JPH1014123A - 二次電池の充電回路 - Google Patents
二次電池の充電回路Info
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- JPH1014123A JPH1014123A JP8163109A JP16310996A JPH1014123A JP H1014123 A JPH1014123 A JP H1014123A JP 8163109 A JP8163109 A JP 8163109A JP 16310996 A JP16310996 A JP 16310996A JP H1014123 A JPH1014123 A JP H1014123A
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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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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】非水溶媒系二次電池や鉛蓄電池をアルカリ蓄電
池と共通の充電用電源を用いて充電でき、且つ短時間で
確実に満充電まで充電できる二次電池の充電回路を提供
する。 【解決手段】二次電池１の充放電回路に挿入された第１
のスイッチ素子２と、電池１の端子電圧が上昇し第１の
設定値に達したとき充電遮断信号を発生してスイッチ素
子２をオフ状態とする第１の電圧検出器４と、電圧検出
器４が充電遮断信号を一旦発生するとセットされるフリ
ップフロップ回路５と、電池１の端子電圧が下降し第１
の設定値より低い第２の設定値に達したときフリップフ
ロップ回路５をリセットする第２の電圧検出器６と、電
池１の充放電回路に挿入され、フリップフロップ回路５
がセット状態のとき電池１に供給する充電電流を制限す
る第２のスイッチ素子３およびこれに並列に接続された
電流制限抵抗７を有する。
池と共通の充電用電源を用いて充電でき、且つ短時間で
確実に満充電まで充電できる二次電池の充電回路を提供
する。 【解決手段】二次電池１の充放電回路に挿入された第１
のスイッチ素子２と、電池１の端子電圧が上昇し第１の
設定値に達したとき充電遮断信号を発生してスイッチ素
子２をオフ状態とする第１の電圧検出器４と、電圧検出
器４が充電遮断信号を一旦発生するとセットされるフリ
ップフロップ回路５と、電池１の端子電圧が下降し第１
の設定値より低い第２の設定値に達したときフリップフ
ロップ回路５をリセットする第２の電圧検出器６と、電
池１の充放電回路に挿入され、フリップフロップ回路５
がセット状態のとき電池１に供給する充電電流を制限す
る第２のスイッチ素子３およびこれに並列に接続された
電流制限抵抗７を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池の充電回路
に係り、特に定電圧充電方式の二次電池の充電回路に関
する。
に係り、特に定電圧充電方式の二次電池の充電回路に関
する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池の充電方式は種々提案されてい
るが、リチウム二次電池などの非水溶媒系二次電池、あ
るいは鉛蓄電池は、定電圧充電方式が用いられることが
多い。この定電圧充電方式は、電池電圧が設定値に達す
るまでは一定の大電流で充電を行い、設定値に達すると
電池電圧を一定にするように充電電流を下げて充電を行
う方式である。
るが、リチウム二次電池などの非水溶媒系二次電池、あ
るいは鉛蓄電池は、定電圧充電方式が用いられることが
多い。この定電圧充電方式は、電池電圧が設定値に達す
るまでは一定の大電流で充電を行い、設定値に達すると
電池電圧を一定にするように充電電流を下げて充電を行
う方式である。
【０００３】また、特開平６−３２５７９５号公報に
は、充電初期は定電流で充電を行い、電池電圧が第１の
設定値に達すると充電電流をオン−オフさせてパルス充
電に移行し、オフ時の所定時間後の電池電圧が第２の設
定値に達すると充電を停止させる方式が開示されてい
る。以下、この特開平６−３２５７９５号公報に記載さ
れた方式を公知例という。
は、充電初期は定電流で充電を行い、電池電圧が第１の
設定値に達すると充電電流をオン−オフさせてパルス充
電に移行し、オフ時の所定時間後の電池電圧が第２の設
定値に達すると充電を停止させる方式が開示されてい
る。以下、この特開平６−３２５７９５号公報に記載さ
れた方式を公知例という。
【０００４】近年、パーソナルコンピュータや携帯電話
機等では、電源として軽いリチウム二次電池などの非水
溶媒系二次電池と、ニッケル水素蓄電池やニッケルカド
ミウム蓄電池などの比較的安価なアルカリ蓄電池のいず
れも使用できる構成が採用されるようになってきた。非
水溶媒系二次電池は、前述したように充電初期は一定の
定電流で充電し、電池電圧が設定値に達すると充電電流
を低下させて電池電圧が設定値を越えないように充電す
る定電圧充電方式がとられる。一方、アルカリ蓄電池の
場合は定電流で充電し、充電末期の電圧変化や温度変化
で満充電を検知すると充電を停止する定電流充電方式が
とられる。
機等では、電源として軽いリチウム二次電池などの非水
溶媒系二次電池と、ニッケル水素蓄電池やニッケルカド
ミウム蓄電池などの比較的安価なアルカリ蓄電池のいず
れも使用できる構成が採用されるようになってきた。非
水溶媒系二次電池は、前述したように充電初期は一定の
定電流で充電し、電池電圧が設定値に達すると充電電流
を低下させて電池電圧が設定値を越えないように充電す
る定電圧充電方式がとられる。一方、アルカリ蓄電池の
場合は定電流で充電し、充電末期の電圧変化や温度変化
で満充電を検知すると充電を停止する定電流充電方式が
とられる。
【０００５】このように現在、二次電池は種々のものが
存在しているが、ユーザの立場からはそれら複数種類の
二次電池を共通の充電器で充電できるようにすることが
望ましい。この要求に対して、アルカリ蓄電池用の充電
器に充電用電源として定電流電源が用いられていること
を利用し、先に示した公知例に記載されたようなパルス
充電方式で充電制御を行う機能を電池パック内に設けれ
ば、共通の充電器を用いてリチウム二次電池などの非水
溶媒系二次電池および鉛蓄電池とアルカリ蓄電池の充電
を行うことができると考えられる。
存在しているが、ユーザの立場からはそれら複数種類の
二次電池を共通の充電器で充電できるようにすることが
望ましい。この要求に対して、アルカリ蓄電池用の充電
器に充電用電源として定電流電源が用いられていること
を利用し、先に示した公知例に記載されたようなパルス
充電方式で充電制御を行う機能を電池パック内に設けれ
ば、共通の充電器を用いてリチウム二次電池などの非水
溶媒系二次電池および鉛蓄電池とアルカリ蓄電池の充電
を行うことができると考えられる。
【０００６】しかし、公知例の方式では連続的に定電流
充電を行った後、電池電圧が第１の設定値に達する毎に
パルス充電を行うが、各パルス充電時に電池電圧が極く
短時間で第１の設定値に達するため、パルス充電におけ
る個々の充電時間は非常に短く、平均充電電流が小さく
なる。従って、パルス充電によって電池電圧が第２の設
定値に達するまでの時間、すなわち満充電に達するまで
の時間が長くなってしまう。
充電を行った後、電池電圧が第１の設定値に達する毎に
パルス充電を行うが、各パルス充電時に電池電圧が極く
短時間で第１の設定値に達するため、パルス充電におけ
る個々の充電時間は非常に短く、平均充電電流が小さく
なる。従って、パルス充電によって電池電圧が第２の設
定値に達するまでの時間、すなわち満充電に達するまで
の時間が長くなってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、充電
初期に定電流充電を行った後、電池電圧が第１の設定値
に達する毎に充電電流をオン−オフさせてパルス充電を
行い、電池電圧が第２の設定値に達したら満充電とみな
して充電を停止する公知例の充電方式では、パルス充電
における個々の充電時間は非常に短く、平均充電電流が
小さいために、満充電に達するまでの時間が長くなって
しまうという問題があった。
初期に定電流充電を行った後、電池電圧が第１の設定値
に達する毎に充電電流をオン−オフさせてパルス充電を
行い、電池電圧が第２の設定値に達したら満充電とみな
して充電を停止する公知例の充電方式では、パルス充電
における個々の充電時間は非常に短く、平均充電電流が
小さいために、満充電に達するまでの時間が長くなって
しまうという問題があった。
【０００８】本発明は、非水溶媒系二次電池や鉛蓄電池
をアルカリ蓄電池と共通の充電用電源を用いて充電で
き、且つ短時間で確実に満充電まで充電できる二次電池
の充電回路を提供することを目的とする。
をアルカリ蓄電池と共通の充電用電源を用いて充電で
き、且つ短時間で確実に満充電まで充電できる二次電池
の充電回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る二次電池の充電回路は、二次電池の充
放電回路に挿入されたスイッチ素子と、二次電池の端子
電圧が上昇し第１の設定値に達したとき充電遮断信号を
発生してスイッチ素子をオフ状態とする第１の電圧検出
手段と、この充電遮断信号の発生によりセットされ、二
次電池の充電開始時にリセットされる状態保持手段と、
二次電池の端子電圧が下降し第１の設定値より低い第２
の設定値に達したとき状態保持手段をリセットする第２
の電圧検出手段と、充放電回路に挿入され、状態保持手
段がセット状態のとき二次電池に供給する充電電流を制
限する充電電流制御手段とを有することを特徴とする。
め、本発明に係る二次電池の充電回路は、二次電池の充
放電回路に挿入されたスイッチ素子と、二次電池の端子
電圧が上昇し第１の設定値に達したとき充電遮断信号を
発生してスイッチ素子をオフ状態とする第１の電圧検出
手段と、この充電遮断信号の発生によりセットされ、二
次電池の充電開始時にリセットされる状態保持手段と、
二次電池の端子電圧が下降し第１の設定値より低い第２
の設定値に達したとき状態保持手段をリセットする第２
の電圧検出手段と、充放電回路に挿入され、状態保持手
段がセット状態のとき二次電池に供給する充電電流を制
限する充電電流制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】また、本発明に係る二次電池の充電回路
は、二次電池の充放電回路に挿入された第１のスイッチ
素子と、二次電池の端子電圧が上昇し第１の設定値に達
したとき充電遮断信号を発生して第１のスイッチ素子を
オフ状態とする第１の電圧検出手段と、この充電遮断信
号の発生によりセットされ、二次電池の充電開始時にリ
セットされる状態保持手段と、二次電池の端子電圧が下
降し第１の設定値より低い第２の設定値に達したとき状
態保持手段をリセットする第２の電圧検出手段と、充放
電回路に挿入され、状態保持手段がリセット状態のとき
オン状態とされ、セット状態のときオフ状態とされる第
２のスイッチ素子と、この第２のスイッチ素子に並列に
接続された電流制限素子とを有することを特徴とする。
は、二次電池の充放電回路に挿入された第１のスイッチ
素子と、二次電池の端子電圧が上昇し第１の設定値に達
したとき充電遮断信号を発生して第１のスイッチ素子を
オフ状態とする第１の電圧検出手段と、この充電遮断信
号の発生によりセットされ、二次電池の充電開始時にリ
セットされる状態保持手段と、二次電池の端子電圧が下
降し第１の設定値より低い第２の設定値に達したとき状
態保持手段をリセットする第２の電圧検出手段と、充放
電回路に挿入され、状態保持手段がリセット状態のとき
オン状態とされ、セット状態のときオフ状態とされる第
２のスイッチ素子と、この第２のスイッチ素子に並列に
接続された電流制限素子とを有することを特徴とする。
【００１１】すなわち、この場合には状態保持手段がセ
ット状態のとき二次電池に供給する充電電流を制限する
充電電流制御手段は、第２のスイッチ素子と電流制限素
子とにより構成される。電流制限素子は、抵抗であって
もよいし、定電流回路であってもよい。
ット状態のとき二次電池に供給する充電電流を制限する
充電電流制御手段は、第２のスイッチ素子と電流制限素
子とにより構成される。電流制限素子は、抵抗であって
もよいし、定電流回路であってもよい。
【００１２】このように構成される本発明の充電回路で
は、充電初期は二次電池が比較的大きな電流で充電さ
れ、電池の端子電圧が上昇して第１の設定値に達する
と、充放電路に挿入された第１のスイッチ素子がオフ状
態とされ、充電が停止されると共に、状態保持手段がセ
ット状態に保持される。充電停止によって電池の端子電
圧が第１の設定値より低下すると、第１のスイッチ素子
がオン状態となり、電池が再び充電され始める。そし
て、電池電圧の上昇下降に伴い、第１のスイッチ素子が
オン−オフを繰り返すことによって、パルス充電が行わ
れる。
は、充電初期は二次電池が比較的大きな電流で充電さ
れ、電池の端子電圧が上昇して第１の設定値に達する
と、充放電路に挿入された第１のスイッチ素子がオフ状
態とされ、充電が停止されると共に、状態保持手段がセ
ット状態に保持される。充電停止によって電池の端子電
圧が第１の設定値より低下すると、第１のスイッチ素子
がオン状態となり、電池が再び充電され始める。そし
て、電池電圧の上昇下降に伴い、第１のスイッチ素子が
オン−オフを繰り返すことによって、パルス充電が行わ
れる。
【００１３】ここで、状態保持手段は電池電圧が第１の
設定値より低い第２の設定値に下降するまでセット状態
を保持しており、このセット状態では例えば第２のスイ
ッチ素子がオフ状態となり、これに並列に接続された電
流制限素子によって制限された充電電流がパルス充電時
に流れる。従って、パルス充電時における個々の充電時
間は充電初期の充電電流と同じ電流を流した場合よりも
長くなるので、平均充電電流としては大きくなり、結果
的により短い時間で満充電まで充電することが可能とな
る。
設定値より低い第２の設定値に下降するまでセット状態
を保持しており、このセット状態では例えば第２のスイ
ッチ素子がオフ状態となり、これに並列に接続された電
流制限素子によって制限された充電電流がパルス充電時
に流れる。従って、パルス充電時における個々の充電時
間は充電初期の充電電流と同じ電流を流した場合よりも
長くなるので、平均充電電流としては大きくなり、結果
的により短い時間で満充電まで充電することが可能とな
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１に、本発明の一実施形態に係る
二次電池の充電回路の回路図を示す。同図に示すよう
に、二次電池１（以下、単に電池という）と、第１のス
イッチ素子を構成する第１のＦＥＴ２と、第２のスイッ
チ素子を構成する第２のＦＥＴ３が直列に外部接続端子
（＋），（一）間に接続されている。電池１は、例えば
リチウム二次電池のような非水溶媒系二次電池や鉛電池
などの定電圧充電されるべき二次電池である。以下、電
池１がリチウムイオン二次電池の場合を例にとり説明す
る。
参照して説明する。図１に、本発明の一実施形態に係る
二次電池の充電回路の回路図を示す。同図に示すよう
に、二次電池１（以下、単に電池という）と、第１のス
イッチ素子を構成する第１のＦＥＴ２と、第２のスイッ
チ素子を構成する第２のＦＥＴ３が直列に外部接続端子
（＋），（一）間に接続されている。電池１は、例えば
リチウム二次電池のような非水溶媒系二次電池や鉛電池
などの定電圧充電されるべき二次電池である。以下、電
池１がリチウムイオン二次電池の場合を例にとり説明す
る。
【００１５】第１の電圧検出器４は、電池１の端子電圧
（以下、電池電圧という）ＶＢを検出し、この電池電圧
ＶＢが第１の設定値Ｖ1 （例えば４．２Ｖ）以下のとき
は低レベルを出力し、電池電圧ＶＢが第１の設定値Ｖ1
を越えると高レベルを出力する。なお、第１の電圧検出
器４はヒステリシス電圧Ｖhys.（例えばＶhys.＝５０ｍ
Ｖ）を有しているものとする。すなわち、電池電圧ＶＢ
が第１の設定値Ｖ1 を一旦越えると、電池電圧ＶＢが再
びＶ1 以下に低下しても、その低下分がＶhys.＝５０ｍ
Ｖ以内であれば、第１の電圧検出器４の出力は高レベル
を保持するように構成されている。この第１の電圧検出
器４の出力端子は、第１のＦＥＴ２のゲートと充電状態
保持回路であるフリップフロップ回路５のセット端子Ｓ
に接続されている。
（以下、電池電圧という）ＶＢを検出し、この電池電圧
ＶＢが第１の設定値Ｖ1 （例えば４．２Ｖ）以下のとき
は低レベルを出力し、電池電圧ＶＢが第１の設定値Ｖ1
を越えると高レベルを出力する。なお、第１の電圧検出
器４はヒステリシス電圧Ｖhys.（例えばＶhys.＝５０ｍ
Ｖ）を有しているものとする。すなわち、電池電圧ＶＢ
が第１の設定値Ｖ1 を一旦越えると、電池電圧ＶＢが再
びＶ1 以下に低下しても、その低下分がＶhys.＝５０ｍ
Ｖ以内であれば、第１の電圧検出器４の出力は高レベル
を保持するように構成されている。この第１の電圧検出
器４の出力端子は、第１のＦＥＴ２のゲートと充電状態
保持回路であるフリップフロップ回路５のセット端子Ｓ
に接続されている。
【００１６】第２の電圧検出器６は、第１の電圧検出器
４と同様に電池電圧ＶＢを検出し、この電池電圧ＶＢが
第１の設定値Ｖ1 より低い第２の設定値Ｖ2 （例えば
４．１Ｖ）以下のときは高レベルを出力し、電池電圧Ｖ
Ｂが第２の設定値Ｖ２を越えると低レベルを出力する。
第２の電圧検出器６の出力端子は、ＯＲ回路７の一方の
入力端子に接続される。ＯＲ回路７の他方の入力端子に
は、充電スタート信号が入力される。ＯＲ回路７の出力
端子は、フリップフロップ回路５のリセット端子Ｒに接
続されている。
４と同様に電池電圧ＶＢを検出し、この電池電圧ＶＢが
第１の設定値Ｖ1 より低い第２の設定値Ｖ2 （例えば
４．１Ｖ）以下のときは高レベルを出力し、電池電圧Ｖ
Ｂが第２の設定値Ｖ２を越えると低レベルを出力する。
第２の電圧検出器６の出力端子は、ＯＲ回路７の一方の
入力端子に接続される。ＯＲ回路７の他方の入力端子に
は、充電スタート信号が入力される。ＯＲ回路７の出力
端子は、フリップフロップ回路５のリセット端子Ｒに接
続されている。
【００１７】フリップフロップ回路５は、リセット端子
Ｒのみが高レベルのとき出力端子Ｑが低レベルとなり、
セット端子Ｓのみが高レベルのとき出力端子Ｑが高レベ
ルとなる。フリップフロップ回路５の出力端子Ｑは、第
２のＦＥＴ３のゲートに接続されている。
Ｒのみが高レベルのとき出力端子Ｑが低レベルとなり、
セット端子Ｓのみが高レベルのとき出力端子Ｑが高レベ
ルとなる。フリップフロップ回路５の出力端子Ｑは、第
２のＦＥＴ３のゲートに接続されている。
【００１８】第２のＦＥＴ３のソース・ドレイン間に
は、充電電流制御回路を構成する電流制御抵抗７が接続
されている。第１および第２のＦＥＴ２，３は、ドレイ
ンとソース間に放電方向が順方向になるように接続され
た寄生ダイオードＤi1，Ｄi2をそれぞれ有する。また、
第１および第２のＦＥＴ２，３のドレイン・ゲート間に
は、プルアップ抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 がそれぞれ接続されてい
る。
は、充電電流制御回路を構成する電流制御抵抗７が接続
されている。第１および第２のＦＥＴ２，３は、ドレイ
ンとソース間に放電方向が順方向になるように接続され
た寄生ダイオードＤi1，Ｄi2をそれぞれ有する。また、
第１および第２のＦＥＴ２，３のドレイン・ゲート間に
は、プルアップ抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 がそれぞれ接続されてい
る。
【００１９】外部接続端子（＋），（−）には、充電時
は充電用電源が接続され、放電時は負荷が接続される。
また、図１の各構成要素は電池１と共に電池パック内に
収納されている。
は充電用電源が接続され、放電時は負荷が接続される。
また、図１の各構成要素は電池１と共に電池パック内に
収納されている。
【００２０】次に、本実施形態に係る二次電池の充電回
路の動作を図２および表１を参照して説明する。図２
（ａ）（ｂ）は、充電時の電池１の端子電圧ＶＢおよび
充電電流の時間変化を示す波形図である。
路の動作を図２および表１を参照して説明する。図２
（ａ）（ｂ）は、充電時の電池１の端子電圧ＶＢおよび
充電電流の時間変化を示す波形図である。
【００２１】電池１の充電時には、外部接続端子
（＋），（一）に図示しない充電用電源が接続される。
ニッケルカドミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池等のア
ルカリ蓄電池は、定電流充電方式で充電するため、充電
用電源を本実施形態が対象とするリチウムイオン二次電
池とアルカリ蓄電池とで共用する場合は、充電用電源と
して定電流電源が接続される。
（＋），（一）に図示しない充電用電源が接続される。
ニッケルカドミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池等のア
ルカリ蓄電池は、定電流充電方式で充電するため、充電
用電源を本実施形態が対象とするリチウムイオン二次電
池とアルカリ蓄電池とで共用する場合は、充電用電源と
して定電流電源が接続される。
【００２２】こうして充電用電源が外部接続端子
（＋），（一）に接続されて充電が開始すると、電池電
圧ＶＢが上昇してゆき、ＶＢと第１および第２の設定値
Ｖ1 ，Ｖ2との関係で、フリップフロップ回路５の入力
端子Ｒ，Ｓおよび出力端子Ｑの状態は表１に示すように
変化する。以下、状態１〜５の順に説明する。
（＋），（一）に接続されて充電が開始すると、電池電
圧ＶＢが上昇してゆき、ＶＢと第１および第２の設定値
Ｖ1 ，Ｖ2との関係で、フリップフロップ回路５の入力
端子Ｒ，Ｓおよび出力端子Ｑの状態は表１に示すように
変化する。以下、状態１〜５の順に説明する。
【００２３】
【表１】
【００２４】［状態１］充電開始時の電池電圧ＶＢが低
くＶＢ＜Ｖ2 の状態（ｔ＜ｔ1 ）では、第１の電圧検出
器４の出力は低レベルであるため、第１のＦＥＴ２はＯ
Ｎ状態となり、またフリップフロップ回路５のセット端
子Ｓも低レベルである。一方、第２の電圧検出器６の出
力は高レベルであり、ＯＲ回路７を介してフリップフロ
ップ回路５のリセット端子Ｒも高レベルとなる。従っ
て、フリップフロップ回路５の出力端子Ｑは低レベルと
なり、第２のＦＥＴ３もＯＮ状態となる。
くＶＢ＜Ｖ2 の状態（ｔ＜ｔ1 ）では、第１の電圧検出
器４の出力は低レベルであるため、第１のＦＥＴ２はＯ
Ｎ状態となり、またフリップフロップ回路５のセット端
子Ｓも低レベルである。一方、第２の電圧検出器６の出
力は高レベルであり、ＯＲ回路７を介してフリップフロ
ップ回路５のリセット端子Ｒも高レベルとなる。従っ
て、フリップフロップ回路５の出力端子Ｑは低レベルと
なり、第２のＦＥＴ３もＯＮ状態となる。
【００２５】この状態では、外部接続端子（＋）→第２
のＦＥＴ３のソース→第２のＦＥＴ３のドレイン→第１
のＦＥＴ２のソース→第１のＦＥＴ２のドレイン→電池
１のプラス端子→電池１のマイナス端子→外部接続端子
（−）の経路で充電電流Ｉ1が流れ、電池１は急速充電
される。
のＦＥＴ３のソース→第２のＦＥＴ３のドレイン→第１
のＦＥＴ２のソース→第１のＦＥＴ２のドレイン→電池
１のプラス端子→電池１のマイナス端子→外部接続端子
（−）の経路で充電電流Ｉ1が流れ、電池１は急速充電
される。
【００２６】［状態２］充電が進んで電池電圧ＶＢが上
昇し、ｔ1 ≦ｔ＜ｔ2 の期間においてＶ2 ≦ＶＢ＜Ｖ1
になると、第２の電圧検出器６の出力、すなわちフリッ
プフロップ回路５のリセット端子Ｒは低レベルとなる
が、第１の電圧検出器４の出力、すなわちフリップフロ
ップ回路５のセット端子Ｓは低レベルのままであり、従
ってフリップフロップ５の出力端子Ｑも低レベルを維持
するため、第１および第２のＦＥＴ２，３はいずれもＯ
Ｎ状態であり、急速充電は継続される。
昇し、ｔ1 ≦ｔ＜ｔ2 の期間においてＶ2 ≦ＶＢ＜Ｖ1
になると、第２の電圧検出器６の出力、すなわちフリッ
プフロップ回路５のリセット端子Ｒは低レベルとなる
が、第１の電圧検出器４の出力、すなわちフリップフロ
ップ回路５のセット端子Ｓは低レベルのままであり、従
ってフリップフロップ５の出力端子Ｑも低レベルを維持
するため、第１および第２のＦＥＴ２，３はいずれもＯ
Ｎ状態であり、急速充電は継続される。
【００２７】［状態３］急速充電がさらに進み、ｔ＝ｔ
2 の時点でＶ1 ＜ＶＢとなり、第１の電圧検出回路４の
出力が高レベルになると、第１のＦＥＴ２がＯＦＦ状態
となると同時に、フリップフロップ回路５のセット端子
Ｓが高レベルとなり、フリップフロップ回路５の出力端
子Ｑが高レベルとなるため、第２のＦＥＴ３もＯＦＦ状
態となって、急速充電は停止する。
2 の時点でＶ1 ＜ＶＢとなり、第１の電圧検出回路４の
出力が高レベルになると、第１のＦＥＴ２がＯＦＦ状態
となると同時に、フリップフロップ回路５のセット端子
Ｓが高レベルとなり、フリップフロップ回路５の出力端
子Ｑが高レベルとなるため、第２のＦＥＴ３もＯＦＦ状
態となって、急速充電は停止する。
【００２８】［状態４］急速充電が停止して電池電圧Ｖ
Ｂが低下してゆき、やがて時刻ｔ＝ｔ4 においてＶＢが
第１の設定値Ｖ1 より第１の電圧検出器４のヒステリシ
ス電圧Ｖhys.（この場合、Ｖhys.＝５０ｍＶ）に相当す
る分だけ低下すると、つまりＶＢ≦（Ｖ1 −５０ｍＶ）
となると、第１の電圧検出器４の出力は低レベルとな
り、第１のＦＥＴ２はＯＮ状態となる。一方、第２の電
圧検出器６の出力、すなわちフリップフロップ回路５の
セット端子Ｓは高レベルを保持し、フリップフロップ回
路５の出力端子Ｑは高レベルを保持しているため、第２
のＦＥＴ３はＯＦＦ状態のままである。このとき、電池
１は第２のＦＥＴ３に並列に接続された電流制限抵抗７
を介して充電される。すなわち、電池１は急速充電時の
電流Ｉ1 より小さい電流Ｉ2 で充電されるようになる。
Ｂが低下してゆき、やがて時刻ｔ＝ｔ4 においてＶＢが
第１の設定値Ｖ1 より第１の電圧検出器４のヒステリシ
ス電圧Ｖhys.（この場合、Ｖhys.＝５０ｍＶ）に相当す
る分だけ低下すると、つまりＶＢ≦（Ｖ1 −５０ｍＶ）
となると、第１の電圧検出器４の出力は低レベルとな
り、第１のＦＥＴ２はＯＮ状態となる。一方、第２の電
圧検出器６の出力、すなわちフリップフロップ回路５の
セット端子Ｓは高レベルを保持し、フリップフロップ回
路５の出力端子Ｑは高レベルを保持しているため、第２
のＦＥＴ３はＯＦＦ状態のままである。このとき、電池
１は第２のＦＥＴ３に並列に接続された電流制限抵抗７
を介して充電される。すなわち、電池１は急速充電時の
電流Ｉ1 より小さい電流Ｉ2 で充電されるようになる。
【００２９】［状態５］こうして電池１が急速充電時の
電流Ｉ1 より少ない電流Ｉ2 で充電されると、電池電圧
ＶＢは再び上昇に転じる。そして、Ｖ1 ＜ＶＢとなる
と、第１の電圧検出器４の出力が高レベルとなるため、
第１のＦＥＴ２はＯＦＦ状態となる。
電流Ｉ1 より少ない電流Ｉ2 で充電されると、電池電圧
ＶＢは再び上昇に転じる。そして、Ｖ1 ＜ＶＢとなる
と、第１の電圧検出器４の出力が高レベルとなるため、
第１のＦＥＴ２はＯＦＦ状態となる。
【００３０】以後、電池電圧ＶＢがＶＢ≦（Ｖ1 −５０
ｍＶ）となると電流Ｉ2 で充電され、Ｖ1 ＜ＶＢとなる
と充電停止となる動作が繰り返される。次に、電池１の
充電が終了して電池１が放電を開始し、電池電圧ＶＢが
第２の設定値Ｖ2 まで低下して第２の電圧検出器６の出
力が高レベルとなるか、または充電スタート信号がＯＲ
回路７に入力されると、ＯＲ回路７の出力すなわちフリ
ッププロップ回路５のリセット端子Ｒが高レベルとなる
ため、フリップフロップ回路５の出力端子Ｑは低レベル
となり、第２のＦＥＴ３がＯＮとなる。この状態で充電
用電源を外部接続端子（＋），（−）に接続すると、Ｖ
Ｂ≦Ｖ1 であれば急速充電が開始する。
ｍＶ）となると電流Ｉ2 で充電され、Ｖ1 ＜ＶＢとなる
と充電停止となる動作が繰り返される。次に、電池１の
充電が終了して電池１が放電を開始し、電池電圧ＶＢが
第２の設定値Ｖ2 まで低下して第２の電圧検出器６の出
力が高レベルとなるか、または充電スタート信号がＯＲ
回路７に入力されると、ＯＲ回路７の出力すなわちフリ
ッププロップ回路５のリセット端子Ｒが高レベルとなる
ため、フリップフロップ回路５の出力端子Ｑは低レベル
となり、第２のＦＥＴ３がＯＮとなる。この状態で充電
用電源を外部接続端子（＋），（−）に接続すると、Ｖ
Ｂ≦Ｖ1 であれば急速充電が開始する。
【００３１】なお、Ｖ1 ＜ＶＢのときは第１および第２
のＦＥＴ２，３はいずれもＯＦＦ状態であるが、外部接
続端子（＋），（一）に負荷を接続すると、寄生ダイオ
ードＤi1，Ｄi2を通って放電することができる。
のＦＥＴ２，３はいずれもＯＦＦ状態であるが、外部接
続端子（＋），（一）に負荷を接続すると、寄生ダイオ
ードＤi1，Ｄi2を通って放電することができる。
【００３２】ところで、ｔ＝ｔ2 以降の充電電流を急速
充電時の電流Ｉ1 とすると、図３の破線で示すように、
電池電圧ＶＢは極く短時間でＶ1 に達してしまい、充電
時間が非常に短＜なるため、平均充電電流はＩ1aと小さ
い。しかし、本実施形態のようにＩ1 より小さい電流Ｉ
2 で電池１を充電すると、電池電圧ＶＢがＶ1 に達する
までの時間が長くなり、平均充電電流がＩ2aとなってＩ
1aより多くなる。従って、電池１が満充電に達するまで
の時間を短縮することができる。
充電時の電流Ｉ1 とすると、図３の破線で示すように、
電池電圧ＶＢは極く短時間でＶ1 に達してしまい、充電
時間が非常に短＜なるため、平均充電電流はＩ1aと小さ
い。しかし、本実施形態のようにＩ1 より小さい電流Ｉ
2 で電池１を充電すると、電池電圧ＶＢがＶ1 に達する
までの時間が長くなり、平均充電電流がＩ2aとなってＩ
1aより多くなる。従って、電池１が満充電に達するまで
の時間を短縮することができる。
【００３３】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
でなく、次のように種々変形して実施することができ
る。 （１）上記実施形態では、電池が１個の場合について説
明したが、複数個直並列接続した電池群を充電する充電
回路にも本発明を適用できる。
でなく、次のように種々変形して実施することができ
る。 （１）上記実施形態では、電池が１個の場合について説
明したが、複数個直並列接続した電池群を充電する充電
回路にも本発明を適用できる。
【００３４】（２）上記実施形態では、充電制御機能の
みを有する充電回路について説明したが、過充電や過放
電あるいは過大電流などから電池を保護する保護回路を
付加しても良い。
みを有する充電回路について説明したが、過充電や過放
電あるいは過大電流などから電池を保護する保護回路を
付加しても良い。
【００３５】（３）上記実施形態では、電流制限抵抗に
よって電池の充電電流値を小さくするようにしたが、電
流制限素子として定電流回路を用いても良い。その他、
本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施する
ことが可能である。
よって電池の充電電流値を小さくするようにしたが、電
流制限素子として定電流回路を用いても良い。その他、
本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施する
ことが可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による二次
電池の充電回路は、二次電池の充放電回路に挿入された
スイッチ素子と、二次電池の端子電圧が上昇し第１の設
定値に達したとき充電遮断信号を発生して第１のスイッ
チ素子をオフ状態とする第１の電圧検出手段と、この充
電遮断信号の発生によりセットされ、二次電池の充電開
始時にリセットされる状態保持手段と、二次電池の端子
電圧が下降し第１の設定値より低い第２の設定値に達し
たとき状態保持手段をリセットする第２の電圧検出手段
と、充放電回路に挿入され、状態保持手段がセット状態
のとき二次電池に供給する充電電流を制限する充電電流
制御手段とを備えることによって、非水溶媒系二次電池
や鉛蓄電池をアルカリ蓄電池と共通の充電用電源を用い
て充電することができ、しかもパルス充電時の個々の充
電時間が長くなり、平均充電電流が大きくなるため、短
時間で満充電まで充電することが可能となる。
電池の充電回路は、二次電池の充放電回路に挿入された
スイッチ素子と、二次電池の端子電圧が上昇し第１の設
定値に達したとき充電遮断信号を発生して第１のスイッ
チ素子をオフ状態とする第１の電圧検出手段と、この充
電遮断信号の発生によりセットされ、二次電池の充電開
始時にリセットされる状態保持手段と、二次電池の端子
電圧が下降し第１の設定値より低い第２の設定値に達し
たとき状態保持手段をリセットする第２の電圧検出手段
と、充放電回路に挿入され、状態保持手段がセット状態
のとき二次電池に供給する充電電流を制限する充電電流
制御手段とを備えることによって、非水溶媒系二次電池
や鉛蓄電池をアルカリ蓄電池と共通の充電用電源を用い
て充電することができ、しかもパルス充電時の個々の充
電時間が長くなり、平均充電電流が大きくなるため、短
時間で満充電まで充電することが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態に係る二次電池の充電回路
の構成を示す回路図
の構成を示す回路図
【図２】図１の動作を説明するための波形図
【図３】図１の動作を説明するための図２の一部を拡大
して示す波形図
して示す波形図
１…二次電池 ２…第１のＦＥＴ（第１のスイッチ素子） ３…第２のＦＥＴ（第２のスイッチ素子） ４…第１の電圧検出器 ５…フリップフロップ回路（状態保持手段） ６…第２の電圧検出器
Claims (3)
- 【請求項１】二次電池の充放電回路に挿入されたスイッ
チ素子と、 前記二次電池の端子電圧が上昇し第１の設定値に達した
とき充電遮断信号を発生して前記スイッチ素子をオフ状
態とする第１の電圧検出手段と、 前記充電遮断信号の発生によりセットされ、前記二次電
池の充電開始時にリセットされる状態保持手段と、 前記二次電池の端子電圧が下降し前記第１の設定値より
低い第２の設定値に達したとき前記状態保持手段をリセ
ットする第２の電圧検出手段と、 前記充放電回路に挿入され、前記状態保持手段がセット
