JP2007082379A - Charger - Google Patents
Charger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007082379A JP2007082379A JP2005270687A JP2005270687A JP2007082379A JP 2007082379 A JP2007082379 A JP 2007082379A JP 2005270687 A JP2005270687 A JP 2005270687A JP 2005270687 A JP2005270687 A JP 2005270687A JP 2007082379 A JP2007082379 A JP 2007082379A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- charging
- battery pack
- voltage
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、2次電池の充電装置に関し、特に、定電流・定電圧充電制御が要求されるリチウム電池(リチウムイオン電池を含む)、および定電流充電制御が要求されるニッケル水素電池、ニッケル・カドミウム電池(以下、ニカド電池と称する)等の各種の電池パックを充電することができる充電装置に関する。 The present invention relates to a charging device for a secondary battery, and in particular, a lithium battery (including a lithium ion battery) that requires constant current / constant voltage charging control, a nickel metal hydride battery that requires constant current charging control, The present invention relates to a charging device capable of charging various battery packs such as a cadmium battery (hereinafter referred to as a Nicad battery).
コードレス電動工具の駆動電源として、ニッケル水素電池やニカド電池の高容量化された2次電池が使用されつつある。さらに、コードレス工具の他の駆動電源としてニッケル水素電池やニカド電池に比較して電気量を多く取り出せ、かつ小形軽量であるリチウム電池の使用も注目されつつある。 As a drive power source for a cordless electric tool, a secondary battery having a higher capacity such as a nickel metal hydride battery or a nickel-cadmium battery is being used. Further, as a driving power source for other cordless tools, the use of a lithium battery that can extract a larger amount of electricity and is smaller and lighter than a nickel metal hydride battery or a nickel-cadmium battery has been attracting attention.
リチウム電池の公称電圧は、広く実用に供されているニッケル水素電池やニカド電池に比較すると約2〜3倍高く、そのエネルギー密度はニカド電池の約3倍という性能を持ち、かつ小形軽量であるという特徴を有する。さらに、比較的低温環境の中でも放電が可能で、広い温度範囲で安定した電圧を得ることができる特徴を有する。 The nominal voltage of lithium batteries is about 2-3 times higher than that of nickel-metal hydride batteries and nickel-cadmium batteries, which are widely used in practical use. Its energy density is about three times that of nickel-cadmium batteries, and it is small and lightweight. It has the characteristics. Further, it has a feature that discharge is possible even in a relatively low temperature environment and a stable voltage can be obtained in a wide temperature range.
リチウム電池においては、過充電または過放電を行なうと、電池の特性劣化および発火の可能性がある。例えば、リチウムイオン電池は、定電流・定電圧制御により充電が行われるが、過充電を行うと、リチウムイオン電池に蓄積できる電気エネルギー容量には限界があるため、有機電解液の電気分解により熱とガスが発生し、可燃性の電解液に発火してしまう危険性がある。また、正負電極からはデンドライト(金属の枝)が析出し、そのデンドライトが電極間をショート(短絡)させる恐れもある。 In a lithium battery, if it is overcharged or overdischarged, there is a possibility of battery characteristic deterioration and ignition. For example, a lithium ion battery is charged by constant current / constant voltage control. However, if overcharged, there is a limit to the electrical energy capacity that can be stored in the lithium ion battery. There is a risk of generating gas and igniting the flammable electrolyte. Further, dendrites (metal branches) are deposited from the positive and negative electrodes, and the dendrites may cause a short circuit (short circuit) between the electrodes.
従って、一般にリチウム電池から構成される電池パックには、過放電または過充電を防止するために、制御用ICやマイクロコンピュータ(以下、単にマイコンと称する)を含む保護回路装置(保護IC)が内蔵されている。この技術は、例えば下記特許文献1および特許文献2に開示されているように、複数個のリチウムイオン電池セルから構成される電池パックの電池電圧が所定値以下(例えば2.3V/セル以下)となった場合、または電池電圧が所定値以上(例えば、4.3V/セル以上)となった場合、保護ICは、過充電または過放電を報知する制御信号(電池状態信号)を出力し、電池パックの充電経路または放電経路を遮断することによって、電池パックを構成するリチウムイオン電池の特性劣化を防止し、かつ安全対策を行っている。
Therefore, a battery pack generally composed of a lithium battery incorporates a protection circuit device (protection IC) including a control IC and a microcomputer (hereinafter simply referred to as a microcomputer) in order to prevent overdischarge or overcharge. Has been. In this technique, for example, as disclosed in
しかしながら、リチウム電池の電池パック内に内蔵された保護ICは、電池を電源として電池状態信号を出力するように動作するものであり、動作に必要な所定値以上の電圧が必要である。例えば電池パックを長期間放置した場合には、自己放電等により著しく電池電圧が低下し、保護ICを動作させるのに必要な電圧値が所定値以下に低下してしまう場合がある。この場合、例えば保護ICが電池パックの状態(例えば過充電状態、あるいは通常状態)に応じて電池状態信号を出力するような場合には、保護ICは所定の電池状態信号を出力できないことになる。このため、保護ICからの所定の電池状態信号を受信し、その受信結果に基づいて充電を行うか否かを判別する充電装置、すなわち、過充電であるという信号を電池パックより受信した場合は充電を行わず、通常状態であるという信号を受信した場合には充電を行うような手段が設けられている充電装置では、過充電状態なのか通常状態なのか判別できないため、正しい充電を行えないといった状態が起こってしまう。 However, the protection IC built in the battery pack of the lithium battery operates so as to output a battery status signal using the battery as a power source, and requires a voltage higher than a predetermined value necessary for the operation. For example, when the battery pack is left for a long period of time, the battery voltage may be significantly reduced due to self-discharge or the like, and the voltage value required to operate the protection IC may be reduced below a predetermined value. In this case, for example, when the protection IC outputs a battery state signal according to the state of the battery pack (for example, an overcharge state or a normal state), the protection IC cannot output a predetermined battery state signal. . For this reason, when a predetermined battery state signal from the protection IC is received and a charging device that determines whether or not to charge based on the reception result, that is, when a signal indicating overcharge is received from the battery pack, If the charging device is equipped with a means for charging when it receives a signal indicating that it is in a normal state without charging, it cannot determine whether it is in an overcharged state or a normal state, so it cannot perform correct charging. Such a situation will occur.
従って、本発明の目的は、電池パックに内蔵された保護ICから出力された電池状態信号に基づいて電池パックの充電を行うか否かを判別する充電装置において、被充電電池パックからの電池状態信号が電池状態に正しく対応した所定信号を出力できない場合でも、充電することが可能な充電装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery state from a charged battery pack in a charging device that determines whether or not to charge a battery pack based on a battery state signal output from a protection IC built in the battery pack. An object of the present invention is to provide a charging device capable of charging even when a signal cannot output a predetermined signal correctly corresponding to a battery state.
本発明の他の目的は、電池パックに内蔵された保護ICから出力された電池状態信号に基づいて電池パックの充電を行うか否かを判別する充電装置において、被充電電池パックの電池電圧が著しく低い状態においても充電を可能とした充電装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a battery charger for determining whether or not to charge a battery pack based on a battery state signal output from a protection IC built in the battery pack. An object of the present invention is to provide a charging device that can be charged even in a significantly low state.
本発明のさらに他の目的は、ニカド電池およびニッケル水素電池のような電池パックを定電流制御方式で充電することが可能な充電装置を提供すると同時に、リチウム電池のような電池パックを定電流・定電圧制御方式で充電できる充電装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a charging device capable of charging a battery pack such as a nickel cadmium battery and a nickel metal hydride battery by a constant current control method, and at the same time, a battery pack such as a lithium battery can be An object of the present invention is to provide a charging device that can be charged by a constant voltage control method.
上記課題を解決するために本発明に従って開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次のとおりである。 Among the inventions disclosed in accordance with the present invention in order to solve the above problems, the characteristics of typical ones will be described as follows.
本発明の一つの特徴によれば、被充電電池パックからの電池状態信号を検出する電池状態検出手段と、前記電池パックへ充電電力を供給するための充電電源手段と、前記電池パックの電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池状態信号および前記電池電圧に基づいて、前記充電電源回路から前記電池パックへの充電を開始または停止させる制御回路装置とを具備する充電装置において、前記制御回路装置は、前記電池電圧が所定値以下である場合、前記電池状態信号とは無関係に、前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始する。 According to one aspect of the present invention, battery state detecting means for detecting a battery state signal from the charged battery pack, charging power supply means for supplying charging power to the battery pack, and battery voltage of the battery pack In the charging device, comprising: a battery voltage detecting means for detecting the battery voltage; and a control circuit device for starting or stopping charging from the charging power supply circuit to the battery pack based on the battery state signal and the battery voltage. When the battery voltage is equal to or lower than a predetermined value, the circuit device starts charging the battery pack from the charging power supply means regardless of the battery state signal.
本発明の他の一つの特徴によれば、被充電電池パックからの電池状態信号を検出する電池状態検出手段と、前記電池パックへ充電電力を供給するための充電電源手段と、前記電池パックの電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池状態信号に対応して前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始または停止させる第1の充電制御手段を有する制御回路装置とを具備する充電装置において、前記制御回路装置は、前記電池電圧が所定値以下である場合、前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始する第2の充電制御手段を有する。 According to another aspect of the present invention, battery state detection means for detecting a battery state signal from the battery pack to be charged, charging power supply means for supplying charging power to the battery pack, Battery voltage detection means for detecting a battery voltage; and a control circuit device having first charge control means for starting or stopping charging from the charging power supply means to the battery pack in response to the battery state signal. In the charging device, the control circuit device includes second charging control means for starting charging the battery pack from the charging power supply means when the battery voltage is equal to or lower than a predetermined value.
本発明のさらに他の一つの特徴によれば、前記電池パックの充電開始前に前記電池電圧が所定値を超える場合、前記第1の充電制御手段によって充電を開始する。 According to still another aspect of the present invention, when the battery voltage exceeds a predetermined value before the charging of the battery pack is started, charging is started by the first charging control unit.
本発明のさらに他の一つの特徴によれば、前記電池パックの充電開始前に前記電池電圧が所定値以下の場合には前記第1および前記第2の充電制御手段を用いて充電を開始し、前記電池パックの充電中には前記電池状態信号の検出内容に対応する前記第1の充電制御手段を用いて充電を行うように構成する。 According to still another aspect of the present invention, when the battery voltage is equal to or lower than a predetermined value before the charging of the battery pack is started, charging is started using the first and second charging control means. The battery pack is charged using the first charge control means corresponding to the detected content of the battery status signal.
本発明のさらに他の一つの特徴によれば、前記電池パックは、リチウム電池で、該電池の前記電池状態信号を前記電池状態検出手段へ出力する保護回路装置を内蔵している。 According to still another aspect of the present invention, the battery pack is a lithium battery and includes a protection circuit device that outputs the battery state signal of the battery to the battery state detection means.
本発明のさらに他の一つの特徴によれば、前記充電電源手段は、充電電源回路と、前記充電電源回路から前記電池パックに供給される充電電流を制御するための充電電流制御回路と、前記充電電源回路から前記電池パックに印加される電圧を制御するための出力電圧制御回路とを具備し、前記第1および前記第2の充電制御手段は、前記充電電源回路を起動または停止させる。 According to still another aspect of the present invention, the charging power supply means includes a charging power supply circuit, a charging current control circuit for controlling a charging current supplied from the charging power supply circuit to the battery pack, An output voltage control circuit for controlling a voltage applied to the battery pack from a charging power supply circuit, and the first and second charging control means start or stop the charging power supply circuit.
本発明のさらに他の一つの特徴によれば、被充電電池パックからの電池状態信号を検出する電池状態検出手段と、前記電池パックへ充電電力を供給するための充電電源手段と、前記電池パックの電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池状態信号の検出内容に対応して前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始または停止させる充電制御手段とを具備する充電装置において、前記充電制御手段は、前記電池パックの充電前において前記電池電圧が所定値以下である場合、前記電池状態検出手段の検出内容とは無関係に前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始させ、前記電池パックの充電中において前記電池状態信号を検出し、その検出信号に応答して充電を停止させる。 According to still another aspect of the present invention, battery state detection means for detecting a battery state signal from a charged battery pack, charging power supply means for supplying charging power to the battery pack, and the battery pack A battery voltage detecting means for detecting the battery voltage, and a charging control means for starting or stopping charging from the charging power supply means to the battery pack in response to the detection content of the battery state signal. When the battery voltage is equal to or lower than a predetermined value before charging the battery pack, the charging control unit starts charging the battery pack from the charging power source unit regardless of the detection content of the battery state detecting unit. The battery state signal is detected while the battery pack is being charged, and charging is stopped in response to the detection signal.
本発明によれば、被充電電池パックの電池の状態に応じて出力される電池状態信号に基づき、電池パックを充電するか否かを判別する充電装置において、被充電電池パックの電池電圧が著しく低い状態においても充電を可能とする。 According to the present invention, in the charging device that determines whether or not to charge the battery pack based on the battery state signal that is output according to the battery state of the battery pack to be charged, the battery voltage of the battery pack to be charged is remarkably high. Charging is possible even in a low state.
本発明によれば、過充電が防止できるので、保護回路装置を内蔵するリチウム電池パックを充電するのに適した充電装置を提供できる。 According to the present invention, since overcharging can be prevented, a charging device suitable for charging a lithium battery pack incorporating a protection circuit device can be provided.
本発明の上記および他の目的、ならびに上記および他の特徴および利点は、以下の本明細書の記述および添付図面からさらに明らかとなるであろう。 The above and other objects, and the above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the present specification and the accompanying drawings.
以下、本発明の第1の実施形態について、図1乃至図3を参照して詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.
図1および図2は本発明の一実施形態に係る充電装置200の回路図で、図1は、被充電電池パック2として、保護IC(保護回路装置)2dを内蔵するリチウム電池が実装(接続)された場合を示し、図2は、被充電電池パック2として、ニッケル水素電池またはニカド電池が実装された場合を示す。図1および図2に示された、被充電電池パック2を除く、充電装置200本体は全く同一の構成である。以下、図1に示したリチウム電池の電池パック2を実装した例を主体に、充電装置200の全体構成について説明する。
FIG. 1 and FIG. 2 are circuit diagrams of a
図1において、充電装置200によって充電すべき電池パック2は、単数または直列接続された複数の充電可能な、例えばリチウムイオン電池セル2aと、電池パック2内の電池温度を検出するために、電池セル2aに接触または近接して配置されたサーミスタ等の温度検出センサとして機能する感温素子2bとから成り、また電池パック2は、電池セル2aのセル数を判別するためのセル数判別素子2cを有する。このセル数判別素子2cは、本実施形態では、セル数によって異なる抵抗値を持つ抵抗から成る。
In FIG. 1, a
さらに、図1に示すように、電池パック2は、特にリチウム電池で構成される場合、被充電電池パック2の電池の状態、例えば過放電状態、過充電状態あるいは通常状態を報知する電池状態信号を充電装置200へ出力する出力線2oを持つ保護IC2dを内蔵する。本実施形態によれば、保護IC2dは、電池パック2に収納された複数のリチウムイオン電池セル2aごとの電池電圧を検出し、検出された複数の電池セル2aの全てが所定範囲内の電圧値を検出したら、電池状態は通常状態として判別し、出力線2oよりロー信号を、それ以外の場合にはハイインピーダンス信号を出力する。
Further, as shown in FIG. 1, when the
保護IC2dの出力信号(電池状態信号)は、信号変換回路(電池状態検出手段)6に入力され、信号変換回路6は、後述するようにマイコン50の入力ポート56に、通常状態ではハイ信号を、それ以外ではロー信号を出力する。この信号変換回路6の出力によりマイコン50は電池パック2の状態を検知することができる。
The output signal (battery state signal) of the protection IC 2d is input to the signal conversion circuit (battery state detection means) 6, and the signal conversion circuit 6 outputs a high signal to the input port 56 of the
なお、電池パック2がニッケル水素電池またはニカド電池により構成される場合、図2に示されるように、電池パック2には保護IC2dが内蔵されていないので、マイコン50の入力ポート56に対する接続形態は図1に示した場合と異なる。
When the
電池パック2に充電電力を供給するための充電電源回路(第1の電源回路)300は、第1の整流平滑回路10と、スイッチング電源回路20と、第2の整流平滑回路30とから構成され、その出力側(出力端子30a)は電池パック2に電気的接続される。
A charging power supply circuit (first power supply circuit) 300 for supplying charging power to the
第1の整流平滑回路10は全波整流回路11と平滑用コンデンサ12とから成り、商用交流電源等の交流電源1を全波整流する。スイッチング電源回路20は、高周波トランス21と、トランス21の1次コイルに直列接続されたMOSFET(スイッチング素子)22と、MOSFET22のゲート電極に印加する駆動パルス信号のパルス幅を変調させるためのPWM制御IC(スイッチング電源IC)23とを備える。PWM制御IC23は、ホトカプラから成る充電制御信号伝達手段4および充電帰還信号伝達手段5を介して入力される制御信号に基づいて、MOSFET22をオン・オフ制御し、かつMOSFET22のゲート電極に供給する駆動パルス幅を変えることによって、MOSFET22のオン時間を制御し、第2の整流平滑回路30の出力電圧と電池パック2への充電電流を調整する。第2の整流平滑回路30はトランス21の2次コイル側に接続されたダイオード31および32、チョークコイル33、および平滑用コンデンサ34から成る。
The first rectifying / smoothing
一方、充電電源回路300には、充電電流制御手段60および出力電圧制御手段80が電気的に接続される。充電電源回路300、充電電流制御手段60および出力電圧制御手段80によって、電池パック2へ充電電力を供給するための充電電源手段を構成する。
On the other hand, charging current control means 60 and output voltage control means 80 are electrically connected to charging
充電電流制御手段60は、演算増幅器61aおよび61bと、入力抵抗62および64と、帰還抵抗63および65と、充電電流設定手段を構成する抵抗66および67と、ダイオード69と、電流制限用抵抗68とから構成される。充電電流を設定するための設定電位を与える分圧抵抗66および67には、後述する、マイコン50等の制御回路系の駆動電源となる定電圧電源回路すなわち駆動電源回路(第2の電源回路)100の定電圧Vccが供給される。充電電流制御手段60の入力側は電池パック2の充電電流を検出するための抵抗から成る電流検出手段3に接続される。また、その出力により充電帰還信号伝達手段5を介してPWM制御IC23が制御される。このような構成に基づき、充電電流制御手段60は電池パック2に供給する充電電流を所定値に制御する。
The charging current control means 60 includes operational amplifiers 61a and 61b,
出力電圧制御手段80は、演算増幅器81と、入力抵抗82および83と、帰還抵抗84と、ダイオード88と、電流制限用抵抗85と、充電電源回路300の出力電圧を設定するための出力電圧設定手段を構成する抵抗86および87a〜87cとから構成される。出力電圧制御手段80の入力側(反転入力端子(−))は、抵抗41および42から成る充電電源回路300の出力電圧を検出する出力電圧検出手段40に接続され、充電電源回路300の出力電圧のフィードバック用検出電圧が入力される。他方の入力側(非反転入力端子(+))には、上記した出力電圧設定手段が接続される。この出力電圧設定手段の分圧電圧がマイコン50の出力ポート55の出力信号により制御されることによって、充電電源回路300の出力電圧を複数の電圧に設定することができる。すなわち、出力電圧制御手段80は、充電電源回路300の出力電圧を、出力ポート55の出力信号によって、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池およびニカド電池の電池パック2に対応した所定の電圧値に設定することができる。さらに、出力電圧制御手段80の出力により充電電流制御手段60の出力側と同様に、充電帰還信号伝達手段5を介してPWM制御IC23が制御される。従って、PWM制御IC23は、充電電流制御手段60または出力電圧制御手段80の出力信号(帰還信号)により制御されることになる。
The output voltage control means 80 includes an
充電電源回路300、充電電流制御手段60、出力電圧制御手段80、電池温度検出手段70等の動作は、マイコン(制御回路装置)50によって制御される。マイコン50は、制御プログラムを実行するCPU(中央処理装置)51の他に、図示されていないが、CPU51の制御プログラム、電池パック2に関するデータ等を格納するリード・オンリ・メモリ(ROM)、CPU51の作業領域やデータの一時記憶領域などとして利用されるランダム・アクセス・メモリ(RAM)、およびタイマを具備している。さらに、マイコン50は、セル数判別素子2c、電池電圧検出手段8および電池温度検出手段70または150(図2)によって検出されたアナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するためのA/Dコンバータ52と、充電制御信号伝達手段4に充電の開始または停止を制御する制御信号を出力するための出力ポート53および54と、充電電源回路300の出力電圧を設定する制御信号を出力する出力ポート55と、信号変換回路6を介して保護IC2dからの出力信号を受信する入力ポート56と、電源投入時にリセット信号を入力するためのリセット入力ポート57とを具備する。
Operations of the charging
充電制御信号伝達手段4は、トランジスタ4bと、抵抗4cおよび4dと、トランジスタ4bによって駆動されるホトカプラ4aとから構成される。トランジスタ4bは抵抗4cを介して印加されるハイ信号によってオンしてホトカプラ4aを介してPWM制御IC23の動作を開始させる。
The charge control signal transmission means 4 includes a transistor 4b,
マイコン50の出力ポート53は、ダイオード130および140のアノード側に接続されている。通常状態の電池パック2を充電する場合、保護IC2dは電池状態信号としてロー信号を、信号変換回路6はハイ信号を出力することにより、マイコン50は出力ポート53からハイ信号を出力し、ダイオード130を介してトランジスタ4bをオンさせることで充電を開始することができる。一方、電池電圧が所定値以下の電池パック2を充電する場合、すなわち電池電圧が保護IC2dを動作できない電圧まで低下している場合には、保護IC2dはハイインイーダンス信号を、信号変換回路6がロー信号を出力するので、マイコン50が出力ポート53からハイ信号を出力しても、ダイオード130に供給されるべき信号はダイオード140を介してローサイドに供給されてしまい、トランジスタ4bをオンすることができず充電を開始することができない。すなわち、出力ポート53のみの信号に基づくだけでは、電池パック2の状態によって充電を開始できない場合があるため、本実施形態では、出力ポート54およびダイオード120を設け、電池電圧が所定値以下の電池パック2を充電する場合には、出力ポート54からの信号に基づき充電を開始させる。すなわち出力ポート54からハイ信号を出力することにより、ダイオード120を介してトランジスタ4bをオンさせ充電を開始することができる。すなわち、出力ポート54は、電池パック2の保護IC2dからの電池状態信号の出力状態とは無関係にトランジスタ4bをオンさせ充電を開始させることができる。ここでダイオード120およびダイオード130は、出力ポート54または出力ポート53のどちらか一方がハイ信号となったときにトランジスタ4bにオン信号を供給するためのOR回路として機能する。
The
マイコン50の出力ポート55は、充電電源回路300の出力を、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池およびニカド電池の電池パック2に対応した所定の電圧値に設定することができる。本実施形態では、抵抗87b、87cに電気的接続される出力ポート55にハイインピーダンス信号を出力した場合、充電電源回路300の出力をニッケル水素電池またはニカド電池の電池パック2を充電するための電圧25Vに設定し、抵抗87bに電気的接続される出力ポート55のみをロー信号として出力した場合、充電電源回路300の出力を、4セルのリチウムイオン電池の電池パック2を充電するための電圧16.8Vに設定し、さらに抵抗87cに電気的接続された出力ポート55のみをロー信号として出力した場合、充電電源回路300の出力を、2セルのリチウムイオン電池の電池パック2を充電するための電圧8.4Vに設定する。
The
図1に示すように、リチウムイオン電池の電池パック2の感温素子2bは、駆動電源(電源電圧)Vccが供給された抵抗71および72から成る電池温度検出手段70に接続される。電池温度検出手段70によって感温素子2bの抵抗値の温度変化を電圧に変換し、マイコン50のA/Dコンバータ52に入力する。これにより実装された電池パック2がリチウムイオン電池であることを判別する。この電池温度検出手段70は、図2に示すように、ニカド電池およびニッケル水素電池の電池パック2が実装された場合は、電池パック2に電気的接続されない。
As shown in FIG. 1, a temperature sensing element 2b of a
一方、図2に示すように、ニカド電池およびニッケル水素電池の電池パック2の感温素子2bは、駆動電源Vccが供給された抵抗150aおよび150bから成る電池温度検出手段150に接続される。電池温度検出手段150によって感温素子2bの抵抗値の温度変化を電圧に変換し、マイコン50のA/Dコンバータ52に入力する。これにより実装された電池パック2がニカド電池またはニッケル水素電池であることを判別する。この電池温度検出手段150は、図1に示すように、リチウムイオン電池の電池パック2が実装された場合は、電池パック2に電気的接続されない。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the temperature sensing element 2b of the
信号変換回路6は、図1に示されるように、リチウムイオン電池の電池パック2に内蔵された保護IC2dの電池状態信号をレベル変換するために設けられたものである。
As shown in FIG. 1, the signal conversion circuit 6 is provided for level conversion of the battery status signal of the protection IC 2d built in the
図2に示されるように、電池パック2としてニカド電池またはニッケル水素電池が実装された場合、保護IC2dがないため、信号変換回路6は入力が開放状態となり、ロー信号を出力するので、マイコン50の出力ポート53より充電開始のハイ信号を出力しようとしても充電を開始することができない。すなわち、ニカド電池またはニッケル水素電池が実装された場合、リチウムイオン電池が実装された場合と同様の充電制御方法では充電を開始することができない。
As shown in FIG. 2, when a nickel-cadmium battery or a nickel hydride battery is mounted as the
そこで本実施形態では、この不都合を無くすために、ニカド電池またはニッケル水素電池の電池パック2が実装された場合は、信号変換回路6への信号の入力状態に関係なく充電を行うことができるように電池実装認識手段160を設ける。この電池実装認識手段160は、実装された電池パック2がニッケル水素電池またはニカド電池であると認識した場合には、信号変換回路6よりハイ信号を出力させることによって、マイコン50の出力ポート53はハイ信号を出力し、これによりトランジスタ4bをオンさせて充電ができるようにする。また別の方法として、ニッケル水素電池またはニカド電池の電池パック2の実装時にはマイコン50の出力ポート54よりハイ信号を出力させて充電を行ってもよい。
Therefore, in this embodiment, in order to eliminate this inconvenience, when the
電池パック2のセル数判別素子2cは、電池パック2のセル数2aに対応する抵抗値を持つので、一端が駆動電源Vccに接続されたセル数検出用分圧抵抗7と共にセル数判別手段を構成し、その分圧電圧をマイコン50のA/Dコンバータ52に入力し、マイコン50によって電池パック2のセル数2aを判別する。
Since the cell
電池パック2の電池電圧は、抵抗8aおよび8bから成る電池電圧検出手段8によって検出電圧として分圧され、マイコン50のA/Dコンバータ52に入力される。
The battery voltage of the
電池パック2の充電を開始または停止させる制御信号は、マイコン5の出力ポート53または出力ポート54より充電制御信号伝達手段4を介してPWM制御IC23へ出力される。充電制御信号伝達手段4を介して充電開始の制御信号を受信すれば、PWM制御IC23によって、MOSFET22はスイッチング動作を開始(オン)し、逆に充電停止の制御信号を受信すれば、MOSFET22はスイッチング動作を停止(オフ)する。
A control signal for starting or stopping charging of the
以上のように、本発明における充電制御のための制御回路装置または充電制御手段は、マイコン50の他に、信号変換回路6、セル数検出用分圧抵抗7、電池実装認識手段160、電池温度検出手段70および150等の入力回路系と、出力電圧設定用抵抗87b、87c、充電制御信号伝達手段4等の出力回路系とを含んでいる。
As described above, the control circuit device or charge control means for charge control in the present invention includes the signal conversion circuit 6, the cell number detection
マイコン50、充電電流制御手段60、出力電圧制御手段80、リチウム電池用電池温度検出手段70、ニカド電池およびニッケル水素電池用電池温度検出手段150およびセル数判別手段2cの検出用分圧抵抗7等の駆動電源Vccは、交流電源1を整流する第1の整流平滑回路10より分岐され形成された駆動電源回路100によって供給される。この駆動電源回路100は、第1の電源回路である充電電源回路300とは別系統の第2の電源回路として設けられる。駆動電源回路100は、充電電源回路300の駆動状態または非駆動状態にかかわらず、充電電源回路300とは別系統に形成される。
駆動電源回路100は、電源トランス102と、電源トランス102の1次コイル102aに接続されたスイッチング電源用IC101と、電源トランス102の2次コイル102b側に接続されたダイオード103および平滑コンデンサ104と、フィードバック回路装置105、シャントレギュレータ106、抵抗107、108および平滑用コンデンサ109から成る回路と、3端子レギュレータ110および平滑用コンデンサ111から成る回路と、リセットIC112とから構成される。駆動電源回路100のリセットIC112は、電源投入時などにマイコン50を初期状態にするために、リセット入力ポート57にリセット信号を出力する。
The driving
直流電源回路90は、PWM制御IC23を駆動するための電源回路で、電源トランス102の第2の2次コイル92に接続されたダイオード91および平滑用コンデンサ93から成り、この電源回路も充電電源回路300と別系統の電源回路として構成されている。
The DC power supply circuit 90 is a power supply circuit for driving the
次に、図1および図2に示した本発明に係る充電装置の動作について、図3に示した制御フローチャートを参照して説明する。 Next, the operation of the charging apparatus according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the control flowchart shown in FIG.
充電装置200の電源を投入すると、ステップ301において、マイコン50は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池またはニカド電池の電池パック2が実装されるまで接続待機状態となる。
When the power of the
リチウムイオン電池の電池パック2の実装は、電池電圧検出手段8および電池温度検出手段70の検出信号により判別する。また、ニッケル水素電池またはニカド電池の電池パック2の実装は、電池電圧検出手段8および電池温度検出手段150の検出信号により判別する。
The mounting of the
次に、ステップ301において、電池パック2が実装されたと判別されたら、ステップ302に進み電池種を判別する。判別方法は、電池温度検出手段70を介してマイコン50に信号が入力された場合はリチウムイオン電池であると判別し、電池温度検出手段150を介して信号が入力された場合はニッケル水素電池またはニカド電池であると判別する。
Next, when it is determined in
ステップ302において実装された電池パック2がリチウムイオン電池であると判別した場合は、ステップ303に進み、充電前の電池パック2の電池電圧を電池電圧検出手段8より検出する。
When it is determined in
次に、ステップ304において、ステップ303で検出した電池パック2の電池電圧が所定値以下か否かを判別する。この所定値は保護IC2dの最小動作電圧を考慮して決定すればよい。例えば、保護IC2dの最小動作電圧が2Vの場合は、マージンを考慮し3Vに設定すればよい。ステップ304において電池電圧が所定値以下の場合、電池電圧は保護IC2dが動作できる電圧に達していないと考えられ、保護IC2dは電池の状態に応じた信号(電池状態信号)を出力していないと考えられる。
Next, in
マイコン50は、保護IC2dからの電池状態信号を信号変換回路6を介して入力ポート56に取込み、電池パック2の電池状態が通常状態であるか否かを判別し、充電するか否かを判別する。電池電圧が所定値以下の場合においては、マイコン50の入力ポート56にはロー信号が入力されるようになっているので、出力ポート53からハイ信号を出力し充電を開始しようとしても、その信号はダイオード140を介してローサイドに供給されてしまうためトランジスタ4bをオンできない。すなわち、出力ポート53からの信号のみに基づいて充電を開始することができない。
The
従って、電池パック2の電池電圧が保護IC2dを動作させるに足る値に達していない場合(ステップ304でYESの場合)は、電池パック2の保護IC2dからの電池状態信号とは無関係な出力ポート54の信号に基づいて充電を開始させる。
Accordingly, when the battery voltage of the
すなわち、ステップ304で電池電圧が所定値以下の場合には、まずステップ305で、出力ポート55によって充電電源回路300の出力電圧をセル数に応じた電圧値に設定する。
That is, if the battery voltage is equal to or lower than the predetermined value in
次いで、ステップ306に進み、マイコン50の出力ポート54の出力をハイ信号とすることにより充電制御信号伝達手段4のトランジスタ4bをオンさせ充電を開始させる。その後、ステップ308に進む。
Next, the process proceeds to step 306, where the output of the
ステップ304において電池パック2の電池電圧が所定値以下でない場合は、電池パック2の保護IC2dを動作させるために十分な電圧なので、保護IC2dから電池状態信号が出力されている。従って、ステップ307に進み、出力ポート55によって充電電源回路300の出力電圧を電池パック2のセル数に応じた電圧値に設定する。
If the battery voltage of the
ステップ308において、出力ポート55の出力信号に連動してマイコン50の出力ポート53よりハイ信号を出力しトランジスタ4bをオンさせ充電を開始させる。
In
充電を開始したら、ステップ309に進み、マイコン50の入力ポート56にロー信号が入力されているか否かを判別する。すなわち、入力ポート56には電池パック2の電池の状態によって保護IC2dより信号変換回路6を介して信号が入力されているので、その信号に基づき電池パック2の状態を判別する。
When charging is started, the process proceeds to step 309 to determine whether or not a low signal is input to the input port 56 of the
ステップ309において入力ポート56にロー信号が入力されていない場合、電池状態は通常状態であると判別され、ステップ310に進み、出力ポート54よりハイ信号が出力されていたら、ロー信号を出力する。すなわち、出力ポート54よりハイ信号が出力されているということは、ステップ304において電池パック2の保護IC2dを動作させるための電圧が不十分であったため、出力ポート54に基づいて充電を開始したことを意味する。また、ステップ309において入力ポート56がハイ信号を検知したということは、電池パック2の電池電圧が所定値以下でないことを意味する。従って、出力ポート54の出力をロー信号とすることにより、保護IC2dと連動した出力ポート53の出力に基づく保護IC2dの正しい電池状態信号と連動した充電を行うことができる。
If a low signal is not input to the input port 56 in step 309, it is determined that the battery state is a normal state, and the process proceeds to step 310. If a high signal is output from the
ステップ309において入力ポート56がロー信号を検出した場合は、ステップ312に進み、出力ポート54よりハイ信号が出力されたか否かを判別する。
If the input port 56 detects a low signal in step 309, the process proceeds to step 312 to determine whether or not a high signal is output from the
ステップ312において出力ポート54よりハイ信号が出力されていると判別した場合は、まだ電池パック2の電池電圧が保護IC2dを動作させるに足る電圧まで達していないので、そのまま充電を続行し、ステップ311に進む。
If it is determined in
ステップ311において、電池パック2は満充電か否かを判別する。電池パック2がリチウム電池の場合、図7に示すような定電流・定電圧制御によって充電が行われる。リチウム電池の満充電の判別は、例えば、図7に示したような定電流・定電圧制御における定電圧充電の区間で充電電流の値がある所定値以下になったか否かで判定する。
In step 311, it is determined whether or not the
ステップ312において出力ポート54よりハイ信号が出力されていないと判別した場合、電池パック2の電池電圧がその保護IC2dを動作させるに足る電池電圧に達しており、この場合は、電池パック2が過充電であることを意味するので、ステップ313に進み、マイコン50の出力ポート53よりロー信号を出力し、次いで、ステップ314に進み、出力ポート54からもロー信号を出力して、トランジスタ4bをオフし充電を終了させる。
If it is determined in
次にステップ315に進み、電池パック2が充電装置200から抜かれたか否かを判別し、電池パック2が充電装置200から抜かれた場合(YESの場合)はステップ301に戻る。
Next, the process proceeds to step 315, where it is determined whether or not the
ステップ302において実装された電池パック2がリチウムイオン電池であると判別されなかった場合はステップ316に進み、マイコン50の出力ポート55によりニッケル水素電池またはニカド電池を充電すべく充電電源回路300の出力電圧を25Vに設定する。
If it is not determined that the
次いでステップ317において出力ポート53よりハイ信号を出力し充電を開始する。ステップ317において、電池実装認識手段160は、信号変換回路6への信号の入力状態に関係なく信号変換回路6よりハイ信号を出力させ、マイコン50の出力ポート53の出力をハイ信号とし、これによりトランジスタ4bをオンさせて充電ができるようにする。
Next, in step 317, a high signal is output from the
次に、ステップ318において満充電か否かを判別する。電池パック2がニッケル水素電池またはニカド電池の場合、図8に示すような定電流制御によって充電が行われる。定電流制御での満充電の判別は、周知の種々の検出方法がある。周知の代表的な一つの例は、電池パック2の電池電圧を電池電圧検出手段8によって検出し、充電末期のピーク電池電圧から所定量降下したことを検出して満充電とする−ΔV検出方法がある。その他の検出方法としては、電池電圧がピークに達する前に充電を停止することにより過充電を低減し、電池パックのサイクル寿命を向上させるために、電池電圧の時間による2階微分値が負になるのを検出して満充電と判別する2階微分検出、電池温度検出手段150の出力に基づいて充電開始からの電池パック2の温度上昇値が所定の温度上昇値以上になるのを検出して満充電と判別するΔT検出、または特開昭62−193518号、特開平2−246739号および実開平3−34638号公報等に記載されている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)が所定値以上になるのを検出して満充電と判別するdT/dt検出があり、これら周知の満充電検出法の一方式または複数方式を採用して満充電の判別を行うことができる。
Next, in
ステップ318で電池パック2が満充電と判別された場合は、ステップ319においてマイコン50の出力ポート53よりロー信号を出力しトランジスタ4bをオフして充電を終了させ、次いでステップ315に進み、電池パック2が抜かれたか否かを判別し、抜かれた場合はステップ301に戻る。
If it is determined in
以上の本発明に係る実施形態の説明より明らかなように、本発明によれば、電池状態信号を出力する保護ICを内蔵する電池パックの充電装置において、被充電電池パックの電池電圧不足により、電池パックの保護ICより正しく電池状態信号が出力されていない場合でも、充電が可能な充電装置を提供できる。特に、保護ICを内蔵するリチウム電池パックの充電装置として有効である。また、この充電装置は、保護ICを内蔵しないニッケル水素電池またはニカド電池のような他の電池パックの充電にも併用できる。 As is clear from the above description of the embodiment of the present invention, according to the present invention, in a battery pack charging device incorporating a protection IC that outputs a battery status signal, due to a lack of battery voltage of the battery pack to be charged, Even when the battery state signal is not correctly output from the protection IC of the battery pack, a charging device capable of charging can be provided. In particular, it is effective as a charging device for a lithium battery pack incorporating a protection IC. The charging device can also be used for charging other battery packs such as a nickel-metal hydride battery or a nickel-cadmium battery that do not incorporate a protective IC.
次に、図4および図5に示した本発明に係る第2の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment according to the present invention shown in FIGS. 4 and 5 will be described.
図4および図5は本発明の第2の実施形態に係る充電装置200の回路図を示す。図4および図5の回路構成は、図1および図2に示した回路構成と基本的には同一である。異なる点は、図1および図2に示した第1の実施形態におけるダイオード120および140、ならびにマイコン50の出力ポート54を削除し、マイコン50の処理により出力ポート53のみから充電制御信号を出力するものである。ダイオード140がないことでマイコン50の出力ポート53から出力される出力信号は、保護IC2dから出力される電池状態信号とは無関係に信号を出力し、充電を開始することができる。この場合、保護IC2dからの電池状態信号の検出はマイコン50の入力ポート56においてのみ行われる。
4 and 5 show circuit diagrams of the
次に、第2の実施形態に係る充電装置200の動作について、図6に示す制御フローチャートを参照して説明する。
Next, operation | movement of the
充電装置200の電源を投入すると、ステップ601において、マイコン50は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池またはニカド電池の電池パック2が実装されるまで接続待機状態となる。
When the power of the
リチウムイオン電池の電池パック2の実装は、電池電圧検出手段8および電池温度検出手段70の検出信号により判別する。また、ニッケル水素電池またはニカド電池の電池パック2の実装は、電池電圧検出手段8および電池温度検出手段150の検出信号により判別する。
The mounting of the
次に、ステップ601において電池パック2が実装されたと判別されたら、ステップ602に進み電池種を判別する。判別方法は、電池温度検出手段70を介してマイコン50に信号が入力された場合はリチウムイオン電池であると判別し、電池温度検出手段150を介して信号が入力された場合はニッケル水素電池またはニカド電池であると判別する。
Next, when it is determined in step 601 that the
ステップ602において実装された電池パック2がリチウムイオン電池であると判別した場合は、ステップ603に進み、充電前の電池パック2の電池電圧を電池電圧検出手段8より検出する。
If it is determined in step 602 that the
次に、ステップ604において、ステップ603で検出した電池パック2の電池電圧が所定値以下か否かを判別する。この所定値は保護IC2dの最小動作電圧を考慮して決定すればよい。例えば、第1の実施形態と同様、保護IC2dの最小動作電圧が2Vの場合は、マージンを考慮して3V程度に定めればよい。ステップ604において電池電圧が所定値以下の場合、電池電圧は保護IC2dが動作できる電圧に達していないと考えられ、保護IC2dは電池の状態に応じた正しい電池状態信号を出力していないと考えられる。
Next, in
マイコン50は、保護IC2dからの電池状態信号を信号変換回路6を介して入力ポート56に取込み、電池パック2が通常状態であるか否かを判別し、充電するか否かを判別する。よって保護IC2dから信号が何も出力されていない状態(電池電圧が所定値以下の場合)では充電を開始することができない。そこで、本実施形態では、電池状態報知信号不感フラグの状態に基づき出力ポート53からハイ信号を出力し充電を開始することができるようにする。
The
すなわち、ステップ604で電池電圧が所定値以下の場合には、まずステップ605で、出力ポート55によって充電電源回路300の出力電圧をセル数に応じた電圧値に設定する。
That is, if the battery voltage is equal to or lower than the predetermined value in
次いでステップ606に進み、マイコン50の出力ポート53の出力をハイ信号にするために、マイコン50のCPU51内に「電池状態報知信号不感フラグ」を立てる。すなわち電池状態報知信号不感フラグ=1とする。この電池状態報知信号不感フラグ=1の場合は、マイコン50の入力ポート56に何も信号が入力されていない場合でも、マイコン50の出力ポート53にはハイ信号を出力し、充電ができるようにする。その後、ステップ608に進む。
Next, in step 606, a “battery state notification signal insensitive flag” is set in the CPU 51 of the
ステップ604において電池パック2の電池電圧が所定値以下でない場合は、電池パック2の保護IC2dを動作させるために十分な電圧なので、保護IC2dから電池状態信号が出力されている。従って、ステップ607に進み、出力ポート55によって充電電源回路300の出力電圧を電池パック2のセル数に応じた電圧値に設定する。
If the battery voltage of the
ステップ608において、出力ポート55の出力信号に連動してマイコン50の出力ポート53よりハイ信号を出力しトランジスタ4bをオンさせ充電を開始させる。
In step 608, a high signal is output from the
充電を開始したら、ステップ609に進み、マイコン50の入力ポート56にロー信号が入力されているか否かを判別する。すなわち、入力ポート56には、電池パック2の電池の状態によって保護IC2dより信号変換回路6を介して信号が入力されているので、その信号に基づき電池パック2の状態を判別する。
When charging is started, the process proceeds to step 609 to determine whether or not a low signal is input to the input port 56 of the
ステップ609で入力ポート56にロー信号が入力されていない場合、電池状態は通常状態であると判別され、ステップ610に進み、電池状態報知信号不感フラグ=1か否かを判別する。
If a low signal is not input to the input port 56 in
ステップ610において電池状態報知信号不感フラグ=1である場合は、ステップ604において充電開始前の電池パック2の電池電圧が所定値以下であると判別された場合であり、また、ステップ609においてマイコン50の入力ポート56にハイ信号が入力されているということは、電池パック2の電池電圧が保護IC2dを動作させるに足る電圧値まで充電されたことを意味する。すなわち、保護IC2dの電池状態信号に応じた充電が可能となったので電池状態報知信号不感フラグ=0とする。ステップ610において、電池状態報知信号不感フラグ=1でない場合はステップ612にジャンプする。
If the battery state notification signal insensitivity flag is 1 in
ステップ609において入力ポート56にロー信号が入力されている場合は、ステップ613に進み、電池状態報知信号不感フラグ=1か否かを判別する。
If a low signal is input to the input port 56 in
ステップ613において、電池状態報知信号不感フラグ=1でない場合は電池パック2が過充電となったことを意味するので充電を終了させるべくステップ616にジャンプする。
In
ステップ613において、電池状態報知信号不感フラグ=1である場合は、ステップ614に進み、電池パック2の電池電圧が保護IC2dを動作させるに足る所定電圧以下でないか否かを判別する。
In
ステップ614において電池パック2の電池電圧が所定値以上の場合は、電池電圧が保護IC2dを動作させるに足る電圧に達しており、保護IC2dからは電池の状態に応じた電池状態信号が出力されている。よって、ステップ611に進み、保護IC2dからの電池状態信号に応じた充電を行うために電池状態報知信号不感フラグ=0とする。
If the battery voltage of the
ステップ614において電池電圧が所定値以下の場合はステップ615に進み、電池パック2の充電が充電開始からa秒経過しているか否かを判別する。
In step 614, if the battery voltage is equal to or lower than the predetermined value, the process proceeds to step 615, and it is determined whether or not the charging of the
ステップ615においてa秒間経過している場合は、ステップ616に進み、マイコン50の出力ポート53よりロー信号を出力してトランジスタ4bをオフし充電を終了させる。ステップ615においてa秒間経過していない場合は、充電を終了させることなくステップ612にジャンプする。ここでa秒間とは、ステップ604において電池パック2の電池電圧が所定値以下であると判別された場合すなわち電池状態報知信号不感フラグ=1である場合は、入力ポート56の入力信号とは無関係にa秒間は充電を行うことを意味する。電池パック2の電池状態が正常であれば、著しく電池電圧が低い電池すなわち電池電圧がステップ604で所定電圧以下であると判別されるくらいの低い電圧の電池であっても、数秒間、充電すれば電池電圧は相当程度上昇し、保護IC2dを動作させるに足る電池電圧まで上昇する。すなわち電池電圧が低い場合にはa秒間は電池状態信号とは無関係に充電を行い、a秒経過した場合は電池パック2が異常状態と判断しステップ616に進む。
If a second has elapsed in step 615, the process proceeds to step 616, where a low signal is output from the
ステップ612において満充電か否かを判別する。満充電の判別は、第1の実施形態と同様に、図7に示した定電流・定電圧制御における定電圧の区間で充電電流の値が所定値以下になったか否かで行う。所定値以下である場合はステップ616に進み、充電を終了させるべく出力ポート53よりロー信号を出力し、トランジスタ4bをオフし充電を終了させる。
In
次にステップ617において、電池パック2が充電装置200から抜かれたか否かを判別し、電池パック2が抜かれた場合はステップ601に戻る。
Next, in step 617, it is determined whether or not the
ステップ602において電池パック2がリチウムイオン電池であると判別されなかった場合はステップ618に進む。
If it is not determined in step 602 that the
ステップ618において、マイコン50の出力ポート55によりニッケル水素電池またはニカド電池を充電すべく充電電源回路300の出力電圧を25Vに設定する。
In
次いでステップ619において出力ポート53よりハイ信号を出力し充電を開始する。ステップ619において、電池実装認識手段160は、信号変換回路6への信号の入力状態に関係なく信号変換回路6よりハイ信号を出力させ、マイコン50の出力ポート53の出力をハイ信号とし、これによりトランジスタ4bをオンさせて充電ができるようにする。
Next, at step 619, a high signal is output from the
次に、ステップ620において満充電か否かを判別する。満充電の判別は第1の実施形態と同様なものが適用できる。 Next, in step 620, it is determined whether or not the battery is fully charged. For the determination of full charge, the same one as in the first embodiment can be applied.
ステップ620において電池パック2が満充電と判別された場合は、ステップ621に進み、マイコン50の出力ポート53よりロー信号を出力しトランジスタ4bをオフして充電を終了させ、次いでステップ617に進み、電池パック2が抜かれたか否かを判別し、抜かれた場合はステップ601に戻る。
If it is determined in step 620 that the
以上の第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、被充電電池パックの電池電圧不足により保護ICから正しく電池状態信号が出力されていない場合でも、充電が可能な充電装置を提供できる。また、第2の実施形態ではダイオードおよびマイコンの出力ポートを削減できるので、充電電源回路の充電の開始を制御する制御回路系の回路構成を単純化できる。 Also in the second embodiment described above, similarly to the first embodiment, a charging device that can be charged even when the battery status signal is not correctly output from the protection IC due to insufficient battery voltage of the battery pack to be charged. Can be provided. In the second embodiment, since the diodes and the output ports of the microcomputer can be reduced, the circuit configuration of the control circuit system that controls the start of charging of the charging power supply circuit can be simplified.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It is.
1:交流電源 2:電池パック 2a:電池セル 2b:感温素子
2c:セル数判別素子 2d:保護IC(保護回路装置)
2o:保護ICの出力線 3:電流検出抵抗
4:充電制御信号伝達手段(ホトカプラ) 5:充電帰還信号伝達手段(ホトカプラ)
6:信号変換回路(電池状態検出手段) 7:セル数検出用分圧抵抗
8:電池電圧検出手段 8a、8b:分圧用抵抗
10:第1の整流平滑回路 11:全波整流回路 12:平滑用コンデンサ
20:スイッチング電源回路 21:高周波トランス 22:MOSFET
23:PWM制御IC 30:第2の整流平滑回路 30a:出力端子
31、32:整流用ダイオード 33:チョークコイル
34:平滑用コンデンサ 40:出力電圧検出手段
41、42:分圧用抵抗 50:マイコン(制御回路装置)
51:CPU 52:A/Dコンバータ 53〜55:出力ポート
57:リセット入力ポート 60:充電電流制御手段
61a、61b:演算増幅器 62、64:入力用抵抗
63、65:帰還用抵抗 66、67:分圧抵抗
68:抵抗 69:ダイオード 70:電池温度検出手段
71、72:分圧用抵抗 80:出力電圧制御手段
81:演算増幅器 82、83:入力用抵抗 84:帰還用抵抗
85:抵抗 86:ダイオード 90:直流電源回路 91:ダイオード
92:電源トランスの2次コイル 93:平滑用コンデンサ
100:駆動電源回路(第2の電源回路) 101:スイッチング電源用IC
102:電源トランス 102a:電源トランスの1次コイル
102b:電源トランスの2次コイル 103:ダイオード
104:平滑用コンデンサ 105:フィードバック回路装置
106:シャントレギュレータ 107、108:分圧用抵抗
109:平滑用コンデンサ 110:3端子レギュレータ
111:平滑用コンデンサ 112:リセットIC
150:電池温度検出手段 150a、150b:分圧用抵抗
160:電池実装認識手段 200:充電装置
300:充電電源回路(第1の電源回路)
1: AC power source 2: Battery pack 2a: Battery cell 2b: Temperature
2o: Output line of protection IC 3: Current detection resistor 4: Charge control signal transmission means (photocoupler) 5: Charge feedback signal transmission means (photocoupler)
6: Signal conversion circuit (battery state detection means) 7: Voltage dividing resistor for cell number detection 8: Battery voltage detection means 8a, 8b: Voltage dividing resistor 10: First rectification smoothing circuit 11: Full wave rectification circuit 12: Smoothing Capacitor 20: switching power supply circuit 21: high frequency transformer 22: MOSFET
23: PWM control IC 30: second rectifying / smoothing
51: CPU 52: A / D converter 53-55: Output port 57: Reset input port 60: Charging current control means 61a, 61b:
102:
150: battery temperature detection means 150a, 150b: voltage dividing resistor 160: battery mounting recognition means 200: charging device 300: charging power supply circuit (first power supply circuit)
Claims (8)
前記電池パックへ充電電力を供給するための充電電源手段と、
前記電池パックの電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、
前記電池状態信号および前記電池電圧に基づいて、前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始または停止させる制御回路装置とを具備する充電装置において、
前記制御回路装置は、前記電池電圧が所定値以下である場合、前記電池状態信号とは無関係に、前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始するようにしたことを特徴とする充電装置。 Battery state detecting means for detecting a battery state signal from the charged battery pack;
Charging power supply means for supplying charging power to the battery pack;
Battery voltage detecting means for detecting the battery voltage of the battery pack;
In a charging device comprising: a control circuit device for starting or stopping charging from the charging power source means to the battery pack based on the battery state signal and the battery voltage;
The control circuit device is configured to start charging the battery pack from the charging power source means regardless of the battery state signal when the battery voltage is equal to or lower than a predetermined value. .
