JPS62296723A - 二次電池充電制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は繰返し充電、放電を行い各機器に使用する二次
電池の充電制御回路に関するものである。

従来の技術 近年、ポータプルビデオやハンドベルトコンピュータ用
電源として、密閉形ニッケルカドニウム電池や鉛シール
電池等の二次電池が多く使用されている。これらの二次
電池の充電の終了を検出する回路として、充電電圧の上
限を検出する方法や充電電圧のピークを検出する方法が
代表例として上げられる。

以下、図面を参照しながら上述したような従来の充電電
圧のピークを検出することにより、二次電池の充電の終
了を検出する充電制御回路について説明する。

第４図は従来の充電の完了を検知する回路として、第２
図ａに示す電池充電電圧特性のうち、ピーク点ｐを検出
する回路を具備したものである。

第４図において２１は直流安定化電源、２２は充電電流
制御回路、２３は比較器、２４はダイオード、２６はコ
ンデンサで電池の充電電圧特性のピーク点を記憶する回
路をなす。２６はコンデンサ２６の電荷を放電するスイ
ツチ、２７は充電される二次電池、２８は抵抗である。

以上第４図のように構成された充電の完了を検出する回
路として電池の充電電圧特性のピーク点を検出する回路
を具備する充電制御回路について、以下その動作につい
て説明する。

まず、放電済みの二次電池２７を第４図に示すように接
続し、スイッチ２６によりコンデンサ２５の電荷を放電
後、スイッチ２６を開き、直流安定化電源２１より充電
電流を供給する。電池２７の電荷は、抵抗２８．ダイオ
ード２４を通してコンデンサ２６を充電する。この場合
、比較器２３は、非反転入力の方が反転入力に比較して
ダイオード２３の１一方向電圧外だけ高くバイアスされ
るため、出力はハイレベルを出力し、充電電流制御回路
２２はアクティブ状態となり充電を行う。充電中の電池
電圧は、第２図ａに示すようにピーク点ｐまでは上昇し
続け、その後は降下する。コンデンサ２Ｓの電圧は電池
電圧に追従して上昇し続け、やがてピーク点ｐに達し、
その値を保持する。電池電圧が上昇している期間は、抵
抗２８．ダイオード２４を通じてコンデンサ２４を充電
しているので、ダイオード２４は順方向にバイアスされ
、比較器３も非反転入力側の方が反転入力より高くノ＜
イアスされ、出力はノ・イレペルを出力し充電電流制御
回路によって電池２７を充電する。やがて、充電が完了
に近づき、電池電圧がピーク点ｐより降下を始めるとコ
ンデンサ２６の電圧の方が電池２７の電圧より高くなり
、コンデンサ２５の電荷はダイオード２４を逆バイアス
する。従って比較器２３は反転入力の方が非反転入力よ
υ高電位にバイアスされ、出力はローレベルを出力し、
充電電流制御回路によって充電を終了する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、過放電電池あるい
は長期放置後の電池を充電した場合、充電完了以前に制
御がかかり、十分な充電が行えない場合があるという欠
点を有していた。

これらの原因は、二次電池を過放電、または長期放置し
た場合、電池表面が不活性状態となることにより、電池
のインピーダンスが高くなり、第２図すのように充電初
期の段階に電圧の降下を生じ制御がかかってしまい、充
電を終了してしまう。

これにより十分に充電していないにもかかわらず、充電
を終了し、良好な充電ができない。

本発明は上記欠点に鑑み、電池電圧がピーク値から降下
し充電を終了した場合、電池の開放電圧を測定し一定レ
ベル以上に達していなかった場合、再度充電を開始する
手段を具備した充電制御回路を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明の充電制御回路は、充
電の完了を検出する回路と、充電終了時に電池の開放電
圧を測定し、一定レベル以上に電池電圧が達していなか
った場合、充電を再度開始する手段と、充電を再度始め
る手段によって開始された回数をカウントし、設定値以
上になった場合、充電を終了する手段とから構成されて
いる。

作　　用 この構成により、充電中の電池電圧が、ピーク値から一
定電圧以上降下した場合、充電を終了しこの時の電池の
開放電圧の測定を行い、電池電圧が一定レベル以上に達
していなかった場合には再度充電を行なう。これによっ
て過放電、長期放置による不活性電池への充電も良好に
行い、特殊状態でちる電池に対しても充電不足なく充電
する機能を有することとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。第１図は電池電圧がピーク値から設定値以上降
下した場合、充電を終了するとともにその時の電池の開
放電圧を測定し、一定レベルに達成していない時には再
度充電を開始する手段と、この手段による再度充電スタ
ートの回数をカウントし、設定回数以上になった場合、
充電を終了する手段を具備した充電制御回路の構成を示
すものである。第１図において、１は充電回路が充電す
る電池である。２は電池１の電圧によってコンデンサ３
を充電するだめの手段である。３は電池１の電圧によっ
て充電されるコンデンサである。４はコンデンサ３をリ
セットするためのリセット回路、５は比較器６の非反転
入力に接続された基準電圧発生回路である。６は基準電
圧発生回路６による基準電圧とコンデンサ３の電圧を比
較するための比較器である。７はコンデンサ３の充電開
始から比較器６０反転出力が出力されるまでの時間をカ
ウントするカウント手段である。８はカウント手段７で
カウントされたカウント値の最小値を記憶するだめの記
憶手段である。９は記憶手段８によって記憶されている
カウント最小値とカウント手段７による現在のカウント
値とを比較する比較手段である。１０はカウント手段７
によるカウント値が記憶手段によって記憶されたカウン
ト最小値よりも設定値以上増加したことを比較手段９が
判断した時、充電再スタートが設定回数以上になったと
手段１２によって判断した時に、充電電流を制御し、充
電を完了する手段である。

１１はカウント値が記憶手段によって記憶されたカウン
ト最小値より、設定値以上増加したことを比較手段９が
判断した時に、電池１の開放電圧を測定し、一定レベル
以上に達していなかった場合、再度充電を開始する手段
である。１２は１１の再度開始手段による開始回数をカ
ウントし、設定値以上になった場合、充電完了手段に信
号を出力し、充電を完了させる手段である。１３は電池
１を充電するだめの直流安定化電源である。

以上のように構成された充電制御回路について、以下そ
の動作を説明する。

まず゛、放電済の二次電池１１を第１図に示すように接
続し直流安定化回路により電池１の充電を開始し、リセ
ット回路４を○ＦＦにして解除すると同時に、カウント
手段７のカウントをスタートさせる。この場合、コンデ
ンサ３は電池電圧によってこれを充電する手段２を通じ
て充電され、このコンデンサ３の電圧が基準電圧回路５
の電圧より高くなると比較器６の出力は反転出力となる
。

ここでカウント手段７はカウントを停止すると同時にリ
セット回路４に信号を出し、コンデンサ３を放電させる
。次に比較手段９により記憶手段８に記憶されているカ
ウント値と、現在のカウント値を比較し、カウント手段
によってカウントされた値の方が小さければ、その値を
記憶手段８に記憶し、同時にピークタイマをリセットス
タートする。これを繰り返し電池１に充電を続けると、
充電中の電池電圧は第２図ａに示すようにピーク値まで
上昇し続け、その後は降下する。これに対応しカウント
手段７によってカウントした値は、電池１のピーク点で
最小となり、その後増加する。

電池電圧が上昇している期間はカウント手段７によって
カウントされた値は、記憶手段８によって記憶されてい
る値よりも常に小さく、充電電流制御手段によって電池
１に充電を続ける。やがて充電が完了に近づき、電池電
圧がピーク点ｐよりも降下を始めると記憶手段８によっ
て記憶されている値の方がカウント手段によってカウン
トされた値よりも小さくなり、これが設定値以上になる
ことを比較手段９によって認識し、充電電流制御手段１
０によって充電を終了する。またこの時、充電を終了す
るとともに電池の開放電圧を測定し、一定レベル以上に
達していなかった場合、カウント手段７を初期状態と、
再度充電を開始すると同時に、開始回数をカウントする
手段によってカウントし、カウント値が設定回数以上と
なると充電を終了する。

第３図は、この制御をフローチャートによって示すもの
であり、本実施例において、第１図の７゜８．９．ｊｏ
、１１．１２はマイクロコンピュータによって実現した
。

以上のように本実施例によれば、充電を行う電池が過放
電や長期放置によって不活性状態となり、充電終了以前
に電池電圧が設定値以上降下し、充電を終了させてもそ
の時の電池の開放電圧を測定、一定レベルに達していな
ければ、再度充電する機能を具備する。

発明の効果 このように本発明は、充電を行う電池が、電池の劣化状
態などにより、充電完了以前に電池電圧が設定値以上降
下し、充電を終了させてもその時の電池の開放電圧を測
定し、一定レベルに達していなければ充電不十分と判断
し、再度充電を開始するとともに、スタート回数をカウ
ントし、このカウント値が設定値以上となった場合、充
電を終了する機能を具備することが可能となりその実用
効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の二次電池充電回路の一実施例を示す回
路図、第２図ａは二次電池の充電電圧特性図と相対的カ
ウント値の特性図、第２図すは不活性電池の充電電圧特
性図、第３図は本発明の二次電池充電制御回路の一実施
例の充電制御を説明したフローチャート、第４図は従来
例を示す回路図である。 １・・・・・・電池、２・・・・・・充電手段、３・・
・・・・コンデンサ、４・・・・・・リセット回路、５
・・・・・・基準電圧発生回路、６・・・・・・比較器
、７・・・・・・カウント手段、８・・・・・・記憶手
段、９・・・・・・比較手段、１０・・・・・・充電を
完了する手段、１１・・・・・・再度充電を開始する手
段、１２・・・・・・充電を完了させる手段、１３・・
・・・直流安定化電源。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 （α） （ｂ） □Ｔｉｍ６ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 充電状態における充電電圧がピーク値よりも一定電圧以
   上降下した時、充電を終了とする手段と、この時の電池
   の開放電圧を測定し、測定値が一定レベルに達していな
   い場合、充電を再度始める手段と、充電を再度始める手
   段によって開始された回数をカウントし設定値以上にな
   った場合、充電を終了する手段とを有した二次電池充電
   制御回路。