JP3226731B2 - リチウムイオン電池の充電装置 - Google Patents
リチウムイオン電池の充電装置Info
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Description
タのバッテリとして利用されるリチウムイオン電池の充
電装置に関する。
リとして利用される2次電池としては、ニッケルカドニ
ウム電池が主流であったが、その後、ニッケル水素電池
が使用され、最近では、それらニッケルカドニウム電池
およびニッケル水素電池よりもエネルギー密度の高く、
且つメモリ効果が少ないリチウムイオン電池が利用され
始めている。リチウムイオン電池のための従来の充電装
置の構成を図9に示す。
ウムイオン電池2を充電する。電源装置1の出力特性
は、図11の通りである。3はトリクル充電装置であ
り、リチウムイオン電池2が規定電圧以下の場合のトリ
クル充電、または満充電後の補充電に使用される。4は
充電制御装置であり、電圧測定装置6で測定した値が規
定電圧以下の場合に充電切り替え装置5を制御してトリ
クル充電を行い、また電流測定装置7で測定した値に基
づいて満充電を検出すると、充電切り替え装置5を制御
して補充電を行う。
電池2の充電動作を図10を参照して説明する。充電開
始時にリチウムイオン電池2の電池電圧が規定電圧値
(Vth)よりも高い場合には、充電制御部4によって
充電切り替え装置5が電源1側に切り替えられ、最初に
例えば2Aの定電流充電が行われる。リチウムイオン電
池2の電池電圧が上がって、その電池電圧が充電最大電
圧に達すると、例えば12Vの定電圧充電に切り替え
る。電池の満充電は、定電圧充電時の充電電流を測定
し、規定電流値以下ならば満充電としていた。さらに、
満充電の後には、充電制御部4によって充電切り替え装
置5がトリクル充電装置3側に切り替えられ、これによ
って、充電容量が減らないように補充電が行われる。
の電池電圧が規定電圧値(Vth)以下の場合には、充
電制御部4によって充電切り替え装置5がトリクル充電
装置3側に切り替えられる。これにより、急速充電では
なく、トリクル充電が行われる。
補充電または電池電圧が低い場合のトリクル充電のため
に、電源装置からトリクル充電装置への切り替えを行う
ための制御が必要であり、そのために充電装置の構成が
複雑化される欠点があった。
もので、特段の制御機構を設けることなく、電源装置の
出力特性によって満充電後の補充電または電池電圧が低
い場合のトリクル充電を自動的に実行することができる
充電装置を提供することを目的とする。
るリチウムイオン電池の充電装置は、定電流電源回路
と、出力電流値が所定値以下の時は出力電流値(i)の
変化量(di)に対する出力電圧値(v)の変化量(d
v)を示す値が正(dv/di > 0)であり、出力
電流値が所定値を越えた時は出力電流値(i)の変化量
(di)に対する出力電圧値(v)の変化量(dv)を
示す値が負(dv/di < 0)となる出力特性を有
する定電圧電源回路とを具備し、この定電圧電源の出力
特性を用いてリチウムイオン電池を補充電できるように
したことを特徴とする。
による定電圧充電動作によってリチウムイオン電池が満
充電になると、電流が流れなくなるので、定電圧電源回
路の出力特性は、dv/di < 0の特性からdv/
di > 0の特性に自動的に切り替わる。この後、自
己放電などによってリチウムイオン電池の電池電圧が低
下されると、dv/di > 0の特性で充電が開始さ
れる。この充電動作はリチウムイオン電池が満充電にな
るまで行われる。以降、リチウムイオン電池の電池電圧
が低下される度に、dv/di > 0の特性による充
電動作が実行される。よって、dv/di > 0の特
性によって比較的制限された電流値で充電動作を間欠的
に行うことができ、特段の制御機構を設けることなく、
満充電後の補充電を自動的に行うことが可能となる。
値が所定値以下の時は出力電流値(i)の変化量(d
i)に対する出力電圧値(v)の変化量(dv)を示す
値が正(dv/di > 0)で、且つ出力電流値が第
1の値よりも小さく制限され、出力電圧値が前記所定値
を越えた時は出力電流値が前記第1の値の定電流となる
出力特性を有するものを使用できる。
圧が低い時には自動的に電流を下げて充電することがで
きる。したがって、特段の制御機構を設けることなく、
電池電圧が低い場合のトリクル充電も自動的に実行する
ことができる。
値が所定値以下の時は出力電流値が第1の値に規定さ
れ、前記出力電圧値が前記所定値を越えた時は出力電流
値が前記第1の値よりも大きい第2の値に規定される出
力特性を有するものを使用することも出来る。
圧が低い時には自動的に電流を下げて充電することがで
きる。したがって、特段の制御機構を設けることなく、
電池電圧が低い場合のトリクル充電も自動的に実行する
ことができる。
明する。図1には、この発明の一実施例に係る充電装置
の構成が示されている。この充電装置は、パーソナルコ
ンピュータのバッテリとして使用されるリチウムイオン
電池12を充電するためのものであり、パーソナルコン
ピュータの電源回路の一部を構成するものである。
置1と同様に、定電流電源回路と定電圧電源回路とを含
み、最初は定電流電源回路によって定電流(I2)でリ
チウムイオン電池12を充電し、リチウムイオン電池1
2の電池電圧が所定電圧に達いると、定電圧電源回路に
よる定電圧充電に切り替われるものであるが、定電圧電
源回路は、図示のように、出力電流値が所定値(I1)
以下の時は出力電流値(i)の変化量(di)に対する
出力電圧値(v)の変化量(dv)を示す値が正(dv
/di > 0)であり、出力電流値が所定値(I1)
を越えた時は出力電流値(i)の変化量(di)に対す
る出力電圧値(v)の変化量(dv)を示す値が負(d
v/di < 0)となる出力特性を有している。
電は、dv/di > 0の出力特性部を用いて行われ
る。以下、図2を参照して、図1の充電装置の動作を説
明する。
オン電池12の電池電圧が高くなると、dv/di <
0の特性の定電圧充電に切り替わる。リチウムイオン
電池12の電池電圧がVbat1に達すると、リチウム
イオン電池12は満充電状態となる。リチウムイオン電
池12が満充電状態では、充電電流が流れなくなる。
圧は、自己放電などによってVbat1から徐々に低下
される。リチウムイオン電池12の電池電圧がVbat
2に達すると、dv/di > 0の特性の定電圧充電
が再開される。これにより、リチウムイオン電池12の
電池電圧がVbat1に達すると、リチウムイオン電池
12は再び満充電状態となる。
圧がVbat2まで低下すると、dv/di > 0の
特性の定電圧充電が再び行われる。このように、リチウ
ムイオン電池12の満充電後においては、そのリチウム
イオン電池12の電池電圧がVbat2に低下される度
にdv/di > 0の特性による充電動作が実行され
るので、dv/di > 0の特性によって比較的制限
された電流値(< I1)で補充電を行うことが可能と
なる。
チウムイオン電池12に電圧を印加し続ける場合に比
し、リチウムイオン電池12の劣化を防止できる。この
電源装置11の出力特性は、例えば、dv/di >
0の特性を持つ定電圧回路と、dv/di < 0の特
性を持つ定電圧回路を組み合わせることによって実現す
ることができる。電源装置11の具体的な実現例を図3
および図4に示す。
回路を直列接続して電源装置11を構成し、また図4は
図示のような出力特性を持つ定電圧回路を直列接続によ
ってNPNトランジスタのベース電流を制御する事によ
って電源装置11を構成したものである。
電装置の構成が示されている。この充電装置の電源21
は、トリクル充電と急速充電を自動的に切り替えるため
のものであり、図示のように、出力電圧値が所定値(V
bat1)以下の時は出力電流値(i)の変化量(d
i)に対する出力電圧値(v)の変化量(dv)を示す
値が正(dv/di > 0)の出力特性を有してお
り、出力電圧値が所定値(Vbat1)を越えると、電
流値I1の定電流充電を行う。以下、図6を参照して、
図5の充電装置の動作を説明する。
at1以下の場合には、電源21は、電流値I1未満の
電流値でリチウムイオン電池12をトリクル充電する。
この場合の充電電流の値はリチウムイオン電池12の電
池電圧によって決定され、リチウムイオン電池12の電
池電圧が低い程、充電電流の値も小さくなる。この後、
リチウムイオン電池12の電池電圧がVbat1を越え
ると、I1の定電流で急速充電が行われる。
池電圧が低い時には自動的に電流を下げて充電すること
ができる。したがって、特段の制御機構を設けることな
く、電池電圧が低い場合のトリクル充電を自動的に実行
することができる。
電装置の構成が示されている。この充電装置の電源31
は、図5の電源装置21と同様に、トリクル充電と急速
充電を自動的に切り替えるためのものであり、図示のよ
うに、出力電圧値が所定値(Vbat1)以下の時は出
力電流値がI1に規定され、出力電圧値がVbat1を
越えた時は出力電流値がI1の値よりも大きいI2に規
定される出力特性を有している。以下、図8を参照し
て、図7の充電装置の動作を説明する。
at1以下の場合には、電源21は、電流値I1の定電
流でリチウムイオン電池12をトリクル充電する。この
後、リチウムイオン電池12の電池電圧がVbat1を
越えると、電流値I2の定電流で急速充電が行われる。
ウムイオン電池12の電池電圧が低い時には自動的に電
流を下げて充電することができる。したがって、特段の
制御機構を設けることなく、電池電圧が低い場合のトリ
クル充電を自動的に実行することができる。
電源回路として図5または図7の特性を持つ電源回路を
使用すれば、満充電後の補充電だけでなく、電池電圧が
低い場合のトリクル充電も自動的に行うこともできる。
ば、特段の制御機構を設けることなく、電源装置の出力
特性によって満充電後の補充電または電池電圧が低い場
合のトリクル充電を自動的に実行することができ、回路
構成の簡単化を図ることが可能となる。
その出力特性を示す図。
図。
図。
その出力特性を示す図。
その出力特性を示す図。
特性を示す図。
置、4…充電制御部、5…充電切り替え装置、12…リ
チウムイオン電池。
Claims (4)
- 【請求項1】 定電流電源回路と、 出力電流値が所定値以下の時は出力電流値(i)の変化
量(di)に対する出力電圧値(v)の変化量(dv)
を示す値が正(dv/di > 0)であり、出力電流
値が所定値を越えた時は出力電流値(i)の変化量(d
i)に対する出力電圧値(v)の変化量(dv)を示す
値が負(dv/di < 0)となる出力特性を有する
定電圧電源回路とを具備し、 この定電圧電源の出力特性を用いてリチウムイオン電池
を補充電できるようにしたことを特徴とするリチウムイ
オン電池の充電装置。 - 【請求項2】 前記定電圧電源回路は、 出力電流値(i)の変化量(di)に対する出力電圧値
(v)の変化量(dv)を示す値が負(dv/di <
0)となる出力特性を有する第1の定電圧回路と、出
力電流値(i)の変化量(di)に対する出力電圧値
(v)の変化量(dv)を示す値が正(dv/di >
0)となる出力特性を有する第2の定電圧回路とを具
備することを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン
電池の充電装置。 - 【請求項3】 前記定電流電源回路は、出力電圧値が所
定値以下の時は出力電流値(i)の変化量(di)に対
する出力電圧値(v)の変化量(dv)を示す値が正
(dv/di > 0)で、且つ出力電流値が第1の値
よりも小さく制限され、出力電圧値が前記所定値を越え
た時は出力電流値が前記第1の値の定電流となる出力特
性を有することを特徴とする請求項1記載のリチウムイ
オン電池の充電装置。 - 【請求項4】 前記定電流電源回路は、出力電圧値が所
定値以下の時は出力電流値が第1の値に規定され、前記
出力電圧値が前記所定値を越えた時は出力電流値が前記
第1の値よりも大きい第2の値に規定される出力特性を
有することを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン
電池の充電装置。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP23579294A JP3226731B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | リチウムイオン電池の充電装置 |
US08/395,504 US5694021A (en) | 1994-02-28 | 1995-02-27 | System for executing charge control of a secondary battery and detecting the capacitance thereof |
US08/904,311 US5831412A (en) | 1994-02-28 | 1997-07-31 | System for executing charge control of a secondary battery and detecting the capacitance thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23579294A JP3226731B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | リチウムイオン電池の充電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08103031A JPH08103031A (ja) | 1996-04-16 |
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ID=16991332
Family Applications (1)
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JP4499966B2 (ja) * | 2001-09-14 | 2010-07-14 | 株式会社リコー | 二次電池の充電回路 |
JP3926699B2 (ja) * | 2002-07-30 | 2007-06-06 | 株式会社リコー | 二次電池の充電装置及びその充電方法 |
JP4721295B2 (ja) * | 2008-09-29 | 2011-07-13 | 富士通株式会社 | 半導体集積回路装置 |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP23579294A patent/JP3226731B2/ja not_active Expired - Fee Related
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