JP2879158B2 - Rechargeable battery charging method and charging circuit - Google Patents
Rechargeable battery charging method and charging circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は二次電池の充電方法とその方法を利用した
充電回路であって、特に充電時における電池電圧の変化
を測定し、測定値の大小に対応した充電制御動作を行な
うものに関する。The present invention relates to a method for charging a secondary battery and a charging circuit using the method. In particular, the present invention relates to a method for measuring a change in battery voltage during charging and measuring the measured value. The present invention relates to a device that performs a charge control operation corresponding to a magnitude.
［従来の技術］ 従来この種の充電方法としては、第１図に示す如く、
二次電池の充電末期において電池電圧がピーク点Ｃを有
することを利用し、そのピーク点Ｃまたは更に所定電圧
だけ低下した時点を検知し、所定の充電制御動作を行な
う方法が開示されている（例えば、特公昭57−18412
号、同60−18177号公報参照）。[Prior Art] Conventionally, as this kind of charging method, as shown in FIG.
A method is disclosed that utilizes the fact that the battery voltage has a peak point C at the end of charging of a secondary battery, detects the peak point C or a point in time when the voltage drops further by a predetermined voltage, and performs a predetermined charging control operation ( For example, Japanese Patent Publication No. 57-18412
No., JP-A-60-18177).
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら充電電圧曲線は、充電末期のピーク点Ｃ
に達する前に、充電すべき二次電池の特性それ自身ある
いは充電回路の内外で発生する雑音の重畳に起因して、
擬似的なピーク点ＡあるいはＢの発生は避けられず、上
記した方法では何れも、これらを充電末期における真の
ピーク点Ｃであると誤認する問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, the charging voltage curve has a peak point C at the end of charging.
Before reaching, due to the characteristics of the secondary battery to be charged itself or the superposition of noise generated inside and outside the charging circuit,
The occurrence of pseudo peak points A or B is unavoidable, and there is a problem in any of the above-described methods that these are erroneously recognized as the true peak points C at the end of charging.
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであって、
雑音の重畳や充電特性それ自体の異常にかかわらず、充
電末期が確実に検知でき、過充電が未然に防止される充
電方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such a problem,
An object of the present invention is to provide a charging method in which the end of charging can be reliably detected irrespective of superimposition of noise or abnormality in the charging characteristics itself, and overcharging is prevented before it occurs.
本発明は更に、電池電圧が継続的に微小振動する場合
においても、電池電圧が滑らかな曲線として取り出せ、
安定した充電制御動作が行なえる充電方法を提供するこ
とを目的とする。The present invention further allows the battery voltage to be extracted as a smooth curve even when the battery voltage continuously vibrates minutely,
It is an object to provide a charging method capable of performing a stable charging control operation.
本発明は更にまた、比較的簡単な構成で、確実な制御
動作が行なえる充電回路を提供することを目的とする。Still another object of the present invention is to provide a charging circuit capable of performing a reliable control operation with a relatively simple configuration.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、二次電池を充電する際、第１図において実
線で示す電池電圧の測定値に、予め一定幅Ｎの許容枠を
設定し、測定された電池電圧が、一点鎖線で示す上限値
と二点鎖線で示す下限値の間を超えて変化すると、この
許容枠を電池電圧の変化方向へずらせて行き、許容枠の
実質的な上方への移動がない状態が、連続して所定時間
T3だけ持続したことが確認された段階で、所定の充電制
御動作に入ることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, when charging a secondary battery, an allowable frame having a predetermined width N is set in advance to a measured value of a battery voltage indicated by a solid line in FIG. If the voltage changes beyond the upper limit value indicated by the dashed line and the lower limit value indicated by the dashed line, the allowable frame is shifted in the direction of the change in the battery voltage, and the upward movement of the allowable frame substantially stops. No state continuously for a predetermined time
At the stage where it lasted only T 3 it is confirmed, characterized in that within a predetermined charge control operation.
上記した電池電圧の測定は、第２図に「Ｘ印」で示す
如く、微小な時間間隔δｔで離散的に行なうことが可能
で、その場合の許容枠の移動は、測定値の変化量の大小
にかかわらず、１回の測定時につき、測定時間間隔δｔ
に対応した所定の単位量づつ行なうことが好ましい。The above-described measurement of the battery voltage can be performed discretely at a minute time interval δt as shown by “X” in FIG. 2. In this case, the movement of the allowable frame is caused by the change of the measured value. Regardless of the size, measurement time interval δt per one measurement
It is preferable to carry out by a predetermined unit amount corresponding to
本発明にかかる充電回路は、第３図にその概略的な構
成を示す如く、商用交流電源11からパルス状の充電電流
を形成するインバータ回路16と、制御信号S1の入力と連
動して、二次電池４に流れる充電電流の大きさを変更可
能とする充電電流規制部22と、充電電流規制部22に制御
信号S1を送る制御部23とを備えている。Charging circuit according to the present invention, as shown the schematic configuration in FIG. 3, an inverter circuit 16 for forming a pulsed charging current from the commercial AC power source 11, in conjunction with the input of the control signal S 1, includes a charging current regulating unit 22, capable of changing the magnitude of the charging current flowing to the secondary battery 4, and a control unit 23 sending control signals S 1 to the charging current regulating unit 22.
上記した制御部23には更に、二次電池４の電池電圧を
デジタル量に変換するA/D変換部43と、電池電圧の最大
値を保持する記憶部45と、予め設定した時間が経過する
と、信号S0を発生するサブタイマ41と、A/D変換部43か
ら入力されている現在値と記憶部45の最大値とを比較
し、現在値が最大値を上廻るとサブタイマ41をリセット
するとともに記憶部45の最大値を上昇させ、現在値が最
大値より所定値Ｎを超えて下廻ると最大値を下降させる
比較部44と、サブタイマ41からの信号S0の入力と連動し
て、二次電池４に対する充電電流を遮断または十分小さ
く制限する制御信号S1を充電電流規制部22に送る制御信
号発生部42とを備えている。The control unit 23 further includes an A / D conversion unit 43 that converts the battery voltage of the secondary battery 4 into a digital amount, a storage unit 45 that holds the maximum value of the battery voltage, and a predetermined time that elapses. and subtimer 41 for generating a signal S 0, and compares the current value input from the a / D converter 43 and the maximum value of the storage unit 45, the current value is reset subtimer 41 when Uwamawaru the maximum value with increasing the maximum value of the storage unit 45, a comparing unit 44 where the current value lowers the Shitamawaru the maximum value exceeds a predetermined value N from the maximum value, in conjunction with the input of the signal S 0 from subtimer 41, and a control signal generating unit 42 sends a control signals S 1 to block or restrict sufficiently small charging current to the secondary battery 4 in the charging current regulating unit 22.
［作用」 上記した構成により、時刻t0に急速充電を開始し、充
電末期の時刻t3に電池電圧のピーク点Ｃに達したとする
と、それまで上昇していた許容枠の上方への移動は止ま
り、許容枠の上下限値を一定に維持したまま電池電圧は
下降を始め、時刻t31に電池電圧が許容枠の下限値を下
廻ると、それにつれて許容枠は逆に下方への移動を開始
する。かかる状態で、時刻t32からt33間の如く許容枠の
幅Ｎ以内の電池電圧の上昇があっても、許容枠の上方へ
の移行を吸収し、したがって、時刻t3から許容枠の上方
への移動がない状態が所定時間T3だけ持続したことを確
認した時刻t4に、例えば急速充電から補充電への所定の
充電制御動作に移行することにより、二次電池は過充電
することなく、満充電状態を維持するのである。[The effect "the above-described configuration, to begin fast charging time t 0, when the peaked point C of the battery voltage at the time t 3 of the end of charging, transfer to rise to have the upper allowable frame until it movement stops, the battery voltage while on maintaining the lower limit value to a constant acceptance frame begins to descend, the battery voltage when Shitamawaru the lower limit of the allowable frame at time t 31, to the allowable frame downward reversed as it To start. In this state, even if there is increase in the battery voltage within the width N of the acceptance frame as between t 33 from the time t 32, absorbs the transition to the upper allowable frame, therefore, the upper allowable frame from time t 3 At time t 4 when the state is not moved to it it was confirmed that lasted for a predetermined time T 3, for example by moving to a predetermined charge control operation of the auxiliary charge from rapid charging, the secondary battery be overcharged Instead, maintain a fully charged state.
ここで、充電初期における電池電圧の変動は大きく、
時刻t1の如く擬似的なピーク点Ａが発生することが多
い。しかしながら、時刻t1に下降を始めた電池電圧は時
刻t11に上昇に転じ、更に時刻t12に許容枠の上限値を超
えて上昇するが、時刻t1とt2間の時間T1を、上記した設
定時間のT3より十分小さく設定しておくことにより、ピ
ーク点Ａを真のピーク点Ｃと間違うことがない。Here, the fluctuation of the battery voltage in the initial stage of charging is large,
Often pseudo peak point A as the time t 1 is generated. However, the battery voltage started falling at time t 1 is turned upward at time t 11, rises beyond the upper limit of the allowable frame further time t 12, the time T 1 of the between times t 1 and t 2 by setting sufficiently smaller than T 3 set time as described above, never mistake the peak point a as the true peak point C.
また、時刻t2にピーク点Ｃの値を超えるパルス状の雑
音が重畳した場合は、その値がどれほど大きくとも、許
容枠の上限値が電池電圧の下降に従って低下し、電池電
圧の下降が停止してから、更に許容枠の幅Ｎだけ電池電
圧が上昇した時点t21である、時刻t2からT2後に真のピ
ーク点Ｃではないことが判断されるのである。Further, when the pulse-like noise which exceeds the value of the peak point C is superimposed on the time t 2, the even value no matter how large, decrease the upper limit value of the allowable frame according lowering of the battery voltage, lowering of the battery voltage stops from to is further by the width N of the acceptance frame is time t 21 where the battery voltage rises, the from time t 2 after T 2 is not a true peak point C is determined.
なお、充電にインバータ回路の様なパルス状の充電電
流を利用したり、充電電流自体をスイッチングにより変
更する場合は、第２図に示す如く、測定された電池電圧
それ自体の変動が激しいため、許容枠の幅Ｎを、電池電
圧の振動幅Ｍよりも十分大きく設定するとともに、所定
時間間隔δｔで電池電圧をサンプリングすることによ
り、電池電圧に重畳された振動は吸収され、電池電圧そ
れ自体の変化に対応した測定値が得られる。更に、許容
枠の移動を所定単位量づつ行なうことにより、定常的な
偏位値を超えるパルス状の雑音が抑圧され、電池電圧の
測定値は滑らかな変動として取り出せるのである。In the case where a pulsed charging current such as an inverter circuit is used for charging or the charging current itself is changed by switching, the measured battery voltage itself fluctuates greatly as shown in FIG. By setting the width N of the allowable frame to be sufficiently larger than the vibration width M of the battery voltage and sampling the battery voltage at a predetermined time interval δt, the vibration superimposed on the battery voltage is absorbed, and the battery voltage itself is absorbed. A measurement corresponding to the change is obtained. Further, by moving the tolerance frame by a predetermined unit amount, pulse-like noise exceeding a steady deviation value is suppressed, and the measured value of the battery voltage can be taken out as a smooth fluctuation.
［実施例］ 以下この発明を、単三型ニカド電池における充電専用
の装置に実施した一例に基づいて説明するがこれに限ら
ず、充電末期に電池電圧の上昇が停止する各種二次電池
の充電制御に実施できることは勿論である。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described based on an example in which the present invention is applied to a device dedicated to charging AA-size NiCd batteries. However, the present invention is not limited to this, and charging of various secondary batteries in which the rise in battery voltage stops at the end of charging. Needless to say, control can be performed.
本発明にかかる充電装置１は、第４図および第５図
（ａ）（ｂ）に示す如く、矩形扁平状の本体ケース２の
上面３側に、２本の二次電池４・４を挿脱自在に収納可
能な上方開口の電池室５を設けるとともに、該電池室５
の開口を蓋体６で開閉自在に覆っている。本体ケース２
の内部７には更に、第６図に示す充電回路８を収納する
とともに、本体ケース２の裏面９側から電源プラグ10を
出没自在に備え、該電源プラグ10を介して商用交流電源
11を充電回路８に接続可能としている。In the charging device 1 according to the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5 (a) and 5 (b), two secondary batteries 4.4 are inserted into the upper surface 3 of the rectangular flat main body case 2. A battery chamber 5 having an upper opening that can be detachably stored is provided.
Is opened and closed by a lid 6. Body case 2
Further, a charging circuit 8 shown in FIG. 6 is housed in the inside 7 of the main body case 2 and a power plug 10 is provided so as to be able to come and go from the back surface 9 side of the main body case 2.
11 can be connected to the charging circuit 8.
充電回路８は、蓋体６の閉止時に、該蓋体６の裏面に
備えた突起12の押圧でオンするメインスイッチ13を通じ
て入力された商用交流電圧11を整流回路14で全波整流し
たあと、温度ヒューズ15を介してインバータ回路16に印
加し、該インバータ回路16から出力されるパルス状の充
電電流を、充電電流制御回路20を用いて２本の二次電池
４に対して並列に供給する構成である。The charging circuit 8 performs full-wave rectification by the rectification circuit 14 on the commercial AC voltage 11 input through the main switch 13 that is turned on by pressing the projection 12 provided on the back surface of the lid 6 when the lid 6 is closed. The charging current is applied to the inverter circuit 16 via the thermal fuse 15 and the pulsed charging current output from the inverter circuit 16 is supplied to the two secondary batteries 4 in parallel using the charging current control circuit 20. Configuration.
インバータ回路16では、スイッチング用のトランジス
タ17で入力電圧を断続するとともにトランス18で降圧し
て、所定周波数のパルス状の充電電流を出力する。イン
バータ回路16は更に、トランジスタ17のベース端にスイ
ッチング素子19が接続されており、該スイッチング素子
19でベース端を間欠的にアースしてインバータ回路16の
発振動作を規制することにより、インバータ回路16から
の出力電流を、負荷の大小に対応して増減できる様にし
ている。In the inverter circuit 16, the input voltage is intermittently switched by the switching transistor 17, and the voltage is stepped down by the transformer 18 to output a pulsed charging current of a predetermined frequency. The inverter circuit 16 further includes a switching element 19 connected to a base end of the transistor 17, and the switching element
By intermittently grounding the base end at 19 to regulate the oscillation operation of the inverter circuit 16, the output current from the inverter circuit 16 can be increased or decreased according to the magnitude of the load.
充電電流制御回路20は、インバータ回路16から出力さ
れるパルス状の充電電流を全波整流する整流部21と、整
流部21から取り出された充電電流の二次電池４への供給
量を規制する充電電流規制部22と、各種制御動作を行な
う制御部23と、電池４の周囲温度を検知する温度検知部
24と、制御部23における制御状態を表示する表示部25と
から構成される。The charging current control circuit 20 regulates a rectifying unit 21 that performs full-wave rectification of the pulsed charging current output from the inverter circuit 16, and regulates a supply amount of the charging current extracted from the rectifying unit 21 to the secondary battery 4. A charging current regulating unit 22, a control unit 23 for performing various control operations, and a temperature detecting unit for detecting an ambient temperature of the battery 4
24, and a display unit 25 for displaying a control state in the control unit 23.
表示部25は、２つの発光ダイオード26・26を本体ケー
ス２の上面３側に配置した構成であって、電池室５に収
納された二次電池４の充電中に点灯し、充電が終了する
か異常があると、点滅して使用者に知らせる。The display unit 25 has a configuration in which the two light emitting diodes 26 are arranged on the upper surface 3 side of the main body case 2. The display unit 25 lights up while the secondary battery 4 stored in the battery chamber 5 is being charged, and the charging is completed. If there is an abnormality, it flashes to notify the user.
温度検知部24は、インバータ回路16からの出力電圧を
定電圧部27で安定化したものを、サーミスタ28と抵抗29
で分圧することにより、電池４の周囲温度に対応して増
減する信号を制御部23に供給可能としたものであって、
充電時の温度変化に対応した充電制御動作が行なえる様
にしている。The temperature detecting section 24 stabilizes the output voltage from the inverter circuit 16 by the constant voltage section 27, and outputs the temperature to the thermistor 28 and the resistor 29.
By dividing the voltage, a signal that increases or decreases according to the ambient temperature of the battery 4 can be supplied to the control unit 23.
A charge control operation corresponding to a temperature change during charging can be performed.
充電電流規制部22は、同一構成のものが２組あって、
各二次電池４に対して１組づつ配設することにより、充
電条件の異なる２本の二次電池４・４を個別に充電制御
できる様に構成している。各充電電流規制部22はスイッ
チング用トランジスタ30を備え、コレクタ側に接続した
ダイオード31を介して二次電池４に充電電流を供給可能
とするとともに、ベース端に接続部23から制御信号を印
加することにより、該トランジスタ30を適宜オンオフし
て、二次電池４に流れる充電電流の量を増減あるいは停
止できる様にしている。更に、二次電池４のプラス極と
整流部21の出力側を高抵抗32で接続するとともに、この
接続端を接続部23に繋ぐことにより、電池４が電池室５
に正常に挿入された場合は1.45V以下の電池電圧が制御
部23に入力され、電池４が挿入されていない場合はイン
バータ回路16からの出力電圧がそのまま制御部23に入力
され、電池４の有無および電池電圧が直接的に検知でき
る様にしている。The charging current regulating unit 22 has two sets of the same configuration,
By arranging one set for each rechargeable battery 4, two rechargeable batteries 4 with different charging conditions can be individually controlled for charge. Each charging current regulating unit 22 includes a switching transistor 30 to supply a charging current to the secondary battery 4 via a diode 31 connected to the collector side, and to apply a control signal from the connecting unit 23 to the base end. Thus, the transistor 30 is turned on and off as appropriate, so that the amount of charging current flowing through the secondary battery 4 can be increased or decreased or stopped. Further, the positive electrode of the secondary battery 4 and the output side of the rectifier 21 are connected by a high resistance 32, and this connection end is connected to the connection 23, so that the battery 4
When the battery is inserted normally, the battery voltage of 1.45 V or less is input to the control unit 23. When the battery 4 is not inserted, the output voltage from the inverter circuit 16 is directly input to the control unit 23, and The presence / absence and battery voltage can be directly detected.
制御部23はワンチップマイコンが使用され、ROM内に
記憶されたプログラムによってその動作が規制されるも
のであって、ソフト的に第３図の様な機能回路が構成さ
れる。すなわち、充電容量がゼロの状態から満充電とな
るまでに必要とする最長の充電時間に対応する、設定時
間が長いメインタイマ40と、充電末期を検知するため
の、設定時間が短いサブタイマ41とを備え、どちらか一
方のタイマがタイムアップすると、制御信号発生部42か
ら所定の制御信号S1を充電電流規制部22に送って二次電
池４の充電電流を制限し、急速充電状態から補充電状態
へと移行させるものである。The control unit 23 uses a one-chip microcomputer, and its operation is regulated by a program stored in a ROM, and a functional circuit as shown in FIG. 3 is configured in software. That is, the main timer 40 has a long set time corresponding to the longest charge time required from the state where the charge capacity is zero to the full charge, and the sub-timer 41 has a short set time for detecting the end of charge. comprising a, when either timer times from the control signal generating unit 42 sends a predetermined control signals S 1 to the charging current restricting unit 22 restricts the charging current of the secondary battery 4, complement the rapid charging state This is to shift to a charged state.
ここで、制御部23へ入力された二次電池４の電池電圧
は、第２図において「Ｘ印」で示す如く、一定の微小時
間間隔δｔでA/D変換部43においてサンプリングされ、
１デジットが7mVのデジタル信号に変換されたあと比較
部44に入力され、記憶部45に予め記憶しておいた最大値
とその値の大小が比較される。Here, the battery voltage of the secondary battery 4 input to the control unit 23 is sampled by the A / D conversion unit 43 at a fixed minute time interval δt as shown by “X” in FIG.
After one digit is converted into a 7 mV digital signal, it is input to the comparing unit 44, and the maximum value previously stored in the storage unit 45 is compared with the value of the maximum value.
比較部44は、現在入力されている測定値が、記憶部45
に格納されている最大値より、少なくとも１デジット以
上大きいことを判断すると、上記したサブタイマ41をリ
セットしてカウント値をゼロに戻すとともに、記憶部45
に記憶している最大値を更新する。逆に現在値が最大値
より小さい場合は、更に予め設定したデジット数Ｎを下
廻って小さい場合に限って、記憶部45の最大値の下方側
への更新動作を行なうことにより、電池電圧に微小な振
動が加わり、測定値の変動が大きい場合にも、記憶部45
に記憶してある最大値に注目することにより、一点鎖線
で示す如く、電池電圧の上昇および下降傾向に一致した
滑らかな変動としてとりだされる。従って、サブタイマ
ー41で予め設定した５分程度の時間T3を計時し終えるこ
とにより、最大値が上方へ更新されない状態が所定時間
T3を超えて持続していることが確認され、第１図に示す
充電楽器のピーク点Ｃを経過したことが判定されるので
ある。The comparison unit 44 stores the currently input measurement value in the storage unit 45.
When it is determined that the value is at least one digit greater than the maximum value stored in the sub-timer 41, the sub-timer 41 is reset to return the count value to zero, and the storage unit 45
The maximum value stored in is updated. Conversely, when the current value is smaller than the maximum value, the updating operation of the storage unit 45 to the lower side of the maximum value is performed only when the current value is smaller than the preset number of digits N, so that the battery voltage is slightly reduced. Even if a large vibration is applied and the measured value fluctuates greatly,
By paying attention to the maximum value stored in the memory cell, a smooth change corresponding to the rising and falling tendency of the battery voltage is taken out as shown by the dashed line. Therefore, by finishes counting the time T 3 of about 5 minutes which is set in advance by the sub-timer 41, a state in which the maximum value is not updated upward predetermined time
Which it is confirmed that sustained beyond T 3, it is the be passed the peak point C of the charging instrument shown in Figure 1 is determined.
次に、第７図に示す流れ図に従って、上記した充電装
置１における制御動作を更に詳細に説明する。Next, the control operation in the charging device 1 will be described in more detail with reference to the flowchart shown in FIG.
蓋体６を閉じてメインスイッチ13をオンした状態で、
電源プラグ10をコンセントに差し込むと、インバータ回
路16が始動して所定の電圧を出力すると同時に制御部23
にリセットがかかり、制御部23の動作が開始する。先
ず、ステップ51で各種初期設定をおこなうとともに、電
池電圧が安定するまで所定の待ち時間を設けたあと、ス
テップ52に移って、電池室５への電池挿入の有無を調べ
る。かかるステップ52で、入力電圧の大きさが1.45V以
上であることが判断されると、電池４が挿入されること
なく通電されたものと判断し、直ちにステップ53に移っ
て表示部25のLED26を点滅することによりかかる状態を
知らせる。With the lid 6 closed and the main switch 13 turned on,
When the power plug 10 is inserted into the outlet, the inverter circuit 16 starts and outputs a predetermined voltage, and at the same time, the control unit 23
Is reset, and the operation of the control unit 23 starts. First, various initial settings are performed in step 51, and after a predetermined waiting time is provided until the battery voltage is stabilized, the process proceeds to step 52 to check whether a battery is inserted into the battery chamber 5. If it is determined in step 52 that the magnitude of the input voltage is 1.45 V or more, it is determined that the battery 4 has been energized without being inserted, and the process immediately proceeds to step 53 in which the LED 26 of the display unit 25 is turned on. This condition is indicated by blinking.
ステップ52で電池４の存在が確認されると、表示部25
のLED26を点灯して充電が開始されたことを表示する
（ステップ53）。次にステップ54で、メインタイマ40が
充電電流の大きさに対応した、例えば35分程度の時間を
カウントし終えたか否かを調べ、所定の時間が経過した
ことを確認すると、ステップ55に移り、LED26を点滅し
て充電が終了したことを表示するとともに、ステップ56
の補充電に移行する。When the presence of the battery 4 is confirmed in step 52, the display 25
LED 26 is turned on to indicate that charging has started (step 53). Next, in step 54, it is checked whether or not the main timer 40 has finished counting the time corresponding to the magnitude of the charging current, for example, about 35 minutes.If it is confirmed that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step 55. Flashes the LED 26 to indicate that charging is complete,
It shifts to supplementary charging of.
一方、ステップ54の判定がNOであると、周囲温度の大
小に対応した処理工程に移る。すなわち、充電時におけ
る電池電圧は周囲温度が下降するほど上昇し、電池電圧
の異常を検知する場合も、温度の高低に対して異なった
基準電圧を必要とする。また、周囲温度が０℃を下廻っ
た状態において大電流による充電を行なうと、電池特性
の劣化をもたらす虞れがある。そこでステップ60・61に
おいて、電池４の周囲温度を、例えば常温である25℃以
上と、25℃から０℃の間および０℃以下の３つの場合に
分類し、更にステップ62〜64で電池電圧の異常を調べ、
異常が発見されると、ステップ53に移って充電を停止す
る。更に、温度が０℃以下の場合はステップ65で、充電
電流をステップ66における正常な場合の半分程度に低下
させたのち、ステップ67から始まる充電末期の検知工程
に移る。On the other hand, if the determination in step 54 is NO, the process shifts to a process corresponding to the magnitude of the ambient temperature. That is, the battery voltage at the time of charging increases as the ambient temperature decreases, and even when an abnormality in the battery voltage is detected, a different reference voltage is required depending on the temperature. Further, if charging is performed with a large current in a state where the ambient temperature is lower than 0 ° C., there is a possibility that battery characteristics may be deteriorated. Therefore, in Steps 60 and 61, the ambient temperature of the battery 4 is classified into three cases, for example, a normal temperature of 25 ° C. or more, between 25 ° C. and 0 ° C., and 0 ° C. or less. Check for abnormalities,
If an abnormality is found, the process proceeds to step 53 and charging is stopped. Further, when the temperature is 0 ° C. or lower, the charging current is reduced to about half of the normal case in step 66 in step 65, and then the process proceeds to the end-of-charging detection process starting from step 67.
先ずステップ67で、電池電圧の現在値と記憶部45に記
憶されている最大値との比較を行ない、最大値を少なく
とも１デジット分超えたことが確認されると、ステップ
68に移ってサブタイマ41をリセットするとともに、記憶
部45に記憶している最大値を１デジット分だけ増加させ
（ステップ69）たのち、ステップ64に戻る。First, at step 67, a comparison is made between the current value of the battery voltage and the maximum value stored in the storage unit 45, and when it is confirmed that the maximum value has been exceeded by at least one digit, the step
The subroutine 41 is reset in step 68, and the maximum value stored in the storage unit 45 is increased by one digit (step 69). Then, the process returns to step 64.
逆にステップ67で、現在値が最大値と同一か下廻った
ことが判断されると、更にステップ70において、現在値
が最大値よりどれだけ下廻ったかを調べる。ここで、両
者の差がＮ（本実施例では、７デジット分の49mV）以上
あることが判断されると、ステップ71で記憶部45の最大
値を１デジット分だけ低下させ、更にステップ72でサブ
タイマ41を単位時間だけ進める。次のステップ73で、サ
ブタイマ41が例えば５分をカウントし終えたことが確認
されると、充電末期のピーク点Ｃを超えたものと判断
し、表示部25のLED26を点滅して急速充電の終了を表示
する（ステップ55）とともに、充電電流を十分絞った補
充電に移行する（ステップ56）のである。Conversely, if it is determined in step 67 that the current value is equal to or less than the maximum value, then in step 70 it is checked how much the current value has fallen below the maximum value. Here, if it is determined that the difference between them is N or more (49 mV for 7 digits in this embodiment), the maximum value of the storage section 45 is reduced by 1 digit in step 71, and further in step 72. The sub timer 41 is advanced by a unit time. In the next step 73, when it is confirmed that the sub-timer 41 has finished counting, for example, 5 minutes, it is determined that the peak point C at the end of charging has been exceeded, and the LED 26 of the display unit 25 flashes to flash charging. In addition to displaying the end (step 55), the process shifts to auxiliary charging in which the charging current is sufficiently reduced (step 56).
なお、現在値が最大値を超えると直ちにサブタイマ41
をリセットするのではなく、サブタイマ41が一定時間を
カウントした後における１デジット分の上昇について
は、次の１デジットの上昇があるまでリセットを保留す
ることにより、ピーク点Ｃを超えた後における、パルス
性のノイズに起因する、ピーク点Ｃを経過したことの判
断遅れが可及的に短縮される。When the current value exceeds the maximum value, the sub timer 41
Instead of resetting, the rise of one digit after the sub-timer 41 counts a certain time is suspended until the next rise of one digit, so that after the peak point C, The delay in determining that the peak point C has passed due to the pulse noise is reduced as much as possible.
また、許容枠の幅Ｎおよびサブタイマ41における計時
時間T3などの各種常数は、適用する充電回路の条件に対
応して、適宜変更して実施されるものであり、また、充
電末期の検知後に行なわれる充電制御動作も、補充電に
限らず、直ちに電流を遮断するなど、変更して実施でき
ることは勿論である。Also, various constants, such as the counting time T 3 in the width N and subtimer 41 of acceptance frame, corresponding to the condition of the charging circuit to be applied are those carried out by appropriately changing, also, after the detection of the end of charge The charge control operation to be performed is not limited to the supplementary charge, and can be changed and executed immediately, for example, by immediately interrupting the current.
［発明の効果］ 本発明は上記の如く、充電電圧の測定値に一定幅Ｎの
許容枠を設定し、この許容枠の上方への移動がない状態
が所定時間持続すると、充電末期であると判断して所定
の充電規制動作に入ることにより、雑音の重畳や充電特
性それ自体の異常にかかわらず、充電末期が確実に検知
でき、過充電が未然に防止される。[Effects of the Invention] As described above, the present invention sets an allowable frame having a fixed width N for the measured value of the charging voltage, and if a state in which there is no upward movement of the allowable frame for a predetermined time continues, it is determined that the end of charging is reached. By judging and entering the predetermined charging regulation operation, the end of charging can be reliably detected irrespective of superposition of noise or abnormality of the charging characteristics itself, and overcharging is prevented beforehand.
更に、測定値の変化量の大小にかかわらず、許容枠の
移動を所定単位量づつに規制することにより、電池電圧
が継続的に微小振動するとともに、パルス状の雑音が重
畳する場合においても、電池電圧の変化が比較的滑らか
な曲線として取り出せ、安定した充電末期の検知動作が
行なえる。Further, regardless of the magnitude of the change in the measured value, by regulating the movement of the allowable frame by a predetermined unit amount, the battery voltage continuously vibrates minutely, and even when pulse-like noise is superimposed, The change in the battery voltage can be taken out as a relatively smooth curve, and a stable end-of-charge detection operation can be performed.
また、上記した方法を充電回路に実施した場合は、比
較的簡単な構成で、確実な充電制御動作が可能となる。Further, when the above method is applied to a charging circuit, a reliable charging control operation can be performed with a relatively simple configuration.
第１図および第２図は本発明にかかる充電方法を説明す
るための波形図であって、第１図は充電時間の経過に対
する電池電圧および許容枠の変動傾向を、波形の一部を
拡大して示したものであり、第２図は第１図におけるピ
ーク点Ｃ部分を更に拡大して詳細に示している。 第３図は本発明にかかる充電回路の概略的な構成を示す
ブロック図である。 第４図ないし第７図は本発明を充電装置に実施した一例
であって、 第４図は外観形状を示す斜視図、 第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図であって、第
５図（ａ）は蓋体を開いた状態、第５図（ｂ）は蓋体を
閉じて電源プラグを引き出した状態を各々示す。 第６図は充電回路の電気回路図、 第７図は制御部における動作の手順を説明する流れ図で
ある。 ２……本体ケース、 ４……二次電池、 ６……蓋体、 11……商用交流電源、 16……インバータ回路、 20……充電電流制御回路、 22……充電電流規制部、 23……制御部、 25……表示部、 40……メインタイマ、 41……サブタイマ、 42……制御信号発生部、 43……A/D変換部、 44……比較部、 45……記憶部。FIGS. 1 and 2 are waveform diagrams for explaining a charging method according to the present invention. FIG. 1 is an enlarged view of a part of a waveform showing a change tendency of a battery voltage and a tolerance frame with the passage of charging time. FIG. 2 shows the peak point C portion in FIG. 1 in further enlarged detail. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a charging circuit according to the present invention. 4 to 7 show an example in which the present invention is applied to a charging apparatus. FIG. 4 is a perspective view showing an external shape, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along line VV in FIG. FIG. 5 (a) shows a state where the lid is opened, and FIG. 5 (b) shows a state where the lid is closed and the power plug is pulled out. FIG. 6 is an electric circuit diagram of the charging circuit, and FIG. 7 is a flowchart for explaining an operation procedure in the control unit. 2 ... body case, 4 ... rechargeable battery, 6 ... lid, 11 ... commercial AC power supply, 16 ... inverter circuit, 20 ... charging current control circuit, 22 ... charging current regulating section, 23 ... ... Control unit, 25 ... Display unit, 40 ... Main timer, 41 ... Sub timer, 42 ... Control signal generation unit, 43 ... A / D conversion unit, 44 ... Comparison unit, 45 ... Storage unit.
