Система, оснащенная микрокомпьютером, и портативный батарейный источник питания для инструмента с электрическим приводом

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к системам заряда источников питания (аккумуляторов) инструмента с электрическим приводом. Технический результат - повышение качества заряда источников питания. Система, оснащенная микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, включает в себя микрокомпьютер, генератор опорного напряжения, блок сохранения опорных данных и первый блок определения. Микрокомпьютер включает в себя аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и, по меньшей мере, один аналого-цифровой порт (АЦ-порт). Генератор опорного напряжения генерирует и вводит в АЦ-порт опорное напряжение, имеющее заранее определенное значение. В блоке сохранения опорных данных заранее сохранены опорные данные, соответствующие опорному напряжению. Первый блок определения сравнивает диагностические данные, полученные путем АЦ-преобразования посредством АЦП опорного напряжения, подводимого к АЦ-порту, с опорными данными, чтобы в случае, когда разность между диагностическими данными и опорными данными выходит за пределы заранее определенного допустимого диапазона, определить, что возникло состояние АЦ-аномалии, в котором невозможно получить от АЦП правильный результат АЦ-преобразования. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе, оснащенной микрокомпьютером, включающим в себя аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и установленным на корпусе инструмента с электрическим приводом, портативному батарейному источнику питания для инструмента с электрическим приводом или зарядному устройству для инструмента с электрическим приводом. Данное изобретение также относится к портативному батарейному источнику питания для инструмента с электрическим приводом, оснащенному вышеупомянутой системой.

Предшествующий уровень техники

За последние годы, портативный батарейный источник питания для инструмента с электрическим приводом, который включает в себя перезаряжаемые батареи различных типов, такие, как никелевая гибридная перезаряжаемая батарея, ионно-литиевая перезаряжаемая батарея и другие, стали оснащать микрокомпьютером для достижения высоких функциональных возможностей и высокой эффективности. Известно, что с помощью микрокомпьютера возможно управление зарядкой и/или разрядкой перезаряжаемой батареи на основании различной информации, такой, как напряжение, температура и другие параметры перезаряжаемой батареи, а также обнаружение избыточной зарядки и/или избыточной разрядки перезаряжаемой батареи.

Микрокомпьютером оснащают не сам портативный батарейный источник питания, а широко применяемое зарядное устройство для инструмента с электрическим приводом, которое подает зарядную энергию в портативный батарейный источник питания для зарядки перезаряжаемой батареи, или корпус инструмента с электрическим приводом, который принимает энергию от портативного батарейного источника питания для работы, и конфигурируют так, чтобы обеспечивать различное управление посредством микрокомпьютера.

Микрокомпьютер, устанавливаемый в портативном батарейном источнике питания, зарядном устройстве для инструмента с электрическим приводом и корпусе инструмента с электрическим приводом, обычно включает в себя АЦП. В портативном батарейном источнике питания, например, различная информация (аналоговые сигналы), такая как напряжение, температура и т.п., перезаряжаемой батареи внутри портативного батарейного источника питания вводится из аналого-цифрового порта (АЦ-порта) микрокомпьютера во внутренний АЦП и преобразуется этим АЦП в цифровые данные. Микрокомпьютер определяет различные условия внутри портативного батарейного источника питания, включающего в себя перезаряжаемую батарею, и на основании этих условий осуществляет различные управления, такие, как управление зарядкой и/или разрядкой и детектирование избыточной зарядки и/или избыточной разрядки.

В портативном батарейном источнике питания и зарядном устройстве, в котором различное управление осуществляется посредством микрокомпьютера, включающего в себя АЦП, если этот АЦП внутри микрокомпьютера отказывает сам или возникает какая-то аномалия в АЦ-порте микрокомпьютера из-за прилипания пыли, а вводимый аналоговый сигнал больше не преобразуется в цифровые данные правильно (что собирательно именуются далее «аналого-цифровой АЦ-аномалией»), различные операции управления посредством микрокомпьютера не будут осуществляться правильно.

Например, предположим, что АЦ-аномалия возникает, когда микрокомпьютер принимает напряжение перезаряжаемой батареи через АЦП и управляет зарядкой на основании значения напряжения. Тогда микрокомпьютер окажется неспособным правильно распознать напряжение перезаряжаемой батареи, например, АЦП может неправильно преобразовывать напряжение перезаряжаемой батареи в 2 В, хотя перезаряжаемая батарея на самом деле заряжена до 3 В. В таком случае микрокомпьютер может продолжить зарядку, хотя перезаряжаемая батарея уже полностью заряжена. Перезаряжаемая батарея может стать избыточно заряженной.

Чтобы защитить перезаряжаемую батарею от неправильного функционирования микрокомпьютера, которое обуславливается АЦ-аномалией, как таковой, отдельно от микрокомпьютера предусматривают защитную интегральную схему (ИС) (которую называют второй защитной ИС), которая детектирует напряжение перезаряжаемой батареи, чтобы обнаружить избыточную зарядку или повышенную разрядку обычным способом (см. чертеж «Прикладная схема» в “Protection for Lithium-Ion Batteries (2-serial cells) Monolithic IC MM3112 Series” («Защита для ионно-литиевых батарей (из 2-х последовательных элементов), Монолитная ИС серии MM3112 фирмы MITSUMI ELECTRIC CO. LTD. по Internet-адресной ссылке: http://www.mitsumi.co.jp/Catalog/pdf/battery_mm_3112_e.pdf).

Защитная ИС детектирует напряжение каждого из элементов батареи батарейной сборки, в которой множество элементов батареи (перезаряжаемых батарей) соединены последовательно. В случае, когда обнаруживается избыточная зарядка или повышенная разрядка в любом из элементов батареи, выполняется операция защиты для принудительного прекращения зарядки или разрядки. Операция защиты выполняется путем прерывания пути тока за счет размыкания полевого транзистора, подсоединенного между положительной клеммой портативного батарейного источника питания и положительной клеммой перезаряжаемой батареи (положительная клемма элемента батареи имеет наивысший потенциал).

Соответственно, даже если напряжение перезаряжаемой батареи подвергается неправильному аналого-цифровому преобразованию (АЦ-преобразованию) из-за АЦ-аномалии в микрокомпьютере, перезаряжаемую батарею можно защитить такой защитной ИС, когда перезаряжаемая батарея вводится в состояние избыточной зарядки или повышенной разрядки.

При осуществлении вышеописанного способа защиты с применением защитной ИС, АЦ-аномалию нельзя обнаружить, если перезаряжаемая батарея уже находится в состоянии избыточной зарядки или повышенной разрядки (либо близка к этому состоянию). Поэтому при появлении аналого-цифровой аномалии перезаряжаемую батарею приходится выводить из нормального диапазона напряжения, по меньшей мере, временно.

В частности, защитная ИС не детектирует АЦ-аномалию в микрокомпьютере, а контролирует фактическое напряжение перезаряжаемой батареи. Если напряжение выше нормального (т.е. перезаряжаемая батарея находится в состоянии избыточной зарядки или близка к этому состоянию), защитная ИС определяет, что перезаряжаемая батарея находится в состоянии избыточной зарядки и активирует операцию защиты. Соответственно, даже если АЦ-аномалия вносится в микрокомпьютер, а напряжение перезаряжаемой батареи не подвергается правильному АЦ-преобразованию, операция защиты не активируется немедленно. Защитная ИС активирует операцию защиты после постепенного увеличения зарядного напряжения перезаряжаемой батареи до состояния избыточной зарядки вследствие АЦ-аномалии. Таким образом, напряжение перезаряжаемой батареи неизбежно выходит из нормального диапазона, по меньшей мере, временно.

Кроме того, поскольку защитная ИС предусмотрена отдельно от микрокомпьютера, необходимо дополнительное пространство для установки защитной ИС. Портативный батарейный источник питания становится больше в размерах. Это сказывается на увеличении стоимости в целом, поскольку в нее включается стоимость самой защитной ИС.

Если возникает АЦ-аномалия, нормальное управление посредством микрокомпьютера не может быть реализовано не только в портативном батарейном источнике питания, но и в микрокомпьютере, установленном на зарядном устройстве или в корпусе инструмента с электрическим приводом.

Краткое изложение существа изобретения

В одном аспекте данного изобретения, АЦ-аномалию предпочтительно можно детектировать без использования защитной ИС, отдельной от микрокомпьютера, на случай, если микрокомпьютер вводится в состояние АЦ-аномалии.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения система, оснащенная микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, может включать в себя микрокомпьютер, генератор опорного напряжения, блок сохранения опорных данных и первый блок определения. Микрокомпьютер может включать в себя аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и, по меньшей мере, один аналого-цифровой порт (АЦ-порт), в который вводится аналоговый сигнал, подвергнутый аналого-цифровому преобразованию (АЦ-преобразованию) посредством АЦП. Генератор опорного напряжения может быть предусмотрен отдельным от рабочего источника энергии микрокомпьютера и может генерировать и вводить в АЦ-порт опорное напряжение, имеющее заранее определенное значение. В блоке сохранения опорных данных могут быть заранее сохранены опорные данные, которые являются цифровыми данными, соответствующими опорному напряжению. Первый блок определения может быть предусмотрен внутри микрокомпьютера и может сравнивать диагностические данные, полученные за счет АЦ-преобразования посредством АЦП опорного напряжения, подводимого в АЦ-порт, с опорными данными, сохраненными в блоке сохранения опорных данных, для определения в случае, если разность между диагностическими данными и опорными данными выходит за пределы заранее определенного допустимого диапазона, что возникло состояние АЦ-аномалии, в котором невозможно получить из АЦП правильный результат АЦ-преобразования.

В системе, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, имеющей такой состав, цифровые данные, соответствующие опорному напряжению, то есть, значению, полученному, когда АЦП правильно преобразует в цифровую форму опорное напряжение, заранее сохраняются в блоке сохранения опорных данных как опорные данные, например, на заводе-изготовителе. Поэтому если АЦП находится в нормальном состоянии (именуемом «состоянием нормального АЦ-преобразования»), в котором аналоговый сигнал, вводимый в АЦ-порт, правильно преобразуется в цифровые данные, результат действительно осуществляемого АЦ-преобразования опорного напряжения посредством АЦП (т.е. диагностические данные) должен совпадать с опорными данными, сохраненными в блоке сохранения опорных данных, или даже если диагностические данные не полностью совпадают с опорными данными, разность между ними должна находиться в пределах допустимого диапазона. С другой стороны, в случае состояния АЦ-аномалии, получить правильный результат АЦ-преобразования применительно к опорному напряжению невозможно. Таким образом, разность между диагностическими данными и опорными данными выходит за допустимый диапазон. Первый блок определения определяет, что возникло состояние АЦ-аномалии, в случае, когда разность между упомянутыми данными, как таковая, выходит за допустимый диапазон.

В соответствии с системой, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, имеющей такой состав, правильные цифровые данные, соответствующие опорному напряжению (опорные данные) сохраняются заранее, а микрокомпьютер (точнее, первый блок определения внутри микрокомпьютера) сам определяет, возникло ли состояние АЦ-аномалии, на основании результата сравнения между сохраненными опорными данными и результатом действительно осуществляемого АЦ-преобразования (диагностическими данными). Кроме того, поскольку не предусматривается защитная ИС, отдельная от микрокомпьютера, как в известных технических решениях, микрокомпьютер сам может точно детектировать, что наступило состояние АЦ-аномалии.

В частности, даже если причиной состояния АЦ-аномалии является аномалия в самом АЦП, возможно надежное определение этой аномалии. Конкретно, одной из причин, по которым АЦП сам становится аномальным, считается, например, уменьшение подаваемого в микрокомпьютер напряжения рабочего источника энергии. Когда напряжение рабочего источника энергии микрокомпьютера уменьшается, АЦП, входящий в состав микрокомпьютера, оказывается неспособным правильно осуществлять АЦ-преобразование. Однако генератор опорного напряжения, который генерирует опорное напряжение, предусмотрен отдельно от рабочего источника энергии микрокомпьютера. Поэтому аномалию в самом АЦ-преобразовании можно надлежащим образом определить, воспользовавшись опорным напряжением.

Вышеописанная система, оснащенная микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом предпочтительно установлена на корпусе инструмента с электрическим приводом, в портативном батарейном источнике питания для инструмента с электрическим приводом или зарядном устройстве для инструмента с электрическим приводом.

В частности, генератор опорного напряжения может быть сконфигурирован различным образом. Например, генератор опорного напряжения может принимать подаваемое на микрокомпьютер заранее определенное напряжение рабочего источника энергии и генерировать опорное напряжение ниже этого заранее определенного напряжения рабочего источника энергии.

Если генератор опорного напряжения сконфигурирован таким образом, то опорное напряжение, генерируемое генератором опорного напряжения, изначально задается меньшего значения, чем заранее определенное значение, даже если напряжение рабочего источника энергии микрокомпьютера уменьшается от заранее определенного значения. Поэтому опорное напряжение можно генерировать за счет использования рабочей энергии микрокомпьютера, и при этом на него не оказывают негативного влияния флуктуации напряжения рабочего источника энергии.

Системе, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, в которой генератор опорного напряжения имеет такой состав, можно придать нижеследующую конфигурацию. Система включает в себя блок сброса, который выводит сигнал сброса в микрокомпьютер, когда напряжение рабочего источника энергии микрокомпьютера становится соответствующим заранее определенному нижнему пределу или меньшим. Микрокомпьютер имеет такую конфигурацию, что его работа инициализируется, когда вводится сигнал сброса из блока сброса. Генератор опорного напряжения генерирует в качестве опорного напряжения напряжение, которое меньше, чем упомянутый нижний предел, и может быть подвергнуто АЦ-преобразованию посредством АЦП.

В соответствии с указанной системой, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, генератор опорного напряжения генерирует опорное напряжение, меньшее, чем нижний предел. Даже если напряжение рабочего источника энергии микрокомпьютера уменьшается (т.е. даже если входное напряжение питания, вводимое в генератор опорного напряжения, уменьшается), генератор опорного напряжения может нормально генерировать опорное напряжение. Если напряжение рабочего источника энергии микрокомпьютера уменьшается до нижнего предела или становится еще меньше, генератор опорного напряжения может оказаться неспособным правильно генерировать опорное напряжение в зависимости от значения. Вместе с тем, микрокомпьютер инициализируется в первую очередь тогда, когда напряжение рабочего источника энергии микрокомпьютера уменьшается до нижнего предела или становится еще меньше. Тогда не выполняется осуществляемое микрокомпьютером определение, возникло ли состояние АЦ-аномалии. Существенный эффект не создается.

Более того, генератор опорного напряжения, в частности, может включать в себя, например, диод и иметь конфигурацию, обеспечивающую генерирование (в качестве опорного напряжения) прямого напряжения диода, генерируемого за счет приложения прямого смещения к диоду посредством энергии, подводимой к генератору опорного напряжения. Генерирование опорного напряжения за счет использования прямого напряжения диода может упростить конфигурацию генератора опорного напряжения, а также упростить конфигурацию системы, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом.

Система, оснащенная микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом согласно данному изобретению может дополнительно иметь функцию определения, выполняемую вторым блоком определения, в дополнение к функции определения, выполняемой первым блоком определения. В частности, система, оснащенная микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, может включать в себя делитель напряжения сигнала и блок вывода команды. Делитель напряжения сигнала предусмотрен в тракте сигнала, проходящем до того места, где аналоговый сигнал, подлежащий АЦ-преобразованию, вводится в АЦП. Делитель напряжения сигнала генерирует диагностический аналоговый сигнал путем деления напряжения аналогового сигнала при заранее определенном отношении деления напряжения, когда вводится команда выполнения. Блок вывода команды предусмотрен внутри микрокомпьютера. Блок вывода команды выдает в делитель напряжения сигнала команду выполнения, предписывающую делителю напряжения сигнала выполнять деление напряжения, или команду останова, удерживающую делитель напряжения сигнала от выполнения деления напряжения. Второй блок определения, предусмотренный внутри микрокомпьютера, получает диагностические данные, предписывая блоку вывода команды вывести команду выполнения, чтобы выполнить деление напряжения посредством делителя напряжения сигнала, и предписывая АЦП подвергнуть АЦ-преобразованию диагностический аналоговый сигнал, получаемый путем деления напряжения, получает сравнительные данные, предписывая блоку вывода команды вывести команду останова, чтобы остановить деление напряжения посредством делителя напряжения сигнала, и предписывая АЦП подвергнуть аналоговый сигнал АЦ-преобразованию. Затем второй блок определения сравнивает полученные диагностические данные и сравнительные данные и определяет, что возникло состояние АЦ-аномалии, когда диагностические данные и сравнительные данные не удовлетворяют соотношению, соответствующему отношению деления напряжения в делителе напряжения сигнала.

В системе, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, включающей в себя второй блок определения, сравнительные данные, которые являются результатом АЦ-преобразования, когда деление напряжения не выполняется делителем напряжения сигнала, сравниваются с диагностическими данными, которые являются результатом АЦ-преобразования, когда деление напряжения выполняется делителем напряжения сигнала. В случае нормального состояния АЦ-преобразования, соотношение обоих данных должно соответствовать отношению деления напряжения в делителе напряжения сигнала. С другой стороны, в случае состояния АЦ-аномалии, соотношение обоих данных не соответствует отношению деления напряжения в делителе напряжения сигнала. В этом случае, второй блок определения определяет, что наступило состояние АЦ-аномалии.

В соответствии с заявленной системой, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, определить, наступило ли состояние АЦ-аномалии, можно посредством делителя напряжения сигнала на основании результатов АЦ-преобразования при выполнении и невыполнении деления напряжения. Следовательно, посредством этого простого устройства можно достичь точного определения.

В частности, системе, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, включающей в себя второй блок определения, можно придать нижеследующую конфигурацию. В тракте сигнала, проходящем до того места, где аналоговый сигнал, подлежащий АЦ-преобразованию, вводится в АЦ-порт, можно предусмотреть схему ввода сигнала, включающую в себя, по меньшей мере, один подсоединенный последовательно резистор. Делитель напряжения сигнала можно предусмотреть в тракте сигнала, проходящем от схемы ввода сигнала к АЦП, и генерировать диагностический аналоговый сигнал, подлежащий АЦ-преобразованию и вводимый в схему ввода сигнала, при упомянутом отношении деления напряжения, когда вводится команда выполнения.

В указанной системе, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, схема ввода сигнала предусмотрена перед делителем напряжения сигнала. Таким образом, отношение деления напряжения в делителе напряжения сигнала определятся составом средств внутри делителя напряжения сигнала (составом средств, который вносит вклад в деление напряжения) и сопротивлением резистора, входящего в состав схемы ввода сигнала. В такой системе, включающей в себя схему ввода сигнала, требуемого отношения деления напряжения можно достичь за счет использования резистора, входящего в состав схемы ввода сигнала.

В частности можно выполнить делитель напряжения сигнала так, чтобы он содержал резистор деления напряжения и контроллер деления напряжения. Один конец резистора деления напряжения электрически соединен с АЦ-портом. Контроллер деления напряжения делает другой конец резистора деления напряжения электрически разомкнутым, когда вводится команда останова, и электрически соединяет другой конец резистора деления напряжения с областью, имеющей более низкий потенциал, чем упомянутый один конец, когда вводится команда выполнения, чтобы пропускать ток в резистор деления напряжения для деления напряжения. Таким образом, оказывается возможной простая конфигурация делителя напряжения сигнала.

Кроме того, контроллер деления напряжения может быть сконфигурирован, чтобы включать в себя блок переключения, который устанавливает/прерывает проводимость между стороной другого конца резистора деления напряжения и потенциалом заземления. Контроллер деления напряжения может прерывать проводимость между стороной другого конца резистора деления напряжения и потенциалом заземления за счет размыкания блока переключения, когда вводится команда останова, и заземления стороны упомянутого другого конца резистора деления напряжения за счет замыкания блока переключения, когда вводится команда выполнения. Таким образом, переключение в состояние, в котором деление напряжения производится или не производится, достигается просто путем замыкания и размыкания блока переключения. Делителю напряжения сигнала и системе, оснащенной микрокомпьютером в целом можно придать простую конфигурацию.

Систему, оснащенную микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, имеющую такой состав, как указано выше, можно устанавливать на портативном батарейном источнике питания для инструмента с электрическим приводом, включающем в себя, по меньшей мере, один элемент батареи. Более конкретно, согласно второму аспекту данного изобретения предложен портативный батарейный источник питания для инструмента с электрическим приводом, включающий в себя, по меньшей мере, один элемент батареи и систему, оснащенную микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом. Можно предусмотреть такую конфигурацию, в которой сигнал напряжения батареи, прямо или косвенно указывающий напряжение, по меньшей мере, одного из элементов батареи, вводится в АЦ-порт в качестве аналогового сигнала, подлежащего АЦ-преобразованию. Микрокомпьютер может отслеживать состояние элемента батареи на основании результата АЦ-преобразования сигнала напряжения батареи посредством АЦП.

В соответствии с портативным батарейным источником питания для инструмента с электрическим приводом, даже если возникло состояние АЦ-аномалии, а напряжение элемента батареи подвергается АЦ-преобразованию в неправильное значение, это состояние АЦ-аномалии можно надежно обнаружить посредством первого или второго блока определения. Можно запретить микрокомпьютеру продолжать отслеживание состояния элемента батареи на основании неправильного значения (напряжения элемента батареи). Поэтому портативному батарейному источнику питания для инструмента с электрическим приводом можно обеспечить высокую безотказность применительно к сбою микрокомпьютера (в этом случае состоянию АЦ-аномалии).

Более конкретно, портативный батарейный источник питания для инструмента с электрическим приводом, включающий в себя микрокомпьютерную систему для инструмента с электрическим приводом, снабженную вторым блоком определения, и, по меньшей мере, один элемент батареи, можно иметь нижеследующую конфигурацию. По меньшей мере, с одним из элементов батареи можно соединить схему разрядки, включающую в себя резистор положительной стороны, резистор отрицательной стороны и блок переключения. Один конец резистора положительной стороны может быть соединен с положительной клеммой элемента батареи. Один конец резистора отрицательной стороны может быть соединен с отрицательной клеммой элемента батареи. Блок переключения может быть соединен с другими концами соответствующих резисторов и может по команде выполнения из микрокомпьютера устанавливать/прерывать проводимость между другими концами резисторов. Микрокомпьютер может быть сконфигурирован так, чтобы отслеживать напряжение элемента батареи на основании результата АЦ-преобразования посредством АЦП напряжения, выводимого со стороны другого конца резистора положительной стороны в АЦ-порт, когда проводимость между другими концами резисторов прерывается блоком переключения. Схема разрядки может функционировать в качестве делителя напряжения сигнала. Схема разрядки может быть сконфигурирована, чтобы размыкать блок переключения для прямого вывода напряжения положительной клеммы элемента батареи в АЦ-порт через резистор положительной стороны, когда вводится команда останова, чтобы замыкать блок переключения для разделения напряжения положительной клеммы элемента батареи при упомянутом отношении деления напряжения посредством соответствующих резисторов, входящих в состав схемы разрядки, и генерировать диагностический аналоговый сигнал, когда вводится команда выполнения.

Кроме того, портативный батарейный источник питания для инструмента с электрическим приводом, включающий в себя систему, оснащенную микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, снабженную вторым блоком определения, и, по меньшей мере, один элемент батареи, может иметь нижеследующую конфигурацию. По меньшей мере, с одним из элементов батареи можно соединить схему разрядки, включающую в себя резистор положительной стороны, резистор отрицательной стороны, блок переключения и резистор деления напряжения, и детектор напряжения. Один конец резистора положительной стороны может быть соединен с положительной клеммой элемента батареи. Один конец резистора отрицательной стороны может быть соединен с отрицательной клеммой элемента батареи. Блок переключения может быть соединен с другими концами соответствующих резисторов и может по команде выполнения из микрокомпьютера устанавливать/прерывать соединение между другими концами резисторов. Резистор деления напряжения можно предусмотреть последовательно с блоком переключения между другими концами соответствующих резисторов. Микрокомпьютер может быть сконфигурирован, чтобы отслеживать напряжение элемента батареи на основании результата АЦ-преобразования посредством АЦП напряжения, выводимого из детектора напряжения в АЦ-порт, когда проводимость между другими концами резисторов прерывается блоком переключения. Схема разрядки может функционировать в качестве делителя напряжения сигнала, и может быть сконфигурирована, чтобы, размыкать блок переключения с тем, чтобы напряжение элемента батареи непосредственно вводилось в детектор напряжения, когда вводится команда останова, и замыкать блок переключения с тем, чтобы разделить напряжение элемента батареи при отношении деления напряжения посредством соответствующих резисторов, входящих в состав схемы разрядки, таким образом, что выходной сигнал из детектора напряжения, соответствующий разделенному напряжению, генерировался в качестве диагностического аналогового сигнала, когда вводится команда выполнения.

При любой из вышеописанных конфигураций, схема зарядки, изначально предусматриваемая в портативном батарейном источнике питания для инструмента с электрическим приводом, используется в качестве делителя напряжения сигнала. Следовательно, если в портативном батарейном источнике питания для инструмента с электрическим приводом, включающем в себя систему, оснащенную микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом, оснащенную вторым блоком определения, предусмотрена схема разрядки, то части системы, оснащенной микрокомпьютером для инструмента с электрическим приводом можно придать эффективную конфигурацию за счет использования схемы зарядки.

Вышеописанный портативный батарейный источник питания для инструмента с электрическим приводом может включать в себя внутренние элементы батареи различных типов. Например, портативному батарейному источнику питания для инструмента с электрическим приводом можно придать такую конфигурацию, что он будет включать в себя перезаряжаемую батарею, т.е. конфигурацию повторно заряжаемого портативного батарейного источника питания для инструмента с электрическим приводом.

В этом случае, портативный батарейный источник питания для инструмента с электрическим приводом может дополнительно включать в себя входную клемму зарядной энергии, через которую подводится зарядная энергия, предназначенная для зарядки перезаряжаемой батареи, и прерыватель, который предусмотрен в тракте подачи зарядной энергии, идущем от входного вывода зарядной энергии к перезаряжаемой батарее, и выполнен с возможностью прерывания тракта энергии по команде прерывания от микрокомпьютера. Когда первый или второй блок определения определяет, что возникло состояние АЦ-аномалии, микрокомпьютер может выдавать команду прерывания, предписывая прерывателю прервать тракт подачи зарядной энергии.

В соответствии с портативным батарейным источником питания для инструмента с электрическим приводом, имеющим вышеуказанный состав, в случае если, например, возникло состояние АЦ-аномалии, когда осуществляется зарядка перезаряжаемой батареи, микрокомпьютер детектирует генерирование состояния АЦ-аномалии и прерывает тракт подачи зарядной энергии. Кроме того, в случае если, например, предпринимается попытка зарядить перезаряжаемую батарею, когда состояние АЦ-аномалии уже сгенерировано, микрокомпьютер может детектировать генерирование состояния АЦ-аномалии и прервать тракт подачи зарядной энергии, вследствие чего зарядка производиться не будет. Следовательно, даже если состояние АЦ-аномалии наступило при зарядке перезаряжаемой батареи, можно предотвратить появление проблем (таких, как избыточная зарядка), возникающих из-за аномального состояния АЦ-преобразования. Таким образом, можно обеспечить высоконадежный портативный батарейный источник питания для инструмента с электрическим приводом.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает общий вид зарядного устройства и портативного батарейного источника питания, которые входят в состав зарядной системы, согласно вариантам осуществления;

фиг.2 - блок-схему зарядной системы и корпуса инструмента с электрическим приводом, согласно первому варианту осуществления;

фиг.3 - электрическую принципиальную схему, иллюстрирующую конфигурацию портативного батарейного источника питания, согласно первому варианту осуществления;

фиг.4 - блок-схему последовательности операций, способа управления зарядкой портативного батарейного источника питания, осуществляемого микрокомпьютером внутри портативного батарейного источника питания, согласно первому варианту осуществления;

фиг.5 - электрическую принципиальную схему портативного батарейного источника питания, согласно второму варианту осуществления;

фиг.6 - блок-схему последовательности способа управления зарядкой портативного батарейного источника питания, осуществляемого микрокомпьютером внутри портативного батарейного источника питания, согласно второму варианту осуществления;

фиг.7 - электрическую принципиальную схему другого примера портативного батарейного источника питания, согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Первый вариант осуществления

Обращаясь к фиг.1, зарядная система 1 согласно данному варианту осуществления включает в себя зарядное устройство 10 и портативный батарейный источник 20 питания. Зарядное устройство 10 заряжает портативный батарейный источник 20 питания, который используется в качестве источника питания корпуса 100 инструмента с электрическим приводом (фиг.2). Конфигурация зарядной системы 1 обеспечивает зарядку перезаряжаемой батареи внутри портативного батарейного источника 20 питания посредством зарядного устройства 10.

Зарядное устройство 10 генерирует зарядную мощность постоянного тока (ПТ), имеющую заранее определенное напряжение, из энергии постоянного тока источника 2 энергии постоянного тока (фиг.2), подведенного к гнезду прикуривателя (не показан) транспортного средства. Зарядное устройство 10 оснащено штекером 15 прикуривателя, соединяемым с гнездом, для подвода энергии постоянного тока в зарядное устройство 10 от аккумулятора транспортного средства. Когда штекер 15 прикуривателя вставляют в гнездо прикуривателя транспортного средства, положительная клемма и отрицательная клемма (обе не показаны) гнезда прикуривателя соединяются с положительной клеммой 31 стороны штекера и отрицательной клеммой 32 стороны штекера (см. фиг.2), имеющихся у штекера 15 прикуривателя. За счет этого, к зарядному устройству 10 через шнур 14 питания подводится энергия постоянного тока.

Зарядное устройство 10 включает в себя крепежную часть 12 на зарядной стороне зарядного устройства с одной стороны ее верхней поверхности. К крепежной части 12 зарядного устройства крепится портативный батарейный источник 20 питания. В заранее определенном положении на крепежной части 12 стороны зарядного устройства (изнутри крепежной части 12 стороны зарядного устройства) предусмотрена клемма 11. Клемма 11 зарядного устройства включает в себя положительную клемму 8 зарядного устройства и отрицательную клемму 9 зарядного устройства (фиг.2) для подачи зарядной энергии постоянного тока в портативный батарейный источник 20 питания. Клемма 11 зарядного устройства также включает в себя один или более сигнальных клемм зарядного устройства (не показаны) для передачи различных сигналов в портативный батарейный источник 20 питания и приема их из него. Кроме того, зарядное устройство 10 снабжено отображающей частью 13, включающей в себя множество светоизлучающих диодов (СИД) и т.п. для отображения рабочего состояния зарядного устройства 10, состояния зарядки портативного батарейного источника 20 питания и других средств.

Портативный батарейный источник питания включает в себя крепежную часть 22 стороны батареи на одной боковой поверхности. Крепежная часть 22 стороны батареи крепится к крепежной части 12 стороны зарядного устройства 10. В заранее определенном положении на крепежной части 22 стороны батареи предусмотрена клемма 21. Клемма 21 включает в себя положительную клемму 28 и отрицательную клемму 29 для приема зарядной энергии постоянного тока, подаваемой из зарядного устройства 10. Клемма 21 также включает в себя сигнальную клемму 19, подлежащую соединению с сигнальной клеммой зарядного устройства 10.

Когда крепежную часть 22 стороны батареи портативного батарейного источника 20 питания соединяют с крепежной частью 12 стороны зарядного устройства, имеющейся у зарядного устройства 10, обе клеммы 11, 21 оказываются электрически соединенными. Благодаря этому, зарядное устройство 10 может заряжать собранную батарею 23 (фиг.2) внутри портативного батарейного источника 20 питания.

При подаче энергии портативного батарейного источника 20 питания к объекту, такому, как инструмент с электрическим приводом и т.п., крепежная часть 22 стороны батареи крепится к заранее определенной крепежной части инструмента с электрическим приводом. Тем самым, энергия портативного батарейного источника питания 20 (энергия батарейной сборки 23) подается в инструмент с электрическим приводом и т.п.

Со ссылками на блок-схему на фиг.2 будет приведено конкретное описание внутренней конфигурации зарядного устройства 10 и по