JP3532704B2 - 充電装置およびバッテリーの充電方法 - Google Patents
充電装置およびバッテリーの充電方法Info
- Publication number
- JP3532704B2 JP3532704B2 JP22021696A JP22021696A JP3532704B2 JP 3532704 B2 JP3532704 B2 JP 3532704B2 JP 22021696 A JP22021696 A JP 22021696A JP 22021696 A JP22021696 A JP 22021696A JP 3532704 B2 JP3532704 B2 JP 3532704B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- charging
- voltage
- charging current
- duty cycle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/90—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/927—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバッテリーの充電装
置、特に比較的小型なリチウムバッテリー等に有利に適
用されるバッテリーの充電方法およびこの方法を用いた
充電装置に関する。
置、特に比較的小型なリチウムバッテリー等に有利に適
用されるバッテリーの充電方法およびこの方法を用いた
充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムバッテリーやリチウムバッテリ
ーを内蔵したバッテリーパッケージは、電力／重量比が
良いため、すなわち小型軽量でかつ電力容量が大きいた
め、小型の携帯用電気機器等に広く用いられている。こ
のようなバッテリーは、携帯用電子機器の使用により放
電され、その後に再充電を行うことにより複数回の使用
を可能としている。バッテリーの正しい動作と長いバッ
テリー寿命とを確保するためには、充電を正しく行うこ
とが重要である。
ーを内蔵したバッテリーパッケージは、電力／重量比が
良いため、すなわち小型軽量でかつ電力容量が大きいた
め、小型の携帯用電気機器等に広く用いられている。こ
のようなバッテリーは、携帯用電子機器の使用により放
電され、その後に再充電を行うことにより複数回の使用
を可能としている。バッテリーの正しい動作と長いバッ
テリー寿命とを確保するためには、充電を正しく行うこ
とが重要である。
【０００３】特に、リチウムバッテリーを充電をする充
電装置からの電圧は、そのバッテリーの開路電圧、すな
わち充電電流がバッテリーに流れ込んだり放電電流がバ
ッテリーから流れ出たりしていないときに、バッテリー
の両端子間の電圧に非常に正確に追従していなければな
らない。これは、もしバッテリーが完全に充電された状
態で充電装置に接続されたままになっている場合に、不
適切な充電電圧が印加され続けるとバッテリーにダメー
ジを与え、バッテリーの寿命を縮めるためである。した
がって、このようなことが無いようにバッテリーの開路
電圧を正確に監視する必要があった。
電装置からの電圧は、そのバッテリーの開路電圧、すな
わち充電電流がバッテリーに流れ込んだり放電電流がバ
ッテリーから流れ出たりしていないときに、バッテリー
の両端子間の電圧に非常に正確に追従していなければな
らない。これは、もしバッテリーが完全に充電された状
態で充電装置に接続されたままになっている場合に、不
適切な充電電圧が印加され続けるとバッテリーにダメー
ジを与え、バッテリーの寿命を縮めるためである。した
がって、このようなことが無いようにバッテリーの開路
電圧を正確に監視する必要があった。
【０００４】リチウムバッテリー向けの充電方法として
は、たとえば米国特許第４、７３６、１５０号が公知文
献として知られている。これは充電電流を０．１〜１０
ヘルツの周波数でチョップするという方法に基づいた充
電方法である。この米国特許に開示されている方法は、
一定電圧を発生させ、割合に大きいけれども或る最大値
以下に限定された充電電流を発生させる充電装置を用
い、チョップされた電流が数百ミリアンペアのピーク値
をもってその充電電流に重畳される。この米国特許に対
応する文献として、たとえば日本特許文献ＪＰ１５２、
００２または特開平５−１１４２２号公報に開示された
技術がある。
は、たとえば米国特許第４、７３６、１５０号が公知文
献として知られている。これは充電電流を０．１〜１０
ヘルツの周波数でチョップするという方法に基づいた充
電方法である。この米国特許に開示されている方法は、
一定電圧を発生させ、割合に大きいけれども或る最大値
以下に限定された充電電流を発生させる充電装置を用
い、チョップされた電流が数百ミリアンペアのピーク値
をもってその充電電流に重畳される。この米国特許に対
応する文献として、たとえば日本特許文献ＪＰ１５２、
００２または特開平５−１１４２２号公報に開示された
技術がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれら従
来技術の充電方法は、充電装置の電圧源に特別な設計等
を必要とするものでは無いが、チョップされた電流値と
デューティーサイクルとは割合に正確に決定されなけれ
ばならなかった。デューティーサイクルを決定するため
には、充電されるバッテリーの開路電圧を正確に測定し
なければならないが、常に充電電流がバッテリーに流れ
込んでいるか、さもなければ放電電流がバッテリーから
流れ出ているので、従来技術では開路電圧を正確に測定
できないという問題があった。
来技術の充電方法は、充電装置の電圧源に特別な設計等
を必要とするものでは無いが、チョップされた電流値と
デューティーサイクルとは割合に正確に決定されなけれ
ばならなかった。デューティーサイクルを決定するため
には、充電されるバッテリーの開路電圧を正確に測定し
なければならないが、常に充電電流がバッテリーに流れ
込んでいるか、さもなければ放電電流がバッテリーから
流れ出ているので、従来技術では開路電圧を正確に測定
できないという問題があった。
【０００６】本発明はこのような従来技術の課題を解決
し、充電中でもバッテリーの開路電圧を正確に測定する
ことを可能とすることで最適電圧での充電が行えるとと
もに、出力電圧の精密な調整を不要とする生産性に優れ
たバッテリーの充電方法およびこの方法を用いた充電装
置を提供することを目的とする。
し、充電中でもバッテリーの開路電圧を正確に測定する
ことを可能とすることで最適電圧での充電が行えるとと
もに、出力電圧の精密な調整を不要とする生産性に優れ
たバッテリーの充電方法およびこの方法を用いた充電装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】チョップされたすなわち
パルス化された電流に基づく充電装置を使用し、電流パ
ルスがハイレベルの充電電流のときと、充電電流の合い
間にバッテリーの端子電圧を測定し、その測定結果に基
づいて、後述する方法を用いてバッテリーの開路電圧を
計算することによって、本発明の目的が達成される。
パルス化された電流に基づく充電装置を使用し、電流パ
ルスがハイレベルの充電電流のときと、充電電流の合い
間にバッテリーの端子電圧を測定し、その測定結果に基
づいて、後述する方法を用いてバッテリーの開路電圧を
計算することによって、本発明の目的が達成される。
【０００８】本発明の方法によると、バッテリーは或る
デューティーサイクルに従って、パルス化された充電電
流で充電され、バッテリーの端子電圧をこの充電電流の
パルス中にも充電電流のパルスの合い間にも測定し、バ
ッテリーの開路電圧を端子電圧の測定値に基づいて計算
し、計算した開路電圧を或る基準値と比較し、デューテ
ィーサイクルをこの比較に基づいて変化させる。
デューティーサイクルに従って、パルス化された充電電
流で充電され、バッテリーの端子電圧をこの充電電流の
パルス中にも充電電流のパルスの合い間にも測定し、バ
ッテリーの開路電圧を端子電圧の測定値に基づいて計算
し、計算した開路電圧を或る基準値と比較し、デューテ
ィーサイクルをこの比較に基づいて変化させる。
【０００９】また、パルス化された充電電流を発生させ
る制御ユニットを含む本発明の装置は、充電されている
バッテリーの端子電圧を充電電流パルス中と充電電流パ
ルスの合い間とを測定する測定手段と、この測定された
電圧値を示す測定データを制御ユニットに送るための手
段とをも含む。制御ユニットは、充電されているバッテ
リーの開路電圧を測定データに基づいて計算するための
算出手段と、パルス化された充電電流のデューティーサ
イクルを計算された開路電圧に基づいて変化させるため
の制御手段とを含む。
る制御ユニットを含む本発明の装置は、充電されている
バッテリーの端子電圧を充電電流パルス中と充電電流パ
ルスの合い間とを測定する測定手段と、この測定された
電圧値を示す測定データを制御ユニットに送るための手
段とをも含む。制御ユニットは、充電されているバッテ
リーの開路電圧を測定データに基づいて計算するための
算出手段と、パルス化された充電電流のデューティーサ
イクルを計算された開路電圧に基づいて変化させるため
の制御手段とを含む。
【００１０】本発明の方法は、パルス化された充電電流
を使用し、デューティーサイクルを調節して所望の実効
充電電圧を得るという思想に基づいている。充電装置に
用いられるＤＣ電源の出力電圧を精密に調整する必要は
なく、そのために製造コストが非常に安い電源を使用で
きるということがこのシステムの利点である。
を使用し、デューティーサイクルを調節して所望の実効
充電電圧を得るという思想に基づいている。充電装置に
用いられるＤＣ電源の出力電圧を精密に調整する必要は
なく、そのために製造コストが非常に安い電源を使用で
きるということがこのシステムの利点である。
【００１１】本発明の方法では、バッテリーの両端子間
の電圧は、充電電流パルス中にも充電電流パルス同士の
合い間にも測定される。充電されるバッテリーの開路電
圧は、パルスのチョップに使用されるデューティーサイ
クル（チョップされた電流の周期との関係での電流パル
スの持続時間を示す０と１との間の比）を乗じ、もし必
要ならば、後述する方法で使用される充電装置に依存す
る値を持った補正係数を更に乗じた電圧値の差に測定値
を加えることにより、測定値に基づいて計算される。こ
の説明のようにバッテリーの開路電圧が計算されると、
充電に用いられるデューティーサイクルは、計算された
バッテリーの開路電圧が所定の規格により近くなるよう
に、或る規則に従って変更される。
の電圧は、充電電流パルス中にも充電電流パルス同士の
合い間にも測定される。充電されるバッテリーの開路電
圧は、パルスのチョップに使用されるデューティーサイ
クル（チョップされた電流の周期との関係での電流パル
スの持続時間を示す０と１との間の比）を乗じ、もし必
要ならば、後述する方法で使用される充電装置に依存す
る値を持った補正係数を更に乗じた電圧値の差に測定値
を加えることにより、測定値に基づいて計算される。こ
の説明のようにバッテリーの開路電圧が計算されると、
充電に用いられるデューティーサイクルは、計算された
バッテリーの開路電圧が所定の規格により近くなるよう
に、或る規則に従って変更される。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して、本発明
によるバッテリーの充電方法およびこの方法を用いた充
電装置を詳細に説明する。図１は、充電されるバッテリ
ー２に接続された充電装置１の略回路図である。充電装
置１は、所望のデューティーサイクルη、すなわち電流
の脈動の周期τとの関係での電流パルスの持続時間Ｉon
（充電電流）を、パルス幅コントローラ（ＰＷＭ）４に
供給するマイクロプロセッサ（ＣＴＲＬ）３によって制
御する。もし、充電電流Ｉchが常時オンであればデュー
ティーサイクルηは１であり、全くオンでなければデュ
ーティーサイクルηは０である。
によるバッテリーの充電方法およびこの方法を用いた充
電装置を詳細に説明する。図１は、充電されるバッテリ
ー２に接続された充電装置１の略回路図である。充電装
置１は、所望のデューティーサイクルη、すなわち電流
の脈動の周期τとの関係での電流パルスの持続時間Ｉon
（充電電流）を、パルス幅コントローラ（ＰＷＭ）４に
供給するマイクロプロセッサ（ＣＴＲＬ）３によって制
御する。もし、充電電流Ｉchが常時オンであればデュー
ティーサイクルηは１であり、全くオンでなければデュ
ーティーサイクルηは０である。
【００１３】繰り返しパルス化された充電電流における
デューティーサイクルηの値は、パルス周期τにおける
充電電流Ｉonの値になる。電流のパルス周期τ、すなわ
ち時定数は本実施の形態にとっては余り重要な要素では
ないけれども、パルス周波数が０．１〜１０ヘルツであ
るのが好ましく、その場合に１パルス周期が最高で１０
秒、最低で０．１秒間続く。充電装置１のＤＣ電圧源５
は、その出力電圧にＵという記号が記されていて、パル
ス幅コントローラ４を介して充電電流Ｉchを供給する。
デューティーサイクルηの値は、パルス周期τにおける
充電電流Ｉonの値になる。電流のパルス周期τ、すなわ
ち時定数は本実施の形態にとっては余り重要な要素では
ないけれども、パルス周波数が０．１〜１０ヘルツであ
るのが好ましく、その場合に１パルス周期が最高で１０
秒、最低で０．１秒間続く。充電装置１のＤＣ電圧源５
は、その出力電圧にＵという記号が記されていて、パル
ス幅コントローラ４を介して充電電流Ｉchを供給する。
【００１４】パルス化された充電電流Ｉchはバッテリー
２に送られ、その両端子間にはバッテリー２の電圧Ｖba
ttを測定するためにＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）６が接続さ
れている。Ａ／Ｄ変換器６は、測定された瞬時のバッテ
リー電圧Ｖbattをデジタル値に変換し、それをマイクロ
プロセッサ３に出力する。このマイクロプロセッサ３
は、制御ライン７を介して制御信号をＡ／Ｄ変換器６に
送ることにより、バッテリー２の電圧Ｖbattを測定する
サンプリング時点をこのＡ／Ｄ変換器６で任意に変える
ことができる。
２に送られ、その両端子間にはバッテリー２の電圧Ｖba
ttを測定するためにＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）６が接続さ
れている。Ａ／Ｄ変換器６は、測定された瞬時のバッテ
リー電圧Ｖbattをデジタル値に変換し、それをマイクロ
プロセッサ３に出力する。このマイクロプロセッサ３
は、制御ライン７を介して制御信号をＡ／Ｄ変換器６に
送ることにより、バッテリー２の電圧Ｖbattを測定する
サンプリング時点をこのＡ／Ｄ変換器６で任意に変える
ことができる。
【００１５】バッテリー２の充電中にオンになっている
移動電話機８もバッテリー２の両端子間に接続されてい
る。この電話機８の動作モードに依存する電流Ｉphが移
動電話機８へ流れる。また、マイクロプロセッサ３用の
プログラムやマイクロプロセッサ３が要求するパラメー
タ値を記憶したり読み出したりする記憶部（ＭＥＭ）９
が独立のユニットとして回路に組み込まれている。
移動電話機８もバッテリー２の両端子間に接続されてい
る。この電話機８の動作モードに依存する電流Ｉphが移
動電話機８へ流れる。また、マイクロプロセッサ３用の
プログラムやマイクロプロセッサ３が要求するパラメー
タ値を記憶したり読み出したりする記憶部（ＭＥＭ）９
が独立のユニットとして回路に組み込まれている。
【００１６】バッテリー２は、図１では内部インピーダ
ンスの無い理想的電圧源２ａおよび抵抗器２ｂの等価回
路としてここでは示されており、この抵抗器２ｂの抵抗
Ｒbattは現実のバッテリー２の内部インピーダンスに相
当する。通常、バッテリー２の内部インピーダンスは特
にそのバッテリー２の構造と寿命とに依存する。定電流
負荷をバッテリー２に接続し、負荷が接続されているバ
ッテリー２の両端子間の電圧を測定することにより、バ
ッテリー２の内部インピーダンスを計算することができ
る。バッテリー２の内部インピーダンスは、測定した電
圧を前述の定電流で割った値に等しい。
ンスの無い理想的電圧源２ａおよび抵抗器２ｂの等価回
路としてここでは示されており、この抵抗器２ｂの抵抗
Ｒbattは現実のバッテリー２の内部インピーダンスに相
当する。通常、バッテリー２の内部インピーダンスは特
にそのバッテリー２の構造と寿命とに依存する。定電流
負荷をバッテリー２に接続し、負荷が接続されているバ
ッテリー２の両端子間の電圧を測定することにより、バ
ッテリー２の内部インピーダンスを計算することができ
る。バッテリー２の内部インピーダンスは、測定した電
圧を前述の定電流で割った値に等しい。
【００１７】バッテリー２の開路電圧は、測定時にはバ
ッテリー２に電流を供給することもバッテリー２から電
流を取り出すこともするべきでないので、測定すること
ができない。充電電流パルスＩon中は電流が充電装置１
からバッテリー２に供給され、パルス間の期間には電流
がバッテリーから移動電話機８に流れる。本実施の形態
によると、バッテリー２の開路電圧Ｖbatt0 は次のよう
に計算される： Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋Ｋ・η・（Ｖmax −Ｖmin ） （Ｉ） ここでηはデューティーサイクルであり、Ｖmax は電流
パルスＩon中にＡ／Ｄ変換器６により測定されたバッテ
リー２の端子間電圧を意味し、Ｖmin は充電電流パルス
の合い間でのバッテリー２の端子間電圧を意味する。係
数Ｋは、充電装置がＤＣ電源であるならば１である。ダ
イオード整流器だけで構成された簡単な電源を使用する
本発明の第２の実施の形態では、充電電流パルスＩon中
の充電電流Ｉchの平均値は、そのピーク値の一部分に相
当し、この平均値と前述のピーク値との比が係数Ｋの値
として使われる。
ッテリー２に電流を供給することもバッテリー２から電
流を取り出すこともするべきでないので、測定すること
ができない。充電電流パルスＩon中は電流が充電装置１
からバッテリー２に供給され、パルス間の期間には電流
がバッテリーから移動電話機８に流れる。本実施の形態
によると、バッテリー２の開路電圧Ｖbatt0 は次のよう
に計算される： Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋Ｋ・η・（Ｖmax −Ｖmin ） （Ｉ） ここでηはデューティーサイクルであり、Ｖmax は電流
