JPH09121465A - 二次電池の充電回路 - Google Patents
二次電池の充電回路Info
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- JPH09121465A JPH09121465A JP7277829A JP27782995A JPH09121465A JP H09121465 A JPH09121465 A JP H09121465A JP 7277829 A JP7277829 A JP 7277829A JP 27782995 A JP27782995 A JP 27782995A JP H09121465 A JPH09121465 A JP H09121465A
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-
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】放電遮断機能が働いても充電可能な二次電池の
充電回路を提供する。 【解決手段】第１および第２の端子ａ−１，ｂ−１間に
二次電池１１と直列接続され、二次電池１１の放電電流
を流すスイッチ素子ＦＥＴ１と、二次電池１１の電圧と
第１の設定電圧Ｖ１とを比較し、二次電池１１の電圧が
第１の設定電圧Ｖ１より低下すると過放電検出出力を発
生する第１の電圧比較手段１２と、過放電検出出力によ
りスイッチ素子１の遮断を保持し、二次電池に充電電流
が流れるとスイッチ素子１を導通させる放電制御手段１
３と、端子間電圧と第２／３の設定電圧Ｖ２／Ｖ３とを
比較する第２／３の電圧比較手段２２／２３と、二次電
池にＩ１，Ｉ２およびＩ３なる充電電流を供給する第
１、第２および第３の充電用電源２４，２５，２６と、
第２および第３の電圧比較手段２１，２２の出力から二
次電池１１の充電を制御する充電制御手段２３とを有す
る。
充電回路を提供する。 【解決手段】第１および第２の端子ａ−１，ｂ−１間に
二次電池１１と直列接続され、二次電池１１の放電電流
を流すスイッチ素子ＦＥＴ１と、二次電池１１の電圧と
第１の設定電圧Ｖ１とを比較し、二次電池１１の電圧が
第１の設定電圧Ｖ１より低下すると過放電検出出力を発
生する第１の電圧比較手段１２と、過放電検出出力によ
りスイッチ素子１の遮断を保持し、二次電池に充電電流
が流れるとスイッチ素子１を導通させる放電制御手段１
３と、端子間電圧と第２／３の設定電圧Ｖ２／Ｖ３とを
比較する第２／３の電圧比較手段２２／２３と、二次電
池にＩ１，Ｉ２およびＩ３なる充電電流を供給する第
１、第２および第３の充電用電源２４，２５，２６と、
第２および第３の電圧比較手段２１，２２の出力から二
次電池１１の充電を制御する充電制御手段２３とを有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の充電回
路に係り、特に保護回路を内蔵した電池パックを充電す
る充電回路に関する。
路に係り、特に保護回路を内蔵した電池パックを充電す
る充電回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、リチウム二次電池などの非水溶
媒系二次電池や鉛蓄電池は、放電や放置で電池電圧が低
下し過ぎたり、あるいは逆に充電中に電池電圧が高くな
り過ぎると、電池性能が劣化したり、安全性が損なわれ
ることがある。特にリチウム二次電池の場合、例えば電
池電圧が２Ｖ以下になると、負極に使われている集電体
の銅が電解液内に溶解し始めて電池性能が劣化し、また
電池電圧が４．５Ｖ以上になると電解液の分解によりガ
スが発生する結果、電池内部の圧力が上昇して安全弁が
作動し、漏液が生じることがある。
媒系二次電池や鉛蓄電池は、放電や放置で電池電圧が低
下し過ぎたり、あるいは逆に充電中に電池電圧が高くな
り過ぎると、電池性能が劣化したり、安全性が損なわれ
ることがある。特にリチウム二次電池の場合、例えば電
池電圧が２Ｖ以下になると、負極に使われている集電体
の銅が電解液内に溶解し始めて電池性能が劣化し、また
電池電圧が４．５Ｖ以上になると電解液の分解によりガ
スが発生する結果、電池内部の圧力が上昇して安全弁が
作動し、漏液が生じることがある。
【０００３】このため、電池電圧を監視して、電池電圧
が所定範囲内となるように充電や放電を制御して使用す
る必要がある。従来では、リチウム二次電池を使用する
場合、電池電圧が低下して、予め設定した放電禁止電圧
に達すると放電電流を遮断し、電池電圧が上昇して充電
禁止電圧に達すると充電を遮断する機能を有する保護回
路を介して充放電を行う方法が一般的にとられている。
ここで、放電禁止電圧は負極の銅が溶解し始める電圧２
Ｖより高い電圧、例えば２．３Ｖに設定され、充電禁止
電圧は電解液の分解が始まる電圧より若干低い電圧、例
えば４．３５Ｖに設定される。
が所定範囲内となるように充電や放電を制御して使用す
る必要がある。従来では、リチウム二次電池を使用する
場合、電池電圧が低下して、予め設定した放電禁止電圧
に達すると放電電流を遮断し、電池電圧が上昇して充電
禁止電圧に達すると充電を遮断する機能を有する保護回
路を介して充放電を行う方法が一般的にとられている。
ここで、放電禁止電圧は負極の銅が溶解し始める電圧２
Ｖより高い電圧、例えば２．３Ｖに設定され、充電禁止
電圧は電解液の分解が始まる電圧より若干低い電圧、例
えば４．３５Ｖに設定される。
【０００４】また、このようなリチウム二次電池の充電
に際して、充電電流を流す前に電池電圧をチェックし、
電圧が低すぎた場合（例えば２．１５Ｖ以下）や、電圧
が高すぎた場合（例えば４．３５Ｖ）には、充電を行わ
ないようにしている。
に際して、充電電流を流す前に電池電圧をチェックし、
電圧が低すぎた場合（例えば２．１５Ｖ以下）や、電圧
が高すぎた場合（例えば４．３５Ｖ）には、充電を行わ
ないようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術で
は、正常な電池を放電状態で放置して、電池電圧が例え
ば２．３Ｖ未満で２．１５Ｖ以上の範囲に低下した場
合、保護回路が遮断状態となり、充電器の出力電圧が０
ボルトとなる。この場合上述した従来の充電器で充電し
ようとしても、出力電圧が０ボルトであるため、電池は
正常であるにもかかわらず充電ができなくなり、その電
池を使用できなくなるという問題がある。
は、正常な電池を放電状態で放置して、電池電圧が例え
ば２．３Ｖ未満で２．１５Ｖ以上の範囲に低下した場
合、保護回路が遮断状態となり、充電器の出力電圧が０
ボルトとなる。この場合上述した従来の充電器で充電し
ようとしても、出力電圧が０ボルトであるため、電池は
正常であるにもかかわらず充電ができなくなり、その電
池を使用できなくなるという問題がある。
【０００６】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、電池電圧が保護回路の放電遮断電圧より低いが電池
が異常状態となるほど低下していない場合、すなわち電
池は正常であるが、保護回路の放電遮断機能が働いた場
合でも正常に充電を行うことができる二次電池の充電回
路を提供することを目的とする。
で、電池電圧が保護回路の放電遮断電圧より低いが電池
が異常状態となるほど低下していない場合、すなわち電
池は正常であるが、保護回路の放電遮断機能が働いた場
合でも正常に充電を行うことができる二次電池の充電回
路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記事情を解決するた
め、本発明は二次電池が放電遮断状態となった場合、そ
の遮断状態を一旦解除して二次電池の端子電圧を監視し
ながら充電を行うようにしたものである。
め、本発明は二次電池が放電遮断状態となった場合、そ
の遮断状態を一旦解除して二次電池の端子電圧を監視し
ながら充電を行うようにしたものである。
【０００８】すなわち、本発明に係る二次電池の充電回
路は、第１および第２の端子間に二次電池と直列に接続
され、該二次電池の放電電流を流すためのスイッチ素子
と、二次電池の電圧と第１の設定電圧とを比較し、二次
電池の電圧が第１の設定電圧より低下したとき過放電検
出出力を発生する第１の電圧比較手段と、この第１の電
圧比較手段の過放電検出出力に対してスイッチ素子の遮
断状態を保持させ、二次電池に充電電流が流れたときス
イッチ素子を導通状態にする放電制御手段と、第１およ
び第２の端子の端子間電圧と第１の設定電圧より低い第
２の設定電圧とを比較する第２の電圧比較手段と、端子
間電圧と第２の設定電圧より低い第３の設定電圧とを比
較する第３の電圧比較手段と、二次電池にＩ１，Ｉ２お
よびＩ３なる（但し、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３）充電電流を供
給するための第１、第２および第３の充電用電源と、第
２および第３の電圧比較手段の出力に基づいて二次電池
の充電を制御する充電制御手段とを有し、この充電制御
手段は、(a) 端子間電圧が第２の設定電圧以上の場合は
第３の充電用電源から二次電池に充電電流を供給し、
(b) 端子間電圧が第２の設定電圧に満たない場合は第１
の充電用電源から二次電池に充電電流を供給し、(c)
(b) の状態で端子間電圧が第３の設定電圧に満たない場
合は第１、第２および第３の充電用電源から二次電池へ
の充電電流の供給を停止し、(d) (b) の状態で端子間電
圧が第３の設定電圧以上の場合は第２の充電用電源から
二次電池に所定量だけ充電電流を供給し、(e) (d) の状
態で端子間電圧が第２の設定電圧以上の場合は第３の充
電用電源から二次電池に充電電流を供給し、(f) (d) の
状態で端子間電圧が第２の設定電圧に満たない場合は第
１、第２および第３の充電用電源からの電流の供給を停
止する制御を行う。
路は、第１および第２の端子間に二次電池と直列に接続
され、該二次電池の放電電流を流すためのスイッチ素子
と、二次電池の電圧と第１の設定電圧とを比較し、二次
電池の電圧が第１の設定電圧より低下したとき過放電検
出出力を発生する第１の電圧比較手段と、この第１の電
圧比較手段の過放電検出出力に対してスイッチ素子の遮
断状態を保持させ、二次電池に充電電流が流れたときス
イッチ素子を導通状態にする放電制御手段と、第１およ
び第２の端子の端子間電圧と第１の設定電圧より低い第
２の設定電圧とを比較する第２の電圧比較手段と、端子
間電圧と第２の設定電圧より低い第３の設定電圧とを比
較する第３の電圧比較手段と、二次電池にＩ１，Ｉ２お
よびＩ３なる（但し、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３）充電電流を供
給するための第１、第２および第３の充電用電源と、第
２および第３の電圧比較手段の出力に基づいて二次電池
の充電を制御する充電制御手段とを有し、この充電制御
手段は、(a) 端子間電圧が第２の設定電圧以上の場合は
第３の充電用電源から二次電池に充電電流を供給し、
(b) 端子間電圧が第２の設定電圧に満たない場合は第１
の充電用電源から二次電池に充電電流を供給し、(c)
(b) の状態で端子間電圧が第３の設定電圧に満たない場
合は第１、第２および第３の充電用電源から二次電池へ
の充電電流の供給を停止し、(d) (b) の状態で端子間電
圧が第３の設定電圧以上の場合は第２の充電用電源から
二次電池に所定量だけ充電電流を供給し、(e) (d) の状
態で端子間電圧が第２の設定電圧以上の場合は第３の充
電用電源から二次電池に充電電流を供給し、(f) (d) の
状態で端子間電圧が第２の設定電圧に満たない場合は第
１、第２および第３の充電用電源からの電流の供給を停
止する制御を行う。
【０００９】ここで、リチウム二次電池の場合を例にと
ると、第１の設定電圧は負極の銅が溶解し始める電圧よ
り若干高い値の放電禁止電圧に設定され、第３の設定電
圧は電圧が低くなり過ぎて充電することが危険になる充
電禁止電圧に設定され、第２の設定電圧は第１の設定電
圧と第３の設定電圧との中間の値に設定される。
ると、第１の設定電圧は負極の銅が溶解し始める電圧よ
り若干高い値の放電禁止電圧に設定され、第３の設定電
圧は電圧が低くなり過ぎて充電することが危険になる充
電禁止電圧に設定され、第２の設定電圧は第１の設定電
圧と第３の設定電圧との中間の値に設定される。
【００１０】このように構成された二次電池の充電回路
によれば、二次電池の端子電圧（電池電圧）が第１の設
定電圧（放電禁止電圧）より低くなりスイッチ素子が遮
断状態になって、二次電池が放電遮断状態になった場
合、第１および第２の端子間電圧が第２の設定電圧以上
のときは、第３の充電用電源により急速充電を行う。ま
た、端子間電圧が第２の設定電圧に満たないときは、第
１の充電用電源から二次電池に電流が流れることでスイ
ッチ素子は導通状態になり、二次電池の放電遮断状態は
解除されて導通状態となる。その状態で、端子間電圧が
第３の設定電圧以上の場合は第２の充電用電源により所
定量の充電が行われた後、端子間電圧が第２の設定電圧
以上になった場合は第３の充電用電源により急速充電が
行われる。
によれば、二次電池の端子電圧（電池電圧）が第１の設
定電圧（放電禁止電圧）より低くなりスイッチ素子が遮
断状態になって、二次電池が放電遮断状態になった場
合、第１および第２の端子間電圧が第２の設定電圧以上
のときは、第３の充電用電源により急速充電を行う。ま
た、端子間電圧が第２の設定電圧に満たないときは、第
１の充電用電源から二次電池に電流が流れることでスイ
ッチ素子は導通状態になり、二次電池の放電遮断状態は
解除されて導通状態となる。その状態で、端子間電圧が
第３の設定電圧以上の場合は第２の充電用電源により所
定量の充電が行われた後、端子間電圧が第２の設定電圧
以上になった場合は第３の充電用電源により急速充電が
行われる。
【００１１】また、電池電圧が第１の設定電圧以上のと
きは、上述した場合において二次電池の放電遮断状態が
解除され導通状態となった以後と同様に、端子間電圧に
応じて第２もしくは第３の充電用電源により充電が行わ
れる。
きは、上述した場合において二次電池の放電遮断状態が
解除され導通状態となった以後と同様に、端子間電圧に
応じて第２もしくは第３の充電用電源により充電が行わ
れる。
【００１２】このように本発明では、電池電圧が放電遮
断電圧より低いが、電池が異常状態となるほど低下して
いない場合、すなわち電池は正常であるが、放電遮断機
能が働いている場合においても、正常かつ端子間電圧に
応じて適切な充電を行うことができる。この際、第２の
設定電圧を適当に設定することで効率の良い充電が行わ
れる。また、二次電池の放電遮断状態が解除された後の
充電においては端子間電圧が第３の設定電圧（充電禁止
電圧）より低い場合は充電を行わず、充電をする際もい
きなり第１の充電用電源による急速充電を行うことはな
く、第２の充電用電源によって一定量の充電を行い、第
２の設定電圧以上になってから第１の充電充電用電源に
よる急速充電を行う。また、第２の充電用電源による充
電を行ったにもかかわらず第２の設定電圧に満たない場
合は充電は中止される。このため、仮に二次電池に異常
が発生していても、二次電池には急速充電による負担が
かからず、二次電池の異常に対しても適切な対応をとる
ことができる。
断電圧より低いが、電池が異常状態となるほど低下して
いない場合、すなわち電池は正常であるが、放電遮断機
能が働いている場合においても、正常かつ端子間電圧に
応じて適切な充電を行うことができる。この際、第２の
設定電圧を適当に設定することで効率の良い充電が行わ
れる。また、二次電池の放電遮断状態が解除された後の
充電においては端子間電圧が第３の設定電圧（充電禁止
電圧）より低い場合は充電を行わず、充電をする際もい
きなり第１の充電用電源による急速充電を行うことはな
く、第２の充電用電源によって一定量の充電を行い、第
２の設定電圧以上になってから第１の充電充電用電源に
よる急速充電を行う。また、第２の充電用電源による充
電を行ったにもかかわらず第２の設定電圧に満たない場
合は充電は中止される。このため、仮に二次電池に異常
が発生していても、二次電池には急速充電による負担が
かからず、二次電池の異常に対しても適切な対応をとる
ことができる。
【００１３】本発明においては、スイッチ素子と並列に
二次電池の充電方向に順方向が一致するようにダイオー
ドを接続し、放電制御手段は二次電池の電圧が第１の設
定電圧に到達したときスイッチ素子を導通状態にするよ
うに構成されてもよい。
二次電池の充電方向に順方向が一致するようにダイオー
ドを接続し、放電制御手段は二次電池の電圧が第１の設
定電圧に到達したときスイッチ素子を導通状態にするよ
うに構成されてもよい。
【００１４】このような構成の二次電池の充電回路で
は、二次電池が放電遮断状態になった状態で、端子間電
圧が第２の設定電圧に満たないときはスイッチ素子は遮
断状態を保持しながら、第１の充電用電源から二次電池
にダイオードを介して電流が流れて二次電池の充電が始
められる。その後、端子間電圧に応じて第１、第２、お
よび第３の充電用電源によって二次電池の充電が行わ
れ、電池電圧が第１の設定電圧（放電禁止電圧）に到達
すると、スイッチ素子が導通状態となる。すなわち、電
池電圧が放電禁止電圧に到達するまでは、二次電池の放
電電流を流すためのスイッチ素子は遮断されたままなの
で、仮に、放電禁止電圧より低い範囲で回路に故障等が
起こって充電電流が遮断されるようなことが生じても、
二次電池は放電遮断状態を保持し続けるため、二次電池
の安全性を確保できる。
は、二次電池が放電遮断状態になった状態で、端子間電
圧が第２の設定電圧に満たないときはスイッチ素子は遮
断状態を保持しながら、第１の充電用電源から二次電池
にダイオードを介して電流が流れて二次電池の充電が始
められる。その後、端子間電圧に応じて第１、第２、お
よび第３の充電用電源によって二次電池の充電が行わ
れ、電池電圧が第１の設定電圧（放電禁止電圧）に到達
すると、スイッチ素子が導通状態となる。すなわち、電
池電圧が放電禁止電圧に到達するまでは、二次電池の放
電電流を流すためのスイッチ素子は遮断されたままなの
で、仮に、放電禁止電圧より低い範囲で回路に故障等が
起こって充電電流が遮断されるようなことが生じても、
二次電池は放電遮断状態を保持し続けるため、二次電池
の安全性を確保できる。
【００１５】また、本発明においては第１の充電用電源
と第２の充電用電源とを共通に、もしくは第２の充電用
電源と第３の充電用電源とを共通に構成しても良い。こ
の場合、充電制御手段は、(a) 端子間電圧が第２の設定
電圧以上の場合は第２の充電用電源から二次電池に充電
電流を供給し、(b) 端子間電圧が第２の設定電圧に満た
ない場合は第１の充電用電源から二次電池に充電電流を
供給し、(c) (b) の状態で端子間電圧が第３の設定電圧
に満たない場合は第１および第２の充電用電源から二次
電池への充電電流の供給を停止し、(d) (b) の状態で端
子間電圧が第３の設定電圧以上の場合は第１の充電用電
源から二次電池に所定量だけ充電電流を供給し、(e)
(d) の状態で端子間電圧が第２の設定電圧以上の場合は
第２の充電用電源から二次電池に充電電流を供給し、
(f) (d) の状態で端子間電圧が第２の設定電圧に満たな
い場合は第１および第２の充電用電源からの電流の供給
を停止する制御を行う。
と第２の充電用電源とを共通に、もしくは第２の充電用
電源と第３の充電用電源とを共通に構成しても良い。こ
の場合、充電制御手段は、(a) 端子間電圧が第２の設定
電圧以上の場合は第２の充電用電源から二次電池に充電
電流を供給し、(b) 端子間電圧が第２の設定電圧に満た
ない場合は第１の充電用電源から二次電池に充電電流を
供給し、(c) (b) の状態で端子間電圧が第３の設定電圧
に満たない場合は第１および第２の充電用電源から二次
電池への充電電流の供給を停止し、(d) (b) の状態で端
子間電圧が第３の設定電圧以上の場合は第１の充電用電
源から二次電池に所定量だけ充電電流を供給し、(e)
(d) の状態で端子間電圧が第２の設定電圧以上の場合は
第２の充電用電源から二次電池に充電電流を供給し、
(f) (d) の状態で端子間電圧が第２の設定電圧に満たな
い場合は第１および第２の充電用電源からの電流の供給
を停止する制御を行う。
【００１６】
（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る二次電池の充電回路の構成を示す図である。この二
次電池の充電回路は、大きく分けて電池パック１０と、
これを充電するための充電器２０とからなる。
係る二次電池の充電回路の構成を示す図である。この二
次電池の充電回路は、大きく分けて電池パック１０と、
これを充電するための充電器２０とからなる。
【００１７】電池パック１０は、二次電池１１、放電電
流を流すためのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１、お
よび充電電流を流すためのＦＥＴ２、第１の電圧比較部
１２、放電制御回路１３、および第４の電圧比較部１４
からなる。外部端子ａ−１とｂ−１との間に、二次電池
１１、ＦＥＴ２、およびＦＥＴ２が直列に接続されてい
る。なお、ＦＥＴ１にはダイオードＤ１が二次電池１１
の充電方向に順方向が一致するように接続され、ＦＥＴ
２にはダイオードＤ２が二次電池１１の放電方向に順方
向が一致するように接続されている。
流を流すためのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１、お
よび充電電流を流すためのＦＥＴ２、第１の電圧比較部
１２、放電制御回路１３、および第４の電圧比較部１４
からなる。外部端子ａ−１とｂ−１との間に、二次電池
１１、ＦＥＴ２、およびＦＥＴ２が直列に接続されてい
る。なお、ＦＥＴ１にはダイオードＤ１が二次電池１１
の充電方向に順方向が一致するように接続され、ＦＥＴ
２にはダイオードＤ２が二次電池１１の放電方向に順方
向が一致するように接続されている。
【００１８】第１の電圧比較部１２は、二次電池１１の
端子電圧が第１の設定電圧（基準電圧Ｖ１）より低下し
たとき過放電検出出力を発生するものであり、コンパレ
ータＡ１と基準電圧Ｖ１を発生する基準電圧発生回路Ｒ
ＥＦ１とからなる。コンパレータＡ１の反転入力端子は
二次電池１１のプラス端子と外部端子ａ−１とに共通接
続され、コンパレータＡ１の非反転入力端子は基準電圧
発生回路ＲＥＦ１のプラス端子に接続され、基準電圧発
生回路ＲＥＦ１のマイナス端子は二次電池１１のマイナ
ス端子に接続されている。なお、基準電圧Ｖ１は、例え
ばリチウム二次電池において負極の銅が溶解し始める電
圧の値より若干高い値の充電禁止電圧に設定される。
端子電圧が第１の設定電圧（基準電圧Ｖ１）より低下し
たとき過放電検出出力を発生するものであり、コンパレ
ータＡ１と基準電圧Ｖ１を発生する基準電圧発生回路Ｒ
ＥＦ１とからなる。コンパレータＡ１の反転入力端子は
二次電池１１のプラス端子と外部端子ａ−１とに共通接
続され、コンパレータＡ１の非反転入力端子は基準電圧
発生回路ＲＥＦ１のプラス端子に接続され、基準電圧発
生回路ＲＥＦ１のマイナス端子は二次電池１１のマイナ
ス端子に接続されている。なお、基準電圧Ｖ１は、例え
ばリチウム二次電池において負極の銅が溶解し始める電
圧の値より若干高い値の充電禁止電圧に設定される。
【００１９】第４の電圧比較部１４は、コンパレータＡ
２と基準電圧Ｖａを発生する基準電圧発生回路ＲＥＦ２
とからなり、コンパレータＡ２の反転入力端子は二次電
池１１のプラス端子に接続され、コンパレータＡ２の非
反転入力端子は基準電圧発生回路ＲＥＦ２のプラス端子
に接続され、基準電圧発生回路ＲＥＦ２のマイナス端子
は二次電池１１のマイナス端子に接続されている。な
お、基準電圧Ｖａは、例えばリチウム二次電池において
電圧が高くなり過ぎて電解液の分解が始まる電圧より若
干低い値の充電禁止電圧に設定される。
２と基準電圧Ｖａを発生する基準電圧発生回路ＲＥＦ２
とからなり、コンパレータＡ２の反転入力端子は二次電
池１１のプラス端子に接続され、コンパレータＡ２の非
反転入力端子は基準電圧発生回路ＲＥＦ２のプラス端子
に接続され、基準電圧発生回路ＲＥＦ２のマイナス端子
は二次電池１１のマイナス端子に接続されている。な
お、基準電圧Ｖａは、例えばリチウム二次電池において
電圧が高くなり過ぎて電解液の分解が始まる電圧より若
干低い値の充電禁止電圧に設定される。
【００２０】放電制御回路１３は、Ｒ−Ｓ型フリップフ
ロップ回路ＦＦとコンパレータＡ３と基準電圧Ｖｂを発
生する基準電圧発生回路ＲＥＦ３とで構成されている。
フリップフロップ回路ＦＦのセット入力端子Ｓはコンパ
レータＡ１の出力端子に接続され、リセット入力端子Ｒ
はコンパレータＡ３の出力端子に接続され、コンパレー
タＡ３の非反転入力端子は二次電池１１のマイナス端子
に接続され、反転入力端子は基準電圧発生回路ＲＥＦ３
のプラス端子に接続されている。また、ＦＥＴ１のソー
ス端子は二次電池１１のマイナス端子に接続され、ＦＥ
Ｔ１のドレイン端子、ＦＥＴ２のドレイン端子、および
基準電圧発生回路ＲＥＦ３のマイナス端子は互いに共通
接続され、ＦＥＴ２のソース端子は外部端子ｂ−１に接
続されている。フリップフロップ回路ＦＦの反転出力端
子／ＱはＦＥＴ１のゲート端子に、また、ＦＥＴ２のゲ
ート端子はコンパレータＡ２の出力端子に接続されてい
る。なお、基準電圧Ｖｂは、ダイオードＤ１の順方向電
圧降下電圧をＶF としたときに、ＶF ＞Ｖｂ＞０となる
ように設定する。
ロップ回路ＦＦとコンパレータＡ３と基準電圧Ｖｂを発
生する基準電圧発生回路ＲＥＦ３とで構成されている。
フリップフロップ回路ＦＦのセット入力端子Ｓはコンパ
レータＡ１の出力端子に接続され、リセット入力端子Ｒ
はコンパレータＡ３の出力端子に接続され、コンパレー
タＡ３の非反転入力端子は二次電池１１のマイナス端子
に接続され、反転入力端子は基準電圧発生回路ＲＥＦ３
のプラス端子に接続されている。また、ＦＥＴ１のソー
ス端子は二次電池１１のマイナス端子に接続され、ＦＥ
Ｔ１のドレイン端子、ＦＥＴ２のドレイン端子、および
基準電圧発生回路ＲＥＦ３のマイナス端子は互いに共通
接続され、ＦＥＴ２のソース端子は外部端子ｂ−１に接
続されている。フリップフロップ回路ＦＦの反転出力端
子／ＱはＦＥＴ１のゲート端子に、また、ＦＥＴ２のゲ
ート端子はコンパレータＡ２の出力端子に接続されてい
る。なお、基準電圧Ｖｂは、ダイオードＤ１の順方向電
圧降下電圧をＶF としたときに、ＶF ＞Ｖｂ＞０となる
ように設定する。
【００２１】充電器２０は、第２の電圧比較部２１と、
第３の電圧比較部２２と、充電制御回路２３と、第２、
第３および第４のスイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳ
Ｗ４と、第１、第２、および第３の充電用電源２４，２
５および２６とからなる。
第３の電圧比較部２２と、充電制御回路２３と、第２、
第３および第４のスイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳ
Ｗ４と、第１、第２、および第３の充電用電源２４，２
５および２６とからなる。
【００２２】第２の電圧比較部２１は、コンパレータＡ
４と第２の設定電圧である基準電圧Ｖ２を発生する基準
電圧発生回路ＲＥＦ４とからなり、コンパレータＡ４の
非反転入力端子は外部端子ａ−２に接続され、コンパレ
ータＡ４の反転入力端子は基準電圧発生回路ＲＥＦ４の
プラス端子に接続され、基準電圧発生回路ＲＥＦ４のマ
イナス端子は外部端子ｂ−２に接続されている。なお、
基準電圧Ｖ２は、基準電圧Ｖ１と後述する基準電圧Ｖ３
との中間の適当な値に設定する。
４と第２の設定電圧である基準電圧Ｖ２を発生する基準
電圧発生回路ＲＥＦ４とからなり、コンパレータＡ４の
非反転入力端子は外部端子ａ−２に接続され、コンパレ
ータＡ４の反転入力端子は基準電圧発生回路ＲＥＦ４の
プラス端子に接続され、基準電圧発生回路ＲＥＦ４のマ
イナス端子は外部端子ｂ−２に接続されている。なお、
基準電圧Ｖ２は、基準電圧Ｖ１と後述する基準電圧Ｖ３
との中間の適当な値に設定する。
【００２３】第３の電圧比較部２２は、コンパレータＡ
５と第２の設定電圧より低い第３の設定電圧である基準
電圧Ｖ３を発生する基準電圧発生回路ＲＥＦ５とからな
り、コンパレータＡ５の非反転入力端子は外部端子ａ−
２に接続され、コンパレータＡ５の反転入力端子は基準
電圧発生回路ＲＥＦ５のプラス端子に接続され、基準電
圧発生回路ＲＥＦ５のマイナス端子は外部端子ｂ−２に
接続されている。なお、基準電圧Ｖ３は、例えばリチウ
ム二次電池において電圧が低くなり過ぎて充電すること
が危険になる値である充電禁止電圧に設定する。
５と第２の設定電圧より低い第３の設定電圧である基準
電圧Ｖ３を発生する基準電圧発生回路ＲＥＦ５とからな
り、コンパレータＡ５の非反転入力端子は外部端子ａ−
２に接続され、コンパレータＡ５の反転入力端子は基準
電圧発生回路ＲＥＦ５のプラス端子に接続され、基準電
圧発生回路ＲＥＦ５のマイナス端子は外部端子ｂ−２に
接続されている。なお、基準電圧Ｖ３は、例えばリチウ
ム二次電池において電圧が低くなり過ぎて充電すること
が危険になる値である充電禁止電圧に設定する。
【００２４】充電制御回路２３は、第２の電圧比較部２
１および第３の電圧比較部２２の出力信号によりスイッ
チ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を導通もしくは遮断
させるもので、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ
４の一方の端子は外部端子ａ−２に接続される。
１および第３の電圧比較部２２の出力信号によりスイッ
チ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を導通もしくは遮断
させるもので、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ
４の一方の端子は外部端子ａ−２に接続される。
【００２５】第１の充電用電源２４は最大充電電流Ｉ１
を、第２の充電用電源２５は最大充電電流Ｉ２を、第３
の充電用電源２６は最大充電電流Ｉ３をそれぞれ出力す
る。第１の充電用電源２４の一方の端子は第２のスイッ
チ素子ＳＷ２の他方の端子に、第２の充電用電源２５の
一方の端子は第３のスイッチ素子ＳＷ３の他方の端子
に、第３の充電用電源２６の一方の端子は第４のスイッ
チ素子ＳＷ４の他方の端子に接続される。これらの充電
用電源２４，２５、および２６は例えば交流電源の出力
を整流して直流を得る電源回路や、その他の比較的大容
量の電池が用いられる。なお、最大充電電流Ｉ１，Ｉ
２、およびＩ３はＩ１＜Ｉ２＜Ｉ３の関係であるとし、
各々の電流が電池パック１０に供給された際に、最大充
電電流Ｉ１はＦＥＴ１およびＦＥＴ２での電圧降下が極
めて小さくなるような微小電流とし、最大充電電流Ｉ２
は後述する所定時間Ｔａの充電によって二次電池１１の
端子電圧ＶＢがＶ３から基準電圧Ｖ２に上昇するのに十
分な電流とし、最大充電電流Ｉ３は二次電池１１を急速
に充電するのに十分な電流とする。
を、第２の充電用電源２５は最大充電電流Ｉ２を、第３
の充電用電源２６は最大充電電流Ｉ３をそれぞれ出力す
る。第１の充電用電源２４の一方の端子は第２のスイッ
チ素子ＳＷ２の他方の端子に、第２の充電用電源２５の
一方の端子は第３のスイッチ素子ＳＷ３の他方の端子
に、第３の充電用電源２６の一方の端子は第４のスイッ
チ素子ＳＷ４の他方の端子に接続される。これらの充電
用電源２４，２５、および２６は例えば交流電源の出力
を整流して直流を得る電源回路や、その他の比較的大容
量の電池が用いられる。なお、最大充電電流Ｉ１，Ｉ
２、およびＩ３はＩ１＜Ｉ２＜Ｉ３の関係であるとし、
各々の電流が電池パック１０に供給された際に、最大充
電電流Ｉ１はＦＥＴ１およびＦＥＴ２での電圧降下が極
めて小さくなるような微小電流とし、最大充電電流Ｉ２
は後述する所定時間Ｔａの充電によって二次電池１１の
端子電圧ＶＢがＶ３から基準電圧Ｖ２に上昇するのに十
分な電流とし、最大充電電流Ｉ３は二次電池１１を急速
に充電するのに十分な電流とする。
【００２６】次に、本実施形態の動作を図２に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。まず、二次電池１１の
端子電圧ＶＢについて、基準電圧Ｖ１および基準電圧Ｖ
ａとの比較を行う。ここで、基準電圧Ｖ１は二次電池１
１の放電禁止電圧として例えば２．３Ｖに設定してあ
り、また基準電圧Ｖａは二次電池１１の過充電防止電圧
として例えば４．３５Ｖに設定してあるものとする。
ーチャートを参照して説明する。まず、二次電池１１の
端子電圧ＶＢについて、基準電圧Ｖ１および基準電圧Ｖ
ａとの比較を行う。ここで、基準電圧Ｖ１は二次電池１
１の放電禁止電圧として例えば２．３Ｖに設定してあ
り、また基準電圧Ｖａは二次電池１１の過充電防止電圧
として例えば４．３５Ｖに設定してあるものとする。
【００２７】Ｖａ≧ＶＢ≧Ｖ１のときは、コンパレータ
Ａ１の出力は低レベルであるため、フリップフロップ回
路ＦＦの反転出力端子／Ｑは高レベルのままであり、従
ってＦＥＴ１は導通状態である。また、コンパレータＡ
２の出力は高レベルであるためＦＥＴ２も導通状態であ
る。このとき電池パック１０と充電器２０とを接続する
と、外部端子ａ−１とａ−２と、ｂ−１とｂ−２とがそ
れぞれ接続される。充電制御回路２３はスイッチ素子Ｓ
Ｗ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断し、コンパレータＡ４
は二次電池１１、ＦＥＴ１、およびＦＥＴ２の直列回路
の電圧である端子間電圧Ｖｐと基準電圧Ｖ２とを比較す
る。このとき充放電電圧が０であり、ＦＥＴ１およびＦ
ＥＴ２は共に導通状態であるから、ＦＥＴ１およびＦＥ
Ｔ２での電圧降下がなく、端子間電圧Ｖｐは端子電圧Ｖ
Ｂに等しくなる。また、基準電圧Ｖ２の値は、例えば１
セル当たり２．１５Ｖに設定してあるものとする。
Ａ１の出力は低レベルであるため、フリップフロップ回
路ＦＦの反転出力端子／Ｑは高レベルのままであり、従
ってＦＥＴ１は導通状態である。また、コンパレータＡ
２の出力は高レベルであるためＦＥＴ２も導通状態であ
る。このとき電池パック１０と充電器２０とを接続する
と、外部端子ａ−１とａ−２と、ｂ−１とｂ−２とがそ
れぞれ接続される。充電制御回路２３はスイッチ素子Ｓ
Ｗ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断し、コンパレータＡ４
は二次電池１１、ＦＥＴ１、およびＦＥＴ２の直列回路
の電圧である端子間電圧Ｖｐと基準電圧Ｖ２とを比較す
る。このとき充放電電圧が０であり、ＦＥＴ１およびＦ
ＥＴ２は共に導通状態であるから、ＦＥＴ１およびＦＥ
Ｔ２での電圧降下がなく、端子間電圧Ｖｐは端子電圧Ｖ
Ｂに等しくなる。また、基準電圧Ｖ２の値は、例えば１
セル当たり２．１５Ｖに設定してあるものとする。
【００２８】Ｖｐ≧Ｖ２のとき（ステップＳ２でＹＥ
Ｓ）は、充電制御回路２３が第４のスイッチ素子ＳＷ４
を導通させ、第３の充電用電源２６から大電流が二次電
池１１に供給されることによって、急速充電が開始され
る。
Ｓ）は、充電制御回路２３が第４のスイッチ素子ＳＷ４
を導通させ、第３の充電用電源２６から大電流が二次電
池１１に供給されることによって、急速充電が開始され
る。
【００２９】Ｖｐ＜Ｖ２のとき（ステップＳ２でＮＯ）
は、充電制御回路２３が第２のスイッチ素子ＳＷ２のみ
を導通させ（ステップ３）、第１の充電用電源２４から
二次電池１１に微小電流を流す。ここで端子間電圧Ｖｐ
と基準電圧Ｖ３とをコンパレータＡ５で比較する。この
とき充放電電流が非常に小さくＦＥＴ１およびＦＥＴ２
は共に導通状態であり、その内部抵抗も非常に小さい
（例えば１つのＦＥＴ当たり５０ｍΩ）ため、電圧降下
がほとんどなく、端子間電圧Ｖｐは端子電圧ＶＢにほぼ
等しくなる。また、基準電圧Ｖ３の値は二次電池１１の
電圧が低すぎて異常になる電圧値を考慮して、例えば１
セル当たり２．０Ｖに設定する。
は、充電制御回路２３が第２のスイッチ素子ＳＷ２のみ
を導通させ（ステップ３）、第１の充電用電源２４から
二次電池１１に微小電流を流す。ここで端子間電圧Ｖｐ
と基準電圧Ｖ３とをコンパレータＡ５で比較する。この
とき充放電電流が非常に小さくＦＥＴ１およびＦＥＴ２
は共に導通状態であり、その内部抵抗も非常に小さい
（例えば１つのＦＥＴ当たり５０ｍΩ）ため、電圧降下
がほとんどなく、端子間電圧Ｖｐは端子電圧ＶＢにほぼ
等しくなる。また、基準電圧Ｖ３の値は二次電池１１の
電圧が低すぎて異常になる電圧値を考慮して、例えば１
セル当たり２．０Ｖに設定する。
【００３０】Ｖｐ＜Ｖ３のとき（ステップＳ４でＮＯ）
は、端子電圧ＶＢが低すぎて異常であるためスイッチ素
子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断状態とし、充電を
行わない。このとき必要に応じて電池異常の表示をする
（ステップＳ６）。
は、端子電圧ＶＢが低すぎて異常であるためスイッチ素
子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断状態とし、充電を
行わない。このとき必要に応じて電池異常の表示をする
（ステップＳ６）。
【００３１】Ｖｐ≧Ｖ３のとき（ステップＳ４でＹＥ
Ｓ）は、スイッチ素子ＳＷ３のみ導通し、第２の充電用
電源２４から最大充電電流Ｉ２によって二次電池１１を
充電する。ここで、所定時間Ｔａが経過するまでは（ス
テップＳ８でＮＯ）、第２の充電用電源２４での充電を
継続する。なお、所定時間Ｔａは端子電圧ＶＢがＶ３か
ら基準電圧Ｖ２に上昇するのに十分な時間が設定され
る。所定時間Ｔａが経過したら（ステップＳ８でＹＥ
Ｓ）、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断
し（ステップＳ９）、端子間電圧Ｖｐと基準電圧Ｖ２と
を比較する。ここでＶｐ≧Ｖ２のとき（ステップＳ１０
でＹＥＳ）は、スイッチ素子ＳＷ４を導通状態とし（ス
テップＳ１１）、第３の充電用電源２６から最大充電電
流Ｉ３によって二次電池１１を充電することによって、
急速充電が開始される。Ｖｐ＜Ｖ３のとき（ステップＳ
１０でＮＯ）は、二次電池１１が異常であるため、スイ
ッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断し（ステッ
プＳ５）、充電を行わない。
Ｓ）は、スイッチ素子ＳＷ３のみ導通し、第２の充電用
電源２４から最大充電電流Ｉ２によって二次電池１１を
充電する。ここで、所定時間Ｔａが経過するまでは（ス
テップＳ８でＮＯ）、第２の充電用電源２４での充電を
継続する。なお、所定時間Ｔａは端子電圧ＶＢがＶ３か
ら基準電圧Ｖ２に上昇するのに十分な時間が設定され
る。所定時間Ｔａが経過したら（ステップＳ８でＹＥ
Ｓ）、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断
し（ステップＳ９）、端子間電圧Ｖｐと基準電圧Ｖ２と
を比較する。ここでＶｐ≧Ｖ２のとき（ステップＳ１０
でＹＥＳ）は、スイッチ素子ＳＷ４を導通状態とし（ス
テップＳ１１）、第３の充電用電源２６から最大充電電
流Ｉ３によって二次電池１１を充電することによって、
急速充電が開始される。Ｖｐ＜Ｖ３のとき（ステップＳ
１０でＮＯ）は、二次電池１１が異常であるため、スイ
ッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断し（ステッ
プＳ５）、充電を行わない。
【００３２】次に、二次電池１１の端子電圧ＶＢがＶＢ
＜Ｖ１のときは、コンパレータＡ１の出力は高レベルで
あるため、フリップフロップ回路ＦＦの反転出力端子／
Ｑは低レベルであり、ＦＥＴ１は遮断状態である。一
方、コンパレータＡ２の出力も高レベルであり、ＦＥＴ
２は導通状態である。このとき電池パック１０と充電器
２０とを接続すると、充電制御回路２３はスイッチ素子
ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断状態とし（ステップ
Ｓ１）、この状態でコンパレータＡ２は端子間電圧Ｖｐ
と基準電圧Ｖ２とを比較する。このときＦＥＴ１は遮断
状態であり充電電流は０であるから、端子間電圧Ｖｐは
０Ｖとなる。したがってＶｐ＜Ｖ２であり（ステップＳ
２でＮＯ）、充電制御回路２３が第２のスイッチ素子Ｓ
Ｗ２のみを導通させ（ステップＳ３）、第１の充電用電
源２４から二次電池１１に微小電流を流す。するとＦＥ
Ｔ１のソースとドレインとの間は遮断しているが、ダイ
オードＤ１を通って充電電流が流れ、このときのダイオ
ードＤ１の順方向電圧効果電圧をＶF とし、基準電圧Ｖ
ｂをＶF ＞Ｖｂ＞０となるように設定すると、ソース−
ドレイン間の電圧ＶSDがＶSD＞Ｖｂとなるため、コンパ
レータＡ３の出力が高レベル、すなわちフリップフロッ
プ回路ＦＦのリセット入力端子Ｒが高レベルとなり、フ
リップフロップ回路ＦＦはリセットされ、反転出力端子
／Ｑが高レベルとなり、ＦＥＴ１はＦＥＴ２と同様に導
通状態となる。これ以降は、二次電池１１の端子電圧が
Ｖａ≧ＶＢ≧Ｖ１のときのステップＳ４以降と同様の動
作を行う。
＜Ｖ１のときは、コンパレータＡ１の出力は高レベルで
あるため、フリップフロップ回路ＦＦの反転出力端子／
Ｑは低レベルであり、ＦＥＴ１は遮断状態である。一
方、コンパレータＡ２の出力も高レベルであり、ＦＥＴ
２は導通状態である。このとき電池パック１０と充電器
２０とを接続すると、充電制御回路２３はスイッチ素子
ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４を遮断状態とし（ステップ
Ｓ１）、この状態でコンパレータＡ２は端子間電圧Ｖｐ
と基準電圧Ｖ２とを比較する。このときＦＥＴ１は遮断
状態であり充電電流は０であるから、端子間電圧Ｖｐは
０Ｖとなる。したがってＶｐ＜Ｖ２であり（ステップＳ
２でＮＯ）、充電制御回路２３が第２のスイッチ素子Ｓ
Ｗ２のみを導通させ（ステップＳ３）、第１の充電用電
源２４から二次電池１１に微小電流を流す。するとＦＥ
Ｔ１のソースとドレインとの間は遮断しているが、ダイ
オードＤ１を通って充電電流が流れ、このときのダイオ
ードＤ１の順方向電圧効果電圧をＶF とし、基準電圧Ｖ
ｂをＶF ＞Ｖｂ＞０となるように設定すると、ソース−
ドレイン間の電圧ＶSDがＶSD＞Ｖｂとなるため、コンパ
レータＡ３の出力が高レベル、すなわちフリップフロッ
プ回路ＦＦのリセット入力端子Ｒが高レベルとなり、フ
リップフロップ回路ＦＦはリセットされ、反転出力端子
／Ｑが高レベルとなり、ＦＥＴ１はＦＥＴ２と同様に導
通状態となる。これ以降は、二次電池１１の端子電圧が
Ｖａ≧ＶＢ≧Ｖ１のときのステップＳ４以降と同様の動
作を行う。
【００３３】なお、図１に示した電池パック１０には第
２の電圧比較回路１４からなる過充電防止機能があり、
充電器２０の異常等で端子電圧ＶＢが基準電圧Ｖａより
大きくなった場合、コンパレータＡ２の出力が低レベル
となることによってＦＥＴ２を遮断状態とし、電池パッ
ク１０と充電器２０とを接続しても充電されないように
している。
２の電圧比較回路１４からなる過充電防止機能があり、
充電器２０の異常等で端子電圧ＶＢが基準電圧Ｖａより
大きくなった場合、コンパレータＡ２の出力が低レベル
となることによってＦＥＴ２を遮断状態とし、電池パッ
ク１０と充電器２０とを接続しても充電されないように
している。
【００３４】このように、本実施形態に係る二次電池の
充電回路では、電池電圧が放電遮断電圧より低いが、電
池が異常状態となるほど電池電圧が低下していない場
合、すなわち電池は正常であるが、保護回路の放電遮断
機能が働いていて、電池パック１０の外部出力端子ａ−
１およびａ−２に電圧が出ていない場合でも、正常に充
電ができる。
充電回路では、電池電圧が放電遮断電圧より低いが、電
池が異常状態となるほど電池電圧が低下していない場
合、すなわち電池は正常であるが、保護回路の放電遮断
機能が働いていて、電池パック１０の外部出力端子ａ−
１およびａ−２に電圧が出ていない場合でも、正常に充
電ができる。
【００３５】以下、本発明の他の実施形態について図３
を参照しながら説明するが、以降の実施形態においては
図１、および図２と相対応する部分に同一符号を付し
て、第１の実施形態との相違点を中心に述べる。
を参照しながら説明するが、以降の実施形態においては
図１、および図２と相対応する部分に同一符号を付し
て、第１の実施形態との相違点を中心に述べる。
【００３６】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係る二次電池の充電回路の構成を示す図で
ある。本実施形態では、図１における放電制御回路１３
について、コンパレータＡ３の非反転入力端子は二次電
池１１のプラス端子に接続され、反転入力端子は基準電
圧Ｖ１を発生する基準電圧発生回路ＲＥＦ６のプラス端
子に接続され、基準電圧発生回路ＲＥＦ６のマイナス端
子は二次電池１１のマイナス端子に接続される構成にし
たものである。
の実施形態に係る二次電池の充電回路の構成を示す図で
ある。本実施形態では、図１における放電制御回路１３
について、コンパレータＡ３の非反転入力端子は二次電
池１１のプラス端子に接続され、反転入力端子は基準電
圧Ｖ１を発生する基準電圧発生回路ＲＥＦ６のプラス端
子に接続され、基準電圧発生回路ＲＥＦ６のマイナス端
子は二次電池１１のマイナス端子に接続される構成にし
たものである。
【００３７】本実施形態においては、二次電池１１の端
子電圧ＶＢがＶＢ＜Ｖ１のときは、コンパレータＡ１の
出力が高レベルになり、同時にコンパレータＡ１の出力
が低レベルになることで、フリップフロップ回路ＦＦの
反転出力端子／Ｑが低レベルになりＦＥＴ１は遮断さ
れ、二次電池１１は放電遮断状態となる。これ以降は、
第１の実施形態と同様に、端子間電圧Ｖｐの値に応じて
第１、第２および第３の充電用電源２４，２５および２
６によって二次電池１１の充電が行われ、二次電池１１
に異常等があるときは充電を停止する。
子電圧ＶＢがＶＢ＜Ｖ１のときは、コンパレータＡ１の
出力が高レベルになり、同時にコンパレータＡ１の出力
が低レベルになることで、フリップフロップ回路ＦＦの
反転出力端子／Ｑが低レベルになりＦＥＴ１は遮断さ
れ、二次電池１１は放電遮断状態となる。これ以降は、
第１の実施形態と同様に、端子間電圧Ｖｐの値に応じて
第１、第２および第３の充電用電源２４，２５および２
６によって二次電池１１の充電が行われ、二次電池１１
に異常等があるときは充電を停止する。
【００３８】この際、第１の実施形態においてはダイオ
ードＤ１に充電電流が流れると、即座にコンパレータＡ
３によってＦＥＴ１は導通状態になり、二次電池１１は
放電遮断状態を解除されるのに対し、本実施形態では、
二次電池１１の端子電圧ＶＢが第１の基準電圧Ｖ１に到
達するまでは、二次電池１１は放電遮断状態が保持さ
れ、充電電流はダイオードＤ１を介することで二次電池
１１に供給される。そして、端子電圧ＶＢが第１の基準
電圧Ｖ１に到達すると、コンパレータＡ３によってＦＥ
Ｔ１は導通状態になり二次電池１１の放電遮断状態が解
除される。
ードＤ１に充電電流が流れると、即座にコンパレータＡ
３によってＦＥＴ１は導通状態になり、二次電池１１は
放電遮断状態を解除されるのに対し、本実施形態では、
二次電池１１の端子電圧ＶＢが第１の基準電圧Ｖ１に到
達するまでは、二次電池１１は放電遮断状態が保持さ
れ、充電電流はダイオードＤ１を介することで二次電池
１１に供給される。そして、端子電圧ＶＢが第１の基準
電圧Ｖ１に到達すると、コンパレータＡ３によってＦＥ
Ｔ１は導通状態になり二次電池１１の放電遮断状態が解
除される。
【００３９】このため、仮に放電禁止電圧より低い範囲
で回路に故障等が起こって充電電流が遮断されるような
ことが生じても、二次電池１１は放電遮断状態を保持し
続けるため、二次電池の安全性を確保できる。
で回路に故障等が起こって充電電流が遮断されるような
ことが生じても、二次電池１１は放電遮断状態を保持し
続けるため、二次電池の安全性を確保できる。
【００４０】本発明は上記実施形態に限定されるもので
なく、次のように種々変形して実施することができる。 （１）上記実施形態では、最大充電電流Ｉ１，Ｉ２およ
びＩ３の充電電流を発生する第１、第２および第３の充
電用電源２４，２５および２６を用いて、３つの充電用
電源を有する場合について説明したが、Ｉ１とＩ２とを
共通、またはＩ２とＩ３とを共通にして、２つの充電用
電源を有する構成にしても良い。また、第１、第２およ
び第３の充電用電源はパルス状でもよく、その場合平均
がＩ１，Ｉ２，Ｉ３となるようにすればよい。 （２）上記実施形態では、過放電保護と過充電保護の２
つの保護機能がある場合について説明したが、過大電流
充電や過大電流放電保護やその他の保護機能を付加して
もよい。 （３）上記実施形態では、電池パック１０と充電器２０
とを分離した使用形態で説明したが、機器本体内に二次
電池１１と充電回路とをあらかじめ内蔵してもよい。
なく、次のように種々変形して実施することができる。 （１）上記実施形態では、最大充電電流Ｉ１，Ｉ２およ
びＩ３の充電電流を発生する第１、第２および第３の充
電用電源２４，２５および２６を用いて、３つの充電用
電源を有する場合について説明したが、Ｉ１とＩ２とを
共通、またはＩ２とＩ３とを共通にして、２つの充電用
電源を有する構成にしても良い。また、第１、第２およ
び第３の充電用電源はパルス状でもよく、その場合平均
がＩ１，Ｉ２，Ｉ３となるようにすればよい。 （２）上記実施形態では、過放電保護と過充電保護の２
つの保護機能がある場合について説明したが、過大電流
充電や過大電流放電保護やその他の保護機能を付加して
もよい。 （３）上記実施形態では、電池パック１０と充電器２０
とを分離した使用形態で説明したが、機器本体内に二次
電池１１と充電回路とをあらかじめ内蔵してもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
二次電池が放電遮断状態となった場合、その遮断状態を
一旦解除して電池電圧を監視しながら充電を行うこと
で、電池電圧が保護回路の放電遮断電圧より低いが電池
が異常状態となるほど低下していない場合、すなわち電
池は正常であるが、保護回路の放電遮断機能が働いた場
合でも正常に充電を行うことができる。
二次電池が放電遮断状態となった場合、その遮断状態を
一旦解除して電池電圧を監視しながら充電を行うこと
で、電池電圧が保護回路の放電遮断電圧より低いが電池
が異常状態となるほど低下していない場合、すなわち電
池は正常であるが、保護回路の放電遮断機能が働いた場
合でも正常に充電を行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二次電池の充電
回路の構成を示す図
回路の構成を示す図
【図２】同実施形態の動作を説明するためのフローチャ
ート
ート
【図３】本発明の第２の実施形態に係る二次電池の充電
回路の構成を示す図
回路の構成を示す図
１０…電池パック １１…二次電池 １２…第１の電圧比較部 １３…放電制御回路 １４…第４の電圧比較部 ２０…充電器 ２１…第２の電圧比較部 ２２…第３の電圧比較部 ２３…充電制御回路 ２４…第１の充電用電源 ２５…第２の充電用電源 ２６…第３の充電用電源 ＦＥＴ１，ＦＥＴ２…電界効果トランジスタ Ａ１〜Ａ５…コンパレータ ＲＥＦ１〜ＲＥＦ６…基準電圧発生回路 Ｖ１〜Ｖ３，Ｖａ，Ｖｂ…基準電圧 Ｄ１，Ｄ２…ダイオード ＦＦ…フリップフロップ回路 Ｓ…セット入力端子 Ｒ…リセット入力端子 ／Ｑ…反転出力端子 ａ−１，ｂ−１…外部端子 ａ−２，ｂ−２…外部端子 ＳＷ２…第２のスイッチ素子 ＳＷ３…第３のスイッチ素子 ＳＷ４…第４のスイッチ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向 和夫 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社エイ・ティーバッテリー内
Claims (4)
- 【請求項１】第１および第２の端子間に二次電池と直列
に接続され、該二次電池の放電電流を流すためのスイッ
チ素子と、 前記二次電池の電圧と第１の設定電圧とを比較し、二次
電池の電圧が第１の設定電圧より低下したとき過放電検
出出力を発生する第１の電圧比較手段と、 この第１の電圧比較手段の過放電検出出力に対して前記
スイッチ素子の遮断状態を保持させ、前記二次電池に充
電電流が流れたとき前記スイッチ素子を導通状態にする
放電制御手段と、 前記第１および第２の端子の端子間電圧と前記第１の設
定電圧より低い第２の設定電圧とを比較する第２の電圧
比較手段と、 前記端子間電圧と前記第２の設定電圧より低い第３の設
定電圧とを比較する第３の電圧比較手段と、 前記二次電池にＩ１，Ｉ２およびＩ３（但し、Ｉ１＜Ｉ
２＜Ｉ３）なる充電電流を供給するための第１、第２お
よび第３の充電用電源と、 前記第２および第３の電圧比較手段の出力に基づいて前
記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを有し、 前記充電制御手段は、 (a) 前記端子間電圧が前記第２の設定電圧以上の場合は
前記第３の充電用電源から前記二次電池に充電電流を供
給し、 (b) 前記端子間電圧が前記第２の設定電圧に満たない場
合は前記第１の充電用電源から前記二次電池に充電電流
を供給し、 (c) (b) の状態で前記端子間電圧が前記第３の設定電圧
に満たない場合は前記第１、第２および第３の充電用電
源から前記二次電池への充電電流の供給を停止し、 (d) (b) の状態で前記端子間電圧が前記第３の設定電圧
以上の場合は前記第２の充電用電源から前記二次電池に
所定量だけ充電電流を供給し、 (e) (d) の状態で前記端子間電圧が前記第２の設定電圧
以上の場合は前記第３の充電用電源から前記二次電池に
充電電流を供給し、 (f) (d) の状態で前記端子間電圧が前記第２の設定電圧
に満たない場合は前記第１、第２および第３の充電用電
源からの電流の供給を停止する制御を行うことを特徴と
する二次電池の充電回路。 - 【請求項２】第１および第２の端子間に二次電池と直列
に接続され、該二次電池の放電電流を流すためのスイッ
チ素子と、 前記二次電池の電圧と第１の設定電圧とを比較し、二次
電池の電圧が第１の設定電圧より低下したとき過放電検
出出力を発生する第１の電圧比較手段と、 この第１の電圧比較手段の過放電検出出力に対して前記
スイッチ素子の遮断状態を保持させ、前記二次電池に充
電電流が流れたとき前記スイッチ素子を導通状態にする
放電制御手段と、 前記第１および第２の端子の端子間電圧と前記第１の設
定電圧より低い第２の設定電圧とを比較する第２の電圧
比較手段と、 前記端子間電圧と前記第２の設定電圧より低い第３の設
定電圧とを比較する第３の電圧比較手段と、 前記二次電池にＩ１，Ｉ２（但し、Ｉ１＜Ｉ２）なる充
電電流を供給するための第１および第２の充電用電源
と、 前記第２および第３の電圧比較手段の出力に基づいて前
記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを有し、 前記充電制御手段は、 (a) 前記端子間電圧が前記第２の設定電圧以上の場合は
前記第２の充電用電源から前記二次電池に充電電流を供
給し、 (b) 前記端子間電圧が前記第２の設定電圧に満たない場
合は前記第１の充電用電源から前記二次電池に充電電流
を供給し、 (c) (b) の状態で前記端子間電圧が前記第３の設定電圧
に満たない場合は前記第１および第２の充電用電源から
前記二次電池への充電電流の供給を停止し、 (d) (b) の状態で前記端子間電圧が前記第３の設定電圧
以上の場合は前記第１の充電用電源から前記二次電池に
所定量だけ充電電流を供給し、 (e) (d) の状態で前記端子間電圧が前記第２の設定電圧
以上の場合は前記第２の充電用電源から前記二次電池に
充電電流を供給し、 (f) (d) の状態で前記端子間電圧が前記第２の設定電圧
に満たない場合は前記第１および第２の充電用電源から
の電流の供給を停止する制御を行うことを特徴とする二
次電池の充電回路。 - 【請求項３】第１および第２の端子間に二次電池と直列
に接続され、該二次電池の放電電流を流すためのスイッ
チ素子と、 前記二次電池の充電方向に順方向が一致するように前記
スイッチ素子に並列に接続されたダイオードと、 前記二次電池の電圧と第１の設定電圧とを比較し、二次
電池の電圧が第１の設定電圧より低下したとき過放電検
出出力を発生する第１の電圧比較手段と、 この第１の電圧比較手段の過放電検出出力に対して前記
スイッチ素子の遮断状態を保持させ、前記二次電池の電
圧が前記第１の設定電圧に到達したとき前記スイッチ素
子を導通状態にする放電制御手段と、 前記第１および第２の端子の端子間電圧と前記第１の設
定電圧より低い第２の設定電圧とを比較する第２の電圧
比較手段と、 前記端子間電圧と前記第２の設定電圧より低い第３の設
定電圧とを比較する第３の電圧比較手段と、 前記二次電池にＩ１，Ｉ２およびＩ３（但し、Ｉ１＜Ｉ
２＜Ｉ３）なる充電電流を供給するための第１、第２お
よび第３の充電用電源と、 前記第２および第３の電圧比較手段の出力に基づいて前
記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを有し、 前記充電制御手段は、 (a) 前記端子間電圧が前記第２の設定電圧以上の場合は
前記第３の充電用電源から前記二次電池に充電電流を供
給し、 (b) 前記端子間電圧が前記第２の設定電圧に満たない場
合は前記第１の充電用電源から前記二次電池に充電電流
を供給し、 (c) (b) の状態で前記端子間電圧が前記第３の設定電圧
に満たない場合は前記第１、第２および第３の充電用電
源から前記二次電池への充電電流の供給を停止し、 (d) (b) の状態で前記端子間電圧が前記第３の設定電圧
以上の場合は前記第２の充電用電源から前記二次電池に
所定量だけ充電電流を供給し、 (e) (d) の状態で前記端子間電圧が前記第２の設定電圧
以上の場合は前記第３の充電用電源から前記二次電池に
充電電流を供給し、 (f) (d) の状態で前記端子間電圧が前記第２の設定電圧
に満たない場合は前記第１、第２および第３の充電用電
源からの電流の供給を停止する制御を行うことを特徴と
する二次電池の充電回路。 - 【請求項４】第１および第２の端子間に二次電池と直列
に接続され、該二次電池の放電電流を流すためのスイッ
チ素子と、 前記二次電池の充電方向に順方向が一致するように前記
スイッチ素子に並列に接続されたダイオードと、 前記二次電池の電圧と第１の設定電圧とを比較し、二次
電池の電圧が第１の設定電圧より低下したとき過放電検
出出力を発生する第１の電圧比較手段と、 この第１の電圧比較手段の過放電検出出力に対して前記
スイッチ素子の遮断状態を保持させ、前記二次電池の電
圧が前記第１の設定電圧に到達したとき前記スイッチ素
子を導通状態にする放電制御手段と、 前記第１および第２の端子の端子間電圧と前記第１の設
定電圧より低い第２の設定電圧とを比較する第２の電圧
比較手段と、 前記端子間電圧と前記第２の設定電圧より低い第３の設
定電圧とを比較する第３の電圧比較手段と、 前記二次電池にＩ１，Ｉ２（但し、Ｉ１＜Ｉ２）なる充
電電流を供給するための第１および第２の充電用電源
と、 前記第２および第３の電圧比較手段の出力に基づいて前
記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを有し、 前記充電制御手段は、 (a) 前記端子間電圧が前記第２の設定電圧以上の場合は
前記第２の充電用電源から前記二次電池に充電電流を供
給し、 (b) 前記端子間電圧が前記第２の設定電圧に満たない場
合は前記第１の充電用電源から前記二次電池に充電電流
を供給し、 (c) (b) の状態で前記端子間電圧が前記第３の設定電圧
に満たない場合は前記第１および第２の充電用電源から
前記二次電池への充電電流の供給を停止し、 (d) (b) の状態で前記端子間電圧が前記第３の設定電圧
以上の場合は前記第１の充電用電源から前記二次電池に
所定量だけ充電電流を供給し、 (e) (d) の状態で前記端子間電圧が前記第２の設定電圧
以上の場合は前記第２の充電用電源から前記二次電池に
充電電流を供給し、 (f) (d) の状態で前記端子間電圧が前記第２の設定電圧
に満たない場合は前記第１および第２の充電用電源から
の電流の供給を停止する制御を行うことを特徴とする二
次電池の充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27782995A JP3322780B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 二次電池の充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27782995A JP3322780B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 二次電池の充電回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09121465A true JPH09121465A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3322780B2 JP3322780B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=17588853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27782995A Expired - Fee Related JP3322780B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 二次電池の充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322780B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014029436A1 (de) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Stromausgabeeinheit für eine ladeeinrichtung |
| KR20170038304A (ko) * | 2015-09-30 | 2017-04-07 | 엘지디스플레이 주식회사 | 게이트 드라이버 및 이를 이용한 표시장치 |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP27782995A patent/JP3322780B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014029436A1 (de) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Stromausgabeeinheit für eine ladeeinrichtung |
| KR20170038304A (ko) * | 2015-09-30 | 2017-04-07 | 엘지디스플레이 주식회사 | 게이트 드라이버 및 이를 이용한 표시장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3322780B2 (ja) | 2002-09-09 |
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| JP3322780B2 (ja) | 二次電池の充電回路 |
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