Claims (3)
し、この測定値の大小に対応して所定の充電制御動作を
行なう充電方法において、 上記した電池電圧の測定値に予め一定幅Ｎの許容枠を設
定し、 測定された電池電圧が、許容枠の上限値または下限値を
超えて変化すると、この許容枠を電池電圧の変化方向へ
ずらせて行き、 許容枠の実質的な上方への移動がない状態が所定時間持
続したことが確認されると、 所定の充電制御動作に入ることを特徴とする二次電池の
充電方法。1. A charging method for measuring a battery voltage at the time of charging a secondary battery and performing a predetermined charge control operation in accordance with the magnitude of the measured value. If the measured battery voltage changes beyond the upper limit or lower limit of the tolerance frame, the tolerance frame is shifted in the direction of the battery voltage change, and the battery voltage rises substantially above the tolerance frame. A method of charging a secondary battery, wherein it is determined that a state in which no movement has occurred has been maintained for a predetermined time.
隔で離散的に行なわれるものであって、 許容枠の移動は、測定値の変化量の大小にかかわらず、
１回の測定時につき、測定時間間隔に対応した所定の単
位量づつ行なわれる請求項１記載の充電方法。2. The battery voltage measurement described above is performed discretely at minute time intervals. The movement of the allowable frame is performed regardless of the amount of change in the measured value.
2. The charging method according to claim 1, wherein a predetermined unit amount corresponding to a measurement time interval is performed for each measurement.
流を形成するインバータ回路（16）と、 制御信号の入力と連動して、二次電池（４）に流れる充
電電流の大きさを変更可能とする充電電流規制部（22）
と、 充電電流規制部（22）に制御信号を送る制御部（23）と
を備え、 この制御部（23）に、 二次電池（４）の電池電圧をデジタル量に変換するA/D
変換部（43）と、 電池電圧の最大値を記憶する記憶部（45）と、 予め設定した時間が経過すると、所定の信号を発生する
サブタイマ（41）と、 A/D変換部（43）から入力されている現在値と記憶部（4
5）に保持されている最大値とを比較し、現在値が最大
値を上廻るとサブタイマ（41）をリセットするとともに
記憶部（45）の最大値を上昇させ、現在値が最大値より
設定値Ｎを超えて下廻ると最大値を下降させる比較部
（44）と、 サブタイマ（41）からの信号入力と連動して、充電電流
を遮断または十分小さく制限する制御信号を充電電流規
制部（22）に送る制御信号発生部（42）とを備えたこと
を特徴とする充電回路。3. An inverter circuit (16) for forming a pulse-like charging current from a commercial AC power supply (11), and the magnitude of the charging current flowing through the secondary battery (4) in conjunction with the input of a control signal. Charge current regulator that can be changed (22)
And a control unit (23) for sending a control signal to the charging current regulating unit (22). The control unit (23) has an A / D for converting the battery voltage of the secondary battery (4) into a digital amount.
A conversion unit (43); a storage unit (45) for storing the maximum value of the battery voltage; a sub-timer (41) for generating a predetermined signal when a preset time has elapsed; and an A / D conversion unit (43) The current value input from the storage unit (4
Compare with the maximum value stored in 5), and if the current value exceeds the maximum value, reset the sub timer (41) and raise the maximum value in the storage unit (45), and set the current value from the maximum value The control signal (44), which lowers the maximum value when the value falls below the value N, and a control signal that cuts off or limits the charging current to a sufficiently small value in conjunction with the signal input from the sub-timer (41). 22. A charging circuit, comprising: a control signal generation unit (42) for sending the control signal to a control unit (22).
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| JP2053950A JP2879158B2 (en) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | Rechargeable battery charging method and charging circuit |
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| JPH03256538A JPH03256538A (en) | 1991-11-15 |
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