二次電池的充電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種二次電池的充電裝置，該裝置是一種作為不需要泄漏電阻，能夠削減輕負載時的電力的二次電池的充電裝置。該二次電池的充電裝置具備：與變壓器（T1）的一次繞組（11a）相連接的電源電路；與變壓器（T1）的二次側相連接的主繞組（11b）和副繞組（11c）；與主繞組(11b)相連接的充電電路（110），用于給充電對象的電池組(130)提供電力；與副繞組(11c)相連接的控制電路(120)，用于控制充電電路(110)；還具備用于顯示充電電路(110)處于待機狀態(tài)或充電完畢狀態(tài)的LED(140)，LED(140)根據控制電路(120)的指令在充電電路(110)處于輕負載時進行點燈。
【專利說明】二次電池的充電裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種二次電池的充電裝置，尤其涉及一種作為降低電源電壓的變壓器的二次繞組，具有連接于充電電路的主繞組和連接于控制電路的副繞組的充電裝置。
【背景技術】
[0002]以往，作為二次電池的充電裝置，例如，如專利文獻I至專利文獻3中所示的那樣，通常使用由變壓器和交流生成用的開關單元組合成的開關電源。這種開關電源在變壓器的一次側與商用電源相連接，在二次側與二次電池的充電電路和其控制電路相連接，并且，在變壓器的一次側配置有晶體管和FET等開關單元。通過二次側的控制電路檢測出充電電路所必需的電力，將其反饋到一次側使開關單元接通或斷開。
[0003]在這種類型的現(xiàn)有技術的充電電路中，當處于輕負載狀態(tài)時，即，在電池組沒有安裝到充電裝置上的待機狀態(tài)，或電池組的充電完畢等的狀態(tài)時，為了確?？刂齐娐返尿寗与娏?、穩(wěn)定開關單元的工作設置有泄漏電阻。
[0004]S卩，在電池組的充電中，由于充電電路需要大電壓，為了通過開關單元的連續(xù)開關工作給二次側提供大電力，也要給控制電路提供充分的驅動電力。然而，當電池組處于不充電的輕負載時，由于二次側不需要大電力，所以開關單元的振蕩頻率也會變低，被供給二次側的電力下降。結果導致控制電路的驅動電力變得不足，通過將泄漏電阻插入充電電路中，將泄漏電阻所消耗的電力供給二次側，使得能夠提供給控制電路所必需的電力。
[0005]近年來以減少C02的排放為目的的有關家電制品的節(jié)能化正在推進中，在各個國家，消費能源的規(guī)格化也正在推進，待機電力、電源效率等也必需相應地在基準值以下。電池充電器也一樣，在待機中、充電中、充電完畢的總的能源限制也正在被規(guī)格化。
[0006]然而，在如上所述的現(xiàn)有技術中，待機時或充電完畢時的泄漏電阻的電力消耗阻礙了消費能源的降低。即，這種類型的充電裝置根據充電電路的負載控制著開關單元，但是，這樣的電路在電池組沒有插入等的輕負載時，開關單元為了減少輕負載時的損失，會降低振蕩頻率、進行稱為突發(fā)模式的間歇振蕩。
[0007]另一方面，即使充電電路在輕負載時，由于在與副繞組連接的控制電路上必須維持控制電路工作所必需的一定數值以上的電壓，所以將開關單元的振蕩頻率降低到一定限度以上、使其間歇振蕩，導致對二次側所供給的電力過少，上述情況是不優(yōu)選的。因此，以往的技術中，通過在充電電路中設置泄漏電阻，使得在輕負載時充電電路中的泄漏電阻部分的負載也能夠留存，以圖能夠確保開關單元的穩(wěn)定化和控制電路的驅動電力。然而，這樣的泄漏電阻的存在與充電性能和用戶的便利性沒有任何關系，只是消費電力而已，所以從電力的有效利用方面出發(fā)是不優(yōu)選的。
[0008]尤其是為了能獲得控制電路所必需的恒定的電壓，一般會在控制電路設置串聯(lián)調節(jié)器。在輕負載時，當一次側控制部為了減少消費電力，振動變?yōu)橥话l(fā)式時，控制電路側的整流部也會根據充電側的負載對應的突發(fā)周期，對構成整流電路的電容進行充電。然而，在突發(fā)周期中，通過在控制電路側消耗電力，控制電路側的電容器中積蓄的電荷被消耗，電壓低于保證串聯(lián)調節(jié)器的穩(wěn)定工作的最低輸入電壓，導致控制電路可能無法穩(wěn)定工作。
[0009]現(xiàn)有技術文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:日本特開2004-357420號公報
[0012]專利文獻2:日本特開2006-20437號公報
[0013]專利文獻3:日本特許3661472號公報

【發(fā)明內容】

[0014]發(fā)明要解決的技術問題
[0015]本發(fā)明是為了解決所述以往技術中的問題而提出的。本發(fā)明的目的在于提供一種作為不需要泄漏電阻的，能夠削減輕負載時的電力的二次電池的充電裝置。
[0016]解決技術問題的技術手段
[0017]關于本發(fā)明的二次電池的充電裝置的一種形態(tài)，其特征在于具備:電源電路，其與變壓器的一次繞組相連接；主繞組及副繞組，它們與所述變壓器的二次側相連結；充電電路，其與所述主繞組相連接，用于給充電對象的電池組提供電力；控制電路，其與所述副繞組相連接，用于控制所述充電電路；還具備LED，用于顯示所述充電電路處于待機狀態(tài)或充電完畢狀態(tài)，所述LED根據所述控制電路的指令，在所述充電電路處于輕負載時進行點燈。
[0018]在所述形態(tài)中，所述LED也可以通過與LED串聯(lián)的恒壓電路與所述充電電路相連接。
[0019]在所述形態(tài)中，所述充電電路也可以具備電阻器，該電阻器的一端與所述LED和恒壓電路的連接點相連接，另一端與所述控制電路相連接。
[0020]在所述形態(tài)中，所述控制電路的控制方式也可以為:在充電電路的輕負載時，根據所述電池組的充電狀態(tài)，使所述LED相應地點燈熄燈，在所述LED處于點燈狀態(tài)時，控制電流使其不流入所述電阻器，在所述LED處于熄燈狀態(tài)時，控制電流使其流入所述電阻器。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據本發(fā)明提供一種作為不需要泄露電阻的，能夠削減輕負載時的電力的二次電池的充電裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1表示的是本發(fā)明的第一實施方式的電路圖。
[0024]圖2是表示第一實施方式中顯示用LED的點燈和調整用電阻器的關系的順序圖。
[0025]圖3表示的是本發(fā)明的第二實施方式的電路圖。
[0026]圖4表示的是本發(fā)明的第三實施方式的電路圖。
【具體實施方式】
[0027](1.第一實施方式)
[0028](1-1.第一實施方式的構成)
[0029]以下，根據圖1對本發(fā)明的第一實施方式具體地進行說明。在本實施方式中，交流電源12通過整流電路部13與變壓器Tl的一次繞組Ila的一端相連接，一次繞組Ila的另一端與開關單元14相連接。在開關單元14中，設置了控制其接通或斷開的一次側的開關單元控制部15。一次側的開關單元控制部15與光耦合器16的接收部相連接，該接收部接收來自控制電路120發(fā)送的開關單元14的控制信號。該光耦合器16的發(fā)送部設置于與變壓器T的二次側相連接的控制電路120。
[0030]開關單元14根據來自控制電路120的控制信號在一次側控制部15控制其接通或斷開，通過變壓器Tl給二次側輸出充電輸出功率。在變壓器Tl的二次側設置了主繞組Ilb和副繞組IlC兩個繞組，主繞組Ilb與充電電路110相連接，副繞組Ilc與控制電路120相連接。
[0031]在充電電路110連接有作為充電對象的電池組130，由主繞組Ilb提供給電池組130充電所必需的電壓。在電池組130中，設置有內部電路(圖中未示出)，用于檢測電池組130的放電狀態(tài)和電池的溫度等。充電電路110設置有整流用二極管Dll及整流用電容器Cl I，它們與主繞組Ilb相連接；還設置有充電開關111，用于對電池組130進行開始充電和停止充電的控制。
[0032]由于控制電路120根據電池組130的放電狀態(tài)相應地控制充電電路110的電壓及電流，所以其驅動用的電力由副繞組Ilc提供?？刂齐娐?20具備與副繞組Ilc相連接的整流用二極管D12及整流用電容器C12，還具備與充電電路110的充電開關111相連接的充電控制部121。
[0033]充電控制部121具備判斷電池組130的狀態(tài)的電池狀態(tài)判斷電路122，根據該電池狀態(tài)判斷電路122檢測的電池組130的充電狀態(tài)或電池的溫度等相應地接通或斷開充電開關111。還設置有輸出部123，用于輸出充電控制部121的開關單元14的接通或斷開的控制信號。充電控制部121時常監(jiān)視著充電電路110的電壓，根據檢測出的電壓相應地將開關單元的接通或斷開控制信號從信號輸出部123輸出給設置在變壓器Tl的一次側的光耦合器6。
[0034]為使充電電路110和控制電路120相連接，設置了狀態(tài)顯示用LED140。狀態(tài)顯示用LED140的一端通過相對于LED140串聯(lián)連接的恒壓電路141與充電電路110的主繞組Ilb相連接。LED140的另一端與連接在副繞組IlC的控制電路120的充電控制部121相連接。該狀態(tài)顯示用LED140是一種在充電電路110的輕負載時點燈或點燈熄燈的元件。
[0035]調整用負載電阻器Rl與狀態(tài)顯示用LED140相同，一端通過恒壓電路141與充電電路110的主繞組Ilb相連接，另一端與連接在副繞組Ilc的控制電路120的充電控制部121相連接，該調整用負載電阻器Rl相當于現(xiàn)有技術中的泄漏電阻。
[0036]在充電控制部121中，為了控制狀態(tài)顯示用LED140的電亮閃爍，在充電控制部121設置了 LED照明電路142和驅動代替該LED照明電路142的負載調整用電阻器Rl的負載調整電路143。該LED照明電路142根據設置在充電控制部121的電池狀態(tài)判斷電路122檢測出的結果，具體根據電池組130的有無、電池組130的充放電狀態(tài)，來控制LED140持續(xù)點燈或者間歇性點燈(點燈熄燈工作)。
[0037]在輕負載顯示用LED140處于熄燈的期間時，調整用負載電阻器Rl代替顯示用LED140控制負載調整電路143，消耗充電電路的電力。這些工作由設置在控制電路120的LED照明電路142和負載調整電路143控制。圖2所示的是顯示用LED140點燈和負載電阻器R的具體的順序的例子。[0038]本實施方式中，在沒有電池的待機狀態(tài)將電源接通時，盡管電源被接通，LED140也會反復地點燈熄燈，用于警告電池組沒有被安裝到充電裝置上。這種情況時，由于電池組130沒有被安裝，所以充電開關111處于充電停止狀態(tài)。當LED140處于點燈熄燈的工作期間時，在LED140點燈時，負載電阻器Rl上電流不流動，在LED140在熄燈時，負載電阻器Rl上電流流動。
[0039]當檢測出電池組130被安裝到充電裝置上時，充電開關111被接通，開始充電，并且LED140熄燈。在充電過程中，由于給充電電路110上施加預定的負載，所以沒有必要接通負載電阻器R1，因此在LED140熄燈時，負載電阻器Rl上沒有電流流動。
[0040]當充電完畢時，充電開關111變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，并且LED140通過持續(xù)點燈進行充電完畢的顯示。在該狀態(tài)，由于LED140上有電流流動，所以無需給負載電阻器Rl通電。
[0041](1-2.第一實施方式的作用)
[0042]本實施方式中，在電池組130的充電過程中，需要提供給充電電路110充電所必需的大量的電力。因此，控制電路120根據該電池狀態(tài)判斷電路122檢測出電池組130的狀態(tài)，為了供給預定的電力，通過光耦合器16從信號輸出部123向一次側的開關單元控制部15發(fā)送控制信號。一次側的開關單元控制部15從二次側的控制電路120接收到控制信號，對開關單元14的接通或斷開進行控制，從而，提供給變壓器Tl的一次側所必要的電力。
[0043]在變壓器T的二次側，主繞組I Ib將由開關單元控制部15控制的電力降壓生成充電電路110所需要的電壓，由整流單元二極管Dll及整流單元電容器Cll整流后，對電池組130進行充電。這種情況下，在變壓器Tl的一次側，由于要給電池組130的充電提供足夠的電力，所以即使在副繞組11c，也要給控制電路120的工作提供足夠的足夠電力。
[0044]當控制電路120的電池狀態(tài)判斷部122檢測出電池組130充電完畢時，充電控制部121斷開充電開關111，停止充電。一次側的控制部15對輕負載時的開關單元14發(fā)出向接通或斷開控制振蕩頻率低下或突發(fā)模式轉移。同時，充電控制部121向位于LED照明電路142的顯示用LED140輸出點燈或點燈熄燈的指令，LED照明電路142按照該指令使顯示用LED140連續(xù)或間斷地點燈。由此，來顯示電池組130的充電完畢或電池組130從充電裝置上取出的待機狀態(tài)。
[0045]另一方面，因為顯示用LED140點燈所消耗的電力成為充電電路110所消耗的電力，所以，對充電電路110所提供的電力不能為零，開關單元控制部15的接通或斷開控制也會根據LED140的電力消耗按相應比例進行。結果，變?yōu)榻o變壓器Tl的一次側提供一定的電力，由此變?yōu)?，也要給與二次側的副繞組Ilc相連接的控制電路120提供確保其工作的電力。結果，來自控制電路120的控制信號被準確地輸出給開關單元14，開關單元14的接通或斷開控制能夠穩(wěn)定地進行。
[0046]由于LED140在熄燈狀態(tài)不消耗電力時，由調整用電阻器Rl代替其消耗電力，所以能夠確保開關單元的穩(wěn)定化和控制電路的驅動電力。
[0047](1-3.第一實施方式的效果)
[0048]本實施方式中，由于使LED140發(fā)光來顯示待機狀態(tài)或充電完畢的狀態(tài)的電力由主繞組Ilb側提供，與以往的由副繞組Ilc側提供電力相比，泄露電阻變得不再必要，使待機電力能夠降低。
[0049]此外，根據電池的狀態(tài)，在LED處于熄燈期間想使其點燈熄燈時，即，LED上沒有電流流過時，由于能夠連接泄漏電阻使電流流動，所以能夠降低電力消耗，并且能夠確保開關單元的穩(wěn)定化和控制電路的驅動電力。
