专利名称：充电控制装置和充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及充电控制装置和充电装置。
技术背景在用于对便携式电话等电子设备中的电池进行充电的充电装置中，通过将提供给初级侧的AC电源整流而产生直流电压，并由该直流电压驱动 变压器，在次级侧产生用于电池充电的输出电压(例如专利文献l)。 专利文献1:特开2007—166825号公报在这样的充电装置中，为了减少消耗功率，例如存在当检测到充电完 成时停止产生输出电压而转移到待机状态的情况。但是，即使在停止了输 出电压的产生动作的待机状态下，AC电源也会继续提供给初级侧电路， 从而在整流电路等中消耗功率。发明内容鉴于上述问题提出本发明，本发明的目的是减少待机时的消耗功率。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面的充电控制装置包括电 压控制部，其控制根据经由继电器提供的输入电源产生用于电池充电的输 出电压和用于控制的电源电压的充电装置中的所述输出电压和所述电源 电压的产生；和继电器控制部，其根据所述电源电压而动作，在检测到未 进行所述电池的充电的待机状态时，驱动所述继电器以停止对所述充电装 置提供所述输入电源，并且在所述电源电压变得比规定电平低时，驱动所 述继电器以对所述充电装置提供所述输入电源从而使所述电源电压上升。此外，在采用锁定型的锁定继电器作为继电器时，可以构成为即使在 不长期提供AC电源时，也可以不按压按钮开关25而自动地恢复的系统。(发明效果)由此，可以减少待机时的消耗功率。
图1是表示本发明的一实施方式的充电装置的结构的图。图2是表示锁定继电器的控制动作的一个例子的流程图。符号说明10充电装置20,21输入端子23锁定继电器25按钮开关27整流电路29变压器31 N沟道MOSFET33驱动电路35 控制IC37，38输出端子40 43 电容器45 47 电阻49 '52 ■二极管54齐纳.二极管56发光二极管58光电晶体管60PNP晶体管62铁片64铁芯66，67 线圈70 电池75输出电压检测部 77输出电流检测部79 电池电压检测部 81电源电压检测部83 电压控制部85充电控制部 87锁定继电器控制部 S1 S3开关 I1 I3 恒流源具体实施方式
图1是表示本发明一实施方式的充电装置的结构的图。充电装置10是用于对便携式电话等电子设备的电池15充电的装置，其包含输入端子20、 21、锁定继电器23、按钮开关25、整流电路27、变压器29、 N沟 道MOSFET31、驱动电路33、控制IC (Integrated Circuit) 35、输出端子 37、 38、电容器40 43、电阻45 47、 二极管49 52、齐纳二极管54、 发光二极管56、光电晶体管58和PNP晶体管60。锁定继电器23是不消耗电流而能够保持接通/关断状态的继电器电 路，例如，包含铁片62、铁芯64和线圈66、 67。铁片62和铁芯64例如 由半硬质磁性材料构成，线圈66、 67相互反向地巻绕在铁芯64上。例如， 通过在线圈66中流动电流而使铁芯64磁化，铁片62被吸引到铁芯64上 而使开关接通。并且，即使线圈66的电流停止，也可由铁芯64的剩余磁 通而继续处于接通状态。之后，当线圈67中流动电流时，铁芯64的剩余磁通减少，铁片62 从铁芯64离开而使开关关断。并且，即使线圈67的电流停止，也可以继 续为关断状态。也就是，在锁定继电器23中，虽然在使开关的状态变化 时暂时需要功率，但是使开关的状态变化之后可以不消耗功率而保持状 态。并且，虽然在本实施方式中锁定继电器23为两线圈型，但是单线圈 型也可以同样地实现。按钮开关25是即使在锁定继电器23为关断的情况下，也可以将从输 入端子20、 21输入的AC电源提供给整流电路27的机械控制的开关。该 按钮开关25用于在出厂/调整时一次性地使锁定继电器23接通，而不需要 一直安装。此外，虽然在本实施方式中采用了按钮开关25，但是不限于按 钮开关25，也可以采用滑动式和旋转式开关等可以通过机械操作而将AC 电源提供给整流电路27的开关，该开关在继电器23采用非锁定型继电器 时构成系统的启动开关。整流电路27将由输入端子20、 21提供的AC电源整流而将直流电压 积累在电容器40中。变压器29具有初级侧线圈L1、次级侧线圈L2和辅助线圈L3，初级 侧线圈Ll和辅助线圈L3与次级侧线圈L2之间绝缘。变压器29根据初级 侧线圈Ll的电流变化，在次级侧线圈L2和辅助线圈L3中产生电流。N沟道MOSFET31是控制初级侧线圈Ll的导通的电路。当N沟道 MOSFET31导通时，由于电容器40中积累的直流电压而在初级侧线圈L1 中流动电流，当N沟道M0SFET31截止时，在初级侧线圈Ll中停止流动 电流。驱动电路33基于来自光电晶体管58的信号，控制N沟道MOSFET31 的导通或截止。并且，当充电装置10启动时，由从电容器40经过电阻45 流动的电流(启动电流)，使驱动电路33动作。之后，当N沟道MOSFET31 的开关动作开始时，根据初级侧线圈Ll的导通而在辅助线圈L3中产生的 电流，由二极管49整流后对电容器41充电。并且，驱动电路33由电容 器41中充电的电压而动作。二极管50对流过次级侧线圈L2的电流整流后提供给电容器42。电 容器42由来自次级侧线圈L2的电流充电，并产生用于对连接在输出端子 37、 38之间的电池15充电的输出电压Vout。 二极管51、 52将流过次级 侧线圈L2的电流整流后提供给电容器43。电容器43由来自次级侧线圈 L2的电流充电，并产生用于驱动控制IC35的电源电压VDD。并且，设置 齐纳二极管54用于将电源电压VDD钳位在例如5V左右。艮P，在充电装置10中，包含整流电路27、变压器29、 N沟道 MOSFET33、电容器40 43和二极管49 52的电路，构成产生输出电压 Vout和电源电压VDD的电压产生电路。发光二极管56由控制IC35的控制而将电信号变换为光信号并输出。 光电晶体管58将来自发光二极管56的光信号变换为电信号并输出。艮口， 发光二极管56和光电晶体管58形成了光电耦合器。控制IC35包含输出电压检测部75、输出电流检测部77、电池电压 检测部79、电源电压检测部81、电压控制部83、充电控制部85、锁定继 电器控制部87、恒流源I1 I3和开关S1 S3。输出电压检测部75检测输出电压Vout的电平。输出电流检测部77根据电阻46两端之间的电压检测用于对电池15充电的输出电流Iout的电 平。电池电压检测部79检测连接在端子37、 38之间的电池15的电压的 电平。电源电压检测部81检测电源电压VDD的电平。并且，各检测部 75、 77、 79、 81的检测结果例如由AD变换器变换为数字值，并输出到电 压控制部83、充电控制部85和锁定继电器控制部87中。电压控制部83基于输出电压检测部75和输出电流检测部77的检测 结果而控制开关S1，以使输出电压Vout为恒定电压，使输出电流Iout不 成为过电流。当开关S1接通时，发光二极管56由恒流源I1驱动，输出 光信号。此外，当开关S1关断时，停止输出光信号。并且，与开关S1的 接通或关断对应的光信号由光电晶体管58变换为电信号，并输入到驱动 电路33中。在驱动电路33中，根据来自光电晶体管58的信号，驱动N 沟道MOSFET31，以使输出电压Vout为恒定电压，使输出电流Iout不成 为过电流。充电控制部85基于电池电压检测部79和输出电流检测部77的检测 结果，在检测到未完成充电的电池15连接在输出端子37、 38之间时，使 PNP晶体管60导通，开始向电池15充电。此外，充电控制部85基于电 池电压检测部79和输出电流检测部77的检测结果，在检测到电池15充 电完成时，使PNP晶体管60截止，防止电池15过充电。锁定继电器控制部87根据开关S2、 S3的接通和关断，由恒流源I2、 13驱动线圈66、 67，控制锁定继电器23的接通和关断。例如，锁定继电 器控制部87在检测到没有对电池15进行充电的待机状态时，通过使开关 S3接通规定时间，而使锁定继电器23变化为关断。并且，关于是否为待 机状态，例如可以根据充电控制部85的状态判断是否为待机状态。此外， 锁定继电器控制部87基于电池电压检测部79的检测结果，在检测到对电 池15的充电完成时，也通过使开关S3接通规定时间，而使锁定继电器23 变化为关断。另一方面，锁定继电器控制部87基于电源电压检测部81的 检测结果，当检测到电源电压VDD变得比规定电平(例如3V)低时，通 过使开关S2接通规定时间，而使锁定继电器23变化为接通。此外，锁定 继电器控制部87基于电池电压检测部79的检测结果，当检测到连接的电 池15未完成充电时，也通过使开关S2接通规定时间，而使锁定继电器23 变化为接通。并且，电压控制部83、充电控制部85和锁定继电器控制部87可以由 微机等进行的软件控制实现，也可以由硬件实现。图2是表示锁定继电器23的控制动作的一个例子的流程图。首先， 在充电装置IO的初次启动时，由于不清楚锁定继电器23的状态，所以通 过使按钮开关25接通，从而经过输入端子20、 21提供AC电源。当提供 AC电源时，驱动电路33开始驱动N沟道MOSFET31，并且开始产生输 出电压Vout和电源电压VDD。并且，当充电装置IO开始动作时，锁定继 电器控制部87检测到连接有未完成充电的电池15，控制开关S2以使锁定 继电器23接通。或者，在没有连接电池15的情况下，当检测到电源电压 VDD变得比规定电平低时，锁定继电器控制部87也控制开关S2，以使锁 定继电器23接通。之后，由于锁定继电器23保持接通状态，所以可以使 按钮开关25关断。之后，说明按钮开关25为关断的情况。当开始对电池15充电时，电压控制部83监测输出电压Vout是否达 到了规定电平，在未到规定电平时(S101: NG)，控制开关S1以使输出 电压Vout为规定电平(S102)。此外，电压控制部83监测输出电流lout 是否不是过电流，在输出电流lout为过电流时(S103: NG)，控制开关 Sl以抑制输出电流Iout (S104)。锁定继电器控制部87监测是否为待机状态(S105)。在非待机状态期 间(S105:否)，由于正在进行对电池15充电，所以反复进行输出电压 Vout的产生处理(S101 S104)。并且，在检测为待机状态时(S105:是)， 锁定继电器控制部87控制开关S3以使锁定继电器23关断(S106)。并且， 在本实施方式中，在未连接电池15时、或者在对电池15的充电完成而PNP 晶体管60截止时成为待机状态。在没有设置PNP晶体管60的结构中，锁 定继电器控制部87也可以在检测到对电池15的充电完成时，控制开关S3 以使锁定继电器23关断。在锁定继电器23关断时，停止对停电装置10的AC电源的提供。另 一方面，控制IC35由在电容器43中积累的电源电压VDD而继续动作， 监测电源电压VDD的降低(S107)和电池15的连接(S108)。并且，当 检测到电源电压VDD例如下降到3V时(S107:是)，锁定继电器控制部 87控制开关S2以使锁定继电器23接通(S109)。在锁定继电器23接通 时，进行使输出电压Vout为恒定电压的控制(S101、 S102)，随之也对电8容器43充电，使电源电压VDD上升。之后，如果继续为待机状态(S105: 是)，则将锁定继电器23再次控制为关断(S106)。此外，在待机状态中，当检测到电池15的连接时(S108:是)，锁定 继电器控制部87控制开关S2以使锁定继电器23接通(SllO)。当锁定继 电器23接通时，进行使输出电压Vout为恒定电压的控制(SIOI、 S102)， 并且使PNP晶体管60导通，开始对电池15的充电。并且，在对电池15 充电的期间，由于不是待机状态(S105:否)，所以锁定继电器23保持为 接通，反复进行输出电压Vout和输出电流lout的控制(从S101到S104)。以上说明了本实施方式的充电装置10。根据本实施方式的充电装置 10，当检测到没有进行对电池15充电的待机状态时，控制使得锁定继电 器23关断。并且，在锁定继电器23关断之后，停止对充电装置10的AC 电源的提供，另一方面，控制IC35通过电容器43中备用的电源电压VDD 而继续动作。也就是，可以使待机状态下的消耗功率为零。并且，在锁定 继电器23关断的状态下，当电源电压VDD变得比规定电平低时，通过将 锁定继电器23控制为导通，可以防止锁定继电器23仍旧为关断。例如， 当锁定继电器23为关断状态时，即使在充电装置10的电源插头从插座拔 下的情况下，由于当电源电压VDD降低时控制使得锁定继电器23为接通， 所以锁定继电器23不会仍旧为关断。此外，在充电装置10中，在检测到对电池15的充电完成时，可以控 制使得锁定继电器23关断。由此，可以减少功率消耗的浪费。此外，在充电装置10中，即使在锁定继电器23为关断的状态下，控 制IC35也能通过电容器43中备用的电源电压VDD而继续动作，当检测 到电池15的连接时，控制使得锁定继电器23接通。由此，在连接电池15 时，能够不伴随按钮开关25等的操作而自动地开始对电池15的充电。此外，在充电装置10中，通过设置按钮开关25，即使在初次动作时 不清楚锁定继电器23的状态的情况下，也可以使充电装置10开始动作。 并且，如果在锁定继电器23为接通状态下将充电装置10出厂时，也可以 不设置按钮开关25。此外，在充电装置10中，由于通过恒流源I2、 13驱动锁定继电器23 的线圈66、 67，所以可以不根据电源电压VDD的变化，而可靠地控制锁 定继电器23。9此外，在充电装置10中，当锁定继电器23关断时，例如可以停止检 测温度的热敏电阻器的电流，并使将各种检测值变换为数字值的AD变换 器间歇性动作。由此，可以减缓在锁定继电器23为关断时的电源电压VDD 的消耗速度，使直到锁定继电器23再次导通的时间变长。
上述实施方式是为了容易理解本发明，而不是用于限定解释本发明。 本发明在不脱离其主旨的情况下，可以变化、改进而获得，同时其等价物 也包含在本发明中。
权利要求
1、一种充电控制装置，其特征在于，包括电压控制部，其控制根据经由继电器提供的输入电源产生用于电池充电的输出电压和用于控制的电源电压的充电装置中的所述输出电压和所述电源电压的产生；和继电器控制部，其根据所述电源电压而动作，在检测到未进行所述电池的充电的待机状态时，驱动所述继电器以停止对所述充电装置提供所述输入电源，并且在所述电源电压变得比规定电平低时，驱动所述继电器以对所述充电装置提供所述输入电源从而使所述电源电压上升。
2、 根据权利要求l所述的充电控制装置，其特征在于， 所述继电器控制部在检测到对所述电池的充电完成时，驱动所述继电器以停止对所述充电装置提供所述输入电源。
3、 根据权利要求1或2所述的充电控制装置，其特征在于，所述继电器控制部在检测到所述充电装置的输出端子上连接有所述 电池时，驱动所述继电器以对所述充电装置提供所述输入电源。
4、 一种充电装置，其特征在于，包括电压产生电路，其根据输入电源产生用于电池充电的输出电压和用于 控制的电源电压；继电器，其对向所述电压产生电路提供所述输入电源进行控制；和 继电器控制部，其根据所述电源电压而动作，在检测到未进行所述电 池的充电的待机状态时，驱动所述继电器以停止对所述电压产生电路提供 所述输入电源，并且在所述电源电压变得比规定电平低时，驱动所述继电 器以对所述电压产生电路提供所述输入电源从而使所述电源电压上升。
5、 根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于， 还包括能够与所述继电器的状态无关地以机械方式对向所述电压产生电路提供所述输入电源进行控制的开关。
全文摘要
本发明提供一种充电控制装置以及充电装置。充电控制装置包括电压控制部，其控制根据经由继电器提供的输入电源产生用于电池充电的输出电压和用于控制的电源电压的充电装置中的输出电压和电源电压的产生；以及继电器控制部，其根据电源电压而动作，在检测到未进行电池的充电的待机状态时，驱动继电器以停止对充电装置提供输入电源，并且在电源电压变得比规定电平低时，驱动继电器以对充电装置提供输入电源从而使电源电压上升。由此，减少待机时的消耗功率。
文档编号H02J7/00GK101651354SQ20091016697
公开日2010年2月17日 申请日期2009年7月1日 优先权日2008年7月3日
发明者栗原孝一, 荒井信宏 申请人:三洋电机株式会社;三洋半导体株式会社