JPH06245402A - バッテリ充電器 - Google Patents
バッテリ充電器Info
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- JPH06245402A JPH06245402A JP50A JP3342793A JPH06245402A JP H06245402 A JPH06245402 A JP H06245402A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 3342793 A JP3342793 A JP 3342793A JP H06245402 A JPH06245402 A JP H06245402A
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で良好に定電力充電ができる充電
器を提供する。 【構成】 バッテリ１２の充電を電源回路１１の出力に
より行うバッテリ充電器において、電源回路１１の制御
回路と、電源回路１１の出力電流を検出する第１の抵抗
Ｒ3 と、バッテリ１２の両端電圧を検出する分圧抵抗と
しての第２の抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 とを設け、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2
と抵抗Ｒ3 とで検出された電圧を加算した電圧と基準電
圧とを比較し、この比較結果に基づいて制御回路１２で
電源回路１１の制御を行うようにした。
器を提供する。 【構成】 バッテリ１２の充電を電源回路１１の出力に
より行うバッテリ充電器において、電源回路１１の制御
回路と、電源回路１１の出力電流を検出する第１の抵抗
Ｒ3 と、バッテリ１２の両端電圧を検出する分圧抵抗と
しての第２の抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 とを設け、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2
と抵抗Ｒ3 とで検出された電圧を加算した電圧と基準電
圧とを比較し、この比較結果に基づいて制御回路１２で
電源回路１１の制御を行うようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムイオン蓄電池
などの二次電池を充電するのに使用するバッテリ充電器
に関する。
などの二次電池を充電するのに使用するバッテリ充電器
に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池として、リチウムイオン蓄電池
と称されるものが近年開発されている。このリチウムイ
オン蓄電池は、正極と負極との間の電解液中でリチウム
イオンが移動することで充放電が行われるもので、従来
から二次電池として広く使用されているニッケル・カド
ミウム蓄電池に比べ、エネルギー密度が高い等の利点が
ある。
と称されるものが近年開発されている。このリチウムイ
オン蓄電池は、正極と負極との間の電解液中でリチウム
イオンが移動することで充放電が行われるもので、従来
から二次電池として広く使用されているニッケル・カド
ミウム蓄電池に比べ、エネルギー密度が高い等の利点が
ある。
【０００３】ところで、このリチウムイオン蓄電池は、
図４に示す特性Ｘに従って充電する必要がある。即ち、
最初に定電流Ｉa の状態で電圧値を０から徐々に高くし
て、所定の電圧値Ｖa まで定電流充電を行い、この電圧
値Ｖa を越えてからは電圧値を徐々に高くすると共に電
流値を徐々に低くする定電力充電を行う。そして、この
定電力充電で電圧値がＶb になると、以後は電圧値をＶ
b で一定に維持させた状態で電流値を徐々に低くさせる
定電圧充電を行い、最終的に電流値を０にさせる。
図４に示す特性Ｘに従って充電する必要がある。即ち、
最初に定電流Ｉa の状態で電圧値を０から徐々に高くし
て、所定の電圧値Ｖa まで定電流充電を行い、この電圧
値Ｖa を越えてからは電圧値を徐々に高くすると共に電
流値を徐々に低くする定電力充電を行う。そして、この
定電力充電で電圧値がＶb になると、以後は電圧値をＶ
b で一定に維持させた状態で電流値を徐々に低くさせる
定電圧充電を行い、最終的に電流値を０にさせる。
【０００４】このように定電流充電→定電力充電→定電
圧充電と変化させて充電させるのは、リチウムイオン蓄
電池の場合電荷がどの程度残っているかでインピーダン
スが変化するためである。そして、このように充電する
場合において、特に定電力充電で充電させるための充電
回路として、従来例えば図５に示す回路が使用されてい
た。この図５に示す回路は、オペアンプを用いた加算回
路で構成される回路で、入力端子１に得られる電位Ｖ1
の信号を、抵抗器Ｒ11を介してオペアンプ３の反転側入
力端子に供給し、入力端子２に得られる電位Ｖ2 の信号
を、抵抗器Ｒ12，Ｒ13の直列回路を介してオペアンプ３
の出力端子に接続し、抵抗器Ｒ12と抵抗器Ｒ13との接続
中点をオペアンプ３の反転側入力端子に接続する。さら
に、オペアンプ３の非反転側入力端子を、抵抗器Ｒ14を
介して接地する。そして、オペアンプ３の出力端子に得
られる信号を、充電信号出力端子４からＶOUT として出
力させる。この場合、オペアンプ３には電源電圧＋Ｖcc
及び−Ｖccを供給する必要がある。
圧充電と変化させて充電させるのは、リチウムイオン蓄
電池の場合電荷がどの程度残っているかでインピーダン
スが変化するためである。そして、このように充電する
場合において、特に定電力充電で充電させるための充電
回路として、従来例えば図５に示す回路が使用されてい
た。この図５に示す回路は、オペアンプを用いた加算回
路で構成される回路で、入力端子１に得られる電位Ｖ1
の信号を、抵抗器Ｒ11を介してオペアンプ３の反転側入
力端子に供給し、入力端子２に得られる電位Ｖ2 の信号
を、抵抗器Ｒ12，Ｒ13の直列回路を介してオペアンプ３
の出力端子に接続し、抵抗器Ｒ12と抵抗器Ｒ13との接続
中点をオペアンプ３の反転側入力端子に接続する。さら
に、オペアンプ３の非反転側入力端子を、抵抗器Ｒ14を
介して接地する。そして、オペアンプ３の出力端子に得
られる信号を、充電信号出力端子４からＶOUT として出
力させる。この場合、オペアンプ３には電源電圧＋Ｖcc
及び−Ｖccを供給する必要がある。
【０００５】このような回路による出力電圧特性ＶOUT
は、次式で示される。
は、次式で示される。
【０００６】
【数１】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
オペアンプを使用した加算回路は、回路構成が複雑であ
ると共に、電源電圧＋Ｖcc及び−Ｖccが必要で、そのた
めの電源回路も必要であり、充電器の構成が複雑になる
不都合があった。
オペアンプを使用した加算回路は、回路構成が複雑であ
ると共に、電源電圧＋Ｖcc及び−Ｖccが必要で、そのた
めの電源回路も必要であり、充電器の構成が複雑になる
不都合があった。
【０００８】本発明はかかる点に鑑み、簡単な構成で良
好に定電力充電ができる充電器を提供することを目的と
する。
好に定電力充電ができる充電器を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、バッテリ１２の充電を電源回路１１の出力
により行うバッテリ充電器において、電源回路１１の制
御回路と、電源回路１１の出力電流を検出する第１の抵
抗Ｒ3 と、バッテリ１２の両端電圧を検出する分圧抵抗
としての第２の抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 とを設け、抵抗Ｒ1 ，Ｒ
2 と抵抗Ｒ3 とで検出された電圧を加算した電圧と基準
電圧とを比較し、この比較結果に基づいて制御回路１２
で電源回路１１の制御を行うようにしたものである。
示すように、バッテリ１２の充電を電源回路１１の出力
により行うバッテリ充電器において、電源回路１１の制
御回路と、電源回路１１の出力電流を検出する第１の抵
抗Ｒ3 と、バッテリ１２の両端電圧を検出する分圧抵抗
としての第２の抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 とを設け、抵抗Ｒ1 ，Ｒ
2 と抵抗Ｒ3 とで検出された電圧を加算した電圧と基準
電圧とを比較し、この比較結果に基づいて制御回路１２
で電源回路１１の制御を行うようにしたものである。
【００１０】また、この場合にＶ0 Ｒ2 ／（Ｒ1 ＋
Ｒ2 ）＋Ｉ0 Ｒ3 ＝ＶR の式に基づいて制御を行うよう
にしたものである。（Ｖ0 はバッテリの両端電圧、ＶR
は基準電圧、Ｉ0 はバッテリの充電電流、Ｒ1 及びＲ2
は分圧抵抗としての第２の抵抗、Ｒ3 は第１の抵抗）
Ｒ2 ）＋Ｉ0 Ｒ3 ＝ＶR の式に基づいて制御を行うよう
にしたものである。（Ｖ0 はバッテリの両端電圧、ＶR
は基準電圧、Ｉ0 はバッテリの充電電流、Ｒ1 及びＲ2
は分圧抵抗としての第２の抵抗、Ｒ3 は第１の抵抗）
【００１１】また、この場合にバッテリとしてリチウム
イオン蓄電池を使用するようにしたものである。
イオン蓄電池を使用するようにしたものである。
【００１２】
【作用】本発明の構成によると、定電力曲線にほぼ近似
した充電特性が、加算処理による簡単な回路で実現さ
れ、定電力充電による充電が良好に行える。
した充電特性が、加算処理による簡単な回路で実現さ
れ、定電力充電による充電が良好に行える。
【００１３】この場合、リチウムイオン蓄電池の充電器
に適用することで、定電力充電を必要とするリチウムイ
オン蓄電池の充電が良好に行えるようになる。
に適用することで、定電力充電を必要とするリチウムイ
オン蓄電池の充電が良好に行えるようになる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３を参照
して説明する。
して説明する。
【００１５】図１は本例のバッテリ充電器の回路構成を
示す図で、図中１１は電源回路を示し、この電源回路１
１の正極及び負極の出力端子を蓄電池１２の正極及び負
極に接続し、電源回路１１の出力により蓄電池１２の充
電を行わせる。この場合、本例においては蓄電池１２と
してリチウムイオン蓄電池を使用する。また、この電源
回路１１は、安定化電源回路より構成され、出力電流Ｉ
0 及び出力電圧Ｖ0 の調整を行う制御回路（図示せず）
を有し、後述する誤差増幅器１３の出力により制御され
る。
示す図で、図中１１は電源回路を示し、この電源回路１
１の正極及び負極の出力端子を蓄電池１２の正極及び負
極に接続し、電源回路１１の出力により蓄電池１２の充
電を行わせる。この場合、本例においては蓄電池１２と
してリチウムイオン蓄電池を使用する。また、この電源
回路１１は、安定化電源回路より構成され、出力電流Ｉ
0 及び出力電圧Ｖ0 の調整を行う制御回路（図示せず）
を有し、後述する誤差増幅器１３の出力により制御され
る。
【００１６】そして、蓄電池１２の両極間に、分圧抵抗
器Ｒ1 ，Ｒ2 の直列回路を接続し、この抵抗器Ｒ1 と抵
抗器Ｒ2 の接続中点を、誤差増幅器１３の一方の入力側
に供給する。また、図中ＶR は基準電源を示し、この基
準電源ＶR の出力を、誤差増幅器１３の他方の入力側に
供給する。さらに、電源回路１１の負極側と蓄電池１２
の負極との間に、電力検出用抵抗器Ｒ3 を接続し、この
抵抗器Ｒ3 と電源回路１１の負極側との間に、基準電源
ＶR の負極側を接続する。
器Ｒ1 ，Ｒ2 の直列回路を接続し、この抵抗器Ｒ1 と抵
抗器Ｒ2 の接続中点を、誤差増幅器１３の一方の入力側
に供給する。また、図中ＶR は基準電源を示し、この基
準電源ＶR の出力を、誤差増幅器１３の他方の入力側に
供給する。さらに、電源回路１１の負極側と蓄電池１２
の負極との間に、電力検出用抵抗器Ｒ3 を接続し、この
抵抗器Ｒ3 と電源回路１１の負極側との間に、基準電源
ＶR の負極側を接続する。
【００１７】そして、誤差増幅器１３の出力電圧を、電
源回路１１の制御回路に帰還させ、電源回路１１の出力
を制御させる。
源回路１１の制御回路に帰還させ、電源回路１１の出力
を制御させる。
【００１８】このように構成されることで、ほぼ定電力
による蓄電池１２の充電が行える。この回路による充電
を説明すると、図２に示すように、蓄電池１２の両極１
２ａ，１２ｂ間に加わる電位（即ち充電電圧）をＶ0 と
し、抵抗器Ｒ1 ，Ｒ2 の中点１３ａと電源回路１１の負
極側との間の電位をＶS とし、各抵抗器Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ
3 の抵抗値をＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 とすると、抵抗器Ｒ1 ，
Ｒ2 に流れる電流が充電電流Ｉ0 に比べて十分に小さい
とすると、電位ＶS は次式で示される。
による蓄電池１２の充電が行える。この回路による充電
を説明すると、図２に示すように、蓄電池１２の両極１
２ａ，１２ｂ間に加わる電位（即ち充電電圧）をＶ0 と
し、抵抗器Ｒ1 ，Ｒ2 の中点１３ａと電源回路１１の負
極側との間の電位をＶS とし、各抵抗器Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ
3 の抵抗値をＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 とすると、抵抗器Ｒ1 ，
Ｒ2 に流れる電流が充電電流Ｉ0 に比べて十分に小さい
とすると、電位ＶS は次式で示される。
【００１９】
【数２】ＶS ＝Ｖ0 Ｒ2 ／（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）＋Ｉ0 Ｒ3
【００２０】このようにして得られる電位ＶS は、充電
電圧Ｖ0 と充電電流Ｉ0 の検出電圧（Ｉ0 Ｒ3 ）との加
算値になる。ここで、図１の実際の回路に戻ると、この
電位ＶS を誤差増幅器１３に入力させて、ＶS ＝ＶR と
なるように電源回路１１の制御回路に帰還をかけること
で、出力電流の増加に大して出力電圧が直線的に減少す
る図３の直線ａで示される充電特性が得られる。この本
例の充電回路の充電特性を数式で示すと、次式のように
なる。
電圧Ｖ0 と充電電流Ｉ0 の検出電圧（Ｉ0 Ｒ3 ）との加
算値になる。ここで、図１の実際の回路に戻ると、この
電位ＶS を誤差増幅器１３に入力させて、ＶS ＝ＶR と
なるように電源回路１１の制御回路に帰還をかけること
で、出力電流の増加に大して出力電圧が直線的に減少す
る図３の直線ａで示される充電特性が得られる。この本
例の充電回路の充電特性を数式で示すと、次式のように
なる。
【００２１】
【数３】Ｖ0 Ｒ2 ／（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）＋Ｉ0 Ｒ3 ＝ＶR
【００２２】なお厳密に定電力での充電を行うために
は、図３に破線で示す定電力曲線ｂで示すように、充電
電圧Ｖ0 と充電電流Ｉ0 とを乗算した値で制御する必要
があるが、本例の充電特性ａはこの定電力曲線ｂと近似
した特性であり、特にリチウムイオン蓄電池の充電で必
要な範囲では定電力曲線ｂと極めて近似している。従っ
て、この充電回路でのリチウムイオン蓄電池の充電は、
定電力で行われると見なすことができる。
は、図３に破線で示す定電力曲線ｂで示すように、充電
電圧Ｖ0 と充電電流Ｉ0 とを乗算した値で制御する必要
があるが、本例の充電特性ａはこの定電力曲線ｂと近似
した特性であり、特にリチウムイオン蓄電池の充電で必
要な範囲では定電力曲線ｂと極めて近似している。従っ
て、この充電回路でのリチウムイオン蓄電池の充電は、
定電力で行われると見なすことができる。
【００２３】このように本例の充電回路によると、リチ
ウムイオン蓄電池のように定電力充電が必要な蓄電池の
充電が良好に行われる。この場合、従来のような複雑な
回路を必要としない簡単な構成で実現でき、充電回路を
低価格にすることができると共に、部品点数も少ないの
で、充電回路として必要な基板の面積を少なくすること
ができ、充電装置を小型に構成できるようになる。
ウムイオン蓄電池のように定電力充電が必要な蓄電池の
充電が良好に行われる。この場合、従来のような複雑な
回路を必要としない簡単な構成で実現でき、充電回路を
低価格にすることができると共に、部品点数も少ないの
で、充電回路として必要な基板の面積を少なくすること
ができ、充電装置を小型に構成できるようになる。
【００２４】なお、上述実施例においては、リチウムイ
オン蓄電池の充電を行うようにしたが、他の蓄電池の充
電を行うようにしても良い。
オン蓄電池の充電を行うようにしたが、他の蓄電池の充
電を行うようにしても良い。
【００２５】
【発明の効果】本発明によると、定電力曲線にほぼ近似
した充電特性が、加算処理による簡単な回路で実現さ
れ、定電力充電による充電が良好に行える。
した充電特性が、加算処理による簡単な回路で実現さ
れ、定電力充電による充電が良好に行える。
【００２６】この場合、リチウムイオン蓄電池の充電器
に適用することで、定電力充電を必要とするリチウムイ
オン蓄電池の充電が良好に行えるようになる。
に適用することで、定電力充電を必要とするリチウムイ
オン蓄電池の充電が良好に行えるようになる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】一実施例の原理を説明するための回路図であ
る。
る。
【図３】一実施例による充電特性を示す特性図である。
【図４】リチウムイオン蓄電池の特性を示す特性図であ
る。
る。
【図５】従来の充電回路の一例を示す回路図である。
１１ 電源回路 １２ 蓄電池 １３ 誤差増幅器 ＶR 基準電源 Ｒ1 ，Ｒ2 分圧抵抗器 Ｒ3 電力検出用抵抗器
Claims (3)
- 【請求項１】 バッテリの充電を電源回路の出力により
行うバッテリ充電器において、 上記電源回路の制御回路と、上記電源回路の出力電流を
検出する第１の抵抗と、上記バッテリの両端電圧を検出
する分圧抵抗としての第２の抵抗とを設け、 上記第１及び第２の抵抗で検出された電圧を加算した電
圧と基準電圧とを比較し、該比較結果に基づいて上記制
御回路で上記電源回路の制御を行うようにしたバッテリ
充電器。 - 【請求項２】 次式に基づいて制御を行うようにした請
求項１記載のバッテリ充電器。 Ｖ0 Ｒ2 ／（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）＋Ｉ0 Ｒ3 ＝ＶR 但し、Ｖ0 はバッテリの両端電圧、ＶR は基準電圧、Ｉ
0 はバッテリの充電電流、Ｒ1 及びＲ2 は分圧抵抗とし
ての第２の抵抗、Ｒ3 は第１の抵抗である。 - 【請求項３】 バッテリとしてリチウムイオン蓄電池を
使用するようにした請求項１記載のバッテリ充電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03342793A JP3312415B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | リチウムイオン蓄電池用充電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03342793A JP3312415B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | リチウムイオン蓄電池用充電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245402A true JPH06245402A (ja) | 1994-09-02 |
| JP3312415B2 JP3312415B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=12386263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03342793A Expired - Fee Related JP3312415B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | リチウムイオン蓄電池用充電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312415B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5576609A (en) * | 1995-04-20 | 1996-11-19 | Dell Usa, L.P. | Constant power dissipation control of a linear pass element used for battery charging |
| KR100539216B1 (ko) * | 1997-11-29 | 2006-02-28 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 축전지 충전회로 |
| JP2008295170A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Canon Inc | 充電装置及びその制御方法 |
| US8937461B2 (en) | 2011-02-10 | 2015-01-20 | Samsung Sdi Co., Ltd. | System for controlling charging of battery and battery pack comprising the same |
| WO2015181847A1 (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 富士電機株式会社 | バッテリ充電装置 |
| CN106848462A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-13 | 北京交通大学 | 一种储能电池充放电方法 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP03342793A patent/JP3312415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5576609A (en) * | 1995-04-20 | 1996-11-19 | Dell Usa, L.P. | Constant power dissipation control of a linear pass element used for battery charging |
| KR100539216B1 (ko) * | 1997-11-29 | 2006-02-28 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 축전지 충전회로 |
| JP2008295170A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Canon Inc | 充電装置及びその制御方法 |
| US8937461B2 (en) | 2011-02-10 | 2015-01-20 | Samsung Sdi Co., Ltd. | System for controlling charging of battery and battery pack comprising the same |
| WO2015181847A1 (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 富士電機株式会社 | バッテリ充電装置 |
| JPWO2015181847A1 (ja) * | 2014-05-27 | 2017-04-20 | 富士電機株式会社 | バッテリ充電装置 |
| US10574075B2 (en) | 2014-05-27 | 2020-02-25 | Fuji Electric Co., Ltd. | Controller for operating parallel converters in constant voltage, constant power and constant current modes to charge a battery |
| CN106848462A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-13 | 北京交通大学 | 一种储能电池充放电方法 |
| CN106848462B (zh) * | 2017-03-29 | 2019-10-08 | 北京交通大学 | 一种储能电池充放电方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3312415B2 (ja) | 2002-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |