(57)【要約】【課題】  電池パック及び充電器、特に、過充電を防止する電池パック及び充電器を提供する。【解決手段】  充電器２０は、電池１への過充電を検出し第１検出信号を出力する保護ＩＣ２と、電池１の温度を検出し第２検出信号を出力するサーミスタ３と、第１検出信号と第２検出信号とに基づき第３検出信号を出力する充電状態検出回路３０とを備えた電池パック１０と接続される。充電器２０は、充電回路７と、第３検出信号が電池１の温度が所定値以上であることを示す場合に、充電を停止させるための第１停止信号を充電回路７へ出力するマイコン４と、第３検出信号が電池１への充電が過充電であることを示す場合に、充電を停止させるための第２停止信号を充電回路７へ出力するコンパレータ５とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池への過充電を検出し第１検出信号を出力する過充電検出手段と、前記電池の温度を検出し第２検出信号を出力する電池温度検出手段と、前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づき第３検出信号を出力する出力手段とを備えた電池パックと接続される充電器であって、
前記電池へ電力を供給する充電手段と、
前記第３検出信号が前記電池の温度が所定値以上であることを示す場合に、充電を停止させるための第１停止信号を前記充電手段へ出力する第１出力手段と、
前記第３検出信号が前記電池への充電が過充電であることを示す場合に、充電を停止させるための第２停止信号を前記充電手段へ出力する第２出力手段とを備えたことを特徴とする充電器。
【請求項２】
前記第１出力手段は、前記第３検出信号が前記電池への充電が過充電であることを示す場合にも、前記第１停止信号を前記充電手段へ出力することを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
前記第２出力手段は、前記第３検出信号が前記電池の温度が所定値以上であることを示す場合にも、前記第２停止信号を前記充電手段へ出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の充電器。
【請求項４】
前記充電手段が前記第１停止信号と前記第２停止信号のどちらに基づいて充電が停止したかをユーザに報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項５】
電池に電力を供給する充電手段と、前記電池の温度が所定値以上である場合に、前記充電手段へ充電を停止させるための第１停止信号を出力する第１出力手段と、前記電池への充電が過充電である場合に、前記充電手段へ充電を停止させるための第２停止信号を出力する第２出力手段とを備えた充電器と接続される電池パックであって、
前記電池への過充電を検出し第１検出信号を出力する過充電検出手段と、
前記電池の温度を検出し第２検出信号を出力する電池温度検出手段と、
前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づき第３検出信号を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする電池パック。
【請求項６】
前記出力手段は、前記電池への充電が過充電である場合には、所定値以上の第３検出信号を出力し、前記電池への充電が過充電でない場合には、前記電池の温度に対応した第３出力信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
前記出力手段は、前記電動工具が前記電池と接続されていない場合には、第１所定電圧の第３検出信号を出力し、前記電動工具が前記電池と接続され、かつ、前記電池の温度が所定値よりも高い場合には、前記第１所定電圧よりも低い電圧の第３検出信号を出力し、前記電動工具が前記電池と接続され、かつ、前記電池への充電が過充電である場合には、前記第１所定電圧よりも高い電圧の第３検出信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック及び充電器、特に、過充電を防止する電池パック及び充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コードレス電動工具などの携帯用機器の発達に伴い、携帯用機器の電源に、ニッケル水素電池やニッケル・カドミウム電池（以下、ニカド電池という）などの高容量化された２次電池が使用されている。また、高容量化された２次電池の他の例として、ニッケル水素電池やニカド電池に比較して電気量を多く取り出せるリチウムイオン電池が携帯用機器へ使用されつつある。
【０００３】
リチウムイオン電池の公称電圧は、ニッケル水素電池やニカド電池と比較すると約２〜３倍と高く、そのエネルギー密度はニカド電池の約３倍という性質を持ち、かつ小型軽量であるという特徴を有する。しかし、一方で、所定電圧を超えて充電されると過充電となり、寿命低下、最悪の場合には発火等を生じる場合がある。また、所定値以上の電池温度で充電を行った場合には、寿命低下等を生じる場合がある。
