CN203243081U - 电气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及在从内置了电池的电池组接受电源供给来进行动作的电气设备，在该电气设备中，即便在未从电池组内的温度传感器输出正常的检测信号的情况下，也能够适当地进行对电池的充电控制。在电池组（20）内设置单元温度检测用热敏电阻（28），在电子设备的控制电路基板（30）上设置基板温度检测用热敏电阻（58）。若针对电池（26）的充电条件成立，则控制电路（40）依次读入利用这些各热敏电阻检测出的单元温度（TM1）以及基板温度（TM2），判断各温度是否处于能够对电池进行充电的第1温度范围以及第2温度范围内。而且，在各温度处于各温度范围内时，判断为电池能够充电，允许对电池进行充电，否则，禁止对电池进行充电。

Description

电气设备

技术领域

本实用新型涉及从内置了能够充放电的电池的电池组接受电源供给来进行动作的电气设备。

背景技术

以往，作为从电池接受电源供给来进行动作的电气设备，已知有构成为在该电气设备的动作停止时，若从外部的充电器供给直流电源，则执行对电池充电的电扫除装置（例如参照专利文献1）。

在该专利文献1所记载的电扫除装置中，具备检测电池的温度的温度检测机构，若从充电器供给直流电源，则判断利用温度检测机构检测出的电池温度是否为规定的上限温度以下，在电池温度为上限温度以下时允许对电池进行充电。

换句话说，在专利文献1所记载的电扫除装置中，在对电池进行充电时，若电池的温度超过某种程度的温度，则电池的寿命变短，或存在产生漏液等损伤的担忧，作为允许对电池进行充电的条件，设定电池温度。

专利文献1：日本特开2002－199610号公报

然而，检测电池的温度检测机构通常作为电池组与电池一起被一体收纳在合成树脂制的壳体内，被设置成相对于电扫除装置等电气设备，能够进行更换。

因此，在这种电气设备中，控制（允许）对电池进行充电的控制机构构成为从设置在电池组内的温度检测机构获取检测信号，从而检测电池温度，执行充电控制。

另一方面，在这种电气设备中，由于能够更换电池组，所以在其更换时，考虑更换为未内置温度检测机构的电池组的情况。另外，即便在电池组中内置有温度检测机构，还考虑温度检测机构发生故障的情况。

该情况下，不会向控制机构输入与电池温度对应的检测信号（一般是电压），但若向控制机构输入的输入信号处于允许对电池进行充电的范围内，则控制机构允许对电池进行充电。

而且，像这样，存在如下问题，即若在未从温度检测机构输入与电池温度对应的检测信号的状态下，控制机构允许对电池进行充电，执行对电池的充电，则导致电池的恶化，安全性降低。

实用新型内容

本实用新型是鉴于这样的问题而完成的，目的在于在从内置了能够充放电的电池的电池组接受电源供给来进行动作的电气设备中，即便在未从电池组内的温度传感器输出正常的检测信号的情况下，也能够适当地进行对电池的充电控制。

为了实现所述目的而完成的技术方案1所记载的电气设备具备检测该电气设备的温度的设备温度检测机构，充电控制机构基于利用该设备温度检测机构检测出的设备温度，控制对电池组内的电池的充电。

因此，根据本实用新型的电气设备，即便在设置于电池组内的温度检测机构故障的情况下，或在电池组内没有设置温度检测机构的情况下，也能够根据该电气设备的温度来把握电池温度，良好地执行对电池的充电控制。

此外，充电控制机构如技术方案2所记载的那样也可构成为，在利用设备温度检测机构检测出的设备温度处于规定温度范围内时，允许对电池进行充电，在设备温度不在规定温度范围内的情况下，禁止对电池进行充电。

另外，在电池组内设置有电池温度检测机构的情况下，充电控制机构如技术方案3所记载的那样动作即可。

即，在技术方案3所记载的电气设备中，充电控制机构从电池温度检测机构获取电池温度，在其读入的电池温度和利用设备温度检测机构检测出的设备温度分别处于规定温度范围内时，允许对电池进行充电。

因此，根据技术方案3所记载的电气设备，能够二重地检查电池的温度，能够更加安全地执行基于充电控制机构的充电控制。

另一方面，设备温度检测机构如技术方案4所记载的那样，与充电控制机构一起设置在电气设备的控制电路基板上即可。

换句话说，若这样，则能够以控制电路基板的布线图案形成从设备温度检测机构向充电控制机构的检测信号的输入路径，无需设置检测信号输入用的信号线而在电气设备内布线，所以能够减少电气设备的构成部件。

此外，在像这样，设备温度检测机构设置于电气设备的控制电路基板的情况下，如技术方案5所记载的那样，利用贴片热敏电阻构成设备温度检测机构即可。

换句话说，贴片热敏电阻较廉价，另外，能够简单地与其他芯片部件一起安装至控制电路基板，所以能够降低控制电路基板的成本，进而能够降低电气设备的控制系统（所谓控制器）的成本。

另外，若是从电池组内的电池接受电源供给来进行动作的电气设备，则也能够应用本实用新型。

而且，例如，如技术方案6所记载的那样，电气设备具备：送风用风扇、使风扇旋转的马达、从电池接受电源供给来驱动控制马达的驱动控制机构，若是通过风扇的旋转来吸入外部空气的扫除机，则在该扫除机中，能够良好地进行对电池组内的电池的充电。

附图说明

图1是表示实施方式的手持清洁器的外观的立体图。

图2是表示手持清洁器的内部构成的剖视图。

图3是表示电池组以及控制电路基板的构成的框图。

图4是表示利用控制电路执行的温度检查处理的流程图。

附图符号说明

2…手持清洁器，3…壳体，4…吸气口，5…过滤器收纳部，6…排气口，8…把持部，9…盖体，10…电子开关，11…驱动开关，12…停止开关，15…吸气用风扇，16…马达，18…DC插座，20…电池组，21～23…单元，26…电池，28…单元温度检测用热敏电阻，30…控制电路基板，40…控制电路，42…单元电压检测部，44…断线检测部，46…保护电路，50…稳压器，52、54…二极管，56…电阻，58…基板温度检测用热敏电阻，60…AC适配器，62…DC插头，32…放电控制用FET，34…充电控制用FET，36…充电保护用FET，14…LED。

具体实施方式

以下，与附图一起对本实用新型的实施方式进行说明。

本实施方式是将本实用新型应用于从电池接受电源供给来进行动作的充电式的手持清洁器2的方式。

如图1所示，本实施方式的手持清洁器2在形成为筒状的壳体3的前端部分具备吸入外部空气的吸气口4，在壳体3的侧壁具备排出去除了粉尘的空气的排气口6，在壳体3的后端侧具备用于使用者手持的把持部8。

另外，在把持部8的上端部分以使用者在握着把持部8的状态下能够操作的方式设置有电子开关10，在电子开关10的前方设置有对电池26（参照图3）进行充电时点亮的LED14。

此外，在电子开关10上具备2个操作开关，它们在使用者操作（按下）时成为接通状态，在使用者未操作时成为断开状态。而且，将一方的操作开关设定为用于输入驱动指令的驱动开关11，将另一方的操作开关设定为用于输入停止指令的停止开关12。

接下来，如图2所示，在手持清洁器2的壳体3内设置有吸气用风扇15、马达16、电池组20以及控制电路基板30。

吸气用风扇15用于将外部空气从吸气口4吸入至壳体3内，并从排气口6排出，被配置为隔着收纳过滤器的过滤器收纳部5，与吸气口4对置位置，过滤器用于从吸入的外部空气去除粉尘。

另外，马达16是直流马达，被配置在吸气用风扇15的与吸气口4相反的一侧。而且，在马达16的旋转轴上连结有吸气用风扇15。因此，马达16能够通过自身的旋转使吸气用风扇15旋转，将外部空气吸入至壳体3内。

接下来，如图3所示，通过将串联连接能够充放电的多个（在图中为三个）锂离子电池单元（以下仅称单元）21、22、23而构成的电池26、以及检测单元21～23的温度的单元温度检测用热敏电阻28收纳于合成树脂制的电池壳体内来构成电池组20。

而且，该电池组20被收纳在手持清洁器2的壳体3的下方后端侧。换句话说，在手持清洁器2中，在把持部8的下端部分设置有盖体9，通过取下该盖体9，以自由拆装的方式将电池组20收纳在壳体3内（参照图1、图2）。

接下来，控制电路基板30被配置在壳体3内，并在马达16的上方，且在电子开关10以及LED14的附近位置（参照图2）。

而且，在控制电路基板30上组装有各种电子部件，这些各种电子部件用于从AC适配器60接受电力供给并对电池26进行充电，且从电池26接受电源供给，对马达16进行放电（换句话说是马达16的驱动）。

此外，AC适配器60从交流电源接受电源供给，生成电池26充电用的直流电压，经由控制电路基板30供给恒定的充电电流，独立于手持清洁器2而构成。

因此，在壳体3的侧壁上部，且在LED14的附近位置设置有DC插座18，该DC插座18用于插入设置于从AC适配器60引出的电源软线的前端的DC插头62（未图示），用于从AC适配器60供给直流电压（参照图1、图2）。

接下来，对控制电路基板30的电路构成进行说明。

如图3所示，在控制电路基板30上形成有用于使电流从电池26的正极侧经由马达16流向电池26的负极侧的放电路径。

而且，在该放电路径的马达16的负极侧设置有对从电池26流向马达16的放电电流（换句话说是马达16的驱动电流）进行控制的放电控制用FET32。

另外，在控制电路基板30上形成有使AC适配器60的正极侧端子（＋）与电池26的正极侧连接，使AC适配器60的负极侧端子（－）与电池26的负极侧连接的充电路径。

而且，在该充电路径内，在从AC适配器60的正极侧端子（＋）至电池26的正极侧的充电路径上设置有充电控制用FET34、和用于在过电流方面保护电池26的充电保护用FET36。

放电控制用FET32、充电控制用FET34、以及充电保护用FET36分别是导通/切断放电路径或充电路径的开关元件，被对电池26的充放电进行控制的控制电路40驱动。

控制电路40由以CPU、ROM、RAM等为中心构成的微型计算机（个人电脑）构成，根据存储于ROM的控制程序使上述各FET32～36接通/断开，从而进行马达16的驱动以及对电池26的充电。

换句话说，控制电路40根据从使用者经由驱动开关11输入的高/低（图所示的Hi／Lo）的任意一个驱动指令，生成规定占空比的PWM信号（脉冲宽度调制信号），并输出至放电控制用FET32。

其结果，与驱动指令对应的电流流向马达16，马达16以与该电流对应的速度旋转。

此外，每当使用者操作驱动开关11时，来自驱动开关11的驱动指令被交替切换成高速驱动指令（高）、低速驱动指令（低）。

另外，若从使用者经由停止开关12输入停止指令，则控制电路40使放电控制用FET32为断开状态，停止马达16的驱动。

另外，控制电路40在马达16的驱动停止时，连接AC适配器60，在来自电池26的输出电压低于充电开始判定用的阈值电压的情况下，使充电控制用FET34以及充电保护用FET36从断开状态切换为接通状态，从而开始对电池26的充电。

另外，基于控制电路40的对电池26的充电控制持续至电池26成为充满电的状态，若电池26成为充满电的状态，则将充电控制用FET34以及充电保护用FET36切换为断开状态，结束对电池26的充电。

而且，控制电路40在进行这样的充、放电控制时，除了监视来自电池26的输出电压外，还监视构成电池26的各单元21～23的输出电压、电池26的温度，在它们异常时，使充电保护用FET36、放电控制用FET32为断开状态，停止对电池26的充放电。

因此，在控制电路基板30上设置有检测电池26的各单元21～23的输出电压的单元电压检测部42，从单元电压检测部42向控制电路40输入表示各单元21～23的电压的检测信号。

另外，在控制电路基板30上也设置有保护电路46，该保护电路46获取来自电池26的各单元21～23的电压，在该电压达到比基于控制电路40的充电时的过电压判定值高的阈值时（换句话说，基于控制电路40的过电压保护未正常发挥作用时），使充电控制用FET34强制地断开。

另外，在控制电路基板30上还设置有断线检测部44，该断线检测部44使电池26内的各单元21～23的连接部分为规定电位，从而根据利用单元电压检测部42检测出的单元电压来检测电池26内的断线。

而且，若利用该断线检测部44检测出电池26内的断线，则控制电路40禁止电池26的充放电。

另外，在控制电路基板30上设置有稳压器50，该稳压器50用于向控制电路40等设置于控制电路基板30的上述各电路供给电源电压（直流恒压）。

该稳压器50经由2个二极管52、54能够从电池26和AC适配器60的双方供给直流电压，使用从其任意一个供给的直流电压生成直流恒压，作为电源电压供给至上述各电路。

而且，控制电路40在从该稳压器50接受电源供给，进行针对电池26的充电控制时，使LED14点亮，向使用者报告该意思。

接下来，将来自设置于电池组20内的单元温度检测用热敏电阻28的检测信号和来自设置于控制电路基板30的基板温度检测用热敏电阻58的检测信号用于基于控制电路40的电池26的温度监视。

这是因为即便该两种热敏电阻28、58的任意一个产生故障，在对电池26进行充电时，也能够基于来自该一方的热敏电阻28、58的检测信号，检测脱离电池26能够充电的温度范围的情况。

换句话说，本实施方式的电池26是锂离子电池，所以例如若在电池26的温度为0℃以下时进行充电，则存在从正极游离出的锂离子难以被负极吸收，锂金属易析出的问题。

因此，在本实施方式中，在对电池26进行充电时，通过控制电路40执行图4所示的温度检查处理，使用上述2个热敏电阻28、58，来监视电池26是否处于能够正常充电的温度范围。

此外，基板温度检测用热敏电阻58由贴片热敏电阻构成，与其他芯片部件一起安装在控制电路基板30上。

另外，在本实施方式中，为了将来自该两个热敏电阻28、58的检测信号获取至控制电路40，利用设置于控制电路40的一个模拟端口和二个数字端口。

这是因为构成控制电路40的微型计算机的模拟端口的数量少，只有1个能够对基于热敏电阻28、58的温度检测信号（模拟信号）进行A／D转换来进行获取的模拟端口。

换句话说，热敏电阻28、58是电阻值因温度而变化，若如图3所示那样经由电阻56流过电流，则能够根据其两端电压进行温度检测的被动传感器。

因此，在本实施方式中，使单元温度检测用热敏电阻28以及基板温度检测用热敏电阻58的一端与控制电路40的一个模拟端口连接，经由电阻56，将从稳压器50供给的电源电压Vc施加至该连接部分。

另外，单元温度检测用热敏电阻28以及基板温度检测用热敏电阻58的另一端分别与控制电路40的2个数字端口连接。

而且，在控制电路40经由这些各热敏电阻28、58检测温度时，通过使连接了成为检测对象的热敏电阻28或者58的数字端口的低侧开关SW1或者SW2为接通状态，能够使成为检测对象的热敏电阻28或者58的另一端接地。

其结果，控制电路40使用设置于电池组20内的单元温度检测用热敏电阻28和设置于控制电路基板30的基板温度检测用热敏电阻58这2个热敏电阻，能够监视电池26的温度。

接下来，对利用控制电路40执行的温度检查处理进行说明。

该处理是在如下状况下执行的处理，即、在马达16的驱动停止时连接AC适配器60，在针对电池26的充电条件成立时，在控制电路40中开始，然后直至对电池26的充电结束。

如图4所示，在温度检查处理中，首先在S110（S表示步骤），使低侧开关SW1为接通状态，使低侧开关SW2为断开状态，从而使单元温度检测用热敏电阻28动作，读入利用单元温度检测用热敏电阻28检测出的单元温度TM1。

而且，在接下来的S120中，判断在S110中读入的单元温度TM1是否处于预先设定的第1温度范围（例如0℃～50℃）内，若单元温度TM1不处于第1温度范围内，则转移至S130，禁止对电池26的充电。

另一方面，若在S120中判断为单元温度TM1处于第1温度范围内，则转移至S140。

然后，在S140中，使低侧开关SW1为断开状态，使低侧开关SW2为接通状态，从而使基板温度检测用热敏电阻58动作，读入利用基板温度检测用热敏电阻58检测出的基板温度TM2。

接下来，在S150中判断在S140中读入的基板温度TM2是否处于预先设定的第2温度范围（例如0℃～80℃）内，若基板温度TM2不处于第2温度范围内，则转移至S130，禁止对电池26的充电。

另外，若在S150中判断为基板温度TM2处于第2温度范围内，则判断为电池26处于能够正常充电的温度范围内，转移至S160，允许对电池26的充电。

此外，在S160中允许对电池26进行充电，或在S130中禁止对电池26进行充电后，控制电路40再次转移至S110，从而执行该温度检查处理。

另外，若在S160中允许对电池26的充电，则控制电路40使充电控制用FET34以及充电保护用FET36为接通状态，开始或继续对电池26的充电。

如以上说明所示，在本实施方式的手持清洁器2中，若针对电池26的充电条件成立，则控制电路40依次读入利用单元温度检测用热敏电阻28检测出的单元温度TM1以及利用基板温度检测用热敏电阻58检测出的基板温度TM2。

而且，控制电路40判断这些各温度TM1、TM2是否处于能够对电池26进行充电的第1温度范围以及第2温度范围内，在各温度TM1、TM2处于各温度范围内时，判断为电池26处于能够充电的温度范围内，允许对电池26进行充电，否则，禁止对电池26进行充电。

因此，根据本实施方式的手持清洁器2，例如能够防止在电池组20内的单元温度检测用热敏电阻28发生故障的情况下，判断为单元温度为正常而允许对电池26进行充电。因而，根据本实施方式，能够良好地执行对电池26进行充电而不使电池26恶化。

另外，在本实施方式中，不仅是简单地将用于监视电池26的温度的热敏电阻设置为2个系统，还将一方的热敏电阻作为单元温度检测用热敏电阻28设置在电池组20内，将另一方的热敏电阻作为基板温度检测用热敏电阻58设置在控制电路基板30上。

因此，例如能够防止在作为电池组20，是安装了未内置单元温度检测用热敏电阻28的电池组的情况下，误判断为从单元温度检测用热敏电阻28输入了正常的检测信号，开始对电池26进行充电。

另外，在本实施方式中，连接电池组20和控制电路基板30的连接线是与电池26的正极以及负极连接的电源线、和与单元温度检测用热敏电阻28的两端连接的信号线的4根，无需从基板温度检测用热敏电阻58引出信号线。

因此，根据本实施方式的手持清洁器2，通过将用于监视电池26的温度的热敏电阻设为2个系统，能够防止手持清洁器2内的布线变复杂，能够减少手持清洁器制造时的工时。

另外，这样，根据本实施方式的手持清洁器2，能够降低手持清洁器制造时的工时，并且能够将贴片热敏电阻用于设置在控制电路基板30上的基板温度检测用热敏电阻58，所以能够降低手持清洁器2的制造成本。

此外，在本实施方式中，单元温度检测用热敏电阻28与本实用新型的电池温度检测机构相当，基板温度检测用热敏电阻58与本实用新型的设备温度检测机构相当，控制电路40与本实用新型的充电控制机构相当。

以上，对本实用新型的一实施方式进行了说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，在不脱离本实用新型的主旨的范围内能够采取各种的方式。

例如，在上述实施方式中，对将本实用新型应用于充电式的手持清洁器2的情况进行了说明，但若是以能够更换的方式安装电池组，并从电池组内的电池接受电源供给来进行动作的电气设备，则能够与上述实施方式相同地应用本实用新型，能够得到相同的效果。

另外，在上述实施方式中，对将单元温度检测用热敏电阻28和基板温度检测用热敏电阻58这两种热敏电阻用于监视电池26的温度的情况进行了说明，但作为这些温度检测机构，并不局限于热敏电阻，若是由热电偶构成的温度传感器等能够检测温度的元件，则能够进行利用。

另外，如上述实施方式所示，用于监视电池26的温度的温度检测机构可以是内置在电池组20的、和设置在手持清洁器2的壳体内的两种，但也可以再增加。

Claims (6)

1.一种电气设备，其是从内置有能够充放电的电池的电池组接受电源供给来进行动作的电气设备，该电气设备的特征在于，具备：

设备温度检测机构，其检测该电气设备的温度；

充电控制机构，其基于利用所述设备温度检测机构检测出的设备温度，控制对所述电池组内的电池的充电。

2.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述充电控制机构在所述设备温度处于规定温度范围内时，允许对所述电池的充电。

3.根据权利要求2所述的电气设备，其特征在于，

所述充电控制机构从设置于所述电池组内的电池温度检测机构获取电池温度，在该电池温度和所述设备温度分别处于规定温度范围内时，允许对所述电池的充电。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的电气设备，其特征在于，

所述设备温度检测机构与所述充电控制机构一起被设置于该电气设备的控制电路基板。

5.根据权利要求4所述的电气设备，其特征在于，

所述设备温度检测机构由贴片热敏电阻构成。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的电气设备，其特征在于，

该电气设备具备送风用风扇、使所述风扇旋转的马达、从所述电池接受电源供给来驱动控制所述马达的驱动控制机构，

该电气设备是通过所述风扇的旋转来吸入外部空气的扫除机。

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