專利名稱：電池充電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種充電裝置，其用于給作為諸如無繩電動工具等便攜式裝置的電源的鎳-鎘電池(將稱之為“Ni-Cd電池”)、鎳-氫化金屬電池(下文稱為Ni-MH電池)或鋰離子電池(下文稱為Li-ion電池)進行充電。
背景技術：
最近幾年，Ni-Cd電池，Ni-MH電池或Li-ion電池被用來作為諸如無繩電動工具等移動裝置的電源。對這些電池進行充電的充電裝置經(jīng)常在室外使用，雨滴或金屬碎片可能通過形成在充電裝置中的冷卻風口或通過像電池連接部分之類的開口進入到充電裝置中。假若外來導電物質(zhì)進入了充電裝置或接觸到電池連接部分中布置的電池的連接端子，那么內(nèi)部電路就可能發(fā)生短路。針對這些的對策是，有這樣一種充電裝置，其可以通過在其內(nèi)部充滿樹脂的方法來防止外來導電物質(zhì)，從而保護其自身電路。

發(fā)明內(nèi)容
然而，雖然上述充電裝置可以防止電路被外來導電物質(zhì)的進入而短路，但是該充電裝置沒有覆蓋物等來保護其連接部分，這樣充電端子間就會發(fā)生短路。本發(fā)明的目的是消除迄今描述的現(xiàn)有技術的缺點，并且即使在外來導電物質(zhì)進入的情況下也保護充電裝置的電路。
上述目的可以通過一個為具有多個串聯(lián)電池的電池組充電的充電裝置來實現(xiàn)。在這種充電裝置中，提供了用來檢測外來導電物質(zhì)進入了充電裝置中的異常檢測裝置，并且從異常檢測裝置的檢測結果判斷出外來導電物質(zhì)是否已經(jīng)進入到充電裝置中。當判斷出外來導電物質(zhì)已經(jīng)進入到充電裝置中時，就會停止充電，并由異常顯示裝置通知該異常狀態(tài)。
可以在當外來導電物質(zhì)進入充電裝置或在電池連接端子之間接觸時提前避免諸如短路這樣的問題。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的一個充電裝置的透視圖。
圖2是示出可通過根據(jù)本實施例的充電裝置進行再充電的電池組的透視圖。
圖3是示出根據(jù)本實施例的充電裝置的電路結構圖。
圖4是示出根據(jù)本實施例的充電裝置的異常檢測電路的布置圖。
圖5是示出根據(jù)本實施例的充電裝置的流程圖。
圖6是示出根據(jù)本實施例的充電裝置的另一模式的電路框圖。
圖7是示出根據(jù)本實施例的充電裝置另一模式的部分電路框圖。
圖8是根據(jù)本實施例的充電裝置的另一模式的狀態(tài)圖。
圖9是示出根據(jù)本實施例的充電裝置另一模式的透視圖。
圖10是示出根據(jù)本實施例的充電裝置另一模式的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例的各種模式將參照附圖詳細描述。充電裝置1由上層殼體4和下層殼體5組成，包括一個插入端口2，當電池組102充電時，電池組102的卡銷部分102a插入其中；進氣口7，用于通過布置在充電裝置1中的冷卻風扇把空氣導入到充電裝置1中；出氣口3，用于把導入的空氣輸送到電池組102的排氣口102b；以及一個由發(fā)光二極管構成的顯示單元6，用來顯示充電裝置1的充電狀態(tài)等。此外，在電池組102的卡銷部分102a的前端，給電池組102提供了一個要與充電裝置1一側的端子電連接的端子102c；以及未示出的用于釋放從排氣口102b進入的冷風的釋放口。這樣，這種模式的實施例以插入類型的充電裝置的例子進行描述，但是本發(fā)明也可以應用到滑動類型的充電裝置中。
接下來，將參照圖3描述充電裝置1的充電電路實施例的一種模式。圖3中，由充電裝置1進行充電的電池組102包括一個或多個串聯(lián)的可充電電池102d；和一個溫度傳感元件102e，其與電池102d接觸或接近，作為溫度檢測傳感器諸如熱敏電阻器來檢測電池組102的溫度。
第一整流濾波電路103由一個全波整流電路103a和濾波電容器103b組成，對交流電源101進行全波整流。開關元件105由場效應管等構成，并與高頻變壓器104的初級線圈相連。根據(jù)來自后面所述的恒流控制電路109提供的充電電流控制信號，開關控制電路106改變開關元件105的驅(qū)動脈沖寬度來控制開關元件105的開啟時間，從而調(diào)整第二整流濾波電路107的輸出電壓和電池組102的充電電流。此外，開關控制電路106響應來自微型計算機113(將稱為“微機”)的輸出信號，來控制開關元件105的導通/斷開，從而控制電池組102充電的開始與結束。第二整流濾波電路107是由二極管107a和濾波電容器107b組成的，它們都與高頻變壓器104的第二級線圈相連。
流經(jīng)電池組102的充電電流是由一個由電阻器構成的充電電流檢測電路108來檢測的，例如，檢測信號被輸送到一個由功能放大器等構成的恒流控制電路109中。此外，把來自電流設置電路110的電流設置值送入恒流控制電路109，其設置對應于電池組102的充電電流的參考電壓，也就是響應于微機113的輸出的預定電流值。恒流控制電路109向開關控制電路106輸出一個電流控制信號，使得充電電流檢測電路108檢測到的充電電流可以是由電流設置電路110設定的預定電流值。在該控制信號的基礎上，開關控制電路106改變開關元件105的驅(qū)動脈沖寬度，來調(diào)整開關元件105的開啟時間，從而控制充電電流為設定值。這樣，充電電流檢測電路108、恒流控制電路109和電流設置電路110構成了一個充電電流控制單元。
由電阻器構成的電池電壓檢測電路111檢測電池組102的電池電壓，所以由該電阻器所分的電壓(或檢測電壓)被輸入到微機113中。
電池溫度檢測電路118是由一個電阻器組成的，并與電池組102的溫度傳感元件102e相連，所以電池溫度檢測電路118根據(jù)其電阻可隨溫度改變的熱敏電阻器等的溫度傳感元件102e的溫度信號變化來改變其分壓值，從而把分壓信號輸出到微機113中。
充電裝置1的狀態(tài)例如通過由多個發(fā)光二極管組成的顯示電路114顯示在顯示單元6(參見圖1)上，因此再充電狀態(tài)，完全充電狀態(tài)，異常狀態(tài)等等都由發(fā)光二極管的發(fā)光和閃爍的結合來顯示。這里，充電裝置1的狀態(tài)指示不應該只限制在顯示上，而是可以以根據(jù)充電狀態(tài)的聲音來通知用戶。冷卻風扇119被提供來通過從圖1和圖2中的通風口7吸入空氣并經(jīng)由出氣口3和排氣口102b從未示出的釋放口釋放空氣，來冷卻充電裝置1和電池組102。恒壓電路120產(chǎn)生一個諸如5伏特的驅(qū)動電源Vcc來供給微機113、恒流控制電路109、電池溫度檢測電路118、異常檢測電路112、和冷卻風扇119等等。
異常檢測電路112由電阻器115以及導電跳線116和117組成。通常，微機113通過電阻器115被供給一個5伏特的輸入。然而假若諸如金屬碎片的外來導電物質(zhì)進入充電裝置1使得跳線116和117以任意阻值與外來物質(zhì)或雨滴發(fā)生短路，則電阻器115和跳線116和117對5伏特電壓分壓。結果，要輸入微機113的電壓以該分壓比而被降低，因此例如如果跳線116和117的內(nèi)阻很小，那么大約0伏特電壓被輸入到微機113。這樣，微機113就能夠判斷外界導電物質(zhì)已經(jīng)進入。這里，跳線116和117必須被放置到外界物質(zhì)容易進入的地方，或者放置到外界物質(zhì)的進入很容易擾亂電路的地方。如圖4所示，例如，要插入充電裝置1的電池組102的插入端口2被打開來接收電池組102的卡銷端口102a，這樣其很容易接收到外來物質(zhì)。此外，插入端口2裝配有要與安置在電池組102的卡銷端口102a電連接的充電端子或溫度端子，并且外來導電物質(zhì)就可以進入到插入端口2中，并由此造成端子的短路。因此，通過對插入端口2裝配跳線116和117，可以防止充電電路被外來物質(zhì)短路。此外，即便要有外來物質(zhì)進入，顯示電路114也會通知用戶，這樣，用戶就可以很容易的注意到有東西進入了。這里，如圖1所示，如果上層殼體4和下層殼體5由螺絲釘連接，那么充電裝置1就很容易清除外來物質(zhì)。
接下來，將參照圖3和圖5對充電裝置1的動作進行描述。當充電裝置1與交流電源101相連時，微機113始終對異常檢測電路112提供的電壓進行監(jiān)控(步驟201)。當微機113檢測到外來導電物質(zhì)，也就是，檢測到由電阻器115以及跳線116和117對5伏特電壓進行分壓的電壓，倘若輸入到微機113的電壓不是5伏特，比如檢測到由于跳線116和117的內(nèi)阻很小而導致的0伏特的電壓時，微機113就判斷有外來物質(zhì)進入了(即，步驟201的結果是)。微機113給開關控制電路106輸出一個指令信號，用來斷開開關元件105。開關元件105響應來自開關控制電路106的開關停止信號，停止開關動作(步驟208)，所以充電裝置1不會開始對電池組102充電，而是顯示電路114通知用戶有異常狀態(tài)(步驟209)，即有外來物質(zhì)進入。
倘若微機113判斷沒有檢測到外來物質(zhì)，即倘若從異常檢測電路112輸入到微機113的電壓是5伏特(即，步驟201的結果否)，微機113就會等待(即，步驟202的結果否)，直到電池組102被連接。溫度檢測電路118或電池電壓檢測電路111可以檢測電池組102的連接。當電池組102與充電裝置1相連時(即步驟202的結果是)，微機113根據(jù)預設充電電流給電流設置電路110輸出參考電壓，以及給開關控制電路106輸出充電開始信號，從而啟動開關元件105開始充電(步驟203)。
倘若所連接的電池組102為Ni-Cd電池或Ni-MH電池，則電池組102的充電就由恒流控制來實現(xiàn)。在恒流控制系統(tǒng)中，充電電流(或?qū)诔潆婋娏鞯碾妷?和與電流設置電路110中預定的電流值對應的參考電壓都被輸出到恒流控制電路109中，其中此充電電流是由充電電流檢測電路108在開始充電的同時從流經(jīng)電池組102的充電電流檢測到。由恒流控制電路109在開關控制電路106中產(chǎn)生一個反饋來使得那些電壓可以互相保持一致，也就是充電電流可以取一個預定電流值，并且開關元件105的驅(qū)動脈沖寬度也受控來保持充電電流恒定。這里，電流設定電路110可以設置多個充電電流值，并且充電電流也可以按照電池溫度等因素而變化。
在這之后，微機113在步驟204根據(jù)異常檢測電路112發(fā)出的電壓信號判斷是否在充電過程中有外來物質(zhì)進入。倘若微機113判斷有外來物質(zhì)進入(步驟204的結果是)，那么微機113就給開關控制電路106輸出一個指令信號來關閉開關元件105。開關元件105響應來自開關控制電路106的停止信號，停止開關和充電動作(步驟208)，并通過顯示電路114把異常狀態(tài)通知給用戶(步驟209)。
另一方面，倘若判斷沒有檢測到外來物質(zhì)，則例行程序前進到步驟205來實行完全充電的檢測。技術領域中有各種各樣的方法來檢測完全充電?？梢圆扇∠旅嫱耆潆姍z測方法中的一個或多個。-Δ檢測法中，根據(jù)電池電壓檢測電路111的輸出，檢測到電池電壓在充電末尾時間對峰值電壓下降了預定量來控制充電。二階微分檢測法中，通過檢測電池電壓對時間的二階微分值變成負數(shù)來控制充電。ΔT檢測法中，通過根據(jù)電池溫度檢測電路118的輸出檢測電池溫度從而檢測從充電開始的電池溫升成為預定值或更高值來控制充電。ΔT/Δt檢測法中，通過檢測在充電時間每一預定時間的電池溫度上升率(或溫度梯度)的瞬間來控制充電，如JP-A-62-193518，JP-A-2-246739和JP-UM-3-34638等中描述的。
倘若電池組102在步驟205沒有完全充電(步驟205結果否)，則例行程序返回到步驟204(檢測到外來物質(zhì))。如果判斷電池組102進行了完全充電(步驟205結果是)，那么微機113通過向開關控制電路106輸出充電停止信號來停止充電(步驟206)，從而斷開開關元件105。接下來，判斷電池組102從充電裝置1中移走(步驟207)。當判斷電池組102已經(jīng)從充電裝置1中移走時(步驟207的結果是)，例行程序返回步驟201。
接下來參照圖6到10描述本實施例的第二種模式。圖6所示充電裝置為一個通用充電裝置，其可以對不同種類電池組充電。
充電裝置300可以對不同種類的電池組充電。電池組301由一個或多個串聯(lián)的電池301a和溫度傳感元件301b構成，該溫度傳感元件301b布置來與電池301a接觸或接近以檢測電池組301中的溫度并用作溫度檢測傳感器比如熱敏電阻器。這里，溫度傳感元件301b具有不同的端子位置，根據(jù)電池組301的種類在所述不同端子位置與充電裝置300相連。充電裝置300能夠依據(jù)電池傳感元件301b被連接了什么端子來區(qū)分相連的電池組301的種類。這里，溫度傳感元件301b具有與電池組301種類對應的要與充電裝置300連接的不同的端子位置。依據(jù)與溫度傳感元件301b的哪一個端子相連，電池充電裝置300能夠區(qū)分相連的電池組301的種類。此外，根據(jù)電池組種類而被制成不相同的不是溫度傳感元件301b的端子位置而是正端子位置，或是溫度傳感元件301b和正端子的位置兩者，如圖9所示，充電裝置300提供有要與那些電池組中各個端子相連的端子。圖9中，L+端子與第一類電池組的正端子相連；+端子與第二類電池組的正端子相連；LS端子與第一類電池組的溫度傳感元件端子相連；S端子與第二類電池組的溫度傳感元件端子相連；-端子與第一類和第二類電池組的負端子相連。此外，像充電裝置1一樣，充電裝置300提供有插入端口300a，其中插入電池組卡銷部分300a；進氣口300c，用來通過后面將要描述的冷卻風扇來把空氣導入充電裝置300；出氣口300b，用來把導入的空氣送入電池組301；和后面將要描述的顯示單元316，用來顯示充電裝置300的充電狀態(tài)等。
圖6中，第一整流濾波電路302是由全波整流電路302a和濾波電容器302b構成的，它對交流電源101進行全波整流。開關元件304由場效應管等構成，并與高頻變壓器303的初級線圈相連。依據(jù)后面將要描述的恒流控制電路108產(chǎn)生的充電電流控制信號，開關控制電路305改變開關元件304的驅(qū)動脈沖寬度來控制開關元件304的開啟時間，從而調(diào)整第二整流濾波電路306的輸出電壓和到電池組301的充電電流。開關控制電路305響應微機315的輸出信號，控制開關元件304的導通/斷開，從而控制電池組301的充電開始和結束。第二整流濾波電路306由與高頻變壓器303的第二線圈相連的二極管306a和濾波電容器306b組成。
流經(jīng)電池組301的充電電流是由電阻器構成的充電電流檢測電路307檢測的，例如檢測信號被輸出給由功能放大器等組成的恒流控制電路308中。此外，以來自電流設置電路309的電流設置值來送入恒流控制電路308，該電流設置電路309設置了與電池組301的充電電流相對應的參考電壓，即響應于微機315輸出的預定電流值。恒流控制電路308向開關控制電路305輸出電流控制信號，以使得由充電電流檢測電路307所檢測的充電電流可以是由電流設置電路309設置的預定電流值。開關控制電路305依據(jù)此控制信號改變開關元件304的驅(qū)動脈沖寬度來調(diào)整開關元件304的開始時間，從而控制充電電流到設定值。這里，充電電流檢測電路307、恒流控制電路308和電流設置電路309組成了充電電流控制單元。
由電阻器構成的電池電壓檢測電路319對電池組301的電池電壓進行檢測，因此該檢測的電壓(或電阻器的分壓電壓)被輸入微機315中。
