JPH1028338A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充電電流の電流値から二次電池の充電を制御
して、リチウムイオン電池のような二次電池を充電する
際に、発熱の問題を回避して、集積回路化を容易とする
と共に、検出精度の向上を図る。 【解決手段】 ２つの充電用の電源１、２を設ける。一
方の充電用の電源１の電圧を二次電池３を充電するとき
の基準電圧よりも僅かに低い電圧とすると共に大電流と
する。他方の充電用の電源２をこれより高い電圧とする
と共に小電流とする。これにより、充電の初期には、２
つの電源１、２により十分な電流で二次電池３が充電さ
れ、二次電池３がある程度充電されたら、小電流の電源
２のみにより小電流で二次電池３が充電されるようにな
る。このため、電流検出用の抵抗４、５の発熱が防げ、
集積回路化が容易になると共に、精度良く電流を検出す
ることができるようになる。

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、二次電池の充電
装置に関するもので、特に、リチウムイオン電池の充電
に用いて好適な充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子機器の二次電池として
は、ニッケルカドミウム電池や、ニッケル水素電池等が
良く用いられている。このようなニッケルカドミウム電
池やニッケル水素電池の充電を行う充電装置としては、
従来、図９に示すような構成のものが用いられている。

【０００３】図９において、入力端子１０１Ａと１０１
Ｂとの間に、電源が供給される。この電源は、定電流回
路１０２により所定の電流に制御され、定電圧回路１０
３により、所定の電圧となるように制御される。定電流
回路１０２により所定電流となるように制御され、定電
圧回路１０３により所定の電圧に制御された電源は、ス
イッチ回路１０５を介して、二次電池１０４（例えばニ
ッケルカドミウム電池）１０４に供給される。このと
き、二次電池１０４の端子電圧は、電圧検出回路１０６
により検出される。この電圧検出回路１０６の出力がコ
ントローラ１０７に供給される。

【０００４】コントローラ１０７は、二次電池１０４の
端子電圧が上昇から下降に転じる所謂ΔＶを検出して、
二次電池１０４の充電を制御する。すなわち、図８は、
ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池を充電する
ときの充電電圧及び電流の変化を示すものである。図１
０に示すように、ニッケルカドミウム電池やニッケル水
素電池の場合には、充電時間とともに、端子電圧が上昇
していく。そして、満充電になると、端子電圧は、上昇
から下降に転じる。このことから、ニッケルカドミウム
電池やニッケル水素電池の場合には、端子電圧が上昇か
ら下降に転じる点、所謂ΔＶを検出することにより、満
充電が検出できる。コントローラ１０７は、このように
二次電池１０７の端子電圧が上昇から下降に転じる点
で、スイッチ回路１０５をオフして、充電を終了する。

【０００５】ところで、近年、ニッケルカドミウム電池
やニッケル水素電池に代わって、リチウムイオン電池が
注目を集めている。リチウムイオン電池は、ニッケルカ
ドミウム電池やニッケル水素電池に比べて、持続時間が
長くでき、然も、メモリ効果が殆どないという利点があ
る。

【０００６】ところが、リチウムイオン電池の場合に
は、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池のよう
なΔＶが検出できないために、二次電池の端子電圧を検
出して、充電を制御することが困難である。すなわち、
図１１は、リチウムイオン電池の場合の充電電圧及び電
流の変化を示すものである。図１１に示すように、リチ
ウムイオン電池の場合には、充電時間とともに端子電圧
が上昇していくが、満充電時にΔＶが現れない。このよ
うな、リチウムイオン電池の場合には、ニッケルカドミ
ウム電池やニッケル水素電池のように、ΔＶが検出でき
ないために、二次電池の端子電圧から満充電を検出する
ことが困難である。

【０００７】そこで、リチウムイオン電池の場合には、
充電電流を検出して、充電を制御することが考えられ
る。ところが、充電電流を検出して充電を制御するため
には、電流検出用の抵抗を電源回路に対して直列に設け
る必要がある。このような抵抗を配設すると、充電電流
のロスが生じるとともに、この抵抗により発熱が問題と
なる。

【０００８】すなわち、満充電近くなると、充電電流は
かなり低くなる（例えば、１００ｍＡ）。このような低
い電流値において、正確に電流を検出するためには、電
流検出用の抵抗の抵抗値を大きくした方が好ましい。と
ころが、電流検出用の抵抗の抵抗値を大きくすると、そ
の分、電力ロスが生じるとともに、充電の開始直後に
は、大電流（例えば、１Ａ）が電流検出用の抵抗を流
れ、電流検出用の抵抗の発熱量が大きくなる。発熱量が
大きくなると、特に、このバッテリ充電回路を集積回路
化する場合に、大きな問題となる。

【０００９】そこで、電流検出用の抵抗の抵抗値を小さ
くしても充電を正しく制御できるように、電流の検出値
を満充電の充電電流よりも大きくし、充電電流がある程
度下がったことが検出されたら、それから所定時間後に
充電を停止させるようにすることが考えられる。すなわ
ち、図１２において、満充電時の電流ｉ₁₁よりも高い電
流ｉ₁₀を検出し、充電電流が電流ｉ₁₀になる時点ｔ
₁₀で、タイマを開始し、所定時間Ｔ₁₀が経過したら、充
電を終了させる。図１２に示すように、電流値がｉ₁₀に
なってから、Ｔ₁₀時間経過すると、電流値は、満充電時
の電流値ｉ₁₁となる。このようにすれば、電流検出用の
抵抗の抵抗値を小さな値とすることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、二次電池の
特性にはバラツキがある。このため、上述のように制御
しても、所定時間後に、電流値が所定値になっていると
は限らない。したがって、上述のような制御では、正し
く充電を制御できない。

【００１１】また、電流検出用の抵抗として、抵抗値の
小さい抵抗と、抵抗値の大きい抵抗とを設け、電流値に
応じて、これら２つの抵抗を切り換えるようにすること
が考えられる。すなわち、充電開始時のように充電電流
が大きい場合には、抵抗値の小さい抵抗を用いて充電電
流を検出し、そして、充電電流がある程度小さくなった
ら、抵抗値の大きい抵抗に切り換えて充電電流を検出す
る。このようにすると、充電開始時のように充電電流が
大きい場合には抵抗値の小さい抵抗が用いられるので、
発熱の問題が生じないと共に、充電電流がある程度小さ
くなったら抵抗値の大きい抵抗により充電電流が検出さ
れるので、充電電流を精度良く検出できるようになる。
ところが、図１１に示したように、充電特性の変化は直
線ではないので、２つの抵抗の切換えを正確に行うこと
は困難である。

【００１２】したがって、この発明の目的は、充電電流
の電流値から、二次電池の充電を制御でき、リチウムイ
オン電池の充電を適切に制御できる充電装置を提供する
ことにある。

【００１３】この発明の他の目的は、二次電池の充電電
流を検出する際の発熱の問題を回避することができ、集
積回路化が容易な充電装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、基準電圧よ
り低電圧となるように制御されると共に、大電流が流せ
る第１の電源回路と、第１の電源回路の電圧より所定電
圧だけ高い電圧となるように制御されると共に、電流値
が第１の電源の電流値より小さい第２の電源回路と、第
１の電源回路及び／又は第２の電源回路を流れる電流値
を検出する電流検出手段と、第１の電源回路及び／又は
第２の電源回路を流れる電流値に基づいて、二次電池の
充電を制御する制御手段とからなるようにした充電装置
である。

【００１５】２つの充電用の電源を設け、一方の充電用
電源の電圧を二次電池を充電するときの基準電圧よりも
僅かに低い電圧とすると共に大電流とし、他方の充電用
の電源をこれより高い電圧とすると共に小電流とする。
これにより、充電の初期には、２つの電源により十分な
電流で二次電池が充電され、二次電池がある程度充電さ
れたら、小電流の電源のみにより小電流で二次電池が充
電されるようになる。このため、電流検出用の抵抗の発
熱が防げ、集積回路化が容易になると共に、精度良く電
流を検出することができるようになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用
されたバッテリ充電装置の原理構成を示すものである。
この発明が適用されたバッテリ充電装置では、２つの充
電用の電源１及び２を設け、一方の充電用の電源１の電
圧を二次電池３を充電するときの基準電圧よりも僅かに
低い電圧とすると共に大電流とし、他方の充電用の電源
２をこれより高い電圧とすると共に小電流としている。
これにより、充電の初期には、大電流で二次電池３が充
電され、二次電池３がある程度充電されたら、小電流で
二次電池３が充電されるようになる。

【００１７】つまり、図１において、充電用の電源１の
電圧Ｖ₁ は、二次電池３を充電するときの基準電圧より
も僅かに低い電圧（例えば、４．１５Ｖ）とされてい
る。また、充電用の電源１は、大電流（例えば１Ａ）を
流すことができるようにされている。これに対して、充
電用の電源２の電圧Ｖ₂ は、充電用の電源１の電源電圧
Ｖ₁ よりも僅かに高い電圧（例えば、４．２Ｖ）とされ
ている。そして、この充電用の電源２の電流は、充電用
の電源１の電流よりも小さい電流（例えば、０．２Ａ）
に抑えられている。これら２つの充電用の電源１及び２
により、二次電池３が充電される。二次電池３は、例え
ば、リチウムイオン電池である。

【００１８】充電用の電源１に対して、電流検出用の抵
抗４が設けられる。この抵抗４の両端電圧から、充電用
の電源１からの充電電流ｉ₁ が検出される。充電電流ｉ
₁ が大きいことから、抵抗４としては、抵抗値の小さい
ものが用いられ、抵抗４によるパワーロスや発熱が抑え
られている。抵抗４の両端から検出される電流の検出値
は、検出回路６を介して、コントローラ７に供給され
る。

【００１９】充電用の電源２に対して、電流検出用の抵
抗５が設けられる。この抵抗５の両端電圧から、充電用
の電源２からの充電電流ｉ₂ が検出される。充電電流ｉ
₂ が小さいことから、抵抗５としては、抵抗値の大きい
ものが用いられ、精度の高い電流が検出できるようにさ
れている。抵抗５の両端から検出される電流の検出値
は、検出回路８を介して、コントローラ７に供給され
る。

【００２０】二次電池３に対する充電を制御するため
に、スイッチ回路９が設けられる。スイッチ回路９は、
コントローラ７により制御される。なお、ダイオード１
０及び１１は、逆流防止のために設けられている。すな
わち、この例では、充電用の電源２の電圧の方が充電用
の電源１の電圧よりも高い。このため、充電用の電源２
から充電用の電源１に電流が流れてしまうことが考えら
れる。ダイオード１０及び１１は、このような電流を防
止するものである。

【００２１】図１に示すような構成とする、充電開始時
には、充電用の電源１と充電用の電源２との２つの電源
により二次電池３が大電流で充電され、充電が進むと、
自動的に充電用の電源１からの充電電流が止められ、充
電用の電源２のみにより、小電流で充電が行われるよう
になる。

【００２２】つまり、図２は、リチウムイオン電池の充
電特性を示すものである。リチウムイオン電池では、図
２に示すように、充電が進むと、端子電圧Ｖ₃ は徐々に
上昇していく。

【００２３】充電開始時点ｔ₀ では、二次電池３の端子
電圧Ｖ₃ は、充電用の電源１の電圧Ｖ₁ 及び充電用の電
源２の電圧Ｖ₂ より低い電圧である。このため、図１Ａ
に示すように、充電用の電源１から二次電池３に充電電
流ｉ₁ が流れると共に、充電用の電源２から二次電池３
に充電電流ｉ₂ が流れ、二次電池３への充電電流ｉ
₃は、充電用の電源１からの電流ｉ₁ と、充電用の電源
２からの電流ｉ₂ との和電流となる。

【００２４】充電用の電源１の電流は大電流であるか
ら、これにより、二次電池３に対して十分な充電電流を
流すことができる。また、このとき、充電用の電源１の
電流検出用の抵抗４の抵抗値は小さいので、発熱やパワ
ーロスは殆ど生じない。また、充電用の電源２の電流検
出用の抵抗５には、大電流が流れないので、発熱は殆ど
生じない。

【００２５】この充電用の電源１からの電流ｉ₁ と、充
電用の電源２からの電流ｉ₂ との和電流ｉ₃ により、二
次電池３が充電されていく。二次電池３が充電されてい
くと、図２に示す特性に沿って、二次電池３の端子電圧
Ｖ₃ が徐々に上昇していく。

【００２６】そして、図２において、時点ｔ₁ になる
と、二次電池３の端子電圧Ｖ₃ は、充電用の電源１の電
圧Ｖ₁ よりも高くなる。二次電池３の端子電圧Ｖ₃ が充
電用の電源１の電圧Ｖ₁ よりも高くなると、充電用の電
源１から二次電池３に対して、充電電流ｉ₁ が流れなく
なる。したがって、図１Ｂに示すように、充電用の電源
１からの充電電流が止められ、充電用の電源２からの電
流ｉ₂ のみにより、二次電池３が充電されていくことに
なる。

【００２７】抵抗５の両端電圧から、充電用の電源２か
らの充電電流ｉ₂ が検出される。充電用の電源２の電流
値が小さいことから、抵抗５の抵抗値は大きくできるの
で、この充電電流ｉ₂ の検出は正確に行なえる。充電電
流ｉ₂ が所定値以下（例えば、１００ｍＡ以下）になっ
たことが検出されると、スイッチ回路９がオフされ、二
次電池３への電源の供給が停止される。

【００２８】このように、２つの充電用の電源１及び２
を設け、一方の充電用電源１の電圧を二次電池３を充電
するときの基準電圧よりも僅かに低い電圧とすると共に
大電流とし、他方の充電用の電源２をこれより高い電圧
とすると共に小電流とすると、充電の初期には、２つの
電源１及び２により大電流で二次電池３が充電され、二
次電池３がある程度充電されたら、小電流の電源２のみ
により小電流で二次電池３が充電されるようになる。こ
れにより、電流検出用の抵抗の発熱が防げると共に、精
度良く電流を検出することができるようになる。

【００２９】なお、上述の例では、２つの充電用の電源
を用いているが、更に多くの電源を用いるようにしても
良い。例えば、電圧差が異なる３つの電源回路を用意
し、充電の初期状態では、３つの電源回路から二次電池
に充電電流が流れるようにし、充電が進むと、電圧の最
も低い電源回路からの充電電流が止められ、更に、充電
が進むと、電圧の最も高い電源回路からの充電電流のみ
で二次電池が充電されるようにしても良い。このとき、
電圧の最も高い電源回路の電流が最も小さく、電圧の次
に高い電源回路の電流が次に小さく、電圧の最も低い電
源回路の電流が最も大きくなるように設定される。

【００３０】次に、上述のような原理構成に基づくバッ
テリ充電装置の具体例について説明する。図３は、この
発明が適用されたバッテリ充電装置の具体構成の一例で
ある。図３において、１１は、図１における充電用の電
源１に対応する電源回路、１２は、図１における充電用
の電源２に対応する電源回路である。すなわち、電源回
路１１の電圧は、二次電池１３を充電する際の基準電圧
より僅かに低く（例えば４．１５Ｖ）、電流値が大き
い。電源回路１２は、電源電圧が二次電池１３を充電す
る際の基準電圧と略等しく（例えば４．２Ｖ）、電流値
が小さい。１３は二次電池、例えば、リチウムイオン電
池である。

【００３１】電源回路１１は、トランジスタ２１及び２
２と、演算増幅器２３とからなるシリーズレギュレータ
の構成とされる。トランジスタ２１のエミッタとそのベ
ースとの間に、抵抗２４が接続される。トランジスタ２
１のベースとトランジスタ２２のコレクタとが、抵抗２
５を介して接続される。トランジスタ２２のエミッタが
抵抗２６を介して接地される。トランジスタ２１のコレ
クタと接地間に、抵抗２７と抵抗２８との直列接続が接
続される。抵抗２７と抵抗２８との接続点が演算増幅器
２３の反転入力端子に接続される。演算増幅器２３の非
反転入力端子には、所定電圧の電圧源２９が接続され
る。演算増幅器２３の出力端子がトランジスタ２２のベ
ースに接続される。

【００３２】電源回路１１において、例えば、出力電圧
が上昇すると、抵抗２７と抵抗２８との接続点のレベル
が上昇し、演算増幅器２３の出力レベルが下降する。演
算増幅器２３の出力レベルが下降すると、トランジスタ
２２を流れる電流が減少し、トランジスタ２１により電
圧降下が大きくなる。これにより、出力電圧が下げられ
る。このような制御により、電源回路１１の出力電圧
は、例えば４．１５Ｖとなるように制御される。

【００３３】電源回路１２は、トランジスタ３１及び３
２と、演算増幅器３３とからなるシリーズレギュレータ
の構成とされる。トランジスタ３１のエミッタとそのベ
ースとの間に、抵抗３４が接続される。トランジスタ３
１のベースとトランジスタ３２のコレクタとが、抵抗３
５を介して接続される。トランジスタ３２のエミッタが
抵抗３６を介して接地される。トランジスタ３１のコレ
クタと接地間に、抵抗３７と抵抗３８との直列接続が接
続される。抵抗３７と抵抗３８との接続点が演算増幅器
３３の反転入力端子に接続される。演算増幅器３３の非
反転入力端子には、所定電圧の電圧源３９が接続され
る。演算増幅器３３の出力端子がトランジスタ３２のベ
ースに接続される。

【００３４】電源回路１２において、例えば、出力電圧
が上昇すると、抵抗３７と抵抗３８との接続点のレベル
が上昇し、演算増幅器３３の出力レベルが下降する。演
算増幅器３３の出力レベルが下降すると、トランジスタ
３２を流れる電流が減少し、トランジスタ３１により電
圧降下が大きくなる。これにより、出力電圧が下げられ
る。このような制御により、電源回路１２の出力電圧
は、例えば４．２Ｖとなるように制御される。
鍵

【００３５】電源回路１１に対して直列に、電流検出用
の抵抗４１が設けられる。この抵抗４１の両端電圧が演
算増幅器４３により検出される。これにより、電源回路
１１により流される電流が所定値以下になったかどうか
が検出できる。この演算増幅器４３の出力がコントロー
ラ４４に供給される。

【００３６】また、電源回路１２に対して直列に、電流
検出用の抵抗４５が設けられる。この抵抗４５の両端電
圧が演算増幅器４５により検出される。これにより、電
源回路１２により流される電流が所定値以上になっかか
どうかが検出できる。この演算増幅器４５の出力がコン
トローラ４４に供給される。

【００３７】電源入力端子１２Ａ及び１２Ｂからの電源
は、電源回路１１に供給されると共に、電源回路１２に
供給される。電源回路１１により、出力電圧が例えば
４．１５Ｖに制御される。電源回路１２により、出力電
圧が例えば４．２Ｖに制御される。電源回路１１及び１
２の出力は、スイッチ回路１４を介して、二次電池１３
に供給される。

【００３８】前述の基本構成で説明したように、充電を
開始した直後の、二次電池１３の電池容量が少ないとき
には、二次電池１３の端子電圧は小さいので、電源回路
１１からの電流と、電源回路１２からの電流との和電流
により、二次電池１３が充電されていく。そして、二次
電池１３の端子電圧が、電源回路１１の電源電圧以上ま
で上昇すると、電源回路１１からの充電電流は流れなく
なる。このため、電源回路１２からの充電電流のみによ
り、二次電池１３が充電されるようになる。電源回路１
２の電流が抵抗４５の両端から検出され、電源回路１２
の電流が所定値以下になると、演算増幅器４６から出力
が現れる。この演算増幅器４６からの出力により、二次
電池１３の充電状態が検出され、２次電池１３の充電が
完了されると、スイッチ回路１４がオフされ、二次電池
１４の充電が終了される。

【００３９】なお、電源回路１１のトランジスタ２１
は、電源回路１２のトランジスタ３１よりも大きいもの
が用いられ、電源回路１１の電流値が電源回路１２の電
流値より大きくされている。また、電源回路１１に対し
て直列に挿入される抵抗４１の抵抗値は、電源回路１２
に対して直列に挿入される抵抗４５の抵抗値より小さく
されている。

【００４０】また、図４に示すように、電源回路１１及
び電源回路１２に対して、定電流回路を設けるようにし
ても良い。すなわち、電源回路１１に対して、電流検出
用の抵抗４２が設けられ、この抵抗４２の一端がトラン
ジスタ４１のエミッタに接続され、抵抗４２の他端がト
ランジスタ４１のベースに接続される。電源回路１１を
流れる電流が多くなると、抵抗４２の両端電圧が大きく
なり、トランジスタ４１を介して流れる電流が増加され
る。これにより、電源回路１１を流れる電流が抑えられ
る。この定電流回路により、電源回路１１の電流値が例
えば１Ａに制御される。

【００４１】また、電源回路１２に対して、電流検出用
の抵抗５２が設けられ、この抵抗５２の一端がトランジ
スタ５１のエミッタに接続され、抵抗５２の他端がトラ
ンジスタ５１のベースに接続される。電源回路１２を流
れる電流が多くなると、抵抗５２の両端電圧が大きくな
り、トランジスタ５１を介して流れる電流が増加され
る。これにより、電源回路５１を流れる電流が抑えられ
る。この定電流回路により、電源回路１２の電流が例え
ば０．２Ａに制御される。

【００４２】また、図３及び図４において、小電流の電
源回路１２としては、大電流の電源回路１１に比べて、
帰還率の低いものを用いるが考えられる。つまり、電源
回路１１においては、演算増幅器２３により検出された
電圧値がトランジスタ２１に帰還されて、電源電圧が制
御されている。このときの帰還率は、抵抗２４、抵抗２
５、及びトランジスタ２１の電流増幅率ｈ_feにより決め
られる。また、電源回路１２においては、演算増幅器３
３により検出された電圧値がトランジスタ３１に帰還さ
れて、電源電圧が制御されている。このときの帰還率
は、抵抗３４、抵抗３５、及びトランジスタ３１の電流
増幅率ｈ_feにより決められる。電源回路１１のトランジ
スタ２１の電流増幅率ｈ_feを、電源回路２のトランジス
タ３１の電流増幅率ｈ_feより大きくすれば、電源回路１
１の帰還率は、電源回路１２の帰還率より大きくなる。
また、電源回路１１の抵抗２５の抵抗値を、電源回路１
２の抵抗３５の抵抗値より小さくすれば、電源回路１１
の帰還率は、電源回路１２の帰還率より大きくなる。ま
た、電源回路１１の抵抗２４を、電源回路１２の抵抗３
４より大きくすれば、電源回路１１の帰還率は、電源回
路１２の帰還率より大きくなる。

【００４３】また、上述の例では、２つの電源回路１１
及び１２に対して、夫々、別々の電圧検出回路を設けて
いるが、２つの電源回路に対して共通な電圧検出回路を
設けるようにしても良い。

【００４４】図５は、２つの電源回路に対して共通な電
圧検出回路を設けるようにした例である。図５におい
て、電源回路１１は、トランジスタ７１及び７２とから
構成され、電源回路１２は、トランジスタ８１及び８２
とから構成され、これらの電源回路１１及び１２に対し
て共通に、演算増幅器８３、トランジスタ８４からなる
電圧検出回路が設けられる。そして、トランジスタ８４
のエミッタと接地間抵抗８５及び８６からの検出出力を
電源回路に帰還することで、電源回路１１及び１２の電
圧値が所定電圧となるように制御される。

【００４５】すなわち、トランジスタ７１のエミッタと
そのベースとの間に、抵抗８７が接続される。トランジ
スタ７１のベースとトランジスタ７２のコレクタとが、
抵抗８８を介して接続される。トランジスタ７２のベー
スが、トランジスタ７１のエミッタと接地間に設けられ
た抵抗８９及び９０の直列接続の接続点に接続される。

【００４６】トランジスタ８１のエミッタとそのベース
との間に、抵抗９１が接続される。トランジスタ８１の
ベースとトランジスタ８２のコレクタとが、抵抗９２を
介して接続される。トランジスタ８２のベースが、トラ
ンジスタ７１のエミッタと接地間に設けられた抵抗８９
及び９０の直列接続の接続点に接続される。

【００４７】トランジスタ７１及び８１のコレクタの接
続点と接地間に、抵抗９３及び９４の直列接続が設けら
れる。この抵抗９３と抵抗９４の接続点が演算増幅器８
３の反転入力端子に接続される。演算増幅器８３の非反
転入力端子には、電圧源９５が接続される。演算増幅器
８３の出力端子がトランジスタ８４のベースに接続され
る。トランジスタ８４のコレクタがトランジスタ７１及
び８１のコレクタの接続点に接続される。

【００４８】トランジスタ８４のエミッタと接地間に、
抵抗８５及び８６の直列接続が設けられる。トランジス
タ８４のエミッタがトランジスタ７２のエミッタに接続
される。抵抗８５と抵抗８６との接続点がトランジスタ
８２のエミッタに接続される。

【００４９】この例では、トランジスタ８４のエミッタ
と接地間の抵抗８５及び８６の直列接続からの検出出力
を帰還することで、電源回路１１及び１２の電圧値が所
定電圧となるように制御されるので、電源回路１１の電
圧と電源回路１２の電圧とを抵抗比により設定でき、精
度が良くなると共に、温度特性による影響が受け難くな
る。

【００５０】なお、図６に示すように、図５に示すよう
な電圧検出回路を共通化するようにした構成に、更に、
トランジスタ４１及び５１からなる定電流回路を設ける
ようにしても良い。

【００５１】上述までの例では、充電が完了したら、二
次電池に対する充電電流を止めるようにしているが、充
電が完了した後に、二次電池の自己放電を補償するため
に、補充電を行うようにしても良い。補充電を行う場合
に、二次電池のダメージを軽減するように、通常よりも
低い電圧が補充電を行うことが望ましい。この発明で
は、電圧の異なる２つの電源回路が設けられているの
で、通常よりも低い電圧で補充電を行うような制御が簡
単に行なえる。

【００５２】つまり、図７に示すように、電源電圧の高
い方の電源回路１２の電源の供給をオフするためのスイ
ッチ回路１５が設けられる。そして、充電が完了される
と、この電源回路１２の電圧の供給が止められ、電圧の
低い方の電源回路１１で、補充電が続けられる。このよ
うに、電圧の低い電源回路１１により補充電を行うと、
二次電池に対するダメージが軽減され、電池の寿命を延
ばすことができる。

【００５３】すなわち、図８でフローチャートで示すよ
うに、ステップＳＴ１で、二次電池１３の充電が開始さ
れる。二次電池１３の充電は、ステップＳＴ２〜ＳＴ５
で示すように、二次電池１３の端子電圧が電源回路１１
及び１２の電圧がより低ければ、２つの電源回路１１及
び１２により二次電池１３が充電される。そして、二次
電池１３の端子電圧が電源回路１１の電圧より大きくな
ると、電源回路１１からの充電電流が止まり、電源回路
１２からの電流により、二次電池１３が充電されるよう
になる。

【００５４】ステップＳＴ６で、電源回路１２に流れる
電流が検出される。そして、ステップＳＴ７で、この電
流が所定値以下（例えば１００ｍＡ以下）になったかど
うかが判断される。電流が所定値以下になったら、ステ
ップＳＴ８で、タイマ１６がオンされる。ステップＳＴ
９で、所定時間（例えば１時間）経過したかどうかが判
断され、所定時間経過すると、ステップＳＴ１０で、ス
イッチ回路１５がオフされる。これにより、ステップＳ
Ｔ１１で、電圧の低い電源回路１１によってのみ、充電
が続けられる。

【００５５】なお、この例では、ステップＳＴ７で電流
等が所定値以下になったら、タイマ１６を起動して、所
定時間経過後から補充電を行うようにしているが、二次
電池の充電電流が所定値以下になったら、直ちに、保充
電を開始するようにしても良い。

【００５６】

【発明の効果】この発明によれば、２つの充電用の電源
を設け、一方の充電用電源の電圧を二次電池を充電する
ときの基準電圧よりも僅かに低い電圧とすると共に大電
流とし、他方の充電用の電源をこれより高い電圧とする
と共に小電流としている。これにより、充電の初期に
は、２つの電源により十分な電流で二次電池が充電さ
れ、二次電池がある程度充電されたら、小電流の電源の
みにより小電流で二次電池が充電されるようになる。こ
のため、電流検出用の抵抗の発熱が防げ、集積回路化が
容易となると共に、精度良く電流を検出することができ
るようになる。更に、充電の初期には、２つの経路で充
電電流が流されるため、１つの電源回路に対する負担が
軽くなり、集積回路化に有利になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の基本構成の説明に用いるグラフであ
る。

【図３】この発明が適用された充電装置の一例の接続図
である。

【図４】この発明が適用された充電装置の他の例の接続
図である。

【図５】この発明が適用された充電装置の更に他の例の
接続図である。

【図６】この発明が適用された充電装置の更に他の例の
接続図である。

【図７】この発明が適用された充電装置の更に他の例の
ブロックである。

【図８】この発明が適用された充電装置の更に他の例の
説明に用いるフローチャートである。

【図９】従来の充電装置の一例のブロック図である。

【図１０】ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池
の場合の充電特性を示すグラフである。

【図１１】リチウムイオン電池の場合の充電特性を示す
グラフである。

【図１２】従来の充電装置の説明に用いるグラフであ
る。

【符号の説明】

１・・・電圧の低い電源，２・・・電圧の高い電源，３
・・・二次電池，４，５・・・電流検出用の抵抗，７・
・・コントローラ

フロントページの続き (72)発明者 野々垣 勝 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準電圧より低電圧となるように制御さ
   れると共に、大電流が流せる第１の電源回路と、 上記第１の電源回路の電圧より所定電圧だけ高い電圧と
   なるように制御されると共に、電流値が上記第１の電源
   の電流値より小さい第２の電源回路と、 上記第１の電源回路及び／又は上記第２の電源回路を流
   れる電流値を検出する電流検出手段と、 上記第１の電源回路及び／又は上記第２の電源回路を流
   れる電流値に基づいて、二次電池の充電を制御する制御
   手段とを有するようにした充電装置。
2. 【請求項２】 上記第１及び第２の電源回路に対して共
   通の電圧検出回路を設け、上記電圧検出回路の出力を分
   圧し、上記第１及び第２の電源回路に帰還することによ
   り、上記第１の電源回路及び上記第２の電源回路の電圧
   を制御するようにした請求項１記載の充電装置。
3. 【請求項３】 上記第１及び第２の電源回路を制御する
   制御回路の帰還率を変えるようにした請求項１記載の充
   電装置。
4. 【請求項４】 上記第１及び／又は第２の電源回路に対
   して直列にインピーダンス素子を設け、上記第１の電源
   回路に設けられたインピーダンス素子の値と、上記第２
   の電源回路に設けられたインピーダンス素子の値とを異
   なるようにした請求項１記載の充電装置。
5. 【請求項５】 上記第１及び第２の電源回路に定電流回
   路を設け、上記定電流回路により、上記第１及び第２の
   電源の電流値を設定するようにした請求項１記載の充電
   装置。
6. 【請求項６】 基準電圧より低い電圧となるように制御
   されると共に、電流値が大きくなるようにされた第１の
   電源回路と、 上記第１の電源回路の電圧より所定電圧だけ高い電圧と
   なるように制御されると共に、電流値が上記第１の電源
   の電流値より小さくされた第２の電源回路と、 上記第１の電源回路及び／又は上記第２の電源回路を流
   れる電流値を検出する電流検出手段と、 上記第１の電源回路及び／又は上記第２の電源回路を流
   れる電流値に基づいて、二次電池の充電を制御する制御
   手段とからなり、 初期状態では、上記第１の電源回路からの充電電流と上
   記第２の電源回路からの充電電流により上記二次電池を
   充電し、 上記二次電池の端子電圧が上記第１の電源回路の電圧よ
   り大きくなると、上記第２の電源回路からの充電電流に
   より上記二次電池を充電させるようにし、 上記第１の電源回路及び／又は上記第２の電源回路を流
   れる電流値から上記二次電池の充電が略完了したことが
   検出されたら、上記第２の電源回路をオフし、上記第１
   の電源回路により充電を続けるようにした充電装置。