充电设备.pdf

在充电设备中，端子被配置为连接可充电电池。第一供电单元被配置为对连接到端子的可充电电池充电。控制器被配置为控制所述第一供电单元。第二供电单元被配置为向所述控制器和监视单元供电。所述监视单元包括监视部和开关元件。所述监视部被配置为监视所述可充电电池、所述第一供电单元和所述控制器中的至少一个。所述开关元件被配置为中断所述第二供电单元向所述监视部的供电。

1.  一种充电设备，包括：
端子，被配置为连接可充电电池；
第一供电单元，被配置为向与所述端子相连接的可充电电池进行充电；
控制器，被配置为控制所述第一供电单元；
监视单元；和
第二供电单元，被配置为向所述控制器和所述监视单元供电，
其特征在于：
所述监视单元包括：
监视部，被配置为监视所述可充电电池、所述第一供电单元和所述控制器中的至少一个；以及
开关元件，被配置为中断所述第二供电单元向所述监视部的供电。

2.  根据权利要求1所述的充电设备，其中所述监视部包括：第一监视部，被配置为监视所述可充电电池、所述第一供电单元和所述控制器中的一个；以及第二监视部，被配置为监视所述可充电电池、所述第一供电单元和所述控制器中的剩余的一个，
其中所述开关单元被配置为中断所述第二供电单元向所述第一监视部和所述第二监视部中的至少一个的供电。

3.  根据权利要求1所述的充电设备，其中所述监视部包括识别单元，所述识别单元被所述控制器使用，以基于在所述可充电电池中包括的识别器来识别所述可充电电池，
其中在所述控制器识别出所述可充电电池后，所述开关元件中断所述第二供电单元向所述识别单元的供电。

4.  根据权利要求3所述的充电设备，其中在所述第一供电单元结束向所述可充电电池的充电时或者之后，所述开关单元中断所述第二供电单元向所述监视部的供电。

5.  根据权利要求3或4所述的充电设备，其中所述识别器包括第一电阻器，
其中所述识别单元包括第二电阻器，
其中所述控制器被配置为通过比较所述第一电阻器和所述第二电阻器来识别所述可充电电池的类型。

6.  根据权利要求1所述的充电设备，其中所述监视部包括温度监视部，所述温度监视部被配置为监视所述第一供应单元的温度和所述可充电电池的温度中的至少一个，
其中所述控制器向所述第一供应单元输出控制信号，所述控制信号控制所述第一供应单元向所述可充电电池的充电，
其中在所述控制器输出所述控制信号的同时，所述开关元件使得所述第二供应单元能够向所述温度监视部供电。

7.  根据权利要求6所述的充电设备，其中所述温度监视部包括热敏电阻。

8.  根据权利要求1所述的充电设备，其中所述监视部包括电压监视部，所述电压监视部被配置为监视所述可充电电池的电池电压和所述第一供电单元的输出电压中的至少一个，
其中所述控制器向所述第一供应单元输出控制信号，所述控制信号控制所述第一供应单元向所述可充电电池的充电，
其中在所述控制器输出所述控制信号的同时，所述开关元件使得所述第二供应单元能够向所述电压监视部供电。

9.  根据权利要求1所述的充电设备，其中所述控制器向所述第一供应单元输出控制信号，所述控制信号控制所述第一供应单元向所述可充电电池的充电，
其中所述开关元件基于所述控制信号来中断所述第二供应单元向所述监视部的供电。

10.  一种充电设备，包括：
端子，被配置为连接电池包；
识别单元，被配置为从多个额定电压中识别与所述端子相连接的电池包的额定电压；以及
充电单元，被配置为向与所述端子相连接的电池包充电，
其特征在于：
所述充电设备还包括：
阈值选择单元，被配置为基于所识别出的额定电压，从多个阈值中选择与所述端子相连接的电池包的阈值；以及
确定单元，被配置为确定所述电池包的电池电压是否小于所选择的阈值。

11.  根据权利要求10所述的充电设备，其中所述阈值选择单元基于所述识别出的额定电压，选择所述电池包的阈值作为所述电池包的电池电压的下限。

12.  根据权利要求10所述的充电设备，其中所述多个阈值包括两个阈值。

13.  根据权利要求10所述的充电设备，其中所述多个阈值包括三个阈值。

14.  根据权利要求10到13中的一项所述的充电设备，其中所述阈值选择单元包括与所述多个阈值一对一地对应的多个齐纳二极管。

15.  根据权利要求10到13中的一项所述的充电设备，其中所述阈值选择单元包括逻辑运算电路，所述逻辑运算电路被配置为比较所选择的阈值与所述电池包的电池电压。

16.  根据权利要求10到13中的一项所述的充电设备，其中当所述确定单元确定所述电池包的电池电压小于所选择的阈值时，所述充电单元停止向与所述端子相连接的电池包的充电。

17.  根据权利要求10到13中的一项所述的充电设备，其中如果所述确定单元确定所述电池包的电池电压小于所选择的阈值，则所述充电单元执行预充电操作，在所述预充电操作中，向所述电池包充电，使得所述电池包的负载与向所述电池包正常充电时相比降低。

18.  根据权利要求10到13中的一项所述的充电设备，其中当所述电池包被过充电或者过放电时，所述确定单元检测到从所述电池包传送的信号。

19.  根据权利要求10到13中的一项所述的充电设备，其中所述电池包包括锂离子电池芯。

充电设备
技术领域
本发明涉及一种给用作无绳电动工具的电源的可充电电池充电的充电设备。另外，本发明涉及一种能够选择性地给不同额定电压的电池包充电的充电设备。
背景技术
根据期望的用途使用各种类型的无绳电动工具。例如，电动工具在尺寸、形状和功率水平上都各不相同。此外，在电动工具中使用各种额定输出电压和容量的可充电电池。例如，额定电压为3.6V的锂离子电池包用于轻型作业，并且额定电压为36V的锂离子电池包用于重型作业。
提供了专用于各种电池包中的单一类型的充电设备。此外，为了改善用户的便利性，提供了能够给多个电池包充电的多类型充电设备。例如，日本专利申请公开No.2009 178012公开了一种可以给不同额定电压的电池包充电的多类型充电设备。这种多类型充电设备识别电池的类型和电压以便适当地对电池包充电。更具体地，电池包具有例如电阻器的识别元件，该元件可以根据可充电电池的类型或充-放电压而变化。在充电时，充电设备识别该识别元件。
当对高电压电池包或大容量电池包充电时，或者当执行快速充电时，充电设备的输出功率趋于变得更大，因此不仅需要监测电池包的温度还需要监测充电设备内部组件的温度。因此，充电设备确定电池包的温度和充电设备内部的温度。如果温度大于或等于预定温度，则充电设备降低所输出的充电电流，从而降低发热。
发明内容
问题的解决方案
近来，由于例如环境意识的原因，日益要求充电设备降低功耗。特别是，充电设备在充电完成后的待机模式下所消耗的功率无助于向电池包供应能量。因此，人们期望该值应尽可能低。然而，上述传统的电池类型确定方法和温度 监测方法并未重视降低功耗。
鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供一种充电设备，其可以在降低功耗的同时可靠地执行识别多个电池电压类型和监测温度。
此外，越来越多的电池包都采用例如锂离子电池的高性能可充电电池，以满足对更高的输出和大容量(更长的工作时间)的需求。高性能可充电电池需要严格的充电和放电条件，以充分确保其寿命和性能。不但需要注意根据额定电压来设置充电期间的电压和充电完成后的电压，而且需要注意充电开始时的电池电压和状态。和专用于具有预设的充电条件的特定电池包的充电设备不一样，该多类型充电设备需要确定多个电池包的状态，并根据电池包的类型执行充电。
鉴于上述情况，本发明的另一个目的是提供一种充电设备，其能够可选择地对不同额定电压的多个电池包充电，适当地确定开始电池包充电时电池的状态和电压，并且在适宜的充电条件下执行充电。
本发明的一个特征在于充电设备。充电设备包括端子、第一供电单元、控制器、监视单元和第二供电单元。端子被配置为连接可充电电池。第一供电单元被配置为对连接到端子的可充电电池充电。控制器被配置为控制第一供电单元。第二供电单元被配置为向控制器和监视单元供电。监视单元包括：监视部和开关元件。监视部被配置为监视可充电电池、第一供电单元和控制器中的至少一个。开关元件被配置为中断第二供电单元向监视部的供电。
本发明的另一个特征在于充电设备。充电设备包括：端子、识别单元、充电单元、阈值选择单元和确定单元。端子被配置为连接到电池包。识别单元被配置为从多个额定电压中识别连接到端子的电池包的额定电压。充电单元被配置为向连接到端子的电池包充电。阈值选择单元被配置为根据所识别出的额定电压从多个阈值中选择连接到端子的电池包的阈值。确定单元被配置为确定电池包的电池电压是否小于所选阈值。
发明的有益效果
根据本发明，可以在适当的定时切断供给监视部的电功率，从而降低功耗。
此外，根据本发明，根据额定电压来选择电池包的阈值。因此，能够适当地确定电池包的过放电状态。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的电路图。
图2是说明根据第一实施例的充电操作的流程图。
图3是根据本发明第二实施例的电路图。
图4是说明根据第二实施例的充电操作的流程图。
图5是根据本发明第三实施例的电路图。
图6是说明根据第三实施例的充电操作的流程图。
图7是说明根据第三实施例的变形例的充电操作的流程图。
图8是根据本发明第四实施例的电路图。
图9是说明根据第四实施例的充电操作的流程图。
图10是根据本发明第五实施例的电路图。
图11是说明根据第五实施例的充电操作的一部分的流程图。
具体实施方式
(第一实施例)
下文中，将参考附图描述本发明第一实施例的充电设备1和被安装在充电设备1上的电池包2。图1是示出了将电池包2安装在充电设备1上的情况的电路图。电池包2被用作图中未示出的无绳工具的电源。
首先，将描述要被充电的电池包2。如图1所示，电池包2包括电池组，在该电池组中串联连接多个电池芯2a；电池类型识别电阻器7；作为温度传感元件的热敏电阻8；和保护IC 2b。根据本实施例，将描述包括锂离子电池芯2a的电池包2的示例。然而，要被充电的电池芯的类型并不特别受限，而是可以使用任何类型的二次电池。电池类型识别电阻器7具有唯一的电阻值，该电阻值根据电池包2的类型(例如额定电压或串联连接的电池芯的数量)而变化。基于该电阻值，可以确定电池包类型，例如额定电压和串联连接的电池芯2a的数量。放置热敏电阻8使其与电池组接触或靠近电池组，以检测电池组的温度。保护IC 2b监视每个电池芯2a的电压，并且防止电池芯2a中的任一个由于过充电或过放电而变为异常状态(或错误状态)。随着对电池芯2b充电，电池芯2b的电压增加。当电压达到表示(作为充电结果的)充满电的阈值电压时，保护IC 2b输出对应于充满电的信号。此外，即使当电池芯2a中的至 少一个降低到阈值电压(放电极限电压)时，保护IC 2b也输出信号，这是因为存在电池芯2a过放电的危险。在电压已达到表示充满电的阈值电压的状态下、电压小于或等于电池芯2b的放电极限电压状态下、或正常状态下，保护IC 2b输出对应于状态的信号。
电池包2包括提供在充电设备1中的对应于正充电端子和负充电端子的端子、温度检测端子、以及电池类型信息输入端子。由于电池包2被安装在充电设备1上，因此电池包2的端子连接到充电设备1的相应端子。
然后，将描述充电设备1。充电设备1包括电源部、微型计算机50、连接到微型计算机50的输入端口的各种检测部和连接到微型计算机50的输出端口的受控部。
所述电源部包括供给充电电力的主电源和将驱动电压施加到微型计算机50的辅助电源。主电源是对电池包2充电并且包括第一整流和平滑电路10、开关电路20和第二整流和平滑电路30的电源。
第一整流和平滑电路10包括全波整流器电路11和平滑电容器12。全波整流电路11全波整流由AC电源500供给的AC电压。平滑电容器12使该电压平滑并输出DC电压。AC电源500是例如商用电源的外部电源。
开关电路20被连接到第一整流和平滑电路10的输出侧，并且包括高频变压器21、MOSFET 22以及PWM控制IC 23。PWM控制IC 23改变输入到MOSFET 22的驱动脉冲宽度。MOSFET 22按照驱动脉冲宽度执行开关，从而将来自第一整流和平滑电路10的DC输出转换为脉冲序列波形的电压。脉冲序列波形的电压被施加到高频变压器21的初级绕组，并且该电压通过高频变压器21而阶梯状向上(或向下)，并且然后输出到第二整流和平滑电路30。
第二整流和平滑电路30包括二极管31、平滑电容器32以及放电电阻器33。第二整流和平滑电路30被配置为整流和平滑从高频变压器21的次级侧获得的输出电压并生成DC电压，并通过充电设备1的正和负端子输出该DC电压。
充电设备1还包括辅助电源40和整流和平滑电路6。辅助电源40是连接到第一整流和平滑电路10和开关电路20的恒压电源电路并且接收功率，并施加稳定的基准电压Vcc给例如微型计算机50或运算放大器61和65的各种电路，这将在后面描述。辅助电源40包括变压器41a、41b和41c，开关元件42， 控制元件43，整流二极管44，三端子调节器46，振荡抑制电容器45和47，以及重置IC 48。重置IC 48是每当将充电设备1连接到AC电源时就向微型计算机50输出重置信号的IC。
