JPH07506238A - 電源および電池充電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ５、前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、充電の間前記電 池をモニタし、前記電池の充電の状態を前記電力コントローラに知らせる充電モ ニタをさらに含む、請求項１に記載の発明。

６、前記充電モニタおよび電力コントローラが、前記充電モニタのモニタリング に依存して、前記電池を急速充電、細流充電または放電状態におく、請求項５に 記載の発明。

７、＋ｉｉＪ記充電モニタか温度検知システムである、請求項５に記載の発明。

８　動作のために電気装置に、もしくは充電のために電池に、またはその両方に 電力を供給するための電力充電器装置であって、前記装置、電池および充電器装 置は互いに並列に結合され、 外部電源から前記電力充電器装置に電力を供給するための一次電源と、 前記−次層源に結合されて、前記外部電源から前記−次層源によって受取られた 前記電力を、前記装置の動作のため、もしくは前記電池の充電のため、またはそ の両方のために前記電力充電器装置によって利用可能な形態に変換するための電 力コンバータと、 面記電力コンハータに結合されて、前記装置もしくはｎＨ記装置に結合される前 記電池、またはその両方に与えられる電力を制御するための電力コントローラと を含み、それによって、前記電池の充電速度にかかわらず、前記装置および前記 電池にかかる電圧か浮動するのを可能にしながら、所望の電力を維持し、さらに 、 前記電池と直列に接続され、前記電力コントローラに結合されて、前記電池の充 電速度を判断するための充電速度センサと、 前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、充電の間前記電池を モニタし、かつ前記電池の充電状態を前記電力コントローラに知らせる充電モニ タとを含む、電力充電器装置。

９、前記電力コントローラか、一定の信号入力と充電速度センサからの充電速度 人力と、前記一定の信号入力と前記充電速度入力との差に基づく制御出力とを有 して前記電池内の電流を制御するための信号増幅器を含む、請求項８に記載の発 明。

ｌＯ前記−次層源が、前記電力コントローラに応答して、前記所望の電流を維持 するのに適切なパルス幅を与えるためのパルス幅インバータを含む、請求項８に 記載の発明。

１１、前記信号増幅器か、前記装置からの基準信号に基づく、前記装置への電圧 を維持するための一定信号出力を与え、所望の基準信号は前記電池の不在に応答 する、請求項９に記載の発明。

１２、前記電力コントローラに結合されて、前記充電器装置の動作状態を示す信 号装置を動作させるための信号コントローラをさらに含む、請求項８に記載の発 明。

１３、動作のために電気装置に、もしくは充電のために電池に、またはその両方 に電力を供給するための電力充電器装置であって、 外部電源から前記電力充電器装置に電力を供給するための一次電源と、 前記−次電源に結合されて、前記外部電源から前記−次電源らによって受取られ た電力を、前記装置を動作させるため、もしくは前記電池を充電するため、また はその両方のためにＤｉｉ記電力充電器装置によって利用可能な形態に変換する ための電力コンバータと、 前記電力コンバータに結合され、１ｔｉｒ記装置もしくは前記電池またはその両 方に与えられる電力を制御するための電力コントローラとを含み、それによって 、前記電池の充電速度にかかわらず、前記電池を充電するための定電流か維持さ れ、前記電池は急速充電、細流充電、または放電のいずれをも行ない、その一方 で前記装置および電池にかかる電圧か浮動することか可能にされる、電力充電器 装置。

！４．前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、前記電池の充 電速度を判断するための充電速度センサをさらに含む、請求項１３に記載の発明 。

１５、前記充電速度センサか、抵抗と、前記電池か充電している間に前記抵抗に かかる電圧を測定するための電圧検出器とを含む、請求項１４に記載の発明。

１６、前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、充電の間前記 電池をモニタし、前記電力コントローラに前記電池の充電状態を知らせる充電モ ニタをさらに含む、請求項１３に記載の発明。

１７、前記充電モニタおよび電力コントローラが、前記充電モニタのモニタリン グに依存して、前記電池を急速充電細流充電または放電状態におく、請求項１６ に記載の発明。

