JPH06276689A - 二次電池の充電制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】二次電池の残容量表示とのタイミングのずれの
ない充電制御ができる二次電池の充電制御回路を提供す
ること。 【構成】二次電池７に直列に接続された電流検出用抵抗
２と、充電時および放電時に電流検出用抵抗２に発生す
る電圧を増幅する増幅器３，４と、増幅器３，４の出力
信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１１と、電
池７が充電状態および放電状態のいずれでもない放置状
態にあることを検出する放置状態検出回路６と、Ａ／Ｄ
変換器１１の出力と放置状態検出回路６の出力から電池
７の残容量を求める残容量演算回路１４と、残容量演算
回路１４により求められた残容量から電池７の満充電状
態を検出する満充電検出回路１５と、満充電検出回路１
５の検出出力に従って電池７の充電電流を制御する充電
制御スイッチ１６とを有する充電制御回路。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は二次電池の充電制御回路
に係り、特に二次電池の充放電電流を計測することによ
り残容量を求めると共に充電制御を行う二次電池の充電
制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、二次電池の残容量を検知して表示
する容量表示回路は種々のものが知られているが、その
一つとして特開平４−３２５８３４に記載されたものが
ある。この容量表示回路は、電池の充放電回路に挿入さ
れた低抵抗の両端に発生する電圧を増幅器を介してマイ
クロコントローラに入力して、Ａ／Ｄ変換器によりディ
ジタル値に変換し、そのディジタル値から充電電流検出
回路あるいは放電電流検出回路により充電電流値あるい
は放電電流値を求め、これらの充電電流値あるいは放電
電流値から残容量演算回路により二次電池の残容量を求
めて、この残容量の値を表示回路で表示するものであ
る。

【０００３】一方、二次電池の充電制御回路としては、
電圧検出回路、−ΔＶ検出回路、タイマー回路、ΔＴ検
出回路、温度上昇率検出回路および容量検出回路などを
組み合わせた方法が従来より用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では二次電池の残容量表示と充電制御を別々のシス
テムで行っているため、回路が複雑となったり、形状が
大きくなるという問題があった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたもので、二次電池の残容量表示との
タイミングのずれのない充電制御ができる二次電池の充
電制御回路を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る二次電池の充電制御回路は、二次電池
に直列に接続された電流検出用抵抗と、充電時に前記電
流検出用抵抗に発生する電圧を増幅する第１の増幅手段
と、放電時に前記電流検出用抵抗に発生する電圧を増幅
する第２の増幅手段と、前記第１の増幅手段および前記
第２の増幅手段の出力信号をディジタル値に変換するＡ
／Ｄ変換手段と、前記二次電池が充電状態および放電状
態のいずれでもない放置状態にあることを検出する放置
状態検出手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記放置
状態検出手段の出力から前記二次電池の残容量を求める
残容量演算手段と、前記残容量演算手段により求められ
た残容量から前記二次電池の満充電状態を検出する満充
電検出手段と、前記満充電検出手段の検出出力に従って
前記二次電池の充電電流を制御する充電制御手段とを具
備することを特徴とする。

【０００７】

【作用】このように構成された本発明の充電制御回路に
おいては、二次電池の残容量から満充電状態を検出した
とき充電電流を制御することにより、回路構成が簡単と
なり、充電器の形状が小さくなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【０００９】図１は、本発明に係る二次電池の充電制御
回路を備えた電池パックの一実施例を示す回路図であ
る。この電池パックはマイクロコントローラ１、電流検
出用抵抗２、第１、第２の増幅器３、４、表示回路５、
放置状態検出回路６および二次電池７（以下、単に電池
という）を有する。マイクロコントローラ１はＡ／Ｄ変
換器１１、充電電流検出回路１２、放電電流検出回路１
３、残容量演算回路１４、満充電検出回路１５および充
電制御スイッチ１６を有し、残容量演算回路１４の内容
を表示回路５に出力すると共に、満充電検出回路１５の
検出出力によって電池７の充電電流を制御する。

【００１０】電池パックは、充電器や負荷である使用機
器に対して着脱可能に構成され、端子８〜１０が充電器
に接続されると、電池７に充電電流が流れ、端子８〜１
０に負荷が接続されると電池７から放電電流が流れるよ
うになっている。ここで、端子８，９は充電器の充電端
子または負荷の電源入力端子に接続される端子、また端
子１０は充電器の充電端子以外の端子または負荷の電源
入力端子以外の端子に接続される端子であり、端子１０
に接続された放置状態検出回路６を構成する抵抗Ｒａ
は、充電中は充電器内部の抵抗Ｒｃを介して電位Ｖにプ
ルアップされ、放電中は負荷内部の抵抗Ｒｄを介して端
子８にプルアップ接続される。

【００１１】従って、電池７の充電中あるいは放電中は
端子１０に必ず電位が生じるが、充電状態でも放電状態
でもないとき、すなわち電池７が放置状態の時は端子１
０の電位は０となるので、この端子１０の電位を残容量
演算回路１４で調べることにより、電池７が放置状態か
否かを判定することができる。

【００１２】第１，第２の増幅器３，４は、それぞれ電
池７の充電時および放電時に電流検出用抵抗２に発生す
る端子間電圧を増幅する回路であり、その出力はＡ／Ｄ
変換器１１によりディジタル値に変換された後、充電電
流検出回路１２および放電電流検出回路１３に入力され
る。

【００１３】充電電流検出回路１２および放電電流検出
回路１３は、それぞれＡ／Ｄ変換器１１の出力ディジタ
ル値から電池７の充電電流Ｉｃおよび放電電流Ｉｄを求
めて残容量演算回路１４に出力するものである。

【００１４】残容量演算回路１４は、それぞれ充電電流
検出回路１２および放電電流検出回路１３により求めら
れた充電電流Ｉｃおよび放電電流Ｉｄの値に基づいて電
池７の充電量および放電量を演算し、それらを既に記憶
している電池７の残容量値に加算あるいは減算して、表
示回路５に出力するものである。表示回路５はＬＥＤま
たはＬＣＤ等からなり、残容量演算回路１４で求められ
た電池７の残容量を表示する。

【００１５】満充電検出回路１５は、残容量演算回路１
４の出力に基づいて電池７の満充電状態を検出するもの
であり、具体的には充電時の電池７の残容量値が所定値
（例えば電池７の定格容量値の１．１倍）に達した時に
検出出力を出力する。この検出出力は、充電制御スイッ
チ１６の制御入力に与えられる。次に、図１の充電制御
回路の動作を図２のフローチャートを参照しながら説明
する。

【００１６】マイクロコントローラ１が動作を開始する
と、残容量Ｃを０にする（ステップＳ１）。この後、Δ
ｔ時間経過すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、Ａ／Ｄ変
換器１１に増幅器３，４の出力が順次取り込まれてディ
ジタル値に変換される（ステップＳ３）。

【００１７】次に、放置状態検出回路６の出力が０、す
なわち電池７が放置状態であれば（ステップＳ４でＹＥ
Ｓ）、記憶している残容量値Ｃから自己放電電流ＩＨに
基づいて、新たな残容量値Ｃが次式(1) により求められ
る。 Ｃ＝Ｃ−ＩＨ×Δｔ …(1)

【００１８】ここで、Ｃ≧０なら（ステップＳ６でＮ
Ｏ）、表示回路５に残容量値Ｃが表示される（ステップ
Ｓ８）。放置状態が進みステップＳ６でＹＥＳとなる
と、その後はＣ＝０（ステップＳ７）となる。次に、電
池７が充電状態のときは（ステップＳ４でＮＯ、ステッ
プＳ９でＹＥＳ）、残容量値Ｃが次式(2) により求めら
れる（ステップＳ１０）。 Ｃ＝Ｃ＋Ｉｃ×Δｔ …(2)

【００１９】この残容量値Ｃと所定値（例えば定格容量
の１．１倍）Ｃｎとを比較し、Ｃ≦Ｃｎの場合（ステッ
プＳ１１でＮＯ）には、式(1) で求められた残容量値Ｃ
が表示回路５で表示され（ステップＳ８）、ステップＳ
２に戻る。

【００２０】充電が進んで残容量値Ｃが増加し、Ｃ＞Ｃ
ｎとなると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、Ｃ＝Ｃｎとし
て検出出力を発生し（ステップＳ１２）、電池７の充電
電流の制御、すなわち充電電流を遮断するか、または充
電電流を減少させるかの制御を行う。次に、電池７が放
電状態のときは（ステップＳ４でＮＯ、ステップＳ９で
ＮＯ）、残容量値Ｃが次式(3) により求められる（ステ
ップＳ１３）。 Ｃ＝Ｃ−Ｉｄ×Δｔ …（３）

【００２１】ここで、Ｃ≧０なら（ステップＳ６でＮ
Ｏ）、表示回路５で残容量値Ｃが表示される（ステップ
Ｓ８）。放電状態が進んでＣ＜０となると（ステップＳ
６でＹＥＳ）、その後はＣ＝０となる（ステップＳ
７）。本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、次のように種々変形して実施することができる。

【００２２】（１）充電効率、放電効率や自己放電特性
は、温度により異なることがあるので、残容量演算回路
１４で求められた残容量値を図示しない温度検出回路で
測定した電池温度により補正してもよい。このようにす
ると残容量値の表示精度がより高くなり、満充電時の充
電電流制御も正確に行われるので、過不足充電が起こら
ない。

【００２３】（２）実施例では、満充電検出回路１５は
残容量値が定格容量の例えば１．１倍となった時点で検
出出力を発生する容量検出回路として説明したが、ａ）
充電時の電池電圧が所定値に達した時点で検出出力を発
生する電圧検出回路、ｂ）充電時の電池電圧が最大値か
ら所定値低下した時点で検出出力を発生する−ΔＶ検出
回路、ｃ）充電開始から所定時間経過後に検出出力を発
生するタイマー回路、ｄ）電池温度が充電開始時から所
定値上昇した時点で検出出力を発生するΔＴ検出回路、
ｅ）充電時の電池温度の上昇率が所定値に達した時点で
検出出力を発生する温度微分検出回路、ｆ）充電電気量
が所定値に達した時点で検出出力を発生する容量検出回
路、の少なくとも一つと上記実施例で示した容量検出回
路との組み合わせで構成しても良い。このようにする
と、充電制御をより確実に行うことができる。その他、
本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施する
ことが可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば二
次電池の残容量から満充電を検出して充電電流を制御す
るため、充電システムとしての回路構成が簡単となり、
充電器の形状を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る二次電池の充電制御回
路の構成を示すブロック図

【図２】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト

【符号の説明】 １…マイクロコントローラ ２…電流検出用抵抗 ３…第１の増幅器 ４…第２の増幅器 ５…表示回路 ６…放置状態検出回
路 ７…二次電池 １１…Ａ／Ｄ変換器 １２…充電電流検出回路 １３…放電電流検出
回路 １４…残容量演算回路 １５…満充電検出回
路 １６…充電制御スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二次電池に直列に接続された電流検出用抵
   抗と、 充電時に前記電流検出用抵抗に発生する電圧を増幅する
   第１の増幅手段と、 放電時に前記電流検出用抵抗に発生する電圧を増幅する
   第２の増幅手段と、 前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段の出力信
   号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、 前記二次電池が充電状態および放電状態のいずれでもな
   い放置状態にあることを検出する放置状態検出手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記放置状態検出手段の出
   力から前記二次電池の残容量を求める残容量演算手段
   と、 前記残容量演算手段により求められた残容量から前記二
   次電池の満充電状態を検出する満充電検出手段と、 前記満充電検出手段の検出出力に従って前記二次電池の
   充電電流を制御する充電制御手段とを具備することを特
   徴とする二次電池の充電制御回路。