JP3233338B2 - 充電器 - Google Patents

充電器

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JP3233338B2
JP3233338B2 JP33281996A JP33281996A JP3233338B2 JP 3233338 B2 JP3233338 B2 JP 3233338B2 JP 33281996 A JP33281996 A JP 33281996A JP 33281996 A JP33281996 A JP 33281996A JP 3233338 B2 JP3233338 B2 JP 3233338B2
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JP
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battery
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真人 鈴木
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部インピーダン
スの小さい第1電池と、内部インピーダンスの大きい第
2電池とを識別して、第1電池のみを充電できる充電器
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的に、携帯用のポータブルCD(又
はMD)プレーヤやポータブルVTRなどの電子機器の
電源として、ニッカド(NiCd)電池,ニッケル水素
(NiHM)電池,アルカリ電池,マンガン電池などの
各種の電池が多用されている。
【0003】また、一般的に、一つの電子機器に用いら
れる電池は、電池収納ケースのサイズが定まっているた
め、外観形状が略同じであれば上記した各種の電池が適
用できるものである。
【0004】そして、電子機器の使用時に電池が放電し
てしまった場合、電池を電子機器から取り出して、ニッ
カド電池,ニッケル水素電池の場合には専用の充電器で
充電して電子機器に再度装着する一方、アルカリ電池,
マンガン電池の場合には新しい電池と交換している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一つの電子
機器に使用された電池が放電してしまった後に、使用者
は充電可能な電池であるか否かを判断しなければならな
い。
【0006】ここで、一つの電子機器に使用される各種
の電池は、前述したように外観形状が略同じであること
から、使用者は時間経過に伴って電池の種類を忘れてし
まったり、あるいは、使用者によってはその種類を判別
できないとか、更に、第3者が別の種類に変えてしまっ
たためうつかりする場合などがある。
【0007】そこで、ニッカド電池,ニッケル水素電池
などに対して専用の充電器に、外観形状が略同じで且つ
充電不可能タイプのアルカリ電池,マンガン電池を挿入
した時に充電を停止することができる充電器が望まれて
いる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、電池への充電を行なう充電用直
流電源と、前記充電用直流電源からの出力をON/OF
F側に切り換えるスイッチと、前記電池の外観形状が略
同じで内部インピーダンスの小さい第1電池と、内部イ
ンピーダンスの大きい第2電池とを選択的に収納できる
電池収納ボックスと、前記第1電池又は前記第2電池の
端子電圧値を測定する端子電圧測定回路と、前記第1電
池又は前記第2電池への充電開始から予め設定した所定
の時間を経過した時に、前記端子電圧測定回路で時間を
隔て測定した端子電圧値により前記第1電池又は前記第
2電池の単位時間当たりの端子電圧変動値を演算して、
演算した前記端子電圧変動値が予め設定した所定の値よ
りも小さい場合には前記第1電池であると判断して前記
スイッチをON側に接続したまま前記第1電池への充電
を継続する一方、前記端子電圧変動値が前記所定の値よ
りも大きい場合には前記第2電池であると判断して前記
スイッチをOFF側に切り換えて前記第2電池への充電
を停止するように制御するマイコンとを具備したことを
特徴とする充電器を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係わる充電器の一
実施例を図1乃至図3を参照して詳細に説明する。
【0010】図1は本発明に係わる充電器の構成を説明
するための構成図、図2は図1に示した第1,第2電池
の時間経過に伴う端子電圧上昇傾向を示した図、図3は
本発明に係わる充電器による第1電池又は第2電池への
充電動作を説明するためのフロー図である。
【0011】図1に示した本発明に係わる充電器1は、
ニッカド電池,ニッケル水素電池など充電可能タイプの
電池を専用に充電するものである。
【0012】同図において、充電器1は、充電用直流電
源2からの出力が後述するマイコン8によりON/OF
F制御されるスイッチ3を経て、定電流回路4で一定の
電流に制御されて電池収納ボックス5の正極性端子
(+)に入力されており、且つ、電池収納ボックス5の
負極性端子(−)は接地されている。尚、充電用直流電
源2に定電流電源を用いた場合には、この定電流電源か
ら出力した一定の電流をスイッチ3を経て、電池収納ボ
ックス5の正極性端子(+)に入力させれば良い。
【0013】上記電池収納ボックス5内には、外観形状
が略同一で各種の電池6が選択的に挿入できるようにな
っている。この電池収納ボックス5内に挿入される各種
の電池6は、充電可能タイプのニッカド電池,ニッケル
水素電池などの第1電池6aと、充電不可能タイプのア
ルカリ電池,マンガン電池などの第2電池6aとに大別
できる。
【0014】この際、一般的に、各種の電池6の内部イ
ンピーダンスは、第1電池6aの方が第2電池6bより
も小さい。
【0015】そして、本発明の充電器1では、第1電池
6aと第2電池6bとの内部インピーダンスの異なりを
利用して、図2に示したように、定電流回路4から一定
の電流を流しながら第1,第2電池6a,6bへの充電
を開始してから時間経過に伴って第1,第2電池6a,
6bの端子電圧上昇傾向が異なるので、充電開始から所
定の時間tを経過した時には第1電池6aの端子電圧
上昇傾向が飽和状態に至る一方、第2電池6bの端子電
圧上昇傾向は依然として上昇することに着目して、ここ
で第1,第2電池6a,6bの単位時間(1分)当たり
の端子電圧変動値を演算し、演算した端子電圧変動値と
予め設定した所定の値とを比較することで第1,第2電
池6a,6bの識別を行なうものである。
【0016】図1に戻り、定電流回路4と電池収納ボッ
クス5の正極性端子(+)との間に端子電圧測定回路7
が接続されている。この端子電圧測定回路7内では、電
池収納ボックス5に収納した第1電池6a又は第2電池
6bの端子電圧値を後述するマイコン8内のタイマ部8
aによって予め決められ時間に測定し、測定したアナロ
グ値の端子電圧値をローパスフィルタ(LPF)7aを
通してA/D変換器7bによりディジタル値に変換して
マイコン8に入力している。
【0017】また、マイコン8内には、タイマ部8a
と、入力部8bと、第1記憶部8cと、演算部8dと、
第2記憶部8eと、比較部8fと、制御部8gとが設け
られている。
【0018】上記したマイコン8内のタイマ部8aは、
第1電池6a又は第2電池6bの端子電圧値を測定する
ために予め決められた時間に測定用制御信号を端子電圧
測定回路7に出力している。ここで、タイマ部8aは、
充電開始からの5分の時間tと、5分経過した後で充
電開始から所定の時間tと、5分経過した後で所定の
時間tに至るまでの1分ごとの時間が夫々予め設定さ
れ、これらの各時間をカウントしている。即ち、充電開
始から5分経過するまでの時間t内では、図2に示し
たように第1,第2電池6a,6bの端子電圧変化が不
安定であるため、この時間t内で端子電圧値の測定を
しないようになっている。また、5分経過した後で充電
開始から所定の時間tは、図2に示したように第1電
池6aが確実に飽和状態になったと判断し得る時間を予
め設定しており、第1電池6aの端子電圧上昇傾向を予
め計測して所定の時間tを例えば15分に設定してい
る。また、5分経過した後で所定の時間tに至るまで
の1分ごとの時間は、後述するように充電開始から所定
の時間経過後に第1電池6a又は第2電池6bの単位時
間(1分)当たりの端子電圧変動値を求めるために前も
って第1電池6a又は第2電池6bの端子電圧値を測定
するためである。
【0019】また、マイコン8内の入力部8bは、端子
電圧測定回路7で測定した第1電池6a又は第2電池6
bの端子電圧値を入力している。
【0020】また、マイコン8内の記憶部8cは、入力
部8bに入力した第1電池6a又は第2電池6bの端子
電圧値を一時的に記憶している。但し、後述するように
マイコン8内の演算部8dで第1電池6a又は第2電池
6bの単位時間(1分)当たりの端子電圧変動値を演算
する時には入力部8bからの出力を直ちに記憶しないよ
うになっている。
【0021】また、マイコン8内の演算部8dは、充電
開始後に所定の時間tを経過した時に入力部8bから
の出力と、記憶部8cからの出力とよる1分間の端子電
圧値差に基づいて、第1電池6a又は第2電池6bの単
位時間当たりの端子電圧変動値を算出している。
【0022】また、マイコン8内の第2記憶部8eに
は、所定の値が記憶されており、この所定の値は第1電
池6aが図2に示したように確実に飽和状態となる時の
単位時間当たりの端子電圧変動値を予め設定している。
ここで、所定の値は、第1電池6aが所定の時間経過後
に確実に飽和状態となったと判断し得る時の端子電圧変
動値として、第1電池6aを予め計測して例えば30m
V/分に予め設定している。
【0023】また、マイコン8内の比較部8fは、演算
部8dで演算した単位時間当たりの電池6の端子電圧変
動値と、第2記憶部8eに予め設定した第1電池6aに
対応した単位時間当たりの端子電圧変動値とを比較し
て、前者が後者より小さい場合には第1電池6aである
と判断する一方、前者が後者より大きい場合には第2電
池6bであると判断して、ここで判断した結果を制御部
8gに出力している。尚、電池収納ボックス5に第1電
池6aが収納されているにもかかわらず所定の時間経過
後に前者が後者より大きい場合には第1電池6aの特性
が不良で第2電池6b相当であると判断されるものであ
る。
【0024】更に、マイコン8内の制御部8gは、マイ
コン8内を適時制御すると共に、充電開始時にスイッチ
3をON側に制御し、その後、比較部8fで第1電池6
aと判断した場合にはスイッチ3をON側にそのまま接
続して第1電池6aの充電を継続する一方、第2電池6
bと判断した場合にはスイッチ3を直ちにOFF側に切
り換えて第2電池6bの充電を停止するように制御して
いる。更に、マイコン8内の制御部8gが第2電池6b
と判断した場合には、アラーム手段9から異常であるこ
とを表示したり、あるいは警告音を発生するようになっ
ている。
【0025】次に、上記構成による充電器1の動作につ
いて、図1乃至図3を併用して説明する。
【0026】図3に示した如く、ステップ1にて、充電
器1の動作が開始されると、マイコン8の制御部8gは
スイッチ3をON側に制御して、充電用直流電源2から
の出力をスイッチ3を経て定電流回路4に送り、この定
電流回路4から一定の電流で電池収納ボックス5に収納
した充電可能タイプのニッカド電池,ニッケル水素電池
などの第1電池6a又は充電不可能タイプのアルカリ電
池,マンガン電池などの電第2電池6bへの充電を開始
する。
【0027】次に、ステップ2にて、マイコン8内のタ
イマ8aは、第1電池6a又は第2電池6bへの充電を
開始してから5分経過した否かを問い、且つ、この時間
内では第1電池6a又は第2電池6bの端子電圧変化が
不安定であることから端子電圧値の測定をしない。
【0028】次に、マイコン8内のタイマ8aが5分経
過したと判断したら、ステップ3にて、タイマ8aは端
子電圧測定回路7に端子電圧値を測定するように制御信
号を送出して、この端子電圧測定回路7で第1電池6a
又は第2電池6bの端子電圧値を測定してマイコン8内
の入力部8bに出力すると共に、入力部8bに入力した
端子電圧値をマイコン8内の第1記憶部8bに一時的に
記憶する。
【0029】次に、ステップ4にて、第1電池6a又は
第2電池6bの端子電圧値を測定した後、マイコン8内
のタイマ8aは1分経過をカウントする。
【0030】次に、ステップ5にて、マイコン8内のタ
イマ8aは、第1電池6a又は第2電池6bへの充電開
始から所定の時間tを経過したか否かを問い、経過し
ていないならばステップ3に戻り、所定の時間tが経
過するまでステップ3,4を繰り返す。従って、充電開
始から5分経過した後で且つ充電開始から所定の時間t
に至る間、マイコン8内の入力部8b及び第1記憶部
8bには、1分ごとに端子電圧測定回路7で測定した端
子電圧値が入力及び記憶される。ここで、所定の時間t
は、前述したように充電開始から例えば15分に予め
設定されている。
【0031】次に、ステップ6にて、充電開始から所定
の時間tを経過した後、端子電圧測定回路7で第1電
池6a又は第2電池6bの端子電圧値を測定し、この結
果をマイコン8内の入力部8bに出力するものの、マイ
コン8内の制御部8gは入力部8bに入力した端子電圧
値を所定の時間後では第1記憶部8cに記憶させないの
で、第1記憶部8cには所定の時間経過1分前の端子電
圧値が記憶されている。
【0032】次に、第1電池6a又は第2電池6bへの
充電開始から所定の時間tを経過した後、ステップ7
にて、マイコン8内の演算部8dで入力部8bに入力し
た端子電圧値と、第1記憶部8cに記憶した端子電圧値
とを引き算して単位時間(1分)当たりの第1電池6a
又は第2電池6bの端子電圧変動値を演算する。
【0033】次に、ステップ8にて、マイコン8内の演
算部8dで演算した端子電圧変動値と、第2記憶部8e
に記憶した所定の値と比較する。ここで、所定の値は、
前述したように例えば30mV/分が予め設定されてい
る。
【0034】次に、ステップ9にて、マイコン8内の演
算部8dで演算した端子電圧変動値と、第2記憶部8e
に記憶した所定の値とを比較した結果、前者が後者より
小さい場合には第1電池6aであると判断し、この結果
に基づいてマイコン8内の制御部8gはスイッチ3をO
N側にそのまま接続して、ステップ10にて第1電池6
aへの充電を継続する。
【0035】一方、ステップ11にて、マイコン8内の
演算部8dで演算した端子電圧変動値と、第2記憶部8
eに記憶した所定の値とを比較した結果、前者が後者よ
り大きい場合には第2電池6bであると判断し、この結
果に基づいてマイコン8内の制御部8gはスイッチ3を
直ちにOFF側に切り換えて、ステップ12にて第2電
池6bへの充電を停止すると共に、アラーム手段9から
アラームを出力する。
【0036】従って、上記構成による充電器1によれ
ば、内部インピーダンスが小さく且つ充電可能タイプの
ニッカド電池,ニッケル水素電池などの第1電池6aに
対しては確実に充電できる一方、内部インピーダンスが
大きく且つ充電不可能タイプのアルカリ電池,マンガン
電池などの第2電池6aに対しては充電開始から所定の
時間tを経過した後に充電を停止されるので、使用者
は電池6の種類を心配することなく安心して充電器1を
使用できる。
【0037】
【発明の効果】以上詳述した本発明に係わる充電器によ
ると、内部インピーダンスが小さく且つ充電可能タイプ
のニッカド電池,ニッケル水素電池などの第1電池に対
しては確実に充電できる一方、内部インピーダンスが大
きく且つ充電不可能タイプのアルカリ電池,マンガン電
池などの第2電池に対しては充電開始から所定の時間を
経過した後に充電を停止されるので、使用者は電池の種
類を心配することなく安心して充電器を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる充電器の構成を説明するための
構成図である。
【図2】図1に示した第1,第2電池の時間経過に伴う
端子電圧上昇傾向を示した図である。
【図3】本発明に係わる充電器による第1電池又は第2
電池への充電動作を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
1…充電器、2…充電用直流電源、3…スイッチ、5…
電池収納ボックス、6…電池、6a…第1電池、6b…
第2電池、7…端子電圧測定回路、8…マイコン、8a
…タイマ部、8b…入力部、8c…第1記憶部、8d…
演算部、8e…第2記憶部、8f…比較部、8g…制御
部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池への充電を行なう充電用直流電源と、 前記充電用直流電源からの出力をON/OFF側に切り
    換えるスイッチと、 前記電池の外観形状が略同じで内部インピーダンスの小
    さい第1電池と、内部インピーダンスの大きい第2電池
    とを選択的に収納できる電池収納ボックスと、 前記第1電池又は前記第2電池の端子電圧値を測定する
    端子電圧測定回路と、 前記第1電池又は前記第2電池への充電開始から予め設
    定した所定の時間を経過した時に、前記端子電圧測定回
    路で時間を隔て測定した端子電圧値により前記第1電池
    又は前記第2電池の単位時間当たりの端子電圧変動値を
    演算して、演算した前記端子電圧変動値が予め設定した
    所定の値よりも小さい場合には前記第1電池であると判
    断して前記スイッチをON側に接続したまま前記第1電
    池への充電を継続する一方、前記端子電圧変動値が前記
    所定の値よりも大きい場合には前記第2電池であると判
    断して前記スイッチをOFF側に切り換えて前記第2電
    池への充電を停止するように制御するマイコンとを具備
    したことを特徴とする充電器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8625088B2 (en) 2009-12-01 2014-01-07 Korean Research Institute Of Standards And Science Integrating sphere photometer and measuring method of the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8625088B2 (en) 2009-12-01 2014-01-07 Korean Research Institute Of Standards And Science Integrating sphere photometer and measuring method of the same

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