JP2799215B2 - 蓄電池の充電回路 - Google Patents
蓄電池の充電回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は蓄電池の充電回路に係り、特に充電電流を少
なくとも二段階に切換えて充電を行なう充電回路に関す
る。
なくとも二段階に切換えて充電を行なう充電回路に関す
る。
（従来の技術） 蓄電池の充電方式は種々知られているが、その一つに
充電電流を多段階に切換えて充電を行う方式がある。こ
の方式による具体例として、例えば特開昭63−202234号
公報に記載された充電回路がある。この公知例の充電回
路においては、急速充電回路、補充電定電流回路の各回
路と、タイマ回路に予め設定した時間および充電時の検
出温度に基づいて各回路を切換えて充電に行わせる出力
電流制御回路と、充電電圧を多段階に検出する多段階電
圧検出回路と、設定時間が可変のタイマ回路と、温度セ
ンサおよび高温・低温検出回路を備えている。
充電電流を多段階に切換えて充電を行う方式がある。こ
の方式による具体例として、例えば特開昭63−202234号
公報に記載された充電回路がある。この公知例の充電回
路においては、急速充電回路、補充電定電流回路の各回
路と、タイマ回路に予め設定した時間および充電時の検
出温度に基づいて各回路を切換えて充電に行わせる出力
電流制御回路と、充電電圧を多段階に検出する多段階電
圧検出回路と、設定時間が可変のタイマ回路と、温度セ
ンサおよび高温・低温検出回路を備えている。
通常の温度の場合、充電が開始されると急速定電流回
路が選択され、充電電圧がV1（80〜90％充電された時の
値）に達すると補充電定電流回路が選択され、次いでタ
イマ回路が働くとトリクル定電流回路が選択される。す
なわち、急速定電流回路を選択している時に80〜90％、
補充電定電流回路を選択している時に10〜20％それぞれ
充電し、合わせて100％充電するようにしている。出力
電流制御回路は、高温（約＋45℃〜＋55℃）が検出され
た時にタイマ回路に設定されている充電時間をクリア
し、かつ多段階電圧検出回路で検出された時の充電電圧
に基づいてタイマ回路に新たな充電時間を再設定して補
充電の時間を延長することにより、高温時における充電
不足を解消するようにし、また低温（約０℃〜＋10℃以
上）が検出された時はトリクル充電に切換えて、酸素に
よる電池の内圧上昇を抑える制御を行う。
路が選択され、充電電圧がV1（80〜90％充電された時の
値）に達すると補充電定電流回路が選択され、次いでタ
イマ回路が働くとトリクル定電流回路が選択される。す
なわち、急速定電流回路を選択している時に80〜90％、
補充電定電流回路を選択している時に10〜20％それぞれ
充電し、合わせて100％充電するようにしている。出力
電流制御回路は、高温（約＋45℃〜＋55℃）が検出され
た時にタイマ回路に設定されている充電時間をクリア
し、かつ多段階電圧検出回路で検出された時の充電電圧
に基づいてタイマ回路に新たな充電時間を再設定して補
充電の時間を延長することにより、高温時における充電
不足を解消するようにし、また低温（約０℃〜＋10℃以
上）が検出された時はトリクル充電に切換えて、酸素に
よる電池の内圧上昇を抑える制御を行う。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の技術では、充電電圧がV1（80〜90％充
電された時の値）に達すると補充電定電流回路が選択さ
れるが、充電電圧は負の温度勾配を持っているため、通
常の温度範囲（＋10℃〜＋45℃）であっても周囲温度に
より過不足充電が生じてしまうという問題がある。すな
わち、周囲温度が比較的高い場合はV1に達した時の充電
量が小さいため充電不足となり易く、周囲温度が比較的
低い場合は逆にV1に達した時の充電量が大きいため過充
電となり易い。
電された時の値）に達すると補充電定電流回路が選択さ
れるが、充電電圧は負の温度勾配を持っているため、通
常の温度範囲（＋10℃〜＋45℃）であっても周囲温度に
より過不足充電が生じてしまうという問題がある。すな
わち、周囲温度が比較的高い場合はV1に達した時の充電
量が小さいため充電不足となり易く、周囲温度が比較的
低い場合は逆にV1に達した時の充電量が大きいため過充
電となり易い。
また、電池温度を検知して充電電流を切換えるように
しているが、電池温度を測定するためには温度センサと
温度センサの出力を電気量に変換する回路が必要であ
り、さらにセンサを電池表面に固定しなければならない
という煩雑さがある。
しているが、電池温度を測定するためには温度センサと
温度センサの出力を電気量に変換する回路が必要であ
り、さらにセンサを電池表面に固定しなければならない
という煩雑さがある。
