JP2000092737A - 二次電池の充電装置 - Google Patents
二次電池の充電装置Info
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- JP2000092737A JP2000092737A JP10258815A JP25881598A JP2000092737A JP 2000092737 A JP2000092737 A JP 2000092737A JP 10258815 A JP10258815 A JP 10258815A JP 25881598 A JP25881598 A JP 25881598A JP 2000092737 A JP2000092737 A JP 2000092737A
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- charging
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充電電源の発熱を抑えると共にその小型化を
図り、二次電池を過充電することなく安全に充電するこ
とのできる二次電池の充電装置を提供する。 【解決手段】 二次電池BATの電池電圧Vbを検出す
る電圧測定回路13と、前記二次電池とその充電電源と
の間に介装されたスイッチ素子11と、電圧測定回路に
て検出された電池電圧に応じてスイッチ素子をオン・オ
フ制御して二次電池をパルス充電する充電制御回路14
とを備え、電池電圧が第1の設定電圧V1を上回ったと
きにパルス充電し、オフ時の電池電圧が第2の設定電圧
V2に達したときにパルス充電を停止する。
図り、二次電池を過充電することなく安全に充電するこ
とのできる二次電池の充電装置を提供する。 【解決手段】 二次電池BATの電池電圧Vbを検出す
る電圧測定回路13と、前記二次電池とその充電電源と
の間に介装されたスイッチ素子11と、電圧測定回路に
て検出された電池電圧に応じてスイッチ素子をオン・オ
フ制御して二次電池をパルス充電する充電制御回路14
とを備え、電池電圧が第1の設定電圧V1を上回ったと
きにパルス充電し、オフ時の電池電圧が第2の設定電圧
V2に達したときにパルス充電を停止する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、充電時における充
電電源の発熱を抑えることができ、しかも小型化を図る
ことのできる二次電池の充電装置に関する。
電電源の発熱を抑えることができ、しかも小型化を図る
ことのできる二次電池の充電装置に関する。
【0002】
【関連する背景技術】リチウムイオン電池等の非水溶媒
系二次電池や鉛蓄電池等は、充電中にその電池電圧が高
くなり過ぎると、電池性能が著しく劣化したり、その安
全性が損なわれる等の問題を有している。これ故、従来
では、専らその充電電圧(電池電圧)が一定の電圧を上
回ることがないように、定電圧充電するようにしてい
る。具体的には電池電圧が低いときには一定の電流(例
えば1CmA)で二次電池を充電し、該二次電池の電池
電圧が所定の電圧値(例えば電池セル当たり4.2V)
まで上昇したとき、その充電電流を低下させながら一定
電圧で充電するようにしている。そしてその充電電流が
徐々に減少し、例えば0.05CmA程度まで低下した
時点で、これを満充電状態であると看做して充電を停止
させ、二次電池に過大な電池電圧が生じないようにして
いる。
系二次電池や鉛蓄電池等は、充電中にその電池電圧が高
くなり過ぎると、電池性能が著しく劣化したり、その安
全性が損なわれる等の問題を有している。これ故、従来
では、専らその充電電圧(電池電圧)が一定の電圧を上
回ることがないように、定電圧充電するようにしてい
る。具体的には電池電圧が低いときには一定の電流(例
えば1CmA)で二次電池を充電し、該二次電池の電池
電圧が所定の電圧値(例えば電池セル当たり4.2V)
まで上昇したとき、その充電電流を低下させながら一定
電圧で充電するようにしている。そしてその充電電流が
徐々に減少し、例えば0.05CmA程度まで低下した
時点で、これを満充電状態であると看做して充電を停止
させ、二次電池に過大な電池電圧が生じないようにして
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところがこのような定
電流・定電圧充電を実現する充電電源をリニア回路(ア
ナログ回路)にて構成した場合、その発熱量が多くなる
ことが否めず、またその小型化を図ることも困難であ
る。ちなみに上記充電電源をスイッチング回路にて構築
することでその発熱を抑えることが考えられるが、小型
化を図ると言う観点においては、さほどその効果は期待
できない。
電流・定電圧充電を実現する充電電源をリニア回路(ア
ナログ回路)にて構成した場合、その発熱量が多くなる
ことが否めず、またその小型化を図ることも困難であ
る。ちなみに上記充電電源をスイッチング回路にて構築
することでその発熱を抑えることが考えられるが、小型
化を図ると言う観点においては、さほどその効果は期待
できない。
【0004】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、二次電池の充電に供せられる充
電電源の発熱を抑えると共に、その小型化を図ることを
可能とし、しかも二次電池を過充電することなく安全に
充電することのできる二次電池の充電装置を提供するこ
とにある。
たもので、その目的は、二次電池の充電に供せられる充
電電源の発熱を抑えると共に、その小型化を図ることを
可能とし、しかも二次電池を過充電することなく安全に
充電することのできる二次電池の充電装置を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る二次電池の充電装置は、二次電池の端
子電圧としてその電池電圧を検出する電圧測定手段と、
前記二次電池とその充電電源との間に介装されて該二次
電池に対する充電を制御するスイッチ素子と、前記電圧
測定手段にて検出される電池電圧に応じて前記スイッチ
素子をオン・オフ制御して前記二次電池をパルス充電す
る充電制御手段とを具備し、前記二次電池に対する充電
を前記スイッチ素子にて断続制御することで前記充電電
源での発熱を防止し、またその全体的な小型化を図るよ
うにしたしたことを特徴としている。
べく本発明に係る二次電池の充電装置は、二次電池の端
子電圧としてその電池電圧を検出する電圧測定手段と、
前記二次電池とその充電電源との間に介装されて該二次
電池に対する充電を制御するスイッチ素子と、前記電圧
測定手段にて検出される電池電圧に応じて前記スイッチ
素子をオン・オフ制御して前記二次電池をパルス充電す
る充電制御手段とを具備し、前記二次電池に対する充電
を前記スイッチ素子にて断続制御することで前記充電電
源での発熱を防止し、またその全体的な小型化を図るよ
うにしたしたことを特徴としている。
【0006】また本発明の好ましい態様は、請求項2に
記載するように前記充電制御手段においては、前記二次
電池の電池電圧Vbが第1の設定電圧V1を上回ったとき
に前記スイッチ素子を一定の周期でオン・オフ制御する
ことを特徴としている。つまり二次電池の充電開始初期
時には、例えば前記スイッチ素子を連続的にオン動作さ
せて該二次電池を一定電流で充電し、この定電流充電に
伴って上昇する該二次電池の電池電圧Vbが前記第1の
設定電圧V1を越えた時点から前記スイッチ素子を一定
の周期でオン・オフ制御して該二次電池をパルス充電す
ることを特徴としている。
記載するように前記充電制御手段においては、前記二次
電池の電池電圧Vbが第1の設定電圧V1を上回ったとき
に前記スイッチ素子を一定の周期でオン・オフ制御する
ことを特徴としている。つまり二次電池の充電開始初期
時には、例えば前記スイッチ素子を連続的にオン動作さ
せて該二次電池を一定電流で充電し、この定電流充電に
伴って上昇する該二次電池の電池電圧Vbが前記第1の
設定電圧V1を越えた時点から前記スイッチ素子を一定
の周期でオン・オフ制御して該二次電池をパルス充電す
ることを特徴としている。
【0007】更に本発明の好ましい態様は、請求項3に
記載するように前記二次電池をパルス充電している際、
前記スイッチ素子のオフ動作開始から所定時間後の電池
電圧Vbが、または前記スイッチ素子のオン動作直前の
電池電圧Vbが第2の設定電圧V2を上回ったとき、前記
充電制御手段においては前記スイッチ素子をオフ動作状
態に保つ手段を有することを特徴としている。更には請
求項4に記載するように、前記二次電池の電池電圧Vb
が、該二次電池の許容最大充電電圧である第3の設定電
圧V3に達したとき、前記スイッチ素子をオフ動作させ
る手段を有することを特徴としている。
記載するように前記二次電池をパルス充電している際、
前記スイッチ素子のオフ動作開始から所定時間後の電池
電圧Vbが、または前記スイッチ素子のオン動作直前の
電池電圧Vbが第2の設定電圧V2を上回ったとき、前記
充電制御手段においては前記スイッチ素子をオフ動作状
態に保つ手段を有することを特徴としている。更には請
求項4に記載するように、前記二次電池の電池電圧Vb
が、該二次電池の許容最大充電電圧である第3の設定電
圧V3に達したとき、前記スイッチ素子をオフ動作させ
る手段を有することを特徴としている。
【0008】つまり二次電池をパルス充電している際、
スイッチ素子のオフ動作時における電池電圧Vbが第2
の設定電圧V2を上回るとき、或いは前記スイッチ素子
のオン動作時における電池電圧Vbが第3の設定電圧V3
を達したとき、該スイッチ素子をオフ動作させ、且つオ
フ動作状態に保つことで、スイッチ素子を介する二次電
池の充電自体を停止させ、これによって二次電池の過充
電を防止することを特徴としている。
スイッチ素子のオフ動作時における電池電圧Vbが第2
の設定電圧V2を上回るとき、或いは前記スイッチ素子
のオン動作時における電池電圧Vbが第3の設定電圧V3
を達したとき、該スイッチ素子をオフ動作させ、且つオ
フ動作状態に保つことで、スイッチ素子を介する二次電
池の充電自体を停止させ、これによって二次電池の過充
電を防止することを特徴としている。
【0009】また本発明の好ましい態様は、請求項5に
記載するように前記二次電池が複数の電池セルを直列接
続して構成されるとき、前記電圧測定手段においては個
々の電池セルの電池電圧を検出し、その中の最大値を検
出して前記二次電池に対する充電を制御することで、仮
に複数の電池セルの充電特性にバラツキがある場合であ
っても、その中の最大充電電圧を監視することで特定の
電池セルが過充電に至ることを防止することを特徴とし
ている。
記載するように前記二次電池が複数の電池セルを直列接
続して構成されるとき、前記電圧測定手段においては個
々の電池セルの電池電圧を検出し、その中の最大値を検
出して前記二次電池に対する充電を制御することで、仮
に複数の電池セルの充電特性にバラツキがある場合であ
っても、その中の最大充電電圧を監視することで特定の
電池セルが過充電に至ることを防止することを特徴とし
ている。
【0010】また本発明は請求項6に記載するように前
記充電制御手段においては、前記充電電源による負荷の
駆動時には、前記スイッチ素子を介する二次電池の充電
を停止させることで、特に請求項7に記載するように前
記充電電源による負荷の駆動時で、且つ前記スイッチ素
子を介する前記二次電池の充電電流が所定値以上のとき
には該スイッチ素子をオン動作を禁止することで、充電
電源の容量に限りがある場合であっても二次電池の充電
に伴う充電電源の負荷変動を防止し、負荷に安定した電
力を供給することを特徴としている。
記充電制御手段においては、前記充電電源による負荷の
駆動時には、前記スイッチ素子を介する二次電池の充電
を停止させることで、特に請求項7に記載するように前
記充電電源による負荷の駆動時で、且つ前記スイッチ素
子を介する前記二次電池の充電電流が所定値以上のとき
には該スイッチ素子をオン動作を禁止することで、充電
電源の容量に限りがある場合であっても二次電池の充電
に伴う充電電源の負荷変動を防止し、負荷に安定した電
力を供給することを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る二次電池の充電装置について説明する。
図1はこの発明の一実施形態に係る二次電池の充電装置
を示す概略的なブロック構成図で、BATはリチウムイ
オン電池等の二次電池、PSは該二次電池BATの充電
に供せられる充電電源である。この充電電源PSは、二
次電池BATを充電し得る十分に高い電圧と、制限され
た電流を出力する、いわゆるシリーズ制御方式のリニア
回路として構成されるものであっても良く、またスイッ
チング制御により一定電圧を出力する、いわゆるスイッ
チングレギュレータであっても良い。また交流電源を整
流・平滑して出力する簡単な構成の、いわゆるACアダ
プターの如きものであっても良い。
実施形態に係る二次電池の充電装置について説明する。
図1はこの発明の一実施形態に係る二次電池の充電装置
を示す概略的なブロック構成図で、BATはリチウムイ
オン電池等の二次電池、PSは該二次電池BATの充電
に供せられる充電電源である。この充電電源PSは、二
次電池BATを充電し得る十分に高い電圧と、制限され
た電流を出力する、いわゆるシリーズ制御方式のリニア
回路として構成されるものであっても良く、またスイッ
チング制御により一定電圧を出力する、いわゆるスイッ
チングレギュレータであっても良い。また交流電源を整
流・平滑して出力する簡単な構成の、いわゆるACアダ
プターの如きものであっても良い。
【0012】尚、前記二次電池BATは、1個の電池セ
ルとして与えられる場合もあるが、複数の電池セルを直
列に接続して、更には直列接続した電池セルからなる複
数の電池モジュールを並列接続して構成される場合もあ
る。ちなみに図1に示す実施形態においては、前記二次
電池BATは3個の電池セル(リチウムイオン電池)B
1,B2,B3を直列接続して実現されている。
ルとして与えられる場合もあるが、複数の電池セルを直
列に接続して、更には直列接続した電池セルからなる複
数の電池モジュールを並列接続して構成される場合もあ
る。ちなみに図1に示す実施形態においては、前記二次
電池BATは3個の電池セル(リチウムイオン電池)B
1,B2,B3を直列接続して実現されている。
【0013】さてこの実施形態においては、前記二次電
池BATはコネクタCを介して前記充電電源PSに接続
されて、該充電電源PSにより充電されるように構成さ
れている。即ち、二次電池BATを主体として構成され
る電池パック10と、充電電源PSを主体として構成さ
れる電源部20とは、コネクタCにおける複数の接続端
子c1,c2,c3,c4を介して相互に接続される。特に電
池パック10側の二次電池BATの正極(+)および負
極(−)は、コネクタCの接続端子c1,c4を介して電
源部20側の充電電源PSの正極側(+)および負極側
(−)にそれぞれ接続されて、その充電電源ラインが形
成されている。またコネクタCの接続端子c2,c3は電
池パック10における制御信号の入力端子として用いら
れる。
池BATはコネクタCを介して前記充電電源PSに接続
されて、該充電電源PSにより充電されるように構成さ
れている。即ち、二次電池BATを主体として構成され
る電池パック10と、充電電源PSを主体として構成さ
れる電源部20とは、コネクタCにおける複数の接続端
子c1,c2,c3,c4を介して相互に接続される。特に電
池パック10側の二次電池BATの正極(+)および負
極(−)は、コネクタCの接続端子c1,c4を介して電
源部20側の充電電源PSの正極側(+)および負極側
(−)にそれぞれ接続されて、その充電電源ラインが形
成されている。またコネクタCの接続端子c2,c3は電
池パック10における制御信号の入力端子として用いら
れる。
【0014】しかして電池パック10における正極
(+)側の電源ライン、つまり前記二次電池BATの正
極(+)とコネクタCの接続端子c1との間にはスイッ
チ素子11が直列に介装されており、前記二次電池BA
Tは上記スイッチ素子11を介して充電されるようにな
っている。ちなみにスイッチ素子11は、例えばpチャ
ネル型のFET(電界効果トランジスタ)からなり、そ
の導通(オン動作)によって二次電池BATを充電し、
また遮断(オフ動作)によりその充電を禁止するもの
で、特に後述するようにオン・オフ制御されて二次電池
BATのパルス充電に供される。
(+)側の電源ライン、つまり前記二次電池BATの正
極(+)とコネクタCの接続端子c1との間にはスイッ
チ素子11が直列に介装されており、前記二次電池BA
Tは上記スイッチ素子11を介して充電されるようにな
っている。ちなみにスイッチ素子11は、例えばpチャ
ネル型のFET(電界効果トランジスタ)からなり、そ
の導通(オン動作)によって二次電池BATを充電し、
また遮断(オフ動作)によりその充電を禁止するもの
で、特に後述するようにオン・オフ制御されて二次電池
BATのパルス充電に供される。
【0015】尚、この例では前記スイッチ素子11に直
列に放電制御用のスイッチ素子(FET)12が介装さ
れている。但し、その電流制御方向はスイッチ素子11
に対して逆向きに設定されている。このスイッチ素子
(FET)12は、後述する保護回路16によりその動
作が制御されるもので、二次電池BATの放電禁止制御
に用いられる。
列に放電制御用のスイッチ素子(FET)12が介装さ
れている。但し、その電流制御方向はスイッチ素子11
に対して逆向きに設定されている。このスイッチ素子
(FET)12は、後述する保護回路16によりその動
作が制御されるもので、二次電池BATの放電禁止制御
に用いられる。
【0016】さて電池パック10において、前記二次電
池BATの両端(正極と負極)間には該二次電池BAT
の電池電圧(端子電圧)Vbを検出する電池電圧測定回
路13が設けられている。また充電制御回路14は、基
本的には上記電池電圧測定回路13にて検出された電池
電圧Vbに応じて前記スイッチ素子11のオン・オフ
(導通/遮断)を制御し、特に所定の条件下でスイッチ
素子11を所定の周期でオン・オフ制御して前記二次電
池BATをパルス充電する役割を担う。尚、この充電制
御回路14の動作については後述する。
池BATの両端(正極と負極)間には該二次電池BAT
の電池電圧(端子電圧)Vbを検出する電池電圧測定回
路13が設けられている。また充電制御回路14は、基
本的には上記電池電圧測定回路13にて検出された電池
電圧Vbに応じて前記スイッチ素子11のオン・オフ
(導通/遮断)を制御し、特に所定の条件下でスイッチ
素子11を所定の周期でオン・オフ制御して前記二次電
池BATをパルス充電する役割を担う。尚、この充電制
御回路14の動作については後述する。
【0017】しかして充電制御回路14の制御出力は、
論理回路(ゲート回路)15を介してスイッチ素子11
(FETのゲート電極)に印加されるようになってい
る。そして該論理回路15が後述する保護回路16の出
力を受けて充電許可され、その論理ゲートを開放してい
るときにのみ、前記充電制御回路14の制御出力がスイ
ッチ素子11に加えられて該スイッチ素子11がオン・
オフ駆動される。また論理回路15が保護回路16の管
理の下で充電禁止制御され、その論理ゲートが閉じられ
ている場合には、前記充電制御回路14の制御出力に拘
わりなく前記スイッチ素子11は強制的に遮断(オフ動
作)される。
論理回路(ゲート回路)15を介してスイッチ素子11
(FETのゲート電極)に印加されるようになってい
る。そして該論理回路15が後述する保護回路16の出
力を受けて充電許可され、その論理ゲートを開放してい
るときにのみ、前記充電制御回路14の制御出力がスイ
ッチ素子11に加えられて該スイッチ素子11がオン・
オフ駆動される。また論理回路15が保護回路16の管
理の下で充電禁止制御され、その論理ゲートが閉じられ
ている場合には、前記充電制御回路14の制御出力に拘
わりなく前記スイッチ素子11は強制的に遮断(オフ動
作)される。
【0018】ちなみに上記保護回路16は、前記二次電
池BATを構成する各電池セルB1,B2,B3の電池電圧
Vb1,Vb2,Vb3を、そのノードP1,P2,P3,P4を介し
てそれぞれ検出している。そして保護回路15は、基本
的には前記各電池セルB1,B2,B3の電池電圧Vb1,Vb
2,Vb3のいずれかが、その充電禁止電圧Vocまで上昇し
たとき、前記論理回路15に対して充電禁止信号(L信
号)を出力して前述したように前記スイッチ素子11を
強制的に遮断(オフ動作)する。換言すれば、前記各電
池セルB1,B2,B3の電池電圧Vb1,Vb2,Vb3がそれぞ
れ上記充電禁止電圧Vocに達していない場合には、前記
論理回路15は保護回路16により遮断制御されること
なく充電許可された状態にあり、従ってスイッチ素子1
1は前記充電制御回路13から与えられる制御出力に従
ってオン・オフ制御される。そして充電電源PSから与
えられる充電電流は、上述した如くオン・オフ制御され
るスイッチ素子11から放電制御用のスイッチ素子12
を介して二次電池BATに供給される。
池BATを構成する各電池セルB1,B2,B3の電池電圧
Vb1,Vb2,Vb3を、そのノードP1,P2,P3,P4を介し
てそれぞれ検出している。そして保護回路15は、基本
的には前記各電池セルB1,B2,B3の電池電圧Vb1,Vb
2,Vb3のいずれかが、その充電禁止電圧Vocまで上昇し
たとき、前記論理回路15に対して充電禁止信号(L信
号)を出力して前述したように前記スイッチ素子11を
強制的に遮断(オフ動作)する。換言すれば、前記各電
池セルB1,B2,B3の電池電圧Vb1,Vb2,Vb3がそれぞ
れ上記充電禁止電圧Vocに達していない場合には、前記
論理回路15は保護回路16により遮断制御されること
なく充電許可された状態にあり、従ってスイッチ素子1
1は前記充電制御回路13から与えられる制御出力に従
ってオン・オフ制御される。そして充電電源PSから与
えられる充電電流は、上述した如くオン・オフ制御され
るスイッチ素子11から放電制御用のスイッチ素子12
を介して二次電池BATに供給される。
【0019】また同時に前記保護回路15は、前記各電
池セルB1,B2,B3の電池電圧Vb1,Vb2,Vb3のいずれ
かが、その放電禁止電圧Vudまで低下したとき、前述し
た放電用のスイッチ素子12に対して放電禁止信号(L
信号)を出力し、該スイッチ素子12を強制的に遮断す
る。換言すればスイッチ素子12は、各電池セルB1,B
2,B3の電池電圧Vb1,Vb2,Vb3が、その放電禁止電圧
Vudを上回っている場合にのみ、定常的に導通(オン動
作)駆動される。そして二次電池BATからの放電電流
は、スイッチ素子12を介してオン・オフ制御され、前
述した充電制御用のスイッチ素子11を介して放電され
る。
池セルB1,B2,B3の電池電圧Vb1,Vb2,Vb3のいずれ
かが、その放電禁止電圧Vudまで低下したとき、前述し
た放電用のスイッチ素子12に対して放電禁止信号(L
信号)を出力し、該スイッチ素子12を強制的に遮断す
る。換言すればスイッチ素子12は、各電池セルB1,B
2,B3の電池電圧Vb1,Vb2,Vb3が、その放電禁止電圧
Vudを上回っている場合にのみ、定常的に導通(オン動
作)駆動される。そして二次電池BATからの放電電流
は、スイッチ素子12を介してオン・オフ制御され、前
述した充電制御用のスイッチ素子11を介して放電され
る。
【0020】一方、電源部20においては、前記充電電
源PSに対して並列にスイッチ21を介して所定の負荷
RLが接続されている。この負荷RLは、前記充電電源
PSが接続されているときには該充電電源PSから電源
供給を受け、また充電電源PSが切り離されているとき
には、コネクタCを介して前記二次電池BATから電源
供給を受けて作動する。しかして前記スイッチ21は負
荷RLへの電源供給をオン・オフ制御するもので、いわ
ゆる負荷RLに対する電源スイッチとしての機能を有す
る。特にこの電源部20においては、上記スイッチ21
の動作に連動するフローティング充電検出回路22が設
けられており、該フローティング充電検出回路22はス
イッチ21が導通(オン状態)しているとき、前記二次
電池BATに対する充電禁止信号(H信号)を出力する
ものとなっている。
源PSに対して並列にスイッチ21を介して所定の負荷
RLが接続されている。この負荷RLは、前記充電電源
PSが接続されているときには該充電電源PSから電源
供給を受け、また充電電源PSが切り離されているとき
には、コネクタCを介して前記二次電池BATから電源
供給を受けて作動する。しかして前記スイッチ21は負
荷RLへの電源供給をオン・オフ制御するもので、いわ
ゆる負荷RLに対する電源スイッチとしての機能を有す
る。特にこの電源部20においては、上記スイッチ21
の動作に連動するフローティング充電検出回路22が設
けられており、該フローティング充電検出回路22はス
イッチ21が導通(オン状態)しているとき、前記二次
電池BATに対する充電禁止信号(H信号)を出力する
ものとなっている。
【0021】このフローティング充電検出回路22が出
力する充電禁止信号は、前記コネクタCの接続端子c2
を介して前記電池パック10における充電制御回路14
に第1の外部制御信号CONT1として与えられる。またコ
ネクタCの接続端子c3は、電源部20の負極(−)側
に接続されており、この接続端子c3に加えられる信号
は前記充電制御回路14の第2の外部制御信号CONT2と
して与えられる。
力する充電禁止信号は、前記コネクタCの接続端子c2
を介して前記電池パック10における充電制御回路14
に第1の外部制御信号CONT1として与えられる。またコ
ネクタCの接続端子c3は、電源部20の負極(−)側
に接続されており、この接続端子c3に加えられる信号
は前記充電制御回路14の第2の外部制御信号CONT2と
して与えられる。
【0022】ここで前記充電制御回路14について今少
し詳しく説明すると、該充電制御回路14は、例えば図
2に示すように構成されている。即ち、充電制御回路1
4は前記電圧測定回路13で検出された電池電圧Vbを
入力し、この電池電圧Vbを予め二次電池BATの電池
特性に応じて設定した第1乃至第3の設定電圧V1,V2,
V3(V1≦V2<V3)とそれぞれ比較する3つの比較器
31,32,33を備えている。これらの比較器31,3
2,33は、電池電圧Vbのレベルに応じて該充電制御回
路14の動作形態を制御する役割を担うもので、特に第
1の比較器31は電池電圧Vbが第1の設定電圧V1を上
回ったとき、パルス発生器(PG)34が発生する所定
周期で、且つ所定のデューティ比のパルス信号をゲート
回路35を介して出力する役割を担う。このゲート回路
35を介して出力されるパルス信号が、出力ゲート回路
36を介して前記スイッチ素子11を所定の周期でオン
・オフ制御する制御出力として用いられる。
し詳しく説明すると、該充電制御回路14は、例えば図
2に示すように構成されている。即ち、充電制御回路1
4は前記電圧測定回路13で検出された電池電圧Vbを
入力し、この電池電圧Vbを予め二次電池BATの電池
特性に応じて設定した第1乃至第3の設定電圧V1,V2,
V3(V1≦V2<V3)とそれぞれ比較する3つの比較器
31,32,33を備えている。これらの比較器31,3
2,33は、電池電圧Vbのレベルに応じて該充電制御回
路14の動作形態を制御する役割を担うもので、特に第
1の比較器31は電池電圧Vbが第1の設定電圧V1を上
回ったとき、パルス発生器(PG)34が発生する所定
周期で、且つ所定のデューティ比のパルス信号をゲート
回路35を介して出力する役割を担う。このゲート回路
35を介して出力されるパルス信号が、出力ゲート回路
36を介して前記スイッチ素子11を所定の周期でオン
・オフ制御する制御出力として用いられる。
【0023】また第2の比較器32は、前記パルス信号
に従って前記スイッチ素子11をオン・オフ制御してい
る期間において、特にスイッチ素子11がオフ動作して
から所定時間経過後において、或いはオン動作する直前
において前記電池電圧Vbが前記第2の設定電圧V2を上
回っているか否かを検出するためのものである。しかし
て電池電圧Vbと前記第2の設定電圧V2とを比較する第
2の比較器32の出力はフリップフロップ37に与えら
れている。
に従って前記スイッチ素子11をオン・オフ制御してい
る期間において、特にスイッチ素子11がオフ動作して
から所定時間経過後において、或いはオン動作する直前
において前記電池電圧Vbが前記第2の設定電圧V2を上
回っているか否かを検出するためのものである。しかし
て電池電圧Vbと前記第2の設定電圧V2とを比較する第
2の比較器32の出力はフリップフロップ37に与えら
れている。
【0024】このフリップフロップ37は、前記ゲート
回路35の出力を遅延ライン38を介して所定時間遅延
させた後、インバータ39を介して反転させた信号のト
レーリングエッジをクロックCKとしてその入力Dを取
り込むもので、これによって上記タイミングにおける前
記第2の比較器32の出力がフリップフロップ37にセ
ットされる。具体的には前記スイッチ素子11がオフ動
作してから所定時間経過後、或いはオン動作する直前の
タイミングにおいて前記電池電圧Vbが第2の設定電圧
V2を上回っているとき、フリップフロップ37にはH
レベルの信号がセットされる。このフリップフロップ3
7の出力Qは、インバータ40を介して前記出力ゲート
回路36に前記スイッチ素子11の動作を制御する信号
として出力される。特に前記フリップフロップ37にH
レベルの信号がセットされているとき、出力ゲート回路
36を介して前記スイッチ素子11が強制的にオフ制御
されるものとなっている。従って前記タイミングにおけ
る電池電圧Vbが前記第2の設定電圧V2に達するまで
は、フリップフロップ37の出力はLレベルに保たれて
おり、従ってこの状態においてはスイッチ素子11が強
制的にオフ制御されることはない。
回路35の出力を遅延ライン38を介して所定時間遅延
させた後、インバータ39を介して反転させた信号のト
レーリングエッジをクロックCKとしてその入力Dを取
り込むもので、これによって上記タイミングにおける前
記第2の比較器32の出力がフリップフロップ37にセ
ットされる。具体的には前記スイッチ素子11がオフ動
作してから所定時間経過後、或いはオン動作する直前の
タイミングにおいて前記電池電圧Vbが第2の設定電圧
V2を上回っているとき、フリップフロップ37にはH
レベルの信号がセットされる。このフリップフロップ3
7の出力Qは、インバータ40を介して前記出力ゲート
回路36に前記スイッチ素子11の動作を制御する信号
として出力される。特に前記フリップフロップ37にH
レベルの信号がセットされているとき、出力ゲート回路
36を介して前記スイッチ素子11が強制的にオフ制御
されるものとなっている。従って前記タイミングにおけ
る電池電圧Vbが前記第2の設定電圧V2に達するまで
は、フリップフロップ37の出力はLレベルに保たれて
おり、従ってこの状態においてはスイッチ素子11が強
制的にオフ制御されることはない。
【0025】これに対して前記第3の比較器33は、前
記電池電圧Vbが二次電池BATの許容された最大充電
電圧(第3の設定電圧)V3に達したか否かを判定する
もので、第3の設定電圧V3に達したとき、Hレベルの
充電禁止信号を出力する。この充電禁止信号(H信号)
は、インバータ41を介して前記出力ゲート回路36に
与えられ、これによって前記スイッチ素子11が強制的
にオフ制御されるものとなっている。
記電池電圧Vbが二次電池BATの許容された最大充電
電圧(第3の設定電圧)V3に達したか否かを判定する
もので、第3の設定電圧V3に達したとき、Hレベルの
充電禁止信号を出力する。この充電禁止信号(H信号)
は、インバータ41を介して前記出力ゲート回路36に
与えられ、これによって前記スイッチ素子11が強制的
にオフ制御されるものとなっている。
【0026】尚、前記充電制御回路14には、更に前記
コネクタCの接続端子c2から与えられる充電禁止信号
を外部制御信号CONT1として入力する第1のインバータ
42と、コネクタCの接続端子c3から与えられる外部
制御信号CONT2を入力する第2のインバータ43とが設
けられている。第1のインバータ42は、外部制御信号
CONT1として前記フローティング充電検出回路22から
充電禁止信号(H信号)が加えられないとき、つまり外
部制御信号がLレベルに保たれていることを条件として
その出力をHレベルにし、これを前記出力ゲート回路3
6に加えることで該充電制御回路14の作動を許可する
役割を担う。また上記第2のインバータ43の入力端は
抵抗44を介してプルアップされており、接続端子c3
を介して負側の電源ラインに接続されてLレベルの外部
制御信号CONT2が与えられたときにその出力をHレベル
にする。そしてこのHレベルの出力を前記出力ゲート回
路36に加えることで該充電制御回路14の作動を許可
する役割を担う。
コネクタCの接続端子c2から与えられる充電禁止信号
を外部制御信号CONT1として入力する第1のインバータ
42と、コネクタCの接続端子c3から与えられる外部
制御信号CONT2を入力する第2のインバータ43とが設
けられている。第1のインバータ42は、外部制御信号
CONT1として前記フローティング充電検出回路22から
充電禁止信号(H信号)が加えられないとき、つまり外
部制御信号がLレベルに保たれていることを条件として
その出力をHレベルにし、これを前記出力ゲート回路3
6に加えることで該充電制御回路14の作動を許可する
役割を担う。また上記第2のインバータ43の入力端は
抵抗44を介してプルアップされており、接続端子c3
を介して負側の電源ラインに接続されてLレベルの外部
制御信号CONT2が与えられたときにその出力をHレベル
にする。そしてこのHレベルの出力を前記出力ゲート回
路36に加えることで該充電制御回路14の作動を許可
する役割を担う。
【0027】前述した出力ゲート回路36は、上述した
各インバータ40,41,42,43の出力を受けてゲー
ト制御されるもので、各インバータ40,41,42,4
3の出力がそれぞれHレベルに保たれていることを条件
として前記ゲート回路35からの出力を、前記スイッチ
素子11の駆動制御信号として出力する。しかしてゲー
ト回路35は、前記第1の比較器31の出力がLレベル
であるとき、つまり二次電池BATの電池電圧Vbが第
1の設定電圧V1まで上昇していない場合には、パルス
発生器34の出力(パルス信号)に拘わらず、その出力
をHレベルに保っている。この結果、この状態において
は前記出力ゲート回路36を介してHレベルの前記スイ
ッチ素子11を連続的にオン動作させる信号(制御出
