充电设备的制造方法_3

文档序号:8501287阅读:来源:国知局
设备100。图2所示的自主型电池包40A和适配器30都不将电池40a的温度数据或从保护IC 40b所输出的信号输送到充电设备100。其结果是,当自主型电池包40A被装载到充电设备100上时,提供在充电设备100上的温度数据输入端子20f和警告信号输入端子20g处于开状态。
[0057]对于图1中的设备依存型电池包20,自主型电池包40A也容纳电池40a和保护IC40bο与设备依存型电池包20不同,在电池40a上的正极端子经由FET 40c被电连接到自主型电池包40A的正极端子40i,并且在电池40a上的负极端子被电连接到自主型电池包40A的负极端子40j。自主型电池包40A与设备依存型电池包20在结构上的不同在于,自主型电池包40A容纳用于暂停充电的FET 40c、微型计算机40e、过充电检测单元40d、调节器40f、电池温度检测单元40g和电池电压检测单元40h。
[0058]调节器40f调节从电池40a提供的电力以对微型计算机40e供电。当在电池40a中的电池芯的电压超过定义为满电压的阈值电压时,过充电检测单元40d检测从保护IC40b所输出的警告信号,并且将此信号输送到微型计算机40e。电池温度检测单元40g使用热敏电阻检测电池40a的温度,并且将所检测到的温度数据传送到微型计算机40e。电池电压检测单元40h检测电池40a的电压并且将所检测的电池电压数据传输到微型计算机40e。FET 40c与微型计算机40e的输出端口连接并且通过微型计算机40e被开启和关断关断。当FET 40c是关断时,中断来自充电设备100的充电电流以便不充电电池40a。相反地,当FET 40c是开启时,通过充电电流充电电池40a。微型计算机40e根据数据(包括从过充电检测单元40d所接收的过充电数据、从电池温度检测单元40g所接收的温度数据和从电池电压检测单元40h所接收的电池电压数据)开启或者关断FET 40cο因此自主型电池包40A自己确定充电是否可行并且当确定充电可行时允许充电,然而当确定电池40a的状态不适于充电时不允许充电。
[0059]更具体地,在图2中所示的自主型电池包40A中的微型计算机40e在下述情况下关断FET 40c以中断充电电路,(I)当由于从电池电压检测单元40h所获取的检测结果指示电池电压超过预定电压、确定电池芯处于过充电状态时、或相反地如通过从保护IC 40b所输出的警告信号所指示、确定电池芯处于过放电状态时以及(2)当确定通过电池温度检测单元40g所检测的电池温度超过预定的温度时。注意到电池温度检测单元40g间断地检测电池温度,并且当检测到的电池温度下降到预定温度以下时,微型计算机40e开启FET 40c以取消充电电路的中断。
[0060]图3示出了自主型电池包40B,其是与图2中所示出的电池包相似类型的电池包。但是,在图2中的自主型电池包40A被通过特定适配器30装载到充电设备100上,而图3中的自主型电池包40B被直接装载到充电设备100而无需特定适配器。另外,虽然图2所示的自主型电池包40A所使用的适配器30中容纳了电池类型区分元件16,但是图3中所示的自主型电池包40B收纳了电池类型区分元件16以及电池40a、保护IC 40b、FET 40c、微型计算机40e、过充电检测单元40d、调节器40f、电池温度检测单元40g和电池电压检测单元40h。在图3中所示的自主型电池包40B与图2中的自主型电池包40A不同之处仅在于该电池包容纳了电池类型区分元件16并且可被直接装载到充电设备100上而不使用适配器,但是在所有其他方面与自主型电池包40A相同。
[0061]接着,将描述根据优选实施例的充电设备100。充电设备100具有与图1到3中的结构相同的结构。
[0062]充电设备100是容纳微型计算机8的计算机控制的充电设备,并且与只能对特定电池包进行充电的专用设备不同。充电设备100包括电源、微型计算机8、与微型计算机8的A/D输入端口连接的各种检测电路以及与微型计算机8的输出端口连接的各种受控部件。
[0063]电源包括主电源3和辅助电源4。主电源3供应用于充电电池包的充电电力。主电源3继而被AC电源I供电。AC电源I供应被整流电路2所整流的AC电流以生成DC电力。整流单元2随后将此DC电力馈送到主电源3。主电源3主要配置有开关IC 3a和开关FET 3b?开关IC 3a和开关FET 3b基于来自高频变压器TRl的二次侧的反馈来执行脉冲宽度调制(PWM)控制从而向高频变压器TRl的二次侧上的充电线供应预定电流/电压。用于整流主电源3的输出的整流电路9与高频变压器TRl的二次侧连接。
[0064]辅助电源4是用于微型计算机8的控制系统和开关IC 3a的一次侧的电源电路。与主电源3同样,辅助电源4配置有开关1C、开关FET等并且通过PWM控制来供应预定电力。辅助电源4与高频变压器TR2的一次绕组连接。电源5连接于高频变压器TR2的二次绕组,而电源6连接于三次绕组。电源5配置有整流电路、恒定电压电路等,并且将电力供应到开关IC 3a。电源6配置有整流电路等,并且将电压供应到微型计算机8等。提供调节器以在预定的恒定电压调节电源6的输出电压。在优选实施例中,调节器7向微型计算机8等输出5V的恒定电压。
[0065]微型计算机8基于从电池类型区分元件16获得的电池类型数据、从热敏电阻17获得的温度数据和从电流检测电路13获得的电流数据来控制充电操作。微型计算机8还控制冷却风扇14和显示单元18的操作。
[0066]充电设备100还包括用于将指示高频变压器TRl的二次侧上的电压和电流的数据提供到一次侧的反馈电路10 ;以及用于分别检测电压数据和电流数据、并且将这一数据输送到反馈电路10的电压控制单元11和电流控制单元12。电流检测电路13检测充电电流。冷却风扇14作用为冷却电池20a。对于可以被直接装载在到电动工具上的小型电池包(例如,设备依存型电池包20),在合适的位置提供冷却风扇14以冷却内设于设备依存型电池包20的电池20a。但是,如图2所示当经由适配器30将自主型电池包40A连接到电动工具时,放置冷却风扇14以冷却适配器30。如果适配器30不具有发热的部件或者如果可以高效地自然冷却发热的部件,则无需接合冷却风扇14以强制地冷却适配器30。在如此情况下,优选停止冷却风扇14或减少其转速从而减少由于冷却风扇14而产生的噪音和功耗。
[0067]显示单元18通知用户充电状态。充电状态可以包括“预充电”、“充电中”、“充电完成”和“充电暂停”。当电池温度超过预定值时,充电设备100可以进入后者的状态。
[0068]图4是示出了通过根据优选实施例的充电设备100所执行的操作中的步骤的流程图。在图4中的处理的开始处,在S301中,在电池包被装载到充电设备100之前,充电设备100在显示单元18上显示消息以通知用户电池包未被连接(即,预充电状态)。例如如果显示单元18配置有LED,则可以控制显示单元18以红色点亮LED。在S302,充电设备100确定电池包是否已被装载。充电设备100可以通过检测在设备依存型电池包20或自主型电池包40B中、或者随自主型电池包40A所使用的适配器30中提供的电池类型区分元件16的值来进行此确定。当充电设备100在S302确定装载了电池时(S302:是),在步骤S303充电设备100在显示单元18上显示消息以通知用户充电已经开始(即充电中状态)。例如,充电设备100可以控制显示单元18以从LED发射橙色光。
[0069]在S304中充电设备100基于检测在设备依存型电池包20、自主型电池包40B或适配器30中提供的电池类型区分元件16的值的结果来确定所装载的电池包是自主型电池包还是设备依存型电池包。此处将结合图5描述在设备依存型电池包20和自主型电池包40A和40B之间进行区分的方法。图5表示电池类型区分元件16的一个特定结构。在图5的示例中,电池类型区分元件16配置有电阻Ra、Rb、Re和由FET等配置而成的开关元件SWl和SW2。在微型计算机8的A/D输入端口和电池20a或40a上的负极端子(接地电位)之间串联连接电阻Rb和Re。电阻Ra的一端与参考电压源Vcc(5V)连接并且另一端与电阻Re和开关元件SWl连接。开关元件SWl被连接在电阻Re的两端并且当开启时作用为电阻Re的旁路。另一个开关元件SW2连接在参考电压源Vcc和开关元件SWl之间。响应于开关元件SW2的开和关的状态,开关元件SW2开启或关断。
[0070]在设备依存型电池包20中所容纳的电池类型区分元件16、在与自主型电池包40A连同使用的适配器30中所容纳的电池类型区分端子以及在图3中所示的自主型电池包40B中所容纳的电池类型区分元件16都具有相同的配置。电
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