JPH07231572A - 電池の充電装置 - Google Patents
電池の充電装置Info
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- JPH07231572A JPH07231572A JP6016370A JP1637094A JPH07231572A JP H07231572 A JPH07231572 A JP H07231572A JP 6016370 A JP6016370 A JP 6016370A JP 1637094 A JP1637094 A JP 1637094A JP H07231572 A JPH07231572 A JP H07231572A
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- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
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Abstract
電する汎用充電器において、電池組の電池電圧を検出し
て素電池数を判別し、素電池数に対応した充電電流に制
御することにより、如何なる素電池数の電池組を充電し
ても汎用充電器の能力を最大限発揮することが達成でき
る電池の充電装置を提供することである。 【構成】 被充電電池組2の電池電圧を検出する電池電
圧検出手段40と、該電池電圧検出手段40の出力に基
づいて被充電電池組2の素電池数を判別する素電池数判
別手段50と、該素電池数判別手段50の出力に基づい
て充電電流を設定する充電電流設定手段80と、充電電
流の供給を制御する充電電流制御手段60を設けた。
Description
池(以下ニカド電池という)等の2次電池を充電する充
電装置に関するものである。
異なる複数の素電池を直列に接続した種々の電池組すな
わち電圧の異なる電池組を1台の充電装置で全て充電す
ることができる充電装置(以下汎用充電器という)が普
及している。特に電動工具のような用途では、ハイパワ
ーの要望が強く、これに応えるため素電池数を多くした
高電圧化が進んでいる。また汎用充電器も充電可能な電
池組を同じ充電電流で充電するために、汎用充電器の高
出力化、大型化が進んでいる。
器は、最も素電池数の多い電池組すなわち最も電池電圧
が高い電池組を充電するのに必要な電力を供給せねばな
らず、その結果素電池数が少ない電池組を充電する場
合、汎用充電器の能力を最大限発揮していないことにな
る。例えば、20本の素電池から構成されているニカド
電池を7Aで充電する汎用充電器では、単純に最大出力
は1個の素電池の起電力を1.32Vとして1.32V×
20本×7A=184.8Wの電力供給が可能であるか
ら、10本の素電池から構成されているニカド電池を充
電する場合、184.8W÷(1.32V×10本)=1
4Aで充電することができるということである。実際に
は限られた大きさの汎用充電器内で構成される部品例え
ばダイオード、高周波トランス、FET等の各々の最大
定格電流値の関係から、単純に10本の素電池から構成
されているニカド電池を14Aで充電することはできな
いが、20本の素電池から構成されているニカド電池を
7Aで充電することができる汎用充電器では、10本の
素電池から構成されているニカド電池を10A程度の充
電電流値で充電することは可能である。
も大きくなり、その結果電池組内の個々の素電池の温度
上昇のバラツキも大きくなり、素電池数の多少に関係な
く同じ充電電流で充電した場合、素電池数が多くなるに
従いサイクル寿命特性は低減する傾向にある。本発明の
目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、汎用充電器
の能力を最大限発揮し、更に素電池数の多少に関係なく
サイクル寿命特性を安定化させることができ、また素電
池数に関係なく同じ充電電流で充電する汎用充電器より
も結果として小型化も可能な充電装置を提供することで
ある。
組の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、該電池電
圧検出手段の出力に基づいて素電池数を判別する素電池
数判別手段と、素電池数判別手段の出力に基づいて素電
池数に対応する充電電流を設定する充電電流設定手段と
を設け、充電電流を素電池数に対応した値に制御するこ
とにより達成される。
電圧を検出して素電池数を判別し、素電池数が多い時は
充電電流を小さくし、素電池数が少なくなるに従い充電
電流を大きくするように充電電流の供給を制御するよう
にしたので、汎用充電器の能力を最大限発揮できるよう
になり、また素電池数が多い電池組の個々の素電池の温
度上昇のバラツキを小さくし、素電池数の多少に関係な
くサイクル寿命特性を安定化させることができる。
て、1は交流電源、2は複数の充電可能な素電池を直列
に接続した電池組、3は該電池組2に流れる充電電流を
検出する電流検出手段、4は充電の開始及び停止を制御
する信号を伝達する充電制御信号伝達手段、5は充電電
流の信号をPWM制御IC23に帰還する充電電流信号
伝達手段である。充電制御伝達信号手段4と充電電流信
号伝達手段5は例えばホトカプラ等からなる。10は全
波整流回路11と平滑用コンデンサ12からなる整流平
滑回路、20は高周波トランス21、MOSFET2
2、PWM制御IC23からなるスイッチング回路であ
る。PWM制御IC23はMOSFET22の駆動パル
ス幅を変えて整流平滑回路10の出力電圧を調整するス
イッチング電源ICである。30はダイオード31、3
2、チョークコイル33、平滑用コンデンサ34からな
る整流平滑回路、40は抵抗41、42からなる電池電
圧検出手段で、電池組2の端子電圧を分圧する。50は
演算手段(CPU)51、ROM52、RAM53、タ
イマ54、A/Dコンバータ55、出力ポート56、リ
セット入力ポート57からなるマイコンである。60は
演算増幅器61、62、抵抗63〜66からなる充電電
流制御手段、70は電源トランス71、全波整流回路7
2、平滑コンデンサ73、三端子レギュレータ74、リ
セットIC75からなる定電圧電源で、マイコン50、
充電電流制御手段60等の電源となる。リセットIC7
5はマイコン50を初期状態にするためにリセット入力
ポート57にリセット信号を出力する。80は充電電流
を設定する充電電流設定手段であって、前記出力ポート
56からの信号に対応して前記演算増幅器62の反転入
力端に印加する電圧値を変えるものである。
トを参照して動作の説明をする。電源を投入すると、マ
イコン50は電池組2の接続待機状態となる(ステップ
101)。電池組2を接続すると、マイコン50は電池
接続を電池電圧検出手段40の信号により判別し、初期
充電時間t0及び充電電流I0に対応する充電電流設定基
準値Vi0を設定し(ステップ102)、出力ポート56
より信号伝達手段4を介してPWM制御IC23に充電
開始信号を伝達すると共に充電電流設定手段80を介し
て充電電流設定基準値Vi0を演算増幅器62に印加し、
充電電流I0で充電を開始する(ステップ103)。充
電開始と同時に電池組2に流れる充電電流を電流検出手
段3により検出し、この充電電流に対応する電圧と充電
電流設定基準値Vi0との差を充電電流制御手段60より
信号伝達手段5を介して、PWM制御IC23に帰還を
かける。すなわち、充電電流が大きい場合はパルス幅を
狭め、逆の場合はパルス幅を広げたパルスを高周波トラ
ンス21に与え整流平滑回路30で直流に平滑し、充電
電流を一定値I0に保つ。すなわち電流検出手段3、充
電電流手段60、信号伝達手段5、スイッチング回路2
0、整流平滑回路30を介して充電電流を所定電流値I
0となるように制御する。
充電開始からt0時間経過をチェックし(ステップ10
4)、t0時間経過後、電池電圧値Vt0を入力し(ステ
ップ105)、予め設定されている各電池組の基準電圧
値nVa(nは素電池数であり、Vaは素電池数判別の基
準電圧値であり、ニカド電池では充電電流の大きさによ
って異なるが、1C充電で1.2V程度である。)と比
較し、電池組2の素電池数(この実施例での電池組2
は、素電池数が2本づつ異なるものとする)nを判別し
(ステップ106)、充電されている電池組2の素電池
数nと充電電流の供給を判別する素電池数m/2(mは
この充電装置で充電可能な電池組の最大素電池数であ
る)と比較し(ステップ107)、素電池数が多い場合
にはステップ108において充電電流I1に対応する充
電電流設定基準値Vi1を設定して、充電電流をI1(I1
≧I0)として充電を継続し(ステップ109)、次い
でステップ110において満充電の検出を行う。満充電
検出は、周知の如く種々あるが、例えば充電末期のピー
ク電圧値から所定値△Vだけ降下したことを検出する−
ΔV検出のように電池組2の−ΔV検出を行う。満充電
を検出した場合、マイコン50は充電停止信号をPWM
制御IC23に伝達して充電を停止する(ステップ11
1)。次いで電池組2が取り出されるのを判別し(ステ
ップ112)、電池組2の取り出しを判別したらステッ
プ101に戻り、次の電池組2の充電のための待機をす
る。なお前記ステップ110において満充電を検出しな
い場合には再度ステップ110に戻る。
ないと判別した場合、充電電流I2に対応する充電電流
設定基準値Vi2を設定し(ステップ113)、充電電流
をI2(I2≧I1)に増加して充電を継続し(ステップ
114)、次いで前記ステップ110と同様の満充電検
出を行う(ステップ115)。満充電を検出した場合、
マイコン50は充電停止信号をPWM制御IC23に伝
達して充電を停止する(ステップ111)。次いで電池
組2の取り出されるのを判別し(ステップ112)。電
池組2の取り出しを判別したらステップ101に戻り、
次の電池組2の充電のための待機をする。
池数が異なる電池組の充電特性)に示す。ここで、t0
は充電開始から電池電圧を検出し素電池数判別をするの
に必要な時間である。
能な最大素電池数の半分より多いか否かを比較検出し、
この検出結果によって充電電流を設定するとしたが、素
電池数を更に細かく比較検出して素電池数に対応した充
電電流とすれば、少ない素電池数の電池組2を効率よく
充電できるようになると共に充電時間を短縮できるよう
になる。
数判別の結果、素電池数が少なくなるに従い、充電電流
の供給を大きくすることにより、汎用充電器の能力を最
大限発揮することができ、また素電池数の多い電池組に
は、結果的に小さな充電電流で充電することになるの
で、電池組の個々の素電池の温度上昇のバラツキが抑制
され、素電池数の多少に関係なくサイクル寿命を安定化
できると共に汎用充電器の小型化が達成される。
類の電池組を充電した時の充電特性を示すグラフ。
マイコン、60は充電電流制御手段、80は充電電流設
定手段である。
Claims (1)
- 【請求項1】 被充電電池組の電池電圧を検出する電池
電圧検出手段と、該電池電圧検出手段の出力に基づいて
被充電電池の素電池数を判別する素電池数判別手段と、
該素電池数判別手段の出力に基づいて素電池数に対応し
た充電電流を設定する充電電流設定手段と、充電電流を
該充電電流設定手段によって設定された充電電流値に制
御する充電電流制御手段とを備えたことを特徴とする電
池の充電装置。
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