JPH09285033A - 二次電池の充電制御回路 - Google Patents
二次電池の充電制御回路Info
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- JPH09285033A JPH09285033A JP8096406A JP9640696A JPH09285033A JP H09285033 A JPH09285033 A JP H09285033A JP 8096406 A JP8096406 A JP 8096406A JP 9640696 A JP9640696 A JP 9640696A JP H09285033 A JPH09285033 A JP H09285033A
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- charging control
- charging
- control circuit
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- 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
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池容量の異なる二次電池を同一の充電器で
充電することを可能とする。 【解決手段】 充電制御回路６０はデューティ可変端子
６１からの設定されたデューティ係数を持つクロック信
号を生成し、このクロック信号を充電制御信号ＶC とし
て論理積ゲートＧ３を介して充電制御スイッチＦＥＴ２
へ供給する。論理積ゲートＧ３は充電制御信号ＶC と検
出装置１００から出力される最終過充電検出信号との論
理積をとるゲートである。充電制御スイッチＦＥＴ２
は、２個のリチウムイオン電池（単位電池）２１、２２
からなる二次電池と充電器５０との間に接続されてい
る。
充電することを可能とする。 【解決手段】 充電制御回路６０はデューティ可変端子
６１からの設定されたデューティ係数を持つクロック信
号を生成し、このクロック信号を充電制御信号ＶC とし
て論理積ゲートＧ３を介して充電制御スイッチＦＥＴ２
へ供給する。論理積ゲートＧ３は充電制御信号ＶC と検
出装置１００から出力される最終過充電検出信号との論
理積をとるゲートである。充電制御スイッチＦＥＴ２
は、２個のリチウムイオン電池（単位電池）２１、２２
からなる二次電池と充電器５０との間に接続されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、リチウム
イオン電池のような、充電可能な電池（二次電池）を備
えた電池ユニットに用いられ、二次電池の充電を制御す
る充電制御回路に関する。
イオン電池のような、充電可能な電池（二次電池）を備
えた電池ユニットに用いられ、二次電池の充電を制御す
る充電制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】充電可能な電池（二次電池）のうち、特
にリチウムイオン電池は、過放電、過充電に弱いため、
過放電状態、過充電状態を検出する検出装置が不可欠で
ある。また、この検出装置は、二次電池の放電中におけ
る過電流状態をも検出している。すなわち、検出装置
は、過放電検出回路と過充電検出回路と過電流検出回路
とを備えている。
にリチウムイオン電池は、過放電、過充電に弱いため、
過放電状態、過充電状態を検出する検出装置が不可欠で
ある。また、この検出装置は、二次電池の放電中におけ
る過電流状態をも検出している。すなわち、検出装置
は、過放電検出回路と過充電検出回路と過電流検出回路
とを備えている。
【０００３】図７を参照して、従来の検出装置を備えた
リチウムイオン電池による電池ユニットについて説明す
る。電池ユニットは電池パックとも呼ばれる。図示の電
池ユニットは、直列接続した２個のリチウムイオン電池
（単位電池）２１、２２からなる二次電池２０を含む。
単位電池の個数は１個あるいは３個以上でも良い。ここ
では、接地端子の側から順番に単位電池２１、２２をそ
れぞれ第１及び第２の単位電池と呼ぶことにする。この
二次電池２０に検出装置１０が並列に接続されている。
検出装置１００は、第１及び第２の過放電検出回路３
１、３２と、第１及び第２の過充電検出回路４１、４２
と、過電流検出回路１０とを有する。第１及び第２の過
放電検出回路３１、３２と、第１及び第２の過充電検出
回路４１、４２とは、それぞれ、第１及び第２の単位電
池２１、２２に並列に接続されている。第１及び第２の
単位電池２１、２２は、その電池電圧として、それぞ
れ、第１及び第２のセル電圧ＶL 、ＶH を発生してい
る。二次電池２０はバッテリ電圧ＶBAT を発生してい
る。
リチウムイオン電池による電池ユニットについて説明す
る。電池ユニットは電池パックとも呼ばれる。図示の電
池ユニットは、直列接続した２個のリチウムイオン電池
（単位電池）２１、２２からなる二次電池２０を含む。
単位電池の個数は１個あるいは３個以上でも良い。ここ
では、接地端子の側から順番に単位電池２１、２２をそ
れぞれ第１及び第２の単位電池と呼ぶことにする。この
二次電池２０に検出装置１０が並列に接続されている。
検出装置１００は、第１及び第２の過放電検出回路３
１、３２と、第１及び第２の過充電検出回路４１、４２
と、過電流検出回路１０とを有する。第１及び第２の過
放電検出回路３１、３２と、第１及び第２の過充電検出
回路４１、４２とは、それぞれ、第１及び第２の単位電
池２１、２２に並列に接続されている。第１及び第２の
単位電池２１、２２は、その電池電圧として、それぞ
れ、第１及び第２のセル電圧ＶL 、ＶH を発生してい
る。二次電池２０はバッテリ電圧ＶBAT を発生してい
る。
【０００４】第１及び第２の過放電検出回路３１、３２
の各々には、過放電検出用基準電圧が設定されている。
第１及び第２の過放電検出回路３１、３２は、それぞ
れ、第１及び第２のセル電圧ＶL 、ＶH と過放電検出用
基準電圧とを比較し、セル電圧が過放電検出用基準電圧
よりも低くなると過放電と判定して、論理ローレベルの
第１及び第２の過放電検出信号を出力する。これら第１
及び第２の過放電検出信号は、後述する過電流検出信号
と共に、第１の論理積ゲートＧ１で論理積をとられた
後、最終過放電／過電流検出信号として放電制御スイッ
チとして動作する第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１
に供給される。最終過放電／過電流検出信号に応答し
て、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１がオフし、端
子Ｐ１，Ｐ２に接続された電子機器などの負荷（図示せ
ず）との接続を断として放電を禁止する。なお、過放電
検出用基準電圧は、例えば、満充電時におけるセル電圧
の数十パーセント程度に設定される。過放電検出回路３
１、３２と第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１と第１
の論理積ゲートＧ１との組み合わせは過放電防止装置と
して働く。
の各々には、過放電検出用基準電圧が設定されている。
第１及び第２の過放電検出回路３１、３２は、それぞ
れ、第１及び第２のセル電圧ＶL 、ＶH と過放電検出用
基準電圧とを比較し、セル電圧が過放電検出用基準電圧
よりも低くなると過放電と判定して、論理ローレベルの
第１及び第２の過放電検出信号を出力する。これら第１
及び第２の過放電検出信号は、後述する過電流検出信号
と共に、第１の論理積ゲートＧ１で論理積をとられた
後、最終過放電／過電流検出信号として放電制御スイッ
チとして動作する第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１
に供給される。最終過放電／過電流検出信号に応答し
て、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１がオフし、端
子Ｐ１，Ｐ２に接続された電子機器などの負荷（図示せ
ず）との接続を断として放電を禁止する。なお、過放電
検出用基準電圧は、例えば、満充電時におけるセル電圧
の数十パーセント程度に設定される。過放電検出回路３
１、３２と第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１と第１
の論理積ゲートＧ１との組み合わせは過放電防止装置と
して働く。
【０００５】第１及び第２の過充電検出回路４１、４２
の各々には、過充電検出用基準電圧が設定されている。
第１及び第２の過充電検出回路４１、３２は、それぞ
れ、第１及び第２のセル電圧ＶL 、ＶH と過充電検出用
基準電圧とを比較し、セル電圧が過充電検出用基準電圧
よりも高くなると過充電と判定して、論理ローレベルの
第１及び第２の過充電検出信号を出力する。これら第１
及び第２の過充電検出信号は第２の論理積ゲートＧ２で
論理積がとられた後、最終過充電検出信号として充電制
御スイッチとして動作する第２の電界効果トランジスタ
ＦＥＴ２に供給される。最終過充電検出信号に応答し
て、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２がオフし、端
子Ｐ１、Ｐ２に接続された充電器５０との接続を断とし
て充電を禁止する。過充電検出回路４１、４２と第２の
電界効果トランジスタＦＥＴ２と第２の論理積ゲートＧ
２との組み合わせは過充電検出防止装置として働く。
の各々には、過充電検出用基準電圧が設定されている。
第１及び第２の過充電検出回路４１、３２は、それぞ
れ、第１及び第２のセル電圧ＶL 、ＶH と過充電検出用
基準電圧とを比較し、セル電圧が過充電検出用基準電圧
よりも高くなると過充電と判定して、論理ローレベルの
第１及び第２の過充電検出信号を出力する。これら第１
及び第２の過充電検出信号は第２の論理積ゲートＧ２で
論理積がとられた後、最終過充電検出信号として充電制
御スイッチとして動作する第２の電界効果トランジスタ
ＦＥＴ２に供給される。最終過充電検出信号に応答し
て、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２がオフし、端
子Ｐ１、Ｐ２に接続された充電器５０との接続を断とし
て充電を禁止する。過充電検出回路４１、４２と第２の
電界効果トランジスタＦＥＴ２と第２の論理積ゲートＧ
２との組み合わせは過充電検出防止装置として働く。
【０００６】図８に充電器５０による充電特性を示す。
充電器５０は、図示はしないが定電流回路と定電圧回路
とから構成されている。ここで、定電流回路は１Ａの充
電電流を流す回路とし、定電圧回路は４．２Ｖの定電圧
制御電圧を発生する回路であるとする。そして、二次電
池２０のバッテリ電圧ＶBAT が３Ｖであったとする。こ
の状態において、充電器５０により二次電池２０の充電
を開始すると、定電圧回路は電流をそのリミットいっぱ
いに流そうとしますが、定電流回路により充電電流ＩC
は１Ａに制限される。時刻ｔ1 で、二次電池２０のバッ
テリ電圧ＶBATが定電圧制御電圧（４．２Ｖ）付近まで
上昇すると、充電電流ＩC が減少し、制御が定電圧回路
の移る。この定電流充電から定電圧充電への切り替え
は、理想的には電圧の設定点でなされるが、内部インピ
ーダンスによる電圧降下が電流値により変化するので、
実際には図８に示すようにリニア動作となる。
充電器５０は、図示はしないが定電流回路と定電圧回路
とから構成されている。ここで、定電流回路は１Ａの充
電電流を流す回路とし、定電圧回路は４．２Ｖの定電圧
制御電圧を発生する回路であるとする。そして、二次電
池２０のバッテリ電圧ＶBAT が３Ｖであったとする。こ
の状態において、充電器５０により二次電池２０の充電
を開始すると、定電圧回路は電流をそのリミットいっぱ
いに流そうとしますが、定電流回路により充電電流ＩC
は１Ａに制限される。時刻ｔ1 で、二次電池２０のバッ
テリ電圧ＶBATが定電圧制御電圧（４．２Ｖ）付近まで
上昇すると、充電電流ＩC が減少し、制御が定電圧回路
の移る。この定電流充電から定電圧充電への切り替え
は、理想的には電圧の設定点でなされるが、内部インピ
ーダンスによる電圧降下が電流値により変化するので、
実際には図８に示すようにリニア動作となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の検出装置１００を備えたリチウムイオン電池（二次電
池）２０内では、充電電流ＩC の制限を行っていない。
すなわち、定電流充電の期間では常に一定の充電電流Ｉ
C が二次電池２０に流れる。
の検出装置１００を備えたリチウムイオン電池（二次電
池）２０内では、充電電流ＩC の制限を行っていない。
すなわち、定電流充電の期間では常に一定の充電電流Ｉ
C が二次電池２０に流れる。
【０００８】二次電池は電池容量を持つ。二次電池を充
電する場合、その電池容量に対応した充電電流で充電す
る必要がある。何故なら、例えば電池容量の小さい二次
電池に大きな充電電流を流すと、その二次電池が劣化し
てしまうからである。従って、二次電池を充電する場
合、従来では、その電池容量に適合した専用の充電器を
使用して充電する必要がある。
電する場合、その電池容量に対応した充電電流で充電す
る必要がある。何故なら、例えば電池容量の小さい二次
電池に大きな充電電流を流すと、その二次電池が劣化し
てしまうからである。従って、二次電池を充電する場
合、従来では、その電池容量に適合した専用の充電器を
使用して充電する必要がある。
【０００９】本発明の課題は、電池容量の異なる二次電
池を同一の充電器で充電することを可能にした、二次電
池の充電制御回路を提供することにある。
池を同一の充電器で充電することを可能にした、二次電
池の充電制御回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、充電器
による二次電池の充電を、該二次電池と前記充電器との
間に接続された充電制御スイッチのオン・オフによって
制御する充電制御回路であって、デューティ係数を設定
する手段と、該設定されたデューティ係数を持つクロッ
ク信号を生成するクロック生成手段と、前記クロック信
号を充電制御信号として前記充電制御スイッチへ供給す
る手段とを有すること、を特徴とする二次電池の充電制
御回路が得られる。
による二次電池の充電を、該二次電池と前記充電器との
間に接続された充電制御スイッチのオン・オフによって
制御する充電制御回路であって、デューティ係数を設定
する手段と、該設定されたデューティ係数を持つクロッ
ク信号を生成するクロック生成手段と、前記クロック信
号を充電制御信号として前記充電制御スイッチへ供給す
る手段とを有すること、を特徴とする二次電池の充電制
御回路が得られる。
【００１１】上記クロック生成手段は、例えば、前記設
定されたデューティ係数に対応した三角波を生成する手
段と、該生成された三角波から前記クロック信号を発生
する手段とによって構成される。
定されたデューティ係数に対応した三角波を生成する手
段と、該生成された三角波から前記クロック信号を発生
する手段とによって構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施形態による二次電池の充電制御回路について説明
する。
一実施形態による二次電池の充電制御回路について説明
する。
【００１３】図１を参照すると、本実施形態による二次
電池の充電制御回路６０は、デューティ係数を設定する
ためのデューティ可変端子６１を持つ。充電制御回路６
０はデューティ可変端子６１から設定されたデューティ
係数を持つクロック信号を生成し、この生成したクロッ
ク信号を充電制御信号ＶC として論理積ゲートＧ３を介
して充電制御スイッチＦＥＴ２へ供給する。論理積ゲー
トＧ３は充電制御信号ＶC と上記最終過充電検出信号と
の論理積をとるゲートである。
電池の充電制御回路６０は、デューティ係数を設定する
ためのデューティ可変端子６１を持つ。充電制御回路６
０はデューティ可変端子６１から設定されたデューティ
係数を持つクロック信号を生成し、この生成したクロッ
ク信号を充電制御信号ＶC として論理積ゲートＧ３を介
して充電制御スイッチＦＥＴ２へ供給する。論理積ゲー
トＧ３は充電制御信号ＶC と上記最終過充電検出信号と
の論理積をとるゲートである。
【００１４】図２を参照して、図示のデューティ可変端
子６１は入力１と入力２の２つの入力端子を有する。入
力１と入力２の各々は、論理ハイレベル“Ｈ”と論理ロ
ーレベル“Ｌ”のいずれか一方のレベルに設定される。
ここで、論理ハイレベル“Ｈ”の設定は電源電圧Ｖccの
電源端子に接続することによって行われ、論理ローレベ
ル“Ｌ”の設定は接地端子に接続することによって行わ
れる。このように、これら入力１と入力２の設定は外部
から与えられるのではなく、電源端子と接地端子に接続
することにより、デューティ係数を固定化して使用す
る。
子６１は入力１と入力２の２つの入力端子を有する。入
力１と入力２の各々は、論理ハイレベル“Ｈ”と論理ロ
ーレベル“Ｌ”のいずれか一方のレベルに設定される。
ここで、論理ハイレベル“Ｈ”の設定は電源電圧Ｖccの
電源端子に接続することによって行われ、論理ローレベ
ル“Ｌ”の設定は接地端子に接続することによって行わ
れる。このように、これら入力１と入力２の設定は外部
から与えられるのではなく、電源端子と接地端子に接続
することにより、デューティ係数を固定化して使用す
る。
【００１５】本例の場合、入力１と入力２の両方とも論
理ハイレベル“Ｈ”にすると、デューティ係数は２５％
に設定される。入力１を論理ハイレベル“Ｈ”に、入力
２を論理ローレベル“Ｌ”にすると、デューティ係数は
５０％に設定される。入力１を論理ハイレベル“Ｌ”
に、入力２を論理ローレベル“Ｈ”にすると、デューテ
ィ係数は７５％に設定される。入力１と入力２の両方と
も論理ハイレベル“Ｌ”にすると、デューティ係数は１
００％に設定される。
理ハイレベル“Ｈ”にすると、デューティ係数は２５％
に設定される。入力１を論理ハイレベル“Ｈ”に、入力
２を論理ローレベル“Ｌ”にすると、デューティ係数は
５０％に設定される。入力１を論理ハイレベル“Ｌ”
に、入力２を論理ローレベル“Ｈ”にすると、デューテ
ィ係数は７５％に設定される。入力１と入力２の両方と
も論理ハイレベル“Ｌ”にすると、デューティ係数は１
００％に設定される。
【００１６】図３に充電制御回路６０の一例を示す。図
示の充電制御回路６０は、デューティ係数が５０％に設
定された例を示す。すなわち、デューティ可変端子６１
の入力１および入力２はそれぞれ論理ハイレベル“Ｈ”
および論理ローレベル“Ｌ”に設定されている。
示の充電制御回路６０は、デューティ係数が５０％に設
定された例を示す。すなわち、デューティ可変端子６１
の入力１および入力２はそれぞれ論理ハイレベル“Ｈ”
および論理ローレベル“Ｌ”に設定されている。
【００１７】充電制御回路６０は第１及び第２の定電流
源Ｉ1 およびＩ2 と、第１の定電流源Ｉ1 と第２の定電
流源Ｉ2 との接続点と接地端子との間に接続されたコン
デンサＣと、第１の定電流源Ｉ1 と第２の定電流源Ｉ2
との間に挿入されたスイッチＳＷと、非反転入力端子＋
がコンデンサＣの一端に接続され、反転入力端子−が第
１乃至第３の抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３からなる可変基準
電圧発生器に接続された演算増幅器ＯＰと、第３の抵抗
器Ｒ３と並列に接続されたｎｐｎ形バイポーラトランジ
スタＱ１と、演算増幅器ＯＰの出力端子に接続されたバ
ッファ回路６２とを有する。
源Ｉ1 およびＩ2 と、第１の定電流源Ｉ1 と第２の定電
流源Ｉ2 との接続点と接地端子との間に接続されたコン
デンサＣと、第１の定電流源Ｉ1 と第２の定電流源Ｉ2
との間に挿入されたスイッチＳＷと、非反転入力端子＋
がコンデンサＣの一端に接続され、反転入力端子−が第
１乃至第３の抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３からなる可変基準