【０００４】
上記寿命低下、発火等を防止するために、充電電圧が所定値以上となったときに充電停止信号を充電器に送信する過充電検出手段と、電池温度が所定値以上となったときに充電停止信号を充電器に送信する高温検出手段とを備えた充電パックが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５１６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記電池パックと充電器との間には、過充電検出手段による充電停止信号を送信するための端子と高温検出手段による充電停止信号を送信するための端子の両方が必要である。そのため、端子を複数備えることによりコストが上昇すると共に、回路や本体自身のサイズも大きくなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、過充電検出手段からの充電停止信号と高温検出手段からの充電停止信号を一本の端子で送信することができる電池パック、及び、その充電停止信号を受信することができる充電器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の充電器は、電池への過充電を検出し第１検出信号を出力する過充電検出手段と、電池の温度を検出し第２検出信号を出力する電池温度検出手段と、第１検出信号と第２検出信号とに基づき第３検出信号を出力する出力手段とを備えた電池パックと接続される充電器であって、電池へ電力を供給する充電手段と、第３検出信号が電池の温度が所定値以上であることを示す場合に、充電を停止させるための第１停止信号を充電手段へ出力する第１出力手段と、第３検出信号が電池への充電が過充電であることを示す場合に、充電を停止させるための第２停止信号を充電手段へ出力する第２出力手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の充電器では、第１出力手段は、第３検出信号が電池への充電が過充電であることを示す場合にも、第１停止信号を充電手段へ出力することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の充電器では、第２出力手段は、第３検出信号が電池の温度が所定値以上であることを示す場合にも、第２停止信号を充電手段へ出力することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の充電器では、充電手段が第１停止信号と第２停止信号のどちらに基づいて充電が停止したかをユーザに報知する報知手段を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の電池パックでは、電池に電力を供給する充電手段と、電池の温度が所定値以上である場合に充電手段へ充電を停止させるための第１停止信号を出力する第１出力手段と、電池への充電が過充電である場合に充電手段へ充電を停止させるための第２停止信号を出力する第２出力手段とを備えた充電器と接続される電池パックであって、電池と、電池への過充電を検出し第１検出信号を出力する過充電検出手段と、電池の温度を検出し第２検出信号を出力する電池温度検出手段と、第１検出信号と第２検出信号とに基づき第３検出信号を出力する出力手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載の電池パックでは、出力手段は、電池への充電が過充電である場合には所定値以上の第３検出信号を出力し、電池への充電が過充電でない場合には電池の温度に対応した第３出力信号を出力することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の請求項７に記載の電池パックでは、出力手段は、電動工具が電池と接続されていない場合には、第１所定電圧の第３検出信号を出力し、電動工具が電池と接続され、かつ、電池の温度が所定値よりも高い場合には、第１所定電圧よりも低い電圧の第３検出信号を出力し、電動工具が電池と接続され、かつ、電池への充電が過充電である場合には、第１所定電圧よりも高い電圧の第３検出信号を出力することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に記載の充電器によれば、電池パックが、過充電についての第１検出信号と電池温度についての第２検出信号とに基づき第３検出信号として充電器に送信する機能を有していれば、充電器は、第３検出信号から過充電に関する情報と電池温度に関する情報とを識別することができる。従って、過充電についての情報と電池温度についての情報を伝達するための端子が、充電器と電池パックとの間に一つで済む。端子の数を減らすことができることにより、コストを削減することができ、また、充電器のサイズを小さくすることもできる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の充電器によれば、第２出力手段のみならず第１出力手段も第３検出信号から過充電に関する情報を検出するため、過充電が起きた場合により確実に充電を停止させることができる。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の充電器によれば、第１出力手段のみならず第２出力手段も第３検出信号から電池の温度に関する情報を検出するため、電池の温度が所定値以上となった場合には、より確実に充電を停止させることができる。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の充電器によれば、充電手段が第１停止信号と第２停止信号のどちらに基づいて充電が停止したかをユーザに報知する報知手段を備えているため、ユーザが、その報知内容によってその後の対処法を考えることができる。例えば、第１停止信号、すなわち、過充電に基づいて充電が停止した場合には、その電池の寿命が短くなってしまったことを予測することができる。また、第２停止信号、すなわち、電池温度が所定値以上であることに基づいて充電が停止した場合には、しばらく時間を置いて電池温度を下げれば、充電を再開することができると予測することができる。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の電池パックによれば、過充電についての第１検出信号と電池温度についての第２検出信号とに基づき第３検出信号として充電器に送信する。充電器が、第３検出信号から、過充電についての情報と電池温度についての情報とを識別する機能を有していれば、過充電についての情報と電池温度についての情報を伝達するための端子は、充電器と電池パックとの間に一つで済む。端子の数を減らすことができることにより、コストを削減することができ、また、電池パックのサイズを小さくすることもできる。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の電池パックによれば、出力手段は、電池への充電が過充電である場合には所定値以上の第３検出信号を出力し、電池への充電が過充電でない場合には電池の温度に対応した第３出力信号を出力するので、過充電が生じた場合の第３検出信号を電池の温度に対応した第３検出信号と大きく異なる値としておけば、充電器が過充電についての情報と電池温度についての情報とを間違えて識別することを防止することができる。
【００２０】
本発明の請求項７に記載の電池パックによれば、出力手段は、電動工具が電池と接続されていない場合には、第１所定電圧の第３検出信号を出力し、電動工具が電池と接続され、かつ、電池の温度が所定値よりも高い場合には、第１所定電圧よりも低い電圧の第３検出信号を出力し、電動工具が電池と接続され、かつ、電池への充電が過充電である場合には、第１所定電圧よりも高い電圧の第３検出信号を出力するので、各場合における第３検出信号を大きく異なる値としておけば、充電器が各場合についての情報を間違えて識別することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第1の実施の形態による充電器および電池パックについて図１および図２を参照しながら説明する。図1に示すように、第1の実施の形態による充電器２０は、電池パック１０を充電するための充電装置である。電池パック１０は、電池１を内蔵しており、電動ドライバ、丸のこ等の電動工具の電源として用いられる。充電器２０は、接続端子Ａ、Ｂ、Ｃを介して電池パック１０を接続し、電池１に充電電流を供給することによって、所定の電池電圧まで充電する。このとき、充電器２０は、電池１の電圧が所定値以上であること（以下、「過充電」と称す）を検出または電池１の温度が所定値以上であること（以下、単に「高温」と称す）を検出すると充電電流を遮断するように構成されている。
【００２２】
電池パック１０は、電池１と、保護集積回路２（以下、保護ＩＣ２という）と、充電状態検出回路３０とで構成されている。電池１は、接続端子Ａと接続端子Ｃとの間に接続され、保護ＩＣ２は、電池１と充電状態検出回路３０との間に接続され、充電状態検出回路３０は、保護ＩＣ２と、接続端子Ｂおよび接続端子Ｃに接続されている。
【００２３】
電池１は、第１の実施の形態においては、４つの素電池１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを直列接続して構成されており、接続端子Ａ、接続端子Ｃ間に接続され、充電器２０から充電電流を供給されて所定電圧まで充電される。第１の実施の形態において、素電池１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、リチウムイオン電池である。本実施の形態では、リチウムイオン電池の定格は、素電池１個当たり３．６Ｖで最大充電電圧が４．２Ｖであり、４．３５Ｖ以上となったときに過充電であると判断される。
【００２４】
保護ＩＣ２は、各素電池１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの電圧を個別に検出し、検出した電圧に応じて所定の信号を出力端子２１から出力する回路である。保護ＩＣ２は、通常はオープン状態となっており、いずれかの素電池１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが所定電圧以上になったことを検出した場合には、過充電と判断して出力端子２１から０ボルト（グランドレベル）を出力する。
【００２５】
充電状態検出回路３０は、保護ＩＣ２の出力端子２１からの信号および電池１の温度を検出することによって電池１の充電状態を示す所定の信号を出力する回路である。充電状態検出回路３０は、電圧Ｖｃｃと、接続端子Ｂおよび接続端子Ｃに接続されているグランドラインとの間に設けられ、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１、サーミスタ３およびトランジスタＱ２で構成されている。トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ１を介して電圧Ｖｃｃと接続されており、また、出力端子２１からの信号が入力されている。トランジスタＱ１のエミッタは、電圧Ｖｃｃに接続されている。抵抗Ｒ１は、トランジスタＱ１のベース、エミッタ間に接続されている。サーミスタ３は、電池１の温度を検出するために、特定の素電池に接触又は近接して配置されており、トランジスタＱ１のコレクタとトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続されている。また、トランジスタＱ１のコレクタは、接続端子Ｂに接続され、トランジスタＱ２のエミッタは接続端子Ｃに接続されている。
【００２６】
保護ＩＣ２の出力端子２１がオープン状態の場合には、トランジスタＱ１はオフ、トランジスタＱ２はオンになり、接続端子Ｂは、サーミスタ３の抵抗値に応じた電圧レベルとなる。なお、本実施の形態で用いているサーミスタ３は、その抵抗値が温度の上昇に伴い低下する、いわゆる負性抵抗を示すものである。保護ＩＣ２がいずれかの素電池の過充電状態を検出して、出力端子２１から０ボルトを出力すると、トランジスタＱ１はオン、トランジスタＱ２はオフとなり、接続端子Ｂは、サーミスタ３が検出する電池温度に関係なく常に電圧Ｖｃｃ、図２におけるＶ２となる。
【００２７】
充電器２０は、電池パック１０に充電電流を供給する充電回路７と、電池パック１０の異常を検出して充電電流の供給を停止させるための信号を出力する停止信号出力回路４０とで構成されている。充電回路７は接続端子Ａと接続され、停止信号出力回路４０は、充電回路７に接続されると共に、接続端子Ｂおよび接続端子Ｃに接続されている。
【００２８】
充電回路７は、整流回路および各種制御回路等を備え、例えば１００ボルトの商用交流電力から、定電流制御若しくは定電圧制御の下で充電電流を出力する公知の充電回路である。充電回路７は、遮断スイッチ７１を有し、停止信号出力回路４０からＬｏ論理の停止信号が入力されると、充電電流の出力を停止するように構成されている。
【００２９】
停止信号出力回路４０は、マイコン４と、コンパレータ５と、ＡＮＤ回路６とから主に構成されている。マイコン４は、電池パック１０の充電状態検出回路３０の出力である接続端子Ｂにおける電圧Ｖｂを入力される。コンパレータ５は、電圧Ｖｂおよび所定電圧Ｖ１が入力され、その両者を比較した結果に応じた信号を出力する。ＡＮＤ回路６は、マイコン４の出力とコンパレータ５の出力とが入力される。
【００３０】
マイコン４は、内蔵のアナログデジタル（以下、ＡＤ）変換器４１への入力端子Ｐ２が接続端子Ｂと接続されており、充電状態検出回路３０から入力される電圧ＶｂをＡＤ変換し、変換した値と予め定められた閾値とを比較し、比較結果を「Ｈ」又は「Ｌ」の２値信号で出力端子Ｐ１から出力する回路である。すなわち、電圧ＶｂをＡＤ変換した値が第１の閾値よりも小さい場合には、「Ｌ」を出力し、第１の閾値以上の場合には「Ｈ」を出力する。図２に示すように、第１の閾値を電圧Ｖ３とすると、電池温度がＴ１以上の場合に「Ｌ」が出力される。また、電圧ＶｂをＡＤ変換した値が第２の閾値よりも大きい場合にも、「Ｌ」を出力する。本実施の形態では、図２のＶ１が第２の閾値に相当する。
【００３１】
コンパレータ５は、入力端子５１に入力される電圧と、入力端子５２に入力される電圧との大小に応じて「Ｈ」又は「Ｌ」の２値信号を出力する。入力端子５１は、電圧Ｖｃｃと接続端子Ｃとの間に直列接続された抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接点Ｆに接続され、電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５とで分圧した一定値の電圧Ｖ１が入力されている。入力端子５２には、充電状態検出回路３０からの電圧Ｖｂが入力されている。コンパレータ５は、電圧Ｖｂが電圧Ｖ１より大きい場合には「Ｌ」を出力し、電圧Ｖ１以下の場合には「Ｈ」を出力する。
【００３２】
さらに停止信号出力回路４０において、電圧Ｖｃｃと接続端子Ｃとの間に抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３が接点Ｄ１を介して直列に接続され、接点Ｄ１は接続端子Ｂと接続されている。従って、保護ＩＣ２の出力端子２１がオープン状態の場合には、電圧レベルＶｂは、サーミスタ３および抵抗Ｒ３の合成抵抗によって定められる。
【００３３】
ＡＮＤ回路６の入力端子６１には、マイコン４からの出力が入力し、入力端子６２には、コンパレータ５からの出力が入力し、ＡＮＤ回路６は、演算結果に応じた出力を出力端子６３から出力する。ＡＮＤ回路６からの出力は、充電回路７の遮断スイッチ７１に入力され、入力信号に応じて遮断スイッチ７１が作動して充電回路７の出力を遮断する。
【００３４】
次に、第１の実施の形態による電池パック１０および充電器２０の動作を説明する。まず、電池パック１０が過充電状態でも高温状態でもない場合（以下、通常状態と称す）について説明する。通常状態では、保護ＩＣ２の出力端子２１は、オープン状態となっているため、充電状態検出回路３０の電圧Ｖｃｃは、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２のベースに入力され、トランジスタＱ１はオフ、トランジスタＱ２はオンとなる。よって、このとき、接続端子Ｂにおける電圧Ｖｂは、サーミスタ３の抵抗変化、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の抵抗値に応じた電圧Ｖｔｈとなる。
【００３５】
図２に示すように、縦軸を接続端子Ｂの電圧Ｖｂ、横軸を温度としたとき、サーミスタ３が充電状態検出回路３０内に接続されていない場合、すなわち接続端子Ｂが開放状態の場合の電圧Ｖｂを電圧Ｖ０とすると、温度上昇に伴って電圧Ｖｔｈは減少する。温度がＴ１を超えたときに電池パック１０が高温であると判断するとすれば、高温でない場合には、電圧Ｖｔｈは電圧Ｖ３以上ということになる。よってマイコン４は、通常状態では、出力端子Ｐ１から「Ｈ」を出力する。
【００３６】
一方、コンパレータ５は、図２に示すように電圧Ｖｔｈが常に電圧Ｖ１よりも低く設定されているので、「Ｈ」を出力する。ＡＮＤ回路６の入力は入力端子６１、６２共に「Ｈ」であり、出力も「Ｈ」となる。従って、遮断スイッチ７１には「Ｈ」が入力され、充電回路７は出力を継続する。
【００３７】
次に、電池温度が上昇し、高温となった場合の動作について説明する。過充電は検出されていないので、保護ＩＣ２は、オープン状態である。従って、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２のベースには、電圧Ｖｃｃが入力され、トランジスタＱ１はオフ、トランジスタＱ２はオンとなる。このとき、通常状態の場合と同様、接続端子Ｂにおける電圧Ｖｂは、サーミスタ３の抵抗変化、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の抵抗値に応じた電圧Ｖｔｈとなる。
【００３８】
図２に示すように、高温であると判断するのは温度がＴ１を超えたときなので、電圧Ｖｔｈは電圧Ｖ３以下ということになる。このとき、マイコン４は出力端子Ｐ１から「Ｌ」を出力する。一方、コンパレータ５は、図２に示すように、電圧Ｖｔｈが常に電圧Ｖ１よりも低く設定されているので、「Ｈ」を出力する。ＡＮＤ回路６への入力は、入力端子６１に「Ｌ」、入力端子６２に「Ｈ」となり、出力は「Ｌ」となる。充電回路７の遮断スイッチ７１には「Ｌ］が入力されることで、充電電流の出力を遮断する。
【００３９】
続いて、過充電を検出する場合の動作について説明する。保護ＩＣ２が、素電池１ａ〜１ｄのいずれか少なくとも１つの電池電圧が所定電圧を超えたことを検出した場合、保護ＩＣ２は、過充電を検出したとして出力端子２１から出力電圧Ｖｉとして０ボルトを出力する。出力電圧Ｖｉは、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２のベースに入力され、トランジスタＱ１はオン、トランジスタＱ２はオフとなる。よって、このとき、接続端子Ｂにおける電圧Ｖｂは、電圧Ｖｃｃとなる。
【００４０】
図２において、過充電を検出した際の電圧Ｖｂは、電圧Ｖ２と表わしている。過充電の場合には、入力端子５１に入力されている電圧Ｖ１よりも入力端子５２に入力される電圧Ｖ２＝Ｖｃｃの方が高いので、コンパレータ５は、出力端子５３から「Ｌ」を出力する。
【００４１】
一方、マイコン４にも、サーミスタ３からの信号に関係なく電圧Ｖｃｃが入力されることになる。図２に示すように、本実施の形態においては、電圧ＶｃｃはＶ２であるため、マイコン４は「Ｌ」を出力する。ＡＮＤ回路６の入力は入力端子６１が「Ｌ」、入力端子６２が「Ｌ」であり、出力端子６３からの出力は「Ｌ」となるため、遮断スイッチ７１には「Ｌ」が入力され、充電回路７は出力を遮断する。なお、このときには、サーミスタ３の検出温度にかかわらず、充電回路７の出力は遮断されることになる。
【００４２】
以上説明したように、第１の実施の形態による電池パック１０および充電器２０によれば、充電器２０は、電池パック１０からの信号、すなわち、電圧Ｖｂから、過充電に関する情報と電池温度に関する情報とを識別することができる。従って、過充電についての情報と電池温度についての情報を伝達するための端子が、充電器２０と電池パック１０との間に接続端子Ｂのみで済む。端子の数を減らすことができることにより、コストを削減することができ、また、充電器２０のサイズを小さくすることもできる。
【００４３】
また、マイコン４とコンパレータ５の両方で過充電に関する情報を検出するため、過充電が起きた場合には、より確実に充電を停止させることができる。
【００４４】
また、電池１への充電が過充電である場合には、ＶｂはＶ２となり、過充電でない場合には電池１の温度に対応したＶｔｈとなるので、Ｖ２とＶｔｈとが大きく異なるように、すなわち接続端子Ｂが開放時の電圧Ｖ０より大きく設定しておけば、充電器２０が過充電についての情報と電池温度についての情報とを間違えて識別することを防止することができる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施の形態による充電器および電池パックについて図３を参照しながら説明する。第１の実施の形態と実質的に同様の構成については同一の番号を付し、説明を省略する。図３に示すように、第２の実施の形態による充電器２０は、電池パック１００を充電するための充電装置となっている。充電器２０の構成および動作は、第１の実施の形態による充電器２０と同様である。充電器２０は、接続端子Ａ、Ｂ、Ｃを介して電池パック１００を接続し、内蔵の電池１に充電電流を供給することによって、所定の電池電圧まで充電する。
【００４６】
電池パック１００は、電池１と、保護ＩＣ２と、充電状態検出回路１３０とで構成されている。充電状態検出回路１３０は、保護ＩＣ２と、接続端子Ｂおよび接続端子Ｃとの間に設けられている。
【００４７】
充電状態検出回路１３０は、保護ＩＣ２の出力端子２１からの信号によって電池１の充電状態を示す所定の信号を出力する回路である。第１の実施の形態による充電状態検出回路３０は、電圧Ｖｃｃと、接続端子Ｂおよび接続端子Ｃとの間に設けられていたが、第２の実施の形態による充電状態検出回路１３０は接続端子Ａと、接続端子Ｂおよび接続端子Ｃとの間に設けられている。
【００４８】
充電状態検出回路１３０は、充電状態検出回路３０と並列にツェナーダイオードＺＤが接続された構成となっており、並列接続された回路にさらに直列に抵抗Ｒｄが接続されて抵抗Ｒｄの一端が接続端子Ａと接続されている。このような構成によって、充電状態検出回路３０と同一部分の両端電圧を、ツェナーダイオードＺＤの両端電圧である約４．７ボルトに固定している。よって、充電状態検出回路１３０は、電圧Ｖｃｃの５ボルトを印加されていた第１の実施の形態による充電状態検出回路３０と実質的に同様の動作を行うことができる。
【００４９】
次に、本発明の第３の実施の形態による充電器および電池パックについて図４を参照しながら説明する。第１の実施の形態または第２の実施の形態と実質的に同様の構成については同一の番号を付し、説明を省略する。図４に示すように、第３の実施の形態による充電器２００は、電池パック１０を充電するための充電装置となっている。このとき、充電器２００は、電池パック１０の充電を行う際に過充電および高温を検出すると充電電流を遮断するとともに、過充電または高温が生じた際にそれぞれの異常が生じたことを発光ダイオードの点灯により表示するように構成されている。
【００５０】
充電器２００は、電池パック１０に充電電流を供給する充電回路７と、電池パック１０の異常を検出して充電電流の供給を停止させるための信号を出力する停止信号出力回路２４０とで構成されている。充電回路７は接続端子Ａと接続され、停止信号出力回路２４０は、充電回路７に接続されると共に、接続端子Ｂおよび接続端子Ｃに接続されている。
【００５１】
停止信号出力回路２４０は、第１の実施の形態による停止信号出力回路４０におけるＡＮＤ回路６に替えて３入力ＡＮＤ回路９を備え、加えて、電圧Ｖｃｃとコンパレータ５の出力端子５３との間に抵抗Ｒ８を介して接続されたＬＥＤ１、コンパレータ８、および電圧Ｖｃｃとコンパレータ８の出力端子８３との間に抵抗Ｒ９を介して接続されたＬＥＤ２、コンパレータ８の入力端子８２に接続され、電圧Ｖｃｃを分圧している抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ７を備えている。なお、ＡＮＤ回路９の入力端子９１には、マイコン４の出力が入力し、入力端子９２にはコンパレータ５の出力が入力し、入力端子９３にはコンパレータ８の出力が入力する。
【００５２】
コンパレータ８は、入力端子８１に入力する電圧と、入力端子８２に入力する電圧との大小に応じた２値信号を出力する比較器である。入力端子８１は接続端子Ｂに接続され、充電状態検出回路３０からの電圧Ｖｂが入力されている。入力端子８２は、電圧Ｖｃｃとグランドラインとの間に直列接続された抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との接点Ｇに接続され、電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７とで分圧した一定値の電圧Ｖ３が入力されている。コンパレータ８は、電圧Ｖｂが電圧Ｖ３以上の場合には「Ｈ」を出力し、電圧Ｖ３未満の場合には「Ｌ」を出力する。
【００５３】
コンパレータ５の出力が「Ｈ」の場合には、第１の実施の形態において説明したように、保護ＩＣ２は過充電を検出していない場合であり、このときＬＥＤ１には電流が流れないので、点灯しない。コンパレータ５の出力が「Ｌ」の場合は、保護ＩＣ２が過充電を検出した場合であり、このときＬＥＤ１に電流が流れるため点灯する。
【００５４】
コンパレータ８の出力が「Ｈ」の場合は、上述したように電圧Ｖｂが電圧Ｖ３以上の場合であり、第１の実施の形態において説明したように、電池温度はＴ１以下で、充電状態検出回路３０は高温を検出していない。このときＬＥＤ２には電流が流れないので、点灯しない。コンパレータ８の出力が「Ｌ」の場合は、電圧Ｖｂが電圧Ｖ３未満の場合であり、第１の実施の形態において説明したように、電池温度はＴ１より高く、充電状態検出回路３０が高温を検出している状態である。このときＬＥＤ２には電流が流れるため点灯する。
【００５５】
また、充電器２００においては、マイコン４、コンパレータ５、コンパレータ８のすべての出力が「Ｈ」のときにのみ充電が継続され、いずれか１つでも「Ｌ」になると、遮断スイッチ７１の動作により充電回路７は出力を遮断する。
【００５６】
以上説明したように、第３の実施の形態による充電器２００によれば、マイコン４とコンパレータ８の両方で高温に関する情報を検出するため、電池１の温度が所定値以上となった場合により確実に充電を停止させることができる。
【００５７】
また、過充電または高温が生じたことを表示してユーザに知らせるＬＥＤ１およびＬＥＤ２を備えているため、ユーザが、そのＬＥＤ１及びＬＥＤ２の発光によってその後の対処法を考えることができる。例えば、過充電に基づいて充電が停止した場合、すなわち、ＬＥＤ１のみが点灯した場合には、その電池の寿命が短くなってしまったことを予測することができる。また、電池１の高温に基づいて充電が停止した場合、すなわち、ＬＥＤ２のみが点灯した場合には、しばらく時間を置いて電池温度を下げれば、充電を再開することができると予測することができる。
【００５８】
なお、上記各実施の形態による保護ＩＣ２は、本発明の過充電検出手段であり、サーミスタ３は、本発明の電池温度検出手段であり、充電状態検出回路３０は、本発明の出力手段として機能する。また、充電回路７は、本発明の充電手段であり、マイコン４は、本発明の第１出力手段であり、コンパレータ５は、本発明の第２出力手段である。また、第３の実施の形態によるＬＥＤ１およびＬＥＤ２は、本発明の報知手段である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施の形態による電池パック１０および充電器２０の構成を示す回路図。
【図２】第１の実施の形態による接続端子Ｂにおける電圧Ｖｂの温度依存性を示す図。
【図３】第２の実施の形態による電池パック１００および充電器２０の構成を示す回路図。
【図４】第３の実施の形態による電池パック１０および充電器２００の構成を示す回路図。
【符号の説明】
【００６０】
１：電池  ２：保護ＩＣ  ３：サーミスタ  ４：マイコン  ５：コンパレータ  ６：ＡＮＤ回路  ７：充電回路  Ｑ１、Ｑ２：トランジスタ  Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５：抵抗  Ａ、Ｂ、Ｃ：接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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