專利名稱：充電式電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用二次電池或者經(jīng)由充電適配器供給的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的充電式電設(shè)備。
背景技術(shù)：
以往，作為對(duì)電動(dòng)機(jī)等負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的技術(shù)，例如已知下面所示的文獻(xiàn)中記載的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)I)。在該文獻(xiàn)I中記載有如下一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的技術(shù):檢測(cè)流向電動(dòng)機(jī)的電流，通過(guò)分流電阻進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，利用運(yùn)算放大器對(duì)轉(zhuǎn)換后的電壓進(jìn)行放大來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-201493號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，在使通過(guò)分流電阻得到的電壓放大的以往的結(jié)構(gòu)中，需要對(duì)電壓進(jìn)行放大的運(yùn)算放大器等結(jié)構(gòu)。因此，不僅電路的結(jié)構(gòu)大型化，還招致成本上升。因此，本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種簡(jiǎn)單、小型且低成本的充電式電設(shè)備。本發(fā)明的方式是一種充電式電設(shè)備，其用于通過(guò)經(jīng)由安裝拆卸自如地連接于充電式電設(shè)備的充電適配器的來(lái)自外部的供電來(lái)對(duì)二次電池進(jìn)行充電，并具有負(fù)載，利用上述二次電池或者經(jīng)由上述充電適配器的來(lái)自外部的供電來(lái)驅(qū)動(dòng)該負(fù)載。上述充電式電設(shè)備具備:開關(guān)元件，其接受經(jīng)由上述充電適配器的來(lái)自外部的供電，該開關(guān)元件基于開關(guān)信號(hào)被接通或斷開來(lái)向上述充電式電設(shè)備提供供給電流；第一分流電阻，其連接在上述開關(guān)元件與上述二次電池的正極之間，用于檢測(cè)經(jīng)由上述開關(guān)元件向上述充電式電設(shè)備提供的供給電流；第二分流電阻，其連接在上述負(fù)載與上述二次電池的正極之間，檢測(cè)向上述負(fù)載提供的負(fù)載電流；以及控制單元，其在上述開關(guān)元件接通時(shí)被輸入上述第一分流電阻和上述第二分流電阻的兩端的電壓，基于所輸入的電壓來(lái)控制上述開關(guān)元件的接通和斷開，來(lái)控制上述供給電流和上述負(fù)載電流。另外，上述第一分流電阻的電阻值被設(shè)定成大于等于以下值，該值是上述控制單元將所輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓時(shí)的Α/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率除以能夠檢測(cè)到的上述供給電流的最小值而得到的值。上述第二分流電阻的電阻值被設(shè)定成大于等于以下值，該值是上述控制單元將所輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓時(shí)的A/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率除以能夠檢測(cè)到的上述負(fù)載電流的最小值而得到的值。也可以是，上述控制單元利用上述第一分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第一分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述供給電流，利用上述第二分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第二分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述負(fù)載電流，控制上述開關(guān)元件的接通和斷開以使上述供給電流與上述負(fù)載電流相同。優(yōu)選的是，在上述負(fù)載已被驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述控制單元利用上述第一分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第一分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述供給電流，利用上述第二分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第二分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述負(fù)載電流，將上述第一分流電阻和上述第二分流電阻的連接上述二次電池的正極的一端的電壓VO與預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)電壓Vtl進(jìn)行比較并控制上述開關(guān)元件的接通和斷開，使得:在上述V0>Vtl的情況下，上述供給電流〈上述負(fù)載電流；在上述VO=Vtl的情況下，上述供給電流=上述負(fù)載電流；在上述V0〈Vtl的情況下,上述供給電流〉上述負(fù)載電流。