TW201230606A - Rechargeable electric apparatus - Google Patents

Rechargeable electric apparatus Download PDF

Info

Publication number
TW201230606A
TW201230606A TW100129367A TW100129367A TW201230606A TW 201230606 A TW201230606 A TW 201230606A TW 100129367 A TW100129367 A TW 100129367A TW 100129367 A TW100129367 A TW 100129367A TW 201230606 A TW201230606 A TW 201230606A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
shunt resistor
current
voltage
load
secondary battery
Prior art date
Application number
TW100129367A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Takahashi
Yoshinori Katsura
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Publication of TW201230606A publication Critical patent/TW201230606A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/865Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

201230606 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明,係有關於藉由透過二次電池或充電轉換器所 供電之電力來驅動負載的充電式電性機器。 【先前技術】 從先前起,作爲對於馬達等之負載作驅動控制的技術 ,例如係周知有在下述之文獻中所記載者(參考專利文獻 1)。於此文獻1中,係記載有一種馬達驅動控制之技術 ,其係檢測出在馬達中所流動之電流,並藉由分路電阻來 作電壓變換,再將所變換了的電壓藉由運算放大器來作放 大,而對於馬達進行驅動控制。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2000-201493號公報 【發明內容】 如同上述一般,在將藉由分路電阻所得到的電壓作放 大之先前技術的構成中,係成爲需要將電壓放大之運算放 大器等的構成。因此’電路之構成係成爲大型化,並且亦 導致成本的上升。 因此,本發明’係爲有鑑於上述事態所進行者,其目 的,係在於提供一種簡單且小型並且爲低成本之充電式電 -5- 201230606 性機器。 本發明之形態,係爲一種充電式電性機器,係藉由透 過被可自由裝卸地連接在充電式電性機器上的充電轉換器 而來之外部供電,來充電二次電池,並具備有藉由從前述 二次電池或者是透過前述充電轉換器而來之外部供電而被 驅動之負載。前述充電式電性機器,其特徵爲,具備有: 切換元件,係接收透過前述充電轉接器而來之外部供電, 並根據切換訊號而作ΟΝ/OFF,而對於前述充電式電性機 器供給充電電流;和第1分路電阻,係被連接於前述切換 元件和前述二次電池的正極之間,並檢測出透過前述切換 元件所供給至前述充電式電性機器之供給電流;和第2分 路電阻,係被連接於前述負載和前述二次電池的正極之間 ,並檢測出被供給至前述負載處之負載電流;和控制單元 ,係在前述切換元件之ON時,輸入前述第1分路電阻以 及前述第2分路電阻之兩端的電壓,並根據所輸入.了的電 壓,來對於前述切換元件之ΟΝ/OFF作控制,而對於前述 供給電流以及負載電流作控制。又,前述第1分路電阻之 電阻値,係以成爲:將前述控制單元所輸入了的類比電壓 變換爲數位電壓時之A/D變換電壓的最小解析度,除以 前述供給電流的可檢測出之最小値以後,所得到之値以上 的方式,而被作設定。前述第2分路電阻之電阻値,係以 成爲:將前述控制單元所輸入了的類比電壓變換爲數位電 壓時之A/D變換電壓的最小解析度,除以前述負載電流 的可檢測出之最小値以後,所得到之値以上的方式’而被 -6 - 201230606 作設定。 亦可設爲下述之構成:亦即是,前述控制單元,係藉 由將前述第1分路電阻之兩端的電壓差除以前述第1分路 電阻之電阻値後的値’來計算出前述供給電流,並藉由將 前述第2分路電阻之兩端的電壓差除以前述第2分路電阻 之電阻値後的値,來計算出前述負載電流,且以使前述供 給電流和前述負載電流成爲同等的方式,來對於前述切換 元件之ΟΝ/OFF作控制。 