Система мониторинга электрического приводного инструмента, аккумуляторный источник питания электрического приводного инструмента и зарядное устройство для аккумуляторов электрического приводного инструмента



Система мониторинга электрического приводного инструмента, аккумуляторный источник питания электрического приводного инструмента и зарядное устройство для аккумуляторов электрического приводного инструмента
Система мониторинга электрического приводного инструмента, аккумуляторный источник питания электрического приводного инструмента и зарядное устройство для аккумуляторов электрического приводного инструмента
Система мониторинга электрического приводного инструмента, аккумуляторный источник питания электрического приводного инструмента и зарядное устройство для аккумуляторов электрического приводного инструмента
Система мониторинга электрического приводного инструмента, аккумуляторный источник питания электрического приводного инструмента и зарядное устройство для аккумуляторов электрического приводного инструмента
Система мониторинга электрического приводного инструмента, аккумуляторный источник питания электрического приводного инструмента и зарядное устройство для аккумуляторов электрического приводного инструмента

 


Владельцы патента RU 2518520:

МАКИТА КОРПОРЕЙШН (JP)

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Система включает в себя аккумуляторный источник питания для электрического приводного инструмента и вспомогательный источник питания. Аккумуляторный источник питания имеет аккумулятор и схему мониторинга. Аккумулятор оснащается, по меньшей мере, одним элементом аккумулятора. Схема мониторинга приводится в действие посредством электроэнергии, подаваемой от аккумулятора, и отслеживает состояние аккумулятора. Вспомогательный источник питания выводит электроэнергию, позволяющую схеме мониторинга работать. Схема мониторинга выполнена так, что когда схема мониторинга является неработоспособной при электроэнергии аккумулятора вследствие снижения напряжения аккумулятора, схема мониторинга становится работоспособной от электроэнергии, подаваемой от вспомогательного источника питания. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к системе мониторинга состояния аккумуляторов электрического приводного инструмента, которая отслеживает состояние аккумулятора в аккумуляторном источнике питания. Аккумулятор используется в качестве источника мощности возбуждения для электрического приводного инструмента. Это изобретение также относится к аккумуляторному источнику питания электрического приводного инструмента и к зарядному устройству для аккумуляторов электрического приводного инструмента, оба из которых составляют вышеозначенную систему.

В аккумуляторный источник питания для электрического приводного инструмента, использующий аккумулятор, который включает в себя ионно-литиевый перезаряжаемый аккумулятор (в дальнейшем также называемый "аккумуляторный источник питания"), в общем, включена схема мониторинга. Схема мониторинга должна всегда отслеживать состояние аккумулятора. Параметры, которые должны отслеживаться посредством схемы мониторинга, включают в себя, например, напряжение каждого элемента аккумулятора, составляющего аккумулятор, степень понижения напряжения аккумулятора, температуру каждого элемента аккумулятора (или температуру всего аккумулятора), ток зарядки/разрядки в/из аккумулятора и т.п.

В общем, предусмотрена такая конфигурация, что схема мониторинга отслеживает аккумулятор в то время, когда аккумулятор заряжается, и в то время, когда аккумулятор разряжается в электрический приводной инструмент, который является объектом, который должен снабжаться электроэнергией от аккумулятора. Ввиду вышеизложенного аккумулятор используется в качестве источника питания схемы мониторинга.

В аккумуляторном источнике питания, включающем в себя схему мониторинга, которая управляется посредством использования аккумулятора в качестве источника питания, как описано выше, неизбежно, что электроэнергия аккумулятора всегда потребляется посредством схемы мониторинга, хотя и в небольшой величине. Следовательно, даже если аккумулятор не подает электроэнергию в приводной инструмент и просто оставляется неиспользованным, разрядка аккумулятора продолжается. Как результат, оставшаяся емкость аккумулятора постепенно понижается и, в конечном счете, опустошается. Когда емкость аккумулятора понижается, напряжение аккумулятора также понижается. Кроме того, схема мониторинга может становиться неработоспособной.

Способ предотвращения понижения емкости аккумулятора, например, состоит в следующем. Один способ состоит в том, что когда аккумуляторный источник питания не используется, например, когда аккумуляторный источник питания просто оставляется неиспользованным, схема мониторинга переключается на экономичный режим, чтобы прекращать часть или все операции схемы мониторинга. Другой способ состоит в том, что когда напряжение аккумулятора падает ниже определенного уровня, подача электроэнергии в каждую схему аккумуляторного источника питания от аккумулятора полностью прекращается. Независимо от того, какой способ фактически используется, тем не менее, вследствие естественной разрядки (саморазрядки) аккумулятора, даже в случае, если аккумулятор просто оставляется неиспользованным, напряжение аккумулятора должно постепенно понижаться в долгосрочной перспективе. Из-за этого аккумулятор переходит в состояние избыточной разрядки. Как результат, схема мониторинга становится неработоспособной вследствие недостаточного напряжения источника питания.

Зарядное устройство для аккумуляторов, которое заряжает аккумуляторный источник питания, включающий в себя схему мониторинга, в общем, выполнено с возможностью управлять зарядкой на основе результата мониторинга (т.е. состояния аккумулятора) схемы мониторинга. Тем не менее, в зарядном устройстве для аккумуляторов, сконфигурированном так, как описано выше, если зарядка выполняется для аккумуляторного источника питания, схема мониторинга которого неработоспособна вследствие снижения напряжения аккумулятора, следующая проблема может возникать. Более конкретно, поскольку невозможно получать результат мониторинга из аккумуляторного источника питания, зарядка может не выполняться без нарушений в работе или вообще не выполняться.

В этом отношении в качестве способа для зарядки аккумуляторного источника питания, в котором напряжение аккумулятора понижается таким образом, что схема мониторинга становится неработоспособной, не прошедшая экспертизу патентная публикация (Япония), номер 2007-82379 раскрывает следующий способ: если напряжение аккумулятора равно или меньше предварительно определенного значения, зарядка начинается независимо от результата мониторинга посредством схемы мониторинга, условия достижения результата мониторинга и т.д. В этом способе, после того как напряжение аккумулятора восстановлено, операция мониторинга начинается.

Тем не менее, когда зарядка выполняется для аккумуляторного источника питания, который разряжен таким образом, что схема мониторинга становится неработоспособной, например, вследствие неиспользования аккумуляторного источника питания в течение длительного периода времени, если зарядка выполняется независимо от операций схемы мониторинга таким же образом, как в способе, описанном в публикации патента, следующая проблема может возникать. Другими словами, когда определенное нарушение в работе аккумулятора возникает или даже когда определенное нарушение в работе аккумулятора уже возникло до начала зарядки, зарядка может быть продолжена без обнаружения нарушения в работе.

Имеются различные нарушения в работе, которые могут возникать в аккумуляторе в состоянии избыточной разрядки. Одним примером нарушений в работе является внутреннее короткое замыкание, создаваемое в элементе аккумулятора, который составляет аккумулятор. Когда зарядка выполняется для аккумулятора, имеющего элемент аккумулятора, который создал внутреннее короткое замыкание, как описано выше, напряжение аккумулятора в целом не может быть восстановлено к обычному значению. Кроме того, поскольку зарядка продолжается, определенные элементы аккумулятора без нарушений в работе могут дополнительно продолжать заряжаться и переходить в состояние избыточной зарядки.

Таким образом, нежелательно продолжать зарядку независимо от работы схемы мониторинга. Другими словами, нежелательно продолжать зарядку несмотря на вероятность того, что нарушение в работе, возможно, возникло в элементе аккумулятора, составляющем аккумулятор.

Вышеуказанная проблема может возникать не только в аккумуляторном источнике питания, имеющем элемент аккумулятора, который состоит из ионно-литиевого перезаряжаемого аккумулятора, но также и в других аккумуляторных источниках питания, имеющих схему мониторинга, которая отслеживает состояние аккумулятора.

В одном аспекте настоящего изобретения предпочтительно, чтобы в аккумуляторном источнике питания, включающем в себя схему мониторинга, управляемом посредством аккумулятора в качестве источника питания, если напряжение аккумулятора понижается таким образом, что схема мониторинга становится неработоспособной, схема мониторинга становилась работоспособной, по меньшей мере, когда аккумулятор заряжается.

Сущность изобретения

Система мониторинга состояния аккумуляторов для электрического приводного инструмента в первом аспекте настоящего изобретения включает в себя аккумуляторный источник питания для электрического приводного инструмента и вспомогательный источник питания.

Аккумуляторный источник питания имеет аккумулятор и схему мониторинга. Аккумулятор используется в качестве источника мощности возбуждения для электрического приводного инструмента и имеет, по меньшей мере, один элемент аккумулятора. Схема мониторинга управляется посредством электроэнергии, подаваемой от аккумулятора, и отслеживает состояние аккумулятора.

Вспомогательный источник питания предусмотрен внутри или отдельно от аккумуляторного источника питания и выводит электроэнергию, позволяющую схеме мониторинга работать. Схема мониторинга выполнена таким образом, что схема мониторинга работает от электроэнергии, подаваемой от вспомогательного источника питания, когда схема мониторинга становится неработоспособной при электроэнергии от аккумулятора вследствие снижения напряжения аккумулятора.

Согласно системе мониторинга состояния аккумуляторов настоящего изобретения, сконфигурированной так, как описано выше, даже если напряжение аккумулятора понижается таким образом, что схема мониторинга становится неработоспособной, например, вследствие неиспользования аккумуляторного источника питания в течение длительного периода времени, схема мониторинга работает от вспомогательного источника питания вместо вышеупомянутого аккумулятора. Следовательно, когда зарядка выполняется для аккумулятора, в котором напряжение аккумулятора понижается, как описано выше, можно управлять схемой мониторинга посредством вспомогательного источника питания в ходе зарядки аккумулятора.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов настоящего изобретения вспомогательный источник питания может быть предоставлен по-разному. Например, в случае, если, по меньшей мере, один элемент аккумулятора, включенный в аккумулятор, является перезаряжаемым элементом аккумулятора, вспомогательный источник питания может быть предоставлен в зарядном устройстве для аккумуляторов для зарядки аккумулятора.

Другими словами, система мониторинга состояния аккумуляторов предпочтительно включает в себя зарядное устройство для аккумуляторов для электрического приводного инструмента, которое выполнено таким образом, что аккумуляторный источник питания съемно присоединяется к зарядному устройству для аккумуляторов. Зарядное устройство для аккумуляторов формирует и выводит мощность для зарядки для зарядки аккумулятора. Вспомогательный источник питания может быть предоставлен в зарядном устройстве для аккумуляторов. Кроме того, он может быть выполнен так, что электроэнергия вспомогательного источника питания может подаваться в аккумуляторный источник питания, когда аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов.

Согласно системе мониторинга состояния аккумуляторов, сконфигурированной так, как описано выше, даже если напряжение аккумулятора понижается таким образом, что схема мониторинга становится неработоспособной, когда зарядное устройство для аккумуляторов подключается, чтобы заряжать вышеупомянутый аккумулятор, не только электроэнергия для зарядки аккумулятора, но также и электроэнергия вспомогательного источника питания подается из зарядного устройства для аккумуляторов. Следовательно, даже если напряжение аккумулятора понижается, можно управлять схемой мониторинга, по меньшей мере, когда аккумулятор заряжается.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов, в которой вспомогательный источник питания предусмотрен в зарядном устройстве для аккумуляторов, следующая конфигурация может быть возможной. Таким образом, зарядное устройство для аккумуляторов может включать в себя контактный зажим на стороне зарядного устройства, который выводит электроэнергию вспомогательного источника питания в аккумуляторный источник питания. Кроме того, аккумуляторный источник питания может включать в себя контактный зажим на стороне аккумуляторного источника питания. Когда аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов, контактный зажим на стороне аккумуляторного источника питания подключается к контактному зажиму на стороне зарядного устройства. Затем электроэнергия вспомогательного источника питания, выводимая из контактного зажима на стороне зарядного устройства, вводится в аккумуляторный источник питания через контактный зажим на стороне аккумуляторного источника питания.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов, сконфигурированной так, как описано выше, когда аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов, контактный зажим на стороне аккумуляторного источника питания и контактный зажим на стороне зарядного устройства подключаются друг к другу. Таким образом, электроэнергия вспомогательного источника питания может надежно подаваться в аккумуляторный источник питания через контактные зажимы. Соответственно, схема мониторинга можно надежно управляться, когда зарядка выполняется.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов, в которой вспомогательный источник питания предусмотрен в зарядном устройстве для аккумуляторов, может быть такая конфигурация, что отслеживаемые параметры (т.е. состояние аккумулятора) посредством схемы мониторинга могут быть переданы в зарядное устройство для аккумуляторов. Другими словами, аккумуляторный источник питания может включать в себя выходной контактный зажим, который выводит отслеживаемые параметры посредством схемы мониторинга в зарядное устройство для аккумуляторов. Кроме того, зарядное устройство для аккумуляторов может включать в себя входной контактный зажим. Когда аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов, входной контактный зажим подключается к выходному контактному зажиму. Затем отслеживаемые параметры, выводимые из выходного контактного зажима, вводятся в зарядное устройство для аккумуляторов через входной контактный зажим.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов, сконфигурированной так, как описано выше, отслеживаемые параметры посредством схемы мониторинга вводятся (передаются) из аккумуляторного источника питания в зарядное устройство для аккумуляторов через выходной контактный зажим и входной контактный зажим. Следовательно, зарядное устройство для аккумуляторов позволяет управлять операцией зарядки на основе вводимых отслеживаемых параметров, когда аккумулятор заряжается.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов, в которой отслеживаемые параметры посредством схемы мониторинга могут выводиться в зарядное устройство для аккумуляторов так, как описано выше, она также может быть выполнена следующим образом: когда схема мониторинга определяет, что аккумулятор находится в заряжаемом состоянии, зарядное устройство для аккумуляторов может выполнять зарядку аккумулятора.

Схема мониторинга может включать в себя модуль определения возможности зарядки и модуль вывода сигналов. Модуль определения возможности зарядки определяет то, находится или нет аккумулятор в заряжаемом состоянии, посредством отслеживания аккумулятора. Когда модуль определения возможности зарядки определяет, что аккумулятор находится в заряжаемом состоянии, модуль вывода сигналов выводит, в качестве одного из отслеживаемых параметров, сигнал разрешения зарядки на выходной контактный зажим. Сигнал разрешения зарядки указывает, что аккумулятор находится в заряжаемом состоянии.

Затем, когда сигнал разрешения зарядки вводится в зарядное устройство для аккумуляторов от аккумуляторного источника питания через входной контактный зажим, зарядное устройство для аккумуляторов выводит мощность для зарядки в аккумуляторный источник питания.

Согласно системе мониторинга состояния аккумуляторов, сконфигурированной так, как описано выше, то, когда схема мониторинга определяет, что аккумулятор находится в заряжаемом состоянии, зарядка аккумулятора выполняется. Следовательно, может предотвращаться то, что даже если нарушение в работе возникло в аккумуляторе, зарядка выполняется для этого аккумулятора.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов, в которой предусмотрен вспомогательный источник питания в зарядном устройстве для аккумуляторов, следующая конфигурация может быть возможной. Более конкретно, аккумуляторный источник питания определяет то, является или нет зарядное устройство для аккумуляторов присоединенным, на основе того, применена или нет электроэнергия вспомогательного источника питания. В частности, аккумуляторный источник питания может включать в себя модуль обнаружения подключения. Когда электроэнергия вспомогательного источника питания вводится в аккумуляторный источник питания в результате присоединения аккумуляторного источника питания к зарядному устройству для аккумуляторов, модуль обнаружения подключения обнаруживает, что аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов, на основе ввода электроэнергии вспомогательного источника питания.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов, сконфигурированной так, как описано выше, электроэнергия вспомогательного источника питания используется не только для управления схемой мониторинга, когда напряжение аккумулятора понижается, но также для обнаружения того, что аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов. Соответственно, становится возможным предоставлять систему мониторинга, которая обеспечивает простое и эффективное обнаружение того, присоединен или нет аккумуляторный источник питания к зарядному устройству для аккумуляторов.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов настоящего изобретения схема мониторинга может быть выполнена таким образом, что напряжение аккумулятора или напряжение вспомогательного источника питания непосредственно вводится в схему мониторинга, тем самым позволяя схеме мониторинга работать. Например, схема электропитания может быть предоставлена в аккумуляторном источнике питания. Напряжение аккумулятора и напряжение вспомогательного источника питания могут вводиться в схему электропитания. Схема электропитания может формировать источник рабочей мощности для управления схемой мониторинга на основе одного из напряжений, введенных так, как описано выше. Схема мониторинга может работать с помощью источника рабочей мощности, формируемого посредством схемы электропитания.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов, сконфигурированной так, как описано выше, даже если напряжение аккумулятора и напряжение вспомогательного источника питания не могут непосредственно вводиться в схему мониторинга, схема источника питания позволяет формировать требуемый источник питания для управления схемой мониторинга. Это предоставляет большую гибкость (в частности, в значениях вышеупомянутых напряжений) при конфигурировании системы мониторинга состояния аккумуляторов.

В системе мониторинга состояния аккумуляторов, в которой аккумуляторный источник питания оснащен схемой электропитания, схема электропитания может быть выполнена с возможностью формировать источник рабочей мощности на основе большего из напряжения аккумулятора и напряжения вспомогательного источника питания. Эта конфигурация позволяет более стабильно формировать рабочую мощность.

В этом случае схема электропитания может включать в себя, более конкретно, схему формирования, первый диод и второй диод. Схема формирования может быть выполнена таким образом, что одно из напряжения аккумулятора и напряжения вспомогательного источника питания вводится в схему формирования. Схема формирования формирует источник рабочей мощности на основе введенного напряжения. Первый диод имеет катод, подключенный к входной клемме схемы формирования. Первый диод также имеет анод, в который вводится напряжение аккумулятора. Второй диод имеет катод, подключенный к входной клемме схемы формирования. Второй диод также имеет анод, в который вводится напряжение дополнительного источника питания.

Схема электропитания выполнена таким образом, что каждое из напряжения аккумулятора и напряжения вспомогательного источника питания вводится в схему формирования через соответствующие диоды. Тем самым, без предоставления конкретной коммутационной схемы и т.п., схема формирования может формировать источник рабочей мощности на основе большего из напряжения аккумулятора и напряжения вспомогательного источника питания.

Аккумуляторный источник питания, включающий в себя схему электропитания, как описано выше, может быть дополнительно оснащен модулем прекращения вывода. Модуль прекращения вывода может быть предоставлен на токонесущем пути, идущем от места, где напряжение вспомогательного источника питания вводится в аккумуляторный источник питания, в место, где напряжение вспомогательного источника питания достигает схемы электропитания. Модуль прекращения вывода предотвращает вывод напряжения аккумулятора, которое должно быть введено в схему электропитания, на клемму вспомогательного источника питания через токонесущий путь.

Таким образом, напряжение аккумулятора и напряжение вспомогательного источника питания вводятся в схему электропитания. Если имеется неисправность в схеме электропитания, напряжение аккумулятора может быть приложено к клемме вспомогательного источника питания в зависимости от степени неисправности. Таким образом, посредством предоставления модуля прекращения вывода на токонесущем пути, идущем от вспомогательного источника питания к схеме электропитания, становится возможным предотвращать случайный вывод напряжения аккумулятора на клемму вспомогательного источника питания от клеммы схемы электропитания.

Следует понимать, что подробности конфигурации модуля прекращения вывода могут осуществляться различными способами. Например, модуль прекращения вывода может быть выполнен посредством использования третьего диода. Третий диод может иметь катод, подключенный к клемме схемы электропитания. Третий диод также может иметь анод, в который вводится напряжение дополнительного источника питания. Кроме того, модуль прекращения вывода может быть выполнен, например, посредством использования плавкого предохранителя.

Как описано выше, если модуль прекращения вывода выполнен посредством третьего диода или плавкого предохранителя, может быть возможным предоставлять модуль прекращения вывода более простым способом.

Аккумуляторный источник питания для электрического приводного инструмента во втором аспекте настоящего изобретения составляет вышеописанную систему мониторинга состояния аккумуляторов настоящего изобретения. Согласно аккумуляторному источнику питания, даже если напряжение аккумулятора понижается таким образом, что схема мониторинга становится неработоспособной, схема мониторинга работает от вспомогательного источника питания вместо аккумулятора. Следовательно, можно заряжать аккумулятор при управлении схемой мониторинга.

Зарядное устройство для аккумуляторов для электрического приводного инструмента в третьем аспекте настоящего изобретения составляет вышеописанную систему мониторинга состояния аккумуляторов (здесь упоминаемую как система, оснащенная зарядным устройством для аккумуляторов для электрического приводного инструмента) настоящего изобретения. Согласно этому зарядному устройству для аккумуляторов, когда аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов, можно подавать электроэнергию в аккумуляторный источник питания от внутренне предоставляемого вспомогательного источника питания. Следовательно, даже если напряжение аккумулятора в аккумуляторном источнике питания понижается, схема мониторинга в аккумуляторном источнике питания работает от электроэнергии от вспомогательного источника питания.

Краткое описание чертежей

Далее описывается вариант осуществления настоящего изобретения в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, из которых:

Фиг.1 является видом в перспективе, показывающим внешний вид аккумуляторного источника питания и зарядного устройства для аккумуляторов для электрического приводного инструмента, оба из которых составляют систему зарядки для электрического приводного инструмента;

Фиг.2 является электрической принципиальной схемой, показывающей электрическую конфигурацию системы зарядки для электрического приводного инструмента;

Фиг.3A и 3B являются блок-схемами последовательности операций способа, показывающими последовательность процессов управления для мониторинга состояния аккумуляторов, выполняемого посредством микрокомпьютера аккумуляторного источника питания;

Фиг.4 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей подробности процессов управления для мониторинга зарядки этапа S120 в процессах управления для мониторинга состояния аккумуляторов; и

Фиг.5 является электрической принципиальной схемой, показывающей другой вариант осуществления системы зарядки для электрического приводного инструмента.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

(1) Общая структура системы зарядки электрического приводного инструмента

Система 30 зарядки для электрического приводного инструмента, показанная на фиг.1, является вариантом осуществления системы мониторинга состояния аккумуляторов для электрического приводного инструмента согласно настоящему изобретению.

Аккумуляторный источник 10 питания съемно присоединяется к различным типам электрических приводных инструментов, например перезаряжаемому ударному инструменту, перезаряжаемому шуруповерту, перезаряжаемому ударному ручному гайковерту и т.п. (они являются только примерами). Аккумуляторный источник 10 питания подает в электрические приводные инструменты электроэнергию питания для управления электрическими приводными инструментами. Аккумуляторный источник 10 питания включает в себя аккумулятор 31 (см. фиг.2) в качестве источника питания.

Аккумуляторный источник 10 питания включает в себя секцию 17 крепления на стороне аккумулятора, сформированную на одной его стороне. Секция 17 крепления на стороне аккумулятора присоединяется к секции 27 крепления на стороне зарядного устройства в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов или к корпусу инструмента электрического приводного инструмента. В предварительно определенной позиции в секции 17 крепления на стороне аккумулятора дополнительно предоставляется контактный зажим 16 на стороне аккумулятора. Контактный зажим 16 электрически подключен к контактному зажиму 26 на стороне зарядного устройства в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов или к контактному зажиму на стороне инструмента (не показан) корпуса инструмента.

Контактный зажим 16 выполнен с возможностью включать в себя положительный контактный зажим 11 на стороне аккумулятора, отрицательный контактный зажим 12 на стороне аккумулятора и группы 13 сигнальных контактных зажимов на стороне аккумулятора. На контактные зажимы 11 и 12 подает питание ток зарядки/разрядки. Группы 13 сигнальных контактных зажимов состоят из множества контактных зажимов, включающих в себя, по меньшей мере, входной контактный зажим 51 управляющего напряжения на стороне зарядного устройства и выходной контактный зажим 52 для сигнала разрешения/прекращения зарядки (см. фиг.2).

Зарядное устройство 20 для аккумуляторов формирует мощность для зарядки постоянного тока (мощность для зарядки) с предварительно определенным напряжением для зарядки аккумулятора 31 внутри аккумуляторного источника 10 питания от непоказанного внешнего входного источника питания (в настоящем варианте осуществления источника питания переменного тока на 100 В). Зарядное устройство 20 для аккумуляторов включает в себя секцию 27 крепления на стороне зарядного устройства, сформированную на одной торцевой стороне верхней поверхности зарядного устройства 20 для аккумуляторов. Аккумуляторный источник 10 питания присоединяется к секции 27 крепления на стороне зарядного устройства. В предварительно определенной позиции секции 27 крепления на стороне зарядного устройства (в секции 27 крепления на стороне зарядного устройства) дополнительно предоставляется контактный зажим 26 на стороне зарядного устройства.

Контактный зажим 26 выполнен с возможностью включать в себя положительный контактный зажим 21 на стороне зарядного устройства, отрицательный контактный зажим 22 на стороне зарядного устройства и группы 23 сигнальных контактных зажимов на стороне зарядного устройства. Контактные зажимы 21 и 22 выполнены с возможностью подавать мощность для зарядки постоянного тока в аккумуляторный источник 10 питания. Группы 23 сигнальных контактных зажимов состоят из множества контактных зажимов, включая, по меньшей мере, выходной контактный зажим 81 управляющего напряжения на стороне зарядного устройства и входной контактный зажим 82 сигнала разрешения/прекращения зарядки (см. фиг.2).

Зарядное устройство 20 для аккумуляторов дополнительно включает в себя дисплей 28, оснащенный тремя светодиодами. Дисплей 28 указывает рабочее состояние зарядного устройства 20 для аккумуляторов, состояние зарядки аккумуляторного источника 10 питания и т.п.

В системе 30 зарядки для электрического приводного инструмента, сконструированной так, как описано выше, когда секция 17 крепления на стороне аккумулятора в аккумуляторном источнике 10 питания присоединяется к секции 27 крепления на стороне зарядного устройства в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов, оба из контактных зажимов 16 и 26 электрически подключаются друг к другу.

Более конкретно, контактный зажим 11 аккумуляторного источника 10 питания подключается к контактному зажиму 21 зарядного устройства 20 для аккумуляторов. Контактный зажим 12 аккумуляторного источника 10 питания подключается к контактному зажиму 22 зарядного устройства 20 для аккумуляторов. Кроме того, контактные зажимы 51 и 52, составляющие группы 13 сигнальных контактных зажимов, подключаются к контактным зажимам 81 и 82, составляющим группы 23 сигнальных контактных зажимов соответственно (см. фиг.2). В этом состоянии становится возможным заряжать аккумулятор 31 внутри аккумуляторного источника 10 питания посредством зарядного устройства 20 для аккумуляторов.

(2) Электрическая конфигурация системы зарядки электрического приводного инструмента

Электрическая конфигурация системы 30 зарядки для электрического приводного инструмента далее описывается со ссылкой на фиг.2. Фиг.2 показывает состояние, в котором аккумуляторный источник 10 питания присоединяется к зарядному устройству 20 для аккумуляторов. На фиг.2, аккумуляторный источник 10 питания и зарядное устройство 20 для аккумуляторов электрически подключены друг к другу.

(2-1) Электрическая конфигурация аккумуляторного источника питания

Сначала поясняется электрическая конфигурация аккумуляторного источника 10 питания. Как показано на фиг.2, аккумуляторный источник 10 питания включает в себя аккумулятор 31, микрокомпьютер 32 и стабилизатор 33 на стороне аккумулятора. Микрокомпьютер 32, в общем, выполняет различные функции управления в аккумуляторном источнике 10 питания. В частности, микрокомпьютер 32, например, управляет зарядкой/разрядкой аккумулятора 31 и отслеживает состояние аккумулятора 31. Стабилизатор 33 формирует управляющее напряжение Vcc на стороне аккумулятора (к примеру, 3,3 В) с помощью электроэнергии аккумулятора 31 в качестве ввода для управления различными схемами в аккумуляторном источнике 10 питания. Контактный зажим 11 подключается к положительной клемме аккумулятора 31. Контактный зажим 12 подключается к отрицательной клемме аккумулятора 31.

Аккумулятор 31 сконфигурирован посредством подключения множества элементов B1, B2,..., Bn аккумулятора последовательно. В настоящем варианте осуществления соответствующие элементы B1, B2,..., Bn аккумулятора могут быть ионно-литиевыми перезаряжаемыми аккумуляторами, имеющими номинальное напряжение 3,6 В, и четыре ионно-литиевых перезаряжаемых аккумулятора могут быть подключены последовательно. Следовательно, в этом примере, полное напряжение аккумулятора 31 (в дальнейшем называемое "напряжение аккумулятора") Vbat составляет приблизительно 14,4 В в обычном состоянии.

Когда аккумуляторный источник 10 питания, прикрепленный к корпусу приводного инструмента, используется, электроэнергия аккумулятора 31 подается в корпус инструмента через контактные зажимы 11 и 12. Когда аккумулятор 31 заряжается посредством зарядного устройства 20 для аккумуляторов, мощность для зарядки постоянного тока из зарядного устройства 20 для аккумуляторов подается в аккумулятор 31 через контактные зажимы 11 и 12, как пояснено ниже.

Напряжение Vbat аккумулятора вводится в стабилизатор 33 через переключатель 40 отключения, стабилитрон D4 и диод D1. Стабилизатор 33 формирует управляющее напряжение Vcc на основе введенного напряжения Vbat аккумулятора. Стабилитрон D4 имеет катод, подключенный к одному концу переключателя 40 отключения. Стабилитрон D4 имеет анод, подключенный к аноду диода D1. Диод D1 имеет катод, подключенный к стабилизатору 33.

Переключатель 40 отключения включается/отключается в соответствии с сигналом SD отключения из микрокомпьютера 32. Подробности управления включением/отключением описаны ниже. Переключатель 40 отключения, в общем, включен до тех пор, пока аккумулятор 31 находится в работоспособном состоянии.

Следовательно, напряжение Vbat аккумулятора, в общем, вводится в стабилизатор 33 через переключатель 40 отключения, стабилитрон D4 и диод D1. Тем не менее, могут быть падения напряжения, вызванные обратным напряжением (напряжением пробоя, например, 5 В) стабилитрона D4 и прямым напряжением диода D1. Соответственно, на практике, напряжение, полученное посредством вычитания величины этих падений напряжения из напряжения Vbat аккумулятора, вводится в стабилизатор 33.

В аккумуляторном источнике 10 питания, как показано на фиг.2, схема, управляемая с помощью управляющего напряжения Vcc, и схема, управляемая с помощью напряжения Vbat аккумулятора, присутствуют в комбинации. Напряжение Vbat аккумулятора, вводимой через переключатель 40 отключения, вводится в катод стабилитрона D4. Напряжение Vbat аккумулятора также вводится в каждую схему в аккумуляторном источнике 10 питания, которая должна управляться с помощью напряжения Vbat аккумулятора.

Не только вышеописанное напряжение Vbat аккумулятора, но также и управляющее напряжение Vdd на стороне зарядного устройства (которое подробно пояснено ниже) вводится в стабилизатор 33 через диод D3 и диод D2. Управляющее напряжение Vdd формируется в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов.

В частности, катод диода D1 и катод диода D2 подключаются к входной клемме стабилизатора 33. Анод диода D2 подключается к катоду диода D3. Анод диода D3 подключается к контактному зажиму 51. Как пояснено позже, управляющее напряжение Vdd вводится в контактный зажим 51 от зарядного устройства 20 для аккумуляторов. Следовательно, управляющее напряжение Vdd, введенное в контактный зажим 51, вводится в стабилизатор 33 через диод D3 и диод D2.

Другими словами, в аккумуляторном источнике 10 питания по настоящему варианту осуществления имеется такая конфигурация, что стабилизатор 33 может формировать управляющее напряжение Vcc на основе одного из напряжения Vbat аккумулятора и управляющего напряжения Vdd. Другими словами, стабилизатор 33 сконфигурирован быть так называемым стабилизатором гасящего типа. Более конкретно, он выполнен так, что напряжение Vbat аккумулятора вводится в стабилизатор 33 через диод D1, а управляющее напряжение Vdd вводится в стабилизатор 33 через диод D2. Как результат, большее из напряжения Vbat аккумулятора и управляющего напряжения Vdd должно вводиться в стабилизатор 33.

Согласно вышеупомянутой конфигурации, в обычном состоянии, когда аккумулятор 31 не имеет нарушений в работе, напряжение Vbat аккумулятора вводится в стабилизатор 33 через диод D1. На основе введенного напряжения Vbat аккумулятора управляющее напряжение Vcc может быть сформировано.

Тем не менее, если разрядка аккумулятора 31 продолжается, например, вследствие неиспользования аккумуляторного источника 10 питания в течение длительного периода времени, напряжение Vbat аккумулятора понижается. В этом случае стабилизатор 33, возможно, не в состоянии корректно формировать управляющее напряжение Vcc на основе пониженного напряжения Vbat аккумулятора.

В этом случае, в настоящем варианте осуществления, если аккумуляторный источник 10 питания присоединен к зарядному устройству 20 для аккумуляторов, управляющее напряжение Vdd от зарядного устройства 20 для аккумуляторов вводится в стабилизатор 33 через диод D2, тем самым давая возможность стабилизатору 33 формировать управляющее напряжение Vcc на основе введенного управляющего напряжения Vdd.

Более конкретно, в настоящем варианте осуществления избыточная разрядка аккумулятора 31 обнаруживается на основе сигнала LV обнаружения пониженного напряжения (который пояснен позже подробно) от модуля 34 сравнения для обнаружения пониженного напряжения. Если избыточная разрядка обнаружена, микрокомпьютер 32 выводит сигнал отключения из выходного контактного зажима сигнала отключения, чтобы выключать переключатель 40 отключения. Затем ввод напряжения Vbat аккумулятора в стабилизатор 33 прерывается, и тем самым формирование управляющего напряжения Vcc прекращается. Соответственно, микрокомпьютер 32 переключается в режим отключения, в котором также прекращается работа самого микрокомпьютера 32.

Чтобы восстанавливать микрокомпьютер 32 из режима отключения в обычное рабочее состояние (обычный рабочий режим), необходимо, чтобы выполнялась зарядка с аккумуляторным источником 10 питания, присоединенным к зарядному устройству 20 для аккумуляторов. Когда аккумуляторный источник 10 питания присоединен к зарядному устройству 20 для аккумуляторов, управляющее напряжение Vdd вводится в стабилизатор 33 через контактный зажим 51, диод D3 и диод D2. Следовательно, инициировано формирование управляющего напряжения Vcc. Таким образом, микрокомпьютер 32 начинает работу и затем восстанавливается в обычный рабочий режим.

После восстановления в обычный рабочий режим микрокомпьютер 32 снова включает переключатель 40 отключения. Следовательно, после того как переключатель 40 отключения включен, если зарядка продолжается и величина напряжения Vbat аккумулятора восстановлена, стабилизатор 33 формирует управляющее напряжение Vcc снова на основе восстанавливаемого напряжения Vbat аккумулятора.

Тем временем, имеется схема 60 питания, включающая в себя стабилизатор 33, два диода, т.е. диоды D1 и D2, и т.п. Диоды D1 и D2 подключаются к входной клемме стабилизатора 33. Если возникает неисправность (например, неисправность диода D2) в схеме 60 питания, напряжение Vbat аккумулятора, которое должно быть введено в стабилизатор 33, также может быть приложено к контактному зажиму 51. Кроме того, в этом случае напряжение Vbat аккумулятора может вводиться даже в зарядное устройство 20 для аккумуляторов. Если напряжение Vbat аккумулятора вводится в зарядное устройство 20 для аккумуляторов, может быть вызвано отрицательное воздействие для схемы (например, схемы 73 подачи питания для переключения управления для формирования управляющего напряжения Vdd) в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов.

Ввиду вышеизложенного, аккумуляторный источник 10 питания по настоящему варианту осуществления выполнен таким образом, что диод D3 подключается к контактному зажиму 51 и тем самым управляющее напряжение Vdd от зарядного устройства 20 для аккумуляторов вводится через диод D3 в стабилизатор 33. Предоставление диода D3, как описано выше, позволяет предотвращать ввод напряжения Vbat аккумулятора в зарядное устройство 20 для аккумуляторов через контактный зажим 51.

Аккумуляторный источник 10 питания дополнительно включает в себя переключатель 38 выбора элемента, дифференциальную усилительную схему 35, схему 39 обнаружения температуры, модуль 34 сравнения для обнаружения пониженного напряжения, резистор R1 для обнаружения тока, неинвертирующую усилительную схему, модуль 36 сравнения для обнаружения разрядки и транзистор Tr1 для обнаружения зарядного устройства.

Переключатель 38 выборочно выводит одно из напряжений (в дальнейшем называемое "напряжение элемента") элементов B1, B2,..., Bn аккумулятора в аккумуляторе 31.

Схема 35 усиливает напряжение одного из элементов аккумулятора, выбранного посредством переключателя 38, и выводит усиленное напряжение в качестве сигнала CeV напряжения элемента.

Схема 39 предоставляется около аккумулятора 31. Схема 39 обнаруживает температуру элемента аккумулятора (в дальнейшем называемую "температурой элемента") и выводит температуру в качестве сигнала CeT температуры элемента.

Модуль 34 сравнения сравнивает разделенное значение Vz напряжения аккумулятора, полученное посредством деления напряжения Vbat аккумулятора посредством резисторов Rx и Ry делителя напряжения на предварительно определенное первое опорное напряжение Vr1. Затем модуль 34 сравнения выводит результат сравнения в качестве сигнала LV обнаружения пониженного напряжения.

Резистор R1 используется для того, чтобы обнаруживать ток разрядки во время разрядки от аккумулятора 31 в основной механизм приводного инструмента.

Неинвертирующая усилительная схема включает в себя операционный усилитель 37 и резисторы R2, R3 и R4. Неинвертирующая усилительная схема используется для того, чтобы формировать сигнал тока разрядки посредством усиления тока, обнаруженного посредством резистора R1 (т.е. сигнала напряжения, соответствующего значению тока), на предварительно определенное усиление.

Модуль 36 сравнения сравнивает сигнал тока разрядки, усиленный посредством неинвертирующей усилительной схемы, с предварительно определенным вторым опорным напряжением Vr2. Затем модуль 36 сравнения выводит результат сравнения в качестве сигнала CuD обнаружения разрядки.

Транзистор Tr1 используется для того, чтобы обнаруживать, что зарядное устройство 20 для аккумуляторов подключено.

В качестве транзистора Tr1 биполярный транзистор с NPN-структурой используется в настоящем варианте осуществления только в качестве примера.

Переключатель 38 выбора элемента управляется с помощью напряжения Vbat аккумулятора. Переключатель 38 сконфигурирован так, что в соответствии с сигналом SEL выбора элемента от микрокомпьютера 32 напряжение в одном из элементов аккумулятора, указанных посредством сигнала выбора элемента, выводится и затем вводится в схему 35. Как проиллюстрировано, переключатель 38 выбора элемента включает в себя множество переключателей SW1a, SW2a, SW1b, SW2b, SW3a,..., SWna.

Переключатель SW1a подключается между отрицательным электродом элемента B1 аккумулятора и неинвертирующим входным контактным зажимом схемы 35. Переключатель SW1b подключается между положительным электродом элемента B1 аккумулятора и инвертирующим входным контактным зажимом схемы 35. В переключателе 38 выбора элемента, сконфигурированном так, как описано выше, в случае, например, если элемент B1 аккумулятора с наименьшим электрическим потенциалом выбран посредством сигнала SEL выбора элемента, переключатели SW1a и SW1b включаются, а все остальные переключатели выключаются. Как результат, напряжение выбранного элемента B1 аккумулятора вводится от переключателя 38 выбора элемента в схему 35.

Схема 35 управляется с помощью управляющего напряжения Vcc. Напряжение, вводимое от переключателя 38 выбора элемента (т.е. разность потенциалов любого выбранного из элементов аккумулятора), усиливается посредством схемы 35 и вводится в микрокомпьютер 32 в качестве сигнала CeV напряжения элемента.

Схема 39 сконфигурирована как известный датчик температуры, включающий в себя термочувствительное устройство, такое как терморезистор. Термочувствительное устройство предусмотрено около каждого элемента аккумулятора в аккумуляторе 31. Различные конфигурации могут использоваться в отношении того, где термочувствительное устройство должно быть предоставлено или сколько термочувствительных устройств должно быть предоставлено. Например, может быть предоставлено одно термочувствительное устройство, и результат обнаружения на основе устройства может рассматриваться как температура элемента каждого элемента аккумулятора. Альтернативно, термочувствительные устройства могут быть отдельно предоставлены для каждого из элементов аккумулятора, и температура элемента может быть по отдельности обнаружена относительно каждого элемента аккумулятора. В настоящем варианте осуществления пояснение дается на основе первого варианта (случая, когда одно термочувствительное устройство предоставлено), чтобы упрощать описание.

Модуль 34 сравнения управляется с помощью напряжения Vbat аккумулятора (или управляющего напряжения Vcc). Модуль 34 сравнения выводит сигнал обнаружения пониженного напряжения с высоким (H) уровнем в микрокомпьютер 32 в обычном состоянии, где разделенное значение Vz напряжения аккумулятора равно или превышает первое опорное напряжение Vr1. С другой стороны, в случае, если напряжение Vbat аккумулятора уменьшается и значение напряжения Vz тем самым падает ниже напряжения Vr1, модуль 34 сравнения выводит сигнал обнаружения пониженного напряжения с низким (L) уровнем в микрокомпьютер 32. Модуль 34 сравнения предназначен для того, чтобы предотвращать избыточную разрядку аккумулятора 31, и обнаруживает, когда аккумулятор 31 находится практически в состоянии избыточной разрядки. Соответственно, напряжение Vr1 надлежащим образом задается равным значению, которое позволяет обнаруживать, когда аккумулятор 31 находится практически в состоянии избыточной разрядки. В настоящем варианте осуществления, в качестве примера, для того чтобы обнаруживать, когда напряжение Vbat аккумулятора падает ниже 10 В, напряжение Vr1 задается равным значению, полученному посредством деления 10 В на резисторы Rx и Ry.

