JPH0549184A - 充電回路 - Google Patents
充電回路Info
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- JPH0549184A JPH0549184A JP20535191A JP20535191A JPH0549184A JP H0549184 A JPH0549184 A JP H0549184A JP 20535191 A JP20535191 A JP 20535191A JP 20535191 A JP20535191 A JP 20535191A JP H0549184 A JPH0549184 A JP H0549184A
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- charging
- battery
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄電池の低温時におけるストレスを軽減し
て、最適な充電を行い、電池の寿命劣化を防止する充電
回路を提供する。 【構成】 所定レベルの充電電流を供給して蓄電池Ｂを
充電する充電回路において、蓄電池Ｂの温度を検出する
電池温度検出手段１４と、検出された電池温度が予め定
めた温度以下のときは上記充電電流を上記所定レベルよ
り小レベルに切換える電流切換手段（１５、１６）とを
備えた。
て、最適な充電を行い、電池の寿命劣化を防止する充電
回路を提供する。 【構成】 所定レベルの充電電流を供給して蓄電池Ｂを
充電する充電回路において、蓄電池Ｂの温度を検出する
電池温度検出手段１４と、検出された電池温度が予め定
めた温度以下のときは上記充電電流を上記所定レベルよ
り小レベルに切換える電流切換手段（１５、１６）とを
備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池を充電する充電
回路に係り、特に蓄電池の温度に応じて好適な充電を行
うようにしたものである。
回路に係り、特に蓄電池の温度に応じて好適な充電を行
うようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、蓄電池の充電回路は内部に電池温
度検出手段を備えたものが知られているが、この電池温
度検出手段は電池温度の時間当たりの上昇率を検知し、
ΔＴによる満充電制御を行うためのものであり、一般に
は充電開始時の電池温度に関わらず同一電流を供給して
充電を行っていた。
度検出手段を備えたものが知られているが、この電池温
度検出手段は電池温度の時間当たりの上昇率を検知し、
ΔＴによる満充電制御を行うためのものであり、一般に
は充電開始時の電池温度に関わらず同一電流を供給して
充電を行っていた。
【０００３】また一方、低温時には、いわゆる満充電後
に供給される末期電流を充電開始当初から供給して、長
時間を費して充電するものが知られていた。
に供給される末期電流を充電開始当初から供給して、長
時間を費して充電するものが知られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した電池温度に関
わらず常に同一電流で充電するものでは、電池温度が低
い場合には、次のような問題が生じる。すなわち、蓄電
池は化学反応によって充電が行われるが、電池温度が低
い場合にはこの化学反応が鈍く、充電効率が低下するた
め、かかる場合にも一律に所定の電流で充電を行うと、
電池の劣化スピードを速め、かつ電池の充放電サイクル
寿命を短縮することとなる。特に、近年、比較的大きな
電流で充電を行う高速充電のタイプにあっては、上記問
題が顕著となる。
わらず常に同一電流で充電するものでは、電池温度が低
い場合には、次のような問題が生じる。すなわち、蓄電
池は化学反応によって充電が行われるが、電池温度が低
い場合にはこの化学反応が鈍く、充電効率が低下するた
め、かかる場合にも一律に所定の電流で充電を行うと、
電池の劣化スピードを速め、かつ電池の充放電サイクル
寿命を短縮することとなる。特に、近年、比較的大きな
電流で充電を行う高速充電のタイプにあっては、上記問
題が顕著となる。
【０００５】また、低温時に、末期電流を供給するもの
では、充電にいたずらに時間を要し、実用上大きな障害
となっていた。
では、充電にいたずらに時間を要し、実用上大きな障害
となっていた。
【０００６】本発明は上記に鑑みてなされたもので、蓄
電池の低温時におけるストレスを軽減して、最適な充電
を行い、電池の劣化を防止する充電回路を提供すること
を目的とするものである。
電池の低温時におけるストレスを軽減して、最適な充電
を行い、電池の劣化を防止する充電回路を提供すること
を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定レベルの
充電電流を供給して蓄電池を充電する充電回路におい
て、蓄電池の温度を検出する電池温度検出手段と、検出
された電池温度が予め定めた温度以下のときは上記充電
電流を上記所定レベルより小レベルに切換える電流切換
手段とを備えたものである。
充電電流を供給して蓄電池を充電する充電回路におい
て、蓄電池の温度を検出する電池温度検出手段と、検出
された電池温度が予め定めた温度以下のときは上記充電
電流を上記所定レベルより小レベルに切換える電流切換
手段とを備えたものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、蓄電池の温度が検出され、検
出温度が予め定めた温度を越えているときは所定レベル
の充電電流で蓄電池が充電され、一方、検出温度が予め
定めた温度以下の低温時には上記所定レベルより小レベ
ルの充電電流で蓄電池が充電される。
出温度が予め定めた温度を越えているときは所定レベル
の充電電流で蓄電池が充電され、一方、検出温度が予め
定めた温度以下の低温時には上記所定レベルより小レベ
ルの充電電流で蓄電池が充電される。
【０００９】
【実施例】図１は本発明に係る充電回路の一例を示す回
路図である。１は商用電源等のＡＣ電源、２はＡＣ電源
１の交流を直流に整流するダイオードブリッジ等の整流
回路、３は整流電流を平滑するコンデンサである。Ｔは
スイッチングトランスで、１次巻線Ｌ1には直列にＦＥ
Ｔ等のスイッチング素子４が接続され、それらの両端に
上記コンデンサ３が接続されている。
路図である。１は商用電源等のＡＣ電源、２はＡＣ電源
１の交流を直流に整流するダイオードブリッジ等の整流
回路、３は整流電流を平滑するコンデンサである。Ｔは
スイッチングトランスで、１次巻線Ｌ1には直列にＦＥ
Ｔ等のスイッチング素子４が接続され、それらの両端に
上記コンデンサ３が接続されている。
【００１０】５はスイッチング素子４のゲートに所定周
期のスイッチングパルスを出力するＰＷＭ制御回路で、
後述するフォトカプラ６からの入力レベルに応じてパル
スデューティが変更されるようになされている。７はダ
イオード、コンデンサ及び抵抗からなるスナバ回路で、
スパイクノイズ等を吸収するものである。
期のスイッチングパルスを出力するＰＷＭ制御回路で、
後述するフォトカプラ６からの入力レベルに応じてパル
スデューティが変更されるようになされている。７はダ
イオード、コンデンサ及び抵抗からなるスナバ回路で、
スパイクノイズ等を吸収するものである。
【００１１】トランスＴは１次巻線Ｌ1に印加された直
流入力をスイッチング素子４でオンオフすることによ
り、２次巻線Ｌ2に交流電圧を誘起するもので、誘起電
圧はダイオード８，９，チョークコイル１０及びコンデ
ンサ１１により整流平滑されるようになっている。そし
て、入力端Ｐ01，Ｐ02に蓄電池Ｂが接続されると、整流
平滑された充電電流が蓄電池Ｂに供給され、これにより
蓄電池Ｂが充電される。
流入力をスイッチング素子４でオンオフすることによ
り、２次巻線Ｌ2に交流電圧を誘起するもので、誘起電
圧はダイオード８，９，チョークコイル１０及びコンデ
ンサ１１により整流平滑されるようになっている。そし
て、入力端Ｐ01，Ｐ02に蓄電池Ｂが接続されると、整流
平滑された充電電流が蓄電池Ｂに供給され、これにより
蓄電池Ｂが充電される。
【００１２】１２は出力側に直列に接続された充電電流
を検出する抵抗で、充電電流を両端電圧として検出する
ものである。１３は検出電圧と後述する基準電圧とを比
較し、その比較結果に応じた電圧を発生し、出力する定
電流フィードバック回路で、その出力はフォトカプラ６
の発光ダイオード６１に送出されている。そして、発光
ダイオード６１の発光量に応じて受光トランジスタ６２
が導通し、その導通状態に応じて、該受光トランジスタ
６２のコレクタ電圧が可変されるようになっている。Ｐ
ＷＭ制御回路５はこのコレクタ電圧の変化に応じて出力
スイッチングパルスのパルスデューティを変化させ、こ
の制御されたスイッチングパルスをスイッチング素子４
のゲートに出力することで、充電電流を所定レベルに安
定させ、定電流充電を行っている。
を検出する抵抗で、充電電流を両端電圧として検出する
ものである。１３は検出電圧と後述する基準電圧とを比
較し、その比較結果に応じた電圧を発生し、出力する定
電流フィードバック回路で、その出力はフォトカプラ６
の発光ダイオード６１に送出されている。そして、発光
ダイオード６１の発光量に応じて受光トランジスタ６２
が導通し、その導通状態に応じて、該受光トランジスタ
６２のコレクタ電圧が可変されるようになっている。Ｐ
ＷＭ制御回路５はこのコレクタ電圧の変化に応じて出力
スイッチングパルスのパルスデューティを変化させ、こ
の制御されたスイッチングパルスをスイッチング素子４
のゲートに出力することで、充電電流を所定レベルに安
定させ、定電流充電を行っている。
【００１３】１４は蓄電池Ｂが充電回路の本体に装着さ
れた際に、該蓄電池Ｂに接触ないしは近接した位置に配
設されるサーミスタ等を備えた電池温度検出回路であ
る。１５は本充電回路による充電動作を制御するマイコ
ンで、電池温度検出回路１４からの電池温度データを取
り込んで、所要の出力データを送出するとともに、満充
電制御を行うものである。マイコン１５は、電池温度が
予め定めた温度、例えば５℃を越えているときは通常状
態とみなして、所定レベルである７アンペア（Ａ）を充
電電流とすべく指示し、５℃以下であれば低温時とみな
して、小レベルの３．５アンペア（Ａ）を充電電流とす
べく指示するようにしてある。１６は前記定電流フィー
ドバック回路１３の基準電圧を設定するとともに、適宜
基準電圧が変更可能になされた電流切換回路で、この実
施例では充電電流を７Ａに設定したときの基準電圧と、
３．５Ａに設定したときの基準電圧を発生するようにな
されている。
れた際に、該蓄電池Ｂに接触ないしは近接した位置に配
設されるサーミスタ等を備えた電池温度検出回路であ
る。１５は本充電回路による充電動作を制御するマイコ
ンで、電池温度検出回路１４からの電池温度データを取
り込んで、所要の出力データを送出するとともに、満充
電制御を行うものである。マイコン１５は、電池温度が
予め定めた温度、例えば５℃を越えているときは通常状
態とみなして、所定レベルである７アンペア（Ａ）を充
電電流とすべく指示し、５℃以下であれば低温時とみな
して、小レベルの３．５アンペア（Ａ）を充電電流とす
べく指示するようにしてある。１６は前記定電流フィー
ドバック回路１３の基準電圧を設定するとともに、適宜
基準電圧が変更可能になされた電流切換回路で、この実
施例では充電電流を７Ａに設定したときの基準電圧と、
３．５Ａに設定したときの基準電圧を発生するようにな
されている。
【００１４】図２は、充電電流と電池電圧のタイムチャ
ートを示している。充電に際して、蓄電池Ｂの温度が検
出され、電池温度が５℃以下であれば、３．５Ａの充電
電流が蓄電池Ｂに供給される（ｔ0時点〜）。そして、
充電に伴って電池温度が上昇して、５℃を越えると（ｔ
1時点）、充電電流が３．５Ａから７Ａに切換えられ
る。この後、単位時間当りの温度上昇がΔＴを越えると
（ｔ2時点）、あるいは満充電とみなされる時間にセッ
トされたタイマーが計時を終了すると（ｔ2時点）、充
電が完了する。
ートを示している。充電に際して、蓄電池Ｂの温度が検
出され、電池温度が５℃以下であれば、３．５Ａの充電
電流が蓄電池Ｂに供給される（ｔ0時点〜）。そして、
充電に伴って電池温度が上昇して、５℃を越えると（ｔ
1時点）、充電電流が３．５Ａから７Ａに切換えられ
る。この後、単位時間当りの温度上昇がΔＴを越えると
（ｔ2時点）、あるいは満充電とみなされる時間にセッ
トされたタイマーが計時を終了すると（ｔ2時点）、充
電が完了する。
【００１５】次に、図３に示すフローチャートを用い
て、充電制御の動作を説明する。充電器に蓄電池Ｂが装
着され、充電開始が指示されると、先ず電池温度ＴBが
検出され、該検出温度ＴBが５℃以下かどうかが判別さ
れる（ステップＳ１）。電池温度ＴBが５℃を越えてい
ると、充電時間を設定するタイマーが１５分にセットさ
れ（ステップＳ２）、次いで充電電流が７Ａに設定され
る（ステップＳ３）。すなわちこの実施例では、７Ａの
充電電流で１５分間充電を行うと満充電になる容量を有
する蓄電池が用いられている。
て、充電制御の動作を説明する。充電器に蓄電池Ｂが装
着され、充電開始が指示されると、先ず電池温度ＴBが
検出され、該検出温度ＴBが５℃以下かどうかが判別さ
れる（ステップＳ１）。電池温度ＴBが５℃を越えてい
ると、充電時間を設定するタイマーが１５分にセットさ
れ（ステップＳ２）、次いで充電電流が７Ａに設定され
る（ステップＳ３）。すなわちこの実施例では、７Ａの
充電電流で１５分間充電を行うと満充電になる容量を有
する蓄電池が用いられている。
【００１６】一方、マイコン１５は蓄電池の単位時間当
りの温度上昇ΔＴを求め、この値が予め設定された制御
温度値ΔＴｃｕｔに達したかどうかを判別し（ステップ
Ｓ４）ΔＴ≧ΔＴｃｕｔであれば、タイムアップ前であ
っても満充電とみなして充電を完了する。一方、ΔＴ＜
ΔＴｃｕｔであれば、タイムアップしたかどうか、すな
わちこの場合充電開始から１５分経過したかどうかが判
別され（ステップＳ５）、タイムアップ前であればステ
ップＳ４、Ｓ５を繰り返し、タイムアップすれば満充電
とみなして充電を完了する。
りの温度上昇ΔＴを求め、この値が予め設定された制御
温度値ΔＴｃｕｔに達したかどうかを判別し（ステップ
Ｓ４）ΔＴ≧ΔＴｃｕｔであれば、タイムアップ前であ
っても満充電とみなして充電を完了する。一方、ΔＴ＜
ΔＴｃｕｔであれば、タイムアップしたかどうか、すな
わちこの場合充電開始から１５分経過したかどうかが判
別され（ステップＳ５）、タイムアップ前であればステ
ップＳ４、Ｓ５を繰り返し、タイムアップすれば満充電
とみなして充電を完了する。
【００１７】前記ステップＳ１において、充電開始時の
電池温度ＴBが５℃以下の低温である時は、タイマーが
３０分にセットされ（ステップＳ６）、次いで、充電電
流が３．５Ａに設定される（ステップＳ７）。すなわ
ち、通常時の充電電流に対して、半分の充電電流を２倍
の時間供給することで、満充電を行わすものである。
電池温度ＴBが５℃以下の低温である時は、タイマーが
３０分にセットされ（ステップＳ６）、次いで、充電電
流が３．５Ａに設定される（ステップＳ７）。すなわ
ち、通常時の充電電流に対して、半分の充電電流を２倍
の時間供給することで、満充電を行わすものである。
【００１８】そして、蓄電池の単位時間当りの温度上昇
ΔＴが前記制御温度値ΔＴｃｕｔに達したかどうか、更
に充電開始からの経過時間ｔａが３０分を越えたかどう
かを判別し（ステップＳ８、Ｓ９）、ΔＴ≧ΔＴｃｕｔ
あるいはｔａ≧３０分であれば満充電とみなして充電を
完了する。
ΔＴが前記制御温度値ΔＴｃｕｔに達したかどうか、更
に充電開始からの経過時間ｔａが３０分を越えたかどう
かを判別し（ステップＳ８、Ｓ９）、ΔＴ≧ΔＴｃｕｔ
あるいはｔａ≧３０分であれば満充電とみなして充電を
完了する。
【００１９】一方、ステップＳ８、Ｓ９でＮＯであれ
ば、次に電池温度ＴBが５℃を越えたかどうかを判別す
る（ステップＳ１０）。電池温度ＴBが５℃以下であれ
ば、ステップＳ７〜ステップＳ１０のループを繰り返
す。
ば、次に電池温度ＴBが５℃を越えたかどうかを判別す
る（ステップＳ１０）。電池温度ＴBが５℃以下であれ
ば、ステップＳ７〜ステップＳ１０のループを繰り返
す。
【００２０】また、充電に伴なって電池温度ＴBが上昇
し、ＴB＞５℃になると、小電流による充電制御を所定
電流用に切り換えるべく、タイマーにセットされている
時間を３０分からｔｂに変更する（ステップＳ１１）。
このときのｔｂは、 ｔｂ＝（３０−ｔａ）／２ 但し、ｔａは充電開始からの経過時間として求められ
る。
し、ＴB＞５℃になると、小電流による充電制御を所定
電流用に切り換えるべく、タイマーにセットされている
時間を３０分からｔｂに変更する（ステップＳ１１）。
このときのｔｂは、 ｔｂ＝（３０−ｔａ）／２ 但し、ｔａは充電開始からの経過時間として求められ
る。
【００２１】そして、この求められた残余時間ｔｂが新
たにタイマーにセットされるとともに、充電電流が３．
５Ａから所定レベルの７Ａに変更される（ステップＳ
３）。この後、ΔＴ≧ΔＴｃｕｔあるいはｔｂ時間が経
過してタイムアップの一方の条件が満たされるまで、充
電が継続され（ステップＳ４、Ｓ５のループ）、上記の
条件の一方が満たされると満充電とみなして充電を完了
する。なお、充電完了後はより小レベルの末期電流を流
しておいてもよい。
たにタイマーにセットされるとともに、充電電流が３．
５Ａから所定レベルの７Ａに変更される（ステップＳ
３）。この後、ΔＴ≧ΔＴｃｕｔあるいはｔｂ時間が経
過してタイムアップの一方の条件が満たされるまで、充
電が継続され（ステップＳ４、Ｓ５のループ）、上記の
条件の一方が満たされると満充電とみなして充電を完了
する。なお、充電完了後はより小レベルの末期電流を流
しておいてもよい。
【００２２】なお、上記実施例では、電池温度検出回路
１４で電池温度ＴBと単位時間当りの温度上昇ΔＴの双
方のデータを兼用的に検知したものであるが、満充電制
御は本ΔＴ方式に代えて電池電圧の上昇特性を用いたΔ
Ｖ方式でもよい。
１４で電池温度ＴBと単位時間当りの温度上昇ΔＴの双
方のデータを兼用的に検知したものであるが、満充電制
御は本ΔＴ方式に代えて電池電圧の上昇特性を用いたΔ
Ｖ方式でもよい。
【００２３】また、本実施例では、充電電流として、比
較的高速用の７Ａに対し、小レベルの充電電流を３．５
Ａと設定したが、これに限定されるものではない。すな
わち小レベルの充電電流は電池の容量の１Ｃ〜２Ｃ（１
時間〜３０分充電をして満充電となる電流値）に設定さ
れればよく、これにより低温時の電池の充電特性を考慮
した充電効率の最も高い充電が行える。これは、電池の
正極板を充電するのに、上記１Ｃ〜２Ｃの電流であれ
ば、極板の一部に電流が集中する偏流が起きないためで
ある。また低温時には、充電時の電池電圧が高くなり、
電池単セルが１．８Ｖを越えると電解液中の水が電気分
解を起こして水素ガスを発生するが、１Ｃ〜２Ｃの電流
では低温時でも単セルが１．８Ｖを越えないためであ
る。
較的高速用の７Ａに対し、小レベルの充電電流を３．５
Ａと設定したが、これに限定されるものではない。すな
わち小レベルの充電電流は電池の容量の１Ｃ〜２Ｃ（１
時間〜３０分充電をして満充電となる電流値）に設定さ
れればよく、これにより低温時の電池の充電特性を考慮
した充電効率の最も高い充電が行える。これは、電池の
正極板を充電するのに、上記１Ｃ〜２Ｃの電流であれ
ば、極板の一部に電流が集中する偏流が起きないためで
ある。また低温時には、充電時の電池電圧が高くなり、
電池単セルが１．８Ｖを越えると電解液中の水が電気分
解を起こして水素ガスを発生するが、１Ｃ〜２Ｃの電流
では低温時でも単セルが１．８Ｖを越えないためであ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蓄電池の温度が予め定めた温度以下の低温時には通常時
における所定レベルの充電電流に比して小レベルの充電
電流で蓄電池を充電するようにしたので、低温時におけ
る蓄電池のストレスを軽減して電池の寿命劣化を防ぐと
ともに、比較的短時間で最適な充電を行うことができ
る。
蓄電池の温度が予め定めた温度以下の低温時には通常時
における所定レベルの充電電流に比して小レベルの充電
電流で蓄電池を充電するようにしたので、低温時におけ
る蓄電池のストレスを軽減して電池の寿命劣化を防ぐと
ともに、比較的短時間で最適な充電を行うことができ
る。
【図１】本発明に係る充電回路の一例を示す回路図であ
る。
る。
【図２】充電電流と電池電圧の一例を示すタイムチャー
トである。
トである。
【図３】充電制御の動作を説明するフローチャートであ
る。
る。
４ スイッチング素子 ５ ＰＷＭ制御回路 ６ フォトカプラ １２ 充電電流検出抵抗 １３ 定電流フィードバック回路 １４ 電池温度検出回路 １５ マイコン １６ 電流切り換え回路 Ｔ スイッチングトランス Ｂ 蓄電池
Claims (1)
- 【請求項１】 所定レベルの充電電流を供給して蓄電池
を充電する充電回路において、蓄電池の温度を検出する
電池温度検出手段と、検出された電池温度が予め定めた
温度以下のときは上記充電電流を上記所定レベルより小
レベルに切換える電流切換手段とを備えたことを特徴と
する充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20535191A JPH0549184A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | 充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20535191A JPH0549184A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | 充電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0549184A true JPH0549184A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16505439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20535191A Pending JPH0549184A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | 充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0549184A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007259509A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Hitachi Maxell Ltd | 電源システムおよびそれを備えたセンサシステム |
| JP2007274813A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置 |
| JP2010193629A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Nikon Corp | 充電制御装置およびカメラ |
-
1991
- 1991-08-16 JP JP20535191A patent/JPH0549184A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007259509A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Hitachi Maxell Ltd | 電源システムおよびそれを備えたセンサシステム |
| JP2007274813A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置 |
| JP2010193629A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Nikon Corp | 充電制御装置およびカメラ |
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