JP2000152517A - 充電制御回路 - Google Patents
充電制御回路Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 満充電検出の誤検出を無くし、充電が完了し
てもよい電池の充電状態にもかかわらずまだ充電動作を
行っているという、著しい充電時間の延長を防止するこ
とができ、電池に接続した負荷の負荷変動があっても安
定した電圧を供給できることを課題とする。 【解決手段】 電池の満充電検出により前記電池への充
電電流を制御する充電制御回路において、前記充電電流
が負荷回路の負荷変動によって変動したことを検出する
検出手段と、前記検出手段の検出信号に応じて前記充電
電流を制御する電流制御回路と、前記電池から電源電流
を供給される負荷回路と、前記負荷回路への前記電源電
流を検出する第２の検出手段とを備えたことを特徴とす
る。
てもよい電池の充電状態にもかかわらずまだ充電動作を
行っているという、著しい充電時間の延長を防止するこ
とができ、電池に接続した負荷の負荷変動があっても安
定した電圧を供給できることを課題とする。 【解決手段】 電池の満充電検出により前記電池への充
電電流を制御する充電制御回路において、前記充電電流
が負荷回路の負荷変動によって変動したことを検出する
検出手段と、前記検出手段の検出信号に応じて前記充電
電流を制御する電流制御回路と、前記電池から電源電流
を供給される負荷回路と、前記負荷回路への前記電源電
流を検出する第２の検出手段とを備えたことを特徴とす
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、リチウムイオン電
池等の充電制御回路に関し、定電流定電圧方式に好適な
充電制御回路に関する。
池等の充電制御回路に関し、定電流定電圧方式に好適な
充電制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、二次電池としてリチウムイオン電
池の販売が盛んに延びている。リチウムイオン電池は、
正極にＬｉＣｏＯ2，負極にＣを使い、正極と負極とは
層状化合物になっており、充放電時はＬｉイオンがこの
間を出入りしながら移動する。Ｌｉイオン２次電池の端
子電圧が３．６ＶとＮｉ水素電池の１．２Ｖに比べて高
いのは、電解液に有機系の溶剤を使うためで、体積エネ
ルギー密度はＮｉ水素電池の約１．５倍の３００Ｗｈ／
ｌ，重量エネルギー密度は約２倍の約１２０Ｗｈ／ｋｇ
に達し、(1)大電流放電時に特性が劣化すること、(2)内
部インピーダンスが高いこと、(3)充電制御が定電流定
電圧方式であること、(4)Ｌｉイオン２次電池には材料
が違うコークス系グラファイト系の２種類があること、
という４つの特性を押さえる必要があるといわれてい
る。
池の販売が盛んに延びている。リチウムイオン電池は、
正極にＬｉＣｏＯ2，負極にＣを使い、正極と負極とは
層状化合物になっており、充放電時はＬｉイオンがこの
間を出入りしながら移動する。Ｌｉイオン２次電池の端
子電圧が３．６ＶとＮｉ水素電池の１．２Ｖに比べて高
いのは、電解液に有機系の溶剤を使うためで、体積エネ
ルギー密度はＮｉ水素電池の約１．５倍の３００Ｗｈ／
ｌ，重量エネルギー密度は約２倍の約１２０Ｗｈ／ｋｇ
に達し、(1)大電流放電時に特性が劣化すること、(2)内
部インピーダンスが高いこと、(3)充電制御が定電流定
電圧方式であること、(4)Ｌｉイオン２次電池には材料
が違うコークス系グラファイト系の２種類があること、
という４つの特性を押さえる必要があるといわれてい
る。
【０００３】この充電制御が定電流定電圧方式であるこ
とに関し、Ｌｉイオン２次電池では、できるだけ充電電
圧を４．１Ｖまたは４．２Ｖに近づけることが、エネル
ギー容量を高めるカギとなり、これを越えると金属Ｌｉ
が析出して発火や発煙という課題につながる可能性がい
われている。このＬｉイオン２次電池の充電回路の従来
例を図面を参照して説明する。
とに関し、Ｌｉイオン２次電池では、できるだけ充電電
圧を４．１Ｖまたは４．２Ｖに近づけることが、エネル
ギー容量を高めるカギとなり、これを越えると金属Ｌｉ
が析出して発火や発煙という課題につながる可能性がい
われている。このＬｉイオン２次電池の充電回路の従来
例を図面を参照して説明する。
【０００４】従来の充電回路の構成を、図６に示す。図
６において、充電電流供給部１から充電電流が供給さ
れ、充電制御回路２内の電流制限回路４で定電流源等に
より電流制限され、バッテリーの電池７に定電流を供給
して充電する。電池７の両端に接続された負荷回路１２
には、通信携帯機器の場合には送信部と受信部と信号処
理部とからなる周辺回路１４と周辺回路１４を制御する
ＣＰＵ１３とが備えられている。充電制御回路２には、
電流制限回路４と共に、電池７の電圧を検出する定電圧
充電制御回路３と、電池７の負側と接地電位とに接続さ
れて充電電流を流す抵抗器８の両端電圧を測定してＣＰ
Ｕ１３に満充電検出信号１１を出力する電圧検出回路
（１）５と、同様に抵抗器８の両端電圧を検出して電流
制限回路４に定電流充電用の制御信号を出力する電圧検
出回路（２）６とから構成されている。負荷回路１２の
ＣＰＵ１３は、電圧検出回路（１）５からの満充電検出
信号１１に従って電池７の満充電状態を検出して、充電
動作制御信号１５を充電制御回路２に供給することによ
り、充電動作を停止する。
６において、充電電流供給部１から充電電流が供給さ
れ、充電制御回路２内の電流制限回路４で定電流源等に
より電流制限され、バッテリーの電池７に定電流を供給
して充電する。電池７の両端に接続された負荷回路１２
には、通信携帯機器の場合には送信部と受信部と信号処
理部とからなる周辺回路１４と周辺回路１４を制御する
ＣＰＵ１３とが備えられている。充電制御回路２には、
電流制限回路４と共に、電池７の電圧を検出する定電圧
充電制御回路３と、電池７の負側と接地電位とに接続さ
れて充電電流を流す抵抗器８の両端電圧を測定してＣＰ
Ｕ１３に満充電検出信号１１を出力する電圧検出回路
（１）５と、同様に抵抗器８の両端電圧を検出して電流
制限回路４に定電流充電用の制御信号を出力する電圧検
出回路（２）６とから構成されている。負荷回路１２の
ＣＰＵ１３は、電圧検出回路（１）５からの満充電検出
信号１１に従って電池７の満充電状態を検出して、充電
動作制御信号１５を充電制御回路２に供給することによ
り、充電動作を停止する。
【０００５】また、抵抗器８が図６の様に配置されてい
る場合、満充電検出を判断する電流は抵抗器８に発生す
る電圧をモニタしており、電池７への充電電流と負荷回
路１２への電流の合計を検出できる。図６の構成で、満
充電検出付近の充電電流の状態を、図７に示す。図７に
おいて、図７（ａ）には下部の「電池のみへ流れる充電
電流」と上部の「負荷電流（ＣＰＵ１３＋周辺回路１４
の電流）」とを加算した電流が抵抗器８に流れることを
示しており、図７（ｂ）には電圧検出回路（１）５から
の出力波形である満充電検出信号１１の状態図を示して
いる。図７において、満充電検出信号１１が”Ｈ”のと
きに充電制御回路２から充電電流を流している。電池７
への充電電流が満充電のしきい値以下で安定していた場
合でも、負荷回路１２への電流が増減するために、満充
電検出して充電完了すべき状態であっても、充電動作を
持続してしまい、負荷回路１２への電流と電池への充電
電流の合計が、満充電のしきい値を下回る為には、充電
時間が著しく延長したり、検出不可能となる問題があ
り、充電時間の正確性を確保する必要がある。
る場合、満充電検出を判断する電流は抵抗器８に発生す
る電圧をモニタしており、電池７への充電電流と負荷回
路１２への電流の合計を検出できる。図６の構成で、満
充電検出付近の充電電流の状態を、図７に示す。図７に
おいて、図７（ａ）には下部の「電池のみへ流れる充電
電流」と上部の「負荷電流（ＣＰＵ１３＋周辺回路１４
の電流）」とを加算した電流が抵抗器８に流れることを
示しており、図７（ｂ）には電圧検出回路（１）５から
の出力波形である満充電検出信号１１の状態図を示して
いる。図７において、満充電検出信号１１が”Ｈ”のと
きに充電制御回路２から充電電流を流している。電池７
への充電電流が満充電のしきい値以下で安定していた場
合でも、負荷回路１２への電流が増減するために、満充
電検出して充電完了すべき状態であっても、充電動作を
持続してしまい、負荷回路１２への電流と電池への充電
電流の合計が、満充電のしきい値を下回る為には、充電
時間が著しく延長したり、検出不可能となる問題があ
り、充電時間の正確性を確保する必要がある。
【０００６】また、特開平８―３０７４９３号公報で
は、上記従来例での負荷回路１２に相当する回路が、携
帯電話機による充電中の着信による電池電圧の降下によ
り満充電検出の誤検出を引き起こすことを解決するもの
で、着信中は、強制的に満充電検出動作を行わなくする
ことにより、満充電誤検出を防止することが開示されて
いる。
は、上記従来例での負荷回路１２に相当する回路が、携
帯電話機による充電中の着信による電池電圧の降下によ
り満充電検出の誤検出を引き起こすことを解決するもの
で、着信中は、強制的に満充電検出動作を行わなくする
ことにより、満充電誤検出を防止することが開示されて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、定電流定電圧方式において満充電検出して充
電完了すべき状態であっても、充電動作を持続してしま
い、負荷回路と電池への充電電流の合計が、満充電のし
きい値を下回る為には、充電時間を著しく延長したり、
検出不可能となる問題があり、充電時間の正確性を確保
することができない。また、特開平８―３０７４９３号
公報による携帯電話機の着信中には充電動作をオフにす
ることでは、その着信中に電池を消耗してしまって、そ
の後携帯電話機として充電電流供給部から切り離したな
らば、満充電状態で充電電流供給部と切り離すことが要
求されている問題を解決できない。
