专利名称：充电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及对用于输出异常信号等规定信号的电池组施加充电电压来进行充电的充电器。
背景技术：
近年来，随着二次电池的能量密度和可充放电的周期数增加，且对各种特性的改进，使用二次电池的情况也在增加。通常，二次电池与充放电电路、电压检测电路、保护电路等外围电路一起被容纳在壳体中，从而被用作电池组(组电池)。尤其是，如锂离子电池那样，当二次电池因大电流(高速率)下的充放电和过电压而发生劣化或者受损的可能性较大时，优选在尽可能与二次电池相邻的部分、即电池组的内部尽早检测二次电池的异常，以保护二次电池不受劣化和受损的影响。另一方面，例如，在将电动机用作动力源的电动工具等的用途中，针对高速率下的充放电成为大前提的情况下，难以通过将电流容量较大的切断元件安装在电池组的内部来可靠地切断充放电电流，因此在以二次电池的保护为目的的充电器侧的安全性设计显得尤为重要。然而，作为一种可靠地进行保护的方法，例如有双重化(双重保护)方法。例如，当通过微型计算机控制二次电池的充放电时，通过使用所谓的监控电路，在不能正常执行程序时可重置微型计算机(参照专利文献I)。由此，检测出随着程序被执行的处理的异常，但是难以将上述现象称为进行了双重化。相对于此 ，在专利文献2中公开了一种电池组，该电池组通过硬件检测电路和微型计算机上的软件处理来检测二次电池的过电压，来分别切断充电路径，由此实现双重保护。专利文献IJP特开平9-258821号公报专利文献2JP特开平2010-110156号公报然而，专利文献I所公开的技术仅仅是在电池组侧实现保护，而且也不能将该技术直接应用于用于电动工具等用途中的电池组。在此，在现有技术中，当从电池组输出多个信号线时，基于在电池组侧检测到的两个异常信号来在充电器侧对二次电池进行双重保护。然而，因交换性问题等而将从电池组输出的异常信号限制为一个时，优选启动基于该异常信号而在充电器侧实施的二次电池的保护和针对充电器自身异常而实施的自动防故障处理。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种充电器，该充电器能够利用基于从外部接收的规定信号的保护系统、和被设置成在安全侧运行自身异常的保护系统，可靠地保护外部的二次电池。本发明的充电器的特征在于，包括从外部接收规定信号的接收部，并且向相对于外部的充电路径施加充电电压，该充电器的特征在于，包括开关，其接通或断开所述充电路径；生成单元，其生成表示自身正处于运行中的运行中信号；以及开关控制部，其在由该生成单元生成运行中信号的期间，断开所述开关，当所述接收部接收到所述规定信号时，该开关控制部接通所述开关。在本发明中，在生成单元生成运行中信号的期间，开关控制部断开介于充电路径上的开关。另外，当从外部接收到规定信号时，开关控制部接通所述开关。由此，至少包括生成单元的部位(以下称为信号生成部位)处于正在运行的期间、且未输入规定信号的期间，断开充电路径的开关。另一方面，信号生成部位处于非运行(不是正常运行的状态)、或者被输入规定信号时，接通充电路径的开关，因此禁止向充电路径施加充电电压。本发明的充电器的特征在于，包括从外部接收规定信号的接收部、和向相对于外部的充电路径施加充电电压的电源部，该充电器的特征在于，包括生成单元，其生成表示自身正处于运行中的运行中信号；以及电源控制部，其在由该生成单元生成运行中信号的期间，使所述电源部生成所述充电电压，当所述接收部接收到所述规定信号时，该电源控制部禁止所述电源部生成所述充电电压。在本发明中，在生成单元生成运行中信号的期间，相对于向充电路径施加充电电压的电源部，电源控制部生成充电电压。另外，当从外部接收到规定信号时，电源控制部禁止电源部生成充电电压。由此，在信号生成部位正处于运行中并且未输入规定信号的期间，由电源部生成充电电压并将其施加给充电路径。另一方面，当信号生成部位处于非运行中(不是正常运行的状态)、或者输入了规定信号时，停止电源部生成充电电压，因此禁止向充电路径施加充电电压。本发明的充电器的特征在于，所述规定信号是表示在外部应被充电的二次电池处于过电压状态的信号。在本发明中，当接收到表示外部的二次电池处于过电压状态的信号时，接通介于充电路径上的开关或者禁止电源部生成电源电压。由此，将二次电池控制成不会成为如超过与上述信号对应的电池电压这样的过电压状态。本发明的充电器包括从外部接收第I信号、第2信号的第I接收部和第2接收部、以及向相对于外部的充电路径施加充电电压的电源部，该充电器的特征在于，包括生成单元，其生成表示自身正处于运行中的运行中信号；以及电源控制部，其在由该生成单元生成运行中信号的期间，使所述电源部生成充电电压V2，其中，所述充电电压V2是与所述第2接收部所接收的第2信号相对应的电压；当所述第I接收部接收到所述第I信号、或者无法通过所述生成单元生成运行中信号时，该电源控制部使所述电源部生成不大于所述充电电压V2的充电电压VI。在本发明中，在生成单元生成运行中信号的期间，电源控制部将电源部生成的充电电压设为与从外部接收到的第2信号相对应的充电电压V2。并且，当从外部接收到第I信号、或者生成单元没有生成运行中信号时，电源控制部将电源部生成的充电电压设为充电电压V2以下的电压、即充电电压VI。
由此，信号生成部位正处于运行中、且未输入第I信号的期间，由电源部生成的充电电压成为与第2信号对应的充电电压V2。另一方面，当信号生成部位处于非运行中或者输入了第I信号时，由电源部生成的充电电压成为充电电压V2以下的电压、即充电电压VI，因此可减小充电电压。本发明的充电器的特征在于，所述充电电压Vl是所述电源部根据第2信号能够生成的最低的充电电压。在本发明中，将电源部根据第2信号能够生成的最低的充电电压设为充电电压VI。由此，由电源部生成的充电电压成为对应于第2信号而预先设定的最低的充电电压，对于外部的二次电池而言，在安全范围内工作。本发明的充电器的特征在于，所述第2信号是表示在外部应被充电的二次电池所具备的电池数量的信号。在本发明中，根据外部二次电池的电池数量，生成充电电压Vl和V2。由此，例如将充电电压V2作为与电池数量成正比的电压来生成。本发明的充电器的特征在于，所述生成单元所生成的运行中信号是脉冲列。在本发明中，生成单元生成的运行中信号由脉冲列构成。对于由脉冲列构成的信号而言，只要生成单元停止生成，就能够改变脉冲的有无，因此当信号生成部位的状态从运行中的状态变为非运行中状态时，生成单元不需要进行特别的处理。由此，例如，即使在生成单元所包含的软件处理突然停止或者失去控制等情况下，运行中信号的状态也会发生变化。本发明的充电器的特征在于，具备控制部，其包括微型计算机，且对所述电池组的充电进行控制，所述生成单元生成的运行中信号是通过所述微型计算机的处理而生成的信号。在本发明中，包括微型计算机的控制部对充电进行控制，并且生成运行中信号。由此，当充电控制停止或者失灵时，运行中信号变成非运行中信号的可能性会明显增加。(发明效果)根据本发明，当无法生成在内部生成的运行中信号、或者从外部输入了规定信号(或者第I信号)时，停止向充电路径施加充电电压或者减小充电电压。从而，能够通过利用基于从外部接收到的规定信号运行的保护系统、和在安全范围内运行自身异常的保护系统来可靠地保护外部的二次电池。
图1是表示通过本发明的实施方式I的充电器进行充电的电池组的构成例的框图。图2是表示本发明的实施方式I的充电器的构成例的框图。图3中的A是用于说明对电容器施加脉冲列时的MOSFET的动作的时序图，图3中的B是用于说明未施加脉冲列时的MOSFET的动作的时序图。图4是表示本发明的实施方式2的充电器的构成例的框图。
符号说明1. . . 二次电池；11、12、13、14...单元电池；2...保护 IC ；4...控制部；40. . . CPU ；
200,201.充电器；5...电源部；55...MOSFET(开关);61、62...MOSFET((第 I)电源控制部的一部分)；71、73...电容器((第I)电源控制部的一部分)；72. .. 二极管((第I)电源控制部的一部分);63、64、65、66. ..MOSFET(第2电源控制部的一部分);74、76…电容器(第2电源控制部的一部分)；75.…二极管(第2电源控制部的一部分)；67、68.MOSFET(开关控制部的一部分);77、79…电容器(开关控制部的一部分)；78. . . 二极管(开关控制部的一部分)；8...控制部(微型计算机)；80...CPU;83...1/0端口((第I)接收部)；86...通信部(第2接收部)；87...I/0端口(生成单元的一部分)；91.单稳态多谐振荡器((第I)电源控制部的一部分)；92...单稳态多谐振荡器(第2电源控制部的一部分)；92...单稳态多谐振荡器(开关控制部的一部分)。
