JP2014130090A - Power supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device.
従来、モータ等を動力とする電動工具においては、交流の商用電源や、直流の定電圧電源等を接続して用いる工具のみならず、二次電池を装着可能な電動工具が広く用いられている。二次電池を用いた電動工具、いわゆるコードレス電動工具においては、電動工具の種類・用途の拡大により、電池容量の大容量化の需要が高まっており、工具本体に直接装着する方式の電池パックのみならず、二次電池を収容し、腰に装着可能なバッテリーホルスターが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in an electric tool powered by a motor or the like, not only a tool used by connecting an AC commercial power source, a DC constant voltage power source, or the like, but also an electric tool capable of mounting a secondary battery is widely used. . In power tools using secondary batteries, so-called cordless power tools, the demand for larger battery capacities is increasing due to the expansion of the types and applications of power tools. Only battery packs that are directly attached to the tool body In addition, a battery holster that houses a secondary battery and can be worn on the waist is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、作業者の腰に装着可能なバッテリーホルスターでは、装着可能な二次電池数に限界があり、電動工具等の携帯用電源としては、背負式等、上記バッテリーホルスターよりもさらに大容量の携帯用電源の実用化が望まれている。 However, the battery holster that can be worn on the operator's waist has a limit on the number of secondary batteries that can be worn, and the portable power source for power tools and the like has a larger capacity than the battery holster, such as the backpack type. There is a demand for commercial power supplies.
大容量電源では、多数の二次電池(例えば、リチウムイオン二次電池)が配列され収容される。このような大容量の電源では出力が大きくなるため、二次電池の状態を監視する電池保護回路を設け、電池に異常が発生する前に出力を遮断するなどの対処が可能なように構成する必要がある。特に二次電池にリチウムイオン電池を用いる場合には、二次電池の電圧が過放電、過充電にならないようにすることが求められるため、電池保護回路を設ける必要性が高い。 In a large-capacity power supply, a large number of secondary batteries (for example, lithium ion secondary batteries) are arranged and accommodated. Since the output of such a large-capacity power supply increases, a battery protection circuit that monitors the state of the secondary battery is provided so that measures such as shutting off the output before an abnormality occurs in the battery can be taken. There is a need. In particular, when a lithium ion battery is used as the secondary battery, it is required to prevent the secondary battery voltage from being overdischarged or overcharged, and thus it is highly necessary to provide a battery protection circuit.
しかしながら、電池保護回路は電源の二次電池によって駆動されるため、電源が電動工具に電力を供給していないときであっても電池保護回路は電力を消費してしまう。そのため、電源の電力を有効に活用することができないという問題がある。 However, since the battery protection circuit is driven by the secondary battery of the power source, the battery protection circuit consumes power even when the power source is not supplying power to the power tool. Therefore, there is a problem that the power of the power source cannot be used effectively.
また、電源が電動工具に電力を供給していないときに、単純に電池保護回路も停止させるという構成にした場合には、このような状態において、何らかの異常が発生したときに十分な対処ができないおそれがある。 In addition, when the battery protection circuit is simply stopped when the power source is not supplying power to the power tool, sufficient countermeasures cannot be taken when any abnormality occurs in such a state. There is a fear.
本発明は、斯かる実情に鑑み、二次電池の電圧を監視する監視手段を効率よく動作させ消費電力を低減させる電源装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide a power supply device that efficiently operates a monitoring unit that monitors the voltage of a secondary battery to reduce power consumption.
上記の課題を解決するために、本発明は、複数の二次電池セルを接続してなる電池組と、電動工具、又は、充電装置の電池接続手段の少なくとも一方と接続される接続部と、前記複数の二次電池セルの少なくとも1つの電圧を監視し、前記電池組の電圧値、あるいは、電流値があらかじめ定められた数値範囲にあるとき、または、前記数値範囲以外であるときに信号を外部に出力する監視手段と、前記監視手段の信号を出力するポートからの電流の出力を遮断する遮断手段を有し、前記監視手段は、監視モードと待機モードを有し、前記監視モードにおいて、前記監視手段は前記複数の二次電池セルの少なくとも1つの電圧を監視し、前記待機モードでは、前記複数の二次電池セルの電圧監視する内部回路を遮断し、前記遮断手段は、前記監視手段が待機モードのときに、前記ポートの出力を遮断することを特徴とする電動工具に用いられる電源装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a battery set formed by connecting a plurality of secondary battery cells, a power tool, or a connection part connected to at least one of battery connection means of a charging device, The voltage of at least one of the plurality of secondary battery cells is monitored, and a signal is output when the voltage value or current value of the battery set is within a predetermined numerical range or outside the numerical range. The monitoring means for outputting to the outside, and the blocking means for blocking the output of the current from the port for outputting the signal of the monitoring means, the monitoring means has a monitoring mode and a standby mode, in the monitoring mode, The monitoring means monitors at least one voltage of the plurality of secondary battery cells, and shuts off an internal circuit for monitoring the voltage of the plurality of secondary battery cells in the standby mode. When unit is in a standby mode, to provide a power supply device used in the power tool, characterized by blocking the output of the port.