たように、定電流定電圧方式において満充電検出して充
電完了すべき状態であっても、充電動作を持続してしま
い、負荷回路と電池への充電電流の合計が、満充電のし
きい値を下回る為には、充電時間を著しく延長したり、
検出不可能となる問題があり、充電時間の正確性を確保
することができない。また、特開平８―３０７４９３号
公報による携帯電話機の着信中には充電動作をオフにす
ることでは、その着信中に電池を消耗してしまって、そ
の後携帯電話機として充電電流供給部から切り離したな
らば、満充電状態で充電電流供給部と切り離すことが要
求されている問題を解決できない。
【０００８】本発明は、満充電検出の誤検出を無くし、
充電が完了してもよい電池の充電状態にもかかわらずま
だ充電動作を行っているという、著しい充電時間の延長
を防止することができ、電池に接続した負荷の負荷変動
があっても安定した電圧を供給できることを課題とす
る。
充電が完了してもよい電池の充電状態にもかかわらずま
だ充電動作を行っているという、著しい充電時間の延長
を防止することができ、電池に接続した負荷の負荷変動
があっても安定した電圧を供給できることを課題とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池の満充電
検出により前記電池への充電電流を制御する充電制御回
路において、前記充電電流が負荷回路の負荷変動によっ
て変動したことを検出する検出手段と、前記検出手段の
検出信号に応じて前記充電電流を制御する電流制御回路
と、前記電池から電源電流を供給される負荷回路と、前
記負荷回路への前記電源電流を検出する第２の検出手段
とを備えたことを特徴とする。
検出により前記電池への充電電流を制御する充電制御回
路において、前記充電電流が負荷回路の負荷変動によっ
て変動したことを検出する検出手段と、前記検出手段の
検出信号に応じて前記充電電流を制御する電流制御回路
と、前記電池から電源電流を供給される負荷回路と、前
記負荷回路への前記電源電流を検出する第２の検出手段
とを備えたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明は、電池の満充電検出により
前記電池への充電電流を制御する充電制御回路におい
て、前記充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充
電電流を制御する電流制御回路と、前記電池に直列に接
続された第１の抵抗と、該第１の抵抗と直列に接続され
て他端を前記充電電流供給部の接地電位に接続する第２
の抵抗と、前記第１の抵抗の両端電圧を検出する第１の
電圧検出回路と、前記第２の抵抗の両端電圧を検出する
第２の電圧検出回路と、前記電池と前記第１の抵抗とに
より負荷電流を供給する負荷回路とを備え、前記第２の
電圧検出回路の制御信号を前記電流制御回路に供給し、
前記第１の電圧検出回路の制御信号により前記電流制御
回路の前記充電電流をオフすることを特徴とする。
前記電池への充電電流を制御する充電制御回路におい
て、前記充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充
電電流を制御する電流制御回路と、前記電池に直列に接
続された第１の抵抗と、該第１の抵抗と直列に接続され
て他端を前記充電電流供給部の接地電位に接続する第２
の抵抗と、前記第１の抵抗の両端電圧を検出する第１の
電圧検出回路と、前記第２の抵抗の両端電圧を検出する
第２の電圧検出回路と、前記電池と前記第１の抵抗とに
より負荷電流を供給する負荷回路とを備え、前記第２の
電圧検出回路の制御信号を前記電流制御回路に供給し、
前記第１の電圧検出回路の制御信号により前記電流制御
回路の前記充電電流をオフすることを特徴とする。
【００１１】また、上記充電制御回路において、前記負
荷回路には周辺回路とＣＰＵとが備えられ、前記第１の
電圧検出回路の制御信号を前記ＣＰＵに供給され、前記
ＣＰＵからの制御信号により前記電流制御回路の前記充
電電流をオフし、前記第１の抵抗の両端を短絡するスイ
ッチを設け、前記スイッチは前記ＣＰＵによる満充電検
出動作中にオン／オフすることを特徴とする。
荷回路には周辺回路とＣＰＵとが備えられ、前記第１の
電圧検出回路の制御信号を前記ＣＰＵに供給され、前記
ＣＰＵからの制御信号により前記電流制御回路の前記充
電電流をオフし、前記第１の抵抗の両端を短絡するスイ
ッチを設け、前記スイッチは前記ＣＰＵによる満充電検
出動作中にオン／オフすることを特徴とする。
【００１２】また、上記充電制御回路において、前記電
池はリチウムイオン電池であり、充電制御方式は定電流
定電圧方式であることを特徴とする。
池はリチウムイオン電池であり、充電制御方式は定電流
定電圧方式であることを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、リチウムイオン電池の充
電制御回路の満充電の検出において、充電制御回路から
供給される充電電流が、負荷回路の負荷変動によって充
電電流が変動しても、負荷回路の負荷に影響されず、電
池へ流れる充電電流をモニタし、電池の満充電状態を判
断でき、より正確に満充電検出をすることができるとい
う特徴がある。
電制御回路の満充電の検出において、充電制御回路から
供給される充電電流が、負荷回路の負荷変動によって充
電電流が変動しても、負荷回路の負荷に影響されず、電
池へ流れる充電電流をモニタし、電池の満充電状態を判
断でき、より正確に満充電検出をすることができるとい
う特徴がある。
【００１４】本発明は、具体的に図１を参照しつつ説明
すれば、電池７が満充電に達する過程で、充電制御回路
２は定電流充電から定電圧充電に切り替えるように制御
を行い、満充電に近づき充電電流がある一定値以下にな
ることを抵抗器８に発生する電圧により読み取り、ある
電圧に達しているかどうか判断することで、満充電の検
出を行っている。抵抗器９では、負荷回路１２で消費す
る電流と電池への充電電流の合計をモニタし、抵抗器８
では電池への充電電流のみをモニタすることで、負荷回
路１２の負荷に影響なく、満充電の検出をする事ができ
る。
すれば、電池７が満充電に達する過程で、充電制御回路
２は定電流充電から定電圧充電に切り替えるように制御
を行い、満充電に近づき充電電流がある一定値以下にな
ることを抵抗器８に発生する電圧により読み取り、ある
電圧に達しているかどうか判断することで、満充電の検
出を行っている。抵抗器９では、負荷回路１２で消費す
る電流と電池への充電電流の合計をモニタし、抵抗器８
では電池への充電電流のみをモニタすることで、負荷回
路１２の負荷に影響なく、満充電の検出をする事ができ
る。
【００１５】また、充電していない時、即ち負荷回路１
２が電池７より電源を供給して、負荷回路１２が動作し
ている場合、負荷回路１２の動作をより安定にする為に
は、負荷回路１２へ供給する電圧がより安定しているこ
とが望ましいことから、負荷回路１２と電池７間のイン
ピーダンスをより低くする目的で、図４に示すように抵
抗器８に並列にＳＷ１０を構成し、負荷回路１２により
安定した電圧を供給することができる。
２が電池７より電源を供給して、負荷回路１２が動作し
ている場合、負荷回路１２の動作をより安定にする為に
は、負荷回路１２へ供給する電圧がより安定しているこ
とが望ましいことから、負荷回路１２と電池７間のイン
ピーダンスをより低くする目的で、図４に示すように抵
抗器８に並列にＳＷ１０を構成し、負荷回路１２により
安定した電圧を供給することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明による実施形態について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。
図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】［第１の実施形態］ （本実施形態の構成）図１は、実施形態の全体的な構成
ブロック図を示している。図１において、充電電流供給
部１から充電電流が供給され、充電制御回路２内の電流
制限回路４で定電流源及び定電圧源等により電流・電圧
制限され、バッテリーの代表的なリチウムイオン電池７
に定電流・定電圧を供給して充電する。電池７とこれと
シリーズに接続された抵抗器８との両端に接続された負
荷回路１２には、通信携帯機器の場合には送信部と受信
部と信号処理部、音声処理部等とからなる周辺回路１４
と周辺回路１４を制御するＣＰＵ１３とが備えられてい
る。
ブロック図を示している。図１において、充電電流供給
部１から充電電流が供給され、充電制御回路２内の電流
制限回路４で定電流源及び定電圧源等により電流・電圧
制限され、バッテリーの代表的なリチウムイオン電池７
に定電流・定電圧を供給して充電する。電池７とこれと
シリーズに接続された抵抗器８との両端に接続された負
荷回路１２には、通信携帯機器の場合には送信部と受信
部と信号処理部、音声処理部等とからなる周辺回路１４
と周辺回路１４を制御するＣＰＵ１３とが備えられてい
る。
【００１８】また、充電制御回路２には、電流制限回路
４と共に、電池７の電圧を検出する定電圧充電制御回路
３と、電池７の負側とシリーズに接続され負荷回路１２
に流す負荷電流に従って両端電圧値が変化する抵抗器８
の両端電圧を測定してＣＰＵ１３に満充電検出信号１１
を出力する電圧検出回路（１）５と、抵抗器８と接地電
位間接続した抵抗器９の両端電圧を検出して電流制限回
路４に定電流・定電圧用の制御信号を出力する電圧検出
回路（２）６とから構成されている。
４と共に、電池７の電圧を検出する定電圧充電制御回路
３と、電池７の負側とシリーズに接続され負荷回路１２
に流す負荷電流に従って両端電圧値が変化する抵抗器８
の両端電圧を測定してＣＰＵ１３に満充電検出信号１１
を出力する電圧検出回路（１）５と、抵抗器８と接地電
位間接続した抵抗器９の両端電圧を検出して電流制限回
路４に定電流・定電圧用の制御信号を出力する電圧検出
