JPH0870536A - 電流制御バッテリ充電方法、装置及びシステム - Google Patents
電流制御バッテリ充電方法、装置及びシステムInfo
- Publication number
- JPH0870536A JPH0870536A JP7177472A JP17747295A JPH0870536A JP H0870536 A JPH0870536 A JP H0870536A JP 7177472 A JP7177472 A JP 7177472A JP 17747295 A JP17747295 A JP 17747295A JP H0870536 A JPH0870536 A JP H0870536A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging
- battery
- current
- predetermined
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- 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
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00711—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリ充電器制御ループにおける不安定性
を回避する改善されたバッテリ充電方法、装置及びシス
テムを提供すること。 【構成】 バッテリに接続されるスイッチング電源充電
回路の電流制御によりバッテリを充電する、バッテリ充
電装置及び方法が提供される。第１の充電段階の間、所
定の一定充電電流がバッテリに供給される。バッテリ電
圧はモニタされ、バッテリ電圧が所定のしきい値電圧に
達すると、第２の充電段階が開始される。第２の充電段
階の間、振幅が段階的に減衰する電流パルスがバッテリ
に供給される。減衰電流パルスの包絡線は、電圧制御式
充電方法における電流の特徴である指数関数的となる。
バッテリ電圧は温度補正目標に１％の許容差で維持され
る。充電電流が所定の最小振幅値と比較され、順次充電
電流パルスが所定の最小振幅値に等しくなると、第３の
充電段階が開始される。第３の充電段階の間、所定の最
小振幅値を有する所定の充電電流パルスがバッテリに供
給される。バッテリ電圧は温度補正目標に１％の許容差
で維持される。
を回避する改善されたバッテリ充電方法、装置及びシス
テムを提供すること。 【構成】 バッテリに接続されるスイッチング電源充電
回路の電流制御によりバッテリを充電する、バッテリ充
電装置及び方法が提供される。第１の充電段階の間、所
定の一定充電電流がバッテリに供給される。バッテリ電
圧はモニタされ、バッテリ電圧が所定のしきい値電圧に
達すると、第２の充電段階が開始される。第２の充電段
階の間、振幅が段階的に減衰する電流パルスがバッテリ
に供給される。減衰電流パルスの包絡線は、電圧制御式
充電方法における電流の特徴である指数関数的となる。
バッテリ電圧は温度補正目標に１％の許容差で維持され
る。充電電流が所定の最小振幅値と比較され、順次充電
電流パルスが所定の最小振幅値に等しくなると、第３の
充電段階が開始される。第３の充電段階の間、所定の最
小振幅値を有する所定の充電電流パルスがバッテリに供
給される。バッテリ電圧は温度補正目標に１％の許容差
で維持される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般にバッテリ充電シス
テムに関し、特に、鉛蓄電池を充電するバッテリ充電方
法及び装置に関する。
テムに関し、特に、鉛蓄電池を充電するバッテリ充電方
法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池を効率的且つ手際よく充電する
ために、定電流充電、定電圧充電及びフロート電圧充電
の３段階の充電プロセスが使用される。
ために、定電流充電、定電圧充電及びフロート電圧充電
の３段階の充電プロセスが使用される。
【０００３】図８は、既知の３段階バッテリ充電器の典
型的な電圧及び電流プロファイルを示す。段階１では、
従来のバッテリ充電器が、充電器電流制御ループの基準
値をセットし、バッテリ入力電流を充電器制御ループに
供給することにより、一定電流をバッテリに流し込む。
段階１の間、バッテリ電圧はバッテリにより多くの電荷
が投入されるほど、増加する。バッテリ電圧が所定値Ｖ
Ｃに達すると、バッテリ充電器は定電流充電段階を終了
し、段階２すなわち定電圧充電段階に入る。段階１の終
りでは、バッテリは公称８５％充電される。
型的な電圧及び電流プロファイルを示す。段階１では、
従来のバッテリ充電器が、充電器電流制御ループの基準
値をセットし、バッテリ入力電流を充電器制御ループに
供給することにより、一定電流をバッテリに流し込む。
段階１の間、バッテリ電圧はバッテリにより多くの電荷
が投入されるほど、増加する。バッテリ電圧が所定値Ｖ
Ｃに達すると、バッテリ充電器は定電流充電段階を終了
し、段階２すなわち定電圧充電段階に入る。段階１の終
りでは、バッテリは公称８５％充電される。
【０００４】段階２では、従来のバッテリ充電器は、一
定電流によるバッテリ充電からバッテリ電圧をＶＣ±１
％で制御するように移行する。これは充電器電圧制御ル
ープの基準値をセットし、バッテリ電圧を充電器フィー
ドバック・ループに帰還することにより達成される。段
階２の充電の間、従来のバッテリ充電器はバッテリ入力
電流を充電器制御ループから切り離す。段階２の充電に
おいて、バッテリ入力電流は指数関数的に減少する。な
ぜなら、バッテリ電圧をＶＣに保持するために必要な電
荷量が減少するからである。バッテリに入力する電流が
所定値ＩＸ（通常は段階１の電流の約１／１０）に達す
ると、バッテリ充電器は定電圧充電を終了し、フロート
電圧充電すなわち段階３を開始する。段階２の終りで
は、定電圧はバッテリを１００％充電する。
定電流によるバッテリ充電からバッテリ電圧をＶＣ±１
％で制御するように移行する。これは充電器電圧制御ル
ープの基準値をセットし、バッテリ電圧を充電器フィー
ドバック・ループに帰還することにより達成される。段
階２の充電の間、従来のバッテリ充電器はバッテリ入力
電流を充電器制御ループから切り離す。段階２の充電に
おいて、バッテリ入力電流は指数関数的に減少する。な
ぜなら、バッテリ電圧をＶＣに保持するために必要な電
荷量が減少するからである。バッテリに入力する電流が
所定値ＩＸ（通常は段階１の電流の約１／１０）に達す
ると、バッテリ充電器は定電圧充電を終了し、フロート
電圧充電すなわち段階３を開始する。段階２の終りで
は、定電圧はバッテリを１００％充電する。
【０００５】段階３では、従来のバッテリ充電器はバッ
テリ電圧の制御を継続するが、制御は第２の所定電圧Ｖ
ｆにおいて実施される。Ｖｆは通常は段階２の定電圧充
電における電圧ＶＣよりも低い。充電器制御ループは、
段階２の場合と同様である。段階３の充電の目的は、バ
ッテリの自己放電機構及びバッテリ・パック回路内で放
電される電流の量をオフセットすることである。段階３
の充電は、バッテリがエネルギ・バックアップのための
システム要求により放電されるまで、中断すること無く
継続される。
テリ電圧の制御を継続するが、制御は第２の所定電圧Ｖ
ｆにおいて実施される。Ｖｆは通常は段階２の定電圧充
電における電圧ＶＣよりも低い。充電器制御ループは、
段階２の場合と同様である。段階３の充電の目的は、バ
ッテリの自己放電機構及びバッテリ・パック回路内で放
電される電流の量をオフセットすることである。段階３
の充電は、バッテリがエネルギ・バックアップのための
システム要求により放電されるまで、中断すること無く
継続される。
【０００６】定電圧充電段階２及びフロート充電段階３
では、バッテリ電圧は制御されなければならない。既知
の従来構成では、バッテリ電圧はスイッチング電源のア
ナログ・フィードバック・ループへの接続により制御さ
れる。アナログ・フィードバック・ループは、実時間で
帰還を提供する。
では、バッテリ電圧は制御されなければならない。既知
の従来構成では、バッテリ電圧はスイッチング電源のア
ナログ・フィードバック・ループへの接続により制御さ
れる。アナログ・フィードバック・ループは、実時間で
帰還を提供する。
【０００７】鉛蓄電池の性質により、従来のバッテリ充
電器は段階２及び段階３の充電の間に不安定となる。ス
イッチング電源充電器により鉛蓄電池の電圧を制御する
ことにより、充電器フィードバック・ループの安定化問
題が生じる。充電器は充電レートの変化に非常にゆっく
りと反応する。これは充電器制御ループにおける大きな
段階遅れを生じる。この段階遅れの補正は、バッテリ回
路特性が著しく変化しなければ、充電器フィードバック
・ループ設計において提供される。しかしながら、鉛蓄
電池回路特性は、バッテリ充電状態、バッテリ寿命及び
バッテリ温度により明らかに変化する。これらの変化は
完全には予測することができない。その結果、既知のバ
ッテリ充電器制御ループは不安定となりうる。不安定な
バッテリ充電器制御ループは、バッテリを正確な仕様に
充電せず、市場においてバッテリ寿命を短命化すること
になる。
電器は段階２及び段階３の充電の間に不安定となる。ス
イッチング電源充電器により鉛蓄電池の電圧を制御する
ことにより、充電器フィードバック・ループの安定化問
題が生じる。充電器は充電レートの変化に非常にゆっく
りと反応する。これは充電器制御ループにおける大きな
段階遅れを生じる。この段階遅れの補正は、バッテリ回
路特性が著しく変化しなければ、充電器フィードバック
・ループ設計において提供される。しかしながら、鉛蓄
電池回路特性は、バッテリ充電状態、バッテリ寿命及び
バッテリ温度により明らかに変化する。これらの変化は
完全には予測することができない。その結果、既知のバ
ッテリ充電器制御ループは不安定となりうる。不安定な
バッテリ充電器制御ループは、バッテリを正確な仕様に
充電せず、市場においてバッテリ寿命を短命化すること
になる。
【０００８】従って、不安定なバッテリ制御ループを阻
止し、且つ実現が簡単な方法及び装置が求められる。
止し、且つ実現が簡単な方法及び装置が求められる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
バッテリ充電器制御ループにおける不安定性を回避する
改善されたバッテリ充電方法及び装置を提供することで
ある。
バッテリ充電器制御ループにおける不安定性を回避する
改善されたバッテリ充電方法及び装置を提供することで
ある。
【００１０】本発明の別の目的は、信頼性を有し、効果
的且つ効率的なオペレーションを可能にし、従来の構成
の欠点を克服するこうした方法及び装置を提供すること
である。
的且つ効率的なオペレーションを可能にし、従来の構成
の欠点を克服するこうした方法及び装置を提供すること
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】要するに、本発明の目的
及び利点は、バッテリに接続されるスイッチング電源充
電回路による電流制御によりバッテリを充電する、バッ
テリ充電装置及び方法により達成される。第１の充電段
階の間、所定の一定充電電流がバッテリに供給される。
バッテリ電圧はモニタされ、バッテリ電圧が所定のしき
い値電圧に達すると、第２の充電段階が開始される。第
２の充電段階の間、振幅が段階的に減少する電流パルス
がバッテリに供給される。充電電流が所定の最小振幅値
と比較され、順次充電電流パルスが所定の最小振幅値に
等しくなると、第３の充電段階が開始される。第３の充
電段階の間、所定の最小振幅値を有する所定の充電電流
パルスがバッテリに供給される。
及び利点は、バッテリに接続されるスイッチング電源充
電回路による電流制御によりバッテリを充電する、バッ
テリ充電装置及び方法により達成される。第１の充電段
階の間、所定の一定充電電流がバッテリに供給される。
バッテリ電圧はモニタされ、バッテリ電圧が所定のしき
い値電圧に達すると、第２の充電段階が開始される。第
２の充電段階の間、振幅が段階的に減少する電流パルス
がバッテリに供給される。充電電流が所定の最小振幅値
と比較され、順次充電電流パルスが所定の最小振幅値に
等しくなると、第３の充電段階が開始される。第３の充
電段階の間、所定の最小振幅値を有する所定の充電電流
パルスがバッテリに供給される。
【００１２】
【実施例】本発明によれば、バッテリを充電するための
効率的な方法が提供される。鉛蓄電池が、スイッチング
電源充電回路への充電電流帰還、及びバッテリ電圧がク
リティカル目標に達したときに充電回路をオン及びオフ
するために、バッテリ電圧をモニタするアナログ／論理
回路またはマイクロプロセッサを用いて、定電圧充電段
階２と、フロート電圧充電段階３において充電される。
効率的な方法が提供される。鉛蓄電池が、スイッチング
電源充電回路への充電電流帰還、及びバッテリ電圧がク
リティカル目標に達したときに充電回路をオン及びオフ
するために、バッテリ電圧をモニタするアナログ／論理
回路またはマイクロプロセッサを用いて、定電圧充電段
階２と、フロート電圧充電段階３において充電される。
【００１３】図１を参照すると、一般に参照番号１０で
示される本発明の電流制御式充電回路のブロック図が示
される。電流制御式充電回路１０は、電流制御によりバ
ッテリ１４を充電するための論理及び制御機能を実行す
るマイクロプロセッサ１２を含む。マイクロプロセッサ
１２は、図２乃至図６に関連して述べられる本発明の方
法を実行するように適切にプログラムされる。抵抗１６
及び１８の分圧対により提供され、バッテリ電圧と記さ
れる信号線に示されるバッテリ電圧を表す信号（以降バ
ッテリ電圧指示信号と記す）が、マイクロプロセッサ１
２のアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換ポートに供給さ
れる。バッテリ電圧信号は、バッテリ１４が予め規定さ
れたクリティカル目標電圧に達する時点を識別するため
に使用される。充電電流と記される信号線に示されるバ
ッテリ充電電流を示す信号（以降バッテリ充電電流指示
信号または単に充電電流指示信号と記す）は、バッテリ
１４と直列に接続される抵抗（Ｒ）２０によりセンスさ
れ、増幅器２２により増幅され、参照番号２４で示され
る高周波スイッチング電源充電回路のフィードバック・
ループに供給される。充電電流指示信号は、マイクロプ
ロセッサ１２の第２のアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変
換入力に供給され、充電回路２４が正常に機能している
かどうかを判断するために使用される。マイクロプロセ
ッサ１２は、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２６
に供給されるパルス幅変調（ＰＷＭ）出力を提供する。
Ｄ／Ａ変換器２６は、充電回路２４の誤差増幅器（Ｅ／
Ａ）２８により充電電流指示信号と比較される基準電圧
（Ｖref）を提供する。パルス幅変調（ＰＷＭ）回路３
０に供給される誤差増幅器２８の出力は、Ｖrefと充電
電流指示信号との差に比例する。ＰＷＭ３０の出力はド
ライバ３４を介して、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
３２に結合される。ＰＷＭ３０はＦＥＴ３２をオン／オ
フ制御することによりバッテリ１４に流れる電流を制御
し、充電電源回路２４のデューティ・サイクルを決定す
る。バッテリ１４への電流は、ＦＥＴ３２により動作制
御される変圧器及びブリッジ３６、更にフィルタ３８を
介して供給される。マイクロプロセッサ１２はＰＷＭ３
０に対して、充電オン／オフと記される信号線上に示さ
れ充電回路２４をオン及びオフする論理出力を提供す
る。
示される本発明の電流制御式充電回路のブロック図が示
される。電流制御式充電回路１０は、電流制御によりバ
ッテリ１４を充電するための論理及び制御機能を実行す
るマイクロプロセッサ１２を含む。マイクロプロセッサ
１２は、図２乃至図６に関連して述べられる本発明の方
法を実行するように適切にプログラムされる。抵抗１６
及び１８の分圧対により提供され、バッテリ電圧と記さ
れる信号線に示されるバッテリ電圧を表す信号（以降バ
ッテリ電圧指示信号と記す）が、マイクロプロセッサ１
２のアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換ポートに供給さ
れる。バッテリ電圧信号は、バッテリ１４が予め規定さ
れたクリティカル目標電圧に達する時点を識別するため
に使用される。充電電流と記される信号線に示されるバ
ッテリ充電電流を示す信号（以降バッテリ充電電流指示
信号または単に充電電流指示信号と記す）は、バッテリ
１４と直列に接続される抵抗（Ｒ）２０によりセンスさ
れ、増幅器２２により増幅され、参照番号２４で示され
る高周波スイッチング電源充電回路のフィードバック・
ループに供給される。充電電流指示信号は、マイクロプ
ロセッサ１２の第２のアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変
換入力に供給され、充電回路２４が正常に機能している
かどうかを判断するために使用される。マイクロプロセ
ッサ１２は、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２６
に供給されるパルス幅変調（ＰＷＭ）出力を提供する。
Ｄ／Ａ変換器２６は、充電回路２４の誤差増幅器（Ｅ／
Ａ）２８により充電電流指示信号と比較される基準電圧
（Ｖref）を提供する。パルス幅変調（ＰＷＭ）回路３
０に供給される誤差増幅器２８の出力は、Ｖrefと充電
電流指示信号との差に比例する。ＰＷＭ３０の出力はド
ライバ３４を介して、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
３２に結合される。ＰＷＭ３０はＦＥＴ３２をオン／オ
フ制御することによりバッテリ１４に流れる電流を制御
し、充電電源回路２４のデューティ・サイクルを決定す
る。バッテリ１４への電流は、ＦＥＴ３２により動作制
御される変圧器及びブリッジ３６、更にフィルタ３８を
介して供給される。マイクロプロセッサ１２はＰＷＭ３
０に対して、充電オン／オフと記される信号線上に示さ
れ充電回路２４をオン及びオフする論理出力を提供す
る。
【００１４】図２乃至図６を参照すると、鉛蓄電池を充
電するための本発明の方法の順次ステップが示される。
図７は、電流制御式バッテリ充電回路１０の通常の電圧
及び電流プロファイルを示す。
電するための本発明の方法の順次ステップが示される。
図７は、電流制御式バッテリ充電回路１０の通常の電圧
及び電流プロファイルを示す。
【００１５】図２を参照すると、順次ステップは、ブロ
ック２０２で定電流帰還モード出力を活動化し、定電流
充電段階１を開始する。最初に判断ブロック２０４で、
高電力充電または低電力充電のいずれが使用されるかを
判断する。高電力充電の場合、ブロック２０６で、マイ
クロプロセッサのＰＷＭ０が初期値にセットされる。次
にブロック２０８で、高電力充電出力が活動化される。
判断ブロック２０４で低電力充電が指定されると、ブロ
ック２１０でＰＷＭ０に対して低い初期値がセットされ
る。次に低電力充電出力が、ブロック２１２で活動化さ
れる。次にブロック２１４で、バッテリ充電回路２４が
オンされる。
ック２０２で定電流帰還モード出力を活動化し、定電流
充電段階１を開始する。最初に判断ブロック２０４で、
高電力充電または低電力充電のいずれが使用されるかを
判断する。高電力充電の場合、ブロック２０６で、マイ
クロプロセッサのＰＷＭ０が初期値にセットされる。次
にブロック２０８で、高電力充電出力が活動化される。
判断ブロック２０４で低電力充電が指定されると、ブロ
ック２１０でＰＷＭ０に対して低い初期値がセットされ
る。次に低電力充電出力が、ブロック２１２で活動化さ
れる。次にブロック２１４で、バッテリ充電回路２４が
オンされる。
【００１６】図３を参照すると、次にブロック２１６
で、過電圧（ＯＶ）及び過電流（ＯＣ）故障のテストが
実行され、判断ブロック２１８で、任意の故障が識別さ
れる。故障が識別されると、充電ルーチンがブロック２
２０で終了する。判断ブロック２１８で故障が識別され
ないと、バッテリ充電電流がブロック２２２で測定され
る。この測定電流は判断ブロック２２４で正規範囲と比
較される。電流が正規範囲内にないと、ブロック２２６
で充電ルーチンが終了する。ブロック２２４で測定充電
電流が正規範囲内であると識別されると、ブロック２２
８で、所定の時間遅延（例えば１／４秒）の間、待機さ
れる。次にブロック２３０で、バッテリ電圧及び温度が
測定される。次に判断ブロック２３２で、バッテリ電圧
の変化レートＤＶ／ＤＴが所定のしきい値Ｋと比較され
る。バッテリ電圧の変化レートがしきい値Ｋより小さい
と、充電ルーチンがブロック２３４で終了する。バッテ
リ電圧の変化レートがしきい値Ｋ以上であると、判断ブ
ロック２３６で、バッテリ電圧が所定値（ＶＣ*１．０
１）と比較される。ＶＣは、鉛蓄電池が定電圧充電モー
ドの間に効果的に充電されるために維持されなければな
らない温度依存の一定電圧値である。図２乃至図６に示
される定電流充電段階１において、電流制御バッテリ充
電オペレーションは、一般に従来のバッテリ充電と同様
である。バッテリ１４へ流れ込む電流は一定であり、バ
ッテリ電圧はより多くの電荷がバッテリ内に供給される
と増加する。マイクロプロセッサ１２がバッテリ電圧が
所定値（ＶＣ*１．０１）に達したことをセンスする
と、順次オペレーションはブロック２３８で、定電圧充
電段階へと移行する。
で、過電圧（ＯＶ）及び過電流（ＯＣ）故障のテストが
実行され、判断ブロック２１８で、任意の故障が識別さ
れる。故障が識別されると、充電ルーチンがブロック２
２０で終了する。判断ブロック２１８で故障が識別され
ないと、バッテリ充電電流がブロック２２２で測定され
る。この測定電流は判断ブロック２２４で正規範囲と比
較される。電流が正規範囲内にないと、ブロック２２６
で充電ルーチンが終了する。ブロック２２４で測定充電
電流が正規範囲内であると識別されると、ブロック２２
８で、所定の時間遅延（例えば１／４秒）の間、待機さ
れる。次にブロック２３０で、バッテリ電圧及び温度が
測定される。次に判断ブロック２３２で、バッテリ電圧
の変化レートＤＶ／ＤＴが所定のしきい値Ｋと比較され
る。バッテリ電圧の変化レートがしきい値Ｋより小さい
と、充電ルーチンがブロック２３４で終了する。バッテ
リ電圧の変化レートがしきい値Ｋ以上であると、判断ブ
ロック２３６で、バッテリ電圧が所定値（ＶＣ*１．０
１）と比較される。ＶＣは、鉛蓄電池が定電圧充電モー
ドの間に効果的に充電されるために維持されなければな
らない温度依存の一定電圧値である。図２乃至図６に示
される定電流充電段階１において、電流制御バッテリ充
電オペレーションは、一般に従来のバッテリ充電と同様
である。バッテリ１４へ流れ込む電流は一定であり、バ
ッテリ電圧はより多くの電荷がバッテリ内に供給される
と増加する。マイクロプロセッサ１２がバッテリ電圧が
所定値（ＶＣ*１．０１）に達したことをセンスする
と、順次オペレーションはブロック２３８で、定電圧充
電段階へと移行する。
【００１７】図４を参照すると、定電圧充電段階はブロ
ック２４０で開始し、最初に充電回路２４を遮断する。
これはバッテリ電圧の低下を招く。バッテリ電圧が低下
する間、マイクロプロセッサはブロック２４２で、ＰＷ
Ｍ０に新たな値PWM0．NEXTをロードする。この新たな値
PWM0．NEXTは、Ｅ／Ａ２８へのＶref入力をその以前の
値の９０％とし、それによりバッテリ充電電流はその以
前の値の９０％となる。次に待機ブロック２４４で、所
定の時間遅延が提供される。次に判断ブロック２４６
で、バッテリ電圧が所定値（ＶＣ*０．９９）と比較さ
れる。マイクロプロセッサ１２がバッテリ電圧が所定値
（ＶＣ*０．９９）まで低下したことをセンスすると、
ブロック２４８で、充電が以前の値の９０％に相当する
新たな振幅の充電電流によりオンされる。
ック２４０で開始し、最初に充電回路２４を遮断する。
これはバッテリ電圧の低下を招く。バッテリ電圧が低下
する間、マイクロプロセッサはブロック２４２で、ＰＷ
Ｍ０に新たな値PWM0．NEXTをロードする。この新たな値
PWM0．NEXTは、Ｅ／Ａ２８へのＶref入力をその以前の
値の９０％とし、それによりバッテリ充電電流はその以
前の値の９０％となる。次に待機ブロック２４４で、所
定の時間遅延が提供される。次に判断ブロック２４６
で、バッテリ電圧が所定値（ＶＣ*０．９９）と比較さ
れる。マイクロプロセッサ１２がバッテリ電圧が所定値
（ＶＣ*０．９９）まで低下したことをセンスすると、
ブロック２４８で、充電が以前の値の９０％に相当する
新たな振幅の充電電流によりオンされる。
【００１８】図５を参照すると、次にブロック２５０
で、過電圧及び過電流故障のテストが実行される。故障
が発生している場合、これが判断ブロック２５２で識別
される。故障が識別されると、ルーチンはブロック２５
４で終了する。故障が識別されない場合には、所定の時
間遅延（例えば１／４秒）がブロック２５６で待機され
る。次にブロック２５８で、バッテリ充電電流が測定さ
れる。次に判断ブロック２６０で、測定充電電流が所定
値（Ｃ初期値*０．１）と比較される。測定充電電流が
所定値よりも大きいと、判断ブロック２６２で、バッテ
リ電圧が値（ＶＣ*１．０１）と比較される。バッテリ
電圧がＶＣ*１．０１よりも小さいと、オペレーション
はブロック２５０に戻り、過電圧及び過電流故障をチェ
ックする。センスされたバッテリ電圧がＶＣ*１．０１
に等しいと、順次オペレーションは図４のブロック２４
０へ戻り、充電器２４がオフされ、新たな値（以前の値
の９０％）がブロック２４２でＰＷＭ０にロードされ、
判断ブロック２４６でバッテリ電圧がＶＣ*０．９９で
あることがセンスされると、充電がブロック２４８でオ
ンされる。これらの順次ステップは、バッテリ電流がマ
イクロプロセッサ１２により所定値ＩＸ（例えば初期充
電電流の１／１０）であることがセンスされるまで継続
される。次に順次オペレーションは、ブロック２６４
で、フロート電圧充電モードに移行する。各相互作用に
おいてバッテリ充電電流を１０％減少することにより、
バッテリ電流の包絡線は、図７に示されるように、減衰
指数関数波形となる。これはバッテリ電圧が回路１０に
より直接制御されない以外は、段階２すなわち従来のバ
ッテリ充電構成の定電圧充電と同様である。図４乃至図
５に示されるこの定電圧充電モードまたは段階２におい
て、実時間制御される変数は、バッテリ充電電流だけで
ある。本発明の定電圧充電モードは、バッテリ段階遅れ
変化による制御回路の発振を防止し、定電圧充電の間の
充電器２４のより安定したオペレーションを可能にす
る。
で、過電圧及び過電流故障のテストが実行される。故障
が発生している場合、これが判断ブロック２５２で識別
される。故障が識別されると、ルーチンはブロック２５
４で終了する。故障が識別されない場合には、所定の時
間遅延（例えば１／４秒）がブロック２５６で待機され
る。次にブロック２５８で、バッテリ充電電流が測定さ
れる。次に判断ブロック２６０で、測定充電電流が所定
値（Ｃ初期値*０．１）と比較される。測定充電電流が
所定値よりも大きいと、判断ブロック２６２で、バッテ
リ電圧が値（ＶＣ*１．０１）と比較される。バッテリ
電圧がＶＣ*１．０１よりも小さいと、オペレーション
はブロック２５０に戻り、過電圧及び過電流故障をチェ
ックする。センスされたバッテリ電圧がＶＣ*１．０１
に等しいと、順次オペレーションは図４のブロック２４
０へ戻り、充電器２４がオフされ、新たな値（以前の値
の９０％）がブロック２４２でＰＷＭ０にロードされ、
判断ブロック２４６でバッテリ電圧がＶＣ*０．９９で
あることがセンスされると、充電がブロック２４８でオ
ンされる。これらの順次ステップは、バッテリ電流がマ
イクロプロセッサ１２により所定値ＩＸ（例えば初期充
電電流の１／１０）であることがセンスされるまで継続
される。次に順次オペレーションは、ブロック２６４
で、フロート電圧充電モードに移行する。各相互作用に
おいてバッテリ充電電流を１０％減少することにより、
バッテリ電流の包絡線は、図７に示されるように、減衰
指数関数波形となる。これはバッテリ電圧が回路１０に
より直接制御されない以外は、段階２すなわち従来のバ
ッテリ充電構成の定電圧充電と同様である。図４乃至図
５に示されるこの定電圧充電モードまたは段階２におい
て、実時間制御される変数は、バッテリ充電電流だけで
ある。本発明の定電圧充電モードは、バッテリ段階遅れ
変化による制御回路の発振を防止し、定電圧充電の間の
充電器２４のより安定したオペレーションを可能にす
る。
【００１９】図６を参照すると、マイクロプロセッサが
バッテリ電流が所定最小値ＩＸ以下であるとセンスする
と、フロート電圧充電モードが充電器オフと記されるブ
ロック２６６で開始し、充電器２４が遮断される。マイ
クロプロセッサはブロック２６８で、ＰＷＭ０に新たな
値PWM0．NEXTをロードする。次に待機ブロック２７０
で、所定時間遅延（例えば１／４秒）が待機される。次
にブロック２７２で、測定バッテリ電圧が所定値（Ｖｆ
*０．９９）と比較される。Ｖｆは、フロート充電モー
ドの間に鉛蓄電池が有利に維持される温度依存値であ
る。バッテリ電圧は所定値（Ｖｆ*０．９９）に達する
まで低下することが許可される。バッテリ電圧がＶｆ*
０．９９であることがセンスされると、マイクロプロセ
ッサ１２は充電器オンと記されるブロック２７４で、前
回の繰返しの時と同一のＰＷＭ０値でバッテリ充電器２
４をオンする。次にブロック２７６で、過電圧及び過電
流故障のテストが実行される。いずれかの故障が発生し
ていると、それが判断ブロック２７８で識別される。故
障が識別されると、ブロック２８０で充電ルーチンは終
了する。判断ブロック２７８で故障が識別されない場合
には、待機ブロック２８２による時間遅延の後、判断ブ
ロック２８４で、バッテリ電圧が所定値（Ｖｆ*１．０
１）と比較される。バッテリ電圧がＶｆ*１．０１であ
ることがセンスされると、順次オペレーションはブロッ
ク２６６に戻り、バッテリ充電がオフされ、バッテリ電
圧はＶｆ*０．９９まで低下することが許可される。例
えば不良バッテリなどの何らかの理由により、所与の時
間の経過後にバッテリ電圧が目標電圧Ｖｆ*１．０１に
達しない場合、充電は停止し、エラーがバッテリ・パッ
クが内在するシステムに記録される。バッテリ電圧がＶ
ｆ*０．９９であることがセンスされると、バッテリ充
電が固定値ＰＷＭ０によりオンされる。このプロセス
は、バッテリがエネルギ・バックアップのためのシステ
ム要求により放電されるまで、中断されること無く継続
する。このプロセスは、バッテリ電圧を帰還する代わり
に、バッテリ電流が充電フィードバック・ループにより
直接制御される以外は、従来のバッテリ充電器のフロー
ト充電段階３に非常に類似する。これはフロート充電の
間のより安定な充電を可能にする。
バッテリ電流が所定最小値ＩＸ以下であるとセンスする
と、フロート電圧充電モードが充電器オフと記されるブ
ロック２６６で開始し、充電器２４が遮断される。マイ
クロプロセッサはブロック２６８で、ＰＷＭ０に新たな
値PWM0．NEXTをロードする。次に待機ブロック２７０
で、所定時間遅延（例えば１／４秒）が待機される。次
にブロック２７２で、測定バッテリ電圧が所定値（Ｖｆ
*０．９９）と比較される。Ｖｆは、フロート充電モー
ドの間に鉛蓄電池が有利に維持される温度依存値であ
る。バッテリ電圧は所定値（Ｖｆ*０．９９）に達する
まで低下することが許可される。バッテリ電圧がＶｆ*
０．９９であることがセンスされると、マイクロプロセ
ッサ１２は充電器オンと記されるブロック２７４で、前
回の繰返しの時と同一のＰＷＭ０値でバッテリ充電器２
４をオンする。次にブロック２７６で、過電圧及び過電
流故障のテストが実行される。いずれかの故障が発生し
ていると、それが判断ブロック２７８で識別される。故
障が識別されると、ブロック２８０で充電ルーチンは終
了する。判断ブロック２７８で故障が識別されない場合
には、待機ブロック２８２による時間遅延の後、判断ブ
ロック２８４で、バッテリ電圧が所定値（Ｖｆ*１．０
１）と比較される。バッテリ電圧がＶｆ*１．０１であ
ることがセンスされると、順次オペレーションはブロッ
ク２６６に戻り、バッテリ充電がオフされ、バッテリ電
圧はＶｆ*０．９９まで低下することが許可される。例
えば不良バッテリなどの何らかの理由により、所与の時
間の経過後にバッテリ電圧が目標電圧Ｖｆ*１．０１に
達しない場合、充電は停止し、エラーがバッテリ・パッ
クが内在するシステムに記録される。バッテリ電圧がＶ
ｆ*０．９９であることがセンスされると、バッテリ充
電が固定値ＰＷＭ０によりオンされる。このプロセス
は、バッテリがエネルギ・バックアップのためのシステ
ム要求により放電されるまで、中断されること無く継続
する。このプロセスは、バッテリ電圧を帰還する代わり
に、バッテリ電流が充電フィードバック・ループにより
直接制御される以外は、従来のバッテリ充電器のフロー
ト充電段階３に非常に類似する。これはフロート充電の
間のより安定な充電を可能にする。
【００２０】ここでマイクロプロセッサ１２は、アナロ
グ回路及び論理回路により置換されうることが理解され
よう。またスイッチングＦＥＴ３２を直接駆動するため
に、マイクロプロセッサのＰＷＭ０出力を用いることに
より、アナログ高周波スイッチング電源充電回路２４の
機能を再生することができる。使用可能なマイクロプロ
セッサ装置によれば、マイクロプロセッサから提供され
るバッテリ充電用電源の最大スイッチング周波数は、約
２０ＫＨｚである。回路１０の好適な構成では、充電回
路１０がより高い周波数（例えば１００ＫＨｚ）で動作
するような、アナログ高周波スイッチング電源充電回路
２４を含む。一般に、スイッチング周波数が高くなる
と、電源のコンポーネントは小型化が可能になる。
グ回路及び論理回路により置換されうることが理解され
よう。またスイッチングＦＥＴ３２を直接駆動するため
に、マイクロプロセッサのＰＷＭ０出力を用いることに
より、アナログ高周波スイッチング電源充電回路２４の
機能を再生することができる。使用可能なマイクロプロ
セッサ装置によれば、マイクロプロセッサから提供され
るバッテリ充電用電源の最大スイッチング周波数は、約
２０ＫＨｚである。回路１０の好適な構成では、充電回
路１０がより高い周波数（例えば１００ＫＨｚ）で動作
するような、アナログ高周波スイッチング電源充電回路
２４を含む。一般に、スイッチング周波数が高くなる
と、電源のコンポーネントは小型化が可能になる。
【００２１】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００２２】（１）バッテリに接続されるスイッチング
電源充電回路の電流制御により、バッテリを充電する方
法であって、第１の充電段階の間に所定の充電電流を前
記バッテリに供給するステップと、第２の充電段階の間
に充電電流パルスのシーケンスを前記バッテリに供給す
るステップと、第３の充電段階の間に所定の充電電流パ
ルスを前記バッテリに供給するステップと、を含む、方
法。 （２）第２の定電圧充電段階の間に充電電流パルスのシ
ーケンスを供給する前記ステップが、所定の振幅を有す
る第１の充電パルスを供給するステップと、前記バッテ
リ電圧を測定し、第１の所定値と比較するステップと、
前記バッテリ電圧が前記所定値に達するときに前記スイ
ッチング電源充電回路をオフし、次の充電パルス振幅値
をロードするステップと、前記バッテリ電圧を測定し、
第２の所定値と比較するステップと、前記バッテリ電圧
が前記第２の所定値に達するときに前記スイッチング電
源充電回路をオンし、前記次の充電パルス振幅値を有す
る次の前記充電パルスを供給するステップと、前記次の
充電パルスを所定の最小振幅値と比較するステップと、
を含む、上記（１）記載の方法。 （３）前記比較される次の充電パルスが前記所定の最小
振幅値以下になるまで、前記バッテリ電圧の測定ステッ
プ、前記スイッチング電源充電回路をオフ及びオンする
ステップ、及び前記次の充電パルスを供給するステップ
を順次繰返すステップを含む、上記（２）記載の方法。 （４）前記第３の充電段階の間に所定の充電電流パルス
を前記バッテリに供給する前記ステップが、前記所定の
最小振幅値を有する前記所定の充電電流パルスを前記バ
ッテリに供給するステップを含む、上記（２）記載の方
法。 （５）前記第１の充電段階の間に第１の充電電流を前記
バッテリに供給する前記ステップが、前記バッテリ電圧
を測定し、所定値と比較するステップと、前記測定バッ
テリ電圧が前記所定値に等しいことに応答して、前記第
２の充電段階に移行するステップを含む、上記（１）記
載の方法。 （６）バッテリに接続されるスイッチング電源充電回路
によりバッテリを充電する装置であって、選択充電電流
を前記バッテリに供給するように、前記スイッチング電
源充電回路を制御する電流制御手段と、前記バッテリ電
圧を測定し、所定のしきい値と比較し、前記バッテリ電
圧が前記所定しきい値に達したことに応答して、前記ス
イッチング電源充電回路をオフ及びオンする電圧モニタ
リング手段と、を含む、装置。 （７）前記電流制御手段が、前記バッテリへの充電電流
をセンスする電流帰還手段と、前記センス充電電流を選
択しきい値と比較する手段と、前記比較手段に応答し
て、前記充電電流を調整する制御手段と、を含む、上記
（６）記載の装置。 （８）前記電流制御手段が、第１の充電段階の間に所定
の振幅を有する定電流を供給する手段と、第２の充電段
階の間に段階的に振幅が減衰する順次電流パルスを供給
する手段と、第３の充電段階の間に所定の最小値を有す
る順次電流パルスを供給する手段と、を含む、上記
（６）記載の装置。 （９）所定の振幅を有する第１の一定充電電流をバッテ
リに供給する第１の充電段階手段と、前記バッテリ電圧
を測定し、所定のしきい値と比較する手段と、前記バッ
テリ電圧が第１の所定のしきい値に等しいことに応答し
て、第２の充電段階を継続する手段と、順次振幅が減衰
する充電電流パルスを前記バッテリに供給する前記第２
の充電段階であって、前記順次振幅減衰充電電流パルス
が、前記バッテリ電圧が予め規定された第１及び第２の
所定しきい値に達することに応答して供給される、前記
第２の充電段階と、前記バッテリ充電電流を予め規定さ
れた最小振幅しきい値と比較する手段と、前記バッテリ
充電電流が前記予め規定された最小振幅しきい値に等し
いことに応答して、第３の充電段階を継続するステップ
と、前記予め規定された最小振幅しきい値を有する順次
充電電流パルスを前記バッテリに供給する第３の充電段
階手段と、を含む、バッテリ充電システム。
電源充電回路の電流制御により、バッテリを充電する方
法であって、第１の充電段階の間に所定の充電電流を前
記バッテリに供給するステップと、第２の充電段階の間
に充電電流パルスのシーケンスを前記バッテリに供給す
るステップと、第３の充電段階の間に所定の充電電流パ
ルスを前記バッテリに供給するステップと、を含む、方
法。 （２）第２の定電圧充電段階の間に充電電流パルスのシ
ーケンスを供給する前記ステップが、所定の振幅を有す
る第１の充電パルスを供給するステップと、前記バッテ
リ電圧を測定し、第１の所定値と比較するステップと、
前記バッテリ電圧が前記所定値に達するときに前記スイ
ッチング電源充電回路をオフし、次の充電パルス振幅値
をロードするステップと、前記バッテリ電圧を測定し、
第２の所定値と比較するステップと、前記バッテリ電圧
が前記第２の所定値に達するときに前記スイッチング電
源充電回路をオンし、前記次の充電パルス振幅値を有す
る次の前記充電パルスを供給するステップと、前記次の
充電パルスを所定の最小振幅値と比較するステップと、
を含む、上記（１）記載の方法。 （３）前記比較される次の充電パルスが前記所定の最小
振幅値以下になるまで、前記バッテリ電圧の測定ステッ
プ、前記スイッチング電源充電回路をオフ及びオンする
ステップ、及び前記次の充電パルスを供給するステップ
を順次繰返すステップを含む、上記（２）記載の方法。 （４）前記第３の充電段階の間に所定の充電電流パルス
を前記バッテリに供給する前記ステップが、前記所定の
最小振幅値を有する前記所定の充電電流パルスを前記バ
ッテリに供給するステップを含む、上記（２）記載の方
法。 （５）前記第１の充電段階の間に第１の充電電流を前記
バッテリに供給する前記ステップが、前記バッテリ電圧
を測定し、所定値と比較するステップと、前記測定バッ
テリ電圧が前記所定値に等しいことに応答して、前記第
２の充電段階に移行するステップを含む、上記（１）記
載の方法。 （６）バッテリに接続されるスイッチング電源充電回路
によりバッテリを充電する装置であって、選択充電電流
を前記バッテリに供給するように、前記スイッチング電
源充電回路を制御する電流制御手段と、前記バッテリ電
圧を測定し、所定のしきい値と比較し、前記バッテリ電
圧が前記所定しきい値に達したことに応答して、前記ス
イッチング電源充電回路をオフ及びオンする電圧モニタ
リング手段と、を含む、装置。 （７）前記電流制御手段が、前記バッテリへの充電電流
をセンスする電流帰還手段と、前記センス充電電流を選
択しきい値と比較する手段と、前記比較手段に応答し
て、前記充電電流を調整する制御手段と、を含む、上記
（６）記載の装置。 （８）前記電流制御手段が、第１の充電段階の間に所定
の振幅を有する定電流を供給する手段と、第２の充電段
階の間に段階的に振幅が減衰する順次電流パルスを供給
する手段と、第３の充電段階の間に所定の最小値を有す
る順次電流パルスを供給する手段と、を含む、上記
（６）記載の装置。 （９）所定の振幅を有する第１の一定充電電流をバッテ
リに供給する第１の充電段階手段と、前記バッテリ電圧
を測定し、所定のしきい値と比較する手段と、前記バッ
テリ電圧が第１の所定のしきい値に等しいことに応答し
て、第２の充電段階を継続する手段と、順次振幅が減衰
する充電電流パルスを前記バッテリに供給する前記第２
の充電段階であって、前記順次振幅減衰充電電流パルス
が、前記バッテリ電圧が予め規定された第１及び第２の
所定しきい値に達することに応答して供給される、前記
第２の充電段階と、前記バッテリ充電電流を予め規定さ
れた最小振幅しきい値と比較する手段と、前記バッテリ
充電電流が前記予め規定された最小振幅しきい値に等し
いことに応答して、第３の充電段階を継続するステップ
と、前記予め規定された最小振幅しきい値を有する順次
充電電流パルスを前記バッテリに供給する第３の充電段
階手段と、を含む、バッテリ充電システム。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリ充電器制御ループにおける不安定性を回避する
改善されたバッテリ充電方法及び装置を提供することが
できる。
バッテリ充電器制御ループにおける不安定性を回避する
改善されたバッテリ充電方法及び装置を提供することが
できる。
【００２４】要するに、鉛蓄電池充電回路１０はバッテ
リ電圧を実時間モードでは制御しない。本発明の電流制
御式充電回路１０は、全てのバッテリ状態において、鉛
蓄電池の安定な充電を可能にする。本発明の電流制御式
充電回路１０は、従来のバッテリ充電器が全ての状態に
おいて安定な充電を保証しないと言う点で、従来のバッ
テリ充電器よりも優れている。
リ電圧を実時間モードでは制御しない。本発明の電流制
御式充電回路１０は、全てのバッテリ状態において、鉛
蓄電池の安定な充電を可能にする。本発明の電流制御式
充電回路１０は、従来のバッテリ充電器が全ての状態に
おいて安定な充電を保証しないと言う点で、従来のバッ
テリ充電器よりも優れている。
【００２５】更に本発明によれば、信頼性を有し、効果
的且つ効率的なオペレーションを可能にし、従来の構成
の欠点を克服するこうした方法及び装置を提供すること
ができる。
的且つ効率的なオペレーションを可能にし、従来の構成
の欠点を克服するこうした方法及び装置を提供すること
ができる。
【図１】本発明を具現化するバッテリ充電装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の方法による図１のバッテリ充電装置に
より実行される順次ステップの流れ図である。
より実行される順次ステップの流れ図である。
【図３】本発明の方法による図１のバッテリ充電装置に
より実行される順次ステップの流れ図である。
より実行される順次ステップの流れ図である。
【図４】本発明の方法による図１のバッテリ充電装置に
より実行される順次ステップの流れ図である。
より実行される順次ステップの流れ図である。
【図５】本発明の方法による図１のバッテリ充電装置に
より実行される順次ステップの流れ図である。
より実行される順次ステップの流れ図である。
【図６】本発明の方法による図１のバッテリ充電装置に
より実行される順次ステップの流れ図である。
より実行される順次ステップの流れ図である。
【図７】図１のバッテリ充電装置の順次オペレーション
を示す図である。
を示す図である。
【図８】鉛蓄電池用の従来の充電器の順次オペレーショ
ンを示す図である。
ンを示す図である。
２ 定電圧充電段階 ３ フロート電圧充電段階 １０ 電流制御式充電回路 １２ マイクロプロセッサ １４ バッテリ １６、１８、２０ 抵抗 ２４ 充電回路 ２６ デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器 ２８ 誤差増幅器（Ｅ／Ａ） ３０ パルス幅変調（ＰＷＭ）回路 ３２ 電界効果トランジスタ（ＦＥＴ） ３４ ドライバ ３６ ブリッジ ３８ フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフレイ・スコット・ロッター アメリカ合衆国55901、ミネソタ州ロチェ スター、フィフティーンス・アベニュー・ ノース・ウエスト 4634 (72)発明者 スティーブン・ウィリアム・ステール アメリカ合衆国55904、ミネソタ州ロチェ スター、クリストファー・ドライブ・サウ ス・イースト 1918
Claims (9)
- 【請求項１】バッテリに接続されるスイッチング電源充
電回路の電流制御により、バッテリを充電する方法であ
って、 第１の充電段階の間に所定の充電電流を前記バッテリに
供給するステップと、 第２の充電段階の間に充電電流パルスのシーケンスを前
記バッテリに供給するステップと、 第３の充電段階の間に所定の充電電流パルスを前記バッ
テリに供給するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項２】第２の定電圧充電段階の間に充電電流パル
スのシーケンスを供給する前記ステップが、 所定の振幅を有する第１の充電パルスを供給するステッ
プと、 前記バッテリ電圧を測定し、第１の所定値と比較するス
テップと、 前記バッテリ電圧が前記所定値に達するときに前記スイ
ッチング電源充電回路をオフし、次の充電パルス振幅値
をロードするステップと、 前記バッテリ電圧を測定し、第２の所定値と比較するス
テップと、 前記バッテリ電圧が前記第２の所定値に達するときに前
記スイッチング電源充電回路をオンし、前記次の充電パ
ルス振幅値を有する次の前記充電パルスを供給するステ
ップと、 前記次の充電パルスを所定の最小振幅値と比較するステ
ップと、 を含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】前記比較される次の充電パルスが前記所定
の最小振幅値以下になるまで、前記バッテリ電圧の測定
ステップ、前記スイッチング電源充電回路をオフ及びオ
ンするステップ、及び前記次の充電パルスを供給するス
テップを順次繰返すステップを含む、請求項２記載の方
法。 - 【請求項４】前記第３の充電段階の間に所定の充電電流
パルスを前記バッテリに供給する前記ステップが、前記
所定の最小振幅値を有する前記所定の充電電流パルスを
前記バッテリに供給するステップを含む、請求項２記載
の方法。 - 【請求項５】前記第１の充電段階の間に第１の充電電流
を前記バッテリに供給する前記ステップが、前記バッテ
リ電圧を測定し、所定値と比較するステップと、前記測
定バッテリ電圧が前記所定値に等しいことに応答して、
前記第２の充電段階に移行するステップを含む、請求項
１記載の方法。 - 【請求項６】バッテリに接続されるスイッチング電源充
電回路によりバッテリを充電する装置であって、 選択充電電流を前記バッテリに供給するように、前記ス
イッチング電源充電回路を制御する電流制御手段と、 前記バッテリ電圧を測定し、所定のしきい値と比較し、
前記バッテリ電圧が前記所定しきい値に達したことに応
答して、前記スイッチング電源充電回路をオフ及びオン
する電圧モニタリング手段と、 を含む、装置。 - 【請求項７】前記電流制御手段が、 前記バッテリへの充電電流をセンスする電流帰還手段
と、 前記センス充電電流を選択しきい値と比較する手段と、 前記比較手段に応答して、前記充電電流を調整する制御
手段と、 を含む、請求項６記載の装置。 - 【請求項８】前記電流制御手段が、 第１の充電段階の間に所定の振幅を有する定電流を供給
する手段と、 第２の充電段階の間に段階的に振幅が減衰する順次電流
パルスを供給する手段と、 第３の充電段階の間に所定の最小値を有する順次電流パ
ルスを供給する手段と、 を含む、請求項６記載の装置。 - 【請求項９】所定の振幅を有する第１の一定充電電流を
バッテリに供給する第１の充電段階手段と、 前記バッテリ電圧を測定し、所定のしきい値と比較する
手段と、 前記バッテリ電圧が第１の所定のしきい値に等しいこと
に応答して、第２の充電段階を継続する手段と、 順次振幅が減衰する充電電流パルスを前記バッテリに供
給する前記第２の充電段階であって、前記順次振幅減衰
充電電流パルスが、前記バッテリ電圧が予め規定された
第１及び第２の所定しきい値に達することに応答して供
給される、前記第２の充電段階と、 前記バッテリ充電電流を予め規定された最小振幅しきい
値と比較する手段と、 前記バッテリ充電電流が前記予め規定された最小振幅し
きい値に等しいことに応答して、第３の充電段階を継続
するステップと、 前記予め規定された最小振幅しきい値を有する順次充電
電流パルスを前記バッテリに供給する第３の充電段階手
段と、 を含む、バッテリ充電システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/291,990 US5617007A (en) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | Battery charging method and apparatus using current control |
| US291990 | 1994-08-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0870536A true JPH0870536A (ja) | 1996-03-12 |
| JP3183808B2 JP3183808B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=23122728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17747295A Expired - Fee Related JP3183808B2 (ja) | 1994-08-17 | 1995-07-13 | 電流制御バッテリ充電方法、装置及びシステム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5617007A (ja) |
| JP (1) | JP3183808B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0820138A2 (en) * | 1996-07-16 | 1998-01-21 | Sony Corporation | Charging apparatus |
| KR100416150B1 (ko) * | 2001-12-03 | 2004-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지의 제조 방법 및 이 제조 방법으로 제조된리튬 이차 전지 |
| JP2007311107A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Toshiba Corp | 二次電池の充電方法 |
| JP2012019681A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 急速充電機能を有するバッテリーパック及びその充電方法 |
| JP2013504294A (ja) * | 2009-09-03 | 2013-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電流安定機能付き充電回路 |
| CN112224023A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-15 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 高速动车组蓄电池充电保护方法 |
| JP2021125889A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池の充電方法、制御装置、及びコンピュータプログラム |
Families Citing this family (61)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747969A (en) * | 1995-11-21 | 1998-05-05 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of charging a rechargeable battery with pulses of a predetermined amount of charge |
| JPH09215220A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Toshiba Corp | 充電装置及び充電方法 |
| US5945811A (en) * | 1996-05-21 | 1999-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pulse charging method and a charger |
| US5773963A (en) * | 1996-08-29 | 1998-06-30 | Apple Computer Inc. | Method and apparatus for programmably adjusting output voltage of a battery charger |
| US5818197A (en) * | 1996-10-30 | 1998-10-06 | Alexander Manufacturing Corp. | Adaptive battery charger with universal interface plate |
| SG70060A1 (en) * | 1997-01-06 | 2000-01-25 | Murata Manufacturing Co | Method of charging capacitor for use in measuring data of said capacitor |
| US6137268A (en) * | 1997-06-30 | 2000-10-24 | Compaq Computer Corporation | System with limited long-time-averaged battery charging rate |
| US6020722A (en) * | 1997-06-30 | 2000-02-01 | Compaq Computer Corporation | Temperature compensated voltage limited fast charge of nickel cadmium and nickel metal hybride battery packs |
| US6040684A (en) * | 1997-06-30 | 2000-03-21 | Compaq Computer Corporation | Lithium ion fast pulse charger |
| US6107782A (en) * | 1998-04-07 | 2000-08-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multi-staged method for recharging a lead acid battery as a function of intrinsic battery characteristics |
| US6275006B1 (en) * | 1998-05-27 | 2001-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for charging secondary battery |
| US6137265A (en) * | 1999-01-11 | 2000-10-24 | Dell Usa, L.P. | Adaptive fast charging of lithium-ion batteries |
| EP1076397A1 (en) * | 1999-08-10 | 2001-02-14 | GNB Technologies, Inc. | Method and apparatus for charging batteries |
| US6229287B1 (en) * | 2000-01-24 | 2001-05-08 | Michael T. Ferris | Battery charger |
| JP2002186192A (ja) * | 2000-12-18 | 2002-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | バッテリ充電器 |
| US6628102B2 (en) * | 2001-04-06 | 2003-09-30 | Microchip Technology Inc. | Current measuring terminal assembly for a battery |
| US7205746B2 (en) * | 2001-04-06 | 2007-04-17 | Microchip Technology Inc. | Battery cover assembly having integrated battery condition monitoring |
| JP2004133719A (ja) * | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Renesas Technology Corp | マイクロコンピュータ |
| DE10342129A1 (de) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Ladegerät zum Aufladen einer Batterie und Verfahren zu seinem Betrieb |
| US7528579B2 (en) * | 2003-10-23 | 2009-05-05 | Schumacher Electric Corporation | System and method for charging batteries |
| JP2005143211A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Alps Electric Co Ltd | 充電装置 |
| KR100542215B1 (ko) * | 2003-12-23 | 2006-01-10 | 삼성에스디아이 주식회사 | 2차 전지의 충전방법 및 충전장치 |
| US7498770B1 (en) | 2004-06-28 | 2009-03-03 | Caldwell-Lazer, Inc. | Load controlled battery charging device |
| US7501794B2 (en) * | 2004-12-17 | 2009-03-10 | Sigmatel, Inc. | System, method and semiconductor device for charging a secondary battery |
| EP1729394A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-06 | Sony Ericsson Mobile Communications AB | Method and device for charging a battery |
| US20070139009A1 (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Sheng-Chan Lin | Battery charge circuit with multi-charge stage and method thereof |
| DE112008002953A5 (de) * | 2007-08-30 | 2010-07-29 | Abr Laboratory Gmbh | Verfahren zum Laden einer Batterie |
| US8264207B2 (en) * | 2007-10-16 | 2012-09-11 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for pulse charging an automotive battery |
| JP4959511B2 (ja) * | 2007-11-07 | 2012-06-27 | 富士重工業株式会社 | 蓄電池用充電制御装置 |
| JP4824040B2 (ja) * | 2007-12-14 | 2011-11-24 | 富士通株式会社 | 電池回路の制御装置、充電制御装置、これを用いた電子機器、および制御方法 |
| US20090153100A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | Fujitsu Limited | Charging control apparatus controlling charging current and control method therefore |
| CA2723393C (en) * | 2008-05-06 | 2016-01-19 | Johnson Controls Technology Company | Improved battery charging device and method |
| US20100164437A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-07-01 | Mckinley Joseph P | Battery formation and charging system and method |
| CN101546919B (zh) * | 2009-01-21 | 2011-08-24 | 炬力集成电路设计有限公司 | 一种电池充电方法及装置 |
| DE102009002496A1 (de) * | 2009-04-20 | 2010-10-21 | Deutronic Elektronik Gmbh | Lade- und Diagnoseverfahren für Batterien |
| JP4835733B2 (ja) * | 2009-08-27 | 2011-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の充電制御装置およびそれを備える電動車両 |
| US20110199054A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | Revolt Technology Ltd. | Methods for charging metal-air cells |
| DE102010027006B4 (de) * | 2010-07-13 | 2013-11-14 | Industrie Elektronik Brilon Gmbh | Verfahren zum Laden eines an eine elektrische Ladungsquelle angeschlossenen Akkumulators |
| CN103733117B (zh) | 2010-10-18 | 2016-09-28 | 瑞琪3D医疗有限责任公司 | 立体光学*** |
| US8841884B2 (en) * | 2010-11-02 | 2014-09-23 | Enerpro, Inc. | Battery charging method and system with three-stage temperature-compensated charge profile |
| WO2012068137A1 (en) | 2010-11-15 | 2012-05-24 | Medivision, Inc. | Stereoscopic relay optics |
| JP5318128B2 (ja) * | 2011-01-18 | 2013-10-16 | カルソニックカンセイ株式会社 | バッテリの充電率推定装置 |
| JP5879557B2 (ja) * | 2011-09-12 | 2016-03-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 充電器 |
| US9231434B2 (en) | 2012-06-26 | 2016-01-05 | Intel Corporation | Charging a battery using a multi-rate charge |
| CN103138022A (zh) * | 2013-03-07 | 2013-06-05 | 清华大学 | 一种电池组充电方法 |
| TWI497796B (zh) * | 2013-07-29 | 2015-08-21 | Leadtrend Tech Corp | 對一可充電式電池的充電方法 |
| US9812901B2 (en) | 2014-11-19 | 2017-11-07 | Thomas & Betts International Llc | Emergency lighting battery charger |
| FR3030899B1 (fr) * | 2014-12-19 | 2019-05-03 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede et dispositif de charge d'une batterie lithium-ion |
| CN104600820B (zh) * | 2014-12-30 | 2017-01-18 | 上海力申科学仪器有限公司 | 铅酸电池快速充电控制电路 |
| CN104578320B (zh) * | 2015-01-29 | 2017-11-14 | 江苏聚合新能源科技有限公司 | 一种动态自然充电方法及装置 |
| CN105140987B (zh) * | 2015-08-26 | 2017-06-30 | 苏州市博得立电源科技有限公司 | 一种智能太阳能充电器 |
| CN105449759B (zh) * | 2015-12-03 | 2018-07-06 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种充电方法及移动终端 |
| KR102530220B1 (ko) | 2016-01-06 | 2023-05-09 | 삼성전자주식회사 | 배터리 충전 방법 및 배터리 충전 장치 |
| CN107134816A (zh) * | 2016-02-26 | 2017-09-05 | 朱经纬 | 一种智能快速充电装置 |
| US10741348B2 (en) * | 2017-03-30 | 2020-08-11 | Richtek Technology Corporation | Power transmission apparatus |
| CN108919871A (zh) * | 2017-03-30 | 2018-11-30 | 立锜科技股份有限公司 | 电源传输装置 |
| CN107204493B (zh) * | 2017-04-28 | 2020-09-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池充电方法、装置和设备 |
| CN109065989B (zh) | 2018-07-27 | 2020-06-05 | 维沃移动通信有限公司 | 一种充电方法及充电装置 |
| US11616384B2 (en) | 2019-03-19 | 2023-03-28 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | Battery charger with constant current control loop |
| CN111224186A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-06-02 | 威海安屯尼智能电子科技有限公司 | 一种铅酸电池的防失水延长寿命脉冲充电方法及*** |
| JP2021164302A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 充電システム、充電方法、及びプログラム |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3755729A (en) * | 1972-09-25 | 1973-08-28 | Siemens Ag | Circuit for the charging of batteries |
| US4052656A (en) * | 1974-04-22 | 1977-10-04 | Maurice Lavell | Battery charging system |
| US3963976A (en) * | 1974-07-08 | 1976-06-15 | Utah Research & Development Co. | Pulsed current battery charging method and apparatus |
| NL7702457A (nl) * | 1977-03-08 | 1978-09-12 | S E I Electronics | Inrichting voor het opladen van accumulatoren. |
| US4371826A (en) * | 1981-01-16 | 1983-02-01 | Sperry Corporation | Non-dissipative battery charge circuit |
| US4536696A (en) * | 1983-07-14 | 1985-08-20 | At&T Bell Laboratories | Buck-boost converter with dual-mode control for battery charging |
| JPS6162325A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-31 | 日立工機株式会社 | 充電器 |
| US5049804A (en) * | 1987-06-01 | 1991-09-17 | Power-Tech Systems Corporation | Universal battery charging system and a method |
| US5289101A (en) * | 1990-04-27 | 1994-02-22 | Fuji Electric Co., Ltd. | Battery charger with charging current controller |
| US5166595A (en) * | 1990-09-17 | 1992-11-24 | Circom Inc. | Switch mode battery charging system |
| JP3216133B2 (ja) * | 1990-11-13 | 2001-10-09 | ソニー株式会社 | 非水電解質二次電池の充電方法 |
| CA2038160C (en) * | 1991-03-13 | 1996-10-22 | Jiri K. Nor | Charging circuits for rechargeable batteries and cells |
| US5365160A (en) * | 1991-09-06 | 1994-11-15 | Telxon Corporation | Apparatus and method for charging batteries |
| US5296797A (en) * | 1992-06-02 | 1994-03-22 | Byrd Electronics Corp. | Pulse modulated battery charging system |
| JP3430264B2 (ja) * | 1992-06-23 | 2003-07-28 | ソニー株式会社 | 充電装置 |
| US5442274A (en) * | 1992-08-27 | 1995-08-15 | Sanyo Electric Company, Ltd. | Rechargeable battery charging method |
| US5367244A (en) * | 1993-01-19 | 1994-11-22 | Premier Engineered Products, Inc. | Battery charging method with stepped current profile and associated charger |
| US5412306A (en) * | 1993-09-14 | 1995-05-02 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for charging a battery |
| US5561360A (en) * | 1994-05-02 | 1996-10-01 | General Motors Corporation | Battery cycle life improvements through bifurcated recharge method |
-
1994
- 1994-08-17 US US08/291,990 patent/US5617007A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-07-13 JP JP17747295A patent/JP3183808B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0820138A2 (en) * | 1996-07-16 | 1998-01-21 | Sony Corporation | Charging apparatus |
| EP0820138A3 (en) * | 1996-07-16 | 1999-01-07 | Sony Corporation | Charging apparatus |
| US5923149A (en) * | 1996-07-16 | 1999-07-13 | Sony Corporation | Charging apparatus |
| KR100416150B1 (ko) * | 2001-12-03 | 2004-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지의 제조 방법 및 이 제조 방법으로 제조된리튬 이차 전지 |
| JP2007311107A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Toshiba Corp | 二次電池の充電方法 |
| JP2013504294A (ja) * | 2009-09-03 | 2013-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電流安定機能付き充電回路 |
| JP2012019681A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 急速充電機能を有するバッテリーパック及びその充電方法 |
| US8698458B2 (en) | 2010-07-08 | 2014-04-15 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack having boosting charge function and method thereof |
| JP2021125889A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池の充電方法、制御装置、及びコンピュータプログラム |
| CN112224023A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-15 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 高速动车组蓄电池充电保护方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3183808B2 (ja) | 2001-07-09 |
| US5617007A (en) | 1997-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0870536A (ja) | 電流制御バッテリ充電方法、装置及びシステム | |
| EP0598105B1 (en) | Fault detector for a plurality of batteries in battery backup systems | |
| US5680031A (en) | Method and apparatus for charging batteries | |
| US9018921B2 (en) | Battery charger architecture | |
| US9178407B2 (en) | Battery charger with segmented power path switch | |
| TWI699068B (zh) | 電池充電器中的過電流保護 | |
| CA2372933C (en) | Rapid battery charging method and apparatus | |
| JPH08182219A (ja) | 充電制御方式及び電子機器 | |
| JP4499966B2 (ja) | 二次電池の充電回路 | |
| JPH09233726A (ja) | 二次電池のパルス充電方法 | |
| JPH04372536A (ja) | 蓄電池を使用した電子機器 | |
| JPH0851730A (ja) | 電池の充電装置 | |
| US6225781B1 (en) | System for charging capacitors connected in series | |
| JP2002199605A (ja) | 充電方法および充電装置 | |
| US6020720A (en) | Fast charging method and apparatus for secondary cells | |
| JPH11341694A (ja) | 二次電池の充電方法 | |
| JPH08203563A (ja) | 電池の充電方法 | |
| JP3219637B2 (ja) | 複数のリチウムイオン電池の充電方法 | |
| US20060022633A1 (en) | High rate power source recharging | |
| JP3785671B2 (ja) | 充電方法及び充電装置 | |
| JP4349773B2 (ja) | バッテリ充電方法及び該充電方法を実施するバックアップ電源装置 | |
| JP3420325B2 (ja) | ２次電池の充電回路 | |
| US20240014680A1 (en) | Method and system using a battery voltage loop under high-current conditions | |
| JPH0583879A (ja) | 蓄電池の充電方法及び充電装置 | |
| JP3165119B2 (ja) | 充電回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |