JP3707086B2

JP3707086B2 - Charger

Info

Publication number: JP3707086B2
Application number: JP31077094A
Authority: JP
Inventors: 昌樹池田; 澄夫和田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: JPH08167431A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、充電のためのパラメータを記憶したメモリを一体で備えた被充電電池に対し、上記メモリにアクセスしてパラメータを読み取り、このパラメータに従って充電を行う充電器に係り、特に、装着された被充電電池側の状態や、被充電電池の種別に関わりなく充電するようにした充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池として、従来、Ｎｉ−ＣｄやＮｉ−ＭＨ等のニッケル系、その他の電池が知られており、さらに近年、電気量を多く取り出し得るリチウム電池が市販されるに至っている。
【０００３】
一方、リチウム電池は、その可逆性乃至は長寿命を維持するべく、特に充電時において過充電を防止するべく厳しい条件が要求されており、そのために、リチウム電池のパック内には、充電の際に必要な諸元、すなわち充電のためのパラメータを記憶したＲＯＭが内蔵されている。そして、リチウム電池を充電するための充電器は、上記ＲＯＭ内のパラメータを読み取り、そのパラメータに従って充電制御を行うようになされた専用のものが使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リチウム専用の充電器では、市販されている各種の二次電池に対しては利用できず、汎用性の点で欠けている。一方、例えばニッケル系の電池を充電する充電器ではリチウム電池の充電を行うことは出来ず、同様に有効利用の点で問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、リチウム電池の充電を可能にするとともに、異種の二次電池をも充電し得る、汎用性ある充電装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
また、本発明は、リチウム電池の充電に際して、充電のためのパラメータが読み取れない場合にも、充電を可能とする充電装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、充電のためのパラメータを記憶したメモリを一体で備えたリチウム電池である被充電電池に対し、上記メモリにアクセスしてパラメータを読み取り、このパラメータに従って充電を行う充電器において、装着された被充電電池に対して上記メモリへのアクセスを試み、メモリからのパラメータの読み出しが可能か否かを判別する判別手段と、上記判別手段による判別の結果、上記メモリからの読み出しが不可能な場合、上記装着された被充電電池が上記リチウム電池ではないか、又は接触不良により上記パラメータを読み取ることができないものと判断し、リチウム電池の条件とリチウム電池以外の電池の条件とを共に満足する充電のためのパラメータを独自に作成するパラメータ作成手段とを備えたものである（請求項１）。
【０００８】
また、上記パラメータ作成手段は、充電のための予備パラメータを内部メモリに予め記憶しておき、上記判別手段による判別の結果、上記メモリからの読み出しが不可能な場合、上記内部メモリの予備パラメータに基づいて上記充電のためのパラメータを作成するようにしたものである（請求項２）。
【０００９】
また、上記判別手段は、上記パラメータ作成手段で作成された充電のためのパラメータで充電を行っているとき、上記被充電電池のメモリに対し、パラメータの読み取りができるか否かを周期的にアクセスするようにしたものである（請求項３）。
【００１０】
また、上記内部メモリは、上記被充電電池のメモリと同一のデータフォーマットを備えているものである（請求項４）。
【００１１】
また、上記充電器は、上記被充電電池を装着してこれを電源とし、該被充電電池の上記メモリにアクセスして内部記憶データの読み取りを行う負荷機器を上記被充電電池とともに装着可能であって、上記負荷機器が装着されたときに、上記メモリへのアクセスタイミングの重複を防止するタイミング制御手段を備えたものである（請求項５）。
【００１２】
また、上記タイミング制御手段は、上記負荷機器との間で規定されたアクセスコードを用いてアクセスするようになされており、アクセスする前に、パラメータの読み取るための信号ラインに上記アクセスコードが有るか否かを判別し、アクセスコード有りのときはアクセスしない優先手段を設けたものである（請求項６）。
【００１３】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、被充電電池が充電装置に装着されると、充電装置側から被充電電池にアクセスして充電のためのパラメータの読み取りを行う。被充電電池がリチウム電池の場合、そのメモリからパラメータが読み出される。そして、この読み出されたパラメータに従って充電制御が行われる。一方、被充電電池がリチウム電池とは異なる異種の電池、例えばニッケル系等の電池の場合には内部にメモリを持っていないため、パラメータを読み取ることができない。また、リチウム電池であっても、接触不良その他の原因によりパラメータの読み取りができない場合があり、これらの場合には、充電装置は予備パラメータを作成する。そして、この予備パラメータで充電制御が行われる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、充電装置は内部メモリから読み出した予備パラメータに基づいて充電のためのパラメータを作成する。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、パラメータ作成手段で作成された充電のためのパラメータで充電制御を行っている期間において、判別手段は被充電電池のメモリに対し、パラメータの読み取りができるか否かを周期的にアクセスする。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、予備パラメータを読み出す際に、被充電電池のメモリと同一のデータフォーマットであれば、パラメータ読み取りのためのアクセス処理や手順の兼用が可能となる。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、被充電電池のメモリへのアクセスタイミングの重複がなくなるので、破壊され、また誤ったパラメータを取り込むことがなくなる。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、アクセスする前に、信号ラインに他の接続機器からの上記アクセスコードが有るか否かを判別し、アクセスコード有りのときはアクセスしないようにしたので、アクセスが重複することがなくなって、正確なパラメータの読み取りが行える。
【００１９】
【実施例】
図１は、本発明に係る充電装置を備えた充電器と、この充電器で充電される被充電電池との関係を示すブロック図である。図において、１は充電器、２は被充電電池を示している。被充電電池２は内部にメモリとしてのＲＯＭ２Ａが内蔵されているリチウム電池で、このＲＯＭ２Ａ内には充電に際して必要なパラメータが所定のフォーマットで記憶されている。充電器１と被充電電池２とは、両者の装着によって所要本数の信号ラインで接続するようになされている。充電器１内には、マイコン回路１０と該マイコン回路１０により制御されて駆動される充電動作回路部１０’が設けられている。またマイコン回路１０内には、被充電電池２を充電するに先立って、すなわち装着やメインスイッチのオンを条件に、あるいは装着と電源プラグ１Ａの交流電源への接続とを条件に上記ＲＯＭ２Ａにアクセスして充電のためのパラメータを読み取るようになされており、このパラメータの読み取りができたか否かを判別する判別部１０１を備える。この判別部１０１は被充電電池２がリチウム電池でＲＯＭ２Ａを備えているにも拘らず接触不良その他の理由で、結果的にパラメータの読み取りが出来なかった場合の他、ニッケル系の電池等、内部にメモリ（ＲＯＭ）を備えていないためにパラメータの読み取りが元々不可の場合を判別する。
【００２０】
更に、マイコン回路１０は内部にパラメータ作成部１０２を備え、判別部１０１がパラメータの読み取りが出来なかったと判断したときに、充電器１側でいずれの種類の被充電電池に対しても有効かつ適正範囲の予備パラメータを作成するものである。例えば、予備パラメータを予め内部メモリに保存しておいて、判別結果に応じてこの予備パラメータを用いるように制御してもよい。なお、予備パラメータを保存する内部メモリを被充電電池２のＲＯＭ２Ａと同一フォーマットにしておけば、同一の対応関係でもってパラメータのデータを扱えるので、パラメータ読み取りのためのアクセス処理や手順の兼用が可能となり、その分処理が簡素化される。
【００２１】
図２は、本発明に係る充電装置が適用される充電器の接続態様の一例を示す構成図である。充電器１は、リチウム電池及びその他の異種の被充電電池を充電するものである。３は、被充電電池２を電源として使用される負荷機器であって、例えば携帯用の電話機である。被充電電池２がリチウム電池の場合、リチウム電池内のＲＯＭ２Ａには、電話機がリチウム電池の特質等を把握する上で必要なデータも記憶されている。そして、電源供給や上記データの伝送はラインｌ１を介して行われるようになっている。また、このラインｌ１には、充電器１もラインｌ２を介して接続可能になされている。充電器１の充電電流はラインｌ１の内、電源供給のためのラインに、上記パラメータを読み取るラインはラインｌ１の内、データ伝送のためのラインにそれぞれ電気的に接続可能になされている。
【００２２】
図３及び図４は、この接続関係を説明するための図で、図３は、各器の接続状態を示す概略構成図、図４は、各器の接続端子の配置を示す図である。充電器１は交流電源接続用のプラグ１Ａを有し、上部に、リチウム電池やその他の異種の二次電池を装着可能にする装着部１Ｂ（図４参照）を備えている。また、充電器１は被充電電池を装填したまま電話機３も装着可能な構造を有し、充電の都度、電話機３から被充電電池２を取り外しする煩わしさを軽減している。
【００２３】
リチウム電池は、例えば側面視で台形状に形成されたパック状をなし、その装着先端部分の上下面に▲１▼〜▲５▼で示す端子が内部を経由して短絡された状態で形成されている。端子▲１▼はグランド（ＧＮＤ）用であり、端子▲２▼は温度センサ用であり、端子▲３▼は正極＋端子、端子▲４▼は電池の容量（大小）判別用であり、端子▲５▼はＲＯＭ２Ａからデータやパラメータをシリアル伝送するためのリード／ライト（Ｒ／Ｗ）用である。電話機３は下面適所に上記端子▲１▼〜▲５▼に対応する配列で接続端子が形成されており、リチウム電池２を装填したとき、それぞれが接触するようになっている。また、充電器１の装着部１Ｂの内部にも同様に接続端子が対応して配列されており、リチウム電池２を装着したとき、それぞれが接触するようになっている。なお、リチウム電池２と異なる異種の電池の場合、内部にＲＯＭ２Ａを備えていないため、端子▲５▼は形成されていないが、他の端子は、リチウム電池と同様に形成されている。また、電池容量の小さい電池は、種類を問わず、端子▲３▼と端子▲４▼は分離されているが、大きな容量の電池では、端子▲３▼と端子▲４▼とは短絡されており、端子▲４▼の電位をチェックすることで電池容量の判別が可能になっている。
【００２４】
ここで、リチウム電池２内のＲＯＭ２Ａのメモリマップについて説明する。このＲＯＭ２Ａ内には、リチウム性能を示すデータや充電のためのパラメータがアドレスに対応して、所定のフォーマット形式で予め書き込まれている。例えば、リチウム電池の各型を示すデータ等であり、その他のパラメータについては、以下、その一例を示す。
【００２５】
Ｖｃ（カットオフ電圧）：上限を示す許容電圧で、８，２Ｖや８，４Ｖ
Ｖmin（下限電圧）：急速充電制御可能な最低電圧
Ｔmin（制御下限温度）：例えば５℃（なお本実施例では、−３０℃以下も測定可能）
Ｔmax（カットオフ温度）：制御上限温度で、例えば４５℃
Ｉｌ（急速充電ロー電流）：高速（ラピッド）充電モードでの下限電流値（但し、後述するように充電開始時は除く）
Ｉｈ（急速充電ハイ電流）：高速（ラピッド）充電モードでの電流Ｉｌへの加算値
ｔｄ（満充電時間）：満充電とみなす時間要素
Ｉｓ（満充電判別電流）：満充電に近づいて定電流制御から定電圧制御に移行した後の満充電とみなす電流値
続いて、図５を用いてリチウム電池の保護回路について説明する。リチウム電池は上述したように、ＧＮＤ端子▲１▼と＋端子▲３▼を有し、その間にセルＣｅ１，Ｃｅ２が直列に接続されている。通常、リチウム電池は、２〜複数のセルが直列接続して構成されている。
【００２６】
また、リチウム電池は内部に保護回路２０が設けられている。保護回路は、後述するように種々の保護機能を実行するが、特に、充電開始時に急激な大電流（例えば５０ｍＡ以上）が突入されると、保護回路が働いて充電電流の流入を禁止するようになっている。従って、保護回路が動作することのないように、充電動作を行わせるには、充電開始直後に突入電流を流さないようにする（以下、解除という）必要がある。
【００２７】
保護回路２０は制御のためのＩＣ２１と上記セルＣｅ１，２に直列に接続されたスイッチ回路としての電界効果トランジスタＦＥＴ１〜３とを備えるとともに、各ＦＥＴ１〜３にはそれぞれダイオードが並列接続されている。なお、＋端子▲３▼の部分に介設されたダイオードと抵抗からなる並列回路２２は放電時の電流制限用である。
【００２８】
ＦＥＴ１は電池電圧が低下したときにオフして、それ以上の放電を防止するものであり、ＦＥＴ２は大電流の突入によりオフするものであり、ＦＥＴ３は過電圧でオフするものであり、かかるオフ制御は、取り込んだ各セルＣｅ１，２の両端電圧に基づいて制御ＩＣ２１から出力されるスイッチ信号によって行われる。
【００２９】
図６〜図８は、本発明に係る充電装置の回路をそれぞれ分割して示したものである。
この充電装置は、整流平滑回路部１１、変換回路部１２、駆動回路部１３、停電流制御回路部１４、充電制御回路部１５、電池状態検出回路部１６、電池内ＲＯＭ（Ｒ／Ｗ）回路部１７、温度センサ回路部１８及び表示回路部１９から構成されるとともに、かかる各回路部を統括制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコン回路という）１０を備えている。
【００３０】
マイコン回路１０は各入出力端子を有するマイコンμＣ１、基準クロック発振回路ＯＳＣ及び多段（ラダー）抵抗Ｒ１〜Ｒ８から構成され、充電処理や電話機３からのアクセス中に対する処理を行うためのプログラムを内蔵したプログラムＲＯＭや処理データを一時的に保存するＲＡＭ等を備えている。そして、各入力端子からデータを取り込み、充電のためのパラメータあるいは予備パラメータを用い、処理プログラムに基づいて処理を実行するべく、各出力端子から指令信号を出力するようにしている。また、上記プログラムＲＯＭ内には、図１で説明したように被充電電池２内のＲＯＭ２Ａからのパラメータの読み取り判別及び読み取りが出来なかった場合に予備パラメータを作成するプログラムを備える。
【００３１】
ＲＯＭ１１は予備パラメータをＲＯＭ２Ａと同一フォーマットで予め記憶した内部メモリである。例えば、各パラメータのアドレス値及びパラメータデータのビット数が一致するものである。ＲＯＭ１１内の予備パラメータは、被充電電池２がリチウム電池であるにも拘らずＲＯＭ２Ａからのパラメータの読み取りができなかった場合にも用いられるものであるから、リチウム電池及びそれ以外の電池の双方に対して有効かつ適正範囲のパラメータであることが必要である。例えばカットオフ電圧Ｖｃに対しては９，１Ｖが、下限電圧Ｖminに対しては４，４Ｖが、カットオフ温度Ｔmax、制御下限温度Ｔminに対してはそれぞれ同一値が、急速充電ロー電流Ｉｌに対しては若干大きい値が、急速充電ハイ電流Ｉｈに対しては比較的低い値が、満充電時間ｔｄに対しては、電流Ｉｈを押えたことで若干長く、例えば３時間に対して４時間が設定されている。また、ＲＯＭ１１は、電池状態検出回路１６で電池容量の大小が判別可能なことから、大容量、小容量に対応した予備パラメータが書き込まれている。
【００３２】
なお、ＲＯＭ１１に代えて、予備パラメータ作成のためのプログラムを備え、これにより予備パラメータを作成するようにしてもよく、あるいは一方の容量の予備パラメータのみ記憶しておき、容量判別の結果に応じて他方の予備パラメータについては、これを作成するようにしてもよい。
【００３３】
多段抵抗Ｒ１〜Ｒ８は、各抵抗値が順次２倍となる抵抗を配列して構成することで各段がビット位置に相当するように構成されている。そして、各抵抗の出力側は１本にまとめて端子ＬＣに接続されている。従って、マイコンμＣ１の各抵抗の入力側にハイ、ロー信号をビット情報として出力することで、端子ＬＣに本実施例では２５６段階のレベル電圧を生成し得るようになっている。この端子ＬＣの出力電圧は、後述するように定電流制御回路２４の参照信号として用いられる。抵抗の段数は、定電流乃至は定電圧制御における制御精度等を考慮して決定される。
【００３４】
整流平滑回路部１１はプラグ１Ａからの商用電源を整流し、平滑するもので、入力端子には、ヒューズＦ，ノイズやサージ除去のためのツェナーダイオードＺＤ１１，抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ１１及びチョークコイルＬｃからなる回路を介して整流ブリッジＤＢ及び平滑コンデンサＣ１２が接続されている。
【００３５】
変換回路部１２はトランスＴ及び整流ダイオードＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３を備えるとともに、二次側の定電圧電源生成回路１２１を備える。トランスＴは一次コイルＬ１と、二次側に二次コイルＬ２及び電源コイルＬ３を有するとともに、駆動コイルＬ４を有する。整流平滑回路部１１の出力側は一次コイルＬ１の一端に接続され、他端側は駆動回路部１３内のスイッチングトランジスタであるＦＥＴ３１のドレインに接続されている。また、二次コイルＬ２の一端にはダイオードＤ２１，Ｄ２２が同じ向きで並列接続され、その出力側に平滑コンデンサＣ２１が接続されており、この構成により、二次コイルＬ２の両端に誘起された電圧を整流平滑して充電電流を生成し、被充電電池２に導くようにしている。また、電源コイルＬ３の一端は、ダイオードＤ２３及び平滑コンデンサＣ２２を介して二次側の定電圧電源生成回路１２１に接続されている。定電圧電源生成回路１２１の端子Ｂには、例えば５Ｖの定電圧が得られるようになっている。
【００３６】
電源コイルＬ３を二次コイルＬ２に対し並列に設けることで、被充電電池２の電圧が低いときに二次コイルＬ２の誘起電圧が電池電圧に引っ張られて低くなって定電圧電源生成回路１２１の端子Ｂの定電圧が低下することを防止し、これによりマイコン回路１０の動作の安定を確保している。
【００３７】
駆動回路部１３はＦＥＴ３１を周期的にオン、オフさせて一次コイルＬ１への流入電流をスイッチングし、これにより二次コイルＬ２や他のコイルＬ３，Ｌ４に電圧を誘起させるものである。なお、コンデンサＣ３１と抵抗Ｒ３１の並列回路にダイオードＤ３１を直列接続してなる回路は、一次コイルＬ１に流入する電流特性を向上させるとともに、逆電流の流入を防止するためのもので、一次コイルＬ１に並列接続されている。また、ＦＥＴ３１のソースは電流検出抵抗Ｒ３２を介してコモンラインに接続されている。
【００３８】
起動抵抗Ｒ３３はＦＥＴ３１のゲートに電圧を印加してＦＥＴ３１を起動させるためのもので、整流平滑回路部１１の正極とＦＥＴ３１のゲート間に接続されている。また、ＦＥＴ３１のゲートとコモンライン間には、コンデンサＣ３２、抵抗Ｒ３４及び駆動コイルＬ４からなる直列回路が接続され、自励の発振回路を構成している。そして、駆動コイルＬ４の誘起電圧がＦＥＴ３１のゲートに印加されるとともに、ＦＥＴ３１のソースとツェナーダイオードＺＤ３１のカソード間に抵抗Ｒ３５が接続されている。これによって、ＦＥＴ３１のゲートに、ツェナーダイオードＺＤ３１のツェナー電圧Ｖｚ以上の電圧が印加されないようにして保護を図っている。
【００３９】
ダイオードＤ３２及びトランジスタＱ３１からなる直列回路はＦＥＴ３１がオフの期間にコンデンサＣ３３を負電圧に充電させる負電圧発生回路で、駆動コイルＬ４の両端に接続されている。また、コンデンサＣ３３には放電用の抵抗Ｒ３６が並列に接続されている。
【００４０】
コンデンサＣ３２の両端には、ＦＥＴ３１のゲートをオフ電圧にまで低下させる制御用トランジスタＱ３２と、コンデンサＣ３２に蓄積された電荷及びＦＥＴ３１のゲートの電荷を放電させる制御用トランジスタＱ３３とがそれぞれ接続されている。すなわち、制御用トランジスタＱ３２は、そのコレクタがコンデンサＣ３２と抵抗Ｒ３４の接続点に、制御用トランジスタＱ３３は、そのコレクタがコンデンサＣ３２とＦＥＴ３１のゲートとの接続点にそれぞれ接続されている。
【００４１】
また、制御用トランジスタＱ３２，Ｑ３３はそれぞれ抵抗Ｒ３７，Ｒ３８を介してツェナーダイオードＺＤ３２のアノードに接続され、更にそのカソードはＦＥＴ３１のソースに接続されている。そして、制御用トランジスタＱ３２，Ｑ３３のエミッタはコンデンサＣ３３の負電圧側に接続されている。
【００４２】
更に、この駆動回路部１３には定電流制御回路部１４の一部を構成するフォトカプラＰＣが介設されている。すなわち、フォトカプラＰＣを構成するフォトトランジスタＱｐｃがトランジスタＱ３１のベースとコモンライン間に接続され、二次側に発光ダイオードＤｐｃが設けられている。
【００４３】
ここで、以上の回路構成による動作を説明しておく。入力電源が接続されると、起動抵抗Ｒ３３を介してコンデンサＣ３２が充電され、これによりＦＥＴ３１のゲートに電圧が印加され、ＦＥＴ３１がオンし始める。このため、一次コイルＬ１に電流が流れて駆動コイルＬ４に帰還電圧が誘起され、この誘起電圧が駆動コイルＬ４、抵抗Ｒ３４及びコンデンサＣ３２により定まる時定数で上昇し、ＦＥＴ３１のゲート電圧が上昇し、ＦＥＴ３１のソースから流れる電流が増加する。そして、ソース電流の増大によって抵抗Ｒ３２の両端電圧が上昇してツェナーダイオードＺＤ３２がオンすると、ベース電流が流れて制御用トランジスタＱ３２，Ｑ３３が共にオンし、ＦＥＴ３１のゲート電圧はコンデンサＣ３３の負電圧まで低下する。このとき、制御用トランジスタＱ３２によりコンデンサＣ３３の電荷を放電することによって、制御用トランジスタＱ３３と合わせてＦＥＴ３１のゲートの電荷を除去するので、ＦＥＴ３１は急速にオフにされる。
【００４４】
この後、起動抵抗Ｒ３３を通してＦＥＴ３１のゲートに再び電圧が印加され、ＦＥＴ３１がオンする。すなわち、ＦＥＴ３１はスイッチングを繰り返し、このスイッチングにより二次コイルＬ２２に電力が誘起され、整流されて、定電流が得られる。
【００４５】
定電流制御回路部１４は、二次側の出力電流を制御するもので、上記フォトカプラＰＣの他、制御電圧発生回路１４１、出力電流に応じた電圧をその両端に発生する検出抵抗Ｒ４１及び出力電流を検出するモニタ回路１４２を備える。
【００４６】
前述したように、本発明は、異種の電池の充電を可能にするものであるが、リチウム電池はニッケル系等の電池と異なり、充電開始時に急激な充電電流を供給すると保護回路２０が作動して充電ができないようになっている。定電流制御回路部１４は、充電開始時に保護回路２０の解除するべく、徐々に上昇する充電電流を生成させるとともに、その後は、定電流を生成させるためのものである。
【００４７】
二次側に生成された充電電流は、＋端子▲３▼、被充電電池２及びＧＮＤ端子▲１▼を介し、更に検出抵抗Ｒ４１を経て流れるように回路構成されている。
【００４８】
制御電圧発生回路１４１は検出抵抗Ｒ４１を流れる電流により該抵抗Ｒ４１の両端に発生する電圧に基づいて帰還用の制御電圧を発生するものである。すなわち、制御電圧発生回路１４１はオペアンプＯＰ１を有し、反転入力端子には検出電圧と電源電圧間を分圧する分圧抵抗Ｒ４２，Ｒ４３が、非反転入力端子には定電圧電源回路１２１の電源出力端子Ｂからの電源電圧を分圧して参照電圧を得る分圧抵抗Ｒ４４，Ｒ４５が接続されている。検出抵抗Ｒ４１の両端には分圧抵抗Ｒ４３とＲ４５とが接続されている。そして、上記参照電圧を基準に検出抵抗Ｒ４１の両端電圧に対応したレベルの電圧がオペアンプＯＰ１から出力され、この電圧がフォトカプラＰＣを構成する発光ダイオードＤｐｃのアノードに印加されるようになっている。
【００４９】
この定電流制御回路部１４による定電流制御は以下の動作によってなされる。二次側の出力電流が減少して制御電圧発生回路１４１から電圧が出力されなくなると、発光ダイオードＤｐｃに電流が流れず、フォトトランジスタＱｐｃがオンしない。このため、トランジスタＱ３１がオンせず、コンデンサＣ３３が負電圧まで充電されにくくなる。従って、ＦＥＴ３１のオン時間が長くなって、出力電流が増大する。一方、出力電流が増大して制御電圧発生回路１４１から電圧が出力されると、発光ダイオードＤｐｃに電流が流れ、フォトトランジスタＱｐｃがオンする。このため、トランジスタＱ３１がオンして、コンデンサＣ３３がより負電圧まで充電されるようになる。従って、ＦＥＴ３１のオン時間が短くなって、出力電流が減少する。このように負帰還が働くことで、定電流制御が行われる。
【００５０】
また、分圧抵抗Ｒ４４とＲ４５の接続点にはマイコン回路１０のＬＣ端子から出力される所定レベルの電圧が印加され、上記参照電圧が可変制御可能になっている。参照電圧が可変されると、負帰還制御は非反転入力端子への入力電圧が参照電圧と一致するように行われるため、参照電圧に応じて二次側の出力電流を所要レベルに調整可能となる。
【００５１】
モニタ回路１４２は制御電圧発生回路１４１による出力電流制御の適否を監視するためのものである。すなわち、モニタ回路１４２は差動増幅器としてのオペアンプＯＰ２を有し、その非反転入力端子はＧＮＤに接続され、反転入力端子は検出抵抗Ｒ４１の両端に接続されている。そして、検出抵抗Ｒ４１の両端電圧に対応したレベルのモニタ電圧がオペアンプＯＰ２から出力され、このモニタ電圧がマイコンμＣ１のＩＯ端子に導かれるようになっている。マイコンμＣ１はＩＯ端子に取り込まれたモニタ電圧とＬＣ端子から出力された参照電圧で指示したあるべきモニタ電圧とを比較し、不一致であれば、一致するように、多段抵抗Ｒ１〜Ｒ８への電圧印加を振り分け調整してあるべきモニタ電圧、すなわち所定の二次側出力電流が得られるように調整する。
【００５２】
充電制御回路部１５は変換回路部１２と被充電電池２間に介設され、二次側の出力電流を連続的に、あるいは間歇的に被充電電池２に供給するものである。充電制御回路部１５は、エミッタが変換回路部１２の出力側に、コレクタが＋端子▲３▼に接続され、ベースがツェナーダイオードＺＤ５１のカソードに接続されたトランジスタＱ５１、コレクタが抵抗Ｒ５１を介してツェナーダイオードＺＤ５１のアノードに接続され、エミッタがＧＮＤに接続され、ベースがマイコン回路１０のＣＨ１端子に接続されたトランジスタＱ５２とからなる。また、ＣＨ１端子は抵抗Ｒ５２を介して定電圧電源発生回路１２１の電源出力端子Ｂからの定電圧でプルアップされており、マイコンμＣ１からＣＨ１端子にハイレベル信号が出力されている間はトランジスタＱ５２がオンされ、これによりトランジスタＱ５１がオンして二次側の出力信号が被充電電池２に供給され、一方、ＣＨ１端子にローレベル信号が出力されている間はトランジスタＱ５２がオフにされ、これによりトランジスタＱ５１がオフとなって二次側の出力信号が遮断されるようになっている。被充電電池２の間歇充電は、このようにトランジスタＱ５１をオン、オフすることで行われる。本実施例における間歇充電は、例えば４０秒周期を採用し、２秒（１６秒）の充電期間と３８秒（２４秒）の休止期間を設定している。この場合の平均充電電流は充電期間中に供給される電流の１／２０（２／５）となる。また、周期、充電期間及び休止期間は流すべき平均電流等によって、適宜調整可能である。
