JP5869447B2 - 充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも充電用の接続部にバッテリが接続されていないときに、バッテリへの充電を禁止して、接続部から充電電圧が出力されるのを防止する保護回路を２系統備えた充電装置に関する。

この種の充電装置としては、例えば、バッテリへの充電電流をパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）する充電手段に対し充電電流をフィードバックするＰＷＭ出力設定部と、充電手段へ動作用の電源電圧を供給する電源部とを、２系統の保護回路として備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

そして、この充電装置では、接続部にバッテリが接続されていないときには、ＰＷＭ出力設定部からの出力を、充電電流を零に設定するための値にし、電源部からの出力電圧を０Ｖに設定することで、充電手段から接続部への充電電圧の出力を禁止する。

従って、この種の充電装置では、一方の保護回路が誤動作や故障しても、他方の保護回路の動作によって、充電手段から接続部への充電電圧の出力を禁止することが可能となり、充電装置の安全性を高めることができる。

特開２０１２−１４３０６２号公報

ところで、上記従来の充電装置において、２系統の保護回路は、充電許可状態のときと、充電禁止状態のときとで、消費電力が異なる。
そして、上述したＰＷＭ出力設定部のように、保護回路が、充電禁止状態のときに消費電力が大きくなる場合には、２系統の保護回路が充電禁止状態となる充電待機時に消費される電力量（所謂待機電力）が大きくなるという問題がある。

つまり、上述した電源部は、充電手段に動作用の電源供給を行うものであるため、充電禁止状態では、出力電圧を０Ｖ（または出力電流を０Ａ）にすればよく、充電禁止状態での消費電力を充電許可状態での消費電力よりも低くすることができる。

しかし、上述したＰＷＭ出力設定部は、充電電流のフィードバック回路を兼ねるため、充電電流を下げるには、充電電流の検出値（換言すれば検出電圧）を大きくする必要がある。従って、ＰＷＭ出力設定部を、保護回路として利用し、これを充電禁止状態にするには、充電電流の検出電圧を最大にする必要があり、保護回路での消費電力が大きくなる。

そして、このように、保護回路の消費電力が、充電許可状態よりも充電禁止状態の方が高くなる場合、バッテリが接続されていない充電待機時に、その保護回路を充電禁止状態にすると、その保護回路での消費電力によって、充電装置での消費電力量が多くなってしまう。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、バッテリが接続されていない待機時にバッテリへの充電を禁止する保護回路を２系統備えた充電装置において、保護回路の一方が、充電禁止状態での消費電力が大きい場合であっても、待機電力を充分低減できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の充電装置においては、バッテリへの充電を禁止又は許可する保護手段として、２つの保護手段が備えられている。
そして、この２つの保護手段の内、一方の保護手段である第１保護手段は、充電禁止状態での消費電力が充電許可状態での消費電力よりも低くなり、他方の保護手段である第２保護手段は、充電許可状態での消費電力が充電禁止状態での消費電力よりも低くなるように構成される。

また、バッテリへの充電を行う充電手段は、２つの保護手段の両方若しくは何れか一方がバッテリへの充電を禁止する充電禁止状態であるとき、バッテリへの充電を停止し、２つの保護手段の両方がバッテリへの充電を許可する充電許可状態であるとき、バッテリへの充電を行う。

そして、制御手段は、接続部にバッテリが接続されているとき、２つの保護手段を充電許可状態にして、充電手段によるバッテリへの充電を許可し、接続部にバッテリが接続されていないときには、第１保護手段を充電禁止状態、第２保護手段を充電許可状態にそれぞれ設定する。

従って、請求項１に記載の充電装置によれば、接続部にバッテリが接続されていないときには、充電手段によるバッテリへの充電を禁止し、且つ、第１保護手段及び第２保護手段での消費電力を低くすることができる。

一方、接続部にバッテリが接続されていないときに、制御手段が、各保護手段を上記のように設定するようにした場合、第１保護手段の動作に異常が生じ、その動作状態が充電許可状態になると、充電手段から接続部に充電電圧が出力されてしまう。

そこで、本発明では、接続部にバッテリが接続されていないときに、制御手段が各保護手段を上記のように設定した後は、電圧検出手段により検出される充電経路の電圧を監視し、その電圧が規定電圧以上であれば、第２保護手段を充電禁止状態に切り換えるようにされている。

この結果、請求項１に記載の充電装置によれば、接続部にバッテリが接続されていないときに、第１保護手段に異常が生じ、第１保護手段を充電禁止状態に設定できなくなった場合には、第２保護手段を充電禁止状態に切り換え、充電手段から接続部へ充電電圧が出力されるのを防止できる。

次に、請求項２に記載の充電装置においては、当該充電装置の状態を表示する表示部が備えられている。
そして、制御手段は、接続部にバッテリが接続されていないときに、第２保護手段を充電禁止状態に切り換えると、その後、接続部にバッテリが接続されたときに、表示部に異常を表示する。

従って、請求項２に記載の充電装置によれば、第１保護手段の動作に異常が生じ、第２保護手段が充電禁止状態に切り換えられた際には、その旨を、使用者に通知することができる。

また特に、表示部による使用者への通知は、バッテリへの充電のために、使用者がバッテリを接続部に接続したときに行われるため、使用者への通知を、使用者が充電装置を見ているときに効率よく行うことができる。

次に、請求項３に記載の充電装置においては、充電手段から接続部への充電経路に流れる電流を検出する電流検出手段が備えられている。
そして、制御手段は、接続部にバッテリが接続されているときに、充電手段によるバッテリへの充電が完了すると、第１保護手段を前記充電禁止状態、第２保護手段を前記充電許可状態、にそれぞれ設定する。

従って、請求項３に記載の充電装置によれば、充電手段によるバッテリへの充電完了後は、第１保護手段により、充電手段によるバッテリへの充電を禁止し、且つ、第１保護手段及び第２保護手段での消費電力を低くすることができる。

また、制御手段は、充電手段によるバッテリへの充電完了後に各保護手段を上記のように設定すると、その後、電流検出手段により検出される電流を監視し、その電流が規定電流を越えていれば、第２保護手段を充電禁止状態に切り換える。

このため、請求項３に記載の充電装置によれば、充電手段によるバッテリへの充電完了後に、第１保護手段を充電禁止状態に設定できなくなった場合には、第２保護手段を充電禁止状態に切り換えることで、充電手段からバッテリに充電電流が出力されるのを防止できる。

なお、このように、充電手段によるバッテリへの充電完了後に、第２保護手段を充電禁止状態に切り換えた際には、充電装置に備えられた表示部に、第１保護手段の異常を表示するようにしてもよい。

次に、請求項４に記載の充電装置においては、２つの保護手段が、それぞれ、発光素子からの光が受光素子に入射することにより導通状態となるフォトカプラを備える。
そして、第１保護手段は、充電許可状態であるとき、フォトカプラの発光素子が発光して消費電力が増加するように構成され、第２保護手段は、充電禁止状態であるとき、フォトカプラの発光素子が発光して消費電力が増加するよう構成されている。

充電装置には、充電手段が、外部から入力される交流電圧を直流電圧に変換することで充電電圧を生成するように構成されたものが知られている。そして、この種の充電装置には、交流電圧を降圧するための変圧器が設けられ、その変圧器により、バッテリへの充電経路側と、交流電源側とが電気的に分離されることがある。

この種の充電装置では、変圧器の一次側（換言すれば交流電源側）で、二次側（換言すればバッテリ側）に供給する電力量を制御することから、二次側の状態（充電電圧や充電電流）を一次側回路にフィードバックする回路には、通常、フォトカプラが用いられる。

そして、保護手段として、こうしたフォトカプラを備えたフィードバック回路を利用する際には、第１保護手段及び第２保護手段を、請求項４に記載のように構成すればよい。
一方、２つの保護手段は、それぞれ、充電経路に直列に設けられて当該充電経路を開閉するスイッチにて構成することもできる。

そして、この場合、請求項５に記載のように、第１保護手段のスイッチは、通電により閉状態（換言すれば充電許可状態）となる常開型のスイッチにて構成し、第２保護手段のスイッチは、通電により開状態（換言すれば充電禁止状態）となる常閉型のスイッチにて構成するとよい。

実施形態の充電装置及びバッテリパックの構成を表すブロック図である。 充電装置内の充電制御部にて実行される制御処理を表すフローチャートである。 充電装置の変形例を表すブロック図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すように、本実施形態の充電装置１０は、電源プラグ１２を介して外部電源（一般に商用電源）から交流電圧を受けて動作し、電動工具用のバッテリパック２に内蔵されたバッテリ４を充電するためのものである。

充電装置１０には、バッテリパック２を着脱自在に装着可能な装着部（図示せず）が備えられており、その装着部には、バッテリパック２への接続部として５つの端子１１Ａ〜１１Ｆが設けられている。

このうち、端子１１Ａ、１１Ｂは、バッテリパック２が装着された際に、バッテリパック２の端子９Ａ、９Ｂを介してバッテリ４の正極側及び負極側にそれぞれ接続されて、充電電圧を出力するためのものである。

また、端子１１Ｃ、１１Ｆは、バッテリパック２の端子９Ｃ、９Ｆにそれぞれ接続されて、バッテリパック２に一定の電源電圧Ｖｃｃを供給するためのものである。なお、端子１１Ｆ、９Ｆは、それぞれ、充電装置１０及びバッテリパック２のグランドに接地されて、グランド電位を一致させるグランド端子である。

また、端子１１Ｄ、１１Ｅは、バッテリパック２の端子９Ｄ、９Ｅを介して、バッテリパック２からバッテリ４の温度、及び、バッテリパック２の識別情報（ＩＤ）を取り込むためのものである。

なお、バッテリパック２には、バッテリ４の温度を検出する温度検出部６、及び、温度検出部６にて検出されたバッテリ４の温度やバッテリパック２の識別情報（ＩＤ）を端子９Ｄ、９Ｅを介して出力する制御部８が設けられている。そして、この制御部８は、充電装置１０から端子１１Ｃ、１１Ｆ及び端子９Ｃ、９Ｆを介して供給される電源電圧Ｖｃｃを受けて動作する。

次に、充電装置１０は、電源プラグ１２からの交流電圧を、ノイズフィルタ１４を介して取り込み、ダイオードブリッジ等からなる整流平滑回路１６にて整流・平滑するように構成されている。

そして、整流平滑回路１６からの出力（直流電圧）は、メインコンバータ１８及びサブコンバータ３４に出力される。
メインコンバータ１８は、整流平滑回路１６からの直流電圧を、バッテリ４への充電電圧に変換して出力するためのものであり、メインコンバータ１８の正負の出力端子は、バッテリパック２の装着時に、端子１１Ａ、１１Ｂ及び端子９Ａ、９Ｂを介して、バッテリ４に接続される。

次に、メインコンバータ１８から端子１１Ｂに至る充電経路には、充電電流を検出するための電流検出素子２０が設けられている。
そして、電流検出素子２０からの検出信号は、充電電流をフィードバック制御するための電流制御部２２に入力され、電流制御部２２からの制御信号は、第２保護回路２４を介してメインコンバータ１８に入力される。

なお、第２保護回路２４は、充電制御部３０により充電許可状態に設定されているとき、電流制御部２２からの制御信号をメインコンバータ１８に出力することで、充電電流を所定の目標電流にフィードバック制御させる。

また、第２保護回路２４は、充電制御部３０により充電禁止状態に設定されると、メインコンバータ１８への出力を、充電電流を零に制御するための設定値にすることで、バッテリ４への充電を停止させる。

そして、第２保護回路２４は、充電制御部３０により充電禁止状態に設定されているとき、充電を停止させるために、メインコンバータ１８へ充電電流が最大値であることを表す制御信号を出力することで、ＰＷＭ制御のデューティーを略零にすることから、充電禁止状態での消費電力が充電許可状態での消費電力よりも高くなる。なお、第２保護回路２４は、充電許可状態では、電流制御部２２からの制御信号をそのまま出力するので、第２保護回路２４自体の消費電力は略零になる。

また、充電装置１０には、第２保護回路２４とは別に、メインコンバータ１８によるバッテリ４への充電動作を禁止又は許可するための第１保護回路３２が設けられている。
第１保護回路３２は、充電制御部３０により充電許可状態に設定されているとき、充電動作を許可する信号をメインコンバータ１８に出力し、充電制御部３０により充電禁止状態に設定されているとき、充電動作を禁止する信号をメインコンバータ１８に出力する。

そして、メインコンバータ１８は、第１保護回路３２及び第２保護回路２４からの入力信号が、共に、充電許可を表す信号であるとき、バッテリ４への充電電圧を出力し、第１保護回路３２及び第２保護回路２４からの入力信号の少なくとも一方が充電禁止を表す信号であれば、バッテリ４への充電電圧の出力を停止する。

なお、第１保護回路３２は、充電制御部３０により充電禁止状態に設定されているとき消費電力が、充電許可状態に設定されているときの消費電力よりも低く、略零となるように構成されている。

次に、サブコンバータ３４は、整流平滑回路１６からの直流電圧を受けて、充電制御部３０を始めとする充電装置１０内の各回路を駆動するための直流定電圧（電源電圧Ｖｃｃ）を生成するためのものである。

そして、サブコンバータ３４で生成された電源電圧Ｖｃｃは、充電制御部３０に供給されると共に、充電装置１０内の電源ラインを介して、上記各保護回路３２、２４や、端子１１Ｃにも供給される。

また、充電装置１０には、電流検出素子２０からの検出信号に基づき、充電電流を検出する電流検出部２６、及び、メインコンバータ１８から端子１１Ａに至る充電経路の電圧（つまりバッテリ４への充電電圧）を検出する電圧検出部２８、が備えられている。

そして、電流検出部２６及び電圧検出部２８により検出された充電電流及び充電電圧は、充電制御部３０に入力される。
充電制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心とするマイコンにて構成されており、充電装置１０にバッテリパック２が接続されると、第１保護回路３２及び第２保護回路２４を充電許可状態にして、メインコンバータ１８によるバッテリ４への充電を許可する。

また、バッテリ４への充電が完了するか、或いは、充電装置１０にバッテリパック２が接続されていないときには、充電制御部３０は、第１保護回路３２及び第２保護回路２４の少なくとも一方を充電禁止状態にする。

このため、バッテリ４への充電が完了するか、或いは、充電装置１０にバッテリパック２が接続されていないときには、メインコンバータ１８がバッテリ４への充電を停止することになる。

なお、このようにメインコンバータ１８によるバッテリ４への充電を禁止するのは、バッテリ４への過充電を防止すると共に、バッテリパック２が接続されていないときに端子１１Ａ、１１Ｂに充電電圧が印加されて、安全性が低下するのを防止するためである。具体的には、意図しない導電物が端子１１Ａ、１１Ｂに接触し、通電されることを未然に防止することができる。

また、本実施形態では、充電制御部３０が第１保護回路３２を充電禁止状態にするときの指令信号は、第２保護回路２４を充電禁止状態にするときの指令信号と、論理が反転するように設定されている。

つまり、例えば、第１保護回路３２は、ハイレベルの指令信号を受けることによって、充電禁止状態となり、第２保護回路２４は、ローレベルの指令信号を受けることによって、充電禁止状態となるように設定されている（ハイ−ローの関係は逆でもよい）。

これは、充電制御部３０を構成するマイコンが故障し、各保護回路３２、２４への出力がハイレベル若しくはローレベルの一方に固定された場合に、保護回路３２、２４の一方が充電禁止状態となって、メインコンバータ１８から充電電圧が出力されるのを防止するためである。

また、充電装置１０には、ＬＥＤを点灯若しくは点滅させることにより、充電装置１０の動作状態や異常動作を表示するためのＬＥＤ表示部３６が設けられており、充電制御部３０は、充電装置１０の異常動作を検出すると、ＬＥＤ表示部３６を介してその旨を報知する。

以下、充電制御部３０による制御動作を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。
図２に示すフローチャートは、サブコンバータ３４にて電源電圧Ｖｃｃが生成されて、充電制御部３０へ電源電圧Ｖｃｃが投入されたときに開始され、その後、電源電圧Ｖｃｃの供給が遮断されるまで、充電制御部３０内のＣＰＵにて繰り返し実行される充電制御処理を表す。

図２に示すように、充電制御処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、第１保護回路３２を充電禁止状態（以下、オン状態ともいう）に設定することで、メインコンバータ１８によるバッテリ４への充電動作を停止させる。

なお、Ｓ１１０では、第２保護回路２４での消費電力を低減するため、第２保護回路２４については、充電許可状態（以下、オフ状態ともいう）に設定する。
次に、Ｓ１２０では、電圧検出部２８にて検出された充電電圧を取り込み、続くＳ１３０にて、充電電圧は、予め設定された規定電圧以上であるか否かを判断する。

なお、規定電圧には、バッテリ４への充電時にメインコンバータ１８から出力される最大電圧値よりも低く、メインコンバータ１８が充電動作を停止しているときの電圧値（略零）よりも高い電圧値が設定されている。

具体的には約２０Ｖに設定している。略０Ｖに閾値を設定するのではなく、比較的出力電圧に近いところに設定するのは、充電中にバッテリを抜いた場合、瞬間的に最大電圧値が出力され、電圧検出抵抗など、比較的インピーダンスの高い抵抗で放電されるため、略０Ｖまで放電するのに長い時間を要するためである。

そして、充電電圧が規定電圧以上であれば、Ｓ１４０に移行して、その状態が許容時間以上経過したか否かを判断し、充電電圧が規定電圧以上の状態は許容時間に達していなければ、Ｓ１５０に移行し、充電電圧が規定電圧以上の状態は許容時間以上経過している場合には、Ｓ１６０に移行する。

なお、Ｓ１３０にて、充電電圧が規定電圧未満であると判断された場合には、Ｓ１５０に移行する。
次に、Ｓ１６０では、第１保護回路３２をオン状態にしているにも関わらず、メインコンバータ１８から規定電圧以上の電圧が出力されているので、第１保護回路３２が正常に機能しない異常状態であると判断して、第２保護回路２４をオン状態に切り換える。

この結果、メインコンバータ１８は、第２保護回路２４がオン状態となることによって、充電動作を停止し、第１保護回路３２の異常動作により端子１１Ａ、１１Ｂから充電電圧が出力されて、充電装置１０の安全性が低下するのを防止できる。

また、Ｓ１６０にて、第２保護回路２４をオン状態に切り換えることにより、第１保護回路３２及び第２保護回路２４をオン状態にすると、Ｓ１７０に移行し、充電装置１０にバッテリ４が接続されたか否かを判断することにより、バッテリ４が接続されるのを待つ。

そして、充電装置１０にバッテリが接続されると、Ｓ１８０に移行して、ＬＥＤ表示部３６にエラー表示（例えばＬＥＤの点滅により）を行い、第１保護回路３２の異常を使用者に報知する。

なお、Ｓ１８０におけるエラー表示は、使用者が充電装置１０への電源供給を遮断して、充電制御部３０が動作を停止するまで継続され、当該充電制御処理は、充電制御部３０の動作停止に伴い終了する。または、エラー表示をしている際にバッテリが抜かれた場合、フォローチャートの開始に戻っても良い。

また、Ｓ１７０において実行される、バッテリ４が接続されたか否かの判断は、例えば、端子１１Ｃからバッテリパック２に流れる電流、バッテリパック２から端子１１Ｄ、１１Ｅへの信号入力、等に基づき行われる。

次に、Ｓ１５０では、Ｓ１７０と同様の手順で、充電装置１０にバッテリ４が接続されたか否かを判断する。
そして、充電装置１０にバッテリ４が接続されていなければ、Ｓ１２０に移行し、充電装置１０にバッテリ４が接続されていれば、Ｓ１９０に移行する。

Ｓ１９０では、第１保護回路３２及び第２保護回路２４をオフ状態にすることで、メインコンバータ１８からバッテリ４への充電動作を許可し、メインコンバータ１８に、バッテリ４への充電を開始させる。

そして、続くＳ２００では、電流検出部２６にて検出される充電電流、電圧検出部２８にて検出される受電電圧等から、バッテリ４への充電が完了したか否かを判断することにより、バッテリ４への充電が完了するのを待つ。

そして、Ｓ２００にて、バッテリ４への充電が完了したと判断されると、Ｓ２１０に移行し、上述したＳ１１０と同様、第１保護回路３２をオン状態、第２保護回路２４をオフ状態、に設定することで、メインコンバータ１８によるバッテリ４への充電動作を禁止させる。

次に、Ｓ２２０では、電流検出部２６にて検出された充電電流を取り込み、続くＳ２３０にて、充電電流は、予め設定された電流しきい値以下であるか否かを判断する。
なお、電流しきい値には、メインコンバータ１８が充電動作を停止しているときの電流値（略零）よりも高い電流値が設定されている。

そして、充電電流が電流しきい値以下であれば、Ｓ２５０に移行し、充電電流が電流しきい値を越えている場合には、Ｓ２４０に移行して、その状態が許容時間以上経過したか否かを判断する。

また、Ｓ２４０にて、充電電流が電流しきい値を越えている状態が許容時間に達していなければ、Ｓ２５０に移行し、充電電流が電流しきい値を越えている状態が許容時間以上経過している場合には、Ｓ２６０に移行する。

次に、Ｓ２６０では、第１保護回路３２をオン状態にしているにも関わらず、メインコンバータ１８からバッテリ４に、電流しきい値を越える充電電流が流れているので、第１保護回路３２が正常に機能しない異常状態であると判断して、Ｓ１６０と同様に、第２保護回路２４をオン状態に切り換える。

この結果、メインコンバータ１８は、第２保護回路２４がオン状態となることによって、充電動作を停止し、メインコンバータ１８からバッテリ４に充電電流が出力されるのを防止できる。

そして、Ｓ２６０にて、第２保護回路２４をオン状態に切り換えると、Ｓ２７０に移行して、上記Ｓ１８０と同様に、ＬＥＤ表示部３６にエラー表示（例えばＬＥＤの点滅により）を行い、第１保護回路３２の異常を使用者に報知し、その後、当該充電制御処理を終了する。

また、Ｓ２５０では、Ｓ１５０及びＳ１７０と同様の手順で、充電装置１０にバッテリ４が接続されているか否かを判断する。
そして、充電装置１０にバッテリ４が接続されていれば、Ｓ２２０に移行し、充電装置１０からバッテリパック２が取り外されて、バッテリ４が接続されていれば、Ｓ１２０に移行する。

以上説明したように、本実施形態の充電装置１０においては、第１保護回路３２が、オン状態（充電禁止状態）での消費電力が、オフ状態（充電許可状態）での消費電力よりも低くなるよう構成されている。

なお、Ｓ２００〜Ｓ２５０の電流検出による異常検出は、Ｓ１１０〜Ｓ１９０の処理の有無に関係なく実施しても良い。
また、第２保護回路２４は、充電電流をフィードバックする回路を兼ねるため、オン状態（充電禁止状態）での消費電力が、オフ状態（充電許可状態）での消費電力よりも高くなるよう構成される。

そして、表１に示すように、充電装置１０にバッテリパック２が装着されていない充電待機時や、充電装置１０にバッテリパック２が装着されていても、バッテリ４への充電が完了している充電完了時には、第１保護回路３２をオン状態、第２保護回路２４をオフ状態に設定することで、メインコンバータ１８の充電動作を停止させる。

このため、本実施形態の充電装置１０によれば、待機時及び充電完了時に各保護回路３２、２４で消費される電力量を充分低減することができる。

また、表１に示すように、充電待機時に充電電圧が規定電圧以上になるか、或いは、充電完了時に充電電流が電流しきい値を越えた際、すなわち充電器に異常があり、出力異常の際には、第１保護回路３２に加えて、第２保護回路２４もオン状態にするので、第２保護回路２４の動作によって、メインコンバータ１８の充電動作を停止させることができる。

そして、この状態では、第２保護回路２４で消費される電力量が高くなるものの、第１保護回路３２で消費される電力量を低減できることから、充電装置１０での消費電力量を抑えることができる。

また、表１に示すように、バッテリ４への充電時には、第１保護回路３２及び第２保護回路２４をオフ状態にするが、この状態では、第１保護回路３２で消費される電力量が高くなるものの、第２保護回路２４で消費される電力量を低減できることから、充電装置１０での消費電力量を抑えることができる。

よって、本実施形態の充電装置１０によれば、充電装置１０の省エネ化を促進することができる。
なお、本実施形態においては、端子１１Ａ、１１Ｂが、本発明の接続部に相当し、第１保護回路３２及び第２保護回路２４が、本発明の２つの保護手段（詳しくは第１保護手段及び第２保護手段）に相当し、メインコンバータ１８が、本発明の充電手段に相当する。

また、電圧検出部２８は、本発明の電圧検出手段に相当し、電流検出部２６は、本発明の電流検出手段に相当し、充電制御部３０は、本発明の制御手段に相当する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。

例えば、メインコンバータ１８が、上記実施形態では、バッテリ４への充電経路側（二次側）と、外部の交流電源側（一次側）とを、変圧器等で電気的に分離するように構成されている場合、第１保護回路３２及び第２保護回路２４についても、一次側と二次側とに分離して、充電許可・禁止を表す信号を二次側から一次側に非接触で伝送するようにすることが好ましい。

そして、この場合には、上記各保護回路３２、２４内に、発光素子と受光素子とにより構成されるフォトカプラを設けるとよい。
つまり、上記各保護回路３２、２４において、フォトカプラの受光素子を一次側に、発光素子を二次側に配置し、発光素子からの光が受光素子に入射することにより、フォトカプラが導通状態となって、充電許可・禁止信号を二次側から一次側に非接触で伝送するよう構成するのである。

そして、このようにすれば、充電装置１０内で、バッテリ４への充電経路側（二次側）と、外部の交流電源側（一次側）とを、電気的に分離（絶縁）できる。
またこの場合、第１保護回路３２は、充電許可状態であるときに、発光素子を発光させることで、充電禁止状態であるときよりも、第１保護回路３２の消費電力が大きくなり、第２保護回路２４は、充電禁止状態であるとき、発光素子を発光させることで、充電許可状態であるときよりも、第２保護回路２４の消費電力が大きくなるようにすればよい。

つまり、このようにすれば、図２に示した上記実施形態と同様の制御手順で、第１保護回路３２及び第２保護回路２４の充電許可・禁止状態を切り換えることで、充電装置１０の省エネ化を図ることができる。

なお、この場合、第２保護回路２４の発光素子は、充電許可状態であるとき、電流制御部２２からの制御信号に応じて点滅することになるが、充電禁止状態で発光素子を点灯させる場合に比べて、発光素子に流れる電流は少なくなる。

従って、充電許可状態での第２保護回路２４の消費電力は、充電禁止状態での消費電力よりも低くなり、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
一方、上記実施形態のように保護回路を２系統設けることで、充電装置１０からの充電電圧若しくは充電電流の出力を、より安全に防止できるようにする場合、２つの保護回路は、必ずしも、メインコンバータ１８の動作を停止させるように構成する必要はない。

つまり、図３に示すように、メインコンバータ１８から端子１１Ａに至る充電経路上に、それぞれ、直列にリレー若しくは半導体素子からなる２つのスイッチ４２、４４を設け、これら各スイッチ４２、４４の開閉状態を第１保護回路４６及び第２保護回路４８にて切り換えるようにしてもよい。

また、この場合、第１保護回路４６に対応するスイッチ４２には、第１保護回路４６からの通電により閉状態（換言すれば充電許可状態）となる常開型のスイッチを用い、第２保護回路４８に対応するスイッチ４４には、第２保護回路４８からの通電により開状態（換言すれば充電禁止状態）となる常閉型のスイッチを用いるようにするとよい。

そして、このようにすれば、図２に示した上記実施形態と同様の制御手順で、第１保護回路４６及び第２保護回路４８の充電許可・禁止状態を切り換えることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また次に、上記実施形態では、充電装置１０は、電動工具用のバッテリパック２への充電を行うものとして説明したが、本発明の充電装置は、電動工具用のバッテリパック２に内蔵されたバッテリ４以外のものでも、充電可能に構成できる。

また、上記実施形態では、第１保護回路３２、４６を構成するフォトカプラやリレーが充電禁止状態で低消費電力となり、第２保護回路２４、４８を構成するフォトカプラやリレーが充電許可状態で低消費電力となるものとして説明したが、逆に、第１保護回路３２、４６を構成するフォトカプラやリレーが充電許可状態で低消費電力となり、第２保護回路２４、４８を構成するフォトカプラやリレーが充電禁止状態で低消費電力となるようにしても良い。

２…バッテリパック、４…バッテリ、６…温度検出部、８…制御部、９Ａ〜９Ｆ端子、１０…充電装置、１１Ａ〜１１Ｆ…端子、１２…電源プラグ、１４…ノイズフィルタ、１６…整流平滑回路、１８…メインコンバータ、２０…電流検出素子、２２…電流制御部、２４…第２保護回路、２６…電流検出部、２８…電圧検出部、３０…充電制御部（マイコン）、３２…第１保護回路、３４…サブコンバータ、３６…ＬＥＤ表示部、４２，４４…スイッチ、４６…第１保護回路、４８…第２保護回路。

Claims (5)

1. バッテリを接続するための接続部と、
   前記バッテリへの充電を禁止又は許可する２つの保護手段と、
   前記２つの保護手段の両方若しくは何れか一方が前記バッテリへの充電を禁止する充電禁止状態であるとき、前記バッテリへの充電を停止し、前記２つの保護手段の両方が前記バッテリへの充電を許可する充電許可状態であるとき、前記バッテリへの充電を行う充電手段と、
   前記接続部に前記バッテリが接続されているとき、前記２つの保護手段を前記充電許可状態にして、前記充電手段による前記バッテリへの充電を許可する制御手段と、
   前記充電手段から前記接続部に至る充電経路の電圧を検出する電圧検出手段と、
   を備え、
   前記２つの保護手段の内、一方の保護手段である第１保護手段は、前記充電禁止状態での消費電力が前記充電許可状態での消費電力よりも低くなり、他方の保護手段である第２保護手段は、前記充電許可状態での消費電力が前記充電禁止状態での消費電力よりも低くなる、ように構成されており、
   前記制御手段は、前記接続部に前記バッテリが接続されていないとき、前記第１保護手段を前記充電禁止状態、前記第２保護手段を前記充電許可状態、にそれぞれ設定し、その後、前記電圧検出手段により検出される前記充電経路の電圧が予め設定された規定電圧以上であれば、前記第２保護手段を前記充電禁止状態に切り換えることを特徴とする充電装置。
2. 当該充電装置の状態を表示する表示部を備え、
   前記制御手段は、前記接続部に前記バッテリが接続されていないときに、前記第２保護手段を前記充電禁止状態に切り換えると、その後、前記接続部に前記バッテリが接続されたときに、前記表示部に異常を表示することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記充電経路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記接続部に前記バッテリが接続されているとき、前記充電手段による前記バッテリへの充電が完了すると、前記第１保護手段を前記充電禁止状態、前記第２保護手段を前記充電許可状態、にそれぞれ設定し、その後、前記電流検出手段により検出される電流が予め設定された規定電流を越えていれば、前記第２保護手段を前記充電禁止状態に切り換えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充電装置。
4. 前記２つの保護手段は、それぞれ、発光素子からの光が受光素子に入射することにより導通状態となるフォトカプラを備え、
   前記第１保護手段は、前記充電許可状態であるとき、前記フォトカプラの前記発光素子が発光するよう構成され、
   前記第２保護手段は、前記充電禁止状態であるとき、前記フォトカプラの前記発光素子が発光するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の充電装置。
5. 前記２つの保護手段は、それぞれ、前記充電経路に直列に設けられて当該充電経路を開閉するスイッチを備え、
   前記第１保護手段のスイッチは、通電により閉状態となる常開型のスイッチにて構成され、
   前記第２保護手段のスイッチは、通電により開状態となる常閉型のスイッチにて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の充電装置。

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