Резистор R1 предоставляется на токонесущем пути, идущем от контактного зажима 12 к отрицательному электроду аккумулятора 31 (отрицательному электроду элемента B1 аккумулятора с наименьшим электрическим потенциалом). Падение напряжения (сигнала напряжения), вызываемое посредством тока разрядки в резисторе R1, вводится в операционный усилитель 37, который составляет неинвертирующую усилительную схему.

Неинвертирующая усилительная схема, в основном, включает в себя операционный усилитель 37, который управляется с помощью управляющего напряжения Vcc и имеет известную конфигурацию. Сигнал напряжения, обнаруженный посредством резистора R1, вводится в неинвертирующий входной контактный зажим. Инвертирующий входной контактный зажим подключается к линии заземления (потенциалу земли) через резистор R2. Инвертирующий входной контактный зажим также подключается к выходному контактному зажиму через резистор R3. В настоящем варианте осуществления, который содержит вышеописанную конфигурацию в качестве основы, резистор R4 дополнительно подключается между инвертирующим входным контактным зажимом и микрокомпьютером 32. Усиление неинвертирующей усилительной схемы может быть переключено между двумя уровнями при этой конфигурации.

Один конец резистора R4 подключается к инвертирующему входному контактному зажиму операционного усилителя 37, а другой конец подключается к порту 47 вывода сигнала переключения коэффициента усиления в микрокомпьютере 32. Микрокомпьютер 32 осуществляет переключение коэффициента усиления неинвертирующей усилительной схемы посредством переключения порта 47 между высоким полным сопротивлением и выходом L-уровня.

Когда величина тока разрядки больше, например, в то время, когда электрический приводной инструмент используется, сигнал высокого полного сопротивления выводится в качестве сигнала GC переключения коэффициента усиления, чтобы уменьшать усиление (уменьшенное усиление в дальнейшем упоминается как первое усиление). Это позволяет надлежащим образом обнаруживать значительную величину тока разрядки (например, сильный ток в несколько десятков ампер). С другой стороны, когда величина тока разрядки имеет небольшое значение (например, приблизительно 0 A), сигнал L-уровня выводится в качестве сигнала GC переключения коэффициента усиления, чтобы повышать усиление неинвертирующей усилительной схемы (повышенное усиление в дальнейшем упоминается как второе усиление). Это позволяет точно обнаруживать даже очень небольшой электрический ток. Как описано выше, посредством переключения усиления неинвертирующей усилительной схемы в соответствии со значением тока разрядки микрокомпьютер 32 может надлежащим образом обнаруживать ток разрядки независимо от величины этого тока разрядки.

Модуль 36 сравнения управляется с помощью управляющего напряжения Vcc. Модуль 36 сравнения выводит сигнал CuD обнаружения разрядки H-уровня в микрокомпьютер 32 в случае, если сигнал тока разрядки, выводимый из операционного усилителя 37, равен или превышает второе опорное напряжение Vr2. С другой стороны, в случае, если сигнал тока разрядки, выводимый из операционного усилителя 37, меньше напряжения Vr2, модуль 36 сравнения выводит сигнал CuD обнаружения разрядки L-уровня в микрокомпьютер 32. Модуль 36 сравнения предназначен для того, чтобы обнаруживать, когда подача питания в основной механизм приводного инструмента начата.

Когда подача питания в основной механизм приводного инструмента начата, ток разрядки сразу увеличивается вследствие свойств нагрузки (например, электродвигателя) и вскоре переводится в установившийся режим. Следовательно, напряжение Vr2, которое является критерием для обнаружения разрядки, может быть задано равным различным значениям. Например, напряжение Vr2 может быть задано как напряжение, соответствующее значению тока, близкому к значению тока в установившемся режиме (например, несколько десятков ампер), или напряжение, соответствующее значению тока, приблизительно в одну половину значения тока в установившемся режиме. В настоящем варианте осуществления, тем не менее, напряжению Vr2 присваивается меньшее значение (например, напряжение, соответствующее 1 A) так, чтобы разрядка могла обнаруживаться быстро без необходимости ожидать достижения установившегося режима после того, как разрядка начата.

Сигнал тока разрядки, введенный в модуль 36 сравнения, вводится от неинвертирующей усилительной схемы, включающей в себя операционный усилитель 37. Сигнал тока разрядки варьируется по уровню в зависимости от усиления неинвертирующей усилительной схемы, как описано выше. В такой конфигурации, при условии, что усиление неинвертирующей усилительной схемы остается фиксированно равным первому усилению, в силу чего сильный ток может надлежащим образом обнаруживаться, должно быть трудным точно обнаруживать небольшую величину тока разрядки (например, несколько ампер), например, в течение малооборотного вращения электродвигателя.

В настоящем варианте осуществления, следовательно, микрокомпьютер 32 переключает усиление неинвертирующей усилительной схемы на второе усиление, когда разрядка закончена. Даже небольшая величина тока разрядки тем самым может обнаруживаться. Таким образом, усиление задается достаточно высоким, чтобы небольшой ток удовлетворительно обнаруживался. Затем, когда начало разрядки обнаружено, усиление снова переключается на первое усиление, в силу чего сильный ток может удовлетворительно обнаруживаться.

Цель предоставления возможности переключения усиления неинвертирующей усилительной схемы, по сути, состоит, в основном, в том, чтобы позволять точно обнаруживать даже небольшую величину тока, как описано выше. Дополнительная цель состоит в том, чтобы упрощать быстрое восстановление (активацию) микрокомпьютера 32 из экономичного режима в обычное рабочее состояние, когда разрядка перезапущена после того, как схема мониторинга переходит в экономичный режим, как описано ниже. Переключение на второе усиление в конце разрядки позволяет точно обнаруживать, когда разрядка перезапущена, даже когда значение тока является небольшим, например, в течение малооборотного вращения электродвигателя, и активировать схему мониторинга более быстро.

В транзисторе Tr1 база подключается к контактному зажиму 51 через резистор R6 и диод D3, эмиттер подключается к потенциалу земли, а коллектор подключается к управляющему напряжению Vcc через резистор R5. Коллектор также подключается к порту 49 ввода сигнала обнаружения подключения зарядного устройства микрокомпьютера 32.

Когда аккумуляторный источник 10 питания присоединен к зарядному устройству 20 для аккумуляторов, управляющее напряжение Vdd, формируемое в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов, вводится в стабилизатор 33 через диод D2, как описано выше. Управляющее напряжение Vdd дополнительно вводится как сигнал подключения зарядного устройства в базу транзистора Tr1 через резистор R6. Как результат, транзистор Tr1 включается. Кроме того, электрический потенциал коллектора транзистора Tr1, т.е. сигнал CHD обнаружения подключения зарядного устройства, который должен вводиться в микрокомпьютер 32, становится равным L-уровню.

Когда зарядное устройство 20 для аккумуляторов не подключено к аккумуляторному источнику 10 питания, транзистор Tr1 выключен. Кроме того, сигнал CHD обнаружения подключения зарядного устройства, который должен вводиться в микрокомпьютер 32, становится равным H-уровню вследствие управляющего напряжения Vcc, которое должно вводиться через резистор R5. С другой стороны, когда зарядное устройство 20 для аккумуляторов подключено к аккумуляторному источнику 10 питания, транзистор Tr1 включен, как описано выше, вследствие сигнала подключения зарядного устройства (напряжения Vdd) из зарядного устройства 20 для аккумуляторов, в силу чего сигнал CHD обнаружения подключения зарядного устройства, который должен вводиться в микрокомпьютер 32, становится равным L-уровню. Следовательно, микрокомпьютер 32 может определять, подключено или нет зарядное устройство 20 для аккумуляторов, на основе уровня сигнала CHD обнаружения подключения зарядного устройства.

Микрокомпьютер 32 имеет известную конфигурацию, включающую в себя CPU 61, ROM 62, RAM 63, NVRAM (энергонезависимое запоминающее устройство) 64 и т.п., в качестве аппаратных средств. Микрокомпьютер 32 управляется с помощью управляющего напряжения Vcc, формируемого посредством стабилизатора 33. Микрокомпьютер 32 выполняет различные операции управления в соответствии с различными программами, сохраненными в ROM 62.

Микрокомпьютер 32 включает в себя следующие порты, на которые вводятся/выводятся сигналы: порт 41 ввода сигнала обнаружения пониженного напряжения, порт 42 вывода сигнала выбора элемента, порт 43 ввода сигнала напряжения элемента, порт 44 ввода сигнала температуры элемента, порт 45 ввода сигнала обнаружения разрядки, порт 46 ввода сигнала тока разрядки, порт 47 вывода сигнала переключения коэффициента усиления, порт 48 вывода сигнала отключения, порт 49 ввода сигнала обнаружения подключения зарядного устройства, порт 50 вывода сигнала разрешения/прекращения зарядки и т.п.

Сигнал LV обнаружения пониженного напряжения от модуля 34 сравнения вводится в порт 41. Сигнал SEL выбора элемента в переключатель 38 выбора элемента выводится из порта 42. Сигнал CeV напряжения элемента от схемы 35 вводится в порт 43. Сигнал CeT температуры элемента от схемы 39 вводится в порт 44. Сигнал CuD обнаружения разрядки от модуля 36 сравнения вводится в порт 45. Сигнал тока разрядки от операционного усилителя 37 вводится в порт 46. Сигнал GC переключения коэффициента усиления выводится из порта 47. Сигнал SD отключения, управляющий переключателем 40 отключения, выводится из порта 48. Сигнал CHD обнаружения подключения зарядного устройства от транзистора Tr1 вводится в порт 49. Сигнал разрешения/прекращения зарядки (сигнал CP разрешения зарядки и сигнал CS прекращения зарядки) в зарядное устройство 20 для аккумуляторов выводится из порта 50.

В поясненных ниже процессах управления для мониторинга зарядки (см. фиг.4), микрокомпьютер 32 надлежащим образом выводит сигнал CP разрешения зарядки или сигнал CS прекращения зарядки, чтобы разрешать или прекращать формирование (или вывод) мощности для зарядки в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов.

В частности, когда зарядка разрешена, сигнал CP разрешения зарядки выводится. Затем выводимый сигнал CP вводится с контактного зажима 52 аккумуляторного источника 10 питания в схему 72 подачи питания для переключения зарядки внутри зарядного устройства 20 для аккумуляторов через контактный зажим 82 зарядного устройства 20 для аккумуляторов. Это дает возможность схеме 72 формировать (или выводить) мощность для зарядки.

С другой стороны, когда зарядка прекращается, сигнал CS прекращения зарядки выводится. Затем схема 72 внутри зарядного устройства 20 для аккумуляторов прекращает формирование (или вывод) мощности для зарядки в соответствии с выводимым сигналом CS.

(2-2) Электрическая конфигурация зарядного устройства для аккумуляторов

Поясняется электрическая конфигурация зарядного устройства 20 для аккумуляторов. Зарядное устройство 20 для аккумуляторов включает в себя входную выпрямительную схему 71, схему 72 подачи питания для переключения зарядки, схему 73 подачи питания для переключения управления, микрокомпьютер 74, выходной контактный зажим 81 управляющего напряжения на стороне зарядного устройства и входной контактный зажим 82 сигнала разрешения/прекращения зарядки.

Входная выпрямительная схема 71 выпрямляет напряжение внешнего источника питания (в настоящем варианте осуществления источник питания переменного тока в 100 В) в напряжение источника питания постоянного тока.

Схема 72 формирует мощность зарядки для зарядки аккумулятора 31 от источника питания постоянного тока, выпрямленного посредством схемы 71.

Схема 73 формирует управляющее напряжение Vdd на стороне зарядного устройства от источника питания постоянного тока, выпрямленного посредством схемы 71. Управляющее напряжение Vdd должно управлять различными схемами в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов.

Микрокомпьютер 74 управляет формированием мощности для зарядки посредством схемы 72. Другими словами, микрокомпьютер 74 управляет зарядкой аккумулятора 31.

Контактный зажим 81 выводит управляющее напряжение Vdd в аккумуляторный источник 10 питания.

Контактный зажим 82 является контактным зажимом, в который вводится сигнал CP разрешения зарядки или сигнал CS прекращения зарядки от аккумуляторного источника 10 питания.

Зарядное устройство 20 для аккумуляторов по настоящему варианту осуществления выполнено с возможностью осуществлять зарядку аккумулятора 31 посредством управления при постоянной величине тока или управления при постоянной величине напряжения. Переключение между вышеупомянутыми режимами управления выполняется в соответствии с командой управления зарядкой от микрокомпьютера 74. Таким образом, когда зарядка выполняется посредством управления при постоянной величине тока, схема 72 формирует ток зарядки, имеющий постоянное значение тока, в качестве мощности для зарядки. Затем сформированный ток зарядки подается в аккумуляторный источник 10 питания. С другой стороны, когда зарядка выполняется посредством управления при постоянной величине напряжения, схема 72 формирует напряжение зарядки, имеющее постоянное значение напряжения, в качестве мощности для зарядки. Затем сформированное напряжение подается в аккумуляторный источник 10 питания.

Мощность для зарядки, формируемая посредством схемы 72, подается в аккумуляторный источник 10 питания через положительный контактный зажим 21 на стороне зарядного устройства и отрицательный контактный зажим 22 на стороне зарядного устройства для зарядного устройства 20 для аккумуляторов.

Хотя не показано на чертежах, микрокомпьютер 74 зарядного устройства 20 для аккумуляторов имеет известную конфигурацию, включающую в себя CPU, ROM, RAM, NVRAM и т.п. в качестве аппаратных средств. Микрокомпьютер 74 управляется с помощью управляющего напряжения Vdd, формируемого посредством схемы 73. Микрокомпьютер 74 выполняет различные операции управления в соответствии с различными программами, сохраненными в ROM.

Управляющее напряжение Vdd, формируемое посредством схемы 73, также выводится в аккумуляторный источник 10 питания с контактного зажима 81. Другими словами, когда аккумуляторный источник 10 питания присоединен к зарядному устройству 20 для аккумуляторов, контактный зажим 51 аккумуляторного источника 10 питания подключается к контактному зажиму 81. Как результат, управляющее напряжение Vdd, формируемое в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов, вводится в аккумуляторный источник 10 питания через контактные зажимы 81 и 51.

Помимо этого, когда аккумуляторный источник 10 питания присоединен к зарядному устройству 20 для аккумуляторов, контактный зажим 52 аккумуляторного источника 10 питания подключаются к контактному зажиму 82 зарядного устройства 20 для аккумуляторов. Как результат, сигнал CP разрешения зарядки или сигнал CS прекращения зарядки, выводимый из микрокомпьютера 32 в аккумуляторном источнике 10 питания, вводится в схему 72 в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов через контактные зажимы 52 и 82.

Формирование (или вывод) мощности для зарядки посредством схемы 72 управляется посредством сигнала CP разрешения зарядки или сигнала CS прекращения зарядки от аккумуляторного источника 10 питания. В частности, когда сигнал CP выводится из аккумуляторного источника 10 питания, схема 72 формирует мощность для зарядки, а затем выводит мощность для зарядки в аккумуляторный источник 10 питания. С другой стороны, когда сигнал CS выводится из аккумуляторного источника 10 питания, схема 72 прекращает формирование (или вывод) мощности для зарядки, так чтобы мощность для зарядки не могла вводиться в аккумуляторный источник 10 питания (т.е. зарядка аккумулятора 31 предотвращается).

(3) Различные процессы управления, выполняемые в аккумуляторном источнике питания

В аккумуляторном источнике 10 питания, сконфигурированном таким образом, микрокомпьютер 32 всегда отслеживает аккумулятор 31 на основе температуры элемента, напряжения элемента для каждого элемента аккумулятора, электрического тока во время зарядки и разрядки аккумулятора 31 и т.п., при работе без нарушений (в обычном рабочем состоянии), за исключением экономичного режима и режима отключения, которые поясняются далее. Параметры, которые должны отслеживаться посредством микрокомпьютера 32 в отношении аккумулятора 31, не ограничены вышеуказанным напряжением элемента, температурой элемента и током зарядки/разрядки, и другие параметры могут отслеживаться.

В обычном рабочем состоянии аккумулятор 31 по-разному отслеживается посредством микрокомпьютера 32.

С другой стороны, если данные условия для переключения микрокомпьютера 32 в экономичный режим удовлетворяются, как в случае, когда основной механизм приводного инструмента не принимает электропитание, микрокомпьютер 32 переключает сам микрокомпьютер 32 в экономичный режим. Потребление электроэнергии аккумулятора 31 тем самым уменьшается по сравнению с потреблением в обычном рабочем состоянии. В экономичном режиме, тем не менее, электропитание в каждой секции, включая микрокомпьютер 32, в аккумуляторном источнике 10 питания не прекращается полностью. Минимально необходимые операции выполняются непрерывно, чтобы возвращаться из экономичного режима и активироваться.

В частности, после переключения в экономичный режим микрокомпьютер 32 определяет, по меньшей мере, то, начата или нет разрядка, на основе сигнала от модуля 36 сравнения; подключено или нет зарядное устройство 20 для аккумуляторов, на основе сигнала от транзистора Tr1, и падает или нет значение Vz напряжения ниже напряжения Vr1 (т.е. в настоящем примере, падает или нет напряжение Vbat аккумулятора ниже 10 В), на основе сигнала от модуля 34 сравнения.

Вследствие этого, если любое из условий возврата, т.е. условие, где разрядка от аккумулятора 31 начата, условие, где зарядное устройство 20 для аккумуляторов подключено, и условие, где значение Vz напряжения падает ниже напряжения Vr1, удовлетворяется после переключения в экономичный режим, микрокомпьютер 32 снова возвращается из экономичного режима в обычное рабочее состояние. Когда возвращен вследствие начала разрядки, микрокомпьютер 32 управляет разрядкой, при этом отслеживая состояние аккумулятора 31, как описано ниже. Когда возвращен вследствие подключения зарядного устройства 20 для аккумуляторов, микрокомпьютер 32 переходит в режим мониторинга зарядки и выполняет процессы управления для мониторинга зарядки, включая различные операции управления, связанные с зарядкой, мониторингом состояния аккумулятора 31 в ходе зарядки и т.п. Когда возвращен вследствие понижения напряжения аккумулятора, микрокомпьютер 32 переключается в режим отключения, в котором потребление электроэнергии аккумулятора 31 по-прежнему меньше потребления в экономичном режиме.

В частности, переключение в режим отключения выполняется посредством отключения переключателя 40 отключения в соответствии с сигналом отключения. Следовательно, в режиме отключения, напряжение Vbat аккумулятора вообще не подается во всю схему мониторинга, включая стабилизатор 33 в аккумуляторном источнике 10 питания, в силу чего операции всей схемы мониторинга, включая микрокомпьютер 32, полностью прекращаются.

Микрокомпьютер 32 может быть сконфигурирован таким образом, чтобы продолжать операции, требуемые для активации, как описано выше, даже если значение Vz напряжения падает ниже напряжения Vr1. В таком случае, хотя потребление электроэнергии значительно ниже, чем потребление в обычном рабочем состоянии, напряжение аккумулятора потребляется медленно, но устойчиво, в силу чего разрядка аккумулятора 31 продолжается далее, и аккумулятор 31 может переходить в состояние избыточной разрядки. В настоящем варианте осуществления, следовательно, когда значение Vz напряжения падает ниже напряжения Vr1, приоритетным является то, чтобы предотвращать избыточную разрядку аккумулятора 31 согласно функциям схемы мониторинга. Более конкретно, переключатель 40 отключения выключается, и подача электроэнергии от аккумулятора 31 в каждую секцию аккумуляторного источника 10 питания тем самым полностью блокируется.

Тем не менее, даже в режиме отключения оставшаяся емкость аккумулятора и напряжение Vbat аккумулятора постепенно понижаются в долгосрочной перспективе вследствие саморазрядки аккумулятора 31. Если напряжение Vbat аккумулятора дополнительно понижается, управляющее напряжение Vcc, формируемое посредством стабилизатора 33, также понижается. В конечном счете становится невозможным управлять микрокомпьютером 32 посредством аккумулятора 31. В этом случае микрокомпьютер 32 не может отслеживать аккумулятор 31.

Таким образом, в настоящем варианте осуществления следующая конфигурация осуществлена. Другими словами, даже если напряжение Vbat аккумулятора понижается так, что управляющее напряжение Vcc, требуемое для управления микрокомпьютером 32, не может быть сформировано, микрокомпьютер 32 может управляться с помощью управляющего напряжения Vdd от зарядного устройства 20 для аккумуляторов, когда аккумуляторный источник 10 питания присоединен к зарядному устройству 20 для аккумуляторов. Как описано выше, даже в случае если напряжение Vbat аккумулятора значительно понижается, мониторинг аккумулятора 31 может выполняться посредством управления микрокомпьютером 32 в ходе зарядки.

(3-1) Пояснения процессов управления для мониторинга состояния аккумуляторов

В дальнейшем в этом документе приводится пояснение со ссылкой на фиг.3A и 3B процессов управления для мониторинга состояния аккумуляторов, которые выполняются посредством микрокомпьютера 32, в аккумуляторном источнике 10 питания по настоящему варианту осуществления, сконфигурированном так, как описано выше. В микрокомпьютере 32 в аккумуляторном источнике 10 питания CPU 61 считывает программу процесса управления из ROM 62 и выполняет процессы в соответствии с программой.

Когда процессы управления для мониторинга состояния аккумуляторов начаты, первоначально определяется то, подключено или нет зарядное устройство 20 для аккумуляторов (этап S110) на основе сигнала CHD, введенного в порт 49 микрокомпьютера 32.

Когда определено, что зарядное устройство 20 для аккумуляторов подключено (этап S110 - ДА), схема мониторинга, включающая в себя микрокомпьютер 32 в аккумуляторном источнике 10 питания, переходит в режим мониторинга зарядки, чтобы выполнять процессы управления для мониторинга зарядки (этап S120). В режиме мониторинга зарядки микрокомпьютер 32 задает флаг режима мониторинга зарядки в RAM 63. Микрокомпьютер 32 также управляет зарядкой аккумулятора 31 при мониторинге состояния аккумулятора 31 посредством выполнения процессов управления для мониторинга зарядки. Подробности процессов управления для мониторинга зарядки приводятся ниже со ссылкой на фиг.4.

С другой стороны, когда определено, что зарядное устройство 20 для аккумуляторов не подключено (этап S110 - НЕТ), определяется то, ниже или нет напряжение Vbat аккумулятора, чем 10 В (этап S130), на основе сигнала от модуля 34 сравнения. Когда определено, что напряжение Vbat аккумулятора ниже 10 В (этап S130 - ДА), схема мониторинга переключается в режим (этап S370) отключения после того, как сохранение данных выполнено, поскольку аккумулятор 31 может переходить в состояние избыточной зарядки. Таким образом, электропитание от аккумулятора 31 в аккумуляторный источник 10 питания полностью прекращается посредством выключения переключателя 40 отключения.

Вышеупомянутое сохранение данных упоминается как сохранение различных данных в NVRAM 64 из микрокомпьютера 32 (например, от RAM 63 и т.п.), в котором различные данные хранились. Различные данные могут включать в себя, например, различные предыстории, такие как количество зарядок, наибольшее и наименьшее значения температуры элемента, наибольшее и наименьшее значения тока разрядки.

После перехода в режим отключения, как описано выше, режим отключения поддерживается, если зарядное устройство 20 для аккумуляторов не подключено, и зарядка тем самым начата. Когда зарядное устройство 20 для аккумуляторов подключается, управляющее напряжение Vdd в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов вводится в стабилизатор 33 через диод D3 и диод D2. Стабилизатор 33 тем самым начинает формировать управляющее напряжение Vcc из управляющего напряжения Vdd. Формируемое управляющее напряжение Vcc вводится в микрокомпьютер 32, который тем самым начинает выполнять различные операции управления (операции в режиме работы без нарушений), включая процессы управления для мониторинга состояния аккумуляторов.

Когда определено, что напряжение Vbat аккумулятора составляет 10 В или выше (этап S130 - НЕТ) в процессе определения на этапе S130, для каждого из элементов B1, B2..., Bn аккумулятора определяется то, имеет он или нет напряжение элемента ниже 2,0 В (этап S140). Когда напряжение элемента для всех элементов аккумулятора равно 2,0 В или выше (этап S140 - НЕТ), выполняется проверка состояния (этап S150). С другой стороны, когда какой-либо из элементов аккумулятора имеет напряжение элемента ниже 2,0 В (этап S140 - ДА), схема мониторинга переходит в режим запрещения разрядки (этап S320).

В частности, микрокомпьютер 32 задает флаг режима запрещения разрядки в RAM 63 в микрокомпьютере 32, а также выводит сигнал прекращения разрядки в основной механизм приводного инструмента. Как результат, прекращается подача питания на нагрузку (такую как привод) в механизме приводного инструмента (т.е. разрядка от аккумулятора 31).

При проверке состояния на этапе S150 получаются различные данные, показывающие состояние аккумулятора 31, такие как напряжение Vbat аккумулятора, напряжение элемента, температура элемента, ток разрядки и т.п.

Затем определяется то, больше или нет ток разрядки 80 А (этап S160), на основе сигнала, введенного в порт 46. Когда ток разрядки больше 80 А (этап S160 - ДА), схема мониторинга переходит в режим прекращения разрядки (этап S310). В режиме прекращения разрядки, в частности, микрокомпьютер 32 задает флаг режима прекращения разрядки в RAM 63 в микрокомпьютер 32, а также выводит сигнал прекращения разрядки, как в режиме запрещения разрядки, на этапе S320. Разрядка из аккумулятора 31 в основной механизм приводного инструмента тем самым прекращается, и процесс снова возвращается к проверке состояния на этапе S150.

Когда ток разрядки составляет 80 A или меньше (этап S160 - НЕТ), определяется то, выше или нет температура элемента 80°C (этап S170), на основе сигнала, введенного в порт 44. Когда температура элемента выше 80°C (этап S170 - ДА), схема мониторинга переходит в режим прекращения разрядки (этап S310), и процесс снова возвращается к проверке состояния на этапе S150. С другой стороны, когда температура элемента составляет 80°C или ниже (этап S170 - НЕТ), снова определяется то, является ли напряжение элемента ниже 2,0 В (этап S180), таким же образом, как на этапе S140. Когда какой-либо из элементов напряжения имеет напряжение элемента ниже 2,0 В (этап S180 - ДА), схема мониторинга переходит в режим запрещения разрядки (этап S320), тогда как, когда все элементы аккумулятора имеют 2,0 В или выше (этап S180 - НЕТ), схема мониторинга переходит в режим разрешения разрядки (этап S190). В частности, микрокомпьютер 32 задает флаг режима разрешения разрядки в RAM 63.

После перехода в режим разрешения разрядки, аккумулятор 31 также продолжает отслеживаться посредством микрокомпьютера 32. В частности, после переключения в режим разрешения разрядки на этапе S190, первоначально определяется то, становится или нет ток разрядки равным 0 А (этап S200). В ходе разрядке, т.е. в то время, когда электрический приводной инструмент используется, разрядка является непрерывной (этап S200 - НЕТ), и процесс снова возвращается к проверке состояния на этапе S150. С другой стороны, когда ток разрядки становится равным 0 А (этап S200 - ДА), микрокомпьютер 32 выводит сигнал L-уровня из порта 47. Затем усиление неинвертирующей усилительной схемы, которая включает в себя операционный усилитель 37 и другое, переключается с первого усиления в исходном состоянии на второе усиление, которое больше первого усиления (этап S210).

Это позволяет, когда разрядка перезапускается в следующий раз, быстро обнаруживать перезапуск разрядки, даже когда значение тока по-прежнему является небольшим, например, в течение малооборотного вращения электродвигателя. При определении того, равен или нет ток разрядки 0 А, на этапе S200, ток разрядки от аккумулятора 31 не должен полностью равняться 0 A, а 0 А здесь означает состояние, когда разрядка аккумулятора 31, сопровождающая подачу питания в основной механизм приводного инструмента, закончена (т.е. состояние, когда подача питания в основной механизм приводного инструмента становится равной 0 A). На практике, следовательно, заданное значение тока для определения завершения разрядки может быть задано на основе электроэнергии, потребляемой в каждой схеме, включая микрокомпьютер 32 в аккумуляторном источнике 10 питания. Когда ток разрядки равен или меньше заданного значения тока, может быть определено, что разрядка аккумулятора 31 закончена. Процесс переходит к этапу S210 после процесса на этапе S200.

После того как усиление неинвертирующей усилительной схемы переключено на второе усиление на этапе S210, что предоставляет возможность точного обнаружения даже относительно небольшого тока разрядки, снова определяется то, больше или нет ток разрядки 0 А (этап S220). Другими словами, определяется для подтверждения после S200 то, закончена или нет разрядка от аккумулятора 31 в основной механизм приводного инструмента.

Здесь, когда определено то, что ток разрядки больше 0 A, и разрядка является непрерывной (этап S220 - ДА), микрокомпьютер 32 снова переключает усиление неинвертирующей усилительной схемы на первое усиление (этап S230), и процесс возвращается к этапу S150. С другой стороны, когда определено то, что ток разрядки определен равен 0 А (этап S220 - НЕТ), разрядка считается законченной, и процесс переходит к этапу S240-S270, чтобы определять то, удовлетворены или нет условия для перехода в экономичный режим, другими словами, находится ли аккумулятор 31 в стабильном состоянии.

В частности, первоначально определяется то, относительно температуры элемента, является ли величина изменения температуры элемента dT/dt меньше, например, 5°C (этап S240). Если аккумулятор 31 находится в состоянии без нарушений в работе, температура элемента должна постепенно понижаться после того, как разрядка закончена. В нестабильном состоянии после того, как разрядка закончена, прежде чем аккумулятор 31 становится стабильным, тем не менее, если какие-либо нарушения в работе возникают в элементе аккумулятора, к примеру, небольшое короткое замыкание в элементе аккумулятора, как описано ранее, температура элемента резко возрастает. Посредством проведения процесса по этапу S240 становится возможным обнаруживать нарушение в работе элемента аккумулятора посредством обнаружения такого резкого повышения температуры элемента, сопровождающего нарушение в работе элемента аккумулятора.

Когда величина изменения температуры элемента dT/dt составляет 5°C или более (этап S240 - НЕТ), определяется, что элемент аккумулятора находится в неработоспособном состоянии (обнаружение нарушения в работе), и схема мониторинга переключается на режим запрещения зарядки/разрядки (этап S380), в котором запрещены как зарядка, так и разрядка. После переключения в режим запрещения зарядки/разрядки, аккумуляторный источник 10 питания не может заряжаться и разряжаться, в силу чего пользователь более не может использовать аккумуляторный источник 10 питания.

Когда определено, что величина изменения температуры элемента dT/dt меньше 5°C (этап S240 - ДА), затем определяется то, больше или нет величина изменения напряжения элемента dV/dt каждого из элементов аккумулятора, чем, например, -100 мВ (этап S250). Если, например, небольшое короткое замыкание возникает в элементе аккумулятора, его напряжение резко понижается. Посредством проведения процесса по этапу S250 становится возможным обнаруживать нарушение в работе элемента аккумулятора посредством обнаружения такого резкого падения напряжения элемента, сопровождающего нарушение в работе элемента аккумулятора.

Когда определено, что величина изменения напряжения элемента dV/dt равна -100 мВ или менее в каком-либо из элементов аккумулятора (этап S250 - НЕТ), другими словами, если демонстрируется тенденция большого снижения напряжения элемента, определяется, что элемент аккумулятора находится в неработоспособном состоянии, и схема мониторинга переключается на режим запрещения зарядки/разрядки (этап S380), в котором запрещены как зарядка, так и разрядка.

Когда определено, что величина изменения напряжения элемента dV/dt больше -100 мВ во всех элементах аккумулятора (этап S250 - ДА), другими словами, если демонстрируется тенденция небольшого снижения напряжения элемента, затем определяется то, равна ли величина изменения напряжения элемента dV/dt 0 или менее в каждом из элементов аккумулятора (этап S260). Когда величина изменения напряжения элемента dV/dt больше 0 (этап S260 - НЕТ), другими словами, когда напряжение элемента повышается, определяется то, что, хотя нарушений в работе не возникает в элементах аккумулятора, аккумулятор 31 находится в нестабильном состоянии сразу после того, как разрядка закончена, и процесс снова возвращается к этапу S150.

С другой стороны, когда величина изменения напряжения элемента dV/dt равна 0 или менее, другими словами, когда определено то, что повышение напряжения элемента после разрядки нивелируется и аккумулятор 31 становится стабильным (этап S260 - ДА), затем определяется то, является или нет температура элемента T ниже 60°C (этап S270). Это определение на этапе S270 отличается от определения на основе величины изменения температуры элемента на этапе S240. Определение на этапе S270 - это определение на основе значения самой температуры элемента. Когда температура элемента равна 60°C или выше (этап S270 - НЕТ), определено, что аккумулятор 31 по-прежнему находится в нестабильном состоянии, и процесс снова возвращается к этапу S150. С другой стороны, когда определено, что температура элемента ниже 60°C (этап S270 - ДА), микрокомпьютер 32 считает, что условия для переключения в экономичный режим удовлетворены, и переключает микрокомпьютер 32 в экономичный режим (этап S280).

В экономичном режиме различные операции мониторинга (включая мониторинг напряжения элемента, мониторинг температуры элемента и мониторинг тока зарядки/разрядки), выполнявшиеся в микрокомпьютере 32 в обычном рабочем состоянии, в основном прекращаются, и различные операции управления посредством микрокомпьютера 32 также в основном прекращаются. Тем не менее, операции, требуемые, по меньшей мере, для того чтобы возвращаться из экономичного режима в обычное рабочее состояние снова, выполняются непрерывно, как описано выше.

После переключения в экономичный режим, если любое из условий возврата удовлетворяется (этап S290), схема мониторинга активируется из экономичного режима в обычное рабочее состояние (этап S300), и процессы на этапе S110 и далее выполняются снова. Вышеупомянутые условия возврата включают в себя условие, когда разрядка от аккумулятора 31 начата, условие, когда зарядное устройство 20 для аккумуляторов подключено, и условие, когда напряжение Vbat аккумулятора ниже 10 В. В процессе активации на этапе S300 также выполняется процесс для возврата усиления, которое переключено на второе усиление на этапе S210, на первое усиление.

Например, в случае, если схема мониторинга возвращена из экономичного режима вследствие подключения зарядного устройства 20 для аккумуляторов к аккумуляторному источнику 10 питания, процесс переходит от этапа S110 к этапу S120, и схема мониторинга переходит в режим мониторинга зарядки, чтобы выполнять процессы управления для мониторинга зарядки.

Кроме того, например, в случае, если схема мониторинга возвращена из экономичного режима вследствие понижения напряжения Vbat аккумулятора ниже 10 В, процесс переходит от этапа S110 к этапу S130. На этапе S130 определяется, что напряжение Vbat аккумулятора ниже 10 В (этап S130 - ДА), и процесс переходит к этапу S370, где сохранение данных выполняется, и схема мониторинга переключается на режим отключения.

После переключения в режим запрещения разрядки на этапе S320 процесс переходит к этапу S330, где процесс определения, который является идентичным процессу на этапе S240, выполняется. Таким образом, определяется то, равна ли величина изменения температуры элемента dT/dt меньше 5°C. Когда величина изменения температуры элемента dT/dt равна 5°C или более (этап S330 - НЕТ), определяется, что элемент аккумулятора находится в неработоспособном состоянии, и схема мониторинга переключается на режим запрещения зарядки/разрядки (этап S380). С другой стороны, когда определено, что величина изменения температуры элемента dT/dt меньше 5°C (этап S330 - ДА), процесс далее переходит к этапу S340. На этапе S340 выполняется процесс определения, который является идентичным процессу на этапе S250, т.е. определяется то, больше или нет величина изменения напряжения элемента dV/dt, чем -100 мВ, в каждом из элементов аккумулятора.

Когда определено, что величина изменения напряжения элемента dV/dt равна -100 мВ или менее в каком-либо из элементов аккумулятора (этап S340 - НЕТ), другими словами, если демонстрируется тенденция большого снижения напряжения элемента, определяется, что элемент аккумулятора находится в неработоспособном состоянии, и схема мониторинга переключается на режим запрещения зарядки/разрядки (этап S380). С другой стороны, когда определено, что величина изменения напряжения элемента dV/dt больше -100 мВ во всех элементах аккумулятора (этап S340 - ДА), другими словами, если демонстрируется тенденция небольшого снижения напряжения элемента, процесс далее переходит к этапу S350. На этапе S350 выполняется процесс определения, который является идентичным процессу на этапе S260, т.е. определяется то, является ли величина изменения напряжения элемента dV/dt 0 или менее в каждом из элементов аккумулятора.

Когда величина изменения напряжения элемента dV/dt больше 0 (этап S350 - НЕТ), процесс снова возвращается к этапу S320. С другой стороны, когда величина изменения напряжения элемента dV/dt равна 0 или менее (этап S350 - ДА), процесс далее переходит к этапу S360. На этапе S360 выполняется процесс определения, который является идентичным процессу на этапе S270, т.е. определяется то, является или нет температура элемента T ниже 60°C.

Когда температура элемента 60°C или выше (этап S360 - НЕТ), процесс снова возвращается к этапу S320. С другой стороны, когда определено, что температура элемента ниже 60°C (этап S360 - ДА), процесс переходит к этапу S370, где сохранение данных выполняется, и схема мониторинга переключается на режим отключения.

(3-2) Пояснение процессов управления для мониторинга зарядки

Далее подробно поясняются процессы управления для мониторинга зарядки S120 в процессах управления для мониторинга состояния аккумуляторов, показанных на фиг.3A, со ссылкой на фиг.4.

Когда аккумуляторный источник 10 питания подключается (присоединяется) к зарядному устройству 20 для аккумуляторов, процессы управления для мониторинга зарядки S120 начинаются. Затем, как показано на фиг.4, определяется то, находится ли аккумулятор 31 в заряжаемом состоянии (этап S410), посредством отслеживания состояния аккумулятора 31. Это определение на этапе S410 выполняется на основе, например, предыстории предшествующих нарушений в работе, сохраненной в NVRAM 64.

Когда микрокомпьютер 32 аккумуляторного источника 10 питания обнаруживает нарушение в работе аккумулятора 31 посредством функции мониторинга, которая отслеживает состояние аккумулятора 31, микрокомпьютер 32 сохраняет в NVRAM 64 предысторию нарушений в работе, указывающую, что зарядка аккумулятора 31 запрещена. В процессе определения на этапе S410, если предыстория нарушений в работе сохранена в NVRAM 64, определяется то, что зарядка аккумулятора 31 невозможна (этап S410 - НЕТ). Затем сигнал CS прекращения зарядки выводится в зарядное устройство 20 для аккумуляторов (этап S500). Как результат, предотвращается ввод мощности для зарядки в аккумулятор 31 от зарядного устройства 20 для аккумуляторов.

После того как заданный процесс обработки ошибок выполнен (этап S510), процессы управления для мониторинга зарядки завершаются, и затем текущий процесс возвращается к этапу S110 (см. фиг.3A). Заданный процесс обработки ошибок - это, например, процесс для сохранения в NVRAM 64 предыстории нарушений в работе, указывающей, что зарядка не может выполняться вследствие нарушения в работе аккумулятора 31.

С другой стороны, когда определено то, что аккумулятор 31 находится в заряжаемом состоянии, на этапе S410 (этап S410 - ДА), проверка состояния аккумулятора 31 выполняется (этап S420). Проверка состояния аккумулятора 31 включает в себя, в качестве примера, проверку избыточной разрядки аккумулятора 31 на основе сигнала LV обнаружения пониженного напряжения, проверку напряжения (напряжения элемента) каждого из элементов B1, B2..., Bn аккумулятора и напряжения Vbat аккумулятора на основе сигнала CeV напряжения элемента, проверку температуры аккумулятора 31 на основе сигнала CeT температуры элемента и т.д.

На основе результата проверки состояния на этапе S420 определяется то, находится ли аккумулятор 31 в состоянии без нарушений в работе (этап S430). Если определено, что аккумулятор 31 находится в неработоспособном состоянии, в котором аккумулятор 31 не должен заряжаться (этап S430 - НЕТ), например, поскольку напряжение одного из элементов B1, B2..., Bn аккумулятора в аккумуляторе 31 равно 0 В, сигнал CS прекращения зарядки выводится на этапе S500. После этого на этапе S510 выполняется процесс обработки ошибок.

В процессе определения на этапе S430, если определено, что аккумулятор 31 находится в состоянии без нарушений в работе (этап S430 - ДА), сигнал CP разрешения зарядки выводится в зарядное устройство 20 для аккумуляторов (этап S440). Как результат, в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов схема 72 формирует и выводит мощность для зарядки. Мощность для зарядки затем вводится в аккумуляторный источник 10 питания, тем самым инициируя зарядку аккумулятора 31.

После того как зарядка начата, мониторинг, показанный на этапе S450-S470, продолжается в ходе зарядки. Процессы S450-S460 являются идентичным процессам S420-S430, описанным выше. В процессах S450-S460 определяется то, находится или нет аккумулятор 31 в состоянии без нарушений в работе, на основе проверки состояния аккумулятора 31.

На этапе S470 определяется то, закончена или нет зарядка аккумулятора 31. Это определение выполняется следующим образом: общая величина напряжения элемента в каждом элементе аккумулятора получается на основе сигнала CeV напряжения элемента каждого из элементов аккумулятора. Затем определяется то, равна ли полученная общая величина (т.е. напряжение Vbat аккумулятора) предварительно определенному значению (значению, указывающему полностью заряженное состояние).

Процессы на этапе S450-S470 повторяются до тех пор, пока не определено на этапе S470 то, что зарядка закончена. Если определяется то, что зарядка закончена (этап S470 - ДА), сигнал CS прекращения зарядки выводится в зарядное устройство 20 для аккумуляторов (этап S480). Когда сигнал CS выведен, вывод мощности для зарядки из зарядного устройства 20 для аккумуляторов прекращается, тем самым прекращая зарядку аккумулятора 31. Далее, предварительно определенный процесс завершения зарядки (этап S490) выполняется. После этого процессы управления для мониторинга зарядки завершаются, и текущий процесс возвращается к этапу S110 (см. фиг.3A).

(4) Результаты вышеописанной конфигурации

Согласно вышеописанной системе 30 зарядки для электрического приводного инструмента настоящего варианта осуществления, даже если напряжение Vbat аккумулятора понижается, например, вследствие неиспользования аккумуляторного источника 10 питания в течение длительного периода времени, стабилизатор 33 корректно формирует напряжение Vcc на основе вместо напряжения Vbat аккумулятора, напряжения Vdd от зарядного устройства 20 для аккумуляторов и тем самым дает возможность работы микрокомпьютеру 32. Таким образом, когда зарядка выполняется для аккумулятора 31, в котором напряжение Vbat аккумулятора понижается, микрокомпьютер 32 может выполнять операцию мониторинга с напряжением Vdd от зарядного устройства 20 для аккумуляторов, при этом обеспечивая зарядку аккумулятора 31.

В качестве другого источника питания (вспомогательного источника питания), который может быть предоставлен в случае понижения напряжения Vbat аккумулятора, различные способы могут быть приспособлены, отличные от использования управляющего напряжения Vdd в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов, как в вышеописанном варианте осуществления.

В этом отношении зарядное устройство 20 для аккумуляторов первоначально оснащено схемой электропитания 73. Схема 73 формирует управляющее напряжение Vdd для управления различными схемами в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов. Кроме того, особенно необходимо отслеживать состояние аккумулятора 31 во время зарядки аккумулятора 31 посредством зарядного устройства 20 для аккумуляторов.

Следовательно, как в вышеприведенном варианте осуществления, может быть такая конфигурация, что когда аккумуляторный источник 10 питания подключается к зарядному устройству 20 для аккумуляторов, управляющее напряжение Vdd в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов вводится также в аккумуляторный источник 10 питания. Эта конфигурация позволяет упрощать конфигурацию электропитания вспомогательного источника питания. Помимо этого, можно надежно отслеживать аккумулятор 31 посредством управления микрокомпьютером 32, по меньшей мере, когда аккумулятор 31 заряжается.

Кроме того, аккумуляторный источник 10 питания и зарядное устройство 20 для аккумуляторов оснащены соответствующими контактными зажимами (контактными зажимами 51 и 81) для ввода и вывода управляющего напряжения Vdd. Контактные зажимы 51 и 81 предоставляются отдельно от соответствующих контактных зажимов 11 и 12 и 21 и 22 для ввода и вывода мощности для зарядки. Как описано выше, может быть такая конфигурация, что управляющее напряжение Vdd вводится от зарядного устройства 20 для аккумуляторов в аккумуляторный источник 10 питания через контактные зажимы 51 и 81. Посредством вышеозначенной конфигурации, когда аккумуляторный источник 10 питания присоединен к зарядному устройству 20 для аккумуляторов, контактные зажимы 51 и 81 подключаются друг к другу. Соответственно, управляющее напряжение Vdd может надежно подаваться в аккумуляторный источник 10 питания, тем самым давая возможность микрокомпьютеру 32 надежно работать во время зарядки.

Управляющее напряжение Vdd, вводимое в аккумуляторный источник 10 питания от зарядного устройства 20 для аккумуляторов, не просто вводится в стабилизатор 33 в аккумуляторном источнике 10 питания. Также управляющее напряжение Vdd используется с целью обнаружения того, что аккумуляторный источник 10 питания подключен (присоединен) к зарядному устройству 20 для аккумуляторов. Следовательно, становится возможным предоставлять систему зарядки, которая обеспечивает простое и эффективное обнаружение того, присоединен или нет аккумуляторный источник 10 питания к зарядному устройству 20 для аккумуляторов.

Когда аккумуляторный источник 10 питания подключается к зарядному устройству 20 для аккумуляторов, микрокомпьютер 32 аккумуляторного источника 10 питания сначала выполняет мониторинг аккумулятора 31, чтобы определять то, находится или нет аккумулятор 31 в заряжаемом состоянии и работает или нет аккумулятор 31 в режиме без нарушений (этап S410 и S430 на фиг.4). Если аккумулятор 31 находится в заряжаемом состоянии и в режиме без нарушений, микрокомпьютер 32 выводит сигнал CP разрешения зарядки в зарядное устройство 20 для аккумуляторов, тем самым обеспечивая зарядку аккумулятора 31.

Таким образом, возникновения следующей проблемы можно не исключать: даже если аккумулятор 31 не должен заряжаться, поскольку нарушение в работе и т.п. возникло в аккумуляторе 31, аккумулятор 31 заряжается.

Настоящий вариант осуществления выполнен таким образом, что напряжение Vbat аккумулятора вводится в стабилизатор 33 через диод D1, а управляющее напряжение Vdd вводится в стабилизатор 33 через диод D2. Эта простая конфигурация дает возможность стабилизатору 33 формировать управляющее напряжение Vcc на основе большего из напряжения Vbat аккумулятора и управляющего напряжения Vdd.

В аккумуляторном источнике 10 питания по настоящему варианту осуществления, диод D3 подключен на токонесущем пути, идущем от контактного зажима 51 к диоду D2. Следовательно, в случае, если напряжение Vbat аккумулятора, которое должно быть введено в стабилизатор 33, направлено так, чтобы выводиться на клемму зарядного устройства 20 для аккумуляторов по какой-либо причине, такой как неисправность в диоде D2 и т.п., этот вывод может предотвращаться посредством диода D3. Другими словами, диод D3 позволяет предотвращать случайный вывод напряжения Vbat аккумулятора в зарядное устройство 20 для аккумуляторов с контактного зажима 51.

Модификация

Следует понимать, что вышеописанные конфигурации настоящего изобретения не ограничены таким образом и могут принимать различные формы, при этом по-прежнему находясь в пределах объема, применимого для настоящего изобретения.

Например, кроме конфигурации, предоставляющей диод D3, различные конфигурации могут приспосабливаться до тех пор, пока такие конфигурации могут предотвращать вывод управляющего напряжения Vcc в зарядное устройство 20 для аккумуляторов с контактного зажима 51.

Например, как показано на фиг.5, плавкий предохранитель 55 может быть предоставлен на токонесущем пути, идущем между контактным зажимом 51 и диодом D2. Также в этом случае, как показано на фиг.5, стабилитрон D5 предпочтительно подключается между контактным зажимом 51 и потенциалом земли. В частности, стабилитрон D5 подключается таким образом, что его катод подключается к контактному зажиму 51, а его анод подключается к клемме потенциала земли.

Аккумуляторный источник 100 питания на фиг.5 имеет такую же конфигурацию, как аккумуляторный источник 10 питания на фиг.2, за исключением следующих моментов: аккумуляторный источник 100 питания снабжен плавким предохранителем 55 вместо диода D3 аккумуляторного источника 10 питания; и аккумуляторный источник 100 питания снабжен стабилитроном D5.

Такой же результат, полученный посредством конфигурации, включающей в себя диод D3 на фиг.2, может быть достигнут посредством конфигурации, включающей в себя плавкий предохранитель 55 и стабилитрон D5.

Подробности конфигураций стабилизатора 33 не ограничены конкретным образом. Например, повышающий стабилизатор может использоваться для того, чтобы формировать управляющее напряжение Vcc на стороне аккумулятора, превышающее введенное напряжение.

В некоторых случаях, например, когда микрокомпьютер 32 управляется с помощью напряжения Vbat аккумулятора или когда схема мониторинга, управляемая с помощью напряжения Vbat аккумулятора, предоставляется отдельно от микрокомпьютера 32, следующая конфигурация может использоваться. Другими словами, напряжение Vbat аккумулятора может подаваться непосредственно в микрокомпьютер 32 (схему мониторинга) без прохождения через стабилизатор. Кроме того, управляющее напряжение Vdd может повышаться до напряжения Vbat аккумулятора посредством стабилизатора, и затем повышенное напряжение может подаваться в микрокомпьютер 32 (схему мониторинга).

Если управляющее напряжение Vdd, формируемое в зарядном устройстве 20 для аккумуляторов, равно управляющему напряжению Vcc, следующая конфигурация может использоваться. Таким образом, управляющее напряжение Vdd (=Vcc), вводимое в аккумуляторный источник 10 питания от зарядного устройства 20 для аккумуляторов, может вводиться без какого-либо изменения вместе с управляющим напряжением Vcc в микрокомпьютер 32.

Следует понимать, что параметры, которые должны отслеживаться, которые должны выводиться в зарядное устройство 20 для аккумуляторов от аккумуляторного источника 10 питания, не ограничены вышеописанными сигналами CP и CS. Например, различные сигналы, данные и т.п. могут выводиться в зарядное устройство 20 для аккумуляторов до тех пор, пока они прямо или косвенно указывают состояние аккумулятора 31.

В вышеприведенном варианте осуществления пояснение сделано, в качестве примера, на основе следующих значений: напряжение Vbat аккумулятора равно 14,4 В, управляющее напряжение Vcc равно 3,3 В, а управляющее напряжение Vdd равно 5 В. Тем не менее, следует отметить, что эти значения приведены только в качестве примера. То же самое относится к значению напряжения пробоя (5 В) стабилитрона D4.

Кроме того, кроме аккумулятора 31 дополнительный источник питания, такой как плоский круглый элемент и т.п., может быть предоставлен в аккумуляторном источнике 10 питания. Затем, если напряжение Vbat аккумулятора понижается, микрокомпьютер 32 может управляться с помощью внутренне предоставляемого источника питания.

Дополнительный источник питания может быть предоставлен в различных формах до тех пор, пока следующее условие удовлетворяется: достаточная электроэнергия может подаваться, по меньшей мере, в ходе зарядки, чтобы делать микрокомпьютер 32 работоспособным для того, чтобы отслеживать аккумулятор 31, даже когда напряжение Vbat аккумулятора понижается, и микрокомпьютер 32 становится неработоспособным с пониженным напряжением Vbat аккумулятора.

В вышеприведенном варианте осуществления аккумулятор 31 выполнен посредством четырех элементов аккумулятора, подключенных последовательно, только в качестве примера. Тем не менее, число элементов аккумулятора, составляющих аккумулятор 31, не ограничено конкретным образом, и аккумулятор 31 может включать в себя только один элемент аккумулятора или может быть выполнен посредством множества элементов аккумулятора, подключенных последовательно-параллельно. Следует понимать, что напряжение каждого элемента аккумулятора и напряжение аккумулятора также не ограничено значениями, иллюстрируемыми в вышеописанном варианте осуществления.

В вышеприведенном варианте осуществления ионно-литиевый перезаряжаемый аккумулятор иллюстрируется в качестве каждого из элементов аккумулятора, составляющих аккумулятор 31, только в качестве примера. Тем не менее, первичный аккумулятор или аккумулятор, отличный от ионно-литиевого перезаряжаемого аккумулятора, также может быть применен к настоящему изобретению в качестве элементов аккумулятора.

1. Система мониторинга состояния аккумуляторов для электрического приводного инструмента, содержащая аккумуляторный источник питания для электрического приводного инструмента и вспомогательный источник питания,
- при этом аккумуляторный источник питания включает в себя:
- аккумулятор, который используется в качестве источника мощности возбуждения для электрического приводного инструмента и имеет, по меньшей мере, один элемент аккумулятора; и
- схему мониторинга, которая приводится в действие посредством электроэнергии, подаваемой от аккумулятора, и отслеживает состояние аккумулятора, и
- вспомогательный источник питания предоставляется внутри или отдельно от аккумуляторного источника питания и выводит электроэнергию, позволяющую схеме мониторинга работать, и
- при этом схема мониторинга выполнена с возможностью работать от электроэнергии, подаваемой от вспомогательного источника питания, когда схема мониторинга становится неработоспособной при электроэнергии аккумулятора вследствие снижения напряжения аккумулятора.

2. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.1, в которой, по меньшей мере, один элемент аккумулятора, включенный в аккумулятор, является перезаряжаемым элементом аккумулятора,
- при этом система мониторинга состояния аккумуляторов дополнительно включает в себя зарядное устройство для аккумуляторов для электрического приводного инструмента, которое выполнено таким образом, что аккумуляторный источник питания съемно присоединяется к зарядному устройству для аккумуляторов, и зарядное устройство для аккумуляторов формирует и выводит мощность для зарядки для подзарядки аккумулятора, и
- в которой вспомогательный источник питания предоставляется в зарядном устройстве для аккумуляторов, и вспомогательный источник питания выполнен с возможностью допускать подачу электроэнергии вспомогательного источника питания в аккумуляторный источник питания, когда аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов.

3. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.2, в которой зарядное устройство для аккумуляторов включает в себя контактный зажим на стороне зарядного устройства, который выводит электроэнергию вспомогательного источника питания в аккумуляторный источник питания, и
- в которой аккумуляторный источник питания включает в себя контактный зажим на стороне аккумуляторного источника питания, который подключается к контактному зажиму на стороне зарядного устройства, когда аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов, и электроэнергия вспомогательного источника питания, выводимая из контактного зажима на стороне зарядного устройства, вводится в аккумуляторный источник питания через контактный зажим на стороне аккумуляторного источника питания.

4. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.2, в которой аккумуляторный источник питания включает в себя выходной контактный зажим, который выводит отслеживаемые параметры посредством схемы мониторинга в зарядное устройство для аккумуляторов, и
- в которой зарядное устройство для аккумуляторов включает в себя входной контактный зажим, который подключается к выходному контактному зажиму, когда аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов, и отслеживаемые параметры, выводимые из выходного контактного зажима, вводится в зарядное устройство для аккумуляторов через входной контактный зажим.

5. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.4, в которой схема мониторинга включает в себя:
- модуль определения возможности зарядки, который определяет то, находится или нет аккумулятор в заряжаемом состоянии, посредством мониторинга состояния аккумулятора; и
- модуль вывода сигналов, который выводит, в качестве одного из отслеживаемых параметров, сигнал разрешения зарядки на выходной контактный зажим, когда определено, что аккумулятор находится в заряжаемом состоянии, посредством модуля определения возможности зарядки, при этом сигнал разрешения зарядки указывает то, что аккумулятор находится в заряжаемом состоянии,
- при этом зарядное устройство для аккумуляторов выводит мощность для зарядки в аккумуляторный источник питания, когда сигнал разрешения зарядки вводится в зарядное устройство для аккумуляторов от аккумуляторного источника питания через входной контактный зажим.

6. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.2,
- в которой аккумуляторный источник питания дополнительно включает в себя модуль обнаружения подключения, который обнаруживает, что аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов, на основе ввода электроэнергии вспомогательного источника питания, когда электроэнергия вспомогательного источника питания вводится в аккумуляторный источник питания в результате присоединения аккумуляторного источника питания к зарядному устройству для аккумуляторов.

7. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.2, в которой аккумуляторный источник питания дополнительно включает в себя схему электропитания, в которую вводятся напряжение аккумулятора и напряжение вспомогательного источника питания, и схема электропитания формирует напряжение источника рабочей мощности для приведения в действие схемы мониторинга на основе одного из напряжения аккумулятора и напряжения вспомогательного источника питания, и
- в которой схема мониторинга выполнена с возможностью работать от источника рабочей мощности, формируемой посредством схемы электропитания.

8. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.7, в которой схема электропитания формирует напряжение источника рабочей мощности на основе большего из напряжения аккумулятора и напряжения вспомогательного источника питания.

9. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.8, в которой схема электропитания содержит:
- схему формирования, в которую вводится одно из напряжения аккумулятора и напряжения вспомогательного источника питания, и схема формирования формирует напряжение источника рабочей мощности на основе введенного напряжения;
- первый диод, имеющий катод, подключенный к входной клемме схемы формирования, и анод, в который вводится напряжение аккумулятора, и
- второй диод, имеющий катод, подключенный к входной клемме схемы формирования, и анод, в который вводится напряжение вспомогательного источника питания.

10. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.7, в которой аккумуляторный источник питания дополнительно включает в себя модуль прекращения вывода, который предоставляется на токонесущем пути, идущем от места, где напряжение вспомогательного источника питания вводится в аккумуляторный источник питания, до места, где напряжение вспомогательного источника питания достигает схемы электропитания, и модуль прекращения вывода предотвращает вывод напряжения аккумулятора, которое должно быть введено в схему электропитания, на клемму вспомогательного источника питания через токонесущий путь.

11. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.10, в которой модулем прекращения вывода является третий диод, имеющий:
- катод, подключенный к схеме электропитания; и
- анод, в который вводится напряжение вспомогательного источника питания.

12. Система мониторинга состояния аккумуляторов по п.10, в которой модуль прекращения вывода представляет собой плавкий предохранитель.

13. Аккумуляторный источник питания для электрического приводного инструмента, содержащий:
- аккумулятор, имеющий, по меньшей мере, один элемент аккумулятора; и
- схему мониторинга, которая приводится в действие посредством электроэнергии, подаваемой от аккумулятора, и отслеживает состояние аккумулятора,
- при этом схема мониторинга выполнена с возможностью работать от электроэнергии, подаваемой от вспомогательного источника питания, отличающегося от аккумулятора, когда схема мониторинга является неработоспособной при электроэнергии аккумулятора вследствие снижения напряжения аккумулятора.

14. Зарядное устройство для аккумуляторов для электрического приводного инструмента, выполненное таким образом, что зарядное устройство для аккумуляторов съемно присоединяется к аккумуляторному источнику питания для электрического приводного инструмента, при этом аккумуляторный источник питания включает в себя:
- аккумулятор, имеющий, по меньшей мере, один элемент аккумулятора; и
- схему мониторинга, приводимую в действие посредством электроэнергии, подаваемой от аккумулятора, и отслеживающую состояние аккумулятора, и
- при этом зарядное устройство для аккумуляторов формирует и выводит мощность для зарядки для подзарядки аккумулятора,
- при этом зарядное устройство для аккумуляторов дополнительно включает в себя вспомогательный источник питания, который выводит электроэнергию, позволяющую работать схеме мониторинга, и
- при этом зарядное устройство для аккумуляторов выполнено с возможностью допускать подачу электроэнергии вспомогательного источника питания в аккумуляторный источник питания, когда аккумуляторный источник питания присоединен к зарядному устройству для аккумуляторов.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы батарейного источника питания.

Иерархическая система управления батареей электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использована при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики.

Изобретение относится к аккумуляторной батарее, которая используется в качестве источника питания для переносных электрических инструментов. Техническим результатом является создание новой конструкции аккумуляторной батареи, которую легко извлечь из корпуса электрического инструмента.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики.

Изобретение относится к электротехническим устройствам, используемым для заряда аккумуляторов. Технический результат - унификация зарядного устройства для обеспечения заряда аккумуляторов с различными напряжениями.

Изобретение относится к электротехническим устройствам, в частности к приводным инструментам, питающимся от аккумуляторов. Технический результат - повышение эффективности зарядки аккумуляторов.

Использование: в области электротехники и связи. Технический результат - повышение надежности и расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к электрическим аккумуляторным инструментам. Технический результат - упрощение структуры электрического приводного инструмента.

Изобретение относится к области электротехники. Описаны системы и способы использования различных типов аккумуляторов для выборочного аккумулирования и отдачи энергии.

Изобретение относится к области электротехники. Электрический инструмент питается множеством батарейных источников питания, соединенных последовательно.

Настоящее изобретение относится к зарядной системе для электрических транспортных средств. Технический результат - обеспечение возможности одновременного заряда нескольких транспортных средств без увеличения стоимости зарядной станции. Система содержит, по меньшей мере, один зарядный порт с интерфейсом для обмена энергией с, по меньшей мере, одним электрическим транспортным средством, по меньшей мере, один силовой преобразователь для преобразования энергии, поступающей от источника энергии, такого как электрическая сеть, в подходящий формат для зарядки транспортного средства, при этом силовой преобразователь находится в удаленном местоположении от зарядного порта, например таком, как отдельная комната и/или отдельное здание. 2 н.и 10 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к автомобильной транспортной энергетической системе с принципом периодической зарядки и разрядки. Автомобильная транспортная энергетическая система содержит автомобильную электрическую дорогу, станции зарядки и разрядки электромобилей, транспортное средство. Станции зарядки и разрядки состоят из блока управления и контроля, электрического трансформатора, подземного электрического кабеля питания, шины подачи положительного заряда, шины подачи отрицательного заряда, аварийного генератора. Станции зарядки расположены на подъемах. Станции разрядки расположены на спусках. Транспортное средство является активным элементом. Транспортное средство содержит автомобильную колесную базу, электродвигатели, батареи, энергогенерирующий механизм, систему рекуперации, систему временного хранения и правильного распределения энергии. На днище транспортного средства располагается штанга подачи электрического тока с подъемно-спусковым механизмом. Зарядка и разрядка производится во время движения. Технический результат заключается в увеличении запаса хода электромобиля. 3 ил.

Изобретение относится к зарядным устройствам батарей транспортных средств. Технический результат - повышение эффективности и эксплуатационной надежности. Предложенная электроустановка с емкостью для зарядки электрических батарей представляет собой установку для передачи электрической энергии, содержащую преобразователь источника напряжения, сеть напряжения переменного тока, соединенную со стороной напряжения переменного тока преобразователя, и узел напряжения постоянного тока, соединенный со стороной напряжения постоянного тока преобразователя. Преобразователь имеет последовательное соединение переключающих элементов, каждый из которых имеет, по меньшей мере, один конденсатор для накопления энергии. Электрические батареи могут быть соединены параллельно с упомянутым конденсатором, а на их состояние зарядки можно влиять посредством управления переключающими элементами преобразователя источника напряжения через схему управления. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ). Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности СЭС при возниковении аварийных ситуаций, связанных с незапланированной потерей ориентации КА на Солнце. Предлагается способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата, содержащей солнечную батарею и n аккумуляторных батарей, стабилизатор напряжения, включенный между солнечной батарей и нагрузкой и по n зарядных и разрядных устройств, заключающийся в управлении стабилизатором напряжения и зарядно-разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжения системы, контроле степени заряженности и разряженности аккумуляторных батарей, запрете на работу соответствующего зарядного устройства при достижении предельного уровня заряженности данной аккумуляторной батарей, снятии этого запрета при достижении определенного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи, запрете на работу соответствующего разрядного устройства при достижении предельного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи, снятии этого запрета при достижении определенного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, при этом, в случае потери ориентации солнечных батарей на Солнце, аварийном разряде аккумуляторных батарей, запрещают (блокируют) работу всех разрядных устройств, после восстановления ориентации солнечных батарей на Солнце и заряда аккумуляторных батарей до заданного уровня снимают блокировку работы всех разрядных устройств. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в упрощении перезаписи информации, хранимой в батарее и в зарядном устройстве для батареи. Устройство перезаписи информации содержит первый модуль хранения, предусмотренный в батарее, хранящий с возможностью перезаписи первую информацию; второй модуль хранения, предусмотренный в зарядном устройстве батареи, которое заряжает батарею в результате электрического соединения с батареей с возможностью отсоединения от нее, причем второй модуль хранения, хранящий с возможностью перезаписи вторую информацию; по меньшей мере, один модуль перезаписи, предусмотренный, по меньшей мере, в одной из батареи и зарядного устройства для батареи, причем, по меньшей мере, один модуль перезаписи перезаписывает одну информацию из первой информации, хранимой в первом модуле хранения, и второй информации, хранимой во втором модуле хранения, на основе другой информации из первой информации и второй информации, когда батарея и зарядное устройство для батареи электрически соединены; и модуль смены протокола, который меняет протокол передачи данных между батареей и зарядным устройством для батареи с первого протокола на второй протокол, когда, по меньшей мере, один модуль перезаписи перезаписывает одну информацию. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу использования шахтного транспортного средства, шахтному устройству, буровой установке для горных пород и шахтному транспортному средству. Задачи согласно рабочему циклу выполняются на рабочих участках (19) с помощью устройства (2) для проведения горных работ в шахтном транспортном средстве (1). На рабочем участке транспортное средство подключается к внешней электрической сети (20). Хранилище (26) энергии транспортного средства заряжается во время рабочего цикла, заданного посредством плана разработки, когда транспортное средство находится на рабочем участке. После того как рабочий цикл выполнен, электричество, полученное из хранилища энергии, используется при перемещении. Технический результат - повышение надежности работы шахтного оборудования. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области систем управления и автоматизации и может быть использовано для подзарядки аккумуляторов электрических беспилотных летательных аппаратов или других мобильных устройств, работающих от аккумуляторов. Система включает в себя зарядную станцию (1), на которой расположена матрица плоских дежурных электродов (2), электрически связанных с соответствующими анализаторами-коммутаторами (3), источник питания (4), плюсовой и минусовой выводы которого соединены с соответствующими выводами анализаторов-коммутаторов, а также навигационный маяк (5). На борту БПЛА (6) находятся: навигационное устройство (7), аккумулятор (8), положительный и отрицательный выводы которого электрически соединены с бортовыми электродами (9) и (10) соответственно. Технический результат - обеспечение подзарядки аккумулятора БПЛА без необходимости его точного позиционирования на зарядной станции, что достигается за счет использования избыточного количества дежурных электродов и подключенных к ним анализаторов-коммутаторов, позволяющих после посадки БПЛА автоматически подключать к дежурным электродам напряжение зарядного наземного источника с соблюдением правильной полярности. 3 ил. Референт Головинова И.В.

Изобретение относится к области энергетики, а более конкретно - к устройствам беспроводной передачи энергии и, в частности, к беспроводным зарядным системам, способным зарядить одно или несколько мобильных устройств одновременно. Технический результат - уменьшение побочного электромагнитного излучения. Беспроводная многопозиционная зарядная система, состоящая из базового блока в форме одной или нескольких поверхностей, снабженных передатчиками энергии, создающими переменное магнитное поле за счет подачи переменного тока на обмотку, катушку или любой тип токоведущих проводов, сгруппированных в решетку, а также из устройства приема энергии, содержащего схему управления электропитанием и приемную катушку, индуцирующую ток в магнитном поле передающей катушки, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя: экранирующую структуру, выполненную с возможностью ослабления интенсивности электромагнитного поля вне экранированного беспроводного многопозиционного зарядного устройства; встроенные в зарядное устройство пассивные ретранслирующие антенны; устройство адаптации зарядного устройства к произвольному расположению заряжаемых устройств на поверхности зарядного устройства. 31 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области связи и может быть использовано для обнаружения наличия аккумулятора хостовым терминалом, в частности к обнаружению извлечения «интеллектуального» аккумулятора, когда хостовый терминал осуществляет передачу данных.В способе обнаружения извлечения аккумулятора в процессе сеанса цифрового обмена данными с аккумулятором (160) обмен данными с аккумуляторным блоком (150) и обнаружение извлечения аккумулятора (160) происходят по существу одновременно. Извлечение аккумулятора (160) может быть обнаружено во время передачи данных от терминала (100) к аккумуляторному блоку (150). Кроме того, терминалом (100) может быть получен ответ от схем (155) аккумулятора как отклик на данные, переданные в аккумулятор (160) по линии (140) связи с аккумулятором, во время взятия отсчетов синхронизированным образом. 9 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к аккумуляторам, в частности к зарядке аккумуляторных батарей. Технический результат - продление срока службы батареи путем обеспечения баланса заряда ее элементов. Система аккумуляторных батарей, имеющая множество элементов, соединенных последовательно. Элементы, комплекты элементов и блоки элементов, соединенные последовательно, защищены от перезаряда за счет устройства саморазряда. Система аккумуляторных батарей защищена от перезаряда и переразряда, а зарядка контролируется с тем, чтобы возобновлять функционирование печатной платы или зарядного устройства при перезаряде/переразряде. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 45 ил., 1 табл.
Наверх