さらに、電池を充電器と着脱可能にする場合は、温度
センサの接続端子を新たに設ける必要があり、しかも互
換性を考慮すると温度センサとして極めて高精度のもの
を使用しなければならなかった。
センサの接続端子を新たに設ける必要があり、しかも互
換性を考慮すると温度センサとして極めて高精度のもの
を使用しなければならなかった。
本発明は、温度センサを必要とせずに、短時間で蓄電
池の電気容量のほぼ100％まで充電を行うことができる
蓄電池の充電回路を提供することを目的とする。
池の電気容量のほぼ100％まで充電を行うことができる
蓄電池の充電回路を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、蓄電池の充電末期における端子電圧波形中
に現れる微小電圧変動を検出して、急速充電から補充電
への切換えを行ない、補充電の開始後所定状態に達して
から補充電を終了することを骨子としている。
に現れる微小電圧変動を検出して、急速充電から補充電
への切換えを行ない、補充電の開始後所定状態に達して
から補充電を終了することを骨子としている。
すなわち、本発明の充電回路は第１の充電用電源と、
この第１の充電用電源より小さい電流を出力する第２の
充電用電源と、第１の充電期間に第１の充電用電源を蓄
電池に接続し、第２の充電期間に第２の充電用電源を蓄
電池に接続する切換手段と、蓄電池の充電末期における
端子電圧波形中に現れる充電量に対応した端子電圧変化
より高い周波数成分からなる微小電圧変動を抽出する微
小電圧変動抽出回路を含み、その微小電圧変動の発生状
態から充電終了を検出する第１の充電終了検出手段と、
第２の充電期間の開始から所定状態に達したことをもっ
て（例えば第１の充電期間または第２の充電期間の開始
から所定時間経過したことをもって）充電終了を検出す
る第２の充電終了検出手段と、第１の充電期間中に第１
の充電終了検出手段で充電終了が検出されたとき第２の
充電期間に移行させ、第２の充電期間中に第２の充電終
了検出手段で充電終了が検出されたとき第２の充電期間
を終了させる制御手段とを備える。そして、第１の充電
終了検出手段は、微小電圧変動抽出回路の出力電圧と基
準電圧とを比較する電圧比較器と、この電圧比較器から
出力されるパルス信号を計数する計数回路とを有し、計
数回路の計数値が予め設定された数に達したことをもっ
て充電終了を検出することを特徴とする。
この第１の充電用電源より小さい電流を出力する第２の
充電用電源と、第１の充電期間に第１の充電用電源を蓄
電池に接続し、第２の充電期間に第２の充電用電源を蓄
電池に接続する切換手段と、蓄電池の充電末期における
端子電圧波形中に現れる充電量に対応した端子電圧変化
より高い周波数成分からなる微小電圧変動を抽出する微
小電圧変動抽出回路を含み、その微小電圧変動の発生状
態から充電終了を検出する第１の充電終了検出手段と、
第２の充電期間の開始から所定状態に達したことをもっ
て（例えば第１の充電期間または第２の充電期間の開始
から所定時間経過したことをもって）充電終了を検出す
る第２の充電終了検出手段と、第１の充電期間中に第１
の充電終了検出手段で充電終了が検出されたとき第２の
充電期間に移行させ、第２の充電期間中に第２の充電終
了検出手段で充電終了が検出されたとき第２の充電期間
を終了させる制御手段とを備える。そして、第１の充電
終了検出手段は、微小電圧変動抽出回路の出力電圧と基
準電圧とを比較する電圧比較器と、この電圧比較器から
出力されるパルス信号を計数する計数回路とを有し、計
数回路の計数値が予め設定された数に達したことをもっ
て充電終了を検出することを特徴とする。
（作用） 密閉形ニッケルカドニウム蓄電池をはじめとする蓄電
池では、充電末期に至ると充電初期や中期では見られな
かった微小電圧変動が端子電圧波形に現れる。この現象
が発生する理由は、充電末期に至ると陽極から酸素ガス
が発生し、その酸素ガスがセパレータを透過して陰極側
へ拡散して、陰極との反応により吸収される際の蓄電池
内の物理的変化あるいは化学反応によるものと考えられ
る。
池では、充電末期に至ると充電初期や中期では見られな
かった微小電圧変動が端子電圧波形に現れる。この現象
が発生する理由は、充電末期に至ると陽極から酸素ガス
が発生し、その酸素ガスがセパレータを透過して陰極側
へ拡散して、陰極との反応により吸収される際の蓄電池
内の物理的変化あるいは化学反応によるものと考えられ
る。
そこで、このような蓄電池の充電末期の微小電圧変動
を抽出する回路を設け、この微小電圧変動が抽出された
とき、第１の充電用電源による急速充電から第２の充電
用電源による補充電に切り換え、さらにタイマ回路を用
いて第１の充電期間または第２の充電期間の開始から所
定時間経過したことをもって補充電を終了する。その後
は、例えばトリクル充電に移行する。これにより温度セ
ンサを用いることなく、短時間で100％充電が行われ
る。
を抽出する回路を設け、この微小電圧変動が抽出された
とき、第１の充電用電源による急速充電から第２の充電
用電源による補充電に切り換え、さらにタイマ回路を用
いて第１の充電期間または第２の充電期間の開始から所
定時間経過したことをもって補充電を終了する。その後
は、例えばトリクル充電に移行する。これにより温度セ
ンサを用いることなく、短時間で100％充電が行われ
る。
また、本発明では蓄電池の充電末期の微小電圧変動の
発生状態から充電終了を検出する際に、微小電圧変動抽
出回路の出力電圧と基準電圧とを比較する電圧比較器か
ら出力されるパルス信号を計数し、その計数値が予め設
定された数に達したことをもって充電終了としている。
このようにすると、外来ノイズなどの影響で微小電圧変
動抽出回路の出力電圧が一時的に基準電圧を越えたよう
な場合には、計数値が設定された数に達することがない
ので、ノイズによる影響のない正確な充電終了検出が可
能となる。
発生状態から充電終了を検出する際に、微小電圧変動抽
出回路の出力電圧と基準電圧とを比較する電圧比較器か
ら出力されるパルス信号を計数し、その計数値が予め設
定された数に達したことをもって充電終了としている。
このようにすると、外来ノイズなどの影響で微小電圧変
動抽出回路の出力電圧が一時的に基準電圧を越えたよう
な場合には、計数値が設定された数に達することがない
ので、ノイズによる影響のない正確な充電終了検出が可
能となる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る蓄電池の充電回路を
示したものである。
示したものである。
第１図において、蓄電池１はスイッチS1,S2からなる
切換回路２を介して第１および第２の充電用電源3,4に
選択的に接続される。スイッチS1,S2はトランジスタ，
サイリスタまたはリレー等が使用される。第１の充電用
電源３は急速充電用、第２の充電用電源４は補充電用で
あり、いずれも交流電源の出力を整流して直流出力を得
る直流電源か、または他の比較的大容量の電池が使用さ
れる。但し、その出力電流は第１の充電用電源３より第
２の充電用電源４の方が小さい。
切換回路２を介して第１および第２の充電用電源3,4に
選択的に接続される。スイッチS1,S2はトランジスタ，
サイリスタまたはリレー等が使用される。第１の充電用
電源３は急速充電用、第２の充電用電源４は補充電用で
あり、いずれも交流電源の出力を整流して直流出力を得
る直流電源か、または他の比較的大容量の電池が使用さ
れる。但し、その出力電流は第１の充電用電源３より第
２の充電用電源４の方が小さい。
蓄電池１には、さらに第１の充電終了検出回路５が接
続されている。第１の充電終了検出回路５は、微小電圧
変動抽出回路６と信号処理回路７とで構成されている。
微小電圧変動抽出回路６は、非反転入力端子が接地され
た演算増幅器８と、この演算増幅器８の反転入力端子と
微小電圧変動抽出回路６の入力端子ａ（蓄電池１の一
端）との間に接続されたコンデンサC1と抵抗R1の直列回
路と、演算増幅器８の反転入力端子と出力端子との間に
接続された抵抗R2とからなるハイパスフィルタによって
構成され、演算増幅器８の出力端子は微小電圧変動抽出
回路６の出力端子ｂに接続されている。この微小電圧変
動抽出回路６は、蓄電池１の充電末期における端子電圧
波形中に現れる微小電圧変動の周波数成分の少なくとも
一部を通過させるハイパス特性となっている。
続されている。第１の充電終了検出回路５は、微小電圧
変動抽出回路６と信号処理回路７とで構成されている。
微小電圧変動抽出回路６は、非反転入力端子が接地され
た演算増幅器８と、この演算増幅器８の反転入力端子と
微小電圧変動抽出回路６の入力端子ａ（蓄電池１の一
端）との間に接続されたコンデンサC1と抵抗R1の直列回
路と、演算増幅器８の反転入力端子と出力端子との間に
接続された抵抗R2とからなるハイパスフィルタによって
構成され、演算増幅器８の出力端子は微小電圧変動抽出
回路６の出力端子ｂに接続されている。この微小電圧変
動抽出回路６は、蓄電池１の充電末期における端子電圧
波形中に現れる微小電圧変動の周波数成分の少なくとも
一部を通過させるハイパス特性となっている。
微小電圧変動抽出回路６の出力端子ｂは、信号処理回
路７の入力端子ｃに接続されている。信号処理回路７
は、この例では電圧比較器９と計数回路10により構成さ
れ、電圧比較器９の反転入力端子は信号処理回路７の入
力端子ｃに、出力端子は計数回路10の計数入力端子にそ
れぞれ接続されている。また、電圧比較器９の非反転入
力端子には基準電圧Vthが印加されている。計数回路10
の出力端子は信号処理回路７の出力端子ｄに接続されて
いる。
路７の入力端子ｃに接続されている。信号処理回路７
は、この例では電圧比較器９と計数回路10により構成さ
れ、電圧比較器９の反転入力端子は信号処理回路７の入
力端子ｃに、出力端子は計数回路10の計数入力端子にそ
れぞれ接続されている。また、電圧比較器９の非反転入
力端子には基準電圧Vthが印加されている。計数回路10
の出力端子は信号処理回路７の出力端子ｄに接続されて
いる。
信号処理回路７の出力端子ｄは、制御回路11の入力端
子ｅに接続されている。制御回路11は、３つのOR回路1
2,13,14と、ディバイダ回路15および時定数回路16から
なる。制御回路11の入力端子ｅはOR回路12の一方の入力
端子に接続され、OR回路12の他方の入力端子には電源投
入時やスイッチ等の動作に連動して発生されるスタート
パルスが入力される。OR回路12の出力端子は、OR回路13
の一方の入力端子とディバイダ回路15のクロック端子Ｃ
に接続されている。
子ｅに接続されている。制御回路11は、３つのOR回路1
2,13,14と、ディバイダ回路15および時定数回路16から
なる。制御回路11の入力端子ｅはOR回路12の一方の入力
端子に接続され、OR回路12の他方の入力端子には電源投
入時やスイッチ等の動作に連動して発生されるスタート
パルスが入力される。OR回路12の出力端子は、OR回路13
の一方の入力端子とディバイダ回路15のクロック端子Ｃ
に接続されている。
ディバイダ回路15は例えば３段のシフトレジスタによ
り構成されたもので、第１段目の出力端子Q0はOR回路13
の一方の入力端子に接続され、第２段目の出力端子Q1は
スイッチS1の制御端子に接続れれ、第３段目の出力端子
Q2はスイッチS2の制御端子とOR回路13の他方の入力端子
に接続される。OR回路13の出力端子は、信号処理回路７
内の計数回路10のリセット端子Ｒに接続されている。
り構成されたもので、第１段目の出力端子Q0はOR回路13
の一方の入力端子に接続され、第２段目の出力端子Q1は
スイッチS1の制御端子に接続れれ、第３段目の出力端子
Q2はスイッチS2の制御端子とOR回路13の他方の入力端子
に接続される。OR回路13の出力端子は、信号処理回路７
内の計数回路10のリセット端子Ｒに接続されている。
CR時定数回路16は電源投入を検出する回路であり、そ
の出力端子はOR回路14の一方の入力端子に接続される。
OR回路14の出力端子は、ディバイダ回路15のリセット端
子Ｒに接続されている。
の出力端子はOR回路14の一方の入力端子に接続される。
OR回路14の出力端子は、ディバイダ回路15のリセット端
子Ｒに接続されている。
第２の充電終了検出回路17はタイマ回路18によって構
成され、そのリセット端子Ｒにはディバイダ回路15の第
３段目の出力端子Q3が接続され、出力端子はOR回路14の
他方の入力端子に接続されている。タイマ回路18はリセ
ット端子Ｒに高レベルの信号が入力されると計時動作を
開始し、予め設定された限時時間が経過すると出力端子
が高レベルになるように構成されている。
成され、そのリセット端子Ｒにはディバイダ回路15の第
３段目の出力端子Q3が接続され、出力端子はOR回路14の
他方の入力端子に接続されている。タイマ回路18はリセ
ット端子Ｒに高レベルの信号が入力されると計時動作を
開始し、予め設定された限時時間が経過すると出力端子
が高レベルになるように構成されている。
次に、第１図の充電回路の動作を第２図の電圧波形図
を参照して説明する。第２図において（ａ）は蓄電池１
の端子電圧VBの波形、（ｂ）は微小電圧変動抽出回路６
であるハイパスフィルタの出力波形、（ｃ）は電圧比較
器９の出力波形、（ｄ）は計数回路10の出力波形をそれ
ぞれ示している。
を参照して説明する。第２図において（ａ）は蓄電池１
の端子電圧VBの波形、（ｂ）は微小電圧変動抽出回路６
であるハイパスフィルタの出力波形、（ｃ）は電圧比較
器９の出力波形、（ｄ）は計数回路10の出力波形をそれ
ぞれ示している。
充電回路の電源が投入されると、CR時定数回路16から
その時定数で定まる幅のパルスがOR回路14を介してディ
バイダ回路15のリセット端子Ｒに入力され、ディバイダ
回路15の第１段目の出力端子Q0が高レベルとなる。この
状態ではディバイダ回路15の第２、第３段目の出力端子
Q1,Q2は低レベルであるため、切換回路２におけるスイ
ッチS1,S2は共にオフであり、第１および第２の充電用
電源3,4から蓄電池１には充電電流が供給されない。ま
た、ディバイダ回路15の出力端子Q0が高レベルになる
と、OR回路13の出力端子、つまり計数回路10のリセット
端子Ｒも高レベルとなり、計数回路10はリセット状態と
なる。
その時定数で定まる幅のパルスがOR回路14を介してディ
バイダ回路15のリセット端子Ｒに入力され、ディバイダ
回路15の第１段目の出力端子Q0が高レベルとなる。この
状態ではディバイダ回路15の第２、第３段目の出力端子
Q1,Q2は低レベルであるため、切換回路２におけるスイ
ッチS1,S2は共にオフであり、第１および第２の充電用
電源3,4から蓄電池１には充電電流が供給されない。ま
た、ディバイダ回路15の出力端子Q0が高レベルになる
と、OR回路13の出力端子、つまり計数回路10のリセット
端子Ｒも高レベルとなり、計数回路10はリセット状態と
なる。
次に、機器の電源投入やスイッチ等の動作に連動して
発生するスタートパルスがOR回路12の一方の入力端子に
印加されると、OR回路12を介してディバイダ回路15のク
ロック端子Ｃにパルスが入力され、ディバイダ回路15の
第２段目の出力端子Q1が高レベルとなる。これによりス
イッチS1がオン状態となり、第１の充電期間が開始され
る。この第１の充電期間では、蓄電池１は第１の充電用
電源３からの電流I1で急速充電される。この時、ディバ
イダ回路15の出力端子Q1,Q2は低レベルであり、OR回路1
3の出力端子、つまり計数回路10のリセット端子Ｒが低
レベルであるため、計数回路10は計数状態となる。
発生するスタートパルスがOR回路12の一方の入力端子に
印加されると、OR回路12を介してディバイダ回路15のク
ロック端子Ｃにパルスが入力され、ディバイダ回路15の
第２段目の出力端子Q1が高レベルとなる。これによりス
イッチS1がオン状態となり、第１の充電期間が開始され
る。この第１の充電期間では、蓄電池１は第１の充電用
電源３からの電流I1で急速充電される。この時、ディバ
イダ回路15の出力端子Q1,Q2は低レベルであり、OR回路1
3の出力端子、つまり計数回路10のリセット端子Ｒが低
レベルであるため、計数回路10は計数状態となる。
蓄電池１の充電が進み充電末期に達すると、蓄電池１
の陽極から酸素ガスが発生することにより、密閉形の蓄
電池の場合は第２図（ａ）に破線で示すように内圧Ｐが
上昇する。ここで、充電末期において酸素ガスが発生し
ている時点での蓄電池１の端子電圧VBの波形を拡大する
と、第２図（ａ）中に○で囲んだ拡大図に示されるよう
な微小電圧変動が断続的に現れる。この微小電圧変動の
周波数成分は、蓄電池１の充電量の変化に対応する端子
電圧VBのマクロ的な変化の周波数成分より十分に高く、
またこの微小電圧変動のレベルは、変動の出現当初は小
さいが、充電がさらに進み酸素ガスの発生量が多くなる
に従って大きくなる。
の陽極から酸素ガスが発生することにより、密閉形の蓄
電池の場合は第２図（ａ）に破線で示すように内圧Ｐが
上昇する。ここで、充電末期において酸素ガスが発生し
ている時点での蓄電池１の端子電圧VBの波形を拡大する
と、第２図（ａ）中に○で囲んだ拡大図に示されるよう
な微小電圧変動が断続的に現れる。この微小電圧変動の
周波数成分は、蓄電池１の充電量の変化に対応する端子
電圧VBのマクロ的な変化の周波数成分より十分に高く、
またこの微小電圧変動のレベルは、変動の出現当初は小
さいが、充電がさらに進み酸素ガスの発生量が多くなる
に従って大きくなる。
従って、ハイパスフィルタからなる微小電圧変動抽出
回路６の出力端子ｂには、第２図（ｂ）に示すように蓄
電池１の端子電圧VBの微小電圧変動に対応した出力が現
れる。この微小電圧変動抽出回路６の出力は信号処理回
路７に入力され、電圧比較器９で基準電圧Vthと比較さ
れる。電圧比較器９の出力には第２図（ｃ）に示すよう
に蓄電池１の端子電圧VBの微小電圧変動に対応したパル
ス信号が現れ、これが計数回路10の計数入力端子に入力
される。
回路６の出力端子ｂには、第２図（ｂ）に示すように蓄
電池１の端子電圧VBの微小電圧変動に対応した出力が現
れる。この微小電圧変動抽出回路６の出力は信号処理回
路７に入力され、電圧比較器９で基準電圧Vthと比較さ
れる。電圧比較器９の出力には第２図（ｃ）に示すよう
に蓄電池１の端子電圧VBの微小電圧変動に対応したパル
ス信号が現れ、これが計数回路10の計数入力端子に入力
される。
計数回路10は、入力されたパルス信号の数が予め設定
された値ｎに達すると、第２図（ｄ）に示すようにその
出力端子ｄが高レベルとなる。計数回路10の出力端子ｄ
が高レベルになると、OR回路12を介してディバイダ回路
15のクロック端子Ｃが高レベルとなり、ディバイダ回路
15の第２段目の出力端子Q2が高レベルとなる。この出力
端子Q2が高レベルになると、OR回路13を介して計数回路
10のリセット端子Ｒが高レベルとなる。これにより計数
回路10はリセットされて、その出力端子ｄは低レベルと
なり、さらにOR回路12を介してディバイダ回路15のクロ
ック端子Ｃが低レベルとなる。すなわち、第１の充電期
間が終了するとディバイダ回路15のクロック端子Ｃにパ
ルス信号が入力され、第２の充電期間が開始される。
された値ｎに達すると、第２図（ｄ）に示すようにその
出力端子ｄが高レベルとなる。計数回路10の出力端子ｄ
が高レベルになると、OR回路12を介してディバイダ回路
15のクロック端子Ｃが高レベルとなり、ディバイダ回路
15の第２段目の出力端子Q2が高レベルとなる。この出力
端子Q2が高レベルになると、OR回路13を介して計数回路
10のリセット端子Ｒが高レベルとなる。これにより計数
回路10はリセットされて、その出力端子ｄは低レベルと
なり、さらにOR回路12を介してディバイダ回路15のクロ
ック端子Ｃが低レベルとなる。すなわち、第１の充電期
間が終了するとディバイダ回路15のクロック端子Ｃにパ
ルス信号が入力され、第２の充電期間が開始される。
第２の充電期間中は、ディバイダ回路15の出力端子Q2
は高レベルとなるから、切換回路２におけるスイッチS2
がオンとなり、蓄電池１は第２の充電用電源４によって
補充電される。この第２の充電期間では蓄電池１は第１
の充電期間より小さい電流I2（I2＜I1）でゆっくりと充
電されるので、端子電圧VBは第１の充電期間より緩やか
な変化をする。第２の充電期間が開始されると、タイマ
回路18のリセット端子Ｒが高レベルとなってタイマ回路
18はリセットされ、計時動作を開始する。充電が進み、
タイマ回路18の計時時間が予め設定された限時時間Ｔに
達すると、タイマ回路18の出力が高レベルとなり、これ
がOR回路14を介してディバイダ回路15のリセット端子Ｒ
に入力される。これによりディバイダ回路15はリセット
状態となり、出力端子Q0のみ高レベルの状態となる。こ
のため切換回路２におけるスイッチS1,S2は共にオフと
なり、第１および第２の充電用電源3,4のいずれからも
蓄電池１に充電電流は供給されなくなって、充電が停止
する。
は高レベルとなるから、切換回路２におけるスイッチS2
がオンとなり、蓄電池１は第２の充電用電源４によって
補充電される。この第２の充電期間では蓄電池１は第１
の充電期間より小さい電流I2（I2＜I1）でゆっくりと充
電されるので、端子電圧VBは第１の充電期間より緩やか
な変化をする。第２の充電期間が開始されると、タイマ
回路18のリセット端子Ｒが高レベルとなってタイマ回路
18はリセットされ、計時動作を開始する。充電が進み、
タイマ回路18の計時時間が予め設定された限時時間Ｔに
達すると、タイマ回路18の出力が高レベルとなり、これ
がOR回路14を介してディバイダ回路15のリセット端子Ｒ
に入力される。これによりディバイダ回路15はリセット
状態となり、出力端子Q0のみ高レベルの状態となる。こ
のため切換回路２におけるスイッチS1,S2は共にオフと
なり、第１および第２の充電用電源3,4のいずれからも
蓄電池１に充電電流は供給されなくなって、充電が停止
する。
このように本実施例によれば、第１の充電期間では大
電流I1で急速充電を行ない、第１の充電終了検出回路５
において蓄電池１の端子電圧波形中に現れる微小電圧変
動をパルス信号として抽出するとともに、そのパルス信
号の数が設定された数ｎに達した時点で第２の充電期間
に移行する。第２の充電期間では、第２の充電期間より
小さい電流I2で補充電を行い、第２の充電終了検出回路
17を構成するタイマ回路18が限時動作した時点で充電を
停止する。
電流I1で急速充電を行ない、第１の充電終了検出回路５
において蓄電池１の端子電圧波形中に現れる微小電圧変
動をパルス信号として抽出するとともに、そのパルス信
号の数が設定された数ｎに達した時点で第２の充電期間
に移行する。第２の充電期間では、第２の充電期間より
小さい電流I2で補充電を行い、第２の充電終了検出回路
17を構成するタイマ回路18が限時動作した時点で充電を
停止する。
これにより、従来のように温度センサを用いることな
く短時間で蓄電池１をその電気容量のほぼ100％まで充
電することができる。例えば、I1＝5CmA、I2＝1CmAとす
ると、第１の充電期間において約10分間で電気容量のほ
ぼ80％、第２の充電期間において約12分間（タイマ18の
限時時間）で電気容量のほぼ20％をそれぞれ充電でき、
全充電期間を通して約22分間でほぼ100％充電できるこ
とになる。
く短時間で蓄電池１をその電気容量のほぼ100％まで充
電することができる。例えば、I1＝5CmA、I2＝1CmAとす
ると、第１の充電期間において約10分間で電気容量のほ
ぼ80％、第２の充電期間において約12分間（タイマ18の
限時時間）で電気容量のほぼ20％をそれぞれ充電でき、
全充電期間を通して約22分間でほぼ100％充電できるこ
とになる。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次の
ように種々変形して実施することができる。
ように種々変形して実施することができる。
（１）実施例ではタイマ回路18が第２の充電期間開始と
同時に計時動作を開始するようにしたが、第１の充電期
間開始と同時に計時動作を開始するようにしてもよく、
かつタイマ回路18の限時時間を第１および第２の充電期
間の合計となるように設定してもよい。このようにする
と、制御回路11の構成がより簡単なものとなる。
同時に計時動作を開始するようにしたが、第１の充電期
間開始と同時に計時動作を開始するようにしてもよく、
かつタイマ回路18の限時時間を第１および第２の充電期
間の合計となるように設定してもよい。このようにする
と、制御回路11の構成がより簡単なものとなる。
（２）実施例では第１の充電終了検出回路５の充電終了
検出と同時に第１の充電期間を停止させるようにした
が、別にタイマ回路を追加し、第１の充電期間の開始と
同時に計時動作を開始させ、この追加したタイマ回路の
限時時間経過時点および第１の充電終了検出回路５の充
電終了検出時点のうち早い方のタイミングで第１の充電
期間を終了するようにしてもよい。このようにすると、
例えば充電末期の端子電圧波形に微小電圧変動が十分に
現れない等、なんらかの理由で第１の充電終了検出をで
きない場合でも、一定時間内に第１の充電期間を強制的
に終了させることができ、動作の信頼性を高めることが
できる。
検出と同時に第１の充電期間を停止させるようにした
が、別にタイマ回路を追加し、第１の充電期間の開始と
同時に計時動作を開始させ、この追加したタイマ回路の
限時時間経過時点および第１の充電終了検出回路５の充
電終了検出時点のうち早い方のタイミングで第１の充電
期間を終了するようにしてもよい。このようにすると、
例えば充電末期の端子電圧波形に微小電圧変動が十分に
現れない等、なんらかの理由で第１の充電終了検出をで
きない場合でも、一定時間内に第１の充電期間を強制的
に終了させることができ、動作の信頼性を高めることが
できる。
（３）実施例では第２の充電終了検出回路17を時間制御
するタイマ回路18で構成したが、微小電圧変動検出によ
る制御、電圧制御、−ΔＶ制御など、他の制御方による
ものであってもよい。
するタイマ回路18で構成したが、微小電圧変動検出によ
る制御、電圧制御、−ΔＶ制御など、他の制御方による
ものであってもよい。
（４）実施例では第１および第２の充電期間中のみ充電
電流を流すようにしたが、両期間中以外の期間に、第２
の充電用電源の出力電流I2より更に小さい電流I3を流し
て、トリクル充電をするようにしてもよいし、電源投入
中はI1,I2とは別にI3を流すようにしてもよい。
電流を流すようにしたが、両期間中以外の期間に、第２
の充電用電源の出力電流I2より更に小さい電流I3を流し
て、トリクル充電をするようにしてもよいし、電源投入
中はI1,I2とは別にI3を流すようにしてもよい。
（５）実施例では微小電圧変動抽出回路をハイパスフィ
ルタにより構成したが、バンドパスフィルタで構成して
もよく、微分回路により構成してもよい。
ルタにより構成したが、バンドパスフィルタで構成して
もよく、微分回路により構成してもよい。
その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することが可能である。
て実施することが可能である。
（発明の効果） 本発明によれば、第１の充電期間に充電末期の蓄電池
の端子電圧波形中に現れる充電量に対応した端子電圧変
化より高い周波数成分である微小電圧変動分を抽出する
微小電圧変動抽出回路を含む第１の充電終了検出回路で
充電終了タイミングを検出するまで急速充電を行い、第
２の充電期間ではタイマ回路を用いた第２の充電終了検
出回路で充電終了を検出するまで補充電を行なうことに
より、温度センサを用いることなく、短時間で蓄電池を
その電気容量のほぼ100％まで充電することができる。
の端子電圧波形中に現れる充電量に対応した端子電圧変
化より高い周波数成分である微小電圧変動分を抽出する
微小電圧変動抽出回路を含む第１の充電終了検出回路で
充電終了タイミングを検出するまで急速充電を行い、第
２の充電期間ではタイマ回路を用いた第２の充電終了検
出回路で充電終了を検出するまで補充電を行なうことに
より、温度センサを用いることなく、短時間で蓄電池を
その電気容量のほぼ100％まで充電することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例に係る充電回路の構成を示す
図、第２図は同実施例の動作を説明するための電圧波形
図である。 １……蓄電池、２……切換回路、３……第１の充電用電
源、４……第２の充電用電源、５……第１の充電終了検
出回路、６……微小電圧変動抽出回路、７……信号処理
回路、11……制御回路、17……第２の充電終了検出回
路。
図、第２図は同実施例の動作を説明するための電圧波形
図である。 １……蓄電池、２……切換回路、３……第１の充電用電
源、４……第２の充電用電源、５……第１の充電終了検
出回路、６……微小電圧変動抽出回路、７……信号処理
回路、11……制御回路、17……第２の充電終了検出回
路。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/10
Claims (1)
- 【請求項１】第１の充電用電源と、 この第１の充電用電源より小さい電流を出力する第２の
充電用電源と、 第１の充電期間に第１の充電用電源を蓄電池に接続し、
第２の充電期間に第２の充電用電源を蓄電池に接続する
切換手段と、 蓄電池の充電末期における端子電圧波形中に現れる充電
量に対応した端子電圧変化より高い周波数成分からなる
微小電圧変動を抽出する微小電圧変動抽出回路を含み、
その微小電圧変動の発生状態から充電終了を検出する第
１の充電終了検出手段と、 第２の充電期間の開始から所定状態に達したことをもっ
て充電終了を検出する第２の充電終了検出手段と、 第１の充電期間中に第１の充電終了検出手段で充電終了
が検出されたとき第２の充電期間に移行させ、第２の充
電期間中に第２の充電終了検出手段で充電終了が検出さ
れたとき第２の充電期間を終了させる制御手段とを備
え、 前記第１の充電終了検出手段は、微小電圧変動抽出回路
の出力電圧と基準電圧とを比較する電圧比較器と、この
電圧比較器から出力されるパルス信号を計数する計数回
路とを有し、計数回路の計数値が予め設定された数に達
したことをもって充電終了を検出することを特徴とする
蓄電池の充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061696A JP2799215B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 蓄電池の充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061696A JP2799215B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 蓄電池の充電回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265431A JPH03265431A (ja) | 1991-11-26 |
| JP2799215B2 true JP2799215B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=13178675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2061696A Expired - Fee Related JP2799215B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 蓄電池の充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2799215B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014181459A1 (ja) * | 2013-05-10 | 2014-11-13 | 新電元工業株式会社 | バッテリ充電装置およびバッテリ充電制御方法 |
| CN114156991A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-08 | 苏州博创集成电路设计有限公司 | 调度计时器的方法和装置、充电电路、充电设备、芯片 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194540U (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-14 | ||
| JPH07118867B2 (ja) * | 1987-11-30 | 1995-12-18 | 東芝電池株式会社 | 蓄電池の充電回路 |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP2061696A patent/JP2799215B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03265431A (ja) | 1991-11-26 |
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