このような構成によれば、監視手段が待機モードのときに、監視手段の電力消費を低減させることができる。 According to such a configuration, it is possible to reduce the power consumption of the monitoring unit when the monitoring unit is in the standby mode.
前記監視手段は、前記接続部が充電装置に接続されたとき、ユーザにより電源装置が起動されたとき、前記接続部が電動工具に接続されたとき、あるいは、前記充電装置、または前記電動工具と接続された後、前記充電装置、または前記電動工具が起動したときに、前記待機モードから前記監視モードに移行することが好ましい。このような構成によれば、監視手段を適切なタイミングで監視モードに移行させることができる。 The monitoring means includes: when the connecting portion is connected to a charging device; when a power supply device is activated by a user; when the connecting portion is connected to a power tool; or to the charging device or the power tool. After the connection, it is preferable to shift from the standby mode to the monitoring mode when the charging device or the power tool is activated. According to such a configuration, the monitoring unit can be shifted to the monitoring mode at an appropriate timing.
前記監視手段が前記待機モードである時には、前記ポートから前記信号と同一の信号を出力することが好ましい。このような構成によれば、待機モードにおいて、電源装置がどのように起動されたときであっても、監視手段は信号を出力することができる。 When the monitoring unit is in the standby mode, it is preferable to output the same signal as the signal from the port. According to such a configuration, in the standby mode, the monitoring unit can output a signal regardless of how the power supply device is activated.
前記監視手段が前記待機モードから前記監視モードに移行したときは、前記遮断手段は前記ポートからの出力の遮断を解除し、前記監視手段における前記待機モードから前記監視モードに移行する時間は、前記遮断手段が前記出力の遮断を解除する時間よりも短いことが好ましい。これにより、待機モードにおいて、電源装置が起動されたときに、監視手段が即座に起動し、二次電池セルの状態を監視できる。監視手段は二次電池セルに異常がなければ、信号を出力しない状態に移行するため、二次電池の状態に対応しない信号を外部に出力することを避けることができる。 When the monitoring means shifts from the standby mode to the monitoring mode, the blocking means releases the blocking of the output from the port, and the time for shifting from the standby mode to the monitoring mode in the monitoring means is It is preferable that the shut-off means is shorter than the time for releasing the output shut-off. Thus, in the standby mode, when the power supply device is activated, the monitoring unit is activated immediately, and the state of the secondary battery cell can be monitored. If there is no abnormality in the secondary battery cell, the monitoring means shifts to a state in which no signal is output, so that it is possible to avoid outputting a signal that does not correspond to the state of the secondary battery to the outside.
電源装置内部の温度を検出する温度検出手段をさらに有し、前記温度検出手段は、前記監視手段が待機モードであり、かつ、あらかじめ定められた温度以上の温度を検出したときに、前記制御手段に電力を供給すると共に、前記監視手段を監視モードに移行させることが好ましい。このような構成によれば、温度があらかじめ定められた温度以上になったときに監視手段を監視モードに移行させることができる。即ち、適切なタイミングで監視手段を監視モードに移行させることができる。 The temperature detecting unit further detects a temperature inside the power supply device, and the temperature detecting unit is configured to control the control unit when the monitoring unit is in a standby mode and detects a temperature equal to or higher than a predetermined temperature. It is preferable to supply electric power to the monitor and shift the monitoring means to the monitoring mode. According to such a configuration, the monitoring means can be shifted to the monitoring mode when the temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature. That is, the monitoring unit can be shifted to the monitoring mode at an appropriate timing.
前記温度検出手段が所定の温度以上の温度を検出したときに、ユーザに報知する報知手段をさらに有することが好ましい。このような構成によれば、ユーザに適切に温度検出手段が所定の温度以上の温度を検出したことを報知することができる。 It is preferable to further have a notifying means for notifying the user when the temperature detecting means detects a temperature equal to or higher than a predetermined temperature. According to such a configuration, it is possible to notify the user that the temperature detection unit has appropriately detected a temperature equal to or higher than a predetermined temperature.
前記監視手段は、前記監視モードにおいて、前記複数の二次電池セルの少なくとも1つの電圧があらかじめ定められた第1の電圧値より高い場合、または、前記第1の電圧値より低い値であり、かつ、あらかじめ定められた第2の電圧値より低い場合、あるいは、前記電池組が出力する電流値が、あらかじめ定められた電流値よりも大きい場合に信号を出力することが好ましい。このような構成によれば、監視手段は前記複数の二次電池セルの少なくとも1つの状態を適切に監視することができる。 The monitoring means, in the monitoring mode, when at least one voltage of the plurality of secondary battery cells is higher than a predetermined first voltage value, or a value lower than the first voltage value, In addition, it is preferable to output a signal when the voltage value is lower than a predetermined second voltage value or when the current value output from the battery set is larger than the predetermined current value. According to such a configuration, the monitoring unit can appropriately monitor at least one state of the plurality of secondary battery cells.
本発明の電源装置によれば、前記遮断手段は、前記監視手段が待機モードのときに、前記ポートからの電流の出力を遮断するため、監視手段が待機モードのときに、監視手段の電力消費を低減させることができる。 According to the power supply apparatus of the present invention, when the monitoring unit is in the standby mode, the blocking unit is configured to block the output of the current from the port when the monitoring unit is in the standby mode. Can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示されるように、電池パック100は、マイコン103と、電池保護IC104と、電池組102と、出力プラス端子120、出力マイナス端子121とを備える。電池パック100は、コードレス電動工具200、又は、充電器300に接続可能である。電池パック100が電動工具200に接続されたときには、電池組102の電力が電動工具200に端子120、121を介して出力される。また、充電器300が電池パック100に接続されたときには、電池組102が充電される。
As shown in FIG. 1, the
電池組102は、直列に複数接続されることで高出力電圧とした二次電池102Bが複数並列接続された構成である。本実施の形態では、一例として二次電池102はリチウムイオン電池である。尚、本発明における電池パック100は、二次電池を有するものであれば特に限定はなく、上記大容量電源の一例として例示した背負式の電源装置に限定されるものではない。例えば、電動工具100と一体的に装着される小型の電池パック、作業者の腰に装着されるバッテリーホルスター、作業者の背中に背負われる背負式電源などにおいても、上記課題を解決することが可能な構造に適用可能である。
The
マイコン103はポートP1〜P10を有している。マイコン103の接地電池をG1とする。
The
二次電池102のハイサイド(正極出力側)における出力経路は、メインの出力ラインたる第1経路131と、バイパスラインたる第2経路132とに分岐し、第1経路131と、第2経路132とは、接続点134で共通の第3経路133に接続される。第3経路133はプラス出力端子120に接続されている。
The output path on the high side (positive electrode output side) of the
電池パック100の上記経路には、第1経路に遮断回路105、第2経路に遮断回路106と、第3経路に遮断回路107とを備えている。
The path of the
第1経路遮断回路105は、一例としてpチャネル型FET1と、nチャネル型FET3とを備え、FET3のドレインはFET1のゲートに抵抗を介して接続され、FET3のゲートは、抵抗を介してマイコン103のポートP2に接続されている。ポートP2からの信号がハイまたはローに切替わることにより、FET3及びFET1のオンオフが切替えられ、第1経路131の導通、および、遮断が切替えられる。
The first
第2経路遮断回路106は、pチャネル型FET5と、nチャネル型FET6と、抵抗115とを備えている。FET5と抵抗115は第2経路132に設けられ、FET6のドレインは、抵抗を介してFET5のゲートに接続され、FET6のゲートは、抵抗を介してマイコン103のポートP4に接続されている。ポートP4からの信号がハイまたはローに切替わることにより、FET6及びFET5のオンオフが切替えられ、第1経路132の導通、および、遮断が切替えられる。ここで、第2遮断経路106を流れる電流は、抵抗115によって電池組102の出力電流が制限されて、第3の経路に出力される。
The second
第3経路遮断回路107は、pチャネル型FET2と、nチャネル型FET4とを備えている。FET2は、第3経路133に設けられている。FET4のドレインは、抵抗を介してFET2のゲートに接続され、FET4のゲートは、抵抗を介してマイコン103のポートP1に接続されている。ポートP1からの信号はハイまたはローに切替わる。これにより、FET4及びFET2のオンオフが切替えられ、第3経路133の導通、および、遮断が切替えられる。
The third
尚、出力経路131、132、133にそれぞれ配置されたFET1、2にはピーク電流(瞬間電流)として大電流が流れることを想定し、許容ピーク電流が大きいものを使用している。本実施の形態では、一例として、FET1、2の許容ピーク電流は、持続時間10ミリ秒(msec)で400アンペア(A)程度である。一方、FET3、4、6は、それぞれ、FET1、2、5を駆動する駆動部であり、そのオンオフの切替動作が対応するFET1、2、5よりも早い素子を使用している。
It is assumed that a large current flows as a peak current (instantaneous current) in the FETs 1 and 2 disposed in the
FET1とFET2がオンし、FET5がオフであるときには、第1の経路131と第3の経路133とを介して、電池組102の出力電圧、及び、電流がそのまま端子120から出力される。一方、FET5とFET2とがオンし、FET1がオフであるときには、第2の経路132と第3の経路133とを介して、電池組102の電力が端子120から出力される。このとき、抵抗115によって電池組102からの電流が制限される。
When FET1 and FET2 are on and FET5 is off, the output voltage and current of the battery set 102 are output from the terminal 120 as they are via the
プラス端子120とマイコン103との間には出力電圧検出回路70が設けられている。出力電圧検出回路70は、第3経路133の電圧を検出し、検出した電圧をマイコン103に出力している。
An output
電池組102のローサイド(電池組102のマイナス側)と端子121との間には、ローサイド出力経路136が設けられている。ローサイド出力経路136には、シャント抵抗122を介してnチャネル型のFET7、FET14からなるローサイド遮断回路109A、109Bが設けられている。ローサイド遮断回路109Aは充電時の電流を遮断し、ローダサイド遮断回路109Bは放電時の電流を遮断する。FET7、FET14には大電流が流れることを想定し、上記FET1,2と同様に許容ピーク電流が大きいものを使用している。ここで、FET7、14は、許容ピーク電流等に対する特性が、FET1、2とは異なる素子であることが好適である。上記プラス端子120側の第3経路に印加される電圧を抵抗141と抵抗142とにより分圧し、基準(接地)電位B2に対する電圧Bが抵抗を介してFET7、14のゲートに供給される。なお、ローサイド遮断回路109Aが接地される接地(基準)電位G2は基準電位G1とは異なる。なお、基準電位G1は、シャント抵抗下部の基準電位G3と同電位である。このようにマイコン103と、ローサイド遮断回路109Aの基準電位を分離することで、FET7、14のオン、オフに関わらず定常的にFET7、14のソース電位、及び、マイコン103の基準電位を安定にすることが可能になる。
A low-
フォトカプラ110Aは、ポートP9Aとローサイド遮断回路109Aとを光学的に接続している。マイコン103からのハイ信号、ロー信号により、フォトカプラ110Aを介してFET7のオン、オフを切替え、電池組102からの電力の供給、遮断を切替えている。フォトカプラ110Aを用いることにより、マイコン103と、FET7とを電気的に分離しながら、電池組102の電力の供給と遮断とを切替えることが可能になる。同様に、フォトカプラ110Bは、ポートP9Bとローサイド遮断回路109Bとを光学的に接続している。マイコン103からのハイ信号、ロー信号により、フォトカプラ110Bを介してFET14のオン、オフを切替え、電池組102への電力の供給、遮断を切替えている。フォトカプラ110Bを用いることにより、マイコン103と、FET14とを電気的に分離しながら、電池組102の電力の供給と遮断とを切替えることが可能になる。フォトカプラ110A,110Bは、基準電位G1,G2が異なるマイコン103とFET7、14とにおける信号の伝達のために設けられたものであり、電磁リレーやトランス等、任意の代替手段を採用することが可能である。
The
電池組102のローサイドにはショート電流検出回路119が設けられている。ショート電流検出回路119は、出力電流が所定値以上であるかを検出することで、端子120、121間のショートを検出する。本実施の形態では、検出された前記ショート信号は、マイコン103のポートP8に入力され、該信号に基づきマイコン103はFET1,14を遮断する。尚、ショート信号をマイコン103に入力すると共に、又は、入力に代えて、前記信号を保持するラッチ回路を設け、該ラッチ回路によりFET1,14を遮断するドライブ回路を設ける構成としてもよい。
A short
電池組102のプラス側の電圧Vddは、スイッチ回路140と降圧回路117とを介してマイコン103に供給される。スイッチ回路140は、スイッチ141と、FET10と、FET11とを備えている。FET11はポートP3とFET10とに接続されている。スイッチ141はユーザによって切替え可能なスイッチである。スイッチ141がオンされると電圧Vddが抵抗を介してFET11に印加され、FET11、FET10がオンされるこれにより電圧Vddが降圧回路117に印加される。降圧回路117は、電圧Vddを降圧した電圧をマイコン103に印加する。本実施の形態では、一例として、電圧Vddは5Vである。これによりマイコン103が起動する。
The positive voltage Vdd of the battery set 102 is supplied to the
FET10のソース、ドレイン間にサーマルプロテクタ230が設けられている。サーマルプロテクタ230は、自身の温度によってオン、オフが切替る。本実施の形態では、所定の温度(一例として100℃)以上になるとオンされ、所定の温度未満であればオフされる。本実施の形態ではサーマルプロテクタ230は電池組102の近傍に設けられており、電池組102の温度を監視し、仮に、FET10が駆動しておらず、充電器も接続されていないためにマイコン103が休止状態であったとしても、電池組102の温度が上昇した場合は、該サーマルプロテクタ230がオンされ、マイコン103や電圧Aの接続回路に電力が供給される。尚、サーマルプロテクタ230はスピーカなどの報知装置を備えてもよく、サーマルプロテクタ230がオンされたときに報知装置によってユーザに温度が上昇していることを報知する構成としてもよい。
A
プラス端子120から降圧回路117の間に充電経路135が設けられている。充電器300が電池パック100に接続されたときには、充電器300からの電圧は充電経路135を経由して降圧回路117に印加される。充電器300からの電圧は降圧回路117によって降圧されマイコン103に印加される。これにより、マイコン103が起動する。以下では、降圧回路117に入力される電圧をAとする。
A charging
電池保護IC104は、各二次電池セルの通常使用における所定の上限電圧値以上(以下、便宜的に「過充電電圧」と呼ぶ。)、及び、通常使用における所定の下限電圧値以下(以下、便宜的に「過放電電圧」と呼ぶ。)にならないように監視する。保護回路IC104はポートP11〜P13を備えている。電池保護IC104は通常モードと待機モードとに切替え可能であり、通常モードにおいて各二次電池セルの過充電(過電圧)、過放電を監視する。待機モードにおいては、電池保護IC104は、各二次電池セルの過充電(過電圧)、過放電を監視しない。待機モードでは、電池保護IC104は電力を全く消費しないか、あるいは、通常モードの消費電力よりはるかに小さく、過放電電圧以下の二次電池セルが接続された場合であっても該二次電池に影響を与えない程度、すなわち、消費が無視できる程度の電力消費である。電池保護IC104は、本実施の形態では、ポートP13にハイ信号が入力されているときに通常モードになり、ロー信号が入力されているときには待機モードになる。
The
過充電信号送出回路111は、FET12からなり、ポートP11とポートP6との間に設けられている。電池保護IC104が、二次電池102の一つが、所定の上限電圧値以上であると判断すると、ポートP11からハイ信号を過充電信号送出回路111に送出し、過放電送出回路111においてFET12がオンされることによりポートP6に過充電信号たるロー信号が送出される。
The overcharge
FET12のゲートとポートP11との間には、過充電信号遮断回路210が設けられている。過充電信号遮断回路210は、FET18と、FET16と、FET16のゲート、ソース間に設けられたRC回路16を構成する抵抗16Rとコンデンサ16Cとを備える。FET16には電圧Aが印加されている。従って、電圧Aがゼロになると、FET16、FET14がオフされ、ポートP11と、グランド間の経路は遮断されるため、該回路は電力を消費しない。
An overcharge
過放電信号送出回路112は、FET13からなり、ポートP12とポートP7との間に設けられている。電池保護IC104が、二次電池102の一つが所定の下限電圧値以下であると判断すると、ポートP12からハイ信号を過充電送出回路112に送出し、過放電送出回路112においてFET13がオンされることによりポートP7に過放電信号たるロー信号が送出される。
The overdischarge
FET13のゲートとポートP12との間には、過放電信号遮断回路220が設けられている。過放電信号遮断回路220は、FET15と、FET17と、FET17のゲート、ソース間に設けられたRC回路17を構成する抵抗17Rとコンデンサ17Cとを備えている。FET15には電圧Aが印加されている。従って、電圧Aが低下すると、FET15、FET15がオフされ、ポートP12と、グランド間の経路が遮断されるため、該回路は電力を消費しない。
An overdischarge
切替回路150は、電池保護IC104を通常モードと待機モードとの何れか一方に切替える。切替回路150は、FET8、FET9を有している。スイッチSWが押下された場合、何らかの理由で電池温度が所定温度以上となり、サーマルプロテクタ230がオンされた場合、あるいは、充電器からの充電電圧が充電経路135を介して降圧回路117に印加されたときに、電圧Aが抵抗を介してFET9に印加され、結果としてFET8がオンする。これにより切替回路150から電池保護IC104にハイ信号が送出され、電池保護IC104が通常モードになり、二次電池102の過放電、過充電を監視する。一方、切替回路150のポートP13にロー信号が送出されているときには、電池保護IC104が待機モードになる。待機モードにおいて電池保護IC104は、二次電池102の過放電、過充電を監視せず、上述のとおり、電力を消費しない、あるいは、超低消費電力状態になる。ただし、ポートP11と、ポートP12とは過充電、及び、過放電を警告する状態として、一例としてハイ信号状態に維持される。尚、他の例としては、通常状態を、ハイ信号状態とし、過充電,過放電等の非通常状態をロー信号や無信号状態等にする構成であってもよい。
The
スイッチ141がオフされたときや、電力が電動工具200などによって消費され電池電圧が低下したとき、あるいは、充電中に充電器300との接続が解除され、電池電圧が十分に高くないときには、電圧Aが低い状態になり、FET9のゲートがロー状態になるため、FET9がオフされる。このときには電池保護IC104は待機モードになる。また、電圧Aの低下により遮断回路210、220がそれぞれ、ポートP11とグランドとの接続、及び、Pポート12とグランドとの接続を遮断する。これにより、P11、P12は過電圧、過放電を示す状態(ハイ状態)を維持しながら、ポートP11、P12からの電流が遮断された状態になる。ポートP11とグランド間の消費電力、および、ポート12とグランド間は電力消費がなくなる。これにより、電源装置100の消費電力を低減することができる。また、例えば、サーマルプロテクタ230が高温を検知し、オンしたときなど、異常起動時にマイコン103が作動し、かつ、電圧Aにより遮断回路210、220が通電したときに、直ちにP11、P12から過充電信号、過放電信号が出力される。これにより、異常時において、マイコン103が過充電信号、過放電信号を受取り、FET1、2、7、14を用いて電池組102からの出力を遮断することができる。
When the
尚、電圧AがFET16、17に印加された直後は、RC回路16、17の時定数に応じた所定時間、FET16、FET17はオンされない。言い換えれば、電圧Aがハイになってから、電池保護IC104が起動する時間は、電圧AがハイになってからFET14、15がオンになる時間より短い。この期間(電圧AがハイになってからFET14、15がオンになる時間)に電池保護IC104が起動し、電池組102に異常がないことを確認する。もし、電池組102に異常がなければポートP11、12をロー状態に変更する。これにより、電池保護IC104が、電池組102に異常がないことを確認する前に、マイコン103に過充電信号、過放電信号を誤送出することを防止している。このため、電池組102が正常であるにも関わらず、マイコン103が電池組に異常があったと判断して誤動作することを防止することができる。
Note that immediately after the voltage A is applied to the FETs 16 and 17, the FETs 16 and 17 are not turned on for a predetermined time according to the time constant of the RC circuits 16 and 17. In other words, the time when the
電池電圧検出回路160は、電池組102の電圧を検出し、検出結果をマイコン103のポートP6に出力する。
Battery
電池パック100が電動工具200に電力を出力中に、出力電圧検出回路70において所定の電圧より大きい電圧を検知した場合や、電池組102が電力を出力中に電池保護ICから過放電信号が出力された場合、ショート電流検出回路がショートを検出した場合には、マイコン103は、FET1,FET2、FET9、及びFET14、特に、FET1,14をオフさせて電力の供給を遮断する。
When the
また、電池組102が充電されているときに、電池保護IC104から過充電信号が出力された場合には、マイコン103はFET1,FET2、FET7、及びFET14、特にFET2,FET7をオフさせて充電を遮断する。
In addition, when an overcharge signal is output from the
以上の本実施の形態の電源装置100によれば、電池保護IC104が待機モードのときに遮断回路210、220がそれぞれ、ポートP11とグランドとの接続、及び、Pポート12とグランドとの接続を遮断する。これにより、P11、P12は過電圧、過放電の警告を示す状態(ハイ状態)を維持しながら、ポートP11、P12からの電流が遮断された状態になる。ポートP11とグランド間の消費電力、および、ポート12とグランド間の電力消費がなくなる。これにより、電源装置100の消費電力を低減することができる。また、電池保護IC104が待機モードのときには過電圧、過放電の警告を示す状態であるので、電池保護IC104が能動的に警告を解除しない限り、充電、又は放電を行うことがない。
According to the
102 電池組
103 マイコン
104 保護回路
105 第1経路遮断回路
106 第2経路遮断回路
107 第3経路遮断回路
109 ローサイド遮断回路
210 過充電信号遮断回路
220 過放電信号遮断回路
102 battery set 103
Claims (7)
電動工具、又は、充電装置の電池接続手段の少なくとも一方と接続される接続部と、
前記複数の二次電池セルの少なくとも1つの電圧を監視し、前記電池組の電圧値、あるいは、電流値があらかじめ定められた数値範囲にあるとき、または、前記数値範囲以外であるときに信号を外部に出力する監視手段と、
前記監視手段の信号を出力するポートからの電流の出力を遮断する遮断手段を有し、
前記監視手段は、監視モードと待機モードを有し、
前記監視モードにおいて、前記監視手段は前記複数の二次電池セルの少なくとも1つの電圧を監視し、前記待機モードでは、前記複数の二次電池セルの電圧監視する内部回路を遮断し、
前記遮断手段は、前記監視手段が待機モードのときに、前記ポートの出力を遮断することを特徴とする電動工具に用いられる電源装置。 A battery set formed by connecting a plurality of secondary battery cells;
A connecting portion connected to at least one of the power tool or the battery connecting means of the charging device;
The voltage of at least one of the plurality of secondary battery cells is monitored, and a signal is output when the voltage value or current value of the battery set is within a predetermined numerical range or outside the numerical range. Monitoring means for outputting to the outside;
A blocking means for blocking output of current from a port that outputs a signal of the monitoring means;
The monitoring means has a monitoring mode and a standby mode,
In the monitoring mode, the monitoring means monitors at least one voltage of the plurality of secondary battery cells, and in the standby mode, shuts off an internal circuit for monitoring the voltage of the plurality of secondary battery cells,
The power supply device used for an electric tool, wherein the shut-off means shuts off the output of the port when the monitoring means is in a standby mode.
前記接続部が充電装置に接続されたとき、
ユーザにより電源装置が起動されたとき、
前記接続部が電動工具に接続されたとき、
あるいは、前記充電装置、または前記電動工具と接続された後、前記充電装置、または前記電動工具が起動したときに、
前記待機モードから前記監視モードに移行することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 The monitoring means includes
When the connecting part is connected to the charging device,
When the power supply is activated by the user,
When the connecting part is connected to the power tool,
Alternatively, when the charging device or the power tool is started after being connected to the charging device or the power tool,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the standby mode is shifted to the monitoring mode.
前記監視手段における前記待機モードから前記監視モードに移行する時間は、前記遮断手段が前記出力の遮断を解除する時間よりも短いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電源装置。 When the monitoring unit shifts from the standby mode to the monitoring mode, the blocking unit releases the blocking of the output from the port,
The time for the monitoring unit to shift from the standby mode to the monitoring mode is shorter than the time for the blocking unit to release the blocking of the output. Power supply.
前記温度検出手段は、前記監視手段が待機モードであり、かつ、あらかじめ定められた温度以上の温度を検出したときに、前記制御手段に電力を供給すると共に、前記監視手段を監視モードに移行させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電源装置。 It further has temperature detecting means for detecting the temperature inside the power supply device,
The temperature detection means supplies power to the control means and shifts the monitoring means to the monitoring mode when the monitoring means is in the standby mode and detects a temperature equal to or higher than a predetermined temperature. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is a power supply device.
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