JP2009178005A - 充電装置及び充電装置における誤差補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度の定電圧制御回路を備えることなく、安全かつ確実にリチウムイオン電池の充電を行うことができる充電装置を提供する。
【解決手段】 充電装置１は、電池組２ａを充電する充電手段６と、前記電池組２ａの電圧値を検出する電池電圧検出手段９と、基準電圧値を調整可能な調整手段４０と、前記調整手段４０によって調整された基準電圧値と、前記電池電圧検出手段９０によって検出された電圧値とが一致したことを表示する表示手段８０と、前記調整手段４０によって調整された基準電圧値と、前記電池電圧検出手段９０によって検出された電圧値とに基づき充電電圧を制御する制御手段５０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、２次電池を充電する充電装置に関する。

近年、コードレス電動工具の電池には、高容量かつ軽量なリチウムイオン電池が用いられている。リチウムイオン電池を充電するための充電装置は、通常、定電流・定電圧制御で充電を行い、充電電流が所定値以下に達した場合に満充電であると判断している（例えば、特許文献１参照）。
特開平２−１９２６７０号公報

しかしながら、リチウムイオン電池は、所定値以上の電圧で充電を行うと過充電となり、発火・発煙を引き起こす可能性があり、一方で、充電電圧が低すぎる場合には、容量不足を引き起こしてしまう。上記問題を解決するために、従来のリチウムイオン電池の充電装置は、高精度の定電圧を出力する定電圧制御回路を備えていたが、それに伴い、その回路コストや回路を設置する設置面積が必要となっていた。

本発明の目的は、高精度の定電圧制御回路を備えることなく、安全かつ確実にリチウムイオン電池の充電を行うことができる充電装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、電池組を充電する充電手段と、電池組の電圧値を検出する電池電圧検出手段と、電池電圧検出手段で検出された電圧値と基準電圧値とのずれを調整する調整手段と、電池電圧検出手段で検出された電圧値が基準電圧値と一致したことを表示する表示手段と、調整手段によって調整された基準電圧値と電池電圧検出手段によって検出された電圧値とに基づき充電制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、所定電圧を入力したときに電池電圧検出手段が検出した電圧値と基準電圧値とのずれを調整する過程で両者が一致したときには表示手段に表示されることとなるため、調整作業が容易である。また、制御手段は、電圧検出手段での検出誤差を考慮して充電制御を行うため、精度の高い充電制御を行うことができる。

また、本発明の充電装置では、基準電圧値を発生する基準電圧発生手段を備え、調整手段は、基準電圧値を調整可能とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、基準電圧値を容易に調整できる。また、調整された基準電圧値は電池電圧検出手段が検出した電池組の電圧値のほかに検出誤差を含んだ電圧値となるため、制御手段は、検出誤差を考慮して設定された基準電圧値に基づいて正確な充電電流制御を行うことが可能となる。

また、本発明の充電装置では、電池電圧検出手段によって検出された電圧値をＡ／Ｄ変換して第１のＡ／Ｄ値として認識し、調整手段によって調整された基準値をＡ／Ｄ変換して第２のＡ／Ｄ値として認識するＡ／Ｄコンバータを更に備え、表示手段は、第１のＡ／Ｄ値と第２のＡ／Ｄ値とが一致したことを表示することを特徴としている。

このような構成によれば、電池電圧検出手段の誤差に加えて、Ａ／Ｄコンバータの電源電圧によるＡ／Ｄ変換のずれを考慮して基準電圧値が設定されるため、より高精度に電池電圧を検出することができ、更に正確な充電制御を行うことが可能となる。

充電電流を設定する充電電流設定手段を更に備え、制御手段は、充電中に電池電圧検出手段によって検出された電圧値が所定電圧値に達した場合に充電電流を所定値低下させるように充電電流設定手段を制御することを特徴としている。

このような構成によれば、高精度な定電圧回路を備える必要がなく、その回路コストや回路を設置する設置面積を節約することができる。

制御手段は、充電電流設定手段によって充電電流が所定電流値に設定された状態で前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値が前記所定電圧値に達した場合に充電を終了させるよう前記充電手段を制御することを特徴としている。

このような構成によれば、簡易な構成により、満充電を検出して充電を終了させることができる。

調整手段は、複数の基準電圧値を調整可能であることを特徴としている。

このような構成によれば、検出したい電池の電圧をそれぞれ高精度に検出することができるので、素電池の数の異なる電池組が充電装置に接続された場合であっても、それぞれの場合で正確に充電制御を行うことが可能となる。

また、本発明の充電装置では、電池組を充電する充電手段と、電池組の電圧値を検出する電池電圧検出手段と、電池電圧検出手段で検出された電圧値と基準電圧値とのずれを調整する調整手段と、電池電圧検出手段で検出された電圧値が基準電圧値と一致したことを表示する表示手段と、調整手段によって調整された基準電圧値と電池電圧検出手段によって検出された電圧値とに基づき充電制御を行う制御手段と、を備えた充電装置における誤差補正方法であって、
電池電圧検出手段に所定電圧を入力するステップと、調整手段を調整し、表示手段が基準電圧値と電池電圧検出手段によって検出された電圧値とが一致したことを表示した場合に調整手段の調整を停止するステップと、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、所定電圧を入力したときに電池電圧検出手段が検出した電圧値と基準電圧値とのずれを調整する過程で両者が一致したときには表示手段に表示されることとなるため、調整作業が容易である。

本発明の充電装置によれば、高精度の定電圧制御回路を備えることなく、安全かつ確実に、例えば、リチウムイオン電池からなる電池組の充電を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態による充電装置１の回路図である。充電装置１は、交流電源Ｐから供給された電力により電池パック２を充電するためのものである。

電池パック２は、２次電池としても複数のリチウムイオン素電池２ａと、保護ＩＣ２ｂと、セル数判別抵抗２ｃと、感温素子２ｄとを備えている。複数のリチウムイオン素電池２ａは、直列に接続されており、電池組を構成している。保護ＩＣ２ｂは、電池パック２の過充電或いは過放電を検知した場合に異常検知信号を出力する。セル数判別抵抗２ｃは、リチウムイオン素電池２ａのセル数に応じた抵抗値を有している。感温素子２ｄは、電池パック２に近接して設けられたサーミスタである。

充電装置１は、第１の整流平滑回路３と、スイッチング回路４と、第２の整流平滑回路５と、充電電圧制御回路６と、セル数判別回路７と、電池温度検出回路８と、電池電圧検出回路９と、充電電流設定回路１０と、電流検出回路２０と、充電電流制御回路３０と、電圧調整回路４０と、マイコン５０と、充電制御信号伝達回路６０と、充電電流信号伝達回路７０と、表示回路８０と、電源回路９０と、第３の整流平滑回路１００と、を備えている。

第１の整流平滑回路３は、全波整流回路３ａと、平滑用コンデンサ３ｂとを備えており、交流電源Ｐから供給された交流を整流及び平滑して直流として出力する。

スイッチング回路４は、高周波トランス４ａと、ＭＯＳＦＥＴ４ｂと、ＰＷＭ制御ＩＣ４ｃとを備えている。ＰＷＭ制御ＩＣ４ｃは、スイッチング電源ＩＣであり、ＭＯＳＦＥＴ４ｂを制御してその駆動パルス幅を変化させる。第１の整流平滑回路３から出力された直流は、ＭＯＳＦＥＴ４ｂのスイッチングにより、再び交流に変換され、高周波トランス４ａにより変圧されて出力される。

第２の整流平滑回路５は、ダイオード５ａと、平滑コンデンサ５ｂと、放電用抵抗５ｃとを備えており、スイッチング回路４から出力された交流を整流及び平滑して再び直流として出力する。

充電電圧制御回路６は、抵抗６ａとツェナーダイオード６ｂとを備えている。第２の整流平滑回路５から出力された電圧は、抵抗６ａ及びツェナーダイオード６ｂにより充電の対象となる電池を充電するのに必要十分なおおまかな値の充電電圧に調整されて電池パック２に出力される。

