JPH1132444A

JPH1132444A - 充電装置

Info

Publication number: JPH1132444A
Application number: JP9184710A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Nonaka; 昭文野中; Toshiro Osono; 敏朗大園
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd; Sony Corp
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd; Sony Corp
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】入力電力が規定値よりも低くなった場合でも
充電動作を継続できるようにする。【解決手段】検出手段で外部電源から供給される電力
による充電電流発生能力のレベルを検出する。制御手段
は、検出手段により検出される充電電流発生能力レベル
の変動に応じて、充電電流制御手段の設定値を変更して
充電電流発生手段からの充電電流の値を変更させる。つ
まりある充電動作状況下において、そのときの電源電力
が必要な充電電流発生能力を備えているものであるか否
かを判別し、それに応じて充電動作（充電電流）をコン
トロールする（時点ＴＭ３）ことで、少なくとも充電不
能、充電中断となることを回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単体もしくは電子
機器に内蔵され、充電池（２次電池）に対する充電動作
を行うことのできる充電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に充電装置としては、単体で充電池
の充電用途に用いられる充電装置や、電子機器に内蔵さ
れて主にその電子機器で用いる充電池に対する充電動作
を行うことのできる充電装置が知られているが、これら
の充電装置では電源としてのＤＣ入力を用いて充電電流
を発生させる。そして例えば商用交流電源を電源として
用いる場合は、いわゆるＡＣアダプターなどを用いて交
流電源が直流電源として変換されて供給されるようにし
たり、またＡＣ／ＤＣコンバータを内蔵して直流電源を
得るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで充電装置で
は、通常１又は複数の充電池に対応できるように１又は
複数系統の充電回路系が構成され、或る充電回路系に充
電池が装填されることに応じて、その充電池に対して充
電電流が供給されるようにしている。充電動作としては
充電状態や時間などの充電動作状況に応じて充電電流量
を変化させるものなどもあるが、いずれにしても定格の
ＤＣ電源電力（電源容量）が供給されている状態におい
て、全系統での最大の充電電流の発生をまかなうことが
できるように設計される。例えばＡＣアダプタを用いる
場合において、４．５Ｖ、６５０ｍＡの出力のＡＣアダ
プタを規格として設計する場合は、その４．５Ｖ、６５
０ｍＡのＤＣ電源電力供給下において全充電回路系でそ
れぞれ最大の充電電流での充電動作が可能となるように
される。

【０００４】ところがＡＣアダプターについては、端子
構造が同じであっても出力電力が異なるもの（例えば
４．５Ｖ、５００ｍＡ出力のＡＣアダプター）など、そ
の充電装置にとって規格外となるものが存在し、ユーザ
ーによってそれらが接続される場合もある。この場合、
十分な充電電流を発生させられない場合が発生し、これ
によって充電時間が長くなってしまったり、場合によっ
ては充電動作不能となる場合もある。またＡＣアダプタ
ーが規格どおりのものであったり、もしくは直接コンセ
ントプラグを商用交流電源に接続して内部でＡＣ／ＤＣ
コンバートを行うものであっても、交流電源自体の実効
値が低下してしまったような場合にも、同様に充電動作
不能となることがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点に鑑みて、充電電流を発生させるためのＤＣ電源の電
力が規定値よりも低くなった場合でも充電動作を継続
し、かつこのような場合でも充電動作を、なるべく通常
の充電時間に近い時間で完了できるようにすることを目
的とする。

【０００６】このために、検出手段で外部電源から供給
される電力による、そのときの充電動作状況に応じた充
電電流発生能力のレベルを検出する。制御手段は、充電
動作状況（充電時間や充電レベル）に応じて充電電流制
御手段に設定値を与えて充電電流発生手段からの充電電
流の値を制御するとともに、検出手段により検出される
充電電流発生能力レベルの変動に応じて、充電電流制御
手段の設定値を変更して充電電流発生手段からの充電電
流の値を変更させる。つまりある充電動作状況下におい
て、そのときの電源電力が必要な充電電流発生能力を備
えているものであるか否かを判別し、それに応じて充電
動作（充電電流）をコントロールすることで、少なくと
も充電不能、充電中断となることを回避するとともに、
充電能力が回復することに応じて本来の充電電流での充
電動作を実行させ、充電時間の長時間化を少なくする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態となる
充電装置の構成及び動作を、図１〜図８により説明して
いく。図１は本例の充電装置の構成を示すブロック図で
ある。電源端子１には所定のＡＣアダプターが接続さ
れ、商用交流電源が例えば定格出力４．５Ｖ、６５０ｍ
Ａとしての直流電源電力ＤＣｉｎが供給される。もちろ
ん規格外のＡＣアダプターが接続された場合や、商用交
流電源自体の実効値が低下したような場合には、４．５
Ｖ、６５０ｍＡとしての直流電源電力ＤＣｉｎが得られ
ない場合もある。

【０００８】直流電源電力ＤＣｉｎによる電流Ｉは、電
流Ｉ１としてＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａに供給され、電
流Ｉ２としてＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂに供給される。
この充電装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａ、３Ｂによ
り２系統の充電回路系を備えるものである。即ちチャン
ネルｃｈ１の充電回路系として、ＤＣ／ＤＣコンバータ
３Ａは、充電電流Ｉ１０を発生させて装填部４Ａに装着
される充電池９０に対する充電動作を実行する。またチ
ャンネルｃｈ２の充電回路系として、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３Ｂは、充電電流Ｉ２０を発生させて装填部４Ｂに
装着される充電池９０に対する充電動作を実行する。各
チャンネルｃｈ１、ｃｈ２は、充電池９０が装填される
ことに応じて充電動作を開始することになる。なお、直
流電源電力ＤＣｉｎによる入力電圧をＶｉｎ、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ３Ａによる出力電圧をＶ１０、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３Ｂによる出力電圧をＶ２０で示している。

【０００９】充電電流制御部７は、パルスデューティを
制御する信号Ｃｄｕ１、Ｃｄｕ２に応じて、ＰＷＭ変調
信号とされる制御信号ＰＷＭａ、ＰＷＭｂを発生させ
る。各ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａ、３Ｂから出力される
充電電流Ｉ１０、Ｉ２０の値は、充電電流制御部７から
の制御信号ＰＷＭａ、ＰＷＭｂにより個別にコントロー
ルされることになる。充電電流制御部７における制御信
号ＰＷＭａのパルスデューティを決定する信号Ｃｄｕ１
は、充電電流検出部５Ａ及びアンプ６Ａにより発生され
る。充電電流検出部５Ａは、抵抗Ｒ１により電流／電圧
変換を行って、ある電圧値としてチャンネルｃｈ１での
充電電流Ｉ１０のレベルを検出している。また充電電流
検出部５Ａにはコントローラ２からの充電電流設定信号
Ｃｃｉ１により、ある電流値に相当する設定値がセット
される。そして充電電流検出部５Ａは、検出したチャン
ネルｃｈ１の現在の充電電流Ｉ１０の電流量と、設定値
としてセットされている電流量を比較して、その差分に
応じた信号を発生し、アンプ６Ａを介して信号Ｃｄｕ１
として充電電流制御部７に供給する。充電電流制御部７
はこのように発生された信号Ｃｄｕ１に応じたパルスデ
ューティとなる制御信号ＰＷＭａを出力し、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３Ａでの変換比をコントロールすることで、
充電電流Ｉ１０は、充電電流設定信号Ｃｃｉ１の値に応
じた電流量に制御されることになる。

【００１０】充電電流制御部７における制御信号ＰＷＭ
ｂのパルスデューティを制御する信号Ｃｄｕ２も、同様
にチャンネルｃｈ２についての充電電流検出部５Ｂ及び
アンプ６Ｂにより発生される。充電電流検出部５Ｂは、
抵抗Ｒ２により電流／電圧変換を行って、ある電圧値と
してチャンネルｃｈ２での充電電流Ｉ２０のレベルを検
出しており、またコントローラ２からの充電電流設定信
号Ｃｃｉ２により、ある電流値に相当する設定値がセッ
トされる。そして、検出したチャンネルｃｈ２の現在の
充電電流Ｉ２０の電流量と、設定値としてセットされて
いる電流量を比較して、その差分に応じた信号を発生
し、アンプ６Ｂを介して信号Ｃｄｕ２として充電電流制
御部７に供給する。充電電流制御部７はこのように発生
された信号Ｃｄｕ２に応じたパルスデューティとなる制
御信号ＰＷＭｂを出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂで
の変換比をコントロールすることで、充電電流Ｉ２０
は、充電電流設定信号Ｃｃｉ２の値に応じた電流量に制
御される。

【００１１】コントローラ２はマイクロコンピュータに
より形成され、この充電装置の充電動作全体のコントロ
ールを行う。コントローラ２は、チャンネルｃｈ１に装
着される充電池９０ついて、抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ
１を介して電圧ＶＢ１を検出する。従って充電池９０の
充電進行状況（充電量）を監視することができるととも
に、電圧ＶＢ１が所定の値より小さい場合には、装填部
４Ａに充電池９０が装着されていないと判断することが
できる。同様にコントローラ２は、チャンネルｃｈ２に
装着される充電池９０ついて、抵抗Ｒ２１、コンデンサ
Ｃ２を介して電圧ＶＢ２を検出する。従って充電池９０
の充電進行状況（充電量）を監視することができるとと
もに、電圧ＶＢ２が所定の値より小さい場合には、装填
部４Ｂに充電池９０が装着されていないと判断すること
ができる。

【００１２】各チャンネルの充電動作は、充電池が装填
されることにより開始されるが、各チャンネルの充電池
の装填有無は、電圧ＶＢ１、ＶＢ２によりコントローラ
２が判断できることになる。そしてコントローラ２は信
号Ｃｃｈ１、Ｃｃｈ２により、充電電流制御部７での制
御信号ＰＷＭａ、ＰＷＭｂの生成動作のオン／オフを指
示する。例えば装填部４Ａに充電池９０が装着されたこ
とを検出したら、信号Ｃｃｈ１により制御信号ＰＷＭａ
の出力開始を充電電流制御部７に指示し、これによって
ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａからの充電電流Ｉ１０の出力
を開始させることになる。

【００１３】温度検出部１０は装填部４Ａ、４Ｂでの充
電池９０の温度状況を検出し、温度検出値をコントロー
ラ２に供給する。またコントローラ２は各チャンネルに
ついて充電開始からの時間をカウントするタイマ機能２
ａ、２ｂを有する。コントローラ２は、装填部４Ａに装
填されている充電池９０についての検出電圧値ＶＢ１、
装填部４Ａに関する温度検出値、チャンネルｃｈ１の充
電が開始された時点からカウントを行うタイマ機能２ａ
のカウント値、のそれぞれの状態に応じてチャンネルｃ
ｈ１での充電動作モードの制御を行う。またコントロー
ラ２は、装填部４Ｂに装填されている充電池９０につい
ての検出電圧値ＶＢ２、装填部４Ｂに関する温度検出
値、チャンネルｃｈ２の充電が開始された時点からカウ
ントを行うタイマ機能２ｂのカウント値、のそれぞれの
状態に応じてチャンネルｃｈ２での充電動作モードの制
御を行う。充電動作モードの遷移については後述する。

【００１４】発光部１１Ａ、１１Ｂはコントローラ２の
制御により充電動作モードに応じた発光動作を行う。例
えば発光部１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ赤色発光ＬＥＤ
と緑色発光ＬＥＤを備える。これにより各発光部１１
Ａ、１１Ｂは、それぞれ赤、緑の発光動作が可能とさ
れ、発光色により動作状態をユーザーに提示できる。ま
た例えば点滅動作と点灯動作などの発光方式によっても
動作状態を判別提示できる。そしてコントローラ２は発
光部１１Ａの発光色、発光方式を制御することでチャン
ネルｃｈ１の動作状況を提示する。また発光部１１Ｂの
発光色、発光方式を制御することでチャンネルｃｈ２の
動作状況を提示する。

【００１５】さらにコントローラ２は、充電電流検出部
５Ａ、５Ｂに対してそれぞれ充電電流設定信号Ｃｃｉ
１，Ｃｃｉ２により設定値をセットすることで、チャン
ネルｃｈ１、ｃｈ２についてそれぞれ充電電流Ｉ１０、
Ｉ２０の電流量をコントロールできる。コントローラ２
は、検出電圧値ＶＢ１、ＶＢ２、温度検出値、タイマ機
能２ａ、２ｂのカウント値のそれぞれの状態に応じて変
化するチャンネルｃｈ１、ｃｈ２での充電動作モードに
応じて、所定の電流量が発生されるように充電電流設定
信号Ｃｃｉ１，Ｃｃｉ２による設定値のセット／変更を
行う。また、入力電圧検出部８からの入力電圧検出信号
Ｖｄがコントローラ２に供給されるが、コントローラ２
は入力電圧検出信号Ｖｄに応じて設定値を変更するため
の充電電流設定信号Ｃｃｉ１，Ｃｃｉ２の出力も行う。

【００１６】入力電圧検出部８は例えばヒステリシスコ
ンパレータで構成され、入力電圧Ｖｉｎに対して図２に
示すような比較基準電圧Ｖ１、Ｖ２と比較する。つまり
入力電圧Ｖｉｎの低下変動に対しては基準電圧Ｖ１をス
レッショルド値とし、また入力電圧Ｖｉｎの上昇変動に
対しては基準電圧Ｖ２をスレッショルド値として、図示
するような入力電圧検出信号Ｖｄを発生させ、コントロ
ーラ２に供給する。この入力電圧検出信号Ｖｄの立ち上
がりは、その時点でのチャンネルｃｈ１、ｃｈ２の一方
又は両方に対する本来の充電電流での充電を実行するの
に十分な能力（充電電流発生能力）を満たす直流電源電
力ＤＣｉｎが供給されていない状態の検出信号となり、
また入力電圧検出信号Ｖｄの立ち下がりは、その時点で
の充電動作として本来の電流量での充電動作を実行する
のに十分な能力を満たす直流電源電力ＤＣｉｎが得られ
ている状態に復帰したことの検出信号となる。

【００１７】定電圧回路９は、各部の動作電源電圧Ｖｃ
ｃを発生させる回路部である。即ち電源端子１にＡＣア
ダプターが接続され直流電源電圧ＤＣｉｎが供給される
ことに応じて、動作電源電圧Ｖｃｃを各部に供給し、本
充電装置を充電動作可能状態とする。

【００１８】このような充電装置の基本的な充電動作は
次のようになる。この充電装置ではチャンネルｃｈ１、
ｃｈ２の２系統の充電回路系でそれぞれ独立充電、独立
制御を行っているため、電流Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２となり、入力電力（＝電流Ｉ×電圧Ｖｉｎ）についてみ
ると、Ｉ×Ｖｉｎ＝（Ｉ１×Ｖｉｎ）＋（Ｉ２×Ｖｉｎ）＝｛（Ｖ１０×Ｉ１０）／η１｝＋｛（Ｖ２０×Ｉ２０）／η２｝となる。なお、η１はＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａの効
率、η２はＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂの効率である。

【００１９】そして充電動作は定電流充電であり、充電
電流は充電動作モードに応じてほぼ一定となる。各チャ
ンネルでの充電動作は、充電動作モードとして、基本的
には図３のように、充電開始からの時間に応じて初期充
電モード、急速充電モード、トリクル充電モードと遷移
する。例えば充電池挿入から時点ｔ１までの期間（例え
ば５分間）は初期充電モードとされ、この間の充電電流
は例えば約４００ｍＡとされる。また例えば時点ｔ１か
ら時点ｔ２（例えば充電池装填後４時間の時点）の期間
は急速充電モードとされ、この間の充電電流は例えば約
６５０ｍＡとされる。さらに例えば時点ｔ２から時点ｔ
３（例えば充電池装填後６時間の時点）の期間はトリク
ル充電モードとされ、この間の充電電流は例えば約５０
ｍＡとされる。充電電流は充電動作モードに応じてこの
ような電流量に略一定に制御される。また、効率η１、
η２もほとんど一定である。

