JP2543465B2 - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
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Description
カドミニウム電池等のための充電装置に関わる。
ように電池電圧が変化する。すなわち充電開始直後に電
池電圧は急上昇し、その後ゆるやかに上昇し(期間PT
1)、やがて上昇速度が増大し(期間PT2)、ついで
上昇速度が減少し(期間PT3)、満充電状態に達して
電池電圧が最大となり(満充電タイミング)、さらに充
電を続けると電池電圧は降圧する。かかる現象を利用し
て、満充電に達するタイミングとできるだけ近いタイミ
ングで充電を停止させる技術が各種提案されている。特
開昭54−18542号公報や特開昭55−14193
8号公報には、電池電圧が最大値(図1のVP)に達し
た後、所定の値だけ電圧が低下したところで充電を停止
する技術(以下これを−ΔV方式という)が提案されて
いる。特開昭63−234844号公報には、電池電圧
を所定時間毎に監視するとともに(図1の場合はΔT1
毎に)、所定時間内の変動分がマイナスとなる現象が複
数回継続したところで、充電を停止させる技術が提案さ
れている。図1の場合はΔV11,ΔV12,ΔV13
と続けて3回マイナスとなった例を示している。また特
公昭53−40695号公報には、電池電圧を所定時間
毎に監視するとともに、その間の変動分が所定値Cを越
えたところで充電を停止させる技術が提案されている。
図1において、…ΔV6,ΔV7<C<ΔV8であるの
ならば、ΔV8が検出されたところで充電を停止させる
ことになる。
わち−ΔV方式では、比較に用いる降圧分の絶対値をゼ
ロに近い値とすることによって、ピーク直後のタイミン
グを検出できる。また第2の従来方式、すなわち変動分
ΔVがマイナスとなる現象が複数回継続したところで充
電を停止する方式では、比較に用いる回数を1に近い値
とすることによってピーク直後のタイミングを検出でき
る。しかしこの場合、実際には電源変動による影響や充
電環境の変化によって、満充電となる以前に電池電圧が
一時的に低下したり、あるいは変動分がマイナスとなる
現象が少数回続くことがある。このために比較に用いる
値をあまりに小さくしておくと、満充電に達する以前に
充電が停止されてしまうことが生じやすい。このため比
較に用いる値をあまりに小さくすることができず、従っ
てその分、ピーク電圧となったあと遅れたタイミングで
充電を停止させることになる。また従来の第3の方式で
は、図1の期間PT2とPT3の間で充電を停止してし
まうことになり、これでは充電が不充分となってしま
う。このように従来の技術では、満充電後まで充電が継
続されたり、あるいは満充電前に充電が停止されてしま
うことになる。そこで本発明では満充電タイミングによ
り近いタイミングで充電を停止する新たな方式を開発す
るものである。
は、電池に充電電流を流して充電する装置において、電
池電圧と充電電流を検出する手段と、検出された電池電
圧を一時的に記憶する手段と、検出された充電電流が所
定範囲外のときには直前に所定範囲内であったときの電
池電圧を検出された電池電圧とする手段と、所定時間毎
に検出された電池電圧の当該所定時間内における変動分
を当該所定時間毎に検出する変動分検出手段と、前記変
動分検出手段で検出された変動分の最大値を記憶してお
く手段と、前記変動分検出手段で検出された変動分が前
記最大値記憶手段に記憶されている最大値から所定値を
減じた値以下となったときに充電電流を停止させる手段
と、電池の定格電圧を判別する手段と、前記所定値を前
記判別手段で判別された定格電圧によって切換える手段
が付加されたことを特徴とする充電装置を創り出した。
に、所定時間内の変動分ΔV1,ΔV2…が検出され、
その最大値(図1の場合にはΔV7<ΔV8>ΔV9と
なりΔV8が最大値となる)が記憶される。そしてこの
最大値から所定値を減じた値と変動分ΔV9,ΔV10
…が比較される。ここで所定値として電池の特性に適応
した値を用いると、電池電圧が丁度最大値となるところ
で、変動分が最大値から所定値を減じた値以下となる。
このようにして電池電圧が丁度最大値となるタイミング
すなわち電池が満充電されるタイミングの近傍で充電が
停止される。なお、充電中に図7に例示するように、ノ
イズが混入することがある。 ノイズ混入時には充電電流
もノイズの影響を受け、所定範囲から外れる。本発明で
は、充電電流が所定範囲外のときに検出された充電電圧
Vnを、直前に充電電流が所定範囲内にあったときに検
出された電池電圧Voにおきかえるために、電池変動分
ΔVにノイズが影響することを防止できる。
分が、最大値から所定値だけ減じた値以下となると充電
が停止されることから、電池のばらつきや充電環境の変
化等に抗して常時ほぼ満充電状態で充電が停止される。
このため過充電や充電不足が効果的に防止され、電池寿
命の長期化が図られる。
明する。図2はこの実施例のシステム構成を示してお
り、商用交流電流が入力フィルタ2でノイズ除去された
のち整流平滑回路4で整流平滑化され、これがトランス
8との間に設定されたスイッチング素子6によってオン
・オフされる。トランス8には補助巻線8aが設けら
れ、ここからの起電力が補助電源16に入力されて1次
側制御回路14に加えられる。1次測制御回路14はス
イッチング素子6のオン・オフを制御する。スイッチン
グ素子6は充電電流をデューティ比制御し、トランス8
は商用電源を適正充電圧に降圧する。
流平滑化されたあと、バッテリパック12に加えられ
る。これによりバッテリパック12に内蔵されている電
池に充電電流が流される。充電電流の導通路11には電
流検出回路20,電圧検出回路22が接続されており、
充電電流信号と充電電圧信号が2次側制御回路26に入
力される。またバッテリパック12に隣接する位置に温
度検出回路24が設けられており、この温度信号も2次
側制御回路26に入力される。
からの電源が加えられている。2次側制御回路26は、
充電電流と充電電圧と温度の信号に基づいてデューティ
比をあげるか否かを決定し、これに応じてフィードバッ
ク回路28を介してデューティ比信号を1次側制御回路
14に送る。
れる処理手順を示している。ステップS2は充電開始後
T1時間経過したか否かを判別するものであり、T1経
過していなければ、他の処理をスキップしてステップS
34に至る。ここでT1は、過放電された電池に充電し
たときに生じる一時的電圧変動現象の継続時間よりも若
干長い時間に設定されている。図5のグラフAに示すよ
うに、過放電された電池が充電されると、充電開始後T
1秒以内に、一時的電圧変動現象は終了し、以後電池電
圧はゆるやかに降圧しはじめる。
後、ΔT1毎に実行される。 ステップS6では電池電
圧Vnを所定値Vaと比較する。ここで所定値Vaは定
格12ボルトの電池かあるいはそれ以下の定格電圧の電
池かを判別できる値に設定されている。定格12ボルト
の電池が充電されていればステップS6がイエスとな
り、定格9.6ボルトかまたは7.2ボルトの電池が充
電されていればステップS6がノーとなる。定格12ボ
ルトの電池が充電されている場合にはステップS8でF
1フラグがセットされ、9.6ボルトかあるいは7.2
ボルトの電池の場合にはステップS8がスキップされ、
F1フラグはセットされない。
電圧Voから今回の電池電圧Vnがどれだけ変化したか
を演算し、それをΔVnとして記憶する。これが、図5
に例示するΔVに相当する。なお図5中の添字の値は便
宜的数値で示されており、また時間幅は拡大して図示さ
れている。
されているか否か判別される。ここでF2フラグはステ
ップS16でセットされるものであり、ΔVn>ΔVo
のとき、すなわち所定時間(ΔT1)内の変動幅△Vn
が前回の変動幅△Voより大きくなったときにセットさ
れている。図1に示す例では、期間PT1の間は所定時
間内の変動幅がほとんど変化せず、期間PT2になると
変動幅は大きくなる。すなわち昇圧速度が上昇する。そ
こで期間PT2になったとき以後、F2フラグはオンさ
れるのである。
トされていない間は、ステップS14をΔT1毎に実行
する。期間PT2となってF2フラグがセットされてし
まうと、ステップS14,S16はスキップされる。
めると、ステップS18が実行される。ここでは今回の
変動幅ΔVnが今までの最大変動幅ΔVMAXよりも大
きいか否かを判別するものであり、図5のΔV1→ΔV
2→ΔV3→ΔV4までの間は今回の変動幅がそれまで
の最大値を上まわるため、ステップS20で最大変動幅
を更新する。図5のΔV4→ΔV5ではステップS18
がノーとなる。すなわち変動幅が最大値となったとき以
後はステップS22が実行される。
あるいは9.6ないし7.2ボルトの電池かを判別する
ものであり、定格12ボルトの場合には、今回の変動分
ΔVnが、それまでの最大変動分ΔVMAXから所定値
ΔVβを減じた値以下かどうか判別される。図5に示す
ように、定格12ボルトの電池の場合には、最大値ΔV
MAX(この場合ΔV4)からΔVβだけ小さい変動分
(この場合ΔV6)となるとちょうど満充電状態となる
値になっている。ステップS24はΔV5のときにはノ
ーとなり、ΔV6のときにはイエスとなるのである。ス
テップS24がイエスとなると、ステップS32で充電
を停止させる。
場合にはステップS22がノーとなり、ステップS26
で今回の変動分ΔVnがそれまでの最大変動分ΔVMA
Xから所定値ΔVαを減じた値以下かどうか判別され
る。定格12ボルトの場合と同様、定格9.6ないし
7.2ボルトの場合には、変動分ΔVnが最大変動分Δ
VMAXからΔVαだけ小さくなるタイミングが丁度満
充電状態となるように設定されている。このように、所
定値ΔVαやΔVβは電池の定格電圧によって切換えら
れる必要があり、これを切換えることによって満充電タ
イミングに略一致するタイミングがわかる。
回の電圧値Voおよび前回の変動分ΔVoを新しいもの
に更新し、次回の処理に備える。この実施例でわかるよ
うに、ステップS24とS26とS32によって、変動
分ΔVnが最大変動分ΔVMAXから所定値ΔVαまた
はΔVβを減じた値以下となったときに充電停止する処
理が実行される。またステップS18とS20とによっ
て最大変動分ΔVMAXを記憶しておく処理が実行され
る。
処理は、充電開始後T1秒経過したときにはじめて実行
され、ついでΔT2おきに実行されるようにプログラム
されている。ステップS40では電池電圧を読みとりこ
れをVとして記憶する。次にステップS42で今までの
最大電圧VMAXと比較する。
を充電する場合には、T1以内に一時的電圧変動現象は
終了し、T1経過時およびその後しばらくはゆるやかに
降圧する。満充電された電池を再度充電する場合にも、
T1経過時およびその後は降圧する。このためこのよう
な電池に対する充電時にはT1経過時およびその後しば
らくの間はステップS42がノーとなる。一方グラフC
に示すように電池電圧が上昇している場合には今回の電
圧Vが今までの最大電圧VMAXより大きくなる。この
ためステップS42がイエスとなり、そのときはステッ
プS44で最大値VMAXを更新し、F3フラグをセッ
トする(ステップS46)。すなわち図5において、正
常電池の場合にはタイミングC1で、過放電電池の場合
にはタイミングA1でF3フラグがセットされる。一方
満充電済電池の場合と過放電電池でタイミングA1以前
はF3フラグがセットされない。
がノーとなる。電圧が降下するのは、図5のB2に示す
ように充電済み電池の再充電時、A2に示すように過放
電電池の充電初期に生じる一時的降圧時、ならびにC
3,A3に示す満充電後の電圧降下時に生じる。ここで
B2,A2に示す前者のケースではF3フラグがセット
されておらず、C3,A3に示す後者の降圧時にはF3
フラグがセットされている。そこでA2,B2に示す降
圧時には図4のステップS52が実行され、A3,C3
に示す降圧時には図4のステップS54が実行される。
すなわちA3,C3に示すように、所定時間T1の経過
後に昇圧現象が発生し、その後に降圧するときには第1
所定値−ΔVS1と比較され(ステップS54)、所定
時間T1の経過後に昇圧現象が生じないうちに降圧する
際には第2所定値−ΔVS2と比較される(ステップS
52)。第1所定値−ΔVS1の絶対値は第2所定値−
ΔVS2の絶対値よりも小さく設定されている。また第
2所定値の絶対値は図5の−ΔVに示す過放電電池の一
時的降圧分−ΔVの絶対値より大きく設定されている。
このため、図中A2に示す降下中に充電が停止すること
はない。一方B2に示すように、満充電電池が第2所定
値−ΔVS2だけ降圧すると充電は停止される。さらに
A3,C3に示す降圧時には絶対値の小さい第1所定値
−ΔVS1と比較され、ピーク直後に充電は停止され
る。なお図3のステップS32と図4のステップS56
は独立に働くため、通常は図3のステップS32が先行
して実行され、ピーク近傍で充電が停止される。そして
何かの都合で充電が停止されないときに図4のステップ
S56で充電が停止される。
ップS40において、電源変動等に起因する一時的異常
電池電圧を入力しないように、図6の処理が用意されて
いる。これは極めて短時間で繰り返し実行されるように
プログラムされている。
する。次にステップS62で電流値が所定範囲内か否か
判別する。図7に示すように、充電電流は所定値となる
ように制御されているが、大きな電源変動等があると、
充電電流は所定値からずれ許容範囲外にはみでる。
ノーとなるためステップS64でCフラグをセットす
る。
を判定し、Cフラグがセットされていなければ、すなわ
ちステップS68がノーならばステップS66で入力さ
れた電圧値Vnをそのまま使用し、一方電源変動等によ
って範囲外の値となっているときはステップS72でそ
の直前の値Voを今回の値Vnとする。またステップS
74で前回の値Voを更新しておく。このようにする
と、図7のように今回の読みVnが一時的に異常となる
と、それまでの値Voにおきかえられるため、ノイズの
影響が直接に充電の停止制御に反映することが防止され
る。
ΔVMAXから所定値ΔVα,ΔVβを減じた値を比較
する処理 ステップS54;第1所定値と比較するステップ ステップS52;第2所定値と比較するステップ
Claims (1)
- 【請求項1】 電池に充電電流を流して充電する装置に
おいて、電池電圧と充電電流を検出する手段と、 検出された電池電圧を一時的に記憶する手段と、 検出された充電電流が所定範囲外のときには直前に所定
範囲内であったときの電池電圧を検出された電池電圧と
する手段と、 所定時間毎に検出された電池電圧の当該所定時間内にお
ける変動分を当該所定時間毎に検出する変動分検出手段
と、 前記変動分検出手段で検出された変動分の最大値を記憶
しておく手段と、 前記変動分検出手段で検出された変動分が、前記最大値
記憶手段に記憶されている最大値から所定値を減じた値
以下となったときに、充電電流を停止させる手段と、 電池の定格電圧を判別する手段と、 前記所定値を前記判別手段で判別された定格電圧によっ
て切換える手段が付加されたことを特徴とする充電装
置。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP4236459A JP2543465B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 充電装置 |
US08/101,749 US5467005A (en) | 1992-08-11 | 1993-08-04 | Battery charger which accounts for initial surge in battery voltage and which is immune to noise during completion of charging |
DE4326960A DE4326960C2 (de) | 1992-08-11 | 1993-08-11 | Batterieladeeinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4236459A JP2543465B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 充電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0670480A JPH0670480A (ja) | 1994-03-11 |
JP2543465B2 true JP2543465B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=17001064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4236459A Expired - Fee Related JP2543465B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 充電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (3)
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US6369576B1 (en) | 1992-07-08 | 2002-04-09 | Texas Instruments Incorporated | Battery pack with monitoring function for use in a battery charging system |
JP2012023849A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 二次電池の充電方法および充電装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5340695U (ja) * | 1976-09-13 | 1978-04-08 | ||
JPS6223528A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-01-31 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気ポ−ト装置 |
JPS63240333A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-06 | 東芝電池株式会社 | 蓄電池の充電回路 |
JPH01186129A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-25 | Hitachi Koki Co Ltd | 電池の充電装置 |
JPH0382342A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-08 | Ryobi Ltd | 電池充電器 |
-
1992
- 1992-08-11 JP JP4236459A patent/JP2543465B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0670480A (ja) | 1994-03-11 |
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