JP2001245438A - 充電器 - Google Patents

充電器

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JP2001245438A
JP2001245438A JP2000054573A JP2000054573A JP2001245438A JP 2001245438 A JP2001245438 A JP 2001245438A JP 2000054573 A JP2000054573 A JP 2000054573A JP 2000054573 A JP2000054573 A JP 2000054573A JP 2001245438 A JP2001245438 A JP 2001245438A
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JP2000054573A
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Masaaki Sakagami
正昭 阪上
Masaki Ikeda
昌樹 池田
Tatsuya Miwa
達哉 三輪
Kazufumi Ichi
和文 井地
Toshiharu Ohashi
敏治 大橋
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 素電池数に関係なく、電池に対する充電電力
が所定の基準電力を継続して越えないようにする。 【解決手段】 電池Ｂに充電電力を供給して充電を行う
電源回路１１と、この電源回路１１から電池Ｂへの出力
電圧のレベルを検出する出力電圧検出回路１２と、電源
回路１１から電池Ｂへの出力電流のレベルを切り替える
出力電流切替回路１３と、出力電圧検出回路１２で検出
された出力電圧のレベルを利用して、出力電流切替回路
１３を通じて電源回路１１から電池Ｂへの出力電流を一
定のレベルに制御する定電流制御回路１０とを備え、出
力電圧検出回路１２で検出された出力電圧のレベルを利
用して、電池Ｂへの充電電力が所定の基準電力に達した
か否かの判別を行い、達したとの判別結果が得られる
と、出力電流切替回路１３を通じて上記出力電流のレベ
ルを下げる方向に切り換える制御部１００を、定電流制
御回路１０内に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池を充電する充
電器、特に、法規または安全面で電池に対する充電電力
を所定の基準電力以下に保つ必要のあるものに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の充電器として、特開平７
−２３１５７２号公報に、被充電電池組の電池電圧を検
出する電池電圧検出手段と、この出力に基づいて被充電
電池の素電池数を判別する素電池数判別手段と、この出
力に基づいて素電池数に対応した充電電流を設定する充
電電流設定手段と、充電電流をその充電電流設定手段に
よって設定された充電電流値に制御する充電電流制御手
段とを備えた電池の充電装置（充電器）が開示されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の充電器で
は、素電池数に応じて充電電流（出力電流）を決めてい
るが、電池の寿命末期などにおける素電池の内部抵抗の
増加などに起因して、素電池の電池電圧が通常よりも上
昇しやすくなる場合がある。
【０００４】例えば、図８の「素電池数１０本（素電池
電圧が上昇した場合）」に示すように、素電池数１０本
の電池電圧Ｖ2 が、素電池数が多い方の電池電圧Ｖ1 近
くの電圧Ｖ3 まで上昇することがある。このとき、素電
池数１０本の判別結果に基づいて大きい方の充電電流
（Ｉ2 ）で充電が行われると、Ｉ2 ×Ｖ2 ＜Ｗになるべ
きところ、Ｉ2 ×Ｖ3 ＞Ｗになり、充電電力が予定した
所定の電力Ｗを越えてしまう。この状態が図８の破線の
ように継続するのは好ましくない。
【０００５】また、電池の充電器への取付状態によって
は、双方の接続部の接触抵抗が増加する場合があるが、
このような場合にも上記現象が起こりうる。
【０００６】さらに、図８に示すように、充電電流
Ｉ1 ，Ｉ2 よりも小さい電流Ｉ0 で充電を開始し、ｔ0
時間の経過時点で、電池電圧の検出、素電池数の判別お
よび充電電流の設定を順次行って、電流Ｉ0 よりも大き
い充電電流で本充電を行うと、前述の理由により電池電
圧が何Ｖまで上昇するかの予見が困難となる。また、仮
に素電池数の判別を行わずに、ｔ0 時間の経過時点での
電池電圧値が所定値以上か否かの判断をして充電電流を
決定したとしても上記問題が発生する。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、素電池数に関係なく、電池に対する充電電力が
所定の基準電力を継続して越えないようにしうる充電器
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の発明の充電器は、電池に充電電力を供
給して充電を行う電力供給手段と、前記電力供給手段か
ら前記電池への出力電圧のレベルを検出する出力電圧検
出手段と、前記電力供給手段から前記電池への出力電流
のレベルを切り替える出力電流切替手段と、前記電力供
給手段から前記電池への出力電流を一定のレベルに制御
する定電流制御手段と、前記出力電圧検出手段で検出さ
れた出力電圧のレベルを利用して、前記電池への充電電
力が所定の基準電力に達したか否かの判別を行い、達し
たとの判別結果が得られると、前記出力電流切替手段を
通じて前記出力電流のレベルを下げる方向に切り替える
制御手段とを備えるのである。
【０００９】この構成では、電池への充電電力が所定の
基準電力に達したとき、出力電流のレベルが下がるの
で、充電電力が基準電力を下回るようになる。この結
果、素電池数に関係なく、電池に対する充電電力が所定
の基準電力を継続して越えないようにすることができ
る。
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の充
電器において、前記制御手段は、所定の第１レベルの出
力電流で充電中に、前記電池への充電電力が前記基準電
力に達すると、前記出力電流切替手段を通じて前記出力
電流のレベルを前記第１レベルよりも小さい第２レベル
に切り替え、この第２レベルの出力電流で充電中に、前
記電池への充電電力が前記基準電力に達すると、前記出
力電流切替手段を通じて前記出力電流のレベルを前記第
２レベルよりも小さい第３レベルに切り替え、以下、前
記電池への充電電力が前記基準電力に達する毎に、前記
出力電流切替手段を通じて前記出力電流のレベルをより
小さいレベルに順次切り替えることを特徴とする。この
構成でも、充電電力が基準電力を下回るようになるの
で、素電池数に関係なく、電池に対する充電電力が基準
電力を継続して越えないようにすることができる。
【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２記載の充
電器において、前記電池に対して最大の前記第１レベル
の出力電流で充電を開始することを特徴とする。この構
成でも、電池に対する充電電力が基準電力を継続して越
えないようにすることができる。
【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載の充
電器において、前記電力供給手段の最大出力は前記基準
電力よりも大きいことを特徴とする。この構成では、充
電電力が基準電力に達したことを制御手段が判別してか
ら、その判別に応じて出力電流のレベルを出力電流切替
手段が切り替え終えるまでの間の遅れ時間に、充電電力
が基準電力を越えたとしても、充電器に対する過負荷防
止が可能になる。
【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１記載の充
電器において、前記制御手段は、前記電力供給手段から
前記電池への出力電流の複数のレベルに対して、それぞ
れ前記基準電力に達する複数の出力電圧基準レベルを記
憶し、前記出力電圧検出手段で検出された出力電圧のレ
ベルが、前記複数の出力電圧基準レベルのうち現在の出
力電流のレベルに対応する出力電圧基準レベルに達する
と、前記基準電力に達したと判別することを特徴とす
る。この構成でも、電池に対する充電電力が基準電力を
継続して越えないようにすることができる。
【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１記載の充
電器において、前記電力供給手段から前記電池への出力
電流のレベルを検出する出力電流検出手段を備え、前記
制御手段は、前記出力電圧検出手段で検出された出力電
圧のレベルと前記出力電流検出手段で検出された出力電
流のレベルとの乗算値が、前記基準電力の値を越えたと
き、前記基準電力に達したと判別することを特徴とす
る。この構成でも、電池に対する充電電力が基準電力を
継続して越えないようにすることができる。
【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１記載の充
電器において、前記制御手段はマイコンで構成され、こ
のマイコンは、前記出力電圧検出手段で検出された出力
電圧のレベルをデジタル値で取り込み、前記出力電流切
替手段を通じて現在の出力電流の値と前記デジタル値と
の乗算値を用いて前記判別を行うことを特徴とする。こ
の構成でも、電池に対する充電電力が基準電力を継続し
て越えないようにすることができる。
【００１６】請求項８記載の発明は、請求項６記載の充
電器において、前記制御手段はマイコンで構成され、こ
のマイコンは、前記出力電圧検出手段で検出された出力
電圧のレベルをデジタル値で取り込むとともに、前記出
力電流検出手段で検出された出力電流のレベルをデジタ
ル値で取り込み、これら両デジタル値を用いて前記判別
を行うことを特徴とする。この構成でも、電池に対する
充電電力が基準電力を継続して越えないようにすること
ができる。
【００１７】請求項９記載の発明の充電器は、電池に充
電電力を供給して充電を行う電力供給手段と、前記電力
供給手段から前記電池への出力電圧のレベルを検出する
出力電圧検出手段と、前記電力供給手段から前記電池へ
の出力電流のレベルを検出する出力電流検出手段と、前
記電力供給手段から前記電池への出力電流のレベルを連
続的に切り替える出力電流切替手段と、前記出力電圧検
出手段で検出された出力電圧のレベルを取り込むととも
に、前記出力電流検出手段で検出された出力電流のレベ
ルを取り込み、前記充電電力が一定になるように、前記
出力電流切替手段を通じて前記出力電流のレベルを連続
的に切り替える制御手段とを備えるものである。
【００１８】この構成では、充電電力が一定になるの
で、電池に対する充電電力が基準電力を継続して越えな
いようにすることができる。
【００１９】請求項１０記載の発明は、請求項１記載の
充電器において、前記定電流制御手段が故障したとき、
前記電力供給手段から前記電池への出力電流のレベルを
下げることを特徴とする。この構成によれば、回路を適
切に保護することができる。
【００２０】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の充電器において、前記電力供給手段から前記電池への
出力電流のレベルを検出する出力電流検出手段を備え、
前記制御手段は、前記出力電流切替手段を通じて前記出
力電流のレベルを切り替えた後、前記出力電流検出手段
で検出された出力電流のレベルが変化しないとき、前記
定電流制御手段が故障したと判断することを特徴とす
る。この構成でも、回路を適切に保護することができ
る。
【００２１】請求項１２記載の発明は、請求項１０記載
の充電器において、前記電力供給手段から前記電池への
出力電流のレベルを検出する出力電流検出手段を備え、
前記制御手段は、前記出力電流検出手段で検出された出
