JPH08275404A - 充電回路 - Google Patents

充電回路

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JPH08275404A
JPH08275404A JP7077572A JP7757295A JPH08275404A JP H08275404 A JPH08275404 A JP H08275404A JP 7077572 A JP7077572 A JP 7077572A JP 7757295 A JP7757295 A JP 7757295A JP H08275404 A JPH08275404 A JP H08275404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
battery
charging
terminal
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP7077572A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Sakai
俊男 左海
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Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsumi Electric Co Ltd filed Critical Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池への充電を内部抵抗を介して行なう充電
回路に関し、効率的かつ、充分に充電が行なえる充電電
圧回路を提供することを目的とする。 【構成】 電池パック3の電池5と内部抵抗Ri1,Ri2
との接続点の電圧をモニタアンプ7により検出し、モニ
タアンプ7で検出したモニタ信号と基準電圧VZDとの差
に応じた誤差信号を誤差アンプ9で検知し、制御素子4
を制御し、電池パック3の電圧出力端子T1 ,T3 間の
電圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は充電回路に係り、特に電
池への充電を内部抵抗を介して行なう充電回路に関す
る。一般に、電池に充電を行なう場合には電池の出力最
大電圧以上のあまり大きな電圧を印加すると電池が破損
してしまい、また、あまり小さな電圧で充電すると充電
時間がかかってしまうため、充電装置を設け最適な電圧
で充電が行う必要がある。
【0002】
【従来の技術】図3に従来の充電回路の一例の回路構成
図を示す。従来の充電回路11はACアダプタ14から
の電圧により起動し、電池パック12の電圧に応じた誤
差信号を生成する誤差信号生成部13、誤差信号生成部
13で生成された誤差信号に応じて電源14から電池パ
ック12への電流の供給を制御する制御素子15より構
成される。
【0003】ACアダプタ14は商用電源等の交流電源
に接続され、交流電源から供給される交流電圧を所定の
電圧の直流電圧に変換して出力する。ACアダプタ14
で変換され出力された直流電圧は誤差信号生成部13の
端子T11に供給されると共に、制御素子15を介して電
池パック12の端子T12に供給される。
【0004】誤差信号生成部13は1チップのモノリシ
ックIC(Integrated Circuit) よりなり、ACアダプ
タ14からの直流電圧より回路起動する起動回路16及
び電池パック12への供給電圧を一定に制御する電圧制
御回路17より構成される。起動回路16はACアダプ
タ14からの直流電圧が供給される端子T11に接続され
ており、ACアダプタ14から直流電圧が供給される
と、誤差信号生成部13等の内部回路に電圧を供給し、
内部回路を制御素子15がオンするように起動させる。
【0005】誤差信号生成部13は端子T13,T14間の
印加電圧を分圧する抵抗R11,R12、基準電圧を生成す
る電流源18及びツェナーダイオードD11、抵抗R11
12により分圧された電圧と、基準電圧との差電圧に応
じた誤差信号を生成する誤差アンプ(オペアンプ)19
より構成され、端子T13,T14間の印加電圧に応じた分
圧電圧V11と基準電圧Vf との差に応じた誤差信号を端
子T15より出力する。
【0006】制御素子15はPチャネル型MOS−FE
T(Metal-Oxide-Semicouductor 型Field Effect Trans
istor)より構成される。制御素子15のソースにはAC
アダプタ14で変換され出力された直流電圧が供給さ
れ、ドレインは電池パック12の端子T12及び誤差信号
生成部13の端子T13に接続され、ゲートは誤差信号生
成部13の端子T15に接続される。
【0007】制御素子15はACアダプタ14から端子
12への電流の供給を誤差信号が大きいときは小さく、
誤差信号が小さいときは小さくなるように制御する。電
池パック12は充電される電池20、及び、電池20か
らの電流を制御する内部抵抗Ri11 ,Ri12 より構成さ
れる。電池20はリチウムイオン電池等の充電可能な電
池よりなり、正極は内部抵抗Ri11 を介して正側出力端
子T12に接続され、負極は内部抵抗Ri12 を介して負側
出力端子T16に接続される。
【0008】充電時には電池パック12の端子T12は誤
差電圧生成部13の端子T13に接続され、端子T16は端
子T14に接続され接地される。このとき、従来の充電回
路11では端子T13,T14間の電圧を検出し、端子
13,T14に印加する電圧を一定に保持する構成とされ
ていた。
【0009】図4に従来の一例の動作波形図を示す。こ
のため、図4に破線で示すように端子T13,T14間に電
圧V2 を印加すると、電池20には図4に実線で示す内
部抵抗Ri11 ,Ri12 により電圧降下した電圧V1 が印
加されることになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の充電
回路では電池パック12の外部出力端子の電圧を検出
し、電池パックの外部出力端子の電圧が一定電圧となる
ように電源からの電流を制御していたため、電池20に
は内部抵抗Ri1,Ri2を介して電圧が印加されることに
なり、したがって、実際に電池に印加される電圧は電池
を効率的に充電できる電圧より小さくなってしまい、効
率的に充電できない。
【0011】また、充電電圧を大きめに設定すると電池
に大きな電流が流れて電池を破損してしまう恐れがある
等の問題点があった。本発明は上記の点に鑑みてなされ
たもので、効率的、かつ、十分に充電が行なえる充電回
路を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために充電用電源からの充電用電流を内部抵抗を介
して充電しようとする電池に供給し充電を行なう充電回
路において、前記電池と前記内部抵抗との接続点の電圧
を検出する電圧検出手段と、基準電圧を発生する基準電
圧発生手段と、前記電圧検出手段で検出した検出電圧
と、前記基準電圧発生手段で発生された基準電圧との差
電圧を検出する差電圧検出手段と、前記差電圧検出手段
で検出された差電圧に応じて前記充電用電源から前記電
池への充電電流の供給を制御する制御素子とを有する構
成とする。
【0013】
【作用】本発明によれば、電圧検出手段を内部抵抗と電
池との接続点に接続することにより内部抵抗による電圧
降下を含まない電池自身の電圧を電圧検出手段により検
出することができ、電池自身の電圧に応じて充電用電源
から内部抵抗を介して電池に供給する充電用電流を制御
できる。
【0014】このため、電池に対して、電池を破損せ
ず、かつ、効率よく充電できる最適な電流を供給するよ
うに制御が可能となり、充電時間の短縮及び、充電量の
増加が可能となる。
【0015】
【実施例】図1に本発明の一実施例の回路構成図を示
す。本実施例の充電回路1はACアダプタ2から電池パ
ック3に供給する電流を制御する制御素子4、電流パッ
ク3内部に設けられ、電池パック3内の電池5と内部抵
抗Ri1,Ri2の接続点に接続され、電池5からの電流を
制限する検出抵抗R1 ,R2 、ACアダプタ2からの電
圧により起動され、起動後は充電電圧によって駆動さ
れ、検出抵抗R1 ,R2により検出された検出電圧に応
じた誤差信号を生成し、制御素子4を制御する誤差信号
生成回路6とより構成される。
【0016】ACアダプタ2は商用電源等の交流電源に
接続され、交流電源から供給される交流電圧を予め設定
された所定のレベルの直流電圧に変換して出力する。A
Cアダプタ2から出力される直流電圧は誤差信号生成回
路6に供給されると共に制御素子4を介して電池パック
3に供給される。
【0017】電池パック3は充電される電池5、供電時
に電池5を過電流から保護する内部抵抗Ri1,Ri2、充
電時に電池5からの電圧を検出するための検出用抵抗R
1 ,R2 より構成される。電池5はリチウムイオン電池
等の充電が可能な電池より構成される。電池5の正電極
は内部抵抗Ri1を介して出力端子T1 に接続されると共
に検出抵抗R1 を介して検出素子T2 に接続され、ま
た、負電極は内部抵抗Ri2を介して出力端子T3 に接続
されると共に検出抵抗R2 を介して検出端子T4 に接続
される。
【0018】電池パックの出力端子T1 ,T3 、検出端
子T2 ,T4 は充電時には誤差信号生成回路6の駆動電
圧端子T5 、接地端子T6 及び検出端子T7 ,T8 に接
続される。誤差信号生成回路6はモノリシックIC(In
tegrated Circuit) よりなり検出端子T7 ,T8 間の電
圧に応じたモニタ信号を生成するモニタアンプ7、端子
5 、T6 間の電圧から一定の基準電圧を生成する基準
電圧回路8、モニタアンプ7でモニタされたモニタ信号
と基準電圧回路8で生成された基準電圧との差を検知
し、検知した差に応じた誤差信号を生成する誤差アンプ
9、ACアダプタ2からの直流電圧投入時にモニタアン
プ7、基準電圧回路8、誤差アンプ9を起動する起動回
路10より構成される。
【0019】モニタアンプ7はオペアンプ回路よりな
り、非反転入力端子が検出端子T7 に接続され、反転入
力端子が検出端子T8 に接続され、端子T5 ,T6 間に
電源端子が接続され、端子T5 ,T6 間の電圧によって
駆動される。モニタアンプ7は端子T7 、T8 間の電圧
に応じたモニタ信号を生成し、出力する。
【0020】基準電圧回路8は端子T5 ,T6 間に互い
に直列に接続された定電流源8a及びツェナーダイオー
ドD1 より構成される。定電流源8aは一端が端子T5
に接続され、他端がツェナーダイオードD1 のカソード
に接続される。ツェナーダイオードD1 はアノードが端
子T6 に接続される。ツェナーダイオードD1 には定電
流電8aにより一定の電流が供給される。このため、ツ
ェナーダイオードD1のカソード−アノード間に一定レ
ベルのツェナー電圧VZDが発生する。基準電圧回路8は
定電流源8aとツェナーダイオードD1 との接続点を出
力として、ツェナー電圧VZDを基準電圧として出力す
る。
【0021】誤差アンプ9はオペアンプ回路よりなり、
非反転入力端子にはモニタアンプ7の出力モニタ信号が
供給され、反転入力端子には基準電圧回路8で生成され
た基準電圧が供給され、モニタアンプ7からのモニタ信
号と基準電圧回路8の基準電圧との差に応じた誤差信号
を生成する。誤差アンプ9は端子T5 ,T6 間に接続さ
れ、端子T5 ,T6 間の電圧により駆動される。
【0022】誤差アンプ9の出力誤差信号は端子T9
供給される。端子T9 は制御素子T 9 に供給される。端
子T9 は制御素子4の制御端子に接続される。制御素子
4はPチャネルMOSFETより構成され、ゲートが端
子T9 に接続され、ソースがACアダプタ2に接続さ
れ、ドレインが誤差信号生成部6の端子T5 に接続され
る。
【0023】制御素子4は端子T9 からの誤差信号の増
加に伴ってACアダプタ2から端子T1 への直流電流の
供給を制御するように制御を行なう。起動回路10はA
Cアダプタ2と制御素子4との接続点に接続された端子
