JPH07105983A

JPH07105983A - パック電池の充電方法

Info

Publication number: JPH07105983A
Application number: JP5244073A
Authority: JP
Inventors: Mikitaka Tamai; 幹隆玉井
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な充電回路で、電池性能の低下を防止し
てパック電池を短時間に充電する。【構成】パック電池の充電方法は、パック電池に内蔵
する保護回路１をスイッチング部材に併用する。本発明
の方法で充電するパック電池は、内蔵する二次電池が充
電されてその電圧が設定値に上昇すると充電を強制的に
停止する保護回路１を内蔵している。パック電池の保護
回路１のスイッチング回路４をスイッチングさせて、パ
ック電池をパルス充電する。【効果】パック電池の保護回路１をスイッチング部材
に併用してパルス充電するので、充電器にパルス充電さ
せるためのスイッチング部材を必要とせず、回路を簡単
にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パック電池をパルス充
電して急速充電する方法に関し、とくに、リチウムイオ
ン二次電池等の非水系二次電池を内蔵するパック電池に
最適な充電方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】二次電池を急速充電する方法として、定
電流充電した後、定電圧電流に切り換える方法が特開平
３−２５１０５４号公報に記載される。この公報に記載
される充電方法は、電池電圧が設定値になるまでは定電
流充電し、電圧が設定値に上昇した後は、電池の電圧が
設定値以上に上昇しないように、定電圧充電に切り換え
る。この方法は、定電流充電する充電電流を大きくする
ことによって満充電する時間を短くできる。しかしなが
ら、電池の最大充電電流は、電池性能を低下させない値
に制限されるので、充電電流をそれほど大きくできな
い。

【０００３】この欠点を解消する充電方法が、特開平２
−１１９５３９号公報に記載されている。この公報に記
載される充電方法は、電池電圧と充電電流とを図１に示
すように設定する。充電を開始した最初は、電池電圧
が、第２の電圧Ｖ2よりも多少高く設定される第１の電
圧Ｖ1に上昇するまで定電流充電する。その後、第１の
電圧Ｖ1よりも低く設定された第２の電圧Ｖ2の電圧で定
電圧充電する。この充電方法は、定電流充電するときの
電池の最終電圧である第１の電圧Ｖ1を、定電圧充電す
る設定電圧である第２の電圧Ｖ2よりも高く設定するこ
とによって、二次電池を満充電する時間を短くできる。

【０００４】この充電方法は、最初に、第２の電圧Ｖ2
よりも高い設定である第１の電圧Ｖ1まで定電流充電す
るので、定電流充電するときの充電量が多く、トータル
の充電時間を短縮できる。この方式の充電方法は、第１
の電圧Ｖ1を高くすると充電時間が短くなる。しかしな
がら、第１の電圧Ｖ1を高くすると、副反応によって、
非水系二次電池の電池としての性能を低下させる弊害が
発生する。

【０００５】最初から第２の電圧Ｖ2で定電圧充電する
と、副反応による弊害を防止できるが、トータルの充電
時間が長くなる。したがって、この充電方法も、充電時
間を短縮することと、電池性能の低下を防止するとこと
とは互いに相反する性質であって両者を満足することが
できない。

【０００６】本発明者は、この欠点を解決することを目
的に、充電と停止とを繰り返すパルス充電によって、電
池性能の低下を防止して、充電時間を短縮する技術を開
発した（特願平４−２６０１１５号）。この充電方法
は、最初に第１の電圧まで定電流充電し、その後、第１
の電圧に規制してパルス充電することによって、短い時
間で充電量を多くする。パルス充電の後に第２の電圧で
定電圧充電する。この充電方法は、パルス充電する工程
において、電池の電圧を第１の電圧に規制して充電する
が、充電と休止とを繰り返すので、副反応による電池性
能の低下を防止できる。また、第２の電圧よりも高い電
圧である第１の電圧に規制して充電するので、充電時間
を短くできる。パルス充電した後、電池の設定電圧を低
くして第２の電圧で定電圧充電する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】パルス充電は、設定電
圧を高くして電池性能の低下を阻止できる特長がある。
しかしながら、この充電方法は、充電と停止とを繰り返
して充電するので、充電回路が複雑になる欠点がある。
充電と停止とを繰り返すスイッチング素子と、このスイ
ッチング素子を制御する制御回路と、電池電圧を監視し
て電池電圧が一定値以上に高くならないように制限して
スイッチング素子をオンオフする回路を必要とするから
である。

【０００８】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、簡単な充電回路で、電池性能の低下を防止して短時
間で充電できるパック電池の充電方法を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のパック電池の充
電方法は、前述の目的を達成するために下記の構成を備
える。本発明の充電方法は、充電回路を簡素化するため
に、パック電池に内蔵する保護回路を、パルス充電のス
イッチング部材に併用する。すなわち、本発明の充電方
法は、保護回路を内蔵するパック電池の充電方法であ
る。パック電池には、内蔵する電池の電圧が設定値に上
昇すると充電を強制的に停止する保護回路を内蔵したも
のを使用する。パック電池を充電して電池電圧が上昇す
ると保護回路が作動して充電を強制的に停止する。保護
回路は、充電を停止して電池電圧が低下すると再び充電
可能な状態となる。この動作を繰り返してパルス充電す
る。

【００１０】

【作用】本発明の充電方法は、下記の工程でパック電池
を充電する。充電を開始したとき、電池は放電されて電圧が低く
なっている。このため、パック電池の保護回路に内蔵さ
れるスイッチング素子はオンとなっている。保護回路のスイッチング素子がオンとなっているパ
ック電池を充電すると、内蔵する電池の電圧が次第に上
昇する。電池電圧が保護回路の充電停止電圧まで上昇する
と、保護回路のスイッチング素子がオフとなる。スイッ
チング素子がオフになるとパック電池の充電が中断され
る。充電が停止されると、電池電圧が次第に低下する。
電池電圧が保護回路の充電再開電圧よりも低くなると、
スイッチング素子がオフからオンに切り換えられる。パ
ック電池の保護回路は、充電再開電圧を充電停止電圧よ
りも低く設定している。充電を停止した後、ただちに保
護回路のスイッチング素子をオンに復帰させないためで
ある。保護回路のスイッチング素子がオンになると、電池
の充電が再開される。

【００１１】その後〜の工程を繰り返してパッ
ク電池が充電される。パック電池の充電が進行するにし
たがって、保護回路のスイッチング素子がオフになる時
間が長くなる。したがって、充電器は、スイッチング素
子がオフになる時間を検出してパルス充電を終了するこ
とができる。

【００１２】以上のようにして、パック電池をパルス充
電する充電方法は、充電器側で、充電と停止とを繰り返
すスイッチング動作をする必要がない。パック電池の保
護回路をパルス充電のスイッチング部材に併用している
からである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための充電方法を例示するものであって、
本発明は、パルス充電の充電方法と回路とを下記のもの
に特定しない。

【００１４】本発明の方法で充電するパック電池は、二
次電池の電圧が異常に高くなると充電を強制的に停止す
る保護回路を内蔵したものである。パック電池に内蔵さ
れる二次電池は、リチウムイオン二次電池等の非水系二
次電池、ニッケルカドミウム二次電池、ニッケル水素二
次電池等の二次電池を使用するが、小型で大容量のリチ
ウムイオン二次電池が最適である。非水系二次電池は過
充電すると電池性能が著しく低下する性質があるので、
電池電圧が異常に高なると充電を強制的に停止させる保
護回路を内蔵したものが多く、本発明の充電方法に適し
ている。

【００１５】図２は本発明の方法で充電できるパック電
池の回路図である。この図のパック電池は、充電すると
きに二次電池の電圧が異常に高くなるのを防止する保護
回路１を内蔵している。保護回路１は、二次電池の電圧
を基準電圧に比較して出力を「Ｈｉｇｈ」「Ｌｏｗ」に
反転させるシュミットトリガー回路２と、シュミットト
リガー回路２の出力を反転させる反転増幅回路３と、反
転増幅回路３の出力でオンオフ制御されるスイッチング
回路４とを備えている。

【００１６】シュミットトリガー回路２は、二次電池の
電圧が設定値である充電停止電圧よりも高くなると出力
を「Ｌｏｗ」に、充電再開電圧よりも低くなると出力を
「Ｈｉｇｈ」とする。シュミットトリガー回路２は、出
力を「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」にする充電停止電圧
と、「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」にする充電再開電圧と
は同じとせず、充電停止電圧を充電再開電圧よりも高く
している。それは、出力を＋入力端子に正帰還している
からである。充電停止電圧と充電再開電圧とは、基準電
圧と正帰還量で調整できる。二次電池をリチウムイオン
二次電池とするパック電池は、例えば、１セル当りの充
電停止電圧を４．３〜４．５Ｖ、充電再開電圧を３．９
〜４．１Ｖに設定する。

【００１７】スイッチング回路４は、トランジスタ５と
ＦＥＴ６とで構成される。トランジスタ５はベースを反
転増幅回路３の出力に、コレクタをＦＥＴ６のゲートに
接続して、ＦＥＴ６をスイッチングする。トランジスタ
５がオンのときにＦＥＴ６もオン、トランジスタ５がオ
フのときにＦＥＴ６もオフとなる。オンのトランジスタ
５は、ＦＥＴ６にバイアス電圧を入力してオンにする
が、オフのトランジスタ５はＦＥＴ６にバイアス電圧を
入力できないからである。

【００１８】ＦＥＴ６は二次電池と直列に接続されて二
次電池とパック電池の−極との間に接続されている。Ｆ
ＥＴ６がオフになると二次電池の充電は停止され、オン
になると二次電池を充電できる状態とする。ＦＥＴ６
は、図に示すように、寄生ダイオード７が接続された等
価回路となるので、ＦＥＴ６がオフになっても放電でき
る。

【００１９】図２に示すパック電池の保護回路１は下記
の動作をして二次電池を過充電から防止する。 (1) 充電を開始したとき、二次電池の電圧が低いの
で、シュミットトリガー回路２の出力は「Ｈｉｇｈ」と
なっている。 (2) シュミットトリガー回路２の「Ｈｉｇｈ」出力
は、反転増幅回路３で「Ｌｏｗ」に反転されてトランジ
スタ５のベースに入力される。 (3) トランジスタ５はエミッタを二次電池の＋側に接
続しているので、ベースが「Ｌｏｗ」であるとベース電
流が流れてオン状態となる。 (4) オン状態のトランジスタ５は、ＦＥＴ６のゲート
にバイアス電圧を入力してオン状態とする。 (5) オン状態のＦＥＴ６は二次電池をパック電池の−
極に接続して、充電できる状態とする。

【００２０】(6) ＦＥＴ６をオンとして二次電池を充
電すると、二次電池の電圧は次第に高くなる。 (7) 二次電池の電圧が充電停止電圧まで上昇すると、
シュミットトリガー回路２の出力は「Ｈｉｇｈ」から
「Ｌｏｗ」に切り変えられる。 (8) 「Ｌｏｗ」信号は反転増幅回路３で「Ｈｉｇｈ」
となり、トランジスタ５をオフ状態に切り換える。 (9) トランジスタ５がオフになるとＦＥＴ６もオフに
なり、充電は強制的に停止される。 (10) 充電が停止されると二次電池の電圧は次第に低下
する。 (11) 二次電池の電圧が充電再開電圧まで低下すると、
シュミットトリガー回路２の出力が「Ｌｏｗ」から「Ｈ
ｉｇｈ」に切り換えられる。 (12) シュミットトリガー回路２の「Ｈｉｇｈ」信号
は、反転増幅回路３で「Ｌｏｗ」となってトランジスタ
５をオン状態とし、トランジスタ５がＦＥＴ６をオンに
切り換える。したがって、二次電池の充電が再開され
る。

【００２１】その後、保護回路１は(6)〜(12)の工程を
繰り返して二次電池をパルス充電する。二次電池の充電
が進行するにしたがって、保護回路１のＦＥＴ６がオン
となる時間が短く、オフ時間が長くなる。充電器は、保
護回路１のオフ時間が長くなったことを検出して、二次
電池が満充電に近付いたと判定し、パルス充電を完了し
て定電圧充電してさらに満充電する。

