CN111989841A - 带故障检测功能的充电器及故障检测方法 - Google Patents

带故障检测功能的充电器及故障检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明的带故障检测功能的充电器(1)包括：对充电电池(3)进行充电的电源装置(10)；具备第一开关(SW1)和第二开关(SW2)并从电源装置(10)向充电电池(3)提供功率的供电电路；具备第一电阻(R1)和第三开关(SW3)并且一端连接至第一开关(SW1)和第二开关(SW2)的连接点(P)而另一端连接至接地线的放电电路(C1)；具备第二电阻(R2)和第四开关(SW4)并且与第一开关(SW1)并联连接的防短路电路(C2)；以及控制各开关的通断并且获取电压值(VP)的控制装置(20)，控制装置(20)针对各开关的通断控制的组合，以电压值(VP)在正常时和故障时不同为条件，检测各开关的故障。

Description

带故障检测功能的充电器及故障检测方法
技术领域
本发明涉及带故障检测功能的充电器及故障检测方法。
背景技术
镍氢充电电池等充电电池有时会因反复进行所谓的补充充电，而导致充电电池的容量看起来变少的被称为记忆效应的现象。上述充电电池的记忆效应可通过循环修复放电而恢复。循环修复放电是指对充电电池进行放电，直到电池电压达到终止电压为止。例如，专利文献1中公开了一种能够对充电电池进行循环修复放电的充电器。
在用于对充电电池进行充电的充电器中，当用于向充电电池提供充电功率的供电电路中所设置的开关短路时，即使充电电池充满了电，该开关也无法关断，从而可能导致充电电池因过充电而损坏。因此，控制充电器的控制装置优选如专利文献2所公开的那样具备故障检测功能，例如，通过检测供电电路中的开关导通的情况下和开关关断的情况下的供电电路上的电压降之差，从而检测该开关的故障。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平7-45307号公报
专利文献2：日本专利特开2013－181822号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，要进行充电的充电电池的串联数量越多，上述供电电路上的电压降的电位差就越小，正常时和故障时的判别就越加困难。更具体而言，例如，在具有故障检测功能的控制装置中，当动作所需的电源电压为5V，用于检测电压降之差的AD转换器的分辨率为10bit时，电压的测定精度为5V÷10bit(1024)＝4.88mV。而随着充电电池的串联数量增加、或者充电电路的阻抗等各种条件的变化，要测定的电压降之差下降至该测定精度的2倍以下时，有可能导致无法检测出开关故障。另外，为了提高测定精度而采用更高分辨率的AD转换器时，成本会显著增加。
本发明鉴于以上情况，其目的在于提供一种即使是低分辨率的廉价AD转换器，也能够检测出开关故障的带故障检测功能的充电器。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现上述目的，本发明的第一方式的带故障检测功能的充电器包括：电源装置，该电源装置输出用于对充电电池进行充电的功率；供电电路，该供电电路具备串联连接的第一开关和第二开关，由所述电源装置向所述充电电池提供所述功率；放电电路，该放电电路具备串联连接的第一电阻和第三开关，一端连接至所述第一开关和所述第二开关的连接点，另一端连接至接地线；防短路电路，该防短路电路具备串联连接的第二电阻和第四开关，并且与所述第一开关并联连接；以及控制装置，该控制装置控制各开关的通断，并且获取所述连接点的电压值，所述控制装置对于各开关的通断控制的组合，以所述连接点的电压值不同于各开关正常时所述连接点的电压值为条件，检测各开关的故障。
发明效果
根据本发明，能够提供一种即使是低分辨率的廉价AD转换器，也能够检测开关故障的带故障检测功能的充电器。
附图说明
图1是本发明所涉及的充电器的电路图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，本发明不限定于以下说明的内容，在不变更其主旨的范围内可进行任意变更来进行实施。实施方式的说明中所用的附图均示意性示出了结构部件，有时为了加深理解而对局部进行强调、放大、缩小或省略等，而没有正确的表示结构部件的比例尺、形状等。
首先，对本发明所涉及的充电器1的结构进行说明。图1是本发明所涉及的充电器1的电路图。充电器1是带故障检测功能的充电器，对从作为商用交流电源的外部电源2输入的功率进行转换并输出充电功率来对充电电池3进行充电，并且可以根据需要对充电电池3进行循环修复放电。这里，作为充电对象的充电电池3在本实施方式中由20个额定电压为1.2V的镍氢电池串联连接而成。
