JPH0785893A

JPH0785893A - 電池充電方法

Info

Publication number: JPH0785893A
Application number: JP5231171A
Authority: JP
Inventors: Tamiji Nagai; 民次永井; Hitoshi Akiyasu; 均秋保
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-03-31
Also published as: TW286445B; US5691620A; KR100306180B1; KR950010157A

Abstract

(57)【要約】【目的】同一の形状の異なる種類の電池を、同一の充
電器で充電できるようにする。【構成】充電する電池１の満充電時における電圧を、
リチウムイオン系の電池の電圧の方がニッカド系の電池
の電圧より大きくなるように設定する。そして、定電流
回路１２と定電圧回路１３を用いて電池１を充電する。
充電されているのがリチウムイオン系の電池である場
合、電流検出回路１５により充電電流が所定の値以下に
なったことが検出されたとき、制御回路１７がスイッチ
１１をオフして充電を停止させる。充電されているのが
ニッカド系の電池である場合、−ΔＶ検出回路１９によ
り電池１の端子電圧の低下（−ΔＶ）を検出したとき、
充電が停止される。ニッカド系の電池の満充電電圧は、
リチウムイオン系の電池の満充電電圧より低い値に設定
されているため、充電動作中、電池が破壊されることが
防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばカメラ一体型ビ
デオテープレコーダに用いられる電池を充電する場合に
用いて好適な電池充電方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラ一体型ビデオテープレコーダにお
いては、その携帯性を確保するために、比較的小型の電
池を用いるようにしている。そして、この電池として、
充電が可能な２次電池が用いられている。

【０００３】この２次電池は、その種類によって充電方
法が異なっている。例えばリチウムイオン系の電池は、
定電流回路と定電圧回路とを用いて充電を行う。これに
対して、ニッカド系の電池は、定電流回路を用いて充電
する。リチウムイオン系の電池を最後まで定電流回路で
充電したり、ニッカド系の電池を定電圧回路を用いて充
電すると、充電時間が長くなったり、満充電を検出する
ことが困難になり、最悪の場合、電池が破壊される恐れ
がある。そこで、従来、電池の種類を判別して、その種
類に対応する方法で電池を充電するようにしている。

【０００４】電池の種類判別の方法としては、リチウム
系の電池とニッカド系の電池の形状を変更する方法があ
る。また、電池の種類を判別するための検出用の電極を
設け、この電極から電池の種類を判別する方法もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電池の
形状を、その種類によって変更する方法は、電池の形状
が大型化する課題があった。また、電池の種類によって
形状を変更すると、電池の種類毎に異なる充電器を用意
しなければならなくなり、コスト高となる課題があっ
た。さらに、検出用電極を用いる方法は、検出用電極と
の接触不良が存在するような場合、種類の判別が困難に
なる課題があった。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、１台の充電器で種類の異なる電池を確実に
充電することができるようにするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電池充電方法
は、第１の種類の電池と、第２の種類の電池とを、共通
の充電器で充電する電池充電方法において、満充電時に
おける第１の種類の電池の端子電圧を、満充電時におけ
る第２の種類の電池の端子電圧より大きな値に設定する
ことを特徴とする。

【０００８】第１の種類の電池としては、リチウムイオ
ン系の電池を用い、第２の種類の電池としては、ニッカ
ド系の電池を用いるようにすることができる。

【０００９】第１と第２の電池の種類を検出し、検出結
果に対応して、第１の種類の電池と第２の種類の電池
を、それぞれ異なる方法で充電するようにすることがで
きる。

【００１０】第１の種類の電池と第２の種類の電池を、
定電圧回路と定電流回路により充電し、第１と第２の電
池の種類を、電池の端子電圧が所定の基準値に達した後
の端子電圧の大きさを用いて判定するようにすることが
できる。

【００１１】あるいはまた、第１の種類の電池と第２の
種類の電池を、定電圧回路と定電流回路により充電し、
第１と第２の電池の種類を、電池の充電電流が所定の基
準値より減少した後の充電電流の大きさを用いて判定す
るようにすることができる。

【００１２】さらに、第１の種類の電池と第２の種類の
電池を、定電圧回路と定電流回路により予め設定した所
定の時間だけ充電し、第１と第２の電池の種類を、電池
の端子電圧の大きさ、または電池の充電電流の大きさ
の、少なくとも一方を用いて判定することができる。

【００１３】さらにまた、第１の種類の電池と第２の種
類の電池を、定電流回路により充電し、第１と第２の電
池の種類を、電池の端子電圧が所定の基準値より大きく
なった後の端子電圧の変化率を用いて判定するようにす
ることができる。

【００１４】電池が第１の種類の電池であると判定され
たとき、電池を定電圧回路と定電流回路とを利用して充
電し、電池が第２の種類の電池であると判定されたと
き、電池を定電流回路を用いて充電するようにすること
ができる。

【００１５】また、第１の種類の電池の満充電は、電池
の充電電流が充分小さくなったことを利用して検出する
ことができる。また、第２の種類の電池の満充電は、電
池の端子電圧の低下を利用して検出することができる。

【００１６】また、電池の満充電は、電池の充電電流が
充分小さくなったこと、および電池の端子電圧の低下の
両方を利用して検出することができる。

【００１７】

【作用】上記構成の電池充電方法においては、満充電時
における第１の種類の電池の端子電圧が、満充電時にお
ける第２の種類の電池の端子電圧より大きな値になるよ
うに予め設定されている。従って、共通の充電器によ
り、いずれの種類の電池をも破壊することなく、確実に
充電することが可能となる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の電池充電方法において充電
される異なる種類の電池の関係を表している。同図
（ａ）は、Ｌ個のセルを組み合わせることにより、満充
電時における端子電圧がＶ_Lであるリチウムイオン系の
電池１Ｌを表している。このリチウムイオン系の電池１
Ｌには、リチウム電池、リチウムイオン電池、鉛電池な
どが含まれる。

【００１９】また、同図（ｂ）は、ニッカド系の電池１
Ｎの構成を表している。この電池１Ｎは、Ｎ個のセルを
組み合わせることにより、その端子電圧がＶ_Nである電
池とされている。このニッカド系の電池１Ｎには、ニッ
カド電池、ニッケル水素系の電池などが含まれる。

【００２０】そして、この電池１Ｌと電池１Ｎは、全く
同一形状の電池とされている。従って、この電池１（１
Ｌ，１Ｎ）は、共通の充電器により充電されるようにな
されている。

【００２１】図２は、図１に示した電池１Ｌ，１Ｎを充
電する充電器の構成例を示している。この実施例におい
ては、スイッチ１１を介して定電流回路１２、さらに定
電圧回路１３に所定の電力が供給されるようになされて
いる。直列接続されている定電流回路１２と定電圧回路
１３に、充電されるべき電池１（１Ｌ，１Ｎ）が接続さ
れている。また、この電池１には、電流検出用の抵抗１
４が直列に接続されている。そして、電流検出回路１５
が抵抗１４の両端の端子電圧から抵抗１４に流れる充電
電流を検出し、制御回路１７に出力するようになされて
いる。制御回路１７は、例えばマイクロコンピュータな
どにより構成される。タイマ回路１８は、常に計時動作
を行っており、時刻情報を制御回路１７に出力してい
る。制御回路１７は、充電動作を開始するとき、スイッ
チ１１をオンし、充電動作を停止するとき、スイッチ１
１をオフする。

【００２２】電圧検出回路１６が、電池１と並列に接続
されている。電圧検出回路１６は、電池１の端子電圧ま
たは充電電圧を検出し、その検出結果を制御回路１７と
−ΔＶ検出回路１９に出力している。−ΔＶ検出回路１
９は、電圧検出回路１６の出力から、電池１Ｎの端子電
圧の低下（−ΔＶ）を検出し、その検出結果を制御回路
１７に出力するようになされている。

【００２３】次に、その動作について、図３と図４の特
性図を参照して説明する。充電動作の開始が指令された
とき、制御回路１７はスイッチ１１をオンする。その結
果、定電流回路１２と定電圧回路１３を介して、電池１
に充電が開始される。このとき、スイッチ１１、定電流
回路１２、定電圧回路１３、電池１、抵抗１４の経路で
充電電流が流れる。

【００２４】充電中の電池１がリチウムイオン系の電池
１Ｌであるとき、実質的に、図３に示す特性に従った充
電動作が行われる。即ち、当初、電池１Ｌの内部インピ
ーダンスが低いため、定電圧回路１３は実質的に機能せ
ず、電池１Ｌは定電流回路１２により定電流Ｉ₁₀により
充電される。この充電に伴って、電池１Ｌが徐々に充電
されると、電池１Ｌの内部インピーダンスが増加し、電
池１Ｌを流れる充電電流Ｉ₁が急激に低下する。そし
て、今度は定電流回路１２が実質的に機能しなくなっ
て、定電圧回路１３が機能する。その結果、以後、電池
１Ｌは、定電圧回路１３により、定電圧により充電され
る。

【００２５】定電圧により充電が進むに従って、電池１
の充電電流Ｉ₁は次第に小さくなる。電流検出回路１５
により抵抗１４を流れる充電電流Ｉ₁を検出し、その充
電電流Ｉ₁が予め設定した所定の基準値より小さくなっ
たとき、制御回路１７はスイッチ１１をオフし、充電動
作を停止させる。

【００２６】あるいはまた、充電電流が予め設定した所
定の基準値より小さくなったとき、そのときから、予め
設定した所定の時間が経過するまで、充電を継続する。
そして、タイマ回路１８が、その所定の時間を計時した
とき、制御回路１７はスイッチ１１をオフにして、充電
動作を停止させる。

【００２７】以上のようにして、電池１Ｌの端子電圧は
満充電時における電圧Ｖ_Lとなる。

【００２８】一方、電池１として、ニッカド系電池１Ｎ
を接続した場合においては、図４に示すような充電動作
が行われる。即ち、この場合においては、定電流回路１
２により定電流Ｉ₂₀による充電が行われる。この定電流
Ｉ₂₀は、図３における定電流Ｉ₁₀とほぼ同じ大きさの値
である。即ち、Ｉ₁₀≒Ｉ₂₀である。

【００２９】ニッカド系の電池１Ｎは、定電流で充電し
ても、リチウムイオン系の電池１Ｌと異なり、充電電流
Ｉ₂は低下しない。しかしながら、ニッカド系の電池１
Ｎは充電に伴って、その端子電圧Ｖ₂が、図４に示すよ
うに、徐々に大きくなる。そして、電池１Ｎの端子電圧
Ｖ₂が満充電電圧Ｖ_Nに達したとき、端子電圧Ｖ₂は若干
低下する。−ΔＶ検出回路１９は、この端子電圧Ｖ₂の
低下（−ΔＶ）を検出すると、その検出信号を制御回路
１７に出力する。制御回路１７は、この検出信号の入力
を受けたとき、スイッチ１１をオフし、充電動作を停止
させる。

【００３０】尚、図４に示すように、ニッカド系電池１
Ｎの電圧Ｖ_Nは、リチウムイオン系の電池１Ｌの電圧Ｖ_L
より小さい値に設定されている。従って、正常動作時に
おいて、ニッカド系電池１Ｎが、電圧Ｖ_Lまで充電さ
れ、破壊されるようなことがない。

【００３１】図５は、充電器の第２の実施例の構成を示
している。この実施例においては、電圧検出回路１６の
出力が、電池分類回路３１に供給され、充電されている
電池の種類が判定（分類）されるようになされている。
そして、電池分類回路３１の出力が制御回路１７に供給
されている。その他の構成は、図２における場合と同様
である。この図５の実施例の場合、図６のフローチャー
トに示すような充電動作が実行される。

【００３２】最初にステップＳ１において、定電流回路
１２と定電圧回路１３を用いた充電が行われる。即ち、
図２の実施例における場合と同様に、最初は、実質的に
定電流回路１２による充電動作が実行される。そしてス
テップＳ２において、充電電圧（電池１の端子電圧では
ない）が、予め設定した基準値（満充電電圧Ｖ_L）に達
したと判定されるまで、充電を継続する。

【００３３】充電電圧が、電圧Ｖ_Lに達したとき、ステ
ップＳ３に進み、制御回路１７は、所定のタイミングで
スイッチ１１を一旦オフし、充電動作を停止させる。そ
してステップＳ４で、電池１の端子電圧を電圧検出回路
１６に検出させる。次にステップＳ５において、ステッ
プＳ４で検出した端子電圧から電池１の種類を判定す
る。

【００３４】図７は、検出した端子電圧から電池１の種
類を判定する原理を示している。即ち、図７に示すよう
に、充電動作を停止すると、電池１の端子電圧は放電を
開始するため、充電時における電圧より若干低下した
後、所定の電圧で安定するのであるが、低下した後の安
定電圧は、リチウムイオン系の電池１Ｌの場合（Ｖ₁）
より、ニッカド系の電池１Ｎの場合（Ｖ₂）の方が小さ
い。即ち、充電を停止すると、ニッカド系の電池１Ｎの
方がより小さな端子電圧に低下する。

【００３５】換言すれば、充電動作停止後の電池１の満
充電電圧Ｖ_Lからの低下量は、リチウムイオン系の電池
１Ｌにおける場合（ΔＶ₁）の方が、ニッカド系の電池
１Ｎの場合（ΔＶ₂）より小さくなる。即ち、次式が満
足される。Ｖ₁＞Ｖ₂ ΔＶ₁＜ΔＶ₂

【００３６】電池分類回路３１は、電圧Ｖ₁とＶ₂の間の
所定の基準値、またはΔＶ₁とΔＶ₂の間の所定の基準値
を有しており、この基準値とＶ₁またはＶ₂を比較する
か、あるいはまた、基準値とΔＶ₁またはΔＶ₂とを比較
する。そして、例えばＶ₁が基準値より大きいと判定さ
れたとき、あるいはまた、ΔＶ₁が基準値より小さいと
判定されたとき、充電している電池は、リチウムイオン
系の電池１Ｌであると判定する。

【００３７】これに対して、電圧Ｖ₂が基準値より小さ
いとき、あるいは、ΔＶ₂が基準値より大きいとき、充
電しているのは、ニッカド系の電池１Ｎであると判定す
る。

【００３８】充電しているのがリチウムイオン系の電池
１Ｌであると判定されたとき、ステップＳ６に進み、ま
た、ニッカド系の電池１Ｎであると判定されたとき、ス
テップＳ７に進み、それぞれの種類に適切な方法で充電
が行われる。

【００３９】図８は、図６のステップＳ６におけるリチ
ウムイオン系の電池の充電方法の一例を示している。同
図に示すように、最初にステップＳ２１において、定電
流回路１２と定電圧回路１３の両方による充電処理が行
われる。そして、ステップＳ２２に進み、電池１の充電
電流が電流検出回路１５により検出される。ステップＳ
２３において、ステップＳ２２で検出した充電電流が、
予め設定した基準値以下でないと判定されたとき、ステ
ップＳ２１に戻り、充電動作が継続される。

【００４０】ステップＳ２３において、ステップＳ２２
で検出した充電電流が、予め設定した基準値以下である
と判定されたとき、ステップＳ２４に進み、さらに定電
流、定電圧充電を継続させる。そしてステップＳ２５に
おいて、ステップＳ２３において充電電流が基準値以下
になったことを検出した後、予め設定した所定の時間が
経過するまで充電を繰り返す。そして所定の時間が経過
したとき、ステップＳ２６に進み、充電動作を停止させ
る。

【００４１】即ち、図９に示すように、電池１の端子電
圧Ｖ₁は、充電動作の進行に伴って徐々に大きくなり、
充電電圧Ｖ_1Cとの差が次第に小さくなる。充電電圧Ｖ_1C
と端子電圧Ｖ₁との差を検出し、その差が予め設定した
所定の基準値以下になったとき、満充電電圧になったこ
とを検出することが可能である。しかしながら、充電電
圧Ｖ_1Cと端子電圧Ｖ₁との差が小さくなると、その値を
正確に検出することが困難になる。そこで、充電電流Ｉ
₁が予め設定した基準値Ｉ_1Rと等しくなったとき、そこ
から先は、予め設定した一定の時間だけ充電動作をさら
に継続させ、一定の時間が経過したとき、充電動作を停
止させるようにするのである。この一定の時間は、その
時間が経過したとき、端子電圧Ｖ₁が満充電電圧Ｖ_Lに等
しくなっている時間であり、実験などにより定めること
ができる。

【００４２】図１０は、図６のステップＳ７におけるニ
ッカド系の電池に対する充電動作の例を表している。こ
の実施例の場合、最初にステップＳ４１において、定電
流回路１２による定電流動作が実行される。このとき、
電池１Ｎの内部インピーダンスが小さいため、定電圧回
路１３は実質的に動作せず、定電流回路１２による定電
流動作が実行される。そしてステップＳ４２において、
電池１Ｎの端子電圧（充電電圧）を求める。さらにステ
ップＳ４３において、端子電圧が低下したか否かが判定
される。即ち、電池１Ｎの端子電圧の低下（−ΔＶ）
が、−ΔＶ検出回路１９により検出される。電池１Ｎの
端子電圧が前回の検出時における場合より低下していな
いとき、ステップＳ４１に戻り、定電流充電が継続され
る。

【００４３】そしてステップＳ４３において、電池１Ｎ
の端子電圧が前回の検出時における場合より低下したと
判定されたとき（−ΔＶが検出されたとき）、ステップ
Ｓ４４に戻り、スイッチ１１がオフされ、充電動作が停
止される。

【００４４】なお、リチウムイオン系の電池の満充電の
タイミングを検出する電流検出回路１５と、ニッカド系
の電池の満充電のタイミングを検出する−ΔＶ検出回路
１９は、電池の種類がまだ識別されていない状態はもと
より、識別された後においても、両方とも同時に動作状
態にしておくことができる。このようにすることで、よ
り安全に充電を行うことができる。

【００４５】図１１は、充電器の第３の実施例を表して
いる。この実施例においては、図５の実施例における定
電圧回路１３が省略され、定電流回路１２によってのみ
電池１が充電されるようになされている。また、電圧変
化率検出回路４１が電池１の端子電圧の変化率を検出
し、その検出信号を電池分類回路３１に出力するように
なされている。電池分類回路３１は、電圧変化率検出回
路４１の出力から電池の種類を判定するようになされて
いる。その他の構成は、図５における場合と同様であ
る。

【００４６】図１２は、図１１の実施例の動作を表して
いる。最初にステップＳ５１において、スイッチ１１が
オンされ、定電流回路１２により電池１が充電される。
次にステップＳ５２に進み、制御回路１７は、電池１の
端子電圧（充電電圧）を電圧検出回路１６により検出さ
せる。電池１の端子電圧が、リチウムイオン系の電池の
満充電電圧Ｖ_Lより大きくなったか否かが判定される。
満充電電圧Ｖ_Lより小さいとき、ステップＳ５１に戻
り、定電流回路１２による定電流充電が継続される。

【００４７】ステップＳ５２において、電池１の端子電
圧が電圧Ｖ_Lより大きくなったと判定されたとき、ステ
ップＳ５３に進み、電池１の端子電圧の変化率が検出さ
れる。そしてステップＳ５４に進み、ステップＳ５３で
検出した変化率から、電池の種類が判定される。即ち、
電圧変化率検出回路４１は、電池１の端子電圧の変化率
を検出し、その変化率を電池分類回路３１に出力する。
電池分類回路３１は、この変化率から電池の種類を判定
し、判定結果を制御回路１７に出力する。

【００４８】図１３は、ステップＳ５４における電圧の
変化率から、電池の種類を判定する原理を表している。
即ち、いま充電されているのがリチウムイオン系の電池
１Ｌである場合、同図（ａ）に示すように、その端子電
圧（充電電圧）はＶ₁のようになり、ニッカド系の電池
１Ｎである場合には、同図（ｂ）に示すように、その端
子電圧はＶ₂で示すように変化する。

【００４９】即ち、図１３に示すように、リチウムイオ
ン系の電池の端子電圧Ｖ₁の満充電電圧Ｖ_Lを越えた直後
の変化率ΔＶ₁₁は、ニッカド系の電池の端子電圧Ｖ₂の
満充電電圧Ｖ_Nを越えた直後の変化率ΔＶ₂₁より大きく
なっている。従って、この電圧変化率が予め設定した基
準値より大きいとき、リチウムイオン系の電池であると
判定することができ、また、基準値より小さいとき、ニ
ッカド系の電池であると判定することができる。

【００５０】あるいはまた、図１４に示すように、端子
電圧の変化率を検出するようにすることができる。即
ち、この実施例においては、電圧Ｖ_Lより電池１の端子
電圧が大きくなったとき、一旦充電動作が停止される。
充電動作が停止されると、放電が開始され、端子電圧が
若干低下し、ほぼ一定の値となる。この充電停止直前
と、充電中止後の一定電圧との差は、図１４（ａ）に示
すリチウムイオン系の電池１Ｌにおける場合（ΔＶ₁）
の方が、図１４（ｂ）に示すニッカド系の電池１Ｎの場
合（ΔＶ₂）より小さい。そこで、両者の間の基準値と
比較することにより、リチウムイオン系の電池であるの
か、ニッカド系の電池であるのかを判定することができ
る。

【００５１】以上のようにして、ステップＳ５４で電池
の種類が判定されたとき、ステップＳ５５またはステッ
プＳ５６に進み、それぞれ、リチウムイオン系の電池１
Ｌまたはニッカド系の電池１Ｎに対応する充電方法によ
り、充電が行われる。このステップＳ５５とステップＳ
５６における充電方法は、図６におけるステップＳ６
（図８）とステップＳ７（図１０）における充電方法と
同様である。

【００５２】図１５は、充電器の第４の実施例を表して
いる。この実施例においては、電流変化率検出回路５１
が設けられ、電流検出回路１５の出力から、電流の変化
率が検出されるようになされている。そして、電流変化
率検出回路５１の出力が、電池分類回路３１に供給さ
れ、電池分類回路３１は、電流変化率検出回路５１の出
力から電池の種類を判定し、その判定結果を制御回路１
７に出力するようになされている。その他の構成は、図
５における場合と同様である。

【００５３】図１６は、図１５の実施例の動作を表して
いる。最初にステップＳ７１において、スイッチ１１が
オンされ、定電流回路１２と定電圧回路１３による充電
動作が開始される。そしてステップＳ７２において、電
流検出回路１５により充電電流が検出され、その値が予
め設定された所定の基準値と比較される。この基準値
は、充電電流Ｉ₁₀（≒Ｉ₂₀）より小さい所定の値とされ
る。充電電流が基準値より小さいとき、ステップＳ７１
に戻り、充電動作が継続される。

【００５４】ステップＳ７２において、充電電流が基準
値以下になったと判定されたとき、ステップＳ７３に進
み、電流変化率検出処理が実行される。即ち、このと
き、電流変化率検出回路５１は、電流検出回路１５の出
力をモニタし、充電電流の変化率を検出する。そしてス
テップＳ７４に進み、ステップＳ７３で検出した電流変
化率から電池の種類が、電池分類回路３１で判定され
る。

【００５５】図１７は、電流変化率から電池の種類を判
定する原理を表している。同図に示すように、リチウム
イオン系の電池の充電電流Ｉ₁の変化率ΔＩ₁₁は、ニッ
カド系の電池の充電電流Ｉ₂の変化率ΔＩ₂₁より大きく
なっている。そこで、予め設定した基準値と、ステップ
Ｓ７３で検出した変化率とを比較し、検出した電流変化
率が基準値より大きいとき、充電されているのはリチウ
ムイオン系の電池１Ｌであると判定することができ、基
準値より小さいとき、ニッカド系の電池１Ｎであると判
定することができる。

【００５６】あるいはまた、リチウムイオン系の電池の
充電電流Ｉ₁の方が、ニッカド系の電池の充電電流Ｉ₂よ
り小さいので、このことから、電池の種類を判定するこ
ともできる。

【００５７】ステップＳ７４で電池の種類が判定された
とき、その判定結果に対応して、ステップＳ７５または
ステップＳ７６に進み、それぞれ、リチウムイオン系ま
たはニッカド系の電池に対応する充電方法で充電が行わ
れる。

【００５８】図１８は、さらに他の充電器の構成例を示
している。この実施例においては、電流検出回路１５の
出力が電池分類回路３１に供給され、電池分類回路３１
は、この入力から電池の種類を判定し、判定信号を制御
回路１７に出力するようになされている。

【００５９】また、定電圧回路１３には、この回路を実
質的に無効にするスイッチ４２が並列に接続されてお
り、制御回路１７により、そのオン、オフが制御される
ようになされている。さらにまた、定電圧回路１３に
は、その定電圧をより高い電圧に切り換える切換回路６
１が設けられている。この実施例の場合、切換回路６１
は、抵抗６２とＮＰＮトランジスタ６３の直列回路によ
り構成されている。その他の構成は、図５における場合
と同様である。

【００６０】次に図１８の実施例の動作について、図１
９のフローチャートを参照して説明する。最初にステッ
プＳ９１において、定電流回路１２と定電圧回路１３を
用いた充電が行われる。この充電の期間中、ステップＳ
９２において、電流検出回路１５が充電電流を検出し、
充電電流が予め設定した基準値より大きいとき、ステッ
プＳ９１に戻り、充電動作が継続される。この基準値
は、充電電流Ｉ₁₀より小さい所定の値とされる。

【００６１】ステップＳ９２において、充電電流が基準
値以下になったと判定されたとき、ステップＳ９３に進
み、スイッチ４２がオンされ、定電圧回路１３が実質的
に解除（無効）とされる。従って、その後は、定電流回
路１２により定電流の充電が行われる。

【００６２】あるいはまた、このステップＳ９３におい
て、定電圧回路１３を解除するのに代えて、切換回路６
１を制御し、定電圧回路１３により高い電圧を出力させ
るようにしても、同様の動作を実行することができる。

【００６３】次にステップＳ９４に進み、定電流回路１
２による定電流充電が行われる。以下、ステップＳ９４
乃至Ｓ９９の処理は、図１２におけるステップＳ５１乃
至Ｓ５６の処理（図１１の実施例の場合の処理）と同様
である。

【００６４】図２０は、さらに他の充電器の構成例を示
している。この実施例においては、定電圧回路１３に並
列にスイッチ４２が設けられている。その他の構成は、
図１５における場合と同様である。

【００６５】図２１は、図２０の実施例の動作を表して
いる。最初にステップＳ１１１において、定電流充電が
行われる。即ち、制御回路１７はスイッチ４２をオン
し、定電圧回路１３を実質的に短絡させる。そしてスイ
ッチ１１をオンし、定電流回路１２が出力する定電流に
より、電池１を充電させる。

【００６６】次にステップＳ１１２に進み、電池１の端
子電圧がリチウムイオン系の電池の満充電電圧Ｖ_L以上
になったか否かを判定する。即ち、制御回路１７は、電
池１の端子電圧（充電電圧）を、電圧検出回路１６を介
してサンプリングする。そして、その端子電圧が電圧Ｖ
_Lより小さいとき、ステップＳ１１１に戻り、定電流充
電を継続させる。この動作が、電池１の端子電圧が電圧
Ｖ_L以上になったと判定されるまで繰り返し実行され
る。

【００６７】ステップＳ１１２において、端子電圧が電
圧Ｖ_L以上になったと判定されたとき、ステップＳ１１
３に進み、定電流、定電圧充電が行われる。即ち、この
とき制御回路１７はスイッチ４２をオフし、定電流回路
１２と定電圧回路１３による充電を実行させる。その後
のステップＳ１１３乃至Ｓ１１８における処理は、図１
６におけるステップＳ７１乃至Ｓ７６における処理（図
１５の実施例の処理）と同様の処理である。

【００６８】図２２は、さらに他の実施例を表してい
る。この実施例においては、電池１と並列に放電回路７
１が設けられ、この放電回路７１が、制御回路１７によ
り自動的に、あるいは、使用者からの手動による指令に
より制御されるようになされている。その他の構成は、
図５における場合と同様である。

【００６９】即ち、この実施例においては、充電してい
る電池１がニッカド系の電池１Ｎであると判定されたと
き、制御回路１７は、放電回路７１を制御し、電池１Ｎ
を一旦放電した後、充電を開始させるようになされてい
る。このようにすることで、電池１Ｎのメモリ効果によ
る影響を軽減することができる。

【００７０】勿論、この実施例においては、使用者が指
令することで、電池１を放電回路７１を介して放電させ
ることが可能である。

【００７１】図２３は、さらに他の実施例を示してい
る。この実施例においては、温度検出回路８１が設けら
れ、電池１の温度が検出され、その検出出力が制御回路
１７に供給されるようになされている。その他の構成
は、図５における場合と同様である。

【００７２】即ち、この実施例においては、温度検出回
路８１が電池１の温度を検出し、その検出した温度が、
予め設定した基準の温度より低い場合、制御回路１７は
スイッチ１１をオフし、充電動作を停止させる。温度が
基準温度より低い場合、電池１を充分充電することが困
難であるからである。

【００７３】尚、図２３の実施例において、温度検出回
路８１により検出した温度が、基準温度より低い場合
は、図２の実施例における場合と同様に充電を行い、基
準温度以上の場合、図５、図１１、図１５、図１８、図
２０または図２２に示す実施例のように、充電動作を行
わせるようにすることも可能である。

【００７４】図２４は、さらに他の実施例を示してい
る。この実施例においては、図２３に示した構成の他
に、さらにヒータ駆動回路９１により駆動されるヒータ
９２が設けられ、電池１が加熱可能とされている。その
他の構成は、図２３における場合と同様である。

【００７５】図２４の実施例においては、温度検出回路
８１が検出した温度が、基準温度より低い場合、制御回
路１７はヒータ駆動回路９１を介してヒータ９２を駆動
し、電池１を加熱させる。そして、電池１の温度が基準
温度以上になったとき、上述した図２、図５、図１１、
図１５、図１８、図２０または図２２に示したような方
法により充電を行う。

【００７６】図１１の実施例を除く、以上の各実施例に
おいて、さらに、例えば図２５のフローチャートに示す
ような方法で充電を行うようにすることもできる。

【００７７】即ち、最初にステップＳ１３１において、
定電流回路１２と定電圧回路１３による充電を行う。充
電開始後の経過時間をタイマ回路１８の出力から検出
し、ステップＳ１３２において、予め設定した所定の時
間が経過したと判定されるまで、定電流回路１２と定電
圧回路１３による充電動作を継続する。そして、予め設
定した所定の時間が経過したとき、ステップＳ１３３に
進み、電流検出回路１５により電池１の充電電流の値
（電流量）を検出する。あるいはまた、電流変化率検出
回路５１により充電電流の変化率を検出する。そしてス
テップＳ１３４に進み、ステップＳ１３３の検出結果に
対応して、電池の種類を判定する。

【００７８】図２６と図２７は、充電電流の値から電池
の種類を判定する原理を表している。リチウムイオン系
の電池の場合、図２６に示すように、定電流で充電が行
われ、所定の時間Ｈ₁が経過すると、充電電流は急激に
減少する。電池の残留成分がない場合、充電電流は曲線
Ｌ₁に沿って流れる。そして時間Ｈ₂が経過したとき、電
流の値はＩ_1H2となる。

【００７９】電池に残留成分が存在する場合、残留量が
大きいほど、曲線Ｌ₂またはＬ₃で示すように、より速く
充電電流が小さくなる。このような特性は、電池が劣化
した場合にも保持される。

【００８０】これに対して、ニッカド系の電池の場合、
電池が劣化していなければ、残留分とは無関係に、直線
Ｌ₁₁に沿って定電流の充電電流が流れる。これに対し
て、電池が劣化している場合、直線Ｌ₁₂に示すように充
電電流が流れる。即ち、この場合は、ほぼ定電流が流れ
るが、時間の経過に従って、その値が小さくなる。

【００８１】充電開始後、時間Ｈ₁が経過したタイミン
グにおいて、リチウムイオン系の電池の充電電流Ｉ_1H1
は、ニッカド系の電池の充電電流Ｉ_2H1と等しいか、そ
れより小さくなっている。また、時間Ｈ₂が経過したタ
イミングにおいては、リチウムイオン系の値Ｉ_1H2の方
が、ニッカド系の値Ｉ_2H2より小さくなっている。そこ
で、時間Ｈ₁とＨ₂の間の所定の時刻において、電池１の
充電電流を所定の基準値と比較することで、リチウムイ
オン系の電池であるのか、ニッカド系の電池であるのか
を判定することができる。

【００８２】あるいはまた、図１７を参照して説明した
ように、電流の変化率から電池の種類を判定することも
できる。

【００８３】以上のようにして、電池の種類が判別され
たとき、ステップＳ１３４からステップＳ１３５または
ステップＳ１３６に進み、判別された電池の種類に対応
する方法で充電が行われる。

【００８４】タイマ回路１８を利用して、さらに例えば
図２７に示すような方法で充電を実行させることができ
る。即ち、この実施例においては、ステップＳ１４１に
おいて、定電流回路１２と定電圧回路１３を用いて充電
が行われる。そして、ステップＳ１４２において、予め
設定した所定の時間が経過したか否かが判定される。制
御回路１７は、タイマ回路１８が予め設定した所定の時
間を計時したと判定したとき、ステップＳ１４３に進
み、スイッチ１１をオフし、充電動作を一旦停止させ
る。そして、さらにステップＳ１４４に進み、電池１の
端子電圧を検出し、その検出結果から、ステップＳ１４
５において、電池の種類を判定する。

【００８５】充電しているのがリチウムイオン系の電池
である場合、電池の端子電圧Ｖ₁は、図２９に示すよう
に、充電時間が経過するとともに、次第に満充電電圧Ｖ
_Lに近づく。上述したように、充電開始後、時間Ｈ₁が経
過したタイミングにおいて、実質的に定電流充電から定
電圧充電に切り換えが行われる。この時間Ｈ₁が経過し
たタイミングにおいて、電池の端子電圧Ｖ₁は、電圧Ｖ_L
に極めて近い値となっている。充電電流が所定の値Ｉ
_1H2になる時間Ｈ₂においては、電池の端子電圧Ｖ₁は、
殆ど満充電電圧Ｖ_Lと等しくなる。

【００８６】これに対して、充電しているのがニッカド
系の電池である場合、充電時間の経過に伴って、電池の
端子電圧Ｖ₂は、図３０に示すように変化する。即ち、
この電圧Ｖ₂は、時間Ｈ₁または時間Ｈ₂が経過したとし
ても、その値は、リチウムイオン系の電池の満充電電圧
Ｖ_Lより小さい値のままとなっている。

【００８７】従って、充電開始後、時間Ｈ₁または時間
Ｈ₂が経過した時点において、充電を一時停止し、その
電池の端子電圧を検出すれば、その電圧と満充電電圧Ｖ
_Lとの差が所定の基準値以下であれば、その電池はリチ
ウムイオン系の電池であると判定することができる。ま
た、その差が基準値より大きければ、充電しているのは
ニッカド系の電池であると判定することができる。

【００８８】あるいはまた、図７に示した原理に従っ
て、電池の種類を判定することも可能である。さらに、
充電電圧と端子電圧との比から、電池の種類を判定する
ことも可能である。

【００８９】以上のようにして、ステップＳ１４５にお
いて、電池の種類を判別したとき、その判別結果に対応
して、ステップＳ１４６またはステップＳ１４７に進
み、電池の種類に対応する方法で、充電が行われる。

【００９０】以上、いくつかの充電方法を説明したが、
これらの各方法は、例えば図３１乃至図３３に示すよう
に、適宜組み合わせることが可能である。

【００９１】また、電池が充電器にしばらくの間そのま
ま装着されている場合においては、充電完了後の自己放
電に対して、例えば微弱な電流などにより、所定のタイ
ミングで充電させるようにすることも可能である。

【００９２】また、電池の種類に対応する充電を行う場
合、その種類に適した方法で充電することが好ましい
が、本質的にその方法を妨げない範囲で、他の電池の種
類の充電回路を同時に動作させておくことも可能であ
る。

【００９３】また、以上の実施例においては、リチウム
イオン系の電池とニッカド系の電池の２種類を充電する
ようにしたが、その他の種類の電池を充電する場合に
も、本発明は応用することが可能である。

【００９４】

【発明の効果】以上の如く本発明の電池充電方法によれ
ば、満充電時における第１の種類の電池の端子電圧を、
満充電時における第２の種類の電池の端子電圧より大き
な値に設定するようにしたので、同一の充電器で異なる
種類の電池を破壊することなく、確実に充電することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池の構成を示す図である。

【図２】本発明の電池充電方法を適用する充電器の第１
の実施例の構成を示すブロック図である。

【図３】リチウムイオン系の電池の充電特性を示す図で
ある。

【図４】ニッカド系の電池の充電特性を示す図である。

【図５】充電器の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図６】図５の実施例の動作を説明するフローチャート
である。

【図７】図６のステップＳ５における電池の種類の判定
の原理を説明する図である。

【図８】図６のステップＳ６のリチウムイオン系の電池
の充電方法を説明するフローチャートである。

【図９】図８のフローチャートに示す方法による充電を
説明する図である。

【図１０】図６のステップＳ７におけるニッカド系の電
池の充電方法を説明するフローチャートである。

【図１１】充電器の第３の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図１２】図１１の実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図１３】図１２のステップＳ５４における電池の種類
の判定の原理を説明する図である。

【図１４】図１２のステップＳ５４における電池の種類
の判定の原理を説明する図である。

【図１５】充電器の第４の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図１６】図１５の実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図１７】図１６のステップＳ７４における電池の種類
の判定の原理を説明する図である。

【図１８】充電器の第５の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図１９】図１８の実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図２０】充電器の第６の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図２１】図２０の実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図２２】充電器の第７の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図２３】充電器の第８の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図２４】充電器の第９の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図２５】本発明の電池充電方法の他の実施例を示すフ
ローチャートである。

【図２６】図２５のステップＳ１３４における電池の種
類の判定の原理を説明する図である。

【図２７】図２５のステップＳ１３４における電池の種
類の判定の原理を説明する図である。

【図２８】本発明の電池充電方法のさらに他の実施例を
示すフローチャートである。

【図２９】図２８のステップＳ１４５における電池の種
類の判定の原理を説明する図である。

【図３０】図２８のステップＳ１４５における電池の種
類の判定の原理を説明する図である。

【図３１】本発明の電池充電方法の組み合わせの例を説
明する図である。

【図３２】本発明の電池充電方法の組み合わせの例を説
明する図である。

【図３３】本発明の電池充電方法の組み合わせの例を説
明する図である。

【符号の説明】

１電池１Ｌリチウムイオン系電池１Ｎニッカド系電池１１スイッチ１２定電流回路１３定電圧回路１５電流検出回路１６電圧検出回路１７制御回路１８タイマ回路１９ −ΔＶ検出回路３１電池分類回路４１電圧変化率検出回路５１電流変化率検出回路６１切換回路７１放電回路８１温度検出回路９２ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の種類の電池と、第２の種類の電池
とを、共通の充電器で充電する電池充電方法において、満充電時における前記第１の種類の電池の端子電圧を、
満充電時における前記第２の種類の電池の端子電圧より
大きな値に設定することを特徴とする電池充電方法。
【請求項２】前記第１の種類の電池は、リチウムイオ
ン系の電池であり、前記第２の種類の電池は、ニッカド
系の電池であることを特徴とする請求項１に記載の電池
充電方法。
【請求項３】前記第１と第２の電池の種類を検出し、検出結果に対応して、前記第１の種類の電池と第２の種
類の電池を、異なる方法で充電することを特徴とする請
求項１または２に記載の電池充電方法。
【請求項４】前記第１の種類の電池と第２の種類の電
池を、定電圧回路と定電流回路により充電し、前記第１と第２の電池の種類を、前記電池の端子電圧が
所定の基準値に達した後の前記端子電圧の大きさを用い
て判定することを特徴とする請求項３に記載の電池充電
方法。
【請求項５】前記第１の種類の電池と第２の種類の電
池を、定電圧回路と定電流回路により充電し、前記第１と第２の電池の種類を、前記電池の充電電流が
所定の基準値より減少した後の前記充電電流の大きさを
用いて判定することを特徴とする請求項３に記載の電池
充電方法。
【請求項６】前記第１の種類の電池と第２の種類の電
池を、定電圧回路と定電流回路により予め設定した所定
の時間だけ充電し、前記第１と第２の電池の種類を、前記電池の端子電圧の
大きさ、または前記電池の充電電流の大きさの、少なく
とも一方を用いて判定することを特徴とする請求項３に
記載の電池充電方法。
【請求項７】前記第１の種類の電池と第２の種類の電
池を、定電流回路により充電し、前記第１と第２の電池の種類を、前記電池の端子電圧が
所定の基準値より大きくなった後の前記端子電圧の変化
率を用いて判定することを特徴とする請求項３に記載の
電池充電方法。
【請求項８】前記電池が前記第１の種類の電池である
と判定されたとき、前記電池を定電圧回路と定電流回路
とを利用して充電し、前記電池が前記第２の種類の電池であると判定されたと
き、前記電池を定電流回路を用いて充電することを特徴
とする請求項３乃至７のいずれかに記載の電池充電方
法。
【請求項９】前記第１の種類の電池の満充電は、前記
電池の充電電流が充分小さくなったことを利用して検出
することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載
の電池充電方法。
【請求項１０】前記第２の種類の電池の満充電は、前
記電池の端子電圧の低下を利用して検出することを特徴
とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電池充電方
法。
【請求項１１】前記電池の満充電は、前記電池の充電
電流が充分小さくなったこと、および前記電池の端子電
圧の低下の両方を利用して検出することを特徴とする請
求項１乃至８のいずれかに記載の電池充電方法。