JP3219498B2 - ２次電池の充電回路 - Google Patents
２次電池の充電回路Info
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- JP3219498B2 JP3219498B2 JP31340292A JP31340292A JP3219498B2 JP 3219498 B2 JP3219498 B2 JP 3219498B2 JP 31340292 A JP31340292 A JP 31340292A JP 31340292 A JP31340292 A JP 31340292A JP 3219498 B2 JP3219498 B2 JP 3219498B2
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- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電池駆動可能な電子機
器において、内蔵電池に２次電池を用いた場合の充電回
路に係わり、特に前記２次電池に微少電流で充電を行う
トリクル充電後、検出回路による所定の電圧上昇に伴っ
て急速充電に切換えを行う２次電池の充電回路に関す
る。
器において、内蔵電池に２次電池を用いた場合の充電回
路に係わり、特に前記２次電池に微少電流で充電を行う
トリクル充電後、検出回路による所定の電圧上昇に伴っ
て急速充電に切換えを行う２次電池の充電回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般にポータブルタイプの電子機器は、
交流電源にＡＣアダプタを接続し、交流電圧を直流電圧
に変換して、機器本体を駆動すると共に、該機器に内蔵
の２次電池を備えたバッテリパックの上記２次電池を充
電する構成が広く用いられている。
交流電源にＡＣアダプタを接続し、交流電圧を直流電圧
に変換して、機器本体を駆動すると共に、該機器に内蔵
の２次電池を備えたバッテリパックの上記２次電池を充
電する構成が広く用いられている。
【０００３】この場合、近年はニッケルカドミウム電池
のように充電時間の短い急速充電可能な２次電池に対し
て微少電源によるトリクル充電と大電流による急速充電
が用いられており、充電回路としては図４の通り、ＡＣ
アダプタから微少電流時トリクル充電抵抗（ＲT）を介
して充電電流を供給する構成が採用されている。前記図
４において、ＡＣアダプタの出力側から前記バッテリパ
ックに対して先ず電子スイッチ（Ｓ1）を閉じトリクル
充電抵抗（ＲT）を介して微少電流によりトリクル充電
を行い、検出回路によって、バッテリパックの端子電圧
を検出して、所定電圧に達すると、充電制御回路の制御
出力で、前記電子スイッチ（Ｓ1）をオフにすると共に
電子スイッチ（Ｓ2）を閉じ、急速充電電流を供給して
バッテリパック内の２次電池を充電する構成となってい
る。
のように充電時間の短い急速充電可能な２次電池に対し
て微少電源によるトリクル充電と大電流による急速充電
が用いられており、充電回路としては図４の通り、ＡＣ
アダプタから微少電流時トリクル充電抵抗（ＲT）を介
して充電電流を供給する構成が採用されている。前記図
４において、ＡＣアダプタの出力側から前記バッテリパ
ックに対して先ず電子スイッチ（Ｓ1）を閉じトリクル
充電抵抗（ＲT）を介して微少電流によりトリクル充電
を行い、検出回路によって、バッテリパックの端子電圧
を検出して、所定電圧に達すると、充電制御回路の制御
出力で、前記電子スイッチ（Ｓ1）をオフにすると共に
電子スイッチ（Ｓ2）を閉じ、急速充電電流を供給して
バッテリパック内の２次電池を充電する構成となってい
る。
【０００４】なお図中スイッチ（Ｓ3）は負荷回路の電
源をオン・オフするための主スイッチである。これに類
似した構成が特開平２−３０７３３６号公報に示されて
おり、種々の検知器がΔＴ等の検知を行い、急速充電の
開始又は停止を制御している。
源をオン・オフするための主スイッチである。これに類
似した構成が特開平２−３０７３３６号公報に示されて
おり、種々の検知器がΔＴ等の検知を行い、急速充電の
開始又は停止を制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の第１例
（図４）では、ニッケルカドミウム電池等の２次電池で
は、デンドライトショート（dendrite short 電池内の
模樹状のショート現象）が発生した場合、容量が残存し
ている電池に対して充電による復活ができない。更に長
時間の連続トリクル充電は該２次電池の寿命に対して特
性上悪影響を与えてしまう。次に第２例では、各種の検
知器が必要となり、それらのみではデンドライトショー
トの発生時に、２次電池の復活が図れない。
（図４）では、ニッケルカドミウム電池等の２次電池で
は、デンドライトショート（dendrite short 電池内の
模樹状のショート現象）が発生した場合、容量が残存し
ている電池に対して充電による復活ができない。更に長
時間の連続トリクル充電は該２次電池の寿命に対して特
性上悪影響を与えてしまう。次に第２例では、各種の検
知器が必要となり、それらのみではデンドライトショー
トの発生時に、２次電池の復活が図れない。
【０００６】そこで本発明は前述のデンドライトショー
ト発生時の対策及び連続トリクル充電を防止する新規な
２次電池の充電回路を提供する。
ト発生時の対策及び連続トリクル充電を防止する新規な
２次電池の充電回路を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＡＣアダプタ
等の電源変換手段、２次電池を有するバッテリパック、
前記２次電池にトリクル充電及び急速充電の各々に対応
する充電電流を切換えて供給するスイッチ手段、充電制
御回路、負荷回路を備えた電子機器において、前記トリ
クル充電時に２次電池が所定の電圧に上昇した際、サー
ジ電流発生回路により一時的に大電流を前記２次電池に
供給し、急速充電に切換える構成である。
等の電源変換手段、２次電池を有するバッテリパック、
前記２次電池にトリクル充電及び急速充電の各々に対応
する充電電流を切換えて供給するスイッチ手段、充電制
御回路、負荷回路を備えた電子機器において、前記トリ
クル充電時に２次電池が所定の電圧に上昇した際、サー
ジ電流発生回路により一時的に大電流を前記２次電池に
供給し、急速充電に切換える構成である。
【０００８】
【作用】本発明では、トリクル充電時にサージ電流発生
回路からの大電流供給によりデンドライトショートのメ
カニズムで２次電池の劣化を防止すると共にデンドライ
トショートからの復活が図れる。
回路からの大電流供給によりデンドライトショートのメ
カニズムで２次電池の劣化を防止すると共にデンドライ
トショートからの復活が図れる。
【０００９】
【実施例】図面に従って説明すると、図１は本発明の２
次電池の充電回路の基本ブロック図、図２は同回路の具
体的な回路図、図３は同回路の説明波形図を示す。
次電池の充電回路の基本ブロック図、図２は同回路の具
体的な回路図、図３は同回路の説明波形図を示す。
【００１０】図面において、（１）は電源プラグ、
（２）は交流を直流に変換する電圧変換手段としてのＡ
Ｃアダプター、（３）は充電制御回路（４）によって制
御される電子スイッチ、（５）は２次電池（６）（６）
…（６）を有するバッテリパック、（７）は前記バッテ
リパックの端子電圧、温度等を検出する検出回路、
（８）は負荷回路、（９）は前記負荷の電源をオン・オ
フする電源スイッチ、（１０）は前記ＡＣアダプタを等
価的に置換えた定電流源、（１１）はトリクル充電抵
抗、（１２）は抵抗（１３）及びコンデンサ（１４）よ
り成るサージ電流発生回路、（１５）はトリクル充電用
の第１スイッチ、（１６）は急速充電用の第２スイッチ
を示す。
（２）は交流を直流に変換する電圧変換手段としてのＡ
Ｃアダプター、（３）は充電制御回路（４）によって制
御される電子スイッチ、（５）は２次電池（６）（６）
…（６）を有するバッテリパック、（７）は前記バッテ
リパックの端子電圧、温度等を検出する検出回路、
（８）は負荷回路、（９）は前記負荷の電源をオン・オ
フする電源スイッチ、（１０）は前記ＡＣアダプタを等
価的に置換えた定電流源、（１１）はトリクル充電抵
抗、（１２）は抵抗（１３）及びコンデンサ（１４）よ
り成るサージ電流発生回路、（１５）はトリクル充電用
の第１スイッチ、（１６）は急速充電用の第２スイッチ
を示す。
【００１１】次に本発明回路の動作について説明する
と、図1におけるＡＣアダプタ（２）を動作上定電流源
とみなし、開放電圧をバッテリパック（５）内の２次電
池のバッテリセル数（ｎ）×２Ｖ（約２ｎＶ）とし、更
に充電制御回路（４）によって制御される電子スイッチ
（３）を２個の電子スイッチに等価的に置換えると、実
質的に図２がその等価回路となる。
と、図1におけるＡＣアダプタ（２）を動作上定電流源
とみなし、開放電圧をバッテリパック（５）内の２次電
池のバッテリセル数（ｎ）×２Ｖ（約２ｎＶ）とし、更
に充電制御回路（４）によって制御される電子スイッチ
（３）を２個の電子スイッチに等価的に置換えると、実
質的に図２がその等価回路となる。
【００１２】そこで図２において、定電流源（１０）に
よって充電制御回路（４）に直流電圧を供給すると共に
トリクル充電のために前記充電制御回路（４）からの制
御出力によって第１スイッチ（１５）及び第２スイッチ
（１６）をオフ（開放）した状態で、サージ電流発生回
路（１２）に電流を供給し、コンデンサ（１４）を充電
する。
よって充電制御回路（４）に直流電圧を供給すると共に
トリクル充電のために前記充電制御回路（４）からの制
御出力によって第１スイッチ（１５）及び第２スイッチ
（１６）をオフ（開放）した状態で、サージ電流発生回
路（１２）に電流を供給し、コンデンサ（１４）を充電
する。
【００１３】このときバッテリパック（５）内の２次電
池がデンドライトショート状態になっていると、前記充
電制御回路（４）からの制御出力で第１スイッチ（１
５）をオンに（閉成）する。
池がデンドライトショート状態になっていると、前記充
電制御回路（４）からの制御出力で第１スイッチ（１
５）をオンに（閉成）する。
【００１４】これにより前記コンデンサ（１４）に蓄積
された電荷によるサージ電流（ＩS）が、２次電池
（６）（６）…（６）に対し流れる。ＩSは次式で表さ
れる。
された電荷によるサージ電流（ＩS）が、２次電池
（６）（６）…（６）に対し流れる。ＩSは次式で表さ
れる。
【００１５】 ＩS＝（定電流源開放電圧―電池電圧）／（電池内部配線抵抗＋Ｒ） このサージ電流（ＩS）によってデンドライトショート
状態になった２次電池に大電流が流れて、その２次電池
は正常に復帰し、活性状態に復活する。
状態になった２次電池に大電流が流れて、その２次電池
は正常に復帰し、活性状態に復活する。
【００１６】前記デンドライト状態の２次電池が復活し
たことを検出回路（７）によって端子電圧の上昇を検出
し、それに伴って充電制御回路（４）からの制御出力に
より第２スイッチ（１６）をオン（閉成）にして急速充
電に切換え、２次電池（６）（６）…（６）は通常の急
速充電が行われ、以後満充電時には前記検出回路（７）
からΔＶ及び温度上昇に対応する検出出力により充電制
御回路（４）を駆動して、第２スイッチ（１６）をオフ
（開放）にする。
たことを検出回路（７）によって端子電圧の上昇を検出
し、それに伴って充電制御回路（４）からの制御出力に
より第２スイッチ（１６）をオン（閉成）にして急速充
電に切換え、２次電池（６）（６）…（６）は通常の急
速充電が行われ、以後満充電時には前記検出回路（７）
からΔＶ及び温度上昇に対応する検出出力により充電制
御回路（４）を駆動して、第２スイッチ（１６）をオフ
（開放）にする。
【００１７】この模様を図３のタイミングチャートを用
いて説明すると、図３（イ）は第１スイッチ（１５）を
オン、オフする充電制御回路（４）の制御出力で、ハイ
レベルがオンを表す。図３（ロ）は急速充電用の第２ス
イッチ（１６）をオン、オフする充電制御回路（４）の
制御出力を示す。図３（ハ）は２次電池（６）（６）…
（６）に供給される充電電流（ＩC）でＩTはトリクル充
電電流値、図３（ニ）は電池電圧（ＶB）を示す。図３
における各タイミングで、Ｔ1はサージ電流発生回路に
おけるコンデンサ（１４）に電荷が充電される時間、Ｔ
2は前記コンデンサ（１４）からバッテリパック（５）
内の2次電池（６）（６）…（６）にサージ電流が流れ
る時間、Ｔ3はコンデンサ（１４）の電荷の放電が終了
し、トリクル充電電流が流れる時間、Ｔ4はコンデンサ
（１４）からのサージ電流によって２次電池（６）
（６）…（６）が正常に復帰して電圧が上昇する時間、
Ｔ5は充電可能確認時間、Ｔ6は定電流源（１０）から急
速充電電流が流れる期間を示す。
いて説明すると、図３（イ）は第１スイッチ（１５）を
オン、オフする充電制御回路（４）の制御出力で、ハイ
レベルがオンを表す。図３（ロ）は急速充電用の第２ス
イッチ（１６）をオン、オフする充電制御回路（４）の
制御出力を示す。図３（ハ）は２次電池（６）（６）…
（６）に供給される充電電流（ＩC）でＩTはトリクル充
電電流値、図３（ニ）は電池電圧（ＶB）を示す。図３
における各タイミングで、Ｔ1はサージ電流発生回路に
おけるコンデンサ（１４）に電荷が充電される時間、Ｔ
2は前記コンデンサ（１４）からバッテリパック（５）
内の2次電池（６）（６）…（６）にサージ電流が流れ
る時間、Ｔ3はコンデンサ（１４）の電荷の放電が終了
し、トリクル充電電流が流れる時間、Ｔ4はコンデンサ
（１４）からのサージ電流によって２次電池（６）
（６）…（６）が正常に復帰して電圧が上昇する時間、
Ｔ5は充電可能確認時間、Ｔ6は定電流源（１０）から急
速充電電流が流れる期間を示す。
【００１８】なお前述のトリクル充電は、充電制御回路
（４）に予め設定しておき、第１スイッチ（１５）のオ
ン、オフの回数が定められる。
（４）に予め設定しておき、第１スイッチ（１５）のオ
ン、オフの回数が定められる。
【００１９】前述の動作において、仮に期間Ｔ2，Ｔ3の
間でバッテリパック（５）内の２次電池（６）（６）…
（６）の端子電圧（ＶB）が正常な値まで上昇しなけれ
ば、更にこれを数回繰返して、それでも上昇しなけれ
ば、２次電池（６）（６）…（６）の中で完全にショー
トしていると充電制御回路（４）が判断し、充電電流の
供給を断って、バッテリ異常の警報表示（ＬＥＤ、ラン
プ等）を点灯させて、使用者にバッテリパックの交換の
必要性を知らせれば良い。
間でバッテリパック（５）内の２次電池（６）（６）…
（６）の端子電圧（ＶB）が正常な値まで上昇しなけれ
ば、更にこれを数回繰返して、それでも上昇しなけれ
ば、２次電池（６）（６）…（６）の中で完全にショー
トしていると充電制御回路（４）が判断し、充電電流の
供給を断って、バッテリ異常の警報表示（ＬＥＤ、ラン
プ等）を点灯させて、使用者にバッテリパックの交換の
必要性を知らせれば良い。
【００２０】
【発明の効果】本発明の２次電池の充電回路によれば、
まずトリクル充電を長時間行う従来例の欠点は除去でき
２次電池の短寿命化は防止できる。更に本発明回路で
は、交流／直流変換回路の出力側を定電流源とした場合
に充電制御回路も駆動でき、機器の小型化が図れ、また
バッテリパック内の２次電池がデンドライトショートを
生じていたときには、一時的な大電流としてサージ電流
を流し、その２次電池を正常に復帰させることができる
利点が得られると共にトリクル充電がパルス充電可能と
なり、補充電時も連続波でないので、２次電池の劣化が
防げ、本発明回路はポータブルタイプの電子機器に用い
れば、その効果は極めて大である。
まずトリクル充電を長時間行う従来例の欠点は除去でき
２次電池の短寿命化は防止できる。更に本発明回路で
は、交流／直流変換回路の出力側を定電流源とした場合
に充電制御回路も駆動でき、機器の小型化が図れ、また
バッテリパック内の２次電池がデンドライトショートを
生じていたときには、一時的な大電流としてサージ電流
を流し、その２次電池を正常に復帰させることができる
利点が得られると共にトリクル充電がパルス充電可能と
なり、補充電時も連続波でないので、２次電池の劣化が
防げ、本発明回路はポータブルタイプの電子機器に用い
れば、その効果は極めて大である。
【００２１】なおバッテリパック（５）によって負荷回
路（８）を動作させる場合は、図１でのＡＣアダプタ
（２）がオフとなり、図２における定電流源（１０）か
らの電流供給が断たれて、電源スイッチ（９）をオンに
すると負荷回路（８）にダイオード（Ｄ1）を介して負
荷電流が供給される。このときダイオード（Ｄ2）は逆
流防止用として働き、充電制御回路（４）及び前段の種
々の素子への電流は抑制される。
路（８）を動作させる場合は、図１でのＡＣアダプタ
（２）がオフとなり、図２における定電流源（１０）か
らの電流供給が断たれて、電源スイッチ（９）をオンに
すると負荷回路（８）にダイオード（Ｄ1）を介して負
荷電流が供給される。このときダイオード（Ｄ2）は逆
流防止用として働き、充電制御回路（４）及び前段の種
々の素子への電流は抑制される。
【図１】本発明の基本ブロック図である。
【図２】本発明の具体的な回路図である。
【図３】図２の説明波形図を示す。
【図４】従来の２次電池の充電回路を示す回路図であ
る。
る。
（２） ＡＣアダプタ （３） 電子スイッチ （４） 充電制御回路 （６） ２次電池 （７） 検出回路 （１０） 定電流源 （１２） サージ電流発生回路 （１５） 第１スイッチ （１６） 第２スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36
Claims (1)
- 【請求項１】 交流電源に接続され、交流電圧を直流電
圧に変換する電圧変換手段としてのＡＣアダプタ、２次
電池、サージ電流を発生させるサージ電流発生回路、前
記サージ電流発生回路から2次電池を接続するととも
に、該接続間の印加をオンオフする第1スイッチと、前
記2次電池を充電する回路を設けるとともに、該充電回
路と2次電池間をオンオフする第2スイッチと、前記2次
電池の電圧を検出する検出回路と、前記第1スイッチと
第2スイッチを前記検出回路の信号により制御する充電
制御回路を設け、前記検出回路による2次電池の電圧が
所定電圧より低い場合、サージ電流を前記充電制御回路
の制御によりによって第１スイッチを閉じ２次電池に一
時的に大電流を間隔的に繰返し供給し、2次電池の電圧
が所定電圧に達したとき、前記充電回路と２次電池との
間に接続した第２スイッチを閉じ、前記２次電池に充電
電流を供給することを特徴とした２次電池の充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31340292A JP3219498B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | ２次電池の充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31340292A JP3219498B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | ２次電池の充電回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165402A JPH06165402A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3219498B2 true JP3219498B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=18040842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31340292A Expired - Fee Related JP3219498B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | ２次電池の充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219498B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5057156B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2012-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池の充電方法及び充電システム |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP31340292A patent/JP3219498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06165402A (ja) | 1994-06-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |