JP2008187790A - Charger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池等の二次電池を定電流・定電圧充電するための充電装置に関し、特に、充電電圧モードが設定可能な充電装置に関する。 The present invention relates to a charging device for constant current / constant voltage charging of a secondary battery such as a lithium ion secondary battery, and more particularly to a charging device capable of setting a charging voltage mode.
コードレス電動工具を駆動する電源として、ニッケル水素電池やニカド電池等の比較的高容量化された二次電池が使用されている。また、高容量化および軽量化された二次電池として、リチウムイオン電池が実用化されている。リチウムイオン電池のセル公称電圧は、広く実用に供されているニッケル水素電池やニカド電池に対して約3倍と比較的高く、かつ小形軽量であるという特徴を有する。さらに、放電効率も良く、比較的低温環境の中でも放電が可能で、広い温度範囲で安定した電圧を得ることができる特徴を有する。 As a power source for driving the cordless electric tool, a secondary battery having a relatively high capacity such as a nickel metal hydride battery or a nickel-cadmium battery is used. In addition, lithium ion batteries have been put into practical use as secondary batteries with high capacity and light weight. The nominal voltage of a lithium ion battery has a characteristic that it is relatively high, about three times as large as that of nickel-metal hydride batteries and nickel-cadmium batteries that are widely used in practice, and is small and lightweight. Furthermore, it has good discharge efficiency, can be discharged even in a relatively low temperature environment, and can obtain a stable voltage over a wide temperature range.
コードレス電動工具等の電源に用いられているニッケル水素電池やニカド電池等の電池パックを充電する充電装置においては、充電を早く完了させたい場合、大きな充電電流により短時間で充電を行う急速充電モードを採用し、急速充電モードより電池の長寿命化を図りたい場合、小さい充電電流で長時間かけて充電を行う長時間充電モードを採用する充電装置が特許文献1に提案されている。
In a charging device that charges a battery pack such as a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery that is used as a power source for a cordless power tool or the like, a quick charging mode that charges in a short time with a large charging current when it is desired to complete the charging quickly.
従来の充電装置においては、電池の長寿命化を優先して長時間充電モードで充電する場合、小さい充電電流で充電を行うので、充電時間が長くかかるという問題がある。特に、ニッケル水素電池やニカド電池では定電流充電制御方式を採用するために、電池の長寿命化を図るには、電池の寿命に影響を与える要因の一つである充電時の発熱を抑制するように充電電流を小さくして長時間かけて充電を行うのが一般的である。 In the conventional charging device, when charging in the long-time charging mode giving priority to extending the life of the battery, charging is performed with a small charging current. In particular, nickel-metal hydride batteries and nickel-cadmium batteries employ a constant-current charge control method, and in order to extend the battery life, heat generation during charging, which is one of the factors affecting the battery life, is suppressed. In general, charging is performed for a long time by reducing the charging current.
一方、リチウムイオン電池は、一般的には定電流・定電圧充電制御方式を採用して充電を行うので、定電流充電時の発熱は比較的少ないために電池の寿命に比較的影響を与えない。特に電池の寿命に大きな影響を与えるのは、定電圧充電時の充電電圧値である。一般的にリチウムイオン電池の充電電圧はセル当り4.2Vに設定する。しかし、この値を超えた値で充電を行う場合はリチウムイオン電池の寿命は大幅に劣化し、逆に、4.2V以下の例えば4.1Vに設定した場合は、電池容量が若干低下するものの、電池寿命は向上することが見出された。 On the other hand, lithium-ion batteries are generally charged using a constant-current / constant-voltage charging control method, so that they generate relatively little heat during constant-current charging, so they do not affect the battery life. . In particular, it is the charging voltage value during constant voltage charging that greatly affects the battery life. Generally, the charging voltage of a lithium ion battery is set to 4.2 V per cell. However, when charging is performed at a value exceeding this value, the life of the lithium ion battery is greatly deteriorated. Conversely, when the battery is set to 4.2 V or less, for example, 4.1 V, the battery capacity slightly decreases. It has been found that the battery life is improved.
したがって、本発明の目的は、リチウム電池の寿命が定電流充電後における定電圧充電時の充電電圧の大きさに依存することに着目し、充電時間をかけることなく、電池の寿命向上に効果のある充電方式を選択できる充電装置を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to pay attention to the fact that the life of the lithium battery depends on the magnitude of the charging voltage during constant voltage charging after constant current charging, and is effective in improving the battery life without taking charging time. An object of the present invention is to provide a charging device that can select a certain charging method.
上記課題を解決するために本発明に従って開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次のとおりである。 Among the inventions disclosed in accordance with the present invention in order to solve the above problems, the characteristics of typical ones will be described as follows.
本発明の一つの特徴によれば、二次電池を充電するための充電装置であって、前記二次電池に対して定電流を通電した後に、定電圧を印加する定電流・定電圧充電制御方式の充電装置において、前記定電流を通電するための充電電流制御回路と、前記定電圧を印加するための充電電圧制御回路と、前記充電電圧制御回路に関連して設けられた充電電圧を設定するための充電電圧設定回路と、前記充電電圧設定回路の設定電圧を、少なくとも第1の設定電圧値および該第1の設定電圧値より低い第2の設定電圧値を含む複数モードの設定電圧値のうちの一つに選択するための充電電圧選択手段とを具備し、前記充電電圧制御回路は、前記充電電圧に対応する入力電圧を基準電圧と比較して充電電圧を制御するための制御信号を出力する電圧比較器を具備し、前記充電電圧設定回路は、前記電圧比較器の前記入力電圧または前記基準電圧を設定するための互いに直列接続された第1の分圧抵抗手段および第2の分圧抵抗手段を具備し、かつ前記第2の分圧抵抗手段に分圧された分圧電圧を前記電圧比較器の前記入力電圧または前記基準電圧として印加するように構成し、前記充電電圧選択手段は、前記第1の分圧抵抗手段の抵抗値と前記第2の分圧抵手段の抵抗値との分圧比に基づいて前記入力電圧または前記基準電圧を可変させることによって、前記充電電圧を前記複数モードの設定電圧値のいずれか一つに選択する。 According to one aspect of the present invention, there is provided a charging device for charging a secondary battery, the constant current / constant voltage charging control for applying a constant voltage after energizing the secondary battery with a constant current. A charging current control circuit for energizing the constant current, a charging voltage control circuit for applying the constant voltage, and a charging voltage provided in association with the charging voltage control circuit And a setting voltage value in a plurality of modes including at least a first setting voltage value and a second setting voltage value lower than the first setting voltage value. A charging voltage selection means for selecting one of the charging voltage, and the charging voltage control circuit compares the input voltage corresponding to the charging voltage with a reference voltage to control the charging voltage. Output voltage comparison The charging voltage setting circuit includes first voltage dividing resistor means and second voltage dividing resistor means connected in series with each other for setting the input voltage or the reference voltage of the voltage comparator. And the divided voltage divided by the second voltage dividing resistor means is applied as the input voltage or the reference voltage of the voltage comparator, and the charging voltage selecting means is configured to apply the first voltage to the first voltage dividing resistor means. By changing the input voltage or the reference voltage based on the voltage dividing ratio between the resistance value of the voltage dividing resistor means and the resistance value of the second voltage dividing resistor means, the charging voltage is set to the set voltage of the plurality of modes. Select one of the values.
本発明の他の特徴によれば、前記充電電圧設定回路の前記第1の分圧抵抗手段は、前記第1の設定電圧値を設定するための第1の抵抗と、該第1の抵抗に第1のスイッチング素子を介して並列接続されて前記第2の設定電圧値を設定するための第2の抵抗とを有し、前記充電電圧選択手段は、前記第1のスイッチング素子をオンまたはオフさせるためのスイッチ手段から成る。 According to another feature of the present invention, the first voltage dividing resistor means of the charging voltage setting circuit includes a first resistor for setting the first set voltage value, and the first resistor. And a second resistor connected in parallel via the first switching element for setting the second set voltage value, wherein the charging voltage selection means turns on or off the first switching element. It comprises switch means for making it happen.
本発明のさらに他の特徴によれば、前記充電電圧選択手段は、前記第1の抵抗に前記第2の抵抗を並列接続して前記第2の設定電圧値を設定した場合、充電電圧が前記第2の設定電圧値であることを表示するための表示手段を点灯させる。 According to still another aspect of the present invention, when the charging voltage selecting means sets the second set voltage value by connecting the second resistor in parallel to the first resistor, the charging voltage is The display means for displaying that the voltage is the second set voltage value is turned on.
本発明のさらに他の特徴によれば、前記充電電流制御回路は、少なくとも第1の設定電流値および該第1の設定電流値より低い第2の設定電流値を含む複数モードの設定電流値のうちの一つを選択することができる充電電流選択手段を具備する。 According to still another aspect of the present invention, the charging current control circuit has a plurality of mode setting current values including at least a first setting current value and a second setting current value lower than the first setting current value. A charging current selection means capable of selecting one of them is provided.
本発明の上記特徴によれば、二次電池の寿命向上に効果のある比較的短時間による充電方式を選択可能な充電電圧設定手段を有する充電装置を提供することができる。 According to the above feature of the present invention, it is possible to provide a charging device having a charging voltage setting means capable of selecting a charging method for a relatively short time which is effective in improving the life of the secondary battery.
本発明の上記および他の目的、ならびに上記および他の特徴および利点は、以下の本明細書の記述および添付図面からさらに明らかとなるであろう。 The above and other objects, and the above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the present specification and the accompanying drawings.
以下、本発明の一実施形態について、図1および図2を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
図1は本発明の実施形態に係る充電装置200の回路図を示す。図1において、充電装置200によって充電すべき電池パック(二次電池)2は、単数または直列接続された複数の充電可能な、例えばリチウムイオン電池セル2aと、直列接続される電池セル2aのセル数を判別するためのセル数判別抵抗7と、電池パック2内の電池温度を検出するために、電池セル2aに接触または近接して配置されたサーミスタ等の温度検出センサとして機能する感温素子8とから構成されている。例えば、本実施形態の電池パック2は、電池セル2aが1セルのリチウムイオン電池(公称電圧3.6V)から成り、感温素子8としてサーミスタが使用されている。セル数判別抵抗7は、直流電圧(安定化直流電圧)Vccを、セル数判別回路を構成する検出用抵抗9と分圧し、その検出電圧によりセル数を判別する。
FIG. 1 shows a circuit diagram of a charging device 200 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a battery pack (secondary battery) 2 to be charged by a charging device 200 includes a single or a plurality of rechargeable, for example, lithium
電池パック2の感温素子8は、直流電圧Vccが給電された直列抵抗81および82から成る電池温度検出回路80に接続され、抵抗値の温度変化を電圧に変換し、後述するマイコン50のA/Dコンバータ52に入力される。電池パック2の正極端子は、抵抗91と抵抗92の分圧回路から成る電池電圧検出回路90に接続されている。
The temperature sensing element 8 of the
(充電電源回路160)
電池パック2に充電電力を供給するための充電電源回路160は、1次側整流平滑回路10と、高周波トランス21を含むスイッチング回路20と、2次側整流平滑回路30とから成るスイッチング電源回路により構成される。
(Charging power supply circuit 160)
A charging power supply circuit 160 for supplying charging power to the
1次側整流平滑回路10は全波整流回路11と平滑用コンデンサ12とから成り、商用交流電源等の交流電源1を全波整流する。
The primary side rectifying /
スイッチング回路20は、高周波トランス21と、トランス21の1次巻線21aに直列接続されたMOSFET(スイッチング素子)22と、MOSFET22のゲート電極に印加する駆動パルス信号のパルス幅を変調させるためのPWMIC(スイッチング制御IC)23とを備える。
The
PWMIC23の駆動電源は、整流平滑回路(直流電源回路)6から供給される。この整流平滑回路6は、トランス6aと、整流用ダイオード6bと、平滑用コンデンサ6cとから構成される。PWMIC23には、ホトカプラから成る充電帰還信号伝達手段5を介して充電電圧制御信号および充電電流制御信号が入力される。また、PWMIC23には充電の開始および停止を制御するための充電制御信号が、ホトカプラから成る充電制御伝達手段4を介して入力される。
Driving power for the PWMIC 23 is supplied from a rectifying and smoothing circuit (DC power supply circuit) 6. The rectifying /
PWMIC23は、ホトカプラ(充電制御伝達手段)4によって、マイコン50より供給される制御信号によってMOSFET22の充電動作の開始および停止を制御し、かつホトカプラ(充電帰還信号伝達手段)5によって供給される制御信号によってMOSFET22のゲート電極に供給する駆動パルス幅を変えることによって、MOSFET22のオン時間を制御し、2次側整流平滑回路30の出力電圧と電池パック2の充電電流を調整する。
The PWMIC 23 controls the start and stop of the charging operation of the
2次側整流平滑回路30はトランス21の2次巻線21cに接続された整流用ダイオード31、平滑用コンデンサ32および放電用抵抗33から成る。
The secondary side rectifying /
定電圧電源回路40は、マイコン50、オペアンプ61、65等の各種の制御回路(検出回路を含む)へ安定化直流電圧Vccを供給するために設けられている。定電圧電源回路40は、トランス41a〜41cと、スイッチング電源を構成するスイッチング素子42および制御用素子43と、整流用ダイオード44と、3端子レギュレータ46と、3端子レギュレータ46の入力側に接続された平滑用コンデンサ45と、3端子レギュレータ46の出力側に接続された平滑用コンデンサ47とから構成され、定電圧Vccを出力する。定電圧電源回路40の定電圧出力側には、商用電源1が充電装置200に投入された時にリセット信号を出力するためのリセットIC48が接続される。
The constant voltage power supply circuit 40 is provided to supply a stabilized DC voltage Vcc to various control circuits (including a detection circuit) such as the
(制御回路装置50)
制御回路装置(マイコン)50は、電池温度検出回路80の出力信号に基づく電池温度の判定、電池電圧検出回路90の出力信号に基づく電池電圧の判定、充電電源回路160への制御信号の出力、後述する充電電流制御回路60および充電電圧制御回路100への制御信号の出力等を実行するために設けられる。マイコン50は、制御プログラムを実行するCPU(中央処理装置)51の他に、図示されていないが、CPU51の制御プログラム、電池パック2の電池種に関するデータ等を格納するリード・オンリ・メモリ(ROM)、CPU51の作業領域やデータの一時記憶領域等として利用されるランダム・アクセス・メモリ(RAM)、およびタイマ等を具備している。
(Control circuit device 50)
The control circuit device (microcomputer) 50 determines the battery temperature based on the output signal of the battery temperature detection circuit 80, determines the battery voltage based on the output signal of the battery voltage detection circuit 90, outputs a control signal to the charging power supply circuit 160, It is provided to execute output of control signals to a charging current control circuit 60 and a charging
さらに、マイコン50は、上記したセル数検出抵抗9、電池電圧検出回路90、電池温度検出回路80等によって検出されたアナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するためのA/Dコンバータ52と、後述する充電電圧制御回路100へ制御信号を出力するための出力ポート51bと、表示回路の制御信号を出力するための出力ポート51aと、充電モード選択回路150の出力信号を入力するための入力ポート53と、リセットIC48のリセット信号を入力するためのリセット入力ポート54とを具備する。
Further, the
(充電電流制御回路60および充電電流設定回路70)
充電電流制御回路60は、オペアンプ(演算増幅器)61および65と、オペアンプ61および65の入力抵抗62および64と、オペアンプ61および65の帰還抵抗63および66と、ダイオード68および電流制限用抵抗67からなる出力回路とから構成された演算増幅回路を含む。充電電流制御回路60の入力段は、電池パック2の充電電流を検出するための充電電流検出抵抗3に接続される。また、その出力段は、上述したように、ホトカプラから成る充電帰還信号電伝達手段5を介してPWMIC23を制御する。オペアンプ(電圧比較器)65の一方の入力端子(+)には、充電電流設定回路70が接続される。一方、オペアンプ61の出力電圧は、充電電流値を監視するために、A/Dコンバータ52に入力されて、マイコン50によって充電電流値が計測される。マイコン50は、オペアンプ61の出力によって、満充電時等の電流値の低下も計測する。
(Charging current control circuit 60 and charging current setting circuit 70)
The charging current control circuit 60 includes operational amplifiers (operational amplifiers) 61 and 65,
充電電流設定回路70は、充電電流を「第1の充電電流モード」、「第2の充電電流モード」、および「第3の充電電流モード」を択一的に設定するために設けられている。この設定回路70は、安定化直流電圧Vccに接続された抵抗71と抵抗72の直列回路(分圧回路)と、抵抗72に並列接続される抵抗73および抵抗74とを具備する。電圧比較器65の入力端子(+)に異なる充電電流に対応する基準電圧を供給することにより、所望の充電電流を設定する。本実施例によれば、マイコン50の動作に基づいて抵抗72に抵抗73または抵抗74を並列接続することにより、3つの充電電流モードを設定する。
The charging
例えば、マイコン50により抵抗71に直列接続される抵抗を抵抗72単独と制御した場合は「第1の充電電流モード」と設定し、抵抗71に直列接続される抵抗を抵抗72と抵抗73の並列接続抵抗と制御した場合は「第2の充電電流モード」と設定する。さらに、抵抗71に直列接続される抵抗を抵抗72と抵抗74の並列接続抵抗と制御した場合は「第3の充電電流モード」と設定する。この場合、「第1の充電電流モード」、「第2の充電電流モード」および「第3の充電電流モード」の順にしたがって充電電流値が小さくなるものとする。
For example, when the resistance connected in series with the resistor 71 is controlled by the
充電電流制御回路60により、充電電流検出抵抗3に流れる充電電流に基づく電圧降下を抵抗62、63およびオペアンプ61によって反転増幅させ、その出力電圧と、充電電流設定回路70によって設定された充電電流値に対応する設定電圧値(設定充電信号)との差を電圧比較器として機能するオペアンプ65によって増幅し、充電帰還信号伝達手段5を介してPWMIC23に帰還をかけMOSFET22のスイッチング動作を制御する。すなわち、MOSFET22は、電流検出手段3に流れる充電電流が所定の充電電流より大きい場合はパルス幅を狭めた出力パルスを高周波トランス21に与え、逆に充電電流が所定の充電電流より小さい場合はパルス幅をより広げたパルスを高周波トランス21に与える。これによって、2次側整流平滑回路30は、所定の充電電流に対応する直流電圧に平滑し、電池パック2の充電電流を充電電流設定回路70によって設定した所定電流に保持する。言い換えれば、電流検出手段3、充電電流制御回路60、充電帰還信号伝達手段5、スイッチング回路20および2次側整流平滑回路30は、充電電流設定回路70によって設定された設定充電電流値となるように電池パック2に流れる充電電流を制御する。
The charging current control circuit 60 inverts and amplifies the voltage drop based on the charging current flowing through the charging current detection resistor 3 by the resistors 62 and 63 and the operational amplifier 61, and the output voltage and the charging current value set by the charging
(充電電圧制御回路100)
充電電圧制御回路100は、電池パック2の充電電圧を制御するための回路で、アノード端子a、カソード端子kおよびリファレンス端子rを持つ周知のシャントレギュレータ109と、シャントレギュレータ106のリファレンス端子rに接続された充電電圧設定回路100bとを具備する。シャントレギュレータ109の等価回路は、図2に示すように、オペアンプ(電圧比較器)Opと、電流パス用トランジスタTrと、ツェナダイオード等を含む基準電圧源Vrefとから構成されている。
(Charge voltage control circuit 100)
The charging
図2に示すように、シャントレギュレータ109のリファレンス端子(比較入力端子)rには、電池パック2の正極端子との間に、抵抗101〜103、105によって構成された第1の分圧抵抗手段R1が接続される。また、電池パック2の負極端子(接地端子)との間に、抵抗110、111、112、113によって構成された第2の分圧抵抗手段R2が接続される。シャントレギュレータ109のカソード端子kには、電流制限用抵抗123とダイオード124が接続され、シャントレギュレータ109のリファレンス端子rとカソード端子kとの間には、位相補償用抵抗107およびコンデンサ108が接続される。
