JPS63154028A - 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】 産業上の利用分野 本発明は二次電池の充電に用いられる二次電池充電制御
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ヘールドコンピュータ
用電源として、密閉形ニッケルカドミウム電池にカド電
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５図は従来の充電の完了を検知する回路として、第２
図に示す電池充電電圧特性のうち、ピーク点Ｐを検出す
る回路を具備するとともに充電の完了を検知する回路に
より検出が不可能な場合に電池の保護をするために充電
時間を制限する充電制御タイマを備えた充電制御回路で
ある。

第５図において、２１は電源トランス、２２は整流スタ
ック、２３は平滑コンデンサでこれら２１．２２．２３
により充電器の電源部をなしている。２４は充電電流制
御回路、２５はスイッチの役割を果たすトランジスタ、
２６　、２７　、２８は抵抗、２９は電圧比較を行う演
算増幅器、３０は抵抗、３１はダイオード、３２はコン
デンサで電池の充電電圧特性のピーク点を追憶する回路
である。３３はコンデンサ３２の電荷を放電スイッチ、
３４は充電される二次電池である。この第５図のように
構成された充電の完了を検知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３４を第４図に示すように接続
し、スイッチ３３によりコンデンサ３２の電荷を放電後
、スイッチ３３を開きトランス２１の１次側を交流電源
に接続する。電池３４の電荷は抵抗３０．ダイオード３
１を通じてコンデンサ３２を充電する。この場合、演算
増幅器２′９は非反転入力の方が反転入力に比較してダ
イオード３１の順方向電圧針だけ高くバイアスされるた
め、出力はハイレベル”Ｈ”を出力する。電源投入時は
、演算増幅器２９は抵抗２８．２７を通じてトランジス
タ２５をバイアスし、トランジスタ２６および抵抗２６
を介してそれに接続された充電電流制御回路２４もバイ
アスし充電電流制御回路２４はトランス２１および整流
スタック２２および平滑コンデンサ２３で構成された直
流電源部と電池３４を接続し充電を行う。充電中の電池
電圧は第２図に示す様にピーク点Ｐまでは上昇し続けそ
の後は降下する。コンデンサ３２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３０．ダイ
オード３１を通じてコンデンサ３２を充電しているので
ダイオード３１は順方向にバイアスされ、演算増幅器２
９も非反転入力側の方が反転入力より高くバイアスされ
出カバハイレベル゛１Ｈ″を出力している。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３２の電圧の方が電池３４の電圧より
高くなり、コンデンサ３２の電荷はダイオード３１を逆
バイアスする。従って、演算増幅器２９は反転入力の方
が非反転入力より高電位にバイアスされ、出力はローレ
ベルＬｌ出力しトランジスタ２６および充電電流制御回
路２４はバイアスされなくなり、微少電流による補充電
に切り替る。

以上のように、充電の完了を検知する回路として、電池
の充電電圧特性のピーク点を検出する回路を備えた充電
制御回路は動作する。

発明が解決しようとする問題点 しかし二次電池は急速充電後、時間の経過にしたがって
電池の自己放電により容量がわずかながら減少するとい
う現象がある。これに対して充電後、微少電流による補
充電が行われる。しかしながら上記のような構成ではｎ
個の電池を並列に補充電する場合、微少電流のトータル
的な増大による消費電力の増加と電池電圧のバラツキに
よって均一な電流による補充電が不可能であるという問
題が生じてくる。

本発明は上記の欠点に鑑み、複数電池の充電には直列切
り替え充電とし、補充電を一定時間ごとに切り替える手
段を備え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、第
１図に示すように電池電圧によってコンデンサを充電す
る手段と、コンデンサの電圧が基準電圧よりも高くなっ
た時に、ローレベルを出力する比較器と比較器が反転す
るまでの時間をカウントする手段と、カウント値の最小
値を記憶する記憶手段と、カウント値と記は値を比較す
る比較手段と、カウント値が記憶値よりも設定値以上増
加した時、充電電流を段階的に下げる手段と、１つの電
池が充電を終了した時、もしくは一定時間補充電を行っ
た後、他の電池に切り替わる電池切り替え回路とから構
成されている。

作用 この構成により、特許請求範囲記載の充電回路によって
接続されたすべての電池が充電を終了した後、各電池を
一定時間ごとに微少電流によって補充電を行っていくこ
とが可能となり、補充電時の充電電流のバラツキがなく
なり消費電力の低下にもつながり、充電器としての特性
の向上を有することとなる。

実施例 以下、本発明の１実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は電池を充電した場合、その電池電圧を検出する
手段と、充電制御の設定値を検出された電圧に適応した
値にする手段を具備した特許請求範囲の充電制御回路の
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を充電するため
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
のリセット回路である。６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全カウントす
るカウント手段及びカウントによって電池電圧を検出す
る手段である。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ための記憶手段である。９
は記憶手段８によって記載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６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ｅが判断した時に充電
電流を制御し充電を完了する手段である。１１は１つの
電池が充電を終了した時、比較手段９からの信号によっ
て他ρ電池へ切り替える手段であり、補充電の際には一
定時間ごとに電池を切り替えていく電池切り替え手段で
ある。

１２は電池１を充電するた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ＯＦＦ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６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は電池電圧を検出
し、その後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９
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
連続的に続くことを比較手段９によって認識し充電電流
制御手段１０によって充電を終了し、他に電池がある場
合は、比較手段９からの信号を受けて電池切シ替え回路
１１が作動し他の電池の充電を行う。又、すべての電池
が充電を終了した際には第４図に示すように電池切り替
え回路１１によって、各電池に一定時間ごとに補充電を
施すよう切り替えていく。第４図は、この制御をフロー
チャートによって示したものであり、本実施例において
は第１図の７，８゜９．１０．１１はマイクロコンピュ
ータによって実現した。

発明の効果 以上のように本発明は、ｎ個の電池を充電する際、１つ
の電池が充電を終えると、他の電池に切り替えて充電を
行い、すべての電池の充電が終了すると補充電を一定時
間ごとに切り替えてやることにより補充電時の充電電流
のバラツキや消費電力の低下など、充電器としての特性
に優れ、その実用効果は大なるものがある。

【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図は二次電池の充電電圧の特性図と相対的カ
ウント値との特性図、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図は複数個の電池の充電を行った時の各電池の充
電電圧と充電電流との特性図、第６図は従来例を示す回
路図である。 １・・・・・・二次電池、２・・・・・・電池電圧によ
ってコンデンサ３を充電する手段、３・・・・・・コン
デンサ、４・・・・・・リセット回路、６・・・・・・
基準電圧発生回路、６・・・・・・比較器、Ｔ・・・・
・・カウント手段、８・・・・・・記憶手段、９・・・
・・・比較手段、１０・・・・・・充電電源制御回路、
１１・・・・・・電池切り替え手段、１２・・・・・・
直流安定化電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の電池を充電する充電回路であって、充電中に電
   池電圧がピーク値から設定値以上降下した時に、充電を
   完了する手段と、複数個の電池がすべて充電を完了した
   時に、微少電流によって補充電する手段と、上記補充電
   を施す被充電電池を一定時間ごとに順次切り換えて行く
   手段とを有した二次電池充電制御回路。