JP2006340451A - 充電方法及び充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源電圧により電池を充電する充電方法及び充電装置に関し、過放電電池の充電し、復帰させることができる充電方法及び充電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、電源電圧（Ｖcc）により電池を充電する充電方法において、電源電圧（Ｖcc）が印加されたときに、電池（１２１）を所定期間充電した後電池（Ｖcc）の電圧をチェックする動作を行い、電池電圧のチェック時に電池（１２１）の電圧が所定電圧より大きければ、充電回路（１３３）を制御し、電池（１２１）への充電を開始し、電池（１２１）の電圧が、規定回数、所定電圧より小さいときには、電池（１２１）への充電を停止することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は充電方法及び充電装置に係り、特に、電源電圧により電池を充電する充電方法及び充電装置に関する。

近年、電子機器には小型化、軽量化が進んでおり、携帯電話機などをはじめとする携帯機器が広く普及している。携帯電話機などの携帯機器は、電池により駆動されている。携帯機器に搭載される電池は、リチウムイオン電池をはじめとする充電可能な電池から構成されている。リチウムイオン電池は、過充電、過放電により劣化が進むため、充電を行なう際には、過充電、過放電状態を検出して充放電を制御する充電ＩＣ、保護ＩＣが搭載されていた（特許文献１、２、３）。
特開平０８−２２３８１１号公報 特開平１０−２４３５６７号公報 特開２００３−８７９９０号公報

しかるに、電池は、それほど劣化していない場合であっても過放電状態に陥る場合あり、従来の充電ＩＣ、保護ＩＣでは、過放電状態に陥った電池を検出すると、放電用トランジスタがオフしてしまい、それほど劣化が進んでいない電池に対しても充電が行なえないなどの課題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、過放電電池の充電し、復帰させることができる充電方法及び充電装置を提供することを目的とする。

本発明は、電源電圧（Ｖcc）により電池を充電する充電方法において、電源電圧（Ｖcc）が印加されたときに、電池（１２１）を所定期間充電した後電池（Ｖcc）の電圧をチェックする動作を行い、電池電圧のチェック時に電池（１２１）の電圧が所定電圧より大きければ、充電回路（１３３）を制御し、電池（１２１）への充電を開始し、電池（１２１）の電圧が、規定回数、所定電圧より小さいときには、電池（１２１）への充電を停止することを特徴とする。

また、電池（１２１）の電圧が所定電圧より大きくなった時点で電池（１２１）への充電を開始することを特徴とする。

さらに、本発明は、電源電圧（Ｖcc）により電池を充電する充電装置において、電源電圧（Ｖcc）により電池（１２１）を充電する充電回路（１３３）と、電源電圧（Ｖcc）が印加されたときに、充電回路（１３３）を制御して、電池（１２１）を所定期間充電した後に、電池電圧をチェックする動作を行い、電池電圧が所定電圧より大きければ、充電回路（１３３）を制御し、電池（１２１）への充電を開始し、電池電圧が規定回数、所定電圧より小さいときには、充電回路（１３３）を停止し、電池（１２１）への充電を停止する制御回路（１３１、１３２）とを有することを特徴とする。

制御回路（１３１、１３２）は、電池電圧が所定の電圧より大きくなった時点で充電回路（１３３）を制御し、電池（１２１）への充電を開始することを特徴とする。

なお、上記参照符号はあくまでも参考であり、これによって、特許請求の範囲が限定されるものではない。

本発明によれば、電源電圧が印加されたときに、電池を所定期間充電した後電池の電圧をチェックする動作を行い、電池電圧のチェック時に電池の電圧が所定電圧より大きければ、充電回路を制御し、電池への充電を開始し、電池の電圧が、規定回数、所定電圧より小さいときには、電池への充電を停止することにより、放電電池に所定期間の充電を規定回数行い、これによって電池が復帰した場合には、通常充電を行うことにより、放電電池を復活させることができる。また、放電電池に所定期間の充電を規定回数行い、これによって電池が復帰しない場合には、充電を停止することにより、劣化した電池に充電を行なうことを防止できる。

〔システム構成〕
図１は本発明の一実施例のシステム構成図を示す。

本実施例の適用システム１００は携帯機器１０１及びＡＣアダプタ１０２から構成されている。携帯機器１０１は、例えば、携帯電話機から構成されており、内蔵された電池パック１１４により駆動される。電池パック１１４は、ＡＣアダプタ１０２から供給される直流電源により充電される。ＡＣアダプタ１０２は、商用電源１０３と携帯機器１０１との間に接続され、商用電源１０３から供給される交流電源を直流電源に変換し、携帯機器１０１に供給する。

携帯機器１０１は、装置本体１１１、電池パック１１２、充電ＩＣ１１３を内蔵している。

装置本体１１１は、携帯電話機としての機能を実現する部分であり、携帯電話網との通信処理、音声処理、画像処理などを行なっており、電池パック１１２から供給される電圧によって、駆動される。

〔電池パック１１２〕
図２は電池パック１１２のブロック構成図を示す
電池パック１１２は、電池１２１、及び、保護ＩＣ１２２、充電制御トランジスタ１２３、放電制御トランジスタ１２４から構成されている。電池１２１は、例えば、リチウムイオン電池から構成され、正極が端子Ｔ11に接続され、負極が充電制御トランジスタ１２３及び放電制御トランジスタ１２４を介して端子Ｔ12との間に接続されている。

保護ＩＣ１２２は、電池１２１の両端に接続されており、電池１２１の両端の電圧に応じて過充電、過放電、あるいは、過電流状態などを検出して、充電制御トランジスタ１２３及び放電制御トランジスタ１２４を制御し、電池１２１を装置本体１１１及び充電ＩＣ１１３などから切断する。なお、保護ＩＣ１２２は、非常状態時に動作するように過充電、過放電、過電流の検出値が設定されており、通常の充電、放電動作は充電ＩＣ１１３により制御される。

〔充電ＩＣ１１３〕
図３は充電ＩＣ１１３のブロック構成図を示す。

充電ＩＣ１１３は、電池電圧検出回路１３１、制御回路１３２、充電回路１３３が搭載されたＩＣチップから構成されている。充電ＩＣ１１３は、端子Ｔ21、Ｔ22、Ｔ23、Ｔ24を有し、端子Ｔ21と端子Ｔ23との間には、ＡＣアダプタ１０２から直流電源電圧Ｖccが印加される。また、端子Ｔ22は、電池パック１１４の端子Ｔ11に接続され、端子Ｔ24は、電池パック１１４の端子Ｔ12に接続されている。また、端子Ｔ23、Ｔ24は接地に接続される。

電池電圧検出回路１３１は、抵抗Ｒ11、Ｒ12から構成されている。抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12とは端子Ｔ22と端子Ｔ24との間に直列に接続されており、端子Ｔ22と端子Ｔ24との間に印加される電池電圧を抵抗分割し、抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12との接続点から検出電圧Ｖs11として出力する。電池電圧検出回路１３１の検出電圧Ｖs11は、制御回路１３２に供給される。

制御回路１３２には、端子Ｔ21から直流電源電圧Ｖccが印加されている。制御回路１３２は、端子Ｔ21に印加される直流電源電圧Ｖccに駆動されるとともに、ＡＣアダプタ１０２が接続されたことを検出する。また、制御回路１３２は、ＡＣアダプタ１０２が接続されると、電池１２１に所定時間、充電を行なった後、電池１２１の電圧をチェックする動作を、規定回数行なう。

このとき、制御回路１３２は、規定回数に達する前に電池１２１の電圧が規定電圧に達すると、通常の充電を行い、規定回数に達しても電池１２１の電圧が規定電圧に達しない場合には、電池１２１への充電を停止する。

充電回路１３３は、充電制御トランジスタ１４１、ドライブ回路１４２から構成されている。充電制御トランジスタ１４１は、例えば、ＰＮＰトランジスタから構成されており、エミッタが端子Ｔ１に接続され、コレクタが端子Ｔ２に接続され、ベースがドライブ回路１４２に接続されており、ドライブ回路１４２からの駆動信号によってスイッチングし、オン時には端子Ｔ21と端子Ｔ22とを接続して、ＡＣアダプタ１０２からの電流を電池パック１１２に供給し、オフ時には端子Ｔ21と端子Ｔ22とを切断し、ＡＣアダプタ１０２からの電流が電池パック１１２に供給されないようにする。

ドライブ回路１４２は、制御回路１３２から供給される制御信号に応じて充電制御トランジスタ１４１のベースに駆動信号を供給する。

図４は制御回路１３２の動作フローチャートを示す。

制御回路１３２は、ステップＳ１−１でＡＣアダプタ１０２が端子Ｔ21、Ｔ23との間に接続され、直流電源電圧Ｖccが端子Ｔ21と端子Ｔ22との間に接続されると、ステップＳ１−２で電池電圧のチェック回数を０にリセットするとともに、ステップＳ１−３で内蔵されたタイマリセットした後、ステップＳ１−４で充電制御トランジスタ１４１をオンして電池充電を開始する。

制御回路１３２は、ステップＳ１−５でタイマの計時時間が予め設定された所定時間に達したか否かを判定する。制御回路１３２は、ステップＳ１−５でタイマの計時時間が所定時間を経過すると、ステップＳ１−６で充電を停止した後、検出電圧Ｖs11をチェックすることにより電池電圧を検出する。

制御回路１３２は、ステップＳ１−７で検出電圧Ｖs11が規定電圧以上か否かを判定する。制御回路１３２は、ステップＳ１−７で検出電圧Ｖs11が規定電圧より小さければ、過放電状態にある電池であると判断して、ステップＳ１−８で電池電圧チェック回数を「＋１」した後、ステップＳ１−９で規定回数か否かを判定する。

制御回路１３２は、ステップＳ１−９で電池電圧のチェック回数が規定回数である場合には、過放電状態から復帰できない劣化した電池であると判断して、充電停止したまま、処理を終了する。これによって、劣化して過放電状態となっている電池に充電が行なわれることを防止できる。