較理想,係設爲下述之構成:亦即是,前述控制單元 ,當前述負載被驅動時,係藉由將前述第1分路電阻之兩 端的電壓差除以前述第1分路電阻之電阻値後的値,來計 算出前述供給電流,並藉由將前述第2分路電阻之兩端的 電壓差除以前述第2分路電阻之電阻値後的値,來計算出 前述負載電流,且對被連接於前述二次電池之正極處的前 述第1分路電阻以及前述第2分路電阻之其中一端的電壓 V0、和預先所設定了的第1基準電壓Vtl作比較,並以 :當前述V〇>Vtl的情況時,使前述供給電流 <前述負載 電流;當前述V0 = Vtl的情況時,使前述供給電流=前述 負載電流;當前述V0<Vtl的情況時,使前述供給電流> 前述負載電流的方式,來對於前述切換元件之ΟΝ/OFF作 控制。 較理想,係設爲下述之構成:亦即是,前述控制單元 ,當前述負載並未被驅動時,係藉由將前述第1分路電阻 之兩端的電壓差除以前述第1分路電阻之電阻値後的値’ 201230606 來計算出前述供給電流,並藉由將前述第2分路電阻之兩 端的電壓差除以前述第2分路電阻之電阻値後的値’來計 算出前述充電式電性機器之漏洩電流,且對被連接於前述 二次電池之正極處的前述第1分路電阻以及前述第2分路 電阻之其中一端的電壓V0、和預先所設定了的第2基準 電壓Vt2作比較,並以:當前述V0<Vt2的情況時,使前 述供給電流 >前述漏洩電流;當前述VO g Vt2的情況時, 使前述供給電流=前述漏洩電流的方式,來對於前述切換 元件之ΟΝ/OFF作控制。 前述充電式電性機器,係亦可設爲下述之構成:亦即 是,係更進而具備有:開關,其係被連接於前述二次電池 之正極、和前述第1分路電阻以及前述第2分路電阻之間 ,並當前述供給電流和前述負載電流或者是前述漏洩電流 成爲了同等的情況時,而成爲OFF,以將前述二次電池和 前述切換元件以及前述負載作電性切離。 較理想,係設爲下述之構成:亦即是,前述控制單元 ,係從將前述第1分路電阻之兩端的電壓差除以前述第1 分路電阻之電阻値後所算出的電流,而減去將前述第2分 路電阻之兩端的電壓差除以前述第2分路電阻之電阻値後 所算出的電流,並將減去後的値作積算,來計算出前述二 次電池之電池容量。 若依據本發明,則係將檢測出被供給至機器處之供給 電流的第1分路電阻、和檢測出負載電流之第2分路電阻 ,連接在二次電池之正極側處。第1分路電阻之電阻値, -8- 201230606 最小解析度除以 上的方式,而被 爲將控制單元之 之所能檢測出的 2分路電阻所得 供給電流以及負 路便能夠對於二 作控制,而能夠 式電性機器。 之實施形態作說 的充電式電性機 形態1的充電式 ί;件12、第1分 1 4以及控制單元 係可組入至電鬍 機器中而起作用 係以成爲將控制單元之A/D變換電壓之 供給電流之所能檢測出的最小値後之値以 作設定。第2分路電阻之電阻値,係以成 A/D變換電壓之最小解析度除以負載電流 最小値後之値以上的方式,而被作設定。 藉由此,不需要對於藉由第1以及第 到的電壓作放大處理,便成爲能夠檢測出 載電流。其結果,係成爲並不需要放大電 次電池之充電動作以及負載之驅動確實地 提供一種簡單且小型並且爲低成本之充電 【實施方式】 以下,使用圖面,對用以實施本發明 明。 (實施形態1 ) 圖1,係爲對於本發明之實施形態1 器之構成作展示之圖。圖1中所示之實施 電性機器,係具備有二次電池11、切換另 路電阻13-1、第2分路電阻13-2、負載 1 5 ’而構成之。此充電式電性機器,例如 刀、電動髮推剪、除毛器、電動牙刷等之 二次電池 Π,例如係藉由鎳氫電池或鎳鎘電池、鋰 201230606 電池等之電池而構成之。二次電池11,係經由透過可 由裝卸地連接在轉換器連接端子16處之AC轉換器17 將從100 V〜240V左右之交流的商用電源所供給而來之 流電力變換爲直流所得到的直流電力,而被作充電。二 電池11,係將其之電池電壓V0輸入至控制單元15處。 切換元件12,係被連接在轉換器連接端子16之其 —方和第1分路電阻1 3 -1之間,並例如藉由電晶體等 構成。切換元件12,係接收透過AC轉換器17所賦予 來之直流電力,並藉由根據切換訊號來作ΟΝ/OFF控制 來對於供給至二次電池11處之充電電流進行控制調整。 第1分路電阻13-1,係爲當檢測出從AC轉換器 所供給而來的被供給至本充電式電性機器處之供給電流 而起作用的電阻,並被連接於切換元件12和二次電池 的正極(+極)側之間。第1分路電阻13 - 1,係將其 一端之電壓、亦即是被連接於切換元件12處之連接點 電壓VI,輸入至控制單元15處。第1分路電阻13-1, 如係藉由數m〜數百m Ω程度之低電阻所構成,但是, 依據其與後述之A/D變換的解析度間之關係,來將其 電阻値與第2分路電阻1 3 -2之電阻値相互獨立地各別 設定》 第2分路電阻丨3_2,係爲當檢測出被供給至負載 處之負載電流時而起作用的電阻,並被連接於二次電 1 1的正極(+極)側和負載14之間。第2分路電阻13 ’係將其中一端之電壓、亦即是被與負載14作連接之 白 而 交 次 中 所 而 17 時 11 中 的 例 係 之 作 14 池 -2 連 -10- 201230606 接點的電壓V2,輸入至控制單元15處。第2分路電阻 13-2’例如係藉由數m〜數百度之低電阻所構成, 但是’係依據其與後述之A/D變換的解析度間之關係, 來將其之電阻値與第1分路電阻13-1之電阻値相互獨立 地各別作設定》 負載1 4 ’例如係藉由DC馬達等所構成,並經由從二 次電池11或者是AC轉換器17所賦予之電力而被驅動。 故而’本充電式電性機器,係成爲能夠與二次電池11之 充電動作並行地而進行負載1 4之驅動,而作爲所謂的充 電交流式之電性機器來起作用。 控制單元1 5,係作爲控制本充電式電性機器之動作 的控制中樞而起作用,並藉由具備有在根據程式而對各種 動作處理進行控制之電腦中所必要的CPU或者是記憶裝 置等之硬體資源的例如微電腦等而實現之。故而,係經由 以構成控制單元1 5之微電腦的CPU來實行處理程式,來 對於二次電池11之充放電動作以及負載電流作控制。控 制單元1 5,係被連接於和二次電池1 1之負極(-極)以 及負載14作了連接的共通之接地(接地電位)處。 控制單元15,係對於切換元件12賦予切換訊號,並 根據此切換訊號來對於切換元件12進行ΟΝ/OFF控制。 在此ΟΝ/OFF控制中,係藉由對於切換訊號之工作(duty )比、亦即是對於切換訊號之每1週期的ON時間作可變 控制,來對從AC轉換器1 7所供給而來之電流作增減控 制。藉由此,控制單元1 5 ’例如係將與二次電池Π之電 -11 - 201230606 池電壓ν〇相對應的所期望之充電電流供給至二次電池11 處,而對於二次電池11作充電控制。又,控制單元15, 例如係將與二次電池11之電池電壓V0相對應的負載電 流供給至負載14處,而對於負載14作驅動控制。 控制單元15,係藉由第1分路電阻13-1之其中一端 的電壓VI、和二次電池11之電池電壓V0、以及第1分 路電阻13-1之電阻値R1,來將從AC轉換器17所供給而 來之供給電流作爲(V1-V0 ) /R1而計算出來。又,控制 單元15,係藉由第2分路電阻13-2之其中一端的電壓V2 、和二次電池11之電池電壓V0、以及第2分路電阻13-2 之電阻値R2,來將被供給至負載14處之負載電流作爲( V2-V0) /R2而計算出來。控制單元15,係根據如此這般 所算出之電流,來對於二次電池Π之充電動作以及負載 電流之供給作控制。 另外,在像是被輸入至控制單元15處之電壓VO、VI 、V2會超過控制單元1 5之電源電壓一般的情況時,係設 爲在例如藉由電阻來作分壓而作了降壓後,再輸入至控制 單元1 5處。 第1分路電阻13-1之電阻値,係如同下述一般來決 定。 將控制單元1 5之電源電壓作爲VDD ( V ),並將控 制單元1 5所具備之在對輸入了的類比訊號進行內部處理 時而變換爲數位訊號之A/D變換功能的解析度,例如設 爲Ν位元。於此種情況,藉由A/D變換所能夠檢測出之 -12- 201230606 最小的電壓値、亦即是A/D變換電壓之最小解析度(L S B ),係藉由下式(1 )來表現。 (式1 ) 最小解析度(LSB ) =VDD/2n (V) - (1) 故而,1LSB係成爲VDD/2N (V)。 接著’若是將從AC轉換器17而透過切換元件12所 供給而來之欲檢測出之供給電流的最小値(供給電流之最 小解析度)設爲11 m i n ( A ),則其與第1分路電阻丨3 _ j 之電阻値R 1間的關係,係藉由下式(2 )來表現。
IlminxRl ^ VDD/2N -(2) 故而,第1分路電阻13-1之電阻値R1,係藉由下式 (3 )來表現。
R1 ^ ( VDD/2n ) /Ilmin -13- 201230606 .如此這般,第1分路電阻1 3 -1之電阻値R1,係以成 爲(A/D變換電壓之最小解析度)/(供給電流之所能檢測出 的最小値)以上的方式,而被作設定。 例如,若是控制單元1 5之電源電壓VDD係爲3 V左 右,A/D變換之解析度係設爲10位元,則A/D變換電壓 之最小解析度(LSB ),係成爲2.9mV左右。而後,若是 將供給電流之能夠檢測出的最小電流値設爲1 0mA程度, 則第1分路電阻13-1之電阻値R1係被設定爲290ηιΩ程 度。 如此這般,在將供給電流之能夠檢測出的最小電流値 設爲了 一定的情況時,若是控制單元1 5之A/D變換的解 析度變得越高,則係成爲能夠越將第1分路電阻1 3 -1之 電阻値R1縮小。 第2分路電阻13-2之電阻値,亦係大致與上述相同 地來決定。 與上述相同的,將控制單元15之電源電壓設爲VDD (V ),並將A/D變換功能之解析度設爲例如Ν位元。於 此種情況,藉由A/D變換所能夠檢測出之最小的電壓値 、亦即是A/D變換電壓之最小解析度(LSB ),係藉由前 述之式(1 )來表現。 接著,若是將從AC轉換器17而透過切換元件12所 供給而來之欲檢測出的負載電流的最小値(負載電流之最 小解析度)設爲12min ( Α),則其與第2分路電阻13-2 之電阻値R2間的關係,係藉由下式(4 )來表現。 -14 - 201230606
I2minxR2^ VDD/2N -(4) 故而,第2分路電阻13-2之電阻値R2,係藉由下式 (5 )來表現。
R2 ^ ( VDD/2n ) /I2min -(5) 如此這般,第2分路電阻13 -2之電阻値R2,係以成 爲(A/D變換電壓之最小解析度)/(負載電流之所能檢測出 的最小値)以上的方式,而被作設定。 如此這般,在上述實施形態1中,係採用將檢測出從 AC轉換器1 7所供給至本機器處之供給電流的第1分路電 阻1 3 -1、以及檢測出負載電流之第2分路電阻1 3 -2,連 接於二次電池11之正極側的構成。藉由採用此種構成, 第1分路電阻13-1之其中一端的電壓VI以及第2分路電 阻13-2之其中一端的電壓V2,係成爲正電壓。因此,係 成爲不需要如同先前技術一般之用以將分路電阻所產生之 電位的正負作反轉或者是施加偏位之運算放大器等的構成 〇 又,藉由檢測出第1分路電阻13-1之其中一端的電 -15- 201230606 壓VI以及第2分路電阻13-2之其中一端的電壓V2,係 成爲能夠將由於周圍溫度之變化而導致的二次電池11之 內部電阻或者是電池電壓等之變動所造成的影響排除。因 此’係能夠以良好精確度來檢測出供給電流以及負載電流 〇 進而,在檢測出供給電流時,係以使A/D變換時之 最小解析度以上的電壓被輸入至控制單元15中的方式, 來設定第1分路電阻13-1之電阻値R1。進而,在檢測出 負載電流時,係以使A/D變換時之最小解析度以上的電 壓被輸入至控制單元15中的方式,來設定第2分路電阻 13-2之電阻値R2。藉由採用此種構成,並不需要將第1 分路電阻13-1之其中一端的電壓VI以及第2分路電阻 13-2之其中一端的電壓V2放大,便成爲能夠將輸入至控 制單元1 5處之電流檢測出來。藉由此,係成爲不需要將 電壓放大之運算放大器等的構成。 故而,相較於先前技術,係能夠將構成簡略化,並且 能夠小型化,而能夠謀求成本之降低。又,運算放大器等 之放大電路,由於其之個別的偏差係爲大,因此,一般而 言,係在各個的機器之每一者處而對於偏差作修正,而有 著導致檢測精確度降低之虞。但是,在此實施形態1中, 由於運算放大器等之放大電路係成爲不必要,因此,係成 爲能夠將供給電流以及負載電流以良好精確度而檢測出來 。因此,當依存於二次電池11之種類或者是AC轉換器 1 7之種類而使充電電流互爲相異的情況時,係能夠將充 -16- 201230606 電電流以良好精確度而檢測出來。故而,就算是存在有各 種種類之二次電池11或AC轉換器17,亦成爲能夠對於 二次電池1 1之充電動作確實地作控制。 又,由於係將用以檢測出供給電流之第1分路電阻 1 3 -1和用以檢測出負載電流之第2分路電阻1 3 - 2分別獨 立地個別設置,因此,係成爲能夠因應於所欲檢測出之電 流的値來對於各個的分路電阻之電阻値獨立地個別作設定 。藉由此,相較於以1個的分路電阻來將供給電流以及負 載電流之雙方的電流檢測出來的情況,係能夠將供給電流 以及負載電流之檢測精確度提高。 (實施形態2 ) 接下來,針對本發明之實施形態2的充電式電性機器 作說明。 此實施形態2,其特徵爲:係除了與先前之實施形態 1相同的構成以及功能外,更設爲了將供給電流和負載電 流控制爲平衡狀態。 亦即是,若是將從AC轉換器17所供給而來之供給 電流設爲11,並將負載電流設爲12 ’則控制單元1 5 ’係 以使11 = 12成立的方式,來對於切換元件12作ON/OFF 控制。於此,若是將第1分路電阻1 3 -1的電阻値設爲R1 ,並將第2分路電阻1 3 -2的電阻値設爲R2 ’則供給電流 II係成爲(V1-V0) /R1 ’負載電流12係成爲(V2-V0) /R2。 -17- 201230606 在此種平衡狀態下,由於從AC轉換器17而透過切 換元件1 2所供給而來之供給電流,係與負載電流相抵消 ,因此在二次電流11處係並不會流入電流。其結果,係 成爲能夠將二次電池11之電池電壓保持爲一定。藉由此 ,當藉由DC馬達來構成負載14的情況時,係能夠對於 在負載14之驅動時的過渡現象處而經由二次電池11之電 池電壓的變化所產生的馬達之哼聲作抑制。 (實施形態3 ) 接下來,針對本發明之實施形態3的充電式電性機器 作說明。 此實施形態3,其特徵爲:係除了與先前之實施形態 1相同的構成以及功能外,更設爲了根據二次電池11之 電池電壓V0來對於負載1 4之驅動時的供給電流和負載 電流之間的大小關係作控制。 控制單元1 5,當負載1 4有被驅動的情況時,係將二 次電池11之電池電壓V0與預先所設定了的第1基準電 壓Vt 1作比較,並根據該比較結果來對於供給電流和負載 電流之間的大小關係作設定。亦即是,係以成爲如同下述 (1) ~(3)所示一般之大小關係的方式,來對於切換元 件12作ΟΝ/OFF控制》 (1 ) V0>Vtl,供給電流11<負載電流12 (2 ) V0 = Vtl,供給電流11=負載電流12 (3 ) V0<Vtl,供給電流11>負載電流12 -18- 201230606 於此,第1基準電壓Vtl,例如係經由因應於二次電 池11之種類所決定的最大輸出電壓來作設定。當二次電 池11例如爲藉由最大輸出電壓4.2V之鋰電池所構成的情 況時,第1基準電壓Vtl係被設定在最大輸出電壓之近旁 的例如4.0V左右。