状態のとき前記二次電池に供給する充電電流を制限する
充電電流制御手段とを有することを特徴とする二次電池
の充電回路。 - 【請求項２】二次電池の充放電回路に挿入された第１の
スイッチ素子と、 前記二次電池の端子電圧が上昇し第１の設定値に達した
とき充電遮断信号を発生して前記第１のスイッチ素子を
オフ状態とする第１の電圧検出手段と、 前記充電遮断信号の発生によりセットされ、前記二次電
池の充電開始時にリセットされる状態保持手段と、 前記二次電池の端子電圧が下降し前記第１の設定値より
低い第２の設定値に達したとき前記状態保持手段をリセ
ットする第２の電圧検出手段と、 前記充放電回路に挿入され、前記状態保持手段がリセッ
ト状態のときオン状態とされ、セット状態のときオフ状
態とされる第２のスイッチ素子と、 この第２のスイッチ素子に並列に接続された電流制限素
子とを有することを特徴とする二次電池の充電回路。 - 【請求項３】前記電流制限素子は、抵抗または定電流回
路であることを特徴とする請求項２に記載の二次電池の
充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8163109A JPH1014123A (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | 二次電池の充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8163109A JPH1014123A (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | 二次電池の充電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1014123A true JPH1014123A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15767344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8163109A Pending JPH1014123A (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | 二次電池の充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1014123A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007295707A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 移動体搭載用のリチウムイオン電池充電装置 |
| USRE41915E1 (en) | 2000-06-22 | 2010-11-09 | Fujitsu Semiconductor Limited | Charge/discharge control circuit and secondary battery |
| WO2021189240A1 (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 东莞新能安科技有限公司 | 电化学装置的充电方法、电子装置以及可读存储介质 |
-
1996
- 1996-06-24 JP JP8163109A patent/JPH1014123A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE41915E1 (en) | 2000-06-22 | 2010-11-09 | Fujitsu Semiconductor Limited | Charge/discharge control circuit and secondary battery |
| JP2007295707A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 移動体搭載用のリチウムイオン電池充電装置 |
| WO2021189240A1 (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 东莞新能安科技有限公司 | 电化学装置的充电方法、电子装置以及可读存储介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050114 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050125 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050328 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050712 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060117 |