JP2000308273A - 充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、充電回路に関し、例えばリチウム
イオンバッテリーの充電装置に適用して、過電圧を防止
して短時間で確実に充電することができるようにする。 【解決手段】 所定の電圧を印加した際に検出されるバ
ッテリー８の充電電流に基づいて、充電の際の目標充電
電圧を切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充電回路に関し、
例えばリチウムイオンバッテリーの充電装置に適用する
ことができる。本発明は、所定の電圧を印加した際に検
出されるバッテリーの充電電流に基づいて、充電の際の
目標充電電圧を切り換えることにより、過電圧を防止し
て短時間で確実に充電することができるようにする。

【０００２】

【従来の技術】従来、リチウムイオンバッテリー等の充
電回路においては、定電流によりバッテリーを充電した
後、定電圧により充電し、バッテリーの充電電流が所定
値になると、保護回路の動作により充電を中止すること
により、過充電を防止して確実に充電するようになされ
ている。

【０００３】すなわち図７は、従来の充電回路を示すブ
ロック図であり、図８は、この充電回路１による充電特
性を示す特性曲線図である。充電回路１においては、例
えば商用電源より所定電圧の直流電源を生成して一次電
源３を形成する。充電回路１は、この一次電源３をトラ
ンジスタ４に入力し、このトランジスタ４の出力を保護
回路５に出力する。これにより充電回路１は、この保護
回路５を介してバッテリー８を充電するようになされて
いる。

【０００４】充電回路１は、この充電の処理において、
トランジスタ４の出力電圧を検出回路６により検出し、
この検出結果に基づいて制御回路７によりトランジスタ
４のベース電圧を制御する。このとき充電回路１は、一
定の電流値による定電流によりバッテリー８の充電を開
始した後、所定の時点ｔ１において、検出回路６で検出
される出力電圧が所定電圧Ｖ１になると、充電のモード
を定電圧による充電に切り換え、これにより充電に要す
る時間を短縮する。

【０００５】保護回路５は、このトランジスタ４より供
給される充電用電源をバッテリー８に供給する。保護回
路５は、この充電用電源のアースラインに、電界効果型
トランジスタ１２Ａ及びダイオード１２Ｂによるスイッ
チ回路１２、電界効果型トランジスタ１３Ａ及びダイオ
ード１３Ｂによるスイッチ回路１３、充電電流検出用の
抵抗１６が順次配置される。

【０００６】保護回路５は、電流検出回路１７により抵
抗１６の両端電位差を検出してバッテリー８の充電電流
を検出すると共に、電圧検出回路１８によりバッテリー
８の端子電圧を検出する。保護回路５は、これら電流検
出回路１７及び電圧検出回路１８の検出結果に基づい
て、制御回路１９によりスイッチ回路１２及び１３をオ
ンオフ制御し、これによりバッテリー８の充電電流が所
定値以下になるとスイッチ回路１２、１３をオフ状態に
切り換えて充電を終了し、さらにはバッテリー８に異常
が発生すると同様にして充電を中止するようになされて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところでバッテリー８
は、充電を一時中止した後に検出される端子電圧（以下
電池電圧と呼ぶ）が、このような充電中に検出される端
子電圧（以下充電電圧と呼ぶ）より低下し、この低下の
程度である充電電圧と電池電圧との電位差ΔＶが充電電
流Ｉに応じて変化する。

【０００８】すなわち図９に示すように、この電位差Δ
Ｖは、充電中にあっては、充電電圧の増大に伴って減少
し、また図１０に示すように、充電電流が大きいと増大
する。

【０００９】これにより充電回路１によるバッテリー８
の充電にあっては、充電電圧が一定電圧に立ち上がって
定電流による充電から定電圧による充電に切り換えた場
合でも、バッテリー８によって、充電の程度が異なり、
場合によっては定電圧による充電に時間を要する場合が
あった。

【００１０】すなわち図１１に定電流から定電圧への切
り換えの時点で充電を中止した場合を拡大して示すよう
に、充電電流が大きな場合には、定電流による駆動から
定電圧による駆動に切り換えて電池電圧が大きく低下
し、この場合は過充電に対して十分に余裕のある時点で
定電流による充電を完了して定電圧による充電を開始す
ることになる。因みに、このように定電圧による充電に
あっては、定電流による場合に比して時間を要し、これ
により全体として充電に要する時間が長くなる問題があ
る。また充電回路の発熱も大きくなる。

【００１１】同様にして図１２に示すように、充電電流
が小さな場合には、定電流による駆動から定電圧による
駆動に切り換えても電池電圧の低下が小さいことによ
り、この場合は過充電に対して限界近くまで定電流によ
る充電を完了して定電圧による充電を開始することにな
る。

【００１２】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、過電圧を防止して短時間で、確実に充電することが
できる充電回路を提案しようとするもののである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項１に係る発明においては、所定の電圧を印加し
た際のバッテリーの充電電流を検出する充電電流検出手
段と、この充電電流検出手段の検出結果に基づいて、目
標充電電圧を設定する目標充電電圧設定手段と、この目
標充電電圧によりバッテリーを充電する充電手段とを備
えるようにする。

【００１４】請求項１に係る構成によれば、所定の電圧
を印加した際のバッテリーの充電電流を検出する充電電
流検出手段と、この充電電流検出手段の検出結果に基づ
いて、目標充電電圧を設定する目標充電電圧設定手段
と、この目標充電電圧によりバッテリーを充電する充電
手段を備えることにより、充電電流検出手段で検出され
る充電電流により充電電圧と電池電圧との電位差を補う
ように目標充電電圧を設定してバッテリーを充電するこ
とができる。これにより過電圧を有効に回避して、短い
時間で、確実に充電することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００１６】（１）第１の実施の形態 （１−１）第１の実施の形態の構成 図１は、本発明の第１の実施の形態に係る充電回路を示
すブロック図である。この充電回路２１において、図７
について上述した充電回路１と同一の構成は、対応する
符号を付して示し、重複した説明は省略する。

【００１７】この充電回路２１は、トランジスタ４を介
して一次電源３の電力を保護回路２３に出力し、この保
護回路２３を介してバッテリー８を充電する。充電回路
２１において、検出回路２２は、このトランジスタ４の
出力電圧を検出し、検出結果を制御回路２４に出力す
る。

【００１８】制御回路２４は、保護回路２３に内蔵の制
御回路２５の制御によりトランジスタ４のベース電圧を
制御し、これにより１次電源３による電力を所定の特性
により保護回路２３に出力する。すなわち制御回路２４
は、保護回路２３に配置された電流検出回路３２からバ
ッテリー８への充電電流の流入開始が通知される前にあ
っては、所定の初期条件により一次電源３の電力を保護
回路２３に出力するように、トランジスタ４のベース電
圧を所定電圧に保持する。ここでこの初期条件は、バッ
テリー８に対して過電圧とならない範囲で、制御回路２
４で設定される所定の直流電圧であり、これにより制御
回路２４は、一次電源３、バッテリー８が接続されてて
充電が開始されると、初期条件による充電電流を保護回
路２３で検出できるようになされている。

【００１９】さらに制御回路２４は、バッテリー８への
充電電流の流入開始が通知されると、所定のモードによ
りバッテリー８の充電を開始する。ここで制御回路２４
は、このバッテリー８の充電を開始した後、バッテリー
８の端子電圧（充電電圧である）が所定の切り換え電圧
になって制御回路２５より動作の切り換えが指示される
までの間、検出回路２２で検出される電圧検出結果を基
準にして定電流駆動により一次電源３の電力を保護回路
２３に出力する。さらに動作の切り換えが制御回路２５
より指示されると、同様に検出回路２２の検出結果を基
準にして定電圧により電力を出力する。

【００２０】制御回路２４は、保護回路２３に配置され
た切替回路３３の指示により、充電開始時の初期条件で
検出されるバッテリー８の充電電流が一定値以上の場合
（以下４．３〔Ｖ〕モードと呼ぶ）と一定値以下の場合
（以下４．２〔Ｖ〕モードと呼ぶ）とで、この定電流駆
動による充電電流を切り換える。また保護回路２３に配
置した制御回路２５の制御により、同様にして、定電流
駆動から定電圧駆動に動作が切り換えられる。

