JP2009106117A - 充電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
充電装置200において、リチウムイオン電池パック2は、内蔵された前記リチウムイオン二次電池セル2aの数およびその接続形態に対応する電池種判別抵抗7を内蔵して成り、制御回路装置50は、電池パック2の電池種判別抵抗7から発生する制御信号に応答してリチウムイオン電池パック2の充電電流および充電電圧を設定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、特に、過充電、過放電に対する保護対策が必要となるリチウムイオン二次電池セルより構成される電池パックの充電装置に適用して有効である。
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。
図1は充電装置200の回路図を示す。図1において、充電装置200は、電池セル2aの接続形態によって異なる複数種の電池パック2を同一充電装置によって充電できるように構成される。例えば、充電装置200によって所定の充電電流または充電電圧を設定して充電することが可能な第1の電池パック2は、単一の電池セル2a、または複数の電池セル2aを直列接続した組電池によって構成した1並タイプの電池パックである。また、充電装置200によって充電可能な第2の電池パックは、少なくとも一対の電池セル2aを並列接続した組電池、または複数の電池セル2aを直列接続した電池セル列の少なくとも2組を互いに並列接続して成る2並タイプの電池パックである。もちろん、2並タイプ以上の3並タイプについても充電可能に構成できる。電池セル2aは、例えば、リチウムイオン二次電池セル2aから構成される。本発明によれば、充電装置200は、これら複数種の電池パック2の充電電流または充電電圧を、電池セルの接続形態に応じて適切な値に設定することができる。
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140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。
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PWM制御IC(スイッチング制御IC)23とを備える。
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:電池種判別抵抗 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:PWM制御IC(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:出力ポート
51b:出力ポート 52:A/Dコンバータポート
53: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 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 101、102、103、104:抵抗
105:コンデンサ 106:スイッチング素子(PチャンネルMOSFET)
107、108、109、110:抵抗
111〜113:スイッチング素子(NチャンネルMOSFET)
114、115、116、117、118、119:抵抗 120:抵抗
121:ダイオード 122:シャントレギュレータ
130:充電状態表示回路 131:表示手段(LED) 131R:赤LED
131G:緑LED 132、133:抵抗
140:充電電源回路 200:充電装置
R1:第1の設定用抵抗回路(第1の合成抵抗値)
R2:第2の設定用抵抗回路(第2の合成抵抗値)
Claims (9)
- 単数の電池セル、または複数の電池セルを直列または並列接続した組電池を備える複数種の電池パックを充電することが可能な制御装置を有する充電装置であって、
前記複数種の電池パックは、単数の電池セルまたは複数の電池セルを直列接続した組電池を備える第1の電池パックと、複数の電池セルを並列接続した組電池を備える第2の電池パックとを含み、
前記制御装置は、少なくとも前記第1の電池パックおよび前記第2の電池パックに応じた充電電流または充電電圧を制御できることを特徴とする充電装置。 - 前記第1の電池パックおよび前記第2の電池パックはリチウムイオン電池セルにより構成されてなり、前記制御装置は、定電流・定電圧制御で前記第1の電池パックおよび前記第2の電池パックを充電できることを特徴とする請求項1に記載された充電装置。
- 前記第1の電池パックおよび前記第2の電池パックは、前記電池セルの接続形態が互いに異なることを示すための電池種判別手段をそれぞれ有し、前記制御装置は、該電池種判別手段に応じた充電電流または充電電圧を制御できることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された充電装置。
- 前記電池種判別手段は、前記電池パックの種類に応じて異なる抵抗値を有する電池種判別抵抗からなり、前記制御装置は、該電池種判別抵抗の抵抗値に応じて、前記第1の電池パックおよび前記第2の電池パックの充電電流または充電電圧を制御することを特徴とする請求項3に記載された充電装置。
- 前記第1の電池パックは、単一の電池セル、または前記複数の電池セルを互いに直列接続した一列の組電池で構成した1並タイプの電池パックであり、かつ前記第2の電池パックは、前記複数の電池セルを互いに並列接続した組電池、または前記複数の電池セルを互いに直列接続して成る電池セル列の複数列を互いに並列接続した複数列の組電池で構成した複数並列タイプの電池パックであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載された充電装置。
- 前記制御装置は、前記複数並列タイプの前記第2の電池パックを充電する場合、前記1並タイプの前記第1の電池パックを充電する場合に比較して、電池セルの1セル当たりの充電電流を小さく制御することを特徴とする請求項5に記載された充電装置。
- 前記制御装置は、前記複数並列タイプの前記第2の電池パックを充電する場合、前記1並タイプの前記第1の電池パックを充電する場合に比較して、電池セルの1セル当たりの充電電流を小さく制御し、かつ電池セルの1セル当たりの充電電圧を高く制御することを特徴とする請求項5に記載された充電装置。
- 前記制御装置は、前記1並タイプの前記第1の電池パックを充電する場合、前記複数並列タイプの前記第2の電池パックを充電する場合に比較して、電池セルの1セル当たりの充電電圧を低く制御することを特徴とする請求項5に記載された充電装置。
- 前記制御装置は、前記1並タイプの前記第1の電池パックを充電する場合、前記複数並列タイプの前記第2の電池パックを充電する場合に対して、電池セルの1セル当たりの充電電流を等しく制御することを特徴とする請求項5に記載された充電装置。
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