１８、動作のために電気装置に、もしくは充電のために電池に、またはその両方 のために電力を供給するための電力充電器装置であって、 外部電源から電力を前記電力充電器装置に供給するための一次電源と、 前記−次電源に結合されて、前記外部電源から前記−次電源によって受取られた 電力を、前記装置の動作のために、もしくは前記電池の充電のために、またはそ の両方のために前記電力充電器装置が利用可能な形態に変換するための電力コン バータと、 前記電力コンバータに結合されて、前記装置もしくは前記電池またはその両方に 与えられる電力を制御するための電力コントローラとを含み、それによって、前 記電池の充電速度にかかわらず、前記装置および電池にかかる電圧が浮動するの を可能にしなから、前記電池を充電するために単一の予め定められた定電流か維 持される、電力充電器装置９．前記電池に接続され、前記電力コントローラに結 合されて、前記電池の充電速度を判断するための充電速度センサをさらに含む、 請求項１８に記載の発明。

２０　前記充電速度センサか、抵抗と、前記電池か充電している際に前記抵抗に かかる電圧を測定するための電圧検出器とを含む、請求項１９に記載の発明。

２１　、　＋ｉｉｆ記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、充 電の間に前記電池をモニタし、前記電池の充電状態を１１１１記電力コントロー ラに知らせるための充電モニタをさらに含む、請求項１８に記載の発明。

２２、前記充電モニタおよび電力コントローラが、＋ｉｉｆ記充電モニタのモニ タリングに依仔して、前記電池を急速充電、細流充電、または放電状態におく、 請求項２１に記載の発明。

明細書 電源および電池充電システム 発明の背景 この発明は一般に電源および電池充電システムに関し、より特定的には、携帯用 電子装置、または携帯用装置に電力を供給するため、電池を充電するため、もし くはその両方のための万能電源として機能できる電気的に動力を与えられる装置 のための電池充電システムに関する。

たとえば、調査器具、通信アナライザ、デジタルオシロスコープ、ペンベースタ イプ、パームトップ、ラップトツブ、ノートブック型のパーソナルコンピュータ 等の携帯用電子装置には電源に関して複雑な要件がある。たとえば、携帯用コン ピュータは、典型的には、大型ディスプレイ、マイクロプロセッサ、およびたと えばフロッピィディスクもしくはハートドライブまたはその両方のディスクドラ イブを駆動する。初期のｒ持ち運びが容易でない」パーソナルコンピュータ（Ｐ Ｃ）は、フロッピィドライブを備え、小さな陰極線管（ＣＲＴ）のディスプレイ を用いた。これらの電力に関する要件は、約７５ないし１００Ｗであり、このよ うな電力に関する要件を満たすには壁のソケットへの接続を必要とした。後にラ ップトツブ等のより携帯に適したコンピュータか現れた。より新しいこれらのシ ステムは、ＣＲＴに代わって低電力液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を用い、さらに 、初期の大きなドライブに代わって、必要とする空間および電力かより小さい、 より小型のディスクドライブを用いた。より新しいこれらのシステムはその電力 に関する要件を十分に減じ、再充電可能な電池で動作することが可能となった。

一般に、図ＩＡに示されるように、ポータプルコンピュータ１は、ＡＣアダプタ ２（外部ＡＣ／ＤＣスイッチャ）、電池を細流充電するためのある形態の制限さ れた電流３、電池５を生の電源電圧から分離するためのステアリングダイオード ４、および内部ＤＣ／ＤＣコンバータ６を含む電源を用いる。Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコ ンバータは、約１ないし２時間電力を供給する６ないしｌＯの内部ニッケル／カ ドミウム（ＮｉＣａｄ）電池または外部電源から動作する。これは、充電を電流 の細流充電に制限する傾向があり、ステアリングダイオードにおける電力を浪費 し、電池の放電時間を減じる。

電池を急速に充電するためには、電池を過充電するのを防ぐように充電のレベル によく注意しな（ではならない。

フル充電を検出するための一般的な方法は「負のデルタＶＪ　（−ΔＶ）として 知られる。この方法ては、フルに充電される際のＮ１Ｃａｄ電池にかかる電圧の 僅かな負の変化を検出する。誤った検出に繋がり得る、電池にかかる電圧の変動 を防ぐために、急速な充電の電流は一定に保たれなくてはならず、コンピュータ の負荷電流の関数であってはならない。または、図ＩＢに示される例のように− ΔＶを測定する際には電池は充電器から接続を絶たれなければならない。

既知の電源ｌＯが図ＩＢに示される。電源１０は、広範囲のＡＣ入力を有するＡ Ｃアダプタ１２を含み、装置および電池１６に３５ワツト（Ｗ）のＤＣ出力を与 えることができる。充電の際に、電流制御が電池１６およびＤＣ−ＤＣコンバー タ１４の組合わせに対して定電流を維持する。

この態様で、より多くの電流がＤＣ−ＤＣコンバータ１４によって引出されるに つれて、電池を充電するために供給される電流は少なくなる。４つのワイヤ、十 ＶＡ、＋ＶＳ。

−ＶＡおよび−ＶＳか、ＡＣアダプタ１２をＤＣ−ＤＣコンバータ１４および電 池１６に接続する。電力コンバータの構成は、電流制御および最大電圧制御の両 方を有する２電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）順方向コンバータ１８を含む。Ａ Ｃアダプタ１２は、内部プロセッサ２０によって制御されるーへ■電池充電技術 を用いる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４および電池充電のための電力は、＋ＶＡお よび−ＶＡリード線を介して伝送される。負のΔＶは、リード線十ｖＳおよび− ＶＳにおいて測定される。誤った読取りを避けるために、電池の負のリード線に おけるＦＥＴスイッチは、−ΔＶか測定されている間はオフにされる。電池かフ ルに充電され、ＦＥＴスイッチをオフにすることによって、または物理的に電池 を除去することによって充電回路から除去されると、ＡＣアダプタ１２は一定の 最大電圧制御に戻る。電池の過充電を防ぐために、ＡＣアダプタ１２は電池充電 タイマおよび充電検出器を用いる。ＤＣ出力のための電力変換回路は、約５０キ ロヘルツ（ｋＨｚ）で動作するＦＥＴバックおよびブーストコンバータである。

充電および放電中の電池の電圧範囲のために、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、２ ：ｌの電圧範囲で動作することを要求される。典型的には、デジタル論理および アナログ特定用途向は集積回路（ＡＳＩＣ）か、状態および制御Ｑ号に通常必要 とされる回路の空間を最小にするために用いられる。

しかしながら、このタイプのシステムは、急速な充電をコンピュータか使用され ていない期間に限定し、各電池／コンピュータの組合わせについて電源／充電シ ステムは特殊に設計されることを必要とする。さらに、−ΔＶ測測定行なわれて いる際に電池充電電流をパルス化してしまうことが必要である。

したかって、より効率で、それによって電池放電時間を最適化する携帯用電子装 置のための改良された電源−電池充電システムが必要とされている。さらに、ス テアリングダイオードの必要をなくし、それによって装置に電力を与えるのに必 要な最小使用電圧を減じるシステムか必要とされている。この改良点はまた、シ ステム動作の間の電池−コンピュータの組合わせにおいて、またはスタンドアロ ーン、すなわちコンピュータなしての使用のいずれ（こおいても急速な充電を改 良し、充電器に変更を加えることなく種々のタイプの電池を充電する。

発明の概要 この発明に従えば、電気装置の動作のために、または電池の充電のために、また ほぞの両方に電力を供給するための新規な電力充電器装置が提供される。この充 電器装置は、外部電源から電力充電器に電力を供給するための一次電源と、−次 電源に結合されて、−次電源が外部電源から受取った電力を電力充電器か使用可 能な形態に転換するための電力コンバータと、電力コンバータに結合されて、装 置もしくは電池またはその両方に与えられる電力を制御するための電力コントロ ーラとを含み、それによって、装置および電池にかかるｆｆｌ　ＩＣＥは変わる ことか可能にされる一方で、電池の充電速度にかかわらず、電池を充電するため に一定の電力が維持される。電力充電器はまた、電池と直列に接続されかつ電力 コントローラに結合される充電速度センサを含み、これは、充電速度センサにか かる電圧を測定することによって、電池の充電状態を判断する。

充電速度センサは、可変抵抗値と、電池が充電しているときに抵抗器にかかる電 圧を測定するための電圧検出器とを含む。可変抵抗値によって、電池は急速充電 、細流充電、または放電（装置に電力を与える）のいずれを行なうこともてきる 。電池に接続され、電力コントローラに結合される充電モニタは、充電中の電池 をモニタし、電力コントローラに電池ての充電の状態を信号で知らせる。充電モ ニタによるモニタリングに基づいて、充電モニタおよび電力コントローラは電池 を急速充電、細流充電、または放電状態のいずれかにする。充電モニタは、温度 検知システム、電圧変化検知（−ΔＶ）システム、もしくは充電タイミングシス テム、またはこれらの３つの何らかの組合わせを用いる。

−［カコントローラは、一定の信号人力および充電速度センサからの充電速度入 力と、一定の信号入力と充電速度入力との差に基づきかつ電池にかかる電流を制 ｉ１１するための制御出力とを存する、誤差増幅器等の信号増幅器を用いる。

所望の電流を維持するのに適切なパルス幅を与えるために、−次層源は、電力コ ントローラに応答するパルス幅インバータを用いる。インバータは、たとえば電 流モードパルス幅変調フライバックインバータであってもよい。さらに、たとえ ば波形ジェネレータおよび電力コントローラに結合されるＬＥＤである信号化装 置は、電流充電器か動作している動作状態、すなわち急速充電、細流充電、電池 放電、または充電器で電力を与えられていることを表わす信号を図ＩＡおよびＩ Ｂは、ポータプルコンピュータのための２つの既知の電源を示すブロック図であ る。

図２は、本発明に従う電源−電池充電器を示すブロック図である。

図３は、図２に示される電源−電池充電器の制御および電力回路の概略図である 。

図４は、図２に示されるバッテリパックの電池および制御回路を示す概略図であ る。

具体的な実施例の詳細な説明 図２は、電子装置と用いるための電池充電器および電力システム１００のブロッ ク図を示す。たとえば、電力システム１００は、携帯用ノートブック型コンピュ ータ等のコンピュータ２００を動作させるように適合されてもよい。

コンピュータ２００と並列に接続されるのは、充電ユニットまたは充電器３００ およびパンテリパック４００である。

充電器３００はさらに、−次セクシ号ン３０２と二次セクション３０４とを含む 。二次３０４の中には、電力整流およびフィルタユニット３０６と、充電検知お よび制御回路３０８と、信号制御回路３１０とがある。充電器３００の例示的な 実施例は、図３に示される。

バッテリバック４００は、フィードバックおよび制御回路４０４に接続される電 池４０２を含む。バッテリバック４００の例示的な実施例は、図４に示される。

充電器３００は、バッテリバック４００を充電することも、もしくはコンピュー タ２００を動作させることも、またはその両方を同時に行なうこともてきる。バ ッテリバック４００がユニットの中になければ、充電器３００はコンピュータ２ ００に電力を供給する。バッテリバック４００の存在を検知することのできる充 電器３００にバッテリバック４００か接続されれは、充電器３００は、コンピュ ータ２００に電力を与えなから、バッテリバックの充電を始める。フル充電に達 すると、バッテリバック４００はフル充電動作から切換わって、充電器３００か らの細流充電動作におかれる。バッテリバック４００およびコンピュータ２００ の両方が並列に接続され、充に器３００とバッテリバック４００との間に電流制 限のための別個の手段がないので、充電器３００はバッテリバック４００を流れ る電流をモニタし、かつバッテリバック４００に必要とされる充Ｈｚ流をサポー １−する適切な電圧を与えなくてはならない。

したかって、バッテリバック４００か充電するにつれ、バッテリパンク４００と コンピュータ２００との両方にかかる電圧か増大する。バッテリバック４００か 除去されているときにコンピュータ２００に電力を供給し続けるには、充電器３ ００はバッテリバック４００か存在しないことを検出し、かつ充電器ユニット３ ００の出力で測定される定電圧のモードで動作しなくてはならない。

図３は、充電器３００の例示的な実施例の概略図である。

−次回路３０２は、ＡＣ壁電流をＤＣ７１１ｉ、圧に変換するためのＡＣ−ＤＣ アダプタである。−次回路３０２は、変圧器とブリッジと他の回路とを含むか、 これらは、本発明の完全な理解には重要ではなく、当業者に実現を委ねる。−次 回路３０２の反対側には、電力整流およびフィルタ回路３０６かあり、バッテリ バック４００もしくはコンピュータ２００、またはその両方への接続のための電 力出力Ｐ＋およびＰ−を含む。典型的には、先行技術の充電システムはステアリ ングダイオードを用い、これはバッテリバックまたは充電システムか故障して、 電子装置に高過ぎる電圧または電流を与えてしまうと、この故障か装置を破壊し なわないのだか、その場合にも電子装置の保護を与える。ステアリングダイオ− １・かないことを補償するために、ヒユーズＦか出力Ｐ＋とＰ−との間に加えら れる。さらに、ダイオードＤＩかＰ＋とＰ−との間におかれて、制御回路３゜８ Ａまたは３０８Ｂの故障のためにＰ＋で過電圧か起こる場合に備えてさらに保護 を与える。

フィルタ３０６に接続されるのは、充電検知および制御回路３０８である。充電 検知および制御回路３０８は、２つの部分、すなわち制御回路３０８Ａと制御回 路３０８Ｂとを含む。制御回路３０８Ａは電力整流およびフィルタ３０６に直接 接続され、−力制御回路３０８Ｂは一次３０２に直接接続される。制御回路３０ ８Ａおよび３０８Ｂは、制御１回路３０８Ａの一部である発光ダイオード（ＬＥ Ｄ）Ｉと、制御回路３０８Ｂの一部である光トランスデューサＬＱＩとを介して ともに結合される。制御回路３０８Ｂはさらに、電流モードパルス幅変調フライ バックインバータであるパルス幅インバータ３０９を含む。インバータ３０９は 、フィルタ３０６によって整流され積分されたときに所望の出力電圧または電流 を維持するデユーティサイクルでパルス幅を設定するように、−次回路３０２と 相互作用する。

制御回路３０８Ａは、電流検知３１２、共通検知３１４、充電可能化３１６、お よび急速充電３１８等のいくつかのコネクタを含む。コネクタ３１２．３１４． ３１６．３１８は、充電器３００とバッテリパック４００との間の接続を与える 。制御回路３０８Ａおよび急速充電コネクタ３１８にはまた、信号制御回路３１ ０か接続される。信号制御回路３１０は、５５５タイマ方形波発生器回路３２０ に接続されるＬＥＤ２を含む。ＬＥＤ２は、ユーザに電池の充電状態を知らせる ために用いられる。

ここで制御回路３０８Ａおよびその動作を説明する。ピン１ないし８を仔し、Ｐ ＋とＰ−との間に結合さ・れ、電流検知コネクタ３１２に結合される基準回路３ ２２は、その出力ピン１て約２５ホルト（Ｖ）に等しい基準電圧を与える。２． ５■はＲ１およびＲ２によって分割され、ピン３て誤差増幅器３２４の人力で２ ００ｍＶ基準電圧を生成し、これは基準回路３２２とフィルタ３０６との間に結 合され、ピンｌないし５を有する。バッテリパック４００か設置されれば、電流 検知ライン３１２と共通検知ライン３１４との間の電工は、抵抗器Ｒ３を介して ピン２て誤差増幅器３２４に与えられる。誤差増幅器３２４のピン２および３の 電圧の両方か、基準回路３２２、ピン２に関して測定され、共通接地を与える。

電流検知ライン３１２の電圧か一次３０２のピン３における２００ｍＶと異なる レベルにあれば、誤差増幅器３２４のピン１での出力によって、充１ＪＸ３００ は、バッテリパック４００内の電流検知抵抗器に２００ｍＶを印加するのに十分 な定電流をバッテリパック４００において維持するように、それにＬＬ、じてそ の出力を増大または減少させることになる。誤差増幅器３２４のピンｌは、ＬＥ ＤＩに流れる電流を設定し、この電流によってＬＱＩかインバータ３０９を制御 して、所望の電流を維持するのに適切なパルス幅を与えることとなる。

バッテリパック４００か除去されれば、誤差増幅器３２４のピン２に印加される 電圧は、ピン３ての２００ｍＶ基準電圧と比較される。この電圧は、ワイヤ３２ ６ての電圧から抵抗器Ｒ４およびＲ５によって分割される。ワイヤ３２６での電 圧は、Ｐ＋における充電器出力電圧の像である。

電池か除去されれば、誤差増幅器３２４のピン１は、コンピュータ２００に対し て一定の電圧を維持するようにＬＥＤｌの電流を設定する。ＬＱＩおよびインバ ータ３０９の動作は、電流を制御するときの上記の動作と同しである。

適切なモード（電流または電圧）は、電池からの電圧ではなくワイヤ３２６から の電圧を２００ｍＶ基準と比較することによって、電池を除去した際に自動的に 選択される。

この二重モート動作によって、電池と直列した充７′ｒＬ電流レギュレータを排 除することて、充電器の出力電圧をより制御することかできる。さらなる利点と しては、コンピュータの動作電子および電池の充電の両方のために単一の出力を 用いることで、双方のために別個の出力を設ける必要かなくなる。さらに、この ことで、７’ｌＩ池およびコンピュータの経路におかれると電力を浪費しかつ充 電器の必要とされる動作範囲を増大するステアリングダイオードの必要性かなく なる。さらに、コンピュータはもはや規制フィードバック経路の一体どなる部分 てはないので、充電器３００およびバッテリパック４００はコンピュータ２００ から独立して動作でき、充電器３００はバッテリパック４００のためのスタンド アローンである急速充電器として用いることかできる。

ここで電池に注目して、図４はバッテリパック４００の例示的な実施例の概略図 を示す。電池４０２およびフィートハック制御回路４０４に加えて、バッテリパ ック４００は、コネクタＰ＋、Ｐ−１３１２，３１４，３１６および３１８を介 してコンピュータ２００および充電器ユニット３００への接続のためのコネクタ を含む。第２のタイプのコネクタであるホンデン（Ｈｏｓｈｉｄｅｎ）コネクタ ４１０が設けられ、バッテリパック４００のみの急速充電を与えるために充電器 ユニット３００に直接バッテリパック４００を装着するためのＰ＋、ＰＩ、３１ ２−３１８と同じ接続を複製する。コネクタ４１０によって電池はベルトの上に おくことかでき、ケーブルを介してコンピュータ２００に接続することかできる 。フィードバック制御４０４はさらに、充電制団１回路４０６と充電モニタ回路 ４０８とを含む。

モニタ回路４０８は、当該分野ては既知であるいくつかのタイプの充電モニタ装 置の１つを実現し得る。たとえば、モニタ回路４０８は、電池内の温度変化、お よび選択された温度設定に基づいた充電状態の変化を観察する技術を用いてもよ い。別の技術として、充電状態を判断するのに一Δ■値を観てもよい。さらに、 充電状態を時間法めする技術を用いてもよい。上記のンステｌ、のいかなる組合 わせも、精度および信頼性を高めるために用いられる。充電状態はまた、急速充 電、低速充電および細流充電を含み得る。

図４に示すのに用いた特定のモニタ回路は、温度検知システムのそれに対応する 。モニタ回路４０８は、周囲温度センサ４１２および電池温度センサ４１４を含 む。両方のセンサ４１２および４１４からの電圧か、急速充電温度しきい値回路 またはコンパレータ４１６で比較される。両方の温度センサ４１２および４１４ はさらに、絶対温度コンパレータ４１８に結合される。モニタ回路４０８は、バ ッテリパック４００か充電器ユニット３００に接続され、充電器ユニット３００ がオンであるときに活性化される。これらの条件下で、充電可能化コネクタ３１ ６かローであれば、トランジスタＱ３はオンである。この時点てダイオードＤ２ は３つのオフセット電圧を確立する電圧基準として機能する。ダイオードＤ２の ピン３および２からの２つのオフセット電圧は、それぞれ２つの温度センサ４１ ２および４１４に関して電圧オフセットを与える。第３の電圧オフセットは、絶 対温度コンパレータ４１８の基準となる。

周囲温度センサ４１２は、電池温度センサ４１４に関して、等価なプラス摂氏ｌ Ｏ度（１０℃）でオフセットされる。

周囲センサ４１２および電池温度センサ４１４の出力ビン２は、コンパレータ４ １６のそれぞれビン人力２および３て比較される。人力２かコンパレータ４１６ において人力３よりも大きくなれば、コンパレータ４１６のビン出力３はローに なり、それ自体がダイオードＤ４を介してその状態てラッチすることとなる。電 池センサ４１６の出力が、コンパレータ４１８で設定された絶対温度レベルに達 すると、コンパレータ４１８の出力はローになるが、その状態でラッチしない。

温度が低下するにつれ、コンパレータ４１８からの出力はハイになる。

コンパレータ４１６またはコンパレータ４１８の出力のいずれかかローになれば 、電池の電流は細流充電速度に設定されることとなる。電池か急速充電状態にあ れば、トランジスタＱ４の抵抗と直列のＲ８を含む電流検知抵抗器が確立される 。トランジスタＱ４が、コンパレータ４１６またはコンパレータ４１８のいずれ かの出力がローになることによってオフになると、電流検知電圧はＲ９と直列の 抵抗器Ｒ８にかかる。これらの検知抵抗器、Ｑ４の抵抗と直列のＲ８、またはＲ ９と直列のＲ８のいずれかにかかつて印加された電圧は、電流検知ライン３１２ と共通検知ライン３１４との間で測定された通常モード電圧として充電器３００ に戻る。この電圧は、充電器３００において基準（図３参照）と比較され、所望 される一定の充電速度を維持する。

充電可能化コネクタ３１６から充電が行なわれていなければ、トランジスタＱ３ はオフになり、制御回路４０４を不能化し、トランジスタＱ５かオンになり、検 知抵抗器をバイパスして、電荷をＫｍ４０２からパワーコンピュータ２００に伝 達させながら、動作の効率を向上させる。トランジスタＱ６は、オンであれば、 急速充電コネクタ３１８を可能化して、充電器３００の信号制御回路３１０を活 性化する。さらに、制御回路４０６は、制御回路３０８Ａ（図３）の抵抗器Ｒ６ を介する電流でトランジスタＱ２がオンになると、充電器ユニット３００の存在 を検知する。

充電可能化コネクタ３１６がコンピュータ２００によってハイにされれば、充ｉ ｇ＝ａｏｏはパワーダウンし、バッテリバック４００をコンピュータ２００に電 流を供給するモードにおくようにＱ２のコレクタ電流はエミッタ抵抗Ｒ７によっ て制限される。このことにより、コンピュータ２００は電池４０２を排出させる 。低い電池の電圧が検知されれば、コンピュータ２００は、コンピュータ内の電 池電圧モニタによってローバッテリ検出信号を与え、電池４０２の再充電を始め るために充電器３００へのＱ２の制御に戻る。このことにより、システムか、許 容可能な最低電圧に放電し、次にフルに充電することによって電池４０２を調節 することを可能にする。この手順て、不完全な放電サイクルを繰返すことによっ て電荷蓄積能力か低減する「メＢり効果」をなくすことかできる。

本発明の池の実施例は、上述の説明より明らかである。

たとえは、充電器システムにおいては、ＡＣ／ＤＣコンバータに代わってＤ　Ｃ ／Ｄ　Ｃコンバータを用いてもよい。同じまたは均等の原理を実現する本発明の 他の実施例を用いることかてき、本発明から逸脱することなく当業者によって所 望のように構造的変更を加えてもよい。したがって、に述の実施例は添（・１の 請求の範囲によって制限されるものを除いては、本発明の範囲を制限するもので はないと意図される。

フロントページの続き （８１）指定回　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＮＧ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＳＮ、　ＴＤ。

ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ。

ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎ。

、　ＰＬ、　ＲＯ，ＲＵ、　ＳＤ、　ＳＥ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．電力を、動作のために電気装置に、もしくは充電のために電池に、またはそ の両方に供給するのに用いる電力充電器装置であって、 電力を外部電源から前記電力充電器装置に供給するための一次電源と、 前記一次電源に結合されて、前記外部電源から前記一次電源によって受取られた 電力を、前記装置を動作させるため、もしくは電池を充電させるため、またはそ の両方のために前記電力充電器装置によって利用可能な形態に変換するための電 力コンバータと、 前記電力コンバータに結合されて、前記装置もしくは前記装置に結合される前記 電池、またはその両方に与えられる電力を制御する電力コントローラとを含み、 それによって前記電池の充電速度にかかわらず、前記装置および電池にかかる電 圧が浮動するのを可能にしながら、前記電池を充電するために定電流が維持され る、電力充電器装置。
2. ２．前記電池に接続され、かつ前記電力コントローラに結合されて、前記電池の 充電速度を判断するための充電速度センサをさらに含む、請求項１に記載の発明 。
3. ３．前記充電速度センサが、抵抗および、前記電池が充電している際に前記抵抗 にかかる電圧を測定するための電圧検出器を含む、請求項２に記載の発明。
4. ４．前記電池が急速充電、細流充電、または放電のいずれも行なえるように前記 抵抗が変わる、請求項３に記載の発明。
5. ５．前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、充電の間前記電 池をモニタし、前記電池の充電の状態を前記電力コントローラに知らせる充電モ ニタをさらに含む、請求項１に記載の発明。
6. ６．前記充電モニタおよび電力コントローラが、前記充電モニタのモニタリング に依存して、前記電池を急速充電、細流充電または放電状態におく、請求項５に 記載の発明。
7. ７．前記充電モニタが温度検知システムである、請求項５に記載の発明。
8. ８．動作のために電気装置に、もしくは充電のために電池に、またはその両方に 電力を供給するための電力充電器装置であって、前記装置、電池および充電器装 置は互いに並列に結合され、 外部電源から前記電力充電器装置に電力を供給するための一次電源と、 前記一次電源に結合されて、前記外部電源から前記一次電源によって受取られた 前記電力を、前記装置の動作のため、もしくは前記電池の充電のため、またはそ の両方のために前記電力充電器装置によって利用可能な形態に変換するための電 力コンバータと、 前記電力コンバータに結合されて、前記装置もしくは前記装置に結合される前記 電池、またはその両方に与えられる電力を制御するための電力コントローラとを 含み、それによって、前記電池の充電速度にかかわらず、前記装置および前記電 池にかかる電圧が浮動するのを可能にしながら、所望の電力を維持し、さらに、 前記電池と直列に接続され、前記電力コントローラに結合されて、前記電池の充 電速度を判断ずるための充電速度センサと、 前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、充電の間前記電池を モニタし、かつ前記電池の充電状態を前記電力コントローラに知らせる充電モニ タとを含む、電力充電器装置。
9. ９．前記電力コントローラが、一定の信号入力と充電速度センサからの充電速度 入力と、前記一定の信号入力と前記充電速度入力との差に基づく制御出力とを有 して前記電池内の電流を制御するための信号増幅器を含む、請求項８に記載の発 明。
10. １０．前記一次電源が、前記電力コントローラに応答して、前記所望の電流を維 持するのに適切なパルス幅を与えるためのパルス幅インバータを含む、請求項８ に記載の発明。
11. １１．前記信号増幅器が、前記装置からの基準信号に基づく、前記装置への電圧 を維持するための一定信号出力を与え、所望の基準信号は前記電池の不在に応答 する、請求項９に記載の発明。
12. １２．前記電力コントローラに結合されて、前記充電器装置の動作状態を示す信 号装置を動作させるための信号コントローラをさらに含む、請求項８に記載の発 明。
13. １３．動作のために電気装置に、もしくは充電のために電池に、またはその両方 に電力を供給するための電力充電器装置であって、 外部電源から前記電力充電器装置に電力を供給するための一次電源と、 前記一次電源に結合されて、前記外部電源から前記一次電源らによって受取られ た電力を、前記装置を動作させるため、もしくは前記電池を充電するため、また はその両方のために前記電力充電器装置によって利用可能な形態に変換するため の電力コンバータと、 前記電力コンバータに結合され、前記装置もしくは前記電池またはその両方に与 えられる電力を制御するための電力コントローラとを含み、それによって、前記 電池の充電速度にかかわらず、前記電池を充電するための定電流が維持され、前 記電池は急速充電、細流充電、または放電のいずれをも行ない、その一方で前記 装置および電池にかかる電圧が浮動することが可能にされる、電力充電器装置。
14. １４．前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、前記電池の充 電速度を判断するための充電速度センサをさらに含む、請求項１３に記載の発明 。
15. １５．前記充電速度センサが、抵抗と、前記電池が充電している間に前記抵抗に かかる電圧を測定するための電圧検出器とを含む、請求項１４に記載の発明。
16. １６．前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、充電の間前記 電池をモニタし、前記電力コントローラに前記電池の充電状態を知らせる充電モ ニタをさらに含む、請求項１３に記載の発明。
17. １７．前記充電モニタおよび電力コントローラが、前記充電モニタのモニタリン グに依存して、前記電池を急速充電細流充電または放電状態におく、請求項１６ に記載の発明。
18. １８．動作のために電気装置に、もしくは充電のために電池に、またはその両方 のために電力を供給するための電力充電器装置であって、 外部電源から電力を前記電力充電器装置に供給するための一次電源と、 前記一次電源に結合されて、前記外部電源から前記一次電源によって受取られた 電力を、前記装置の動作のために、もしくは前記電池の充電のために、またはそ の両方のために前記電力充電器装置が利用可能な形態に変換するための電力コン バータと、 前記電力コンバータに結合されて、前記装置もしくは前記電池またはその両方に 与えられる電力を制御するための電力コントローラとを含み、それによって、前 記電池の充電速度にかかわらず、前記装置および電池にかかる電圧が浮動するの を可能にしながら、前記電池を充電するために単一の予め定められた定電流が維 持される、電力充電器装置。
19. １９．前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、前記電池の充 電速度を判断ずるための充電速度センサをさらに含む、請求項１８に記載の発明 。
20. ２０．前記充電速度センサが、抵抗と、前記電池が充電している際に前記抵抗に かかる電圧を測定するための電圧検出器とを含む、請求項１９に記載の発明。
21. ２１．前記電池に接続され、前記電力コントローラに結合されて、充電の問に前 記電池をモニタし、前記電池の充電状態を前記電力コントローラに知らせるため の充電モニタをさらに含む、請求項１８に記載の発明。
22. ２２．前記充電モニタおよび電力コントローラが、前記充電モニタのモニタリン グに依存して、前記電池を急速充電、細流充電、または放電状態におく、請求項 ２１に記載の発明。