JPH05328624A

JPH05328624A - バッテリリフレッシュ回路

Info

Publication number: JPH05328624A
Application number: JP4122298A
Authority: JP
Inventors: Noboru Dobashi; 登土橋
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 1992-05-14
Filing date: 1992-05-14
Publication date: 1993-12-10
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JP2665108B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、バッテリリフレッシュ回路に関
し、リフレッシュ要のときに充電電圧を低下してバッテ
リから負荷に供給して完全放電した後、充電電圧を上昇
してバッテリを満充電することを繰り返してリフレッシ
ュを行い、リフレッシュ機能を簡易な構成で実現し、バ
ッテリのメモリ効果を無くすリフレッシュ処理を自動的
に実行することを目的とする。【構成】充放電監視処理４１がバッテリ１の残量を計
数して満充電から所定残量以下にならない放電の回数を
計測し、計測値が所定回数を越えたときにリフレッシュ
要と判断し、アダプタ９などを制御してバッテリ１に供
給する電圧を低下させ、リフレッシュ処理４２がバッテ
リ１から負荷に供給して放電を開始させ完全放電を行っ
た後、アダプタ９などの電圧を上昇させて満充電するこ
とを所定回数繰り返し、メモリ効果を無くすように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリのリフレッシ
ュを行うバッテリリフレッシュ回路に関するものであ
る。

【０００２】バッテリを電力源とする装置において、浅
い充放電の繰り返しにより発生するメモリ効果がバッテ
リの駆動時間低下という現象を発生するので、これによ
る容量の低下を防止することが望まれている。

【０００３】

【従来の技術】ノートブックパソコンなどの電池駆動機
器は、通常（１）バッテリによる駆動（２）ＡＣアダプタによる駆動の２種類の運用形態を必要に応じて行っている。この場
合、バッテリは、パソコンの運用（業務）が終了し、Ａ
Ｃアダプタを外した後、次の業務を再開するまでの間、
ＲＡＭディスクなどのデータを保持するレジュームのた
めの微小電流を放電する。次の業務の開始時に、ＡＣア
ダプタが接続されるとバッテリは充電される。

【０００４】このような運用パターンを繰り返し行う
と、バッテリ（特にニッカドバッテリ）はメモリ効果と
いわれる不活性化（バッテリ放電量の低下）を引き起こ
し、最終的には装置のバッテリ駆動時間の短縮といった
不具合を招く。

【０００５】このメモリ効果によるバッテリ放電量の低
下を防ぐために、従来は、図５に示すようなバッテリ放
電器を用意し、一旦、バッテリを２から３回、完全放
電、充電し、リフレッシュするという方法を採用してい
た。以下メモリ効果について図４を用いて簡単に説明す
る。

【０００６】図４は、メモリ効果の説明図を示す。ここ
で、縦軸は電圧を表し、横軸は放電時間を表す。実線
は、正常時の満充電からの放電曲線を示し、点線はメモ
リ効果による満充電からの放電曲線を示す。

【０００７】この点線の放電曲線は、完全放電しないで
上述した僅かな放電を行った後、満充電することを繰り
返すことによって発生し、深い放電をしたときに急激に
の点でバッテリの電圧が低下してしまう現象である。
このメモリ効果が発生すると、見かけ上、バッテリの容
量が低下したようになり、バッテリで駆動するパソコン
などでは、バッテリによる駆動時間が短かくなってしま
う。このメモリ効果は、バッテリを完全放電した後、満
充電することを数回繰り返すとほぼなくなる。従って、
従来は、このメモリ効果を無くすために、図５の専用の
バッテリ放電器を用いて完全放電した後、満充電するこ
とを数回繰り返していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した専用のバッテ
リ放電器を用いてバッテリを完全に放電した後、満充電
することを繰り返すようにすると、ユーザがその都度、
専用のバッテリ放電器を接続して放電させた後、満充電
することを繰り返すという作業が必要となってしまい、
ユーザにとってこのリフレッシュ作業が煩わしいという
問題があった。また、専用のバッテリ放電器を準備する
必要が生じてしまうという問題もあった。

【０００９】本発明は、これらの問題を解決するため、
バッテリの充放電を監視してリフレッシュが必要となっ
たときに、充電電圧を低下させてバッテリから負荷に電
源を供給してほぼ完全放電させた後、充電電圧を上昇さ
せてバッテリを満充電することを数回繰り返してリフレ
ッシュを行い、リフレッシュ機能を簡易な構成で実現
し、バッテリのメモリ効果を無くすリフレッシュ処理を
自動的に実行することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、バッテリ
１は、負荷に電源を供給する、充電・放電可能なバッテ
リである。

【００１１】アダプタ９は、負荷に電源を供給およびバ
ッテリ１を充電するものである。充放電監視処理４１
は、バッテリ１の充電・放電を監視するものである。リ
フレッシュ処理４２は、バッテリ１のリフレッシュを行
うものである。

【００１２】

【作用】本発明は、図１に示すように、充放電監視処理
４１がバッテリ１の残量を計数して満充電から所定残量
以下にならない放電の回数を計測し、この計測した値が
所定回数を越えたときにリフレッシュ要と判断し、アダ
プタ９などを制御してバッテリ１に供給する電圧を低下
させ、リフレッシュ処理４２がバッテリ１から負荷に電
源を供給させて放電を開始させ完全放電を行った後、ア
ダプタ９などの電圧を上昇させて満充電することを所定
回数繰り返し、メモリ効果を無くすようにしている。

【００１３】また、アダプタ９がバッテリ１から外され
たときに放電を開始し、次に当該アダプタ９が装着され
るまでの間に放電した残量が所定量以下とならない回数
を計測し、この計測した値が所定回数を越えたときにリ
フレッシュ要と判断するようにしている。

【００１４】従って、バッテリ１の充放電を監視してリ
フレッシュが必要となったときに、充電電圧を低下させ
てバッテリ１から負荷に電源を供給してほぼ完全放電さ
せた後、充電電圧を上昇させてバッテリ１を満充電する
ことを数回繰り返してリフレッシュを行うことにより、
リフレッシュ機能を簡易な構成で実現すると共に、バッ
テリ１のメモリ効果を無くすリフレッシュ処理を自動的
に行うことが可能となる。

【００１５】

【実施例】次に、図１から図３を用いて本発明の実施例
の構成および動作を詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の１実施例構成図を示す。
図１の（ａ）は、構成図を示す。図１の（ａ）におい
て、バッテリ１は、負荷７に電源を供給したり、アダプ
タ９、充電器３を介して充電したりするバッテリであっ
て、ニッケルカドニウムバッテリなどである。

【００１７】ノートパソコン２は、本発明のバッテリ充
放電制御４などを組み込んだものであって、バッテリ１
から電源を負荷７に供給して動作する携帯型のパソコン
である。このノートパソコン２は、充電器３、バッテリ
充放電制御４、ＡＤコンバータ５、Ｄ／Ｄコンバータ
６、負荷７、ディスプレイ（ＬＣＤ）８などから構成さ
れるものである。

【００１８】充電器３は、アダプタ９からのＤＣ入力
（Ｖｉ）をもとにバッテリ１を充電するものである。バ
ッテリ充放電制御４は、バッテリ１の充放電を制御する
マイコンであって、ここでは、充放電監視処理４１およ
びリフレッシュ処理４２などから構成されるものであ
る。

【００１９】充放電監視処理４１は、バッテリ１の充放
電を監視するものであって、図２のフローチャートに示
すように、残量カウンタ４３によってバッテリ１の残量
をカウントしたり、リフレッシュカウンタ４４によって
バッテリ１の残量が所定値以下とならない満充電から放
電した回数をカウントしたりなどするものである。

【００２０】リフレッシュ処理４２は、リフレッシュ処
理を行うものであって、図３のフローチャートに示すよ
うに、バッテリ１を満充電して完全放電することを所定
回数繰り返し、バッテリのメモリ効果を無くすものであ
る。

【００２１】ＡＤコンバータ５は、バッテリ１から負荷
７に供給する電流をディジタル値に変換するものであ
る。Ｄ／Ｄコンバータ６は、バッテリ１からの電圧（あ
るいはアダプタ９からの電圧）を異なる他の直流電圧に
変換するコンバータである。

【００２２】負荷７は、バッテリ１あるいはアダプタ９
から電源を供給する負荷であって、ここでは、ノートパ
ソコンを構成するＩＣ、ＦＤＤ（フロッピィディスク装
置）、ＲＡＭなどである。本発明では、リフレッシュ時
にバッテリ１を放電させるための負荷７としても使用し
ている。

【００２３】ディスプレイ８は、各種メッセージなどを
表示するディスプレイ、例えば液晶パネルであって、こ
こでは、リフレッシュ処理を開始するときに“リフレッ
シュ中ですので、アダプタ９を抜かないで下さい”など
のメッセージを表示するものである。

【００２４】アダプタ９は、ＡＣ電源などからバッテリ
１を充電する電圧を発生させたり、負荷７に供給する電
圧を発生させたりなどするものである。図１の（ｂ）
は、波形図を示す。これは、図１の（ａ）の構成の波形
図を示す。

【００２５】（１）は、リフレッシュ信号（Ｒｆ）であ
って、バッテリ充放電制御４がリフレッシュ処理を実行
させるときに、アダプタ９に通知してＤＣ入力（Ｖｉ）
を、Ｌｏｗバッテリ電圧程度に低下させるための信号で
ある。

【００２６】（２）は、ＤＣ入力（Ｖｉ）であって、
（１）リフレッシュ信号（Ｒｆ）をアダプタ９に通知し
たことに対応して、発生されるＤＣ入力（Ｖｉ）であ
る。（３）は、アダプタ９からの負荷７に供給する電流（Ｉ
₁ ）である。

【００２７】（４）は、バッテリ１から負荷７に供給す
る電流（Ｉ₂ ）である。次に動作を説明する。バッテリ１について満充電から僅
か放電し、満充電することを繰り返しメモリ効果が発生
した場合（後述する図２のＳ９のＹＥＳの場合）に、
の時点で、（１）リフレッシュ信号をアクティブにする
と、（２）アダプタ９によって発生される（２）ＤＣ入
力（Ｖｉ）がバッテリ放電終了電圧（Ｌｏｗバッテリ電
圧）に低下する。この電圧低下により、（３）アダプタ
からの電流（Ｉ₁）を負荷７に供給しなくなると共に、
（４）バッテリからの電流（Ｉ₂）を負荷７に供給す
る。これにより、リフレッシュ時にバッテリ１から負荷
に放電を開始することとなる。放電を開始してＬｏｗバ
ッテリ電圧となった場合、の時点で（１）リフレッシ
ュ信号をインアクティブにし、（２）ＤＣ入力（Ｖｉ）
をハイレベル電圧にし、（３）アダプタからの電流（Ｉ
₁）を負荷７に供給する。

【００２８】以上の、について数回繰り返し、バッ
テリ１を満充電から完全放電を数回行い、メモリ効果を
無くす。これにより、本発明では、負荷７をそのままリ
フレッシュ時の負荷にも使用しており、特別なバッテリ
放電器なしにリフレッシュを行うことが可能となる。以
下詳細に順次説明する。

【００２９】図２は、本発明の充放電監視処理の動作フ
ローチャートを示す。これは、図１の（ａ）のバッテリ
充放電制御４を構成する充放電監視処理４１の動作フロ
ーチャートである。

【００３０】図２において、Ｓ１は、充電完了か判別す
る。これは、図１の（ａ）のアダプタ９、充電器３を介
してバッテリ１に充電し、充電完了したか判別する。こ
の充電完了は、例えば右側に記載したように、充電中の
バッテリ１の充電電圧曲線が上昇して最大に到達し、更
に減少を開始（ΔＶが負）となったときに充電完了と判
別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ２に進む。ＮＯの場合に
は、Ｓ１の判別を繰り返す。

【００３１】Ｓ２は、残量カウンタを１００％（満充
電）に設定する。Ｓ３は、放電を開始したか判別する。
これは、図１の（ａ）のアダプタ９が取り外され、バッ
テリ１から負荷７に向けて放電を開始したか判別する。
ＹＥＳの場合には、Ｓ４に進む。ＮＯの場合には、Ｓ３
の判別を繰り返す。

【００３２】Ｓ４は、放電電流に応じて残量カウンタを
減算する。これは、図１の（ａ）のバッテリ充放電制御
４がバッテリ１から負荷７に供給する電流Ｉ₁に応じて
残量カウンタ４３を減算し、現在のバッテリ１の残量を
計測する。

【００３３】Ｓ５は、放電を中止したか判別する。これ
は、図１の（ａ）のパソコン２の使用を停止し、放電電
流が無くなったか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ６で
現在の残量（残量カウンタの残量）が１０％以下になっ
たか判別し、ＹＥＳのときにＳ７に進み、ＮＯのときに
Ｓ８でリフレッシュカウンタ４４を＋１し、Ｓ９に進
む。

【００３４】Ｓ７は、アダプタが接続されたか判別す
る。これは、Ｓ３でアダプタ９が取り外されてバッテリ
１から負荷７に放電を開始した状態で、アダプタ９が接
続され、当該アダプタ９から電源が負荷に供給およびバ
ッテリ１への充電を開始したか判別する。ＹＥＳの場合
には、充電開始し、Ｓ１に戻る。ＮＯの場合には、アダ
プタ９が接続されたかの判別を繰り返す。

【００３５】Ｓ９は、ｎ回、カウンタしたか判別する。
これは、バッテリ１からの放電を中止したときの残量が
１０％以下でないときにリフレッシュカウンタ４４を＋
１し、その値がｎ回、カウントし、バッテリ１にメモリ
効果が発生し、リフレッシュ処理を開始する必要がある
か判別する。ＹＥＳの場合には、図３のリフレッシュ処
理へ進む。ＮＯの場合には、未だリフレッシュ処理を開
始する回数に到達していないので、Ｓ７に進む。

【００３６】以上によって、バッテリ１を満充電して負
荷７に放電することを繰り返し、放電を中止したときの
残量が１０％以下でない回数をリフレッシュカウンタ４
４でカウントし、その値がｎ回（例えば１０回）となっ
たときにバッテリ１にメモリ効果が発生したとみなし、
図３のリフレッシュ処理を自動的に開始する。

【００３７】図３は、本発明のリフレッシュ処理の動作
フローチャートを示す。これは、図２のＳ９のＹＥＳと
なり、バッテリ１にメモリ効果が発生したと判別された
ときに、開始するリフレッシュ処理であって、バッテリ
１を満充電し、完全充電することを数回（ここでは３
回）繰り返し、メモリ効果を無くすフローチャートであ
る。

【００３８】図３において、Ｓ１１は、リフレッシュ処
理開始する。Ｓ１２は、リフレッシュ信号Ｒｆを送出
し、放電を開始する。これは、図１の（ｂ）で既述した
ように、リフレッシュ処理４２が（１）のリフレッシュ
信号Ｒｆをアダプタ９に送出し、入力電圧ＶｉをＬｏｗ
バッテリ電圧に低下させ、バッテリ１から負荷７に電流
Ｉ₁を供給開始する（図１の（ｂ）の参照）。

【００３９】Ｓ１３は、バッテリ残量を測定する。これ
は、図１の充放電処理４１が負荷７に供給する電流を監
視し、残量カウンタ４３から電流に対応する値を減算
し、現在のバッテリ１の残量を測定する。

【００４０】Ｓ１４は、バッテリ残量が１０％になった
か判別する。ＹＥＳの場合には、放電を完了したので、
Ｓ１５に進む。ＮＯの場合には、Ｓ１３に戻り、バッテ
リ残量の測定を繰り返す。

【００４１】Ｓ１５は、Ｓ１４でバッテリ残量が１０％
となったので、リフレッシュ信号Ｒｆを停止し、アダプ
タ９の電圧を上昇させる。Ｓ１６は、アダプタより充電
を開始する。これは、Ｓ１５でアダプタ９の電圧を上昇
させたことに対応して、当該アダプタ９よりバッテリ１
に充電を開始すると共に負荷７にも電流を供給する（図
１の（ｂ）の参照）。

【００４２】Ｓ１７は、充電を完了したか判別する。こ
れは、既述したように、例えば図２のＳ１の右側に記載
したよに、充電中のバッテリ１の充電電圧曲線が上昇し
て最大に到達し、更に減少を開始（ΔＶが負）となり、
充電完了したか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ１８に
進む。ＮＯの場合には、充電を完了したか判別すること
を繰り返す。

【００４３】Ｓ１８は、リフレッシュ処理を３回実行し
たか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ１９でリフレッシ
ュ処理完了のメッセージを発行し、図１の（ａ）のディ
スプレイ８上に“リフレッシュ処理完了しました”とメ
ッセージを表示する。一方、ＮＯの場合には、Ｓ１１に
戻り、３回、リフレッシュ処理を完了するまで繰り返
す。

【００４４】以上によって、図２のＳ９のＹＥＳによっ
て、バッテリ１にメモリ効果が発生したと判別されたと
きに、図３のフローチャートに従って、アダプタ９の電
圧を低下（例えばＬｏｗバッテリ電圧に低下）し、バッ
テリ１から負荷７に電流を供給して当該バッテリ１の放
電を行い、残量が例えば１０％以下となったときに放電
を中止することを数回（ここでは３回）繰り返し、一連
のリフレッシュ処理を終了する。これにより、バッテリ
１に発生したメモリ効果を、アダプタ９の電圧を低下さ
せ、専用のバッテリ放電器を使用することなく、自動的
にバッテリ１のメモリ効果を無くすことが可能となる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリ１の充放電を監視してリフレッシュが必要とな
ったときに、充電電圧を低下させてバッテリ１から負荷
７に電源を供給してほぼ完全放電させた後、充電電圧を
上昇させてバッテリ１を満充電することを数回繰り返し
てリフレッシュを行う構成を採用しているため、リフレ
ッシュ機能を簡易な構成で実現すると共に、バッテリ１
のメモリ効果を無くすリフレッシュ処理を自動的に行う
ことができる。これにより、負荷７をバッテリ放電器と
して使用し、簡単な構成でリフレッシュ処理を行ってメ
モリ効果を無くすことができると共に、リフレシュ処理
中もアダプタ９あるいはバッテリ１から負荷に電源を供
給して動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例構成図である。

【図２】本発明の充放電監視処理の動作フローチャート
である。

【図３】本発明のリフレッシュ処理の動作フローチャー
トである。

【図４】メモリ効果の説明図である。

【図５】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１：バッテリ２：ノートパソコン３：充電器４：バッテリ充放電制御４１：充放電監視処理４２：リフレッシュ処理４３：残量カウンタ４４：リフレッシュカウンタ５：ＡＤコンバータ６：Ｄ／Ｄコンバータ７：負荷８：ディスプレイ９：アダプタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリのリフレッシュを行うバッテリリ
フレッシュ回路において、負荷に電源を供給する、充電・放電可能なバッテリ
（１）と、負荷に電源を供給およびバッテリ（１）を充電するアダ
プタ（９）と、バッテリ（１）の充電・放電を監視する充放電監視処理
（４１）と、バッテリ（１）のリフレッシュを行うリフレッシュ処理
（４２）とを備え、上記充放電監視処理（４１）がバッテリ（１）の残量を
計数して満充電から所定残量以下にならない放電の回数
を計測し、この計測した値が所定回数を越えたときにリ
フレッシュ要と判断し、上記アダプタ（９）などを制御
してバッテリ（１）に供給する電圧を低下させ、リフレ
ッシュ処理（４２）がバッテリ（１）から負荷に電源を
供給させて放電を開始させ完全放電を行った後、アダプ
タ（９）などの電圧を上昇させて満充電することを所定
回数繰り返し、メモリ効果を無くすように構成したこと
を特徴とするバッテリリフレッシュ回路。
【請求項２】上記アダプタ（９）がバッテリ（１）から
外されたときに放電を開始し、次に当該アダプタ（９）
が装着されるまでの間に放電した残量が所定量以下とな
らない回数を計測し、この計測した値が所定回数を越え
たときにリフレッシュ要と判断するように構成したこと
を特徴とする請求項１記載のバッテリリフレッシュ回
路。