【００２２】図２のパック電池を充電する充電回路を図
３に示している。この図に示す充電回路は、パック電池
１４が満充電されたときに充電を完了させるスイッチン
グ素子ＳＷ2と、スイッチング素子ＳＷ2を制御する演算
回路８と、この演算回路８に、充電電流を検出して入力
する電流検出回路９と、パック電池の電圧を演算回路８
に入力する電圧検出回路１０と、定電圧−定電流充電回
路１１と、パック電池を強制的に放電させる放電回路１
２と、直流電源１３とを備える。

【００２３】スイッチング素子ＳＷ2はオンオフに制御
され、オン状態となってパック電池１４を充電し、パッ
ク電池１４が満充電されるとオフ状態となって充電を完
了する。

【００２４】演算回路８は、パック電池１４の充電を完
了させるスイッチング素子ＳＷ2と、充電するときのパ
ック電池１４の最大電圧を設定する電圧切換スイッチＳ
Ｗ4と、放電回路１２の放電スイッチＳＷ3とを制御す
る。演算回路８は、パック電池１４をパルス充電した後
に定電圧充電し、パック電池１４が満充電になるとスイ
ッチング素子ＳＷ2をオフに切り換えて充電を終了させ
る。スイッチング素子ＳＷ2は、パルス充電する工程に
おいてオンに保持される。

【００２５】さらに、演算回路８は、パック電池１４を
パルス充電するときは電圧切換スイッチＳＷ4をＥ1側と
し、パック電池１４の充電が進行して、保護回路１が充
電を停止させる時間が長くなってパルス充電を定電圧充
電に切り換えるときには、Ｅ2側に切り換える。

【００２６】さらに演算回路８は、パルス充電から定電
圧充電に切り換えたときに、放電スイッチＳＷ3をオフ
からオンに切り換える。放電スイッチＳＷ3はパック電
池を強制的に放電させて、パック電池の電圧を定電圧充
電の電圧に低下させる。

【００２７】さらにまた、演算回路８は、パック電池１
４を定電圧充電する時間を設定するためにタイマー（図
示せず）を内蔵している。タイマーは定電圧充電が開始
されたときにカウントを開始し、設定時間経過するとス
イッチング素子ＳＷ2をオフにしてパック電池１４の充
電を完了させる。

【００２８】電流検出回路９は、充電電流に比例した電
圧を発生する電流検出抵抗１５の両端の電圧を増幅す
る。電流検出抵抗１５は、パック電池１４と直列に接続
されている。電流検出抵抗１５の両端には、抵抗値×電
流の電圧が発生する。電流検出回路９は、電流検出抵抗
１５の両端に発生する電圧を演算回路８に入力し、演算
回路８は入力された電圧から充電電流を演算する。電圧
検出回路１０は、パック電池の電圧を検出して演算回路
８に入力する。

【００２９】定電圧−定電流充電回路１１は、定電流回
路を構成するふたつのトランジスタ２０、２１と、トラ
ンジスタ２０のベースに接続された差動アンプ１６と、
差動アンプ１６の＋入力端子に接続された電圧切換スイ
ッチＳＷ4と、電圧切換スイッチＳＷ4に接続された基準
電源１７とを備える。

【００３０】定電流回路は、電流検出抵抗１５と直列に
接続された電圧検出抵抗１８の電圧を一定（約０．６
Ｖ）とするように充電電流を制御する。したがって、電
圧検出抵抗１８の抵抗値を調整して充電電流を調整で
き。充電電流が設定値よりも大きくなると電圧検出抵抗
１８の電圧が高くなって充電電流を減少させる。

【００３１】差動アンプ１６は、電流制御トランジスタ
２０のベース電圧を制御して、パック電池１４の電圧を
制限する。差動アンプ１６は、＋入力端子に接続される
基準電源１７と、−入力端子に接続されるパック電池１
４の電圧とを比較する。パック電池１４の電圧が基準電
源１７の電圧よりも高くなると、差動アンプ１６の出力
を−とし、電流制御トランジスタ２０をカットオフ状態
に近付けて出力電圧を低くする。パック電池の電圧が、
基準電源１７の電圧よりも低いとき、差動アンプ１６の
出力は＋となり、電流制御トランジスタ２０をカットオ
フ状態としない。差動アンプ１６は、電流制御トランジ
スタ２０を制御して、パック電池の電圧を基準電源１７
の電圧よりも低く制御して充電する。

【００３２】電圧切換スイッチＳＷ4は演算回路８に制
御されて、差動アンプ１６の＋入力端子の設定電圧を変
更する。電圧切換スイッチＳＷ4はパック電池１４をパ
ルス充電するときにはＥ1側に、定電圧充電するときに
はＥ2側に切り換えられる。Ｅ1の基準電圧はパック電池
の保護回路１が作動して充電を停止する充電停止電圧よ
りも高く、たとえば１セル当りの電圧を４．７Ｖ／セル
に設定する。Ｅ2はパック電池を定電圧充電する電圧
で、定電圧充電よりも低くて充電再開電圧よりも高く、
たとえば４．２Ｖ／セルに設定される。

【００３３】放電回路１２は、互いに直列に接続された
放電スイッチＳＷ3と放電抵抗１９で、パック電池１４
と並列に接続されている。放電スイッチＳＷ3は演算回
路８に制御されと、パック電池１４を強制放電するとき
にオンに制御される。

【００３４】図３に示す充電回路は、図４に示すフロー
チャートで下記のようにしてパック電池を充電する。こ
の図において、ステップ１〜８はパック電池をパルス充
電する工程であり、ステップ９〜１２はパック電池を定
電圧充電して満充電する工程である。ステップ１３〜１
６は、満充電に近いパック電池をパルス充電しないで定
電圧充電に移行させる工程である。

【００３５】(1) 充電を開始して、電圧切換スイッチ
ＳＷ4をＥ1に、スイッチング素子ＳＷ2をオンとして急
速充電を開始する。［Ｓ＝１］ (2) 電流検出回路９でもってパック電池１４の充電電
流を検出して演算回路８に入力する。［Ｓ＝２］ (3) 演算回路８は充電電流が０かどうかを判定する。
充電電流が０でなく、急速充電しているとステップ２に
ループする。パック電池１４の保護回路１が動作して充
電が停止されると充電電流が０になるので次のステップ
に移行する。［Ｓ＝３］ (4) 演算回路８のタイマーをリセットしてカウントを
開始させる。［Ｓ＝４］ (5) タイマーのカウント時間がＴa経過したかどうかを
判定する。タイマーの設定時間Ｔaは、たとえば２秒〜
１分、好ましくは１０〜４０秒に設定される。このタイ
マーは、充電器にセットしたパック電池１４が満充電に
近いかどうかを判定するためのものである。満充電に近
いパック電池は、パック電池の保護回路が作動して充電
を強制的に停止する時間が、タイマーの設定時間Ｔaよ
りも長くなる。このパック電池は、ステップ５〜７をル
ープして充電を停止する時間がＴaよりも長くなり、パ
ルス充電に移行することなくステップ１３に移行して強
制放電した後定電圧充電される。［Ｓ＝５、６、７］

【００３６】(6) 満充電されていないパック電池は、
ステップ８に移行する。それは、保護回路がパルス充電
を停止させる時間が、演算回路８のタイマー設定時間で
あるＴaよりも短いので、Ｔa経過する前に充電電流が０
でなくなるからである。ステップ８において、タイマー
がカウントを開始して、設定時間Ｔbを経過したかどう
かが判定される。ＴbはＴaよりも短く、たとえば１秒〜
３０秒、好ましくは５〜２０秒に設定される。Ｔbは、
パック電池をパルス充電から定電圧充電に切り換えるタ
イミングを決定する。パック電池をパルス充電すると、
満充電に近付くにしたがって、保護回路１が作動して充
電を停止する時間が長くなる。パルス充電を停止する時
間がＴbよりも長くなると、パルス充電を停止して定電
圧充電に移行させる。Ｔbを長くすると、パック電池は
パルス充電でより満充電に近い状態まで充電される。Ｔ
bを短く設定すると、パック電池はパルス充電する工程
の充電量が少なくなる。Ｔbは、パック電池を急速充電
して電池性能を低下させない最適値に調整される。パル
ス充電の停止時間がＴbよりも短いパック電池は、ステ
ップ２にループしてパルス充電される。パルス充電の停
止時間がＴbよりも短くなったパック電池は、次のステ
ップ９に移行する。［Ｓ＝８］

【００３７】(7) パルス充電が完了すると、演算回路
８は電圧切換スイッチＳＷ4をＥ2側に切り換え、設定電
圧を低くしてパック電池を定電圧充電する。［Ｓ＝９］ (8) 演算回路８がタイマーをリセットしてカウントを
開始させる。タイマーの経過時間がＴcを経過するまで
ステップ１１を繰り返し、Ｔc経過するとスイッチング
素子ＳＷ2をオフにして充電を完了する。Ｔcは、パック
電池を定電圧充電する時間に設定される。［Ｓ＝１０、
１１、１２］

【００３８】(9) 満充電に近いパック電池は、ステッ
プ５からステップ１３にジャンプする。ステップ１３に
おいて、演算回路８はスイッチング素子ＳＷ2をオフに
すると共に、放電スイッチＳＷ3をオンにしてパック電
池を強制的に放電させる。［Ｓ＝１３］ (10) 電圧検出回路１０がパック電池の電圧を検出して
演算回路８に入力する。演算回路８は、パック電池の電
圧を前回の検出電圧に比較し、前回の電圧値よりも高く
なると放電スイッチＳＷ3をオフにして、ステップ９に
移行して定電圧充電する。［Ｓ＝１４、１５、１６］

【００３９】ステップ１５で、パック電池の電圧を前回
の検出値に比較しているのは、パック電池の保護回路１
に内蔵されるスイッチング回路４が、オフからオンに切
り換えられたことを判定するためである。保護回路１の
スイッチング回路４がオフからオンになると、パック電
池の電圧は高くなる。それは、図２に示すように、スイ
ッチング回路４のＦＥＴ６がオフになると、ＦＥＴ６と
並列に接続されている寄生ダイオードによって約０．６
Ｖの電圧降下が発生しているので、パック電池の出力電
圧が０．６Ｖ低くなっているが、ＦＥＴ６がオンになる
とこの電圧がほぼ０となって電圧降下がなくなるからで
ある。パック電池の電池電圧が低下して、スイッチング
回路４のＦＥＴ６がオンとなると、パック電池の強制放
電を停止して定電圧充電する。

【００４０】図３に示す充電回路は、図５に示すフロー
チャートで下記のようにしてパック電池を充電すること
もできる。この図において、ステップ１〜７はパック電
池をパルス充電する工程であり、ステップ１２〜１７は
パック電池を定電圧充電して満充電する工程である。ス
テップ８〜１１は、パルス充電して電圧が上昇したパッ
ク電池を強制的に放電して、定電圧充電の電圧に低下さ
せるステップである。

【００４１】(1) 充電を開始して、電圧切換スイッチ
ＳＷ4をＥ1に、スイッチング素子ＳＷ2をオンとして急
速充電を開始する。［Ｓ＝１］ (2) 電流検出回路９でもってパック電池の充電電流を
検出して演算回路８に入力する。［Ｓ＝２］ (3) 演算回路８は充電電流が０かどうかを判定する。
充電電流が０でなく、急速充電しているとステップ２に
ループする。パック電池の保護回路１が動作して充電が
停止されると充電電流が０になるので次のステップに移
行する。［Ｓ＝３］(4) 演算回路８のタイマーをリセ
ットしてカウントを開始させる。［Ｓ＝４］

【００４２】(5) タイマーのカウント時間がＴb経過し
たかどうかを判定する。タイマーの設定時間Ｔbは、た
とえば１秒〜３０秒、好ましくは５〜２０秒に設定され
る。Ｔbは、図４のフローチャートと同じようにパック
電池をパルス充電から定電圧充電に切り換えるタイミン
グを決定する。パルス充電の停止時間がＴbよりも短い
パック電池は、ステップ２にループしてパルス充電され
る。パルス充電の停止時間がＴbよりも短くなったパッ
ク電池は、次のステップに移行する。［Ｓ＝５、６、
７］

【００４３】(6) 演算回路８はスイッチング素子ＳＷ2
をオフにすると共に、放電スイッチＳＷ3をオンにして
パック電池を強制的に放電させる。［Ｓ＝８、９］ (7) 電圧検出回路１０がパック電池の電圧を検出して
演算回路８に入力する。演算回路８は、パック電池の電
圧を前回の検出電圧に比較し、前回の電圧値よりも高く
なると放電スイッチＳＷ3をオフにする。パック電池の
電圧が前回の検出値よりも高くなるのは、パック電池の
保護回路１のスイッチング回路４がオフからオンになる
からである。［Ｓ＝１０、１１］

【００４４】(8) パック電池のスイッチング回路４が
オンになると、演算回路８はスイッチング素子ＳＷ2を
オンにすると共に、電圧切換スイッチＳＷ4をＥ2側に切
り換え、設定電圧をＥ2と低くしてパック電池を定電圧
充電する。［Ｓ＝１２］ (9) 電流検出手段がパック電池の充電電流を検出し、
演算回路８は検出した電流を記憶する電流値Ｉaに比較
する。Ｉaは図６において、パルス充電するときに電流
よりも小さく、定電圧充電するときの電流よりも大きく
設定される。このステップで充電電流がＩaよりも小さ
いパック電池は、充電容量が少ないので、さらにステッ
プ１にループしてパルス充電する。［Ｓ＝１４］ (10) 演算回路８がタイマーをリセットしてカウントを
開始させる。タイマーの経過時間がＴcを経過するまで
ステップ１６を繰り返し、Ｔc経過するとスイッチング
素子ＳＷ2をオフにして充電を完了する。Ｔcは、パック
電池を定電圧充電する時間に設定される。［Ｓ＝１５、
１６、１７］

【００４５】以上の工程でパック電池を充電するとき
の、電圧と電流のグラフを図６に示している。この図
は、パック電池の保護回路１が作動する充電停止電圧を
４．４Ｖに、充電再開電圧を４．１Ｖに、充電回路がパ
ック電池を定電圧充電する電圧Ｅ2を４．２Ｖに設定し
ている。この図に示すように、パック電池は最初に保護
回路１のスイッチング回路４がオンオフされてパルス充
電され、パルス充電の充電停止時間がＴbよりも長くな
ると、定電圧充電して満充電される。満充電時間はタイ
マーでＴcに設定されている。満充電は、充電電流が設
定値以下になったことを検出して終了させることもでき
る。

【００４６】

【発明の効果】本発明のパック電池の充電方法は、パッ
ク電池に内蔵する保護回路を、パルス充電するスイッチ
ング部材に併用する。このため、簡単な充電回路でもっ
て、電池性能が低下するのを防止して、短時間に急速充
電できる特長がある。充電器は、パルス充電するための
スイッチング回路や、スイッチング回路を動作させるた
めの回路とを必要としない。充電器は、パック電池の充
電状態を検出してパルス充電を停止させ、必要ならばさ
らに補充電してパック電池を満充電できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の充電方法でパック電池を充電する電圧電
流カーブを示すグラフ

【図２】本発明の方法で充電するパック電池の回路図

【図３】図２に示すパック電池を充電する充電回路を示
す回路図

【図４】図３に示す充電回路でパック電池を充電するフ
ローチャート図

【図５】図３に示す充電回路でパック電池を充電する別
の方法を示すフローチャート図

【図６】図３に示す充電回路でパック電池を充電する電
圧と電流カーブを示すグラフ

【符号の説明】

１…保護回路２…シュミットトリガー回路３…反転増幅回路４…スイッチング回路５…トランジスタ６…ＦＥＴ７…寄生ダイオード８…演算回路９…電流検出回路１０…電圧検出回路１１…定電圧−定電流充電回路１２…放電回路１３…直流電源１４…パック電池１５…電流検出抵抗１６…差動アンプ１７…基準電源１８…電圧検出抵抗１９…放電抵抗２０…トランジスタ２１…トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内蔵する二次電池が充電されてその電圧
が設定値に上昇すると充電を強制的に停止する保護回路
を内蔵するパック電池の充電方法において、パック電池に内蔵される保護回路を、パック電池をパル
ス充電するスイッチング部材に併用することを特長とす
るパック電池の充電方法。