JPH02285937A - 電池充電制御回路 - 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 本発明は、充電可能な二次電池を内蔵し、それを主たる
電力源として動作する機器における充電電流の制御回路
に関するものである。

従来の技術 従来より、充電電池（二次電池）を主たる電力源として
使用する機器においては、使用後、消費された電力を回
復し次回の使用に備える為、商用電源等の他の電源より
電力の供給を受は充電を行う。この充電に要する時間は
可能な限り短時間の方が使用者にとっては好ましい。こ
の為、充電においてはその充電電池に許される範囲での
大電流で充電することが望ましい。以下、この充電を急
速充電と称する。

しかしながらこの場合、充電完了時以降もその大電流で
充電することは、過充電となり電池性能の劣化、漏液、
爆発等の危険性を有し好ましくない。よって、この充電
完了の時間を検出し満充電完了後は自己放電分を補給す
る為に、連続して充電しても差し支えないレベルでの小
電流充電に切り換える。一般にこの充電方法をトリクル
充電と称している。

従来、この急速充電完了時を検出してトリクル充電に切
り換える為、急速充電完了の検出方法としていくつかの
方法が実用化されている。代表的なものは電池の電圧の
変化分を検出する方式と電池表面の温度を検出する方式
であるが、充電電池の電圧を検出する方式においては、
周囲温度により充電完了時の電圧が変化する為、絶対値
による検出ではなく充電完了時における端子電圧の急変
分のみを検出する必要があった。

また、温度検出方式においては、サーミスタ等の感温素
子を電池表面に配置することにより、充電完了後の電池
の温度上昇を検知して急速充電を止めるのである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前者の様な方式を利用したものでは電池
の電圧検出用に特別に作られた充電電池が必要であり、
かつその電圧検出の為の周辺回路が複雑となり、大きな
コストアップの要因になっていた。また、後者の様に充
電電池の表面温度を測定する方式では充電電池表面の温
度のみを検出する方式である為、外気温度が設定温度に
対し非常に低い場合には、充電電池表面が設定温度に達
する稈長時間の発熱量を必要とし、過充電時間が長くな
り電池の劣化を早めることとなる。この為設定温度を低
くとると外気温度が設定温度又はそれ以上になった場合
には、急速充電を行うことができなくなるという問題点
を有していた。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決する為に本発明の電池充電制御回路は
、二次電池に対して大電流或は小電流のいずれでも充電
を行うことのできる充電手段と、前記二次電池の表面温
度を測定する表面温度測定手段と、外気の温度を測定す
る外気温測定手段と、この両者の温度差が一定レベル以
上になるとそのことを示す信号を出力する比較手段と、
前記充電手段から出力される充電電流を大電流か小電流
かに切り換えるスイッチ回路手段と、前記スイッチ回路
手段を大電流に切換え充電を開始させる充電開始手段と
、この充電開始手段により開始された大電流充電中に前
記比較回路から前記信号が出力されるとこれを検知して
、小電流での充電に前記スイッチ回路を切り換える手段
から構成されている。

作　　　用 この構成によって、充電開始手段によって開始された大
電流充電により前記二次電流表面温度測定手段により、
測定される温度の差が一定レベルに達した時スイッチ回
路を小電流充電に切り換える事となる。

実　　施　　例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図において、１．２は温度検出素子（本実施例では
サーミスタを用いている）で、１は充電電池の表面温度
を測定するように、又２は外気温を測定するように設け
られている。３は充電電池、４は比較回路でありコンパ
レータ５．可変抵抗器６で構成されている。７は状態記
憶回路（Ｒ−Ｓフリップフロップ）、８はセットスイッ
チ、９はトランジスタ、１０はリレーであり巻線１０−
１．接点１０−２で構成されている。１１は充電電流を
供給する電源であり端子Ｃ，Ｄで接続される。１２．１
３は充電電流を制御する抵抗で１２が大きな抵抗値、１
３が小さな抵抗値に設定されている。１４は負荷スイッ
チ、１５は充電電池３から電流の供給を受けて動作する
負荷である。

以上の様に構成された電池充電制御回路について、以下
その動作について説明する。

比較回路４はＡ、Ｂ二人力のコンパレーター回路（電圧
比較回路）でＢ入力の基準電圧に対しＡ入力の電圧が高
ければ出力にハイレベルの電圧が出力され、逆にＡ入力
の方が低ければローレベルが出力される。サーミスタ１
とサーミスタ２は同一の特性を持ったサーミスタであり
、充電電池３の外周温と外気温が等しい場合は同一の抵
抗値を示す為、比較回路４の入力端子Ａの電圧は電池電
圧の半分の電圧が加わる。一方、Ｂの入力は可変抵抗器
６により充電電池の中点電圧より低めに設定しであるの
で出力はハイレベルである。充電電池３を大電流でに充
電しようとする場合、この状態記憶回路７のＳ端子に設
けられたスイッチ８を一瞬オン（ローレベル）にすると
Ｑ出力が反転しハイレベルを保持しトランジスタ９がオ
ンとなりリレー１０−１をひき接点１０−２が抵抗１３
側になり、大電流での充電（急速充電）のモードとなる
。この急速充電のモードで充電が完了すると、充電電池
３の内部温度が上昇し始める為、充電電池の表面温度が
上昇し、サーミスタ１の抵抗値は低下し始める。この為
、Ａ点の電圧は中点電位より下降し始め可変抵抗器８で
設定された電位より下がると比較回路４の出力はローレ
ベルとなり状態記憶回路７はリセットされ、Ｑ出力が反
転しローレベルとなるため、トランジスタ９はオフとな
り接点１０−２は抵抗１２に切り換わり小電流充電モー
ド（トリクル充電）となる。この為、電池３の温度は低
下し始めサーミスタ１の抵抗値は再びサーミスタ２の値
と同等となり比較回路４の出力は再びハイレベルとなる
が、Ｒ−Ｓフリップフロップ７のＱ出力きは再びセット
スイッチ８によりセットされない限りローレベルを保つ
のでリレー１０がオンとなることはない。

スイッチ８がオンになる時は、負荷スイッチ１４がある
一定時間以上オンとなった時や電源スィッチ１０をオン
とした時である。

上記回路は説明の簡略化の為、温度検出素子をサーミス
タとして述べたが、他の温度検出素子例えば温度正特性
サーミスタを使用してもコンパレータ入力極性を変えれ
ば同様の動作を行う。

又、サーミスタ１，２を同一抵抗の素子としたが抵抗値
が違う素子であっても温度係数がほぼ同一の物であれば
、ＶＲの基準電圧を可変することにより対応できる。

発明の効果 以上の様に本発明は、二次電池に対して大電流或は小電
流のいずれでも充電を行うことのできる充電手段と、前
記二次電池の表面温度を測定する表面温度測定手段と、
外気の温度を測定する外気温測定手段と、この両者の温
度差が一定レベル以上になるとそのことを示す信号を出
力する比較手段と、前記充電手段から出力される充電電
流を大電流か小電流かに切り換えるスイッチ回路手段と
、前記スイッチ回路手段を大電流に切換え充電を開始さ
せる充電開始手段と、この充電開始手段により開始され
た大電流充電中に前記比較回路から前記信号が出力され
るとこれを検知して、小電流での充電に前記スイッチ回
路を切り換える手段を備えたことにより、広範囲の外気
温の変化に対し、確実に電池の充電完了を検出すること
ができ、その実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における電池充電制御回路
の主要部の構成を示すブロック図である。 １・・・・・・温度検出素子（サーミスタ）２・・・・
・・温度検出素子（サーミスタ）３・・・・・・充電電
池 ４・・・・・・比較回路 ５・・・・・・コンパレータ ６・・・・・・可変抵抗器 ７・・・・・・状態記憶回路 ８・・・・・・セットスイッチ ９・・・・・・トランジスタ Ｏ・・・・・・リレー ０−１・・・・・・巻線 ０−２・・・・・・接点 ■・・・・・・充電電源 ２・・・・・・抵抗 ３・・・・・・抵抗 ４・・・・・・負荷スイッチ ５・・・・・・負荷 ６・・・・・・電源スィッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 充電可能な二次電池と、前記二次電池に大電流或は小電
   流のいずれでも充電可能な充電手段と、前記二次電池の
   表面温度を測定する表面温度測定手段と、外気の温度を
   測定する外気温測定手段と、前記表面温度測定手段から
   の出力と前記外気温測定手段からの出力をもとに両者の
   温度差が一定レベル以上になるとそのことを示す信号を
   出力する比較手段と、前記充電手段から出力される充電
   電流を大電流と小電流に切り換えるスイッチ回路手段と
   、前記スイッチ回路手段を大電流に切換えて前記二次電
   池に充電を開始させる充電開始手段と、この大電流充電
   中に前記比較回路から前記信号が出力されるとこれを検
   知して、小電流での充電に前記スイッチ回路を切り換え
   る手段を備えたことを特徴とする電池充電制御回路。