない場所でコードレス電動工具等を使用する場合、例えば、車で作業現場まで移動する時間を利用してカーバッテリで電池を充電することができる。また、太陽光があたるところに置いておけば、太陽電池でも充電することが可能になる。よって、使い勝手を向上させることができると共に作業を効率化することが可能である。 According to the present invention, since the battery can be charged using at least two types of power supplies as supply power, when using a cordless power tool or the like in a place where commercial power is not supplied, The battery can be charged with the car battery using the time to travel to. Moreover, if it puts it in the place where sunlight hits, it will become possible to charge also with a solar cell. Therefore, usability can be improved and work efficiency can be improved.
本発明の1実施の形態による充電装置について、図1乃至図2に基づき説明する。 A charging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本実施の形態による充電装置100を示すブロック図である。図1に示すように充電装置100は、DC/DCコンバータ105、106、ダイオード107、108、AC/DCコンバータ109、リレー110、充電電流検出回路111、マイコン112、接続端子131、133、135、137等を有している。
FIG. 1 is a block diagram showing a
接続端子131、133、135には電源101、102、103が着脱可能に接続される。接続端子137には、電池組104が着脱可能に接続される。電源101、102は、例えばカーバッテリや太陽電池等の直流電源、電源103は商用電源などの交流電源である。電源101、102、103は供給電源である。本実施形態においては、電池として、電池組104を用いている。電池組104は、複数の充電可能な素電池を直列に接続したものである。
The
DC/DCコンバータ105、106は、直流電源101、102から供給される電圧を、電池組104を充電するための所望の電圧に変換する電圧変換手段である。ダイオード107、108は、DC/DCコンバータ105、106からの出力を整流するダイオードである。AC/DCコンバータ109は交流電源103から供給される交流電圧を所望の直流電圧に変換する電圧変換手段である。
The DC /
リレー110は、AC/DCコンバータ109の出力をオンオフするスイッチである。充電電流検出回路111は、電池組104への充電電流を検出する回路である。
The
マイコン112は、電池組104の充電制御や、どの電源からの供給によって電池組104の充電を行うかを制御する制御回路である。マイコン112には、信号1、2、3、9、10、11が入力される。また、マイコン112は、信号4、5、6、7、8、12を出力する。マイコン112は、選択手段および電流制御手段の機能を有している。
The
信号1、2、3は、接続端子131、133、135と夫々接続され、接続端子131、133、135に供給電源が接続されているか否かを検出するための電源検出信号である。信号4、6、8は、マイコン112で選択された供給電源のみを使用可能とし、他の供給電源を使用しない状態にするON/OFF制御信号であり、夫々、DC/DCコンバータ105、DC/DCコンバータ106、リレー110へ入力する。信号5、7、12は、充電電流を制御する定電流制御信号である。信号5、7は、夫々、DC/DCコンバータ105、DC/DCコンバータ106へ入力し、信号12は、AC/DCコンバータ109へ入力する。信号9は、電池電圧を検出する電池電圧検出信号であり、接続端子137から出力される。信号10は、充電電流検出回路111からの充電電流検出信号である。信号11は、外部選択手段113からの供給電源選択信号である。
Signals 1, 2, and 3 are power supply detection signals that are connected to the
外部選択手段113は、切替スイッチなどであり、使用者が充電に用いる供給電源を選択する際に用いる。外部選択手段113は、選択した供給電源に応じた供給電源選択信号をマイコン112に出力する。
The external selection means 113 is a changeover switch or the like, and is used when a user selects a power supply used for charging. The
次に図1の回路ブロック図、図2のフローチャートを参照して充電装置100の動作を説明する。
Next, the operation of the
始めに、充電装置100に接続されている電源をマイコン112によって検出する(ステップ201)。接続端子131、133、135に電源101、102、103が接続されていると、それぞれ信号1、2、3に所定の電圧が検出される。マイコン112は、この電圧により、電源が接続されているか否かを検出する。
First, the power source connected to the
次に、どの電源によって電池組104に充電を行うか選択をする(ステップ202)。このときの選択方法としては、予めマイコン112に優先順位を設定しておき、ステップ201での接続検出結果からその優先順位に従って選択をする方法がある。また、外部設定手段113によって使用者が自由に供給電源の選択、及び優先順位の設定を行うこともできる。
Next, it is selected which power source is used to charge the battery set 104 (step 202). As a selection method at this time, there is a method in which priorities are set in the
次に、電池組104の接続待機状態となる(ステップ203)。接続端子137に電池組104が接続されると、ステップ202で選択した供給電源に対応した電圧変換手段で電圧が変換され、選択した供給電源に応じた充電電流で充電を開始する(ステップ204)。
Next, the battery set 104 enters a connection standby state (step 203). When the battery set 104 is connected to the
例えば、ステップ202で選択した電源が101であれば、マイコン112からの信号4によってDC/DCコンバータ105をオン、信号6、8によって残りのDC/DCコンバータ106、リレー110をオフさせる。
For example, if the power source selected in
また、この時、電池組104は、選択した供給電源に応じた充電電流で充電される。充電中の定電流制御の方式としては、充電開始と同時に電池組104に流れる充電電流を充電電流検出回路111により検出し、マイコン112に信号10を送出する。マイコン112は、電源101のDC/DCコンバータ105に定電流制御のための信号5を送出し、常に充電電流が一定になるように充電を行う。
At this time, the battery set 104 is charged with a charging current corresponding to the selected power supply. As a method of constant current control during charging, the charging
