供電設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]馬達(dá)驅(qū)動的電動工具和類似的設(shè)備通常連接到商用AC電源、和DC恒壓電源等，但越來越多的電動工具現(xiàn)在配備有二次電池。使用二次電池的電動工具也被稱為無繩電動工具。隨著這些電動工具在類型和應(yīng)用上持續(xù)擴(kuò)展，更大的電池容量的需求在增大。盡管用于給這些電動工具供電的電池包傳統(tǒng)上被直接安裝在工具本體上，然而在下面列出的專利文獻(xiàn)中也已經(jīng)提出腰帶式電源。該電源將可充電電池容納在可以被穿戴在用戶的腰部的腰帶上。
[0003]引文列表
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]日本實(shí)用新型申請公開H7-3983

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]問題的解決方案
[0007]然而，腰帶式電源在其能夠容納的可充電電池?cái)?shù)目上存在限制。需要用于電動工具等的便攜式電源，該電源比腰帶式電源的容量更大并且商業(yè)上可行。如此大容量的便攜式電源必須能夠在箱子中容納例如鋰離子二次電池之類的二次電池的大陣列。這種布置將增加便攜式電源能夠輸出的能量(輸出電流)的量。
[0008]因此，例如，如果電動工具和電源的內(nèi)阻低或者如果電源的輸出端短路的話，這種電源可以輸出比常規(guī)設(shè)備更大的電流。傳統(tǒng)上，已經(jīng)設(shè)置有熔斷器或其他不可逆的電流中斷元件以防止短路期間來自電源的輸出。然而，在常規(guī)的中斷電路已經(jīng)中斷了電力后恢復(fù)輸出可能會很麻煩。此外，當(dāng)在高容量便攜式電源中使用熔斷器時，如上所述，在熔斷器等熔斷之前輸出電流趨于增加。由于這些原因，有必要想出新的解決方案。
[0009]將這樣高容量電源連接到具有相對高容量電容器的電動工具上正變得更加普遍。因此，當(dāng)電動工具被初始地連接到電源時或者電動工具被初始地驅(qū)動的瞬間，取決于電容器大小的浪涌電流可能從電源流到電動工具。取決于其大小，此浪涌電流能夠觸發(fā)過放電保護(hù)電路，該電路被設(shè)計(jì)為限制電源的輸出以防止電動工具遭受過放電。因此，在某些情況下電動工具可能變得暫時不可操作，即使電源仍有足夠的電池電力剩余也是如此。雖然，浪涌電流對于傳統(tǒng)的小容量電源來說可能并沒有呈現(xiàn)出大的問題，然而對于能夠供應(yīng)更多電力的大容量電源來說特別有必要來解決這一問題。
[0010]鑒于上述情況，本發(fā)明的一個目的是提供一種供電設(shè)備，該供電設(shè)備能夠在產(chǎn)生大電流時快速但可逆地關(guān)斷電路，以便抑制初始操作被供電的設(shè)備時可能發(fā)生的浪涌電流。
[0011]此外，上述高容量電源能夠產(chǎn)生大的輸出。因此，必須設(shè)置監(jiān)測二次電池的狀態(tài)的電池保護(hù)電路并且提供具體的措施，例如用于在電池發(fā)生異常前中斷輸出的手段。在使用鋰離子電池作為二次電池時，對于電池保護(hù)電路的需求也更大，原因是必須防止二次電池的過放電和過充電。
[0012]然而，由于電池保護(hù)電路是由電源的二次電池驅(qū)動的，因此即使當(dāng)電池電源未對電動工具供電時，保護(hù)電路也在消耗電力。因此，并未有效地使用電源的電力。
[0013]此外，如果電源被配置為當(dāng)未對電動工具供電時簡單地關(guān)斷電池保護(hù)電路，那么電源可能不能夠充分地處理在此狀態(tài)期間可能發(fā)生的任何類型的異常。
[0014]鑒于上述情況，本發(fā)明的另一個目的是提供高效地操作用于監(jiān)測二次電池電壓以降低功耗的監(jiān)測設(shè)備的供電設(shè)備。
[0015]為了達(dá)到上述和其它目的，本發(fā)明的一個目的提供一種供電設(shè)備。供電設(shè)備包括:終端、可充電電池、第一關(guān)斷電路和第二關(guān)斷電路。終端被配置為連接到電動工具?？沙潆婋姵乇慌渲贸山?jīng)由終端向電動工具輸出電力。第一關(guān)斷電路位于可充電電池的正極側(cè)，第一關(guān)斷電路被配置為關(guān)斷可充電電池的輸出。第二關(guān)斷電路位于可充電電池的負(fù)極側(cè)。第二關(guān)斷電路被配置為關(guān)斷可充電電池的輸出。
[0016]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種供電設(shè)備。供電設(shè)備包括:終端、可充電電池、監(jiān)測單元和關(guān)斷電路。終端被配置成連接到電動工具和充電設(shè)備的其中之一。可充電電池包括多個電池芯?？沙潆婋姵乇慌渲贸上蜻B接到終端的電動工具輸出電力以及被配置為由連接到終端的充電設(shè)備進(jìn)行充電。監(jiān)測單元具有輸出端口，并且被配置為在監(jiān)測模式和待機(jī)模式之間進(jìn)行切換。在監(jiān)測模式中，監(jiān)測單元監(jiān)測多個電池芯中的至少一個的電壓，并且當(dāng)多個電池芯中的一個的電壓是在規(guī)定的第一范圍內(nèi)時經(jīng)由輸出端口輸出信號。關(guān)斷電路被配置為當(dāng)監(jiān)測單元處于待機(jī)模式時經(jīng)由輸出端口中斷信號。
[0017]本發(fā)明的有益效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，供電設(shè)備包括位于可充電電池正極側(cè)的第一關(guān)斷電路和位于可充電電池負(fù)極側(cè)的第二關(guān)斷電路。因此，當(dāng)供電設(shè)備中發(fā)生錯誤時，供電設(shè)備可以通過第一關(guān)斷電路和第二關(guān)斷電路可靠地關(guān)斷可充電電池的輸出。
[0019]此外，根據(jù)發(fā)明，在監(jiān)測模式下，監(jiān)測單元監(jiān)測多個電池芯中的至少一個的電壓，并且當(dāng)多個電池芯中的一個的電壓是在規(guī)定的第一范圍內(nèi)時經(jīng)由輸出端口輸出信號，以及關(guān)斷電路被配置為當(dāng)監(jiān)測單元處于待機(jī)模式時經(jīng)由輸出端口來中斷信號。因此，能夠降低監(jiān)測單元的功耗。
【附圖說明】
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組的電路圖。
[0021]圖2是示出了根據(jù)實(shí)施例的電池組的放電操作的流程圖。
[0022]圖3是示出了根據(jù)實(shí)施例的電池組的充電控制處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1顯示了根據(jù)實(shí)施例的電池包100。電池包100能夠連接到無繩電動工具200或充電設(shè)備300。如圖1所示，電池包100包括微型計(jì)算機(jī)103、電池保護(hù)IC 104、電池組102、正極輸出端120和負(fù)極輸出端121。當(dāng)將電池包100連接到無繩電動工具200時，從電池組102輸出的電力經(jīng)由端子120和121輸入到無繩電動工具200。當(dāng)將充電設(shè)備300連接到電池包100時，對電池組102充電。
[0024]電池組102包括串聯(lián)連接的多個二次電池芯102B以產(chǎn)生高的輸出，通過并聯(lián)連接多個這種串聯(lián)的電池芯單元。在實(shí)施例中，電池芯102B是鋰離子電池。電池包100是例如能夠被穿戴在使用者的背部的背包式供電設(shè)備。然而，根據(jù)發(fā)明的電池包100不限于作為大容量電源的示例的背包式供電設(shè)備，只要電池包100被配置成二次電池即可。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于能夠解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問題的任何結(jié)構(gòu)中，除了背包式電源外，還包括一體地安裝在電動工具200上的小電池包、可以被穿戴在使用者的腰部的腰帶電池供應(yīng)。
[0025]微型計(jì)算機(jī)103具有各種端口 P1-P8、P9A、P9B和P10，和接地電位Gl。
[0026]電池組102的高側(cè)(正極輸出側(cè))上的輸出路徑分支為用作主輸出線路的第一路徑131和用作旁通線路的第二路徑132。第一和第二路徑131和132在連接點(diǎn)134連接到共同的第三路徑133。第三路徑133連接到正極輸出端子120。
[0027]電池包100中的上述路徑中的每一路徑都設(shè)置有關(guān)斷電路。具體而言，在第一路徑131上設(shè)置關(guān)斷電路105，在第二路徑132上設(shè)置關(guān)斷電路106，以及在第三路徑133上設(shè)置關(guān)斷電路107。
[0028]例如，在關(guān)斷電路105上設(shè)置有P-溝道FET I和n_溝道FET 3。FET 3的漏極通過電阻器連接到FET I的柵極，并且FET 3的柵極通過另一電阻器連接到微型計(jì)算機(jī)103的端口 P2。通過在高和低之間切換來自端口 P2的信號來導(dǎo)通和關(guān)斷FET 3和FET I。當(dāng)FET 3和FET I導(dǎo)通時關(guān)斷電路105經(jīng)過第一路徑131來導(dǎo)電，并且當(dāng)FET 3和FET I關(guān)斷時中斷該電力。
[0029]關(guān)斷電路106包括P-溝道FET 5、η-溝道FET 6和電阻器115。在第二路徑132上設(shè)置FET 5和電阻器115。FET 6的漏極通過電阻器連接到FET 5的柵極，并且FET 6的柵極通過另一電阻器連接到微型計(jì)算機(jī)103的端口 Ρ4。通過高和低之間切換來自端口 Ρ4的信號來導(dǎo)通和關(guān)斷FET 6和FET 5。當(dāng)FET6和FET5導(dǎo)通時關(guān)斷電路106通過第二路徑132導(dǎo)電，并且當(dāng)FET 6和FET5關(guān)斷時中斷電力。電阻器115用于當(dāng)電流流經(jīng)關(guān)斷電路106時限制電池組102的輸出電流，從而調(diào)節(jié)到第三路徑133的輸出。
[0030]關(guān)斷電路107包括P-溝道FET 2和η_溝道FET 4。FET 2被設(shè)置在第三路徑133上。FET 4的漏極通過電阻器連接到FET 2的柵極，而FET 4的柵極通過另一電阻器連接到微型計(jì)算機(jī)103的端口 Ρ1。通過在高和低之間切換來自端口 Pl的信號來導(dǎo)通和關(guān)斷FET4和FET 2，從而導(dǎo)通或中斷在第三路徑133上流動的電流。
[0031]設(shè)置在輸出路徑131、132和133上的FET I和FET 2被配置為在預(yù)期到大的峰值電流(瞬時電流)時處理大的允許峰值電流。在實(shí)施例中，F(xiàn)ET I和FET 2的允許峰值電流是大約為400安培(A)持續(xù)時間10毫秒。另一方面，由于FET 3,FET 4和FET 6構(gòu)成用于分別驅(qū)動FET 1、FET 2和FET 5的驅(qū)動單元，因此這些FET采用了比FET 1、FET 2和FET5更快的元件以支持導(dǎo)通/關(guān)斷的切換操作。也就是說，F(xiàn)ET 3、4和6的導(dǎo)通和關(guān)斷比相應(yīng)的FET1、2和5更快。
[0032]當(dāng)