【００２１】この条件により図２に示すように、制御回
路２４は、初期条件で検出された充電電流が所定のしき
い値電流ＩＴＨより大きい場合、充電電流を比較的大電
流ＩＨに設定するのに対し、初期条件で検出された充電
電流が所定のしきい値電流ＩＴＨより小さい場合、充電
電流値を小電流ＩＬに設定してバッテリー８を充電す
る。なおここでこの実施の形態において、電流ＩＬは、
電流ＩＨの約４０〔％〕の電流値である。これにより制
御回路２４は、一定の電圧を印加して検出される充電電
流に応じて定電流駆動による充電電流を切り換え、充電
時間を短縮可能なバッテリーについては、充電時間を短
縮するようになされている。

【００２２】さらに制御回路２４は、充電電流がしきい
値電流ＩＴＨより大きい場合、充電電流がしきい値電流
ＩＴＨより小さい場合に比して、充電電圧が所定電圧だ
け高い電圧になった時点で、定電流駆動から定電圧駆動
に動作が切り換えられる。ここで充電電流がしきい値電
流ＩＴＨより小さい場合、この動作切り換え時の充電電
圧である切り換え電圧ＶＬは、図７について上述した充
電回路１における切り換え電圧と等しく、この実施の形
態では４．２〔Ｖ〕に設定される。これに対してこれら
充電電流がしきい値電流ＩＴＨより大きい場合の切り換
え電圧ＶＨは、この低電圧ＶＬによる切り換え電圧より
０．１〔Ｖ〕だけ高い４．３〔Ｖ〕に設定され、この
０．１〔Ｖ〕の電位差が、図９について上述した充電電
圧と電池電圧との電位差に対応するようになされてい
る。かくするにつき、この実施の形態においては、この
切り換え電圧ＶＨ、ＶＬが充電の目標である目標充電電
圧を構成するようになされている。

【００２３】これに対して保護回路２３において、電圧
検出回路２９は、バッテリー８の端子電圧を検出して検
出結果を出力する。電圧補正回路３０及び高電圧モード
回路３１は、この電圧検出回路２９より出力される電圧
検出結果を補正して出力することにより、バッテリー８
の端子電圧が４．３〔Ｖ〕のときに、バッテリー８の端
子電圧が４．２〔Ｖ〕のときに電圧検出回路２９より出
力される電圧検出結果と等しい電圧を出力する。

【００２４】電流検出回路３２は、充電電流検出用の抵
抗１６の両端電位差を検出することにより、充電開始時
の初期条件において、バッテリー８の充電電流を検出
し、この検出結果を切替回路３３に出力する。また電流
検出回路３２は、充電中においては、同様にして充電電
流を検出し、この検出結果を制御回路２５に出力する。
なお電流検出回路３２は、抵抗１６の両端電位差よりバ
ッテリー８への充電電流の供給が開始されると、制御回
路２４、２５に通知するようになされている。

【００２５】切替回路３３は、充電開始時の初期条件に
おいて、電流検出回路３２より検出される充電電流検出
結果に応じて、スイッチ回路３４の接点を切り換え制御
する。すなわち切替回路３３は、充電電流がしきい値電
流ＩＴＨより大きい場合、高電圧モード回路３１の出力
信号を選択して制御回路２５に入力するのに対し、充電
電流がしきい値電流ＩＴＨより小さい場合、電圧検出回
路２９の出力信号を選択して制御回路２５に出力する。
なお切替回路３３は、スイッチ回路３４に加えて、制御
回路２５にもスイッチ回路３４の切り換えを通知し、こ
れにより制御回路２４において、初期状態で検出した充
電電流に応じて、定電流による充電の際の充電電流を切
り換えることができるようになされている。

【００２６】制御回路２５は、スイッチ回路３４の出力
信号に基づいて、制御回路２４の動作を切り換える。こ
れにより制御回路２５は、スイッチ回路３４において、
電圧検出回路２９の出力信号が選択されている場合、こ
の出力信号に基づいて動作を切り換え制御することによ
り、バッテリー８の端子電圧である充電電圧が４．２
〔Ｖ〕になると、定電流による充電から定電圧による充
電に動作モードを切り換え制御する。またこれとは逆に
スイッチ回路３４において、高電圧モード回路３１の出
力信号が選択されている場合、この高電圧モード回路３
１の出力信号に基づいて動作を切り換えることにより、
バッテリー８の充電電圧が４．３〔Ｖ〕になると、定電
流による充電から定電圧による充電に動作モードを切り
換え制御する。

【００２７】さらに制御回路２５は、この定電流により
バッテリー８を充電する期間の間、間欠的にスイッチ回
路１２、１３をオンオフ制御する。これにより制御回路
２５は、充電電流を間欠的にバッテリー８に供給して短
時間で充電するようになされている。

【００２８】さらに制御回路２５は、この定電流による
充電から定電圧による充電に動作モードを切り換えた後
においては、電流検出回路３２で検出される充電電流が
所定値以下になると、スイッチ回路１２及び１３をオフ
状態に切り換え、これにより充電の処理を終了する。な
お制御回路２５は、間欠的な定電流による充電時、定電
圧による充電時において、電流検出回路３２で検出され
る充電電流が異常に高い場合、スイッチ回路１２及び１
３をオフ状態に切り換え、これによりバッテリー８の損
傷等を防止する。

【００２９】（１−２）第１の実施の形態の動作 以上の構成において、この充電回路２１においては（図
１）、バッテリー８及び一次電源３が接続されると、動
作を開始し電流検出回路３２で充電電流が検出される。

【００３０】すなわち図３にこの充電回路２１の処理手
順を示すように、充電回路２１においては、バッテリー
８又は一次電圧３が接続されると動作を開始し、ステッ
プＳＰ１からステップＳＰ２に移る。ここで充電回路２
１は、バッテリー８、一次電源３が共に接続されている
場合には、バッテリー８に対して過電圧とならない範囲
の直流電圧がトランジスタ４より出力され、バッテリー
８に印加される。

【００３１】充電回路２１は、ステップＳＰ２におい
て、この初期条件による充電電流が電流検出回路３２で
検出されて動作モードが検出され、続くステップＳＰ３
において、この電流の極性により充電開始か否か判断さ
れる。ここで否定結果が得られると、充電回路２１は、
ステップＳＰ２に戻るのに対し、肯定結果が得られる
と、ステップＳＰ４に移り、充電の開始が制御回路２
４、２５に通知され、またこの充電電流の値が切替回路
３３に通知される。

【００３２】続いて充電回路２１は、ステップＳＰ５に
おいて、切替回路３３によりこの充電電流が判定される
ことにより、充電電流が一定値以下の場合である４．２
〔Ｖ〕モードの場合には、ステップＳＰ６に移り、この
４．２〔Ｖ〕モードの設定により充電の処理が実行され
た後、ステップＳＰ７に移ってこの処理手順を終了す
る。

【００３３】すなわちこの４．２〔Ｖ〕モードの場合に
は、切替回路３３からの指示による制御回路２４の制御
により、小さな充電電流による間欠的な定電流駆動によ
りバッテリー８の充電が開始される（図２）。さらにス
イッチ回路３４の設定が電圧検出回路２９側に切り換え
られ、このスイッチ回路３４の出力信号による制御回路
２５の指示により、電圧検出回路２９を介して検出され
るバッテリー８の充電電圧が４．２〔Ｖ〕になると、制
御回路２４により制御されて、４．２〔Ｖ〕の定電圧駆
動による充電に動作が切り換えられ、充電電流が所定値
以下になると、充電を終了する。

【００３４】この場合バッテリー８においては、所定電
圧を印加した際の充電電流が小さいことにより、充電電
圧と電池電圧との電位差も小さく、これにより４．２
〔Ｖ〕の充電電圧を目標にして間欠的な定電流駆動によ
り充電して、過電圧を防止することができる。またその
後、４．２〔Ｖ〕の充電電圧による定電圧により充電し
て、この場合も過電圧を防止でき、さらには最終的に確
実に充電することができる。

【００３５】これに対して充電電流が一定値以上の場合
である４．３〔Ｖ〕モードの場合には、ステップＳＰ５
からステップＳＰ８に移り、この４．３〔Ｖ〕モードの
設定により充電の処理が実行された後、ステップＳＰ７
に移ってこの処理手順を終了する。

【００３６】すなわちこの４．３〔Ｖ〕モードの場合に
は、切替回路３３からの指示による制御回路２４の制御
により、大きな充電電流による間欠的な定電流駆動によ
りバッテリーの充電が開始され（図２）、これにより短
時間でバッテリー８が充電される。さらにスイッチ回路
３４の設定が高電圧モード回路３１側に切り換えられ、
このスイッチ回路３４の出力信号による制御回路２５の
指示により、電圧検出回路２９を介して検出されるバッ
テリー８の充電電圧が４．３〔Ｖ〕になると、制御回路
２４により制御されて、４．２〔Ｖ〕の定電圧駆動によ
る充電に動作が切り換えられ、充電電流が所定値以下に
なると、充電を終了する。

【００３７】この場合バッテリー８においては、所定電
圧を印加した際の充電電流が大きいことにより、充電電
圧と電池電圧との電位差も大きく、これにより４．３
〔Ｖ〕の充電電圧を目標にして間欠的な定電流駆動によ
り充電して、過電圧を防止することができ、さらに短い
時間により充電することができる。またその後、４．２
〔Ｖ〕の充電電圧による定電圧により充電して、この場
合も過電圧を防止でき、さらには最終的に短い時間で確
実に充電することができる。

【００３８】これらにより充電回路２１においては、過
電圧を防止して短い時間により確実にバッテリー８を充
電する。

【００３９】（１−３）第１の実施の形態の効果 以上の構成によれば、一定の電圧を印加して検出される
充電電流に応じて、定電流による充電からから定電圧に
よる充電に動作を切り換える切り換え電圧である目標充
電電圧を切り換えることにより、過電圧を未然に防止し
て短時間で充電することができ、さらには確実に充電す
ることができる。

【００４０】またこの定電流の充電において、併せて充
電電流を切り換えることによっても、充電に要する時間
を短縮することができる。

【００４１】（２）第２の実施の形態 （２−１）第２の実施の形態の構成 図４は、第２の実施の形態に係る充電回路を示すブロッ
ク図である。この充電回路４１において、図１について
上述した充電回路２１と同一の構成は、対応する符号を
付して示し、重複した説明は省略する。

【００４２】この充電回路４１において、制御回路４４
は、図１について上述した制御回路２４と同様に、保護
回路４３に配置された電流検出回路４６からバッテリー
８への充電電流の流入開始が通知される前にあっては、
初期条件により一次電源３の電力を保護回路２３に出力
するように、トランジスタ４のベース電圧を所定電圧に
保持する。

【００４３】さらに制御回路４４は、電流検出回路４６
からバッテリー８への充電電流の流入開始が通知された
後にあっては、図５に示すように、制御回路４５より動
作の切り換えが所定の時点ｔ１で指示されるまでの間、
定電流駆動により一次電源３の電力を保護回路４３に出
力する。さらに時点ｔ１で動作の切り換えが制御回路２
５より指示されると、検出回路２２の検出結果を基準に
して定電圧により電力を出力する。

【００４４】この定電圧による充電への動作の切り換え
の際に、制御回路４４は、制御回路４５からの通知によ
り、充電開始時の初期条件で検出されるバッテリー８の
充電電流が一定値以上の場合、充電電圧が４．３〔Ｖ〕
になると動作が切り換えられるのに対し、これとは逆に
一定電圧以下の場合、充電電圧が４．２〔Ｖ〕になると
動作が切り換えられる。これにより充電回路４１は、過
電圧を防止して短時間で充電を完了するようになされて
いる。

【００４５】さらに制御回路４４は、このようにして
４．３〔Ｖ〕の定電圧によるバッテリー８の充電を開始
した後、所定の時点ｔ２で制御回路４５より充電電圧の
低下が指示されると、充電電圧を所定電圧ＶＬに低下す
る。以下、このように定電圧による充電の際に充電電圧
を切り換えるモードをスイッチモードと呼び、定電圧に
よる充電の際に充電電圧を切り換ないモードを定電圧モ
ードと呼ぶ。

【００４６】ここでこの実施の形態において、十分に充
電された状態におけるバッテリー８の電池電圧が４．２
〔Ｖ〕であり、充電開始時の初期条件で検出されるバッ
テリー８の充電電流が一定値以上の場合、この電池電圧
と等しい充電電圧ＶＨ（４．３〔Ｖ〕）により定電圧に
よる充電が開始される。さらに制御回路４５より電圧の
低下が指示されると、その後充電電圧を４．２〔Ｖ〕に
立ち下げるようになされている。これによっても充電回
路４１は、過電圧を防止し、また確実に充電できるよう
になされている。

【００４７】保護回路４３において、電流検出回路４６
は、充電電流検出用の抵抗１６の両端電位差を検出する
ことにより、充電開始時の初期条件において、バッテリ
ー８の充電電流を検出し、この検出結果を切替回路３３
に出力する。また電流検出回路４６は、充電中において
は、同様にして充電電流を検出し、この検出結果を電流
低下検出回路４７に通知する。なお電流検出回路４６
は、抵抗１６の両端電位差よりバッテリー８への充電電
流の供給が開始されると、制御回路４４、４５に通知す
るようになされている。

【００４８】電流低下検出回路４７は、充電の終了が近
づいて充電電流が所定の電流値ＩＴＨ以下になると（図
５）、充電電圧の切り換えを指示する制御信号を電圧検
出回路４９に出力する。電圧検出回路４９は、バッテリ
ー８の端子電圧を検出して検出結果を出力する。さらに
電圧検出回路４９は、電流低下検出回路４７より制御信
号が入力されると、電圧検出結果の信号レベルを切り換
え、これにより制御回路４５に制御回路４４による充電
電圧の立ち下げを指示する。

【００４９】定電圧モード回路５０は、電圧検出回路４
９の出力信号を所定の分圧比により分圧し、定電圧モー
ドにおいて、その結果得られる分圧信号をスイッチ回路
３４を介して制御回路４５に出力する。これにより定電
圧モード回路５０は、バッテリー８の充電電圧を制御回
路４５に通知する。

【００５０】これに対してスイッチモード回路５１は、
電圧検出回路４９の出力信号を所定の分圧比により分圧
し、スイッチモードにおいて、その結果得られる分圧信
号をスイッチ回路３４を介して制御回路４５に出力す
る。これによりスイッチモード回路５１は、バッテリー
８の充電電圧、さらに充電電圧の切り換えのタイミング
を制御回路４５に通知する。

【００５１】切替回路５２は、充電開始時の初期条件に
おいて、電流検出回路４６より検出される充電電流検出
結果に応じて、スイッチ回路３４の接点を切り換え制御
する。すなわち切替回路５２は、この充電電流がしきい
値電流ＩＴＨより大きい場合、スイッチモード回路５１
の出力信号を選択して制御回路４５に入力するのに対
し、充電電流がしきい値電流ＩＴＨより小さい場合、定
電圧モード回路５０の出力信号を選択して制御回路４５
に出力する。

【００５２】制御回路４５は、スイッチ回路３４の出力
信号に基づいて、制御回路４４の動作を切り換える。す
なわち制御回路４５は、スイッチ回路３４において、定
電圧モード回路５０の出力信号が選択されている場合、
バッテリー８の端子電圧である充電電圧が４．２〔Ｖ〕
になるまでの間、定電流によりバッテリー８を充電する
ように制御回路４４の動作を制御し、バッテリー８の端
子電圧が４．２〔Ｖ〕になると、定電流による充電から
定電圧による充電に動作モードを切り換え制御する。

【００５３】これに対してスイッチ回路３４において、
スイッチモード回路５１の出力信号が選択されている場
合、バッテリー８の充電電圧が４．３〔Ｖ〕になるまの
で間、定電流によりバッテリー８を充電するように制御
回路４４の動作を制御し、バッテリー８の端子電圧が
４．３〔Ｖ〕になると、定電流による充電から定電圧に
よる充電に動作モードを切り換え制御する。さらに制御
回路４５は、この場合、電流低下検出回路４７で充電電
流の低下が検出されるまでの間、４．３〔Ｖ〕の充電電
圧による充電を制御回路４４に指示し、電流低下検出回
路４７で充電電流の低下が検出されると、充電電圧を
４．２〔Ｖ〕に切り換えるように、制御回路４４を制御
する。

【００５４】さらに制御回路４５は、この定電流により
バッテリー８を充電する期間の間、間欠的にスイッチ回
路１２、１３をオンオフ制御し、これにより充電電流を
間欠的にバッテリー８に供給して短時間で充電するよう
になされている。

【００５５】さらに制御回路４５は、この定電流による
充電から定電圧による充電に動作モードを切り換えた後
においては、電流検出回路３２で検出される充電電流が
所定値以下になると、スイッチ回路１２及び１３をオフ
状態に切り換え、これにより充電の処理を終了する。な
お制御回路４５は、間欠的な定電流による充電時、定電
圧による充電時において、電流検出回路３２で検出され
る充電電流が異常に高い場合、スイッチ回路１２及び１
３をオフ状態に切り換え、これによりバッテリー８の損
傷等を防止する。

【００５６】（２−２）第２の実施の形態の動作 以上の構成において、この充電回路４１においては（図
４）、バッテリー８又は一次電源３が接続されると、動
作が開始され電流検出回路４６で電流が検出される。

【００５７】すなわち図６にこの充電回路４１の処理手
順を示すように、充電回路４１においては、ステップＳ
Ｐ１１からステップＳＰ１２に移り、バッテリー８、一
次電源３が共に接続されている場合には、バッテリー８
に対して過電圧とならない範囲の直流電圧がトランジス
タ４より出力され、バッテリー８に印加される。

【００５８】充電回路４１は、ステップＳＰ１２におい
て、この初期条件による充電電流が電流検出回路４６で
検出されて動作モードが検出され、続くステップＳＰ１
３において、この電流の極性により充電開始か否か判断
される。ここで否定結果が得られると、充電回路４１
は、ステップＳＰ１２に戻るのに対し、肯定結果が得ら
れると、ステップＳＰ１４に移り、充電の開始が制御回
路４５に通知され、またこの充電電流の値が切替回路５
２に通知される。

【００５９】続いて充電回路４１は、ステップＳＰ１５
において、切替回路５２によりこの充電電流が判定され
ることにより、充電電流が一定値以下の場合には、ステ
ップＳＰ１６に移り、定電圧モードの設定により充電の
処理が実行された後、ステップＳＰ１７に移ってこの処
理手順を終了する。

【００６０】すなわちこの定電圧モードの場合には、制
御回路４４の制御により、所定の充電電流による間欠的
な定電流駆動によりバッテリー８の充電が開始される
（図５）。さらに制御回路４５の指示により、電圧検出
回路４９を介して検出されるバッテリー８の充電電圧が
４．２〔Ｖ〕になると、４．２〔Ｖ〕の定電圧駆動によ
る充電に動作が切り換えられ、充電電流が所定値以下に
なると、充電を終了する。

【００６１】この場合バッテリー８においては、所定電
圧を印加した際の充電電流が小さいことにより、充電電
圧と電池電圧との電位差も小さく、これにより４．２
〔Ｖ〕の充電電圧を目標にして間欠的な定電流駆動によ
り充電して、過電圧を防止することができる。またその
後、４．２〔Ｖ〕の充電電圧による定電圧により充電し
て、この場合も過電圧を防止でき、さらには最終的に確
実に充電することができる。

【００６２】これに対して充電電流が一定値以上の場
合、ステップＳＰ１５からステップＳＰ１８に移り、ス
イッチモードの設定により充電の処理が実行された後、
ステップＳＰ１７に移ってこの処理手順を終了する。

【００６３】すなわちこのスイッチモードの場合には、
定電圧モードにおける場合と同一値である充電電流によ
る間欠的な定電流駆動によりバッテリー８の充電が開始
され（図５）、バッテリー８の充電電圧が４．３〔Ｖ〕
になると、制御回路４５により制御されて、４．３
〔Ｖ〕の定電圧駆動による充電に動作が切り換えられ
る。さらにこの状態で、電流低下検出回路４７で充電電
流の低下が検出されると、充電電圧が４．２〔Ｖ〕に切
り換えられ、充電電流が所定値以下になると、充電を終
了する。

【００６４】この場合バッテリー８においては、所定電
圧を印加した際の充電電流が大きいことにより、充電電
圧と電池電圧との電位差も大きく、これにより４．３
〔Ｖ〕の充電電圧を目標にした間欠的な定電流駆動によ
り充電して、過電圧を防止することができ、さらに短い
時間により充電することができる。またその後、４．３
〔Ｖ〕の充電電圧による定電圧により充電した後、４．
２〔Ｖ〕の定電圧による充電により、この場合も過電圧
を防止でき、さらには短時間で確実に充電することがで
きる。

【００６５】（２−２）第２の実施の形態の効果 以上の構成によれば、定電圧による充電電圧を目標充電
電圧に設定して、充電電流によりこの目標充電電圧を切
り換えるようにしても、第１の実施の形態と同様の効果
を得ることができる。

【００６６】（３）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、一定電圧を印加して
検出される充電電流を基準にして充電目標電圧を切り換
える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、併
せて放電電流を基準にして充電目標電圧を切り換えるよ
うにしてもよい。すなわち充電電圧と電池電圧との電位
差に相違がある場合でも、実質的に電池の容量が等しい
場合があり、この場合、充電電流によってこの電位差が
変化する。この場合でも一定の負荷を接続して大電流に
よる放電電流を検出すれば、充電電圧と電池電圧との電
位差に相違がある場合でも、電池の容量を検出すること
ができる。従ってこのような検出方法を併せて採用する
ようにすれば、過電圧を防止して、さらに一段と高い精
度によりバッテリーを充電することができる。

【００６７】また上述の実施の形態においては、定電流
駆動によりバッテリーを充電した後、定電圧駆動に動作
を切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、定電流駆動によりバッテリーの充電を開始して終
了する場合、定電圧駆動によりバッテリーの充電を開始
して終了する場合等にも広く適用することができる。

【００６８】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定の電
圧を印加した際に検出されるバッテリーの充電電流に基
づいて、充電の際の目標充電電圧を切り換えることによ
り、過電圧を防止して短時間で確実に充電することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係る充電回路を示す
ブロック図である。

【図２】図１の充電回路の動作の説明に供する特性曲線
図である。

【図３】図１の充電回路の動作の説明に供するフローチ
ャートデある。

【図４】第２の実施の形態に係る充電回路を示すブロッ
ク図である。

【図５】図２の充電回路の動作の説明に供する特性曲線
図である。

【図６】図２の充電回路の動作の説明に供するフローチ
ャートデある。

【図７】従来の充電回路を示すブロック図である。

【図８】図７の充電回路の動作の説明に供する特性曲線
図である。

【図９】充電電圧と電池電圧との関係を示す特性曲線図
である。

【図１０】充電電流と充電電圧及び電池電圧の電位差と
の関係を示す特性曲線図である。

【図１１】定電流による充電により充電を中止した場合
の電池電圧を示す特性曲線図である。

【図１２】図１１との対比により充電電流が小さい場合
を示す特性曲線図である。

【符号の説明】

１、２１、４１……充電回路、３……一次電源、７、１
９、２４、２５、４４、４５……制御回路、８……バッ
テリー、１７、３２、４６……電流検出回路、１８、２
９、４９……電圧検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丈井 敏孝 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CA03 CA14 CC07 5H030 AA10 AS20 BB02 BB03 BB04 FF42 FF43

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の電圧を印加した際のバッテリーの充
   電電流を検出する充電電流検出手段と、 前記充電電流検出手段の検出結果に基づいて、目標充電
   電圧を設定する目標充電電圧設定手段と、 前記目標充電電圧を基準にして前記バッテリーを充電す
   る充電手段とを備えることを特徴とする充電回路。
2. 【請求項２】前記充電手段は、 充電電流を一定値に保持して前記バッテリーを充電した
   後、充電電圧を一定値に保持して前記バッテリーを充電
   し、 前記目標充電電圧が、 前記充電電流を一定値に保持した前記バッテリーの充電
   から、前記充電電圧を一定値に保持した前記バッテリー
   の充電に動作を切り換える前記バッテリーの充電電圧で
   あることを特徴とする請求項１に記載の充電回路。
3. 【請求項３】前記充電手段は、 前記充電電流検出手段の検出結果に基づいて、前記充電
   電流を一定値に保持した前記バッテリーの充電時におけ
   る充電電流を設定することを特徴とする請求項２に記載
   の充電回路。
4. 【請求項４】前記充電手段は、 前記充電電流を一定値に保持した前記バッテリーの充電
   において、間欠的に前記充電電流を供給することを特徴
   とする請求項２に記載の充電回路。
5. 【請求項５】前記充電手段は、 充電電流を一定値に保持して前記バッテリーを充電した
   後、充電電圧を一定値に保持して前記バッテリーを充電
   し、 前記目標充電電圧が、 前記充電電圧を一定値に保持した前記バッテリーの充電
   の際の、該充電電圧であることを特徴とする請求項１に
   記載の充電回路。
6. 【請求項６】前記充電手段は、 前記充電電流を一定値に保持した前記バッテリーの充電
   において、間欠的に前記充電電流を供給することを特徴
   とする請求項５に記載の充電回路。