专利名称：充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种为二次电池充电的充电装置，该二次电池例如是锂离 子电池。
背景技术：
一般地，便携式设备使用二次电池作为电源，该二次电池可以用充电装置来充电。在公开号为No. 10-174308的日本专利申请公开文件中提供了 一种充电装置，该充电装置通过多个发光二极管(LED)来显示二次电池 的充电量(剩余电量)，其中每个LED都发出具有对应于充电状态的颜色 的信号。发明内容然而，由于使用电动工具的工人经常在远离充电装置的地点工作，远 离装置的工人无法识别从LED发出的信号。这样，远离装置的工人无法识 别充电状态，例如，充电完成状态。考虑到以上描述的缺陷，本发明的目的是提供一种能够清楚地将充电 状态的程度通知远离充电装置的使用者的充电器。为了达到上面提到的和其它的目的，本发明提供充电装置，所述充电 装置包括充电单元、检测单元、确定单元、电流产生单元、调节单元和显 示单元。充电单元对电池充电。检测单元检测电池两端形成的电压。确定 单元基于电压确定电池的充电状态。电流产生单元产生电流。调节单元基 于充电状态调节电流。显示单元根据供给到其上的电流发出具有第一颜色 和第一强度的第一种光。该第一强度随着电流的变化而变化。
通过结合附图阅读以下优选实施例的描述，能够对本发明上述和其它目的、特征和优点更加清楚，在所述附图中图l是本发明优选实施例的充电装置的电路图；图2是根据本发明优选实施例的充电装置中显示充电状态的控制流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明优选实施例的充电装置1的电路图。充电装置1通过由交流电电源P提供的电能对电池组2充电。电池组2包括多个串联连接的电池组电池、第一电池类型判定电阻器 7和热敏元件8。热敏元件8是一个热敏电阻，并且位置靠近电池组2。充电装置1安装有电流检测单元3、充电控制信号传递单元4、充电 电流信号传递单元5、整流滤波电路6、第二电池类型判定电阻器9、整流 滤波电路IO、开关电路20、整流滤波电路30、电源40、微型电子计算机 50、充电电流控制电路60、充电电流设置单元70、电池温度检测单元80、 电池电压检测单元90、充电电压控制单元100和显示单元120。整流滤波电路IO包括全波整流电路11和滤波电容器12。全波整流 电路11对由交流电电源P提供的交流电进行整流，而滤波电容器12对从 全波整流电路11输出的直流电进行滤波。开关电路20包括，高频变压器21，金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 22和脉宽调制(PWM)控制集成电路(IC) 23。为了调整 输出到整流滤波电路30的电压，PWM控制IC 23改变施加到MOSFET22 上的驱动脉冲宽度。整流滤波电路30包括二极管31、滤波电容器32和放电电阻器33。 二极管31对由开关电路20提供的交流电进行整流，滤波电容器32对从 二极管31输出的直流电进行滤波。第二电池类型判定电阻器9与第一 电池类型判定电阻器7 —起分担参 考电压Vcc。所分担的电压被作为表示包含在电池组2中的电池数目的电 池数目信息输出。充电电流设置单元70包括电阻器71和72。参考电压 Vcc被电阻器71和72分担，所分担的电压被作为设置充电电流的参考值 输出。电池温度检测单元80包括电阻器81和82。参考电压Vcc被热敏元件8和电阻器81和82分担，所分担的电压作为电池温度信息输出。电 池电压检测单元90包括电阻器91和92。参考电压被电阻器91和92分 担，所分担的电压作为电池的电压信息输出。电流检测单元3是一个电阻器，为了获得流过电池组2的充电电流， 该电流检测单元3检测被施加到所述电阻器上的电压。充电电流控制电路 60包括运算放大器61和65、电阻器62、 63、 64、 66和67和二极管68， 并且输出电流控制信号，该电流控制信号是基于由电流检测单元3检测到 的充电电流(电压)和从充电电流设置单元70输出的参考值两者得到的。充电电流信号传递单元5是一个光电耦合器，并将从充电电流控制电 路69输出的电流控制信号传递到PWM控制IC 23。微型电子计算机50包括输出端口 51a和51b， A/D输入端口 52和重 置端口 53。从第二电池类型判定电阻器9输出的电池数目信息、从电池温 度检测单元80输出的电池温度信息、从电池电压检测单元90输出的电池 电压信息和由电流检测单元3检测到的电压都被输入到A/D输入端口 52。微型电子计算机50从输出端口 51a输出启动信号，停止信号和充电 状态信号。充电状态信号是参考电压Vcc。进一步，微型电子计算机50 基于电池数目信息确定包含在电池组2中的电池数目，并且从输出端口 51b输出对应于电池数目充电电压控制信号。注意到，微型电子计算机50 可以根据电池数目信息确定电池类型。