JPH09130988A - 充電制御装置 - Google Patents

充電制御装置

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JPH09130988A
JPH09130988A JP7281965A JP28196595A JPH09130988A JP H09130988 A JPH09130988 A JP H09130988A JP 7281965 A JP7281965 A JP 7281965A JP 28196595 A JP28196595 A JP 28196595A JP H09130988 A JPH09130988 A JP H09130988A
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JP
Japan
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voltage
charging
battery
charge
target
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Pending
Application number
JP7281965A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Oku
啓 之 奥
Shinichi Namoto
本 真 一 名
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定電圧充電制御を行なう時に必要となる充電
指令電圧の分解能不足による充電電圧の過不足を補正す
る。 【解決手段】 マイコン24からの充電指令電圧の分解
能を、固定の基準電源28を抵抗26と27により分圧
する動作点最適化回路25により数倍程度に向上させる
ことができ、性能の高いマイコンを使用しなくても、安
価で正確な定電圧制御を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話機や携帯
無線機等の移動器等の内部に設けられて、内部の電池に
対して定電圧充電制御を行なう充電制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のこの種の充電制御装置の構
成を示している。図3において、充電制御装置111
は、充電系路に保護ダイオード112および制御スイッ
チ113を備えており、電池130の電池セル132を
保護回路131を介して充電する。114は電池130
の充電電圧を検出する第1の電圧検出器であり、抵抗1
15と116からなり、その出力は誤差アンプ117に
入力される。誤差アンプ117は、オペアンプ118、
抵抗119および120とからなり、制御スイッチ11
3をオン、オフ制御する。121はマイコンであり、誤
差アンプ117に対して充電指令電圧を出力する。12
2は電池130の電池セル132における実際の電池電
圧を保護抵抗133を介して検出する第2の電圧検出器
であり、抵抗123および124とからなり、その検出
値がマイコン121に入力される。
【0003】次に上記従来例の動作について説明する。
充電制御装置111は、外部入力電圧を保護ダイオード
112を通して電池130に送る。充電電圧は、保護回
路131を通して電池セル132に供給され、電池セル
132を充電する。充電中の電池130の電池電圧は、
保護抵抗133を通して第2の電圧検出器122によっ
て検出され、マイコン121に伝えられる。マイコン1
21は、検出された電池電圧を監視しながら、充電指令
電圧を誤差アンプ117に伝える。誤差アンプ117
は、電池130への充電電圧を検出する第1の電圧検出
器114からの出力とマイコン121からの充電指令電
圧とを比較し、充電電圧が一定になるように制御スイッ
チ13を制御する。
【0004】マイコン121からの充電指令電圧は、マ
イコン121に内蔵のD/Aコンバータにより出力され
る。例えば、充電電圧を4Vに制御しようとした場合、
第1の電圧検出器114の抵抗115、116の抵抗比
を1:1にとると、第1の電圧検出器114の出力は2
Vになるので、マイコン121からの充電指令電圧も2
Vに設定すれば、第1の電圧検出器114と誤差アンプ
117によるフィードバックループが動作して、充電電
圧は4Vに制御される。
【0005】このように、上記従来の充電制御装置11
1は、電池130に対する充電電圧を検出する第1の電
圧検出器114および誤差アンプ117がハードウエア
によるフィードバックループを構成し、充電電圧がマイ
コン121から出力される充電指令電圧に比例した電圧
になるように定電圧制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の充電制御装置では、図4に示すように、マイコンに
おける充電指令電圧に対する制御可能範囲が狭いので、
マイコンからの充電指令電圧の分解能が不足する場合が
あり、電池電圧が目標電圧の許容範囲に入るような値に
設定できないことがある。例えば、電池電圧を4V±5
0mVの範囲に制御しようとした場合、マイコンの充電
指令電圧を2.0Vに設定すべきところ、分解能が不足
していて2.0Vに設定できず、1.9Vまたは2.1
Vにしか設定できない場合、電池電圧は3.8Vまたは
4.2Vになってしまい、許容範囲内に制御できないと
いう問題があった。これに対し、分解能の高いマイコン
を使用すれば問題は解決するが、装置がコスト高になる
という問題があった。
【0007】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、電池電圧を目標電圧の許容範囲内に正し
く入るようにした低コストの優れた充電制御装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、従来の構成に、マイコンから出力される
充電指令電圧を最適化する簡単な回路を設けたものであ
り、分解能の高いマイコンを使用しなくても、充電指令
電圧を最適化することができ、装置を低コストで実現す
ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、充電中の電池の電池電圧を検出する電圧検出器と、
充電中の電池電圧が目標電圧よりも低い時は、充電指令
電圧を高くし、目標電圧に近づいた時は、目標電圧にな
るように充電指令電圧を設定する制御部と、制御部から
の充電指令電圧の分解能をより高めるための動作点最適
化回路とを備えたものであり、これにより分解能の高い
マイコンを使用せずに済むので、装置を低コストで実現
することができる。
【0010】本発明の請求項2に記載の発明は、電池を
充電するための充電電圧をオン、オフ制御する制御スイ
ッチと、充電電圧を検出する第1の電圧検出器と、充電
時の電池の電池電圧を検出する第2の電圧検出器と、充
電時の電池電圧を制御し、充電初期においては充電速度
を速めるために目標電圧よりも高い値になるように充電
指令電圧を出力し、電池電圧が目標電圧に近づいた時に
は、目標電圧になるように充電指令電圧を設定する制御
部と、制御部からの充電指令電圧の分解能をより高い分
解能とするための動作点最適化回路と、動作点最適化回
路から出力された最適化充電指令電圧と第1の電圧検出
器によって検出された充電電圧との誤差を演算して制御
スイッチに対してフィードバックをかける誤差アンプと
を備えたものであり、マイコンの充電指令電圧の分解能
を高めることができるので、高価なマイコンを使用する
ことなく、電池電圧を目標電圧の許容範囲内に納めるこ
とができる。
【0011】本発明の請求項3に記載の発明は、第1お
よび第2の電圧検出器を、直列に接続された2つの抵抗
から構成したものであり、これにより電圧検出器を簡単
に安価に構成することができる。
【0012】本発明の請求項4に記載の発明は、動作点
最適化回路を、直列に接続された2つの抵抗と1つの基
準電源とから構成したものであり、これにより動作点最
適化回路を簡単に安価に構成することができる。
【0013】(実施の形態)図1は本発明の一実施の形
態を示すものである。図1において、11は充電制御装
置全体を示す。充電制御装置11において、12は外部
入力電圧にアノードを接続された保護ダイオードであ
り、そのカソードは制御スイッチ13に接続されてい
る。14は制御スイッチ13の出力側と接地との間に接
続された第1の電圧検出器であり、直列に接続された2
つの抵抗15、16からなる。17は制御スイッチ13
をオン、オフ制御する誤差アンプであり、オペアンプ
(演算増幅器)18と、オペアンプ18のマイナス側の
入力端子と第1の電圧検出器14の2つの抵抗15、1
6の接続点との間に接続された抵抗19と、オペアンプ
18のマイナス側の入力端子と出力端子との間に接続さ
れた抵抗20とからなる。21は第2の電圧検出器であ
り、直列に接続された2つの抵抗22、23からなり、
抵抗22の一端は電池30に接続され、抵抗23の他端
は接地され、抵抗22と23の接続点がマイコン24の
入力側に接続されている。24はマイコン(制御部)で
あり、充電指令電圧を出力するためのD/Aコンバータ
を備えている。25は動作点最適化回路であり、直列に
接続された抵抗26、27と基準電源28とからなる。
抵抗26の一端はマイコン24の出力側に接続され、抵
抗26と27との接続点がオペアンプ17のプラス側の
入力端子に接続され、基準電源28の他端は接地されて
いる。30は充電制御装置11によって充電される電池
であり、保護回路31と電池セル32と保護抵抗33と
を有する。保護回路31は制御スイッチ13の出力側に
接続され、保護抵抗33は一端を第2の電圧検出器22
の抵抗23に接続され、他端を保護回路31と電池セル
32の接続点に接続されている。電池セル32の他端は
接地されている。
【0014】次に上記実施の形態の動作について説明す
る。従来技術でも説明したように、充電制御装置11
は、電池30に対する充電電圧を検出する第1の電圧検
出器14と誤差アンプ17がハードウエアによるフィー
ドバックループを構成し、充電電圧がマイコン24から
出力される充電指令電圧に比例した電圧になるように定
電圧制御される。したがって、充電初期において充電指
令電圧を目標電圧よりも高い値になるように設定するこ
とにより、目標電圧と実際の電池電圧との差を大きく維
持し、フィードバック量を多くして充電速度を速くす
る。そして、第2の電圧検出器21からの出力により、
電池セル32の電池電圧が目標電圧に近づいたことをマ
イコン24が検出すると、充電指令電圧を本来の目標電
圧になるように戻すことにより、電池30の充電時間を
短時間で完了することができる。
【0015】マイコン24から出力された充電指令電圧
は、動作点最適化回路25により最適化充電指令電圧と
なって、誤差アンプ17に入力される。いま、電池電圧
を4V±50mVの範囲に制御しようとした場合、第1
の電圧検出器14の抵抗15と16の抵抗比を1:1に
設定すると、第1の電圧検出器14の出力は2Vになる
ので、動作点最適化回路25からの最適化充電指令電圧
も2Vに設定すれば、第1の電圧検出器14と誤差アン
プ17とからなるフィードバックループが動作して、電
池電圧を4Vに制御することができる。ここで、基準電
源28の電圧を1.9Vに設定し、抵抗26と27の抵
抗比を4:1にすると、マイコン24からの充電指令電
圧が2.4Vの場合は、最適化充電指令電圧を2.0V
に設定することができる。また、充電指令電圧が2.3
Vの場合には、最適化充電指令電圧を1.98V、充電
電圧を3.96Vに設定することができる。さらに、充
電指令電圧が2.5Vの場合には、最適化充電指令電圧
を2.02V、充電電圧を4.04Vに設定することが
できる。このように、マイコン24から出力される充電
指令電圧が0.2V刻みの分解能しかなくても、動作点
最適化回路25から出力される最適化充電指令電圧は
0.04Vと5倍の分解能になり、従来は制御すること
のできなかった4V±50mVの範囲に電池電圧を制御
することが可能になる。
【0016】このように、上記実施の形態によれば、動
作点最適化回路25を追加することにより、充電指令電
圧の分解能を数倍程度に容易に高くすることができるの
で、充電指令電圧の充電電圧に対する制御可能範囲は、
従来の図4のような狭い範囲から図2に示すような広い
範囲にすることができる。また、最適化充電指令電圧
を、マイコンからの充電指令電圧と固定の基準電源の抵
抗分圧から得るという簡易な回路構成により実現してい
るので、分解能の高い装置を低コストで実現することが
できる。
【0017】
【発明の効果】本発明は、上記実施の形態から明らかな
ように、従来の構成に、マイコンから出力される充電指
令電圧を最適化する簡単な回路を設けたものであり、分
解能の高いマイコンを使用しなくても充電指令電圧を最
適化することができ、装置を低コストで実現することが
できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における充電制御装置の
構成を示すブロック図
【図2】本発明の一実施の形態における充電特性を示す
特性図
【図3】従来例における充電制御装置の構成を示すブロ
ック図
【図4】従来例における充電特性を示す特性図
【符号の説明】
11 充電制御装置 12 保護ダイオード 13 制御スイッチ 14 第1の電圧検出器 15、16 抵抗 17 誤差アンプ 18 オペアンプ(演算増幅器) 19、20 抵抗 21 第2の電圧検出器 22、23 抵抗 24 マイコン(制御部) 25 動作点最適化回路 26、27 抵抗 28 基準電源 30 電池 31 保護回路 32 電池セル 33 保護抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電中の電池の電池電圧を検出する電圧
    検出器と、充電中の電池電圧が目標電圧よりも低い時
    は、充電指令電圧を高くし、目標電圧に近づいた時は、
    目標電圧になるように充電指令電圧を設定する制御部
    と、制御部からの充電指令電圧の分解能をより高めるた
    めの動作点最適化回路とを備えた充電制御装置。
  2. 【請求項2】 電池を充電するための充電電圧をオン、
    オフ制御する制御スイッチと、充電電圧を検出する第1
    の電圧検出器と、充電時の電池の電池電圧を検出する第
    2の電圧検出器と、充電時の電池電圧を制御し、充電初
    期においては充電速度を速めるために目標電圧よりも高
    い値になるように充電指令電圧を出力し、電池電圧が目
    標電圧に近づいた時には、目標電圧になるように充電指
    令電圧を設定する制御部と、制御部からの充電指令電圧
    の分解能をより高い分解能とするための動作点最適化回
    路と、動作点最適化回路から出力された最適化充電指令
    電圧と第1の電圧検出器によって検出された充電電圧と
    の誤差を演算して制御スイッチに対してフィードバック
    をかける誤差アンプとを備えた充電制御装置。
  3. 【請求項3】 第1および第2の電圧検出器が、直列に
    接続された2つの抵抗からなる請求項2記載の充電制御
    装置。
  4. 【請求項4】 動作点最適化回路が、直列に接続された
    2つの抵抗と1つの基準電源とからなる請求項1から3
    のいずれかに記載の充電制御装置。
JP7281965A 1995-10-30 1995-10-30 充電制御装置 Pending JPH09130988A (ja)

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