TWI287342B - Charger for charging a battery power source - Google Patents

Description

1287342 · (i) 狄、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 相關申請案^互春照 根據35 USC第119(e)條’本申請案主張於2002年2月19曰 申請且目前正在待審的美國申請案號6〇/357,921之優先權。 技術 本發明一般係關於電池充電器，具體言之係關於具有備 用模式之電池充電器。 先前技術 可攜式電源工具、室外工具及某些廚房及家用電器所用 的電池組可包括可再充電電池，如鋰電池、鎳鎘電池、鎳 氫電池及鉛酸電池，使其可進行再充電而不必更換。因而 獲得了實質上的成本節約。 圖1為一典型的電池組及充電器。在該圖中一電池組1〇 係連接至一充電器20。電池組10可包括複數個以串聯及/或 亚聯方式連接的電池單元u，該等電池單元指示該電池組 10之電壓及儲存電容。電池組10可包括三電池接點：第一 電池接點12、第二電池接點13及第三電池接點14。電池接 點12為該電池組10之B+(正極）端子。電池接點14為匕或負 極/共用端子。電池接點13為8或感應端子。電池接點12及14 接收來自該充電器2〇(最好係來自電流源22，如下所述）之 充電電流，以對該電池組1〇進行充電。 如圖1所示，該等電池單元u係在該等電池接點12及Μ之 間連接。而且連接在電池接點13及14之間的最好為一溫度 感應虞置 15 如一負溫度係數（negative temperature coeffident ; NTC)電阻器或熱阻器Rt。該溫度感應裝置最好接近於該等 1287342

電池單元11，以對忒電池溫度進行監控。熟悉技術人士應 明白，其他組件（如電容器等）或電路可用於提供一信號， 以代表該電池溫度。 電池組10也可包括先前技術中所熟知的一識別符號，使 充電裔20可識別该電池組之類型及電容，並據此對其進行 充電。 δ亥充電裔20农好係包含一控制器21，該控制器依次包括 正極（Β+)端子16及陰極（Β-)端子17，該等端子分別藉由電池 接點12及14與電池組10輕合。該正極端子也可作為一輸入， 最好為一類比/數位輸入，以便使該控制器21可對該電池 組電壓進行偵測。此外，該控制器21可包括另一輸入Tc， 最好為一類比/數位輸入，該輸入係藉由該第二電池接點 13(S)與该溫度感應裝置15麵合。如此使該控制器2ι可對該 電池溫度進行監控。控制器2丨可包括一微處理器幻，用於 控制該等充電及監控操作。控制器21可控制提供電源給該 電池組10之一充電電源，如電流源22(提供電流給電池組 10)。該電流可為一快速充電電流及/或一等化電流。電流 源22可整合在控制器21之内。 該充電器20及其内部元件（包括控制器21、微處理器幻及 電流源22)從一電源供應24接收必要的電源，該電源供應可 與一汽車電池、一發電機或一交流插座連接。電源供應Μ 可將從上述汽車電池、發電機或交流插座接收到的電源加 以轉化’使其符合該等不同元件必要的電源需求，該點已 在此項技術中為吾人所熟知。 1287342 ·

在該電池組10未與該充電器20連接時，該具代表性的充 電器20會/肖耗能量’因為全電源仍然提供給該充電器如之 上述元件。 發明内衮 依據本發明，使用一經過改良的電池組充電器。該充電 裔包括·一控制器、一電池電源（與該控制器連接）、至少 一端子（至少與該控制器及該電池電源之一連接）、一電源 供應（可肖-外部電源連接，$電源供應至少《供電源給 該控制器及該電池電源之一）以及一開關（在該外部電源供 應與該電源供應之間連接，t_電池組與該至少―端子連 接時該開關啟動）。 該充电益包括.-控制器、—電池電源（與該控制器連 接）、至；一端子（至少與該控制器及該電池電源之一連 接）、-電源供應(可與一外部電源連接，該電源供應至少 提供電源給該控制器及該電池電源之一)以及一噴在該 外部電源供應與該電源供應之間連接，當-電池組與該至 少一端子連接時該開關啟動）。 本發明之其他特徵及優％# 才u汉彳炎點將糈由以下附圖及詳細說明得 其中相同數字指代相 本發明現參考該等附圖進行說明 同部件。 圖2表示本發明之第一項且每 /、體果轭例，其中一電池充， 器200最好包括一控制器21， "兄 邊控制态依次包括正極（B+)i (4) 1287342

子16及負極（B-)端子17，該等端子分別藉由電池接點12及i4 最終與電池組10耦合。該正極端子也可作為一輸入，最好 為類比/數位輸入，以便使該控制器21可對該電池組電 壓進行偵測。此外，該控制器21可包括另一輸入TC，最好 為類比/數位輸入，該輸入係藉由該第二電池接點i3(S)與 該溫度感應裝置15耦合。如此使該控制器21可對該電池溫 度進行監控。控制器21可包括一微處理器23，用於控制該 等充電及監控操作。控制器21可控制提供電源給該電池組 10之一充電電源，如電流源22(提供電流給電池組1〇)。該 電流可為一快速充電電流及/或一等化電流。電流源22可 整合在控制器21之内。 控制器21也可控制一風扇25。風扇25最好係朝該電池組1〇 吹風，以便冷卻該電池組1〇。 該充電器200及其内部元件（包括控制器21、微處理器23、 風扇25及電流源22)從一電源供應24接收必要的電源，該電 源供應可與一汽車電池、一發電機或一交流插座連接。電 源供應24可將從上述汽車電池、發電機或交流插座接收到 的該電源加以轉化，使其符合該等不同元件必要的電源需 求，該點已在此項技術中為吾人所熟知。 熟悉技術人士應明白，電源供應24可供應電源給充電器 200内部其他組件或元件。 為防止充電器200在該電池組10未與之連接時消耗能量， 最好係提供一開關構件，用於將充電器200内該等不同元 件從該外部電源斷開。在圖2之具體實施例中，一開關26 (5) 1287342

配置在該外部電源與該電源供應24之間。開關26可為一即 閉單極開關，當它處於打開位置時會有偏差。如圖2B所示， 該開關26有一按鈕，該按鈕從充電器機殼27伸出，該封裝 内含充電器200之上述不同元件。因此，當該電池組配置 在5亥充電為、200上時開關26閉合’使來自該外部電源之電源 流入電源供應24，並最終流入該等不同的充電器元件。 熟悉技術人士應明白：雖然已揭露某種機電開關，但亦 可採用其他開關以達到相同之目的。例如開關26可為一機 械接點開關、一光接點開關、一光接近開關、一電容接近 開關或一磁性接近開關。 圖3為本發明之第二項具體實施例，其中相同數字指相 同部件。上述具體實施例中的原理以提及方式全部併入本 文中。與第一項具體實施例的主要區別在於：在本具體實 施例中開關26可配置在該等不同充電器元件之間，而非該 外部電源與電源供應24之間。如圖3所示開關26可有多個 電極。至少有一電極與電源供應24連接，而另一電極則與 控制器21、電流源22及/或風扇25等連接。因此，當該電、、也 組10配置在該充電器200上時，開關26即閉合，使來自該電 源供應24之電源流入該等不同充電器元件。 雖然圖3顯示所有充電器元件均從該電源供應24斷開， 但熟悉技術人士應明白：設計者可藉由在某些充電器元件 之間不配置開關26而使其與電源供應24連接。 圖4為本發明之第三項具體實施例，其中相同數字指相 同部件。上述具體實施例中的原理以提及方式全部併入本 -10- 1287342

文中。與第一項具體實施例的主要區別在於：在本具體實 施例中開關26最好係與一繼電器28連接，而該繼電器則配 置在該外部電源與電源供應24之間。同樣地，該外部電源 及電源供應24將保持斷開，直至開關26及繼電器28閉合為 止。因此，當該電池組1〇配置在該充電器2〇〇上時，開關％ 及繼電器28即閉合，使來自該外部電源之電源流入電源供 應24，並最終流入該等不同充電器元件。 圖5為本發明之第四項具體實施例，其中相同數字指相 同部件。上述具體實施例中的原理以提及方式全部併入本 文中。與第一項具體實施例的主要區別在於：在本具體實 施例中不採用一分立開關26。而是，一或多個該等電池端 子當作該開關。 如圖5所示，與§亥專電池端子接觸的至少其中一個該等 充電器端子最好係分開。具體而$，與該陰極電池端子Μ 接觸的該等充電器端子规、最好係分離或分開，使電 此組10與充電器連接之後端子胤、之間的間隙就合 閉合。在該間隙閉合後，電源才能流入電流源22、控心 21及/或風扇25。 熟悉技術人士應明白，電源仍然流經該電容器24C»因 此’若-設計者確定任何組件或元件都應—直接收電源， 而並：僅在安裝該電池組10時才接收電源，則該設計者可 在電各器24C與端子3〇A之間並聯配置該等組件或元件 ΑΑγ. Ο 1 以便與正極電

最好係提供分開式充電器端子30C、30D (7) 1287342

池端子12接觸。在電池組1〇與充電器2⑻連接後，來自電流 源22之屯源即可藉由端子30C流入電池組1()。 熟悉技術人士應明白端子3〇D為一虛設端子，其最好係 不與任何部件連接。提供—虛設端子的―個原因為：其使 該製k商可採用更多共用部件，從而降低材料成本。 %熟悉技術人士還應明白，如圖5所示的該電源供應以内 没置了 一基本整流器，但也可在電源供應24中添加或代用 八他具有代表性的電源供應元件，如變壓器或功率變換器 積體電路。 ' σσ 最後，熟悉技術人士應明白，此處所述之該等構件中還 可添加其他元件或用其他元件替換。但是所有該等添加元 件或替換元件均視為本發明之等效物。 圖式簡單說明 各附圖係根據本發明原理之實際應用說明其各項較佳具 體實施例，且其中： 圖1為一先前技術電池組及充電器之電路圖； 圖2為依據本發明之第一項具體實施例的一充電器，其 中圖2Α為該充電器之電路圖，且圖2Β為上述電池組及充電 器之一側視圖； 圖3為依據本發明之第二項具體實施例的一充電器電路 圖； 圖4為依據本發明之第三項具體實施例的一充電器電路 圖；及 圖5為依據本發明之第四項具體實施例的一電池組及充 -12-

1287342 (8) 電器電路圖，其中圖5A及5B分別表示該電池組之移除及安 裝情況。 <圖式代表符號說明>

10 電池組 11 電池單元 12 第一電池接點 13 第二電池接點 14 第三電池接點 15 溫度感應裝置 16 正極（B+)端子 17 負極（B-)端子 20 充電器 21 控制器 22 電流源 23 微處理器 24 電源供應 24C 電容器 25 風扇 26 開關 27 充電器機殼 28 繼電器 30A、30B、30C、30D 充電器端子 31 元件 200 充電器 -13-

Claims (1)

1. !287342 面 拾、申請專利範 以對一電池電源進行充電的充電器，該電池電％ 可移除方式配置在該充電 源 電亚可與该充電器進行 电連接，該充電器包括： 订 一控制器， 至少一端子 接； 其可與該電池電源進行電性連接； ，其至少與該控制器及該電池電源之 連 小二電源供應，其可與-外部電源連接，該電源供應至 夕&么龟源給該控制器及該電池電源之一；以及 一開關，錢在該外部電源供應及該電源供應之間連 接’當-電池電源與該至少-端子連接時，該開關即啟 動。 2·:申請專利範圍第旧之充電n，其係進一步包括與該 電源供應連接的一風扇。 Λ 3. 如申請專利範圍第2項之充電器，其中該風扇係由該控 制器所控制。 4. 如申請專利範圍第1項之充電器，其係進一步包括與該 電源供應連接的一電流源。 5·如申請專利範圍第4項之充電器，其中該電流源係由該 控制器所控制。 6· —種用以對一電池電源進行充電的充電器，該電池電源 以可移除方式配置在該充電器上並可與該充電器進行電 性連接，該充電器包括： 一控制器，其可與該電池電源進行電性連接； 1287342

   至少一端子 UL · 接 ， 其至少與該控制器及該電池電源之一連 -電源供應’其可與—外部電源連接，該電源供應至 少提供電源給該控制器及該電池電源之—；以及 一開關，其係在該外部電源供應與該電源供應之間連 接，當-電池電源配置在該充電器上時，該開關啟動。 7. 如申請專利範圍第6項之充電器'，其係進—步包括與該 電源供應連接的一風扇。 8. 如申請專利範圍第7項之充電器，其中該風扇係由該控 制器所控制。 9·如申請專利範圍第6項之充雷哭，A 只心兄电為，具係進一步包括與該 電源供應連接的一電流源。 10·如申請專利範圍第9項之奋雷哭 ®^貝之充電為，其中該電流源係由該 控制器所控制。 11· -種用以對一電池電源進行充電的充電器，肖電;也電源 以可移除方式配置在該充電器上，並可與該充電器進行 電性連接，該充電器包括： 一控制器，其可與該電池電源進行電性連接； 端子，其至少與該控制器及該電池電源之一連 寸安 ， 小：電源供應’其可與一外部電源連接，該電源供應至 夕如供電源給該控制器及該電池電源之_;以及 :開關，其係在該電源供應與該控制器及該電池電源 ^其中之-間連接’當―電池組與該至少—端子連接 1287342 ^ ’該開關即啟動。 12·$申請專利範圍第11項之充電器 包源供應連接的一風扇。 13·如申請專利範圍第12項之充電器 制器所控制。 14·如申請專利範圍第11項之充電器 電源供應連接的一電流源。 15·如申請專利範圍第14項之充電器 控制器所控制。 其係進一步包括與該 其中該風扇係由該控 其係進一步包括與該 其中該電流源係由該 16·種用以對一電池電源進行充電的充電器，該電池電源 乂可移除方式配置在該充電器上，並可與該充電器進行 電性連接，該充電器包括： 一控制器，其可與該電池電源進行電性連接； 至少一端子，其至少與該控制器及該電池電源之一連 接； 一電源供應，其可與一外部電源連接，該電源供應提 供電源給該控制器及該電池電源，其中除非該電池電源 與該電源供應連接，否則該電源供應就不提供電源給該 控制器。 17.如申請專利範圍第16項之充電器，其係進一步包括與該 電源供應連接的一風扇。 18·如申請專利範圍第16項之充電器，其係進一步包括與該 電源供應連接的一電流源。 19.如申請專利範圍第18項之充電器，其中除非該電池電源 1287342 與該電源供應連接，否則該電源供應就不提供電源給該 電流源。