優(yōu)選的是，在上述負(fù)載未被驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述控制單元利用上述第一分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第一分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述供給電流，利用上述第二分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第二分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述充電式電設(shè)備的漏電流，將上述第一分流電阻和上述第二分流電阻的連接上述二次電池的正極的一端的電壓VO與預(yù)先設(shè)定的第二基準(zhǔn)電壓Vt2進(jìn)行比較并控制上述開關(guān)元件的接通和斷開，使得:在上述V0〈Vt2的情況下，上述供給電流〉上述漏電流；在上述VO ^ Vt2的情況下，上述供給電流=上述漏電流。也可以是，上述充電式電設(shè)備還具備開關(guān)，該開關(guān)連接在上述二次電池的正極與上述第一分流電阻和上述第二分流電阻之間，在上述供給電流與上述負(fù)載電流相同或者上述供給電流與上述漏電流相同時(shí)斷開，以使上述二次電池與上述開關(guān)元件和上述負(fù)載電分離。優(yōu)選的是，上述控制單元使上述第一分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第一分流電阻的電阻值而計(jì)算出的電流減去上述第二分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第二分流電阻的電阻值而計(jì)算出的電流，對(duì)相減后得到的值進(jìn)行累計(jì)來(lái)計(jì)算上述二次電池的電
池容量。

根據(jù)本發(fā)明，用于檢測(cè)向設(shè)備提供的供給電流的第一分流電阻以及用于檢測(cè)負(fù)載電流的第二分流電阻與二次電池的正極側(cè)相連接。第一分流電阻的電阻值被設(shè)定成大于等于以下值，該值是控制單元的Α/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率除以能夠檢測(cè)到的供給電流的最小值而得到的值，第二分流電阻的電阻值被設(shè)定成大于等于以下值，該值是控制單元的A/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率除以能夠檢測(cè)到的負(fù)載電流的最小值而得到的值。由此，無(wú)需對(duì)通過(guò)第一分流電阻和第二分流電阻得到的電壓進(jìn)行放大處理就能夠?qū)┙o電流和負(fù)載電流進(jìn)行檢測(cè)。其結(jié)果，能夠提供一種不需要放大電路就能夠準(zhǔn)確地控制二次電池的充電動(dòng)作和負(fù)載的驅(qū)動(dòng)、簡(jiǎn)單、小型且低成本的充電式電設(shè)備。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的充電式電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的充電式電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式下面，使用附圖來(lái)說(shuō)明具體實(shí)施方式
。(實(shí)施方式I)圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的充電式電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖。圖1所示的實(shí)施方式I的充電式電設(shè)備構(gòu)成為具備二次電池11、開關(guān)元件12、第一分流電阻13-1、第二分流電阻13-2、負(fù)載14以及控制單元15。該充電式電設(shè)備例如能夠安裝于電動(dòng)剃須刀、電動(dòng)推子、脫毛器、電動(dòng)牙刷等設(shè)備來(lái)發(fā)揮功能。二次電池11例如由鎳氫電池、鎳鎘電池(nickel-cadmium cell)、鋰電池等電池構(gòu)成。利用直流電力對(duì)二次電池11進(jìn)行充電，該直流電力是將從100V 240V左右的交流商用電源經(jīng)由能夠安裝拆卸自如地連接于適配器連接端子16的AC適配器17而提供的交流電力轉(zhuǎn)換為直流而得到的。二次電池11將該電池電壓VO輸入到控制單元15。開關(guān)元件12連接在適配器連接端子16中的一個(gè)端子與第一分流電阻13-1之間，例如由晶體管等構(gòu)成。開關(guān)元件12接受經(jīng)由AC適配器17提供的直流電力，通過(guò)基于開關(guān)信號(hào)對(duì)開關(guān)元件12進(jìn)行接通/斷開控制來(lái)對(duì)供給到二次電池11的充電電流進(jìn)行控制調(diào)難
iF.0第一分流電阻13-1是在檢測(cè)從AC適配器17向本充電式電設(shè)備提供的供給電流時(shí)發(fā)揮功能的電阻，其連接在開關(guān)元件12與二次電池11的正極(+極)側(cè)之間。第一分流電阻13-1的一端的電壓、即與開關(guān)元件12相連接的連接點(diǎn)的電壓Vl被輸入到控制單元
15。第一分流電阻13-1例如由數(shù)πιΩ 數(shù)百πιΩ左右的低阻值電阻構(gòu)成，根據(jù)與后述的A/D轉(zhuǎn)換的分辨率之間的關(guān)系來(lái)與第二分流電阻13-2的電阻值獨(dú)立地分別設(shè)定第一分流電阻13-1的電阻值。第二分流電阻13-2是在檢測(cè)向負(fù)載14提供的負(fù)載電流時(shí)發(fā)揮功能的電阻，其連接在二次電池11的正極(+極)側(cè)與負(fù)載14之間。第二分流電阻13-2的一端的電壓、即與負(fù)載14相連接的連接點(diǎn)的電壓V2被輸入到控制單元15。第二分流電阻13-2例如由數(shù)πιΩ 數(shù)百πιΩ左右的低阻值電阻構(gòu)成，根據(jù)與后述的A/D轉(zhuǎn)換的分辨率之間的關(guān)系來(lái)與第一分流電阻13-1的電阻值獨(dú)立地分別設(shè)定第二分流電阻13-2的電阻值。負(fù)載14例如由DC電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成，利用從二次電池11或AC適配器17提供的電力來(lái)對(duì)該負(fù)載14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因而，本充電式電設(shè)備能夠與二次電池11的充電動(dòng)作并行地進(jìn)行對(duì)負(fù)載14的驅(qū)動(dòng)，作為所謂的交流充電式的電設(shè)備而發(fā)揮功能?？刂茊卧?5作為控制本充電式電設(shè)備的動(dòng)作的控制中樞而發(fā)揮功能，利用具備基于程序來(lái)控制各種動(dòng)作處理的計(jì)算機(jī)所需的CPU、存儲(chǔ)裝置等硬件資源的例如微計(jì)算機(jī)等來(lái)實(shí)現(xiàn)。因而，利用構(gòu)成控制單元15的微計(jì)算機(jī)的CPU來(lái)執(zhí)行處理程序，由此控制二次電池11的充放電動(dòng)作和負(fù)載電流。控制單元15與連接二次電池11的負(fù)極(_極)和負(fù)載14的共同的地線(接地電位)相連接?？刂茊卧?5向開關(guān)元件12提供開關(guān)信號(hào)，基于該開關(guān)信號(hào)來(lái)對(duì)開關(guān)元件12進(jìn)行接通/斷開控制。在該接通/斷開控制中，通過(guò)對(duì)開關(guān)信號(hào)的占空比、即開關(guān)信號(hào)的每個(gè)周期的接通時(shí)間進(jìn)行可變控制，來(lái)對(duì)從AC適配器17提供的電流進(jìn)行增減控制。由此，控制單元15例如將與二次電池11的電池電壓VO相應(yīng)的期望的充電電流提供到二次電池11，來(lái)對(duì)二次電池11進(jìn)行充電控制。另外,控制單元15例如與二次電池11的電池電壓VO相應(yīng)地對(duì)負(fù)載14提供負(fù)載電流,來(lái)對(duì)負(fù)載14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制?？刂茊卧?5利用第一分流電阻13-1的一端的電壓Vl和二次電池11的電池電壓VO以及第一分流電阻13-1的電阻值R1，將從AC適配器17提供的供給電流計(jì)算為(Vl-VO)/Rl0另外，控制單元15利用第二分流電阻13-2的一端的電壓V2和二次電池11的電池電壓VO以及第二分流電阻13-2的電阻值R2，將向負(fù)載14提供的負(fù)載電流計(jì)算為(V2-V0)/R2?？刂茊卧?5基于這樣計(jì)算出的電流來(lái)控制對(duì)二次電池11的充電動(dòng)作以及負(fù)載電流的提供。此外，在輸入到控制單元15的電壓V0、V1、V2超過(guò)控制單元15的電源電壓這樣的情況下，設(shè)為例如在通過(guò)電阻分壓而降壓之后輸入到控制單元15。如下那樣決定第一分流電阻13-1的電阻值。將控制單元15的電源電壓設(shè)為VDD (V)，將控制單元15所具備的、將所輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為進(jìn)行內(nèi)部處理時(shí)的數(shù)字信號(hào)的Α/D轉(zhuǎn)換功能的分辨率例如設(shè)為N位。在這種情況下，用下式(I)來(lái)表示Α/D轉(zhuǎn)換中能夠檢測(cè)到的最小的電壓值、即Α/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率(LSB (Least Significant Bit):最低有效位)。(式I)最低分辨率(LSB)=VDD/2n(V)...(I)因而，ILSB為 VDD/2n (V)。接著，當(dāng)將從AC適配器17經(jīng)由開關(guān)元件12提供而要檢測(cè)的供給電流的最小值(供給電流的最低分辨率)設(shè)定為Ilmin(A)時(shí)，用下式(2)來(lái)表示其與第一分流電阻13_1的電阻值Rl之間的關(guān)系。(式2)IlminXRl 彡 VDD/2N...(2)因而，用下式(3)來(lái)表示第一分流電阻13-1的電阻值R1。

(式3)Rl 彡(VDD/2N)/Ilmin…(3)這樣，第一分流電阻13-1的電阻值Rl被設(shè)定成大于等于(Α/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率)/ (能夠檢測(cè)到的供給電流的最小值)。例如，當(dāng)設(shè)控制單元15的電源電壓VDD為3V左右、Α/D轉(zhuǎn)換的分辨率為10位時(shí)，Α/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率(LSB)為2.9mV左右。然后，當(dāng)將能夠檢測(cè)到的供給電流的最小電流值設(shè)為IOmA左右時(shí)，第一分流電阻13-1的電阻值Rl被設(shè)定為290πιΩ左右。這樣，在將能夠檢測(cè)到的供給電流的最小電流值設(shè)為固定的情況下，控制單元15的Α/D轉(zhuǎn)換的分辨率越高，能夠?qū)⒌谝环至麟娮?3-1的電阻值Rl設(shè)得越小。第二分流電阻13-2的電阻值也以大致與上述方式相同的方式來(lái)決定。與上述同樣地，將控制單元15的電源電壓設(shè)為VDD (V)，將Α/D轉(zhuǎn)換功能的分辨率例如設(shè)為N位。在這種情況下，用之前的式(I)來(lái)表示Α/D轉(zhuǎn)換中能夠檢測(cè)到的最小的電壓值、即Α/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率(LSB)。接著，當(dāng)將從AC適配器17經(jīng)由開關(guān)元件12提供而要檢測(cè)的負(fù)載電流的最小值(負(fù)載電流的最低分辨率)設(shè)定為I2min(A)時(shí)，用下式(4)來(lái)表示其與第二分流電阻13_2的電阻值R2之間的關(guān)系。(式4)I2minXR2 彡 VDD/2N...(4)因而，用下式(5)來(lái)表示第二分流電阻13-2的電阻值R2。(式5)R2 彡(VDD/2N)/I2min…(3)這樣，第二分流電阻 13-2的電阻值R2被設(shè)定成大于等于(Α/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率)/(能夠檢測(cè)到的負(fù)載電流的最小值)。這樣，在上述實(shí)施方式I中，采用以下結(jié)構(gòu):將對(duì)從AC適配器17向本設(shè)備提供的供給電流進(jìn)行檢測(cè)的第一分流電阻13-1和對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行檢測(cè)的第二分流電阻13-2連接于二次電池11的正極側(cè)。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，第一分流電阻13-1的一端的電壓Vl和第二分流電阻13-2的一端的電壓V2成為正電壓。因此，不需要用于如以往那樣對(duì)分流電阻處產(chǎn)生的電壓的正負(fù)進(jìn)行反轉(zhuǎn)或施加偏移的運(yùn)算放大器等結(jié)構(gòu)。另外，通過(guò)對(duì)第一分流電阻13-1的一端的電壓Vl和第二分流電阻的一端的電壓V2進(jìn)行檢測(cè)，能夠排除周圍溫度的變化所引起的二次電池11的內(nèi)部電阻、電池電壓等的變動(dòng)的影響。因此，能夠高精度地檢測(cè)供給電流和負(fù)載電流。并且，對(duì)第一分流電阻13-1的電阻值Rl進(jìn)行設(shè)定，使得在檢測(cè)供給電流時(shí)，大于等于Α/D轉(zhuǎn)換時(shí)的最低分辨率的電壓輸入到控制單元15。另外，對(duì)第二分流電阻13-2的電阻值R2進(jìn)行設(shè)定，使得在檢測(cè)負(fù)載電流時(shí)，大于等于Α/D轉(zhuǎn)換時(shí)的最低分辨率的電壓輸入到控制單元15。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，無(wú)需放大第一分流電阻13-1的一端和第二分流電阻13-2的一端處產(chǎn)生的電壓V1、V2就能夠?qū)⒃撾妷篤1、V2輸入到控制單元15來(lái)檢測(cè)電流。由此，不需要放大電壓的運(yùn)算放大器等結(jié)構(gòu)。因而，與以往相比，能夠使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化且小型化，能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。另外，運(yùn)算放大器等放大電路彼此偏差大，因此一般要針對(duì)每個(gè)設(shè)備來(lái)校正偏差，可能會(huì)招致檢測(cè)精度的下降。但是，在本實(shí)施方式I中，不需要運(yùn)算放大器等放大電路，因此能夠高精度地檢測(cè)供給電流和負(fù)載電流。因此，在由于二次電池11的種類、AC適配器17的種類不同而充電電流互不相同的情況下，能夠高精度地檢測(cè)充電電流。因而，即使是多種二次電池11、AC適配器17，也能夠準(zhǔn)確地控制對(duì)二次電池11的充電動(dòng)作。另外，分別獨(dú)立地單獨(dú)設(shè)置用于檢測(cè)供給電流的第一分流電阻13-1和用于檢測(cè)負(fù)載電流的第二分流電阻13-2，因此能夠與要檢測(cè)的電流的值相應(yīng)地獨(dú)立地單獨(dú)設(shè)定各個(gè)分流電阻的電阻值。由此，與利用一個(gè)分流電阻來(lái)檢測(cè)供給電流和負(fù)載電流雙方的電流的情況相比，能夠提高供給電流和負(fù)載電流的檢測(cè)精度。(實(shí)施方式2)接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的充電式電設(shè)備。本實(shí)施方式2的特征在于，除了與之前的實(shí)施方式I相同的結(jié)構(gòu)和功能以外，還將供給電流與負(fù)載電流控制為平衡狀態(tài)。即，控制單元15對(duì)開關(guān)元件12進(jìn)行接通/斷開控制，使得當(dāng)將從AC適配器17提供的供給電流設(shè)為I1、將負(fù)載電流設(shè)為12時(shí)，11=12成立。在此，當(dāng)將第一分流電阻13-1的電阻值設(shè)為RU將第二分流電阻13-2的電阻值設(shè)為R2時(shí)，供給電流Il為(Vl-VO)/R1，負(fù)載電流12為(V2-V0)/R2。在這種平衡狀態(tài)下，經(jīng)由開關(guān)元件12從AC適配器17提供的供給電流與負(fù)載電流取得平衡，因此電流不會(huì)流入二次電池11。其結(jié)果，能夠使二次電池11的電池電壓保持固定。由此，在負(fù)載14由DC電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的情況下，能夠抑制由于驅(qū)動(dòng)負(fù)載14時(shí)的瞬變現(xiàn)象而二次電池11的電池電壓變化所產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)的轟鳴聲。(實(shí)施方式3)接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的充電式電設(shè)備。
本實(shí)施方式3的特征在于，除了與之前的實(shí)施方式I相同的結(jié)構(gòu)和功能以外，還基于二次電池11的電池電壓VO來(lái)控制驅(qū)動(dòng)負(fù)載14時(shí)的供給電流與負(fù)載電流之間的大小關(guān)
系O在對(duì)負(fù)載14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，控制單元15將二次電池11的電池電壓VO與預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)電壓Vtl進(jìn)行比較，基于其比較結(jié)果來(lái)設(shè)定供給電流與負(fù)載電流之間的大小關(guān)系。即，對(duì)開關(guān)元件12進(jìn)行接通/斷開控制以成為下述(I) (3)所示的大小關(guān)系。(l)V0>Vtl，供給電流11〈負(fù)載電流12(2) VO=Vtl,供給電流Il=負(fù)載電流12(3)V0〈Vtl，供給電流11>負(fù)載電流12在此，例如根據(jù)與二次電池11的種類相應(yīng)地決定的最大輸出電壓來(lái)設(shè)定第一基準(zhǔn)電壓Vtl。在二次電池11例如由最大輸出電壓為4.2V左右的鋰電池構(gòu)成的情況下，第一基準(zhǔn)電壓Vtl被設(shè)定為接近最大輸出電壓的例如4.0V左右。另外，在將第一分流電阻13-1的電阻值設(shè)為RU將第二分流電阻13-2的電阻值設(shè)為R2時(shí)，供給電流Il為(Vl-VO)/R1，負(fù)載電流12為(V2-V0)/R2。在上述(I)中，在二次電池11的電池容量接近滿充電的狀態(tài)下判斷為二次電池11即使放電也沒(méi)有關(guān)系，電池電壓VO向第一基準(zhǔn)電壓Vtl逐漸下降。在上述(2)的情況下，判斷為二次電池11不需要充電而不進(jìn)行充電，電池電壓VO不發(fā)生變化。在上述(3)的情況下，判斷為二次電池11需要充電，在驅(qū)動(dòng)負(fù)載14的同時(shí)對(duì)二次電池11進(jìn)行充電，電池電壓VO逐漸接近第一基準(zhǔn)電壓Vt。這樣，在本實(shí)施 方式3中，能夠判斷是否需要對(duì)二次電池11進(jìn)行充電，并抑制電池電壓的變動(dòng)。由此，能夠避免二次電池11中電池容量不足。除此以外，在負(fù)載14由DC電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的情況下，還能夠抑制由于驅(qū)動(dòng)負(fù)載14時(shí)的瞬變現(xiàn)象而二次電池11的電池電壓變化所產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)的轟鳴聲。