JP2008236880A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充電状態をある程度遠く離れたユーザーに対しても明確に知らしめることが可能な充電装置を提供することである。
【解決手段】表示手段としてのＬＥＤと、該ＬＥＤに電流を供給するための電源と、該電源から前記ＬＥＤに供給される電流を制限するための抵抗を有し、前記抵抗は複数の異なる値の抵抗を有し、前記複数の抵抗の中より抵抗値を選択し、前記選択した抵抗値を介して前記電源より電流を供給することにより前記ＬＥＤの発色の強弱を数段階に制御するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明はリチウムイオン２次電池等の２次電池を充電する充電装置に関するものである。

一般に、充電可能な電池は、携帯用機器の電源として使用され、機器から取り外されて充電装置で充電された後、再び携帯用機器に装着されるという作業を繰り返す。

この充電の際に、ユーザーは例えば、「充電開始時にどの位の時間で充電を完了するのか知りたい」、「現在充電装置に接続されている電池パックは充電中なのか、充電が終了しているのかを明確に知りたい」等、充電の状態を明確に知りたいという要求がある。

近年、この要求に対応するため、特許文献１の如く充電装置に設置した複数のＬＥＤにより電池の充電量（残容量）を表示する充電装置が提案されている。

特開平１０−１７４３０８号

しかし、電動工具を使用するような環境においては、作業者は充電装置とは離れた場所で作業する場合も多々あり、単純に充電装置にＬＥＤを設け、ＬＥＤの発色状態によって充電状態を報知しても遠くの作業者はＬＥＤの発色状態がよく分からないといった問題がある。特に電動工具のような、仕事として携帯機器が使用される場合は、充電終了したか否かを遠く離れた場所でも明確に知ることが、作業効率の点からも特に重要である。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、充電状態をある程度遠く離れたユーザーに対しても明確に知らしめることが可能な充電装置を提供することである。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、充電状態をユーザーに報知するための表示手段を有する充電装置であって、前記表示手段に供給する電流を制御することにより前記表示手段の発色の強弱を数段階に制御するようにしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記表示手段をＬＥＤとしたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記表示手段に電流を供給するための電源と、該電源から前記表示手段に供給される電流を制限するための抵抗とを有し、該抵抗は複数の異なる値の抵抗を有し、前記複数の抵抗の中より抵抗値を選択し、前記選択した抵抗値を介して前記電源より電流を供給することにより前記表示手段の発色の強弱を数段階に制御するようにしたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記表示手段は充電状態をユーザーに報知する報知内容の一つとして充電終了を報知し、充電終了時には、他の充電状態をユーザーに報知するために前記表示手段に流す電流よりも大きい電流を流すことにより、他の充電状態をユーザーに報知する場合よりも前記表示手段の発色を強めるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、充電状態をある程度遠く離れたユーザーに対しても明確に知らしめることができる。

図１は本発明の一実施形態を示す回路図である。１は交流電源、２は複数の素電池を直列接続した電池パックである。３は電池パック２に流れる充電電流を検出する電流検出手段、４は充電の開始及び停止を制御する信号を伝達する充電制御信号伝達手段、５は充電電流の信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に帰還する充電電流信号伝達手段である。電流検出手段３は抵抗からなり、充電制御伝達信号手段４及び充電電流信号伝達手段５はホトカプラ等からなる。６はＰＷＭ制御ＩＣ２３の電源となる整流平滑回路で、トランス６ａ、整流ダイオード６ｂ、平滑コンデンサ６ｃから構成される。

７は電池種判別抵抗であり、電池種判別手段９の抵抗と基準値であるＶｃｃの値を分圧する。分圧された値は、マイコン５０のＡ／Ｄポート５２に入力され、マイコン５０はＦＥＴ１１１乃至ＦＥＴ１１３をオンオフすることによりセル数に対応した充電電圧を設定する。

８は電池パック２に近接して設けられたサーミスタ等の感温素子である。
９は電池種を判別するための電池種判別手段であり、Ｖｃｃを電池２の判別素子７と抵抗９とで分圧した値がマイコン５０のＡ／Ｄポート５２に入力され、その値に基づいてマイコン５０は電池種を判別する。

１０は全波整流回路１１と平滑用コンデンサ１２からなる整流平滑回路、２０は高周波トランス２１、ＭＯＳＦＥＴ２２、ＰＷＭ制御ＩＣ２３からなるスイッチング回路である。ＰＷＭ制御ＩＣ２３はＭＯＳＦＥＴ２２の駆動パルス幅を変えて整流平滑回路３０の出力電圧を調整するスイッチング電源ＩＣである。

