JPH09219935A - 蓄電池充電回路 - Google Patents
蓄電池充電回路Info
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- JPH09219935A JPH09219935A JP8050875A JP5087596A JPH09219935A JP H09219935 A JPH09219935 A JP H09219935A JP 8050875 A JP8050875 A JP 8050875A JP 5087596 A JP5087596 A JP 5087596A JP H09219935 A JPH09219935 A JP H09219935A
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- current
- charging
- 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
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】接点スイッチを用いることなく、簡単な回路で
安全性の高い充電ができる電池充電回路を実現すること
である。 【解決手段】所定の電流を電池が接続される正極側の端
子に供給する充電電流供給回路と、正極側が接地されて
常時電流が流れても問題のない、数μＡか、それ以下の
微小定電流を前記の端子に流出する定電流源と、前記の
端子と充電電流供給回路の充電電流をそのＯＮ／ＯＦＦ
により送出／停止させるスイッチ回路と、前記の端子の
電圧を検出して電池が所定の充電可能な範囲にあるか否
かを判定してこの範囲にあるときに前記のスイッチ回路
をＯＮ／ＯＦＦのいずれか一方にして充電電流を送出さ
せる判定回路とを備えるものである。
安全性の高い充電ができる電池充電回路を実現すること
である。 【解決手段】所定の電流を電池が接続される正極側の端
子に供給する充電電流供給回路と、正極側が接地されて
常時電流が流れても問題のない、数μＡか、それ以下の
微小定電流を前記の端子に流出する定電流源と、前記の
端子と充電電流供給回路の充電電流をそのＯＮ／ＯＦＦ
により送出／停止させるスイッチ回路と、前記の端子の
電圧を検出して電池が所定の充電可能な範囲にあるか否
かを判定してこの範囲にあるときに前記のスイッチ回路
をＯＮ／ＯＦＦのいずれか一方にして充電電流を送出さ
せる判定回路とを備えるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蓄電池充電回路
に関し、詳しくは、十分に充電したことを検出して充電
を自動停止する機能を有する、例えばリチウム・イオン
蓄電池等の充電において、簡単な回路でかつ安全性の高
いような蓄電池充電回路に関する。
に関し、詳しくは、十分に充電したことを検出して充電
を自動停止する機能を有する、例えばリチウム・イオン
蓄電池等の充電において、簡単な回路でかつ安全性の高
いような蓄電池充電回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム・イオン二次蓄電池等の充電に
ついては、一般に、先ず蓄電池が放電後の状態の場合に
は、例えば３００ｍＡの定電流での充電が行われ、次に
かなり充電されて充電状態が進んだ場合には定電圧での
充電形態に切り換わり、この定電圧充電の下で、充電電
流が例えば５ｍＡ以下となったとき、あるいは充電電圧
が所定値以上になったとき、十分に充電が行われたもの
として充電を終了させる。
ついては、一般に、先ず蓄電池が放電後の状態の場合に
は、例えば３００ｍＡの定電流での充電が行われ、次に
かなり充電されて充電状態が進んだ場合には定電圧での
充電形態に切り換わり、この定電圧充電の下で、充電電
流が例えば５ｍＡ以下となったとき、あるいは充電電圧
が所定値以上になったとき、十分に充電が行われたもの
として充電を終了させる。
【０００３】図３に、このような従来の電池充電回路の
例を示す。１はマイクロコンピュータ等からなるコント
ローラ、２はその制御信号に応じて充電動作を開始又は
停止する充電電流供給回路、３は、充電電流供給回路２
からの充電電流により充電されるリチウム・イオン電池
（以下電池）、４は端子電圧判定回路、５は、接点スイ
ッチ、６ａは、電源側の端子、６ｂは、グランド端子で
あり、６ｃは充電電流供給回路２の制御端子である。こ
こで、電池３が装填されたときには、接点スイッチ５の
接点が点線で示す状態から移動して、電池３の端子３
ａ，３ｂに電源側の端子６ａと端子６ｂとがそれぞれ接
触して電池３にこれら端子が接続され、さらに、制御端
子６ｃを端子６ｂに接続させる。これにより、電池３に
充電電流供給回路２から電力が供給される。なお、後述
するスイッチＳＷは、通常、ＯＮ状態にされていて、端
子６ｂがこのスイッチＳＷを介してグランドＧＮＤに接
続されている。
例を示す。１はマイクロコンピュータ等からなるコント
ローラ、２はその制御信号に応じて充電動作を開始又は
停止する充電電流供給回路、３は、充電電流供給回路２
からの充電電流により充電されるリチウム・イオン電池
