JPH0511747U - 小型電池用充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 過充電を防止した小型電池用充電装置を提供
する。 ［構成］ 小型電池を充電する為の小型電池用充電装置
において、所定時間間隔に於ける充電電圧の変化量を検
出する検出手段、前記検出手段で検出された電圧の変化
量が約零の値となった時、零値を示す信号を出力する判
定手段、前記判定手段から出力された零値を示す信号に
基づき、小型電池への充電を制御する為の制御手段を有
することを特徴とする小型電池用充電装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は小型電池を充電する為の小型電池用充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

Ｎｉ−Ｃｄ電池等を充電する際、過充電を防止する為に、充電経過に於いて満 充電後、充電電圧の変化量がマイナスに転じた時を検出して、この時点で充電を 停止させる−ΔＶ制御方式が一般的に採用されている。

【０００３】

【考案が解決する為の課題】

しかしながら、２次電池の中には、満充電後、充電電圧の変化量がマイナスに 転じないものが多くある。 特に２次電池の中でもボタン型Ｎｉ−Ｃｄ電池は、上述の様にマイナスに転じ ることがなく、満充電状態を検知することが困難であった。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】

上記に鑑み本考案は、満充電状態に於ける充電電圧が所定時間、一定の値を維 持することを知見し、この時点を検出判定することによって充電制御を行なうこ とにより、過充電を防止した充電装置を実現した。

【０００５】 “充電電圧が所定時間一定の値を維持する”とは、図３で示す様に、所定時間 （Δｔ）に於ける充電電圧の変化量（ΔＶ）が約零値になった場合を示す他、所 定時間（Δｔ）に於ける充電電圧の変化量（ΔＶ）が約零値のまま、一定時間、 接続する場合も示す。約零値とは、零値だけでなく、零に近い値を意味する。例 えば、０（Ｖ）〜±０．０９（Ｖ）程度である。 又、約零値を検出した時、充電制御を行なう為の制御手段の充電制御とは、充電 を停止する、充電電流量を制御する等々の意味を有するものである。又、本考案 で示す小型電池とは、主にボタン型コイン型二次電池を示すが、他−ΔＶの検出 不可能な小型電池も示す。

【０００６】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例を示す図である。 （１１）は、定電流供給手段であり、乾電池、ＡＣ電源、ＡＣ電源を整流平滑し て得たＤＶ電源等より構成されている。 （１２）は、制御手段であり、スイッチング素子（ＦＥＴ、トランジスタ、リレ ー）で構成されており、端子（ａ）と端子（ｂ）との間の電気的接続を端子（ｃ ）の入力で制御するものである。 （１３）は、充電池であり、充電を目的とした小型電池である。主にＮｉ−Ｃｄ ボタン型電池、２次リチウム電池等よりなるが、上述の様に主に−ΔＶの無い電 池を対象としている。 （１４）は、バッファであり、後段に設けられた各種手段の入力特性に応じて、 入力信号のレベルを調整、緩衝させる手段である。 （１５）は、増幅手段であり、入力信号を増幅して出力するものである。 （１６）は、サンプルホールド手段であり、入力信号を一定の時間保持する為の 手段である。別名、遅延手段とも呼ぶ。サンプルホールド手段（１６）は、端子 （ｄ）から入力される信号によって動作の開始停止を行なう。 （１７）は、タイマーであり、サンプルホールド手段（１６）で設定される一定 時間を設定する為の手段である。 （１８）は、差動増幅手段であり、複数の入力端を有し、各々の入力端の電位差 （ΔＶ）が生じる時、これに対応したΔＶ信号を出力する手段である。 （１９）は、基準電圧出力手段であり、任意の電圧を出力する手段である。 （２０）は、比較手段であり、複数の入力端を有し、これら入力端の１つを基準 入力端とし、他の入力端に入力されて来る信号と、基準入力端の信号とを比較し て、基準入力端の信号と同レベルの信号となった時、出力端から比較信号を出力 するものである。比較手段（１７）は、端子（ｅ）から入力される信号によって 動作の開始、停止を行なう。

【０００７】 次に上記構成の接続状態について説明する。 定電流供給手段（１１）の一端は、制御手段（１２）の端子（ａ）に接続されて いる。定電流供給手段（１１）の他端は、充電池（１３）の他端と接続している 。制御手段（１２）の端子（ｂ）は、充電池（１３）の一端（＋側端子）及びバ ッファ（１４）の入力端に接続されている。バッファ（１４）の出力端は、増幅 手段（１５）の入力端に接続されている。増幅手段（１５）の出力端は、サンプ ルホールド手段（１６）の入力端及び、差動増幅手段（１８）の一入力端に接続 されている。サンプルホールド手段（１６）の出力端は、差動増幅手段（１８） の他の人力端に接続されている。差動増幅手段（１８）の出力端は、比較手段（ ２０）の一入力端に接続されている。基準電圧出力手段（１９）の出力端は比較 手段（２０）の他の入力端と接続している。比較手段（１７）の端子（ｅ）はタ イマー（１７）と接続している。比較手段（１７）の出力端は、制御手段（１２ ）の端子（ｃ）と接続している

【０００８】 次に動作を図３を用いて説明する。 図１は、充電池（１３）が予め接続された状態を示したものである。充電池（１ ３）は、着脱自在とし、充電完了後、本回路より切り離して使用されるものであ る。制御手段（１１）は、充電前、端子（ａ）と端子（ｂ）との間を電気的に接 続している。定電流供給手段（１１）の出力電流は、制御手段（１２）を介して 充電池（１３）に供給される。充電池（１３）の端子間電圧は、バッファ（１４ ）を介して増幅手段（１５）で増幅され、サンプルホールド手段（１６）、差動 増幅手段（１８）の他端に供給される。 サンプルホールド手段（１６）は、端子（ｄ）から供給されるタイマー手段（１ ７）の出力信号に対応した時間、図３で示すΔｔだけホールド動作する。 サンプルホールド手段（１６）で電圧保持された電圧は、差動増幅手段（１８） の一端に供給される。差動増幅手段（１８）は、バッファ（１５）を介して供給 される電圧と、サンプルホールド手段（１６）で保持された電圧の差分電圧すな わち図３で示すΔＶを出力する。 差動増幅手段（１８）の出力ΔＶは、比較手段（２０）の一端に入力される。比 較手段（２０）はその他端に入力される基準電圧と、差動増幅手段（１８）から 供給されるΔＶ電圧とを比較し、一致乃至近似した時、信号を出力する。 この信号は、端子（ｃ）を介して制御手段（１２）に入力され、制御手段（１２ ）は、端子（ａ）と端子（ｂ）間の電気的接続を切り離し、充電池（１３）への 電流の供給を停止させる。充電池（１３）は、回路装置から切り離され、所望の 目的に使用される。尚、タイマー手段（１７）の出力信号の諸パラメータ、基準 電圧出力手段（１９）の出力信号の諸パラメータは、充電池（１３）の特性、種 類に応じ、適宜選択される。

【０００９】 次に第２の実施例を図２を参照して詳細に説明する。 図２で示す実施例は、図１で示す実施例をマイコンで置き換えたものである。 （１１）〜（１５）迄は、図１で示したものと同一のものであり、説明は省略す る。尚、バッファ（１４）は、図示しなかったが、必要に応じ取り付けてもよい 。 （２１）は、Ａ／Ｄコンバータであり、増幅手段（１５）のアナログ出力信号を 入力し、デジタル信号として出力する。 （２２）はマイコンであり、プログラムを記憶する為の記憶手段を内蔵し、この プログラムに基づいてデジタル信号を入力し図３で示す所定の時間幅（Δｔ）に 於ける電圧（ΔＶ）を演算検出し、ΔＶが約零になった時、又はこの零が続いた 時、信号を出力する。

【００１０】 次に上記構成の接続状態を説明する。 定電流供給手段（１１）〜増幅手段（１５）迄の接続状態は図１で示したものと 同一であるから説明は省略する。 増幅手段（１５）の出力は、Ａ／Ｄコンバータ（２１）の入力と接続する。Ａ／ Ｄコンバータ（２１）の出力は、マイコン（２２）の入力と接続する。マイコン （２２）の出力は、制御手段（２２）の端子（ｃ）と接続している。

【００１１】 次に動作を説明する。 充電池（１３）が接続される。制御手段（１２）の端子（ａ）と端子（ｂ）との 間は電気的に接続状態となっている。 定電流供給手段（１１）、充電池（１３）に電流を供給する。充電池（１３）の 端子間電圧は、増幅手段（１４）で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ（２１）に入力 される。 Ａ／Ｄコンバータ（２１）は、この増幅された端子間電圧値をデジタル信号に変 換出力する。Ａ／Ｄコンバータ（２１）で変換出力されたデジタル信号は、マイ コン（２２）に入力され、このデジタル信号値から差分値（ΔＶ）を演算し、こ のΔＶの値が約零値となる迄、監視し、約零値となった時あるいは約零値が、所 定時間接続した時、マイコン（２２）は信号を出力する。 マイコン（２２）の出力信号は、制御手段（１２）の端子（ｃ）に入力され、端 子（ａ）と端子（ｂ）間の電気接続の切り離しが行なわれ、充電池（１３）の充 電は終了する。 尚、マイコン（２２）の具体的プログラムは、図１で示した実施例のブロック 図の構成をフローチャート化したものと同一であるから、説明は省略した。

【００１２】

【考案の効果】

上記に鑑み本考案は、充電池の充電電圧を監視し、一定時間幅に於ける充電電 圧値の差が、約零となった時、充電を停止させることにより、過充電が無い充電 が行なえる等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図２】本考案の実施例を示すブロック図である。

【図３】図１、図２で示す実施例の動作を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１１ 定電流供給手段 １２ 制御手段 １３ 充電池 １４ バッファ １５ 増幅手段 １６ サンプルホールド手段 １７ タイマー １８ 差動増幅手段 １９ 基準電圧出力手段 ２０ 比較手段

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】小型電池を充電する為の小型電池用充電装
   置において、所定時間間隔に於ける充電電圧の変化量を
   検出する検出手段、前記検出手段で検出された電圧の変
   化量が約零の値となった時、零値を示す信号を出力する
   判定手段、前記判定手段から出力された零値を示す信号
   に基づき、小型電池への充電を制御する為の制御手段を
   有することを特徴とする小型電池用充電装置。