JP2017216861A - Battery pack, charger and power tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロコンピュータ等の制御部を備える電池パック、前記電池パックを充電する充電装置、及び前記電池パックを接続可能な電動工具に関する。 The present invention relates to a battery pack including a control unit such as a microcomputer, a charging device for charging the battery pack, and an electric tool capable of connecting the battery pack.
下記特許文献１は、電池パックにマイクロコンピュータ（以下「マイコン」）を内蔵することで様々な機能（例えば充電装置との通信機能）を付加した電池パック、及び前記電池パックに対応した充電装置を開示している。前記電池パックは、マイコン起動用の専用端子を備え、充電装置からの起動信号が前記専用端子を介してマイコンに入力されることにより前記マイコンが起動する構成となっている。
特許文献１の構成では、充電装置に接続したときに電池パックのマイコン（制御部）が起動するため、電池パックの省エネルギー化を図ることができる。しかしながら、前述のマイコン起動用の専用端子に対応する端子が充電装置側に無い場合、電池パックを充電装置に接続しても前記電池パックのマイコンが起動できないという問題があった。接続先が電動工具である場合も同様で、マイコン起動用の専用端子に対応する端子が電動工具側に無い場合、電池パックを電動工具に接続しても前記電池パックのマイコンが起動できないという問題があった。
In the configuration of
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、充電装置あるいは電動工具の既存端子を利用して自身の制御部を起動することの可能な電池パック、前記電池パックを充電する充電装置、及び前記電池パックを接続可能な電動工具を提供することにある。 The present invention has been made in recognition of such a situation, and an object of the present invention is to charge a battery pack capable of starting its own control unit using an existing terminal of a charging device or a power tool, and charging the battery pack. It is providing the electric tool which can connect the charging device which performs, and the said battery pack.
本発明のある態様は、電池パックである。この電池パックは、
電池セルと、
放電用の第１及び第２端子と、
充電装置の非起動専用端子に接続される第３端子と、
前記電池セルからの供給電力で動作する制御部と、
前記第３端子の電圧に所定の変化があった場合に、前記制御部への電力供給を開始させるための起動信号を出力する第１起動信号出力回路と、を備えることを特徴とする。
One embodiment of the present invention is a battery pack. This battery pack
A battery cell;
First and second terminals for discharge;
A third terminal connected to the non-start-up dedicated terminal of the charging device;
A control unit that operates with power supplied from the battery cell;
And a first activation signal output circuit that outputs an activation signal for starting the supply of power to the control unit when a predetermined change occurs in the voltage of the third terminal.
前記第１起動信号出力回路は、前記起動信号を所定時間に限定して出力してもよい。 The first activation signal output circuit may output the activation signal for a predetermined time.
前記第３端子は、前記第１又は第２端子の相手方端子を介して前記第１又は第２端子に接続されてもよい。 The third terminal may be connected to the first or second terminal via a counterpart terminal of the first or second terminal.
前記第１又は第２端子の電圧に所定の変化があった場合に、前記制御部への電力供給を開始させるための起動信号を出力する第２起動信号出力回路を備えてもよい。 A second activation signal output circuit that outputs an activation signal for starting power supply to the control unit when a predetermined change occurs in the voltage of the first or second terminal.
本発明のもう１つの態様は、電池パックである。この電池パックは、
電池セルと、
放電用の第１及び第２端子と、
前記電池セルからの供給電力で動作する制御部と、
前記第１又は第２端子の電圧に所定の変化があった場合に、前記制御部への電力供給を開始させるための起動信号を出力する第２起動信号出力回路と、を備えることを特徴とする。
Another aspect of the present invention is a battery pack. This battery pack
A battery cell;
First and second terminals for discharge;
A control unit that operates with power supplied from the battery cell;
A second start signal output circuit that outputs a start signal for starting power supply to the control unit when a predetermined change occurs in the voltage at the first or second terminal. To do.
前記第２起動信号出力回路は、前記起動信号を所定時間に限定して出力してもよい。 The second activation signal output circuit may output the activation signal for a predetermined time.
前記電池セルと前記制御部との間に直列に接続されたスイッチング素子を備え、
前記起動信号は、前記スイッチング素子をターンオンするための信号であってもよい。
A switching element connected in series between the battery cell and the control unit,
The activation signal may be a signal for turning on the switching element.
本発明のもう１つの態様は、電池パックである。この電池パックは、
電池セルと、
放電用の第１及び第２端子と、
所定の充電装置の温度検出端子に接続される第３端子と、
前記電池セルからの供給電力で動作する制御部と、を備え、
前記制御部が停止した状態で前記温度検出端子の電圧に変化があった場合に、前記電池セルから前記制御部への電力供給が開始されることを特徴とする。
Another aspect of the present invention is a battery pack. This battery pack
A battery cell;
First and second terminals for discharge;
A third terminal connected to the temperature detection terminal of the predetermined charging device;
A control unit that operates with power supplied from the battery cell,
The power supply from the battery cell to the control unit is started when the voltage of the temperature detection terminal is changed while the control unit is stopped.
前記電池セルと前記制御部との間に直列に接続されたスイッチング素子を備え、
前記スイッチング素子は、前記制御部が停止した状態で前記温度検出端子の電圧に変化があった場合にターンオンしてもよい。
A switching element connected in series between the battery cell and the control unit,
The switching element may be turned on when there is a change in the voltage of the temperature detection terminal while the control unit is stopped.
前記第３端子と前記第１又は第２端子との間に、固定抵抗が設けられてもよい。 A fixed resistor may be provided between the third terminal and the first or second terminal.
本発明のもう１つの態様は、電池パックである。この電池パックは、
電池セルと、
放電用の第１及び第２端子と、
所定の充電装置の電池種判別端子に接続される第３端子と、
前記電池セルからの供給電力で動作する制御部と、を備え、
前記制御部が停止した状態で前記電池種判別端子の電圧に変化があった場合に、前記電池セルから前記制御部への電力供給が開始されることを特徴とする。
Another aspect of the present invention is a battery pack. This battery pack
A battery cell;
First and second terminals for discharge;
A third terminal connected to a battery type discrimination terminal of a predetermined charging device;
A control unit that operates with power supplied from the battery cell,
The power supply from the battery cell to the control unit is started when there is a change in the voltage of the battery type determination terminal while the control unit is stopped.
前記電池セルと前記制御部との間に直列に接続されたスイッチング素子を備え、
前記スイッチング素子は、前記制御部が停止した状態で前記電池種判別端子の電圧に変化があった場合にターンオンしてもよい。
A switching element connected in series between the battery cell and the control unit,
The switching element may be turned on when there is a change in the voltage of the battery type determination terminal while the control unit is stopped.
前記制御部は、前記電池セルからの電源供給を受けた後、前記スイッチング素子のオン状態を維持するための信号を出力してもよい。 The control unit may output a signal for maintaining an ON state of the switching element after receiving power supply from the battery cell.
前記制御部は、前記電池セルからの電源供給を受けた後、所定時間経過すると停止してもよい。 The control unit may stop when a predetermined time elapses after receiving power supply from the battery cell.
本発明のもう１つの態様は、前記電池パックを充電する充電装置であって、
着脱可能に接続された前記電池パックと、
前記電池パックの前記電池セルを充電する充電回路と、を備えることを特徴とする。
Another aspect of the present invention is a charging device for charging the battery pack,
The battery pack detachably connected;
And a charging circuit for charging the battery cells of the battery pack.
本発明のもう１つの態様は、前記電池パックを着脱可能に装着した電動工具であって、
前記電池パックの前記電池セルから電力供給を受けるモータと、
前記モータの起動及び停止を指示するスイッチと、を備えることを特徴とする。
Another aspect of the present invention is an electric tool in which the battery pack is detachably mounted,
A motor that receives power from the battery cells of the battery pack;
A switch for instructing start and stop of the motor.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by converting the expression of the present invention between methods and systems are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、充電装置の既存端子を利用して自身の制御部を起動することの可能な電池パック、前記電池パックを充電する充電装置、及び前記電池パックを接続可能な電動工具を提供することができる。 According to the present invention, a battery pack capable of starting its own control unit using an existing terminal of a charging device, a charging device for charging the battery pack, and an electric tool capable of connecting the battery pack are provided. can do.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component, member, process, etc. which are shown by each drawing, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably. In addition, the embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
実施の形態１
図１〜図４を参照し、本発明の実施の形態１を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る電池パック１及び充電装置２０の相互接続状態における回路図である。図１に示すように、電池パック１は、電池セル１０、電池側制御部１１、電源回路１２、電圧検出回路１３、電流検出回路１４、温度検出手段１５、スイッチング素子Ｍ１〜Ｍ６、抵抗Ｒ１、Ｒ２、及びダイオードＤ１〜Ｄ４を備える。電池パック１の端子は、第１及び第２端子としてのプラス及びマイナス端子、充電装置２０の電池種判別端子に接続されるＴ端子、並びに充電装置２０の温度検出端子に接続されるＳ端子を含む。本実施の形態では、Ｓ端子が第３端子に対応する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram in an interconnected state of
電池セル１０は、リチウムイオン二次電池等の電池セルである。電池側制御部１１は、例えばマイコンであり、プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力する中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラムとデータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びタイマ等を含む。電源回路１２は、電池セル１０の電圧に基づいて電池側制御部１１の動作電圧（例えばＤＣ５Ｖ）を生成し、電池側制御部１１に供給する。電圧検出回路１３は、各電池セル１０に対して設けられ、各電池セル１０の電圧を検出し、電池側制御部１１に送信する。電流検出回路１４は、複数の電池セル１０と直列接続された抵抗Ｒ１（固定抵抗）の両端の電圧に基づいて電池セル１０の電流を検出し、電池側制御部１１に送信する。温度検出手段１５は、各電池セル１０の近傍に配置された不図示のサーミスタ等の温度検出素子を含み、各電池セル１０の温度を検出し、電池側制御部１１に送信する。
The
スイッチング素子Ｍ１は、Ｐチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、プラス端子から電池セル１０への充電電流の通過、遮断を切り替えるために設けられる。ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｍ１のドレイン、ソース間に形成される寄生ダイオードである。スイッチング素子Ｍ２は、Ｐチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、電池セル１０からプラス端子への放電電流の通過、遮断を切り替えるために設けられる。ダイオードＤ２は、スイッチング素子Ｍ２のドレイン、ソース間に形成される寄生ダイオードである。スイッチング素子Ｍ３は、Ｐチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、電池セル１０から電源回路１２への供給電流の通過、遮断を切り替えるために設けられる。
The switching element M1 is a P-channel type FET, IGBT, or the like, and is provided to switch between passing and blocking the charging current from the plus terminal to the
スイッチング素子Ｍ４は、Ｎチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、スイッチング素子Ｍ１のオンオフを切り替えるために設けられる。スイッチング素子Ｍ５は、Ｎチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、スイッチング素子Ｍ２のオンオフを切り替えるために設けられる。スイッチング素子Ｍ６は、Ｎチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、スイッチング素子Ｍ３のオンオフを切り替えるために設けられる。ダイオードＤ３は、Ｓ端子の電圧が電池側制御部１１に入力されるのを防止するために設けられる。ダイオードＤ４は、電池側制御部１１からのスイッチング素子Ｍ６の制御用の信号がＳ端子の電圧に影響するのを防止するために設けられる。
The switching element M4 is an N-channel FET, IGBT, or the like, and is provided for switching on / off of the switching element M1. The switching element M5 is an N-channel FET, IGBT, or the like, and is provided for switching on / off of the switching element M2. The switching element M6 is an N-channel FET, IGBT, or the like, and is provided for switching on / off of the switching element M3. The diode D3 is provided to prevent the voltage at the S terminal from being input to the battery-
スイッチング素子Ｍ１のソースは、プラス端子に接続される。スイッチング素子Ｍ１のドレインは、スイッチング素子Ｍ２のドレインに接続される。スイッチング素子Ｍ２のソースは、スイッチング素子Ｍ３のソースに接続される。スイッチング素子Ｍ３のドレインは、電源回路１２の入力端子に接続される。電源回路１２の出力端子は、電池側制御部１１の電源入力端子に接続される。
The source of the switching element M1 is connected to the plus terminal. The drain of the switching element M1 is connected to the drain of the switching element M2. The source of the switching element M2 is connected to the source of the switching element M3. The drain of the switching element M3 is connected to the input terminal of the
スイッチング素子Ｍ１の制御端子としてのゲートは、スイッチング素子Ｍ４のドレインに接続される。スイッチング素子Ｍ４のソースは、マイナス端子に接続される。スイッチング素子Ｍ２の制御端子としてのゲートは、スイッチング素子Ｍ５のドレインに接続される。スイッチング素子Ｍ５のソースは、マイナス端子に接続される。スイッチング素子Ｍ４、Ｍ５の制御端子としてのゲートは、それぞれ電池側制御部１１に接続される。
The gate as the control terminal of the switching element M1 is connected to the drain of the switching element M4. The source of the switching element M4 is connected to the minus terminal. The gate as a control terminal of the switching element M2 is connected to the drain of the switching element M5. The source of the switching element M5 is connected to the minus terminal. Gates as control terminals of the switching elements M4 and M5 are connected to the battery-
スイッチング素子Ｍ２のソースとマイナス端子との間には、複数の電池セル１０及び抵抗Ｒ１が直列接続される。各々の電池セル１０の両端は、電圧検出回路１３に接続される。抵抗Ｒ１の両端は、電流検出回路１４に接続される。電圧検出回路１３及び電流検出回路１４は、電池側制御部１１に接続される。
A plurality of
スイッチング素子Ｍ３の制御端子としてのゲートは、スイッチング素子Ｍ６のドレインに接続される。スイッチング素子Ｍ６のソースは、マイナス端子に接続される。スイッチング素子Ｍ６の制御端子としてのゲートは、ダイオードＤ３、Ｄ４のカソードに接続される。ダイオードＤ３のアノードは、電池側制御部１１に接続される。ダイオードＤ４のアノードは、Ｓ端子に接続される。Ｓ端子とＴ端子との間には、抵抗Ｒ２（固定抵抗）が設けられる。Ｔ端子は、マイナス端子に接続される。温度検出手段１５は、電池側制御部１１に接続される。
The gate as the control terminal of the switching element M3 is connected to the drain of the switching element M6. The source of the switching element M6 is connected to the minus terminal. The gate as a control terminal of the switching element M6 is connected to the cathodes of the diodes D3 and D4. The anode of the diode D3 is connected to the
充電装置２０は、充電側制御部２１、充電回路２２、及び抵抗Ｒ３〜Ｒ５（固定抵抗）を含む。充電装置２０の端子は、充電電流供給用のプラス及びマイナス端子、接続した電池パックを識別するための電池種判別端子であるＴ端子、並びに接続した電池パックの温度情報を読み込むための温度検出端子であるＳ端子を含む。充電装置２０は、例えばニッケルカドミウム二次電池セルを内蔵しマイコン等の制御部を有さない電池パックを充電するための既存の充電装置の一例であり、リチウムイオン二次電池セルを内蔵したマイコン付きの電池パックを充電する充電装置と比較して端子の数が少ない。
The charging
充電側制御部２１は、例えばマイコンであり、プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力する中央処理装置、プログラムとデータを記憶するＲＯＭ、データを一時記憶するＲＡＭ、及びタイマ等を含む。充電側制御部２１は、Ｔ端子の電圧により接続された電池パックの種類（定格電圧等）を検出する電池種判別機能、及びＳ端子の電圧により前記電池パックの温度を検出する温度検出機能を有し、電池パックの種類や温度に応じた充電制御が可能であるが、本実施の形態では、充電制御は電池パック１の電池側制御部１１で行う構成としており、充電側制御部２１側では電池パック１の種類や温度に応じた充電制御は行わない。充電回路２２は、充電側制御部２１の制御に従い、交流電源５０からの供給電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）を充電用の直流電圧に変換し、プラス端子及びマイナス端子間に出力する。抵抗Ｒ３は、不図示の電源回路から電圧Ｖcc（例えばＤＣ５Ｖ）が供給される電源ラインとＳ端子との間に設けられる。抵抗Ｒ４は、Ｓ端子とマイナス端子との間に設けられる。抵抗Ｒ５は、電源ラインとＴ端子との間に設けられる。Ｔ端子及びＳ端子は、それぞれ充電側制御部２１に接続される。
The charging
図２は、電池パック１を接続する前後における、充電装置２０のＴ端子の電圧Ｖｔ及びＳ端子の電圧Ｖｓの変化を示すグラフである。充電装置２０に電池パック１を接続する時刻ｔ１以前は、充電装置２０のＴ端子の電圧ＶｔはＶcc（５Ｖ）であり、Ｓ端子の電圧Ｖｓは、Ｖcc（５Ｖ）を抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧した電圧である。時刻ｔ１において図１に示すように充電装置２０に電池パック１を接続すると、Ｔ端子の電圧Ｖｔは０Ｖに低下し、Ｓ端子の電圧Ｖｓは、Ｖcc（５Ｖ）を抵抗Ｒ３、Ｒ２‖Ｒ４（抵抗Ｒ２、Ｒ４の並列合成抵抗）で分圧した電圧に低下する。充電側制御部２１は、図２に示すようにＴ端子の電圧Ｖｔ及びＳ端子の電圧Ｖｓが変化することで、電池パック１が接続されたことを知ることができる。
FIG. 2 is a graph showing changes in the voltage Vt at the T terminal and the voltage Vs at the S terminal of the charging
図３は、電池パック１及び電動工具３０の相互接続状態における回路図である。電動工具３０は、プラス端子及びマイナス端子間に直列接続されたモータ３１及びスイッチ３２を備える。モータ３１は、電池パック１の電池セル１０から電力供給を受けて動作する。スイッチ３２は、使用者がモータ３１の起動及び停止を指示するためのメインスイッチ（例えばトリガスイッチ）である。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
図４は、電池パック１の動作のフローチャートである。このフローチャートは、電池パック１が何にも接続されず、かつ電池側制御部１１が停止した状態からスタートする。図１に示すように電池パック１を充電装置２０に接続すると（Ｓ１）、充電装置２０のＳ端子の電圧（Ｖccを抵抗Ｒ３、Ｒ２‖Ｒ４で分圧した電圧）がダイオードＤ４を介してスイッチング素子Ｍ６のゲートに印加され、スイッチング素子Ｍ６のゲートソース間電圧がプラスとなり、スイッチング素子Ｍ６がターンオンする（Ｓ２）。スイッチング素子Ｍ６がターンオンすると、スイッチング素子Ｍ３のゲート電圧がマイナス端子の電圧となり、スイッチング素子Ｍ３のゲートソース間電圧がマイナスとなり、スイッチング素子Ｍ３がターンオンする（Ｓ３）。スイッチング素子Ｍ３がターンオンすると、電池セル１０から電源回路１２に電力が供給され、電源回路１２から電池側制御部１１に動作電圧が供給され、電池側制御部１１が起動する（Ｓ４）。
