JPH09261882A

JPH09261882A - 充電方法及び充電装置

Info

Publication number: JPH09261882A
Application number: JP6311996A
Authority: JP
Inventors: Tamiji Nagai; 民次永井; Kazunori Ozawa; 和典小沢; Kuniharu Suzuki; 邦治鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-10-03
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JP3785671B2

Abstract

(57)【要約】【課題】定電圧充電が必要なリチウムイオン電池など
の２次電池を充電する場合に、電池を劣化させることな
く電池容量を有効に活用できるようにする。【解決手段】２次電池のほぼ満充電を検出して充電を
停止させた後、２次電池が所定状態になったことを検出
した場合に、この検出から所定時間経過した後に２次電
池の充電を再開させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、２次電池の充電装
置に関し、特にリチウムイオン電池などの定電圧充電が
必要な２次電池に適用して好適な充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、充電が可能な電池である２次電池
として、定電圧充電が必要なものとして、リチウムイオ
ン電池が開発されている。このリチウムイオン電池は、
例えば図１１に示す特性にて充電される。図１１は一般
的なリチウムイオン電池の充電電流・電圧対経過時間の
特性図であり、充電開始から電池電圧が所定電位になる
までは、充電電流Ｉを一定電流として充電を行う。この
定電流充電を行うことで、電池電圧Ｖが上昇し、所定値
を越えたとき、定電圧充電に切換える。このときには、
例えばリチウムイオン電池の満充電時（即ち１００％充
電されたとき）の電池電圧に相当する電圧Ｖ₁を供給す
る。この定電圧充電を行うことで、リチウムイオン電池
が充電されて、電池電圧が電圧Ｖ₁まで上昇するが、こ
の充電が行われるに従って、充電電流Ｉは減少する。こ
こで、この充電電流Ｉが所定値まで減少したとき、リチ
ウムイオン電池が１００％充電（或いは１００％に近い
状態に充電）されたと判断し、充電電流の供給を停止さ
せる。

【０００３】このようにして充電を行うことで、定電圧
充電が必要な特性を有するリチウムイオン電池をほぼ１
００％まで効率良く充電することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して１００％まで充電されたリチウムイオン電池は、以
後の充電状態により特性を劣化させてしまうことがあ
る。即ち、リチウムイオン電池の満充電時の電池電圧に
相当する電圧Ｖ₁を、充電装置から１００％充電された
リチウムイオン電池に充電電圧として常時印加し、小電
力の充電を繰り返し行うようにすると、自己放電などが
あっても、充電状態をほぼ１００％の状態に保つことが
できる。ところが、このようにほぼ１００％の状態が継
続すると、リチウムイオン電池は、充電できる容量がし
だいに減少する特性となっていて、２次電池としての特
性を劣化させてしまう。

【０００５】ここで、従来のリチウムイオン電池を１０
０％充電させる場合の、充電制御状態の一例を図１２に
示すと、例えば満充電時の電圧がＶ₁のリチウムイオン
電池を充電させて、或るタイミングｔ₁でこの電池の電
池電圧がＶ₁になったとする。このとき、このリチウム
イオン電池は満充電になったと判断して、充電電流の供
給を停止させる。充電を停止させることで、リチウムイ
オン電池は自己放電又は負荷回路への放電により、電池
電圧が次第に低下する。

【０００６】ここで、電池電圧が予め決めた電圧Ｖ₂に
なると、充電を再開させるように充電回路を設定してお
く。そして、タイミングｔ₂で充電回路がこの電池電圧
Ｖ₂を検出したとすると、このタイミングｔ₂で充電が
再開され、電池電圧が特性Ｖｘで示すように再び上昇し
て、満充電状態とされる。

【０００７】このように設定することで、電池電圧が満
充電に近い電圧に保たれる。ここで、充電を再開させる
電圧Ｖ₂を、満充電時の電池電圧Ｖ₁に極めて近い電圧
値にすることで、リチウムイオン電池が常時ほぼ１００
％に充電されることになるが、このようにすると電池の
劣化が早まるので、充電を再開させる電圧Ｖ₂は、満充
電時の電池電圧Ｖ₁から若干低下した電圧に設定して、
電池の残量がある程度の範囲で変化するようにして、電
池の劣化を防止している。

【０００８】ところが、一般にこの種の充電器が内蔵す
る比較的簡単な構成の電圧検出回路では、電圧Ｖ₂を常
時正確に検出するのは困難であり、その電圧の検出値に
は誤差ΔＶが生じてしまう。ここで、図１２に示すよう
に、実際の設定値よりも誤差ΔＶだけ高い電圧を電圧Ｖ
₂であると判断した場合（タイミングｔ₂′）には、破
線で示す特性Ｖｙのように、本来設定された状態（特性
Ｖｘによる状態）よりも早く満充電状態に戻ってしま
い、電池の特性の劣化が早まってしまう。

【０００９】本発明の目的は、電池状態の検出誤差など
があっても、電池を劣化させることなく、良好に充電で
きる充電方法及び充電装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、２次電池のほ
ぼ満充電を検出して充電を停止させた後、２次電池が所
定状態になったことを検出した場合に、この検出から所
定時間経過した後に２次電池の充電を再開させるように
したものである。

【００１１】このようにしたことで、一度満充電状態
（又は満充電状態に近い状態）となってから、充電が再
開されるまでの時間を、電池が満充電状態から所定状態
になるまでの時間に、所定時間が加算された時間とする
ことができ、電池状態の検出に誤差があっても、満充電
状態に戻るまでの時間をある程度確保することができ、
２次電池の特性の劣化を防止することができる。

【００１２】また本発明は、２次電池のほぼ満充電を検
出して充電を停止させてからほぼ所定時間経過毎に、２
次電池の状態を検出するようにし、この検出した状態が
所定状態であるとき充電を再開させるようにしたもので
ある。

【００１３】このようにしたことで、一度満充電となっ
て充電を停止させてから、再度充電が再開されるまで、
少なくとも所定時間あけることができ、満充電状態に戻
るまでの時間をある程度確保することができ、２次電池
の特性の劣化を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１〜図
１０を参照して説明する。

【００１５】図１は本発明の各実施例に適用される充電
装置の構成を示すブロック図で、以下に説明する各実施
例では、この図１に示す構成の充電装置にて充電が行わ
れるもので、その充電の制御状態が各実施例で異なる。

【００１６】まずこの図１に示す充電装置の構成につい
て説明すると、商用交流電源１からの所定電圧の交流電
源（例えばＡＣ１００Ｖ）を、変圧・整流回路２に供給
して、直流低圧電源とする。そして、この直流低圧電源
を定電流回路３に供給し、一定電流の出力を得る。そし
て、この一定電流の出力を、定電圧回路４に供給し、一
定電圧の出力が得られるようにしてある。この場合、こ
の定電圧回路４は４．２Ｖの定電圧出力と４．０Ｖの定
電圧出力とが設定できるようにしてある。この出力電圧
は、後述する制御回路７の制御により、４．２Ｖと４．
０Ｖのいずれかが選択できるようにしてある（但し実施
例によっては４．０Ｖの定電圧出力は必要でない場合も
ある）。

【００１７】そして、この充電装置に装着された２次電
池５の正極側に、定電圧回路４の出力電圧を供給する。
この場合、本例においては２次電池７として、リチウム
イオン電池を使用する。ここで使用されるリチウムイオ
ン電池は、１００％充電（満充電）したときの電池電圧
が４．２Ｖになる特性のものとしてある。そして、この
２次電池５の正極側と負極側との電位差を、電圧検出回
路６で検出する。この電圧検出回路６で検出した電圧値
のデータを、制御回路７に供給する。

【００１８】そして、２次電池５の負極側を、電流検出
用抵抗器８を介して変圧・整流回路２に接続し、２次電
池５の充電回路を構成させる。そして、電流検出用抵抗
器８の一端及び他端の電位差に基づいて、抵抗器８を流
れる電流を電流検出回路９で検出する。この電流検出回
路９で検出される電流値は、２次電池５に供給される充
電電流に相当する。そして、電流検出回路９で検出した
電流値のデータを、制御回路７に供給する。この制御回
路７は、マイクロコンピュータで構成されて充電動作を
制御する回路としてあり、電圧検出回路６で検出した電
池電圧のデータと、電流検出回路９で検出した電流値の
データとに基づいて、定電圧回路４からの充電用電源の
２次電池５への供給を制御する。また、本例の制御回路
７は、タイマー回路（図示せず）が内蔵され、予め設定
した時間の経過を判断できるようにしてある。

【００１９】なお、２次電池５には負荷回路１０が接続
されている場合もある。

【００２０】次に、この図１に示す構成の充電装置を使
用して、２次電池（リチウムイオン電池）を充電する第
１の実施例の充電処理を、図２のフローチャートを参照
して説明する。

【００２１】本例の充電制御は、制御回路７の制御に基
づいて行われるもので、充電動作が開始されて、ある程
度充電された状態になると、定電圧回路４から４．２Ｖ
を出力させて定電圧充電を行う（ステップ１０１）。そ
して、この充電中に制御回路７は満充電（或いは満充電
に近い状態）になったか否か判断する（ステップ１０
２）。この満充電になった状態の判断としては、例えば
電流検出回路９の検出データに基づいて、満充電に相当
する充電電流まで低下したか否か判断する。ここで、満
充電になったと判断したときには、制御回路７の制御に
より、定電圧回路４からの４．２Ｖの出力を停止させ
て、充電を停止させる（ステップ１０３）。なお、満充
電に相当する電流や電圧を検出してから、所定時間（例
えば１時間）経過したとき、充電を停止させるようにし
ても良い。

【００２２】そして、この充電を停止させた後は、２次
電池５の電池電圧を電圧検出回路６で検出させる（ステ
ップ１０４）。ここで、検出した電圧値が、制御回路７
に予め設定された基準電圧Ｖ₂以下の電圧値か否か判断
する（ステップ１０５）。ここては基準電圧Ｖ₂として
４．０Ｖとし、このステップ１０５の処理として、制御
回路７で４．０Ｖ以下か否か判断させる。そして、４．
０Ｖ以下でない場合には、ステップ１０４での電池電圧
検出を繰り返し実行させる。

【００２３】なお、このステップ１０５での検出した電
圧の比較処理としては、定電圧回路４から出力される
４．２Ｖを基準となる電圧として、この４．２Ｖと、電
圧検出回路６で検出した電池電圧との電圧差を、制御回
路７内で判断する。そして、その電圧差が０．２Ｖを越
えたか否か判断して、電池電圧が４．０Ｖ以下になった
か否か判断する処理を行う。

【００２４】或いはステップ１０５での別の電圧の比較
処理として、接地電位（即ち０Ｖ）を基準とした電圧
で、４．０Ｖを基準電圧として制御回路７に設定させ
る。そして、電圧検出回路６で検出した電池電圧と、こ
の基準電圧（４．０Ｖ）とを比較して、電池電圧が基準
電圧以下になったか否か判断する処理を行うようにして
も良い。

【００２５】そしてステップ１０５で電池電圧が４．０
Ｖ以下であると判断したときには、制御回路７内に設定
されたタイマーを作動させる（ステップ１０６）。そし
て、このタイマーを作動させてから、予め決められた時
間ｎ₁が経過したか否か判断する（ステップ１０７）。
この時間ｎ₁としては、例えば３０分とする。

【００２６】そして、制御回路７が時間ｎ₁の経過を判
断（即ち電池電圧が４．０Ｖ以下になってから時間ｎ₁
が経過したことの判断）すると、ステップ１０１に戻っ
て充電動作を開始させる。このときの充電動作として
は、制御回路７の制御に基づいて、定電圧回路４から
４．２Ｖを出力させて、この４．２Ｖによる定電圧充電
を行う。そして、ステップ１０１以降の処理を繰り返し
行う。

【００２７】ここで、この図２のフローチャートに示す
本例の充電処理状態を図３を参照して説明する。この図
３に示す電圧特性Ｖａは電池電圧の変化を示し、充電が
行われることで電池電圧Ｖａが満充電時の電圧Ｖ₁に近
づき、この満充電時の電圧Ｖ ₁（４．２Ｖ）になったタ
イミングｔ₁₁で、定電圧回路４の出力を停止させて、２
次電池５への充電を停止させる。この充電の停止で、タ
イミングｔ₁₁からは電池の自己放電（又は負荷回路への
放電）により、電池電圧Ｖａが徐々に低下する。

【００２８】そして、この充電停止状態では、電池電圧
Ｖａの検出が逐次行われ、タイミングｔ₁₂で、電池電圧
Ｖａが基準電圧Ｖ₂（４．０Ｖ）より低下したとする。
このとき、このタイミングｔ₁₂で制御回路７内のタイマ
ー回路が作動し、その作動開始から時間ｎ₁（例えば３
０分）が経過したタイミングｔ₁₃で、２次電池５への充
電が再開され、電池電圧Ｖａが再びＶ₁となるタイミン
グｔ₁₄まで充電される。

【００２９】このようにして充電されることで、充電が
再開されるタイミングが良好に設定され、電池電圧の検
出誤差がある場合でも、良好に再充電を行うことがで
き、満充電状態に近い状態が継続することによる電池特
性の劣化を防止することができる。即ち、電池電圧Ｖａ
の検出が正確に行えた場合には、充電が再開されるタイ
ミングｔ₁₃で、電池電圧が基準電圧Ｖ₂より充分に低い
電圧になっている。そして、図３に示すように、電池電
圧の検出誤差ΔＶがあることを想定すると、この誤差Δ
Ｖの分だけ電圧Ｖ₂よりも高い電池電圧のときタイマー
回路が作動し、その作動開始から時間ｎ₁が経過したと
き、充電が再開される特性（破線で示す電圧Ｖｂ）とな
る。従って、電池電圧の検出誤差がある場合でも、充電
が再開されて満充電に戻るまでの時間を充分確保するこ
とができ、２次電池（リチウムイオン電池）の満充電状
態が継続することによる電池の劣化を防止することがで
きる。

【００３０】この場合、本例においては検出した電池電
圧の判断として、定電圧回路４から出力される４．２Ｖ
（この４．２Ｖは満充電時の電池電圧）を基準となる電
圧として、この４．２Ｖと、電圧検出回路６で検出した
電池電圧との電圧差を、制御回路７内で判断して、電池
電圧の４．０Ｖ以下の低下を判断するようにしたこと
で、誤差の少ない正確な電池電圧の判断ができ、より良
好に２次電池の充電制御ができる。

【００３１】また、このように満充電時の電池電圧を基
準とせずに、接地電位（即ち０Ｖ）を基準とした電圧
で、４．０Ｖを判断するようにした場合には、制御回路
７が電圧検出回路６の検出データを直接判断して電池電
圧を判断でき、簡単な構成で電池電圧の判断ができる
が、この場合にも上述したように充電が再開されて満充
電に戻るまでの時間を充分確保することができ、２次電
池の満充電状態が継続することによる電池の劣化を効果
的に防止することができる。

【００３２】なお、上述した第１の実施例の処理では電
池電圧の検出により、充電再開時の判断を行うようにし
たが、充電電流の検出により、充電再開時の判断を行う
ようにしても良い。図４のフローチャートは、この場合
の充電処理を示すもので、以下その説明をする。

【００３３】まず、制御回路７の制御に基づいて充電動
作が行われる（ステップ２０１）。このときには、２次
電池５がある程度充電された状態では、定電圧回路４か
ら４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行う。そして、こ
の充電中に制御回路７は、電流検出回路９で充電電流を
検出させ（ステップ２０２）、その検出した充電電流が
１００ｍＡ以下か否か制御回路７で判断する（ステップ
２０３）。ここで、充電電流が１００ｍＡを越えている
場合には、２次電池５がまだ満充電状態でないと判断し
て、ステップ２０１での充電を続行させる。そして、充
電電流が１００ｍＡ以下であると判断したときには、２
次電池５が満充電状態（或いは満充電状態に近い状態）
であると判断して、制御回路７の制御により定電圧回路
４の出力電圧を４．０Ｖに切換えさせる（ステップ２０
４）。

【００３４】そして、この４．０Ｖの定電圧を２次電池
５に印加させた状態で、そのときの充電電流を電流検出
回路９で検出させる（ステップ２０５）。そして、検出
した充電電流が３０ｍＡ以上か否か制御回路７で判断す
る（ステップ２０６）。ここで、充電電流が３０ｍＡ以
上でない場合には、ステップ２０４での４．０Ｖの定電
圧の供給を継続的に行いながら、ステップ２０５での充
電電流の検出を繰り返し行う。

【００３５】そして、充電電流が３０ｍＡ以上であると
判断した場合には、制御回路７内のタイマー回路を作動
させる（ステップ２０７）。そして、このタイマーを作
動させてから、予め決められた時間ｎ₁が経過したか否
か判断する（ステップ２０８）。この時間ｎ₁として
は、例えば３０分とする。

