JPH1094189A - 充電器 - Google Patents

充電器

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JPH1094189A
JPH1094189A JP24079896A JP24079896A JPH1094189A JP H1094189 A JPH1094189 A JP H1094189A JP 24079896 A JP24079896 A JP 24079896A JP 24079896 A JP24079896 A JP 24079896A JP H1094189 A JPH1094189 A JP H1094189A
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Hiroyuki Toba
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の急速充電器の使用において、二次電池
の過充電を防止するための温度検出素子に対する電源回
路の発熱の影響を排除して、誤動作による充電の停止を
防止することを目的とする。 【解決手段】二次電池1の温度を検出する第1の温度検
出素子TH1と、充電器の電源回路に含まれていて充電
電流により発熱する素子TRの温度を検出する第2の温
度検出素子TH2を設け、前記充電の継続および停止を
前記第1の温度検出素子TH1および第2の温度検出素
子TH2の少なくともいずれかの出力によって制御し、
充電電流が飽和するに十分な時間が経過した後に二次電
池の温度による制御を開始することにより、充電の初期
における電源回路の発熱による温度上昇の影響を排除す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は充電器に関し、特に
二次電池の充電制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】二次電池の充電に用いられる充電器の従
来技術として、特開昭63−28237号公報に記載さ
れたものが知られている。図3は、この充電器の回路を
示すものである。符号31は電源としても交流発電機で
ある。この交流発電機31の出力は整流回路32によっ
て整流され、バッテリー33の正負両端子に供給されて
いる。このバッテリー33には、サーミスタRthと抵抗
R1 とからなる直列抵抗が並列に接続され、これらサー
ミスタRthと抵抗R1との接続点には、アノードが抵抗
R2に接続されたツェナーダイオードZDのカソードが
接続されている。このツェナーダイオードZDには抵抗
R2 が直列に接続され、これらは前記抵抗R1 に対して
並列に設けられている。前記ツェナーダイオードZDと
抵抗R2 との接続点にはトランジスタTr1 のベースが
接続され、トランジスタTr1 のコレクタは抵抗R3 を
介して整流回路2の出力端子に接続されている。またト
ランジスタTr1 のコレクタは抵抗R4 を介して整流回
路2の出力端子に接続され、エミッタは接地されてい
る。トランジスタTr2 のコレクタにはサイリスタSC
Rのゲートが接続されており、サイリスタSCRのアノ
ードは交流発電機1の出力端子に接続され、カソードは
接地されている。
【0003】前記サーミスタRthは、バッテリー33が
収容されたトレー5に固定され、これによりバッテリー
33と熱的に結合されて、バッテリー33の温度変化と
ともに抵抗値が変化するようになっている。
【0004】上記構成の充電器にあっては、過充電によ
ってバッテリー33の温度が上昇することによりサーミ
スタRthの温度が上昇して抵抗値が減少し、ツェナーダ
イオードZDに印加される電圧がツェナー電圧に達する
ことにより、トランジスタTr1 が導通状態、Tr2 が
非導通状態となる。この結果、サイリスタSCRのゲー
トに電流が供給されて交流発電機31の出力が短絡され
ることにより、バッテリー33への過大電圧の印加が阻
止される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記バッテ
リーを急速充電しようとする場合、500mA以上もの
大電流が用いられる場合があり、このような場合、前記
電源回路内の各トランジスターが発熱することが避けら
れない。また、充電器の小型化を目的として、前記トラ
ンジスターを含む回路を前記バッテリーの近くに設け、
あるいは同一ケースに収容する場合があり、このような
場合、前記トランジスターの発熱の影響がさらに大きく
なる傾向がある。
【0006】すなわち、充電が終了しておらず、バッテ
リー自体の発熱のない初期段階にあっても、前記トラン
ジスターの発熱によってサーミスタの温度が上昇してバ
ッテリーへの電圧印加を停止してしまうという不具合が
あった。
【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、充電器の充電制御において、特に、小型小型の急速
充電器の使用において、二次電池の過充電を防止するた
めの温度検出素子に対する電源回路の発熱の影響を排除
して、誤動作による充電の停止を防止することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の充電器は、電
池セルと第1の温度検出素子とが同一のケースに収容さ
れてなる二次電池と、外部電源の供給を受けて前記二次
電池に充電電源を供給する電源回路と、この電源回路の
充電制御を行う制御回路とを備えた充電器において、前
記電源回路に含まれていて充電電流により発熱する素子
の温度を検出する第2の温度検出素子を設けてなり、前
記制御回路は、前記充電の継続および停止を前記第1の
温度検出素子および第2の温度検出素子の少なくともい
ずれかの出力によって制御することを特徴とする。かか
る構成によれば、必要に応じて、二次電池または電源回
路の温度に基づいて充電電流を制御することができる。
請求項2の充電器は、請求項1において、前記制御回路
は、充電開始から所定時間にわたって前記第1および第
2の温度検出素子の検出信号に基づいて制御を行うとと
もに、前記所定時間が経過した後に前記第1の温度検出
素子の検出信号に基づいて制御を行うことを特徴とす
る。請求項3の充電器は、請求項2において、前記電源
回路の充電電流が飽和するに十分な時間を前記所定時間
として設定したことを特徴とする。かかる構成によれ
ば、充電の初期における電源回路の発熱による温度上昇
が終了した後、二次電池の過充電による発熱による温度
上昇を検知することができる。請求項4の充電器は、請
求項1ないし3のいずれかにおいて、前記第2の温度検
出素子は、前記電源回路に設けられて充電電流を制御す
るトランジスタに熱的に結合されたことを特徴とする。
かかる構成によれば、充電電流によるトランジスタの発
熱を確実に検出することができる。請求項5の充電器
は、請求項1ないし4のいずれかにおいて、前記第1お
よび第2の温度検出素子から供給される温度検出信号の
変化の比較結果に基づいて、いずれの温度検出素子の温
度検出信号を制御信号として採用するかを判断すること
を特徴とする。かかる構成によれば、温度検出信号の変
化が一致するか否かによって電源の発熱および二次電池
の発熱の相互の影響の有無を判断することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態
による充電器を示すものである。符号1は二次電池パッ
クであって、この二次電池パック1内には、二次電池の
本体であるバッテリーBATTとこのバッテリーBAT
Tと同一のケースに収容されることなどにより熱的に結
合されていてその温度を検出するサーミスタなどの温度
検出素子TH1とが収容されている。符号3は接続端子
であって、前記バッテリーBATTの正、負両極、およ
び、温度検出素子TH1にそれぞれ電気的に接続されて
いる。この接続端子3を介して、前記温度検出素子TH
1の出力信号が充電器2内の周囲温度監視機能付き充電
制御回路10に入力されるようになっている。また前記
充電器2は、接続端子11を介して外部電源4に接続さ
れて電源の供給を受けるようになっている。
【0010】前記充電器2には、電源回路12が設けら
れている。この電源回路12は充電電流を制御する素子
としてのトランジスタTRを有するとともに、このトラ
ンジスタTRの温度を検出するサーミスタなどの温度検
出素子TH2を有している。すなわち温度検出素子TH
2は前記トランジスタTR、あるいはこれが取り付けら
れた放熱版等に熱的に結合されていて、トランジスタT
Rの発熱量に応じた検出信号を出力するようになってい
る。
【0011】前記温度検出素子TH2の検出信号は周囲
温度監視機能付き充電制御回路10に供給され、この周
囲温度監視機能付き充電制御回路10は、前記電源回路
12の出力を切り換える出力切換部13に樹伝電流の出
力あるいはその停止の切換信号を出力するようになって
いる。
【0012】次いで、上記充電器の作用を図2に示す充
電制御のフローチャートにしたがって説明する。まず、
充電開始により、温度検出素子TH1がバッテリーBA
TTの温度を検出して検出信号を出力するとともに、温
度検出素子TH2がトランジスタTRの温度を検出して
検出信号を出力する。周囲温度監視機能付き充電制御回
路10は、前記温度検出素子TH1、TH2からの検出
信号に基づき充電電流を制御する(S1,S2)。すな
わち、上記温度検出素子TH1,TH2の検出信号から
温度上昇の傾き(例えば検出信号の微分値)を求め、所
定以上の温度上昇の傾きがあると判断された場合、温度
上昇が充電器2の電源回路12(例えばトランジスタT
R)によるものと判断し、充電を継続するように出力切
換部13を操作する。また、温度検出素子TH2の温度
検出値がある一定の値以下となった場合、周囲温度監視
機能付き充電制御回路10は温度検出素子TH2の監視
を終了し、温度検出素子TH1の検出値に基づく制御を
行う。そして、S3においてバッテリーBATTの温度
上昇が検出されない場合(NO)には、充電を継続する
ともに(S4)、充電時間カウント値Tをインクリメン
トし(S5)、バッテリーBATTの温度の監視を継続
する。
【0013】S3においてバッテリーBATTの温度上
昇が検出された場合(YES)には、前記充電時間のカ
ウント値TをAと比較し、充電開始から所定の時間Aが
経過したか否かを判断する(S6)。前記Aの値は、規
定の充電電流を流した場合に電源回路12が温度上昇
し、その後飽和して電流が減少し、電源回路12のトラ
ンジスタTRなどの発熱の二次電池パック1への影響が
なくなるまでに十分な時間として周囲温度監視機能付き
充電制御回路14に予め設定された値である。所定時間
経過前にあっては、TH2の温度検出値により充電器1
2の温度上昇を検出し(S7)、TH1の温度検出値
(二次電池パック1の温度)と比較し(S8)、二次電
池の電池セルに温度上昇の傾きがあり、かつその傾きが
ある一定値以上の場合には、この温度上昇が充電器12
の影響であるものと判断し、S4へ進んで充電を継続す
る。また、バッテリーBATTの温度上昇に傾きがあっ
ても充電器12の温度上昇がある一定値以下の場合に
は、従来と同様にバッテリーBATTの温度上昇しきい
値の比較を行うべく、S10へ進む。すなわちS9にお
いては、温度上昇が充電器12の発熱に起因するもので
あるか二次電池パック1の温度上昇によるものであるか
を判断する。
【0014】また、S9において温度検出素子TH1、
TH2に検出された温度変化に同一性がないと判断され
た場合には、温度検出素子TH1の検出信号に基づき、
二次電池パックの温度上昇をしきい値と比較し(S1
0)、しきい値を越えているか否かを判断する(S1
1)。この判断により、しきい値を越える温度上昇がな
い場合にはS4へ進んで充電を継続し、しきい値を越え
る温度上昇がある場合には充電を停止する。
【0015】上記構成によれば、例えば小型の充電器の
ように電源回路と二次電池自身とがきわめて接近して配
置されていて互いに熱的な影響が大きい場合であって
も、それぞれの温度検出信号を比較することによって温
度上昇の原因を的確に把握し、充電電流を的確に制御す
ることができる。また温度検出素子は、トランジスタお
よびバッテリーに直接取り付けて熱的に結合する他、こ
れらと共通の基板、筐体などに取り付けることによって
熱的に結合するようにしてもよい。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、二次電池および充電器
の双方の温度を検出し、この検出結果に基づいて充電の
継続または停止を制御するようにしたから、充電の初期
に出力される大電流による電源回路の発熱と、過充電に
よる二次電池の発熱とを判別することができる。また、
充電開始から所定時間にわたって、具体的には前記電源
回路の充電電流が飽和するに十分な時間にわたって充電
器の発熱により制御するとともに、所定時間が経過した
後に二次電池の発熱による制御を行うことにより、充電
の初期における電源回路の発熱による温度上昇が終了し
た後、二次電池の過充電による発熱による温度上昇を検
知することができる。さらに、前記電源回路に設けられ
て充電電流を制御するトランジスタに熱結合された温度
検出素子を用いることにより、充電電流によるトランジ
スタの発熱を確実に検出することができる。なお、温度
検出素子から供給される温度検出信号の変化の比較結果
に基づいて、いずれの温度検出素子の温度検出信号を制
御信号として採用するかを判断することにより、温度検
出信号の変化が一致するか否かによって電源の発熱およ
び二次電池の発熱の相互の影響の有無を判断してより正
確な充電電流の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による充電器の回路図で
ある。
【図2】 図1の充電器の制御フローチャートである。
【図3】 充電器の一従来例の回路図である。
【符号の説明】
1 二次電池パック 2 充電器 4
外部電源 10 周囲温度監視機能付き充電制御回路 1
2 電源回路 BATT バッテリー TH1,TH2 温
度検出素子 TR トランジスタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池セルと第1の温度検出素子とが同一
    のケースに収容されてなる二次電池と、外部電源の供給
    を受けて前記二次電池に充電電源を供給する電源回路
    と、この電源回路の充電制御を行う制御回路とを備えた
    充電器において、前記電源回路に含まれていて充電電流
    により発熱する素子の温度を検出する第2の温度検出素
    子を設けてなり、前記制御回路は、充電の継続および停
    止を前記第1の温度検出素子および第2の温度検出素子
    の少なくともいずれかの出力によって制御することを特
    徴とする充電器。
  2. 【請求項2】 前記制御回路は、充電開始から所定時間
    にわたって前記第1および第2の温度検出素子の検出信
    号に基づいて制御を行うとともに、前記所定時間が経過
    した後に前記第1の温度検出素子の検出信号に基づいて
    制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の充電器。
  3. 【請求項3】 前記電源回路の充電電流が飽和するに十
    分な時間を前記所定時間として設定したことを特徴とす
    る請求項2に記載の充電器。
  4. 【請求項4】 前記第2の温度検出素子は、前記電源回
    路に設けられて充電電流を制御するトランジスタに熱的
    に結合されたことを特徴とする請求項1ないし3のいず
    れかに記載の充電器。
  5. 【請求項5】 前記制御回路は、前記第1および第2の
    温度検出素子から供給される温度検出信号の変化の比較
    結果に基づいて、いずれの温度検出素子の温度検出信号
    を制御信号として採用するかを判断することを特徴とす
    る請求項1ないし4のいずれかに記載に充電器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8299760B2 (en) 2009-03-05 2012-10-30 Sony Corporation Battery charger
KR20160051064A (ko) * 2014-10-31 2016-05-11 주식회사 엘지화학 이차전지 충방전 시스템 및 이차전지 충방전기 냉각제어방법

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