JPH0732543B2 - 二次電池充電制御回路 - Google Patents
二次電池充電制御回路Info
- Publication number
- JPH0732543B2 JPH0732543B2 JP60183353A JP18335385A JPH0732543B2 JP H0732543 B2 JPH0732543 B2 JP H0732543B2 JP 60183353 A JP60183353 A JP 60183353A JP 18335385 A JP18335385 A JP 18335385A JP H0732543 B2 JPH0732543 B2 JP H0732543B2
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- JP
- Japan
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- voltage
- operational amplifier
- circuit
- input
- battery
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、二次電池を充電する充電器の充電制御回路の
うち、降下電圧検出回路を具備した充電制御回路に関す
るものである。
うち、降下電圧検出回路を具備した充電制御回路に関す
るものである。
従来の技術 ニッケル・カドミウム電池のような二次電池を大電流に
より充電すると、第４図に示すような充電特性を示す。
この充電特性における充電末期の電圧のピーク点Ｐから
の降下電圧ΔＶを検知して充電を終了させることを目的
とした、降下電圧検出手段を具備する充電制御回路は、
近年、１台の充電器でセル数の異なる電池の充電制御が
可能であることや、製造工程において精密な電圧設定等
が不要であることなどから、ポータブルビデオ用充電器
やハンドヘールドコンピュータ用充電器に広く用いられ
ている。
より充電すると、第４図に示すような充電特性を示す。
この充電特性における充電末期の電圧のピーク点Ｐから
の降下電圧ΔＶを検知して充電を終了させることを目的
とした、降下電圧検出手段を具備する充電制御回路は、
近年、１台の充電器でセル数の異なる電池の充電制御が
可能であることや、製造工程において精密な電圧設定等
が不要であることなどから、ポータブルビデオ用充電器
やハンドヘールドコンピュータ用充電器に広く用いられ
ている。
以下図面を参照しながら、上述したような従来の降下電
圧検出手段を具備する充電制御回路について説明する。
圧検出手段を具備する充電制御回路について説明する。
第３図は従来の降下電圧検出回路を示すものである。第
３図において、１は電池電圧のピーク電圧を記憶する回
路を構成するダイオードでその順方向電圧をVFとする。
２はピーク電圧を記憶する回路を構成するコンデンサで
その電圧をVCとする。３は、電圧比較を行なう演算増幅
器でこの入力オフセット電圧をVoffとする。４は、コン
デンサの記憶電圧を放電するためのスイッチ、５は充電
される二次電池、６はトランス、７は整流ダイオード、
８は平滑用コンデンサで、10,12は演算増器によって動
作するスイッチトランジスタ、9,11,13,14はそれに付属
する抵抗である。
３図において、１は電池電圧のピーク電圧を記憶する回
路を構成するダイオードでその順方向電圧をVFとする。
２はピーク電圧を記憶する回路を構成するコンデンサで
その電圧をVCとする。３は、電圧比較を行なう演算増幅
器でこの入力オフセット電圧をVoffとする。４は、コン
デンサの記憶電圧を放電するためのスイッチ、５は充電
される二次電池、６はトランス、７は整流ダイオード、
８は平滑用コンデンサで、10,12は演算増器によって動
作するスイッチトランジスタ、9,11,13,14はそれに付属
する抵抗である。
まず、放電済の電池５を第３図に示すように接続し、ス
イッチ４をショートしコンデンサ２の電荷を放電した後
スイッチ４はオープンにしておく。そして、トランス６
の１次側に交流電源を接続して充電を開始する。充電中
は、電池端子５からダイオード１を通してコンデンサ２
に電流が流れコンデンサ２を充電する。この場合、VB=V
F+VC……１式の関係が成立する。充電中の電池電圧は第
４図に示す様に、時間とともにゆっくり上昇する。従っ
て、コンデンサ２の電圧は、１式を満足する様電池電圧
に追従して上昇する。この状態において演算増幅器３
は、非反転入力の方が反転入力に比較してダイオード１
の順方向電圧分VFだけ高くバイアスされている為、常に
ハイレベル“H"を出力している。従って、スイッチトラ
ンジスタ12,10も“ON"状態であり、充電を保持してい
る。
イッチ４をショートしコンデンサ２の電荷を放電した後
スイッチ４はオープンにしておく。そして、トランス６
の１次側に交流電源を接続して充電を開始する。充電中
は、電池端子５からダイオード１を通してコンデンサ２
に電流が流れコンデンサ２を充電する。この場合、VB=V
F+VC……１式の関係が成立する。充電中の電池電圧は第
４図に示す様に、時間とともにゆっくり上昇する。従っ
て、コンデンサ２の電圧は、１式を満足する様電池電圧
に追従して上昇する。この状態において演算増幅器３
は、非反転入力の方が反転入力に比較してダイオード１
の順方向電圧分VFだけ高くバイアスされている為、常に
ハイレベル“H"を出力している。従って、スイッチトラ
ンジスタ12,10も“ON"状態であり、充電を保持してい
る。
電池電圧がそのピーク値VBPに達した場合、コンデンサ
２の電圧もピーク値VCPになり、この場合もVBP=VF+VCP
つまりVCP=VBP-VF……２式の関係が成立する。やがて、
電池電圧VBは降下を始めるがコンデンサ２の電圧はダイ
オード１によって放電が阻止されたピーク電圧VCPを保
持する。やがて、電池５の電圧がコンデンサ２のピーク
電圧VCPより低下した場合、つまり２式より電池５の電
圧値が電池電圧のピーク値VBPから、ダイオード１の順
方向電圧VF以上低下した場合、演算増幅器３は反転入力
の方が非反転入力に比較して高くなり、ローレベル
“LO”を出力する。従って、スイッチトランジスタ10,1
2は“ON"から“OFF"となり充電を終了する。このように
して、降下電圧検出回路を具備する充電制御回路は動作
し充電を行なう。
２の電圧もピーク値VCPになり、この場合もVBP=VF+VCP
つまりVCP=VBP-VF……２式の関係が成立する。やがて、
電池電圧VBは降下を始めるがコンデンサ２の電圧はダイ
オード１によって放電が阻止されたピーク電圧VCPを保
持する。やがて、電池５の電圧がコンデンサ２のピーク
電圧VCPより低下した場合、つまり２式より電池５の電
圧値が電池電圧のピーク値VBPから、ダイオード１の順
方向電圧VF以上低下した場合、演算増幅器３は反転入力
の方が非反転入力に比較して高くなり、ローレベル
“LO”を出力する。従って、スイッチトランジスタ10,1
2は“ON"から“OFF"となり充電を終了する。このように
して、降下電圧検出回路を具備する充電制御回路は動作
し充電を行なう。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、検出可能な最少降
下電圧は、ダイオード１の順方向電圧以上必要であり、
演算増幅器３へのオフセット電圧に影響され検出可能な
最少降下電圧がさらに大きく必要となり、セル数の少な
い電池の検出が不可能となる。また、逆にオフセット電
圧が反転入力側に大きく偏っている場合、ダイオード１
の順方向電圧でも“H"レベルを保持することができなく
なり、充電が不能となる場合もある。
下電圧は、ダイオード１の順方向電圧以上必要であり、
演算増幅器３へのオフセット電圧に影響され検出可能な
最少降下電圧がさらに大きく必要となり、セル数の少な
い電池の検出が不可能となる。また、逆にオフセット電
圧が反転入力側に大きく偏っている場合、ダイオード１
の順方向電圧でも“H"レベルを保持することができなく
なり、充電が不能となる場合もある。
本発明は上記欠点に鑑み、ダイオード１の順方向電圧VF
および、演算増幅器３のオフセット電圧VOFFを補償し、
微少な降下電圧を検出できる降下電圧検出回路を提供す
るものである。
および、演算増幅器３のオフセット電圧VOFFを補償し、
微少な降下電圧を検出できる降下電圧検出回路を提供す
るものである。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の降下電圧検出回路
は、ダイオードとコンデンサで構成されたピーク電圧を
記憶する回路と、電圧比較を行なう演算増幅器とを備
え、ダイオードの順方向電圧および演算増幅器のオフセ
ット電圧を補償する回路とから構成したものである。
は、ダイオードとコンデンサで構成されたピーク電圧を
記憶する回路と、電圧比較を行なう演算増幅器とを備
え、ダイオードの順方向電圧および演算増幅器のオフセ
ット電圧を補償する回路とから構成したものである。
作用 この構成によってダイオードの順方向電圧と演算増幅器
のオフセット電圧等、構成部品のバラツキに影響される
事なく微少な電圧降下も検出可能となり、セル数の少な
い電池の充電制御も可能となる。
のオフセット電圧等、構成部品のバラツキに影響される
事なく微少な電圧降下も検出可能となり、セル数の少な
い電池の充電制御も可能となる。
実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の第１の実施例における降下電圧検出回
路を具備する充電制御回路の回路図を示すものである。
第１図において、１は電池電圧のピーク電圧を記憶する
回路を構成するダイオードで、その順方向電圧をVFとし
ている。２はダイオード１とともにピーク電圧を記憶す
る回路を構成するコンデンサでその電圧をVCとする。３
は、電圧比較を行なう演算増幅器でその入力オフセット
電圧をVoffとする。４は放電スイッチ、５は電池で、そ
の電圧をVBとする６はトランス、７はダイオード、８は
コンデンサ、９は抵抗、10はトランジスタ、11は抵抗、
12はトランジスタ、13,14は抵抗である。第１図に示す
ように構成された降下電圧検出回路について、以下その
動作を説明する。
路を具備する充電制御回路の回路図を示すものである。
第１図において、１は電池電圧のピーク電圧を記憶する
回路を構成するダイオードで、その順方向電圧をVFとし
ている。２はダイオード１とともにピーク電圧を記憶す
る回路を構成するコンデンサでその電圧をVCとする。３
は、電圧比較を行なう演算増幅器でその入力オフセット
電圧をVoffとする。４は放電スイッチ、５は電池で、そ
の電圧をVBとする６はトランス、７はダイオード、８は
コンデンサ、９は抵抗、10はトランジスタ、11は抵抗、
12はトランジスタ、13,14は抵抗である。第１図に示す
ように構成された降下電圧検出回路について、以下その
動作を説明する。
まず第１図に示す様に放電済の電池５を接続し、スイッ
チ４をショートしコンデンサ２の電荷を放電した後スイ
ッチ４はオープンにしておく、そして、トランス６の１
次側に交流電源を接続して充電を開始する。
チ４をショートしコンデンサ２の電荷を放電した後スイ
ッチ４はオープンにしておく、そして、トランス６の１
次側に交流電源を接続して充電を開始する。
充電中は電池５の一端から演算増幅器３の非反転入力側
に電池電圧VBが印加される。演算増幅器３の反転入力
は、コンデンサ２に接続されている為、演算増幅器３は
両方の入力をバランスさせる様に働く。従って、演算増
幅器３の入力オフセット電圧をVoff、ダイオード１の順
方向電圧をVF、コンデンサ２の電圧をVC、電池電圧をVB
とすると、Voff=VB-VC……３式が成立する。また、演算
増幅器３の出力電圧をVoutとすればVout=VF+VC……４式
が成り立つ。この状態は、電池充電中は保持されて演算
増幅器３は“H"レベルを出力している。従って、スイッ
チトランジスタ10,12はON状態である。次に、電池５の
充電が完了に近づき第４図におけるピーク点Ｐ、ピーク
値VBPに達した場合、コンデンサ２の電圧もピーク値VCP
となりVoff=VBP-VCP……５式が成立する。やがて、電池
５の電圧が第４図に示す様に降下を始める。演算増幅器
３の反転入力はピーク点Ｐにおいて、５式よりVCP=VBP-
Voff……６式に保持されている。また、非反転入力はVB
であり、（非反転入力）−（反転入力）−（入力オフセ
ット池圧）＝VB-VCP-Voff=VB-(VBP-Voff)-Voff=VB-VBP
……７式となる。６式は、演算増幅器３の出力条件式で
あり、この値が負となるのは、電池電圧VBが電池電圧の
ピーク値VBPより低下した場合である。従って、電池５
の電圧が降下しはじめるとすぐに演算増幅器３の出力は
“LO”となり、同時にスイッチトランジスタ10,12はオ
フとなり充電を終了させる。
に電池電圧VBが印加される。演算増幅器３の反転入力
は、コンデンサ２に接続されている為、演算増幅器３は
両方の入力をバランスさせる様に働く。従って、演算増
幅器３の入力オフセット電圧をVoff、ダイオード１の順
方向電圧をVF、コンデンサ２の電圧をVC、電池電圧をVB
とすると、Voff=VB-VC……３式が成立する。また、演算
増幅器３の出力電圧をVoutとすればVout=VF+VC……４式
が成り立つ。この状態は、電池充電中は保持されて演算
増幅器３は“H"レベルを出力している。従って、スイッ
チトランジスタ10,12はON状態である。次に、電池５の
充電が完了に近づき第４図におけるピーク点Ｐ、ピーク
値VBPに達した場合、コンデンサ２の電圧もピーク値VCP
となりVoff=VBP-VCP……５式が成立する。やがて、電池
５の電圧が第４図に示す様に降下を始める。演算増幅器
３の反転入力はピーク点Ｐにおいて、５式よりVCP=VBP-
Voff……６式に保持されている。また、非反転入力はVB
であり、（非反転入力）−（反転入力）−（入力オフセ
ット池圧）＝VB-VCP-Voff=VB-(VBP-Voff)-Voff=VB-VBP
……７式となる。６式は、演算増幅器３の出力条件式で
あり、この値が負となるのは、電池電圧VBが電池電圧の
ピーク値VBPより低下した場合である。従って、電池５
の電圧が降下しはじめるとすぐに演算増幅器３の出力は
“LO”となり、同時にスイッチトランジスタ10,12はオ
フとなり充電を終了させる。
以上のように本実施例によれば、ダイオードとコンデン
サで構成されたピーク電圧を記憶する回路と、電圧を比
較する演算増幅器のオフセット電圧補償する回路を用い
た構成により、７式に示す様に検出動作は、ダイオード
１の順方向電圧や演算増幅器３のオフセット電圧に影響
されず、電池電圧に関するもののみとなり、微少な降下
電圧も検出する事ができる。
サで構成されたピーク電圧を記憶する回路と、電圧を比
較する演算増幅器のオフセット電圧補償する回路を用い
た構成により、７式に示す様に検出動作は、ダイオード
１の順方向電圧や演算増幅器３のオフセット電圧に影響
されず、電池電圧に関するもののみとなり、微少な降下
電圧も検出する事ができる。
以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第２図は本発明の第２の実施例を示す降下電圧検出回路
を具備する充電制御回路の回路図である。第２図におい
て、１から14までは第１図と同じで、15,16はほぼ同一
の特性をもったFETトランジスタで、17,18は同一の抵抗
値をもった抵抗である。第１図の構成と異なるのは、演
算増幅器３の入力インピーダンスが不足している場合、
前記FETトランジスタ15,16および抵抗17,18で構成した
入力インピーダンス変換回路を設けた点である。
を具備する充電制御回路の回路図である。第２図におい
て、１から14までは第１図と同じで、15,16はほぼ同一
の特性をもったFETトランジスタで、17,18は同一の抵抗
値をもった抵抗である。第１図の構成と異なるのは、演
算増幅器３の入力インピーダンスが不足している場合、
前記FETトランジスタ15,16および抵抗17,18で構成した
入力インピーダンス変換回路を設けた点である。
上記のように構成された降下電圧検出回路について、以
下その動作を説明する。
下その動作を説明する。
J-FETトランジスタを図に示す様にソースフォロワーに
て構成した場合、17,18の抵抗値を大きくしておけば、
ゲート電圧はソース電圧と等しい値となる。従って、FE
Tトランジスタ15のゲート電圧は演算増幅器３の反転入
力と等しくなり、FETトランジスタ16のゲート電圧は演
算増幅器３の非反転入力と等しくなる。従って、FETト
ランジスタ15,16および抵抗17,18,演算増幅器３をまと
めて、１つの高入力インピーダンスの演算増幅器と見な
す事ができ、FETトランジスタ15のゲートを演算増幅器
の反転入力、FETトランジスタ16のゲートを演算増幅器
の非反転入力、また、これらの構成部品のバラッキによ
って生ずる誤差電圧を演算増幅器の入力オフセット電圧
とすれば、第２図の回路は第１図に示す回路と全く等価
となる。従って、回路動作および効果も同一である。
て構成した場合、17,18の抵抗値を大きくしておけば、
ゲート電圧はソース電圧と等しい値となる。従って、FE
Tトランジスタ15のゲート電圧は演算増幅器３の反転入
力と等しくなり、FETトランジスタ16のゲート電圧は演
算増幅器３の非反転入力と等しくなる。従って、FETト
ランジスタ15,16および抵抗17,18,演算増幅器３をまと
めて、１つの高入力インピーダンスの演算増幅器と見な
す事ができ、FETトランジスタ15のゲートを演算増幅器
の反転入力、FETトランジスタ16のゲートを演算増幅器
の非反転入力、また、これらの構成部品のバラッキによ
って生ずる誤差電圧を演算増幅器の入力オフセット電圧
とすれば、第２図の回路は第１図に示す回路と全く等価
となる。従って、回路動作および効果も同一である。
なお、第２の実施例において15,16にFETトランジスタを
用いたが、高入力が得られる素子であれば他のものでも
十分である。
用いたが、高入力が得られる素子であれば他のものでも
十分である。
また、充電対象の電池はニッケル・カドミウム電池で述
べたが、充電完了時に電圧が降下するものであれば充電
制御が可能であることはいうまでもない。
べたが、充電完了時に電圧が降下するものであれば充電
制御が可能であることはいうまでもない。
発明の効果 以上のように本発明は、ダイオードとコンデンサとで構
成されたピーク電圧を記憶する回路と、電圧比較を行な
う演算増幅器とを備え、ダイオードの順方向電圧および
演算増幅器のオフセット電圧を補償する回路を用いるこ
とにより微少な降下電圧の検出が可能となり、セル数の
少ない電池の充電制御も可能となる。また、演算増幅器
のオフセット調整も不要となり、その実用的効果は大な
るものがある。
成されたピーク電圧を記憶する回路と、電圧比較を行な
う演算増幅器とを備え、ダイオードの順方向電圧および
演算増幅器のオフセット電圧を補償する回路を用いるこ
とにより微少な降下電圧の検出が可能となり、セル数の
少ない電池の充電制御も可能となる。また、演算増幅器
のオフセット調整も不要となり、その実用的効果は大な
るものがある。
第１図は本発明の第１の実施例における降下電圧検出回
路を具備した充電制御回路図、第２図は本発明の第２の
実施例における降下電圧検出回路を具備した充電制御回
路の回路図、第３図は従来の降下電圧検出回路を具備し
た充電制御回路の回路図、第４図はニッケル・カドミウ
ム電池を充電した場合の充電々圧特性を示す図である。 １……ダイオード、２……コンデンサ、３……演算増幅
器。
路を具備した充電制御回路図、第２図は本発明の第２の
実施例における降下電圧検出回路を具備した充電制御回
路の回路図、第３図は従来の降下電圧検出回路を具備し
た充電制御回路の回路図、第４図はニッケル・カドミウ
ム電池を充電した場合の充電々圧特性を示す図である。 １……ダイオード、２……コンデンサ、３……演算増幅
器。
Claims (1)
- 【請求項１】演算増幅器の両入力端子の前段に、電界効
果トランジスタ（FET）と高入力インピーダンスを有す
るインピーダンス変換素子を介し、非反転入力側を検出
側入力とする演算増幅器と、その出力に接続された整流
器とこの整流器出力に接続したコンデンサとからピーク
電圧を記憶する回路を構成するとともに、前記整流器か
らの出力を前記インピーダンス変換素子を介して演算増
幅器の反転入力に帰還する構成とし、ピーク電圧を記憶
する回路を構成する演算増幅器と、記憶電圧に対する入
力電圧の降下電圧を検出する演算増幅器を同一素子で構
成し、さらに、帰還ループを構成することによって構成
部品のばらつきにより生ずるオフセット電圧や誤差電圧
を理論上OVに補正し、入力電圧が記憶電圧より時間と共
に上昇している場合は、ボルテージフォロワー回路とし
て電池電圧にほぼ等しい電圧を出力し、入力電圧が記憶
電圧より降下した場合は、コンパレータとして働きほぼ
OVを出力し、特殊な回路調整作業を必要とせず、また回
路素子のばらつきに影響されることなく微少な降下電圧
を検出可能とし、電圧の低い蓄電池の充電制御を可能と
した二次電池充電制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183353A JPH0732543B2 (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | 二次電池充電制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183353A JPH0732543B2 (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | 二次電池充電制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6244032A JPS6244032A (ja) | 1987-02-26 |
| JPH0732543B2 true JPH0732543B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=16134256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60183353A Expired - Lifetime JPH0732543B2 (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | 二次電池充電制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732543B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63257425A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-25 | 松下電器産業株式会社 | 二次電池充電制御回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937654A (ja) * | 1982-08-25 | 1984-03-01 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | クラツド式鉛蓄電池 |
-
1985
- 1985-08-21 JP JP60183353A patent/JPH0732543B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6244032A (ja) | 1987-02-26 |
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