(57)【要約】【課題】  定格電圧が異なる複数の電池パックを選択的に充電するときに、電池パックの定格電圧に応じて過放電を判別する閾値電圧を適切に選択できる充電装置を提供する。【解決手段】  充電装置は、定格電圧の異なる電池パックを選択的に充電可能な充電手段と、充電予定の電池パックの定格電圧を識別する識別手段と、充電予定の電池パックの電池電圧を検出する検出手段と、検出手段からの信号に基づいて電池パックが放電限界電圧以下であるか否かの判別を行う判別手段と、を有する。判別手段は、互いに異なる値を有する複数の閾値電圧が規定され、識別手段によって識別された電池パックの定格電圧に応じて複数の閾値電圧のうちの１つを選択して判別を行う。【選択図】図１
2014117054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定格電圧の異なる電池パックを選択的に充電可能な充電手段と、
前記充電手段に接続された電池パックの定格電圧を識別する識別手段と、
前記充電手段に接続された電池パックの電池電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段からの信号に基づいて、前記充電手段に接続された電池パックが放電限界電圧以下であるか否かの判別を行う判別手段と、
を有し、
前記判別手段は、互いに異なる値を有する複数の閾値電圧が規定され、前記識別手段によって識別された電池パックの定格電圧に応じて前記複数の閾値電圧のうちの１つを選択して前記判別を行うことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記判別手段が、２つの閾値電圧を有することを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
前記判別手段が、少なくとも３つの閾値電圧を有することを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項４】
前記判別手段が、前記各々の閾値電圧に対応するツェナダイオードを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の充電装置。
【請求項５】
前記充電装置は、論理演算回路を有しており、
前記判別手段は、前記論理演算回路によって閾値電圧と前記電池電圧を比較することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の充電装置
【請求項６】
前記充電手段を制御する制御手段をさらに有し、
前記判別手段が前記電池パックが前記放電限界電圧以下であると判別するときは、前記制御手段は、前記充電手段による前記電池パックの充電を行わないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の充電装置。
【請求項７】
前記充電手段を制御する制御手段をさらに有し、
前記判別手段が前記電池パックが前記放電限界電圧以下であると判別するときは、前記制御手段は、前記充電手段により前記電池パックをプレチャージすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の充電装置。
【請求項８】
前記判別手段は、前記電池パックが満充電時又は過放電時に発する信号を検知し、電池パックの状態を判別するものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の充電装置。
【請求項９】
前記電池パックは、リチウムイオン電池からなる電池セルを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定格電圧が異なる電池パックを選択的に充電可能な充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コードレス電動工具は、その用途の多様性に合わせ、多種多様な大きさ、形状、パワーのものが用いられており、コードレス電動工具に用いる二次電池パックも、工具本体に合わせ、様々な定格出力電圧、容量のものが提供されている。また、これらの電池パックを充電するための充電装置として、複数の定格電圧の電池パックに対応したマルチタイプの充電装置も広く用いられており、電池パック内部に設けられた電池種を特定するための抵抗等を用いて、接続された電池パックに対応する充電電圧にて充電を行うことが行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７８０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の電池パックにおいては、高出力化や大容量化（作業時間の長時間化）の需要に応えるべく、リチウムイオン電池等の高機能二次電池の採用が相次いでいる。これらの高機能二次電池は、一般に、二次電池の能力、寿命等を十分に担保するために、充放電時の条件が厳しくなっており、定格電圧に基づいて設定される充電時の電圧や充電を満了する電圧のみならず、充電開始時の電池の状態や電圧についても注意を払う必要が生じている。また、上述したマルチ充電装置においては、特定の電池パックに特化し、充電条件が定められた専用充電器と異なり、複数の電池パックの状態を判別し、電池パックに応じた充電を行うことが必要である。
【０００５】
本発明の目的は、斯かる実情に鑑み、定格電圧が異なる複数の電池パックを選択的に充電可能な充電装置であって、電池パックの充電開始時の電池の状態や電圧について適切に判別し、好適な充電条件で充電を行う充電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の充電装置は、定格電圧の異なる電池パックを選択的に充電可能な充電手段と、前記充電手段に接続された電池パックの定格電圧を識別する識別手段と、前記充電手段に接続された電池パックの電池電圧を検出する検出手段と、前記検出手段からの信号に基づいて、前記充電手段に接続された電池パックが放電限界電圧以下であるか否かの判別を行う判別手段と、を有し、前記判別手段は、互いに異なる値を有する複数の閾値電圧が規定され、前記識別手段によって識別された電池パックの定格電圧に応じて前記複数の閾値電圧のうちの１つを選択して前記判別を行う。
【０００７】
上記構成により、充電の対象となる電池パックの定格電圧に応じて、電池パックが放電限界電圧以下であるか否かの判別を行う閾値電圧を変えることができる。従って、電池パックの電池電圧が放電限界電圧以下であるか否かの判別を適切に判別することができる。
【０００８】
好ましくは、前記判別手段が、２つの閾値電圧を有する。また、好ましくは、前記判別手段が、少なくとも３つの閾値電圧を有する。上記構成により、電池パックの定格電圧の大小に応じて、電池パックが放電限界電圧以下であるか否かを判別する閾値電圧を適宜選択することができる。
【０００９】
好ましくは、前記判別手段が、前記各々の閾値電圧に対応するツェナダイオードを有する。従って、簡単な回路構成で、電池パックが放電限界電圧以下であるか否かの判別を行うことができる。
【００１０】
好ましくは、前記充電装置は、論理演算回路を有しており、前記判別手段は、前記論理演算回路によって閾値電圧と前記電池電圧を比較する。従って、簡単な回路構成で、電池パックが放電限界電圧以下であるか否かの判別を行うことができる。
【００１１】
好ましくは、前記充電手段を制御する制御手段をさらに有し、前記判別手段が、前記電池パックが前記放電限界電圧以下であると判別するときは、前記制御手段は、前記充電手段による前記電池パックの充電を行わない。すなわち、充電の対象となる電池パックが放電限界電圧以下であると判断するときは、電池パックの充電を行わず、電池パックの寿命の短縮を予防することができる。
【００１２】
好ましくは、前記充電手段を制御する制御手段をさらに有し、前記判別手段が、前記電池パックが前記放電限界電圧以下であると判別するときは、前記制御手段は、前記充電手段により前記電池パックをプレチャージする。すなわち、充電の対象となる電池パックが放電限界電圧以下であると判断するときは、当該電池パックに対してプレチャージを行うので、電池パックの寿命の短縮を予防することができる。
【００１３】
好ましくは、前記判別手段は、前記電池パックが満充電時又は過放電時に発する信号を検知し、電池パックの状態を判別する。電池パックの電池電圧の検出に加え、電池パックが発する信号に基づいて電池パックの電池電圧の状態をモニタしているので、電池パックの電池電圧の状態をより的確に把握して、充電制御を行うことができる。
【００１４】
好ましくは、前記電池パックは、リチウムイオン電池からなる電池セルを含む。従って、過放電状態にあるリチウムイオン電池に対して適切な充電制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、充電装置が、定格電圧が異なる電池パックを選択的に充電するときに、当該電池パックの定格電圧に応じて、電池パックが放電限界電圧以下であるか否かを判別する閾値電圧を選択するので、当該電池パックの過放電状態の有無を適切に判別できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態による充電装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示す充電装置による電池パックの充電を示すフローチャート。
【図３】本発明の第２の実施の形態による充電装置の構成を示すブロック図。
【図４】図２に示す充電装置による電池パックの充電を示すフローチャート。
【図５】図２に示す充電装置による電池パックの充電の変形例を示すフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施の形態による充電装置の構成を示すブロック図。
【図７】図６に示す充電装置による電池パックの充電を示すフローチャート。
【図８】本発明の第４の実施の形態による充電装置の構成を示すブロック図。
【図９】図８に示す充電装置による電池パックの充電を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態にかかる充電装置１と、充電装置１に装着された電池パック２について添付図面を参照しながら説明する。図１は、充電装置１に電池パック２が装着された状態の回路図を示したものである。電池パック２は、図示せぬコードレス工具の電源として用いられるものである。
【００１８】
最初に、充電対象の電池パック２について説明する。図１に示すように、電池パック２は、複数の電池セル２ａを直列に接続してなる電池組と、電池種判別抵抗７と、感温素子であるサーミスタ８と、保護ＩＣ２ｂとから構成されている。本実施の形態では、リチウムイオン電池を内蔵した電池パック２を充電対象としている。電池種判別抵抗７は、電池パック２の種類（電池パック２の定格電圧や、直列に接続されている電池セルの電池種及び数など）に応じた抵抗値を有しており、当該抵抗値から直列接続された電池セル２ａの数を知ることができる。サーミスタ８は、電池組に接触若しくは近接配置されており、電池組の温度を検出する。保護ＩＣ２ｂは、個々の電池セル２ａの電圧を監視し、その中の一つでも過放電又は過充電になることを防止するためのものである。充電に伴い電池セル２ｂの電圧は上昇する。充電を継続し、満充電となる閾値電圧（充電限界電圧）に達した時に保護ＩＣ２ｂから信号が出力される。また、保護ＩＣ２ｂは、電池セル２ａの少なくとも１つが過放電のおそれがある閾値電圧(放電限界電圧）まで低下した場合も信号を出力する。一例として、保護ＩＣ２ｂは、電池パック２が過放電及び満充電のいずれでもない通常の使用電圧ではハイ信号を出力し、過放電又は満充電を知らせる場合等、通常状態以外では、設置電圧などのロー信号が出力される。
【００１９】
電池パック２は、充電装置１に設けられている充電用のプラス端子とマイナス端子、温度検出端子及び電池種情報入力端子に対応した端子を有し、電池パック２を充電装置１に装着すると、これら対応する端子が接続される。
【００２０】
次に充電装置１について説明する。充電装置１は、電源部と、マイコン５０と、マイコン５０の入力ポートに接続された各種検出部と、マイコン５０の出力ポートに接続された被制御部等により構成されている。
【００２１】
電源部は、充電電力を供給するためのメイン電源と、マイコン５０等に駆動電圧を供給するための補助電源とからなる。メイン電源は、電池パック２を充電するための電源であって、第１整流平滑回路１０と、スイッチング回路２０と、第２整流平滑回路３０とにより構成されている。
【００２２】
第１整流平滑回路１０は、全波整流回路１１と平滑用コンデンサ１２から構成され、交流電源１３から供給される交流電圧を全波整流回路１１で全波整流し、平滑用コンデンサ１２で平滑して直流電圧を出力する。交流電源１３は、商用電源等の外部電源である。
【００２３】
スイッチング回路２０は、第１整流平滑回路１０の出力側に接続されており、高周波トランス２１と、ＦＥＴ２２と、ＰＷＭ制御ＩＣ２３とから構成されている。ＰＷＭ制御ＩＣ２３は、ＦＥＴ２２の駆動パルス幅を変え、当該駆動パルス幅に応じてＦＥＴ２２は、スイッチングを行い、第１整流平滑回路１０からの直流出力をパルス列波形の電圧とする。パルス列波形の電圧は、高周波トランス２１の一次側巻線に印加され、高周波トランス２１により昇圧(若しくは降圧)され第２整流平滑回路３０に出力される。
【００２４】
