JP2011055588A - Charger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電動工具用のリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の二次電池を、太陽電池を電力源として充電するための充電装置に関する。 The present invention relates to a charging device for charging a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydride battery, or a nickel cadmium battery for an electric tool using a solar battery as a power source.
従来、ニカド電池やリチウムイオン電池を充電する充電装置は、商用電源からの供給によって充電を行っている。しかしながら例えばコードレス電動工具等を商用電源が供給されていない所で使用する場合、使用者は作業量に応じて予備の電池を何本も準備しておかなくてはならなかった。そこで商用電源以外からの別の電源からも充電できる充電装置の要求があり、この要求に対応するため、電圧変換手段として複数のコンバータを設け、電力源とする電源に応じてコンバータをオンオフして駆動することにより、商用電源以外の電源によって電池パックを充電できる充電装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a charging device for charging a nickel-cadmium battery or a lithium-ion battery is charged by being supplied from a commercial power source. However, for example, when a cordless electric tool or the like is used in a place where commercial power is not supplied, the user has to prepare a number of spare batteries according to the amount of work. Therefore, there is a demand for a charging device that can be charged from another power source other than the commercial power source. To meet this demand, a plurality of converters are provided as voltage conversion means, and the converter is turned on / off according to the power source as the power source. There has been proposed a charging device that can be driven to charge a battery pack with a power source other than a commercial power source (see, for example, Patent Document 1).
商用電源以外の電源として様々な電源が考えられるが、例えば環境に優しくクリーンであることを特徴として注目されている太陽電池を考える。太陽電池は、照射量が多ければ取出せる電力は増し、少なければ取出せる電力が減る。また、同じ照射量であってもどこの電圧値で太陽電池を使用するかによって発電電力が異なる。また、同一照射量でも動作温度によって発電電力が異なる。このような様々な条件において太陽電池から厳密に最大の電力を取出すために、マイコン等を用いた複雑な演算による方法が考えられる。しかし、そのような複雑な演算が可能なマイコンの利用は、コスト等の点で問題がある。 Various power sources can be considered as power sources other than commercial power sources. For example, consider a solar cell that is attracting attention because it is environmentally friendly and clean. With solar cells, the amount of power that can be extracted increases if the amount of irradiation is large, and the amount of power that can be extracted decreases if the amount of irradiation is small. Moreover, even if it is the same irradiation amount, generated electric power changes with what voltage value uses a solar cell. In addition, the generated power varies depending on the operating temperature even with the same irradiation amount. In order to take out the maximum electric power strictly from the solar cell under such various conditions, a method by a complicated calculation using a microcomputer or the like can be considered. However, the use of a microcomputer capable of such a complicated calculation has a problem in terms of cost.
そこで本発明は、太陽電池を電源とした二次電池を効率よく充電するための安価で構成が簡単な充電装置を提供することである。 Therefore, the present invention is to provide an inexpensive and simple configuration charging device for efficiently charging a secondary battery using a solar battery as a power source.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、充電電圧を所定の電圧値に制御するための信号をフィードバックする充電電圧フィードバック回路と、充電電流を所定の電流値に制御するための信号をフィードバックする充電電流フィードバック回路と、充電電圧フィードバック回路及び充電電流フィードバック回路からのフィードバック信号によって出力を所定の電圧値及び所定の電流値に制御するスイッチング制御手段と、太陽電池からの入力電圧を所定入力電圧値に制御するための信号をフィードバックする入力電圧フィードバック回路と、太陽電池からの入力電圧を検出するための入力電圧検出手段と、充電電流を検出するための充電電流検出手段と、を有する太陽電池を入力電源として二次電池を充電するための充電装置であって、所定入力電圧値として複数の設定値のうちのいずれかを設定する入力電圧設定手段と、所定時間毎に入力電圧設定手段において選択可能な入力電圧値全てを順次選択し、選択可能な入力電圧値毎の充電電流を記憶する充電電流記憶手段と、二次電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、電池電圧検出手段が検出した電池電圧に応じた最大許容電流値を求める最大許容電流算出手段と、充電電流記憶手段により記憶された充電電流が最大許容電流を超えない範囲で最大になる入力電圧値を前記選択可能な入力電圧値から選択する入力電圧選択手段と、を有し、入力電圧設定手段は、所定時間毎に入力電圧を入力電圧選択手段が選択した入力電圧に設定を更新し、更新した前記入力電圧で充電を行うことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention described in
このような構成によれば、光の照射量などの状態に拘わらず、電池電圧に応じた許容範囲内の設定値の中で太陽電池が常に最大電力を出力する設定となる。 According to such a configuration, the solar cell is always set to output the maximum power within the set value within the allowable range corresponding to the battery voltage, regardless of the state of light irradiation or the like.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、入力電圧設定手段は、互いに異なる抵抗値を有する複数の抵抗により構成されていることを特徴としている。
The invention described in
このような構成によれば、太陽電池から充電装置への入力電圧は、入力電圧設定手段の複数の抵抗のいずれを選択するかにより変化する。 According to such a configuration, the input voltage from the solar cell to the charging device varies depending on which of the plurality of resistors of the input voltage setting unit is selected.
請求項3に記載の発明は、二次電池の状態を検出する電池状態検出手段と、電池状態検出手段が検出した状態に応じた最大充電電流を定める充電電流制限手段と、をさらに有し、入力電圧選択手段は、最大充電電流を超えないように入力電圧値を設定することを特徴としている。 The invention according to claim 3 further includes battery state detecting means for detecting the state of the secondary battery, and charging current limiting means for determining a maximum charging current according to the state detected by the battery state detecting means, The input voltage selection means sets the input voltage value so as not to exceed the maximum charging current.
このような構成によると、二次電池の種類や接続状態及び二次電池の温度等に応じた最大充電電流を超えない範囲で、設定値の中で太陽電池から最大の出力電力を得るように設定される。 According to such a configuration, the maximum output power is obtained from the solar cell in the set value within a range not exceeding the maximum charging current according to the type and connection state of the secondary battery and the temperature of the secondary battery. Is set.
請求項4に記載の発明は、太陽電池の電力を変換して二次電池に充電電流を提供するスイッチング制御手段と、太陽電池からの入力電力を検出するための入力電圧検出装置と、充電電流を検出するための充電電流検出手段と、スイッチング制御手段を動作させることで充電電流が二次電池に応じた電流となるように入力電圧を変更する入力制御手段と、を備えたことを特徴としている。 The invention according to claim 4 is a switching control means for converting the power of the solar cell to provide a charging current to the secondary battery, an input voltage detecting device for detecting input power from the solar cell, and a charging current. A charge current detecting means for detecting the input voltage, and an input control means for changing the input voltage so that the charging current becomes a current corresponding to the secondary battery by operating the switching control means. Yes.
