JP2995142B2 - 直列電池の充電装置 - Google Patents
直列電池の充電装置Info
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- JP2995142B2 JP2995142B2 JP6098560A JP9856094A JP2995142B2 JP 2995142 B2 JP2995142 B2 JP 2995142B2 JP 6098560 A JP6098560 A JP 6098560A JP 9856094 A JP9856094 A JP 9856094A JP 2995142 B2 JP2995142 B2 JP 2995142B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、リチウム二次電池な
どを直列接続して充電する充電装置に関し、特に、いず
れの電池も過充電することなく、できるだけ短時間です
べての電池をバランス良く満充電するための充電制御に
関する。
どを直列接続して充電する充電装置に関し、特に、いず
れの電池も過充電することなく、できるだけ短時間です
べての電池をバランス良く満充電するための充電制御に
関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池などを対象とした直列
電池の充電装置としては、特開平４−３３１４２５号公
報に記載のものが代表的である。この従来技術の充電装
置では、充電用電源から直列電池への充電電流路にスイ
ッチング素子を挿入するとともに、直列接続されている
個々の電池の端子電圧をそれぞれ個別の電圧検出器に入
力する。そして直列電池の充電中に、いずれか１つの電
池でも端子電圧が設定値（充電満了電圧）に達すると、
該当の電圧検出器からの検出信号によって前記スイッチ
ング素子がオフとなり、電池群への充電経路が遮断され
る。このようにして過充電になるのを防止している。ま
た、電圧検出器で各電池の過充電レベルの電圧を検出す
るように構成し、過充電が検出された電池については充
電を停止するだけでなく、その電池を適宜に放電して各
電池の容量バランスを是正するように考慮された充電装
置も知られている。
電池の充電装置としては、特開平４−３３１４２５号公
報に記載のものが代表的である。この従来技術の充電装
置では、充電用電源から直列電池への充電電流路にスイ
ッチング素子を挿入するとともに、直列接続されている
個々の電池の端子電圧をそれぞれ個別の電圧検出器に入
力する。そして直列電池の充電中に、いずれか１つの電
池でも端子電圧が設定値（充電満了電圧）に達すると、
該当の電圧検出器からの検出信号によって前記スイッチ
ング素子がオフとなり、電池群への充電経路が遮断され
る。このようにして過充電になるのを防止している。ま
た、電圧検出器で各電池の過充電レベルの電圧を検出す
るように構成し、過充電が検出された電池については充
電を停止するだけでなく、その電池を適宜に放電して各
電池の容量バランスを是正するように考慮された充電装
置も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の直列電
池の充電装置では、１つでも電池電圧が設定値以上にな
ると全体の充電を停止するので、各電池の残存容量や特
性にばらつきがあると、もっとも充電満了のはやい電池
によって充電時間が規定されてしまい、容量に余裕のあ
る他の電池を満充電することができない。この問題を解
消するために、電池群の直列電圧が各電池の充電満了電
圧の合計値に達したことを検出して充電を停止する構成
が考えられる。しかしそうした場合には、ある電池が過
充電状態になっているのに充電を続行してしまう事態が
生じやすい。さらに、過充電になった電池を放電するこ
とで各電池の容量バランスを是正するという構成は、電
池を過充電状態に導いてしまうので、電池の種類によっ
てははなはだ好ましくない方式である。
池の充電装置では、１つでも電池電圧が設定値以上にな
ると全体の充電を停止するので、各電池の残存容量や特
性にばらつきがあると、もっとも充電満了のはやい電池
によって充電時間が規定されてしまい、容量に余裕のあ
