JP3113219B2 - バッテリ充電器 - Google Patents

バッテリ充電器

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JP3113219B2 JP09174057A JP17405797A JP3113219B2 JP 3113219 B2 JP3113219 B2 JP 3113219B2 JP 09174057 A JP09174057 A JP 09174057A JP 17405797 A JP17405797 A JP 17405797A JP 3113219 B2 JP3113219 B2 JP 3113219B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリ充電器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、携帯電話機、無線電話機、ページ
ャなどの端末機は充電式バッテリを主電源として使用す
る。従ってこれら端末機では、一回の充電で可能な通話
及び待機時間が重要視される。しかしながら、このよう
な充電式バッテリには寿命を短縮させる多くの要因が存
在するので、注意が必要である。その一つがメモリ効果
(Memory Effect) で、これは、完全に電池を使い切らな
いうちに充電を繰り返したときに、その充電時の電圧を
記憶する形で化学反応を起こしてしまい、放電容量が次
第に低下して本来の自己容量に達しなくなる現象であ
る。この他にも充電式バッテリの容量減少の原因には、
過充電、過放電などがある。
【０００３】図１に、バッテリ充電器の回路図を示す。
充電電源を供給するアダプタ１１２が交流電源ＡＣから
直流電源ＤＣを生成してノードＮ１へ出力し、ノードＮ
１に接続された定電流部１１４がノードＮ１の電流を定
電流にして出力する。
【０００４】定電流部１１４と充電式バッテリ１１８と
の間の充電ノードＮ２には放電誘導部１１６が接続され
ており、この放電誘導部１１６は、抵抗１０及び該抵抗
１０に直列接続されたスイッチ手段１２からなる。ま
た、ノードＮ１と充電式バッテリ１１８のマイナス側と
の間には充電表示部１２０が接続され、この充電表示部
１２０は、抵抗２、発光ダイオード４、トランジスタ６
の直列接続で構成されている。
【０００５】充電のために充電式バッテリ１１８が装着
されれば、アダプタ１１２による充電電流が定電流部１
１４を通じて充電式バッテリ１１８へ提供される。ま
た、充電式バッテリ１１８が装着されるとトランジスタ
６のベース端に電圧が供給されるので、トランジスタ６
はターンオン状態となる。これは、充電式バッテリ１１
８が完全な放電状態にはなくてトランジスタ６の動作電
圧を保持しているためである。従って、発光ダイオード
４が発光し、充電中であることを表示する。
【０００６】このときに完全放電が必要であると判断さ
れる場合は、スイッチ１２を操作してターンオン状態に
すると、充電式バッテリ１１８は充電ノードＮ２を通じ
て完全放電する。この完全放電は、メモリ効果を防止し
てバッテリ容量を維持するために必要となる。放電後は
スイッチ１２をターンオフさせれば、定電流部１１４の
定電流が充電用抵抗８を通して充電式バッテリ１１８に
印加され、充電動作が開始される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来では
メモリ効果防止のために、スイッチ１２の手動操作によ
る強制放電を行わなければならず、使用者が放電の実施
を判断し放電時間を見極めなければならない。このた
め、過放電になって充電がうまくいかなくなることがあ
ったり、スイッチ操作のし忘れなどの心配が常にあり、
安定性の面で改善の余地がある。
【０００８】そこで本発明の目的は、自動的に完全放電
を判断することができ、そして、完全放電がすむと自動
的に充電モードへ移行するバッテリ充電器を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的のために本発明
では、バッテリが装填されるとバッテリ電圧をチェック
し、予め設定してある基準電圧と比較することより完全
放電するかどうか判断する回路を設けるようにする。ま
た、放電中のバッテリ電圧を監視し、予め設定された基
準電圧以下になった場合には放電動作から充電動作へ切
換える回路を設けるようにする。
【００１０】即ち、本発明のバッテリ充電器は、充電対
象のバッテリの電圧を放電判断用基準電圧と比較した結
果に従いオンして前記バッテリを放電させる放電スイッ
チと、前記比較結果に従いオフしてバッテリの充電を止
める充電スイッチと、を充電ノードに備えており、前記
放電スイッチと前記充電スイッチとが前記比較結果によ