【００５３】
また、ツェナーダイオードＺＤ５１をトランジスタＱ５１のベースに接続した構成を採用し、かつ電池電圧が低いときは間歇充電させることでトランジスタＱ５１の過加熱を防止するとともに、電源コイルＬ３の誘起電圧を所定レベルに維持して電源出力端子Ｂから定レベルの電源電圧が得られるようにしている。例えば、二次コイルＬ２の出力電圧が５Ｖであるとするとき、電池電圧が１Ｖであれば、トランジスタＱ５１で４Ｖの電圧低下を生じることとなり、負荷となって発熱する。そこで、ツェナーダイオードＺＤ５１を用いてベース電圧をスレショルドレベルに維持するようにして、トランジスタＱ５１の発熱防止を図っている。
【００５４】
電池状態検出回路部１６は端子▲１▼、▲３▼間に接続された電池の容量を検出するもので、＋端子▲３▼に接続して電池電圧を検出するとともに、容量判別用端子▲４▼に接続して電池種類を判別する回路から構成されている。すなわち、＋端子▲３▼には分圧抵抗Ｒ６１，Ｒ６２の接続点に抵抗Ｒ６３とコンデンサＣ６１を介して検出端子Ｖ１が、また、容量判別用端子▲４▼には分圧抵抗Ｒ６４，Ｒ６５の接続点に抵抗Ｒ６６とコンデンサＣ６２を介して判別端子Ｓ１が接続されている。被充電電池２は、小容量のものは端子▲３▼、▲４▼間が電気的に分離されており、一方、大容量のものは端子▲３▼、▲４▼が電気的に接続された構造となっている。従って、端子▲３▼、▲４▼に同一電圧が検出されたときは大容量タイプの電池と判断し、端子▲４▼に電圧出力が得られないときは小容量タイプの電池と判断する。
【００５５】
また、ニッケル系電池では正常状態は電池電圧が４Ｖ以上であり、リチウム電池では１Ｖ以上である。また、ニッケル系の電池では、４Ｖ以下であっても急速充電させることは可能であるが、リチウム電池の場合、１Ｖ以下では、異常発熱するため急速充電させることはできない。そこで、検出した電池電圧に応じて、後述するように充電電流を制御するようにしている。
【００５６】
電池内ＲＯＭ（Ｒ／Ｗ）回路１７は端子▲５▼に接続され、リチウム電池内のＲＯＭ２Ａのパラメータを読み出すためのものである。この電池内ＲＯＭ（Ｒ／Ｗ）回路１７は端子▲５▼とマイコンμＣ１のＲＯＭ端子間に介設された抵抗Ｒ７１、端子▲５▼とＧＮＤ間に介設されたツェナーダイオードＺＤ７１、定電圧電源生成回路１２の電源出力端子ＢとＲＯＭ端子間に介設された抵抗Ｒ７２及び電源出力端子Ｂと端子▲５▼間に介設されたダイオードＤ７１から構成されている。マイコン回路１０は充電に先立って、ＲＯＭ２Ａ内のアドレスを指定するアドレスデータを送信するとともに、ＲＯＭ２Ａの該当するアドレスから読み出されたパラメータを受信して内部のＲＡＭに格納する。
【００５７】
また、マイコン回路１０はＲＯＭ２Ａにアクセスしても、ＲＯＭ２Ａから何等のパラメータデータが受信されないときは、あるいはアクセスを所定回数繰り返しても同様に返信データが得られないときは、パラメータが読み取れなかったと判断し、内部メモリであるＲＯＭ１１に保存している予備パラメータを用いて充電を開始するべく、予備パラメータを内部のＲＡＭに読み出す。更に、予備パラメータで充電を開始した場合に、充電中においても所定の周期で繰り返しＲＯＭ２Ａに対してアクセスを試み、その間に読み取り不可の原因が取り除かれる等してパラメータが読み取れると、このパラメータを予備パラメータに代えて内部のＲＡＭに更新し、充電を本来のパラメータを用いて継続するように制御する。
【００５８】
温度センサ回路部１８は被充電電池２の温度を検出するとともに、電池の装着をも検出するものである。被充電電池２の対応する端子▲１▼，▲２▼間にはセンサとして汎用される感温素子としてのサーミスタＴＨが接続されている。
【００５９】
この温度センサ回路部１８はＧＮＤ端子▲１▼と温度センサ端子▲２▼に接続されており、端子▲２▼とマイコンμＣ１の検出端子Ｔ１間には抵抗Ｒ８１とその両端のコンデンサＣ８１，Ｃ８２とが接続されるとともに、端子▲２▼には抵抗Ｒ８２を介して定電圧電源生成回路１２の電源出力端子Ｂに接続されている。そして、電源出力端子Ｂから抵抗Ｒ８２を介してサーミスタＴＨに電流を流し、このときのサーミスタＴＨの温度状態に応じた抵抗分と抵抗Ｒ８２の抵抗分による分圧電圧が検出電圧として検出端子Ｔ１に出力され、マイコンμＣ１に導かれる。
【００６０】
マイコン回路１０は、検出端子Ｔ１から取り込まれた温度情報、すなわち被充電電池２の温度を計測し、温度が５℃〜４５℃の範囲内であれば、制御可能な温度と判断し、一方、電源出力端子ＢからサーミスタＴＨに電流が流れていない−３０℃以下の状態では、被充電電池２が装着されていないと判断する。
【００６１】
表示回路部１９は充電状態を色で識別可能に表示するためのもので、２色、例えば赤色と緑色のＬＥＤが一体的に内蔵された発光素子を有する。この表示回路部１９は、定電圧電源生成回路部１２の電源出力端子Ｂにそれぞれ電流制限抵抗Ｒ９１，Ｒ９２を介してコレクタが接続されたトランジスタＱ９１，Ｑ９２が並列して設けられ、エミッタは共にＧＮＤに接続され、かつ、それぞれのベースにはマイコンμＣ１からのＧＲ端子、ＲＥ端子が接続されるとともに抵抗Ｒ９３，Ｒ９４を介して電源出力端子Ｂに接続されてプルアップされている。緑色（ＧＲＥＥＮ）ＬＥＤ９１はトランジスタＱ９１のコレクタとＧＮＤ間に接続され、赤色（ＲＥＤ）ＬＥＤ９２はトランジスタＱ９２のコレクタとＧＮＤ間に接続されている。
【００６２】
緑色のＬＥＤ９１は、ＧＲ端子がハイレベルでトランジスタＱ９１がオンして消灯し、ＧＲ端子がローレベルでトランジスタＱ９１がオフして点灯する。赤色のＬＥＤ９２は、ＲＥ端子がハイレベルでトランジスタＱ９２がオンして消灯し、ＲＥ端子がローレベルでトランジスタＱ９２がオフして点灯する。また、緑色、赤色のＬＥＤ９１，９２の双方が点灯されると、黄色（ＹＥＬＬＯＷ）で点灯する。この時、ハイとローを繰り返すと点滅（フラッシング）を行わせることもできる。マイコンμＣ１はＧＲ端子、ＲＥ端子にそれぞれハイ、ローの信号を出力して、充電中は赤色が点灯し、充電完了で緑色が点灯し、通常状態以外の際には黄色が点滅するように表示制御する。
【００６３】
次に、図９のタイムチャートを用いて基本的な充電動作を説明する。
充電が開始されると、先ず、充電電流Ｉが０から徐々に増大するようにマイコンμＣ１のＬＣ端子から参照電圧が階段的に上昇されながら出力される。これにより、被充電電池２がリチウム電池である場合における保護回路２０の解除を確保している。そして、所定レベルに達すると、定電流制御される。
【００６４】
電池温度ＴはサーミスタＴＨで検出され、温度上昇に伴ってサーミスタ抵抗が減少し、検出端子Ｔ１での検出電圧が低下する。マイコンμＣ１は検出電圧を温度Ｔに変換する（あるいは検出電圧のまま）とともに、連続する２回分の検出温度から上昇勾配ΔＴ／Δｔを算出する。そして、この勾配ΔＴ／Δｔが所定レベルに達すると、満充電と判断して充電動作が終了されるとともに、この時の電池電圧Ｖｐｅａｋが電池電圧入力端子Ｖ１から取り込まれて記憶される。また、上記充電動作の終了に引き続いて充電動作が再開される。この再開充電時の充電電流は、先の充電開始時と同様に徐々に上昇するように制御される。このように電流の立上りを緩やかに制御すると、低下傾向にあった電池電圧が再び上昇し始める。そして、電池電圧が記憶された値Ｖｐｅａｋに一致すると、充電を完了させる。この後はメンテナンスモードに移行する。
【００６５】
このように、一旦、充電を終了した後に、再び充電電流を徐々に増大させ、電池電圧が上昇して充電終了時点における電圧に一致するまで再充電することで、充電量を可及的に満充電に近づけるようにしている。なお、再開充電における電流を徐々に上昇するようにしたことで、そのまま、あるいは急激に高レベルの電流を供給した場合に電池電圧がそのまま下がり続け、いつまで経ってもＶｐｅａｋに一致することなく過充電になるのを効果的に防止している。
【００６６】
また、上記実施例では、最初の充電終了を温度の上昇勾配で監視しているが、これに限定されず、この温度勾配とか電池電圧が満充電の直前まで上昇したことが検知されると、それまでの定電流制御を定電圧制御に切り換え、この定電圧制御の下で、充電電流が満充電に近づくにつれて所定レベル（満充電判別電流）Ｉｓまで低下したことを条件に充電完了と判断するようにしてもよい。
【００６７】
なお、充電開始時に、電池電圧が充電制御回路部１５のスレショルドレベルに近い電圧に比して低いときは、間歇充電乃至は予備的な充電を行って、電池電圧をスレショルドレベルまで引き上げてから急速充電に移行するようにして、充電制御回路部１５のトランジスタＱ１の発熱防止と二次側の電源電圧レベルの確保を図っている。
【００６８】
続いて、図１０，図１１のフローチャートを用いて充電動作の詳細について説明する。なお、図１０，図１１は、１つのフローチャートを分割して示したものである。図において、各ステップを繋ぐ線のうち、二点鎖線はリチウム電池を示し、破線はリチウム電池と判別できなかった場合やニッケル系等の電池を示し、細い実線は両方の電池に共通する場合を示している。
【００６９】
本フローチャートは、ＡＣプラグ１Ａが商用ＡＣ電源に差し込まれ、あるいは図外のメインスイッチがオンされることで起動する。
【００７０】
フローチャートが起動すると、先ず、ＩＤＬＥモードに移行し、充電電流Ｉ＝０にされ、全ての状態がオフにリセットされる（ステップＳ２）とともに、電池温度Ｔの計測が行われる。電池温度Ｔ≧−３０℃であれば、被充電電池２が装着されていると判断して、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、電池電圧Ｖ及び電池温度Ｔのデータを取り込む。また、マイコμＣ１により被充電電池２内のＲＯＭ２Ａをアクセス、すなわちパラメータの読み取り指示が行われるとともに、パラメータの読み取りが可能であったか否かの判別が行われる。また、この状態では、ＬＥＤ９２が点灯される。
【００７１】
なお、電池温度Ｔは、これ以後において常にチェックされており、いずれの状態（ステップ）でも電池温度Ｔが＜−３０℃であれば、ステップＳ２に戻る。
【００７２】
ここで、パラメータの読み取りができたのであれば、被充電電池２がリチウム電池であると判断して、電池電圧Ｖがリチウム電池における最小レベルＶmin（例えば１Ｖ）以上で最大レベル（カットオフ電圧）Ｖｃ以下で、かつ電池温度Ｔが最低レベルＴmin以上で最高レベルＴmax以下のときは、ラピッドモード（ステップＳ６）に移行する。一方、パラメータの読み取りができなかったのであれば、リチウム電池以外の電池か、あるいはリチウム電池であっても接触不良等が原因してパラメータの読み取りができないものと判断して、リチウム電池の条件とリチウム電池以外の電池の条件を共に満足する予備パラメータに対して、電池電圧Ｖが最小レベルＶmin（例えば４，４Ｖ）以上で最大レベルＶmax以下で、かつ電池温度Ｔが最低レベルＴmin以上で最高レベルＴmax以下のとき、ラピッドモード（ステップＳ６）に移行する。
【００７３】
また、電池の種類に拘らず、電池温度ＴがＴmin（本実施例では５℃）未満であれば、トリクル１モード（ステップＳ８）に、電池電圧Ｖが最小レベルＶmin未満であれば、トリクル２モード（ステップＳ１０）に、電池温度ＴがＴmax（本実施例では4５℃）を越えておれば、トリクル３モード（ステップＳ１２）に移行する。更に、リチウム電池の場合であって電池電圧Ｖがカットオフ電圧Ｖｃを越えているとき、また、リチウム電池と判別できなかった電池の場合であって電池電圧Ｖがカットオフ電圧Ｖnｃ（＞Ｖmax）を越えているときは、トリクル３モード（ステップＳ１２）に移行する。このリミット電圧Ｖnｃはリチウム電池のカットオフ電圧Ｖｃに対応するものである。
【００７４】
ラピッドモードは急速充電を行わせるもので、充電電流の立上りは階段状にされて保護回路２０を解除し、その後は大電流を連続して供給するようにしている。トリクル１モード〜トリクル３モードはいずれも通常状態から外れた状態からの回復のためのもので、トリクル１モードは、電池電圧を急速充電可能なレベルまで持ち上げたり、あるいはラピッドモードにおいて一時的な異常、例えば接触不良や短絡またはセンサ異常等によって電池電圧ＶがＶminやＶth以下に落ちたとき、また電池温度ＴがＴmin以下になったときに異常が解除されるまで、いわば回復的な充電を行うためのものである。トリクル２モードは電池電圧を急速充電可能なレベルまで持ち上げるためのものである。トリクル３モードは充電電流を停止させて、電池温度あるいは電池温度が急速充電可能なレベルまで低下するのを待つためのものである。
【００７５】
以下、充電動作を場合分けして説明する。
(1)リチウム電池が通常充電処理される場合
ステップＳ４からステップＳ６のラピッドモードに移行すると、充電電流Ｉが０からＩｌ＋Ｉｈ（例えば合計で１Ａ程度）に向けて階段状に上昇される。この階段状の電流上昇はマイコンμＣ１のＬＣ端子からの参照電圧を順次上げていくことで行われる。そして、電流値が（Ｉｌ＋Ｉｈ）に達すると、このレベルを維持しつつ連続給電される。充電電流の段階的立ち上げは、例えば６４０ｍｓの時間間隔で連続制御され、ＬＣ端子から参照電圧が切り換えられた後にモニタ回路１４２は検出抵抗を介して充電電流を検出し、ＬＣ端子での指示に応じた充電電流から外れているときは、これを一致させるべく、参照電圧の微調整が行われる。なお、二次側に被充電電池２を接続しない状態で、検出抵抗Ｒ４１の両端に発生する電圧を事前に測定し、この分をオフセット量として補償、すなわちマイコンμＣ１にセットすることで、検出精度ひいては電流制御のより一層の精度向上を図ることができる。
【００７６】
急速充電中では、電池電圧Ｖがカットオフ電圧Ｖｃを越えたかどうかが判別され（ステップＳ６１）、越えていなければそのまま充電が継続され、越えていれば定電流制御から定電圧制御に切り換えられる（ステップＳ６２）。これにより電流は充電が進んで満充電に近づくにつれて漸近的に減少し、電流値が２０ｍＡ（＝Ｉｓ）まで低下すると満充電と判断して、メンテナンスモード（ステップＳ１６）に移行する。メンテナンスモードでは電流が０にされ、ＬＥＤ９１を点灯させて充電を完了する。
【００７７】
(2)パラメータが読み取れなかったときの非充電電池が通常充電処理される場合
この場合は、予備パラメータを用いて充電制御が行われることになる。充電開始は前記(1)と同様に階段的に充電電流が増大するようにマイコンμＣ１で制御される。なお、充電中に、電池電圧Ｖがリミット電圧Ｖsｃ（＜Ｖnｃ）に達するか、カットオフ電圧Ｖnｃに達すると満充電と判断してメンテナンスモードに移行する。メンテナンスモードでは自己放電を補うレベルの末期電流が流される（ステップＳ１６）。なお、この後でも被充電電池２が本充電装置１に装着されている間は、電池電圧Ｖがチェックされており、電池電圧Ｖが、例えば１Ｖ低下したら、補充充電を行うべく、ステップＳ４に移行する。
【００７８】
一方、電池電圧Ｖが上記充電終了の各条件に達する前に、温度上昇ΔＴ／Δｔが所定値に達すると、この時点の電池電圧をＶｐｅａｋとして取り込んで、再充電のためのトップオフモード（ステップＳ１４）に移行する。このトップオフモード（再充電）は上記ラピッドモードの充電開始時同様、充電電流Ｉが０から（Ｉｌ＋Ｉｈ）に向けて階段状に上昇される。この階段状の電流上昇はマイコンμＣ１のＬＣ端子からの参照電圧を順次上げていくことで行われる。このように、充電電流を０から上昇させることで、電池電圧がまた、上昇し始めることとなる。そして、電流値が（Ｉｌ＋Ｉｈ）に達すると、このレベルを維持しつつ連続給電される。このモードではＬＥＤ９１が点灯されている。なお、トップオフモードにおける電流値は（Ｉｌ＋Ｉｈ）以下であれば所定のレベルに設定可能である。
【００７９】
また、充電中は電池電圧Ｖが検出されており、上記記憶された電圧Ｖｐｅａｋを越えたかどうかが判断され（ステップＳ１４１）、越えていなければ、電流値を（Ｉｌ＋Ｉｈ）に維持しながら充電を継続し（ステップＳ１４２）、Ｖ＞Ｖｐｅａｋになると、充電完了としてメンテナンスモード（ステップＳ１６）に移行する。
【００８０】
なお、トップオフモードの再充電において、このラピッドモードの充電開始からの合計時間が満充電ｔｄを越えた時点で、あるいは電池温度ＴがＴmaxを越えた時点で満充電とみなして充電完了し、メンテナンスモードに移行する。
【００８１】
(3)ステップＳ４からトリクル３モードに移行する場合
トリクル３モードでは充電を開始せず（Ｉ＝０）、ＬＥＤ９１，ＬＥＤ９２の双方を同期して点滅（イエローフラッシュ）させる。この状態で、リチウム電池の場合に、電池電圧Ｖが（Ｖｃ−２００ｍＶ）以下で、かつ電池温度Ｔが（Ｔmax−６℃）以下になって回復したかどうかが判別され、あるいは電池種類が不明な電池の場合に、電池電圧Ｖが（Ｖnｃ−２００ｍＶ）以下で、かつ電池温度Ｔが（Ｔmax−６℃）以下になって回復したかどうかが判別され、そうであればラピッドモードに移行する。なお、この場合、所定時間を経過しても通常状態に復帰しないときはステップＳ２に戻るようにしてもよい。
【００８２】
(4)ステップＳ４，Ｓ１０からトリクル１モードに移行する場合
トリクル１モードでは、先ず、電池電圧Ｖがスレショルド電圧Ｖｔｈ＋５０ｍＶ以下かどうかが判別される（ステップＳ８１）。このスレショルド電圧Ｖｔｈは、充電制御回路１５において、Ｖｅｂ（トランジスタＱ１のエミッタベース間電圧）＋Ｖｚ（ツェナーダイオードＺＤ５１のツェナー電圧）で、本実施例では３，５Ｖに設定されている。
【００８３】
電池電圧Ｖが（Ｖｔｈ＋５０ｍＶ）未満であれば、トランジスタＱ１の発熱を考慮して、間歇充電が指示され（ステップＳ８２）、そうでなければ連続（リニア）充電が指示される（ステップＳ８３）。この間歇充電及びリニア充電のいずれも、充電開始時にはマイコンμＣ１によって階段状に充電電流が増大するように制御され、保護回路２０の解除を確保している。
【００８４】
次いで、電池温度Ｔが（Ｔmax＋１℃）未満かどうかが判別され（ステップＳ８４）、電池温度Ｔが（Ｔmax＋１℃）未満であれば、イエローフラッシュを行って（ステップＳ８５）、デューティ１、すなわち例えば充電時間が２秒、休止期間が３８秒の周期４０秒での間歇充電が開始される（ステップＳ８６）。そして、電池電圧Ｖが（Ｖｔｈ＋５０ｍＶ）未満かつ電池温度Ｔが（Ｔmax＋１℃）未満であれば、間歇充電が継続される。一方、電池温度Ｔが上昇してきて（Ｔmin＋１℃）以上になると、次いで、電池電圧Ｖが（Ｖmin＋５０ｍＶ）未満かどうかが判別され（ステップＳ８７）、電池電圧Ｖが（Ｖmin＋５０ｍＶ）未満であれば、イエローフラッシュを行って（ステップＳ８８，Ｓ８５）、上記デューティ１による間歇充電が継続される。一方、電池電圧Ｖが（Ｖmin＋５０ｍＶ）以上になると、ＬＥＤ９２が点灯され（ステップＳ８９）、続いて、電池電圧Ｖが（Ｖｔｈ＋５０ｍＶ）以上であるかどうかが判別される（ステップＳ９０）。ここで、電池電圧Ｖが（Ｖｔｈ＋５０ｍＶ）未満であれば、取敢えずステップＳ８７で電池電圧Ｖが（Ｖmin＋５０ｍＶ）以上であったので、充電電流を増大させるべく、デューティ２、すなわち例えば充電時間が１６秒、休止期間が２４秒での間歇充電に切り換えられる（ステップＳ９１）。
【００８５】
一方、ステップＳ８３でリニア充電が開始されたときも同様な処理が実行される。なお、間歇充電はマイコンμＣ１のＣＨ１端子からのハイ、ロー信号によって行われ、充電、休止期間が電池温度、電池電圧及びスレショルドレベルに応じて適宜変更される（ステップＳＳ８６，Ｓ９１及びＳ８３）。
【００８６】
そして、電池電圧Ｖが（Ｖｔｈ＋５０ｍＶ）以上になると急速充電可能なレベルまで回復したとみなしてラピッドモードに移行する。
【００８７】
(5)ステップＳ４からトリクル２モードに移行する場合
トリクル２モードでは、充電電流が５０ｍＡに設定され、この電流値はモニタ回路１４２によって監視され、一定に維持される。なお、電流供給開始時点では電流は０から５０ｍＡに向けて徐々に増大され、保護回路２０の解除を確保している。先ず、電池電圧Ｖがカットオフ電圧Ｖｃ以上かどうかが判別される（ステップＳ１０１）。電池電圧Ｖがカットオフ電圧Ｖｃ以上であれば非充電（ノンチャージ）モード（ステップＳ１８）に移行する。電池電圧Ｖがカットオフ電圧Ｖｃ未満であれば、次いで、電流値が５０ｍＡ以上かどうかが判別される（ステップＳ１０２）。電流値が５０ｍＡ未満であれば、５０ｍＡでの充電を繰り返し、そうでなければ、電池温度ＴがＴmaxを越えたかどうかが判別される（ステップＳ１０３）。電池温度ＴがＴmaxを越えたのであれば、トリクル３モードに移行し、そうでなければトリクル２モードに移行する。
【００８８】
一方、ステップＳ１０１から非充電モードに移行したときは、充電を中断し、この間に電池電圧が、リチウム電池にあってはＶmin〜（Ｖｃ−２００ｍＶ）になると、種類不明の電池にあってはＶmin〜（Ｖmax−２００ｍＶ）になると、ステップＳ４に移行する。
【００８９】
なお、上記充電動作のフローチャートにおいて、パラメータの読み取りができなかったときは、充電制御中、定期的、周期的乃至は特定のステップにおいてマイコンμＣ１がアクセスのためのコードをＲＯＭ端子へ出力するようになっており、このときＲＯＭ２Ａからパラメータの読み取りができたときは、予備パラメータに代えて、読み出された本来のパラメータを用いるようにすることもでき、このようにすることで、より適正な充電制御が図れる。
【００９０】
次に、ＲＯＭ２Ａへのアクセス動作について図１２に示すフローチャートを用いて説明する。
充電装置１は被充電電池２が装着されると、パラメータを読み取るべくＲＯＭ端子からＲＯＭ２Ａに対してアクセス信号を送出する。このとき、先ず、図２に示すように接続されている電話機３がＲＯＭ２Ａ内からデータを読み取るべくアクセス中であるかどうか、すなわち通信中かどうかが判別される（ステップＳ２０１）。アクセス中であれば、マイコンμＣ１はアクセスを行うことなく、リターンする。一方、電話機３がアクセス中でなければ、マイコンμＣ１は自己が優先であることを電話機３側に示すべく、優先権信号（コード）を出力し（ステップＳ２０２）、この後、読み出しのためのアクセスを開始する（ステップＳ２０３）。優先権信号を示すコードはアドレスコードやパラメータコード乃至はデータコードとは異なるパターンコードが採用され、優先権信号と他の信号とが識別し得るようにしてある。このように、充電装置１及び電話機３の双方が予め約束したコードを送信して優先権を確保することで、お互いに、誤ったデータやパラメータを読み取ることが防止でき、通信の高信頼性が確保できるようにしている。
【００９１】
また、優先権信号に代えて、充電装置１からアクセスに際して、伝送ライン上にハイ、ローの何等かのレベル信号があるときは、他方の機器がアクセス中であると見做して、所定時間だけアクセスを待機するようにしてもよい。
【００９２】
なお、本実施例では、電話器を他の機器として説明したが、これに限定されず、二次電池で動作可能かつ電池の特性データを必要に応じて読み込むようになされた、髭剃り器や電動工具等の電池応用機器一般に適用可能である。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、装着された被充電電池に対してパラメータの読み取りができるか否かを判別する判別手段と、判別の結果パラメータの読み取りができないときは、独自に充電のためのパラメータを作成するパラメータ作成手段とを設けたので、読み出されたパラメータに従ってリチウム電池を充電することができ、また、被充電電池がリチウム電池とは異なる異種の電池、例えばニッケル系等の電池に場合や、リチウム電池であっても接触不良その他の原因によりパラメータの読み取りができない場合、かかる電池に対しても予備パラメータによって充電が可能となる。
【００９４】
また、請求項２記載の発明によれば、被充電電池のメモリからパラメータの読み取りができなかったときに充電装置の内部メモリをアクセスするだけで予備パラメータを用い得るようにしたので複雑な構成が不要となる。
【００９５】
また、請求項３記載の発明によれば、パラメータ作成手段で作成された充電のためのパラメータでの充電中、パラメータの読み取りができるか否かを周期的にアクセスするようにしたので、リチウム電池の場合、当初の異常が回復すれば、本来のパラメータを読み取ることができる。
【００９６】
また、請求項４記載の発明によれば、内部メモリを被充電電池のメモリと同一のデータフォーマットにしたので、同一の対応関係でもってパラメータのデータを扱え、パラメータ読み取りのためのアクセス処理や手順の兼用が可能となり、その分処理の簡素化が図れる。
【００９７】
また、請求項５記載の発明によれば、被充電電池のメモリにアクセス可能な負荷機器が装着されたときに、上記メモリへのアクセスタイミングの重複を防止するタイミング制御手段を備えたので、破壊され、また誤ったパラメータを取り込むことが防止できる。
【００９８】
また、請求項６記載の発明によれば、アクセスする前に、パラメータの読み取るための信号ラインに上記アクセスコードが有るか否かを判別し、アクセスコード有りのときはアクセスしない優先手段を設けたので、アクセスが重複することがなくなって、正確なパラメータの読み取りが確実となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る充電装置を備えた充電器と、この充電器で充電される被充電電池との関係を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る充電装置が適用される充電器の接続態様の一例を示す構成図である。
【図３】各器の接続状態を示す概略構成図である。
【図４】各器の接続端子の配置を示す図である。
【図５】リチウム電池の保護回路を説明する回路図である。
【図６】本発明に係る充電装置の回路図である。
【図７】本発明に係る充電装置の回路図である。
【図８】本発明に係る充電装置の回路図である。
【図９】基本的な充電動作を説明するタイムチャートである。
【図１０】充電動作を説明するフローチャートである。
【図１１】充電動作を説明するフローチャートである。
【図１２】ＲＯＭへのアクセス動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１充電装置
２被充電電池
２ＡＲＯＭ
３電話機
１０メモリ回路
１０１判別部
１０２パラメータ作成部
１１整流平滑回路部
１２変換回路部
１３駆動回路部
１４定電流制御回路部
１５充電制御回路部
１６電池状態検出回路部
１７電池内ＲＯＭ（Ｒ／Ｗ）回路部
１８温度センサ回路部
１９表示回路部
２０保護回路[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a battery that is integrally provided with a memory that stores a parameter for charging, and relates to a charger that reads the parameter by accessing the memory and performs charging according to the parameter. The present invention relates to a charging device that is charged regardless of the state of the battery to be charged and the type of the battery to be charged.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, nickel-based batteries such as Ni—Cd and Ni—MH and other batteries are known as secondary batteries, and in recent years, lithium batteries capable of extracting a large amount of electricity have been put on the market.
[0003]
Lithium batteries, on the other hand, require strict conditions to maintain their reversibility or long life, in particular to prevent overcharging during charging. A ROM storing parameters necessary for charging, i.e., parameters for charging, is incorporated. As the charger for charging the lithium battery, a dedicated charger that reads the parameters in the ROM and controls charging according to the parameters is used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, a lithium-dedicated charger cannot be used for various kinds of commercially available secondary batteries, and lacks versatility. On the other hand, for example, a charger for charging a nickel-based battery cannot charge a lithium battery, and similarly has a problem in terms of effective use.
[0005]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a versatile charging device that enables charging of a lithium battery and can also charge different types of secondary batteries. .
[0006]
Another object of the present invention is to provide a charging device that enables charging even when parameters for charging cannot be read when charging a lithium battery.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention is integrally provided with a memory that stores parameters for charging.Lithium batteryFor a battery to be charged, access the memory to read the parameter, and in a charger that charges according to the parameter, try to access the memory to the battery to be charged and read the parameter from the memory. If it is impossible to read from the memory as a result of determination by the determination means and the determination means,It is judged that the mounted battery to be charged is not the lithium battery or that the parameters cannot be read due to poor contact, and both the conditions of the lithium battery and the conditions of batteries other than the lithium battery are satisfied.And a parameter creating means for independently creating a parameter for charging (claim 1).
[0008]
  Further, the parameter creating means stores preliminary parameters for charging in the internal memory in advance,As a result of discrimination by the discrimination means, when reading from the memory is impossible,Spare parameters for internal memoryCreate parameters for the above charging based on(Claim 2).
[0009]
  Further, the discrimination means is created by the parameter creation meansParameters for chargingWhen charging is performed, whether or not the parameter can be read is periodically accessed to the memory of the battery to be charged (Claim 3).
[0010]
The internal memory has the same data format as that of the memory of the charged battery.
[0011]
In addition, the charger can attach a load device that uses the charged battery as a power source and accesses the memory of the charged battery to read internal storage data together with the charged battery. And a timing control means for preventing duplication of access timing to the memory when the load device is mounted.
[0012]
Also, the timing control means is configured to access using the access code defined with the load device, and before accessing, whether the access code is present in the signal line for reading the parameter. Whether or not there is an access code is provided, priority means that does not access is provided (claim 6).
[0013]
[Action]
According to the first aspect of the present invention, when the battery to be charged is attached to the charging device, the battery to be charged is accessed from the charging device side and the parameters for charging are read. When the battery to be charged is a lithium battery, parameters are read from the memory. Then, charging control is performed according to the read parameters. On the other hand, in the case where the battery to be charged is a different kind of battery different from the lithium battery, for example, a nickel battery or the like, the parameter cannot be read because it does not have a memory inside. Even in the case of a lithium battery, the parameter may not be read due to poor contact or other causes. In these cases, the charging device creates a preliminary parameter. Then, charging control is performed with this preliminary parameter.
[0014]
  According to the invention described in claim 2, the charging device is stored in the internal memory.A parameter for charging is created based on the read preliminary parameter.
[0015]
  According to invention of Claim 3,Charging parameters created by the parameter creation meansDuring the period in which the charge control is performed, the determination unit periodically accesses the memory of the battery to be charged as to whether or not the parameter can be read.
[0016]
According to the fourth aspect of the present invention, when the spare parameter is read, if the data format is the same as that of the memory of the battery to be charged, the access process and the procedure for reading the parameter can be shared.
[0017]
According to the fifth aspect of the present invention, there is no duplication of access timing to the memory of the battery to be charged, so that it is not destroyed and erroneous parameters are not taken in.
[0018]
According to the invention described in claim 6, before the access, it is determined whether or not the access code from the other connected device is present in the signal line, and the access is not performed when the access code is present. Can be read accurately.
[0019]
【Example】
FIG. 1 is a block diagram showing a relationship between a charger provided with a charging device according to the present invention and a battery to be charged charged by the charger. In the figure, 1 indicates a charger, and 2 indicates a battery to be charged. The rechargeable battery 2 is a lithium battery in which a ROM 2A as a memory is incorporated, and parameters necessary for charging are stored in a predetermined format in the ROM 2A. The charger 1 and the battery 2 to be charged are connected by a required number of signal lines by mounting them. In the charger 1, a microcomputer circuit 10 and a charging operation circuit unit 10 ′ controlled and driven by the microcomputer circuit 10 are provided. The microcomputer circuit 10 accesses the ROM 2A before charging the battery 2 to be charged, that is, on condition that the main switch is turned on, or on the condition that the power plug 1A is connected to the AC power source. Then, a parameter for charging is read, and a determination unit 101 is provided for determining whether or not the parameter has been read. This determination unit 101 is a lithium battery and is equipped with a ROM 2A. However, in the case where the parameter cannot be read as a result of contact failure or other reasons, a nickel-based battery, etc. Since the memory (ROM) is not provided, the case where the parameter reading is originally impossible is determined.
[0020]
Furthermore, the microcomputer circuit 10 includes a parameter creation unit 102 therein, and when the determination unit 101 determines that the parameter could not be read, it is effective and appropriate for any type of battery to be charged on the charger 1 side. Create a preliminary parameter for the range. For example, the spare parameter may be stored in the internal memory in advance, and the spare parameter may be controlled to be used according to the determination result. If the internal memory for storing the spare parameters is in the same format as the ROM 2A of the battery 2 to be charged, the parameter data can be handled with the same correspondence, so that it is possible to share the access process and procedure for reading the parameters. Thus, the processing is simplified accordingly.
[0021]
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of a connection mode of a charger to which the charging device according to the present invention is applied. The charger 1 charges a lithium battery and other types of charged batteries. Reference numeral 3 denotes a load device using the charged battery 2 as a power source, for example, a portable telephone. When the rechargeable battery 2 is a lithium battery, the ROM 2A in the lithium battery also stores data necessary for the telephone to understand the characteristics of the lithium battery. The power supply and the data transmission are performed via a line l1. Further, the charger 1 can be connected to the line l1 via the line l2. The charging current of the charger 1 can be electrically connected to a line for power supply in the line l1, and the line for reading the parameters can be electrically connected to a line for data transmission in the line l1.
[0022]
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining this connection relation. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a connection state of each device, and FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of connection terminals of each device. The charger 1 has a plug 1A for connecting an AC power source, and is provided with a mounting portion 1B (see FIG. 4) on the upper portion that enables mounting of a lithium battery and other types of secondary batteries. Further, the charger 1 has a structure in which the telephone 3 can be mounted while the battery to be charged is loaded, and the troublesomeness of removing the battery 2 to be charged from the telephone 3 is reduced every time the battery 1 is charged.
[0023]
The lithium battery has a pack shape formed in a trapezoidal shape in a side view, for example, and is formed in a state where terminals indicated by (1) to (5) are short-circuited on the upper and lower surfaces of the mounting tip portion via the inside. ing. Terminal (1) is for ground (GND), terminal (2) is for temperature sensor, terminal (3) is for positive terminal, terminal (4) is for battery capacity (large / small) discrimination, (5) is for read / write (R / W) for serial transmission of data and parameters from the ROM 2A. The telephone 3 has connection terminals formed at appropriate positions on the lower surface in an arrangement corresponding to the terminals {circle around (1)} to {circle around (5)}. When the lithium battery 2 is loaded, the telephones 3 come into contact with each other. Similarly, connection terminals are similarly arranged in the mounting portion 1B of the charger 1 so that when the lithium battery 2 is mounted, they are in contact with each other. In the case of a different type of battery different from the lithium battery 2, since the ROM 2A is not provided therein, the terminal (5) is not formed, but the other terminals are formed in the same manner as the lithium battery. In addition, terminals (3) and (4) are separated regardless of the type of battery with a small battery capacity, but terminals (3) and (4) are short-circuited with a large capacity battery. The battery capacity can be determined by checking the potential of the terminal (4).
[0024]
Here, a memory map of the ROM 2A in the lithium battery 2 will be described. In the ROM 2A, data indicating lithium performance and charging parameters are written in advance in a predetermined format corresponding to the address. For example, it is data indicating each type of lithium battery, and examples of other parameters are shown below.
[0025]
Vc (cut-off voltage): Allowable voltage indicating the upper limit, 8, 2 V or 8, 4 V
Vmin (lower limit voltage): The minimum voltage that allows rapid charge control
Tmin (control lower limit temperature): For example, 5 ° C. (in this embodiment, −30 ° C. or less can also be measured)
Tmax (cut-off temperature): upper limit temperature for control, for example, 45 ° C
Il (rapid charge low current): lower limit current value in high-speed (rapid) charge mode (however, excluding when charging starts as described later)
Ih (rapid charge high current): value added to current Il in high-speed (rapid) charge mode
td (full charge time): time element regarded as full charge
Is (full charge discriminating current): current value that is considered full charge after approaching full charge and shifting from constant current control to constant voltage control
Next, a protection circuit for a lithium battery will be described with reference to FIG. As described above, the lithium battery has the GND terminal (1) and the + terminal (3), and the cells Ce1 and Ce2 are connected in series therebetween. Usually, a lithium battery is configured by connecting two or more cells in series.
[0026]
Moreover, the protection circuit 20 is provided inside the lithium battery. The protection circuit performs various protection functions as will be described later. In particular, when a sudden large current (for example, 50 mA or more) is rushed at the start of charging, the protection circuit works to prohibit the charging current from flowing in. It has become. Therefore, in order to perform the charging operation so that the protection circuit does not operate, it is necessary to prevent an inrush current from flowing immediately after the start of charging (hereinafter referred to as release).
[0027]
The protection circuit 20 includes an IC 21 for control and field effect transistors FET1 to FET3 as switching circuits connected in series to the cells Ce1 and 2, and diodes are connected in parallel to the FETs 1 to 3, respectively. . Note that the parallel circuit 22 composed of a diode and a resistor interposed in the portion of the + terminal (3) is for current limiting during discharging.
[0028]
The FET 1 is turned off when the battery voltage is lowered to prevent further discharge, the FET 2 is turned off due to the inrush of a large current, and the FET 3 is turned off due to overvoltage. Is performed by a switch signal output from the control IC 21 based on the taken-in voltages across the cells Ce1 and Ce2.
[0029]
6 to 8 show divided circuits of the charging device according to the present invention.
This charging device includes a rectifying / smoothing circuit unit 11, a conversion circuit unit 12, a drive circuit unit 13, a quiescent current control circuit unit 14, a charging control circuit unit 15, a battery state detection circuit unit 16, and an in-battery ROM (R / W) circuit. A microcomputer 17 (hereinafter referred to as a microcomputer circuit) 10 is provided that includes a unit 17, a temperature sensor circuit unit 18, and a display circuit unit 19, and performs overall control of each circuit unit.
[0030]
The microcomputer circuit 10 includes a microcomputer μC1 having respective input / output terminals, a reference clock oscillation circuit OSC, and multistage (ladder) resistors R1 to R8, and has a built-in program for performing charging processing and processing during access from the telephone 3. A program ROM and a RAM for temporarily storing processing data are provided. Then, data is fetched from each input terminal, and a command signal is output from each output terminal in order to execute processing based on the processing program using parameters for charging or preliminary parameters. Further, the program ROM includes a program for creating a spare parameter when the parameter reading from the ROM 2A in the battery 2 to be charged cannot be determined and read as described with reference to FIG.
[0031]
The ROM 11 is an internal memory in which spare parameters are stored in advance in the same format as the ROM 2A. For example, the address value of each parameter and the number of bits of parameter data match. Since the reserve parameter in the ROM 11 is used when the parameter 2 cannot be read from the ROM 2A even though the charged battery 2 is a lithium battery, both the lithium battery and the other batteries are used. On the other hand, the parameter needs to be effective and within an appropriate range. For example, the cutoff voltage Vc is 9, 1 V, the lower limit voltage Vmin is 4, 4 V, and the cut-off temperature Tmax and the control lower-limit temperature Tmin are the same value, respectively. A slightly large value for the fast charge high current Ih is a relatively low value, but for the full charge time td, the current Ih is suppressed slightly longer, for example, 4 hours for 3 hours. Is set. In addition, since the battery state detection circuit 16 can determine whether the battery capacity is large or small, the ROM 11 is written with preliminary parameters corresponding to the large capacity and the small capacity.
[0032]
In place of the ROM 11, a program for creating a spare parameter may be provided so that a spare parameter may be created. Alternatively, only a spare parameter for one capacity is stored, and depending on the result of capacity discrimination. The other spare parameter may be created.
[0033]
The multistage resistors R1 to R8 are configured such that each stage corresponds to a bit position by arranging resistors in which each resistance value is sequentially doubled. And the output side of each resistance is put together and connected to the terminal LC. Therefore, by outputting high and low signals as bit information to the input side of each resistor of the microcomputer μC1, 256 levels of voltage can be generated at the terminal LC in this embodiment. The output voltage of the terminal LC is used as a reference signal for the constant current control circuit 24 as will be described later. The number of resistance stages is determined in consideration of control accuracy in constant current or constant voltage control.
[0034]
The rectifying / smoothing circuit unit 11 rectifies and smoothes the commercial power from the plug 1A. The input terminal includes a fuse F, a Zener diode ZD11 for removing noise and surge, a resistor R11, a capacitor C11, and a choke coil Lc. The rectifier bridge DB and the smoothing capacitor C12 are connected through a circuit.
[0035]
The conversion circuit unit 12 includes a transformer T and rectifier diodes D21, D22, and D23, and also includes a secondary-side constant voltage power generation circuit 121. The transformer T includes a primary coil L1, a secondary coil L2 and a power supply coil L3 on the secondary side, and a drive coil L4. The output side of the rectifying and smoothing circuit unit 11 is connected to one end of the primary coil L1, and the other end side is connected to the drain of the FET 31 that is a switching transistor in the drive circuit unit 13. Further, diodes D21 and D22 are connected in parallel to one end of the secondary coil L2, and a smoothing capacitor C21 is connected to the output side thereof. With this configuration, the voltage induced at both ends of the secondary coil L2 Is rectified and smoothed to generate a charging current, which is guided to the battery 2 to be charged. One end of the power supply coil L3 is connected to the secondary-side constant voltage power supply generation circuit 121 via the diode D23 and the smoothing capacitor C22. For example, a constant voltage of 5 V is obtained at the terminal B of the constant voltage power supply generation circuit 121.
[0036]
By providing the power supply coil L3 in parallel with the secondary coil L2, when the voltage of the battery to be charged 2 is low, the induced voltage of the secondary coil L2 is pulled by the battery voltage and becomes low. The constant voltage at the terminal B is prevented from lowering, thereby ensuring the stable operation of the microcomputer circuit 10.
[0037]
The drive circuit unit 13 periodically turns the FET 31 on and off to switch the current flowing into the primary coil L1, thereby inducing a voltage in the secondary coil L2 and the other coils L3 and L4. The circuit formed by connecting the diode D31 in series to the parallel circuit of the capacitor C31 and the resistor R31 is for improving the current characteristics flowing into the primary coil L1 and preventing the reverse current from flowing. The primary coil L1 Are connected in parallel. The source of the FET 31 is connected to the common line via the current detection resistor R32.
[0038]
The starting resistor R33 is used to start the FET 31 by applying a voltage to the gate of the FET 31, and is connected between the positive electrode of the rectifying and smoothing circuit unit 11 and the gate of the FET 31. In addition, a series circuit including a capacitor C32, a resistor R34, and a drive coil L4 is connected between the gate and the common line of the FET 31 to constitute a self-excited oscillation circuit. An induced voltage of the drive coil L4 is applied to the gate of the FET 31, and a resistor R35 is connected between the source of the FET 31 and the cathode of the Zener diode ZD31. This protects the gate of the FET 31 from being applied with a voltage higher than the Zener voltage Vz of the Zener diode ZD31.
[0039]
A series circuit composed of a diode D32 and a transistor Q31 is a negative voltage generating circuit that charges the capacitor C33 to a negative voltage while the FET 31 is off, and is connected to both ends of the drive coil L4. Further, a discharging resistor R36 is connected in parallel to the capacitor C33.
[0040]
Connected to both ends of the capacitor C32 are a control transistor Q32 for lowering the gate of the FET 31 to an off voltage, and a control transistor Q33 for discharging the charge accumulated in the capacitor C32 and the charge of the gate of the FET 31. . That is, the collector of the control transistor Q32 is connected to the connection point between the capacitor C32 and the resistor R34, and the collector of the control transistor Q33 is connected to the connection point between the capacitor C32 and the gate of the FET 31.
[0041]
The control transistors Q32 and Q33 are connected to the anode of the Zener diode ZD32 via resistors R37 and R38, respectively, and the cathode is connected to the source of the FET 31. The emitters of the control transistors Q32 and Q33 are connected to the negative voltage side of the capacitor C33.
[0042]
Further, a photocoupler PC constituting a part of the constant current control circuit unit 14 is interposed in the drive circuit unit 13. That is, the phototransistor Qpc constituting the photocoupler PC is connected between the base of the transistor Q31 and the common line, and the light emitting diode Dpc is provided on the secondary side.
[0043]
Here, the operation of the above circuit configuration will be described. When the input power supply is connected, the capacitor C32 is charged through the starting resistor R33, whereby a voltage is applied to the gate of the FET 31, and the FET 31 starts to turn on. For this reason, a current flows through the primary coil L1 and a feedback voltage is induced in the drive coil L4. This induced voltage rises with a time constant determined by the drive coil L4, the resistor R34 and the capacitor C32, and the gate voltage of the FET 31 rises. The current flowing from the source of the FET 31 increases. When the voltage across the resistor R32 rises due to the increase in the source current and the Zener diode ZD32 is turned on, the base current flows and both the control transistors Q32 and Q33 are turned on, and the gate voltage of the FET 31 reaches the negative voltage of the capacitor C33. descend. At this time, by discharging the charge of the capacitor C33 by the control transistor Q32, the charge of the gate of the FET 31 is removed together with the control transistor Q33, so that the FET 31 is turned off rapidly.
[0044]
Thereafter, a voltage is again applied to the gate of the FET 31 through the starting resistor R33, and the FET 31 is turned on. That is, the FET 31 repeats switching, and by this switching, power is induced in the secondary coil L22 and rectified to obtain a constant current.
[0045]
The constant current control circuit unit 14 controls the output current on the secondary side. In addition to the photocoupler PC, the control voltage generation circuit 141, the detection resistor R41 that generates a voltage corresponding to the output current at both ends, and the output A monitor circuit 142 for detecting current is provided.
[0046]
As described above, the present invention makes it possible to charge different types of batteries. However, unlike a nickel-based battery, the lithium battery is different from a nickel-based battery and the protection circuit 20 is activated when a sudden charging current is supplied at the start of charging. Can not be charged. The constant current control circuit unit 14 generates a gradually increasing charging current to release the protection circuit 20 at the start of charging, and thereafter generates a constant current.
[0047]
The circuit is configured so that the charging current generated on the secondary side flows through the + terminal (3), the charged battery 2 and the GND terminal (1), and further through the detection resistor R41.
[0048]
The control voltage generation circuit 141 generates a feedback control voltage based on the voltage generated at both ends of the resistor R41 due to the current flowing through the detection resistor R41. That is, the control voltage generation circuit 141 has an operational amplifier OP1, voltage-dividing resistors R42 and R43 that divide the detection voltage and the power supply voltage at the inverting input terminal, and the power supply output of the constant voltage power supply circuit 121 at the non-inverting input terminal. Voltage dividing resistors R44 and R45 for dividing the power supply voltage from the terminal B to obtain a reference voltage are connected. Voltage dividing resistors R43 and R45 are connected to both ends of the detection resistor R41. Based on the reference voltage, a voltage corresponding to the voltage across the detection resistor R41 is output from the operational amplifier OP1, and this voltage is applied to the anode of the light emitting diode Dpc constituting the photocoupler PC. .
[0049]
The constant current control by the constant current control circuit unit 14 is performed by the following operation. When the output current on the secondary side decreases and no voltage is output from the control voltage generation circuit 141, no current flows through the light emitting diode Dpc, and the phototransistor Qpc is not turned on. For this reason, the transistor Q31 is not turned on, and the capacitor C33 is hardly charged to a negative voltage. Accordingly, the on-time of the FET 31 becomes longer and the output current increases. On the other hand, when the output current increases and a voltage is output from the control voltage generation circuit 141, a current flows through the light emitting diode Dpc, and the phototransistor Qpc is turned on. For this reason, the transistor Q31 is turned on, and the capacitor C33 is charged to a more negative voltage. Therefore, the ON time of the FET 31 is shortened and the output current is reduced. Thus, constant current control is performed by negative feedback acting.
[0050]
A voltage at a predetermined level output from the LC terminal of the microcomputer circuit 10 is applied to the connection point between the voltage dividing resistors R44 and R45, so that the reference voltage can be variably controlled. When the reference voltage is varied, negative feedback control is performed so that the input voltage to the non-inverting input terminal matches the reference voltage, so the output current on the secondary side can be adjusted to the required level according to the reference voltage. Become.
[0051]
The monitor circuit 142 is for monitoring the suitability of the output current control by the control voltage generation circuit 141. That is, the monitor circuit 142 has an operational amplifier OP2 as a differential amplifier, its non-inverting input terminal is connected to GND, and its inverting input terminal is connected to both ends of the detection resistor R41. A monitor voltage of a level corresponding to the voltage across the detection resistor R41 is output from the operational amplifier OP2, and this monitor voltage is guided to the IO terminal of the microcomputer μC1. The microcomputer μC1 compares the monitor voltage fetched at the IO terminal with the monitor voltage that should be indicated by the reference voltage output from the LC terminal, and if they do not match, the voltages to the multistage resistors R1 to R8 are matched. Adjustment is made so that a monitor voltage that should be distributed and adjusted, that is, a predetermined secondary output current is obtained.
[0052]
The charge control circuit unit 15 is interposed between the conversion circuit unit 12 and the battery 2 to be charged, and supplies the secondary side output current to the battery 2 to be charged continuously or intermittently. The charge control circuit unit 15 includes a transistor Q51 having an emitter connected to the output side of the conversion circuit unit 12, a collector connected to the positive terminal (3), a base connected to the cathode of the Zener diode ZD51, and a collector connected via a resistor R51. The transistor Q52 is connected to the anode of the Zener diode ZD51, the emitter is connected to GND, and the base is connected to the CH1 terminal of the microcomputer circuit 10. The CH1 terminal is pulled up with a constant voltage from the power supply output terminal B of the constant voltage power supply generation circuit 121 via the resistor R52. While the high level signal is output from the microcomputer μC1 to the CH1 terminal, the transistor Q52. Is turned on, whereby the transistor Q51 is turned on and the output signal on the secondary side is supplied to the charged battery 2. On the other hand, the transistor Q52 is turned off while the low level signal is output to the CH1 terminal. As a result, the transistor Q51 is turned off and the output signal on the secondary side is cut off. The intermittent charge of the battery 2 to be charged is performed by turning on and off the transistor Q51 in this way. The intermittent charging in this embodiment employs, for example, a 40-second cycle, and sets a charging period of 2 seconds (16 seconds) and a rest period of 38 seconds (24 seconds). In this case, the average charging current is 1/20 (2/5) of the current supplied during the charging period. Further, the period, the charging period, and the rest period can be appropriately adjusted according to the average current to be passed.
[0053]
Further, the configuration in which the Zener diode ZD51 is connected to the base of the transistor Q51 is adopted, and when the battery voltage is low, the transistor Q51 is prevented from being overheated by intermittent charging, and the induced voltage of the power supply coil L3 is set to a predetermined level. A constant level power supply voltage is obtained from the power supply output terminal B. For example, when the output voltage of the secondary coil L2 is 5V, if the battery voltage is 1V, a voltage drop of 4V occurs in the transistor Q51, and heat is generated as a load. Therefore, the base voltage is maintained at the threshold level using a Zener diode ZD51 to prevent the transistor Q51 from generating heat.
[0054]
The battery state detection circuit unit 16 detects the capacity of the battery connected between the terminals (1) and (3). The battery state detection circuit unit 16 is connected to the + terminal (3) to detect the battery voltage and the capacity determination terminal ▲ 4 is formed of a circuit for determining the battery type by connecting to. That is, the detection terminal V1 is connected to the connection point of the voltage dividing resistors R61 and R62 via the resistor R63 and the capacitor C61 at the + terminal (3), and the voltage dividing resistors R64 and R65 are connected to the capacitance determining terminal (4). The determination terminal S1 is connected to the connection point via a resistor R66 and a capacitor C62. The battery 2 to be charged has a small capacity, the terminals (3) and (4) are electrically separated, while the battery having a large capacity is electrically connected to the terminals (3) and (4). It has a structure. Accordingly, when the same voltage is detected at the terminals (3) and (4), it is determined that the battery is a large capacity type, and when a voltage output is not obtained at the terminal (4), it is determined that the battery is a small capacity type.
[0055]
In a nickel battery, the normal state is a battery voltage of 4 V or higher, and a lithium battery is 1 V or higher. In addition, a nickel-based battery can be rapidly charged even at 4 V or less, but a lithium battery cannot be rapidly charged at 1 V or less because it generates abnormal heat. Therefore, the charging current is controlled as described later according to the detected battery voltage.
[0056]
The in-battery ROM (R / W) circuit 17 is connected to the terminal (5) and is used to read out the parameters of the ROM 2A in the lithium battery. This in-battery ROM (R / W) circuit 17 includes a resistor R71 interposed between the terminal (5) and the ROM terminal of the microcomputer μC1, a Zener diode ZD71 interposed between the terminal (5) and GND, a constant voltage power source. The generator circuit 12 includes a resistor R72 interposed between the power supply output terminal B and the ROM terminal and a diode D71 interposed between the power supply output terminal B and the terminal (5). Prior to charging, the microcomputer circuit 10 transmits address data for designating an address in the ROM 2A, receives parameters read from the corresponding address in the ROM 2A, and stores them in the internal RAM.
[0057]
Further, even if the microcomputer circuit 10 accesses the ROM 2A, if no parameter data is received from the ROM 2A, or if the return data is not obtained in the same manner even if the access is repeated a predetermined number of times, it is determined that the parameter cannot be read. Then, in order to start charging using the spare parameter stored in the ROM 11 as the internal memory, the spare parameter is read into the internal RAM. Further, when charging is started with the spare parameter, if the parameter can be read by repeatedly trying to access the ROM 2A at a predetermined cycle during charging and removing the cause of unreadable during that time, the parameter is reserved. The internal RAM is updated instead of the parameter, and the charging is controlled to continue using the original parameter.
[0058]
The temperature sensor circuit unit 18 detects the temperature of the battery 2 to be charged and also detects the mounting of the battery. Between the corresponding terminals {circle around (1)} and {circle around (2)} of the battery 2 to be charged, a thermistor TH as a temperature sensing element generally used as a sensor is connected.
[0059]
The temperature sensor circuit section 18 is connected to the GND terminal (1) and the temperature sensor terminal (2). Between the terminal (2) and the detection terminal T1 of the microcomputer μC1, a resistor R81 and capacitors C81 and C82 at both ends thereof are connected. Is connected to the power source output terminal B of the constant voltage power source generating circuit 12 via the resistor R82. Then, a current is passed from the power output terminal B to the thermistor TH via the resistor R82, and a resistance component corresponding to the temperature state of the thermistor TH at this time and a divided voltage by the resistance component of the resistor R82 are detected as a detection voltage to the detection terminal T1. Is output and guided to the microcomputer μC1.
[0060]
The microcomputer circuit 10 measures the temperature information fetched from the detection terminal T1, that is, the temperature of the battery 2 to be charged, and determines that the temperature is within the range of 5 ° C to 45 ° C. In a state where the current does not flow from the power output terminal B to the thermistor TH at −30 ° C. or less, it is determined that the charged battery 2 is not attached.
[0061]
The display circuit unit 19 is for displaying the state of charge so that it can be distinguished by color, and has a light emitting element in which LEDs of two colors, for example, red and green are integrated. The display circuit unit 19 is provided with transistors Q91 and Q92 having collectors connected in parallel to the power supply output terminal B of the constant voltage power generation circuit unit 12 through current limiting resistors R91 and R92, respectively, and the emitters are both GND. In addition, the GR terminal and the RE terminal from the microcomputer μC1 are connected to each base, and the base is connected to the power supply output terminal B via the resistors R93 and R94 to be pulled up. The green (GREEN) LED 91 is connected between the collector of the transistor Q91 and GND, and the red (RED) LED 92 is connected between the collector of the transistor Q92 and GND.
[0062]
The green LED 91 is turned on when the GR terminal is high and the transistor Q91 is turned off, and the transistor Q91 is turned off and turned on when the GR terminal is low. The red LED 92 is turned on when the RE terminal is at a high level and the transistor Q92 is turned on, and turned off when the RE terminal is at a low level. Further, when both the green and red LEDs 91 and 92 are lit, they are lit in yellow (YELLOW). At this time, flashing (flashing) can be performed by repeating high and low. The microcomputer μC1 outputs high and low signals to the GR terminal and RE terminal, respectively, so that red is lit during charging, green is lit when charging is complete, and yellow is flashing when not in the normal state. Control.
[0063]
Next, a basic charging operation will be described with reference to the time chart of FIG.
When charging is started, first, the reference voltage is output while being stepped up from the LC terminal of the microcomputer μC1 so that the charging current I gradually increases from zero. Thereby, cancellation | release of the protection circuit 20 when the to-be-charged battery 2 is a lithium battery is ensured. When a predetermined level is reached, constant current control is performed.
[0064]
The battery temperature T is detected by the thermistor TH, the thermistor resistance decreases as the temperature rises, and the detection voltage at the detection terminal T1 decreases. The microcomputer μC1 converts the detection voltage into the temperature T (or remains as the detection voltage) and calculates the rising gradient ΔT / Δt from the two consecutive detection temperatures. When the gradient ΔT / Δt reaches a predetermined level, it is determined that the battery is fully charged and the charging operation is terminated, and the battery voltage Vpeak at this time is taken in from the battery voltage input terminal V1 and stored. Further, the charging operation is resumed following the end of the charging operation. The charging current at the time of resuming charging is controlled so as to gradually increase as in the previous charging start. If the rising of the current is controlled gently in this way, the battery voltage that has been on the decline starts to rise again. When the battery voltage matches the stored value Vpeak, the charging is completed. After this, it shifts to the maintenance mode.
[0065]
In this way, once charging is completed, the charging current is gradually increased again, and recharging is performed until the battery voltage rises and matches the voltage at the end of charging. It tries to be close to charging. In addition, by gradually increasing the current in resumption charging, the battery voltage continues to decrease as it is or when a high-level current is supplied suddenly, and overcharging without coincident with Vpeak even after forever. Is effectively prevented.
[0066]
Further, in the above embodiment, the end of the first charging is monitored with a temperature rising gradient, but the present invention is not limited to this, and when it is detected that this temperature gradient or the battery voltage has increased to just before full charge, The constant current control up to that time is switched to constant voltage control, and under this constant voltage control, it is determined that the charging is completed on the condition that the charging current has decreased to a predetermined level (full charge discriminating current) Is as it approaches full charging. You may do it.
[0067]
When the battery voltage is lower than the voltage close to the threshold level of the charge control circuit unit 15 at the start of charging, intermittent charging or preliminary charging is performed, and the battery voltage is rapidly increased to the threshold level. By shifting to charging, the heat generation of the transistor Q1 of the charging control circuit unit 15 is prevented and the power supply voltage level on the secondary side is secured.
[0068]
Next, details of the charging operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 10 and 11. 10 and 11 show one flowchart divided. In the figure, among the lines connecting the steps, the two-dot chain line indicates a lithium battery, the broken line indicates a case where it cannot be distinguished from a lithium battery or a nickel-based battery, and the thin solid line indicates a case common to both batteries. Show.
[0069]
This flowchart starts when the AC plug 1A is inserted into a commercial AC power source or when a main switch (not shown) is turned on.
[0070]
When the flowchart is started, first, the process shifts to the IDLE mode, the charging current I = 0 is set, all the states are reset to OFF (step S2), and the battery temperature T is measured. If the battery temperature T ≧ −30 ° C., it is determined that the charged battery 2 is attached, and the process proceeds to step S4. In step S4, data on battery voltage V and battery temperature T is taken. In addition, the myco μC1 accesses the ROM 2A in the battery 2 to be charged, that is, a parameter reading instruction is performed, and it is determined whether the parameter can be read. In this state, the LED 92 is turned on.
[0071]
The battery temperature T is always checked after this, and if the battery temperature T is <−30 ° C. in any state (step), the process returns to step S2.
[0072]
Here, if the parameter can be read, it is determined that the charged battery 2 is a lithium battery, and the battery voltage V is equal to or higher than the minimum level Vmin (for example, 1 V) in the lithium battery, and the maximum level (cutoff voltage). When the battery temperature T is equal to or lower than Vc and the battery temperature T is equal to or higher than the minimum level Tmin and equal to or lower than the maximum level Tmax, the process proceeds to the rapid mode (step S6). On the other hand, if the parameter could not be read, it was determined that the parameter could not be read due to poor contact even with a battery other than a lithium battery, or even with a lithium battery. For the preliminary parameters that satisfy both the conditions of batteries other than lithium batteries, the battery voltage V is higher than the minimum level Vmin (for example, 4, 4V) and lower than the maximum level Vmax, and the battery temperature T is higher than the lowest level Tmin. When it is equal to or lower than Tmax, the process shifts to the rapid mode (step S6).
[0073]
Regardless of the type of battery, if the battery temperature T is lower than Tmin (5 ° C. in this embodiment), the trickle 1 mode (step S8) is entered. If the battery voltage V is lower than the minimum level Vmin, the trickle 2 is applied. If the battery temperature T exceeds Tmax (45 ° C. in the present embodiment) in the mode (step S10), the mode shifts to the trickle 3 mode (step S12). Further, in the case of a lithium battery, when the battery voltage V exceeds the cutoff voltage Vc, or in the case of a battery that cannot be distinguished from a lithium battery, the battery voltage V is the cutoff voltage Vnc (> Vmax). If it exceeds, the trickle 3 mode (step S12) is entered. This limit voltage Vnc corresponds to the cut-off voltage Vc of the lithium battery.
[0074]
In the rapid mode, rapid charging is performed. The rising of the charging current is stepped to release the protection circuit 20, and thereafter, a large current is continuously supplied. The trickle 1 mode to the trickle 3 mode are all for recovering from a state outside the normal state. The trickle 1 mode raises the battery voltage to a level at which rapid charging is possible, or a temporary abnormality in the rapid mode. For example, when the battery voltage V drops below Vmin or Vth due to poor contact, short circuit, sensor abnormality, or the like, or when the battery temperature T drops below Tmin, the recovery is performed until the abnormality is cleared. Is for. The trickle 2 mode is for raising the battery voltage to a level at which rapid charging is possible. The trickle 3 mode is for stopping the charging current and waiting for the battery temperature or the battery temperature to drop to a level at which rapid charging is possible.
[0075]
Hereinafter, the charging operation will be described for each case.
(1) When lithium batteries are normally charged
When transitioning from step S4 to the rapid mode of step S6, the charging current I is raised stepwise from 0 to Il + Ih (for example, about 1 A in total). This step-like current increase is performed by sequentially increasing the reference voltage from the LC terminal of the microcomputer μC1. When the current value reaches (Il + Ih), continuous power feeding is performed while maintaining this level. The step-up of the charging current is continuously controlled, for example, at a time interval of 640 ms. After the reference voltage is switched from the LC terminal, the monitor circuit 142 detects the charging current via the detection resistor, and gives an instruction at the LC terminal. When the charging current deviates from the corresponding one, fine adjustment of the reference voltage is performed in order to make this match. In addition, the voltage generated at both ends of the detection resistor R41 is measured in advance in a state where the rechargeable battery 2 is not connected to the secondary side, and this amount is compensated as an offset amount, that is, set in the microcomputer μC1, thereby detecting accuracy. As a result, the accuracy of current control can be further improved.
[0076]
During rapid charging, it is determined whether or not the battery voltage V has exceeded the cut-off voltage Vc (step S61). If not, charging is continued as it is, and if it exceeds, switching from constant current control to constant voltage control is performed ( Step S62). As a result, the current gradually decreases as charging progresses and approaches full charge. When the current value decreases to 20 mA (= Is), it is determined that the battery is fully charged, and the process proceeds to the maintenance mode (step S16). In the maintenance mode, the current is set to 0, and the LED 91 is turned on to complete charging.
[0077]
(2) When a non-rechargeable battery is normally charged when parameters cannot be read
In this case, charging control is performed using the reserve parameter. The start of charging is controlled by the microcomputer μC1 so that the charging current increases stepwise as in the case (1). During charging, when the battery voltage V reaches the limit voltage Vsc (<Vnc) or reaches the cut-off voltage Vnc, it is determined that the battery is fully charged and shifts to the maintenance mode. In the maintenance mode, an end current of a level that compensates for self-discharge is supplied (step S16). Even after this, while the battery 2 to be charged is attached to the charging device 1, the battery voltage V is checked. If the battery voltage V drops, for example, 1V, the process goes to step S4 to perform replenishment charging. Transition.
[0078]
On the other hand, if the temperature rise ΔT / Δt reaches a predetermined value before the battery voltage V reaches each of the above charging termination conditions, the battery voltage at this point is taken in as Vpeak and a top-off mode (step) for recharging is performed. The process proceeds to S14). In the top-off mode (recharging), the charging current I is raised stepwise from 0 to (Il + Ih), as in the case of starting charging in the rapid mode. This step-like current increase is performed by sequentially increasing the reference voltage from the LC terminal of the microcomputer μC1. As described above, by increasing the charging current from 0, the battery voltage starts to increase again. When the current value reaches (Il + Ih), continuous power feeding is performed while maintaining this level. In this mode, the LED 91 is lit. The current value in the top-off mode can be set to a predetermined level as long as it is (Il + Ih) or less.
[0079]
Further, the battery voltage V is detected during charging, and it is determined whether or not the stored voltage Vpeak has been exceeded (step S141). If not, charging continues while maintaining the current value at (Il + Ih). (Step S142), when V> Vpeak, the charging is completed and the mode is shifted to the maintenance mode (Step S16).
[0080]
In the recharge in the top-off mode, when the total time from the start of charging in the rapid mode exceeds the full charge td, or when the battery temperature T exceeds Tmax, the charge is considered to be full, and the charge is completed. Transition to maintenance mode.
[0081]
(3) When shifting to trickle 3 mode from step S4
In the trickle 3 mode, charging is not started (I = 0), and both the LED 91 and the LED 92 are blinked in synchronization (yellow flash). In this state, in the case of a lithium battery, it is determined whether or not the battery voltage V is (Vc−200 mV) or less and the battery temperature T is (Tmax−6 ° C.) or less, or the battery type is unknown. If the battery voltage V is (Vnc−200 mV) or less and the battery temperature T is (Tmax−6 ° C.) or less, it is determined whether or not the battery has recovered. . In this case, if the normal state is not restored even after a predetermined time has elapsed, the process may return to step S2.
[0082]
(4) When shifting to trickle 1 mode from steps S4 and S10
In the trickle 1 mode, first, it is determined whether or not the battery voltage V is equal to or lower than the threshold voltage Vth + 50 mV (step S81). This threshold voltage Vth is Veb (voltage between the emitter and base of the transistor Q1) + Vz (Zener voltage of the Zener diode ZD51) in the charging control circuit 15, and is set to 3 to 5 V in this embodiment.
[0083]
If battery voltage V is less than (Vth + 50 mV), considering the heat generation of transistor Q1, intermittent charging is instructed (step S82), otherwise continuous (linear) charging is instructed (step S83). Both the intermittent charging and the linear charging are controlled by the microcomputer μC1 so that the charging current increases stepwise at the start of charging, and the release of the protection circuit 20 is ensured.
[0084]
Next, it is determined whether or not the battery temperature T is lower than (Tmax + 1 ° C.) (step S84). If the battery temperature T is lower than (Tmax + 1 ° C.), a yellow flash is performed (step S85), and duty 1, for example, charging is performed. Intermittent charging is started with a period of 40 seconds with a time of 2 seconds and a rest period of 38 seconds (step S86). If the battery voltage V is less than (Vth + 50 mV) and the battery temperature T is less than (Tmax + 1 ° C.), intermittent charging is continued. On the other hand, when the battery temperature T rises to (Tmin + 1 ° C.) or higher, it is then determined whether the battery voltage V is less than (Vmin + 50 mV) (step S87). Flashing is performed (steps S88 and S85), and intermittent charging with the duty 1 is continued. On the other hand, when the battery voltage V becomes (Vmin + 50 mV) or more, the LED 92 is turned on (step S89), and then it is determined whether or not the battery voltage V is (Vth + 50 mV) or more (step S90). Here, if the battery voltage V is less than (Vth + 50 mV), since the battery voltage V was not less than (Vmin + 50 mV) for the time being in step S87, the duty 2, ie, for example, the charging time is increased in order to increase the charging current. The charging is switched to intermittent charging for 16 seconds and the rest period is 24 seconds (step S91).
[0085]
On the other hand, similar processing is executed when linear charging is started in step S83. Note that intermittent charging is performed by high and low signals from the CH1 terminal of the microcomputer μC1, and the charging and resting periods are appropriately changed according to the battery temperature, battery voltage, and threshold level (steps SS86, S91, and S83).
[0086]
When the battery voltage V becomes (Vth + 50 mV) or more, it is considered that the battery has been restored to a level at which rapid charging is possible, and the mode is changed to the rapid mode.
[0087]
(5) When shifting to trickle 2 mode from step S4
In the trickle 2 mode, the charging current is set to 50 mA, and this current value is monitored by the monitor circuit 142 and kept constant. It should be noted that the current is gradually increased from 0 to 50 mA at the start of current supply, and the release of the protection circuit 20 is ensured. First, it is determined whether or not the battery voltage V is equal to or higher than the cut-off voltage Vc (step S101). If the battery voltage V is higher than or equal to the cut-off voltage Vc, the process proceeds to a non-charge mode (step S18). If the battery voltage V is less than the cut-off voltage Vc, it is next determined whether or not the current value is 50 mA or more (step S102). If the current value is less than 50 mA, the charging at 50 mA is repeated. If not, it is determined whether or not the battery temperature T has exceeded Tmax (step S103). If the battery temperature T exceeds Tmax, the mode shifts to the trickle 3 mode. Otherwise, the mode shifts to the trickle 2 mode.
[0088]
On the other hand, when shifting to the non-charge mode from step S101, the charging is interrupted. During this time, if the battery voltage becomes Vmin to (Vc−200 mV) for a lithium battery, Vmin for an unknown battery. If it becomes-(Vmax-200mV), it will transfer to step S4.
[0089]
In the charging operation flowchart, if the parameter cannot be read, the microcomputer μC1 outputs a code for access to the ROM terminal periodically, periodically, or in a specific step during the charging control. At this time, when the parameters can be read from the ROM 2A, the read original parameters can be used instead of the spare parameters. By doing so, more appropriate charging can be performed. Control can be achieved.
[0090]
Next, the access operation to the ROM 2A will be described using the flowchart shown in FIG.
When the battery 2 to be charged is attached, the charging device 1 sends an access signal from the ROM terminal to the ROM 2A to read the parameters. At this time, first, it is determined whether or not the telephone 3 connected as shown in FIG. 2 is accessing to read data from the ROM 2A, that is, whether it is communicating (step S201). If it is being accessed, the microcomputer μC1 returns without performing access. On the other hand, if the telephone set 3 is not being accessed, the microcomputer μC1 outputs a priority signal (code) to indicate to the telephone set 3 that it is prioritized (step S202). Thereafter, access for reading is performed. Is started (step S203). As the code indicating the priority signal, a pattern code different from the address code, parameter code, or data code is adopted so that the priority signal and other signals can be identified. In this way, both the charging device 1 and the telephone 3 transmit the code promised in advance and secure the priority, thereby preventing each other from reading erroneous data and parameters, and ensuring high communication reliability. We are trying to secure it.
[0091]
In addition, when there is a high or low level signal on the transmission line when accessing from the charging device 1 instead of the priority signal, it is assumed that the other device is being accessed and the predetermined time is reached. You may make it wait only for access.
[0092]
In this embodiment, the telephone is described as another device. However, the present invention is not limited to this, and a shaving device that can be operated with a secondary battery and that reads battery characteristic data as needed is used. It is applicable to battery application equipment such as electric tools.
[0093]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the determination means for determining whether or not the parameter can be read for the attached battery to be charged, and when the parameter cannot be read as a result of the determination. In addition, since the parameter creation means for creating the parameters for charging independently is provided, the lithium battery can be charged according to the read parameters, and the battery to be charged is a different type of battery different from the lithium battery, For example, in the case of a nickel battery or the like, or even in the case of a lithium battery, if the parameter cannot be read due to poor contact or other causes, the battery can be charged with the spare parameter.
[0094]
According to the second aspect of the present invention, since the spare parameter can be used only by accessing the internal memory of the charging apparatus when the parameter cannot be read from the memory of the battery to be charged, the complicated configuration is obtained. It becomes unnecessary.
[0095]
  According to the invention of claim 3,Charging parameters created by the parameter creation meansIn the case of a lithium battery, if the original abnormality is recovered, the original parameter can be read.
[0096]
According to the fourth aspect of the present invention, since the internal memory has the same data format as the memory of the battery to be charged, the parameter data can be handled with the same correspondence relationship, and the access process and procedure for reading the parameters. Can be shared, and the processing can be simplified accordingly.
[0097]
According to the fifth aspect of the present invention, when a load device capable of accessing the memory of the battery to be charged is attached, the timing control means for preventing duplication of the access timing to the memory is provided. It is possible to prevent erroneous parameters from being taken in.
[0098]
According to the invention described in claim 6, prior to access, it is determined whether or not the access code is present in a signal line for reading a parameter, and priority means for not accessing when the access code is present is provided. As a result, access is not duplicated, and accurate parameter reading is ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a relationship between a charger provided with a charging device according to the present invention and a battery to be charged charged by the charger.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a connection mode of a charger to which a charging device according to the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a connection state of each device.
FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of connection terminals of each device.
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a protection circuit for a lithium battery.
FIG. 6 is a circuit diagram of a charging device according to the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram of a charging device according to the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram of a charging device according to the present invention.
FIG. 9 is a time chart illustrating a basic charging operation.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a charging operation.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a charging operation.
FIG. 12 is a flowchart illustrating an access operation to a ROM.
[Explanation of symbols]
1 Charging device
2 Rechargeable battery
2A ROM
3 Telephone
10 Memory circuit
101 discriminator
102 Parameter creation part
11 Rectifier smoothing circuit
12 Conversion circuit section
13 Drive circuit section
14 Constant current control circuit
15 Charge control circuit
16 Battery state detection circuit
17 ROM (R / W) circuit part in battery
18 Temperature sensor circuit
19 Display circuit
20 Protection circuit

Claims

充電のためのパラメータを記憶したメモリを一体で備えたリチウム電池である被充電電池に対し、上記メモリにアクセスしてパラメータを読み取り、このパラメータに従って充電を行う充電器において、装着された被充電電池に対して上記メモリへのアクセスを試み、メモリからのパラメータの読み出しが可能か否かを判別する判別手段と、上記判別手段による判別の結果、上記メモリからの読み出しが不可能な場合、上記装着された被充電電池が上記リチウム電池ではないか、又は接触不良により上記パラメータを読み取ることができないものと判断し、リチウム電池の条件とリチウム電池以外の電池の条件とを共に満足する充電のためのパラメータを独自に作成するパラメータ作成手段とを備えたことを特徴とする充電装置。A battery to be charged which is mounted in a charger that reads a parameter by accessing the memory to charge a battery to be charged, which is a lithium battery integrally including a memory storing parameters for charging. If the result of determination by the determination means is that reading from the memory is impossible, the mounting is performed. It is determined that the charged battery is not the above lithium battery or that the above parameters cannot be read due to poor contact, and charging for satisfying both the conditions of the lithium battery and the battery other than the lithium battery A charging device comprising a parameter creating means for creating a parameter independently.

上記パラメータ作成手段は、充電のための予備パラメータを内部メモリに予め記憶しておき、上記判別手段による判別の結果、上記メモリからの読み出しが不可能な場合、上記内部メモリの予備パラメータに基づいて上記充電のためのパラメータを作成することを特徴とする請求項１記載の充電装置。 The parameter creation means stores preliminary parameters for charging in the internal memory in advance, and if the result of determination by the determination means is that reading from the memory is impossible, the parameter generation means is based on the preliminary parameters in the internal memory. The charging device according to claim 1, wherein a parameter for the charging is created.

上記判別手段は、上記パラメータ作成手段で作成された充電のためのパラメータで充電を行っているとき、上記被充電電池のメモリに対し、パラメータの読み取りができるか否かを周期的にアクセスするようにしたものであることを特徴とする請求項１記載の充電装置。 The determination means periodically accesses the memory of the battery to be charged whether or not the parameter can be read when charging is performed with the parameter for charging created by the parameter creation means. The charging device according to claim 1, wherein the charging device is a device.

上記内部メモリは、上記被充電電池のメモリと同一のデータフォーマットを備えていることを特徴とする請求項２記載の充電装置。 3. The charging device according to claim 2, wherein the internal memory has the same data format as the memory of the battery to be charged.

上記充電器は、上記被充電電池を装着してこれを電源とし、該被充電電池の上記メモリにアクセスして内部記憶データの読み取りを行う負荷機器を上記被充電電池とともに装着可能であって、上記負荷機器が装着されたときに、上記メモリへのアクセスタイミングの重複を防止するタイミング制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または３に記載の充電装置。 The charger is equipped with the battery to be charged, which is used as a power source, and a load device that accesses the memory of the battery to be charged and reads internal storage data can be attached together with the battery to be charged; 4. The charging device according to claim 1, further comprising timing control means for preventing duplication of access timing to the memory when the load device is attached.

上記タイミング制御手段は、上記負荷機器との間で規定されたアクセスコードを用いてアクセスするようになされており、アクセスする前に、パラメータの読み取るための信号ラインに上記アクセスコードが有るか否かを判別し、アクセスコード有りのときはアクセスしない優先手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の充電装置。 The timing control means is configured to access using the access code defined with the load device, and whether or not the access code is present in the signal line for reading the parameter before accessing. 6. The charging apparatus according to claim 5, further comprising priority means for determining whether the access code is present or not when the access code is present.