带故障检测功能的充电器及故障检测方法技术

本发明专利技术的带故障检测功能的充电器(1)包括：对充电电池(3)进行充电的电源装置(10)；具备第一开关(SW1)和第二开关(SW2)并从电源装置(10)向充电电池(3)提供功率的供电电路；具备第一电阻(R1)和第三开关(SW3)并且一端连接至第一开关(SW1)和第二开关(SW2)的连接点(P)而另一端连接至接地线的放电电路(C1)；具备第二电阻(R2)和第四开关(SW4)并且与第一开关(SW1)并联连接的防短路电路(C2)；以及控制各开关的通断并且获取电压值(V

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带故障检测功能的充电器及故障检测方法
本专利技术涉及带故障检测功能的充电器及故障检测方法。
技术介绍
镍氢充电电池等充电电池有时会因反复进行所谓的补充充电，而导致充电电池的容量看起来变少的被称为记忆效应的现象。上述充电电池的记忆效应可通过循环修复放电而恢复。循环修复放电是指对充电电池进行放电，直到电池电压达到终止电压为止。例如，专利文献1中公开了一种能够对充电电池进行循环修复放电的充电器。在用于对充电电池进行充电的充电器中，当用于向充电电池提供充电功率的供电电路中所设置的开关短路时，即使充电电池充满了电，该开关也无法关断，从而可能导致充电电池因过充电而损坏。因此，控制充电器的控制装置优选如专利文献2所公开的那样具备故障检测功能，例如，通过检测供电电路中的开关导通的情况下和开关关断的情况下的供电电路上的电压降之差，从而检测该开关的故障。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开平7-45307号公报专利文献2：日本专利特开2013－181822号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，要进行充电的充电电池的串联数量越多，上述供电电路上的电压降的电位差就越小，正常时和故障时的判别就越加困难。更具体而言，例如，在具有故障检测功能的控制装置中，当动作所需的电源电压为5V，用于检测电压降之差的AD转换器的分辨率为10bit时，电压的测定精度为5V÷10bit(1024)＝4.88mV。而随着充电电池的串联数量增加、或者充电电路的阻抗等各种条件的变化，要测定的电压降之差下降至该测定精度的2倍以下时，有可能导致无法检测出开关故障。另外，为了提高测定精度而采用更高分辨率的AD转换器时，成本会显著增加。本专利技术鉴于以上情况，其目的在于提供一种即使是低分辨率的廉价AD转换器，也能够检测出开关故障的带故障检测功能的充电器。解决技术问题所采用的技术方案为了实现上述目的，本专利技术的第一方式的带故障检测功能的充电器包括：电源装置，该电源装置输出用于对充电电池进行充电的功率；供电电路，该供电电路具备串联连接的第一开关和第二开关，由所述电源装置向所述充电电池提供所述功率；放电电路，该放电电路具备串联连接的第一电阻和第三开关，一端连接至所述第一开关和所述第二开关的连接点，另一端连接至接地线；防短路电路，该防短路电路具备串联连接的第二电阻和第四开关，并且与所述第一开关并联连接；以及控制装置，该控制装置控制各开关的通断，并且获取所述连接点的电压值，所述控制装置对于各开关的通断控制的组合，以所述连接点的电压值不同于各开关正常时所述连接点的电压值为条件，检测各开关的故障。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种即使是低分辨率的廉价AD转换器，也能够检测开关故障的带故障检测功能的充电器。附图说明图1是本专利技术所涉及的充电器的电路图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。此外，本专利技术不限定于以下说明的内容，在不变更其主旨的范围内可进行任意变更来进行实施。实施方式的说明中所用的附图均示意性示出了结构部件，有时为了加深理解而对局部进行强调、放大、缩小或省略等，而没有正确的表示结构部件的比例尺、形状等。首先，对本专利技术所涉及的充电器1的结构进行说明。图1是本专利技术所涉及的充电器1的电路图。充电器1是带故障检测功能的充电器，对从作为商用交流电源的外部电源2输入的功率进行转换并输出充电功率来对充电电池3进行充电，并且可以根据需要对充电电池3进行循环修复放电。这里，作为充电对象的充电电池3在本实施方式中由20个额定电压为1.2V的镍氢电池串联连接而成。充电器1包括电源装置10、第一开关SW1、第二开关SW2、放电电路C1、防短路电路C2和控制装置20。电源装置10将从外部电源2提供的交流功率转换成直流功率，并且转换成适合对充电电池3进行充电的电压，作为电源电压VS输出。这里，例如在充电器1是便携式充电设备的情况下，电源装置10可以是另外具备电池的结构，从而即使没有与外部电源2连接，也能够输出充电功率。本实施方式中，电源装置10输出30V的电源电压VS作为用于对充电电池3进行充电的充电功率。第一开关SW1和第二开关SW2串联连接在用于从电源装置10向充电电池3提供充电功率的供电电路上，在对充电电池3进行充电的情况下，该第一开关SW1和第二开关SW2一同被控制为导通。放电电路C1具备串联连接的第一电阻R1和第三开关SW3，一端连接至第一开关SW1与第二开关SW2的连接点P，另一端连接至接地线。这里，本实施方式中，电源装置10和充电电池3的低电位侧端子也连接至该接地线。防短路电路C2具备串联连接的第二电阻R2和第四开关SW4，并与第一开关SW1并联连接。即，防短路电路C1的一端连接至连接点P，另一端连接至电源装置10与第一开关SW1的一端的连接点Q。这里，第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4各个开关可以采用例如MOSFET、双极晶体管或IGBT等各种开关元件。另外，第一电阻R1的电阻值根据对充电电池3进行循环修复放电时的放电电流的大小而设定。第二电阻R2的电阻值根据对过放电状态的充电电池3进行充电时的充电电流的大小而设定。控制装置20是公知的微机控制电路，对整个充电器1进行统一控制。控制装置20在本实施方式中连接至连接点Q，从而在经由未图示的调节器从电源装置10提供来的功率下进行动作。控制装置20控制第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4各个开关的通断，并如后文所述地获取上述连接点P的电压值VP，从而检测各开关的故障。更详细而言，控制装置20包括充放电控制部21、AD转换器22和故障检测部23。充放电控制部21在充电电池3充电时，将第一开关SW1和第二开关SW2控制为导通，将第三开关SW3和第四开关SW4控制为关断。从而，经由连接点Q、第一开关SW1、连接点P和第二开关SW2为充电电池3建立供电电路，利用电源装置10提供来的功率进行充电。充放电控制部21在为了消除充电电池3的记忆效应而进行循环修复放电时，将第二开关SW2和第三开关SW3控制为导通，将第一开关SW1和第四开关SW4控制为关断。从而，经由第二开关SW2、连接点P、第三开关SW3和第一电阻R1为充电电池3建立连接到接地线的放电电路，通过第一电阻R1消耗功率，由此进行放电直至电池电压VB达到终止电压为止。由此，充电电池3通过上述充电时的步骤而充电至充满电。充放电控制部21在充电电池3短路时的无负载的情况下，将第二开关SW2和第四开关SW4控制为导通，将第一开关SW1和第三开关SW3控制为关断。从而，控制装置20在经由连接点Q、第四开关SW4、第二电阻R2、连接点P和第二开关SW2的导电电路上，能够使连接点Q的电位从0V上升与第二电阻R2上产生的电压降相应的电位，从而能够持续地输入动作所需的功率。AD转换器22是用于将连接点P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带故障检测功能的充电器，其特征在于，包括：/n电源装置，该电源装置输出对充电电池进行充电的功率；/n供电电路，该供电电路具备串联连接的第一开关和第二开关，并从所述电源装置向所述充电电池提供所述功率；/n放电电路，该放电电路具备串联连接的第一电阻和第三开关，一端连接至所述第一开关和所述第二开关的连接点，另一端连接至接地线；/n防短路电路，该防短路电路具备串联连接的第二电阻和第四开关，并与所述第一开关并联连接；以及/n控制装置，该控制装置控制各开关的通断，并且获取所述连接点的电压值，/n所述控制装置针对各开关的通断控制的组合，以所述连接点的电压值不同于各开关正常时所述连接点的电压值为条件，来检测各开关的故障。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180419 JP 2018-0807471.一种带故障检测功能的充电器，其特征在于，包括：
电源装置，该电源装置输出对充电电池进行充电的功率；
供电电路，该供电电路具备串联连接的第一开关和第二开关，并从所述电源装置向所述充电电池提供所述功率；
放电电路，该放电电路具备串联连接的第一电阻和第三开关，一端连接至所述第一开关和所述第二开关的连接点，另一端连接至接地线；
防短路电路，该防短路电路具备串联连接的第二电阻和第四开关，并与所述第一开关并联连接；以及
控制装置，该控制装置控制各开关的通断，并且获取所述连接点的电压值，
所述控制装置针对各开关的通断控制的组合，以所述连接点的电压值不同于各开关正常时所述连接点的电压值为条件，来检测各开关的故障。


2.如权利要求1所述的带故障检测功能的充电器，其特征在于，
所述控制装置在将各开关全部控制成关断的第一组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。


3.如权利要求1所述的带故障检测功能的充电器，其特征在于，
所述控制装置在将所述第一开关、所述第二开关及所述第四开关控制为关断而将所述第三开关控制为导通的第二组合条件下，以所述连接点的电压值不同于0V为条件，来检测所述第一开关、所述第二开关或所述第四开关的故障。


4.如权利要求2或3所述的带故障检测功能的充电器，其特征在于，
所述控制装置在将所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关控制为关断而将所述第四开关控制为导通的第三组合条件下，以所述连接点的电压值不同于所述电源装...

【专利技术属性】
技术研发人员：狩野贵史，北村谦治，沟口康成，
申请(专利权)人：FDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP