JPH0365026A - 充放電制御回路 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は二次電池の充放電制御回路に関する。

（ロ）従来の技術 最近の電子機器に於いては、停電時の動作を補償する為
、或いはＡｃｔ源のない場所へ携行して使用する為に、
電源回路に充電可能な二次電池が使用されており、電池
容量をアナログ回路を用いて充放電量から算出するとか
、或いは電池電圧を検出することにより検出し、容量の
低下でランプを点灯させるとか、表示器に容量低下の警
告表示を行なう等して使用者に報知している（例えば実
公昭６１−４２１７３号公報参照）。

（ハ）発明が解決しようとする課題 府して前述のような電池容量の検出方法では、電池によ
り微調整を必要としたり、周囲温度によっては補正が必
要になり回路が複雑になると共に、電池容量を正確に把
握できないという問題があった。

（ニ）課趙を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解消すべくなされたもので、二
次電池と、電池に充電を行なう充電回路と、充電用クロ
ック信号と放電用クロック信号を発生するクロック信号
発生回路と、充電用クロ７り信号によりアップカウント
し放電用クロック信号によりダウンカウントするカウン
タと、充放電を指示する手段と、カウンタの値に基づき
電池容量を監視する手段で構成したものである。

（ホ）作　用 本発明は上述の如く構成したので、電池容量をデジタル
的に把握することが可能となり、従来のアナログ的に監
視するのに比べ、使用する電池に応じた微調整或いは温
度変化に伴なう補正等が不要となり、正確に電池容量を
把握することができる。

（へ）実施例 以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。

（１）はＡＣ電源が供給された電源回路で、負荷回路（
２）へ駆動電圧（Ｖｃｃ）が供給されると共に、充放電
切換回路（３）へ通常光を電圧（ｖｌ）と、急速充電電
圧（Ｖ、）を供給している。充放電切換回路（３）は後
述する充放電制御信号（Ｓｌ）と急速充電開始信号（Ｓ
７）により切換制御されるスイッチ回路（３Ａ）　（３
Ｂ）　（３Ｃ）で供給され、（３Ａ）は通常充電電圧（
Ｖ、）を二次電池（４）へ供給し、（３Ｂ）は同じく急
速充電電圧（Ｖｔ）を供給し、又（３Ｃ）は電池電圧を
負荷回路（２）へ供給するよう切換制御される。

（５）は電池監視回路で、電池（４）が満充電になると
電池（４）に付設された図示しない温度センサの出力に
より満充電を指示する満充電信号（Ｓ２）を出力し、又
電池の電圧を検出することにより、電圧が所定電圧以下
に低下した時、放電停止信号（Ｓ３〉を出力する。（６
）は基本のクロックパルスを発生する発振回路で、発振
出力が分周回路（７）により適宜分周されて、通常充電
用クロック信号（Ｓ４）、急速充電用クロック信号（Ｓ
５）及び放電用クロック信号（Ｓ６）を発生している。

（８）は通常充電用と急速充電用のクロック信号を切換
えて出力するクロック信号切換回路で、出力されたクロ
ック信号がアップダウンカウンタ（９）のアップカウン
ト端子に入力されている。（ｌＯ）は分周回路（７）よ
りの放電用クロック信号（Ｓ６）のカウンタ（９）への
供給を制御する切換え回路で、出力されたクロック信号
をアップダウンカウンタ（９）のダウンカウント端子に
入力している。

カウンタ（９）には電池監視回路（５）よりの満充電信
号（Ｓ２）と、放電停止信号（Ｓ３）が供給されており
、満充電信号（Ｓ２）の発生で定数設定回路（１１）に
予め設定された数値データがプリセットされ、又放電停
止信号（Ｓ３）の発生でカウンタ（９）がクリアされる
よう構成されている。さらにこのカウンタ（９）は図示
しないバックアップ用電池によりカウント値が常時保持
されるよう構成されている。（１２）はカウンタ（９）
の値を監視しカウンタの値が所定値迄低下した時急速充
電開始信号（Ｓ７）を出力する検出回路で、出力がクロ
ック信号切換回路（８）と、充放電切換回路（３）に供
給されている。（１３）はカウンタ（９）のカウント値
を読み込み電池容量を把Ｎｕ制御を行なう制御回路で、
充放電制御信号（Ｓｌ）を出力している。

第２図はクロック信号切換回路（８）を示し、ＡＮ　Ｄ
　ケ−）　（１４）（１５）トＯＲケ−）　（１６）ｔ
’ｖ４戊されており、一方のＡＮＤゲート（１４）には
、充放電制御信号（Ｓｌ）と、通常充電用クロック信号
（Ｓ４）と、満充電信号（Ｓ２）のインバータ（１７）
による反転信号と、急速充電開始信号（Ｓ７）のインバ
ータ（１８）による反転信号が入力され、出力がＯＲア
ゲ−−（１６）に入力されており、他方のＡＮＤゲート
（１５）には、充放電制御信号（Ｓｌ）と、急速充電用
クロック信号（Ｓ５）と、満充電信号（Ｓ２）のインバ
ータ（１７）による反転信号と、急速充電開始信号（Ｓ
７）が入力され、出力がＯＲゲート（１６）の他方の入
力に供給されている。

第３図は切換え回路（１０）のＦＭ戊を示しＡＮ　Ｄゲ
ート（１９）とインバータ（２０）（２１）で構成され
、放電用クロック信号（Ｓ６）がＡＮＤゲート（１つ）
に入力さｔｌ、充放電制御信号（５１）がインバータ（
２０）に入力され、又放電停止信号（Ｓ３）がインバー
タ（２１）に人力されている。

次に斯る溝底よりなる本発明の動作につき説明する。

先ずＡＣ９源が供給されている時、電源回路（１）より
負荷回路（２）へ駆動電圧（Ｖ　ｃｃ）の供給で負荷の
駆動が行なわれる。この時制御回路（１３）から出力さ
れる充放電制御信号（Ｓｌ）は、Ｈレベルに設定され充
電を指示している。したがって充放電切換回路（３）の
スイッチ（３Ｃ）は開かれ、電池（４）の電圧は負荷回
路（２）には供給されない。又この時電池（４）が満充
電でなく且つ所定量以上の容量があり、カウンタ（９）
の値が所定値以上である為、検出回路（１２）の出力で
ある急速充電開始信号（Ｓ７）はＬレベルであり、クロ
ック信号切換回路（８）はＡＮＤゲート（１４）が開か
れ通常充電用クロック信号（Ｓ４）がカウンタ（９）に
入力されることにより、カウンタ（９）はアップカウン
トを行なう。尚この時切換回路（１０）には、充放電制
御信号（Ｓｌ）が供給されたインバータ（２０）の出力
によりＡＮＤゲー）　（１９）が閉じられているので、
放電用クロ１クパルス信号（Ｓ６）がカウンタ（９）に
入力されることはない。一方急速充電開始信Ｗ（Ｓ７）
がＬレベルである為、充放電切換回路（３）はスイッチ
（３Ａ）が閉じられ、電池（４）に通常充電が行なわれ
る。

しかし電池（４）の容量が所定値以下の場合、カウンタ
（９）の値も所定値以下となり検出回路（１２）より急
速充電開始信号（Ｓ７）が発生されるので、クロック信
号切換回路（８）のＡＮＤゲー）　（１４）が閉じＡぎ
Ｄゲート（１５）が開かれるので、急速充電用クロック
信号（Ｓ５）がカウンタ（９）に供給され、カウンタ（
９〉が速い周期でカウントアツプを開始すると共に、急
速充電開始信号（Ｓ７）が充放電切換回路（３）に供給
されるので、スイッチ（３Ａ）が開きスイッチ（３Ｂ）
が閉じられることにより、電池（４）に急速に充電が行
なわれる。急速充電に伴ないカウンタ（９〉も速い周期
でカウントアツプされ、カウンタ（９）の値が所定値に
達すると、検出回路（１２〉の出力の急速光１を開始信
号（Ｓ７）がＬレベルに変化するので、前述のように通
常充電状態となる。

この様にして電池（４）への充電により満充電状態にな
ると、を池監視回路（５）より満充電信号（Ｓ２）が発
生されるので、クロック信号切換回路（８）のＡＮＤゲ
ート（１４）（１５）は閉じ、カウンタ（９）へのクロ
ック信号の入力が停止されると共に、定数設定回路（１
１）の定数がカウンタ（９ンにプリセットされる。この
結果それ迄に電池（４）の容量とカウンタ（９）のカウ
ント値にずれが生じていたとしても、満充電になった時
点で完全に一致が取られる。

次に停電が発生した場合には、停電になった事を図示し
ない停電検出回路より２の信号により検出した制御回路
（１３）が、充放電制御信号（Ｓｌ）をＬレベルにする
ことにより、充放電切換回路（３）のスイッチ（３Ｃ）
が閉じられ電池（４）が負荷回路（２）へ接続され、電
池（４）による駆動が開始される。又充放電制御信号（
ＳＬ）がＬレベルになることにより、切換回路（１０）
のＡＮＤゲー）　（１９）が開かれ、放電用クロック信
号（Ｓ６）がカウンタ（９）へ入力され、ダウンカウン
トが開始される。制御回路（１３）はカウンタ（９）の
カウント値を読み取ることにより、満充電時のカウント
値とから電池（４）の残量を求めることが可能であり、
図示しない表示装置等に報知することができる。

そして電池（４）の放電が進み、電池電圧が所定電圧ま
で低ｒし駆動不能状態となると、電池監視回路（５）よ
り放電停止信号（Ｓ３）が出力され切換回路（ｌＯ）の
インバータ（２１）に供給されるので、ＡＮＤゲー１−
　（１９）が閉じ放電用り゛ロック信号（Ｓ６）のカウ
ンタ（９）への供給を停止すると共に、放電停止信号（
Ｓ３）のカウンタ（９）への供給でカウンタ（９）のリ
セットを行なう。カウンタ（９）のリセットを検出した
制御回路（１３）は、！池（４）の動作不能と判断し、
充放電切換回路（３）のスイッチ（３Ｃ）を開くことに
より、負荷回路（２）への電圧供給を遮断する等の制御
を行なう。かくして電池（４）の容量をカウンタ（９）
の数値に対応してディジタル的に監視することが出来る
。

尚充電用クロック信号及び放電用クロック信号の周波数
は、ＦＩＩ戊を簡単にする為に一例として使用する電池
の最大及び最小放ｉｔ流に基づき決定されるが、この場
合実際の電流とのずれにより、電池の容量とカウンタの
値に多少のずｔｌが発生する為、第４図に示すように電
池（４）の放電回路に放電電流を検出する回路（２２）
と、検出出力に基づき分局回路（７）の分周比を変更す
る分周比変更回路（２３）を設けることにより、電池（
４）の実際の充電及び放ｉｔ流に対応したカウントを行
なうことができ、より正確な電池容量の把握を行なうこ
とが出来る。

（））　　！明の効果 上述の如く本発明の充放電制御回路は、電池容量をカウ
ンタのカウント値に対応して監視することにより、を池
容量をディジタル的に把握することが可能となり、従来
のアナログ的に監視するのに比べ、使用する電池に応じ
た微調整或いは温度変化に伴なう補正等が不要となり、
正確に電池容量を把握することができる。

【図面の簡単な説明】

第】図は本発明の充放電制御回路の槽底を示すブロック
図、第２図、第３図は第１図要部の槽底を示す回路図、
第４図は他の実施例を示すブロック図である。 （１）・・・電源回路、（４）・・・電池、（５）−・
・電池監視回路、（７）・・・分周回路、（８）・・・
クロック信号切換回路、（９）・・・アップダウンカウ
ンタ、（１０）・・・切換回路、（１２）・・・検出回
路、（１３）・・・制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）二次電池と、電池に充電を行なう充電回路と、充
   電用クロック信号と放電用クロック信号を発生するクロ
   ック信号発生回路と、充電用クロック信号によりアップ
   カウントし放電用クロック信号によりダウンカウントす
   るカウンタと、充放電を指示する手段と、カウンタの値
   に基づき電池容量を監視する手段で構成した事を特徴と
   する充放電制御回路。