JP5905579B2 - アキュムレータを有する小型電気器具の回路及び充電電流を測定する方法 - Google Patents

Description

本発明は、充電式電池の充電電流を測定する制御回路、及び、制御回路及び任意に他の負荷部に電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータを含む電池式の小型電気器具の回路に関する。本発明は更にアキュムレータの充電電流を測定する方法に関する。

アキュムレータは１つのセルしか有していないため、制御回路を有する電池式電気器具は、バッテリー電圧が、例えば、制御回路を供給するほど高くないときに、制御回路を供給するためにＤＣ−ＤＣコンバータを必要とするものである。制御回路がアキュムレータの充電電流を測定するのに使用される場合、充電電流の測定値は、ＤＣ−ＤＣコンバータ及び任意の他の負荷部の電力消費量により歪む。

本発明の目的は、充電電流を測定する方法、及び、アキュムレータの充電電流の十分に正確な測定を可能にする電池式小型電気器具の単純回路を提供することである。

この目的は、以下の特徴を有する回路により達成される。
−電池の充電電流を測定する制御回路は、電池からＤＣ−ＤＣコンバータにより電力を供給され、
−電流検出抵抗器は、一端が基準電位であり、他端で電池に接続され、
−制御回路は、基準電位である端子と、基準電位に関連する測定入力とを有する。

したがって、本回路において、ＤＣ−ＤＣコンバータは、基準電位ではない。

制御回路の測定入力は、低域通過フィルタを介して電流検出抵抗器の他端に接続されることが好ましい。

本回路は、アキュムレータが１つのセルのみを有し、したがって、電池電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータにより制御回路及び任意に他の負荷部に十分な電圧まで増大されなければならない、電動歯ブラシ又は電気かみそりなど、特に電池式の小型電気器具に適している。

好適な小型電気器具において、少なくとも１つの更なる負荷部、例えば、基準電位にあり、制御回路により制御可能であり、かつ、ＤＣ−ＤＣコンバータから電源が供給される表示装置が存在する。この場合、制御回路は、少なくとも１つの更なる負荷部をオフにしたときに限り充電電流を測定するか、又は、制御回路は、少なくとも１つの更なる負荷部が使用不能となっていないときに充電電流の測定値に少なくとも１つの補正値を加える。更なる負荷部の電力消費量はわかっており、対応する補正値は制御回路内に記憶されていると仮定されている。

小型電気器具は、制御回路により制御された制御可能なスイッチを介して電池に接続される電動モータを更に含むことができる。モータ電流は電流検出抵抗器を通って流れないので、充電電流の測定結果を歪ませない。

電池電圧が充電電流を測定する制御回路及び任意に他の負荷部に十分な電圧までＤＣ−ＤＣコンバータにより増大する回路を有するアキュムレータの充電電流を測定する方法は、前記制御回路が、少なくとも１つの更なる負荷部がオフにされたときに限り充電電流を測定するか、又は、制御回路が、少なくとも１つの更なる負荷部が電流測定中にオフにされないときに充電電流の測定値に少なくとも１つの補正値を加えることを特徴とする。本方法は、先述した回路を含む小型電気器具と共に使用されることが好ましい。

図に示す例示的な実施形態を使用して以下で本発明を説明する。

図に示す回路は、ダイオードＤ１を介して電池Ｂに接続されている充電コイルＬ１と、第１の制御可能なスイッチＳ１と、電流検出抵抗器Ｒ１とを有する。充電コイルＬ１の一端は、ダイオードＤ１の陽極に接続されている。充電コイルＬ１の他端は、基準電位の役目をし、かつ、電流検出抵抗器Ｒ１を介して電池Ｂの陰極に接続されている。ダイオードＤ１の陰極は、第１の制御可能なスイッチＳ１に接続されている。電池Ｂに並行に、コンデンサＣ１、及び、電動モータＭ及び第２の制御可能なスイッチＳ２の直列回路が接続されている。更に、ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣ／ＤＣは、電池Ｂに接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣ／ＤＣは、第３のコンデンサＣ３の一端が接続される出力端子を有する。第３のコンデンサＣ３の他端は、電池Ｂの負端子に接続されている。制御回路ｕＣは、一方がＤＣ−ＤＣコンバータＤＣ／ＤＣの出力部に接続され、他方が基準電位に接続されている電源の２つの端子を有する。制御回路ｕＣは、更に、第２のコンデンサＣ２を介して基準電位に接続され、第２の抵抗器Ｒ２を介して電池Ｂの負端子に接続されている入力と、一方が第１の制御可能なスイッチＳ１に接続され、他方が第２の制御可能なスイッチＳ２に接続されている２つの出力部とを有する。

本回路の動作について以下で説明する。電池Ｂを充電している間、制御回路ｕＣは、充電電流を、即ち、低減通過フィルタを介して電流検出抵抗器Ｒ１での電圧（第２のコンデンサＣ２、第２の抵抗器Ｒ２）を測定する。制御回路は、充電電流測定値を、例えばカウンタにより経時的に従来の方式で積分し、電池が完全に充電されたときに第１の制御可能なスイッチＳ１の対応する起動により充電を終了させる。充電電流の測定結果は制御回路の電力消費量により改ざんされることを考慮に入れることができる。更なる負荷部が制御回路に接続されているとき、又は、制御回路により制御された更なる負荷部、例えば、図示していない表示装置がＤＣ−ＤＣコンバータに接続されているとき、これらの更なる負荷部により消費される電流は、充電電流の測定中にも考慮されるか、又は、充電電流の測定は、ときどき行われるだけであり、更なる負荷部は、測定が行われない場合に限りオンにされる。モータ電流もＤＣ−ＤＣコンバータの電流も電流検出抵抗器Ｒ１を通って流れないことからこれらの電流は測定を歪ませない。

本回路は、電流検出抵抗器Ｒ１及び制御回路ｕＣが基準電位にてある（差異測定が不要）ため、電流検出抵抗器Ｒ１の抵抗が非常に小さくすることができ、したがって、制御回路ｕＣは入力にて対応して小さい基準電圧で操作することができるＡ／Ｄ変換器を含むことができ、そのため、高い測定精度が得られるという利点を有する。

制御回路ｕＣは、マイクロコントローラ内で実行されることが好ましい。

本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に断らないかぎり、そのような寸法のそれぞれは、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ミリメートル」として開示される寸法は、「約４０ミリメートル」を意味するものである。

Claims (6)

1. 電池（Ｂ）と、前記電池（Ｂ）の充電電流を測定する制御回路（ｕＣ）と、前記電池から前記制御回路（ｕＣ）に電源を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ）とを備え、
   一端が基準電位であり、他端が前記電池（Ｂ）に接続される電流検出抵抗器（Ｒ１）を更に備え、
   前記制御回路（ｕＣ）が、基準電位である端子と、前記基準電位に関連する測定入力と、を有し、
   基準電位に接続される少なくとも１つの更なる負荷部が設置され、前記負荷部は前記制御回路（ｕＣ）により制御可能であり、かつ、前記負荷部は前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ）により電力が供給され、
   前記制御回路（ｕＣ）が、前記少なくとも１つの更なる負荷部がオフにされないときに前記充電電流測定値に少なくとも１つの補正値を加える、小型電気器具用回路。
2. 前記制御回路（ｕＣ）の前記測定入力が、低域通過フィルタ（Ｒ２、Ｃ２）を介して前記電流検出抵抗器（Ｒ１）の前記他端に接続される、請求項１に記載の回路。
3. 前記制御回路（ｕＣ）が、前記少なくとも１つの更なる負荷部がオフにされたときに限り前記充電電流を測定する、請求項１に記載の回路。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の回路を含む、小型電気器具。
5. 前記制御回路（ｕＣ）により制御された制御可能なスイッチ（Ｓ２）を介して前記電池（Ｂ）に接続される電動モータ（Ｍ）を更に備える、請求項４に記載の小型電気器具。
6. 電流検出抵抗器（Ｒ１）及び電池（Ｂ）の充電電流を測定する制御回路（ｕＣ）によって前記電池（Ｂ）の充電電流を測定する方法であって、ＤＣ−ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ）が、前記電池（Ｂ）から前記制御回路（ｕＣ）及び少なくとも１つの更なる負荷部に電源を供給し、
   前記制御回路（ｕＣ）が、前記少なくとも１つの更なる負荷部がオフにされないときに前記充電電流測定値に少なくとも１つの補正値を加える、方法。

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