JPH02168821A - 電気電池の充電装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 小さな乾電池例えばニッケル・カドミウム（Ｎｉ　−Ｃ
ｄ）電池などと同様に大きな湿電池型電池を含む種々の
タイプ及び大きさの蓄電池を充電及び再充電する装置が
存在する。

本発明は、乾電池例えばＮｉ−Ｃｄ及び関連のあるタイ
プの電池（ときには又名称例えばＡＡ、ＡＡＡ、Ｃ，Ｄ
及び９Ｖ電池と呼ばれ含まれる〕を充電するのに用いら
れるこれらの充電器に主として関する。

〔従来の技術〕

これらのタイプの電池に関づ−る周知の市販の充電器は
、２種の一般的なカテゴリー即ち細流充電器及びいわゆ
る１時間充電器に入る。細流充電器は、一般に概して１
５〜１５０　、？　リアンペア（−ｃＬ）の充電電流の
範囲の部分的に規制された充電速度を提供する。このよ
うな充電器は、元来逆の充電電圧又は過剰充電に対して
保護する手段を含まず、そし、てこのような装置は、Ｃ
電池のような電池を充電するのに１４時間以上の範囲で
充電期間を一般に必要とする充電には遅い。これは他の
電池及び他の充電速度についてやや変化するだろう。

一方、１時間充電器は、工具例えば動力ドリルなどにし
ばしば含まれる電池バック例えばポータブル工具電池パ
ックを主として充電するようにデザインされている。こ
のような装置に用いられている動力バンクは、個々の電
池の出力より大きい電圧出力を生ずるために直列で接続
される個々のｉ電池を有するマルチ電池バックである。

このような電池バックは、もし電池温度が或る予定量を
越えるならば充電操作を停止するように操作するサーモ
スタット感知装置をそれらに組込むだろう。

しかし、周知の装置は、他とは独立して１個以上の電池
を個々にそして選択的に高速又は細流充電する手段をも
たず、そしてそれぞれの電池の或る条件がモニターされ
そして使用される充電速度を決める及び／又は特別な電
池が少しでも充電されているかどうかを決める手段をコ
ントロールするのに用いられる手段を有しない。その上
、周知の電池充電装置は、急速又は細流充電をコントロ
ールするために又は或る条件下充電操作を停止するため
に又は特定の電池が急速又は細流のみの充電を受は入れ
るかどうかを決めるために、充電されている複数の電池
のそれぞれの或る条件について計算及び決定を行う手段
を含まない。なお、周知の電池充電器は、独立して充電
されるように接続された複数の電池について個々の或る
パラメータに応することができ、そしてこのような情報
を用いて電池が充電されるべきか又はどのように充電さ
れるべきかをコントロールする計算及び決定を行うこと
のできるマイクロプロセッサを含まず、さらに周知の電
池充電器は、それが行っている充電のタイプを充電され
つつある各電池について個々に示す、マイクロプロセッ
サのコントロールの下の手段を有しない。

又、周知の電池充電器は、充電（閉路の電圧−ｃｃｒｙ
）操作中の電池電圧と電池が充電されていない（開路電
圧０ＣＶ）ときの電池電圧との間の差を感知しそして差
を処理して、この処理の結果の実際の値が、通常比とし
て示される或る予定した差により充電操作中この差の最
低値を越えたとき充電操作を停止させない。又、周知の
電池充電器は、たとえばもし開路電圧（ＯＣＶ）が或る
予定値を越えたとき、又はもし開路電圧の条件が或る予
定したやり方で変化するとき、ｔし閉路電圧が或る予定
したしきい値を越えたとき、もし充電サイクルが時間切
れ即ち或る予定した充電時間例えば６０分を越えたとき
又はもし外界温度が或る予定温度を越えるか又はそれよ
り低いとき充電操作を停止する手段を有しない。

周知の電池充電器は、充電される電池の開路及び閉路電
圧の間の差を計算せず、そしてそれらの間の比が充電操
作を停止しなければならないときを決めるために同一の
電圧の差の瞬間の値と比較する、充電操作中その最低値
を保つ手段を含まない。

〔発明の概要〕

充電されるべき電池が急速充電にかけられて必要な充電
時間を減少するが、又はより遅い細流充電されるべきか
又は全く充電されないかについて決定を行う手段を含む
電池充電装置を提供するのが本発明の王な目的である。

他の目的は、電池が急速充電条件にかげられるかどうか
を決める、外界温度及び／又は電池電圧を感知する手段
を提供することにある。

イ世つ目的は、充電される同−又は異る存在する充電し
榎檜有しそして同−又は異る種類の複数の電池を個々に
評価して、どれが急速充電されるかそして充電されない
かそしてそれに従ってそれらを充電するやり方を決める
ことができる手段を含む電池充電装置を提供することに
ある。

他の目的は、その充電間１個以上の電池の選択された条
件を個々にモニターできる手段を有する電池充電装置を
提供することにある。

他の目的は、充電を停止するときを決めるために充電サ
イクルにわたり各々の電池についてこれらの電圧間の差
を用いて、充電時（閉路）及び非充電時（開路）中の電
池電圧を感知することにある。

他の目的は、安全に使用できそしてそれにより充電され
るとき電池を殆んど損傷しない電池充電装置を提供する
ことにある。

他の目的は、改良されたマイクロプロセッサによりコン
トロールされる電池充電器を提供することにある。

他の目的は、電池充電装置をコントロールする改良され
たソフトウェアを提供することにある。

他の目的は、電池を充電するのに必要な時間を最小にす
ることにある。

他の目的は、外界温度が或る予定温度より低いか又はそ
れを越えるとき電ａについて充電操作を停止する手段を
有する電池充電器を提供することにある。

他の目的は、充電されるそれに接続した複数の電池の個
々の充電状態を示すマイクロプロセッサによりコントロ
ールされるディスプレイ装置を提供することにある。

他の目的は、充電操作を停止するのに用いることのでき
る条件の或るものを決めるために充電操作中の開路及び
閉路を用いることにある。

他の目的は、或る予定された充電時間の間隔が経過した
後電池充電操作を停止することにある。

他の目的は、もし電池電圧の変化の速度が或る最低量を
越えるならば電池充電操作を停止することにある。

他の目的は、電池の充電操作を停止するのに用いられる
広範囲の検出可能な条件を提供することにある。

他の目的は、同−又は同様な目的で用いられるすべての
周知の装置よりも充電される電池の見地からより変化し
そして安定に用いられる電池の充電装置の構造及び操作
を教示することにある。

他の目的は、開路電圧の条件における予定された変化に
基づいてｔａ充電操作を停止丁りことにある。

これら及び他の目的及び利点は、図面とともに本発明の
装置の好ましい態様の下記の詳しい説明を考慮した後間
らかになるだろう。

本装置は、各々の個々の電池の外界温度及び電圧〔開路
電圧（ｏｙｃ）及び閉路（非充電つ電圧（ｃＣＶ）、：
ｌをモニターし、そしてこの情報を用いて充電操作がコ
ントロールできる計算をしそして必要なとき停止するこ
とにより、充電される各電池の必要性及び条件を考慮に
入れるようにデザインされ構成される。本装置は、又外
界温度及び充電電圧及び電池電圧から、充電操作が停止
されるべきかそして或る場合には全く防止されるかどう
かを決めるために、これらのパラメーターが特定の範囲
内にあるかどうかを決める手段を含む。さらに、装置は
、特別な電池が高速充電に適しているか又はそれが細流
充電されなげればならないかについて機械的及び／又は
電気的に決める手段を含む。

これは、フィラー又はセンサーにより又はその結果とし
て生成される電圧プロフィルを観察することにより機械
的に達成できる。機械的フィラー又はセンサーの場合、
このような装置は、電池の或る物理的特徴を検出する、
例えば特別な位置の溝又は（はみ、正の端子キャップの
直径又は他の％徴を検出するか又は電池上又はそれに結
合した或る他の電気的又は機械的な手段を検出又は読み
とる手段を含む。

第１図は、本発明により構成された電池充電器のブロッ
クダイヤグラムである。

第２図は、本発明の電池充電器の概略的回路図である。

第３図は、電池充電器操作中具る時間でとられた開路及
び閉路の電池電圧及びその間の差の理想的なグラフであ
る。

第４Ａ、４Ｂ及び４Ｃ図は、ともに本発明の電池充電器
のフローチャートを構成する。

第５Ａ、５Ｂ、５Ｃ１５Ｄ及び５Ｂ図は、種々の機能及
び操作が生ずるときを説明する時間又は順序の表である
。

特に番号に関し１図面では、１０は本発明の教示により
構成された電池充電器の回路のブロックターイヤグラム
である。回路１０は、電源１２を有し、それは入力変圧
器１４、整流器１６、フィルタ１８及び電圧調整器２０
を含む。電源１２は、リード２２に調整された出力電圧
を生じそしてリード２４に未調整の出力電圧を生ずる。

接続は、リード２２及び２４から回路の種々の地点へな
され、その詳細は第２図に示される。回路は一般に２６
により示される。

第１図のブロックダイヤグラムに再び関して、回路２６
は、マルチプレクサ２８を含み、それは調整された電源
出力２２へ抵抗器３０を経て接続されたその入力を有す
る。

マルチプレクサ２８は、充電されるべきそれぞれの電池
Ａ１Ｂ、Ｃ及びＤの正の端子に接続された他の入力３２
．３４．３６及び３８を有する。電池Ａ、　Ｂ％Ｃ及び
Ｄの正又は負の端子は、リード４０により接地される。

電池のそれぞれ例えば電池Ａの正の端子は、又電池コン
トロール装置又は回路４２（又は４４、又は４６、又は
４８）の一端に接続され、そのコントロール回路のそれ
ぞれは次にその間を接続する任意のそれぞれの抵抗器５
０（又は５２．５４又は５６）を有する。それぞれのコ
ントロール装置は、又マイクロプロセッサ６６の出力へ
のそれぞれの接続５８．６０．６２及び６４を有する。

マイクロプロセッサ６６は、マルチプレクサ２８へのコ
ントロール入力であるリード６８に第一の出力を生じ、
そしてマルチプレクサ２８は、又示されたリードにより
ＡＤ変換器ＣＡ／Ｄ）回路６９を経てマイクロプロセッ
サ６６に接続される。マイクロプロセッサ６６は、他の
出力接続７０．７２．７４及び７６を有し、それらは発
光ダイオード（ＬＥＤ）７Ｂ、８０．８２及び８４とし
て示されるそれぞれの状態装置に接続される。

ＬＥＤは、それぞれの電池Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの充電状態
について視覚的な指示をもたらす。例えば、任意の１個
以上のＬＥＤ７Ｂ〜８４が発光するか又は連続して発光
しつつけると、それは対応する電池が高速充電されつつ
あることを意味する。任意の１個以上のＬＥＤ７８〜８
４が急速な点滅条件にあるとき、それはそれぞれの電池
が高速細流充電を行いつつあることを示し、そして任意
の１個以上のＬＥＤ７８〜８４がより遅（点滅又は明滅
するとき、それは対応する電池が低速細流又は保守充電
を行いつつあることを示す。ＬＥＤが発光しないとき、
それは電池が充電されていないことを意味する。ＬＥＤ
以外の装置も用いられそして用いられる手段の異る条件
は所望に応じ℃充電条件の何かを示すことができる。電
池コントロール装置４２〜４８及びマイクロプロセッサ
６６の操作を含む回路の操作は、第２図に関してさらに
詳細に記載され、そこでは同様な部品が、適用可能なら
ば第１図で用いたのと同一の数字により同定される。

第２図では、第１図のマイクロプロセッサ６６が２個の
集積回路チップ６６Ａ及び６６Ｂを含むものとして示さ
れ、その両者は適当な入力、出力及びコントロール接続
例えば時計又はストロボコントロール及び必要に応じ電
源接続を有する。代表的には、チップ６６ＢはＣＭＯＳ
アナログマルチプレクサであり、それは下記のＯｐ−ア
ンプ１７０及び１９２と関連してＡ／Ｄ変換器のアナロ
グ部分を提供する。

この変換器のディジタル部分はマイクロプロセッサのソ
フトウェアの中に組込まれる。Ａ／Ｄ変換器は、マイク
ロプロセッサにアナログ量例えば電池電圧、充電電流及
び外界温度を得る手段を提供する。マイクロプロセッサ
チップ６６．４及び６６Ｂは、又種々のリード例えばリ
ード９０．９２及び９４により互に接続され、そしてこ
れらのリードは、それぞれの抵抗器９６．９８及び１０
０を経て電源の調整された出力２２からの接続により正
の電圧へバイアスされていることが示される。

電池Ａ、Ｅ、Ｃ及びｌ）はｋれぞれの同様な電池コント
ロール回路例えば電池Ａに関する回路４２を経てマイク
ロプロセッサ要素６６Ａに接続され、その回路は、一つ
のトランジスタのベース要素１０４が抵抗器１０６を経
てマイクロプロセッサ６６４へ接続しているＤａｒｌｉ
ｎｇｔｏｎ　）ランジスタカップル又は対１０２を含む
ものとして示される。

１）ａｒＬｉｎｇｔｏｎ　）ランジスタ回路は、カスケ
ード構成で接続されているトランジスタを含むことによ
り特徴付けられ、その構成は、より従来のトランジスタ
回路接続により利用できるのより比較的高い入力インピ
ーダンス及びより大きい利得安定性をもたらす。同様な
りａｒ　Ｌ　ｉｎｇ　ｔ　ｏｎ対は、それぞれ電池Ｂ、
Ｃ及びＤと組合わさったコントロール回路４４．４６及
び４８のそれぞれに含まれる。回路４２．４４．４６及
び４８のそれぞれは、又チップ６６Ｂの入力端子１１６
．１１８．１２０及び１２２へそれぞれ接続されたそれ
ぞれの出力接続１０８．１１０．１１２及び１１４を有
する。Ｄａｒｔｉｎｇｔｏｎ　４２〜４８の接地側は、
チップ６６Ｅ上の入力１２６への接続１２４により共通
に接続される。回路がＤｃＬτｔ　ｉｎｇ　ｔ　ｏｎ対
を用いて示される一方、他の回路タイプのスイッチ装置
例えばシリコーンコントロル整流器（ＳＣＲ）、ＭＯＳ
ＦＥＴ、継電器又は他の機械的なスイッチ装置、二極パ
ワートランジスタなども用いられることが考えられる。

前記の電源１２は、比較的高′電流を運ぶダイオード１
２８及び１３００対を有し、それはそれらの入力側で全
波整流器１６の出力に接続し、そしてそれらの出力側で
端子１３４へ接続している充電出力端子１３２へ接続す
る。端子１３４は、コントロール回路４２．４４．４６
及び４８のそれぞれのＤαγｌ　ｉｎｇ　ｔ　ｏｎ対の
対応するトランジスタのエミッタ端子１３６．１３８．
１４０及び１４２へ接続する。これらの回路は、好適な
組合わさったダイオード、抵抗器及び他の操作接続（示
されたように電源への接続を含む）を有するＯ 生コントロール回路２６は、端子の基準電圧の源を含む
他の回路部分を含み、それはツェナーダイオード１６２
と抵抗器１６４及び１６６との間の共通の接続への接続
を有する。この回路の対立する側は、動作増巾器（Ｏｐ
−アンプ）回路１７０の正の入力端子１６８へ接続され
、その出力１７１は他の抵抗器１７２を経てトランジス
タ１７６のベース要素１７４へ接続される。トランジス
タ１７６のコレクタはリード１７８によりＯｐ−アンプ
１７０の負の入力端子１８０へ接続され、そし℃抵抗器
１８２を経て電源の５Ｖ調整出力に接続される。コンデ
ンサ１８４はＯｐ−アンプ１７０の出力とそれに対する
負の入力端子１８０との間の接続に含まれ、そしてトラ
ンジスタ１７６のエミッタ電極１８６＆！、マイクロプ
ロセッサチップ６６Ｂへの入力として接続される。マル
チプレクサ６６Ｅは、又従来の構造である時限及び他の
作動入力並に出力１８８（コンデンサ１９４を経て負の
入力端子へそしてコンデンサ１９６を経て大地への帰環
接続を有する他のＯｐ−アンプ１９２の負の入力端子１
９０に接続される）を有する。同じ接続が又電源の５Ｖ
調整出力になされる。

Ｏｐ−アンプ１９２の出力１９８は、リード２００でマ
イクロプロセッサチップ６６Ａに入力として接続され、
そして抵抗器２０２を経てＯｐ−アンプ１９２の正の入
力端子２０４に接続される。同一の正の端子は、図示さ
れているよプに接続された抵抗器２０６．２０８及び２
１０を含む分圧器回路を経て基準電圧に接続される。マ
イクロプロセッサチップ６６Ｂへの他の接続は、標準タ
イプのコントロール路へであり、詳しくは記載しない。

リード２００でチップ６６Ａへ戻って供給されるＯｐ−
アンプ１９２の出力が用いられて、このようなことを生
ずるのに必要な条件が感知及び／又は計算された情報に
より決められるとき充電操作の停止をコントロールする
。

Ｏｐ−アンプ１７０の回路は、任意の別手段としてＯｐ
−アンプ２１２に関する回路により置換できる。Ｏｐ−
アンプ２１２は、５Ｖ調整源並に５Ｖ調整源へ抵抗器２
１６を経て接続した負の入力端子２１４への接着を有す
る。同一の接続は、ツェナーダイオード２１８及び抵抗
器２２０を経てＯｐ−アンプ２１２の正の入力端子２２
２へ接続される。

好適な辺地したバイアス抵抗器２２４も又設けられる。

Ｏｐ−アンプ２１２の出力は、帰環抵抗器２２６を経て
Ｏｐ−アンプの正の入力へそして他の抵抗器２２８を経
てその出力２３０へ接続される。出力は又抵抗器２３２
を経てＯｐ−アンプの回路の負の入力端子へ戻って接続
される。Ｏｐ−アンプ２１２の回路は、Ｏｐ−アンプ１
７０の回路への別手段を提供し、そして電池インピーダ
ンス、電池電圧の変化及びライン電圧変動の充電速度を
独立してセットするために帰環コントロールを提供する
。マイクロプロセッサが充電反復使用を調節するために
各電池の測定した充電電流を用いて正確な平均の充電電
流をもたらすことも予想させる。

マイクロプロセッサ６６（６６、／Ｉ及び６６Ｂ）がプ
ログラムされて、フローチャートに関してさらに十分に
理解されるような独特のやり方でマイクロプロセッサを
コントロールするソフトウェアにより、必要な機能を行
うことは理解できよう。マイクロプロセッサは、要求さ
れる必要な入力データを受け、それらは充電されつつあ
る個々の電池の開路及び閉路電圧条件に関するデータを
含み、さらにとりわけ充電操作を何時停止するかを決め
る出力を生じなければならないことも理解すべきである
。マイクロプロセッサが受取る或る情報から、それは任
意の１個以上の電池が充電されうるか又はただ細流充電
されるべきか又は任意の電池が全く充電してはならない
かを決めることができる。得られた情報は、又用いられ
て電気的又は機械的なセンサー又はフィラー手段から、
特別な電池が高速充電を受けることができるが、そして
もしそうでないならば、その電池を細流充電するか又は
それを全く充電しないかを決めることができる。本発明
の装置が、たとえ異るタイプ及び充電状態例えば十分又
は部分的に充電した電池であっても、１個以上の電池を
充電でき、そして各電池について二、三の異るパラメー
タ例えばオン及びオフ充電（閉路及び開路）電圧を個々
に、連続的に又は間欠的にモニターして電池が連続して
高速充電されるが、細流充電されるが、十分に充電され
るか又は全く充電されないかを決めることは前述から明
らかであろう。これは外界温度、充電電流及び電池のそ
れぞれのオン及びオフの充電電圧により行われる。マイ
クロプロセッサは、又操作の順序をコントロールし、そ
れらは開始の順序、充電の順序並に檀々のパラメータが
記載されるように評価のために読みとられる時を含む。

第５Ａ図は、回路操作の電圧資格相中の本充電器の代表
的な逐時表を示す。操作のこの相の間中すべての充電ス
イッチはオフであり、電池はすべて充電されない。この
表は、基準条件を確立するように設けられた３２サイク
ルの最初の時限を示す。その後、時間間隔のそれぞれの
次の群は、充電されるべき４個の異る電池の１個に関す
る。例えば電ａ１に関して、２５サイクルの周期が零ボ
ルトにザンブルコンデンサを予備充電するために設けら
れる。３２ザイクルの次の周期が用いられてサンプリン
デンザを充電してそれを電池の電圧とし、そして最後の
サイクルが設けられて、その間電池の電圧が読みとられ
そして用いられて問題の電池が充電されうる力・どうか
について決定を行う。同様なやり方は、他の電池２．３
及び４のそれぞれについて用いられる。

費格相が完了した後充電電流較正相（第５Ｂ図）が生ず
る。この相は、各電池について完了するのに３６ザイク
ルを要する。第一の３１ザイクルが用いられて電池１の
電流感知抵抗器をサンプリングし、次に次のサイクルで
次に充電反復使用を計算するのに用いられる充電電流を
読みとる。

電池１に関する最後の４サイクルは、電源を回復させる
のに設げられる。同様な方法は、電池２．３及び４に関
して順序逆りに適用される。

第５Ｃ図では、各順序が１１５２！７−イクルを消費す
る充電相順序表を示す。各順序の２５６サイクルは、４
個の電池のそれぞれを充電するのに用いられるサイクル
の最大の数を表す。順序は、それぞれの電池について一
つの四つの等しい時限に分けられて、各電池は最大４Ｘ
２５６サイクルまでの充電時間を受ける。

第５Ｄ図は、第５Ｃ図に示された順序の四つの周期のそ
れぞれの間中ずることについてさらに詳細に説明する。

第５Ｄ図に示された全表は、第５Ｃ図に示された周期の
一つを表す。例えば第５Ｄ図に示された充電周期の全時
間は１１５２サイクルである。この周期は１６の下位周
期に分けられ、各下位周期は最大１６サイクルの間４個
の電池の１個を光ｖＬする。

第５Ｅ図は、第５Ｄ図に示された１６の下位周期の一つ
の間の充電下位周期の順序を示す。この表では、電池２
．３及び４でも又貸われるように電池１は１６ザイクル
を受け、各下位周期の８サイクルは、電源を下位周期の
間回復させるために用いられない。第５Ａ〜５Ｅ図に示
された表に慣れると、本発明の電池充電器のコントロー
ルの下に生ずる操作の順序及び下位順序を理解する助け
となる。順序はマイクロプロセッサによりコントロール
されそして種々の時限の長さは充電されるべき特別な電
池により必要に応じ変化できる。

第４Ａ、４Ｂ及び４Ｃ図は、ともに本発明の電池充電器
のフローチャートを構成する。パワーがスイッチ例えば
リセットスイッチ２５０を作動することによりオンにさ
れるとき、マイクロプロセッサの回路は、初期化ブロッ
ク２５２のコントロールの下に初期化されて電池充電操
作を行うのに必要な種々の最初の条件を確立する。初期
化するのに必要なものの内、充電操作のための零即ち開
始時間を確立することが含まれる。初期化は、又存在す
るかも知れないすべての「非充電」フラッグをクリアに
し、それはすべての「細流」充電フラッグをクリアにし
そしてそれ４Ｘ閉路電圧（ｃｃｙ）と開路電圧（ＯＣＶ
）との間の最低の差に関する最初又は開始の条件を確立
する。最低（ＣＣＶ−ＯＣＶ）又は（ＯＣＶ−ＣＣＶ）
の最初の設定は、充電操作中に生ずるこれらの電圧の間
の予想された最低の差より大きいだろ５゜換言すれば、
充電操作中閉路電圧と開路電圧との間の差の絶対値は、
その最初の設定から或る値その最初の設定より減少し、
そして検出されたそれぞれの新しい最低の差は前の貯え
られた最少値を置換し、そして同じ差のそれぞれの新し
い値と比較し、さらに現在の値と貯えられた最低値との
間の差が或る予定量に等しいか又は越えたとき、高速充
電操作は停止するだろう。これは（ＣＣＶ−ＯＣＶ）／
（ＣＣＶ−ＯＣＶ　）最低として表示できる。

−度初期化変数が上述のように確文されると、初期化信
号が「初期化入力／出力」と名付けられたブロック２５
４に送られ、それは（Ａ）と名付けられたゲート２５６
で出力を生ずる。これは、回路に読みこ筐れるように好
適なセンサー装置により感知される外界温度の条件をさ
せる。感知された外界温度の条件は、もしそれが余りに
高いか又は余りに低いならば回路の操作を差し替えてそ
して充電操作が生ずるのを妨げる。感知された外界温度
は、ブロック２５８に適用されて、次にその出力を外界
温度ブロック２６０へ供給し、そこでもし感知された温
度が高いか又は低いかで範囲外ならば、それは余りに高
いブロック２６２に関するコントロールフラッグ又は余
りに低いブロック２６４に関するコントロールフラッグ
を操作する。もしブロック２６２又は２６４の何れかが
作動するならば、「非充電フラッグ」が生成されそして
対応する信号が、システムに接続されているすべ℃の電
ａＫ関して充電操作が生ずるのを妨げるだろう。しかし
、外界温度が、電池の充電操作を生じさせるのに必要な
範囲内にあるとすれば、ブロック２６０の出力は「全７
ケールＡＤ（Ａ／Ｄ）アレー読み込み」と名付けられた
ブロック２６６へ適用される。このブロックは、信号を
して端子２６８を経て「電池１へ指針Ｎをセット」と名
付けたブロック２７０へ適用させる。ブロック２７０は
、ゲート２７２の２個の入力の一つへ接続されたその出
力を有し、そのゲートは「電池Ｎ　　ＯＣＶ読取り」と
名付けられたブロック２７４へ接続されたその出力を有
する。これは、エネルギーが電池１へ適用される前に開
路電池電圧を読み取らせてそれを光ｔＷさせる。

ブロック２７４の出力は、「ＯＣＶ」と名付けられたブ
ロック２７６へ入力として供給される。このブロックは
、「零ポル）　（＜０　）より低い」と名付けられた出
力、並に「１，５ポル）（＞１．５）より大きい」と名
付けられた他の第三の出力を有する。もし電池のＯＣＶ
が０ボルトより小さいならば又は負ならば、ブロック２
７８（それに接続されそして「電池をフラッグ非充電に
セット」と名付けられた）は、電池１が充電されること
を妨げるようにする。同様な方法で、もし電池のＯＣＶ
が１．５ボルトより高いならば、「電池をフラッグ非充
電にセット」と名付けた他のブロックが、異る理由で同
じ電池が充電されるのを妨げるように操作する。換言す
れば、充電されるべき電池について、その開路電圧（Ｏ
ＣＶ）は、その電池について或る予め設定された値例え
ば示されたフローチャートの０〜１．５ボルトの間にな
げればならない。もしＯＣＶがこれらの値の間にあるな
らば、「非充電」フラッグの何れもセットされず、ブロ
ック２７６は、［０，７ボルトより低い（＜０．７）開
路電圧」と名付けられた他のブロック２８２に適用され
る出力を生成する。もし開路電池電圧が０．７ボルトよ
り低いならば、ブロック２８２は、「電池に細流へのフ
ラッグをセット」と名付けたブロック２８４を活性化す
る出力を生成する。これは、対象の電池をして高速充電
されるよりむしろ細流充電させる。一方、もし開路を池
電圧が０．７ボルトと１５ボルトとの間にあるならば、
ブロック２８２は、ブロック２７８．２８０及び２８４
から他の入力を受取るゲ−４２８６へ入力として適用さ
れる出力を生成する。もしゲート２８６がブロック２７
８又は２８０から入力を受取るならば電池Ｎへの充電は
不可能であろう。もしゲート２８６がブロック２８４か
らの入力を受取るならば、ゲートは細流充電操作を生じ
させ、そしてもしゲート２８６がブロック２８２かも入
力を受取るならば、電池Ｎは初期化されて高速充電操作
を受ける。−度特別な条件が電池Ｎについて設定される
ならば、ゲート２８６の出力は、「Ｎを次の電池（Ａ’
−Ｎ＋１）に向ける」と名付けたブロック２８８へ入力
として通用されよう。行う方法は、どの電池が高速充電
されるべきかそしてどれが細流充電されるべきかそして
どれが全く充電されないかを設定する。実際の充電は、
フローチャートの他の部分のコントロール下にあり第５
Ａ〜５Ｅ図の順序チャートのコントロールの下にある。

同一のＯＣＶの読取り及び評価方法は、装置中の順序通
りの各電池について用いられて、それはどの電池が充電
されるべきかを決めることができる。それ故、各電池の
ＯＣＶが情報の重要なビットであり、それは各充電操作
が生ずる前に読取られることができ、それから装置は充
電が適用できるかそしてもしそうならば電池が高速充電
されるが、細流充電されろか又は全く充電されないかを
決めることができることは、理解できるだろう。

ブロック２８８は、「Ｍ′ＷＩ！Ｌａ終了」と名付けら
れたブロック２９０へ適用される出力を生じ、そのブロ
ックはどの電池が読取ったかのトラックを保つ手段をコ
ントロールする。もしＮがＭでないならば、即ちもし各
電池のＯＣＶが読み取られず特徴付けられないならば、
前述の方法は読取られていない電池について行われ、そ
して通切なコントロールフラッグがセットされる。一方
、もし各電池のＯＣＶが読取られるならば、即ちもしＭ
＝７ｖならば、ブロック２９０は、「電池ポインタＮを
電池１ヘセツト」と名付けたブロック２９２へ適用され
る出力を生ずる。ブロック２９２の出力は、ゲート２９
４へ適用され、それは又「Ｍ電池終了」と名付けた他の
ブロック（以下に記述されそしてどの電池が充電電流を
受けるかをコントロールしさらにその条件に基づかない
）からの入力を受取る。

ゲート２９４の出力は、「非充電又は細流充電のフラッ
グセット？」と名付けられたブロック２９６への入力と
して適用される。ブロック２９６は２個の出力を有し、
その一つは入力を１電池Ｎへの充電開始」と名付けたブ
ロック２９８へ適用し、それは関係のある電池をして次
の充電サイクルで充電を受けさせる。ブロック２９８は
、１Ｎ１Ｊｔ、池電流読取り」と名付けたブロック３０
０を適用して電池Ｎの電流の読取りを生じさせそして「
電池Ｎ　　ＣＣＶ読取り」と名付けたブロック３０２へ
信号を適用して同じＮ電池をしてその閉路電圧（ＣＣＶ
）を読取らせる出力を生ずる。

ブロック３０２の出力を用いて、ブロック３０４をして
既に読取ったＯＣＶからＣＣＶを引くことにより計算入
行い、従って電圧差（ＯＣＶ−ＣＣＶ）について絶対値
を得る。これは、説明されるように二、三の理由で重要
な計算である。

０ＣＶ−ＣＣＶ計算ブロック３０４の出力は、「電流」
と名付けたブロック３０６への入力として適用される。

ブロック３０６は、「Ｃｔ池スフラッグセットｊと名付
けられたブロック３０８へ接続した「４アンペアより大
きいＣ＞４Ａ）Ｊと名付げられた第一の出力を有する。

この接続は高速充電が生ずるようにされる。ブロック３
０６は、「１０アンペアより大きい（＞ｌ０Ａ）Ｊと名
付げられた第二の出力を有し、それは「非充電フラッグ
をセット」と名付けたブロック３１０に接続され、それ
は電流が本質的に短絡条件にある１０アンペアより大き
いときに、充電操作が生ずることを妨げる。ブロック３
０６は、又「電流く２Ａ」と名付けたブロック３１２へ
接続した第三の出力を有する。もし電流がブロック３０
６で測定されたとき２アンペアより低いならば、それは
電池がほとんど十分に充電されていることを意味し、ブ
ロック３１２（「細流充電をセット」と名付けたブロッ
ク３１４への接続を有する）は、次の充電サイクル中そ
の電池について高速充電よりむしろ細流充電操作を生じ
させる。

ブロック３１２は、ゲート３１６へ接続した他の出力を
有し、そのゲートは又充電操作を阻止するようにブロッ
ク３１０からの阻止入力を受ける。もし細流充電又は非
充電条件の何れかが存在しないならば、ゲート３１６は
出力を「必要な充電反復使用を計算」と名付けたブロッ
ク３１８へ適用し、そのブロックは充電が電池へ適用さ
れる時間の長さを設定するように操作する。充電時間は
、電池のタイプ毎に変化し、そしてマイクロプロセッサ
にプログラムされる予め設定された時間である。

ブロック３１８の出力は、ｒ（ＯＣＦ’−ＣＣＶ　）〈
最低」と名付けたブロック３２０へ接続される。この比
較の計算は、各電池に関する各充電サイクル中ＯＣＶと
ＣＣＶとの間の差の値を決めるためになされ、既に貯え
られた最低の差は、新しい最低又はより小さい値が計算
されるそれぞれのときに新しい最低値により置換され更
新される。これは、この差に関する最低値が充電操作を
何時停止するかを決めるためにこの差のそれぞれの新し
く計算された値と比較するか又は分けられる値なので、
非常に重要である。これは、新しく計算された値対貯え
られた値の比が予定量を越えるとき生ずる。それがなさ
れたとき、それはその電池が十分に充電されたことを信
号として発する。これらの計算及びこの手順は、充電さ
れている各電池について個々に生じて、充電の停止は、
ＯＣＶとＣＣＶとの間の差が代表的には或る蓋又は比例
えば１．０９又は１．０４又は或る他のプレセット値に
より電池についてこの差の最低の貯蔵値に等しいか又は
越えるときに応じて、各電池について異る。

ブロック３２０は、「最低一（ＯＣＶ−ＣＣＶ月と名付
けたブロック３２２に接続した第一の出力を有し、その
ブロックは、既に貯えられた差の最低値より小さいＯＣ
ＶとＣＣＶとの間の差をたんに受入れる。もし計算され
た差が最低の貯えた差より小さいならば、更新は生ぜず
そしてブロック３２０の第二の出力はゲート３２４に適
用され、さもなければゲート３２４はブロック３２２の
コントロールの下で入る新しい最低の差を受入れる。

ゲート３２４は、ｒＣｔａフラッグセット」と名付けた
ブロック３２６へ接続したその出力を有し、そのブロッ
クはイエス及びノーの出力を有する。ノーの出力が「Ｒ
〉１．０９４と名付けたブロック３２８へ接続され、そ
してイエス出力は「Ｒ〉１．０４」と名付けたブロック
３３０へ接続される。もしブロック３２８又は３３０の
何れかが、０ＣＶ−ＣＣＶの新しく計算された値の間の
差が１．０９又は１．０４の比により最低の貯えられる
値より大きいことを意味するレスポンスを受入れるなら
ば、対象の電池が十分に充電されそしてその電池の充電
サイクルが完了しそして充電が停止しなければならない
ことを意味する。同時に、このレスポンスは、又「細流
フラッグをセット」と名付けたブロック３３２に適用さ
れる信号により細流充電を開始する。この場合、細流充
電は保守充電である。

ブロック３２８．３３０及び３３２は、図示されたよう
に接続されたそれぞれのゲート３３４．３３６及び３３
８への接続を有し、そしてゲート３３４から「電池ポイ
ンタ（７ｖ−＃＋１）を進める」と名付けたブロック３
４００Å力への共通の出力を有する。この効果は、順序
通りに充電されるべき次の電池の充電サイクルへ進み、
前述の段階が繰返されることである。これは、充電器へ
接続した各電池について再び生じて、各電池の充電が個
別化される。

ブロック３４０の出力は「Ｍ電池終了」と名付けたブロ
ック３４２に適用され、それは前述のブロック２９４へ
の入力として元に接続される第一の出力を有し、どの電
池が十分に充電されたかそし℃どれがされていないかを
示す。

ブロック３４２は、又「周期カウンタＰ−１」と名付け
たブロック３４４０入力に接続したイエス出力を有し、
そのブロックは充電周期により順序を開始し、周期１は
順序中の第一の電池を充電する周期であり、以下同様で
ある。

ブロック３４４の出力は、ゲート３４６へ適用され、そ
のブロックは又前述のゲート３３４かもの他の入力を受
入れる。これらの入力は、電池が次の充電サイクルを行
うかどうかをコントロールするが、又はそれが十分に充
電されていることを決めるかどうかに依存しない。順序
はこれらの信号のために変えず十分に充電された電池が
その指定された充電期間中再び高速充電されないように
注意する。ゲート３４６の出力側は、「電池ポインタＮ
’−１コと名付けたブロック３４８の入力へ接続され、
それは順序通りの第一の電池であるか又はない操作の次
のサイクルのための充電サイクルを開始する。ブロック
３４８の出力側は、後述される周期カウンタからの他の
信号を受取る他のゲート３５０へ接続される。

ゲー）３５０は、「電池に非充電フラッグを設定？」と
名付けたブロック３５２に接続され、そのブロックは「
電池充電カウンタ＝０」と名付けたブロック３５４へ接
続されたイエス出力（非充電が適用されるべきとき）を
有する。

ブロック３５２は、「電池に細流充電フラッグを設定」
と名付けたブロック３５６に接続されたそのノー出力（
充電が適用されるべきとき〕を有し、そのブロックは、
「電池充電カウンター細流カウント」と名付けられたブ
ロック３５８に接続されたそのイエス出力を有する。も
しブロック３５４又は３５８の何れもそれらのイエス条
件にないならば、ブロック３５６０ノー出力の信号は、
「電池充電器カウンター電池反復使用」と名付けたブロ
ック３６００Å力に適用されて、信号をしてゲー）　３
６２に適用させ次に「電池ポインタＮ；Ｎ−Ｎ＋１に進
む」と名付けたブロック３６４へ適用させて次の充電操
作を始める。もしブロック３５２又は３５６の何れかが
それらのイエス条件にあってブロック３５４又は３５８
がそれから出力を受取るならば、それらは次にそれらの
それぞれの出力をゲート３５６へ適用し、そのゲートは
次に操作してゲート３６２がブロック３６０の出力をブ
ロック３６４へ通すことを妨げる。

ブロック３６４は、「Ｎ２Ｍ」と名付けたブロック３６
８へ接続したその出力を有し、そのブロックは前述のゲ
ート３５０へ接続するそのノー出力を有し、そして「下
位周期カウンター１」と名付けたブロック３７０へ接続
するそのイエス出力を有する。このブロックは、後記さ
れる下位周期カウンタから他の入力を受取るゲート３７
２の入力へ接続するその出力を有する。ゲート３７２の
出力は、電池１は既に十分に充電されていない限り充電
されるように設定する、「電池ポインター１」と名付け
たブロック３７４へ接続する。ブロック３７４の出力は
、ゲート３７６への２個の入力の一つとして適用され、
その他の入力は、又後記される「７ｖ〉Ｎ」と名付けた
ブロックへ接続する。ゲート＝６２ ３７６は、「ラインサイクルカウンター１」と名付けた
ブロック３７８へ接続し、それは充電サイクルの開始を
設定しそして他のゲート３８０へ２個の入力の一つとし
て接続するその出力を有する。他のゲート入力は、下流
であり後記される「ラインサイクルカウンタ≧１６」と
名付けたブロックへ接続する。

順序の次には「電池充電カウンタ＝０」と名付けたブロ
ック３８２である。このブロックは、「電池への充電を
タンオフ」と名付けたブロック３８４へ接続するイエス
出力を有し、それはもしブロック３８２が充電が実際に
生じていないことを示すならば、高速充電操作をターン
オフするように操作する。ブロック３８２のノー出力は
、「電池充電カウンター電池充電カウンター１」と名付
けたブロック３８６の入力へ接続される。ブロック３８
６は、充電されるべき次の電池へ充電操作を進めるよう
に操作する。

ブロック３８６の出力ヲ１、「電池へ充電をターンオン
」と名付けたブロック３８８の入力に適用する。ブロッ
ク３８８か入力を受取ったとき、それは充電をして順序
通りに次の電池に適用する。もしブロック３８２がノー
からイエス条件へ動いてブロック３８４を作動するとき
充電が生ずるならば、ブロック３８４の出力は、ゲート
３９０へ阻止入力を適用してブロック３８８の出力がゲ
ート３９０を経てブロック３９２０入力へ適用するのを
妨げることにより働き、そうすることにおいて処理過程
の充電操作を中断する。

ゲート３９０は、「ラインサイクルカウンターラインサ
イクルカウンタ＋１」と名付けたブロック３９２へ接続
する。このブロックは、充電されるべき順序にある次の
十分に充電されていない電池へのような充電操作を進む
手段をコントロールする。ブロック３９２の出力は、「
ラインサイクルカウンタ〉１６」と名付けたブロック３
９４に接続し、それは持続時間中の１６サイクルである
と説明のために示される予定した充電周期を休むように
操作する。ブロック３９４は、ゲート３８０へ第二の入
力として接続するノー出力を有して、充電される電池に
処理過程の充電操作を停止し、そして「電池への充電を
ターンオフ」と名付けたブロック３９６へ接続するイエ
ス出力を有する。これが生じたとき、ブロック３９６は
、「電池ポインタＮ（Ｎ−Ｗ＋１）へ進む」と名付けた
ブロック３９８に衝撃を与えて回路を順序通りの次の電
池を充電する条件へ進める。この条件は、ブロック３９
８の出力がノー及びイエス出力を有する「Ｎ″２Ｎ」と
名付けたブロック４００へ入力を適用するまで続（。ノ
ー出力は、前述のゲート３７６の第二の入力として元に
接続され、そしてイエス出力は、順序通りの次の電池へ
適用される充電サイクルの次の順序のための準備で「下
位周期カウンター下位周期カウンタ＋１」と名付けたブ
ロック４０２への入力として接続される。出力ブロック
４０２は、ノー及びイエス出力でもある「下位周期カウ
ンタ≧１６」と名付けたブロック４０４へ接続される。

ノー出力は、ゲート３７２への第二の入力として元に接
続されて、充電サイクルを繰返し、イエス出力は「周期
カウンター周期カウンタ＋１」と名付けたブロック４０
６へ接続される。ブロック４０６の出力は、同様にイエ
ス及びノー出力を有する「周期カウンタ〉４」と名付け
たブロック４０８へ接続され、イエス出力は、「全時間
−全時間＋１」と名付けたブロック４１０へ接続され、
それは次の充電順序へ充電順序を進ませるように設けら
れる。ブロック４１００ノー出力は、どの電池が充電さ
れるかをコントロールする電池ポインタのためのコント
ロールに位置するゲート３４６の第二の入力として元に
接続される。このコントロ６６一 −ルは、例えば充電できない電池又は十分に充電された
電池の充電を飛び越すために用いられる。ブロック４１
０は、「全時間≧６０」と名付けたブロック４１２へ接
続されたその出力を有し、それはシステムへ接続された
全電池を充電できる任意の可能な全時間である。充電時
間が６０分に達するか又は越えたとき、システムはその
最初の条件に戻りそして充電はさらに生じない。充電順
序の全時間は、必要に応じて変化できるが、Ｎｉ−Ｃｄ
タイプの電池を含む多くの電池にとり、本発明にとって
最も適当なのは、６０分間の全高速充電時間が合理的で
あり満足な時間である。

ブロック４１２のイエス出力は、ゲート４１６の第一の
入力として接続されたその出力を有する「電池ポインタ
Ｎ−１」と名付けたブロック４１４への入力として適用
される。フロック４１２のノー出力は、ゲート２５６へ
接続されるその出力を有する他のゲート４１８の一つの
入力として接続され、ゲート２５６は、操作条件を初期
化するフロー充電のこれらの部分に直ちに従いそして充
電操作の初めに生ずるゲートである。これは、同様なり
イブの組の電池にとり他の充電操作を生成するのに必要
な条件を設定する。

ゲート４１６の出力は、「電池に非充電フラッグを設定
？」と名付けたブロック４２０へ接続し、それは各充電
操作後生ずる充電停止条件である。ゲート４２０は、充
電操作が完全に他のゲート４２２へ接続したことを示す
イエス出力差に「電池に細流フラッグを設定」と名付け
たブロック４２４への入力として接続したノー出力を有
する。ブロック４２４は、次にｌ’−Ａ’＝−’Ｖ＋Ｉ
Ｊと名付けたブロック４２６をコントロールするゲート
４２２の他の入力へ接続する出力を有する。ブロック４
２６の出力は、Ｍが十分に充電された電池の数を表す「
５２Ｍ」と名付けたブロック４２８へ接続する。ブロッ
ク４２８は、前述のゲート４１８への第二の入力として
接続したイエス出力、並に又前述されたゲート４１６へ
の第二の入力として接続するそのノー出力を有する。全
電池が充電されるまで、ゲート４２８はブロック４２０
がゲート４１６を経てブロック４１４かもの信号を受取
ることを妨げる。

前述したフローチャートは、本発明の電池充電器のプロ
グラミングを理解する好都合な手段を提供する。しかし
、種々のパラメータの特別な値は、充電されるべき電池
の大きさ及びタイプ、電池の電圧及び充電電流、充電に
好適な外界温度の範囲、各充電期間の長さ、全充電時間
及び充電操作中に充電されるべき電池の数に応じて広く
変化する。

一般に、複数の電池例えば４個が充電されるときそれら
は装置に設置されそして各電池は予定した時間を置いた
充電を受ける。代表的には、各電池は、１６サイクル周
期のような間を置いた周期中細々に充電され、その時に
その電池の充電は停止しそして次の電池は或る後の時間
で同様な周期について同様な充電を受ける。各電池は、
次々とそして順序通りに、６０分の十分に予め設定した
充電周期の下位周期中又は電池が十分に充電されたこと
が決められるまで、周期的な充電を受取る。説明された
ように、本発明の装置は、各電池が充電されるそれぞれ
のときにその開路電圧及び閉路電圧を感知する手段を含
む。これらの電圧は、それぞれの充電サイクルについて
、互に引算されて電圧の差を生じ、そしてこれらの電圧
の差は各サイクル中マイクロプロセッサに貯えられたこ
の同一の差の最低値と比較され、そして最後の計算され
た差対差の貯えられた最低値の比が或る予定された値を
越えるとき、その電池の充電は、その次の充電下位周期
中の充電保守の目的のための恐らく細流充電を除いて、
停止する。これは、充電されている各電池について個々
に行われる。これは、４個の電池を充電する７〇− とき、各電池が十分に充電されるにつれて、それが次に
細流充電される（又は全く充電されない）一方、他の３
個の電池に関する充電の順序は、全電池が十分に充電さ
れるか又は６０分が経過するまで、十分に充電された電
池に割り当てられた時間間隔を避けるがただし飛び越す
ことな（続けて繰返されることを意味する。代表的な６
０分間の充電時間では、１個以上の電池が充電期間の終
了前に十分に充電されるが、充電期間の全ての長さは変
化しない。これは、充電期間の終了までに、すべての接
続された電池がなお高速充電されていないことを意味す
る。

開路及び閉路電池電圧の読みが繰返してなされるばかり
でな（、外界温度及び電池電流の絖みが繰返され、そし
てもしそれらが範囲外にあるならば早期に充電操作を停
止するように機能することに注目するのが重要である。

本発明の充電器は、又充電中の１個以上の電池について
充電操作を停止する他のバンクアップ手段を含む。前述
の同一の基本的なハードウェア及びプログラミングを利
用して同一のシステムへプログラムしそして用いられる
このようなバックアップ停止手段の一つは、又各電池の
各充電サイクル中にとられた或る電圧の読みを利用する
。例えば、各充電サイクルが完了した後各電池の開路（
非充電）電圧は、読み取られそして前のサイクル中に読
み取られそして貯蔵される同一の電圧と比較される。こ
の比較の結果は、内部のソフトウェアカウンタのｗｔ数
又はリセットをコントロールする。通常、ＯＣＶのそれ
ぞれの新しい値が充電操作が進むにつれ先に取み取られ
そして貯えられたＯＣＶのそれに等しいか又はそれより
大きいことが予想される。この場合、ソフトウェアカウ
ンタは零にリセットされる。しかし、もしＯＣＶ電圧の
現在の値がＯＣＶの最後に読み取った値より低いならば
、カウンタは付は加えられる（それに付加するもの）。

この過程は次に次の充電サイクルに繰返される。もしカ
ウンタの値が２又は３に達したならば充電法は通常のよ
うに進行せずそして充電に停止する。このバックアップ
停止の特徴は、生ずることがないように予想され、前述
の停止手段以外の停止を生じさせそして充電停止を生じ
させるのに極めて十分な条件を明らかに示すように設け
られる。このバックアップは、別の電圧貯蔵及び比較手
段を含むように変更されて前述の同じ回路及びフローチ
ャートに含まれる。

従って、それについて求められていたすべての目的及び
利点を満足する新規なエレクトロエックスの電池充電装
置を示ししかも記述した。しかし、本発明の装置の多（
の変化、変更、交換及び他の用途及び応用が可能なこと
は当業者にとり明らかであろう。本発明の趣旨及び範囲
から離れることのないすべてのこのよ５な変化、変更、
交換及び他の用途及び応用は、蹟求の範囲によってのみ
制限される本発明により包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明により構成された電池充電器のブロッ
クダイヤグラムである。 第２図は、本発明の電池充電器の概略的回路図である。 第３図は、電池充電操作中具る時間でとられた開路及び
閉路の電池電圧及びその間の差の理想的なグラフである
。 第４Ａ、４Ｂ及び４０図は、ともに本発明の電池充電器
のフローチャートを構成スル。 第５Ａ、５Ｂ、５Ｃ，５Ｄ及び５Ｂ図は、種々の機能及
び操作が生ずるときを説明する時間又は順序の表である
。 １０・・・充電器回路のブロックダイヤグラム　　１２
・・・電源１４・・・入力変圧器　　　　　　１６・・
・整流器１８・・・フィルタ　　　　　　　２０・・・
電圧調整器２２・・リード ２６・・・回路 ３０・・・抵抗器 ３４−・入力 ３８・・・入力 ４２・・９１　池ニア　：／　）　ｏ−ル回路４４・・
・電池コントロール回路 ４６・・・電池コントロール回路 ４８・・・′６池コントロール回路 ５０・・・抵抗器 ５４・・・抵抗器 ５８・・・接続 ６２・・・接続 ６６・・・マイクロプロセッサ ６９・・Ａ／Ｄ変換器回路 ２４・・・リード ２８・・・マルチプレクサ ３２・・・入力 ３６・・入力 ４０・・・リード ５２・・・抵抗器 ５６・・・抵抗器 ６０・・接続 ６４・・・接続 ６８・・・リード ７０・・・接続 ８・・・接続 ６・・・接続 ０・・・ＬＥＤ ４・・・ＬＥＤ ６Ｂ・・・ＩＣチップ ２・・・リード ６・・・抵抗器 ００・・・抵抗器 ０４　・ベース要素 ０８・・・接続 １２・・・接続 １４・・・端子 ２０・・・端子 ２４・・・接続 ２８・・・ダイオード ７４・・・接続 ７８・・・ＬＥＤ ８２・・・ＬＥＤ ６６４・・ＩＣチップ ９０・・・リード ９４・・・リード ９８・・・抵抗器 ・−Ｄａｒｌｉｎｇｔｏｎ　）ランジスタ１０６・・・
抵抗器 １１０・・・接続 １１４・・・接続 １１８・・・端子 １２２・・・端子 １２６・・・入力 １３０・・・ダイオード １３２・・・端子 １３６　・端子 １４０・・端子 １、６０　　・端子 １６４・・・抵抗器 １６８・・端子 １７】　・出力 １７４・・・ベース要素 １７８・・リード １８２・・・抵抗器 １８６・・・電極 １９０・・・端子 １９４　・コンデンサ １９８・・・出力 ２０２・・・抵抗器 １３４・・・端子 １３８・・・端子 １４２・・・端子 １６２・・・ツェナダイ第 １６６・・・抵抗器 １７０・・・Ｏｐ−アンプ １７２・・・抵抗器 １７６・・・トランジスタ １８０・・・端子 １８４・・・コンデンサ １８８・・・出力 １９２・・・Ｏｐ−アンプ １９６・・・コンデンサ ２００・・・リード ２０４・・・端子 ド ２０６・・・抵抗器 ２１０・・抵抗器 ２１４・・・端子 ２１８・・・ツェナーダイオード ２２２・・・端子 ２２６・・・抵抗器 ２３０・・・出力

Claims (53)

【特許請求の範囲】
1. （１）充電されるべき１個以上の電池の端子手段を接続
   する端子手段を有し、しかも電気エネルギの源を含む回
   路；それぞれエネルギー源と充電されるべきそれぞれの
   電池との間をそれぞれ接続したコントロール可能なスイ
   ッチ手段；エネルギー源と充電されるべきそれぞれの電
   池との間の連絡をコントロールするためのコントロール
   可能なスイッチ手段のそれぞれへのコントロール接続を
   有するマイクロプロセッサであつて連続的にスイッチ手
   段をコントロールして充電電流を繰返す期間で一度に電
   池を供給する手段を含み；マイクロプロセッサに接続し
   て操作する、各充電期間前及び中に各電池の端子間の電
   圧に反応する手段；該マイクロプロセッサは充電前及び
   充電中に各電池の電池端子電圧間の差を計算するように
   プログラムされ；各充電期間中該電圧差の最低値を各電
   池に貯える手段；そして計算された電池端子電圧の差が
   予定された量で電池端子電圧差の最低貯蔵値を越えると
   き電池に対する充電操作を停止する手段よりなる１個以
   上の電池を充電する装置
2. （２）次の充電の間隔の間に各電池の端子電圧の値を比
   較する手段、そして電池の端子電圧が次の充電期間の予
   定数の間低下するとき電池について充電操作を停止する
   手段を含む請求項１記載の装置。
3. （３）マイクロプロセッサが、充電及び非充電の期間の
   反復する連続において充電されるべき電池のそれぞれに
   エネルギー源からの電池充電エネルギーを個々に適用す
   るスイッチ手段をコントロールするタイマー手段を含む
   請求項１記載の装置。
4. （４）その一つが他よりも実質的に大きい電流を充電す
   る第一及び第二の源を含み、マイクロプロセッサが、各
   電池の少くとも一つのパラメータに応じて充電されるべ
   きそれぞれの電池に適用するために電流を充電する第一
   及び第二の源の間を選択するための手段を含む請求項１
   記載の装置。
5. （５）電気エネルギーの源が高速充電速度、高速細流充
   電速度及び低速維持細流充電速度を生ずる手段を含み、
   マイクロプロセッサがそれぞれの電池に充電電流を適用
   するためにこれらの速度間を選択する手段を含む請求項
   １記載の装置。
6. （６）マイクロプロセッサが、もし充電操作中電池の端
   子電圧が或る予定電圧を越えるならば、電池への充電電
   圧の適用を停止するために電池端子電圧を感知する手段
   を含む請求項１記載の装置。
7. （７）マイクロプロセッサが、もし前記の選択された電
   池の端子電圧が予定電圧に等しいか又はそれより低いな
   らば、選択された電池への充電電流の適用を妨げる手段
   を含む請求項１記載の装置。
8. （８）マイクロプロセッサが、もし該電池の電圧が予定
   電圧を越えるならば、電池への充電電流の適用を妨げる
   手段を含む請求項１記載の装置。
9. （９）マイクロプロセッサが、電池端子電圧の大きさに
   応じて充電されるべきそれぞれの電池について第一及び
   第二の電池充電電流の間を選択する手段を含む請求項４
   記載の装置。
10. （１０）マイクロプロセッサが、前記の選択された電池
    の電池端子電圧が予定電圧の範囲内にあるとき選択され
    た電池へ適用される充電電流を低下させる手段を含む請
    求項１記載の装置。
11. （１１）充電される各電池に組合わさつてその状態を指
    示するインデイケータ手段を含み、該インデイケータ手
    段のそれぞれがマイクロプロセッサに接続しそれにより
    電圧を与えて組合つた電池の充電状態を指示する請求項
    １記載の装置。
12. （１２）インデイケータ手段が充電されるべき各電池と
    組合わさつた光生成装置を含む請求項１１記載の装置。
13. （１３）マイクロプロセッサが、組合わさつた電池が高
    速充電されているか、細流充電されているか、十分に充
    電されているか又は充電されていないことを示すための
    各インデイケータ手段に電圧を与える手段を含む請求項
    １１記載の装置。
14. （１４）各電池に組合わさつたスイッチ手段が、Ｄａｒ
    ｌｉｎｇｔｏｎ回路を含む請求項１記載の装置。
15. （１５）各電池に組合わさつたスイッチ手段が、けい素
    コントロール整流器を含む請求項１記載の装置。
16. （１６）各電池に組合わさつたスイッチ手段が、酸化膜
    半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を含む請
    求項１記載の装置。
17. （１７）各電池に組合わさつたスイッチ手段が、ゲート
    ターン・オフＳＣＲ（ＧＴＯ）を含む請求項１記載の装
    置。
18. （１８）各電池に組合わさつたスイッチ手段が、継電器
    を含む請求項１記載の装置。
19. （１９）各電池に組合わさつたスイッチ手段が、二極パ
    ワートランジスタを含む請求項１記載の装置
20. （２０）充電されるべき電池の端子へ接続する端子手段
    を有し、さらに充電エネルギーの源並に充電されるべき
    各電池へ該エネルギー源を接続する分離したスイッチ手
    段を含む回路； エネルギー源とそれぞれの電池との間の電気的連絡をコ
    ントロールするための該スイッチ手段に接続したマイク
    ロプロセッサ手段を含む手段； それぞれのスイッチ手段が閉じそして組合わさつた電池
    が充電しつつあるとき、スイッチ手段が開いたときの非
    充電間隔により隔てられた、電池に明確な充電間隔の順
    序を生ずる、マイクロプロセッサ中の手段； その充電間隔のそれぞれの前及びその間に各電池の電池
    端子電圧を読みとる手段； 充電されるべき各電池のそれぞれの次の充電期間前及び
    その間に電池端子電圧の間の差を計算する手段；各充電
    間隔前及びその間に端子電圧間の差の最低値を表す値を
    貯え、さらに各電池の充電操作中各電池について電圧差
    の貯えられた最低値とそのそれぞれの計算された値とを
    比較し貯えられた最低値より低いそれぞれの次の計算さ
    れた値により貯えた最低値を置換する手段を含む手段；
    そして 計算された電圧差と差の貯えられた最低値の比が或る予
    定された量を越えるとき電池について電池の充電操作を
    停止する手段 よりなる電池充電器。
21. （２１）回路端子手段が、充電されるべき複数の電池を
    接続する手段；充電されるべき各電池と組合わさつたス
    イッチ手段；充電及び非充電の間隔の時間で順序づけら
    れた段階を確立して前記の複数の各電池の充電間隔が明
    確に異る時間で生じて唯一の電池が一時に充電される手
    段を含むマイクロプロセッサ手段を含む請求項２０記載
    の電池充電器。
22. （２２）充電されるべき各電池の外界温度を感知する手
    段、及びもし外界温度が予定温度に等しいか又はそれ以
    下ならば充電操作を停止する手段を含む請求項２０記載
    の電池充電器。
23. （２３）充電されるべき各電池の外界温度を感知する手
    段、及びもし外界温度が予定温度に等しいか又はそれ以
    上ならば充電操作を停止する手段を含む請求項２０記載
    の電池充電器。
24. （２４）もし電池端子電圧が予定電圧に等しいか又は越
    えたならば電池について電池充電操作を停止する手段を
    含む請求項２０記載の電池充電器。
25. （２５）もし電池端子電圧が予定電圧に等しいか又はそ
    れ以下ならば電池について電池充電操作を停止する手段
    を含む請求項２０記載の電池充電器。
26. （２６）電池充電間隔中各電池について電池充電電流を
    感知する手段、及びもし電池充電電流が予定した充電電
    流に等しいか又はそれを越えるならば充電操作を停止す
    る手段を含む請求項２０記載の電池充電器。
27. （２７）電池の細流電流充電速度を設定する手段、電池
    充電間隔中電池充電電流を感知する手段そしてもし電池
    充電電流が予定された充電電流に等しいか又はそれ以下
    ならば細流電流充電速度を電池に適用する手段を含む請
    求項２０記載の電池充電器。
28. （２８）電池がニッケルカドミウム電池である請求項２
    ０記載の電池充電器。
29. （２９）マイクロプロセッサが、それに接続された電池
    のすべてが十分に充電されることが予想される間、予定
    された期間の充電時間を確立する手段を含む請求項２０
    記載の電池充電器。
30. （３０）少くとも２種の異る第二の電池充電速度を設定
    する手段を含み、該速度の一つは該充電速度の他よりも
    実質的に大きく、そしてさらに充電されるべき電池の予
    定されたパラメータに応じて充電速度間を選択する手段
    を含む請求項２０記載の電池充電器。
31. （３１）予定された時間の間複数の電池を充電する手段
    を有する電池充電装置において、充電されるべき電池の
    端子へ接続する複数の接続手段を有する回路； 充電エネルギーの源； 組合わさつた電池を通過するためにエネルギー源からの
    充電電流を流す開いた非充電条件と閉じた充電条件との
    間に操作可能でありしかもエネルギー源と各電池との間
    を接続する分離したスイッチ手段； スイッチ手段の条件をコントロールする手段、予定され
    た充電期間を設定する手段、充電する過程を確立してそ
    れにより前記の複数の電池のそれぞれがそれが非充電間
    隔の次に充電されるとき順序に従つて明確な間隔の空い
    た下位期間を有する手段を含むマイクロプロセッサ手段
    ；マイクロプロセッサに接続して電池端子電圧、電池電
    流及び電池外界温度を感知する各電池に組合わさつた分
    離した手段；そして 下記の状態即ち もしその充電が停止されるべき電池の電池電圧が第一の
    予定された電圧に等しいか又はそれを越えるか又は第二
    の予定された電圧に等しいか又はそれより低いとき、電
    池充電電流が予定された電流に等しいか又はそれを越え
    るとき、 又は電池の外界温度が第一の予定された温度に等しいか
    又は越えるか又は第二の予定された温度に等しいか又は
    それより低いとき の任意の一つ以上が生ずるならば複数の電池の任意の１
    個以上に関して電池充電操作を停止する、マイクロプロ
    セッサ中の手段 よりなる電池充電器。
32. （３２）マイクロプロセッサが、第一及び第二の電池充
    電速度を確立する手段を含み、第一の充電速度が第二の
    充電速度を実質的に越える請求項３１記載の電池充電器
    。
33. （３３）マイクロプロセッサが、各充電下位期間前及び
    中に電池端子電圧間の差を計算する手段、前に貯えられ
    た差より小さい次に差により各電池について貯えられた
    差を置換する手段を含む各電池について計算された電圧
    差を貯える手段、そして計算された電圧差の値対貯えら
    れた最低の差の比が或る予定された量を越えるとき電池
    に関して充電操作を停止する手段を含む請求項３１記載
    の電池充電器。
34. （３４）各電池の次の充電下位期間中電池端子電圧を比
    較する手段、そして次の充電下位期間の予定数の間電池
    電圧が低下するとき電池に関して充電操作を停止する手
    段を含む請求項３１記載の電池充電器。
35. （３５）充電されるべき各電池に組合わさつたディスプ
    レイ装置を含み、該マイクロプロセッサが組合わさつた
    電池の充電状態を指示するため該ディスプレイ装置のそ
    れぞれに電圧を与える手段を含む請求項３１記載の電池
    充電器。
36. （３６）充電される電池に充電電流を流す部分を含む電
    源を有する回路であつて、該電源の部分が電池への高速
    充電電流の補給又は細流充電電流の補給の間を選択する
    手段を含み；電源部分と電池との間を接続するコントロ
    ール可能なスイッチ手段；充電及び非充電条件を確立す
    るためのスイッチ手段を開閉するスイッチ手段に接続し
    て操作するコントロール回路手段；一連の時間をおいた
    充電及び非充電条件を確立するプログラム手段；高速充
    電電流を適用するとき電池を充電する予定された全体の
    時間を設定する手段；それぞれの高速充電条件前及び中
    に各電池について電池端子電圧を読む手段；それぞれの
    充電条件についてこれらの電池端子電圧間の差の絶対値
    を計算する手段；前に貯えられた最低値より小さいそれ
    ぞれの新しく読みとられしかも計算された値により前の
    貯えられた値を置換する手段を含む計算された差の最低
    の値をそれぞれの全体の時間中貯える手段；電圧差のそ
    れぞれの新しく計算された値とその最低の貯えられた値
    との比を計算し、さらに比が或る予定された値より大き
    いとき高速充電条件を停止する手段を含む手段 よりなる電池を高速充電する装置。
37. （３７）高速充電条件が停止するとき早い充電条件の生
    成から遅い細流充電の条件の生成へ変化する手段を含む
    請求項３６記載の装置。
38. （３８）設定された全体の時間が約６０分である請求項
    ３６記載の装置。
39. （３９）電池がニッケルカドミウム電池である請求項３
    ６記載の装置。
40. （４０）高速充電可能な電池が、認識可能な標識、該標
    識を読む手段及び該標識の読みに基づいて高速充電、細
    流充電又は非充電の間を選択する手段を有する請求項３
    ６記載の装置。
41. （４１）高速充電可能な電池が、認識可能な大きさの特
    徴、該特徴を感知する手段並にこの特徴の感知に基づい
    て高速充電及び非充電の間を選択する手段を有する請求
    項３６記載の装置。
42. （４２）連続する充電条件中電池の端子電圧を比較する
    手段を含むバックアップ高速充電条件停止手段、並に電
    池の電池端子電圧が予定数の連続する充電期間中減少す
    るとき高速充電条件を停止する手段を含む請求項３６記
    載の装置。
43. （４３）もし電池端子電圧が非充電条件中充電される電
    池のタイプについて或る予定電圧を越えるならば充電操
    作を妨げる手段を含む請求項３６記載の装置。
44. （４４）全体の期間が切れたとき充電操作を停止する手
    段を含む請求項３６記載の装置。
45. （４５）外界の電池温度を読む手段を含み、該手段がも
    し外界温度が或る予定温度を越えるならば充電条件を停
    止する手段を含む請求項３６記載の装置。
46. （４６）異るタイプ及び充電条件の複数の電池を高速充
    電する手段を含み、該回路手段が前記の複数の電池のそ
    れぞれについて指定した充電条件について明確な期間を
    設定する手段を含む請求項３６記載の装置。
47. （４７）明確な期間を設定する手段が各電池について充
    電期間及び非充電期間を設定する手段を含む請求項４６
    記載の装置。
48. （４８）予定された期間にわたつて電池を充電する手段
    を有する電池充電装置において、 充電されるべき電池の端子に接続する接続手段；充電エ
    ネルギーの源；エネルギー源と電池との間を接続ししか
    も開いた非充電条件とエネルギー源からの充電電流を組
    合わさつた電池を通す閉じた充電条件との間に操作可能
    なスイッチ手段を有する回路、 スイッチ手段の条件をコントロールする手段、予定した
    充電期間を設定する手段、電池が充電され次に非充電間
    隔をともなうとき明確な間のあいた期間の充電の順序を
    設定する手段を含むマイクロプロセッサ手段、 非充電間隔中電池端子電圧を感知する電池に組合わさつ
    た分離した手段 及び 電池電圧が予定数の連続する非充電間隔中に低下すると
    き電池充電操作を停止するマイクロプロセッサ中の手段
    よりなる電池充電装置。
49. （４９）複数の電池を充電する手段を含み、該マイクロ
    プロセッサ手段が、充電の順序を設定しそれにより前記
    の複数の電池のそれぞれがそれが非充電間隔をともなつ
    て充電されているとき順序に従つて明確な間のあいた期
    間を有する手段を含む請求項４８記載の電池充電装置。
50. （５０）予定された期間にわたり電池を充電する手段を
    有する電池充電装置において、 充電されるべき電池の端子に接続する接続手段、充電エ
    ネルギーの源、エネルギー源と電池との間を接続ししか
    も開いた非充電条件とエネルギー源からの充電電流を組
    合わさつた電池に通す閉じた充電条件との間で操作可能
    なスイッチ手段を有する回路、 スイッチ手段の条件をコントロールする手段、予定され
    た充電期間を設定する手段、電池が非充電間隔をともな
    つて充電されるとき明確に間のあいた期間の充電の順序
    を設定する手段を含むマイクロプロセッサ手段、 非充電間隔中電池端子電圧を感知する電池と組合わさつ
    た分離した手段、及び開路の電池電圧の条件に基づいて
    電池充電操作を停止するマイクロプロセッサ中の手段よ
    りなる電池充電装置。
51. （５１）その電圧特徴が電池の充電の状態により変化す
    るタイプの１個又はそれ以上の電池を急速且有効に充電
    する方法において； 電池を充電する電気エネルギーを補給する手段を含む電
    池充電器に、充電されるべき１個又はそれ以上の電池を
    接続する工程、 時間のあいた間隔で一時に電池のそれぞれにエネルギー
    を補給する時間の順序を設定してそれぞれの電池が周期
    的な充電及び非充電の間隔をとる工程、 各充電間隔前及び中に充電される各電池間の電圧を読み
    とる工程、 各電池についてそれぞれの連続した充電間隔前及び中の
    電池電圧の読みの間の差を計算する工程、 計算された差の電圧が先に貯えられた値より低いとき貯
    えられた差の電圧を新しくすることを含み、それぞれの
    連続した充電間隔前及び中の電池電圧間の前記の計算さ
    れた電圧差の値を貯える工程、そして 電池に対する計算され、電圧差の現在の値対該電圧に対
    する電圧差の貯えられた最低値の比が予定された比を越
    えるとき電池について電池充電操作を停止する工程より
    なる方法。
52. （５２）そのそれぞれの連続する充電サイクルの一部中
    各電池の端子電圧を比較する工程、及び予定数の連続す
    る充電間隔中電池の端子電圧が低下するとき電池につい
    て電池充電操作を停止する工程をその他に含む請求項５
    １記載の方法。
53. （５３）比較される端子電圧が開路電池電圧である請求
    項５２記載の方法。