電圧発生器に接続された演算増幅器ＯＰと、第３の抵抗
器Ｒ３と並列に接続されたｎｐｎ形バイポーラトランジ
スタＱ１と、演算増幅器ＯＰの出力端子に接続されたバ
ッファ回路６２とを有する。
【００１８】可変基準電圧発生器には固定基準電圧Ｖ
REF が供給され、第１の抵抗器Ｒ１と第２の抵抗器Ｒ２
との接続点が演算増幅器ＯＰの反転入力端子−に接続さ
れている。したがって、ｎｐｎ形バイポーラトランジス
タＱ１がオフ状態のとき、演算増幅器ＯＰの反転入力端
子−にはＶREF ×（Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ
３）の電圧が供給され、ｎｐｎ形バイポーラトランジス
タＱ１がオン状態のときは、演算増幅器ＯＰの反転入力
端子−にＶREF ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）の電圧が供給さ
れる。ｎｐｎ形バイポーラトランジスタＱ１のオン・オ
フは、バッファ回路６２から供給される第１の制御信号
Ｓc1によって制御される。スイッチＳＷのオン・オフは
バッファ回路６２から供給される第２の制御信号Ｓc2に
よって制御される。バッファ回路６２は充電制御信号Ｖ
C を出力する。
REF が供給され、第１の抵抗器Ｒ１と第２の抵抗器Ｒ２
との接続点が演算増幅器ＯＰの反転入力端子−に接続さ
れている。したがって、ｎｐｎ形バイポーラトランジス
タＱ１がオフ状態のとき、演算増幅器ＯＰの反転入力端
子−にはＶREF ×（Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ
３）の電圧が供給され、ｎｐｎ形バイポーラトランジス
タＱ１がオン状態のときは、演算増幅器ＯＰの反転入力
端子−にＶREF ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）の電圧が供給さ
れる。ｎｐｎ形バイポーラトランジスタＱ１のオン・オ
フは、バッファ回路６２から供給される第１の制御信号
Ｓc1によって制御される。スイッチＳＷのオン・オフは
バッファ回路６２から供給される第２の制御信号Ｓc2に
よって制御される。バッファ回路６２は充電制御信号Ｖ
C を出力する。
【００１９】本例の場合、デューティ係数が５０％に設
定されているので、第２の定電流源Ｉ2 は第１の定電流
源Ｉ1 の２倍の定電流を流す。すなわち、第１の定電流
源Ｉ1 が定電流Ｉを流すとすると、第２の定電流源Ｉ2
は定電流２Ｉを流している。
定されているので、第２の定電流源Ｉ2 は第１の定電流
源Ｉ1 の２倍の定電流を流す。すなわち、第１の定電流
源Ｉ1 が定電流Ｉを流すとすると、第２の定電流源Ｉ2
は定電流２Ｉを流している。
【００２０】図４を参照して、図３に示した充電制御回
路６０の動作について説明する。図４において、最上行
（第１行）目に演算増幅器ＯＰの非反転入力端子＋およ
び反転入力端子−に供給される電圧ＶA およびＶB を示
し、第２行目にｎｐｎ形バイポーラトランジスタＱ１の
オン・オフ状態を示し、第３行目にスイッチＳＷのオン
・オフ状態を示し、第４行目に充電制御信号ＶC を示
し、第５行（最下行）目に充電電流ＩC を示している。
路６０の動作について説明する。図４において、最上行
（第１行）目に演算増幅器ＯＰの非反転入力端子＋およ
び反転入力端子−に供給される電圧ＶA およびＶB を示
し、第２行目にｎｐｎ形バイポーラトランジスタＱ１の
オン・オフ状態を示し、第３行目にスイッチＳＷのオン
・オフ状態を示し、第４行目に充電制御信号ＶC を示
し、第５行（最下行）目に充電電流ＩC を示している。
【００２１】ここでは、使用する充電器５０は電池容量
が８００ｍＡｈの二次電池専用であるのに対して、実際
の二次電池の電池容量は４００ｍＡｈであるとする。す
なわいち、二次電池２０の電池容量が充電器のそれの１
／２であるとする。この技術分野で周知の通り、１Ｃと
は１時間で定格容量の充電を行うときの充電電流を示し
ます。したがって、２Ｃの充電電流を流すと、３０分で
二次電池が充電されることになる。
が８００ｍＡｈの二次電池専用であるのに対して、実際
の二次電池の電池容量は４００ｍＡｈであるとする。す
なわいち、二次電池２０の電池容量が充電器のそれの１
／２であるとする。この技術分野で周知の通り、１Ｃと
は１時間で定格容量の充電を行うときの充電電流を示し
ます。したがって、２Ｃの充電電流を流すと、３０分で
二次電池が充電されることになる。
【００２２】トランジスタＱ１がオフ状態で、電圧ＶB
がＶREF ×（Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）に等
しく、電圧ＶA が電圧ＶB より低いとする。このとき、
スイッチＳＷはオフ状態にされており、コンデンサＣは
第１の定電流源Ｉ1 から供給される定電流Ｉで充電され
ていく。すなわち、電圧ＶA は一定の右肩上がりの傾斜
で上昇していく。このとき、充電制御信号ＶC は論理ロ
ーレベルであり、充電電流ＩC は流れない。
がＶREF ×（Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）に等
しく、電圧ＶA が電圧ＶB より低いとする。このとき、
スイッチＳＷはオフ状態にされており、コンデンサＣは
第１の定電流源Ｉ1 から供給される定電流Ｉで充電され
ていく。すなわち、電圧ＶA は一定の右肩上がりの傾斜
で上昇していく。このとき、充電制御信号ＶC は論理ロ
ーレベルであり、充電電流ＩC は流れない。
【００２３】電圧ＶA が電圧ＶB まで上昇すると、演算
増幅器ＯＰの出力が反転し、バッファ回路６２は、トラ
ンジススタＱ１をオンとする第１の制御信号Ｓc1と、ス
イッチＳＷをオンとする第２の制御信号Ｓc2とを出力す
る。トランジスタＱ２はオンとなるとなるので、電圧Ｖ
B がＶREF ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）に等しくなり、電圧
ＶA が電圧ＶB より高くなる。これにより、充電制御信
号ＶC は論理ハイレベルとなり、充電器５０は２Ｃの充
電電流ＩC を流す。コンデンサＣは第１の定電流源Ｉ1
から供給される定電流Ｉで充電されると共に、第２の定
電流源Ｉ2 の定電流２Ｉで放電される。その結果とし
て、コンデンサＣは（２Ｉ−Ｉ）、すなわち、電流Ｉで
放電されるので、電圧ＶA は上記上昇のときとは逆であ
るが同じ傾斜値の右肩下がりの傾斜で降下していく。
増幅器ＯＰの出力が反転し、バッファ回路６２は、トラ
ンジススタＱ１をオンとする第１の制御信号Ｓc1と、ス
イッチＳＷをオンとする第２の制御信号Ｓc2とを出力す
る。トランジスタＱ２はオンとなるとなるので、電圧Ｖ
B がＶREF ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）に等しくなり、電圧
ＶA が電圧ＶB より高くなる。これにより、充電制御信
号ＶC は論理ハイレベルとなり、充電器５０は２Ｃの充
電電流ＩC を流す。コンデンサＣは第１の定電流源Ｉ1
から供給される定電流Ｉで充電されると共に、第２の定
電流源Ｉ2 の定電流２Ｉで放電される。その結果とし
て、コンデンサＣは（２Ｉ−Ｉ）、すなわち、電流Ｉで
放電されるので、電圧ＶA は上記上昇のときとは逆であ
るが同じ傾斜値の右肩下がりの傾斜で降下していく。
【００２４】電圧ＶA は電圧ＶB まで降下すると、演算
増幅器ＯＰの出力が再び反転し、バッファ回路６２は、
トランジススタＱ１をオフとする第１の制御信号Ｓ
c1と、スイッチＳＷをオフとする第２の制御信号Ｓc2と
を出力する。
増幅器ＯＰの出力が再び反転し、バッファ回路６２は、
トランジススタＱ１をオフとする第１の制御信号Ｓ
c1と、スイッチＳＷをオフとする第２の制御信号Ｓc2と
を出力する。
【００２５】以下、同様の動作を繰り返す。このように
して、電圧ＶA は設定されたデューティ係数５０％に対
応した三角波を呈し、演算増幅器ＯＰおよびバッファ回
路６２の組み合わせは、この三角波からクロック信号
（充電制御信号ＶC ）を発生する。これにより、二次電
池２０は最大電流が２Ｃでデューティ係数が５０％の充
電電流ＩC で充電され、その充電電流ＩC は１Ｃに等し
い平均電流をもつ。したがって、大電流充電による二次
電池の劣化を防止することができる。
して、電圧ＶA は設定されたデューティ係数５０％に対
応した三角波を呈し、演算増幅器ＯＰおよびバッファ回
路６２の組み合わせは、この三角波からクロック信号
（充電制御信号ＶC ）を発生する。これにより、二次電
池２０は最大電流が２Ｃでデューティ係数が５０％の充
電電流ＩC で充電され、その充電電流ＩC は１Ｃに等し
い平均電流をもつ。したがって、大電流充電による二次
電池の劣化を防止することができる。
【００２６】図５にデューティ係数を７５％に設定した
場合の充電制御回路６０の動作を示す。この場合、第２
の定電流源Ｉ2 は第１の定電流源Ｉ1 の（４／３）倍の
定電流を流す。これにより、電圧ＶA の上昇時の傾斜を
下降時の傾斜の３倍とすることができる。このとき、二
次電池２０は最大電流が（４／３）Ｃでデューティ係数
が７５％の充電電流ＩC で充電され、その充電電流ＩC
は１Ｃに等しい平均電流をもつ。
場合の充電制御回路６０の動作を示す。この場合、第２
の定電流源Ｉ2 は第１の定電流源Ｉ1 の（４／３）倍の
定電流を流す。これにより、電圧ＶA の上昇時の傾斜を
下降時の傾斜の３倍とすることができる。このとき、二
次電池２０は最大電流が（４／３）Ｃでデューティ係数
が７５％の充電電流ＩC で充電され、その充電電流ＩC
は１Ｃに等しい平均電流をもつ。
【００２７】また、図６にデューティ係数を２５％に設
定した場合の充電制御回路６０の動作を示す。この場
合、第２の定電流源Ｉ2 は第１の定電流源Ｉ1 の４倍の
定電流を流す。これにより、電圧ＶA の上昇時の傾斜を
下降時の傾斜の（１／３）倍とすることができる。この
とき、二次電池２０は最大電流が４Ｃでデューティ係数
が２５％の充電電流ＩC で充電され、その充電電流ＩC
は１Ｃに等しい平均電流をもつ。
定した場合の充電制御回路６０の動作を示す。この場
合、第２の定電流源Ｉ2 は第１の定電流源Ｉ1 の４倍の
定電流を流す。これにより、電圧ＶA の上昇時の傾斜を
下降時の傾斜の（１／３）倍とすることができる。この
とき、二次電池２０は最大電流が４Ｃでデューティ係数
が２５％の充電電流ＩC で充電され、その充電電流ＩC
は１Ｃに等しい平均電流をもつ。
【００２８】尚、デューティ係数を１００％に設定した
場合には、電圧ＶA が常に電圧ＶBより高くなるように
すれば良い。その為には、例えば、第１の定電流源Ｉ1
と第２の定電流源Ｉ2 の定電流を等しくし、電圧ＶA が
電圧ＶB より高くなった時に、電圧ＶB をＶREF ×Ｒ２
／（Ｒ１＋Ｒ２）に固定すれば良い。
場合には、電圧ＶA が常に電圧ＶBより高くなるように
すれば良い。その為には、例えば、第１の定電流源Ｉ1
と第２の定電流源Ｉ2 の定電流を等しくし、電圧ＶA が
電圧ＶB より高くなった時に、電圧ＶB をＶREF ×Ｒ２
／（Ｒ１＋Ｒ２）に固定すれば良い。
【００２９】本発明は上述した実施例に限定せず、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更・変形が可能で
ある。たとえば、本発明は、リチウムイオン電池に限ら
ず、過電流からの保護を必要とする二次電池全般に適用
可能であることはいうまでもない。
明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更・変形が可能で
ある。たとえば、本発明は、リチウムイオン電池に限ら
ず、過電流からの保護を必要とする二次電池全般に適用
可能であることはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】本発明による二次電池の充電制御回路
は、デューティ係数を設定し、設定したデューティ係数
を持つクロック信号を充電制御信号として充電制御スイ
ッチへ供給しているので、電池容量の異なる二次電池を
同一の充電器で充電させることができる。
は、デューティ係数を設定し、設定したデューティ係数
を持つクロック信号を充電制御信号として充電制御スイ
ッチへ供給しているので、電池容量の異なる二次電池を
同一の充電器で充電させることができる。
【図１】本発明の一実施の形態による二次電池の充電制
御回路を備えた電池ユニットの構成を示すブロック図で
ある。
御回路を備えた電池ユニットの構成を示すブロック図で
ある。
【図２】デューティ可変端子とデューティ係数との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図３】図１に示された充電制御回路の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】デューティ係数を５０％に設定した場合の図３
に示す充電制御回路の動作を示すタイムチャートであ
る。
に示す充電制御回路の動作を示すタイムチャートであ
る。
【図５】デューティ係数を７５％に設定した場合の図３
に示す充電制御回路の動作を示すタイムチャートであ
る。
に示す充電制御回路の動作を示すタイムチャートであ
る。
【図６】デューティ係数を２５％に設定した場合の図３
に示す充電制御回路の動作を示すタイムチャートであ
る。
に示す充電制御回路の動作を示すタイムチャートであ
る。
【図７】従来の電池ユニットの構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図８】充電器の充電特性を示す図である。
２０ 二次電池 ５０ 充電器 ６０ 充電制御回路 ６１ デューティ可変端子６１ ６２ バッファ回路 Ｉ1 ，Ｉ2 定電流源 Ｃ コンデンサ ＳＷ スイッチ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗器 Ｑ１ ｎｐｎ形バイポーラトランジスタ ＯＰ 演算増幅器
Claims (2)
- 【請求項１】 充電器による二次電池の充電を、該二次
電池と前記充電器との間に接続された充電制御スイッチ
のオン・オフによって制御する充電制御回路であって、
デューティ係数を設定する手段と、該設定されたデュー
ティ係数を持つクロック信号を生成するクロック生成手
段と、前記クロック信号を充電制御信号として前記充電
制御スイッチへ供給する手段とを有すること、を特徴と
する二次電池の充電制御回路。 - 【請求項２】 前記クロック生成手段が、前記設定され
たデューティ係数に対応した三角波を生成する手段と、
該生成された三角波から前記クロック信号を発生する手
段とを有すること、を特徴とする請求項１に記載の二次
電池の充電制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8096406A JPH09285033A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 二次電池の充電制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8096406A JPH09285033A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 二次電池の充電制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09285033A true JPH09285033A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14164094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8096406A Pending JPH09285033A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 二次電池の充電制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09285033A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000065706A1 (en) * | 1999-04-23 | 2000-11-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Storage battery charger and method for controlling the charging process |
| KR20070084818A (ko) * | 2006-02-22 | 2007-08-27 | 주식회사 이노세이브 | 자동차의 효율적 운용을 위한 배터리 케어장치 |
| US9231419B2 (en) | 2013-01-23 | 2016-01-05 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device and battery pack |
-
1996
- 1996-04-18 JP JP8096406A patent/JPH09285033A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000065706A1 (en) * | 1999-04-23 | 2000-11-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Storage battery charger and method for controlling the charging process |
| GB2363920A (en) * | 1999-04-23 | 2002-01-09 | Samsung Electronics Co Ltd | Storage battery charger and method for controlling the charging process |
| US6392384B1 (en) | 1999-04-23 | 2002-05-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Storage battery charger and method for controlling the charging process |
| KR100341986B1 (ko) * | 1999-04-23 | 2002-06-26 | 윤종용 | 배터리 충전장치 및 그 충전제어방법 |
| AU761855B2 (en) * | 1999-04-23 | 2003-06-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Storage battery charger and method for controlling the charging process |
| GB2363920B (en) * | 1999-04-23 | 2004-03-24 | Samsung Electronics Co Ltd | Storage battery charger |
| KR20070084818A (ko) * | 2006-02-22 | 2007-08-27 | 주식회사 이노세이브 | 자동차의 효율적 운용을 위한 배터리 케어장치 |
| US9231419B2 (en) | 2013-01-23 | 2016-01-05 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device and battery pack |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040831 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040915 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050126 |