る他の電池を満充電することができない。この問題を解
消するために、電池群の直列電圧が各電池の充電満了電
圧の合計値に達したことを検出して充電を停止する構成
が考えられる。しかしそうした場合には、ある電池が過
充電状態になっているのに充電を続行してしまう事態が
生じやすい。さらに、過充電になった電池を放電するこ
とで各電池の容量バランスを是正するという構成は、電
池を過充電状態に導いてしまうので、電池の種類によっ
てははなはだ好ましくない方式である。
【０００４】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、いずれの電池も過充電する
ことなく、できるだけ短時間ですべての電池を満充電で
きるとともに、各電池の容量バランスを整える機能も有
する直列電池の充電装置を提供することにある。
されたもので、その目的は、いずれの電池も過充電する
ことなく、できるだけ短時間ですべての電池を満充電で
きるとともに、各電池の容量バランスを整える機能も有
する直列電池の充電装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る直列電池
の充電装置は、制御信号に応動して直流出力電圧が変化
する可変電圧電源回路の出力端に充電対象の複数の電池
を直列に接続し、これら直列電池を充電する基本構成で
ある。また前記直列電池の個々の端子間にはそれぞれ電
圧検出器が接続されている。この電圧検出器はシャント
レギュレータを用いて構成されていて、前記複数の電池
のいずれかの電圧が充電満了電圧に達したときに当該電
池の端子間に接続されている前記シャントレギュレータ
が導通し、当該シャントレギュレータ自身が当該電池の
充電電流をバイパスするバイパス電流路となる。また前
記電圧検出器は出力トランジスタを含んでおり、当該電
池の電圧と充電満了電圧との差がゼロになる近辺で当該
電池の端子間に接続されている前記電圧検出器における
前記シャントレギュレータが導通することによって当該
電圧検出器の出力トランジスタから導き出される出力レ
ベルが急変するように構成されている。また、充電によ
り前記各電池の電圧が上昇する過程において、前記複数
の電圧検出器の出力のうちのもっとも大きなレベルを生
じている出力が選択回路により抽出されるように構成さ
れ、この選択回路の出力を前記電源回路の前記制御信号
とするフィードバック制御ループが構成されている。こ
のフィードバック制御ループは、前記選択回路にて出力
抽出された前記電圧検出器と接続されている当該電池の
電圧が前記充電満了電圧にほぼ等しくなるように、前記
電源回路の出力電圧を制御する。
の充電装置は、制御信号に応動して直流出力電圧が変化
する可変電圧電源回路の出力端に充電対象の複数の電池
を直列に接続し、これら直列電池を充電する基本構成で
ある。また前記直列電池の個々の端子間にはそれぞれ電
圧検出器が接続されている。この電圧検出器はシャント
レギュレータを用いて構成されていて、前記複数の電池
のいずれかの電圧が充電満了電圧に達したときに当該電
池の端子間に接続されている前記シャントレギュレータ
が導通し、当該シャントレギュレータ自身が当該電池の
充電電流をバイパスするバイパス電流路となる。また前
記電圧検出器は出力トランジスタを含んでおり、当該電
池の電圧と充電満了電圧との差がゼロになる近辺で当該
電池の端子間に接続されている前記電圧検出器における
前記シャントレギュレータが導通することによって当該
電圧検出器の出力トランジスタから導き出される出力レ
ベルが急変するように構成されている。また、充電によ
り前記各電池の電圧が上昇する過程において、前記複数
の電圧検出器の出力のうちのもっとも大きなレベルを生
じている出力が選択回路により抽出されるように構成さ
れ、この選択回路の出力を前記電源回路の前記制御信号
とするフィードバック制御ループが構成されている。こ
のフィードバック制御ループは、前記選択回路にて出力
抽出された前記電圧検出器と接続されている当該電池の
電圧が前記充電満了電圧にほぼ等しくなるように、前記
電源回路の出力電圧を制御する。
【０００６】
【作用】複数の電池を直列に充電する場合、各電池の容
量や残量のばらつきなどにより各電池の端子電圧には差
が生じるのが普通である。この発明による前記の充電装
置では、充電中にもっとも高い端子電圧を示す電池に着
目し、その電池電圧が前記充電満了電圧にほぼ等しくな
るように、前記電源回路の出力電圧がフィードバック制
御される。また同時に、充電満了電圧に達した電池をバ
イパスするバイパス電流路が形成され、当該電池をバイ
パスして他の電池に対する充電電流が供給される。つま
り、いずれの電池も過充電になることは絶対になく、各
電池の容量バランスが補正されつつ充電が進行し、しか
もその条件の範囲内で充電電圧（前記電源回路の出力電
圧）が最大に保たれる。従って、単電池の定電圧充電方
式に近い能率で短時間に各電池をバランス良く充電する
ことができる。とくに、前記電圧検出器は前記シャント
レギュレータおよび前記出力トランジスタを用い、これ
に接続された前記電池の電圧が所定値を超えると前記シ
ャントレギュレータが導通して当該電池の充電電流をバ
イパスするバイパス電流路になると同時に、前記シャン
トレギュレータの導通に対応した出力を前記出力トラン
ジスタから前記選択回路に供給するように構成されてい
る。つまり、各電池の電圧を検出する電圧検出器がその
一部として前記バイパス電流路を内包した構成としてい
るので、回路素子が少なくて済む。
量や残量のばらつきなどにより各電池の端子電圧には差
が生じるのが普通である。この発明による前記の充電装
置では、充電中にもっとも高い端子電圧を示す電池に着
目し、その電池電圧が前記充電満了電圧にほぼ等しくな
るように、前記電源回路の出力電圧がフィードバック制
御される。また同時に、充電満了電圧に達した電池をバ
イパスするバイパス電流路が形成され、当該電池をバイ
パスして他の電池に対する充電電流が供給される。つま
り、いずれの電池も過充電になることは絶対になく、各
電池の容量バランスが補正されつつ充電が進行し、しか
もその条件の範囲内で充電電圧（前記電源回路の出力電
圧）が最大に保たれる。従って、単電池の定電圧充電方
式に近い能率で短時間に各電池をバランス良く充電する
ことができる。とくに、前記電圧検出器は前記シャント
レギュレータおよび前記出力トランジスタを用い、これ
に接続された前記電池の電圧が所定値を超えると前記シ
ャントレギュレータが導通して当該電池の充電電流をバ
イパスするバイパス電流路になると同時に、前記シャン
トレギュレータの導通に対応した出力を前記出力トラン
ジスタから前記選択回路に供給するように構成されてい
る。つまり、各電池の電圧を検出する電圧検出器がその
一部として前記バイパス電流路を内包した構成としてい
るので、回路素子が少なくて済む。
【０００７】
【実施例】この発明の一実施例による充電装置の構成を
図１と図２に示している。この実施例では２個のリチウ
ム二次電池Ｂ１とＢ２を直列にして充電する。充電用の
可変電圧電源回路はチョッパ制御方式のＤＣ−ＤＣコン
バータ１である。交流電源２から整流回路３と平滑回路
４でつくった直流がＤＣ−ＤＣコンバータ１の入力とな
る。ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、スイッチング制御回路
１ａにより高い周波数でオン・オフされるスイッチング
素子Ｑ１と、このスイッチング素子Ｑ１とともに直列に
平滑回路４に接続されたインダクタＬ１およびコンデン
サＣ１と、Ｌ１およびＣ１に並列接続されたダイオード
Ｄ１とを含み、コンデンサＣ１から平滑された直流出力
を得るものである。よく知られているように、スイッチ
ング制御回路１ａは電圧制御信号に応動してスイッチン
グ素子Ｑ１のスイッチング・パルスのデューティ比を変
化させ、その変化によってＤＣ−ＤＣコンバータ１の出
力電圧Ｖout を変化させる。直列電池Ｂ１とＢ２は、充
電初期に過大な電流が流れるのを防止するための初期電
流制限用抵抗Ｒ１を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１の出
力端に接続されている。
図１と図２に示している。この実施例では２個のリチウ
ム二次電池Ｂ１とＢ２を直列にして充電する。充電用の
可変電圧電源回路はチョッパ制御方式のＤＣ−ＤＣコン
バータ１である。交流電源２から整流回路３と平滑回路
４でつくった直流がＤＣ−ＤＣコンバータ１の入力とな
る。ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、スイッチング制御回路
１ａにより高い周波数でオン・オフされるスイッチング
素子Ｑ１と、このスイッチング素子Ｑ１とともに直列に
平滑回路４に接続されたインダクタＬ１およびコンデン
サＣ１と、Ｌ１およびＣ１に並列接続されたダイオード
Ｄ１とを含み、コンデンサＣ１から平滑された直流出力
を得るものである。よく知られているように、スイッチ
ング制御回路１ａは電圧制御信号に応動してスイッチン
グ素子Ｑ１のスイッチング・パルスのデューティ比を変
化させ、その変化によってＤＣ−ＤＣコンバータ１の出
力電圧Ｖout を変化させる。直列電池Ｂ１とＢ２は、充
電初期に過大な電流が流れるのを防止するための初期電
流制限用抵抗Ｒ１を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１の出
力端に接続されている。
【０００８】また、電池Ｂ１の端子間には電圧検出器５
ａが接続され、電池Ｂ２の端子間には電圧検出器５ｂが
接続されている。図２に示すように、電圧検出器５ａと
５ｂは同一の構成であり、入力電圧（Ｖ１またはＶ２）
を電源として動作する比較器５１を中心要素とし、入力
電圧を抵抗Ｒ２とＲ３で分割した電圧（ＶｘまたはＶ
ｙ）を比較器５１のプラス端子に印加するとともに、定
電圧発生器５２によりつくった一定電圧Ｖｆを比較器５
１のマイナス端子に印加する構成である。
ａが接続され、電池Ｂ２の端子間には電圧検出器５ｂが
接続されている。図２に示すように、電圧検出器５ａと
５ｂは同一の構成であり、入力電圧（Ｖ１またはＶ２）
を電源として動作する比較器５１を中心要素とし、入力
電圧を抵抗Ｒ２とＲ３で分割した電圧（ＶｘまたはＶ
ｙ）を比較器５１のプラス端子に印加するとともに、定
電圧発生器５２によりつくった一定電圧Ｖｆを比較器５
１のマイナス端子に印加する構成である。
【０００９】この例では電池Ｂ１およびＢ２の充電満了
電圧を４．２ボルトとする。そして、電池Ｂ１の端子電
圧Ｖ１が上昇して４．２ボルトに達すると、電圧検出器
５ａにおける分割入力電圧Ｖｘが設定電圧Ｖｆにほぼ等
しくなり、この状態の前後で比較器５１の出力が低レベ
ルから高レベルに急変する。
電圧を４．２ボルトとする。そして、電池Ｂ１の端子電
圧Ｖ１が上昇して４．２ボルトに達すると、電圧検出器
５ａにおける分割入力電圧Ｖｘが設定電圧Ｖｆにほぼ等
しくなり、この状態の前後で比較器５１の出力が低レベ
ルから高レベルに急変する。
【００１０】まったく同様に、電池Ｂ２の端子電圧Ｖ２
が上昇して４．２ボルトに達すると、電圧検出器５ｂに
おける分割入力電圧Ｖｙが設定電圧Ｖｆにほぼ等しくな
り、この状態の前後で比較器５１の出力が低レベルから
高レベルに急変する。
が上昇して４．２ボルトに達すると、電圧検出器５ｂに
おける分割入力電圧Ｖｙが設定電圧Ｖｆにほぼ等しくな
り、この状態の前後で比較器５１の出力が低レベルから
高レベルに急変する。
【００１１】また、電池Ｂ１にはバイパス電流路となる
スイッチ７ａと抵抗８ａの直列回路が並列接続され、電
池Ｂ２にはバイパス電流路となるスイッチ７ｂと抵抗８
ｂの直列回路が並列接続されている。スイッチ７ａと７
ｂは通常オフしており、電圧検出器５ａの出力が高レベ
ルに反転するとスイッチ７ａがオンし、電圧検出器５ｂ
の出力が高レベルに反転するとスイッチ７ｂがオンす
る。
スイッチ７ａと抵抗８ａの直列回路が並列接続され、電
池Ｂ２にはバイパス電流路となるスイッチ７ｂと抵抗８
ｂの直列回路が並列接続されている。スイッチ７ａと７
ｂは通常オフしており、電圧検出器５ａの出力が高レベ
ルに反転するとスイッチ７ａがオンし、電圧検出器５ｂ
の出力が高レベルに反転するとスイッチ７ｂがオンす
る。
【００１２】選択回路６は、図２に示すように、２つの
比較器５１の出力をワイヤードオア接続する２つのダイ
オードＤ２およびＤ３と、ダイオードＤ２とＤ３の接続
点の電圧を入力とするバッファアンプ６ａとからなる。
この選択回路６では、電圧比較器５ａの出力と電圧比較
器５ｂの出力のうちのいずれか高いレベルの信号が抽出
される。その抽出された信号がバッファアンプ６ａを介
してＤＣ−ＤＣコンバータ１の電圧制御信号としてスイ
ッチング制御回路１ａに入力される。これによりＤＣ−
ＤＣコンバータ１の電圧を制御するフィードバック制御
ループが構成されている。
比較器５１の出力をワイヤードオア接続する２つのダイ
オードＤ２およびＤ３と、ダイオードＤ２とＤ３の接続
点の電圧を入力とするバッファアンプ６ａとからなる。
この選択回路６では、電圧比較器５ａの出力と電圧比較
器５ｂの出力のうちのいずれか高いレベルの信号が抽出
される。その抽出された信号がバッファアンプ６ａを介
してＤＣ−ＤＣコンバータ１の電圧制御信号としてスイ
ッチング制御回路１ａに入力される。これによりＤＣ−
ＤＣコンバータ１の電圧を制御するフィードバック制御
ループが構成されている。
【００１３】スイッチング制御回路１ａは、前記比較器
５１の出力レベルが急変する過渡状態において、前記フ
ィードバック制御ループにより線形な制御が行われる特
性になっている。
５１の出力レベルが急変する過渡状態において、前記フ
ィードバック制御ループにより線形な制御が行われる特
性になっている。
【００１４】以上の構成において、直列電池Ｂ１とＢ２
の充電が開始されると、初期充電電流により電池電圧Ｖ
１およびＶ２が急速に上昇する。そして例えば、一方の
電池Ｂ１の端子電圧Ｖ１の方が他方の電池電圧Ｖ２より
早く上昇し、電池電圧Ｖ１がほぼ充電満了電圧（４．２
ボルト）になったとする。そうすると電圧検出器５ａの
比較器５１の出力が低レベルから高レベルに急変し、そ
の出力レベルが選択回路６を介してＤＣ−ＤＣコンバー
タ１の電圧制御信号となる。そして、比較器５１の出力
レベル変化の過渡状態で線形制御が行われる結果、ＤＣ
−ＤＣコンバータ１の出力電圧Ｖout は、電池電圧Ｖ１
が充電満了電圧（４．２ボルト）にほぼ一致するように
フィードバック制御される。つまり次式の状態が保たれ
るようにフィードバック制御ループが機能する。
の充電が開始されると、初期充電電流により電池電圧Ｖ
１およびＶ２が急速に上昇する。そして例えば、一方の
電池Ｂ１の端子電圧Ｖ１の方が他方の電池電圧Ｖ２より
早く上昇し、電池電圧Ｖ１がほぼ充電満了電圧（４．２
ボルト）になったとする。そうすると電圧検出器５ａの
比較器５１の出力が低レベルから高レベルに急変し、そ
の出力レベルが選択回路６を介してＤＣ−ＤＣコンバー
タ１の電圧制御信号となる。そして、比較器５１の出力
レベル変化の過渡状態で線形制御が行われる結果、ＤＣ
−ＤＣコンバータ１の出力電圧Ｖout は、電池電圧Ｖ１
が充電満了電圧（４．２ボルト）にほぼ一致するように
フィードバック制御される。つまり次式の状態が保たれ
るようにフィードバック制御ループが機能する。
【００１５】Ｖout ＝４．２＋Ｖ２ また同時に、電圧検出器５ａの比較器５１の出力が高レ
ベルに反転したのを受けてスイッチ７ａがオンし、電池
Ｂ１をバイパスするスイッチ７ａと抵抗８ａからなるバ
イパス電流路が形成され、もう１つの電池Ｂ２に対する
充電電流はこのバイパス電流路を通して流れることにな
る。従って、電池Ｂ１が過充電にならない範囲で最高の
電圧Ｖout で充電が行われることになり、最終的には、
充電電流はほぼゼロまで減少する。その結果、２つの電
池Ｂ１および電池Ｂ２がともにバランス良く完全な満充
電となるまで、充電が継続して行われる。
ベルに反転したのを受けてスイッチ７ａがオンし、電池
Ｂ１をバイパスするスイッチ７ａと抵抗８ａからなるバ
イパス電流路が形成され、もう１つの電池Ｂ２に対する
充電電流はこのバイパス電流路を通して流れることにな
る。従って、電池Ｂ１が過充電にならない範囲で最高の
電圧Ｖout で充電が行われることになり、最終的には、
充電電流はほぼゼロまで減少する。その結果、２つの電
池Ｂ１および電池Ｂ２がともにバランス良く完全な満充
電となるまで、充電が継続して行われる。
【００１６】この発明の他の実施例の要部構成を図３に
示している。この実施例の特徴は、各電池Ｂ１（Ｂ２）
の電圧を検出する電圧検出器５ａ（５ｂ）がその一部と
して前記バイパス電流路を内包していることにある。つ
まり電圧検出器５ａ（５ｂも同じ）はシャントレギュレ
ータ５３を用いて構成されている。シャントレギュレー
タ５３はオペアンプとツェナーダイオードとが図のよう
に接続されたＩＣである（例えば製品番号ＨＡ１７４３
１）。電池Ｂ１の電圧が抵抗Ｒ４とＲ５で分割されてシ
ャントレギュレータ５３のリファレンス端子Ｒに印加さ
れ、シャントレギュレータ５３のアノード端子Ａは電池
Ｂ１のマイナス側に接続され、カソード端子Ｋは直列抵
抗Ｒ６とＲ７を介して電池Ｂ１のプラス側に接続されて
いる。抵抗Ｒ６とＲ７の中点がオープンコレクタ型の出
力トランジスタ５４のベースに接続され、トランジスタ
５４のコレクタが選択回路６に接続される。
示している。この実施例の特徴は、各電池Ｂ１（Ｂ２）
の電圧を検出する電圧検出器５ａ（５ｂ）がその一部と
して前記バイパス電流路を内包していることにある。つ
まり電圧検出器５ａ（５ｂも同じ）はシャントレギュレ
ータ５３を用いて構成されている。シャントレギュレー
タ５３はオペアンプとツェナーダイオードとが図のよう
に接続されたＩＣである（例えば製品番号ＨＡ１７４３
１）。電池Ｂ１の電圧が抵抗Ｒ４とＲ５で分割されてシ
ャントレギュレータ５３のリファレンス端子Ｒに印加さ
れ、シャントレギュレータ５３のアノード端子Ａは電池
Ｂ１のマイナス側に接続され、カソード端子Ｋは直列抵
抗Ｒ６とＲ７を介して電池Ｂ１のプラス側に接続されて
いる。抵抗Ｒ６とＲ７の中点がオープンコレクタ型の出
力トランジスタ５４のベースに接続され、トランジスタ
５４のコレクタが選択回路６に接続される。
【００１７】この構成において、充電過程で電池Ｂ１が
先に充電満了電圧に達すると、シャントレギュレータ５
３が導通してカソードＫからアノードＡに向けて電流が
流れ、それまでオフしていた出力トランジスタ５４がオ
ンする。そして、このシャントレギュレータ５３自身が
前記バイパス電流路となり、もう１つの電池Ｂ２への充
電電流が電池Ｂ１をバイパスしシャントレギュレータ５
３を通して流れることになる。この構成によれば回路素
子が少なくて済む。
先に充電満了電圧に達すると、シャントレギュレータ５
３が導通してカソードＫからアノードＡに向けて電流が
流れ、それまでオフしていた出力トランジスタ５４がオ
ンする。そして、このシャントレギュレータ５３自身が
前記バイパス電流路となり、もう１つの電池Ｂ２への充
電電流が電池Ｂ１をバイパスしシャントレギュレータ５
３を通して流れることになる。この構成によれば回路素
子が少なくて済む。
【００１８】以上の二つの実施例においては、バイパス
電流路が形成されたときのその導通抵抗は一定であった
が（図１の例では抵抗８ａおよび８ｂによりほぼ決ま
り、図３の例では抵抗Ｒ６およびＲ７でほぼ決まる）、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
つぎのように構成してもよい。電池Ｂ１が先に充電満了
電圧になり、電池Ｂ１をバイパスするバイパス電流路が
形成されたとすると、このときのバイパス電流路の導通
抵抗を電池Ｂ１とＢ２の電圧差に応じて変化させ、Ｂ２
への充電電流を適宜に制御するように構成する。この場
合、マイクロコンピュータを用い、そのＡ／Ｄ変換器付
き入力ポートに各電池の電圧を印加し、マイクロコンピ
ュータで各電池電圧を監視し、前記のようにＤＣ−ＤＣ
コンバータを制御するとともに、前記のようにバイパス
電流路を制御する。そして、そのバイパス電流路には値
の異なる限流抵抗を多数設けておき、マイクロコンピュ
ータがその電圧監視結果に応じて適切な値の限流抵抗を
バイパス電流路に組込むようにアナログスイッチを切替
制御する等の構成を採ることになる。
電流路が形成されたときのその導通抵抗は一定であった
が（図１の例では抵抗８ａおよび８ｂによりほぼ決ま
り、図３の例では抵抗Ｒ６およびＲ７でほぼ決まる）、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
つぎのように構成してもよい。電池Ｂ１が先に充電満了
電圧になり、電池Ｂ１をバイパスするバイパス電流路が
形成されたとすると、このときのバイパス電流路の導通
抵抗を電池Ｂ１とＢ２の電圧差に応じて変化させ、Ｂ２
への充電電流を適宜に制御するように構成する。この場
合、マイクロコンピュータを用い、そのＡ／Ｄ変換器付
き入力ポートに各電池の電圧を印加し、マイクロコンピ
ュータで各電池電圧を監視し、前記のようにＤＣ−ＤＣ
コンバータを制御するとともに、前記のようにバイパス
電流路を制御する。そして、そのバイパス電流路には値
の異なる限流抵抗を多数設けておき、マイクロコンピュ
ータがその電圧監視結果に応じて適切な値の限流抵抗を
バイパス電流路に組込むようにアナログスイッチを切替
制御する等の構成を採ることになる。
【００１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
直列電池の充電装置によれば、いずれの電池も過充電す
ることなく安全性がきわめて高く、また通常の定電圧充
電方式のように短時間で複数の電池をバランス良く満充
電でき、しかも各電池の電圧を検出する電圧検出器がそ
の一部としてバイパス電流路を内包しているので、回路
素子が少なくて済む。
直列電池の充電装置によれば、いずれの電池も過充電す
ることなく安全性がきわめて高く、また通常の定電圧充
電方式のように短時間で複数の電池をバランス良く満充
電でき、しかも各電池の電圧を検出する電圧検出器がそ
の一部としてバイパス電流路を内包しているので、回路
素子が少なくて済む。
【図１】この発明の一実施例による充電装置の全体的な
構成図である。
構成図である。
【図２】同上実施例装置における要部の詳細を示す構成
図である。
図である。
【図３】この発明の他の実施例の要部の詳細を示す構成
図である。
図である。
１ ＤＣ−ＤＣコンバータ（可変電圧電源回路） １ａ スイッチング制御回路 ５ａ、５ｂ 電圧検出器 ６ 選択回路 ７ａ、７ｂ バイパス電流路のスイッチ ８ａ、８ｂ バイパス電流路の抵抗 ５３ シャントレギュレータ Ｂ１、Ｂ２ 電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若尾 正一 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−336675（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−111177（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−133465（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−28491（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 制御信号に応動して直流出力電圧が変化
する可変電圧電源回路の出力端に充電対象の複数の電池
を直列に接続し、これら直列電池を充電する装置であっ
て、 前記直列電池の個々の端子間にそれぞれ電圧検出器が接
続されており、この電圧検出器はシャントレギュレータ
を用いて構成されていて、前記複数の電池のいずれかの
電圧が充電満了電圧に達したときに当該電池の端子間に
接続されている前記シャントレギュレータが導通し、当
該シャントレギュレータ自身が当該電池の充電電流をバ
イパスするバイパス電流路となる構成であるとともに、
前記電圧検出器は出力トランジスタを含んでおり、当該
電池の電圧と充電満了電圧との差がゼロになる近辺で当
該電池の端子間に接続されている前記電圧検出器におけ
る前記シャントレギュレータが導通することによって当
該電圧検出器の出力トランジスタから導き出される出力
レベルが急変する構成になっており、 充電により前記各電池の電圧が上昇する過程において、
前記複数の電圧検出器の出力のうちのもっとも大きなレ
ベルを生じている出力が選択回路により抽出されるよう
に構成され、 前記選択回路の出力を前記電源回路の前記制御信号とす
るフィードバック制御ループが構成されており、前記選
択回路にて出力抽出された前記電圧検出器と接続されて
いる当該電池の電圧が前記充電満了電圧にほぼ等しくな
るように、前記電源回路の出力電圧がフィードバック制
御される ことを特徴とする直列電池の充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6098560A JP2995142B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 直列電池の充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6098560A JP2995142B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 直列電池の充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308028A JPH07308028A (ja) | 1995-11-21 |
| JP2995142B2 true JP2995142B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=14223073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6098560A Expired - Fee Related JP2995142B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 直列電池の充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2995142B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7859226B2 (en) | 2007-07-17 | 2010-12-28 | Tdk-Lambda Corporation | Method and device for safety protection of secondary battery |
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|---|---|---|---|---|
| JP5462096B2 (ja) * | 2010-07-15 | 2014-04-02 | 株式会社マキタ | 電動工具用バッテリ |
| CN102545358B (zh) * | 2012-02-28 | 2013-10-09 | 江苏省电力公司徐州供电公司 | 一种具有全自动断开功能的充电器 |
| CN102545357B (zh) * | 2012-02-28 | 2013-10-23 | 江苏省电力公司徐州供电公司 | 一种全自停充电器 |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3429511B2 (ja) * | 1992-05-28 | 2003-07-22 | 東芝電池株式会社 | 二次電池の充電回路 |
| JP2861647B2 (ja) * | 1992-07-08 | 1999-02-24 | 松下電器産業株式会社 | 画像生成装置 |
| JPH06133465A (ja) * | 1992-08-27 | 1994-05-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 二次電池の充電方法及び充電装置 |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP6098560A patent/JP2995142B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7859226B2 (en) | 2007-07-17 | 2010-12-28 | Tdk-Lambda Corporation | Method and device for safety protection of secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07308028A (ja) | 1995-11-21 |
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