このような構成によれば、光の照射量などの状態に拘わらず、電池電圧に応じた許容範囲内の設定値の中で太陽電池が常に最大電力を出力する設定となる。 According to such a configuration, the solar cell is always set to output the maximum power within the set value within the allowable range corresponding to the battery voltage, regardless of the state of light irradiation or the like.
本発明の請求項1及び4記載の充電装置によれば、太陽電池の照射量などの状態を検出することなく、二次電池への充電電流を電池電圧に応じた許容範囲内で最大にするように太陽電池から充電装置への入力電圧を設定することで常に電池電圧に応じた許容範囲内の設定値の中で最大電力を出力させることができ、効率のよい充電装置とすることができる。
According to the charging device of
請求項2に記載の充電装置によれば、請求項1に記載の充電装置による効果に加え、複数の抵抗からいずれかを選択するという簡単な構成で、設定値の中で太陽電池から最大の電力を得ることが可能となる。
According to the charging device according to
請求項3に記載の充電装置によれば、請求項1または請求項2に記載の充電装置による効果に加え、二次電池の状態に応じた最大充電電流を超えない設定となるので、二次電池の状態を勘案することなく安全に充電を行うことが可能である。 According to the charging device of the third aspect, in addition to the effect of the charging device of the first or second aspect, since the setting does not exceed the maximum charging current according to the state of the secondary battery, It is possible to charge safely without considering the state of the battery.
このように、本発明による充電装置によれば、太陽電池を電源とした安価で簡単な構成で効率よく充電が可能な充電装置を提供することができるという優れた効果を奏し得る。 Thus, according to the charging device of the present invention, it is possible to provide an excellent effect that it is possible to provide a charging device that can be efficiently charged with an inexpensive and simple configuration using a solar cell as a power source.
本発明の一実施の形態による充電装置について図1から図5を参照しながら説明する。 A charging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、本実施の形態による充電装置100の電源となる太陽電池1の出力特性について説明する。太陽電池1は、例えばシリコン(SI)等の半導体の持つ光電効果を利用して発電する発電装置である。
First, output characteristics of
図1に、太陽電池1の出力特性における照射量依存性の一例を示す。図1は、横軸が太陽電池の出力電圧、縦軸が出力電流および出力電力を示している。また、照射量P1>照射量P2であり、照射量P1の方が多く太陽光線が照射された状態であることを示している。図1に示すように、太陽電池1は照射量によって出力特性が変化する。すなわち照射量が多ければ照射量P1のように取出せる電力は増し、少なければ照射量P2のように取出せる電力が減る。図1の破線は、例えば照射量P1の場合の出力電圧に対する出力電力の変化を示している。このように、同じ照射量であってもどこの電圧値で太陽電池を使用するかで発電電力が異なる。図1を用いてこのことを説明する。
In FIG. 1, an example of the dose dependency in the output characteristic of the
図中の照射量P1におけるA点で太陽電池を使用した場合、電力は電圧x電流であるので、例えばこの点における電圧値がVa、電流値がIaであるとすると、取出せる電力はVaxIaとなる。一方A’点で太陽電池を使用した場合を考える。A’は例えばA点における電圧の半分の値の地点であるとすると、電圧値は1/2Vaとなる。また図中からわかるようにA点とA’点ではほとんど電流は変化がない。よって、A’点における電流Ia’はA点同様ほぼIaとなる。よってA’点において取出せる電力は1/2VaxIaとなる。すなわち、A’点において取出せる電力はA点において取出せる電力の1/2となる。 When a solar cell is used at point A in the dose P1 in the figure, the power is voltage x current. For example, if the voltage value at this point is Va and the current value is Ia, the power that can be extracted is VaxIa. Become. On the other hand, consider the case where a solar cell is used at the point A '. For example, if A ′ is a point having a value half the voltage at point A, the voltage value is ½ Va. Further, as can be seen from the figure, the current hardly changes at the points A and A '. Therefore, the current Ia ′ at the point A ′ is substantially Ia as with the point A. Therefore, the electric power that can be taken out at the point A 'is 1/2 VaxIa. That is, the electric power that can be taken out at the point A ′ is ½ of the electric power that can be taken out at the point A.
ある程度以上の照射量があり、同一温度時においては照射量P2(照射量P1>照射量P2)の場合においても同様のことがいえる。ある照射量において取出せる電力が最大になる点は、図中における横軸である電圧のラインから縦線を引いて出力特性にぶつかる点と、その点から縦軸である電流のラインへ横線を引いた場合の横軸、縦軸、横線、縦線で囲まれることによって構成される長方形の面積が最大(例えば図1のWmax)になる場所である。この長方形の面積は横軸(電圧)x縦軸(電流)=電力となる。以下この点を最大動作点と称する。 The same can be said for the case where there is an irradiation amount of a certain amount or more and the irradiation amount P2 (irradiation amount P1> irradiation amount P2) at the same temperature. The point at which the power that can be extracted at a certain dose is maximized is that the vertical line is drawn from the voltage line on the horizontal axis in the figure and the output characteristic is hit, and the horizontal line is drawn from that point to the current line on the vertical axis. This is a place where the area of the rectangle formed by being surrounded by the horizontal axis, the vertical axis, the horizontal line, and the vertical line when it is drawn becomes maximum (for example, Wmax in FIG. 1). The area of this rectangle is horizontal axis (voltage) x vertical axis (current) = power. Hereinafter, this point is referred to as a maximum operating point.
ここで、二次電池を太陽電池に直結して充電を行った場合を考える。この場合太陽電池の電圧は二次電池の電圧まで低下することになる。例えば図1の特性を有する太陽電池を1/2Vaの電圧を有する二次電池に直結すると、太陽電池の電圧も1/2Vaまで低下する。照射量P1であるとすると流れる充電電流はIaとなる。よって、取出せる電力の最大値は先に述べたようにVaxIaであるのに、直結にすると1/2VaxIaの電力しか取出せないことになる。 Here, a case where the secondary battery is directly connected to the solar battery and charged is considered. In this case, the voltage of the solar battery is reduced to the voltage of the secondary battery. For example, when a solar cell having the characteristics shown in FIG. 1 is directly connected to a secondary battery having a voltage of 1/2 Va, the voltage of the solar cell is also reduced to 1/2 Va. If the dose is P1, the charging current that flows is Ia. Therefore, although the maximum value of the power that can be extracted is VaxIa as described above, only ½ VaxIa of power can be extracted when directly connected.
一方、太陽電池と二次電池との間に太陽電池の電圧をある所定の値になるように制御するようなスイッチング回路を設けた場合を考える。太陽電池の電圧をVaに保つような制御を行えば、先の述べたように照射量P1の場合はVaxIaの電力を取出すことができる。よって、例えば1/2Vaの電圧を有する二次電池を充電する場合、充電電流は、以下のようになる。すなわち、出力電力=効率x入力電力であるから、出力電圧x出力電流=効率x入力電圧x入力電流と表せる。ここで、出力電圧は1/2Va、入力電圧はVa、入力電流はIaであり、効率を例えば85%とすると、1/2Vax出力電流=0.85xVaxIaから、出力電流=2x0.85Ia=1.7Iaとなり、直結時に比べ約1.7倍の充電電流で充電を行なう事ができる。 On the other hand, consider a case where a switching circuit is provided between the solar battery and the secondary battery so as to control the voltage of the solar battery so as to become a predetermined value. If control is performed to keep the voltage of the solar cell at Va, the power of VaxIa can be taken out in the case of the irradiation amount P1 as described above. Therefore, for example, when charging a secondary battery having a voltage of 1 / 2Va, the charging current is as follows. That is, since output power = efficiency × input power, it can be expressed as output voltage × output current = efficiency × input voltage × input current. Here, the output voltage is 1 / 2Va, the input voltage is Va, and the input current is Ia. When the efficiency is 85%, for example, from 1 / 2Vax output current = 0.85xVaxIa, output current = 2x0.85Ia = 1. 7Ia, and charging can be performed with a charging current approximately 1.7 times that of the direct connection.
先にも述べたように、太陽電池の最大動作点における電圧値はある程度以上の照射量で同一温度下であれば、図1の照射量P1および照射量P2のように、概ね同じ電圧値付近となる。しかし、太陽電池がおかれた条件によって、例えば図2に示すように、温度が高い場合はこの電圧値は低下し、最大動作点が相当程度ずれる。すなわち、温度T1のときには実線のような出力特性となり、最大動作点は出力電圧Vb、出力電流Ibの点Bとなる。温度T1より低い温度T2のときには破線のような出力特性となり、最大動作点は、出力電圧Vc、出力電流Icの点Cとなる。 As described above, the voltage value at the maximum operating point of the solar cell is approximately equal to the same voltage value as in the dose P1 and dose P2 in FIG. It becomes. However, depending on the conditions in which the solar cell is placed, for example, as shown in FIG. 2, when the temperature is high, this voltage value decreases and the maximum operating point deviates considerably. That is, when the temperature is T1, the output characteristic is as shown by a solid line, and the maximum operating point is the point B of the output voltage Vb and the output current Ib. When the temperature T2 is lower than the temperature T1, the output characteristic is as shown by a broken line, and the maximum operating point is the point C of the output voltage Vc and the output current Ic.
図3に示すように、太陽電池への照射量が低下している場合においても相当程度ずれることがある。すなわち、照射量P3のときには実線のような出力特性となり、最大動作点は出力電圧Vd、出力電流Idの点Dとなる。照射量P3より低い照射量P4のときには破線のような出力特性となり、最大動作点は、出力電圧Ve、出力電流Ieの点Eとなる。 As shown in FIG. 3, even when the irradiation amount to the solar cell is reduced, there is a considerable deviation. In other words, when the dose is P3, the output characteristic is as shown by a solid line, and the maximum operating point is the point D of the output voltage Vd and the output current Id. When the dose P4 is lower than the dose P3, the output characteristics are as shown by the broken line, and the maximum operating point is the point E of the output voltage Ve and the output current Ie.
上記のような様々な条件において太陽電池から厳密に最大の電力を取出すためには、例えばマイコン等を用いた複雑な演算を要する。しかしこのような複雑な演算を実行可能な高性能なマイコンは、コストが高い等の問題がある。本実施の形態による充電装置は、高性能のマイコンを必要としない構成となっている。 In order to take out strictly the maximum electric power from the solar cell under various conditions as described above, complicated calculation using, for example, a microcomputer or the like is required. However, a high-performance microcomputer capable of executing such complicated operations has a problem of high cost. The charging device according to the present embodiment has a configuration that does not require a high-performance microcomputer.
図4は、本発明の一実施の形態による充電装置を示す回路ブロック図である。図4に示すように、充電装置100は、外部に接続された太陽電池1を電源とし、電池パック3を充電する充電装置である。
FIG. 4 is a circuit block diagram showing a charging apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the charging
電池パック3は、充電対象となる電池パックであり、1セル以上の電池が接続された電池組3aと、電池組3aの種類又はセル数等を判別するための判別抵抗からなる電池種判別抵抗3bと、電池組3aの近傍に設定され電池温度を監視するためのサーミスタ等の感温抵抗3cから構成される。 The battery pack 3 is a battery pack to be charged, and includes a battery set 3a to which one or more cells are connected, and a battery type discriminating resistor comprising a discrimination resistor for discriminating the type or number of cells of the battery set 3a. 3b and a temperature sensitive resistor 3c such as a thermistor for monitoring the battery temperature set in the vicinity of the battery set 3a.
太陽電池1は、光が入射することにより発電する電源である。太陽電池1は、充電装置100に取り外し可能に構成してもよい。充電装置100は、平滑コンデンサ6、スイッチング電源回路8を有しており、2次電池を有する電池パック3を充電する充電電力を出力する。また、充電装置100は、入力電圧検出回路15、入力電圧フィードバック回路7、充電電圧フィードバック回路9、充電電流フィードバック回路10、マイコン11、補助電源2、電池種判別回路4、電池温度検出回路5、電池電圧検出回路12、充電オンオフ回路13を有し、充電電力を制御している。
The
平滑コンデンサ6は、太陽電池1の出力を平滑する。スイッチング電源回路8は、充電電圧及び充電電流を制御するための回路であり、DC/DCコンバータ8a、PチャネルのFET8b、整流ダイオード8c、コイル8d、平滑コンデンサ8eから構成される。本実施形態においては、太陽電池の電圧を降圧して、充電電圧を生成する。DC/DCコンバータ8aは、平滑コンデンサ6のプラス側およびマイナス側の出力と、FET8bのゲートに接続されている降圧のための回路である。また、DC/DCコンバータ8aには、後述する充電電圧フィードバック回路9と充電電流フィードバック回路10とが出力するフィードバック信号が入力され、その信号に応じてFET8bのスイッチングのタイミングを制御することにより、充電電流および充電電圧を制御する。なお、FET8bのソースは、太陽電池1のプラス側に接続されている。整流ダイオード8cは、FET8aのドレインと太陽電池1のマイナス側との間に接続されている。コイル8dの入力側はFET8bのドレインに接続され、平滑コンデンサ8eは、コイル8dの出力側と太陽電池1のマイナス側との間に接続され、DC/DCコンバータ8aの出力を平滑する。
The smoothing capacitor 6 smoothes the output of the
入力電圧検出回路15は、入力電圧を検出するための入力電圧検出回路であり、太陽電池1のプラス側に接続された抵抗15a及び抵抗15bからなる。入力電圧は抵抗15aと抵抗15bによって分圧され、その分圧値が後述するマイコン11のA/Dポート11fに入力されることのよってマイコン11は入力電圧を読みとる。
The input
入力電圧フィードバック回路7は、抵抗7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h、オペアンプ7iから構成される。抵抗7a、7bは、互いに直列に接続され、入力である太陽電池1の出力電圧を分圧し、分圧された値はオペアンプ7iの非反転入力端子に入力される。また、抵抗7c、7dは、互いに直列に接続され、電圧Vccの値を分圧し、入力電圧をある所定値に保つための入力電圧設定値としてオペアンプ7iの反転入力部に入力する。この電圧値を第1入力電圧設定値V1という。
The input voltage feedback circuit 7 includes
抵抗7cと7dとの接続点には、抵抗7e、7f、7g、7hのそれぞれ一端が接続され、他端はマイコン11の出力ポート11dにそれぞれ接続されている。例えば、後述するマイコン11の抵抗7eに連なるポートからロー信号を出力することで、オペアンプ7iの反転入力部に入力される入力電圧の設定値を、電圧Vccの抵抗7cと抵抗7d、7eの並列抵抗との分圧値に設定することができる。この値は、前述の電圧Vccを抵抗7cと抵抗7dで分圧した第1入力電圧設定値V1とは異なる第2入力電圧設定値V2となる。
One end of each of the
同様に、マイコン11の抵抗7fに連なるポートからロー信号を出力することで、オペアンプ7iの反転入力部に入力される入力電圧の設定値を、電圧Vccの抵抗7cと抵抗7d、7fの並列抵抗との分圧値に設定することができ、この値は第3入力電圧設定値V3となる。同様に、マイコン11の抵抗7gに連なるポートからロー信号を出力することで、オペアンプ7iの反転入力部に入力される入力電圧の設定値を、電圧Vccの抵抗7cと抵抗7d、7gの並列抵抗との分圧値に設定することができ、この値は第4入力電圧設定値V4となる。同様に、マイコン11の抵抗7hに連なるポートからロー信号を出力することで、オペアンプ7iの反転入力部に入力される入力電圧の設定値を、電圧Vccの抵抗7cと抵抗7d、7hの並列抵抗との分圧値に設定することができ、この値は第5入力電圧設定値V5となる。
Similarly, by outputting a low signal from a port connected to the resistor 7f of the
太陽電池1の出力電圧値は、マイコン11の出力信号に応じて設定された入力電圧設定値になるように、オペアンプ7iの出力信号に基づいて制御される。この入力電圧設定値として設定する値は、太陽電池1から概ね最大電力に近い電力を取出すことのできる値に設定する。
The output voltage value of the
充電電圧フィードバック回路9は、抵抗9a、9b、9c、9d、オペアンプ9e、ダイオード9fから構成される。抵抗9a、9bはスイッチング電源回路8の出力電圧、すなわち充電電圧を分圧し、分圧された値はオペアンプ9eの非反転入力端子に入力される。また、抵抗9c、9dは電圧Vccの値を分圧し、その分圧電圧は、充電電圧をある所定値に保つための充電電圧設定値としてオペアンプ9eの反転入力端子に入力される。抵抗9a、9bによって分圧される充電電圧と、電圧Vccを抵抗9c、9dによって分圧した充電電圧設定値との差に応じた信号がオペアンプ9eから出力され、その信号に基づきDC/DCコンバータ8aがスイッチングFET8bをスイッチングすることによって充電電圧を制御する。ここで、オペアンプ9eの出力側にはダイオード9fが直列に接続されているため、充電電圧設定値は、実際にはこの設定値以上に電池電圧を上昇させないためのリミット電圧値である。このように、DC/DCコンバータ8aは、電圧が充電電圧設定値より低下した場合は電圧を上昇させるようにFET8bのスイッチングを行い、逆に設定値より上昇した場合は電圧を低下させるようにFET8bスイッチングを行うことによって所定の電圧を維持する。
The charging voltage feedback circuit 9 includes resistors 9a, 9b, 9c and 9d, an operational amplifier 9e, and a
充電電流フィードバック回路10は、シャント抵抗10aと、抵抗10b、10c、10d、10e、10f、オペアンプ10g、10h、ダイオード10iから構成される。シャント抵抗10aに電流が流れることにより、電流xシャント抵抗x(−1)というマイナス電位がオペアンプ10gの非反転入力端子に入力される。オペアンプ10g及び抵抗10b、10c、10dは反転増幅回路を構成しており、オペアンプ10gの非反転入力端子に入力された充電電流に比例したマイナス電位の値の10d/10c倍の値がその出力から出力される。出力された値は、オペアンプ10hの非反転入力端子に入力される。一方、オペアンプ10hの反転入力端子には、入力電圧フィードバック回路7からのフィードバック信号であるオペアンプ7iの出力が入力されている。オペアンプ10hは、シャント抵抗10aに流れる充電電流と、入力電圧フィードバック回路7の出力とに応じた電流制御信号を出力し、DC/DCコンバータ8aによりFET8bのスイッチングを制御し充電電流を制御する。このとき、オペアンプ10hの出力側にはダイオード10iが直列に接続されているため、電流制御信号は、実際には充電電流を所定値以上に上昇させないための信号である。
The charging
ここで、入力電圧(太陽電池1の電圧)が入力電圧フィードバック回路7において設定した入力電圧設定より上昇した場合を考える。本実施形態においては、オペアンプ9e、10hからのフィードバック出力に基づいてスイッチング電源回路8において充電電圧及び充電電流が制御される。すなわちオペアンプ9e、10hの非反転入力部と反転入力部の電位が同電位(イマジナリーショート)になるようにスイッチング電源回路8においてスイッチング制御が行われる。入力電圧が上昇することにより入力電圧フィードバック回路7におけるオペアンプ7iの入力部の釣り合いが取れなくなる。また、オペアンプ7iの出力は充電電流フィードバック回路10のオペアンプ10hの入力部に入力されているのでオペアンプ10hの入力部の釣り合いも取れなくなる。すると、スイッチング電源回路8は、オペアンプ10hからのフィードバック信号に基づきオペアンプ7i、10hの入力部の釣り合いが取れるようにスイッチングを行う。このスイッチングを行うことにより充電電流を、入力電圧が入力電圧設定まで低下するような値にまで上昇させる。逆に、入力電圧(太陽電池の電圧)が入力電圧フィードバック回路7において設定した入力電圧設定より低下した場合は、スイッチング電源回路8は、充電電流を、入力電圧が入力電圧設定まで上昇するような値にまで低下させる。すなわち、照射量が増し、太陽電池の電圧が上昇してきた場合は、充電電流を上昇させ、逆に照射量が減り、太陽電池の電圧が低下してきた場合は、充電電流を低下させるようにスイッチング電源回路8が制御を行うことによって太陽電池の電池電圧をある所定の値に制御させている。
Here, consider a case where the input voltage (voltage of the solar cell 1) is higher than the input voltage setting set in the input voltage feedback circuit 7. In the present embodiment, the charging voltage and the charging current are controlled in the switching power supply circuit 8 based on the feedback output from the
マイコン11は、CPU11a、出力ポート11b、11c、11e、11d、A/Dポート11e、11fから構成され、充電装置100の動作を制御している。
The
電池電圧検出回路12は、抵抗12a、12bから構成される。電池電圧は抵抗12aと12bによって分圧され、マイコン11のA/Dポート11fに入力される。
The battery
充電オンオフ回路13は、マイコン11の抵抗13Aに連なる出力ポート11bから信号によって制御される。充電を行う場合は、マイコン11の充電オンオフ回路13に連なる出力ポート11bから例えばハイ信号を出力することにより、充電装置100と電池組3aとが接続され、充電が行われる。逆に充電を終了する場合は、マイコン11の出力ポート11bから例えばロー信号を出力することにより充電装置100と電池組3aとの間が遮断されることによって充電が終了させられる。
The charge on / off circuit 13 is controlled by a signal from an output port 11b connected to the resistor 13A of the
電池種判別回路4は、電池パック4aの種類を判別するための電池種判別手段であり、抵抗4aから構成される。電池種は、抵抗4aと、電池パック3内に設定された電池種判別抵抗3bとで電圧Vccを分圧した値を後述するマイコン11のA/Dポート11eに入力することによって判別する。ここでいう電池種とは、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池といった電池そのものの種類の違い、又は、リチウムイオン電池におけるセル数の違い(例えば4セル、5セルといった違い)または接続状態(直列、並列)の違いを差すものである。電池種を判別する必要があるのは、電池種によって充電制御方法が異なるため、電池種によってそれぞれ適した充電を行う必要があるためである。
The battery type discriminating circuit 4 is a battery type discriminating means for discriminating the type of the battery pack 4a, and includes a resistor 4a. The battery type is determined by inputting a value obtained by dividing the voltage Vcc by the resistor 4a and the battery
電池温度検出回路5は、抵抗5a、5bより構成される電池温度検出手段である。電池温度は、抵抗5aと、抵抗5b及び電池パック3内の電池温度によって抵抗値が変化する感温素子である感温抵抗3cの並列抵抗とで電圧Vccを分圧した値を、後述するマイコン11のA/Dポート11eに入力することによって読取る。 The battery temperature detection circuit 5 is a battery temperature detection means composed of resistors 5a and 5b. The battery temperature is a value obtained by dividing the voltage Vcc by the resistor 5a, the resistor 5b, and the parallel resistance of the temperature-sensitive resistor 3c, which is a temperature-sensitive element whose resistance value varies depending on the battery temperature in the battery pack 3. 11 is read by inputting to the A / D port 11e.
充電状態表示回路14は、充電の有無をユーザに報知するための表示回路であり、抵抗14a、14b、14c、LED14d、FET14eからなる。充電中においては、マイコン11の抵抗14bに連なる出力ポート11cからハイ信号を出力することにより、FET14eをオンさせ、LED14dを点灯させる。逆に充電していない場合は、出力ポート11cからロー信号を出力することにより、FET14eをオフさせ、LED14dを消灯させる。
The charging state display circuit 14 is a display circuit for informing the user of the presence or absence of charging, and includes
補助電源2は、マイコン11や各オペアンプ等の電源であり、DC/DCコンバータ2aと、PchのFET2bと、整流ダイオード2cと、コイル2dと、平滑コンデンサ2eと、抵抗2f、2gとから構成される。本実施形態においては、太陽電池の電圧を降圧して、マイコン11等の電源となる電圧Vccを生成する。DC/DCコンバータ2aは、平滑コンデンサ6の出力を降圧する。DC/DCコンバータ2aは、出力電圧を抵抗2f、2gによって分圧した値が、DC/DCコンバータ2aの内部において設定されているある所定値になるようにスイッチング素子であるFET2bをスイッチングする。抵抗2f、2gの値は所望の電圧Vccを抵抗2f、2gによって分圧した場合の値がDC/DCコンバータ2aの内部において設定されている所定電圧になるように設定すればよい。
The
次に図4の回路ブロック図、図5のフローチャートを参照して本実施の形態による充電装置の動作を説明する。 Next, the operation of the charging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the circuit block diagram of FIG. 4 and the flowchart of FIG.
まず入力電源である太陽電池1が充電装置に接続されると、補助電源2に太陽電池によって電源が供給されることにより、マイコン11に電力が供給され、マイコン11が動作状態になる。電池が実装される前においては充電が行われていない状態をユーザに報知するためにLED14dは消灯状態となっている(ステップ501)。LED14dを消灯するためには、マイコン11の抵抗14bと連なる出力ポート11cからロー信号を出力することによりFET14eをオフさせる。
First, when the
次に、電池パック3が充電装置100に実装されたか否かを判別する。電池パック3の接続は、例えばマイコン11のA/Dポート11eに入力される電池温度検出回路5の検出信号の変化によって判別すればよい(ステップ502)。続いて、電池種検出回路4からの検出信号に基づき、電池種を判別する(ステップ503)。電池種は電池パック3内の電池種判別抵抗3bの抵抗値に対応して設定されており、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池といった種類に違いや、出力電圧14.4V、18V電池といった電圧帯又は電池パック3内の電池セルの組数に基づいて設定される。
Next, it is determined whether or not the battery pack 3 is mounted on the
ここで、充電開始前においては、入力電圧の設定を第1入力電圧設定値V1になるように定める。上述したように、この第1入力電圧設定値V1は、抵抗7e〜7hに連なるマイコン11の出力ポート11dから信号を出力しないようにすることによって、抵抗7c、7dによって設定される値と定義する(ステップ504)。
Here, before the start of charging, the input voltage is set to be the first input voltage setting value V1. As described above, the first input voltage setting value V1 is defined as a value set by the
次に充電を開始する(ステップ505)。充電の開始は、マイコン11の充電オンオフ制御回路13aに連なる出力ポート11bから信号を出力することによって制御される。充電が開始されたら、充電の開始をユーザに報知するために、充電状態表示回路14におけるLED14dを点灯させる(ステップ506)。LED14dを点灯させるには、マイコン11の抵抗14bに連なる出力ポート11cからハイ信号を出力し、FET14eをオンさせる。
Next, charging is started (step 505). The start of charging is controlled by outputting a signal from the output port 11b connected to the charging on / off control circuit 13a of the
本実施の形態による充電装置100は、複数の入力電圧を設定することが可能な回路を有し、所定時間毎に入力電圧を変化させ、その時の充電電流が電池パック3で許容できる充電電流に対応する入力電圧に設定するように構成されている。以下、その方法を示す。
The charging
ステップ505で充電を開始すると、その時のオペアンプ10gの出力部から出力される値をマイコン11のA/Dポート11fにおいて検出することによって充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ507)。次に、入力電圧の設定を第2入力電圧設定値V2に設定する。第2入力電圧設定値V2は、抵抗7cと、抵抗7d、7eの並列抵抗とによって設定され、抵抗7eに連なるマイコン11の出力ポート11dからロー信号を出力することによって設定される値である(ステップ508)。その時のオペアンプ10gの出力端子から出力される値をマイコン11のA/Dポート11fにおいて検出することによって充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ509)。
When charging is started in step 505, the charging current is detected by detecting the value output from the output section of the
次に、入力電圧の設定を第3入力電圧設定値V3とする。第3入力電圧設定値Vは、抵抗7cと、抵抗7d、7fの並列抵抗とによって設定され、抵抗7fに連なるマイコン11の出力ポート11dからロー信号を出力することによって設定される値である(ステップ510)。その時のオペアンプ10gの出力端子から出力される値をマイコン11のA/Dポート11fにおいて検出することによって充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ511)。
Next, the input voltage is set to the third input voltage set value V3. The third input voltage set value V is set by a resistor 7c and a parallel resistor of the
次に、入力電圧の設定を第4入力電圧設定値V4とする。第4入力電圧設定値V4は、抵抗7cと、抵抗7d、7gの並列抵抗とによって設定され、抵抗7gに連なるマイコン11の出力ポート11dからロー信号を出力することによって設定される値である(ステップ512)。その時のオペアンプ10gの出力部から出力される値をマイコン11のA/Dポート11fにおいて検出することによって充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ513)。
Next, the input voltage is set to a fourth input voltage set value V4. The fourth input voltage setting value V4 is set by a resistor 7c and a parallel resistor of
次に、入力電圧の設定を第5入力電圧設定値V5とする。第5入力電圧設定値V5は、抵抗7cと、抵抗7d、7hの並列抵抗とによって設定され、抵抗7hに連なるマイコン11の出力ポート11dからロー信号を出力することによって設定される値である(ステップ514)。その時のオペアンプ10gの出力部から出力される値をマイコン11のA/Dポート11fにおいて検出することによって充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ515)。
Next, the input voltage is set to a fifth input voltage set value V5. The fifth input voltage setting value V5 is set by a resistor 7c and a parallel resistor of
次に、電池パック3の電池電圧に基づく最大限供給可能な最大許容電流を求め、ステップ507、509、511、513、515において検出され記憶された充電電流の値の中からその最大許容電流を超えない範囲で最大の充電電流の時の入力電圧に電圧値を設定する。すなわち、設定したい入力電圧設定値になるように、マイコン11の出力ポート11dから対応するロー信号を出力する。このようにステップ507〜516のような処理を行うことで、電池電圧に応じて一番充電電流が大きくなる太陽電池の動作電圧を簡易に検出することができる。
Next, the maximum allowable current that can be supplied based on the battery voltage of the battery pack 3 is obtained, and the maximum allowable current is determined from the charging current values detected and stored in
次に、充電を開始して所定時間が経過したか否かを判別する(ステップ517)。ステップ517において所定時間経過したと判別した場合は、先ほどステップ507〜516において行ったように入力電圧をV1〜V5まで変化させ、その際のそれぞれの充電電流を検出、記憶する。また、電池パック3の電池電圧に基づく最大限供給可能な最大許容電流を求め、記憶された充電電流の値の中からその最大許容電流を超えない範囲で最大の充電電流の時の入力電圧に電圧値を設定する(ステップ518〜528)。この処理を一定時間毎に繰返すことのよって常に最適な動作電圧で充電を効率良く行うことができる。 Next, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the start of charging (step 517). If it is determined in step 517 that the predetermined time has elapsed, the input voltage is changed from V1 to V5 as previously performed in steps 507 to 516, and the respective charging currents at that time are detected and stored. In addition, the maximum allowable current that can be supplied based on the battery voltage of the battery pack 3 is obtained, and the input voltage at the maximum charging current within the range not exceeding the maximum allowable current from the stored charging current values. A voltage value is set (steps 518 to 528). By repeating this process at regular intervals, it is possible to efficiently perform charging with the optimum operating voltage at all times.
次に満充電か否かを判別する(ステップ529)。満充電の判別方法には様々な方法があるが、例えばリチウムイオン電池を充電する場合においては、電池電圧検出回路12において検出される電池電圧が所定値に達した場合に満充電を判別する方法等が挙げられる。この際の満充電と判別する電池電圧の所定値は、ステップ503において検出した電池種に基づき、例えば4セル直列接続のリチウムイオン電池であれば、4セルx4.2V=16.8V、5セル直列接続のリチウムイオン電池であれば、5セルx4.2V=21Vといったようにセルあたり4.2Vに設定すればよい。尚、設定する所定値の値はこれに限るものではない。
Next, it is determined whether or not the battery is fully charged (step 529). There are various methods for determining the full charge. For example, when charging a lithium ion battery, a method for determining full charge when the battery voltage detected by the battery
ニッケルカドミウム電池の場合は、例えば、電池温度検出回路5において検出される電池温度が、充電中において所定温度以上に達したら充電を満充電と判別するといった方法が挙げられる。尚、これらの満充電検出方法は一例でありこれに限るものではなく、適宜定める必要がある。 In the case of a nickel cadmium battery, for example, there is a method of determining that the battery is fully charged when the battery temperature detected by the battery temperature detection circuit 5 reaches a predetermined temperature or higher during charging. In addition, these full charge detection methods are examples, and are not limited thereto, and need to be appropriately determined.
ステップ529において、満充電と判別した場合は、充電を終了する(ステップ530)。ステップ529において満充電でないと判別された場合は、再びステップ517に戻る。充電の終了は、マイコン11の充電オンオフ制御回路13aに連なる出力ポート11bからの信号を出力することによって制御される。ステップ530において充電を終了させたら、充電が終了したことをユーザの報知するために充電状態表示回路14のLED14bを消灯させる(ステップ531)。LED14bを消灯するにはマイコン11の抵抗14bに連なる出力ポートからロー信号を出力し、FET14eをオフさせる。
If it is determined in step 529 that the battery is fully charged, charging is terminated (step 530). If it is determined in step 529 that the battery is not fully charged, the process returns to step 517 again. The end of charging is controlled by outputting a signal from the output port 11b connected to the charging on / off control circuit 13a of the
次に電池パック3が充電装置100から抜かれたか否かを判別し(ステップ532)、抜かれた場合はステップ501に戻る。このように所定時間毎に入力電圧を変化させその際に充電電流を検出、記憶し、その中において充電電流が最大になる値に入力電圧を設定することによって、一番充電電流が大きくなる太陽電池の動作電圧を簡易に検出することができ、効率の良い充電が可能になる。 Next, it is determined whether or not the battery pack 3 has been removed from the charging apparatus 100 (step 532). If it has been removed, the process returns to step 501. In this way, the input voltage is changed every predetermined time, the charging current is detected and stored at that time, and the input voltage is set to a value in which the charging current is maximized. The operating voltage of the battery can be easily detected, and efficient charging becomes possible.
以上説明したように、本発明の一実施の形態による充電装置100において、マイコン11は、入力電圧フィードバック回路7の抵抗7e〜7hに対しロー信号を出力するか否かによって、異なる入力電圧設定値V1〜V5を順次設定させる。さらに、それぞれの電圧値に対する充電電流を計測して記憶し、電池パック3の電池電圧に応じた最大許容電流を超えない範囲で最大の充電電流が得られる入力電圧設定値に、充電時の太陽電池1の入力電圧を設定する。この設定を所定時間ごとに繰り返すことで、常に電池電圧に応じた最大の入力電力を太陽電池1に入力させることができる。また、太陽電池1の入力電圧の設定は、抵抗7e〜7hのいずれかを選択することによりなされるため、簡単でコストも安い構成により、効率よく充電が可能である。
As described above, in the
次に図4の回路ブロック図、図6のフローチャートおよび図7の表を参照ながら本実施の形態による充電装置の動作の変形例を説明する。図6のフローチャートにおいて、ステップ601〜ステップ615、ステップ618〜ステップ628、ステップ631〜ステップ634は、それぞれ図5のステップ501〜ステップ515、ステップ517〜ステップ527、ステップ529〜ステップ532と同一の処理であるので、詳細説明を省略する。 Next, a modification of the operation of the charging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the circuit block diagram of FIG. 4, the flowchart of FIG. 6, and the table of FIG. In the flowchart of FIG. 6, Step 601 to Step 615, Step 618 to Step 628, and Step 631 to Step 634 are the same as Step 501 to Step 515, Step 517 to Step 527, and Step 529 to Step 532 of FIG. Therefore, detailed description is omitted.
まず入力電源である太陽電池1が充電装置に接続されると、補助電源2に太陽電池によって電源が供給されることにより、マイコン11に電力が供給され、マイコン11が動作状態になる。電池が実装される前においては充電が行われていない状態をユーザに報知するためにLED14dは消灯状態となっている(ステップ601)。次に、電池パック3が充電装置100に実装されたか否かを判別する。(ステップ602)。続いて、電池種検出回路4からの検出信号に基づき、電池種を判別する(ステップ603)。
First, when the
充電開始前においては、入力電圧の設定を第1入力電圧設定値V1になるように定める(ステップ604)。次に充電を開始する(ステップ605)。充電が開始されたら、充電の開始をユーザに報知するために、充電状態表示回路14におけるLED14dを点灯させる(ステップ606)。 Before the start of charging, the input voltage is set to be the first input voltage set value V1 (step 604). Next, charging is started (step 605). When charging is started, the LED 14d in the charging state display circuit 14 is turned on in order to notify the user of the start of charging (step 606).
ステップ605で充電を開始すると、その時の充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ607)。次に、入力電圧の設定を第2入力電圧設定値V2に設定し(ステップ608)、その時の充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ609)。入力電圧の設定を第3入力電圧設定値V3とし(ステップ610)、その時の充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ611)。同様に、入力電圧の設定を第4入力電圧設定値V4とし(ステップ612)、その時の充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ613)。さらに、入力電圧の設定を第5入力電圧設定値V5とし(ステップ614)、その時の充電電流を検出し、その値を記憶する(ステップ615)。 When charging is started in step 605, the charging current at that time is detected and the value is stored (step 607). Next, the setting of the input voltage is set to the second input voltage setting value V2 (step 608), the charging current at that time is detected, and the value is stored (step 609). The input voltage is set to the third input voltage set value V3 (step 610), the charging current at that time is detected, and the value is stored (step 611). Similarly, the input voltage is set to the fourth input voltage setting value V4 (step 612), the charging current at that time is detected, and the value is stored (step 613). Further, the input voltage is set to the fifth input voltage setting value V5 (step 614), the charging current at that time is detected, and the value is stored (step 615).
次に、電池パック3の電池電圧に基づく最大限供給可能な最大許容電流を求め、ステップ607、609、611、613、615において検出され記憶された充電電流の値の中からその最大許容電流を超えない範囲で最大の充電電流の時の入力電圧に電圧値を設定する。このとき、電池の状態を検出する(ステップ616)。ここで、電池の状態とは電池の種類、電池の温度などである。電池温度が低い時にあまり多く電流を流すと、電池の性質上好ましくない。そこで図7に示すように、例えば電池温度が温度T3(例えば0℃)より高く温度T4(例えば40℃)よりも低い場合、最大流せるリミット電流を例えば電流I7とし、温度がT3よりも低い場合にはリミット電流を電流I8と定めておく。すなわち、ステップ607、609、611、613、615において検出され、入力電圧値として設定する電圧値の時の充電電流が、温度に応じて設定された上記リミット電流を超えている場合には、その次に大きい充電電流が得られたときの入力電圧設定値になるようにする(ステップ617)。このように温度に応じたリミット電流を設けることで、電池の性能を低下や危険のない範囲で、一番充電電流が大きくなる太陽電池の動作電圧を簡易に検出することができる。
Next, the maximum permissible current that can be supplied based on the battery voltage of the battery pack 3 is obtained, and the maximum permissible current is determined from the charging current values detected and stored in
次に、充電を開始して所定時間が経過したか否かを判別する(ステップ618)。ステップ618において所定時間経過したと判別した場合は、先ほどステップ607〜616において行ったように入力電圧をV1〜V5まで変化させ、その際のそれぞれの充電電流を検出、記憶し、電池電圧および電池温度など電池状態に応じて取りうる最大の充電電流であった入力電圧に設定する(ステップ619〜630)。この処理を一定時間毎に繰返すことのよって常に最適な動作電圧で充電を効率良く行うことができる。
Next, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the start of charging (step 618). If it is determined in step 618 that a predetermined time has elapsed, the input voltage is changed from V1 to V5 as previously performed in steps 607 to 616, and the respective charging currents at that time are detected and stored. The input voltage is set to the maximum charging current that can be taken according to the battery state such as temperature (
次に満充電か否かを判別する(ステップ631)。ステップ631において、満充電と判別した場合は、充電を終了する(ステップ632)。ステップ631において満充電でないと判別された場合は、再びステップ618に戻る。ステップ632において充電を終了させたら、充電が終了したことをユーザの報知するために充電状態表示回路14のLED14bを消灯させる(ステップ633)。次に電池パック3が充電装置100から抜かれたか否かを判別し(ステップ634)、抜かれた場合はステップ601に戻る。 Next, it is determined whether or not the battery is fully charged (step 631). If it is determined in step 631 that the battery is fully charged, charging is terminated (step 632). If it is determined in step 631 that the battery is not fully charged, the process returns to step 618 again. When the charging is terminated in step 632, the LED 14b of the charging state display circuit 14 is turned off to notify the user that the charging is terminated (step 633). Next, it is determined whether or not the battery pack 3 has been removed from the charging device 100 (step 634). If the battery pack 3 has been removed, the process returns to step 601.
このように所定時間毎に入力電圧を変化させその際に充電電流を検出、記憶し、その中において、電池の状態に応じて充電電流が最大になる値に入力電圧を設定することによって、とりうる最大の充電電流となる太陽電池の動作電圧を簡易に検出することができ、効率の良く安全に充電が可能になる。 In this way, the input voltage is changed every predetermined time, the charging current is detected and stored at that time, and the input voltage is set to a value that maximizes the charging current according to the state of the battery. It is possible to easily detect the operating voltage of the solar cell, which is the maximum charging current possible, and it is possible to charge efficiently and safely.
さらに、電池状態に応じて充電電流の最大許容値を超えないように設定が可能であり、より安全に充電を行うことができる。 Furthermore, it can be set so as not to exceed the maximum allowable value of the charging current according to the battery state, and charging can be performed more safely.
本発明による充電装置は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、充電装置100の回路構成については上記に限定されず、同様の作用、動作をするものであれば、他の構成でもよい。
The charging device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims. For example, the circuit configuration of the
本発明の充電装置は、二次電池の充電装置として利用可能である。 The charging device of the present invention can be used as a charging device for a secondary battery.
1:太陽電池 3:電池パック 3a:電池組 3b:電池種判別抵抗 3c:感温抵抗 7:入力電圧フィードバック回路 8:スイッチング電源回路 9:充電電圧フィードバック回路 10:充電電流フィードバック回路 11:マイコン 13:充電オンオフ回路 15:入力電圧検出回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Solar cell 3: Battery pack 3a: Battery set 3b: Battery type discrimination resistance 3c: Temperature sensitive resistance 7: Input voltage feedback circuit 8: Switching power supply circuit 9: Charging voltage feedback circuit 10: Charging current feedback circuit 11: Microcomputer 13 : Charging on / off circuit 15: Input voltage detection circuit
Claims (4)
前記所定入力電圧値として複数の設定値のうちのいずれかを設定する入力電圧設定手段と、
所定時間毎に前記入力電圧設定手段において選択可能な入力電圧値全てを順次選択し、選択可能な前記入力電圧値毎の充電電流を記憶する充電電流記憶手段と、
前記二次電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、
前記電池電圧検出手段が検出した電池電圧に応じた最大許容電流値を求める最大許容電流算出手段と、
前記充電電流記憶手段により記憶された充電電流が前記最大許容電流を超えない範囲で最大になる入力電圧値を前記選択可能な入力電圧値から選択する入力電圧選択手段と、
を有し、前記入力電圧設定手段は、前記所定時間毎に前記入力電圧を前記入力電圧選択手段が選択した入力電圧に設定を更新し、更新した前記入力電圧で充電を行うことを特徴とする充電装置。 A charging voltage feedback circuit for feeding back a signal for controlling the charging voltage to a predetermined voltage value; a charging current feedback circuit for feeding back a signal for controlling the charging current to a predetermined current value; and the charging voltage feedback circuit; Switching control means for controlling the output to the predetermined voltage value and the predetermined current value by a feedback signal from the charging current feedback circuit, and a signal for controlling the input voltage from the solar cell to the predetermined input voltage value are fed back. An input voltage feedback circuit, an input voltage detection means for detecting an input voltage from the solar battery, and a charging current detection means for detecting a charging current. A charging device for charging,
Input voltage setting means for setting any one of a plurality of set values as the predetermined input voltage value;
Charging current storage means for sequentially selecting all input voltage values selectable in the input voltage setting means every predetermined time, and storing charging current for each selectable input voltage value;
Battery voltage detection means for detecting the battery voltage of the secondary battery;
Maximum allowable current calculating means for obtaining a maximum allowable current value according to the battery voltage detected by the battery voltage detecting means;
Input voltage selecting means for selecting an input voltage value that maximizes the charging current stored in the charging current storage means within a range not exceeding the maximum allowable current from the selectable input voltage values;
The input voltage setting means updates the setting of the input voltage to the input voltage selected by the input voltage selection means at every predetermined time, and performs charging with the updated input voltage. Charging device.
前記電池状態検出手段が検出した状態に応じた最大充電電流を定める充電電流制限手段と、
をさらに有し、
前記入力電圧選択手段は、前記最大充電電流を超えないように入力電圧値を設定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の充電装置。 Battery state detection means for detecting the state of the secondary battery;
Charging current limiting means for determining a maximum charging current according to the state detected by the battery state detecting means;
Further comprising
The charging device according to claim 1, wherein the input voltage selection unit sets an input voltage value so as not to exceed the maximum charging current.
前記太陽電池の電力を変換して前記二次電池に充電電流を提供するスイッチング制御手段と、
前記太陽電池からの入力電力を検出するための入力電圧検出装置と、
充電電流を検出するための充電電流検出手段と、
前記スイッチング制御手段を動作させることで、前記充電電流が前記二次電池に応じた電流となるように前記入力電圧を変更する入力制御手段と、
を備えることを特徴とする充電装置。 A charging device for charging a secondary battery with electric power of a solar battery,
Switching control means for converting the power of the solar cell to provide a charging current to the secondary battery;
An input voltage detection device for detecting input power from the solar cell;
Charging current detection means for detecting the charging current;
Input control means for changing the input voltage so that the charging current becomes a current corresponding to the secondary battery by operating the switching control means;
A charging device comprising:
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