JPH07106040B2

JPH07106040B2 - 充電装置

Info

Publication number: JPH07106040B2
Application number: JP61102306A
Authority: JP
Inventors: 輝昭中村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-05-02
Filing date: 1986-05-02
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPS62260533A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は充電可能な電池を備えた電子機器の、電池を充
電する為の充電装置に関するものである。

従来の技術充電可能な電池、例えばニッケルカドミウム電池は、あ
る程度大きな電流で必要以上に長時間充電すると、その
性能が劣化してしまう。そのため、従来電池の電圧を検
出する電圧検出手段を設け、電池の電圧が所定の電圧以
上になった時に使用者に充電の完了を表示するように構
成された充電装置があった。また、電池の電圧が所定の
電圧以上になった時に自動的に充電を停止するように構
成されたものがあった。

ところで放電した電池をいち早く回復させるためには、
大きな充電電流を流して、急速充電する必要があり、急
速充電をする場合には電池の過充電を防止するために電
池の充電完了状態を正確に判断する必要がある。

また、特願昭50−548480号公報に記載された発明に示さ
れるように、通電時に動作し、電池の充電時間に相当す
る時間の間に所定数になるタイミングで弛張パルスを発
生する計数入力発生部と、停電時に動作し、電池の放電
時間に相当する時間の間に所定数になるタイミングで出
力を行うインバータ回路と、計数入力発生部からの弛張
発振パルスにより、計数値が加算されると共に、インバ
ータ回路の出力により計数値の減算を行うカウンタとを
有し、カウンタの計数値が所定値に達するまでは急速充
電を行い、所定値に達するとフローティング充電を行う
ものがある。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、電池の電圧を検出するものにおいては、
使用する電池毎に、その電池の充電完了状態とその時の
電圧その相関関係が正確に分からないと、電池の充電完
了状態を正確に判断するのが困難である。また、たとえ
ばニッケルカドミウム電池は、充電開始直後に急速に電
圧が上昇し、充電終了間際は電圧の変化は非常に僅かで
あり、そのため充電完了状態の電圧を正確に検出しよう
とすれば精度の高い基準電池等が必要となって、非常に
高価になってしまう。また複数の電池を直列接続して使
用する場合には、各電池毎の特性のバラツキが充電完了
状態の電圧値に影響してしまう。そのため、複数の電池
を直列接続した交換可能なバッテリーパック等では使用
するバッテリーパック毎に充電完了状態の電圧値が大き
く異なってしまい、充電完了状態の性格な判別が一層困
難であった。

また、特開昭50−54848号公報に記載された発明に示さ
れるような構成では、充電、放電など装置の状態に応じ
てカウンタへ入力されるパルスのタイミングを変えるこ
とによって計数値の加減算を行っており、その状態毎
に、タイミングの異なるパルスを発生させる発生回路が
必要になるため、回路が複雑になり、かつ、その付加回
路分のコストが高くなる。特に、装置に複数の動作状態
がある場合、即ち、電池の放電状態が複数ある場合は、
その放電状態毎にパルスを発生させる回路を設けるか、
分周器を設けてその動作毎に分周比の設定を変えてやる
必要があった。さらに、充電と放電の切替は、停電状態
か通電状態により択一的に切替ようになっているため、
装置を動作しながら充電を行う即ち放電を行いながら充
電を行う際の残量の予測についてはなんら考慮されてい
なかった。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、簡
単な構成でかつ、放電を行いながら充電を行っても、正
確な残量の予測が行え、且つ、簡単な構成で、電池の過
充電を防止しながら、自動的に急速充電を行うことがで
きる充電装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明は上記従来の問題点を解決するために、タイミン
グ信号発生手段のタイミング信号の出力があったとき
に、装置の放電状態に応じた値を計数値から減算すると
共に充電状態であれば充電電流値に対応する値を計数値
に加算すると共に、この計数値が予め設定された充電完
了値に達していない場合は急速充電をおこない、充電完
了値に達した場合はフローティング充電を行うよう構成
した。

作用本発明は以上の構成により、電池の特性や電池電圧検出
の精度によらず適正な充電を行うことが出来る。また、
放電状態が複数あったり、放電と充電が同時に行われて
も正確な計数値を保つことが出来る。

実施例以下、本発明の充電装置をコードレス電話機に用いた場
合の実施例について説明する。

まず第１図のブロック図に基づいて説明する。第１図に
おいて１は充電可能な電池、２は充電電流供給手段、３
は充電伝切替手段、４は放電状態検出手段、５は充電電
流検出手段、６は計数手段である。充電電流供給ライン
は充電電流供給手段２より充電電流切替手段３を介して
電池１に接続される。充電電流検出手段５は電池１への
充電電流の有無を検出し、その検出信号を計数手段６に
送出する。一方、放電状態検出手段４は電池１の放電状
態に対応するデータを計数手段６に送出する。

計数手段６は、充電電流検出手段５から充電電流有りの
信号が来ている状態、すなわち充電時では、その計数値
があらかじめ設定されている充電完了値に達していない
場合のみ充電電流切替手段３に急速に充電を指令し、そ
して現在の計数値に所定の値を加算する。また既に充電
完了値に達している場合には、充電電流切替手段３にフ
ローティング充電を指令し、計数値への加算はしない。

一方、放電時には計数手段６は放電状態検出手段４から
送るられるデータに基づいて放電電流値に対応する値を
減算する。

計数手段６は以上の処理を予め定められた周期で繰り返
す。そして、充電時には一定の周期で充電電流値に対応
した数を加算し、放電時には同じ周期で放電電流値に対
応した数を減算するため、計数手段６の計数値は電池１
の残量を示す事となる。そして、計数値が充電完了値に
達していない場合、すなわち電池１が十分に充電されて
いないと判断した場合に急速充電を指令し、計数値が充
電完了値に達するまでその指令を続ける。

７は計数手段６に、加算または減算を所定の周期で行う
ようにタイミング信号を与えるタイミング信号発生手段
である。

次に第２図に示されるブロック図に基づいて具体的な構
成を説明する。第２図において８はコードレス電話機の
親機である。９は商用電源からの交流電源を直流電源に
変換し、充電電流として供給する電流供給装置である。
10,11は充電電流制限用の抵抗器である。12は抵抗器11
の両端に接続された電子スイッチで、外部からの指令に
従って抵抗器11の両端を短絡する。抵抗器11の両端が短
絡すると、抵抗器10のみが充電電流制限用として働く事
となり、この状態で充電電流が急速充電用の値となるよ
うに抵抗器10を設定しておく。また抵抗器11の両端が短
絡されていない状態では、抵抗器10および抵抗器11の双
方が充電電流制限用として働く事となり、この状態で充
電電流がフローティング充電用の値となるように抵抗器
11の値を設定しておく。以上は親機８内に備えられてい
る。13a,13bは親機８に設けられた充電電流用端子、14
は同じく親機８に設けられ、電子スイッチ12を駆動する
ための信号が入力する端子である。

15は親機８と着脱可能な子機である。以下に子機15の構
成を説明する。16はマイクロプロセッサを備えた制御装
置、17は受信機、18は送信機である。19は充電可能な電
池で、ニッケルカドミウム電池が用いられる。電池19は
制御装置16、受信機17、送信機18に電力を供給する。20
は受信機17を動作させる電源スイッチ、21は送信機18を
動作させる電源スイッチである。22は受信機17に電源電
圧が印加されたことを制御装置16に伝える信号線、23は
送信機18に電源電圧が印加されたことを制御装置16に伝
える信号線である。

24は電池19からの逆流電流を阻止するためのダイオード
で、電池19への充電ラインに直列に挿入される。25a,25
bは、親機８側の端子13a,13bに接続して親機８から充電
電流を導24くための端子である。26は端子25aとダイオ
ード24との間から充電用電流の一部を取り出し、抵抗器
27に流すための線である。28は抵抗器27に生じる電圧を
充電電流の有無を示す信号として制御装置16に伝える信
号線である。また29は制御装置16が電子スイッチ12を制
御するための信号線、30は信号線29の先端にあって親機
８側の端子14と接触する端子である。

以下、第３図および第４図に基づいて動作を説明する。
本実施例では第２図に示される制御装置16が第３図およ
び第４図に示されるフローチャートに従って電子スイッ
チ12を制御し、充電電流を切り替える。ｘは制御装置16
内に記憶される電池１の残量を示す値である。Q1は受信
機17が動作している場合の放電電流値に対応した値であ
る。一方Q2は送信機18が動作している場合の放電電流値
に対応した値である。送信機18の消費電力は受信機17よ
り非常に大きいため、Q2はQ1より大きな値となる。また
Qcは電池19への急速充電電流に対応する値である。また
Ｍは電池19の蓄電容量に応じてあらかじめ定められた値
であり、制御装置16は前記ｘの値がＭに等しくなった時
に電池19への充電が完了したと判断する。

ａは信号線28によって制御装置16に伝えられ、電池19へ
の充電電流の有無を示すデータである。親機８から充電
用電圧が印加されると、電池19に充電電流が流れ込むと
ともに、抵抗器27にも電流が流れ、抵抗器27に電圧が生
じてａ＝１となる。また充電用電圧が印加されていない
時にはａの値は０となる。またｂは制御装置16から出力
する電子スイッチ12を制御するためのデータであり、１
の時に電子スイッチ12が短絡となり、０の時に開放とな
る。

ｃは制御装置16に入力する受信機17の動作を示すデータ
であり、電源スイッチ20が閉結され、受信機17に電源電
圧が印加された時に１となる。またｄは同じく制御装置
16に入力する送信機18の動作を示すデータであり、電源
スイッチ21が閉結され、送信機18に電解電圧が印加され
た時に１となる。

第３図において、まず制御装置16が動作を開始すると、
ｘの値として電池19の充電完了に対応するＭの値を格納
する。動作開始直後では電池19の残量に対応する正確な
値をｘに格納するのは困難であり、たとえ電池19が充電
完了状態でなくても充電完了状態という前提で動作を開
始し、電池19に不用意に急速充電を行わないようにす
る。

次に遅延ルーチンで所定の時間Ｔ（sec）が経過した後
に、第４図に示される充電電流設定ルーチンへ移る。充
電電流設定ルーチンでは、まず充電電流が供給されてい
るかどうかの判断が行われる。子機15が親機から離され
ているか、また親機８へ商用電源が印加されていない場
合にはａ≠１であるため、そのままメインルーチンに戻
る。一方充電電流が供給されてａ＝１となった場合に
は、すでにｘ＝Ｍであればｂを０にし、電子スイッチ12
を開放して、フローティング充電を行うように指令す
る。またａ＝１であってｘ≠Ｍであればｂを１にして、
電子スイッチ12を短絡して急速充電を指令し、そしてｘ
にQcを加算してメインルーチンへ戻る。

以上の充電電流設定ルーチンの後、受信機17および送信
機18の動作状態の判別に移る。受信機17が動作して、ｃ
＝１となっておれば、ｘからQ1を減算する。また送信機
18が動作して、ｄ＝１となっておれば、ｘからQ2を減算
する。そして、再び遅延ルーチンに戻り、時間Ｔ（se
c）が経過した後に再び充電電流設定ルーチンに移る。

本実施例では以上の処理を繰り返して行い、ｘの加算お
よび減算がＴ（sec）毎に行われる。すなわち、所定の
Ｔ（sec）毎に、放電電流値に対応した値Q1またはQ2を
減算し、また充電電流値に対応した値Qcを加算するた
め、ｘの値は常に電池19に蓄えられた電荷の残量を示す
事となる。そして、例えばｘ＝Ｍの状態で送信機18の動
作を開始し、送信機18のみを30T（sec）だけ動作させる
と、ｘの値はＭ−30Q2となり、ｘとＭの差、即わち30Q2
が送信機18を30T（sec）だけ動作させた場合に電池19か
ら流れ出た電荷量を示す事となる。このように制御装置
16は、電池19から放電した電荷量を常に把握している事
となり、その分を電荷を急速充電によって充電し、電池
19を早く回復させる事が出来る。また、ｘ＝Ｍとなった
状態での充電はフローティング充電電流によって行われ
る。電池19は、過充電を行うことによって性能が劣化す
るとはいうものの、ある値以下の小電流でで充電する場
合には、このような性能の劣化はほとんどない。ところ
で、子機15が非使用時であっても、制御装置16が動作す
るための電力が必要である。そのため、フローティング
充電電流の値は、電池19の性能を劣化させない程度の充
電電流と、制御装置16を動作させるために必要な電流と
を加えあわせた値となるようにする。また前述したよう
に動作開始時は電池19の実際の残量にかかわらずｘ＝Ｍ
としたが、電池19には常に小さな充電電流が流れる事と
なるため、ある程度時間が経てば充電完了状態となる。

発明の効果本発明は、タイミング信号発生手段のタイミング信号の
出力があったときに、装置の放電状態に応じた値を計数
値から減算すると共に充電状態であれば充電電流値に対
応する値を計数値に加算すると共に、この計数値が予め
設定された充電完了値に達していない場合は急速充電を
おこない、充電完了値に達した状態ではフローティング
充電を行うよう構成したので、電池の特性や電池電圧検
出の精度によらず適正な充電を行うことが出来る。ま
た、放電状態が複数あったり、放電と充電が同時に行わ
れても正確な計数値を保つことが出来き、かつその放電
状態が複数になったとしてもパルス発生回路を増やした
り、分周器を設けたりする必要性は無く、構成を簡単に
でき、かつ、適正な充電を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における充電装置のブロック
図、第２図は同充電装置を用いたコードレス電話装置の
ブロック図、第３図は同コードレス電話装置における同
充電装置の動作を示すフローチャート、第４図は同フロ
ーチャート中のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。１……電池、２……充電電流供給手段３……充電電流切替手段４……放電状態検出手段５……充電電流検出手段６……計数手段７……タイミング信号発生手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充電可能な電池と、充電電流供給手段と、
上記充電電流供給手段によって供給される電流の量を急
速充電用電流値とフローティング充電用電流値にきりか
える充電電流切替手段と、装置の動作状態に基づいて上
記電池の放電電流値に対応する適当なデータを出力する
放電状態検出手段と、上記電池への充電電流の有無を検
出する充電電流検出手段と、タイミング信号を発生する
タイミング信号発生手段と、上記タイミング発生手段か
らのタイミング信号の出力があった時には前記放電状態
検出手段からのデータに従った計数値の減算と上記充電
電流検出手段からの充電電流有りの指令があれば充電電
流値に対応した計数値の加算とを行う計数手段とを有
し、上記計数手段は更に計数値が予め設定された充電完
了値に達していない場合は上記充電電流切替手段に急速
充電用電流値を指令し、充電完了値に達した状態では上
記充電電流切替手段にフローティング充電用電流値を指
令する事を特徴とする充電装置。