(實(shí)施方式4)接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的充電式電設(shè)備。本實(shí)施方式4的特征在于，除了與之前的實(shí)施方式I相同的結(jié)構(gòu)和功能以外，還基于二次電池11的電池電壓VO來(lái)控制不對(duì)負(fù)載14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的供給電流與漏電流之間的大小關(guān)系。在此，漏電流是指，雖然是不對(duì)負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況，但是控制單元15處于啟動(dòng)的狀態(tài)，因此此時(shí)的控制單元15的消耗電流成為主要的消耗電流。此外，控制單元15的消耗電流與負(fù)載電流相比極其微量，因此相對(duì)于負(fù)載14被驅(qū)動(dòng)時(shí)的設(shè)備整體的消耗電流能夠作為漏電流。在不對(duì)負(fù)載14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，控制單元15將二次電池11的電池電壓VO與預(yù)先設(shè)定的第二基準(zhǔn)電壓Vt2進(jìn)行比較，基于其比較結(jié)果來(lái)設(shè)定供給電流與漏電流之間的大小關(guān)系。即，對(duì)開關(guān)元件12進(jìn)行接通/斷開控制以成為下述(4) (5)所示的大小關(guān)系。(4)V0〈Vt2，供給電流11>漏電流13(5)VO彡Vt2，供給電流Il=漏電流13在此，例如根據(jù)與二次電池11的種類相應(yīng)地決定的最大輸出電壓來(lái)設(shè)定第一基準(zhǔn)電壓Vt2。在二次電池11例如由最大輸出電壓(滿充電時(shí))為4.2V左右的鋰電池構(gòu)成的情況下，第二基準(zhǔn)電壓Vt2被設(shè)定為最大輸出電壓的例如90%左右的電壓。另外，當(dāng)將第一分流電阻13-1的電阻值設(shè)為R1、將第二分流電阻13-2的電阻值設(shè)為R2時(shí)，供給電流Il為(Vl-VO)/Rl，漏電流 13 為(V2-V0)/R2。在上述⑷中，估計(jì)為由于漏電流13而電池電壓VO逐漸下降，電池容量不斷減少，將供給電流Il設(shè)定為大于等于漏電流13來(lái)對(duì)二次電池11進(jìn)行充電。在上述(5)中，判斷為二次電池11的電池容量處于不需要充電的程度，通過(guò)供給電流Il來(lái)補(bǔ)償漏電流13，避免從二次電池11進(jìn)行放電。這樣，在本實(shí)施方式4中，在不對(duì)負(fù)載14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而未使用設(shè)備的情況下，通過(guò)利用來(lái)自AC適配器17的供給電流來(lái)補(bǔ)償設(shè)備的漏電流，能夠避免二次電池11的放電，防止電池容量的下降。另外，在二次電池11的電池容量下降到需要充電的程度的情況下，能夠利用供給電流來(lái)補(bǔ)償設(shè)備的漏電流并且對(duì)二次電池11進(jìn)行充電。由此，能夠避免二次電池11的電池容量的下降。(實(shí)施方式5)圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的充電式電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖。在圖2中，本實(shí)施方式5的充電式電設(shè)備相對(duì)于之前的圖1所示的結(jié)構(gòu)，特征在于設(shè)置有開關(guān)21，其它結(jié)構(gòu)與之前的圖1相同。開關(guān)21連接在第一分流電阻13-1和第二分流電阻13-2的連接點(diǎn)與二次電池11的正極之間，基于從控制單元15提供的開關(guān)控制信號(hào)對(duì)該開關(guān)21進(jìn)行接通/斷開控制。本實(shí)施方式5與之前的實(shí)施方式2同樣地將供給電流與負(fù)載電流控制為平衡狀態(tài)。即，控制單元15對(duì)開關(guān)元件12進(jìn)行接通/斷開控制，使得當(dāng)將從AC適配器17提供的供給電流設(shè)為I1、將負(fù)載電流設(shè)為12時(shí)，11=12成立。在此，當(dāng)將第一分流電阻13-1的電阻值設(shè)為RU將第二分流電阻13-2的電阻值設(shè)為R2時(shí)，供給電流Il為(Vl-VO)/R1，負(fù)載電流 12 為(V2-V0)/R2。在這種平衡狀態(tài)下，經(jīng)由開關(guān)元件12從AC適配器17提供的供給電流與負(fù)載電流之間取得平衡，因此電流不會(huì)流入二次電池11。在這種狀態(tài)下，利用開關(guān)控制信號(hào)來(lái)斷開開關(guān)21。由此，二次電池11與AC適配器17和負(fù)載14分離。雖然如上所述那樣供給電流與負(fù)載電流之間取得平衡，但是很難使兩者完全一致，雖然微量但是兩者之間會(huì)產(chǎn)生差。因此，雖然微量但是在二次電池11中會(huì)有充電電流或者放電電流流動(dòng)。這成為使電池的壽命縮短的重要原因。因此，在本實(shí)施方式5中，在供給電流與負(fù)載電流之間取得平衡時(shí)，通過(guò)斷開開關(guān)21來(lái)將二次電池11分離，能夠避免不需要的充放電電流。其結(jié)果，能夠保護(hù)二次電池11，延長(zhǎng)二次電池11的壽命。另一方面，在代替上述負(fù)載電流而設(shè)為之前的實(shí)施方式4中說(shuō)明的漏電流的情況下，也能夠與上述同樣地?cái)嚅_開關(guān)21來(lái)將二次電池11分離。(實(shí)施方式6)接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的充電式電設(shè)備。本實(shí)施方式5的特征在于，除了與之前的實(shí)施方式I相同的結(jié)構(gòu)和功能以外，還基于供給電流和負(fù)載電流來(lái)計(jì)算二次電池11的電池容量。當(dāng)將經(jīng)由開關(guān)元件12從AC適配器17向設(shè)備提供的供給電流設(shè)為I1、將負(fù)載14所消耗的負(fù)載電流設(shè)為12時(shí)，由控制單元15對(duì)作為供給電流與負(fù)載電流之差的(11-12)進(jìn)行累計(jì)。在此，當(dāng)將第一分流電阻13-1的電阻值設(shè)為R1、將第二分流電阻13-2的電阻值設(shè)為R2時(shí)，供給電流Il為(Vl-VO)/Rl，負(fù)載電流12為(V2_V0)/R2。(11-12)為流入二次電池11的充電電流，通過(guò)對(duì)該充電電流進(jìn)行累計(jì)，能夠計(jì)算出電池容量。這樣，在本實(shí)施方式6中，由于通過(guò)分別對(duì)應(yīng)的獨(dú)立的分流電阻檢測(cè)供給電流和負(fù)載電流來(lái)高精度地檢測(cè)雙方的電流，因此能夠正確地計(jì)算出二次電池11的電池容量。其結(jié)果，能夠高精度地判斷是否需要對(duì)二次電池11進(jìn)行充電，能夠準(zhǔn)確地對(duì)二次電池11進(jìn)行充電。在此引用日本特愿2010-210892號(hào)(申請(qǐng)日:2010年9月21日)的全部?jī)?nèi)容。以上，按實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明的內(nèi)容，但是本發(fā)明并不限定于這些記載，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，能夠進(jìn)行各種變形和改良是顯而易見(jiàn)的。產(chǎn)業(yè)h的可利用件根據(jù)本發(fā)明，無(wú)需對(duì)通過(guò)分流電阻得到的電壓實(shí)施放大處理就能夠檢測(cè)供給電流和負(fù)載電流。其結(jié)果，能夠提供一種不需要放大電路就能夠準(zhǔn)確地對(duì)二次電池的充電動(dòng)作以及負(fù)載的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的、簡(jiǎn)單、小型且低成本的充電式電設(shè)備。附圖標(biāo)記說(shuō)明11:二次電池；12:開關(guān)元件；13:分流電阻；14:負(fù)載；15:控制單元；16:適配器連接端子；17 =AC適配器；21:開關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種充電式電設(shè)備，用于通過(guò)經(jīng)由安裝拆卸自如地連接于充電式電設(shè)備的充電適配器的來(lái)自外部的供電來(lái)對(duì)二次電池進(jìn)行充電，并具有負(fù)載，利用上述二次電池或者經(jīng)由上述充電適配器的來(lái)自外部的供電來(lái)驅(qū)動(dòng)該負(fù)載，該充電式電設(shè)備的特征在于，具備: 開關(guān)元件，其接受經(jīng)由上述充電適配器的來(lái)自外部的供電，該開關(guān)元件基于開關(guān)信號(hào)被接通或斷開來(lái)向上述充電式電設(shè)備提供供給電流； 第一分流電阻，其連接在上述開關(guān)元件與上述二次電池的正極之間，用于檢測(cè)經(jīng)由上述開關(guān)元件向上述充電式電設(shè)備提供的供給電流； 第二分流電阻，其連接在上述負(fù)載與上述二次電池的正極之間，檢測(cè)向上述負(fù)載提供的負(fù)載電流；以及 控制單元，其在上述開關(guān)元件接通時(shí)被輸入上述第一分流電阻的兩端的電壓和上述第二分流電阻的兩端的電壓，基于所輸入的電壓控制上述開關(guān)元件的接通和斷開，來(lái)控制上述供給電流和上述負(fù)載電流， 其中，上述第一分流電阻的電阻值被設(shè)定成大于等于以下值，該值是上述控制單元將所輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓時(shí)的α/d轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率除以能夠檢測(cè)到的上述供給電流的最小值而得到的值， 上述第二分流電阻的電阻值被設(shè)定成大于等于以下值，該值是上述控制單元將所輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓時(shí)的Α/D轉(zhuǎn)換電壓的最低分辨率除以能夠檢測(cè)到的上述負(fù)載電流的最小值而得到的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電式電設(shè)備，其特征在于， 