JPH11206033A

JPH11206033A - 蓄電池またはバッテリ用の充電適合回路

Info

Publication number: JPH11206033A
Application number: JP10301228A
Authority: JP
Inventors: Serge Maloizel; セルジユ・マロワゼル
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 1999-07-30
Also published as: FR2770346B1; KR19990037303A; TW398088B; US6002239A; EP0911940A1; FR2770346A1

Abstract

(57)【要約】【課題】同一の充電器を用いて、公称充電電圧が異な
る蓄電池を充電できる、蓄電池またはバッテリ用の充電
適合回路を提案する。【解決手段】本発明は、出力端子（６、７）に接続さ
れた蓄電池の接続端子（２、３）と、接続端子の一つ
（２または３）と出力端子の一つ（６または７）との間
に取付けられた可変抵抗器（８）と、接続端子間の電圧
と公称電圧との比較結果に応じて可変抵抗器を制御する
接続端子間に取付けられた比較手段（１０）とを有する
蓄電池用の充電電圧の適合回路に関するものである。本
発明はまた、少なくとも一つの蓄電池とこのような回路
を有するバッテリに関する。蓄電池の公称電圧より大き
い充電電圧を有する充電器をともなう蓄電池、特にリチ
ウム型蓄電池の適合に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電池（フランス
語で、ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｕｒ）用の充電適合回路を
対象とする。本発明はまた、このような充電適合回路を
含むバッテリ（フランス語で、ｂａｔｔｅｒｉｅ）に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】蓄電池、特にリチウムイオン蓄電池は、
数多くの家庭用及びオフィス用装置、特に携帯電話にお
いてますます使用されている。このような装置の充電電
圧は従来４．２ボルトであり、このタイプの蓄電池用の
従来の充電器は、通常、対応する充電電圧に設計されて
いる。最近になって、充電電圧が４．１ボルトまたは
４．０ボルトの新型のリチウム蓄電池が登場した。

【０００３】各種のタイプの蓄電池を充電できる「万能
型」と呼ばれる充電装置が存在する。これらの装置は、
電圧調節用のサムホイールを有し、接続される蓄電池の
タイプを識別することができない。さらに、接続される
蓄電池のタイプを認識できる充電装置も存在するが、そ
うした装置は複雑でコストがかかる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、同一
の充電器を用いて各種の蓄電池を充電するための新しい
問題を解決することにある。特に、４．２ボルト型の既
存の充電器を用いて４．２、４．１、４．０ボルトの充
電電圧を有するリチウムバッテリの充電の問題を解決す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、この問題に独
自の簡単な解決策を提案する。本発明は、あらゆるタイ
プの蓄電池に容易に適合できる低価格の解決策を提案す
る。

【０００６】より詳細には、本発明は、出力端子に接続
された蓄電池の接続端子と、接続端子の一つと出力端子
の一つとの間に取付けられる可変抵抗器と、接続端子間
の電圧と公称電圧とを比較した結果に応じて可変抵抗器
を制御する接続端子間に取付けられた比較手段とを備え
た、蓄電池用の充電電圧の適合回路を提案する。

【０００７】比較手段は、接続端子間の電圧が公称電圧
と等しくなるように、可変抵抗を制御することが好まし
い。

【０００８】有利には、回路は可変抵抗器に並列に取付
けられたダイオードを有し、このダイオードは、接続端
子から出力端子に向かって導通する。

【０００９】一実施形態によれば、可変抵抗器はトラン
ジスタで、好ましくはＭＯＳＦＥＴトランジスタで構成
される。

【００１０】比較手段は、接続端子間の電圧と電圧源か
ら供給される電圧とを比較する演算増幅器を備えること
もできる。

【００１１】比較手段はまた、接続端子間に接続された
分圧器と、電圧源と、分圧器によって供給される電圧と
電圧源から供給される電圧とを比較する演算増幅器を備
えることもできる。

【００１２】本発明はまた、少なくとも一つの蓄電池と
一つの充電電圧の適合回路を有するバッテリに関するも
のであり、その回路は、出力端子に接続された一つまた
は複数の蓄電池の端子に接続された接続端子と、接続端
子の一つと出力端子の一つとの間に取り付けられた可変
抵抗器と、接続端子間の電圧と公称電圧とを比較した結
果に応じて可変抵抗器を制御する接続端子間に取付けら
れた比較手段を備えている。

【００１３】有利には、公称電圧は、蓄電池の公称充電
電圧である。

【００１４】適合回路は、バッテリのケースに取付けら
れた集積回路であることが好ましい。

【００１５】一実施形態によれば、比較手段は、一つま
たは複数の蓄電池の端子間の電圧が公称電圧と等しくな
るように、可変抵抗器を制御する。

【００１６】他の実施形態によれば、回路は、可変抵抗
器に並列に取付けられたダイオードを有し、このダイオ
ードは接続端子から出力端子に向かって導通する。

【００１７】有利には、可変抵抗器は、トランジスタ
で、好ましくはＭＯＳＦＥＴトランジスタで構成され
る。

【００１８】比較手段は、一つまたは複数の蓄電池の端
子間の電圧と、電圧源から供給される電圧とを比較する
演算増幅器を備えることができる。これらの手段はま
た、接続端子間に接続される分圧器と、電圧源と、分圧
器によって供給される電圧と電圧源から供給される電圧
とを比較する演算増幅器を備えることができる。

【００１９】添付の図面を参照して、例示的なものとし
て与えられた本発明の実施形態を説明することで本発明
の他の特性及び利点が明らかになるだろう。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による充電電圧の
適合回路１の概略図である。この回路は、蓄電池の公称
充電電圧より大きい充電電圧を有する充電器の充電電圧
を蓄電池に適合させることができる。

【００２１】回路は、それぞれ、蓄電池４の負の端子と
正の端子に接続するための接続端子と呼ばれる二つの端
子２及び３と、それぞれ、この図には示されていない畜
電器の負の端子と正の端子に接続するための出力端子と
呼ばれる二つの端子６及び７を有する。回路は、端子３
と７の間に可変抵抗器８を有する。回路はまた、端子２
と３の間に、すなわち蓄電池に並列に、蓄電池の端子に
おける電圧と蓄電池に適合される公称充電電圧とを比較
する手段１０を有する。比較結果に応じて、比較手段が
可変抵抗器８を制御する。

【００２２】図１の回路の作動は以下の通りである。蓄
電池４と充電器がそれぞれ回路１の端子に接続される
と、比較手段が、蓄電池の端子における電圧と蓄電池の
公称電圧を比較する。その比較結果に応じて、比較手段
が可変抵抗器８の値を制御する。可変抵抗器８を利用す
ることで、公称充電電圧の値をとることができるよう
に、蓄電池の端子における電圧を下げることが可能にな
る。このようにして、蓄電池の充電中ずっと、また充電
電流に関係なく、蓄電池の端子における電圧は公称充電
電圧より小さいまままたは等しいままとなる。

【００２３】例として、４．２ボルトの充電電圧を供給
する充電器と、４．１ボルトの電圧下で稼動する蓄電池
の場合を考えてみよう。この場合、充電電流は、典型的
には、０．００５から２アンペアの間で変化する。可変
抵抗器８は、０．１ボルトの電圧降下を引き起こすよう
に、０から２０オームの間で変化することができる。

【００２４】図１の回路は、蓄電池の充電の際に、蓄電
池に正しい充電電圧を印加することができる。回路は充
電時間にも充電電流にもまったく影響を与えない。回路
はまた、既存の蓄電池のモデルに適合することができ、
蓄電池の識別のために、あるいは充電と放電を別々に行
うことができるように、端子を追加する必要がない。

【００２５】図１の回路は、蓄電池の公称充電電圧より
大きい電圧で作動する充電器に蓄電池を適合させること
ができるように、蓄電池のケース上に取付けることがで
きるサイズを有する。図３の実施形態においては、適合
回路のサイズはわずか面積１ｃｍ²で、厚みは１．７５
ｍｍである。

【００２６】この場合、回路１は、好都合にも、可変抵
抗器８に並列に、端子３から端子７に向かって流れる電
流の通過を可能にするように取付けられたダイオード１
２を有する。蓄電池を充電した後に、図１の適合回路を
用いて、給電される装置を直接に適合回路の端子６及び
７につなぐことができる。こうして蓄電池はダイオード
１２を通して正常に放電する。ダイオード１２は最小限
の電圧降下しか引き起こさない。

【００２７】回路はまた、蓄電池の放電電圧が公称充電
電圧よりかなり小さい限りにおいては、ダイオード１２
なしで作動することができる。このため、放電開始か
ら、比較手段は可変抵抗器を低い値またはゼロに調整す
る。こうして、可変抵抗器を通した電圧降下は最小限と
なる。

【００２８】本発明は、単一充電器の一つのモデルとと
もに、しかも各種の蓄電池が公称充電電圧で充電される
ような、各種のタイプのバッテリまたは蓄電池を提供す
ることができる。

【００２９】図２は、本発明による充電電圧の適合回路
の他の実施形態の概略図である。図１と同じ参照符号は
同一のエレメントを意味しているので、ここで改めて説
明しない。図２に示されているように、比較手段は、演
算増幅器１５と、基準電圧１６を有する。増幅器１５の
非反転端子が、蓄電池の正の端子に接続された端子３に
接続される。増幅器の反転入力は、基準電圧１６の正の
端子に接続される。基準電圧の負の端子は、蓄電池の負
の端子に接続された端子４に接続される。演算増幅器の
出力端子は、可変抵抗器８に接続される。このようにし
て、比較手段は、蓄電池に並列に取付けられるととも
に、蓄電池の公称充電電圧を供給する電圧源と直列に演
算増幅器を備える。この電圧源は、蓄電池の公称充電電
圧でバイアスされたそれ自体よく知られた半導体装置で
構成することができる。

【００３０】可変抵抗器８は、たとえば、ＭＯＳＦＥＴ
トランジスタのようなトランジスタで構成することがで
きる。トランジスタのサイズは、望ましい電圧降下と、
充電器によって供給される電流に適合する。ダイオード
１２がトランジスタに組込まれており、付足す必要がな
い限りにおいて、ＭＯＳＦＥＴトランジスタはとりわけ
好都合である。

【００３１】図３は、本発明による充電電圧の適合回路
の他の実施形態の概略図である。ここでもまた、図１及
び２と同じ参照符号は同じエレメントを意味しているの
で、改めて説明しない。図３の回路は、演算増幅器の非
反転入力が、直接ではなく、分圧器として作動する抵抗
器のブリッジを介して接続端子３に接続されている点を
除けば、図２の回路と同じである。より厳密には、直列
の二つの抵抗器１３及び１４は、接続端子の間に取付け
られ、演算増幅器の非反転入力は二つの抵抗器１３及び
１４の間に接続される。図３の配置から、基準電圧１６
によって供給される電圧と、接続端子間の電圧と係数Ｒ
₁₄／（Ｒ₁₃＋Ｒ₁₄）の積が比較される。ここでＲ₁₃及び
Ｒ₁₄は抵抗器１３及び１４の抵抗値である。

【００３２】図３の回路の作動は図２の回路と同類であ
る。ただし、抵抗器の存在が以下のような利点を生み出
す。一方では、蓄電池の公称充電電圧の異なる値につい
て同一の回路を使用することが可能となる。この結果、
電圧源を変更する必要なく、二つの抵抗器の相対値を変
えるだけでよくなる。もう一方では、図３の回路では、
１．２５ボルトまたは２．５ボルトの電圧を供給する通
常の電圧源１６を使用することができるようになる。ま
た、抵抗器１３及び１４を適切に選択することで、蓄電
池の公称充電電圧を調整することができる。

【００３３】図４は、本発明による充電用適合回路と、
この図の例においては単一の蓄電池を有する開放型の本
発明によるバッテリを示す図である。

【００３４】図４は、二つの端子１８及び１９を備える
バッテリのケース１７を示している。バッテリのケース
の中には、蓄電池２０と充電適合回路２１が配置され
る。充電適合回路の出力端子６及び７は、それぞれ、バ
ッテリの端子１８及び１９に接続される。回路の接続端
子は、蓄電池の端子に接続される。この図には、ハンダ
付けされたジャンパ２２によって蓄電池の容器に接続さ
れた充電用適合回路の接続端子が示されている。他方の
接続端子は、接点２３によって示されているように、蓄
電池の頂部に位置する電極に接続される。接続端子の選
択は、容器に負極または正極をもつ蓄電池のタイプによ
って異なる。回路と蓄電池は、接着または他の何らかの
同類の技術によってバッテリのケースの中に取付けられ
る。同様に、バッテリの中に複数の蓄電池を直列に備え
ることができるのは明らかである。さらに、特定のリチ
ウムバッテリは保護回路を有している。この場合、すで
に存在する保護回路とともに、または保護回路に、本発
明の充電適合回路を組込むことができる。

【００３５】もちろん、本発明はここに説明し図示され
た実施例及び実施形態に限定されるものではなく、当業
者が考え得る数多くの変形形態が可能である。たとえ
ば、図１の実施形態においては、図２のように、回路の
作動を変えることなく、可変抵抗器が端子２及び６の間
に配置されることも可能である。同様に、増幅器の反転
入力を、分圧器の配置を通して基準電圧源につなぐこと
もできる。電圧源と分圧器との組み合せが、容易に調整
できる基準電圧源を形成することになる。

【００３６】以上、４．２、４．１、４．０ボルトの充
電電圧におけるリチウムイオンバッテリの場合について
本発明を説明してきた。本発明は、他の充電電圧の値や
他のタイプのバッテリにも適用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による充電電圧の適合回路の概略図であ
る。

【図２】本発明による充電電圧の適合回路の実施形態の
概略図である。

【図３】本発明による充電電圧の適合回路の他の実施形
態の概略図である。

【図４】本発明によるバッテリを表わす図である。

【符号の説明】

１回路４蓄電池２、３接続端子６、７出力端子８可変抵抗器１０比較手段１２ダイオード１３、１４分圧器１５演算増幅器１６電圧源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄電池用の充電電圧の適合回路であっ
て、出力端子（６、７）に接続された蓄電池の接続端子
（２、３）と、接続端子の一つ（２または３）と出力端
子の一つ（６または７）との間に取付けられた可変抵抗
器（８）と、接続端子間の電圧と公称電圧とを比較した
結果に応じて可変抵抗器を制御する接続端子間に取付け
られた比較手段（１０）とを有する回路。
【請求項２】比較手段が、接続端子間の電圧が公称電
圧に等しくなるように、可変抵抗器を制御することを特
徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項３】ダイオード（１２）が可変抵抗器に並列
に取付けられ、このダイオードが接続端子から出力端子
に向けて導通することを特徴とする請求項１または２に
記載の回路。
【請求項４】可変抵抗器が、トランジスタで、好まし
くはＭＯＳＦＥＴトランジスタで構成されることを特徴
とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回路。
【請求項５】比較手段が、接続端子間の電圧と電圧源
（１６）から供給される電圧とを比較する演算増幅器
（１５）を備えていることを特徴とする請求項１から４
のいずれか一項に記載の回路。
【請求項６】比較手段が、接続端子間に接続された分
圧器（１３、１４）と、電圧源（１６）と、分圧器によ
って供給される電圧と電圧源（１６）から供給される電
圧とを比較する演算増幅器（１５）とを備えていること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回
路。
【請求項７】少なくとも一つの蓄電池と一つの充電電
圧の適合回路を有するバッテリであって、その適合回路
が、出力端子（６、７）に接続され一つまたは複数の蓄
電池の端子に接続された接続端子（２、３）と、接続端
子の一つ（２または３）と出力端子の一つ（６または
７）との間に取付けられた可変抵抗器（８）と、接続端
子間の電圧と公称電圧とを比較した結果に応じて可変抵
抗器を制御する接続端子間に取付けられた比較手段（１
０）とを有するバッテリ。
【請求項８】公称電圧が蓄電池の公称充電電圧である
ことを特徴とする請求項７に記載のバッテリ。
【請求項９】適合回路がバッテリケースに取付けられ
た集積回路であることを特徴とする請求項７または８に
記載のバッテリ。
【請求項１０】比較手段が、一つまたは複数の蓄電池
の端子間の電圧が公称電圧に等しくなるように可変抵抗
器を制御することを特徴とする請求項７から９のいずれ
か一項に記載のバッテリ。
【請求項１１】回路が、可変抵抗器に並列に取付けら
れたダイオード（１２）を備え、ダイオードは接続端子
から出力端子に向かって導通することを特徴とする請求
項７から１０のいずれか一項に記載のバッテリ。
【請求項１２】可変抵抗器がトランジスタで、好まし
くはＭＯＳＦＥＴトランジスタで構成されることを特徴
とする請求項７から１１のいずれか一項に記載のバッテ
リ。
【請求項１３】比較手段が、一つまたは複数の蓄電池
の端子間の電圧と電圧源（１６）から供給された電圧を
比較する演算増幅器（１５）を備えていることを特徴と
する請求項７から１２のいずれか一項に記載のバッテ
リ。
【請求項１４】比較手段が、接続端子間に接続された
分圧器（１３、１４）と、電圧源（１６）と、分圧器に
よって供給される電圧と電圧源（１６）によって供給さ
れる電圧とを比較する演算増幅器（１５）とを備えてい
ることを特徴とする請求項７から１３のいずれか一項に
記載のバッテリ。