ってともにスイッチングするようになっていることを特
徴とする。この場合、放電判断用基準電圧よりも低い充
電判断用基準電圧と充電ノードの電圧とを比較した結果
に従い放電スイッチをオフさせる構成としておくとよ
い。このときの放電判断用基準電圧は充電対象のバッテ
リを完全放電させる上限値、充電判断用基準電圧は前記
バッテリが過放電となる完全放電の下限値とする。
【００１１】また本発明のバッテリ充電器によれば、充
電対象のバッテリをつなぐ充電ノードの電圧を充電判断
用基準電圧と比較した結果に従いオフしてバッテリの放
電を止める放電スイッチと、前記比較結果に従いオンし
てバッテリを充電させる充電スイッチと、を充電ノード
に備えており、前記放電スイッチと前記充電スイッチと
が前記比較結果によってともにスイッチングするように
なっていることを特徴とする。このときの充電判断用基
準電圧は、充電対象のバッテリが過放電となる完全放電
の下限値とする。
【００１２】或いは、本発明によれば、交流電源を直流
電源に変換して充電ノードへ送り充電を行うバッテリ充
電器において、放電判断用基準電圧及びこれより低い充
電判断用基準電圧と前記充電ノードの電圧とを比較し、
該充電ノードの電圧が前記放電判断用基準電圧と前記充
電判断用基準電圧との間にあると放電信号を出力し、前
記充電ノードの電圧が前記充電判断用基準電圧以下であ
ると充電信号を出力する充放電制御部と、前記充電信号
に従い前記直流電源から前記充電ノードへの充電電流路
を形成し、前記放電信号に従い前記充電電流路を開成す
る充電スイッチと、前記放電信号に従い前記充電ノード
の放電路を形成し、前記充電信号に従い前記充電ノード
の放電路を開成する放電スイッチと、を備えたことを特
徴とする。
【００１３】その充放電制御部は、プラス端子に充電ノ
ードの電圧を受けてマイナス端子の放電判断用基準電圧
よりも高ければ充電信号を出力し、低ければ放電信号を
出力する放電判断用比較器と、プラス端子に前記充電ノ
ードの電圧を受けてマイナス端子の充電判断用基準電圧
よりも高ければ非活性信号を前記放電判断用比較器のマ
イナス端子へ出力して放電信号を維持させ、低ければ活
性信号を前記放電判断用比較器のマイナス端子へ出力し
て充電信号を発生させる充電判断用比較器と、前記充電
信号に従い前記充電判断用比較の出力を接地させるホー
ルドスイッチと、からなるものとすることができる。ま
た、装着されたバッテリの電圧に従い充電中であること
を表示する充電表示部を備えることもできる。放電判断
用基準電圧は充電対象のバッテリを完全放電させる上限
値、充電判断用基準電圧は前記バッテリが過放電となる
完全放電の下限値とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。
【００１５】図２に、本例のバッテリ充電器の回路図を
示す。アダプタ１１２は、交流電源ＡＣを直流電源ＤＣ
に変換してノードＮ１へ出力する。このノードＮ１に接
続された定電流部１１４は、その直流電源ＤＣから定電
流を提供する。
【００１６】定電流部１１４による充電電流は、抵抗２
２及び充電スイッチ３２を介して充電ノードＮ２へ送ら
れる。充電スイッチ３２はＮＰＮトランジスタから構成
され、ライン３６が高レベルの充電信号のときに電流を
流す。これにより、充電電流の許容／抑止が制御され
る。
【００１７】充電ノードＮ２には放電誘導部２２０が接
続され、この放電誘導部２２０は、放電用抵抗２８及び
放電スイッチのＰＮＰトランジスタ３０から構成され
る。放電スイッチ３０は、ライン３６が低レベルの放電
信号のときに電流を流し、これにより充電ノードＮ２を
接地へつないで完全放電を誘導する。
【００１８】充放電制御部２２２は、放電判断用比較器
２４、充電判断用比較器２６、ホールドスイッチのＮＰ
Ｎトランジスタ３４から構成される。放電判断用比較器
２４のプラス（＋）端子（非反転入力端子）は出力充電
ノードＮ２に接続され、マイナス（−）端（反転入力端
子）は放電判断用基準電圧Ｖｒｅｆ１に接続される。ま
た、充電判断用比較器２６のプラス端子は出力充電ノー
ドＮ２に接続され、マイナス端子は充電判断用基準電圧
Ｖｒｅｆ２に接続される。従って、プラス端子へつなが
る充電ノードＮ２の電圧がマイナス端子の基準電圧Ｖｒ
ｅｆ１より高いときに放電判断用比較器２４は充電信号
をライン３６へ出力し、プラス端子の電圧がマイナス端
子の電圧より低い場合には、放電信号をライン３６へ出
力する。また、充電判断用比較器２６は、プラス端子の
電圧がマイナス端子の基準電圧Ｖｒｅｆ２より高ときに
高レベルの非活性信号を出力し、プラス端子の電圧がマ
イナス端子の電圧より低い場合には低レベルの活性信号
を出力する。
【００１９】ホールドスイッチ３４は、ライン３６が充
電信号になるとオンし、放電判断用比較器２４のマイナ
ス端を接地へ接続する。これにより放電判断用比較器２
４の出力は高レベルにホールドされることになる。
【００２０】この充放電制御部２２２において、放電判
断用基準電圧Ｖｒｅｆ１は完全放電しなければならない
と判断されるバッテリ電圧の最大レベルで、バッテリ１
１８の充電状態が５０％のときのレベルに一致する。ま
た充電判断用基準電圧Ｖｒｅｆ２は過放電の始まるレベ
ルで、これを超えるとバッテリ１１８が過放電となる。
つまり、バッテリ１１８の電圧が放電判断用基準電圧Ｖ
ｒｅｆ１〜充電判断用基準電圧Ｖｒｅｆ２の間にあると
きに完全放電必要とみなされる。
【００２１】充電式バッテリ１１８は充電ノードＮ２に
プラス側をつないで充電され、放電誘導部２２０のオン
時に強制放電の状態になる。充電表示部１２０は、抵抗
２、発光ダイオード４、ＮＰＮトランジスタ６から構成
される従来同様の構成である。
【００２２】まず、装着された充電式バッテリ１１８が
完全放電の必要なレベルより高い状態にある場合を説明
する。この場合は充電状態が５０％以上でメモリ効果の
心配がないということなので、完全放電は不要で直ちに
充電モードが実行される。
【００２３】即ち、充電ノードＮ２の電圧が放電判断用
基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも高いので、放電判断用比較器
２４は高レベル出力となり、放電スイッチ３０がオフす
る一方、充電スイッチ３２がオンする。従って、定電流
部１１４の充電電流が充電ノードＮ２へ送られる。また
このとき、充電ノードＮ２の電圧が充電判断用基準電圧
Ｖｒｅｆ２よりも高いことになるので充電判断用比較器
２６から高レベルの非活性信号が出力されるが、ホール
ドスイッチ３４が充電信号に従いオン状態にあるため接
地され、放電判断用比較器２４の動作に影響することは
ない。
【００２４】次に、充電式バッテリ１１８が放電判断用
基準電圧Ｖｒｅｆ１より低く充電判断用基準電圧Ｖｒｅ
ｆ２より高いレベルにある場合を説明する。この場合は
メモリ効果を防止するために完全放電を実施する必要が
ある。
【００２５】充電ノードＮ２の電圧は放電判断用基準電
圧Ｖｒｅｆ１より低くなるので、放電判断用比較器２４
は低レベルの放電信号を出力する。一方、充電ノードＮ
２の電圧は充電判断用基準電圧Ｖｒｅｆ２よりは高いの
で、充電判断用比較器２６は高レベルを出力する。この
とき、放電判断用比較器２４の低レベル出力によりホー
ルドスイッチ３４はオフしているので、充電判断用比較
器２６の高レベル出力が放電判断用比較器２４のマイナ
ス端子へ送られ、充電信号が確実にホールドされる。こ
の充電信号に従い放電スイッチ３０はオン、充電スイッ
チ３２はオフとなり、充電ノードＮ２は接地へ接続さ
れ、充電式バッテリ１１８は放電する。
【００２６】そして、放電が進んで充電ノードＮ２の電
圧が充電判断用基準電圧Ｖｒｅｆ２より低くなると、充
電判断用比較器２６から低レベルの活性信号が出力され
る。すると、放電判断用比較器２４のマイナス端子がそ
の充電判断用比較器２６の出力により低レベルへ遷移す
る。これによりプラス端子よりもマイナス端子の方が低
くなるので、放電判断用比較器２４は高レベル出力へ転
換し、放電スイッチ３０がオフ、充電スイッチ３２がオ
ン、ホールドスイッチ３４もオンとなる。従って、定電
流部１１４の充電電流が充電ノードＮ２へ送られて充電
が行われる。
【００２７】この際に、ターンオンしたホールドスイッ
チ３４によって放電判断用比較器２４のマイナス端子が
接地され、放電判断用比較器２４の出力が固定されるの
で、充電ノードＮ２の電圧が放電判断用基準電圧Ｖｒｅ
ｆ１と充電判断用基準電圧Ｖｒｅｆ２との間にあっても
充電が継続される。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、放電モードと充電モー
ドを自動切換えすることを可能したので、メモリ効果の
防止と共に過放電も確実に防止され、安定性が高く充電
式バッテリの寿命をいっそう延長させられるという利点
がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のバッテリ充電器の回路図。
【図２】本発明によるバッテリ充電器の回路図。
【符号の説明】
２４，２６ 比較器 １１２ アダプタ １１４ 定電流部 １１８ 充電式バッテリ １２０ 充電表示部 ２２０ 完全放電誘導部 ２２２ 充放電制御部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−13925（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−31069（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−262854（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−145934（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−331425（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−372533（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−184077（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−307670（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−325794（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−325795（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−231537（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−502099（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−509697（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−503837（ＪＰ，Ａ) 米国特許4302714（ＵＳ，Ａ) 米国特許4323788（ＵＳ，Ａ) 米国特許4876495（ＵＳ，Ａ) 米国特許5182509（ＵＳ，Ａ) 米国特許5225762（ＵＳ，Ａ) 米国特許5280230（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/42 - 10/48 H02H 7/10 - 7/20 H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 ＰＣＩ（ＤＩＡＬＯＧ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交流電源を直流電源に変換して充電ノー
    ドへ送り充電を行うバッテリ充電器において、 放電判断用基準電圧及びこれより低い充電判断用基準電
    圧と前記充電ノードの電圧とを比較し、該充電ノードの
    電圧が前記放電判断用基準電圧と前記充電判断用基準電
    圧との間にあると放電信号を出力し、前記充電ノードの
    電圧が前記充電判断用基準電圧以下であると充電信号を
    出力する充放電制御部と、前記充電信号に従い前記直流
    電源から前記充電ノードへの充電電流路を閉成し、前記
    放電信号に従い前記充電電流路を開成する充電スイッチ
    と、前記放電信号に従い前記充電ノードの放電路を閉成
    し、前記充電信号に従い前記充電ノードの放電路を開成
    する放電スイッチと、を備え、 前記充放電制御部は、プラス端子に前記充電ノードの電
    圧を受けてマイナス端子の前記放電判断用基準電圧より
    も高ければ前記充電信号を出力し、低ければ前記放電信
    号を出力する放電判断用比較器と、プラス端子に前記充
    電ノードの電圧を受けてマイナス端子の前記充電判断用
    基準電圧よりも高ければ非活性信号を前記放電判断用比
    較器のマイナス端子へ出力して前記放電信号を維持さ
    せ、低ければ活性信号を前記放電判断用比較器のマイナ
    ス端子へ出力して前記充電信号を発生させる充電判断用
    比較器と、前記充電信号に従い前記充電判断用比較器の
    出力を接地させるホールドスイッチと、からなることを
    特徴とするバッテリ充電器。
  2. 【請求項２】 装着されたバッテリの電圧に従い充電中
    であることを表示する充電表示部をさらに備える請求項
    １記載のバッテリ充電器。
  3. 【請求項３】 放電判断用基準電圧は充電対象のバッテ
    リを完全放電させる上限値、充電判断用基準電圧はバッ
    テリが過放電となる完全放電の下限値である請求項１又
    は請求項２記載のバッテリ充電器。
JP09174057A 1996-06-29 1997-06-30 バッテリ充電器 Expired - Fee Related JP3113219B2 (ja)

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