JP3268513B2 - 電池パック充電装置 - Google Patents

電池パック充電装置

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JP3268513B2
JP3268513B2 JP17404394A JP17404394A JP3268513B2 JP 3268513 B2 JP3268513 B2 JP 3268513B2 JP 17404394 A JP17404394 A JP 17404394A JP 17404394 A JP17404394 A JP 17404394A JP 3268513 B2 JP3268513 B2 JP 3268513B2
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秀人 池田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電池パック充電装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、携帯電話機は、その製品オプシ
ョンの構成として、電池容量の異る大、小2種類の交換
可能な本体外部取付型の電池パックが準備されている。
携帯電話機に使用されるニッケルカドミウム電池やニッ
ケル水素電池は、個々の電池容量に適した充填条件下で
の充電が要求されるため、異なる容量の2種類の電池パ
ックを充電する場合には、充電器側では、電池を区別し
て充電条件を設定する必要がある。
【0003】従来、携帯電話機の2種類の電池パックの
電池を区別して充電する電池パック充電装置として、下
記のような2つのものがあった。図9は従来の1つの電
池パック充電装置の回路図である。図9において、電池
パック充電装置は電池識別回路2を内蔵した充電器1と
電池パックLと電池パックSとから構成されている。充
電器1は+,−電極端子1a、1bの他に電池識別回路
端子1cを有している。充電器1によって充電される一
方の電池パックLは電池3と、電池3の+側に接続され
た+電極端子3aと、電池3の−側に接続された−電極
端子3bの他に電池識別用の第3の電池識別端子3cを
有している。充電器1によって充電される他方の電池パ
ックSは電池4と、電池4の+側に接続された+電極端
子4aと、電池4の−側に接続された−電極端子4bと
だけを有している。
【0004】したがって、充電器1によって電池パック
L又はSを充電する場合、充電器1の各端子にそれに対
応する電池パックL又はSの各端子を接続して行うが、
充電器1にいずれの電池パックが接続されているかの電
池種別の識別判定は充電器1の電池識別回路2で行う。
すなわち、充電器1の電池識別回路端子1cに電池パッ
クLの電池識別端子3cが接続された場合とされない場
合では電圧レベル或いは抵抗値等の電気的条件が変わ
り、その変化を見ることにより電池識別回路2が電池種
別の識別判定を行い、充電器1は判定した電池に対応す
る充電条件で充電を行うため、それぞれの電池に対応し
た充電が行われることとなる。
【0005】図10は従来のもう1つの電池パック充電
装置の回路図である。図10において、電池パック充電
装置は2種の電池に対応する異る充電器回路2A、2B
を備えた充電器1と電池パックLと電池パックSとから
構成されている。各充電器回路2A、2Bは専用の+電
極端子2a、2bをそれぞれ異なった位置に有し、両充
電器回路2A、2Bの−電極端子2cは共通端子として
形成されている。また、充電器1によって充電される一
方の電池パックLは電池3と、電池3の+側に接続さ
れ、充電器回路2Aの+電極端子2aに対応した位置に
形成された+電極端子4aと、電池3の−側に接続さ
れ、両充電器回路2A、2Bの−電極端子2cに対応し
た位置に形成された−電極端子3bとを有している。ま
た、充電器1によって充電される他方の電池パックSは
電池4と、電池4の+側に接続され、充電器回路2Bの
+電極端子2bに対応した位置に形成された+電極端子
4aと、電池4の−側に接続され、両充電器回路2A、
2Bの−電極端子2cに対応した位置に形成された−電
極端子4bとを有している。
【0006】したがって、充電器1によって電池パック
L又はSを充電する場合、充電器1の充電器回路2Aの
専用の+電極端子2aには電池パックLの+電極端子3
aが接続され、充電器1の充電器回路2bの専用の+電
