JPH10108383A - 充電器 - Google Patents
充電器Info
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- JPH10108383A JPH10108383A JP8256776A JP25677696A JPH10108383A JP H10108383 A JPH10108383 A JP H10108383A JP 8256776 A JP8256776 A JP 8256776A JP 25677696 A JP25677696 A JP 25677696A JP H10108383 A JPH10108383 A JP H10108383A
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- battery
- voltage
- circuit
- periodic wave
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0036—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using connection detecting circuits
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充電器において、電池接続の有無を検出する
メカニカルスイッチを不要とする。高い安全性を維持
し、コストを低くする。 【解決手段】 充電器に発生手段１０、３０が設けられ
る。また、周期波発生手段１０、３０と電池２の接続間
に伝わる信号を検出する検出手段１７と、検出手段１７
より出力される信号により周期波発生手段１０、３０に
電池２が接続されているかどうか判断する判断手段１
９、２０、２２、２６が設けられる。
メカニカルスイッチを不要とする。高い安全性を維持
し、コストを低くする。 【解決手段】 充電器に発生手段１０、３０が設けられ
る。また、周期波発生手段１０、３０と電池２の接続間
に伝わる信号を検出する検出手段１７と、検出手段１７
より出力される信号により周期波発生手段１０、３０に
電池２が接続されているかどうか判断する判断手段１
９、２０、２２、２６が設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池の充電器に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の充電器を図７を用いて説明する。
図７は従来の充電器の動作を説明するブロック図であ
る。図７（ａ）に充電器６０に電池が接続されていない
状態を示す。図７（ｂ）に充電器６０に電池（例えば、
リチウムイオン電池）２が接続されている状態を示す。
電池２は過放電状態となって電池電圧が下がりすぎると
性能が劣化するので、後述するように電池２の保護のた
めにＦＥＴ（Field EffectTransistor）が内蔵されてい
る。そして、過放電状態となるとＦＥＴが保護回路（後
述する）によりオフするようになっている。
図７は従来の充電器の動作を説明するブロック図であ
る。図７（ａ）に充電器６０に電池が接続されていない
状態を示す。図７（ｂ）に充電器６０に電池（例えば、
リチウムイオン電池）２が接続されている状態を示す。
電池２は過放電状態となって電池電圧が下がりすぎると
性能が劣化するので、後述するように電池２の保護のた
めにＦＥＴ（Field EffectTransistor）が内蔵されてい
る。そして、過放電状態となるとＦＥＴが保護回路（後
述する）によりオフするようになっている。
【０００３】そのため、過放電状態の電池２はそのまま
ではＦＥＴがオフしているため、充電できない。充電を
開始するにはＦＥＴをオンする必要がある。そこで、Ｆ
ＥＴをオンするため、電池が接続されていない状態でも
充電器６０では電池２の満充電電圧に近い電圧が発生し
ている。
ではＦＥＴがオフしているため、充電できない。充電を
開始するにはＦＥＴをオンする必要がある。そこで、Ｆ
ＥＴをオンするため、電池が接続されていない状態でも
充電器６０では電池２の満充電電圧に近い電圧が発生し
ている。
【０００４】しかし、図７（ｂ）に示すように充電器６
０に接続された電池２が満充電電圧に近ければ、状態と
して充電器６０では図７（ａ）に示す状態と区別できな
い。そこで、図（ｃ）に示すように、従来の充電器６２
では電池２の接続状態を検出するメカニカルスイッチ６
３が設けられていた。
０に接続された電池２が満充電電圧に近ければ、状態と
して充電器６０では図７（ａ）に示す状態と区別できな
い。そこで、図（ｃ）に示すように、従来の充電器６２
では電池２の接続状態を検出するメカニカルスイッチ６
３が設けられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メカニ
カルスイッチ６３を使用した充電器では接触不良による
誤動作が発生しやすい。そのため、安全性に問題があっ
た。また、メカニカルスイッチ６３を使用することによ
りコスト高となっていた。
カルスイッチ６３を使用した充電器では接触不良による
誤動作が発生しやすい。そのため、安全性に問題があっ
た。また、メカニカルスイッチ６３を使用することによ
りコスト高となっていた。