パルスＩon中にＡ／Ｄ変換器６により測定されたバッテ
リー２の端子間電圧を意味し、Ｖmin は充電電流パルス
の合い間でのバッテリー２の端子間電圧を意味する。係
数Ｋは、充電装置がＤＣ電源であるならば１である。ダ
イオード整流器だけで構成された簡単な電源を使用する
本発明の第２の実施の形態では、充電電流パルスＩon中
の充電電流Ｉchの平均値は、そのピーク値の一部分に相
当し、この平均値と前述のピーク値との比が係数Ｋの値
として使われる。
【００１８】バッテリー２の端子電圧と充電電流パルス
Ｉchの測定を同時に実行させてはならない。これは、電
圧Ｖbattの測定が常にパルス周期τとの関係で同じ瞬間
に行われることになり、そのとき測定が常にＶmax また
はＶmin の値となるからである。このため、本実施の形
態の充電装置では、測定とパルス化とが非同期で行なわ
れ、Ｖmax およびＶmin の両方の値の少なくとも１つの
標本が測定値に確実に含まれることとなるようにするた
めに、Ａ／Ｄ変換器６で幾度か（数十回も）測定を行
う。
Ｉchの測定を同時に実行させてはならない。これは、電
圧Ｖbattの測定が常にパルス周期τとの関係で同じ瞬間
に行われることになり、そのとき測定が常にＶmax また
はＶmin の値となるからである。このため、本実施の形
態の充電装置では、測定とパルス化とが非同期で行なわ
れ、Ｖmax およびＶmin の両方の値の少なくとも１つの
標本が測定値に確実に含まれることとなるようにするた
めに、Ａ／Ｄ変換器６で幾度か（数十回も）測定を行
う。
【００１９】また、別の実施の形態として、マイクロプ
ロセッサ３を使って、パルス幅コントローラ４が作る電
流パルスの始めと終わりとを制御するとともに、Ａ／Ｄ
変換器６のサンプリング動作を制御することで、サンプ
リングが電流パルス中にもその合い間にも制御されるよ
うにしてもよい。この方法では、パルス幅コントローラ
４の動作の一部分が実際にはマイクロプロセッサ３で行
なわれ、マイクロプロセッサ３で実行されるプログラム
に正確なタイミングが要求されるので、マイクロプロセ
ッサ３は少し複雑な制御を行なうことになる。
ロセッサ３を使って、パルス幅コントローラ４が作る電
流パルスの始めと終わりとを制御するとともに、Ａ／Ｄ
変換器６のサンプリング動作を制御することで、サンプ
リングが電流パルス中にもその合い間にも制御されるよ
うにしてもよい。この方法では、パルス幅コントローラ
４の動作の一部分が実際にはマイクロプロセッサ３で行
なわれ、マイクロプロセッサ３で実行されるプログラム
に正確なタイミングが要求されるので、マイクロプロセ
ッサ３は少し複雑な制御を行なうことになる。
【００２０】図２は、その動作が充電電流パルスに対応
してパルス状となっているバッテリー２の端子間の現実
の電圧Ｖbattと、充電も移動電話機８への給電もないと
きに端子間に存在する理論上の開路電圧Ｖbatt0 とを示
したグラフである。充電電流パルス中（位置Ａ）に測定
される電圧値と充電電流パルスの合い間（位置Ｂ）に測
定される電圧値との差Ｖ１は、バッテリー２の内部イン
ピーダンスＲbattと充電電流Ｉchとの積、すなわち（Ｒ
batt・Ｉch）に等しい。充電電流パルス間では移動電話
機８は、実際上、定電流負荷を生じさせる。したがっ
て、バッテリー２の開路電圧Ｖbatt0 と、充電電流パル
ス間に測定される端子電圧Ｖmin との差Ｖ２は、バッテ
リー２の内部インピーダンスＲbattと移動電話機８へ流
れる電流Ｉphとの積（Ｒbatt・Ｉph）に等しいと結論す
ることができる。
してパルス状となっているバッテリー２の端子間の現実
の電圧Ｖbattと、充電も移動電話機８への給電もないと
きに端子間に存在する理論上の開路電圧Ｖbatt0 とを示
したグラフである。充電電流パルス中（位置Ａ）に測定
される電圧値と充電電流パルスの合い間（位置Ｂ）に測
定される電圧値との差Ｖ１は、バッテリー２の内部イン
ピーダンスＲbattと充電電流Ｉchとの積、すなわち（Ｒ
batt・Ｉch）に等しい。充電電流パルス間では移動電話
機８は、実際上、定電流負荷を生じさせる。したがっ
て、バッテリー２の開路電圧Ｖbatt0 と、充電電流パル
ス間に測定される端子電圧Ｖmin との差Ｖ２は、バッテ
リー２の内部インピーダンスＲbattと移動電話機８へ流
れる電流Ｉphとの積（Ｒbatt・Ｉph）に等しいと結論す
ることができる。
【００２１】このように、常に電流がバッテリー２から
流れ出し、またはバッテリー２へ供給されているので、
充電中にバッテリー２の開路電圧を測定することはでき
なかった。一方、充電プロセスを調節するためには、開
路電圧として仮定される電圧値を用いる必要がある。本
実施の形態を説明するために、本実施の形態による公式
（Ｉ）で計算した値を代表値として使わずに異なる値を
使用した場合、充電電圧エラー、すなわち充電に使用さ
れるバッテリー２の開路電圧を表す電圧値とバッテリー
２の現実の開路電圧Ｖbatt0 との差を図２を用いて以下
に説明する。
流れ出し、またはバッテリー２へ供給されているので、
充電中にバッテリー２の開路電圧を測定することはでき
なかった。一方、充電プロセスを調節するためには、開
路電圧として仮定される電圧値を用いる必要がある。本
実施の形態を説明するために、本実施の形態による公式
（Ｉ）で計算した値を代表値として使わずに異なる値を
使用した場合、充電電圧エラー、すなわち充電に使用さ
れるバッテリー２の開路電圧を表す電圧値とバッテリー
２の現実の開路電圧Ｖbatt0 との差を図２を用いて以下
に説明する。
【００２２】初めに、電圧の最小値Ｖmin 、すなわち充
電電流パルス間のバッテリー２の端子電圧値が開路電圧
を表すと仮定する。既に述べたように、最小値Ｖmin と
現実の開路電圧Ｖbatt0 との差は（Ｒbatt・Ｉph）に等
しい。したがって、バッテリー２の内部インピーダンス
Ｒbattが大きくて（例えば小型電池を有する古いバッテ
リー）移動電話機８が多量の電流Ｉphを引き込む（例え
ばキーパッドのライトと自動走査機能がオンになってい
る）場合に充電電圧エラーが最大となる。例えばＲbatt
＝３５０ｍΩ、Ｉph= ２２０ｍＡの場合、充電電圧エラ
ーは７７ｍＶとなる。バッテリー２の内部インピーダン
スＲbattが小さくて（例えば大型電池を有する新しいバ
ッテリー）移動電話機８が僅かな電流Ｉphしか引き込ま
ない（例えば移動電話がいわゆるバッテリー節約状態に
なっているとき）場合には、対応する値は１００ｍΩ、
１０ｍＡ、および１ｍＶである。
電電流パルス間のバッテリー２の端子電圧値が開路電圧
を表すと仮定する。既に述べたように、最小値Ｖmin と
現実の開路電圧Ｖbatt0 との差は（Ｒbatt・Ｉph）に等
しい。したがって、バッテリー２の内部インピーダンス
Ｒbattが大きくて（例えば小型電池を有する古いバッテ
リー）移動電話機８が多量の電流Ｉphを引き込む（例え
ばキーパッドのライトと自動走査機能がオンになってい
る）場合に充電電圧エラーが最大となる。例えばＲbatt
＝３５０ｍΩ、Ｉph= ２２０ｍＡの場合、充電電圧エラ
ーは７７ｍＶとなる。バッテリー２の内部インピーダン
スＲbattが小さくて（例えば大型電池を有する新しいバ
ッテリー）移動電話機８が僅かな電流Ｉphしか引き込ま
ない（例えば移動電話がいわゆるバッテリー節約状態に
なっているとき）場合には、対応する値は１００ｍΩ、
１０ｍＡ、および１ｍＶである。
【００２３】次に、開路電圧を表す値が充電電流パルス
中のバッテリー２の端子間電圧Ｖmax であると仮定す
る。この場合には充電電圧エラーが〔Ｒbatt・（Ｉch−
Ｉph）〕に等しいことが分かる。バッテリー２の内部イ
ンピーダンスＲbattが大きくて移動電話機８の電流消費
量Ｉphが小さいときに最悪の状況となる。Ｒbatt＝３５
０ｍΩ、Ｉch＝８００ｍＡ、Ｉph＝１０ｍＡという値で
は充電電圧エラーは２７７ｍＶとなる。また、この例の
場合の値より有利な場合には、Ｒbatt＝１００ｍΩ、Ｉ
ph＝２２０ｍＡで、充電電圧エラーは５８ｍＶとなる。
中のバッテリー２の端子間電圧Ｖmax であると仮定す
る。この場合には充電電圧エラーが〔Ｒbatt・（Ｉch−
Ｉph）〕に等しいことが分かる。バッテリー２の内部イ
ンピーダンスＲbattが大きくて移動電話機８の電流消費
量Ｉphが小さいときに最悪の状況となる。Ｒbatt＝３５
０ｍΩ、Ｉch＝８００ｍＡ、Ｉph＝１０ｍＡという値で
は充電電圧エラーは２７７ｍＶとなる。また、この例の
場合の値より有利な場合には、Ｒbatt＝１００ｍΩ、Ｉ
ph＝２２０ｍＡで、充電電圧エラーは５８ｍＶとなる。
【００２４】上記の電圧値Ｖmax およびＶmin の平均値
を、バッテリー２の開路電圧とすることもできる。簡単
な推論により、充電電圧エラーを表す式として〔Ｒbatt
・（０．５・Ｉch−Ｉph）〕を得ることができる。この
場合、Ｒbatt＝３５０ｍΩ、Ｉch＝８００ｍＡ、Ｉph＝
１０ｍＡという値で最大のエラー１３７ｍＶとなり、Ｒ
batt＝１００ｍΩ、Ｉch＝８００ｍＡ、Ｉph＝２２０ｍ
Ａという値で最小のエラー１８ｍＶとなる。
を、バッテリー２の開路電圧とすることもできる。簡単
な推論により、充電電圧エラーを表す式として〔Ｒbatt
・（０．５・Ｉch−Ｉph）〕を得ることができる。この
場合、Ｒbatt＝３５０ｍΩ、Ｉch＝８００ｍＡ、Ｉph＝
１０ｍＡという値で最大のエラー１３７ｍＶとなり、Ｒ
batt＝１００ｍΩ、Ｉch＝８００ｍＡ、Ｉph＝２２０ｍ
Ａという値で最小のエラー１８ｍＶとなる。
【００２５】バッテリー２の開路電圧を決定するための
前述した公式（Ｉ）は、バッテリー２が完全に充電され
たときには、充電装置１が供給する充電電流Ｉchは電流
パルスＩon中には充電電流パルスＩon間に負荷として作
用する移動電話機８を通して放電されるのと同じ量だけ
バッテリー２を充電するので、充電電流は結果としては
バッテリー２に充電されないという推論に基づいてい
る。充電電流パルスＩon中に充電装置１によりシステム
にもたらされる電荷は（Ｉch・ητ）に等しく、パルス
の周期全体を通じて移動電話機８により消費される電荷
に等しい。後者の電荷を表す式は（Ｉph・τ）である。
図２の記号を見ると、最大電圧と最小電圧との差はバッ
テリー２の内部インピーダンスと充電電流との積に等し
い、すなわちＶmax −Ｖmin ＝（Ｒbatt・Ｉch）である
こと、またバッテリーの開路電圧はＶbatt0 ＝Ｖmin ＋
（Ｒbatt・Ｉph）で表されるということも言えるので、
次のような数学的演繹に到達する： Ｉchητ＝Ｉphτ Ｖmax −Ｖmin ＝Ｒbatt・Ｉch Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋Ｒbatt・Ｉph ⇒ Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋ηＲbatt・Ｉch ⇒ Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋η（Ｖmax −Ｖmin ） 最後の行は、公式（Ｉ）に含まれている補正係数Ｋを除
くと、公式（Ｉ）と同一である。上記の演繹は、補正係
数Ｋの値が上記したように１であるＤＣ充電装置に該当
する。充電電流Ｉchの平均値が（Ｋ・Ｉch）であるなら
ば、充電装置によりシステムにもたらされる電荷は（Ｋ
・Ｉch・ητ）と表され、これから上記の演繹を繰り返
すと公式（Ｉ）が得られる。理論上、公式（Ｉ）に従っ
てバッテリー２の開路電圧が誤差無しに得られる。本実
施の形態の公式（Ｉ）で計算された値をバッテリー２の
開路電圧を表すのに使った場合には、この開路電圧を表
す値として最小電圧値Ｖmin 、最大電圧値Ｖmax または
それらの平均を使った場合より充電電圧エラーが小さく
なるということが実験室での測定により確証された。
前述した公式（Ｉ）は、バッテリー２が完全に充電され
たときには、充電装置１が供給する充電電流Ｉchは電流
パルスＩon中には充電電流パルスＩon間に負荷として作
用する移動電話機８を通して放電されるのと同じ量だけ
バッテリー２を充電するので、充電電流は結果としては
バッテリー２に充電されないという推論に基づいてい
る。充電電流パルスＩon中に充電装置１によりシステム
にもたらされる電荷は（Ｉch・ητ）に等しく、パルス
の周期全体を通じて移動電話機８により消費される電荷
に等しい。後者の電荷を表す式は（Ｉph・τ）である。
図２の記号を見ると、最大電圧と最小電圧との差はバッ
テリー２の内部インピーダンスと充電電流との積に等し
い、すなわちＶmax −Ｖmin ＝（Ｒbatt・Ｉch）である
こと、またバッテリーの開路電圧はＶbatt0 ＝Ｖmin ＋
（Ｒbatt・Ｉph）で表されるということも言えるので、
次のような数学的演繹に到達する： Ｉchητ＝Ｉphτ Ｖmax −Ｖmin ＝Ｒbatt・Ｉch Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋Ｒbatt・Ｉph ⇒ Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋ηＲbatt・Ｉch ⇒ Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋η（Ｖmax −Ｖmin ） 最後の行は、公式（Ｉ）に含まれている補正係数Ｋを除
くと、公式（Ｉ）と同一である。上記の演繹は、補正係
数Ｋの値が上記したように１であるＤＣ充電装置に該当
する。充電電流Ｉchの平均値が（Ｋ・Ｉch）であるなら
ば、充電装置によりシステムにもたらされる電荷は（Ｋ
・Ｉch・ητ）と表され、これから上記の演繹を繰り返
すと公式（Ｉ）が得られる。理論上、公式（Ｉ）に従っ
てバッテリー２の開路電圧が誤差無しに得られる。本実
施の形態の公式（Ｉ）で計算された値をバッテリー２の
開路電圧を表すのに使った場合には、この開路電圧を表
す値として最小電圧値Ｖmin 、最大電圧値Ｖmax または
それらの平均を使った場合より充電電圧エラーが小さく
なるということが実験室での測定により確証された。
【００２６】充電されるバッテリー２の構造と特徴に関
して、バッテリー２が完全に充電されると、その開路電
圧は或る値となる。一例として記述した実施の形態で
は、完全に充電されたときに開路電圧が８．２Ｖとなる
リチウムバッテリーを使用することが可能である。この
電圧値はマイクロプロセッサ３の記憶部９に充電基準電
圧Ｖchとして記憶される。
して、バッテリー２が完全に充電されると、その開路電
圧は或る値となる。一例として記述した実施の形態で
は、完全に充電されたときに開路電圧が８．２Ｖとなる
リチウムバッテリーを使用することが可能である。この
電圧値はマイクロプロセッサ３の記憶部９に充電基準電
圧Ｖchとして記憶される。
【００２７】別の実施の形態では、例えば或る抵抗値を
有する抵抗器（図示せず）等の単純な回路を製造段階で
種々のバッテリーに付加することができ、その抵抗値は
或る対応表に従ってバッテリーの開路電圧に対応する値
となる。その場合、充電装置１はその識別回路に接続さ
れる部分（図示せず）を有し、これにより充電装置１が
バッテリーの種類を認識する。マイクロプロセッサ３
は、この種類のバッテリーに対応する充電基準値Ｖchを
その記憶部９から取り出すことができる。なお、ここで
は識別回路によりバッテリーの種類を認識するとした
が、バッテリー２の形状またはその他の機械的特性に基
づいてこの種の識別を行うことも可能である。
有する抵抗器（図示せず）等の単純な回路を製造段階で
種々のバッテリーに付加することができ、その抵抗値は
或る対応表に従ってバッテリーの開路電圧に対応する値
となる。その場合、充電装置１はその識別回路に接続さ
れる部分（図示せず）を有し、これにより充電装置１が
バッテリーの種類を認識する。マイクロプロセッサ３
は、この種類のバッテリーに対応する充電基準値Ｖchを
その記憶部９から取り出すことができる。なお、ここで
は識別回路によりバッテリーの種類を認識するとした
が、バッテリー２の形状またはその他の機械的特性に基
づいてこの種の識別を行うことも可能である。
【００２８】本実施の形態の方法では、電圧値Ｖmax お
よびＶmin が測定され、バッテリーの開路電圧Ｖbatt0
がそれらの値と既知のデューティーサイクルηとから計
算される。その計算された値は、上記した充電基準値Ｖ
chと比較される。もし、計算された値Ｖbatt0 が充電基
準値Ｖchより小さければデューティーサイクルηが大き
くなり、また、もし計算された値Ｖbatt0 が充電基準値
Ｖchより大きければデューティーサイクルηは小さくな
ければならない。デューティーサイクルηの値を変更す
るための規則または公式は、それがデューティーサイク
ルηの値を増減するのであれば、それ自体は特に重要で
はない。
よびＶmin が測定され、バッテリーの開路電圧Ｖbatt0
がそれらの値と既知のデューティーサイクルηとから計
算される。その計算された値は、上記した充電基準値Ｖ
chと比較される。もし、計算された値Ｖbatt0 が充電基
準値Ｖchより小さければデューティーサイクルηが大き
くなり、また、もし計算された値Ｖbatt0 が充電基準値
Ｖchより大きければデューティーサイクルηは小さくな
ければならない。デューティーサイクルηの値を変更す
るための規則または公式は、それがデューティーサイク
ルηの値を増減するのであれば、それ自体は特に重要で
はない。
【００２９】本実施の形態では、電圧値Ｖbatt0 と電圧
値Ｖchとの差と、電圧値Ｖbatt0 の変化率とに応じたデ
ューティーサイクルηに或る変化を生じさせるファジー
論理規則とを組み合わせたものである。もし、計算され
た値Ｖｂatt0が基準値Ｖchより大幅に小さければデュー
ティーサイクルを大幅に変化させるか１にセットし、そ
れにより充電電流を常時オンにする、というのが主な原
理である。計算された電圧Ｖbatt0 が基準値に近いほ
ど、デューティーサイクルの変化量は小さい。したがっ
て、当業者であれば、所望の効果を達成するために別の
公式または規則のセットを作成するのは容易である。
値Ｖchとの差と、電圧値Ｖbatt0 の変化率とに応じたデ
ューティーサイクルηに或る変化を生じさせるファジー
論理規則とを組み合わせたものである。もし、計算され
た値Ｖｂatt0が基準値Ｖchより大幅に小さければデュー
ティーサイクルを大幅に変化させるか１にセットし、そ
れにより充電電流を常時オンにする、というのが主な原
理である。計算された電圧Ｖbatt0 が基準値に近いほ
ど、デューティーサイクルの変化量は小さい。したがっ
て、当業者であれば、所望の効果を達成するために別の
公式または規則のセットを作成するのは容易である。
【００３０】下記に示す表１は、充電装置１のデューテ
ィーサイクルηを調整する一調整サイクル全体を示した
コンピュータプログラムの擬似コードである。この表１
を用いて本実施の形態の好ましい動作を説明する。
ィーサイクルηを調整する一調整サイクル全体を示した
コンピュータプログラムの擬似コードである。この表１
を用いて本実施の形態の好ましい動作を説明する。
【００３１】
【表１】
【００３２】初めに、プロセッサ３はＡ／Ｄ変換器６よ
りバッテリー電圧を読み込む。ここに記述した動作例で
は、電流パルスを発生させるために使われるタイミング
はプロセッサ３には判らない。すなわち、プロセッサ３
はパルスが始まる時および終わる時を知らないので、測
定された値が充電電流パルス（Ｖmax ）に対応するの
か、それとも充電電流パルスの合い間（Ｖmin ）に対応
するのかチェックしなければならない（ステップ２０か
らステップ３０）。
りバッテリー電圧を読み込む。ここに記述した動作例で
は、電流パルスを発生させるために使われるタイミング
はプロセッサ３には判らない。すなわち、プロセッサ３
はパルスが始まる時および終わる時を知らないので、測
定された値が充電電流パルス（Ｖmax ）に対応するの
か、それとも充電電流パルスの合い間（Ｖmin ）に対応
するのかチェックしなければならない（ステップ２０か
らステップ３０）。
【００３３】パルス幅が最大またはゼロにセットされて
いることをプロセッサ３が知っていれば、測定値の対応
関係が直接分かるので、変数‘パルス’に‘アップ’ま
たは‘ダウン’という値が割り当てられる。さもなけれ
ば、ステップ３０に示されているように、Ａ／Ｄ変換器
が作り出す電圧が充電電流パルス（‘アップ’、Ｖmax
）に対応するのか、それとも充電電流パルスの合い間
（‘ダウン’、Ｖmin ）に対応するのか、測定によりチ
ェックしなければならない。
いることをプロセッサ３が知っていれば、測定値の対応
関係が直接分かるので、変数‘パルス’に‘アップ’ま
たは‘ダウン’という値が割り当てられる。さもなけれ
ば、ステップ３０に示されているように、Ａ／Ｄ変換器
が作り出す電圧が充電電流パルス（‘アップ’、Ｖmax
）に対応するのか、それとも充電電流パルスの合い間
（‘ダウン’、Ｖmin ）に対応するのか、測定によりチ
ェックしなければならない。
【００３４】ステップ４０からステップ８０までは、測
定された電圧が充電パルスの合い間に対応する（パルス
変数の値が‘ダウン’）ことが分かった場合に実行され
る。メモリー９内の以前の最小電圧は測定結果に基づい
て更新される。ステップ６０では、最大電圧平均値の更
新が概算で実行される。これは、以前の最大電圧測定か
ら数十秒が経過している可能性や、またもし最小電圧が
増大していれば最大電圧も増大している可能性があるた
めである。
定された電圧が充電パルスの合い間に対応する（パルス
変数の値が‘ダウン’）ことが分かった場合に実行され
る。メモリー９内の以前の最小電圧は測定結果に基づい
て更新される。ステップ６０では、最大電圧平均値の更
新が概算で実行される。これは、以前の最大電圧測定か
ら数十秒が経過している可能性や、またもし最小電圧が
増大していれば最大電圧も増大している可能性があるた
めである。
【００３５】更新された平均値同士の差がステップ７０
でチェックされ、もしそれが或る所定限界値より大きけ
れば、最大電圧平均値は計算された最小電圧平均値から
所定の数値を加えた（減じた）値にセットされる（ステ
ップ８０）。ステップ９０からステップ１３０までは、
パルス変数値が‘アップ’である場合に限って実行され
るもので、最大電圧測定から始まる対応する動作を記述
している。
でチェックされ、もしそれが或る所定限界値より大きけ
れば、最大電圧平均値は計算された最小電圧平均値から
所定の数値を加えた（減じた）値にセットされる（ステ
ップ８０）。ステップ９０からステップ１３０までは、
パルス変数値が‘アップ’である場合に限って実行され
るもので、最大電圧測定から始まる対応する動作を記述
している。
【００３６】ステップ１４０で、前述した本実施の形態
の公式（Ｉ）を使ってバッテリーの開路電圧を表す最小
電圧および最大電圧の重み付き平均値が計算される。次
のステップで、この値と最大値と最小値とが前の測定か
らどれだけ変化したかが計算される。これがファジー論
理規則のセットに供給される入力データとなる。このデ
ータはステップ１６０で保存され、測定エラーが調整に
影響を及ぼさないように、その妥当性がステップ１７０
でチェックされる。
の公式（Ｉ）を使ってバッテリーの開路電圧を表す最小
電圧および最大電圧の重み付き平均値が計算される。次
のステップで、この値と最大値と最小値とが前の測定か
らどれだけ変化したかが計算される。これがファジー論
理規則のセットに供給される入力データとなる。このデ
ータはステップ１６０で保存され、測定エラーが調整に
影響を及ぼさないように、その妥当性がステップ１７０
でチェックされる。
【００３７】ステップ１８０では、入力データに基づい
てデューティーサイクルをどれだけ変化させるべきかを
示すファジー論理規則が呼び出される。その変化はステ
ップ１９０で現在のデューティーサイクル値に加えられ
る。そして、ステップ２００では、その結果として得ら
れた新しいデューティーサイクルが０と１との間（０と
１とを含む）にあるか否かがチェックされる。次に新し
いデューティーサイクル値が保存されてパルス幅コント
ローラ４に送られる。
てデューティーサイクルをどれだけ変化させるべきかを
示すファジー論理規則が呼び出される。その変化はステ
ップ１９０で現在のデューティーサイクル値に加えられ
る。そして、ステップ２００では、その結果として得ら
れた新しいデューティーサイクルが０と１との間（０と
１とを含む）にあるか否かがチェックされる。次に新し
いデューティーサイクル値が保存されてパルス幅コント
ローラ４に送られる。
【００３８】本実施の形態の公式（Ｉ）により計算され
たバッテリーの開路電圧Ｖbatt0 の値は、バッテリー２
の瞬時容量または充電レベルについての推定を行うもの
である。本実施の形態では、この特徴は、計算された値
Ｖbatt0 に基づいて動作してバッテリーの充電レベルを
ユーザーに表示するインジケータ（図示せず）を、充電
装置１に接続することによって実現される。
たバッテリーの開路電圧Ｖbatt0 の値は、バッテリー２
の瞬時容量または充電レベルについての推定を行うもの
である。本実施の形態では、この特徴は、計算された値
Ｖbatt0 に基づいて動作してバッテリーの充電レベルを
ユーザーに表示するインジケータ（図示せず）を、充電
装置１に接続することによって実現される。
【００３９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、本発明の公式を使って、充電条件を調整する目的
で、パルス充電法により充電されつつあるバッテリーの
開路電圧を判定することが可能である。この公式は、バ
ッテリーの充電中の最小電圧および最大電圧と、充電に
使用されているデューティーサイクルとを考慮に入れる
ものである。したがってこの公式は、バッテリーの内部
インピーダンスが種々の値をとり、充電中にバッテリー
に接続される装置がいろいろな量の電流を取り込むよう
な種々の状況に特に適している。
れば、本発明の公式を使って、充電条件を調整する目的
で、パルス充電法により充電されつつあるバッテリーの
開路電圧を判定することが可能である。この公式は、バ
ッテリーの充電中の最小電圧および最大電圧と、充電に
使用されているデューティーサイクルとを考慮に入れる
ものである。したがってこの公式は、バッテリーの内部
インピーダンスが種々の値をとり、充電中にバッテリー
に接続される装置がいろいろな量の電流を取り込むよう
な種々の状況に特に適している。
【００４０】また、本発明は、ハードウェアに関して、
充電されるバッテリーの電圧を読む或いは測定する（普
通は、単純なＡ／Ｄ変換を意味する）能力と、ハードウ
ェアの動作を制御する或いはパルス幅モジュールを制御
するマイクロプロセッサのプログラミングとを必要とす
るだけである。したがって、高い生産コストや、大量生
産を困難にするハードウェア特有の精密調整を必要とは
しない。さらに、本発明の方法および装置を使う場合に
は、充電電圧エラーは従来技術の場合より少なくなるの
で、バッテリーの寿命が長くなる。
充電されるバッテリーの電圧を読む或いは測定する（普
通は、単純なＡ／Ｄ変換を意味する）能力と、ハードウ
ェアの動作を制御する或いはパルス幅モジュールを制御
するマイクロプロセッサのプログラミングとを必要とす
るだけである。したがって、高い生産コストや、大量生
産を困難にするハードウェア特有の精密調整を必要とは
しない。さらに、本発明の方法および装置を使う場合に
は、充電電圧エラーは従来技術の場合より少なくなるの
で、バッテリーの寿命が長くなる。
【図１】本発明による充電装置の実施の形態の概略を示
した機能ブロック図。
した機能ブロック図。
【図２】図１に示した実施の形態における電圧波形を示
した波形図。
した波形図。
１ 充電装置
２ バッテリー
３ マイクロプロセッサ
４ パルス幅コントローラ
５ 電源
６ Ａ／Ｄ変換器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−91626（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−111165（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−82343（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−183329（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−194828（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−183330（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−194019（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 7/00 - 7/10
G01R 19/04
H01M 10/44
Claims (12)
- 【請求項１】 リチウムのバッテリー(２)を充電するた
めの充電装置(１)であって、 電源(５)と、この電源(５)から バッテリー(２)へ供給さ
れる充電電流(Ｉch)を所定のデューティーサイクル(η)
に従ってチョップするパルス幅コントローラ(４)と、を
有し、 充電電流パルス(Ｉon)中の期間と、充電電流パルスの合
い間の期間とに、 充電される前記バッテリー(２)の端子
電圧を測定する測定手段(６)と、 測定された前記端子電圧に基づいて前記パルス幅コント
ローラ(４)のデューティーサイクル(η)を変更する制御
手段(３)と、を有する、 ことを特徴とする充電装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の充電装置において、 前記測定手段(６)は、実質的に充電が行われる充電電流
パルス(Ｉon)中の期間と、この充電電流パルス間の実質
的に充電を行わない合い間の期間とに、充電中の前記バ
ッテリー(２)の端子電圧を測定するとともに、この測定
した測定データ(Ｖmax,Ｖmin)を前記制御手段(３)に送
り、 前記制御手段(３)は、充電されている前記バッテリー
(２)の開路電圧(Ｖbatt0)を前記測定データ(Ｖmax,Ｖmi
n)に基づいて計算し、前記デューティーサイクル(η)を
決定する、 ことを特徴とする充電装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の充電装置において、 前記制御手段(３)は、前記開路電圧であるＶbatt0 を下
記の公式： Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋Ｋ・η・（Ｖmax −Ｖmin ） η ：前記デューティーサイクル Ｖmax：充電電流パルス(Ｉon)中の期間の前記バッテリ
ー(２)の端子間電圧 Ｖmin：充電電流パルス合い間の期間の前記バッテリー
(２)の端子間電圧 係数Ｋ：前記バッテリーに充電する電源(５)がＤＣ電源
であれば１に等しく、この電源(５)がダイオード整流式
のＡＣ電源であれば充電電流(Ｉch)の平均値の前記充電
電流パルス(Ｉon)中のピーク値に対する比に等しい、 により算出する、ことを特徴とする充電装置。 - 【請求項４】 請求項２または３に記載の充電装置にお
いて、 この充電装置(１)は、充電終了時に前記バッテリー(２)
の開路電圧(Ｖbatt0)に対応する充電基準値(Ｖch)を記
憶する記憶手段(９)を有し、 この充電基準値(Ｖch)は、前記バッテリー(２)の完全充
電時の開路電圧値、または、前記バッテリー(２)の種類
／形状／特性に対応する開路電圧対応値、からなる、 ことを特徴とする充電装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４いずれかに記載の充電装
置において、 前記制御手段(３)はマイクロプロセッサに含まれる、こ
とを特徴とする充電装置。 - 【請求項６】 所定のデューティーサイクル(η)に応じ
てパルス化された充電電流(Ｉch)を、リチウムのバッテ
リーに供給することで、このバッテリー(２)を充電す
る、充電装置(１)によるバッテリーの充電方法におい
て、充電電流パルス(Ｉon)中の期間と、充電電流パルス合い
間の期間とに、 充電される前記バッテリー(２)の端子電
圧を測定し、 この測定結果に基づいて前記デューティーサイクル(η)
を変更する、 ことを特徴とするバッテリーの充電方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載のバッテリーの充電方法
において、 前記パルス化された実質的に充電を行う充電電流パルス
(Ｉon)中の期間と、この充電電流の合い間の実質的に充
電を行わない合い間の期間とに、前記バッテリー(２)の
端子電圧を測定し、 前記バッテリーの開路電圧(Ｖbatt0)を前記端子電圧測
定値に基づいて計算し、 前記計算された開路電圧(Ｖbatt0)を所定の基準値(Ｖc
h)と比較し、 前記比較に基づいて前記デューティーサイクル(η)を変
更する、 ことを特徴とするバッテリーの充電方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載のバッテリーの充電方法
において、 この充電方法では、前記バッテリーの開路電圧(Ｖbatt
0)を下記の公式： Ｖbatt0 ＝Ｖmin ＋Ｋ・η・（Ｖmax −Ｖmin ） η：前記デューティーサイクル Ｖmax：充電電流パルス(Ｉon)中の期間の前記バッテリ
ー(２)の端子間電圧 Ｖmin：充電電流パルス合い間の期間の前記バッテリー
(２)の端子間電圧 係数Ｋ：前記バッテリーに充電する電源がＤＣ電源であ
れば１に等しく、この電源がダイオード整流式のＡＣ電
源であれば充電電流(Ｉch)の平均値の前記充電電流パル
ス(Ｉon)中のピーク値に対する比に等しい、 により算出する、ことを特徴とするバッテリーの充電方
法。 - 【請求項９】 請求項７または８に記載のバッテリーの
充電方法において、 前記計算された前記バッテリーの開路電圧(Ｖbatt0)が
前記基準値(Ｖch)より大きければ前記デューティーサイ
クル(η)を減少させ、 前記計算された前記バッテリーの開路電圧(Ｖbatt0)が
前記基準値(Ｖch)より小さければデューティーサイクル
(η)を増加させるように、前記デューティーサイクル
(η)の変更を行う、 ことを特徴とするバッテリーの充電方法。 - 【請求項１０】 請求項７乃至９いずれかに記載のバッ
テリーの充電方法において、 前記基準値(Ｖch)は前記充電装置の記憶手段(９)に前も
って記憶される、ことを特徴とするバッテリーの充電方
法。 - 【請求項１１】 請求項７乃至１０いずれかに記載のバ
ッテリーの充電方法において、 前記充電装置(１)は、前記バッテリー(２)の所定の電気
的または機械的特性に基づいて正しい充電電圧基準値
(Ｖch)を認識するように設計される、ことを特徴とする
バッテリーの充電方法。 - 【請求項１２】 請求項６乃至１１いずれかに記載のバ
ッテリーの充電方法において、 この充電方法は移動電話のバッテリー充電に適用され
る、ことを特徴とするバッテリーの充電方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI954162A FI112730B (fi) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | Akkujännitteen määrittäminen latauksen aikana ja akun latauslaite |
| FI954162 | 1995-09-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09149560A JPH09149560A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3532704B2 true JP3532704B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=8543961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22021696A Expired - Lifetime JP3532704B2 (ja) | 1995-09-05 | 1996-08-21 | 充電装置およびバッテリーの充電方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5760568A (ja) |
| EP (1) | EP0762594B1 (ja) |
| JP (1) | JP3532704B2 (ja) |
| AT (1) | ATE214849T1 (ja) |
| DE (1) | DE69619912T2 (ja) |
| ES (1) | ES2174029T3 (ja) |
| FI (1) | FI112730B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105823920A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-08-03 | Tcl移动通信科技（宁波）有限公司 | 一种充电电压的检测方法及检测系统 |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0847123B1 (en) * | 1996-05-21 | 2004-12-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pulse charging method and a charger |
| EP0919078A1 (de) * | 1996-08-09 | 1999-06-02 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zur überwachung und/oder ladesteuerung einer aus modulen zusammengesetzten batterie, insbesondere in einem batteriebetriebenen fahrzeug |
| FI109861B (fi) | 1998-01-05 | 2002-10-15 | Nokia Corp | Menetelmä solun yleislähetyskapasiteetin tehokkaaksi hyödyntämiseksi |
| US6232750B1 (en) * | 1999-06-08 | 2001-05-15 | Enrey Corporation | Battery charger with enhanced charging and charge measurement processes |
| US6366056B1 (en) * | 1999-06-08 | 2002-04-02 | Enrev Corporation | Battery charger for lithium based batteries |
| US6157172A (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-05 | Nokia Mobile Phones Limited | Charging method and device |
| US6100672A (en) * | 1999-08-11 | 2000-08-08 | Nokia Mobile Phones Limited | Start up charging control |
| GB2369189C (en) * | 2000-02-18 | 2008-06-24 | Sensei Ltd | Method of measuring the battery level in a mobile telephone |
| EP1384304B1 (en) * | 2001-04-30 | 2004-11-03 | Infineon Technologies AG | Dc-dc conversion charging apparatus |
| GB0206168D0 (en) * | 2002-03-15 | 2002-04-24 | Handley Kuester Ltd | Battery charging |
| US7405571B1 (en) * | 2004-09-15 | 2008-07-29 | Hdm Systems Corporation | Methods and apparatuses for determining battery capacity |
| KR100839384B1 (ko) * | 2006-11-01 | 2008-06-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법 |
| JP2008187796A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Nec Saitama Ltd | 電子機器及びその充電制御方法 |
| DE102008014872A1 (de) * | 2008-03-11 | 2009-09-17 | Alfred Kärcher Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Ladegerät zum Laden einer wiederaufladbaren Batteriezelle |
| US8754611B2 (en) * | 2008-04-11 | 2014-06-17 | Apple Inc. | Diffusion-limited adaptive battery charging |
| US20100164437A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-07-01 | Mckinley Joseph P | Battery formation and charging system and method |
| EP2571150A3 (en) | 2011-09-16 | 2018-02-28 | Braun GmbH | Power-supply circuit for an electrical appliance having a battery and a dc-to-dc converter |
| DE102012007616A1 (de) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug |
| TWI477935B (zh) * | 2012-06-13 | 2015-03-21 | Foxnum Technology Co Ltd | 電流量測電路及具有該電流量測電路的電機控制裝置 |
| US9035622B2 (en) * | 2012-06-21 | 2015-05-19 | Go-Tech Energy Co. Ltd. | Charging device with battery management system for rechargeable battery |
| JP5856934B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2016-02-10 | 株式会社日立製作所 | 蓄電池システムの制御方法 |
| US9081068B2 (en) | 2012-09-18 | 2015-07-14 | Apple Inc. | Method and apparatus for determining a capacity of a battery |
| US10135281B2 (en) * | 2016-07-10 | 2018-11-20 | Gbatteries Energy Canada Inc. | Charging a battery with frequency-modulated pulses based on battery measurements |
| US10509076B2 (en) * | 2016-09-19 | 2019-12-17 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Battery performance monitoring |
| CN115871512A (zh) * | 2021-09-28 | 2023-03-31 | 北京车和家汽车科技有限公司 | 电池检测及电池充电控制方法、装置、设备及介质 |
| CN115932390A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-04-07 | 中电科蓝天科技股份有限公司 | 一种电池脉冲充电的高精度数字化测量方法及测量系统 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4736150A (en) * | 1986-07-09 | 1988-04-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of increasing the useful life of rechargeable lithium batteries |
| CA1330828C (en) * | 1987-10-09 | 1994-07-19 | Jiri K. Nor | Battery charger |
| DE69033939T2 (de) * | 1989-12-11 | 2002-09-12 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Ladegerät |
| WO1992011680A1 (en) * | 1990-12-17 | 1992-07-09 | Motorola, Inc. | Battery characteristic detection scheme and apparatus |
| FI109567B (fi) * | 1991-02-25 | 2002-08-30 | Nokia Corp | Pikalatausjärjestely |
| US5315533A (en) * | 1991-05-17 | 1994-05-24 | Best Power Technology, Inc. | Back-up uninterruptible power system |
| US5523667A (en) * | 1992-01-27 | 1996-06-04 | Feldstein; Robert S. | Alkaline battery charger and method of operating same |
| US5321347A (en) * | 1992-04-09 | 1994-06-14 | Chien Chih Chien | Battery charger device and method |
| US5381096A (en) * | 1992-04-09 | 1995-01-10 | Hirzel; Edgar A. | Method and apparatus for measuring the state-of-charge of a battery system |
| US5296797A (en) * | 1992-06-02 | 1994-03-22 | Byrd Electronics Corp. | Pulse modulated battery charging system |
| JP3430264B2 (ja) * | 1992-06-23 | 2003-07-28 | ソニー株式会社 | 充電装置 |
| US5422559A (en) * | 1993-12-06 | 1995-06-06 | Motorola, Inc. | Pulsed battery charger circuit |
-
1995
- 1995-09-05 FI FI954162A patent/FI112730B/fi not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-07-31 US US08/690,055 patent/US5760568A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-21 JP JP22021696A patent/JP3532704B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-30 DE DE69619912T patent/DE69619912T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-30 AT AT96306324T patent/ATE214849T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-08-30 EP EP96306324A patent/EP0762594B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-30 ES ES96306324T patent/ES2174029T3/es not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105823920A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-08-03 | Tcl移动通信科技（宁波）有限公司 | 一种充电电压的检测方法及检测系统 |
| CN105823920B (zh) * | 2016-05-16 | 2020-03-06 | Tcl移动通信科技（宁波）有限公司 | 一种充电电压的检测方法及检测系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5760568A (en) | 1998-06-02 |
| DE69619912D1 (de) | 2002-04-25 |
| DE69619912T2 (de) | 2002-11-07 |
| FI112730B (fi) | 2003-12-31 |
| EP0762594B1 (en) | 2002-03-20 |
| ES2174029T3 (es) | 2002-11-01 |
| ATE214849T1 (de) | 2002-04-15 |
| EP0762594A1 (en) | 1997-03-12 |
| FI954162A7 (fi) | 1997-03-06 |
| JPH09149560A (ja) | 1997-06-06 |
| FI954162A0 (fi) | 1995-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3532704B2 (ja) | 充電装置およびバッテリーの充電方法 | |
| JP3430264B2 (ja) | 充電装置 | |
| US5777399A (en) | Portable electronic apparatus and charge controlling method for portable electronic apparatus | |
| CN102540088B (zh) | 电池监视装置以及电池监视方法 | |
| US6472847B2 (en) | Battery operable device with battery state-of-charge indicator | |
| US5905364A (en) | Rapid battery charger with charge controlling capability depending on overvoltage of the battery | |
| US8643331B1 (en) | Enhanced voltage-based fuel gauges and methods | |
| JP3580828B2 (ja) | パルス充電方法及び充電装置 | |
| US6366057B1 (en) | Charging method of rechargeable battery | |
| JPH08329992A (ja) | 電池パックと充電器 | |
| JP3518193B2 (ja) | 電池の充電装置 | |
| US6420853B1 (en) | Battery charger capable of accurately determining fully charged condition regardless of batteries with different charge chracteristics | |
| JPH078000A (ja) | 交流発電機の制御方法 | |
| JP3735738B2 (ja) | ニッケルカドミウム／ニッケル水素合金バッテリの急速充電のための−△ｖ検出回路 | |
| JP3403309B2 (ja) | 充電装置 | |
| JPH11187585A (ja) | リチウムイオン２次電池充電器および充電方法 | |
| JP3237293B2 (ja) | 密閉形鉛蓄電池の充電方法及び装置 | |
| JP3070559B2 (ja) | 電池残量表示回路 | |
| EP1199767B1 (en) | Battery operable device with battery state-of-charge indicator | |
| JPH10322917A (ja) | 二次電池の劣化判定方法およびその装置 | |
| KR19980016669A (ko) | 전기 자동차의 배터리 잔존용량 측정장치 및 그 방법 | |
| JPH09306549A (ja) | バッテリパック | |
| JPH0530667A (ja) | 蓄電池充電装置 | |
| JP3659214B2 (ja) | コンバ一タ制御方法 | |
| KR200307596Y1 (ko) | 소형충전밧데리용 충전기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040217 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040304 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090312 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100312 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110312 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110312 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312 Year of fee payment: 8 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140312 Year of fee payment: 10 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |