JP3435861B2 - Charging device - Google Patents
Charging deviceInfo
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- JP3435861B2 JP3435861B2 JP31077194A JP31077194A JP3435861B2 JP 3435861 B2 JP3435861 B2 JP 3435861B2 JP 31077194 A JP31077194 A JP 31077194A JP 31077194 A JP31077194 A JP 31077194A JP 3435861 B2 JP3435861 B2 JP 3435861B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、被充電電池の電池温度
の上昇勾配が所定レベルに達すると、定電流制御による
充電を停止する充電装置において、より満充電に近づけ
るべく再充電を行わせる充電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention, in a charging device which stops charging by constant current control when the rising gradient of the battery temperature of a battery to be charged reaches a predetermined level, causes the battery to be recharged so as to be closer to full charge. Regarding the charging device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、二次電池を充電するに際し、満充
電を検出する手法として、定電流充電において充電開始
からの時間をタイマで管理し、所定時間を計時したら満
充電とするタイマ制御や、電池電圧が最大レベルから所
定レベルだけダウンした時点を満充電とする−ΔV制御
が知られているが、タイマ制御は残容量の如何により常
に適正な充電ができず、また−ΔV制御は充電初期に現
われる電圧減少現象に対する対策が必要である。2. Description of the Related Art Conventionally, when charging a secondary battery, as a method for detecting full charge, a timer control for controlling the time from the start of charging in constant current charging by a timer and setting the full charge when a predetermined time is measured, The -ΔV control is known in which the battery voltage is fully charged when the battery voltage drops from the maximum level to a predetermined level. However, the timer control cannot always perform proper charging depending on the remaining capacity, and the -ΔV control charges the battery. It is necessary to take measures against the voltage decrease phenomenon that appears in the early stage.
【0003】また、電池温度Tが所定レベルまで上昇し
たら満充電とするT制御が知られているが、環境温度に
影響されないという点から、温度の上昇変化率(勾配)
を求め,この値が所定レベルに達したら満充電とするΔ
T/Δt制御が採用されている。Further, T control is known in which the battery is fully charged when the battery temperature T rises to a predetermined level. However, from the viewpoint that it is not affected by the environmental temperature, the rate of change in temperature rise (gradient).
Is obtained, and when this value reaches a predetermined level, full charge is performed Δ
T / Δt control is adopted.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このΔ
T/Δt制御は、他要素の影響が少ないものの、満充電
時点を決定する上で完全ではなく、従って、常に望まし
い満充電状態まで充電させることは必ずしも容易ではな
かった。However, this Δ
Although the T / Δt control is less affected by other factors, it is not perfect in determining the time point of full charge, and thus it is not always easy to always charge to a desired full charge state.
【0005】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
ΔT/Δt制御で充電される二次電池である被充電電池
を、可及的かつ定量的に100%に近い状態まで充電す
る充電装置を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above,
An object of the present invention is to provide a charging device that charges a battery to be charged, which is a secondary battery charged by ΔT / Δt control, to a state as close to 100% as possible and quantitatively.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、被充電電池の
電池温度の上昇勾配が所定レベルに達すると、定電流制
御による充電を停止する充電装置において、電池電圧検
出手段と、上記充電停止時点における上記電池電圧検出
手段で検出された電池電圧を取り込む取込手段と、上記
充電停止した後、低レベルから所定レベルまで徐々に増
大する充電電流を供給する再充電電流生成手段と、再充
電時に電池電圧が上記取り込んだ電池電圧に一致すると
再充電を停止する再充電制御手段とを備えたものである
(請求項1)。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a battery charger for stopping charging by constant current control when the rising gradient of the battery temperature of a battery to be charged reaches a predetermined level. Retrieval means for retrieving the battery voltage detected by the battery voltage detection means at the time point, recharging current generating means for supplying a charging current gradually increasing from a low level to a predetermined level after the charging is stopped, and recharging A recharge control means for stopping the recharge when the battery voltage coincides with the taken-in battery voltage is provided (Claim 1).
【0007】また、上記再充電電流生成手段は、再充電
電流が上記定電流のレベルを越えないように電流制御す
るものである(請求項2)。Further, the recharge current generating means controls the current so that the recharge current does not exceed the level of the constant current (claim 2).
【0008】[0008]
【作用】請求項1記載の発明によれば、被充電電池の充
電は定電流制御中において、温度センサによって電池温
度Tが検出され、これに基づいて温度の上昇勾配ΔT/
Δtが求められ、この値が所定レベルに達すると、一
応、満充電とみなされて充電が停止されるとともに、こ
の時点の電池電圧が取り込まれる。この充電停止後、被
充電電池は、低レベルから徐々に増大する充電電流の供
給による再充電で充電される。再充電を低レベルから開
始することで、電池電圧は再び上昇傾向に転じ、この上
昇する電池電圧が上記取り込んだ電圧値に達すると、1
00%近くまで充電できたとみなして充電を完了する。According to the first aspect of the present invention, the battery temperature T is detected by the temperature sensor during the constant current control of charging the battery to be charged, and the temperature rise gradient ΔT /
When Δt is obtained, and when this value reaches a predetermined level, it is considered that the battery is fully charged, the charging is stopped, and the battery voltage at this time is taken in. After the charging is stopped, the battery to be charged is recharged by supplying a charging current that gradually increases from a low level. By starting the recharging from a low level, the battery voltage starts to rise again, and when the rising battery voltage reaches the voltage value taken in above, 1
The charging is completed assuming that the battery has been charged to nearly 100%.
【0009】請求項2記載の発明によれば、再充電時の
充電電流は低レベルから徐々に増大されていくが、最初
の定電流制御による充電時の電流値に維持され、あるい
はそれ以下である所定のレベルに維持される。According to the second aspect of the present invention, the charging current at the time of recharging is gradually increased from a low level, but is maintained at the current value at the time of charging by the first constant current control, or is less than that. Maintained at some predetermined level.
【0010】[0010]
【実施例】図1は、本発明に係る充電装置を備えた充電
器と、この充電器で充電される被充電電池との関係を示
すブロック図である。図において、1は充電器、2は被
充電電池を示している。被充電電池2が例えばリチウム
電池であれば、内部にメモリとしてのROM2Aが内蔵
されており、このROM2A内には充電に際して必要な
パラメータが所定のフォーマットで記憶されている。充
電器1と被充電電池2とは、両者の装着によって所要本
数の信号ラインで接続するようになされている。FIG. 1 is a block diagram showing the relationship between a charger equipped with a charging device according to the present invention and a battery to be charged by this charger. In the figure, 1 is a charger and 2 is a battery to be charged. If the battery 2 to be charged is, for example, a lithium battery, a ROM 2A as a memory is built therein, and parameters necessary for charging are stored in the ROM 2A in a predetermined format. The charger 1 and the battery 2 to be charged are connected by a required number of signal lines by mounting them.
【0011】充電器1内には、マイコン回路10と該マ
イコン回路10により制御されて駆動される充電動作回
路部10’が設けられている。マイコン回路10は、定
電流制御等により充電制御を行い、電池温度の上昇勾配
ΔT/Δtが所定レベルに達すると、満充電とみなして
充電停止を行った後に駆動され、より100%に近い充
電を確保するための再充電部101を備える。In the charger 1, a microcomputer circuit 10 and a charging operation circuit section 10 'controlled and driven by the microcomputer circuit 10 are provided. The microcomputer circuit 10 performs charge control by constant current control or the like, and when the battery temperature increase gradient ΔT / Δt reaches a predetermined level, the microcomputer circuit 10 considers it as full charge and stops the charge, and is driven, and the charge is closer to 100%. The recharging unit 101 is provided for ensuring that
【0012】更に、マイコン回路10は内部に電池電圧
の検出、取込部102を備え、最初の充電における充電
停止時点の電池電圧を取り込み、再充電部101は再充
電時において電池電圧が取り込んだ電圧値に一致すると
再充電を停止する。Further, the microcomputer circuit 10 has a battery voltage detecting / capturing unit 102 therein, which captures the battery voltage at the time of stopping charging in the first charging, and the recharging unit 101 captures the battery voltage during recharging. When it matches the voltage value, recharging is stopped.
【0013】図2は、本発明に係る充電装置が適用され
る充電器の接続態様の一例を示す構成図である。充電器
1は、リチウム電池及びその他の異種の被充電電池を充
電するものである。3は、被充電電池2を電源として使
用される負荷機器であって、例えば携帯用の電話機であ
る。被充電電池2がリチウム電池の場合、リチウム電池
内のROM2Aには、電話機がリチウム電池の特質等を
把握する上で必要なデータも記憶されている。そして、
電源供給や上記データの伝送はラインl1を介して行わ
れるようになっている。また、このラインl1には、充
電器1もラインl2を介して接続可能になされている。
充電器1の充電電流はラインl1の内、電源供給のため
のラインに、上記パラメータを読み取るラインはライン
l1の内、データ伝送のためのラインにそれぞれ電気的
に接続可能になされている。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a connection mode of a charger to which the charging device according to the present invention is applied. The charger 1 charges a lithium battery and other kinds of charged batteries. Reference numeral 3 is a load device that uses the battery to be charged 2 as a power source, and is, for example, a mobile phone. When the battery 2 to be charged is a lithium battery, the ROM 2A in the lithium battery also stores data necessary for the telephone to grasp the characteristics of the lithium battery. And
Power supply and transmission of the above data are performed via the line l1. The charger 1 can also be connected to the line l1 via a line l2.
The charging current of the charger 1 can be electrically connected to a line for power supply in the line l1, and a line for reading the above parameters can be electrically connected to a line for data transmission in the line l1.
【0014】図3及び図4は、この接続関係を説明する
ための図で、図3は、各器の接続状態を示す概略構成
図、図4は、各器の接続端子の配置を示す図である。充
電器1は交流電源接続用のプラグ1Aを有し、上部に、
リチウム電池やその他の異種の二次電池を装着可能にす
る装着部1B(図4参照)を備えている。また、充電器
1は被充電電池を装填したまま電話機3も装着可能な構
造を有し、充電の都度、電話機3から被充電電池2を取
り外しする煩わしさを軽減している。FIGS. 3 and 4 are views for explaining this connection relationship. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a connection state of each device, and FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of connection terminals of each device. Is. The charger 1 has a plug 1A for connecting an AC power source, and at the top,
It is provided with a mounting portion 1B (see FIG. 4) that allows a lithium battery and other different secondary batteries to be mounted. Further, the charger 1 has a structure in which the telephone 3 can be mounted while the battery to be charged is loaded, and the troublesomeness of removing the battery 2 to be charged from the telephone 3 each time the battery is charged is reduced.
【0015】リチウム電池は、例えば側面視で台形状に
形成されたパック状をなし、その装着先端部分の上下面
に〜で示す端子が内部を経由して短絡された状態で
形成されている。端子はグランド(GND)用であ
り、端子は温度センサ用であり、端子は正極+端
子、端子は電池の容量(大小)判別用であり、端子
はROM2Aからデータやパラメータをシリアル伝送す
るためのリード/ライト(R/W)用である。電話機3
は下面適所に上記端子〜に対応する配列で接続端子
が形成されており、リチウム電池2を装填したとき、そ
れぞれが接触するようになっている。また、充電器1の
装着部1Bの内部にも同様に接続端子が対応して配列さ
れており、リチウム電池2を装着したとき、それぞれが
接触するようになっている。なお、リチウム電池2と異
なる異種の電池の場合、内部にROM2Aを備えていな
いため、端子は形成されていないが、他の端子は、リ
チウム電池と同様に形成されている。また、電池容量の
小さい電池は、種類を問わず、端子と端子は分離さ
れているが、大きな容量の電池では、端子と端子と
は短絡されており、端子の電位をチェックすることで
電池容量の判別が可能になっている。The lithium battery has, for example, a trapezoidal shape in a side view, and is formed in a state in which terminals indicated by are short-circuited via the inside on the upper and lower surfaces of its mounting tip portion. The terminal is for ground (GND), the terminal is for a temperature sensor, the terminal is for positive electrode + terminal, the terminal is for battery capacity (large / small) determination, and the terminal is for serial transmission of data and parameters from the ROM 2A. For read / write (R / W). Phone 3
The connection terminals are formed at appropriate positions on the lower surface in an array corresponding to the terminals 1 to, and when the lithium battery 2 is loaded, the connection terminals are brought into contact with each other. Further, similarly, the connection terminals are also arranged correspondingly inside the mounting portion 1B of the charger 1, so that when the lithium battery 2 is mounted, the respective connection terminals come into contact with each other. In the case of a different type of battery different from the lithium battery 2, terminals are not formed because the ROM 2A is not provided inside, but other terminals are formed similarly to the lithium battery. Also, regardless of the type of battery with a small battery capacity, the terminals are separated from each other, but with a battery with a large capacity, the terminals are short-circuited and the battery capacity can be checked by checking the potential of the terminals. Can be determined.
【0016】ここで、リチウム電池2内のROM2Aの
メモリマップについて説明する。このROM2A内に
は、リチウム性能を示すデータや充電のためのパラメー
タがアドレスに対応して、所定のフォーマット形式で予
め書き込まれている。例えば、リチウム電池の各型を示
すデータ等であり、その他のパラメータについては、以
下、その一例を示す。Here, the memory map of the ROM 2A in the lithium battery 2 will be described. In the ROM 2A, data indicating lithium performance and parameters for charging are written in advance in a predetermined format corresponding to the address. For example, it is data showing each type of lithium battery, and other parameters will be shown below by way of example.
【0017】Vc(カットオフ電圧) :上限を示す許
容電圧で、8,2Vや8,4V
Vmin(下限電圧) :急速充電制御可能な最低電
圧
Tmin(制御下限温度) :例えば5℃(なお本実施例
では、−30℃以下も測定可能)
Tmax(カットオフ温度) :制御上限温度で、例えば4
5℃
Il(急速充電ロー電流):高速(ラピッド)充電モー
ドでの下限電流値(但し、後述するように充電開始時は
除く)
Ih(急速充電ハイ電流):高速(ラピッド)充電モー
ドでの電流Ilへの加算値
td(満充電時間) :満充電とみなす時間要素
Is(満充電判別電流) :満充電に近づいて定電流制
御から定電圧制御に移行した後の満充電とみなす電流値
続いて、図5を用いてリチウム電池の保護回路について
説明する。リチウム電池は上述したように、GND端子
と+端子を有し、その間にセルCe1,Ce2が直
列に接続されている。通常、リチウム電池は、2〜複数
のセルが直列接続して構成されている。Vc (cutoff voltage): an allowable voltage indicating an upper limit, 8,2 V or 8,4 V Vmin (lower limit voltage): minimum voltage Tmin (control lower limit temperature) at which rapid charging can be controlled: eg 5 ° C. In the embodiment, -30 ° C. or lower can be measured) Tmax (cutoff temperature): Control upper limit temperature, for example, 4
5 ° C. Il (quick charge low current): lower limit current value in high speed (rapid) charging mode (however, except when starting charging as described later) Ih (quick charge high current): high speed (rapid) charging mode Addition value td to current Il (full charge time): Time element considered to be full charge Is (full charge determination current): Current value to be considered full charge after approaching full charge and shifting from constant current control to constant voltage control Subsequently, a protection circuit for a lithium battery will be described with reference to FIG. As described above, the lithium battery has the GND terminal and the + terminal, and the cells Ce1 and Ce2 are connected in series between them. Usually, a lithium battery is constructed by connecting two to a plurality of cells in series.
【0018】また、リチウム電池は内部に保護回路20
が設けられている。保護回路は、後述するように種々の
保護機能を実行するが、特に、充電開始時に急激な大電
流(例えば50mA以上)が突入されると、保護回路が
働いて充電電流の流入を禁止するようになっている。従
って、保護回路が動作することのないように、充電動作
を行わせるには、充電開始直後に突入電流を流さないよ
うにする(以下、解除という)必要がある。Further, the lithium battery has a protection circuit 20 inside.
Is provided. The protection circuit performs various protection functions as will be described later, but in particular, when a sudden large current (for example, 50 mA or more) is rushed at the start of charging, the protection circuit works to prohibit the inflow of the charging current. It has become. Therefore, in order to perform the charging operation so that the protection circuit does not operate, it is necessary to prevent the inrush current from flowing immediately after the start of charging (hereinafter referred to as release).
【0019】保護回路20は制御のためのIC21と上
記セルCe1,2に直列に接続されたスイッチ回路とし
ての電界効果トランジスタFET1〜3とを備えるとと
もに、各FET1〜3にはそれぞれダイオードが並列接
続されている。なお、+端子の部分に介設されたダイ
オードと抵抗からなる並列回路22は放電時の電流制限
用である。The protection circuit 20 is provided with an IC 21 for control and field effect transistors FET1 to FET3 as switch circuits connected in series to the cells Ce1 and Ce2, and diodes are respectively connected in parallel to the FET1 to FET3. Has been done. The parallel circuit 22 including a diode and a resistor provided in the + terminal is for limiting the current during discharge.
【0020】FET1は電池電圧が低下したときにオフ
して、それ以上の放電を防止するものであり、FET2
は大電流の突入によりオフするものであり、FET3は
過電圧でオフするものであり、かかるオフ制御は、取り
込んだ各セルCe1,2の両端電圧に基づいて制御IC
21から出力されるスイッチ信号によって行われる。The FET1 is turned off when the battery voltage drops to prevent further discharge, and the FET2
Is turned off due to the inrush of a large current, and the FET3 is turned off due to an overvoltage. The off control is based on the voltage across the cells Ce1 and Ce2 taken in.
It is performed by the switch signal output from 21.
【0021】図6〜図8は、本発明に係る充電装置の回
路をそれぞれ分割して示したものである。この充電装置
は、整流平滑回路部11、変換回路部12、駆動回路部
13、停電流制御回路部14、充電制御回路部15、電
池状態検出回路部16、電池内ROM(R/W)回路部
17、温度センサ回路部18及び表示回路部19から構
成されるとともに、かかる各回路部を統括制御するマイ
クロコンピュータ(以下、マイコン回路という)10を
備えている。FIGS. 6 to 8 show the circuits of the charging device according to the present invention separately. This charging device includes a rectifying / smoothing circuit unit 11, a conversion circuit unit 12, a drive circuit unit 13, a stop current control circuit unit 14, a charging control circuit unit 15, a battery state detection circuit unit 16, and a battery ROM (R / W) circuit. A microcomputer (hereinafter, referred to as a microcomputer circuit) 10 that is configured by a unit 17, a temperature sensor circuit unit 18, and a display circuit unit 19 and integrally controls each of the circuit units is provided.
【0022】マイコン回路10は各入出力端子を有する
マイコンμC1、基準クロック発振回路OSC及び多段
(ラダー)抵抗R1〜R8から構成され、充電処理や電
話機3からのアクセス中に対する処理を行うためのプロ
グラムを内蔵したプログラムROMや処理データを一時
的に保存するRAM等を備えている。そして、各入力端
子からデータを取り込み、充電のためのパラメータある
いは予備パラメータを用い、処理プログラムに基づいて
処理を実行するべく、各出力端子から指令信号を出力す
るようにしている。また、上記プログラムROM内に
は、図1で説明したように被充電電池2内のROM2A
からのパラメータの読み取り判別及び読み取りが出来な
かった場合に予備パラメータを作成するプログラムを備
える。The microcomputer circuit 10 is composed of a microcomputer μC1 having input / output terminals, a reference clock oscillator circuit OSC, and multistage (ladder) resistors R1 to R8, and is a program for performing charging processing and processing during access from the telephone 3. It is provided with a program ROM having a built-in memory, a RAM for temporarily storing processing data, and the like. Then, data is fetched from each input terminal, and a command signal is output from each output terminal in order to execute the processing based on the processing program by using a parameter for charging or a preliminary parameter. Further, in the program ROM, the ROM 2A in the battery to be charged 2 as described in FIG.
It is equipped with a program that creates a preliminary parameter when it is not possible to determine and read the parameter from the.
【0023】ROM11は予備パラメータをROM2A
と同一フォーマットで予め記憶した内部メモリである。
例えば、各パラメータのアドレス値及びパラメータデー
タのビット数が一致するものである。ROM11内の予
備パラメータは、被充電電池2がリチウム電池であるに
も拘らずROM2Aからのパラメータの読み取りができ
なかった場合にも用いられるものであるから、リチウム
電池及びそれ以外の電池の双方に対して有効かつ適正範
囲のパラメータであることが必要である。例えばカット
オフ電圧Vcに対しては9,1Vが、下限電圧Vminに
対しては4,4Vが、カットオフ温度Tmax、制御下限
温度Tminに対してはそれぞれ同一値が、急速充電ロー
電流Ilに対しては若干大きい値が、急速充電ハイ電流
Ihに対しては比較的低い値が、満充電時間tdに対し
ては、電流Ihを押えたことで若干長く、例えば3時間
に対して4時間が設定されている。また、ROM11
は、電池状態検出回路16で電池容量の大小が判別可能
なことから、大容量、小容量に対応した予備パラメータ
が書き込まれている。The ROM 11 stores preliminary parameters in the ROM 2A.
Is an internal memory that is stored in advance in the same format as.
For example, the address value of each parameter and the number of bits of parameter data match. Since the preliminary parameters in the ROM 11 are used even when the battery 2 to be charged is a lithium battery but the parameters cannot be read from the ROM 2A, both the lithium battery and other batteries are used. On the other hand, it is necessary that the parameters are effective and within a proper range. For example, the cutoff voltage Vc is 9,1 V, the lower limit voltage Vmin is 4,4 V, and the cutoff temperature Tmax and the control lower limit temperature Tmin are the same values, respectively, for the rapid charging low current Il. On the other hand, a slightly large value is relatively low for the fast charging high current Ih, but a little long for the full charge time td due to the holding of the current Ih, for example 3 hours to 4 hours. Is set. Also, the ROM 11
Since the battery state detection circuit 16 can determine whether the battery capacity is large or small, preliminary parameters corresponding to the large capacity and the small capacity are written.
【0024】なお、ROM11に代えて、予備パラメー
タ作成のためのプログラムを備え、これにより予備パラ
メータを作成するようにしてもよく、あるいは一方の容
量の予備パラメータのみ記憶しておき、容量判別の結果
に応じて他方の予備パラメータについては、これを作成
するようにしてもよい。It should be noted that the ROM 11 may be replaced with a program for creating a spare parameter so that the spare parameter can be created, or only the spare parameter of one capacity is stored and the result of the capacity determination is determined. According to the above, the other preliminary parameter may be created.
【0025】多段抵抗R1〜R8は、各抵抗値が順次2
倍となる抵抗を配列して構成することで各段がビット位
置に相当するように構成されている。そして、各抵抗の
出力側は1本にまとめて端子LCに接続されている。従
って、マイコンμC1の各抵抗の入力側にハイ、ロー信
号をビット情報として出力することで、端子LCに本実
施例では256段階のレベル電圧を生成し得るようにな
っている。この端子LCの出力電圧は、後述するように
定電流制御回路24の参照信号として用いられる。抵抗
の段数は、定電流乃至は定電圧制御における制御精度等
を考慮して決定される。The resistance values of the multistage resistors R1 to R8 are sequentially 2
By arranging and arranging the doubled resistors, each stage is configured to correspond to a bit position. The output side of each resistor is connected to the terminal LC collectively. Therefore, by outputting high and low signals as bit information to the input side of each resistance of the microcomputer μC1, 256 levels of level voltage can be generated at the terminal LC in this embodiment. The output voltage of the terminal LC is used as a reference signal of the constant current control circuit 24 as described later. The number of resistance stages is determined in consideration of control accuracy in constant current or constant voltage control.
【0026】整流平滑回路部11はプラグ1Aからの商
用電源を整流し、平滑するもので、入力端子には、ヒュ
ーズF,ノイズやサージ除去のためのツェナーダイオー
ドZD11,抵抗R11、コンデンサC11及びチョー
クコイルLcからなる回路を介して整流ブリッジDB及
び平滑コンデンサC12が接続されている。The rectifying / smoothing circuit section 11 rectifies and smoothes the commercial power source from the plug 1A. The input terminal has a fuse F, a Zener diode ZD11 for removing noise and surge, a resistor R11, a capacitor C11 and a choke. The rectifying bridge DB and the smoothing capacitor C12 are connected via the circuit composed of the coil Lc.
【0027】変換回路部12はトランスT及び整流ダイ
オードD21,D22,D23を備えるとともに、二次
側の定電圧電源生成回路121を備える。トランスTは
一次コイルL1と、二次側に二次コイルL2及び電源コ
イルL3を有するとともに、駆動コイルL4を有する。
整流平滑回路部11の出力側は一次コイルL1の一端に
接続され、他端側は駆動回路部13内のスイッチングト
ランジスタであるFET31のドレインに接続されてい
る。また、二次コイルL2の一端にはダイオードD2
1,D22が同じ向きで並列接続され、その出力側に平
滑コンデンサC21が接続されており、この構成によ
り、二次コイルL2の両端に誘起された電圧を整流平滑
して充電電流を生成し、被充電電池2に導くようにして
いる。また、電源コイルL3の一端は、ダイオードD2
3及び平滑コンデンサC22を介して二次側の定電圧電
源生成回路121に接続されている。定電圧電源生成回
路121の端子Bには、例えば5Vの定電圧が得られる
ようになっている。The conversion circuit section 12 includes a transformer T and rectifying diodes D21, D22, D23, and a secondary side constant voltage power supply generation circuit 121. The transformer T has a primary coil L1, a secondary coil L2 and a power supply coil L3 on the secondary side, and a drive coil L4.
The output side of the rectifying / smoothing circuit section 11 is connected to one end of the primary coil L1, and the other end side is connected to the drain of the FET 31 which is a switching transistor in the drive circuit section 13. Further, the diode D2 is provided at one end of the secondary coil L2.
1, D22 are connected in parallel in the same direction, and a smoothing capacitor C21 is connected to the output side thereof. With this configuration, the voltage induced across the secondary coil L2 is rectified and smoothed to generate a charging current, It is arranged to lead to the battery 2 to be charged. Further, one end of the power supply coil L3 is connected to the diode D2.
3 and the smoothing capacitor C22 are connected to the constant voltage power supply generation circuit 121 on the secondary side. At the terminal B of the constant voltage power supply generation circuit 121, for example, a constant voltage of 5V can be obtained.
【0028】電源コイルL3を二次コイルL2に対し並
列に設けることで、被充電電池2の電圧が低いときに二
次コイルL2の誘起電圧が電池電圧に引っ張られて低く
なって定電圧電源生成回路121の端子Bの定電圧が低
下することを防止し、これによりマイコン回路10の動
作の安定を確保している。By providing the power supply coil L3 in parallel with the secondary coil L2, when the voltage of the battery 2 to be charged is low, the induced voltage of the secondary coil L2 is pulled by the battery voltage to be lowered and a constant voltage power supply is generated. The constant voltage at the terminal B of the circuit 121 is prevented from being lowered, thereby ensuring the stable operation of the microcomputer circuit 10.
【0029】駆動回路部13はFET31を周期的にオ
ン、オフさせて一次コイルL1への流入電流をスイッチ
ングし、これにより二次コイルL2や他のコイルL3,
L4に電圧を誘起させるものである。なお、コンデンサ
C31と抵抗R31の並列回路にダイオードD31を直
列接続してなる回路は、一次コイルL1に流入する電流
特性を向上させるとともに、逆電流の流入を防止するた
めのもので、一次コイルL1に並列接続されている。ま
た、FET31のソースは電流検出抵抗R32を介して
コモンラインに接続されている。The drive circuit section 13 periodically turns on and off the FET 31 to switch the inflow current to the primary coil L1, and thereby the secondary coil L2 and other coils L3.
A voltage is induced in L4. The circuit in which the diode D31 is connected in series to the parallel circuit of the capacitor C31 and the resistor R31 is to improve the characteristics of the current flowing into the primary coil L1 and prevent the inflow of reverse current. Are connected in parallel. The source of the FET 31 is connected to the common line via the current detection resistor R32.
【0030】起動抵抗R33はFET31のゲートに電
圧を印加してFET31を起動させるためのもので、整
流平滑回路部11の正極とFET31のゲート間に接続
されている。また、FET31のゲートとコモンライン
間には、コンデンサC32、抵抗R34及び駆動コイル
L4からなる直列回路が接続され、自励の発振回路を構
成している。そして、駆動コイルL4の誘起電圧がFE
T31のゲートに印加されるとともに、FET31のソ
ースとツェナーダイオードZD31のカソード間に抵抗
R35が接続されている。これによって、FET31の
ゲートに、ツェナーダイオードZD31のツェナー電圧
Vz以上の電圧が印加されないようにして保護を図って
いる。The activation resistor R33 is for applying a voltage to the gate of the FET 31 to activate the FET 31, and is connected between the positive electrode of the rectifying / smoothing circuit section 11 and the gate of the FET 31. A series circuit including a capacitor C32, a resistor R34, and a drive coil L4 is connected between the gate of the FET 31 and the common line to form a self-excited oscillation circuit. Then, the induced voltage of the drive coil L4 is FE
A resistor R35 is connected between the source of the FET 31 and the cathode of the Zener diode ZD31 while being applied to the gate of T31. This protects the gate of the FET 31 from being applied with a voltage higher than the Zener voltage Vz of the Zener diode ZD31.
【0031】ダイオードD32及びトランジスタQ31
からなる直列回路はFET31がオフの期間にコンデン
サC33を負電圧に充電させる負電圧発生回路で、駆動
コイルL4の両端に接続されている。また、コンデンサ
C33には放電用の抵抗R36が並列に接続されてい
る。Diode D32 and transistor Q31
Is a negative voltage generation circuit that charges the capacitor C33 to a negative voltage while the FET 31 is off, and is connected to both ends of the drive coil L4. Further, a discharging resistor R36 is connected in parallel to the capacitor C33.
【0032】コンデンサC32の両端には、FET31
のゲートをオフ電圧にまで低下させる制御用トランジス
タQ32と、コンデンサC32に蓄積された電荷及びF
ET31のゲートの電荷を放電させる制御用トランジス
タQ33とがそれぞれ接続されている。すなわち、制御
用トランジスタQ32は、そのコレクタがコンデンサC
32と抵抗R34の接続点に、制御用トランジスタQ3
3は、そのコレクタがコンデンサC32とFET31の
ゲートとの接続点にそれぞれ接続されている。The FET 31 is connected to both ends of the capacitor C32.
Control transistor Q32 that lowers the gate of the transistor to the off voltage, and the charge and F accumulated in the capacitor C32.
A control transistor Q33 for discharging the electric charge of the gate of ET31 is connected to each. That is, the collector of the control transistor Q32 has a capacitor C
At the connection point between the resistor 32 and the resistor R34, the control transistor Q3
3 has its collector connected to the connection point between the capacitor C32 and the gate of the FET 31.
【0033】また、制御用トランジスタQ32,Q33
はそれぞれ抵抗R37,R38を介してツェナーダイオ
ードZD32のアノードに接続され、更にそのカソード
はFET31のソースに接続されている。そして、制御
用トランジスタQ32,Q33のエミッタはコンデンサ
C33の負電圧側に接続されている。The control transistors Q32 and Q33 are also provided.
Is connected to the anode of the Zener diode ZD32 via resistors R37 and R38, respectively, and the cathode thereof is connected to the source of the FET 31. The emitters of the control transistors Q32 and Q33 are connected to the negative voltage side of the capacitor C33.
【0034】更に、この駆動回路部13には定電流制御
回路部14の一部を構成するフォトカプラPCが介設さ
れている。すなわち、フォトカプラPCを構成するフォ
トトランジスタQpcがトランジスタQ31のベースと
コモンライン間に接続され、二次側に発光ダイオードD
pcが設けられている。Further, a photocoupler PC forming a part of the constant current control circuit section 14 is interposed in the drive circuit section 13. That is, the phototransistor Qpc forming the photocoupler PC is connected between the base of the transistor Q31 and the common line, and the light emitting diode D is connected to the secondary side.
pc is provided.
【0035】ここで、以上の回路構成による動作を説明
しておく。入力電源が接続されると、起動抵抗R33を
介してコンデンサC32が充電され、これによりFET
31のゲートに電圧が印加され、FET31がオンし始
める。このため、一次コイルL1に電流が流れて駆動コ
イルL4に帰還電圧が誘起され、この誘起電圧が駆動コ
イルL4、抵抗R34及びコンデンサC32により定ま
る時定数で上昇し、FET31のゲート電圧が上昇し、
FET31のソースから流れる電流が増加する。そし
て、ソース電流の増大によって抵抗R32の両端電圧が
上昇してツェナーダイオードZD32がオンすると、ベ
ース電流が流れて制御用トランジスタQ32,Q33が
共にオンし、FET31のゲート電圧はコンデンサC3
3の負電圧まで低下する。このとき、制御用トランジス
タQ32によりコンデンサC33の電荷を放電すること
によって、制御用トランジスタQ33と合わせてFET
31のゲートの電荷を除去するので、FET31は急速
にオフにされる。Here, the operation of the above circuit configuration will be described. When the input power source is connected, the capacitor C32 is charged through the starting resistor R33, which causes the FET
A voltage is applied to the gate of 31 and the FET 31 starts to turn on. Therefore, a current flows through the primary coil L1 to induce a feedback voltage in the drive coil L4, the induced voltage rises with a time constant determined by the drive coil L4, the resistor R34, and the capacitor C32, and the gate voltage of the FET 31 rises.
The current flowing from the source of the FET 31 increases. When the source current increases, the voltage across the resistor R32 rises and the Zener diode ZD32 turns on, so that the base current flows and both the control transistors Q32 and Q33 turn on, and the gate voltage of the FET 31 becomes the capacitor C3.
To a negative voltage of 3. At this time, by discharging the electric charge of the capacitor C33 by the control transistor Q32, the FET is combined with the control transistor Q33.
FET 31 is rapidly turned off as it removes the charge on the gate of 31.
【0036】この後、起動抵抗R33を通してFET3
1のゲートに再び電圧が印加され、FET31がオンす
る。すなわち、FET31はスイッチングを繰り返し、
このスイッチングにより二次コイルL22に電力が誘起
され、整流されて、定電流が得られる。After that, the FET3 is passed through the starting resistor R33.
The voltage is applied again to the gate of 1, and the FET 31 is turned on. That is, the FET 31 repeats switching,
By this switching, electric power is induced in the secondary coil L22 and rectified to obtain a constant current.
【0037】定電流制御回路部14は、二次側の出力電
流を制御するもので、上記フォトカプラPCの他、制御
電圧発生回路141、出力電流に応じた電圧をその両端
に発生する検出抵抗R41及び出力電流を検出するモニ
タ回路142を備える。The constant current control circuit section 14 controls the output current on the secondary side. In addition to the photocoupler PC, the control voltage generation circuit 141 and a detection resistor for generating a voltage according to the output current at both ends thereof. A monitor circuit 142 for detecting R41 and the output current is provided.
【0038】前述したように、本発明は、異種の電池の
充電を可能にするものであるが、リチウム電池はニッケ
ル系等の電池と異なり、充電開始時に急激な充電電流を
供給すると保護回路20が作動して充電ができないよう
になっている。定電流制御回路部14は、充電開始時に
保護回路20の解除するべく、徐々に上昇する充電電流
を生成させるとともに、その後は、定電流を生成させる
ためのものである。As described above, the present invention makes it possible to charge different types of batteries. However, unlike nickel type batteries, lithium batteries are protected by a protection circuit 20 when a rapid charging current is supplied at the start of charging. Is activated and charging cannot be performed. The constant current control circuit unit 14 is for generating a gradually increasing charging current so as to release the protection circuit 20 at the start of charging, and thereafter generating a constant current.
【0039】二次側に生成された充電電流は、+端子
、被充電電池2及びGND端子を介し、更に検出抵
抗R41を経て流れるように回路構成されている。The charging current generated on the secondary side is configured so as to flow through the + terminal, the battery 2 to be charged and the GND terminal and further through the detection resistor R41.
【0040】制御電圧発生回路141は検出抵抗R41
を流れる電流により該抵抗R41の両端に発生する電圧
に基づいて帰還用の制御電圧を発生するものである。す
なわち、制御電圧発生回路141はオペアンプOP1を
有し、反転入力端子には検出電圧と電源電圧間を分圧す
る分圧抵抗R42,R43が、非反転入力端子には定電
圧電源回路121の電源出力端子Bからの電源電圧を分
圧して参照電圧を得る分圧抵抗R44,R45が接続さ
れている。検出抵抗R41の両端には分圧抵抗R43と
R45とが接続されている。そして、上記参照電圧を基
準に検出抵抗R41の両端電圧に対応したレベルの電圧
がオペアンプOP1から出力され、この電圧がフォトカ
プラPCを構成する発光ダイオードDpcのアノードに
印加されるようになっている。The control voltage generation circuit 141 includes a detection resistor R41.
The control voltage for feedback is generated based on the voltage generated across the resistor R41 by the current flowing through the resistor R41. That is, the control voltage generation circuit 141 has the operational amplifier OP1, the voltage dividing resistors R42 and R43 that divide the voltage between the detection voltage and the power supply voltage are provided at the inverting input terminal, and the power supply output of the constant voltage power supply circuit 121 is provided at the non-inverting input terminal. Voltage dividing resistors R44 and R45 for dividing the power supply voltage from the terminal B to obtain a reference voltage are connected. Voltage dividing resistors R43 and R45 are connected to both ends of the detection resistor R41. Then, a voltage of a level corresponding to the voltage across the detection resistor R41 based on the reference voltage is output from the operational amplifier OP1, and this voltage is applied to the anode of the light emitting diode Dpc forming the photocoupler PC. .
【0041】この定電流制御回路部14による定電流制
御は以下の動作によってなされる。二次側の出力電流が
減少して制御電圧発生回路141から電圧が出力されな
くなると、発光ダイオードDpcに電流が流れず、フォ
トトランジスタQpcがオンしない。このため、トラン
ジスタQ31がオンせず、コンデンサC33が負電圧ま
で充電されにくくなる。従って、FET31のオン時間
が長くなって、出力電流が増大する。一方、出力電流が
増大して制御電圧発生回路141から電圧が出力される
と、発光ダイオードDpcに電流が流れ、フォトトラン
ジスタQpcがオンする。このため、トランジスタQ3
1がオンして、コンデンサC33がより負電圧まで充電
されるようになる。従って、FET31のオン時間が短
くなって、出力電流が減少する。このように負帰還が働
くことで、定電流制御が行われる。The constant current control by the constant current control circuit section 14 is performed by the following operation. When the output current on the secondary side decreases and no voltage is output from the control voltage generation circuit 141, no current flows in the light emitting diode Dpc and the phototransistor Qpc does not turn on. Therefore, the transistor Q31 does not turn on, and the capacitor C33 is less likely to be charged to a negative voltage. Therefore, the ON time of the FET 31 becomes long and the output current increases. On the other hand, when the output current increases and a voltage is output from the control voltage generation circuit 141, a current flows through the light emitting diode Dpc and the phototransistor Qpc is turned on. Therefore, the transistor Q3
1 is turned on, and the capacitor C33 is charged to a more negative voltage. Therefore, the ON time of the FET 31 is shortened and the output current is reduced. The constant current control is performed by the negative feedback functioning in this way.
【0042】また、分圧抵抗R44とR45の接続点に
はマイコン回路10のLC端子から出力される所定レベ
ルの電圧が印加され、上記参照電圧が可変制御可能にな
っている。参照電圧が可変されると、負帰還制御は非反
転入力端子への入力電圧が参照電圧と一致するように行
われるため、参照電圧に応じて二次側の出力電流を所要
レベルに調整可能となる。A voltage of a predetermined level output from the LC terminal of the microcomputer circuit 10 is applied to the connection point of the voltage dividing resistors R44 and R45 so that the reference voltage can be variably controlled. When the reference voltage is changed, the negative feedback control is performed so that the input voltage to the non-inverting input terminal matches the reference voltage, so the output current on the secondary side can be adjusted to the required level according to the reference voltage. Become.
【0043】モニタ回路142は制御電圧発生回路14
1による出力電流制御の適否を監視するためのものであ
る。すなわち、モニタ回路142は差動増幅器としての
オペアンプOP2を有し、その非反転入力端子はGND
に接続され、反転入力端子は検出抵抗R41の両端に接
続されている。そして、検出抵抗R41の両端電圧に対
応したレベルのモニタ電圧がオペアンプOP2から出力
され、このモニタ電圧がマイコンμC1のIO端子に導
かれるようになっている。マイコンμC1はIO端子に
取り込まれたモニタ電圧とLC端子から出力された参照
電圧で指示したあるべきモニタ電圧とを比較し、不一致
であれば、一致するように、多段抵抗R1〜R8への電
圧印加を振り分け調整してあるべきモニタ電圧、すなわ
ち所定の二次側出力電流が得られるように調整する。The monitor circuit 142 is the control voltage generation circuit 14.
This is for monitoring the suitability of the output current control according to the item 1. That is, the monitor circuit 142 has an operational amplifier OP2 as a differential amplifier, and its non-inverting input terminal is GND.
And the inverting input terminals are connected to both ends of the detection resistor R41. Then, a monitor voltage of a level corresponding to the voltage across the detection resistor R41 is output from the operational amplifier OP2, and this monitor voltage is guided to the IO terminal of the microcomputer μC1. The microcomputer μC1 compares the monitor voltage taken into the IO terminal with the desired monitor voltage indicated by the reference voltage output from the LC terminal. If they do not match, the voltages to the multistage resistors R1 to R8 are matched so that they match. The application is distributed and adjusted so that a monitor voltage that should be adjusted, that is, a predetermined secondary side output current can be obtained.
【0044】充電制御回路部15は変換回路部12と被
充電電池2間に介設され、二次側の出力電流を連続的
に、あるいは間歇的に被充電電池2に供給するものであ
る。充電制御回路部15は、エミッタが変換回路部12
の出力側に、コレクタが+端子に接続され、ベースが
ツェナーダイオードZD51のカソードに接続されたト
ランジスタQ51、コレクタが抵抗R51を介してツェ
ナーダイオードZD51のアノードに接続され、エミッ
タがGNDに接続され、ベースがマイコン回路10のC
H1端子に接続されたトランジスタQ52とからなる。
また、CH1端子は抵抗R52を介して定電圧電源発生
回路121の電源出力端子Bからの定電圧でプルアップ
されており、マイコンμC1からCH1端子にハイレベ
ル信号が出力されている間はトランジスタQ52がオン
され、これによりトランジスタQ51がオンして二次側
の出力信号が被充電電池2に供給され、一方、CH1端
子にローレベル信号が出力されている間はトランジスタ
Q52がオフにされ、これによりトランジスタQ51が
オフとなって二次側の出力信号が遮断されるようになっ
ている。被充電電池2の間歇充電は、このようにトラン
ジスタQ51をオン、オフすることで行われる。本実施
例における間歇充電は、例えば40秒周期を採用し、2
秒(16秒)の充電期間と38秒(24秒)の休止期間
を設定している。この場合の平均充電電流は充電期間中
に供給される電流の1/20(2/5)となる。また、
周期、充電期間及び休止期間は流すべき平均電流等によ
って、適宜調整可能である。The charging control circuit section 15 is provided between the conversion circuit section 12 and the battery 2 to be charged, and supplies the output current on the secondary side to the battery 2 to be charged continuously or intermittently. In the charging control circuit unit 15, the emitter is the conversion circuit unit 12
On the output side of, the collector is connected to the + terminal, the base is connected to the cathode of the Zener diode ZD51, the collector is connected to the anode of the Zener diode ZD51 via the resistor R51, and the emitter is connected to GND. The base is C of the microcomputer circuit 10.
And a transistor Q52 connected to the H1 terminal.
Further, the CH1 terminal is pulled up by the constant voltage from the power supply output terminal B of the constant voltage power supply generation circuit 121 via the resistor R52, and the transistor Q52 is provided while the microcomputer μC1 outputs the high level signal to the CH1 terminal. Is turned on, whereby the transistor Q51 is turned on and the secondary side output signal is supplied to the battery 2 to be charged, while the transistor Q52 is turned off while the low level signal is output to the CH1 terminal. As a result, the transistor Q51 is turned off and the output signal on the secondary side is cut off. The intermittent charging of the battery 2 to be charged is performed by turning on and off the transistor Q51 in this manner. For the intermittent charging in this embodiment, for example, a cycle of 40 seconds is adopted and 2
A charging period of seconds (16 seconds) and a rest period of 38 seconds (24 seconds) are set. The average charging current in this case is 1/20 (2/5) of the current supplied during the charging period. Also,
The cycle, the charging period, and the rest period can be appropriately adjusted depending on the average current to be passed.
【0045】また、ツェナーダイオードZD51をトラ
ンジスタQ51のベースに接続した構成を採用し、かつ
電池電圧が低いときは間歇充電させることでトランジス
タQ51の過加熱を防止するとともに、電源コイルL3
の誘起電圧を所定レベルに維持して電源出力端子Bから
定レベルの電源電圧が得られるようにしている。例え
ば、二次コイルL2の出力電圧が5Vであるとすると
き、電池電圧が1Vであれば、トランジスタQ51で4
Vの電圧低下を生じることとなり、負荷となって発熱す
る。そこで、ツェナーダイオードZD51を用いてベー
ス電圧をスレショルドレベルに維持するようにして、ト
ランジスタQ51の発熱防止を図っている。Further, the Zener diode ZD51 is connected to the base of the transistor Q51, and when the battery voltage is low, intermittent charging is performed to prevent the transistor Q51 from overheating, and the power supply coil L3.
Is maintained at a predetermined level so that a constant level power supply voltage can be obtained from the power supply output terminal B. For example, assuming that the output voltage of the secondary coil L2 is 5V and the battery voltage is 1V, the transistor Q51 outputs 4V.
As a result, a voltage drop of V occurs, which becomes a load and generates heat. Therefore, the Zener diode ZD51 is used to maintain the base voltage at the threshold level to prevent the transistor Q51 from generating heat.
【0046】電池状態検出回路部16は端子、間に
接続された電池の容量を検出するもので、+端子に接
続して電池電圧を検出するとともに、容量判別用端子
に接続して電池種類を判別する回路から構成されてい
る。すなわち、+端子には分圧抵抗R61,R62の
接続点に抵抗R63とコンデンサC61を介して検出端
子V1が、また、容量判別用端子には分圧抵抗R6
4,R65の接続点に抵抗R66とコンデンサC62を
介して判別端子S1が接続されている。被充電電池2
は、小容量のものは端子、間が電気的に分離されて
おり、一方、大容量のものは端子、が電気的に接続
された構造となっている。従って、端子、に同一電
圧が検出されたときは大容量タイプの電池と判断し、端
子に電圧出力が得られないときは小容量タイプの電池
と判断する。The battery state detection circuit section 16 detects the capacity of the battery connected between the terminals. The battery state detection circuit section 16 is connected to the + terminal to detect the battery voltage, and is connected to the capacity determination terminal to indicate the battery type. It is composed of a determination circuit. That is, the + terminal has the detection terminal V1 at the connection point of the voltage dividing resistors R61 and R62 via the resistor R63 and the capacitor C61, and the capacitance determining terminal has the voltage dividing resistor R6.
The determination terminal S1 is connected to the connection point of R4 and R65 via a resistor R66 and a capacitor C62. Charged battery 2
Has a structure in which terminals having a small capacity are electrically separated from each other, while terminals having a large capacity are electrically connected. Therefore, when the same voltage is detected at the terminals, it is judged as a large capacity type battery, and when no voltage output is obtained at the terminal, it is judged as a small capacity type battery.
【0047】また、ニッケル系電池では正常状態は電池
電圧が4V以上であり、リチウム電池では1V以上であ
る。また、ニッケル系の電池では、4V以下であっても
急速充電させることは可能であるが、リチウム電池の場
合、1V以下では、異常発熱するため急速充電させるこ
とはできない。そこで、検出した電池電圧に応じて、後
述するように充電電流を制御するようにしている。In a nickel-based battery, the battery voltage is 4 V or more in a normal state, and in a lithium battery, it is 1 V or more. Further, a nickel-based battery can be rapidly charged even at 4 V or less, but a lithium battery cannot be rapidly charged at 1 V or less due to abnormal heat generation. Therefore, the charging current is controlled as described later according to the detected battery voltage.
【0048】電池内ROM(R/W)回路17は端子
に接続され、リチウム電池内のROM2Aのパラメータ
を読み出すためのものである。この電池内ROM(R/
W)回路17は端子とマイコンμC1のROM端子間
に介設された抵抗R71、端子とGND間に介設され
たツェナーダイオードZD71、定電圧電源生成回路1
2の電源出力端子BとROM端子間に介設された抵抗R
72及び電源出力端子Bと端子間に介設されたダイオ
ードD71から構成されている。マイコン回路10は充
電に先立って、ROM2A内のアドレスを指定するアド
レスデータを送信するとともに、ROM2Aの該当する
アドレスから読み出されたパラメータを受信して内部の
RAMに格納する。The in-battery ROM (R / W) circuit 17 is connected to the terminals and is for reading out the parameters of the ROM 2A in the lithium battery. ROM (R /
W) Circuit 17 is a resistor R71 provided between the terminal and the ROM terminal of the microcomputer μC1, a Zener diode ZD71 provided between the terminal and GND, a constant voltage power supply generation circuit 1
The resistor R provided between the power supply output terminal B of 2 and the ROM terminal
72 and a power output terminal B and a diode D71 interposed between the terminals. Prior to charging, the microcomputer circuit 10 transmits address data designating an address in the ROM 2A, receives a parameter read from the corresponding address in the ROM 2A, and stores the parameter in an internal RAM.
【0049】また、マイコン回路10はROM2Aにア
クセスしても、ROM2Aから何等のパラメータデータ
が受信されないときは、あるいはアクセスを所定回数繰
り返しても同様に返信データが得られないときは、パラ
メータが読み取れなかったと判断し、内部メモリである
ROM11に保存している予備パラメータを用いて充電
を開始するべく、予備パラメータを内部のRAMに読み
出す。更に、予備パラメータで充電を開始した場合に、
充電中においても所定の周期で繰り返しROM2Aに対
してアクセスを試み、その間に読み取り不可の原因が取
り除かれる等してパラメータが読み取れると、このパラ
メータを予備パラメータに代えて内部のRAMに更新
し、充電を本来のパラメータを用いて継続するように制
御する。Further, when the microcomputer circuit 10 accesses the ROM 2A but does not receive any parameter data from the ROM 2A, or when no reply data is obtained after repeating the access a predetermined number of times, the parameters can be read. If it is determined that the backup parameter has not been stored, the backup parameter is read out to the internal RAM so as to start charging using the backup parameter stored in the ROM 11 which is the internal memory. Furthermore, when charging is started with the preliminary parameters,
Even during charging, the ROM 2A is repeatedly accessed at a predetermined cycle, and if the parameter can be read by removing the cause of the unreadableness during that time, this parameter is updated to the internal RAM instead of the preliminary parameter, and charging is performed. Is controlled to continue using the original parameters.
【0050】温度センサ回路部18は被充電電池2の温
度を検出するとともに、電池の装着をも検出するもので
ある。被充電電池2の対応する端子,間にはセンサ
として汎用される感温素子としてのサーミスタTHが接
続されている。The temperature sensor circuit section 18 detects the temperature of the battery 2 to be charged and also detects the mounting of the battery. A thermistor TH, which is a temperature-sensitive element generally used as a sensor, is connected between the corresponding terminals of the battery to be charged 2.
【0051】この温度センサ回路部18はGND端子
と温度センサ端子に接続されており、端子とマイコ
ンμC1の検出端子T1間には抵抗R81とその両端の
コンデンサC81,C82とが接続されるとともに、端
子には抵抗R82を介して定電圧電源生成回路12の
電源出力端子Bに接続されている。そして、電源出力端
子Bから抵抗R82を介してサーミスタTHに電流を流
し、このときのサーミスタTHの温度状態に応じた抵抗
分と抵抗R82の抵抗分による分圧電圧が検出電圧とし
て検出端子T1に出力され、マイコンμC1に導かれ
る。The temperature sensor circuit portion 18 is connected to the GND terminal and the temperature sensor terminal, and a resistor R81 and capacitors C81 and C82 at both ends thereof are connected between the terminal and the detection terminal T1 of the microcomputer μC1. The terminal is connected to the power supply output terminal B of the constant voltage power supply generation circuit 12 via the resistor R82. Then, a current is made to flow from the power output terminal B to the thermistor TH via the resistor R82, and the divided voltage due to the resistance component of the thermistor TH at this time and the resistance component of the resistor R82 is applied to the detection terminal T1 as the detection voltage. It is output and guided to the microcomputer μC1.
【0052】マイコン回路10は、検出端子T1から取
り込まれた温度情報、すなわち被充電電池2の温度を計
測し、温度が5℃〜45℃の範囲内であれば、制御可能
な温度と判断し、一方、電源出力端子Bからサーミスタ
THに電流が流れていない−30℃以下の状態では、被
充電電池2が装着されていないと判断する。The microcomputer circuit 10 measures the temperature information fetched from the detection terminal T1, that is, the temperature of the battery 2 to be charged, and if the temperature is within the range of 5 ° C. to 45 ° C., determines that the temperature is controllable. On the other hand, it is determined that the battery 2 to be charged is not mounted in a state where the current does not flow from the power output terminal B to the thermistor TH at −30 ° C. or lower.
【0053】表示回路部19は充電状態を色で識別可能
に表示するためのもので、2色、例えば赤色と緑色のL
EDが一体的に内蔵された発光素子を有する。この表示
回路部19は、定電圧電源生成回路部12の電源出力端
子Bにそれぞれ電流制限抵抗R91,R92を介してコ
レクタが接続されたトランジスタQ91,Q92が並列
して設けられ、エミッタは共にGNDに接続され、か
つ、それぞれのベースにはマイコンμC1からのGR端
子、RE端子が接続されるとともに抵抗R93,R94
を介して電源出力端子Bに接続されてプルアップされて
いる。緑色(GREEN)LED91はトランジスタQ
91のコレクタとGND間に接続され、赤色(RED)
LED92はトランジスタQ92のコレクタとGND間
に接続されている。The display circuit section 19 is for displaying the charge state in a distinguishable manner by color, and has two colors, for example, red and green L.
It has a light emitting element in which the ED is integrally incorporated. In the display circuit section 19, transistors Q91 and Q92 having collectors connected to the power output terminal B of the constant voltage power generation circuit section 12 via current limiting resistors R91 and R92, respectively, are provided in parallel, and both emitters are GND. , And the GR and RE terminals from the microcomputer μC1 are connected to the respective bases and resistors R93 and R94.
It is connected to the power supply output terminal B via and is pulled up. The green (green) LED 91 is a transistor Q
Connected between the collector of 91 and GND, red (RED)
The LED 92 is connected between the collector of the transistor Q92 and GND.
【0054】緑色のLED91は、GR端子がハイレベ
ルでトランジスタQ91がオンして消灯し、GR端子が
ローレベルでトランジスタQ91がオフして点灯する。
赤色のLED92は、RE端子がハイレベルでトランジ
スタQ92がオンして消灯し、RE端子がローレベルで
トランジスタQ92がオフして点灯する。また、緑色、
赤色のLED91,92の双方が点灯されると、黄色
(YELLOW)で点灯する。この時、ハイとローを繰
り返すと点滅(フラッシング)を行わせることもでき
る。マイコンμC1はGR端子、RE端子にそれぞれハ
イ、ローの信号を出力して、充電中は赤色が点灯し、充
電完了で緑色が点灯し、通常状態以外の際には黄色が点
滅するように表示制御する。The green LED 91 is turned on when the GR terminal is high level and the transistor Q91 is turned on, and turned off when the GR terminal is low level and the transistor Q91 is turned off.
The red LED 92 is turned on when the RE terminal is at a high level and the transistor Q92 is turned on, and turned off when the RE terminal is at a low level and the transistor Q92 is turned off. Also, green,
When both the red LEDs 91 and 92 are turned on, they are turned on in yellow (YELLOW). At this time, flashing can be performed by repeating high and low. The microcomputer μC1 outputs high and low signals to the GR terminal and RE terminal, respectively, so that red light is lit during charging, green light is lit when charging is completed, and yellow light flashes in other than normal state. Control.
【0055】次に、図9のタイムチャートを用いて基本
的な充電動作を説明する。充電が開始されると、先ず、
充電電流Iが0から徐々に増大するようにマイコンμC
1のLC端子から参照電圧が階段的に上昇されながら出
力される。これにより、被充電電池2がリチウム電池で
ある場合における保護回路20の解除を確保している。
そして、所定レベルに達すると、定電流制御される。Next, a basic charging operation will be described with reference to the time chart of FIG. When charging starts, first
The microcomputer μC so that the charging current I gradually increases from 0
The reference voltage is output from the LC terminal 1 while increasing stepwise. This ensures that the protection circuit 20 is released when the battery 2 to be charged is a lithium battery.
Then, when it reaches a predetermined level, constant current control is performed.
【0056】電池温度TはサーミスタTHで検出され、
温度上昇に伴ってサーミスタ抵抗が減少し、検出端子T
1での検出電圧が低下する。マイコンμC1は検出電圧
を温度Tに変換する(あるいは検出電圧のまま)ととも
に、連続する2回分の検出温度から上昇勾配ΔT/Δt
を算出する。そして、この勾配ΔT/Δtが所定レベル
に達すると、満充電と判断して充電動作が終了されると
ともに、この時の電池電圧Vpeakが電池電圧入力端
子V1から取り込まれて記憶される。また、上記充電動
作の終了に引き続いて充電動作が再開される。この再開
充電時の充電電流は、先の充電開始時と同様に徐々に上
昇するように制御される。このように電流の立上りを緩
やかに制御すると、低下傾向にあった電池電圧が再び上
昇し始める。そして、電池電圧が記憶された値Vpea
kに一致すると、充電を完了させる。この後はメンテナ
ンスモードに移行する。The battery temperature T is detected by the thermistor TH,
The thermistor resistance decreases as the temperature rises, and the detection terminal T
The detection voltage at 1 decreases. The microcomputer μC1 converts the detected voltage to the temperature T (or remains the detected voltage), and increases the gradient ΔT / Δt from the temperature detected twice in succession.
To calculate. When the gradient ΔT / Δt reaches a predetermined level, it is determined that the battery is fully charged, the charging operation is terminated, and the battery voltage Vpeak at this time is fetched from the battery voltage input terminal V1 and stored. Further, the charging operation is restarted following the end of the charging operation. The charging current at the time of restart charging is controlled so as to gradually increase as at the time of starting the previous charging. When the rising of the current is controlled gently in this manner, the battery voltage, which has tended to decrease, starts to increase again. Then, the value Vpea in which the battery voltage is stored
If it matches k, the charging is completed. After this, the maintenance mode is entered.
【0057】このように、一旦、充電を終了した後に、
再び充電電流を徐々に増大させ、電池電圧が上昇して充
電終了時点における電圧に一致するまで再充電すること
で、充電量を可及的に満充電に近づけるようにしてい
る。なお、再開充電における電流を徐々に上昇するよう
にしたことで、そのまま、あるいは急激に高レベルの電
流を供給した場合に電池電圧がそのまま下がり続け、い
つまで経ってもVpeakに一致することなく過充電に
なるのを効果的に防止している。In this way, once charging is completed,
The charging current is gradually increased again, and recharging is performed until the battery voltage rises and becomes equal to the voltage at the end of charging, so that the charging amount approaches the full charge as much as possible. By gradually increasing the current during recharging, the battery voltage continues to drop as it is or when a high-level current is suddenly supplied, and overcharging does not always match Vpeak. Is effectively prevented from becoming.
【0058】また、上記実施例では、最初の充電終了を
温度の上昇勾配で監視しているが、これに限定されず、
この温度勾配とか電池電圧が満充電の直前まで上昇した
ことが検知されると、それまでの定電流制御を定電圧制
御に切り換え、この定電圧制御の下で、充電電流が満充
電に近づくにつれて所定レベル(満充電判別電流)Is
まで低下したことを条件に充電完了と判断するようにし
てもよい。In the above embodiment, the end of the first charging is monitored by the temperature rising gradient, but the present invention is not limited to this.
When it is detected that the temperature gradient or the battery voltage rises just before full charge, the constant current control until then is switched to constant voltage control, and under this constant voltage control, as the charge current approaches full charge. Predetermined level (full charge discrimination current) Is
It may be determined that the charging is completed on the condition that the charge has decreased.
【0059】なお、充電開始時に、電池電圧が充電制御
回路部15のスレショルドレベルに近い電圧に比して低
いときは、間歇充電乃至は予備的な充電を行って、電池
電圧をスレショルドレベルまで引き上げてから急速充電
に移行するようにして、充電制御回路部15のトランジ
スタQ1の発熱防止と二次側の電源電圧レベルの確保を
図っている。When the battery voltage is lower than the voltage close to the threshold level of the charge control circuit section 15 at the start of charging, intermittent charging or preliminary charging is performed to raise the battery voltage to the threshold level. After that, the heat transfer of the transistor Q1 of the charge control circuit section 15 is prevented and the power supply voltage level of the secondary side is secured by shifting to the quick charge.
【0060】続いて、図10,図11のフローチャート
を用いて充電動作の詳細について説明する。なお、図1
0,図11は、1つのフローチャートを分割して示した
ものである。図において、各ステップを繋ぐ線のうち、
二点鎖線はリチウム電池を示し、破線はリチウム電池と
判別できなかった場合やニッケル系等の電池を示し、細
い実線は両方の電池に共通する場合を示している。Next, the details of the charging operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Note that FIG.
0 and FIG. 11 show one flowchart divided. In the figure, among the lines that connect each step,
A two-dot chain line shows a lithium battery, a broken line shows a battery that cannot be distinguished from a lithium battery or a nickel-based battery, and a thin solid line shows a case common to both batteries.
【0061】本フローチャートは、ACプラグ1Aが商
用AC電源に差し込まれ、あるいは図外のメインスイッ
チがオンされることで起動する。This flowchart is started when the AC plug 1A is plugged into a commercial AC power source or a main switch (not shown) is turned on.
【0062】フローチャートが起動すると、先ず、ID
LEモードに移行し、充電電流I=0にされ、全ての状
態がオフにリセットされる(ステップS2)とともに、
電池温度Tの計測が行われる。電池温度T≧−30℃で
あれば、被充電電池2が装着されていると判断して、ス
テップS4に移行する。ステップS4では、電池電圧V
及び電池温度Tのデータを取り込む。また、マイコμC
1により被充電電池2内のROM2Aをアクセス、すな
わちパラメータの読み取り指示が行われるとともに、パ
ラメータの読み取りが可能であったか否かの判別が行わ
れる。また、この状態では、LED92が点灯される。When the flow chart is started, first, ID
The mode is shifted to the LE mode, the charging current I is set to 0, all states are reset to OFF (step S2), and
The battery temperature T is measured. If the battery temperature T ≧ −30 ° C., it is determined that the battery 2 to be charged is mounted, and the process proceeds to step S4. In step S4, the battery voltage V
And the data of the battery temperature T are fetched. Also, myco μC
1 accesses the ROM 2A in the battery 2 to be charged, that is, an instruction to read the parameter is given, and it is determined whether or not the parameter can be read. Further, in this state, the LED 92 is turned on.
【0063】なお、電池温度Tは、これ以後において常
にチェックされており、いずれの状態(ステップ)でも
電池温度Tが<−30℃であれば、ステップS2に戻
る。The battery temperature T is constantly checked thereafter, and if the battery temperature T is <-30 ° C. in any state (step), the process returns to step S2.
【0064】ここで、パラメータの読み取りができたの
であれば、被充電電池2がリチウム電池であると判断し
て、電池電圧Vがリチウム電池における最小レベルVmi
n(例えば1V)以上で最大レベル(カットオフ電圧)
Vc以下で、かつ電池温度Tが最低レベルTmin以上で
最高レベルTmax以下のときは、ラピッドモード(ステ
ップS6)に移行する。一方、パラメータの読み取りが
できなかったのであれば、リチウム電池以外の電池か、
あるいはリチウム電池であっても接触不良等が原因して
パラメータの読み取りができないものと判断して、リチ
ウム電池の条件とリチウム電池以外の電池の条件を共に
満足する予備パラメータに対して、電池電圧Vが最小レ
ベルVmin(例えば4,4V)以上で最大レベルVmax以
下で、かつ電池温度Tが最低レベルTmin以上で最高レ
ベルTmax以下のとき、ラピッドモード(ステップS
6)に移行する。If the parameters can be read, it is determined that the battery 2 to be charged is a lithium battery, and the battery voltage V is the minimum level Vmi in the lithium battery.
Maximum level (cutoff voltage) above n (eg 1V)
When the battery temperature T is not higher than Vc and the battery temperature T is not lower than the minimum level Tmin and not higher than the maximum level Tmax, the mode is shifted to the rapid mode (step S6). On the other hand, if the parameters could not be read, it may be a battery other than a lithium battery,
Alternatively, even if the battery is a lithium battery, it is determined that the parameters cannot be read due to poor contact, and the battery voltage V is set to the preliminary parameter that satisfies both the condition of the lithium battery and the condition of the battery other than the lithium battery. Is above the minimum level Vmin (for example 4,4V) and below the maximum level Vmax, and the battery temperature T is above the minimum level Tmin and below the maximum level Tmax, the rapid mode (step S
Go to 6).
【0065】また、電池の種類に拘らず、電池温度Tが
Tmin(本実施例では5℃)未満であれば、トリクル1
モード(ステップS8)に、電池電圧Vが最小レベルV
min未満であれば、トリクル2モード(ステップS1
0)に、電池温度TがTmax(本実施例では45℃)を越
えておれば、トリクル3モード(ステップS12)に移
行する。更に、リチウム電池の場合であって電池電圧V
がカットオフ電圧Vcを越えているとき、また、リチウ
ム電池と判別できなかった電池の場合であって電池電圧
Vがカットオフ電圧Vnc(>Vmax)を越えているとき
は、トリクル3モード(ステップS12)に移行する。
このリミット電圧Vncはリチウム電池のカットオフ電
圧Vcに対応するものである。If the battery temperature T is lower than Tmin (5 ° C. in this embodiment), the trickle 1 is used regardless of the type of battery.
In the mode (step S8), the battery voltage V is the minimum level V
If it is less than min, the trickle 2 mode (step S1
In 0), if the battery temperature T exceeds Tmax (45 ° C. in this embodiment), the trickle 3 mode (step S12) is entered. Further, in the case of a lithium battery, the battery voltage V
Exceeds the cut-off voltage Vc, or if the battery cannot be identified as a lithium battery and the battery voltage V exceeds the cut-off voltage Vnc (> Vmax), the trickle 3 mode (step The process moves to S12).
This limit voltage Vnc corresponds to the cutoff voltage Vc of the lithium battery.
【0066】ラピッドモードは急速充電を行わせるもの
で、充電電流の立上りは階段状にされて保護回路20を
解除し、その後は大電流を連続して供給するようにして
いる。トリクル1モード〜トリクル3モードはいずれも
通常状態から外れた状態からの回復のためのもので、ト
リクル1モードは、電池電圧を急速充電可能なレベルま
で持ち上げたり、あるいはラピッドモードにおいて一時
的な異常、例えば接触不良や短絡またはセンサ異常等に
よって電池電圧VがVminやVth以下に落ちたとき、ま
た電池温度TがTmin以下になったときに異常が解除さ
れるまで、いわば回復的な充電を行うためのものであ
る。トリクル2モードは電池電圧を急速充電可能なレベ
ルまで持ち上げるためのものである。トリクル3モード
は充電電流を停止させて、電池温度あるいは電池温度が
急速充電可能なレベルまで低下するのを待つためのもの
である。In the rapid mode, rapid charging is performed, and the rising of the charging current is stepped to release the protection circuit 20, and thereafter a large current is continuously supplied. The trickle 1 mode to trickle 3 mode are all for recovering from a state out of the normal state. The trickle 1 mode raises the battery voltage to a level at which quick charge is possible, or a temporary abnormality in the rapid mode. For example, when the battery voltage V drops below Vmin or Vth due to a contact failure, a short circuit, a sensor abnormality, or the like, and when the battery temperature T falls below Tmin, so-called recovery charging is performed until the abnormality is released. It is for. Trickle 2 mode is for raising the battery voltage to a level at which rapid charging is possible. The trickle 3 mode is to stop the charging current and wait for the battery temperature or the battery temperature to drop to a level at which rapid charging is possible.
【0067】以下、充電動作を場合分けして説明する。
(1)リチウム電池が通常充電処理される場合
ステップS4からステップS6のラピッドモードに移行
すると、充電電流Iが0からIl+Ih(例えば合計で
1A程度)に向けて階段状に上昇される。この階段状の
電流上昇はマイコンμC1のLC端子からの参照電圧を
順次上げていくことで行われる。そして、電流値が(I
l+Ih)に達すると、このレベルを維持しつつ連続給
電される。充電電流の段階的立ち上げは、例えば640
msの時間間隔で連続制御され、LC端子から参照電圧
が切り換えられた後にモニタ回路142は検出抵抗を介
して充電電流を検出し、LC端子での指示に応じた充電
電流から外れているときは、これを一致させるべく、参
照電圧の微調整が行われる。なお、二次側に被充電電池
2を接続しない状態で、検出抵抗R41の両端に発生す
る電圧を事前に測定し、この分をオフセット量として補
償、すなわちマイコンμC1にセットすることで、検出
精度ひいては電流制御のより一層の精度向上を図ること
ができる。The charging operation will be described below for different cases. (1) When the lithium battery is normally charged When the process shifts from step S4 to the rapid mode of step S6, the charging current I increases stepwise from 0 to Il + Ih (for example, about 1 A in total). This stepwise current increase is performed by sequentially increasing the reference voltage from the LC terminal of the microcomputer μC1. The current value is (I
When (l + Ih) is reached, power is continuously supplied while maintaining this level. The charging current is gradually increased by, for example, 640.
The monitor circuit 142 detects the charging current through the detection resistor after the reference voltage is switched from the LC terminal after continuous control at a time interval of ms, and when the charging current deviates from the charging current according to the instruction at the LC terminal. The reference voltage is finely adjusted so as to match them. It should be noted that by detecting the voltage generated at both ends of the detection resistor R41 in advance without connecting the battery to be charged 2 to the secondary side and compensating for this amount as an offset amount, that is, by setting it in the microcomputer μC1, the detection accuracy can be improved. As a result, the accuracy of current control can be further improved.
【0068】急速充電中では、電池電圧Vがカットオフ
電圧Vcを越えたかどうかが判別され(ステップS6
1)、越えていなければそのまま充電が継続され、越え
ていれば定電流制御から定電圧制御に切り換えられる
(ステップS62)。これにより電流は充電が進んで満
充電に近づくにつれて漸近的に減少し、電流値が20m
A(=Is)まで低下すると満充電と判断して、メンテ
ナンスモード(ステップS16)に移行する。メンテナ
ンスモードでは電流が0にされ、LED91を点灯させ
て充電を完了する。During the rapid charging, it is judged whether or not the battery voltage V exceeds the cutoff voltage Vc (step S6).
1) If not exceeded, charging is continued as it is, and if it is exceeded, constant current control is switched to constant voltage control (step S62). As a result, the current gradually decreases as the charging progresses and approaches full charge, and the current value is 20 m.
When it reaches A (= Is), it is determined that the battery is fully charged, and the maintenance mode (step S16) is entered. In the maintenance mode, the current is set to 0, the LED 91 is turned on, and the charging is completed.
【0069】(2)パラメータが読み取れなかったときの
非充電電池が通常充電処理される場合
この場合は、予備パラメータを用いて充電制御が行われ
ることになる。充電開始は前記(1)と同様に階段的に充
電電流が増大するようにマイコンμC1で制御される。
なお、充電中に、電池電圧Vがリミット電圧Vsc(<
Vnc)に達するか、カットオフ電圧Vncに達すると満
充電と判断してメンテナンスモードに移行する。メンテ
ナンスモードでは自己放電を補うレベルの末期電流が流
される(ステップS16)。なお、この後でも被充電電
池2が本充電装置1に装着されている間は、電池電圧V
がチェックされており、電池電圧Vが、例えば1V低下
したら、補充充電を行うべく、ステップS4に移行す
る。(2) When the non-charged battery is normally charged when the parameter cannot be read In this case, the charge control is performed using the preliminary parameter. The start of charging is controlled by the microcomputer μC1 so that the charging current increases stepwise as in (1) above.
During charging, the battery voltage V is limited to the limit voltage Vsc (<
Vnc) or the cutoff voltage Vnc is reached, it is determined that the battery is fully charged, and the maintenance mode is entered. In the maintenance mode, a terminal current of a level that compensates for self-discharge is passed (step S16). Even after this, while the battery to be charged 2 is attached to the main charging device 1, the battery voltage V
Is checked, and if the battery voltage V drops by 1 V, for example, the process proceeds to step S4 to perform supplementary charging.
【0070】一方、電池電圧Vが上記充電終了の各条件
に達する前に、温度上昇ΔT/Δtが所定値に達する
と、この時点の電池電圧をVpeakとして取り込ん
で、再充電のためのトップオフモード(ステップS1
4)に移行する。このトップオフモード(再充電)は上
記ラピッドモードの充電開始時同様、充電電流Iが0か
ら(Il+Ih)に向けて階段状に上昇される。この階
段状の電流上昇はマイコンμC1のLC端子からの参照
電圧を順次上げていくことで行われる。このように、充
電電流を0から上昇させることで、電池電圧がまた、上
昇し始めることとなる。そして、電流値が(Il+I
h)に達すると、このレベルを維持しつつ連続給電され
る。このモードではLED91が点灯されている。な
お、トップオフモードにおける電流値は(Il+Ih)
以下であれば所定のレベルに設定可能である。On the other hand, if the temperature rise ΔT / Δt reaches a predetermined value before the battery voltage V reaches each of the above conditions for ending the charging, the battery voltage at this point is taken in as Vpeak and the top-off for recharging is performed. Mode (Step S1
Go to 4). In the top-off mode (recharging), the charging current I is increased stepwise from 0 to (Il + Ih), as in the start of charging in the rapid mode. This stepwise current increase is performed by sequentially increasing the reference voltage from the LC terminal of the microcomputer μC1. In this way, by increasing the charging current from 0, the battery voltage will start to increase again. The current value is (Il + I
When h) is reached, the power is continuously supplied while maintaining this level. In this mode, the LED 91 is on. The current value in the top-off mode is (Il + Ih)
The following can be set to a predetermined level.
【0071】また、充電中は電池電圧Vが検出されてお
り、上記記憶された電圧Vpeakを越えたかどうかが
判断され(ステップS141)、越えていなければ、電
流値を(Il+Ih)に維持しながら充電を継続し(ス
テップS142)、V>Vpeakになると、充電完了
としてメンテナンスモード(ステップS16)に移行す
る。Further, the battery voltage V is detected during charging, and it is judged whether or not the stored voltage Vpeak is exceeded (step S141). If not, the current value is maintained at (Il + Ih). When the charging is continued (step S142) and V> Vpeak, the charging is completed and the maintenance mode (step S16) is entered.
【0072】なお、トップオフモードの再充電におい
て、このラピッドモードの充電開始からの合計時間が満
充電tdを越えた時点で、あるいは電池温度TがTmax
を越えた時点で満充電とみなして充電完了し、メンテナ
ンスモードに移行する。In recharging in the top-off mode, when the total time from the start of charging in the rapid mode exceeds the full charge td, or the battery temperature T is Tmax.
When it exceeds, the battery is considered to be fully charged and charging is completed, and the mode shifts to maintenance mode.
【0073】(3)ステップS4からトリクル3モードに
移行する場合
トリクル3モードでは充電を開始せず(I=0)、LE
D91,LED92の双方を同期して点滅(イエローフ
ラッシュ)させる。この状態で、リチウム電池の場合
に、電池電圧Vが(Vc−200mV)以下で、かつ電
池温度Tが(Tmax−6℃)以下になって回復したかど
うかが判別され、あるいは電池種類が不明な電池の場合
に、電池電圧Vが(Vnc−200mV)以下で、かつ
電池温度Tが(Tmax−6℃)以下になって回復したか
どうかが判別され、そうであればラピッドモードに移行
する。なお、この場合、所定時間を経過しても通常状態
に復帰しないときはステップS2に戻るようにしてもよ
い。(3) When shifting to trickle 3 mode from step S4 In the trickle 3 mode, charging is not started (I = 0), and LE is set.
Both D91 and LED92 are made to blink in synchronization (yellow flash). In this state, in the case of a lithium battery, it is determined whether the battery voltage V is (Vc-200 mV) or less and the battery temperature T is (Tmax-6 ° C.) or less, and recovery is performed, or the battery type is unknown. In the case of such a battery, it is determined whether the battery voltage V is (Vnc-200 mV) or less and the battery temperature T is (Tmax-6 ° C.) or less, and the recovery is made. If so, the mode is switched to the rapid mode. . In this case, if the normal state is not restored even after the lapse of a predetermined time, the process may return to step S2.
【0074】(4)ステップS4,S10からトリクル1
モードに移行する場合
トリクル1モードでは、先ず、電池電圧Vがスレショル
ド電圧Vth+50mV以下かどうかが判別される(ス
テップS81)。このスレショルド電圧Vthは、充電
制御回路15において、Veb(トランジスタQ1のエ
ミッタベース間電圧)+Vz(ツェナーダイオードZD
51のツェナー電圧)で、本実施例では3,5Vに設定
されている。(4) Trickle 1 from steps S4 and S10
In case of shifting to the mode In the trickle 1 mode, first, it is determined whether or not the battery voltage V is equal to or lower than the threshold voltage Vth + 50 mV (step S81). This threshold voltage Vth is Veb (voltage between the emitter and base of the transistor Q1) + Vz (zener diode ZD) in the charge control circuit 15.
The Zener voltage of 51) is set to 3.5V in this embodiment.
【0075】電池電圧Vが(Vth+50mV)未満で
あれば、トランジスタQ1の発熱を考慮して、間歇充電
が指示され(ステップS82)、そうでなければ連続
(リニア)充電が指示される(ステップS83)。この
間歇充電及びリニア充電のいずれも、充電開始時にはマ
イコンμC1によって階段状に充電電流が増大するよう
に制御され、保護回路20の解除を確保している。If the battery voltage V is less than (Vth + 50 mV), in consideration of heat generation of the transistor Q1, intermittent charging is instructed (step S82), and if not, continuous (linear) charging is instructed (step S83). ). In both of the intermittent charging and the linear charging, the microcomputer μC1 controls the charging current to increase stepwise at the start of charging, thereby ensuring that the protection circuit 20 is released.
【0076】次いで、電池温度Tが(Tmax+1℃)未
満かどうかが判別され(ステップS84)、電池温度T
が(Tmax+1℃)未満であれば、イエローフラッシュ
を行って(ステップS85)、デューティ1、すなわち
例えば充電時間が2秒、休止期間が38秒の周期40秒
での間歇充電が開始される(ステップS86)。そし
て、電池電圧Vが(Vth+50mV)未満かつ電池温
度Tが(Tmax+1℃)未満であれば、間歇充電が継続
される。一方、電池温度Tが上昇してきて(Tmin+1
℃)以上になると、次いで、電池電圧Vが(Vmin+5
0mV)未満かどうかが判別され(ステップS87)、
電池電圧Vが(Vmin+50mV)未満であれば、イエ
ローフラッシュを行って(ステップS88,S85)、
上記デューティ1による間歇充電が継続される。一方、
電池電圧Vが(Vmin+50mV)以上になると、LE
D92が点灯され(ステップS89)、続いて、電池電
圧Vが(Vth+50mV)以上であるかどうかが判別
される(ステップS90)。ここで、電池電圧Vが(V
th+50mV)未満であれば、取敢えずステップS8
7で電池電圧Vが(Vmin+50mV)以上であったの
で、充電電流を増大させるべく、デューティ2、すなわ
ち例えば充電時間が16秒、休止期間が24秒での間歇
充電に切り換えられる(ステップS91)。Next, it is judged whether or not the battery temperature T is lower than (Tmax + 1 ° C.) (step S84), and the battery temperature T
Is less than (Tmax + 1 ° C.), yellow flash is performed (step S85), and intermittent charging is started with a duty of 1, that is, for example, a charging time of 2 seconds and a rest period of 38 seconds and a cycle of 40 seconds (step). S86). If the battery voltage V is less than (Vth + 50 mV) and the battery temperature T is less than (Tmax + 1 ° C.), intermittent charging is continued. On the other hand, the battery temperature T rises (Tmin + 1
℃) or more, then the battery voltage V (Vmin + 5
0 mV) is determined (step S87),
If the battery voltage V is less than (Vmin + 50 mV), yellow flash is performed (steps S88, S85),
The intermittent charging with the duty 1 is continued. on the other hand,
When the battery voltage V exceeds (Vmin + 50mV), LE
D92 is turned on (step S89), and subsequently it is determined whether the battery voltage V is (Vth + 50 mV) or higher (step S90). Here, the battery voltage V is (V
If less than th + 50 mV), step S8
Since the battery voltage V was (Vmin + 50 mV) or more in No. 7, in order to increase the charging current, the duty is changed, that is, the intermittent charging is switched to, for example, the charging time is 16 seconds and the rest period is 24 seconds (step S91).
【0077】一方、ステップS83でリニア充電が開始
されたときも同様な処理が実行される。なお、間歇充電
はマイコンμC1のCH1端子からのハイ、ロー信号に
よって行われ、充電、休止期間が電池温度、電池電圧及
びスレショルドレベルに応じて適宜変更される(ステッ
プSS86,S91及びS83)。On the other hand, when linear charging is started in step S83, similar processing is executed. The intermittent charging is performed by the high and low signals from the CH1 terminal of the microcomputer μC1, and the charging and rest periods are appropriately changed according to the battery temperature, the battery voltage and the threshold level (steps SS86, S91 and S83).
【0078】そして、電池電圧Vが(Vth+50m
V)以上になると急速充電可能なレベルまで回復したと
みなしてラピッドモードに移行する。Then, the battery voltage V is (Vth + 50 m
When V) or more, it is considered that the level has reached a level at which rapid charging is possible, and the mode shifts to the rapid mode.
【0079】(5)ステップS4からトリクル2モードに
移行する場合
トリクル2モードでは、充電電流が50mAに設定さ
れ、この電流値はモニタ回路142によって監視され、
一定に維持される。なお、電流供給開始時点では電流は
0から50mAに向けて徐々に増大され、保護回路20
の解除を確保している。先ず、電池電圧Vがカットオフ
電圧Vc以上かどうかが判別される(ステップS10
1)。電池電圧Vがカットオフ電圧Vc以上であれば非
充電(ノンチャージ)モード(ステップS18)に移行
する。電池電圧Vがカットオフ電圧Vc未満であれば、
次いで、電流値が50mA以上かどうかが判別される
(ステップS102)。電流値が50mA未満であれ
ば、50mAでの充電を繰り返し、そうでなければ、電
池温度TがTmaxを越えたかどうかが判別される(ステ
ップS103)。電池温度TがTmaxを越えたのであれ
ば、トリクル3モードに移行し、そうでなければトリク
ル2モードに移行する。(5) When shifting to trickle 2 mode from step S4 In the trickle 2 mode, the charging current is set to 50 mA, and the current value is monitored by the monitor circuit 142.
Maintained constant. At the start of the current supply, the current gradually increases from 0 to 50 mA, and the protection circuit 20
Has been secured. First, it is determined whether the battery voltage V is equal to or higher than the cutoff voltage Vc (step S10).
1). If the battery voltage V is equal to or higher than the cutoff voltage Vc, the mode shifts to the non-charge (non-charge) mode (step S18). If the battery voltage V is less than the cutoff voltage Vc,
Next, it is determined whether the current value is 50 mA or more (step S102). If the current value is less than 50 mA, the charging at 50 mA is repeated. If not, it is determined whether the battery temperature T exceeds Tmax (step S103). If the battery temperature T exceeds Tmax, the mode shifts to the trickle 3 mode, and if not, the mode shifts to trickle 2 mode.
【0080】一方、ステップS101から非充電モード
に移行したときは、充電を中断し、この間に電池電圧
が、リチウム電池にあってはVmin〜(Vc−200m
V)になると、種類不明の電池にあってはVmin〜(Vm
ax−200mV)になると、ステップS4に移行する。On the other hand, when the mode is shifted from the step S101 to the non-charging mode, the charging is interrupted, and the battery voltage is Vmin to (Vc-200 m in the case of the lithium battery during this period.
V), Vmin to (Vm
ax-200 mV), the process proceeds to step S4.
【0081】なお、上記充電動作のフローチャートにお
いて、パラメータの読み取りができなかったときは、充
電制御中、定期的、周期的乃至は特定のステップにおい
てマイコンμC1がアクセスのためのコードをROM端
子へ出力するようになっており、このときROM2Aか
らパラメータの読み取りができたときは、予備パラメー
タに代えて、読み出された本来のパラメータを用いるよ
うにすることもでき、このようにすることで、より適正
な充電制御が図れる。In the flow chart of the charging operation described above, when the parameter cannot be read, the microcomputer μC1 outputs the access code to the ROM terminal at regular, periodic or specific steps during charging control. When the parameters can be read from the ROM 2A at this time, the read original parameters can be used in place of the preliminary parameters. Appropriate charging control can be achieved.
【0082】次に、ROM2Aへのアクセス動作につい
て図12に示すフローチャートを用いて説明する。充電
装置1は被充電電池2が装着されると、パラメータを読
み取るべくROM端子からROM2Aに対してアクセス
信号を送出する。このとき、先ず、図2に示すように接
続されている電話機3がROM2A内からデータを読み
取るべくアクセス中であるかどうか、すなわち通信中か
どうかが判別される(ステップS201)。アクセス中
であれば、マイコンμC1はアクセスを行うことなく、
リターンする。一方、電話機3がアクセス中でなけれ
ば、マイコンμC1は自己が優先であることを電話機3
側に示すべく、優先権信号(コード)を出力し(ステッ
プS202)、この後、読み出しのためのアクセスを開
始する(ステップS203)。優先権信号を示すコード
はアドレスコードやパラメータコード乃至はデータコー
ドとは異なるパターンコードが採用され、優先権信号と
他の信号とが識別し得るようにしてある。このように、
充電装置1及び電話機3の双方が予め約束したコードを
送信して優先権を確保することで、お互いに、誤ったデ
ータやパラメータを読み取ることが防止でき、通信の高
信頼性が確保できるようにしている。Next, the operation of accessing the ROM 2A will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the battery 2 to be charged is attached, the charging device 1 sends an access signal from the ROM terminal to the ROM 2A to read the parameters. At this time, first, as shown in FIG. 2, it is determined whether or not the connected telephone 3 is being accessed to read data from the ROM 2A, that is, whether or not communication is in progress (step S201). If the microcomputer μC1 is accessing,
To return. On the other hand, if the telephone 3 is not accessing, the microcomputer μC1 indicates that the own priority is given to the telephone.
As shown to the side, a priority signal (code) is output (step S202), and thereafter, access for reading is started (step S203). As the code indicating the priority signal, a pattern code different from the address code, the parameter code or the data code is adopted so that the priority signal can be discriminated from other signals. in this way,
Since both the charging device 1 and the telephone 3 transmit a code promised in advance to secure the priority right, it is possible to prevent each other from reading erroneous data and parameters, and to secure high reliability of communication. ing.
【0083】また、優先権信号に代えて、充電装置1か
らアクセスに際して、伝送ライン上にハイ、ローの何等
かのレベル信号があるときは、他方の機器がアクセス中
であると見做して、所定時間だけアクセスを待機するよ
うにしてもよい。Further, instead of the priority signal, when there is any level signal of high or low on the transmission line at the time of access from the charging device 1, it is considered that the other device is being accessed. Alternatively, the access may be waited for a predetermined time.
【0084】なお、本実施例では、電話器を他の機器と
して説明したが、これに限定されず、二次電池で動作可
能かつ電池の特性データを必要に応じて読み込むように
なされた、髭剃り器や電動工具等の電池応用機器一般に
適用可能である。In the present embodiment, the telephone is described as another device, but the present invention is not limited to this, and a beard capable of operating with a secondary battery and reading the characteristic data of the battery as needed. It is applicable to general battery-applied devices such as shaving machines and electric tools.
【0085】[0085]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、電池温度の上昇勾配が所定レベルに達した
後、低レベルから増大する充電電流によって再充電する
ようにするとともに、その完了時点を最初の充電停止時
の電池電圧と一致する時としたので、可及的かつ定量的
に100%に近い満充電が達成できる。As described above, according to the invention of claim 1, after the rising gradient of the battery temperature reaches a predetermined level, the battery is recharged by the charging current increasing from the low level. Since the completion time is set to coincide with the battery voltage at the time of the first charge stop, the full charge close to 100% can be achieved as quantitatively as possible.
【0086】また、請求項2記載の発明によれば、再充
電時の充電電流の上限を最初の充電電流値に制限したの
で、被充電電池の過加熱が図れる。According to the second aspect of the present invention, the upper limit of the charging current during recharging is limited to the initial charging current value, so that the battery to be charged can be overheated.
【図1】本発明に係る充電装置を備えた充電器と、この
充電器で充電される被充電電池との関係を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a relationship between a charger including a charging device according to the present invention and a battery to be charged that is charged by the charger.
【図2】本発明に係る充電装置が適用される充電器の接
続態様の一例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a connection mode of a charger to which the charging device according to the present invention is applied.
【図3】各器の接続状態を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a connection state of each device.
【図4】各器の接続端子の配置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of connection terminals of each device.
【図5】リチウム電池の保護回路を説明する回路図であ
る。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a protection circuit for a lithium battery.
【図6】本発明に係る充電装置の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a charging device according to the present invention.
【図7】本発明に係る充電装置の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a charging device according to the present invention.
【図8】本発明に係る充電装置の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a charging device according to the present invention.
【図9】基本的な充電動作を説明するタイムチャートで
ある。FIG. 9 is a time chart illustrating a basic charging operation.
【図10】充電動作を説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating a charging operation.
【図11】充電動作を説明するフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating a charging operation.
【図12】ROMへのアクセス動作を説明するフローチ
ャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of accessing a ROM.
1 充電装置 2 被充電電池 2A ROM 3 電話機 10 メモリ回路 101 再充電部 102 電池電圧検出、取込部 11 整流平滑回路部 12 変換回路部 13 駆動回路部 14 定電流制御回路部 15 充電制御回路部 16 電池状態検出回路部 17 電池内ROM(R/W)回路部 18 温度センサ回路部 19 表示回路部 20 保護回路 1 charger 2 Charged battery 2A ROM 3 telephones 10 memory circuits 101 recharge unit 102 Battery voltage detection and capture section 11 Rectifying and smoothing circuit section 12 Conversion circuit section 13 Drive circuit section 14 Constant current control circuit 15 Charge control circuit 16 Battery status detection circuit 17 ROM (R / W) circuit section in the battery 18 Temperature sensor circuit section 19 Display circuit section 20 Protection circuit
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 7/ 00-7/12 H02J 7 /34-7/36
Claims (2)
レベルに達すると、定電流制御による充電を停止する充
電装置において、電池電圧検出手段と、上記充電停止時
点における上記電池電圧検出手段で検出された電池電圧
を取り込む取込手段と、上記充電停止した後、低レベル
から所定レベルまで徐々に増大する充電電流を供給する
再充電電流生成手段と、再充電時に電池電圧が上記取り
込んだ電池電圧に一致すると再充電を停止する再充電制
御手段とを備えたことを特徴とする充電装置。1. A charging device for stopping charging by constant current control when a rising gradient of a battery temperature of a battery to be charged reaches a predetermined level, the battery voltage detecting means and the battery voltage detecting means at the time of stopping the charging. A capturing means for capturing the detected battery voltage, a recharging current generating means for supplying a charging current that gradually increases from a low level to a predetermined level after the charging is stopped, and a battery whose battery voltage is captured during recharging. And a recharging control means for stopping the recharging when the voltage matches the voltage.
が上記定電流のレベルを越えないように電流制御するも
のであることを特徴とする請求項1記載の充電装置。2. The charging device according to claim 1, wherein the recharging current generating means controls the current so that the recharging current does not exceed the level of the constant current.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP31077194A JP3435861B2 (en) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | Charging device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP31077194A JP3435861B2 (en) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | Charging device |
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JPH08168187A JPH08168187A (en) | 1996-06-25 |
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Family Applications (1)
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JP7312984B2 (en) * | 2019-06-14 | 2023-07-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Charging device, lighting device and emergency lighting equipment |
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1994
- 1994-12-14 JP JP31077194A patent/JP3435861B2/en not_active Expired - Fee Related
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