JPH1032938A - 充電装置 - Google Patents
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- JPH1032938A JPH1032938A JP8204141A JP20414196A JPH1032938A JP H1032938 A JPH1032938 A JP H1032938A JP 8204141 A JP8204141 A JP 8204141A JP 20414196 A JP20414196 A JP 20414196A JP H1032938 A JPH1032938 A JP H1032938A
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 短時間で充電することができる安価な充電装
置を提供すること。 【解決手段】 接続された二次電池１０１に対して定電
圧以下の定電流で充電を行い、前記二次電池の端子電圧
が前記定電圧に上昇したとき、前記定電流以下の定電圧
で充電を行うように制御する充電装置１００であり、充
電電流をある周期で遮断するスイッチ手段１０２と、前
記充電電流の遮断時における前記スイッチ手段より電源
側の第１の電圧及び前記二次電池側の第２の電圧の電圧
差と、基準電圧とを比較する比較手段１０５と、前記充
電電流の通電時には前記第１の電圧より高い電圧に切り
替え、前記充電電流の遮断時には前記第１の電圧と同一
の電圧に切り替えると共に、前記比較の結果に従って充
電を終了するときは前記第１の電圧と同一の電圧に切り
替える制御手段１０７とを備える。
置を提供すること。 【解決手段】 接続された二次電池１０１に対して定電
圧以下の定電流で充電を行い、前記二次電池の端子電圧
が前記定電圧に上昇したとき、前記定電流以下の定電圧
で充電を行うように制御する充電装置１００であり、充
電電流をある周期で遮断するスイッチ手段１０２と、前
記充電電流の遮断時における前記スイッチ手段より電源
側の第１の電圧及び前記二次電池側の第２の電圧の電圧
差と、基準電圧とを比較する比較手段１０５と、前記充
電電流の通電時には前記第１の電圧より高い電圧に切り
替え、前記充電電流の遮断時には前記第１の電圧と同一
の電圧に切り替えると共に、前記比較の結果に従って充
電を終了するときは前記第１の電圧と同一の電圧に切り
替える制御手段１０７とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、二次電池を充電
するための充電装置に関するものである。
するための充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウム電池等の二次電池を充電するの
に用いられる充電装置においては、定電流充電と定電圧
充電が一般的に行われている。即ち、二次電池の電池電
圧が充電の設定電圧以下のときは、一定の充電電流で充
電して電池電圧を上昇させ、電池電圧が設定電圧に達し
たら、充電電流が減少してきて一定の充電電圧で充電す
る。このような充電方式を用いる充電装置は、例えば図
１０に示すような構成であり、図１１に充電電圧Ｖと充
電電流Ｉとの関係（充電装置の出力特性）を示し、図１
２に充電電圧Ｖ・充電電流Ｉと充電時間Ｔとの関係（充
電特性曲線）を示す。
に用いられる充電装置においては、定電流充電と定電圧
充電が一般的に行われている。即ち、二次電池の電池電
圧が充電の設定電圧以下のときは、一定の充電電流で充
電して電池電圧を上昇させ、電池電圧が設定電圧に達し
たら、充電電流が減少してきて一定の充電電圧で充電す
る。このような充電方式を用いる充電装置は、例えば図
１０に示すような構成であり、図１１に充電電圧Ｖと充
電電流Ｉとの関係（充電装置の出力特性）を示し、図１
２に充電電圧Ｖ・充電電流Ｉと充電時間Ｔとの関係（充
電特性曲線）を示す。
【０００３】この充電装置１０は、二次電池１１と電流
検出抵抗１２が電源１３に直列接続されている。即ち、
二次電池１１の正端子が電源１３の正端子に接続され、
二次電池１１の負端子が電流検出抵抗１２の一端に接続
され、電流検出抵抗１２の他端が電源１３の負端子に接
続されている。そして、コンパレータ１４の正負入力端
子が電流検出抵抗１２の両端に接続され、コンパレータ
１４の出力端子が充電制御部１５に接続されている。そ
して、充電制御部１５と表示部１６とが接続されてい
る。
検出抵抗１２が電源１３に直列接続されている。即ち、
二次電池１１の正端子が電源１３の正端子に接続され、
二次電池１１の負端子が電流検出抵抗１２の一端に接続
され、電流検出抵抗１２の他端が電源１３の負端子に接
続されている。そして、コンパレータ１４の正負入力端
子が電流検出抵抗１２の両端に接続され、コンパレータ
１４の出力端子が充電制御部１５に接続されている。そ
して、充電制御部１５と表示部１６とが接続されてい
る。
【０００４】このような構成において、二次電池１１の
充電末期では定電流Ｉｂ１の充電が終了して定電圧Ｖｂ
１の充電が開始するので、充電電流Ｉが低下する。そこ
で、コンパレータ１４が、この充電電流Ｉを電流検出抵
抗１２で検出し、検出した充電電流Ｉと基準電圧Ｅ１で
設定される電流を比較して検出信号を充電制御部１５に
出力する。充電制御部１５は、検出信号がＨｉｇｈなら
ば充電継続と判断して表示部１６に充電中と表示させ、
検出信号がＬｏｗならば充電終了と判断して表示部１６
に充電終了と表示させる。
充電末期では定電流Ｉｂ１の充電が終了して定電圧Ｖｂ
１の充電が開始するので、充電電流Ｉが低下する。そこ
で、コンパレータ１４が、この充電電流Ｉを電流検出抵
抗１２で検出し、検出した充電電流Ｉと基準電圧Ｅ１で
設定される電流を比較して検出信号を充電制御部１５に
出力する。充電制御部１５は、検出信号がＨｉｇｈなら
ば充電継続と判断して表示部１６に充電中と表示させ、
検出信号がＬｏｗならば充電終了と判断して表示部１６
に充電終了と表示させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の充電装
置１０における充電開始から充電終了までの充電時間
は、定電流充電の時間をｔとすると、定電圧充電の時間
は３ｔとなるので、４ｔ掛かっている。特に、定電圧充
電の時間は二次電池内部のインピーダンスによって決ま
ってしまうので、充電時間を短縮させるには、定電流充
電の充電電流を増加させる必要があった。従って、充電
時間の３／４を占める定電圧充電の時間を短縮すること
ができないという問題のみならず、高出力（高電力）の
高価な装置になってしまうという問題があった。
置１０における充電開始から充電終了までの充電時間
は、定電流充電の時間をｔとすると、定電圧充電の時間
は３ｔとなるので、４ｔ掛かっている。特に、定電圧充
電の時間は二次電池内部のインピーダンスによって決ま
ってしまうので、充電時間を短縮させるには、定電流充
電の充電電流を増加させる必要があった。従って、充電
時間の３／４を占める定電圧充電の時間を短縮すること
ができないという問題のみならず、高出力（高電力）の
高価な装置になってしまうという問題があった。
【０００６】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、短時間で充電することができる安価
な充電装置を提供することを目的としている。
されたものであり、短時間で充電することができる安価
な充電装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
あっては、接続された二次電池に対して定電圧以下の定
電流で充電を行い、前記二次電池の端子電圧が前記定電
圧に上昇したとき、前記定電流以下の定電圧で充電を行
うように制御する充電装置であり、充電電流をある周期
で遮断するスイッチ手段と、前記充電電流の遮断時にお
ける前記スイッチ手段より電源側の第１の電圧及び前記
二次電池側の第２の電圧の電圧差と、基準電圧とを比較
する比較手段と、前記充電電流の通電時には前記第１の
電圧より高い電圧に切り替え、前記充電電流の遮断時に
は前記第１の電圧と同一の電圧に切り替えると共に、前
記比較の結果に従って充電を終了するときは前記第１の
電圧と同一の電圧に切り替える制御手段とを備えること
により達成される。
あっては、接続された二次電池に対して定電圧以下の定
電流で充電を行い、前記二次電池の端子電圧が前記定電
圧に上昇したとき、前記定電流以下の定電圧で充電を行
うように制御する充電装置であり、充電電流をある周期
で遮断するスイッチ手段と、前記充電電流の遮断時にお
ける前記スイッチ手段より電源側の第１の電圧及び前記
二次電池側の第２の電圧の電圧差と、基準電圧とを比較
する比較手段と、前記充電電流の通電時には前記第１の
電圧より高い電圧に切り替え、前記充電電流の遮断時に
は前記第１の電圧と同一の電圧に切り替えると共に、前
記比較の結果に従って充電を終了するときは前記第１の
電圧と同一の電圧に切り替える制御手段とを備えること
により達成される。
【０００８】上記構成によれば、充電電流を遮断してい
ないときのみ、即ち充電中のみ電源の出力電圧より高い
電圧に切り替えて充電しているので、充電時間の３／４
を占める定電圧充電の時間を短縮することができる。
ないときのみ、即ち充電中のみ電源の出力電圧より高い
電圧に切り替えて充電しているので、充電時間の３／４
を占める定電圧充電の時間を短縮することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述
べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、こ
の発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限
定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるも
のではない。
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述
べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、こ
の発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限
定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるも
のではない。
【００１０】図１は、この発明の充電装置の実施形態を
示す構成図である。この充電装置１００は、二次電池１
０１と充電電流遮断スイッチ１０２と電流検出抵抗１０
３とが整流回路１０４に直列接続されている。即ち、二
次電池１０１の正端子が整流回路１０４に接続され、二
次電池１０１の負端子が充電電流遮断スイッチ１０２の
一端に接続され、充電電流遮断スイッチ１２の他端が電
流検出抵抗１０３の一端に接続され、電流検出抵抗１０
３の他端が整流回路１０４に接続されている。さらに、
二次電池１０１の負端子がコンパレータ１０５の正入力
端子に接続され、基準電源１０６の正端子がコンパレー
タ１０５の負入力端子に接続され、コンパレータ１０５
の出力端子が充電制御部１０７に接続されている。そし
て、充電制御部１０７には、充電電流遮断スイッチ１０
２、基準電源切り替えスイッチ１０８及び表示部１０９
が接続されている。
示す構成図である。この充電装置１００は、二次電池１
０１と充電電流遮断スイッチ１０２と電流検出抵抗１０
３とが整流回路１０４に直列接続されている。即ち、二
次電池１０１の正端子が整流回路１０４に接続され、二
次電池１０１の負端子が充電電流遮断スイッチ１０２の
一端に接続され、充電電流遮断スイッチ１２の他端が電
流検出抵抗１０３の一端に接続され、電流検出抵抗１０
３の他端が整流回路１０４に接続されている。さらに、
二次電池１０１の負端子がコンパレータ１０５の正入力
端子に接続され、基準電源１０６の正端子がコンパレー
タ１０５の負入力端子に接続され、コンパレータ１０５
の出力端子が充電制御部１０７に接続されている。そし
て、充電制御部１０７には、充電電流遮断スイッチ１０
２、基準電源切り替えスイッチ１０８及び表示部１０９
が接続されている。
【００１１】また、二次電池１０１の正端子と整流回路
１０４との結線部がアンプ１１０の負入力端子に接続さ
れ、基準電源１１１ａ、１１１ｂを切り替える基準電源
切り替えスイッチ１０８の端子がアンプ１１０の正入力
端子に接続されている。そして、アンプ１１０の出力端
子がダイオード１１２に接続されている。また、充電電
流遮断スイッチ１０２と電流検出抵抗１０３との結線部
がアンプ１１３の負入力端子に接続され、基準電源１１
４の正端子がアンプ１１３の負入力端子に接続されてい
る。そして、アンプ１１３の出力端子がダイオード１１
５に接続されている。
１０４との結線部がアンプ１１０の負入力端子に接続さ
れ、基準電源１１１ａ、１１１ｂを切り替える基準電源
切り替えスイッチ１０８の端子がアンプ１１０の正入力
端子に接続されている。そして、アンプ１１０の出力端
子がダイオード１１２に接続されている。また、充電電
流遮断スイッチ１０２と電流検出抵抗１０３との結線部
がアンプ１１３の負入力端子に接続され、基準電源１１
４の正端子がアンプ１１３の負入力端子に接続されてい
る。そして、アンプ１１３の出力端子がダイオード１１
５に接続されている。
【００１２】さらに、ダイオード１１２とダイオード１
１５との結線部及び二次電池１０１の正端子と整流回路
１０４との結線部がホトカプラ１１６に接続され、ホト
カプラ１１６とＰＷＭ制御回路１１７とスイッチング回
路１１８とが直列接続されている。一方、変換トランス
１１９の一次側の一端子には、整流回路１２０と入力フ
ィルタ１２１が直列接続され、一次側の他端子には、ス
イッチング回路１１８が接続され、変換トランス１１９
の二次側には、整流回路１０４が接続されている。
１５との結線部及び二次電池１０１の正端子と整流回路
１０４との結線部がホトカプラ１１６に接続され、ホト
カプラ１１６とＰＷＭ制御回路１１７とスイッチング回
路１１８とが直列接続されている。一方、変換トランス
１１９の一次側の一端子には、整流回路１２０と入力フ
ィルタ１２１が直列接続され、一次側の他端子には、ス
イッチング回路１１８が接続され、変換トランス１１９
の二次側には、整流回路１０４が接続されている。
【００１３】ここで、この発明の実施形態の充電装置１
００による充電時間の短縮化について説明する。従来の
充電装置１０においては、電源１３の出力電圧は常に一
定であるため、定電流充電を終えて定電圧充電に入ると
充電電流の減少が生じていた。この充電電流の減少は、
二次電池１１の内部電圧、二次電池１１の内部抵抗、二
次電池１１と充電装置１０との配線抵抗で決定される。
この充電電流の減少がこの発明の実施形態の充電装置１
００にも生じるとすると、例えば、二次電池１０１の内
部抵抗ｒ０を０．３Ω、二次電池１０１と充電装置１０
０との配線抵抗ｒ１を０．１Ωとすると、全抵抗ｒ＝ｒ
０＋ｒ１は０．４Ωとなる。そして、充電電流ＩＢを１
Ａとすると、これによる電圧降下Ｖｒ＝ｒ・ＩＢは０．
４Ｖとなる。この電圧降下Ｖｒは、二次電池１０１に対
する充電電流ＩＢにも影響する。
００による充電時間の短縮化について説明する。従来の
充電装置１０においては、電源１３の出力電圧は常に一
定であるため、定電流充電を終えて定電圧充電に入ると
充電電流の減少が生じていた。この充電電流の減少は、
二次電池１１の内部電圧、二次電池１１の内部抵抗、二
次電池１１と充電装置１０との配線抵抗で決定される。
この充電電流の減少がこの発明の実施形態の充電装置１
００にも生じるとすると、例えば、二次電池１０１の内
部抵抗ｒ０を０．３Ω、二次電池１０１と充電装置１０
０との配線抵抗ｒ１を０．１Ωとすると、全抵抗ｒ＝ｒ
０＋ｒ１は０．４Ωとなる。そして、充電電流ＩＢを１
Ａとすると、これによる電圧降下Ｖｒ＝ｒ・ＩＢは０．
４Ｖとなる。この電圧降下Ｖｒは、二次電池１０１に対
する充電電流ＩＢにも影響する。
【００１４】二次電池１０１であるリチウム電池は、例
えば電池電圧を８．４Ｖとすると、電池開放電圧ＶＢで
限りなく８．４Ｖまで充電することで満充電状態とな
る。よって、二次電池１０１の内部抵抗ｒ０及び二次電
池１０１と充電装置１００との配線抵抗ｒ１が小さいほ
ど充電時間を短縮させることができる。以上より、この
発明の実施形態の充電装置１００では、充電と充電停止
を所定の周期で繰り返すようにしているが、充電中は従
来の充電電圧、即ち電源の出力電圧Ｖ０、例えば８．４
Ｖより高い充電電圧Ｖ０１、例えば８．７Ｖで充電し、
充電停止中は電源の出力電圧Ｖ０、例えば８．４Ｖに戻
すようにして、全体の充電時間を短縮させている。
えば電池電圧を８．４Ｖとすると、電池開放電圧ＶＢで
限りなく８．４Ｖまで充電することで満充電状態とな
る。よって、二次電池１０１の内部抵抗ｒ０及び二次電
池１０１と充電装置１００との配線抵抗ｒ１が小さいほ
ど充電時間を短縮させることができる。以上より、この
発明の実施形態の充電装置１００では、充電と充電停止
を所定の周期で繰り返すようにしているが、充電中は従
来の充電電圧、即ち電源の出力電圧Ｖ０、例えば８．４
Ｖより高い充電電圧Ｖ０１、例えば８．７Ｖで充電し、
充電停止中は電源の出力電圧Ｖ０、例えば８．４Ｖに戻
すようにして、全体の充電時間を短縮させている。
【００１５】このような構成において、その動作例を図
２のフローチャート、図３の基準電源１１１ａ又は１１
１ｂの電圧ＥＶ１又はＥＶ２、充電電圧Ｖ・充電電流Ｉ
及び電圧差ΔＶと充電時間Ｔとの関係（充電特性曲線）
を示す図、図４のＸ部の拡大図及び図５の電圧区分を示
す図で説明する。先ず、二次電池１０１を接続すると共
に（ステップＳＴＰ１）、ＡＣコネクタ１２２を交流電
源（ＡＣ１００Ｖ）に接続し、電力を入力フィルタ１２
１及び整流回路１２０を介して変換トランス１１９の一
次側に供給する。そして、スイッチング回路１１８は、
後で詳述する方法により変換トランス１１９をスイッチ
ングして電力を一次側から二次側へ変換し、整流回路１
０４を介して二次電池１０１に供給する。
２のフローチャート、図３の基準電源１１１ａ又は１１
１ｂの電圧ＥＶ１又はＥＶ２、充電電圧Ｖ・充電電流Ｉ
及び電圧差ΔＶと充電時間Ｔとの関係（充電特性曲線）
を示す図、図４のＸ部の拡大図及び図５の電圧区分を示
す図で説明する。先ず、二次電池１０１を接続すると共
に（ステップＳＴＰ１）、ＡＣコネクタ１２２を交流電
源（ＡＣ１００Ｖ）に接続し、電力を入力フィルタ１２
１及び整流回路１２０を介して変換トランス１１９の一
次側に供給する。そして、スイッチング回路１１８は、
後で詳述する方法により変換トランス１１９をスイッチ
ングして電力を一次側から二次側へ変換し、整流回路１
０４を介して二次電池１０１に供給する。
【００１６】コンパレータ１０５は、充電電流の遮断時
に正入力端子に入力される無負荷時の電源の出力電圧Ｖ
０と開放電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶ、即ち二次電池１
０１の負端子電圧と、負入力端子に入力される基準電源
１０６の基準電圧ＥＣとを比較し、検出信号を充電制御
部１０７に出力する。充電制御部１０７は、検出信号が
Ｌｏｗならば充電終了と判断して表示部１０９に充電終
了と表示させ、充電を終了させる（ステップＳＴＰ２、
１１）。一方、充電制御部１０７は、検出信号がＨｉｇ
ｈならば充電継続と判断して基準電源切り替えスイッチ
１０８を基準電源１１１ａ側、即ち電源の出力電圧Ｖ０
より高い充電電圧ＥＶ１に切り替え、表示部１０９に充
電中と表示させる（ステップＳＴＰ２、３）。
に正入力端子に入力される無負荷時の電源の出力電圧Ｖ
０と開放電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶ、即ち二次電池１
０１の負端子電圧と、負入力端子に入力される基準電源
１０６の基準電圧ＥＣとを比較し、検出信号を充電制御
部１０７に出力する。充電制御部１０７は、検出信号が
Ｌｏｗならば充電終了と判断して表示部１０９に充電終
了と表示させ、充電を終了させる（ステップＳＴＰ２、
１１）。一方、充電制御部１０７は、検出信号がＨｉｇ
ｈならば充電継続と判断して基準電源切り替えスイッチ
１０８を基準電源１１１ａ側、即ち電源の出力電圧Ｖ０
より高い充電電圧ＥＶ１に切り替え、表示部１０９に充
電中と表示させる（ステップＳＴＰ２、３）。
【００１７】ここで、アンプ１１０は、二次電池１０１
に供給される電圧Ｖ０と、基準電源１１１ａの電圧ＥＶ
１とを比較する。アンプ１１３は、電流検出抵抗１０３
により検出された二次電池１０１に流れる充電電流ＩＢ
と、基準電源１１４の電圧ＥＩで設定される電流とを比
較する。ホトカプラ１１６は、ダイオード１１２及び１
１５で加算されたアンプ１１０及び１１３の出力を二次
側から一次側へ変換してＰＷＭ制御回路１１７へ出力す
る。ＰＷＭ制御回路１１７は、ホトカプラ１１６からの
電圧／電流制御信号に基づき、出力電圧と充電電流が所
定の設定値、即ち基準電源１１１ａの電圧ＥＶ１及び基
準電源１１４の電圧ＥＩで設定される電圧（電源の出力
Ｖ０１）／電流となるように、スイッチング回路１１８
のオン期間を制御する。これにより、定電圧／定電流出
力特性を得ることができる。
に供給される電圧Ｖ０と、基準電源１１１ａの電圧ＥＶ
１とを比較する。アンプ１１３は、電流検出抵抗１０３
により検出された二次電池１０１に流れる充電電流ＩＢ
と、基準電源１１４の電圧ＥＩで設定される電流とを比
較する。ホトカプラ１１６は、ダイオード１１２及び１
１５で加算されたアンプ１１０及び１１３の出力を二次
側から一次側へ変換してＰＷＭ制御回路１１７へ出力す
る。ＰＷＭ制御回路１１７は、ホトカプラ１１６からの
電圧／電流制御信号に基づき、出力電圧と充電電流が所
定の設定値、即ち基準電源１１１ａの電圧ＥＶ１及び基
準電源１１４の電圧ＥＩで設定される電圧（電源の出力
Ｖ０１）／電流となるように、スイッチング回路１１８
のオン期間を制御する。これにより、定電圧／定電流出
力特性を得ることができる。
【００１８】そして、充電制御部１０７は、急速充電を
開始すると共にタイマをスタートさせ（ステップＳＴＰ
４、５）、タイマがストップしたら急速充電を停止させ
る（ステップＳＴＰ６、７）。即ち、充電制御部１０７
は、急速充電開始後に一定周期あるいは任意の周期で充
電電流遮断スイッチ１０２をオン・オフ制御する。例え
ば、急速充電開始後に３分間だけ充電電流遮断スイッチ
１０２をオンして充電電流を通電し、３分経過後に数秒
〜数十秒間だけ充電電流遮断スイッチ１０２をオフして
充電電流を遮断する動作を繰り返す。
開始すると共にタイマをスタートさせ（ステップＳＴＰ
４、５）、タイマがストップしたら急速充電を停止させ
る（ステップＳＴＰ６、７）。即ち、充電制御部１０７
は、急速充電開始後に一定周期あるいは任意の周期で充
電電流遮断スイッチ１０２をオン・オフ制御する。例え
ば、急速充電開始後に３分間だけ充電電流遮断スイッチ
１０２をオンして充電電流を通電し、３分経過後に数秒
〜数十秒間だけ充電電流遮断スイッチ１０２をオフして
充電電流を遮断する動作を繰り返す。
【００１９】上記充電停止期間において充電制御部１０
７は、基準電源切り替えスイッチ１０８を基準電源１１
１ｂ側、即ち電源の出力電圧Ｖ０と同一の充電電圧ＥＶ
２に切り替える（ステップＳＴＰ８）。ここで、アンプ
１１０は、二次電池１０１に供給される電圧Ｖ０と、基
準電源１１１ｂの電圧ＥＶ２とを比較し、電源出力電圧
Ｖ０に制御する様、ホトカプラ１１６を経由してＰＷＭ
制御回路１１７へ入力する。ＰＷＭ制御回路１１７は、
スイッチング回路１１８のオン期間を制御する。この結
果、電源の出力電圧はＶ０に設定される。
７は、基準電源切り替えスイッチ１０８を基準電源１１
１ｂ側、即ち電源の出力電圧Ｖ０と同一の充電電圧ＥＶ
２に切り替える（ステップＳＴＰ８）。ここで、アンプ
１１０は、二次電池１０１に供給される電圧Ｖ０と、基
準電源１１１ｂの電圧ＥＶ２とを比較し、電源出力電圧
Ｖ０に制御する様、ホトカプラ１１６を経由してＰＷＭ
制御回路１１７へ入力する。ＰＷＭ制御回路１１７は、
スイッチング回路１１８のオン期間を制御する。この結
果、電源の出力電圧はＶ０に設定される。
【００２０】コンパレータ１０５は、充電電流の遮断時
に正入力端子に入力される無負荷時の電源の出力電圧Ｖ
０と開放電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶ、即ち二次電池１
０１の負端子電圧と、負入力端子に入力される基準電源
１０６の基準電圧ＥＣとを比較し、検出信号を充電制御
部１０７に出力する。充電制御部１０７は、検出信号が
Ｈｉｇｈならば充電継続と判断して、ステップＳＴＰ３
に戻って上述した処理を繰り返す（ステップＳＴＰ
９）。
に正入力端子に入力される無負荷時の電源の出力電圧Ｖ
０と開放電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶ、即ち二次電池１
０１の負端子電圧と、負入力端子に入力される基準電源
１０６の基準電圧ＥＣとを比較し、検出信号を充電制御
部１０７に出力する。充電制御部１０７は、検出信号が
Ｈｉｇｈならば充電継続と判断して、ステップＳＴＰ３
に戻って上述した処理を繰り返す（ステップＳＴＰ
９）。
【００２１】ここで、充電制御部１０７は、検出信号が
Ｌｏｗならば充電終了と判定しても良いが、検出信号が
Ｌｏｗとなる電圧差ΔＶを検出した後に以下の問題が発
生する場合がある。例えば、図６の充電特性曲線を示す
図及び図７のＹ部の拡大図に示すように、１回目の検出
信号がＬｏｗとなる電圧差ΔＶａ又はΔＶｂを検出した
後、基準電圧をＥＶ１（Ｖ０１電圧）からＥＶ２（Ｖ０
電圧）に変更して充電を継続すると、減少し続けた充電
電流Ｉ及び電圧差ΔＶが一端上昇する場合がある。
Ｌｏｗならば充電終了と判定しても良いが、検出信号が
Ｌｏｗとなる電圧差ΔＶを検出した後に以下の問題が発
生する場合がある。例えば、図６の充電特性曲線を示す
図及び図７のＹ部の拡大図に示すように、１回目の検出
信号がＬｏｗとなる電圧差ΔＶａ又はΔＶｂを検出した
後、基準電圧をＥＶ１（Ｖ０１電圧）からＥＶ２（Ｖ０
電圧）に変更して充電を継続すると、減少し続けた充電
電流Ｉ及び電圧差ΔＶが一端上昇する場合がある。
【００２２】このような現象が生じる場合は、１回目の
検出信号がＬｏｗとなる電圧差ΔＶａ又はΔＶｂの検出
で充電終了を判定してしまうことは誤判定につながるこ
とになる。そこで、検出信号がＬｏｗとなる電圧差ΔＶ
を少なくとも２回連続で検出、即ち検出信号がＬｏｗと
なる電圧差ΔＶｃ及びΔＶｄを検出してから充電終了を
判定するようにすれば、充電終了の判定を確実にするこ
とが可能となる。
検出信号がＬｏｗとなる電圧差ΔＶａ又はΔＶｂの検出
で充電終了を判定してしまうことは誤判定につながるこ
とになる。そこで、検出信号がＬｏｗとなる電圧差ΔＶ
を少なくとも２回連続で検出、即ち検出信号がＬｏｗと
なる電圧差ΔＶｃ及びΔＶｄを検出してから充電終了を
判定するようにすれば、充電終了の判定を確実にするこ
とが可能となる。
【００２３】具体的な動作例としては、充電制御部１０
７は、１回目のＬｏｗの検出信号を検出する（ステップ
ＳＴＰ９）。次に、検出信号Ｌｏｗを２回連続検出した
か否かを判定する（ステップＳＴＰ１０）。この判定手
段としては、例えば１回目の検出信号Ｌｏｗで検出カウ
ンタを”１”とし、２回目の検出信号がＨｉｇｈなら
ば、検出カウンタを”０”にリセットする。結果、検出
信号Ｌｏｗを２回連続検出した場合のみ検出カウンタ
が”２”となるので判定することができる。そして、ス
テップＳＴＰ１０において、検出信号Ｌｏｗの検出がま
だ１回目ならば、ステップＳＴＰ３に戻り、充電電圧を
ＥＶ１（Ｖ０１）に切り替えて再度充電を行う。
７は、１回目のＬｏｗの検出信号を検出する（ステップ
ＳＴＰ９）。次に、検出信号Ｌｏｗを２回連続検出した
か否かを判定する（ステップＳＴＰ１０）。この判定手
段としては、例えば１回目の検出信号Ｌｏｗで検出カウ
ンタを”１”とし、２回目の検出信号がＨｉｇｈなら
ば、検出カウンタを”０”にリセットする。結果、検出
信号Ｌｏｗを２回連続検出した場合のみ検出カウンタ
が”２”となるので判定することができる。そして、ス
テップＳＴＰ１０において、検出信号Ｌｏｗの検出がま
だ１回目ならば、ステップＳＴＰ３に戻り、充電電圧を
ＥＶ１（Ｖ０１）に切り替えて再度充電を行う。
【００２４】一方、ステップＳＴＰ１０において、検出
信号Ｌｏｗの検出が２回連続ならば、充電終了表示とす
る（ステップＳＴＰ１１）。このとき、電源の出力は、
充電電圧ＥＶ２（Ｖ０）を継続して充電する。尚、上記
実施形態では、検出信号Ｌｏｗの検出を２回連続とした
が、特にこれに限定されるものではなく、少なくとも２
回又は２回以上の検出でも良い。
信号Ｌｏｗの検出が２回連続ならば、充電終了表示とす
る（ステップＳＴＰ１１）。このとき、電源の出力は、
充電電圧ＥＶ２（Ｖ０）を継続して充電する。尚、上記
実施形態では、検出信号Ｌｏｗの検出を２回連続とした
が、特にこれに限定されるものではなく、少なくとも２
回又は２回以上の検出でも良い。
【００２５】尚、コンパレータ１０５の検出信号の出力
は、充電電流Ｉの遮断期間のみ有効であり、その期間以
外は検出無効と判断される。従って、回路設定によって
は、充電電流Ｉを遮断していない期間の検出信号の出力
は、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗになっている。このように、こ
の充電装置１００によれば、定電流充電時間が延長され
るが、逆に定電圧充電時間が短縮されるので、例えば１
２００ｍＡＨの二次電池１０１の場合、従来の充電時間
４ｔが９０分掛かっていたものが、この発明の実施形態
の充電時間ｔｔは約５０分とほぼ半減させることができ
る。
は、充電電流Ｉの遮断期間のみ有効であり、その期間以
外は検出無効と判断される。従って、回路設定によって
は、充電電流Ｉを遮断していない期間の検出信号の出力
は、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗになっている。このように、こ
の充電装置１００によれば、定電流充電時間が延長され
るが、逆に定電圧充電時間が短縮されるので、例えば１
２００ｍＡＨの二次電池１０１の場合、従来の充電時間
４ｔが９０分掛かっていたものが、この発明の実施形態
の充電時間ｔｔは約５０分とほぼ半減させることができ
る。
【００２６】図８は、上記実施形態の充電装置１００の
主要部以外を簡略化した構成を示す構成図であり、上記
電圧差ΔＶは例えば８０ｍＶと設定されるが、この８０
ｍＶの電圧差ΔＶを検出するためのコンパレータ１０５
は、オフセット電圧のバラツキである約５ｍＶを考慮し
ても特に問題の無いレベルであり、一般汎用のＩＣを使
用することができる。また、充電制御部１０７は、高精
度のアナログ電圧を検出しているわけではないので、例
えばロジック回路やワンチップマイコン等の１ｋＲＯＭ
以下の安価なＩＣを使用することができる。従って、こ
の充電装置１００は、電圧の検出に一般的なコンパレー
タを使用することができ、また充電の制御に汎用のマイ
コンを使用することができるので、装置そのものを安価
とすることができる。
主要部以外を簡略化した構成を示す構成図であり、上記
電圧差ΔＶは例えば８０ｍＶと設定されるが、この８０
ｍＶの電圧差ΔＶを検出するためのコンパレータ１０５
は、オフセット電圧のバラツキである約５ｍＶを考慮し
ても特に問題の無いレベルであり、一般汎用のＩＣを使
用することができる。また、充電制御部１０７は、高精
度のアナログ電圧を検出しているわけではないので、例
えばロジック回路やワンチップマイコン等の１ｋＲＯＭ
以下の安価なＩＣを使用することができる。従って、こ
の充電装置１００は、電圧の検出に一般的なコンパレー
タを使用することができ、また充電の制御に汎用のマイ
コンを使用することができるので、装置そのものを安価
とすることができる。
【００２７】また、上記電圧差ΔＶの検出手段としては
コンパレータ１０５に限られるものではなく、図９に示
すように、コンパレータ１０５の代わりにＣＰＵ（マイ
コン）１３１にＡ／Ｄコンバータ１３２が備えられたＡ
／Ｄコンバータ内蔵ＣＰＵ１３０を用い、Ａ／Ｄコンバ
ータ１３２により電圧差ΔＶを検出するように構成して
も良い。
コンパレータ１０５に限られるものではなく、図９に示
すように、コンパレータ１０５の代わりにＣＰＵ（マイ
コン）１３１にＡ／Ｄコンバータ１３２が備えられたＡ
／Ｄコンバータ内蔵ＣＰＵ１３０を用い、Ａ／Ｄコンバ
ータ１３２により電圧差ΔＶを検出するように構成して
も良い。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
簡易な構成であるので、製品コストを低減させることが
できる。また、短時間で充電することができると共に、
確実に充電を終了させることができるので、信頼性を高
めることができる。
簡易な構成であるので、製品コストを低減させることが
できる。また、短時間で充電することができると共に、
確実に充電を終了させることができるので、信頼性を高
めることができる。
【図１】この発明の充電装置の実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示す充電装置の動作例を説明するフロー
チャート。
チャート。
【図３】図１に示す充電装置の充電電圧・電流等と充電
時間との関係（充電特性曲線）を示す第１の図。
時間との関係（充電特性曲線）を示す第１の図。
【図４】図３に示すＸ部の拡大図。
【図５】図１に示す充電装置の電圧区分を示す図。
【図６】図１に示す充電装置の充電電圧・電流等と充電
時間との関係（充電特性曲線）を示す第２の図。
時間との関係（充電特性曲線）を示す第２の図。
【図７】図６に示すＹ部の拡大図。
【図８】図１に示す充電装置の主要部以外を簡略化した
構成を示す構成図。
構成を示す構成図。
【図９】この発明の充電装置の別の実施形態を示す構成
図。
図。
【図１０】従来の充電装置の一例を示す構成図。
【図１１】一般的な出力電圧と充電電流との関係（充電
装置の出力特性）を示す図。
装置の出力特性）を示す図。
【図１２】図１０に示す充電装置の充電電圧・電流等と
充電時間との関係（充電特性曲線）を示す図。
充電時間との関係（充電特性曲線）を示す図。
１０、１００・・・充電装置、１１、１０１・・・二次
電池、１２、１０２・・・充電電流遮断スイッチ、１３
・・・電源、１４、１０５・・・コンパレータ、１５、
１０７・・・充電制御部、１６、１０９・・・表示部、
１０３・・・電流検出抵抗、１０４、１２０・・・整流
回路、１０６、１１１ａ、１１１ｂ、１１４・・・基準
電源、１０８・・・基準電源切り替えスイッチ、１１
０、１１３・・・アンプ、１１２、１１５・・・ダイオ
ード、１１６・・・ホトカプラ、１１７・・・ＰＷＭ制
御回路、１１８・・・スイッチング回路、１１９・・・
変換トランス、１２１・・・入力フィルタ、１２２・・
・ＡＣコネクタ、１３０・・・Ａ／Ｄコンバ−タ内蔵Ｃ
ＰＵ、１３１・・・ＣＰＵ、１３２・・・Ａ／Ｄコンバ
−タ
電池、１２、１０２・・・充電電流遮断スイッチ、１３
・・・電源、１４、１０５・・・コンパレータ、１５、
１０７・・・充電制御部、１６、１０９・・・表示部、
１０３・・・電流検出抵抗、１０４、１２０・・・整流
回路、１０６、１１１ａ、１１１ｂ、１１４・・・基準
電源、１０８・・・基準電源切り替えスイッチ、１１
０、１１３・・・アンプ、１１２、１１５・・・ダイオ
ード、１１６・・・ホトカプラ、１１７・・・ＰＷＭ制
御回路、１１８・・・スイッチング回路、１１９・・・
変換トランス、１２１・・・入力フィルタ、１２２・・
・ＡＣコネクタ、１３０・・・Ａ／Ｄコンバ−タ内蔵Ｃ
ＰＵ、１３１・・・ＣＰＵ、１３２・・・Ａ／Ｄコンバ
−タ
Claims (4)
- 【請求項１】 接続された二次電池に対して定電圧以下
の定電流で充電を行い、前記二次電池の端子電圧が前記
定電圧に上昇したとき、前記定電流以下の定電圧で充電
を行うように制御する充電装置であり、 充電電流をある周期で遮断するスイッチ手段と、 前記充電電流の遮断時における前記スイッチ手段より電
源側の第１の電圧及び前記二次電池側の第２の電圧の電
圧差と、基準電圧とを比較する比較手段と、 前記充電電流の通電時には前記第１の電圧より高い電圧
に切り替え、前記充電電流の遮断時には前記第１の電圧
と同一の電圧に切り替えると共に、前記比較の結果に従
って充電を終了するときは前記第１の電圧と同一の電圧
に切り替える制御手段とを備えたことを特徴とする充電
装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、充電終了を示す前記比
較の結果を少なくとも２回検出又は２回以上検出した後
に充電を終了する請求項１に記載の充電装置。 - 【請求項３】 接続された二次電池に対して定電圧以下
の定電流で充電を行い、前記二次電池の端子電圧が前記
定電圧に上昇したとき、前記定電流以下の定電圧で充電
を行うように制御する充電装置であり、 充電をある周期で停止し、充電停止時には電源側の第１
の電圧及び前記二次電池側の第２の電圧の電圧差と、基
準電圧とを比較すると共に、充電時には前記第１の電圧
より高い電圧に切り替えて充電を行い、充電停止時には
前記第１の電圧に切り替え、前記比較の結果に従って充
電表示を終了し、充電表示終了後は前記第１の電圧で充
電を継続することを特徴とする充電装置。 - 【請求項４】 充電終了を示す前記比較の結果を少なく
とも２回検出又は２回以上検出した後に充電を終了する
請求項３に記載の充電装置。
Priority Applications (10)
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|---|---|---|---|
| JP20414196A JP3911049B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 充電装置 |
| US08/887,609 US5923149A (en) | 1996-07-16 | 1997-07-03 | Charging apparatus |
| AU28455/97A AU741740C (en) | 1996-07-16 | 1997-07-04 | Charging apparatus |
| DE69736730T DE69736730T2 (de) | 1996-07-16 | 1997-07-09 | Ladegerät |
| EP97401649A EP0820138B1 (en) | 1996-07-16 | 1997-07-09 | Charging apparatus |
| KR1019970032156A KR100477273B1 (ko) | 1996-07-16 | 1997-07-11 | 충전장치 |
| TW086109853A TW367644B (en) | 1996-07-16 | 1997-07-12 | Charging apparatus |
| IDP972427A ID17554A (id) | 1996-07-16 | 1997-07-14 | Alat-alat pengisian |
| MYPI97003204A MY126354A (en) | 1996-07-16 | 1997-07-15 | Charging apparatus |
| CNB97115421XA CN1139167C (zh) | 1996-07-16 | 1997-07-16 | 充电装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20414196A JP3911049B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032938A true JPH1032938A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3911049B2 JP3911049B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=16485521
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20414196A Expired - Fee Related JP3911049B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 充電装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5923149A (ja) |
| EP (1) | EP0820138B1 (ja) |
| JP (1) | JP3911049B2 (ja) |
| KR (1) | KR100477273B1 (ja) |
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| AU (1) | AU741740C (ja) |
| DE (1) | DE69736730T2 (ja) |
| ID (1) | ID17554A (ja) |
| MY (1) | MY126354A (ja) |
| TW (1) | TW367644B (ja) |
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