充电装置l (微型电子计算机50)以恒定电流对电池组2进行充电， 直到充电电流到达预定电流，而在所述充电电流已经到达预定电流之后， 以恒定电压对其充电。充电电压控制单元IOO包括电阻器101、 104、 107、 108、 109、 110、 114、 115、 116、 117、 118、 119和120;分压计103;场效应晶体管(FET)lll、 112和113;电容器105;稳压器106;和整流二极管102。稳压器106具有参考端，并且基于输入到参考端的电压控制充电电 压。电阻器107、 108、 109和110都并联地与稳压器106的参考端相连。 FETlll、 112和113被分别连接到电阻器107、 108、 109和110。从输出 端口 51b输出的充电电压控制信号输入给FETlll、112和113的栅极接线 端，使FETlll、 112和113开启。当微型电子计算机50确定电池组2有两个电池时，微型电子计算机 50不从输出端口 51b给任何一个FET111、 112和113的栅极接线端输出 充电电压控制信号。这样，被电阻器101和分压计103的串联电阻以及电 阻器107分担的电压，被输入到参考端来设置对应于两个电池的充电电压。当微型电子计算机50确定电池组2有三个电池时，微型电子计算机 50从输出端口 51b将充电电压控制信号输出给FET111的栅极接线端。这 样，被电阻器101和分压计103的串联电阻，以及电阻器107和电阻器 108的并联电阻分担的电压，被输入到参考端来设置对应于三个电池的充 电电压。当微型电子计算机50确定电池组2有四个电池时，微型电子计算机 50从输出端口 51b将充电电压控制信号输出给FET112的栅极接线端。这 样，被电阻器101和分压计103的串联电阻，以及电阻器107和电阻器 109的并联电阻分担的电压，被输入到参考端来设置对应于四个电池的充 电电压。当微型电子计算机50确定电池组2有五个电池时，微型电子计算机 50从输出端口 51b将充电电压控制信号输出给FET113的栅极接线端。这 样，被电阻器101和分压计103的串联电阻，以及电阻器107和电阻器110 的并联电阻分担的电压，被输入到参考端来设置对应于五个电池的充电电 压。充电控制信号传递单元4是一个光电耦合器，将从输出端口 51a输出 的启动信号和停止信号传递到PWM控制IC 23 。电源40包括变压器41a到41c、开关元件42、控制元件43、整流 二极管44、电容器45和47、调整器46和重置IC48，该电源40给微型 电子计算机50和整流滤波电路6提供电能。整流滤波电路6包括变压 器6a、整流二极管6b和滤波电容器6c，该整流滤波电路6将由电源40 提供的电能供给PWM控制IC 23。显示单元120包括LED121、电阻器122、 123、 124、 126、 127、 129和130， FET125， P沟道(Pch)的FET125和晶体管128。 LED121 包括绿色二极管G和红色二极管R。当从输出端口 51a输出的充电状态信 号被通过电阻器122输入给绿色二极管G时，该绿色二极管被点亮成绿色。当充电状态信号被通过电阻器123输入给红色二极管R时，该红色二极管 R被点亮成红色。绿色二极管也通过电阻器124和FET125与参考电压Vcc相连。FET 125的栅极通过晶体管128与输出端口 51a相连。当充电状态信号被输入 到晶体管128时，晶体管128打开。当晶体管128打开的时候，FET 125 也就打开了 。当FET 125打开时，参考电压Vcc就通过电阻器124施加给 绿色二极管G，使所述绿色二极管G被点亮成绿色。进一步，电阻器124的电阻值比电阻器122的电阻值小。这样，当电 流通过电阻器124流过绿色二极管G时其发光要比电流通过电阻器122 流过时更强(明亮)。更进一步，当充电状态信号同时通过电阻器122输入给绿色二极管G 和通过电阻器123输入红色二极管R时，LED121被点亮成橙色。如果电 流通过电阻器124流过LED121，则绿色强过红色。相应地，对于绿色， 电流通过电阻器122流入。在该优选实施例中，LED121在充电前被点亮成红色，在充电期间被 点亮成橙色，充电结束后被点亮成绿色。图2是显示充电状态的控制流程图。在电池组2被安装到充电装置1之前，微型电子计算机50从输出端 口51a输出高信号(参考电压Vcc)作为充电状态信号，该信号通过电阻 器123传给LED121，以使得LED121被点亮成红色(步骤S201)。接下来，微型电子计算机50根据来自电池温度检测单元80、电池类 型判定单元9和电池电压检测单元90的输入，确定电池组2是否被安装 到充电装置1中(步骤S202)。如果电池组2已被安装(步骤S202:是)， 微型电子计算机50基于由电池类型判定单元9输入的电池数目信息确定 电池数目(步骤S203)，并且设置与在步骤S203中确定的电池数目相应 的充电电压(步骤S204)。接下来，微型电子计算机50从输出端口 51a输出低信号作为启动信 号，该信号传给光电耦合器4来将PWM控制IC23设置为工作状态(步 骤S205)。通过这种方式，使充电开始。当充电开始时，正如通常知道的， 微型电子计算机50以恒定电流给电池组2充电。在充电过程中，微型电子计算机50从输出端口 51a输出高信号(参考电压Vcc)作为充电状态 信号，该信号通过电阻器122和123两者传给LED121，以使得LED121 被点亮为橙色(步骤S206)。当充电开始后，微型电子计算机50基于从电流检测单元3输入的进 入A/D端口 52的电压监控充电电流。随着充电的进行，电池电压不断增 加。当电池电压达到预定值时，微型电子计算机50就改变充电方法，由 恒电流充电变为恒电压充电。当电池组2在恒定电压下被充电时，充电电 流不断减小。微型电子计算机50确定充电电流(电压)是否达到预定的电流(步 骤S207)。如果充电电流达到预定的电流(步骤S207:是)，则微型电子 计算机50确定电池组2被充满电并从输出端口 51a输出高信号作为停止 信号，该信号传给光电耦合器4来将PWM控制IC 23设置为结束状态(步 骤S208)。充电结束后，微型电子计算机50从输出端口 51a输出高信号作为充 电状态信号，该信号传给晶体管128以使其导通。通过导通晶体管128， FET 125也导通，并且参考电压Vcc就通过电阻器124施加给LED 121 ， 使LED121被强烈(明亮)地点亮成绿色(步骤S209)。然后，微型电子计算机50确定电池组2是否被与充电装置1分离(步 骤S210)。如果电池组2被与充电装置1分离(步骤S210:是)，进程转 向步骤S201。正如上面描述的，当充电结束后，高电压就通过电阻器124施加给 LED 121。这样，远离充电装置l的用户能够清楚地了解到，充电已经完 成了。更进一步，在充电过程中，电流通过电阻器122流过LED121。通 过电阻器123流过LED121的电流值比通过电阻器124流过LED 121的 电流值小。这样，就节省了能源。更进一步，在充电过程中，电流流过电 阻器122。这样，由于绿色不太强，所以能正确地显示橙色。进一步，在该优选实施例中，当需要有强电流流过LED121时，参 考电压Vcc就通过电阻器124施加给LED 121。这样，就避免了强电流流 入数字电路(例如微型电子计算机50)。虽然以上已经结合本发明的特定实施例对本发明进行了详细的介绍，然而，对于本领域技术人员来说，显然在不脱离本发明的精神范围内，可 以对本发明做各种变化和改动。
权利要求
1、一种充电装置，包括充电单元，配置用于为电池充电；检测单元，配置用于检测所述电池两端所形成的电压；确定单元，配置用于基于所述电压确定所述电池的充电状态；电流产生单元，配置用于产生电流；调节单元，配置用于基于充电状态调节电流；以及显示单元，配置用于根据供给到其上的所述电流发出具有第一颜色和第一强度的第一种光，所述第一强度随着电流的变化而变化。
2、 根据权利要求l所述的充电装置，其中所述显示单元是发光二极管。
3、 根据权利要求l所述的充电装置，其中所述的电流产生单元包括: 第一电流产生单元，配置用于产生第一电流；以及 第二电流产生单元，配置用于产生比所述第一电流小的第二电流， 其中所述调节单元基于充电状态选择所述第一电流产生单元和所述第二电流产生单元中的一个为所述显示单元提供电流。
4、 根据权利要求3所述的充电装置，其中所述第一电流产生单元包括第一电压产生单元，配置用于产生预定电压；以及第一电阻器，所述第一电阻器具有第一电阻值，并且被连接在所述第一电压产生单元和所述显示单元之间， 其中所述第二电流产生单元包括 第二电压产生单元，配置用于产生预定电压；以及 第二电阻器，所述第二电阻器具有比所述第一电阻小的第二电阻值，并且被连接在所述第二电压产生单元和所述显示单元之间。
5、 根据权利要求4所述的充电装置，其中所述第一电压产生单元是 数字电源，所述第二电压产生单元是模拟电源。
6、 根据权利要求3所述的充电装置，其中充电状态包括充满电状态，所述充满电状态指示所述电池充电已满的状态，其中所述调节单元根据所述充满电状态选择所述第二电流产生单元， 以为所述显示单元提供所述第二电流。
7、根据权利要求3所述的充电装置，其中所述显示单元还根据供给 到其上所述电流发出具有第二颜色和第二强度的第二种光，其中当所述显示单元同时发出第一种光和第二种光时，所述调节单元 选择所述第一电流产生单元以将所述第一电流提供给所述显示单元。
全文摘要
一种充电装置，包括充电单元；检测单元；确定单元；电流产生单元；调节单元和显示单元。充电单元对电池充电。检测单元检测电池两端形成的电压。确定单元基于所述电压确定电池的充电状态。电流产生单元产生电流。调节单元基于充电状态调节电流。显示单元根据供给到其上的电流发出具有第一颜色和第一强度的第一种光。该第一强度随着电流的变化而变化。
文档编号G01R31/36GK101272058SQ20081008338
公开日2008年9月24日 申请日期2008年3月13日 优先权日2007年3月19日
发明者渡部伸二, 荒馆卓央, 藤泽治久 申请人:日立工机株式会社