【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パック電池を装着
している携帯電気機器と、この携帯電気機器を装着して
パック電池の二次電池を充電する充電台の組合せに関す
る。とくに、本発明は、充電用の接点を介することな
く、一次コイルと二次コイルを接近させることによっ
て、電磁誘導作用で電力を搬送して、充電台からパック
電池に無接点で充電電力を搬送して、二次電池を充電す
る携帯電気機器と充電台に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combination of a portable electric device having a battery pack and a charging stand for charging a secondary battery of the battery pack with the portable electric device. In particular, the present invention conveys power by electromagnetic induction by bringing a primary coil and a secondary coil close together without passing through a charging contact, and conveys charging power from a charging stand to a battery pack without contact. In addition, the present invention relates to a portable electric device for charging a secondary battery and a charging stand.
【０００２】[0002]
【従来の技術】パック電池を脱着自在に装着している携
帯電気機器は、パック電池を装着した状態で充電できる
ように、たとえば、パック電池の底面に、充電端子を表
出させている。パック電池の放電端子は、携帯電気機器
に接続するための端子であって、パック電池を携帯電気
機器に装着した状態で内部に配設できる。しかしなが
ら、充電端子は、携帯電気機器を充電台に装着して、充
電台の電源端子に接触させる必要があるので、常に外部
に表出する位置に配設する必要がある。このため、充電
端子は、極めて汚れやすい環境にさらされて、充電台に
装着したときに、接触不良を起こしやすい欠点がある。
とくに、パック電池をより正常な状態で充電するため
に、パック電池の種類や状態を充電台で検出しながら充
電できるように、充電端子の数が多いものが多くなって
いる。このタイプのパック電池は、全ての充電端子を接
触不良が起こらないように、充電台に接続するのが難し
い。全ての充電端子が正常に電気接続されない状態で二
次電池が充電されると、たとえば、パック電池に内蔵す
る二次電池のタイプの識別をまちがって大電流で充電し
て、電池性能を低下させ、あるいは、電池温度が正常に
検出できない状態で充電して、電池性能を低下させる等
の弊害が発生する。2. Description of the Related Art In a portable electric device in which a battery pack is detachably mounted, a charging terminal is exposed, for example, on the bottom surface of the battery pack so that the battery can be charged while the battery pack is mounted. The discharge terminal of the battery pack is a terminal for connecting to the portable electric device, and can be disposed inside the portable battery device with the battery pack attached. However, since the charging terminal needs to be attached to the charging stand with the portable electric device and brought into contact with the power terminal of the charging stand, it is necessary to always arrange the charging terminal at a position that is exposed outside. For this reason, the charging terminal is exposed to an environment that is extremely susceptible to contamination, and has a drawback that a contact failure easily occurs when the charging terminal is mounted on a charging stand.
In particular, in order to charge the battery pack in a more normal state, many battery terminals have a large number of charging terminals so that the battery can be charged while detecting the type and state of the battery pack with a charging stand. In this type of battery pack, it is difficult to connect all charging terminals to a charging stand so that poor contact does not occur. When the secondary battery is charged in a state where all the charging terminals are not normally electrically connected, for example, the battery is charged with a large current by mistake in identifying the type of the secondary battery incorporated in the battery pack, thereby deteriorating the battery performance. Alternatively, the battery may be charged in a state where the battery temperature cannot be normally detected, and the battery performance may be degraded.
【０００３】さらに、携帯電気機器に装着した状態で、
パック電池の充電端子が表出するので、携帯電気機器を
ポケットやバッグに入れて持ち運ぶとき、バッグ等に一
緒に入れている金属製品や金属チェーンが充電端子に接
触してショートする等の弊害も発生する。[0003] Further, in a state of being mounted on a portable electric device,
Since the charging terminal of the battery pack is exposed, when carrying portable electric equipment in a pocket or bag, the metal products and metal chains that are put together in the bag etc. may come into contact with the charging terminal and short-circuit. Occur.
【０００４】このような欠点を解消するために、無接点
で二次電池を充電する方式の携帯電気機器と充電台とが
開発されている。この方式は、充電台に一次コイルを内
蔵し、携帯電気機器に二次コイルを内蔵して、一次コイ
ルから二次コイルに電磁誘導作用で電力を搬送して、パ
ック電池の二次電池を充電する。携帯電気機器は、二次
コイルに誘導される交流を整流して直流に変換し、この
直流を制御回路で制御して、パック電池に供給して二次
電池を充電する。パック電池と携帯電気機器は、充放電
端子を介して接続される。パック電池の二次電池を充電
するとき、携帯電気機器は充電台に装着される。この状
態で、充電台の一次コイルから携帯電気機器の二次コイ
ルに電力が供給され、二次コイルの出力が制御回路で制
御されて、携帯電気機器からパック電池に電力が供給さ
れて、二次電池が充電される。携帯電気機器を充電台か
ら外すと、パック電池から携帯電気機器に電力が供給さ
れて、携帯電気機器を使用できる。[0004] In order to solve such disadvantages, a portable electric device and a charging stand of a system for charging a secondary battery without contact have been developed. In this method, the primary coil is built in the charging stand, the secondary coil is built in the portable electric device, and power is transferred from the primary coil to the secondary coil by electromagnetic induction to charge the secondary battery of the pack battery. I do. The portable electric device rectifies an alternating current induced in the secondary coil and converts it into a direct current. The direct current is controlled by a control circuit and supplied to the battery pack to charge the secondary battery. The battery pack and the portable electric device are connected via a charge / discharge terminal. When charging a secondary battery of a battery pack, the portable electric device is mounted on a charging stand. In this state, power is supplied from the primary coil of the charging stand to the secondary coil of the portable electric device, the output of the secondary coil is controlled by the control circuit, and power is supplied from the portable electric device to the battery pack. The next battery is charged. When the portable electric device is removed from the charging stand, power is supplied from the battery pack to the portable electric device, and the portable electric device can be used.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】二次コイルと制御回路
を内蔵する携帯電気機器は、装着するパック電池に、充
電端子を外部に表出させる必要がない。このため、携帯
電気機器を充電台に装着して、無接点で、パック電池の
二次電池を充電できる特長がある。しかしながら、この
構造の携帯電気機器とパック電池は、パック電池を携帯
電気機器から外した状態で充電できない。このため、携
帯電気機器を使用している状態で、予備のパック電池を
充電台に装着して充電できない欠点がある。In a portable electric device having a secondary coil and a control circuit built therein, there is no need to expose a charging terminal to a battery pack to be mounted. Therefore, there is a feature that a portable electric device can be mounted on a charging stand and a secondary battery of a battery pack can be charged without contact. However, the portable electric device and the battery pack having this structure cannot be charged with the battery pack removed from the portable electric device. For this reason, there is a drawback that a spare battery pack cannot be mounted on the charging stand and charged while the portable electric device is used.
