專利名稱：電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備用于向電動機(jī)、燈等負(fù)荷供給電力的二次電池的電源裝置。
背景技術(shù)：
在具備向電動機(jī)、燈等負(fù)荷供給電力的二次電池的電源裝置中，為了防止二次電池的發(fā)熱、破裂，需要防止二次電池的過充電。因此，以往在這種電源裝置中，多數(shù)情況是使微型計(jì)算機(jī)具有檢測二次電池的剩余容量的功能(剩余容量檢測功能)，當(dāng)微型計(jì)算機(jī)檢測出剩余容量為100% (充滿電)時(shí)，結(jié)束對二次電池的充電。但在使用了上述的剩余容量檢測功能的充滿電的檢測方法中，需要始終起動微型計(jì)算機(jī)，至少管理對二次電池充電的充電電流量和從二次電池向負(fù)荷放電的放電電流量，所以微型計(jì)算機(jī)的電力消耗成問題。此夕卜，日本特開2005 - 278371號公報(bào)以及日本特開平7 — 143687號公開了具有這種剩余容量檢測功能的電源裝置。另一方面，作為二次電池的鎳氫電池(Ni — MH :Nickel metal hydride)具有充電時(shí)成為充滿電狀態(tài)的時(shí)刻是電池電壓的值超過峰值，并稍低于峰值的時(shí)刻的特性。更具體而言，鎳氫電池在從其剩余容量小于恒定的閾值的狀態(tài)開始充電的情況下，具有在其電池電壓的值超過峰值而成為比峰值低的值時(shí)成為充滿電的狀態(tài)的特性(以下稱第I充電特性)。在利用該特性，在使用了鎳氫電池的電源裝置中，在微型計(jì)算機(jī)檢測出電池電壓的值超過峰值并成為了比峰值低的值時(shí)，判定為達(dá)到充滿電，結(jié)束對二次電池的充電裝置不斷增加。根據(jù)該電源裝置，與上述以往的具有剩余容量檢測功能的電源裝置不同，無需始終起動微型計(jì)算機(jī)來管理充電電流量和放電電流量，能夠減少消耗電力。但如圖8所示，鎳氫電池在從電池的容量只減少稍許的狀態(tài)(例如剩余容量為90%以上的狀態(tài))開始充電的情況下，存在電池電壓的值顯示峰值前就成為充滿電的狀態(tài)的情況。即，鎳氫電池具有在從其剩余容量為恒定的閾值以上的狀態(tài)充電的情況下，在其電池電壓的值顯示峰值前就成為充滿電的狀態(tài)的特性(以下稱第2充電特性)。因此，在像上述那樣通過檢測電池電壓的值的峰值來檢測充滿電的方法中，在從電池的容量只減少稍許的狀態(tài)開始充電的情況下，如圖8所示，存在不能夠檢測到充滿電狀態(tài)，導(dǎo)致過充電的問題。與此相反，如圖9所示，根據(jù)上述以往的具有剩余容量檢測功能的電源裝置，能夠可靠地檢測到充滿電的狀態(tài)，所以能夠防止電池過充電。然而，在具有該剩余容量檢測功能的電源裝置中，如上述那樣，存在始終起動微型計(jì)算機(jī)而導(dǎo)致電力消耗的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是解決上述問題而做成的，其目的在于提供一種在具備具有上述的第I以及第2充電特性的二次電池的電源裝置中，能夠防止二次電池的過充電，且能夠減少消耗電力的電源裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明的電源裝置與具有負(fù)荷的電氣設(shè)備主體一體地設(shè)置，與具有負(fù)荷的電氣設(shè)備主體一體地設(shè)置，其特征在于，具備二次電池，其向所述負(fù)荷供給電力；充電端子，其與所述二次電池電連接；剩余容量檢測單元，其自所述二次電池供給電力而動作，基于向所述二次電池充電的充電電流量和從所述二次電池向所述負(fù)荷放電的放電電流量，檢測所述二次電池的剩余容量；開關(guān)元件，其設(shè)置在所述二次電池和所述剩余容量檢測單元之間；電池電壓檢測單元，其檢測所述二次電池的電池電壓的值；充電控制單元，其在通過所述剩余容量檢測單元檢測出的剩余容量為100%時(shí)和通過所述電池電壓檢測單元檢測出的電池電壓的值超過峰值而成為比峰值低的值時(shí)，結(jié)束對所述二次電池的充電；電力供給停止控制單元，若通過所述剩余容量檢測單元檢測出的剩余容量不足恒定的閾值，則按照所述開關(guān)元件斷開的方式進(jìn)行控制，停止從所述二次電池向所述剩余容量檢測單元的電力供給，所述二次電池具有在從其剩余容量不足所述恒定的閾值的狀態(tài)起充電的情況下，在其電池電壓的值超過峰值而成為比峰值低的值時(shí)成為充滿電的狀態(tài)，在從其剩余容量為所述恒定的閾值以上的狀態(tài)起充電的情況下，在該電池電壓的值顯示峰值前，成為充滿電的狀態(tài)的特性。根據(jù)本發(fā)明的電源裝置，若剩余容量不足恒定的閾值，則開關(guān)元件斷開，停止從二次電池向剩余容量檢測單元的電力供給，所以能夠減少消耗電力。而且，即便像這樣停止向剩余容量檢測單元的電力供給，在從剩余容量不足恒定的閾值的狀態(tài)充電的情況下，二次電池在其電池電壓的值超過峰值而成為比峰值低的值時(shí)，也成為充滿電的狀態(tài)。而且，若二次電池的電池電壓的值超過峰值而成為比峰值低的值(成為充滿電的狀態(tài))，則通過充電控制單元結(jié)束向二次電池的充電。因此，在從剩余容量不足恒定的閾值的狀態(tài)充電的情況下，能夠防止二次電池的過充電。與此相對，在剩余容量為恒定的閾值以上時(shí)，不能夠停止從二次電池向剩余容量檢測單元的電力供給(維持剩余容量檢測單元對剩余容量的檢測。因此，在從剩余容量為恒定的閾值以上的狀態(tài)充電的情況下，在二次電池的電池電壓的值指示峰值前且在通過剩余容量檢測單元檢測出的剩余容量為100% (充滿電的狀態(tài))時(shí)，充電控制單元結(jié)束向二次電池的充電。因此，即便在從剩余容量為恒定的閾值以上的狀態(tài)充電的情況下，也能夠防止二次電池的過充電。上述電源裝置還具備充電電流檢測單元，其檢測對所述二次電池充電的充電電流值；放電電流檢測單元，其檢測從所述二次電池向所述負(fù)荷放電的放電電流值，所述剩余容量檢測單元基于通過所述充電電流檢測單元檢測出的充電電流值，計(jì)算向所述二次電池充電的充電電流量，基于通過所述放電電流檢測單元檢測出的放電電流值，計(jì)算從所述二次電池對所述負(fù)荷放電的放電電流量。上述電源裝置還具備充電狀態(tài)判別單元，其判別是否為對所述二次電池充入電荷的充電狀態(tài)；放電狀態(tài)判別單元，其判別是否為從所述二次電池對所述負(fù)荷放出電荷的放電狀態(tài)；計(jì)時(shí)器，其輸出時(shí)間信息，所述剩余容量檢測單元，基于所述充電狀態(tài)判別單元以及所述放電狀態(tài)判別單元的對狀態(tài)的判別結(jié)果和從所述計(jì)時(shí)器輸出的時(shí)間信息，計(jì)算通過所述充電狀態(tài)判別單元判別為充電狀態(tài)的時(shí)間的合計(jì)亦即充電時(shí)間和通過所述放電狀態(tài)判別單元判別為放電狀態(tài)的時(shí)間的合計(jì)亦即放電時(shí)間，基于計(jì)算出的充電時(shí)間和放電時(shí)間，計(jì)算向所述二次電池充電的充電電流量和從所述二次電池向所述負(fù)荷放電的放電電流量。上述二次電池可以是鎳氫電池。


圖1是包含本發(fā)明的一實(shí)施方式的電源裝置的剃須刀主體和適配器的電路構(gòu)成圖。圖2是上述剃須刀主體的狀態(tài)的分類圖。圖3A是表示圖2中的“初始、復(fù)位后的放置”的狀態(tài)下的剩余容量的隨時(shí)間變化的曲線圖。圖3B是表示圖2中的“初始、復(fù)位后的放置”的狀態(tài)下的微型計(jì)算機(jī)的電力供給路徑的連接、切斷的狀態(tài)的隨時(shí)間變化的曲線圖。圖4的上部是表示圖2中的“除此以外的放置”的狀態(tài)下的剩余容量的隨時(shí)間變化的曲線圖，下部是表示“除此以外的放置”的狀態(tài)下的微型計(jì)算機(jī)的電力供給路徑的連接、切斷的狀態(tài)的隨時(shí)間變化的曲線圖。圖5A是表示圖2中的“驅(qū)動”的狀態(tài)下的剩余容量的隨時(shí)間變化的曲線圖。圖5B是表示圖2中的“驅(qū)動”的狀態(tài)下的微型計(jì)算機(jī)的電力供給路徑的連接、切斷的狀態(tài)的隨時(shí)間變化的曲線圖。圖6A是表示圖2中的“充電”的狀態(tài)下的剩余容量的隨時(shí)間變化的曲線圖。圖6B是表示圖2中的“充電”的狀態(tài)下的微型計(jì)算機(jī)的電力供給路徑的連接、切斷的狀態(tài)的隨時(shí)間變化的曲線圖。圖7A是表示圖2中的“充電結(jié)束”的狀態(tài)下的剩余容量的隨時(shí)間變化的曲線圖。圖7B是表示圖2中的“充電結(jié)束”的狀態(tài)下的微型計(jì)算機(jī)的電力供給路徑的連接、切斷的狀態(tài)的隨時(shí)間變化的曲線圖。圖8是在以往的不具有剩余容量檢測功能的電源裝置中產(chǎn)生的過充電的問題的說明圖。圖9是防止以往的具有剩余容量檢測功能的電源裝置產(chǎn)生過充電的方法的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的一實(shí)施方式的電源裝置進(jìn)行說明。圖1表示包含本實(shí)施方式的電源裝置的剃須刀主體10 (權(quán)利要求中的電氣設(shè)備主體)、和充電時(shí)與剃須刀主體10連接的適配器11的電路構(gòu)成。該電源裝置I是與具有電動機(jī)2 (權(quán)利要求中的負(fù)荷)的剃須刀主體10 —體設(shè)置的電源裝置。電源裝置I具備向電動機(jī)2供給電力的二次電池3、和與二次電池3電連接的充電端子4a、4b。二次電池3是串聯(lián)連接多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電池電壓的值為1. 4V的鎳氫電池而構(gòu)成的。二次電池3具有在從其剩余容量小于恒定的閾值的狀態(tài)充電的情況下，其電池電壓的值超過峰值而成為比峰值低的值(大致恒值(1. 4VX鎳氫電池的個(gè)數(shù)))時(shí)為充滿電的狀態(tài)，在從其剩余容量為恒定的閾值以上的狀態(tài)充電的情況下，該在電池電壓的值表示峰值前，成為充滿電的狀態(tài)的特性。在本實(shí)施方式中，對上述的恒定的閾值為90%的情況進(jìn)行說明。