JPH07231573A - Battery charging circuit - Google Patents

Battery charging circuit

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Publication number
JPH07231573A
JPH07231573A JP6016814A JP1681494A JPH07231573A JP H07231573 A JPH07231573 A JP H07231573A JP 6016814 A JP6016814 A JP 6016814A JP 1681494 A JP1681494 A JP 1681494A JP H07231573 A JPH07231573 A JP H07231573A
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JP
Japan
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battery
voltage
charging
circuit
constant
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6016814A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoji Hachisuga
生治 蜂須賀
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07231573A publication Critical patent/JPH07231573A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PURPOSE:To determine a defective cell accurately by starting the charging operation when a battery voltage measured during forcible discharge exceeds a threshold level, stopping the charging operation when a fully charged voltage is reached and notifying that the battery is defective when the battery voltage is lower than the threshold level. CONSTITUTION:In a circuit for discharging a battery at a predetermined time interval and charging the battery after the battery voltage is checked, a battery 1 to be charged and a circuit 3 for discharging the battery 1 forcibly by connecting a dummy resistor across the battery are provided. Battery voltage is detected when the circuit 3 discharges the battery forcibly. If the battery voltage thus measured is higher than a threshold value, charging operation is started, and when a full charge voltage is reached, charging operation is stopped. A charging circuit 2 repetitively notifies that the battery 1 is defective when the battery voltage is lower than the threshold value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、所定時間毎にバッテリ
放電してバッテリ電圧をチェックした後に充電するバッ
テリ充電回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery charging circuit for discharging a battery every predetermined time to check the battery voltage and then charging the battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報機器は電源の停電時にデータを消失
する。これを避けるために電源をバッテリでバックアッ
プすることが、近年急速に増加している。
2. Description of the Related Art Information equipment loses data when the power supply is cut off. Backing up the power supply with a battery to avoid this has been rapidly increasing in recent years.

【0003】バッテリは自然放電して徐々に容量が減少
してしまうので、使用しなくても充電する必要がある。
このために従来は、図8に示すように常時充電を連続し
て行い、バッテリ電圧チェック期間となったときにダミ
ー抵抗を接続して放電し、このときの電圧チェックして
バッテリが使用可か否かを判断し、OKのときに再度充
電を再開し、一方、バッテリが使用不可と判明したとき
はアラームを表示してバッテリ交換の旨を知らせてい
た。以下図8の構成および動作を簡単に説明する。
Since the battery naturally discharges and its capacity gradually decreases, it is necessary to charge the battery without using it.
For this reason, conventionally, as shown in FIG. 8, constant charging is continuously performed, and when a battery voltage check period is reached, a dummy resistor is connected and discharged, and the voltage at this time is checked to determine whether the battery can be used. If it is OK, the charging is restarted again. On the other hand, when the battery is found to be unusable, an alarm is displayed to inform the user that the battery should be replaced. The configuration and operation of FIG. 8 will be briefly described below.

【0004】図8は、従来技術の説明図(その1)を示
す。図8の(a)は、バッテリの充電期間およびチェッ
ク期間とセル電圧の関係を示す。ここで、バッテリの充
電期間は定電圧でバッテリを充電する期間である。チェ
ック期間はダミー抵抗を接続してバッテリを放電し、そ
のときの電圧によってバッテリの使用可、あるいは使用
不可を判断する期間である。
FIG. 8 is an explanatory view (1) of the prior art. FIG. 8A shows the relationship between the battery charging period and the check period and the cell voltage. Here, the charging period of the battery is a period of charging the battery with a constant voltage. The check period is a period in which a dummy resistor is connected to discharge the battery and it is determined whether the battery can be used or not according to the voltage at that time.

【0005】次に、図8の(b)のフローチャートを用
いて図8の(a)の構成の動作を簡単に説明する。図8
の(b)において、S61は、バッテリを定電圧で充電
開始する。これは、図8の(a)のバッテリの充電期間
と記載したように、バッテリを定電圧で充電開始する。
Next, the operation of the configuration of FIG. 8A will be briefly described with reference to the flowchart of FIG. 8B. Figure 8
In (b) of S, S61 starts charging the battery at a constant voltage. This starts charging the battery at a constant voltage, as described as the battery charging period in FIG. 8A.

【0006】S62は、バッテリ電圧チェックのため、
充電停止後、所定時間放電し、電圧検出する。この放電
後の放電電圧が所定閾値以上で放電電圧OKとなりバッ
テリ使用可と判明したときはS61に戻る。一方、放電
電圧NGでバッテリ使用不可と判明したときは、ALM
(アラーム)を表示して充電を停止する。
[0006] S62 is for checking the battery voltage,
After stopping the charging, the battery is discharged for a predetermined time and the voltage is detected. When it is determined that the battery can be used, the discharge voltage after this discharge becomes equal to or higher than the predetermined threshold and the discharge voltage is OK, and the process returns to S61. On the other hand, if the discharge voltage NG indicates that the battery cannot be used, ALM
(Alarm) is displayed and charging is stopped.

