JP2001169474A - Secondary battery charging device and battery pack with charge-controlling function using the same - Google Patents

Secondary battery charging device and battery pack with charge-controlling function using the same

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JP2001169474A
JP2001169474A JP34294199A JP34294199A JP2001169474A JP 2001169474 A JP2001169474 A JP 2001169474A JP 34294199 A JP34294199 A JP 34294199A JP 34294199 A JP34294199 A JP 34294199A JP 2001169474 A JP2001169474 A JP 2001169474A
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JP
Japan
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pulse
charging
battery
voltage
charge
Prior art date
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JP34294199A
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Japanese (ja)
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Masaru Noda
勝 野田
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Hitachi Ltd
Maxell Holdings Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reasonable charging device that integrates a current controlling circuit for pulse-charging with a constant current as switching control systems including pulse width modulation PWM and pulse frequency modulation PFM, and to provide a battery pack with a charge-controlling function using the device. SOLUTION: A switching converter in a charging circuit operates in accordance with both pulses outputted from the PWM or PFM means and from a pulse-charging on/off controlling means. The PWM or PFM means controls the charging current value so that it becomes a given value. The pulse-charging on/off controlling means keeps the pulse charging turned on until the battery voltage reaches a charge-stopping voltage, turns off the pulse charging when it reaches the charge-stopping voltage, and turns on the pulse charging again when it drops to a charge-resuming voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は二次電池の充電装置
とそれを用いた充電制御機能付き電池パックに関し、特
にパルス充電装置におけるパルス電流制御と電池電圧制
御を統合的に制御した充電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device for a secondary battery and a battery pack having a charge control function using the same, and more particularly to a charging device in which pulse current control and battery voltage control in a pulse charging device are integrally controlled. .

【0002】[0002]

【従来の技術】二次電池を急速充電する方法として、所
定の上限電圧まで定電流充電した後、該上限電圧に規制
して定電圧充電する方法が一般に知られている。この方
法では、原理的には定電流充電する充電電流を大きくす
ることで満充電に要する時間を短縮できるが、実際には
電池性能の劣化を回避する観点から充電電流をそれほど
大きくできず、充電時間の大幅短縮は望めない。
2. Description of the Related Art As a method of rapidly charging a secondary battery, there is generally known a method of charging a constant current up to a predetermined upper limit voltage and then charging the battery at a constant voltage while regulating the upper limit voltage. In this method, in principle, the time required for full charging can be reduced by increasing the charging current for constant current charging, but in practice, the charging current cannot be increased so much from the viewpoint of avoiding deterioration of battery performance. We cannot expect a significant reduction in time.

【0003】これを改善する方法として、充電と充電休
止を繰り返すパルス充電方法が特開平7−105983
号公報に開示されている。同公報によれば、この方法で
は充電の後に充電休止期間を設けるので、比較的大きな
充電電流で充電しても電池性能の劣化が起こりにくく、
結果的に、短時間で充電を完了できるとしている。同公
報は更に、充電と充電休止を切り換えるスイッチ素子を
電池パックに元々内蔵する過充電保護スイッチと兼用す
ることで、このようなパルス充電回路を簡略に構成でき
るとしている。
As a method for improving this, a pulse charging method in which charging and charging suspension are repeated is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-105983.
No. 6,086,045. According to the publication, in this method, a charging suspension period is provided after charging, so that even if charging is performed with a relatively large charging current, deterioration of battery performance hardly occurs,
As a result, charging can be completed in a short time. The publication further discloses that such a pulse charging circuit can be simply configured by using a switch element for switching between charging and charging pause also as an overcharge protection switch originally built in the battery pack.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術は、充
電時間の短縮の観点ではパルス充電方式によりその効果
を期待できる。しかし、充電回路の簡略化の観点では、
パルス充電のためのスイッチ素子を過充電保護スイッチ
と兼用することによる効果があるものの、定電流でパル
ス充電するための電流制御回路が別途必要であり、更な
る改善が必要である。
In the above-mentioned prior art, the effect can be expected by the pulse charging system from the viewpoint of shortening the charging time. However, from the viewpoint of simplification of the charging circuit,
Although there is an effect by using the switch element for pulse charging also as the overcharge protection switch, a current control circuit for pulse charging with a constant current is separately required, and further improvement is required.

【0005】そこで本発明が対象とする課題は、上記従
来技術に加えて、定電流でパルス充電するための電流制
御回路をパルス幅変調(PWM)又はパルス周波数変調
(PFM)等のスイッチング制御方式としてパルス充電
のためのスイッチ制御に統合して構築することで、より
合理化された充電装置を提供することと、更に、それを
用いた充電制御機能付き電池パックを提供することであ
る。
[0005] Therefore, an object of the present invention is to provide a current control circuit for pulse-charging with a constant current in addition to the above-mentioned conventional technology, in which a switching control method such as pulse width modulation (PWM) or pulse frequency modulation (PFM) is used. The present invention is to provide a more streamlined charging device by integrating and constructing a switch control for pulse charging, and to further provide a battery pack with a charge control function using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による充電装置
は、二次電池と、スイッチングコンバータと、電池電流
検出手段と、電池電圧検出手段と、パルス幅変調又はパ
ルス周波数変調手段と、パルス充電オン/オフ制御手段
と、スイッチ駆動手段とを備える。スイッチングコンバ
ータは、直流電源から与えられる電圧を、該二次電池を
充電するのに適当な電圧にスイッチ素子にて変換する方
式のコンバータである。該パルス幅変調又はパルス周波
数変調手段は、該電池電流検出手段で検出された電池電
流値が所定の値になるようにパルス幅変調又はパルス周
波数変調したパルスを出力する。該パルス充電オン/オ
フ制御手段は、該電池電圧検出手段で検出された電池電
圧値が所定の充電停止電圧に達するまではパルス充電を
オンさせるパルスレベルを出力し、該電池電圧値が該充
電停止電圧に達するとパルス充電をオフさせるパルスレ
ベルに出力を遷移させ、該電池電圧値が所定の充電再開
電圧に下がると再びパルス充電をオンさせるパルスレベ
ルを出力する。該スイッチ駆動手段は、該パルス幅変調
又はパルス周波数変調手段から出力されるパルスと、該
パルス充電オン/オフ制御手段から出力されるパルス充
電のオン/オフパルスの双方のパルスに従って該スイッ
チングコンバータのスイッチ素子を駆動する。
A charging apparatus according to the present invention comprises a secondary battery, a switching converter, a battery current detecting means, a battery voltage detecting means, a pulse width modulation or a pulse frequency modulation means, and a pulse charging ON. / Off control means and switch driving means. The switching converter is a converter of a type in which a voltage supplied from a DC power supply is converted to a voltage suitable for charging the secondary battery by a switch element. The pulse width modulation or pulse frequency modulation means outputs pulses subjected to pulse width modulation or pulse frequency modulation such that the battery current value detected by the battery current detection means becomes a predetermined value. The pulse charge on / off control means outputs a pulse level for turning on the pulse charge until the battery voltage value detected by the battery voltage detection means reaches a predetermined charge stop voltage. When the battery voltage reaches the stop voltage, the output is shifted to a pulse level for turning off the pulse charging, and when the battery voltage value falls to a predetermined charging restart voltage, a pulse level for turning on the pulse charging is output again. The switch driving unit is configured to switch the switching converter according to both a pulse output from the pulse width modulation or pulse frequency modulation unit and a pulse charging on / off pulse output from the pulse charging on / off control unit. Drive the element.

【0007】また本発明の充電制御機能付き電池パック
は、二次電池と、パルス充電制御機能と、過放電保護機
能と、過充電保護機能とを備える。該パルス充電制御機
能は、充電電流を供給するスイッチングコンバータと、
該スイッチングコンバータをパルス駆動して充電電流を
制御するパルス幅変調又はパルス周波数変調手段と、二
次電池の電圧が充電停止電圧に達したときに充電をオフ
させ、該電池電圧が充電再開電圧まで低下したときに充
電をオンさせるように作動するパルス充電オン/オフ制
御手段とを有する。そして、該過放電保護機能のスイッ
チ素子及び該過充電保護機能のスイッチ素子の少なくと
も一方を、該スイッチングコンバータのスイッチ素子と
兼用する。
A battery pack with a charge control function according to the present invention has a secondary battery, a pulse charge control function, an overdischarge protection function, and an overcharge protection function. The pulse charge control function includes a switching converter that supplies a charging current;
Pulse width modulation or pulse frequency modulation means for controlling the charging current by pulse driving the switching converter; and turning off charging when the voltage of the secondary battery reaches the charging stop voltage, until the battery voltage reaches the charging restart voltage. Pulse charge on / off control means operable to turn on the charge when it has dropped. At least one of the switch element having the overdischarge protection function and the switch element having the overcharge protection function is also used as a switch element of the switching converter.

【0008】パルス充電オン/オフの繰り返し周期は、
通常1秒以上の長周期であり、パルス充電オンの期間も
0.1秒程度以上と長いのに対して、PWM又はPFM
パルスの周波数は通常数10kHz乃至数100kHz
の高周波であるから、1回のパルス充電オン期間の間に
1万発のオーダーの多数のPWM又はPFMパルスが発
生する。従って、1回毎のパルス充電オン期間の内に充
電電流を所定値に収束させることができる。
[0008] The repetition cycle of pulse charging on / off is
It is usually a long cycle of 1 second or more, and the pulse charge ON period is as long as about 0.1 second or more.
Pulse frequency is usually several tens kHz to several hundred kHz
, A large number of PWM or PFM pulses on the order of 10,000 are generated during one pulse charging ON period. Therefore, the charging current can be made to converge to a predetermined value within each pulse charging ON period.

【0009】これにより、スイッチングコンバータを充
電電流制御とパルス充電オン/オフ制御の両方の目的に
供することが可能となり、他に定電流電源回路や低電圧
電源回路などを必要としない極めて合理的な充電装置が
実現される。なお、直流電源は、電池の充電目標電圧よ
りも高い電圧が維持できるものでさえあればよく、定電
圧制御されていない簡便なもので事足りる。
This makes it possible to provide the switching converter for both charging current control and pulse charging on / off control, making it extremely rational without the need for a constant current power supply circuit or a low voltage power supply circuit. A charging device is realized. The DC power supply only needs to maintain a voltage higher than the target charging voltage of the battery, and a simple power supply that is not controlled at a constant voltage is sufficient.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により本発明を
詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments.

【0011】図1は本発明による二次電池の充電装置の
第1の実施形態を示す図である。同図において、1は電
池、2は直流電源、3はスイッチングコンバータ、4は
電池電流検出手段、5はPWM又はPFM手段、6は電
池電圧検出手段、7はパルス充電オン/オフ制御手段、
8はスイッチ駆動手段である。また、31,32,33
はスイッチングコンバータ3の構成要素でそれぞれスイ
ッチ素子、チョークコイル、フライホイールダイオード
である。更に、41,42は電池電流検出手段4の構成
要素でそれぞれ電流検出抵抗、増幅手段である。なお、
電池1は単一のセルであっても良いし、または複数のセ
ルを直列に積み重ねたものであっても良い。
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a secondary battery charging apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a battery, 2 is a DC power supply, 3 is a switching converter, 4 is a battery current detecting means, 5 is a PWM or PFM means, 6 is a battery voltage detecting means, 7 is a pulse charge on / off control means,
8 is a switch driving means. Also, 31, 32, 33
Is a component of the switching converter 3, which is a switch element, a choke coil, and a flywheel diode, respectively. Further, reference numerals 41 and 42 denote components of the battery current detecting means 4, which are a current detecting resistor and an amplifying means, respectively. In addition,
The battery 1 may be a single cell or a plurality of cells stacked in series.

【0012】スイッチングコンバータ3は、直流電源2
の電圧を電池1を充電するのに適当な電圧に変換するい
わゆるスイッチングレギュレータ方式のコンバータであ
り、PWM又はPFM手段5とパルス充電オン/オフ制
御手段7から出力されるパルスによってスイッチ駆動手
段8を介して制御される。
The switching converter 3 includes a DC power supply 2
Is a so-called switching regulator type converter for converting the voltage of the battery 1 into an appropriate voltage for charging the battery 1. The switch driving means 8 is driven by a pulse output from the PWM or PFM means 5 and the pulse charge on / off control means 7. Is controlled via

【0013】電池電流検出手段4は、電池1に直列に挿
入された電流検出抵抗41とその両端に発生した電流検
出電圧を増幅する電流検出電圧増幅手段42で構成され
る。ここで検出された電池電流値はPWM又はPFM手
段5に与えられ、該PWM又はPFM手段5は電池電流
値が所定の値になるようにPWM又はPFMパルスによ
ってスイッチングコンバータ3をフィードバック制御す
る。
The battery current detecting means 4 comprises a current detecting resistor 41 inserted in series with the battery 1 and a current detecting voltage amplifying means 42 for amplifying a current detecting voltage generated at both ends thereof. The battery current value detected here is given to the PWM or PFM means 5, and the PWM or PFM means 5 performs feedback control of the switching converter 3 by PWM or PFM pulses so that the battery current value becomes a predetermined value.

【0014】電池電圧検出手段6で検出された電池電圧
値はパルス充電オン/オフ制御手段7に与えられ、該パ
ルス充電オン/オフ制御手段7は電池電圧値が所定の充
電停止電圧に達するまではパルス充電をオンさせるパル
スレベルを出力し、電池電圧値が所定の充電停止電圧に
達するとパルス充電をオフさせるパルスレベルに出力を
遷移させ、電池電圧値が所定の充電再開電圧に下がるま
でこのレベルを持続する。
The battery voltage value detected by the battery voltage detecting means 6 is supplied to a pulse charge on / off control means 7, which controls the pulse charge on / off control means 7 until the battery voltage value reaches a predetermined charge stop voltage. Outputs a pulse level for turning on pulse charging, and when the battery voltage value reaches a predetermined charging stop voltage, transitions the output to a pulse level for turning off pulse charging, until the battery voltage value drops to a predetermined charging restart voltage. Persist level.

【0015】スイッチ駆動手段8は、PWM又はPFM
手段5から出力されるPWM又はPFMパルスとパルス
充電オン/オフ制御手段7から出力されるパルス充電オ
ン/オフパルスの双方に従って、スイッチングコンバー
タ3のスイッチ素子31を駆動する。
The switch driving means 8 is a PWM or PFM
The switching element 31 of the switching converter 3 is driven according to both the PWM or PFM pulse output from the means 5 and the pulse charging on / off pulse output from the pulse charging on / off control means 7.

【0016】パルス充電オン/オフの繰り返し周期は、
通常1秒以上の長周期であり、パルス充電オンの期間も
0.1秒程度以上と長いのに対して、PWM又はPFM
パルスの周波数は通常数10kHz乃至数100kHz
の高周波であるから、1回のパルス充電オン期間の間に
1万発のオーダーの多数のPWM又はPFMパルスが発
生する。従って、1回毎のパルス充電オン期間の内に充
電電流を所定値に収束させることができる。
The repetition cycle of pulse charging on / off is
It is usually a long cycle of 1 second or more, and the pulse charge ON period is as long as about 0.1 second or more.
Pulse frequency is usually several tens kHz to several hundred kHz
, A large number of PWM or PFM pulses on the order of 10,000 are generated during one pulse charging ON period. Therefore, the charging current can be made to converge to a predetermined value within each pulse charging ON period.

【0017】これにより、スイッチングコンバータを充
電電流制御とパルス充電オン/オフ制御の両方の目的に
供することが可能となり、他に定電流電源回路や定電圧
電源回路などを必要としない極めて合理的な充電装置が
実現される。
This makes it possible to use the switching converter for both the purpose of charging current control and pulse charging on / off control, and it is possible to use a very rational power supply circuit or a constant voltage power supply circuit. A charging device is realized.

【0018】図2は、スイッチングコンバータを駆動す
るスイッチ駆動パルスの一例とそれに対応する充電電流
波形を示したものである。充電電流制御用PWMパルス
とパルス充電オン/オフパルスのAND論理結果を反転
したものがスイッチ駆動パルスとなっている。前述のよ
うに、1回のパルス充電オン期間の間には1万発のオー
ダーの多数のPWM又はPFMパルスパルスが存在する
のが実際であるが、図ではこれを10発程度のパルスで
模式的に表現している。充電電流はパルス充電オン期間
のみ流れる。PWMによるコンバータの制御が収束する
までは電流波形が鈍るが、収束の所要時間はオン期間の
数パーセント以内に留まる。立ち上がり部の電流波形の
鈍りが問題となる場合は、パルス充電オン期間の最終時
刻でのパルス幅を記憶しておき、次のパルス充電オン期
間でのパルス幅の初期値とすることで改善できる。
FIG. 2 shows an example of a switch driving pulse for driving the switching converter and a corresponding charging current waveform. A switch drive pulse is obtained by inverting the AND logic result of the charge current control PWM pulse and the pulse charge on / off pulse. As described above, there are actually many PWM or PFM pulse pulses on the order of 10,000 during one pulse charging ON period, but this is schematically illustrated by about ten pulses in the figure. It is expressed in a typical way. The charging current flows only during the pulse charging ON period. The current waveform becomes dull until the control of the converter by PWM converges, but the time required for convergence remains within a few percent of the ON period. When the dullness of the current waveform in the rising portion becomes a problem, it can be improved by storing the pulse width at the last time of the pulse charging ON period and using the initial value of the pulse width in the next pulse charging ON period. .

【0019】電流が安定した領域での充電電流波形を拡
大してみると、PWMパルスの1パルス毎に三角波状の
リップルが認められる。このリップルは、スイッチング
コンバータのチョークコイル32のインダクタンスを大
きくすると小さくできるが、電池の充電の目的には多少
のリップルは支障にならないのが普通である。充電電流
の制御はこのリップルを含めた平均値で行えばよい。
When the charging current waveform in the region where the current is stable is enlarged, a ripple having a triangular waveform is recognized for each PWM pulse. This ripple can be reduced by increasing the inductance of the choke coil 32 of the switching converter. However, for the purpose of charging the battery, a small amount of ripple does not usually hinder the charging. The control of the charging current may be performed with an average value including the ripple.

【0020】図3は、パルス充電の電流と電圧の波形を
充電開始から比較的長時間レンジで示したものである。
同図において、電圧軸の4.4Vは充電停止電圧、4.
0Vは充電再開電圧である。同図は充電開始前の電池電
圧が3.6V程度のケースであり、充電開始と共に3.
6Vを基点に電圧が上昇している。充電電流波形は、図
2に示したような電流立ち上がりでの波形鈍りは省略し
て表示し、定電流(Ic)の矩形波形で示されている。パ
ルス充電オン期間に充電電流(Ic)が流れ、電池電圧が
上昇する。電池電圧が充電停止電圧(4.4V)に達す
ると充電電流がオフになる。パルス充電オフ期間では、
電池の化学変化の進行に伴って電池電圧は徐々に低下す
る。電池電圧が充電再開電圧まで低下すると、再びパル
ス充電がオンになって電池電圧の上昇が始まる。以降は
この繰り返しが続くが、充電の進行に伴って、パルス充
電オン期間は徐々に短くなり、一方オフ期間は長くなっ
ていく。パルス充電オン期間が所定値よりも短くなった
時、或いはオフ期間が所定値より長くなったとき、パル
ス充電を終了させ、図1には図示していない定電圧充電
モードに移行させるか、又は充電完了とする。このよう
な充電モードの切り替え制御や充電完了制御は、不図示
のマイコンのプログラム実行により為される。
FIG. 3 shows the waveforms of the pulse charging current and voltage in a relatively long time range from the start of charging.
In the figure, 4.4 V on the voltage axis is the charge stop voltage,
0V is a charging restart voltage. The figure shows a case where the battery voltage before the start of charging is about 3.6 V.
The voltage increases starting from 6V. The charge current waveform is shown by omitting the waveform blunting at the rise of the current as shown in FIG. 2, and is shown by a rectangular waveform of the constant current (Ic). The charging current (Ic) flows during the pulse charging ON period, and the battery voltage increases. When the battery voltage reaches the charging stop voltage (4.4 V), the charging current is turned off. In the pulse charge off period,
The battery voltage gradually decreases as the chemical change of the battery progresses. When the battery voltage drops to the charging restart voltage, pulse charging is turned on again, and the battery voltage starts to rise. Thereafter, this repetition continues, but as the charging progresses, the pulse charging ON period gradually becomes shorter, while the OFF period becomes longer. When the pulse charging ON period is shorter than a predetermined value, or when the OFF period is longer than a predetermined value, the pulse charging is terminated, and a transition is made to a constant voltage charging mode not shown in FIG. It is assumed that charging is completed. Such charge mode switching control and charge completion control are performed by executing a program of a microcomputer (not shown).

【0021】次に、図4は、充電電流制御用のPWM手
段の一例を示す。図4において、(A)はアナログ回路
による実現例を、(B)はソフトウエア処理による実現
例を、(C)はソフトウエア処理の一例をそれぞれに示
す。同図において、7はPWM手段で、その構成要素と
して、71は比較増幅器、72は比較器、73は三角波
発生器、74はループ位相補償コンデンサ、75はA/
D変換器、76はマイコンである。
FIG. 4 shows an example of the PWM means for controlling the charging current. 4A shows an example of implementation by an analog circuit, FIG. 4B shows an example of implementation by software processing, and FIG. 4C shows an example of software processing. In the figure, reference numeral 7 denotes a PWM means, and its components include a comparison amplifier 71, a comparator 72, a triangular wave generator 73, a loop phase compensation capacitor 74, and an A / A
The D converter 76 is a microcomputer.

【0022】図4(A)において、比較増幅器71は、
電流検出手段4で検出された電池電流に対応する電圧と
目標電流に対応する基準電圧(Vr)との差電圧を電流
(Id)に変換して出力する。電流(Id)は、ループ
位相補償コンデンサ74によって積分され、パルス幅制
御電圧となって比較器72の負極性入力端子に与えられ
る。三角波発生器73は、図示のような約100kHz
の三角波形を発生し、比較器72の正極性入力端子に加
える。比較器72は、三角波の電圧がパルス幅制御電圧
よりも高い期間だけハイレベルを出力する。図から分か
るように、パルス幅制御電圧が低下するとハイレベルの
幅が広がる。これにより、充電電流が目標電流に一致し
ている時は、パルス幅制御電圧が一定値を保ち、従って
パルス幅も同じ値を継続して、これによって制御される
スイッチングコンバータも電流値を同じ値に維持する。
充電電流が目標電流よりも少なくなったとき、比較増幅
器71はパルス幅制御電圧を低下させる方向に電流を流
し、これによってパルス幅が広げられて、スイッチング
コンバータは電流値を増加させるように働く。充電電流
が目標電流よりも大きくなったときは、全くこの逆の動
作によって充電電流を減少させるように働く。この繰り
返しによって充電電流は目標電流に収束する。
In FIG. 4A, the comparison amplifier 71 includes:
The difference voltage between the voltage corresponding to the battery current detected by the current detection means 4 and the reference voltage (Vr) corresponding to the target current is converted into a current (Id) and output. The current (Id) is integrated by the loop phase compensation capacitor 74, and is provided as a pulse width control voltage to the negative input terminal of the comparator 72. The triangular wave generator 73 has a frequency of about 100 kHz as shown in the figure.
Is generated and applied to the positive input terminal of the comparator 72. The comparator 72 outputs a high level only during a period when the voltage of the triangular wave is higher than the pulse width control voltage. As can be seen from the figure, when the pulse width control voltage decreases, the high level width increases. As a result, when the charging current is equal to the target current, the pulse width control voltage keeps a constant value, so that the pulse width also keeps the same value, and the switching converter controlled by the same changes the current value to the same value. To maintain.
When the charging current becomes smaller than the target current, the comparison amplifier 71 supplies a current in a direction to decrease the pulse width control voltage, whereby the pulse width is widened, and the switching converter works to increase the current value. When the charging current becomes larger than the target current, the opposite operation is performed to reduce the charging current. By repeating this, the charging current converges to the target current.

【0023】図4(B)においては、電流検出手段4で
検出された電池電流に対応する電圧をA/D変換器75
でディジタル値に変換してマイコン76に取り込み、マ
イコン76で同図(C)に示すようなソフトウエア処理
を実行させることでPWMパルスを生成している。
In FIG. 4B, a voltage corresponding to the battery current detected by the current detecting means 4 is converted to an A / D converter 75.
The microcomputer 76 converts the digital value into a digital value and takes it into the microcomputer 76. The microcomputer 76 executes software processing as shown in FIG.

【0024】なお、上記の2例では目標電流を固定値と
して説明したが、このことは必ずしも必須条件ではな
い。例えば充電が進行するに従って目標電流を下げるよ
うな可変制御するとか、電池の温度を検出しながら適正
な充電電流に可変制御するなどの改良案が考えられる。
In the above two examples, the target current has been described as a fixed value, but this is not always an essential condition. For example, it is possible to consider a variable control that lowers the target current as the charging progresses, or to variably control a proper charging current while detecting the temperature of the battery.

【0025】次に図5は、本発明による充電装置の第2
の実施形態を示す。同図において、38は新たに追加さ
れたスイッチ素子、8はスイッチ手段、81はスイッチ
素子31を駆動する駆動1,82は該新たに追加された
スイッチ素子38を駆動する駆動2である。PWM/P
FM手段5の出力パルスは該駆動1を介してスイッチ素
子31を駆動し、パルス充電オン/オフ制御手段7の出
力パルスは該駆動2を介して該新たに追加されたスイッ
チ素子38を駆動する。即ち、充電電流制御用のPWM
/PFMパルスとパルス充電オン/オフ制御用パルス
を、直列に接続された別々のスイッチ素子に加えて開閉
制御するものである。本実施形態によって得られる充電
制御の機能は、前述の第1の実施形態の場合と等価であ
るが、この2個のスイッチ素子をそれぞれ過放電保護用
スイッチ素子と過充電保護用スイッチ素子と兼用させる
ことができる点が特徴である。なお、スイッチ素子38
はスイッチングコンバータ3の構成要素の一つであると
して捉えることもできる。この場合、スイッチ素子31
とスイッチ素子38の二つでもって制御端子を2個有す
る1個のスイッチとして解釈すればよい。
FIG. 5 shows a second embodiment of the charging device according to the present invention.
An embodiment will be described. In the figure, 38 is a newly added switch element, 8 is a switch means, 81 is a drive 1 for driving the switch element 31, and 82 is a drive 2 for driving the newly added switch element 38. PWM / P
The output pulse of the FM means 5 drives the switch element 31 via the drive 1, and the output pulse of the pulse charging on / off control means 7 drives the newly added switch element 38 via the drive 2. . That is, PWM for charging current control
A / PFM pulse and a pulse for pulse charging on / off control are added to separate switch elements connected in series to control opening and closing. The function of the charge control obtained by this embodiment is equivalent to that of the first embodiment, but these two switch elements are also used as overdischarge protection switch elements and overcharge protection switch elements, respectively. The feature is that it can be done. The switch element 38
Can be regarded as one of the components of the switching converter 3. In this case, the switch element 31
And the switch element 38 may be interpreted as one switch having two control terminals.

【0026】次に図6は、本発明による電池パックの実
施形態を示す。図6において、100は電池パック、2
00は携帯機器又は充電用直流電源である。101,1
02,103は電池パック100の外部端子で、それぞ
れ、101は電源端子、102はアース端子、103は
通信端子である。電池パック内において、9は過放電保
護用スイッチ素子、10は過放電又は過充電保護制御手
段、11は電池残量演算手段、12は通信手段、43は
電流積算値生成手段である。その他の記号は前述の第1
の実施形態と同一である。
FIG. 6 shows an embodiment of a battery pack according to the present invention. In FIG. 6, 100 is a battery pack, 2
Reference numeral 00 denotes a portable device or a charging DC power supply. 101,1
02 and 103 are external terminals of the battery pack 100, 101 is a power supply terminal, 102 is a ground terminal, and 103 is a communication terminal. In the battery pack, 9 is an overdischarge protection switch element, 10 is overdischarge or overcharge protection control means, 11 is a battery remaining amount calculation means, 12 is communication means, and 43 is a current integrated value generation means. Other symbols are the first
This is the same as the embodiment.

【0027】本実施形態の特徴は、前述の第1の実施形
態の充電装置が電池パック内に組み込まれていて、電池
パックが元々有する過放電/過充電保護機能や電池残量
検出機能と一体化して構築されている点である。その結
果、部品をそれほど増加させることなく充電制御機能が
電池パックに内蔵され、充電時は、電池パックの外部に
特別の制御機能などを持たない簡単な直流電源を接続す
るだけで充電できるという効果が得られる。
The feature of this embodiment is that the charging device of the first embodiment is incorporated in the battery pack, and is integrated with the overdischarge / overcharge protection function and the remaining battery level detection function originally provided in the battery pack. It is a point that has been constructed. As a result, the charge control function is built into the battery pack without increasing the number of components, and when charging, the battery can be charged simply by connecting a simple DC power supply without any special control function outside the battery pack. Is obtained.

【0028】以下に、その動作を説明する。スイッチン
グコンバータ34内のスイッチ素子31は、過充電保護
用スイッチ素子としての機能を兼備しており、過放電/
過充電保護制御手段10が電池電圧検出手段6から得ら
れる電圧が過充電保護電圧を超えたことを検出して過充
電保護指令を発したときに、その指令に基づいてスイッ
チ駆動手段によってオフさせられる。過放電保護用スイ
ッチ素子9は、電池1と電池パックの電源端子101と
の間に直列に挿入されていて、過放電/過充電保護制御
手段10が電池電圧検出手段6から得られる電圧が過放
電保護電圧以下に低下したことを検出して過放電保護指
令を発したときに、その指令によってオフさせられる。
充電時には、過放電保護用スイッチ素子9はオンの状態
にある。なお、スイッチ素子31とスイッチ素子9は、
一方を過放電保護用スイッチ素子とし他方を過充電保護
用スイッチ素子として使うものであり、上記と逆の組み
合わせも可能である。
The operation will be described below. The switch element 31 in the switching converter 34 also has a function as a switch element for overcharge protection,
When the overcharge protection control means 10 detects that the voltage obtained from the battery voltage detection means 6 exceeds the overcharge protection voltage and issues an overcharge protection command, the switch drive means turns off the switch based on the command. Can be The overdischarge protection switch element 9 is inserted in series between the battery 1 and the power supply terminal 101 of the battery pack, and the overdischarge / overcharge protection control means 10 controls the voltage obtained from the battery voltage When an over-discharge protection command is issued upon detecting that the voltage has dropped below the discharge protection voltage, the over-discharge protection command is turned off by the command.
At the time of charging, the overdischarge protection switch element 9 is on. The switch element 31 and the switch element 9 are
One is used as an overdischarge protection switch element and the other is used as an overcharge protection switch element, and a combination reverse to that described above is also possible.

【0029】電流積算値生成手段43は、電池残量を精
度良く検出するために電流の時間積分値を生成するもの
である。その一例として、後述のような電流の時間積分
値をパルス数にして出力するものが利用できる。パルス
数の単位時間当たりの値から電流値を得ることができる
から、これをPWM/PFM手段5に取り込んでパルス
幅を制御することができる。電池残量演算手段11は、
放電時と充電時を通して電流積算値から電池残量を算出
し、その結果を通信手段12を介して携帯機器に報告す
る。
The current integrated value generating means 43 generates a time integrated value of the current in order to accurately detect the remaining battery level. As an example thereof, a device that outputs a time integration value of a current as a pulse number as described later can be used. Since the current value can be obtained from the value of the number of pulses per unit time, the current value can be taken into the PWM / PFM means 5 to control the pulse width. The battery remaining amount calculating means 11
The battery remaining amount is calculated from the integrated current value during discharging and charging, and the result is reported to the portable device via the communication unit 12.

【0030】PWM/PFM手段5やパルス充電オン/
オフ制御手段7の動作は、基本的に前述の第1の実施形
態と同様である。ただ、PWM/PFM手段5は充電の
完了近くになったときに電流制御モードから電圧制御モ
ードに切り換えるように働く。
The PWM / PFM means 5 and the pulse charging ON / OFF
The operation of the off control means 7 is basically the same as that of the first embodiment. However, the PWM / PFM means 5 operates so as to switch from the current control mode to the voltage control mode when the charging is almost completed.

【0031】次に図7は、電流積算値生成手段43と電
池残量演算手段11を一体にした例を示す。同図におい
て、431は入力反転器、432は積分器、4321は
電圧電流変換アンプ、4322はオペアンプ、433は
積分コンデンサ、434は積分コンデンサ反転手段、4
35は積分リセット手段、436,437はコンパレー
タ、438はORゲート、439はアップダウン反転手
段、440はパルスカウンタ、441はカウンタ値ラッ
チ手段、444は単位時間平均電流算出手段である。
FIG. 7 shows an example in which the integrated current value generating means 43 and the remaining battery power calculating means 11 are integrated. In the figure, 431 is an input inverter, 432 is an integrator, 4321 is a voltage-current conversion amplifier, 4322 is an operational amplifier, 433 is an integration capacitor, 434 is an integration capacitor inversion means,
35 is an integration reset means, 436 and 437 are comparators, 438 is an OR gate, 439 is an up / down inversion means, 440 is a pulse counter, 441 is a counter value latch means, and 444 is a unit time average current calculation means.

【0032】積分器432は、電流検出抵抗2の両端電
圧に比例した電流をオペアンプ4322と積分コンデン
サ433とによるミラー積分作用によって積分する。そ
の積分電圧が基準電圧を起点にしてプラス又はマイナス
に所定の電圧にまで達したときに、積分リセット手段4
35を作動させて積分電荷をクリアする。電流検出抵抗
に電流が流れている間、該電流積分と該積分リセットが
繰り返され、その回数をパルスカウンタ440で計数す
ることで電流積算値を得る。パルスカウンタ440のカ
ウンタ値を、マイコンから発せられる読み取り指令に応
じてカウンタ値ラッチ手段441にラッチし、マイコン
に取り込む。マイコンでは、カウンタ値から電流積算値
又は単位時間平均電流値を算出する。なお、入力反転器
431、積分コンデンサ反転手段434、アップダウン
反転手段439は同期して動き、状態aと状態bを等間
隔で切り換える。これによって、積分器のオフセットの
影響をキャンセルしており、大体10ミリアンペアから
10アンペアまでの電流範囲で精度良く電流積算する能
力を持つ。
The integrator 432 integrates a current proportional to the voltage between both ends of the current detection resistor 2 by Miller integration by the operational amplifier 4322 and the integration capacitor 433. When the integrated voltage reaches a predetermined voltage plus or minus from the reference voltage, the integration reset means 4
Activate 35 to clear the integrated charge. While the current is flowing through the current detection resistor, the current integration and the integration reset are repeated, and the number of times of the integration is counted by the pulse counter 440 to obtain the current integrated value. The counter value of the pulse counter 440 is latched by the counter value latch means 441 according to a read command issued from the microcomputer, and is taken into the microcomputer. The microcomputer calculates the integrated current value or the average current value per unit time from the counter value. Note that the input inverter 431, the integrating capacitor inverting means 434, and the up-down inverting means 439 operate synchronously and switch between the state a and the state b at equal intervals. This cancels out the influence of the offset of the integrator, and has the ability to accurately integrate current in a current range of approximately 10 milliamps to 10 amps.

【0033】なお、本実施例(図7)の詳細は本願発明
の出願人が先に出願した特願平11−49645号に記
載される。
The details of this embodiment (FIG. 7) are described in Japanese Patent Application No. 11-49645 filed earlier by the applicant of the present invention.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、スイッチングコンバー
タを充電電流制御とパルス充電オン/オフ制御の両方の
目的に供することが可能となり、他に定電流電源回路や
低電圧電源回路などを必要としない極めて合理的な充電
装置が実現され、更には、該直流電源は、電池の充電目
標電圧よりも高い電圧が維持できるものでさえあればよ
く、定電圧制御されていない簡便なもので事足りるなど
の効果が得られる。
According to the present invention, the switching converter can be used for both the purpose of charging current control and pulse charging ON / OFF control, and requires a constant current power supply circuit, a low voltage power supply circuit, and the like. A very reasonable charging device is realized, and the DC power supply only needs to be able to maintain a voltage higher than the charging target voltage of the battery, and a simple device without constant voltage control is sufficient. The effect of is obtained.

【0035】又、本発明による充電装置が組み込まれた
電池パックでは、電池パックが元々有する過放電/過充
電保護機能や電池残量検出機能と一体化して構築される
ので、部品をそれほど増加させることなく充電制御機能
が電池パックに内蔵され、充電時は、電池パックの外部
に特別の制御機能などを持たない簡単な直流電源を接続
するだけで充電できるという効果が得られる。
Further, in the battery pack in which the charging device according to the present invention is incorporated, since the battery pack is constructed integrally with the overdischarge / overcharge protection function and the battery remaining amount detection function originally provided, the number of components is increased significantly. The charging control function is built in the battery pack without charging, and at the time of charging, the charging can be performed simply by connecting a simple DC power supply having no special control function to the outside of the battery pack.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による充電装置の第1の実施形態を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a charging device according to the present invention.

【図2】図1におけるスイッチングコンバータを駆動す
るスイッチ駆動パルスの一例とそれに対応する充電電流
波形を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a switch driving pulse for driving the switching converter in FIG. 1 and a charging current waveform corresponding thereto.

【図3】図2におけるパルス充電の電流と電圧の波形を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing waveforms of current and voltage of pulse charging in FIG. 2;

【図4】図1における充電電流制御用PWM手段の一例
を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a charging current control PWM unit in FIG. 1;

【図5】本発明による充電装置の第2の実施形態を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the charging device according to the present invention.

【図6】本発明による電池パックの実施形態を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of a battery pack according to the present invention.

【図7】図6における電流積算値生成手段の一例を示す
図。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a current integrated value generation unit in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電池、2…直流電源、3…スイッチングコンバー
タ、31…スイッチ素子、32…チョークコイル、33
…フライホイールダイオード、38…スイッチ素子、4
…電池電流検出手段、41…電流検出抵抗、42…増幅
手段、5…PWM又はPFM手段、6…電池電圧検出手
段、7…パルス充電オン/オフ制御手段、71…比較増
幅器、72…比較器、73…三角波発生器、74…ルー
プ位相補償コンデンサ、75…A/D変換器、76…マ
イコン、8…スイッチ駆動手段、100…電池パック、
200…携帯機器又は充電用直流電源、101…電源端
子、102…アース端子、103…通信端子、9…過放
電保護用スイッチ素子、10…過放電又は過充電保護制
御手段、11…電池残量演算手段、12…通信手段、4
3…電流積算値生成手段、431…入力反転器、432
…積分器、4321…電圧電流変換アンプ、4322…
オペアンプ、433…積分コンデンサ、434…積分コ
ンデンサ反転手段、435…積分リセット手段、43
6,437…コンパレータ、438…ORゲート、43
9…アップダウン反転手段、440…パルスカウンタ、
441…カウンタ値ラッチ手段、444…単位時間平均
電流算出手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery, 2 ... DC power supply, 3 ... Switching converter, 31 ... Switch element, 32 ... Choke coil, 33
... Flywheel diode, 38 ... Switch element, 4
... Battery current detection means, 41 ... Current detection resistance, 42 ... Amplification means, 5 ... PWM or PFM means, 6 ... Battery voltage detection means, 7 ... Pulse charge on / off control means, 71 ... Comparison amplifier, 72 ... Comparator , 73: triangular wave generator, 74: loop phase compensation capacitor, 75: A / D converter, 76: microcomputer, 8: switch driving means, 100: battery pack,
200: DC power supply for portable equipment or charging, 101: power terminal, 102: ground terminal, 103: communication terminal, 9: switch element for overdischarge protection, 10: overdischarge or overcharge protection control means, 11: remaining battery level Arithmetic means, 12 communication means, 4
3 ... Current integrated value generation means, 431 ... Input inverter, 432
... Integrator, 4321 ... Voltage-current conversion amplifier, 4322 ...
Operational amplifier, 433: integrating capacitor, 434: integrating capacitor inverting means, 435: integrating reset means, 43
6,437 comparator, 438 OR gate, 43
9 ... Up-down inversion means, 440 ... Pulse counter,
441: counter value latch means, 444: unit time average current calculation means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 7/04 H02J 7/04 F Fターム(参考) 5G003 AA01 BA01 CA02 CA14 CC02 DA13 EA05 GA01 GB03 GC05 5H030 AA03 AS06 BB06 DD01 FF42 FF43 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02J 7/04 H02J 7/04 FF term (Reference) 5G003 AA01 BA01 CA02 CA14 CC02 DA13 EA05 GA01 GB03 GC05 5H030 AA03 AS06 BB06 DD01 FF42 FF43

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】充電電流制御とパルス充電オン/オフ制御
を共通のスイッチングコンバータを用いて行なうことを
特徴とする二次電池の充電装置。
An apparatus for charging a secondary battery, wherein a charging current control and a pulse charging on / off control are performed using a common switching converter.
【請求項2】二次電池と、スイッチングコンバータと、
電池電流検出手段と、電池電圧検出手段と、パルス幅変
調又はパルス周波数変調手段と、パルス充電オン/オフ
制御手段と、スイッチ駆動手段とを備える二次電池の充
電装置であって、 該スイッチングコンバータは、直流電源から与えられる
電圧を、該二次電池を充電するのに適当な電圧にスイッ
チ素子にて変換する方式のコンバータであり、 該パルス幅変調又はパルス周波数変調手段は、該電池電
流検出手段で検出された電池電流値が所定の値になるよ
うにパルス幅変調又はパルス周波数変調したパルスを出
力するものであり、 該パルス充電オン/オフ制御手段は、該電池電圧検出手
段で検出された電池電圧値が所定の充電停止電圧に達す
るまではパルス充電をオンさせるパルスレベルを出力
し、該電池電圧値が該充電停止電圧に達するとパルス充
電をオフさせるパルスレベルに出力を遷移させ、該電池
電圧値が所定の充電再開電圧に下がると再びパルス充電
をオンさせるパルスレベルを出力するものであり、 該スイッチ駆動手段は、該パルス幅変調又はパルス周波
数変調手段から出力されるパルスと、該パルス充電オン
/オフ制御手段から出力されるパルス充電のオン/オフ
パルスの双方のパルスに従って該スイッチングコンバー
タのスイッチ素子を駆動するものである、 ことを特徴とする二次電池の充電装置。
2. A secondary battery, a switching converter,
A rechargeable battery charger comprising: battery current detection means; battery voltage detection means; pulse width modulation or pulse frequency modulation means; pulse charge on / off control means; Is a converter that converts a voltage supplied from a DC power supply into a voltage suitable for charging the secondary battery by a switch element. The pulse width modulation or pulse frequency modulation means includes a battery current detection unit. Means for outputting a pulse subjected to pulse width modulation or pulse frequency modulation so that the battery current value detected by the means becomes a predetermined value. The pulse charge on / off control means is detected by the battery voltage detection means. Until the battery voltage value reaches a predetermined charge stop voltage, outputs a pulse level that turns on pulse charging, and the battery voltage value reaches the charge stop voltage The output is shifted to a pulse level for turning off the pulse charging, and when the battery voltage value falls to a predetermined charging restart voltage, a pulse level for turning on the pulse charging is output again. Driving the switching element of the switching converter in accordance with both the pulse output from the modulation or pulse frequency modulation means and the pulse charging ON / OFF pulse output from the pulse charging ON / OFF control means. A charging device for a secondary battery.
【請求項3】二次電池と、スイッチングコンバータと、
電池電流検出手段と、電池電圧検出手段と、パルス幅変
調又はパルス周波数変調手段と、パルス充電オン/オフ
制御手段と、パルス充電オン/オフスイッチ素子と、ス
イッチ駆動手段とを備える二次電池の充電装置であっ
て、 該スイッチングコンバータは、直流電源から与えられる
電圧を、該二次電池を充電するのに適当な電圧にスイッ
チ素子にて変換する方式のコンバータであり、 該パルス幅変調又はパルス周波数変調手段は、該電池電
流検出手段で検出された電池電流値が所定の値になるよ
うにパルス幅変調又はパルス周波数変調したパルスを出
力するものであり、 該パルス充電オン/オフ制御手段は、該電池電圧検出手
段で検出された電池電圧値が所定の充電停止電圧に達す
るまではパルス充電をオンさせるパルスレベルを出力
し、該電池電圧値が該充電停止電圧に達するとパルス充
電をオフさせるパルスレベルに出力を遷移させ、該電池
電圧値が所定の充電再開電圧に下がると再びパルス充電
をオンさせるパルスレベルを出力するものであり、 該スイッチ駆動手段は、該パルス幅変調又はパルス周波
数変調手段から出力されるパルスに従って該スイッチン
グコンバータのスイッチ素子を駆動し、該パルス充電オ
ン/オフ制御手段から出力されるパルス充電のオン/オ
フパルスに従って該パルス充電オン/オフスイッチ素子
を駆動するものである、 ことを特徴とする二次電池の充電装置。
3. A secondary battery, a switching converter,
A secondary battery comprising: a battery current detection unit; a battery voltage detection unit; a pulse width modulation or pulse frequency modulation unit; a pulse charge on / off control unit; a pulse charge on / off switch element; A charging device, wherein the switching converter is a converter that converts a voltage supplied from a DC power supply to a voltage suitable for charging the secondary battery by a switch element, and the pulse width modulation or the pulse. The frequency modulation means outputs a pulse width-modulated or a pulse frequency-modulated pulse so that the battery current value detected by the battery current detection means becomes a predetermined value. The pulse charging on / off control means Outputting a pulse level for turning on pulse charging until the battery voltage value detected by the battery voltage detecting means reaches a predetermined charging stop voltage, When the battery voltage value reaches the charge stop voltage, the output is shifted to a pulse level that turns off pulse charging, and when the battery voltage value falls to a predetermined charging restart voltage, a pulse level that turns on pulse charging again is output. The switch driving means drives a switch element of the switching converter according to a pulse output from the pulse width modulation or pulse frequency modulation means, and turns on / off a pulse charge output from the pulse charge on / off control means. A charging device for a secondary battery, wherein the pulse charging on / off switch element is driven according to an off pulse.
【請求項4】二次電池と、パルス充電制御機能と、過放
電保護機能と、過充電保護機能とを備えた充電制御機能
付き電池パックであって、 該パルス充電制御機能は、充電電流を供給するスイッチ
ングコンバータと、該スイッチングコンバータをパルス
駆動して充電電流を制御するパルス幅変調又はパルス周
波数変調手段と、二次電池の電圧が充電停止電圧に達し
たときに充電をオフさせ、該電池電圧が充電再開電圧ま
で低下したときに充電をオンさせるように作動するパル
ス充電オン/オフ制御手段とを有し、 該過放電保護機能のスイッチ素子及び該過充電保護機能
のスイッチ素子の少なくとも一方を、該スイッチングコ
ンバータのスイッチ素子と兼用した、 ことを特徴とする充電制御機能付き電池パック。
4. A battery pack with a charge control function having a secondary battery, a pulse charge control function, an overdischarge protection function, and an overcharge protection function, wherein the pulse charge control function reduces a charging current. A switching converter to be supplied, pulse width modulation or pulse frequency modulation means for controlling the charging current by pulse-driving the switching converter, and turning off the charging when the voltage of the secondary battery reaches a charging stop voltage. Pulse charging on / off control means operable to turn on charging when the voltage drops to the charging restart voltage, and at least one of the overdischarge protection function switch element and the overcharge protection function switch element. And a switching element of the switching converter.
【請求項5】二次電池と、スイッチングコンバータと、
電池電流検出手段と、電池電圧検出手段と、パルス幅変
調又はパルス周波数変調手段と、パルス充電オン/オフ
制御手段と、スイッチ駆動手段と、過放電/過充電保護
制御手段と、過放電保護スイッチ素子と、過充電保護ス
イッチ素子とを具備する充電制御機能付き電池パックで
あって、 該スイッチングコンバータは、直流電源から与えられる
電圧を、該二次電池を充電するのに適当な電圧にスイッ
チ素子にて変換する方式のコンバータであり、 該パルス幅変調又はパルス周波数変調手段は、該電池電
流検出手段で検出された電池電流値が所定の値になるよ
うにパルス幅変調又はパルス周波数変調したパルスを出
力するものであり、 該パルス充電オン/オフ制御手段は、該電池電圧検出手
段で検出された電池電圧値が所定の充電停止電圧に達す
るまではパルス充電をオンさせるパルスレベルを出力
し、該電池電圧値が該充電停止電圧に達するとパルス充
電をオフさせるパルスレベルに出力を遷移させ、該電池
電圧値が所定の充電再開電圧に下がると再びパルス充電
をオンさせるパルスレベルを出力するものであり、 該スイッチ駆動手段は、該パルス幅変調又はパルス周波
数変調手段から出力されるパルスと、該パルス充電オン
/オフ制御手段から出力されるパルス充電のオン/オフ
パルスの双方のパルスに従って該スイッチングコンバー
タのスイッチ素子を駆動するものであり、 該過放電/過充電保護制御手段は、該電池電圧値が過放
電保護電圧以下に低下した時に過放電保護指令を発して
該過放電保護スイッチ素子をオフさせ、該電池電圧値が
過充電保護電圧を超えたときに過充電保護指令を発して
該過充電保護スイッチ素子をオフさせるものであり、 該過放電保護スイッチ素子と該過充電保護スイッチ素子
の少なくとも一方を、該スイッチングコンバータのスイ
ッチ素子と兼用した、 ことを特徴とする充電制御機能付き電池パック。
5. A secondary battery, a switching converter,
Battery current detection means, battery voltage detection means, pulse width modulation or pulse frequency modulation means, pulse charge on / off control means, switch driving means, overdischarge / overcharge protection control means, and overdischarge protection switch A battery pack having a charge control function comprising an element and an overcharge protection switch element, wherein the switching converter switches a voltage supplied from a DC power supply to a voltage suitable for charging the secondary battery. Wherein the pulse width modulation or the pulse frequency modulation means performs pulse width modulation or pulse frequency modulation so that the battery current value detected by the battery current detection means becomes a predetermined value. The pulse charge on / off control means adjusts the battery voltage value detected by the battery voltage detection means to a predetermined charge stop voltage. Until the battery voltage value reaches the charge stop voltage, the output level shifts to a pulse level that turns off the pulse charge until the battery voltage value reaches the charge stop voltage, and the battery voltage value reaches a predetermined charge restart voltage. The switch driving means outputs a pulse level for turning on pulse charging again when the pulse charging is lowered. The switch driving means outputs a pulse output from the pulse width modulation or pulse frequency modulation means and an output from the pulse charging on / off control means. The switching element of the switching converter is driven in accordance with both ON / OFF pulses of the pulse charging. The overdischarge / overcharge protection control means, when the battery voltage value falls below the overdischarge protection voltage. An over-discharge protection command is issued to turn off the over-discharge protection switch element, and when the battery voltage value exceeds the over-charge protection voltage, A charge protection command is issued to turn off the overcharge protection switch element, and at least one of the overdischarge protection switch element and the overcharge protection switch element is also used as a switch element of the switching converter. Battery pack with charge control function.
【請求項6】請求項5に記載の充電制御機能付き電池パ
ックにおいて、 該二次電池の残量を検出するための電流積算値生成手段
を有し、 該電池電流検出手段は、該電流積算値生成手段で得られ
た電流積算値から電池電流に対応する値を検出する、こ
とを特徴とする充電制御機能付き電池パック。
6. The battery pack with a charge control function according to claim 5, further comprising: a current integrated value generating means for detecting a remaining amount of the secondary battery, wherein the battery current detecting means includes the current integrated value. A battery pack with a charge control function, wherein a value corresponding to the battery current is detected from the current integrated value obtained by the value generating means.
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