JP2000152517A - 充電制御回路 - Google Patents
充電制御回路Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 満充電検出の誤検出を無くし、充電が完了し
てもよい電池の充電状態にもかかわらずまだ充電動作を
行っているという、著しい充電時間の延長を防止するこ
とができ、電池に接続した負荷の負荷変動があっても安
定した電圧を供給できることを課題とする。 【解決手段】 電池の満充電検出により前記電池への充
電電流を制御する充電制御回路において、前記充電電流
が負荷回路の負荷変動によって変動したことを検出する
検出手段と、前記検出手段の検出信号に応じて前記充電
電流を制御する電流制御回路と、前記電池から電源電流
を供給される負荷回路と、前記負荷回路への前記電源電
流を検出する第2の検出手段とを備えたことを特徴とす
る。
てもよい電池の充電状態にもかかわらずまだ充電動作を
行っているという、著しい充電時間の延長を防止するこ
とができ、電池に接続した負荷の負荷変動があっても安
定した電圧を供給できることを課題とする。 【解決手段】 電池の満充電検出により前記電池への充
電電流を制御する充電制御回路において、前記充電電流
が負荷回路の負荷変動によって変動したことを検出する
検出手段と、前記検出手段の検出信号に応じて前記充電
電流を制御する電流制御回路と、前記電池から電源電流
を供給される負荷回路と、前記負荷回路への前記電源電
流を検出する第2の検出手段とを備えたことを特徴とす
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン電
池等の充電制御回路に関し、定電流定電圧方式に好適な
充電制御回路に関する。
池等の充電制御回路に関し、定電流定電圧方式に好適な
充電制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、二次電池としてリチウムイオン電
池の販売が盛んに延びている。リチウムイオン電池は、
正極にLiCoO2,負極にCを使い、正極と負極とは
層状化合物になっており、充放電時はLiイオンがこの
間を出入りしながら移動する。Liイオン2次電池の端
子電圧が3.6VとNi水素電池の1.2Vに比べて高
いのは、電解液に有機系の溶剤を使うためで、体積エネ
ルギー密度はNi水素電池の約1.5倍の300Wh/
l,重量エネルギー密度は約2倍の約120Wh/kg
に達し、(1)大電流放電時に特性が劣化すること、(2)内
部インピーダンスが高いこと、(3)充電制御が定電流定
電圧方式であること、(4)Liイオン2次電池には材料
が違うコークス系グラファイト系の2種類があること、
という4つの特性を押さえる必要があるといわれてい
る。
池の販売が盛んに延びている。リチウムイオン電池は、
正極にLiCoO2,負極にCを使い、正極と負極とは
層状化合物になっており、充放電時はLiイオンがこの
間を出入りしながら移動する。Liイオン2次電池の端
子電圧が3.6VとNi水素電池の1.2Vに比べて高
いのは、電解液に有機系の溶剤を使うためで、体積エネ
ルギー密度はNi水素電池の約1.5倍の300Wh/
l,重量エネルギー密度は約2倍の約120Wh/kg
に達し、(1)大電流放電時に特性が劣化すること、(2)内
部インピーダンスが高いこと、(3)充電制御が定電流定
電圧方式であること、(4)Liイオン2次電池には材料
が違うコークス系グラファイト系の2種類があること、
という4つの特性を押さえる必要があるといわれてい
る。
【0003】この充電制御が定電流定電圧方式であるこ
とに関し、Liイオン2次電池では、できるだけ充電電
圧を4.1Vまたは4.2Vに近づけることが、エネル
ギー容量を高めるカギとなり、これを越えると金属Li
が析出して発火や発煙という課題につながる可能性がい
われている。このLiイオン2次電池の充電回路の従来
例を図面を参照して説明する。
とに関し、Liイオン2次電池では、できるだけ充電電
圧を4.1Vまたは4.2Vに近づけることが、エネル
ギー容量を高めるカギとなり、これを越えると金属Li
が析出して発火や発煙という課題につながる可能性がい
われている。このLiイオン2次電池の充電回路の従来
例を図面を参照して説明する。
【0004】従来の充電回路の構成を、図6に示す。図
6において、充電電流供給部1から充電電流が供給さ
れ、充電制御回路2内の電流制限回路4で定電流源等に
より電流制限され、バッテリーの電池7に定電流を供給
して充電する。電池7の両端に接続された負荷回路12
には、通信携帯機器の場合には送信部と受信部と信号処
理部とからなる周辺回路14と周辺回路14を制御する
CPU13とが備えられている。充電制御回路2には、
電流制限回路4と共に、電池7の電圧を検出する定電圧
充電制御回路3と、電池7の負側と接地電位とに接続さ
れて充電電流を流す抵抗器8の両端電圧を測定してCP
U13に満充電検出信号11を出力する電圧検出回路
(1)5と、同様に抵抗器8の両端電圧を検出して電流
制限回路4に定電流充電用の制御信号を出力する電圧検
出回路(2)6とから構成されている。負荷回路12の
CPU13は、電圧検出回路(1)5からの満充電検出
信号11に従って電池7の満充電状態を検出して、充電
動作制御信号15を充電制御回路2に供給することによ
り、充電動作を停止する。
6において、充電電流供給部1から充電電流が供給さ
れ、充電制御回路2内の電流制限回路4で定電流源等に
より電流制限され、バッテリーの電池7に定電流を供給
して充電する。電池7の両端に接続された負荷回路12
には、通信携帯機器の場合には送信部と受信部と信号処
理部とからなる周辺回路14と周辺回路14を制御する
CPU13とが備えられている。充電制御回路2には、
電流制限回路4と共に、電池7の電圧を検出する定電圧
充電制御回路3と、電池7の負側と接地電位とに接続さ
れて充電電流を流す抵抗器8の両端電圧を測定してCP
U13に満充電検出信号11を出力する電圧検出回路
(1)5と、同様に抵抗器8の両端電圧を検出して電流
制限回路4に定電流充電用の制御信号を出力する電圧検
出回路(2)6とから構成されている。負荷回路12の
CPU13は、電圧検出回路(1)5からの満充電検出
信号11に従って電池7の満充電状態を検出して、充電
動作制御信号15を充電制御回路2に供給することによ
り、充電動作を停止する。
【0005】また、抵抗器8が図6の様に配置されてい
る場合、満充電検出を判断する電流は抵抗器8に発生す
る電圧をモニタしており、電池7への充電電流と負荷回
路12への電流の合計を検出できる。図6の構成で、満
充電検出付近の充電電流の状態を、図7に示す。図7に
おいて、図7(a)には下部の「電池のみへ流れる充電
電流」と上部の「負荷電流(CPU13+周辺回路14
の電流)」とを加算した電流が抵抗器8に流れることを
示しており、図7(b)には電圧検出回路(1)5から
の出力波形である満充電検出信号11の状態図を示して
いる。図7において、満充電検出信号11が”H”のと
きに充電制御回路2から充電電流を流している。電池7
への充電電流が満充電のしきい値以下で安定していた場
合でも、負荷回路12への電流が増減するために、満充
電検出して充電完了すべき状態であっても、充電動作を
持続してしまい、負荷回路12への電流と電池への充電
電流の合計が、満充電のしきい値を下回る為には、充電
時間が著しく延長したり、検出不可能となる問題があ
り、充電時間の正確性を確保する必要がある。
る場合、満充電検出を判断する電流は抵抗器8に発生す
る電圧をモニタしており、電池7への充電電流と負荷回
路12への電流の合計を検出できる。図6の構成で、満
充電検出付近の充電電流の状態を、図7に示す。図7に
おいて、図7(a)には下部の「電池のみへ流れる充電
電流」と上部の「負荷電流(CPU13+周辺回路14
の電流)」とを加算した電流が抵抗器8に流れることを
示しており、図7(b)には電圧検出回路(1)5から
の出力波形である満充電検出信号11の状態図を示して
いる。図7において、満充電検出信号11が”H”のと
きに充電制御回路2から充電電流を流している。電池7
への充電電流が満充電のしきい値以下で安定していた場
合でも、負荷回路12への電流が増減するために、満充
電検出して充電完了すべき状態であっても、充電動作を
持続してしまい、負荷回路12への電流と電池への充電
電流の合計が、満充電のしきい値を下回る為には、充電
時間が著しく延長したり、検出不可能となる問題があ
り、充電時間の正確性を確保する必要がある。
【0006】また、特開平8―307493号公報で
は、上記従来例での負荷回路12に相当する回路が、携
帯電話機による充電中の着信による電池電圧の降下によ
り満充電検出の誤検出を引き起こすことを解決するもの
で、着信中は、強制的に満充電検出動作を行わなくする
ことにより、満充電誤検出を防止することが開示されて
いる。
は、上記従来例での負荷回路12に相当する回路が、携
帯電話機による充電中の着信による電池電圧の降下によ
り満充電検出の誤検出を引き起こすことを解決するもの
で、着信中は、強制的に満充電検出動作を行わなくする
ことにより、満充電誤検出を防止することが開示されて
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、定電流定電圧方式において満充電検出して充