第二整流濾波電路306的輸出電壓是通過由電阻器構成的輸出電壓檢測電路檢測的，并且該電壓被輸出到由功能放大器等構成的輸出電壓控制電路311中。此外，向輸出電壓控制電路311輸入一個從輸出電壓設置電路312輸出的電壓設定值，此電壓設置電路312響應微機315的輸出來設置對應于電池組301的預定輸出電壓。與在恒流控制電路308中類似，輸出電壓控制電路311向開關控制電路305輸出一個電壓控制信號，因此由輸出電壓檢測電路310檢測到的第二整流濾波電路306的輸出電壓可以是由輸出電壓設置電路312所設定的預定電壓值。依據(jù)此控制信號，開關控制電路305改變開關元件304的驅(qū)動脈沖寬度，來調(diào)整開關元件304的開始時間，從而控制第二整流濾波電路306到設定值。這里，輸出電壓檢測電路310、輸出電壓控制電路311和輸出電壓設置電路312組成了一個輸出電壓控制單元。
第一電池溫度檢測電路313是由一個電阻器構成的，并與電池組301的溫度傳感元件301b(其可根據(jù)電池溫度改變自身阻值)相連。此電池溫度是以該電阻器和溫度傳感元件301b的電阻值從電壓Vcc中分壓到的電壓(或分壓比)的改變而被檢測的，所以該檢測信號被輸出給微機315。第二電池溫度檢測電路314也是由一個電阻器構成，并且與不同于第一種電池組301的第二種電池組301’中的溫度傳感元件301b相連，因而在第二種電池組301’與充電裝置300相連時具有與前面提到的類似功能。這里在圖6中，第二電池溫度檢測電路314不與第一電池組301相連，而且第一電池溫度檢測電路313也不與不同于電池組301的電池組301’相連。因此，可以通過第一和第二電池溫度檢測電路313和314區(qū)分要連接的電池組種類。
例如由多個發(fā)光二極管構成的顯示電路316顯示充電裝置300的狀態(tài)，這樣通過發(fā)光二極管的發(fā)光和閃爍的組合來顯示再充電狀態(tài)、完全充電狀態(tài)和異常狀態(tài)等。這里，狀態(tài)指示可以不應限制在顯示上，而且也可以根據(jù)充電狀態(tài)通過聲音來通知用戶。冷卻風扇317被用來冷卻充電裝置300和電池組301，從進風口300c吸入空氣，再將冷風通過出氣口300b送至電池組。
恒壓電路318被用來作為一個與電池組301充電通路不同的系統(tǒng)，并產(chǎn)生諸如5伏特的驅(qū)動電源Vcc給微機315、恒流控制單元、電池溫度檢測電路313和314、冷卻風扇317等等。這里，恒壓電路318布置來作為與充電通路不同的通路，并將驅(qū)動電源Vcc輸送給微機315和輸出電壓控制單元等。因此，倘若電池組301不與充電裝置300相連，則可斷開充電通路來減少能量消耗。
本實施例的異常檢測電路320由第一和第二電池溫度檢測電路313和314構成，將參考圖7和圖8對其進行描述。
第一電池溫度檢測電路313與分壓電阻器313a和313b對恒壓電路318輸出的5伏特電壓進行分配，并將分配電壓輸出給微機315。同樣，電池溫度檢測電路314以分壓電阻器314a和314b對由恒壓電路318送入的電壓Vcc比如5伏特進行分壓，并將所分的電壓輸出給微機315。與之類似，電池溫度檢測電路314以分壓電阻314a和314b對電壓Vcc分壓，并將所分的電壓輸出到微機315。倘若沒有連接電池組，則第一和第二電池溫度檢測電路313和314所分的電壓是恒定(不變)的，這樣微機315就可以判斷沒有連接電池組。在本實施例中，通常連接第一種電池組301比如Li-ion電池組，電池組301的溫度傳感元件301b與第一電池溫度檢測電路313相連，因此給微機315的輸出電壓取由電阻器313a的電阻以及電阻器313b和溫度傳感元件301b兩者的合成電阻從5伏特電壓所分得的電壓值。此外，電池組301(或溫度傳感元件301b)不與第二電池傳感檢測電路314相連，這樣給微機315的輸出電壓就不會從在連接電池組301之前的輸出發(fā)聲改變，而是恒定不變。因此，微機315判斷連接了第一種電池組301，這樣就可以通過對第一種電池組301(即Li-ion電池組)的充電控制來實現(xiàn)充電。
另一方面，當連接如Ni-MH電池組的第二種電池組301’時，因為溫度傳感元件301b的端子處在不同于第一種電池組301的位置，所以它不是與第一電池溫度檢測電路313相連而是與第二電池溫度檢測電路314相連。因此，第一電池溫度檢測電路313的輸出電壓不會從電池組連接前的電壓發(fā)生改變而是恒定不變，并且從第二電池溫度檢測電路314輸出的輸出電壓取電阻器314a的電阻以及314b和溫度傳感元件301b兩者的合成電阻從5伏特電壓所分得的電壓值。那么，微機315判斷已經(jīng)連接了第二種電池組301’，這樣就可以通過對Ni-MH電池組的充電控制來實現(xiàn)充電。這里，以溫度傳感元件的連接位置來區(qū)分電池組的類型，然而也可以以電池組正端子的連接位置來區(qū)分。
這里，考慮以下這種情況，即外來導電物質(zhì)進入了第一和第二電池溫度檢測電路313和314之間，也就是要與第一和第二種電池組各自的溫度傳感元件相連的溫度端子之間(如圖6中的LS端子和S端子)發(fā)生短路。在其中不連接電池組的一般情況下，第一和第二電池溫度檢測電路313和314的輸出電壓取各自分壓電阻器313a與313b，和314a與314b所分得的電壓值，以便可以給微機315輸出恒定的電壓。倘若第一或第二種電池組是正常連接，那么第一或第二電池溫度檢測電路313和314其中之一輸出的電壓就會如上文中所述發(fā)生改變。然而，當?shù)谝缓偷诙姵販囟葯z測電路313和314被制成由外來導電物質(zhì)相互連接時，第一和第二電池溫度檢測電路313和314兩者的輸出電壓都會發(fā)生變化，這樣微機315就可以檢測出充電裝置300的異常狀態(tài)了，即外來物質(zhì)的進入。
將參考圖6到圖10描述依照實施例的這種模式的充電裝置300的動作。當充電裝置300與交流電源101相連時，驅(qū)動電壓Vcc通過恒壓電路318輸送給微機315等，使得微機315等啟動。這里，供給充電通路的電源被中斷，直到開關元件304導通。
微機315始終監(jiān)控(步驟501)異常檢測電路320，即第一和第二電池溫度檢測電路313和314的輸出電壓。倘若盡管電池組沒有連接但第一和第二電池溫度檢測電路313和314也改變了，那么微機315判斷第一和第二電池溫度檢測電路313和314的連接端子LS端子和S端子被外來導電物質(zhì)接觸了(步驟501的結果是)，并在顯示電路316中顯示異常狀態(tài)(步驟502)，從而保持停止給充電通路供電。
另一方面，倘若第一和第二電池溫度檢測電路313和314的輸出電壓沒有改變，則微機315判斷沒有通過外來導電物質(zhì)的異常接觸(步驟501結果否)，并監(jiān)控電池組的連接(步驟503)。這里，如前所述，通過第一和第二電池溫度檢測電路313和314來檢測電池組的連接。
當電池組與充電裝置300相連時(步驟503結果是)，微機315根據(jù)第一和第二電池溫度檢測電路313和314的輸出電壓來區(qū)分電池組的種類。倘若第一電池溫度檢測電路313的輸出電壓如前所述發(fā)生改變，那么微機315就判斷是第一種電池組301(即Li-ion電池組)(步驟504結果是)。倘若第二電池溫度檢測電路314的輸出電壓改變，那么微機315就判斷是第二種電池組310’(即Ni-MH電池組或Ni-MH電池組)(步驟504結果否)。接著，微機315就根據(jù)電池組種類開始充電控制。
尤其在Li-ion電池組301情況時，微機315向電流設置電路309輸出對應于預設充電電流的參考電壓，并向開關控制電路305輸出充電開始信號，使得開關元件304導通來開始通過恒流控制進行充電。
此時，在恒流控制系統(tǒng)中，與充電開始同時地流經(jīng)電池組301的充電電流由充電電流檢測電路307檢測，并且開關控制電路305由恒流控制電路308根據(jù)對應于該充電電流的電壓和與在電流設置電路309中設定的預定電流值相對應的參考電壓來這樣反饋，使得那些電壓可以變成相等，即充電電流可以取預定電流值。因此開關元件304的驅(qū)動脈沖寬度被調(diào)整來控制充電電流為恒定值。為了充電電流值可以設定成多個值，也可以提供給電流設置電路309多個參考值，從而依照電池溫度交換充電電流。
之后，在步驟506，微機315根據(jù)異常檢測電路320(即第一和第二電池溫度檢測電路313和314)的輸出電壓判斷在充電過程期間的異常狀態(tài)。假如判斷有外來導電物質(zhì)進入了(步驟506的結果是)，也就是假如檢測到第一和第二電池溫度檢測電路313和314的輸出電壓改變了，那么微機315輸出給向開關控制電路305輸出一個命令信號來斷開開關元件304。開關元件304響應開關控制電路305的開關停止信號來停止開關動作(步驟507)，從而停止充電，并由顯示電路316通知用戶有異常狀態(tài)(步驟508)。
另一方面，沒有異常狀態(tài)時，例行程序前進到步驟509，在此微機315以電池電壓檢測電路319檢測電池組301的電壓。假如電池電壓到達預定值(步驟509結果是)，則充電通過恢復恒壓控制來繼續(xù)針對恒壓控制，開關控制電路305由輸出電壓控制電路311進行反饋來使得由電池電壓檢測電路319所檢測到的電池電壓(即由輸出電壓檢測電路310檢測的輸出電壓)與由電壓設置電路313設定的參考電壓值可以相等。這樣，我們就可以通過控制開關元件304的驅(qū)動脈沖寬度來控制輸出電壓到恒定值。
之后，在步驟511，如在步驟506一樣，微機315根據(jù)異常檢測電路320(即第一和第二電池溫度檢測電路313和314)輸出的電壓判斷充電過程中的異常狀態(tài)。倘若判斷有外來導電物質(zhì)進入(步驟511結果是)，那么微機315向開關控制電路305輸出命令信號來斷開開關元件304。開關元件304響應來自開關控制電路305的開關停止信號，停止開關，既而停止充電，并通過顯示單元316通知用戶有異常狀態(tài)。
倘若在步驟511判斷沒有異常狀態(tài)，則例行程序前進到步驟512進行完全充電操作。這里，因為充電電流會逐步下降到恒壓控制，所以假如充電電流等于或低于用于完全充電的預設電流值，就判斷為完全充電。倘若在步驟512沒有判斷為完全充電，則例行程序返回步驟511。倘若判斷為完全充電，那么微機315向開關控制電路305輸出充電停止信號來斷開開關元件304從而停止充電(步驟513)。簡言之，輸送到充電通路的供電被中斷。接著，判斷電池組301是否從充電裝置300中移走(步驟514)。倘若電池組已被移走，則例行程序返回到步驟501。
另一方面，在步驟504，連接到充電裝置300的電池組不是Li-ion電池組301而是第二種電池組301’，比如Ni-MH電池組。這時，例行程序前進到步驟515，在此開始通過恒流控制充電。這種恒流控制如步驟505一樣進行。這里，電池組301’的連接不是從第一電池溫度檢測電路313的輸出電壓來判斷而是從第二電池溫度檢測電流314的輸出電壓的改變來判斷。
之后，在步驟516檢測異常狀態(tài)。倘若第一和第二電池溫度檢測電路313和314的輸出電壓改變，則判斷有些外來導電物質(zhì)接觸到了L+端子，并在步驟507和508進行針對異常狀態(tài)的操作。
倘若在步驟516判斷沒有異常狀態(tài)，則例行程序前進到步驟517，在此檢測完全充電。在根據(jù)恒流控制方法的完全充電檢測中，正如本技術領域中所已知，有各種方法，包括-Δ檢測法、二階微分檢測法、ΔT檢測法和ΔT/Δt檢測法，可使用其中一種或多種方法。
倘若電池組301’判斷為完全充電(步驟517結果是)，則微機315向開關控制電路305輸出充電停止信號來關閉開關元件304從而停止充電(步驟513)。接下來，判斷電池組301’是否已從充電裝置300中移走(步驟514)。倘若電池組301’已經(jīng)移走，則例行程序返回到步驟501。
如上文描述的，從電源接通起就始終對外來物質(zhì)進入充電裝置進行監(jiān)控，這樣就可以提前防止諸如電路短路的問題。這種問題防止的作用比在其中填充樹脂的充電設備中進一步被增強。因為外來物質(zhì)的進入始終被監(jiān)控，所以也可以防止在沒有填充樹脂的結構中的此問題。此外，可提供通過減少樹脂成本和重量而便宜且輕巧的充電裝置。
此外，本發(fā)明已經(jīng)在異常檢測電路放置在插入端口的情況中進行了描述?？梢酝ㄟ^把異常檢測電路放置在諸如進氣口或放氣口等開口處作為更好的應對措施。
權利要求
1.一種充電裝置，用于對擁有一個或多個電池的電池組進行充電，所述充電裝置包括異常檢測裝置，用于檢測外來導電物質(zhì)已經(jīng)進入了所述充電裝置或已經(jīng)接觸了所述充電裝置和所述電池組的連接端子；控制裝置，響應所述異常檢測裝置的檢測信號來控制對所述電池組充電。
2.如權利要求1所述的充電裝置，包括連接檢測裝置，其用于檢測所述電池組的連接，其中當所述控制裝置根據(jù)所述連接檢測裝置的輸出判斷出所述電池組處于連接前時，并且當所述控制裝置根據(jù)所述異常檢測裝置判斷出外來物質(zhì)進入時，所述控制裝置不啟動充電。
3.如權利要求1所述的充電裝置，包括連接檢測裝置，其用于檢測電池組的連接，其中在所述控制裝置根據(jù)所述連接檢測裝置的輸出判斷出所述電池組連接并啟動了充電之后，當所述控制裝置根據(jù)所述異常檢測裝置的輸出判斷出有外來物質(zhì)進入時，所述控制裝置停止充電判斷。
4.如權利要求1所述的充電裝置，包括通知裝置，其用于在所述控制裝置根據(jù)所述異常檢測裝置判斷出有外來物質(zhì)進入的情況下，來通知異常狀態(tài)。
5.如權利要求1所述的充電裝置，包括電池組連接部分，其具有要與電池組端子組相連的端子組，其中所述異常檢測裝置被放置在所述電池組連接部分附近。
6.如權利要求1所述的充電裝置，包括進氣口，用于獲取空氣；以及出氣口，用于把所述空氣提供給所述電池組，其中所述異常檢測裝置被放置在所述進氣口和所述出氣口的至少一個的附近。
7.一種充電裝置，其用于給不同種類的電池組充電，所述充電裝置包括第一電池溫度檢測裝置，其用于檢測第一電池組的溫度；以及第二電池溫度檢測裝置，其用于檢測第二電池組的溫度，所述充電裝置的特征在于包括控制裝置，其用于根據(jù)來自所述第一和第二電池溫度檢測裝置的信號來判斷異常狀態(tài)以及用于依據(jù)所述信號來控制充電。
8.如權利要求7所述的充電裝置，其中所述控制裝置依據(jù)來自所述第一電池溫度檢測裝置的信號判斷所述第一電池組被連接，以及其中所述控制裝置依據(jù)來自所述第二電池溫度檢測裝置的信號判斷所述第二電池組被連接，以及其中，所述控制裝置依據(jù)所述第一和第二電池溫度檢測裝置的信號判斷處于異常狀態(tài)。
9.如權利要求7所述的充電裝置，其中所述第一和第二電池溫度檢測裝置的功能是檢測所述電池組的連接，并且其中如果所述控制裝置依據(jù)所述第一和第二電池溫度檢測裝置的輸出判斷出所述電池組處于連接前，并且如果所述異常檢測裝置判斷為異常狀態(tài)，所述控制裝置不啟動充電。
10.如權利要求7所述的充電裝置，其中，對于在所述控制裝置依據(jù)所述電池溫度檢測裝置的輸出判斷出所述電池組連接并啟動了充電之后所述控制裝置依據(jù)所述異常檢測裝置判斷為異常狀態(tài)的情況下，所述控制裝置停止充電。
11.如權利要求7所述的充電裝置，包括通知裝置，其用于當所述控制裝置依據(jù)所述異常檢測裝置判斷為異常狀態(tài)時，用來通知異常狀態(tài)。
12.如權利要求7所述的充電裝置，其中，當來自所述第一和第二電池溫度檢測裝置的信號改變時，所述控制裝置判斷為異常狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種電池充電裝置，提供有用于檢測外來導電物質(zhì)進入了充電裝置(1)的異常檢測裝置(112)，并且由異常檢測裝置(112)的檢測結果來判斷是否外來物質(zhì)已經(jīng)進入。
文檔編號H02J7/00GK101064441SQ20071009730
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權日2006年4月28日
發(fā)明者河野祥和, 高野信宏, 渡部伸二, 塙浩之 申請人:日立工機株式會社