JPH07123607A - 充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 充電式電池を効率良く充電する充電回路を提
供する。 【構成】 充電式電池６と充電電流供給回路７との間の
充電電流供給路内に挿入接続されている検出用抵抗９
と、該検出用抵抗９を流れる充電電流に応じて変化する
該検出用抵抗９の両端の電位差を検出するとともに該電
位差が大のとき導通し、且つ充電電流供給回路７の充電
電流供給動作を制御する検出用トランジスター１０と、
前記検出用抵抗９に並列接続されたダイオード１２とよ
り構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、充電式電池の充電回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯して使用されるディスクプレーヤー
やテープレコーダー等の音響機器が普及しているが、斯
かる音響機器は屋外で使用されるため、電源として電池
が使用される。そして、最近では、斯かる電池としてニ
ッカド電池等の充電式電池を使用する機器が増加しつつ
ある。

【０００３】充電式電池の充電電流と充電時間との関係
は、充電開始時大きな電流が流れ、充電動作が行われて
電池の充電電圧が高くなるにつれて充電電流が減少する
関係にある。

【０００４】斯かる充電電流の変化を検出することによ
って充電式電池の充電動作を制御するようにした充電回
路が一般に使用されているが、斯かる技術としては、例
えば実開昭６４−１６１４３号公報に開示されたものが
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した公報に記載さ
れている技術における充電電流の検出動作は、充電電流
の供給路内に挿入されている検出用抵抗の両端の電位差
を検出することによって行われる。

【０００６】充電式電池がニッカド電池の場合の充電方
法は、定電流にて行われるため、この電流値に合わせて
検出用抵抗の抵抗値を設定することができるが、最近使
用されつつあるリチウムイオン電池と呼ばれる充電式電
池の場合には、次のような問題がある。

【０００７】即ち、リチウムイオン電池の充電特性は、
図２に示したように充電電流の値が大きく変化する。従
って、充電電流の検出を行うために充電電流の供給路内
に挿入される検出用抵抗の抵抗値を電流が大きい点に合
わせて設定すると電流が小さい点で検出することができ
ない。反対に電流が小さい点に合わせて設定すると電圧
ロスが大きくなるという問題がある。

【０００８】本発明は、斯かる点を改良した充電回路を
提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の充電回路は、充
電式電池に充電電流を供給する充電電流供給回路と充電
式電池との間の充電電流供給路内に挿入接続されている
検出用抵抗と、該検出用抵抗を流れる充電電流に応じて
変化する該検出用抵抗の両端の電位差を検出するととも
に該電位差が大のとき導通し、且つ前記充電電流供給回
路の充電電流供給動作を制御する検出用トランジスター
と、前記検出用抵抗に並列接続されたダイオードとより
構成されている。

【００１０】

【作用】本発明は、充電電流を検出するべく充電電流供
給路内に挿入接続されている検出用抵抗にダイオードを
並列接続することによって充電電流が大きい状態におけ
る電圧ロスを小さくするようにしたものである。

【００１１】

【実施例】図１に示した回路は、本発明の充電回路の一
実施例である。同図において、１は商用交流電源に接続
される電源端子、２は交流電圧を所定の電圧に降圧する
電源トランス、３は該電源トランス２によって降圧され
た交流を直流に整流するダイオードブリッジ回路、４は
該ダイオードブリッジ回路３によって整流された信号を
平滑する平滑用コンデンサーであり、該ダイオードブリ
ッジ回路３と共に直流電源回路５を構成している。

【００１２】６はリチウムイオン電池等の充電式電池、
７は前記直流電源回路５より直流電源が供給される充電
電流供給回路であり、充電制御回路８の制御動作に基い
て前記充電式電池６に充電電流を供給する作用を有して
いる。

【００１３】９は前記充電電流供給回路７と充電式電池
６との間の充電電流供給路内に挿入接続されている検出
用抵抗、１０は前記検出用抵抗９の両端の電位差を検出
するべくエミッタが該抵抗９の電源側に接続されている
とともにベースが抵抗１１を介して該抵抗９の充電式電
池６側に接続されている検出用トランジスターであり、
そのコレクタは前記充電制御回路８に接続されている。
１２は前記検出用抵抗９の電源側にアノードが接続され
ているとともにカソードが該抵抗９の充電式電池６側に
接続されているダイオードである。

【００１４】斯かる回路構成において、ダイオード１２
が導通状態にあるとき検出用トランジスター１０がバイ
アスされて導通状態になるように抵抗１１の値等は設定
されている。また、検出用トランジスター１０が導通状
態より非導通状態に反転すると充電制御回路８の制御動
作によって充電電流供給回路７からの充電式電池６への
充電電流の供給動作を停止させるように構成されてい
る。

【００１５】以上の如く本発明の充電回路は構成されて
いるが、次に斯かる回路の動作について説明する。電源
端子１より入力された商用交流電源は、電源トランス２
によって降圧されるとともに直流電源回路５に供給され
て整流平滑される。前記直流電源回路５より直流電圧が
出力されると充電制御回路８による充電電流供給回路７
の制御動作が行われ、該充電電流供給回路７より充電式
電池６へ充電電流が供給される。

【００１６】そして、充電動作の開始時には、図２に示
す充電特性図より明らかなように充電式電池６に流れる
充電電流が大きいため、検出用抵抗９の両端の電位差が
大きくなる。従って、前記検出用抵抗９に並列接続され
ているダイオード１２が導通状態になるとともに検出用
トランジスター１０がバイアスされて導通状態になる。

【００１７】前記検出用トランジスター１０が導通状態
になるとそのコレクタより充電制御回路８に検出信号、
即ち充電電流が所定値よりも大きい値にあることを示す
信号が入力される。その結果、前記充電制御回路８が、
充電式電池６に充電されている容量が少ないと判断し、
充電電流供給回路７に対する制御動作を行うので前記充
電式電池６への充電電流の供給動作が行われる。

【００１８】このように充電電流供給回路７より充電式
電池６に充電電流が供給されて充電動作が行われるが、
充電電流が大きい状態にあるときには、検出用抵抗９及
びダイオード１２を通して充電式電池６に充電電流が供
給される。即ち、斯かる充電状態にあるときには、ダイ
オード１２が導通状態にあるため、検出用抵抗９の両端
の電位差は、前記ダイオード１２の順方向電圧である
０．７〜１．０Ｖに抑えられている。それ故、充電電流
が大きくても電圧ロスを小さくすることができる。

【００１９】斯かる状態のままで充電動作は行われる
が、前記充電式電池６の充電によって充電容量が増大す
ると図２の充電特性図より明らかなように充電電流が減
少する。そして、その充電電流の値が設定値であるＩま
で減少すると、即ち時間Ｔまで充電されるとダイオード
１２及び検出用トランジスター１０が非導通状態に反転
する。

【００２０】前記検出用トランジスター１０が非導通状
態に反転すると充電制御回路８に入力される検出信号の
レベルが反転する。その結果、前記充電制御回路８が、
充電式電池６に充電されている容量が所定値に達っした
と判断し、充電電流供給回路７に対する制御動作を行
い、充電式電池６への充電電流の供給動作を停止させ
る。

【００２１】図１に示した実施例による充電動作は、前
述したように行われるが、検出用抵抗９の両端の電位差
はダイオード１２の順方向電圧によって決定されるた
め、該検出用抵抗９の抵抗値を大きくすることができ
る。即ち、前記検出用抵抗９の抵抗値を大きくすること
によって、充電電流の検出値であるＩの値を小さくする
ことができ、これによって充電式電池６の充電容量を１
００％近くにすることができる。

【００２２】図１に示した実施例の動作は以上の如く行
われるが、次に図３に示した実施例について説明する。
図３において、図１と同一のものには同一の番号を付し
ている。

【００２３】図３において、１３及び１４は充電電流供
給回路７と充電式電池６との間の充電電流供給路内に互
いに直列接続されている第１検出用抵抗及び第２検出用
抵抗であり、該第２検出用抵抗１４の抵抗値は第１検出
用抵抗１３の抵抗値よりも大に設定されている。

【００２４】１５はショットキーダイオードであり、前
記第２検出用抵抗１４の電源側にアノードが接続されて
いるとともにカソードは該第２検出用抵抗１４の充電式
電池６側に接続されている。また、本実施例における検
出用トランジスター１０のエミッタは、第１検出用抵抗
１３の電源側に接続され、ベースは抵抗１１を介して第
２検出用抵抗１４の充電式電池６側に接続されている。

【００２５】斯かる回路構成において、ショットキーダ
イオード１５が導通状態にあるとき検出用トランジスタ
ー１０がバイアスされて導通状態になるように抵抗１１
及び第１検出用抵抗１３の値等は設定されている。ま
た、検出用トランジスター１０が導通状態より非導通状
態に反転すると充電制御回路８の制御動作によって充電
電流供給回路７からの充電式電池６への充電電流の供給
動作を停止させるように構成されている。

【００２６】斯かる回路における充電動作は、図１に示
した実施例と同様に行われるが、充電動作の開始時には
充電式電池６に流れる充電電流が大きいため、第１検出
用抵抗１３と第２検出用抵抗１４の両端の電位差が大き
くなるとともに第２検出用抵抗１４の両端の電位差が大
きくなる。従って、前記第２検出用抵抗１４に並列接続
されているショットキーダイオード１５が導通状態にな
るとともに検出用トランジスター１０がバイアスされて
導通状態になる。

【００２７】斯かる状態のままで充電動作は行われる
が、充電電流が大きい状態にあるときには、ショットキ
ーダイオード１５が導通状態にあるため、第１検出用抵
抗１３及び第２検出用抵抗１４とショットキーダイオー
ド１５の並列回路を通して充電式電池６に充電電流が供
給される。即ち、斯かる充電状態にあるときには、ショ
ットキーダイオード１５が導通状態にあるため、第２検
出用抵抗１４の両端の電位差は、前記ショットキーダイ
オード１５の順方向電圧である０．３〜０．５Ｖ程度に
抑えられている。それ故、第２検出用抵抗１４の抵抗値
を大にしても該第２検出用抵抗１４の両端の電位差が大
きくなることはなく、充電動作時の電圧ロスを小さくす
ることができる。

【００２８】充電動作が行われて、充電式電池６の充電
容量が増大すると前述したように充電電流が減少する。
そして、その充電電流の値が設定値であるＩまで減少す
ると、即ち時間Ｔまで充電されるとショットキーダイオ
ード１５及び検出用トランジスター１０が非導通状態に
反転する。

【００２９】前記検出用トランジスター１０が非導通状
態に反転すると充電制御回路８が、充電式電池６に充電
されている容量が所定値に達っしたと判断し、充電電流
供給回路７からの充電式電池６への充電電流の供給動作
を停止させる。

【００３０】図３に示した実施例による充電動作は、前
述したように行われるが、第２検出用抵抗１４の両端の
電位差はショットキーダイオード１５の順方向電圧によ
って決定されるため該第２検出用抵抗１４の抵抗値を大
きくすることができる。即ち、前記第２検出用抵抗１４
の抵抗値を大きくすることによって、充電電流の検出値
であるＩの値を小さくすることができ、これによって充
電式電池６の充電容量を１００％近くにすることができ
る。

【００３１】また、図３において第１検出用抵抗１３
は、ショットキーダイオード１５の順方向電圧が検出用
トランジスター１０を導通状態にするために必要な電圧
値より小さいので挿入接続されている。即ち、前述した
検出用トランジスター１０の導通状態は、前記第１検出
用抵抗１３の両端の電位差にショットキーダイオード１
５の順方向電圧を加えた電圧によって行われるので、該
第１検出用抵抗１３の値は該ショットキーダイオード１
５の順方向電圧と検出用トランジスター１０の動作点を
考慮して設定される。

【００３２】図１及び図３に示した実施例では、充電電
流の所定値への低下が検出用トランジスター１０によっ
て検出されたとき充電電流供給回路７からの充電式電池
６への充電電流の供給動作を停止させるように構成した
が、タイマー回路を設けて所定時間後に充電電流の供給
動作を停止させるようにすることもできる。

【００３３】即ち、充電電流の所定値への低下が検出用
トランジスター１０によって検出されたとき充電制御回
路８に組込まれているタイマー回路のタイマー動作が行
われて所定時間後に充電電流の供給動作を停止させるよ
うに構成する。

【００３４】斯かるタイマー回路によるタイマー動作時
間は、図２に示した充電特性図に基いて設定される。前
記検出用トランジスター１０による充電電流の検出動作
は、電流値がＩになったときに行われるが、この電流値
Ｉを零にすることができないため、この点で充電電流の
充電式電池６への供給動作を断つと該充電式電池６の充
電容量を１００％にすることはできない。前記検出用ト
ランジスター１０による充電電流の所定値Ｉの検出動作
が行われた時点Ｔより所定時間ｔだけ充電電流の供給動
作を続けると前記充電式電池６の充電容量を略１００％
にすることができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、充電電流を検出するべく充電
電流供給路内に挿入接続されている検出用抵抗にダイオ
ードを並列接続したので、充電電流が大きい状態におけ
る電圧ロスを小さくすることができる。

【００３６】また、検出用抵抗の両端の電位差は、ダイ
オードの順方向電圧によって決定されるため、該検出用
抵抗の抵抗値を大きくすることができる。それ故、検出
される充電電流の値を小さく設定することができ、充電
式電池の充電動作が終了する直前での検出動作を行うこ
とができるという利点を本発明は有している。

【００３７】そして、本発明は、充電電流の検出動作が
行われた時点より所定時間充電電流の充電式電池への供
給動作を続けるようにしたので、充電式電池の充電容量
が略１００％になるまで充電することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の充電回路の一実施例である。

【図２】充電式電池の充電特性図である。

【図３】本発明の充電回路の一実施例である。

【符号の説明】

６ 充電式電池 ７ 充電電流供給回路 ８ 充電制御回路 ９ 検出用抵抗 １０ 検出用トランジスター １２ ダイオード １３ 第１検出用抵抗 １４ 第２検出用抵抗 １５ ショットキーダイオード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電式電池に充電電流を供給する充電電
   流供給回路と、該充電電流供給回路と充電式電池との間
   の充電電流供給路内に挿入接続されている検出用抵抗
   と、該検出用抵抗を流れる充電電流に応じて変化する該
   検出用抵抗の両端の電位差を検出するとともに該電位差
   が大のとき導通し、且つ前記充電電流供給回路の充電電
   流供給動作を制御する検出用トランジスターと、前記検
   出用抵抗に並列接続されたダイオードとより成る充電回
   路。
2. 【請求項２】 充電式電池に充電電流を供給する充電電
   流供給回路と、該充電電流供給回路と充電式電池との間
   の充電電流供給路内に互いに直列接続されている第１検
   出用抵抗及び該第１検出用抵抗より大きい抵抗値を有す
   る第２検出用抵抗と、前記第１検出用抵抗及び第２検出
   用抵抗を流れる充電電流に応じて変化する該検出用抵抗
   の両端の電位差を検出するとともに該電位差が大のとき
   導通し、且つ前記充電電流供給回路の充電電流供給動作
   を制御する検出用トランジスターと、前記第２検出用抵
   抗に並列接続されたショットキーダイオードとより成る
   充電回路。
3. 【請求項３】 検出用トランジスターが非導通状態に反
   転したとき充電電流供給回路からの充電式電池への充電
   電流の供給動作を停止させるようにしたことを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の充電回路。
4. 【請求項４】 検出用トランジスターが非導通状態に反
   転したときタイマー動作を行い、タイマー動作による設
   定時間が経過したとき充電電流供給回路からの充電式電
   池への充電電流の供給動作を停止させるようにしたこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の充電回
   路。