【０００６】さらに、この構造の携帯電気機器は、携帯
電気機器とパック電池とを、制御用の端子で接続する必
要がある。制御端子が接触不良になると、二次電池を正
常に充電できなくなる。さらに、この状態になると、二
次電池を安全に充電できない状態、あるいはまた、充電
して電池性能を著しく低下させることがある。携帯電気
機器に内蔵される充電回路が、パック電池の状態を正常
に検出しながら、充電できなくなるからである。Further, in the portable electric device having this structure, it is necessary to connect the portable electric device and the battery pack with control terminals. If the control terminal has poor contact, the secondary battery cannot be charged normally. Further, in this state, the secondary battery may not be safely charged, or the battery performance may be significantly reduced by charging. This is because the charging circuit incorporated in the portable electric device cannot perform charging while normally detecting the state of the battery pack.
【０００７】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、パック電池に充電用の端子を設けることなく、内蔵
している二次電池を無接点で充電できる携帯電気機器と
充電台およびパック電池と充電台を提供することにあ
る。[0007] The present invention has been developed for the purpose of solving such disadvantages. An important object of the present invention is to provide a portable electric device and a charging stand, and a pack battery and a charging stand that can charge a built-in secondary battery in a contactless manner without providing a charging terminal in the pack battery. is there.
【０００８】また、本発明の他の大切な目的は、接触不
良に起因する二次電池の充電不良を解消し、二次電池
を、理想的な状態で、安全に、しかも電池性能を低下さ
せることなく充電できる携帯電気機器と充電台およびパ
ック電池と充電台を提供することにある。Another important object of the present invention is to eliminate poor charging of a secondary battery due to poor contact and to reduce the battery performance of the secondary battery in an ideal state safely and safely. It is an object of the present invention to provide a portable electric device and a charging stand, and a battery pack and a charging stand that can be charged without any problem.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
する携帯電気機器と充電台は、二次電池１１を内蔵する
パック電池２を脱着自在に装着している携帯電気機器３
を、充電台１に装着して、パック電池２に内蔵している
二次電池１１を充電するように構成している。According to the first aspect of the present invention, there is provided a portable electric device and a charging stand, wherein the portable electric device having a battery pack containing a secondary battery is detachably mounted.
Is mounted on the charging stand 1 to charge the secondary battery 11 contained in the battery pack 2.
【００１０】さらに、本発明の携帯電気機器と充電台
は、パック電池２に、ケース４の外部に表出する放電端
子５を設けて、充電端子を設けていない。放電端子５
は、パック電池２を携帯電気機器３に装着した状態で、
携帯電気機器３の電源端子６に電気接続される。Further, in the portable electric device and the charging stand of the present invention, the battery pack 2 is provided with the discharge terminal 5 exposed to the outside of the case 4, and the charge terminal is not provided. Discharge terminal 5
Is a state in which the battery pack 2 is attached to the portable electric device 3,
It is electrically connected to the power supply terminal 6 of the portable electric device 3.
【００１１】さらにまた、充電台１は、携帯電気機器３
を装着した状態で、パック電池２に内蔵している二次電
池１１を充電するための電力を、無接点状態で供給する
ための一次コイル１３と、この一次コイル１３を交流で
励磁する電源回路１５を内蔵している。Further, the charging stand 1 is provided with a portable electric device 3.
A primary coil 13 for supplying electric power for charging the secondary battery 11 contained in the battery pack 2 in a non-contact state in a state where the battery is mounted, and a power supply circuit for exciting the primary coil 13 with AC. 15 are built in.
【００１２】パック電池２は、充電台１に内蔵される一
次コイル１３に電磁結合される二次コイル１４と、この
二次コイル１４の交流出力を直流に変換して二次電池１
１の充電状態を制御する制御回路２０とを内蔵してい
る。The battery pack 2 includes a secondary coil 14 electromagnetically coupled to a primary coil 13 built in the charging stand 1, and converts an AC output of the secondary coil 14 into a direct current to convert the secondary battery 1 into a direct current.
1 and a control circuit 20 for controlling the state of charge.
【００１３】パック電池２を装着している携帯電気機器
３が充電台１に装着されると、パック電池２に内蔵され
る二次コイル１４に交流電力が誘導され、この交流電力
が制御回路２０に制御されてパック電池２に内蔵される
二次電池１１を充電するように構成されている。When the portable electric device 3 equipped with the battery pack 2 is mounted on the charging stand 1, AC power is induced in the secondary coil 14 built in the battery pack 2, and the AC power is supplied to the control circuit 20. To charge the secondary battery 11 incorporated in the battery pack 2.
【００１４】本発明の請求項２の携帯電気機器と充電台
は、パック電池２にプリント基板２８を内蔵している。
プリント基板２８は、一方の面に二次コイル１４を、他
方の面に制御回路２０を構成する電子パーツ２９を装着
している。In the portable electric device and the charging stand according to the second aspect of the present invention, the printed circuit board 28 is built in the battery pack 2.
The printed circuit board 28 has the secondary coil 14 mounted on one surface and the electronic parts 29 constituting the control circuit 20 mounted on the other surface.
【００１５】本発明の請求項３の携帯電気機器と充電台
は、パック電池２にプリント基板２８を内蔵している。
プリント基板２８は、一方の面に、二次コイル１４と制
御回路２０を構成する電子パーツ２９とを装着してい
る。In the portable electric device and the charging stand according to the third aspect of the present invention, the printed circuit board 28 is built in the battery pack 2.
On one surface of the printed circuit board 28, the secondary coil 14 and electronic parts 29 constituting the control circuit 20 are mounted.
【００１６】本発明の請求項４の携帯電気機器と充電台
は、パック電池２に保護回路２１を内蔵させている。二
次電池１１が満充電になるとオンからオフに切り換えら
れる、制御回路２０のスイッチング素子は、保護回路２
１の電流遮断素子に併用している。In the portable electric device and the charging stand according to the fourth aspect of the present invention, the protection circuit 21 is built in the battery pack 2. The switching element of the control circuit 20, which is switched from on to off when the secondary battery 11 is fully charged, includes a protection circuit 2
It is used in combination with one current interrupting element.
【００１７】本発明の請求項５の携帯電気機器と充電台
は、パック電池２に内蔵する二次電池１１を円筒型とし
ている。円筒型電池の端部には、電池と同軸に二次コイ
ル１４を配設している。In the portable electric device and the charging stand according to the fifth aspect of the present invention, the secondary battery 11 built in the battery pack 2 is cylindrical. At the end of the cylindrical battery, a secondary coil 14 is disposed coaxially with the battery.
【００１８】本発明の請求項６の携帯電気機器と充電台
は、パック電池２に、制御回路２０と保護回路２１とを
内蔵させている。制御回路２０は演算回路２４を備えて
おり、この制御回路２０の演算回路２４を、保護回路２
１の演算回路２４に併用している。According to the portable electric device and the charging stand of the sixth aspect of the present invention, the control circuit 20 and the protection circuit 21 are built in the battery pack 2. The control circuit 20 includes an arithmetic circuit 24. The arithmetic circuit 24 of the control circuit 20 is connected to the protection circuit 2
One arithmetic circuit 24 is used together.
【００１９】さらに、本発明の請求項７のパック電池と
充電台は、二次電池１１を内蔵するパック電池２を充電
台１に装着して、パック電池２に内蔵している二次電池
１１を充電するように構成している。The battery pack and the charging stand according to claim 7 of the present invention further comprise a battery pack 2 containing a secondary battery 11 mounted on the charging stand 1 and a secondary battery 11 built in the battery pack 2. Is configured to be charged.
【００２０】充電台１は、パック電池２に内蔵している
二次電池１１を充電するための電力を、無接点状態で供
給するための一次コイル１３と、この一次コイル１３を
交流で励磁する電源回路１５を内蔵している。The charging stand 1 has a primary coil 13 for supplying power for charging a secondary battery 11 contained in the battery pack 2 in a non-contact state, and excites the primary coil 13 with alternating current. The power supply circuit 15 is built in.
【００２１】パック電池２は、充電台１に内蔵される一
次コイル１３に電磁結合される二次コイル１４と、この
二次コイル１４の交流出力を直流に変換して二次電池１
１の充電状態を制御する制御回路２０とを内蔵してい
る。The battery pack 2 includes a secondary coil 14 electromagnetically coupled to a primary coil 13 built in the charging stand 1, and converts an AC output of the secondary coil 14 into a direct current to convert the secondary output into a direct current.
1 and a control circuit 20 for controlling the state of charge.
【００２２】パック電池２が充電台１に装着されると、
パック電池２に内蔵される二次コイル１４に交流電力が
誘導され、この交流電力が制御回路２０に制御されてパ
ック電池２に内蔵される二次電池１１を充電するように
構成されている。When the battery pack 2 is mounted on the charging stand 1,
AC power is induced in the secondary coil 14 built in the battery pack 2, and the AC power is controlled by the control circuit 20 to charge the secondary battery 11 built in the battery pack 2.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための携帯電気機器と充電台を
例示するものであって、本発明は携帯電気機器と充電台
を下記のものに特定しない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below illustrate a portable electric device and a charging stand for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the portable electric device and the charging stand as follows. .
【００２４】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。Further, in this specification, in order to make it easier to understand the claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments will be referred to as “claims” and “ In the column of “means”.
However, the members described in the claims are not limited to the members of the embodiments.
【００２５】図１は、二次電池１１を内蔵するパック電
池２を装着している携帯電気機器３と充電台１を示す。
この図の携帯電気機器３は、背面に脱着自在にパック電
池２を装着している。充電台１は、パック電池２を装着
している携帯電気機器３を定位置に装着する装着部１Ａ
を有する。この図の携帯電気機器３は、携帯電話である
が、本発明は携帯電気機器３を携帯電話に特定しない。
携帯電気機器は、たとえば、電気かみそりや電気歯ブラ
シとすることもできる。FIG. 1 shows a portable electric device 3 equipped with a battery pack 2 containing a secondary battery 11 and a charging stand 1.
In the portable electric device 3 of this figure, the battery pack 2 is detachably attached to the back surface. The charging stand 1 is provided with a mounting section 1A for mounting the portable electric device 3 mounting the battery pack 2 in a fixed position.
Having. Although the portable electric device 3 in this figure is a portable telephone, the present invention does not specify the portable electric device 3 as a portable telephone.
The portable electrical device can be, for example, an electric razor or an electric toothbrush.
【００２６】携帯電気機器３は、パック電池２から電力
が供給される。したがって、パック電池２は、ケース４
の外部に表出する放電端子５を有する。携帯電気機器３
は、パック電池２を装着した状態で、放電端子５に接触
して電気接続される電源端子６を有する。図のパック電
池２は、携帯電気機器３の装着面に対向する面に表出し
て放電端子５を設けている。ここに設けた放電端子５
は、パック電池２を携帯電気機器３に装着して、携帯電
気機器３に設けられた電源端子６に接触される。The portable electric device 3 is supplied with electric power from the battery pack 2. Therefore, the battery pack 2 is
Has a discharge terminal 5 exposed outside. Portable electrical equipment 3
Has a power supply terminal 6 that is in contact with the discharge terminal 5 and electrically connected to the battery pack 2 with the battery 2 mounted. The battery pack 2 shown has a discharge terminal 5 exposed on a surface facing the mounting surface of the portable electric device 3. Discharge terminal 5 provided here
The battery pack 2 is mounted on the portable electric device 3 and is brought into contact with the power supply terminal 6 provided on the portable electric device 3.
【００２７】パック電池２は、ケース４の下端に引掛凸
起７を、ケース４の上端面に引掛凹部８を設けている。
引掛凸起７は、携帯電気機器３のケース４に設けた引掛
部９に挿入される。引掛凹部８は、携帯電気機器３に設
けたロック具１０が弾性的に挿入される。この構造のパ
ック電池２は、ロック具１０を上に移動させて、携帯電
気機器３に脱着される。ロック具１０は、弾性的に引掛
凹部８に挿入されて、装着されたパック電池２を外れな
いように、携帯電気機器３に装着する。この構造のパッ
ク電池２は、ロック具１０を操作して簡単に携帯電気機
器３に脱着できる。ただ、本発明は、パック電池を携帯
電気機器に装着する構造を、前述の構造に特定せず、脱
着自在に携帯電気機器に装着できる全ての構造とするこ
とができる。The battery pack 2 is provided with a hook protrusion 7 at the lower end of the case 4 and a hook recess 8 at the upper end surface of the case 4.
The hook protrusion 7 is inserted into a hook portion 9 provided on the case 4 of the portable electric device 3. The lock recess 10 provided in the portable electric device 3 is elastically inserted into the hook recess 8. The battery pack 2 having this structure is detached from the portable electric device 3 by moving the lock 10 upward. The lock device 10 is elastically inserted into the hooking concave portion 8 and is mounted on the portable electric device 3 so that the mounted battery pack 2 does not come off. The battery pack 2 having this structure can be easily attached to and detached from the portable electric device 3 by operating the lock device 10. However, in the present invention, the structure for mounting the battery pack to the portable electric device is not limited to the above-described structure, but may be any structure that can be detachably mounted to the portable electric device.
【００２８】パック電池２は充電端子を備えておらず、
電磁誘導の作用で、充電台１から電力を搬送して、二次
電池１１を充電する。電磁誘導の作用で電力を搬送する
ために、充電台１は一次コイル１３を内蔵しており、パ
ック電池２は二次コイル１４を内蔵している。一次コイ
ル１３と二次コイル１４が電磁結合されて、一次コイル
１３から二次コイル１４に電力が搬送される。一次コイ
ル１３から二次コイル１４に効率よく電力を搬送するた
めに、一次コイル１３と二次コイル１４とは、できる限
り接近して配設される。The battery pack 2 does not have a charging terminal.
By the action of electromagnetic induction, electric power is transferred from the charging stand 1 to charge the secondary battery 11. The charging stand 1 has a built-in primary coil 13 and the battery pack 2 has a built-in secondary coil 14 for transferring power by the action of electromagnetic induction. The primary coil 13 and the secondary coil 14 are electromagnetically coupled, and power is transferred from the primary coil 13 to the secondary coil 14. In order to efficiently transfer power from the primary coil 13 to the secondary coil 14, the primary coil 13 and the secondary coil 14 are arranged as close as possible.
【００２９】充電台１は、一次コイル１３を装着面の内
面に配設している。一次コイル１３は、図２の回路図に
示すように、電源回路１５に接続される。電源回路１５
は、入力される商用電源の交流を、ダイオードで直流に
変換して平滑用のコンデンサーに平滑な直流に変換する
整流回路１６と、一次コイル１３と直列に接続されたス
イッチング素子１７であるＦＥＴと、スイッチング素子
１７をオンオフに切り換える発振回路１８とを備える。
発振回路１８は、たとえば、５０ｋＨｚ〜５００ｋＨ
ｚ、好ましくは約１００ｋＨｚの周波数で、スイッチン
グ素子１７をオンオフに切り換える。スイッチング素子
１７は、整流回路１６から出力される直流をスイッチン
グして、一次コイル１３を交流で励起する。一次コイル
１３は、電磁誘導の作用で効率よく電力を二次コイル１
４に搬送するために、図１に示すように、中心にフェラ
イトコアー１９を配設している。The charging stand 1 has a primary coil 13 disposed on the inner surface of the mounting surface. The primary coil 13 is connected to a power supply circuit 15, as shown in the circuit diagram of FIG. Power supply circuit 15
Is a rectifier circuit 16 that converts alternating current of the input commercial power into direct current by a diode and converts it into smooth direct current by a smoothing capacitor, and an FET that is a switching element 17 connected in series with the primary coil 13. And an oscillation circuit 18 for switching the switching element 17 on and off.
The oscillation circuit 18 is, for example, 50 kHz to 500 kHz.
Switching element 17 is switched on and off at a frequency of z, preferably about 100 kHz. The switching element 17 switches DC output from the rectifier circuit 16 to excite the primary coil 13 with AC. The primary coil 13 efficiently supplies electric power by the action of electromagnetic induction to the secondary coil 1.
1, a ferrite core 19 is provided at the center, as shown in FIG.
【００３０】パック電池２は、二次電池１１と、充電台
１の一次コイル１３に電磁結合される二次コイル１４
と、この二次コイル１４の交流出力を直流に変換して二
次電池１１の充電状態を制御する制御回路２０と、電池
が異常な状態で使用されると、電流を遮断して電池を保
護する保護回路２１とを内蔵している。The battery pack 2 includes a secondary battery 11 and a secondary coil 14 electromagnetically coupled to the primary coil 13 of the charging stand 1.
And a control circuit 20 for converting the AC output of the secondary coil 14 to DC to control the state of charge of the secondary battery 11 and, when the battery is used in an abnormal state, shut off the current to protect the battery. And a protection circuit 21 to be used.
【００３１】パック電池２は、好ましくは、二次電池１
１としてリチウムイオン二次電池を内蔵している。リチ
ウムイオン二次電池のパック電池は、軽くて、充電でき
る容量を大きくできる。ただ、ニッケル−水素電池やニ
ッケル−カドミウム電池を二次電池として内蔵すること
もできる。ニッケル−カドミウム電池は、大電流で放電
でき、ニッケル−水素電池は、体積に対する充電容量を
大きくできる特長がある。The battery pack 2 is preferably a secondary battery 1
1 is provided with a lithium ion secondary battery. The pack battery of the lithium ion secondary battery is light and can increase the chargeable capacity. However, a nickel-hydrogen battery or a nickel-cadmium battery can be incorporated as a secondary battery. Nickel-cadmium batteries can be discharged with a large current, and nickel-hydrogen batteries have the advantage of being able to increase the charge capacity per volume.
【００３２】二次コイル１４は、図１に示すように、携
帯電気機器３を充電台１に装着した状態で、一次コイル
１３に接近して配設されるように、パック電池２のケー
ス４の内面で、一次コイル１３と対向する背面に配設さ
れている。二次コイル１４は、パック電池２を軽くする
ために空芯として、コアーを設けないのがよい。ただ、
二次コイルにもコアーを設けて、電磁誘導の作用で一次
コイルから二次コイルに効率よく電力を搬送することも
できる。As shown in FIG. 1, the secondary coil 14 is arranged such that the portable electric device 3 is mounted on the charging stand 1, and is disposed close to the primary coil 13. Is disposed on the back surface facing the primary coil 13. The secondary coil 14 preferably has no core as an air core in order to make the battery pack 2 lighter. However,
A core can also be provided in the secondary coil, and power can be efficiently transferred from the primary coil to the secondary coil by the action of electromagnetic induction.
【００３３】制御回路２０は、図２の回路図に示すよう
に、二次コイル１４に誘導して出力される交流を整流し
て直流に変換する整流回路２２と、整流回路２２の出力
と二次電池１１との間に直列に接続されて、二次電池１
１の充電状態を制御する充電制御部２３と、この充電制
御部２３を制御する演算回路２４と、演算回路２４に二
次電池１１の充電電流を入力する電流検出部２５と、入
力の電圧を演算回路２４に入力する電圧検出部２６とを
備える。As shown in the circuit diagram of FIG. 2, the control circuit 20 includes a rectifier circuit 22 for rectifying an alternating current that is output to the secondary coil 14 and converting the alternating current to a direct current. The secondary battery 1 is connected in series between the secondary battery 11 and
1, a charge control unit 23 for controlling the state of charge, an arithmetic circuit 24 for controlling the charge control unit 23, a current detection unit 25 for inputting the charge current of the secondary battery 11 to the arithmetic circuit 24, And a voltage detection unit 26 for inputting to the arithmetic circuit 24.
【００３４】充電制御部２３は、整流回路２２の出力
を、二次電池１１の充電に最適な電圧と電流に制御する
と共に、二次電池１１が満充電されると充電を停止す
る。したがって、充電制御部２３は、整流回路２２の出
力を安定化するための定電圧定電流回路と、演算回路２
４に制御されて、二次電池１１が満充電されると充電を
停止するためのスイッチング素子とを備える。定電圧定
電流回路は、充電電流と電池電圧を検出して、出力を定
電流、定電圧に制御する。スイッチング素子は、二次電
池１１と直列に接続される。スイッチング素子がオンの
状態で、二次電池１１は充電され、スイッチング素子が
オフになると充電は停止される。The charge control section 23 controls the output of the rectifier circuit 22 to a voltage and a current optimum for charging the secondary battery 11, and stops charging when the secondary battery 11 is fully charged. Therefore, the charging control unit 23 includes a constant voltage / constant current circuit for stabilizing the output of the rectifier circuit 22 and the arithmetic circuit 2
4 and a switching element for stopping charging when the secondary battery 11 is fully charged. The constant voltage / constant current circuit detects the charging current and the battery voltage and controls the output to a constant current and a constant voltage. The switching element is connected in series with the secondary battery 11. When the switching element is on, the secondary battery 11 is charged, and when the switching element is turned off, charging is stopped.
【００３５】演算回路２４は、二次電池１１の充電電流
と電圧を検出して、充電制御部２３のスイッチング素子
を制御する。演算回路２４は、二次電池１１が満充電に
なるまで、スイッチング素子をオンとし、二次電池１１
が満充電されると、オンからオフに切り換えて、充電を
停止する。リチウムイオン二次電池は、充電電流または
電池電圧を検出して、満充電を検出できる。リチウムイ
オン二次電池は、最初に定電流充電し、その後に、定電
圧充電して満充電される。定電圧充電する工程において
は、満充電になるにしたがって、充電電流が減少する。
したがって、充電電流が設定値よりも小さくなったこと
を検出して、電池が満充電されたと判定して、充電を停
止することができる。また、電池電圧が設定電圧まで上
昇したときに、満充電になったと判定して、充電を停止
することもできる。The arithmetic circuit 24 detects the charging current and voltage of the secondary battery 11 and controls the switching element of the charging control unit 23. The arithmetic circuit 24 turns on the switching element until the secondary battery 11 is fully charged,
When is fully charged, switching from on to off stops charging. The lithium ion secondary battery can detect a full charge by detecting a charging current or a battery voltage. The lithium ion secondary battery is charged at a constant current first, and then charged at a constant voltage to be fully charged. In the constant voltage charging step, the charging current decreases as the battery becomes fully charged.
Therefore, it is possible to detect that the charging current has become smaller than the set value, determine that the battery is fully charged, and stop charging. Further, when the battery voltage rises to the set voltage, it can be determined that the battery is fully charged, and the charging can be stopped.
【００３６】ニッケル−水素電池とニッケル−カドミウ
ム電池は、定電流充電して満充電される。このタイプの
二次電池は、満充電になると、電池電圧が多少低下する
性質がある。このため、電池電圧が低下したこと、すな
わち、ΔＶを検出して、満充電を検出できる。The nickel-hydrogen battery and the nickel-cadmium battery are fully charged by constant current charging. This type of secondary battery has a property that when fully charged, the battery voltage slightly decreases. For this reason, it is possible to detect that the battery voltage has dropped, that is, ΔV, to detect full charge.
【００３７】保護回路２１は、電池電圧と電池に流れる
電流を検出して、制御部２７の電流遮断素子をオンオフ
に制御する。電流遮断素子は、たとえば、トランジスタ
やＦＥＴ等である。保護回路２１は、電池電圧が設定電
圧よりも高く、あるいは、低くなると、制御部２７の電
流遮断素子をオフにして、電流を遮断する。さらに、電
池に異常に過大な電流が流れるときも、電流遮断素子を
オフにして、電流を遮断する。The protection circuit 21 detects the battery voltage and the current flowing through the battery, and controls the current interrupting element of the control unit 27 to turn on and off. The current interrupting element is, for example, a transistor or an FET. When the battery voltage becomes higher or lower than the set voltage, the protection circuit 21 turns off the current cutoff element of the control unit 27 to cut off the current. Further, when an abnormally large current flows through the battery, the current cutoff element is turned off to cut off the current.
【００３８】図のパック電池２は、制御回路２０と保護
回路２１とを別々の回路で構成している。ただ、制御回
路の演算回路に、保護回路の機能をもたせて、制御回路
を保護回路に併用することもできる。さらに、充電制御
部のスイッチング素子を、保護回路で制御される電流遮
断素子に併用することもできる。演算回路は、電圧や電
流等のアナログ信号を処理して、スイッチング素子を制
御するアナログ回路で実現することも、また、ワンチッ
プマイコン等のマイクロプロセッサーで構成することも
できる。マイクロプロセッサーの演算回路は、電圧と電
流をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して演算す
る。In the battery pack 2 shown in the figure, the control circuit 20 and the protection circuit 21 are composed of separate circuits. However, the operation circuit of the control circuit may be provided with the function of a protection circuit, and the control circuit may be used in combination with the protection circuit. Further, the switching element of the charge control unit can be used in combination with the current cutoff element controlled by the protection circuit. The arithmetic circuit can be realized by an analog circuit that processes analog signals such as voltage and current and controls the switching elements, or can be configured by a microprocessor such as a one-chip microcomputer. The arithmetic circuit of the microprocessor converts the voltage and the current into a digital signal by an A / D converter and performs the operation.
【００３９】制御回路と保護回路とに併用されるマイク
ロプロセッサーの演算回路は、図３のフローチャート
で、スイッチング素子を制御する。この図のフローチャ
ートにおいて、マイクロプロセッサーは、二次電池が満
充電されず、電池電圧と電流とが設定された範囲内にあ
るときに限って、スイッチング素子をオンに制御し、電
池が満充電となり、あるいは、電池電圧と電流が設定さ
れた範囲にないとき、スイッチング素子をオフに制御す
る。The arithmetic circuit of the microprocessor used in combination with the control circuit and the protection circuit controls the switching elements according to the flowchart of FIG. In the flowchart in this figure, the microprocessor controls the switching element to be ON only when the secondary battery is not fully charged and the battery voltage and current are within the set ranges, and the battery is fully charged. Alternatively, when the battery voltage and the current are not within the set ranges, the switching element is controlled to be turned off.
【００４０】二次コイルと制御回路等を内蔵するパック
電池の内部構造を図４に示す。この図のパック電池は、
角型の二次電池１１と平行にプリント基板２８を配設し
ている。プリント基板２８は、図において、右側の表面
に二次コイル１４を装着し、左側に、制御回路と保護回
路を実現する電子パーツ２９を装着している。この図の
二次電池１１とプリント基板２８は、たとえば、プラス
チック製のケース（図示せず）に入れられて、パック電
池となる。この内部構造のパック電池は、全体を薄くし
た角型に適している。FIG. 4 shows the internal structure of a battery pack containing a secondary coil and a control circuit. The battery pack in this figure is
A printed circuit board 28 is provided in parallel with the prismatic secondary battery 11. In the figure, the printed circuit board 28 has the secondary coil 14 mounted on the right side surface, and the electronic parts 29 for realizing the control circuit and the protection circuit on the left side. The secondary battery 11 and the printed circuit board 28 in this figure are put in, for example, a plastic case (not shown) to become a battery pack. The battery pack having this internal structure is suitable for a rectangular battery whose overall thickness is thin.
【００４１】パック電池は、図５に示すように、円筒状
の二次電池１１を内蔵して、全体の形状を円筒状とする
こともできる。このパック電池２は、円筒状の二次電池
１１の端部に、電池の外形にほぼ等しい外形のプリント
基板２８を配設している。プリント基板２８は、電池と
対向する面に、制御回路等を実現する電子パーツ２９を
装着し、他の片面に二次コイル１４を装着している。こ
の形状のパック電池２は、円形に巻かれた二次コイル１
４を、無駄なスペースができないように、パック電池２
に収納できる特長がある。As shown in FIG. 5, the battery pack may have a built-in cylindrical secondary battery 11 so that the overall shape is cylindrical. In the battery pack 2, a printed circuit board 28 having an outer shape substantially equal to the outer shape of the battery is provided at an end of the cylindrical secondary battery 11. The printed circuit board 28 has an electronic part 29 for realizing a control circuit and the like mounted on the surface facing the battery, and the secondary coil 14 mounted on the other surface. The battery pack 2 of this shape includes a secondary coil 1 wound in a circular shape.
4 so that there is no wasted space.
There is a feature that can be stored in.
【００４２】図５のパック電池２は、図６に示すよう
に、二次コイル１４の対向面に一次コイル１３を内蔵し
ている充電台１に装着して、内蔵する二次電池１１を充
電する。As shown in FIG. 6, the battery pack 2 of FIG. 5 is mounted on the charging stand 1 having the primary coil 13 built in on the surface facing the secondary coil 14 to charge the built-in secondary battery 11. I do.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本発明の携帯電気機器と充電台は、携帯
電気機器に装着するパック電池に充電用の端子を設ける
ことなく、パック電池を無接点で充電できる特長があ
る。それは、本発明の携帯電気機器が、パック電池に二
次コイルと制御回路を内蔵させると共に、充電台には一
次コイルを内蔵して、一次コイルからパック電池の二次
コイルに電磁誘導の作用で電力を搬送して、パック電池
に内蔵される二次電池を充電するからである。すなわ
ち、パック電池は、携帯電気機器から充電用の電力を供
給して充電する必要がなく、内蔵している二次コイルに
誘導される電力を制御回路で制御して二次電池を充電で
きる。したがって、パック電池は、二次電池を充電する
ために、携帯電気機器に接点を介して接続する必要はな
い。パック電池は、内蔵している制御回路で、二次電池
の充電状態を監視しながら、満充電できる。この状態で
充電されるパック電池は、充電用の端子を、携帯電気機
器および充電台に接続する必要がなく、また、充電され
る電池の状態やタイプを検出するための端子も接続する
必要がない。パック電池は、完全な無接点状態で、二次
電池を理想的な状態で充電できる。The portable electric device and the charging stand of the present invention have a feature that the battery pack can be charged without contact without providing a charging terminal for the battery pack mounted on the portable electric device. That is, the portable electric device of the present invention incorporates a secondary coil and a control circuit in the battery pack, a primary coil in the charging stand, and the electromagnetic induction from the primary coil to the secondary coil of the battery pack. This is because power is transferred to charge the secondary battery incorporated in the battery pack. That is, the battery pack does not need to be charged by supplying charging power from the portable electric device, and can control the power induced in the built-in secondary coil by the control circuit to charge the secondary battery. Therefore, the battery pack does not need to be connected to the portable electric device via the contact in order to charge the secondary battery. The battery pack can be fully charged while monitoring the state of charge of the secondary battery with a built-in control circuit. In a battery pack charged in this state, it is not necessary to connect the charging terminal to the portable electric device and the charging stand, and it is also necessary to connect the terminal for detecting the state and type of the charged battery. Absent. The battery pack can charge the rechargeable battery in an ideal state without contact.
【００４４】さらに、本発明の携帯電気機器と充電台お
よびパック電池と充電台は、充電台から携帯電気機器に
充電電力を供給して、携帯電気機器からパック電池に充
電電力を供給するのではない。充電台から、携帯電気機
器を介することなく、電磁誘導の作用を利用して無接点
な状態で、パック電池に直接に充電電力を供給して充電
する。この状態で充電されるパック電池は、携帯電気機
器を介することなく、充電台で充電できる。したがっ
て、パック電池は、携帯電気機器に装着することなく、
充電台で直接に充電できる特長がある。この構造は、予
備のパック電池を充電台で充電して、便利に使用できる
特長を実現する。Furthermore, the portable electric device and the charging stand, and the battery pack and the charging stand of the present invention supply charging power to the portable electric device from the charging stand and supply charging power to the battery pack from the portable electric device. Absent. Charging power is supplied directly from the charging stand to the battery pack in a non-contact state by utilizing the action of electromagnetic induction without using a portable electric device to charge the battery pack. The battery pack charged in this state can be charged by the charging stand without the intervention of the portable electric device. Therefore, the battery pack can be used without attaching it to a portable electronic device.
It has the feature that it can be charged directly from the charging stand. This structure realizes a feature that a spare battery pack can be charged by a charging stand and used conveniently.
【００４５】さらに、本発明の携帯電気機器と充電台お
よびパック電池と充電台は、充電用の接点の接触不良に
起因する二次電池の充電不良を解消して、二次電池を、
理想的な状態で、安全に、しかも電池性能を低下させる
ことなく充電できる特長も実現される。それは、本発明
の携帯電気機器に装着されるパック電池が、二次コイル
と制御回路の両方を内蔵して、二次コイルに誘導される
電力を制御回路で制御して二次電池を充電するからであ
る。Further, the portable electric device and the charging stand, and the battery pack and the charging stand of the present invention eliminate the poor charging of the secondary battery caused by the poor contact of the charging contacts, and
In an ideal state, a feature that can be charged safely and without deteriorating battery performance is also realized. That is, the battery pack mounted on the portable electric device of the present invention incorporates both the secondary coil and the control circuit, and controls the power induced in the secondary coil by the control circuit to charge the secondary battery. Because.
【図１】本発明の実施例にかかる携帯電気機器と充電台
の概略断面図FIG. 1 is a schematic sectional view of a portable electric device and a charging stand according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例にかかる携帯電気機器に装着さ
れるパック電池と充電台の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a battery pack and a charging stand mounted on the portable electric device according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の他の実施例にかかる制御回路と保護回
路に併用されるマイクロプロセッサーの演算回路のフロ
ーチャート図FIG. 3 is a flowchart of an operation circuit of a microprocessor used in a control circuit and a protection circuit according to another embodiment of the present invention.
【図４】パック電池の内部構造を示す拡大斜視図FIG. 4 is an enlarged perspective view showing the internal structure of the battery pack.
【図５】本発明の他の実施例にかかるパック電池の断面
図FIG. 5 is a sectional view of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
【図６】図５に示すパック電池を充電台に装着する状態
を示す概略断面図FIG. 6 is a schematic sectional view showing a state in which the battery pack shown in FIG. 5 is mounted on a charging stand.
１…充電台 １Ａ…装着部 ２…パック電池 ３…携帯電気機器 ４…ケース ５…放電端子 ６…電源端子 ７…引掛凸起 ８…引掛凹部 ９…引掛部 １０…ロック具 １１…二次電池 １３…一次コイル １４…二次コイル １５…電源回路 １６…整流回路 １７…スイッチング素子 １８…発振回路 １９…フェライトコアー ２０…制御回路 ２１…保護回路 ２２…整流回路 ２３…充電制御部 ２４…演算回路 ２５…電流検出部 ２６…電圧検出部 ２７…制御部 ２８…プリント基板 ２９…電子パーツ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charge stand 1A ... Attachment part 2 ... Pack battery 3 ... Portable electric equipment 4 ... Case 5 ... Discharge terminal 6 ... Power supply terminal 7 ... Hook protrusion 8 ... Hook recess 9 ... Hook part 10 ... Locking tool 11 ... Secondary battery DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Primary coil 14 ... Secondary coil 15 ... Power supply circuit 16 ... Rectifier circuit 17 ... Switching element 18 ... Oscillation circuit 19 ... Ferrite core 20 ... Control circuit 21 ... Protection circuit 22 ... Rectification circuit 23 ... Charge control part 24 ... Operation circuit 25 ... Current detection unit 26 ... Voltage detection unit 27 ... Control unit 28 ... Printed circuit board 29 ... Electronic parts
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9195642AJPH1140206A (en) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Portable electrical equipment and charging table, and pack battery and charging table |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP9195642AJPH1140206A (en) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Portable electrical equipment and charging table, and pack battery and charging table |
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|---|---|
| JPH1140206Atrue JPH1140206A (en) | 1999-02-12 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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