JP2004064915A

JP2004064915A - 二次電池の充電装置及びその充電方法

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Publication number: JP2004064915A
Application number: JP2002221390A
Authority: JP
Inventors: Junji Nishida; 西田　淳二
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-30
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Abstract

【課題】機器が作動できる電圧までの充電時間が従来と同様であり、しかも、二次電池の劣化を抑えながら充電装置の発熱を抑えることができる小型軽量の充電装置及びその充電方法を得る。
【解決手段】電池電圧Ｖｂが第２の設定電圧Ｖｓ２以上になると、信号切替回路２３に対して第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して、第１の定電圧Ｖ１を所定の時間ｔ１出力させた後第３の定電圧Ｖ３を所定の時間ｔ２出力させるパルス充電動作を電池電圧Ｖｂが第３の設定電圧Ｖｓ３になるまで行うようにし、第２の設定電圧Ｖｓ２をリチウムイオン電池１１が電源供給する機器の使用可能電圧に設定するようにした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充電可能な二次電池の充電装置に関し、特に、急速充電が可能で電池の劣化を抑えながら充電装置の発熱を抑えることができるリチウムイオン電池等の非水系二次電池の充電装置及びその充電方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リチウムイオン電池やＮｉ−ＭＨ電池等の非水系二次電池の充電方法としては、連続充電とパルス充電が一般的に使用されている。また、連続充電には、更に、定電流充電、定電圧充電、及び定電流充電と定電圧充電とを組み合わせた定電流−定電圧充電がある。非水系二次電池の充電では、充電電圧が高くなりすぎると電池性能を著しく劣化させてしまうため、充電電圧が所定の電圧を超えないように十分注意する必要がある。
【０００３】
このようなことから、連続充電としては一般的に定電流−定電圧充電が用いられている。定電流−定電圧充電では、充電初期に定電流による充電を行い、二次電池の電池電圧が所定の電圧に達してからは定電圧で引き続き充電を行い、充電電流が低減して所定値まで低下した時点で満充電となり、充電を完了する。このような充電方式の利点は、充電初期の定電流充電を行う際に、充電電流を大きくすることによって急速充電が可能となり、充電時間の短縮を図ることができる。更に、定電流−定電圧充電は、二次電池の電池電圧が所定の電圧に達すると定電圧充電に移行するため、二次電池を劣化させてしまうような高電圧が二次電池に印加されることがないため、広く用いられている。
【０００４】
しかし、充電初期の定電流をあまり大きな値にすると、二次電池の発熱が大きくなり、充電効率が低下すると共に、二次電池自体の劣化を早めてしまう等の問題があった。一方、パルス充電は、充電中に休止期間が入るため、電気化学変化能率が高く、二次電池の劣化が少ない充電方法であり、充電電流も比較的大きく取れるため、急速充電にも適している。
【０００５】
このようなことから、特開２００１−１６９４７１号公報では、連続充電とパルス充電の各長所を取り入れた充電方法が提案されている。特開２００１−１６９４７１号公報の二次電池装置では、充電初期に連続充電を行い、充電時の電池電圧が電池温度に依存した設定電圧Ｖ１を超えた時点でパルス充電に切り替え、パルス充電中の開放時の電池電圧が設定電圧Ｖ３を超えた場合は連続充電に戻り、充電時の電池電圧が設定電圧Ｖ２に達した時点で充電を停止させるようにしていた。この結果、二次電池の発熱を抑えながら過充電を防ぐことができるようになった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、携帯電話機等のような二次電池を使用した携帯機器が広く普及するのに伴って、充電装置の小型・軽量化が求められてきた。特に携帯電話機用の充電装置は、充電中に電話機が使用されたり、電話機と共に携帯される機会が多く、二次電池の満充電までの充電時間短縮よりも、満充電までの充電時間は多少長くなっても、電話機が使えるようになるまでの充電時間が短く、しかも、充電装置自体に小型かつ軽量で発熱の少ないものが求められている。
【０００７】
しかし、従来の充電装置は、満充電までの充電時間を短くすることや、電池の温度上昇をいかに抑えるかといったことに主眼がおかれて設計されていた。充電時間を短くするためには、大電流で充電する必要があるため、充電装置の発熱量は増加し、充電装置が大型化するという問題があった。また、二次電池の温度も上昇するため、二次電池の温度検出を行う必要もあることから、充電装置の大型化及び複雑さが増していた。しかも、大電流で充電することは二次電池の電離性能の劣化を早める要因にもなっていた。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、機器が作動できる電圧までの充電時間が従来と同様であり、しかも、二次電池の劣化を抑えながら充電装置の発熱を抑えることができる小型軽量の充電装置及びその充電方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る二次電池の充電装置は、リチウムイオン電池等の非水系二次電池の充電を行う二次電池の充電装置において、
前記二次電池の電池電圧の検出を行い、該検出した電池電圧に応じた信号を出力する電圧検出回路部と、
前記二次電池に供給される充電電流の検出を行い、該検出した充電電流に応じた信号を出力する電流検出回路部と、
入力された制御信号に応じて、前記二次電池の電池電圧及び前記二次電池に供給する充電電流がそれぞれ設定され、前記電圧検出回路部で検出された電池電圧が該設定された電池電圧になると共に前記電流検出回路部で検出された充電電流が該設定された充電電流になるように、前記二次電池に対して電流供給制御を行って充電を行う充電回路部と、
該充電回路部に対して、前記電圧検出回路部から入力された信号が示す電圧に応じた電池電圧及び充電電流の設定をそれぞれ行う充電制御回路部と、
を備えるものである。
【００１０】
具体的には、前記充電制御回路部は、前記充電回路部に対して、二次電池の電池電圧が所定の第２の設定電圧未満である場合は、前記二次電池に所定の第１の定電流を供給して充電を行った後、該第１の定電流よりも大きい所定の第２の定電流を供給して充電を行う定電流充電を行わせ、前記二次電池の電池電圧が第２の設定電圧以上になると、前記二次電池に第２の定電流を供給して充電を行う定電流充電と、前記二次電池に対して充電電流の供給を停止する充電の休止とを所定の間隔で繰り返し行うパルス充電を行わせるようにした。
【００１１】
この場合、前記充電制御回路部は、前記充電回路部に対して、前記パルス充電における定電流充電時には、二次電池の電池電圧が所定の第３の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させ、前記パルス充電の充電休止時には、二次電池の電池電圧が該第３の定電圧よりも小さい所定の第１の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させるようにした。
【００１２】
また、前記充電制御回路部は、前記充電回路部に対して、二次電池の電池電圧が前記第２の設定電圧よりも大きい所定の第３の設定電圧以上になると、二次電池に前記第２の定電流を供給して充電を行う定電流充電を行わせた後、二次電池の電池電圧が前記第３の設定電圧よりも大きい所定の第４の設定電圧になると、二次電池に対して電池電圧が前記第３の定電圧になるように充電電流を制御する定電圧充電を行わせるようにしてもよい。
【００１３】
一方、前記充電制御回路部は、前記充電回路部に対して、前記パルス充電を行う前の定電流充電時に、二次電池の電池電圧が前記第３の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させるようにしてもよい。
【００１４】
また、前記充電制御回路部は、前記パルス充電を行う前の定電流充電時に、前記充電回路部に対して、二次電池の電池電圧が前記第２の設定電圧よりも小さい所定の第１の設定電圧未満である場合は、二次電池の電池電圧が前記第１の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させ、二次電池の電池電圧が該第１の設定電圧以上である場合は、二次電池の電池電圧を前記第３の定電圧よりも小さく前記第１の定電圧よりも大きい所定の第２の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させるようにしてもよい。
【００１５】
具体的には、前記充電回路部は、
前記第１及び第３の各定電圧をそれぞれ生成して出力する定電圧発生回路と、前記充電制御回路部からの制御信号に応じて、該定電圧発生回路から出力された第１及び第３の各定電圧のいずれか１つを選択して出力する電圧切替回路と、対応する前記第１及び第２の各定電流を示した第１及び第２の各信号をそれぞれ生成して出力する定電流基準信号発生回路と、
前記充電制御回路部からの制御信号に応じて、該定電流基準信号発生回路から出力された第１及び第２の各信号のいずれか１つを選択して出力する信号切替回路と、
入力される制御信号に応じた電流を前記二次電池に出力する制御用トランジスタと、
前記電圧検出回路部から入力された信号が示す電池電圧が前記電圧切替回路から出力された定電圧になると共に、前記電流検出回路部から入力された信号が示す充電電流が前記信号切替回路から出力された信号が示す定電流になるように、該制御用トランジスタの動作制御を行う制御回路と、
を備えるようにした。
【００１６】
また、前記充電回路部は、
前記第１から第３の各定電圧をそれぞれ生成して出力する定電圧発生回路と、
前記充電制御回路部からの制御信号に応じて、該定電圧発生回路から出力された第１から第３の各定電圧のいずれか１つを選択して出力する電圧切替回路と、
対応する前記第１及び第２の各定電流を示した第１及び第２の各信号をそれぞれ生成して出力する定電流基準信号発生回路と、
前記充電制御回路部からの制御信号に応じて、該定電流基準信号発生回路から出力された第１及び第２の各信号のいずれか１つを選択して出力する信号切替回路と、
入力される制御信号に応じた電流を前記二次電池に出力する制御用トランジスタと、
前記電圧検出回路部から入力された信号が示す電池電圧が前記電圧切替回路から出力された定電圧になると共に、前記電流検出回路部から入力された信号が示す充電電流が前記信号切替回路から出力された信号が示す定電流になるように、該制御用トランジスタの動作制御を行う制御回路と、
を備えるようにした。
【００１７】
また、前記電流検出回路部で検出された充電電流が前記第１の定電流よりも小さい所定値以下になると、二次電池に対する充電が完了したと判断して所定の信号を出力する充電完了検出回路部を備え、前記充電制御回路部は、該充電完了検出回路部から充電が完了したことを示す信号が出力されると、前記充電回路部に対して二次電池の充電動作を停止させるようにしてもよい。
【００１８】
また具体的には、前記第１の定電圧を、二次電池の過放電電圧値を超える値にし、前記第３の定電圧を二次電池の満充電電圧値にしてもよい。
【００１９】
一方、前記電流検出回路部は、二次電池に供給される充電電流が流れる抵抗と、該抵抗の両端電圧から該充電電流の検出を行い該検出した充電電流に応じた信号を出力する電流検出回路とで構成され、前記電圧検出回路部、該電流検出回路部の電流検出回路、充電制御回路部、並びに前記充電回路部の定電圧発生回路、電圧切替回路、定電流基準信号発生回路、信号切替回路及び制御回路は１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。
【００２０】
また、前記電流検出回路部は、二次電池に供給される充電電流が流れる抵抗と、該抵抗の両端電圧から該充電電流の検出を行い該検出した充電電流に応じた信号を出力する電流検出回路とで構成され、前記電圧検出回路部、該電流検出回路部の電流検出回路、充電制御回路部、充電完了検出回路部並びに前記充電回路部の定電圧発生回路、電圧切替回路、定電流基準信号発生回路、信号切替回路及び制御回路は１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。
【００２１】
また、この発明に係る充電装置の充電方法は、リチウムイオン電池等の非水系二次電池に対して充電を行う充電装置の充電方法において、
前記二次電池の電池電圧が所定の第１の設定電圧未満である場合は、前記二次電池に所定の第１の定電流を供給して前記二次電池を充電する第１の定電流充電を行い、
前記二次電池の電池電圧が該第１の設定電圧以上になると、該二次電池に該第１の定電流よりも大きい所定の第２の定電流を供給して前記二次電池を充電する第２の定電流充電を行い、
前記二次電池の電池電圧が前記第１の設定電圧よりも大きい所定の第２の設定電圧以上になると、前記二次電池に第２の定電流を供給して充電を行う定電流充電と、前記二次電池に対して充電電流の供給を停止する充電の休止とを所定の間隔で繰り返し行うパルス充電を前記二次電池に行うようにした。
【００２２】
この場合、前記パルス充電における定電流充電時には、前記二次電池の電池電圧が所定の第３の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御し、前記パルス充電の充電休止時には、前記二次電池の電池電圧が前記第３の定電圧よりも小さい所定の第１の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御するようにした。
【００２３】
また、前記二次電池の電池電圧が前記第２の設定電圧よりも大きい所定の第３の設定電圧以上になると、前記二次電池に前記第２の定電流を供給して充電する定電流充電を行った後、前記二次電池の電池電圧が前記第３の設定電圧よりも大きい所定の第４の設定電圧になると、前記二次電池に対して電池電圧が前記第３の定電圧になるように充電電流を制御する定電圧充電を行うようにしてもよい。
【００２４】
一方、前記第１及び第２の各定電流充電時に、前記二次電池の電池電圧が前記第３の定電圧になるように前記二次電池に供給する電流を制御するようにしてもよい。
【００２５】
また、前記第１の定電流充電時に、前記二次電池の電池電圧が前記第１の設定電圧未満である場合は、該二次電池の電池電圧が前記第１の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御し、前記第２の定電流充電時には、前記二次電池の電池電圧が前記第３の定電圧よりも小さく前記第１の定電圧よりも大きい所定の第２の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御するようにしてもよい。
【００２６】
また、前記充電電流が前記第１の定電流よりも小さい所定値以下になると、二次電池に対する充電が完了したと判断して二次電池の充電動作を停止するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における非水系二次電池の充電装置の例を示したブロック図である。なお、図１では、非水系二次電池として、携帯電話機に使用されるリチウムイオン電池の充電装置を例にして示している。
図１において、非水系二次電池の充電装置１は、直流電源をなすＡＣアダプタ１０からの電源電圧Ｖｄが所定値以上になると所定の信号を出力するアダプタ検出回路２と、非水系二次電池であるリチウムイオン電池１１の正側電圧（以下、これを電池電圧と呼ぶ）Ｖｂの検出を行い、該検出した電池電圧Ｖｂに応じた電圧を出力する電圧検出回路３と、定電流−定電圧充電でリチウムイオン電池１１の充電を行う定電流−定電圧回路４とを備えている。
【００２８】
また、充電装置１は、定電流−定電圧回路４からリチウムイオン電池１１に流れる充電電流ｉｂを電圧に変換する抵抗５と、該抵抗５の両端電圧から該充電電流ｉｂの検出を行い該検出した充電電流ｉｂに応じた信号を出力する電流検出回路６と、該電流検出回路６から出力された信号からリチウムイオン電池１１の充電が完了したことを検出すると所定の信号を出力する充電完了検出回路７とを備えている。更に、充電装置１は、アダプタ検出回路２、電圧検出回路３及び充電完了検出回路７から入力される各信号に応じて定電流−定電圧回路４の動作制御を行う充電制御回路８を備えている。なお、定電流−定電圧回路４は充電回路部をなし、抵抗５及び電流検出回路６は電流検出回路部をなす。
【００２９】
定電流−定電圧回路４は、所定の第１の定電流ｉ１を示す第１の定電流基準信号Ｓ１と該第１の定電流ｉ１よりも大きい所定の第２の定電流ｉ２を示す第２の定電流基準信号Ｓ２をそれぞれ生成して出力する定電流基準信号発生回路２１と、所定の第１の定電圧Ｖ１、第２の定電圧Ｖ２、第３の定電圧Ｖ３及び第４の定電圧Ｖ４をそれぞれ生成して出力する定電圧発生回路２２とを備えている。なお、リチウムイオン電池の場合、第１の定電流ｉ１は例えば数ｍＡ〜数十ｍＡであり、第１の定電流基準信号Ｓ１は第１の信号を、第２の定電流基準信号Ｓ２は第２の信号をそれぞれなす。
【００３０】
また、定電流−定電圧回路４は、充電制御回路８からの制御信号に応じて定電流基準信号発生回路２１からの第１の定電流基準信号Ｓ１又は第２の定電流基準信号Ｓ２のいずれか１つを選択して出力する信号切替回路２３と、充電制御回路８からの制御信号に応じて定電圧発生回路２２からの第１及び第３の各定電圧Ｖ１，Ｖ３のいずれか１つを選択して出力する電圧切替回路２４とを備えている。更に、定電流−定電圧回路４は、リチウムイオン電池１１に対するＡＣアダプタ１０からの電流の供給制御を行うＰＭＯＳトランジスタからなる制御用トランジスタ２５と、電圧検出回路３、電流検出回路６、信号切替回路２３及び電圧切替回路２４からの各信号に応じて制御用トランジスタ２５の動作制御を行う制御回路２６と、ダイオード２７とを備えている。
【００３１】
ＡＣアダプタ１０から電源が供給される電源端子１５と接地電圧との間には、リチウムイオン電池１１に充電電流の供給が行われるように、抵抗５、制御用トランジスタ２５、ダイオード２７及びリチウムイオン電池１１が直列に接続されている。ダイオード２７は、電源端子１５の電圧がリチウムイオン電池１１の電池電圧Ｖｂよりも小さい場合に、リチウムイオン電池１１からＡＣアダプタ１０へ電流が逆流することを阻止するためのものである。
【００３２】
アダプタ検出回路２は、電源端子１５にＡＣアダプタ１０が接続され、電源端子１５の電圧が所定値以上に上昇すると、電源が入ったことを示す信号を充電制御回路８に出力する。また、電圧検出回路３は、検出した電池電圧Ｖｂに応じた電圧を充電制御回路８及び制御回路２６にそれぞれ出力する。制御回路２６は、電圧検出回路３、電流検出回路６、信号切替回路２３及び電圧切替回路２４からの各信号に応じて、制御用トランジスタ２５のゲート電圧を制御し、リチウムイオン電池１１の充電電流ｉｂと電池電圧Ｖｂを制御する。電流検出回路６は、抵抗５から検出した充電電流ｉｂに応じた信号を充電完了検出回路７と制御回路２６にそれぞれ出力し、充電完了検出回路７は、電流検出回路６からの信号から充電電流ｉｂが所定の充電完了設定電流ｉ３まで減少したことを検出すると、充電制御回路８に所定の充電完了信号Ｓｃｅを出力する。
【００３３】
一方、充電制御回路８は、定電圧発生回路２２から第１〜第４の各定電圧Ｖ１〜Ｖ４が入力されており、アダプタ検出回路２、電圧検出回路３及び充電完了検出回路７からの各信号に応じて、信号切替回路２３及び電圧切替回路２４の動作制御をそれぞれ行う。信号切替回路２３は、定電流基準信号発生回路２１からの第１の定電流基準信号Ｓ１及び第２の定電流基準信号Ｓ２がそれぞれ入力されており、充電制御回路８からの制御信号に応じて、入力された第１の定電流基準信号Ｓ１又は第２の定電流基準信号Ｓ２のいずれか一方を選択して制御回路２６に出力する。電圧切替回路２４は、定電圧発生回路２２からの第１及び第３の各定電圧Ｖ１，Ｖ３がそれぞれ入力されており、充電制御回路８からの制御信号に応じて、入力された第１及び第３の各定電圧Ｖ１，Ｖ３のいずれか１つを排他的に選択して制御回路２６に出力する。
【００３４】
制御回路２６は、電圧検出回路３から入力された電圧が、電圧切替回路２４から入力される定電圧値になるように制御用トランジスタ２５の動作制御を行うと共に、電流検出回路６から入力された信号が示す充電電流ｉｂが、信号切替回路２３から入力される信号が示す定電流値になるように制御用トランジスタ２５の動作制御を行う。
【００３５】
図２は、図１で示した充電装置１の動作例を示したタイミングチャートであり、図２を用いて定電流−定電圧回路４及び充電制御回路８の各動作について、もう少し詳細に説明する。なお、図２（ａ）は電池電圧Ｖｂの特性を、図２（ｂ）は充電電流ｉｂの特性を、図２（ｃ）は電圧切替回路２４の出力電圧Ｖａの特性をそれぞれ示している。
【００３６】
図２において、充電制御回路８は、定電圧発生回路２２から入力された第１〜第４の各定電圧Ｖ１〜Ｖ４に対して、第１の定電圧Ｖ１を第１の設定電圧Ｖｓ１とし、第２の定電圧Ｖ２を第２の設定電圧Ｖｓ２とし、第３の定電圧Ｖ３を第４の設定電圧Ｖｓ４とし、第４の定電圧Ｖ４を第３の設定電圧Ｖｓ３とする。このようにすることによって、定電流−定電圧回路４で使用する定電圧を発生させる回路を別途設ける必要がなくなる。なお、Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ２＞Ｖ１であり、Ｖｓ４＞Ｖｓ３＞Ｖｓ２＞Ｖｓ１である。
【００３７】
例えば、第１の定電圧Ｖ１はリチウムイオン電池１１の過放電電圧を超える値に設定すると共に、第３の定電圧Ｖ３はリチウムイオン電池１１の満充電電圧値に設定し、第２の定電圧Ｖ２は、リチウムイオン電池１１が電源供給する機器の作動可能電圧に設定するとよく、第１の設定電圧Ｖｓ１は、リチウムイオン電池の場合２．０〜２．２Ｖに設定する。
【００３８】
充電制御回路８は、電源端子１５にＡＣアダプタ１０が接続されて、アダプタ検出回路２から電源が入ったことを示す信号が入力されると、信号切替回路２３に対して第１の定電流基準信号Ｓ１を出力させると共に電圧切替回路２４に対して第３の定電圧Ｖ３を出力させる。このことから、制御回路２６は、電圧検出回路３からの電圧が示す電池電圧Ｖｂが第３の定電圧Ｖ３になるように制御用トランジスタ２５の動作制御を行うと共に、電流検出回路６からの信号が第１の定電流ｉ１を示すように制御用トランジスタ２５の動作制御を行って、リチウムイオン電池１１に対して予備充電を行う。
【００３９】
前記予備充電は、リチウムイオン電池１１が過放電状態まで放電している場合に、急に大電流で充電を行うと、リチウムイオン電池１１の劣化を早めたり、制御素子である制御用トランジスタ２５に多大な電力損失を与えて、充電装置１に大きな発熱を発生させるのを防ぐため、電池電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｓ１に達するまでは小電流で充電を行うためのものである。
【００４０】
充電制御回路８は、電池電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｓ１になると、信号切替回路２３に対して第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して引き続き第３の定電圧Ｖ３を出力させる。このことから、制御回路２６は、電圧検出回路３からの電圧が示す電池電圧Ｖｂが第３の定電圧Ｖ３になるように制御用トランジスタ２５の動作制御を行うと共に、電流検出回路６からの信号が第２の定電流ｉ２を示すように制御用トランジスタ２５の動作制御を行って、リチウムイオン電池１１に対して急速充電を行う。該急速充電は、リチウムイオン電池１１で機器を作動することができる電圧までリチウムイオン電池１１を急速に充電するために行う。
【００４１】
次に、充電制御回路８は、電池電圧Ｖｂが第２の設定電圧Ｖｓ２になると、信号切替回路２３に対して引き続き第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して第１の定電圧Ｖ１を出力させる。このことから、制御回路２６は、電圧検出回路３からの電圧が示す電池電圧Ｖｂが第１の定電圧Ｖ１になるように制御用トランジスタ２５の動作制御を行うと共に、電流検出回路６からの信号が第２の定電流ｉ２を示すように制御用トランジスタ２５の動作制御を行う。この場合、電池電圧Ｖｂは、すでに第１の定電圧Ｖ１よりも大きいことから、制御回路２６は、制御用トランジスタ２５をオフさせて遮断状態にし、リチウムイオン電池１１ヘの充電電流ｉｂが流れなくなる。
【００４２】
次に、電池電圧Ｖｂが第２の設定電圧Ｖｓ２になってから所定時間ｔ１が経過すると、充電制御回路８は、信号切替回路２３に対して引き続き第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して第３の定電圧Ｖ３を出力させる。このことから、制御回路２６は、電圧検出回路３からの電圧が示す電池電圧Ｖｂが第１の定電圧Ｖ３になるように制御用トランジスタ２５の動作制御を行うと共に、電流検出回路６からの信号が第２の定電流ｉ２を示すように制御用トランジスタ２５の動作制御を行う。この場合、電池電圧Ｖｂは、第３の定電圧Ｖ３よりも小さいことから、制御回路２６は、制御用トランジスタ２５に対して、リチウムイオン電池１１ヘの充電電流ｉｂが第２の定電流ｉ２になるように動作制御を行う。
【００４３】
この後、所定時間ｔ２が経過すると、充電制御回路８は、信号切替回路２３に対して引き続き第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して再び第１の定電圧Ｖ１を出力させる。充電制御回路８は、電池電圧Ｖｂが第３の設定電圧Ｖｓ３になるまでこのような動作を繰り返してリチウムイオン電池１１に対するパルス充電が行われる。該パルス充電期間で、リチウムイオン電池１１の容量の大部分を充電する。パルス充電期間中は、制御素子である制御用トランジスタ２５に流れる平均充電電流は、急速充電時の電流値に比べ約１／２となるため、連続充電に比べて充電時間は長くなるが、制御用トランジスタ２５の発熱は少なく、制御用トランジスタ２５に小型の部品が使用でき、充電装置１の小型化に大きく貢献すると共に、リチウムイオン電池１１の発熱も少なくなり、電池劣化が少なくなるという効果を得ることができる。
【００４４】
次に、電池電圧Ｖｂが第３の設定電圧Ｖｓ３になると、充電制御回路８は、信号切替回路２３に対して引き続き第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して第３の定電圧Ｖ３を出力させる。このことから、制御回路２６は、電圧検出回路３からの電圧が示す電池電圧Ｖｂが第１の定電圧Ｖ３になるように制御用トランジスタ２５の動作制御を行うと共に、電流検出回路６からの信号が第２の定電流ｉ２を示すように制御用トランジスタ２５の動作制御を行って、リチウムイオン電池１１に対して定電流充電を行う。該定電流充電期間は、パルス充電であらかた充電した後に、満充電を正確に検出して充電を完了させるために、定電流−定電圧充電を行う工程の前半部分にあたる。
【００４５】
パルス充電で電池電圧Ｖｂは十分大きくなっているため、連続充電に移行して平均充電電流がパルス充電時よりも大きくなった場合でも、該平均充電電流は急速充電時よりも小さいため、短時間であれば、制御用トランジスタ２５の発熱はそれほど大きくはならない。ちなみに、制御用トランジスタ２５で消費する電力は、充電電流ｉｂに電源電圧Ｖｄと電池電圧Ｖｂの差を乗じた値で表すことができるため、電池電圧Ｖｂが大きいほど制御用トランジスタ２５で消費される電力は小さくなる。
【００４６】
電池電圧Ｖｂが上昇して第４の設定電圧Ｖｓ４になると、充電電流ｉｂは次第に減少する。第４の設定電圧Ｖｓ４はリチウムイオン電池１１の満充電電圧値に設定されていることから、制御回路２６は、自然に定電流充電から定電圧充電に移行することになり、電流検出回路６から出力された信号から充電電流ｉｂが所定の電流値ｉ３以下になったことを充電完了検出回路７が検出すると、充電完了検出回路７から充電制御回路８に所定の充電完了信号Ｓｃｅが出力され、リチウムイオン電池１１に対する充電が完了する。このように、最後に定電流充電を行って定電圧充電を行うことで、リチウムイオン電池１１の正確な満充電を検出することができる。
【００４７】
次に、図３は、充電制御回路８の動作例を示したフローチャートであり、図３を用いて充電制御回路８の動作の流れについてもう少し詳細に説明する。なお、特に明記しない限り、図３の各フローで行われる処理はすべて充電制御回路８で行われるものである。
図３において、まず最初に、アダプタ検出回路２から電源が入ったことを示す信号が入力されたか否かの検出を行い（ステップＳＴ１）、電源が入ったことを示す信号が入力されていない場合（ＮＯ）は、引き続きステップＳＴ１の動作を行い、電源が入ったことを示す信号が入力された場合（ＹＥＳ）は、信号切替回路２３に対して第１の定電流基準信号Ｓ１を出力させると共に電圧切替回路２４に対して第３の定電圧Ｖ３を出力させ、リチウムイオン電池１１に対して予備充電を行わせる（ステップＳＴ２）。
【００４８】
次に、電池電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｓ１以上になったか否かを調べ（ステップＳＴ３）、第１の設定電圧Ｖｓ１以上になっていない場合（ＮＯ）は、引き続きステップＳＴ３の動作を行い、第１の設定電圧Ｖｓ１以上になった場合（ＹＥＳ）は、信号切替回路２３に対して第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して引き続き第３の定電圧Ｖ３を出力させ、リチウムイオン電池１１に対して急速充電を行わせる（ステップＳＴ４）。
【００４９】
次に、電池電圧Ｖｂが第２の設定電圧Ｖｓ２以上になったか否かを調べ（ステップＳＴ５）、第２の設定電圧Ｖｓ２以上になっていない場合（ＮＯ）は、引き続きステップＳＴ５の動作を行い、第２の設定電圧Ｖｓ２以上になった場合（ＹＥＳ）は、信号切替回路２３に対して引き続き第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して第１の定電圧Ｖ１を出力させ、リチウムイオン電池１１に対する充電を休止させる（ステップＳＴ６）。リチウムイオン電池１１に対する充電を休止させてから所定の時間ｔ１経過後、信号切替回路２３に対して引き続き第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して第３の定電圧Ｖ３を出力させ、リチウムイオン電池１１に対する充電を再開させる（ステップＳＴ７）。
【００５０】
次に、電池電圧Ｖｂが第３の設定電圧Ｖｓ３以上になったか否かを調べ（ステップＳＴ８）、第３の設定電圧Ｖｓ３以上になっていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ６に戻り、第３の設定電圧Ｖｓ３以上になった場合（ＹＥＳ）は、信号切替回路２３に対して引き続き第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して第３の定電圧Ｖ３を出力させ、リチウムイオン電池１１に対して定電流充電を行う（ステップＳＴ９）。
【００５１】
次に、電池電圧Ｖｂが第４の設定電圧Ｖｓ４になったか否かを調べ（ステップＳＴ１０）、第４の設定電圧Ｖｓ４になっていない場合（ＮＯ）は、引き続きステップＳＴ１０の動作を行い、第４の設定電圧Ｖｓ４になった場合（ＹＥＳ）は、充電電流ｉｂが次第に減少して、自然に定電流充電から定電圧充電に移行される（ステップＳＴ１１）。次に、充電電流ｉｂが所定値ｉ３以下になって充電完了検出回路７から所定の充電完了信号Ｓｃｅが入力されたか否かを調べ（ステップＳＴ１２）、充電電流ｉｂが所定値以下になっておらず所定の充電完了信号Ｓｃｅが入力されていない場合（ＮＯ）は、引き続きステップＳＴ１２の動作を行い、充電電流ｉｂが所定値ｉ３以下になって所定の充電完了信号Ｓｃｅが入力されると（ＹＥＳ）、リチウムイオン電池１１に対する充電動作が完了して（ステップＳＴ１３）、本フローは終了する。
【００５２】
なお、図１において、アダプタ検出回路２、電圧検出回路３、電流検出回路６、充電完了検出回路７、充電制御回路８、並びに定電流−定電圧回路４の定電流基準信号発生回路２１、定電圧発生回路２２、信号切替回路２３、電圧切替回路２４及び制御回路２６は１つのＩＣに集積され、場合によっては、ダイオード２７を含めて１つのＩＣに集積するようにしてもよい。
【００５３】
このように、本第１の実施の形態における充電装置は、電池電圧Ｖｂが第２の設定電圧Ｖｓ２以上になると、信号切替回路２３に対して第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して、第１の定電圧Ｖ１を所定の時間ｔ１出力させた後第３の定電圧Ｖ３を所定の時間ｔ２出力させるパルス充電動作を電池電圧Ｖｂが第３の設定電圧Ｖｓ３になるまで行うようにし、第２の設定電圧Ｖｓ２をリチウムイオン電池１１が電源供給する機器の使用可能電圧に設定するようにした。
【００５４】
このことから、機器が使用できるようになるまでの充電時間は従来の急速充電方式と同様にすることができ、その後は、電池電圧及び充電電流をそれぞれ所定値に制限しながら行うパルス充電に切り替えて平均充電電流を低下させることによって、非水系二次電池と制御素子の発熱を抑えることができ、充電装置の小型軽量化を図ることができると共に、非水系二次電池の劣化の防止を図ることができる。また、パルス充電後、定電流−定電圧充電を行うようにしたことから、非水系二次電池の満充電を正確に検出することができる。
【００５５】
第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、予備充電期間と急速充電期間に電圧切替回路２４から第３の定電圧Ｖ３が出力されるようにしたが、予備充電期間には第１の定電圧Ｖ１が、急速充電期間には第２の定電圧Ｖ２がそれぞれ電圧切替回路２４から出力されるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
【００５６】
図４は、本発明の第２の実施の形態における非水系二次電池の充電装置の例を示したブロック図である。なお、図４では、図１と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
図４における図１との相違点は、図１の充電制御回路８が、予備充電時に電圧切替回路２４に対して第１の定電圧Ｖ１を出力させることと、急速充電時に電圧切替回路２４に対して第２の定電圧Ｖ２を出力させるようにしたことにあり、これに伴って、図１の充電制御回路８を充電制御回路８ａに、図１の充電装置１を充電装置１ａにしたことにある。
【００５７】
図４において、充電装置１ａは、アダプタ検出回路２と、電圧検出回路３と、定電流−定電圧回路４と、抵抗５と、電流検出回路６と、充電完了検出回路７と、アダプタ検出回路２、電圧検出回路３及び充電完了検出回路７から入力される各信号に応じて定電流−定電圧回路４の動作制御を行う充電制御回路８ａとを備えている。
【００５８】
充電制御回路８ａは、定電圧発生回路２２から第１〜第４の各定電圧Ｖ１〜Ｖ４がそれぞれ入力されており、アダプタ検出回路２、電圧検出回路３及び充電完了検出回路７からの各信号に応じて、信号切替回路２３及び電圧切替回路２４の動作制御をそれぞれ行う。信号切替回路２３は、定電流基準信号発生回路２１からの第１の定電流基準信号Ｓ１及び第２の定電流基準信号Ｓ２がそれぞれ入力されており、充電制御回路８ａからの制御信号に応じて、入力された第１の定電流基準信号Ｓ１又は第２の定電流基準信号Ｓ２のいずれか一方を選択して制御回路２６に出力する。電圧切替回路２４は、定電圧発生回路２２からの第１〜第３の各定電圧Ｖ１〜Ｖ３がそれぞれ入力されており、充電制御回路８ａからの制御信号に応じて、入力された第１〜第３の各定電圧Ｖ１〜Ｖ３のいずれか１つを排他的に選択して制御回路２６に出力する。
【００５９】
図５は、図４で示した充電装置１ａの動作例を示したタイミングチャートであり、図４を用いて充電制御回路８ａの動作について、図２の充電制御回路８との相違点のみ説明する。なお、図５（ａ）は電池電圧Ｖｂの特性を、図５（ｂ）は充電電流ｉｂの特性を、図５（ｃ）は電圧切替回路２４の出力電圧Ｖａの特性をそれぞれ示している。
【００６０】
図５において、充電制御回路８ａは、電源端子１５にＡＣアダプタ１０が接続されて、アダプタ検出回路２から電源が入ったことを示す信号が入力されると、信号切替回路２３に対して第１の定電流基準信号Ｓ１を出力させると共に電圧切替回路２４に対して第１の定電圧Ｖ１を出力させる。このことから、制御回路２６は、電圧検出回路３からの電圧が示す電池電圧Ｖｂが第１の定電圧Ｖ１になるように制御用トランジスタ２５の動作制御を行うと共に、電流検出回路６からの信号が第１の定電流ｉ１を示すように制御用トランジスタ２５の動作制御を行って、リチウムイオン電池１１に対して予備充電を行う。
【００６１】
次に、充電制御回路８ａは、電池電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｓ１になると、信号切替回路２３に対して第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して第２の定電圧Ｖ２を出力させる。このことから、制御回路２６は、電圧検出回路３からの電圧が示す電池電圧Ｖｂが第２の定電圧Ｖ２になるように制御用トランジスタ２５の動作制御を行うと共に、電流検出回路６からの信号が第２の定電流ｉ２を示すように制御用トランジスタ２５の動作制御を行って、リチウムイオン電池１１に対して急速充電を行う。該急速充電後に充電制御回路８ａによって行われるパルス充電、定電流充電及び定電圧充電時の各動作は、図２を用いて説明した充電制御回路８の動作と同じであるのでその説明を省略する。
【００６２】
次に、図６は、充電制御回路８ａの動作例を示したフローチャートであり、図６を用いて充電制御回路８ａの動作の流れについてもう少し詳細に説明する。なお、図６では、充電制御回路８を充電制御回路８ａに置き換える以外は同じ処理を行うフローは図３と同じ符号で示しており、ここではその説明を省略する。また、特に明記しない限り、図６の各フローで行われる処理はすべて充電制御回路８ａで行われるものである。
【００６３】
図６において、まず最初に、図３のステップＳＴ１の処理を行い、ステップＳＴ１で、電源が入ったことを示す信号が入力された場合（ＹＥＳ）は、信号切替回路２３に対して第１の定電流基準信号Ｓ１を出力させると共に電圧切替回路２４に対して第１の定電圧Ｖ１を出力させ、リチウムイオン電池１１に対して予備充電を行わせる（ステップＳＴ２１）。次に、図３のステップＳＴ３の処理を行い、ステップＳ３で、第１の設定電圧Ｖｓ１以上になった場合（ＹＥＳ）は、信号切替回路２３に対して第２の定電流基準信号Ｓ２を出力させると共に、電圧切替回路２４に対して第２の定電圧Ｖ２を出力させ、リチウムイオン電池１１に対して急速充電を行わせる（ステップＳＴ２２）。この後、図３のステップＳＴ５〜ＳＴ１３の動作を行って、本フローは終了する。
【００６４】
なお、図４において、アダプタ検出回路２、電圧検出回路３、電流検出回路６、充電完了検出回路７、充電制御回路８ａ、並びに定電流−定電圧回路４の定電流基準信号発生回路２１、定電圧発生回路２２、信号切替回路２３、電圧切替回路２４及び制御回路２６は１つのＩＣに集積され、場合によっては、ダイオード２７を含めて１つのＩＣに集積するようにしてもよい。
【００６５】
このように、本第２の実施の形態における充電装置は、予備充電期間には第１の定電圧Ｖ１が、急速充電期間には第２の定電圧Ｖ２がそれぞれ電圧切替回路２４から出力されるようにし、これ以外は前記第１の実施の形態における充電装置と同様の動作を行うようにした。このことから、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、予備充電期間では、制御回路２６によって電池電圧Ｖｂが確実に第１の定電圧Ｖ１未満にすることができると共に、急速充電期間では、制御回路２６によって電池電圧Ｖｂが確実に第２の定電圧Ｖ２未満にすることができ、何らかの原因で電池電圧Ｖｂが上昇し、予備充電及び急速充電が十分に完了する前にパルス充電が始まることを防止することができ、非水系二次電池が過放電状態まで放電している場合に、非水系二次電池の劣化を早めたり、制御用トランジスタに多大な電力損失を与えて、大きな発熱を発生させるのをより確実に防ぐことができる。
【００６６】
なお、前記第１及び第２の各実施の形態では、急速充電期間に信号切替回路２３から第２の定電流基準信号Ｓ２が出力されるようにしたが、リチウムイオン電池１１で機器を作動することができる電圧までリチウムイオン電池１１を充電するのに要する時間は長くなるが、急速充電期間に信号切替回路２３から第１の定電流基準信号Ｓ１が出力されるようにしてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の二次電池の充電装置及びその充電方法によれば、機器が使用できるようになるまでの充電時間は従来の急速充電方式と同様にすることができ、その後は、二次電池に対する充電電流及び電池電圧をそれぞれ所定値に制限しながら行うパルス充電に切り替えて平均充電電流を低下させることにより、二次電池と制御素子の発熱を抑えることができ、充電装置の小型軽量化を図ることができると共に、二次電池の劣化の防止を図ることができる。また、パルス充電後、定電流−定電圧充電を行うようにしたことから、二次電池の満充電を正確に検出することができる。
【００６８】
また、パルス充電を行う前の定電流充電時に、二次電池の電池電圧が第２の設定電圧よりも小さい所定の第１の設定電圧未満である場合は、二次電池の電池電圧を第３の定電圧よりも小さい所定の第１の定電圧になるように二次電池に供給する充電電流を制御させ、二次電池の電池電圧が第１の設定電圧以上である場合は、二次電池の電池電圧を第３の定電圧よりも小さく第１の定電圧よりも大きい所定の第２の定電圧になるように二次電池に供給する充電電流を制御させるようにした。このことから、予備充電期間では、電池電圧が確実に第１の定電圧未満にすることができると共に、急速充電期間では、電池電圧が確実に第２の定電圧未満にすることができ、何らかの原因で電池電圧が上昇し、予備充電及び急速充電が十分に完了する前にパルス充電が始まることを防止することができ、二次電池が過放電状態まで放電している場合に、二次電池の劣化を早めたり、制御素子に多大な電力損失を与えて、大きな発熱を発生させるのをより確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における非水系二次電池の充電装置の例を示したブロック図である。
【図２】図１における充電装置１の動作例を示したタイミングチャートである。
【図３】図１における充電制御回路８の動作例を示したフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態における非水系二次電池の充電装置の例を示したブロック図である。
【図５】図４における充電装置１ａの動作例を示したタイミングチャートである。
【図６】図４における充電制御回路８ａの動作例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１，１ａ　充電装置
２　アダプタ検出回路
３　電圧検出回路
４　定電流−定電圧回路
５　抵抗
６　電流検出回路
７　充電完了検出回路
８，８ａ　充電制御回路
１０　ＡＣアダプタ
１１　リチウムイオン電池
１５　電源端子
２１　定電流基準信号発生回路
２２　定電圧発生回路
２３　信号切替回路
２４　電圧切替回路
２５　制御用トランジスタ
２６　制御回路
２７　ダイオード

Claims

リチウムイオン電池等の非水系二次電池の充電を行う二次電池の充電装置において、
前記二次電池の電池電圧の検出を行い、該検出した電池電圧に応じた信号を出力する電圧検出回路部と、
前記二次電池に供給される充電電流の検出を行い、該検出した充電電流に応じた信号を出力する電流検出回路部と、
入力された制御信号に応じて、前記二次電池の電池電圧及び前記二次電池に供給する充電電流がそれぞれ設定され、前記電圧検出回路部で検出された電池電圧が該設定された電池電圧になると共に前記電流検出回路部で検出された充電電流が該設定された充電電流になるように、前記二次電池に対して電流供給制御を行って充電を行う充電回路部と、
該充電回路部に対して、前記電圧検出回路部から入力された信号が示す電圧に応じた電池電圧及び充電電流の設定をそれぞれ行う充電制御回路部と、
を備えることを特徴とする二次電池の充電装置。
前記充電制御回路部は、前記充電回路部に対して、二次電池の電池電圧が所定の第２の設定電圧未満である場合は、前記二次電池に所定の第１の定電流を供給して充電を行った後、該第１の定電流よりも大きい所定の第２の定電流を供給して充電を行う定電流充電を行わせ、前記二次電池の電池電圧が第２の設定電圧以上になると、前記二次電池に第２の定電流を供給して充電を行う定電流充電と、前記二次電池に対して充電電流の供給を停止する充電の休止とを所定の間隔で繰り返し行うパルス充電を行わせることを特徴とする請求項１記載の二次電池の充電装置。
前記充電制御回路部は、前記充電回路部に対して、前記パルス充電における定電流充電時には、二次電池の電池電圧が所定の第３の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させ、前記パルス充電の充電休止時には、二次電池の電池電圧が該第３の定電圧よりも小さい所定の第１の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させることを特徴とする請求項２記載の二次電池の充電装置。
前記充電制御回路部は、前記充電回路部に対して、二次電池の電池電圧が前記第２の設定電圧よりも大きい所定の第３の設定電圧以上になると、二次電池に前記第２の定電流を供給して充電を行う定電流充電を行わせた後、二次電池の電池電圧が前記第３の設定電圧よりも大きい所定の第４の設定電圧になると、二次電池に対して電池電圧が前記第３の定電圧になるように充電電流を制御する定電圧充電を行わせることを特徴とする請求項３記載の二次電池の充電装置。
前記充電制御回路部は、前記充電回路部に対して、前記パルス充電を行う前の定電流充電時に、二次電池の電池電圧が前記第３の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させることを特徴とする請求項３又は４記載の二次電池の充電装置。
前記充電制御回路部は、前記パルス充電を行う前の定電流充電時に、前記充電回路部に対して、二次電池の電池電圧が前記第２の設定電圧よりも小さい所定の第１の設定電圧未満である場合は、二次電池の電池電圧が前記第１の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させ、二次電池の電池電圧が該第１の設定電圧以上である場合は、二次電池の電池電圧を前記第３の定電圧よりも小さく前記第１の定電圧よりも大きい所定の第２の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御させることを特徴とする請求項３又は４記載の二次電池の充電装置。
前記充電回路部は、
前記第１及び第３の各定電圧をそれぞれ生成して出力する定電圧発生回路と、
前記充電制御回路部からの制御信号に応じて、該定電圧発生回路から出力された第１及び第３の各定電圧のいずれか１つを選択して出力する電圧切替回路と、
対応する前記第１及び第２の各定電流を示した第１及び第２の各信号をそれぞれ生成して出力する定電流基準信号発生回路と、
前記充電制御回路部からの制御信号に応じて、該定電流基準信号発生回路から出力された第１及び第２の各信号のいずれか１つを選択して出力する信号切替回路と、
入力される制御信号に応じた電流を前記二次電池に出力する制御用トランジスタと、
前記電圧検出回路部から入力された信号が示す電池電圧が前記電圧切替回路から出力された定電圧になると共に、前記電流検出回路部から入力された信号が示す充電電流が前記信号切替回路から出力された信号が示す定電流になるように、該制御用トランジスタの動作制御を行う制御回路と、
を備えることを特徴とする請求項５記載の二次電池の充電装置。
前記充電回路部は、
前記第１から第３の各定電圧をそれぞれ生成して出力する定電圧発生回路と、
前記充電制御回路部からの制御信号に応じて、該定電圧発生回路から出力された第１から第３の各定電圧のいずれか１つを選択して出力する電圧切替回路と、
対応する前記第１及び第２の各定電流を示した第１及び第２の各信号をそれぞれ生成して出力する定電流基準信号発生回路と、
前記充電制御回路部からの制御信号に応じて、該定電流基準信号発生回路から出力された第１及び第２の各信号のいずれか１つを選択して出力する信号切替回路と、
入力される制御信号に応じた電流を前記二次電池に出力する制御用トランジスタと、
前記電圧検出回路部から入力された信号が示す電池電圧が前記電圧切替回路から出力された定電圧になると共に、前記電流検出回路部から入力された信号が示す充電電流が前記信号切替回路から出力された信号が示す定電流になるように、該制御用トランジスタの動作制御を行う制御回路と、
を備えることを特徴とする請求項６記載の二次電池の充電装置。
前記電流検出回路部で検出された充電電流が前記第１の定電流よりも小さい所定値以下になると、二次電池に対する充電が完了したと判断して所定の信号を出力する充電完了検出回路部を備え、前記充電制御回路部は、該充電完了検出回路部から充電が完了したことを示す信号が出力されると、前記充電回路部に対して二次電池の充電動作を停止させることを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７又は８記載の二次電池の充電装置。
前記第１の定電圧は、二次電池の過放電電圧値を超える値であり、前記第３の定電圧は二次電池の満充電電圧値であることを特徴とする請求項３記載の二次電池の充電装置。
前記電流検出回路部は、二次電池に供給される充電電流が流れる抵抗と、該抵抗の両端電圧から該充電電流の検出を行い該検出した充電電流に応じた信号を出力する電流検出回路とで構成され、前記電圧検出回路部、該電流検出回路部の電流検出回路、充電制御回路部、並びに前記充電回路部の定電圧発生回路、電圧切替回路、定電流基準信号発生回路、信号切替回路及び制御回路は１つのＩＣに集積されることを特徴とする請求項７又は８記載の二次電池の充電装置。
前記電流検出回路部は、二次電池に供給される充電電流が流れる抵抗と、該抵抗の両端電圧から該充電電流の検出を行い該検出した充電電流に応じた信号を出力する電流検出回路とで構成され、前記電圧検出回路部、該電流検出回路部の電流検出回路、充電制御回路部、充電完了検出回路部並びに前記充電回路部の定電圧発生回路、電圧切替回路、定電流基準信号発生回路、信号切替回路及び制御回路は１つのＩＣに集積されることを特徴とする請求項９記載の二次電池の充電装置。
リチウムイオン電池等の非水系二次電池に対して充電を行う充電装置の充電方法において、
前記二次電池の電池電圧が所定の第１の設定電圧未満である場合は、前記二次電池に所定の第１の定電流を供給して前記二次電池を充電する第１の定電流充電を行い、
前記二次電池の電池電圧が該第１の設定電圧以上になると、該二次電池に該第１の定電流よりも大きい所定の第２の定電流を供給して前記二次電池を充電する第２の定電流充電を行い、
前記二次電池の電池電圧が前記第１の設定電圧よりも大きい所定の第２の設定電圧以上になると、前記二次電池に第２の定電流を供給して充電を行う定電流充電と、前記二次電池に対して充電電流の供給を停止する充電の休止とを所定の間隔で繰り返し行うパルス充電を前記二次電池に行うことを特徴とする充電方法。
前記パルス充電における定電流充電時には、前記二次電池の電池電圧が所定の第３の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御し、前記パルス充電の充電休止時には、前記二次電池の電池電圧が前記第３の定電圧よりも小さい所定の第１の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御することを特徴とする請求項１３記載の充電方法。
前記二次電池の電池電圧が前記第２の設定電圧よりも大きい所定の第３の設定電圧以上になると、前記二次電池に前記第２の定電流を供給して充電する定電流充電を行った後、前記二次電池の電池電圧が前記第３の設定電圧よりも大きい所定の第４の設定電圧になると、前記二次電池に対して電池電圧が前記第３の定電圧になるように充電電流を制御する定電圧充電を行うことを特徴とする請求項１４記載の充電方法。
前記第１及び第２の各定電流充電時に、前記二次電池の電池電圧が前記第３の定電圧になるように前記二次電池に供給する電流を制御することを特徴とする請求項１４記載の充電方法。
前記第１の定電流充電時に、前記二次電池の電池電圧が前記第１の設定電圧未満である場合は、該二次電池の電池電圧が前記第１の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御し、前記第２の定電流充電時には、前記二次電池の電池電圧が前記第３の定電圧よりも小さく前記第１の定電圧よりも大きい所定の第２の定電圧になるように前記二次電池に供給する充電電流を制御することを特徴とする請求項１４記載の充電方法。
前記充電電流が前記第１の定電流よりも小さい所定値以下になると、二次電池に対する充電が完了したと判断して二次電池の充電動作を停止することを特徴とする請求項１３、１４、１５、１６又は１７記載の充電方法。