前記電池パックへ充電電力を供給するための充電電源手段と、
前記電池パックの電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、
前記電池状態信号に対応して前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始または停止させる第1の充電制御手段を有する制御回路装置とを具備する充電装置において、
前記制御回路装置は、前記電池電圧が所定値以下である場合、前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始する第2の充電制御手段を有することを特徴とする充電装置。 Battery state detecting means for detecting a battery state signal from the charged battery pack;
Charging power supply means for supplying charging power to the battery pack;
Battery voltage detecting means for detecting the battery voltage of the battery pack;
In a charging device comprising: a control circuit device having first charging control means for starting or stopping charging from the charging power supply means to the battery pack in response to the battery state signal;
The control circuit device includes a second charging control unit that starts charging the battery pack from the charging power source unit when the battery voltage is equal to or lower than a predetermined value.
前記電池パックへ充電電力を供給するための充電電源手段と、
前記電池パックの電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、
前記電池状態信号に対応して前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始または停止させる充電制御手段とを具備する充電装置において、
前記充電制御手段は、前記電池パックの充電前において前記電池電圧が所定値以下である場合、前記電池状態検出手段の検出内容とは無関係に前記充電電源手段から前記電池パックへの充電を開始させ、前記電池パックの充電中において前記電池状態信号を検出し、その検出内容に応答して充電を停止させることを特徴とする充電装置。 Battery state detecting means for detecting a battery state signal from the charged battery pack;
Charging power supply means for supplying charging power to the battery pack;
Battery voltage detecting means for detecting the battery voltage of the battery pack;
In a charging device comprising charging control means for starting or stopping charging from the charging power supply means to the battery pack in response to the battery state signal,
When the battery voltage is equal to or lower than a predetermined value before charging the battery pack, the charging control unit starts charging the battery pack from the charging power source unit regardless of the detection content of the battery state detecting unit. The battery pack detects the battery status signal during charging of the battery pack, and stops charging in response to the detected content.
The charging device according to claim 7, wherein the battery pack is a lithium battery and includes a protection circuit device that outputs the battery state signal of the battery to the battery state detection unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005270687A JP4479910B2 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Charger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005270687A JP4479910B2 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Charger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007082379A true JP2007082379A (en) | 2007-03-29 |
JP4479910B2 JP4479910B2 (en) | 2010-06-09 |
Family
ID=37942056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005270687A Active JP4479910B2 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Charger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4479910B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010162656A (en) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Makita Corp | Battery monitoring system for power tool, battery pack for power tool, and charger for power tool |
EP2237344A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-10-06 | Makita Corporation | Monitoring system for electric power tool, battery pack for electric power tool, and battery charger for electric power tool |
JP2012005268A (en) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Hitachi Koki Co Ltd | Charger |
JP2012055043A (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Hitachi Koki Co Ltd | Charging system, battery pack, and charger |
RU2518520C2 (en) * | 2008-10-08 | 2014-06-10 | Макита Корпорейшн | Monitoring system of electric power-driven tool, battery power source of electric power-driven tool, and charging device for batteries of electric power-driven tool |
WO2015001861A1 (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | 日産自動車株式会社 | Battery charging/discharging control device and battery charging/discharging control method |
-
2005
- 2005-09-16 JP JP2005270687A patent/JP4479910B2/en active Active
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2237344A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-10-06 | Makita Corporation | Monitoring system for electric power tool, battery pack for electric power tool, and battery charger for electric power tool |
US8210273B2 (en) | 2008-10-08 | 2012-07-03 | Makita Corporation | Electric power tool, tool body, and battery pack |
US8330426B2 (en) | 2008-10-08 | 2012-12-11 | Makita Corporation | Charging system for electric power tool, battery pack for electric power tool, and battery charger for electric power tool |
US8384349B2 (en) | 2008-10-08 | 2013-02-26 | Makita Corporation | Monitoring system for electric power tool, battery pack for electric power tool, and battery charger for electric power tool |
US8742724B2 (en) | 2008-10-08 | 2014-06-03 | Makita Corporation | Battery pack for power tool, and power tool |
RU2518520C2 (en) * | 2008-10-08 | 2014-06-10 | Макита Корпорейшн | Monitoring system of electric power-driven tool, battery power source of electric power-driven tool, and charging device for batteries of electric power-driven tool |
JP2010162656A (en) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Makita Corp | Battery monitoring system for power tool, battery pack for power tool, and charger for power tool |
JP2012005268A (en) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Hitachi Koki Co Ltd | Charger |
JP2012055043A (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Hitachi Koki Co Ltd | Charging system, battery pack, and charger |
WO2015001861A1 (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | 日産自動車株式会社 | Battery charging/discharging control device and battery charging/discharging control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4479910B2 (en) | 2010-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4857585B2 (en) | Cordless power tool | |
US7990109B2 (en) | Temperature and polarization voltage compensation system | |
JP5488877B2 (en) | Electric tool | |
US7521892B2 (en) | Cordless power tool with overcurrent protection circuit permitting the overcurrent condition during specified time periods | |
JP4406932B2 (en) | Charger | |
US9331365B2 (en) | Shared control of thermistor and dual purpose thermistor line | |
JP5083588B2 (en) | Lithium battery pack | |
JP4911430B2 (en) | Charger | |
JP2008136278A (en) | Charger | |
KR20010006107A (en) | Battery protection system | |
US20090295335A1 (en) | Battery pack and charging method for the same | |
JP4785708B2 (en) | Pack battery control method | |
JP2001178011A (en) | Secondary cell device | |
JP2005245062A (en) | Charge controller and rechargeable power tool set | |
JP4434108B2 (en) | Charger | |
JP4479910B2 (en) | Charger | |
WO2011122696A1 (en) | Battery pack and power tool using the same | |
JP2005160233A (en) | Battery pack and cell battery pack | |
WO2014087675A2 (en) | Charging device | |
JP2010016976A (en) | Charging system | |
JP2007116853A (en) | Lithium battery pack | |
US20080166624A1 (en) | Li-ion battery pack and method of outputting DC power supply from the Li-ion battery pack to a power hand tool | |
JP2004127532A (en) | Battery pack | |
JP2007053828A (en) | Secondary battery charger and electric apparatus equipped with secondary battery charger | |
JP2000182677A (en) | Secondary battery charging device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080530 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090831 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091027 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100224 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4479910 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100309 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140326 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140326 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150326 Year of fee payment: 5 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |