JPH02192670A - 充電装置 - Google Patents
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- JPH02192670A JPH02192670A JP1012480A JP1248089A JPH02192670A JP H02192670 A JPH02192670 A JP H02192670A JP 1012480 A JP1012480 A JP 1012480A JP 1248089 A JP1248089 A JP 1248089A JP H02192670 A JPH02192670 A JP H02192670A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
- H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
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- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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。
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〕
この発明は、充電装置、特に非水系２次電池に好適な充
電装置に関する。
電装置に関する。
この発明は、非水系２次電池を充電する充電装置におい
て、非水系２次電池を定電圧で充電し、充電電流の値が
設定値より小さくなった時に、充電を制御するようにし
たことにより、安全且つ確実に満充電できるようにした
ものである。
て、非水系２次電池を定電圧で充電し、充電電流の値が
設定値より小さくなった時に、充電を制御するようにし
たことにより、安全且つ確実に満充電できるようにした
ものである。
繰返し充・放電の可能な２次電池には、水溶系の電解液
を用いたものと、有機系の電解液を用いた、いわゆる非
水系２次電池とがある。
を用いたものと、有機系の電解液を用いた、いわゆる非
水系２次電池とがある。
水溶系の電解液を用いた２次電池には、例えば、鉛蓄電
池、ニッケルカドミウム電池等があり、非水系２次電池
には、例えば、特開昭６２−８２６７０号公報、特開昭
６２−８２６７１号公報にて示されるようなマンガンリ
チウム電池、カーボンリチウム電池等のリチウム系電池
がある。
池、ニッケルカドミウム電池等があり、非水系２次電池
には、例えば、特開昭６２−８２６７０号公報、特開昭
６２−８２６７１号公報にて示されるようなマンガンリ
チウム電池、カーボンリチウム電池等のリチウム系電池
がある。
、これら２次電池には、種類に応じて特有の充電特性が
あり、夫々の充電特性に適した充電方式がある。従って
、２次電池の充電装置は、各々の充電方式に適した構成
を持つことが望まれている。
あり、夫々の充電特性に適した充電方式がある。従って
、２次電池の充電装置は、各々の充電方式に適した構成
を持つことが望まれている。
第３図にはニッケルカドミウム電池の充電特性が示され
ている。この充電特性は、定電流充電である。電池の端
子電圧Ｖｃｅの時間的変化は山形を呈しており、山形の
ビークＰ ｖｃｅが満充電のレベルＬｆｕとされる。一
方、充電電流Ｉｃｅは常に一定の値、例えばＩＡを維持
している。
ている。この充電特性は、定電流充電である。電池の端
子電圧Ｖｃｅの時間的変化は山形を呈しており、山形の
ビークＰ ｖｃｅが満充電のレベルＬｆｕとされる。一
方、充電電流Ｉｃｅは常に一定の値、例えばＩＡを維持
している。
第４図には鉛蓄電池の充電特性が示されている。
この充電特性は、定電圧充電である。電池の端子電圧Ｖ
ｃｅの時間的変化を見ると、充電初期の段階では比較的
、急速に上昇し、所定電圧に達すると上昇の程度が極め
て緩やかになり定電圧となる。
ｃｅの時間的変化を見ると、充電初期の段階では比較的
、急速に上昇し、所定電圧に達すると上昇の程度が極め
て緩やかになり定電圧となる。
一方、充電電流Ｉｃｅは充電初期の段階から略々−定の
値、例えばＩＡを維持している。
値、例えばＩＡを維持している。
上述のニッケルカドミウム電池の充電特性に応じた充電
方式が、第５図乃至第９図に示されている。この内、第
５図乃至第７図は、２次電池の端子電圧Ｖｃｅを検出し
て充電を制御する方式であり、第８図及び第９図は、電
池の温度Ｔｃｅを検出して充電を制御する方式である。
方式が、第５図乃至第９図に示されている。この内、第
５図乃至第７図は、２次電池の端子電圧Ｖｃｅを検出し
て充電を制御する方式であり、第８図及び第９図は、電
池の温度Ｔｃｅを検出して充電を制御する方式である。
第５図の充電方式は、端子電圧Ｖｃｅに一定のリミッ）
Ｌｖｃｅを設定し、２次電池の端子電圧Ｖｃｅがリミッ
トＬ ｖｃｅに達したことを検出した段階で充電を打ち
切るものである。
Ｌｖｃｅを設定し、２次電池の端子電圧Ｖｃｅがリミッ
トＬ ｖｃｅに達したことを検出した段階で充電を打ち
切るものである。
第６図の充電方式は、いわゆる■テープ制御方式であり
、２次電池の端子電圧ＶｃｅがビークＰｖｃｅに達した
ことを検出した段階で充電を打ち切るものである。
、２次電池の端子電圧ＶｃｅがビークＰｖｃｅに達した
ことを検出した段階で充電を打ち切るものである。
第７図の充電方式は、いわゆる（−Δ■）制御方式であ
り、２次電池の端子電圧ＶｃｅがビークＰｖｃｅに達し
てから所定の電圧Δ■低下したことを検出した段階で充
電を打ち切るものである。
り、２次電池の端子電圧ＶｃｅがビークＰｖｃｅに達し
てから所定の電圧Δ■低下したことを検出した段階で充
電を打ち切るものである。
第８図の充電方式は、電池の温度Ｔｃｅに基づく制御方
式である。充電末期の電池の温度Ｔｃｅは急激に上昇し
、例えば４０度〜５０度位になるため、この温度上昇を
センサで検出して充電を打ち切るものである。
式である。充電末期の電池の温度Ｔｃｅは急激に上昇し
、例えば４０度〜５０度位になるため、この温度上昇を
センサで検出して充電を打ち切るものである。
第９図の充電方式は、いわゆる（ΔＴ）制御方式である
。充電末期に近くなると、電池の温度Ｔｃｅは通常の温
度よりも温度へＴだけ上昇する。そこで、この温度上昇
をセンサで検出した段階で充電を打ち切るものである。
。充電末期に近くなると、電池の温度Ｔｃｅは通常の温
度よりも温度へＴだけ上昇する。そこで、この温度上昇
をセンサで検出した段階で充電を打ち切るものである。
また、図示せぬものの鉛蓄電池の充電方式としては、例
えば２次電池の端子電圧Ｖｃｅが所定の値に達したこと
を検出した段階で充電を打ち切るものと、充電時間をタ
イマーで設定し所定時間経過後に充電を打ち切るものが
ある。
えば２次電池の端子電圧Ｖｃｅが所定の値に達したこと
を検出した段階で充電を打ち切るものと、充電時間をタ
イマーで設定し所定時間経過後に充電を打ち切るものが
ある。
上述した非水系２次電池の充電に際しては、水溶系の電
解液を用いた２次電池の充電方式、例えば、ニッケルカ
ドミウム電池の充電方式を適用することが、まず考えら
れる。しかしながら、ニッケルカドミウム電池の充電方
式の内、第５図に示す端子電圧ＶｃｅがリミットＬ ｖ
ｃｅに達するまで充電する方式は充電率が８０％程度に
しかならず、満充電が不可能であるという問題点があっ
た。また、第６図に示す■テープ制御方式及び、第７図
に示す（−Δ■）制御方式は、非水系２次電池の充電特
性が山形でなくビークＰ ｖｃｅを有しないことから、
いずれも適用できないという問題点があった。
解液を用いた２次電池の充電方式、例えば、ニッケルカ
ドミウム電池の充電方式を適用することが、まず考えら
れる。しかしながら、ニッケルカドミウム電池の充電方
式の内、第５図に示す端子電圧ＶｃｅがリミットＬ ｖ
ｃｅに達するまで充電する方式は充電率が８０％程度に
しかならず、満充電が不可能であるという問題点があっ
た。また、第６図に示す■テープ制御方式及び、第７図
に示す（−Δ■）制御方式は、非水系２次電池の充電特
性が山形でなくビークＰ ｖｃｅを有しないことから、
いずれも適用できないという問題点があった。
一方、前述した電池の温度Ｔｃｅに基づく制御方式も非
水系２次電池の充電方式としては問題がある。例えば、
第８図の充電末期における電池の温度Ｔｃｅの上昇を利
用する方式では、特にリチウム系２次電池の場合、爆発
する危険性があるという問題点があった。
水系２次電池の充電方式としては問題がある。例えば、
第８図の充電末期における電池の温度Ｔｃｅの上昇を利
用する方式では、特にリチウム系２次電池の場合、爆発
する危険性があるという問題点があった。
そこで、次に鉛蓄電池の充電方式、例えばタイマーで充
電時間を設定する充電方式を適用することが考えられる
が、この充電方式も問題を生ずる。
電時間を設定する充電方式を適用することが考えられる
が、この充電方式も問題を生ずる。
即ち、充電電流は電池の周囲温度によって著しく変化す
るため、一定の時間を設定したとしても、充電電流Ｉｃ
ｅが電池の周囲温度によって著しく変化し、その結果充
電率が安定化せず、確実な満充電が困難であるという問
題点があった。また、鉛蓄電池の充電方式として用いら
れる２次電池の端子電圧Ｖｃｅの検出による充電方式も
２次電池の端子電圧Ｖｃｅが所定の値に達しても充電電
流Ｉｃｅが電池の周囲温度によって著しく変化すること
と、２次電池の性能のバラツキにより確実な満充電が困
難であるという問題点があった。
るため、一定の時間を設定したとしても、充電電流Ｉｃ
ｅが電池の周囲温度によって著しく変化し、その結果充
電率が安定化せず、確実な満充電が困難であるという問
題点があった。また、鉛蓄電池の充電方式として用いら
れる２次電池の端子電圧Ｖｃｅの検出による充電方式も
２次電池の端子電圧Ｖｃｅが所定の値に達しても充電電
流Ｉｃｅが電池の周囲温度によって著しく変化すること
と、２次電池の性能のバラツキにより確実な満充電が困
難であるという問題点があった。
従ってこの発明の目的は、非水系２次電池を安全且つ確
実に満充電できる充電装置を提供することにある。
実に満充電できる充電装置を提供することにある。
この発明は、非水系２次電池を充電する充電装置におい
て、非水系２次電池を定電圧で充電し、充電電流の値が
設定値より小さ（なった時に、充電を制御するようにし
た構成としている。
て、非水系２次電池を定電圧で充電し、充電電流の値が
設定値より小さ（なった時に、充電を制御するようにし
た構成としている。
非水系２次電池の充電特性から、充電が進むに従って、
充電電流の値は急激に低下する。そこで、この発明にか
かる充電装置では、非水系２次電池を定電圧で充電する
と共に、充電電流の値をモニタし、もし充電電流の値が
予め設定されている、満充電時の充電電流の値に等しく
なった時に、充電電流を遮断するか或いは普通充電に切
り換えるようにして制御する。
充電電流の値は急激に低下する。そこで、この発明にか
かる充電装置では、非水系２次電池を定電圧で充電する
と共に、充電電流の値をモニタし、もし充電電流の値が
予め設定されている、満充電時の充電電流の値に等しく
なった時に、充電電流を遮断するか或いは普通充電に切
り換えるようにして制御する。
このように、満充電時の充電電流の値と実際の充電電流
の値の比較に基づいて、充電を制御しているため、非水
系２次電池を安全且つ確実に満充電できる。
の値の比較に基づいて、充電を制御しているため、非水
系２次電池を安全且つ確実に満充電できる。
以下、この発明の一実施例について第１図及び第２図を
参照して説明する。この実施例は、リチウム系の非水系
２次電池〔以下、単に２次電池と称する〕を充電する充
電装置に対し、この発明を適用したものである。
参照して説明する。この実施例は、リチウム系の非水系
２次電池〔以下、単に２次電池と称する〕を充電する充
電装置に対し、この発明を適用したものである。
第１図の構成に於いて、ＡＣｌｏｏＶの電源電圧が電源
部１の電源トランス２の一次側に供給される。電源電圧
は、電源トランス２で降圧され、二次側から出力電圧と
して取出される。この出力電圧は、ダイオードにより構
成される整流回路３と、電源ラインＬｖ及びアース間に
接続されている平滑用コンデンサ４を経ることによって
直流電圧とされる。この直流電圧は、更にシリーズレギ
ュレータ５に供給される。
部１の電源トランス２の一次側に供給される。電源電圧
は、電源トランス２で降圧され、二次側から出力電圧と
して取出される。この出力電圧は、ダイオードにより構
成される整流回路３と、電源ラインＬｖ及びアース間に
接続されている平滑用コンデンサ４を経ることによって
直流電圧とされる。この直流電圧は、更にシリーズレギ
ュレータ５に供給される。
シリーズレギュレータ５は、電源ラインＬｖにコレクタ
・エミッタ各端子が直列に接続されベースが後述のトラ
ンジスタに接続されているトランジスタ６と、電源ライ
ンＬｖ及びアース間に直列接続されている抵抗７．８、
ボリューム９と、ベースがボリューム９の一端子に接続
されコレクタが、上述のトランジスタ６のベースに接続
され更にエミッタがツェナーダイオード１０を介してア
ースされているトランジスタ１１と、抵抗１２と、電源
ラインＬｖ及びアース間に接続されているコンデンサ１
３とから構成される。
・エミッタ各端子が直列に接続されベースが後述のトラ
ンジスタに接続されているトランジスタ６と、電源ライ
ンＬｖ及びアース間に直列接続されている抵抗７．８、
ボリューム９と、ベースがボリューム９の一端子に接続
されコレクタが、上述のトランジスタ６のベースに接続
され更にエミッタがツェナーダイオード１０を介してア
ースされているトランジスタ１１と、抵抗１２と、電源
ラインＬｖ及びアース間に接続されているコンデンサ１
３とから構成される。
このシリーズレギュレータ５によって定電圧化（８，２
Ｖ、最大値８．５Ｖ）された直流電圧は、マニュアル操
作のスイッチ１３を介して電流検出回路１４に供給され
る。尚、このスイッチ１３は、２次電池１５を充電しよ
うとする時、自動的にオン〔閉〕するようにしても良い
。
Ｖ、最大値８．５Ｖ）された直流電圧は、マニュアル操
作のスイッチ１３を介して電流検出回路１４に供給され
る。尚、このスイッチ１３は、２次電池１５を充電しよ
うとする時、自動的にオン〔閉〕するようにしても良い
。
直流電圧は、この電流検出回路１４にて予め設定されて
いる電流値と比較され、もし充電電流の値が予め設定さ
れている値、例えば０．１ Ａ Ｃ満充電時の充電電流
Ｉｃｅの値］と等しくなった時には、制御信号Ｓｃを電
子スイッチ１６に供給して、電子スイッチ１６を制御す
る。直流電圧は、電流検出回路１４、電子スイッチ１６
を経て、２次電池１５に供給され、これにより、２次電
池１５の充電がなされる。
いる電流値と比較され、もし充電電流の値が予め設定さ
れている値、例えば０．１ Ａ Ｃ満充電時の充電電流
Ｉｃｅの値］と等しくなった時には、制御信号Ｓｃを電
子スイッチ１６に供給して、電子スイッチ１６を制御す
る。直流電圧は、電流検出回路１４、電子スイッチ１６
を経て、２次電池１５に供給され、これにより、２次電
池１５の充電がなされる。
次いで、２次電池の充電について説明する。
上述したようにＡＣｌｏｏＶの電源電圧は、電源部１に
て直流電圧に変換され、この直流電圧は定電圧とされる
。そして、直流電圧は、スイッチ１３、電子スイッチ１
６が共にオン〔閉〕の時、２次電池１５に供給され、充
電される。
て直流電圧に変換され、この直流電圧は定電圧とされる
。そして、直流電圧は、スイッチ１３、電子スイッチ１
６が共にオン〔閉〕の時、２次電池１５に供給され、充
電される。
第２図には、非水系２次電池の充電特性が示されている
。図示の特性より明らかなように、充電電流Ｉｃｅは充
電時間Ｈｃｅにして０．４ Ｈｏｕｒ （以下、Ｈと
略す）位までは低下傾向が緩やかで１．５Ａ程度流れ、
略々定電流に近い状態を示す。
。図示の特性より明らかなように、充電電流Ｉｃｅは充
電時間Ｈｃｅにして０．４ Ｈｏｕｒ （以下、Ｈと
略す）位までは低下傾向が緩やかで１．５Ａ程度流れ、
略々定電流に近い状態を示す。
その後、充電電流Ｉｃｅは、２次電池１５の充電が進む
に従って急激に低下し、３．５Ｈ付近から低いレベルに
安定する。
に従って急激に低下し、３．５Ｈ付近から低いレベルに
安定する。
一方、２次電池１５の端子電圧Ｖｃｅは、充電時間Ｈｃ
ｅにして０．４ Ｈ付近までは急激に上昇し、次いでＩ
ＨＨ付近では比較的緩やかに上昇し、その後１．５Ｈ付
近から安定し定電圧の状態となる。
ｅにして０．４ Ｈ付近までは急激に上昇し、次いでＩ
ＨＨ付近では比較的緩やかに上昇し、その後１．５Ｈ付
近から安定し定電圧の状態となる。
上述の電流検出回路１４では、２次電池１５に対し充電
の行われている間、充電電流Ｉｃｅの値をモニタしてい
る。もし充電電流Ｉｃｅが上述のように減少し、予め設
定されている値〔満充電時の充電電流Ｉｃｅの値〕、例
えば０．１Ａになった時、充電電流Ｉｃｅを遮断すべく
電流検出回路１４から電子スイッチ１６に制御信号Ｓｃ
が供給される。電子スイッチ１６は、制御信号Ｓｃによ
りオフ（開〕とされ充電電流Ｉｃｅの供給が停止される
。充電電流Ｉｃｅの値が０．１ Ａになった時は、９８
％程度の充電が行われており、満充電の状態となる。
の行われている間、充電電流Ｉｃｅの値をモニタしてい
る。もし充電電流Ｉｃｅが上述のように減少し、予め設
定されている値〔満充電時の充電電流Ｉｃｅの値〕、例
えば０．１Ａになった時、充電電流Ｉｃｅを遮断すべく
電流検出回路１４から電子スイッチ１６に制御信号Ｓｃ
が供給される。電子スイッチ１６は、制御信号Ｓｃによ
りオフ（開〕とされ充電電流Ｉｃｅの供給が停止される
。充電電流Ｉｃｅの値が０．１ Ａになった時は、９８
％程度の充電が行われており、満充電の状態となる。
このように、上述したような定電圧のもとで、充電電流
Ｉｃｅを予め設定した電流値と比較しつつ２次電池１５
を充電しているので、安全且つ確実に満充電できる。
Ｉｃｅを予め設定した電流値と比較しつつ２次電池１５
を充電しているので、安全且つ確実に満充電できる。
尚、この発明は、実施例に限定されるものではなく、例
えば、充電電流Ｉｃｅを遮断せず僅かな充電電流Ｉｃｅ
のみを流し続ける、いわゆる普通充電に切り換えるよう
にしてもよい。
えば、充電電流Ｉｃｅを遮断せず僅かな充電電流Ｉｃｅ
のみを流し続ける、いわゆる普通充電に切り換えるよう
にしてもよい。
この発明によれば、非水系２次電池を定電圧で充電し、
充電電流の値を監視し、充電電流の値が設定値より小さ
くなった時に、充電を制御するようにしているので、安
全に、そして、確実に満充電できるという効果がある。
充電電流の値を監視し、充電電流の値が設定値より小さ
くなった時に、充電を制御するようにしているので、安
全に、そして、確実に満充電できるという効果がある。
また、従来の充電方式、例えば２次電池の端子電圧が所
定の値に達したことを検出した段階で充電を打ち切る充
電方式或いは、充電時間をタイマーで設定し所定時間経
過後に充電を打ち切る充電方式では、２次電池の性能の
バラツキ、電池の周囲温度等によって充電電流が変化す
るため、満充電は困難であるが、この発明によれば、確
実に満充電できるという効果がある。
定の値に達したことを検出した段階で充電を打ち切る充
電方式或いは、充電時間をタイマーで設定し所定時間経
過後に充電を打ち切る充電方式では、２次電池の性能の
バラツキ、電池の周囲温度等によって充電電流が変化す
るため、満充電は困難であるが、この発明によれば、確
実に満充電できるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す充電装置のブロック
図、第２図は充電特性を示す特性図、第３図はニッケル
カドミウム電池の充電特性を示す特性図、第４図は鉛蓄
電池の充電特性を示す特性図、第５図乃至第７図は夫々
ニッケルカドミウム電池の端子電圧に基づく充電方式を
示す特性図、第８図及び第９図は夫々ニッケルカドミウ
ム電池の温度に基づく充電方式を示す特性図である。 図面における主要な符号の説明 １４：電流検出回路、１６：電子スイッチ、Ｉｃｅ：充
電電流。
図、第２図は充電特性を示す特性図、第３図はニッケル
カドミウム電池の充電特性を示す特性図、第４図は鉛蓄
電池の充電特性を示す特性図、第５図乃至第７図は夫々
ニッケルカドミウム電池の端子電圧に基づく充電方式を
示す特性図、第８図及び第９図は夫々ニッケルカドミウ
ム電池の温度に基づく充電方式を示す特性図である。 図面における主要な符号の説明 １４：電流検出回路、１６：電子スイッチ、Ｉｃｅ：充
電電流。
Claims (1)
- 非水系２次電池を充電する充電装置において、上記非
水系２次電池を定電圧で充電し、充電電流の値が設定値
より小さくなった時に、充電を制御するようにしたこと
を特徴とする充電装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1012480A JP2906422B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 充電装置 |
| KR1019890018760A KR0137283B1 (ko) | 1989-01-20 | 1989-12-18 | 충전장치 |
| US07/463,127 US5028860A (en) | 1989-01-20 | 1990-01-10 | Battery charge apparatus controlled by detecting charge current with constant charge voltage |
| EP19900101106 EP0379221A3 (en) | 1989-01-20 | 1990-01-19 | A battery charge apparatus controlled by detecting charge current with constant charge voltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1012480A JP2906422B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02192670A true JPH02192670A (ja) | 1990-07-30 |
| JP2906422B2 JP2906422B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=11806555
Family Applications (1)
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