JPH06141475A - 非水電解液電池充電器の電池有無検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品コストと製造コストとを低減し、高い信
頼性で確実に非水電解液電池の有無を検出する。 【構成】 本発明の方法は、電池を満充電する最終過程
で電池を定電圧充電し、電池を満充電した後で電池の有
無を検出する。満充電した後に、所定の時間間隔で電池
の充電と休止とを繰り返し、休止中の電池電圧を検出し
て電池の有無を検出することを特徴とする。 【効果】 満充電して充電電流がほぼ０となった非水電
解液電池を、充電と休止とを繰り返し、休止時における
電池電圧を検出して電池の有無を判定するので、電気的
に電池の有無を検出して安価な回路で正確に、しかも高
い信頼性で検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、満充電された非水電解
液電池が充電器から除去されたかどうかを検出する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】非水電解液電池は、過充電すると電池性
能が著しく低下する。過充電を防止するために、満充電
に近付くと、定電流充電から定電圧充電に切り換える。
非水電解液電池を定電圧充電すると、満充電に近付くに
したがって充電電流が減少し、満充電になるとほとんど
電流が流れなくなる。このような充電特性の非水電解液
電池は、充電電流を検出して電池の有無を判定できな
い。それは、満充電された非水電解液電池は、所定の電
圧で充電しても、充電電流が流れないからである。この
状態は、電池をセットしていない状態と同じである。

【０００３】このため、従来の充電器は、電気的な方法
では電池の有無を検出することができず、機械的な方法
で電池の有無を検出していた。機械的に電池の有無を検
出するために、押しボタンスイッチが使用されいた。電
池が充電器にセットされると、押しボタンスイッチをオ
ン、電池が取り出されるとオフとすることで、電池の有
無を検出できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、機械的に
電池の有無を検出する方法は、押しボタンスイッチ等の
パーツを充電器に設ける必要があるので、部品コストが
高くなる欠点がある。また、機械的な可動部分のある押
しボタンスイッチ等のパーツは、機械的可動部分のない
電気的なセンサーに比較して故障しやすく、信頼性が低
下する。さらに、充電器のケースに押しボタンスイッチ
等を設けるので、組み立て工数が多くなって、製造コス
トも高くなる欠点もある。

【０００５】本発明は、これ等の欠点を解決することを
目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、
部品コストと製造コストとを低減し、高い信頼性で確実
に電池の有無を検出できる非水電解液電池充電器の電池
有無検出方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液電池
充電器の電池有無検出方法は、前述の目的を達成するた
めに下記のようにして電池の有無を検出する。すなわ
ち、本発明の方法は、電池を満充電する最終過程で電池
を定電圧充電し、電池を満充電した後に、電池の有無を
検出する方法を改良したものである。

【０００７】本発明の電池有無検出方法は、非水電解液
電池を満充電した後に、所定の時間間隔で電池の充電と
休止とを繰り返し、休止中の電池電圧を検出して非水電
解液電池の有無を検出することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の電池有無検出方法は、図１に示す電
圧、電流特性で非水電解液電池を満充電し、その後に、
電気的に電池の有無を検出する。図１は下記の工程で非
水電解液電池を充電し、有無を検出する。 できる限り短時間で非水電解液電池を満充電するた
めに、最初は定電流充電する。 非水電解液電池の電圧が設定値になると、定電流充
電を定電圧充電に切り換える。この工程で、電池が満充
電に近付くにしたがって、充電電流は次第に減少する。 非水電解液電池が満充電になると、充電電流はほと
んど０となる。 満充電になると、一定の周期で、電池の充電と休止
とを繰り返す。電池を充電するときの電圧は、定電圧充
電するときと同じ電圧に設定する。満充電した非水電解
液電池の過充電を防止するためである。 充電を休止するときの電池電圧を検出する。電池が
セットされていると、電池電圧が検出されて電池がある
ことが判る。電池が充電器から外されると、充電を休止
するときに、電池電圧が０となり、電池がないと判定さ
れる。

【０００９】以上のように、本発明の非水電解液電池の
有無を検出する方法は、満充電して充電電流がほぼ０と
なった非水電解液電池の有無を、電池電圧を検出して判
定できる。このため、本発明の方法は、従来のように機
械的に電池の有無を検出することなく、電池電圧を電気
的に検出して、非水電解液電池の有無を判定できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための非水電解液電池の有無を検出する方
法を例示するものであって、本発明の方法は、充電器の
電気回路、設定電圧、タイミング等を下記の状態に特定
するものでない。本発明の非水電解液電池の有無検出方
法は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えるこ
とができる。

【００１１】本発明の方法に使用する充電回路を図２に
示している。この図に示す充電回路は、充電用の電源１
と、電源１の出力を制御して電池の充電状態を制御する
充電制御手段２と、充電容量の表示手段１５とを備え
る。

