JPH08149712A - 充電方法および装置 - Google Patents
充電方法および装置Info
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- JPH08149712A JPH08149712A JP6315718A JP31571894A JPH08149712A JP H08149712 A JPH08149712 A JP H08149712A JP 6315718 A JP6315718 A JP 6315718A JP 31571894 A JP31571894 A JP 31571894A JP H08149712 A JPH08149712 A JP H08149712A
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- voltage
- charging
- secondary battery
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- battery
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】リチウムイオン電池等の二次電池の充電装置に
おいて、満充電を検知する充電制御部のADポートを必
要としない充電方法、装置を提供する。 【構成】電源部4との接続切換手段Q2と、二次電池E
の端子電圧V1と、充電電流を示す電圧降下と、基準電
圧Vrefをそれぞれ検出する電圧検出手段2a,2
b,2cと、電圧検出手段2aまたは2bによる電圧と
基準電圧Vrefとを比較する比較手段CP1またはC
P2と、これらの比較手段から入力する2つのポートP
1,P2と、前記切換手段Q2を制御するポートP3と
を備えた充電制御部1とを備え、充電電流I1の低下を
比較手段CP2により基準電圧Vrefと比較し、所定
値以下の時は切換手段Q2により一定時間電源部4との
接続を切り、二次電池Eの電圧V1を検出し、比較手段
CP1により基準電圧Vrefと比較し、所定値以上の
時は満充電とする。
おいて、満充電を検知する充電制御部のADポートを必
要としない充電方法、装置を提供する。 【構成】電源部4との接続切換手段Q2と、二次電池E
の端子電圧V1と、充電電流を示す電圧降下と、基準電
圧Vrefをそれぞれ検出する電圧検出手段2a,2
b,2cと、電圧検出手段2aまたは2bによる電圧と
基準電圧Vrefとを比較する比較手段CP1またはC
P2と、これらの比較手段から入力する2つのポートP
1,P2と、前記切換手段Q2を制御するポートP3と
を備えた充電制御部1とを備え、充電電流I1の低下を
比較手段CP2により基準電圧Vrefと比較し、所定
値以下の時は切換手段Q2により一定時間電源部4との
接続を切り、二次電池Eの電圧V1を検出し、比較手段
CP1により基準電圧Vrefと比較し、所定値以上の
時は満充電とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリチウムイオン電池など
の二次電池に充電電流を流して充電する方法および装
置、特に二次電池の電圧および電流を検出することによ
り満充電を検知する充電方法および装置に関する。
の二次電池に充電電流を流して充電する方法および装
置、特に二次電池の電圧および電流を検出することによ
り満充電を検知する充電方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の二次電池に充電電流を流し
て充電を行う充電装置として、例えば図4に示す構成の
回路がある。図において、1は充電動作の制御を行う充
電制御部で、本構成例ではアナログ/デジタル変換を行
うA/Dコンバータを内蔵したADポートを有する1チ
ップのCPUを使用している。2は電圧検出部で、例え
ば2つの検出抵抗R1,R2により分圧した電圧を取り
出すようになっている。3はレギュレターICでここで
は4端子レギュレターICを使用しており、非安定化電
源より充電制御部1の電源VDDを供給する。4は電源
部で、充電回路に電源を供給するものである。またQ2
はスイッチ素子で充電電流をオン・オフするものであ
り、例えばトランジスタやFETが用いられる。Eは充
電される二次電池で主としてリチウムイオン電池が使用
される。
て充電を行う充電装置として、例えば図4に示す構成の
回路がある。図において、1は充電動作の制御を行う充
電制御部で、本構成例ではアナログ/デジタル変換を行
うA/Dコンバータを内蔵したADポートを有する1チ
ップのCPUを使用している。2は電圧検出部で、例え
ば2つの検出抵抗R1,R2により分圧した電圧を取り
出すようになっている。3はレギュレターICでここで
は4端子レギュレターICを使用しており、非安定化電
源より充電制御部1の電源VDDを供給する。4は電源
部で、充電回路に電源を供給するものである。またQ2
はスイッチ素子で充電電流をオン・オフするものであ
り、例えばトランジスタやFETが用いられる。Eは充
電される二次電池で主としてリチウムイオン電池が使用
される。
【0003】電源部4はいわゆるスイッチングレギュレ
ターで構成されているが充電に必要な電源として機能す
るものであれば他の形態のものでも良い。この電源部4
の一方の入力端子VCCにはスイッチング素子Q1のソ
ース(エミッタ)が接続され、またレギュレターIC3
の入力が接続されている。このスイッチング素子Q1は
高速スイッチング動作に適したFETやトランジスタ等