FIG. 4 is a flowchart of the operation of the
電池側制御部１１は、電源回路１２からの動作電圧の供給により起動すると、ダイオードＤ３を介してスイッチング素子Ｍ６のゲート電圧をハイレベルに維持（スイッチング素子Ｍ６をオン状態に維持）する（Ｓ５）。これにより、スイッチング素子Ｍ３はオン状態に維持され（同）、電池パック１が充電装置２０から取り外されても電池セル１０から電源回路１２への電力供給が維持され、電池側制御部１１は起動状態を維持できる。続いて電池側制御部１１は、スイッチング素子Ｍ４、Ｍ５のゲート電圧をハイレベルにし、スイッチング素子Ｍ４、Ｍ５をターンオンする（Ｓ６）。スイッチング素子Ｍ４、Ｍ５がターンオンすると、スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２のゲート電圧がマイナス端子の電圧となり、スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２のゲートソース間電圧がマイナスとなり、スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２がターンオンする（同）。これにより、充電装置２０から電池セル１０に充電電流が供給され、電池セル１０の充電が開始される。
When activated by the supply of the operating voltage from the
電池側制御部１１は、電圧検出回路１３からの信号により各電池セル１０の電圧を監視し、少なくとも１つの電池セル１０の電圧が充電用閾値Ｖ１以上になると（Ｓ７のＹｅｓ）、充電が完了したと判断し、スイッチング素子Ｍ４のゲート電圧をローレベルにし、スイッチング素子Ｍ４をターンオフする（Ｓ８）。スイッチング素子Ｍ４がターンオフすると、スイッチング素子Ｍ１がターンオフし（同）、充電装置２０から電池セル１０への充電電流が遮断される。電池側制御部１１は、電池パック１が充電装置２０に接続された状態においていずれの電池セル１０も電圧が充電用閾値Ｖ１以上でなければ（Ｓ７のＮｏ、Ｓ９のＮｏ）、充電未完了と判断し、電池セル１０の異常高温を検出しない限り（Ｓ１３のＮｏ）、電池セル１０の充電を継続する制御を行う（スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２をオン状態に維持する制御を行う）。
The battery
電池側制御部１１は、電流検出回路１４からの信号により、電池セル１０からの所定値以上の（電源回路１２への供給電流より大きな）放電電流を検出すると（Ｓ９のＹｅｓ）、スイッチング素子Ｍ４、Ｍ５をオンし（Ｓ１０）、スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２をオンする（同）。例えば図３に示すように電池パック１が電動工具３０に装着されてスイッチ３２がオンされることにより、電池セル１０から前記所定値以上の放電電流が流れる。電池側制御部１１は、いずれの電池セル１０も電圧が過放電閾値Ｖ２以下でなければ（Ｓ１１のＮｏ）、電流検出回路１４からの信号により電池セル１０からの放電電流が過電流閾値を超えるか否かを判別する（Ｓ１２）。電池側制御部１１は、過電流を検出しなければ（Ｓ１２のＮｏ）、温度検出手段１５からの信号により各電池セル１０の温度が高温閾値を超えるか否かを判別する（Ｓ１３）。電池側制御部１１は、いずれの電池セル１０も温度が高温閾値以下であれば（Ｓ１３のＮｏ）、ステップＳ７に戻る。電池側制御部１１は、放電中において過放電、過電流、異常高温を検出しない限り（Ｓ９のＹｅｓ、Ｓ１０、Ｓ１１のＮｏ、Ｓ１２のＮｏ、Ｓ１３のＮｏ、Ｓ７のＮｏ）、電池セル１０からの放電を継続する制御を行う（スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２をオン状態に維持する制御を行う）。
When the battery-
電池側制御部１１は、過放電を検出すると（Ｓ１１のＹｅｓ）、スイッチング素子Ｍ４、Ｍ５のゲート電圧をローレベルにし、スイッチング素子Ｍ４、Ｍ５をオフにする（Ｓ１４）。スイッチング素子Ｍ４、Ｍ５がオフになると、スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２がオフになる（同）。これにより、電池セル１０から外部への放電電流、及び外部から電池セル１０への充電電流が遮断される。続いて電池側制御部１１は、スイッチング素子Ｍ６のゲート電圧をローレベルにし、スイッチング素子Ｍ６をターンオフにする（Ｓ１５）。スイッチング素子Ｍ６がターンオフすると、スイッチング素子Ｍ３がターンオフする（同）。これにより電池セル１０から電源回路１２への供給電流が遮断され、電源回路１２から電池側制御部１１に動作電圧の供給が無くなり、電池側制御部１１が停止する（Ｓ１６）。電池側制御部１１は、過電流及び異常高温の少なくともいずれかを検出すると（Ｓ１２のＹｅｓ又はＳ１３のＹｅｓ）、ステップＳ１４と同様にスイッチング素子Ｍ４、Ｍ５をオフにしてスイッチング素子Ｍ１、Ｍ２をオフにし（Ｓ１７）、ステップＳ１３に戻る。なお、図示は省略するが、電池側制御部１１は、起動後に外部からの充電及び外部への放電が所定時間検出されない場合に停止する。停止した後は電池パック１を再度充電装置２０に接続すればよい。
When the battery-
本実施の形態によれば、電池パック１は、過放電を検出すると電池側制御部１１が自ら停止して電池セル１０からの更なる放電を防止する構成でありながら、充電装置２０に接続すると充電装置２０の既存端子であるＳ端子（温度検出端子）を利用して電池側制御部１１を起動するため、充電装置２０側に電池側制御部１１を起動するための専用端子が無くても、充電装置２０との接続時に電池側制御部１１を起動することができ、電池側制御部１１による電池セル１０の充電制御が可能となる。すなわち、電池パック１は、充電装置２０のようなニッケルカドミウム電池用の既存の充電装置でも充電することができ、便利である。
According to the present embodiment, when
実施の形態２
図５は、本発明の実施の形態２に係る電池パック２及び充電装置２０の相互接続状態における回路図である。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。本実施の形態の電池パック２は、図１に示した実施の形態１のものと比較して、ダイオードＤ４のアノードの接続先がＴ端子に替わり、Ｎチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子Ｍ７、Ｍ８が追加されている。スイッチング素子Ｍ７、Ｍ８の制御端子としてのゲートは、電池側制御部１１に接続される。スイッチング素子Ｍ７、Ｍ８のソースは、マイナス端子に接続される。スイッチング素子Ｍ７のドレインは、Ｔ端子に接続される。抵抗Ｒ２の一端の接続先は、Ｔ端子からスイッチング素子Ｍ８のドレインに替わっている。本実施の形態では、Ｔ端子が第３端子に対応する。図５に示す回路のその他の点は、図１と同様である。
FIG. 5 is a circuit diagram of the
図６は、電池パック２の動作のフローチャートであって、図４と相違する部分及びその近傍を抜き出したフローチャートである。このフローチャートは、図４のステップＳ６、Ｓ７の間に、電池側制御部１１がスイッチング素子Ｍ７、Ｍ８のゲート電圧をハイレベルにしてスイッチング素子Ｍ７、Ｍ８をターンオンするステップ（Ｓ６’）が追加された他は、図４と同様である。スイッチング素子Ｍ７、Ｍ８がターンオンすると、充電装置２０のＴ端子の電圧Ｖｔ及びＳ端子の電圧Ｖｓが図２の時刻ｔ１前後と同様に変化し、充電側制御部２１は、電池パック２が接続されたことを知ることができる。本実施の形態では、電池パック２を充電装置２０に接続すると、充電装置２０のＴ端子の電圧（Ｖcc）がダイオードＤ４を介してスイッチング素子Ｍ６のゲートに印加され、スイッチング素子Ｍ６がターンオンし、実施の形態１と同様に電池側制御部１１が起動する。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
FIG. 6 is a flowchart of the operation of the
実施の形態３
図７は、本発明の実施の形態３に係る電池パック３及び充電装置２０の相互接続状態における回路図である。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。スイッチング素子Ｑ１は、Ｎチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、電池セル１０からの放電電流の通過、遮断を切り替えるために設けられる。ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン、ソース間に形成される寄生ダイオードである。スイッチング素子Ｑ２は、Ｎチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、電池セル１０への充電電流の通過、遮断を切り替えるために設けられる。ダイオードＤ２は、スイッチング素子Ｑ２のドレイン、ソース間に形成される寄生ダイオードである。スイッチング素子Ｑ３は、Ｐチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、電池セル１０から電源回路１２への供給電流の通過、遮断を切り替えるために設けられる。スイッチング素子Ｑ４は、Ｎチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、スイッチング素子Ｑ３のオンオフを切り替えるために設けられる。ダイオードＤ３〜Ｄ５は、それぞれ逆流防止用に設けられる。
FIG. 7 is a circuit diagram of the
第１起動信号出力回路５１は、Ｓ端子の電圧に所定の変化（ここでは立ち上がり）があった場合に、電池側制御部１１への電力供給を開始させるための起動信号を出力する。具体的には、第１起動信号出力回路５１は、電池パック３が充電装置２０に接続された際に、一時的にスイッチング素子Ｑ４のゲート（制御端子）の電圧をハイレベルにする。第１起動信号出力回路５１において、スイッチング素子Ｑ５は、Ｐチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、プラス端子の電圧をダイオードＤ４のアノード及びスイッチング素子Ｑ４のゲートに通過させるか否かを切り替えるために設けられる。抵抗Ｒ８は、スイッチング素子Ｑ５のゲート、ソース間電圧を発生するために設けられる。スイッチング素子Ｑ６は、Ｎチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、スイッチング素子Ｑ５のオンオフを切り替えるために設けられる。抵抗Ｒ９は、スイッチング素子Ｑ６のゲート、ソース間電圧を発生するために設けられる。コンデンサＣ１は、スイッチング素子Ｑ６のオン時間を限定するために設けられる。スイッチング素子Ｑ６のオン時間は、抵抗Ｒ８,Ｒ９の抵抗値とコンデンサＣ１の容量値との関係によって定まる。コンデンサＣ１の電荷は、充電装置２０から電池パック３が取り外されると、ダイオードＤ６及び抵抗Ｒ２を介して放電される。
The first activation
第２起動信号出力回路５２は、マイナス端子の電圧に所定の変化（ここでは立ち上がり）があった場合に、電池側制御部１１への電力供給を開始させるための起動信号を出力する。具体的には、第２起動信号出力回路５２は、電池パック３が後述の電動工具３０Ａ（図１０）に接続された際に、一時的にスイッチング素子Ｑ４のゲート（制御端子）の電圧をハイレベルにする。第２起動信号出力回路５２において、スイッチング素子Ｑ７は、Ｐチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、マイナス端子の電圧をスイッチング素子Ｑ４のゲートに通過させるか否かを切り替えるために設けられる。抵抗Ｒ６は、スイッチング素子Ｑ７のゲート、ソース間電圧を発生するために設けられる。コンデンサＣ２は、スイッチング素子Ｑ７のオン時間を限定するために設けられる。スイッチング素子Ｑ７のオン時間は、抵抗Ｒ６の抵抗値とコンデンサＣ２の容量値との関係によって定まる。抵抗Ｒ７は、図１０の電動工具３０Ａから電池パック３が取り外された際にコンデンサＣ２を放電するために設けられる。
The second activation
充電オンオフ回路１６は、電池側制御部１１の制御によりスイッチング素子Ｑ２のオンオフを切り替えるための回路である。放電オンオフ回路１７は、電池側制御部１１の制御によりスイッチング素子Ｑ１のオンオフを切り替えるための回路である。放電トリガ検出回路１８は、マイナス端子の電圧変化を検出し、電池側制御部１１に送信するための回路である。充電器接続検出回路１９は、Ｓ端子の電圧変化を検出し、電池側制御部１１に送信するための回路である。
The charging on / off
電池パック３のプラス端子は、電池セル１０の正極に接続される。マイナス端子及びＴ端子は、第２グランドＧＮＤ２に接続される。
The positive terminal of the
スイッチング素子Ｑ３のソースは、電池セル１０の正極に接続される。スイッチング素子Ｑ３のドレインは、電源回路１２の入力端子に接続される。電源回路１２の出力端子は電池側制御部１１の電源入力端子に接続される。電池セル１０の負極は、第１グランドＧＮＤ１に接続される。抵抗Ｒ１の一端は、電池セル１０の負極及び第１グランドＧＮＤ１に接続される。スイッチング素子Ｑ１のソースは、抵抗Ｒ１の他端に接続される。スイッチング素子Ｑ１のドレインは、スイッチング素子Ｑ２のドレインに接続される。スイッチング素子Ｑ２のソースは、第２グランドＧＮＤ２に接続される。第２グランドＧＮＤ２は、第１グランドＧＮＤ１とは独立したグランドである。
The source of the switching element Q3 is connected to the positive electrode of the
スイッチング素子Ｑ３の制御端子としてのゲートは、スイッチング素子Ｑ４のドレインに接続される。スイッチング素子Ｑ４のソースは、第１グランドＧＮＤ１に接続される。スイッチング素子Ｑ４の制御端子としてのゲートは、ダイオードＤ３〜Ｄ５の各カソードに接続される。ダイオードＤ３のアノードは、電池側制御部１１に接続される。
The gate as the control terminal of the switching element Q3 is connected to the drain of the switching element Q4. The source of the switching element Q4 is connected to the first ground GND1. A gate as a control terminal of the switching element Q4 is connected to each cathode of the diodes D3 to D5. The anode of the diode D3 is connected to the
スイッチング素子Ｑ５のソースは、電池セル１０の正極に接続される。スイッチング素子Ｑ５のドレインは、ダイオードＤ４のアノードに接続される。スイッチング素子Ｑ５の制御端子としてのゲートは、スイッチング素子Ｑ６のドレインに接続される。抵抗Ｒ８は、スイッチング素子Ｑ５のゲート、ソース間に設けられる。スイッチング素子Ｑ６のソースは、コンデンサＣ１の一端に接続される。コンデンサＣ１の他端は第２グランドＧＮＤ２に接続される。スイッチング素子Ｑ６の制御端子としてのゲートは、Ｓ端子に接続される。抵抗Ｒ９は、スイッチング素子Ｑ６のゲート、ソース間に設けられる。ダイオードＤ６のアノードは、スイッチング素子Ｑ６のゲートに接続される。ダイオードＤ６のカソードは、抵抗Ｒ２の一端に接続される。抵抗Ｒ２の他端は第２グランドＧＮＤ２に接続される。
The source of the switching element Q5 is connected to the positive electrode of the
スイッチング素子Ｑ７のソースは、マイナス端子及び第２グランドＧＮＤ２に接続される。スイッチング素子Ｑ７のドレインは、ダイオードＤ５のアノードに接続される。スイッチング素子Ｑ７の制御端子としてのゲートは、コンデンサＣ２の一端に接続される。コンデンサＣ２の他端は第１グランドＧＮＤ１に接続される。抵抗Ｒ６は、スイッチング素子Ｑ７のゲート、ソース間に設けられる。抵抗Ｒ７は、コンデンサＣ２の他端と第２グランドＧＮＤ２との間に設けられる。 The source of the switching element Q7 is connected to the negative terminal and the second ground GND2. The drain of the switching element Q7 is connected to the anode of the diode D5. A gate as a control terminal of the switching element Q7 is connected to one end of the capacitor C2. The other end of the capacitor C2 is connected to the first ground GND1. The resistor R6 is provided between the gate and source of the switching element Q7. The resistor R7 is provided between the other end of the capacitor C2 and the second ground GND2.
図８は、図７の各部の電圧の一例を示すタイムチャートである。時刻ｔ１において電池パック３が充電装置２０に接続されると、スイッチング素子Ｑ６のゲート、ソース間電圧がスイッチング素子Ｑ６のオン電圧Ｖthを超えて立ち上がり、スイッチング素子Ｑ６がターンオンし、スイッチング素子Ｑ５がターンオンする。これにより後述のようにスイッチング素子Ｑ４、スイッチング素子Ｑ３が順次オンして電源回路１２が起動し、電源回路１２の出力電圧が０ＶからＶDD（例えばＤＣ３．３Ｖ）まで立ち上がり、電池側制御部１１が起動する。その後時刻ｔ２において、電池側制御部１１は、ダイオードＤ３のアノードの電圧をハイレベル（例えば3.3V）とする（ハイレベルの電源維持信号を出力する）。一方、時刻ｔ１以降、コンデンサＣ１の充電が進み、時刻ｔ３においてスイッチング素子Ｑ６のゲート、ソース間電圧が、スイッチング素子Ｑ６のオン電圧Ｖth以下に低下すると、スイッチング素子Ｑ６がターンオフし、スイッチング素子Ｑ５もターンオフする。しかし、電池側制御部１１からダイオードＤ３を介してハイレベルの電源維持信号がスイッチング素子Ｑ４のゲートに送信されているため、スイッチング素子Ｑ３,Ｑ４のオンは維持され、電源回路１２及び電池側制御部１１は起動状態に維持される。その後、所定時間が経過した時刻ｔ４において電池側制御部１１がダイオードＤ３のアノードの電圧をローレベルに落とすと、スイッチング素子Ｑ４のゲート電圧はローレベルとなり、スイッチング素子Ｑ４,Ｑ３が順次ターンオフし、電源回路１２への入力が遮断され、電源回路１２の出力電圧は０Ｖに戻り、電池側制御部１１は停止する。
FIG. 8 is a time chart showing an example of voltages at the respective parts in FIG. When the
図９は、図７の電池パック３の動作のフローチャートである。電池パック３を充電装置２０に接続すると（Ｓ２１）、スイッチング素子Ｑ６がターンオンする（Ｓ２２）。すると、電池セル１０の正極、抵抗Ｒ８、スイッチング素子Ｑ６、コンデンサＣ１という経路で電流が流れ、スイッチング素子Ｑ５のゲート、ソース間電圧が立ち上がり、スイッチング素子Ｑ５がターンオンする（Ｓ２３）。これにより、電池セル１０の正極の電圧がスイッチング素子Ｑ４のゲートに印加され、スイッチング素子Ｑ４がターンオンする（Ｓ２４）。すると、スイッチング素子Ｑ３のゲートが第１グランドＧＮＤ１と同電位となり（スイッチング素子Ｑ３のゲート、ソース間電圧がマイナスとなり）、スイッチング素子Ｑ３がターンオンする（Ｓ２５）。これにより、電源回路１２に電池セル１０の正極の電圧が入力されて電源回路１２が起動し、電源回路１２の出力電圧ＶDDが電池側制御部１１に供給され、電池側制御部１１が起動する（Ｓ２６）。
FIG. 9 is a flowchart of the operation of the
電池側制御部１１は、起動後、ダイオードＤ３のアノードの電圧をハイレベルとして、スイッチング素子Ｑ４をオン状態に維持し、スイッチング素子Ｑ３をオン状態に維持する（Ｓ７１）。これにより、電池セル１０の正極から電源回路１２への電圧供給、電源回路１２から電池側制御部１１への電圧供給、及び電池側制御部１１の起動状態が維持される。
After the activation, the battery-
電池側制御部１１は、充電器接続検出回路１９からの信号により充電装置２０の接続が検出されると（Ｓ７２、ＹＥＳ）、放電オンオフ回路１７及び充電オンオフ回路１６の制御を通じてスイッチング素子Ｑ１,Ｑ２のゲート電圧をハイレベルとし、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２をオンする（Ｓ７３）。これにより、充電装置２０による電池パック３の充電が開始される。電池側制御部１１は、いずれの電池セル１０の電圧が充電用閾値Ｖ１以下である間は（Ｓ７４、ＮＯ）、過電流及び電池高温が検出されない限り（Ｓ７５、ＮＯ、かつＳ７６、ＮＯ）、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２をオンに維持する。電池側制御部１１は、少なくとも１つの電池セル１０の電圧が充電用閾値Ｖ１以上になると（Ｓ７４のＹＥＳ）、充電が完了したと判断し、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２のゲート電圧をローレベルとし、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２をオフする（Ｓ９１）。電池側制御部１１は、過電流又は電池高温が検出されると（Ｓ７５、ＹＥＳ、又はＳ７６、ＹＥＳ）、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２のゲート電圧をローレベルとし、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２をオフする（Ｓ９１）。
When the connection of the charging
電池側制御部１１は、放電トリガ検出回路１８からの信号により後述の電動工具３０Ａの接続が検出されると（Ｓ８１、ＹＥＳ）、放電オンオフ回路１７及び充電オンオフ回路１６の制御を通じてスイッチング素子Ｑ１,Ｑ２のゲート電圧をハイレベルとし、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２をオンする（Ｓ８２）。電池側制御部１１は、いずれの電池セル１０も電圧が過放電閾値Ｖ２以下でなければ（Ｓ８３、ＮＯ）、過電流及び電池高温が検出されない限り（Ｓ８４、ＮＯ、かつＳ８５、ＮＯ）、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２をオンに維持する。電池側制御部１１は、少なくとも１つの電池セル１０の電圧が過放電閾値Ｖ２以下になると（Ｓ８３のＹＥＳ）、過放電防止のために、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２のゲート電圧をローレベルとし、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２をオフする（Ｓ９１）。電池側制御部１１は、過電流又は電池高温が検出されると（Ｓ８４、ＹＥＳ、又はＳ８５、ＹＥＳ）、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２のゲート電圧をローレベルとし、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２をオフする（Ｓ９１）。
When the connection of an
電池側制御部１１は、ステップＳ９１によりスイッチング素子Ｑ１,Ｑ２をオフにした後、ダイオードＤ３のアノードの電圧をローレベルにしてスイッチング素子Ｑ４をオフし、スイッチング素子Ｑ３をオフする（Ｓ９２）。すると、電池セル１０から電源回路１２への電圧入力が遮断されて電源回路１２が停止し、電池側制御部１１は停止する（Ｓ９５）。一方、充電装置２０から電池パック３が取り外されると、電池側制御部１１の制御によらず、スイッチング素子Ｑ６のゲート、ソース間電圧がオン電圧Ｖthを下回り（Ｓ６１、ＮＯ）、スイッチング素子Ｑ６がターンオフし、スイッチング素子Ｑ５もターンオフする（Ｓ６２）。
The battery-
