充电设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种给用作无绳电动工具的电源的可充电电池充电的充电设备。另夕卜，本发明涉及一种能够选择性地给不同额定电压的电池包充电的充电设备。
【背景技术】
[0002]根据期望的用途使用各种类型的无绳电动工具。例如，电动工具在尺寸、形状和功率水平上都各不相同。此外，在电动工具中使用各种额定输出电压和容量的可充电电池。例如，额定电压为3.6V的锂离子电池包用于轻型作业，并且额定电压为36V的锂离子电池包用于重型作业。
[0003]提供了专用于各种电池包中的单一类型的充电设备。此外，为了改善用户的便利性，提供了能够给多个电池包充电的多类型充电设备。例如，日本专利申请公开N0.2009178012公开了一种可以给不同额定电压的电池包充电的多类型充电设备。这种多类型充电设备识别电池的类型和电压以便适当地对电池包充电。更具体地，电池包具有例如电阻器的识别元件，该元件可以根据可充电电池的类型或充-放电压而变化。在充电时，充电设备识别该识别元件。
[0004]当对高电压电池包或大容量电池包充电时，或者当执行快速充电时，充电设备的输出功率趋于变得更大，因此不仅需要监测电池包的温度还需要监测充电设备内部组件的温度。因此，充电设备确定电池包的温度和充电设备内部的温度。如果温度大于或等于预定温度，则充电设备降低所输出的充电电流，从而降低发热。
【发明内容】
[0005]问题的解决方案
[0006]近来，由于例如环境意识的原因，日益要求充电设备降低功耗。特别是，充电设备在充电完成后的待机模式下所消耗的功率无助于向电池包供应能量。因此，人们期望该值应尽可能低。然而，上述传统的电池类型确定方法和温度监测方法并未重视降低功耗。
[0007]鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供一种充电设备，其可以在降低功耗的同时可靠地执行识别多个电池电压类型和监测温度。
[0008]此外，越来越多的电池包都采用例如锂离子电池的高性能可充电电池，以满足对更高的输出和大容量(更长的工作时间)的需求。高性能可充电电池需要严格的充电和放电条件，以充分确保其寿命和性能。不但需要注意根据额定电压来设置充电期间的电压和充电完成后的电压，而且需要注意充电开始时的电池电压和状态。和专用于具有预设的充电条件的特定电池包的充电设备不一样，该多类型充电设备需要确定多个电池包的状态，并根据电池包的类型执行充电。
[0009]鉴于上述情况，本发明的另一个目的是提供一种充电设备，其能够可选择地对不同额定电压的多个电池包充电，适当地确定开始电池包充电时电池的状态和电压，并且在适宜的充电条件下执行充电。
[0010]本发明的一个特征在于充电设备。充电设备包括端子、第一供电单元、控制器、监视单元和第二供电单元。端子被配置为连接可充电电池。第一供电单元被配置为对连接到端子的可充电电池充电。控制器被配置为控制第一供电单元。第二供电单元被配置为向控制器和监视单元供电。监视单元包括:监视部和开关元件。监视部被配置为监视可充电电池、第一供电单元和控制器中的至少一个。开关元件被配置为中断第二供电单元向监视部的供电。
[0011]本发明的另一个特征在于充电设备。充电设备包括:端子、识别单元、充电单元、阈值选择单元和确定单元。端子被配置为连接到电池包。识别单元被配置为从多个额定电压中识别连接到端子的电池包的额定电压。充电单元被配置为向连接到端子的电池包充电。阈值选择单元被配置为根据所识别出的额定电压从多个阈值中选择连接到端子的电池包的阈值。确定单元被配置为确定电池包的电池电压是否小于所选阈值。
[0012]发明的有益效果
[0013]根据本发明，可以在适当的定时切断供给监视部的电功率，从而降低功耗。
[0014]此外，根据本发明，根据额定电压来选择电池包的阈值。因此，能够适当地确定电池包的过放电状态。
【附图说明】
[0015]图1是根据本发明的第一实施例的电路图。
[0016]图2是说明根据第一实施例的充电操作的流程图。
[0017]图3是根据本发明第二实施例的电路图。
[0018]图4是说明根据第二实施例的充电操作的流程图。
[0019]图5是根据本发明第三实施例的电路图。
[0020]图6是说明根据第三实施例的充电操作的流程图。
[0021]图7是说明根据第三实施例的变形例的充电操作的流程图。
[0022]图8是根据本发明第四实施例的电路图。
[0023]图9是说明根据第四实施例的充电操作的流程图。
[0024]图10是根据本发明第五实施例的电路图。
[0025]图11是说明根据第五实施例的充电操作的一部分的流程图。
【具体实施方式】
[0026](第一实施例)
[0027]下文中，将参考附图描述本发明第一实施例的充电设备I和被安装在充电设备I上的电池包2。图1是示出了将电池包2安装在充电设备I上的情况的电路图。电池包2被用作图中未示出的无绳工具的电源。
[0028]首先，将描述要被充电的电池包2。如图1所示，电池包2包括电池组，在该电池组中串联连接多个电池芯2a ;电池类型识别电阻器7 ;作为温度传感元件的热敏电阻8 ;和保护IC 2bο根据本实施例，将描述包括锂离子电池芯2a的电池包2的示例。然而，要被充电的电池芯的类型并不特别受限，而是可以使用任何类型的二次电池。电池类型识别电阻器7具有唯一的电阻值，该电阻值根据电池包2的类型(例如额定电压或串联连接的电池芯的数量)而变化。基于该电阻值，可以确定电池包类型，例如额定电压和串联连接的电池芯2a的数量。放置热敏电阻8使其与电池组接触或靠近电池组，以检测电池组的温度。保护IC 2b监视每个电池芯2a的电压，并且防止电池芯2a中的任一个由于过充电或过放电而变为异常状态(或错误状态)。随着对电池芯2b充电，电池芯2b的电压增加。当电压达到表示(作为充电结果的)充满电的阈值电压时，保护IC 2b输出对应于充满电的信号。此外，即使当电池芯2a中的至少一个降低到阈值电压(放电极限电压)时，保护IC 2b也输出信号，这是因为存在电池芯2a过放电的危险。在电压已达到表示充满电的阈值电压的状态下、电压小于或等于电池芯2b的放电极限电压状态下、或正常状态下，保护IC 2b输出对应于状态的信号。
[0029]电池包2包括提供在充电设备I中的对应于正充电端子和负充电端子的端子、温度检测端子、以及电池类型信息输入端子。由于电池包2被安装在充电设备I上，因此电池包2的端子连接到充电设备I的相应端子。
[0030]然后，将描述充电设备I。充电设备I包括电源部、微型计算机50、连接到微型计算机50的输入端口的各种检测部和连接到微型计算机50的输出端口的受控部。
[0031]所述电源部包括供给充电电力的主电源和将驱动电压施加到微型计算机50的辅助电源。主电源是对电池包2充电并且包括第一整流和平滑电路10、开关电路20和第二整流和平滑电路30的电源。
[0032]第一整流和平滑电路10包括全波整流器电路11和平滑电容器12。全波整流电路11全波整流由AC电源500供给的AC电压。平滑电容器12使该电压平滑并输出DC电压。AC电源500是例如商用电源的外部电源。
[0033]开关电路20被连接到第一整流和平滑电路10的输出侧，并且包括高频变压器21、MOSFET 22以及PWM控制IC 23。PWM控制IC 23改变输入到MOSFET 22的驱动脉冲宽度。MOSFET 22按照驱动脉冲宽度执行开关，从而将来自第一整流和平滑电路10的DC输出转换为脉冲序列波形的电压。脉冲序列波形的电压被施加到高频变压器21的初级绕组，并且该电压通过高频变压器21而阶梯状向上(或向下)，并且然后输出到第二整流和平滑电路
30 ο
[0034]第二整流和平滑电路30包括二极管31、平滑电容器32以及放电电阻器33。第二整流和平滑电路30被配置为整流和平滑从高频变压器21的次级侧获得的输出电压并生成DC电压，并通过充电设备I的正和负端子输出该DC电压。
[0035]充电设备I还包括辅助电源40和整流和平滑电路6。辅助电源40是连接到第一整流和平滑电路10和开关电路20的恒压电源电路并且接收功率，并施加稳定的基准电压Vcc给例如微型计算机50或运算放大器61和65的各种电路，这将在后面描述。辅助电源40包括变压器41a、41b和41c，开关元件42，控制元件43，整流二极管44，三端子调节器46，振荡抑制电容器45和47，以及重置IC 48。重置IC 48是每当将充电设备I连接到AC电源时就向微型计算机50输出重置信号的1C。
[0036]整流和平滑电路6被连接到辅助电源40以及开关电路20，并作为PWM控制IC 23的电源。该整流和平滑电路6包括变压器41a的次级线圈6a、整流二极管6b和平滑电容器6c0
[0037]微型计算机50包括第一输出端口 51a、第二输出端口 51b、A/D输入端口 52 (52a和52b)以及重置端口 53。微型计算机50处理输入到A/D输入端口 52的各种信号，并且通过第一输出端口 51a和第二输出端口 51b输出各种受控部分的每一个的各种结果信号。微型计算机50以这种方式控制该充电设备I的操作。
[0038]充电设备I还包括充电电流设置电路70、电流检测电阻器3、电池类型确定电路9、电池温度检测电路80、电池电压检测电路90、元件温度检测部700、充电电流信号传送部5、充电电压控制电路100、充电电流控制电路60、充电控制信号传送部4和显示部120。
[0039]第二输出端口 51b中包括多个端口，其中一个端口连接到充电电流设置电路70。
[0040]充电电流设置电路70包括被串联连接在基准电压Vcc和地之间的电阻器71和72，以及电阻器73。充电电流设置电路70设置充电电流A的规定电流值。电阻器71和72的连接点连接到电阻器73和充电控制电路60中的运算放大器65的非反相输入端。电阻器73连接到输出端口 51b的一个端口。
[0041 ] 根据本实施例，充电电流设置电路70选择性地设置两种类型的电流值Jl和J2中的一个作为用于充电的设置电流。更具体地，当从连接到电阻器73的输出端口 51b的端口的其中之一输出高信号时，将用电阻器71和72对基准电压Vcc分压而获得的值作为电流值Jl用作用于设置电流的参考值。根据本实施例，作为一个示例，将充电电流值Jl设置为3A。
[0042]由于从连接到电阻器73的第二输出端口 51b的端口的其中之一输出了低信号，将利用电阻器71以及电阻器72和73的并联电阻对基准电压Vcc分压而获得的值作为