が使用され、そのドレイン(コレクタ)はフライホイー
ルダイオードとしてのダイオードD1のカソードおよび
チョークコイルLの一端に接続されている。他方の入力
端子GNDにはダイオードD1のアノードと抵抗Rの一
端が接続され、前記チョークコイルLの他端と抵抗Rの
他端の間にはコンデンサCが並列に接続されるとともに
逆流防止用のダイオードD2のアノード側へ接続され、
電源部4を構成している。なお、スイッチング素子Q1
のゲート(ベース)は図示しない制御回路に接続されて
おり、この制御回路は電源部4の出力電圧を検出して、
スイッチング素子Q1のオン・オフ周期をコントロール
することにより所定の電圧および電流を供給するように
なっている。
ターで構成されているが充電に必要な電源として機能す
るものであれば他の形態のものでも良い。この電源部4
の一方の入力端子VCCにはスイッチング素子Q1のソ
ース(エミッタ)が接続され、またレギュレターIC3
の入力が接続されている。このスイッチング素子Q1は
高速スイッチング動作に適したFETやトランジスタ等
が使用され、そのドレイン(コレクタ)はフライホイー
ルダイオードとしてのダイオードD1のカソードおよび
チョークコイルLの一端に接続されている。他方の入力
端子GNDにはダイオードD1のアノードと抵抗Rの一
端が接続され、前記チョークコイルLの他端と抵抗Rの
他端の間にはコンデンサCが並列に接続されるとともに
逆流防止用のダイオードD2のアノード側へ接続され、
電源部4を構成している。なお、スイッチング素子Q1
のゲート(ベース)は図示しない制御回路に接続されて
おり、この制御回路は電源部4の出力電圧を検出して、
スイッチング素子Q1のオン・オフ周期をコントロール
することにより所定の電圧および電流を供給するように
なっている。
【0004】前記ダイオードD2のカソード側は、スイ
ッチ素子Q2のソース(エミッタ)が接続され、そのド
レイン(コレクタ)は電圧検出部2を介して二次電池E
のプラス側に接続されている。また、スイッチ素子Q2
のゲート(ベース)は図示しないが、充電制御部1に接
続されていて、充電のオン・オフの制御を行うようにな
っている。前記抵抗Rの他端はアースラインとして二次
電池Eのマイナス側、充電制御部1およびレギュレター
IC3のGND端子に接続されている。また、前記レギ
ュレターIC3の出力は充電制御部1の電源入力VDD
へ接続されるとともに、調整抵抗R3とボリウムVRと
の直列回路を介してGND端子に接続され、この調整抵
抗R3とボリウムVRの間はレギュレターICのコント
ロール端子に接続され、出力電圧VDDの調整ができる
ようになっている。
ッチ素子Q2のソース(エミッタ)が接続され、そのド
レイン(コレクタ)は電圧検出部2を介して二次電池E
のプラス側に接続されている。また、スイッチ素子Q2
のゲート(ベース)は図示しないが、充電制御部1に接
続されていて、充電のオン・オフの制御を行うようにな
っている。前記抵抗Rの他端はアースラインとして二次
電池Eのマイナス側、充電制御部1およびレギュレター
IC3のGND端子に接続されている。また、前記レギ
ュレターIC3の出力は充電制御部1の電源入力VDD
へ接続されるとともに、調整抵抗R3とボリウムVRと
の直列回路を介してGND端子に接続され、この調整抵
抗R3とボリウムVRの間はレギュレターICのコント
ロール端子に接続され、出力電圧VDDの調整ができる
ようになっている。
【0005】このような構成の充電装置において、VC
C,GNDの両端子間には非安定電源が接続され、電源
が供給されると、電源部4としてのスイッチングレギュ
レターが動作し、図示しない制御回路によりスイッチン
グ素子Q1のオン・オフ周期が調整され、あらかじめ設
定されている電圧および電流の出力を生じる。
C,GNDの両端子間には非安定電源が接続され、電源
が供給されると、電源部4としてのスイッチングレギュ
レターが動作し、図示しない制御回路によりスイッチン
グ素子Q1のオン・オフ周期が調整され、あらかじめ設
定されている電圧および電流の出力を生じる。
【0006】充電を開始する場合にはスイッチ素子Q2
をオンにして、充電電流を二次電池Eに流す。そして、
電圧検出部2より二次電池Eの電圧を検出し、これを充
電制御部1のADポートから読み込み、所定の電圧にな
ると満充電であると判断し、スイッチ素子Q2をオフに
し、充電を終了していた。
をオンにして、充電電流を二次電池Eに流す。そして、
電圧検出部2より二次電池Eの電圧を検出し、これを充
電制御部1のADポートから読み込み、所定の電圧にな
ると満充電であると判断し、スイッチ素子Q2をオフに
し、充電を終了していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなリ
チウムイオン電池等の高い精度で電池電圧の検出が必要
な充電方法および装置では、上述のようにADポートを
有する充電制御部1を必要とし、このようなADポート
を有する充電制御部1は非常に高価であり装置のコスト
アップを招くという問題を生じていた。
チウムイオン電池等の高い精度で電池電圧の検出が必要
な充電方法および装置では、上述のようにADポートを
有する充電制御部1を必要とし、このようなADポート
を有する充電制御部1は非常に高価であり装置のコスト
アップを招くという問題を生じていた。
【0008】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは、リチウムイオン電
池などの二次電池に充電電流を流して充電する方法およ
び装置において、二次電池Eの満充電を検出するための
充電制御部1のADポートを必要とせず、安価で簡単な
構成の充電制御部1を使用して充電が可能な充電方法お
よび装置を提供することにある。
であって、その目的とするところは、リチウムイオン電
池などの二次電池に充電電流を流して充電する方法およ
び装置において、二次電池Eの満充電を検出するための
充電制御部1のADポートを必要とせず、安価で簡単な
構成の充電制御部1を使用して充電が可能な充電方法お
よび装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、リチウムイオン電池などの二次電池Eに充
電電流を流して充電する充電方法において、充電電流I
1を電圧降下により電圧に変換して第2の電圧検出手段
2bにより検出し、得られた電圧と第3の電圧検出手段
2cより得られた基準電圧Vrefとを第2の比較手段
CP2により比較し、所定の値以下である場合に電源部
4との接続を制御する切換手段Q2により一定時間電源
部4との接続を切断し、この時に二次電池Eの端子電圧
を検出する第1の電圧検出手段2aにより二次電池Eの
電圧V1を検出し、第1の比較手段CP1により前記基
準電圧Vrefと比較し、所定の値以上である場合には
満充電であると判断することとし、
に本発明は、リチウムイオン電池などの二次電池Eに充
電電流を流して充電する充電方法において、充電電流I
1を電圧降下により電圧に変換して第2の電圧検出手段
2bにより検出し、得られた電圧と第3の電圧検出手段
2cより得られた基準電圧Vrefとを第2の比較手段
CP2により比較し、所定の値以下である場合に電源部
4との接続を制御する切換手段Q2により一定時間電源
部4との接続を切断し、この時に二次電池Eの端子電圧
を検出する第1の電圧検出手段2aにより二次電池Eの
電圧V1を検出し、第1の比較手段CP1により前記基
準電圧Vrefと比較し、所定の値以上である場合には
満充電であると判断することとし、
【0010】また、上記充電方法において、第1の電圧
検出手段2aと第2の電圧検出手段2bにより検出され
た二次電池Eの電圧V1と電流I1の組合せが、正常な
充電状態のとき以外の組合せである時にはオープン電池
あるいは充電装置の異常と判断することとした。
検出手段2aと第2の電圧検出手段2bにより検出され
た二次電池Eの電圧V1と電流I1の組合せが、正常な
充電状態のとき以外の組合せである時にはオープン電池
あるいは充電装置の異常と判断することとした。
【0011】あるいは、リチウムイオン電池などの二次
電池Eに充電電流を流して充電する充電装置において、
電源部4との接続を制御する切換手段Q2と、二次電池
Eの端子電圧V1を検出する第1の電圧検出手段2a
と、充電電流を電圧降下により電圧として検出するため
の第2の電圧検出手段2bと、基準電圧Vrefを検出
するための第3の電圧検出手段2cと、前記第1の電圧
検出手段2aにより得られた電圧と第3の電圧検出手段
より得られた基準電圧Vrefとを比較しその結果を出
力する第1の比較手段CP1と、前記第2の電圧検出手
段2bより得られた電圧と第3の電圧検出手段2cより
得られた基準電圧Vrefとを比較しその結果を出力す
る第2の比較手段CP2と、これらの比較手段CP1,
CP2からの出力を入力するためのポートP1,P2
と、前記切換手段Q2を制御するためのポートP3とを
備え充電動作を制御する充電制御部1とを有し、充電電
流I1の低下を前記第2の電圧検出手段2bにより検出
し、前記第2の比較手段CP2により基準電圧Vref
と比較し、所定の値以下である場合に前記切換手段Q2
により一定時間電源部4との接続を切り、この時に前記
第1の電圧検出手段2aにより二次電池Eの電圧V1を
検出し、前記第1の比較手段CP1により基準電圧Vr
efと比較し、所定の値以上である場合には満充電であ
ると判断することとした。
電池Eに充電電流を流して充電する充電装置において、
電源部4との接続を制御する切換手段Q2と、二次電池
Eの端子電圧V1を検出する第1の電圧検出手段2a
と、充電電流を電圧降下により電圧として検出するため
の第2の電圧検出手段2bと、基準電圧Vrefを検出
するための第3の電圧検出手段2cと、前記第1の電圧
検出手段2aにより得られた電圧と第3の電圧検出手段
より得られた基準電圧Vrefとを比較しその結果を出
力する第1の比較手段CP1と、前記第2の電圧検出手
段2bより得られた電圧と第3の電圧検出手段2cより
得られた基準電圧Vrefとを比較しその結果を出力す
る第2の比較手段CP2と、これらの比較手段CP1,
CP2からの出力を入力するためのポートP1,P2
と、前記切換手段Q2を制御するためのポートP3とを
備え充電動作を制御する充電制御部1とを有し、充電電
流I1の低下を前記第2の電圧検出手段2bにより検出
し、前記第2の比較手段CP2により基準電圧Vref
と比較し、所定の値以下である場合に前記切換手段Q2
により一定時間電源部4との接続を切り、この時に前記
第1の電圧検出手段2aにより二次電池Eの電圧V1を
検出し、前記第1の比較手段CP1により基準電圧Vr
efと比較し、所定の値以上である場合には満充電であ
ると判断することとした。
【0012】また、上記充電装置において、第1の電圧
検出手段2aと第2の電圧検出手段2bにより検出され
た二次電池Eの電圧V1と電流I1の組合せが、正常な
充電状態のとき以外の組合せである時にはオープン電池
あるいは充電装置の異常と判断することとした。
検出手段2aと第2の電圧検出手段2bにより検出され
た二次電池Eの電圧V1と電流I1の組合せが、正常な
充電状態のとき以外の組合せである時にはオープン電池
あるいは充電装置の異常と判断することとした。
【0013】
【作用】リチウムイオン電池などの二次電池Eは図2に
示すような充電特性を有する。ここで、(a)は充電時
間tと電圧V1の関係を示したもので、(b)は電流I
1と時間tの関係を示したものである。図から明らかな
ようにリチウムイオン電池などの二次電池Eの場合、充
電開始後充電電圧V1は急速に増加し、その後時間tと
ともに増加率は低下して行き充電率100%で飽和状態
となる。また、充電電流I1も充電開始時には設定電流
が100%流れるが、充電率の増加に伴い電流I1は減
少し始め、満充電時には僅かな電流I1が流れる程度に
なる。
示すような充電特性を有する。ここで、(a)は充電時
間tと電圧V1の関係を示したもので、(b)は電流I
1と時間tの関係を示したものである。図から明らかな
ようにリチウムイオン電池などの二次電池Eの場合、充
電開始後充電電圧V1は急速に増加し、その後時間tと
ともに増加率は低下して行き充電率100%で飽和状態
となる。また、充電電流I1も充電開始時には設定電流
が100%流れるが、充電率の増加に伴い電流I1は減
少し始め、満充電時には僅かな電流I1が流れる程度に
なる。
【0014】しかして、(b)から明らかなように充電
時間tが一定時間(tn)経過し、充電率が90%以上
になると充電電流I1は所定の値以下に減少しており、
このときの電流I1を検出することで充電率が90%以
上に達したことを検出することができる。そして、その
時の電圧V1を検知し、所定の電圧値以上であれば満充
電であると判断することができる。
時間tが一定時間(tn)経過し、充電率が90%以上
になると充電電流I1は所定の値以下に減少しており、
このときの電流I1を検出することで充電率が90%以
上に達したことを検出することができる。そして、その
時の電圧V1を検知し、所定の電圧値以上であれば満充
電であると判断することができる。
【0015】ただし、その際電源部4と二次電池Eとを
接続した状態で電圧V1を検出したのではオープン電池
であるか、満充電であるかを判断できない。そこで、二
次電池Eを電源部4から一定時間(ta)切り離した状
態で電圧V1を検出すると、オープン電池であれば電圧
V1が低下するので、これによりオープン電池と満充電
を識別することができる。
接続した状態で電圧V1を検出したのではオープン電池
であるか、満充電であるかを判断できない。そこで、二
次電池Eを電源部4から一定時間(ta)切り離した状
態で電圧V1を検出すると、オープン電池であれば電圧
V1が低下するので、これによりオープン電池と満充電
を識別することができる。
【0016】また、上記電圧V1と電流I1の関係が正
常な状態あるいはオープン電池以外のときは充電装置の
異常であると判断することができる。
常な状態あるいはオープン電池以外のときは充電装置の
異常であると判断することができる。
【0017】
【実施例】つぎに、本発明の一実施例について図に沿っ
て説明する。図1は本発明の代表的実施例の基本構成を
示す回路図である。図中第4図と同一構成要素には同一
符号を付し、一部説明を省略する。図において、1は少
なくとも2つの入力ポートP1,P2と1つの出力ポー
トP3を有し、充電装置の充電動作の制御を行う充電制
御部で、通常主にI/Oポートを有する1チップのCP
U等によって構成されるが同様な機能を有する回路によ
って構成することも可能である。
て説明する。図1は本発明の代表的実施例の基本構成を
示す回路図である。図中第4図と同一構成要素には同一
符号を付し、一部説明を省略する。図において、1は少
なくとも2つの入力ポートP1,P2と1つの出力ポー
トP3を有し、充電装置の充電動作の制御を行う充電制
御部で、通常主にI/Oポートを有する1チップのCP
U等によって構成されるが同様な機能を有する回路によ
って構成することも可能である。
【0018】2aは二次電池Eの電圧V1を分圧抵抗R
1,R2により検出する第1の電圧検出手段、2bは抵
抗R3の電圧降下により二次電池Eの充電電流を電圧に
変換して、これを検出するための第2の電圧検出手段
で、分圧抵抗R3,R4にて構成されている。また,2
cは上記検出手段により検出された電圧を比較するため
の基準電圧を検出する第3の電圧検出手段、3は上記充
電制御部1の電源等を安定化して供給するレギュレタI
C、4は充電に必要な電圧と電流を供給する電源部で、
この実施例ではチョッパー方式のスイッチングレギュレ
ターを構成しているが、所定の電圧と電流を安定に供給
できるものであれば他の方式、例えば整流器と平滑コン
デンサに定電圧回路等を組み合わせた構成としてもよ
い。また、5はこの電源部4を制御する制御回路で、図
では詳細な構成は省略してあるが例えばPWMによる電
源制御用のIC等により簡単に構成することができる。
1,R2により検出する第1の電圧検出手段、2bは抵
抗R3の電圧降下により二次電池Eの充電電流を電圧に
変換して、これを検出するための第2の電圧検出手段
で、分圧抵抗R3,R4にて構成されている。また,2
cは上記検出手段により検出された電圧を比較するため
の基準電圧を検出する第3の電圧検出手段、3は上記充
電制御部1の電源等を安定化して供給するレギュレタI
C、4は充電に必要な電圧と電流を供給する電源部で、
この実施例ではチョッパー方式のスイッチングレギュレ
ターを構成しているが、所定の電圧と電流を安定に供給
できるものであれば他の方式、例えば整流器と平滑コン
デンサに定電圧回路等を組み合わせた構成としてもよ
い。また、5はこの電源部4を制御する制御回路で、図
では詳細な構成は省略してあるが例えばPWMによる電
源制御用のIC等により簡単に構成することができる。
【0019】CP1,CP2は第1および第2の比較手
段としてのコンパレータでこの実施例では専用のコンパ
レータICにて構成しているが、OPアンプIC等を使
用して構成することも可能である。また、Eはリチウム
イオン等の二次電池、Q2は切換手段としてのスイッチ
素子でこの実施例ではFETにて構成しているが、トラ
ンジスタなどの半導体素子あるいはリレー等によって構
成することも可能である。
段としてのコンパレータでこの実施例では専用のコンパ
レータICにて構成しているが、OPアンプIC等を使
用して構成することも可能である。また、Eはリチウム
イオン等の二次電池、Q2は切換手段としてのスイッチ
素子でこの実施例ではFETにて構成しているが、トラ
ンジスタなどの半導体素子あるいはリレー等によって構
成することも可能である。
【0020】しかして、電源部4は端子VCC,GND
間に非安定化電源(例えば、交流電源をダイオードブリ
ッジおよび平滑コンデンサを介して接続したもの)が接
続されていて、これを制御回路5からのPWM制御によ
るパルスにてスイッチング素子Q1がスイッチング動作
を行い、チョークコイルL1、フライホイールダイオー
ドD1により平滑コンデンサC1に所定の電圧を発生
し、これを逆流防止ダイオードD2を介して取り出すも
のである。なお、制御回路5は図では省略してあるがX
点、Y点の電圧を監視していて、これにより出力電圧お
よび出力電流が所定の値になるよう前記PWM制御によ
りスイッチング素子をコントロールしたり、場合によっ
ては動作を停止する。
間に非安定化電源(例えば、交流電源をダイオードブリ
ッジおよび平滑コンデンサを介して接続したもの)が接
続されていて、これを制御回路5からのPWM制御によ
るパルスにてスイッチング素子Q1がスイッチング動作
を行い、チョークコイルL1、フライホイールダイオー
ドD1により平滑コンデンサC1に所定の電圧を発生
し、これを逆流防止ダイオードD2を介して取り出すも
のである。なお、制御回路5は図では省略してあるがX
点、Y点の電圧を監視していて、これにより出力電圧お
よび出力電流が所定の値になるよう前記PWM制御によ
りスイッチング素子をコントロールしたり、場合によっ
ては動作を停止する。
【0021】つぎに、このような回路の接続について説
明する。電源部4のプラス側出力、すなわち逆流防止ダ
イオードD2からはスイッチ素子Q2を介して第1の電
圧検出手段2aの一端と二次電池Eのプラス側に接続さ
れ、電源部4のマイナス側出力は第1の電圧検出手段の
他端と二次電池Eのマイナス側におよびアースラインと
して充電制御部1のGND、第3の電圧検出手段2cの
一端とレギュレタICのGNDに接続されている。
明する。電源部4のプラス側出力、すなわち逆流防止ダ
イオードD2からはスイッチ素子Q2を介して第1の電
圧検出手段2aの一端と二次電池Eのプラス側に接続さ
れ、電源部4のマイナス側出力は第1の電圧検出手段の
他端と二次電池Eのマイナス側におよびアースラインと
して充電制御部1のGND、第3の電圧検出手段2cの
一端とレギュレタICのGNDに接続されている。
【0022】電源部4のフライホイールダイオードD1
と平滑コンデンサC1の間のチョークコイルL1の反対
側には電流検出用の抵抗R3があって、この抵抗R3と
フライホイールダイオードD1のアノードとの接続点に
は第2の電圧検出手段の一端が接続されている。また、
電源部4のプラス入力VCCにはレギュレタICのIN
に接続され、その安定出力OUTは第2の電圧検出手段
2aの他端と第3の電圧検出手段2cの他端および充電
制御部1の電源入力VDDに接続されている。
と平滑コンデンサC1の間のチョークコイルL1の反対
側には電流検出用の抵抗R3があって、この抵抗R3と
フライホイールダイオードD1のアノードとの接続点に
は第2の電圧検出手段の一端が接続されている。また、
電源部4のプラス入力VCCにはレギュレタICのIN
に接続され、その安定出力OUTは第2の電圧検出手段
2aの他端と第3の電圧検出手段2cの他端および充電
制御部1の電源入力VDDに接続されている。
【0023】この充電制御部1の出力ポートP3はスイ
ッチング素子の制御入力(ゲート)に接続され、前記第
3の電圧検出手段2cの出力は第1の比較手段のコンパ
レータCP1のプラス入力と第2の比較手段のコンパレ
ータCP2のマイナス入力に接続され、前記第1の電圧
検出手段2aの出力はコンパレータCP1のマイナス入
力に接続され、前記第2の電圧検出手段2bの出力はコ
ンパレータCP2のプラス入力に接続され、これらコン
パレータCP1,CP2の出力はそれぞれ、充電制御部
1の入力ポートP1,P2に接続されている。
ッチング素子の制御入力(ゲート)に接続され、前記第
3の電圧検出手段2cの出力は第1の比較手段のコンパ
レータCP1のプラス入力と第2の比較手段のコンパレ
ータCP2のマイナス入力に接続され、前記第1の電圧
検出手段2aの出力はコンパレータCP1のマイナス入
力に接続され、前記第2の電圧検出手段2bの出力はコ
ンパレータCP2のプラス入力に接続され、これらコン
パレータCP1,CP2の出力はそれぞれ、充電制御部
1の入力ポートP1,P2に接続されている。
【0024】つぎに、このような構成の電源装置の動作
について説明する。第3の電圧検出手段2aは制御電源
VDDとアースライン間の電圧を分圧して所定の電圧の
基準電圧Vrefを発生する。第1の電圧検出手段は二
次電池Eの電圧V1を分圧して出力し、コンパレータC
P1のマイナス入力に入力され、このコンパレータCP
1のプラス入力には前記基準電圧Vrefが入力されて
いて、第1の電圧検出手段の出力すなわち二次電池Eの
電圧V1を分圧した値が基準電圧Vrefより小さいと
きにコンパレータCP1の出力はハイレベル(H)にな
り充電制御部1の入力ポートP1もハイレベル(H)に
なる。
について説明する。第3の電圧検出手段2aは制御電源
VDDとアースライン間の電圧を分圧して所定の電圧の
基準電圧Vrefを発生する。第1の電圧検出手段は二
次電池Eの電圧V1を分圧して出力し、コンパレータC
P1のマイナス入力に入力され、このコンパレータCP
1のプラス入力には前記基準電圧Vrefが入力されて
いて、第1の電圧検出手段の出力すなわち二次電池Eの
電圧V1を分圧した値が基準電圧Vrefより小さいと
きにコンパレータCP1の出力はハイレベル(H)にな
り充電制御部1の入力ポートP1もハイレベル(H)に
なる。
【0025】また、第2の電圧検出手段2bは電流検出
用の抵抗R3の電源部4のGND端子側と制御電源VD
Dとの電圧を分圧して出力し、コンパレータCP2のプ
ラス入力に入力される。そしてこのコンパレータCP2
のマイナス入力には前記基準電圧Vrefが入力されて
いて、第2の電圧検出手段の出力すなわち抵抗R3の電
圧降下(I1)が大きいときにコンパレータCP2の出
力はハイレベル(H)になり充電制御部1の入力ポート
P2もハイレベル(H)になる。
用の抵抗R3の電源部4のGND端子側と制御電源VD
Dとの電圧を分圧して出力し、コンパレータCP2のプ
ラス入力に入力される。そしてこのコンパレータCP2
のマイナス入力には前記基準電圧Vrefが入力されて
いて、第2の電圧検出手段の出力すなわち抵抗R3の電
圧降下(I1)が大きいときにコンパレータCP2の出
力はハイレベル(H)になり充電制御部1の入力ポート
P2もハイレベル(H)になる。
【0026】このようにして、充電制御部1の入力はH
/Lのデジタル入力のみでも充電地Eの電圧V1と電流
I1が所定の基準値より高いか、低いかを検出すること
ができる。
/Lのデジタル入力のみでも充電地Eの電圧V1と電流
I1が所定の基準値より高いか、低いかを検出すること
ができる。
【0027】つぎに、充電動作について説明する。図3
はこのような充電動作を表したフローチャートである。
はこのような充電動作を表したフローチャートである。
【0028】充電制御部1は本体の電源投入あるいは専
用の始動スイッチ等によりスイッチング素子Q2をオン
にして充電を開始する(S1)、そして充電開始後入力
ポートP1を監視し(S2)、入力ポートP1がハイレ
ベル(H)からロウレベル(L)になったことでプリチ
ャージ状態から急速充電状態に移行したことを検出する
(S3)。
用の始動スイッチ等によりスイッチング素子Q2をオン
にして充電を開始する(S1)、そして充電開始後入力
ポートP1を監視し(S2)、入力ポートP1がハイレ
ベル(H)からロウレベル(L)になったことでプリチ
ャージ状態から急速充電状態に移行したことを検出する
(S3)。
【0029】つぎに、充電制御部1は入力ポートP2を
監視し(S4)、急速充電開始時あるいは急速充電中に
入力ポートP2がハイレベル(H)からロウレベル
(L)になったことで充電量が90%以上になったこと
を検出する(S5)。
監視し(S4)、急速充電開始時あるいは急速充電中に
入力ポートP2がハイレベル(H)からロウレベル
(L)になったことで充電量が90%以上になったこと
を検出する(S5)。
【0030】そして、この時出力ポートP3を一定時間
(ta)ハイレベル(H)にしてスイッチ素子Q2をオ
フにし(S6)、入力ポートP1がハイレベル(H)で
あるかロウレベル(L)であるかを調べ(S7)、ロウ
レベル(L)すなわち二次電池Eの電圧V1が低下せず
に所定の値以上である場合には、満充電であると判断し
(S8)、その後の充電動作を進める。
(ta)ハイレベル(H)にしてスイッチ素子Q2をオ
フにし(S6)、入力ポートP1がハイレベル(H)で
あるかロウレベル(L)であるかを調べ(S7)、ロウ
レベル(L)すなわち二次電池Eの電圧V1が低下せず
に所定の値以上である場合には、満充電であると判断し
(S8)、その後の充電動作を進める。
【0031】また、入力ポートP1がハイレベル(H)
であれば、二次電池が未接続状態等のオープン電池であ
ると判断し(S9)、その後は充電異常モードに移行し
て例えばスイッチ素子Q2をオフにし、充電動作を停止
したり警報を発する等の処置がなされる。
であれば、二次電池が未接続状態等のオープン電池であ
ると判断し(S9)、その後は充電異常モードに移行し
て例えばスイッチ素子Q2をオフにし、充電動作を停止
したり警報を発する等の処置がなされる。
【0032】さらに、入力ポートP1,P2と出力ポー
トの状態の組合せが上記以外である場合、すなわち出力
ポートP3がロウレベル(L)で入力ポートP1,P2
がハイレベル(H)である場合、出力ポートP3がハイ
レベル(H)で入力ポートP1,P2がそれぞれロウレ
ベル(L)とハイレベル(H)である場合および出力ポ
ートP3がハイレベル(H)で入力ポートP1,P2が
ハイレベル(H)である場合には充電装置の異常である
と判断し、上記充電異常モードに移行する。
トの状態の組合せが上記以外である場合、すなわち出力
ポートP3がロウレベル(L)で入力ポートP1,P2
がハイレベル(H)である場合、出力ポートP3がハイ
レベル(H)で入力ポートP1,P2がそれぞれロウレ
ベル(L)とハイレベル(H)である場合および出力ポ
ートP3がハイレベル(H)で入力ポートP1,P2が
ハイレベル(H)である場合には充電装置の異常である
と判断し、上記充電異常モードに移行する。
【0033】以上の入出力ポートの状態と充電装置およ
び二次電池の状態との関係をまとめたものを表1に示
す。
び二次電池の状態との関係をまとめたものを表1に示
す。
【0034】
【表1】
【0035】このように、充電制御部1はADポートを
持たなくとも、特定の二次電池の充電特性に合わせた電
圧設定を上記第1ないし第3の電圧検出手段(2a,2
b,2c)にて行い、充電特性に沿った電圧と電流の変
化をこの第1ないし第3の電圧検出手段(2a,2b,
2c)と第1、第2の比較手段(P1,P2)により検
出することで入出力ポートだけでも精度良く充電制御が
行え、オープン電池や充電装置の異常も検出できる。
持たなくとも、特定の二次電池の充電特性に合わせた電
圧設定を上記第1ないし第3の電圧検出手段(2a,2
b,2c)にて行い、充電特性に沿った電圧と電流の変
化をこの第1ないし第3の電圧検出手段(2a,2b,
2c)と第1、第2の比較手段(P1,P2)により検
出することで入出力ポートだけでも精度良く充電制御が
行え、オープン電池や充電装置の異常も検出できる。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明によれば第1ないし
第3の電圧検出手段と第1、第2の比較手段と切換手段
とにより二次電池の充電特性に沿った電圧と電流の変化
を検出する方法としたので、ADポートを有しなくとも
精度よく充電制御が行え、簡単な構造で低コストの充電
装置で充電可能な方法を提供できる。
第3の電圧検出手段と第1、第2の比較手段と切換手段
とにより二次電池の充電特性に沿った電圧と電流の変化
を検出する方法としたので、ADポートを有しなくとも
精度よく充電制御が行え、簡単な構造で低コストの充電
装置で充電可能な方法を提供できる。
【0037】また、入出力ポートの組合せが正常な充電
状態以外の組合せである場合にはオープン電池あるいは
充電装置の異常であると判断する方法としたので、AD
ポートを有しない、簡単な構成の装置でも充電装置の異
常の検出が可能となった。
状態以外の組合せである場合にはオープン電池あるいは
充電装置の異常であると判断する方法としたので、AD
ポートを有しない、簡単な構成の装置でも充電装置の異
常の検出が可能となった。
【0038】あるいは、第1ないし第3の電圧検出手段
と第1、第2の比較手段と切換手段とを有し、これらに
より二次電池の充電特性に沿った電圧と電流の変化を検
出する装置としたので、ADポートを有しなくとも精度
よく充電制御が行え、簡単な構造で低コストの充電装置
を提供できる。
と第1、第2の比較手段と切換手段とを有し、これらに
より二次電池の充電特性に沿った電圧と電流の変化を検
出する装置としたので、ADポートを有しなくとも精度
よく充電制御が行え、簡単な構造で低コストの充電装置
を提供できる。
【0039】また、入出力ポートの組合せが正常な充電
状態以外の組合せである場合にはオープン電池あるいは
充電装置の異常であると判断する装置としたので、AD
ポートを有しない、簡単な構成の装置でも充電装置の異
常の検出が可能となった。
状態以外の組合せである場合にはオープン電池あるいは
充電装置の異常であると判断する装置としたので、AD
ポートを有しない、簡単な構成の装置でも充電装置の異
常の検出が可能となった。
【図1】本発明の代表的実施例の基本構成を示す回路図
である。
である。
【図2】二次電池の充電特性を示した図で(a)は充電
電圧V1と充電時間tとの関係を示した図、(b)は充
電電流I1と充電時間tとの関係を示した図である。
電圧V1と充電時間tとの関係を示した図、(b)は充
電電流I1と充電時間tとの関係を示した図である。
【図3】本発明による充電動作を示したフローチャート
である。
である。
【図4】従来のA/Dポートを有する充電装置の構成例
を示した回路図である。
を示した回路図である。
1 充電制御部 2a 第1の電圧検出手段 2b 第2の電圧検出手段 2c 第3の電圧検出手段 3 レギュレタIC 4 電源部 5 制御回路 CP1 第1の比較手段(コンパレータ) CP2 第2の比較手段(コンパレータ) Q1 スイッチング素子 Q2 切換手段(スイッチ素子) C1 平滑コンデンサ E 二次電池 L1 チョークコイル D1 フライホイールダイオード D2 逆流防止ダイオード
Claims (4)
- 【請求項1】 リチウムイオン電池などの二次電池に充
電電流を流して充電する充電方法において、 充電電流を電圧降下により電圧に変換して第2の電圧検
出手段により検出し、得られた電圧と第3の電圧検出手
段より得られた基準電圧とを第2の比較手段により比較
し、所定の値以下である場合に電源部との接続を制御す
る切換手段により一定時間電源部との接続を切断し、こ
の時に二次電池の端子電圧を検出する第1の電圧検出手
段により二次電池の電圧を検出し、第1の比較手段によ
り前記基準電圧と比較し、所定の値以上である場合には
満充電であると判断することを特徴とする充電方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の充電方法において、 第1の電圧検出手段と第2の電圧検出手段により検出さ
れた二次電池の電圧と電流の組合せが、正常な充電状態
のとき以外の組合せである時にはオープン電池あるいは
充電装置の異常と判断することを特徴とする請求項1記
載の充電方法。 - 【請求項3】 リチウムイオン電池などの二次電池に充
電電流を流して充電する充電装置において、 電源部との接続を制御する切換手段と、二次電池の端子
電圧を検出する第1の電圧検出手段と、充電電流を電圧
降下により電圧に変換しこれを検出するための第2の電
圧検出手段と、基準電圧を検出するための第3の電圧検
出手段と、前記第1の電圧検出手段により得られた電圧
と第3の電圧検出手段より得られた基準電圧とを比較し
その結果を出力する第1の比較手段と、前記第2の電圧
検出手段より得られた電圧と第3の電圧検出手段より得
られた基準電圧とを比較しその結果を出力する第2の比
較手段と、これらの比較手段からの出力を入力するため
のポートと前記切換手段を制御するためのポートとを備
え充電動作を制御する充電制御部とを有し、 充電電流の低下を前記第2の電圧検出手段により検出
し、前記第2の比較手段により基準電圧と比較し、所定
の値以下である場合に前記切換手段により一定時間電源
部との接続を切り、この時に前記第1の電圧検出手段に
より二次電池の電圧を検出し、前記第1の比較手段によ
り基準電圧と比較し、所定の値以上である場合には満充
電であると判断することを特徴とする充電装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の充電装置において、 第1の電圧検出手段と第2の電圧検出手段により検出さ
れた二次電池の電圧と電流の組合せが、正常な充電状態
のとき以外の組合せである時にはオープン電池あるいは
充電装置の異常と判断することを特徴とする請求項3記
載の充電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6315718A JPH08149712A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 充電方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6315718A JPH08149712A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 充電方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08149712A true JPH08149712A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=18068708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6315718A Pending JPH08149712A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 充電方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08149712A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997006591A1 (en) * | 1995-08-10 | 1997-02-20 | Sony Corporation | Charging method, charging device and integrated circuit |
CN100420121C (zh) * | 2004-03-01 | 2008-09-17 | 株式会社理光 | 电池连接检测电路 |
CN100426622C (zh) * | 2005-04-15 | 2008-10-15 | 美国凹凸微系有限公司 | 电流模式充电器控制器、便携式电气装置及其控制方法 |
CN110954840A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 广东金莱特电器股份有限公司 | 电量检测电路、方法及计算机可读存储介质 |
-
1994
- 1994-11-25 JP JP6315718A patent/JPH08149712A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997006591A1 (en) * | 1995-08-10 | 1997-02-20 | Sony Corporation | Charging method, charging device and integrated circuit |
CN100420121C (zh) * | 2004-03-01 | 2008-09-17 | 株式会社理光 | 电池连接检测电路 |
CN100426622C (zh) * | 2005-04-15 | 2008-10-15 | 美国凹凸微系有限公司 | 电流模式充电器控制器、便携式电气装置及其控制方法 |
CN110954840A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 广东金莱特电器股份有限公司 | 电量检测电路、方法及计算机可读存储介质 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040302 |