JPH08195225A - バッテリチャージャ - Google Patents

バッテリチャージャ

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JPH08195225A
JPH08195225A JP7024620A JP2462095A JPH08195225A JP H08195225 A JPH08195225 A JP H08195225A JP 7024620 A JP7024620 A JP 7024620A JP 2462095 A JP2462095 A JP 2462095A JP H08195225 A JPH08195225 A JP H08195225A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 定電流充電領域を長くすることにより充電完
了時間を短縮するバッテリチャ−ジャを提供すること。 【構成】 バッテリチャ−ジャの出力電圧及び出力電流
を各々基準電圧と比較し、誤差電圧をフイ−ドバックし
充電初期は定電流充電を行い、バッテリ電圧が一定値に
達した後は定電圧充電を行うバッテリチャ−ジャにおい
て、バッテリチャ−ジャ２０の出力電圧と比較する基準
電圧Ｖｒにバッテリ９の充電電流Ｉｃに比例した電圧Ｖ
ｇを加算する加算器１１を設け、前記加算器１１の出力
である加算値とバッテリチャ−ジャ２０の出力電圧Ｖを
比較した誤差電圧ｅをフィ−ドバックしてバッテリチャ
−ジャ２０の出力電圧Ｖを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチュームイオンバッ
テリ等の充電回路に関するもので、特に、定電流充電領
域を長くすることにより全体の充電時間を短縮するバッ
テリチャ−ジャに関するものである。
【０００２】
【従来技術】図３は、従来のバッテリチャ−ジャの構成
例を示す図である。図示するように、従来のバッテリチ
ャ−ジャ２０´は電圧電流を制御する制御部１、抵抗器
５と抵抗器６で分圧された出力電圧を基準電圧Ｖｒと比
較し、制御信号を出力する電圧検出部２、シャント抵抗
器４から出力電流を検出し制御信号を出力する電流検出
部３、出力電流をオン／オフする出力スイッチ７、バッ
テリ９を接続する充電端子８から構成され、充電端子８
を介してバッテリ９に充電電流を供給する。
【０００３】図４は、従来のバッテリチャ−ジャの充電
回路の充電特性を示す図である。バッテリ９が充電端子
８に接続され、出力スイッチ７がオンすると充電が開始
される。制御部１は充電初期では電流検出部３の出力信
号のフィ−ドバックにより充電電流ｉｃ´を一定に抑え
制御する。その間、バッテリ９の充電電圧Ｖｂ´はスタ
−ト電圧Ｖｓから図示するように上昇する（定電流充電
領域）。制御部１は充電電圧Ｖｂ´が設定電圧Ｖ0−降
下電圧Ｖ´（出力スイッチ７、充電端子８及び電線等の
抵抗による電圧降下分）に達した以降は電圧検出部２の
出力信号のフィ−ドバックにより出力電圧を一定に制御
する。従って、充電電流Ｉｃ´は経過時間に従って減衰
し、充電電圧Ｖｂ´は定電圧設定値Ｖ0に近づく（定電
圧充電領域）。制御部１は満充電時ｔ2の電流Ｉ0を検出
すると満充電と判断し、出力スイッチ７をオフし充電を
終了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
充電回路による充電では、充電時間の後半は一定電圧で
充電するため充電電流が次第に減衰し、バッテリ９が満
充電になる充電完了時間ｔ2が長くなり不便で作業能率
も悪くなると云う問題があった。バッテリ９の充電容量
は充電電流×充電時間で表され、最大充電電流を流す定
電流充電領域が長いほど充電完了時間ｔ2は短くなる
が、充電電圧Ｖｂ´が設定電圧を超えないように後半は
一定電圧Ｖ0で充電するため充電完了時間ｔ2が長くな
る。
【０００５】充電完了時間ｔ2を短縮するために、パル
ス電圧で充電する方法もあるがパルス充電は一時的にバ
ッテリ９のオ−プン電圧（０ＣＶ）が設定電圧を超えバ
ッテリ９の寿命を縮める場合があると云う問題がある。
【０００６】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を除去するために定電流充電を長くする
ことにより、充電完了時間を短縮するバッテリチャ−ジ
ャを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明はバッテリチャ−ジャの出力電圧及び出力電流を
各々基準電圧と比較し、誤差電圧をフィ−ドバックし充
電初期は定電流充電を行い、バッテリ電圧が一定値に達
した後は定電圧充電を行うバッテリチャ−ジャにおい
て、図１に示すように、バッテリチャ−ジャ２０の出力
電圧と比較する基準電圧Ｖｒにバッテリ９の充電電流に
比例した電圧Ｖｇを加算する加算器１１を設け、加算器
１１の出力である加算値とバッテリチャ−ジャ２０の出
力電圧Ｖを比較した誤差電圧ｅをフィ−ドバックしてバ
ッテリチャ−ジャ２０の出力電圧を制御することを特徴
とする。
【０００８】
【作用】本発明は上記構成を採用することにより、従来
の基準電圧Ｖｒにバッテリ９の充電電流に比例した電圧
を加算するので、定電流充電領域でのバッテリチャ−ジ
ャ２０の出力電圧は従来より上昇し、定電流充電領域の
時間を長くすることが出来るので充電が速く進行する
（図２参照）。
【０００９】定電圧充電領域では充電電流が減衰するの
で前記加算値は徐々に基準電圧Ｖｒに近づきバッテリチ
ャ−ジャ２０の出力電圧Ｖは基準電圧Ｖｒの設定電圧Ｖ
0に収束する。従って、充電電流に比例した電圧Ｖｇを
発生する抵抗器１０の値を適切に選べばバッテリ９のオ
−プン電圧（０ＣＶ）は最終的には設定電圧Ｖ0を超え
ることなく過充電にならず寿命を縮めることもない。定
電流充電領域で充電が速く進行するので全体の充電時間
は大幅に短縮される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は本発明のバッテリチャ−ジャ２０
の構成例を示す図である。図示するように、本発明のバ
ッテリチャ−ジャ２０は電圧電流を制御する制御部１、
抵抗器５と抵抗器６で分圧された出力電圧を基準電圧Ｖ
ｒと比較し制御信号を出力する電圧検出部２、シャント
抵抗器４から出力電流を検出し制御信号を出力する電流
検出部３、出力電流をオン／オフする出力スイッチ７、
バッテリ９を接続する充電端子８から構成される点は従
来と同じである。
【００１１】本発明のバッテリチャ−ジャ２０の充電回
路はバッテリ９の充電電流Ｉｃに比例する電圧Ｖｇを抵
抗器１０で発生させ基準電圧Ｖｒと加算する加算器１１
を設け、その加算値（＝Ｖｒ＋Ｖｇ）と出力電圧Ｖを比
較し電圧制御を行うことを特徴とする。
【００１２】図２は本発明のバッテリチャ−ジャの充電
回路の充電特性を示す図である。バッテリ９が充電端子
８に接続され出力スイッチ７がオンされると充電が開始
される。制御部１は充電初期では電流検出部３の出力信
号のフィ−ドバックにより充電電流ｉｃを一定に抑え制
御する。その間、バッテリ９の充電電圧Ｖｂはスタ−ト
電圧Ｖｓから図示するように上昇する。
【００１３】以下に充電電圧Ｖｂの変化を説明する。出
力電圧Ｖは次式で表される。 Ｖ＝Ｖｂ＋Ｖｇ＋Ｖ´・・・・・・・・・・・・・（１） ここでＶ：出力電圧 Ｖｂ：バッテリ電圧 Ｖｇ：充電電流に比例した電圧 Ｖ´：電圧降下分
【００１４】制御部１は定電圧充電領域では、電圧検出
部２の入力電圧（誤差電圧ｅ）がゼロになるようにフィ
−ドバック制御を行うので、出力電圧Ｖを基準電圧Ｖｒ
と抵抗器５の抵抗値Ｒ１及び抵抗器６の抵抗値Ｒ２で表
すと出力電圧Ｖは次式で表される。 Ｖ＝（Ｖｒ＋Ｖｇ）（１＋Ｒ１／Ｒ２） ＝Ｖｒ（１＋Ｒ１／Ｒ２）＋Ｖｇ＋Ｖｇ・Ｒ１／Ｒ２ ＝Ｖ0＋Ｖｇ＋Ｖｇ・Ｒ１／Ｒ２・・・・・・・・・・・・（２） ここでＶ0は充電電流＝０の時の出力電圧
【００１５】式（１）と式（２）より Ｖｂ＝Ｖ0＋Ｖｇ・Ｒ１／Ｒ２−Ｖ´・・・・・・・・・・・（３） 即ち、抵抗器１０の値を適切に選べば（Ｖｇの値を適切
に選べば）充電電流Ｉｃが定電流充電領域では充電電圧
Ｖｂは充電電流＝０の時の設定電圧Ｖ0を超えＶｐに達
し、定電圧充電領域では充電電流Ｉｃが減少するので式
（３）に従って減少する。図で表示すると図２のＶｂの
曲線となる。
【００１６】図５は本発明のバッテリチャ−ジャの充電
特性と従来のバッテリチャ−ジャの充電特性を示す図で
ある。同図において、Ｖｂ及びＩｃはそれぞれ本発明の
バッテリチャ−ジャの充電電圧及び充電電流を示し、Ｖ
ｂ’及びＩｃ’はそれぞれ本発明のバッテリチャ−ジャ
の充電電圧及び充電電流を示す。
【００１７】図５から分かるように本発明のバッテリチ
ャ−ジャの充電特性は充電電圧Ｖｂが充電電流＝０の時
の設定電圧Ｖ0をオ−バ−し、上方から最終的に設定電
圧Ｖ0に収束する。従って、充電電流に比例した電圧Ｖ
ｇを発生する抵抗器１０の値を適切に選べばバッテリの
オ−プン電圧（０ＣＶ）は設定電圧を超えず過充電にな
らず寿命を縮めることもない。その間、定電流充電領域
での充電が長くなり充電が速く進行するから、定電圧充
電領域は短縮され充電完了時間はｔ2からｔ1に大幅に短
縮される。
【００１８】なお、図６は図１の構成を簡略化した構成
例を示す。本例は図１の例で用いたシャント抵抗器４を
省き、その代りに電圧Ｖｇを発生させる抵抗器１０を利
用し、抵抗器１０側から出力電流を電流検出部３へ導く
構成として、部品点数を削減したものである。
【００１９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、下記のような優れた効果が期待される。 （１）従来の基準電圧にバッテリの充電電流に比例した
電圧を加算するので、定電流充電領域でのバッテリチャ
−ジャの出力電圧は従来より上昇し、定電流充電領域の
時間を長くすることが出来るので充電が速く進行し、定
電圧充電領域では充電電流が減衰するので前記比較信号
は徐々に基準電圧に等しくなりバッテリチャ−ジャの出
力電圧は基準電圧の設定電圧に収束する。従って、充電
電流に比例した電圧Ｖｇを発生する抵抗器の値を適切に
選べばバッテリのオ−プン電圧（０ＣＶ）は、設定電圧
を超えず過充電にならず寿命を縮めることもなく、且つ
定電流充電領域で充電が速く進行するから充電完了時間
は大幅に短縮できる。
【００２０】（２）また、従来は出力スイッチにトラン
ジスタスイッチ等を使用するとロスが大きく充電時間が
大幅に長くなるため、リレ−（又はスイッチ）を使用し
ていたが本発明では充電電圧を自在に設定できるので、
トランジスタスイッチ等を使用してもロスを補償するこ
とは容易になる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバッテリチャ−ジャの充電回路の構成
例を示す図である。
【図２】本発明のバッテリチャ−ジャの充電特性を示す
図である。
【図３】従来のバッテリチャ−ジャの充電回路の構成例
を示す図である。
【図４】従来のバッテリチャ−ジャの充電特性を示す図
である。
【図５】本発明のバッテリチャ−ジャの充電特性と従来
のバッテリチャ−ジャの充電特性を示す図である。
【図６】本発明のバッテリチャ−ジャの他の構成例を示
す図である。
【符号の説明】
１ 制御部 ２ 電圧検出部 ３ 電流検出部 ４ シャント抵抗器 ５ 抵抗器 ６ 抵抗器 ７ 出力スイッチ ８ 充電端子 ９ バッテリ １０ 抵抗器 １１ 加算器 ２０ バッテリチャ−ジャ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バッテリチャ−ジャの出力電圧及び出力
    電流を各々基準電圧と比較し誤差電圧をフイ−ドバック
    し、充電初期には定電流充電を行い、バッテリ電圧が一
    定値に達した後は定電圧充電を行うバッテリチャ−ジャ
    において、 前記バッテリチャ−ジャの出力電圧と比較する基準電圧
    にバッテリの充電電流に比例した電圧を加算する加算手
    段を設け、 前記加算手段の出力である加算値とバッテリチャ−ジャ
    の出力電圧を比較した誤差電圧をフィ−ドバックしてバ
    ッテリチャ−ジャの出力電圧を制御することを特徴とす
    るバッテリチャ−ジャ。
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