【００１２】電源１は、ＡＣ１００Ｖの商用電源に含ま
れる雑音を除去する入力フィルター３と、入力された交
流を直流に変換する整流回路４と、整流回路４の直流を
高周波の交流に変換するスイッチング部５と、交流を所
定の電圧に変換する変換トランス６と、変換トランス６
の交流出力を整流して平滑な直流に変換する整流平滑回
路７と、スイッチング部５を制御して直流出力を制御す
るＰＷＭ制御回路８と、充電制御手段２からの信号を、
電気的に絶縁してＰＷＭ制御回路８に入力するフォトカ
プラ９とを備えている。

【００１３】充電制御手段２は、電源１の出力を調整し
て電池の充電電流を制御する出力調整回路１０と、充電
制御スイッチＳＷと、演算手段１１と、電圧電流検出回
路１２とを備える。

【００１４】出力調整回路１０は、定電圧充電回路１３
と、定電流充電回路１４とを備える。定電圧充電回路１
３と定電流充電回路１４は作動アンプ１３Ａ、１４Ａを
備える。

【００１５】定電圧充電回路１３の作動アンプ１３Ａ
は、＋側入力端子を、分圧抵抗を介して電池に接続して
いる。−側入力端子は、基準電源ＥVに接続される。作
動アンプ１３Ａ、１４Ａの出力はダイオードを介してフ
ォトカプラ９に接続されている。

【００１６】この定電圧充電回路１３は、作動アンプ１
３Ａの＋側入力端子の電圧、すなわち電池の分圧電圧
を、−側に接続された基準電圧ＥVに比較して、作動ア
ンプ１３Ａの出力を＋−に反転させる。電池の電圧が設
定電圧よりも高くなると、＋側の電圧が−側の基準電圧
よりも高くなる。そうすると、作動アンプ１３Ａの出力
は＋となり、ダイオードに電流が流れなくなってフォト
カプラ９の発光ダイオードは発光しなくなる。この状態
になると、ＰＷＭ制御回路８はスイッチング部５のスイ
ッチング素子を制御して出力を低下させる。定電圧充電
回路１３の基準電圧ＥVは、電池を定電圧充電する基準
電圧を決定する。

【００１７】定電流充電回路１４は、作動アンプ１４Ａ
の＋側入力端子を電流検出抵抗ＲSに接続し、−側入力
端子を基準電源ＥSに接続している。この回路は、電池
の充電電流が設定値よりも大きくなると、作動アンプ１
４Ａの＋側入力端子の電圧が−側の基準電圧ＥSより高
くなる。この状態で作動アンプ１４Ａは出力電圧を＋と
し、ダイオードを逆バイアスとしてフォトカプラ９の発
光ダイオードを発光させなくする。この状態で、ＰＷＭ
制御回路８はスイッチング部５のスイッチング素子を制
御して出力を低く制御して、電池の充電電流を少なくす
る。したがって、定電流充電回路１４は、電池の充電電
流が設定値よりも大きくなるのを防止して、定電流充電
する。定電流充電回路１４の基準電圧ＥSは、電池をメ
イン充電するときと、パルス充電するときの充電電流を
決定する。

【００１８】充電制御スイッチＳＷは、電源１と電池と
の間に接続されており、電池の充電電流を休止するとき
オフ、充電するときオンに切り換えられる。

【００１９】演算手段１１にはマイコンが使用できる。
演算手段１１は、電圧電流検出回路１２の出力を演算し
て充電制御スイッチＳＷを制御し、また、電圧電流検出
回路１２の入力信号を演算して、電池の有無を検出し、
電池の有無を表示手段１５に出力する。表示手段１５は
電池の有無を表示する。

【００２０】さらに、演算手段１１はタイマー（図示せ
ず）を内蔵しており、非水電解液電池の満充電を検出し
た後、充電制御スイッチＳＷを一定の周期で切り換え
る。演算手段１１は、満充電した非水電解液電池を充電
するときには充電制御スイッチＳＷをオン、充電を休止
するときにはオフに切り換える。

【００２１】電圧電流検出回路１２は、電流検出抵抗Ｒ
Sの電圧降下を増幅するオペアンプ１２Ａと、オペアン
プ１２Ａの出力信号をデジタル量に変換するＡ／Ｄコン
バータ１２Ｂと、電池の電圧をデジタル量を変換するＡ
／Ｄコンバータ１２Ｃとを備える。

【００２２】図２に示す充電回路は、図３に示すフロー
チャートでリチウムイオン二次電池等の非水電解液電池
を充電し、また、電池の有無を判定する。 ［Ｎ１］ 充電を開始する。 ［Ｎ２］ 電圧電流検出回路１２からの信号を演算手段
１１が処理し、電池に電流が流れているかどうかを判定
する。 ［Ｎ３］ 電池に電流が流れていないと、「電池なし」
と判定する。充電を開始した最初に電池に電流が流れな
いのは、電池がない状態である。電池があると、充電の
最初には充電電流が流れるからである。 ［Ｎ４］ 表示手段が「電池なし」の表示を表示する。 ［Ｎ５］ 電池に電池が流れていると判定されると、演
算手段１１は、電圧電流検出回路１２からの入力信号を
処理して満充電であるかどうかを判定する。非水電解液
電池が満充電になると、電池電圧が所定の値に上昇し
て、充電電流がほとんど流れなくなる。したがって、電
池の電圧と電流から電池が満充電であるかどうかを判定
できる。電池が満充電でない場合は、［Ｎ２］にループ
して、電池の充電を続ける。 ［Ｎ６］ 非水電解液電池が満充電されると、表示手段
は「満充電」の表示をする。表示手段は、電池の有無の
表示に加えて、満充電も表示できるようにするのがよ
い。 ［Ｎ７］ 電池が満充電になると、充電をストップす
る。すなわち、充電制御スイッチＳＷをオフとして、電
池を電源１から切り離す。 ［Ｎ８］ 電池を電源１から切り離して、電池電圧を検
出する。電池電圧がない、すなわち、０Ｖであると「電
池がない」と判定して、［Ｎ３］のステップに移る。 ［Ｎ９］ 電池電圧が検出されると、充電をストップし
てからｘ分間経過したかどうかを演算手段１１のタイマ
ーが判定する。ｘ分経過するまでは、［Ｎ８］のステッ
プにループする。 ［Ｎ１０］ ｘ分経過すると、充電を再開する。 ［Ｎ１１］ 充電を再開してからｙ秒経過したかどうか
を判定する。ｙ秒経過するまでは、充電を継続する。 充電を再開してｙ秒経過すると、［Ｎ７］のステップに
ループし、その後［Ｎ７］ないし［Ｎ１１］のステップ
を繰り返して、一定の周期で非水電解液電池の有無を検
出する。非水電解液電池を充電する工程においは、図１
に示すように、最初に定電流充電され、その後に電池が
満充電に近付くと定電圧充電に切り換えられる。

【００２３】このような工程で満充電した非水電解液電
池の有無を検出する方法は、図１に示すように、満充電
した後に電池の充電と休止とを繰り返す充電工程におい
て、電池の電圧を、定電圧充電するときの電圧に等しく
し、あるいは、この電圧にほぼ等しく設計し、あるいは
また、この電圧よりも多少低く設計することによって、
非水電解液電池を過充電することなく、有無を検出でき
る特長がある。

【００２４】

【発明の効果】本発明の非水電解液電池充電器の電池有
無検出方法は、電池を満充電した後、充電と休止とを繰
り返し、充電を休止するときの電池電圧を検出して、電
池の有無を判定する。このため、従来方法のように、押
しボタンスイッチ等の機械的な可動部分で電池の有無を
判定する部材を使用することなく、純粋に電気的に満充
電した非水電解液電池の有無を判定できる。したがっ
て、本発明の方法は、押しボタンスイッチ等の部品を使
用する必要がなく、部品コストと、この部品をケーシン
グの決められた位置に組み込む工程とを省略して、安価
に多量生産できる特長がある。

【００２５】さらに、本発明の非水電解液電池の有無を
検出する方法は、機械的に非水電解液電池の有無を検出
するのではなく、電気的に電池の有無を検出するので、
検出パーツの経時的な劣化に起因する動作不良を極減で
き、長期間にわたって正確に動作し、高い信頼性で電池
の有無を判定できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のかかる方法で非水電解液電
池を充電して有無を検出するときの電池の電圧、電流特
性を示すグラフ

【図２】図１に示す電圧、電流特性で非水電解液電池を
充電して有無を判定する充電回路のブロック線図

【図３】図２に示す充電回路を使用して非水電解液電池
を充電し、その後に電池の有無を検出するフローチャー
ト

【符号の説明】

１…電源 ２…充電制御手段 ３…入力フィルター ４…整流回路 ５…スイッチング部 ６…変換トランス ７…整流平滑回路 ８…ＰＷＭ制御回路 ９…フォトカプラ １０…出力調整回路 １１…演算手段 １２…電圧電流検出回路 １３…定電圧充電回路 １３Ａ…作動アンプ １４…定電流充電回路 １４Ａ…作動アンプ １５…表示手段 ＳＷ…充電制御スイッチ ＲS……電流検出抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池を満充電する最終過程で電池を定電
   圧充電し、電池を満充電した後で電池の有無を検出する
   方法において、 満充電した後に、所定の時間間隔で電池の充電と休止と
   を繰り返し、休止中の電池電圧を検出して電池の有無を
   検出することを特徴とする非水電解液電池充電器の電池
   有無検出方法。