JPH11196538A - リチウムイオン充電池の充電装置 - Google Patents

リチウムイオン充電池の充電装置

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JPH11196538A
JPH11196538A JP9366912A JP36691297A JPH11196538A JP H11196538 A JPH11196538 A JP H11196538A JP 9366912 A JP9366912 A JP 9366912A JP 36691297 A JP36691297 A JP 36691297A JP H11196538 A JPH11196538 A JP H11196538A
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JP
Japan
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charging
charge
transistor
lithium ion
circuit
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Pending
Application number
JP9366912A
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English (en)
Inventor
Shiro Fujiki
詩郎 藤木
Hiromitsu Higaki
宏光 檜垣
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Yaesu Musen Co Ltd
Original Assignee
Yaesu Musen Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 充電停止制御をトランジスタにより制御を行
うリチウムイオン充電池の充電装置を提供する。 【解決手段】 充電用電源を供給するプラグ2が挿入さ
れると、充電停止タイマー用の時定数回路に初期充電を
する第1トランジスタ8と、その後リチウムイオン充電
池1が装着されると、第1トランジスタをオフにする回
路と、リチウム充電池の充電の停止手段を有し充電電流
に対応する時定数回路用の電流を出力する第2トランジ
スタ10と、時定数回路の電圧に基づきオン・オフする
制御信号出力用第3トランジスタ19と、第3トランジ
スタがオンで充電を、オフで充電終了の表示をさせる第
5トランジスタ27と、第3トランジスタがオンでリチ
ウムイオン充電池の充電に対応する出力を第2トランジ
スタに出力し、第2トランジスタの出力をオン・オフ制
御する第4トランジスタ21とで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン充
電池の急速充電回路用の充電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、携帯用電子機器の電源には2次
電池として用いられる高容量で高エネルギー密度のリチ
ウムイオンバッテリがある。このリチウムイオンバッテ
リの充電サイクル寿命は1200回と他のバッテリに比
べて2倍以上あり、それに他のバッテリは100%放電
後に充電をしないとメモリ効果により実行容量が減少す
るので完全放電をして充電しなければならないが、リチ
ウムイオンバッテリにはメモリ効果が無いのでその分急
速充電が可能である。
【0003】リチウムイオンバッテリは過充電されると
バッテリの寿命が短縮して性能の劣化につながるので、
過充電防止のために充電時は所定期間を定電流充電によ
り50%程度充電し、以後はパルス充電に切り換えて充
電することで過充電を防止している。
【0004】図3はリチウムイオンバッテリに過充電防
止を目的としたパルス充電機能を組み込んだ構成を示す
図で、この方式を備えたリチウムイオンバッテリを以後
リチウムイオン充電池と称す。リチウムイオンバッテリ
は過電圧保護スイッチング回路、過放電保護スイッチン
グ回路、過充電保護回路とが組み込まれており、過充電
保護回路は上記0003段落の機能を備えて、パルス充
電に切り替わってから満充電になるに従ってパルス間隔
が長くなり充電終了状態を示す機能を備えている。
【0005】図2はリチウムイオン充電池の充電回路を
示す構成図である。図について説明する。充電用ジャッ
クJ1に電源が接続されてなければ、マイコンはこの状
態では3VレギュレータIC1を通した電圧による通常
の動作状態で、抵抗R2から入力したリチウムイオン充
電池BAT1の電圧検出のみ行う。充電電源が接続され
るとマイコンは充電リセット用IC2を通した充電開始
の10V電圧検出と、トランジスタTR1によるリチウ
ムイオン充電池BAT1の充電電流検出も行う。
【0006】充電が進み、パルス充電が始まるとその周
期に合わせてロウ・ハイのパルスで充電されるが更に、
充電が進むにつれてパルスの周期が長くなり1サイクル
のロウの期間が4秒を超えると充電停止のハイレベルを
出力して充電回路を遮断し、LCD表示器に充電停止を
表示する。また、充電開始から5時間を経過してもパル
ス充電にならなければリチウムイオン充電池BAT1の
異常として充電停止のハイレベルを出力してトランジス
タTR2を導通させてトランジスタTR1をオフにして
充電を停止し、LCD表示部に充電異常と表示する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】リチウムイオン充電池
は過充電を防止するためにリチウムイオンバッテリと制
御回路とで構成されており、通常の定電流充電を所定の
時間充電した後に、パルス充電に切り替わり充電が進む
につれてパルス周期が順々に長くなる。このパルス周期
を計測することで充電終了を検知する。このために充電
回路ではマイコンを用いてタイマーによりこの計測と充
電停止の制御を行っている。本発明では充電が進むにつ
れてパルス周期が長くなり充電終了状態を検知するの
に、マイコンを用いてタイマーによる計測と充電停止を
行っていたこの充電制御回路を安価なトランジスタによ
る回路構成にしてリチウムイオン充電池の充電制御を行
う充電装置を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】パルス方式充電制御回路
を有するリチウムイオン充電池の充電装置において、充
電装置に充電用電源が供給されると、リチウムイオン充
電池の装着が検出されるまで充電停止用のタイマーとな
る時定数回路に電流を流すタイマー始動手段と、タイマ
ー動作状態でリチウムイオン充電池を装着して充電中に
なるとリチウムイオン充電池の充電オン・オフ制御と連
続充電電流またはパルス充電電流に対応する電流をタイ
マーの時定数回路に出力する機能を有する充電オン・オ
フ制御手段と、時定数回路によるタイマーがオン状態で
は充電状態を保持し、パルス充電周期の変化で時定数回
路のタイマーがオフになると充電オン・オフ制御手段に
オフ信号を出力して充電を停止させると共に、表示器は
充電状態の充電中の表示から充電停止表示に切換える充
電監視手段とを備えたリチウムイオン充電池の充電装置
である。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例を示すリ
チウムイオン充電池の充電装置の回路図である。図につ
いて動作単位毎に説明する。1はリチウムイオン充電池
で、リチウムイオンバッテリ1a と、制御回路1b とで
構成する。このリチウムイオン充電池1は制御回路1b
により充電初期では所定の時間連続的に充電する定電流
をリチウムイオンバッテリ1a に流し、その期間が過ぎ
るとパルス充電に切換えて断続充電する。そのパルス充
電のオン・オフ周期のオフ期間が4秒〜6秒と長くなる
と充電を終了しなければならない。この状態で充電電源
をオフに保持して置かないと過充電になる恐れがある。
【0010】そのために、充電装置の充電回路は充電電
源のプラグが挿入されるジャック2と、充電停止のタイ
マーとなる時定数回路と、時定数回路を初期充電する回
路と、タイマーの時定数回路の出力レベルに応じてオン
・オフの制御信号を出力するスイッチング回路と、制御
信号により充電状態と充電停止状態を表示させる回路
と、制御信号のオン・オフで充電回路のオン・オフさせ
る充電停止信号出力回路と、連続充電とパルス充電に応
じて時定数回路に充電電流を出力する手段と制御信号に
応じて充電停止させる充電オン・オフ制御手段のスイッ
チング回路とで構成する。
【0011】時定数回路は、入力側には抵抗15と出力
側にも抵抗18を接続し、抵抗15と抵抗18との接続
点から抵抗16とコンデンサ17の他端をアースした時
定数回路である。一例として充電状態から放電するのに
4〜6秒程度であれば、入力側に100KΩの抵抗15
と出力側に100KΩの抵抗18と、アースとの間に1
MΩの抵抗16と100μFのコンデンサ17で構成し
た回路でよい。
【0012】充電停止タイマー用の時定数回路を初期充
電するタイマー始動手段の回路は、ジャック2から逆流
防止用のダイオード3とダイオード6からPNP型の第
1トランジスタ8のエミッタに(+)電源が接続され、
コレクタは前記時定数回路の抵抗15に接続する。ベー
スはリチウムイオン充電池1が装着するとそれに応じて
スイッチ4がオンとなり、充電装置及びリチウムイオン
充電池1に電源が供給されるスイッチ4からダイオード
7を介して接続し、抵抗9で接地した回路である。
【0013】充電監視手段は第3トランジスタ19と第
4トランジスタ21と第5トランジスタ27による回路
からなり、制御信号を出力するスイッチング回路は第3
トランジスタ19で時定数回路の電圧レベルによりオン
・オフするように、ベースを時定数回路の抵抗18に接
続し、エミッタは抵抗20で接地し、コレクタは充電電
源回路の(+)電源が抵抗23を介して接続される。
【0014】充電と充電停止の表示回路は、第5トラン
ジスタ27により行い、第5トランジスタ27のコレク
タは、充電電源回路の(+)側が抵抗25と緑色LED
26を通して接続され、ベース側は抵抗23と第3トラ
ンジスタ19の接続点に抵抗24で接続し、エミッタは
抵抗25と緑色LED26との接続点から6Vのツエナ
ーダイオード28と赤色LED29及び抵抗30を直列
接続して接続し、更にエミッタと第3トランジスタ19
のエミッタとが接続した回路である。
【0015】停止信号出力回路は、第4トランジスタ2
1により行い、第4トランジスタ21のベースは第3ト
ランジスタ19のコレクタと抵抗23との接続点から抵
抗22で接続し、エミッタはアースし、コレクタは抵抗
13とアースに接続した4Vツエナーダイオード14と
の接続点で、かつ、第2トランジスタ10のベースとも
接続する。
【0016】次に、リチウムイオン充電池1の充電と充
電停止を制御する充電オン・オフ制御手段のスイッチン
グ回路は、NPN型の第2トランジスタ10で行う。第
2トランジスタ10のエミッタは一端を接地した充電電
流に対応できる抵抗11と、ダイオード12から時定数
回路の抵抗15とに接続する。コレクタはリチウムイオ
ン充電池1との接続端子の(−)側に接続した回路であ
り、充電電流は4Vツエナーダイオード14のツエナー
電圧をDとし、抵抗11をRとし、第2トランジスタ1
0のベース・エミッタ間の電圧降下をvとしたとき、充
電電流I=(D−v)/Rで表される。
【0017】以上の構成になる充電装置の回路動作を説
明する。充電電源用のプラグがジャック2に挿入される
とダイオード3,6を介して第1トランジスタ8と抵抗
15を通して、抵抗16とコンデンサ17に流れること
で100μFのコンデンサ17を充電する。この状態で
リチウム充電池1を装着するとスイッチ3が接続し、ダ
イオード7を介して抵抗9に電流が流れてベース電圧が
上がり第1トランジスタ8はオフとなる。リチウム充電
池1には(+)側はダイオード5と、(−)側は第2ト
ランジスタ10がオフ状態でなければほぼ抵抗11の抵
抗値に応じた充電電流が流れる充電状態となる。
【0018】充電装置の充電回路にはスイッチ3から充
電電源が供給される。充電停止タイマー用の時定数回路
は第1トランジスタ8からの初期充電電流に続いて、リ
チウムイオン充電池1の充電形式に対応するように時定
数回路が充電され、所定の電圧以上では時定数回路に接
続した制御信号出力用の第3トランジスタ19がオン状
態となりコレクタが接地状態となる。
【0019】第3トランジスタ19のオンで充電停止制
御の第4トランジスタ21と、充電か充電停止かを表示
させる第5トランジスタ27はいずれのベースも接地状
態となって共にオフ状態となる。この状態で充電か充電
停止かを表示させる第5トランジスタ27はオフのため
に6Vツエナーダイオード28と赤色LED29側に電
流が流れて充電中を表示する。充電停止制御の第4トラ
ンジスタ21はオフのために4Vツエナーダイオード1
4による電圧を保持し第2トランジスタ10のベースを
充電状態に保つ。
【0020】次に、リチウムイオン充電池1の充電が進
み、リチウムイオン充電池1の制御回路1b によりロウ
・ハイのパルス充電に変わり、段々と周期が延びてロウ
の時間が充電装置の時定数回路の放電時間を超えると、
時定数回路の電圧が下がり制御信号出力回路の第3トラ
ンジスタ19はオフ状態となってコレクタはハイレベル
となる。そのために第4トランジスタ21も第5トラン
ジスタ27もオン状態となって、充電と充電停止の表示
回路は充電停止の緑色LED26側が発光し、充電中の
赤色LED29は消灯する。充電停止制御回路の第4ト
ランジスタ21はオン状態でコレクタが接地状態となり
第2トランジスタ10をオフにする。このオフ状態の解
消にはリチウム電池1を外し、スイッチ4をオフ状態か
ら再度上記の順に設定しなければならない。以上に説明
したトランジスタやその他の部材に限定するものではな
く、上記動作を可能にする部材なら何を用いても差し支
えない。
【0021】
【発明の効果】リチウムイオン充電池の急速充電におい
て、過充電を防止するために連続充電からパルス充電に
変わり、そのパルス周期やタイマーを含む全ての制御を
マイコンを用いて充電制御をしていた。本発明は従来の
充電回路にかえて、充電停止タイマー、表示等を全て安
価なトランジスタ、LED、ツエナーダイオード等を用
いて構成することで優れた充電制御機能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のリチウムイオン充電池の充
電装置の構成を示す回路図である。
【図2】従来技術のリチウムイオン充電池の充電装置の
構成図である。
【図3】リチウムイオン充電池の構成図である。
【符号の説明】
1 リチウムイオン充電池 1a リチウムイオンバッテリ 1b 制御回路 2 ジャック 3,5,6,7 ダイオード 12 ダイオード 4 スイッチ 8 第1トランジスタ 9,11,13 抵抗 15,16,18 抵抗 20,22,23 抵抗 24,30 抵抗 10 第2トランジスタ 14,28 ツエナーダイオード 19 第3トランジスタ 21 第4トランジスタ 27 第5トランジスタ 26 緑色LED 29 赤色LED

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス方式充電制御回路を有するリチウ
    ムイオン充電池の充電装置において、 充電装置に充電用電源が供給されると、リチウムイオン
    充電池の装着が検出されるまで充電停止用のタイマーと
    なる時定数回路に電流を流すタイマー始動手段と、タイ
    マー動作状態でリチウムイオン充電池を装着して充電中
    になるとリチウムイオン充電池の充電オン・オフ制御と
    連続充電電流またはパルス充電電流に対応する電流をタ
    イマーの時定数回路に出力する機能を有する充電オン・
    オフ制御手段と、時定数回路によるタイマーがオン状態
    では充電状態を保持し、パルス充電周期の変化で時定数
    回路のタイマーがオフになると充電オン・オフ制御手段
    にオフ信号を出力して充電を停止させると共に、表示器
    は充電状態の充電中の表示から充電停止表示に切換える
    充電監視手段とを備えたことを特徴とするリチウムイオ
    ン充電池の充電装置。
JP9366912A 1997-12-26 1997-12-26 リチウムイオン充電池の充電装置 Pending JPH11196538A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100438191C (zh) * 2001-12-03 2008-11-26 三星Sdi株式会社 制备可充电锂电池的方法及由该方法制备的可充电锂电池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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