JP3403309B2 - 充電装置 - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- 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】
【発明の属する技術分野】本発明は充電装置に関し、特
に、リチウムイオン電池（リチウムイオン二次電池）の
充電に適する充電装置に関する。
に、リチウムイオン電池（リチウムイオン二次電池）の
充電に適する充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の充電装置、特にリチウムイオン電
池用充電装置は、図６に示すように、ＤＣ入力用ジャッ
ク１、定電圧回路２、差動アンプ３、マイクロコンピュ
ータ４、定電流回路５、充電端子６からなり、充電端子
６に被充電電池としてリチウムイオン電池７を接続して
定電圧及び定電流で駆動を行ない、リチウムイオン電池
７の電圧を差動アンプ３を介してマイクロコンピュータ
４のＡ／Ｄコンバータ端子に入力し、その電圧が規定電
圧（例えば４．２Ｖ±０．０５ｖ）に達したことを検出
すると、それから一定時間ａ経過後、マイクロコンピュ
ータ４のポートＰより定電流回路５をオフにする制御信
号を出力して充電を停止するようにし、時間管理充電を
していた。図７は図６の充電装置の充電特性を示し、
（Ａ）は充電時間対電圧特性、（Ｂ）は充電時間対電流
特性である。
池用充電装置は、図６に示すように、ＤＣ入力用ジャッ
ク１、定電圧回路２、差動アンプ３、マイクロコンピュ
ータ４、定電流回路５、充電端子６からなり、充電端子
６に被充電電池としてリチウムイオン電池７を接続して
定電圧及び定電流で駆動を行ない、リチウムイオン電池
７の電圧を差動アンプ３を介してマイクロコンピュータ
４のＡ／Ｄコンバータ端子に入力し、その電圧が規定電
圧（例えば４．２Ｖ±０．０５ｖ）に達したことを検出
すると、それから一定時間ａ経過後、マイクロコンピュ
ータ４のポートＰより定電流回路５をオフにする制御信
号を出力して充電を停止するようにし、時間管理充電を
していた。図７は図６の充電装置の充電特性を示し、
（Ａ）は充電時間対電圧特性、（Ｂ）は充電時間対電流
特性である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ムイオン電池は印加電圧が規定電圧を少しでもオーバす
ると異常状態となる。したがって、定電圧回路２として
高精度レギュレータが必要となる。このように、リチウ
ムイオン電池を充電する従来の充電装置は定電圧及び定
電流駆動が主流であり、また電圧精度は４．２ｖ±０．
０５ｖと高いため、これらの条件を満足する充電装置の
構成はコスト的に高価になっていた。また、ニッカド電
池では満充電を電圧管理できるが、リチウムイオン電池
は電圧管理できないためタイマー制御による時間管理が
必要である。しかし、時間管理充電では、リチウムイオ
ン電池がその内部インピーダンスや電池容量等に起因し
てバラツイても、同じ時間の充電になるので問題があ
る。
ムイオン電池は印加電圧が規定電圧を少しでもオーバす
ると異常状態となる。したがって、定電圧回路２として
高精度レギュレータが必要となる。このように、リチウ
ムイオン電池を充電する従来の充電装置は定電圧及び定
電流駆動が主流であり、また電圧精度は４．２ｖ±０．
０５ｖと高いため、これらの条件を満足する充電装置の
構成はコスト的に高価になっていた。また、ニッカド電
池では満充電を電圧管理できるが、リチウムイオン電池
は電圧管理できないためタイマー制御による時間管理が
必要である。しかし、時間管理充電では、リチウムイオ
ン電池がその内部インピーダンスや電池容量等に起因し
てバラツイても、同じ時間の充電になるので問題があ
る。
【０００４】本発明の目的は、上記従来の問題点を解決
した充電装置を提供することにある。
した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】本発明による充電装置
は、被充電電池の電池電圧を検出する電圧検出手段と、
電圧検出手段の検出電圧を基準値と比較する比較手段
と、被充電電流の充電電流を調整する充電電流調整手段
と、比較手段の出力に応じて充電電流制御手段の充電電
流を所定回数だけ段階的に減少させる制御手段を備え、
制御手段はシフトレジスタであるものである。
は、被充電電池の電池電圧を検出する電圧検出手段と、
電圧検出手段の検出電圧を基準値と比較する比較手段
と、被充電電流の充電電流を調整する充電電流調整手段
と、比較手段の出力に応じて充電電流制御手段の充電電
流を所定回数だけ段階的に減少させる制御手段を備え、
制御手段はシフトレジスタであるものである。
【０００６】また、本発明による充電装置は、被充電電
池の電池電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段
の検出電圧を基準値と比較する比較手段と、被充電電池
の充電電流を調整する充電電流調整手段と、比較手段の
出力に応じて充電電流制御手段の充電電流を所定回数だ
け段階的に減少させる制御手段を備え、制御手段はマイ
クロコンピュータであり、さらに、電圧検出手段の出力
電圧を調整する電圧調整回路を含むものである。
池の電池電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段
の検出電圧を基準値と比較する比較手段と、被充電電池
の充電電流を調整する充電電流調整手段と、比較手段の
出力に応じて充電電流制御手段の充電電流を所定回数だ
け段階的に減少させる制御手段を備え、制御手段はマイ
クロコンピュータであり、さらに、電圧検出手段の出力
電圧を調整する電圧調整回路を含むものである。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【作用】被充電電池の電池電圧を電圧検出手段で検出
し、検出電圧を比較手段で基準値と比較し、被充電電流
の充電電流を調整する充電電流調整手段を、制御手段に
よって比較手段の出力に応じて充電電流を所定回数だけ
段階的に減少させる。
し、検出電圧を比較手段で基準値と比較し、被充電電流
の充電電流を調整する充電電流調整手段を、制御手段に
よって比較手段の出力に応じて充電電流を所定回数だけ
段階的に減少させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る充電装置の一
実施例を示す回路図、図２は図１の装置の充電動作を説
明するフローチャート、図３は図１の装置の充電特性を
示す。図１において、充電装置は、ＤＣ入力用ジャック
１、定電圧回路２、差動アンプ３、マイクロコンピュー
タ４、充電端子６及び充電電流調整回路８からなり、充
電端子６に被充電電池としてリチウムイオン電池７（リ
チウムイオン二次電池）を接続している。
実施例を示す回路図、図２は図１の装置の充電動作を説
明するフローチャート、図３は図１の装置の充電特性を
示す。図１において、充電装置は、ＤＣ入力用ジャック
１、定電圧回路２、差動アンプ３、マイクロコンピュー
タ４、充電端子６及び充電電流調整回路８からなり、充
電端子６に被充電電池としてリチウムイオン電池７（リ
チウムイオン二次電池）を接続している。
【００１１】まず、充電端子６にリチウムイオン電池７
を接続して充電を開始すると、リチウムイオン電池７の
電池電圧は差動アンプ３で検出され、マイクロコンピュ
ータ４内蔵のＡ／Ｄコンバータでデジタル値に変換され
る。電池電圧が所定値（例えば規定電圧＝４．２Ｖ）に
達するまでは、マイクロコンピュータ４の内蔵のＤ／Ａ
コンバータの出力電圧は充電電流調整回路８のトランジ
スタＱのベースに所定電圧を印加し、コレクタには一定
電流Ｉｃが流れるようになる（ステップＳ１）。次い
で、ステップＳ２で、検出したデジタル値が所定値
（４．２Ｖ）を越えたか否かがマイクロコンピュータ４
で判定され、所定値を越えるとステップＳ３に進み、マ
イクロコンピュータ４内蔵のＤ／Ａコンバータの出力を
１ステップ下げる、すなわちデクリメントし、充電電流
調整回路８のトランジスタＱのベース電圧を下げ充電電
流を下げるように制御する。
を接続して充電を開始すると、リチウムイオン電池７の
電池電圧は差動アンプ３で検出され、マイクロコンピュ
ータ４内蔵のＡ／Ｄコンバータでデジタル値に変換され
る。電池電圧が所定値（例えば規定電圧＝４．２Ｖ）に
達するまでは、マイクロコンピュータ４の内蔵のＤ／Ａ
コンバータの出力電圧は充電電流調整回路８のトランジ
スタＱのベースに所定電圧を印加し、コレクタには一定
電流Ｉｃが流れるようになる（ステップＳ１）。次い
で、ステップＳ２で、検出したデジタル値が所定値
（４．２Ｖ）を越えたか否かがマイクロコンピュータ４
で判定され、所定値を越えるとステップＳ３に進み、マ
イクロコンピュータ４内蔵のＤ／Ａコンバータの出力を
１ステップ下げる、すなわちデクリメントし、充電電流
調整回路８のトランジスタＱのベース電圧を下げ充電電
流を下げるように制御する。
【００１２】次いでＳ４で、マイクロコンピュータ４の
内蔵カウンタをカウントアップし、次いでＳ５で所定の
カウント値をオーバーしたか否かが判定される。すなわ
ち、所定回数ステップダウンしたかを調べている。ステ
ップＳ５の答がノーならば、Ｓ２に戻り充電を継続し、
検出したデジタル値が所定値を再び越えると、Ｓ２乃至
Ｓ４の作業を繰り返し、マイクロコンピュータ４内蔵の
Ｄ／Ａコンバータの出力をデクリメントし充電電流調整
回路８のトランジスタＱを前回制御時の電流値より充電
電流が下がるように制御する。以下、同様の制御（Ｓ２
乃至Ｓ４）を行ない、Ｓ５で所定のカウント値をオーバ
ーしたと判定されると（すなわち、所定の電流値まで下
がると）、充電作業を終了させ、充電電流を停止させ
る。
内蔵カウンタをカウントアップし、次いでＳ５で所定の
カウント値をオーバーしたか否かが判定される。すなわ
ち、所定回数ステップダウンしたかを調べている。ステ
ップＳ５の答がノーならば、Ｓ２に戻り充電を継続し、
検出したデジタル値が所定値を再び越えると、Ｓ２乃至
Ｓ４の作業を繰り返し、マイクロコンピュータ４内蔵の
Ｄ／Ａコンバータの出力をデクリメントし充電電流調整
回路８のトランジスタＱを前回制御時の電流値より充電
電流が下がるように制御する。以下、同様の制御（Ｓ２
乃至Ｓ４）を行ない、Ｓ５で所定のカウント値をオーバ
ーしたと判定されると（すなわち、所定の電流値まで下
がると）、充電作業を終了させ、充電電流を停止させ
る。
【００１３】図３は上記の充電動作の充電時間対充電電
圧（ＶB ）及び充電電流（Ｉ）特性を示す。例えば、実
際の充電電流制御期間Ｔは、電流デクリメントが１０ス
テップとし、最小充電電流は５０〜１００ｍＡである。
リチウムイオン電池７の電圧値はその内部インピーダン
スと電流値で決まり、従って電流が低くなると電圧も下
がる。
圧（ＶB ）及び充電電流（Ｉ）特性を示す。例えば、実
際の充電電流制御期間Ｔは、電流デクリメントが１０ス
テップとし、最小充電電流は５０〜１００ｍＡである。
リチウムイオン電池７の電圧値はその内部インピーダン
スと電流値で決まり、従って電流が低くなると電圧も下
がる。
【００１４】以上述べたように、所定回数だけ充電電流
を段階的に落とすことにより充電電流をモニターでき何
％容量が入ったか把握でき、充電量のバラツキが少なく
なる。また、充電電流がモニターできるため、確実に満
充電にできる。また、安定化電源（定電圧回路）を介し
て充電しなくても良いため、発熱が少なく小型機器に有
利である。したがって、一定電圧回路２として従来のよ
うに高精度のレギュレーターを使用する必要がないた
め、コストアップとならない。なお、ここではリチウム
イオン電池について述べたが、他の充電可能な電池につ
いても同様である。
を段階的に落とすことにより充電電流をモニターでき何
％容量が入ったか把握でき、充電量のバラツキが少なく
なる。また、充電電流がモニターできるため、確実に満
充電にできる。また、安定化電源（定電圧回路）を介し
て充電しなくても良いため、発熱が少なく小型機器に有
利である。したがって、一定電圧回路２として従来のよ
うに高精度のレギュレーターを使用する必要がないた
め、コストアップとならない。なお、ここではリチウム
イオン電池について述べたが、他の充電可能な電池につ
いても同様である。
【００１５】
【実施例】次に、図４は本発明に係る充電装置の他の実
施例を示す回路図であり、図１の回路図において差動ア
ンプ３の出力に抵抗Ｒ２及び半固定抵抗Ｒ３で構成され
る電圧調整回路９を追加したものである。この回路で
は、マイクロコンピュータ４の電源電圧のバラツキでＡ
／Ｄコンバータの変換誤差が少なくなるように、差動ア
ンプ３の入力に４．２Ｖを接続し、比較器出力電圧を異
なって認識しないように、半固定抵抗Ｒ３で調整する。
施例を示す回路図であり、図１の回路図において差動ア
ンプ３の出力に抵抗Ｒ２及び半固定抵抗Ｒ３で構成され
る電圧調整回路９を追加したものである。この回路で
は、マイクロコンピュータ４の電源電圧のバラツキでＡ
／Ｄコンバータの変換誤差が少なくなるように、差動ア
ンプ３の入力に４．２Ｖを接続し、比較器出力電圧を異
なって認識しないように、半固定抵抗Ｒ３で調整する。
【００１６】次に、図５は本発明に係る充電装置のさら
に他の実施例を示す回路図であり、図１のマイクロコン
ピュータの代わりにシフトレジスタによる重みづけで実
施した場合を示す。図５において、被充電電池であるリ
チウムイオン電池７の電池電圧は差動アンプ３で検出さ
れ、検出電圧は差動アンプ１０で抵抗Ｒ４及びＲ５で構
成される分圧回路による基準電圧と比較され、比較出力
がシフトレジスタ１１に入力される。電池電圧が所定値
（例えば規定電圧＝４．２Ｖ）に達するまでは、シフト
レジスタ１１は出力に接続された抵抗Ｒ７乃至Ｒ１１
（Ｒ７＞Ｒ８＞Ｒ９＞Ｒ１０＞Ｒ１１）のうち抵抗Ｒ７
を接地し、充電電流調整回路８のトランジスタＱのベー
スに所定電圧を印加し、コレクタには一定電流Ｉｃが流
れるようにする電圧が抵抗Ｒ６及びＲ７で構成される分
圧回路の分圧電圧として出力されてる。
に他の実施例を示す回路図であり、図１のマイクロコン
ピュータの代わりにシフトレジスタによる重みづけで実
施した場合を示す。図５において、被充電電池であるリ
チウムイオン電池７の電池電圧は差動アンプ３で検出さ
れ、検出電圧は差動アンプ１０で抵抗Ｒ４及びＲ５で構
成される分圧回路による基準電圧と比較され、比較出力
がシフトレジスタ１１に入力される。電池電圧が所定値
（例えば規定電圧＝４．２Ｖ）に達するまでは、シフト
レジスタ１１は出力に接続された抵抗Ｒ７乃至Ｒ１１
（Ｒ７＞Ｒ８＞Ｒ９＞Ｒ１０＞Ｒ１１）のうち抵抗Ｒ７
を接地し、充電電流調整回路８のトランジスタＱのベー
スに所定電圧を印加し、コレクタには一定電流Ｉｃが流
れるようにする電圧が抵抗Ｒ６及びＲ７で構成される分
圧回路の分圧電圧として出力されてる。
【００１７】次いで、検出した電圧値が所定値（４．２
Ｖ）を越えると差動アンプ１０の出力によりシフトレジ
スタ１１は抵抗Ｒ７に代えて抵抗Ｒ８を接地し、抵抗Ｒ
６及びＲ８で構成される分圧回路の分圧電圧で、充電電
流調整回路８のトランジスタＱを充電電流を前回電流値
より下げるように制御する。また、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３
はノイズ除去のためのヒステリシスを作る正帰還であ
る。以下、同様の制御を行ない、所定回数だけ電流値を
下げる作業を続けた後充電作業を終了させ、充電電流を
停止させる。
Ｖ）を越えると差動アンプ１０の出力によりシフトレジ
スタ１１は抵抗Ｒ７に代えて抵抗Ｒ８を接地し、抵抗Ｒ
６及びＲ８で構成される分圧回路の分圧電圧で、充電電
流調整回路８のトランジスタＱを充電電流を前回電流値
より下げるように制御する。また、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３
はノイズ除去のためのヒステリシスを作る正帰還であ
る。以下、同様の制御を行ない、所定回数だけ電流値を
下げる作業を続けた後充電作業を終了させ、充電電流を
停止させる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、充電可能な電池特にリ
チウムイオン電池の充電に適するコストの安い充電装置
が得られる。
チウムイオン電池の充電に適するコストの安い充電装置
が得られる。
【図１】本発明に係る充電装置の一実施例を示す回路図
である。
である。
【図２】図１の装置の充電動作を説明するフローチャー
トでＳる。
トでＳる。
【図３】図１の装置の充電時間対充電電圧（ＶB ）及び
充電電流（Ｉ）特性を示す。
充電電流（Ｉ）特性を示す。
【図４】本発明に係る充電装置の他の実施例を示す回路
図である。
図である。
【図５】本発明に係る充電装置のさらに他の実施例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図６】従来の充電装置の一例を示す回路図である。
【図７】図６の充電装置の充電特性を示し、（Ａ）は充
電時間対電圧特性、（Ｂ）は充電時間対電流特性であ
る。
電時間対電圧特性、（Ｂ）は充電時間対電流特性であ
る。
１ ＤＣ入力用ジャック
２ 定電圧回路
３ 差動アンプ
４ マイクロコンピュータ
５ 定電流回路
６ 充電端子
７ リチウムイオン電池
８ 充電電流調整回路
９ 電圧調整回路
１０ 差動アンプ
１１ シフトレジスタ
Claims (2)
- 【請求項１】 被充電電池の電池電圧を検出する電圧検
出手段と、上記電圧検出手段の検出電圧を基準値と比較
する比較手段と、上記被充電電池の充電電流を調整する
充電電流調整手段と、上記比較手段の出力に応じて上記
充電電流制御手段の充電電流を所定回数だけ段階的に減
少させる制御手段を備え、上記制御手段はシフトレジス
タであることを特徴とする充電装置。 - 【請求項２】 被充電電池の電池電圧を検出する電圧検
出手段と、上記電圧検出手段の検出電圧を基準値と比較
する比較手段と、上記被充電電池の充電電流を調整する
充電電流調整手段と、上記比較手段の出力に応じて上記
充電電流制御手段の充電電流を所定回数だけ段階的に減
少させる制御手段を備え、上記制御手段はマイクロコン
ピュータであり、さらに、上記電圧検出手段の出力電圧
を調整する電圧調整回路を含むことを特徴とする充電装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03335597A JP3403309B2 (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03335597A JP3403309B2 (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223261A JPH10223261A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3403309B2 true JP3403309B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=12384285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03335597A Expired - Fee Related JP3403309B2 (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3403309B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7635541B2 (en) * | 2004-10-29 | 2009-12-22 | Medtronic, Inc. | Method for charging lithium-ion battery |
| JP2009178013A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置 |
| JP2009178005A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置及び充電装置における誤差補正方法 |
| KR101036085B1 (ko) | 2009-09-08 | 2011-05-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩의 충전 방법 및 배터리 팩 |
| JP5537992B2 (ja) * | 2010-02-24 | 2014-07-02 | 三洋電機株式会社 | 二次電池の充電方法、二次電池の充電制御装置及びパック電池 |
| JP6311357B2 (ja) * | 2014-03-05 | 2018-04-18 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 防止装置 |
| JP6537886B2 (ja) * | 2015-05-18 | 2019-07-03 | エイブリック株式会社 | 定電流充電装置 |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP03335597A patent/JP3403309B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10223261A (ja) | 1998-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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