JP5361050B2 - 充電装置および電池駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池を充電する充電装置および電池駆動装置に関する。
従来、二次電池を充電する充電装置には、特許文献1のように、充電時に温度制御をする充電装置と、充電時に温度制御をしない充電装置とがある。
充電時に温度制御をしない充電装置は、温度センサなどが不要であるので、充電時に温度制御をする充電装置に比べて簡易な回路構成および簡易なプログラムにより制御することができる。
そのため、二次電池がリチウムイオン電池である場合など、充電時に温度による制御をしなくとも充電が可能である場合には、充電時に温度制御をしない充電装置を用いることが多い。
特開平11−308779号公報
ところで、従来の製品では、このように充電時に温度制御をしない充電装置を用いている場合において、たとえば次の製品を開発するにあたって、充電時に温度制御をする充電装置を採用したいことがある。
しかしながら、充電時に温度制御をしない充電装置は、充電時に温度制御をする充電装置とは検出内容および制御内容が異なるため、それらに用いる回路およびプログラムは全く別のものである。
そのため、従来の製品において使用していた充電時に温度制御をしない充電装置の回路およびプログラムをそのまま、新しい製品において使用する充電時に温度制御をする充電装置の回路およびプログラムとして利用することができない。
その結果、新たな製品において、従来の製品とは異なり、充電時に温度制御をする充電装置を新たに採用する場合には、充電装置を設計し直す必要がある。このため、充電装置の設計期間が長期化する。
しかも、充電装置を新規に設計した場合、製品化のためにその充電装置を試験しなければならない。このため、充電装置の設計期間が長期化する。
特に、充電装置では、一般的な装置と同様に温度試験などを実施することに加えて、充電装置に特有の試験を実施しなければならない。たとえば、二次電池の寿命(繰り返し使用可能回数)などを確保するための試験などが含まれる。このため、充電装置の試験期間が長期化する。
また、設計期間の長期化および試験期間の長期化は、充電装置のコストアップの一因になる。
本発明は、上記のような課題に鑑みなされたもので、充電時に温度制御をする充電装置として、充電時に温度制御をしない充電装置および電池駆動装置との互換性が高いものを提供する。
本発明の第1の観点の充電装置は、二次電池に接続され、前記二次電池を充電し、前記二次電池の充電状態を示す状態通知制御信号として、前記二次電池の満充電状態と満充電状態以外の状態とを区別することができる状態通知制御信号を出力する充電回路と、前記状態通知制御信号が入力される入力端子を有し、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力された場合には前記充電回路を停止させる制御信号を出力し、前記満充電状態以外の状態を示す前記状態通知制御信号が入力された場合には前記充電回路を動作させる制御信号を出力する制御部と、前記二次電池の温度を検出し、前記検出温度が所定の温度である場合、前記制御部の前記入力端子を、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力されたときと同じ入力状態にする状態通知制御回路とを有する。
好適には、前記充電回路が出力する前記状態通知制御信号は、前記二次電池を充電する前記充電回路の動作状態を示す信号であり、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態と停止状態以外の動作状態とを区別することができる信号でもよい。
好適には、前記充電回路と前記制御部とを接続し、前記充電回路が出力した前記状態通知制御信号を前記制御部へ入力する状態通知制御信号線を有し、前記充電回路は、前記状態通知制御信号として、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態と停止状態以外の動作状態とで電圧レベルが異なる信号を出力し、前記制御部は、前記状態通知制御信号の電圧レベルが、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での電圧レベルである場合には前記充電回路を停止させる制御信号を出力し、前記状態通知制御信号の電圧レベルが、前記停止状態以外の動作状態での電圧レベルである場合には前記充電回路を動作させる制御信号を出力し、前記状態通知制御回路は、前記二次電池の温度を検出する温度検出回路と、前記温度検出回路の検出温度が所定の温度である場合、前記制御部の前記入力端子を、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力されたときと同じ入力状態にする温度制御回路とを含み、前記温度制御回路は、前記状態通知制御信号線に接続され、前記温度検出回路の検出温度が所定の温度である場合、前記充電回路が出力する前記状態通知制御信号の電圧レベルに関係なく、前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルに制御し、当該電圧レベルを前記制御部の前記入力端子に入力してもよい。
好適には、前記温度検出回路は、前記二次電池の検出温度と低基準温度とを比較し、前記検出温度が前記低基準温度より低い場合に所定の論理レベルの電圧を出力する低温センサを含み、前記温度制御回路は、前記低温センサが前記論理レベルを出力した場合に前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルに制御してもよい。
好適には、前記温度検出回路は、前記二次電池の検出温度と、前記低基準温度より高い高基準温度とを比較し、前記検出温度が前記高基準温度より高い場合に所定の論理レベルの電圧を出力する高温センサを含み、前記温度制御回路は、前記高温センサが前記論理レベルを出力した場合に前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルに制御してもよい。
好適には、前記温度検出回路は、前記二次電池の検出温度と、前記低基準温度と前記高基準温度との間の中基準温度とを比較し、前記検出温度が前記中基準温度より高い場合に所定の論理レベルの電圧を出力する中温センサと、前記充電回路に接続され、前記二次電池の充電電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記二次電池の充電電圧が前記所定の基準電圧以上である場合に前記中温センサを動作させて温度を検出させる充電電圧検出回路とを含み、前記温度制御回路は、前記中温センサが前記論理レベルを出力した場合に前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルに制御してもよい。
好適には、前記温度制御回路は、前記低温センサにアノードが接続された低温用ダイオードと、前記高温センサにアノードが接続された高温用ダイオードと、前記中温センサにアノードが接続された中温用ダイオードと、前記低温用ダイオードのカソード、前記高温用ダイオードのカソードおよび前記中温用ダイオードのカソードに接続された論理合成信号線と、前記論理合成信号線に接続され、前記低温用ダイオードのアノード、前記高温用ダイオードのアノードおよび前記中温用ダイオードのアノードのいずれか一つが所定の論理レベルである場合に、前記論理合成信号線を所定の論理レベルにする抵抗素子と、前記論理合成信号線と前記状態通知制御信号線との間に接続されたダイオードまたはトランジスタを含み、前記論理合成信号線が前記論理レベルである場合に前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルにする検出用能動素子とを含んでもよい。
好適には、前記制御部と前記充電回路とを接続し、前記制御部が出力した前記制御信号を前記充電回路へ入力する制御信号線を有し、前記温度制御回路は、前記論理合成信号線と前記状態通知制御信号線との間に接続されたダイオードまたはトランジスタを含み、前記論理合成信号線が前記論理レベルである場合に前記制御信号線の電圧レベルを、前記充電回路を停止させる場合の前記制御信号と論理的に同じになる電圧レベルにする制御用能動素子を含んでもよい。
好適には、前記温度検出回路は、前記二次電池の検出温度と、前記低基準温度と前記中基準温度との間の電流切替基準温度とを比較し、前記検出温度が前記電流切替基準温度より低い場合に所定の論理レベルの電圧を出力する充電電流制御用温度センサを含み、前記充電回路は、前記充電電流制御用温度センサの出力が前記論理レベルになった場合に、充電電流を制限してもよい。
本発明の第二の観点の電池駆動装置は、二次電池と、前記二次電池に接続され、前記二次電池を充電し、前記二次電池の充電状態を示す状態通知制御信号として、前記二次電池の満充電状態と満充電状態以外の状態とを区別することができる状態通知制御信号を出力する充電回路と、前記状態通知制御信号が入力される入力端子を有し、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力された場合には前記充電回路を停止させる制御信号を出力し、前記満充電状態以外の状態を示す前記状態通知制御信号が入力された場合には前記充電回路を動作させる制御信号を出力する制御部と、前記二次電池の温度を検出し、前記検出温度が所定の温度である場合、前記制御部の前記入力端子を、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力されたときと同じ入力状態にする状態通知制御回路とを有する。
本発明によれば、充電時に温度制御をする充電装置として、充電時に温度制御をしない充電装置および電池駆動装置との互換性が高いものが得られる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る充電装置の回路構成を示す回路図である。 図2は、図1中の第1状態出力端子および第2状態出力端子の状態通知制御信号と、充電ICの動作状態との対応関係を示す図である。 図3は、図1の充電装置が組み込まれた携帯電話機の外観図である。 図4は、図1の充電装置での温度制御内容を示す説明図である。 図5は、図1中のCPUによる充電制御を示すフローチャートである。 図6は、図1の充電装置の充電状態遷移図である。 図7は、図1の充電装置の温度制御による動作状態リスト(前半)である。 図8は、図1の充電装置の温度制御による動作状態リスト(後半)である。 図9は、充電中に温度制御をしない比較例に係る充電装置の回路図である。 図10は、CIAJ勧告のリチウムイオン電池の充電方式の説明図である。 図11は、本発明の第2の実施の形態に係る充電装置の回路構成を示す回路図である。 図12は、図11の充電装置での温度制御内容を示す説明図である。
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る充電装置1の回路構成を示す回路図である。
図1の充電装置1は、携帯電話機6に用いられるものであり、ACアダプター用コネクタ(以下、ACADPコネクタという)11、直流コネクタ12、充電IC(Integrated Circuit)13、二次電池14を有する。
ACADPコネクタ11は、第1外部端子11−1と、第2外部端子11−2とを有する。第1外部端子11−1は、充電IC13の後述するACADP電圧入力端子ACINに接続される。第2外部端子11−2は、グランド部に接続される。これにより、ACADPコネクタ11に電源が接続されると、ACアダプターの直流電圧が充電IC13に供給される。なお、ACアダプターは、たとえば商用交流電源に接続して使用する。
直流コネクタ12は、第3外部端子12−1と、第4外部端子12−2とを有する。第3外部端子12−1は、充電IC13の後述する直流電圧入力端子DCINに接続される。第4外部端子12−2は、グランド部に接続される。これにより、直流コネクタ12に直流電源が接続されると、直流電源の直流電圧が充電IC13に供給される。なお、直流電源には、たとえばパーソナルコンピュータなどのUSB(Universal Serial Bus)端子から直流電圧を出力する直流電源などがある。
二次電池14は、蓄電できる電池であればよく、たとえばリチウムイオン電池などがある。リチウムイオン電池は、充電時に温度による制御をしなくとも充電が可能な二次電池である。二次電池14は、充電IC13の後述する充電端子POUTとグランド部との間に接続される。
充電IC13は、複数の入出力端子を有する。入出力端子には、たとえばACADP電圧入力端子ACIN、直流電圧入力端子DCIN、充電端子POUT、制御入力端子CIN、第1状態出力端子SO1、第2状態出力端子SO2がある。
充電端子POUTは、二次電池14に接続される。充電IC13は、ACADP電圧入力端子ACINまたは直流電圧入力端子DCINから入力される電力を変換し、充電端子POUTから出力する。二次電池14は、充電端子POUTから供給される電圧および電流により充電される。また、充電IC13は、IC内において、充電端子POUTの出力電圧(充電電圧)および出力電流(充電電流)を検出する。
制御入力端子CINは、後述する制御用のCPU15(Central Processing Unit)の制御出力端子COUTに接続される。充電IC13は、制御入力端子CINがローレベルである場合、充電端子POUTから充電電圧および充電電流を出力する。制御入力端子CINがハイレベルである場合、充電IC13は、充電端子POUTから充電電圧および充電電流を出力しない。すなわち、この制御入力端子CINは、ローイネーブルの端子である。
第1状態出力端子SO1は、後述する制御用のCPU15の第1検出入力端子SI1に接続される。第2状態出力端子SO2は、後述する制御用のCPU15の第2検出入力端子SI2に接続される。充電IC13は、二次電池14を充電する充電IC13の動作状態に応じて第1状態出力端子SO1および第2状態出力端子SO2のレベルを制御する。
図2に、第1状態出力端子SO1および第2状態出力端子SO2の状態通知制御信号と、充電IC13の動作状態との対応関係を示す。図2に示すように、充電IC13の動作状態には、予備充電状態、急速充電状態、満充電状態、タイムアウト状態の4つの状態がある。
充電IC13は、たとえば充電端子POUTにより検出される二次電池14の充電電圧VBが、満充電電圧Vc1より低い所定の閾値電圧(たとえば満充電電圧Vc1の半分程度の電圧)以下である場合に、予備充電状態になる。そして、予備充電状態では、充電IC13は、二次電池14の充電電圧VBが閾値電圧より高い場合での充電電流Ic2より小さい電流で充電を行う。
また、二次電池14の充電電圧VBが閾値電圧以上である場合、充電IC13は、急速充電状態になる。急速充電状態では、充電IC13は、所定の電圧Vc1および所定の電流Ic2により充電を行う。
また、二次電池14の充電電圧VBが所定の満充電電圧Vc1以上になると、充電IC13は、満充電状態になる。満充電状態では、充電IC13は、充電を停止する。
また、充電IC13は、予備充電または急速充電を開始してから、図示外の内部タイマにより充電期間を計測し、所定のタイムアウト時間が経過すると、タイムアウト状態になる。タイムアウト状態では、充電IC13は、充電を停止する。なお、充電IC13は、制御入力端子CINがたとえばハイレベルからローレベルに制御されることで、内部タイマをリセットし、充電を開始する。
そして、図2に示すように、充電IC13は、これら4つの動作状態に応じて、第1状態出力端子SO1および第2状態出力端子SO2の状態通知制御信号(出力電圧レベル)を制御する。たとえば、二次電池14が満充電状態となって充電を停止した状態である場合、充電IC13は、第1状態出力端子SO1をハイレベルに制御し、第2状態出力端子SO2をローレベルに制御する。
図1の充電装置1は、この他にも、充電IC13による充電を温度などに応じて制御するために、制御用のCPU15、電圧検出IC16、第1温度検出IC17、第2温度検出IC18、充電器検出回路19などを有する。
充電器検出回路19は、ACADPコネクタ11または直流コネクタ12に接続される。充電器検出回路19は、ACADPコネクタ11への入力電圧または直流コネクタ12への入力電圧を検出すると、CPU15へ充電器検出信号S19を出力する。
制御用のCPU15は、各種の入出力端子を有する。CPU15の入出力端子には、たとえば制御出力端子COUT、第1検出入力端子SI1、第2検出入力端子SI2、および第3検出入力端子SI3がある。CPU15は、制御出力端子COUTから、充電IC13を起動停止制御する制御信号を出力する。第1検出入力端子SI1、第2検出入力端子SI2、および第3検出入力端子SI3には、充電IC13の状態通知制御信号などが入力される。
電圧検出IC16は、充電IC13の充電端子POUTに接続される。電圧検出IC16は、充電端子POUTの電圧が二次電池14の満充電電圧Vc1より若干低い所定の第2検出電圧Vc2以上になると、出力端子からハイレベルの電圧信号S16を出力する。また、電圧検出IC16は、充電端子POUTの電圧が第2検出電圧より低い場合、出力端子からローレベルの電圧信号S16を出力する。
電圧検出IC16の出力端子には、制御抵抗素子21の一端が接続される。制御抵抗素子21の他端は、2つの電源用ダイオード22、23のカソードに接続される。一方の電源用ダイオード22のアノードは、ACADPコネクタ11の第1外部端子11−1に接続され、他方の電源用ダイオード23のアノードは、直流コネクタ12の第3外部端子12−1に接続される。以下、制御抵抗素子21の他端をノードN1と呼び、一端をノードN2と呼ぶ。
第1温度検出IC17は、ノードN1に接続される。これにより、第1温度検出IC17は、2つの電源用ダイオード22、23のいずれかから電力が供給されて動作する。第1温度検出IC17は、サーミスタなどの温度検出素子を有し、二次電池14の温度を検出する。
また、第1温度検出IC17は、第1温度検出端子SD1および第4温度検出端子SD4を有する。第1温度検出端子SD1および第4温度検出端子SD4は、通常はローレベルとされる。そして、第1温度検出IC17は、検出した温度が所定の第1温度T1以下である場合、第1温度検出端子SD1をハイレベルに制御する。また、検出した温度が所定の第4温度T4以上である場合、第1温度検出IC17は、第4温度検出端子SD4をハイレベルに制御する。
第2温度検出IC18は、ノードN2に接続される。これにより、第1温度検出IC17は、電圧検出IC16の出力端子がハイレベルに制御されて、ノードN2の電圧レベルS16が所定の電圧以上になると、2つの電源用ダイオード22、23のいずれかから電力が供給されて動作する。第2温度検出IC18は、サーミスタなどの温度検出素子を有し、二次電池14の温度を検出する。
また、第2温度検出IC18は、第3温度検出端子SD3を有する。第3温度検出端子SD3は、通常はローレベルとされる。そして、第2温度検出IC18は、検出した温度が所定の第3温度T3以上である場合、第3温度検出端子SD3をハイレベルに制御する。
そして、この4つの検出温度T1、T2、T3およびT4は、T1<T2<T3<T4の関係にある。
図3に、図1の充電装置1が組み込まれた携帯電話機6の外観を示す。図3の携帯電話機6は、第1筐体7と、第1筐体7とヒンジ部8により接続された第2筐体9とを有する。そして、図3の携帯電話機6は、第1筐体7の下部に、二次電池14を収容するバッテリ収容部10を有する。そのため、二次電池14の温度を検出する第1温度検出IC17および第2温度検出IC18は、このバッテリ収容部10内に露出して配設するとよい。これにより、第1温度検出IC17および第2温度検出IC18は、密閉されたバッテリ収容部10内で、二次電池14の温度を正確に検出することができる。
次に、第1温度検出IC17および第2温度検出IC18と、CPU15および充電IC13との接続関係を詳しく説明する。
図1に示すように、第1温度検出IC17の第1温度検出端子SD1には、信号線L1により、第1ダイオード24のアノードが接続される。また、信号線L1には、ノード2との間に抵抗素子27が接続され、グランド部との間に他の抵抗素子28およびキャパシタ29が接続される。
第1温度検出IC17の第4温度検出端子SD4には、信号線L4により、第4ダイオード26のアノードが接続される。また、信号線L4には、ノード2との間に抵抗素子30が接続され、グランド部との間に他の抵抗素子31およびキャパシタ32が接続される。
第2温度検出IC18の第3温度検出端子SD3には、信号線L3により、第3ダイオード25のアノードが接続される。また、信号線L3には、ノード2との間に抵抗素子33が接続され、グランド部との間に他の抵抗素子34およびキャパシタ35が接続される。
第1ダイオード24のカソード、第4ダイオード26のカソード、および第3ダイオードのカソードは、論理合成信号線L5に接続される。
論理合成信号線L5は、抵抗素子36により、グランド部に接続される。これにより、論理合成信号線L5は、通常はローレベルとなる。また、論理合成信号線L5は、CPU15の第3検出入力端子SI3に接続される。
また、論理合成信号線L5は、第2検出用ダイオード37のアノードに接続される。第2検出用ダイオード37のカソードは、第2状態通知制御信号線L7により、CPU15の第1検出入力端子SI1に接続される。
そして、第2状態通知制御信号線L7は、第1検出用ダイオード38のカソードに接続される。第1検出用ダイオード38のアノードは、第1状態通知制御信号線L6により、充電IC13の第1状態出力端子SO1に接続される。第1状態通知制御信号線L6は、抵抗素子39によりプルアップされている。
また、論理合成信号線L5は、抵抗素子40を介して検出用NPNトランジスタ42のベースに接続される。この検出用トランジスタ42のエミッタは、グランド部に接続される。検出用トランジスタ42のベース−エミッタ間には、抵抗素子41が接続される。検出用トランジスタ42のコレクタは、第3状態通知制御信号線L8に接続される。第3状態通知制御信号線L8は、充電IC13の第2状態出力端子SO2と、CPU15の第2検出入力端子SI2とを接続する。また、第3状態通知制御信号線L8は、抵抗素子47によりプルアップされている。
また、論理合成信号線L5は、第2制御用ダイオード43のアノードに接続される。第2制御用ダイオード43のカソードは、第2制御信号線L10により、充電IC13の制御入力端子CINに接続される。第2制御信号線L10は、抵抗素子45により、グランド部に接続される。
そして、第2制御信号線L10は、第1制御用ダイオード44のカソードに接続される。第1制御用ダイオード44のアノードは、第1制御信号線L9により、CPU15の制御出力端子COUTに接続される。
以上の接続関係により、図4に示すように、第1温度検出IC17および第2温度検出IC18が検出した温度に応じて、第2状態通知制御信号線L7の電圧レベル(CPU15の第1検出入力端子SI1の入力電圧レベル)、第3状態通知制御信号線L8の電圧レベル(CPU15の第2検出入力端子SI2の入力電圧レベル)、および第2制御信号線L10の電圧レベル(充電IC13の制御入力端子CINの入力電圧レベル)を制御することができる。
たとえば図4の左から1列目に示すように、二次電池14の検出温度TBが第1検出温度より低い場合、第1温度検出IC17が第1温度検出端子SD1をハイレベルに制御する。これにより、信号線L1および論理合成信号線L5がハイレベルとなる。
そして、第2状態通知制御信号線L7の電圧レベル(CPU15の第1検出入力端子SI1の入力電圧レベル)はハイレベルとなり、第3状態通知制御信号線L8の電圧レベル(CPU15の第2検出入力端子SI2の入力電圧レベル)はローレベルとなり、第2制御信号線L10の電圧レベル(充電IC13の制御入力端子CINの入力電圧レベル)はハイレベルとなる。
その結果、CPU15の第1検出入力端子SI1および第2検出入力端子SI2の電圧レベルは、充電IC13が満充電状態の状態通知制御信号を出力した場合と同じ電圧レベルとされる。また、充電IC13はディスエーブル状態になる。
なお、このときの電圧レベルは、充電IC13による満充電状態の状態通知制御信号の電圧レベルと一致していなくてもよい。CPU15が満充電状態の状態通知制御信号が入力されたと判断するように、充電IC13による満充電状態の状態通知制御信号の電圧レベルと論理的に同じになる電圧レベルであればよい。
また、図4の左から4列目に示すように、二次電池14の検出温度TBが第4検出温度以上である場合、第1温度検出IC17が第4温度検出端子SD4をハイレベルに制御する。これにより、信号線L4および論理合成信号線L5がハイレベルとなる。
そして、第2状態通知制御信号線L7の電圧レベル(CPU15の第1検出入力端子SI1の入力電圧レベル)はハイレベルとなり、第3状態通知制御信号線L8の電圧レベル(CPU15の第2検出入力端子SI2の入力電圧レベル)はローレベルとなり、第2制御信号線L10の電圧レベル(充電IC13の制御入力端子CINの入力電圧レベル)はハイレベルとなる。
その結果、CPU15の第1検出入力端子SI1および第2検出入力端子SI2の電圧レベルは、充電IC13が満充電状態の状態通知制御信号を出力した場合と同じ電圧レベルとされる。また、充電IC13はディスエーブル状態になる。
また、図4の左から3列目の下段に示すように、二次電池14の検出温度TBが第3検出温度以上かつ第4検出温度未満である場合であって、充電電圧VBが第2検出電圧以上であるとき、第2温度検出IC18が動作して第3温度検出端子SD3をハイレベルに制御する。これにより、信号線L3および論理合成信号線L5がハイレベルとなる。
そして、第2状態通知制御信号線L7の電圧レベル(CPU15の第1検出入力端子SI1の入力電圧レベル)はハイレベルとなり、第3状態通知制御信号線L8の電圧レベル(CPU15の第2検出入力端子SI2の入力電圧レベル)はローレベルとなり、第2制御信号線L10の電圧レベル(充電IC13の制御入力端子CINの入力電圧レベル)はハイレベルとなる。
その結果、CPU15の第1検出入力端子SI1および第2検出入力端子SI2の電圧レベルは、充電IC13が満充電状態の状態通知制御信号を出力した場合と同じ電圧レベルとされる。また、充電IC13はディスエーブル状態になる。
これに対して、たとえば図4の左から2列目に示すように、二次電池14の検出温度TBが第1検出温度以上かつ第3検出温度未満である場合には、信号線L1、信号線L4および信号線L3はローレベルとなり、論理合成信号線L5もローレベルとなる。
そのため、第2状態通知制御信号線L7の電圧レベル(CPU15の第1検出入力端子SI1の入力電圧レベル)は、充電IC13が第1状態通知制御信号線L6に出力した電圧レベルになる。また、第3状態通知制御信号線L8の電圧レベル(CPU15の第2検出入力端子SI2の入力電圧レベル)は、充電IC13が第3状態通知制御信号線L8に出力した電圧レベルになる。
また、第2制御信号線L10の電圧レベル(充電IC13の制御入力端子CINの入力電圧レベル)は、CPU15が第1制御信号線L9に出力した電圧レベルになる。
また、図4の左から3列目の上段に示すように、二次電池14の検出温度TBが第3検出温度以上かつ第4検出温度未満である場合であって、充電電圧VBが第2検出電圧未満であるとき、信号線L1、信号線L4および信号線L3はローレベルとなり、論理合成信号線L5もローレベルとなる。
そのため、第2状態通知制御信号線L7の電圧レベル(CPU15の第1検出入力端子SI1の入力電圧レベル)は、充電IC13が第1状態通知制御信号線L6に出力した電圧レベルになる。また、第3状態通知制御信号線L8の電圧レベル(CPU15の第2検出入力端子SI2の入力電圧レベル)は、充電IC13が第3状態通知制御信号線L8に出力した電圧レベルになる。
また、第2制御信号線L10の電圧レベル(充電IC13の制御入力端子CINの入力電圧レベル)は、CPU15が第1制御信号線L9に出力した電圧レベルになる。
次に、以上の構成を有する図1の充電装置1の全体的な充電動作を説明する。
図5は、図1中のCPU15が実行する充電制御の流れを示すフローチャートである。CPU15は、たとえば携帯電話機6の図示外の電源ボタンが操作されてCPU15が起動されることにより、図5の処理を実行する。
なお、CPU15は、図示外の充電制御プログラムを実行することで図5の処理を実行する。充電制御プログラムは、たとえばCD−ROM(Compact Disk - Read Only Memory)などの記録媒体にコンピュータ読取可能に記録されていたものをCPU15の内部メモリにインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体によりダウンロードしたものをCPU15の内部メモリにインストールしたものであってもよい。
図5の充電制御において、CPU15は、携帯電話機6が図示しない充電器に接続されたか否かを判断する(ST1)。CPU15は、たとえば充電器検出回路19から充電器検出信号S19が入力されたことに基づいて、携帯電話機6が充電器に接続されたと判断すればよい。
ST1において充電器が接続されたと判断すると、CPU15は、充電状態を判断する(ST2)。充電IC13の動作状態には、図2に示すように、予備充電、急速充電、満充電、タイムアウトの4つの状態がある。CPU15は、第1検出入力端子SI1および第2検出入力端子SI2に入力される電圧レベルから、充電IC13の動作状態がこの4つの動作状態のいずれかであるかを判断する。
なお、電源投入時には、充電IC13は、制御入力端子CINがローレベルに制御されていてもよい。この場合、抵抗素子45により第1状態出力端子SO1がローレベルになる。そのため、図2に示すように、CPU15は、充電IC13の動作状態を予備充電状態または急速充電状態と判断する。満充電状態と判断することはない。
ST2において予備充電状態、急速充電状態またはタイムアウト状態と判断し、すなわち満充電以外の状態であると判断した場合、CPU15は、充電IC13に充電を指示する。具体的には、CPU15は、制御出力端子COUTをローレベルに制御する(ST3)。
これにより、制御出力端子COUTから、ローレベルの制御信号が出力される。この制御信号により第2制御信号線L10の電圧レベルがローレベルになると、充電IC13は起動し、二次電池14の充電状態に応じた充電制御を実行する。
二次電池14が充電されていない場合、充電IC13は、予備充電により二次電池14を所定の電圧まで充電した後、急速充電により二次電池14を満充電電圧Vc1まで充電する。この間、充電IC13は、二次電池14の寿命(繰り返し充電回数)などが考慮された所定の電圧および所定の電流の範囲内で充電する。具体的には、後述する図10に示す電圧Vc1および電流Ic2の範囲内の電圧および電流を使用して充電する。
また、図2に示すように、充電IC13は、予備充電中に、第1状態出力端子SO1および第2状態出力端子SO2をローレベルに制御する。また、急速充電中に、充電IC13は、第1状態出力端子SO1をローレベルに制御し、第2状態出力端子SO2をハイレベルに制御する。
二次電池14が満充電状態になると、すなわち二次電池14の充電電圧VBが電圧Vc1になると、充電IC13は、二次電池14の充電を終了する。また、充電IC13は、第1状態出力端子SO1をハイレベルに制御し、第2状態出力端子SO2をローレベルに制御する。
また、ST2において満充電状態と判断した場合、CPU15は、充電IC13に充電停止を指示する(ST4)。具体的には、CPU15は、制御出力端子COUTをハイレベルに制御する。この制御信号により第2制御信号線L10の電圧レベルがローレベルになると、充電IC13は停止し、二次電池14の充電を停止する。また、充電IC13は、第1状態出力端子SO1をハイレベルに制御し、第2状態出力端子SO2をローレベルに制御する。
充電IC13に充電または充電停止を指示した後、CPU15は、所定の時間が経過することを待つ(ST5)。そして、ST5において所定の時間が経過したと判断すると、CPU15は、充電器が離脱されたか否かを判断する(ST6)。CPU15は、たとえば充電器検出回路19の充電器検出信号S19が入力されてない場合、充電器が離脱したと判断する。この場合、CPU15は、再び充電器が接続されるまで、図5の充電処理を終了する。
また、充電器が携帯電話機6に接続されていて、充電器が離脱していない場合(ST5でNoの場合)、CPU15は、ST2〜ST5の処理を繰り返し実行する。これにより、CPU15は、充電器が接続されている間は、所定の待ち時間毎に、充電IC13の動作状態に応じて、充電IC13の動作を制御する。
そして、二次電池14が満充電状態にない場合、CPU15は、制御信号(COUT)をローレベルに制御して充電IC13に充電を指示する。これにより、充電動作中の充電IC13は、充電を継続する。また、タイムアウト状態の充電IC13は、充電を再開する。
また、二次電池14が満充電状態にある場合、CPU15は、制御信号(COUT)をハイレベルに制御して充電IC13に充電停止を指示する。これにより、充電動作中の充電IC13は、充電を終了する。また、満充電を検出して充電を終了した充電IC13は、停止する。
以上の充電IC13の充電動作およびCPU15の充電制御により、二次電池14は、満充電電圧Vc1まで充電される。すなわち、CPU15は、二次電池14の検出温度TBに応じた制御を実行することなく、二次電池14は、満充電電圧Vc1まで充電することができる。
図6に、充電装置1の充電状態の遷移図を示す。図6の状態遷移図には、充電器を装着した状態(A)、充電開始または再充電開始の状態(B)、満充電の状態(C)、充電待機の状態(D)、充電器を外した状態(E)、および充電終了の状態(F)が図示されている。
CPU15が図5の充電制御処理を実行することで、充電装置1の状態は、充電器を装着した状態(A)から電開始または再充電開始の状態(B)となる。また、電開始または再充電開始の状態(B)と、満充電の状態(C)と、充電待機の状態(D)との間で状態が遷移することで、二次電池を満充電状態に維持する。また、状態(B)〜(D)のいずれかの状態において充電器が外されると、充電器を外した状態(E)となり、充電終了の状態(F)になる。
次に、二次電池14の検出温度TBに応じた充電制御について説明する。
図1の充電装置1において、第1温度検出IC17および第2温度検出IC18は、二次電池14の温度TBを検出し、図4に示す第1温度T1、第3温度T3、第4温度T4と比較する。
図4の左から一番目の列のように、二次電池14の温度TBが第1温度T1より低い場合、第1温度検出IC17は、第1温度検出端子SD1をハイレベルに制御する。これにより、信号線L1および論理合成信号線L5がハイレベルとなる。
その結果、第2状態通知制御信号線L7はハイレベルとなり、CPU15の第1検出入力端子SI1にはハイレベルが入力される。また、検出用NPNトランジスタ42がオン状態になり、第3状態通知制御信号線L8がローレベルになり、CPU15の第2検出入力端子SI2にはローレベルが入力される。
図2に示すように、第1検出入力端子SI1にハイレベルが入力され、第2検出入力端子SI2にローレベルが入力されると、CPU15は、図5のST2の充電状態の判断において、満充電状態であると判断する。そのため、図2に示すように、CPU15は、ST4の充電待機において、充電IC13への制御信号(COUT)をハイレベルに制御する。その結果、充電IC13は、停止し、二次電池14の充電中である場合には充電を停止する。
なお、図1の回路では、論理合成信号線L5は、第2制御用ダイオード43を介して、第2制御信号線L10に接続されている。よって、論理合成信号線L5がハイレベルとなることにより、第2制御信号線L10もハイレベルになる。そのため、充電IC13は、事前に、論理合成信号線L5がハイレベルに制御された時点で停止し、二次電池14の充電中である場合には充電を停止している。
図4の左から四番目の列のように、二次電池14の温度TBが第4温度T4より高い場合、第1温度検出IC17は、第4温度検出端子SD4をハイレベルに制御する。これにより、信号線L4および論理合成信号線L5がハイレベルとなる。
その結果、第2状態通知制御信号線L7はハイレベルとなり、CPU15の第1検出入力端子SI1にはハイレベルが入力される。また、検出用NPNトランジスタ42がオン状態になり、第3状態通知制御信号線L8がローレベルになり、CPU15の第2検出入力端子SI2にはローレベルが入力される。
そして、CPU15は、図5のST2の充電状態の判断において満充電状態であると判断し、ST4の充電待機において充電IC13への制御信号をハイレベルに制御する。その結果、充電IC13は、停止し、二次電池14の充電中である場合には充電を停止する。
これに対して、図4の左から二番目または三番目の列のように、二次電池14の温度TBが第1温度T1と第4温度T4との間にある場合、第1温度検出IC17は、第1温度検出端子SD1および第4温度検出端子SD4をローレベルに制御する。したがって、信号線L1、L4および論理合成信号線L5はローレベルのままになる。また、検出用NPNトランジスタ42はオフ状態のままである。
その結果、第2状態通知制御信号線L7および第3状態通知制御信号線L8は、充電IC13の第1状態出力端子SO1および第2状態出力端子SO2から出力される状態通知制御信号に応じた電圧レベルになる。CPU15の第1検出入力端子SI1および第2検出入力端子SI2には、充電IC13の状態通知制御信号[SO1、SO2]が入力される。そのため、CPU15は、図5の充電制御処理において、充電IC13の状態通知制御信号[SO1、SO2]に応じた制御を実行する。
また、図4の左から三番目の列に示すように、二次電池14の温度TBが第3温度T3と第4温度T4との間にある場合において、二次電池14の充電電圧VBが第2検出電圧Vc2以上になると、電圧検出IC16は、出力端子S16(ノードN1)をローレベルからハイレベルに制御する。これにより、第2温度検出IC18が動作を開始する。
そして、二次電池14の温度TBが第3温度T3と第4温度T4との間にあるので、第2温度検出IC18は、第3温度検出端子SD3をハイレベルに制御する。これにより、信号線L3および論理合成信号線L5がハイレベルとなる。
その結果、第2状態通知制御信号線L7はハイレベルとなり、CPU15の第1検出入力端子SI1にはハイレベルが入力される。また、検出用NPNトランジスタ42がオン状態になり、第3状態通知制御信号線L8がローレベルになり、CPU15の第2検出入力端子SI2にはローレベルが入力される。
そして、CPU15は、図5のST2の充電状態の判断において満充電状態であると判断し、ST4の充電待機において充電IC13への制御信号をハイレベルに制御する。その結果、充電IC13は、停止し、二次電池14の充電中である場合には充電を停止する。
図7および図8に、以上の温度制御による充電装置1の動作状態を示す。図7は、第2温度検出IC18が第3温度検出端子SD3をハイレベルに制御していない場合の動作状態である。図8は、第2温度検出IC18が第3温度検出端子SD3をハイレベルに制御した場合の動作状態である。また、各図の上段は、第1温度検出IC17または第2温度検出IC18が異常温度を検出する前の動作状態である。下段は、第1温度検出IC17または第2温度検出IC18が異常温度を検出した後の動作状態である。
ケース1番に示すように、二次電池14の温度が充電可能な正常温度である場合、予備充電中の充電IC13は[0,0]を出力する。ここで、第1項は、第1状態出力端子SO1の電圧レベルを示し、第2項は、第2状態出力端子SO2の電圧レベルを示す。この場合、CPU15の第1検出入力端子SI1および第2検出入力端子SI2には[0,0]が入力され、CPU15は予備充電状態と判断し、充電IC13の制御入力端子CINがローレベルに制御され、充電IC13は予備充電を実行する。
ケース2番に示すように、二次電池14の温度が第4温度T4より高い場合、充電IC13が[0,0]を出力しているにもかかわらずCPU15には[1,0]が入力され、CPU15は満充電状態と判断し、充電IC13の制御入力端子CINがハイレベルに制御され、充電IC13は非充電状態になる。
ケース3番に示すように、二次電池14の温度が第1温度T1より低い場合、充電IC13が[0,0]を出力しているにもかかわらずCPU15には[1,0]が入力され、CPU15は満充電状態と判断し、充電IC13の制御入力端子CINがハイレベルに制御され、充電IC13は非充電状態になる。
ケース4番に示すように、第1温度検出IC17がエラーによりハイレベルを出力すると、充電IC13が[0,0]を出力しているにもかかわらずCPU15には[1,0]が入力され、CPU15は満充電状態と判断し、充電IC13の制御入力端子CINがハイレベルに制御され、充電IC13は非充電状態になる。
このケース1〜4番は、充電IC13が予備充電状態にある場合での温度制御状態である。同様に、ケース5〜8番は、充電IC13が急速充電状態にある場合での温度制御状態であり、ケース9〜12番は、充電IC13が満充電状態にある場合での温度制御状態であり、ケース13〜16番は、充電IC13がタイムアウト状態にある場合での温度制御状態である。ケース5〜16番での動作状態は、基本的にケース1〜4番と同じである。
同様に、図8のケース17〜32番は、第2温度検出IC18が温度異常(第3温度T3と第4温度T4の間の温度)などを検出している場合での温度制御状態を示す。この場合、第2温度検出IC18に接続された信号線L3がハイレベルとなり、充電IC13の出力に関係なくCPU15には[1,0]が入力され、CPU15は満充電状態と判断し、充電IC13の制御入力端子CINがハイレベルに制御され、充電IC13は非充電状態になる。
なお、CPU15が満充電状態と判断し、充電IC13が非充電状態である場合、二次電池14は充電されない。そのため、二次電池14はたとえば第四温度T4から第三温度T3へ冷却される。このように二次電池14の温度TBが第二温度T2と第三温度T3との間の正常な温度範囲に復帰すると、第一温度検出IC17および第2温度検出IC18は、信号線L1〜L4をローレベルに制御する。
これにより、充電IC13の状態通知制御信号がCPU15に入力され、CPU15の制御信号が充電IC13に入力されるようになる。そして、CPU15および充電IC13は、二次電池14の充電を再開する。その結果、二次電池14は最終的には第1充電電圧Vc1まで充電され、満充電状態になる。
以上のように、図1〜図8に示す第1の実施の形態の充電装置1において、CPU15は、図5に示すように、充電中に温度制御をしない充電制御を実行する。よって、CPU15が実行するプログラムは、充電中に温度制御をしない充電装置のプログラムをそのまま流用することが可能である。
また、図1の充電装置1の回路は、充電中に温度制御をしない充電装置の回路と基本構成が同じである。図9に、充電中に温度制御をしない充電装置の回路構成例を示す。図9の構成要素には、図1と同じ符号を付す。図1と図9とを比較すれば明らかなように、図1の点線枠中の、温度検出に応じて満充電信号を擬似的に生成する状態通知制御回路46を除けば、図1の回路と図9の回路とは同じである。よって、充電IC13などの回路は、充電中に温度制御をしない充電装置の充電IC13などをそのまま流用することが可能である。
このように、図1〜図8に示す充電装置1は、充電中に温度制御をしない充電装置の充電ソフトウェアプログラムおよび充電用の回路を利用して、充電中の温度制御を実現できる。ハードウェアの大幅な変更が不要になる。そのため、新たに最初から充電中に温度制御する充電装置1を設計開発する場合に比べて、充電装置1の設計期間および検証期間(試験および評価の期間)を短縮し、充電装置1のコストアップを抑えることができる。また、従来から使用しているプログラムおよび回路の信頼性を取り込んで、充電装置1の信頼性を得ることができる。
また、図1の点線枠中の、温度検出に応じて満充電信号を擬似的に生成する状態通知制御回路46において、第2温度検出IC18は、充電IC13の充電電圧が第2検出電圧Vc2以上である場合のみ動作する。よって、CPU15などにより温度制御を実行する場合に比べて、充電装置1の消費電力を実質的に低減し、充電装置1の低消費電力化が実現できる。
図10に、CIAJ(Communications Industries Association of Japan)により勧告されたリチウムイオン電池の充電方式を示す。
図10(A)に示すように、CIAJ勧告では、二次電池14の検出温度が第1温度T1より低い場合には二次電池14の充電を禁止し、第1温度T1から第2温度T2では第1充電電圧Vc1および第2充電電流Ic2で充電し、第2温度T2から第3温度T3では第1充電電圧Vc1および第1充電電流Ic1で充電し、第3温度T3から第4温度T4では第2充電電圧Vc2および第1充電電流Ic1で充電し、第4温度T4より高い場合には二次電池14の充電を禁止する。
図10(B)は、図10(A)のCIAJ勧告を図式化したものである。横軸は、二次電池14の検出温度TB、左側縦軸は充電電圧Vc、左縦軸は充電電流Icである。図10(B)に示すように、第1充電電圧Vc1は、二次電池14に充電可能な電圧であり、第2充電電圧Vc2は、第1充電電圧Vc1より低い電圧である。また、第1充電電流Ic1は、二次電池14に流してもよい充電電流であり、第2充電電流Ic2は、第1充電電流Ic1より低い電流である。図10(B)において、左下がりのハッチング範囲A1が、CIAJで勧告された二次電池14に充電電圧を印加してもよい範囲である。また、右下がりのハッチング範囲A2が、CIAJで勧告された二次電池14に充電電流を流してもよい範囲になる。
そして、第1の実施の形態では、図10(A)に示すように、二次電池14の検出温度TBが第1温度T1より低い場合には充電を停止し、第1温度T1から第2温度T2では第1充電電圧Vc1および第2充電電流Ic2で充電し、第2温度T2から第3温度T3では第1充電電圧Vc1および第2充電電流Ic2で充電し、第3温度T3から第4温度T4では充電を停止し、第4温度T4より高い場合には充電を停止する。
よって、第1の実施の形態の充電装置1の充電方式は、CIAJ勧告を満たしている。
[第2の実施の形態]
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る充電装置1の回路構成を示す回路図である。
図11の充電装置1は、第3温度検出IC51、第1電流調整トランジスタ52、第2電流調整トランジスタ53、第1電流調整抵抗素子54、第2電流調整抵抗素子55を備える点で、図1の充電装置1と相違する。また、充電IC13は、充電電流Icを調整する充電電流調整回路56を有する。
第3温度検出IC51は、ノードN1に接続される。第3温度検出IC51は、サーミスタなどの温度検出素子を有し、二次電池14の温度TBを検出する。
また、第3温度検出IC51は、第2温度検出端子SD2を有する。第2温度検出端子SD2は、通常はローレベルとされる。そして、第3温度検出IC51は、検出した温度TBが所定の第2温度T2以下である場合、第2温度検出端子SD2をハイレベルに制御する。ここで、第2温度T2は、第1温度T1より高く、第3温度T3より低い温度である。
第1電流調整トランジスタ52は、たとえばNチャネルのFET(Field Effect Transistor)である。第1電流調整トランジスタ52は、ゲート電極の電位が低くなると、ドレイン電極とソース電極との間が導通する。ゲート電極は、第3温度検出IC51の第2温度検出端子SD2と、コンデンサ57とに接続される。ソース電極は、グランド部に接続される。ドレイン電極は、抵抗素子58の一端と、第2電流調整トランジスタ53のゲート電極に接続される。抵抗素子58の他端は、充電IC13に接続される。
第2電流調整トランジスタ53は、たとえばPチャネルのFETである。第2電流調整トランジスタ53は、ゲート電極の電位が高くなると、ドレイン電極とソース電極との間が導通する。ソース電極は、第1電流調整抵抗素子54の一端と、充電IC13に接続される。ドレイン電極は、第1電流調整抵抗素子54の他端と、第2電流調整抵抗素子55の一端に接続される。第2電流調整抵抗素子55の他端は、グランド部に接続される。
充電電流調整回路56は、充電IC13内で、第2電流調整トランジスタ53のソース電極と、第1電流調整抵抗素子54の一端に接続される。充電電流調整回路56は、充電IC13に入力される電圧に応じて充電電流Icを調整する。具体的に、入力電圧が所定電圧より高い場合、充電電流をIc1に制御する。また、入力電圧が所定電圧より低い場合、充電電流をIc2に制御する。
次に、この第3温度検出IC51の温度検出に基づく制御を説明する。
図12に、第2の実施の形態での温度制御の説明図を示す。なお、図12において左から1列目、4列目および5列目の動作は、図4の左から1列目、3列目および4列目の動作と同じであり、説明を省略する。
図12の左から2列目に示すように、二次電池14の検出温度TBが第2検出温度T2より低い場合、第3温度検出IC51が第2温度検出端子SD2をハイレベルに制御する。これにより、第1電流調整トランジスタ52がオフ状態になる。また、抵抗素子58には電流が流れなくなるので、第2電流調整トランジスタ53がオン状態となり、第1電流調整抵抗素子54をショートする。その結果、充電IC13に入力される電圧が所定電圧より低くなり、充電電流調整回路56は、充電電流をIc2に制御する。充電IC13は、制限された充電電流Ic2により二次電池14を充電する。
図12の左から3列目に示すように、二次電池14の検出温度TBが第2検出温度T2より高い場合、第3温度検出IC51が第2温度検出端子SD2をローレベルに制御する。これにより、第1電流調整トランジスタ52がオン状態になる。また、抵抗素子58に電流が流れ、第2電流調整トランジスタ53がオフ状態となる。その結果、充電IC13に入力される電圧が所定電圧より高くなり、充電電流調整回路56は、充電電流をIc1に制御する。充電IC13は、制限されていない充電電流Ic1により二次電池14を充電する。
第2の実施の形態の充電装置1は、図12に示す温度制御を実行する。そのため、図10(B)において一点鎖線で示すように、充電装置1は、第1温度T1と第3温度T3との間の第2温度T2において充電電流をIc1とIc2との間で切り替える。
また、第2の実施の形態の充電装置1は、CIAJ勧告を満たしている。
以上の各実施形態は、本発明の好適な実施形態であるが、本発明は、これに限定されることなく、種々の変形または変更が可能である。
たとえば、上記各実施形態では、充電装置1が携帯電話機6に組み込まれているが、充電装置1は、PDA(Personal Data Assistant)、携帯ゲーム機器などの電池駆動装置に組み込まれてもよい。
上記各実施形態では、充電装置1は、第1温度T1および第4温度T4とともに、第3温度T3または第2温度T2により充電を制御しているが、第1温度T1および第4温度T4のみで充電を制御してもよい。
また、上記各実施形態では、充電IC13は、充電IC13が二次電池14を充電している状態を示す状態通知制御信号を出力している。この他にもたとえば、充電IC13は、二次電池14の充電電圧を検出し、二次電池14の充電状態を示す状態通知制御信号を出力してもよい。
・・・充電装置、6・・・携帯電話機(電池駆動装置)、11・・・ACアダプター用コネクタ(ACADPコネクタ)、13・・・充電IC(充電回路)、14・・・二次電池、15・・・CPU(制御部)、16・・・電圧検出IC(充電電圧検出回路)、17・・・第1温度検出IC(充電停止用の低温センサと高温センサ)、18・・・第2温度検出IC(充電電圧制御用の中温センサ)、24・・・第1ダイオード(低温用ダイオード)、25・・・第3ダイオード(中温用ダイオード)、26・・・第4ダイオード(高温用ダイオード)、36・・・抵抗素子、37・・・第2検出用ダイオード(検出用能動素子)、42・・・検出用NPNトランジスタ(他の検出用能動素子)、43・・・第2制御用ダイオード(制御用能動素子)、46・・・状態通知制御回路、51・・・第3温度検出IC(充電電流制御用温度センサ)、SI1・・・第1検出入力端子(入力端子)、SI2・・・第2検出入力端子(入力端子)、L1・・・信号線(T1検出信号)、L2・・・信号線(T2検出信号)、L3・・・信号線(T3検出信号)、L4・・・信号線(T4検出信号)、L5・・・論理合成信号線、L6・・・第1状態通知制御信号線(状態通知制御信号線の一部)、L7・・・第2状態通知制御信号線(状態通知制御信号線の一部)、L8・・・第3状態通知制御信号線(他の状態通知制御信号線)、L9・・・第1制御信号線(制御信号線の一部)、L10・・・第2制御信号線(制御信号線の一部)、TB・・・二次電池の検出温度、VB・・・充電電圧、IC・・・充電電流、A1・・・二次電池に印加してもよい充電電圧の範囲、A2・・・二次電池に流してもよい充電電流の範囲

Claims (10)

  1. 二次電池に接続され、前記二次電池を充電し、前記二次電池の充電状態を示す状態通知制御信号として、前記二次電池の満充電状態と満充電状態以外の状態とを区別することができる状態通知制御信号を出力する充電回路と、
    前記状態通知制御信号が入力される入力端子を有し、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力された場合には前記充電回路を停止させる制御信号を出力し、前記満充電状態以外の状態を示す前記状態通知制御信号が入力された場合には前記充電回路を動作させる制御信号を出力する制御部と、
    前記二次電池の温度を検出し、前記検出温度が所定の温度である場合、前記制御部の前記入力端子を、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力されたときと同じ入力状態にする状態通知制御回路と
    を有する充電装置。
  2. 前記充電回路が出力する前記状態通知制御信号は、
    前記二次電池を充電する前記充電回路の動作状態を示す信号であり、
    前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態と停止状態以外の動作状態とを区別することができる信号である
    請求項1記載の充電装置。
  3. 前記充電回路と前記制御部とを接続し、前記充電回路が出力した前記状態通知制御信号を前記制御部へ入力する状態通知制御信号線を有し、
    前記充電回路は、
    前記状態通知制御信号として、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態と停止状態以外の動作状態とで電圧レベルが異なる信号を出力し、
    前記制御部は、
    前記状態通知制御信号の電圧レベルが、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での電圧レベルである場合には前記充電回路を停止させる制御信号を出力し、
    前記状態通知制御信号の電圧レベルが、前記停止状態以外の動作状態での電圧レベルである場合には前記充電回路を動作させる制御信号を出力し、
    前記状態通知制御回路は、
    前記二次電池の温度を検出する温度検出回路と、
    前記温度検出回路の検出温度が所定の温度である場合、前記制御部の前記入力端子を、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力されたときと同じ入力状態にする温度制御回路と
    を含み、
    前記温度制御回路は、
    前記状態通知制御信号線に接続され、
    前記温度検出回路の検出温度が所定の温度である場合、前記充電回路が出力する前記状態通知制御信号の電圧レベルに関係なく、前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルに制御し、当該電圧レベルを前記制御部の前記入力端子に入力する
    請求項2記載の充電装置。
  4. 前記温度検出回路は、
    前記二次電池の検出温度と低基準温度とを比較し、前記検出温度が前記低基準温度より低い場合に所定の論理レベルの電圧を出力する低温センサを含み、
    前記温度制御回路は、
    前記低温センサが前記論理レベルを出力した場合に前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルに制御する
    請求項3記載の充電装置。
  5. 前記温度検出回路は、
    前記二次電池の検出温度と、前記低基準温度より高い高基準温度とを比較し、前記検出温度が前記高基準温度より高い場合に所定の論理レベルの電圧を出力する高温センサを含み、
    前記温度制御回路は、
    前記高温センサが前記論理レベルを出力した場合に前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルに制御する
    請求項4記載の充電装置。
  6. 前記温度検出回路は、
    前記二次電池の検出温度と、前記低基準温度と前記高基準温度との間の中基準温度とを比較し、前記検出温度が前記中基準温度より高い場合に所定の論理レベルの電圧を出力する中温センサと、
    前記充電回路に接続され、前記二次電池の充電電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記二次電池の充電電圧が前記所定の基準電圧以上である場合に前記中温センサを動作させて温度を検出させる充電電圧検出回路とを含み、
    前記温度制御回路は、
    前記中温センサが前記論理レベルを出力した場合に前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した停止状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルに制御する
    請求項5記載の充電装置。
  7. 前記温度制御回路は、
    前記低温センサにアノードが接続された低温用ダイオードと、
    前記高温センサにアノードが接続された高温用ダイオードと、
    前記中温センサにアノードが接続された中温用ダイオードと、
    前記低温用ダイオードのカソード、前記高温用ダイオードのカソードおよび前記中温用ダイオードのカソードに接続された論理合成信号線と、
    前記論理合成信号線に接続され、前記低温用ダイオードのアノード、前記高温用ダイオードのアノードおよび前記中温用ダイオードのアノードのいずれか一つが所定の論理レベルである場合に、前記論理合成信号線を所定の論理レベルにする抵抗素子と、
    前記論理合成信号線と前記状態通知制御信号線との間に接続されたダイオードまたはトランジスタを含み、前記論理合成信号線が前記論理レベルである場合に前記状態通知制御信号線の電圧レベルを、前記二次電池が満充電状態にあって充電を停止した状態での前記状態通知制御信号と論理的に同じになる電圧レベルにする検出用能動素子とを含む
    請求項6記載の充電装置。
  8. 前記制御部と前記充電回路とを接続し、前記制御部が出力した前記制御信号を前記充電回路へ入力する制御信号線を有し、
    前記温度制御回路は、
    前記論理合成信号線と前記状態通知制御信号線との間に接続されたダイオードまたはトランジスタを含み、前記論理合成信号線が前記論理レベルである場合に前記制御信号線の電圧レベルを、前記充電回路を停止させる場合の前記制御信号と論理的に同じになる電圧レベルにする制御用能動素子を含む
    請求項7記載の充電装置。
  9. 前記温度検出回路は、
    前記二次電池の検出温度と、前記低基準温度と前記中基準温度との間の電流切替基準温度とを比較し、前記検出温度が前記電流切替基準温度より低い場合に所定の論理レベルの電圧を出力する充電電流制御用温度センサを含み、
    前記充電回路は、
    前記充電電流制御用温度センサの出力が前記論理レベルになった場合に、充電電流を制限する
    請求項8記載の充電装置。
  10. 二次電池と、
    前記二次電池に接続され、前記二次電池を充電し、前記二次電池の充電状態を示す状態通知制御信号として、前記二次電池の満充電状態と満充電状態以外の状態とを区別することができる状態通知制御信号を出力する充電回路と、
    前記状態通知制御信号が入力される入力端子を有し、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力された場合には前記充電回路を停止させる制御信号を出力し、前記満充電状態以外の状態を示す前記状態通知制御信号が入力された場合には前記充電回路を動作させる制御信号を出力する制御部と、
    前記二次電池の温度を検出し、前記検出温度が所定の温度である場合、前記制御部の前記入力端子を、前記二次電池の満充電状態を示す前記状態通知制御信号が入力されたときと同じ入力状態にする状態通知制御回路と
    を有する電池駆動装置。
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