(57)【要約】【課題】  少なくとも２種類以上の電源から電池を充電できる充電装置を提供することである。【解決手段】  充電装置１００に電圧変換手段となるＤＣ／ＤＣコンバータ１０５、１０６、およびＡＣ／ＤＣコンバータ１０９と、マイコン１１２、外部選択手段１１３、充電電流検出回路１１を設ける。マイコン１１２は、予め決められた優先順位あるいは外部選択手段１１３からの信号１１に基づいて使用する電源を選択し、対応する電圧変換手段のみをオンする。電圧変換手段は電源からの電圧を所望の電圧に変換する。充電電流検出回路１１１は、充電電流を検出し、マイコン１１２に送出する。マイコン１１２は、電圧検出手段に定電流制御信号を送出し、充電電流を電圧検出手段に応じた所望の電流値に制御する。電池組１０４は、２種類以上の電源から選択された供給電源により充電される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの電源供給を受けて電池パックを充電する充電装置であって、
前記電源として太陽光セルを接続可能に構成されており、
前記太陽光セルで発生した電力を変換する第１の電力変換回路と、
前記第１の電力変換回路からの電力を前記電池パックに出力する出力端子と、を備えたことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記電源として、更に商用交流電源を接続可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記商用交流電源の電力を直流電力に変換する交流用電力変換回路を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
【請求項４】
前記電源として、更に車載バッテリを接続可能に構成されている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装置。
【請求項５】
前記車載バッテリの電力を変換する第２電力変換回路を更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の充電装置。
【請求項６】
前記第１の電力変換回路及び前記第２電力変換回路は前記出力端子に対して共通に接続されており、前記第１の電力変換回路と前記出力端子との間、及び、前記第２の電力変換回路と前記出力端子との間には逆電流を防止するための逆流防止回路がそれぞれ介在されていることを特徴とする請求項５に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えばコードレス電動工具等の携帯用機器の電源として用いられているニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池等を充電する充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニッケルカドミウム電池（以下、ニカド電池という）やニッケル水素電池の電池を充電する充電装置は、商用電源からの供給によって充電を行っている。
【０００３】
商用電源からの充電を行なう場合、使用する商用電源に応じて電圧を変換する降圧回路で電圧を所望の電圧に降圧し、整流回路、平滑回路により整流および平滑する。さらに、定電流回路により定電流化し、充電電流制御素子を通して電池を充電する。また、充電完了は、電池の温度上昇率が所定値以上であるか否かで判断する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
同様の回路を用いて充電を行ない、充電完了の判断は、温度上昇率が所定値以上のときに、その継続時間が所定期間以上であるか否かで判断する充電制御回路（例えば、特許文献２参照）、あるいは、単位充電時間当りの温度変化量、または単位変化温度当りの充電所用時間を逐次演算し、連続した２つの演算値を逐次比較した値が所定値を満足するときに充電完了と判断する充電回路（例えば、特許文献３参照）も提案されている。
【特許文献１】特開昭６２−１９３５１８号公報（第１−６頁、第２図）
【特許文献２】特開平２−２４６７３９号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献３】実開平３−３４６３８号公報（第１頁、第１図）
【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、例えば、上記のような充電装置によって充電される電池を用いるコードレス電動工具等を商用電源が供給されていない場所で使用する場合、その作業量に応じて必要な電池を商用電源が供給されている場所で予め充電しておく必要がある。このため、使用者は作業量が多い場合、予備の電池を何本も準備しておかなくてはならない。
【０００６】
本発明は、従来の充電装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり、商用電源のみでなく、少なくとも２種類の電源から電池を充電することが可能な充電装置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】
上記目的を達成するためになされた本発明は、電源からの電源供給を受けて電池パックを充電する充電装置であって、前記電源として太陽光セルを接続可能に構成されており、前記太陽光セルで発生した電力を変換する第１の電力変換回路と、前記第１の電力変換回路からの電力を前記電池パックに出力する出力端子と、を備えたことを特徴とする充電装置を提供している。ここでいう電池とは、複数の素電池を直列に接続した電池組を含む二次電池である。
【０００８】
また、上記充電装置は、前記電源として、更に商用交流電源を接続可能に構成されていることが好ましい。
【０００９】
また、上記充電装置は、前記商用交流電源の電力を直流電力に変換する交流用電力変換回路を更に備えていることが好ましい。
【００１０】
また、上記充電装置は、前記電源として、更に車載バッテリを接続可能に構成されていることが好ましい。
【００１１】
また、上記充電装置は、前記車載バッテリの電力を変換する第２電力変換回路を更に備えていることが好ましい。
【００１２】
また、前記第１の電力変換回路及び前記第２電力変換回路は前記出力端子に対して共通に接続されており、前記第１の電力変換回路と前記出力端子との間、及び、前記第２の電力変換回路と前記出力端子との間には逆電流を防止するための逆流防止回路がそれぞれ介在されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、少なくとも２種類の電源を供給電源として用いて電池を充電することができるため、商用電源が供給されていない場所でコードレス電動工具等を使用する場合、例えば、車で作業現場まで移動する時間を利用してカーバッテリで電池を充電することができる。また、太陽光があたるところに置いておけば、太陽電池でも充電することが可能になる。よって、使い勝手を向上させることができると共に作業を効率化することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の１実施の形態による充電装置について、図１乃至図２に基づき説明する。
【００１５】
図１は本実施の形態による充電装置１００を示すブロック図である。図１に示すように充電装置１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５、１０６、ダイオード１０７、１０８、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０９、リレー１１０、充電電流検出回路１１１、マイコン１１２、接続端子１３１、１３３、１３５、１３７等を有している。
【００１６】
接続端子１３１、１３３、１３５には電源１０１、１０２、１０３が着脱可能に接続される。接続端子１３７には、電池組１０４が着脱可能に接続される。電源１０１、１０２は、例えばカーバッテリや太陽電池等の直流電源、電源１０３は商用電源などの交流電源である。電源１０１、１０２、１０３は供給電源である。本実施形態においては、電池として、電池組１０４を用いている。電池組１０４は、複数の充電可能な素電池を直列に接続したものである。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５、１０６は、直流電源１０１、１０２から供給される電圧を、電池組１０４を充電するための所望の電圧に変換する電圧変換手段である。ダイオード１０７、１０８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５、１０６からの出力を整流するダイオードである。ＡＣ／ＤＣコンバータ１０９は交流電源１０３から供給される交流電圧を所望の直流電圧に変換する電圧変換手段である。
【００１８】
リレー１１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０９の出力をオンオフするスイッチである。充電電流検出回路１１１は、電池組１０４への充電電流を検出する回路である。
【００１９】
マイコン１１２は、電池組１０４の充電制御や、どの電源からの供給によって電池組１０４の充電を行うかを制御する制御回路である。マイコン１１２には、信号１、２、３、９、１０、１１が入力される。また、マイコン１１２は、信号４、５、６、７、８、１２を出力する。マイコン１１２は、選択手段および電流制御手段の機能を有している。
【００２０】
信号１、２、３は、接続端子１３１、１３３、１３５と夫々接続され、接続端子１３１、１３３、１３５に供給電源が接続されているか否かを検出するための電源検出信号である。信号４、６、８は、マイコン１１２で選択された供給電源のみを使用可能とし、他の供給電源を使用しない状態にするＯＮ／ＯＦＦ制御信号であり、夫々、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６、リレー１１０へ入力する。信号５、７、１２は、充電電流を制御する定電流制御信号である。信号５、７は、夫々、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６へ入力し、信号１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０９へ入力する。信号９は、電池電圧を検出する電池電圧検出信号であり、接続端子１３７から出力される。信号１０は、充電電流検出回路１１１からの充電電流検出信号である。信号１１は、外部選択手段１１３からの供給電源選択信号である。
【００２１】
外部選択手段１１３は、切替スイッチなどであり、使用者が充電に用いる供給電源を選択する際に用いる。外部選択手段１１３は、選択した供給電源に応じた供給電源選択信号をマイコン１１２に出力する。
【００２２】
次に図１の回路ブロック図、図２のフローチャートを参照して充電装置１００の動作を説明する。
【００２３】
始めに、充電装置１００に接続されている電源をマイコン１１２によって検出する（ステップ２０１）。接続端子１３１、１３３、１３５に電源１０１、１０２、１０３が接続されていると、それぞれ信号１、２、３に所定の電圧が検出される。マイコン１１２は、この電圧により、電源が接続されているか否かを検出する。
【００２４】
次に、どの電源によって電池組１０４に充電を行うか選択をする（ステップ２０２）。このときの選択方法としては、予めマイコン１１２に優先順位を設定しておき、ステップ２０１での接続検出結果からその優先順位に従って選択をする方法がある。また、外部設定手段１１３によって使用者が自由に供給電源の選択、及び優先順位の設定を行うこともできる。
【００２５】
次に、電池組１０４の接続待機状態となる（ステップ２０３）。接続端子１３７に電池組１０４が接続されると、ステップ２０２で選択した供給電源に対応した電圧変換手段で電圧が変換され、選択した供給電源に応じた充電電流で充電を開始する（ステップ２０４）。
【００２６】
例えば、ステップ２０２で選択した電源が１０１であれば、マイコン１１２からの信号４によってＤＣ／ＤＣコンバータ１０５をオン、信号６、８によって残りのＤＣ／ＤＣコンバータ１０６、リレー１１０をオフさせる。
【００２７】
また、この時、電池組１０４は、選択した供給電源に応じた充電電流で充電される。充電中の定電流制御の方式としては、充電開始と同時に電池組１０４に流れる充電電流を充電電流検出回路１１１により検出し、マイコン１１２に信号１０を送出する。マイコン１１２は、電源１０１のＤＣ／ＤＣコンバータ１０５に定電流制御のための信号５を送出し、常に充電電流が一定になるように充電を行う。
【００２８】
マイコン１１２は、電源１０２が使用されている場合には信号７をＤＣ／ＤＣコンバータ１０６に、電源１０３が使用されている場合には信号１２をＡＣ／ＤＣコンバータ１０９に同様に送出し、電流制御を行う。充電電流は、選択された供給電源に応じた夫々の電流値に制御される。
【００２９】
その後ステップ２０５において満充電検出処理を行う。満充電検出は、周知の種々の方法で行うことができる。例えば、信号９によりマイコン１１２に入力される電池組１０４の電池電圧が充電末期のピーク電圧から所定量降下したことにより満充電を検出する−ΔＶ検出、電池組１０４の電池電圧の時間による２階微分値が負になったことにより満充電を検出する２階微分検出法等用いることができる。また、電池組１０４の温度を測定する手段（図示せず）を設け、充電開始からの電池組の温度上昇値が所定値以上になったことにより満充電を検出するΔＴ検出法、充電時における所定時間当りの電池温度上昇率（温度勾配）が急激に上昇する時点を検出するΔＴ／Δｔ検出法等の一つないし複数の満充電検出法を用いることもできる。
【００３０】
ステップ２０５において、マイコン１１２が、電池組１０４が満充電状態にあると判別したならば、電源１０１が選択されているので、マイコン１１２からＤＣ／ＤＣコンバータ１０５に信号４としてオフ信号を出力し、充電を停止させる（ステップ２０６）。
【００３１】
次いで、電池組１０４が接続端子１３７から取り外されるのを判別する（ステップ２０７）。マイコン１１２は、電池電圧検出信号９の電圧値により、電池組１０４が取り外されるのを判別する。電池組１０４が取り出されたことを判別したならば、ステップ２０３に戻り、次の電池組１０４の充電のための待機をする。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態による充電装置１００によれば、商用電源を始めとする複数の電源を供給電源として使用し、電池組１０４を充電することができる。
【００３３】
このとき、マイコン１１２は各接続端子１３１、１３３、１３５に電源が接続されているか否かを検出し、予め定められた優先順位に従って供給電源を選択し、その電源を用いて電池組１０４の充電を行うことができる。外部選択手段１１３を用いてマイコン１１２に使用したい供給電源や、優先順位を示す信号１１を送出し、供給電源の選択を制御することもできる。
【００３４】
充電電流検出回路１１１で充電電流を検出してマイコン１１２に信号９を送出し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５、１０６およびＡＣ／ＤＣコンバータ１０９にフィードバックすることにより、電池組１０４の充電電流を選択した供給電源に応じた所望の電流値に制御することができる。
【００３５】
上記構成の充電装置１００を用いれば、商用電源のない場所でもカーバッテリーや太陽電池を用いて電池組１０４の充電を行なえるので、使い勝手がよく、作業効率を上昇させることが可能である。
【００３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明による充電装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変形や改良が可能である。
【００３７】
例えば、電源は交流電源１種類と直流電源２種類としているが、複数の交流電源が使用可能であるようにＡＣ／ＤＣコンバータを２つ以上設けてもよい。電源を接続する接続端子は電源の数設けなくてもよく、例えば太陽電池などを常に備えた構成にしてもよい。
【００３８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電圧変換手段は電源の数設けたが、例えば、任意の入力電圧に対し任意の電圧を出力するような、１つで複数の電圧変換手段を代用する機能を持った電圧変換手段を備えるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、例えばコードレス電動工具など携帯して使用する機器に用いる電池を充電するための充電装置として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】充電装置１００を示すブロック回路図。
【図２】充電装置１００の動作説明用フローチャート。
【符号の説明】
【００４１】
１００  充電装置
１０１、１０２、１０３  電源
１０４  電池組
１０５、１０６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０７、１０８  ダイオード
１０９  ＡＣ／ＤＣコンバータ
１１０  リレー
１１１  充電電流検出回路
１１２  マイコン
１１３  外部選択手段
１３１、１３３、１３５  接続端子
１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２  信号
【図１】
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【図２】
2008306925.tif 000004