第２整流平滑回路３０は、ダイオード３１と、平滑コンデンサ３２と、放電用抵抗３３とから構成され、高周波トランス２１の２次側から得られる出力電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成し、当該直流電圧を充電装置１のプラス端子とマイナス端子から出力するように構成されている。メイン電源と、第１整流平滑回路１０と、スイッチング回路２０と、第２整流平滑回路３０とは、充電手段を構成する。
【００２５】
補助電源４０は、第１整流平滑回路１０とスイッチング回路２０に接続されて給電され、マイコン５０や後述するオペアンプ６１，６５等の各種回路へ安定化した電源電圧Ｖｃｃを供給するための定電圧電源回路である。補助電源４０は、トランス４１ａ、４１ｂ、スイッチング素子４２、制御素子４３、整流ダイオード４４、３端子レギュレータ４６、発振防止用コンデンサ４５，４７、リセットＩＣ４８から構成されている。リセットＩＣ４８は、充電装置１を交流電源に接続したときにマイコン５０に対してリセット信号を出力するＩＣである。
【００２６】
整流平滑回路６は、補助電源４０とスイッチング回路２０等に接続され、ＰＷＭ制御ＩＣ２３の電源となる整流平滑回路であり、トランス４１ａの二次コイル６ａ、整流ダイオード６ｂ、平滑コンデンサ６ｃから構成される。
【００２７】
マイコン５０は、制御手段として、第１出力ポート５１ａと、第２出力ポート５１ｂと、Ａ／Ｄ入力ポート５２と、リセットポート５３等から構成されている。このマイコン５０は、Ａ／Ｄ入力ポート５２に入力される各種信号を処理し、その結果に基づく各種信号を第１出力ポート５１ａと第２出力ポート５１ｂから各種被制御部等に出力して、充電装置１の動作を制御している。
【００２８】
充電電流設定回路７０は、第１出力ポート５１ｂに接続され、充電電流制御回路６０は、Ａ／Ｄ入力ポート５２に接続されている。
【００２９】
充電電流設定回路７０は、電源電圧Ｖｃｃとアース間に直列に接続された抵抗７１、７２とから構成されており、充電電流を所定の電流値に設定するための回路である。抵抗７１と抵抗７２の接続点が充電制御回路６０を構成するオペアンプ６６の非反転入力端子に接続されている。
【００３０】
本実施の形態では、充電電流設定回路７０は、充電の際の設定電流として２種類の電流値Ｉ１、Ｉ２を選択的に設定している。具体的には、出力ポート５１ｂがハイ信号を出力しているときに、電源電圧Ｖｃｃを抵抗７１，７２によって分圧した値が設定電流を電流値Ｉ１として設定する際の基準値となる。尚、本実施の形態では、充電電流値Ｉ１は一例として３Ａである。
【００３１】
また、抵抗７３に接続される第２出力ポート５１ｂがロー信号を出力することにより、抵抗７１、及び、抵抗７２、７３の並列抵抗により電源電圧Ｖｃｃを分圧した値が設定電流を電流値Ｉ２として設定する際の基準値となる。充電電流Ｉ２は、充電電流Ｉ１より小さく、本実施の形態では、一例として１Ａである。
【００３２】
上述のように、充電電流制御回路６０は、充電電流設定回路７０に接続され、充電電流設定回路７０による設定に基づき充電電流を制御する。充電電流制御回路６０は、オペアンプ６１，６５と、抵抗６２，６３，６４，６６，６７と、ダイオード６８とから構成されている。
【００３３】
電流検出抵抗３は、第２整流平滑回路３０と充電電圧制御回路１００との間に接続され、電池パック２に流れる充電電流を検出する。
【００３４】
マイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２には、電池種判別回路９と、電池温度検出回路８０と、電池電圧検出回路９０とが接続されている。
【００３５】
電池温度検出回路８０は、電源電圧Ｖｃｃと基準電位（ＧＮＤ）に直列に接続された抵抗８１、８２とから構成されており、抵抗８１と８２の接続点がサーミスタ８に接続されると共に、マイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に接続されている。電池組の温度が変化すると、当該温度変化に伴った電圧値がマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に印加される。これによりサーミスタ８の温度を特定することができる。
【００３６】
電池電圧検出回路９０は、検出手段として、電池パック２が充電装置１に装着された状態において、電池組のプラス端子に接続され、抵抗９１，９２から構成される。電池パック２に供給する電圧、すなわち電池パック２の電圧は、抵抗９１，９２によって分圧され、その値がマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に電池電圧情報として入力される。なお、本発明において、電池電圧とは、電池パック２から実際に検出された電池電圧、若しくは、実際の電池電圧と一対一対応となるよう定められた数値を指すものとする。
【００３７】
電池種別判定回路９は、識別手段として、一端が電源電圧Ｖｃｃに接続された基準抵抗素子９ａから構成される。電池種判別回路９は、電池パック２が装着されると、電池種判別抵抗７と基準抵抗素子９ａとが直列に接続される。抵抗９ｄと電池種判別抵抗７とによる電源電圧Ｖｃｃの分圧値がマイコン５０に入力されるので、マイコン５０は、この分圧値から、接続されている電池パック２の種類（定格電圧や、直列に接続されている電池セルの数など）を特定する。
【００３８】
マイコン５０の第１出力ポート５１ａには、充電制御信号伝達部４と、表示部１２０が接続されている。マイコン５０の第２出力ポート５１ｂには、充電電圧制御回路１００が接続されている。また、リセットポート５３には、定電圧電源回路４０が接続されている。
【００３９】
充電制御信号伝達部４は、スイッチング回路２０とマイコン５０等に接続され、ＰＷＭ制御回路２３のオン・オフを制御する信号を伝達するフォトカプラ４と、フォトカプラ４を構成する発光素子側に接続され、発光素子のオン・オフを制御するＦＥＴ４ａからなる。ＦＥＴ４ａのゲートは、ダイオード４ｂを介して第１出力ポート５１ａと接続されている。かかる出力ポート５１ａがハイ信号を出力すると、ＦＥＴ４ａがオンし、フォトカプラ４がオンする。これによりＰＷＭ制御回路２３が起動して充電が開始される。また、かかる出力ポート５１ａがロー信号を出力すると、ＦＥＴ４ａがオフし、フォトカプラ４がオフする。これによりＰＷＭ制御回路２３が停止し、充電が終了する。更に、詳細を後述する閾値電圧設定回路２５のＦＥＴ２１０がオンになると、出力ポート５１ａが出力するハイ信号は、ＦＥＴ４ａに入力されずにダイオード４ｃ及びＦＥＴ２１８を介して接地されるため、ＦＥＴ４ａは駆動せず、フォトカプラ４がオフする。従って、ＰＷＭ制御回路２３が停止し、充電が終了する。
【００４０】
充電電流信号伝達部５は、スイッチング回路２０と充電電圧制御回路１００と充電電流制御回路６０等に接続され、充電電流の信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に帰還するフォトカプラ等からなる。
【００４１】
表示部１２０は、充電の状態を表示するための回路であり、ＬＥＤ１２１、抵抗１２２，１２３から構成される。抵抗１２２に接続される第１出力ポート５１ａがハイ信号を出力すると、ＬＥＤ１２１は赤に点灯し、抵抗１２３に接続される第１出力ポート５１ａがハイ信号を出力すると、ＬＥＤ１２１は緑に点灯し、両方のポートからハイ信号を出力するとＬＥＤ１２１は橙に点灯する。本実施の形態では、マイコン５０は、充電前にはＬＥＤ１２１を赤に点灯させ、充電中にはＬＥＤ１２１を橙に点灯させ、充電終了後にはＬＥＤ１２１を緑に点灯させる。
【００４２】
充電電圧制御回路１００は、第２整流平滑回路３０に接続されており、充電電圧を制御する。充電電圧制御回路１００は、抵抗１０１，１０２，１０３，１０５，１０６，１０７，１０８、ポテンショメータ１０２、ＦＥＴ１０９、コンデンサ１０４、シャントレギュレータ１１２、整流ダイオード１１１から構成される。充電電圧は、マイコン５０の第２出力ポート５１ｂからの信号により、抵抗１０１と、ポテンショメータ１０２の直列抵抗と、抵抗１０５と抵抗１０６とによる並列抵抗との分圧値がシャントレギュレータ１１２の基準値となるように定められる。
【００４３】
閾値電圧設定回路２５は、判別手段として、充電装置１に装着された電池パック２の定格電圧に応じて過放電状態を判断する放電限界電圧となる閾値電圧を、降伏電圧（ツェナー電圧）の異なる２つのツェナダイオードを採用し設定した例であり、電池電圧から電池パック２の過放電状態の有無を判断する。閾値電圧設定回路２５は、オペアンプ２２０、抵抗２００、２０３、２０６、２０７、２０９、２１１、２１２、ＦＥＴ２０８、２１０、２１３、ツェナダイオード２０１、２０４、ダイオード２０２、２０５から構成される。
【００４４】
閾値電圧設定回路２５は、電池パック２の電池電圧を入力電圧として、基準電位とノードＡとの間に設けた回路である。ノードＡと基準電位との間に、第１の閾値電圧に対応する経路として、高電位側から順に、抵抗２００、ツェナダイオード２０１、ダイオード２０２、抵抗２０７が直列に接続されている。ツェナダイオード２０１は、カソードが抵抗２００に接続され、アノードは、ダイオード２０２のアノードに接続されている。ツェナダイオード２０１のツェナ電圧Ｖ１は、例えば電池パック２が電池セルの５つが直列接続してなる場合に電池パック２の放電限界閾値電圧に対応した値であり、本実施の形態では一例として９Ｖである。
【００４５】
また、閾値電圧設定回路２５は、ノードＡと抵抗２０７の高電位側端子との間に、第１の閾値電圧用の経路と並列する形で、第２の閾値電圧に対応する経路として、高電位側から順に、抵抗２０３、ツェナダイオード２０４、ダイオード２０５が直列に接続されている。ツェナダイオード２０４は、カソードが抵抗２０３に接続され、アノードは、ダイオード２０５のアノードに接続されている。なお、ツェナダイオード２０４のツェナ電圧Ｖ４は、ツェナダイオード２０１のツェナ電圧よりも高い値を有し、例えば、電池パック２が電池セルの１０つが直列接続してなる場合に電池パック２の放電限界閾値電圧に対応した値、１８Ｖである。
【００４６】
さらに、電源電圧Ｖｃｃと基準電位との間に、順に抵抗２０６とＦＥＴ２０８とが直列に接続されている。ＦＥＴ２０８は、ドレインが抵抗２０６に接続され、ソースが基準電位に接続され、ゲートがダイオード２０５と抵抗２０７との接続点に接続されている。
【００４７】
ＦＥＴ２１０は、ドレインが閾値電圧設定回路２５の出力としてマイコン５０の第１出力ポート５０ａにダイオード４ｃを介して接続されている。なお、ダイオード４ｃは、閾値電圧設定回路２５からマイコン５０に向かう逆電流を阻止するためのものである。ＦＥＴ２１０のソースは、基準電位に接続され、ゲートは、ＦＥＴ２０８のドレインと抵抗２０６との接続点に接続され、ドレインは、ダイオード４ｂを介して第１出力ポート５１ａに接続されている。
【００４８】
また、閾値電圧設定回路２５において、オペアンプ２２０は、論理演算回路として、非反転端子に、電源電圧Ｖｃｃを電池パック２の電池種判別抵抗７と充電装置１内に設けられた基準抵抗９ａとの分圧電圧が入力される。一方、反転端子には、電源電圧Ｖｃｃと基準電位との間に直列接続された抵抗２１１、２１２の分圧値が基準電圧として入力される。このため、オペアンプ２２０は、装着された電池パック２の電池種判別抵抗７の基準電圧に対する大小を判別する。例えば、１０セルが直列接続されてなる高い定格電圧の電池パック２が装着された場合、電池種判別抵抗７は一例として１０００ｋΩと比較的大きな抵抗値を有するので、非反転端子には基準電圧よりも高い電圧が入力され、出力としてハイ信号を出す。これに対し、５セルが直列接続されてなる低い定格電圧の電池パック２’が装着された場合、電池種判別抵抗７は、先の電池パック２よりも小さい抵抗値、例えば５００ｋΩとすることで、非反転端子には基準電圧よりも低い電圧が入力され、ロー信号が出力される。
【００４９】
オペアンプ２２０の出力端子は、ＦＥＴ２１３のゲートに接続されている。ＦＥＴ２１３は、ドレインがツェナダイオード２０１のアノードとダイオード２０２のアノードとの接続点に接続され、ソースが基準電位に接続されている。従って、オペアンプ２２０が出力する信号がハイ信号のときは、ＦＥＴ２１３がオンになり、一方、ロー信号のときは、ＦＥＴ２１３はオフになる。すなわち、本実施の形態では、電池パック２が電池セル２ａの５個が直列接続された低定格電圧の電池パック２’の場合は、ＦＥＴ２１３はオフにされる。一方、電池パック２が電池セル２ａの１０個が直列接続された高定格電圧の電池パック２の場合は、ＦＥＴ２１３はオンにされる。この結果、低定格電圧の閾値を定めるツェナダイオード２０１を有する経路は、ノードＢからＦＥＴ２１３を介し接地されるため、ＦＥＴ２１８の制御には寄与しない。
【００５０】
次に、充電装置１の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００５１】
はじめに、低定格電圧の電池パックが本充電装置１に接続された場合を説明する。充電装置１に電池パック２が実装されると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、電池パック２の電池種判別抵抗７が充電装置１の基準抵抗９ａと直列に接続され、閾値電圧設定回路２５では、電源電圧Ｖｃｃの電池種判別抵抗７及び基準抵抗９ａによる分圧値が、オペアンプ２２０の非反転入力端子に入力される。このとき、電池パック２を構成する電池セル２ａの直列接続の個数ａが５セルである場合、分圧値は基準電圧よりも小さいので、オペアンプ２２０は、ロー信号を出力する（ステップＳ２：ロー）。オペアンプ２２０のロー信号の出力により、ＦＥＴ２１３はオフになる（ステップＳ３）。このとき、ツェナダイオード２０１、２０４には、電池電圧に応じた電圧がそれぞれ印加されるので、ＦＥＴ２０８は、ツェナダイオード２０１のツェナ電圧Ｖ１と電池電圧との大小によりオン・オフされる（ステップＳ４）。ツェナダイオード２０１のツェナ電圧Ｖ１が、ツェナダイオード２０４のツェナ電圧Ｖ４よりも小さいためである。よって、降伏電圧（ツェナー電圧）の低いツェナダイオード２０１に対応する電池電圧が閾値となり、ＦＥＴ２０８が制御される。
【００５２】
上記構成により、ツェナダイオードの降伏電圧Ｖ１を電池パック２の放電限界を判断する閾値電圧として用いて、過放電状態の有無を判断する。電池電圧がツェナダイオードの降伏電圧Ｖ１未満である場合、すなわち電池パック２が放電限界電圧以下の状態であれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ＦＥＴ２０８はオフになり（ステップＳ６）、ＦＥＴ２１０はオンになる（ステップＳ７）。結果として、充電制御信号伝達部４では、出力ポート５１ａが出力するハイ信号がダイオード４ｃ、及びＦＥＴ２１０を介して接地され、ＦＥＴ４ａの入力が遮断されるので、仮に電池パック２に対する充電が開始されていた場合であっても充電は直ちに停止される（ステップＳ８）。なお、ツェナダイオード２０４の降伏電圧は、ツェナダイオード２０１の降伏電圧よりも高いため、電圧Ｖ１では、ツェナダイオード２０４を介する経路は導通しないため、ＦＥＴ２０８の制御に寄与しない。
【００５３】
一方、電池電圧がツェナ電圧Ｖ１以上である場合（ステップＳ５：ＮＯ）は、電池パック２は過放電の可能性のある状態ではないので、ＦＥＴ２０８はオンになり（ステップＳ９）、ＦＥＴ２１０はオフになる（ステップＳ１０）。その結果、閾値電圧設定回路２５は、充電制御信号伝達部４から切り離されるので、出力ポート５１ａがハイ信号を出力して電池パック２の充電を行っている場合は、充電は継続される（ステップＳ１１）。なお、電池電圧がツェナダイオード２０４の降伏電圧Ｖ４よりも大きい場合は、ツェナダイオード２０１の経路のみならず、ツェナダイオード２０４の経路も導通するが、いずれの経路であってもＦＥＴ２０８が駆動することに変わりはない。
【００５４】
一方、高定格電圧の電池パックが接続された場合、すなわち、ステップＳ２において、電池パック２を構成する電池セル２ａの直列接続の個数ａが１０セルである場合、電池種識別抵抗７と基準抵抗９ａの分圧値は基準電圧よりも大きいので、オペアンプ２２０は、ハイ信号を出力する（ステップＳ２：ハイ）。オペアンプ２２０のハイ信号の出力により、ＦＥＴ２１３はオンになる（ステップＳ１２）。ＦＥＴ２１３がオンになると、上述のとおり、ツェナダイオード２０１の経路は、ＦＥＴ２１３を介し接地されるため、ＦＥＴ２０８のオン・オフに対しては、ツェナダイオード２０４が支配的になる。ゆえに、電池電圧の閾値は、ツェナダイオード２０４のツェナ電圧Ｖ４に依存する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３以降は、上述した低定格電圧の電池パックの場合と同様に、電池電圧と、ツェナダイオード２０４のツェナ電圧との比較により、充電停止、又は充電継続が判断される（ステップＳ５〜１１）。
【００５５】
このようにして、低定格電圧の電池パック２の場合は、ツェナダイオード２０１のツェナ電圧を閾値電圧とすることができ、高定格電圧の電池パック２の場合は、ツェナダイオード２０１よりも高いツェナダイオード２０４のツェナ電圧を閾値電圧とすることができる。すなわち、電池パック２の定格電圧（直列セル数の多少）に応じて、過放電状態の有無を判断する放電限界の閾値電圧を選択的に設定することが可能となる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を、図３及び図４を参照しながら説明する。第１の実施の形態では、降伏電圧の異なる複数のツェナダイオードからなる閾値電圧設定回路２５を用いて閾値電圧を設定する例であったが、本発明は、該回路に限定されるものではなく、例えば、次のような実施の形態であってもよい。本実施の形態では、第１の実施の形態における閾値電圧設定回路２５の代わりに、充電装置１のマイコン５０が、判別手段として電池パック２の過放電状態の有無を判断する。従って、図３に示す充電装置１は、閾値電圧設定回路２５の機能をマイコン５０が備え、ハードウェア回路としての閾値電圧設定回路２５を省いたことを除けば、図１に示す充電装置１と構成は同一である。
【００５７】
図３に示す充電装置１の動作について、図４を参照しながら説明する。図４に示す充電装置１の動作は、電池パック２の電池電圧が放電限界電圧以下になったと判別したときは電池パック２の充電を行わないものである。
【００５８】
最初に、充電装置１に電池パック２が実装されると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、マイコン５０は、電池パック２の電池種識別抵抗７から電池パックを構成するリチウムイオン電池の個数及び定格電圧を読み取り、読み取った電池パック２の定格電圧から、基準電圧設定回路２５により電池パック２の過放電状態を判別する放電限界にかかる閾値電圧を設定する（ステップＳ２２）。例えば、５個のリチウムイオン電池が直列接続してなる定格電圧が１４Ｖの電池パックの場合は、閾値電圧を９Ｖに、１０個のリチウムイオン電池が直列接続してなる定格電圧が３６Ｖの電池パックの場合は、閾値電圧を１８Ｖに設定する。
【００５９】
次に、電池電圧検出回路９０によって検出された電池パック２の電池電圧を閾値電圧と比較し、電池パック２が過放電状態であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。このとき、定格電圧が１４Ｖの電池パックが実装されているときは、電池電圧を９Ｖの閾値電圧と比較する。これに対し、定格電圧が３６Ｖの電池パックが実装されているときは、電池電圧を１８Ｖの閾値電圧と比較する。このように、電池パックの定格電圧に応じて設定された閾値電圧と、実際の電池電圧とを比較して、電池電圧が閾値電圧以下であれば（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、電池パック２は過放電状態であるとして、充電を行わない（ステップＳ２６）。一方、電池電圧が閾値電圧よりも大きければ（ステップＳ２３：ＮＯ）、マイコン５０は、電池パック２の充電を開始する（ステップＳ２４）。
【００６０】
電池パック２の充電を継続した結果、マイコン５０が、電池電圧検出回路９０によって検出される電池電圧から、電池パック２が満充電と判断した場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、電池パック２の充電を終了する（ステップＳ２６）。一方、電池パック２が満充電でなければ（ステップＳ２５：ＮＯ）、マイコン５０は、電池パック２が満充電になるまで充電を継続する。そして、電池パック２が充電装置１から外されると（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、充電装置１は、次の電池パック２の実装に備え待機する。なお、フロー中に明示していないが、ステップＳ２７よりも前に電池パック２が充電装置から外された場合も、充電装置１は条件をリセットし、次の電池パック２の実装に備え待機状態となる。
【００６１】
このように、電池パック２の過放電状態を判断するための放電限界電圧である閾値電圧を、電池パック２の定格電圧に応じて変更させることができる。従って、単一の充電装置１を用いて、電池パック２の定格電圧に応じた放電限界電圧の閾値の判断を行うことができ、電池パック２の長寿命化を図ることができる。
【００６２】
次に、図３に示す充電装置１の充電動作にかかる変更例について、図５を参照しながら説明する。この変更例では、充電装置１は、電池パック２が過放電の可能性のある放電限界電圧以下の電池パック２についてはプレチャージを行い、プレチャージの様子に基づき、さらなる充電継続の可否を判断するものである。
【００６３】
最初に、充電装置１に電池パック２が実装されると（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、充電装置１のマイコン５０は、電池パック２の電池種識別抵抗７から電池パックを構成するリチウムイオン電池の個数及び定格電圧を読み取り、読み取った電池パック２の定格電圧から、基準電圧設定回路２５により電池パック２の閾値電圧を設定する（ステップＳ３２）。例えば、定格電圧が１４Ｖの電池パックの場合は閾値電圧を９Ｖに、１０個のリチウムイオン電池が直列接続してなる定格電圧が３６Ｖの電池パックの場合は、閾値電圧を１８Ｖに設定する。
【００６４】
次に、電池電圧検出回路９０によって検出された電池パック２の電池電圧を、定格電圧に対応した閾値電圧と比較する（ステップＳ３３）。すなわち、閾値電圧と実際の電池電圧とを比較して、電池パック２が放電限界電圧以下であるか否かを判別する。電池電圧が閾値電圧以下であれば（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、電池パック２は過放電の可能性のある状態であるため、通常の充電条件ではなく、プレチャージを開始する（ステップＳ３４）。なお、プレチャージとは、電池パック２の電池電圧が放電限界電圧以下である等により、電池特性の低下が疑われるときに行われる充電方法であり、電池パック２が過放電状態でないときに行われる通常の充電に比較して、低電流・低電圧等の「穏やかな」充電条件で行う充電である。
【００６５】
電池パック２のプレチャージが開始されると、マイコン５０は、電池パック２の電池電圧を継続的又は間欠的に検出し（ステップＳ３５）、検出された電池電圧が閾値電圧を上回る場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、電池パック２は正常であると判断し、充電電流Ｉ２よりも大きな充電電流Ｉ１に切り換えて充電を継続し（ステップＳ３７）、ステップＳ４２に進む。
【００６６】
一方、検出された電池電圧が閾値電圧を超えない場合（ステップＳ３６：ＮＯ）、ステップＳ３８に進み、プレチャージ開始から所定時間が経過したか否かを判別する。既に所定時間が経過している場合は（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、電池セルに何らかの異常が発生していると推定して、ステップＳ４３にて充電を中止する。プレチャージ開始から所定時間が経過していない場合は（ステップＳ３８：ＮＯ）ステップＳ３６に戻り、所定時間が経過するまで当該フローを繰り返し、電池パック２の電池電圧のモニタを継続する。
【００６７】
これに対し、ステップＳ３３にて検出された電池電圧が閾値電圧を超えていた場合は、電池パック２は過放電状態ではないと判断され（ステップＳ３３：ＮＯ）、次に電池パック２の保護ＩＣ２ｂからの信号の発生の有無を判別する（ステップＳ４０）。保護ＩＣ２ｂからの信号がなければ（ステップＳ４０：ＮＯ）、通常条件の充電電流Ｉ１で充電を開始する（ステップＳ４１）。充電が継続され、電池パック２が満充電になったと判断された場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）充電を終了する（ステップＳ４３）。その後、電池パック２が充電装置１から外された場合は（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、充電装置１は、将来の電池パック２の実装に備え待機する。なお、充電終了前に電池パック２が外された場合は、先の実施の形態と同様に、充電装置１は条件をリセットしたうえで、次の電池パック２の実装に備え待機する。
【００６８】
ステップＳ４０にて、保護ＩＣ２ｂから信号を生じているときは（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、すでに電池が満充電状態であるか、もしくは、何らかの理由で保護ＩＣ２ｂが充電を禁止する状態であるので、マイコン５０は、電池パック２の充電を行わず、充電終了とする（ステップＳ４３）。
【００６９】
マイコン５０は、電池パック２の定格電圧に応じて電池パック２の過放電状態を判断する閾値電圧を適宜変更して、電池パック２の過放電状態を適切に判断することができる。また、電池パック２が過放電状態であると判別するときは、所定期間に亘りプレチャージを行い、そのときの電池パック２の電圧上昇の様子から、電池パック２の正常又は異常を確認して充電の継続の有無を判断することができる。
【００７０】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を、図６及び図７を参照しながら説明する。本実施の形態では、閾値電圧設定回路２５により過放電状態を判別する閾値電圧を、直列接続セル数の大きな電池パックと直列接続セル数の小さな電池パックとの間で変更可能としながらも、放電限界電圧以下となり、電池セル２ａから信号が出力されている電池パックに対して、プレチャージ、及び充電を試みるものである。本実施の形態の充電装置は、図１に示す充電装置１に示す各構成要素に加え、異常信号処理回路２５０を有する。以下の説明では、図１に示す充電装置の構成と異なる部分についてのみ説明する。
【００７１】
図６に示すように、充電装置１は、さらに、異常信号処理回路２２０を有する。異常信号処理回路２２０は、抵抗２１４、１２５、１２７と、ＦＥＴ２１６、２１８とからなり、閾値電圧設定回路２５とマイコン５０の第１出力ポート５１ａとの間に挿入され、保護ＩＣ２ｂ、及び、閾値電圧設定回路２５からの信号に基づき、充電中止を行う信号をマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に入力すると共に、マイコン５０から充電信号伝達部４への信号出力を遮断するものである。
【００７２】
異常信号処理回路２２０では、電源電圧Ｖｃｃと基準電位との間に、電源電圧Ｖｃｃ側から順に抵抗２１４とＦＥＴ２１６とが直列に接続されている。ＦＥＴ２１６は、ドレインが抵抗２１４に接続されると共にマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に接続されている。また、ＦＥＴ２１６は、ソースが基準電位に、ゲートが電池パック２の保護ＩＣ２ｂにそれぞれ接続されている。抵抗２１５は、ＦＥＴ２１６のゲートとソースとの間に接続されている。ＦＥＴ２１８は、ドレインがマイコン５０の第１出力ポート５１ａの出力ラインにダイオード４ｃを介して接続され、ソースが基準電位に接続され、ゲートが抵抗２１４とＦＥＴ２１６のドレインとの接続点であるノードＣに接続されている。ＦＥＴ２１８のソース及びゲート間には抵抗２１７が接続されている。
【００７３】
次に、図６に示す充電装置１の動作について、図７を参照しながら説明する。
【００７４】
はじめに、電池パック２の電池セル２ａの直列接続数が少ない場合、すなわち、充電装置１に電池パック２が実装されると（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、電池パック２の電池種判別抵抗７が充電装置１の基準抵抗９ａと直列に接続され、閾値電圧設定回路２５では、電源電圧Ｖｃｃの電池種判別抵抗７及び抵抗９による分圧値が、オペアンプ２２０の非反転入力端子に入力される。このとき、電池パック２を構成する電池セル２ａの直列接続の個数ａが５セルである場合、分圧値は基準電圧よりも小さいので、オペアンプ２２０は、ロー信号を出力する（ステップＳ５２：ロー）。オペアンプ２２０のロー信号の出力により、ＦＥＴ２１３はオフになる（ステップＳ５３）。このとき、ツェナダイオード２０１、２０４には、電池電圧に応じた電圧がそれぞれ印加されるので、ＦＥＴ２０８は、ツェナダイオード２０１のツェナ電圧Ｖ１と電池電圧との大小によりオン・オフされる（ステップＳ５４）。すなわち、ツェナダイオード２０１のツェナ電圧Ｖ１が、電池パック２の過放電状態の有無を判別する閾値電圧となる。
【００７５】
電池電圧が閾値電圧Ｖ１以下である場合は、電池パック２は過放電の可能性のある放電限界電圧以下の状態と判別され（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、ＦＥＴ２０８はオフになり（ステップＳ５６）、ＦＥＴ２１０はオンになる（ステップＳ５７）。このとき、保護ＩＣ２ｂからも過放電を警告する信号（ロー信号）が出力されることになるため（ステップＳ５８：ロー）、ＦＥＴ２１６はオフになる（ステップＳ５９）。したがって、ＦＥＴ２１６のオフを受けて、異常信号処理回路２５０に印加されたＶｃｃによってＦＥＴ２１８はオンになろうとするが、上記のとおり、閾値電圧設定回路２５のＦＥＴ２１０がオンであるため、ＦＥＴ２１８のゲートに信号は印加されず、ＦＥＴ２１８はオフの状態を維持する。このため、マイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２もロー信号となる（ステップＳ６０）。一方、マイコン５０は、電池パック２からの電池電圧に基づいて、電池パック２をプレチャージするために、出力ポート５１ａからハイ信号を出力する。よって、ハイ信号は、ＦＥＴ２１８によって基準電位に降下されずに充電制御信号伝達部４に伝達され、電池パック２のプレチャージが可能となる（ステップＳ６１）。
【００７６】
なお、電池パック２の保護ＩＣ２ｂから信号（ロー信号）の出力が認められない場合（ステップＳ５８：ハイ）においても、ＦＥＴ２１６はオンになり（ステップＳ６２）、ＦＥＴ２１８は、オフになる（ステップＳ６３）。従って、先の場合と同様に、マイコン５０が電池パック２をプレチャージするために、出力ポート５１ａが出力するハイ信号は、ＦＥＴ２１８によって基準電位に降下されずに充電制御信号伝達部４に伝達される。この時、マイコン５０は、電池パック２からの電池電圧に基づいて電池パック２のプレチャージを行う（ステップＳ６１）。
【００７７】
また、ステップＳ５５にて、電池電圧が閾値電圧Ｖ１を超える場合は、電池パック２は過放電状態ではないと判別され（ステップＳ５５：ＮＯ）、ＦＥＴ２０８はオンになり（ステップＳ６２）、ＦＥＴ２１０はオフになる（ステップＳ６３）。すなわち、閾値電圧設定回路２５は、充電装置１より電気的に切り離される。このとき、保護ＩＣ２ｂから信号（ロー信号）が出力される場合は（ステップＳ６４：ロー）、ＦＥＴ２１６はオフになり（ステップＳ６５）、ＦＥＴ２１６のオフを受けて、マイコン５０のＡ／Ｄポート５２には、充電を停止するハイ信号が入力され、同時にＦＥＴ２１８はオンになる（ステップＳ６６）。従って、マイコン５０は、充電を禁止する信号に基づき、出力ポート５１ａからの出力を中止するとともに、仮に、マイコン５０の出力ポート５１ａがハイ信号の出力を継続していた場合であっても、ＦＥＴ２１８によって基準電位に降下されるので、電池パック２の充電は強制的に終了される（ステップＳ６７）。
【００７８】
ステップＳ６６にて、保護ＩＣ２ｂから信号（ロー信号）が出力されない場合は（ステップＳ６６：ハイ）、通常の充電が可能な状態であり、ＦＥＴ２１６はオンになり（ステップＳ６８）、マイコン５０のＡ／Ｄポート５２はロー信号となると共に、ＦＥＴ２１８はオフになる（ステップＳ６９）。従って、電池パック２の充電は継続される（ステップＳ７０）。
【００７９】
このようにして、電池パック２の電池セル２ａの直列接続数が少ない場合は、ツェナダイオード２０１のツェナ電圧を、過放電状態の有無を判断とする閾値電圧とすることができ、電池パック２の電池セル２ａの直列接続数が多い場合は、ツェナダイオード２０４のツェナダイオード２０１よりも高いツェナ電圧を、過放電状態の有無を判断とする閾値電圧とすることができる。すなわち、電池パック２の直列セル数の多少に応じて、過放電状態の有無を判断する閾値電圧を選択的に設定することが可能となる。
【００８０】
ステップ５２にて、電池パック２を構成する電池セル２ａの直列接続の個数ａが高定格電圧に対応する１０セルである場合、分圧値は基準電圧よりも大きいので、オペアンプ２２０は、ハイ信号を出力する（ステップＳ５２：ハイ）。オペアンプ２２０のハイ信号の出力により、ＦＥＴ２１３はオンになる（ステップＳ７１）。ＦＥＴ２１３がオンになると、ＦＥＴ２０８のオン・オフに対しては、ツェナダイオード２０４が支配的になるため、ツェナダイオード２０４のツェナ電圧Ｖ４に依存する（ステップＳ７２）。すなわち、ツェナダイオード２０４のツェナ電圧Ｖ４が、電池パック２の過放電状態の有無を判別する閾値電圧となる。ステップＳ７４以降のプロセスは、上述した低定格電圧の電池パック２’と同様のプレチャージ、充電停止、又は充電継続が判断される（ステップＳ５５〜７０）。
【００８１】
以上のようにして、通常の充電装置では、電池パック２が放電限界電圧以下であり、電池セル２ａの保護ＩＣ２ｂから過放電を警告する信号が生じている場合は充電が停止されるが、本実施の形態では、このような場合であっても、マイコン５０が電池パック２のプレチャージを行い、継続することができる。
【００８２】
また、電池パック２の過放電状態の判別は、マイコン５０を使わずに閾値電圧設定回路２５と異常信号処理回路２２０とによって行われるので、仮にマイコン５０に不具合が生じた場合であっても、電池パック２の直列電池セル数に応じて、過放電状態を判断する閾値電圧が制御される。
【００８３】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態である充電装置１を、図８及び図９を参照して説明する。図８に示す充電装置１は、図６に示す充電装置１と比較して、充電装置の基本的な構成は同一である。図６に示す閾値電圧設定回路２５では、１のオペアンプ２２０を用いて、電池パック２の電池種判別抵抗７の抵抗値を大小の２つに分類して、過放電状態を判別する閾値電圧を、ツェナダイオードの個数に応じて２つ選択可能とした。図８に示す本実施の形態の閾値電圧設定回路２５Ａでは、２つのオペアンプ２２０、２２４を用いて、電池パック２の電池種判別抵抗７の抵抗値を３つに分類して、過放電状態を判別する閾値電圧を３つ設定するために、ツェナダイオードを３つ設けて、閾値電圧を３つの中から選択可能とした。
【００８４】
閾値電圧設定回路２５は、オペアンプ２２０、２２４、抵抗２００、２０３、２０６、２０７、２０９、２１１、２１２、２２１、２２２、２２４、ＦＥＴ２０８、２１０、２１３、２２３、ツェナダイオード２０１、２０４、２２５、ダイオード２０２、２０５、２２６から構成される。ツェナダイオード２０１、２０４、２２５のツェナ電圧は、ツェナダイオード２０４が一番大きく、ツェナダイオード２２５が最も小さい。また、オペアンプ２２０、２２４については、反転入力端子に入力される基準電圧は、オペアンプ２２０が、オペアンプ２２４のものよりも大きく設定されている。
【００８５】
次に、図８に示す充電装置１の動作について、図９を参照しながら説明する。
【００８６】
はじめに、充電装置１に電池セル２ａの直列接続の個数が５セル程度の低定格電圧の電池パック２が実装されると（ステップＳ８１：ＹＥＳ）、電池パック２の電池種判別抵抗７が充電装置１の抵抗９と直列に接続され、閾値電圧設定回路２５では、電源電圧Ｖｃｃの電池種判別抵抗７及び抵抗９による分圧値が、オペアンプ２２４、２２０の非反転入力端子にそれぞれ入力される。このとき、電池パック２を構成する電池セル２ａの直列接続の個数ａが５セルである場合、識別抵抗７と基準抵抗９ａとから分圧される電圧により、オペアンプ２２０とオペアンプ２２４は、共にロー信号を出力する（ステップＳ８２：ロー）。この状態では、ＦＥＴ２２３はオフであり、ＦＥＴ２１３もオフである（ステップＳ８３）。このとき、ツェナダイオード２０１、２０４、２２５には、電池電圧に応じた電圧がそれぞれ印加されるので、ＦＥＴ２０８は、ツェナダイオードの降伏電圧が最も小さいツェナダイオード２２５のツェナ電圧と電池電圧との大小によりオン・オフされる（ステップＳ８４）。すなわち、ツェナダイオード２２５のツェナ電圧が、電池パック２の過放電状態の有無を判別する閾値電圧となる。
【００８７】
一方、例えば電池パック２が中程度の定格電圧となる電池セル２ａの直列接続の個数ａが７セルである場合、識別抵抗７の値に基づいて分圧される電圧により、ステップＳ８２にてオペアンプ２２４がハイ信号を出力するが（ステップＳ８２：ハイ）、他方のオペアンプ２２０からの出力がロー信号になる。（ステップＳ８５：ロー）この場合、ＦＥＴ２２３はオンになるが、ＦＥＴ２１３はオフのままである（ステップＳ８６）。このとき、ＦＥＴ２０８は、降伏電圧が中間のツェナダイオード２０１のツェナ電圧と電池電圧との大小によりオン・オフされる（ステップＳ８７）。すなわち、ツェナダイオード２０１のツェナ電圧が、実装された電池パック２の過放電状態の有無を判別する閾値電圧となる。
【００８８】
また、接続された電池パック２が高定格電圧仕様の電池パックであり、例えば電池セル２ａの直列接続の個数ａが１０セルである場合、識別抵抗７の値に基づいてステップＳ８２にてオペアンプ２２４がハイ信号を出力し（ステップＳ８２：ハイ）、他方のオペアンプ２２０からの出力もハイ信号になるので（ステップＳ８５：ハイ）、ＦＥＴ２２３とＦＥＴ２１３の両方がオンになる（ステップＳ８８）。このとき、ＦＥＴ２０８は、降伏電圧の最も高いツェナダイオード２０４のツェナ電圧と電池電圧との大小によりオン・オフされる（ステップＳ８９）。すなわち、ツェナダイオード２０４のツェナ電圧が、実装された電池パック２の過放電状態の有無を判別する閾値電圧となる。
【００８９】
以上のようにして、電池パック２の直列接続された電池セル２ａの個数に応じて、３つのツェナダイオードを利用して、３種類の閾値電圧から適切なものを選択した後は、図７に示すステップＳ５５に進み、電池パック２の過放電状態や保護ＩＣ２ｂからの信号に応じて、プレチャージ、充電停止、または通常の充電を行う。
【００９０】
従って、電池パックの電池セルの直列接続数に応じた放電限界電圧の閾値電圧を選択することができる。
【００９１】
なお、上記実施の形態は、本願発明の一形態を例示するのみであり、電池パックを構成する電池セルの直列セル数は適宜設けることができる。
【００９２】
また、上記実施の形態では、閾値電圧設定回路の含まれるツェナダイオードの個数は、２個の場合と３個の場合を例示したが、これらの例に限定されることなく、複数設けることができ、ツェナダイオードの個数に応じて、過放電を判別する閾値電圧を複数設けることができる。さらに、上記実施の形態では、すべての閾値に対して、プレチャージを行う実施形態と行わない実施形態を例示したが、特定の閾値のみ、もしくは、特定の閾値以外の場合に、プレチャージを行う、もしくは、行わない構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１    充電装置
２    電池パック
７、９    識別手段
２５    判別手段
５０    制御手段
９０    検出手段
【図１】
2014117054.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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