図１０は、電池パック３及び電動工具３０Ａの相互接続状態における回路図である。電動工具３０Ａは、図３に示した電動工具３０と比較して、モータ３１及びスイッチ３２の直列接続と並列に発光回路３３が設けられる点で相違し、その他の点で一致する。発光回路３３は、プラス端子とマイナス端子との間に直列接続された抵抗Ｒ１２及びＬＥＤ１からなる。ＬＥＤ１は、スイッチ３２を操作すればモータ３１が回転する状態にあることを使用者に報知する役割を持つ。
FIG. 10 is a circuit diagram of the
図１１は、図１０の各部の電圧の一例を示すタイムチャートである。時刻ｔ１において電池パック３が電動工具３０Ａに接続されると、マイナス端子の電圧が電池セル１０の正極の電圧ＶBATまで立ち上がり、スイッチング素子Ｑ７のゲート、ソース間電圧がＶBATまで立ち上がる。すると、後述のようにスイッチング素子Ｑ４、スイッチング素子Ｑ３が順次オンして電源回路１２が起動し、電源回路１２の出力電圧が０ＶからＶDD（例えばＤＣ３．３Ｖ）まで立ち上がり、電池側制御部１１が起動する。その後時刻ｔ２において、電池側制御部１１は、ダイオードＤ３のアノードの電圧をハイレベルとする。一方、時刻ｔ１以降、コンデンサＣ２の充電が進み、時刻ｔ３においてスイッチング素子Ｑ７のゲート、ソース間電圧が、スイッチング素子Ｑ７のオン電圧Ｖth以下に低下すると、スイッチング素子Ｑ７がターンオフする。しかし、図８のタイムチャートと同様に、電池側制御部１１からダイオードＤ３を介してハイレベルの電源維持信号がスイッチング素子Ｑ４のゲートに送信されているため、スイッチング素子Ｑ３,Ｑ４のオンは維持され、電源回路１２及び電池側制御部１１は起動状態に維持される。その後、所定時間が経過した時刻ｔ４において電池側制御部１１がダイオードＤ３のアノードの電圧をローレベルに落とすと、スイッチング素子Ｑ４のゲート電圧はローレベルとなり、スイッチング素子Ｑ４,Ｑ３が順次ターンオフし、電源回路１２への入力が遮断され、電源回路１２の出力電圧は０Ｖに戻り、電池側制御部１１は停止する。
FIG. 11 is a time chart illustrating an example of voltages of the respective units in FIG. When the
図１２は、図１０の電池パック３の動作のフローチャートである。以下、図９との相違点を中心に説明する。電池パック３を電動工具３０Ａに接続すると（Ｓ２１’）、スイッチング素子Ｑ７がターンオンする（Ｓ２３’）。これにより、電池セル１０の正極の電圧ＶBATが、プラス端子、電動工具３０Ａの発光回路３３、マイナス端子、スイッチング素子Ｑ７、及びダイオードＤ５を介してスイッチング素子Ｑ４のゲートに印加され、スイッチング素子Ｑ４がターンオンする（Ｓ２４）。以降の動作は図９と同様である。
FIG. 12 is a flowchart of the operation of the
本実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加え、次の効果を奏することができる。すなわち、第１起動信号出力回路５１からダイオードＤ４のアノードに入力される起動信号、及び第２起動信号出力回路５２からダイオードＤ５のアノードに入力される起動信号は、共にハイレベル（スイッチング素子Ｑ４のオン電圧以上のレベル）である時間が所定時間に限定されるため、当該所定時間の経過以降は、電池側制御部１１がダイオードＤ３のアノードに入力する電源維持信号によってスイッチング素子Ｑ４,Ｑ３のオンオフ、すなわち電源回路１２及び電池側制御部１１の起動、停止が制御されることになり、Ｓ端子やマイナス端子にハイレベルの電圧が入力され続けても、電源回路１２及び電池側制御部１１が任意のタイミングで停止でき、消費電力を低減できる。具体的には、例えば電池パック３の充電終了後に電池パック３が充電装置２０に接続され続けた場合の無駄な電力消費を抑制することができる。また、電池パック３を電動工具３０Ａのようにスイッチ３２がオフでもＬＥＤ１の点灯により電力を消費し続ける電動工具に接続した場合の過放電時に、更なる放電による電池セル１０への悪影響を抑制できる。
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the following effects can be achieved. That is, both the start signal input from the first start
実施の形態４
図１３は、本発明の実施の形態４に係る電池パック４及び充電装置２０の相互接続状態における回路図である。図１５は、電池パック４及び電動工具３０の相互接続状態における回路図である。本実施の形態の電池パック４は、図７等に示した実施の形態３の電池パック３と比較して、第１起動信号出力回路５１が＋’端子に対して設けられている点で相違し、その他の点で一致する。＋’端子は、第３端子として機能する端子であり、図１４に示すように、電池パック４のプラス端子の相手方端子（充電装置２０のプラス端子又は電動工具３０のプラス端子等）を介して電池パック４のプラス端子と接続される。
FIG. 13 is a circuit diagram in the interconnected state of
第１起動信号出力回路５１において、スイッチング素子Ｑ８は、Ｐチャネル型のＦＥＴやＩＧＢＴ等であって、＋’端子の電圧をダイオードＤ４のアノード及びスイッチング素子Ｑ４のゲートに通過させるか否かを切り替えるために設けられる。抵抗Ｒ１０は、スイッチング素子Ｑ８のゲート、ソース間電圧を発生するために設けられる。コンデンサＣ３は、スイッチング素子Ｑ８のオン時間を限定するために設けられる。スイッチング素子Ｑ８のオン時間は、抵抗Ｒ１０の抵抗値とコンデンサＣ３の容量値との関係によって定まる。抵抗Ｒ１１は、充電装置２０（又は電動工具３０）から電池パック４が取り外された際にコンデンサＣ３を放電するために設けられる。
In the first activation
スイッチング素子Ｑ８のソースは、＋’端子に接続される。スイッチング素子Ｑ８のドレインは、ダイオードＤ４のアノードに接続される。スイッチング素子Ｑ８の制御端子としてのゲートは、コンデンサＣ３の一端に接続される。コンデンサＣ３の他端は第１グランドＧＮＤ１に接続される。抵抗Ｒ１０は、スイッチング素子Ｑ８のゲート、ソース間に設けられる。抵抗Ｒ１１は、コンデンサＣ３の他端と＋’との間に設けられる。 The source of the switching element Q8 is connected to the + 'terminal. The drain of the switching element Q8 is connected to the anode of the diode D4. A gate as a control terminal of the switching element Q8 is connected to one end of the capacitor C3. The other end of the capacitor C3 is connected to the first ground GND1. The resistor R10 is provided between the gate and source of the switching element Q8. The resistor R11 is provided between the other end of the capacitor C3 and + '.
図１６は、電池パック４の動作のフローチャートである。以下、図１２との相違点を中心に説明する。電池パック４を充電装置２０又は電動工具３０に接続すると（Ｓ２１ａ）、電池セル１０の正極、＋端子、＋’端子、抵抗Ｒ１０、コンデンサＣ３、第１グランドＧＮＤ１という経路で電流が流れ、スイッチング素子Ｑ８のゲート、ソース間電圧がＶBATまで立ち上がり、スイッチング素子Ｑ８がターンオンする（Ｓ２３ａ）。これにより、電池セル１０の正極の電圧ＶBATが、＋端子、＋’端子、スイッチング素子Ｑ８、及びダイオードＤ４を介してスイッチング素子Ｑ４のゲートに印加され、スイッチング素子Ｑ４がターンオンする（Ｓ２４）。以降の動作は図１２と同様である。なお、第２起動信号出力回路５２は、電動工具３０のスイッチ３２がオンされた場合に、スイッチング素子Ｑ７がターンオンし、ダイオードＤ５のアノードの電圧を一時的にハイレベルとする。
FIG. 16 is a flowchart of the operation of the
本実施の形態も、実施の形態３と同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態によれば、充電装置２０がＳ端子を有さなくても、電池パック４を充電装置２０に接続すれば電池側制御部１１を起動できる。
The present embodiment can achieve the same effects as those of the third embodiment. Moreover, according to this Embodiment, even if the charging
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above by taking the embodiment as an example. However, it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope of the claims. By the way.
１〜４ 電池パック、１０ 電池セル、１１ 電池側制御部、１２ 電源回路、１３ 電圧検出回路、１４ 電流検出回路、１５ 温度検出手段、１６ 充電オンオフ回路、１７ 放電オンオフ回路、１８ 放電トリガ検出回路、１９ 充電器接続検出回路、２０ 充電装置、２１ 充電側制御部、２２ 充電回路、Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード、Ｍ１〜Ｍ８ スイッチング素子、Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子、Ｒ１〜Ｒ１２ 抵抗（固定抵抗） 1-4 battery pack, 10 battery cell, 11 battery side control unit, 12 power supply circuit, 13 voltage detection circuit, 14 current detection circuit, 15 temperature detection means, 16 charge on / off circuit, 17 discharge on / off circuit, 18 discharge trigger detection circuit , 19 Charger connection detection circuit, 20 charging device, 21 charging side control unit, 22 charging circuit, C1-C3 capacitor, D1-D6 diode, M1-M8 switching element, Q1-Q8 switching element, R1-R12 resistance (fixed) resistance)
Claims (16)
放電用の第１及び第２端子と、
充電装置の非起動専用端子に接続される第３端子と、
前記電池セルからの供給電力で動作する制御部と、
前記第３端子の電圧に所定の変化があった場合に、前記制御部への電力供給を開始させるための起動信号を出力する第１起動信号出力回路と、を備えることを特徴とする、電池パック。 A battery cell;
First and second terminals for discharge;
A third terminal connected to the non-start-up dedicated terminal of the charging device;
A control unit that operates with power supplied from the battery cell;
And a first activation signal output circuit that outputs an activation signal for starting power supply to the control unit when a predetermined change occurs in the voltage of the third terminal. pack.
放電用の第１及び第２端子と、
前記電池セルからの供給電力で動作する制御部と、
前記第１又は第２端子の電圧に所定の変化があった場合に、前記制御部への電力供給を開始させるための起動信号を出力する第２起動信号出力回路と、を備えることを特徴とする、電池パック。 A battery cell;
First and second terminals for discharge;
A control unit that operates with power supplied from the battery cell;
A second start signal output circuit that outputs a start signal for starting power supply to the control unit when a predetermined change occurs in the voltage at the first or second terminal. Do the battery pack.
前記起動信号は、前記スイッチング素子をターンオンするための信号であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の電池パック。 A switching element connected in series between the battery cell and the control unit,
The battery pack according to claim 1, wherein the activation signal is a signal for turning on the switching element.
放電用の第１及び第２端子と、
所定の充電装置の温度検出端子に接続される第３端子と、
前記電池セルからの供給電力で動作する制御部と、を備え、
前記制御部が停止した状態で前記温度検出端子の電圧に変化があった場合に、前記電池セルから前記制御部への電力供給が開始されることを特徴とする、電池パック。 A battery cell;
First and second terminals for discharge;
A third terminal connected to the temperature detection terminal of the predetermined charging device;
A control unit that operates with power supplied from the battery cell,
The battery pack, wherein power supply from the battery cell to the control unit is started when there is a change in the voltage of the temperature detection terminal in a state where the control unit is stopped.
前記スイッチング素子は、前記制御部が停止した状態で前記温度検出端子の電圧に変化があった場合にターンオンすることを特徴とする、請求項８に記載の電池パック。 A switching element connected in series between the battery cell and the control unit,
The battery pack according to claim 8, wherein the switching element is turned on when the voltage of the temperature detection terminal is changed while the control unit is stopped.
放電用の第１及び第２端子と、
所定の充電装置の電池種判別端子に接続される第３端子と、
前記電池セルからの供給電力で動作する制御部と、を備え、
前記制御部が停止した状態で前記電池種判別端子の電圧に変化があった場合に、前記電池セルから前記制御部への電力供給が開始されることを特徴とする、電池パック。 A battery cell;
First and second terminals for discharge;
A third terminal connected to a battery type discrimination terminal of a predetermined charging device;
A control unit that operates with power supplied from the battery cell,
The battery pack, wherein power supply from the battery cell to the control unit is started when there is a change in the voltage of the battery type determination terminal while the control unit is stopped.
前記スイッチング素子は、前記制御部が停止した状態で前記電池種判別端子の電圧に変化があった場合にターンオンすることを特徴とする、請求項１１に記載の電池パック。 A switching element connected in series between the battery cell and the control unit,
The battery pack according to claim 11, wherein the switching element is turned on when the voltage of the battery type determination terminal is changed while the control unit is stopped.
着脱可能に接続された前記電池パックと、
前記電池パックの前記電池セルを充電する充電回路と、を備えることを特徴とする、充電装置。 A charging device for charging the battery pack according to any one of claims 1 to 14,
The battery pack detachably connected;
And a charging circuit for charging the battery cells of the battery pack.
前記電池パックの前記電池セルから電力供給を受けるモータと、
前記モータの起動及び停止を指示するスイッチと、を備えることを特徴とする、電動工具。 An electric tool in which the battery pack according to any one of claims 1 to 14 is detachably mounted,
A motor that receives power from the battery cells of the battery pack;
A power tool comprising: a switch for instructing start and stop of the motor.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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