JPH06121467A - 充電制御回路 - Google Patents

充電制御回路

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JPH06121467A
JPH06121467A JP27031092A JP27031092A JPH06121467A JP H06121467 A JPH06121467 A JP H06121467A JP 27031092 A JP27031092 A JP 27031092A JP 27031092 A JP27031092 A JP 27031092A JP H06121467 A JPH06121467 A JP H06121467A
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JP
Japan
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battery
current
voltage
charging
control circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP27031092A
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English (en)
Inventor
Masaaki Sakagami
正昭 阪上
Takio Maekawa
多喜夫 前川
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 急速充電を行いつつ過充電による悪影響を防
止する。 【構成】 放電回路5で電池3を放電させ、その間に制
御回路6により電池電圧を検出する。電池電圧VBが基
準値V1以下のときは、電流I1で所定時間充電した後、
電流I2に切り換えて充電する。そして、電池電圧が最
大電圧値より所定レベルKだけ電圧降下したことを検出
して満充電制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Ni−Cd電池等の充
電を行う充電制御回路に係り、特に大電流での急速充電
が可能な充電制御回路の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は電池を大電流で急速充電したとき
の電圧、電流の推移を示す図で、(a)は電池電圧、
(b)は充電電流を示す。通常のNi−Cd電池等を充
電すると、電池電圧は徐々に上昇し、満充電に近付くと
最大になり、さらに充電を継続すると電池電圧が降下し
始める(図4(a)の実線)。そこで、従来、この電圧
降下が−ΔVになると、満充電と判断して充電電流を急
速充電電流からトリクル充電電流に切り換える−ΔV制
御(図4(b)の実線)を行う−ΔV充電制御回路が知
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の充電制御回路では、電池電圧のピークを検出した後
は、−ΔV電圧降下を検出するまでの時間だけ過充電さ
れることとなる。従って、近年の大電流による急速充電
に、−ΔV制御を適用すると、その過充電量も多大とな
り、この結果電池の劣化を招いて、容量低下を生じるこ
ととなる。
【0004】一方、−ΔVの電圧幅を極力小さくすれ
ば、上記過充電量を低減できるが、ノイズ等により−Δ
V電圧降下を誤検知してしまう虞れがあるため、−ΔV
の電圧幅を必要以上に小さくすることはできない。
【0005】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、急速充電を行いつつ過充電による悪影響を防止する
充電制御回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電流I1,I2(<I1)を切り換えて電
池を充電可能な充電手段と、充電開始からの時間を計時
するタイマと、充電開始時は電流I1で上記電池を充電
し、所定時間経過すると電流I1を電流I2に切り換える
電流切換手段と、電流I2での充電開始から電池電圧を
検出し、最大電圧値より所定レベルだけ電圧降下したこ
とを検出して満充電制御を行う充電制御手段とを備えた
構成である(請求項1)。
【0007】また、請求項1記載の充電制御回路におい
て、上記電池の残容量を検出する残容量検出手段と、検
出された上記残容量と基準残容量とを比較する比較手段
とを備え、上記残容量が上記基準残容量以上のときは、
電流I2で上記電池の充電を開始するようになされてい
る(請求項2)。
【0008】また、前記充電制御手段は、電流I2での
充電開始から一定時間はその動作を停止している(請求
項3)。
【0009】
【作用】本発明によれば、充電開始から所定時間内は電
流I1で電池が充電され、所定時間の経過後は電流I2に
切り換えられるとともに、電池電圧が検出され、最大電
圧値より所定レベルだけ電圧降下すると満充電制御が行
われる。
【0010】また、請求項2記載の発明によれば、電池
の残容量が基準残容量以上のときは、電流I2で電池の
充電が開始されるとともに、電池電圧が検出される。そ
して、この検出電圧から求められる最大電圧値より所定
レベルだけ電圧降下すると満充電制御が行われる。一
方、電池の残容量が基準残容量に達しないときは、請求
項1記載の発明と同一の作用をする。
【0011】また、請求項3記載の発明によれば、電流
I2での充電開始から一定時間が経過するまでは、充電
制御手段の動作が停止している。そして、この一定時間
の経過後に、充電制御手段の動作が開始されることとな
る。
【0012】
【実施例】図1は本発明に係る充電制御回路の一実施例
を示す回路ブロック図である。入力端子1a,1bは、
交流電源等が接続可能になっている。電源回路4は、入
力端子1a,1b間に接続された交流電源を降圧、整流
し、出力端子2a,2b間に接続された1又は所定セル
数の電池3を充電すべく所定レベルの充電電流を供給す
るもので、後述する制御回路6から入力される信号によ
り、電流I1及び電流I2(<I1)の各充電電流及びト
リクル充電電流が供給可能になっている。
【0013】放電回路5は、制御回路6から入力される
信号により、電池3を放電させるものである。
【0014】制御回路6は、マイクロコンピュータ等で
構成され、この充電制御回路全体の動作を制御するもの
で、そのためのプログラム及び予め設定された後述の各
時間データを記憶しているとともに、内蔵タイマで上記
各時間の計時を行う。
【0015】また、制御回路6は、放電回路5を動作さ
せて電池3の電圧を検出することにより、電池3の残容
量を検出するもので、電池3の残容量、すなわち検出さ
れた電圧レベルに応じて充電電流レベルを切り換え制御
するもので、電圧レベルが基準残容量より低いときは、
電流I1で所定時間充電し、続いて電流I2で充電させ、
一方、電圧レベルが基準残容量より高いときは、最初か
ら電流I2で充電させるものである。なお、この基準残
容量は、電池3の容量に比して小さい値、例えば、電圧
換算で1個当り1.1Vに設定されている。
【0016】さらに、制御回路6は、電流I2による充
電が開始されると、その経過時間を計時し、所定のキャ
ンセル時間が経過すると、電池3の電圧をサンプリング
時間毎に検出し、前回と今回の検出電圧を比較してピー
ク電圧を求めるとともに、求めたピーク電圧と検出電圧
との差を求めることにより−ΔV電圧降下を検出するも
のである。そして、所定幅の−ΔV電圧降下を検出した
ときは、電源回路4を制御して、充電電流をトリクル充
電電流に切り換えさせるようになっている。
【0017】ここで、上記キャンセル時間は、充電電流
が電流I1から電流I2に切り換えられると電池電圧は一
旦降下する(後述の図3参照)ので、このときに−ΔV
制御が動作しないように設けられている。
【0018】なお、長期間放置された、あるいは過放電
された電池を急速充電すると、充電開始直後に電圧のピ
ーク(初期ピーク)を示して降下した後、充電の進行と
ともに上昇し、以後は通常と同様の推移を示す(図4の
(a)破線)。従って、初期ピークからの電圧が−ΔV
以上降下すると、−ΔV制御が動作して(図4の(b)
破線)充電不足を生じてしまうこととなる。
【0019】このため、充電開始から所定の初期キャン
セル時間TC1は−ΔV制御が動作しないようにし、初期
キャンセル時間TC1が経過すると−ΔV制御を開始する
ようになされている。
【0020】次に、動作について図2,図3を用いて説
明する。図2は本発明に係る充電制御回路の動作を示す
フローチャートである。図3は残容量が基準残容量以下
の電池を充電したときの電圧、電流の推移を示すタイム
チャートで、(a)は電池電圧、(b)は充電電流を示
す。
【0021】まず、電源が投入されると、放電回路5に
より所定時間、例えば15秒間だけ電池3を放電させ
(ステップS1)、この間に電池3の電池電圧VBを検
出し、基準値V1(例えば、電池3が1個のときはV1=
1.1V)と比較して残容量の大小を判別し(ステップS
2)、VB≦V1でなければ、ステップS10に進む。
【0022】一方、VB≦V1であれば、残容量が少ない
ので上記放電が終了すると電流I1で充電を開始し(ス
テップS3)、所定時間TIが経過すると(ステップS
4)、充電電流を電流I2に切り換える(ステップS
5)。
【0023】同時に、所定のキャンセル時間TC2の計時
を行い(ステップS6)、キャンセル時間TC2が経過す
ると電池電圧VBの検出を開始してピーク電圧を検出す
るまでさらに充電を継続する(ステップS7)。そし
て、ピーク電圧を検出すると、電圧降下(−ΔV)の検
出を開始し(ステップS8)、−ΔV≦Kになるまで
は、充電時間Tが所定時間T1にならない限り(ステッ
プS9でNO)、充電を継続し、−ΔV≦Kになるか
(ステップS8でYES)、またはT≧T1になれば
(ステップS9でYES)、満充電とみなしてトリクル
充電電流に移行する。
【0024】ステップS2において、VB≦V1でなけれ
ば、電流I2で充電を開始し(ステップS10)、所定
の初期キャンセル時間TC1の計時を行う(ステップS1
1)。
【0025】ステップS11〜ステップS14は、ステ
ップS6〜ステップS9と同一である。ただし、充電時
間の上限はT2(>T1)としている(ステップS1
4)。
【0026】このように、残容量が基準残容量未満の電
池であれば、急速充電を所定時間TIだけ行った後に、
電流レベルを電流I1から電流I2に低下させて−ΔV電
圧降下を検出し、残容量が基準残容量以上ならば、最初
から電流I2で充電して−ΔV電圧降下を検出するよう
にしたので、急速充電を行いつつ、過充電による悪影響
を防止することができる。
【0027】なお、所定時間TIは、電流I2によるキャ
ンセル時間TC2と−ΔV制御のための時間が確保でき
る、好適な時間に設定しておくことが望ましい。
【0028】また、この所定時間TIは、本回路が複数
種類の電池の充電を可能にするタイプのものであるとき
は、充電される電池の中で最小容量のものに対して満充
電を越えないように設定しておけば良い。この場合、複
数の電池の種類(容量)を検知して、TIが自動的に適
切な時間に変更されるようにすることもできる。
【0029】また、所定時間T1は、−ΔV電圧降下が
万一検出されないときに、電池3が保護されるように、
時間TIを考慮して設定すれば良い。
【0030】また、所定時間T2は、電池3の残容量が
基準残容量を越えるときに電流I2で充電して満充電に
なる時間より若干長く設定することにより、電池3が保
護されるように設定しておけばよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、充電開
始から所定時間内は電流I1で電池を充電し、所定時間
の経過後は電流I2に切り換えるとともに、電池電圧を
検出し、最大電圧値より所定レベルだけ電圧降下すると
満充電制御を行うようにしたので、急速充電を行いつ
つ、過充電による電池の劣化等を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る充電制御回路の実施例を示す回路
ブロック図である。
【図2】本発明に係る充電制御回路の動作を示すフロー
チャートである。
【図3】残容量が基準残容量以下の電池を充電したとき
の電圧、電流の推移を示すタイムチャートで、(a)は
電池電圧、(b)は充電電流を示す。
【図4】電池を大電流で急速充電したときの電圧、電流
の推移を示す図で、(a)は電池電圧、(b)は充電電
流を示す。
【符号の説明】
1a,1b 入力端子 2a,2b 出力端子 3 電池 4 電源回路 5 放電回路 6 制御回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流I1,I2(<I1)を切り換えて電
    池を充電可能な充電手段と、充電開始からの時間を計時
    するタイマと、充電開始時は電流I1で上記電池を充電
    し、所定時間経過すると電流I1を電流I2に切り換える
    電流切換手段と、電流I2での充電開始から電池電圧を
    検出し、最大電圧値より所定レベルだけ電圧降下したこ
    とを検出して満充電制御を行う充電制御手段とを備えた
    ことを特徴とする充電制御回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の充電制御回路において、
    上記電池の残容量を検出する残容量検出手段と、検出さ
    れた上記残容量と基準残容量とを比較する比較手段とを
    備え、上記残容量が上記基準残容量以上のときは、電流
    I2で上記電池の充電を開始するようになされている充
    電制御回路。
  3. 【請求項3】 前記充電制御手段は、電流I2での充電
    開始から一定時間はその動作を停止していることを特徴
    とする請求項1または請求項2記載の充電制御回路。
JP27031092A 1992-10-08 1992-10-08 充電制御回路 Pending JPH06121467A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002135990A (ja) * 2000-10-19 2002-05-10 Sony Corp リチウムイオン二次電池の充電方法および充電装置
US7061209B2 (en) 2003-01-14 2006-06-13 Makita Corporation Battery chargers

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