マイコン112は、電源102が使用されている場合には信号7をDC/DCコンバータ106に、電源103が使用されている場合には信号12をAC/DCコンバータ109に同様に送出し、電流制御を行う。充電電流は、選択された供給電源に応じた夫々の電流値に制御される。
The
その後ステップ205において満充電検出処理を行う。満充電検出は、周知の種々の方法で行うことができる。例えば、信号9によりマイコン112に入力される電池組104の電池電圧が充電末期のピーク電圧から所定量降下したことにより満充電を検出する−ΔV検出、電池組104の電池電圧の時間による2階微分値が負になったことにより満充電を検出する2階微分検出法等用いることができる。また、電池組104の温度を測定する手段(図示せず)を設け、充電開始からの電池組の温度上昇値が所定値以上になったことにより満充電を検出するΔT検出法、充電時における所定時間当りの電池温度上昇率(温度勾配)が急激に上昇する時点を検出するΔT/Δt検出法等の一つないし複数の満充電検出法を用いることもできる。
Thereafter, in
ステップ205において、マイコン112が、電池組104が満充電状態にあると判別したならば、電源101が選択されているので、マイコン112からDC/DCコンバータ105に信号4としてオフ信号を出力し、充電を停止させる(ステップ206)。
In
次いで、電池組104が接続端子137から取り外されるのを判別する(ステップ207)。マイコン112は、電池電圧検出信号9の電圧値により、電池組104が取り外されるのを判別する。電池組104が取り出されたことを判別したならば、ステップ203に戻り、次の電池組104の充電のための待機をする。
Next, it is determined whether the battery set 104 is removed from the connection terminal 137 (step 207). The
以上説明したように、本実施の形態による充電装置100によれば、商用電源を始めとする複数の電源を供給電源として使用し、電池組104を充電することができる。
As described above, according to charging
このとき、マイコン112は各接続端子131、133、135に電源が接続されているか否かを検出し、予め定められた優先順位に従って供給電源を選択し、その電源を用いて電池組104の充電を行うことができる。外部選択手段113を用いてマイコン112に使用したい供給電源や、優先順位を示す信号11を送出し、供給電源の選択を制御することもできる。
At this time, the
充電電流検出回路111で充電電流を検出してマイコン112に信号9を送出し、DC/DCコンバータ105、106およびAC/DCコンバータ109にフィードバックすることにより、電池組104の充電電流を選択した供給電源に応じた所望の電流値に制御することができる。
The charging
上記構成の充電装置100を用いれば、商用電源のない場所でもカーバッテリーや太陽電池を用いて電池組104の充電を行なえるので、使い勝手がよく、作業効率を上昇させることが可能である。
If the charging
以上、添付図面を参照しながら本発明による充電装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変形や改良が可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of the charging device by this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to embodiment mentioned above. Those skilled in the art can make various modifications and improvements within the scope of the technical idea described in the claims.
例えば、電源は交流電源1種類と直流電源2種類としているが、複数の交流電源が使用可能であるようにAC/DCコンバータを2つ以上設けてもよい。電源を接続する接続端子は電源の数設けなくてもよく、例えば太陽電池などを常に備えた構成にしてもよい。 For example, one type of AC power source and two types of DC power sources are used, but two or more AC / DC converters may be provided so that a plurality of AC power sources can be used. The number of connection terminals for connecting the power supply does not have to be provided.
DC/DCコンバータ等の電圧変換手段は電源の数設けたが、例えば、任意の入力電圧に対し任意の電圧を出力するような、1つで複数の電圧変換手段を代用する機能を持った電圧変換手段を備えるようにしてもよい。 The voltage conversion means such as a DC / DC converter is provided with the number of power supplies. For example, a voltage having a function of substituting a plurality of voltage conversion means by one, such as outputting an arbitrary voltage for an arbitrary input voltage. You may make it provide a conversion means.
本発明は、例えばコードレス電動工具など携帯して使用する機器に用いる電池を充電するための充電装置として利用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used as a charging device for charging a battery used in a device that is carried and used, such as a cordless electric tool.
100 充電装置
101、102、103 電源
104 電池組
105、106 DC/DCコンバータ
107、108 ダイオード
109 AC/DCコンバータ
110 リレー
111 充電電流検出回路
112 マイコン
113 外部選択手段
131、133、135 接続端子
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 信号
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記供給電源の電圧を所定の電圧に変換する少なくとも2種類の電圧変換手段と、
前記供給電源を選択する選択手段と、
を有し、前記選択手段により選択した供給電源によって前記電池を充電するようにしたことを特徴とする充電装置。 A charging device capable of charging a battery with at least two types of power supplies,
At least two types of voltage converting means for converting the voltage of the power supply to a predetermined voltage;
Selecting means for selecting the power supply;
And the battery is charged by the supply power selected by the selection means.
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