【０００６】本発明は上記課題を解決し、上記メカニカ
ルスイッチを必要としない充電器を提供することを目的
とする。
ルスイッチを必要としない充電器を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の構成では、充電器において、電池を
接続することにより、所定電圧を中心に周期的に変動す
る電圧波形を前記電池に供給する周期波発生手段と、前
記周期波発生手段と前記電池の接続間に伝わる信号を検
出する検出手段と、前記検出手段より出力される信号に
より前記周期波発生手段に前記電池が接続されているか
どうか判断する判断手段とが設けられている。
め、本発明の第１の構成では、充電器において、電池を
接続することにより、所定電圧を中心に周期的に変動す
る電圧波形を前記電池に供給する周期波発生手段と、前
記周期波発生手段と前記電池の接続間に伝わる信号を検
出する検出手段と、前記検出手段より出力される信号に
より前記周期波発生手段に前記電池が接続されているか
どうか判断する判断手段とが設けられている。
【０００８】このような構成では、周期波発生手段に電
池が接続されていなければ、検出手段では周期的に変動
する電圧波形がそのまま検出される。一方、周期波発生
回路に電池が接続されていれば、周期的に変動する電圧
波形が電池に供給される。電池のインピーダンスは小さ
いため、変動する電圧波形が平滑化されて検出手段では
殆ど電池の電圧が検出される。このように、電池の接続
の有無によって検出される信号が異なるので、判断手段
で電池の接続の有無が判断される。
池が接続されていなければ、検出手段では周期的に変動
する電圧波形がそのまま検出される。一方、周期波発生
回路に電池が接続されていれば、周期的に変動する電圧
波形が電池に供給される。電池のインピーダンスは小さ
いため、変動する電圧波形が平滑化されて検出手段では
殆ど電池の電圧が検出される。このように、電池の接続
の有無によって検出される信号が異なるので、判断手段
で電池の接続の有無が判断される。
【０００９】また、本発明の第２の構成では、上記第１
の構成において、前記電池の電圧が所定の範囲にあるか
どうか検出する手段を設け、前記電池の電圧が前記所定
の範囲にあるとき前記周期波発生手段より前記周期的に
変動する電圧波形が発生している。
の構成において、前記電池の電圧が所定の範囲にあるか
どうか検出する手段を設け、前記電池の電圧が前記所定
の範囲にあるとき前記周期波発生手段より前記周期的に
変動する電圧波形が発生している。
【００１０】このような構成では、電池が充電器に接続
され、その電池の電圧が所定の範囲にないときは、周期
波発生手段からは変動する電圧波形が電池に供給されな
い。このときは電池の電圧と同等の電圧が検出されるこ
とにより、電池が接続されていることが判断でき、例え
ば定電圧定電流充電を行う。所定の範囲についてのみ、
周期波発生手段を動作させて電池の接続の有無を判断す
る。
され、その電池の電圧が所定の範囲にないときは、周期
波発生手段からは変動する電圧波形が電池に供給されな
い。このときは電池の電圧と同等の電圧が検出されるこ
とにより、電池が接続されていることが判断でき、例え
ば定電圧定電流充電を行う。所定の範囲についてのみ、
周期波発生手段を動作させて電池の接続の有無を判断す
る。
【００１１】また、本発明の第３の構成では、充電器に
おいて、発振器の発振周波数に同期して電流の向きを変
更する周期波発生回路を設け、前記周期波発生回路を出
力端子に接続し、前記電池と並列となるように、第１の
コンデンサの一端を、前記出力端子と電池接続端子との
間に接続し、前記周期波発生回路と前記出力端子の接続
間にスレッショルドレベルと比較するための周期波検出
コンパレータを接続し、前記周期波検出コンパレータの
出力側にクロックの有無を検出する判別回路を接続し、
前記判別回路の出力側に判別回路用コンパレータを接続
し、前記判別回路用コンパレータの出力に応じてオン／
オフするスイッチング素子を接続し、前記スイッチング
素子のオン／オフに応じて放電／充電する第２のコンデ
ンサを設け、前記第２のコンデンサの電圧を検出する電
池有無コンパレータで前記電池が前記出力端子に接続さ
れているか判断している。
おいて、発振器の発振周波数に同期して電流の向きを変
更する周期波発生回路を設け、前記周期波発生回路を出
力端子に接続し、前記電池と並列となるように、第１の
コンデンサの一端を、前記出力端子と電池接続端子との
間に接続し、前記周期波発生回路と前記出力端子の接続
間にスレッショルドレベルと比較するための周期波検出
コンパレータを接続し、前記周期波検出コンパレータの
出力側にクロックの有無を検出する判別回路を接続し、
前記判別回路の出力側に判別回路用コンパレータを接続
し、前記判別回路用コンパレータの出力に応じてオン／
オフするスイッチング素子を接続し、前記スイッチング
素子のオン／オフに応じて放電／充電する第２のコンデ
ンサを設け、前記第２のコンデンサの電圧を検出する電
池有無コンパレータで前記電池が前記出力端子に接続さ
れているか判断している。
【００１２】このような構成では、電池が接続されてい
ない場合、周期波発生回路より出力される電流の向きが
変更されることにより、第１のコンデンサが充電、放電
を繰り返す。これにより、周期波検出コンパレータには
周期波が入力される。周期波検出コンパレータのスレッ
