JPH05244727A - 電池の充電の改善手段 - Google Patents

電池の充電の改善手段

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JPH05244727A
JPH05244727A JP4340961A JP34096192A JPH05244727A JP H05244727 A JPH05244727 A JP H05244727A JP 4340961 A JP4340961 A JP 4340961A JP 34096192 A JP34096192 A JP 34096192A JP H05244727 A JPH05244727 A JP H05244727A
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JP
Japan
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charging
battery
charger
current
electronic system
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Withdrawn
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JP4340961A
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English (en)
Inventor
Peter John Sladen
ジョン スレイデン ピーター
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SHIEI COMMUN Ltd
Shaye Communications Ltd
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SHIEI COMMUN Ltd
Shaye Communications Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827Portable transceivers
    • H04B1/3883Arrangements for mounting batteries or battery chargers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
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    • H02J7/007184Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient

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Abstract

(57)【要約】 例えばマイクロプロセッサ6を含んだ電子回路を有した
携帯装置(3) が電池パック4により電源を供給されてい
るが、この電池パックは制御可能な電流源11を有する外
部充電器(図示していない)からリード線11と15を経由
して充電される。この装置内では通常の機能を行うが、
これと同時にマイクロプロセッサ6はリード線9により
電池電圧をモニタし、更に出力10とリード線16を経由し
て電流源11を制御するためこの情報を分析する。このよ
うに、充電電流の複雑な制御を携帯装置内の既存の回路
を使用することにより行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電池の充電、特に携帯
装置内の電池の充電に関する。
【0002】
【従来の技術】多くの携帯装置には例えばニッカド(NI
CADs)のような1回以上再充電が可能な電池を有する電
源が含まれている。電池は取り外し分離型充電器を使用
して充電することにより再充電ができる;しかし、この
発明では電池をその場所で充電するタイプの装置に関す
る。この種の装置にはしばしば、または常にあるとは限
らないが専用の充電器があり、使用以外の時も半永久的
に充電器に接続されている。ニッカド電池パックの充電
を示す典型的な図は添付の図1に示してある。点線は完
全充電を示している。図から判るように、完全充電の後
短時間負領域に入る曲線が得られるが、この負領域は充
電の高比率から低比率へ切り替えるため、または全ての
充電を止めるため充電器に対する信号として使用するこ
とができる。従って、通常の“インテリジェント”電池
充電器は負のdv/dt を検出する装置を有し、そのように
動作する。この種の検出装置は通常充電器自体の一部を
構成することは勿論である;しかし充電される装置の多
くは充電器の制御機能を容易に取り扱うことができる部
品を現存の回路の一部として有しており、更にこの発明
では充電器の制御機能が充電される装置内の回路により
行われている。この利点を得るため、充電器の制御に使
用される装置内のこれらの部品は先存の部品であり、他
の目的のために多分すでに使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】例えば、携帯装置の多
くが有しているマイクロプロセッサと内蔵の回路は、再
充電可能な電池パックからの電源により装置の目的に関
連した特別な機能を行う。これらの先存の部品は内蔵し
た電池の充電器を制御するため容易に使用することがで
き、更にこの手段により電池の充電器の複雑性と価格を
下げることができる。更に、装置自体内に見ることがで
きるような比較的複雑な回路を使用することにより、充
電の制御の特徴を使用できるが、これらの特徴は国内の
使用では比較的安い充電器でも費用を理由に使用するこ
とが妥当であるとは言えない。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明を実施するため
に、充電器と装置間の接続の数は最小のレベルである2
つ(すなわち、正および負の充電の接続)から3つに増
加するが、三番目は装置から充電器への制御信号を通過
させるための制御用接続である。これらの制御信号は例
えば前述のように高比率から低比率の制御用充電比率に
使用され、または充電を完全に切断するのに使用するこ
とができる。さらに装置内の部品の性質により、いくつ
かのより複雑な制御機能を前述のように行うことができ
る。
【0005】
【実施例】図2には、電池パック4と充電器5を有する
装置3を示している。
【0006】装置3には例えばニッカド電池パックのよ
うな再充電可能な電池または電池パックにより電源が供
給されている電子回路を有した携帯装置がある。典型的
にはこの装置はコードレス電話システムの送受器に含ま
れる。この種の送受器は殆どの場合マイクロプロセッサ
6を有し、現存の機能を実施し、後述する充電器を制御
している。マイクロプロセッサへの電源は従来の方法で
リード線7、8を経由して加えられる。マイクロプロセ
ッサに接続されるこれ以外の通常の回路は示していな
い;しかし、充電制御のためこのマイクロプロセッサに
は電池電圧モニタ入力9と充電器制御出力10とがある。
【0007】充電器5にある制御可能な電流源11には充
電器に対する電流供給リード線12、13の一方が直列にあ
る。これらのリード線は電池充電器に使用しているよう
に従来の電流供給ユニット(図示していない)から取り
出すことができるが、このユニットは主電圧を適当なレ
ベルに下げACを平滑化した電圧に変換し、更には安定化
DC電圧にする装置がある。この代わり、充電器5と同じ
く電源供給ユニットの回路は単一のハウジング内に収容
することができ、正極および負極電源供給リード線14、
15および制御リード線16により装置3に接続される。14
から16のリード線が破損する場合があるのは勿論である
が、これは装置3に携帯性があり内蔵する充電器から物
理的に分離可能であるからであり、この破損はそれぞれ
のリード線の中で交点“X"で示してある。充電器5は装
置3の中に有することができるが、この場合破損する箇
所はリード線12と13である。
【0008】使用時にマイクロプロセッサはリード線9
を経由し電池電圧をモニタしており、リード線10、16を
通り適当な制御信号を電流源11に送る。このように例え
ば負領域2を検出するためdv/dt 技術を使用すると、充
電器5は高充電比率から低充電比率に切り替えおよび/
または充電が終了したと判断される時完全に切断され
る。
【0009】使用時にマイクロプロセッサ6の使用によ
りより一層複雑な充電制御を使用することができる。電
話の送受器に対する通常の使用の間、これ(送受器)は
充電器の上に置かれ殆どの時間この充電器により充電さ
れ、更に電話をかけまたは受けるため充電器から取り外
される。例えば送受器を時々使用すると、すなわち一日
10回で一回辺り15分使用すると、完全容量の約5%が放
電されすぐに再び再充電された完全充電電池に等しい。
これは受話器が使用される毎に生ずる。dv/dt技術のゆ
っくりした特性によりいくつかの強調が行われ、完全充
電に到達するのに必要な時間を減少させることと過充電
の頻度を減少させることが行われる:
【0010】1、充電は電池電圧の変化率が少なくとも5
分連続の間に1分当たり+2mVより少なければ終了する。
これは通常のdv/dt 技術より10分から15分早く充電を終
了させるが、(これには電池電圧の減少が必要)、電池
の完全充電が保持されている。
【0011】フラット電池を充電する最初の5分の間上
述のことは行われないが、これは過放電電池に対し充電
のため最初置かれた時急激に立ち上がってから下がるか
らである。
【0012】2、アップ/ダウンカウントはマイクロプロ
セサ6により行われる。このカウントは送受器が完全に
充電された時ゼロにセットされ、送受器が通話中に2分
毎に1増加する(すなわち電池の放電)。このカウント
は送受器から通話外の分毎に、しかも高速充電中に1だ
け減少する。このカウントがゼロになれば、高速充電は
電池電圧変化に関係なく終了する。
【0013】この技術の例ように、完全充電電池を有し
た送受器を考え充電器の上にあるとする。送受器は取り
除かれ5分間の通話が行われる。その後、送受器は充電
器に戻される。もしdv/dt 技術のみが使用されるなら
ば、高速充電は約12分後に終了する。改良した技術を使
用すると、高速充電は3分後に終了する。
【0014】典型的には、放電対高速充電の比はほぼ3:
1 である。高速充電の間の効率は約100%である(すなわ
ち、1時間に対する100mA により約100mAHの容量増加が
あるが電池は完全充電されない)。それ故基本技術では
所要の7倍過充電される(電池容量のほぼ16%)。
【0015】改良技術では約2:1 に過充電される。未改
良技術では一日を通し全体として電池容量の約300%だけ
電池が過充電される。改良技術では過充電は約40% であ
る。後者の過充電の量は電池の放電電流(送受器供給電
流)と充電器高速充電電流を変化させるのに必要であ
る。
【0016】例えば、充電制御のためマイクロプロセッ
サ6を制御し、更に前述の強調を行うのに使用されるア
ルゴリズムを図3A及び図3Bに示してある。図は説明
を要しないし、詳細には記載しない;言うまでもなく、
所定の特別の数が例として上げられている。
【図面の簡単な説明】
【図1】時間に対する電池電圧Vのグラフで、ニッカド
電池パックに対する典型的な充電曲線を示している。
【図2】この発明による充電システムの実施例を示すブ
ロック図であり、その場で充電可能な電池パックと、更
に電池の充電器を有した装置からなる。
【図3A】複雑な充電制御に対する典型的なアルゴリズ
ムを示すブロック図。
【図3B】充電制御に対する図3Aのブロック図の続き
である。
【符号の説明】
1 完全充電を示す点線 2 負領域 3 携帯装置 4 電池パック 5 充電器 6 マイクロプロセッサ 7、8 リード線 9 電池電圧モニタ入力 10 充電器制御出力 11 電流源 12、13 電流供給リード線 14 正極電流供給リード線 15 負極電流供給リード線 16 制御リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター ジョン スレイデン イギリス国, ハンプシャー エスオー23 7ビーエイチ, ウィンチェスター, アンドバーロード, 48−52番地, シェ イコミュニケーションズ リミテッド内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 再充電可能な電池または電池パックによ
    り電源が供給される電子回路を有する携帯装置から成る
    電子システムであり、前記装置には電池または電池パッ
    クが外部電池充電器から充電される端子を有した電流供
    給手段があり、更に前記電子回路は充電器により供給さ
    れる電流を制御する手段を有していることを特徴とする
    電子システム。
  2. 【請求項2】 前記の電流を制御する手段が前記電子回
    路の一部を構成するマイクロプロセッサから成り、更に
    前記のマイクロプロセッサが前記の携帯装置の現存する
    機能を実行する請求項1に記載の電子システム。
  3. 【請求項3】 電流供給手段が、充電の間に前記の電池
    または電池パックに加えられた充電をモニタし更に制御
    出力に充電電圧を示す制御電圧を発生するための手段を
    有している請求項1または2のいずれかに記載の電子シ
    ステム。
  4. 【請求項4】 前記制御信号が時間に対する充電電圧の
    充電比率を示す請求項3に記載の電子システム。
  5. 【請求項5】 充電器により供給される電流を前記制御
    信号に基づき制御するため、前記の電流供給手段と直列
    または並列に接続される充電制御装置から成る請求項3
    または4のいずれかに記載の電子システム。
  6. 【請求項6】 前記電流制御装置が前記電流供給手段と
    直列に置かれた制御可能な電流源から成り、更に前記の
    制御手段の制御出力を前記電流源の制御入力に接続する
    ために接続手段がある請求項5に記載の電子システム。
  7. 【請求項7】 前記充電制御装置が前記の携帯装置の一
    部を構成している請求項5または6のいずれかに記載の
    電子システム。
  8. 【請求項8】 前記電池または電池パックを充電するた
    めの外部電池充電器から更に成り、前記充電器が前記の
    充電制御装置を有し、しかも充電のために携帯装置と電
    池充電器に接続するために3つの端子:一番目と二番目
    の端子は順方向および返送電流供給のためであり、三番
    目の端子は前記制御信号のためである、が使用されてい
    る請求項5または6のいずれかに記載の電子システム。
  9. 【請求項9】 充電が完了したと判断される時、前記電
    流制御手段が充電電流を高比率から低比率に切り替える
    ように動作する前記請求項のいずれか1つに記載の電子
    システム。
  10. 【請求項10】 充電が完了したと判断される時、前記電
    流制御手段が充電電流を切断するように動作する請求項
    1から8のいずれか1つに記載の電子システム。
JP4340961A 1991-11-29 1992-11-30 電池の充電の改善手段 Withdrawn JPH05244727A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9125446.6 1991-11-29
GB919125446A GB9125446D0 (en) 1991-11-29 1991-11-29 Improvements in battery charging

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JPH05244727A true JPH05244727A (ja) 1993-09-21

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ID=10705463

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EP (1) EP0545633A1 (ja)
JP (1) JPH05244727A (ja)
CN (1) CN1074314A (ja)
AU (1) AU2968192A (ja)
CA (1) CA2083813A1 (ja)
GB (2) GB9125446D0 (ja)

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