JP2004222378A

JP2004222378A - マルチチャンネル充電装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2004222378A
Application number: JP2003005039A
Authority: JP
Inventors: Noboru Yashiro; 昇八代
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を各々独立して制御しながら、かつ所定のばらつきの範囲内で同様の充電条件で、一度に並行して充電するためのマルチチャンネル充電装置の回路構成およびその製造工程の簡易化およびチャンネルどうしでの充電状態のばらつきの低減ないし解消を達成する。
【解決手段】Ｎ個の充電制御素子２０１は、それぞれ個別の集積回路素子または混成回路素子として作成されたものである。それらＮ個の充電制御素子２０１は、充電状態に関する制御性能のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるようなものの組み合わせとなるようなものを予め適宜に選択して、充電回路基板部２００の一つのプリント配線回路基板上に実装または装着されているので、回路構成およびその製造工程が極めて簡易で、かつマルチチャンネル間の充電状態のばらつきが低減されたものとなっている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチチャンネル充電装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池あるいはＮｉ−Ｃｄ（ニッケル−カドミウム）二次電池などのような、繰り返し充放電が可能な種々のいわゆるドライセル型あるいは密封型の二次電池が開発されて実用に供されている。これらの二次電池は、鉛蓄電池等のいわゆるウェットセル型の二次電池等と比較して、体積比充電率および重量比充電率が優れていること、充電時間も短くて済むこと、小型・軽量であることなど、種々の特長を有している。特にリチウムイオン二次電池は単体当りの出力電圧が高いので充電容量が他のニッケル水素二次電池等と比較してもさらに高く、また自然放電も極めて少ないといった特長を有している。
【０００３】
このような二次電池は一般に、充電電圧および充電電流を所定の適正範囲内に制御しながら、また過充電にならないようにしながら、充電を行うことが要請される。これは、所定の適正範囲を逸脱した過大電圧や過大電流で充電を行った場合や、満充電に至った後も充電を続けるなどしていわゆる過充電を行った場合には、二次電池の内部の起電体に劣化や破損が生じる虞や、あるいは過充電に起因して発生したガスが二次電池の密封容器を破損させるといった不都合が生じる虞があるので、それを回避するためである。
【０００４】
そのような二次電池の充電を行うために、図８に一例を示したような充電装置が用いられている。従来の充電装置は、電流検出部８０１と、電気抵抗素子８０２と、電流制御部８０３と、電圧検出・制御部８０４と、充電電流オン・オフ用の例えばＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）素子のようなスイッチング素子８０５とを備えている。
【０００５】
電流検出部８０１では、電気抵抗素子８０２の両端での電圧降下に基づいて、二次電池８０６に対して供給される充電電流を検出する。そして電流制御部８０３が、電流検出部８０１によって検出された充電電流の値を、外部から入力される参照電流値（Ｉｓｅｔ）と比較して、充電電流の値の方が参照電流値よりも高い場合には、スイッチング素子８０５をオフにするための制御信号を出力する。
【０００６】
他方、電圧検出・制御部８０４では、二次電池８０６に対して印加される充電電圧を検出し、その充電電圧の値を、外部から入力される参照電圧値（Ｖｓｅｔ）と比較して、充電電圧の値の方が参照電圧値よりも高い場合には、スイッチング素子８０５をオフにするための制御信号を出力する。
【０００７】
このような従来の一般的な充電装置は、基本的に、一度に一つの二次電池を充電するために用いられるものであるため、図８に一例を示したような電流検出部８０１、電気抵抗素子８０２、電流制御部８０３、電圧検出・制御部８０４、スイッチング素子８０５を、個別の素子として各々高精度に作製して、高精度の充電制御を行うようにしている。このため、充電装置の主要部が、上記のように電流検出部８０１、電気抵抗素子８０２、電流制御部８０３、電圧検出・制御部８０４、スイッチング素子８０５等といった多数の回路要素によって構成されており、図８では各部位が模式的に記号化して描かれてあるので実感的ではないが、実際にはその回路構成が繁雑なものとなっている。
【０００８】
また、図８に示したような回路要素の他にも、さらに制御部（図示省略）の故障等を想定して過大電圧検出回路（図示省略）等を付加することが要請される場合も多いので、その過大電圧検出回路の分の回路要素もさらに盛り込まねばならず、回路構成はさらに繁雑なものとなる。但し、従来の一般的な家庭等で用いられる民生用の充電装置は一度に一つの二次電池を充電するために用いられるものであるから、上記のような回路要素を１セット作製すればよいので、その意味では上記のような回路構成の繁雑さおよびそのような煩雑な回路を製造するための製造工程の煩雑さは、さほど実際上の不都合としては目立たないものであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えば工場出荷前時点での二次電池の充放電特性の全数検査工程などでは、一般に、そのときの検査対象である多量の二次電池を短時間で検査することが要請されるため、複数個の二次電池を一度に並行して充電して、一度に多数の二次電池を検査することが必要となる。
【００１０】
そのような複数個の二次電池を一度に並行して充電するための充電装置（これをマルチチャンネル充電装置と呼ぶものとする）では、複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を各々独立した１チャンネルとして制御しながら、かつ全チャンネルについて一度に並行して同様の充電条件で（所定のばらつきの範囲内で）充電することが要請される。
【００１１】
そこでこのようなマルチチャンネル充電装置では、上記のような従来の一般的な個別の充電装置を、そのとき必要な充電対象の複数個の二次電池の個数分用意して、一斉に並行して充電を行えばよいとも考えられる。あるいはそのような個別の充電装置を充電対象の複数個の二次電池の個数分一つの装置内に作り込んだもので一斉充電を行えばよいとも考えられる。
【００１２】
しかしながら、従来の一般的な個別の充電装置では、それが個別に充電を行うための装置であるが故に、回路構成の繁雑さおよびそのような回路を製造するための製造工程の煩雑さは、さほど実際上の不都合としては目立たないものであったが、複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を各々独立して制御しながら、かつ一度に同様の充電条件で所定のばらつきの範囲内に収まるように充電するという要請をみたすものとするためには、その製造工程に極めて高精度なものが要求されることとなる。これは換言すれば、回路構成および製造工程が極めて煩雑なものとなること、あるいはさらにそれに伴って部品点数の大幅な増大と充電装置の製造不良の発生率の増大を引き起こす致命的な要因となるということである。
【００１３】
さらに詳細には、複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１で対応する個々の充電制御回路の制御性能が所定のばらつきの範囲内に揃うように製造しなければならないので、個々の充電制御回路の主要部の構成が繁雑であることとも相まって、その製造工程が極めて煩雑で高精度を要求されるものとなる。また、図８に示したような個々に煩雑である充電制御回路を、複数個に亘って高精度に欠陥なく、かつその全ての充電制御性能が所定のばらつきの範囲内に収まるように（性能をいわゆる高精度にマッチングさせて）、一つのプリント配線回路基板等の上に形成することは、実際上困難なものとなる。
【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を各々独立して制御しながら、かつ所定のばらつきの範囲内で同様の充電条件で、一度に並行して充電するための、回路構成およびその製造工程が簡易なマルチチャンネル充電装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマルチチャンネル充電装置は、複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を制御しながら一度に並行して充電可能なマルチチャンネル充電装置であって、複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１に対応して接続されて、各個別の二次電池ごとの充電状態を外部から与えられる充電条件を定めるための制御信号に基づいて制御するように設けられた複数個の充電制御素子と、複数個の充電制御素子のそれぞれに対して制御信号を分配して与える制御信号入力回路と、制御信号入力回路を介して複数個の充電制御素子のそれぞれに対して与えられる制御信号を出力する中央制御回路と、充電制御素子のそれぞれを介して複数個の二次電池のそれぞれを充電するための充電電圧を供給する充電電源回路とを備えている。
【００１６】
本発明によるマルチチャンネル充電装置の製造方法は、複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を制御しながら一度に並行して充電可能なマルチチャンネル充電装置の製造方法であって、この製造方法によって製造されるマルチチャンネル充電装置は、複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１に対応して接続されて、各個別の二次電池ごとの充電状態を外部から与えられる充電条件を定めるための制御信号に基づいて制御するように設けられた複数個の充電制御素子と、複数個の充電制御素子のそれぞれに対して制御信号を分配して与える制御信号入力回路と、制御信号入力回路を介して複数個の充電制御素子のそれぞれに対して与えられる制御信号を出力する中央制御回路と、充電制御素子のそれぞれを介して複数個の二次電池のそれぞれを充電するための充電電圧を供給する充電電源回路とを備えたものであり、複数個の充電制御素子を、それぞれ個別の集積回路素子または混成回路素子として形成したもののうちから、充電状態に関する制御性能のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるように選択して用いて一つの配線回路基板上に実装または装着する工程を含んでいる。
【００１７】
本発明によるマルチチャンネル充電装置では、複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１に対応して接続されて、各個別の二次電池ごとの充電状態を外部から与えられる充電条件を定めるための制御信号に基づいて制御するように設けられた複数個の充電制御素子を備えるようにしたので、複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を各々独立して制御しながら、かつ所定のばらつきの範囲内で同様の充電条件で、一度に並行して充電するための回路構成が簡易なものとなり、延いてはその製造工程が簡易なものとなる。
【００１８】
本発明によるマルチチャンネル充電装置の製造方法では、製造するマルチチャンネル充電装置の主要部の回路構成を、複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１に対応して接続されて、各個別の二次電池ごとの充電状態を外部から与えられる充電条件を定めるための制御信号に基づいて制御するように設けられた複数個の充電制御素子を備えたものとし、その複数個の充電制御素子は、それぞれ個別の集積回路素子または混成回路素子として、装置に用いる個数よりも多数作成したもののうちから、充電状態に関する制御性能のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるようなものの組み合わせとなるように適宜に予め選択して、それらを用いて一つの配線回路基板上に実装または装着するようにしたので、従来の個別の充電装置を複数個並列した場合には困難あるいは不可能であった、複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を各々独立して制御しながらかつ所定のばらつきの範囲内で同様の充電条件で一度に並行して充電することが可能であるような回路構成の製造工程の簡易化が可能となる。
【００１９】
なお、充電状態についての、より具体的な制御量としては、充電電圧、充電電流などが可能である。あるいはさらに、複数個の充電制御素子のそれぞれが、所定レベル以上の過大電圧を検知する機能と、過大電圧が検知された場合には充電動作を停止する機能とを、さらに備えているようにしてもよい。
【００２０】
また、複数個の充電制御素子の全てについて、充電状態に関する制御性能のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるように、いわゆる複数の素子どうしでのマッチングを行うようにすることが望ましい。このようにすることにより、一度に所定のばらつきの範囲内で同様の充電条件での充電が行われるようになるからである。
【００２１】
また、複数個の充電制御素子の全てが、それぞれ個別の集積回路素子または混成回路素子として形成されたものであり、それらが全て一つの配線回路基板上に実装または装着されているようにすることが望ましい。このようにすることにより、回路要素部品数が削減（簡略化）されて、回路構成が極めて簡易なものとなり、またこのマルチチャンネル充電装置の製造不良発生率が、従来の個別の充電装置を多数配列形成する場合よりも飛躍的に低減するからである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１ないし図５は、本発明の一実施の形態に係るマルチチャンネル充電装置の概要構成を表したものである。なお、説明および図示の煩雑化を避けるために、このマルチチャンネル充電装置の詳細な実体配線図的な説明（および図示）については省略する。
【００２４】
このマルチチャンネル充電装置は、図１に示したように、中央制御回路であるＣＰＵ１０１を備えたコントロール基板部１００と、複数個の充電制御素子２０１（２０１ａ，２０１ｂ，…６００ｎ）を備えた充電回路基板部２００と、充電対象の二次電池６００のホルダーである治具部３００と、電源部（充電電源回路）４００と、送風機５００とから、その主要部が構成されており、複数個の二次電池６００（６００ａ，６００ｂ，…６００ｎ）のそれぞれについて、その充電状態を制御しながら一度に並行して充電状態を所定のばらつきの範囲内に保ちつつ充電可能なものである。
【００２５】
コントロール基板部１００は、実質的に中央制御回路として機能するＣＰＵ（中央演算処理ユニット）１０１と、変換回路素子１０２と、バッファ１０３（Ｂｕｆｆｅｒ）と、Ａ／Ｄ変換器１０４と、入力側ＭＰＸ１０５と、Ｉ／Ｏ（フォトカプラー・アイソレーション）１０６とを備えている。
【００２６】
充電回路基板部２００は、複数個（図１ではＮ個）の充電制御素子２０１と、制御信号入力回路として機能するラッチ２０２と、出力側ＭＰＸ２０３とを備えている。
【００２７】
治具部３００は、充電対象のＮ個の二次電池６００を機械的に保持すると共にそれらの二次電池６００の正極と負極とにそれぞれ接点で電気的に接続するもので、そのような二次電池６００のホルダーとしての外形的な構造および電気的な接点の他に、二次電池６００に対する電気的接続を機械的に行い、またその接続状態を検知して、その情報をＩ／Ｏ１０６および変換回路素子１０２を介してＣＰＵ１０１へと送るセンサシリンダ３０１を備えている。
【００２８】
電源部４００は、このマルチチャンネル充電装置自体の充電制御動作を機能させるための電力（＋５［Ｖ］アナログ信号系用および＋５［Ｖ］デジタル信号系用）と、二次電池６００を充電するために用いられる電力（＋６［Ｖ］）と、このマルチチャンネル充電装置全体の駆動用動力のうち、５［Ｖ］よりも高い電圧が必要である例えば送風機５００のような部分に対して＋２４［Ｖ］の駆動力用電源電圧とを出力するものである。
【００２９】
なお、この電源部４００は、充電電圧として、上記のような＋６［Ｖ］のみに限定するのではなく、例えば１．４［Ｖ］と４．１［Ｖ］のような異なった充電電圧レベルの二次電池６００の充電にも対応するために用意された複数種類の充電電圧レベルのうちから、充電対象の二次電池６００に対応した充電電圧レベルの出力を選択して出力することが可能に設定するようにしてもよい。そしてその場合には、ＣＰＵ１０１が充電電圧レベルのうちから充電対象の二次電池６００の充電電圧レベルに対応した充電条件を定めるための制御信号を出力するようにしておく。
【００３０】
送風機５００は、このマルチチャンネル充電装置自体の充電制御動作に伴って各部位から発生する熱や充電に起因した二次電池６００の発熱などに因る各部位の温度上昇ないしは加熱を回避するために、このマルチチャンネル充電装置自体の各部位および充電対象の二次電池６００に冷却風を供給して空冷を行うためのものである。なお、充電装置自体のみを空冷するなどのバリエーションが可能であることは言うまでもない。
【００３１】
コントロール基板部１００では、ＣＰＵ１０１が実質的に中央制御回路として機能し、Ｎ個の充電制御素子２０１のそれぞれに対して与えられるべき制御信号を発生する。それらの制御信号は、変換回路素子１０２によってデコード化されて、バッファ１０３を介して充電回路基板部２００へと送出される。
【００３２】
また、充電回路基板部２００で、各二次電池６００の充電状態の制御量である充電電圧および充電電流等に関する信号が各二次電池６００に対応して設けられた各充電制御素子２０１をそれぞれ介して一旦、出力側ＭＰＸ２０３にて収集されるが、その信号はいわゆるフィードバック信号としてコントロール基板部１００に送出される。するとコントロール基板部１００では、そのフィードバック信号を入力側ＭＰＸ１０５が一旦受け、それをＡ／Ｄ変換器１０４が変換してデジタルデータ化し、それをさらに変換回路素子１０２がコード化して、ＣＰＵ１０１に入力する。このようにして充電状態に関するフィードバック制御系のフィードバックループが構成されている。
【００３３】
充電回路基板部２００では、コントロール基板部１００から送られて来たデコード化してある制御信号を、制御信号入力回路であるラッチ２０２による時分割機能によって、各充電制御素子２０１へとそれぞれ分配する。例えばＮ個の充電制御素子２０１のそれぞれに対して与えられるべき制御信号がシリーズ化されて（連続的に）送られて来ると、ラッチ２０２ではその制御信号の入力タイミングに同期して１番目からＮ番目までの各充電制御素子２０１ａ，２０１ｂ，…２０１ｎを順次に選択状態にして行くことで、Ｎ個の各充電制御素子２０１のそれぞれに対して各々対応した制御信号を分配して入力する。そして充電制御素子２０１は、そのそれぞれが、入力された制御信号に基づいて、電源部４００から供給される充電電圧を充電対象の二次電池６００に対して印加する制御を行う。
【００３４】
充電制御素子２０１は、二次電池６００ごとの充電電流および充電電圧を制御対象とした充電状態の制御を行う機能を有すると共に、いわゆる１次側過大電圧の検出およびその過大電圧の印加の回避（遮断）を行う機能と、例えば二次電池６００の近くなどに設けられた温度センサ（図示省略）から出力される信号を受けて温度を検出し、その温度が所定値以上に高温になると充電を停止する機能とを備えている。
【００３５】
この充電制御素子２０１は、さらに詳細には、図６にその主要部をブロック図として示し、また図７にその周辺の回路構成を示したように、定電圧制御部２１１と、電流検出部２１２と、定電流制御部２１３と、一次側過電圧検出部２１４と、アダプタ抜け検出部２１５と、基準電源部２１６と、制御部２１７と、サーマルシャットダウン部２１８と、温度検出部２１９とを備えている。
【００３６】
電流検出部２１２は、この充電制御素子２０１の外部の充電電圧を供給するための正極側の配線途中に介挿された電気抵抗素子６０１の端子間電圧降下に基づいて充電電流を検出し、その検出された充電電流の値に基づいて、定電流制御部２１３が、充電電流を所定の誤差の範囲内に保つように制御を行う。このとき例えば充電電流が異常に大きな電流値となった場合などには、定電流制御部２１３は、この充電制御素子２０１の外部の充電電圧を供給するための正極側の配線途中に介挿されたＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）によるスイッチング素子６０２のゲートに対してソース−ドレイン間をオフにする（換言すればスイッチ・オフにする）ための信号を送出して、スイッチング素子６０２をオフ状態にする。なお、スイッチング素子６０２のゲートの前段には前述の電気抵抗素子６０１とは別に電気抵抗６０３が介挿されている。
【００３７】
定電圧制御部２１１は、二次電池６００へと充電電圧を供給するための正極側の電圧を検出し、その検出された電圧値に基づいて、充電電圧を所定の誤差の範囲内に保つように制御を行う。このとき例えば充電電圧が許容誤差の範囲を逸脱している場合などには、定電圧制御部２１１は、この充電制御素子２０１の外部の充電電圧を供給するための正極側の配線途中に介挿されたスイッチング素子６０２のゲートに対してソース−ドレイン間をオフにする（換言すればスイッチ・オフにする）ための信号を送出することでスイッチング素子６０２をオフ状態にする。
【００３８】
１次側過電圧検出部２１４は、１次側すなわち電源部４００側から供給される電圧レベルがいわゆる過電圧である場合にはそれを検知する。
【００３９】
アダプタ抜け検出部２１５は、いわゆるアダプタ抜け等に起因した電源電圧の供給異常等を検知する。
【００４０】
基準電源部４００は、基準電圧を電流検出部２１２、１次側過電圧検出部２１４、アダプタ抜け検出部２１５へと供給する。
【００４１】
温度検出部２１９は、この充電制御素子２０１の外部に設けられた温度センサ（図示省略）から送られて来た二次電池６００の温度の計測値に関する信号に基づいて、その温度が所定の正常範囲を逸脱した異常なものとなった場合などには、サーマルシャットダウン部２１８および制御部２１７と共働して充電動作を停止させるという、いわゆるサーマルシャットダウンを行うものである。
【００４２】
充電制御素子２０１は、このような主要部の構成および機能を備えて、例えば１６ピン（接続端子数）のＤＩＰ（ＤｕａｌＩｎｌｉｎｅｐａｃｋａｇｅ）型のパッゲージングに収容してなる集積回路素子として作製されたものである。あるいは個々の充電制御素子２０１は、１つの混成用基板上に複数個の個別回路素子または集積回路素子を実装してなる混成回路とすることなども可能であることは言うまでもない（いずれも図示省略）。