電完了すべき状態であっても、充電動作を持続してしま
い、負荷回路と電池への充電電流の合計が、満充電のし
きい値を下回る為には、充電時間を著しく延長したり、
検出不可能となる問題があり、充電時間の正確性を確保
することができない。また、特開平8―307493号
公報による携帯電話機の着信中には充電動作をオフにす
ることでは、その着信中に電池を消耗してしまって、そ
の後携帯電話機として充電電流供給部から切り離したな
らば、満充電状態で充電電流供給部と切り離すことが要
求されている問題を解決できない。
たように、定電流定電圧方式において満充電検出して充
電完了すべき状態であっても、充電動作を持続してしま
い、負荷回路と電池への充電電流の合計が、満充電のし
きい値を下回る為には、充電時間を著しく延長したり、
検出不可能となる問題があり、充電時間の正確性を確保
することができない。また、特開平8―307493号
公報による携帯電話機の着信中には充電動作をオフにす
ることでは、その着信中に電池を消耗してしまって、そ
の後携帯電話機として充電電流供給部から切り離したな
らば、満充電状態で充電電流供給部と切り離すことが要
求されている問題を解決できない。
【0008】本発明は、満充電検出の誤検出を無くし、
充電が完了してもよい電池の充電状態にもかかわらずま
だ充電動作を行っているという、著しい充電時間の延長
を防止することができ、電池に接続した負荷の負荷変動
があっても安定した電圧を供給できることを課題とす
る。
充電が完了してもよい電池の充電状態にもかかわらずま
だ充電動作を行っているという、著しい充電時間の延長
を防止することができ、電池に接続した負荷の負荷変動
があっても安定した電圧を供給できることを課題とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池の満充電
検出により前記電池への充電電流を制御する充電制御回
路において、前記充電電流が負荷回路の負荷変動によっ
て変動したことを検出する検出手段と、前記検出手段の
検出信号に応じて前記充電電流を制御する電流制御回路
と、前記電池から電源電流を供給される負荷回路と、前
記負荷回路への前記電源電流を検出する第2の検出手段
とを備えたことを特徴とする。
検出により前記電池への充電電流を制御する充電制御回
路において、前記充電電流が負荷回路の負荷変動によっ
て変動したことを検出する検出手段と、前記検出手段の
検出信号に応じて前記充電電流を制御する電流制御回路
と、前記電池から電源電流を供給される負荷回路と、前
記負荷回路への前記電源電流を検出する第2の検出手段
とを備えたことを特徴とする。
【0010】また、本発明は、電池の満充電検出により
前記電池への充電電流を制御する充電制御回路におい
て、前記充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充
電電流を制御する電流制御回路と、前記電池に直列に接
続された第1の抵抗と、該第1の抵抗と直列に接続され
て他端を前記充電電流供給部の接地電位に接続する第2
の抵抗と、前記第1の抵抗の両端電圧を検出する第1の
電圧検出回路と、前記第2の抵抗の両端電圧を検出する
第2の電圧検出回路と、前記電池と前記第1の抵抗とに
より負荷電流を供給する負荷回路とを備え、前記第2の
電圧検出回路の制御信号を前記電流制御回路に供給し、
前記第1の電圧検出回路の制御信号により前記電流制御
回路の前記充電電流をオフすることを特徴とする。
前記電池への充電電流を制御する充電制御回路におい
て、前記充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充
電電流を制御する電流制御回路と、前記電池に直列に接
続された第1の抵抗と、該第1の抵抗と直列に接続され
て他端を前記充電電流供給部の接地電位に接続する第2
の抵抗と、前記第1の抵抗の両端電圧を検出する第1の
電圧検出回路と、前記第2の抵抗の両端電圧を検出する
第2の電圧検出回路と、前記電池と前記第1の抵抗とに
より負荷電流を供給する負荷回路とを備え、前記第2の
電圧検出回路の制御信号を前記電流制御回路に供給し、
前記第1の電圧検出回路の制御信号により前記電流制御
回路の前記充電電流をオフすることを特徴とする。
【0011】また、上記充電制御回路において、前記負
荷回路には周辺回路とCPUとが備えられ、前記第1の
電圧検出回路の制御信号を前記CPUに供給され、前記
CPUからの制御信号により前記電流制御回路の前記充
電電流をオフし、前記第1の抵抗の両端を短絡するスイ
ッチを設け、前記スイッチは前記CPUによる満充電検
出動作中にオン/オフすることを特徴とする。
荷回路には周辺回路とCPUとが備えられ、前記第1の
電圧検出回路の制御信号を前記CPUに供給され、前記
CPUからの制御信号により前記電流制御回路の前記充
電電流をオフし、前記第1の抵抗の両端を短絡するスイ
ッチを設け、前記スイッチは前記CPUによる満充電検
出動作中にオン/オフすることを特徴とする。
【0012】また、上記充電制御回路において、前記電
池はリチウムイオン電池であり、充電制御方式は定電流
定電圧方式であることを特徴とする。
池はリチウムイオン電池であり、充電制御方式は定電流
定電圧方式であることを特徴とする。
【0013】また、本発明は、リチウムイオン電池の充
電制御回路の満充電の検出において、充電制御回路から
供給される充電電流が、負荷回路の負荷変動によって充
電電流が変動しても、負荷回路の負荷に影響されず、電
池へ流れる充電電流をモニタし、電池の満充電状態を判
断でき、より正確に満充電検出をすることができるとい
う特徴がある。
電制御回路の満充電の検出において、充電制御回路から
供給される充電電流が、負荷回路の負荷変動によって充
電電流が変動しても、負荷回路の負荷に影響されず、電
池へ流れる充電電流をモニタし、電池の満充電状態を判
断でき、より正確に満充電検出をすることができるとい
う特徴がある。
【0014】本発明は、具体的に図1を参照しつつ説明
すれば、電池7が満充電に達する過程で、充電制御回路
2は定電流充電から定電圧充電に切り替えるように制御
を行い、満充電に近づき充電電流がある一定値以下にな
ることを抵抗器8に発生する電圧により読み取り、ある
電圧に達しているかどうか判断することで、満充電の検
出を行っている。抵抗器9では、負荷回路12で消費す
る電流と電池への充電電流の合計をモニタし、抵抗器8
では電池への充電電流のみをモニタすることで、負荷回
路12の負荷に影響なく、満充電の検出をする事ができ
る。
すれば、電池7が満充電に達する過程で、充電制御回路
2は定電流充電から定電圧充電に切り替えるように制御
を行い、満充電に近づき充電電流がある一定値以下にな
ることを抵抗器8に発生する電圧により読み取り、ある
電圧に達しているかどうか判断することで、満充電の検
出を行っている。抵抗器9では、負荷回路12で消費す
る電流と電池への充電電流の合計をモニタし、抵抗器8
では電池への充電電流のみをモニタすることで、負荷回
路12の負荷に影響なく、満充電の検出をする事ができ
る。
【0015】また、充電していない時、即ち負荷回路1
2が電池7より電源を供給して、負荷回路12が動作し
ている場合、負荷回路12の動作をより安定にする為に
は、負荷回路12へ供給する電圧がより安定しているこ
とが望ましいことから、負荷回路12と電池7間のイン
ピーダンスをより低くする目的で、図4に示すように抵
抗器8に並列にSW10を構成し、負荷回路12により
安定した電圧を供給することができる。
2が電池7より電源を供給して、負荷回路12が動作し
ている場合、負荷回路12の動作をより安定にする為に
は、負荷回路12へ供給する電圧がより安定しているこ
とが望ましいことから、負荷回路12と電池7間のイン
ピーダンスをより低くする目的で、図4に示すように抵
抗器8に並列にSW10を構成し、負荷回路12により
安定した電圧を供給することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明による実施形態について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。
図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0017】[第1の実施形態] (本実施形態の構成)図1は、実施形態の全体的な構成
ブロック図を示している。図1において、充電電流供給
部1から充電電流が供給され、充電制御回路2内の電流
制限回路4で定電流源及び定電圧源等により電流・電圧
制限され、バッテリーの代表的なリチウムイオン電池7
に定電流・定電圧を供給して充電する。電池7とこれと
シリーズに接続された抵抗器8との両端に接続された負
荷回路12には、通信携帯機器の場合には送信部と受信
部と信号処理部、音声処理部等とからなる周辺回路14
と周辺回路14を制御するCPU13とが備えられてい
る。
ブロック図を示している。図1において、充電電流供給
部1から充電電流が供給され、充電制御回路2内の電流
制限回路4で定電流源及び定電圧源等により電流・電圧
制限され、バッテリーの代表的なリチウムイオン電池7
に定電流・定電圧を供給して充電する。電池7とこれと
シリーズに接続された抵抗器8との両端に接続された負
荷回路12には、通信携帯機器の場合には送信部と受信
部と信号処理部、音声処理部等とからなる周辺回路14
と周辺回路14を制御するCPU13とが備えられてい
る。
【0018】また、充電制御回路2には、電流制限回路
4と共に、電池7の電圧を検出する定電圧充電制御回路
3と、電池7の負側とシリーズに接続され負荷回路12
に流す負荷電流に従って両端電圧値が変化する抵抗器8
の両端電圧を測定してCPU13に満充電検出信号11
を出力する電圧検出回路(1)5と、抵抗器8と接地電
位間接続した抵抗器9の両端電圧を検出して電流制限回
路4に定電流・定電圧用の制御信号を出力する電圧検出
回路(2)6とから構成されている。
4と共に、電池7の電圧を検出する定電圧充電制御回路
3と、電池7の負側とシリーズに接続され負荷回路12
に流す負荷電流に従って両端電圧値が変化する抵抗器8
の両端電圧を測定してCPU13に満充電検出信号11
を出力する電圧検出回路(1)5と、抵抗器8と接地電
位間接続した抵抗器9の両端電圧を検出して電流制限回
路4に定電流・定電圧用の制御信号を出力する電圧検出
回路(2)6とから構成されている。
【0019】また、負荷回路12のCPU13は、電圧
検出回路(1)5からの満充電検出信号11に従って、
電池7の満充電状態を検出して、充電動作制御信号15
を充電制御回路2に供給することにより、充電動作をオ
ン・オフする。
検出回路(1)5からの満充電検出信号11に従って、
電池7の満充電状態を検出して、充電動作制御信号15
を充電制御回路2に供給することにより、充電動作をオ
ン・オフする。
【0020】また、充電電流供給部1より供給される電
源が、充電制御回路2へ入力され、電流制限回路4を経
て電池7へ送られ、電池7を充電している。リチウムイ
オン電池7の充電は、図2に示すようにまず定電流充電
を行い、電池電圧がある一定電圧まで達すると(t
1)、定電圧充電に切り替わり、徐々に充電電流が減少
し、点線で示すある充電電流以下で満充電となり、充電
を終了するような充電動作を行っている。
源が、充電制御回路2へ入力され、電流制限回路4を経
て電池7へ送られ、電池7を充電している。リチウムイ
オン電池7の充電は、図2に示すようにまず定電流充電
を行い、電池電圧がある一定電圧まで達すると(t
1)、定電圧充電に切り替わり、徐々に充電電流が減少
し、点線で示すある充電電流以下で満充電となり、充電
を終了するような充電動作を行っている。
【0021】定電流充電を制御する目的として、充電制
御回路2から出力された電流を抵抗器9で電圧に変換
し、電圧検出回路(2)6を経て、電流制限回路4を制
御するように構成されている。また、定電圧充電を制御
する目的として、リチウムイオン電池7の電圧を充電制
御回路2の中の定電圧充電制御回路3に取り込み、電流
制限回路4を制御することで、電池電圧を一定に保つよ
うに制御している。
御回路2から出力された電流を抵抗器9で電圧に変換
し、電圧検出回路(2)6を経て、電流制限回路4を制
御するように構成されている。また、定電圧充電を制御
する目的として、リチウムイオン電池7の電圧を充電制
御回路2の中の定電圧充電制御回路3に取り込み、電流
制限回路4を制御することで、電池電圧を一定に保つよ
うに制御している。
【0022】満充電を検出する回路は、電池7への充電
電流を抵抗器8でその両端電圧に変換し、図3のように
しきい値Vth以下の電圧で、電圧検出回路(1)5か
らの満充電検出信号11を“L”→“H”レベルに変化
するように構成されている。満充電検出信号11は、負
荷回路12の構成要素の1つであるCPU13へ送ら
れ、CPU13は、ある決まった周期で満充電検出回路
11のレベルを監視し、“L”→“H”レベルを確認す
ると、電池の充電が完了したことを認識し、充電動作制
御信号15を使って充電動作を停止する役目をしてい
る。また、満充電検出回路11のレベルが“L”レベル
を確認すると、電池の充電が必要なことを認識し、充電
制御回路2の動作を開始する。
電流を抵抗器8でその両端電圧に変換し、図3のように
しきい値Vth以下の電圧で、電圧検出回路(1)5か
らの満充電検出信号11を“L”→“H”レベルに変化
するように構成されている。満充電検出信号11は、負
荷回路12の構成要素の1つであるCPU13へ送ら
れ、CPU13は、ある決まった周期で満充電検出回路
11のレベルを監視し、“L”→“H”レベルを確認す
ると、電池の充電が完了したことを認識し、充電動作制
御信号15を使って充電動作を停止する役目をしてい
る。また、満充電検出回路11のレベルが“L”レベル
を確認すると、電池の充電が必要なことを認識し、充電
制御回路2の動作を開始する。
【0023】ここで、満充電とは、2次電池を充電する
際、その電池が蓄積可能なエネルギーを全て外部電源か
ら供給された結果を示すもので、化学的には正負の電極
に介在する化学変換媒質が当該電池の仕様特性として定
められた値に変化した状態を示している。また、本2次
電池7については、電池7が所定の飽和電圧に至り且つ
定電圧充電駆動により充電電流が所定のしきい値電流以
下に下がった状態を示している。従って、本充電制御回
路では、満充電検出作用とともに、満充電に至らなくて
も、充電制御回路としても動作するものである。
際、その電池が蓄積可能なエネルギーを全て外部電源か
ら供給された結果を示すもので、化学的には正負の電極
に介在する化学変換媒質が当該電池の仕様特性として定
められた値に変化した状態を示している。また、本2次
電池7については、電池7が所定の飽和電圧に至り且つ
定電圧充電駆動により充電電流が所定のしきい値電流以
下に下がった状態を示している。従って、本充電制御回
路では、満充電検出作用とともに、満充電に至らなくて
も、充電制御回路としても動作するものである。
【0024】(本実施形態の動作の説明)本実施形態の
動作の詳細を図1、図2、図3を用いて説明する。図1
に示す構成をもった満充電制御回路で充電すると、図2
のように、電池7の電圧がある一定値に満たない時は、
抵抗器9、電圧検出回路(2)6、及び電流制限回路4
によって定電流制御を行う。また、電池7の電圧がある
一定値付近になると、定電圧充電制御回路3の働きで、
電流制限回路4に電流減少を働きかけ、充電電流が徐々
に減少する。充電電流がある一定の充電電流以下、即ち
抵抗器8に発生する電圧があるしきい値電圧Vth以下と
なると、電圧検出回路(1)5は、ある電圧以下になっ
た事を検出し、図3に示すように満充電検出信号11を
“L”→“H”にレベルを変化させ、出力をする。CP
U13は、ある一定の周期で満充電検出信号11のレベ
ルを確認しており、“H”を認識すると充電動作制御信
号15より充電制御回路2へ、充電動作の停止を指示
し、充電が完了する。
動作の詳細を図1、図2、図3を用いて説明する。図1
に示す構成をもった満充電制御回路で充電すると、図2
のように、電池7の電圧がある一定値に満たない時は、
抵抗器9、電圧検出回路(2)6、及び電流制限回路4
によって定電流制御を行う。また、電池7の電圧がある
一定値付近になると、定電圧充電制御回路3の働きで、
電流制限回路4に電流減少を働きかけ、充電電流が徐々
に減少する。充電電流がある一定の充電電流以下、即ち
抵抗器8に発生する電圧があるしきい値電圧Vth以下と
なると、電圧検出回路(1)5は、ある電圧以下になっ
た事を検出し、図3に示すように満充電検出信号11を
“L”→“H”にレベルを変化させ、出力をする。CP
U13は、ある一定の周期で満充電検出信号11のレベ
ルを確認しており、“H”を認識すると充電動作制御信
号15より充電制御回路2へ、充電動作の停止を指示
し、充電が完了する。
【0025】[第2の実施形態]本発明の第2の実施形
態を、図4を使って説明する。図4は図1に対して、抵
抗器8の両端に接続されたSW10と、SW10の制御
端子をCPU13によってON/OFFする制御信号が
追加されている。他の構成は、図1に示した同一符号と
同様であり、重複する説明を省略する。SW10がOF
Fの場合に、第1の実施形態と同一の動作をして、SW
10がONの場合には、電圧検出回路(1)5の動作を
OFFとして、満充電検出信号11の制御信号を出力せ
ず、CPU13による充電制御回路2への制御もOFF
してしまう。CPU13はこのSW10への制御信号を
一定間隔で出力する。
態を、図4を使って説明する。図4は図1に対して、抵
抗器8の両端に接続されたSW10と、SW10の制御
端子をCPU13によってON/OFFする制御信号が
追加されている。他の構成は、図1に示した同一符号と
同様であり、重複する説明を省略する。SW10がOF
Fの場合に、第1の実施形態と同一の動作をして、SW
10がONの場合には、電圧検出回路(1)5の動作を
OFFとして、満充電検出信号11の制御信号を出力せ
ず、CPU13による充電制御回路2への制御もOFF
してしまう。CPU13はこのSW10への制御信号を
一定間隔で出力する。
【0026】図5に示す様に、CPU13による満充電
検出動作をする場合にのみSW10をOFFし、抵抗器
8に充電電流分だけの電圧を発生させ、満充電検出信号
11のレベルの確認を行う。満充電検出動作以外の場合
は、負荷回路12に供給する電源電圧の変動を抑える為
に、SW10をONさせる制御をする。
検出動作をする場合にのみSW10をOFFし、抵抗器
8に充電電流分だけの電圧を発生させ、満充電検出信号
11のレベルの確認を行う。満充電検出動作以外の場合
は、負荷回路12に供給する電源電圧の変動を抑える為
に、SW10をONさせる制御をする。
【0027】このCPU13の満充電検出動作時間を制
限し、通常の状態の場合には、負荷回路12側からみた
電源回路は、抵抗器8がショウトされて、電池7だけと
なり、電源インピーダンスが低下し、負荷回路12の負
荷状態が変化した場合でも、電池7の電圧に従って、電
源電圧が一定となり、負荷回路12の種々の動作を安定
にすることができる。
限し、通常の状態の場合には、負荷回路12側からみた
電源回路は、抵抗器8がショウトされて、電池7だけと
なり、電源インピーダンスが低下し、負荷回路12の負
荷状態が変化した場合でも、電池7の電圧に従って、電
源電圧が一定となり、負荷回路12の種々の動作を安定
にすることができる。
【0028】尚、上記実施形態では、主に電池をリチウ
ムイオン2次電池の満充電制御回路について説明した
が、2次電池は他のニッケルカドミウム2次電池であっ
ても、ニッケル水素電池であってもよく、また、満充電
ばかりでなく、通常の充電制御回路においても適用でき
るものである。
ムイオン2次電池の満充電制御回路について説明した
が、2次電池は他のニッケルカドミウム2次電池であっ
ても、ニッケル水素電池であってもよく、また、満充電
ばかりでなく、通常の充電制御回路においても適用でき
るものである。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、第1の効果として、定
電流充電中は、充電制御回路から出力される電流で制限
をかける為、抵抗器9に発生する電流をモニタし、更に
電池に流れる充電電流のみをモニタ可能な抵抗器8によ
って、満充電検出する際、負荷回路12の負荷変動して
も、満充電検出信号11の出力レベルに影響されない
為、満充電検出の誤検出を無くし、充電が完了しても良
い電池の充電状態にもかかわらずまだ充電動作を行って
いるという、著しい充電時間の延長を防止することがで
きる。
電流充電中は、充電制御回路から出力される電流で制限
をかける為、抵抗器9に発生する電流をモニタし、更に
電池に流れる充電電流のみをモニタ可能な抵抗器8によ
って、満充電検出する際、負荷回路12の負荷変動して
も、満充電検出信号11の出力レベルに影響されない
為、満充電検出の誤検出を無くし、充電が完了しても良
い電池の充電状態にもかかわらずまだ充電動作を行って
いるという、著しい充電時間の延長を防止することがで
きる。
【0030】また、第2の効果として、図4にあるSW
10を、図5の様な制御をCPU13で行うことで、第
1の効果である著しい充電時間の延長の防止に加え、C
PU13と周辺回路14で構成される負荷回路12と電
池間のインピーダンスを減少でき、CPU13や周辺回
路14の負荷変動があっても安定した電圧を供給するこ
とができる。
10を、図5の様な制御をCPU13で行うことで、第
1の効果である著しい充電時間の延長の防止に加え、C
PU13と周辺回路14で構成される負荷回路12と電
池間のインピーダンスを減少でき、CPU13や周辺回
路14の負荷変動があっても安定した電圧を供給するこ
とができる。
【図1】本発明の一実施形態による満充電制御回路のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図2】本発明の一実施形態による満充電制御回路の動
作を説明するグラフである。
作を説明するグラフである。
【図3】本発明の一実施形態による満充電制御回路の動
作を説明するグラフである。
作を説明するグラフである。
【図4】本発明の一実施形態による満充電制御回路のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図5】本発明の一実施形態による満充電制御回路の動
作を説明するタイミングチャートである。
作を説明するタイミングチャートである。
【図6】従来例による満充電制御回路の回路ブロック図
である。
である。
【図7】従来例による満充電制御回路の動作を説明する
グラフである。
グラフである。
1 充電電流供給部 2 充電制御回路 3 定電圧充電制限回路 4 電流制限回路 5 電圧検出回路(1) 6 電圧検出回路(2) 7 電池 8 抵抗器 9 抵抗器 10 スイッチ 11 満充電検出信号 12 負荷回路 13 CPU 14 周辺回路 15 充電動作制御信号
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年12月27日(1999.12.
27)
27)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池の満充電
検出により前記電池への充電電流を制御する充電制御回
路において、前記充電電流を供給する充電電流供給部
と、前記電池への前記充電電流と負荷回路に流れる負荷
電流との合計を検出する第1の検出手段と、前記充電電
流に相当する電圧を検出する第2の検出手段と、前記第
2の検出手段によって前記電池の満充電の度合いを判定
する判断手段と、前記第1の検出手段の検出信号に応じ
て前記充電電流を制御する電流制御回路とを備えたこと
を特徴とする。
検出により前記電池への充電電流を制御する充電制御回
路において、前記充電電流を供給する充電電流供給部
と、前記電池への前記充電電流と負荷回路に流れる負荷
電流との合計を検出する第1の検出手段と、前記充電電
流に相当する電圧を検出する第2の検出手段と、前記第
2の検出手段によって前記電池の満充電の度合いを判定
する判断手段と、前記第1の検出手段の検出信号に応じ
て前記充電電流を制御する電流制御回路とを備えたこと
を特徴とする。
Claims (7)
- 【請求項1】 電池の満充電検出により前記電池への充
電電流を制御する充電制御回路において、 前記充電電流が負荷回路の負荷変動によって変動したこ
とを検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号に応
じて前記充電電流を制御する電流制御回路と、前記電池
から電源電流を供給される負荷回路と、前記負荷回路へ
の前記電源電流を検出する第2の検出手段とを備えたこ
とを特徴とする充電制御回路。 - 【請求項2】 請求項1に記載の充電制御回路におい
て、更に、前記第2の検出手段により検出された前記電
源電流としきい値とを比較して前記しきい値より小さい
ときは前記電池の満充電を判定する電圧検出手段と、前
記電池の電圧を検出する定電圧制御手段とを備えたこと
を特徴とする充電制御回路。 - 【請求項3】 電池の充電検出により前記電池への充電
電流を制御する充電制御回路において、 前記充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充電電
流を制御する電流制御回路と、前記電池に直列に接続さ
れた第1の抵抗と、該第1の抵抗と直列に接続されて他
端を前記充電電流供給部の接地電位に接続する第2の抵
抗と、前記第1の抵抗の両端電圧を検出する第1の電圧
検出回路と、前記第2の抵抗の両端電圧を検出する第2
の電圧検出回路と、前記電池と前記第1の抵抗とにより
負荷電流を供給する負荷回路とを備え、前記第2の電圧
検出回路の制御信号を前記電流制御回路に供給し、前記
第1の電圧検出回路の制御信号により前記電流制御回路
の前記充電電流をオフすることを特徴とする充電制御回
路。 - 【請求項4】 請求項3に記載の充電制御回路におい
て、前記負荷回路には周辺回路とCPUとが備えられ、
前記第1の電圧検出回路の制御信号を前記CPUに供給
され、前記CPUからの制御信号により前記電流制御回
路の前記充電電流をオフすることを特徴とする充電制御
回路。 - 【請求項5】 請求項3に記載の充電制御回路におい
て、前記第1の抵抗の両端を短絡するスイッチを設け、
前記スイッチは定期的にオン/オフし、前記スイッチが
オフの場合に前記第1の電圧検出回路の制御信号により
前記電流制御回路の前記充電電流をオフすることを特徴
とする充電制御回路。 - 【請求項6】 請求項4に記載の充電制御回路におい
て、前記第1の抵抗の両端を短絡するスイッチを設け、
前記スイッチは前記CPUによる満充電検出動作中にオ
ン/オフすることを特徴とする充電制御回路。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
充電制御回路において、前記電池はリチウムイオン電池
であり、充電制御方式は定電流定電圧方式であることを
特徴とする充電制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32196198A JP3231717B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 充電制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32196198A JP3231717B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 充電制御回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000152517A true JP2000152517A (ja) | 2000-05-30 |
JP3231717B2 JP3231717B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=18138369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32196198A Expired - Fee Related JP3231717B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 充電制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3231717B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006010501A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | バッテリ状態管理装置 |
JP2009519698A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-05-14 | エヌエックスピー ビー ヴィ | チャージ・アンド・プレイ回路用のバッテリ完全充電検出 |
-
1998
- 1998-11-12 JP JP32196198A patent/JP3231717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006010501A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | バッテリ状態管理装置 |
JP2009519698A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-05-14 | エヌエックスピー ビー ヴィ | チャージ・アンド・プレイ回路用のバッテリ完全充電検出 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3231717B2 (ja) | 2001-11-26 |
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Date | Code | Title | Description |
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