力)が発せられ、スイッチ素子11を介して二次電池B
ATが連続的に充電される。
各インバータ40,41,42,43の出力を受けてゲー
ト制御されるもので、各インバータ40,41,42,4
3の出力がそれぞれHレベルに保たれていることを条件
として前記ゲート回路35からの出力を、前記スイッチ
素子11の駆動制御信号として出力する。しかしてゲー
ト回路35は、前記第1の比較器31の出力がLレベル
であるとき、つまり二次電池BATの電池電圧Vbが第
1の設定電圧V1まで上昇していない場合には、パルス
発生器34の出力(パルス信号)に拘わらず、その出力
をHレベルに保っている。この結果、この状態において
は前記出力ゲート回路36を介してHレベルの前記スイ
ッチ素子11を連続的にオン動作させる信号(制御出
力)が発せられ、スイッチ素子11を介して二次電池B
ATが連続的に充電される。
【0028】そしてこの二次電池BATの連続充電に伴
ってその電池電圧Vbが上昇し、該電池電圧Vbが前述し
た第1の設定電圧V1を上回ったとき、第1の比較器3
1の出力がHレベルに変化するので、ゲート回路35の
出力はパルス発生器34から与えられるパルス信号に応
じて一定周期で反転動作し、これによって前述したよう
に出力ゲート回路36を介してスイッチ素子11をオン
・オフ動作させる信号を出力されることになる。
ってその電池電圧Vbが上昇し、該電池電圧Vbが前述し
た第1の設定電圧V1を上回ったとき、第1の比較器3
1の出力がHレベルに変化するので、ゲート回路35の
出力はパルス発生器34から与えられるパルス信号に応
じて一定周期で反転動作し、これによって前述したよう
に出力ゲート回路36を介してスイッチ素子11をオン
・オフ動作させる信号を出力されることになる。
【0029】かくして上述した如く構成された充電制御
回路14の下で、電池電圧Vbに応じてスイッチ素子1
1の作動が制御され、二次電池BATに対する充電が制
御される充電装置によれば、例えば図3に示すようにし
てその充電が進められる。即ち、二次電池BATを充電
するに際して、先ず二次電池BATの機能を検査する電
池テストとして該二次電池BATに微小電流I1を供給
して初期充電し、この初期充電によって電池電圧Vbが
上昇するか否かを確認する。この初期充電による電池テ
ストは所定の短時間に亘って行われ、これによって電池
電圧Vbが初期電圧Voに達するか否かを判定する。この
際、電池電圧Vbの上昇が見込まれない場合には、電池
不良としてその後の充電処理は行わない。尚、この電池
テストの為の回路機能は、本発明の技術思想とは直接的
には関係がないので、図1には特に示していない。また
このような電池テストを行うことなく、二次電池BAT
が正常に機能するものと看做して、或いは別途設けられ
たテスト装置を用いて電池テストした後、該二次電池B
ATの以下に示す充電処理を直接的に開始することも勿
論可能である。
回路14の下で、電池電圧Vbに応じてスイッチ素子1
1の作動が制御され、二次電池BATに対する充電が制
御される充電装置によれば、例えば図3に示すようにし
てその充電が進められる。即ち、二次電池BATを充電
するに際して、先ず二次電池BATの機能を検査する電
池テストとして該二次電池BATに微小電流I1を供給
して初期充電し、この初期充電によって電池電圧Vbが
上昇するか否かを確認する。この初期充電による電池テ
ストは所定の短時間に亘って行われ、これによって電池
電圧Vbが初期電圧Voに達するか否かを判定する。この
際、電池電圧Vbの上昇が見込まれない場合には、電池
不良としてその後の充電処理は行わない。尚、この電池
テストの為の回路機能は、本発明の技術思想とは直接的
には関係がないので、図1には特に示していない。また
このような電池テストを行うことなく、二次電池BAT
が正常に機能するものと看做して、或いは別途設けられ
たテスト装置を用いて電池テストした後、該二次電池B
ATの以下に示す充電処理を直接的に開始することも勿
論可能である。
【0030】さて二次電池BATに対する充電は、充電
電源PSから負荷RLに対して電力が供給されていない
ことを条件として、つまりスイッチ21がオフ状態であ
り、前記フローティング充電検出回路22が充電禁止信
号(H信号)を出力していないこと、更に前記外部制御
信号CONT2がLレベルに保たれていることを条件として
開始される。このような充電初期時には、その電池電圧
Vbは前記第1の設定電圧V1よりも十分に低いので、前
述したように充電制御回路14は、連続的にHレベルの
制御信号を出力してスイッチ素子11をオン動作させ
る。このスイッチ素子11の連続的なオン動作(導通)
により、充電電源PSから二次電池BATに対して所定
の充電電流I2が供給され、二次電池BATは連続的に
定電流充電される。そしてこの定電流充電により、図3
に示すように電池電圧Vbが次第に高められる。
電源PSから負荷RLに対して電力が供給されていない
ことを条件として、つまりスイッチ21がオフ状態であ
り、前記フローティング充電検出回路22が充電禁止信
号(H信号)を出力していないこと、更に前記外部制御
信号CONT2がLレベルに保たれていることを条件として
開始される。このような充電初期時には、その電池電圧
Vbは前記第1の設定電圧V1よりも十分に低いので、前
述したように充電制御回路14は、連続的にHレベルの
制御信号を出力してスイッチ素子11をオン動作させ
る。このスイッチ素子11の連続的なオン動作(導通)
により、充電電源PSから二次電池BATに対して所定
の充電電流I2が供給され、二次電池BATは連続的に
定電流充電される。そしてこの定電流充電により、図3
に示すように電池電圧Vbが次第に高められる。
【0031】しかして上記定電流充電に伴って電池電圧
Vbが上昇し、例えば充電開始から時間t2を経た時点
で、その電池電圧Vbが前述した第1の設定電圧V1を上
回ると、第1の比較器31にてこの状態が検出されて前
記ゲート回路35が制御される。この結果、充電制御回
路14は前述したパルス発振器34の出力に基づいて所
定の周期で反転する制御出力を発し、スイッチ素子11
を所定の周期でオン・オフ動作させる。このスイッチ素
子11にオン・オフ動作により、二次電池BATが図3
に示すように間欠的に、つまりパルス充電される。
Vbが上昇し、例えば充電開始から時間t2を経た時点
で、その電池電圧Vbが前述した第1の設定電圧V1を上
回ると、第1の比較器31にてこの状態が検出されて前
記ゲート回路35が制御される。この結果、充電制御回
路14は前述したパルス発振器34の出力に基づいて所
定の周期で反転する制御出力を発し、スイッチ素子11
を所定の周期でオン・オフ動作させる。このスイッチ素
子11にオン・オフ動作により、二次電池BATが図3
に示すように間欠的に、つまりパルス充電される。
【0032】このパルス充電時においては、二次電池B
ATの電池電圧Vbは充電電流の供給(充電)に伴って
高められ、またその充電休止にはそのときの充電状態に
応じた開放電圧まで低下する。しかしパルス充電の継続
に伴い、次第にその電池電圧Vbが全体的に高められて
いく。しかもこのとき前記充電電源PSは、二次電池B
ATに対して間欠的に充電電流を供給するだけなので、
さほど大きな発熱を伴うことなしに安定に電流を供給し
得る。
ATの電池電圧Vbは充電電流の供給(充電)に伴って
高められ、またその充電休止にはそのときの充電状態に
応じた開放電圧まで低下する。しかしパルス充電の継続
に伴い、次第にその電池電圧Vbが全体的に高められて
いく。しかもこのとき前記充電電源PSは、二次電池B
ATに対して間欠的に充電電流を供給するだけなので、
さほど大きな発熱を伴うことなしに安定に電流を供給し
得る。
【0033】しかしてこのようなパルス充電の過程にお
いて、特にスイッチ素子11をオフ動作させて二次電池
BATに対する充電を休止している際、前述した如くし
て二次電池BATの電池電圧Vbが前述した第2の設定
電圧V2を上回るか否かが判定される。そして電池電圧
Vbが第2の設定電圧V2を上回ったとき、フリップフロ
ップ37から充電停止信号が発せられ、出力ゲート回路
36を介して充電制御回路14の出力がLレベルに設定
される。このような充電制御回路14からの出力によっ
て前記スイッチ素子11がオフ状態に設定され、そのオ
フ状態が維持されて前記二次電池BATのパルス充電が
停止される。
いて、特にスイッチ素子11をオフ動作させて二次電池
BATに対する充電を休止している際、前述した如くし
て二次電池BATの電池電圧Vbが前述した第2の設定
電圧V2を上回るか否かが判定される。そして電池電圧
Vbが第2の設定電圧V2を上回ったとき、フリップフロ
ップ37から充電停止信号が発せられ、出力ゲート回路
36を介して充電制御回路14の出力がLレベルに設定
される。このような充電制御回路14からの出力によっ
て前記スイッチ素子11がオフ状態に設定され、そのオ
フ状態が維持されて前記二次電池BATのパルス充電が
停止される。
【0034】即ち、パルス充電におけるオフ制御時の電
池電圧Vbが第2の設定電圧V2を上回ったとき、これを
二次電池BATが満充電状態に至ったと看做してスイッ
チ素子11をオフ制御し、該二次電池BATのパルス充
電を停止するものとなっている。また上述したパルス充
電時において前記電池電圧Vbが、該二次電池BATの
許容された最大充電電圧V3に至った場合には、この時
点で前記第3の比較器33の制御の下でスイッチ素子1
1が強制的にオフ制御されて上記パルス充電が停止制御
される。このようなパルス充電の停止制御により、二次
電池BATは過充電されることなく、満充電状態まで効
率的に充電されることになる。
池電圧Vbが第2の設定電圧V2を上回ったとき、これを
二次電池BATが満充電状態に至ったと看做してスイッ
チ素子11をオフ制御し、該二次電池BATのパルス充
電を停止するものとなっている。また上述したパルス充
電時において前記電池電圧Vbが、該二次電池BATの
許容された最大充電電圧V3に至った場合には、この時
点で前記第3の比較器33の制御の下でスイッチ素子1
1が強制的にオフ制御されて上記パルス充電が停止制御
される。このようなパルス充電の停止制御により、二次
電池BATは過充電されることなく、満充電状態まで効
率的に充電されることになる。
【0035】尚、上述したパルス充電時等において、前
述したフローティング充電検出回路22が充電禁止信号
(H信号)を出力した場合には、つまりスイッチ21を
介して負荷RLに対する電力供給が開始されると、上述
した充電制御回路14の制御動作が停止制御される。こ
の停止制御によって二次電池BATに対する充電が停止
され、充電電源PSからの電力供給が負荷RLに対して
のみ実行される。従って充電電源PSの電源容量が少な
い場合であっても、二次電池BATの存在に拘わりな
く、負荷RLに対してだけ安定に電力供給がなされるこ
とになる。また二次電池BATをパルス充電しながら負
荷RLに対して電力供給すると、該二次電池BATのパ
ルス充電に伴って充電電源PSに負荷変動が生じ、この
負荷変動が負荷RLに対して災いすることがある。この
点、上述したように負荷RLへの電力供給時に二次電池
BATの充電を休止させることにより、充電電源PSの
負荷変動を抑えてその動作の安定化を図ることが可能と
なる。そして二次電池BATに対しては、負荷RLに対
して電力供給がなされていない状態でのみ、つまり負荷
RLの動作休止期間を利用して安定的に行われる。
述したフローティング充電検出回路22が充電禁止信号
(H信号)を出力した場合には、つまりスイッチ21を
介して負荷RLに対する電力供給が開始されると、上述
した充電制御回路14の制御動作が停止制御される。こ
の停止制御によって二次電池BATに対する充電が停止
され、充電電源PSからの電力供給が負荷RLに対して
のみ実行される。従って充電電源PSの電源容量が少な
い場合であっても、二次電池BATの存在に拘わりな
く、負荷RLに対してだけ安定に電力供給がなされるこ
とになる。また二次電池BATをパルス充電しながら負
荷RLに対して電力供給すると、該二次電池BATのパ
ルス充電に伴って充電電源PSに負荷変動が生じ、この
負荷変動が負荷RLに対して災いすることがある。この
点、上述したように負荷RLへの電力供給時に二次電池
BATの充電を休止させることにより、充電電源PSの
負荷変動を抑えてその動作の安定化を図ることが可能と
なる。そして二次電池BATに対しては、負荷RLに対
して電力供給がなされていない状態でのみ、つまり負荷
RLの動作休止期間を利用して安定的に行われる。
【0036】従って上述した如く構成された充電装置に
よれば、二次電池BATの充電電圧Vbに応じてスイッ
チ素子11の作動をオン・オフ制御し、電池電圧Vbが
第1の設定電圧V1を上回った後には該二次電池BAT
をパルス充電するので、その充電電源PSに大きな負担
を掛けることなく、そしてその発熱を抑えて二次電池B
ATを効率的に充電することができる。しかもパルス充
電時における電池電圧Vbに応じてスイッチ素子11を
オフ制御し、パルス充電を停止させるので、二次電池B
ATを過充電することなく、安全に充電することができ
る。更には充電電源PSの負担を軽減し、その発熱を抑
えて、全体的にその小型化を図ることができる等の効果
が奏せられる。
よれば、二次電池BATの充電電圧Vbに応じてスイッ
チ素子11の作動をオン・オフ制御し、電池電圧Vbが
第1の設定電圧V1を上回った後には該二次電池BAT
をパルス充電するので、その充電電源PSに大きな負担
を掛けることなく、そしてその発熱を抑えて二次電池B
ATを効率的に充電することができる。しかもパルス充
電時における電池電圧Vbに応じてスイッチ素子11を
オフ制御し、パルス充電を停止させるので、二次電池B
ATを過充電することなく、安全に充電することができ
る。更には充電電源PSの負担を軽減し、その発熱を抑
えて、全体的にその小型化を図ることができる等の効果
が奏せられる。
【0037】尚、上述した充電制御回路14の制御の下
で二次電池BATに対する充電を制御するに際し、前述
した保護回路16により個々の電池セルの電池電圧に着
目した充電制御が行われることも言うまでもない。この
ような保護回路16の機能により、特定の電池セルだけ
が逸早く満充電に到達し、該電池セルだけが過充電され
る等の不具合が効果的に防止される。また実際に充電装
置を構築するに際しては、電池電圧Vbの低下を検出し
て前述したフリップフロップ37による充電禁止を解除
するような機能を持たせることが望ましい。
で二次電池BATに対する充電を制御するに際し、前述
した保護回路16により個々の電池セルの電池電圧に着
目した充電制御が行われることも言うまでもない。この
ような保護回路16の機能により、特定の電池セルだけ
が逸早く満充電に到達し、該電池セルだけが過充電され
る等の不具合が効果的に防止される。また実際に充電装
置を構築するに際しては、電池電圧Vbの低下を検出し
て前述したフリップフロップ37による充電禁止を解除
するような機能を持たせることが望ましい。
【0038】またここでは非水溶媒系の二次電池を例に
説明したが、鉛蓄電池やニッケル水素二次電池、ニッケ
ルカドミウム蓄電池等のアルカリ系二次電池の充電装置
としても同様に適用することができる。更にはスイッチ
素子11としては、二次電池BATの正極側ではなく、
負極側に介装することも可能である。また実施形態にお
いては、図2に示すように充電制御回路14をハードウ
ェアで構成した例を示したが、その一部をマイクロプロ
セッサ等によりソフトウェア的に処理することもでき
る。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
説明したが、鉛蓄電池やニッケル水素二次電池、ニッケ
ルカドミウム蓄電池等のアルカリ系二次電池の充電装置
としても同様に適用することができる。更にはスイッチ
素子11としては、二次電池BATの正極側ではなく、
負極側に介装することも可能である。また実施形態にお
いては、図2に示すように充電制御回路14をハードウ
ェアで構成した例を示したが、その一部をマイクロプロ
セッサ等によりソフトウェア的に処理することもでき
る。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、二
次電池の電池電圧に応じて該二次電池をパルス充電する
ので、その充電電源の発熱を少なくすることができ、ま
たその小型化を図ることができる。しかも電池パック内
において、簡単に、且つ安全性よくその充電を制御する
ことができる等の効果が奏せられる。
次電池の電池電圧に応じて該二次電池をパルス充電する
ので、その充電電源の発熱を少なくすることができ、ま
たその小型化を図ることができる。しかも電池パック内
において、簡単に、且つ安全性よくその充電を制御する
ことができる等の効果が奏せられる。
【0040】更には負荷動作時には、上記パルス充電を
停止させるので、負荷に供給される電圧変動等を抑える
ことができ、負荷の基本的な動作に悪影響を及ぼすこと
もない等の効果が奏せられる。
停止させるので、負荷に供給される電圧変動等を抑える
ことができ、負荷の基本的な動作に悪影響を及ぼすこと
もない等の効果が奏せられる。
【図1】本発明の一実施形態に係る二次電池の充電装置
の概略的なブロック構成図。
の概略的なブロック構成図。
【図2】図1に示す充電装置における充電制御回路の構
成例を示す図。
成例を示す図。
【図3】図1に示す充電装置による二次電池の充電作用
を示す動作タイミング図。
を示す動作タイミング図。
BAT 二次電池 PS 充電電源 RL 負荷 10 電池パック 20 電源部 11 スイッチ素子 13 電池電圧測定回路 14 充電制御回路 15 論理回路 16 保護回路 21 スイッチ 22 フローティング充電検出回路 31,32,33 比較器 34 パルス発振器 35 ゲート回路 36 出力ゲート回路 37 フリップフロップ 39,40,41,42,43 インバータ C コネクタ B1,B2,B3 電池セル
Claims (7)
- 【請求項1】 二次電池の電池電圧を検出する電圧測定
手段と、 前記二次電池とその充電電源との間に介装されたスイッ
チ素子と、 前記電圧測定手段にて検出される電池電圧に応じて前記
スイッチ素子をオン・オフ制御して前記二次電池をパル
ス充電する充電制御手段とを具備したことを特徴とする
二次電池の充電装置。 - 【請求項2】 前記充電制御手段は、前記二次電池の電
池電圧が第1の設定電圧を上回ったときに前記スイッチ
素子を一定の周期でオン・オフ制御することを特徴とす
る請求項1に記載の二次電池の充電装置。 - 【請求項3】 前記充電制御手段は、前記二次電池のパ
ルス充電時において、前記スイッチ素子のオフ動作開始
から所定時間後の電池電圧、または前記スイッチ素子の
オン動作直前の電池電圧が第2の設定電圧を上回ったと
き、前記スイッチ素子をオフ動作状態に保つ手段を有す
ることを特徴とする請求項1または2に記載の二次電池
の充電装置。 - 【請求項4】 前記充電制御手段は、前記二次電池の電
池電圧が第3の設定電圧に達したとき、前記スイッチ素
子をオフ動作させる手段を有することを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載の二次電池の充電装置。 - 【請求項5】 前記二次電池は、複数の電池セルを直列
接続したものであって、前記電圧測定手段は、個々の電
池セルの電池電圧における最大値を検出して前記二次電
池に対する充電を制御する手段を備えることを特徴とす
る請求項1に記載の二次電池の充電装置。 - 【請求項6】 前記充電制御手段は、前記充電電源によ
る負荷の駆動時には、前記スイッチ素子を介する二次電
池の充電を停止させる手段を備えることを特徴とする請
求項1に記載の二次電池の充電装置。 - 【請求項7】 前記充電制御手段は、前記充電電源によ
る負荷の駆動時で、且つ前記スイッチ素子を介する前記
二次電池の充電電流が所定値以上のとき、該スイッチ素
子のオン動作を禁止することを特徴とする請求項6に記
載の二次電池の充電装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10258815A JP2000092737A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 二次電池の充電装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2000092737A (ja) |
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- 1998-09-11 JP JP10258815A patent/JP2000092737A/ja active Pending
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