10と接続されており、制御素子4の状態によらずAC
アダプタ2からの直流電流で同様に駆動される。
【0024】電池パック3に充電を行なう場合には電池
パック3の端子T1 を誤差信号生成回路6の端子T5
接続し、電池パック3の端子T3 を誤差信号生成回路6
の端子T6 に接続し、電池パック3の検出端子T2 を誤
差信号生成回路6の検出端子T7 に接続し、電池パック
3の検出端子T4 を誤差信号生成回路6の検出端子T 8
に接続する。
【0025】次に本実施例の動作を説明する。図2に本
発明の一実施例の動作波形図を示す。まず、交流電源が
投入され、ACアダプタ2より直流電圧が出力される
と、起動回路10が駆動され、誤差信号生成回路6が起
動される。
【0026】次に電力が消費され、消耗した電池パック
3がコネクタ等を介して誤差信号生成回路6の対応した
端子に接続されると電池パック3の充電が開始される。
充電が開始されると、初めは電池5の電圧は小さいた
め、モニタアンプ7の出力モニタ信号は小さく、基準電
圧との差が大きくなるため、誤差アンプ9の出力誤差信
号は大きくなる。
【0027】このため、制御素子4を流れる電流が増加
し、電池5に充電電流が供給される。このとき、充電電
流は電池5の電圧に応じて制御されるため端子T1 ,T
5 には図2に破線で示すように電池5に最適な電圧V2
より大きい電圧V3 が印加され、電池5には図2に実線
で示されるように内部抵抗Ri1,Ri2の影響のない、電
池5の充電に最適な電圧V2 を印加できる。このため、
電池5を破損することなく、かつ、最も効率的に充電可
能な電流を供給できる。
【0028】このように、電池5の特性にのみ応じた充
電が可能で、内部抵抗Ri1,Ri2の影響は受けないた
め、内部抵抗Ri1,Ri2が異なる電池パックに対しても
電池5の充電電圧が同じであれば、充電が可能となる。
【0029】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、電圧検出
手段を内部抵抗と電池との接続点に接続することにより
内部抵抗による電圧降下を含まない電池自身の電圧を電
圧検出手段により検出することができ、電池自身の電圧
に応じて充電用電源から内部抵抗を介して電池に供給す
る充電用電圧を制御できるため、電池に対して、電池を
破損せず、かつ、効率よく充電できる最適な電圧を供給
するように制御が可能となり、充電時間の短縮及び、充
電量の増加が可能となる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路構成図である。
【図2】本発明の一実施例の動作波形図である。
【図3】従来の一例の回路構成図である。
【図4】従来の一例の動作波形図である。
【符号の説明】
1 充電装置 2 ACアダプタ 3 電池パック 4 制御素子 5 電池 6 誤差信号生成回路 7 モニタアンプ 8 基準電圧回路 9 誤差アンプ 10 起動アンプ R1 ,R2 検出抵抗 Ri1,Ri2 内部抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電用電源からの充電用電流を内部抵抗
    を介して充電しようとする電池に供給し充電を行なう充
    電回路において、 前記電池と前記内部抵抗との接続点の電圧を検出する電
    圧検出手段と、 基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、 前記電圧検出手段で検出した検出電圧と、 前記基準電圧発生手段で発生された基準電圧との差電圧
    を検出する差電圧検出手段と、 前記差電圧検出手段で検出された差電圧に応じて前記充
    電用電源から前記電池への充電電流の供給を制御する制
    御素子とを有することを特徴とする充電回路。
JP7077572A 1995-04-03 1995-04-03 充電回路 Pending JPH08275404A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7077572A JPH08275404A (ja) 1995-04-03 1995-04-03 充電回路

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7077572A JPH08275404A (ja) 1995-04-03 1995-04-03 充電回路

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JPH08275404A true JPH08275404A (ja) 1996-10-18

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ID=13637731

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JP7077572A Pending JPH08275404A (ja) 1995-04-03 1995-04-03 充電回路

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JP (1) JPH08275404A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0795946A2 (en) * 1996-03-12 1997-09-17 SILICONIX Incorporated Rapid charging technique for lithium ion batteries
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CN116540113A (zh) * 2023-06-26 2023-08-04 深圳市好盈科技股份有限公司 一种航模电子调速器电池电压的预测方法和装置

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