JPH09289041A

JPH09289041A - 電池パック

Info

Publication number: JPH09289041A
Application number: JP8127890A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Nakamura; 正一中村; Satoshi Kobayashi; 諭小林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-04-24
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】ニッケルカドミウム電池の電池パックと、充
電時にも互換性のあるリチウムイオン電池の電池パック
を提供する。【解決手段】充電時、制御回路３３により第１および
第２のスイッチ回路３２、Ｑ33をオンに制御する。マイ
クロコンピュータ３４がリチウムイオン電池３１Ａ〜３
１Ｄの満充電を検出したとき、マイクロコンピュータ３
４の出力にしたがって制御回路３３により、スイッチ回
路３２を所定の周期でオン・オフ制御するとともに、ス
イッチ回路３２のオン・オフの周期のうち、そのオンの
期間の割り合いを長くして充放電端子Ｔ31、Ｔ32の間の
電圧を次第に低下させる。充放電端子Ｔ31、Ｔ32に充電
電流が供給されなくなったとき、制御回路３３によりス
イッチ回路Ｑ33をオフにしてマイクロコンピュータ３４
への動作電圧の給電をオフにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リチウムイオン
電池の電池パックに関する。

【０００２】

【従来の技術】充電式電池（２次電池）としてニッケル
カドミウム電池があるが、その充電特性は図３Ａに示す
とおりである。すなわち、空のニッケルカドミウム電池
を一定の大きさの直流電流で充電していくと、充電につ
れて端子電圧は次第に上昇していく。そして、満充電に
なると、端子電圧は極大値を示し、以後、次第に低下し
ていく。なお、この端子電圧の低下の速度（割り合い）
は、充電電流が１Ｃの大きさのとき、10〜20mＶ／分程
度である。

【０００３】したがって、ニッケルカドミウム電池を充
電する場合、充電をしながら端子電圧のチェックを行
い、端子電圧が低下するようになったら、充電を停止す
れば、満充電を行うことができ、しかも、過充電を防止
することができる。

【０００４】図４は、そのような方法により充電を行う
ようにした充電装置の一例を示し、符号１０はその充電
装置、符号２０はニッケルカドミウム電池の電池パック
である。

【０００５】そして、電源プラグ１１からの例えば100
Ｖの商用交流電圧が、電源回路（ＡＣ−ＤＣコンバー
タ）１２に供給されて所定の直流電圧が取り出され、こ
の直流電圧が定電流回路１３に供給されて例えば１Ｃの
大きさの充電用の定電流Ｉ13が形成される。そして、こ
の定電流Ｉ13が、充電制御用のスイッチ回路１４を通
じ、さらに、逆流防止用のダイオードＤ11を通じて＋側
の充電端子Ｔ11に出力される。なお、符号Ｔ12は−側の
充電端子である。

【０００６】また、充電制御用としてマイクロコンピュ
ータ１５が設けられ、これに電源回路１２から動作電圧
が供給される。さらに、スイッチ回路１４の出力側と、
接地との間に得られる電圧が、抵抗器Ｒ11、Ｒ12により
分圧され、その分圧電圧Ｖ11が、マイクロコンピュータ
１５のアナログ入力ポート（Ａ／Ｄコンバータ）A/Dに
供給される。また、マイクロコンピュータ１５の出力ポ
ートＱ15の出力が、スイッチ回路１４にその制御信号と
して供給される。なお、符号Ｃ11は、電圧Ｖ11に含まれ
るノイズ成分やリップル成分などを除去するためのコン
デンサである。

【０００７】一方、電池パック２０は、この例において
は、12個のニッケルカドミウム電池２１Ａ〜２１Ｌが直
列接続され、したがって、定格出力電圧は14.4Ｖとされ
ている。また、容量は例えば1000mＡｈとされている。

【０００８】そして、電池２１Ａの＋極が＋側の充放電
端子Ｔ21に接続され、電池２１Ｌの−極が電流検出用の
小さい値の抵抗器Ｒ21および保護用のスイッチ回路２２
を通じて−側の充放電端子Ｔ22に接続される。なお、充
電時には、電池パック２０の端子Ｔ21、Ｔ22が、充電装
置１０の端子Ｔ11、Ｔ12にそれぞれ接続される。

【０００９】さらに、電池パック２０には、検出回路２
３が設けられ、電池２１Ａ〜２１Ｌの端子電圧が検出入
力として入力されるとともに、抵抗器Ｒ21に生じる降下
電圧が検出入力として供給され、その検出出力がスイッ
チ回路２２に制御信号として供給される。

【００１０】このような構成において、充電装置１０に
電池パック２０が接続されると、定電流回路１３からの
定電流Ｉ13が、スイッチ回路１４→ダイオードＤ11→端
子Ｔ11→端子Ｔ21→電池２１Ａ〜２１Ｌ→抵抗器Ｒ21→
スイッチ回路２２→端子Ｔ22→端子Ｔ12→接地のライン
を流れ、電池２１Ａ〜２１Ｌは、１Ｃの大きさの定電流
Ｉ13により充電されていく。

【００１１】そして、この充電につれて、上述のように
（図３Ａに示すように）、電池２１Ａ〜２１Ｌの端子電
圧が上昇していく。また、このとき、この電池２１Ａ〜
２１Ｌの端子電圧が、抵抗器Ｒ11、Ｒ12により分圧さ
れ、この分圧電圧Ｖ11がマイクロコンピュータ１５に供
給されて電池２１Ａ〜２１Ｌの端子電圧がモニタされて
いる。

【００１２】そして、満充電になると、電池２１Ａ〜２
１Ｌの端子電圧は極大となり、以後、低下していくが、
これが電圧Ｖ11を通じてマイクロコンピュータ１５によ
り検出され、マイクロコンピュータ１５によりスイッチ
回路１４がオフとされ、充電が終了する。したがって、
電池２１Ａ〜２１Ｌが満充電されるとともに、過充電さ
れることがない。

【００１３】なお、充電時に、なんらかのトラブルによ
り電池２１Ａ〜２１Ｌに供給される電圧が異常に高くな
った場合、あるいは電池２１Ａ〜２１Ｌの充電電流や放
電電流（負荷電流）が異常に大きくなった場合、これが
検出回路２３により検出され、その検出出力によりスイ
ッチ回路２２がオフとされて電池２１Ａ〜２１Ｌは過大
電圧や過大電流から保護される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、業務用のポ
ータブル電子機器、例えば取材用ＶＴＲには、電源とし
て充電式電池の電池パックが広く使用されているが、そ
の電池パックは一般に上述のようなニッケルカドミウム
電池の電池パックとされている。

【００１５】これに対し、近年、充電式電池としてリチ
ウムイオン電池が開発され、実用化されている。このリ
チウムイオン電池は、容量のわりに軽いので、取材用Ｖ
ＴＲなどの電源としてきわめて有効である。

【００１６】すなわち、リチウムイオン電池はニッケル
カドミウム電池に比べ、１個あたりの出力電圧が高いと
ともに、取材用のＶＴＲなどでは、電池の電圧を内蔵の
ＤＣ−ＤＣコンバータで変圧して使用しているので、使
用可能な時間が50％〜100％も長くなる。また、例えば
ＶＴＲ取材の場合には、電源が確実に得られるようにす
るため電池パックを５〜10個携帯するが、リチウムイオ
ン電池の場合には、その数を30％〜40％減らすことがで
きる。

【００１７】したがって、リチウムイオン電池を用いた
電池パックは、業務用としてきわめて有効である。

【００１８】ところが、リチウムイオン電池の充電特性
は図３Ｂに示すとおりである。すなわち、この特性図
は、リチウムイオン電池を、充電量が50％になるまでは
定電流で充電し、以後、定電圧で充電した場合である
が、この特性図にも示すように、リチウムイオン電池の
場合、満充電になっても端子電圧は低下しない。

【００１９】このため、上述したニッケルカドミウム電
池の電池パック２０用の充電装置１０を使用してリチウ
ムイオン電池の電池パックの充電を行うと、満充電を検
出できず、過充電になってしまう。

【００２０】この発明は、このような問題点を解決し、
リチウムイオン電池の電池パックにおいて、ニッケルカ
ドミウム電池の電池パック２０を充電する充電装置１０
により、充電ができるようにするとともに、特にそのよ
うな充電ができるようにした場合に新たに生じる問題点
をも解決しようとするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明においては、１
対の充放電端子と、リチウムイオン電池と、このリチウ
ムイオン電池の一方の電極と、上記１対の充放電端子の
一方との間に直列接続された第１のスイッチ回路と、上
記リチウムイオン電池の充電を制御するためのマイクロ
コンピュータと、このマイクロコンピュータの出力にし
たがって、上記第１のスイッチ回路を制御する制御回路
と、上記リチウムイオン電池の電極と、上記マイクロコ
ンピュータの電源端子との間の電源ラインに直列接続さ
れて上記マイクロコンピュータへの動作電圧の給電をオ
ン・オフ制御する第２のスイッチ回路とを有し、充電
時、上記制御回路により上記第１および第２のスイッチ
回路をオンに制御し、上記マイクロコンピュータが上記
リチウムイオン電池の満充電を検出したとき、上記マイ
クロコンピュータの出力にしたがって上記制御回路によ
り、上記第１のスイッチ回路を所定の周期でオン・オフ
制御するとともに、上記第１のスイッチ回路のオン・オ
フの周期のうち、そのオンの期間の割り合いを長くして
上記１対の充放電端子の間の電圧を次第に低下させ、上
記１対の充放電端子に充電電流が供給されなくなったと
き、上記制御回路により上記第２のスイッチ回路をオフ
にして上記マイクロコンピュータへの動作電圧の給電を
オフにするようにした電池パックとするものである。

【００２２】この結果、充電時にもニッケルカドミウム
電池の電池パックとの互換性が確保されるるとともに、
過充電が防止される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下の例においては、図４におい
て説明した充電装置１０により充電できるように構成し
た電池パックの場合である。また、充電装置１０におい
て、端子Ｔ11と端子Ｔ12との間の電圧は、電池パックが
接続されているときと、接続されていないときとで異な
るので、この電圧の違いにより、マイクロコンピュータ
１５は端子Ｔ11、Ｔ12が無負荷であるかどうかを検出す
るようになっているものとする。

【００２４】そして、図１において、符号３０は、この
発明による電池パックを示し、図１の場合には、４個の
リチウムイオン電池３１Ａ〜３１Ｄが直列接続され、そ
の定格出力電圧は14.4Ｖとされている。

【００２５】そして、電池３１Ａの＋極が＋側の充放電
端子Ｔ31に接続され、電池３１Ｄの−極が、電流検出用
の小さい値、例えば50mΩの抵抗器Ｒ31および電池保護
用のスイッチ回路３２を通じて−側の充放電端子Ｔ32に
接続される。そして、そのスイッチ回路３２は、図の場
合、ＦＥＴ（Ｑ31、Ｑ32）のドレイン・ソース間が互い
に逆方向に直列接続されて構成されている。

【００２６】また、１チップＩＣ化された保護回路３３
が設けられる。そして、電池３１Ａの＋極が保護回路３
３の電源端子ＶDDに接続され、電池３１Ｄの−極が保護
回路３３の接地端子ＶSSに接続される。さらに、電池３
１Ａ〜３１Ｄに電流が流れることにより抵抗器Ｒ31に生
じる降下電圧が、保護回路３３に供給される。また、電
池３１Ａ〜３１Ｄの電圧のバランスを見るため電池３１
Ａ〜３１Ｄの接続点の電圧が、保護回路３３に供給され
る。そして、保護回路３３の出力信号Ｓ31が、ＦＥＴ
（Ｑ31、Ｑ32）のゲートに制御信号として供給される。