３０は整流平滑回路であってダイオード３１、平滑コンデンサ３２、放電用抵抗３３からなる。

４０は、トランス４１ａ〜４１ｃ、スイッチング素子４２、制御素子４３、整流ダイオード４４、コンデンサ４５及び４７、レギュレータ４６、リセットＩＣ４８からなりマイコン５０やオペアンプ６１、６５等の電源となる。５０はマイコンで、出力ポート５１ａ、５１ｂ、Ａ／Ｄ入力ポート５２、リセットポート５３から構成される。

６０はオペアンプ６１、６５、抵抗６２、６３、６４、６６、６７、ダイオード６８からなる充電電流制御回路である。

７０は充電電流設定手段であって抵抗７１、７２から構成される。基準電圧Ｖｃｃが抵抗７１、７２によって分圧された値が充電電流を設定する際の基準値となる。

８０は電池温度検出手段であり、抵抗８１、８２から構成される。基準電圧Ｖｃｃは感温素子８と抵抗８２の並列抵抗と、抵抗８１により分圧され、その値がマイコン５０のＡ／Ｄポート５２に電池温度情報として入力される
９０は電池電圧検出手段であり、抵抗９１、９１から構成される。電池電圧は抵抗９１、９２によって分圧され、その値がマイコン５０のＡ／Ｄポート５２に電池電圧情報として入力される。

１００は充電電圧制御手段であり、抵抗１０１、１０４、１０７、１０８、１０９、１１０、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、ポテンショメータ１０３、ＦＥＴ１１１、１１２、１１３、コンデンサ１０５、シャントレギュレータ１０６、整流ダイオード１０２から構成される。充電電圧は、抵抗１０１、ポテンショメータ１０３の直列抵抗と、抵抗１０７及び抵抗１０８及び抵抗１０９及び抵抗１１０との分圧値がシャントレギュレータ１０６の基準値となるように定められる。例えば、抵抗１０１、ポテンショメータ１０３の直列抵抗と、抵抗１０７とで定められる値は２セルのリチウムイオン電池を充電するための値、抵抗１０７と抵抗１０８の並列抵抗（ＦＥＴ１１１をオンさせることによる並列抵抗）とで定められる値は３セルのリチウムイオン電池を充電するための値、抵抗１０７と抵抗１０９の並列抵抗（ＦＥＴ１１２をオンさせることによる並列抵抗）とで定められる値は４セルのリチウムイオン電池を充電するための値、抵抗１０７と抵抗１１０の並列抵抗（ＦＥＴ１１３をオンさせることによる並列抵抗）とで定められる値は５セルのリチウムイオン電池を充電するための値と定める。

１２０は充電の状態を表示するための表示手段でＬＥＤ１２１、抵抗１２２、１２３、１２４、１２６、１２７、１２９、１３０、ＰｃｈのＦＥＴ１２５、トランジスタ１２８から構成される。抵抗１２３のマイコン５０の出力ポート５１ａに連なるポートからハイ信号を出力すると、ＬＥＤ１２１は赤点灯する。また、抵抗１２４は抵抗１２２より小さい抵抗値を有しており、抵抗１２２のマイコン５０の出力ポート５１ａに連なるポートからハイ信号を出力することにより抵抗１２２を介してＬＥＤ１２１に電流を流してＬＥＤ１２１を緑に発色させるよりも、抵抗１２９のマイコン５０の出力ポート５１ａに連なるポートからハイ信号を出力することによりトランジスタ１２８をオンさせ、トランジスタ１２８をオンさせることにより、ＰｃｈのＦＥＴ１２５をオンさることにより抵抗１２４を介してＬＥＤ１２１に電流を流して緑に発色させたほうが、より強く（明るく）緑に発色するような構成になっている。また、ＬＥＤ１２１は緑と赤を同時に発色させることにより橙色に発色させることができる。この場合、抵抗１２４を介してＬＥＤ１２１に電流を流すと、赤に対して緑が勝ってしまうので、緑に関しては抵抗１２２を介して電流を流す。

本実施形態では充電前はＬＥＤ１２１を赤点灯させ、充電中は橙点灯させ、充電終了後は緑点灯させるものとする。

図２は、本発明の一実施形態を示すフローチャートである。

まず、ステップ２０１において、電池パック２の実装前に、抵抗１２３のマイコン５０の出力ポート５１ａから断続的のハイ信号を出力するこによりＬＥＤ１２１を赤点灯させる。次にステップ２０２において電池パック２が実装されたか否かを判別する。電池パック２の実装は電池温度検出手段８０、電池種判別手段９、電池電圧検出手段９０の出力により判別する。ステップ２０２において電池パック２が実装されたと判別した場合は、電池種判別手段９によって電池種すなわちセル数の判別を行い（ステップ２０３）、セル数に対応した充電電圧を設定する（ステップ２０４）。本実施形態においては、２セル乃至５セルのリチウムイオン電池パックを充電できるものとする。すなわちＦＥＴ１１１をオンさせると３セルの電池パックに対応した充電電圧、ＦＥＴ１１２をオンさせると４セルの電池パックに対応した充電電圧、ＦＥＴ１１３をオンさせると５セルの電池パックに対応した充電電圧、いずれのＦＥＴもオンさせないと２セルの電池パックに対応した充電電圧が設定できる。

次に、充電を開始すべく出力ポート５１ａにおけるホトカプラ４に連なるポートからロー信号を出力し、ＰＷＭ制御ＩＣ２３を稼動状態にする。これにより充電が開始される（ステップ２０５）。なお、充電開始時は周知の如く定電流充電を行う。また、充電中については、ＬＥＤ１２１を橙表示にすべく、抵抗１２３のマイコン５０の出力ポート５１ａに連なるポートからハイ信号を出力することによりＬＥＤ１２１を赤点灯させるとともに、抵抗１２２のマイコン５０の出力ポート５１ａに連なるポートからハイ信号を出力することにより緑をも点灯させる（ステップ２０６）。

充電開始後は、電流検出手段３によって検出された電位をオペアンプ６１によって反転増幅し、マイコン５０のＡ／Ｄポート５２に取込むことにより充電電流を監視する。充電に伴い電池電圧が上昇し、電池電圧が所定値に達すると定電流充電区間から定電圧充電区間になると充電電流が減少し、充電電流がある所定値以下に達した場合を満充電と判別する（ステップ２０７）。満充電と判別した後は、出力ポート５１ａにおけるホトカプラ４に連なるポートからハイ信号を出力し、ＰＷＭ制御ＩＣ２３を停止状態にする（ステップ２０８）。

充電停止後は、抵抗１２９のマイコン５０の出力ポート５１ａに連なるポートからハイ信号を出力し、トランジスタ１２８をオンする。トランジスタ１２８がオンすることにより、ＰｃｈのＦＥＴ１２５がオンし、抵抗１２４を介して電流が流れる。抵抗１２４を介して電流が流れることによりＬＥＤ１２１は非常に強く（明るく）緑色に発色させることができる。

このように、ＬＥＤ１２１に連なる電流制御のための抵抗値を適切に選択することにより、充電が終了したことを充電装置から離れたユーザーに対して明確に知らしめることが可能となる。

その後、電池パック２が充電器から取り外された場合（ステップ２１０）は、ステップ２０１に戻る。

以上のように、充電終了時に抵抗１２４を介してＬＥＤ１２１に電流を供給するようにしたため、充電が終了したことを充電装置から離れたユーザーに対して明確に知らしめることが可能となる。また、充電中は抵抗１２２を介してＬＥＤ１２１に電流を流すことにより、抵抗１２４を介してＬＥＤ１２１に電流を流す場合に比べ電流が小さいため、省エネ化が図れる。また、充電中は抵抗１２２を介して電流を流すため充電中を示す橙色を正確に表示することができる。

本発明充電装置の一実施形態を示す回路図。 本発明充電装置の制御方法の一実施形態を示すフローチャート。

符号の説明

２は電池パック、６０は充電電流制御手段、１００は充電電圧制御手段、１２１はＬＥＤ、１２２、１２４はＬＥＤ１２１に流す電流を決定する抵抗である。

Claims (4)

1. 充電状態をユーザーに報知するための表示手段を有する充電装置であって、前記表示手段に供給する電流を制御することにより表示手段の発色の強弱を数段階に制御するようにしたことを特徴とする充電装置。
2. 前記表示手段はＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載の充電装置。
3. 前記表示手段に電流を供給するための電源と、該電源から前記表示手段に供給される電流を制限するための抵抗とを有し、
   前記抵抗は複数の異なる値の抵抗を有し、前記複数の抵抗の中より抵抗値を選択し、前記選択した抵抗値を介して前記電源より電流を供給することにより前記表示手段の発色の強弱を数段階に制御するようにしたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の充電装置。
4. 前記表示手段は充電状態をユーザーに報知する報知内容の一つとして充電終了を報知し、充電終了時には、他の充電状態をユーザーに報知するために前記表示手段に流す電流よりも大きい電流を流すことにより、他の充電状態をユーザーに報知する場合よりも前記表示手段の発色を強めるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の充電装置。

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