整流和平滑电路6被连接到辅助电源40以及开关电路20，并作为PWM控制IC 23的电源。该整流和平滑电路6包括变压器41a的次级线圈6a、整流二极管6b和平滑电容器6c。
微型计算机50包括第一输出端口51a、第二输出端口51b、A/D输入端口52(52a和52b)以及重置端口53。微型计算机50处理输入到A/D输入端口52的各种信号，并且通过第一输出端口51a和第二输出端口51b输出各种受控部分的每一个的各种结果信号。微型计算机50以这种方式控制该充电设备1的操作。
充电设备1还包括充电电流设置电路70、电流检测电阻器3、电池类型确定电路9、电池温度检测电路80、电池电压检测电路90、元件温度检测部700、充电电流信号传送部5、充电电压控制电路100、充电电流控制电路60、充电控制信号传送部4和显示部120。
第二输出端口51b中包括多个端口，其中一个端口连接到充电电流设置电路70。
充电电流设置电路70包括被串联连接在基准电压Vcc和地之间的电阻器71和72，以及电阻器73。充电电流设置电路70设置充电电流A的规定电流值。电阻器71和72的连接点连接到电阻器73和充电控制电路60中的运算放大器65的非反相输入端。电阻器73连接到输出端口51b的一个端口。
根据本实施例，充电电流设置电路70选择性地设置两种类型的电流值J1和J2中的一个作为用于充电的设置电流。更具体地，当从连接到电阻器73的输出端口51b的端口的其中之一输出高信号时，将用电阻器71和72对基准电压Vcc分压而获得的值作为电流值J1用作用于设置电流的参考值。根据本实施例，作为一个示例，将充电电流值J1设置为3A。
由于从连接到电阻器73的第二输出端口51b的端口的其中之一输出了低信号，将利用电阻器71以及电阻器72和73的并联电阻对基准电压Vcc分压而获得的值作为电流值J1用作用于设置设置电流的参考值。充电电流J2小于充 电电流J1。根据本实施例，作为一个示例，充电电流J2被设置为1A。
如上所述，充电控制电路60连接到充电电流设置电路70，并根据充电电流设置电路70的设置来控制充电电流。充电控制电路60包括运算放大器61和65，电阻62、63、64、66和67，以及二极管68。此外，A/D输入端口52a包括多个端口，其中一个端口连接到运算放大器61的输出侧。
电流检测电阻器3被连接在第二整流和平滑电路30与充电电压控制电路100之间，并且检测流过电池包2的充电电流。
微型计算机50的A/D输入端口52a包括多个端口，它们分别连接到电池类型确定电路9、电池温度检测电路80以及电池电压检测电路90。
电池温度检测电路80包括在基准电压Vcc和地之间串联连接的电阻器81和82。电阻器81和82的连接点被连接到电池包2的热敏电阻8，以及到微型计算机50的A/D输入端口52a的端口之一。当电池包2的电池组2a的温度变化时，与温度变化相对应的热敏电阻8的电压值被施加到微型计算机50的A/D输入端口52a的端口中的相应一个。充电设备1能够以这种方式检测热敏电阻的温度也就是电池组2a的温度。
当充电设备1上安装了电池包2时，电池电压检测电路90连接到电池组的正端子。电池电压检测电路90包括电阻器91和92。施加到电池包2的电压或者电池包2的电压被电阻器91和92分压，并且其值被作为电池电压信息而输入到微型计算机50的A/D输入端口52a的端口之一。当没有给电池包2提供功率时，经由电池电压检测电路90将表示电池包2的电压的信息作为电池电压信息输入到A/D输入端口52a的端口之一。在本发明中，电池电压表示一对一地对应于从电池包2实际检测出的电池电压或者实际电池的电压的值。
电池类型确定电路9包括电阻器9a、9b和9c，以及FET 9d。FET 9d的源极连接到端子，该端子被连接到电池类型识别电阻器7。FET 9d的栅极连接到第二输出端口51b的端口之一。当从被连接到FET 9d的第二输出端口51b的端口之一输出低信号时，FET 9d变为导通。当从被连接到FET 9d的第二输出端口51b的端口中的一个输出高信号时，FET 9d变为关断。当连接了电池包2并且FET 9d为导通时，微型计算机50基于通过用电阻器9a和电池类型识别电阻器7对基准电压Vcc分压而获得的值来识别所连接的电池包2的类型(例 如额定电压或被串联连接的电池芯的数量)。
微型计算机50的第一输出端口51a包括多个端口，它们分别连接到充电控制信号传送部4和显示部120。充电电压控制电路100和充电电流设置电路70以及电池类型确定电路9连接到微型计算机50的第二输出端口51b的端口中的相应一个。恒压电源电路40被连接到重置端口53。
充电控制信号传送部4连接到开关电路20和微型计算机50。充电控制信号传送部4包括光耦合器和FET 4a，其中光耦合器传送用于控制切换PWM控制电路23的导通/关断(导通/关断)的处理的信号，FET 4a被连接到光耦合器4中的发光元件上并且控制切换发光元件的导通/关断的处理。第一输出端口51a包括多个端口，其中一个端口连接到FET 4a的栅极。当从连接到FET 4a的输出端口51a的端口之一输出高信号时，FET 4a导通，并且光电耦合器4导通。结果是，PWM控制电路23被激活，并且充电开始。当从连接到FET 4a的输出端口51a的端口之一输出低信号时，FET 4a关断，并且光电耦合器4关断。结果是，PWM控制电路23被停止，并且充电停止(或结束)。
部件温度检测部700包括电阻器703、热敏电阻器701以及FET 702。电阻器703、热敏电阻器701和FET 702被连接在基准电压Vcc和地之间。电阻器703和热敏电阻器701的连接点被连接到A/D输入端口52b。FET 702的栅极连接至第一输出端口51a的端口之一，该端口还连接到FET 4a。也就是说，第一输出端口51a的端口之一由FET 4a和FET 702共享。因此，FET 702的导通/关断的处理与FET 4a的导通/关断的处理同步。只有在充电过程中才驱动热敏电阻器701，也就是说，将电源供应给热敏电阻，并且检测充电设备1的内部温度。也就是说，当从连接到FET 702和FET 4a的栅极的第一输出端口51a的端口之一输出高信号时，FET 702导通，并且电流从基准电压Vcc流向电阻器703和热敏电阻器701。此时，微型计算机50基于用电阻器703和热敏电阻器701对基准电压Vcc分压而获得的值来确定热敏电阻器701的温度。当从连接到FET 702和FET 4a的栅极的第一输出端口51a的一个端口输出低信号时，FET 702关断，并且从基准电压Vcc流向电阻器703和热敏电阻器701的电流被阻止。放置热敏电阻器701以便于与充电设备1中发热并且很可能会升温的组件相接触或靠近该组件。在一个示例中，根据本实施例，热敏电 阻器701被放置为靠近PWM控制电路23。
充电电流信号传送部5连接到开关电路20、充电电压控制电路100和充电电流控制电路60。充电电流信号传送部5包括光耦合器，该光耦合器将充电电流信号反馈给PWM控制IC 23。
显示部120是用于显示充电状态的电路，并且包括LED 121及电阻器122和123。当从连接到电阻器122的第一输出端口51a的端口之一输出高信号时，LED 121发射红色光。当从连接到电阻器123的第一输出端口51a的端口之一输出高信号时，LED 121发射绿色光。当两个端口都输出高信号时，LED 121发射橙色光。根据本实施例，在充电开始前，例如当未连接电池包2或者当设备处于充电待机模式时，微型计算机50控制LED 121发射红色光。在充电期间，微型计算机50通过同时导通LED 121的两个发光元件来控制LED 121发射橙色光。充电完成后，微型计算机50控制LED 121发射绿色光。
充电电压控制电路100连接到第二整流和平滑电路30，并控制充电电压。充电电压控制电路100包括电阻器101、103、105、106、107、108、110、111、113、114、115、118、119和130，电位器102，FET 109、116、117，电容器104，分路调节器112和整流二极管111。电阻器108、115和119分别连接到第二输出端口51b具有的多个端口。根据来自微型计算机50的第二输出端口51b的信号，对通过电阻器101、电位器102、和电阻器105与电阻器106、113和130中的任一个的并联电阻的串联电阻分压的电压值设置分路调节器112的基准值来设置充电电压。例如，由电阻器101和电位器102和仅电阻器105(当FET 109、116、117都为关断时)的串联电阻确定的值用于给两个电池芯的锂离子电池充电。由串联电阻(101、102)和电阻器105和106的并联电阻(或者在当FET 109导通时的并联电阻)确定的值用于给三个电池芯的锂离子电池充电。同样，FET 116为导通时支持四个电池芯的锂离子电池；FET 117为导通时支持五个电池芯的锂离子电池。
将参照图2的流程描述充电设备1的充电处理。在步骤S201中，微型计算机50从连接到电阻器122的第一输出端口51a的端口之一输出高信号，从而控制LED 121发射红色光并且通知用户充电尚未开始这一事实。在步骤202中，微型计算机50从连接到电阻器9c的第二输出端口51b的端口之一输出低 信号，从而导通FET 9D并且从基准电压Vcc向电池类型判定电路9供应电流。在步骤203中，微型计算机50确定电池包2是否被安装在充电设备1上。该确定是通过确定是否从电池温度检测电路80、电池类型确定电路9和电池电压检测电路90向A/D输入端口52a的相应的端口输入信号来做出的。当在电路中检测到该输入时，微型计算机50确定电池包2已被安装。当步骤S203作出否定判定(S203为否)时，则处理返回到步骤S201，然后设备处于待机模式。当在步骤S203作出肯定判定(S203为是)时，则微型计算机50在步骤204向连接到电阻器123和122的输出端口51a的两个端口都输出高信号，从而控制LED 121发射橙色光并且通知用户电池包2正在充电过程中这一事实。
在步骤205中，基于通过电池类型确定电路9的电阻器9a和电池类型识别电阻器7对基准电压Vcc分压而获得的值，微型计算机50识别所连接的电池包2的类型(例如额定电压或串联连接的电池芯的数量)。在步骤206，基于识别的电池包2的电池芯数量，微型计算机50设置充电电压控制电路100的充电电压。更具体地，微型计算机50识别串联连接在充电包中的电池芯2a是锂离子电池，并识别串联连接的电池芯的数量。如上所述，微型计算机50将根据这些识别的信息来设置充电电压，并根据串联连接的电池芯的数量来控制FET 109、116和117的驱动，以便于设置规定的充电电压。
在步骤S207中，微型计算机50从连接到FET 4a的栅极的第一输出端口51a的端口之一输出高信号，从而激活PWM控制电路23。结果是，电池包2的充电处理开始。响应于来自连接到FET 4a的栅极的第一输出端口51a的端口之一的高信号，FET 702被同时导通。结果是，热敏电阻器701被激活，并且对应于热敏电阻器701的温度的电压被输入到A/D输入端口52b。微型计算机50开始通过热敏电阻器701来监视充电设备1的内部温度。
在步骤208中，微型计算机50确定电池包2是否被充满电。例如，做出该确定的一种方法是，通过使用运算放大器61反转和放大由电流检测电阻器3检测到的电位，并且将该电位输入到A/D端口52a的相应端口，从而监测充电电流。根据本实施例，作为充电控制的一个示例，执行恒流&#8211；恒压控制方法。也就是说，以恒流模式开始充电。电池的电压随着电池被充电而升 高。当电压已达到预定电压时，开始恒压充电模式。在恒压充电周期中，电流由于执行充电而减小。因此，当电流值小于或等于预定值时，可以确定电池被充满电。根据本实施例(虽然将在后面给出详细说明)，取决于充电设备1的内部温度，设置了两种类型的电流值J1(例如6A)和J2(例如3A)作为充电电流。因此，预定值根据被设置为充电电流的电流值的类型而变化。例如，在电流值为J1的情况下，端子电流值是3A；而在电流值为J2的情况下的示例中，端子电流值是1A。端子电流值可以等于两种类型的电流值J1和J2(如1A)。上述恒流-恒压控制方法是充电控制方法的一个示例。被用于给二次电池充电的任何其它充电方法都可以使用，例如那些特征仅为恒压控制或恒流控制的方法。
在步骤208中，微型计算机50确定电池是否被充满电。当在步骤208中作出否定的判定时(S208中为“否”)，微型计算机50在步骤209确定电流值J2是否由充电电流设置电路70设置为设置电流。当在步骤209中作出肯定的判定时(S209中为“是”)，继续用电流值J2充电，并且处理返回到步骤208。当在步骤209中得到否定的判定(S209中为“否”)时，微型计算机50通过使用热敏电阻器701来确定充电设备1的温度是否大于或等于预定值。当在步骤210作出否定的判定时(S210中为“否”)，则继续用电流值J1充电，并且在步骤208中微型计算机50再次确定电池是否被充满电。当在步骤210中作出肯定的判定时(步骤S210中为“是”)，在步骤211中微型计算机50将充电电流设置电路70的设置电流变为电流值J2(J2小于电流值J1)，以降低充电设备1的内部温度的上升。
当在步骤208中作出肯定的判定时(S208中为“是”)，或者当确定电池被充满电时，微型计算机50在步骤212控制LED 121发射绿色光，通知用户充电完成这一事实。
在步骤213中，响应于步骤208中的充满电检测，微型计算机50从第一输出端口51a输出低信号并将FET 4a和202关断。结果是结束充电。阻断了从基准电压Vcc到电阻器703和热敏电阻器701的电流，从而降低了热敏电阻器701的功耗。
在步骤214中，从连接到FET 9d的第二输出端口51b的端口之一输出低信 号，并且将FET 9d关断。结果是，阻断了从基准电压Vcc到电阻器9a和电池类型识别电阻器7的电流，从而降低了功耗。不仅可以在本实施例的步骤214中、还可以在步骤S205中的识别了电池类型后的任一时间处关断FET 9d。
在步骤215中，微型计算机50确定是否移除了电池包2。在移除电池包2之前，微型计算机50持续等待。在移除电池包2(S215中为“是”)后，重置充电条件，并且处理返回到步骤201。此外，即使在流程图中未示出的定时将电池包2从充电设备1移除(正如在上述步骤215的情况下)，充电设备重置一系列充电条件、返回到步骤S201并等待。
上述充电设备1可以在确定电池类型的处理205之后的任何给定时间处关断FET 9d，从而阻断流经电池类型确定电路9的电流。以这种方式，在确定电池包2的类型后，从基准电压Vcc经由电池类型确定电路9到接地的路径被切断以进一步降低充电设备1的功耗。
此外，同步地导通和关断控制热敏电阻器701的FET 702与控制充电的FET4a。因此，当未执行充电时，可以阻断流经电阻器703和热敏电阻器701的电流。因此，可以以更有效的方式来降低设备处于待机模式时的功耗。
为了降低设备处于待机模式时的功耗，除了在上述实施例中示出的电池类型确定电路9和部件温度检测部700外，可以提供用于切断电路的FET给包括在充电设备1中的其它电路。例如，可以提供FET给电池温度检测电路80或电池电压检测电路90。当未执行充电时，电池温度检测电路80与电池包2的热敏电阻器8的连接、或者电池电压检测电路90与电池包2的充电端子的连接可以被切断。更具体地，正如在电池类型确定电路9或部件温度检测部700的情况中，在可以切断电流路径的位置处(例如，基准电压Vcc和电阻器81之间的位置、电阻器81和82之间的位置或者电阻器91的末端位置之一)提供FET。响应于来自微型计算机50的输出端口51a或51b的控制信号，优选地这样控制FET以便于仅当必要时才导通FET。该配置可以以更有效的方式降低功耗。
当充电设备1中需要有其温度已经被检测到的多个位置时，可以提供多个部件温度检测部700。在这种情况下，可以在FET 4a的栅极和第一输出端口51a的相应端口之间并联连接多个部件温度检测部700。或者，可以提供多个 FET并且将其连接到多个部件温度检测部700。微型计算机50可以输出不同的控制信号，以通过控制多个FET中的每一个FET来单独驱动部件温度检测部700。
(第二实施例)
接下来，将描述充电设备1的第二实施例。第二实施例的下列描述将集中于与第一实施例的不同之处，其中对相似的部分和部件指定相同的附图标记以避免重复描述。
在第二实施例中，当电池包2既非过放电也非充满电时，保护IC 2b输出用于正常工作电压的高信号。在处于例如在报告了过放电或充满电时的异常或错误状态的情况下，保护IC 2b输出例如地电压的低信号。
如图3中所示，在第二实施例中，充电设备1不包括部件温度检测部700。微型计算机50不包括A/D输入端口52b。由于不包括A/D输入端口52b，因此在下面的说明中A/D输入端口52a被简单表示为A/D输入端口52。
在第二实施例中，电池类型确定电路9包括位于电源电压Vcc和A/D输入端口52之间的基准电阻器9a。在第二实施例中，电池类型确定电路9不包括电阻器9b和9c以及FET 9d。当安装了电池包2时，电池类型识别电阻器7和电池类型确定电路9的基准电阻器9a被串联连接。将通过用电阻器9a和电池类型识别电阻器7对电源电压Vcc分压而获得的分压电压输入到微型计算机50(A/D输入端口52a)。根据该分压电压值，微型计算机50确定所连接的电池包2的类型(例如额定电压或串联连接的电池芯的数量)。
充电控制信号传送部4被连接到开关电路20和微型计算机50。充电控制信号传送部4包括光耦合器4和FET 4a，其中光耦合器4传送用于控制转换PWM控制电路23的导通/关断处理的信号，并且FET 4a连接到构成光耦合器4的发光元件，并且控制该发光元件的导通/关断的处理。FET 4a的栅极经由二极管4b连接到第一输出端口51a。当从输出端口51a输出高信号时，FET 4a导通，并且光电耦合器4导通。结果是，PWM控制电路23被激活，并且充电开始。当从输出端口51a输出低信号时，FET 4a关断，并且光电耦合器4关断。结果是，PWM控制电路23停止，电池充电停止。此外，当将在后面详述的阈值电压设置电路25的FET 210导通时，从输出端口51a输出的高信 号并不输入到FET 4a中，而是经由二极管4c和FET 210而提供给地。结果是，FET 4a未被驱动，并且光电耦合器4关断。因此，PWM控制电路23停止，并且电池充电停止。
充电电压控制电路100连接到第二整流和平滑电路30，并且控制充电电压。充电电压控制电路100包括电阻器101、103、105、106、107、108和110，电位器102，FET 109，电容器104，分路调节器112和整流二极管111。在第二实施例中，充电电压控制电路100不包括电阻113、114、115、118、119和130，FET 109、116、117。根据来自微型计算机50的第二输出端口51b的信号，通过对由电阻器101和电位器102与电阻器105和106的并联电阻的串联电阻分压的电压值设置分路调节器112的基准值来设置充电电压。
在第二实施例中，充电设备1还包括阈值电压设置电路25。
阈值电压设置电路25包括运算放大器220，电阻器200、203、206、207、209、211和212，FET 208、210和213，齐纳二极管201和204以及二极管202和205。阈值电压设置电路25确定电池包2是否过放电。两个齐纳二极管201和204具有彼此不同的击穿电压(齐纳电压)。根据该结构，在阈值电压设置电路25中设置两个放电极限电压。这里，放电极限电压用于确定过放电状态，该状态依赖于安装在充电设备1上的电池包2的额定电压。
阈值电压设置电路25被提供在基准电位(下文中，基准电位表示地电位)和节点A之间。电池包2的电池电压是阈值电压设置电路25的输入电压。也就是说，电池包2的电池电压施加在节点A和基准电位之间。
作为第一阈值电压的路径，按从高电位侧(节点A)到基准电位的下列顺序依次串联连接以下部件：电阻器200、齐纳二极管201、二极管202和电阻器207。齐纳二极管201的阴极连接到电阻器200，并且齐纳二极管201的阳极连接到节点B处的二极管202的阳极。例如，齐纳二极管201的齐纳电压V1对应于当电池包2的五个电池芯串联连接时的电池包2的放电极限阈值电压。根据本实施例，例如，齐纳电压V1为9V。
在阈值电压设置电路25中，作为第二阈值电压的路径，以下列顺序从高电位侧(节点A)到电阻器207依次串联连接下列部件：电阻器203、齐纳二极管204以及二极管205。用于第二阈值电压的路径平行于用于第一阈值电压的 路径。齐纳二极管204的阴极连接到电阻器203，并且齐纳二极管204的阳极连接到二极管205的阳极。齐纳二极管204的齐纳电压V4的值大于齐纳二极管201的齐纳电压的值。例如，齐纳电压V4对应于当电池包2的十个电池芯串联连接时的电池包2的放电极限阈值电压，或者18V。
此外，电阻器206和FET 208依次串联连接，并且以从电源电压Vcc到基准电位的顺序。FET 208的漏极连接到电阻器206，并且FET 208的源级连接到基准电位，以及FET 208的栅极连接到二极管205和电阻器207的连接点。
FET 210的漏极经由二极管4b和4c连接到微型计算机50的第一输出端口51a作为阈值电压设置电路25的输出。这里，二极管4c防止从阈值电压设置电路25流入到微型计算机50的反向电流。FET 210的源极连接到基准电位，FET 210的栅极连接到FET 208的漏极和电阻器206的连接点。
在阈值电压设置电路25中，运算放大器220是逻辑运算电路。将通过用电池包2的电池类型识别电阻器7和基准电阻器9a对电源电压Vcc分压而获得的分压电压输入到运算放大器220的非反转端子。将通过用电阻器211和212对电源电压Vcc分压而获得的分压电压输入到运算放大器220的反相端作为基准值。因此，运算放大器220确定寄存器9a和安装的电池包2的电池类型识别电阻器7(非反相端的电位)之间的电位是否大于或者小于运算放大器220的基准值。如果安装了在其中串联连接了十个电池芯的高额定电压的电池包2，作为一个示例，电池类型识别电阻器7具有1000(千欧姆)的相对较大的电阻值。因此，大于该运算放大器220的基准值的电压被输入到非反转端子，并且运算放大器220输出高信号。如果安装了在其中串联连接了五个电池芯的低额定电压的电池包2'，则电池类型识别电阻器7具有比上述电池包2的电阻值小的电阻值，例如500(千欧姆)。因此，小于该基准电压的电压被输入到非反转端子，并且运算放大器220输出低信号。
运算放大器220的输出端子连接到FET 213的栅极。FET 213的漏极连接到齐纳二极管201的阳极和二极管202的阳极的连接点，并且FET 213的源极连接到基准电位。因此，当从运算放大器220输出的信号是高信号时，FET 213导通。当信号为低信号时，FET 213关断。也就是说，根据本实施例，当电池包2是在其中串联连接了五个电池芯2a的低额定电压的电池包2'时，FET 213 关断。当电池包2是在其中串联连接了十个电池芯2a的高额定电压的电池包2时，FET 213导通。结果是，定义了低额定电压的第二阈值的路径(包括齐纳二极管201的路径)无助于FET 208的控制，原因是该路径是经由节点B和FET 213连接到地的。
将参照图3和图4说明充电设备1的操作。
首先，将说明将低额定电压的电池包连接到充电设备1的情况。在充电设备1中安装了电池包2(步骤S1中为“是”)后，将电池包2的电池类型识别电阻器7串联连接到充电设备1的基准电阻器9a上。在阈值电压设置电路25中，将通过用电池类型识别电阻器7和基准电阻器9a对电源电压Vcc分压而获得的分压电压输入到运算放大器220的非反相输入端。此时，如果串联连接的电池芯2a的数量“a”是五个，则分压电压的值小于基准值，并且运算放大器220因此输出低信号(步骤S2中为“低”)。响应于从运算放大器220输出的低信号，在步骤S3中FET 213关断。此时，对应于电池电压的电压被施加到齐纳二极管201和204。因此，FET 208的导通/关断取决于齐纳二极管201的齐纳电压V1和电池电压之间的幅值关系。原因在于，齐纳二极管201的齐纳电压V1小于齐纳二极管204的齐纳电压V4。也就是说，在步骤S4中阈值电压设置电路25对齐纳二极管201的齐纳电压设置阈值电压。因此，与具有低击穿电压(齐纳电压)的齐纳二极管201相对应的电池电压被用作控制FET208的阈值。
根据上述配置，齐纳二极管的击穿电压V1被用作阈值电压来确定电池包2的放电极限，并且阈值电压设置电路25确定是否存在过放电状态。当电池电压小于齐纳二极管201的击穿电压V1时，即当电池包2小于或等于放电极限电压时(步骤S5中为“是”)，在步骤S6中FET 208关断，并且在步骤S7中FET 210导通。结果是，在充电控制信号传送部4中，从输出端口51a输出的高信号经由二极管4c和FET 210而供应给地，从而阻断了向FET 4a的输入。因此，即使电池包2的充电已经开始，在步骤S8中电池充电也立即停止。这里，齐纳二极管204的击穿电压大于齐纳二极管201的击穿电压。因此，在电压V1处，经过齐纳二极管204的路径不变为导通，使得其无助于对FET 208的控制。
当电池电压大于或等于齐纳电压V1时(步骤S5中为“否”)，电池包2不处于过放电状态，并且因此在步骤S9中FET 208导通，并且在步骤S10中FET 210关断。结果是，阈值电压设置电路25从充电控制信号传送部4断开连接，并且输出端口51a输出高信号。如果电池包2的充电过程开始，则在步骤S11中充电继续。如果电池电压大于齐纳二极管204的击穿电压V4，则齐纳二极管201的路径和齐纳二极管204的路径都变成导通。通过任一路线，FET 208都将被驱动。
另一方面，如果连接了高额定电压的电池包，例如，如果在步骤S2中串联连接电池芯2a的数量“a”是10，则用电池类型识别电阻器7和基准电阻器9a对电源电压Vcc分压而获得的分压电压大于基准值，并且运算放大器220因此输出高信号(步骤S2中为“高”)。响应于来自运算放大器220的高信号，FET 213导通(步骤S12)。随着FET 213导通，如上所述，齐纳二极管201的路径经由FET 213而连接到地。结果是，齐纳二极管204变为用于转换FET 208的导通/关断的过程的主导。因此，在步骤S13中，电池电压的阈值取决于齐纳二极管204的齐纳电压V4。在步骤S13以后，正如在上述低额定电压的电池包的情况下，在电池电压和齐纳二极管204的齐纳电压之间做出比较以确定充电是否应该停止或继续(步骤S5至S11)。
如上所述，阈值电压设置电路25根据电池芯2a的数量来设置电池电压的阈值。电池芯2a的数量表示电池包2的额定电压。因此，阈值电压设置电路25根据电池包2的额定电压来设置电池电压的阈值。
因此，在充电设备1中安装了低额定电压的电池包2的情况下，齐纳二极管201的齐纳电压可以用作阈值电压。在充电设备1中安装了高额定电压的电池包2的情况下，大于齐纳二极管201的齐纳电压的齐纳二极管204的齐纳电压可以用作阈值电压。也就是说，根据电池包2的额定电压(或串联连接的电池芯的数量)，可以选择性地设置用于确定是否存在过放电状态的放电极限阈值电压。
(第三实施例)
将参照图5和图6说明本发明的第三实施例。第三实施例的以下描述将集中在与第二实施例的不同之处。在第二实施例中，阈值电压设置电路25具有 用于设置阈值电压的击穿电压不同的多个齐纳二极管。然而，本发明并不限于此。根据第三实施例，充电设备1的微型计算机50代替阈值电压设置电路25判断是否存在电池包2的过放电状态。因此，在图5中所示的充电设备1中，阈值电压设置电路25的功能被整合到微型计算机50中，并且充电设备1不包括阈值电压设置电路25。其它部分的配置与图3中所示的充电设备1的配置相同。
将参照图6说明图5中所示的充电设备1的操作。在图6中所示的充电设备1的操作中，当微型计算机50确定电池包2的电池电压小于或等于放电极限电压时，不执行电池包2的充电。
首先，当电池包2被安装在充电设备1中时(步骤S21中为“是”)，微型计算机50从电池包2的电池类型识别电阻器7中读出在电池包2中串联连接的锂离子电池的数量和额定电压。根据所读取的电池包2的额定电压，在步骤S22中，微型计算机50设置用于确定电池包2是否处于过放电状态的放电极限的阈值电压。例如，在将串联连接了五个锂离子电池的、具有额定电压14V的电池包安装到充电设备1的情况下，阈值电压被设置为9V。在将串联连接了十个锂离子电池的、具有额定电压36V的电池包安装到充电设备1的情况下，阈值电压被设置为18V。
在步骤S23中，微型计算机50比较由电池电压检测电路90检测到的电池包2的电池的电压和阈值电压，并且确定电池包2是否处于过放电状态。当安装了具有额定电压14V的电池包时，微型计算机50用9V的阈值电压来比较电池电压。当安装了具有额定电压36V的电池包时，微型计算机50用18V的阈值电压比较电池电压。也就是说，微型计算机50比较根据电池包的额定电压设置的阈值电压与实际的电池电压。如果电池电压小于或等于阈值电压(步骤S23中为“是”)，则微型计算机50确定电池包2处于过放电状态，并且在步骤S26中，不执行电池充电(结束)。如果电池电压大于阈值电压(步骤S23中为“否”)，在步骤S24中，微型计算机50开始对电池包2进行充电。
当电池包2的充电继续，并且微型计算机50根据由电池电压检测电路90检测出的电池电压而确定电池包2被充满电(步骤S25中为“是”)时，在步骤S26中电池包2的充电结束。如果电池包2还没有被充满电(步骤S25中 为“否”)，则微型计算机50继续充电直至电池包2被充满电。当电池包2被从充电设备1中移除后(步骤S27中为“是”)，微型计算机50等待要被安装的下一个电池包2。虽然在流程图中没有示出，然而在步骤S27之前将电池包2从充电设备1移除时，充电设备1重置条件并进入待机模式以等待要被安装的下一个电池包2。
以这种方式，可根据电池包2的额定电压来改变作为用于确定电池包2是否处于过放电状态的放电极限电压的阈值电压。因此，一个充电设备1可以适当地设置与安装到充电设备1的电池包2的额定电压对应的放电极限电压的阈值，从而提高电池包2的寿命。
接下来，将参照图7说明图5中示出的充电设备1的充电操作的变形例。在本变形例中，如果充电设备1估计出电池包2是在过放电状态，也就是说，电池包2的电池电压小于或等于放电极限电压，则充电设备1对电池包2预充电。随后，充电设备1根据预充电的进展或结果，也就是说，根据如何执行预充电来确定充电是否应该继续。
首先，当电池包2被安装在充电设备1上时(步骤S31中为“是”)，微型计算机50从电池包2的电池类型识别电阻器7读出电池包2中串联连接的锂离子电池的数量和额定电压。根据所读取的电池包2的额定电压，在步骤S32中微型计算机50设置用于确定电池包2是否处于过放电状态的放电极限的阈值电压。例如，在将串联连接了五个锂离子电池的、具有14V额定电压的电池包安装到充电设备1的情况下，阈值电压被设置为9V。在将串联连接了十个锂离子电池的、具有36V额定电压的电池包安装到充电设备1的情况下，阈值电压被设置为18V。
然后，在步骤S33中，微型计算机50比较由电池电压检测电路90检测出的电池包2的电池电压和与额定电压对应的阈值电压。也就是说，微型计算机50比较阈值电压与实际的电池电压，并确定电池包2是否小于或等于放电极限电压。当电池电压低于或等于阈值电压(步骤S33中为“是”)时，电池包2有可能处于过放电状态。因此，代替正常充电的情况，在步骤S34中微型计算机50开始电池包2的预充电。这里，预充电是当预期到电池性能劣化时执行的充电方法。例如，当电池包2的电池电压小于或等于放电极限电压时发生 电池性能的劣化。例如，与当电池包2不处于过放电状态时执行的正常的电池充电相比，预充电是在“温和”的充电条件下执行的，在所述“温和”的充电条件下，低电流流入电池包2或低电压施加到电池包2。在本实施例中，微型计算机50设置在执行正常充电时的充电电流为J1，并设置在执行预充电时的充电电流为小于J1的J2。
在开始电池包2的预充电后，在步骤S35中，微型计算机50在连续或间歇地检测电池包2的电池电压的同时执行预充电。如果检测到的电池电压大于阈值电压(步骤S36中为“是”)，则在步骤S37中微型计算机50判断电池包2为正常，并在切换到大于充电电流J2的充电电流J1后继续电池充电，并进入步骤S42。
如果检测到的电池电压不大于阈值电压(步骤S36中为“否”)，则微型计算机50进行到步骤S38，并在步骤S38中确定自从开始预充电后是否经过了预定时间。如果已经经过了预定时间(步骤S38中为“是”)，则怀疑电池芯遇到了某种问题，并且在步骤S43中，微型计算机50停止对电池充电。如果自从开始预充电后尚未经过预定时间(步骤S38中为“否”)，则处理返回到步骤S36。因此，重复步骤S36，并且微型计算机继续监视电池包2的电池电压。
另一方面，如果检测到的电池电压大于阈值电压(步骤S33中为“否”)，则确定电池包2不处于过放电状态，并且然后在步骤S40中，微型计算机50确定是否从电池包2的保护IC 2b供应信号。如果从保护IC 2b中没有供应信号(步骤S40中为“否”)，则在步骤S41中微型计算机50使用正常充电电流J1开始电池充电。在S42中，微型计算机50继续给电池包2充电，并确定电池包2是否被充满电。当电池包2被充满电(步骤S42中为“是”)时，则在步骤S43中，微型计算机50停止对电池充电。之后，当电池包2被从充电设备1移除(步骤S44中为“是”)时，微型计算机50等待要被安装的下一个电池包2。这里，正如在第三实施例中的情况，当充电结束之前移除电池包2时，充电设备1重置条件，并进入待机模式以等待要被安装的下一个电池包2。
如果从保护IC 2b中供应了信号(步骤S40中为“是”)，则电池已经被充满电，或者保护IC 2b由于某种原因停止了电池充电。相应地，微型计算机50不执行电池包2的充电，并在步骤S43中结束电池充电。
微型计算机50根据电池包2的额定电压而适当地改变用于确定电池包2是否处于过放电状态的阈值电压，并且因此能够适当地确定电池包2的过放电状态。当确定电池包2处于过放电状态时，在预定的时间周期上执行预充电。根据电池包2的电压是如何上升的，微型计算机50通过检查电池包2是否正常来确定是否应继续充电。
(第四实施例)
将参照图8和图9说明本发明的第四实施例。根据第四实施例，在阈值电压设置电路25中设置用于确定过放电状态的阈值电压，使得可以在具有大量串联连接电池芯的电池包和具有少量串联连接电池芯的电池包之间改变阈值电压。此外，充电设备1试图对电池包2预充电和充电，该电池包2中电池芯的其中一个的电池电压小于或等于放电极限电压，并且该电池包2中保护IC 2b输出表示一些警报的低信号。第四实施例的充电设备1与图3中所示的第二实施例的充电设备1基本相同，但是第四实施例的充电设备还包括错误信号处理电路250。下面仅说明与图3所示的充电设备1的不同的部分。
在第四实施例中，当微型计算机50经由A/D输入端口52从节点C接收低信号时，微型计算机50输出高信号到充电控制信号传送部4。另一方面，当微型计算机50经由A/D输入端口52从节点C接收高信号时，微型计算机50停止经由输出端口51a输出高信号给充电控制信号传送部4。
如图8所示，警告(或“一些错误”)信号处理电路250包括电阻器214、215和217，以及FET 216和218。误差信号处理电路250被插入到阈值电压设置电路25和微型计算机50的第一输出端口51a之间。根据来自保护IC 2b和阈值电压设置电路25的信号，误差信号处理电路250将用于停止对电池充电的信号输入到微型计算机50的A/D输入端口52中，并阻断从微型计算机50到充电信号传送部4输出的信号。
在错误信号处理电路250中，从电源电压Vcc到基准电位，依次并且按该顺序串联连接电阻器214和FET 216。FET 216的漏极连接到电阻器214，并且连接到微型计算机50的A/D输入端口52。FET 216的源极连接到基准电位，并且FET 216的栅极连接到电池包2的保护IC 2b上。电阻器215连接在FET 216的栅极和源极之间。FET 218的漏极经由二极管4c连接到微型计算机50 的第一输出端口51a的输出线，FET 218的源级连接到基准电位，并且FET 218的栅极连接到节点C，该节点C也是电阻器214和FET 216的漏极的连接点。电阻器217连接在FET 218的源极和栅极之间。
将参照图9说明图8中所示的充电设备1的操作。
首先，将说明将在其中串联连接了少量电池芯2a的低额定电压的电池包连接到充电设备1上的情况。在将电池包2安装在充电设备1(步骤S51中为“是”)后，将电池包2的电池类型识别电阻器7串联连接到充电设备1的基准电阻器9a上。在阈值电压设置电路25中，将通过用电池类型识别电阻器7和基准电阻器9a对电源电压Vcc分压而获得的分压电压输入到运算放大器220的非反相输入端。此时，如果串联连接的电池芯2a的数量“a”是五个，则分压电压值小于基准值，并且运算放大器220因此输出低信号(步骤S52为“低”)。响应于从运算放大器220输出的低信号，在步骤S53中FET 213关断。此时，将与电池电压对应的电压施加到齐纳二极管201和204。因此，根据齐纳二极管201的齐纳电压V1和电池电压之间的幅值关系来转换FET 208的导通/关断。也就是说，在步骤S54中，阈值电压设置电路25对齐纳二极管201的齐纳电压设置阈值电压。换句话说，齐纳电压V1被设置为用于确定电池包2是否处于过放电状态的阈值电压。
当电池电压小于击穿电压V1(步骤S55中为“是”)时，在步骤S56中FET 208关断，并且在步骤S57中FET 210导通。此时，还从保护IC 2b输出过放电警告的信号(低信号)(步骤S58中为“低”)，并且在步骤S59中FET 216关断。因为FET 216关断，因此节点C并不经由FET 216连接到基准电位。然而，如上所述，因为阈值电压设置电路25的FET 210导通，也就是说，节点C经由FET 210连接到基准电位，则没有信号被施加到FET 218的栅极。因此，FET 218保持关断状态。因此，在步骤S60中，低信号被输入到微型计算机50的A/D输入端口52。尽管从节点C向A/D输入端口52输入低信号，但在步骤S61中，基于由电池电压检测电路90检测出电池包2的电池电压，微型计算机50经由输出端口51a向充电控制信号传送部4输出高信号以对电池包2预充电。与第三实施例类似地执行电池包2的预充电。从输出端口51a输出的高信号不会低于FET 218的基准电位，并且该高信号被传送到充电控制 信号传送部4。相应地，微型计算机50可以基于由电池电压检测电路90检测到的电池包2的电池电压来对电池包2预充电。
当从电池包2的保护IC 2b未输出低信号时，也就是说，从保护IC 2b中输出高信号时(步骤S58为“高”)，在步骤S62中FET 216导通。因为FET 216导通，因此节点C通过FET 216连接到基准电位，并在步骤S63中FET 218关断。从节点C输入低信号到A/D输入端口52。在步骤S61中，根据电池电压检测电路90检测出的电池包2的电池电压，微型计算机50经由输出端口51a向充电控制信号传送部4输出高信号以便对电池包2预充电。从输出端口51a输出的高信号不会低于FET 218的基准电位，并且该高信号被传送到充电控制信号传送部4。因此，微型计算机50可以基于由电池电压检测电路90检测到的电池包2的电池电压来对电池包2预充电。
当电池电压大于或等于齐纳电压V1(步骤S55中为“否”)时，电池包2不处于过放电状态，因此在步骤S64中FET 208导通，并且在步骤S65中FET 210关断。也就是说，阈值电压设置电路25与充电设备1的其他部件电气地断开。此时，当从保护IC 2b输出信号(低信号)时(步骤S66为“低”)，在步骤S67中FET 216关断。随着FET 216关断，在步骤S68中高信号被输入到微型计算机50的A/D端口52以停止充电，并且FET 218同时导通。因此，根据用于停止充电的信号(从A/D端口52输入的高信号)，在S69中微型计算机50停止从输出口部51a的输出。即使微型计算机50的输出端口51a保持输出高信号，高信号也被由FET 218降低到基准电位。因此，电池包2的充电被强制停止。
当未从保护IC 2b中输出低信号(步骤S66为“高”)时，也就是说，从保护IC 2b中输出高信号(步骤S66为“高”)时，正常充电可用。然后，在步骤S70中FET 216导通，并且在步骤S71中低信号被输入到微型计算机50的A/D端口52，并且FET 218同时关断。因此，充电设备1继续电池包2的充电。
在步骤52中，如果构成电池包2的串联连接的电池芯2a的数量为10，也就是说，电池包2为高额定电压时，运算放大器220输出高信号，原因是分压电压的值大于基准电压(步骤S52为“高”)。响应于从运算放大器220输出高 信号，在步骤S73中FET 213导通。随着FET 213导通，齐纳二极管204变为用于转换FET 208的导通/关断的过程的主导。因此，在步骤S72中的处理依赖于齐纳二极管204的齐纳电压V4。也就是说，齐纳二极管204的齐纳电压V4被用作用于确定电池包2是否处于过放电状态的阈值电压。在步骤S74之后的后续处理中，相对于预充电来做出停止充电或继续充电的判定，这与对上述低额定电压的电池包2做出的判定类似(步骤S55至S72)。
因此，当串联连接的电池包2的电池芯2a的数量为少量时，齐纳二极管201的齐纳电压可以用作用于确定电池包2是否处于过充电状态的阈值电压。当串联连接的电池包2的电池芯2a的数量为大量时，齐纳二极管204的齐纳电压(大于齐纳二极管201的齐纳电压)可以用作用于确定电池包2是否处于过放电状态的阈值电压。也就是说，根据串联连接的电池包2的电池芯的数量，可以选择性地设置用于确定电池包2是否处于过放电状态的阈值电压。
在正常的充电设备中，如果电池包2小于或等于放电极限电压，并且从电池芯2a的保护IC 2b中产生过放电的警告信号，则停止充电。然而，根据本实施例，即使在这样的情况下，微型计算机50也对电池包2预充电，并且能够继续对电池包2充电。
在不使用微型计算机50的情况下，阈值电压设置电路25和错误信号处理电路250确定电池包2是否处于过放电状态。因此，即使在微型计算机50中发生了故障，也可以根据串联连接的电池包2的电池芯的数量来设置用于确定电池包2是否处于过放电状态的阈值电压。
(第五实施例)
将参照图10和图11说明本发明第五实施例的充电设备1。在图10中所示的充电设备1的配置与图8中所示的充电设备1的配置基本相同。在图8中所示的阈值电压设置电路25中，使用了一个运算放大器220，并且电池包2的电池类型识别电阻器7的电阻值被分类为大和小两种。也就是说，在第四实施例中，可以根据齐纳二极管的数量来选择用于确定电池包2是否处于过放电状态的两个阈值电压。然而，在本实施例中，充电设备1包括图10中所示的阈值电压设置电路25A以代替阈值电压设置电路25。阈值电压设置电路25A包括两个运算放大器220和224，并且电池包2的电池类型识别电阻器7的电阻 值分为三种类型。为了设置用于确定过放电状态的三个阈值电压，阈值电压设置电路25A还包括三个齐纳二极管201、204和225。阈值电压可从三个阈值电压中选择。
阈值电压设置电路25A还包括电阻200、203、206、207、209、211、212、221和222，FET 208、210、213和223，以及二极管202、205和226。在齐纳二极管201、204和225中，齐纳二极管204的齐纳电压最大。齐纳二极管225的齐纳电压最小。输入到运算放大器220的反相输入端的基准电压大于输入到运算放大器224的反相输入端的基准电压。
将参照图11说明在图10中所示的充电设备1的操作。
首先，将说明将串联连接的电池芯2a的数量例如是5的低额定电压的电池包连接到充电设备1的情况。当将电池包2安装到充电设备1(步骤S81中为“是”)后，电池包2的电池类型识别电阻器7串联连接到充电设备1的基准电阻器9a上。在阈值电压设置电路25A中，将通过用电池类型识别电阻器7和基准电阻器9a对电源电压Vcc分压而获得的分压电压输入到运算放大器220和224的非反相输入端。此时，如果串联连接的电池芯2a的数量“a”是五，则分压电压的值小于运算放大器220和224以及运算放大器220和224的基准值，因此输出低信号(步骤S82为“低”)。响应于从运算放大器220和224输出的低信号，在步骤S83中FET 213和223关断。此时，与电池电压对应的电压被施加到齐纳二极管201、204和225上。因此，根据电池电压和具有最小的齐纳二极管的击穿电压的齐纳二极管225的齐纳电压之间的幅值关系来转换FET 208的导通/关断。也就是说，在步骤S84中阈值电压设置电路25A根据齐纳二极管225的齐纳电压来设置阈值电压。换句话说，齐纳二极管225的齐纳电压用作用于确定电池包2是否处于过放电状态的阈值电压。
在将串联连接的电池芯2a的数量为7的中等程度额定电压的电池包2连接到充电设备1中的情况下，由于根据识别电阻器7分压的电压而从运算放大器224输出高信号(步骤S82为“高”)，同时从另一运算放大器220输出低信号(步骤S85为“低”)。在这种情况下，在步骤86中FET 223导通，但FET 213保持关断。此时，根据电池电压与具有中等程度的击穿电压的齐纳二极管201的齐纳电压的幅值关系来转换FET 208的导通/关断。也就是说，在步骤S87 中阈值电压设置电路25A通过齐纳二极管201的齐纳电压来设置阈值电压。齐纳二极管201的齐纳电压用做用于确定安装的电池包2是否处于过放电状态的阈值电压。
在将串联连接的电池芯2a的数量为10的高额定电压的电池包2连接到充电设备1中的情况下，运算放大器224根据基于识别电阻器7分压的电压而输出高信号(步骤S82为“高”)，并且运算放大器220也输出高信号(步骤S85为“高”)。因此，在步骤S88中FET 223和213两者都导通。此时，根据电池电压和具有最高的击穿电压的齐纳二极管204的齐纳电压之间的幅值关系来转换FET 208的导通/关断。也就是说，在步骤S89中阈值电压设置电路25A通过齐纳二极管204的齐纳电压来设置阈值电压。换句话说，齐纳二极管204的齐纳电压用作用于确定安装的电池包2是否处于过放电状态的阈值电压。
因此，根据串联连接的电池包2的电池芯2a的数量并利用三个齐纳二极管201、204和225，从三个阈值电压中选择适当的阈值电压。然后，处理前进到图9中所示的步骤S55，并且，根据电池包2的过放电状态和从保护IC 2b发出的信号来执行预充电、停止充电或正常充电。
因此，按照串联连接的电池包的电池芯的数量，可以选择放电极限电压的阈值电压。
上述实施例仅说明了本发明的一种形式。电池包2可以包括任意数量的串联连接的电池芯2a。
在上述实施例中，阈值电压设置电路中的齐纳二极管的数量为两个或三个。然而，本发明不限于此。可以提供多个齐纳二极管。阈值电压设置电路根据依赖于多个齐纳二极管的多个阈值电压设置用于确定过放电的阈值电压。另外，在执行了预充电的上述实施例中，充电设备1不考虑所设置(所选择)的阈值电压的值而始终执行预充电。然而，充电设备1可以只有当所设置(选择)的阈值电压满足规定的条件时才执行预充电。例如，充电设备1只有当所设置(选择)的阈值电压是特定的值或特定值中的一个时才执行预充电。或者，充电设备1只有当所设置(选择)的阈值电压不是特定的值时才执行预充电。
参考标记列表
1   充电设备
2   电池包
7   识别电阻器
50  微型计算机
90  电池电压检测电路
9   电池类型确定电路
700 部件温度检测部