JP2012143123A

JP2012143123A - 充電器

Info

Publication number: JP2012143123A
Application number: JP2011067159A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Sakai; 守酒井; Tatsumoto Mori; 達基森; Makihiro Kobayashi; 牧広小林
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-07-26
Also published as: WO2012081323A1; CN103314502A; US20130257359A1; EP2654170A4; EP2654170A1

Abstract

【課題】本発明は、充電が行なわれていないときの充電器の消費電力を極力抑えるとともに、充電器の動作性能を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明に係る充電器１０は、バッテリを充電するための充電用電源回路と、充電用電源回路を制御する電源制御回路と、前記電源制御回路を動作させるマイコン２８と、前記電源制御回路とマイコン２８とに電力を供給する定電圧電源回路５０とを備える充電器１０であって、マイコン２８は、電源制御回路に対する定電圧電源回路５０からの電力の供給を許容し、あるいは電力の供給を禁止できるように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動工具に電力を供給するバッテリを充電するための充電用電源回路と、充電用電源回路を制御する電源制御回路と、前記電源制御回路を動作させるマイコンと、前記電源制御回路とマイコンとに電力を供給する定電圧電源回路とを備える充電器に関する。

これに関連する充電器が特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載の充電器は、バッテリを充電するための充電用電源回路と、充電用電源回路を制御する電源制御回路と、前記電源制御回路に電力を供給する定電圧電源回路とを備えている。前記定電圧電源回路は、充電器とバッテリとの接続が解除された状態で、前記電源制御回路に対する電力の供給を停止できるように構成されている。さらに、バッテリが接続されることで、そのバッテリの電圧を利用して定電圧電源回路を起動させられるように構成されている。
これにより、充電準備状態における充電器の不要な電力の消費を抑えることができる。

特開２００６−２５４６０７号公報（特許第４５０７１９１号）

しかし、上記した充電器では、バッテリの接続が解除された状態で、電源制御回路に対する電力の供給を停止できるように構成されている。このため、バッテリの充電が完了しても、そのバッテリが充電器に接続されていれば、電源制御回路に対して電力が供給される。即ち、バッテリの充電完了後からバッテリの接続解除までの間、電源制御回路で無駄な電力が消費される。
さらに、バッテリの接続により、そのバッテリの電圧を利用して定電圧電源回路を起動させる構成のため、バッテリが長期間放置されて、バッテリ電圧が零ボルトに近い場合には、定電圧電源回路を起動させることが困難になる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、充電が行なわれていないときの充電器の消費電力を極力抑えるとともに、充電器の動作性能を向上させることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、電動工具に電力を供給するバッテリを充電するための充電用電源回路と、前記充電用電源回路を制御する電源制御回路と、前記電源制御回路を動作させるマイコンと、前記電源制御回路と前記マイコンとに電力を供給する定電圧電源回路とを備える充電器であって、前記マイコンは、前記電源制御回路に対する前記定電圧電源回路からの電力の供給を許容し、あるいは前記電力の供給を禁止できるように構成されていることを特徴とする。

本発明によると、マイコンにより電源制御回路の電源をオンオフできるように構成されている。このため、バッテリの充電が行なわれていないときにマイコンが電源制御回路の電源をオフすることで、例えば、充電完了後、充電器にバッテリが接続されている状態であっても、充電器の電力消費を抑えることができる。
さらに、マイコンは充電器の定電圧電源回路から電力が供給される構成のため、バッテリが長期間放置されてバッテリ電圧が零ボルトに近い場合でも、前記バッテリ電圧に係わりなくマイコン等が動作するようになる。このため、バッテリ状態に依存せず、充電が可能になり、性能の向上が可能になる。

請求項２の発明によると、定電圧電源回路と電源制御回路との間には、前記定電圧電源回路から前記電源制御回路に対する電力の供給を許容し、あるいは前記電力の供給を禁止するスイッチが設けられており、前記マイコンが前記スイッチを動作可能に構成されていることを特徴とする。
このように、スイッチにより電源制御回路に対する電力の供給を許容し、あるいは禁止する構成のため、構成が簡単でコスト的に有利である。

請求項３の発明によると、定電圧電源回路は、マイコンに電力を供給する第１定電圧電源回路と、電源制御回路に電力を供給する第２定電圧電源回路とから構成されており、記マイコンが前記第２定電圧電源回路を動作可能に構成されていることを特徴とする。

請求項４の発明によると、マイコンは、前記充電器に対する前記バッテリの接続、あるいは未接続を検出できるように構成されており、前記マイコンは、少なくとも前記充電器に対する前記バッテリの未接続が検出された場合には、前記電源制御回路に対する電力の供給を禁止することを特徴とする。
このため、例えば、充電中であっても途中でバッテリが充電器から外された場合には電源制御回路の電源をオフすることができる。

請求項５の発明によると、電源制御回路は前記マイコンからの充電許可信号を受けて、充電の制御を行なうように構成されており、前記マイコンは、前記電源制御回路に対して充電許可信号を出力するときは、その電源制御回路に対して電力の供給を許容し、前記電源制御回路に対する充電許可信号の出力を停止するときは、その電源制御回路に対する電力の供給を禁止することを特徴とする。
このため、バッテリの充電が行なわれるときには、必ず電源制御回路の電源がオンするようになる。

請求項６の発明によると、充電状態を表示する表示回路が設けられており、マイコンは、バッテリの接続が検出されたときには、前記表示回路に対して充電状態を表示する信号を出力することを特徴とする。
このため、表示回路により充電状態が把握できるようになる。
請求項７の発明によると、マイコンは、バッテリの未接続が検出され、その状態が規定時間継続した後に前記表示回路に対して表示を消す信号を出力することを特徴とする。
これにより、表示回路における電力消費を抑えることができる。

請求項８の発明によると、電源制御回路は、充電電圧、及び／又は充電電流のフィードバック回路を備えていることを特徴とする。
請求項９の発明によると、電源制御回路は、充電器内の温度、あるいは充電器内の素子の温度を検出する回路を備えていることを特徴とする。

本発明によると、充電が行なわれていない状態における充電器の消費電力を極力抑えることができる。さらに、充電器の動作性能を向上させることができる。

本発明の実施形態１に係る充電器のマイコン、充電用電源回路、電源制御回路、及び電動工具用バッテリ等を表す電気回路図である。本発明の実施形態１に係る充電器のマイコン、定電圧電源回路等を表す電気回路図である。前記充電器における定電圧電源回路のスイッチ用ＦＥＴ作動及びスイッチング制御回路作動フローチャートである。前記充電器のタイムチャートである。本発明の実施形態２に係る充電器のマイコン、定電圧電源回路を表す電気回路図である。

［実施形態１］
以下、図１から図４に基づいて本発明の実施形態１に係る充電器について説明する。
＜充電器１０の概要について＞
充電器１０は電動工具用バッテリ６０の充電を行なうための装置であり、図１、図２に示すように、充電用電源回路３０と、電源制御回路４０と、マイコン２８と、定電圧電源回路５０とから構成されている。
充電用電源回路３０は、電動工具用バッテリ６０のセル６３の充電を行なうための電源回路である。電源制御回路４０は、マイコン２８からの信号に基づいて充電を制御するための回路であり、充電電圧、充電電流のフィードバック回路、充電器内の温度等を検出する回路を備えている。定電圧電源回路５０は、電源制御回路４０、マイコン２８、及び電動工具用バッテリ６０のバッテリ制御回路６５等に電力を供給するための電源回路である。
マイコン２８は、電動工具用バッテリ６０のバッテリ制御回路６５等から伝送された信号に基づいて電源制御回路４０を動作させるとともに、前記定電圧電源回路５０を制御できるように構成されている。さらにマイコン２８は充電状態の監視、及び警報等を行えるように構成されている。

前記充電器１０の充電用電源回路３０、電源制御回路４０、マイコン２８、及び定電圧電源回路５０等はハウジング（図示省略）に収納されており、そのハウジングの上面に電動工具用バッテリ６０が連結される連結部２０が設けられている。
前記連結部２０には、図１に示すように、充電用電源回路３０の充電用端子Ｐ，Ｎが設けられており、電動工具用バッテリ６０が充電器１０に連結された状態で、それらの充電用端子Ｐ，Ｎに対して電動工具用バッテリ６０のセル６３のターミナルＰｔ（+），Ｎｔ（−）が接続される。また、前記連結部２０には、電源端子２２とグランド端子２４とが設けられており、その電源端子２２とグランド端子２４とに電動工具用バッテリ６０のバッテリ制御回路６５の電源端子６５ｐとグランド端子６５ｅがそれぞれ接続されるようになっている。さらに、前記連結部２０には、アナログ端子２５とディジタル端子２７とが設けられており、そのアナログ端子２５とディジタル端子２７とに前記バッテリ制御回路６５のバッテリ温度信号端子６５ｔと通信端子６５ｄとがそれぞれ接続されるようになっている。

＜充電用電源回路３０について＞
充電用電源回路３０は、図１に示すように、コンセント（図示省略）からプラグ３１を介して供給された交流電力を直流電力に変換する整流器３２と、整流後の電圧を降圧するトランス３５と、そのトランス３５の二次側に設けられた平滑回路３７と充電ライン３０ｐ，３０ｎとから構成されている。そして、充電ライン３０ｐ，３０ｎが連結部２０の充電用端子Ｐ，Ｎにそれぞれ接続されている。
このため、電動工具用バッテリ６０が充電器１０に連結された状態で、平滑回路３７により平滑化された後の直流電力が充電ライン３０ｐ，３０ｎ、充電端子Ｐ，Ｎ、及びターミナルＰｔ，Ｎｔを介して電動工具用バッテリ６０のセル６３に供給可能となる。
ここで、前記プラグ３１と整流器３２とは、図２に示すように、後記する定電圧電源回路５０においても兼用されている。