充电器1包括电源装置10、第一开关SW1、第二开关SW2、放电电路C1、防短路电路C2和控制装置20。
电源装置10将从外部电源2提供的交流功率转换成直流功率，并且转换成适合对充电电池3进行充电的电压，作为电源电压VS输出。这里，例如在充电器1是便携式充电设备的情况下，电源装置10可以是另外具备电池的结构，从而即使没有与外部电源2连接，也能够输出充电功率。本实施方式中，电源装置10输出30V的电源电压VS作为用于对充电电池3进行充电的充电功率。
第一开关SW1和第二开关SW2串联连接在用于从电源装置10向充电电池3提供充电功率的供电电路上，在对充电电池3进行充电的情况下，该第一开关SW1和第二开关SW2一同被控制为导通。
放电电路C1具备串联连接的第一电阻R1和第三开关SW3，一端连接至第一开关SW1与第二开关SW2的连接点P，另一端连接至接地线。这里，本实施方式中，电源装置10和充电电池3的低电位侧端子也连接至该接地线。
防短路电路C2具备串联连接的第二电阻R2和第四开关SW4，并与第一开关SW1并联连接。即，防短路电路C1的一端连接至连接点P，另一端连接至电源装置10与第一开关SW1的一端的连接点Q。
这里，第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4各个开关可以采用例如MOSFET、双极晶体管或IGBT等各种开关元件。
另外，第一电阻R1的电阻值根据对充电电池3进行循环修复放电时的放电电流的大小而设定。第二电阻R2的电阻值根据对过放电状态的充电电池3进行充电时的充电电流的大小而设定。
控制装置20是公知的微机控制电路，对整个充电器1进行统一控制。控制装置20在本实施方式中连接至连接点Q，从而在经由未图示的调节器从电源装置10提供来的功率下进行动作。控制装置20控制第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4各个开关的通断，并如后文所述地获取上述连接点P的电压值VP，从而检测各开关的故障。
更详细而言，控制装置20包括充放电控制部21、AD转换器22和故障检测部23。
充放电控制部21在充电电池3充电时，将第一开关SW1和第二开关SW2控制为导通，将第三开关SW3和第四开关SW4控制为关断。从而，经由连接点Q、第一开关SW1、连接点P和第二开关SW2为充电电池3建立供电电路，利用电源装置10提供来的功率进行充电。
充放电控制部21在为了消除充电电池3的记忆效应而进行循环修复放电时，将第二开关SW2和第三开关SW3控制为导通，将第一开关SW1和第四开关SW4控制为关断。从而，经由第二开关SW2、连接点P、第三开关SW3和第一电阻R1为充电电池3建立连接到接地线的放电电路，通过第一电阻R1消耗功率，由此进行放电直至电池电压VB达到终止电压为止。由此，充电电池3通过上述充电时的步骤而充电至充满电。
充放电控制部21在充电电池3短路时的无负载的情况下，将第二开关SW2和第四开关SW4控制为导通，将第一开关SW1和第三开关SW3控制为关断。从而，控制装置20在经由连接点Q、第四开关SW4、第二电阻R2、连接点P和第二开关SW2的导电电路上，能够使连接点Q的电位从0V上升与第二电阻R2上产生的电压降相应的电位，从而能够持续地输入动作所需的功率。
AD转换器22是用于将连接点P上的模拟电压值VP转换成数字并获取的转换电路，在本实施方式中以10bit进行数字化。AD转换器22所示的是内置在控制装置20中的例子，但也可以设置在控制装置20的外部并连接。
故障检测部23的详细情况将在后文描述，其基于AD转换器22所获取的连接点P上的电压值VP，检测上述各开关的故障。
接下来，对充电器1的各开关没有一个故障而都正常的情况下，控制装置20对各开关进行通断控制的组合、以及此时的连接点P上的电压值VP进行说明。
表1表示各开关的控制信号的组合。更具体而言，表1是控制装置20向各开关输出的通断控制的组合中全部关断的情况、以及只有某一个开关导通的情况的条件。
[表1]
<表1>各开关的控制信号的组合
Figure BDA0002725826510000061
条件1是所有开关都控制成关断的组合的控制信号。充放电控制部21在作为“第一组合条件”的条件1下输出控制信号时，充电器1的电路上的连接点P与电源装置10、充电电池3、接地线均不连接。因此，条件1下连接点P的电压值VP被AD转换器22测量为0V。
条件2是第一开关SW1被控制为导通而其他开关都被控制为关断的组合的控制信号。充放电控制部21在条件2下输出控制信号时，充电器1的电路上的连接点P连接至电源装置10。因此，条件2下连接点P的电压值VP被AD转换器22测量为电源电压VS。
条件3是第二开关SW2被控制为导通而其他开关都被控制为关断的组合的控制信号。充放电控制部21在条件3下输出控制信号时，充电器1的电路上的连接点P连接至充电电池3。因此，条件3下连接点P的电压值VP被AD转换器22测量为电池电压VB。
条件4是第三开关SW3被控制为导通而其他开关都被控制为关断的组合的控制信号。充放电控制部21在作为“第二组合条件”的条件4下输出控制信号时，充电器4的电路上的连接点P连接至接地线。因此，条件4下连接点P的电压值VP被AD转换器22测量为0V。
条件5是第四开关SW4被控制为导通而其他开关都被控制为关断的组合的控制信号。充放电控制部21在作为“第三组合条件”的条件5下输出控制信号时，充电器1的电路上的连接点P连接至电源装置10。因此，条件5下连接点P的电压值VP被AD转换器22测量为电源电压VS。
如上所述，在各开关均正常的情况下，连接点P的电压值VP根据各开关的控制信号的不同组合，被测量为0V、电源电压VS、电池电压VB中的任一个值。
这里，上述电池电压VB会随着充电电池3的充电状态(SOC)而变化，但作为充电电池3的输出电压而可取的电压范围是已知的。因此，控制装置20无需依次测量充电电池3的输出电压并进行比对等运算处理，根据电压值VP是否包含在该电压范围内，就能够判别电压值VP是否是电池电压VB。更具体而言，本实施方式的充电电池3在SOC为0％时的电池电压VB为22V，在SOC为100％时的电池电压VB为28V。
接下来，说明在充电器1的某一个开关发生短路故障的情况下每一个条件和每一个故障开关能否检测到故障。表2表示针对控制信号的组合能否检测到故障。更具体而言，表2中示出上述条件1～条件5下针对发生故障的开关的连接点P的电压值VP、以及是否能够检测到该故障。
[表2]
Figure BDA0002725826510000071
Figure BDA0002725826510000081
<条件1的控制下能否检测到故障>
条件1下，当第一开关SW1发生短路故障时，连接点P连接至电源装置10，从而电压值VP被测量为电源电压VS。因此，故障检测部23能够检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
条件1下，当第二开关SW2发生短路故障时，连接点P连接至充电电池3，从而电压值VP被测量为电池电压VB。因此，故障检测部23能够检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
条件1下，当第三开关SW3发生短路故障时，连接点P连接至接地线，从而电压值VP被测量为0V。因此，故障检测部23无法检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
条件1下，当第四开关SW4发生短路故障时，连接点P连接至电源装置10，从而电压值VP被测量为电源电压VS。因此，故障检测部23能够检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
由此，控制装置20在充放电控制部21进行条件1的控制时，基于AD转换器22测量到的连接点P的电压值VP，故障检测部23能够检测出第一开关SW1、第二开关SW2、第四开关SW4中的任一个的短路故障。
这里，对于条件2和第3的控制下能否检测故障的情况省略其详细说明，在条件2的控制下仅能检测出第二开关SW2的短路故障，在条件3的控制下所有短路故障都无法检测出。
<条件4的控制下能否检测到故障>
条件4下，当第一开关SW1发生短路故障时，连接点P经由第一开关SW1连接至电源装置10，并且经由放电电路C1连接至接地线。此时，放电电路C1的第一电阻R1处于被施加电源电压VS的状态。于是，连接点P的电压值VP被测量为电源电压VS。因此，故障检测部23能够检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
条件4下，当第二开关SW2发生短路故障时，连接点P经由第二开关SW2连接至充电电池3，并且经由放电电路C1连接至接地线。此时，放电电路C1的第一电阻R1处于被施加电池电压VB的状态。于是，连接点P的电压值VP被测量为电池电压VB。因此，故障检测部23能够检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
条件4下，当第三开关SW3发生短路故障时，连接点P连接至接地线，从而电压值VP被测量为0V。因此，故障检测部23无法检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
条件4下，当第四开关SW4发生短路故障时，连接点P经由防短路电路C2连接至电源装置10，并且经由放电电路C1连接至接地线。此时，从电源装置10经由连接点Q、防短路电路C2、连接点P和放电电路C1形成连接至接地线的导电电路。于是，连接点P的电压值VP被测量为电源电压VS经第一电阻R1和第二电阻R2分压后的电压(α×电源电压VS)。这里，α是取决于第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值之比的常数。因此，故障检测部23能够检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
由此，控制装置20在充放电控制部21进行条件4的控制时，基于AD转换器22测量到的连接点P的电压值VP，故障检测部23能够检测出第一开关SW1、第二开关SW2、第四开关SW4中的任一个的短路故障。
<条件5的控制下能否检测到故障>
条件5下，当第一开关SW1发生短路故障时，连接点P分别经由并联连接的第一开关SW1和防短路电路C1双方而连接至电源装置10。于是，连接点P的电压值VP被测量为电源电压VS。因此，故障检测部23无法检测出第一开关SW1的短路故障。
条件5下，当第二开关SW2发生短路故障时，连接点P经由第二开关SW2连接至充电电池3，并且经由防短路电路C2连接至电源装置10。此时，防短路电路C2的第二电阻R2将电源装置10的电源电压VS降压至电池电压VB。于是，连接点P的电压值VP被测量为电池电压VB。因此，故障检测部23能够检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
条件5下，当第三开关SW3发生短路故障时，连接点P经由防短路电路C2连接至电源装置10，并且经由放电电路C1连接至接地线。此时，从电源装置10经由连接点Q、防短路电路C2、连接点P和放电电路C1形成连接至接地线的导电电路。于是，连接点P的电压值VP被测量为电源电压VS经第一电阻R1和第二电阻R2分压后的电压(α×电源电压VS)。因此，故障检测部23能够检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
条件5下，当第四开关SW4发生短路故障时，连接点P连接至电源装置10，从而电压值VP被测量为电池电压VB。因此，故障检测部23无法检测出连接点P的电压值VP不同于正常时。
由此，控制装置20在充放电控制部21进行条件5的控制时，基于AD转换器22测量到的连接点P的电压值VP，故障检测部23能够检测出第二开关SW2和第三开关SW3的短路故障。
接下来，基于正常时和故障时电压值VP的不同，说明控制装置20所进行的开关短路故障的故障检测方法的一个例子。充电器1例如在即将对充电电池3进行充电之前、或者即将进行循环修复放电之前，执行以下的故障检测方法。
首先，控制装置20根据上述条件1，将各开关全部控制为关断，并且测量连接点P的电压值VP。在测量出电压值VP为电源电压VS或电池电压VB的情况下，控制装置20认为第一开关SW1、第二开关SW2、第四开关SW4中的任一个发生短路，从而检测出开关故障。
然后，控制装置20根据上述条件5，将第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3控制为关断，将第四开关控制为导通，并且测量连接点P的电压值VP。在测量出电压值VP为不同于电源电压VS的电压的情况下，控制装置20认为第二开关SW2或第三开关SW3发生短路，从而检测出开关故障。
在条件1和条件5下均未检测出开关故障的情况下，控制装置20认为各开关正常，开始充电电池3的充电或循环修复放电。
另外，在条件1和条件5中的至少一个条件下检测出开关故障的情况下，控制装置20认为有开关发生了短路故障，停止充电电池3的充电或循环修复放电。此时，充电器1也可以通过另行设置故障通知单元，向用户通知发生了故障。作为故障通知单元，可以采用LED亮灯、显示器上的显示或蜂鸣声的输出等各种方式。
由此，控制装置20在条件1和条件5各自的控制下，通过测量连接点P的电压值VP，能够检测出第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关S4全部的短路故障。基于相同的理由，在条件4和条件5各自的控制下，也能够检测出所有开关的短路故障。另外，在检测故障时，条件1和条件5的顺序、条件4和条件5的顺序均无限定。
如上所述，本发明所涉及的充电器1具备连接至电源装置10的第一开关SW1、连接至充电电池3的第二开关SW2、连接至接地线的放电电路C1中包含的第三开关SW3、以及连接至电源装置10的防短路电路C2中包含的第四开关SW4。另外，充电器1是在各开关全都关断的情况下，具有与电源装置10、充电电池3、接地线都不连接的连接点P的电路结构。因此，充电器1对于各开关的通断控制的组合，通过判别连接点P的电压值VP是电源电压VS、电池电压VB、0V、α×电源电压VS中的哪一种，能够检测出各开关的短路故障。此时，由于各电压的大小差异足够大，因此，即使AD转换器22的分辨率很低，充电器1也能够判别这些电压。因此，根据本发明所涉及的充电器1，即使是低分辨率的廉价AD转换器22，也能够检测出开关的故障。
以上是对实施方式的说明，但本发明并不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中例示了对各开关的短路故障进行检测的方式，但也可以检测一部分开关关断而不是导通控制所造成的开路故障。
更具体而言，本发明所涉及的充电器1在仅将第一开关SW1控制为导通的上述条件2下，当第一开关SW1发生开路故障时，连接点P的电压值VP将不再是电源电压VS而是0V，因此，能够检测出第一开关SW1的开路故障。
同样，本发明所涉及的充电器1在仅将第二开关SW2控制为导通的上述条件3下，当第二开关SW2发生开路故障时，连接点P的电压值VP将不再是电池电压VB而是0V，因此，能够检测出第二开关SW2的开路故障。
同样，本发明所涉及的充电器1在仅将第四开关SW4控制为导通的上述条件5下，当第四开关SW4发生开路故障时，连接点P的电压值VP将不再是电池电压VB而是0V，因此，能够检测出第四开关SW4的开路故障。
而且，本发明所涉及的充电器1也可以将上述各条件下的多个短路故障检测和多个开路故障检测中的任意个加以组合。
<本发明的实施方式>
本发明的第一方式的带故障检测功能的充电器包括：电源装置，该电源装置输出用于对充电电池进行充电的功率；供电电路，该供电电路具备串联连接的第一开关和第二开关，由所述电源装置向所述充电电池提供所述功率；放电电路，该放电电路具备串联连接的第一电阻和第三开关，一端连接至所述第一开关和所述第二开关的连接点，另一端连接至接地线；防短路电路，该防短路电路具备串联连接的第二电阻和第四开关，并且与所述第一开关并联连接；以及控制装置，该控制装置控制各开关的通断，并且获取所述连接点的电压值，所述控制装置对于各开关的通断控制的组合，以所述连接点的电压值不同于各开关正常时所述连接点的电压值为条件，检测各开关的故障。
带故障检测功能的充电器包括：连接至电源装置的第一开关；连接至充电电池的第二开关；连接至接地线的放电电路中包含的第三开关；以及连接至电源装置的防短路电路中包含的第四开关。带故障检测功能的充电器还是如下的电路结构：当各开关全部关断时，第一开关和第二开关的连接点与电源装置、充电电池、接地线均不连接。因此，带故障检测功能的充电器针对各开关的通断控制的组合，通过判别该连接点的电压值是电源装置的电源电压、充电电池的电池电压、0V、或者将电源装置的电源电压分压后得到的电压中的哪一个电压，能够检测出各开关的短路故障。此时，由于各电压的大小差异足够大，因此，即使内置的AD转换器的分辨率很低，带故障检测功能的充电器也能够判别这些电压。因此，根据本发明的第一方式所涉及的带故障检测功能的充电器，即使是低分辨率的廉价AD转换器，也能够检测出开关的故障。
本发明的第二方式的带故障检测功能的充电器是在上述本发明的第一方式中，所述控制装置在将各开关全部控制成关断的第一组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。
带故障检测功能的充电器在各开关全部控制为关断的条件下，当所有开关都正常时，第一开关和第二开关的连接点的电压值为0V。另一方面，在相同条件下，第一开关、第二开关或第四开关中的任一个发生了短路故障时，连接点的电压值将成为0V以外的电压。因此，根据本发明的第二方式所涉及的带故障检测功能的充电器，能够检测从电源装置向充电电池提供充电功率的供电电路中所设置的第一开关和第二开关、以及第四开关的故障。
本发明的第三方式的带故障检测功能的充电器是在上述本发明的第一方式中，所述控制装置在将所述第一开关、所述第二开关及所述第四开关控制为关断而将所述第三开关控制为导通的第二组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。
带故障检测功能的充电器在各开关中只有第三开关被控制为导通的条件下，当所有开关都正常时，第一开关和第二开关的连接点的电压值为0V。另一方面，在相同条件下，第一开关、第二开关或第四开关中的任一个发生了短路故障时，连接点的电压值将成为0V以外的电压。因此，根据本发明的第三方式所涉及的带故障检测功能的充电器，能够检测从电源装置向充电电池提供充电功率的供电电路中所设置的第一开关和第二开关、以及第四开关的故障。
本发明的第四方式的带故障检测功能的充电器是在上述本发明的第二或第三方式中，所述控制装置在将所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关控制为关断而将所述第四开关控制为导通的第三组合条件下，以所述连接点的电压值不同于电源装置的电源电压为条件，来检测所述第三开关的故障。
带故障检测功能的充电器在各开关中只有第四开关被控制为导通的条件下，当所有开关都正常时，第一开关和第二开关的连接点的电压值为电源装置的电源电压。另一方面，在相同条件下，当第三开关发生了短路故障时，连接点的电压值为0V。因此，根据本发明的第四方式所涉及的带故障检测功能的充电器，在第一组合条件下，能够检测第一开关、第二开关及第三开关的短路故障，在第二组合条件下，能够检测第三开关的故障，从而在较少的条件数量下能够检测出所有开关的短路故障。
本发明的第五方式的故障检测方法是带故障检测功能的充电器中的故障检测方法，该带故障检测功能的充电器包括：电源装置，该电源装置输出用于对充电电池进行充电的功率；供电电路，该供电电路具备串联连接的第一开关和第二开关，由所述电源装置向所述充电电池提供所述功率；放电电路，该放电电路具备串联连接的第一电阻和第三开关，一端连接至所述第一开关和所述第二开关的连接点，另一端连接至接地线；防短路电路，该防短路电路具备串联连接的第二电阻和第四开关，并且与所述第一开关并联连接；以及控制装置，该控制装置控制各开关的通断，并且获取所述连接点的电压值，对于各开关的通断控制的组合，以所述连接点的电压值不同于各开关正常时所述连接点的电压值为条件，检测各开关的故障。
带故障检测功能的充电器包括：连接至电源装置的第一开关；连接至充电电池的第二开关；连接至接地线的放电电路中包含的第三开关；以及连接至电源装置的防短路电路中包含的第四开关。带故障检测功能的充电器还是如下的电路结构：当各开关全部关断时，第一开关和第二开关的连接点与电源装置、充电电池、接地线均不连接。因此，故障检测方法在带故障检测功能的充电器中，针对各开关的通断控制的组合，通过判别该连接点的电压值是电源装置的电源电压、充电电池的电池电压、0V、或者将电源装置的电源电压分压后得到的电压中的哪一个电压，能够检测出各开关的短路故障。此时，由于各电压的大小差异足够大，因此，即使内置的AD转换器的分辨率很低，带故障检测功能的充电器也能够判别这些电压。因此，根据本发明的第五方式所涉及的故障检测方法，即使是低分辨率的廉价AD转换器，也能够检测出开关的故障。
本发明的第六方式的故障检测方法是在上述本发明的第五方式中，在将各开关全部控制成关断的第一组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。
带故障检测功能的充电器在各开关全部控制为关断的条件下，当所有开关都正常时，第一开关和第二开关的连接点的电压值为0V。另一方面，在相同条件下，第一开关、第二开关或第四开关中的任一个发生了短路故障时，连接点的电压值将成为0V以外的电压。因此，根据本发明的第六方式所涉及的故障检测方法，能够检测从电源装置向充电电池提供充电功率的供电电路中所设置的第一开关和第二开关、以及第四开关的故障。
本发明的第七方式的故障检测方法是在上述本发明的第五方式中，在将所述第一开关、所述第二开关及所述第四开关控制为关断而将所述第三开关控制为导通的第二组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。
带故障检测功能的充电器在各开关全部控制为关断的条件下，当所有开关都正常时，第一开关和第二开关的连接点的电压值为0V。另一方面，在相同条件下，第一开关、第二开关或第四开关中的任一个发生了短路故障时，连接点的电压值将成为0V以外的电压。因此，根据本发明的第七方式所涉及的故障检测方法，能够检测从电源装置向充电电池提供充电功率的供电电路中所设置的第一开关和第二开关、以及第四开关的故障。