セル数判別回路７は、抵抗から構成されており、基準電圧Ｖｃｃをセル数判別回路７の抵抗とセル数判別抵抗２ｃとで分圧して、セル数判別信号として出力する。

電池温度検出回路８は、抵抗８ａ及び８ｂから構成されており、基準電圧Ｖｃｃを感温素子２ｄ及び抵抗８ａ及び８ｂで分圧して、電池温度信号として出力する。

電池電圧検出回路９は、抵抗９ａ及び９ｂを備えており、電池パック２の電池電圧を抵抗９ａ及び９ｂで分圧して、電池電圧信号として出力する。

充電電流設定回路１０は、抵抗１０ａ〜１０ｆから構成されており、基準電圧Ｖｃｃを、抵抗１０ａ〜１０ｆの中から充電すべき電流値に基づいて選択された抵抗で分圧して、充電基準電圧として出力する。

電流検出回路２０は、抵抗から構成されており、充電電流制御回路３０は、オペアンプ３０ａ及び３０ｂと、抵抗３０ｃ〜３０ｇと、ダイオード３０ｈとを備えている。電流検出回路２０により、電池パック２に流れる充電電流を示す電圧がオペアンプ３０ａに入力され、増幅される。オペアンプ３０ａで増幅された電圧は、オペアンプ３０ｂにおいて、充電電流設定回路１０から出力された充電基準電圧と比較され、その差分電圧が充電電流信号として出力される。

電圧調整回路４０は、抵抗４０ａ〜４０ｄと、可変抵抗４０ｅ及び４０ｆとから構成されており、基準電圧Ｖｃｃを抵抗４０ａ及び４０ｂと可変抵抗４０ｅで分圧して、第１の調整信号として出力し、また、基準電圧Ｖｃｃを抵抗４０ｃ及び４０ｄと可変抵抗４０ｆで分圧して、第２の調整信号として出力する。

マイコン５０は、Ａ／Ｄ入力ポート５０ａ及び５０ｂと、出力ポート５０ｃ及び５０ｄと、リセットポート５０ｅとを備えている。

Ａ／Ｄ入力ポート５０ａには、電圧調整回路４０から出力された第１の調整信号及び第２の調整信号が入力される。

Ａ／Ｄ入力ポート５０ｂには、保護ＩＣ２ｂから出力された異常検知信号と、セル数判別回路７から出力されたセル数判別信号と、電池温度検出回路８から出力された電池温度信号と、電池電圧検出回路９から出力された電池電圧信号と、充電電流制御回路３０から出力された充電電流信号が入力される。

出力ポート５０ｃには、充電電流設定回路１０の抵抗１０ｃ〜１０ｆが接続されており、出力ポート５０ｃは、各抵抗１０ｃ〜１０ｆにロー信号を出力することができる。出力ポート５０ｃがロー信号を出力する抵抗の組み合わせにより、充電電流設定回路１０から出力される充電基準電圧を変化させることができる。

例えば、出力ポート５０ｃがいずれの抵抗にもロー信号を出力しない場合には、基準電圧Ｖｃｃを抵抗１０ａ及び１０ｂで分圧した電圧が、充電基準電圧として、充電電流制御回路３０の非反転入力端子に入力され、充電電流を設定する際の基準値となる。この際の充電電流をＩ１とする。出力ポート５０ｃが抵抗１０ｃにロー信号を出力した場合には、基準電圧Ｖｃｃを抵抗１０ａ〜１０ｃで分圧した電圧が、充電基準電圧として、充電電流制御回路３０の非反転入力端子に入力され、充電電流を設定する際の基準値となる。この際の充電電流をＩ２とする。以下同様に、出力ポート５０ｃが各抵抗１０ｄ〜１０ｆにロー信号を出力した場合の充電電流は、それぞれ、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５とし、Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３＞Ｉ４＞Ｉ５の関係を有するものとする。

出力ポート５０ｄは、充電の開始及び停止を制御する充電状態信号を出力する。また、出力ポート５０ｄは、出荷前の調整時に、Ａ／Ｄ入力ポート５０ａに入力された第１の調整信号又は第２の調整信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄ入力ポート５０ｂに入力された電池電圧信号のＡ／Ｄ値が一致した場合に表示回路８０において表示すべく信号を出力する。

リセットポート５０ｅは、リセット信号の入力を受けてマイコン５０をリセットする。

充電制御信号伝達回路６０は、フォトカプラから構成されており、出力ポート５０ｄから出力された充電状態信号をスイッチング回路４のＰＷＭ制御ＩＣ４ｃに伝達する。

充電電流信号伝達回路７０は、フォトカプラから構成されており、充電電流制御回路３０から出力された充電電流信号をスイッチング回路４のＰＷＭ制御ＩＣ４ｃに帰還する。これにより、電池パック２を充電するための充電電流を制御することができる。

表示回路８０は、ＬＥＤ８０ａと、抵抗８０ｂ及び８０ｃとを備えている。ＬＥＤ８０ａは、出力ポート５０ｄから出力された充電状態信号に基づき、赤と緑と橙の３色を発色することができる。本実施の形態においては、抵抗８０ｂの両端に所定の電位差が生じた場合には、充電が終了していることを示す緑色に発色し、抵抗８０ｃの両端に所定の電位差が生じた場合には、充電前であることを示す赤色に発色し、抵抗８０ｂ及び８０ｃの両端に所定の電位差が生じた場合には、充電中であることを示す橙色に発色するものとする。表示信号が入力された場合にも、ＬＥＤ８０ａは発色するが、表示信号は、ＬＥＤ８０ａにどの色を発色させるものであってもよい。

電源回路９０は、トランス９０ａ〜９０ｃと、スイッチング素子９０ｄと、制御素子９０ｅと、整流ダイオード９０ｆと、コンデンサ９０ｇ及び９０ｈと、レギュレータ９０ｉと、リセットＩＣ９０ｊとを備えている。トランス９０ｂは、交流電源Ｐから供給された電力を変圧してトランス９０ｃに出力する。トランス９０ｃから出力された交流は、整流ダイオード９０ｆと、コンデンサ９０ｇ及び９０ｈと、レギュレータ９０ｉとによって、安定した直流に変換され、マイコン５０やオペアンプ３０ａ及び３０ｂに駆動電力として供給される。リセットＩＣ９０ｊは、リセットポート５０ｅにリセット信号を出力する。

第３の整流平滑回路１００は、トランス１００ａと、整流ダイオード１００ｂと、平滑コンデンサ１００ｃとを備えている。第３の整流平滑回路１００は、電源回路９０のトランス９０ａから出力された交流を整流及び平滑して直流に変換し、ＰＷＭ制御ＩＣ４ｃに駆動電力として供給する。

ここで、本実施の形態による誤差是正方法について図２のフローチャートを用いて説明する。本実施の形態による誤差検出は、製品の出荷前に行われる。

まず、製造元は製品出荷前に電池電圧検出回路９に正確に検出したい所望の所定電圧Ａを直接入力し（ステップ２０１）、マイコン５０が認識したＡ／Ｄ値“ａ”をマイコン５０に記憶させる（ステップ２０２）。所定電圧Ａは、例えば、４セルのリチウムイオン素電池２ａを充電する場合には、４セルのリチウムイオン素電池２ａを充電するための充電電圧に相当する４．２×４＝１６．８Ｖであり、５セルのリチウムイオン素電池２ａを充電する場合には、５セルのリチウムイオン素電池２ａを充電するための充電電圧に相当する４．２×５＝２１Ｖである。

続いて、ユーザは、電圧調整回路４０の可変抵抗４０ｅ又は４０ｆを調整することにより、Ａ／Ｄ入力ポート５０ａに入力される調整信号を変化させていく（ステップ２０３）。マイコン５０は、ステップ２０２でマイコン５０に記憶されたＡ／Ｄ値“ａ”と、Ａ／Ｄ入力ポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致した場合に、出力ポート５０ｄから表示回路８０に表示信号を出力し、ＬＥＤ８０ａを点灯させる。

製造元は、ＬＥＤ８０ａが点灯したか否かを監視し（ステップ２０４）、ＬＥＤ８０ａが点灯した場合には（ステップ２０４：ＹＥＳ）、ＬＥＤ８０ａが点灯した位置で可変抵抗４０ｅ又は４０ｆの調整を停止し、充電電圧の設定を終了する（ステップ２０５）。

通常、マイコンには、予め電圧に応じて決められたＡ／Ｄ値が格納されている。例えば、マイコンのＡ／Ｄ入力ポートの分解能が１０ｂｉｔ、基準電圧が５Ｖ、所定電圧Ａが、電池電圧検出回路で分圧されて、理論的に、分圧電圧Ａ‘になる場合を考えると、この場合、Ａ／Ｄ値１ｂｉｔ分の電圧理論値は、５Ｖを１０２４等分した値であるため、入力された電圧のＡ／Ｄ値は、Ａ’／（５／１０２４）＝（１０２４Ａ’／５）ｂｉｔとなる。従って、マイコンには、（１０２４Ａ’／５）ｂｉｔという値が、所定電圧Ａに対応するＡ／Ｄ値として予め格納されており、マイコンは、このＡ／Ｄ値（１０２４Ａ’／５）を認識したときに、電池電圧は所定電圧Ａであると認識する。

しかしながら、実際には、電池電圧検出回路の抵抗及びの抵抗値や、マイコンに供給されるＡ／Ｄ値の基準となる電圧等には誤差があるため、電池電圧検出回路に所定電圧Ａが入力されたとしても、Ａ／Ｄポートにおいて（１０２４Ａ’／５）ｂｉｔというＡ／Ｄ値では認識されず、電池電圧がＡであるとは認識されない。

例えば、抵抗の誤差の影響により、電池電圧検出回路に入力された電圧Ａが、Ａ’ではなくＡ’＋ａに分圧され、また、基準電圧を供給しているレギュレータ等の誤差によりマイコンの基準電圧が５Ｖではなく４．９Ｖである場合には、Ａ／Ｄ入力ポートで読込まれるＡ／Ｄ値は、（１０２４（Ａ‘＋ａ）／４．９）ｂｉｔとなり、電池電圧がＡであると認識する場合のＡ／Ｄ値（１０２４Ａ’／５）との間に誤差が生じる。従って、正しい電圧Ａが電池電圧検出回路に入力されたとしても、マイコンは、正しい電圧Ａが電池電圧検出回路に入力されたとは認識しないこととなるため、精度の高い電圧検出を行なうことはできない。

しかしながら、本実施の形態による誤差是正方法では、電池電圧検出回路９に正確に検出したい所望の所定電圧Ａを直接入力し、その時のＡ／Ｄ値をマイコン５０に記憶した後、電圧調整回路４０の可変抵抗４０ｅ又は４０ｆを調整することにより、Ａ／Ｄ入力ポート５０ａに入力される調整信号を変化させていくと、マイコン５０は、マイコン５０に記憶されたＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄ入力ポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致した場合にＬＥＤ８０ａを点灯させる。製造元は、ＬＥＤ８０ａが点灯した時点で可変抵抗４０ｅ又は４０ｆの調整を停止すれば、マイコン５０は、電池電圧検出回路９の抵抗９ａ及び９ｂの抵抗値や、マイコン５０に供給されるＡ／Ｄ値の基準となる電圧等の誤差を考慮して充電制御を行うことができるので、正確な充電制御を行うことが可能となる。

次に、上記誤差の是正がなされた充電装置１で充電を行う場合の充電制御を図３及び図４を用いて説明する。図３は、本実施の形態の充電制御を説明するフローチャートである。本実施の形態では、図４に示すように、電池電圧が所定値に達した場合に充電電流を低下させることにより電池電圧を低下させることを繰り返し、所定の充電電流での充電中に電池電圧が前記所定値に達した場合に充電を終了する。

まず、電源が投入されると、マイコン５０は、出力ポート５０ｃ及び５０ｄをイニシャルセットした後（ステップ３０１）、出力ポート５０ｄから表示回路８０の抵抗８０ｃにハイ信号を出力し、ＬＥＤ８０ｄを充電前であることを示す赤色に点灯させる（ステップ３０２）。

次に、マイコン５０は、電池パック２が充電装置１に接続されたか否かを判断する（ステップ３０３）。例えば、電池温度検出回路８からＡ／Ｄポート５０ｂに入力された値に変化があった場合に電池パック２が接続されたと判断することができる。

電池パック２が充電装置１に接続されたと判断した場合には（ステップ３０３：ＹＥＳ）、セル数判別回路７を介してＡ／Ｄポート５０ｂに入力された値に基づき、電池パック２のセル数を検出し（ステップ３０４）、続いて、出力ポート５０ｃから充電電流設定回路１０の抵抗１０ｃ〜１０ｆにハイ信号を出力して、充電電流をＩ１に設定する（ステップ３０５）。ステップ３０４で、電池パック２が充電装置１に接続されていないと判断した場合には（ステップ３０３：ＮＯ）、引き続き、電池パック２が充電装置１に接続されたか否かの判断を継続する。

ステップ３０５で、充電電流をＩ１に設定した後は、出力ポート５０ｄから充電制御信号伝達回路６０にハイ信号を出力して充電を開始し（ステップ３０６）、同時に、出力ポート５０ｄから表示回路８０の抵抗８０ｂ及び８０ｃにハイ信号を出力して、ＬＥＤ８０ａを充電中であることを示す橙色に点灯させる（ステップ３０７）。

次に、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かを判断する（ステップ３０８）。

ステップ３０８で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したと判断した場合には（ステップ３０８：ＹＥＳ）、出力ポート５０ｃから充電電流設定回路１０の抵抗１０ｃにロー信号を出力して、充電電流をI２に降下させる（ステップ３０９）。ステップ３０８で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致していないと判断した場合には（ステップ３０８：ＮＯ）、引き続き、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かの判断を継続する。

ステップ３０９で、充電電流をＩ２に降下させた後、電池電圧は一旦降下するが、その後、再度上昇していく。従って、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かを再び判断する（ステップ３１０）。

ステップ３１０で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したと判断した場合には（ステップ３１０：ＹＥＳ）、出力ポート５０ｃから充電電流設定回路１０の抵抗１０ｄにロー信号を出力して、充電電流をI３に降下させる（ステップ３１１）。ステップ３１０で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致していないと判断した場合には（ステップ３０８：ＮＯ）、引き続き、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かの判断を継続する。

ステップ３１１で、充電電流をＩ３に降下させた後、電池電圧は一旦降下するが、その後、再度上昇していく。従って、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かを再び判断する（ステップ３１２）。

ステップ３１２で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したと判断した場合には（ステップ３１２：ＹＥＳ）、出力ポート５０ｃから充電電流設定回路１０の抵抗１０ｅにロー信号を出力して、充電電流をI４に降下させる（ステップ３１３）。ステップ３１２で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致していないと判断した場合には（ステップ３１２：ＮＯ）、引き続き、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かの判断を継続する。

ステップ３１３で、充電電流をＩ４に降下させた後、電池電圧は一旦降下するが、その後、再度上昇していく。従って、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かを再び判断する（ステップ３１４）。

ステップ３１４で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したと判断した場合には（ステップ３１４：ＹＥＳ）、出力ポート５０ｃから充電電流設定回路１０の抵抗１０ｆにロー信号を出力して、充電電流をI５に降下させる（ステップ３１５）。ステップ３１４で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致していないと判断した場合には（ステップ３１４：ＮＯ）、引き続き、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かの判断を継続する。

ステップ３１５で、充電電流をＩ５に降下させた後、電池電圧は一旦降下するが、その後、再度上昇していく。従って、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かを再び判断する（ステップ３１６）。

ステップ３１６で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したと判断した場合には（ステップ３１６：ＹＥＳ）、満充電に達したと判断し、出力ポート５０ｄから充電制御信号伝達回路６０にロー信号を出力することにより、ＰＷＭ制御ＩＣ４ｃを停止させる（ステップ３１７）。ステップ３１６で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致していないと判断した場合には（ステップ３１６：ＮＯ）、引き続き、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致したか否かの判断を継続する。

続いて、出力ポート５０ｄから表示回路８０の抵抗８０ｃにハイ信号を出力し、ＬＥＤ８０ａを充電が終了したことを示す緑色に点灯させる（３１８）。

最後に、電池パック２が充電装置１から外されたか否かを判断し（ステップ３１９）、電池パック２が充電装置１から外されたと判別した場合には（ステップ３１９：ＹＥＳ）、充電制御を終了する。電池パック２が充電装置１から外されていないと判別した場合には（ステップ３１９：ＮＯ）、引き続き、電池パック２が充電装置１から外されたか否かの判断を継続する。

このように、本実施の形態による充電装置１は、充電制御のために簡易な構成の充電電圧制御回路６を備えているだけであって、図５に示す従来の充電装置１０００の定電圧回路６００のような高精度な定電圧回路を必要としないため、その回路コストや回路を設置する設置面積を節約することができる。また、ある程度低い電流値に設定された状態で、Ａ／Ｄポート５０ｂに入力された充電電圧信号のＡ／Ｄ値と、Ａ／Ｄポート５０ａに入力された調整信号のＡ／Ｄ値とが一致した場合には、充電を終了するので、簡易な構成により、満充電を確実に検出して充電を終了することができる。

また、電圧調整回路４０の誤差、及び、Ａ／Ｄ値の基準となる電圧の誤差を素電池２ａの数に応じて複数パターン検出することができるので、素電池２ａの数の異なる電池パック２が充電装置１に接続された場合であっても、それぞれの場合で正確に充電制御を行うことが可能となる。

尚、本発明の充電装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、表示手段は、ＬＥＤ８０ａに限らず、例えば、ブザー等であってもよい。また、上記実施の形態では、電圧調整回路４０は、４セル及び５セルの素電池２ａに対応するために、抵抗４０ａ及び４０ｂと可変抵抗４０ｅのセットと、抵抗４０ｃ及び４０ｄと可変抵抗４０ｆのセットの２つを備えていたが、いずれか一方のみを備えた構成であってもよい。また、その場合には、例えば、電圧調整回路４０を、４セルの素電池２ａを充電する場合の誤差を是正できる状態に調整しておき、５セルの素電池２ａを充電する場合には、電池電圧検出回路１０が電圧調整回路４０から出力される電圧の５／４倍の電圧を検出したときに充電制御を行っても良い。

本実施の形態による充電装置の回路図である。 本実施の形態による製品出荷前の電圧誤差是正について説明するフローチャートである。 本実施の形態の充電制御を説明するフローチャートである。 本実施の形態の充電装置１による充電制御の波形と従来の充電装置による充電制御の波形とを比較した図である。 従来の充電装置の回路図である。

符号の説明

１ 充電装置、 ２ 電池パック、４ スイッチング回路、６ 充電電圧制御回路、９ 電池電圧検出回路、１０ 充電電流設定回路、２０ 電流検出回路、３０ 充電電流制御回路、４０ 電圧調整回路、５０ マイコン、８０ 表示回路

Claims (7)

1. 電池組を充電する充電手段と、
   前記電池組の電圧値を検出する電池電圧検出手段と、
   前記電池電圧検出手段で検出された電圧値と基準電圧値とのずれを調整する調整手段と、
   前記電池電圧検出手段で検出された電圧値が基準電圧値と一致したことを表示する表示手段と、
   前記調整手段によって調整された基準電圧値と前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値とに基づき充電制御を行う制御手段と、
   を備えたことを特徴とする充電装置。
2. 前記基準電圧値を発生する基準電圧発生手段を更に備え、
   前記調整手段は、前記基準電圧値を調整可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値をＡ／Ｄ変換して第１のＡ／Ｄ値として認識し、前記調整手段によって調整された基準値をＡ／Ｄ変換して第２のＡ／Ｄ値として認識するＡ／Ｄコンバータを更に備え、前記表示手段は、前記第１のＡ／Ｄ値と前記第２のＡ／Ｄ値とが一致したことを表示することを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
4. 充電電流を設定する充電電流設定手段を更に備え、
   前記制御手段は、充電中に前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値が所定電圧値に達した場合に充電電流を所定値低下させるように充電電流設定手段を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の充電装置。
5. 前記制御手段は、前記充電電流設定手段によって充電電流が所定電流値に設定された状態で前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値が前記所定電圧値に達した場合に充電を終了させるよう前記充電手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の充電装置。
6. 前記調整手段は、複数の基準電圧値を調整可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の充電装置。
7. 電池組を充電する充電手段と、前記電池組の電圧値を検出する電池電圧検出手段と、基準電圧値を調整可能な調整手段と、前記調整手段によって調整された基準電圧値と前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値とが一致したことを表示する表示手段と、前記調整手段によって調整された基準電圧値と、前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値とに基づき充電電圧を制御する制御手段と、を備えた充電装置における誤差補正方法であって、
   前記電池電圧検出手段に所定電圧を入力するステップと、
   前記調整手段を調整し、前記表示手段が前記調整手段によって調整された基準電圧値と前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値とが一致したことを表示した場合に前記調整手段の調整を停止するステップと、
   を備えたことを特徴とする誤差補正方法。

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