JP2566033Y2 - 小型電池用充電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は小型電池を充電する為の
小型電池用充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｎｉ−Ｃｄ電池等を充電する際、過充電
を防止する為に、充電経過に於いて満充電後、充電電圧
の変化量がマイナスに転じた時を検出して、この時点で
充電を停止させる−ΔＶ制御方式が一般的に採用されて
いる（佐々木政行ら、ニカド電池充電器の製作、トラン
ジスタ技術、ＣＱ出版社、１１，１９９０ ５２５頁〜
５３２頁）。

【０００３】

【考案が解決する為の課題】しかしながら、２次電池の
中には、満充電後、充電電圧の変化量がマイナスに転じ
ないものが多くある。特に２次電池の中でもボタン型Ｎ
ｉ−Ｃｄ電池は、上述の様にマイナスに転じることがな
く、満充電状態を検知することが困難であった。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】上記に鑑み本考案は、満充
電状態に於ける充電電圧が所定時間、一定の値を維持す
ることを知見し、この時点を検出判定することによって
充電制御を行なうことにより、過充電を防止した充電装
置を実現した。

【０００５】”充電電圧が所定時間一定の値を維持す
る”とは、図３で示す様に、所定時間（Δｔ）に於ける
充電電圧の変化量（ΔＶ）が約零値のまま、一定時間、
持続する場合を示す。約零値とは、０（Ｖ／ｓ）〜０．
０９（Ｖ／ｓ）程度である。又、約零値を検出した時、
充電制御を行う為の制御手段の充電制御とは、充電を停
止する、充電電流量を制御する等々の意味を有するもの
である。又、本願考案で示す小型電池とは、主にボタン
型コイン型二次電池を示すものである。

【０００６】

【実施例】図１は、本考案の一実施例を示す図である。
（１１）は、定電流供給手段であり、乾電池、ＡＣ電
源、ＡＣ電源を整流平滑して得たＤＶ電源等より構成さ
れている。（１２）は、制御手段であり、スイッチング
素子（ＦＥＴ、トランジスタ、リレー）で構成されてお
り、端子（ａ）と端子（ｂ）との間の電気的接続を端子
（ｃ）の入力で制御するものである。（１３）は、充電
池であり、充電を目的とした小型電池である。主にＮｉ
−Ｃｄボタン型電池、２次リチウム電池等よりなるが、
上述の様に主に−ΔＶの無い電池を対象としている。
（１４）は、バッファであり、後段に設けられた各種手
段の入力特性に応じて、入力信号のレベルを調整、緩衝
させる手段である。（１５）は、増幅手段であり、入力
信号を増幅して出力するものである。（１６）は、サン
プルホールド手段であり、入力信号を一定の時間保持す
る為の手段である。別名、遅延手段とも呼ぶ。サンプル
ホールド手段（１６）は、端子（ｄ）から入力される信
号によって動作の開始停止を行なう。（１７）は、タイ
マーであり、サンプルホールド手段（１６）で設定され
る一定時間を設定する為の手段である。（１８）は、差
動増幅手段であり、複数の入力端を有し、各々の入力端
の電位差（ΔＶ）が生じる時、これに対応したΔＶ信号
を出力する手段である。（１９）は、基準電圧出力手段
であり、任意の電圧を出力する手段である。（２０）
は、比較手段であり、複数の入力端を有し、これら入力
端の１つを基準入力端とし、他の入力端に入力されて来
る信号と、基準入力端の信号とを比較して、基準入力端
の信号と同レベルの信号となった時、出力端から比較信
号を出力するものである。比較手段（１７）は、端子
（ｅ）から入力される信号によって動作の開始、停止を
行なう。

【０００７】次に上記構成の接続状態について説明す
る。定電流供給手段（１１）の一端は、制御手段（１
２）の端子（ａ）に接続されている。定電流供給手段
（１１）の他端は、充電池（１３）の他端と接続してい
る。制御手段（１２）の端子（ｂ）は、充電池（１３）
の一端（＋側端子）及びバッファ（１４）の入力端に接
続されている。バッファ（１４）の出力端は、増幅手段
（１５）の入力端に接続されている。増幅手段（１５）
の出力端は、サンプルホールド手段（１６）の入力端及
び、差動増幅手段（１８）の一入力端に接続されてい
る。サンプルホールド手段（１６）の出力端は、差動増
幅手段（１８）の他の人力端に接続されている。差動増
幅手段（１８）の出力端は、比較手段（２０）の一入力
端に接続されている。基準電圧出力手段（１９）の出力
端は比較手段（２０）の他の入力端と接続している。比
較手段（１７）の端子（ｅ）はタイマー（１７）と接続
している。比較手段（１７）の出力端は、制御手段（１
２）の端子（ｃ）と接続している

【０００８】次に動作を図３を用いて説明する。図１
は、充電池（１３）が予め接続された状態を示したもの
である。充電池（１３）は、着脱自在とし、充電完了
後、本回路より切り離して使用されるものである。制御
手段（１１）は、充電前、端子（ａ）と端子（ｂ）との
間を電気的に接続している。定電流供給手段（１１）の
出力電流は、制御手段（１２）を介して充電池（１３）
に供給される。充電池（１３）の端子間電圧は、バッフ
ァ（１４）を介して増幅手段（１５）で増幅され、サン
プルホールド手段（１６）、差動増幅手段（１８）の他
端に供給される。サンプルホールド手段（１６）は、端
子（ｄ）から供給されるタイマー手段（１７）の出力信
号に対応した時間、図３で示すΔｔだけホールド動作す
る。サンプルホールド手段（１６）で電圧保持された電
圧は、差動増幅手段（１８）の一端に供給される。差動
増幅手段（１８）は、バッファ（１５）を介して供給さ
れる電圧と、サンプルホールド手段（１６）で保持され
た電圧の差分電圧すなわち図３で示すΔＶを出力する。
差動増幅手段（１８）の出力ΔＶは、比較手段（２０）
の一端に入力される。比較手段（２０）はその他端に入
力される基準電圧と、差動増幅手段（１８）から供給さ
れるΔＶ電圧とを比較し、一致乃至近似した時、信号を
出力する。この信号は、端子（ｃ）を介して制御手段
（１２）に入力され、制御手段（１２）は、端子（ａ）
と端子（ｂ）間の電気的接続を切り離し、充電池（１
３）への電流の供給を停止させる。充電池（１３）は、
回路装置から切り離され、所望の目的に使用される。
尚、タイマー手段（１７）の出力信号の諸パラメータ、
基準電圧出力手段（１９）の出力信号の諸パラメータ
は、充電池（１３）の特性、種類に応じ、適宜選択され
る。

【０００９】次に第２の実施例を図２を参照して詳細に
説明する。図２で示す実施例は、図１で示す実施例をマ
イコンに置き換えたものである。（１１）〜（１５）迄
は、図１で示したものと同一のものであり、説明は省略
する。尚、バッファ（１４）は、図示しなかったが、必
要に応じ取り付けても良い。 （２１）は、Ａ／Ｄコン
バータであり、増幅手段（１５）のアナログ出力信号を
入力し、デジタル信号として出力する。（２２）は、マ
イコンであり、プログラムを記憶するための記憶手段を
内蔵し、このプログラムに基づいてデジタル信号を入力
し図３で示す所定の時間幅（Δｔ）に於ける電圧（Δ
Ｖ）を演算検出し、ΔＶが約零になり、継続した時、信
号を出力する。

【００１０】次に上記構成の接続状態を説明する。定電
流供給手段（１１）〜増幅手段（１５）迄の接続状態は
図１で示したものと同一であるから説明は省略する。増
幅手段（１５）の出力は、Ａ／Ｄコンバータ（２１）の
入力と接続する。Ａ／Ｄコンバータ（２１）の出力は、
マイコン（２２）の入力と接続する。マイコン（２２）
の出力は、制御手段（２２）の端子（ｃ）と接続してい
る。

【００１１】次に動作を説明する。充電池（１３）が接
続される。制御手段（１２）の端子（ａ）と端子（ｂ）
との間は電気的に接続状態となっている。定電流供給手
段（１１）は、充電池（１３）に電流を供給する。充電
池（１３）の端子間電圧は、増幅手段（１４）で増幅さ
れ、Ａ／Ｄコンバータ（２１）に入力される。Ａ／Ｄコ
ンバータ（２１）は、この増幅された端子間電圧値をデ
ジタル信号に変換出力する。Ａ／Ｄコンバータ（２１）
で変換出力されたデジタル信号は、マイコン（２２）に
入力され、このデジタル信号値から差分値（ΔＶ）を演
算し、このΔＶの値が約零値になるまで監視し、約零値
になり、この約零値が、所定時間継続した時、マイコン
（２２）は信号を出力する。マイコン（２２）の出力信
号は、制御手段（１２）の端子（ｃ）に入力され、端子
（ａ）と端子（ｂ）間の電気接続の切り離しが行われ、
充電値（１３）の充電は終了する。尚、マイコン（２
２）の具体的プログラムは、図１で示した実施例のブロ
ック図の構成をフローチャート化したものと同一である
から説明は省略した。

【００１２】

【考案の効果】上記に鑑み本考案は、充電池の充電電圧
を監視し、一定時間に於ける充電電圧値の差が、約零に
なり、それが所定時間継続した時、充電を停止させる事
により、過充電がない充電が行えるなどの効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図２】本考案の実施例を示すブロック図である。

【図３】図１、図２で示す実施例の動作を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１１ 定電流供給手段 １２ 制御手段 １３ 充電池 １４ バッファ １５ 増幅手段 １６ サンプルホールド手段 １７ タイマー １８ 差動増幅手段 １９ 基準電圧出力手段 ２０ 比較手段

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ボタン型又はコイン型の２次電池を充電す
   る装置であって、前記電池に定電流を供給する定電流供
   給手段、前記定電流供給手段から前記電池への電流の供
   給を外部からの信号により制御する制御手段、前記電池
   の電池電圧をデジタル信号に変換する為のＡ／Ｄコンバ
   ータ、前記デジタル信号を入力し、所定の時間幅（Δ
   ｔ）における充電電圧の変化量（ΔＶ）が０（Ｖ／ｓ）
   〜±０．０９（Ｖ／ｓ）であり、且つこの状態が所定時
   間継続した時、前記制御手段へ、充電停止又は電流制限
   するための信号を出力するマイクロコンピュータよりな
   る小型電池充電装置。