具体实施例方式下面，基于表示本发明的实施方式的附图，详细说明本发明。(实施方式I)图1是表示通过本发明的实施方式I的充电器进行充电的电池组的构成例的框图。图中的100为电池组，电池组100包括二次电池I，该二次电池I以由锂离子电池构成的单元电池11、12、13、14的顺序串联连接这些单元电池而成。二次电池I还可以是镍氢电池、镍镉电池等其他电池。此外，构成二次电池I的单元电池的数量(电池数量)并不限于4个，例如还可以为5个或者7个。单元电池11的正极与向未图示的壳体的外部露出的正(+)端子18连接。单元电池14的负极经由用于检测二次电池I的充放电电流的电流检测电阻440，与向壳体外部露出的负(-)端子19连接。单元电池11、12、13、14各自的两端分别与检测各个单元电池是否处于过电压状态的保护IC2的输入端子、和模拟前端(Analogue Front End，以下称为AFE) 3的输入端子连接。保护IC2的检测信号端子20与源极接地的N沟道型M0SFET21的栅极连接，M0SFET21的漏电极与信号端子210连接。保护IC2特别包括对单元电池11、12、13、14各自的电池电压和基准电压进行比较的比较器、以及内置时钟(均未图示)。基准电压在本实施方式中是4. 35V，但是并不限于此。当单元电池11、12、13、14的电池电压大于4. 35V时，各个比较器生成使内置时钟开始计时的内部信号。然后，当各个内置时钟所计时的时间例如经过了 1.5秒时，检测出二次电池I处于过电压状态，从检测信号端子20向M0SFET21的栅电极施加导通信号，以使M0SFET21导通，由此从信号端子210输出低有效过电压B信号。电池组100还包括由微型计算机构成的控制部4。控制部4具有CPU40。CPU40以总线连接的方式互相连接R0M41、RAM42、I/0端口 43、A/D转换器44、定时器45以及通信部46，其中，R0M41存储程序等信息，RAM42存储临时产生的信息，I/O端口 43经由信号端子430将过电压A信号输出至外部且将应成为AFE3的指向对象的单元电池11、12、13、14的选择信号输出至AFE3，A/D转换器44将模拟电压转换为数字电压，定时器45并列地对各种时间进行计时，通信部46用于经由通信端子460与外部电气设备进行通信。AFE3根据从I/O端口 43施加的上述选择信号，从单元电池11、12、13、14中选择一个单元电池，并将所选择的单元电池的电池电压施加至A/D转换器44。A/D转换器44将从AFE3施加的电池电压和电流检测电阻440的两端电压转换为数字电压值。CPU40按照预先存储在R0M41中的控制程序，实施二次电池I的剩余量的计算、二次电池I是否处于过电压状态的判定、经由通信部46的与外部之间的通信等处理。例如，CPU40经由A/D转换器44按照时间序列获取电流检测电阻440的两端电压，并且累计根据所获取的电压换算出的充放电电流，从而计算出二次电池I的剩余量。此外，CPU40按照时间序列检测从AFE3向A/D转换器44施加的单元电池11、12、13、14的各个电池电压，确定所检测的电池电压中的最大的电池电压，例如，当所确定的电池电压大于4. 25V时,从I/O端口 43经由信号端子430向外部输出过电压A信号。还可以与过电压B信号同样地经由MOSFET输出过电压A信号。接下来，说明对电池组100进行充电的充电器。图2是表示本发明的实施方式I的充电器的构成例的框图。图中，200是充电器，充电器200包括电源部5，该电源部5对从商用电源300供给的交流电压进行整流和稳定化后生成充电电压。输出充电电压的电源部5的正极侧的输出端子经由P沟道型M0SFET55的源电极和漏电极，连接在向未图示的壳体的外部露出的正(+)端子58上。电源部5的负极侧的输出端子连接在向壳体的外部露出的负(_)端子59上。从电源部5的正极侧的输出端子经由M0SFET55到正端子58的电路、和从电源部5的负极侧的输出端子到负端子59的电路构成相对于电池组100的充电路径。电源部5具有用于控制充电电压的输出的接通/断开的控制端子52，在该该控制端子52上连接了 N沟道型(除M0SFET55，下同)的M0SFET61的漏电极。控制端子52在电源部5的内部被拉起(pull up)。输入至控制端子52的接通信号为低有效信号。M0SFET61的源极连接在源极接地的M0SFET62的漏电极上，在M0SFET61的栅电极和接地电位之间连接了电容器71。对于接地电位级联连接M0SFET61、62的顺序还可以与图2所示的情况相反(下同)。电源部5还包括电池数量设定端子53、54，电池数量设定端子53、54用于设定构成电池组100所具备的二次电池I的单元电池的数量。在该电池数量设定端子53、54上连接了 M0SFET63、64的漏电极。电池数量设定端子53、54在电源部5的内部被拉起。M0SFET63、64的源电极连接在M0SFET65的漏电极上。M0SFET65的源电极连接在源极接地的M0SFET66的漏电极，在M0SFET65的栅电极和接地电位之间连接了电容器74。在P沟道型M0SFET55的源电极和栅电极之间连接了电阻器56，M0SFET55的栅电极经由电阻器57而连接在M0SFET67的漏电极上。M0SFET67的源电极连接在源极接地的M0SFET68的漏电极上，在M0SFET67的栅电极和接地电位之间连接了电容器77。源极接地的M0SFET62、66、68的栅电极通过电阻器60而被拉起，并且连接在从外部输入过电压B信号的信号端子610上。充电器200还包括由微型计算机构成的控制部8。控制部8具有CPU80，CPU80以总线连接的方式互相连接了 R0M81、RAM82、I/O端口 83、定时器85以及通信部86，其中，R0M81用于存储程序等信息，RAM82用于存储临时产生的信息，I/O端口 83用于接收经由信号端子830输入的过电压A信号，定时器85用于并列地对各种时间进行计时，通信部86用于经由通信端子860与电池组100进行通信。根据二次电池I的种类(例如，锂离子电池、镍氢电池以及镍镉电池的种类)，在ROM81中存储每个单元电池的充电电压。在CPU80上通过总线连接的方式进一步连接有I/O端口 87和I/O端口 88，其中，I/O端口 87用于经由电容器73、76、79和二极管72、75、78的串联电路对M0SFET61、65、67的栅电极施加脉冲列(运行中信号)，1/0端口 88用于对M0SFET63、64的栅电极施加导通/截止信号。I/O端口 88还连接了用于对电源部5设定充电的控制参数的参数设定端子50。上述的脉冲列可通过CPU80大致周期性地使从I/O端口 87分别施加至电容器73、76、79的信号接通/断开来获得。当在上述的充电器200中安装了电池组100时，充电器200的正端子58、负端子59、信号端子610和830、通信端子860分别被连接至电池组100的正端子18、负端子19、信号端子210和430、通信端子460。通过连接通信端子860和460，在通信部46和86之间开始通信。在本实施方式中，在通信部46和86之间进行基于1-WIRE(注册商标)协议的单线异步串行通信。下面，以在充电器200安装有电池组100作为前提进行说明。CPU80按照预先存储在R0M81中的控制程序，进行经由通信部86、46的与电池组100之间的通信、和基于通信结果的二次电池I的充电控制等处理。例如，当在通信中指定了充电电流时，CPU80从参数设定端子50对电源部5设定充电电流。此外，当CPU80接收了从信号端子830输入的过电压A信号时，使M0SFET55截止，或者根据参数设定端子50所设定的规定的参数来使电源部5减小充电电流。另外，充电器200具有三个包括级联连接的两个MOSFET的电路。其中，将包括M0SFET61和62、电容器71、二极管72以及电容器73的电路为例，说明上述的动作。另外，在二极管72的阴极与接地电位之间连接有电阻器R71，在阳极与接地电位之间连接有R73。电阻器R71、R73是用于使电容器71、73放电的电阻。根据由电容器71和电阻器R71决定的时间常数、以及由电容器73和电阻器R73决定的时间常数之间的关系，应从I/O端口 87施加至电容器73的脉冲列中的各个脉冲的导通时间和脉冲间隔受到一定的限制。包括两个MOSFET在内的其他电路的二极管75和78、电容器74和77、电容器76和79等也是同样的，因此省略说明。图3中的A是用于说明对电容器73施加脉冲列时的M0SFET61的动作的时序图，图3中的B是用于说明未施加脉冲列时的M0SFET61的动作的时序图。在附图中，横轴表示时间，每一幅图中的从上到下的纵轴依次表示对一端连接在二极管72的阳极上的电容器73施加的脉冲列、M0SFET61的栅极电压以及漏极电压。其中，将相对于源电极电位的漏电极电位记为漏极电压，将使M0SFET61导通(或者截止)时的漏极电压记为截止电压(或者导通电压)。图3中的A中，以时刻tl为起点，从I/O端口 87对电容器73施加脉冲列。各个脉冲的上升沿在电容器73被微分、且微分电压经由二极管72对电容器71进行充电，从而电容器71的两端电压、即M0SFET61的栅极电压上升。在时刻t2，当电容器71的两端电压超过了 M0SFET61的导通阈值时，M0SFET61被导通，从而漏极电压从截止电压变为导通电压。由此，使M0SFET61的漏电极和源电极之间导通。另一方面，M0SFET62的栅电极连接在信号端子610上，在从电池组100没有施加低有效的过电压B信号的期间内，M0SFET62被导通，从而使漏电极和源电极之间导通。即，在从I/O端口 87对电容器73施加脉冲列、且过电压B信号未被输入至信号端子610的期间，MOSFET61的漏电极与接地电位导通，对控制端子52施加低有效的导通信号，由此电源部5使充电电压的输出有效。图3的B中，在时刻t3以后停止向电容器73施加的脉冲列，电容器71通过电阻器R71进行放电，从而电容器71的两端电压、即M0SFET61的栅极电压降低。当电容器71的两端电压在时刻t4小于M0SFET61的导通阈值时，M0SFET61被截止，从而漏极电压从导通电压变为截止电压。由此，M0SFET61的漏电极和源电极之间被截止。另一方面，当从电池组100对M0SFET62施加低有效的过电压B信号时，M0SFET62被截止，从而使漏电极和源电极之间截止。即，当从I/O端口 87无法对电容器73施加脉冲列、或者过电压B信号被输入至信号端子610时，M0SFET61的漏电极和接地电位之间的导通被切断，并且对控制端子52施加截止信号，从而电源部5使充电电压的输出无效。与以包括M0SFET61、62的电路为例进行说明的情况相同，只有在从I/O端口 87对电容器76、79输入脉冲列、且过电压B信号未被输入至信号端子610的期间，M0SFET65、67的漏电极与接地电位导通。由此，M0SFET63、64的源电极与接地电位导通，并且L(低)电平导通信号被施加至M0SFET55的栅极，从而使M0SFET55的源电极和漏电极之间导通。下面，在没有特别说明之外，假设M0SFET61、65、67的漏电极与接地电位导通来进行说明。接下来，说明针对电源部5的参数设定端子50和电池数量设定端子53、54设定构成电池组100所具备的二次电池I的每个单元电池的电池电压和单元电池数量的方法。通过经由通信部46、86进行的CPU40、80之间的通信，CPU80接收二次电池I的种类、和构成二次电池I的单元电池11、12、13、14的电池数量(第2信号，在本实施方式I中是4)。CPU80从R0M81读出与二次电池I的种类相应的每个单元电池的充电电压，由参数设定端子50设定所读出的每个单元电池的充电电压。CPU80还根据所接收的电池数量，经由I/O端口 87对M0SFET63、64的栅电极施加导通/截止信号。由此使M0SFET63、64导通/截止，并且对电池数量设定端子53、54设定电池数量。具体而言，在本实施方式中按照下述方式进行设定，但是并不限于此。(a)电池数量为4时，使M0SFET63、64截止。由此，电池数量设定端子53、54变为H(高)电平。(b)电池数量为5时，仅使M0SFET63导通。由此，电池数量设定端子53、54变为L电平、H电平。(c)电池数量为7时，仅使M0SFET64导通。由此，电池数量设定端子53、54变为H电平、L电平。如上所述，当在电池数量设定端子53、54中设定了电池数量时，在对控制端子52施加导通信号的期间，电源部5将充電电压V2设定为对二次电池I的充电电压并予以输出，其中，充電电压V2是对由参数设定端子50设定的每个单元电池的充电电压乘以在电池数量设定端子53、54中设定的电池数量而得到的电压。其中，尤其是当M0SFET65或者M0SFET66被截止时，即，从I/O端口 87无法向电容器76施加脉冲列、或者过电压B信号被输入至信号端子610时，无论MOSFET63、64是否被导通/截止，电池数量设定端子53、54都变为H电平、H电平。因此，电源部5将充电电压设为与电池数量为4的情况相同的充电电压VI，因此即使实际的电池数量为5或者7，充电电压也能够减小至安全范围。另外，假设将上述的(a)-(c)中的电池数量分别设为3、4、5，且确定为电池数量为7时使M0SFET63、64均导通的情况下，如果从I/O端口 87无法向电容器76施加脉冲列、或者过电压B信号被输入至信号端子610时,充电电压变为与电池数量为3时的电压相同的电压，因此，即使在实际的电池数量为4、5或者7的情况下，也能使充电电压进一步减小至安全范围。如上所述，根据本实施方式1，在从I/O端口 87不输出脉冲列的期间，M0SFET67、68使介于充电路径上的M0SFET55导通。并且，从电池组100输入了过电压B信号时，M0SFET68使M0SFET55截止。由此，当包含I/O端口 87的控制部8正在运行并且过电压B信号(规定信号)未被输入的期间，充电路径上的M0SFET55(开关)处于导通状态。另一方面，当控制部8处于非运行的状态、或者有过电压B信号的输入的情况下，M0SFET55被截止，因此禁止向充电路径施加充电电压。因此，通过使用基于从外部接收到的规定信号运行的保护系统、和在安全范围内运行自身异常的保护系统，能够可靠地保护外部的二次电池。另外，当从I/O端口 87输出脉冲列的期间，M0SFET6U62对向充电路径施加充电电压的电源部5的控制端子52施加导通信号，从而使充电电压的输出有效。另外，从电池组100输入了过电压B信号时，M0SFET62向电源部5的控制端子52施加截止信号，使充电电压的输出无效。由此，当包括I/O端口 87的控制部8正在运行并且过电压B信号(规定信号)未被输入的期间，在电源部5中生成充电电压并将其施加给充电路径上。另一方面，控制部8处于非运行状态时或者存在过电压B信号的输入时，电源部5使充电电压的输出无效,因此禁止向充电路径施加充电电压。因此，通过使用基于从外部接收到的规定信号运行的保护系统、和在安全范围呃逆运行自身异常的保护系统，能够可靠地保护外部的二次电池。而且，当接收了过电压B信号时，使M0SFET55截止，并且使充电电压的输出无效。因此，能够控制成二次电池不会变为如超过与过电压B信号相应的电池电压这样的过电压状态。进一步，在从I/O端口 87输出脉冲列的期间，M0SFET63、64、65、66将在电源部5中生成的充电电压作为与从电池组100接收到的电池数量(第2信号)相应的充电电压V2。另外，当从电池组100输入了过电压B信号(第I信号)时，或者从I/O端口 87不输出脉冲列时，M0SFET63、64将电源部5生成的充电电压设为充电电压V2以下的电压、即充电电压Vl (与电池数量4相应的电压)。因此，当信号生成部位处于非运行状态或者被输入第I信号时，由电源部生成的充电电压变为充电电压V2以下的电压、即充电电压Vl，从而减小充电电压。因此，通过使用基于从外部接收的规定信号运行的保护系统、和在安全范围内运行自身异常的保护系统，能够可靠地保护外部的二次电池。另外，电源部5将能够根据二次电池I的电池数量(第2信号)生成的最低的充电电压(电池数量为4个时的充电电压)设为充电电压VI。因此，由电源部生成的充电电压变为与第2信号相对应地预先设定的最低的充电电压，对于外部的二次电池而言，能够在安全范围内工作。进一步，根据二次电池的电池数量，生成充电电压Vl和V2。因此，能够生成与电池数量成正比的电压，即充电电压V2进一步，从I/O端口 87输出的信号(运行中信号)由脉冲列构成，只要I/O端口87停止信号的生成，脉冲的有无状态就会发生变化，因此当控制部8的状态从运行中变为非运行时，不需要实施经由I/O端口 87的特别处理。因此，例如，即使信号生成部位的软件处理突然停止或者失去控制的情况下，也能够将运行中信号变为没有意义的信号。另外，由微型计算机构成的控制部8控制充电，并且从I/O端口 87输出脉冲列(运行中信号)。因此，能够构成为当充电的控制停止或者失去控制时，运行中信号变成非运行中信号的可能性增加。(实施方式2)实施方式I是例如利用在电容器73中对从I/O端口 87输出的脉冲列的上升沿进行微分来对电容器71进行充电以使M0SFET61导通的方式，相对于此，实施方式2是例如在从I/O端口 87输出的信号的上升沿内使单稳态多谐振荡器持续导通来使M0SFET61导通的方式。图4是表示本发明的实施方式2的充电器201的构成例的框图。在M0SFET61、65的栅电极上连接单稳态多谐振荡器91、92的Q端子，其中，单稳态多谐振荡器91、92通过在T端子上输入从I/O端口 87输出的信号而被触发。在M0SFET67的栅电极上连接有单稳态多谐振荡器93的Q端子，其中，单稳态多谐振荡器93通过在T端子上输入从电源部5的时钟输出端子51输出的时钟信号而被触发。当电源部5处于非运行状态时，停止上述时钟信号。连接在单稳态多谐振荡器91、92、93上的电阻器和电容器是用于决定单次脉冲宽度的时间常数电路，省略其详细说明。下面，在Q端子连接在M0SFET61、65、67的栅电极上的单稳态多谐振荡器91、92、93中，以M0SFET61和单稳态多谐振荡器91为例说明上述的动作。在此，假设过电压B信号未被输入至信号端子610，并且M0SFET62处于导通状态。此外，在实施方式I中，从I/O端口 87施加至电容器73的脉冲列中，各个脉冲的导通时间和脉冲间隔有一定的限制。另一方面，在本实施方式2中，与从Q端子输出的单次脉冲宽度相当的时间比从I/O端口 87输出的信号被输入至T端子的时间间隔还长时，M0SFET61持续处于导通状态，因此对于应从I/O端口 87输出的信号的限制明显少于实施方式I。在控制部8处于运行中时，例如通过处理优先级低的任务，从I/O端口 87不定期输出触发信号并将其施加至单稳态多谐振荡器91的T端子。根据触发信号被触发的单稳态多谐振荡器91从Q端子输出根据所连接的时间常数电路确定的时间宽度的单次脉冲。直到该单次脉冲截止为止，只要从I/O端口 87持续向T端子施加下一触发信号，就能够使单稳态多谐振荡器91的Q端子保持H(高)电平，因此M0SFET61也保持导通状态。当控制部8处于非运行(包括软件控制的失灵)状态，不能执行上述优先级低的任务时，最晚也会在经过与单次脉冲的时间宽度相当的时间之后使单次脉冲截止，Q端子变为L (低)电平，从而使M0SFET61截止。由此，在电源部5中使充电电压的输出无效。另外，对于与实施方式I对应的部分附加相同的附图标记，并省略了其详细说明。如上所述，根据本实施方式2,在未输入过电压B信号、且从I/O端口 87向单稳态多谐振荡器91、92的T端子输出触发信号的期间，M0SFET61、62对向充电路径施加充电电压的电源部5的控制端子52施加导通信号来使充电电压的输出有效，并且M0SFET63、64、65、66将电源部5生成的充电电压设为与从电池组100接收的电池数量(4、5、7)相对应的充电电压V2。并且,在未输入过电压B信号、且从电源部5的时钟输出端子51向单稳态多谐振荡器93的T端子输出时钟信号的期间，M0SFET67、68使介于充电路径上的M0SFET55导通。由此，在包括I/O端口 87的控制部8处于运行中的期间、未被输入过电压B信号(规定信号)的期间、且输出电源部5的时钟信号的期间，使充电路径上的M0SFET55 (开关)导通，并且由电源部5生成的充电电压成为与二次电池I的电池数量(第2信号)相对应的充电电压V2。另一方面，当控制部8处于非运行状态，或者从时钟输出端子51没有输出时钟信号时，由电源部5生成的充电电压成为充电电压V2以下的电压、即充电电压VI，或者在电源部5中使充电电压的输出无效，或者使M0SFET55截止。而且，当输入了过电压B信号时，M0SFET55被截止，且电源部5使充电电压的输出无效，因此禁止向充电路径施加充电电压，或者减小充电电压。因此，通过使用基于从外部接收到的规定信号运行的保护系统、和在安全范围内运行自身异常的保护系统，能够可靠地保护外部的二次电池。另外，在实施方式I和2中，从电池组100输出过电压A信号，但是即使电池组100不具备输出过电压A信号的信号端子430，只要从信号端子210输出过电压B信号，则充电器200、201就能够实现本发明的功能。此外，在实施方式I和2中，通过经由通信部86、46而实施的通信，接收电池组100所包含的二次电池I的种类和电池数量，并由此决定充电电压V2，但是并不限于此。例如，即使在电池组100不包括通信部46和通信端子460的情况下，当应安装在充电器200、201中的电池组100所具备的二次电池I的种类和电池数量已知时，通过与该种类和和电池数量相应的处理，充电器200、201实现本发明的功能。本次公开的实施方式在所有层面上仅仅是例示，应理解为并不是限制性的内容。本发明的范围应根据技术方案确定，而不是根据上述的说明来确定，并且在与技术方案等同的意义及范围内的所有变更均应包含在本发明的范围中。
权利要求
1.一种充电器，包括从外部接收规定信号的接收部，并且向相对于外部的充电路径施加充电电压，该充电器的特征在于，包括开关，其接通或断开所述充电路径；生成单元，其生成表示自身正处于运行中的运行中信号；以及开关控制部，其在由该生成单元生成运行中信号的期间，断开所述开关，当所述接收部接收到所述规定信号时，该开关控制部接通所述开关。
2.一种充电器，包括从外部接收规定信号的接收部、和向相对于外部的充电路径施加充电电压的电源部，该充电器的特征在于，包括生成单元，其生成表示自身正处于运行中的运行中信号；以及电源控制部，其在由该生成单元生成运行中信号的期间，使所述电源部生成所述充电电压，当所述接收部接收到所述规定信号时，该电源控制部禁止所述电源部生成所述充电电压。
3.根据权利要求1或2所述的充电器，其特征在于，所述规定信号是表不在外部应被充电的二次电池处于过电压状态的信号。
4.一种充电器，包括从外部接收第I信号、第2信号的第I接收部和第2接收部、以及向相对于外部的充电路径施加充电电压的电源部，该充电器的特征在于，包括生成单元，其生成表示自身正处于运行中的运行中信号；以及电源控制部，其在由该生成单元生成运行中信号的期间，使所述电源部生成充电电压 V2，其中，所述充电电压V2是与所述第2接收部所接收的第2信号相对应的电压，当所述第I接收部接收到所述第I信号、或者无法通过所述生成单元生成运行中信号时，该电源控制部使所述电源部生成不大于所述充电电压V2的充电电压Vl。
5.根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，所述充电电压Vl是所述电源部根据第2信号能够生成的最低的充电电压。
6.根据权利要求4或5所述的充电器，其特征在于，所述第2信号是表示在外部应被充电的二次电池所具备的电池数量的信号。
7.根据权利要求1至6的任一项所述的充电器，其特征在于，所述生成单元所生成的运行中信号是脉冲列。
8.根据权利要求1至7的任意一项所述的充电器，其特征在于，该充电器具备控制部，其包括微型计算机，且对所述电池组的充电进行控制，所述生成单元生成的运行中信号是通过所述微型计算机的处理而生成的信号。
全文摘要
本发明提供从外部接收规定信号时能够通过在安全范围内运行自身异常的两个以上的系统来可靠地保护外部的二次电池的充电器。当从信号端子(610)输入了低有效过电压B信号时，MOSFET(62、66、68)被截止，因此向控制端子(52)施加了截止信号的电源部(5)使充电电压的输出无效，并且使MOSFET(55)截止，由此切断充电路径。在未输入过电压B信号的期间，当包括I/O端口(87)的控制部(8)处于非运行中状态时，电源部(5)使充电电压的输出无效、或者在电池数量设定端子(53)中设定最小的电池数量来减小充电电压、或者使MOSFET(55)截止，由此切断充电路径。
文档编号H02J7/00GK103036271SQ20121036737
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月4日
发明者关全宏 申请人:三洋电机株式会社