また、制御回路１３２は、ステップＳ１−９で電池電圧のチェック回数が規定回数に達していない場合には、ステップＳ１−３に戻って、タイマをリセットして再び所定時間充電を行なう。

また、制御回路１３２は、ステップＳ１−７で検出電圧Ｖs11が規定電圧以上の場合には、過放電状態から通常状態に復帰したと判断して、ステップＳ１−１０でドライブ回路１４２を介して充電制御トランジスタ１４１をオンさせて、ＡＣアダプタ１０２から電池パック１１２に充電電流を供給し、電池１２１の充電を開始する。

制御回路１３２は、ステップＳ１−１１で検出電圧Ｖs11が満充電電圧に達すると、ステップＳ１−１２でドライブ回路１４２を介して充電制御トランジスタ１４１をオフさせ、ＡＣアダプタ１０２と電池パック１１２とを切断して、充電を停止させ、処理を終了する。

なお、本実施例における過放電状態は、電池パック１１２に搭載された保護ＩＣ１２２によっては保護の対象とならず、充電ＩＣ１１３で検出される状態である。さらに、電池電圧チェック時に充電を行うために設定された所定時間は、劣化した電池１２１に対しても大きな負荷とならない程度の時間に設定されている。さらに、電池電圧のチェック回数も、劣化した電池１２１に対しても大きな負荷とならない程度の回数に設定されている。

また、電池電圧のチェック時の充電は、電池１２１の比較的大きな充電電圧、リチウムイオン電池、１本の場合、４．２Ｖ、２５６ｍＡ程度で充電を行なう。また、通常充電時には、予め設定されたシーケンスにしたがって、順次に高い充電電圧、充電電流となるように充電を行い、電池１２１への負荷を軽減しつつ、充電を行なっている。

なお、上記の制御回路１３２の動作は、プログラムだけでなく、ロジックによっても実現可能である。

〔効果〕
本実施例によれば、直流電源電圧Ｖccが印加されたときに、電池１２１を所定期間充電した後電池１２１の電圧をチェックする動作を行い、電池電圧のチェック時に電池１２１の電圧が所定電圧より大きければ、制御回路１３２により充電回路１３３を制御し、電池１２１への充電を開始し、電池１２１の電圧が、規定回数、所定電圧より小さいときには、電池１２１への充電を停止することにより、過放電電池に所定期間の充電を規定回数行い、これによって電池１２１が復帰した場合には、通常充電を行うことにより、過放電電池を復活させることができる。

また、過放電電池１２１に所定期間の充電を規定回数行い、これによって電池１２１が過放電状態から復帰しない場合には、充電を停止することにより、劣化した電池１２１に充電を行なうことを防止できる。

なお、本実施例では、電池電圧検出回路１３１を抵抗Ｒ11、Ｒ12により構成し、制御回路１３２は電池電圧検出回路１３１により電池電圧を分圧して得られる検出電圧Ｖs11により電池電圧を判断しているが、電池電圧を直接、制御回路１３２に挿入して、電池電圧を検出するようにしてもよい。

本発明の一実施例のシステム構成図である。 電池パック１１２のブロック構成図である。 充電ＩＣ１１３のブロック構成図である。 制御回路１３２の動作フローチャートである。

符号の説明

１００ システム
１０１ 携帯機器、１０２ ＡＣアダプタ、１０３ 商用電源
１１１ 装置本体、１１２ 電池パック、１１３ 充電ＩＣ
１２１ 電池、１２２ 保護ＩＣ、１２３ 充電制御トランジスタ
１２４ 放電制御トランジスタ
１３１ 電池電圧検出回路、１３２ 制御回路、１３３ 充電回路
１４１ 充電制御トランジスタ、１４２ ドライブ回路

Claims (4)

1. 電源電圧により電池を充電する充電方法において、
   前記電源電圧が印加されたときに、前記電池を所定期間充電した後前記電池の電圧をチェックする動作を行い、
   前記電池電圧のチェック時に前記電池の電圧が所定電圧より大きければ、前記充電回路を制御し、前記電池への充電を開始し、
   前記電池の電圧が、規定回数、所定電圧より小さいときには、前記電池への充電を停止することを特徴とする充電方法。
2. 前記電池の電圧が所定電圧より大きくなった時点で前記電池への充電を開始することを特徴とする請求項１記載の充電方法。
3. 電源電圧により電池を充電する充電装置において、
   前記電源電圧により前記電池を充電する充電回路と、
   前記電源電圧が印加されたときに、前記充電回路を制御して、前記電池を所定期間充電した後に、前記電池電圧をチェックする動作を行い、前記電池電圧が所定電圧より大きければ、前記充電回路を制御し、前記電池への充電を開始し、前記電池電圧が規定回数、前記所定電圧より小さいときには、前記充電回路を停止し、前記電池への充電を停止する制御回路とを有することを特徴とする充電装置。
4. 前記制御回路は、前記電池電圧が所定の電圧より大きくなった時点で前記充電回路を制御し、前記電池への充電を開始することを特徴とする請求項３記載の充電装置。

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