上述控制單元利用上述第一分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第一分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述供給電流 ，利用上述第二分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第二分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述負(fù)載電流，控制上述開關(guān)元件的接通和斷開以使上述供給電流與上述負(fù)載電流相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充電式電設(shè)備，其特征在于， 在上述負(fù)載已被驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述控制單元利用上述第一分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第一分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述供給電流，利用上述第二分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第二分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述負(fù)載電流，將上述第一分流電阻和上述第二分流電阻的連接上述二次電池的正極的一端的電壓VO與預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)電壓Vti進(jìn)行比較并控制上述上述開關(guān)元件的接通和斷開，使得: 在上述V0>Vtl的情況下，上述供給電流〈上述負(fù)載電流； 在上述VO=Vtl的情況下,上述供給電流=上述負(fù)載電流； 在上述V0〈Vtl的情況下，上述供給電流 > 上述負(fù)載電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的充電式電設(shè)備,其特征在于， 在上述負(fù)載未被驅(qū)動(dòng)時(shí)，上述控制單元利用上述第一分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第一分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述供給電流，利用上述第二分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第二分流電阻的電阻值而得到的值來(lái)計(jì)算上述充電式電設(shè)備的漏電流，將上述第一分流電阻和上述第二分流電阻的連接上述二次電池的正極的一端的電壓VO與預(yù)先設(shè)定的第二基準(zhǔn)電壓Vt2進(jìn)行比較并控制上述上述開關(guān)元件的接通和斷開，使得:在上述V0〈Vt2的情況下，上述供給電流〉上述漏電流； 在上述VO ^ Vt2的情況下，上述供給電流=上述漏電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的充電式電設(shè)備,其特征在于， 還具備開關(guān)，該開關(guān)連接在上述二次電池的正極與上述第一分流電阻和上述第二分流電阻之間，在上述供給電流與上述負(fù)載電流相同或者上述供給電流與上述漏電流相同時(shí)斷開，以使上述二次電池與上述開關(guān)元件和上述負(fù)載電分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的充電式電設(shè)備,其特征在于， 上述控制單元使上述第一分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第一分流電阻的電阻值而計(jì)算出的電流減去上述第二分流電阻的兩端的電壓之差除以上述第二分流電阻的電阻值而計(jì)算出的電流，對(duì)相減后得到的值進(jìn)行累計(jì)來(lái)計(jì)算上述二次電池的電池容量。
全文摘要
充電式電設(shè)備具備開關(guān)元件(12)；第一分流電阻(13-1)，其連接在開關(guān)元件(12)與二次電池(11)的正極之間；第二分流電阻(13-2)，其連接在負(fù)載(14)與二次電池(11)的正極之間；以及控制單元(15)?？刂茊卧?15)基于第一分流電阻(13-1)和第二分流電阻(13-2)的各自的兩端間的電壓來(lái)控制開關(guān)元件(12)的接通/斷開，以控制經(jīng)由第一分流電阻(13-1)流向二次電池(11)的供給電流以及經(jīng)由第二分流電阻(13-2)流向負(fù)載(14)的負(fù)載電流。
文檔編號(hào)H02J7/00GK103098341SQ20118004258
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者高橋篤史, 桂嘉志記 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社