JPH10243567A - 二次電池の充電装置および充電方法 - Google Patents
二次電池の充電装置および充電方法Info
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- JPH10243567A JPH10243567A JP9042659A JP4265997A JPH10243567A JP H10243567 A JPH10243567 A JP H10243567A JP 9042659 A JP9042659 A JP 9042659A JP 4265997 A JP4265997 A JP 4265997A JP H10243567 A JPH10243567 A JP H10243567A
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- charging
- voltage
- current value
- current
- secondary battery
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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
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00711—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
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- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充電スイッチへの負荷を大きくすることなく
充電時間を短縮し、かつ規定の充電容量を確保し、二次
電池の安全性を確保する。 【解決手段】 DC/DC コンバータ30は、電圧設定回路34
および電流制限回路にて制限された所定の直流電圧およ
び直流電流を出力する。制御回路38は、接続された二次
電池の電池電圧を検出して、その電圧が満充電電圧に達
するまでは、電流制限回路36にて定電流領域の第１の電
流値に設定し、この際、充電スイッチ32をスイッチング
して出力をパルス状にして電池に供給する。電池電圧が
満充電電圧に達すると、定電流領域の電流より低い電流
値と定電流領域の電流値とを交互に切り替えて、２値の
電流にて２値パルス充電を実行し、二次電池への供給容
量を大きくして充電時間を短縮する。
充電時間を短縮し、かつ規定の充電容量を確保し、二次
電池の安全性を確保する。 【解決手段】 DC/DC コンバータ30は、電圧設定回路34
および電流制限回路にて制限された所定の直流電圧およ
び直流電流を出力する。制御回路38は、接続された二次
電池の電池電圧を検出して、その電圧が満充電電圧に達
するまでは、電流制限回路36にて定電流領域の第１の電
流値に設定し、この際、充電スイッチ32をスイッチング
して出力をパルス状にして電池に供給する。電池電圧が
満充電電圧に達すると、定電流領域の電流より低い電流
値と定電流領域の電流値とを交互に切り替えて、２値の
電流にて２値パルス充電を実行し、二次電池への供給容
量を大きくして充電時間を短縮する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の充電装
置および充電方法に係り、特に、たとえばリチウムイオ
ン電池などの非水系の二次電池を充電する場合に適用さ
れる二次電池の充電装置および充電方法に関するもので
ある。
置および充電方法に係り、特に、たとえばリチウムイオ
ン電池などの非水系の二次電池を充電する場合に適用さ
れる二次電池の充電装置および充電方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない小型、
軽量の携帯機器が広く普及している。これにともない、
それらの電源として、充電可能な二次電池の需要が著し
く伸びている。特に、たとえば小型、軽量、かつ高容量
のリチウムイオン二次電池などが携帯電話、ビデオカメ
ラなどに搭載されるようになってきた。
軽量の携帯機器が広く普及している。これにともない、
それらの電源として、充電可能な二次電池の需要が著し
く伸びている。特に、たとえば小型、軽量、かつ高容量
のリチウムイオン二次電池などが携帯電話、ビデオカメ
ラなどに搭載されるようになってきた。
【０００３】従来、このような二次電池の充電装置およ
び充電方法として、たとえば、特開平4-123771号公報や
特開平7-274404号公報などに記載の充電方法および電池
充電装置が提案されている。
び充電方法として、たとえば、特開平4-123771号公報や
特開平7-274404号公報などに記載の充電方法および電池
充電装置が提案されている。
【０００４】前者の充電方法では、電池電圧が所定の電
圧になるまでは定電流充電または準定電流充電を行なっ
て、電池電圧が所定の電圧以上になると、電池と接続し
た充電経路中のスイッチをオン／オフして、パルス充電
を繰り返すことにより充電時間を短縮できるとしてい
る。
圧になるまでは定電流充電または準定電流充電を行なっ
て、電池電圧が所定の電圧以上になると、電池と接続し
た充電経路中のスイッチをオン／オフして、パルス充電
を繰り返すことにより充電時間を短縮できるとしてい
る。
【０００５】後者の充電装置は、電池パックに内蔵され
ている保護回路が保護動作したことを検出する保護回路
動作検出回路を含み、保護回路が動作した後は、保護電
圧より低い電圧に充電電圧を設定したり、保護動作検出
後、充電電圧レベルを周期的に変化させて、保護動作を
周期的に解除して充電を繰り返すものであった。
ている保護回路が保護動作したことを検出する保護回路
動作検出回路を含み、保護回路が動作した後は、保護電
圧より低い電圧に充電電圧を設定したり、保護動作検出
後、充電電圧レベルを周期的に変化させて、保護動作を
周期的に解除して充電を繰り返すものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、たとえば、前者の充電方法では、定
電流充電後にパルス充電するための充電経路中のスイッ
チが定電流充電時に連続的にオンとなっているため、そ
の半導体素子の熱負荷が大きくなり充電装置が大きくな
る問題があった。また、パルス充電時に半導体素子をオ
フとして、充電電流を完全に零にする時間が生じるため
に時間当たりの充電効率が悪くなってしまうなどの欠点
があった。
た従来の技術では、たとえば、前者の充電方法では、定
電流充電後にパルス充電するための充電経路中のスイッ
チが定電流充電時に連続的にオンとなっているため、そ
の半導体素子の熱負荷が大きくなり充電装置が大きくな
る問題があった。また、パルス充電時に半導体素子をオ
フとして、充電電流を完全に零にする時間が生じるため
に時間当たりの充電効率が悪くなってしまうなどの欠点
があった。
【０００７】また、後者の電池充電装置では、保護動作
検出に欠点があり、電圧検出の場合には電池パック側と
充電装置側に電圧検出端子が必要になったり、電流検出
の場合には、電池パック側で充電と放電の検出電流値を
切り替える必要が出てくるなど、装置が複雑になるとい
う問題があった。また、保護動作検出回路が故障した場
合等に電池の安全性が劣化するなどの欠点があり、ま
た、電池のサイクル性が劣化する原因となるなどの問題
があった。
検出に欠点があり、電圧検出の場合には電池パック側と
充電装置側に電圧検出端子が必要になったり、電流検出
の場合には、電池パック側で充電と放電の検出電流値を
切り替える必要が出てくるなど、装置が複雑になるとい
う問題があった。また、保護動作検出回路が故障した場
合等に電池の安全性が劣化するなどの欠点があり、ま
た、電池のサイクル性が劣化する原因となるなどの問題
があった。
【０００８】一方、このような充電電流に制限値を設定
して定電流定電圧充電を行なうリチウムイオン二次電池
の充電装置は、急速充電しようとした場合、充電電流の
制限値を大きくする方法が考えられる。
して定電流定電圧充電を行なうリチウムイオン二次電池
の充電装置は、急速充電しようとした場合、充電電流の
制限値を大きくする方法が考えられる。
【０００９】しかしながら、充電装置に使用するスイッ
チ素子の電流定格を大きくする必要があるために装置が
大きくなるなどの問題が生じ、また、定電圧充電領域の
充電時間が長くなってしまうなどの欠点があった。さら
に充電電流を大きくすると、電池パックの保護回路もそ
れに対応せざるを得なくなったり、充電電流の増加にと
もなう内部温度上昇の問題など安全性の低下につながる
などの各種の課題があった。
チ素子の電流定格を大きくする必要があるために装置が
大きくなるなどの問題が生じ、また、定電圧充電領域の
充電時間が長くなってしまうなどの欠点があった。さら
に充電電流を大きくすると、電池パックの保護回路もそ
れに対応せざるを得なくなったり、充電電流の増加にと
もなう内部温度上昇の問題など安全性の低下につながる
などの各種の課題があった。
【００１０】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
し、スイッチへの負荷を大きくすることなく充電時間を
短縮することができ、かつ電池の安全性を確保すること
ができる二次電池の充電方法および充電装置を提供する
ことを目的とする。
し、スイッチへの負荷を大きくすることなく充電時間を
短縮することができ、かつ電池の安全性を確保すること
ができる二次電池の充電方法および充電装置を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、過充電電圧を検出した際に充電経路を遮
断して過充電を防止する保護機能を有する二次電池を充
電する二次電池の充電装置において、二次電池を充電す
る際の所定の直流電圧および直流電流を供給する直流電
源供給手段と、直流電源供給手段からの出力をオン／オ
フして二次電池への充電電流をパルス状にスイッチング
可能なスイッチング手段と、直流電源供給手段から供給
される直流電圧を二次電池の過充電電圧より低い所定の
電圧値に制御する電圧制御手段と、直流電源供給手段か
ら供給される直流電流を所定の電流値に制限する電流制
限手段であって、少なくとも定電流領域での第１の電流
値および該第１の電流値より低い充電完了時の電流値に
相当する第２の電流値の２つの電流値にパルス状に切り
替え可能な電流制限手段と、スイッチング手段および電
圧制御手段ならびに電流制限手段をそれぞれ制御して二
次電池への充電を制御する制御手段であって、二次電池
の端子電圧および直流電源供給手段からの出力電圧およ
び充電電流を検出して、それらの検出結果に基づいて充
電を制御する制御手段とを含み、制御手段は、二次電池
の端子電圧が満充電電圧に達するまで、電流制限手段を
制御して第１の電流値を設定し、かつスイッチング手段
を制御して第１の電流値をパルス状にオン／オフして充
電を進行させ、二次電池の端子電圧が満充電電圧に達し
たことを検出すると、電流制限手段を制御して第１の電
流値と第２の電流値をパルス状に交互に切り替えて、こ
れら２値のパルス電流にて充電を制御することを特徴と
する。
決するために、過充電電圧を検出した際に充電経路を遮
断して過充電を防止する保護機能を有する二次電池を充
電する二次電池の充電装置において、二次電池を充電す
る際の所定の直流電圧および直流電流を供給する直流電
源供給手段と、直流電源供給手段からの出力をオン／オ
フして二次電池への充電電流をパルス状にスイッチング
可能なスイッチング手段と、直流電源供給手段から供給
される直流電圧を二次電池の過充電電圧より低い所定の
電圧値に制御する電圧制御手段と、直流電源供給手段か
ら供給される直流電流を所定の電流値に制限する電流制
限手段であって、少なくとも定電流領域での第１の電流
値および該第１の電流値より低い充電完了時の電流値に
相当する第２の電流値の２つの電流値にパルス状に切り
替え可能な電流制限手段と、スイッチング手段および電
圧制御手段ならびに電流制限手段をそれぞれ制御して二
次電池への充電を制御する制御手段であって、二次電池
の端子電圧および直流電源供給手段からの出力電圧およ
び充電電流を検出して、それらの検出結果に基づいて充
電を制御する制御手段とを含み、制御手段は、二次電池
の端子電圧が満充電電圧に達するまで、電流制限手段を
制御して第１の電流値を設定し、かつスイッチング手段
を制御して第１の電流値をパルス状にオン／オフして充
電を進行させ、二次電池の端子電圧が満充電電圧に達し
たことを検出すると、電流制限手段を制御して第１の電
流値と第２の電流値をパルス状に交互に切り替えて、こ
れら２値のパルス電流にて充電を制御することを特徴と
する。
【００１２】この場合、制御手段は、２値のパルス電流
にて充電している際に、所定の期間毎にスイッチング手
段をオフとして二次電池の端子開放電圧を検出するとよ
い。
にて充電している際に、所定の期間毎にスイッチング手
段をオフとして二次電池の端子開放電圧を検出するとよ
い。
【００１３】また、制御手段は、２値のパルス電流にて
充電を進行している際に、第１の電流値に設定した充電
電流が減少して第２の電流値と等しくなった場合に充電
を完了するとよい。
充電を進行している際に、第１の電流値に設定した充電
電流が減少して第２の電流値と等しくなった場合に充電
を完了するとよい。
【００１４】さらに、スイッチング手段は、二次電池へ
の充電方向の電流を制御する第１のスイッチ素子と、二
次電池からの放電方向の電流を遮断する第２のスイッチ
素子と、これら第１および第２のスイッチ素子を制御手
段の制御の下にオン／オフさせる制御素子とを含むこと
を特徴とする。
の充電方向の電流を制御する第１のスイッチ素子と、二
次電池からの放電方向の電流を遮断する第２のスイッチ
素子と、これら第１および第２のスイッチ素子を制御手
段の制御の下にオン／オフさせる制御素子とを含むこと
を特徴とする。
【００１５】また、電圧制御手段は、直流電源供給手段
の出力を二次電池の過充電電圧より低く充電完了時の満
充電電圧より高い第１の電圧値および該第１の電圧値よ
り低い二次電池の満充電電圧に相当する第２の電圧値に
制御する制御素子と、該制御素子の出力と基準電圧とを
比較してその比較結果を直流電源供給手段にフィードバ
ックする比較手段とを含み、制御素子は、制御手段の制
御の下にオン／オフされて第１の電流値にてパルス状に
充電する定電流領域にて第１の電圧値に設定され、二次
電池の電池電圧が満充電電圧を越えると第２の電圧値に
切り替え、満充電電圧を下回ると第１の電圧値に交互に
切り替えるとよい。
の出力を二次電池の過充電電圧より低く充電完了時の満
充電電圧より高い第１の電圧値および該第１の電圧値よ
り低い二次電池の満充電電圧に相当する第２の電圧値に
制御する制御素子と、該制御素子の出力と基準電圧とを
比較してその比較結果を直流電源供給手段にフィードバ
ックする比較手段とを含み、制御素子は、制御手段の制
御の下にオン／オフされて第１の電流値にてパルス状に
充電する定電流領域にて第１の電圧値に設定され、二次
電池の電池電圧が満充電電圧を越えると第２の電圧値に
切り替え、満充電電圧を下回ると第１の電圧値に交互に
切り替えるとよい。
【００１６】また、電流制限手段は、二次電池への充電
路に設けられ二次電池への充電電流を検出する検出抵抗
と、この検出抵抗の両端の電位差と基準電圧を抵抗分割
して得られる電圧とを比較する演算増幅器と、演算増幅
器の出力を直流電源供給手段にフィードバックする帰還
路とを含むことを特徴とする。
路に設けられ二次電池への充電電流を検出する検出抵抗
と、この検出抵抗の両端の電位差と基準電圧を抵抗分割
して得られる電圧とを比較する演算増幅器と、演算増幅
器の出力を直流電源供給手段にフィードバックする帰還
路とを含むことを特徴とする。
【００１７】これらの場合、直流電源供給手段は、電圧
制御手段および電流制限手段からの比較結果に基づいて
出力電圧および出力電流をそれぞれ所定の値に制御する
と有利である。
制御手段および電流制限手段からの比較結果に基づいて
出力電圧および出力電流をそれぞれ所定の値に制御する
と有利である。
【００１８】また、制御手段は、第１の電流値によるパ
ルス充電時に、スイッチング手段を所定のデューティ比
にてオンとする第１のタイマと、２値パルス充電時に電
流制限手段を第１の電流と第２の電流値に所定の時間比
率にて切り替えさせる第２のタイマとを含むとよい。
ルス充電時に、スイッチング手段を所定のデューティ比
にてオンとする第１のタイマと、２値パルス充電時に電
流制限手段を第１の電流と第２の電流値に所定の時間比
率にて切り替えさせる第２のタイマとを含むとよい。
【００１９】この場合、第１のタイマは、スイッチング
手段を90% 以上オンとするオンデューティ比に設定され
ると有利である。また、第２のタイマは第１の電流値に
対する第２の電流値の時間比率が1.0 以下となるように
設定されるとよい。
手段を90% 以上オンとするオンデューティ比に設定され
ると有利である。また、第２のタイマは第１の電流値に
対する第２の電流値の時間比率が1.0 以下となるように
設定されるとよい。
【００２０】さらに、制御手段は、二次電池の端子電圧
および直流電源供給手段からの出力電圧ならびに充電電
流を検出した際に、それら電流値または電圧値をアナロ
グ値からディジタル値にそれぞれ変換するA-D 変換手段
を含むとよい。
および直流電源供給手段からの出力電圧ならびに充電電
流を検出した際に、それら電流値または電圧値をアナロ
グ値からディジタル値にそれぞれ変換するA-D 変換手段
を含むとよい。
【００２１】一方、本発明による充電方法は、過充電電
圧を検出した際に充電経路を遮断して過充電を防止する
保護機能を有する二次電池を充電する二次電池の充電方
法において、二次電池の端子電圧が満充電電圧に達する
までは、満充電に達すると徐々に減少していく所定の値
の第１の電流値をパルス状にオン／オフして充電を進行
させ、第１の電流値のパルス充電にて二次電池の端子電
圧が満充電電圧に達したことを検出すると、第１の電流
値からその電流値より低い満充電時の電流に相当する第
２の電流値に切り替え、その際に二次電池の端子電圧が
満充電電圧を下回ると再び第２の電流値から第１の電流
値に切り替え、これら第１の電流値と第２の電流値をパ
ルス状に交互に切り替えて２値のパルス電流にて充電を
さらに進行させ、２値のパルス充電にて第１の電流値が
徐々に減少して第２の電流値に相当する値に達すると、
充電完了と判定して充電を停止することを特徴とする。
圧を検出した際に充電経路を遮断して過充電を防止する
保護機能を有する二次電池を充電する二次電池の充電方
法において、二次電池の端子電圧が満充電電圧に達する
までは、満充電に達すると徐々に減少していく所定の値
の第１の電流値をパルス状にオン／オフして充電を進行
させ、第１の電流値のパルス充電にて二次電池の端子電
圧が満充電電圧に達したことを検出すると、第１の電流
値からその電流値より低い満充電時の電流に相当する第
２の電流値に切り替え、その際に二次電池の端子電圧が
満充電電圧を下回ると再び第２の電流値から第１の電流
値に切り替え、これら第１の電流値と第２の電流値をパ
ルス状に交互に切り替えて２値のパルス電流にて充電を
さらに進行させ、２値のパルス充電にて第１の電流値が
徐々に減少して第２の電流値に相当する値に達すると、
充電完了と判定して充電を停止することを特徴とする。
【００２２】また、本発明による充電方法は、過充電電
圧を検出した際に充電経路を遮断して過充電を防止する
保護機能を有する二次電池を充電する二次電池の充電方
法において、二次電池の端子電圧が満充電電圧に相当す
る第１の電圧に達するまでは、満充電に達すると徐々に
減少していく所定の値の第１の電流値をパルス状にオン
／オフして充電を進行させ、第１の電流値のパルス充電
にて二次電池の端子電圧が第１の電圧に達したことを検
出すると、第１の電流値からその電流値より低い満充電
時の電流に相当する第２の電流値に切り替え、その際に
二次電池の端子電圧が満充電電圧を下回ると再び第２の
電流値から第１の電流値に切り替え、これら第１の電流
値と第２の電流値をパルス状に交互に切り替えて２値の
パルス電流にて充電をさらに進行させ、２値のパルス充
電にて二次電池の端子電圧が第１の電圧より高く過充電
電圧より低い第２の電圧に達すると、第２の電流値に切
り替えて再びパルス充電にて充電を進行させ、パルス充
電にて第１の電流値が徐々に減少して第２の電流値に相
当する値に達すると、充電完了と判定して充電を停止す
ることを特徴とする。
圧を検出した際に充電経路を遮断して過充電を防止する
保護機能を有する二次電池を充電する二次電池の充電方
法において、二次電池の端子電圧が満充電電圧に相当す
る第１の電圧に達するまでは、満充電に達すると徐々に
減少していく所定の値の第１の電流値をパルス状にオン
／オフして充電を進行させ、第１の電流値のパルス充電
にて二次電池の端子電圧が第１の電圧に達したことを検
出すると、第１の電流値からその電流値より低い満充電
時の電流に相当する第２の電流値に切り替え、その際に
二次電池の端子電圧が満充電電圧を下回ると再び第２の
電流値から第１の電流値に切り替え、これら第１の電流
値と第２の電流値をパルス状に交互に切り替えて２値の
パルス電流にて充電をさらに進行させ、２値のパルス充
電にて二次電池の端子電圧が第１の電圧より高く過充電
電圧より低い第２の電圧に達すると、第２の電流値に切
り替えて再びパルス充電にて充電を進行させ、パルス充
電にて第１の電流値が徐々に減少して第２の電流値に相
当する値に達すると、充電完了と判定して充電を停止す
ることを特徴とする。
【００２３】これらの場合、第１の電流値にてパルス充
電している際のオンデューティ比は、90% 以上であると
よい。また、２値のパルス電流値にて充電している際の
第１の電流値に対する第２の電流値の時間比率は、1.0
以下であると有利である。
電している際のオンデューティ比は、90% 以上であると
よい。また、２値のパルス電流値にて充電している際の
第１の電流値に対する第２の電流値の時間比率は、1.0
以下であると有利である。
【００２４】さらに、２値のパルス電流値にて充電して
いる際の第１の電流値を流す時間と第２の電流値を流す
時間の比率を変化させるとよい。
いる際の第１の電流値を流す時間と第２の電流値を流す
時間の比率を変化させるとよい。
【００２５】また、２値のパルス充電は、所定の時間間
隔にて電流値をオフとして二次電池の端子開放電圧を検
出する工程を含むとよい。
隔にて電流値をオフとして二次電池の端子開放電圧を検
出する工程を含むとよい。
【００２６】また、第１の電流値にて充電する際に充電
電圧を第２の電圧とし、第２の電流値にて充電する際に
充電電圧を第１の電圧に切り替えると有利である。
電圧を第２の電圧とし、第２の電流値にて充電する際に
充電電圧を第１の電圧に切り替えると有利である。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
による二次電池の充電方法および充電装置の実施例を詳
細に説明する。図１には、本発明による二次電池の充電
方法が適用される充電装置の一実施例が示されている。
による二次電池の充電方法および充電装置の実施例を詳
細に説明する。図１には、本発明による二次電池の充電
方法が適用される充電装置の一実施例が示されている。
【００２８】本実施例による充電装置は、たとえばリチ
ウムイオン二次電池などの非水系二次電池を急速充電す
る充電装置であり、基本的には電池電圧が満充電電圧に
なるまでは所定の電流値にて定電流充電し、電池電圧が
満充電電圧に達すると電圧が一定となって、電流値が所
定の値まで減少すると充電を停止する定電流定電圧充電
の充電装置である。特に、本実施例の充電装置では、定
電流充電時に電流値をパルス状にてオン／オフして充電
し、電池電圧が満充電電圧に達すると、定電流充電時の
第１の電流値と充電終期の電流値に相当する第２の電流
値とを交互に切り替えて２値パルス充電して充電を進行
させる点が主な特徴点である。
ウムイオン二次電池などの非水系二次電池を急速充電す
る充電装置であり、基本的には電池電圧が満充電電圧に
なるまでは所定の電流値にて定電流充電し、電池電圧が
満充電電圧に達すると電圧が一定となって、電流値が所
定の値まで減少すると充電を停止する定電流定電圧充電
の充電装置である。特に、本実施例の充電装置では、定
電流充電時に電流値をパルス状にてオン／オフして充電
し、電池電圧が満充電電圧に達すると、定電流充電時の
第１の電流値と充電終期の電流値に相当する第２の電流
値とを交互に切り替えて２値パルス充電して充電を進行
させる点が主な特徴点である。
【００２９】各部の詳細を説明すると、まず、本実施例
に適用される二次電池は、図２に示すように、セル本体
10と、保護スイッチ回路12と、保護回路14とを含む二次
電池パックである。セル本体10は、たとえば、リチウム
イオン二次電池が３本直列、３本並列に接続された組電
池である。それぞれのセルは、たとえば１本当たり1300
mAh の充電容量を有し、ほぼ4.2Vの電圧付近にて満充電
電圧となり、過充電禁止検出電圧が 4.3V （最小値）に
設定された二次電池である。したがって、本実施例で
は、二次電池パックを充電する際に、合計12.6V にて満
充電状態とし、12.9V 未満まで充電電圧の印加が可能で
ある。
に適用される二次電池は、図２に示すように、セル本体
10と、保護スイッチ回路12と、保護回路14とを含む二次
電池パックである。セル本体10は、たとえば、リチウム
イオン二次電池が３本直列、３本並列に接続された組電
池である。それぞれのセルは、たとえば１本当たり1300
mAh の充電容量を有し、ほぼ4.2Vの電圧付近にて満充電
電圧となり、過充電禁止検出電圧が 4.3V （最小値）に
設定された二次電池である。したがって、本実施例で
は、二次電池パックを充電する際に、合計12.6V にて満
充電状態とし、12.9V 未満まで充電電圧の印加が可能で
ある。
【００３０】保護スイッチ回路12は、セル本体10の過充
電および過放電を防止する安全装置であり、セル本体10
のプラス側と充放電端子(+) との間の充放電経路に直列
に接続された２個のFET (field effect transistor) ス
イッチ16,18 と、これらをオン／オフする２個のトラン
ジスタスイッチ20,22 とを含む。第１のFET スイッチ16
は過充電時に充電方向の経路を遮断するスイッチ素子で
あり、オフ時にはその寄生ダイオードを介して放電方向
の電流を通過可能としている。第２のFET スイッチ18
は、過放電時に放電方向の経路を遮断するスイッチ素子
であり、オフ時にはその寄生ダイオードを介して充電方
向の電流を通過可能としている。
電および過放電を防止する安全装置であり、セル本体10
のプラス側と充放電端子(+) との間の充放電経路に直列
に接続された２個のFET (field effect transistor) ス
イッチ16,18 と、これらをオン／オフする２個のトラン
ジスタスイッチ20,22 とを含む。第１のFET スイッチ16
は過充電時に充電方向の経路を遮断するスイッチ素子で
あり、オフ時にはその寄生ダイオードを介して放電方向
の電流を通過可能としている。第２のFET スイッチ18
は、過放電時に放電方向の経路を遮断するスイッチ素子
であり、オフ時にはその寄生ダイオードを介して充電方
向の電流を通過可能としている。
【００３１】第１のトランジスタスイッチ20は、第１の
FET スイッチ16のゲートとマイナス側端子(-) との間に
接続されて、保護回路14の制御の下にオンとなると、第
１のFET スイッチ16をオフとするスイッチ素子である。
同様に、第２のトランジスタスイッチ22は、保護回路14
の制御の下に第２のFET スイッチ18をオフとするスイッ
チ素子である。なお、充放電端子のプラス側端子(+) と
第１のFET スイッチ16との間には、異常電流に反応して
溶融するヒューズ24が設けられて、さらにセル本体10へ
の異常充電等を保護している。
FET スイッチ16のゲートとマイナス側端子(-) との間に
接続されて、保護回路14の制御の下にオンとなると、第
１のFET スイッチ16をオフとするスイッチ素子である。
同様に、第２のトランジスタスイッチ22は、保護回路14
の制御の下に第２のFET スイッチ18をオフとするスイッ
チ素子である。なお、充放電端子のプラス側端子(+) と
第１のFET スイッチ16との間には、異常電流に反応して
溶融するヒューズ24が設けられて、さらにセル本体10へ
の異常充電等を保護している。
【００３２】保護回路14は、セル本体10の端子電圧を検
出して、過充電および過放電による異常を検出すると、
トランジスタスイッチ20,22 をそれぞれオンとすること
により、FET スイッチ16,18 をオフとしてセル本体10へ
の過充電および過放電を防止する検出回路であり、電池
電圧検出入力BAT 、過放電制御出力DHCG、過充電制御出
力OVERV 等の入出力端子をそれぞれ有している。
出して、過充電および過放電による異常を検出すると、
トランジスタスイッチ20,22 をそれぞれオンとすること
により、FET スイッチ16,18 をオフとしてセル本体10へ
の過充電および過放電を防止する検出回路であり、電池
電圧検出入力BAT 、過放電制御出力DHCG、過充電制御出
力OVERV 等の入出力端子をそれぞれ有している。
【００３３】このような二次電池を充電する本実施例に
よる充電装置は、図１に示すようにDC/DC コンバータ30
と、充電スイッチ回路32と、電圧制御回路34と、電流制
限回路36と、主制御回路38とを含み、DC/DC コンバータ
30の入力側にACアダプタなどを介して電源が接続され、
充電端子(+),(-) に上記二次電池が接続される。
よる充電装置は、図１に示すようにDC/DC コンバータ30
と、充電スイッチ回路32と、電圧制御回路34と、電流制
限回路36と、主制御回路38とを含み、DC/DC コンバータ
30の入力側にACアダプタなどを介して電源が接続され、
充電端子(+),(-) に上記二次電池が接続される。
【００３４】DC/DC コンバータ30は、ACアダプタなどか
ら供給される直流電圧および直流電流を所定の電圧値お
よび電流値に変換して出力する直流電源供給回路であ
り、たとえば、ACアダプタからの16V 程度の直流電圧を
12.5V 〜13.0V の範囲の所定の電圧値に降圧可能な降圧
型コンバータが有利に適用される。特に、本実施例で
は、電圧制御回路34および電流制限回路36からのフィー
ドバック電圧を受けるフィードバック端子FBを有してお
り、そのフィードバック電圧に応じて出力電圧および出
力電流を所定の値に調整可能となっている。
ら供給される直流電圧および直流電流を所定の電圧値お
よび電流値に変換して出力する直流電源供給回路であ
り、たとえば、ACアダプタからの16V 程度の直流電圧を
12.5V 〜13.0V の範囲の所定の電圧値に降圧可能な降圧
型コンバータが有利に適用される。特に、本実施例で
は、電圧制御回路34および電流制限回路36からのフィー
ドバック電圧を受けるフィードバック端子FBを有してお
り、そのフィードバック電圧に応じて出力電圧および出
力電流を所定の値に調整可能となっている。
【００３５】充電スイッチ回路32は、DC/DC コンバータ
30の出力をオン／オフするスイッチング回路であり、本
実施例では、２個のFET スイッチ322,324 と、２個のト
ランジスタスイッチ326,328 とを含む。２個のFET スイ
ッチ322 は、オン状態のときにDC/DC コンバータ30から
の出力を充電経路に供給し、オフ状態のときに第１のFE
T スイッチ322 にて二次電池からの放電経路を遮断し、
第２のスイッチ324 にて充電方向の経路を遮断するそれ
ぞれスイッチ素子であり、本実施例では定電流充電時に
DC/DC コンバータ30からの充電電流をパルス状にスイッ
チングするパルススイッチである。第１のFET スイッチ
322 のゲートには、第１のトランジスタスイッチ326 が
接続され、第２のFET スイッチ324 のゲートには第２の
トランジスタスイッチ328 がそれぞれ接続されている。
30の出力をオン／オフするスイッチング回路であり、本
実施例では、２個のFET スイッチ322,324 と、２個のト
ランジスタスイッチ326,328 とを含む。２個のFET スイ
ッチ322 は、オン状態のときにDC/DC コンバータ30から
の出力を充電経路に供給し、オフ状態のときに第１のFE
T スイッチ322 にて二次電池からの放電経路を遮断し、
第２のスイッチ324 にて充電方向の経路を遮断するそれ
ぞれスイッチ素子であり、本実施例では定電流充電時に
DC/DC コンバータ30からの充電電流をパルス状にスイッ
チングするパルススイッチである。第１のFET スイッチ
322 のゲートには、第１のトランジスタスイッチ326 が
接続され、第２のFET スイッチ324 のゲートには第２の
トランジスタスイッチ328 がそれぞれ接続されている。
【００３６】第１のトランジスタスイッチ326 は、主制
御回路38の制御の下にオン／オフしてオン時に第１のFE
T スイッチ322 をオフとするスイッチ素子である。同様
に、第２のトランジスタスイッチ328 は、主制御回路38
の制御の下に第２のFET スイッチ324 をオン／オフする
スイッチ素子である。これら第１および第２のトランジ
スタスイッチ326,328 のベースは、共通に主制御回路38
の制御線に接続されて２個のFET スイッチ322,326 を同
時にオン／オフさせる。
御回路38の制御の下にオン／オフしてオン時に第１のFE
T スイッチ322 をオフとするスイッチ素子である。同様
に、第２のトランジスタスイッチ328 は、主制御回路38
の制御の下に第２のFET スイッチ324 をオン／オフする
スイッチ素子である。これら第１および第２のトランジ
スタスイッチ326,328 のベースは、共通に主制御回路38
の制御線に接続されて２個のFET スイッチ322,326 を同
時にオン／オフさせる。
【００３７】電圧制御回路34は、DC/DC コンバータ30の
出力電圧を所定の電圧値に制御する電圧設定回路であ
り、本実施例では二次電池の過充電電圧より低く充電完
了時の満充電電圧より高い第２の電圧値、たとえば12.7
6Vおよび第２の電圧値より低く二次電池の満充電電圧に
相当する第１の電圧値、たとえば12.6V の２つの電圧値
に設定可能な電圧制御回路である。
出力電圧を所定の電圧値に制御する電圧設定回路であ
り、本実施例では二次電池の過充電電圧より低く充電完
了時の満充電電圧より高い第２の電圧値、たとえば12.7
6Vおよび第２の電圧値より低く二次電池の満充電電圧に
相当する第１の電圧値、たとえば12.6V の２つの電圧値
に設定可能な電圧制御回路である。
【００３８】具体的には、本実施例の電圧制御回路34
は、図に示すように、主制御回路38の制御の下にオン／
オフするトランジスタスイッチ342 と、その出力と基準
電圧Vrefを比較する比較回路344 とを含み、DC/DC コン
バータ30の出力が抵抗R1,R2 を介してトランジスタスイ
ッチ342 のコレクタに接続され、トランジスタスイッチ
342 のコレクタとエミッタの間に第３の抵抗R3がそれぞ
れ接続されている。トランジスタスイッチ342 は、オフ
となっている場合に抵抗R1,R2,R3がDC/DC コンバータ30
に並列に接続されて、これらの抵抗の加算値により第１
の電圧値が設定される。トランジスタスイッチ342 がオ
ンとなると、第３の抵抗R3が短絡されて、DC/DC コンバ
ータ30に抵抗R1,R2 が並列に接続されて、それらの合成
抵抗により第２の電圧値が設定される。たとえば、Vref
=2.5V とすると、抵抗R1を16 kΩ、抵抗R2を3.9kΩ、抵
抗R3を60Ωとして、第２の電圧値12.76Vおよび第１の電
圧値12.6V がそれぞれ設定される。
は、図に示すように、主制御回路38の制御の下にオン／
オフするトランジスタスイッチ342 と、その出力と基準
電圧Vrefを比較する比較回路344 とを含み、DC/DC コン
バータ30の出力が抵抗R1,R2 を介してトランジスタスイ
ッチ342 のコレクタに接続され、トランジスタスイッチ
342 のコレクタとエミッタの間に第３の抵抗R3がそれぞ
れ接続されている。トランジスタスイッチ342 は、オフ
となっている場合に抵抗R1,R2,R3がDC/DC コンバータ30
に並列に接続されて、これらの抵抗の加算値により第１
の電圧値が設定される。トランジスタスイッチ342 がオ
ンとなると、第３の抵抗R3が短絡されて、DC/DC コンバ
ータ30に抵抗R1,R2 が並列に接続されて、それらの合成
抵抗により第２の電圧値が設定される。たとえば、Vref
=2.5V とすると、抵抗R1を16 kΩ、抵抗R2を3.9kΩ、抵
抗R3を60Ωとして、第２の電圧値12.76Vおよび第１の電
圧値12.6V がそれぞれ設定される。
【００３９】比較回路344 は、その非反転端子に基準電
圧Vrefが供給され、反転端子に抵抗R1に対する抵抗R2,R
3 の分圧値また抵抗R1に対する抵抗R2の分圧値が供給さ
れ、これらを誤差増幅してDC/DC コンバータのフィード
バック端子FBに供給する。たとえばトランジスタ342 が
オフとなっている場合、出力電圧は抵抗R1と抵抗R2,R3
により分圧され、ほぼ2.5Vとなるように、基準電圧Vref
を2.5Vとしてその比較結果をFB端子にフィードバックす
る。同様に、トランジスタ342 がオンの場合、出力電圧
は抵抗R1と抵抗R2により分圧され、ほぼ2.5Vとなるよう
に、基準電圧Vrefとの誤差成分が増幅されて端子FBにフ
ィードバックされる。DC/DC コンバータ30は、そのフィ
ードバック電圧に応じて出力電圧を調整して、正確な値
の第１の電圧および第２の電圧を出力する。
圧Vrefが供給され、反転端子に抵抗R1に対する抵抗R2,R
3 の分圧値また抵抗R1に対する抵抗R2の分圧値が供給さ
れ、これらを誤差増幅してDC/DC コンバータのフィード
バック端子FBに供給する。たとえばトランジスタ342 が
オフとなっている場合、出力電圧は抵抗R1と抵抗R2,R3
により分圧され、ほぼ2.5Vとなるように、基準電圧Vref
を2.5Vとしてその比較結果をFB端子にフィードバックす
る。同様に、トランジスタ342 がオンの場合、出力電圧
は抵抗R1と抵抗R2により分圧され、ほぼ2.5Vとなるよう
に、基準電圧Vrefとの誤差成分が増幅されて端子FBにフ
ィードバックされる。DC/DC コンバータ30は、そのフィ
ードバック電圧に応じて出力電圧を調整して、正確な値
の第１の電圧および第２の電圧を出力する。
【００４０】電流制限回路36は、DC/DC コンバータ30か
らの出力電流を所定値に制限する電流設定回路であり、
本実施例では、セル１本当たり1300mAh とすると、定電
流充電領域にて3900mA(=IC) の0.64Ｃの値となる2.4Aを
第１の電流値として、これより低いたとえば満充電時の
電流値、ほぼ0.4 Ｃの値の1.5Aを第２の電流値として設
定し、２値パルス充電領域ではこれらをパルス状に交互
に設定可能となっている。たとえば、本実施例の電流制
限回路36は、図に示すように、充電端子のマイナス端子
側に設けられて、たとえば充電経路に直列に接続されて
充電電流を検出する抵抗R4と、基準電圧Vrefを抵抗分割
して第１の電流値に設定するR5、 R7、 R8と、第２の電流
値に設定するためにR5とR6を並列接続する目的のトラン
ジスタスイッチ362 と、この合成抵抗および抵抗R7、R8
を抵抗分割して得られる基準値と充電電流を比較してDC
/DC コンバータ30にフィードバックする比較回路364 と
を含む。
らの出力電流を所定値に制限する電流設定回路であり、
本実施例では、セル１本当たり1300mAh とすると、定電
流充電領域にて3900mA(=IC) の0.64Ｃの値となる2.4Aを
第１の電流値として、これより低いたとえば満充電時の
電流値、ほぼ0.4 Ｃの値の1.5Aを第２の電流値として設
定し、２値パルス充電領域ではこれらをパルス状に交互
に設定可能となっている。たとえば、本実施例の電流制
限回路36は、図に示すように、充電端子のマイナス端子
側に設けられて、たとえば充電経路に直列に接続されて
充電電流を検出する抵抗R4と、基準電圧Vrefを抵抗分割
して第１の電流値に設定するR5、 R7、 R8と、第２の電流
値に設定するためにR5とR6を並列接続する目的のトラン
ジスタスイッチ362 と、この合成抵抗および抵抗R7、R8
を抵抗分割して得られる基準値と充電電流を比較してDC
/DC コンバータ30にフィードバックする比較回路364 と
を含む。
【００４１】詳しくは、抵抗分割回路の抵抗R5と抵抗R7
との間にて分岐した抵抗R6には、主制御回路38の制御の
下にオン／オフするトランジスタスイッチ362 のコレク
タが接続されており、トランジスタスイッチ362 がオフ
の場合には、充電電流は充電経路の抵抗R4によって第１
の電流値に制限される。トランジスタ362 がオンとなる
と抵抗R5,R6,R7,R8 の抵抗分割比によって充電電流がさ
らに第２の電流値に制限される。具体的には、抵抗R4を
0.039 Ω、抵抗R5を470 Ω、抵抗R6を750 Ωとして、第
１の電流値を2.4A、第２の電流値を1.5Aに制限する。
との間にて分岐した抵抗R6には、主制御回路38の制御の
下にオン／オフするトランジスタスイッチ362 のコレク
タが接続されており、トランジスタスイッチ362 がオフ
の場合には、充電電流は充電経路の抵抗R4によって第１
の電流値に制限される。トランジスタ362 がオンとなる
と抵抗R5,R6,R7,R8 の抵抗分割比によって充電電流がさ
らに第２の電流値に制限される。具体的には、抵抗R4を
0.039 Ω、抵抗R5を470 Ω、抵抗R6を750 Ωとして、第
１の電流値を2.4A、第２の電流値を1.5Aに制限する。
【００４２】比較回路364 は、抵抗R5,R6,R7の合成抵抗
分とR8により基準電圧Vrefを抵抗分割した電位に接続さ
れた所定の抵抗R8を介して基準電圧Vrefが接続された非
反転端子と、充電端子のマイナス端子に直接接続された
反転端子とを含み、これらの比較結果をDC/DC コンバー
タ30にフィードバックする。
分とR8により基準電圧Vrefを抵抗分割した電位に接続さ
れた所定の抵抗R8を介して基準電圧Vrefが接続された非
反転端子と、充電端子のマイナス端子に直接接続された
反転端子とを含み、これらの比較結果をDC/DC コンバー
タ30にフィードバックする。
【００４３】主制御回路38は、二次電池の充電状態に応
じて充電スイッチ回路32および電圧制御回路34ならびに
電流制限回路36をそれぞれ制御する制御回路であり、DC
/DCコンバータ30の出力電圧を検出する第１の電圧検出
部382 と、充電スイッチ回路32を制御するスイッチ制御
部384 と、電圧制御回路34を制御する充電電圧設定部38
6 と、電流制限回路36を制御する充電電流設定部388
と、充電電流を検出する電流検出部390 と、電池電圧を
検出する第２の電圧検出部392 とを含む。
じて充電スイッチ回路32および電圧制御回路34ならびに
電流制限回路36をそれぞれ制御する制御回路であり、DC
/DCコンバータ30の出力電圧を検出する第１の電圧検出
部382 と、充電スイッチ回路32を制御するスイッチ制御
部384 と、電圧制御回路34を制御する充電電圧設定部38
6 と、電流制限回路36を制御する充電電流設定部388
と、充電電流を検出する電流検出部390 と、電池電圧を
検出する第２の電圧検出部392 とを含む。
【００４４】第１の電圧検出部382 は、DC/DC コンバー
タ30の出力に接続されて、その電圧値をアナログ−デジ
タル変換するA/D 変換部を含み、検出した電圧値が適正
な値か否かを判別して、適正な値でない場合は図示しな
い充電停止スイッチを駆動、あるいはスイッチ制御部38
4 を介して充電スイッチ回路386 をオフとする。
タ30の出力に接続されて、その電圧値をアナログ−デジ
タル変換するA/D 変換部を含み、検出した電圧値が適正
な値か否かを判別して、適正な値でない場合は図示しな
い充電停止スイッチを駆動、あるいはスイッチ制御部38
4 を介して充電スイッチ回路386 をオフとする。
【００４５】スイッチ制御部384 は、充電スイッチ回路
32のトランジスタスイッチ326,328のベースに接続され
て、そのベース電圧を"High"または"Low" として充電路
をオン／オフして充電路のFET スイッチ322,324 を駆動
するスイッチ駆動部であり、特に、本実施例では定電流
領域にてFET スイッチ322,324 をオンデューティ比90％
にてオンとするタイマ400 を含む。また、２値パルス充
電領域では、第２の電圧検出部392 にて電池電圧を検出
する際に所定の期間毎に、充電経路をオフとする。
32のトランジスタスイッチ326,328のベースに接続され
て、そのベース電圧を"High"または"Low" として充電路
をオン／オフして充電路のFET スイッチ322,324 を駆動
するスイッチ駆動部であり、特に、本実施例では定電流
領域にてFET スイッチ322,324 をオンデューティ比90％
にてオンとするタイマ400 を含む。また、２値パルス充
電領域では、第２の電圧検出部392 にて電池電圧を検出
する際に所定の期間毎に、充電経路をオフとする。
【００４６】充電電圧設定部386 は、電圧制御回路34の
トランジスタスイッチ342 のベースに接続されて、その
ベース電圧を"High"または"Low" としてトランジスタ34
2 をオン／オフして充電電圧を第１の電圧または第２の
電圧に設定する。特に、本実施例ではパルス充電領域で
は、二次電池の満充電電圧より高い第１の電圧に設定
し、２値パルス充電領域では第１の電流値の場合に第１
の電圧値に、第２の電流値の場合に第２の電圧値にそれ
ぞれ切り替える充電電流設定部388 のタイマ404と連動
したタイマ402 を含む。
トランジスタスイッチ342 のベースに接続されて、その
ベース電圧を"High"または"Low" としてトランジスタ34
2 をオン／オフして充電電圧を第１の電圧または第２の
電圧に設定する。特に、本実施例ではパルス充電領域で
は、二次電池の満充電電圧より高い第１の電圧に設定
し、２値パルス充電領域では第１の電流値の場合に第１
の電圧値に、第２の電流値の場合に第２の電圧値にそれ
ぞれ切り替える充電電流設定部388 のタイマ404と連動
したタイマ402 を含む。
【００４７】充電電流設定部388 は、電流制限回路36の
トランジスタスイッチ362 のベースに接続され、そのベ
ース電圧を"High"または"Low" としてトランジスタ362
をオン／オフして充電電流を第１の電流値または第２の
電流値に設定する制御部である。基本的には、電池電圧
が満充電電圧に達するまでは第１の電流値に設定し、満
充電電圧に達するとトランジスタ362 をオン／オフして
第１の電流値と第２の電流値を交互に繰り返す２値パル
ス充電に移行するとよい。しかし、本実施例では、たと
えば、第１の電流値の時間と第２の電流値の時間とを９
対１の割合になるようにタイマ404 を設定するとよい。
トランジスタスイッチ362 のベースに接続され、そのベ
ース電圧を"High"または"Low" としてトランジスタ362
をオン／オフして充電電流を第１の電流値または第２の
電流値に設定する制御部である。基本的には、電池電圧
が満充電電圧に達するまでは第１の電流値に設定し、満
充電電圧に達するとトランジスタ362 をオン／オフして
第１の電流値と第２の電流値を交互に繰り返す２値パル
ス充電に移行するとよい。しかし、本実施例では、たと
えば、第１の電流値の時間と第２の電流値の時間とを９
対１の割合になるようにタイマ404 を設定するとよい。
【００４８】充電電流検出部390 は、充電端子のマイナ
ス側端子に接続され、充電電流を検出する検出部であ
り、電流値をアナログ−デジタル変換するA/D 変換部を
含む。異常電流を検出した場合には、図示しない充電停
止スイッチを駆動、あるいは充電スイッチをオフとす
る。
ス側端子に接続され、充電電流を検出する検出部であ
り、電流値をアナログ−デジタル変換するA/D 変換部を
含む。異常電流を検出した場合には、図示しない充電停
止スイッチを駆動、あるいは充電スイッチをオフとす
る。
【００４９】第２の電圧検出部392 は、充電端子のプラ
ス端子側に接続されて、充電スイッチ回路32のFET スイ
ッチ322,324 がオフとなった際および二次電池が接続さ
れた際に二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部であ
り、検出した電圧値をアナログ−ディジタル変換するA/
D 変換部を含む。二次電池が接続された際には充電可能
な電圧値であるか否かを判定して、充電可能であれば、
充電が開始される。
ス端子側に接続されて、充電スイッチ回路32のFET スイ
ッチ322,324 がオフとなった際および二次電池が接続さ
れた際に二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部であ
り、検出した電圧値をアナログ−ディジタル変換するA/
D 変換部を含む。二次電池が接続された際には充電可能
な電圧値であるか否かを判定して、充電可能であれば、
充電が開始される。
【００５０】次に、本実施例における二次電池の充電方
法を図３ないし図７を参照しつつ上記充電装置の動作と
ともに説明する。まず、図３に示すように、ステップS1
0 にて充電装置に二次電池が装着されると、ステップS1
2 に進み、充電装置の主制御回路38の第２の電圧検出部
392 にて装着された二次電池の端子電圧が検出される。
電池電圧が充電可能範囲であれば、ステップS14 へ進
み、電池電圧が充電不可の電圧であればステップS16 へ
進む。ステップS14 では、DC/DC コンバータ30の出力電
圧が第１の電圧検出部382 にて検出され、充電可能な出
力電圧であれば、ステップS18 へ進む。
法を図３ないし図７を参照しつつ上記充電装置の動作と
ともに説明する。まず、図３に示すように、ステップS1
0 にて充電装置に二次電池が装着されると、ステップS1
2 に進み、充電装置の主制御回路38の第２の電圧検出部
392 にて装着された二次電池の端子電圧が検出される。
電池電圧が充電可能範囲であれば、ステップS14 へ進
み、電池電圧が充電不可の電圧であればステップS16 へ
進む。ステップS14 では、DC/DC コンバータ30の出力電
圧が第１の電圧検出部382 にて検出され、充電可能な出
力電圧であれば、ステップS18 へ進む。
【００５１】一方、ステップS12,S14 にて充電不可とな
った場合に、ステップS16 ではそれらの回数が加算され
て、ステップS20 に移る。ステップS20 では、充電不可
回数が所定の回数Ｎに達したか否かが判定されて、所定
の回数に達していなければ、ステップS12 に戻り、ステ
ップS12,S14 の電圧検出が繰り返される。充電不可回数
が所定の回数に達すると、ステップS22 にて充電スイッ
チ回路32がオフとされて、さらにステップS24 に異常警
告が表示される。
った場合に、ステップS16 ではそれらの回数が加算され
て、ステップS20 に移る。ステップS20 では、充電不可
回数が所定の回数Ｎに達したか否かが判定されて、所定
の回数に達していなければ、ステップS12 に戻り、ステ
ップS12,S14 の電圧検出が繰り返される。充電不可回数
が所定の回数に達すると、ステップS22 にて充電スイッ
チ回路32がオフとされて、さらにステップS24 に異常警
告が表示される。
【００５２】他方、ステップS18 に進むと、検出した電
池電圧Vbatが充電の最大電圧V2を越えていないか否かが
判定されて、電池電圧が最大電圧V2以上であれば、上記
と同様にステップS22 にて充電スイッチ回路32がオフと
されて、ステップS24 にて異常警告が表示される。電池
電圧が最大電圧V2より小であれば、ステップS26 に進
む。
池電圧Vbatが充電の最大電圧V2を越えていないか否かが
判定されて、電池電圧が最大電圧V2以上であれば、上記
と同様にステップS22 にて充電スイッチ回路32がオフと
されて、ステップS24 にて異常警告が表示される。電池
電圧が最大電圧V2より小であれば、ステップS26 に進
む。
【００５３】ステップS26 では、充電スイッチ回路32が
オンとなって、次のステップS28 にてパルス充電が実行
される。詳しくは、図５に示すように、まず、ステップ
S200にて充電スイッチ回路32がオンとされる。次に、ス
イッチ制御部400 のタイマ340 が駆動されて、充電が開
始される。この際、電圧制御回路34のトランジスタ342
はオフとなっており、また、電流制限回路36のトランジ
スタ362 もオフとなった状態であり、DC/DC コンバータ
30の出力は、第１の電圧値および第１の電流値となって
出力される。
オンとなって、次のステップS28 にてパルス充電が実行
される。詳しくは、図５に示すように、まず、ステップ
S200にて充電スイッチ回路32がオンとされる。次に、ス
イッチ制御部400 のタイマ340 が駆動されて、充電が開
始される。この際、電圧制御回路34のトランジスタ342
はオフとなっており、また、電流制限回路36のトランジ
スタ362 もオフとなった状態であり、DC/DC コンバータ
30の出力は、第１の電圧値および第１の電流値となって
出力される。
【００５４】次に、ステップS202にて、スイッチ制御部
384 のタイマ400 が所定のオン時間を計時したか否かが
判定される。所定のオン時間が経過していれば、ステッ
プS204にて充電スイッチ回路32をオフとする。次に、ス
テップS206にてタイマ400 が所定のオフ時間を計時した
か否かが判定される。この際、ステップS208にて第２の
電圧検出部392 が電池電圧を検出して、その検出結果が
満充電電圧V1に達したか否かが判定される。満充電電圧
V1に達していなければ、ステップS204に戻り、スイッチ
オフの状態にてオフ時間が経過するのを待つ。ステップ
S206にて所定のオフ時間が経過すると、ステップS210に
進み、所定のパルス充電時間が経過したか否かが判定さ
れる。所定のパルス充電時間が経過していなければ、ス
テップS200に戻る。以降、所定のパルス充電時間が経過
するまで、ステップS200ないしステップS210が繰り返さ
れ、すなわち、第１の電圧値および第１の電流値にてオ
ンデューティ90％にてパルス充電が繰り返される。
384 のタイマ400 が所定のオン時間を計時したか否かが
判定される。所定のオン時間が経過していれば、ステッ
プS204にて充電スイッチ回路32をオフとする。次に、ス
テップS206にてタイマ400 が所定のオフ時間を計時した
か否かが判定される。この際、ステップS208にて第２の
電圧検出部392 が電池電圧を検出して、その検出結果が
満充電電圧V1に達したか否かが判定される。満充電電圧
V1に達していなければ、ステップS204に戻り、スイッチ
オフの状態にてオフ時間が経過するのを待つ。ステップ
S206にて所定のオフ時間が経過すると、ステップS210に
進み、所定のパルス充電時間が経過したか否かが判定さ
れる。所定のパルス充電時間が経過していなければ、ス
テップS200に戻る。以降、所定のパルス充電時間が経過
するまで、ステップS200ないしステップS210が繰り返さ
れ、すなわち、第１の電圧値および第１の電流値にてオ
ンデューティ90％にてパルス充電が繰り返される。
【００５５】一方、所定のパルス充電時間が経過する前
にステップS208にて電池電圧が電圧V1以上となった場合
には、ステップS220にて出力停止スイッチを駆動して、
ステップS222にて出力を停止して、さらにステップS224
にて充電の異常警告を表示する。
にステップS208にて電池電圧が電圧V1以上となった場合
には、ステップS220にて出力停止スイッチを駆動して、
ステップS222にて出力を停止して、さらにステップS224
にて充電の異常警告を表示する。
【００５６】パルス充電が進行して所定の時間が経過す
ると、図３のステップに戻る。図３に戻ると、ステップ
S30 にて電池電圧が最低電圧以下か否かが判定される。
最低電圧以下の場合には、ステップS32 にて出力停止ス
イッチがオンとなって、ステップS34 にて出力停止し、
充電の異常警告が表示される。
ると、図３のステップに戻る。図３に戻ると、ステップ
S30 にて電池電圧が最低電圧以下か否かが判定される。
最低電圧以下の場合には、ステップS32 にて出力停止ス
イッチがオンとなって、ステップS34 にて出力停止し、
充電の異常警告が表示される。
【００５７】ステップS30 にて電池電圧が最低電圧以下
でなければ、ステップS36 に進み、所定の時間が経過し
たか否かが判定される。所定の時間が経過していなけれ
ば、ステップS12 に戻り、ステップS12 ないしステップ
S36 が繰り返される。所定の時間が経過すると、ステッ
プS38 に進み、電池電圧が満充電電圧V1以上になったか
否かが判定される。満充電電圧V1に達していない場合
は、ステップS12 に戻りパルス充電を含むステップS12
ないしステップS36 が繰り返される。電池電圧が満充電
電圧V1に達すると、図４のステップS39 に進む。
でなければ、ステップS36 に進み、所定の時間が経過し
たか否かが判定される。所定の時間が経過していなけれ
ば、ステップS12 に戻り、ステップS12 ないしステップ
S36 が繰り返される。所定の時間が経過すると、ステッ
プS38 に進み、電池電圧が満充電電圧V1以上になったか
否かが判定される。満充電電圧V1に達していない場合
は、ステップS12 に戻りパルス充電を含むステップS12
ないしステップS36 が繰り返される。電池電圧が満充電
電圧V1に達すると、図４のステップS39 に進む。
【００５８】ステップS39 では、電池電圧が充電最大電
圧となる電圧V2を越えていないか否かが判定される。電
圧V2を越えていなければ、次のステップS40 の２値パル
ス電流充電に進む。
圧となる電圧V2を越えていないか否かが判定される。電
圧V2を越えていなければ、次のステップS40 の２値パル
ス電流充電に進む。
【００５９】ステップS40 の２値パルス充電は、図６に
示すように、まず、ステップ400 にてパルス充電にて第
１の電流値にて充電していた際の充電スイッチ回路32を
オフとする。次に、ステップS404にて、電圧制御回路34
のトランジスタスイッチ342をオンとして、DC/DC コン
バータ30の出力電圧を第２の電圧値に設定する。次に、
ステップS406にて、電流制限回路36のトランジスタスイ
ッチ362 をオンとして充電電流を第１の電流値から第２
の電流値に切り替える。次いで、ステップS408に進み、
充電スイッチ回路32をオンとする。この際に、制御回路
38の電圧設定部386 の比較回路344 と、電流設定部388
の比較回路346 とが連動して駆動される。
示すように、まず、ステップ400 にてパルス充電にて第
１の電流値にて充電していた際の充電スイッチ回路32を
オフとする。次に、ステップS404にて、電圧制御回路34
のトランジスタスイッチ342をオンとして、DC/DC コン
バータ30の出力電圧を第２の電圧値に設定する。次に、
ステップS406にて、電流制限回路36のトランジスタスイ
ッチ362 をオンとして充電電流を第１の電流値から第２
の電流値に切り替える。次いで、ステップS408に進み、
充電スイッチ回路32をオンとする。この際に、制御回路
38の電圧設定部386 の比較回路344 と、電流設定部388
の比較回路346 とが連動して駆動される。
【００６０】そして、ステップS410では、電池電圧が満
充電電圧V1か否かを判定する。電圧V1に達していなけれ
ば、ステップS412にてタイマ402,404 が所定の時間経過
した否かが判定され、所定の時間が経過していなれば、
ステップS414にて電池電圧が最低電圧以下か否かが判定
される。電池電圧が最低電圧以下であれば、ステップS4
16にて出力停止スイッチがオンとされて、ステップS418
にて出力停止となり、ステップS420にて充電の異常警告
が表示される。
充電電圧V1か否かを判定する。電圧V1に達していなけれ
ば、ステップS412にてタイマ402,404 が所定の時間経過
した否かが判定され、所定の時間が経過していなれば、
ステップS414にて電池電圧が最低電圧以下か否かが判定
される。電池電圧が最低電圧以下であれば、ステップS4
16にて出力停止スイッチがオンとされて、ステップS418
にて出力停止となり、ステップS420にて充電の異常警告
が表示される。
【００６１】ステップS414にて電池電圧が最低電圧以下
でなければ、ステップS404に戻り、ステップS404ないし
ステップ412 が繰り返され、電池電圧が満充電電圧以下
となるか、または所定の時間経過すると、ステップS422
に移る。
でなければ、ステップS404に戻り、ステップS404ないし
ステップ412 が繰り返され、電池電圧が満充電電圧以下
となるか、または所定の時間経過すると、ステップS422
に移る。
【００６２】ステップS422では、充電スイッチ回路32が
オフとされて、ステップS424に進む。ステップS424で
は、電圧制御回路34のトランジスタ342 がオフされて、
再びDC/DC コンバータの出力電圧が第１の電圧に設定さ
れる。次に、ステップS426に進み、電流制御回路36のト
ランジスタ362 がオフとされて、再び充電電流が第１の
電流値に設定される。次いで、ステップS428にて充電ス
イッチ回路32がオンとされて、ステップS430に進む。
オフとされて、ステップS424に進む。ステップS424で
は、電圧制御回路34のトランジスタ342 がオフされて、
再びDC/DC コンバータの出力電圧が第１の電圧に設定さ
れる。次に、ステップS426に進み、電流制御回路36のト
ランジスタ362 がオフとされて、再び充電電流が第１の
電流値に設定される。次いで、ステップS428にて充電ス
イッチ回路32がオンとされて、ステップS430に進む。
【００６３】ステップS430では、電池電圧が満充電電圧
V1を越えたか否かが判定される。電池電圧が電圧V1を越
えていなければ、ステップS432にて電池電圧が最低電圧
以下か否かが判定され、最低電圧以下であれば、上記と
同様にステップS416〜S420にて出力停止および異常警告
が表示される。最低電圧以上であれば、ステップS428お
よびS430を繰り返し、電池電圧が電圧V1以上になると、
ステップS434に移る。ステップS434では、制御回路38の
電流検出部390 にて充電電流を検出して、その値が電流
制限回路36にて設定した第１の電流値以下か否かを判定
する。つまり、充電が進行して充電電流が減少している
か否かを判定する。第１の電流値が減少していなけれ
ば、ステップS400に戻り、ステップS400ないしステップ
S430を繰り返して２値パルス充電をさらに進行させる。
V1を越えたか否かが判定される。電池電圧が電圧V1を越
えていなければ、ステップS432にて電池電圧が最低電圧
以下か否かが判定され、最低電圧以下であれば、上記と
同様にステップS416〜S420にて出力停止および異常警告
が表示される。最低電圧以上であれば、ステップS428お
よびS430を繰り返し、電池電圧が電圧V1以上になると、
ステップS434に移る。ステップS434では、制御回路38の
電流検出部390 にて充電電流を検出して、その値が電流
制限回路36にて設定した第１の電流値以下か否かを判定
する。つまり、充電が進行して充電電流が減少している
か否かを判定する。第１の電流値が減少していなけれ
ば、ステップS400に戻り、ステップS400ないしステップ
S430を繰り返して２値パルス充電をさらに進行させる。
【００６４】充電が進行して第１の電流値が減少し始め
ると、ステップS436に移り、充電スイッチ32をオフとし
て図４のステップに戻る。
ると、ステップS436に移り、充電スイッチ32をオフとし
て図４のステップに戻る。
【００６５】図４に戻って、２値パルス充電が終了し
て、ステップS42 に進むと、電池電圧が最低電圧以下否
かを判定する。最低電圧以下であると、ステップS44 に
て出力停止スイッチをオンとして、ステップS46 にて出
力停止となって、ステップS48にて充電の異常警告が表
示される。
て、ステップS42 に進むと、電池電圧が最低電圧以下否
かを判定する。最低電圧以下であると、ステップS44 に
て出力停止スイッチをオンとして、ステップS46 にて出
力停止となって、ステップS48にて充電の異常警告が表
示される。
【００６６】ステップS42 にて電池電圧が最低電圧でな
ければ、ステップS50 に進み、充電電流をC/20に設定し
て、ステップS52 にて再び充電スイッチ回路32をオンと
する。次いで、ステップS54 にて電池電圧が充電最大電
圧V2を越えたか否かを判定して、充電電圧が電圧V2を越
えていれば、ステップS44 〜S48 にて出力停止および異
常警告を表示する。電池電圧が電圧V2を越えていなけれ
ば、ステップS56 にて所定充電時間が経過したか否かを
判定する。所定の充電時間が経過していなければ、ステ
ップS42 に戻り、ステップS42 ないしステップS56 を繰
り返して、充電を繰り返す。所定の充電時間が経過する
と、ステップS58 にて出力停止スイッチをオンとして、
充電を終了する。
ければ、ステップS50 に進み、充電電流をC/20に設定し
て、ステップS52 にて再び充電スイッチ回路32をオンと
する。次いで、ステップS54 にて電池電圧が充電最大電
圧V2を越えたか否かを判定して、充電電圧が電圧V2を越
えていれば、ステップS44 〜S48 にて出力停止および異
常警告を表示する。電池電圧が電圧V2を越えていなけれ
ば、ステップS56 にて所定充電時間が経過したか否かを
判定する。所定の充電時間が経過していなければ、ステ
ップS42 に戻り、ステップS42 ないしステップS56 を繰
り返して、充電を繰り返す。所定の充電時間が経過する
と、ステップS58 にて出力停止スイッチをオンとして、
充電を終了する。
【００６７】図７には、本実施例の充電方法にて二次電
池を充電した際の充電電流および電池電圧の波形が示さ
れている。この図において、縦軸は、充電電流および電
池電圧を表わし、横軸は時間を表わしている。第１の領
域Ａでは、0.64C の第１の電流値をオン／オフしてパル
ス電流にて定電流充電を実行している。図８には、その
ときの電流波形と電圧波形の詳細図が示されている。１
周期当たり５秒の時間にてオンデューティ比が90% とし
ている。この間、電池電圧は例えば、10V 弱の値から満
充電電圧V1となるほぼ12.6Ｖまで上昇する。
池を充電した際の充電電流および電池電圧の波形が示さ
れている。この図において、縦軸は、充電電流および電
池電圧を表わし、横軸は時間を表わしている。第１の領
域Ａでは、0.64C の第１の電流値をオン／オフしてパル
ス電流にて定電流充電を実行している。図８には、その
ときの電流波形と電圧波形の詳細図が示されている。１
周期当たり５秒の時間にてオンデューティ比が90% とし
ている。この間、電池電圧は例えば、10V 弱の値から満
充電電圧V1となるほぼ12.6Ｖまで上昇する。
【００６８】電池電圧が満充電電圧V1を越えると、第２
の領域Ｂにて第１の電流値と0.4Cの第２の電流値とを交
互に繰り返す２値パルス充電を実行している。図９に
は、そのときの電流波形と電圧波形の詳細が示されてい
る。第１の電流値の時間と第２の電流値の時間が９対１
となるように制御されている。この間、電池電圧は、満
充電電圧V1を上下して、その平均電圧は徐々に上昇して
いる。
の領域Ｂにて第１の電流値と0.4Cの第２の電流値とを交
互に繰り返す２値パルス充電を実行している。図９に
は、そのときの電流波形と電圧波形の詳細が示されてい
る。第１の電流値の時間と第２の電流値の時間が９対１
となるように制御されている。この間、電池電圧は、満
充電電圧V1を上下して、その平均電圧は徐々に上昇して
いる。
【００６９】そして、電流値が減少する第３の領域Ｃで
は、減少する電流をオン／オフしてその値が第２の電流
値と等しくなる付近にて充電を完了している。この間、
電池電圧は、充電最大電圧V2に近づき、最終的に電圧V1
となって充電が終了する。充電終了まで、ほぼ２時間30
分が経過している。図10には、第３の領域Ｃでの電流波
形および電圧波形の詳細が示されている。
は、減少する電流をオン／オフしてその値が第２の電流
値と等しくなる付近にて充電を完了している。この間、
電池電圧は、充電最大電圧V2に近づき、最終的に電圧V1
となって充電が終了する。充電終了まで、ほぼ２時間30
分が経過している。図10には、第３の領域Ｃでの電流波
形および電圧波形の詳細が示されている。
【００７０】一方、図11には、従来の定電流定電圧充電
により上記と同様の二次電池を充電した際の充電電流お
よび電池電圧の波形が示されている。図からも明らかな
ように本実施例の第１の電流値と同様の0.64C の電流値
にて充電を開始して、定電流領域では連続して充電を実
行しているにもかかわらず、電池電圧が満充電電圧V1に
達するの時間は、ほぼ同じ時間となっている。その後、
電流値は減少して、電池電圧はほぼ一定となり、最終的
に充電が完了するまでにほぼ３時間の時間を要してい
た。
により上記と同様の二次電池を充電した際の充電電流お
よび電池電圧の波形が示されている。図からも明らかな
ように本実施例の第１の電流値と同様の0.64C の電流値
にて充電を開始して、定電流領域では連続して充電を実
行しているにもかかわらず、電池電圧が満充電電圧V1に
達するの時間は、ほぼ同じ時間となっている。その後、
電流値は減少して、電池電圧はほぼ一定となり、最終的
に充電が完了するまでにほぼ３時間の時間を要してい
た。
【００７１】以上のように本実施例の充電装置および充
電方法によれば、定電流領域にて90％オンデューティに
てパルス充電するので、電池電圧が満充電電圧まで達す
る時間が連続的に定電流充電する場合と比較しても劣ら
ず、その際、充電経路のスイッチ素子を定期的にオフす
ることにより、スイッチ素子の負荷が減り、スイッチ素
子の温度上昇を少なくすることができる。また、パルス
充電の後に、定電流領域での電流値より低い第２の電流
値と定電流領域での第１の電流値とを交互に繰り返して
２値パルス充電するので、定電流充電後に、定電圧充電
する場合と比較して、電池への供給容量を大きくするこ
とができ、その結果、充電時間を短縮することができ
る。また、二次電池の保護回路が動作する禁止電圧を越
えることなく、それより低い充電最大電圧と同様の第１
の電圧と、満充電電圧と同様の第２の電圧とを交互に効
率的に印加して、二次電池の安全性を有効に確保するこ
とができる。
電方法によれば、定電流領域にて90％オンデューティに
てパルス充電するので、電池電圧が満充電電圧まで達す
る時間が連続的に定電流充電する場合と比較しても劣ら
ず、その際、充電経路のスイッチ素子を定期的にオフす
ることにより、スイッチ素子の負荷が減り、スイッチ素
子の温度上昇を少なくすることができる。また、パルス
充電の後に、定電流領域での電流値より低い第２の電流
値と定電流領域での第１の電流値とを交互に繰り返して
２値パルス充電するので、定電流充電後に、定電圧充電
する場合と比較して、電池への供給容量を大きくするこ
とができ、その結果、充電時間を短縮することができ
る。また、二次電池の保護回路が動作する禁止電圧を越
えることなく、それより低い充電最大電圧と同様の第１
の電圧と、満充電電圧と同様の第２の電圧とを交互に効
率的に印加して、二次電池の安全性を有効に確保するこ
とができる。
【００７２】なお、上記実施例では、電圧制御回路34を
設けて第１の電圧と第２の電圧をそれぞれの充電領域に
て設定するようにしたが、本発明では第１の電圧と第２
の電圧とを等しい値として充電するようにしてもよく、
電圧制御回路を含まない充電装置および第１の電圧と第
２の電圧とが等しい充電方法も本発明に含まれる。
設けて第１の電圧と第２の電圧をそれぞれの充電領域に
て設定するようにしたが、本発明では第１の電圧と第２
の電圧とを等しい値として充電するようにしてもよく、
電圧制御回路を含まない充電装置および第１の電圧と第
２の電圧とが等しい充電方法も本発明に含まれる。
【００７３】
【発明の効果】このように本発明によれば、電池電圧が
満充電電圧に達するまでは定電流領域の所定の電流値を
オン／オフしてパルス充電し、電池電圧が満充電電圧に
達すると２値の電流値を交互に切り替えて２値パルス充
電するので、充電経路のスイッチへの負荷を大きくする
ことなく充電時間を短縮することができる。また、二次
電池の保護機能が動作することのない電圧値を効率的に
二次電池に供給して、二次電池の安全性を確保すること
ができるなどの優れた効果を奏する。
満充電電圧に達するまでは定電流領域の所定の電流値を
オン／オフしてパルス充電し、電池電圧が満充電電圧に
達すると２値の電流値を交互に切り替えて２値パルス充
電するので、充電経路のスイッチへの負荷を大きくする
ことなく充電時間を短縮することができる。また、二次
電池の保護機能が動作することのない電圧値を効率的に
二次電池に供給して、二次電池の安全性を確保すること
ができるなどの優れた効果を奏する。
【図１】本発明による充電装置の一実施例を示す回路図
である。
である。
【図２】図１の実施例に適用される二次電池の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図３】図１の実施例に適用される充電方法および動作
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１の実施例に適用される充電方法および動作
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１の実施例に適用される充電方法および動作
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１の実施例に適用される充電方法および動作
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１の実施例による充電電流および電池電圧の
波形を示す図である。
波形を示す図である。
【図８】図７の充電電流および充電電圧の要部を示す図
である。
である。
【図９】図７の充電電流および充電電圧の要部を示す図
である。
である。
【図１０】図７の充電電流および充電電圧の要部を示す
図である。
図である。
【図１１】従来の充電方法による電流変化および電圧変
化を示す図である。
化を示す図である。
30 DC/DC コンバータ 32 充電スイッチ回路 34 電圧制御回路 36 電流制限回路 38 主制御回路
Claims (18)
- 【請求項１】 過充電電圧を検出した際に充電経路を遮
断して過充電を防止する保護機能を有する二次電池を充
電する二次電池の充電装置において、該装置は、 前記二次電池を充電する際の所定の直流電圧および直流
電流を供給する直流電源供給手段と、 該直流電源供給手段からの出力をオン／オフして前記二
次電池への充電電流をパルス状にスイッチング可能なス
イッチング手段と、 前記直流電源供給手段から供給される直流電圧を前記二
次電池の過充電電圧より低い所定の電圧値に制御する電
圧制御手段と、 前記直流電源供給手段から供給される直流電流を所定の
電流値に制限する電流制限手段であって、少なくとも定
電流領域での第１の電流値および該第１の電流値より低
い充電完了時の電流値に相当する第２の電流値の２つの
電流値にパルス状に切り替え可能な電流制限手段と、 前記スイッチング手段および前記電圧制御手段ならびに
前記電流制限手段をそれぞれ制御して前記二次電池への
充電を制御する制御手段であって、前記二次電池の端子
電圧および前記直流電源供給手段からの出力電圧および
充電電流を検出して、それらの検出結果に基づいて充電
を制御する制御手段とを含み、 該制御手段は、前記二次電池の端子電圧が満充電電圧に
達するまで、前記電流制限手段を制御して第１の電流値
を設定し、かつ前記スイッチング手段を制御して第１の
電流値をパルス状にオン／オフして充電を進行させ、二
次電池の端子電圧が満充電電圧に達したことを検出する
と、前記電流制限手段を制御して第１の電流値と第２の
電流値をパルス状に交互に切り替えて、これら２値のパ
ルス電流にて充電を制御することを特徴とする二次電池
の充電装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の充電装置において、前
記制御手段は、２値のパルス電流にて充電している際
に、所定の期間毎に前記スイッチング手段をオフとして
前記二次電池の端子開放電圧を検出することを特徴とす
る二次電池の充電装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の充電装置において、前
記制御手段は、２値のパルス電流にて充電を進行してい
る際に、第１の電流値に設定した充電電流が減少して第
２の電流値と等しくなった場合に充電を完了することを
特徴とする二次電池の充電装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の充電装置において、前
記スイッチング手段は、二次電池への充電方向の電流を
制御する第１のスイッチ素子と、二次電池からの放電方
向の電流を遮断する第２のスイッチ素子と、これら第１
および第２のスイッチ素子を前記制御手段の制御の下に
オン／オフさせる制御素子とを含むことを特徴とする二
次電池の充電装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の充電装置において、前
記電圧制御手段は、 前記直流電源供給手段の出力を前記二次電池の過充電電
圧より低く充電完了時の満充電電圧より高い第１の電圧
値および該第１の電圧値より低い前記二次電池の満充電
電圧に相当する第２の電圧値に制御する制御素子と、 該制御素子の出力と基準電圧とを比較してその比較結果
を前記直流電源供給手段にフィードバックする比較手段
とを含み、 前記制御素子は、前記制御手段の制御の下にオン／オフ
されて第１の電流値にてパルス状に充電する定電流領域
にて第１の電圧値に設定され、前記二次電池の電池電圧
が満充電電圧を越えると第２の電圧値に切り替え、満充
電電圧を下回ると第１の電圧値に交互に切り替えること
を特徴とする二次電池の充電装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の充電装置において、前
記電流制限手段は、 前記二次電池への充電路に設けられ、該二次電池への充
電電流を検出する検出抵抗と、 該検出抵抗の両端の電位差と基準電圧を抵抗分割して得
られる電圧とを比較する演算増幅器と、 該演算増幅器の出力を前記直流電源供給手段にフィード
バックする帰還路とを含むことを特徴とする二次電池の
充電装置。 - 【請求項７】 請求項５または６に記載の充電装置にお
いて、前記直流電源供給手段は、前記電圧制御手段およ
び前記電流制限手段からの比較結果に基づいて出力電圧
および出力電流をそれぞれ所定の値に制御することを特
徴とする二次電池の充電装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の充電装置において、前
記制御手段は、 第１の電流値によるパルス充電時に、前記スイッチング
手段を所定のデューティ比にてオンとする第１のタイマ
と、 ２値パルス充電時に前記電流制限手段を第１の電流と第
２の電流値に所定の時間比率にて切り替えさせる第２の
タイマとを含むことを特徴とする二次電池の充電装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の充電装置において、前
記第１のタイマは、前記スイッチング手段を90% 以上オ
ンとするオンデューティ比に設定されることを特徴とす
る二次電池の充電装置。 - 【請求項１０】 請求項８に記載の充電装置において、
前記第２のタイマは第１の電流値に対する第２の電流値
の時間比率が1.0 以下となるように設定されることを特
徴とする二次電池の充電装置。 - 【請求項１１】 請求項１に記載の充電装置において、
前記制御手段は、前記二次電池の端子電圧および前記直
流電源供給手段からの出力電圧ならびに充電電流を検出
した際に、それら電流値または電圧値をアナログ値から
ディジタル値にそれぞれ変換するA-D 変換手段を含むこ
とを特徴とする二次電池の充電装置。 - 【請求項１２】 過充電電圧を検出した際に充電経路を
遮断して過充電を防止する保護機能を有する二次電池を
充電する二次電池の充電方法において、該方法は、 前記二次電池の端子電圧が満充電電圧に達するまでは、
満充電に達すると徐々に減少していく所定の値の第１の
電流値をパルス状にオン／オフして充電を進行させ、 該第１の電流値のパルス充電にて二次電池の端子電圧が
満充電電圧に達したことを検出すると、第１の電流値か
らその電流値より低い満充電時の電流に相当する第２の
電流値に切り替え、その際に二次電池の端子電圧が満充
電電圧を下回ると再び第２の電流値から第１の電流値に
切り替え、これら第１の電流値と第２の電流値をパルス
状に交互に切り替えて２値のパルス電流にて充電をさら
に進行させ、 該２値のパルス充電にて第１の電流値が徐々に減少して
第２の電流値に相当する値に達すると、充電完了と判定
して充電を停止することを特徴とする二次電池の充電方
法。 - 【請求項１３】 過充電電圧を検出した際に充電経路を
遮断して過充電を防止する保護機能を有する二次電池を
充電する二次電池の充電方法において、該方法は、 前記二次電池の端子電圧が満充電電圧に相当する第１の
電圧に達するまでは、満充電に達すると徐々に減少して
いく所定の値の第１の電流値をパルス状にオン／オフし
て充電を進行させ、 該第１の電流値のパルス充電にて二次電池の端子電圧が
第１の電圧に達したことを検出すると、第１の電流値か
らその電流値より低い満充電時の電流に相当する第２の
電流値に切り替え、その際に二次電池の端子電圧が満充
電電圧を下回ると再び第２の電流値から第１の電流値に
切り替え、 二次電池の端子電圧が第１の電圧より高く過充電電圧よ
り低い第２の電圧に達すると、第２の電流値に切り替え
て再びパルス充電にて充電を進行させ、 これら第１の電流値と第２の電流値をパルス状に交互に
切り替えて２値のパルス電流にて充電をさらに進行さ
せ、 該パルス充電にて第１の電流値が徐々に減少して第２の
電流値に相当する値に達すると、充電完了と判定して充
電を停止することを特徴とする二次電池の充電方法。 - 【請求項１４】 請求項12または13に記載の充電方法に
おいて、第１の電流値にてパルス充電している際のオン
デューティ比は、90% 以上であることを特徴とする二次
電池の充電方法。 - 【請求項１５】 請求項12または13に記載の充電方法に
おいて、２値のパルス電流値にて充電している際の第１
の電流値に対する第２の電流値の時間比率は、1.0 以下
であることを特徴とする二次電池の充電方法。 - 【請求項１６】 請求項12または13に記載の充電方法に
おいて、２値のパルス電流値にて充電している際の第１
の電流値を流す時間と第２の電流値を流す時間の比率を
変化させることを特徴とする二次電池の充電方法。 - 【請求項１７】 請求項12または13に記載の充電方法に
おいて、２値のパルス充電は、所定の時間間隔にて電流
値をオフとして二次電池の端子電圧を検出する工程を含
むことを特徴とする二次電池の充電方法。 - 【請求項１８】 請求項13に記載の充電方法において、
第１の電流値にて充電する際に充電電圧を第２の電圧と
し、第２の電流値にて充電する際に充電電圧を第１の電
圧に切り替えることを特徴とする二次電池の充電方法。
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