回路（２）６とから構成されている。
【００１９】また、負荷回路１２のＣＰＵ１３は、電圧
検出回路（１）５からの満充電検出信号１１に従って、
電池７の満充電状態を検出して、充電動作制御信号１５
を充電制御回路２に供給することにより、充電動作をオ
ン・オフする。
検出回路（１）５からの満充電検出信号１１に従って、
電池７の満充電状態を検出して、充電動作制御信号１５
を充電制御回路２に供給することにより、充電動作をオ
ン・オフする。
【００２０】また、充電電流供給部１より供給される電
源が、充電制御回路２へ入力され、電流制限回路４を経
て電池７へ送られ、電池７を充電している。リチウムイ
オン電池７の充電は、図２に示すようにまず定電流充電
を行い、電池電圧がある一定電圧まで達すると（ｔ
１）、定電圧充電に切り替わり、徐々に充電電流が減少
し、点線で示すある充電電流以下で満充電となり、充電
を終了するような充電動作を行っている。
源が、充電制御回路２へ入力され、電流制限回路４を経
て電池７へ送られ、電池７を充電している。リチウムイ
オン電池７の充電は、図２に示すようにまず定電流充電
を行い、電池電圧がある一定電圧まで達すると（ｔ
１）、定電圧充電に切り替わり、徐々に充電電流が減少
し、点線で示すある充電電流以下で満充電となり、充電
を終了するような充電動作を行っている。
【００２１】定電流充電を制御する目的として、充電制
御回路２から出力された電流を抵抗器９で電圧に変換
し、電圧検出回路（２）６を経て、電流制限回路４を制
御するように構成されている。また、定電圧充電を制御
する目的として、リチウムイオン電池７の電圧を充電制
御回路２の中の定電圧充電制御回路３に取り込み、電流
制限回路４を制御することで、電池電圧を一定に保つよ
うに制御している。
御回路２から出力された電流を抵抗器９で電圧に変換
し、電圧検出回路（２）６を経て、電流制限回路４を制
御するように構成されている。また、定電圧充電を制御
する目的として、リチウムイオン電池７の電圧を充電制
御回路２の中の定電圧充電制御回路３に取り込み、電流
制限回路４を制御することで、電池電圧を一定に保つよ
うに制御している。
【００２２】満充電を検出する回路は、電池７への充電
電流を抵抗器８でその両端電圧に変換し、図３のように
しきい値Ｖｔｈ以下の電圧で、電圧検出回路（１）５か
らの満充電検出信号１１を“Ｌ”→“Ｈ”レベルに変化
するように構成されている。満充電検出信号１１は、負
荷回路１２の構成要素の１つであるＣＰＵ１３へ送ら
れ、ＣＰＵ１３は、ある決まった周期で満充電検出回路
１１のレベルを監視し、“Ｌ”→“Ｈ”レベルを確認す
ると、電池の充電が完了したことを認識し、充電動作制
御信号１５を使って充電動作を停止する役目をしてい
る。また、満充電検出回路１１のレベルが“Ｌ”レベル
を確認すると、電池の充電が必要なことを認識し、充電
制御回路２の動作を開始する。
電流を抵抗器８でその両端電圧に変換し、図３のように
しきい値Ｖｔｈ以下の電圧で、電圧検出回路（１）５か
らの満充電検出信号１１を“Ｌ”→“Ｈ”レベルに変化
するように構成されている。満充電検出信号１１は、負
荷回路１２の構成要素の１つであるＣＰＵ１３へ送ら
れ、ＣＰＵ１３は、ある決まった周期で満充電検出回路
１１のレベルを監視し、“Ｌ”→“Ｈ”レベルを確認す
ると、電池の充電が完了したことを認識し、充電動作制
御信号１５を使って充電動作を停止する役目をしてい
る。また、満充電検出回路１１のレベルが“Ｌ”レベル
を確認すると、電池の充電が必要なことを認識し、充電
制御回路２の動作を開始する。
【００２３】ここで、満充電とは、２次電池を充電する
際、その電池が蓄積可能なエネルギーを全て外部電源か
ら供給された結果を示すもので、化学的には正負の電極
に介在する化学変換媒質が当該電池の仕様特性として定
められた値に変化した状態を示している。また、本２次
電池７については、電池７が所定の飽和電圧に至り且つ
定電圧充電駆動により充電電流が所定のしきい値電流以
下に下がった状態を示している。従って、本充電制御回
路では、満充電検出作用とともに、満充電に至らなくて
も、充電制御回路としても動作するものである。
際、その電池が蓄積可能なエネルギーを全て外部電源か
ら供給された結果を示すもので、化学的には正負の電極
に介在する化学変換媒質が当該電池の仕様特性として定
められた値に変化した状態を示している。また、本２次
電池７については、電池７が所定の飽和電圧に至り且つ
定電圧充電駆動により充電電流が所定のしきい値電流以
下に下がった状態を示している。従って、本充電制御回
路では、満充電検出作用とともに、満充電に至らなくて
も、充電制御回路としても動作するものである。
【００２４】（本実施形態の動作の説明）本実施形態の
動作の詳細を図１、図２、図３を用いて説明する。図１
に示す構成をもった満充電制御回路で充電すると、図２
のように、電池７の電圧がある一定値に満たない時は、
抵抗器９、電圧検出回路（２）６、及び電流制限回路４
によって定電流制御を行う。また、電池７の電圧がある
一定値付近になると、定電圧充電制御回路３の働きで、
電流制限回路４に電流減少を働きかけ、充電電流が徐々
に減少する。充電電流がある一定の充電電流以下、即ち
抵抗器８に発生する電圧があるしきい値電圧Ｖth以下と
なると、電圧検出回路（１）５は、ある電圧以下になっ
た事を検出し、図３に示すように満充電検出信号１１を
“Ｌ”→“Ｈ”にレベルを変化させ、出力をする。ＣＰ
Ｕ１３は、ある一定の周期で満充電検出信号１１のレベ
ルを確認しており、“Ｈ”を認識すると充電動作制御信
号１５より充電制御回路２へ、充電動作の停止を指示
し、充電が完了する。
動作の詳細を図１、図２、図３を用いて説明する。図１
に示す構成をもった満充電制御回路で充電すると、図２
のように、電池７の電圧がある一定値に満たない時は、
抵抗器９、電圧検出回路（２）６、及び電流制限回路４
によって定電流制御を行う。また、電池７の電圧がある
一定値付近になると、定電圧充電制御回路３の働きで、
電流制限回路４に電流減少を働きかけ、充電電流が徐々
に減少する。充電電流がある一定の充電電流以下、即ち
抵抗器８に発生する電圧があるしきい値電圧Ｖth以下と
なると、電圧検出回路（１）５は、ある電圧以下になっ
た事を検出し、図３に示すように満充電検出信号１１を
“Ｌ”→“Ｈ”にレベルを変化させ、出力をする。ＣＰ
Ｕ１３は、ある一定の周期で満充電検出信号１１のレベ
ルを確認しており、“Ｈ”を認識すると充電動作制御信
号１５より充電制御回路２へ、充電動作の停止を指示
し、充電が完了する。
【００２５】［第２の実施形態］本発明の第２の実施形
態を、図４を使って説明する。図４は図１に対して、抵
抗器８の両端に接続されたＳＷ１０と、ＳＷ１０の制御
端子をＣＰＵ１３によってＯＮ／ＯＦＦする制御信号が
追加されている。他の構成は、図１に示した同一符号と
同様であり、重複する説明を省略する。ＳＷ１０がＯＦ
Ｆの場合に、第１の実施形態と同一の動作をして、ＳＷ
１０がＯＮの場合には、電圧検出回路（１）５の動作を
ＯＦＦとして、満充電検出信号１１の制御信号を出力せ
ず、ＣＰＵ１３による充電制御回路２への制御もＯＦＦ
してしまう。ＣＰＵ１３はこのＳＷ１０への制御信号を
一定間隔で出力する。
態を、図４を使って説明する。図４は図１に対して、抵
抗器８の両端に接続されたＳＷ１０と、ＳＷ１０の制御
端子をＣＰＵ１３によってＯＮ／ＯＦＦする制御信号が
追加されている。他の構成は、図１に示した同一符号と
同様であり、重複する説明を省略する。ＳＷ１０がＯＦ
Ｆの場合に、第１の実施形態と同一の動作をして、ＳＷ
１０がＯＮの場合には、電圧検出回路（１）５の動作を
ＯＦＦとして、満充電検出信号１１の制御信号を出力せ
ず、ＣＰＵ１３による充電制御回路２への制御もＯＦＦ
してしまう。ＣＰＵ１３はこのＳＷ１０への制御信号を
一定間隔で出力する。
【００２６】図５に示す様に、ＣＰＵ１３による満充電
検出動作をする場合にのみＳＷ１０をＯＦＦし、抵抗器
８に充電電流分だけの電圧を発生させ、満充電検出信号
１１のレベルの確認を行う。満充電検出動作以外の場合
は、負荷回路１２に供給する電源電圧の変動を抑える為
に、ＳＷ１０をＯＮさせる制御をする。
検出動作をする場合にのみＳＷ１０をＯＦＦし、抵抗器
８に充電電流分だけの電圧を発生させ、満充電検出信号
１１のレベルの確認を行う。満充電検出動作以外の場合
は、負荷回路１２に供給する電源電圧の変動を抑える為
に、ＳＷ１０をＯＮさせる制御をする。
【００２７】このＣＰＵ１３の満充電検出動作時間を制
限し、通常の状態の場合には、負荷回路１２側からみた
電源回路は、抵抗器８がショウトされて、電池７だけと
なり、電源インピーダンスが低下し、負荷回路１２の負
荷状態が変化した場合でも、電池７の電圧に従って、電
源電圧が一定となり、負荷回路１２の種々の動作を安定
にすることができる。
限し、通常の状態の場合には、負荷回路１２側からみた
電源回路は、抵抗器８がショウトされて、電池７だけと
なり、電源インピーダンスが低下し、負荷回路１２の負
荷状態が変化した場合でも、電池７の電圧に従って、電
源電圧が一定となり、負荷回路１２の種々の動作を安定
にすることができる。
【００２８】尚、上記実施形態では、主に電池をリチウ
ムイオン２次電池の満充電制御回路について説明した
が、２次電池は他のニッケルカドミウム２次電池であっ
ても、ニッケル水素電池であってもよく、また、満充電
ばかりでなく、通常の充電制御回路においても適用でき
るものである。
ムイオン２次電池の満充電制御回路について説明した
が、２次電池は他のニッケルカドミウム２次電池であっ
ても、ニッケル水素電池であってもよく、また、満充電
ばかりでなく、通常の充電制御回路においても適用でき
るものである。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、第１の効果として、定
電流充電中は、充電制御回路から出力される電流で制限
をかける為、抵抗器９に発生する電流をモニタし、更に
電池に流れる充電電流のみをモニタ可能な抵抗器８によ
って、満充電検出する際、負荷回路１２の負荷変動して
も、満充電検出信号１１の出力レベルに影響されない
為、満充電検出の誤検出を無くし、充電が完了しても良
い電池の充電状態にもかかわらずまだ充電動作を行って
いるという、著しい充電時間の延長を防止することがで
きる。
電流充電中は、充電制御回路から出力される電流で制限
をかける為、抵抗器９に発生する電流をモニタし、更に
電池に流れる充電電流のみをモニタ可能な抵抗器８によ
って、満充電検出する際、負荷回路１２の負荷変動して
も、満充電検出信号１１の出力レベルに影響されない
為、満充電検出の誤検出を無くし、充電が完了しても良
い電池の充電状態にもかかわらずまだ充電動作を行って
いるという、著しい充電時間の延長を防止することがで
きる。
【００３０】また、第２の効果として、図４にあるＳＷ
１０を、図５の様な制御をＣＰＵ１３で行うことで、第
１の効果である著しい充電時間の延長の防止に加え、Ｃ
ＰＵ１３と周辺回路１４で構成される負荷回路１２と電
池間のインピーダンスを減少でき、ＣＰＵ１３や周辺回
路１４の負荷変動があっても安定した電圧を供給するこ
とができる。
１０を、図５の様な制御をＣＰＵ１３で行うことで、第
１の効果である著しい充電時間の延長の防止に加え、Ｃ
ＰＵ１３と周辺回路１４で構成される負荷回路１２と電
池間のインピーダンスを減少でき、ＣＰＵ１３や周辺回
路１４の負荷変動があっても安定した電圧を供給するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施形態による満充電制御回路のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による満充電制御回路の動
作を説明するグラフである。
作を説明するグラフである。
【図３】本発明の一実施形態による満充電制御回路の動
作を説明するグラフである。
作を説明するグラフである。
【図４】本発明の一実施形態による満充電制御回路のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による満充電制御回路の動
作を説明するタイミングチャートである。
作を説明するタイミングチャートである。
【図６】従来例による満充電制御回路の回路ブロック図
である。
である。
【図７】従来例による満充電制御回路の動作を説明する
グラフである。
グラフである。
１ 充電電流供給部 ２ 充電制御回路 ３ 定電圧充電制限回路 ４ 電流制限回路 ５ 電圧検出回路（１） ６ 電圧検出回路（２） ７ 電池 ８ 抵抗器 ９ 抵抗器 １０ スイッチ １１ 満充電検出信号 １２ 負荷回路 １３ ＣＰＵ １４ 周辺回路 １５ 充電動作制御信号
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月２７日（１９９９．１２．
２７）
２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池の満充電
検出により前記電池への充電電流を制御する充電制御回
路において、前記充電電流を供給する充電電流供給部
と、前記電池への前記充電電流と負荷回路に流れる負荷
電流との合計を検出する第１の検出手段と、前記充電電
流に相当する電圧を検出する第２の検出手段と、前記第
２の検出手段によって前記電池の満充電の度合いを判定
する判断手段と、前記第１の検出手段の検出信号に応じ
て前記充電電流を制御する電流制御回路とを備えたこと
を特徴とする。
検出により前記電池への充電電流を制御する充電制御回
路において、前記充電電流を供給する充電電流供給部
と、前記電池への前記充電電流と負荷回路に流れる負荷
電流との合計を検出する第１の検出手段と、前記充電電
流に相当する電圧を検出する第２の検出手段と、前記第
２の検出手段によって前記電池の満充電の度合いを判定
する判断手段と、前記第１の検出手段の検出信号に応じ
て前記充電電流を制御する電流制御回路とを備えたこと
を特徴とする。
Claims (7)
- 【請求項１】 電池の満充電検出により前記電池への充
電電流を制御する充電制御回路において、 前記充電電流が負荷回路の負荷変動によって変動したこ
とを検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号に応
じて前記充電電流を制御する電流制御回路と、前記電池
から電源電流を供給される負荷回路と、前記負荷回路へ
の前記電源電流を検出する第２の検出手段とを備えたこ
とを特徴とする充電制御回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の充電制御回路におい
て、更に、前記第２の検出手段により検出された前記電
源電流としきい値とを比較して前記しきい値より小さい
ときは前記電池の満充電を判定する電圧検出手段と、前
記電池の電圧を検出する定電圧制御手段とを備えたこと
を特徴とする充電制御回路。 - 【請求項３】 電池の充電検出により前記電池への充電
電流を制御する充電制御回路において、 前記充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充電電
流を制御する電流制御回路と、前記電池に直列に接続さ
れた第１の抵抗と、該第１の抵抗と直列に接続されて他
端を前記充電電流供給部の接地電位に接続する第２の抵
抗と、前記第１の抵抗の両端電圧を検出する第１の電圧
検出回路と、前記第２の抵抗の両端電圧を検出する第２
の電圧検出回路と、前記電池と前記第１の抵抗とにより
負荷電流を供給する負荷回路とを備え、前記第２の電圧
検出回路の制御信号を前記電流制御回路に供給し、前記
第１の電圧検出回路の制御信号により前記電流制御回路
の前記充電電流をオフすることを特徴とする充電制御回
路。 - 【請求項４】 請求項３に記載の充電制御回路におい
て、前記負荷回路には周辺回路とＣＰＵとが備えられ、
前記第１の電圧検出回路の制御信号を前記ＣＰＵに供給
され、前記ＣＰＵからの制御信号により前記電流制御回
路の前記充電電流をオフすることを特徴とする充電制御
回路。 - 【請求項５】 請求項３に記載の充電制御回路におい
て、前記第１の抵抗の両端を短絡するスイッチを設け、
前記スイッチは定期的にオン／オフし、前記スイッチが
オフの場合に前記第１の電圧検出回路の制御信号により
前記電流制御回路の前記充電電流をオフすることを特徴
とする充電制御回路。 - 【請求項６】 請求項４に記載の充電制御回路におい
て、前記第１の抵抗の両端を短絡するスイッチを設け、
前記スイッチは前記ＣＰＵによる満充電検出動作中にオ
ン／オフすることを特徴とする充電制御回路。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
充電制御回路において、前記電池はリチウムイオン電池
であり、充電制御方式は定電流定電圧方式であることを
特徴とする充電制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32196198A JP3231717B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 充電制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32196198A JP3231717B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 充電制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152517A true JP2000152517A (ja) | 2000-05-30 |
| JP3231717B2 JP3231717B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=18138369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32196198A Expired - Fee Related JP3231717B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 充電制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231717B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010501A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | バッテリ状態管理装置 |
| JP2009519698A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-05-14 | エヌエックスピー ビー ヴィ | チャージ・アンド・プレイ回路用のバッテリ完全充電検出 |
-
1998
- 1998-11-12 JP JP32196198A patent/JP3231717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010501A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | バッテリ状態管理装置 |
| JP2009519698A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-05-14 | エヌエックスピー ビー ヴィ | チャージ・アンド・プレイ回路用のバッテリ完全充電検出 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3231717B2 (ja) | 2001-11-26 |
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