上述的電源裝置I具備對包含電源裝置I的剃須刀主體10全體進(jìn)行控制的微型計(jì)算機(jī)5、和用于切換從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑的連接和切斷的開關(guān)元件6。開關(guān)元件6由FET、晶體管等構(gòu)成，被配設(shè)在二次電池3和微型計(jì)算機(jī)5之間。另夕卜，微型計(jì)算機(jī)5相當(dāng)于權(quán)利要求中的剩余容量檢測單元、電池電壓檢測單元、充電控制單元、電力供給停止控制單元、充電電流檢測單元、放電電流檢測單元、充電狀態(tài)判別單元、放電狀態(tài)判別單元。微型計(jì)算機(jī)5具備計(jì)時(shí)器5a。在微型計(jì)算機(jī)5的多個(gè)輸入輸出端子(未圖示)上分別連接有線LO L6。上述線LO是二次電池3的正極側(cè)的電壓值的檢測用的輸入線。另外，地線(以下記作GND線)L5是二次電池3的負(fù)極側(cè)的電壓值的檢測用的輸入線。微型計(jì)算機(jī)5基于施加至線LO上的電壓和施加至GND線L5上的電壓，檢測二次電池3的電池電壓的值。另外，線LI是向二次電池3充電的充電電流值的檢測用的輸入線。微型計(jì)算機(jī)5使向線LI輸入的電流流過設(shè)置在微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電阻，測定該電阻引起的壓降的值，基于該壓降的值，檢測(判定)向二次電池3充電的充電電流值。但也可以將與設(shè)置在上述的微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電阻相當(dāng)?shù)碾娮柙O(shè)置在微型計(jì)算機(jī)外部，微型計(jì)算機(jī)5測定在該電阻的兩端產(chǎn)生的壓降的值，基于該壓降的值，檢測向二次電池3充電的充電電流值。上述的線L2是用于控制開關(guān)元件6的控制信號的輸出線。開關(guān)元件6根據(jù)從微型計(jì)算機(jī)5經(jīng)由線L2輸入的控制信號的電平進(jìn)行接通/斷開，對從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑的連接和切斷進(jìn)行切換。另外，線L3是連接開關(guān)元件6和微型計(jì)算機(jī)5的電力供給用的輸入線，在從二次電池3經(jīng)由開關(guān)元件6向微型計(jì)算機(jī)5供給電力時(shí)使用。而且另外，線L4是從二次電池3向電動機(jī)2放電的放電電流值的檢測用的輸入線。微型計(jì)算機(jī)5使向線L4輸入的電流流過設(shè)置在微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電阻，測定該電阻引起的壓降的值，基于該壓降的值，檢測(判定)向電動機(jī)2放電的放電電流值。但也可以將與設(shè)置在上述的微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電阻相當(dāng)?shù)碾娮柙O(shè)置在微型計(jì)算機(jī)外部，微型計(jì)算機(jī)5測定在該電阻的兩端產(chǎn)生的壓降的值，基于該壓降的值，檢測(判定)向電動機(jī)2放電的放電電流值。另外，線L6是用于切換連結(jié)充電端子4a和二次電池3的正極側(cè)的路徑的連接和切斷的控制信號的輸出線。微型計(jì)算機(jī)5基于經(jīng)由上述的線LI檢測出的充電電流值，計(jì)算向二次電池3充電的充電電流量，基于經(jīng)由上述的線L4檢測出的放電電流值，計(jì)算從二次電池2向電動機(jī)2放電的放電電流量。但是，微型計(jì)算機(jī)5也可以計(jì)算充電時(shí)間和放電時(shí)間，基于計(jì)算出的充電時(shí)間和放電時(shí)間，計(jì)算向二次電池3充電的充電電流量和從二次電池3向電動機(jī)2放電的放電電流量。該情況下，微型計(jì)算機(jī)5使向上述的線LI輸入的電流流過設(shè)置在微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電阻，通過檢測該電阻是否引起了壓降，來判別是否為向二次電池3充電電荷的充電狀態(tài)。而且，微型計(jì)算機(jī)5基于從內(nèi)置的計(jì)時(shí)器5a輸出的時(shí)間信息，計(jì)算判別為上述的充電狀態(tài)的時(shí)間的合計(jì)亦即充電時(shí)間。另外，微型計(jì)算機(jī)5使向上述的線L4輸入的電流流過設(shè)置在微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電阻，通過檢測該電阻是否引起了壓降，來判別是否為從二次電池3向電動機(jī)2放出電荷的放電狀態(tài)。而且，微型計(jì)算機(jī)5基于從內(nèi)置的計(jì)時(shí)器5a輸出的時(shí)間信息，計(jì)算判別為上述的放電狀態(tài)的時(shí)間的合計(jì)亦即放電時(shí)間。接下來，微型計(jì)算機(jī)5基于計(jì)算出的充電時(shí)間和放電時(shí)間，計(jì)算向二次電池3充電的充電電流量和從二次電池3向電動機(jī)2放電的放電電流量。而且，微型計(jì)算機(jī)5基于通過上述的任一的方法求出的向二次電池3充電的充電電流量和向電動機(jī)2放電的放電電流量，檢測(計(jì)算)二次電池3的剩余容量。另外，微型計(jì)算機(jī)5在檢測出的二次電池3的剩余容量為100%時(shí)，和基于施加至線LO以及GND線L5的電壓檢測出的電池電壓的值超過峰值而成為比峰值低的值時(shí)，結(jié)束向二次電池3的充電。另外，若檢測出的二次電池3的剩余容量不足90%，則微型計(jì)算機(jī)5進(jìn)行控制，使得開關(guān)元件6斷開，停止從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給。上述的電源裝置I具備用于切換連結(jié)充電端子4a和二次電池3的正極側(cè)的路徑的連接和切斷的晶體管7。晶體管7是PNP型的雙極性晶體管，根據(jù)從微型計(jì)算機(jī)5經(jīng)由線L6向晶體管7的基極輸入的控制信號的電平的高/低，對連結(jié)充電端子4a和二次電池3的正極側(cè)的路徑的切斷和連接進(jìn)行切換。具體而言，在向晶體管7的基極輸入的控制信號的電平為低時(shí)，晶體管7的發(fā)射極集電極間導(dǎo)通，連結(jié)充電端子4a和二次電池3的正極側(cè)的路徑被連接，進(jìn)行向二次電池3的充電。與此相對，在向晶體管7的基極輸入的控制信號的電平為高時(shí)，晶體管7的發(fā)射極集電極間不導(dǎo)通，連結(jié)充電端子4a和二次電池3的正極側(cè)的路徑被切斷，不進(jìn)行向二次電池3的充電。另外，上述的電源裝置I還具備操作開關(guān)9。在使用剃須刀主體10時(shí)，用戶進(jìn)行接通操作，使操作開關(guān)9短路，二次電池3和電動機(jī)2電連接，從二次電池3向電動機(jī)2供給電力，驅(qū)動電動機(jī)2。接下來，對上述的適配器11進(jìn)行說明。適配器11將商用電源20的交流電力(電壓)轉(zhuǎn)換為直流電力(電壓)，是向剃須刀主體10供給電力(電源)的開關(guān)電源。適配器11具有與商用電源20的連接用的連接端子12a、12b、和與剃須刀主體10連接的連接用(供電用)的供電端子17a、17b。在二次電池3充電時(shí)，適配器11的連接端子12a、12b與商用電源20連接，其供電端子17a、17b與剃須刀主體10連接，將基于從商用電源20供給的交流電力的直流電力供給至剃須刀主體10。適配器11具備用于將從商用電源20輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為脈動電流的直流電壓的二極管電橋13、和用于使從二極管電橋13輸出的脈動電流的直流電壓平滑化，將電壓轉(zhuǎn)換為大致恒定的直流電壓的平滑電容器Cl。另外，適配器11還具備進(jìn)行適配器全體的控制的控制電路14、和用于對經(jīng)由平滑電容器Cl供給的直流電壓進(jìn)行降壓的降壓電路15。控制電路14基于經(jīng)由二極管電橋13和平滑電容器Cl供給的直流電壓的電力進(jìn)行動作。另外，上述降壓電路15具有降壓用的變壓器18、和用于進(jìn)行對變壓器18的一次側(cè)線圈的電壓的施加狀態(tài)和非施加狀態(tài)進(jìn)行切換的的晶體管16。晶體管16是NPN型的雙極性晶體管?？刂齐娐?4通過切換經(jīng)由輸出線L7施加至晶體管16的基極的電平的高/低，來切換晶體管16的集電極發(fā)射極間的導(dǎo)通(ON)和非導(dǎo)通(OFF)。而且，控制電路14通過切換晶體管16的集電極發(fā)射極間的導(dǎo)通和非導(dǎo)通，來進(jìn)行對變壓器18的一次側(cè)線圈的電壓的施加狀態(tài)和非施加狀態(tài)的切換(開關(guān))。另外，控制電路14通過控制施加至晶體管16的基極的電平為高電平的時(shí)間和為低電平的時(shí)間的比率來控制集電極發(fā)射極間的導(dǎo)通(ON)的時(shí)間和非導(dǎo)通(OFF)的時(shí)間的比率(所謂的占空比)。由此，控制電路14將從變壓器18的二次側(cè)線圈輸出的電力的電壓控制為幾乎恒定的值。另外，適配器11具有用于檢測變壓器18的二次側(cè)線圈感應(yīng)引起的電平的變壓器19。控制電路14經(jīng)由輸入線L8和GND線L9，檢測變壓器19感應(yīng)引起的電壓的值，基于檢測出的變壓器19的電壓值，對施加至晶體管16的基極的電壓的占空比進(jìn)行反饋控制。適配器11還具備輸入從變壓器18的二次側(cè)線圈輸出的脈沖狀的電力的防止逆流用的二極管D1、和用于使從二極管Dl輸出的電力的電壓值平滑化的平滑電容器C2。接下來，參照圖2，對剃須刀主體10的狀態(tài)的分類進(jìn)行說明。如圖所示，剃須刀主體10的狀態(tài)大致分為“放置”、“驅(qū)動”、“充電”這3類。這里，“放置”指剃須刀主體10的操作開關(guān)9斷開，且適配器11未與剃須刀主體10連接的狀態(tài)。“驅(qū)動”指剃須刀主體10的操作開關(guān)9接通，且適配器11未與剃須刀主體10連接的狀態(tài)?！俺潆姟敝高m配器11 (的供電端子17a、17b)與剃須刀主體10 (的充電端子4a、4b)連接，適配器11 (的連接端子12a、12b)與商用電源20連接的狀態(tài)。如圖2所示，上述的“放置”的狀態(tài)還被分類為“初始、復(fù)位后的放置”和“除此以外的放置”。這里，“初始、復(fù)位后的放置”包含產(chǎn)品出廠后的初始使用時(shí)的“放置”和微型計(jì)算機(jī)5的復(fù)位后的“放置”。此外，若開關(guān)元件6暫時(shí)斷開，從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑被切斷，則剃須刀主體10的狀態(tài)成為“初始、復(fù)位后的放置”的狀態(tài)。圖3A中的曲線圖21表示在上述的“初始、復(fù)位后的放置”的狀態(tài)下，通過微型計(jì)算機(jī)5檢測的二次電池3的剩余容量隨時(shí)間的變化。另外，圖3B中的曲線圖22表示“初始、復(fù)位后的放置”的狀態(tài)下的、從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑的連接、切斷的(開關(guān))狀態(tài)隨時(shí)間的變化。如圖3B所示，在“初始、復(fù)位后的放置”的狀態(tài)下，由于維持從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑被切斷的狀態(tài)，所以微型計(jì)算機(jī)5保持非動作狀態(tài)。因此，微型計(jì)算機(jī)5不能夠檢測二次電池3的剩余容量。因此，圖3A所示的、微型計(jì)算機(jī)5存儲(把握)的剩余容量與實(shí)際的二次電池3的剩余容量無關(guān)，保持初始值的0%。圖4的上部所示的曲線圖表示在上述的“除此以外的放置”的狀態(tài)下，通過微型計(jì)算機(jī)5檢測的二次電池3的剩余容量隨時(shí)間的變化。另外，圖4的下部所示的曲線圖表示“除此以外的放置”的狀態(tài)下的、從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑的連接、切斷的(開關(guān))狀態(tài)隨時(shí)間的變化。在圖4的上部以及下部中，用實(shí)線(粗線)表示的曲線圖23和曲線圖25均為從剩余容量100%的狀態(tài)開始放置(二次電池3)時(shí)的圖。另外，在圖4的上部以及下部中，用(粗線的)單點(diǎn)劃線表示的曲線圖24和曲線圖26均為從剩余容量90%以上(且不足100%未滿)的狀態(tài)開始放置(二次電池3)時(shí)的曲線圖。如圖4的下部中的曲線圖25、26所示，在二次電池3的剩余容量為100% 90%時(shí)，由于維持從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑連接的狀態(tài)，所以微型計(jì)算機(jī)5存儲(把握)二次電池3的剩余容量。在該微型計(jì)算機(jī)5正在動作的狀態(tài)下，微型計(jì)算機(jī)5按照每個(gè)單位時(shí)間從在該時(shí)刻存儲(把握)的剩余容量中減去與每個(gè)單位時(shí)間(例如I秒)的電源裝置I的電路消耗量(主要是微型計(jì)算機(jī)5引起的消耗量)相當(dāng)?shù)亩坞姵?的容量。因此，在該剩余容量為100% 90%時(shí)，通過微型計(jì)算機(jī)5檢測(計(jì)算)的二次電池3的剩余容量如圖4的上部中的曲線圖23、24所示,與時(shí)間的經(jīng)過成正比例地減少。與此相對，若二次電池3的剩余容量不足90 %，則如圖中的下部的曲線圖25、26所示，開關(guān)元件6斷開，從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑被切斷。由此，微型計(jì)算機(jī)5轉(zhuǎn)移至非動作狀態(tài)，成為不能夠檢測二次電池3的剩余容量的狀態(tài)。若成為該狀態(tài)，則如圖4的上部的曲線圖23、24所示，微型計(jì)算機(jī)5存儲(把握)的剩余容量被復(fù)位，與實(shí)際的二次電池3的剩余容量無關(guān)，保持初始值的0%。
圖5A所示的曲線圖表示在上述的“驅(qū)動”的狀態(tài)下，通過微型計(jì)算機(jī)5檢測的二次電池3的剩余容量隨時(shí)間的變化。另外，圖5B所示的曲線圖表示“驅(qū)動”的狀態(tài)下的從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑的連接、切斷的(開關(guān))狀態(tài)隨時(shí)間的變化。在圖5A中，以實(shí)線(粗線)表示的曲線圖27、以點(diǎn)劃線表示的曲線圖28以及以雙點(diǎn)劃線表示的曲線圖29分別為從剩余容量100%、剩余容量90%以上(且不足100%)、剩余容量不足90%的狀態(tài)驅(qū)動時(shí)的曲線圖。另外，圖5B中的曲線圖30是表示從剩余容量100%、90%以上、不足90%的狀態(tài)驅(qū)動時(shí)的連接、切斷的狀態(tài)的隨時(shí)間變化的3個(gè)曲線圖(與圖5A中的曲線圖27 29對應(yīng)的3個(gè)圖)重疊的曲線圖。如圖5B中的曲線圖30所示，在“驅(qū)動”的狀態(tài)下，與二次電池3的剩余容量無關(guān)，維持開關(guān)元件6接通的狀態(tài)，保持微型計(jì)算機(jī)5正在動作。因此，如曲線圖27、28所示，在從剩余容量為90%以上的狀態(tài)(微型計(jì)算機(jī)5存儲(把握)二次電池3的剩余容量的狀態(tài))，用戶使操作開關(guān)9接通，開始驅(qū)動電動機(jī)2的情況下，微型計(jì)算機(jī)5繼續(xù)剩余容量的檢測。具體而言，微型計(jì)算機(jī)5從在該時(shí)刻存儲的剩余容量中減去與從二次電池3向電動機(jī)2放電的放電電流量(驅(qū)動電動機(jī)2消耗的電流量)和與微型計(jì)算機(jī)5的消耗電流量相當(dāng)?shù)碾姵厝萘浚?jì)算二次電池3的剩余容量。但是，微型計(jì)算機(jī)5進(jìn)行控制，使得在上述的剩余容量的計(jì)算處理中計(jì)算出的剩余容量不會成為比0%小的值。具體而言，微型計(jì)算機(jī)5在計(jì)算出的剩余容量為比0%小的值時(shí)，使剩余容量維持在0%。為了進(jìn)行如上所述的剩余容量的計(jì)算處理，與計(jì)算出的剩余容量相當(dāng)?shù)那€圖27、28成為圖5A所示的折線形狀。微型計(jì)算機(jī)5可以將基于向線L4輸入的電流計(jì)算出的放電電流值依次相加來計(jì)算上述的放電電流量，也可以累計(jì)基于上述的放電狀態(tài)的判別結(jié)果和時(shí)間信息求出的放電時(shí)間和預(yù)計(jì)的每個(gè)單位時(shí)間的放電電流值來求出上述的放電電流量。與此相對，在從剩余容量不足90%的狀態(tài)(微型計(jì)算機(jī)5未把握剩余容量的狀態(tài))，用戶使操作開關(guān)9接通，開始驅(qū)動電動機(jī)2的情況下，在開始時(shí)刻，微型計(jì)算機(jī)5存儲的剩余容量是初始值的0%。如上所述，微型計(jì)算機(jī)5從在該時(shí)刻存儲的剩余容量中減去放電電流量等，計(jì)算二次電池3的剩余容量，但在計(jì)算出的剩余容量為比0%小的值時(shí)，以0%維持剩余容量。因此，如圖5A中的曲線圖29所示，在從剩余容量不足90%的狀態(tài)開始驅(qū)動的情況下，從驅(qū)動的開始時(shí)刻至結(jié)束時(shí)刻，以0%維持微型計(jì)算機(jī)5存儲(把握)的剩余容量。此外，上述的圖5A所示的曲線圖27、28是表示“驅(qū)動”的狀態(tài)持續(xù)至剩余容量為0%的狀態(tài)時(shí)的剩余容量的變化的曲線圖，在剩余容量為0%的狀態(tài)前暫時(shí)停止驅(qū)動的情況下，成為圖4的“除此以外的放置”的狀態(tài)。因此，在剩余容量不足90%的狀態(tài)下，停止驅(qū)動轉(zhuǎn)移至“除此以外的放置”的狀態(tài)的情況下，如圖4的曲線圖25、26所示，開關(guān)元件6斷開，從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑被切斷。由此，如圖4的上部的曲線圖23、24所示，微型計(jì)算機(jī)5存儲(把握)的剩余容量被復(fù)位，與實(shí)際的二次電池3的剩余容量無關(guān)，轉(zhuǎn)移至初始值的0%。圖6A所示的曲線圖表示在上述的“充電”的狀態(tài)下，通過微型計(jì)算機(jī)5檢測的二次電池3的剩余容量隨時(shí)間的變化。另外，圖6B所示的曲線圖表示“充電”的狀態(tài)下的從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑的連接、切斷的(開關(guān))狀態(tài)隨時(shí)間的變化。在圖6A中，以雙點(diǎn)劃線所示的曲線圖31是從剩余容量90%以上的狀態(tài)充電時(shí)的曲線圖。另夕卜，以單點(diǎn)劃線所示的曲線圖32和以實(shí)線(粗線)所示的曲線圖33均為從剩余容量0%的狀態(tài)充電時(shí)的曲線圖。其中，曲線圖32是微型計(jì)算機(jī)5檢測(計(jì)算)出的剩余容量為100%前，且從充電開始在5分鐘后，下述的電池電壓條件成立時(shí)的曲線圖。另外，曲線圖33是微型計(jì)算機(jī)5檢測(計(jì)算)出的剩余容量為100 %前，下述的電池電壓條件不成立時(shí)的曲線圖。如圖6B中的曲線圖34所示，在“充電”的狀態(tài)下，與二次電池3的剩余容量無關(guān)，開關(guān)元件6被維持在接通的狀態(tài)，微型計(jì)算機(jī)5保持正在動作。因此，如曲線圖31所示，在從剩余容量為90%以上的狀態(tài)(微型計(jì)算機(jī)5存儲(把握)二次電池3的剩余容量的狀態(tài))，用戶使適配器11與剃須刀主體10連接，開始向二次電池3的充電的情況下，微型計(jì)算機(jī)5繼續(xù)剩余容量的檢測。具體而言，微型計(jì)算機(jī)5例如對基于向上述的線LI輸入的電流計(jì)算出的充電電流值依次相加，求出向二次電池3的充電電流量，將該充電電流量加至在該時(shí)刻存儲的剩余容量，計(jì)算二次電池3的剩余容量。此外，微型計(jì)算機(jī)5可以通過累計(jì)基于上述的充電狀態(tài)的判別結(jié)果和時(shí)間信息求出的充電時(shí)間和預(yù)計(jì)的每個(gè)單位時(shí)間的充電電流值的方法，求出上述的充電電流量。上述的電池電壓條件指二次電池3的電池電壓的值超過峰值，下降至比峰值低的值(大致恒值)。如圖6A中的曲線圖32所示，由多個(gè)鎳氫電池構(gòu)成的二次電池3若從其剩余容量不足恒定的閾值(90%)的狀態(tài)充電，則通常在上述的電池電壓條件成立時(shí)，成為充滿電的狀態(tài)。因此，微型計(jì)算機(jī)5從充電開始在恒定的時(shí)間以后(例如5分鐘后)，在電池電壓條件成立的情況下，與在該時(shí)刻存儲(把握)的剩余容量的值無關(guān)，將存儲(把握)的剩余容量的值變更為100%，結(jié)束充電。但是，微型計(jì)算機(jī)5從充電開始至經(jīng)過上述的恒定的時(shí)間，即便電池電壓條件成立，也不進(jìn)行將上述的剩余容量的值變更為100%的處理。這多是由于在構(gòu)成二次電池3的鎳氫電池為惰性的狀態(tài)的情況下，從充電開始在恒定的時(shí)間(例如5分)以內(nèi)，表示與和上述的充滿電對應(yīng)的電池電壓的峰值不同的、電池電壓的峰值。微型計(jì)算機(jī)5為了在電池電壓超過與上述的原來的峰值不同的峰值時(shí)，不誤檢測為二次電池3為充滿電的狀態(tài)，從充電開始至經(jīng)過恒定的時(shí)間，即便電池電壓條件成立，也不將剩余容量的值變更為100%。在從(微型計(jì)算機(jī)5存儲(把握)的)剩余容量不足90%的狀態(tài)起對二次電池3進(jìn)行充電的情況下，通常在剩余容量成為100%前，上述的電池電壓條件成立，所以二次電池3的剩余容量表示曲線圖32所示的變化。與此相對，在從剩余容量90%以上的狀態(tài)起對二次電池3進(jìn)行充電的情況下，構(gòu)成二次電池3的鎳氫電池具有在該電池電壓的值表示峰值前(電池電壓條件成立前)，成為充滿電的狀態(tài)的特性(上述的第2充電特性)。因此，在從剩余容量90%以上的狀態(tài)對二次電池3進(jìn)行充電的情況下，微型計(jì)算機(jī)5在剩余容量為100%時(shí)結(jié)束充電。因此，從剩余容量90%以上的狀態(tài)起對二次電池3進(jìn)行充電時(shí)的剩余容量表示曲線圖31所示那樣隨時(shí)間的變化。圖7A所示的曲線圖表示在圖2中的“充電結(jié)束”的狀態(tài)(對二次電池3的充電結(jié)束后的狀態(tài))，通過微型計(jì)算機(jī)5檢測的二次電池3的剩余容量隨時(shí)間的變化。另外，圖7B所示的曲線圖表示“充電結(jié)束”的狀態(tài)下的從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給路徑的連接、切斷的(開關(guān))狀態(tài)隨時(shí)間的變化。如圖7B中的曲線圖36所示，在“充電結(jié)束”的狀態(tài)下，開關(guān)元件6被維持在接通的狀態(tài)，保持微型計(jì)算機(jī)5正在動作。而且，用戶使操作開關(guān)9接通，直至開始驅(qū)動電動機(jī)2，如圖7A中的曲線圖35所示，微型計(jì)算機(jī)5將剩余容量維持在100%。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的電源裝置I，如圖4所示，若剩余容量不足90 %，則開關(guān)元件6斷開，停止從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給，所以能夠減少消耗電力。而且，即便像這樣停止向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給，使微型計(jì)算機(jī)5為未存儲剩余容量的狀態(tài)，也如圖6A中的曲線圖32所示，在從剩余容量不足90%的狀態(tài)充電的情況下，二次電池3作為原則在上述的電池電壓條件成立時(shí)，為充滿電的狀態(tài)。而且，從充電開始在恒定的時(shí)間以后(例如5分鐘后)，若電池電壓條件成立，則微型計(jì)算機(jī)5與在該時(shí)刻存儲(把握)的剩余容量的值無關(guān)，將存儲(把握)的剩余容量的值變更為100%，結(jié)束充電。因此，從剩余容量不足90%的狀態(tài)充電的情況下，能夠防止二次電池3的過充電。與此相對，如圖4所示，在剩余容量為90%以上時(shí)，不停止從二次電池3向微型計(jì)算機(jī)5的電力供給(維持微型計(jì)算機(jī)5對剩余容量的檢測)。因此，如圖6A中的曲線圖31所示，在從剩余容量為90%以上的狀態(tài)充電的情況下，微型計(jì)算機(jī)5能夠在二次電池3的電池電壓的值表示峰值前，且剩余容量為100%時(shí)，結(jié)束對二次電池的充電。因此，在從剩余容量為90%以上的狀態(tài)充電的情況下，也能夠防止二次電池3的過充電。此外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式的構(gòu)成，在不改變發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種的變形。例如，在上述實(shí)施方式中，例示了本發(fā)明的電源裝置為與剃須刀主體一體地設(shè)置了的電源裝置的情況，但例如也可以是與移動電話、便攜式的信息設(shè)備等電氣設(shè)備主體一體設(shè)置的電源裝置。另外，本發(fā)明的電源裝置所具有的二次電池也不限于鎳氫電池，具有上述的第I充電特性和第2充電特性即可。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，與具有負(fù)荷的電氣設(shè)備主體一體地設(shè)置，該電源裝置的特征在于，具備: 二次電池，其向所述負(fù)荷供給電力； 充電端子，其與所述二次電池電連接； 剩余容量檢測單元，其自所述二次電池供給電力而動作，基于向所述二次電池充電的充電電流量和從所述二次電池對所述負(fù)荷放電的放電電流量，檢測所述二次電池的剩余容量; 開關(guān)元件，其設(shè)置在所述二次電池和所述剩余容量檢測單元之間； 電池電壓檢測單元,其檢測所述二次電池的電池電壓的值； 充電控制單元，其在通過所述剩余容量檢測單元檢測出的剩余容量為100 %時(shí)和通過所述電池電壓檢測單元檢測出的電池電壓的值超過峰值并變?yōu)楸确逯档偷闹禃r(shí)，結(jié)束對所述二次電池的充電； 電力供給停止控制單元，若通過所述剩余容量檢測單元檢測出的剩余容量不足恒定的閾值，則按照所述開關(guān)元件斷開的方式進(jìn)行控制，停止從所述二次電池向所述剩余容量檢測單元的電力供給， 所述二次電池具有以下特性在從其剩余容量不足所述恒定的閾值的狀態(tài)起充電的情況下，在其電池電壓的值超過峰值并變?yōu)楸确逯档偷闹禃r(shí)成為充滿電的狀態(tài)，在從其剩余容量為所述恒定的閾值以上的狀態(tài)起充電的情況下，在其電池電壓的值顯示峰值之前，成為充滿電的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于， 還具備充電電流檢測單元，其檢測對所述二次電池充電的充電電流值；放電電流檢測單元，其檢測從所述二次電池對所述負(fù)荷放電的放電電流值， 所述剩余容量檢測單元基于通過所述充電電流檢測單元檢測出的充電電流值，計(jì)算向所述二次電池充電的充電電流量，基于通過所述放電電流檢測單元檢測出的放電電流值，計(jì)算從所述二次電池對所述負(fù)荷放電的放電電流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于， 還具備充電狀態(tài)判別單元，其判別是否為對所述二次電池充入電荷的充電狀態(tài)； 放電狀態(tài)判別單元，其判別是否為從所述二次電池對所述負(fù)荷放出電荷的放電狀態(tài)； 計(jì)時(shí)器，其輸出時(shí)間信息， 所述剩余容量檢測單元基于所述充電狀態(tài)判別單元以及所述放電狀態(tài)判別單元的對狀態(tài)的判別結(jié)果和從所述計(jì)時(shí)器輸出的時(shí)間信息，計(jì)算通過所述充電狀態(tài)判別單元判別為充電狀態(tài)的時(shí)間的合計(jì)亦即充電時(shí)間和通過所述放電狀態(tài)判別單元判別為放電狀態(tài)的時(shí)間的合計(jì)亦即放電時(shí)間，基于計(jì)算出的充電時(shí)間和放電時(shí)間，計(jì)算向所述二次電池充電的充電電流量和從所述二次電池對所述負(fù)荷放電的放電電流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任意一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 所述二次電池是鎳氫電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及電源裝置。該電源裝置與具有電動機(jī)的電氣設(shè)備主體一體設(shè)置，并具備向電動機(jī)供給電力的二次電池、充電端子、檢測二次電池的剩余容量和二次電池的電池電壓的值的微型計(jì)算機(jī)以及設(shè)置在二次電池和微型計(jì)算機(jī)之間的開關(guān)元件。微型計(jì)算機(jī)在檢測出的剩余容量為100％時(shí)和在檢測出的電池電壓的值超過峰值而成為比峰值低的值時(shí)，結(jié)束向二次電池的充電。由此，能夠防止二次電池的過充電。另外，若剩余容量不足恒定的閾值，則微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，使得開關(guān)元件斷開，停止從二次電池向微型計(jì)算機(jī)的電力供給。由此，能夠減少消耗電力。
文檔編號H02M3/335GK103001303SQ20121026557
公開日2013年3月27日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者渡部一訓(xùn), 淺川廣次 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社