JPH06133465A - 二次電池の充電方法及び充電装置 - Google Patents
二次電池の充電方法及び充電装置Info
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- JPH06133465A JPH06133465A JP4286048A JP28604892A JPH06133465A JP H06133465 A JPH06133465 A JP H06133465A JP 4286048 A JP4286048 A JP 4286048A JP 28604892 A JP28604892 A JP 28604892A JP H06133465 A JPH06133465 A JP H06133465A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の二次電池を直列に接続して、過充電す
ることなく、しかも、各々の電池を満充電に近付けて充
電する。 【構成】 複数の二次電池を直列に接続して、いずれか
の電池が設定電圧になるまで通常充電を行い、いずれか
の電池が設定電圧に到達した後は、各電池の電池電圧が
設定電圧以下となるように充電電流を制御して充電す
る。 【効果】 夫々の電池電圧が設定電圧を越えないように
充電電流を制御して連続に充電するので、小容量の電池
が異常に高い電圧になって電池性能が低下することもな
く、また、設定電圧になっても充電を停止しないので、
全ての電池を満充電に近付けて充電できる。
ることなく、しかも、各々の電池を満充電に近付けて充
電する。 【構成】 複数の二次電池を直列に接続して、いずれか
の電池が設定電圧になるまで通常充電を行い、いずれか
の電池が設定電圧に到達した後は、各電池の電池電圧が
設定電圧以下となるように充電電流を制御して充電す
る。 【効果】 夫々の電池電圧が設定電圧を越えないように
充電電流を制御して連続に充電するので、小容量の電池
が異常に高い電圧になって電池性能が低下することもな
く、また、設定電圧になっても充電を停止しないので、
全ての電池を満充電に近付けて充電できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の二次電池を直列
に接続して充電する方法及び装置に関し、特に、非水系
二次電池を充電する場合に好適である。
に接続して充電する方法及び装置に関し、特に、非水系
二次電池を充電する場合に好適である。
【0002】
【従来の技術】充電することにより繰り返し使用できる
二次電池は、過充電すると電池の性能が著しく低下する
性質がある。そこで、二次電池の1つであるリチウムイ
オン二次電池を充電する場合には、過充電を防止して充
電時間を短くするために、初期は定電流充電し、電圧が
設定値に近くなると定電圧充電に切り替える。電池電圧
が低いときには過充電とならないので、定電流充電して
所定の電流で急速充電し、電池電圧が設定値に近くなる
と、定電流から定電圧に切り替えて過充電を防止する。
最初から定電圧充電すると、充電の初期に過大な充電電
流が流れ、一方、最後まで定電流充電すると、過充電し
やすい弊害がある。
二次電池は、過充電すると電池の性能が著しく低下する
性質がある。そこで、二次電池の1つであるリチウムイ
オン二次電池を充電する場合には、過充電を防止して充
電時間を短くするために、初期は定電流充電し、電圧が
設定値に近くなると定電圧充電に切り替える。電池電圧
が低いときには過充電とならないので、定電流充電して
所定の電流で急速充電し、電池電圧が設定値に近くなる
と、定電流から定電圧に切り替えて過充電を防止する。
最初から定電圧充電すると、充電の初期に過大な充電電
流が流れ、一方、最後まで定電流充電すると、過充電し
やすい弊害がある。
【0003】このように、最初に定電流充電し、その後
の定電圧充電する充電方法は、特開平4−183232
号公報に記載されている。この充電方法は、図1に示す
回路で実現できる。
の定電圧充電する充電方法は、特開平4−183232
号公報に記載されている。この充電方法は、図1に示す
回路で実現できる。
【0004】この図に示す充電器は、下記のようにして
二次電池Bを充電する。まず、充電の初期に二次電池B
の電池電圧が低いと、オペアンプ1の出力が+となる。
それは、オペアンプ1の+側入力端子の電圧が、−側入
力端子の電圧よりも高いからである。従って、トランジ
スタTR1のベースは、オペアンプ1を介して、電気的
にアースに接続されず、トランジスタTR1とTR2と
で構成される定電流充電回路2を介して、直列接続の電
池に定電流充電される。
二次電池Bを充電する。まず、充電の初期に二次電池B
の電池電圧が低いと、オペアンプ1の出力が+となる。
それは、オペアンプ1の+側入力端子の電圧が、−側入
力端子の電圧よりも高いからである。従って、トランジ
スタTR1のベースは、オペアンプ1を介して、電気的
にアースに接続されず、トランジスタTR1とTR2と
で構成される定電流充電回路2を介して、直列接続の電
池に定電流充電される。
【0005】二次電池Bが満充電となって電池電圧が上
昇すると、オペアンプ1の出力電圧が−となる。これに
より、トランジスタTR1のベースは、オペアンプ1を
介して電気的にアースに接続され、トランジスタTR1
がオフとなる。
昇すると、オペアンプ1の出力電圧が−となる。これに
より、トランジスタTR1のベースは、オペアンプ1を
介して電気的にアースに接続され、トランジスタTR1
がオフとなる。
【0006】二次電池Bの電圧が設定電圧以下になる
と、オペアンプ1の出力電圧が+となるので、トランジ
スタTR1は導通して電池を充電する。即ち、この状態
において、電池は一定の電圧を越えないように定電圧充
電される。
と、オペアンプ1の出力電圧が+となるので、トランジ
スタTR1は導通して電池を充電する。即ち、この状態
において、電池は一定の電圧を越えないように定電圧充
電される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図1に示す充電器を使
用して複数の電池を直列に接続して充電する場合、全て
の電池の容量あるいは内部抵抗が、常に同じであると、
バランス良く充電できる。しかしながら、実際には、電
池の容量あるいは内部抵抗には若干のバラツキが存在
し、更に、初期において同じ内部抵抗であったとして
も、充電サイクルが進んでいくうちに電池の内部特性が
変化し、内部抵抗も変化する。その結果、各電池の電圧
バランスが崩れ、電池の過充電が生じてしまう。
用して複数の電池を直列に接続して充電する場合、全て
の電池の容量あるいは内部抵抗が、常に同じであると、
バランス良く充電できる。しかしながら、実際には、電
池の容量あるいは内部抵抗には若干のバラツキが存在
し、更に、初期において同じ内部抵抗であったとして
も、充電サイクルが進んでいくうちに電池の内部特性が
変化し、内部抵抗も変化する。その結果、各電池の電圧
バランスが崩れ、電池の過充電が生じてしまう。
【0008】例えば、リチウムイオン二次電池は、約
4.2Vで満充電になる。2個のリチウムイオン二次電
池を直列に接続して充電する場合、定電圧充電の設定電
圧を8.4Vとすることによって、正常な電池を満充電
できる。しかしながら、2個の電池の容量が同じでない
場合、一方の電池が4.5Vに、他方の電池が3.9V
となることがある。この場合、4.5Vに電圧が上昇し
た二次電池は過充電となっており、電池性能が著しく低
下する。
4.2Vで満充電になる。2個のリチウムイオン二次電
池を直列に接続して充電する場合、定電圧充電の設定電
圧を8.4Vとすることによって、正常な電池を満充電
できる。しかしながら、2個の電池の容量が同じでない
場合、一方の電池が4.5Vに、他方の電池が3.9V
となることがある。この場合、4.5Vに電圧が上昇し
た二次電池は過充電となっており、電池性能が著しく低
下する。
【0009】また、2個の電池の内部抵抗が同じでない
場合、内部抵抗の大きい電池は充電過電圧(内部抵抗×
充電電流)が大きいため、充電するに従って内部抵抗の
小さい電池より電池電圧は上昇し、過充電される。この
電池は充電される毎にますます内部抵抗が上昇して過充
電され、電池性能が低下する。
場合、内部抵抗の大きい電池は充電過電圧(内部抵抗×
充電電流)が大きいため、充電するに従って内部抵抗の
小さい電池より電池電圧は上昇し、過充電される。この
電池は充電される毎にますます内部抵抗が上昇して過充
電され、電池性能が低下する。
【0010】更に、リチウムイオン二次電池等の非水系
二次電池は、設定された定電圧を越えて過充電を行う
と、副反応による電解液の分解に伴ってガスが発生し、
電池性能が低下すると共に、内圧を上昇させる。この内
圧上昇は、密閉構造であるリチウムイオン二次電池のケ
ーシング破裂の原因となる。このため、非水系二次電池
は、過充電による弊害が極めて大きく、これを防止する
ことが極めて大切である。
二次電池は、設定された定電圧を越えて過充電を行う
と、副反応による電解液の分解に伴ってガスが発生し、
電池性能が低下すると共に、内圧を上昇させる。この内
圧上昇は、密閉構造であるリチウムイオン二次電池のケ
ーシング破裂の原因となる。このため、非水系二次電池
は、過充電による弊害が極めて大きく、これを防止する
ことが極めて大切である。
【0011】本発明は、斯る点に鑑みて成されたもので
あり、本発明の目的は、複数の二次電池を直列に接続し
て、過充電することなく、しかも、各々の電池を満充電
に近付けて充電でき、更にサイクル特性の優れた二次電
池の充電方法を提供することにある。
あり、本発明の目的は、複数の二次電池を直列に接続し
て、過充電することなく、しかも、各々の電池を満充電
に近付けて充電でき、更にサイクル特性の優れた二次電
池の充電方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の二次電
池を直列に接続して充電する場合、何れかの電池が設定
電圧になるまで通常充電し、何れかの電池が設定電圧に
到達した後は、各電池の電池電圧が設定電圧以下となる
ように充電電流を制御して充電することを特徴とする。
池を直列に接続して充電する場合、何れかの電池が設定
電圧になるまで通常充電し、何れかの電池が設定電圧に
到達した後は、各電池の電池電圧が設定電圧以下となる
ように充電電流を制御して充電することを特徴とする。
【0013】即ち、本発明によれば、最も容量の小さい
二次電池が設定電圧になるまでは、定電流、または電流
と電圧を所定の範囲に調整して、あるいはパルス充電に
より、急速充電する。そして、小容量の電池の電池電圧
が設定電圧に上昇すると、この電池電圧が設定電圧以上
にならないように充電電流を制御して充電を行う。
二次電池が設定電圧になるまでは、定電流、または電流
と電圧を所定の範囲に調整して、あるいはパルス充電に
より、急速充電する。そして、小容量の電池の電池電圧
が設定電圧に上昇すると、この電池電圧が設定電圧以上
にならないように充電電流を制御して充電を行う。
【0014】
【作用】本発明によれば、全ての電池の電圧を監視して
充電電流を制御する。特に、最も容量の小さい二次電池
の電圧が設定電圧に到達した後は、電池電圧が設定電圧
を越えないように充電電流を制御して充電する。本発明
の充電方法で、3個の非水系二次電池を充電するときの
各電池の電圧を図2に例示している。この図は下記の工
程で、3個の二次電池を充電する。
充電電流を制御する。特に、最も容量の小さい二次電池
の電圧が設定電圧に到達した後は、電池電圧が設定電圧
を越えないように充電電流を制御して充電する。本発明
の充電方法で、3個の非水系二次電池を充電するときの
各電池の電圧を図2に例示している。この図は下記の工
程で、3個の二次電池を充電する。
【0015】まず、最も容量の小さい二次電池の電圧V
1が設定電圧(E)になるまでは、一定の電流で定電流
する。
1が設定電圧(E)になるまでは、一定の電流で定電流
する。
【0016】小容量の二次電池の電圧V1が設定電圧
(E)になると、この二次電池の電圧V1が設定電圧
(E)を越えないように、充電電流を制御する。充電電
流の制御は、図2に示すように電流を減少し、あるい
は、充電と休止(または充電と休止と放電)とを繰り返
すデューティを変更して実質的な平均電流を減少する。
(E)になると、この二次電池の電圧V1が設定電圧
(E)を越えないように、充電電流を制御する。充電電
流の制御は、図2に示すように電流を減少し、あるい
は、充電と休止(または充電と休止と放電)とを繰り返
すデューティを変更して実質的な平均電流を減少する。
【0017】このように、本発明の充電方法は、最初に
設定電圧まで上昇した二次電池の電圧V1を監視して、
この電池電圧が設定電圧(E)以上にならないように監
視しながら、更に充電を継続する。従って、他の二次電
池の電圧V2、V3も次第に上昇して満充電に近づいて
充電される。
設定電圧まで上昇した二次電池の電圧V1を監視して、
この電池電圧が設定電圧(E)以上にならないように監
視しながら、更に充電を継続する。従って、他の二次電
池の電圧V2、V3も次第に上昇して満充電に近づいて
充電される。
【0018】
【実施例】図3は、本発明の第1実施例を示している。
図3に示す充電回路は、3個の非水系二次電池B1、B
2、B3を充電する回路を例示しており、充電用の電源
3と、二次電池B1、B2、B3の充電電流を制御する
定電流充電回路2と、二次電池B1、B2、B3の電圧
を検出して電池電圧が設定電圧以上に上昇するのを監視
する定電圧充電回路4とを備えている。
図3に示す充電回路は、3個の非水系二次電池B1、B
2、B3を充電する回路を例示しており、充電用の電源
3と、二次電池B1、B2、B3の充電電流を制御する
定電流充電回路2と、二次電池B1、B2、B3の電圧
を検出して電池電圧が設定電圧以上に上昇するのを監視
する定電圧充電回路4とを備えている。
【0019】定電流充電回路2は、2個のトランジスタ
TR1、TR2と、2個の抵抗R1R2とで構成されて
いる。この定電流充電回路2は、トランジスタTR1の
エミッタに直列接続された抵抗R1の電圧降下が約0.
6Vとなる電流に調整する。従って、充電電流Iは、I
=0.6/R1となる。この定電流充電回路2は、下記
の動作により二次電池B1、B2、B3を定電流充電す
る。
TR1、TR2と、2個の抵抗R1R2とで構成されて
いる。この定電流充電回路2は、トランジスタTR1の
エミッタに直列接続された抵抗R1の電圧降下が約0.
6Vとなる電流に調整する。従って、充電電流Iは、I
=0.6/R1となる。この定電流充電回路2は、下記
の動作により二次電池B1、B2、B3を定電流充電す
る。
【0020】二次電池B1、B2、B3の充電電流が増
加すると、抵抗R1の電圧降下が大きくなり、トランジ
スタTR2のベース電流を増加させる。それは、エミッ
タに対するベース電圧が高くなるからである。
加すると、抵抗R1の電圧降下が大きくなり、トランジ
スタTR2のベース電流を増加させる。それは、エミッ
タに対するベース電圧が高くなるからである。
【0021】トランジスタTR2のベース電流が増加す
ると、トランジスタTR2は、コレクタとエミッタ間の
抵抗が減少し、トランジスタTR1のベース電圧が低下
する。よって、トランジスタTR1のコレクタとエミッ
タ間の抵抗を増加し、二次電池B1、B2、B3の充電
電流が減少する。
ると、トランジスタTR2は、コレクタとエミッタ間の
抵抗が減少し、トランジスタTR1のベース電圧が低下
する。よって、トランジスタTR1のコレクタとエミッ
タ間の抵抗を増加し、二次電池B1、B2、B3の充電
電流が減少する。
【0022】反対に、二次電池B1、B2、B3の充電
電流が減少すると、トランジスタTR1のコレクタとエ
ミッタ間の抵抗が減少して電流を増加させる。従って、
この定電流充電回路2は、抵抗R1の両端の電圧降下を
一定電圧とするように、言い換えると、充電電流を一定
に制御する。
電流が減少すると、トランジスタTR1のコレクタとエ
ミッタ間の抵抗が減少して電流を増加させる。従って、
この定電流充電回路2は、抵抗R1の両端の電圧降下を
一定電圧とするように、言い換えると、充電電流を一定
に制御する。
【0023】定電圧充電回路4は、二次電池B1、B
2、B3の各々の電圧を検出して、充電電流を制御する
ために、各二次電池B1、B2、B3に接続される3組
の電流制御回路4A、4B、4Cを備える。
2、B3の各々の電圧を検出して、充電電流を制御する
ために、各二次電池B1、B2、B3に接続される3組
の電流制御回路4A、4B、4Cを備える。
【0024】電流制御回路4A、4B、4Cは、オペア
ンプ6と、基準電圧素子5と、ダイオード7とを備え
る。各オペアンプ6は、−入力端子を二次電池B1、B
2、B3の+極に、+入力端子を基準電圧素子5に夫々
接続している。各オペアンプ6の出力端子は、ダイオー
ド7を介してトランジスタTR1のベースに接続してい
る。各基準電圧素子5は、電池の設定電圧(E)に調整
されている。二次電池B1、B2、B3がリチウムイオ
ン二次電池である場合、例えば、基準電圧素子5の電圧
は4.2Vに設定される。ダイオード7は、トランジス
タTR1のベース側からオペアンプ6側に電流が流れる
方向に接続されている。
ンプ6と、基準電圧素子5と、ダイオード7とを備え
る。各オペアンプ6は、−入力端子を二次電池B1、B
2、B3の+極に、+入力端子を基準電圧素子5に夫々
接続している。各オペアンプ6の出力端子は、ダイオー
ド7を介してトランジスタTR1のベースに接続してい
る。各基準電圧素子5は、電池の設定電圧(E)に調整
されている。二次電池B1、B2、B3がリチウムイオ
ン二次電池である場合、例えば、基準電圧素子5の電圧
は4.2Vに設定される。ダイオード7は、トランジス
タTR1のベース側からオペアンプ6側に電流が流れる
方向に接続されている。
【0025】この電流制御回路4A、4B、4Cは下記
の動作により、夫々の二次電池B1、B2、B3の電圧
が設定電圧以上に上昇しないように、充電電流を制御す
る。
の動作により、夫々の二次電池B1、B2、B3の電圧
が設定電圧以上に上昇しないように、充電電流を制御す
る。
【0026】二次電池B1、B2、B3の各電池電圧V
1、V2、V3が、いずれも基準電圧素子5の設定電圧
(E)以下であると、各オペアンプ6の+側入力端子の
電圧は全て、−側入力端子の電圧よりも高いため、全て
のオペアンプ6の出力は+となる。
1、V2、V3が、いずれも基準電圧素子5の設定電圧
(E)以下であると、各オペアンプ6の+側入力端子の
電圧は全て、−側入力端子の電圧よりも高いため、全て
のオペアンプ6の出力は+となる。
【0027】オペアンプ6の出力が+であると、ダイオ
ード7が逆バイアスされ、トランジスタTR1のベース
電流を引き込まない。即ち、定電流充電回路2は、電流
制御回路4A、4B、4Cの影響を受けないで、一定の
電流で二次電池B1、B2、B3の全てを充電する。こ
の状態は、図2において、いずれかの二次電池B1、B
2、B3の電圧V1、V2、V3が設定電圧(E)に上
昇するまで続く。
ード7が逆バイアスされ、トランジスタTR1のベース
電流を引き込まない。即ち、定電流充電回路2は、電流
制御回路4A、4B、4Cの影響を受けないで、一定の
電流で二次電池B1、B2、B3の全てを充電する。こ
の状態は、図2において、いずれかの二次電池B1、B
2、B3の電圧V1、V2、V3が設定電圧(E)に上
昇するまで続く。
【0028】図2に示すように、二次電池B1の電圧V
1が設定電圧(E)に上昇すると、図3において、電流
制御回路4Aのオペアンプ6の出力電圧が0Vとなる
(但し、電流制御回路4B、4Cのオペアンプ6の出力
電圧は0Vとならず、+の電圧を出力している)。これ
により、トランジスタTR1のベース電流が、ダイオー
ド7から電流制御回路4Aのオペアンプ6に引き込まれ
る。
1が設定電圧(E)に上昇すると、図3において、電流
制御回路4Aのオペアンプ6の出力電圧が0Vとなる
(但し、電流制御回路4B、4Cのオペアンプ6の出力
電圧は0Vとならず、+の電圧を出力している)。これ
により、トランジスタTR1のベース電流が、ダイオー
ド7から電流制御回路4Aのオペアンプ6に引き込まれ
る。
【0029】その結果、トランジスタTR1のベース電
流が減少し、トランジスタTR1のコレクタとエミッタ
間の抵抗が増加し、充電電流を減少する。即ち、トラン
ジスタTR1によって制御される充電電流は、二次電池
B1の電池電圧V1が設定電圧(E)を越えないように
制御される。それは、二次電池B1の電池電圧V1が設
定電圧を越えると、電流制御回路4AがトランジスタT
R1のベース電流を減少するからである。充電電流が減
少すると、二次電池B1の電池電圧V1が低下し、充電
電流が増加するが、二次電池B1の電池電圧V1が設定
電圧(E)を越えないように制御される。
流が減少し、トランジスタTR1のコレクタとエミッタ
間の抵抗が増加し、充電電流を減少する。即ち、トラン
ジスタTR1によって制御される充電電流は、二次電池
B1の電池電圧V1が設定電圧(E)を越えないように
制御される。それは、二次電池B1の電池電圧V1が設
定電圧を越えると、電流制御回路4AがトランジスタT
R1のベース電流を減少するからである。充電電流が減
少すると、二次電池B1の電池電圧V1が低下し、充電
電流が増加するが、二次電池B1の電池電圧V1が設定
電圧(E)を越えないように制御される。
【0030】以上の動作により、図2に示すように充電
電流は次第に減少するが、充電電流は0とならないの
で、残りの二次電池B2、B3の電池電圧V2、V3は
次第に上昇し、設定電圧(E)に近づく。
電流は次第に減少するが、充電電流は0とならないの
で、残りの二次電池B2、B3の電池電圧V2、V3は
次第に上昇し、設定電圧(E)に近づく。
【0031】更に、図4は、本発明の第2実施例を示し
ている。この充電回路は、2個の非水系二次電池B1、
B2を充電する回路であり、電流制御回路4A、4Bに
シャントレギュレータIC8を備える。シャントレギュ
レータIC8は、図3に示す電流制御回路のオペアンプ
6と基準電圧素子5とに代わって使用される。シャント
レギュレータIC8は、入力電圧が2.5V以上で内部
抵抗が著しく減少し、2.5V以下では内部抵抗が著し
く増加する特性を備えている。各シャントレギュレータ
IC8の電圧検出端子には、各二次電池B1、B2の電
池電圧を分圧して入力しており、その分圧比は、二次電
池B1、B2の電池電圧が設定電圧(E)になるとシャ
ントレギュレータIC8の入力電圧が2.5Vになるよ
うに設計している。
ている。この充電回路は、2個の非水系二次電池B1、
B2を充電する回路であり、電流制御回路4A、4Bに
シャントレギュレータIC8を備える。シャントレギュ
レータIC8は、図3に示す電流制御回路のオペアンプ
6と基準電圧素子5とに代わって使用される。シャント
レギュレータIC8は、入力電圧が2.5V以上で内部
抵抗が著しく減少し、2.5V以下では内部抵抗が著し
く増加する特性を備えている。各シャントレギュレータ
IC8の電圧検出端子には、各二次電池B1、B2の電
池電圧を分圧して入力しており、その分圧比は、二次電
池B1、B2の電池電圧が設定電圧(E)になるとシャ
ントレギュレータIC8の入力電圧が2.5Vになるよ
うに設計している。
【0032】この電流制御回路4A、4Bは、いずれか
の二次電池B1、B2の電圧が設定電圧に上昇すると、
設定電圧に上昇した電池に接続されているシャントレギ
ュレータIC8の内部抵抗が著しく減少する。シャント
レギュレータIC8の内部抵抗が減少すると、定電流充
電回路2のトランジスタTR1のベース電流が減少し、
電池電圧が設定電圧以上にならないように制御する。即
ち、この図に示す電流制御回路4A、4Bは、先の充電
回路と同様に動作して、夫々の二次電池B1、B2の電
圧が設定電圧を越えないように電池を充電する。
の二次電池B1、B2の電圧が設定電圧に上昇すると、
設定電圧に上昇した電池に接続されているシャントレギ
ュレータIC8の内部抵抗が著しく減少する。シャント
レギュレータIC8の内部抵抗が減少すると、定電流充
電回路2のトランジスタTR1のベース電流が減少し、
電池電圧が設定電圧以上にならないように制御する。即
ち、この図に示す電流制御回路4A、4Bは、先の充電
回路と同様に動作して、夫々の二次電池B1、B2の電
圧が設定電圧を越えないように電池を充電する。
【0033】尚、この回路においては、シャントレギュ
レータIC8を通過する電流をアースに流すために、ア
ース側の電池と並列に分流抵抗R3を備えている。
レータIC8を通過する電流をアースに流すために、ア
ース側の電池と並列に分流抵抗R3を備えている。
【0034】更に、図5は、本発明の第3実施例を示し
ている。この充電回路は、2個の非水系二次電池B1、
B2を充電する回路であり、電流制御回路4Aは、3個
のオペアンプ13A、13B、13Cと、3個のダイオ
ード14A、14B、14Cと、1個の基準電圧素子1
5とからなる。オペアンプ13A、13Bには、夫々抵
抗値の等しい抵抗R3、R4を関連付けている。オペア
ンプ13Aは、−入力端子を二次電池B1の+極に、+
入力端子を二次電池B1の−極に接続しており、オペア
ンプ13Bは、−入力端子を二次電池B2の+極に、+
入力端子を二次電池B2の−極に接続している。更に、
オペアンプ13A、13Bの出力端子は、ダイオード1
4A、14Bを介してオペアンプ13Cの−入力端子に
接続している。基準電圧素子15は、二次電池B1、B
2の設定電圧(E)に調整され、オペアンプ13Cの+
入力端子に接続されている。そして、オペアンプ13C
の出力端子は、ダイオード14Cを介してトランジスタ
TR1のベースに接続している。
ている。この充電回路は、2個の非水系二次電池B1、
B2を充電する回路であり、電流制御回路4Aは、3個
のオペアンプ13A、13B、13Cと、3個のダイオ
ード14A、14B、14Cと、1個の基準電圧素子1
5とからなる。オペアンプ13A、13Bには、夫々抵
抗値の等しい抵抗R3、R4を関連付けている。オペア
ンプ13Aは、−入力端子を二次電池B1の+極に、+
入力端子を二次電池B1の−極に接続しており、オペア
ンプ13Bは、−入力端子を二次電池B2の+極に、+
入力端子を二次電池B2の−極に接続している。更に、
オペアンプ13A、13Bの出力端子は、ダイオード1
4A、14Bを介してオペアンプ13Cの−入力端子に
接続している。基準電圧素子15は、二次電池B1、B
2の設定電圧(E)に調整され、オペアンプ13Cの+
入力端子に接続されている。そして、オペアンプ13C
の出力端子は、ダイオード14Cを介してトランジスタ
TR1のベースに接続している。
【0035】この電流制御回路4Aによれば、オペアン
プ13A、13Bが夫々、二次電池B1、B2の電池電
圧V1、V2を出力し、オペアンプ13Cの−入力端子
には、二次電池B1、B2の電池電圧V1、V2の大き
い方の電圧、言い換えれば、いずれかの二次電池B1、
B2の電池電圧が設定電圧(E)に達すると、その電圧
が入力されることとなる。
プ13A、13Bが夫々、二次電池B1、B2の電池電
圧V1、V2を出力し、オペアンプ13Cの−入力端子
には、二次電池B1、B2の電池電圧V1、V2の大き
い方の電圧、言い換えれば、いずれかの二次電池B1、
B2の電池電圧が設定電圧(E)に達すると、その電圧
が入力されることとなる。
【0036】従って、いずれかの二次電池B1、B2の
電圧が設定電圧(E)に上昇すると、オペアンプ13C
の出力電圧が0となる。そうすると、定電流充電回路2
のトランジスタTR1のベース電流が減少し、電池電圧
が設定電圧以上にならないように制御する。即ち、この
図に示す電流制御回路4Aは、先の充電回路と同様に動
作して、夫々の二次電池B1、B2の電圧が設定電圧
(E)を越えないように電池を充電する。
電圧が設定電圧(E)に上昇すると、オペアンプ13C
の出力電圧が0となる。そうすると、定電流充電回路2
のトランジスタTR1のベース電流が減少し、電池電圧
が設定電圧以上にならないように制御する。即ち、この
図に示す電流制御回路4Aは、先の充電回路と同様に動
作して、夫々の二次電池B1、B2の電圧が設定電圧
(E)を越えないように電池を充電する。
【0037】以上のように、本発明においては、夫々の
電池の電圧を検出して充電電流を制御するために、直列
接続された二次電池には、+−の接続点から電圧検出端
子を設けている。
電池の電圧を検出して充電電流を制御するために、直列
接続された二次電池には、+−の接続点から電圧検出端
子を設けている。
【0038】更に、図6は、第4実施例を示し、この回
路は、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと記述)
で充電電流を制御して2個の非水系二次電池B1、B2
を充電するものである。
路は、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと記述)
で充電電流を制御して2個の非水系二次電池B1、B2
を充電するものである。
【0039】この充電回路は、電源3と、定電流充電回
路9と、電流検出回路10と、電圧検出回路11A、1
1Bと、マイコン12とを備えている。電流検出回路1
0は、一定の周期で充電電流をサンプリングして電流値
をマイコン12に入力する。電圧検出回路11A、11
Bは、夫々の二次電池B1、B2の電圧を一定の周期で
サンプリングしてマイコン12に入力する。マイコン1
2は、入力された電流信号、電圧信号を演算し、図7に
示すフローチャートに従って下記のように電池を充電す
る。
路9と、電流検出回路10と、電圧検出回路11A、1
1Bと、マイコン12とを備えている。電流検出回路1
0は、一定の周期で充電電流をサンプリングして電流値
をマイコン12に入力する。電圧検出回路11A、11
Bは、夫々の二次電池B1、B2の電圧を一定の周期で
サンプリングしてマイコン12に入力する。マイコン1
2は、入力された電流信号、電圧信号を演算し、図7に
示すフローチャートに従って下記のように電池を充電す
る。
【0040】n=1のステップにおいて、電圧検出回路
11Aとマイコン12とで、二次電池B1の電池電圧V
1が設定電圧(E)以下であるかどうかを判定する。
11Aとマイコン12とで、二次電池B1の電池電圧V
1が設定電圧(E)以下であるかどうかを判定する。
【0041】n=2のステップにおいて、電池電圧V1
が設定電圧(E)以下であると、電圧検出回路11Bと
マイコン12とで、二次電池B2の電池電圧V2が設定
電圧(E)以下であるかどうかを判定する。
が設定電圧(E)以下であると、電圧検出回路11Bと
マイコン12とで、二次電池B2の電池電圧V2が設定
電圧(E)以下であるかどうかを判定する。
【0042】n=3のステップにおいて、電池電圧V2
も設定電圧(E)以下であると、一定の電流で定電流充
電する。定電流充電した後、n=11のステップにルー
プする。この工程で、二次電池B1、B2の電池電圧V
1、V2のいずれかが設定電圧(E)よりも高くなるま
で、二次電池B1、B2を定電流充電する。
も設定電圧(E)以下であると、一定の電流で定電流充
電する。定電流充電した後、n=11のステップにルー
プする。この工程で、二次電池B1、B2の電池電圧V
1、V2のいずれかが設定電圧(E)よりも高くなるま
で、二次電池B1、B2を定電流充電する。
【0043】n=4のステップにおいて、二次電池B
1、B2の電池電圧V1、V2のいずれかが設定電圧
(E)よりも高くなると、充電電流を減少する。
1、B2の電池電圧V1、V2のいずれかが設定電圧
(E)よりも高くなると、充電電流を減少する。
【0044】n=5のステップにおいて、充電電流を減
少した後、二次電池B1の電池電圧V1が設定電圧
(E)以上であるかどうかを判定する。電池電圧V1が
設定電圧(E)を越えると、n=4のステップにループ
して更に充電電流を減少する。
少した後、二次電池B1の電池電圧V1が設定電圧
(E)以上であるかどうかを判定する。電池電圧V1が
設定電圧(E)を越えると、n=4のステップにループ
して更に充電電流を減少する。
【0045】n=6のステップにおいて、二次電池B1
の電池電圧V1が設定電圧(E)を越えていないと、二
次電池B2の電池電圧V2が設定電圧(E)を越えたか
どうかを判定する。電池電圧V2が設定電圧(E)を越
えると、ステップn=4にループして更に充電電流を減
少する。
の電池電圧V1が設定電圧(E)を越えていないと、二
次電池B2の電池電圧V2が設定電圧(E)を越えたか
どうかを判定する。電池電圧V2が設定電圧(E)を越
えると、ステップn=4にループして更に充電電流を減
少する。
【0046】n=7のステップにおいて、二次電池B
1、B2の電池電圧V1、V2の両方が設定電圧(E)
を越えない場合、電流を増減することなく充電する。そ
の後、ステップn=5のステップにループして充電す
る。
1、B2の電池電圧V1、V2の両方が設定電圧(E)
を越えない場合、電流を増減することなく充電する。そ
の後、ステップn=5のステップにループして充電す
る。
【0047】n=4〜7のステップは、二次電池B1、
B2の電池電圧V1、V2が設定電圧(E)以上になら
ないように充電電流を調整して、各電池B1、B2を充
電する。
B2の電池電圧V1、V2が設定電圧(E)以上になら
ないように充電電流を調整して、各電池B1、B2を充
電する。
【0048】
【発明の効果】本発明によれば、直列に接続された夫々
の電池の電圧を検出し、いずれかの電池の電圧が設定電
圧に上昇すると、その電池の電圧が設定電圧以上になら
ないように充電電流を制御して充電する。即ち、本発明
の充電方法は、最初に小容量の電池の電圧が設定電圧に
上昇すると、その電池の電圧を設定電圧以下に制限して
充電電流を減少させながら充電を続けるものである。
の電池の電圧を検出し、いずれかの電池の電圧が設定電
圧に上昇すると、その電池の電圧が設定電圧以上になら
ないように充電電流を制御して充電する。即ち、本発明
の充電方法は、最初に小容量の電池の電圧が設定電圧に
上昇すると、その電池の電圧を設定電圧以下に制限して
充電電流を減少させながら充電を続けるものである。
【0049】従って、小容量の電池の電圧が設定電圧を
越えることなく、他の電池を満充電に近づけて充電でき
る。このため、本発明によれば、二次電池を直列接続し
て充電しても、いずれの電池の電圧も以上に高く上昇さ
せることなく、即ち、副反応による電池の性能を低下さ
せることなく、電池を満充電できる。
越えることなく、他の電池を満充電に近づけて充電でき
る。このため、本発明によれば、二次電池を直列接続し
て充電しても、いずれの電池の電圧も以上に高く上昇さ
せることなく、即ち、副反応による電池の性能を低下さ
せることなく、電池を満充電できる。
【図1】従来の充電回路図
【図2】本発明における二次電池を充電する電圧、電流
特性を示すグラフ
特性を示すグラフ
【図3】本発明の第1実施例の充電回路図
【図4】本発明の第2実施例の充電回路図
【図5】本発明の第3実施例の充電回路図
【図6】本発明の第4実施例の充電回路図
【図7】図6に示す充電回路における充電動作のフロー
チャート
チャート
B1、B2、B3:二次電池 2:定電流充電回路 4:定電圧充電回路 4A、4B、4C:電流制御回路
Claims (2)
- 【請求項1】 複数の二次電池を直列に接続して充電す
る方法において、何れかの電池が設定電圧になるまで通
常充電し、何れかの電池が設定電圧に到達した後は、各
電池の電池電圧が設定電圧以下となるように充電電流を
制御して充電することを特徴とする二次電池の充電方
法。 - 【請求項2】 複数の二次電池を直列に接続して充電す
る充電装置において、各電池の電池電圧を検出する検出
手段と、何れかの電池が設定電圧に到達したことが検出
されると、各電池の電池電圧が設定電圧以下となるよう
に充電電流を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
する充電装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4286048A JPH06133465A (ja) | 1992-08-27 | 1992-10-23 | 二次電池の充電方法及び充電装置 |
TW082106130A TW228615B (ja) | 1992-08-27 | 1993-07-31 | |
US08/588,294 US5637979A (en) | 1992-08-27 | 1996-01-18 | Rechargeable battery charging method and apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-228898 | 1992-08-27 | ||
JP22889892 | 1992-08-27 | ||
JP4286048A JPH06133465A (ja) | 1992-08-27 | 1992-10-23 | 二次電池の充電方法及び充電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06133465A true JPH06133465A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=26528519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4286048A Pending JPH06133465A (ja) | 1992-08-27 | 1992-10-23 | 二次電池の充電方法及び充電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06133465A (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07308028A (ja) * | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 直列電池の充電装置 |
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US6373224B1 (en) | 1999-06-04 | 2002-04-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Battery accumulating apparatus |
KR20030031736A (ko) * | 2001-10-16 | 2003-04-23 | 삼성전자주식회사 | 재충전용 배터리 충전 장치 및 방법 |
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-
1992
- 1992-10-23 JP JP4286048A patent/JPH06133465A/ja active Pending
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8698458B2 (en) | 2010-07-08 | 2014-04-15 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack having boosting charge function and method thereof |
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