（以下電池）、４は端子電圧判定回路、５は、接点スイ
ッチ、６ａは、電源側の端子、６ｂは、グランド端子で
あり、６ｃは充電電流供給回路２の制御端子である。こ
こで、電池３が装填されたときには、接点スイッチ５の
接点が点線で示す状態から移動して、電池３の端子３
ａ，３ｂに電源側の端子６ａと端子６ｂとがそれぞれ接
触して電池３にこれら端子が接続され、さらに、制御端
子６ｃを端子６ｂに接続させる。これにより、電池３に
充電電流供給回路２から電力が供給される。なお、後述
するスイッチＳＷは、通常、ＯＮ状態にされていて、端
子６ｂがこのスイッチＳＷを介してグランドＧＮＤに接
続されている。
【０００４】充電電流供給回路２は、電源ライン＋Ｖcc
と端子６ａとの間に接続されたＬＥＤ素子２ａを介し
て、順次接続された保護抵抗Ｒ1、ＰＮＰトランジスタ
Ｑ1、そして保護ダイオードＤの直列回路からなるもの
で、端子６ａの電圧が所定値以上上昇したときには、保
護ダイオードＤにより電流の供給が遮断される。ここ
で、コントローラ１は、電池３の充電状態を監視してい
る。そのために、その＋Ｖoutの端子が保護ダイオード
Ｄ1を介して端子６ａに接続され、−Ｖoutの端子がスイ
ッチＳＷを介して端子６ｂに接続されている。そして、
端子６ａと端子６ｂとの間の電圧を端子電圧判定回路４
が判定する。端子電圧判定回路４は、下側検出のコンパ
レータ４ａ，上側検出のコンパレータ４ｂとアンドゲー
ト４ｃとにより構成され、端子電圧が、例えば、４．２
Ｖ±０．０４の範囲にあるときに、検出信号をアンドゲ
ート４ｃよりコントローラ１に送出する。コントローラ
１がこの検出信号を受けたときには、スイッチＳＷは、
ＯＦＦにされ、充電完了になる。
と端子６ａとの間に接続されたＬＥＤ素子２ａを介し
て、順次接続された保護抵抗Ｒ1、ＰＮＰトランジスタ
Ｑ1、そして保護ダイオードＤの直列回路からなるもの
で、端子６ａの電圧が所定値以上上昇したときには、保
護ダイオードＤにより電流の供給が遮断される。ここ
で、コントローラ１は、電池３の充電状態を監視してい
る。そのために、その＋Ｖoutの端子が保護ダイオード
Ｄ1を介して端子６ａに接続され、−Ｖoutの端子がスイ
ッチＳＷを介して端子６ｂに接続されている。そして、
端子６ａと端子６ｂとの間の電圧を端子電圧判定回路４
が判定する。端子電圧判定回路４は、下側検出のコンパ
レータ４ａ，上側検出のコンパレータ４ｂとアンドゲー
ト４ｃとにより構成され、端子電圧が、例えば、４．２
Ｖ±０．０４の範囲にあるときに、検出信号をアンドゲ
ート４ｃよりコントローラ１に送出する。コントローラ
１がこの検出信号を受けたときには、スイッチＳＷは、
ＯＦＦにされ、充電完了になる。
【０００５】充電されるリチュウム電池の内部の構造
は、一例として、図４に示すように、内蔵電池３ｃに対
して、正側の電極は、そのまま正側端子３ａに接続され
るが、その負側の電極は、Ｎｃｈ型（ＮＰＮ型）のＦＥ
ＴトランジスタＦ1，Ｆ2を介して負側端子３ｂに接続さ
れている。ＦＥＴトランジスタＦ1，Ｆ2は、リチウム電
池保護回路（ＩＣ）３ｄにより制御されてＯＮ／ＯＦＦ
される。保護回路３ｄは、電池３ｃの電池がほぼ完全放
電（過放電）状態のときに、トランジスタＦ1をＯＦＦ
させ、完全充電（過充電）状態のときに、トランジスタ
Ｆ2をＯＦＦさせることで電池３ｃを保護する。過放電
の場合にトランジスタＦ1がＯＦＦ状態であっても、端
子３ａ，３ｂ間に電流を流すと、トランジスタＦ1に形
成される点線で示すようなボディダイオード（寄生ダイ
オード）Ｄ2を介して電流が流れるので、電池３の端子
３ａ，３ｂに所定値以上の電圧が加われば、この充電電
流により過放電状態を検出できる。なお、前記の充電電
流供給回路２は、コントローラ１からの制御信号に応じ
て定電流型と定電圧型とが切り替わる形態のものであっ
てもよい。このような充電回路などでは、点線で示すよ
うな制御信号がコントローラ１から充電電流供給回路２
に送出されるが、ここでは、この発明との関係でより単
純化した回路を例として挙げている。
は、一例として、図４に示すように、内蔵電池３ｃに対
して、正側の電極は、そのまま正側端子３ａに接続され
るが、その負側の電極は、Ｎｃｈ型（ＮＰＮ型）のＦＥ
ＴトランジスタＦ1，Ｆ2を介して負側端子３ｂに接続さ
れている。ＦＥＴトランジスタＦ1，Ｆ2は、リチウム電
池保護回路（ＩＣ）３ｄにより制御されてＯＮ／ＯＦＦ
される。保護回路３ｄは、電池３ｃの電池がほぼ完全放
電（過放電）状態のときに、トランジスタＦ1をＯＦＦ
させ、完全充電（過充電）状態のときに、トランジスタ
Ｆ2をＯＦＦさせることで電池３ｃを保護する。過放電
の場合にトランジスタＦ1がＯＦＦ状態であっても、端
子３ａ，３ｂ間に電流を流すと、トランジスタＦ1に形
成される点線で示すようなボディダイオード（寄生ダイ
オード）Ｄ2を介して電流が流れるので、電池３の端子
３ａ，３ｂに所定値以上の電圧が加われば、この充電電
流により過放電状態を検出できる。なお、前記の充電電
流供給回路２は、コントローラ１からの制御信号に応じ
て定電流型と定電圧型とが切り替わる形態のものであっ
てもよい。このような充電回路などでは、点線で示すよ
うな制御信号がコントローラ１から充電電流供給回路２
に送出されるが、ここでは、この発明との関係でより単
純化した回路を例として挙げている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の電池
充電回路では、充電の安全性を確保するために、接点ス
イッチ５が用いられているが、異物の混入により接触不
良や、接点がＯＮ状態にされて充電電流供給回路２のト
ランジスタＱ1がＯＮになり、過大な大電流が流れる虞
がある。特に、最近は、いわゆる高速充電の要求も高ま
っており、これに呼応して、充電電流が数１００ｍＡ程
度からそれ以上に増大する傾向にある。その結果、前記
のような従来の回路では、安全性や信頼性の面では十分
なものとは言えず、このままでは、高速充電の要求にも
応えられない。また、コントローラ等を用いることによ
り、回路構成素子が多くなり、ノイズ等で誤動作の危険
性も高い。この発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決するものであって、接点スイッチを用いるこ
となく、簡単な回路で安全性の高い充電ができる電池充
電回路を実現することにある。
充電回路では、充電の安全性を確保するために、接点ス
イッチ５が用いられているが、異物の混入により接触不
良や、接点がＯＮ状態にされて充電電流供給回路２のト
ランジスタＱ1がＯＮになり、過大な大電流が流れる虞
がある。特に、最近は、いわゆる高速充電の要求も高ま
っており、これに呼応して、充電電流が数１００ｍＡ程
度からそれ以上に増大する傾向にある。その結果、前記
のような従来の回路では、安全性や信頼性の面では十分
なものとは言えず、このままでは、高速充電の要求にも
応えられない。また、コントローラ等を用いることによ
り、回路構成素子が多くなり、ノイズ等で誤動作の危険
性も高い。この発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決するものであって、接点スイッチを用いるこ
となく、簡単な回路で安全性の高い充電ができる電池充
電回路を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るこの発明の電池充電回路の構成は、所定の電流を電池
が接続される正極側の端子に供給する充電電流供給回路
と、正極側が接地されて常時電流が流れても問題のな
い、数μＡか、それ以下の微小定電流を前記の端子に流
出する定電流源と、前記の端子と充電電流供給回路の充
電電流をそのＯＮ／ＯＦＦにより送出／停止させるスイ
ッチ回路と、前記の端子の電圧を検出して電池が所定の
充電可能な範囲にあるか否かを判定してこの範囲にある
ときに前記のスイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦのいずれか一
方にして充電電流を送出させる判定回路とを備えるもの
である。
るこの発明の電池充電回路の構成は、所定の電流を電池
が接続される正極側の端子に供給する充電電流供給回路
と、正極側が接地されて常時電流が流れても問題のな
い、数μＡか、それ以下の微小定電流を前記の端子に流
出する定電流源と、前記の端子と充電電流供給回路の充
電電流をそのＯＮ／ＯＦＦにより送出／停止させるスイ
ッチ回路と、前記の端子の電圧を検出して電池が所定の
充電可能な範囲にあるか否かを判定してこの範囲にある
ときに前記のスイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦのいずれか一
方にして充電電流を送出させる判定回路とを備えるもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】このような構成の電池充電回路で
は、充電電流供給回路による充電電流に対し、正極が接
地されて常時電流を流しても問題のない、数μＡか、そ
れ以下の、充電電流に対して千分の１以下の微小定電流
を流出する定電流源を設けることにより、μＡか、それ
以下の定電流値で電池の状態を検出できる。しかも、定
電流であるので、その範囲判定にばらつきが発生し難
く、また、千分の１以下の微小定電流であるので、保護
回路のＦＥＴのボディダイオードも痛めることなく、接
点スイッチを使用せずに直接電池を接続することができ
る。
は、充電電流供給回路による充電電流に対し、正極が接
地されて常時電流を流しても問題のない、数μＡか、そ
れ以下の、充電電流に対して千分の１以下の微小定電流
を流出する定電流源を設けることにより、μＡか、それ
以下の定電流値で電池の状態を検出できる。しかも、定
電流であるので、その範囲判定にばらつきが発生し難
く、また、千分の１以下の微小定電流であるので、保護
回路のＦＥＴのボディダイオードも痛めることなく、接
点スイッチを使用せずに直接電池を接続することができ
る。
【０００９】
【実施例】図１は、この発明の電池充電回路の実施例の
回路図であって、図３と同一の構成要素は同一の符号で
示してある。そこで、それの説明を割愛する。図１の電
池充電回路１０では、図３のコントローラ１に換えて、
保護ダイオードＤ3を介して接触端子７ａに出力側が直
接接続された微小定電流源７が設けられている。また、
充電電流供給回路８と接触端子７ａとの間にスイッチ回
路ＳＷ1が設けられ、接点スイッチ５は設けていない。
接触端子７ｂは直接接地され、電池３は、接触端子７
ａ，７ｂに直接接続されている。
回路図であって、図３と同一の構成要素は同一の符号で
示してある。そこで、それの説明を割愛する。図１の電
池充電回路１０では、図３のコントローラ１に換えて、
保護ダイオードＤ3を介して接触端子７ａに出力側が直
接接続された微小定電流源７が設けられている。また、
充電電流供給回路８と接触端子７ａとの間にスイッチ回
路ＳＷ1が設けられ、接点スイッチ５は設けていない。
接触端子７ｂは直接接地され、電池３は、接触端子７
ａ，７ｂに直接接続されている。
【００１０】端子電圧判定回路９は、図３の端子電圧判
定回路４と異なり、ここでは、電池３について、充電可
能な範囲を検出する。したがって、下側コンパレータ９
ａの比較電圧Ｖref1は、電池３の充電可能下限電圧値以
上を検出するように設定され、上側コンパレータ９ｂの
比較電圧Ｖref2は、電池３の過充電電圧値以下を検出す
るように設定されている。アンドゲート９ｃは、下側コ
ンパレータ９ａと上側コンパレータ９ｂとの検出信号の
アンド条件においてスイッチ回路ＳＷ1をＯＮさせる信
号を発生する。なお、比較電圧Ｖref1は、電池３に内蔵
されたトランジスタＦ1がＯＮするスレショルド電圧に
対応する０．７Ｖ（寄生ダイオードＤ2の順方向電圧）
であり、比較電圧Ｖref2は、４．２Ｖである。また、コ
ンパレータ９ｂの入力側に挿入されたダイオードＤ4
は、保護ダイオードであり、電池３の充電電圧が４．２
Ｖを越えて４．２＋０．７Ｖ＝４．９Ｖ以上に上昇しな
いようにするとともに、電池が過充電状態になって、高
インピーダンス状態のときには、微小電流を別経路に流
して誤動作を防ぐ回路になっている。
定回路４と異なり、ここでは、電池３について、充電可
能な範囲を検出する。したがって、下側コンパレータ９
ａの比較電圧Ｖref1は、電池３の充電可能下限電圧値以
上を検出するように設定され、上側コンパレータ９ｂの
比較電圧Ｖref2は、電池３の過充電電圧値以下を検出す
るように設定されている。アンドゲート９ｃは、下側コ
ンパレータ９ａと上側コンパレータ９ｂとの検出信号の
アンド条件においてスイッチ回路ＳＷ1をＯＮさせる信
号を発生する。なお、比較電圧Ｖref1は、電池３に内蔵
されたトランジスタＦ1がＯＮするスレショルド電圧に
対応する０．７Ｖ（寄生ダイオードＤ2の順方向電圧）
であり、比較電圧Ｖref2は、４．２Ｖである。また、コ
ンパレータ９ｂの入力側に挿入されたダイオードＤ4
は、保護ダイオードであり、電池３の充電電圧が４．２
Ｖを越えて４．２＋０．７Ｖ＝４．９Ｖ以上に上昇しな
いようにするとともに、電池が過充電状態になって、高
インピーダンス状態のときには、微小電流を別経路に流
して誤動作を防ぐ回路になっている。
【００１１】スイッチ回路ＳＷ1は、この実施例では、
充電電流供給回路８と接触端子７ａとの間に挿入され、
通常は、ＯＦＦ状態にあって、アンドゲート９ｃからの
信号を受けてＯＮになる。このようにすることで、電池
３と電池充電回路１０とは、電池が装填された状態で接
触端子７ａ，７ｂを介して直接接続される。したがっ
て、最初に電源ライン＋Ｖccから微小定電流源７を介し
て電池３に微小電流が流れる。微小定電流源７の電流
は、ここでは、充電電流供給回路８の数百ｍＡ単位のも
のに対して千分の１より小さい数μＡからそれ以下の
０．数μＡ程度の定電流を流出する。
充電電流供給回路８と接触端子７ａとの間に挿入され、
通常は、ＯＦＦ状態にあって、アンドゲート９ｃからの
信号を受けてＯＮになる。このようにすることで、電池
３と電池充電回路１０とは、電池が装填された状態で接
触端子７ａ，７ｂを介して直接接続される。したがっ
て、最初に電源ライン＋Ｖccから微小定電流源７を介し
て電池３に微小電流が流れる。微小定電流源７の電流
は、ここでは、充電電流供給回路８の数百ｍＡ単位のも
のに対して千分の１より小さい数μＡからそれ以下の
０．数μＡ程度の定電流を流出する。
【００１２】したがって、電池３内部の保護回路になっ
ているＦＥＴのボディダイオードを保護できる状態で電
池３の充電状態を検出でき、電池３に前記の電流を流す
ことにより接触端子７ａ，７ｂ間の電圧が０．７Ｖから
４．２Ｖの範囲にあるときには、電池３に対して充電電
流供給回路８からその初期において数百ｍＡ程度の電流
値で充電が開始される。そして、充電が進むに従って、
その電流値は、順次低下していく。接触端子７ｂの電圧
が充電が完了する電圧４．２Ｖを越えたときには、アン
ドゲート９ｃの信号がＯＦＦになり、スイッチ回路ＳＷ
1がＯＦＦして充電電流供給回路８からの充電電流が停
止する。ことのき微小定電流源７の電流の０．数μＡ程
度は、流れ続けるが、これは、ダイオードＤ4によりク
ランプされ、微小定電流源７の誤動作を防ぎ、安全な充
電回路となる。一方、リチウム電池では、内部にスイッ
チ回路としてトランジスタＦ2が設けられているので、
これがＯＦＦになり、この微小定電流源７の微小電流
は、停止する。なお、端子電圧判定回路９には、電流が
流れるので判定には変化はなく、スイッチＳＷ1は、Ｏ
ＦＦに維持される。また、電池３も保護される。端子７
あ，７ｂに異物が付いてショートしたときには、端子７
ａ，７ｂ間が０．７Ｖ以下になるので、この場合も大電
流はながれない。
ているＦＥＴのボディダイオードを保護できる状態で電
池３の充電状態を検出でき、電池３に前記の電流を流す
ことにより接触端子７ａ，７ｂ間の電圧が０．７Ｖから
４．２Ｖの範囲にあるときには、電池３に対して充電電
流供給回路８からその初期において数百ｍＡ程度の電流
値で充電が開始される。そして、充電が進むに従って、
その電流値は、順次低下していく。接触端子７ｂの電圧
が充電が完了する電圧４．２Ｖを越えたときには、アン
ドゲート９ｃの信号がＯＦＦになり、スイッチ回路ＳＷ
1がＯＦＦして充電電流供給回路８からの充電電流が停
止する。ことのき微小定電流源７の電流の０．数μＡ程
度は、流れ続けるが、これは、ダイオードＤ4によりク
ランプされ、微小定電流源７の誤動作を防ぎ、安全な充
電回路となる。一方、リチウム電池では、内部にスイッ
チ回路としてトランジスタＦ2が設けられているので、
これがＯＦＦになり、この微小定電流源７の微小電流
は、停止する。なお、端子電圧判定回路９には、電流が
流れるので判定には変化はなく、スイッチＳＷ1は、Ｏ
ＦＦに維持される。また、電池３も保護される。端子７
あ，７ｂに異物が付いてショートしたときには、端子７
ａ，７ｂ間が０．７Ｖ以下になるので、この場合も大電
流はながれない。
【００１３】図２は、コンパレータを差動増幅回路で構
成して、カレントミラーにより充電電流の遮断制御を行
う充電電流供給回路を用いた具体例である。図２におい
て、１１は、充電電流供給回路であって、トランジスタ
Ｑ2とＱ3とからなるカレントミラーで構成され、出力側
のトランジスタＱ3は、入力側のトランジスタＱ2に対し
てｎ倍のエミッタ面積を持つ出力段トランジスタになっ
ている。トランジスタＱ2の下流には、スイッチ回路を
構成するＮＰＮ型トランジスタＱ10が設けられていて、
これを介してトランジスタＱ2は接地されている。トラ
ンジスタＱ10は、エミッタがグランドＧＮＤに接続さ
れ、ベースが差動増幅回路１２の出力を受けてＯＮ／Ｏ
ＦＦされる。その動作開始電圧（ＯＮする下側電圧）が
１Ｖf（コレクタエミッタ間順方向電圧≒０．７Ｖ）に
なっている。そこで、ここでは、このトランジスタＱ10
自体が図１における下側コンパレータ９ａの役割を果た
す。そして、差動増幅回路１２が上側コンパレータ９ｂ
の役割を果たす。
成して、カレントミラーにより充電電流の遮断制御を行
う充電電流供給回路を用いた具体例である。図２におい
て、１１は、充電電流供給回路であって、トランジスタ
Ｑ2とＱ3とからなるカレントミラーで構成され、出力側
のトランジスタＱ3は、入力側のトランジスタＱ2に対し
てｎ倍のエミッタ面積を持つ出力段トランジスタになっ
ている。トランジスタＱ2の下流には、スイッチ回路を
構成するＮＰＮ型トランジスタＱ10が設けられていて、
これを介してトランジスタＱ2は接地されている。トラ
ンジスタＱ10は、エミッタがグランドＧＮＤに接続さ
れ、ベースが差動増幅回路１２の出力を受けてＯＮ／Ｏ
ＦＦされる。その動作開始電圧（ＯＮする下側電圧）が
１Ｖf（コレクタエミッタ間順方向電圧≒０．７Ｖ）に
なっている。そこで、ここでは、このトランジスタＱ10
自体が図１における下側コンパレータ９ａの役割を果た
す。そして、差動増幅回路１２が上側コンパレータ９ｂ
の役割を果たす。
【００１４】差動増幅回路１２は、ＰＮＰ型の差動トラ
ンジスタＱ4，Ｑ5とカレントミラー負荷のＮＰＮ型のト
ランジスタＱ6，Ｑ7、そしてトランジスタＱ4，Ｑ5の上
流側で電源ライン＋Ｖccとの間に設けられた電流源１３
とからなる。その出力は、トランジスタＱ7とトランジ
スタＱ3のコレクタの接続点より取り出され、これが下
側電圧のスイッチ回路になっているトランジスタＱ10の
ベースに送出される。一方、微小電流定回路７は、電源
ライン＋Ｖccに接続された定電流源１４とその下流に設
けられたＰＮＰ型のトランジスタＱ8とで構成されてい
る。定電流源１４の出力は、トランジスタＱ8のコレク
タ側に接続されてエミッタ側を通して接地され、ベース
側から接触端子７ａに出力が取り出される。これによ
り、定電流源１４の定電流値Ｉは、Ｉ／ｈfeになり、
０．数μＡの定電流値に変換される。さらに、トランジ
スタＱ8のコレクタ−ベース間によりここに順方向にダ
イオードが形成され、これが保護ダイオードとなってい
る。
ンジスタＱ4，Ｑ5とカレントミラー負荷のＮＰＮ型のト
ランジスタＱ6，Ｑ7、そしてトランジスタＱ4，Ｑ5の上
流側で電源ライン＋Ｖccとの間に設けられた電流源１３
とからなる。その出力は、トランジスタＱ7とトランジ
スタＱ3のコレクタの接続点より取り出され、これが下
側電圧のスイッチ回路になっているトランジスタＱ10の
ベースに送出される。一方、微小電流定回路７は、電源
ライン＋Ｖccに接続された定電流源１４とその下流に設
けられたＰＮＰ型のトランジスタＱ8とで構成されてい
る。定電流源１４の出力は、トランジスタＱ8のコレク
タ側に接続されてエミッタ側を通して接地され、ベース
側から接触端子７ａに出力が取り出される。これによ
り、定電流源１４の定電流値Ｉは、Ｉ／ｈfeになり、
０．数μＡの定電流値に変換される。さらに、トランジ
スタＱ8のコレクタ−ベース間によりここに順方向にダ
イオードが形成され、これが保護ダイオードとなってい
る。
【００１５】差動増幅回路１２のトランジスタＱ4のベ
ースは、このンジスタＱ8のコレクタと接続されて、出
力電圧をここで検出する。また、この差動増幅回路１２
ンパレータとしての動作のバランスを採るために、トラ
ンジスタＱ5側にも定電流源１４に対応する電流値Ｉの
定電流源１５が設けられ、さらに、トランジスタＱ8に
対称に配置されるように、同様な接続関係においてトラ
ンジスタＱ9が設けられている。この差動増幅回路１２
のコンパレータとしての比較電圧は、このトランジスタ
Ｑ9のベースとグランドＧＮＤとの間に設けられた定電
圧源Ｖref2により発生する。
ースは、このンジスタＱ8のコレクタと接続されて、出
力電圧をここで検出する。また、この差動増幅回路１２
ンパレータとしての動作のバランスを採るために、トラ
ンジスタＱ5側にも定電流源１４に対応する電流値Ｉの
定電流源１５が設けられ、さらに、トランジスタＱ8に
対称に配置されるように、同様な接続関係においてトラ
ンジスタＱ9が設けられている。この差動増幅回路１２
のコンパレータとしての比較電圧は、このトランジスタ
Ｑ9のベースとグランドＧＮＤとの間に設けられた定電
圧源Ｖref2により発生する。
【００１６】その動作としては、電池３が接続されたと
きに、トランジスタＱ8のベースを経て接触端子７ａに
０．数μＡの定電流値が供給される。これにより接触端
子７ａ，７ｂ間に電圧が発生し、これを差動増幅回路１
２が検出して、この初期状態ではトランジスタＱ8のベ
ース電圧がトランジスタＱ9のベース電圧より低いの
で、トランジスタＱ4，Ｑ9がＯＦＦ状態になり、トラン
ジスタＱ3，Ｑ8がＯＮ状態になる。そして、トランジス
タＱ10のベース電圧が０．７Ｖ以上であるときに、トラ
ンジスタＱ10がＯＮにされ、出力段のトランジスタＱ3
から接触端子７ａへと充電電流が供給される。
きに、トランジスタＱ8のベースを経て接触端子７ａに
０．数μＡの定電流値が供給される。これにより接触端
子７ａ，７ｂ間に電圧が発生し、これを差動増幅回路１
２が検出して、この初期状態ではトランジスタＱ8のベ
ース電圧がトランジスタＱ9のベース電圧より低いの
で、トランジスタＱ4，Ｑ9がＯＦＦ状態になり、トラン
ジスタＱ3，Ｑ8がＯＮ状態になる。そして、トランジス
タＱ10のベース電圧が０．７Ｖ以上であるときに、トラ
ンジスタＱ10がＯＮにされ、出力段のトランジスタＱ3
から接触端子７ａへと充電電流が供給される。
【００１７】この充電により電池３が充電され、やがて
接触端子７ａの電圧が４．２Ｖを越えたときには、トラ
ンジスタＱ8のベース電圧がトランジスタＱ9の電圧より
高くなり、トランジスタＱ4，Ｑ9がＯＮ状態になり、ト
ランジスタＱ3，Ｑ8がＯＦＦ状態になる。その結果、ト
ランジスタＱ10がＯＦＦしてトランジスタＱ3がＯＦＦ
になり、接触端子７ａへの充電電流は停止する。なお、
このときでも、接触端子７ａには、トランジスタＱ8の
ベースを経て０．数μＡの電流は流れる。しかし、この
端子電圧４．２Ｖ以下にならない限り、充電は開始され
ない。
接触端子７ａの電圧が４．２Ｖを越えたときには、トラ
ンジスタＱ8のベース電圧がトランジスタＱ9の電圧より
高くなり、トランジスタＱ4，Ｑ9がＯＮ状態になり、ト
ランジスタＱ3，Ｑ8がＯＦＦ状態になる。その結果、ト
ランジスタＱ10がＯＦＦしてトランジスタＱ3がＯＦＦ
になり、接触端子７ａへの充電電流は停止する。なお、
このときでも、接触端子７ａには、トランジスタＱ8の
ベースを経て０．数μＡの電流は流れる。しかし、この
端子電圧４．２Ｖ以下にならない限り、充電は開始され
ない。
【００１８】以上説明してきたが、図２の実施例のＰＮ
Ｐ型トランジスタは、ＮＰＮ型トランジスタに置き換え
ることができ、また逆に、ＮＰＮ型トランジスタは、Ｐ
ＮＰ型トランジスタに置き換えることができる。また、
充電電流供給回路８と接触端子７ａとの間にＬＥＤ素子
等やその他の保護回路を設けてもよいことはもちろんで
ある。また、実施例では、リチウム電池の例を挙げてい
るが、この発明は、正極側が接地されて常時電流が流れ
ても問題のない、数μＡか、それ以下の微小定電流を電
流するだけであるので、その他の電池の充電回路でも利
用可能である。
Ｐ型トランジスタは、ＮＰＮ型トランジスタに置き換え
ることができ、また逆に、ＮＰＮ型トランジスタは、Ｐ
ＮＰ型トランジスタに置き換えることができる。また、
充電電流供給回路８と接触端子７ａとの間にＬＥＤ素子
等やその他の保護回路を設けてもよいことはもちろんで
ある。また、実施例では、リチウム電池の例を挙げてい
るが、この発明は、正極側が接地されて常時電流が流れ
ても問題のない、数μＡか、それ以下の微小定電流を電
流するだけであるので、その他の電池の充電回路でも利
用可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明の電池充電回路にあっては、充電電流供給回路によ
る充電電流に対し、正極が接地されて常時電流を流して
も問題のない、数μＡか、それ以下の、充電電流に対し
て千分の１以下の微小定電流を流出する定電流源を設け
ることにより、μＡか、それ以下の定電流値で電池の状
態を検出できる。しかも、定電流であるので、その範囲
判定にばらつきが発生し難く、また、千分の１以下の微
小定電流であるので、保護回路のＦＥＴのボディダイオ
ードも痛めることなく、接点スイッチを使用せずに直接
電池を接続することができる。その結果、電池に対して
接点スイッチを用いることなく、かつ充電回路や充電電
池の特性のばらつきに影響されることが少ない回路を提
供できる。また、回路構成が単純で、信頼性と安全性の
高い回路を充電回路を実現できる。
発明の電池充電回路にあっては、充電電流供給回路によ
る充電電流に対し、正極が接地されて常時電流を流して
も問題のない、数μＡか、それ以下の、充電電流に対し
て千分の１以下の微小定電流を流出する定電流源を設け
ることにより、μＡか、それ以下の定電流値で電池の状
態を検出できる。しかも、定電流であるので、その範囲
判定にばらつきが発生し難く、また、千分の１以下の微
小定電流であるので、保護回路のＦＥＴのボディダイオ
ードも痛めることなく、接点スイッチを使用せずに直接
電池を接続することができる。その結果、電池に対して
接点スイッチを用いることなく、かつ充電回路や充電電
池の特性のばらつきに影響されることが少ない回路を提
供できる。また、回路構成が単純で、信頼性と安全性の
高い回路を充電回路を実現できる。
【図１】図１は、この発明の電池充電回路の実施例の回
路図である。
路図である。
【図２】図２は、この発明の電池充電回路の他の実施例
の回路図である。
の回路図である。
【図３】図３は、従来の電池充電回路の説明図である。
【図４】図４は、リチウム二次電池の内部の説明図であ
る。
る。
１…コントローラ、２，８，１１…充電電流供給回路、
３…蓄電池、４…端子電圧判定回路、５…接点スイッ
チ、６ａ，６ｂ…端子、７ａ…電源側の接触端子、７ｂ
…グランド接触端子、６ｃ…制御端子、７…微小定電流
源、９…端子電圧判定回路、９ａ，９ｂ…コンパレー
タ、１０…電池充電回路、１２…差動増幅回路、１３…
電流源、１４…定電流源、Ｑ1〜Ｑ10…トランジスタ、
ＳＷ1…スイッチ回路。
３…蓄電池、４…端子電圧判定回路、５…接点スイッ
チ、６ａ，６ｂ…端子、７ａ…電源側の接触端子、７ｂ
…グランド接触端子、６ｃ…制御端子、７…微小定電流
源、９…端子電圧判定回路、９ａ，９ｂ…コンパレー
タ、１０…電池充電回路、１２…差動増幅回路、１３…
電流源、１４…定電流源、Ｑ1〜Ｑ10…トランジスタ、
ＳＷ1…スイッチ回路。
Claims (2)
- 【請求項１】所定の電流を蓄電池が接続される正極側の
端子に供給する充電電流供給回路と、前記正極側が接地
されて常時電流が流れても問題のない、数μＡか、それ
以下の微小定電流を前記端子に流出する定電流源と、前
記端子と前記充電電流供給回路の充電電流をそのＯＮ／
ＯＦＦにより送出／停止させるスイッチ回路と、前記端
子の電圧を検出して前記蓄電池が所定の充電可能な範囲
にあるか否かを判定して前記範囲にあるときに前記スイ
ッチ回路をＯＮ／ＯＦＦのいずれか一方にして前記充電
電流を送出させる判定回路とを備える蓄電池充電回路。 - 【請求項２】さらに、前記蓄電池が過電流状態になって
高インピーダンス状態のときには微小電流を別経路にな
流して誤動作を防ぐ回路を有し、 前記蓄電池は、内部
にスイッチ回路を内蔵するリチウム・イオン蓄電池であ
り、充電電圧が所定の過電圧になったときに前記スイッ
チ回路がＯＦＦすることを特徴とする請求項１記載の蓄
電池充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05087596A JP3674794B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 蓄電池充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05087596A JP3674794B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 蓄電池充電回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09219935A true JPH09219935A (ja) | 1997-08-19 |
| JP3674794B2 JP3674794B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=12870903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05087596A Expired - Fee Related JP3674794B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 蓄電池充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3674794B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7417438B2 (en) * | 2005-03-30 | 2008-08-26 | Nec Electronics Corporation | Battery voltage measurement apparatus |
| JP2009284688A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Rohm Co Ltd | 過電圧保護回路ならびにそれを用いた電源管理回路および電子機器 |
| US7821233B2 (en) | 2006-05-09 | 2010-10-26 | Rohm Co., Ltd. | Charging circuit |
| US7898217B2 (en) | 2006-05-09 | 2011-03-01 | Rohm Co., Ltd. | Charge control circuit |
| US7924540B2 (en) | 2007-10-15 | 2011-04-12 | Rohm Co., Ltd. | Over-voltage protection circuit |
| US8350408B2 (en) | 2007-12-03 | 2013-01-08 | Rohm Co., Ltd. | Power management circuit |
| US8362748B2 (en) | 2007-09-12 | 2013-01-29 | Rohm Co., Ltd. | Voltage comparison circuit |
| US8639959B2 (en) | 2009-10-02 | 2014-01-28 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor apparatus having a controller arranged to turn on a first switch and turn off a second switch during a period in which a judgement unit judges a device type of a device |
-
1996
- 1996-02-14 JP JP05087596A patent/JP3674794B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7417438B2 (en) * | 2005-03-30 | 2008-08-26 | Nec Electronics Corporation | Battery voltage measurement apparatus |
| US7821233B2 (en) | 2006-05-09 | 2010-10-26 | Rohm Co., Ltd. | Charging circuit |
| US7898217B2 (en) | 2006-05-09 | 2011-03-01 | Rohm Co., Ltd. | Charge control circuit |
| US8362748B2 (en) | 2007-09-12 | 2013-01-29 | Rohm Co., Ltd. | Voltage comparison circuit |
| US7924540B2 (en) | 2007-10-15 | 2011-04-12 | Rohm Co., Ltd. | Over-voltage protection circuit |
| US8350408B2 (en) | 2007-12-03 | 2013-01-08 | Rohm Co., Ltd. | Power management circuit |
| JP2009284688A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Rohm Co Ltd | 過電圧保護回路ならびにそれを用いた電源管理回路および電子機器 |
| US8639959B2 (en) | 2009-10-02 | 2014-01-28 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor apparatus having a controller arranged to turn on a first switch and turn off a second switch during a period in which a judgement unit judges a device type of a device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3674794B2 (ja) | 2005-07-20 |
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