JP2988670B2 - ２次電池の充電制御方法 - Google Patents
２次電池の充電制御方法Info
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- JP2988670B2 JP2988670B2 JP1218160A JP21816089A JP2988670B2 JP 2988670 B2 JP2988670 B2 JP 2988670B2 JP 1218160 A JP1218160 A JP 1218160A JP 21816089 A JP21816089 A JP 21816089A JP 2988670 B2 JP2988670 B2 JP 2988670B2
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- charging
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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、２次電池の充電制御方法に関するものであ
り、特に、充電中の２次電池の満充電状態を検知し、充
電電流をしゃ断したり、あるいは、低レベルの充電電流
（トリクル充電電流）に切替えたりすることにより２次
電池の過充電を防止し、寿命、安全性および信頼性を確
保するために用いるものである。
り、特に、充電中の２次電池の満充電状態を検知し、充
電電流をしゃ断したり、あるいは、低レベルの充電電流
（トリクル充電電流）に切替えたりすることにより２次
電池の過充電を防止し、寿命、安全性および信頼性を確
保するために用いるものである。
従来の技術 ２次電池を充電する場合、充電時間の経過とともに電
池電圧が上昇する。このとき、電池の種類によっては、
たとえばニッカド電池などでは、それが満充電状態に近
づくと、電池の内圧上昇にともなう内部インピーダンス
の変化により、上昇しつづけていた電池電圧が第３図
（ａ）のＡに示すようにピークをむかえ、その後は若干
下降する特性を有している。従来はこのような電池特有
の特性を利用して、ピークをすぎてから、第３図（ａ）
に示すように所定の電圧下降−ΔＶをとらえて、第３図
（ｂ）に示すように、充電電流をしゃ断するか、もしく
は、トリクル電流と言われる低レベルの充電電流に切替
えていた。
池電圧が上昇する。このとき、電池の種類によっては、
たとえばニッカド電池などでは、それが満充電状態に近
づくと、電池の内圧上昇にともなう内部インピーダンス
の変化により、上昇しつづけていた電池電圧が第３図
（ａ）のＡに示すようにピークをむかえ、その後は若干
下降する特性を有している。従来はこのような電池特有
の特性を利用して、ピークをすぎてから、第３図（ａ）
に示すように所定の電圧下降−ΔＶをとらえて、第３図
（ｂ）に示すように、充電電流をしゃ断するか、もしく
は、トリクル電流と言われる低レベルの充電電流に切替
えていた。
すなわち、電池電圧のピーク値を記憶し、その時点か
ら電圧降下分の−ΔＶの電圧だけ下った時点をとらえて
充電電流を制御することがポイントであった。
ら電圧降下分の−ΔＶの電圧だけ下った時点をとらえて
充電電流を制御することがポイントであった。
発明が解決しようとする課題 上記従来方法における問題は、電池電圧のピーク値を
長時間、精度よく記憶する必要があることと、そのピー
ク値から若干下降した電圧降下分の−ΔＶの微小電圧値
を検出しなければならないことである。すなわち、２次
電池を充電する場合の電池電圧の変化はゆるやかなもの
であり、電池電圧がピーク値をむかえてから一定の電圧
降下−ΔＶに至るまで数分ないし十数分の時間を要する
のが一般的である。したがって、このように長時間、ア
ナログ的に電圧のピーク値を精度よく保持することは、
回路的に複雑になり、かつ高価な回路部品を必要とす
る。また、この電圧降下分の−ΔＶの電圧値は数十mVと
微小な値であるため、高感度な増幅器を必要とし、また
ノイズの影響などを受けやすいものであった。
長時間、精度よく記憶する必要があることと、そのピー
ク値から若干下降した電圧降下分の−ΔＶの微小電圧値
を検出しなければならないことである。すなわち、２次
電池を充電する場合の電池電圧の変化はゆるやかなもの
であり、電池電圧がピーク値をむかえてから一定の電圧
降下−ΔＶに至るまで数分ないし十数分の時間を要する
のが一般的である。したがって、このように長時間、ア
ナログ的に電圧のピーク値を精度よく保持することは、
回路的に複雑になり、かつ高価な回路部品を必要とす
る。また、この電圧降下分の−ΔＶの電圧値は数十mVと
微小な値であるため、高感度な増幅器を必要とし、また
ノイズの影響などを受けやすいものであった。
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、２次電
池電圧のピーク値を長時間、精度よく記憶する必要がな
く、また、微小電圧値を検出する必要もなく、したがっ
て、回路構成が簡易なものとなるとともに、安定した回
路動作が得られる２次電池の充電制御方法を提供するこ
とを目的とするものである。
池電圧のピーク値を長時間、精度よく記憶する必要がな
く、また、微小電圧値を検出する必要もなく、したがっ
て、回路構成が簡易なものとなるとともに、安定した回
路動作が得られる２次電池の充電制御方法を提供するこ
とを目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の２次電池の充電制
御方法は、２次電池への充電電流を任意の一定周期でし
ゃ断し、そのしゃ断している期間を、前記充電電流を流
している期間に比べて短時間とし、前記充電電流をしゃ
断する直前の前記２次電池の電圧と、前記充電電流をし
ゃ断しているときの前記２次電池の電圧との差を算出
し、その電圧差が所定値を越えたときに前記２次電池の
満充電状態を検知するものである。
御方法は、２次電池への充電電流を任意の一定周期でし
ゃ断し、そのしゃ断している期間を、前記充電電流を流
している期間に比べて短時間とし、前記充電電流をしゃ
断する直前の前記２次電池の電圧と、前記充電電流をし
ゃ断しているときの前記２次電池の電圧との差を算出
し、その電圧差が所定値を越えたときに前記２次電池の
満充電状態を検知するものである。
作用 一般に、２次電池にはある内部インピーダンスが存在
するため、充電電流を流し込むと内部インピーダンスの
電圧降下分によって内部起電力の電圧よりも電池電圧は
上昇する。また、放電電流を取ると、内部インピーダン
スの電圧降下分によって電池電圧は内部起電力の電圧よ
りも下がることになる。そして、この内部インピーダン
スは充電状態によって電池の内圧が変化することにより
変化する傾向にある。たとえば、ニッカド電池であれ
ば、満充電状態に近づくと、内部温度が上昇するために
電池の内圧が高まり、若干ガスが発生する影響により内
部インピーダンスが高まる傾向を示す。内部インピーダ
ンスが高まれば、充電電流を流し込んでいるときの電池
電圧はより上昇し、充電電流をしゃ断したときの電池電
圧との差が拡大する。
するため、充電電流を流し込むと内部インピーダンスの
電圧降下分によって内部起電力の電圧よりも電池電圧は
上昇する。また、放電電流を取ると、内部インピーダン
スの電圧降下分によって電池電圧は内部起電力の電圧よ
りも下がることになる。そして、この内部インピーダン
スは充電状態によって電池の内圧が変化することにより
変化する傾向にある。たとえば、ニッカド電池であれ
ば、満充電状態に近づくと、内部温度が上昇するために
電池の内圧が高まり、若干ガスが発生する影響により内
部インピーダンスが高まる傾向を示す。内部インピーダ
ンスが高まれば、充電電流を流し込んでいるときの電池
電圧はより上昇し、充電電流をしゃ断したときの電池電
圧との差が拡大する。
本発明はこの特性を利用したもので、上記構成によ
り、充電電流が流れているときの電池電圧と充電電流を
しゃ断したときの電池電圧との差の変化を検知し、その
値があるレベルを越えたときに満充電状態であると検知
し、充電電流をしゃ断したり、低レベルにしたりして制
御する。したがって、従来のように、長時間アナログ的
に電圧のピーク値を精度よく保持する複雑な回路は必要
なく、また、従来のような高感度増幅器も必要なく、回
路は簡素なものとなるとともに、回路動作上の安全性も
向上する。
り、充電電流が流れているときの電池電圧と充電電流を
しゃ断したときの電池電圧との差の変化を検知し、その
値があるレベルを越えたときに満充電状態であると検知
し、充電電流をしゃ断したり、低レベルにしたりして制
御する。したがって、従来のように、長時間アナログ的
に電圧のピーク値を精度よく保持する複雑な回路は必要
なく、また、従来のような高感度増幅器も必要なく、回
路は簡素なものとなるとともに、回路動作上の安全性も
向上する。
実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例における充電装置の構成図
である。第１図において、定電流源１の一端はスイッチ
素子２を介して一方の充電出力端子３に接続され、ま
た、定電流源１の他端はもう一方の充電出力端子４に接
続されている。この充電出力端子3,4間には検出制御回
路５が接続され、この検出制御回路５の出力はスイッチ
素子２をオンオフ制御する。以上により充電装置６が構
成され、充電装置６の充電出力端子3,4には、２次電池
７の＋側および−側電極がそれぞれ接続されて、充電が
行われる。
である。第１図において、定電流源１の一端はスイッチ
素子２を介して一方の充電出力端子３に接続され、ま
た、定電流源１の他端はもう一方の充電出力端子４に接
続されている。この充電出力端子3,4間には検出制御回
路５が接続され、この検出制御回路５の出力はスイッチ
素子２をオンオフ制御する。以上により充電装置６が構
成され、充電装置６の充電出力端子3,4には、２次電池
７の＋側および−側電極がそれぞれ接続されて、充電が
行われる。
上記構成において、定電流源１は充電電流を供給し、
さらに、充電電流の値を変化させられるものでよい。ス
イッチ素子２は電流の通電、しゃ断するものであり、検
出制御回路５からの制御信号により制御される。検出制
御回路５は２次電池７の電圧検出、その保持と比較、お
よびスイッチ素子２の導通、しゃ断のための制御信号を
発生するものである。
さらに、充電電流の値を変化させられるものでよい。ス
イッチ素子２は電流の通電、しゃ断するものであり、検
出制御回路５からの制御信号により制御される。検出制
御回路５は２次電池７の電圧検出、その保持と比較、お
よびスイッチ素子２の導通、しゃ断のための制御信号を
発生するものである。
次に、２次電池の充電制御方法を説明する。まず、ス
イッチ素子２がオンの状態で２次電池７に定電流源１よ
り充電電流を流し、時間の経過とともに２次電池７の充
電電圧は上昇し、満充電に近づくとピークを迎え、その
後、充電電圧はゆっくりと降下しはじめる。このとき、
第３図（ｂ）の充電電流波形に示すように定電流源１に
より充電電流を連続して流すのではなくて、第２図
（ｂ）に示すように、任意の一定周期で短時間、充電電
流をしゃ断し、検出制御回路５により、そのしゃ断する
直前の２次電池の電圧V1と、しゃ断したときの２次電池
の電圧V2とを比較し、その電圧差（V1−V2）がある所定
の電圧レベル以上であるか以下であるかを判定し、ある
所定電圧レベル以上であれば、２次電池７は満充電状態
であると検知し、スイッチ素子２を制御して充電電流を
しゃ断して２次電池７への充電を終了する。
イッチ素子２がオンの状態で２次電池７に定電流源１よ
り充電電流を流し、時間の経過とともに２次電池７の充
電電圧は上昇し、満充電に近づくとピークを迎え、その
後、充電電圧はゆっくりと降下しはじめる。このとき、
第３図（ｂ）の充電電流波形に示すように定電流源１に
より充電電流を連続して流すのではなくて、第２図
（ｂ）に示すように、任意の一定周期で短時間、充電電
流をしゃ断し、検出制御回路５により、そのしゃ断する
直前の２次電池の電圧V1と、しゃ断したときの２次電池
の電圧V2とを比較し、その電圧差（V1−V2）がある所定
の電圧レベル以上であるか以下であるかを判定し、ある
所定電圧レベル以上であれば、２次電池７は満充電状態
であると検知し、スイッチ素子２を制御して充電電流を
しゃ断して２次電池７への充電を終了する。
なお、満充電時、本実施例では検出制御回路５からの
制御信号によりスイッチ素子２をオフさせて充電電流を
しゃ断したがトリクル電流に切替えるように制御しても
よい。
制御信号によりスイッチ素子２をオフさせて充電電流を
しゃ断したがトリクル電流に切替えるように制御しても
よい。
発明の効果 以上のように本発明によれば、充電電流の導通、しゃ
断の定期的なくり返しにおいて、しゃ断直前の２次電池
電圧を検知してそれを保持し、この電圧としゃ断してい
るときの２次電池電圧とを比較するが、これら両比較電
圧検出のポイントは時間的には秒単位以下の短時間であ
るため、しゃ断直前の２次電池電圧を保持する回路が非
常に簡素にできるという効果がある。
断の定期的なくり返しにおいて、しゃ断直前の２次電池
電圧を検知してそれを保持し、この電圧としゃ断してい
るときの２次電池電圧とを比較するが、これら両比較電
圧検出のポイントは時間的には秒単位以下の短時間であ
るため、しゃ断直前の２次電池電圧を保持する回路が非
常に簡素にできるという効果がある。
また、充電電流しゃ断直前の２次電池電圧としゃ断時
の２次電池電圧との電圧差が絶対値として比較的大きい
電圧レベルを扱うため、従来のような高感度な増幅器を
必要としなくなり、この点でも回路が簡素化でき、さら
に、ノイズマージンはアップするための回路動作上の安
定性も向上するという効果がある。
の２次電池電圧との電圧差が絶対値として比較的大きい
電圧レベルを扱うため、従来のような高感度な増幅器を
必要としなくなり、この点でも回路が簡素化でき、さら
に、ノイズマージンはアップするための回路動作上の安
定性も向上するという効果がある。
またさらに、しゃ断する時間を充電電流を流している
ときの時間に比べて短時間としているため、満充電まで
の所要時間の連続充電の場合からの増大を抑えることが
できる。
ときの時間に比べて短時間としているため、満充電まで
の所要時間の連続充電の場合からの増大を抑えることが
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す２次電池の充電制御方
法における充電装置の構成図、第２図（ａ）（ｂ）は、
それぞれ本発明の一実施例を示す２次電池の充電制御方
法を説明するための２次電池電圧波形図および充電電流
波形図、第３図（ａ）（ｂ）はそれぞれ従来の２次電池
の充電制御方法を説明するための２次電池電圧波形図お
よび充電電流波形図である。 １……定電流源、５……検出制御回路、６……充電装
置、７……２次電池、Ｃ……定期的に短時間、充電電流
をしゃ断した充電電流波形。
法における充電装置の構成図、第２図（ａ）（ｂ）は、
それぞれ本発明の一実施例を示す２次電池の充電制御方
法を説明するための２次電池電圧波形図および充電電流
波形図、第３図（ａ）（ｂ）はそれぞれ従来の２次電池
の充電制御方法を説明するための２次電池電圧波形図お
よび充電電流波形図である。 １……定電流源、５……検出制御回路、６……充電装
置、７……２次電池、Ｃ……定期的に短時間、充電電流
をしゃ断した充電電流波形。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−20131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−119637（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−133843（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−139651（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−7667（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02J 7/04 - 7/10
Claims (1)
- 【請求項１】２次電池への充電電流を任意の一定周期で
しゃ断し、そのしゃ断している期間を、前記充電電流を
流している期間に比べて短時間とし、前記充電電流をし
ゃ断する直前の前記２次電池の電圧と、前記充電電流を
しゃ断しているときの前記２次電池の電圧との差を算出
し、その電圧差が所定値を越えたときに前記２次電池の
満充電状態を検知する２次電池の充電制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1218160A JP2988670B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | ２次電池の充電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1218160A JP2988670B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | ２次電池の充電制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382343A JPH0382343A (ja) | 1991-04-08 |
| JP2988670B2 true JP2988670B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=16715577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1218160A Expired - Fee Related JP2988670B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | ２次電池の充電制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2988670B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3430264B2 (ja) * | 1992-06-23 | 2003-07-28 | ソニー株式会社 | 充電装置 |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP1218160A patent/JP2988670B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0382343A (ja) | 1991-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |