JPH0549183A - 二次電池充電制御回路 - Google Patents

二次電池充電制御回路

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JPH0549183A
JPH0549183A JP20103591A JP20103591A JPH0549183A JP H0549183 A JPH0549183 A JP H0549183A JP 20103591 A JP20103591 A JP 20103591A JP 20103591 A JP20103591 A JP 20103591A JP H0549183 A JPH0549183 A JP H0549183A
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JP
Japan
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voltage
sampling
secondary battery
charging
peak
Prior art date
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Pending
Application number
JP20103591A
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English (en)
Inventor
Tsuneo Sato
恒夫 佐藤
Kiichi Watabe
紀一 渡部
Takeshi Morita
剛 森田
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PFU Ltd
Original Assignee
PFU Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0549183A publication Critical patent/JPH0549183A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 二次電池充電制御回路に関し、充電途中での
電圧降下を検出することなしに、充電末期の電圧降下の
検出を正確に行うことを目的とする。 【構成】 今回のサンプリング電圧V1を、すでに記憶部
3に格納されている前回のサンプリング電圧V0及びそれ
までのピーク電圧 Vp と比較して、今回のサンプリング
電圧V1が前回のサンプリング電圧V0より増加しているの
か減少しているのかを調べてから記憶部3の前回のサン
プリング電圧V0を更新するとともに、今回のサンプリン
グ電圧V1がピーク電圧 Vp を越えているときは記憶部3
のピーク電圧を更新するといった処理を繰り返す二次電
池充電制御回路であって、ピーク電圧 Vp の更新に対応
してカウント値がクリアされ、かつ前記増加および減少
に対応してカウント値が増減するようにしたカウンタ5
を備え、このカウンタのカウント値によって充電電圧特
性末期の電圧降下を検出するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池充電制御回路
に関し、特に二次電池の端子電圧を所定の周期でサンプ
リングして求められる今回のサンプリング電圧を、すで
に記憶部に格納されている前回のサンプリング電圧およ
びそれまでのピーク電圧のそれぞれと比較して、今回の
サンプリング電圧が前回のサンプリング電圧より増加し
ているのか減少しているのかを調べてから前記記憶部の
前回のサンプリング電圧を更新するとともに、今回のサ
ンプリング電圧が前記ピーク電圧を越えているときは前
記記憶部のピーク電圧を更新するといった処理を繰り返
すことにより、充電電圧特性末期に生じる充電電圧の降
下を検出して充電動作を終了する二次電池充電制御回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、図5(a) に示すように、Ni−
Cd電池やシール電池などの二次電池の充電電圧特性末
期には電圧降下(−ΔV)が生じるため、この電圧降下
の検出により充電完了と判断することが広く行われてお
り、また、図5(b) に示すような充電電圧特性、すなわ
ち充電末期以前に部分的な振動電圧が発生するような二
次電池の場合に当該振動電圧での電圧降下を検出して充
電完了と判断することのないように、ピーク電圧検出と
同時にタイマを起動させて当該タイマで規定される設定
時間Δt内にピーク電圧が更新されるかどうかをチェッ
クして、当該更新がないときには充電完了であると判断
することが行われている(特開昭64−85541 号公報参
照)。
【0003】このように、従来の二次電池充電制御回路
は、充電途中の振動電圧部分では設定時間Δtの間にピ
ーク電圧は更新されるが、充電末期の電圧降下部分では
このようなピーク電圧の更新は発生しないといった充電
電圧特性の特徴をとらえて、ピーク電圧検出と同時にセ
ットされる設定時間Δtの間にピーク電圧が更新される
かどうかをチェックすることにより充電電圧特性末期の
電圧降下のみを検出しようとしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
電池を直列に接続して充電する場合(電池のバラツキ)
や充電時のノイズが発生した場合などには、図6に示さ
れるように、充電途中において単発的なピーク電圧が発
生することがあり、このとき、先の設定時間Δtの間に
ピーク電圧が更新されることはなく、従来の二次電池充
電制御回路によれば充電末期と同じように充電完了であ
ると判断されてしまうという問題点があった。
【0005】また、タイマの設定時間Δtをもっと長く
して、図6の充電電圧特性の場合にも当該設定時間内に
ピーク電圧の更新が行なわれるようにすると、本来の検
出対象である充電末期の電圧降下の検出時間が長くなり
すぎて過充電になってしまうといった別の問題が発生す
る。
【0006】そこで、本発明では、二次電池の端子電圧
を所定の周期でサンプリングして求められる今回のサン
プリング電圧を、すでに記憶部に格納されている前回の
サンプリング電圧およびそれまでのピーク電圧のそれぞ
れと比較して、今回のサンプリング電圧が前回のサンプ
リング電圧より増加しているのか減少しているのかを調
べてから前記記憶部の前回のサンプリング電圧を更新す
るとともに、今回のサンプリング電圧が前記ピーク電圧
を越えているときは前記記憶部のピーク電圧を更新する
といった処理を繰り返して、ピーク電圧が更新されない
まま、所定回数のサンプリング電圧のそれぞれが前回の
それよりも減少している状態、すなわち充電電圧特性末
期に生じる電圧降下の初期部分のみを正確に検出し、こ
の検出によって充電が完了したと認識することにより、
二次電池の過充電,充電不足を確実に防止することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、二次電池充電
制御回路において、二次電池の端子電圧から順次求めた
サンプリング電圧について、ピーク電圧の後の所定期間
にわたる電圧値の全体的な増減傾向、すなわち充電途中
のピーク電圧の後に続くサンプリング電圧は全体として
増加の傾向を示すのに対し、充電末期の電圧降下部分で
のサンプリング電圧は全体として減少の傾向を示すこと
に着目したものである。
【0008】図1は本発明の原理説明図である。図にお
いて、1は、二次電池であり、例えばNi−Cd電池や
シール電池などで、その充電電圧特性末期では充電電圧
が低下していく。2は、サンプリング部であり、二次電
池の端子電圧を所定の周期でサンプリングし、その値を
保持している。3は、記憶部であり、サンプリング電圧
の中、前回のサンプリング電圧V0とそれまでのピーク電
圧 Vp とを格納している。なお、V0はサンプリングによ
り順次更新され、また Vp はその後のより大きなサンプ
リング電圧で更新される。4は、比較判断部であり、今
回のサンプリング電圧V1が求められるごとに、このV1
値と記憶部のV0, Vp それぞれの値とを比較している。
5は、カウンタであり、V1とV0との大小関係に応じてカ
ウンタ値が増減し、例えばV1>V0のときにはカウンタ値
が「1」だけ増加し、V1≦V0のときにはカウンタ値が
「1」だけ減少し、また、V1> Vp のときにはカウンタ
値がクリアされる。6は、二次電池の充電電圧特性であ
り、その末期部分では充電電圧が低下し、また充電途中
において振動電圧が生じることがある。
【0009】
【作用】ここで、今回のサンプリング電圧V1は記憶部3
および比較判断部4に加えられており、先ず比較判断部
4では、「V1とV0」,「V1と Vp 」それぞれについての
比較を行って前者の大小関係に対応した増減用信号をカ
ウンタ5に送り、後者の比較により「V1> Vp 」が成立
するときにはクリア信号をカウンタ5に送るとともに、
ピーク電圧更新用信号が記憶部3に送るといった処理が
実行され、また、記憶部3では今回のサンプリング電圧
V1で前回のサンプリング電圧V0を更新するとともに、ピ
ーク電圧更新用信号を受けたときにはピーク電圧 Vp
更新するといった処理が充電されている。
【0010】そして、カウンタ5のカウント値は増減用
信号に基づいた変化、例えば前記のように、今回のサン
プリング電圧V1が前回のサンプリング電圧V0よりも大き
いときは「+1」、小さいときは「−1」といったよう
な変化をするとともに、記憶部3のピーク電圧が更新さ
れるごとにクリア信号でクリアされる。
【0011】したがって、図2(a) のような充電電圧変
化の部分では、ピーク電圧でクリアされて、例えば
「0」となったカウンタ5のカウント値は、のサンプ
リングではその値が前回のサンプリング電圧(ピーク電
圧)よりも小さいので「−1」の変化をし、以後のサン
プリングではその値が前回のサンプリング電圧よりも大
きいのでそれぞれ「+1」の変化を続けていき、のサ
ンプリング後のカウント値は「+4」となり、また図2
(b) のような充電電圧変化の部分では、ピーク電圧でク
リアされて「0」となったカウンタ5のカウント値は、
その後の,,,およびの計5回のサンプリン
グでそれぞれ「−1」の変化をし、のサンプリングで
「+1」の変化をし、のサンプリング後のカウント値
は「−4」を示すことになる。
【0012】このように、カウンタ5のカウント値によ
ってピーク電圧の後に続くサンプリング電圧の全体的な
増減の傾向を把握することができ、ピーク電圧が更新さ
れることなしに、所定回数のサンプリング電圧のそれぞ
れが前回のそれよりも小さかったことを示すカウント
値、例えば「−4」になったことを検出することによ
り、充電途中でのピーク電圧に伴う電圧降下を意識的に
はじいて充電末期の電圧降下のみを認識することができ
る。
【0013】すなわち、本発明では、充電中の二次電池
の端子電圧から求めたサンプリング値の変化の増減に応
じてカウントアップ,カウントダウンを行うとともに、
ピーク電圧が更新されたときにカウント値がクリアされ
るようにしたカウンタを用いて、ピーク電圧の後の(端
子電圧の大きさ自体ではなく)端子電圧の変化が増加の
傾向を示しているか減少の傾向を示しているかを調べる
ことにより、図2(a)に示すような充電途中での電圧降
下を検出することなしに、図2(b) に示すような充電電
圧特性末期の電圧降下のみを確実に検出している。
【0014】
【実施例】図3〜図4を参照して本発明の実施例を説明
する。図3は二次電池充電制御回路を示す説明図であ
り、また図4は二次電池充電制御回路内でのサンプリン
グごとの動作フローを示す説明図である。
【0015】図3において、31はNi−Cd電池やシー
ル電池などの二次電池, 32は充電用電圧を二次電池に供
給するためのスイッチ, 33はDCーDCコンバータ,34
は二次電池31の端子電圧を所定の周期でA/D変換する
サンプリング部,35は今回のサンプリング電圧V1と前回
のサンプリング電圧V0との大小関係、および今回のサン
プリング電圧V1とそれまでのピーク電圧 Vp との大小関
係を判定するデータ比較部,36はV0と Vp のそれぞれの
値を格納するデータ記憶部, 37はタイミング信号などを
発生するタイマ, 38はデータ比較部35の出力信号によっ
てカウントアップ,カウントダウンやカウントクリアが
行なわれるカウンタ, 39はタイマ37の出力を用いてピー
ク電圧検出後のサンプリング回数を計数するサンプリン
グカウンタ,40はサンプリング制御やカウンタ制御など
を行なう充電制御部, 41はカウンタ38のカウント値やデ
ータ記憶部36中のV1と Vp との差分を調べることによ
り、充電が完了したことを確認して充電制御部40に制御
信号を送る充電完了検出部である。
【0016】そして、以上の二次電池充電制御回路内で
のサンプリングごとの動作フローは図4のようになって
いる。すなわち、 (1) サンプリング部34により、所定周期でサンプリング
電圧V1を求めて、次のステップに進む。 (2) データ比較部35により、今回のサンプリング電圧V1
とデータ記憶部36のピーク電圧 Vp とを比べて「V1> V
p 」であるかどうかを判断し、「YES」の場合は次のス
テップに進み、「NO」の場合はステップ(5) に進む。 (3) データ記憶部36のピーク電圧 Vp および前回のサン
プリング電圧V0それぞれの値を今回のサンプリング電圧
V1で更新して、次のステップに進む。 (4) カウンタ38およびサンプリングカウンタ39の両者を
クリアして、処理を終了する。 (5) データ比較部35により、今回のサンプリング電圧V1
と前回のサンプリング電圧V0とを比べて「V1>V0」であ
るかどうかを判断し、「YES」の場合は次のステップに
進み、「NO」の場合はステップ(8) に進む。 (6) データ記憶部36の前回のサンプリング電圧V0の値を
今回のサンプリング電圧V1で更新して、次のステップに
進む。 (7) カウンタ38をカウントダウン「−1」し、またサン
プリングカウンタ39をカウントアップ「+1」して、処
理を終了する。 (8) サンプリングカウンタ39のカウント値が所定のサン
プリング回数に達しているかどうかを判断し、「YES」
の場合はステップ(11)に進み、「NO」の場合は次のステ
ップに進む。 (9) データ記憶部36の前回のサンプリング電圧V0の値を
今回のサンプリング電圧V1で更新して、次のステップに
進む。 (10)カウンタ38をカウントアップ「+1」し、またサン
プリングカウンタ39をカウントアップ「+1」して、処
理を終了する。 (11)カウンタ38のカウント値、および今回のサンプリン
グ電圧V1とデータ記憶部36のピーク電圧 Vp との差分が
それぞれの規定値以上になっているかどうかを判断し、
「YES」の場合はステップ(14)に進み、「NO」の場合は
次のステップに進む。 (12)データ記憶部36の前回のサンプリング電圧V0の値を
新たなサンプリング電圧V1で更新して、次のステップに
進む。 (13)カウンタ38をカウントアップ「+1」して、処理を
終了する。 (14)充電完了検出部41は、所定の充電動作が完了したと
みなし充電制御部40を制御して充電処理を終了する。 といった手順により、サンプリング部34で求められるサ
ンプリング電圧のそれぞれに対する処理を繰り返し行な
っている。
【0017】なお、ステップ(11)で、新たなサンプリン
グデータV1とデータ記憶部36のピーク電圧 Vp との差分
についてもチェックしているのは、充電が完了していな
い充電途中で所定のサンプリング回数にわたってそのサ
ンプリング電圧が僅かずつ減少していく場合などに間違
って充電完了と判断してしまうことを防止するためであ
る。
【0018】また、図4のフローでの、カウンタ38のカ
ウントアップまたはカウントダウンと、前回のサンプリ
ング電圧V0および今回のサンプリング電圧V1間の増減の
変化との対応は、先に図2のサンプリング電圧の変化に
ついての説明部分とは逆になっており、当該フローにし
たがえば図2(b) におけるのサンプリングが終了した
ときのカウント値は、「−4」ではなく「+4」を示す
ことになる。
【0019】
【発明の効果】本発明は、充電中の二次電池の端子電圧
から(今回の)サンプリング電圧を求めるごとに、当該
サンプリング電圧と前回のサンプリング電圧とを、また
当該サンプリング電圧とピーク電圧とをそれぞれ比較
し、今回のサンプリング電圧と前回のそれとの間の増減
状態に応じてカウントアップまたはカウントダウンし、
さらに前記ピーク電圧が更新されるとそのカウントがク
リアされるカウンタを設け、このカウンタのカウント値
が、ピーク電圧が更新されることなく所定のサンプリン
グ回数にわたってそのサンプリング電圧が前回のそれよ
りも減少した状態を示す、所定の規定値になったときを
充電完了としているので、充電途中での局所的なピーク
電圧によって充電完了が検出されることはなく、充電電
圧特性末期での電圧降下の検出による充電完了の確認を
確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の、サンプリング電圧の変化の様子を示
す説明図である。
【図3】本発明の、二次電池充電制御回路を示す説明図
である。
【図4】本発明の、二次電池充電制御回路内でのサンプ
リングごとの動作フローを示す説明図である。
【図5】一般的な、二次電池の充電電圧特性を示す説明
図である。
【図6】従来、充電制御回路が充電完了と判断してしま
う二次電池の充電電圧特性を示す説明図である。
【符号の説明】
図1において、 1・・・二次電池 2・・・サンプリング部 3・・・記憶部 4・・・比較判断部 5・・・カウンタ 6・・・二次電池の充電電圧特性

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次電池の端子電圧を所定の周期でサン
    プリングして求められる今回のサンプリング電圧を、す
    でに記憶部に格納されている前回のサンプリング電圧お
    よびそれまでのピーク電圧のそれぞれと比較して、今回
    のサンプリング電圧が前回のサンプリング電圧より増加
    しているのか減少しているのかを調べてから前記記憶部
    の前回のサンプリング電圧を更新するとともに、今回の
    サンプリング電圧が前記ピーク電圧を越えているときは
    前記記憶部のピーク電圧を更新するといった処理を繰り
    返すことにより、充電電圧特性末期の電圧降下を検出す
    るようにした二次電池充電制御回路であって、 前記ピーク電圧の更新に対応してカウント値がクリアさ
    れ、かつ前記増加および減少に対応してカウント値が増
    減するようにしたカウンタを備え、 少なくとも、当該カウンタのカウント値が、前記ピーク
    電圧が更新されることなしに所定回数のサンプリング電
    圧のそれぞれが前回のサンプリング電圧よりも減少して
    いるといった端子電圧変化状態になっていることを示
    す、基準値になることによって前記電圧降下を検出する
    ようにしたことを特徴とする二次電池充電制御回路。
  2. 【請求項2】 前記カウンタのカウント値が前記基準値
    になり、かつ前記記憶部のピーク電圧と今回のサンプリ
    ング電圧との差分が所定値以上になることによって前記
    電圧降下を検出するようにしたことを特徴とする請求項
    1記載の二次電池充電制御回路。
JP20103591A 1991-08-12 1991-08-12 二次電池充電制御回路 Pending JPH0549183A (ja)

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Cited By (1)

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