ショルドレベルにより、周期波検出コンパレータの出力
は周期波に同期した信号となる。
ない場合、周期波発生回路より出力される電流の向きが
変更されることにより、第１のコンデンサが充電、放電
を繰り返す。これにより、周期波検出コンパレータには
周期波が入力される。周期波検出コンパレータのスレッ
ショルドレベルにより、周期波検出コンパレータの出力
は周期波に同期した信号となる。
【００１３】一方、電池が接続されている場合、電池の
インピーダンスが小さいため、電池の電圧と同等の電圧
が周期波検出コンパレータで検出される。電池の電圧と
前記スレッショルドレベルとの関係によって、周期波検
出コンパレータよりハイレベルかローレベルの信号が出
力される。
インピーダンスが小さいため、電池の電圧と同等の電圧
が周期波検出コンパレータで検出される。電池の電圧と
前記スレッショルドレベルとの関係によって、周期波検
出コンパレータよりハイレベルかローレベルの信号が出
力される。
【００１４】周期波検出コンパレータの出力は判別回路
及び判別回路用コンパレータを通過する。電池が接続さ
れていない場合、判別回路用コンパレータより周期波の
信号が出力され、電池が接続されている場合、判別回路
用コンパレータより一定の電圧が出力される。そして、
その信号がスイッチング素子に与えられる。
及び判別回路用コンパレータを通過する。電池が接続さ
れていない場合、判別回路用コンパレータより周期波の
信号が出力され、電池が接続されている場合、判別回路
用コンパレータより一定の電圧が出力される。そして、
その信号がスイッチング素子に与えられる。
【００１５】周期波の電圧がスイッチング素子に与えら
れると、スイッチング素子はオン／オフを繰り返す。そ
のため、第２のコンデンサは充電、放電を繰り返す。一
方、一定の電圧がスイッチング素子に与えられると、ス
イッチング素子は一定の状態となるように設けられてい
る。そのため、第２のコンデンサは所定の電圧が生じ
る。第２のコンデンサの電圧を電池有無コンパレータで
検出する。電池有無コンパレータの出力により、電池の
接続の有無が判断される。
れると、スイッチング素子はオン／オフを繰り返す。そ
のため、第２のコンデンサは充電、放電を繰り返す。一
方、一定の電圧がスイッチング素子に与えられると、ス
イッチング素子は一定の状態となるように設けられてい
る。そのため、第２のコンデンサは所定の電圧が生じ
る。第２のコンデンサの電圧を電池有無コンパレータで
検出する。電池有無コンパレータの出力により、電池の
接続の有無が判断される。
【００１６】また、本発明の第４の構成では、上記第３
の構成において、前記周期波発生回路は前記電池の満充
電電圧で動作するバッファ回路が使用されており、前記
発振周波数に同期して前記バッファ回路がスイッチング
制御される。
の構成において、前記周期波発生回路は前記電池の満充
電電圧で動作するバッファ回路が使用されており、前記
発振周波数に同期して前記バッファ回路がスイッチング
制御される。
【００１７】このような構成では、周期波発生回路には
バッファ回路が使用されており、そのバッファ回路は電
池の満充電電圧を動作する。そのバッファ回路を発振器
の発振周波数に同期してオン／オフ等のスイッチング制
御することにより、周期波が発生するようになってい
る。そのため、電池が接続されていない場合には、周期
波が発生する。一方、電池が接続されている場合、電池
が満充電電圧なっていないとき電池を充電し、電池が満
充電電圧のとき周期波が供給されなくなり充電が終了す
る。
バッファ回路が使用されており、そのバッファ回路は電
池の満充電電圧を動作する。そのバッファ回路を発振器
の発振周波数に同期してオン／オフ等のスイッチング制
御することにより、周期波が発生するようになってい
る。そのため、電池が接続されていない場合には、周期
波が発生する。一方、電池が接続されている場合、電池
が満充電電圧なっていないとき電池を充電し、電池が満
充電電圧のとき周期波が供給されなくなり充電が終了す
る。
【００１８】また、本発明の第５の構成では、上記第３
の構成又は上記第４の構成において、前記出力端子に微
小電流を流す過放電電池復帰回路が設けられている。
の構成又は上記第４の構成において、前記出力端子に微
小電流を流す過放電電池復帰回路が設けられている。
【００１９】このような構成では、過放電電池復帰回路
により、微小電流が流れる。電池には過放電保護のため
に内蔵されたＦＥＴがオフしているときがあるが、微小
電流によりオンし、電池を充電することができるように
なる。
により、微小電流が流れる。電池には過放電保護のため
に内蔵されたＦＥＴがオフしているときがあるが、微小
電流によりオンし、電池を充電することができるように
なる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図６
を用いて説明する。図１は本実施形態の充電器のブロッ
ク図である。ＩＣ（Integrated Circuit）１の端子（Ｏ
ＵＴ）に電池（例えば、リチウムイオン電池）２を接続
して電池２を充電する。出力コンデンサ３がＩＣ１の外
部に設けられる。
を用いて説明する。図１は本実施形態の充電器のブロッ
ク図である。ＩＣ（Integrated Circuit）１の端子（Ｏ
ＵＴ）に電池（例えば、リチウムイオン電池）２を接続
して電池２を充電する。出力コンデンサ３がＩＣ１の外
部に設けられる。
【００２１】また、ＩＣ１の端子（ＲＬＥＤ）に赤色Ｌ
ＥＤ（Light Emission Diode）４を接続し、端子（ＧＬ
ＥＤ）に緑色ＬＥＤ５を接続する。後述するように電池
２が端子（ＯＵＴ）に接続されていない場合、ＬＥＤ４
と５は両方とも発光しない。一方、電池２が接続された
場合、充電中では赤色ＬＥＤ４のみが発光し、満充電状
態では緑色ＬＥＤ５のみが発光する。
ＥＤ（Light Emission Diode）４を接続し、端子（ＧＬ
ＥＤ）に緑色ＬＥＤ５を接続する。後述するように電池
２が端子（ＯＵＴ）に接続されていない場合、ＬＥＤ４
と５は両方とも発光しない。一方、電池２が接続された
場合、充電中では赤色ＬＥＤ４のみが発光し、満充電状
態では緑色ＬＥＤ５のみが発光する。
【００２２】端子（Ｖｃｃ）はＩＣ１を動作させるため
一定電圧６に接続される。端子（ＧＮＤ）はグランドレ
ベルに接続される。また、端子（ＣＴ）にコンデンサ７
が接続され、ＩＣ１に設けられた発振器（ＯＳＣ）１０
の発振周波数ｆを指定する。発振周波数ｆの信号をパル
ス発生回路３０に含まれる制御回路１１に入力する。
一定電圧６に接続される。端子（ＧＮＤ）はグランドレ
ベルに接続される。また、端子（ＣＴ）にコンデンサ７
が接続され、ＩＣ１に設けられた発振器（ＯＳＣ）１０
の発振周波数ｆを指定する。発振周波数ｆの信号をパル
ス発生回路３０に含まれる制御回路１１に入力する。
【００２３】電流源１２、１３は制御回路１１からの発
振周波数ｆに同期した信号によりオン／オフ制御され
る。電流源１２がオンのとき電流源１３がオフとなり、
電流Ｉ１が流れる。一方、電流源１２がオフのとき電流
源１３がオンとなり、電流Ｉ２が流れる。これにより、
発振周波数ｆに同期してパルス波形電圧が発生する。
振周波数ｆに同期した信号によりオン／オフ制御され
る。電流源１２がオンのとき電流源１３がオフとなり、
電流Ｉ１が流れる。一方、電流源１２がオフのとき電流
源１３がオンとなり、電流Ｉ２が流れる。これにより、
発振周波数ｆに同期してパルス波形電圧が発生する。
【００２４】本実施形態では電流源１３と等価的に、パ
ルス発生回路３０に図２に示すバッファ回路が使用され
る。演算増幅器４５の出力は電池２（図１参照）の満充
電電圧（Ｖｅ）であり、発振周波数ｆに同期してオン／
オフ等のスイッチング制御により、電圧がスイングす
る。
ルス発生回路３０に図２に示すバッファ回路が使用され
る。演算増幅器４５の出力は電池２（図１参照）の満充
電電圧（Ｖｅ）であり、発振周波数ｆに同期してオン／
オフ等のスイッチング制御により、電圧がスイングす
る。
【００２５】図４に示すように電池２の満充電電圧（Ｖ
ｅ）と電圧（Ｖｔ）との間でスイングする。例えば電圧
（Ｖｔ）は満充電電圧（Ｖｅ）の９９％の電圧である。
これにより、電池２にパルス波形電圧が供給される。電
圧（Ｖｔ）は満充電電圧（Ｖｅ）の９９％の電圧に限定
されず、９９％以外でもよい。また、回路の特性等によ
り波形は三角波形とならず、矩形波やのこぎり波等にな
ることもある。尚、スレッショルドレベル（Ｖｒｅｆ）
については後述する。
ｅ）と電圧（Ｖｔ）との間でスイングする。例えば電圧
（Ｖｔ）は満充電電圧（Ｖｅ）の９９％の電圧である。
これにより、電池２にパルス波形電圧が供給される。電
圧（Ｖｔ）は満充電電圧（Ｖｅ）の９９％の電圧に限定
されず、９９％以外でもよい。また、回路の特性等によ
り波形は三角波形とならず、矩形波やのこぎり波等にな
ることもある。尚、スレッショルドレベル（Ｖｒｅｆ）
については後述する。
【００２６】図１において、パルス駆動開始コンパレー
タ１４は電池２の電圧が電圧（Ｖｔ）以上であるか検出
する。もし、電池２の電圧が電圧（Ｖｔ）に満たない場
合、制御回路１１をオフし、パルス発生回路３０が動作
しないようにしている。一方、電池２の電圧が電圧（Ｖ
ｔ）以上の場合、制御回路１１がオンしてパルス発生回
路３０が動作する。
タ１４は電池２の電圧が電圧（Ｖｔ）以上であるか検出
する。もし、電池２の電圧が電圧（Ｖｔ）に満たない場
合、制御回路１１をオフし、パルス発生回路３０が動作
しないようにしている。一方、電池２の電圧が電圧（Ｖ
ｔ）以上の場合、制御回路１１がオンしてパルス発生回
路３０が動作する。
【００２７】電池２が接続されると、過放電電池復帰回
路１６により微小電流Ｉが電池２に送られる。これによ
り、電池２に内蔵のＦＥＴがオフしていても、微小電流
ＩによりＦＥＴがオンする。パルス検出コンパレータ１
７でスレッショルドレベル（Ｖｒｅｆ）で信号を検出す
る。スレッショルドレベル（Ｖｒｅｆ）は、図４に示す
ように満充電電圧（Ｖｅ）と電圧（Ｖｔ）の間にある。
路１６により微小電流Ｉが電池２に送られる。これによ
り、電池２に内蔵のＦＥＴがオフしていても、微小電流
ＩによりＦＥＴがオンする。パルス検出コンパレータ１
７でスレッショルドレベル（Ｖｒｅｆ）で信号を検出す
る。スレッショルドレベル（Ｖｒｅｆ）は、図４に示す
ように満充電電圧（Ｖｅ）と電圧（Ｖｔ）の間にある。
【００２８】電池２が端子（ＯＵＴ）に接続されていな
い場合、パルス検出コンパレータ１７の出力は、パルス
発生回路３０の出力するパルス波形よりスレッショルド
レベル（Ｖｒｅｆ）を挟んで振動しているので、振動し
た信号となる。一方、電池２が接続されている場合、電
池２のインピーダンスが小さいためパルス検出コンパレ
ータ１７に入力される信号は平滑化され、殆ど電池２の
電圧となる。
い場合、パルス検出コンパレータ１７の出力は、パルス
発生回路３０の出力するパルス波形よりスレッショルド
レベル（Ｖｒｅｆ）を挟んで振動しているので、振動し
た信号となる。一方、電池２が接続されている場合、電
池２のインピーダンスが小さいためパルス検出コンパレ
ータ１７に入力される信号は平滑化され、殆ど電池２の
電圧となる。
【００２９】もしその電池電圧がスレッショルドレベル
（Ｖｒｅｆ）より低ければ、パルス検出コンパレータ１
７の出力は例えばローレベルとなり、電池電圧がスレッ
ショルドレベル（Ｖｒｅｆ）より高ければ、ハイレベル
となる。尚、パルス検出コンパレータ１７の設定により
ハイレベルとローレベルの関係を逆にしてもよい。そし
て、クロックの有無を検出する判別回路として高域通過
フィルタ１９で交流成分のみを通過させる。
（Ｖｒｅｆ）より低ければ、パルス検出コンパレータ１
７の出力は例えばローレベルとなり、電池電圧がスレッ
ショルドレベル（Ｖｒｅｆ）より高ければ、ハイレベル
となる。尚、パルス検出コンパレータ１７の設定により
ハイレベルとローレベルの関係を逆にしてもよい。そし
て、クロックの有無を検出する判別回路として高域通過
フィルタ１９で交流成分のみを通過させる。
【００３０】次に高域通過フィルタ１９の出力する信号
をコンパレータ２０に通す。尚、高域通過フィルタ１９
は、図３に示すようにコンデンサ１９ａと抵抗１９ｂか
ら構成されており、基準電圧（Ｖｓ）が与えられて、コ
ンパレータ１７の出力変動を検出する高域通過フィルタ
構成をしている。図３において図１と同一の部分につい
ては同一の符号を付してある。
をコンパレータ２０に通す。尚、高域通過フィルタ１９
は、図３に示すようにコンデンサ１９ａと抵抗１９ｂか
ら構成されており、基準電圧（Ｖｓ）が与えられて、コ
ンパレータ１７の出力変動を検出する高域通過フィルタ
構成をしている。図３において図１と同一の部分につい
ては同一の符号を付してある。
【００３１】コンパレータ２０にオフセットが設定され
ており、電池２が端子（ＯＵＴ）に接続されている場
合、パルス検出コンパレータ１７の出力がハイレベル又
はローレベルに固定されるので、コンパレータ２０のオ
フセット電圧によりローレベルが出力される。電池２が
端子（ＯＵＴ）に接続されていない場合、コンパレータ
２０は振動する信号を出力する。そして、コンパレータ
２０の出力を遅延回路２２に送る。遅延回路２２は、ス
イッチング用のトランジスタ２３とコンデンサ２４と電
流源２５から構成される。
ており、電池２が端子（ＯＵＴ）に接続されている場
合、パルス検出コンパレータ１７の出力がハイレベル又
はローレベルに固定されるので、コンパレータ２０のオ
フセット電圧によりローレベルが出力される。電池２が
端子（ＯＵＴ）に接続されていない場合、コンパレータ
２０は振動する信号を出力する。そして、コンパレータ
２０の出力を遅延回路２２に送る。遅延回路２２は、ス
イッチング用のトランジスタ２３とコンデンサ２４と電
流源２５から構成される。
【００３２】電池２が接続されていない場合、高域通過
フィルタ１９の出力する信号が振動しているので、トラ
ンジスタ２３がオン／オフを繰り返し、コンデンサ２４
は充電、放電を繰り返す。電池有無コンパレータ２６に
スレッショルド電圧（Ｖｕ）を与えることにより、電池
有無コンパレータ２６からローレベルの信号が出力され
る。
フィルタ１９の出力する信号が振動しているので、トラ
ンジスタ２３がオン／オフを繰り返し、コンデンサ２４
は充電、放電を繰り返す。電池有無コンパレータ２６に
スレッショルド電圧（Ｖｕ）を与えることにより、電池
有無コンパレータ２６からローレベルの信号が出力され
る。
【００３３】一方、電池２が接続されている場合、トラ
ンジスタ２３がオフするので、コンデンサ２４は電流源
２５により充電される。このときのコンデンサ２４の電
圧が電圧（Ｖｕ）以上となると、電池有無コンパレータ
２６の出力はハイレベルとなる。これにより、電池有無
コンパレータ２６の出力する信号により、電池の有無が
判断できるようになる。尚、コンパレータ２６の出力は
電池２が接続されていないときハイレベルとなり、接続
したときローレベルとなるようにしてもよい。
ンジスタ２３がオフするので、コンデンサ２４は電流源
２５により充電される。このときのコンデンサ２４の電
圧が電圧（Ｖｕ）以上となると、電池有無コンパレータ
２６の出力はハイレベルとなる。これにより、電池有無
コンパレータ２６の出力する信号により、電池の有無が
判断できるようになる。尚、コンパレータ２６の出力は
電池２が接続されていないときハイレベルとなり、接続
したときローレベルとなるようにしてもよい。
【００３４】電池有無コンパレータ２６の出力はＬＥＤ
駆動回路２８に入力される。コンパレータ２６よりハイ
レベルの信号がＬＥＤ駆動回路２８に入力されると、電
池２が接続されていることを表示するため、ＬＥＤ駆動
回路２８は赤色ＬＥＤ４か緑色ＬＥＤ５のいずれかを発
光させる。一方、コンパレータ２６よりローレベルの信
号が入力されると、電池２が接続されていないので、Ｌ
ＥＤ４、５は両方とも発光しないようにする。
駆動回路２８に入力される。コンパレータ２６よりハイ
レベルの信号がＬＥＤ駆動回路２８に入力されると、電
池２が接続されていることを表示するため、ＬＥＤ駆動
回路２８は赤色ＬＥＤ４か緑色ＬＥＤ５のいずれかを発
光させる。一方、コンパレータ２６よりローレベルの信
号が入力されると、電池２が接続されていないので、Ｌ
ＥＤ４、５は両方とも発光しないようにする。
【００３５】また、電池有無コンパレータ２６より出力
される信号は定電圧定電流回路２９に入力される。電池
２が接続されていないとき、定電圧定電流回路２９はオ
フする。一方、電池２が接続されているとき、定電圧定
電流回路２９は図５に示すような出力特性を示す。図５
に示すように、電池電圧が充電禁止レベル（Ｖｊ）より
低い場合には充電しないようになっている。尚、充電禁
止レベル（Ｖｊ）は電池の種類によってそれぞれ設定す
る。
される信号は定電圧定電流回路２９に入力される。電池
２が接続されていないとき、定電圧定電流回路２９はオ
フする。一方、電池２が接続されているとき、定電圧定
電流回路２９は図５に示すような出力特性を示す。図５
に示すように、電池電圧が充電禁止レベル（Ｖｊ）より
低い場合には充電しないようになっている。尚、充電禁
止レベル（Ｖｊ）は電池の種類によってそれぞれ設定す
る。
【００３６】また、充電禁止レベル（Ｖｊ）付近から電
圧（Ｖｔ）付近までの電圧区間５５では定電流充電を行
う。そして、電圧（Ｖｔ）付近になると、殆ど定電圧と
なるように充電電流が小さくなる。充電中に充電完了点
５４に到達すると、図１において定電圧定電流回路２９
より信号がＬＥＤ駆動回路２８に送られ、ＬＥＤ駆動回
路２８で赤色ＬＥＤ４から緑色ＬＥＤ５に発光を切り換
える。
圧（Ｖｔ）付近までの電圧区間５５では定電流充電を行
う。そして、電圧（Ｖｔ）付近になると、殆ど定電圧と
なるように充電電流が小さくなる。充電中に充電完了点
５４に到達すると、図１において定電圧定電流回路２９
より信号がＬＥＤ駆動回路２８に送られ、ＬＥＤ駆動回
路２８で赤色ＬＥＤ４から緑色ＬＥＤ５に発光を切り換
える。
【００３７】更に充電が行われ、電池電圧が電圧（Ｖ
ｔ）となると、定電圧定電流回路２９の出力が停止す
る。そして、パルス駆動開始コンパレータ１４によりパ
ルス発生回路３０が動作して、パルス信号が電池２に与
えられる。パルス信号でも徐々に電池２に充電されるよ
うにパルス波形電圧が与えられる。図５において区間５
２で徐々に電池電圧が上昇する。
ｔ）となると、定電圧定電流回路２９の出力が停止す
る。そして、パルス駆動開始コンパレータ１４によりパ
ルス発生回路３０が動作して、パルス信号が電池２に与
えられる。パルス信号でも徐々に電池２に充電されるよ
うにパルス波形電圧が与えられる。図５において区間５
２で徐々に電池電圧が上昇する。
【００３８】そして、満充電電圧（Ｖｅ）になると、パ
ルス発生回路３０（図１参照）にバッファ回路（図２）
が使用されているので、パルス発生回路３０より電池２
に信号が与えられなくなる。これにより、充電が終了す
る。尚、図５において点線５７は過放電電池復帰回路１
６による微小電流Ｉの負荷特性を示している。
ルス発生回路３０（図１参照）にバッファ回路（図２）
が使用されているので、パルス発生回路３０より電池２
に信号が与えられなくなる。これにより、充電が終了す
る。尚、図５において点線５７は過放電電池復帰回路１
６による微小電流Ｉの負荷特性を示している。
【００３９】このように、ＩＣ１で電池２の充電を行
う。また、電池２の有無を判別する機能も有している。
そのため、従来の充電器（図７）では必要であったメカ
ニカルスイッチ６３を不要としている。本実施形態では
メカニカルスイッチ６３の故障等の問題がなくなる。こ
れにより、接触不良による誤動作が減少し、安全性が向
上する。また、コストが低くなる。
う。また、電池２の有無を判別する機能も有している。
そのため、従来の充電器（図７）では必要であったメカ
ニカルスイッチ６３を不要としている。本実施形態では
メカニカルスイッチ６３の故障等の問題がなくなる。こ
れにより、接触不良による誤動作が減少し、安全性が向
上する。また、コストが低くなる。
【００４０】ここで、電池２に内蔵のＦＥＴについて説
明する。図６は電池２の内部回路の例である。電池２は
電池パックとなっており、単体の電池３２と保護回路３
１とＦＥＴ３３から構成される。電池３２の放電中で
は、通常ＦＥＴ３３はオンしており、電池（＋）端子３
５と電池（−）端子３６から放電する。
明する。図６は電池２の内部回路の例である。電池２は
電池パックとなっており、単体の電池３２と保護回路３
１とＦＥＴ３３から構成される。電池３２の放電中で
は、通常ＦＥＴ３３はオンしており、電池（＋）端子３
５と電池（−）端子３６から放電する。
【００４１】電池３２の電圧は抵抗Ｒ１を介して端子
（Ｖ）から保護回路３１に入力する。電池３２が過放電
状態となり、電池の電圧が放電禁止レベル（Ｖｇ）にな
ると、コンパレータ３７の出力がハイレベルからローレ
ベルとなる。この信号がＯＲゲート３８を介して端子
（ＦＥ）から出力され、ＦＥＴ３３をオフする。これに
より、放電が禁止され、電池３２の特性の劣化が防止さ
れる。
（Ｖ）から保護回路３１に入力する。電池３２が過放電
状態となり、電池の電圧が放電禁止レベル（Ｖｇ）にな
ると、コンパレータ３７の出力がハイレベルからローレ
ベルとなる。この信号がＯＲゲート３８を介して端子
（ＦＥ）から出力され、ＦＥＴ３３をオフする。これに
より、放電が禁止され、電池３２の特性の劣化が防止さ
れる。
【００４２】しかし、再び電池３２を充電しようとして
も、ＦＥＴ３３がオフであるため、そのままでは充電で
きない。そのため、微小電流ＩをＦＥＴ３３に与える。
すると、ボディダイオード３４の効果により電流が流
れ、電圧降下が発生する。その電圧降下を抵抗Ｒ２を介
してモニター端子（ＭＯ）から保護回路３１に入力す
る。
も、ＦＥＴ３３がオフであるため、そのままでは充電で
きない。そのため、微小電流ＩをＦＥＴ３３に与える。
すると、ボディダイオード３４の効果により電流が流
れ、電圧降下が発生する。その電圧降下を抵抗Ｒ２を介
してモニター端子（ＭＯ）から保護回路３１に入力す
る。
【００４３】その電圧降下を電圧（Ｖｆ）とコンパレー
タ３９で比較することにより、コンパレータ３９の出力
がハイレベルとなる。その信号がＯＲゲート３８を介し
て端子ＦＥから出力され、ＦＥＴ３３をオンする。これ
により、電池３２を充電することができるようになる。
尚、ボディダイオード３４はＦＥＴ３３に寄生するダイ
オードを明示的に図示したものである。端子（ＧＮＤ）
はグランドレベルの端子である。
タ３９で比較することにより、コンパレータ３９の出力
がハイレベルとなる。その信号がＯＲゲート３８を介し
て端子ＦＥから出力され、ＦＥＴ３３をオンする。これ
により、電池３２を充電することができるようになる。
尚、ボディダイオード３４はＦＥＴ３３に寄生するダイ
オードを明示的に図示したものである。端子（ＧＮＤ）
はグランドレベルの端子である。
【００４４】尚、本発明は上述の実施形態に限定される
ものでなく、判別回路１９は信号に交流成分があるか否
かを検出できる回路であればよい。また、発振用のコン
デンサ７はＩＣ１内に内蔵してもよい。パルス発生回路
３０は周期的に変動する波形電圧を出力するものであれ
ばよい。
ものでなく、判別回路１９は信号に交流成分があるか否
かを検出できる回路であればよい。また、発振用のコン
デンサ７はＩＣ１内に内蔵してもよい。パルス発生回路
３０は周期的に変動する波形電圧を出力するものであれ
ばよい。
【００４５】
＜請求項１の効果＞電池が接続されていると、周期波発
生手段より出力される周期的に変動する電圧波形は電池
のインピーダンスにより平滑化される。電圧を検出手段
で検出することにより、判断手段で電池の有無が判断さ
れる。これにより、メカニカルスイッチが不要となる。
また、接触不良や故障等の問題が少なくなり、高安全性
が維持される。また、メカニカルスイッチが不要となる
ので、コストが低くなる。
生手段より出力される周期的に変動する電圧波形は電池
のインピーダンスにより平滑化される。電圧を検出手段
で検出することにより、判断手段で電池の有無が判断さ
れる。これにより、メカニカルスイッチが不要となる。
また、接触不良や故障等の問題が少なくなり、高安全性
が維持される。また、メカニカルスイッチが不要となる
ので、コストが低くなる。
【００４６】＜請求項２の効果＞電池の電圧が所定の範
囲で周期的に変動する電圧波形が発生する。そのため、
所定の範囲外では例えば定電圧定電流充電を行う。ま
た、電池の電圧を検出することから、電池の接続の有無
も判断できる。電池の電圧が所定の範囲で、周期波発生
回路から周期波を発生し、電池の有無を判断する。
囲で周期的に変動する電圧波形が発生する。そのため、
所定の範囲外では例えば定電圧定電流充電を行う。ま
た、電池の電圧を検出することから、電池の接続の有無
も判断できる。電池の電圧が所定の範囲で、周期波発生
回路から周期波を発生し、電池の有無を判断する。
【００４７】＜請求項３の効果＞電池が充電器に接続さ
れていなければ、周期波検出コンパレータの出力は周期
波形電圧に同期してハイレベル、ローレベルを繰り換え
す。一方、電池が充電器に接続されていれば、電池のイ
ンピーダンスが小さいため、周期波検出コンパレータの
出力がハイレベルかローレベルの状態を維持する。この
出力の違いが電池有無コンパレータの出力の違いとな
る。電池有無コンパレータの出力により電池の接続の有
無が判断される。これにより、メカニカルスイッチが不
要となる。そのため、安全性が高くなり、コストも低く
なる。
れていなければ、周期波検出コンパレータの出力は周期
波形電圧に同期してハイレベル、ローレベルを繰り換え
す。一方、電池が充電器に接続されていれば、電池のイ
ンピーダンスが小さいため、周期波検出コンパレータの
出力がハイレベルかローレベルの状態を維持する。この
出力の違いが電池有無コンパレータの出力の違いとな
る。電池有無コンパレータの出力により電池の接続の有
無が判断される。これにより、メカニカルスイッチが不
要となる。そのため、安全性が高くなり、コストも低く
なる。
【００４８】＜請求項４の効果＞満充電時のオフセット
電圧で駆動するバッファ回路を使用して周期波発生回路
が構成されることにより、電池の充電により満充電状態
となると充電が停止するようになり、過充電しなくな
る。
電圧で駆動するバッファ回路を使用して周期波発生回路
が構成されることにより、電池の充電により満充電状態
となると充電が停止するようになり、過充電しなくな
る。
【００４９】＜請求項５の効果＞過放電復帰回路より、
微小電流が流れる。これにより、充電器に接続された電
池に内蔵のＦＥＴをオンし、電池の充電を開始すること
が可能となる。
微小電流が流れる。これにより、充電器に接続された電
池に内蔵のＦＥＴをオンし、電池の充電を開始すること
が可能となる。
【図１】 本発明の一実施形態のブロック図。
【図２】 そのパルス発生回路に使用されるバッファ回
路の回路図。
路の回路図。
【図３】 その高域通過フィルタの回路図。
【図４】 そのパルス波形電圧の波形図。
【図５】 その定電圧定電流回路の出力特性図。
【図６】 電池に設けられたＦＥＴと保護回路の回路
図。
図。
【図７】 従来の充電器を説明するブロック図。
１ ＩＣ ２ 電池 ３ 出力コンデンサ ４ 赤色ＬＥＤ ５ 緑色ＬＥＤ １０ 発振器 １６ 過放電電池復帰回路 ２８ ＬＥＤ駆動回路 ２９ 定電圧定電流回路 ３１ 保護回路 ３３ ＦＥＴ
Claims (5)
- 【請求項１】 充電器において、 電池を接続することにより、所定電圧を中心に周期的に
変動する電圧波形を前記電池に供給する周期波発生手段
と、前記周期波発生手段と前記電池の接続間に伝わる信
号を検出する検出手段と、前記検出手段より出力される
信号により前記周期波発生手段に前記電池が接続されて
いるかどうか判断する判断手段とが設けられていること
を特徴とする充電器。 - 【請求項２】 前記電池の電圧が所定の範囲にあるかど
うか検出する手段を設け、前記電池の電圧が前記所定の
範囲にあるとき前記周期波発生手段より前記周期的に変
動する電圧波形が発生することを特徴とする請求項１に
記載の充電器。 - 【請求項３】 充電器において、 発振器の発振周波数に同期して電流の向きを変更する周
期波発生回路を設け、前記周期波発生回路を出力端子に
接続し、前記電池と並列となるように、第１のコンデン
サの一端を、前記出力端子と電池接続端子との間に接続
し、前記周期波発生回路と前記出力端子の接続間にスレ
ッショルドレベルと比較するための周期波検出コンパレ
ータを接続し、前記周期波検出コンパレータの出力側に
クロックの有無を検出する判別回路を接続し、前記判別
回路の出力側に判別回路用コンパレータを接続し、前記
判別回路用コンパレータの出力に応じてオン／オフする
スイッチング素子を接続し、前記スイッチング素子のオ
ン／オフに応じて放電／充電する第２のコンデンサを設
け、前記第２のコンデンサの電圧を検出する電池有無コ
ンパレータで前記電池が前記出力端子に接続されている
か判断することを特徴とする充電器。 - 【請求項４】 前記周期波発生回路は前記電池の満充電
電圧で動作するバッファ回路が使用されており、前記発
振周波数に同期して前記バッファ回路はスイッチング制
御されることを特徴とする請求項３に記載の充電器。 - 【請求項５】 前記出力端子に微小電流を流す過放電電
池復帰回路が設けられていることを特徴とする請求項３
又は請求項４に記載の充電器。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
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| KR10-1998-0703936A KR100486017B1 (ko) | 1996-09-27 | 1997-09-24 | 충전기 |
| CA 2238687 CA2238687A1 (en) | 1996-09-27 | 1997-09-24 | Battery charger |
| US09/068,989 US5949220A (en) | 1996-09-27 | 1997-09-24 | Battery charger |
| PCT/JP1997/003420 WO1998013924A1 (en) | 1996-09-27 | 1997-09-24 | Battery charger |
| CN97191503A CN1112751C (zh) | 1996-09-27 | 1997-09-24 | 充电器 |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10108383A true JPH10108383A (ja) | 1998-04-24 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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| WO (1) | WO1998013924A1 (ja) |
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| JP2007325499A (ja) * | 2001-02-14 | 2007-12-13 | Sony Corp | 充放電装置および方法、電力供給装置および方法、電力供給システムおよび方法、プログラム格納媒体、並びにプログラム |
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| USRE40223E1 (en) | 1998-05-27 | 2008-04-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for charging secondary battery |
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