【００４３】
これらＮ個の充電制御素子２０１は、その全てについて、充電状態に関する制御性能のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるように設定されており、それらは全て充電回路基板部２００の１枚のプリント配線回路基板上に実装されている。
【００４４】
すなわち、これらＮ個の充電制御素子２０１ａ，２０１ｂ，…２０１ｎは、それぞれ個別の集積回路素子として形成されたもののうちから、充電状態に関する制御性能（充電電圧制御、充電電流制御、過電圧制御、サーマルシャットダウン制御の各機能）のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるように選択して用いて一つの配線回路基板上に実装または装着する工程によって実装されたものである。
【００４５】
このようにすることにより、従来の一般的な個別の充電装置を単に寄せ集めて複数個並列した場合には困難あるいは不可能であった、複数個の二次電池６００のそれぞれについて充電状態を各々独立して制御しながら、所定のばらつきの範囲内で同様の充電条件で一度に並行して充電することを可能とすることができ、しかもその製造工程は従来と比較して大幅に簡易化なものとなる。
【００４６】
また、回路要素部品数が削減されて、マルチチャンネル充電装置の主要部の回路構成が極めて簡易なものとなり、延いてはこのマルチチャンネル充電装置の製造工程における不良発生率を従来の個別の充電装置を多数配列形成する場合よりも大幅に低減することができる。
【００４７】
すなわち、従来の一般的な個別の充電装置を複数個並列してマルチチャンネル充電装置を作製しようとすると、複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１で対応する個々の充電制御回路の制御性能が所定のばらつきの範囲内に揃うように製造しなければならないので、個々の充電制御回路の主要部の構成が繁雑であることとも相まって、その製造工程が極めて煩雑で高精度を要求されるものとなり、またそのような個々の充電制御回路を複数個に亘って高精度に欠陥なくかつその全ての充電制御性能が所定のばらつきの範囲内に収まるように、一つのプリント配線回路基板等の上に形成することは、実際上困難なものとなっていた。あるいは逆に、マルチチャンネルのうちの個々のチャンネルどうしの充電性能を所定のばらつきの許容範囲内に収めることができず、その結果、マルチチャンネルどうしの間で各二次電池の充電結果に有意なばらつきが生じてしまうといった不都合なども生じていた。
【００４８】
しかし本実施の形態に係るマルチチャンネル充電装置によれば、充電対象のＮ個の二次電池６００に１対１に対応するように用いられるＮ個の充電制御素子２０１ａ，２０１ｂ，…２０１ｎは、その個々が集積回路であるから、その取り扱いも１枚のプリント配線回路基板（図示省略）上への実装も極めて簡易なものとすることができる。
【００４９】
しかも、例えばＮ個よりも多めの個数を用意しておいた充電制御素子２０１のうちから、充電電圧、充電電流、過電圧、温度検出等の制御性能のばらつきがＮ個の二次電池６００を充電するためのＮ個のチャンネルの全てで所定の範囲内に収まるようなものの組み合わせを選んで、充電回路基板部２００の１枚のプリント配線基板上に実装するだけでよいので、そのような予め制御性能のマッチングの取れた（マッチングの良好な）組み合わせのＮ個の充電制御素子２０１によって、二次電池６００に対する一斉充電時の充電状態を所定のばらつきの範囲内に揃えて充電を行うということを極めて簡易に実現することが可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし８のいずれかに記載のマルチチャンネル充電装置によれば、複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１に対応して接続されて、各個別の二次電池ごとの充電状態を外部から与えられる充電条件を定めるための制御信号に基づいて制御するように設けられた複数個の充電制御素子を備えるようにしたので、複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を各々独立して制御しながら、かつ所定のばらつきの範囲内で同様の充電条件で、一度に並行して充電するための回路構成の簡易化を達成することができ、延いてはその製造工程の簡易化を達成することができる。
【００５１】
また、請求項９記載のマルチチャンネル充電装置の製造方法によれば、製造するマルチチャンネル充電装置の主要部の回路構成を、複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１に対応して接続されて、各個別の二次電池ごとの充電状態を外部から与えられる充電条件を定めるための制御信号に基づいて制御するように設けられた複数個の充電制御素子を備えたものとし、その複数個の充電制御素子は、それぞれ個別の集積回路素子または混成回路素子として、装置に用いる個数よりも多数作成したもののうちから、充電状態に関する制御性能のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるようなものの組み合わせとなるように適宜に予め選択して、それらを用いて一つの配線回路基板上に実装または装着するようにしたので、従来の個別の充電装置を複数個並列した場合には困難あるいは不可能であった、複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を各々独立して制御しながらかつ所定のばらつきの範囲内で同様の充電条件で一度に並行して充電することが可能であるような回路構成の製造工程の簡易化を達成することができる。
【００５２】
特に請求項２記載のマルチチャンネル充電装置によれば、複数個の充電制御素子を介して複数個の二次電池のそれぞれについての充電状態に関する情報を収集し中央制御回路へとフィードバックするという、複数個の二次電池のそれぞれについての充電状態をフィードバック制御するためのフィードバックループを形成するフィードバック制御回路を備えるようにしたので、複数個の二次電池のそれぞれについてのロバストなフィードバック制御を行って、各二次電池についてのさらに適切な充電を行うことができる。
【００５３】
また、特に請求項３記載のマルチチャンネル充電装置によれば、充電電源回路が、異なった充電電圧レベルの二次電池の充電にも対応するために用意された複数種類の充電電圧レベルのうちから、充電対象の二次電池に対応した充電電圧レベルの出力を選択して出力することが可能に設定されており、中央制御回路が、充電電圧レベルのうちから充電対象の二次電池の充電電圧レベルに対応した充電条件を定めるための制御信号を出力するように設定されているようにしたので、異なった充電電圧レベルの二次電池の充電にも対応することができる。
【００５４】
また、特に請求項５記載のマルチチャンネル充電装置によれば、複数個の充電制御素子のそれぞれが、所定レベル以上の過大電圧を検知する機能と、そのような過大電圧が検知された場合には充電動作を停止する機能とを、さらに備えているようにしたので、個々の二次電池について、いわゆる過大電圧印加を防止することができる。
【００５５】
また、特に請求項６記載のマルチチャンネル充電装置によれば、複数個の充電制御素子の全てについて、充電状態に関する制御性能のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるように設定されているようにした、あるいはそのような素子のみを選別して用いるようにしたので、このマルチチャンネル充電装置が内蔵している全ての充電制御素子について、いわゆる素子間マッチングが取れているようにすることができ、そのような複数個の充電制御素子によって、所定のばらつきの範囲内で同様の充電条件で一度に複数個の二次電池を並行して充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマルチチャンネル充電装置の全体的な概要構成を表した図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るマルチチャンネル充電装置におけるコントロール基板部の主要部の構成を表した図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るマルチチャンネル充電装置における充電回路基板部の主要部の構成を表した図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るマルチチャンネル充電装置における治具部の主要部の構成を表した図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るマルチチャンネル充電装置における電源部の主要部の構成を表した図である。
【図６】充電制御素子の内部の主要な構成を表したブロック図である。
【図７】充電制御素子およびその周辺の回路構成の概要を表した図である。
【図８】従来の一般的な個別充電を行う充電装置の主要部の回路構成の一例を表した図である。
【符号の説明】
１００…コントロール基板部、１０１…ＣＰＵ、２００…充電回路基板部、２０１…充電制御素子、３００…治具部、４００…電源部、５００…送風機、６００…二次電池

Claims

複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を制御しながら一度に並行して充電可能なマルチチャンネル充電装置であって、
前記複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１に対応して接続されて、個々の二次電池ごとの充電状態をそれぞれ個別に外部から与えられる制御信号に基づいて制御するように設けられた、複数個の充電制御素子と、
前記複数個の充電制御素子のそれぞれに対して前記制御信号を分配して与える制御信号入力回路と、
前記制御信号入力回路を介して前記複数個の充電制御素子のそれぞれに対して与えられる制御信号を出力する中央制御回路と、
前記充電制御素子のそれぞれを介して前記複数個の二次電池のそれぞれを充電するための充電電圧を供給する充電電源回路と
を備えたことを特徴とするマルチチャンネル充電装置。
前記複数個の充電制御素子を介して前記複数個の二次電池のそれぞれについての充電状態に関する情報を収集し前記中央制御回路へとフィードバックして、前記複数個の二次電池のそれぞれについての充電状態をフィードバック制御するためのフィードバックループを形成するフィードバック制御回路を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のマルチチャンネル充電装置。
前記充電電源回路が、異なった充電電圧レベルの二次電池の充電にも対応するために用意された複数種類の充電電圧レベルのうちから、充電対象の二次電池に対応した充電電圧レベルの出力を選択して出力することが可能に設定されており、
前記中央制御回路が、前記充電電圧レベルのうちから、前記充電対象の二次電池の充電電圧レベルに対応した充電条件を定めるための制御信号を出力するように設定されている
ことを特徴とする請求項１記載のマルチチャンネル充電装置。
前記複数個の充電制御素子のそれぞれが、充電電圧、充電電流のうち少なくともいずれか一つを前記充電状態の制御量とした制御を行うものである
ことを特徴とする請求項１記載のマルチチャンネル充電装置。
前記複数個の充電制御素子のそれぞれが、所定レベル以上の過大電圧を検知する機能と、前記過大電圧が検知された場合には充電動作を停止する機能とを、さらに備えている
ことを特徴とする請求項４記載のマルチチャンネル充電装置。
前記複数個の充電制御素子の全てについて、前記充電状態に関する制御性能のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるように設定されている
ことを特徴とする請求項１記載のマルチチャンネル充電装置。
前記複数個の充電制御素子の全てが、それぞれ個別の集積回路素子または混成回路素子として形成されたものであり、一つの配線回路基板上に実装または装着されている
ことを特徴とする請求項１記載のマルチチャンネル充電装置。
複数個の二次電池に対してそれぞれ充電電流を供給する回路系中には、各々前記充電電流のオン・オフを行うための電界効果型トランジスタ素子と電気抵抗素子とが直列に接続して配設されており、
前記複数個の充電制御素子の各々が、前記電気抵抗素子とは別の電気抵抗素子を介して前記電界効果型トランジスタのゲートに当該電界効果型トランジスタのオン・オフを行うための制御信号を出力するように設定されている
ことを特徴とする請求項１記載のマルチチャンネル充電装置。
複数個の二次電池のそれぞれについて充電状態を制御しながら一度に並行して充電可能なマルチチャンネル充電装置の製造方法であって、
前記マルチチャンネル充電装置は、前記複数個の二次電池のそれぞれに対して１対１に対応して接続されて各個別の二次電池ごとの充電状態を外部から与えられる制御信号に基づいて制御するように設けられた複数個の充電制御素子と、前記複数個の充電制御素子のそれぞれに対して前記制御信号を分配して与える制御信号入力回路と、前記制御信号入力回路を介して前記複数個の充電制御素子のそれぞれに対して与えられる制御信号を出力する中央制御回路と、前記充電制御素子のそれぞれを介して前記複数個の二次電池のそれぞれを充電するための充電電圧を供給する充電電源回路とを備えたものであり、
前記複数個の充電制御素子を、それぞれ個別の集積回路素子または混成回路素子として形成したもののうちから、前記充電状態に関する制御性能のばらつきが所定の許容誤差の範囲内に収まるように選択して用いて一つの配線回路基板上に実装または装着する工程を含む
ことを特徴とするマルチチャンネル充電装置の製造方法。