JPH08317571A - 二次電池の充電回路 - Google Patents

二次電池の充電回路

Info

Publication number
JPH08317571A
JPH08317571A JP7121875A JP12187595A JPH08317571A JP H08317571 A JPH08317571 A JP H08317571A JP 7121875 A JP7121875 A JP 7121875A JP 12187595 A JP12187595 A JP 12187595A JP H08317571 A JPH08317571 A JP H08317571A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
battery
voltage
circuit
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7121875A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Yoshida
徹 吉田
Nobuo Shiojima
信雄 塩島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP7121875A priority Critical patent/JPH08317571A/ja
Publication of JPH08317571A publication Critical patent/JPH08317571A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電池から充電回路側への電流の逆流を防止する
と共に、電池電圧の正確な測定を可能として充電時間を
短縮し、さらに過充電による電池の劣化もない二次電池
の充電回路を提供する。 【構成】二次電池1の端子電圧を検出する電圧検出回路
3の出力に基づいて電池1に供給する充電電流を制御す
る充電電流制御回路4と、電池1との間に逆流防止ダイ
オード9を挿入するとともに、電池1と電圧検出回路3
との間にスイッチ素子であるFET2を挿入し、スイッ
チ制御回路10によってFET2を充電用電源12がオ
ンのときに導通状態とし、充電用電源12がオフのとき
に非導通状態とする制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池を充電する充
電回路に関する。
【0002】
【従来の技術】二次電池の充電方法については数多く提
案されているが、従来の技術ではいずれも電池電圧を検
出して何らかの制御を行っていた。図3は、このような
従来の二次電池の充電回路の一例を示す回路図であり、
二次電池1の端子電圧(電池電圧)VB を電圧検出回路
3で検出し、それに基づいて充電電流制御回路4により
充電電源12から電池1に流れる充電電流を制御する構
成となっている。
【0003】ところで、このような充電回路では二次電
池1を接続したままの状態で充電用電源12をオフした
場合、電池1から電圧検出回路3などに電流が逆流し、
電池1を放電させてしまうことがある。この問題を避け
るため、従来では図3に示すように電池1と充電電流制
御回路4との間に逆流防止ダイオード9を挿入し、充電
回路の入力電力がオフのとき、つまり充電用電源12が
オフのときはダイオード9が非導通状態となることによ
り、電圧検出回路3に電流が逆流しないようにしてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】二次電池の中でも、特
にリチウム二次電池などの非水溶媒系二次電池あるいは
鉛蓄電池は、充電時に定電圧充電を行うことが多い。こ
れらの二次電池は、適正な電圧(充電制御電圧)を越え
て充電すると、電解液の分解によりガスが発生して性能
劣化を引き起こしたり、電極が破損を受けたり、電池内
部で短絡したり、さらに密閉型電池の場合は破裂に至る
こともある。このため、リチウム二次電池については充
電初期は比較的大電流で定電流充電を行い、その後は定
電圧充電を行う方法が採られている。この場合、定電圧
充電においては充電電圧を例えば電池のセル当たり4.
2V±50mVといった高精度に保つことが要求され
る。
【0005】図3に示した従来の充電回路では、定電圧
充電時に充電電圧を上記のような範囲に保持するため
に、電池電圧検出回路3で検出される電圧、つまり逆流
防止ダイオード9の充電電流制御回路4側の電圧が4.
2Vとなった時点で定電流充電から定電圧充電に移行す
るようにしていた。しかし、実際には逆流防止ダイオー
ド9に電圧降下Vd があるため、電池電圧VB が4.2
Vに達する前、すなわちVB +Vd が4.2Vに達した
時点で定電流充電から定電圧充電に移行してしまう。定
電圧充電ではVB +Vd を4.2V一定にし、これを越
えないように電流値が減少してゆく。その後、電池電圧
VB は徐々に4.2Vに近づくが、定電流充電の時間が
正規の時間より短かったために、満充電に達するまでに
長時間かかってしまうという問題がある。
【0006】この問題点を図2を参照してさらに詳しく
説明する。充電用電源12から充電回路に電力が供給さ
れると、誤差増幅器6の反転入力端子に電池電圧VB と
逆流防止ダイオード9の電圧降下Vd とを加算した電圧
VB +Vd を電圧検出回路3の抵抗R1とR2で分圧し
た電圧が印加されるため、VB +Vd は図2(a)の一
点鎖線で示すようになる。この場合、充電電流制御回路
4はt=tcの時点で定電流充電動作から定電圧充電動
作に移行し、充電電流Ic2は図2(b)の破線で示す
ように減少する。電池電圧VB は、図2(a)の破線で
示すようにt=tcの時点から上昇が鈍くなり、徐々に
4.2Vに近づいてゆく。そして、充電電流は電池電圧
VB が4.2Vとなる時点t=taより前のt=tcの
時点で減少し始めるため、電池1が満充電となる充電電
流Ibに達するまでの時間が、正規の時間t=tbより
長いt=tdとなってしまう。
【0007】このように従来の充電回路では、逆流防止
ダイオード9の電圧降下Vd の影響で電池電圧VB を正
確に測定できないため、定電流充電動作の時間が短くな
って満充電に達するまでの時間、つまり充電時間が長く
なり、さらに逆流防止ダイオード9の電圧降下Vd は電
流値や温度によっても変化するため、満充電に達するま
での時間が変動してしまうという問題があった。
【0008】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、電池から充電回路側への電流の逆
流を防止すると共に、電池電圧の正確な測定を可能とし
て充電時間を短縮し、さらに過充電による電池の劣化も
ない二次電池の充電回路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明による二次電池の充電回路は、二次電池の端
子電圧を検出する電圧検出回路の出力に基づいて二次電
池に供給する充電電流を制御する充電電流制御回路と二
次電池との間に逆流防止ダイオードを挿入するととも
に、二次電池と電圧検出回路との間に電界効果トランジ
スタのようなスイッチ素子を挿入し、さらに該スイッチ
素子を充電回路の入力電力がオンのときに導通状態と
し、該入力電力がオフのときに非導通状態とするスイッ
チ制御回路を備えたことを特徴とする。
【0010】
【作用】上記のように構成された本発明による二次電池
の充電回路では、二次電池の充電時、つまり充電回路の
入力電力がオンのときは、二次電池と電圧検出回路との
間に挿入されたスイッチ素子を導通させることによっ
て、スイッチ素子の電圧降下の影響を受けることなく電
池電圧を電圧検出回路で正確に測定できるため、この電
圧検出回路の出力に基づいて充電電流制御回路で電池の
充電電流を制御することにより、充電時間が長くなった
り、過充電となったりすることはない。
【0011】例えば、電圧検出回路の出力に基づいて充
電電流制御回路で電池電圧が所定値に達するまでは定電
流充電動作を行い、電池電圧が所定値に達した後は定電
圧充電動作を行う制御の場合、定電流充電動作の時間が
本来の時間より短くなってしまうことがなく、充電時間
が短縮される。
【0012】一方、充電回路の入力電力がオフのとき
は、スイッチ素子を非導通状態とすることによって電圧
検出回路に流れる電流を遮断し、さらに逆流防止ダイオ
ードによって電池から充電電流制御回路への電流の逆流
を回避して、電池の放電を防止する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の一実施例に係る二次電池の充電
回路の構成を示す回路図である。この充電回路は、二次
電池(以下、単に電池という)1として例えばリチウム
二次電池等の非水溶媒系二次電池や鉛電池など定電圧で
充電する回路であり、以下リチウム二次電池で説明す
る。
【0014】電池1には、スイッチ素子であるPチャン
ネル電界効果トランジスタ(以下、FETという)2を
介して電圧検出回路3が並列に接続されている。すなわ
ち、電池1の正極端子にはFET2のソースと逆流防止
ダイオード9のカソードが接続され、電池1の負極端子
は接地されている。電圧検出回路3は、抵抗R1,R2
の直列回路で構成された分圧回路からなる。
【0015】充電電流制御回路4は、基準電圧発生回路
5、誤差増幅器6、抵抗R3、PNPトランジスタ7お
よび定電流回路8からなる。誤差増幅器6は差動増幅器
からなり、その反転入力端子には電池の端子電圧(以
下、電池電圧という)VB が所定値、例えば4.2Vの
ときの電圧検出回路3の出力電圧に等しい電圧を基準電
圧V1として発生する基準電圧発生回路5の一端が接続
され、非反転入力端子には電圧検出回路3の出力端子
(分圧回路の中点)が接続されている。また、誤差増幅
器6の出力端子は抵抗R3を介してトランジスタ7のベ
ースに接続されている。なお、基準電圧発生回路5の他
端は接地されている。
【0016】充電電流制御回路4と電池1の正極端子と
の間には、逆流防止ダイオード9が挿入されている。す
なわち、逆流防止ダイオード9のアノードは充電制御回
路4の出力端子であるトランジスタ7のコレクタに接続
され、カソードは電池1の正極端子に接続されている。
【0017】充電用電源12は、例えば交流電源の出力
を整流して直流を得る電源や、他の比較的大容量の電池
が用いられる。充電用電源12の出力端子は、充電電流
制御回路4の入力端子である定電流回路8の入力端子に
接続されている。
【0018】スイッチ制御回路10は、FET2を充電
用電源12がオンのときに導通状態とし、オフのときに
非導通状態とする制御を行う回路であり、NPNトラン
ジスタ11と抵抗R4,R5からなる。抵抗R4の一端
は電池1の正極端子に接続され、抵抗R4の他端とトラ
ンジスタ11のコレクタはFET2のゲートに接続され
ている。また、トランジスタ11のエミッタは接地さ
れ、ベースは抵抗R5を介して充電用電源12に接続さ
れている。
【0019】次に、本実施例の二次電池の充電回路の動
作を図2に示す波形図を参照して説明する。図2(a)
は図1の各部の電圧波形を示し、図2(b)は図1の各
部の電流波形を示している。
【0020】今、充電用電源12がオンとなり、充電用
電源12から充電回路に電力が供給されると、トランジ
スタ11は導通状態のため、FET2も導通状態にな
る。ここで、FET2の導通状態のときのソース−ドレ
イン間の抵抗は非常に小さいため、誤差増幅器6の非反
転入力端子には電圧検出回路3の出力、すなわち電池電
圧VB を抵抗R1,R2で分圧した電圧が印加される。
【0021】ここで、充電初期は電池電圧VB が4.2
Vより低いため、誤差増幅器6の出力は低レベルとな
り、トランジスタ7は導通状態となる。このため、充電
電流制御回路4は定電流回路8から出力されるIc1=
Iaの一定電流で電池1を充電する定電流充電動作を行
う。
【0022】次に、充電が進行して電池電圧VB が上昇
し、t=taの時点でVB =4.2Vに達すると、誤差
増幅器6の出力は徐々に上昇する。これに伴いトランジ
スタ7のベース電流が減少するので、充電電流Ic1も
減少する。すなわち、充電電流制御回路4はVB が4.
2Vを越えないように定電圧充電動作を行う。
【0023】充電が更に進んで充電電流Ic1が減少
し、t=tbの時点でIc1が設定値Ib(例えば10
0mA)に達すると、図示していない満充電検出回路に
より満充電表示が行われるか、充電電流の遮断制御が行
われる。
【0024】充電用電源12がオフとなり、充電回路に
電力が供給されなくなると、トランジスタ11は非導通
状態となるため、FET2も非導通状態となり、電池1
が電圧検出回路3やトランジスタ11を介して放電する
ことはない。また、逆流防止ダイオード9があるため、
充電電流制御回路4に対しても電池1から電流が逆流し
て電池1が放電することはない。
【0025】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、次のように種々変形して実施することができ
る。 (1)実施例では、電池は定電圧充電すべき電池として
非水溶媒系電池を例示したが、鉛蓄電池等の他の定電圧
充電すべき電池でもよく、またタイマー制御、温度制御
など他の充電制御と組み合わせても良い。
【0026】(2)実施例では、定電圧充電すべき電池
で説明したが、ニッケル・水素蓄電池やニッケルカドミ
ウム蓄電池などの定電流充電すべきアルカリ蓄電池系で
もよい。この場合、充電電流制御回路4は電圧検出回路
3の出力に基づいて−ΔV制御や、電圧制御等の電池電
圧の変化を検知して充電制御を行うものでもよく、さら
にタイマー制御や温度制御などの他の制御と組み合わせ
ても良い。
【0027】(3)実施例では、FET2としてPチャ
ンネルFETを用いたが、NチャンネルFETを用いて
もよい。また、実施例ではFET2を電池1の正極端子
と電圧検出回路3との間に接続したが、電圧検出回路3
と電池1の負極端子との間に接続してもよい。これらの
場合、図1の回路を適宜変更することで容易に対応でき
る。
【0028】さらに、スイッチ素子としてはFETに限
られるものではなく、導通時のオン抵抗が問題となるよ
うな半導体スイッチ素子の場合に本発明は有効である。 (4)実施例では、充電電流制御回路4に使用される定
電圧電源回路としてドロッパ型の定電圧電源回路を示し
たが、スイッチング型の定電圧電源回路を用いてもよ
く、その場合にはトランジスタ7で発生する熱を低減で
きるという利点がある。
【0029】(5)実施例では、電池が1個の場合で説
明したが、複数個の電池を直列または並列さらには直並
列にして充電を行うようにしてもよい。その場合、基準
電圧V1および抵抗R1,R2の値を適宜変更すること
で容易に対応できる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば充
電回路の入力電力がオンのときは二次電池と電圧検出回
路との間に挿入されたスイッチ素子を導通させて、スイ
ッチ素子の電圧降下の影響を受けることなく電池電圧を
電圧検出回路で正確に測定できるため、この電圧検出回
路の出力に基づいて充電電流制御回路で電池の充電電流
を制御することにより、充電時間が長くなったり、過充
電となったりすることを防止できる。
【0031】一方、充電回路の入力電力がオフのとき
は、スイッチ素子を非導通状態とすることによって電圧
検出回路に流れる電流を遮断し、さらに逆流防止ダイオ
ードによって電池から充電電流制御回路への電流の逆流
を回避して、電池の放電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る二次電池の充電回路の
構成を示す回路図
【図2】図1の動作を説明するための波形図
【図3】従来の二次電池の充電回路の一例を示す回路図
【符号の説明】
1…二次電池 2…FET(スイッチ素子) 3…電圧検出回路 4…充電電流制御回路 9…逆流防止ダイオード 10…スイッチ制御回路 12…充電用電源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二次電池を充電する充電回路において、 前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、 この電圧検出手段の出力に基づいて前記二次電池に供給
    する充電電流を制御する充電電流制御手段と、 前記二次電池と前記充電電流制御手段との間に挿入され
    た逆流防止ダイオードと、 前記二次電池と前記電圧検出手段との間に挿入されたス
    イッチ素子と、 このスイッチ素子を該充電回路の入力電力がオンのとき
    に導通状態とし、該入力電力がオフのときに非導通状態
    とする制御を行うスイッチ制御手段とを備えたことを特
    徴とする二次電池の充電回路。
  2. 【請求項2】前記充電電流制御手段は、前記電圧検出手
    段により検出された二次電池の端子電圧が所定値に達す
    るまでは定電流充電動作を行い、該端子電圧が所定値に
    達した後は定電圧充電動作を行うことを特徴とする請求
    項1に記載の二次電池の充電回路。
JP7121875A 1995-05-19 1995-05-19 二次電池の充電回路 Pending JPH08317571A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7121875A JPH08317571A (ja) 1995-05-19 1995-05-19 二次電池の充電回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7121875A JPH08317571A (ja) 1995-05-19 1995-05-19 二次電池の充電回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08317571A true JPH08317571A (ja) 1996-11-29

Family

ID=14822095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7121875A Pending JPH08317571A (ja) 1995-05-19 1995-05-19 二次電池の充電回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08317571A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6194873B1 (en) 1999-01-26 2001-02-27 Nec Corporation Power source supplying circuit and method comprising a constant-voltage control arrangement
JP2008136338A (ja) * 2006-10-23 2008-06-12 Sony Corp 充電装置および充電方法
JP2018082511A (ja) * 2016-11-14 2018-05-24 株式会社村田製作所 充電装置、電子機器、電動車両及び電力システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6194873B1 (en) 1999-01-26 2001-02-27 Nec Corporation Power source supplying circuit and method comprising a constant-voltage control arrangement
JP2008136338A (ja) * 2006-10-23 2008-06-12 Sony Corp 充電装置および充電方法
JP2018082511A (ja) * 2016-11-14 2018-05-24 株式会社村田製作所 充電装置、電子機器、電動車両及び電力システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11234916A (ja) リチウムイオン電池パック
KR970024434A (ko) 겸용 배터리 충전기와 그 제어 방법
JPH04183232A (ja) 非水電解質二次電池の充電方法
JP2003087990A (ja) 二次電池の充電回路
JP3365431B2 (ja) リチウムまたはリチウムイオン2次電池の充電方法および装置並びにリチウムまたはリチウムイオン2次電池装置
JPH10270092A (ja) 二次電池の劣化判定方法およびその装置
JP2004129439A (ja) バックアップ電源装置の電圧均等化装置
JP3177955B2 (ja) 二次電池の充電方法および充電システム
JPH08317571A (ja) 二次電池の充電回路
JPH07274404A (ja) 電池充電装置
JP2000277168A (ja) 2次電池のリフレッシュ放電方法
JPH07123604A (ja) 二次電池の充電装置
JP3805807B2 (ja) 二次電池の充電回路
KR100506016B1 (ko) 재충전 전지팩
JPH06203876A (ja) 充放電装置
JPH10136577A (ja) 充電装置
JPH1028338A (ja) 充電装置
JP4110858B2 (ja) 組電池の異常検出装置
JPH10322917A (ja) 二次電池の劣化判定方法およびその装置
US20230387712A1 (en) Power system design and control technology
JPH08126220A (ja) 二次電池の充電回路
JPH0837738A (ja) 電池充電回路
JPH08214467A (ja) 二次電池の充電回路
JPH05336676A (ja) 二次電池の充電回路
JP2988670B2 (ja) 2次電池の充電制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040420

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040720

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050118

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050614