【0007】また、バッテリを定電圧充電する場合、常
温で最適充電電圧に設定して充電を行うようにしても、
温度変化するとバッテリの内部インピーダンスが変化し
てしまい図9の(a)に示すように最適充電電圧からず
れてしまう。以下図9の構成および動作を簡単に説明す
る。
Further, when the battery is charged with a constant voltage, even if the battery is charged at an optimum charging voltage at room temperature,
When the temperature changes, the internal impedance of the battery changes, resulting in a deviation from the optimum charging voltage as shown in FIG. The configuration and operation of FIG. 9 will be briefly described below.

【0008】図9は、従来技術の説明図(その2)を示
す。図9の(a)は、バッテリの常温、高温時の充電の
様子を示す。ここで、常温での充電電流特性(最適値)
は、最適な充電を行うように充電電圧を設定したときの
様子を示す。高温での充電電流特性(過充電)は、常温
で最適な充電を行うように充電電圧を設定しておき、高
温となったときの様子を示す。
FIG. 9 is an explanatory view (No. 2) of the prior art. FIG. 9A shows how the battery is charged at normal temperature and high temperature. Here, charging current characteristics at room temperature (optimum value)
Shows the state when the charging voltage is set so as to perform optimum charging. The charge current characteristic at high temperature (overcharge) shows the state when the charge voltage is set so that optimal charging is performed at room temperature and the temperature becomes high.

【0009】次に、図9の(b)のフローチャートを用
いて図9の(a)の構成の動作を簡単に説明する。図9
の(b)において、S71は、バッテリを定電圧で充電
開始する。これは、図9の(a)に示すように、定電圧
でバッテリの充電を開始する。
Next, the operation of the configuration of FIG. 9A will be briefly described with reference to the flowchart of FIG. 9B. Figure 9
In (b) of S, S71 starts charging the battery at a constant voltage. This starts charging the battery with a constant voltage, as shown in FIG.

【0010】S72は、バッテリの寿命の期間を経過か
判別する。例えばバッテリの使用を開始してから3年を
経過したか判別する。バッテリの寿命の場合(NGの場
合)には、S74でバッテリ交換を促し、バッテリ交換
後にS71を繰り返す。一方、バッテリ寿命でない場合
(OKの場合)には、S73に進む。
In step S72, it is determined whether the battery life period has elapsed. For example, it is determined whether three years have passed since the start of using the battery. If the battery has reached the end of life (in the case of NG), the battery replacement is prompted in S74, and S71 is repeated after the battery replacement. On the other hand, if the battery life is not reached (OK), the process proceeds to S73.

【0011】S73は、停電が発生してバックアップ動
作か判別する。バックアップを正常に終了した場合に
は、S71に戻り、繰り返す。一方、バックアップがで
きなかった場合(NGの場合)には、バックアップ動作
出来ずALM(アラーム)を表示・鳴動してその旨を知
らせる。
In step S73, it is determined whether a backup operation has occurred due to a power failure. When the backup is normally completed, the process returns to S71 and is repeated. On the other hand, if the backup cannot be performed (NG), the backup cannot be performed and the ALM (alarm) is displayed and sounded to inform the user.

【0012】また、バッテリは直列に複数個接続して高
電圧(例えば30V〜240V位)の入力バックアップ
として使用する。この際に、電圧の低下監視を行う場
合、個々のバッテリの電圧の低下を確認するのではな
く、図10に示すように、積み重ねた高電圧の低下量を
検出して異常か否かを判断する回路を設けていた。以下
図10の構成および動作を簡単に説明する。
A plurality of batteries are connected in series and used as an input backup for high voltage (for example, 30V to 240V). At this time, when the voltage drop is monitored, the voltage drop of each battery is not confirmed, but the accumulated drop amount of the high voltage is detected as shown in FIG. There was a circuit to do this. The configuration and operation of FIG. 10 will be briefly described below.

【0013】図10は、従来技術の説明図(その3)を
示す。図10において、バッテリは、直列に複数個のセ
ルを接続したバッテリである。
FIG. 10 is an explanatory view (No. 3) of the prior art. In FIG. 10, the battery is a battery in which a plurality of cells are connected in series.

【0014】COMPは、コンパレータであって、基準
電圧と、バッテリの電圧を抵抗R1とR2で分割した電
圧を比較し、バッテリ電圧が基準電圧以下に低下したこ
とを検出するものである。基準電圧以下に低下した場合
には、ALM(アラーム)信号を出力する。
COMP is a comparator for comparing the reference voltage with the voltage obtained by dividing the battery voltage by the resistors R1 and R2, and detecting that the battery voltage has dropped below the reference voltage. When the voltage drops below the reference voltage, an ALM (alarm) signal is output.

【0015】強制放電回路は、バッテリにダミー抵抗を
接続して強制的に放電させるものである。次に、図10
の構成の動作を簡単に説明する。
The forced discharge circuit connects a dummy resistor to the battery to forcibly discharge it. Next, FIG.
The operation of the configuration will be briefly described.

【0016】(1) 強制放電回路がOFFの状態で、
バッテリ電圧を抵抗R1とR2で分割した電圧と、基準
電圧とを比較する。通常は分割した電圧の方が高いの
で、ALM(アラーム)を出力しない。
(1) When the forced discharge circuit is OFF,
The voltage obtained by dividing the battery voltage by the resistors R1 and R2 is compared with the reference voltage. Normally, the divided voltage is higher, so ALM (alarm) is not output.

【0017】(2) 強制放電回路がONの状態で、バ
ッテリ電圧を抵抗R1とR2で分割した電圧と、基準電
圧とを比較する。ここで、分割した電圧が基準電圧より
も低い場合には、ALM(アラーム)を出力する。
(2) While the forced discharge circuit is ON, the voltage obtained by dividing the battery voltage by the resistors R1 and R2 is compared with the reference voltage. If the divided voltage is lower than the reference voltage, ALM (alarm) is output.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上述した図8を用いて
説明した場合には、定電圧で常時、バッテリを充電して
いたため、バッテリが過充電となることがあり、バッテ
リの正極が膨張して活物質の剥離や電解駅が気化してケ
ース外に漏れたりし、バッテリの劣化を早めるという問
題があった。
In the case described above with reference to FIG. 8, since the battery is constantly charged with a constant voltage, the battery may be overcharged and the positive electrode of the battery expands. There is a problem that the active material is peeled off and the electrolysis station is vaporized and leaks out of the case to accelerate the deterioration of the battery.

【0019】また、上述した図9を用いて説明した場合
には、定電圧により常温で最適な充電を行うように設定
しても、高温時にバッテリの内部インピーダンスが小さ
くなり過充電となってしまい、温度による充電の変化を
考慮していないという問題があった。
Further, in the case described with reference to FIG. 9 described above, the internal impedance of the battery becomes small at a high temperature and overcharge occurs even if the optimum charging is performed at room temperature by the constant voltage. However, there was a problem that the change in charging due to temperature was not taken into consideration.

【0020】また、上述した図10を用いて説明した場
合には、複数のセルを直列接続したバッテリにおいて、
当該バッテリの満充電時の電圧と放電時の電圧との間な
どの電圧低下を検出する場合、全体のバッテリの電圧変
化を検出してしたため、不良バッテリ1個の電圧低下量
が全電圧と比較して小さく、検出し難いという問題があ
った。
Further, in the case described with reference to FIG. 10 described above, in a battery in which a plurality of cells are connected in series,
When detecting a voltage drop such as between the full charge voltage and the discharge voltage of the battery, the voltage change of the entire battery was detected, so the voltage drop amount of one defective battery is compared with the full voltage. It was small and difficult to detect.

【0021】本発明は、これらの問題を解決するため、
バッテリを強制放電して所定電圧以上のときに定電圧、
定電流、あるいは当初定電圧で行った後に定電流に切り
換えて満充電電圧になったときに停止したり、コンデン
サを用いて電圧変化分を抽出してバッテリの電圧低下量
を検出したりし、バッテリの浮動充電時の充電電流を最
適に設定および放電時の低下電圧を感度高く測定したり
することを目的としている。
The present invention solves these problems.
Constant voltage when the battery is forcibly discharged and above a specified voltage,
Switching to a constant current after the constant current or the initial constant voltage and then stopping when the full charge voltage is reached, or detecting the voltage drop of the battery by extracting the voltage change using a capacitor, The purpose is to optimally set the charging current during floating charging of the battery and to measure the voltage drop during discharging with high sensitivity.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理ブ
ロック図を示す。図1において、バッテリ1は、充電対
象のバッテリである。
FIG. 1 shows a block diagram of the principle of the present invention. In FIG. 1, a battery 1 is a battery to be charged.

【0023】充電回路2は、強制放電したときのバッテ
リ電圧が閾値以上であったときに充電を開始して満充電
電圧となったときに充電を停止し、閾値以下であったと
きにバッテリ1の不良の旨を出力したりなどするもので
ある。
The charging circuit 2 starts charging when the battery voltage when the battery is forcibly discharged is equal to or higher than a threshold value, stops charging when the battery voltage reaches a full charge voltage, and stops charging when the battery voltage is equal to or lower than the threshold value. It outputs the fact of the failure of.

【0024】強制放電回路3は、バッテリ1の両端にダ
ミー抵抗を接続して強制放電するものである。電源4
は、充電回路2などの直流電源を供給するものである。
The forced discharge circuit 3 connects dummy resistors to both ends of the battery 1 for forced discharge. Power supply 4
Is for supplying a DC power source such as the charging circuit 2.

【0025】電圧検出回路5は、バッテリ1の両端にコ
ンデンサと抵抗を直列接続したものを接続すると共に当
該コンデンサと抵抗の接続点について、強制放電したと
きに変化した電圧Vが閾値以上であったときにバッテリ
1の不良と判別し、閾値以下のときに正常と判別するも
のである。
In the voltage detection circuit 5, a capacitor and a resistor are connected in series at both ends of the battery 1, and the voltage V changed when the capacitor is forcibly discharged at the connection point of the capacitor and the resistor is a threshold value or more. At some times, it is determined that the battery 1 is defective, and when it is below the threshold value, it is determined as normal.

【0026】[0026]

【作用】本発明は、図1に示すように、強制放電回路3
がバッテリ1の両端にダミー抵抗を接続して強制放電
し、充電回路2がこの強制放電したときに測定したバッ
テリ電圧について閾値以上であった場合に充電を開始し
て満充電電圧となったときに充電を停止し、閾値以下で
あった場合にバッテリ1の不良の旨を出力するようにし
ている。
According to the present invention, as shown in FIG.
When a dummy resistor is connected to both ends of the battery 1 for forced discharge, the charging circuit 2 starts charging when the battery voltage measured at the time of this forced discharge is equal to or higher than the threshold value and reaches a full charge voltage. The charging is stopped at that time, and when it is below the threshold value, the fact that the battery 1 is defective is output.

【0027】この際、バッテリ1を自己放電状態に所定
時間以上保持した後に強制放電回路3がバッテリ1の両
端にダミー抵抗を接続して放電し、充電回路2がこのと
きのバッテリ電圧を測定し、化学反応の動作遅延を無く
して迅速なバッテリ電圧を測定するようにしている。
At this time, after the battery 1 is held in the self-discharged state for a predetermined time or longer, the forced discharge circuit 3 connects the dummy resistors to both ends of the battery 1 to discharge it, and the charging circuit 2 measures the battery voltage at this time. , It is designed to measure the battery voltage quickly by eliminating the operation delay of chemical reaction.

【0028】また、測定したバッテリ電圧について閾値
以上であった場合に定電圧充電あるいは定電流充電を開
始して満充電電圧となったときに充電を停止し、閾値以
下であった場合にバッテリ1の不良の旨を出力するよう
にしている。
When the measured battery voltage is above the threshold value, constant voltage charging or constant current charging is started, and when the full charge voltage is reached, the charging is stopped. Is output.

【0029】また、測定したバッテリ電圧について閾値
以上であった場合に、当初定電圧充電を行い、所定電流
以下あるいは所定時間経過後に定電流充電特性に切り換
えて満充電電圧となったときに充電を停止するようにし
ている。
Further, when the measured battery voltage is equal to or higher than the threshold value, the constant voltage charging is initially performed, and the charging is performed when the full charge voltage is reached by switching to the constant current charging characteristic at a predetermined current or less or after a lapse of a predetermined time. I'm trying to stop.

【0030】また、バッテリ1の両端にコンデンサと抵
抗を直列接続したものを接続し、強制放電回路3が強制
放電したときに、電圧検出回路5がコンデンサと抵抗の
接続点の変化した電圧Vを測定し、この測定した電圧V
が所定閾値以上であったときにバッテリ1の不良の旨を
出力するようにしている。
When a capacitor and a resistor are connected in series to both ends of the battery 1 and the forced discharge circuit 3 is forcibly discharged, the voltage detection circuit 5 detects the voltage V at the connection point between the capacitor and the resistor. Measured, this measured voltage V
Is output above the predetermined threshold value, the fact that the battery 1 is defective is output.

【0031】従って、バッテリ1の浮動充電を定電圧、
定電流、あるいは当初定電圧で行った後に定電流に切り
換えて満充電電圧になったときに停止したり、コンデン
サを用いて電圧変化分を抽出してバッテリの電圧低下量
を検出したりすることにより、バッテリの浮動充電時に
温度や化学反応の遅れなどに影響を受けることなく常に
最適な充電電流で充電したり、複数のセルからなるバッ
テリの電圧低下を正確に測定して不良セルを判別したり
することが可能となる。
Therefore, the floating charge of the battery 1 is set to a constant voltage,
Switching to a constant current after the constant current or initially constant voltage and then stopping when the full charge voltage is reached, or detecting the voltage drop of the battery by extracting the voltage change using a capacitor This makes it possible to always charge the battery at the optimum charging current without being affected by temperature and chemical reaction delay during floating charging of the battery, and to accurately measure the voltage drop of a battery consisting of multiple cells to identify defective cells. It becomes possible.

【0032】[0032]

【実施例】次に、図2から図7を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the construction and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0033】図2は、本発明の動作説明図(その1)を
示す。ここで、横軸は時間を表し、縦軸はバッテリのセ
ル電圧を表す。図2において、チェック期間は、バッテ
リ1を強制放電させてそのときのバッテリ電圧が所定閾
値以上のときに正常、以下のときに不良と判定する期間
である。このチェック期間は、携帯用のコンピュータに
装着するバッテリの場合、通常、数百m秒である。
FIG. 2 is a diagram (No. 1) for explaining the operation of the present invention. Here, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the cell voltage of the battery. In FIG. 2, the check period is a period in which the battery 1 is forcibly discharged and is determined to be normal when the battery voltage at that time is equal to or higher than a predetermined threshold value, and is defective when the battery voltage is equal to or lower than a predetermined threshold value. This check period is usually several hundred milliseconds for a battery mounted on a portable computer.

【0034】充電期間は、チェック期間のときに正常と
判定されたときに、バッテリ1を満充電電圧まで充電す
る期間である。この充電期間は、携帯用のコンピュータ
に装着するバッテリの場合、通常、数秒である。
The charging period is a period in which the battery 1 is charged to the full charge voltage when it is determined to be normal during the check period. This charging period is typically a few seconds for batteries that are installed in portable computers.

【0035】充電中止期間は、充電を中止する期間であ
る。この充電中止期間は、携帯用のコンピュータに装着
するバッテリの場合、通常、2〜4時間である。図3
は、本発明の動作説明フローチャート(その1)を示
す。これは、図2の動作説明図における動作手順を説明
したものである。
The charging suspension period is a period in which charging is suspended. This charging suspension period is usually 2 to 4 hours in the case of a battery attached to a portable computer. Figure 3
FIG. 3 is a flowchart (No. 1) for explaining the operation of the present invention. This explains the operation procedure in the operation explanatory view of FIG.

【0036】図3において、S1は、バッテリ充電開始
(定電流)する。これは、図2の充電期間のときにバッ
テリ1を定電流で充電開始する。S2は、満充電電圧に
達した時点で充電中止する。これは、充電回路2がS1
でバッテリ1の充電を開始し、そのときのバッテリ電圧
が満充電電圧(バッテリ1を充電完了したときの電圧)
に達したときに充電を中止する。
In FIG. 3, S1 starts battery charging (constant current). This starts charging the battery 1 with a constant current during the charging period of FIG. In S2, charging is stopped when the full charge voltage is reached. This is because the charging circuit 2 is S1
The battery voltage at that time starts to be charged at, and the battery voltage at that time is the full charge voltage (the voltage at which the battery 1 is completely charged)
Stop charging when reaching.

【0037】S3は、バッテリが自己放電する。これ
は、S2で満充電電圧に達したときに充電中止したの
で、それ以降バッテリが自己放電する(図2の充電中止
期間)。S4は、バッテリ電圧チェックのため、充電中
止後、所定時間放電し、電圧検出する。これは、図2の
充電中止期間、例えば2〜4時間経過後に、強制放電回
路3がダミー抵抗を接続してバッテリ1から強制的に放
電させ、そのときのバッテリ電圧を検出する。この検出
したバッテリ電圧が閾値以上となって放電電圧OKの場
合には、バッテリ1の容量が正常と判明したので、S1
に戻り、繰り返す。一方、この検出したバッテリ電圧が
閾値以下となって放電電圧NGの場合には、バッテリ1
の容量が規定値よりも小となって不良と判明したので、
ALM(アレーム)停止する(バッテリ不良と表示・鳴
動してオペレータに知らせて交換を促し、再充電を停止
する)。
In S3, the battery self-discharges. This is because the charging was stopped when the full charge voltage was reached in S2, and the battery self-discharges thereafter (charging stop period in FIG. 2). In S4, for battery voltage check, after charging is stopped, the battery is discharged for a predetermined time and the voltage is detected. This is because the forced discharge circuit 3 forcibly discharges the battery 1 by connecting the dummy resistor after the charge suspension period in FIG. 2, for example, 2 to 4 hours, and the battery voltage at that time is detected. When the detected battery voltage is equal to or higher than the threshold value and the discharge voltage is OK, the capacity of the battery 1 is determined to be normal.
Return to and repeat. On the other hand, when the detected battery voltage is below the threshold value and the discharge voltage is NG, the battery 1
Since the capacity of was smaller than the specified value and it was found to be defective,
ALM (Aream) stop (displays and sounds when the battery is defective, informs the operator to prompt replacement, and stops recharging).

【0038】以上によって、バッテリ1の浮動充電時
に、強制放電させてそのときの電圧が閾値以上のときに
正常と判定して充電し、満充電電圧となっときに停止す
る。そして、所定の充電停止期間を経過後に、再度強制
放電することを繰り返すことにより、バッテリ1を満充
電電圧まで充電して停止し、過充電を無くすことができ
る。また、強制放電する前に充電中止期間が存在し、従
来の常時充電した状態から強制放電に切り換えたときの
化学反応の遅れにより安定状態に落ちつくまで多くの時
間の間、強制放電させる必要があったが、本発明では充
電中止期間を設けたため、この強制放電時間を最小限で
安定したバッテリ1の低下電圧を測定できると共に、強
制放電量が少なくて充電量を少なくでき、バッテリ1の
寿命を最大限に伸ばすことが可能となる。
As described above, when the battery 1 is floatingly charged, it is forcibly discharged, and when the voltage at that time is equal to or higher than the threshold value, it is determined to be normal, and the battery 1 is charged. Then, after the lapse of a predetermined charging stop period, the forced discharge is repeated again to charge the battery 1 to the full-charge voltage and stop it, thereby eliminating overcharge. In addition, there is a charge suspension period before the forced discharge, and it is necessary to perform the forced discharge for many times until the stable state is reached due to the delay in the chemical reaction when switching from the conventional constantly charged state to the forced discharge. However, since the charging suspension period is provided in the present invention, it is possible to measure the stable voltage drop of the battery 1 with the minimum forced discharge time, and to reduce the amount of charge due to the small amount of forced discharge, thereby shortening the life of the battery 1. It is possible to extend it to the maximum.

【0039】図4は、本発明の他の実施例構成図を示
す。これは、充電期間の当初は定電圧充電し、所定電流
値以下あるいは所定時間経過後に定電流充電するときの
回路図を示す。
FIG. 4 shows a block diagram of another embodiment of the present invention. This shows a circuit diagram when constant voltage charging is performed at the beginning of the charging period and constant current charging is performed at or below a predetermined current value or after a predetermined time has elapsed.

【0040】図4の(a)は、回路図を示す。図4の
(a)において、AMP1は、オペアンプであって、出
力電圧あるいは出力電流を一定に保持するものである。
FIG. 4A shows a circuit diagram. In FIG. 4A, AMP1 is an operational amplifier, which holds an output voltage or an output current constant.

【0041】AMP2は、オペアンプであって、バッテ
リ1を充電する充電電流を検出して当該充電電流が一定
となるようにするものである。COMP1は、コンパレ
ータであって、バッテリ1を充電する充電電流が基準電
圧以上のときにLレベルの信号を出力し、AMP1によ
って負帰還とし、バッテリ1を充電する充電電圧を一定
に制御させ、一方、バッテリ1を充電する充電電流が基
準電圧以下となったときにHレベルの信号を出力し、A
MP3からの出力信号によって負帰還とし、バッテリ1
に充電する充電電流を一定に制御させたりするものであ
る(図5参照)。
The AMP 2 is an operational amplifier which detects a charging current for charging the battery 1 and makes the charging current constant. COMP1 is a comparator, which outputs an L level signal when the charging current for charging the battery 1 is equal to or higher than the reference voltage, and uses AMP1 as negative feedback to control the charging voltage for charging the battery 1 at a constant level. , When the charging current for charging the battery 1 becomes equal to or lower than the reference voltage, an H level signal is output, and A
Negative feedback is provided by the output signal from MP3, and battery 1
The charging current for charging the battery is constantly controlled (see FIG. 5).

【0042】図4の(b)は、定電圧時の充電電圧を示
す(COMP1出力がLレベルの時の充電電圧を示
す)。バッテリ1を充電する充電電圧は、当初定電圧で
充電する。このときの充電電圧は、図4の(a)の回路
図において、図示の下記によって与えられる。
FIG. 4B shows the charging voltage when the voltage is constant (indicates the charging voltage when the COMP1 output is at the L level). The charging voltage for charging the battery 1 is initially a constant voltage. The charging voltage at this time is given by the following shown in the circuit diagram of FIG.

【0043】 ここで、 ・R1、R2、R3は図4の(a)の回路図上の同一記
号の抵抗の抵抗値である。
[0043] Here, R1, R2, and R3 are resistance values of resistors having the same symbols on the circuit diagram of FIG.

【0044】・AMP1の基準電圧は図4の(a)のA
MP1の+端子に入力する基準電圧である。 図4の(c)は、COMP1出力がHレベルの時の充電
電圧を示す(定電流時の充電電圧を示す)。バッテリ1
を充電する充電電圧は、当初定電圧で充電し、所定電流
以下となったときに定電流に切り換えて充電する。この
定電流のときの充電電圧は、図4の(a)の回路図にお
いて、図示の下記によって与えられる。
The reference voltage of AMP1 is A in FIG.
It is a reference voltage input to the + terminal of MP1. FIG. 4C shows the charging voltage when the COMP1 output is at the H level (indicates the charging voltage at the constant current). Battery 1
The charging voltage for charging is initially constant voltage, and when it becomes less than a predetermined current, it is switched to a constant current for charging. The charging voltage at this constant current is given by the following shown in the circuit diagram of FIG.

【0045】 ここで、 ・R1、R2、R3は図4の(a)の回路図上の同一記
号の抵抗の抵抗値である。
[0045] Here, R1, R2, and R3 are resistance values of resistors having the same symbols on the circuit diagram of FIG.

【0046】・AMP1の基準電圧は図4の(a)のA
MP1の+端子に入力する基準電圧である。 ・AMP2の出力抵抗は、図4の(a)のAMP2の出
力端の出力抵抗値である。
The reference voltage of AMP1 is A in FIG.
It is a reference voltage input to the + terminal of MP1. The output resistance of AMP2 is the output resistance value at the output end of AMP2 in FIG.

【0047】図5および図6を用いて図4の(a)の回
路が当初定電圧でバッテリ1を充電し、所定充電電流以
下となっときに定電流特性を持たせて充電するときの動
作を詳細に説明する。
Operation when the circuit of FIG. 4 (a) initially charges the battery 1 at a constant voltage using FIG. 5 and FIG. Will be described in detail.

【0048】図5は、本発明の動作説明図(その2)を
示す。これは、当初定電圧でバッテリ1を充電し、充
電切換点の所定電流値以下となったときに定電流特性を
持たせてバッテリ1を充電し、特に高温となってバッテ
リ1の内部インピーダンスが低下したときに過充電とな
る弊害を防止したものである。
FIG. 5 is a diagram (No. 2) for explaining the operation of the present invention. This is because the battery 1 is initially charged with a constant voltage, and the battery 1 is charged with a constant current characteristic when the current value becomes equal to or lower than a predetermined current value at the charge switching point. This prevents the harmful effects of overcharging when the battery voltage drops.

【0049】次に、図6のフローチャートに示す順序に
従い、図4の構成の動作を図5を参照しつつ詳細に説明
する。図6において、S11は、バッテリ1の充電を定
電圧で開始する。
Next, the operation of the configuration of FIG. 4 will be described in detail according to the order shown in the flowchart of FIG. 6 with reference to FIG. In FIG. 6, S11 starts charging the battery 1 at a constant voltage.

【0050】S12は、満充電付近で、応答の遅い定電
流充電に切り換える。これは、図5の充電切換点、即
ち図4のCOMP1がHレベルとなって充電電流が所定
値以下となったときに、定電流特性の充電に切り換え
る。
In step S12, near full charge, switching to constant current charging, which has a slow response, is performed. This is to switch to charging with a constant current characteristic when the charging switching point in FIG. 5, that is, COMP1 in FIG. 4 becomes H level and the charging current becomes equal to or less than a predetermined value.

【0051】S13は、バッテリの寿命か判別する。こ
れは、バッテリ1を例えば3年以上使用して寿命となる
期間を経過したか判別する。寿命となる期間を経過して
NGの場合には、S16でバッテリ1の交換をオペレー
タに促し、交換後にS11に戻り繰り返す。一方、寿命
となる期間の経過前でOKの場合には、S14に進む。
In step S13, it is determined whether the battery has reached the end of life. This determines whether or not the battery 1 has been used, for example, for three years or more and has reached the end of its life. In the case of NG after the expiration of the life, the operator is prompted to replace the battery 1 in S16, and after the replacement, the process returns to S11 and is repeated. On the other hand, if OK before the expiration of the life period, the process proceeds to S14.

【0052】S14は、停電が発生してバックアップ動
作か判別する。バックアップ動作して正常終了した場合
には、S11に戻る。一方、NGの場合には、S15で
バックアップ動作できずALM(アラーム)を表示・鳴
動し、オペレータにその旨を知らせる。
In step S14, it is determined whether a backup operation has occurred due to a power failure. When the backup operation is completed normally, the process returns to S11. On the other hand, in the case of NG, the backup operation cannot be performed in S15, and an ALM (alarm) is displayed and sounded to notify the operator of that fact.

【0053】以上の図4から図6によって、当初は定電
圧でバッテリ1を充電し、所定電流値以下となったとき
に定電流特性を持たせて充電することにより、特に高温
となってバッテリ1の内部インピーダンスが小となって
過充電となり、バッテリ1を早期に劣化してしまう現象
を無くすことが可能となった。
As shown in FIGS. 4 to 6, the battery 1 is initially charged with a constant voltage, and when the battery 1 has a predetermined current value or less, the battery 1 is charged with a constant current characteristic. It has become possible to eliminate the phenomenon that the internal impedance of the battery 1 becomes small and the battery 1 is overcharged and the battery 1 is deteriorated at an early stage.

【0054】図7は、本発明の他の実施例構成図を示
す。これは、バッテリ1の両端にコンデンサと抵抗を直
列に接続したものを接続し、強制放電回路3によってバ
ッテリ1からダミー抵抗に電流を流して放電させたとき
の変化した電圧Vが閾値以上のときにCOMP(コンパ
レータ)によってALM出力を送出し、複数のセルから
なるバッテリのいずれかのセルが不良であることを感度
良好に検出するようにしたものである。
FIG. 7 shows a block diagram of another embodiment of the present invention. This is when the voltage V changed when the capacitor 1 and the resistor are connected in series to both ends of the battery 1 and the forced discharge circuit 3 causes a current to flow from the battery 1 to the dummy resistor to discharge the voltage V is equal to or more than a threshold value. In addition, the ALM output is sent out by the COMP (comparator) to detect with good sensitivity that one of the cells of the battery including a plurality of cells is defective.

【0055】図7において、電圧検出回路5は、バッテ
リ1の両端にコンデンサと抵抗を直列に接続したもの接
続し、強制放電回路3がバッテリ1にダミー抵抗を接続
して強制放電したときに変化した電圧Vが所定閾値以上
のときにALM出力するものである。
In FIG. 7, the voltage detection circuit 5 is connected to both ends of the battery 1 with a capacitor and a resistor connected in series, and changes when the forced discharge circuit 3 connects a dummy resistor to the battery 1 for forced discharge. When the applied voltage V is equal to or higher than a predetermined threshold value, the ALM is output.

【0056】次に、動作を説明する。 (1) 強制放電回路3が開状態で強制放電していない
場合には、バッテリ1が図示外の充電回路2によって満
充電されている。この状態では、バッテリ1からコンデ
ンサ、抵抗R2およびダイオードを介して当該コンデン
サの両端にほぼバッテリ1の電圧に等しく充電されてい
る。
Next, the operation will be described. (1) When the forced discharge circuit 3 is in the open state and is not forcedly discharged, the battery 1 is fully charged by the charging circuit 2 (not shown). In this state, the battery 1 is charged through the capacitor, the resistor R2, and the diode to both ends of the capacitor approximately equal to the voltage of the battery 1.

【0057】(2) 強制放電回路3が閉状態で強制放
電している場合には、バッテリ1がダミー抵抗によって
強制放電され、当該バッテリ1の電圧が低下する。この
低下した電圧Vだけ、コンデンサの他端、ここでは抵抗
R1、R2の接続された側の電圧がこの低下した電圧V
だけ低下する。この低下した電圧VがCOMPの基準電
圧以下となっときにALM出力を送出し、複数のセルか
ら構成されるバッテリ1のいずれかのセルが不良である
旨を送出する。
(2) When the forced discharge circuit 3 is forcibly discharged in the closed state, the battery 1 is forcibly discharged by the dummy resistor, and the voltage of the battery 1 drops. Only this reduced voltage V causes the voltage at the other end of the capacitor, here the side to which the resistors R1 and R2 are connected, to be the reduced voltage V.
Only drops. When this lowered voltage V becomes equal to or lower than the reference voltage of COMP, the ALM output is sent, and it is sent that one of the cells of the battery 1 including a plurality of cells is defective.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリ1の浮動充電を定電圧、定電流、あるいは当初
定電圧で行った後に定電流に切り換えて満充電電圧にな
ったときに停止したり、コンデンサを用いて電圧変化分
を抽出してバッテリの電圧低下量を検出したりする構成
を採用しているため、バッテリ1の浮動充電時に温度や
化学反応の遅れなどに影響を受けることなく常に最適な
充電電流で充電したり、複数のセルからなるバッテリの
電圧低下を正確に測定して不良セルを判別したりするこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
Floating charging of the battery 1 is performed at a constant voltage, a constant current, or an initial constant voltage and then switched to a constant current to stop when the full charge voltage is reached, or a voltage change amount is extracted by using a capacitor to charge the battery. Since the configuration for detecting the amount of voltage drop is adopted, the battery 1 is always charged with an optimum charging current without being affected by the temperature or the delay of the chemical reaction when the battery 1 is floating-charged, or is composed of a plurality of cells. The voltage drop of the battery can be accurately measured to determine the defective cell.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理ブロック図である。FIG. 1 is a principle block diagram of the present invention.

【図2】本発明の動作説明図(その1)である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram (1) of the present invention.

【図3】本発明の動作説明フローチャート(その1)で
ある。
FIG. 3 is a flowchart (No. 1) for explaining the operation of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の動作説明図(その2)である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram (2) of the present invention.

【図6】本発明の動作説明フローチャート(その2)で
ある。
FIG. 6 is a flowchart (No. 2) for explaining the operation of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図8】従来技術の説明図(その1)である。FIG. 8 is an explanatory diagram (1) of a conventional technique.

【図9】従来技術の説明図(その2)である。FIG. 9 is an explanatory diagram (2) of the conventional technique.

【図10】従来技術の説明図(その3)である。FIG. 10 is an explanatory diagram (part 3) of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:バッテリ 2:充電回路 3:強制放電回路 4:電源 5:電圧検出回路 1: Battery 2: Charging circuit 3: Forced discharge circuit 4: Power supply 5: Voltage detection circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定時間毎にバッテリ放電してバッテリ電
圧をチェックした後に充電するバッテリ充電回路におい
て、 充電対象のバッテリ(1)と、 このバッテリ(1)の両端にダミー抵抗を接続して強制
放電する強制放電回路(3)と、 この強制放電回路(3)が強制放電したときのバッテリ
電圧を測定し、この測定したバッテリ電圧が閾値以上で
あったときに充電を開始して満充電電圧となったときに
充電を停止し、閾値以下であったときにバッテリ(1)
の不良の旨を出力することを、所定時間毎に繰り返す充
電回路(2)とを備えたことを特徴とするバッテリ充電
回路。
1. A battery charging circuit for charging a battery after discharging the battery every predetermined time and checking the battery voltage, and forcibly connecting a battery (1) to be charged and a dummy resistor to both ends of the battery (1). A forced discharge circuit (3) for discharging and a battery voltage when the forced discharge circuit (3) is forcibly discharged are measured, and when the measured battery voltage is equal to or higher than a threshold value, charging is started to reach a full charge voltage. When the battery level becomes less than the threshold, the battery is stopped (1)
A battery charging circuit, comprising: a charging circuit (2) that repeats the output of the defect of (1) every predetermined time.
【請求項2】上記バッテリ(1)を自己放電状態に所定
時間以上保持した後に上記ダミー抵抗を接続して放電し
たときのバッテリ電圧を測定し、化学反応の動作遅延を
無くして迅速なバッテリ電圧を測定することを特徴とす
る請求項1に記載のバッテリ充電回路。
2. The battery voltage is measured when the battery (1) is held in a self-discharged state for a predetermined time or more and then discharged by connecting the dummy resistor to eliminate a delay in the chemical reaction and to obtain a rapid battery voltage. The battery charging circuit according to claim 1, wherein
【請求項3】上記充電として、定電圧充電あるいは定電
流充電としたことを特徴とする請求項1に記載のバッテ
リ充電回路。
3. The battery charging circuit according to claim 1, wherein the charging is constant voltage charging or constant current charging.
【請求項4】上記充電として、当初定電圧充電を行い、
所定電流以下あるいは所定時間経過後に定電流充電に切
り換えることを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充
電回路。
4. Initially constant voltage charging is performed as the charging,
2. The battery charging circuit according to claim 1, wherein the battery charging circuit is switched to constant current charging after a predetermined current or a predetermined time has elapsed.
【請求項5】上記バッテリ(1)の両端にコンデンサと
抵抗を直列接続したものを接続すると共に、上記強制放
電回路(3)によって強制放電したときに当該コンデン
サと抵抗の接続点の変化した電圧Vを測定し、この測定
した電圧Vが所定閾値以上であったときにバッテリ
(1)の不良の旨を出力する電圧検出回路(5)を備え
たことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充電回
路。
5. A battery in which a capacitor and a resistor are connected in series to both ends of the battery (1) and the voltage at the connection point between the capacitor and the resistor is changed when the battery is forcibly discharged by the forced discharge circuit (3). The voltage detection circuit (5) according to claim 1, further comprising a voltage detection circuit (5) for measuring V and outputting a signal indicating that the battery (1) is defective when the measured voltage V is equal to or higher than a predetermined threshold value. Battery charging circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009170278A (en) * 2008-01-17 2009-07-30 Riken Keiki Co Ltd Method of discharging secondary battery in intrinsically safe explosion-proof apparatus, and intrinsically safe explosion-proof apparatus
JP2020124107A (en) * 2014-07-11 2020-08-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Storage battery system

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