【００２０】上記入力電力についての式を考えると、入
力電力（＝電流Ｉ×電圧Ｖｉｎ）の最大値は直流電源電
力ＤＣｉｎで決まるため、チャンネルｃｈ１、ｃｈ２で
の充電電流が大きくなり電流Ｉが大きくなるほど、入力
電圧Ｖｉｎは低下する。従って、入力電圧Ｖｉｎの変動
は、その時点での直流電源電力ＤＣｉｎと、その時点で
実行しようとする充電電流総量Ｉ（＝Ｉ１＋Ｉ２）に応
じた、充電電流発生能力の変動と見ることもできる。そ
してこの入力電圧Ｖｉｎの変動を入力電圧検出部８で検
出し入力電圧検出信号Ｖｄを発生させることで、コント
ローラ２は、現在の直流電源電力ＤＣｉｎが、実行しよ
うとする充電動作にとって十分な電力であるか否かを判
別することができる。本例では、例えば各チャンネルに
ついて初期充電モードもしくは急速充電モードの際に、
コントローラ２は、上記のようにモードに応じた一定充
電電流生成制御を行うとともに、入力電圧検出信号Ｖｄ
に応じた充電電流量の変更制御も行うものである。

【００２１】ここで図４により充電動作モードの遷移に
ついて説明する。充電動作モードはチャンネルｃｈ１、
ｃｈ２でそれぞれ独立に遷移する。装填部４（４Ａもし
くは４Ｂ）に充電池９０が装填されていない状態では、
そのチャンネルはスタンバイモードとされる。このとき
そのチャンネルに対応する発光部１１（１１Ａもしくは
１１Ｂ）は消灯状態とされる。コントローラ２は電圧値
ＶＢ（ＶＢ１又はＶＢ２）、即ち充電池の端子電圧が例
えば０．２Ｖ以上となったら、そのチャンネルに充電池
９０が装填されたと判別し、この充電池９０の装填判別
に応じて充電を開始するが、まず初期充電モードとして
タイマ（２ａ又は２ｂ）のカウント値が図３に示した時
点ｔ１となるまで充電電流４００ｍＡの充電動作を実行
させる。

【００２２】ただし初期充電モードの際に、例えば３０
秒時点で電圧ＶＢが０．８Ｖに達しない場合は、正常な
状態ではないため低電圧充電モードに切り換え、充電電
流を例えば６０ｍＡとする。低電圧充電モード中にも電
圧ＶＢを監視しており、もし電圧ＶＢが１Ｖを越えた場
合は初期充電モードに復帰する。ところが低電圧充電モ
ードの実行中に、初期充電モードのタイムアップである
時点ｔ１（例えば５分）に達しても電圧ＶＢが１Ｖに達
しなかったら、異常モードに移行し、発光部１１で赤点
滅発光を実行させるとともに充電動作を停止させる。

【００２３】初期充電モードがタイムアップとなった際
においては電圧ＶＢが正常範囲（過電圧（例えば１．７
０Ｖ）以下かつ低電圧（例えば０．８Ｖ）以上）にあれ
ば、急速充電モードに移行し、充電電流６５０ｍＡでの
充電動作を行う。ただし初期充電モードタイムアップ時
に、電圧ＶＢが正常範囲にない場合は異常モードに移行
する。

【００２４】急速充電モードは時点ｔ２（例えば充電開
始から４時間）に達するか、電圧ＶＢについて−ΔＶが
検出されるまで行われる。−ΔＶ検出とは、いわゆるフ
ル充電状態に達したときに充電池の電圧がピーク値から
ΔＶ程度低下して安定する現象の検出のことであり、つ
まり充電池９０の充電状態がフル充電に達したことの検
出である。急速充電期間のタイムアップか、もしくは−
ΔＶ検出に応じてトリクル充電モードに移行する。トリ
クル充電モードでは、発光部１１で充電完了を示す緑色
点灯を実行させるとともに、５０ｍＡという微弱な充電
電流による充電動作を行う。このトリクル充電モードは
トータルタイムアップとなる時点ｔ３（例えば充電開始
から６時間）に達するまで行われ、時点ｔ３に達した
ら、充電終了モードに移行する。充電終了モードはトリ
クル充電モードから引き続き充電完了を示す緑色点灯を
発光部１１で実行させるとともに、充電電流を０ｍＡと
する。つまり充電動作を停止させる。

【００２５】急速充電モード、トリクル充電モード、充
電終了モードにおいて、電圧ＶＢとして過電圧もしくは
低電圧が検出された場合は、異常モードに移行する。ま
た初期充電モードとして充電が開始された後において、
温度異常の状態が検出された場合は、異常モードに移行
することになる。つまり、充電動作に際し、過放電やシ
ョート状態の充電池の可能性がある場合、過充電状態も
しくは乾電池が装填された可能性がある場合、温度異常
の場合などに、異常モードに移行して充電を停止させ、
事故を防ぐとともに赤色点滅でユーザーに警告する。

【００２６】充電終了モードから充電池９０が取り外さ
れたら、スタンバイモードに戻る。また異常モードの場
合は、充電池９０が取り外されるか、トータルタイムア
ップとなったら、スタンバイモードに戻る。

【００２７】このようなモード遷移で基本的な充電動作
が実行され、さらに初期充電モード、急速充電モードの
際には、入力電圧検出信号Ｖｄに基づいた充電電流の変
更制御が行われる場合がある。図５から図７により、こ
のようなモード遷移で充電動作を実行するためのコント
ローラ２の処理を説明していく。

【００２８】図５のステップＦ１００はスタンバイモー
ドの状態を示している。ステップＦ１０１としてチャン
ネルｃｈ１の装填部４Ａに充電池９０が装填されたこと
が電圧ＶＢ１により検出されたら、処理はステップＦ１
０２に移行し、チャンネルｃｈ１での充電動作が開始さ
れる。またステップＦ２０１としてチャンネルｃｈ２の
装填部４Ｂに充電池９０が装填されたことが電圧ＶＢ２
により検出されたら、チャンネルｃｈ２での充電動作が
開始される。なお、チャンネルｃｈ１、ｃｈ２はそれぞ
れ独立して充電動作が実行されるが、コントローラ２の
制御内容は同様となるため、チャンネルｃｈ２について
の処理ステップは図示を省略し、以下、チャンネルｃｈ
１についてのみ述べていく。

【００２９】ステップＦ１０２では充電動作開始処理を
行う。即ち信号Ｃｃｈ１により充電電流制御部７におけ
る制御信号ＰＷＭａの出力開始の指示を行うとともに、
タイマ２ａのカウントをスタートさせる。また発光部１
１Ａにおいて赤色点灯を実行させる。そしてまず初期充
電モードとしての充電を行うため、ステップＦ１０３で
充電電流設定信号Ｃｃｉ１により充電電流検出部５Ａ
に、４００ｍＡの電流に相当する設定値をセットする。
これにより、充電電流検出部５Ａは、充電電流Ｉ１０と
設定値の比較に応じた信号Ｃｄｕ１を発生させ、充電電
流制御部７に供給し、制御信号ＰＷＭａのパルスデュー
ティを設定する。これによってＤＣ／ＤＣコンバータ３
Ａの変換動作がコントロールされるため、いわゆるフィ
ードバック系による定電流制御が行われることになり、
４００ｍＡの充電電流Ｉ１０が充電池９０に供給される
初期充電が実行される。

【００３０】この初期充電は、ステップＦ１０８でタイ
マ２ａのカウント値がｔ１に達するまで行われるが、そ
の間ステップＦ１０４、Ｆ１０５での入力電圧検出信号
Ｖｄに関する監視、ステップＦ１０６での温度検出部１
０からの温度情報の監視を行っている。

【００３１】ステップＦ１０４で入力電圧検出信号Ｖｄ
（図２参照）の立ち上がりが検出された場合とは、供給
されている直流電源電力ＤＣｉｎが当該充電装置で実行
する充電動作に対し何らかの原因で十分な電流発生能力
のない状態になったことを意味する。例えば商用交流電
源電圧の実行値の低下や規格外ＡＣアダプタの接続、チ
ャンネルｃｈ１、ｃｈ２での総充電電流の増大などの原
因がある。この場合、そのままでは充電動作が継続でき
なくなるため、コントローラ２は処理をステップＦ１０
９に進めて、充電電流設定信号Ｃｃｉ１により充電電流
検出部５Ａでの設定値を低い値に切り換える。つまり充
電電流Ｉ１０の電流量を低くする。そして、ステップＦ
１０５で肯定結果が得られるまでのステップＦ１０４〜
Ｆ１０８のループでは、通常より低い充電電流Ｉ１０で
の初期充電が行われる。

【００３２】なお、このときチャンネルｃｈ２において
も初期充電もしくは急速充電が行われている状態であっ
たとしたら、チャンネルｃｈ２の処理においても、ステ
ップＦ１０９もしくはステップＦ１２４に相当する処理
に進み、充電電流設定信号Ｃｃｉ２により充電電流検出
部５Ｂでの設定値も低い値に切り換えられ、充電電流Ｉ
２０の電流量が低くされる。このように入力電力の充電
能力の変化に応じて充電電流が切り換えられることによ
り、充電を中断させることはなく、継続させることがで
きる。

【００３３】一方、ステップＦ１０５で入力電圧検出信
号Ｖｄの立ち下がりが検出された場合とは、供給されて
いる直流電源電力ＤＣｉｎが、その時点で実行する充電
動作に対し十分な電流発生能力のある状態に復帰したこ
とを意味する。例えば商用交流電源電圧の実行値の回復
や、チャンネルｃｈ１、ｃｈ２で必要な総充電電流の低
下などの原因がある。この場合、それ以前の時点でステ
ップＦ１０９で行った充電電流低減処理を継続している
必要はなくなったため、ステップＦ１０３に戻り、初期
充電モードでの本来の充電電流量が得られるようにす
る。即ち充電電流設定信号Ｃｃｉ１により充電電流検出
部５Ａでの設定値を初期充電モードの本来の値に復帰さ
せる。これにより充電動作は通常の初期充電動作に戻
る。

【００３４】ステップＦ１０６で温度異常が確認された
場合は、図４で説明したように異常モードに移るために
ステップＦ１１５に進み、充電動作を停止させるととも
に、発光部１１Ａの赤色点滅を実行させる。

【００３５】ところでステップＦ１０７ではタイマ２ａ
の値がｔ０（例えば３０秒）になることを監視してお
り、この時点で一度、処理をステップＦ１１０に進め
る。ステップＦ１１０では電圧ＶＢ１が低電圧ＶＬ（例
えば０．８Ｖ）に達しているか否かを確認し、達してい
ればそのまま初期充電モード動作を継続する。ところが
電圧ＶＢ１が低電圧ＶＬに達していなければ、ステップ
Ｆ１１１に進み、図４で説明した低電圧充電モードに移
行することになる。つまり充電電流設定信号Ｃｃｉ１に
より充電電流検出部５Ａでの設定値を低電圧充電モード
用の値に変更し、例えば充電電流６０ｍＡでの充電を行
うようにする。

【００３６】この低電圧充電モードの間は、ステップＦ
１１２で電圧ＶＢ１が所定電圧ＶＬＬ（例えば１Ｖ）に
達したか否かを監視している。そして電圧ＶＢ１が所定
電圧ＶＬＬに達した場合は、ステップＦ１０３に戻って
初期充電モードに復帰する。ところが電圧ＶＢ１が所定
電圧ＶＬＬに達しないまま、タイマ２ａのカウント値が
ｔ１、つまり初期充電モードを終了する時間に達してし
まった場合は、異常状態であるとしてステップＦ１１５
の異常モード処理に進む。

【００３７】初期充電モードの動作は、ステップＦ１０
８でタイマ２ａのカウント値がｔ１となることで終了す
るが、このときステップＦ１１４で電圧ＶＢ１が正常範
囲内にあるか否かを確認する。即ち電圧ＶＢ１が低電圧
ＶＬから過電圧ＶＨの間の値であれば正常とするが、こ
れ以外の値であった場合は、乾電池、ショート／過放電
電池、過充電電池などの可能性があるとしてステップＦ
１１５の異常モード処理に移る。

【００３８】正常状態の場合は、図中「ＦＣ１」として
示すように図６のステップＦ１１６に移行して、急速充
電モードの動作を開始することになる。ここでは急速充
電モードとしての充電を行うため、充電電流設定信号Ｃ
ｃｉ１により充電電流検出部５Ａに、６５０ｍＡの電流
に相当する設定値をセットする。これにより、充電電流
検出部５Ａは、充電電流Ｉ１０と設定値の比較に応じた
信号Ｃｄｕ１を発生させ、充電電流制御部７に供給し、
制御信号ＰＷＭａのパルスデューティを設定する。そし
てこれによってＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａの変換動作が
コントロールされることで定電流制御が行われ、６５０
ｍＡの充電電流Ｉ１０が充電池９０に供給される急速充
電が実行される。

【００３９】この急速充電は、ステップＦ１２２で−Δ
Ｖ検出が行われるか、もしくはステップＦ１２３でタイ
マ２ａのカウント値がｔ２に達するまで行われるが、そ
の間ステップＦ１１９、Ｆ１２０で入力電圧検出信号Ｖ
ｄに関する監視が行われる。また、ステップＦ１２１で
温度検出部１０からの温度情報の監視を行っている。さ
らにステップＦ１１７、Ｆ１１８で電圧ＶＢ１が正常範
囲にあるか否かの監視も行われる。ステップＦ１１７で
は、電圧ＶＢ１が乾電池と判別される電圧値Ｖｄｂと比
較され、電圧値Ｖｄｂ以上となっている場合は、「ＦＣ
３」として示すように図５のステップＦ１１５の異常モ
ード処理に進む。またステップＦ１１７では、電圧ＶＢ
１が正常範囲とされる低電圧ＶＬから過電圧ＶＨの間の
値にあるか否かが監視され、もしこの範囲にないことが
検出された場合は「ＦＣ３」として示すように図５のス
テップＦ１１５の異常モード処理に進む。さらに、ステ
ップＦ１２１で温度異常が確認された場合もステップＦ
１１５の異常モード処理に進むことになる。

【００４０】ステップＦ１１９で入力電圧検出信号Ｖｄ
（図２参照）の立ち上がりが検出された場合とは、上記
ステップＦ１０４の場合と同様に、供給されている直流
電源電力ＤＣｉｎが当該充電装置で実行する充電動作に
対し何らかの原因で十分な電流発生能力のない状態にな
ったことを意味する。この場合、そのままでは充電動作
が継続できなくなるため、コントローラ２は処理をステ
ップＦ１２４に進めて、充電電流設定信号Ｃｃｉ１によ
り充電電流検出部５Ａでの設定値を低い値に切り換え
る。つまり充電電流Ｉ１０の電流量を低くする。そし
て、ステップＦ１２０で肯定結果が得られるまでのステ
ップＦ１１７〜Ｆ１２３のループでは、通常より低い充
電電流Ｉ１０での急速充電が行われる。

【００４１】このときチャンネルｃｈ２においても初期
充電もしくは急速充電が行われている状態であったとし
たら、チャンネルｃｈ２の処理においても、ステップＦ
１０９もしくはステップＦ１２４に相当する処理に進む
ことになり、充電電流設定信号Ｃｃｉ２により充電電流
検出部５Ｂでの設定値も低い値に切り換えられ、充電電
流Ｉ２０の電流量が低くされる。ステップＦ１０４での
場合と同様に、急速充電動作中も入力電力の充電能力の
変化に応じて充電電流が切り換えられることにより、充
電を中断させることはなく、継続させることができる。

【００４２】一方、ステップＦ１２０で入力電圧検出信
号Ｖｄの立ち下がりが検出された場合とは、供給されて
いる直流電源電力ＤＣｉｎが、その時点で実行する充電
動作に対し十分な電流発生能力のある状態に復帰したこ
とになるため、それ以前の時点でステップＦ１２４で行
った充電電流低減処理を継続している必要はなくなる。
このためステップＦ１１６に戻り、急速充電モードでの
本来の充電電流量が得られるようにする。即ち充電電流
設定信号Ｃｃｉ１により充電電流検出部５Ａでの設定値
を急速充電モードの本来の値に復帰させる。これにより
充電動作は通常の急速充電動作に戻る。

【００４３】急速充電モードの動作は、ステップＦ１２
３でタイマ２ａのカウント値がｔ２となることで、もし
くはそれ以前に電圧ＶＢ１として−ΔＶが検出され、充
電池９０のフル充電状態が認められた時点で終了する。
そして「ＦＣ２」として示すように図７のステップＦ１
２５に進んで、トリクル充電モード動作を開始する。ス
テップＦ１２５では、トリクル充電モードとしての充電
を行うため、充電電流設定信号Ｃｃｉ１により充電電流
検出部５Ａに、５０ｍＡの電流に相当する設定値をセッ
トする。これにより、充電電流検出部５Ａは、充電電流
Ｉ１０と設定値の比較に応じた信号Ｃｄｕ１を発生さ
せ、充電電流制御部７に供給し、制御信号ＰＷＭａのパ
ルスデューティを設定する。そしてこれによってＤＣ／
ＤＣコンバータ３Ａの変換動作がコントロールされるこ
とで定電流制御が行われ、５０ｍＡの充電電流Ｉ１０が
充電池９０に供給されるトリクル充電が実行される。ま
た、このとき発光部１１Ａの点灯状態を緑点灯状態に切
り換える制御を行う。

【００４４】このトリクル充電は、ステップＦ１２８で
タイマ２ａのカウント値がｔ３に達するまで行われる
が、その間、ステップＦ１２７での温度検出部１０から
の温度情報の監視、ステップＦ１２６での電圧ＶＢ１が
正常範囲にあるか否かの監視を行なっている。そしてＦ
１２６で電圧ＶＢ１が正常範囲とされる低電圧ＶＬから
過電圧ＶＨの間の値となっていないことが検出された場
合や、ステップＦ１２７で温度異常が確認された場合
は、図５のステップＦ１１５の異常モード処理に進む。
異常モード処理に移らずにタイマ２ａのカウント値がｔ
３に達したら、ステップＦ１２９で終了モード処理とな
り、充電動作の終了及び発光部１１Ａの緑点灯状態の制
御を行う。

【００４５】以上の処理により充電が行われるが、ステ
ップＦ１０９、Ｆ１２４において説明したように入力電
圧検出信号Ｖｄに応じて充電電流量が切り換えられるこ
とで、規格外のＡＣアダプタが接続された場合、交流電
源の実効値が低下した場合などにおいても充電動作を継
続させることができる。また入力電力による能力が相対
的に回復した場合は、通常の充電電流量に復帰させるた
め、なるべく通常の充電時間で十分な充電を実行させる
ことができる。

【００４６】本例の充電装置による充電動作例を図８に
示す。図８には、チャンネルｃｈ１としてＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３Ａの出力である電流Ｉ１０及び電圧Ｖ１０、
チャンネルｃｈ２としてＤＣ／ＤＣコンバータ３Ｂの出
力である電流Ｉ２０及び電圧Ｖ２０、入力電圧Ｖｉｎ、
入力充電電流Ｉ（＝Ｉ１＋Ｉ２）の遷移例を示してい
る。例えば時点ＴＭ１でｃｈ１に充電池９０が装填され
ると、チャンネルｃｈ１で初期充電が行われ、それに応
じて電流Ｉ１０は初期充電電流量とされるとともに、電
圧値Ｖ１０が図示するように変動する。そして初期充電
が終了すると急速充電モードに移り、電流Ｉ１０は急速
充電電流量とされるとともに、電圧値Ｖ１０も図示する
ように変動していく。この間、入力充電電流Ｉはチャン
ネルｃｈ１の初期充電、急速充電の電流量に応じた値に
なり、入力電力は一定であるため、入力電圧Ｖｉｎは初
期充電、急速充電と移行するに従って低下していく。

【００４７】ここで、チャンネルｃｈ１で急速充電が行
われている間の或る時点ＴＭ２で、チャンネルｃｈ２に
も充電池が装填されたとする。するとチャンネルｃｈ２
で初期充電が行われ、それに応じて電流Ｉ２０は初期充
電電流量とされるとともに、電圧値Ｖ２０が図示するよ
うに変動する。また各チャンネルの充電電流の和（Ｉ１
＋Ｉ２）である充電電流Ｉも増加し、その分入力電圧Ｖ
ｉｎは低下する。時点ＴＭ３でチャンネルｃｈ２が急速
充電に移ったとすると、この当初チャンネルｃｈ２では
例えば６５０ｍＡの電流Ｉ２０を発生すべく制御が行わ
れることになり、この瞬間チャンネルｃｈ１、ｃｈ２の
両方で６５０ｍＡの充電電流が要求される。ここで、直
流入力電力ＤＣｉｎを供給するＡＣアダプターの容量不
足やＡＣ電源の電圧不足などで、それらの電流を発生さ
せる能力がない場合は、それが入力電圧Ｖｉｎの低下と
してあらわれ、所定の基準値Ｖ１を下回ることになる。
これによって図２で説明したように入力電圧検出信号Ｖ
ｄが立ち上がり、コントローラ２によって充電電流を下
げる制御が行われるため、図示するように電流Ｉ１０、
電流Ｉ２０としての電流量が少ない値にセットされ、両
チャンネルでの充電動作が継続される。

【００４８】その後例えば時点ＴＭ４でチャンネルｃｈ
１での−ΔＶが検出され、急速充電が終了されると、ト
リクル充電として電流Ｉ１０の値が例えば５０ｍＡ程度
に設定される。このときの電流Ｉとしての値に低下によ
り入力電圧Ｖｉｎのレベルが基準値Ｖ２を越える値に復
帰したとすると、チャンネルｃｈ２において低い電流量
で急速充電を続ける必要はなくなり、電流Ｉ２０は急速
充電としての本来の電流量（例えば６５０ｍＡ）に設定
される。その後、例えば時点ＴＭ５で、チャンネルｃｈ
２での−ΔＶが検出され、チャンネルｃｈ２もトリクル
充電に移り、電流Ｉ２０の値が例えば５０ｍＡ程度に設
定される。

【００４９】例えばこの図８のような動作により充電電
流がコントロールされることで、充電動作が中断してし
まうような自体が避けられる。なお、実施の形態の例と
して独立２チャンネルの充電装置の例を述べたが、１チ
ャンネルもしくは３チャンネル以上の充電回路系を備え
た充電装置においても本発明は実施できることはいうま
でもない。また、実施の形態の説明上の数値（充電電流
値、モード切換時間、過電圧／低電圧等の比較基準電圧
値等）は、あくまで一例であり、これらは実際の充電装
置の設計時に最適値に設定されるものである。また本発
明の動作は、上述のモード遷移や処理手順に限定される
ものではない。例えば上記例では初期充電モード及び急
速充電モードの際に、入力電圧検出信号Ｖｄに応じた充
電電流変更制御が行われるようにしたが、例えばトリク
ル充電モード時にも行うようにしてもよいし、もしく
は、急速充電モード時のみに実行されるようにしてもよ
い。また、充電電流変更は入力電圧検出に基づいて実行
するようにしたが、入力充電電流Ｉの値から充電電流発
生能力を判断して充電電流変更処理を行うようにするこ
ともできる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の充電装置
は、外部電源から供給される電力による、そのときの充
電動作状況に応じた充電電流発生能力のレベルを検出
し、制御手段は、充電電流発生能力レベルの変動に応じ
て、充電電流制御手段の設定値を変更して充電電流発生
手段からの充電電流の値を変更させることで、そのとき
の充電能力に応じた充電動作を継続できるという効果が
あり確実に充電を行うことができる。また充電動作状況
と電源電力に応じて柔軟に対応して、その時点で可能な
最適な充電動作を行うことで、充電動作のむやみな長時
間化も防ぐことができる。

【００５１】また検出手段は、電力レベルを第１の基準
値と比較することで充電電流発生能力の低下を検出し、
また電力レベルを第２の基準値と比較することで充電電
流発生能力の回復を検出するようにすることで、充電動
作状況に適した検出動作を行うことができる。また制御
手段は、充電電流発生能力レベルの低下検出に応じて、
充電電流の値が低下されるように充電電流制御手段に対
する設定値変更を行い、また充電電流発生能力の回復検
出に応じて、充電電流制御手段に対する設定値を、充電
動作状況に応じた設定値とすることで、最も適切な充電
電流制御が実現される。

【００５２】また、充電電流発生手段を複数系統備えた
場合であって、充電電流制御手段及び制御手段によって
それぞれの充電電流発生手段での充電電流量が制御され
ることで、そのときの電源電力による充電電流発生能力
が、全系統の充電電流発生手段での動作をカバーできな
いような場合が生じても、各系統の充電電流を低下させ
ることで各系統での充電動作を継続させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の充電装置のブロック図で
ある。

【図２】実施の形態の入力電圧検出部の動作の説明図で
ある。

【図３】実施の形態の充電動作モードの説明図である。

【図４】実施の形態の充電動作モード遷移の説明図であ
る。

【図５】実施の形態の充電動作処理のフローチャートで
ある。

【図６】実施の形態の充電動作処理のフローチャートで
ある。

【図７】実施の形態の充電動作処理のフローチャートで
ある。

【図８】実施の形態の充電装置の動作例の説明図であ
る。

【符号の説明】

１電源端子、２コントローラ、３Ａ，３ＢＤＣ／
ＤＣコンバータ、４Ａ，４Ｂ装填部、５Ａ，５Ｂ充
電電流検出部、７充電電流制御部、８入力電圧検出
部、１０温度検出部、１１Ａ，１１Ｂ発光部、９０
充電池

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部電源から供給された電力から充電電
流を発生させ、装着されている充電池に対する充電動作
を行うことのできる充電電流発生手段と、前記充電電流発生手段から発生させる充電電流を、設定
値に応じて定電流制御することのできる充電電流制御手
段と、外部電源から供給される電力による充電電流発生能力の
レベルを検出する検出手段と、充電動作状況に応じて前記充電電流制御手段に設定値を
与えて前記充電電流発生手段からの充電電流の値を制御
するとともに、前記検出手段により検出されるレベル変
動に応じて、前記充電電流制御手段の設定値を変更して
前記充電電流発生手段からの充電電流の値を変更させる
ことのできる制御手段と、を備えたことを特徴とする充電装置。
【請求項２】前記検出手段は電力レベルを第１の基準
値と比較することで充電電流発生能力レベルの低下を検
出し、また電力レベルを第２の基準値と比較することで
充電電流発生能力の回復を検出するように構成されてい
るとともに、前記制御手段は、充電電流発生能力レベルの低下検出に
応じて、前記充電電流の値が低下されるように充電電流
制御手段に対する設定値変更を行い、また充電電流発生
能力レベルの回復検出に応じて、充電電流制御手段に対
する設定値を、そのときの充電動作状況に応じた設定値
に戻す制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の充
電装置。
【請求項３】前記充電電流発生手段を複数系統備える
とともに、前記充電電流制御手段は、各充電電流発生手段に対して
個別に充電電流制御を行い、前記制御手段は、前記各充電電流発生手段に関する個別
の設定値を前記充電電流制御手段に与えることを特徴と
する請求項１に記載の充電装置。