JPH0777498B2 - 充電式電池の充電制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特にニッケル・カドミウム電池などの充電式
電池を急速充電するのに適した充電制御装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

充電式電池であるニッケル・カドミウム電池を室温（20
℃）で急速充電した場合における充電特性は、第３図の
曲線Ａで示す性状を示すことが知られている。この曲線
Ａから分かるように、充電が進むに伴って電池電圧が漸
増し、満充電状態に近づくと電池電圧は顕著なピーク状
態を示し、これ以後は、電池電圧が急降下する。

従って、従来におけるニッケル・カドミウム電池の充電
器においてはこの特性を利用して充電制御を行ってい
る。すなわち、充電時に電池電圧を常時監視し、この値
がピーク値に達したことを検知したときには、満充電状
態に達したものと判断して、充電を停止するようにして
いる。このような方法は、−ΔＶ方式として一般的に知
られている。

しかしながら、このようなニッケル・カドミウム電池を
高温雰囲気中で充電した場合には、上記の曲線Ａで示す
ような電池電圧の顕著なピーク状態が得られない。例え
ば、45℃の雰囲気中で急速充電を行った場合には、第３
図の曲線Ｂで示すように、満充電状態に達する際に顕著
な電池電圧のピーク状態は得られない。このために、−
ΔＶ方式によって充電停止制御を正確に行うことができ
ない。従って、従来においては、充電時に電池の温度を
常時監視し、この値が一定値を超えた時に、満充電状態
に達したと判断して充電を停止する制御機構を併用し
て、電池が過充電状態に陥ることを防止している。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来の充電制御方式は、電池電圧と共に電
池温度を監視し、これらの値に基づき充電停止時期を判
断しているので、制御回路あるいは配線が複雑となると
いう弊害がある。

本発明の課題は、この点に鑑みて、充電式電池の電池電
圧のみに基づき正確に満充電状態を検知できる簡単な構
成の充電制御装置を実現することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、本発明の充電式電池の充
電制御回路においては、電池電圧をデジタル値として検
知し、この検知した値をラッチ回路の一時的に保持し、
次のタイミングでデジタル化された電池電圧を、ラッチ
回路に保持されている電池電圧と比較するようにしてい
る。そして、ラッチされている電池電圧の方が大きくな
った時には、電池電圧がピークを超えて電池が満充電状
態になったものと判断して、充電を停止するようにして
いる。これに加えて、ラッチされている電池電圧と次の
タイミングでデジタル化された電池電圧とが等しくなっ
た場合には、電池電圧がピークに達したものと判断し
て、一定時間経過後に充電を停止するようにしている。

〔作用〕

本発明の充電制御装置においては、電池電圧の充電特性
が顕著なピーク状態を示す場合には、従来の−ΔＶ方式
と同様にそれが検知されて、充電が停止される。一方、
充電特性が顕著なピーク状態を示さない場合、例えば、
高温雰囲気での急速充電時には、満充電状態において顕
著なピーク状態を示す代わりに、電池電圧がほぼ一定の
状態が形成される。この状態は、或るタイミングで検知
した電池電圧がそれよりも一つ前のタイミングで検知し
た電池電圧に等しくなったという条件式によって検知さ
れ、この後は一定時間経過後に充電が停止される。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本例の充電制御装置を備えて充電器のブロック
図を示してある。図において、１は充電式電池、本例で
はニッケル・カドミウム電池であり、第３図に示す充電
特性を示すものである。この電池１の充電電力供給路２
には、充電停止用スイッチ３が介在している。このスイ
ッチ３は、その入力にハイレベル信号が供給されると閉
成状態に保持され、ローレベル信号に切り換わると、開
成状態に切り換わるようになっている。

４はA/D変換器であり、電池１の電圧を受け取り、これ
をデジタル値、例えば８ビットのデジタル信号に変換す
る。このA/D変換器４の出力側はラッチ回路５の入力側
に接続されている。ラッチ回路５は、供給されたデジタ
ル値を一時的に保持する。ラッチ回路５の出力側は、マ
グニチュート比較器６の８ビットの入力側に接続されて
いる。このマグニチュート比較器６の別の８ビット入力
側は、A/D変換器４の出力側に直接に接続されており、
ここから出力されるデジタル信号を直接に受け取る。こ
れらのA/D変換器およびラッチ回路の動作は、発振器９
から出力される制御パルス信号によって制御され、一定
のタイミングで、繰り返し電池電圧が検知される。

上記の比較器６は、ラッチ回路の側から入力された値Ｐ
と、A/D変換器の側から供給された値Ｑとの大小関係を
判別する。その一方の出力端子6aからは、Ｐ＜Ｑの状態
のときにはハイレベル信号が出力され、この逆にＰ＞Ｑ
の状態ではローレベル信号が出力される。また、他方の
出力端子6bからは、Ｐ≠Ｑの状態ではハイレベル信号が
出力され、この逆にＰ＝Ｑのときにはローレベル信号が
出力される。

比較器６の出力端子6aは、フリップ・フロップ７の入力
端子に接続されている。比較器６の他方の出力端子6b
は、遅延回路８の入力側に接続されている。出力6bから
の出力信号は、この回路８を経て一定時間遅延した後
に、この遅延回路８の出力端から出力される。この遅延
回路８の出力端は、上記のフリップ・フロップ７の入力
端子に接続されている。フリップ・フロップ７では、入
力信号がハイレベル信号である間は、その出力端子から
ハイレベル信号を出力し、入力信号がローレベルになる
と、その出力端子からローレベル信号を出力する。この
フリップ・フロップの出力端子は、前述したスイッチ３
の入力側に接続されている。

なお、第３図には上記の各部の信号図を示してある。

本例の充電器の充電停止動作説明する。まず、電池の充
電特性が第３図の曲線Ａで示すように、顕著なピーク状
態を示す場合には、そのピーク電圧を示す時点T1のタイ
ミングで得た電池電圧Ｐに対して、その次の時点T2のタ
イミングで得た電池電圧Ｑは、Ｐ＞Ｑの関係となる。こ
の関係が、比較器６において判別されると、その出力端
子6aからの出力がローレベルに立ち下がる。この結果、
フリップ・フロップ７の出力もローレベルに立ち下が
り、このローレベル信号を受けて、スイッチ３が開く。
この結果、充電が停止する。

次に、第３図の曲線Ｂで示すような、顕著な充電特性を
示さない高温雰囲気下での充電停止は次のようになる。
この場合には、第３図の時点Taのタイミングで得た電池
電圧Ｑと、その次の時点Tbのタイミングで得た電池電圧
Ｑとが等しくなったときに、電池１はほぼ満充電状態に
到達する。このＰ＝Ｑの状態が比較器６において判別さ
れると、その出力端6bの出力はローレベルに切り換わ
る。この信号は、遅延回路８を介して一定時間遅延した
後に、フリップ・フロップ７に供給され、このフリップ
・フロップの出力がローレベルに切り換わる。この結
果、スイッチ３が開き、充電が停止する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、充電時に電池
電圧を一定のタイミングで常時監視し、或るタイミング
での電池電圧と、その次のタイミングでの電池電圧とが
等しくなったときには、満充電状態に近づいたものと判
断して、一定時間後に充電を停止するようにしている。
従って、本発明によれば、充電特性が顕著なピーク状態
を示さない高温雰囲気での充電においても、単に電池電
圧を監視するので、充分な充電が行われた後の時点で充
電を停止することができ、電池の過充電を回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の充電器を示す概略ブロック
図、第２図は第１図の各部の信号を示す信号図、第３図
は第１図の電池の充電特性を示す特性曲線図である。 〔符号の説明〕 １……充電式電池 ２……充電電力供給路 ３……スイッチ ４……A/D変換器 ５……ラッチ回路 ６……比較器 ７……フリップ・フロップ ８……遅延回路 ９……発振器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】充電式電池の放電電圧をデジタル値に変換
   するA/D変換器と、このA/D変換器で得られるデジタル値
   を一時的にラッチするラッチ回路と、このラッチ回路に
   ラッチされた前記デジタル値を受け取ると共に、前記A/
   D変換器で得られたデジタル値を直接受け取り、これら
   双方のデジタル値を比較する比較器と、前記充電式電池
   の充電電力供給路をオン・オフするスイッチと、前記比
   較器によって、前記A/D変換器から直接得たデジタル値
   の方が前記ラッチ回路にラッチされたデジタル値よりも
   小さくなったときに、前記スイッチをオフすると共に、
   前記A/D変換器から直接得たデジタル値が前記ラッチ回
   路にラッチされたデジタル値に等しくなったときは、一
   定時間経過後に前記スイッチをオフにする切り換え回路
   と、を有することを特徴とする充電式電池の充電制御装
   置。