[0050]尤其是，以往泄露電阻雖然設置在與主繞組Ilb相連接的充電電路110側，但是該泄漏電阻卻是一個除了確保開關單元14的穩(wěn)定化以外，沒有其他意義的裝置。針對該問題，在本實施方式中，由于將裝置中不可欠缺的LED140用作開關單元14的穩(wěn)定化用的單元，沒有使用多余的設備，所以能夠獲得開關單元14的穩(wěn)定化和降低功耗的并存效果。
[0051]本實施方式中，由于顯示用LED上連接了恒壓電路141，所以即使電池電壓有變化，通過該恒壓電路141也能夠給顯示用LED140提供恒定的電壓，所以LED140的發(fā)光量(亮度)不會因為負載的狀態(tài)發(fā)生變動，點燈和點燈熄燈的顯示具有容易看到的優(yōu)點。
[0052](第一實施方式的變形例)
[0053]本發(fā)明不局限于圖示的第一實施方式，還可以包含以下所示的變形例。
[0054](I)顯示用LED140的數量和類型能夠根據顯示形態(tài)和開關單元14的穩(wěn)定化所要求的電力消耗適當地改變。
[0055](2)圖示的第一實施方式中，針對變壓器設置了一個主繞組，在該主繞組上連接充電電路，但也可以設置多個主繞組，在各主繞組上分別連接充電電路。這種情況時，可以在所有的充電電路上設置顯示用LED，也可以在任意一個充電電路上設置顯示用LED，當所有的充電電路都處于輕負載狀態(tài)時，使該顯示用LED點燈。
[0056](3)在圖示的第一實施方式中，恒壓電路串聯(lián)連接在顯示用LED上，并將其與主繞組相連接，但是，如果能夠從充電電路中取出恒定電壓的話，恒壓電路并非一定要設置在圖示的位置。
[0057](4)當無需使LED點燈熄燈時，即，在輕負載，只需使LED點燈即可的情況時，不需要調整用負載電阻器Rl及負載調整電路143。
[0058](2.第二實施方式)
[0059](2-1.第二實施方式的構成)
[0060]( I) 一次側電路
[0061 ] 以下，根據圖3對本發(fā)明的第二實施方式進行具體地說明。本實施方式中，在變壓器2的一次繞組21a的一端通過整流電路部23與交流電源22連接，一次繞組21a的另一端與開關單元Q21相連接。在開關單元Q21上設置有控制其接通或斷開的一次側控制部25。
[0062]在一次側控制部25連接有光耦合器PHC2的接收部，該接收部接收自控制電路220發(fā)送的開關單元Q21的控制信號。該光耦合器PHC2的發(fā)送部設置在連接于變壓器T2的二次側的充電電路210上。由此，一次側控制部25通過光耦合器PHC2接收來自二次側的反饋單元的信號，控制開關單元Q21的接通或斷開。為了降低在電池組處于未安裝或充電完畢等輕負載時的電力消耗，一次側控制部25將開關單元Q21設定在突發(fā)模式等間歇振蕩狀態(tài)。
[0063]開關單元Q21根據來自控制電路220的控制信號控制一次側控制部25使其接通或斷開，通過變壓器T2在二次側輸出充電輸出。在變壓器T2的二次側設置了主繞組21b和副繞組21c，充電電路210與主繞組21b相連接，控制電路220與副繞組21c相連接。
[0064](2)充電電路210
[0065]作為充電對象的電池組230被連接在充電電路210，由主繞組21b提供給充電電池230充電所必需的電壓。電池組230是一個將串聯(lián)連接的二次電池和含有電池內部溫度傳感器和保護單元等的電池組內部電路231封裝在一起的一個元件。
[0066]充電電路210中設置有與主繞組2Ib相連接的整流用二極管D21及整流用電容器C21，還設置有對電池組230進行充電開始和充電停止控制的充電開關211。充電開關211在本實施方式中由開關單元Q23和二極管D24構成，開關單元Q23利用來自控制電路220的信號控制接通或斷開，二極管D24插入到電池組230中用于防止逆流。
[0067](3)控制電路220
[0068]由于控制電路220是一種根據電池組230的充放電狀態(tài)對充電電路210的電壓及電力進行控制的電路，所以其驅動用的電力由副繞組21c提供。控制電路220具備:與副繞組21c相連接的整流用二極管D25、整流用電容器C22和串聯(lián)調節(jié)器223。由于二極管D25及電容器C22是控制電路220用的整流部的構成元件，所以是對變壓器T2的二次側輸出(控制側)進行整流的元件。串聯(lián)調節(jié)器223將因充電側的負載狀態(tài)而變化的控制電路220所用的整流部的電壓轉換成恒定的穩(wěn)定電壓。
[0069]控制電路220具備:充電控制部221，其與充電電路210的充電開關211相連接；電池狀態(tài)判斷電路222，其與電池組內部電路231相連接，用于判斷電池組230的狀態(tài)。充電控制部221與電池狀態(tài)判斷電路222相連接，根據電池判斷電路222檢測出的電池組230的充放電狀態(tài)或電池的溫度等，相應地接通或斷開充電開關211。
[0070]充電控制部221與設置在充電電路210的電流控制部212相連接。電流控制部212是控制流入電池組230的電流的電路部。在電流控制部212和電池組230的一端之間，電流檢測電阻R25與電流控制部212和電池組230的另一端之間的齊納二極管D23相連接。電流控制部212通過電阻R24與光耦合器PHC2的輸送部相連接。
[0071]電流檢測電阻R25將流入電池組230的電流作為其兩端的電壓檢測出，將流入充電電路210的電流量定量化。齊納二極管D23上為大于最大電池電壓的齊納電壓，是為了在充電開關211處于斷開時，其電壓不會變?yōu)楹愣ㄒ陨系碾妷憾O定的基準電壓(齊納電壓)。
[0072](4)電壓切換電路240
[0073]本實施方式中具備電壓切換電路240,用于將輕負載時的電壓切換成向一次側的開關單元Q21反饋的基準電壓，輕負載時的電壓是指通過充電電路210給電池組230充電時的電壓及電池組未安裝時或充電完畢時的電壓。電壓切換電路240具有晶體二極管等的開關單元Q24，該開關單元Q24通過電阻R22、電阻R23連接在充電電路210和控制電路220之間。
[0074]開關單元Q24是在充電電路處于輕負載時，即，充電開關211為斷開時，用于降低控制電路220的電壓的元件。因此，開關單元Q24的基準端子與充電控制部221相連接，當降低控制電路220的電壓時，由充電控制部221向開關單元Q24輸出接通的信號。
[0075]在充電電路210中，設置有與齊納二極管并聯(lián)連接的電壓切換用開關單元Q22。作為開關單元Q22可以使用FET或者晶體管。開關單元Q22的門極端子相對于連接在充電控制部221的開關單元Q24，連接在電阻R22和電阻R23的連接點的部分。開關單元Q22的一側的端子與充電電路210的主繞組21b相連接，其他側的端子通過齊納二極管D22與電流控制部212相連接。因此，當充電控制部221相連接的開關單元Q24在接通時，電流流入電阻R22和電阻R23，接通開關單元Q22。[0076]齊納二極管D22在開關單元Q24接通時導通，電流流入二次側光耦合器PHC2。因此，至此反饋到一次側的由齊納二極管D23的齊納電壓所控制的電壓變?yōu)橛升R納二極管D22的齊納電壓所控制。此時，齊納二極管D22、齊納二極管D23的齊納電壓成為如下所述的關系。
[0077]D23的齊納電壓> D22的齊納電壓> 串聯(lián)調節(jié)器223的最小工作電壓。
[0078]在連接于主繞組21b的整流用二極管D21和控制電路220的串聯(lián)調節(jié)器223之間設置有二極管D26，用于使電流從充電電路210流向控制電路220。當控制電路220的電壓低于充電電路210的電壓時，二極管D26給控制電路220側提供電流。
[0079](2-2.第二實施方式的作用)
[0080](I)電池組充電時
[0081]在本實施方式中，當充電對象的電池組230連接到充電電路210時，控制電路220的充電控制部221根據電池狀態(tài)判斷電路222從電池組內部電路231檢測出的電池組230的狀態(tài)，相應地判斷是否充電，當判斷出需要給電池組230充電的情況時，接通充電開關211。同時，充電控制部221將與其連接的開關單元Q24的充電狀態(tài)斷開，并對充電電路210的電流控制部212輸出對一次側的開關單元Q21開始控制的指令。
[0082]電流控制部212監(jiān)控電流檢測電阻R25的電壓，當到達所設定的電壓值以上時，通過電阻R24向光耦合器PHC2的發(fā)送部流入作為控制一次側的開關單元Q21的接通或斷開信號的電流。由此，利用光耦合器PHC2將控制二次側的電流、電壓的信號反饋到一次側。
[0083]接受來自二次側信號的一次側控制部25，通過光耦合器PHC2對開關單元Q21的接通或斷開進行控制，從而，提供給變壓器T2的一次側所必需的電力。在變壓器T2的二次偵牝主繞組21b通過開關單元Q21將被控制的電壓降壓生成充電電路210所必需的電壓，通過作為整流單元的二極管D21及整流單元的電容器C21整流后對電池組230進行充電。這種情況下，在變壓器T2的二次側，由于要供給電池組230充電所必需的電壓，所以在副繞組21c,也要供給使控制電路220的串聯(lián)調節(jié)器223穩(wěn)定工作的充足的電壓。
[0084](2)電池組未安裝時、充電完畢時
[0085]當控制電路220的電池狀態(tài)判斷電路222檢測出電池組230充電完畢時，充電控制部221斷開充電開關211，停止充電，并且接通開關單元Q24。這樣，由電阻R22、電阻R23向電壓切換用開關單元Q22的門極端子附加電壓，接通開關單元Q22。
[0086]在與電流控制部212相連接的齊納二極管D23和齊納二極管D22上所設定的齊納電壓中，由于將D22的齊納電壓設定的較低，所以為了與由齊納二極管D22的齊納電壓所設定的電壓值相同，通過電阻R24由D22向光耦合器PHC2的發(fā)送部流入作為控制一次側的開關單元Q21的接通或斷開的信號的電流。結果，當低于充電時的電壓在充電電路210上生成時，一次側的開關單元Q21對接通或斷開進行控制。
[0087]在充電電路210上生成的低壓電流經由二極管D26從充電電路210流向控制電路220，驅動串聯(lián)調節(jié)器223。這種情況下，由于將齊納二極管D22的齊納電壓設定的高于串聯(lián)調節(jié)器223的最低工作電壓，所以串聯(lián)調節(jié)器223能夠穩(wěn)定工作，并且控制電路210的各部分也被適當地驅動。
[0088](2-3.第二實施方式的效果)
[0089]根據本實施方式，由電壓切換電路240將充電電路210的電壓降低為串聯(lián)調節(jié)器223所必需的最低電壓，在輕負載時，由副繞組21c供給控制電路220的電力的不足部分，能夠由經由二極管D26的充電電路210側的電力進行補充。結果，無須在充電電路210設置泄露電阻，通過適當的選定設置在齊納二極管D22，齊納二極管D23處的齊納電壓，能夠實現(xiàn)充電電路210在輕負載時，控制電路220的穩(wěn)定工作，避免了泄露電阻導致的電力損失，能夠減小待機中及充電完畢后的電力。
[0090]尤其是在充電開關211的內部有寄生二極管的構成的電路中，當電池組230的電壓大于充電電路210的電壓時，電流由電池組230流向充電電路210，被充了電的電池組230就會放電。本實施方式為了防止所述問題，插入了逆流防止用二極管D24，所以防止了所述問題的發(fā)生。另外在如下構成的電路中，即，充電開關211為晶體管Q23時，電池組230的電壓和充電電路210的電壓為發(fā)射極基礎間的耐壓以上的電壓差時，晶體管Q23導通，但是在本實施方式中，通過逆流防止用二極管D24使導通被阻止。
[0091](3.第三種實施方式)
[0092](3-1.第三種實施方式的構成)
[0093]根據圖4對本發(fā)明的第三種實施方式進行說明。此外，對于和第二種實施方式相同的構成賦予相同的符號，省略其說明。
[0094]本實施方式中，通過將圖3中設置的整流用二極管D21及整流用電容器C21與第二整流用二極管D27及第二整流用電容器C23并聯(lián)地設置在充電電路210的整流部，在充電電路210中形成兩個整流電路系統(tǒng)。由二極管D27和電容器C23構成的第二整流電路在電池組未插入時，或者在充電中晶體管Q24處于關閉狀態(tài)時，其電位與由二極管D21和電容器C21構成的第一整流電路的電位變得幾乎相同。
[0095]在電壓切換電路240設置了由FET構成的開關單元Q25，在其門極端子，連接在充電控制部221的開關單元Q24被連接。開關單元Q25的漏電極側的端子通過電阻R22、電阻R23與充電控制部221側的開關單元Q24相連接。開關單元Q25的源電極側的端子通過齊納二極管D22與電流控制部212相連接。這種情況下，齊納二極管D22、齊納二極管D23的齊納電壓具有如下關系。
[0096]D23的齊納電壓> D22的齊納電壓> 串聯(lián)調節(jié)器223的最低工作電壓
[0097]開關單元Q25的源電極側的端子進一步通過二極管D26與串聯(lián)調節(jié)器223的輸入側相連接。在控制電路220的電壓低于充電電路210的電壓時，二極管D26給控制電路220側提供電流。
[0098](3-2.第三實施方式的作用)
[0099](I)電池組充電時
[0100]本實施方式中，在電池組230充電時，由于通過來自充電控制部221的指令使開關單元Q24斷開，所以在開關單元Q25上沒有電流流動。因此，電流控制部212對電流檢測電阻R25的電壓進行監(jiān)控，當電壓到達所設定的電壓值以上時，通過電阻R24向光耦合器PHC2的發(fā)送部流入作為控制一次側的開關單元Q21的接通或斷開信號的電流。由此，利用光耦合器PHC2將控制二次側的電流的信號反饋到一次側。
[0101](2)電池組未安裝時，充電完畢時
[0102]當控制電路220的電池狀態(tài)判斷電路222檢測出電池組230充電完畢時，充電控制部221斷開充電開關211，充電停止，并且接通開關單元Q24。這樣，通過電阻R22、電阻R23接通電壓切換用開關單元Q25。
[0103]當開關單元Q25接通時，齊納二極管D22導通，電流流入二次側的光耦合器PHC2。因此，至此反饋到一次側的由齊納二極管D23的齊納電壓所控制的電壓變?yōu)橛升R納二極管D22的齊納電壓所控制。結果，在充電電路210上生成的電壓比充電時的電壓低的時刻，一次側的開關單元Q21對接通或斷開進行控制。
[0104]由于二極管D26是一個在開關單元Q25處于接通，并且[控制電路220的電壓<充電電路210的電壓]時，使電流流入控制電路220的元件，所以在充電電路210上生成的低電壓的電流從第二整流電路側經由開關單元Q25及二極管D26，從充電電路210流向控制電路220，驅動串聯(lián)調節(jié)器223。這種情況下，由于將齊納二極管D22的齊納電壓設定的高于串聯(lián)調節(jié)器223的最低工作電壓，所以串聯(lián)調節(jié)器223能夠穩(wěn)定工作，也能夠適當的驅動控制電路220的各部分。
[0105](3-3.第三實施方式的效果)
[0106]在本實施方式中，充電電路210上設置的整流電路分為兩個，在待機時和充電完畢時，從充電控制部221向開關單元Q24發(fā)出接通信號，使電壓切換電路部240開始工作，將充電電路210的電壓降低至串聯(lián)調節(jié)器能夠工作的最低限度的電壓，給控制電路220提供電源。因此，根據本實施方式，泄漏電阻變得不再必要，輕負載時的電力消耗能夠顯著地降低，并且由于通過齊納二極管D22的齊納電壓能夠確保串聯(lián)調節(jié)器223的最低限工作電壓，所以能夠確保控制電路220的穩(wěn)定工作。
[0107]本實施方式中，在電池組230充電完畢，開關單元Q24變?yōu)榻油顟B(tài)時，充電電路210成為電池組230的電壓，但是因為有二極管D21，所以來自電池組230的電流不能流過二極管D26。在第二實施方式中，出現(xiàn)了電流從充電完畢后的電池組230流向控制電路220的問題，但在本實施方式中，整流用的二極管D21阻止了來自電池組230的電流，所以第二實施方式中的逆流防止用二極管24變得不再必要，充電中因逆流防止用二極感D24產生的損失也不會發(fā)生。此外，在充電過程中，由于使開關單元Q24處于斷開狀態(tài)，所以該部分也幾乎不會發(fā)生損失。
[0108]在本實施方式中，具有[充電完畢后的電池電壓>充電完畢后的切換后的充電電路210的電壓(串聯(lián)調節(jié)器223的最低限工作電壓)]的關系時，即便是沒有構成充電開關211的開關單元Q23，由于充電電流不會流過電池組230，所以能夠刪除充電開關211。BP,在不具備電池組230的情況時，充電電路210和控制電路220幾乎處于同樣的電位，在此，即使電池組230側的電壓高于充電電路210的電壓，電池組230側也不會有電流流過。這種情況下，充電中的電力也可能降低。
[0109](基于第二實施方式及第三實施方式的其他形態(tài))
[0110]作為關于本發(fā)明的其他形態(tài)的二次電池的充電裝置，第二實施方式及第三實施方式也可以為如下構成的二次電池的充電裝置，其特征在于具備:電源電路，其與變壓器的一次繞組相連接；第一開關單元及一次側控制部，它們與所述電源電路相連接，第一開關單元用于接通或斷開附加于所述變壓器的電壓，一次側控制部用于對第一開關單元的接通或斷開進行控制；主繞組及副繞組，它們與所述變壓器的二次側相連接；充電電路，其與所述主繞組相連接，用于給充電對象的電池組提供電力；控制電路，其與所述副繞組相連接，根據所述電池組的充電狀態(tài)對所述電池組的充電進行控制；所述充電電路還具備第一恒壓設定部及第二恒壓設定部，用于保持所述充電電路的電壓處于預先設定的恒定值，所述第一恒壓設定部設定第一電壓，該電壓能夠給所述電池組的任何電池電壓充電，所述第二恒壓設定部設定第二電壓，該電壓低于所述第一電壓，高于所述控制電路的驅動所必需的電壓；所述控制電路具備:電池狀態(tài)判斷電路，用于檢測所述電池組的充電狀態(tài)；充電控制部，其根據所述電池狀態(tài)判斷電路的檢測結果相應地切換所述第一恒壓設定部及第二恒壓設定部；所述充電控制部為一種如下所述的元件，即，當所述電池組在未安裝或充電完畢時，其通過由所述第二恒壓設定部設定的所述第二電壓，使所述控制電路所必需的電流從所述充電電路流入所述控制電路。
[0111]在其他形態(tài)中，還進一步具備第二開關單元，其與所述充電控制部相連接，在所述電池組處于未安裝或充電完畢時為接通狀態(tài)；根據所述第二開關單元的接通狀態(tài)，所述第一恒壓設定部可以切換為所述第二恒壓設定部。
[0112]在其他形態(tài)中，所述第一恒壓設定部及第二恒壓設定部也可以相對于所述充電電路并聯(lián)連接，所述第二開關單元與所述第二恒壓設定部相連接，通過所述第二開關單元的接通，所述第二恒壓設定部被接通。
[0113]在其他形態(tài)中，所述充電電路具有充電時用的整流部和輕負載時用的整流部，所述第一恒壓設定部與所述充電時用的整流部相連接，所述第二恒壓設定部與所述輕負載時用的整流部相連接，所述第二開關單元與所述第二恒壓設定部相連接，可以通過接通所述第二開關單元來接通所述第二恒壓設定部。
[0114]在其他形態(tài)中，所述充電電路和所述控制電路可以通過設置于所述充電電路的整流部和設置于所述控制電路之間的二極管相連接。
[0115]在其他形態(tài)中，所述充電電路和所述控制電路也可以通過設置于所述輕負載時用的整流部和所述控制電路之間的二極管相連接。
[0116]在其他形態(tài)中，所述第一恒定電壓設定部和第二恒定電壓設定部也可以由齊納二極管構成。
[0117](第二實施方式及第三實施方式的變形例)
[0118]本發(fā)明不局限于圖示的第二實施方式及第三實施方式，還可以包括如下的變形例。
[0119](I)圖示的第二實施方式及第三實施方式中，作為在電壓切換電路240上設置的充電時用和輕負載時用的恒壓設定部，使用了齊納二極管D22、齊納二極管D23，但是，也可以使用其他的恒壓設定構件或電路代替齊納二極管。
[0120](2)在輕負載時，由充電電路210向控制電路22(H則供給電力時，可以使用如圖所示的位置所連接的二極管D26以外的構件，能夠從其他部分向串聯(lián)調節(jié)器223的前段流入整流后的電流。例如，如第三實施方式一樣使用開關單元Q25，并且如第二實施方式一樣，從充電側的整流電路直接經由二極管D26能夠提供電力。
[0121](3)作為將二次側的充電電路的情報傳達給一次側控制部25的傳達手段，不只局限于光耦合器PHC2，也可以使用其他的電性電路的信號傳達手段。
[0122]符號說明
[0123]Tl變壓器
[0124] D1UD12 整流用二極管[0125]C11、C12整流用電容器
[0126]Rl調整用負載電阻
[0127]Ila一次繞組
[0128]Ilb主繞組
[0129]Ilc副繞組
[0130]12交流電源
[0131]13整流電路部
[0132]14開關單元
[0133]15開關單元控制部
[0134]16光稱合器
[0135]110充電 電路
[0136]111充電開關
[0137]120控制電路
[0138]121充電控制部
[0139]122電池狀態(tài)判斷電路
[0140]123控制信號輸出部
[0141]130電池組
[0142]140狀態(tài)顯示用LED
[0143]141恒壓電路
[0144]142LED照明電路
[0145]143負載調整電路
[0146](第2及第3實施方式)
[0147]T2變壓器
[0148]D21、D25、D27整流用二極管
[0149]C21、C22、C23整流用電容器
[0150]D22、D23齊納二極管
[0151]D24逆流防止用二極管
[0152]D26二極管
[0153]R22 ~R25電阻
[0154]Q21~Q25開關單元
[0155]PHC2光耦合器
[0156]21a一次繞組
[0157]21b主繞組
[0158]21c副繞組
[0159]22交流電源
[0160]23整流電路部
[0161]24開關單元
[0162]25一次測控制部
[0163]210充電電路[0164]211充電開關
[0165]212電流控制部
[0166]220控制電路
[0167]221充電控制部[0168]222電池狀態(tài)判斷電路
[0169]223串聯(lián)調節(jié)器
[0170]230電池組
[0171]231電池組內部電路
[0172]240電壓切換電路
【權利要求】
1.一種二次電池的充電裝置，其特征在于具備: 電源電路，其與變壓器的一次繞組相連接； 主繞組及副繞組，它們與所述變壓器的二次側相連結； 充電電路，其與所述主繞組相連接，用于給充電對象的電池組提供電力； 控制電路，其與所述副繞組相連接，用于控制所述充電電路； 還具備LED，用于顯示所述充電電路處于待機狀態(tài)或充電完畢狀態(tài)；所述LED根據所述控制電路的指令，在所述充電電路處于輕負載時進行點燈。
2.如權利要求1所述的二次電池的充電裝置，其特征在于， 所述LED通過恒壓電路與所述充電電路相連接，該恒壓電路與所述LED串聯(lián)連接。
3.如權利要求2所述的二次電池的充電裝置，其特征在于， 所述充電電路具備電阻，該電阻的一端與所述LED和所述恒壓電路的連接點相連接，另一端與所述控制電路相連接。
4.如權利要求3所述的二次電池的充電裝置，其特征在于: 所述控制電路在所述充電電路處于輕負載時，根據所述電池組的充電狀態(tài)相應地使所述LED點燈熄燈，當所述LED點燈時，控制電流使其不流過所述電阻，當所述LED熄燈時，控制電流使其流過所述電阻。
【文檔編號】H02J7/02GK103944242SQ201410006661
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權日:2013年1月17日
【發(fā)明者】今村幸史, 山本武, 田渕泰弘, 小林牧廣 申請人:株式會社田村制作所, 株式會社牧田