極端子2bには電池パックSの+電極端子4aが接続さ
れるため、接続を間違うことはなく、それぞれの電池に
対応した充電が行われることとなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図9に
示す従来の1つの電池パック充電装置においては、充電
器1には専用の電池識別回路2を必要とすると共に、電
池識別回路端子1cを設けることが必要であり、また、
電池パック側では一方の電池パックLに電池識別用の第
3の電池識別端子3cを設けることを必要としていた。
また、図10に示す従来のもう1つの電池パック充電装
置においても、充電器1にはそれぞれの電池パックL、
Sに対応する独立した2種の充電器回路2A、2Bが必
要であり、いずれの電池パック充電装置であっても、回
路的、構造的に複雑であり、技術的に満足できるもので
はなかった。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電池パッ
ク充電装置は、+充電端子と−充電端子とを有し、定電
圧を出力する充電器と、充電器の+充電端子及び−充電
端子にそれぞれ接続される+充電入力端子及び−充電入
力端子と、+充電入力端子及び−充電入力端子にそれぞ
れ接続される+充電第1出力端子及び−充電出力端子
と、+充電入力端子と電池容量調整用抵抗を介して接続
された+充電第2出力端子とからなる電池パック接続回
路と、所定の電池容量の第1の電池と、第1の電池の+
側に接続され、電池パック接続回路の+充電第1出力端
子に接続される+第1電池端子と、+第1電池端子と接
続され、電池パック接続回路の+充電第2出力端子に接
続される+第2電池端子と、第1の電池の−側に接続さ
れ、電池パック接続回路の−充電出力端子に接続される
−電池端子とからなる第1の電池パックと、第1の電池
の電池容量より小さい電池容量の第2の電池と、第2の
電池の+側に接続され、電池パック接続回路の+充電第
2出力端子にのみ接続される+電池端子と、第2の電池
の−側に接続され、電池パック接続回路の−充電出力端
子に接続される−電池端子とからなる第2の電池パック
とを有し、上記電池容量調整用抵抗は、上記第2の電池
パックの+電池端子と−電池端子との間に流れる電流を
小さくするように構成したものである。
【0009】
【作用】この発明においては、定電圧を出力する充電器
に電池パック接続回路が接続され、その電池パック接続
回路に第1の電池パックが接続されて充電が行われる場
合には、電池パック接続回路の+充電入力端子と+充電
第1出力端子とは直接に接続されており、その+充電第
1出力端子に第1の電池パックの+第1電池端子が接続
されるから、充電器が出力する電圧が第1の電池パック
の第1の第1の電池に直接印加されて充電が行われる
が、電池パック接続回路に第2の電池パックが接続され
て充電が行われる場合には、電池パック接続回路の+充
電入力端子と+充電第2出力端子との間には第2の電池
パックの+電池端子と−電池端子との間に流れる電流を
小さくする電池容量調整用抵抗が設けられており、その
+充電第2出力端子に第2の電池パックの+電池端子が
接続されるから、第2の電池パックの第2の電池には電
池容量調整用抵抗があることによって第1の電池パック
が接続された場合より小さい電流で充電が行われること
になり、例えば、第1の電池パックの第1の電池の電池
容量を第2の電池パックの第2の電池の電池容量の2倍
とすると、電池容量調整用抵抗の抵抗値を第1の電池パ
ックが接続された場合よりも第2の電池パックが接続さ
れた場合に半分の小さい電流が流れるように設定してお
けば、同じ充電時間で各電池パックの電池の電池容量に
見合った充電を行うことができる。
【0010】
【実施例】第1の実施例 (構成) 図1はこの発明の第1の実施例を示す回路図、図2は同
実施例において電池パックLを接続した場合を示す回路
図、図3は同実施例において電池パックSを接続した場
合を示す回路図である。図1において、電池パック充電
装置は定電圧を出力する定電圧電源である携帯電話機用
の外部充電器11と携帯電話機に内蔵される電池パック
接続回路12と携帯電話機に外部装着される大電池容量
の電池パックLと小電池容量電池パックSとから構成さ
れている。外部充電器11は+,−電極端子11a、1
1bを有している。電池パック接続回路12は外部充電
器11の+充電端子11a及び−充電端子11bにそれ
ぞれ接続される+充電入力端子12a及び−充電入力端
子12bと、+充電入力端子12a及び−充電入力端子
12bにそれぞれ接続される+充電第1出力端子13a
及び−充電出力端子13bと、+充電入力端子12aと
電池容量調整用抵抗14を介して接続された+充電第2
出力端子13cとからなる。
【0011】外部充電器11によって充電される一方の
電池パックLは大電池容量の電池14と、電池14の+
側に接続された+電極端子14aと,電池14の−側に
接続された−電極端子14bと、+電極端子14aと接
続され、電池パック接続回路12への接続時に電池パッ
ク接続回路12の+充電第2出力端子13cに接続され
る接続識別端子14cを有している。充電器11によっ
て充電される他方の電池パックSは小電池容量の電池1
5と、電池15の+側に接続された+電極端子15a
と,電池15の−側に接続された−電極端子15bとだ
けを有している。このように、電池パック接続回路12
の充電出力端子は3つあり、電池パックLまたはSのど
ちらか一方だけが装着可能な構造になっており、電池パ
ックLとSが同時に電池パック接続回路12の充電出力
端子に接続されることはない。なお、電池パックL、S
の電池14、15の負荷出力は電池パック接続回路12
の充電出力端子から出力される。
【0012】(動作) 次に、上記実施例の動作を説明する。電池パック接続回
路12の充電入力端子に外部充電器11の電極端子を接
続した状態において、まず、図2に示すように電池パッ
ク接続回路12の充電出力端子に電池パックLを装着し
た場合、電池パックLの+電極端子14aを通して充電
電流IL が流れ、電池パックLの電池14について充電
開始する。また、図3に示すように電池パック接続回路
12の充電出力端子に電池パックSを装着した場合、電
池パックLの+電極端子15aをを通して、充電電流I
Sが流れる。
【0013】ところで、ニッケルカドミウム電池やニッ
ケル水素電池においては、過充電による電池劣化を防止
するため、各電池容量に見合った充電容量の制限を充電
器側で実施する必要がある。電池(充電)容量(C)=
充電電池(I)×時間(H)の式で表現され、 電池パックLの充電容量CBL=IL ×HL 電池パックSの充電容量CBS=IS ×HS で表現さ
れる。 仮に、電池パックLの電池容量が電池パックSの2倍
(CBL=2CBS)と仮定した場合、IL =IS であれ
ば、各電池の充電時間はHL =1/2HS になるよう充
電器の充電時間を設定する必要がある。又、充電時間を
一定(HL =HS )に設定した場合は、それぞれの充電
電流をIL =2IS に設定する必要がある。すなわち、
接続された電池に対応した充電電流又は充電時間の設定
を行う必要がある。
【0014】この実施例では、外部充電器11は定電圧
電源であり、電池パック接続回路12に電池パックLが
接続されて充電が行われる場合には、電池パック接続回
路12の+充電入力端子12aと+充電第1出力端子1
3aとは直接に接続されており、その+充電第1出力端
子13aに電池パックLの+第1電池端子14aが接続
されるから、外部充電器11が出力する電圧が電池パッ
クLの電池14に直接印加されて充電が行われる。これ
に対し、電池パック接続回路12に電池パックSが接続
されて充電が行われる場合には、電池パック接続回路1
2の+充電入力端子12aと+充電第2出力端子13c
との間には電池容量調整用抵抗14が設けられており、
その+充電第2出力端子13cに電池パックSの+電池
端子15aが接続されるから、外部充電器11が出力す
る電圧が同じであるから、電池パックSの電池15には
電池容量調整用抵抗14があることによって電池パック
Lが接続された場合より小さい電流で充電が行われるこ
とになる。ここで、例えば、電池パックLの電池14の
電池容量を電池パックSの電池15の電池容量の2倍と
すると、電池容量調整用抵抗14の抵抗値を電池パック
Lが接続された場合よりも電池パックSが接続された場
合に半分の小さい電流が流れるように設定しておくこと
によって、同じ充電時間で電池容量の異なる電池パック
L、Sの電池14、15の電池容量に見合った充電を行
うことができる。
【0015】 (効果) 以上のように、第1の実施例によれば、外部充電器11
と電池容量の異なる電池パックL、Sとの間にこれら電
池パックを間違いなく接続でき、各電池パックL、Sの
電池14、15の電池容量に見合った充電を行うことが
できる電池容量調整用抵抗14を有する電池パック接続
回路12を設けたことにより、容量の異なる2種の電池
パックL,Sを識別することなく、同じ充電時間で各電
池パックの電池に対応した充電を行うことができ、しか
も外部充電器11に特別な電池識別端子を必要としない
という効果が得られる。
【0016】第2の実施例 (構成) 図4はこの発明の第2の実施例を示す回路図、図5は同
実施例において電池パックLを接続した場合を示す回路
図、図6は同実施例において電池パックSを接続した場
合を示す回路図である。図4において、図1の実施例と
同様の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省
略する。この実施例は図1の実施例と電池パック接続回
路12と、2つの電池パックL、Sの構成は同じである
が、外部充電器の構成が相違する。この実施例の外部充
電器21は定電流を出力する定電流電源である携帯電話
機用の外部充電器であり、電池パック接続回路12の充
電入力端子電圧12aを検出する電圧検出回路22と、
電圧検出回路22の検出電圧値に応じた充電電流値を設
定する充電電流設定回路23とを有している。
【0017】(動作) 次に、上記実施例の動作を説明する。この実施例では、
外部充電器21は定電流電源であり、電池パック接続回
路12の充電入力端子に外部充電器21の電極端子を接
続した状態において、まず、図5に示すように電池パッ
ク接続回路12の充電出力端子に電池パックLを装着し
た場合、電池パックLの+電極端子14aを通して充電
電流IL (定電流)が流れ、電池パックLの電池14に
ついて充電開始する。また、図6に示すように電池パッ
ク接続回路12の充電出力端子に電池パックSを装着し
た場合、電池パックLの+電極端子15aを通して、充
電電流IS (定電流)が流れる。外部充電器21は定電
流電源であるためIL =IS となる。
【0018】そして、電池パックLを接続したときの、
電池端子出力電圧VBLを例えば6Vとし、このときの入
力端子電圧VILを例えば6Vとすると、VIL(6V)=
BL(6V)となる。電池パックSを接続したときの、
電池端子出力電圧VBSを例えば6Vとし、IL =I
S (=0.1A)とすると、このときの入力端子電圧を
ISとすると、VIS=(IS ×R)+VBS[10V=
(0.1A×40Ω)+6V]となる。ここで、V
BL(6V)=VBS(6V)と仮定すると、VIS=(IS
×R)+VIL[10V=(0.1A×40Ω)+6V]
となり、VIS>VILが成立する。すなわち、Rの電圧降
下分だけVISが高くなる。
【0019】従って,実際のVBLのMAX値、及びVBS
のMINIMUM値を規定し、VIS(=IS R+V
BSmin )>VIL(=VBVmax )[9V=(0.1A×4
0Ω)+5V>7V]が成立するようにRの定数を規定
して電圧しきい値を規定しておけば、電池パックL,S
のいずれの電池パックが接続された場合でも、外部充電
器21の電圧検出回路22が入力端子電圧値VI を検出
することにより、電池パックL,Sの識別が可能とな
る。そこで、外部充電器21ではその充電電流設定回路
23が電圧検出回路22の検出電圧値に応じた充電電流
L ,IS を設定し、本格的充電を開始する。例えば、
電池パックLの電池14の電池容量を電池パックSの電
池15の電池容量の2倍とすると、充電電流設定回路2
3の充電電流IL ,IS の設定値を電池パックLが接続
された場合よりも電池パックSが接続された場合に半分
の電流が流れるように設定しておけば、同じ充電時間で
各電池パックの電池の電池容量に見合った充電を行うこ
とができる。
【0020】 (効果) 以上のように、第2の実施例によれば、外部充電器21
と電池容量の異なる電池パックL、Sとの間にこれら電
池パックを間違いなく接続でき、各電池パックL、Sの
電池14、15の電池容量に見合った充電を行うことが
できる電池容量調整用抵抗14を有する電池パック接続
回路12を設け、外部充電器21は電池パック接続回路
12の充電入力端子電圧を検出する電圧検出回路22
と、電圧検出回路22の検出電圧値に応じた充電電流値
を設定する充電電流設定回路23とを有することによ
り、電圧検出回路22によって容量の異なる2種の電池
パックL,Sの識別が可能となり、充電電流設定回路2
3が電圧検出回路22の検出電圧値に応じた充電電流値
を設定することにより、容量の異なる2種の電池パック
L,Sを識別し、同じ充電時間で各電池パックの電池に
対応した充電を行うことができ、しかも外部充電器11
に特別な電池識別端子を必要としないという効果が得ら
れる。
【0021】第3の実施例 (構成) 図7はこの発明の第3の実施例の示す回路図、図8は電
池パックSを接続して、充電器の出力電圧が定電圧電源
になったときのIS と、電池パックLが定電流充電され
ているときの、充電開始時からの電流の推移の比較を示
すグラフである。図7において、図1の実施例と同様の
構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略す
る。この実施例は図1の実施例と電池パック接続回路1
2と、2つの電池パックL、Sの構成は同じであるが、
外部充電器の構成が相違する。この実施例の外部充電器
31は定電流を出力する定電流電源である携帯電話機用
の外部充電器であり、電池パック接続回路12が接続さ
れ、その電池パック接続回路12に電池パックL又は電
池パックSが接続された場合に、電池パック接続回路1
2の充電入力端子電圧に生じる電圧が所定値以上のとき
に電圧リミッタをかける電圧リミッタ回路32を有して
いる。
【0022】(動作) 次に、上記実施例の動作を説明する。この実施例では、
外部充電器31は定電流電源であり、電池パック接続回
路12の充電入力端子に外部充電器21の電極端子を接
続した状態において、まず、電池パック接続回路12の
充電出力端子に電池パックLを装着した場合、電池パッ
クLの+電極端子14aを通して充電電流IL (定電
流)が流れ、電池パックLの電池14について充電開始
する。また、電池パック接続回路12の充電出力端子に
電池パックSを装着した場合、電池パックSの+電極端
子15aを通して、充電電流IS が流れ、電池パックS
の電池14について充電開始する。
【0023】ところで、電池パックLを装着した場合、
電池端子出力電圧VBLを例えば6Vとし、電池パックL
の+電極端子14aを通しての充電電流IL (定電流)
を0.5Aとすると、このときの入力端子電圧VILは例
えば6Vとなり、VIL(6V)=VBL(6V)となる。
つぎに、電池パックSを装着した場合、電池端子出力電
圧VBSを例えば6Vとし、電池パックLの+電極端子1
4aを通しての充電電流IL (定電流)を0.5Aとす
ると、このときの入力端子電圧VISはVIS(=IS ×R
+VBS)(26V=0.5A×40Ω)+6V]とな
る。そこで、入力端子電圧VISが外部充電器31(定電
流電源)の出力電圧の上限である例えば10Vに達っし
た場合、外部充電器31の電圧リミッタ回路32が10
Vの電圧リミッタをかけるため、外部充電器31は定電
圧電源となり、VISは一定になるため、VBSは電池パッ
クSが充電されるにつれ上昇し、図8に示すようにIS
はRにより制限され、減少してゆく。この関係は、IS
=(VIS−VBS)/Rで表される。
【0024】従って、Rの定数を適当に規定、例えば第
1の電池パックLの電池14の電池容量を電池パックS
の電池15の電池容量の2倍とすると、電池パックLが
接続された場合よりも電池パックSが接続された場合に
半分の電流が流れるような電圧値となる値に設定してお
けば、容量の異なる電池パックL,Sを同じ充電時間で
各電池パックの電池の電池容量に見合った充電を行うこ
とができる。
【0025】 (効果) 以上のように、第3の実施例によれば、外部充電器21
と電池容量の異なる電池パックL、Sとの間にこれら電
池パックを間違いなく接続でき、各電池パックL、Sの
電池14、15の電池容量に見合った充電を行うことが
できる電池容量調整用抵抗14を有する電池パック接続
回路12を設け、外部充電器21は電池パック接続回路
12に電池パックL又は電池パックSが接続された場合
に、電池パック接続回路12の充電入力端子電圧に生じ
る電圧が所定値以上のときに電圧リミッタをかける電圧
リミッタ回路32を有することにより、電池パックLを
定電流充電、電池パックSを電圧リミッタ回路32が電
圧リミッタをかけて定電圧による電流制限充電を行うこ
とにより、容量の異なる2種の電池パックL,Sを識別
し、同じ充電時間で各電池パックの電池に対応した充電
を行うことができ、しかも外部充電器11に特別な電池
識別端子を必要としないという効果が得られる。
【0026】(利用形態) 上記第1〜第3実施例では、外部充電器11から、携帯
電話機本体を経由して、電話機本体に外部装着された電
池パックL、Sを充電する例を説明したが、2種の電池
パックL、Sにそれぞれ電池パック接続回路12をそれ
ぞれ備えることにより、電池パックL、Sの単体を直接
充電器に接続する構成においても、同様に適用可能であ
る。
【0027】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、定電圧
を出力する充電器と電池容量の異なる第1と第2の電池
パックとの間に、これら電池パックを間違いなく接続で
き、各電池パックの電池の電池容量に見合った充電を行
うことができる電池容量調整用抵抗を有する電池パック
接続回路を設け、その電池容量調整用抵抗の抵抗値を第
2の電池パックの+電池端子と−電池端子との間に流れ
る電流を小さくするように設定することにより、容量の
異なる2種の電池パックを識別することなく、同じ充電
時間で各電池パックの電池に対応した充電を行うことが
でき、しかも充電器に特別な電池識別子を必要とせず、
簡単な構成の電池パック接続回路を設けるだけで済むと
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】同実施例において電池パックLを接続した場合
を示す回路図である。
【図3】同実施例において電池パックSを接続した場合
を示す回路図である。
【図4】この発明の第2の実施例を示す回路図である。
【図5】同実施例において電池パックLを接続した場合
を示す回路図である。
【図6】同実施例において電池パックSを接続した場合
を示す回路図である。
【図7】この発明の第3の実施例を示す回路図である。
【図8】電池パックSを接続して、充電器の出力電圧が
定電圧源になったときのIS と、電池パックLが定電流
充電されているときの充電開始時からの電流の推移の比
較を示すグラフである。
【図9】従来の1つの電池パック充電装置の回路図であ
る。
【図10】従来のもう1つの電池パック充電装置の回路
図である。
【符号の説明】
11 外部充電器 11a +電極端子 11b −電極端子 12 電池パック接続回路 12a +充電入力端子 12b −充電入力端子 13 電池容量調整用抵抗 13a +充電第1出力端子 13b −充電出力端子 13c +充電第2出力端子 14 電池 14a +電極端子 14b −電極端子 14c 接続識別端子 15 電池 15a +電極端子 15b −電極端子
───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 +充電端子と−充電端子とを有し、定電
    圧を出力する充電器と、充電器の+充電端子及び−充電
    端子にそれぞれ接続される+充電入力端子及び−充電入
    力端子と、+充電入力端子及び−充電入力端子にそれぞ
    れ接続される+充電第1出力端子及び−充電出力端子
    と、+充電入力端子と電池容量調整用抵抗を介して接続
    された+充電第2出力端子とからなる電池パック接続回
    路と、 所定の電池容量の第1の電池と、第1の電池の+側に接
    続され、電池パック接続回路の+充電第1出力端子に接
    続される+第1電池端子と、+第1電池端子と接続さ
    れ、電池パック接続回路の+充電第2出力端子に接続さ
    れる+第2電池端子と、第1の電池の−側に接続され、
    電池パック接続回路の−充電出力端子に接続される−電
    池端子とからなる第1の電池パックと、 第1の電池の電池容量より小さい電池容量の第2の電池
    と、第2の電池の+側に接続され、電池パック接続回路
    の+充電第2出力端子にのみ接続される+電池端子と、
    第2の電池の−側に接続され、電池パック接続回路の−
    充電出力端子に接続される−電池端子とからなる第2の
    電池パックとを有し、 上記電池容量調整用抵抗は、上記第2の電池パックの+
    電池端子と−電池端子との間に流れる電流を小さくする
    ことを特徴とする電池パック充電装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電池パック充電装置にお
    いて、上記電池パック接続回路は、機器に内蔵されるこ
    とを特徴とする電池パック充電装置。
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