又,若是將第1分路電阻1 3 -1之電阻 値設爲R1,並將第2分路電阻1 3 -2之電阻値設爲R2,則 供給電流II係成爲(V1-V0) /R1,負載電流12係成爲( V2-V0 ) /R2。 在上述(1 )的情況時,係判斷二次電池11之電池容 量爲接近滿充電的狀態,而就算是使二次電池11放電亦 無妨,電池電壓V0係朝向第1基準電壓vtl而逐漸降低 。在上述(2)的情況時,係判斷不需要進行二次電池11 之充電,而並不進行充電,電池電壓V0係並不會改變。 在上述(3 )的情況時,係判斷二次電池1 1需要進行充電 ,並一面驅動負載14 —面對二次電池11進行充電’電池 電壓V0係朝向第1基準電壓Vtl而逐漸接近。 如此這般,在此實施形態3中’係能夠對於二次電池 Η之充電的必要性作判斷’並且亦對於電池電壓之變動 作抑制。藉由此,係能夠避免二次電池1 1處之電池容量 的不足。進而,當藉由DC馬達來構成負載14的情況時 ,係能夠對於在負載14之驅動時的過渡現象處而經由二 次電池1 1之電池電壓的變化所產生的馬達之哼聲作抑制 -19- 201230606 (實施形態4) 接下來,針對本發明之實施形態4的充電式電 作說明。 此實施形態4,其特徵爲:係除了與先前之實 1相同的構成以及功能外’更設爲了根據二次電池 電池電壓V0來對於並未驅動負載14時的供給電 洩電流之間的大小關係作控制。於此’所謂漏洩電 於就算是在並未驅動負載的情況時,控制單元15 被啓動的狀態,因此主要係成爲此時之控制單元1 耗電流。另外,控制單元1 5之消耗電流,由於相 載電流係極爲微小,因此,係能夠相對於負載1 4 驅動時之機器全體的消耗電流,而將其設爲漏洩電 控制單元15,當負載14並未被驅動的情況時 二次電池11之電池電壓V0與預先所設定了的第 電壓Vt2作比較,並根據該比較結果來對於供給電 洩電流之間的大小關係作設定。亦即是,係以成爲 述(4 .)〜(5 )所示一般之大小關係的方式,來對 元件12作ΟΝ/OFF控制。 (4 ) V0<Vt2,供給電流11>漏洩電流13 (5 ) V0 2 Vt2,供給電流11=漏洩電流13 於此,第2基準電壓Vt2,例如係經由因應於 池Μ之種類所決定的最大輸出電壓來作設定。當 池11爲例如藉由最大輸出電壓(滿充電時)4.2V 鋰電池所構成的情況時,第2基準電壓Vt2,係設 性機器 施形態 11之 流和漏 流,由 亦係爲 5的消 較於負 被作了 流。 ,係將 2基準 流和漏 如同下 於切換 二次電 二次電 左右的 爲最大 -20- 201230606 輸出電壓之例如90 %左右的電壓。又,若是將第1分路 電阻13-1的電阻値設爲R1,並將第2分路電阻13-2的 電阻値設爲R2,則供給電流II係成爲(V1-V0) /R1’漏 洩電流Π係成爲(V2-V0 ) /R2。 在上述(4 )的情況時,係由於漏洩電流13而使電池 電壓V0逐漸降低,而推測電池容量係減少,而將供給電 流II設定爲漏洩電流13以上,來對於二次電池11進行 充電。在上述(5 )的情況時,係判斷二次電池1 1之電池 容量爲並不需要進行充電的程度,而經由供給電流II來 補償漏洩電流13,而避免從二次電池11而來之放電。 如此這般,在此實施形態4中,當並不驅動負載14 地而使用機器的情況時,藉由以從AC轉換器1 7而來之 供給電流來對於機器之漏洩電流作補償,係能夠避免二次 電池11之放電,並防止電池容量之降低。又,當二次電 池11之電池容量降低至需要進行充電之程度的情況時, 係成爲能夠經由供給電流來補償機器之漏洩電流並且亦對 於二次電池11進行充電。藉由此,係能夠避免二次電池 1 1之電池容,量的降低。 (實施形態5) 圖2’係爲對於本發明之實施形態5的充電式電性機 器之構成作展示之圖。於圖2中,此實施形態5之充電式 電性機器,其特徵在於:相對於先前之圖1中所示之構成 ’係設置有開關2 1 ’其他之構成,則係與先前之圖1相 -21 - 201230606 同。 開關21,係被連接在第1分路電阻13-1和第2分路 電阻1 3 -2之間的連接點與二次電池1 1的正極之間,並根 據從控制單元1 5所賦予之切換控制訊號,而被作 ΟΝ/OFF 控制》 此實施形態5,係與先前之實施形態2相同的,而將 供給電流和負載電流控制爲平衡狀態。亦即是,若是將從 AC轉換器17所供給之供給電流設爲II,並將負載電流 設爲12,則控制單元15,係以使11 =12成立的方式,來 對於切換元件12進行ΟΝ/OFF控制。於此,若是將第1 分路電阻13-1的電阻値設爲R1,並將第2分路電阻13-2 的電阻値設爲R2,則供給電流II係成爲(V1-V0 ) /R1, 負載電流12係成爲(V2-V0 ) /R2。 在此種平衡狀態下,由於從AC轉換器17而透過切 換元件1 2所供給而來之供給電流,係與負載電流相抵消 ,因此在二次電流11處係並不會流入電流。在此種狀態 下,開關21,係藉由切換控制訊號而被設爲OFF。藉由 此,二次電池11係被從AC轉換器17以及負載14而切 離。 如同上述一般,就算是供給電流和負載電流爲相互平 衡,要使兩者完全成爲一致,亦爲困難,在兩者之間,雖 爲微小,但仍會產生差異。因此,在二次電池Π處,雖 然微小,但仍會成爲流動有充電電流或放電電流。此係會 成爲使電池之壽命縮短的重要原因。 -22- 201230606 因此,在此實施形態5中,係藉由當供給電流和負載 電流相互平衡時,將開關2 1設爲OFF並將二次電池11 切離,而成爲能夠避免不必要之充放電電流。其結果,係 能夠保護二次電池11,並延長二次電池11之壽命。 另一方面,當代替上述負載電流而設爲在先前之實施 形態4中所說明了的漏洩電流的情況時,亦能夠與上述相 同的而將開關2 1設爲OFF並將二次電池1 1切離。 (實施形態6) 接下來,針對本發明之實施形態6的充電式電性機器 作說明。 此實施形態6,其特徵爲:係除了與先前之實施形態 1相同的構成以及功能外,更設爲了根據供給電流和負載 電流來計算出二次電池1 1之電池容量。 若是將從AC轉換器1 7而透過切換元件1 2所供給至 機器處之供給電流設爲Π,並將被負載14所消耗之負載 電流設爲12,則係藉由控制單元1 5來對於成爲供給電流 和負載電流之間的差之(11 -12 )作積算。於此,若是將 第1分路電阻13-1的電阻値設爲R1,並將第2分路電阻 13-2的電阻値設爲R2,則供給電流II係成爲(VI-V0) /R1,負載電流12係成爲(V2-V0 ) /R2。 (11-12 ),係成爲流入至二次電池11處之充電電流 ,藉由將此充電電流作積算,係能夠計算出電池容量。 如此這般,在此實施形態6中,由於係能夠以分別相 -23- 201230606 對應了的個別之分路電阻來檢測出供給電流和負載電流, 並將雙方之電流以良好精確度而檢測出來,因此,係能夠 正確地計算出二次電池11之電池容量。其結果,係成爲 能夠以良好精確度來判斷出二次電池1 1之充電的必要性 ,而能夠確實地對於二次電池11進行充電。 於此,係援用日本特願2010-210892 (申請日:2010 年9月21日)之全部內容。 以上,雖係根據實施例來對於本發明之內容作了說明 ,但是,只要是當業者,則可明顯得知,本發明係並不被 限定於此些之記載,而能夠進行各種之變形以及改良。 [產業上之利用可能性] 若依據本發明,則不需要對於藉由分路電阻所得到的 電壓作放大處理,便成爲能夠檢測出供給電流以及負載電 流。其結果,係成爲並不需要放大電路便能夠對於二次電 池之充電動作以及負載之驅動確實地作控制,而能夠提供 一種簡單且小型並且爲低成本之充電式電性機器。 1J 明 說 單 簡 式 圖 [圖1]圖1,係爲對於本發明之實施形態1的充電式 電性機器之構成作展示之圖》 [圖2]圖2,係爲對於本發明之實施形態2的充電式 電性機器之構成作展示之圖。 -24- 201230606 【主要元件符號說明 1 1 :二次電池 1 2 :切換元件 1 3 :分路電阻 14 :負載 1 5 :控制單元 1 6 :轉換器連接端子 17 : AC轉換器 2 1 :開關

Claims (1)

  1. 201230606 七、申請專利範圍: 1·—種充電式電性機器,係藉由透過被可自由裝卸地 連接在充電式電性機器上的充電轉換器而來之外部供電, 來充電二次電池,並具備有藉由從前述二次.電池或者是透 過前述充電轉換器而來之外部供電而被驅動之負載, 該充電式電性機器,其特徵爲,具備有: 切換元件,係接收透過前述充電轉接器而來之外部供 電,並根據切換訊號而作ΟΝ/OFF,而對於前述充電式電 性機器供給供給電流;和 第1分路電阻,係被連接於前述切換元件和前述二次 電池的正極之間,並檢測出透過前述切換元件所供給至前 述充電式電性機器之供給電流;和 第2分路電阻,係被連接於前述負載和前述二次電池 的正極之間,並檢測出被供給至前述負載處之負載電流; 和 控制單元,係在前述切換元件之ON時,輸入前述第 1分路電阻以及前述第2分路電阻之兩端的電壓,並根據 所輸入了的電壓,來對於前述切換元件之ΟΝ/OFF作控制 ,而對於前述供給電流以及負載電流作控制, 前述第1分路電阻之電阻値,係以成爲:將前述控制 單元所輸入了的類比電壓變換爲數位電壓時之A/D變換 電壓的最小解析度,除以前述供給電流的可檢測出之最小 値以後,所得到之値以上的方式,而被作設定, 前述第2分路電阻之電阻値,係以成爲:將前述控制 -26- 201230606 單元所輸入了的類比電壓變換爲數位電壓時之A/D變換 電壓的最小解析度,除以前述負載電流的可檢測出之最小 値以後,所得到之値以上的方式,而被作設定。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之充電式電性機器, 其中,前述控制單元,係藉由將前述第1分路電阻之兩端 的電壓差除以前述第1分路電阻之電阻値後的値,來計算 出前述供給電流,並藉由將前述第2分路電阻之兩端的電 壓差除以前述第2分路電阻之電阻値後的値,來計算出前 述負載電流,且以使前述供給電流和前述負載電流成爲同 等的方式,來對於前述切換元件之ΟΝ/OFF作控制。 3.如申請專利範圍第1項或第2項所記載之充電式電 性機器,其中, 前述控制單元,當前述負載被驅動時’係藉由將前述 第1分路電阻之兩端的電壓差除以前述第1分路電阻之電 阻値後的値,來計算出前述供給電流’並藉由將前述第2 分路電阻之兩端的電壓差除以前述第2分路電阻之電阻値 後的値,來計算出前述負載電流’且對被連接於前述二次 電池之正極處的前述第1分路電阻以及前述第2分路電阻 之其中一端的電壓V0、和預先所設定了的第1基準電壓 Vtl作比較,並以·· 當前述V0>Vt 1的情況時,使前述供給電流 <前述負 載電流; 當前述V0 = vt 1的情況時’使前述供給電流=前述負 載電流; -27- 201230606 當前述V0<vtl的情況時,使前述供給電流 >前述負 載電流 的方式,來對於前述切換元件之ΟΝ/OFF作控制。 4.如申請專利範圍第1項或第2項所記載之充電式電 性機器,其中, 前述控制單元,當前述負載並未被驅動時,係藉由將 前述第1分路電阻之兩端的電壓差除以前述第1分路電阻 之電阻値後的値,來計算出前述供給電流,並藉由將前述 第2分路電阻之兩端的電壓差除以前述第2分路電阻之電 阻値後的値,來計算出前述充電式電性機器之漏洩電流, 且對被連接於前述二次電池之正極處的前述第1分路電阻 以及前述第2分路電阻之其中一端的電壓V0、和預先所 設定了的第2基準電壓Vt2作比較,並以: 當前述V0<Vt2的情況時,使前述供給電流 >前述漏 洩電流; 當前述VO g Vt2的情況時,使前述供給電流=前述漏 洩電流 的方式,來對於前述切換元件之ΟΝ/OFF作控制。 5 .如申請專利範圍第1項或第2項所記載之充電式電 性機器,其中,係更進而具備有:開關,其係被連接於前 述二次電池之正極、和前述第1分路電阻以及前述第2分 路電阻之間,並當前述供給電流和前述負載電流或者是前 述漏洩電流成爲了同等的情況時,而成爲OFF,以將前述 二次電池和前述切換元件以及前述負載作電性切離。 -28- 201230606 6.如申請專利範圍第1項或第2項所記載之充電式電 性機器,其中,前述控制單元’係從將前述第1分路電阻 之兩端的電壓差除以前述第1分路電阻之電阻値後所算出 的電流,而減去將前述第2分路電阻之兩端的電壓差除以 前述第2分路電阻之電阻値後所算出的電流,並將減去後 的値作積算,來計算出前述二次電池之電池容量。 -29-
TW100129367A 2010-09-21 2011-08-17 Rechargeable electric apparatus TW201230606A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010210892A JP2012070477A (ja) 2010-09-21 2010-09-21 充電式電気機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201230606A true TW201230606A (en) 2012-07-16

Family

ID=45873703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100129367A TW201230606A (en) 2010-09-21 2011-08-17 Rechargeable electric apparatus

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130162199A1 (zh)
EP (1) EP2621053A1 (zh)
JP (1) JP2012070477A (zh)
CN (1) CN103098341A (zh)
RU (1) RU2013109069A (zh)
TW (1) TW201230606A (zh)
WO (1) WO2012039209A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102511224B1 (ko) 2015-11-05 2023-03-17 삼성전자주식회사 배터리 전류량을 측정하는 퓨얼 게이지 시스템 및 이를 포함하는 휴대용 전자장치
KR102636361B1 (ko) * 2016-01-05 2024-02-14 삼성전자주식회사 배터리 제어 장치 및 배터리 제어 시스템
EP3190422B1 (en) * 2016-01-07 2018-10-17 Braun GmbH Electronic circuit for measuring currents during charging and discharging of a secondary battery
CN114475303B (zh) * 2022-01-30 2023-09-12 华为数字能源技术有限公司 一种用于供电电路的控制方法、装置以及电动汽车

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9012578D0 (en) * 1990-06-06 1990-07-25 Astec Int Ltd Improvements in battery charging circuits