As shown in FIG. 2, a first voltage dividing resistor means configured by resistors 101 to 103 and 105 is provided between the reference terminal (comparison input terminal) r of the
シャントレギュレータ109は、リファレンス端子(電圧比較入力端子)rに接続される第1の分圧抵抗手段R1の合成抵抗値をR1、第2の分圧抵抗手段R2の合成抵抗値をR2、およびシャントレギュレータの内部基準電圧源(ツェナダイオード)をVref(例えば、2.5V)とすれば、シャントレギュレータ109の機能によって調整される出力充電電圧Voは、Vo≒Vref*(1+R1/R2)となる。従って、分圧比R1/R2を可変とすることにより充電電圧Voを調整することができる。
The
(充電電圧モードの設定回路R1)
本発明によれば、「充電電圧モード」の切換えは、第1の分圧抵抗手段R1の抵抗値R1を可変させることにより行う。すなわち、抵抗値R1を可変させることによって、比較的急速な充電を目的とした通常の第1の充電電圧モード(例えば、「通常充電モード」と称する)か、前記第1の充電電圧モードより低い充電電圧によって長寿命を維持するための充電を目的とした第2の充電電圧モード(例えば、「エコ充電モード」と称する)の少なくとも2つの充電電圧モードを設定できるように構成する。さらに、必要に応じてより長寿命を維持するための充電を目的とした第3の充電電圧モード(例えば、「超エコ充電モード」と称する)が設定できるように構成する。すなわち、第3の充電電圧モードは第2の充電電圧モードより低い充電電圧に設定され、第2の充電電圧モードは第1の充電電圧モードより低い充電電圧に設定される。
(Charging voltage mode setting circuit R1)
According to the present invention, the “charging voltage mode” is switched by changing the resistance value R1 of the first voltage dividing resistor means R1. That is, by changing the resistance value R1, the normal first charging voltage mode (for example, referred to as “normal charging mode”) for relatively quick charging or lower than the first charging voltage mode. It is configured such that at least two charging voltage modes of a second charging voltage mode (for example, referred to as “eco charging mode”) for the purpose of charging for maintaining a long life by the charging voltage can be set. Further, a third charging voltage mode (for example, referred to as “super eco-charging mode”) for the purpose of charging for maintaining a longer life can be set as required. That is, the third charging voltage mode is set to a lower charging voltage than the second charging voltage mode, and the second charging voltage mode is set to a lower charging voltage than the first charging voltage mode.
これらの「充電電圧モード」の切換えのために、第1の分圧抵抗手段R1を構成する抵抗102はスイッチング素子(PチャンネルMOSFET)104を介して抵抗101に並列接続され、さらに、抵抗105はスイッチング素子(PチャンネルMOSFET)106を介して抵抗101に並列接続される。各スイッチング素子104、106は、マイコン50の出力ポート51bの制御信号により、オフ状態から択一的にオン状態に制御される。これによって、上記第1の充電電圧モードを選択する場合は、スイッチング素子104および106はオフ状態とされて、抵抗101のみが選択される。また、上記第2の充電電圧モードを選択する場合はスイッチング素子104のみがオンされて、抵抗102が抵抗101に並列接続される。さらに、上記第3の充電電圧モードを選択する場合はスイッチング素子106が択一的にオンされて、抵抗105が抵抗101に並列接続される。合成抵抗値R1は第1の充電電圧モード、第2の充電電圧モードおよび第3の充電電圧モードの順に小さくなって、各出力充電電圧Voは順に低くなる。
In order to switch between these “charge voltage modes”, the resistor 102 constituting the first voltage dividing resistor means R1 is connected in parallel to the resistor 101 via the switching element (P-channel MOSFET) 104, and the
(セル数による充電電圧の設定回路R2)
一方、本実施形態によれば、充電すべき電池パック2のセル数の違いに対応する充電電圧の調整は、第2の分圧抵抗手段R2の合成抵抗値(R2)を可変させて行う。すなわち、セル数が多い場合で充電電圧を高くしたいときは、合成抵抗値R2をより小さく設定する。このために、第2の分圧抵抗手段R2を構成する抵抗111はスイッチング素子(NチャンネルMOSFET)114を介して抵抗110に並列接続される。同様に、抵抗112はスイッチング素子(NチャンネルMOSFET)115を介して抵抗110に並列接続され、さらに、抵抗113はスイッチング素子(NチャンネルMOSFET)116を介して抵抗110に並列接続される。各スイッチング素子114、115、116のゲート端子は、各抵抗118、120、122を介してマイコン50の出力ポート51bに接続されている。なお、各スイッチング素子114、115、116のゲート端子にはバイアス用抵抗117、119、121が接続されている。
(Charge voltage setting circuit R2 depending on the number of cells)
On the other hand, according to the present embodiment, the adjustment of the charging voltage corresponding to the difference in the number of cells of the
各スイッチング素子114、115、116は、マイコン50の制御信号により、オフ状態から択一的にオン状態に制御される。マイコン50は、セル数を表す抵抗7とセル数検出抵抗9による分圧回路の出力電圧を、A/Dコンバータ入力ポート52より自動的に取り込み、セル数に対応して各スイッチング素子114、115、116を択一的にオン状態に制御する。
Each of the switching
例えば、抵抗101およびポテンショメータ103の直列合成抵抗値R1と、抵抗110による抵抗値R2とによって決定される分圧比R1/R2は、「2セル」のリチウムイオン電池の設定値とする。「3セル」リチウムイオン電池を充電するための設定値R2は、MOSFET(スイッチング素子)114をオンさせて抵抗111を抵抗110に並列接続した合成抵抗値とする。同様に、「4セル」のリチウムイオン電池を充電するための設定値R2は、MOSFET115をオンさせて抵抗112を抵抗110に並列接続した合成抵抗値とする。さらに、「5セル」のリチウムイオン電池を充電するための設定値R2は、MOSFET116をオンさせて抵抗113を抵抗110に並列接続した合成抵抗値とする。このように、本実施例に従えば、セル数の違いに対応する充電電圧の調整は、第2の分圧抵抗手段R2の合成抵抗値R2を可変させて行う。
For example, the voltage division ratio R1 / R2 determined by the series combined resistance value R1 of the resistor 101 and the
(充電モード選択回路150)
充電モード選択回路150は、上記「第1の充電電圧モード」乃至上記「第3の充電電圧モード」を択一的に選択するために設けられている。さらに、上記「第1の充電電流モード」乃至上記「第3の充電電流モード」を択一的に選択するために設けられている。
(Charge mode selection circuit 150)
The charging
充電モード選択回路150は、押しボタンスイッチ152と抵抗151とから成る第1のモード入力スイッチ回路150aと、押しボタンスイッチ154と抵抗153とから成る第2のモード入力スイッチ回路150bとを具備する。押しボタンスイッチ152および154は、通常状態でオフ状態のノーマルオフスイッチで、スイッチを押圧したときのみにオンするモーメンタリオンスイッチから構成される。
The charging
押しボタンスイッチ152と抵抗151とから成る第1のモード入力スイッチ回路150aは、「充電電圧モード」を切換えるために設けられており、ボタンスイッチ152が押されると、マイコン50の入力ポート53にはロー信号が入力され、押圧された所定回数に従ってマイコン50の出力ポート51bには、MOSFET104または106をオンさせるためのロー信号を出力し、またはMOSFET104および106の両者をオフさせるためのハイ信号を出力する。もし、MOSFET104またはMOSFET106がオンされれば、抵抗102または抵抗105が抵抗101に並列接続されて合成抵抗値R1が抵抗101単独の場合に比べ小さく設定され、充電電圧を低く設定できる。また、MOSFET104および106の両者をオフさせることによって抵抗101を単独で使用できる。これによって、例えば、1回の押圧回数は「第1の充電電圧モード」、2回の押圧回数は「第2の充電電圧モード」、3回の押圧回数は「第3の充電電圧モード」と判定し、判定回数に従って上記したスイッチング素子(MOSFET)104または106をオン状態またはオフ状態に制御できる。
A first mode input switch circuit 150a including a
一方、押しボタンスイッチ154と抵抗153とから成る第2のモード入力スイッチ回路150bは、充電電流を「第1の充電電流モード」、「第2の充電電流モード」、および「第3の充電電流モード」を択一的に設定するために設けられている。上記充電電圧モードの設定と同様に、押しボタンスイッチ154の押圧回数をマイコン50が検知することによって、マイコン50の出力ポート51bより抵抗72に抵抗73または抵抗74を並列接続し、または両者の抵抗73および74を切り離すことにより、3つの充電電流モードを設定する。例えば、1回の押圧回数は「第1の充電電流モード」、2回の押圧回数は「第2の充電電流モード」、3回の押圧回数は「第3の充電電流モード」と判定し、異なる判定回数に従って抵抗73または抵抗74のいずれか一つを選択し、抵抗72と並列接続する。
On the other hand, the second mode input switch circuit 150b composed of the
(モード切換表示回路130およびモード設定表示回路140)
モード切換表示回路130は、赤色LED(R)および緑色LED(G)から成る表示手段131と、各LEDの電流制限抵抗132、133とから構成され、同様に、モード設定表示回路140は、赤色LED(R)および緑色LED(G)から成る表示手段141と、各LEDの電流制限抵抗142、133とから構成される。両者の表示回路130および140が一体となって充電モード表示を行う。
(Mode
The mode
すなわち、モード切換表示回路130は、モード切換の種類を表示する。例えば、モード切換表示回路130は、赤色LED(R)の点灯によって「充電電圧モード切換」を表示し、緑色LED(G)の点灯によって「充電電流モード切換」を表示し、さらに、赤色LED(R)および緑色LED(G)の同時点灯による橙色によって「充電電圧・充電電流モード切換」であることを表示する。
That is, the mode
一方、モード設定表示回路140は、上記モード切換表示回路130と協同してモードの大小関係を表示する。例えば、モード切換表示回路130が赤色LED(R)の点灯によって「充電電圧モード切換」を表示している場合において、赤色LED(R)の点灯によって「第1の充電電圧モード」を表示し、緑色LED(G)の点灯によって「第2の充電電圧モード」を表示し、さらに、赤色LED(R)および緑色LED(G)の同時点灯による橙色によって「第3の充電電圧モード」であることを表示する。
On the other hand, the mode
同様に、モード切換表示回路130が緑色LED(G)の点灯によって「充電電流モード切換」を表示している場合において、モード設定表示回路140は、赤色LED(R)の点灯によって「第1の充電電流モード」を表示し、緑色LED(G)の点灯によって「第2の充電電流モード」を表示し、さらに、赤色LED(R)および緑色LED(G)の同時点灯による橙色によって「第3の充電電流モード」であることを表示する。
Similarly, when the mode
さらに、モード切換表示回路130が赤色LED(R)および緑色LED(G)の点灯によって「充電電圧・電流モード切換」を表示している場合において、モード設定表示回路140は、赤色LED(R)および緑色LED(G)の同時点灯による橙色によって「第1の充電電圧・電流モード」(例えば、「急速充電モード」)を表示し、赤色LED(R)の点灯によって「第2の充電電圧・電流モード」(例えば、「エコ充電モード」)を表示し、さらに、緑色LED(G)の点灯によって「第3の充電電圧・電流モード」(例えば、「超エコ充電モード」)であることを表示する。
Further, when the mode
なお、本実施形態では充電モード選択回路150により9種類のモードを設定可能にしているが、充電電圧のみを設定できるようにしても良い。
In the present embodiment, nine types of modes can be set by the charging
(充電装置200による電池パックの充電特性)
1.充電電圧モード切換方式(充電電流一定)
図3は、本発明に係る充電装置200によって、リチウムイオン電池の電池パック2を定電流・定電圧充電した場合の電池電圧および充電電流の時間変化を示す特性図である。特に、充電電流を一定とし、放電容量が同一の電池パック(リチウムイオン電池)3個について、第1の充電電圧モードV1、第2の充電電圧モードV2および第3の充電電圧モードV3の3種をそれぞれ適用した場合の特性図を示す。
(Charging characteristics of battery pack by charging device 200)
1. Charging voltage mode switching method (constant charging current)
FIG. 3 is a characteristic diagram showing changes over time in battery voltage and charging current when the
図3に示した特性図は、充電電圧設定回路100bの電圧比較器Opの合成抵抗値R1(図2参照)を可変させることによって、第1の電池パックについては、第1の充電電圧モードV1を適用してセル一個当たりの充電電圧を4.20V/セルに設定した。また、第2の電池パックについては、第2の充電電圧モードV2を適用して、セル一個当たりの充電電圧を4.15V/セルに設定し、さらに、第3の電池パックについては、第3の充電電圧モードV3を適用して、セル一個当たりの充電電圧を4.10V/セルに設定した場合をそれぞれ示す。充電電圧モードV1乃至V3を選択することにより、充電電流の特性はI1乃至I3と変化し、充電時間はT1からT3(T3<T1)へと短くすることができる。
The characteristic diagram shown in FIG. 3 shows the first charge voltage mode V1 for the first battery pack by varying the combined resistance value R1 (see FIG. 2) of the voltage comparator Op of the charge
かかる充電電圧モードに従えば、充電電圧モードの充電電圧を低く設定することにより、比較的急速で長寿命を維持するための充電モード(特性V3および特性I3)が可能であり、充電時間を短くすることができる。この場合、充電電圧モードの設定は電圧比較器Op(図2参照)の分圧抵抗回路(100b)の分圧比(R1/R2)を変えることによって容易に実現できる。 According to this charging voltage mode, by setting the charging voltage in the charging voltage mode low, a charging mode (characteristic V3 and characteristic I3) for maintaining a relatively long life can be achieved, and the charging time can be shortened. can do. In this case, the setting of the charging voltage mode can be easily realized by changing the voltage dividing ratio (R1 / R2) of the voltage dividing resistor circuit (100b) of the voltage comparator Op (see FIG. 2).
2.充電電圧・充電電流モード切換方式
図4および図5は、本発明に係る充電装置200によって、リチウムイオン電池の電池パック2を定電流・定電圧充電した場合の電池電圧および充電電流の時間変化を示す特性図である。特に、充電電圧モードおよび充電電流モードの両者を共に設定して充電した場合の特性図である。充電電圧モードの設定は、上述したように、充電電圧設定回路100bの分圧抵抗手段R1の抵抗値(R1)を変えて行う。また、充電電流モードの設定は、上述したように、電圧比較器65に接続される充電電流設定回路70の分圧抵抗72、73、74の接続を切り換えて行う。
2. FIG. 4 and FIG. 5 show changes over time in battery voltage and charging current when the
図4および図5の特性図において、「急速充電モード」(第1の充電モード)は、充電電流I4を9A、充電電圧V4を4.20V/セルに設定した場合を示す。この場合、図5に示すように、充電時間は20分となる。同様に、「エコ充電モード」(第2の充電モード)は、充電電流I5を6A、充電電圧V5を4.15V/セルに設定した場合、さらに、「超エコモード」(第3の充電モード)は、充電電流I6を4A、充電電圧V6を4.10V/セルに設定した場合をそれぞれ示す。充電時間は、「エコ充電モード」では30分、「超エコモード」では45分となった。 4 and 5, the “rapid charging mode” (first charging mode) indicates a case where the charging current I4 is set to 9 A and the charging voltage V4 is set to 4.20 V / cell. In this case, as shown in FIG. 5, the charging time is 20 minutes. Similarly, in the “eco-charging mode” (second charging mode), when the charging current I5 is set to 6 A and the charging voltage V5 is set to 4.15 V / cell, the “super-eco mode” (third charging mode) ) Shows a case where the charging current I6 is set to 4 A and the charging voltage V6 is set to 4.10 V / cell. The charging time was 30 minutes in the “eco charging mode” and 45 minutes in the “super eco mode”.
図4および図5から明らかなように、設定充電電圧および設定充電電流を可変とすることにより、充電時間を短縮する急速充電(I4・V4特性)を可能にする。また、必要に応じて長寿命を維持できる超エコ充電(I6・V6特性)も可能となる。 As is apparent from FIGS. 4 and 5, by making the set charging voltage and the set charging current variable, rapid charging (I4 / V4 characteristics) that shortens the charging time is enabled. In addition, super-eco charging (I6 / V6 characteristics) capable of maintaining a long life as required is also possible.
3.充電電流モード切換方式(充電電圧一定)
図6は、充電設定電圧(V7、V8、V9)を一定にして設定充電電流を、I7、I8およびI9と減少した場合の充電特性図を示す。図6において、充電電圧特性V7は充電電流がI7の場合の特性、充電電圧特性V8は充電電流がI8の場合の特性、充電電圧特性V9は充電電流がI9の場合の特性をそれぞれ示す。この充電モードでは、充電電圧が一定に設定されるので、急速充電を可能とするが、長寿命を維持するためのエコモード充電という面では、図4に示した充電モード(充電電圧モードを可変)の方が効果的である。
3. Charging current mode switching method (constant charging voltage)
FIG. 6 shows a charge characteristic diagram when the set charge current is decreased to I7, I8, and I9 with the charge set voltages (V7, V8, V9) being constant. In FIG. 6, a charging voltage characteristic V7 indicates a characteristic when the charging current is I7, a charging voltage characteristic V8 indicates a characteristic when the charging current is I8, and a charging voltage characteristic V9 indicates a characteristic when the charging current is I9. In this charging mode, the charging voltage is set constant, so that rapid charging is possible. However, in terms of eco-mode charging for maintaining a long life, the charging mode shown in FIG. 4 (the charging voltage mode is variable). ) Is more effective.
(定電流・定電圧充電の動作フローチャート)
図7は、本発明に係る充電装置200の定電流・定電圧充電の動作フローチャートを示す。特に、図4および図5に示した充電電圧・充電電流モード切換方式に従う動作フローチャートを示す。以下、図7に示したフローチャートを参照して本発明の充電装置200に係る充電動作を説明する。
(Constant current / constant voltage charging operation flowchart)
FIG. 7 shows an operation flowchart of constant current / constant voltage charging of the charging apparatus 200 according to the present invention. In particular, an operation flowchart according to the charging voltage / charging current mode switching method shown in FIGS. 4 and 5 is shown. Hereinafter, the charging operation according to the charging device 200 of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、充電すべき電池パック2を充電装置200に実装する前に、充電モード選択回路150の選択ボタン152および154を押したか否かを判別する(ステップ201)。選択ボタン152および154を押したか否かは、マイコン50の入力ポート53にロー信号が入力されたか否かによって判別される。
First, it is determined whether or not the
ステップ201において、選択ボタン152および154を押したと判別した場合は(YESの場合は)、表示手段(LED)141の表示が赤(R)か否かを判別する(ステップ202a)。表示手段141が赤LED(R)である場合は、表示手段141の緑LED(G)を点灯させて表示手段141を橙色にする(ステップ203)。この設定によって、充電電圧設定回路100bのFET104をオフするとともに(ステップ204)、FET106もオフさせる(ステップ205)。これによって、充電電圧を図4および図5に示すV4(4.20V/セル)に設定する。また、その時の充電電流をI4(9A)に設定する(ステップ206)。
If it is determined in
ステップ202aにおいて表示手段141が赤LED(R)でないと判別された場合(NOの場合)、ステップ202bに進み、表示手段141の赤LED(R)および緑LED(G)が点灯し橙色になっているか否かを判別する(ステップ202b)。赤LED(R)および緑LED(G)が点灯している場合は、赤LED(R)のみを点灯させる(ステップ207)。この設定によって、充電電圧設定回路100bのFET104をオンさせるとともに(ステップ208)、FET106をオフさせる(ステップ209)。これによって、充電電圧を図4および図5に示すV5(4.15V/セル)に設定する。また、その時の充電電流をI5(6A)に設定する(ステップ210)。
When it is determined in step 202a that the display unit 141 is not a red LED (R) (in the case of NO), the process proceeds to step 202b, and the red LED (R) and the green LED (G) of the display unit 141 are turned on and turn orange. It is determined whether or not (step 202b). If the red LED (R) and the green LED (G) are lit, only the red LED (R) is lit (step 207). With this setting, the
ステップ202bにおいて、表示手段141の赤LED(R)および緑LED(G)が同時に点灯し橙色になっていない場合(NOの場合)、緑LED(G)を点灯させる(ステップ211)。この設定によって、FET104をオフさせるとともに(ステップ212)、FET106をオンさせる(ステップ213)。これによって、充電電圧を図4および図5に示すV6(4.10V/セル)に設定する。また、その時の充電電流をI6(4A)に設定する(ステップ214)。
In step 202b, when the red LED (R) and the green LED (G) of the display means 141 are turned on simultaneously and are not orange (in the case of NO), the green LED (G) is turned on (step 211). With this setting, the
本実施形態の場合、充電モード選択回路150によるモード選択は、電池パック2の実装前のみ行えるものとする。ステップ201において、押しボタン152または154が押されていないと判別した場合、電池が実装されたか否かを判別する(ステップ215)。この判別は、電池温度検出回路80、セル数判別回路9、電池電圧検出回路90の出力により判別する。
In the present embodiment, the mode selection by the charging
ステップ215において電池パック2が実装されたと判別された場合は、セル数判別回路9によってセル数判別を行い(ステップ216)、セル数に対応した充電電圧を設定する(ステップ217)。
If it is determined in
本実施形態においては、電池パック2が2セル、3セル、4セル、5セルから構成されたリチウムイオン電池である電池パックを充電できるものとする。すなわち、FET(スイッチング素子)114をオンさせると3セルの電池パックに対応した充電電圧に設定できる。また、スイッチング素子115をオンさせると4セルの電池パックに対応した充電電圧を設定することができ、さらに、スイッチング素子116をオンさせると5セルの電池パックに対応した充電電圧が設定できる。いずれのスイッチング素子もオンさせない場合は、2セルの電池パックに対応した充電電圧が設定できる。
In the present embodiment, it is assumed that the
次に、マイコン50の出力ポート51aよりホトカプラ4に、充電を開始すべくロー信号を出力し、PWMIC23を稼動状態にする。これにより充電が開始される(ステップ218)。
Next, a low signal is output from the output port 51a of the
充電開始後は、電流検出回路3によって検出された電位をオペアンプ61によって反転増幅し、マイコン50のA/Dポート52に取込むことにより充電電流(定電流)を制御する。図4に示すように、充電に伴い電池パック2の電池電圧が上昇して定電圧充電区間に移行し、その後充電電流が減少する。この電流減少がある所定値以下に達した場合を満充電と判別する(ステップ219)。満充電と判別した後は、出力ポート51aにおけるホトカプラ4に連なるポートからハイ信号を出力し、PWMIC23を停止状態にする(ステップ220)。その後、電池パック2を充電装置200から取り出した場合(ステップ221)、ステップ201に戻る。
After the start of charging, the potential detected by the current detection circuit 3 is inverted and amplified by the operational amplifier 61 and taken into the A / D port 52 of the
なお、本実施形態では、図4および図5に示すように充電電圧および充電電流の両方を切り換える場合について説明したが、ステップ206、210、214で充電電流の切り換えをせず、図3に示すように、充電電流を一定にし、充電電圧のみを切り換えるようにしても良い。
In this embodiment, the case where both the charging voltage and the charging current are switched as shown in FIGS. 4 and 5 has been described. However, the charging current is not switched in
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、比較的簡単な回路によって充電電圧モードを所定のモードに設定できるので、電池の寿命向上に効果のある充電方式を簡単に選択できる充電装置を提供することができる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, the charging voltage mode can be set to a predetermined mode with a relatively simple circuit, and therefore a charging device that can easily select a charging method effective in improving the battery life. Can be provided.
なお、以上の実施形態では、充電電圧設定回路100bの第1の分圧抵抗手段R1および第2の分圧抵抗手段R2によって構成する直列抵抗回路(分圧回路)は、シャントレギュレータ109の電圧比較器Opの入力電圧として印加する充電装置200の出力電圧Voを分圧するように構成したが、この直列抵抗回路(R1およびR2の直列回路)は、電圧比較器Opの基準電圧Vrefを発生させるために直流電圧(安定化直流電圧)Vccを分圧する分圧回路として構成してもよい。すなわち、直流電圧Vccを直列抵抗回路(R1、R2)に印加し、それらの抵抗比によって第2の分圧抵抗手段R2に生ずる電圧を基準電圧Vrefとして使用し、基準電圧Vrefを可変させることによって、異なる充電電圧を選択できるように構成してもよい。
In the above embodiment, the series resistance circuit (voltage dividing circuit) constituted by the first voltage dividing resistor means R1 and the second voltage dividing resistor means R2 of the charging
また、充電電圧制御回路100は、上記したようなシャントレギュレータ109の電圧比較器Opを使用しないで、図8に示すように、通常のオペアンプによって構成した電圧比較器Opを使用してもよい。図8に示した充電電圧制御回路100では、電圧比較器Opの一方の入力端子(−)に、充電装置200の出力電圧Voを抵抗86と抵抗87の分圧比によって分圧したものを入力し、電圧比較器Opの他方の入力端子(+)に、抵抗89を含む第1の分圧抵抗手段R1と、抵抗88を含む第2の分圧抵抗手段R2との分圧比によって直流電圧Vccを分圧したものを基準電圧Vrefとして入力した構成を示す。
Further, the charging
この例では、直流電圧Vccを第1分圧抵抗手段R1と第2分圧抵抗手段R2の抵抗比の設定によって基準電圧Vrefを可変させ、大きさの異なる充電電圧を選択できるように構成する。第1分圧抵抗手段R1および第2分圧抵抗手段R2の各抵抗値(R1、R2)の可変のさせ方は、図2に示した上記実施例の充電電圧設定回路100bと同様に、基準分圧回路(抵抗89と抵抗88の直列回路)を構成する抵抗89または抵抗88に、他の抵抗(図示なし)をスイッチング素子によって並列接続させるか否かによって可変させる。この場合、充電電圧モードのみを可変させたい場合、第1の分圧抵抗手段R1と第2の分圧抵抗手段R2のどちらか一方の抵抗値を可変させるように構成すればよい。また、電池パック2のセル数に対応して充電電圧を可変させたい場合は、両方の分圧抵抗手段R1、R2の各抵抗値を可変させるように構成すればよい。このような図8に示した構成によって上述と同様な効果を得ることができる。
In this example, the DC voltage Vcc is configured such that the reference voltage Vref can be varied by setting the resistance ratio of the first voltage dividing resistor means R1 and the second voltage dividing resistor means R2, and charging voltages having different magnitudes can be selected. How to vary the resistance values (R1, R2) of the first voltage dividing resistor means R1 and the second voltage dividing resistor means R2 is the same as the charging
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. is there.
1:入力商用電源 2:電池パック 2a:電池セル 3:電流検出抵抗
4:充電制御伝達手段(ホトカプラ) 5:充電帰還信号伝達手段(ホトカプラ)
6:整流平滑回路 6a:トランス 6b:整流用ダイオード
6c:平滑用コンデンサ 7:セル数判別抵抗 8:感温素子
9:検出用抵抗 10:1次側整流平滑回路 11:全波整流回路
12:平滑用コンデンサ 20:スイッチング回路 21:高周波トランス
21a:トランスの1次巻線 21c:トランスの2次巻線
22:MOSFET 23:PWMIC(スイッチング制御IC)
30:2次側整流平滑回路 31:整流用ダイオード 32:平滑用コンデンサ
33:放電用抵抗 40:定電圧電源回路 41a、41b、41c:トランス
42:スイッチング素子 43:制御用素子 44:整流用ダイオード
45:平滑用コンデンサ 46:3端子レギュレータ 47:平滑用コンデンサ
48:リセットIC 50:マイコン 51:CPU 51a:入力ポート
51b:出力ポート 52:A/Dコンバータポート 53:入力ポート
54:リセット入力ポート 60:充電電流制御回路 61、65:オペアンプ
62、63、64、66、67:抵抗 68:ダイオード
70:充電電流設定回路 71〜73:抵抗 80:電池温度検出回路
81、82:検出用抵抗 83〜89:抵抗 90:電池電圧検出回路
91、92:検出用抵抗 100:充電電圧制御回路
100b:充電電圧設定回路
101、102、103、105(R1):第1の分圧抵抗手段
104、106:スイッチング素子(PチャンネルMOSFET)
107:抵抗 108:コンデンサ 109:シャントレギュレータ
110、111、112、113(R2):第2の分圧抵抗手段
114、115、116:スイッチング素子(NチャンネルMOSFET)
117〜123:抵抗 124:ダイオード 130:モード切換表示回路
131:表示手段(LED) 131R:赤LED 131G:緑LED
132、133:抵抗 140:モード設定表示回路
141:表示手段(LED) 141R:赤LED 141G:緑LED
142、143:抵抗 150:充電モード選択回路 151、153:抵抗
152、154:押しボタンスイッチ 160:充電電源回路
200:充電装置
1: Input commercial power supply 2:
6: Rectification smoothing circuit 6a: Transformer 6b: Rectifying diode 6c: Smoothing capacitor 7: Cell number discrimination resistor 8: Temperature sensing element 9: Detection resistor 10: Primary side rectification smoothing circuit 11: Full wave rectification circuit 12: Smoothing capacitor 20: Switching circuit 21: High frequency transformer 21a: Primary winding of transformer 21c: Secondary winding of transformer 22: MOSFET 23: PWMIC (switching control IC)
30: Secondary side rectifying and smoothing circuit 31: Rectifying diode 32: Smoothing capacitor 33: Discharge resistor 40: Constant voltage power supply circuit 41a, 41b, 41c: Transformer 42: Switching element 43: Control element 44: Rectifying diode 45: smoothing capacitor 46: three-terminal regulator 47: smoothing capacitor 48: reset IC 50: microcomputer 51: CPU 51a: input port 51b: output port 52: A / D converter port 53: input port 54: reset input port 60 : Charging current control circuit 61, 65:
107: resistor 108: capacitor 109: shunt regulator 110, 111, 112, 113 (R2): second voltage dividing resistor means 114, 115, 116: switching element (N-channel MOSFET)
117 to 123: Resistance 124: Diode 130: Mode switching display circuit 131: Display means (LED) 131R: Red LED 131G: Green LED
132, 133: Resistance 140: Mode setting display circuit 141: Display means (LED) 141R: Red LED 141G: Green LED
142, 143: Resistor 150: Charging mode selection circuit 151, 153:
Claims (4)
前記定電流を通電するための充電電流制御回路と、前記定電圧を印加するための充電電圧制御回路と、前記充電電圧制御回路に関連して設けられた充電電圧を設定するための充電電圧設定回路と、前記充電電圧設定回路の設定電圧を、少なくとも第1の設定電圧値および該第1の設定電圧値より低い第2の設定電圧値を含む複数モードの設定電圧値のうちの一つに選択するための充電電圧選択手段とを具備し、
前記充電電圧制御回路は、前記充電電圧に対応する入力電圧を、基準電圧と比較して充電電圧を制御するための制御信号を出力する電圧比較器を具備し、
前記充電電圧設定回路は、前記電圧比較器の前記入力電圧または前記基準電圧を設定するための互いに直列接続された第1の分圧抵抗手段および第2の分圧抵抗手段を具備し、かつ前記第2の分圧抵抗手段に分圧された分圧電圧を前記電圧比較器の前記入力電圧または前記基準電圧として印加するように構成し、
前記充電電圧選択手段は、前記第1の分圧抵抗手段の抵抗値と前記第2の分圧抵手段の抵抗値との分圧比に基づいて前記入力電圧または前記基準電圧を可変させることによって、前記充電電圧を前記複数モードの設定電圧値のいずれか一つに選択することを特徴とする充電装置。 A charging device for charging a secondary battery, in which a constant current is applied to the secondary battery, and then a constant current / constant voltage charging control system charging device that applies a constant voltage,
A charging current control circuit for energizing the constant current; a charging voltage control circuit for applying the constant voltage; and a charging voltage setting for setting a charging voltage provided in association with the charging voltage control circuit A setting voltage of the circuit and the charging voltage setting circuit to one of a setting voltage value of a plurality of modes including at least a first setting voltage value and a second setting voltage value lower than the first setting voltage value Charging voltage selection means for selecting,
The charging voltage control circuit includes a voltage comparator that outputs a control signal for controlling a charging voltage by comparing an input voltage corresponding to the charging voltage with a reference voltage;
The charging voltage setting circuit includes first voltage dividing resistor means and second voltage dividing resistor means connected in series to set the input voltage or the reference voltage of the voltage comparator, and A divided voltage divided by the second voltage dividing resistor means is applied as the input voltage or the reference voltage of the voltage comparator;
The charging voltage selecting means varies the input voltage or the reference voltage based on a voltage dividing ratio between a resistance value of the first voltage dividing resistor means and a resistance value of the second voltage dividing resistor means, The charging device, wherein the charging voltage is selected as one of the set voltage values in the plurality of modes.
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