本发明的第八方式的故障检测方法是在上述本发明的第六或第七方式中，在将所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关控制为关断而将所述第四开关控制为导通的第三组合条件下，以所述连接点的电压值不同于电源装置的电源电压为条件，来检测所述第三开关的故障。
带故障检测功能的充电器在各开关中只有第四开关被控制为导通的条件下，当所有开关都正常时，第一开关和第二开关的连接点的电压值为电源装置的电源电压。另一方面，在相同条件下，当第三开关发生了短路故障时，连接点的电压值为0V。因此，根据本发明的第八方式所涉及的故障检测方法，在第一组合条件下，能够检测第一开关、第二开关及第三开关的短路故障，在第二组合条件下，能够检测第三开关的故障，从而在较少的条件数量下能够检测出所有开关的短路故障。
标号说明
1 充电器
2 外部电源
3 充电电池
10 电源装置
20 控制装置
21 充放电控制部
22 AD转换器
23 故障检测部
SW1～SW4 第一开关～第四开关
R1、R2 第一电阻、第二电阻
C1 放电电路
C2 防短路电路。

Claims (8)

1.一种带故障检测功能的充电器，其特征在于，包括：
电源装置，该电源装置输出对充电电池进行充电的功率；
供电电路，该供电电路具备串联连接的第一开关和第二开关，并从所述电源装置向所述充电电池提供所述功率；
放电电路，该放电电路具备串联连接的第一电阻和第三开关，一端连接至所述第一开关和所述第二开关的连接点，另一端连接至接地线；
防短路电路，该防短路电路具备串联连接的第二电阻和第四开关，并与所述第一开关并联连接；以及
控制装置，该控制装置控制各开关的通断，并且获取所述连接点的电压值，
所述控制装置针对各开关的通断控制的组合，以所述连接点的电压值不同于各开关正常时所述连接点的电压值为条件，来检测各开关的故障。
2.如权利要求1所述的带故障检测功能的充电器，其特征在于，
所述控制装置在将各开关全部控制成关断的第一组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。
3.如权利要求1所述的带故障检测功能的充电器，其特征在于，
所述控制装置在将所述第一开关、所述第二开关及所述第四开关控制为关断而将所述第三开关控制为导通的第二组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。
4.如权利要求2或3所述的带故障检测功能的充电器，其特征在于，
所述控制装置在将所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关控制为关断而将所述第四开关控制为导通的第三组合条件下，以所述连接点的电压值不同于所述电源装置的电源电压为条件，来检测所述第三开关的故障。
5.一种故障检测方法，是带故障检测功能的充电器中的故障检测方法，其特征在于，该带故障检测功能的充电器包括：
电源装置，该电源装置输出对充电电池进行充电的功率；
供电电路，该供电电路具备串联连接的第一开关和第二开关，并从所述电源装置向所述充电电池提供所述功率；
放电电路，该放电电路具备串联连接的第一电阻和第三开关，一端连接至所述第一开关和所述第二开关的连接点，另一端连接至接地线；
防短路电路，该防短路电路具备串联连接的第二电阻和第四开关，并与所述第一开关并联连接；以及
控制装置，该控制装置控制各开关的通断，并且获取所述连接点的电压值，
针对各开关的通断控制的组合，以所述连接点的电压值不同于各开关正常时所述连接点的电压值为条件，来检测各开关的故障。
6.如权利要求5所述的故障检测方法，其特征在于，
在将各开关全部控制成关断的第一组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。
7.如权利要求5所述的故障检测方法，其特征在于，
在将所述第一开关、所述第二开关及所述第四开关控制为关断而将所述第三开关控制为导通的第二组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。
8.如权利要求6或7所述的故障检测方法，其特征在于，
在将所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关控制为关断而将所述第四开关控制为导通的第三组合条件下，以所述连接点的电压值不同于所述电源装置的电源电压为条件，来检测所述第三开关的故障。
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