＜電源制御回路４０について＞
電源制御回路４０は、マイコン２８からの充電許可信号（後記する）に基づいて、電動工具用バッテリ６０に対する充電用電源回路３０の充電を制御する回路であり、前記充電用電源回路３０を安定動作させられるように構成されている。電源制御回路４０は、電流フィードバック回路４１と、電圧フィードバック回路４２と、フィードバック用フォトカプラ４３と、スイッチング制御回路４５とから構成されている。さらに、電源制御回路４０は、充電器１０内の温度、あるいは充電器１０内の素子の温度を検出する充電器温度検出回路４４を備えている。
電流フィードバック回路４１は、シャント抵抗４１ｓにより電圧に変換された充電電流信号を所定電圧レベルまで増幅してスイッチング制御回路４５に伝送する。電圧フィードバック回路４２は、充電電圧信号を所定電圧レベルまで降圧してスイッチング制御回路４５に伝送する。

フィードバック用フォトカプラ４３は、電流フィードバック回路４１、及び電圧フィードバック回路４２とスイッチング制御回路４５との電気的な絶縁状態を確保した状態で、充電電流信号、及び充電電圧信号をスイッチング制御回路４５に伝達できるように構成されている。
スイッチング制御回路４５は、電力供給用ＦＥＴ４６を動作させることで、充電電流値と充電電圧値とが設定値に近づくように、充電用電源回路３０のトランス３５の一次巻線３５ｍに供給される電力をＰＷＭ制御（パルス幅制御）により調整する。スイッチング制御回路４５は、マイコン２８からの充電許可信号が第１フォトカプラ４８を介して入力されたときに動作するように構成されている。また、スイッチング制御回路４５は、マイコン２８からの充電許可信号が入力されない場合に動作を停止するように構成されている。

＜定電圧電源回路５０について＞
定電圧電源回路５０は、図２に示すように、マイコン２８等に電力を供給するＶｃｃ電源部（ＤＣ５Ｖ）と、電源制御回路４０等に電力を供給するＶｄｄ電源部（ＤＣ５Ｖ）と、冷却用ファン１１に電力を供給する１２Ｖ電源部とを備えている。定電圧電源回路５０は、トランス５２と、スイッチング制御回路５４と、平滑回路５５と、レギュレータ５６、及びスイッチ用ＦＥＴ５７とから構成されている。
トランス５２は、一次側巻線５２ｍと、二次側巻線５２ｎと、フィードバック用巻線５２ｘとからなり、一次側巻線５２ｍに充電用電源回路３０の整流器３２の出力電圧が加わるように構成されている。トランス５２の二次側、即ち、二次側巻線５２ｎには平滑回路５５が接続されており、その平滑回路５５の出力側が１２Ｖ電源部となっている。
また、前記平滑回路５５の出力側には１２Ｖ電圧を５Ｖまで降圧して一定電圧に保持するレギュレータ５６が設けられている。そして、前記レギュレータ５６の出力側にＶｃｃ電源部（ＤＣ５Ｖ）が設けられている。さらに、Ｖｃｃ電源部（ＤＣ５Ｖ）にはスイッチ用ＦＥＴ５７を介してＶｄｄ電源部（ＤＣ５Ｖ）が接続されている。

スイッチ用ＦＥＴ５７は、マイコン２８からの信号に基づいてオンオフするスイッチであり、スイッチ用ＦＥＴ５７がオンすることでＶｃｃ電源部とＶｄｄ電源部とが電気的に接続される。即ち、スイッチ用ＦＥＴ５７がオンすることで、Ｖｃｃ電源部からＶｄｄ電源部に電力が供給される。また、スイッチ用ＦＥＴ５７がオフすると、Ｖｃｃ電源部とＶｄｄ電源部との接続が解除されて、Ｖｄｄ電源部の電圧は零になる。
前記トランス５２のフィードバック用巻線５２ｘは、二次側巻線５２ｎで発生する電圧を検出し、その電圧信号Ｖ１（１２Ｖ）をスイッチング制御回路５４に入力するためのものである。フィードバック用巻線５２ｘの巻き数は、一次側巻線５２ｍと二次側巻線５２ｎとの巻数比に基づいて設定される。
スイッチング制御回路５４は、第２フォトカプラ５９を介して入力されたマイコン２８からの間欠信号（間欠発振オン）、あるいは連続信号（間欠発振オフ）に基づいて動作するように構成されている。即ち、連続信号（間欠発振オフ）が入力されると、スイッチング制御回路５４は内部のＦＥＴ（図示省略）を動作させることで、二次側巻線５２ｎの電圧が１２Ｖになるように、トランス５２の一次巻線５２ｍに供給される電力をＰＷＭ制御（パルス幅制御）により調整する。また、間欠信号（間欠発振オン）が入力されると、スイッチング制御回路５４は、ＰＷＭ制御（パルス幅制御）を間欠的に行なうようになる。

定電圧電源回路５０の１２Ｖ電源部には、図２に示すように、冷却用ファン１１が接続されている。なお、冷却用ファン１１の駆動はマイコン２８の出力信号に基づいて行なわれる。この冷却用ファン１１は電動工具用バッテリ６０の冷却や充電器１０内の冷却に用いる。
定電圧電源回路５０のＶｃｃ電源部（ＤＣ５Ｖ）には、マイコン２８と、充電状態を表示する充電状態表示回路１３と、警報回路１４等の負荷、及びバッテリ温度検出回路１６（図１参照）が接続されている。さらに、Ｖｃｃ電源部（ＤＣ５Ｖ）には、図１に示すように、充電器１０に電動工具用バッテリ６０が接続された状態で、その電動工具用バッテリ６０のバッテリ制御回路６５が接続されるようになっている。
また、定電圧電源回路５０のＶｄｄ電源部（ＤＣ５Ｖ）には、図１に示すように、電源制御回路４０の電流フィードバック回路４１と電圧フィードバック回路４２、及び充電器温度検出回路４４が接続されている。

＜マイコン２８について＞
マイコン２８は、電動工具用バッテリ６０のバッテリ制御回路６５等からの信号に基づいて電源制御回路４０を動作させるとともに、定電圧電源回路５０の制御を行なえるように構成されている。また、マイコン２８は、充電状態の監視、警報等を行なうとともに、充電器１０と電動工具用バッテリ６０との接続、未接続を検出可能に構成されている。
即ち、充電器１０と電動工具用バッテリ６０とが接続されると、図１に示すように、定電圧電源回路５０のＶｃｃ電源部（ＤＣ５Ｖ）が電動工具用バッテリ６０のバッテリ制御回路６５に接続される。また、バッテリ温度検出回路１６がバッテリ制御回路６５に接続されて動作可能となり、そのバッテリ温度検出回路１６のバッテリ温度信号がマイコン２８の入力端子ＩＮ２に入力される。さらに、マイコン２８の入力端子ＩＮ３にバッテリ制御回路６５からディジタル端子２７を介してバッテリデータが入力される。マイコン２８は、バッテリ温度検出回路１６のバッテリ温度信号の入力等により、充電器１０と電動工具用バッテリ６０との接続を検出する。また、充電器１０と電動工具用バッテリ６０とが接続が解除されて、入力端子ＩＮ２に入力されるバッテリ温度信号が異常値になると、マイコン２８は充電器１０と電動工具用バッテリ６０との接続解除（未接続）を検出する。

マイコン２８の入力端子ＩＮ１には、図１に示すように、電源制御回路４０の充電器温度検出回路４４から充電器温度信号が入力される。また、マイコン２８は、出力端子ＯＵＴ１から電源制御回路４０のスイッチング制御回路４５（第１フォトカプラ４８）に対して充電許可信号を出力し、あるいは充電許可信号の出力を停止できるように構成されている。充電許可信号は、充電を許可する信号であり、バッテリ制御回路６５からのバッテリデータ、バッテリ温度検出回路１６のバッテリ温度信号が正常な場合で、かつ電動工具用バッテリ６０の充電が完了していない場合に出力される。
マイコン２８の入力端子ＩＮ４には、図２に示すように、定電圧電源回路５０の１２Ｖ電源部の電圧信号、Ｖｃｃ電源部の電圧信号、及びＶｄｄ電源部の電圧信号が入力されるようになっている。これにより、マイコン２８で定電圧電源回路５０の電圧監視を行えるようになる。
マイコン２８は、出力端子ＯＵＴ２から定電圧電源回路５０のスイッチ用ＦＥＴ５７に対してオンオフ信号を出力できるように構成されている。スイッチ用ＦＥＴ５７のオン信号は、マイコン２８が充電器１０と電動工具用バッテリ６０の接続を検出した状態で、かつ充電許可信号が出力されるときに出力される。即ち、定電圧電源回路５０のスイッチ用ＦＥＴ５７は、電動工具用バッテリ６０の充電が行われている間、オンするようになる。

マイコン２８は、出力端子ＯＵＴ３から定電圧電源回路５０のスイッチング制御回路５４（第２フォトカプラ５９）に対して間欠信号（間欠発振オン）、あるいは連続信号（間欠発振オフ）を出力できるように構成されている。ここで、連続信号は、前述のように、スイッチング制御回路５４に対して連続的にＰＷＭ制御を行なわせるための信号である。このため、スイッチング制御回路５４は連続信号が入力されると、トランス５２の二次側巻線５２ｎの電圧が１２Ｖになるように、一次側巻線５２ｍに供給される電力をＰＷＭ制御により連続的に調整する。間欠信号は、スイッチング制御回路５４に対して間欠的にＰＷＭ制御を行なわせるための信号であり、連続信号がオフしたときにオンするように構成されている。スイッチング制御回路５４は間欠信号が入力されるとＰＷＭ制御を間欠的に行なうため、一次側巻線５２ｍに供給される電力が間欠的に零になる。
マイコン２８は、原則として電動工具用バッテリ６０の充電時に連続信号を出力し、充電時以外は間欠信号を出力するように構成されている。しかし、マイコン２８は、充電時以外であっても１２Ｖ電源部、あるいはＶｃｃ電源部の電圧信号が閾値電圧（規定電圧）以下になったとき、あるいは冷却用ファン１１等が動作しているときには連続信号（間欠発振オフ）を出力できるように構成されている。
また、マイコン２８の出力端子ＯＵＴ４には警報回路１４等の負荷が接続されており、出力端子ＯＵＴ５には充電状態を表示する充電状態表示回路１３が接続されている。さらに、マイコン２８の出力端子ＯＵＴ６には前記冷却用ファン１１が接続されている。

＜充電器１０の動作について＞
次に、図３のフローチャート、及び図４のタイムチャートに基づいて前記充電器１０の動作を説明する。ここで、図３のフローチャートに示す処理は、マイコン２８のメモリに格納されているプログラムに基づいて実行される。
先ず、充電器１０と電動工具用バッテリ６０との接続が解除されて、スタンバイの状態、即ち、図４のタイムチャートおいてタイミングＴ１〜Ｔ２間の状態から説明を行なう。なお、スタンバイ状態では充電用電源回路３０のプラグ３１は、コンセントに接続されているものとする。
この状態では、図３のフローチャートにおいてステップＳ３０２のバッテリ有り？の判断がＮＯであり、ステップＳ３０３で冷却用ファン１１がオフされ、ステップＳ３０４において定電圧電源回路５０のスイッチ用ＦＥＴ５７がオフされる。これにより、定電圧電源回路５０のＶｃｃ電源部とＶｄｄ電源部との接続が解除されて、Ｖｄｄ電源部の電圧が零になる。この結果、電源制御回路４０の電流フィードバック回路４１と電圧フィードバック回路４２、及び充電器温度検出回路４４が停止する。
ここで、マイコン２８のＩＮ４への入力（１２Ｖ電源部、Ｖｃｃ電源部の監視電圧）が閾値電圧（閾値１）を超えており（ステップＳ３０５ＮＯ）、さらに閾値電圧（運転電圧（所定電圧））（閾値２）よりも高い場合（ステップＳ３１１ＹＥＳ）には、ステップＳ３０７で定電圧電源回路５０のスイッチング制御回路５４に対して間欠信号（間欠発振オン）が出力される。これにより、スイッチング制御回路５４は間欠的にＰＷＭ制御を行なうようになる。即ち、ステップＳ３０５、ステップＳ３１１で、１２Ｖ電源部とＶｃｃ電源部との電圧監視を行い、その監視電圧が運転電圧（閾値２）よりも高い場合（ステップＳ３１１ＹＥＳ）に、ＰＷＭ制御を停止させる。これにより、監視電圧が徐々に低下する（図４参照）。そして、監視電圧が規定電圧（閾値１）まで低下したときに（ステップＳ３０５ＹＥＳ）、連続信号（間欠発振オフ）が出力され（ステップＳ３０６）、ＰＷＭ制御が実施される。
また、前記タイミングＴ１〜Ｔ２間では、ステップＳ３０８の一定時間経過？の判断がＮＯであるため、ステップＳ３０９においてスタンバイを表示する充電状態表示回路１３のＬＥＤが点灯する。

そして、図４のタイムチャートに示すように、ＰＷＭ制御の実行により監視電圧が運転電圧（所定電圧１２Ｖ、５Ｖ（閾値２））まで上昇するとＰＷＭ制御を停止させる（図３ステップＳ３１１、Ｓ３０７）。
即ち、間欠信号が入力されると、スイッチング制御回路５４は監視電圧が運転（所定）電圧（閾値２）から規定電圧（閾値１）まで低下する間、ＰＷＭ制御を停止し、前記監視電圧が規定電圧（閾値１）から運転（所定）電圧（閾値２）まで上昇する間、ＰＷＭ制御を実行する。これを繰り返すことで、定電圧電源回路５０の電力消費を抑えることができる。
ここで、規定電圧（閾値１）は、マイコン２８の運転が可能な必要最小限の電圧に設定されている。

このようにして、スタンバイ状態のまま一定時間が経過すると（図４におけるタイミングＴ２）、図３のフローチャートにおいてステップＳ３０８の一定時間経過？の判断がＹＥＳとなり、ステップＳ３１０において充電状態表示回路１３のスタンバイ用のＬＥＤが消灯する（図４タイムチャート参照）。これにより、充電状態表示回路１３の消費電力が抑えられる。
次に、充電器１０に電動工具用バッテリ６０が接続されると（図４におけるタイミングＴ３）、図３のステップＳ３０２のバッテリ有り？の判断がＹＥＳとなり、ステップＳ３２０でバッテリ制御回路６５がマイコン２８に対して充電許可信号を出力しているか否かが判断される。そして、充電許可信号が出力されていない場合には（ステップＳ３２０ＮＯ）、連続信号が出力され（間欠発振オフ）（ステップＳ３２１）、冷却用ファン１１がオンして（ステップＳ３２２）、充電状態表示回路１３の充電待機用のＬＥＤが点灯する（ステップＳ３２３）。さらに、スイッチ用ＦＥＴ５７はオフ状態に保持される（図３ステップＳ３２４）。
ここで、ステップＳ３２１で間欠発振をオフするのは、定電圧電源回路５０の１２Ｖ電源部とＶｃｃ電源部との電圧を一定（１２Ｖ、５Ｖ）に制御して、冷却用ファン１１を作動させるための十分な電圧を確保するためである。

次に、マイコン２８に対してバッテリ制御回路６５が充電許可信号を出力すると（図４のタイミングＴ４）、図３のフローチャートにおいてステップＳ３２０のバッテリからの信号は充電許可？の判断がＹＥＳとなり、ステップＳ３３０で連続信号が出力される（間欠発振オフ）。そして、ステップＳ３３１で、定電圧電源回路５０のスイッチ用ＦＥＴ５７がオンされる。これにより、定電圧電源回路５０のＶｃｃ電源部とＶｄｄ電源部とが接続されて、Ｖｃｃ電源部からＶｄｄ電源部に電力が供給される。この結果、電源制御回路４０の電流フィードバック回路４１と電圧フィードバック回路４２、及び充電器温度検出回路４４が動作する（立ち上がる）。また、冷却用ファン１１がオンし（ステップＳ３３２）、ステップＳ３３３で充電状態表示回路１３のＬＥＤが点灯するようになる。さらに、電源制御回路４０のスイッチング制御回路４５に充電許可信号が入力されることでそのスイッチング制御回路４５が動作する。これにより、電動工具用バッテリ６０のセル６３に対する充電が行われる。

また、上記したように、ステップＳ３３０において、連続信号が出力される（間欠発振オフ）ことにより、スイッチング制御回路５４は、二次側巻線５２ｎの電圧が１２Ｖになるように、トランス５２の一次巻線５２ｍに供給される電力をＰＷＭ制御（パルス幅制御）により連続的に調整する。これにより、定電圧電源回路５０の１２Ｖ電源部、Ｖｃｃ電源部、及びＶｄｄ電源部の電圧が一定に保持される。
この結果、冷却用ファン１１や電源制御回路４０を安定して動作させられるようになる。

この後、充電が完了すると（図４のタイミングＴ５）、図３のフローチャートにおいてステップＳ３５０の充電完了？の判断がＹＥＳとなり、ステップＳ３５１で充電状態表示回路１３の充電完了のＬＥＤが点灯するようになる。また、電源制御回路４０のスイッチング制御回路４５に対する充電許可信号の出力がストップすることで、スイッチング制御回路４５が出力を停止する（ステップＳ３５１）。さらに、冷却用ファン１１がオフされる（ステップＳ３５２）。また、定電圧電源回路５０のスイッチ用ＦＥＴ５７がオフされることで（ステップＳ３５３）、Ｖｄｄ電源部の電圧が零になり、電源制御回路４０の電流フィードバック回路４１と電圧フィードバック回路４２、及び充電器温度検出回路４４が停止する。
また、上記したようにステップＳ３０５、Ｓ３０６、Ｓ３０７、Ｓ３１１に示す処理と同様に、定電圧電源回路５０のスイッチング制御回路５４に対して間欠信号（間欠発振オン）が出力される（ステップＳ３５４、Ｓ３５５、Ｓ３５６、Ｓ３５９）。

次に、充電器１０と電動工具用バッテリ６０との接続が解除されると（図４のタイミングＴ７）、図３のフローチャートにおいてステップＳ３５７のバッテリ有り？の判断がＮＯとなり、ステップＳ３５８で充電状態表示回路１３のスタンバイ用のＬＥＤが点灯するようになる。
ここで、仮に、充電の途中で充電器１０から電動工具用バッテリ６０が外されると、図３のフローチャートにおいてステップＳ３４０のバッテリ有り？の判断がＮＯとなり、ステップＳ３４１で充電状態表示回路１３のスタンバイ用のＬＥＤが点灯するとともに、マイコン２８により充電禁止信号が出力され（ステップＳ３４１）、定電圧電源回路５０のスイッチ用ＦＥＴ５７がオフされる（ステップＳ３４３）。これにより、電源制御回路４０の電流フィードバック回路４１と電圧フィードバック回路４２、及び充電器温度検出回路４４が停止する。

＜本実施形態に係る充電器１０の長所について＞
本実施形態に係る充電器１０によると、マイコン２８がスイッチ用ＦＥＴ５７（スイッチ）を動作させることで、定電圧電源回路５０から電源制御回路４０に対する電力の供給を許容し、あるいは禁止できるように構成されている。即ち、マイコン２８により電源制御回路４０の電源をオンオフできるように構成されている。このため、マイコン２８が電動工具用バッテリ６０の充電が行なわれていないときに電源制御回路４０の電源をオフすることで、例えば、充電完了後、充電器１０に電動工具用バッテリ６０が接続されている状態であっても、充電器１０の電力消費を抑えることができる。
さらに、マイコン２８は充電器１０の定電圧電源回路５０から電力が供給される構成のため、電動工具用バッテリ６０が長期間放置されてバッテリ電圧が零ボルトに近い場合でも、前記バッテリ電圧に係わりなくマイコン２８等が動作するようになる。これにより、充電器１０の動作性能の向上がなされる。

また、マイコン２８は、電動工具用バッテリ６０の未接続が検出された場合には、電源制御回路４０の電源をオフすることができる。このため、例えば、充電中であっても（充電許可信号が出力されていても）途中で電動工具用バッテリ６０が充電器１０から外された場合には電源制御回路４０の電源をオフすることができる。
また、マイコン２８は電動工具用バッテリ６０の充電が行なわれるときには、確実に電源制御回路４０の電源をオンできるようになる。
さらに、マイコン２８は、電動工具用バッテリ６０の未接続が検出されたときは、一定時間経過後に充電状態表示回路１３に対して表示を消すことができる。このため、充電状態表示回路１３の電力消費を抑えることができる。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、スイッチ用ＦＥＴ５７により定電圧電源回路５０のＶｃｃ電源部とＶｄｄ電源部とを接続し、あるいは接続解除する例を示した。しかし、スイッチ用ＦＥＴ５７の代わりにトランジスタ、あるいはそれ以外の半導体スイッチを使用することも可能である。また、機械的な接点等を使用することも可能である。
また、ニッケル水素バッテリ等の場合、自己放電分を補うためにトリクル充電を行うことが一般的である。この場合、充電完了後に、間欠発振オフ⇒ＦＥＴオン⇒必要量の充電⇒間欠発振オンの手続きを行うことで、トリクル充電を行いつつ、トリクル充電をしていないときの電力消費を抑えることが可能である。
さらに、電源制御回路４０が、電流フィードバック回路４１、電圧フィードバック回路４２、充電器温度検出回路４４からなる例を示した。しかし、複数の充電電流値をマイコン２８から電流フィードバック回路４１に指示する回路等、バッテリに充電電流を流すときにのみ作動させる充電用電源の機能として必要な回路であれば、上記した電源制御回路４０に含めることも可能である。

［実施形態２］
以下、図５に基づいて本発明の実施形態２に係る充電器について説明する。
本実施形態に係る充電器は、実施形態１に係る充電器１０の定電圧電源回路５０を並列二電源方式に変更してスイッチ用ＦＥＴ５７を省略したものであり、その他の構成は実施形態１の充電器１０と同様である。このため、実施形態１に係る充電器１０と同様な構成については、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る充電器の定電圧電源回路は、図５に示すように、並列に接続された第１定電圧電源回路５０と第２定電圧電源回路７０とから構成されている。第１定電圧電源回路５０は、実施形態１に係る定電圧電源回路５０と基本構成が同一であり、マイコン２８等に電力を供給するＶｃｃ電源部と、冷却用ファン１１に電力を供給する１２Ｖ電源部とを備えている。
第２定電圧電源回路７０は、前記第１定電圧電源回路５０と基本構成が同一であり、電源制御回路４０等に電力を供給するＶｄｄ電源部を備えている。

第１定電圧電源回路５０は充電用電源回路３０の整流器３２の二次側に接続されている。このため、第１定電圧電源回路５０には、充電用電源回路３０から常に電力が供給されている。
第２定電圧電源回路７０は、パワートランジスタ７７を介して充電用電源回路３０の整流器３２の二次側に接続されている。
パワートランジスタ７７は、第２定電圧電源回路７０に対する電力の供給を許容し、あるいは禁止するスイッチであり、実施形態１で使用されたスイッチ用ＦＥＴ５７と等しい動作をするように構成されている。即ち、パワートランジスタ７７の信号端子（ベース）は、信号用トランジスタ７９、第３フォトカプラ７８を介してマイコン２８の出力端子ＯＵＴ２に接続されている。このため、マイコン２８の出力端子ＯＵＴ２からオン信号が出力されると、第３フォトカプラ７８、信号用トランジスタ７９の動作により、パワートランジスタ７７がオンし、電用電源回路３０から第２定電圧電源回路７０に電力が供給される。また、マイコン２８の出力端子ＯＵＴ２からオフ信号が出力されると、第３フォトカプラ７８、信号用トランジスタ７９の動作によりパワートランジスタ７７がオフし、第２定電圧電源回路７０に対する電力の供給が禁止される。
マイコン２８の出力端子ＯＵＴ２は、前述のように、マイコン２８が充電器１０と電動工具用バッテリ６０の接続を検出し、かつ充電許可信号が出力されるときにオン信号を出力し、上記以外のタイミングでオフ信号を出力するように構成されている。

このため、充電器１０と電動工具用バッテリ６０とが接続されて充電が行われるときに、パワートランジスタ７７がオンして第２定電圧電源回路７０に電力が供給される。これにより、第２定電圧電源回路７０のＶｄｄ電源部から電源制御回路４０等に電力が供給されるようになる。また、充電が完了し、あるいは充電中であっても充電器１０と電動工具用バッテリ６０との接続が解除されると、パワートランジスタ７７がオフして第2定電圧電源回路７０に対する電力の供給が禁止される。これにより、第２定電圧電源回路７０のＶｄｄ電源部から電源制御回路４０等に対する電力の供給が止められる。この結果、充電終了後の充電器１０の電力消費が抑えられるようになる。
ここで、第１定電圧電源回路５０のＶｃｃ電源等は常にオン状態であるためマイコン２８には常に電力が供給されている。このため、電動工具用バッテリ６０のバッテリ電圧に係わりなくマイコン２８は常に動作するようになる。

１０・・・・充電器
１１・・・・冷却用ファン
１３・・・・充電状態表示回路
１４・・・・警報回路
１６・・・・バッテリ温度検出回路
２８・・・・マイコン
３０・・・・充電用電源回路
４０・・・・電源制御回路
４１・・・・電流フィードバック回路
４２・・・・電圧フィードバック回路
４４・・・・充電器温度検出回路
５０・・・・定電圧電源回路、第１定電圧電源回路
５７・・・・スイッチ用ＦＥＴ（スイッチ）
６０・・・・電動工具用バッテリ（バッテリ）
６５・・・・バッテリ制御回路
７０・・・・第２定電圧電源回路

Claims

電動工具に電力を供給するバッテリを充電するための充電用電源回路と、前記充電用電源回路を制御する電源制御回路と、前記電源制御回路を動作させるマイコンと、前記電源制御回路と前記マイコンとに電力を供給する定電圧電源回路とを備える充電器であって、
前記マイコンは、前記電源制御回路に対する前記定電圧電源回路からの電力の供給を許容し、あるいは前記電力の供給を禁止できるように構成されていることを特徴とする充電器。
請求項１に記載された充電器であって、
前記定電圧電源回路と前記電源制御回路との間には、前記定電圧電源回路から前記電源制御回路に対する電力の供給を許容し、あるいは前記電力の供給を禁止するスイッチが設けられており、
前記マイコンが前記スイッチを動作可能に構成されていることを特徴とする充電器。
請求項１に記載された充電器であって、
前記定電圧電源回路は、前記マイコンに電力を供給する第１定電圧電源回路と、前記電源制御回路に電力を供給する第２定電圧電源回路とから構成されており、
前記マイコンが前記第２定電圧電源回路を動作可能に構成されていることを特徴とする充電器。
請求項１から請求項３のいずれかに記載された充電器であって、
前記マイコンは、前記充電器に対する前記バッテリの接続、あるいは未接続を検出できるように構成されており、
前記マイコンは、少なくとも前記充電器に対する前記バッテリの未接続が検出された場合には、前記電源制御回路に対する電力の供給を禁止することを特徴とする充電器。
請求項１から請求項４のいずれかに記載された充電器であって、
前記電源制御回路は前記マイコンからの充電許可信号を受けて、充電の制御を行なうように構成されており、
前記マイコンは、前記電源制御回路に対して充電許可信号を出力するときは、その電源制御回路に対して電力の供給を許容し、前記電源制御回路に対する充電許可信号の出力を停止するときは、その電源制御回路に対する電力の供給を禁止することを特徴とする充電器。
請求項１から請求項５のいずれかに記載された充電器であって、
充電状態を表示する表示回路が設けられており、
前記マイコンは、前記バッテリの接続が検出されたときには、前記表示回路に対して充電状態を表示する信号を出力することを特徴とする充電器。
請求項６に記載された充電器であって、
前記マイコンは、前記バッテリの未接続が検出され、その状態が規定時間継続した後に前記表示回路に対して表示を消す信号を出力することを特徴とする充電器。
請求項１から請求項７のいずれかに記載された充電器であって、
前記電源制御回路は、充電電圧、及び／又は充電電流のフィードバック回路を備えていることを特徴とする充電器。
請求項１から請求項８のいずれかに記載された充電器であって、
前記電源制御回路は、充電器内の温度、あるいは充電器内の素子の温度を検出する回路を備えていることを特徴とする充電器。