【００３６】そして、制御回路７が時間ｎ₁の経過を判
断（即ち充電電流が３０ｍＡ以上になってから時間ｎ₁
が経過したことの判断）すると、ステップ２０１に戻っ
て充電動作を開始させる。このときの充電動作として
は、制御回路７の制御に基づいて、定電圧回路４の出力
を４．２Ｖに切換えさせて、この４．２Ｖによる定電圧
充電を行う。そして、ステップ２０１以降の処理を繰り
返し行う。

【００３７】なお、ステップ２０３で満充電に相当する
充電電流を検出してから、所定時間（例えば１時間）経
過したとき、充電を停止させるようにしても良い。

【００３８】ここで、この図４のフローチャートに示す
本例の充電処理状態を図５を参照して説明する。この図
５は電池電圧Ｖａと充電電流Ｉの変化を示し、充電が行
われることで電池電圧Ｖａが満充電時の電圧Ｖ₁に近づ
くが、この満充電に近づくと充電電流Ｉは徐々に低下す
る。そして、充電電流Ｉが１００ｍＡ（Ｉ₁）になった
タイミングｔ₂₁で、定電圧回路４からの充電電圧Ｖ
₀を、４．０Ｖ（Ｖ₂）に切換えさせる。この４．０Ｖ
の充電電圧を供給した状態で、電池電圧が４．０Ｖ以上
ある場合には充電電流がほとんど流れない。そして、電
池電圧Ｖａが４．０Ｖまで低下したとき、検出できる程
度の充電電流が生じ、充電電流が３０ｍＡ（Ｉ₂）以上
となったとき（タイミングＴ₂₂）、制御回路７内のタイ
マー回路が作動する。そして、タイマー回路の作動開始
から時間ｎ₁（例えば３０分）が経過したタイミングｔ
₂₃で、定電圧回路４の出力電圧が４．２Ｖに戻され、こ
の４．２Ｖの充電電圧による２次電池５への充電が再開
され、充電電流が１００ｍＡ以下になるまで充電され
る。

【００３９】このようにして充電されることで、上述し
た電圧検出時（図２のフローチャートによる処理時）と
同様に、充電が再開されるタイミングが良好に設定さ
れ、満充電状態に近い状態が継続することによる２次電
池（リチウムイオン電池）の特性の劣化を防止すること
ができる。

【００４０】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
この第２の実施例の場合にも、図１に示す構成の充電装
置にて充電が行われるもので、制御回路７による充電の
制御を、図６のフローチャートに従って行う。以下その
処理について説明すると、まず、制御回路７の制御に基
づいて充電動作が行われる（ステップ３０１）。このと
きには、２次電池５がある程度充電された状態では、定
電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行
う。そして、この充電中に制御回路７は、電流検出回路
９で充電電流を検出させ（ステップ３０２）、その検出
した充電電流が１００ｍＡ以下か否か制御回路７で判断
する（ステップ３０３）。ここで、充電電流が１００ｍ
Ａを越えている場合には、２次電池５がまだ満充電状態
でないと判断して、ステップ３０１での充電を続行させ
る。そして、充電電流が１００ｍＡ以下であると判断し
たときには、２次電池５が満充電状態（或いは満充電状
態に近い状態）であると判断して、制御回路７の制御に
より定電圧回路４の出力電圧を停止させて、充電を停止
させる（ステップ３０４）。なお、満充電に相当する電
流を検出してから、所定時間（例えば１時間）経過した
とき、充電を停止させるようにしても良い。

【００４１】そして、この充電を停止させると同時に、
制御回路７内のタイマー回路を作動させる（ステップ３
０５）。そして、このタイマー回路を作動させてから予
め設定された時間ｎ₂（例えば３０分）が経過したか否
か判断する（ステップ３０６）。そして、この時間ｎ₂
が経過したときには、制御回路７の制御で、定電圧回路
４からの４．２Ｖの充電電圧を出力させ、充電動作を一
時的に再開させる（ステップ３０７）。そして、このと
きの充電電流を、電流検出回路９で検出させる（ステッ
プ３０８）。そして、制御回路７で、このとき検出した
充電電流が２００ｍＡ以上か否か判断する（ステップ３
０９）。そして、充電電流が２００ｍＡ以上でない場合
には、ステップ３０４に戻って、定電圧回路４の出力電
圧を停止させて、充電を停止させる。そして、ステップ
３０５でのタイマー回路の起動を行い、その起動からの
時間ｎ₂の経過毎に充電動作と、そのときの充電電流の
検出を繰り返し行う。

【００４２】そして、ステップ３０９で充電電流が２０
０ｍＡ以上であると判断された場合には、ステップ３０
１に戻って、満充電状態とするための充電を再開させ
る。

【００４３】ここで、この図６のフローチャートに示す
充電処理による充電状態を、図７を参照して説明する。
この図５は電池電圧Ｖａ及び充電電圧Ｖ₀と充電電流Ｉ
の変化を示し、充電が行われることで電池電圧Ｖａが満
充電時の電圧Ｖ₁に近づくが、この満充電に近づくと充
電電流Ｉは徐々に低下する。そして、充電電流Ｉが１０
０ｍＡ（Ｉ₁）になったタイミングｔ₃₁で、定電圧回路
４からの４．２Ｖの充電電圧Ｖ₀の供給を停止させる。

【００４４】そして、この充電停止と同時に制御回路７
内のタイマー回路が作動し、このタイマー回路の作動開
始から時間ｎ₂（例えば３０分）が経過したタイミング
ｔ₃₂で、定電圧回路４からの４．２Ｖの出力を一時的に
再開させる。そして、このときの充電電流Ｉを検出させ
る。そして、充電電流Ｉが２００ｍＡ（Ｉ₃）以上か否
か判断されるが、２００ｍＡ以下である場合には、充電
電圧Ｖ₀の供給が停止されて、次のタイマー回路による
時間ｎ₂の経過（タイミングｔ₃₃）まで待機する。

【００４５】そして、この時間ｎ₂が経過する毎の一時
的な充電電流の検出を繰り返している間に、自己放電な
どで２次電池５が満充電状態でなくなって、所定の残量
になったとき、４．２Ｖの充電電圧で２００ｍＡ
（Ｉ₃）以上の充電電流が検出され（タイミングｔ₃₄の
とき）、その４．２Ｖの定電圧による２次電池５の充電
が行われる。そして、この充電で充電電流Ｉが１００ｍ
Ａ（Ｉ₁）になったタイミングｔ₃₅で、満充電状態であ
ると判断して、定電圧回路４からの４．２Ｖの充電電圧
Ｖ₀の供給を停止させる。

【００４６】このようにして充電されることで、一度満
充電状態（或いは満充電に近い状態）となって充電が停
止した後は、少なくとも所定時間ｎ₂（例えば３０分）
が経過しない限り充電が再開されず、しかもこの所定時
間ｎ₂毎の充電電流の検出で、電池の残量が満充電状態
に近い場合には充電が再開されないので、ある程度電池
の残量が減らない限り充電が再開されず、満充電状態に
近い状態が継続することによる２次電池（リチウムイオ
ン電池）の特性の劣化を防止することができる。

【００４７】なお、図６のフローチャートに示す処理で
は、定電圧回路４の出力として、２次電池５の満充電時
の電池電圧である４．２Ｖだけを供給するようにした
が、一時的な充電電流の検出時には、より低い充電電圧
としても良い。図８のフローチャートは、この第２の実
施例の場合に、充電電圧を変化させる場合の処理を示
す。

【００４８】以下、この処理について説明すると、まず
制御回路７の制御に基づいて充電動作が行われる（ステ
ップ４０１）。このときには、２次電池５がある程度充
電された状態では、定電圧回路４から４．２Ｖを出力さ
せて定電圧充電を行う。そして、この充電中に制御回路
７は、電流検出回路９で充電電流を検出させ（ステップ
４０２）、その検出した充電電流が１００ｍＡ以下か否
か制御回路７で判断する（ステップ４０３）。ここで、
充電電流が１００ｍＡを越えている場合には、２次電池
５がまだ満充電状態でないと判断して、ステップ４０１
での充電を続行させる。そして、充電電流が１００ｍＡ
以下であると判断したときには、２次電池５が満充電状
態（或いは満充電状態に近い状態）であると判断して、
制御回路７の制御により定電圧回路４の出力電圧を停止
させて、充電を停止させる（ステップ４０４）。なお、
満充電に相当する電流を検出してから、所定時間（例え
ば１時間）経過したとき、充電を停止させるようにして
も良い。

【００４９】そして、この充電を停止させると同時に、
制御回路７内のタイマー回路を作動させる（ステップ４
０５）。そして、このタイマー回路を作動させてから予
め設定された時間ｎ₂（例えば３０分）が経過したか否
か判断する（ステップ４０６）。そして、この時間ｎ₂
が経過したときには、制御回路７の制御で、定電圧回路
４から４．０Ｖの充電電圧を出力させ、この４．０Ｖの
充電電圧による充電動作を一時的に再開させる（ステッ
プ４０７）。そして、このときの充電電流を、電流検出
回路９で検出させる（ステップ４０８）。そして、制御
回路７で、このとき検出した充電電流が３０ｍＡ以上か
否か判断する（ステップ４０９）。そして、充電電流が
３０ｍＡ以上でない場合には、ステップ４０４に戻っ
て、定電圧回路４の出力電圧を停止させて、４．０Ｖの
充電電圧の供給による充電を停止させる。そして、ステ
ップ４０５でのタイマー回路の起動を行い、その起動か
らの時間ｎ₂の経過毎に充電動作と、そのときの充電電
流の検出を繰り返し行う。

【００５０】そして、ステップ４０９で充電電流が３０
ｍＡ以上であると判断された場合には、ステップ４０１
に戻って、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電
圧充電を行い、満充電状態とするための充電を再開させ
る。

【００５１】このようにして、電池状態を検出するとき
には、充電電圧として、２次電池５の満充電時の電池電
圧４．２Ｖよりも低い４．０Ｖとすることで、低い電圧
の印加による電池状態の検出が行え、２次電池に対する
負担が少ない状態で、電池状態（残量）の検出が正確に
行え、この点からも電池の劣化を防止することができ
る。

【００５２】次に、第２の実施例に基づいた充電処理
を、電池電圧の検出により行う場合の例を、図９のフロ
ーチャートを参照して説明する。まず、充電動作が開始
されて、ある程度充電された状態になると、定電圧回路
４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行う（ステッ
プ５０１）。そして、この充電中に制御回路７は満充電
（或いは満充電に近い状態）になったか否か判断する
（ステップ５０２）。この満充電になった状態の判断と
しては、例えば電流検出回路９の検出データに基づい
て、満充電に相当する充電電流まで低下したか否か判断
する。ここで、満充電になったと判断したときには、制
御回路７の制御により、定電圧回路４からの４．２Ｖの
出力を停止させて、充電を停止させる（ステップ５０
３）。なお、満充電に相当する電流や電圧を検出してか
ら、所定時間（例えば１時間）経過したとき、充電を停
止させるようにしても良い。

【００５３】そして、この充電を停止させると同時に、
制御回路７内のタイマー回路を作動させる（ステップ５
０４）。そして、このタイマー回路を作動させてから予
め設定された時間ｎ₂（例えば３０分）が経過したか否
か判断する（ステップ５０５）。そして、この時間ｎ₂
が経過したときには、制御回路７の制御で、電圧検出回
路６により２次電池５の電池電圧を検出させる（ステッ
プ５０６）。そして、このときの電池電圧が４．０Ｖ以
下か否か判断する（ステップ５０７）。

【００５４】ここで、４．０Ｖ以下でないと制御回路７
が判断したときには、まだ満充電に近い状態であると判
断して、このときの電池電圧の検出に要したエネルギー
だけを充電させる（ステップ５０８）。即ち、制御回路
７に予め設定された時間（この時間はステップ５０６の
ときに電圧検出回路６で消費される電力に比例した比較
的短い時間）だけ、定電圧回路４から４．２Ｖの充電電
圧を２次電池５に供給させて、電池状態の検出により放
電された分だけ充電させる。或いは、それよりも若干多
く充電させても良い。そして、このステップ５０８での
充電が停止すると同時に、ステップ５０４に戻って、タ
イマー回路を作動させ、時間ｎ₂の経過毎に電池電圧の
検出を繰り返し行う。

【００５５】そして、ステップ５０７での電池電圧の検
出で、４．０Ｖ以下が検出された場合には、２次電池５
が充電できる程度の残量であると判断して、ステップ５
０１に戻って、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて
定電圧充電を再開させる。

【００５６】このようにして充電処理が行われること
で、図６のフローチャートに示した処理と同様に、充電
が再開されるまでの時間を、少なくとも所定時間ｎ
₂（例えば３０分）より長くすることができ、２次電池
の充電状態を適正に保つことができ、２次電池の特性の
劣化を効果的に防止することができる。

【００５７】なお、この図９のフローチャートに示す処
理で、ステップ５０６での電池電圧の検出処理として
は、定電圧回路４から出力される４．２Ｖを基準となる
電圧として、この４．２Ｖと、電圧検出回路６で検出し
た電池電圧との電圧差を、制御回路７内で判断する。そ
して、その電圧差が０．２Ｖを越えたか否か判断して、
電池電圧が４．０Ｖ以下になったか否か判断する処理を
行う。

【００５８】或いは別の電圧の比較処理として、接地電
位（即ち０Ｖ）を基準とした電圧で、４．０Ｖを基準電
圧として制御回路７に設定させる。そして、電圧検出回
路６で検出した電池電圧と、この基準電圧（４．０Ｖ）
とを比較して、電池電圧が基準電圧以下になったか否か
判断する処理を行うようにしても良い。

【００５９】次に、本発明の第３の実施例を説明する。
この第３の実施例の場合にも、図１に示す構成の充電装
置にて充電が行われるもので、制御回路７による充電の
制御を、図１０のフローチャートに従って行う。この第
３の実施例の場合には、第１の実施例で説明した所定時
間ｎ₁だけ待って再充電を開始させる制御と、第２の実
施例で説明した充電停止後に所定時間ｎ₂毎に電池状態
を検出させる制御とを組み合わせたものである。

【００６０】以下その処理について説明すると、まず、
制御回路７の制御に基づいて充電動作が行われる（ステ
ップ６０１）。このときには、２次電池５がある程度充
電された状態では、定電圧回路４から４．２Ｖを出力さ
せて定電圧充電を行う。そして、この充電中に制御回路
７は、電流検出回路９で充電電流を検出させ（ステップ
６０２）、その検出した充電電流が１００ｍＡ以下か否
か制御回路７で判断する（ステップ６０３）。ここで、
充電電流が１００ｍＡを越えている場合には、２次電池
５がまだ満充電状態でないと判断して、ステップ６０１
での充電を続行させる。そして、充電電流が１００ｍＡ
以下であると判断したときには、２次電池５が満充電状
態（或いは満充電状態に近い状態）であると判断して、
制御回路７の制御により定電圧回路４の出力電圧を停止
させて、充電を停止させる（ステップ６０４）。なお、
満充電に相当する電流を検出してから、所定時間（例え
ば１時間）経過したとき、充電を停止させるようにして
も良い。

【００６１】そして、この充電を停止させると同時に、
制御回路７内のタイマー回路を作動させる（ステップ６
０５）。そして、このタイマー回路を作動させてから予
め設定された時間ｎ₂（例えば３０分）が経過したか否
か判断する（ステップ６０６）。そして、この時間ｎ₂
が経過したときには、制御回路７の制御で、定電圧回路
４からの４．２Ｖの充電電圧を出力させ、充電動作を一
時的に再開させる（ステップ６０７）。そして、このと
きの充電電流を、電流検出回路９で検出させる（ステッ
プ６０８）。そして、制御回路７で、このとき検出した
充電電流が２００ｍＡ以上か否か判断する（ステップ６
０９）。そして、充電電流が２００ｍＡ以上でない場合
には、ステップ６０４に戻って、定電圧回路４の出力電
圧を停止させて、充電を停止させる。そして、ステップ
６０５でのタイマー回路の起動を行い、その起動からの
時間ｎ₂の経過毎に充電動作と、そのときの充電電流の
検出を繰り返し行う。

【００６２】そして、ステップ６０９で充電電流が２０
０ｍＡ以上であると判断された場合には、制御回路７内
のタイマー回路を再度作動させる（ステップ６１０）。
そして、このステップ６１０でタイマーを作動させてか
ら、予め決められた時間ｎ₁が経過したか否か判断する
（ステップ６１１）。この時間ｎ₁としては、例えば３
０分とする。

【００６３】そして、制御回路７が時間ｎ₁の経過を判
断（即ち充電電流が２００ｍＡ以上になってから時間ｎ
₁が経過したことの判断）すると、ステップ６０１に戻
って充電動作を開始させる。このときの充電動作として
は、制御回路７の制御に基づいて、定電圧回路４の出力
を４．２Ｖに切換えさせて、この４．２Ｖによる定電圧
充電を行う。そして、ステップ２０１以降の処理を繰り
返し行う。

【００６４】このようにして充電処理が行われること
で、２次電池への充電が停止した後の、この２次電池の
状態の検出処理が、タイマー回路による時間ｎ₂の経過
毎に行われ、２次電池の充電状態を適正に保つための制
御が良好に行われると共に、その時間ｎ₂毎の検出で、
電池残量が充電できる状態であると判断された場合に、
タイマー回路による時間ｎ₁の経過を待ってから再充電
が開始されるようにしたので、２次電池が満充電状態に
戻るまでの期間を、そのときの検出精度にかかわらず常
時良好に保つことができ、この点からも２次電池の充電
状態を適正に保つ制御が行われる。

【００６５】なお、この第３の実施例では、充電停止後
の一時的な充電時の充電電圧を、通常の充電時と同じ
４．２Ｖとしたが、この一時的な充電時の充電電圧を
４．０Ｖなどの低い電圧としても良い。このようにする
ことで、電池状態検出時に２次電池に与える負担を少な
くすることができる。

【００６６】また、電流値で２次電池の状態を検出する
代わりに、電池電圧で２次電池の状態を検出するように
しても良い。なお、この電池電圧を検出する場合には、
この充電停止状態での電池電圧の検出時に、この検出の
ために２次電池から放電されたエネルギーを充電させる
ようにしても良い。

【００６７】なお、上述した各実施例では、２次電池と
してリチウムイオン電池を充電する場合について説明し
たが、他の同様な定電圧充電を必要とする２次電池の充
電方法及び装置にも適用できることは勿論である。ま
た、満充電まで充電させる電圧や検出時の電圧値，電流
値、更に各タイマー回路で設定する時間などの値につい
ても、使用する電池の電圧特性や容量などに応じて適宜
選定すれば良く、上述各実施例の値に限定されるもので
はない。

【００６８】

【発明の効果】本発明によると、２次電池のほぼ満充電
を検出して充電を停止させた後、２次電池が所定状態に
なったことを検出した場合に、この検出から所定時間経
過した後に２次電池の充電を再開させるようにしたこと
で、一度満充電状態（又は満充電状態に近い状態）とな
ってから、充電が再開されるまでの時間を、電池が満充
電状態から所定状態になるまでの時間に、所定時間が加
算された時間とすることができ、電池状態の検出に誤差
があっても、満充電状態に戻るまでの時間をある程度確
保することができ、満充電状態が続くことによる２次電
池の特性の劣化を防止することができる。

【００６９】この場合、所定状態の検出として、２次電
池の電池電圧が、充電電圧を基準とした電圧値から所定
値低下したことを検出するようにしたことで、充電電圧
を基準とした正確な電池電圧の低下の検出が可能にな
り、正確に２次電池の状態を制御できるようになる。

【００７０】また、所定状態の検出として、２次電池の
接地電位を基準とした電圧値からの電池電圧が、所定電
圧になったことを検出するようにしたことで、比較的簡
単な電圧検出で、２次電池の状態を適正に制御できるよ
うになる。

【００７１】また、所定状態の検出として、２次電池に
所定電圧を印加したときの充電電流が所定値になったこ
とを検出するようにしたことで、電流値の検出に基づい
て、２次電池の充電状態を適正に制御できるようにな
る。

【００７２】また、この充電電流が所定値になったこと
を検出する場合に、２次電池に印加する所定電圧とし
て、充電電圧よりも低い電圧としたことで、２次電池に
かける負担を少なくして、その電池状態を適正に検出で
きるようになる。

【００７３】また本発明によると、２次電池のほぼ満充
電を検出して充電を停止させてからほぼ所定時間経過毎
に、２次電池の状態を検出するようにし、この検出した
状態が所定状態であるとき充電を再開させるようにした
ことで、一度満充電となって充電を停止させてから、再
度充電が再開されるまで、少なくとも所定時間あけるこ
とができ、満充電状態に戻るまでの時間をある程度確保
することができ、２次電池の特性の劣化を防止すること
ができる。

【００７４】この場合、所定状態を検出してから一定時
間経過した後に充電を再開させるようにしたことで、よ
り効果的に満充電状態に戻るまでの時間を確保できるよ
うになり、２次電池の特性の劣化防止効果をより高くす
ることができる。

【００７５】また、所定状態の検出として、充電電圧又
はこの充電電圧より低い電圧を２次電池に印加した場合
に、充電電流が所定値を越えたことを検出するようにし
たことで、充電電流により２次電池の状態を正確に検出
できるようになる。

【００７６】また、所定状態の検出として、２次電池の
電池電圧が所定電圧になったことを検出するようにした
ことで、電池電圧により２次電池の状態を正確に検出で
きるようになる。

【００７７】また、この電池電圧を検出する場合に、電
池電圧が所定電圧になってなく、充電が再開されない場
合に、少なくとも電池電圧の検出に要するエネルギー
を、２次電池に充電させるようにしたことで、電池状態
の検出を所定時間毎に繰り返すことによる充電残量の減
少を効果的に防止することができる。

【００７８】また、所定電圧の検出として、充電電圧を
基準とした電圧値から所定値低下したことを検出するよ
うにしたことで、充電電圧を基準とした正確な電池電圧
の低下の検出が可能になり、正確に２次電池の状態を制
御できるようになる。

【００７９】また、所定電圧の検出として、２次電池の
接地電位を基準とした電圧からの電池電圧が、所定の電
圧値になったことを検出するようにしたことで、比較的
簡単な電圧検出で、２次電池の状態を適正に制御できる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施例に適用される充電装置の構成
を示す構成図である。

【図２】第１の実施例による充電処理を示すフローチャ
ートである。

【図３】第１の実施例による充電状態を示す特性図であ
る。

【図４】第１の実施例において満充電検出を別の処理で
行う場合の充電処理を示すフローチャートである。

【図５】図４の例による充電状態を示す特性図である。

【図６】第２の実施例による充電処理を示すフローチャ
ートである。

【図７】第２の実施例による充電状態を示す特性図であ
る。

【図８】第２の実施例において満充電検出を別の処理で
行う場合の充電処理を示すフローチャートである。

【図９】第２の実施例において満充電検出を更に別の処
理で行う場合の充電処理を示すフローチャートである。

【図１０】第３の実施例による充電状態を示す特性図で
ある。

【図１１】リチウムイオン電池の充電特性の例を示す説
明図である。

【図１２】従来のリチウムイオン電池の再充電状態の一
例を示す特性図である。

【符号の説明】

１商用交流電源、２変圧・整流回路、３定電流回
路、４定電圧回路、５２次電池、６電圧検出回
路、７制御回路、８電流検出用抵抗器、９電流検出
回路、１０負荷回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定電圧の充電電圧により充電が行われる
２次電池を充電する充電方法において、上記２次電池のほぼ満充電を検出して充電を停止させた
後、上記２次電池が所定状態になったことを検出した場合
に、この検出から所定時間経過した後に上記２次電池の充電
を再開させるようにした充電方法。
【請求項２】上記所定状態の検出として、上記２次電
池の電池電圧が、上記充電電圧を基準とした電圧値から
所定値低下したことを検出するようにした請求項１記載
の充電方法。
【請求項３】上記所定状態の検出として、上記２次電
池の接地電位を基準とした電圧値からの電池電圧が、所
定電圧になったことを検出するようにした請求項１記載
の充電方法。
【請求項４】上記所定状態の検出として、上記２次電
池に所定電圧を印加したときの充電電流が所定値になっ
たことを検出するようにした請求項１記載の充電方法。
【請求項５】上記所定電圧として、上記定電圧の充電
電圧より低い電圧とした請求項４記載の充電方法。
【請求項６】定電圧の充電電圧により充電が行われる
２次電池を充電する充電方法において、上記２次電池のほぼ満充電を検出して充電を停止させて
からほぼ所定時間経過毎に、上記２次電池の状態を検出
するようにし、この検出した状態が所定状態であるとき充電を再開させ
るようにした充電方法。
【請求項７】上記所定状態を検出してから一定時間経
過した後に充電を再開させるようにした請求項６記載の
充電方法。
【請求項８】上記所定状態の検出として、上記充電電
圧又はこの充電電圧より低い電圧を上記２次電池に印加
した場合に、充電電流が所定値を越えたことを検出する
ようにした請求項６記載の充電方法。
【請求項９】上記所定状態の検出として、上記２次電
池の電池電圧が所定電圧になったことを検出するように
した請求項６記載の充電方法。
【請求項１０】上記２次電池の電池電圧が所定電圧に
なってなく、充電が再開されない場合に、少なくとも電池電圧の検出に要するエネルギーを、上記
２次電池に充電させるようにした請求項９記載の充電方
法。
【請求項１１】上記所定電圧の検出として、上記充電
電圧を基準とした電圧値から所定値低下したことを検出
するようにした請求項９記載の充電方法。
【請求項１２】上記所定電圧の検出として、上記２次
電池の接地電位を基準とした電圧からの電池電圧が、所
定の電圧値になったことを検出するようにした請求項９
記載の充電方法。
【請求項１３】定電圧の充電電圧により充電が行われ
る２次電池を充電する充電装置において、上記２次電池に上記充電電圧を供給する定電圧手段と、上記２次電池の状態を検出する電池状態検出手段と、上記定電圧手段による充電を制御する充電制御手段と、上記電池状態検出手段が上記２次電池の所定状態を検出
したとき作動するタイマ手段とを備え、上記タイマ手段が作動開始から所定時間経過したとき、
上記充電制御手段が上記定電圧手段による充電を開始さ
せるようにした充電装置。
【請求項１４】上記電池状態検出手段による所定状態
の検出として、上記２次電池の電池電圧が所定電圧にな
ったことを検出するようにした請求項１３記載の充電装
置。
【請求項１５】上記電池状態検出手段による所定状態
の検出として、上記２次電池に所定電圧を印加したとき
の充電電流が所定値になったことを検出するようにした
請求項１３記載の充電装置。
【請求項１６】上記定電圧手段として、上記充電電圧
より低いプリ充電用定電圧を供給できるようにし、上記２次電池に印加する所定電圧として、このプリ充電
用定電圧とした請求項１５記載の充電装置。
【請求項１７】定電圧の充電電圧により充電が行われ
る２次電池を充電する充電装置において、上記２次電池に上記充電電圧を供給する定電圧手段と、上記２次電池の状態を検出する電池状態検出手段と、上記定電圧手段による充電を制御する充電制御手段と、上記電池状態検出手段が上記２次電池のほぼ満充電を検
出したとき作動するタイマ手段とを備え、上記タイマ手段が作動開始からほぼ所定時間経過する毎
に、上記充電制御手段が上記電池状態検出手段で上記２
次電池の状態を検出させ、この検出した状態が所定状態
であるとき、上記定電圧手段による充電を再開させるよ
うにした充電装置。
【請求項１８】上記所定状態を検出したとき、この検
出から所定時間経過した後に、上記定電圧手段による充
電を再開させるようにした請求項１７記載の充電装置。
【請求項１９】上記電池状態検出手段による所定状態
の検出として、上記充電電圧又はこの充電電圧より低い
電圧を上記２次電池に印加したときの充電電流が所定値
を越えたことを検出するようにした請求項１７記載の充
電装置。
【請求項２０】上記電池状態検出手段による所定状態
の検出として、上記２次電池の電池電圧が所定電圧にな
ったことを検出するようにした請求項１７記載の充電装
置。
【請求項２１】上記２次電池の電池電圧が所定電圧に
なってなく、充電が再開されない場合に、上記充電制御手段の制御により、少なくとも電池電圧の
検出に要するエネルギーを、上記２次電池に充電させる
ようにした請求項２０記載の充電装置。