【００２７】さらに、１チップＩＣ化されたマイクロコ
ンピュータ３４が設けられる。このマイクロコンピュー
タ３４は、電池３１Ａ〜３１Ｄの充電を制御するための
ものである。このため、そのアナログ入力ポート（内蔵
のＡ／Ｄコンバータ）A/Dが電池３１Ａの＋極に接続さ
れ、その接地端子ＶSSが抵抗器Ｒ31とＦＥＴ（Ｑ31）と
の接続点に接続される。

【００２８】また、電池３１Ａの＋極が、スイッチ用の
トランジスタＱ33のエミッタ・コレクタ間を通じて１チ
ップＩＣ化された定電圧回路３５の入力端子INに接続さ
れるとともに、その５Ｖの定電圧の出力端子OUTがマイ
クロコンピュータ３４の電源端子ＶDDに接続され、その
接地端子GNDが抵抗器Ｒ31とＦＥＴ（Ｑ31）との接続点
に接続される。また、トランジスタＱ33のベースが保護
回路３３の出力端子に接続され、後述する制御信号Ｓ32
が供給される。

【００２９】さらに、マイクロコンピュータ３４の電源
端子ＶDDと接地端子ＶSSとの間に、イニシャルリセット
回路３６として、抵抗器Ｒ32およびコンデンサＣ31の直
列回路が接続されるとともに、抵抗器Ｒ32に、コンデン
サＣ31の放電用のダイオードＤ31が並列接続され、これ
ら素子Ｒ32、Ｃ31、Ｄ31の接続点がマイクロコンピュー
タ３４のリセット端子Ｒに接続される。また、マイクロ
コンピュータ３４から保護回路３３に後述する制御信号
Ｓ33、Ｓ34が供給される。

【００３０】さらに、端子Ｔ31と端子Ｔ32との間に、充
電装置１０の疑似負荷となる抵抗器Ｒ33と、スイッチ用
のトランジスタＱ34のコレクタ・エミッタ間が直列接続
されるとともに、抵抗器Ｒ31（およびＦＥＴ（Ｑ31、Ｑ
32）のドレイン・ソース間）に得られる降下電圧が、抵
抗器Ｒ34、Ｒ35を通じてトランジスタＱ34のベースに供
給される。

【００３１】また、抵抗器Ｒ34、Ｒ35の接続点と、端子
Ｔ31との間に、放電用の抵抗器Ｒ36と、スイッチ用のト
ランジスタＱ35のコレクタ・エミッタが直列接続され、
そのベースがトランジスタＱ34のコレクタに接続され
る。

【００３２】このような構成において、定常時には、図
２Ａの時点ｔ1以前に示すように、制御信号Ｓ31は
“０”であり、これにより図２Ｂに示すように、ＦＥＴ
（Ｑ31、Ｑ32）はオンである。

【００３３】したがって、充電装置１０に電池パック３
０が接続されると、定電流回路１３からの定電流Ｉ13
が、スイッチ回路１４→ダイオードＤ11→端子Ｔ11→端
子Ｔ31→電池３１Ａ〜３１Ｄ→抵抗器Ｒ31→ＦＥＴ（Ｑ
31、Ｑ32）→端子Ｔ32→端子Ｔ12→接地のラインを流
れ、電池３１Ａ〜３１Ｄには、１Ｃの大きさの充電電流
が流れるようになる。

【００３４】そして、この場合、抵抗器Ｒ31を流れる電
流の方向（極性）および大きさが、抵抗器Ｒ31に生じる
降下電圧を通じて保護回路３３により判別され、保護回
路３３の端子ＶSSを基準にして抵抗器Ｒ31の降下電圧が
０あるいは正の場合には、制御信号Ｓ32によりトランジ
スタＱ33はオフとされる。したがって、定電圧回路３５
には入力電圧が供給されないので、マイクロコンピュー
タ３４には、動作電圧は供給されず、マイクロコンピュ
ータ３４は動作しない。

【００３５】しかし、抵抗器Ｒ31の降下電圧が負の場合
には、１Ｃの大きさの電流による充電、すなわち、急速
充電と判断され、制御信号Ｓ32によりトランジスタＱ33
がオンとされ、定電圧回路３５に入力電圧が供給される
とともに、その出力電圧がマイクロコンピュータ３４に
その動作電圧として供給される。

【００３６】すると、イニシャルリセット回路３６によ
りマイクロコンピュータ３４にリセットがかかり、以
後、マイクロコンピュータ３４は、そのＲＯＭ（図示せ
ず）に用意されているプログラムを、その最初から実行
するようになる。この結果、マイクロコンピュータ３４
からの制御信号Ｓ31により、所定の短い期間、ＦＥＴ
（Ｑ31、Ｑ32）がオフとされる。

【００３７】そして、このオフ期間に、電池３１Ａ〜３
１Ｄの直列電圧がマイクロコンピュータ３４により測定
され、その測定値が、例えば4.5Ｖ×電池の数の電圧、
図１の場合には、電池は電池３１Ａ〜３１Ｄの４個なの
で、4.5Ｖ×４個＝18Ｖの電圧以上であるかどうかが判
別される。

【００３８】そして、この電池３１Ａ〜３１Ｄの電圧が
18Ｖ未満の場合は、そのままとされるが、18Ｖ以上の場
合には、マイクロコンピュータ３４からの制御信号Ｓ33
により保護回路３３が電池３１Ａ〜３１Ｄを過電圧から
保護するときの電圧（直列電圧）が、ＶPR＝（4.25Ｖ＋電池の内部抵抗×充電電流Ｉ13）×電
池の数に設定される。そして、ＦＥＴ（Ｑ31、Ｑ32）のオフ期
間を過ぎると、ＦＥＴ（Ｑ31、Ｑ32）はオンになるの
で、上記の充電が再開される。

【００３９】なお、充電が行われているとき、抵抗器Ｒ
31に降下電圧を生じるが、正常な大きさの充電電流のと
きには、その降下電圧は小さいので、図２Ｃの時点ｔ1
以前に示すように、トランジスタＱ34はオフであるとと
もに、これによりトランジスタＱ35もオフである。した
がって、充電は上記のように正常に行われていく。

【００４０】そして、この充電につれて、図３Ｂに示す
ように、電池３１Ａ〜３１Ｄの端子電圧が上昇していく
とともに、これに対応して図２Ｄに実線で示すように、
端子Ｔ31と端子Ｔ32との間の電圧Ｖ30も上昇していく。
なお、以下の説明においては、簡単のため、正常に動作
している場合の抵抗器Ｒ31における電圧降下は小さいの
で無視し、電池３１Ａ〜３１Ｄの端子電圧と電圧Ｖ30と
は等しいものとする。

【００４１】そして、時点ｔ1に電池３１Ａ〜３１Ｄが
満充電になると、すなわち、図２Ｄに実線で示すよう
に、電池３１Ａ〜３１Ｄの直列電圧が、ＶFL＝（4.20Ｖ＋電池の内部抵抗×充電電流Ｉ13）×電
池の数に達すると、これがマイクロコンピュータ３４において
アナログ入力ポートA/Dを通じて検出される。

【００４２】すると、マイクロコンピュータ３４からの
制御信号Ｓ34が所定のパルス波形に変化するとともに、
このパルス信号Ｓ34が保護回路３３に供給され、保護回
路３３からの制御信号Ｓ31はパルス信号Ｓ34と同様に変
化するパルス信号とされる。すなわち、信号Ｓ31は、図
２Ａに示すように、時点ｔ1から周期τが例えば20m秒の
パルスとされるとともに、そのデューティーレシオ
（“１”の期間の割り合い）が例えば90％から始まって
15分後に10％になるように、10％ずつ小さくされてい
く。

【００４３】そして、周期τのうち、Ｓ31＝“１”の期
間には、ＦＥＴ（Ｑ31、Ｑ32）がオフになる。また、Ｆ
ＥＴ（Ｑ31、Ｑ32）がオフになると、電池３１Ａ〜３１
Ｄの直列電圧が、抵抗器Ｒ34、Ｒ35を通じてトランジス
タＱ34のコレクタ・ベース間に供給されるとともに、端
子Ｔ31と端子Ｔ32との間の充電電圧Ｖ30が、抵抗器Ｒ33
を通じてトランジスタＱ34のコレクタ・エミッタ間に供
給される。また、このとき、電池３１Ａ〜３１Ｄの直列
電圧は、端子Ｔ31と端子Ｔ32との間の充電電圧Ｖ30より
も低い。したがって、トランジスタＱ34のベース・エミ
ッタ間は順方向にバイアスされ、トランジスタＱ34はオ
ンとなる。そして、トランジスタＱ34がオンとなれば、
トランジスタＱ35もオンとなる。

【００４４】すなわち、周期τのうち、Ｓ31＝“１”の
期間には、ＦＥＴ（Ｑ31、Ｑ32）がオフになるととも
に、トランジスタＱ34、Ｑ35がオンになる。

【００４５】したがって、このＳ31＝“１”の期間に
は、電池３１Ａ〜３１Ｄは充電されなくなるとととも
に、充電装置１０からの充電電流（定電流）Ｉ13は、抵
抗器Ｒ33を流れるようになる。この結果、抵抗器Ｒ33の
値をあらかじめ設定しておくことにより、電圧Ｖ30は、
図２Ｄに実線で示すように、ＶFL＜Ｖ30＜ＶPRとなる。

【００４６】また、周期τのうち、Ｓ35＝“０”の期間
には、ＦＥＴ（Ｑ31、Ｑ32）がオンとなるとともに、ト
ランジスタＱ34、Ｑ35がオフとなるので、端子Ｔ31と端
子Ｔ32との間の電圧Ｖ30は、図２Ｄに実線で示すよう
に、電池３１Ａ〜３１Ｄの直列電圧ＶFLとなる。

【００４７】したがって、端子Ｔ31と端子Ｔ32との間の
電圧Ｖ30は、図２Ｄに実線で示すように、時点ｔ1から
信号Ｓ31に対応してパルス状に変化するとともに、信号
Ｓ31のデューティーレシオに対応して電圧Ｖ30の高い期
間の割り合いは次第に小さくなっていく。

【００４８】なお、期間τのうち、Ｓ31＝“０”の期間
は、ＦＥＴ（Ｑ31、Ｑ32）がオンとなるとともに、トラ
ンジスタＱ34、Ｑ35がオフとなるので、電池３１Ａ〜３
１Ｄは満充電後も充電されることになるが、続くＳ31＝
“１”の期間に、トランジスタＱ35がオンとなって電池
３１Ａ〜３１Ｄは抵抗器Ｒ36を通じて例えば0.1Ｃ〜0.2
Ｃの大きさで放電されるので、電池３１Ａ〜３１Ｄが過
充電となることはない。

【００４９】また、期間τのうち、Ｓ31＝“１”の期間
には、充電が行われないが、すなわち、充電装置１０か
ら充電電流が流れないが、トランジスタＱ34がオンとな
っているので、充電装置１０には抵抗器Ｒ33を通じて疑
似的な負荷電流が流れ、したがって、充電装置１０が、
電池パックが接続されていないと判断することがない。

【００５０】そして、電圧Ｖ30が、時点ｔ1から図２Ｄ
に実線で示すように変化すると、その平均電圧は図２Ｄ
に破線で示すように、次第に低下していることになる。

【００５１】そして、このように電圧Ｖ30の平均値が低
下していくと、これは、充電装置１０のマイクロコンピ
ュータ１５から見て図３Ａにおける満充電後の端子電圧
の低下と等価なので、マイクロコンピュータ１５は電池
パック３０が満充電されたと判断し、スイッチ回路１４
をオフにする。

【００５２】したがって、電池パック３０の充電を終了
したことになるとともに、このとき、電池３１Ａ〜３１
Ｄは満充電されていることになる。

【００５３】そして、スイッチ回路１４がオフになる
と、抵抗器Ｒ31に充電電流が流れなくなるが、これが保
護回路３３により検出され、制御信号Ｓ32によりトラン
ジスタＱ33がオフとされ、定電圧回路３５に入力電圧が
供給されなくなり、したがって、マイクロコンピュータ
３４には動作電圧が供給されなくなる。

【００５４】なお、充電時に、なんらかのトラブルによ
り電池３１Ａ〜３１Ｄに供給される電圧が異常に高くな
った場合、あるいは電池３１Ａ〜３１Ｄの充電電流や放
電電流（負荷電流）が異常に大きくなった場合、これが
保護回路３３により検出されて制御信号Ｓ31を通じてＦ
ＥＴ（Ｑ31、Ｑ32）がオフとされて電池３１Ａ〜３１Ｄ
は過大電圧や過大電流から保護される。

【００５５】以上のように、図１の電池パック３０によ
れば、満充電後の端子電圧の低下を疑似的に発生させて
いるので、電池パック３０がリチウムイオン電池の電池
パックであっても、ニッケルカドミウム電池パックを充
電する充電装置１０で、満充電を行うことができるとと
もに、過充電となることがない。

【００５６】また、充電が終了してもマイクロコンピュ
ータ３４が動作していると、その動作電流は電池３１Ａ
〜３１Ｄから供給されることになり、例えば、マイクロ
コンピュータ３４の消費電流が３mＡであるとしても、
電池３１Ａ〜３１Ｄの容量が1000mＡｈであるから、約
２週間（≒1000mＡｈ／３mＡ）で、電池３１〜３１Ｄは
空になってしまう。

【００５７】しかし、この電池パック３０によれば、充
電が終了して充電装置１０から充電電流が供給されなく
なると、マイクロコンピュータ３４への動作電圧の給電
をオフにしているので、電池３１Ａ〜３１Ｄが無駄に消
費されることがなく、電池パックとしての自己放電を小
さくすることができる。

【００５８】さらに、マイクロコンピュータ３４は、そ
のアナログ入力ポート（Ａ／Ｄコンバータ）A/Dとして
量子化ビット数が10〜11ビットのものを使用でき、電圧
精度が５Ｖ／10ビット≒4.88mＶとなるので、満充電時
などにおける電圧の検出を十分な精度で行うことがで
き、充電量のバラツキをきわめて少なくすることができ
る。

【００５９】また、満充電となり、これが検出されるま
での期間、充電が行われても（期間τのうちのＦＥＴ
（Ｑ31、Ｑ32）がオンで、トランジスタＱ34、Ｑ35がオ
フの期間）、これを放電する期間（期間τのうちのＦＥ
Ｔ（Ｑ31、Ｑ32）がオフで、トランジスタＱ34、Ｑ35が
オンの期間）を設けているので、過充電を防止すること
ができる。

【００６０】なお、上述において、長時間充電しないで
放置しておいたニッケルカドミウム電池を充電すると、
その充電の開始時に端子電圧が低下するので、充電開始
時から例えば５分間は、端子電圧の低下を無視するよう
にした充電装置もある。したがって、電池パック３０に
おいても、充電開始時から５分間、すなわち、端子電圧
の低下を無視する期間を経過したら、時点ｔ1以後の処
理を許可するようにしてもよい。

【００６１】

【発明の効果】この発明のリチウムイオン電池の電池パ
ックによれば、充電時にもニッケルカドミウム電池との
互換性があり、ニッケルカドミウム電池の電池パックを
充電する充電装置であっても、充電を行うことができ
る。また、このことによりリチウムイオン電池の電池パ
ックのために新たに充電装置を購入しなくてもよい。

【００６２】しかも、ニッケルカドミウム電池の電池パ
ックを充電する充電装置で充電しても、過充電となるこ
とがなく、過不足なく充電をすることができる。また、
電池パックを使用していないの電流消費を抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一形態を示す接続図である。

【図２】図１の回路の動作を示す波形図である。

【図３】充電式電池の充電特性を示す図である。

【図４】充電装置および充電式電池パックの一例を示す
接続図である。

【符号の説明】

３０＝電池パック、３１Ａ〜３１Ｄ＝リチウムイオン電
池、３２＝スイッチ回路、３３＝保護回路、３４＝マイ
クロコンピュータ、３５＝定電圧回路、３６＝イニシャ
ルリセット回路、Ｔ31＝＋側充放電端子、Ｔ32＝−側充
放電端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１対の充放電端子と、リチウムイオン電池と、このリチウムイオン電池の一方の電極と、上記１対の充
放電端子の一方との間に直列接続された第１のスイッチ
回路と、上記リチウムイオン電池の充電を制御するためのマイク
ロコンピュータと、このマイクロコンピュータの出力にしたがって、上記第
１のスイッチ回路を制御する制御回路と、上記リチウムイオン電池の電極と、上記マイクロコンピ
ュータの電源端子との間の電源ラインに直列接続されて
上記マイクロコンピュータへの動作電圧の給電をオン・
オフ制御する第２のスイッチ回路とを有し、充電時、上記制御回路により上記第１および第２のスイ
ッチ回路をオンに制御し、上記マイクロコンピュータが上記リチウムイオン電池の
満充電を検出したとき、上記マイクロコンピュータの出
力にしたがって上記制御回路により、上記第１のスイッ
チ回路を所定の周期でオン・オフ制御するとともに、上記第１のスイッチ回路のオン・オフの周期のうち、そ
のオンの期間の割り合いを長くして上記１対の充放電端
子の間の電圧を次第に低下させ、上記１対の充放電端子に充電電流が供給されなくなった
とき、上記制御回路により上記第２のスイッチ回路をオ
フにして上記マイクロコンピュータへの動作電圧の給電
をオフにするようにした電池パック。
【請求項２】請求項１に記載の電池パックにおいて、上記１対の充放電端子の間に直列接続された抵抗器およ
び第３のスイッチ回路を有し、この第３のスイッチ回路を上記第１のスイッチ回路と
は、逆関係にオン・オフ制御するようにした電池パッ
ク。
【請求項３】請求項２に記載の電池パックにおいて、上記第１のスイッチ回路がオフで上記第３のスイッチ回
路がオンの期間、上記１対の充放電端子の間の電圧が、
上記マイクロコンピュータにより検出される上記満充電
時の電圧レベルよりも高く設定されるようにした電池パ
ック。
【請求項４】請求項３に記載の電池パックにおいて、上記リチウムイオン電池に、別の抵抗器と第４のスイッ
チ回路との直列回路を並列接続し、この第４のスイッチ回路を、上記第３のスイッチ回路の
オン・オフと同時にオン・オフするようにした電池パッ
ク。
【請求項５】請求項３に記載の電池パックにおいて、充電開始時から所定の期間、上記制御回路の処理を実行
しないようにした電池パック。