力電流のレベルが所定の範囲を外れると、前記定電流制
御手段が故障したと判断することを特徴とする。この構
成でも、回路を適切に保護することができる。
【００２２】請求項１３記載の発明は、請求項１０記載
の充電器において、前記電力供給手段および定電流制御
手段はスイッチング電源であり、前記制御手段は、前記
スイッチング電源の発振周波数を下げることで前記電力
供給手段から前記電池への出力電流のレベルを下げるこ
とを特徴とする。この構成でも、回路を適切に保護する
ことができる。
【００２３】請求項１４記載の発明は、請求項１０記載
の充電器において、前記電力供給手段および定電流制御
手段はスイッチング電源であり、前記制御手段は、前記
スイッチング電源の発振のオン／オフデューティ比を下
げることで前記電力供給手段から前記電池への出力電流
のレベルを下げることを特徴とする。この構成でも、回
路を適切に保護することができる。
【００２４】請求項１５記載の発明は、請求項１０記載
の充電器において、前記電力供給手段および定電流制御
手段はスイッチング電源であり、前記制御手段は、前記
スイッチング電源の発振を停止することで前記電力供給
手段から前記電池への出力電流のレベルを下げることを
特徴とする。この構成でも、回路を適切に保護すること
ができる。
【００２５】請求項１６記載の発明は、請求項１記載の
充電器において、前記制御手段は、前記出力電圧検出手
段が故障したとき、前記電力供給手段から前記電池への
出力電流のレベルを下げることを特徴とする。この構成
によれば、回路を適切に保護することができる。
【００２６】請求項１７記載の発明は、請求項１６記載
の充電器において、前記制御手段は、前記出力電圧検出
手段で検出された出力電圧のレベルが所定の範囲を外れ
たとき、その出力電圧検出手段が故障したと判断するこ
とを特徴とする。この構成でも、回路を適切に保護する
ことができる。
【００２７】請求項１８記載の発明は、請求項１記載の
充電器において、前記制御手段はマイコンなどで構成さ
れ、このマイコンが故障したとき、前記電力供給手段か
ら前記電池への出力電流のレベルを下げることを特徴と
する。この構成によれば、回路を適切に保護することが
できる。
【００２８】請求項１９記載の発明は、請求項１８記載
の充電器において、前記マイコンは一定周期のパルスを
出力し、前記マイコンが一定周期でパルスを出力してい
るか否かを検出することで前記マイコンの演算機能に故
障が発生したか否かの判別を行うことを特徴とする。こ
の構成でも、回路を適切に保護することができる。
【００２９】請求項２０記載の発明は、請求項１８記載
の充電器において、前記マイコン用の駆動電源を備え、
前記駆動電源の出力値が所定値以下になると前記マイコ
ンの演算機能に故障が発生したと判断することを特徴と
する。この構成でも、回路を適切に保護することができ
る。
【００３０】請求項２１記載の発明は、請求項９記載の
充電器において、前記制御手段は、前記出力電圧検出手
段で検出された出力電圧のレベルのデジタル値が所定の
最低基準値以下になったとき、前記出力電流切替手段を
通じて前記出力電流のレベルが所定の最大基準レベルよ
り低くなるように制御することを特徴とする。この構成
によれば、回路を適切に保護することができる。
【００３１】請求項２２記載の発明は、請求項９記載の
充電器において、前記制御手段は、前記出力電圧検出手
段で検出された出力電圧のレベルのデジタル値が所定の
最低基準値以下になったとき、前記出力電流切替手段を
通じて前記出力電流のレベルを下げることを特徴とす
る。この構成によれば、回路を適切に保護することがで
きる。
【００３２】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る第１実施形態
の充電器の構成図、図２は図１の充電器による充電電流
の出力の様子を示す図、図３は図１の充電器による出力
電流および出力電圧の出力の様子を示す図で、これらの
図を用いて以下に第１実施形態の説明を行う。
【００３３】図１に示す充電器は、電池Ｂに充電電力を
供給して電池Ｂの充電を行う電源回路１１と、この電源
回路１１から電池Ｂへの出力電圧のレベルを検出する出
力電圧検出回路１２と、電源回路１１から電池Ｂへの出
力電流のレベルを切り替える出力電流切替回路１３と、
出力電圧検出回路１２で検出された出力電圧のレベルを
利用して、出力電流切替回路１３を通じて電源回路１１
から電池Ｂへの出力電流を一定のレベルに制御する定電
流制御回路１０とを備えている。
【００３４】そして、第１実施形態の特徴として、出力
電圧検出回路１２で検出された出力電圧のレベルを利用
して、電池Ｂへの充電電力が所定の基準電力（例えば１
００Ｗ）に達したか否かの判別を行い、達したとの判別
結果が得られると、出力電流切替回路１３を通じて上記
出力電流のレベルを下げる方向に切り換える制御部１０
０が例えば定電流制御回路１０内に設けられている。制
御部１００は、例えばマイコンで構成され、このマイコ
ンのＡ／Ｄ変換ポートなどに出力電圧検出回路１２の出
力が接続される。
【００３５】さらに詳述すると、制御部１００は、図２
および図３に示すように、電池Ｂに対して最大の第１レ
ベルの出力電流Ｉ１で充電を開始し、第１レベルの出力
電流Ｉ１で充電中に、電池Ｂへの充電電力が基準電力に
達すると、出力電流切替回路１３を通じて出力電流Ｉ１
のレベルをこれよりも小さい第２レベルに切り替え、こ
の第２レベルの出力電流Ｉ２で充電中に、電池Ｂへの充
電電力が基準電力に達すると、出力電流切替回路１３を
通じて出力電流Ｉ２のレベルをこれよりも小さい第３レ
ベルに切り替え、以下、電池Ｂへの充電電力が基準電力
に達する毎に、出力電流切替回路１３を通じて出力電流
のレベルをより小さいレベルに順次切り替えるのであ
る。
【００３６】ここで、制御部１００は、図２に示すよう
に、電源回路１１から電池Ｂへの出力電流（Ｉ１，Ｉ
２，Ｉ３，Ｉ４，…）の複数のレベルに対して、それぞ
れ基準電力に達する複数の出力電圧基準レベルを記憶し
ている。つまり、Ｉ１×Ｖ１＝Ｉ２×Ｖ２＝Ｉ３×Ｖ３
＝Ｉ４×Ｖ４＝…＝基準電力＝１００［Ｗ］の関係が成
立する電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，…の各レベルが記
憶されているのである。そして、制御部１００は、出力
電圧検出回路１２で検出された出力電圧のレベルが上記
複数の出力電圧基準レベルのうち現在の出力電流のレベ
ルに対応する出力電圧基準レベルに達すると、基準電力
に達したと判別する。要するに、出力電圧検出回路１２
で検出された出力電圧値と出力電流値との乗算値が１０
０より小さければ、そのまま充電が継続し、１００を越
え、その判断をしている時間が経過すると、出力電圧値
と出力電流値との乗算値が１００より小さくなる出力電
流に切り替えられるのである。
【００３７】この場合、例えば制御部１００を含む定電
流制御回路１０をマイコンなどで構成し、このマイコン
が、Ａ／Ｄ変換ポートなどを介して出力電圧検出回路１
２で検出された出力電圧のレベルをデジタル値で取り込
み、出力電流切替回路１３を通じて制御中の出力電流の
値と上記デジタル値との乗算値を用いて電池Ｂへの充電
電力が基準電力に達したか否かの判別を行うようにして
もよい。
【００３８】なお、電源回路１１は、最大出力が上記基
準電力よりも大きくなるように構成されている。
【００３９】次に、定電流制御回路１０による一定レベ
ルの制御については周知であるのでその動作説明は省略
し、本充電器の特徴となる制御部１００による一動作例
を説明する。
【００４０】図３の例に示すように、充電が始まると
（ｔ１０）、電池Ｂが出力電流Ｉ１で充電される。この
出力電流Ｉ１で充電中に、出力電圧検出回路１２で検出
された出力電圧Ｖのレベルが電圧Ｖ１のレベルに達して
電池Ｂへの充電電力が基準電力に達すると（ｔ１１）、
出力電流切替回路１３を通じて出力電流Ｉ１のレベルが
これよりも小さい第２レベルに切り替えられ、電池Ｂが
出力電流Ｉ２で充電される。この出力電流Ｉ２で充電中
に、出力電圧検出回路１２で検出された出力電圧Ｖのレ
ベルが電圧Ｖ２のレベルに達して電池Ｂへの充電電力が
基準電力に達すると（ｔ１２）、出力電流切替回路１３
を通じて出力電流Ｉ２のレベルがこれよりも小さい第３
レベルに切り替えられ、電池Ｂが出力電流Ｉ３で充電さ
れる。この出力電流Ｉ３で充電中に、出力電圧検出回路
１２で検出された出力電圧Ｖのレベルが電圧Ｖ３のレベ
ルに達して電池Ｂへの充電電力が基準電力に達すると
（ｔ１３）、出力電流切替回路１３を通じて出力電流Ｉ
３のレベルがこれよりも小さい第４レベルに切り替えら
れ、電池Ｂが出力電流Ｉ４で充電される。このような出
力電流の切替えは、出力電流値と出力電圧検出回路１２
で検出された出力電圧値との乗算値が１００［Ｗ］以下
になるように、例えば電池Ｂの満充電検出まで繰り返さ
れる。図３の例では、出力電流Ｉ４で充電中に、電池Ｂ
が満充電の状態になり（ｔ１４）、その時点で充電が終
了している。なお、満充電の検出は従来と同様で構わな
い。
【００４１】以上、本充電器によれば、素電池数に関係
なく、電池Ｂに対する充電電力が所定の基準電力を継続
して越えないようにすることができる。これにより、電
源回路１１の出力電流および出力電圧からなる充電電力
が所定の基準電力以下に制限されるので、電池末期の内
部抵抗が高いときや、電池端子の接触抵抗が高いときな
ど、出力電圧が上昇しやすい場合でも、安全および法規
の双方の面で、多数の問題点および制限をクリアするこ
とが可能になる。
【００４２】また、電源回路１１の最大出力が基準電力
よりも大きいので、充電電力が基準電力に達したことを
制御部１００が判別してから、その判別に応じて出力電
流のレベルを出力電流切替回路１３が切り替え終えるま
での間の遅れ時間に、充電電力が基準電力を越えたとし
ても、充電器に対する過負荷防止が可能になる。
【００４３】なお、第１実施形態では、出力電圧検出回
路の検出結果を利用して基準電力に達したか否かの判別
を行う構成になっているが、これに限らず、電源回路か
ら電池への出力電流のレベルを検出する出力電流検出回
路を設け、制御部は、出力電圧検出回路で検出された出
力電圧のレベルと出力電流検出回路で検出された出力電
流のレベルとの乗算値が、基準電力の値を越えたとき、
基準電力に達したと判別する構成でもよい。この場合、
例えば制御部を含む定電流制御回路をマイコンなどで構
成し、このマイコンが、Ａ／Ｄ変換ポートなどを介し
て、出力電圧検出回路で検出された出力電圧のレベルを
デジタル値で取り込むとともに、出力電流検出回路で検
出された出力電流のレベルをデジタル値で取り込み、こ
れら両デジタル値を用いて基準電力に達したか否かの判
定を行うようにしてもよい。
【００４４】図４は本発明に係る第２実施形態の充電器
の構成図、図５は図４の充電器による出力電流Ｉ、出力
電圧Ｖおよび充電電力Ｗの波形例を示す図で、これらの
図を用いて以下に第２実施形態の説明を行う。
【００４５】図４に示す充電器は、電源回路１１と、出
力電圧検出回路１２とを第１実施形態と同様に備えてい
るほか、第１実施形態との相違点として、電源回路１１
から電池Ｂへの出力電流のレベルを連続的に切り替える
出力電流切替回路２３と、電源回路１１から電池Ｂへの
出力電流のレベルを検出する出力電流検出回路２４とを
備えているとともに、演算回路２０を備えている。
【００４６】この演算回路２０は、マイコンなどにより
成り、本充電器全般の制御などの処理を行うもので、例
えば、出力電流切替回路２３を通じて、電池Ｂに対して
最大の第１レベルの出力電流で充電を開始する処理を行
う。
【００４７】ここで、通常、電池Ｂは充電すると一定の
出力電流でも出力電圧（以下電池電圧ともいう）が上昇
する。このため、演算回路２０は、第１レベルの出力電
流で充電を開始した時点から、Ａ／Ｄ変換ポートなどを
介して、出力電圧検出回路１２で検出された出力電圧Ｖ
のレベルをデジタル値で取り込むとともに、出力電流検
出回路２４で検出された出力電流Ｉのレベルをデジタル
値で取り込み、出力電圧Ｖのデジタル値と所定の基準電
力の値から目標となる出力電流の値を求め、この出力電
流の値と出力電流検出回路２４で検出された出力電流Ｉ
の値との差がなくなるように、出力電流切替回路２３を
通じて出力電流のレベルを連続的に切り替える。これに
より、図５に示すように、出力電圧Ｖが上昇すると、充
電電力が基準電力になるように出力電流のレベルが低下
するので、充電電力を連続的に一定にすることができ
る。
【００４８】なお、上記制御に限らず、第１レベルの出
力電流で充電を開始した時点から、Ａ／Ｄ変換ポートな
どを介して、出力電圧検出回路１２で検出された出力電
圧Ｖのレベルをデジタル値で取り込み、このデジタル値
と所定の基準電力の値から目標となる出力電流の値を求
め、出力電流切替回路２３を通じて、出力電流のレベル
をその求めた値のレベルに順次連続的に切り替える制御
でもよい。
【００４９】このように構成される充電器でも第１実施
形態と同様の効果を奏することができる。
【００５０】ところで、上記各実施形態において、種々
の原因で上記充電制御を正常に実行することができなく
なる不具合が発生する場合が考えられる。そこで、その
ような場合に備えた処置方法を以下に説明する。
【００５１】例えば、図４の構成において、演算回路２
０が出力電流切替回路２３を通じて出力電流のレベルを
切り換えたにも関わらず、出力電流検出回路２４で検出
された出力電流Ｉのレベルが変化しないとき、充電制御
に不具合が発生したと判断することができる。なお、こ
のように本来変化するべき出力電流のレベルが変化しな
かった場合のほか、出力電流のレベルが予め設定した範
囲を外れた場合にも、充電制御に不具合が発生したと判
断することができる。例えば、出力電圧から設定された
出力電流をＩｎとする。このとき、出力電流検出回路２
４の検出結果の値ＩがＩ＞Ｉｎのとき、演算回路２０の
充電制御で出力電流は減少する方向である。ところが、
最低電流の制御をしているのも関わらず、＞Ｉｎのと
き、充電制御に不具合が発生したと判断することができ
る。
【００５２】そして、充電制御に不具合が発生したとの
判断結果が得られると、充電器の出力が所定の電力を越
えないように電源回路の出力を強制的に下げるようにす
る。例えば、電源回路および出力電流切替回路がスイッ
チング電源であるとすれば、図６に示すように、発振周
波数を下げたり、オン／オフデューティを下げたり、あ
るいは発振を停止させたりすることで、電源回路の出力
を強制的に下げることができる。
【００５３】以上により、不具合が発生しても、出力電
流を下げることにより、充電電力が所定の基準電力を越
えないようにすることができるので、安全性が向上し、
法規制をクリアすることができる。
【００５４】なお、上記処置方法に限らず、出力電圧の
検出値が所定の範囲を外れたとき、上記同様に電源回路
の出力を強制的に下げるようにしてもよい。また、出力
電圧や出力電流の演算結果が上記同様に所定の範囲を外
れたりしたときなどで、充電制御に不具合が発生したと
判断し、電源回路の出力を強制的に下げるようにしても
よい。
【００５５】また、演算を行う回路（例えばマイコン）
自体が正常に動作しているか否かを判断するようにして
もよい。例えば、一定のパルスを出力するようにマイコ
ンを設定し、そのパルスが出力通りのパルスとして認識
できているかを判断する。そのパルスの周期は、Ｌ→Ｈ
の立上がりの時間間隔を演算すればよい。また、その回
路への駆動電源の出力が正常であるか否かを検出するよ
うにしてもよい。
【００５６】さらに、出力電流および出力電圧の双方を
検出する構成の場合（図４）、充電電力を一定（Ｖ×Ｉ
＝Ｗ）にすると、Ｖが極めて低い場合、Ｉが極めて高く
なってしまう。このような場合、電子部品の損失（温度
上昇）の問題や保護素子（電流ヒューズなど）の破壊等
の問題が発生するため、図７に示すように、出力電圧に
基準値（図７の「電圧基準値」参照）を設け、基準値以
下となったら、出力電流を一定ないし下げる方向に制御
を行うようにすればよい。
【００５７】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、電池に充電電力を供給して充電
を行う電力供給手段と、前記電力供給手段から前記電池
への出力電圧のレベルを検出する出力電圧検出手段と、
前記電力供給手段から前記電池への出力電流のレベルを
切り替える出力電流切替手段と、前記電力供給手段から
前記電池への出力電流を一定のレベルに制御する定電流
制御手段と、前記出力電圧検出手段で検出された出力電
圧のレベルを利用して、前記電池への充電電力が所定の
基準電力に達したか否かの判別を行い、達したとの判別
結果が得られると、前記出力電流切替手段を通じて前記
出力電流のレベルを下げる方向に切り替える制御手段と
を備えるので、素電池数に関係なく、電池に対する充電
電力が所定の基準電力を継続して越えないようにするこ
とができる。
【００５８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の充電器において、前記制御手段は、所定の第１レベ
ルの出力電流で充電中に、前記電池への充電電力が前記
基準電力に達すると、前記出力電流切替手段を通じて前
記出力電流のレベルを前記第１レベルよりも小さい第２
レベルに切り替え、この第２レベルの出力電流で充電中
に、前記電池への充電電力が前記基準電力に達すると、
前記出力電流切替手段を通じて前記出力電流のレベルを
前記第２レベルよりも小さい第３レベルに切り替え、以
下、前記電池への充電電力が前記基準電力に達する毎
に、前記出力電流切替手段を通じて前記出力電流のレベ
ルをより小さいレベルに順次切り替えるので、素電池数
に関係なく、電池に対する充電電力が基準電力を継続し
て越えないようにすることができる。
【００５９】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の充電器において、前記電池に対して最大の前記第１
レベルの出力電流で充電を開始するのであり、この構成
でも、電池に対する充電電力が基準電力を継続して越え
ないようにすることができる。
【００６０】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載の充電器において、前記電力供給手段の最大出力は前
記基準電力よりも大きいので、充電器に対する過負荷防
止が可能になる。
【００６１】請求項５記載の発明によれば、請求項１記
載の充電器において、前記制御手段は、前記電力供給手
段から前記電池への出力電流の複数のレベルに対して、
それぞれ前記基準電力に達する複数の出力電圧基準レベ
ルを記憶し、前記出力電圧検出手段で検出された出力電
圧のレベルが、前記複数の出力電圧基準レベルのうち現
在の出力電流のレベルに対応する出力電圧基準レベルに
達すると、前記基準電力に達したと判別するのであり、
この構成でも、電池に対する充電電力が基準電力を継続
して越えないようにすることができる。
【００６２】請求項６記載の発明によれば、請求項１記
載の充電器において、前記電力供給手段から前記電池へ
の出力電流のレベルを検出する出力電流検出手段を備
え、前記制御手段は、前記出力電圧検出手段で検出され
た出力電圧のレベルと前記出力電流検出手段で検出され
た出力電流のレベルとの乗算値が、前記基準電力の値を
越えたとき、前記基準電力に達したと判別するのであ
り、この構成でも、電池に対する充電電力が基準電力を
継続して越えないようにすることができる。
【００６３】請求項７記載の発明によれば、請求項１記
載の充電器において、前記制御手段はマイコンで構成さ
れ、このマイコンは、前記出力電圧検出手段で検出され
た出力電圧のレベルをデジタル値で取り込み、前記出力
電流切替手段を通じて現在の出力電流の値と前記デジタ
ル値との乗算値を用いて前記判別を行うのであり、この
構成でも、電池に対する充電電力が基準電力を継続して
越えないようにすることができる。
【００６４】請求項８記載の発明によれば、請求項６記
載の充電器において、前記制御手段はマイコンで構成さ
れ、このマイコンは、前記出力電圧検出手段で検出され
た出力電圧のレベルをデジタル値で取り込むとともに、
前記出力電流検出手段で検出された出力電流のレベルを
デジタル値で取り込み、これら両デジタル値を用いて前
記判別を行うのであり、この構成でも、電池に対する充
電電力が基準電力を継続して越えないようにすることが
できる。
【００６５】請求項９記載の発明の充電器によれば、電
池に充電電力を供給して充電を行う電力供給手段と、前
記電力供給手段から前記電池への出力電圧のレベルを検
出する出力電圧検出手段と、前記電力供給手段から前記
電池への出力電流のレベルを検出する出力電流検出手段
と、前記電力供給手段から前記電池への出力電流のレベ
ルを連続的に切り替える出力電流切替手段と、前記出力
電圧検出手段で検出された出力電圧のレベルを取り込む
とともに、前記出力電流検出手段で検出された出力電流
のレベルを取り込み、前記充電電力が一定になるよう
に、前記出力電流切替手段を通じて前記出力電流のレベ
ルを連続的に切り替える制御手段とを備えるもので、電
池に対する充電電力が基準電力を継続して越えないよう
にすることができる。
【００６６】請求項１０記載の発明によれば、請求項１
記載の充電器において、前記定電流制御手段が故障した
とき、前記電力供給手段から前記電池への出力電流のレ
ベルを下げるので、回路を適切に保護することができ
る。
【００６７】請求項１１記載の発明によれば、請求項１
０記載の充電器において、前記電力供給手段から前記電
池への出力電流のレベルを検出する出力電流検出手段を
備え、前記制御手段は、前記出力電流切替手段を通じて
前記出力電流のレベルを切り替えた後、前記出力電流検
出手段で検出された出力電流のレベルが変化しないと
き、前記定電流制御手段が故障したと判断するのであ
り、この構成でも、回路を適切に保護することができ
る。
【００６８】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
０記載の充電器において、前記電力供給手段から前記電
池への出力電流のレベルを検出する出力電流検出手段を
備え、前記制御手段は、前記出力電流検出手段で検出さ
れた出力電流のレベルが所定の範囲を外れると、前記定
電流制御手段が故障したと判断するのであり、この構成
でも、回路を適切に保護することができる。
【００６９】請求項１３記載の発明によれば、請求項１
０記載の充電器において、前記電力供給手段および定電
流制御手段はスイッチング電源であり、前記制御手段
は、前記スイッチング電源の発振周波数を下げることで
前記電力供給手段から前記電池への出力電流のレベルを
下げるのであり、この構成でも、回路を適切に保護する
ことができる。
【００７０】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
０記載の充電器において、前記電力供給手段および定電
流制御手段はスイッチング電源であり、前記制御手段
は、前記スイッチング電源の発振のオン／オフデューテ
ィ比を下げることで前記電力供給手段から前記電池への
出力電流のレベルを下げるのであり、この構成でも、回
路を適切に保護することができる。
【００７１】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
０記載の充電器において、前記電力供給手段および定電
流制御手段はスイッチング電源であり、前記制御手段
は、前記スイッチング電源の発振を停止することで前記
電力供給手段から前記電池への出力電流のレベルを下げ
るのであり、この構成でも、回路を適切に保護すること
ができる。
【００７２】請求項１６記載の発明によれば、請求項１
記載の充電器において、前記制御手段は、前記出力電圧
検出手段が故障したとき、前記電力供給手段から前記電
池への出力電流のレベルを下げるので、回路を適切に保
護することができる。
【００７３】請求項１７記載の発明によれば、請求項１
６記載の充電器において、前記制御手段は、前記出力電
圧検出手段で検出された出力電圧のレベルが所定の範囲
を外れたとき、その出力電圧検出手段が故障したと判断
するのであり、この構成でも、回路を適切に保護するこ
とができる。
【００７４】請求項１８記載の発明によれば、請求項１
記載の充電器において、前記制御手段はマイコンなどで
構成され、このマイコンが故障したとき、前記電力供給
手段から前記電池への出力電流のレベルを下げるので、
回路を適切に保護することができる。
【００７５】請求項１９記載の発明によれば、請求項１
８記載の充電器において、前記マイコンは一定周期のパ
ルスを出力し、前記マイコンが一定周期でパルスを出力
しているか否かを検出することで前記マイコンの演算機
能に故障が発生したか否かの判別を行うのであり、この
構成でも、回路を適切に保護することができる。
【００７６】請求項２０記載の発明によれば、請求項１
８記載の充電器において、前記マイコン用の駆動電源を
備え、前記駆動電源の出力値が所定値以下になると前記
マイコンの演算機能に故障が発生したと判断するのであ
り、この構成でも、回路を適切に保護することができ
る。
【００７７】請求項２１記載の発明によれば、請求項９
記載の充電器において、前記制御手段は、前記出力電圧
検出手段で検出された出力電圧のレベルのデジタル値が
所定の最低基準値以下になったとき、前記出力電流切替
手段を通じて前記出力電流のレベルが所定の最大基準レ
ベルより低くなるように制御するので、回路を適切に保
護することができる。
【００７８】請求項２２記載の発明は、請求項９記載の
充電器において、前記制御手段は、前記出力電圧検出手
段で検出された出力電圧のレベルのデジタル値が所定の
最低基準値以下になったとき、前記出力電流切替手段を
通じて前記出力電流のレベルを下げるので、回路を適切
に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の充電器の構成図で
ある。
【図２】図１の充電器による充電電流の出力の様子を示
す図である。
【図３】図１の充電器による出力電流および出力電圧の
出力の様子を示す図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の充電器の構成図で
ある。
【図５】図４の充電器による出力電流、出力電圧および
充電電力の波形例を示す図である。
【図６】電源回路の出力を強制的に下げる各種方法の説
明図である。
【図７】大きな出力電流が流れるのを防止する方法の説
明図である。
【図８】素電池数の異なる２種類の電池組を充電した時
の充電特性のグラフを示す図である。
【符号の説明】
１０ 定電流制御回路 １００ 制御部 １１ 電源回路 １２ 出力電圧検出回路 １３ 出力電流切換回路 Ｂ 電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三輪 達哉 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 井地 和文 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 大橋 敏治 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA03 CA02 CA14 CC07 GC05 5H030 AA03 AA06 AS18 BB03 DD04 FF42

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電池に充電電力を供給して充電を行う電
    力供給手段と、 前記電力供給手段から前記電池への出力電圧のレベルを
    検出する出力電圧検出手段と、 前記電力供給手段から前記電池への出力電流のレベルを
    切り替える出力電流切替手段と、 前記電力供給手段から前記電池への出力電流を一定のレ
    ベルに制御する定電流制御手段と、 前記出力電圧検出手段で検出された出力電圧のレベルを
    利用して、前記電池への充電電力が所定の基準電力に達
    したか否かの判別を行い、達したとの判別結果が得られ
    ると、前記出力電流切替手段を通じて前記出力電流のレ
    ベルを下げる方向に切り替える制御手段とを備える充電
    器。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、所定の第１レベルの出
    力電流で充電中に、前記電池への充電電力が前記基準電
    力に達すると、前記出力電流切替手段を通じて前記出力
    電流のレベルを前記第１レベルよりも小さい第２レベル
    に切り替え、この第２レベルの出力電流で充電中に、前
    記電池への充電電力が前記基準電力に達すると、前記出
    力電流切替手段を通じて前記出力電流のレベルを前記第
    ２レベルよりも小さい第３レベルに切り替え、以下、前
    記電池への充電電力が前記基準電力に達する毎に、前記
    出力電流切替手段を通じて前記出力電流のレベルをより
    小さいレベルに順次切り替える請求項１記載の充電器。
  3. 【請求項３】 前記電池に対して最大の前記第１レベル
    の出力電流で充電を開始する請求項２記載の充電器。
  4. 【請求項４】 前記電力供給手段の最大出力は前記基準
    電力よりも大きい請求項１記載の充電器。
  5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記電力供給手段から
    前記電池への出力電流の複数のレベルに対して、それぞ
    れ前記基準電力に達する複数の出力電圧基準レベルを記
    憶し、前記出力電圧検出手段で検出された出力電圧のレ
    ベルが、前記複数の出力電圧基準レベルのうち現在の出
    力電流のレベルに対応する出力電圧基準レベルに達する
    と、前記基準電力に達したと判別する請求項１記載の充
    電器。
  6. 【請求項６】 前記電力供給手段から前記電池への出力
    電流のレベルを検出する出力電流検出手段を備え、 前記制御手段は、前記出力電圧検出手段で検出された出
    力電圧のレベルと前記出力電流検出手段で検出された出
    力電流のレベルとの乗算値が、前記基準電力の値を越え
    たとき、前記基準電力に達したと判別する請求項１記載
    の充電器。
  7. 【請求項７】 前記制御手段はマイコンで構成され、こ
    のマイコンは、前記出力電圧検出手段で検出された出力
    電圧のレベルをデジタル値で取り込み、前記出力電流切
    替手段を通じて現在の出力電流の値と前記デジタル値と
    の乗算値を用いて前記判別を行う請求項１記載の充電
    器。
  8. 【請求項８】 前記制御手段はマイコンで構成され、こ
    のマイコンは、前記出力電圧検出手段で検出された出力
    電圧のレベルをデジタル値で取り込むとともに、前記出
    力電流検出手段で検出された出力電流のレベルをデジタ
    ル値で取り込み、これら両デジタル値を用いて前記判別
    を行う請求項６記載の充電器。
  9. 【請求項９】 電池に充電電力を供給して充電を行う電
    力供給手段と、 前記電力供給手段から前記電池への出力電圧のレベルを
    検出する出力電圧検出手段と、 前記電力供給手段から前記電池への出力電流のレベルを
    検出する出力電流検出手段と、 前記電力供給手段から前記電池への出力電流のレベルを
    連続的に切り替える出力電流切替手段と、 前記出力電圧検出手段で検出された出力電圧のレベルを
    取り込むとともに、前記出力電流検出手段で検出された
    出力電流のレベルを取り込み、前記充電電力が一定にな
    るように、前記出力電流切替手段を通じて前記出力電流
    のレベルを連続的に切り替える制御手段とを備える充電
    器。
  10. 【請求項１０】 前記定電流制御手段が故障したとき、
    前記電力供給手段から前記電池への出力電流のレベルを
    下げる請求項１記載の充電器。
  11. 【請求項１１】 前記電力供給手段から前記電池への出
    力電流のレベルを検出する出力電流検出手段を備え、 前記制御手段は、前記出力電流切替手段を通じて前記出
    力電流のレベルを切り替えた後、前記出力電流検出手段
    で検出された出力電流のレベルが変化しないとき、前記
    定電流制御手段が故障したと判断する請求項１０記載の
    充電器。
  12. 【請求項１２】 前記電力供給手段から前記電池への出
    力電流のレベルを検出する出力電流検出手段を備え、 前記制御手段は、前記出力電流検出手段で検出された出
    力電流のレベルが所定の範囲を外れると、前記定電流制
    御手段が故障したと判断する請求項１０記載の充電器。
  13. 【請求項１３】 前記電力供給手段および定電流制御手
    段はスイッチング電源であり、前記制御手段は、前記ス
    イッチング電源の発振周波数を下げることで前記電力供
    給手段から前記電池への出力電流のレベルを下げる請求
    項１０記載の充電器。
  14. 【請求項１４】 前記電力供給手段および定電流制御手
    段はスイッチング電源であり、前記制御手段は、前記ス
    イッチング電源の発振のオン／オフデューティ比を下げ
    ることで前記電力供給手段から前記電池への出力電流の
    レベルを下げる請求項１０記載の充電器。
  15. 【請求項１５】 前記電力供給手段および定電流制御手
    段はスイッチング電源であり、前記制御手段は、前記ス
    イッチング電源の発振を停止することで前記電力供給手
    段から前記電池への出力電流のレベルを下げる請求項１
    ０記載の充電器。
  16. 【請求項１６】 前記制御手段は、前記出力電圧検出手
    段が故障したとき、前記電力供給手段から前記電池への
    出力電流のレベルを下げる請求項１記載の充電器。
  17. 【請求項１７】 前記制御手段は、前記出力電圧検出手
    段で検出された出力電圧のレベルが所定の範囲を外れた
    とき、その出力電圧検出手段が故障したと判断する請求
    項１６記載の充電器。
  18. 【請求項１８】 前記制御手段はマイコンなどで構成さ
    れ、このマイコンが故障したとき、前記電力供給手段か
    ら前記電池への出力電流のレベルを下げる請求項１記載
    の充電器。
  19. 【請求項１９】 前記マイコンは一定周期のパルスを出
    力し、前記マイコンが一定周期でパルスを出力している
    か否かを検出することで前記マイコンの演算機能に故障
    が発生したか否かの判別を行う請求項１８記載の充電
    器。
  20. 【請求項２０】 前記マイコン用の駆動電源を備え、前
    記駆動電源の出力値が所定値以下になると前記マイコン
    の演算機能に故障が発生したと判断する請求項１８記載
    の充電器。
  21. 【請求項２１】 前記制御手段は、前記出力電圧検出手
    段で検出された出力電圧のレベルのデジタル値が所定の
    最低基準値以下になったとき、前記出力電流切替手段を
    通じて前記出力電流のレベルが所定の最大基準レベルよ
    り低くなるように制御する請求項９記載の充電器。
  22. 【請求項２２】 前記制御手段は、前記出力電圧検出手
    段で検出された出力電圧のレベルのデジタル値が所定の
    最低基準値以下になったとき、前記出力電流切替手段を
    通じて前記出力電流のレベルを下げる請求項９記載の充
    電器。
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