JPS6359737A - 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 本発明は繰返し充電、放電を行って各機器の電源に使用
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ユー、夕
月電源として、密閉形ニッケルカドニウム電池や鉛シー
ル形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挙げられる。

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（、）に示す電池充電電圧特性のうちピーク点Ｐを検
出する回路を備えたものである。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、２６はコンデンサ
２５の電荷を放電するスイッチ、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完了検出回路とし
て、電池の充電電圧特性のピーク点を検出する回路を備
えた充電制御回路について、以下その動作を説明する。

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２５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の順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、イブ状態となり、充電を行う。充電中の電池
電圧は第２図（−）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２６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バイ
アスされ、出力はハイレベルを出力して充電電流制御回
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よシ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シ
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、短時間で高効率充
電を行えない場合があるという欠点を有していた。これ
らの原因は第２図（−）に示すように制御時点での充電
電気量が１００％に達していないが、電池内圧の上昇に
より高レート充電は行えず、制御後の微少電流にて補充
電をする以外手段分持たない。また、電池の基本特性で
ある充電末期の高レート充電は、充電効率が悪いという
ことＫよって短時間での高効率充填を行えない。

本発明は上記欠点に鑑み、第２図（ｂ）及び第４図の電
池２７の電圧ピーク点Ｐからの電圧降下Δ■を検出後、
充電電流を段階的に下げる手段を備えた充電制御回路を
提案するものである。

問題点を解決するための手段 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、カウント値と記憶値を比較
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から構成さ
れている。

作　　用 この構成により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電流を段階的に下げて充電を完了
とする。これによって短時間内に高レート充電が可能と
なり、制御後には効率のよい補充電をする機能を有する
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
下した時に充電電流を徐々に下げていき、充電を完了と
する充電電流制御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１１は充電回路が充電
する電池でちる。８は電池１１の電圧によってコンデン
サ９を充電するための手段である。９は電池１１の電圧
によって充電されるコンデンサである。１ｏはコンデン
サ９をリセットするためのリセット回路である。７は比
較器６の非反転入力に接続された基準電圧回路である。

６は基準電圧回路７による基準電圧とコンデンサ９の電
圧を比較するための比較器である。６はコンデンサ９の
充電開始から比較器６の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ちる。４はカウント手
段５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。３は記憶手段４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５による現在のカ
ウント値とを比較する比較手段である。

２はカウント手段５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連続的に増加したこ
とを比較手段３が判断した時に充電電流を段階的に下げ
ていき、充電を完了する手段である。

１は電池１１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、直流安定化電源１により電池１
１の充電を開始し、リセット回路１０をＯＦＦ　　にし
て解除すると同時にカウント手段５０カウントをスター
トさせる。この場合、コンデンサ９は電池電圧によって
これを充電する手段８を通して充電され、このコンデン
サ９の電圧が基準電圧回路子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５はカウントを停止すると同時にリ
セット回路１０に信号を出し、コンデンサ９を放電させ
る。次に比較手段３により記憶手段４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４に記憶する。これを繰り返し電池１１に充電を
続けると、充電中の電池電圧は第２図０：Ｉ）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６によってカウントした値は、電
池１１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５によってカ
ウントされた値は、記憶手段４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
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４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、この差が設定値以上とな
ることを比較手段３によって認識し充電電流制御手段に
よって充電電流を段階的に下げていき充電を完了する。

第３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、本実施例について、第１図の２．３，４．５
の手段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、光な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電流を徐々に下げて
いき充電を完了する充電電流制御手段を備え、充電する
ことにより短時間内に電池の内部圧力も上昇させずに高
レート充電が良好に行える機能を具備することができる
。

発明の効果 以上のように本発明は充電中に電池電圧がピーク値２点
から設定値２７以上降下した時、充電電流を段階的に下
げていき充電を完了することにより、電池の劣化を起こ
すことなく短時間で高レート充電を行うことが可能とな
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制御回路の一実施例を示
す回路図、第２図（ａ＞はこれまでの二次電池の充電特
性を示し、第２図（ｂ）は本発明における充電特性を示
す図、第３図は本発明の二次電池充電制御を説明したフ
ローチャート、第４図は従来の充電制御回路を示す回路
図である。 １・・・・直流安定化電源、２・−−−一充電電流制御
回路、３・・・・比較手段、４・・・・カウント値記憶
手段、５・・・カウント手段、６・・・−比較器、７・
・・基準電圧発生回路、８・−電池電圧によってコンデ
ンサ９を充電する手段、９・・・　コンデンサ、１０・
・リセット回路、１１・・・・・二次電池。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 （ＣＬｌ 時間− 詩関一 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電池両端に接続された電池電圧検出部と、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
   電電流を徐々に下げていき、充電を完了する充電電流制
   御手段を有した二次電池充電制御回路。
2. （２）前記充電電流制御手段が、階段的に充電電流を下
   げていくものである特許請求の範囲第１項記載の二次電
   池充電制御回路。