JP3540848B2 (ja) * 1994-12-26 2004-07-07 富士通株式会社 充電制御装置及び電子機器
FI952571L (fi) * 1995-05-26 1996-11-27 Salcomp Oy Menetelmä ja piiri hakkuriteholähteen lähtöominaisuuksien ohjaamiseksi
JPH09130986A (ja) * 1995-10-30 1997-05-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池充電制御装置
JP2006254560A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Mitsubishi Electric Corp 携帯端末装置
US8860377B2 (en) * 2006-02-09 2014-10-14 Karl F. Scheucher Scalable intelligent power supply system and method
JP5075594B2 (ja) * 2007-11-21 2012-11-21 パナソニック株式会社 電気機器
KR101128423B1 (ko) * 2008-04-28 2012-03-23 에스케이이노베이션 주식회사 전기자동차용 2차 전지의 안전 스위치 및 이를 이용한전기자동차용 2차 전지의 충방전 시스템
CN201303252Y (zh) * 2008-06-06 2009-09-02 北京集能伟业电子科技有限公司 一种智能电池管理太阳能充电控制器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012070477A (ja) 2012-04-05
RU2013109069A (ru) 2014-10-27
EP2621053A1 (en) 2013-07-31
WO2012039209A1 (ja) 2012-03-29
US20130162199A1 (en) 2013-06-27
CN103098341A (zh) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101997147B (zh) 二次电池
CN101499671B (zh) 电池电压转换系统、方法及电池管理系统
JP5671595B2 (ja) 充電制御装置
US9263902B2 (en) Battery management system and battery pack having the same
JP4766095B2 (ja) 充電装置
JP5605143B2 (ja) 電流制御回路
JP2002078218A (ja) 充電回路、充放電回路及び電池パック
US20060139002A1 (en) Current control circuitry and methodology for controlling current from current constrained source
TW200534561A (en) Circuits capable of trickle precharge and/or trickle discharge
CN101800343A (zh) 电子设备、二次电池及控制二次电池的充电和放电的方法
WO2012017697A1 (en) Battery parallel-operation circuit and battery system
US20110215769A1 (en) Battery charging system and method
CN103907239A (zh) 用于堆叠电池的电压管理设备
JPWO2013161512A1 (ja) 充電制御装置および充電制御方法
WO2014115713A1 (ja) バランス補正装置及び蓄電装置
TW201230606A (en) Rechargeable electric apparatus
CN115967149A (zh) 电池充放电电路及其控制方法
JP5966373B2 (ja) 充電装置および電源装置
CN103797697B (zh) 用于具有蓄电池的小电器的电路和用于测量充电电流的方法
CN104577240B (zh) 具有测量电池的锂离子蓄能器及其特性的确定方法
TWI301346B (en) Electronic device and method for use with wake-up charging current and sense amplifier
JP6834527B2 (ja) 充放電装置
US20130093429A1 (en) Battery gauge estimation device
WO2006120741A1 (ja) Dc-dcコンバータ
KR101507049B1 (ko) 배터리팩의 충방전회로