JPH04165928A - Detecting circuit for charging condition of secondary battery - Google Patents

Detecting circuit for charging condition of secondary battery

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JPH04165928A
JPH04165928A JP2289202A JP28920290A JPH04165928A JP H04165928 A JPH04165928 A JP H04165928A JP 2289202 A JP2289202 A JP 2289202A JP 28920290 A JP28920290 A JP 28920290A JP H04165928 A JPH04165928 A JP H04165928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary battery
voltage
charging
battery
converter
Prior art date
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Pending
Application number
JP2289202A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Minamino
南野 伸之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2289202A priority Critical patent/JPH04165928A/en
Publication of JPH04165928A publication Critical patent/JPH04165928A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable charging of a battery to be controlled fully even if an A/D conversion circuit with a low resolution and small number of bits is used by detecting time required for the A/D converted voltage data to be changed to a specified value and then by detecting charging state of a secondary battery according to increase and decrease of the time. CONSTITUTION:An A/D converter 2 converts a voltage of a secondary battery 7. A timer 3 measures time required for the voltage of the secondary battery to be changed by a specified amount under control of a CPU 1. A RAM 6 stores time required for the output data of the A/D converter 2 to be changed by a specified amount. The CPU 1 checks time required for the battery voltage to be increased by a specified amount instead of the amount of change of the battery voltage and then determines that the secondary battery 7 was fully charged when the obtained time becomes longer than a previously obtained time, thus enabling charging to be stopped without exceeding a complete full charging (point of voltage peak).

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は特に電池駆動のラップトツブパーソナルコン
ピュータに用いて好適な二次電池の充電状態検出回路に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to a secondary battery charge state detection circuit suitable for use particularly in a battery-powered laptop personal computer.

(従来の技術) パーソナルコンピュータの分野では、従来のディスクト
ップに代わって、小形、軽量で、携帯に便利なラップト
ツブ形が普及し、ローエンドマシンとして主流を占めつ
つある。この種のパーソナルコンピュータは一般に、二
次電池により駆動可能で、本体装置とは独立して設置さ
れる1チツプマイクロコンピユータにより電源制御がな
される。
(Prior Art) In the field of personal computers, laptops, which are small, lightweight, and convenient to carry, have become popular in place of conventional desktops, and are becoming mainstream as low-end machines. This type of personal computer can generally be driven by a secondary battery, and its power supply is controlled by a one-chip microcomputer installed independently of the main unit.

従来、二次電池の充電をマイクロプロセッサなどにより
制御する場合、二次電池の電圧を所定時間毎に測定し、
二次電池の満充電をチエツクする場合には、この変化量
が次第に減少していることをチエツクする。そして、二
次電池の満充電が検出された場合は、充電を停止する等
の処理を行っている。
Conventionally, when controlling the charging of a secondary battery using a microprocessor, etc., the voltage of the secondary battery is measured at predetermined intervals.
When checking whether the secondary battery is fully charged, check that this amount of change is gradually decreasing. If the secondary battery is detected to be fully charged, processing such as stopping charging is performed.

(発明が解決しようとする課題) 上述した従来例によれば、満充電が近い状態では、二次
電池の電池電圧の変化量が少ないため、高精度(ILS
B当りの電圧の小さい)で、高価なA/D変換回路を使
用しないと電圧変化の検出ができないという欠点がある
。このため、この種の二次電池制御回路を低価格をめざ
すラップトツブタイプのパーソナルコンピュータに採用
することは困難であった。
(Problem to be Solved by the Invention) According to the conventional example described above, when the battery is near full charge, the amount of change in the battery voltage of the secondary battery is small, so high accuracy (ILS) is not achieved.
The disadvantage is that the voltage per B is small, and voltage changes cannot be detected without using an expensive A/D conversion circuit. For this reason, it has been difficult to employ this type of secondary battery control circuit in laptop-type personal computers that aim to be low-cost.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、精度が
比較的低く、かつビット数の少ないA/D変換回路を使
用しても電池の充電コントロールを支障なく行うことの
できる二次電池の充電状態検出回路を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a secondary battery that can control charging of the battery without any trouble even when using an A/D conversion circuit with relatively low accuracy and a small number of bits. The purpose of the present invention is to provide a charging state detection circuit.

「発明の構成」 (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、この発明にかかる二次電池の
充電状態検出回路は、二次電池を充電する充電回路と、
前記二次電池の電圧を検出し、検出値をアナログデジタ
ル変換し、デジタルデータを出力するA/D変換器と、
時間を計測するタイマと、前記A/D変換器の出力デー
タが所定の値変化するのに要した時間を前記タイマによ
り検出し、検出した時間の増減によって前記二次電池の
充電状態を検出する検出部、を具備することを特徴とす
る。
"Structure of the Invention" (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a charging state detection circuit for a secondary battery according to the present invention includes a charging circuit for charging a secondary battery;
an A/D converter that detects the voltage of the secondary battery, converts the detected value from analog to digital, and outputs digital data;
A timer for measuring time and a time required for the output data of the A/D converter to change by a predetermined value are detected by the timer, and the state of charge of the secondary battery is detected by an increase or decrease in the detected time. A detection unit is provided.

(作 用) 上述した構成において、検出部はA/D変換された電圧
をチエツクすることで電池の充電状態を検出し、例えば
、満充電の時には充電回路による充電を停止させる。充
電状態の検出に使用するデータは電池電圧の変化を直接
示すデータではなく、A/D変換器の出力データが所定
値、例えば、1LSB分上昇するのに必要とした時間を
用いる。
(Function) In the above-described configuration, the detection section detects the state of charge of the battery by checking the A/D converted voltage, and stops charging by the charging circuit when the battery is fully charged, for example. The data used to detect the state of charge is not data directly indicating a change in battery voltage, but the time required for the output data of the A/D converter to rise by a predetermined value, for example, 1 LSB.

例えば、電池の充電特性により、電圧値が所定量上昇す
るのに要する時間が長くなったときにほぼ満充電となっ
たと判断し、充電を停止させる。
For example, depending on the charging characteristics of the battery, when the time required for the voltage value to rise by a predetermined amount becomes long, it is determined that the battery is almost fully charged, and charging is stopped.

これにより、比較的精度の低い(1,L S B当りの
電圧値の比較的大きい)ハードウェアを用いて電池の充
電を正確にコントロールすることが可能となる。
This makes it possible to accurately control battery charging using hardware with relatively low precision (relatively high voltage value per 1, L S B).

(実施例) 以下、図面を使用して本発明の一実施例について詳細に
説明する。第1図は本発明の一実施例にかかる充電シス
テムを示すブロック図である。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail using the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a charging system according to an embodiment of the present invention.

第1図において、符号1はCPUであり、ROM5に格
納されたプログラムによりA/D(アナコク/デジタル
)変換器2、その他の周辺装置をコントロールすること
により、定電流充電回路4による充電の開始及び停止を
制御する。。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a CPU, which starts charging by a constant current charging circuit 4 by controlling an A/D (anacotic/digital) converter 2 and other peripheral devices according to a program stored in a ROM 5. and control the stop. .

符号2はA/D変換器であり、二次電池7の電圧をA/
D変換する。η号3はタイマであり、CPUIの制御の
下で二次電池の電圧が所定量変化するのに要する時間を
測定する。符号4は定電流充電回路であり、外部より電
力を受けて、二次電池7を充電する。符号5はROMで
あり、例えば、第2図にその制御手順が示されるような
充電制御プログラムが記憶される。符号6はRAMであ
り、データを記憶する。特に、この実施例では、RAM
6は、A/D変換器2の出力データが所定ffi (I
LSB (1桁分))変化するのに要する時間を記憶す
る。符号7は二次電池であり、定電流充電回路4により
充電される。二次電池7は第1図に示される各ブロック
に動作電力及びバックアップ電力を供給するための電源
となる。
Reference numeral 2 is an A/D converter, which converts the voltage of the secondary battery 7 into A/D converter.
D-convert. η 3 is a timer that measures the time required for the voltage of the secondary battery to change by a predetermined amount under the control of the CPU. Reference numeral 4 denotes a constant current charging circuit, which receives power from the outside and charges the secondary battery 7. Reference numeral 5 denotes a ROM in which, for example, a charging control program whose control procedure is shown in FIG. 2 is stored. Reference numeral 6 is a RAM that stores data. In particular, in this embodiment, the RAM
6, the output data of the A/D converter 2 is a predetermined ffi (I
LSB (1 digit)) Stores the time required to change. Reference numeral 7 denotes a secondary battery, which is charged by the constant current charging circuit 4. The secondary battery 7 serves as a power source for supplying operating power and backup power to each block shown in FIG.

= 5− 第2図、第3図は第1図に示されるシステムの動作を説
明するための図であり、それぞれ、本実施例の動作を示
すフローチャート、電池の充電特性を示すグラフである
= 5- FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the system shown in FIG. 1, and are a flowchart showing the operation of this embodiment and a graph showing the charging characteristics of the battery, respectively.

以下、図面を参照して第1図に示される充電システムの
動作について詳細に説明する。
Hereinafter, the operation of the charging system shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to the drawings.

まず、CPUIは定電流充電回路4に充電を指示し、二
次電池7の充電を開始すると共にタイマ3をスタートさ
せる(ステップS]−)。
First, the CPU instructs the constant current charging circuit 4 to charge, starts charging the secondary battery 7, and starts the timer 3 (step S]-).

A/D変換器2は二次電池7の電圧をA/D変換し、C
PUIへ供給する。CPUIはA/D変換器2の出力デ
ータを読み込む(ステップS2)。
The A/D converter 2 A/D converts the voltage of the secondary battery 7, and converts the voltage of the secondary battery 7 into C
Supply to PUI. The CPUI reads the output data of the A/D converter 2 (step S2).

CPUIはRAM6に記憶されているA/D変換器2の
以前の出力データ(後述するステップS4でRAM6に
保存される、但し、充電開始直後は初期設定データであ
る)を読み出し、今回のA/D変換器2の出力データと
比較し、A/D変換器2の出力データが、 L S 8
分上昇したか否かをチエツクする(ステップS3)。
The CPU reads the previous output data of the A/D converter 2 stored in the RAM 6 (which is saved in the RAM 6 in step S4, which will be described later, but is the initial setting data immediately after the start of charging), and outputs the current A/D converter 2. Compared with the output data of the D converter 2, the output data of the A/D converter 2 is L S 8
It is checked whether the amount has increased by the amount (step S3).

A/D変換器2の出力データに変化がない場合には、フ
ローはステップS2にリターンする。−方、A/D変換
器2の出力データが以前の出力データよりもILSB分
上昇している場合には、フローはステップS4に進む。
If there is no change in the output data of the A/D converter 2, the flow returns to step S2. - On the other hand, if the output data of the A/D converter 2 is higher than the previous output data by ILSB, the flow advances to step S4.

ステップS4では、 ・CPUIはタイマ3をストップ
させる。タイマ3の示す時間はA/D変換器2の出力デ
ータが1、 L S B分上昇するのに要した時間を示
す。
In step S4: - The CPUI stops timer 3. The time indicated by the timer 3 indicates the time required for the output data of the A/D converter 2 to rise by 1, LSB.

CPUIはタイマ3が示す時間とA/D変換器2の出力
データをRAM6に記憶させると共にタイマ3をリセッ
トした後、再スタートさせる。
The CPUI stores the time indicated by the timer 3 and the output data of the A/D converter 2 in the RAM 6, resets the timer 3, and restarts the timer 3.

二次電池7の充電特性は、例えば、第3図に示されるグ
ラフのようであり、ILSB分の上昇に要する時間が長
くなったとき(第3図では期間t5)に二次電池7への
充電がほぼ完了と判断することができる。このため、C
PUIは今回水められた時間と以前に求められてステッ
プS4でRAM6に記憶されていた時間をステップS5
で比較する。今回水められた時間が以前求められた時間
より短い場合、フローはステップS2にリターンし前述
の処理を繰り返す。一方、今回水められた時間が以前求
められた時間より長い場合、フローはステップS6に進
む。
The charging characteristics of the secondary battery 7 are as shown in the graph shown in FIG. 3, for example. It can be determined that charging is almost complete. For this reason, C
In step S5, the PUI stores the current water-filled time and the time previously determined and stored in the RAM 6 in step S4.
Compare with. If the current immersion time is shorter than the previously determined time, the flow returns to step S2 and repeats the process described above. On the other hand, if the current immersion time is longer than the previously determined time, the flow advances to step S6.

ステップS6では、CPUIは定電流充電回路4の充電
動作を停止させる。
In step S6, the CPUI stops the charging operation of the constant current charging circuit 4.

以上説明したように、CPUIは、電池電圧の変化量で
はな(、電池電圧が所定量上昇するのに必要とした時間
tl、t2・・轡をチエツクし、求められた時間が以前
に求められた時間より長くなった時点で、二次電池7が
ほぼ満充電となったと判別する。これにより、完全な満
充電(電圧ピークの点)を越えることなく、充電を止め
ることができる。
As explained above, the CPU checks not the amount of change in battery voltage (but the time tl, t2, etc. required for the battery voltage to rise by a predetermined amount), and checks the time required for the battery voltage to rise by a predetermined amount. It is determined that the secondary battery 7 is almost fully charged at the time when the time becomes longer than the time required for charging.Thereby, charging can be stopped without exceeding a completely full charge (voltage peak point).

上記実施例では、A/D変換器2の出力データのILS
B分の電圧が上昇するのに要する時間を求めたが、A/
D変換器2の出力データが2LSBまたはそれ以上の値
変化するのに要する時間を求めるようにしてもよい。
In the above embodiment, the ILS of the output data of the A/D converter 2
I calculated the time required for the voltage of B to rise, but A/
The time required for the output data of the D converter 2 to change by 2LSB or more may be determined.

上記実施例では、求められた時間が以前に求められた時
間より長くなった時点で、二次電池7への充電がほぼ完
了したことを検出している。この発明はこれに限定され
ず、二次電池7の充電特性に応じて、満充電の検出を種
々の手法で行うことが可能である。例えば、二次電池の
電圧が1、 L S B分上昇するのに要した時間を複
数求め、求められた時間が所定の関係(例えば、tn−
2:tn−1: tn−1,+2:3)を満足した時に
、満充電となったと判断することも可能である。また、
満充電検出直後に二次電池7への充電を停止するのでな
く、満充電が検出されてがら所定時間紅過後に二次電池
7への充電を停止する等、任意に変更可能である。
In the embodiment described above, it is detected that charging of the secondary battery 7 is almost completed when the calculated time becomes longer than the previously calculated time. The present invention is not limited thereto, and full charge can be detected by various methods depending on the charging characteristics of the secondary battery 7. For example, multiple times required for the voltage of the secondary battery to rise by 1, LSB are determined, and the determined times are expressed in a predetermined relationship (for example, tn-
2:tn-1:tn-1,+2:3), it is also possible to determine that the battery is fully charged. Also,
It is possible to arbitrarily change the charging of the secondary battery 7, for example, instead of stopping the charging of the secondary battery 7 immediately after a full charge is detected, the charging of the secondary battery 7 is stopped after a predetermined period of time has elapsed even after a full charge has been detected.

第1図のCPUIは第2図に示される処理を常時実行す
る必要はなく、例えば、タイマがら所定期間毎に出力さ
れる割り込み信号に応答して、第2図に示される処理を
行ってもよい。また、第2図に示されるC P’U 1
を充電制御又は電源制御専用とし、メインのデータ処理
を行うCPUを別に設けてもよい。
The CPU in FIG. 1 does not need to constantly execute the process shown in FIG. 2. For example, the CPU in FIG. 1 may perform the process shown in FIG. good. Moreover, C P'U 1 shown in FIG.
may be used exclusively for charge control or power supply control, and a separate CPU may be provided to perform main data processing.

本実施例では、二次電池の満充電を検出する場合を例に
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
A/D変換器により二次電池の電圧の変化を検出したり
、電圧変化の変極点を検出する装置全般に応用できる。
In this embodiment, the case of detecting full charge of a secondary battery has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
The present invention can be applied to any device that uses an A/D converter to detect changes in the voltage of a secondary battery or detects the inflection point of voltage changes.

[発明の効果] 本発明によれば、比較的低精度のA/D変換器等のハー
ドウェアを用いて、電池の電圧変化を検出でき、電池の
充電等を正確に制御できる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, changes in battery voltage can be detected using hardware such as a relatively low-precision A/D converter, and battery charging and the like can be accurately controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は第
1図に示される回路の動作を説明するためのフローチャ
ート、第3図は電池の充電特性を示す図である。 1・・・CPU、2・・・A/D変換器、3・・・タイ
マ、4・・・定電流充電回路、5・・・ROM、6・・
・二次電池、7・・・RAM0 出願人代理人 弁理士 鈴汀武13 第2図 第、3 図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing charging characteristics of a battery. 1... CPU, 2... A/D converter, 3... timer, 4... constant current charging circuit, 5... ROM, 6...
・Secondary battery, 7...RAM0 Applicant's agent Patent attorney Takeshi Suzuki 13 Figures 2 and 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 二次電池を充電する充電回路と、前記二次電池の電圧を
検出し、検出値をアナログデジタル変換し、デジタルデ
ータを出力するA/D変換器と、時間を計測するタイマ
と、前記A/D変換器の出力データが所定の値変化する
のに要した時間を前記タイマにより検出し、検出した時
間の増減によって前記二次電池の充電状態を検出する検
出部、を具備することを特徴とする二次電池の充電状態
検出回路。
A charging circuit that charges a secondary battery, an A/D converter that detects the voltage of the secondary battery, converts the detected value from analog to digital, and outputs digital data; a timer that measures time; The battery is characterized by comprising a detection unit that detects the time required for the output data of the D converter to change by a predetermined value using the timer, and detects the state of charge of the secondary battery based on an increase or decrease in the detected time. A charging state detection circuit for a secondary battery.
JP2289202A 1990-10-26 1990-10-26 Detecting circuit for charging condition of secondary battery Pending JPH04165928A (en)

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