JP4085033B2 - Charge control device - Google Patents
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Description
本発明は2次電池の充電を行う充電装置を制御する充電制御装置に関する。 The present invention relates to a charging control device that controls a charging device that charges a secondary battery.
充電器からの出力によって2次電池、たとえばリチウムイオン電池の充電を制御する従来の充電制御装置は、充電器と2次電池が接続されたことを検出してタイマーを動作させ、初期充電電流を所定範囲内に押さえる予備充電回路を動作させて初期充電を行い、初期充電により2次電池がタイマーの設定時間内にマイクロコンピュータを動作させるに足る電圧にまで充電されるとタイマーの作動を停止させ、マイクロコンピュータによって充電回路を制御して急速充電させるようにしている。(例えば特許文献1参照)。
また一方、図2に示すように構成した充電制御装置11がある。図2に示す充電制御装置では、入力交流電圧を直流電圧に変換するアダプタの出力端子1から出力されるアダプタ出力電圧VAを充電回路6に供給し、充電制御電圧に基づき充電回路6から出力される直流定電圧・定電流出力によって2次電池7を充電する。アダプタは入力直流電圧を直流電圧に電圧変換するアダプタであってもよい。アダプタ出力電圧VAは3端子レギュレータ2に供給して安定化された直流電圧VCに変換し、直流電圧VCを電源電圧としてタイマー集積回路(タイマーICとも記し、たとえばフィリップス社製のHEF4541BPのタイマーがこれである。)3の電源端子(Vdd)に印加し、タイマーIC3の出力端子(OUT)から電圧Vtimerがアンド回路5に供給される。この場合、タイマーICのオートリセット端子(AUTO RESET)はアースしてある。
On the other hand, there is a
充電される2次電池7が充電回路6に対応して充電可の2次電池であるか充電否の2次電池であるかを示す電圧は2次電池種類判別端子4に印加される。充電回路6に接続された2次電池7が充電可の2次電池のときは低電位の2次電池種類判別電圧が2次電池種類判別端子4に印加され、充電否の2次電池のときは高電位の2次電池種類判別電圧が2次電池種類判別端子4に印加される。充電可否に基づく2次電池種類判別電圧を2次電池種類判別端子4に印加するのは、たとえば、ニッケルカドミウム電池対応の充電回路でニッケル水素電池を長時間充電したりするとセルを破損する場合があるためである。
A voltage indicating whether the
2次電池種類判別端子4に供給される電圧はタイマーIC3のリセット(RESET)端子にリセット電圧として印加してタイマーIC3をマスタリセットさせる。コレクタ抵抗R1を介して直流電圧VCがコレクタに供給されるトランジスタQ1のベースに、抵抗R3を介して2次電池種類判別端子4に印加される電圧を印加して、2次電池種類判別電圧に基づいてトランジスタQ1をオン/オフ駆動し、トランジスタQ1のコレクタ電圧VSをアンド回路5に供給し、電圧Vtimerと共にアンド回路5を制御して、アンド回路5の出力である充電制御電圧の出力期間中、充電回路6により2次電池7の充電を行わせる。ここで、トランジスタQ1は第1のスイッチ手段に対応している。
The voltage supplied to the secondary battery type determination terminal 4 is applied as a reset voltage to the reset (RESET) terminal of the
上記した充電制御装置11の作用は次のごとくである。アダプタ出力電圧VAが印加された後、2次電池7が充電回路6に接続されるのを待つ。この場合、タイマーIC3のオートリセット端子がアースされているため、この状態ではオートリセット機能が働き、タイマーIC3による計時が開始される。したがって、出力端子から高電位のVtimerが出力される。
The operation of the
一方、充電回路6に2次電池が接続されていない状態では、2次電池種類判別端子4には高電位および低電位の電圧が印加されず、抵抗R2を介した直流電圧VCがトランジスタQ1のベースに印加されると共に、タイマーIC3のリセット端子に印加される。この結果、タイマーIC3はリセットされず、トランジスタQ1がオン状態に制御され、コレクタ電圧VSは低電位となって高電位のVtimerにかかわらず、アンド回路5から充電制御電圧は出力されず充電が行われることはない。
On the other hand, in a state where the secondary battery is not connected to the
2次電池7が充電回路6に接続されると、接続された2次電池7の充電可、充電否に基づいて2次電池種類判別端子4に低電位、または高電位の電圧が印加される。2次電池7が充電可の2次電池であるときは低電位の電圧が2次電池種類判別端子4に印加され、タイマーIC3のリセット端子は高電位から低電位になり、高電位から低電位になったときの立ち下がりエッジにより、タイマーIC3のタイマー機能を含めて全機能がマスタリセットされる。このリセット機能をマスタリセット機能とも記す。
When the
タイマーIC3のマスタリセット機能が働いたため、タイマーIC3は改めてスタートされ、タイマーIC3の出力端子は設定された期間、高電位出力となって高電位の出力電圧Vtimerが設定された期間、アンド回路5に供給される。一方、2次電池種類判別端子4に低電位が印加された結果、トランジスタQ1はオフ状態に制御され、高電位のコレクタ電圧VSがアンド回路5に供給される。この結果、充電制御電圧が充電回路6に供給されて2次電池7に対して充電が開始される。タイマーIC3に設定された期間が経過すると、タイマーIC3の出力電圧Vtimerは低電位にされる。したがって、充電制御電圧は消滅し、充電は終了する。
Since the master reset function of the
充電否の2次電池7が充電回路6に接続されたときは2次電池種類判別端子4に高電位が印加されている状態となり、タイマーIC3はリセットされず、低電位の出力電圧Vtimerが出力され、さらにトランジスタQ1はオン状態に制御されて、低電位のコレクタ電圧VSが出力されて、アンド回路5から充電制御電圧は出力されず2次電池7に対する充電回路6による充電は開始されない。
When the rechargeable
また、充電可の2次電池7が充電回路6に接続されて2次電池種類判別端子4が低電圧の状態で、アダプタ出力電圧VAが立ち上がって低電圧から高電圧になったときもタイマーIC3のオートリセット機能が働き、タイマーIC3が計時を開始すると同時にタイマーIC3の出力端子が高電位にとなり、高電位の出力電圧Vtimerが出力されて、充電が開始される。
The
しかし、上記した図2に示す従来の充電制御装置11では、アダプタの入力電圧が瞬断した場合、アダプタ出力電圧VAが一旦低下し、ついで高電圧に戻る。この結果、タイマーIC3の電源電圧VCが一旦低下し、再び高電圧に戻る。そこで、タイマーIC3の電源電圧VCが高電圧に戻ったときにタイマーIC3のオートリセット機能が働き、タイマーIC3がリセットされてしまう。これは、タイマーIC3のオートリセット機能のための閾値が電源電圧Vddに対して近いため、わずかの電源電圧VCの低下でもオートリセット機能が働いてしまうためである。
However, in the conventional
これを避けるために、従来の充電制御装置11では、図2に示すように、3端子レギュレータ2の出力端にダイオードD1と大静電容量のコンデンサC1を接続して、アダプタ出力電圧VAの低下を防止している。しかるに、大静電容量のコンデンサは形状が大きく、回路パターン形成上で制約を与えるという問題点があった。
In order to avoid this, in the conventional
本発明は、従来必要としたダイオードおよび大静電容量のコンデンサを不要にした充電制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a charge control device that eliminates the need for a diode and a large capacitance capacitor that have been conventionally required.
本発明にかかる請求項1記載の充電制御装置は、安定化されたアダプタ出力電圧が電源電圧として供給されて、充電回路に2次電池が接続されていないとき、または充電回路に充電否の2次電池が接続されているとき低電位出力状態に制御され、かつ充電回路に充電可の2次電池が接続されているとき高電位出力状態に制御される第1のスイッチ手段と、
前記アダプタ出力電圧が電源電圧として供給されて、時定数回路を介して前記第1のスイッチ手段からの出力が入力として供給され、前記第1のスイッチ手段が高電位出力状態のときに低電位出力状態に制御され、前記第1のスイッチ手段が低電位出力状態のときに高電位出力状態に制御される第2のスイッチ手段と、
前記アダプタ出力電圧が電源電圧として印加されると共にオートリセットのためのオートリセット端子に印加され、第2のスイッチ手段の出力がリセット端子に印加されて、リセット端子に印加される電圧の立ち下がりエッジでマスタリセットされて、マスタリセットから予め設定された期間、高電位出力を送出するタイマー手段と、
タイマー手段からの出力が高出力および第1のスイッチ手段からの出力が高電位の期間、充電回路に充電制御電圧を出力する充電制御電圧出力手段と、
を備えて、充電制御電圧の出力期間に充電回路を介して2次電池を充電させることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, the stabilized adapter output voltage is supplied as the power supply voltage, and when the secondary battery is not connected to the charging circuit, or the charging circuit is charged with no charge. First switch means controlled to a low potential output state when a secondary battery is connected and controlled to a high potential output state when a rechargeable secondary battery is connected to the charging circuit;
The adapter output voltage is supplied as a power supply voltage, the output from the first switch means is supplied as an input via a time constant circuit, and the low potential output is performed when the first switch means is in a high potential output state. Second switch means controlled to a high potential output state when the first switch means is in a low potential output state;
The adapter output voltage is applied as a power supply voltage and applied to an auto-reset terminal for auto-reset, the output of the second switch means is applied to the reset terminal, and the falling edge of the voltage applied to the reset terminal in being master reset, preset period after master reset, and a timer means for sending the high potential output,
Charging control voltage output means for outputting a charging control voltage to the charging circuit during a period when the output from the timer means is high output and the output from the first switch means is high potential;
And charging the secondary battery via the charging circuit during the output period of the charging control voltage.
本発明の請求項1記載の充電制御装置によれば、充電回路に2次電池が接続されていないとき、または充電回路に充電否の2次電池が接続されているときは、第1のスイッチ手段の出力は低電位出力状態に制御されるため、充電制御電圧は出力されず、充電回路は充電作用を行わない。 According to the charging control device of the first aspect of the present invention, when the secondary battery is not connected to the charging circuit, or when the secondary battery that is not charged is connected to the charging circuit, the first switch Since the output of the means is controlled to the low potential output state, the charging control voltage is not output and the charging circuit does not perform the charging action.
充電回路に充電可の2次電池が接続されたときは、第1のスイッチ手段の出力は高電位出力状態に制御される。また、充電回路に充電可の2次電池が接続されることにより第2のスイッチング手段は高電位状態から低電位状態に制御され、その立ち下がりエッジでタイマー手段はマスタリセットされて、予め設定された期間タイマー手段から高電位出力が出力されて、充電制御電圧が出力され、充電回路は接続されている2次電池を充電する。この間に、アダプタ出力電圧が瞬断され、一旦低電圧に低下しても時定数回路の時定数に基づく期間第2のスイッチ手段の出力は高電位状態に維持される。このために、アダプタ出力電圧の瞬断があっても瞬断の期間中、タイマー手段のリセット端子の電圧が一旦低下することはない。この結果、リセット端子に立ち下がりエッジが印加されることはなくマスタリセットがかかることはない。このために、従来必要としたダイオードと大静電容量のコンデンサを必要とせず、第2のスイッチ手段と時定数回路とを設けることですみ、回路パターンの自由度が増すことになる。 When a rechargeable secondary battery is connected to the charging circuit, the output of the first switch means is controlled to the high potential output state. Further, by connecting a rechargeable secondary battery to the charging circuit, the second switching means is controlled from the high potential state to the low potential state, and the timer means is master reset at the falling edge and preset. The high-potential output is output from the timer means during this period, the charging control voltage is output, and the charging circuit charges the connected secondary battery. During this period, the adapter output voltage is momentarily interrupted, and even if the adapter output voltage is once lowered to a low voltage, the output of the second switch means is maintained in a high potential state for a period based on the time constant of the time constant circuit. For this reason, even if there is a momentary interruption of the adapter output voltage, the voltage at the reset terminal of the timer means does not decrease once during the momentary interruption. As a result, a falling edge is not applied to the reset terminal, and a master reset is not applied. For this reason, a diode and a capacitor having a large capacitance which are conventionally required are not required, and the second switch means and the time constant circuit are provided, and the degree of freedom of the circuit pattern is increased.
以下、本発明にかかる充電制御装置を実施の形態によって説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a charge control device according to the present invention will be described with reference to embodiments.
図1は本発明の実施の形態にかかる充電制御装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a charge control device according to an embodiment of the present invention.
本発明の実施の形態にかかる充電制御装置10においては、図2に示す従来の充電制御装置11と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、重複を避けるために同一の構成要素の説明は省略する。
In the
充電制御装置10では、ダイオードD1およびコンデンサC1は接続されておらず、タイマーICのオートリセット端子には電源端子Vddと同じ直流電圧VCが印加してある。さらに、充電制御装置10では、エミッタがアースされ、かつコレクタ抵抗R4を介してコレクタに直流電圧VCが供給されたトランジスタQ2を備え、トランジスタQ2のベースには抵抗R5を介してトランジスタQ1のコレクタ電圧を供給すると共に、トランジスタQ2のベースはコンデンサC2を通してアースしてあり、抵抗R1、抵抗R5およびコンデンサC2とで時定数回路を構成し、時定数回路による時定数に基づく期間トランジスタQ2のベース電位を高電位に維持するようにして、トランジスタQ2のコレクタ電圧はタイマーIC3のリセット端子に印加してある。その他の構成は充電制御回路11と同一である。ここで、トランジスタQ2は第2のスイッチ手段に対応している。
In the charging
上記のように構成された充電制御装置10の作用について説明する。アダプタ出力電圧VAが印加された後、2次電池7が接続されるのを待つ。この場合、タイマーIC3のオートリセット端子に直流電圧VCが印加されているため、オートリセット機能が働かない。したがってタイマーIC3の出力端子から高電位の出力電圧Vtimerが出力されない。
The operation of the charging
一方、充電回路6に2次電池7が接続されていない状態では、2次電池種類判別端子4には高電位および低電位の電圧が印加されず、抵抗R2を介してトランジスタQ1のベースに印加される直流電圧VCによってトランジスタQ1はオン状態に制御され、トランジスタQ2はオフ状態に制御されている。したがって、タイマーIC3のリセット端子には高電位の電圧が印加され、タイマーIC3はリセットされず、タイマーIC3の出力は低電位の出力電圧Vtimerであり、かつトランジスタQ1がオン状態に制御されているため、コレクタ電圧VSは低電位となり、アンド回路5から充電制御電圧は出力されず充電が行われることはない。
On the other hand, in a state where the
2次電池7が充電回路6に接続され、接続された2次電池7が充電可の2次電池であるときは低電位の電圧が2次電池種類判別端子4に印加される。したがって、トランジスタQ1はオフ状態に制御され、トランジスタQ1のコレクタ電圧VSは高電圧となり、コンデンサC2は充電され、トランジスタQ2はオン状態に制御され、トランジスタQ2のコレクタ電圧はアース電位に制御される。したがって、トランジスタQ2のコレクタ電圧が高電圧から低電圧に変化した立ち下がりエッジにより、タイマーIC3のタイマー機能を含めて全機能がマスタリセットされる。
When the
タイマーIC3のマスタリセット機能が働いたため、タイマーIC3はスタートし、タイマーIC3から設定された期間、高電位の出力電圧Vtimerがアンド回路5に供給される。一方、トランジスタQ1はオフ状態に制御されており、トランジスタQ1のコレクタ電位VSは高電位であって、高電位のコレクタ電圧VSがアンド回路5に供給される。この結果、充電制御電圧が充電回路6に供給されて2次電池7に対して充電が開始される。タイマーIC3に設定された期間が経過すると、タイマーIC3の出力電圧Vtimerは低電位にされる。したがって、充電制御電圧は消滅し、充電は終了する。
Since the master reset function of the
2次電池7が充電回路6に接続され、接続された2次電池7が充電否の2次電池であるときは高電位の電圧が2次電池種類判別端子4に印加される。2次電池種類判別端子4に高電位の電圧が印加されている状態では、トランジスタQ1はオン状態に制御され、トランジスタQ2はオフ状態に制御され、タイマーIC3のリセット端子には高電位の電圧が印加されているため、タイマーIC3はリセットされず、低電位の出力電圧Vtimerが出力される。一方。トランジスタQ1はオン状態に制御されているため、低電位のコレクタ電圧VSが出力され、かつ出力電圧Vtimerが低電位の電圧であるため、アンド回路5から充電制御電圧は出力されず2次電池7に対する充電回路6による充電は開始されない。
When the
また、2次電池種類判別端子4に低電位の電圧が印加されている状態で、アダプタ出力電圧VAが立ち上がって低電圧から高電圧になったときは、抵抗R4を介してタイマーIC3のリセット端子に直流電圧VCが印加される。一方、トランジスタQ1はオフ状態であるため、直流電圧VCの立ち上がりにより抵抗R1およびR5を介してコンデンサC2が充電され、抵抗R1、R5およびコンデンサC2による時定数に基づく時間遅れてトランジスタQ2はオン状態に制御されて、タイマーIC3のリセット端子が低電位にされる。したがって、タイマーIC3のリセット端子の電位の立ち下がりエッジでタイマーIC3のマスタリセット機能が働き、タイマーIC3がスタートすると同時にタイマーICの出力電圧Vtimerが高電位となり、トランジスタQ1のコレクタ電圧も高電圧のために、アンド回路5から充電制御電圧が出力されて充電がスタートされる。
Further, when the adapter output voltage VA rises from a low voltage to a high voltage while a low potential voltage is applied to the secondary battery type determination terminal 4, the reset terminal of the
また、アダプタの入力電圧が瞬断した場合、アダプタ出力電圧VAが一旦低下し、ついで高電圧に戻る。このアダプタ出力電圧VAが一旦低下し、ついで高電圧に戻るまでの間、コンデンサC2の充電電荷によりトランジスタQ2はオン状態であって、タイマーIC3のリセット端子は低電位の電圧に維持されて、電源電圧VCが高電圧に戻ったときにタイマーIC3リセットされるようなことは避けられる。 In addition, when the adapter input voltage is momentarily interrupted, the adapter output voltage VA once decreases and then returns to a high voltage. Until the adapter output voltage VA once decreases and then returns to a high voltage, the transistor Q2 is turned on by the charge of the capacitor C2, and the reset terminal of the timer IC3 is maintained at a low potential voltage. It is avoided that the timer IC3 is reset when the voltage VC returns to the high voltage.
上記のように、アダプタ電圧の瞬断のときにおいてタイマーIC3のマスタリセット機能を働かさないようにするために充電制御装置11において必要としたダイオードD1と大静電容量のコンデンサC1に代わって、充電制御装置10によれば、トランジスタQ2、小静電容量のコンデンサC2、抵抗R4および抵抗R5ですむことになり、これらは部品形状も小さく、回路パターンの引き回しの柔道が増加することになる。
As described above, in place of the diode D1 and the large-capacitance capacitor C1 required in the
さらに、抵抗R1と抵抗R5とコンデンサとによる時定数回路の存在のために、2次電池種類判別端子4の電圧がチャタリングしても、その影響を防止することができる。 Furthermore, because of the presence of the time constant circuit including the resistor R1, the resistor R5, and the capacitor, even if the voltage of the secondary battery type determination terminal 4 is chattered, the influence can be prevented.
1 アダプタの出力端子
2 3端子レギュレータ
3 タイマーIC
4 2次電池種類識別端子
5 アンド回路
6 充電回路
7 2次電池
10 充電制御装置
Q1およびQ2 トランジスタ
1 Adapter output terminal 2 3
4 Secondary battery
Claims (1)
前記アダプタ出力電圧が電源電圧として供給されて、時定数回路を介して前記第1のスイッチ手段からの出力が入力として供給され、前記第1のスイッチ手段が高電位出力状態のときに低電位出力状態に制御され、前記第1のスイッチ手段が低電位出力状態のときに高電位出力状態に制御される第2のスイッチ手段と、
前記アダプタ出力電圧が電源電圧として印加されると共にオートリセットのためのオートリセット端子に印加され、第2のスイッチ手段の出力がリセット端子に印加されて、リセット端子に印加される電圧の立ち下がりエッジでマスタリセットされて、マスタリセットから予め設定された期間、高電位出力を送出するタイマー手段と、
タイマー手段からの出力が高出力および第1のスイッチ手段からの出力が高電位の期間、充電回路に充電制御電圧を出力する充電制御電圧出力手段と、
を備えて、充電制御電圧の出力期間に充電回路を介して2次電池を充電させることを特徴とする充電制御装置。 When the stabilized adapter output voltage is supplied as the power supply voltage and the secondary battery is not connected to the charging circuit, or the secondary battery that is not charged is connected to the charging circuit, the output is controlled to the low potential output state. And a first switch means controlled to a high potential output state when a rechargeable secondary battery is connected to the charging circuit;
The adapter output voltage is supplied as a power supply voltage, the output from the first switch means is supplied as an input via a time constant circuit, and the low potential output is performed when the first switch means is in a high potential output state. Second switch means controlled to a high potential output state when the first switch means is in a low potential output state;
The adapter output voltage is applied as a power supply voltage and applied to an auto-reset terminal for auto-reset, the output of the second switch means is applied to the reset terminal, and the falling edge of the voltage applied to the reset terminal in being master reset, preset period after master reset, and a timer means for sending the high potential output,
Charging control voltage output means for outputting a charging control voltage to the charging circuit during a period when the output from the timer means is high output and the output from the first switch means is high potential;
And charging the secondary battery via the charging circuit during the output period of the charging control voltage.
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