JPH1075540A - バッテリ充電方法 - Google Patents

バッテリ充電方法

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JPH1075540A
JPH1075540A JP9135126A JP13512697A JPH1075540A JP H1075540 A JPH1075540 A JP H1075540A JP 9135126 A JP9135126 A JP 9135126A JP 13512697 A JP13512697 A JP 13512697A JP H1075540 A JPH1075540 A JP H1075540A
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charging
voltage
terminal voltage
electronic device
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JP9135126A
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F Freeman Joseph
ジョセフ・エフ・フリーマン
K Matsukonkii Stephen
スティーブン・ケイ・マッコンキー
A Mitchell Nasan
ナサン・エイ・ミッチェル
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/90—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/927—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリ・パックの充電電圧制御を、簡単か
つ安価にする。 【解決手段】 バッテリ・パック１３８の制御用のマイ
クロコントローラ２００により、ＦＥＴ２０３及び２０
５のオン／オフを制御してバッテリ２１３の充電を制御
する。その初期段階では、バッテリ電圧がその定格臨界
端子電圧に達するまで継続的に充電し、その後、充電電
流をパルス的にバッテリに供給する。このパルス電流の
オン時の電圧は、バッテリの定格臨界端子電圧以上の電
圧を含み、パルス電流のオフ時には、バッテリの端子間
電圧が該バッテリの弛張電圧となる。パルス電流のデュ
ーティ・サイクルは一定であり、よって、バッテリ電圧
が弛張電圧に近づくに連れ、パルス電流のオン時間は短
くなる。これにより、バッテリの電圧を定格臨界端子電
圧にクランプする等の必要がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、バッテリの充電方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に示されているように、例えば、ポ
ータブル・コンピュータのバッテリ・パックの中のリチ
ウム・イオン・バッテリ・セルを充電する典型的な回路
を用いると、充電されているセルの端子電圧を、その端
子電圧が時間Ｔ0において製造業者によって特定される
臨界（安全のための）電圧スレショルド・レベル（すな
わち、クランプ電圧）ＶTに等しくなるまでは、上昇さ
せることができる。ＶTに等しくなると、充電回路は、
そのままでは上昇を続ける端子電圧を、電圧レベルＶT
にクランプし、それによって、セル充電電流は、減少し
始める。充電電流が時間ＴCにおいて所定の電流スレシ
ョルド・レベルまで下がると、セルは、完全に充電され
たものと考えられる。
【０００３】
【発明の概要】本発明は、バッテリの充電方法を特徴と
する。バッテリは、それを超えると有害な故障を生じて
しまう公称定格臨界端子電圧（定格臨界端子電圧）を有
する。本発明においては、所定の時間プロフィールを有
する充電電力が、バッテリの端子に与えられ、このプロ
フィールにおける電力は、バッテリの端子電圧が定格臨
界端子電圧を超える時間部分を含み、バッテリの有害な
故障を防止するように制御される。本発明の構成には、
次の特徴が含まれる。制御を行うステップは、充電電圧
を定格臨界端子電圧を超える高レベルと定格臨界端子電
圧を超えない低レベルとの間で、反復的に循環させるこ
とを含む。
【０００４】この低レベルは、時間と共に上昇して定格
臨界端子電圧に達する弛張電圧（relaxation voltage）
を表す。弛張電圧は、バッテリの端子電圧の変化率が所
定の比率より下まで低下する、すなわち、バッテリの端
子電圧が最小値に達する電圧を表す。時間プロフィール
は、それぞれが、オン周期とオフ周期とから構成される
一連の電流パルスを含み、オフ周期は、バッテリの端子
電圧が弛張電圧まで低下する度に終了するようになって
いる。電流パルスは、すべてが、同じデューティ・サイ
クルを有し、オン周期の長さは時間と共に減少する。時
間プロフィールを制御するステップは、充電の間にバッ
テリの端子電圧をモニタするステップと、モニタした端
子電圧に基づいて時間プロフィールを制御するステップ
と、を含む。
【０００５】本発明はさらに、パルス電力を用いてリチ
ウム・イオン・バッテリを充電する方法に特徴を有す
る。更に別の側面では、本発明は、充電の間にバッテリ
の弛張電圧を測定し、弛張電圧が所定のレベルに達する
まで時間プロフィールを継続することを特徴とする。更
に別の側面では、本発明は、外部電源から電力を受け取
ることのできるパーソナル電子機器に特徴を有する。こ
のパーソナル電子機器は、マイクロプロセッサと、この
値を超えると有害な障害が生じてしまう臨界端子電圧を
有する再充電可能なバッテリ・パックとを含む。バッテ
リ・パックは、電力を電源からバッテリまで供給してバ
ッテリを充電制御するコントローラを含む。コントロー
ラは、所定の時間プロフィールを有する充電電力を、パ
ーソナル電子機器内のバッテリの端子に与えるように構
成されている。時間プロフィールは、バッテリの端子電
圧が定格臨界端子電圧を超える時間部分を含んでいる。
コントローラは、時間プロフィールを制御して、パーソ
ナル電子機器内のバッテリにおける有害な障害を防止す
るように構成されている。
【０００６】本発明の構成には、次の特徴が含まれる。
コントローラは、マイクロプロセッサを含み、またスイ
ッチを含むことがある。コントローラはさらに、電圧検
出器を含むことがある。パーソナル電子機器は、パーソ
ナル・コンピュータである。これらの特徴は、マイクロ
プロセッサと再充電可能なバッテリ・パックとを含むパ
ーソナル電子機器に組み入れることができる。本発明
は、正確に制御される電圧制限付きの電源は不要であ
り、コストと複雑さとを減少させることができ、セルに
おける電荷の充電が高速であり、それによって、充電時
間を短縮できる、という作用効果を奏することができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のバッテリ充電方式は、図
２、図４及び図５に示されるように、従来のリチウム・
イオン・セルの充電システムとは異なり、ポータブル・
コンピュータ・システム１０のバッテリ・パック１３８
では、パルスを用いて、このバッテリ・パック１３８の
中の８つのリチウム・イオン・バッテリ・セル２１０を
充電するが、その際に、充電されているセル２１０の端
子電圧は直接には制限を受けない。従って、充電されて
いるセル２１０の端子電圧を厳密に規制する回路は、不
要である。
【０００８】図２に示されるように、バッテリ・パック
１３８は、正（１４０ａ）の及び負（１４０ｂ）の端子
ライン１４０を介して、電力をコンピュータ・システム
１０に供給する。コンピュータ・システム１０には、中
央処理装置（ＣＰＵ）１００と、レベル２（Ｌ２）のキ
ャッシュ１０２と、システム・メモリ１０８とが含ま
れ、これらはすべて、ローカル・バス１０４に結合され
ている。システム・コントローラ／ホスト・ブリッジ回
路１０６が、システム・メモリ１０８へのアクセスを制
御し、ローカル・バス１０４と周辺装置相互接続（ＰＣ
Ｉ）バス１００との間のインターフェースを与える。
【０００９】小型コンピュータ・システム・インターフ
ェース（ＳＣＳＩ）コントローラ１１４とビデオ・イン
ターフェース１１６とが、ＰＣＩバス１１０に結合され
る。ＳＣＳＩコントローラ１１４は、ＰＣＩバス１１０
と、ハードディスク・ドライブ１２２とＣＤ−ＲＯＭド
ライブ１２４とが結合されているＳＣＳＩバス１２０と
の間のインターフェースを与える。ビデオ・インターフ
ェース１１６は、モニタ１１８に結合されている。
【００１０】ＰＣＩ拡張産業標準アーキテクチャ（ＥＩ
ＳＡ）回路１１２は、ＰＣＩバス１１０をＥＩＳＡバス
１２６に結合する。キーボード／マウス・コントローラ
１３０は、ＥＩＳＡバス１２６を、キーボード１３２と
マウス１３４とにインターフェースする。ＥＩＳＡバス
１２６に結合されている電源コントローラ（ＡＣ／ＤＣ
コンバータ）１２８は、電源（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
１３６に結合される。電源１３６は、電力を、バッテリ
・パック１３８又は外部電源のどちらか一方から受け取
って、コンピュータ・システム１０の電源ライン１４１
に供給する。
【００１１】図４及び図５に示されているように、それ
ぞれのセル２１０の端子電圧は、製造業者によって特定
される臨界電圧レベルＶ＿ＴＨＲＥＳＨをある程度は超
えることが許されることがわかっているが、その理由
は、充電の間は、それぞれのセル２１０の内部的な電気
化学的電位Ｅが、セル２１０が時間ＴCにおいて完全に
充電されるまでは、臨界電圧スレショルド・レベルＶ＿
ＴＨＲＥＳＨよりも低い値に留まるからである。セル２
１０の中の１つの観察された端子電圧と内部電位Ｅとの
間の差は、セル２１０の内部抵抗値６１２と充電されて
いるセル２１０を流れる充電電流との積によって決定さ
れる。
【００１２】図３に示されるように、セル２１０は、セ
ル・ユニット２１３の中で、４つのセル・バンク２１１
ａ〜ｄが直列に接続されるように、配置されている。そ
して、それぞれのセル・バンク２１１は、並列に接続さ
れた２つのセル２１０を有する。セル２１０を充電する
際には、バッテリ・パック１３８は、電力を、電源１３
６から、端子ライン１４０を介して受け取り、パルス化
された充電電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳを、セル・バンク２１１
ａ〜ｄに供給する。図４及び図５に示されるように、パ
ルス化された充電電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳがパルス化されれ
ば、セル・バンク２１１ａ〜ｄの中の１つ又は複数の端
子電圧は、以下に説明する値だけは、電圧スレショルド
・レベルＶ＿ＴＨＲＥＳＨを超えることが許容される。
なお、従来のリチウム・イオン・バッテリ充電システム
では、セル・バンク２１１ａ〜ｄの端子電圧は、電圧ス
レショルド・レベルＶ＿ＴＨＲＥＳＨに、制限すなわち
クランプされる。
【００１３】パルス化された充電電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳの
電流が供給されていない期間においては、セル２１０の
端子電圧は、その電気化学的電位Ｅに戻る。電気化学的
電位Ｅが臨界電圧スレショルド・レベルＶ＿ＴＨＲＥＳ
Ｈを超えることを回避するために、電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳ
がセル・バンク２１１ａ〜ｄから遮断されるときに、す
なわち、パルスとパルスとの間に、セル・バンク２１１
ａ〜ｄの端子電圧がモニタされる。充電電流Ｉ＿ＣＥＬ
ＬＳの制御は、バッテリ・パック１３８のマイクロコン
トローラ２００（図３）によって、以下のように行われ
る。充電の初期段階では、セル・バンク２１１ａ〜ｄの
中の１つの端子電圧が時間Ｔ0においてスレショルド電
圧レベルＶ＿ＴＨＲＥＳＨに達するまで、マイクロコン
トローラ２００によって、充電電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳが連
続的に（パルス化されずに）流される。マイクロコント
ローラ２００は、次に、一連の連続的なパルス・サイク
ルを開始させ、そのすべてのパルス・サイクルは、所定
のデューティ・サイクルの時間間隔ＴDUTYを有している
（図６）。
【００１４】それぞれのパルス・サイクルは、オフ時間
間隔ＴOFFを有しており、その間は、バッテリ・パック
１３８への充電電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳが禁止され、セル・
バンク２１１ａ〜ｄの中の少なくとも１つの端子電圧
が、電位Ｅに近接しこの電位Ｅに向かって厳密にゆっく
りと下降していく弛張電圧レベルＶ＿ＲＥＬＡＸと等し
くなる。時間間隔ＴOFFの最終時点で電圧レベルＶ＿Ｒ
ＥＬＡＸに達すると、マイクロコントローラ２００は、
次のパルス・サイクルの開始をトリガし、そのサイクル
の間には、マイクロコントローラ２００によって、充電
電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳが、そのパルス・サイクルのオン時
間間隔ＴONの間、流れることが可能になる。マイクロコ
ントローラ２００は、次にまた、充電電流Ｉ＿ＣＥＬＬ
Ｓの流れを禁止し、これにより、次のオフ時間間隔Ｔ
OFFが開始され次のパルス・サイクルが開始される。
【００１５】オン時間間隔ＴONとオフ時間間隔ＴOFFと
で、デューティ・サイクル時間間隔ＴDUTYが決定され、
マイクロコントローラ２００は、オン時間間隔ＴONを、
デューティ・サイクル時間間隔ＴDUTYからオフ時間間隔
ＴOFFを減算することによって、決定することができ
る。図４に示されるように、パルス・サイクルの継続に
伴って、弛張電圧レベルＶ＿ＲＥＬＡＸは上昇し、オフ
時間間隔ＴOFFは長くなる。パルス・サイクルの継続に
伴ってオフ時間間隔ＴOFFが長くなると、それに従っ
て、オン時間間隔ＴONは、短くなる。パルス・サイクル
は、セル・バンク２１１ａ〜ｄの中の１つからの測定さ
れた弛張電圧レベルＶ＿ＲＥＬＡＸが臨界電圧スレショ
ルド・レベルＶ＿ＴＨＲＥＳＨに達して、セル２１０が
完全に充電されたと考えられるまで、継続する。
【００１６】マイクロコントローラ２００は、例えば、
全体のセル・ユニット２１３の端子電圧Ｖ＿ＣＥＬＬＳ
に定数を乗算することによって、オフ時間間隔ＴOFFを
決定する。あるいは、マイクロコントローラ２００は、
セル・バンク２１１ａ〜ｄの端子電圧をモニタすること
によって、経験的に、オフ時間間隔ＴOFFを決定するこ
ともできる。マイクロコントローラ２００は、セル・バ
ンク２１１ａ〜ｄの中の任意の１つの端子電圧の変化率
が、弛張電圧レベルＶ＿ＲＥＬＡＸを識別する所定の負
の変化率スレショルドより下まで低下するかどうかを、
判断する。
【００１７】図３に示されるように、バッテリ・パック
１３８は、ドレイン端子から充電電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳを
供給しかつマイクロコントローラ２００によって制御さ
れる、Ｐチャネルの金属酸化物半導体電界効果トランジ
スタ（ＭＯＳＦＥＴ）２０２を含む。トランジスタ２０
２は、そのソース・ドレイン電流経路が、正の端子ライ
ン１４０ａとセル・ユニット２１３の正の端子２１３ａ
との間に結合されている。マイクロコントローラ２００
がトランジスタ２０２のゲートへの制御信号である充電
信号ＣＨＡＲＧＥ＃をアサート（供給）する。すなわ
ち、充電信号を低レベルに引き下げると、トランジスタ
２０２が導通し、充電電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳがセル・ユニ
ット２１３に流れる。マイクロコントローラ２００が充
電信号ＣＨＡＲＧＥ＃をデアサートする、すなわち、高
レベルにすると、トランジスタ２０２は、充電電流Ｉ＿
ＣＥＬＬＳの流れを禁止する。このようにして、マイク
ロコントローラ２００は、それぞれの時間間隔ＴOFF及
びＴONの開始と終了とを制御することができる。
【００１８】マイクロコントローラ２００は、４つの信
号入力を有する４つの入力マルチプレクサ２１２を介し
て、セル・バンク２１１ａ〜ｄの電圧を、選択的にモニ
タする。マルチプレクサ２１２のそれぞれの入力は、セ
ル・バンク２１１ａ〜ｄの異なるものの正の端子に結合
される。マルチプレクサ２１２の選択制御入力端子に
は、マイクロコントローラ２００から、２ビットの選択
信号ＳＥＬ［１：０］が供給される。マルチプレクサ２
１２の出力は、電圧バッファ回路２１４に結合され、こ
の回路２１４は、マルチプレクサ２１２によって選択さ
れた正の端子における電圧を示すセル電圧信号ＶＣＥＬ
Ｌを、マイクロコントローラ２００に与える。マイクロ
コントローラ２００は、セル・バンク２１１ａ〜ｄの正
の端子電圧を選択的に測定し減算することによって、任
意の１つのセル・バンク２１１の端子電圧を決定する。
【００１９】マイクロコントローラ２００は、Ｎチャネ
ルのエンハンス・モードのＭＯＳＦＥＴ２０４を介し
て、セル２１０の放電を制御することもできる。このト
ランジスタは、そのドレイン・ソース電流経路が正の端
子ライン１４０ａとセル・ユニット２１３の正の端子２
１３ａの間に結合されている。なお、負の端子ライン１
４０ｂとセル・ユニット２１３の負の端子２１３ｂとの
間に結合させてもよい。マイクロコントローラ２００が
トランジスタ２０４のゲートに与えられる放電信号ＤＩ
ＳＣＨをアサートする、すなわち、高レベルにすると、
放電電流がトランジスタ２０４を流れる。マイクロコン
トローラ２００が放電信号ＤＩＳＣＨをデアサートす
る、すなわち、低レベルにすると、放電電流は、流れな
い。
【００２０】充電信号ＣＨＡＲＧＥ＃がアサートされる
と、充電電流Ｉ＿ＣＥＬＬＳが、正の端子ライン１４０
ａからトランジスタ２０４に並列のダイオード２０５及
びトランジスタ２０２のソース・ドレイン経路を介し
て、セル・ユニット２３１に流れる。ダイオード２０５
のアノードは、トランジスタ２０４のソースに接続さ
れ、ダイオード２０５のカソードは、トランジスタ２０
４のドレインに接続される。同様にして、放電信号ＤＩ
ＳＣＨがアサートされると、放電電流が、正の端子２１
３ａから正の端子ライン１４０ａに、ダイオード２０３
を通って流れる。ダイオード２０３のアノードは、トラ
ンジスタ２０２のドレインに接続され、ダイオード２０
３のカソードは、トランジスタ２０２のソースに接続さ
れる。ダイオード２０３、２０５はそれぞれ、トランジ
スタ２０２、２０４の寄生ダイオードであっても、そう
でなくてもよい。
【００２１】図７に示されるように、マイクロコントロ
ーラ２００は、セル・ユニット２１３の充電を開始する
ときには、充電信号ＣＨＡＲＧＥ＃をアサートし（７０
０）、放電信号ＤＩＳＣＨをデアサートする（７０
０）。次に、マイクロコントローラ２００は、セル・バ
ンク２１１ａ〜ｄの端子電圧を、測定している端子電圧
の中の１つがスレショルド電圧レベルＶ＿ＴＨＲＥＳＨ
に達したと（時間Ｔ0において）判断する（７０６）ま
で、測定する（７０４）。そして、マイクロコントロー
ラ２００は、パルス充電サイクルを制御するＰＵＬＳＥ
と称されるルーチンを実行する（７０８）。セル・ユニ
ット２１３の充電が完了すると、マイクロコントローラ
２００は、放電信号ＤＩＳＣＨをアサートし、セル・ユ
ニット２１３が電力をコンピュータ・システム１０に供
給することを可能にする。
【００２２】図８は、ＰＵＬＳＥルーチンを示してお
り、該ルーチンの実行においては、マイクロコントロー
ラ２００は、充電信号ＣＨＡＲＧＥ＃をデアサートし
（８００）、セル・バンク２１１ａ〜ｄの端子電圧を測
定する（８０２）。次に、マイクロコントローラ２００
は、全体のセル・ユニット２１３の端子電圧Ｖ＿ＣＥＬ
ＬＳに定数を乗算することによって、オフ時間間隔Ｔ
OFFを計算する（８０４）。そして、マイクロコントロ
ーラ２００は、オフ時間間隔ＴOFFだけ遅延をとり（８
０６）、その後で、再び、セル・バンク２１１ａ〜ｄの
端子電圧を測定する（８０８）。
【００２３】マイクロコントローラ２００が測定した端
子電圧の中の１つがスレショルド電圧レベルＶ＿ＴＨＲ
ＥＳＨに達していると判断する場合には（８１０）、充
電時間ＴCに達しているために、ルーチンＰＵＬＳＥは
終了する。そうでない場合には、マイクロコントローラ
２００は、充電信号ＣＨＡＲＧＥ＃をアサートして（８
１２）次の間隔ＴONを開始させ、デューティ・サイクル
時間間隔ＴDUTYと先に計算されたオフ時間間隔ＴOFFと
の差であるオン時間間隔ＴONを計算する（８１４）。次
に、マイクロコントローラ２００は、オン時間間隔ＴON
だけ遅延させ（８１６）、その後で、再び、充電信号Ｃ
ＨＡＲＧＥ＃をデアサートする（８００）。
【００２４】これ以外の実施例も冒頭の特許請求の範囲
に含まれる。例えば、図９に示されるように、マイクロ
コントローラ２００は、セル・バンク２１１ａ〜ｄの端
子電圧を測定した（８０２）後で、これらの測定した端
子電圧の中のどれかが弛張電圧レベルＶ＿ＲＥＬＡＸに
実際に達しているかどうかを経験的に判断することもで
きる（８０５）。達していない場合には、マイクロコン
トローラ２００は、セル・バンク２１１ａ〜ｄの端子電
圧を継続的に測定する。そうでなければ、マイクロコン
トローラ２００は、セル・バンク２１１ａ〜ｄの端子電
圧の中の１つが電圧スレショルド・レベルＶ＿ＴＨＲＥ
ＳＨに達しているかどうかを判断することによって、上
述のプロセスに進む。
【図面の簡単な説明】
【図１】充電中のバッテリ・セルに対する波形を示して
いる波形図である。
【図２】コンピュータ・システムのブロック図である。
【図３】図２のバッテリ・パックの回路図である。
【図４】充電中のバッテリ・セルに対する波形を示して
いる波形図である。
【図５】バッテリ・セルの回路図である。
【図６】充電中のバッテリ・セルに対する波形を示して
いる波形図である。
【図７】バッテリ・セルの充電ルーチンのフローチャー
トである。
【図８】バッテリ・セルの充電ルーチンのフローチャー
トである。
【図９】バッテリ・セルの充電ルーチンのアルゴリズム
の例を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591030868 20555 Ｓｔａｔｅ Ｈｉｇｈｗａｙ 249，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ 77070，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏ ｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 スティーブン・ケイ・マッコンキー アメリカ合衆国テキサス州77095，ヒュー ストン，クリーク・グレン・ドライブ 7506 (72)発明者 ナサン・エイ・ミッチェル アメリカ合衆国テキサス州77381，ザ・ウ ッドランズ，リッジライン・コート 10

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パーソナル電子機器のバッテリを充電す
    る方法であって、障害を生じないための定格臨界端子電
    圧を有しているバッテリの充電方法において、 所定の時間プロフィールの充電電力をパーソナル電子機
    器のバッテリ端子に供給するステップであって、該時間
    プロフィールが、バッテリの端子電圧が定格臨界端子電
    圧を超える時間部分を含む、ステップと、 時間プロフィールを制御して、パーソナル電子機器のバ
    ッテリの有害な故障を防止する時間プロフィール制御ス
    テップとを含むことを特徴とする充電方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の充電方法において、時間
    プロフィール制御ステップは、 充電電圧を、定格臨界端子電圧よりも大きな高レベルか
    ら、定格臨界端子電圧を超えない低レベルのまでの間
    で、反復的に循環させるステップを含むことを特徴とす
    る充電方法。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の充電方法において、低レ
    ベルは、時間の経過と共に上昇して定格臨界端子電圧に
    達する弛張（緩和）電圧であることを特徴とする充電方
    法。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の充電方法において、弛張
    電圧は、バッテリの端子電圧の変化率が所定の比率より
    も低くなる電圧を表すことを特徴とする充電方法。
  5. 【請求項５】 請求項３記載の充電方法において、弛張
    電圧は、バッテリの端子電圧が最小値に達する電圧を表
    すことを特徴とする充電方法。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の充電方法において、時間
    プロフィールは、それぞれがオン周期とオフ周期とを含
    む一連の電流パルスを含み、オフ周期は、バッテリの端
    子電圧が低レベルまで低下するたびに終了することを特
    徴とする充電方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の充電方法において、電流
    パルスは、すべて同一のデューティ・サイクルを有し、
    オン周期の長さは、時間と共に減少することを特徴とす
    る充電方法。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の充電方法において、時間
    プロフィール制御ステップは、充電の間にバッテリの端
    子電圧をモニタし、該モニタされた電圧に基づいて時間
    プロフィールを制御するステップを含むことを特徴とす
    る充電方法。
  9. 【請求項９】 パーソナル電子機器のリチウム・イオン
    ・バッテリを充電する方法であって、有害な故障を引き
    起こさないための定格臨界端子電圧を有しているバッテ
    リの充電方法において、 パルス電力を用いてバッテリを充電するステップを含む
    ことを特徴とする充電方法。
  10. 【請求項１０】 パーソナル電子機器のバッテリを充電
    する方法において、 所定の時間プロフィールの充電電力をバッテリに供給す
    るステップと、 時間プロフィールの間の所定の時点でバッテリの弛張電
    圧を測定するステップと、 弛張電圧が所定のレベルに達するまで時間プロフィール
    を継続する時間プロフィール制御ステップとを含むこと
    を特徴とする充電方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の充電方法において、
    時間プロフィール継続ステップは、 充電電圧を、定格臨界端子電圧よりも大きな高レベルか
    ら、定格臨界端子電圧を超えない低レベルのまでの間
    で、反復させるステップを含むことを特徴とする充電方
    法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の充電方法において、
    低レベルは、時間の経過と共に上昇して定格臨界端子電
    圧に達する弛張電圧を表すことを特徴とする充電方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の充電方法において、
    弛張電圧は、バッテリの端子電圧の変化率が所定の比率
    よりも低くなる電圧を表すことを特徴とする充電方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１２記載の充電方法において、
    弛張電圧は、前記バッテリの端子電圧が最小値に達する
    電圧を表すことを特徴とする充電方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１０記載の充電方法において、
    時間プロフィールは、それぞれがオン周期とオフ周期と
    を含む一連の電流パルスを含み、オフ周期は、バッテリ
    の端子電圧が弛張電圧まで低下するたびに終了すること
    を特徴とする充電方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載の充電方法において、
    電流パルスは、すべて同一のデューティ・サイクルを有
    し、オン周期の長さは、時間と共に減少することを特徴
    とする充電方法。
  17. 【請求項１７】 障害を引き起こさないようにするため
    の定格臨界端子電圧を有するバッテリを充電する方法に
    おいて、 所定の時間プロフィールの充電電力をバッテリ端子に与
    えるステップであって、該時間プロフィールはバッテリ
    の端子電圧が定格臨界端子電圧を超える時間部分を含
    む、電力供給ステップと、 時間プロフィールを制御して、バッテリの有害な故障を
    防止する時間プロフィール制御ステップとを含むことを
    特徴とする充電方法。
  18. 【請求項１８】 リチウム・イオン・バッテリを充電す
    る方法であって、障害を起こさないようにするための定
    格臨界端子電圧を有しているバッテリの充電方法におい
    て、 パルス電力を用いてバッテリを充電するステップを含む
    ことを特徴とする充電方法。
  19. 【請求項１９】 バッテリを充電する方法において、 所定の時間プロフィールの充電電力をバッテリに与える
    ステップと、 時間プロフィールの間の所定の時点でバッテリの弛張電
    圧を測定するステップと、 弛張電圧が所定のレベルに達するまで時間プロフィール
    を継続する時間プロフィール継続ステップとを含むこと
    を特徴とする充電方法。
  20. 【請求項２０】 外部電源から電力を受け取ることので
    きるパーソナル電子機器において、 マイクロプロセッサと、 メモリと、 システム・バスと、 再充電可能なバッテリ・パックとを備え、該バッテリ・
    パックは、 障害を引き起こさないようにするための定格臨界端子電
    圧を有するバッテリと、 電力を外部電源からバッテリに供給して該バッテリを充
    電するコントローラであって、所定の時間プロフィール
    の充電電力をパーソナル電子機器のバッテリの端子に与
    え、該時間プロフィールはバッテリの端子電圧が定格臨
    界端子電圧を超える時間部分を含み、時間プロフィール
    を制御して、パーソナル電子機器のバッテリの障害を防
    止するように構成されたコントローラとを含むことを特
    徴とするパーソナル電子機器。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載のパーソナル電子機器
    において、コントローラはマイクロプロセッサを含むこ
    とを特徴とするパーソナル電子機器。
  22. 【請求項２２】 請求項２０記載のパーソナル電子機器
    において、コントローラはスイッチを含むことを特徴と
    するパーソナル電子機器。
  23. 【請求項２３】 請求項２０記載のパーソナル電子機器
    において、コントローラは電圧検出器を含むことを特徴
    とするパーソナル電子機器。
  24. 【請求項２４】 請求項２０記載のパーソナル電子機器
    において、該パーソナル電子機器はパーソナル・コンピ
    ュータであることを特徴とするパーソナル電子機器。
  25. 【請求項２５】 外部電源から電力を受け取ることので
    きるパーソナル電子機器において、 マイクロプロセッサと、 再充電可能なバッテリ・パックとを備え、該バッテリ・
    パックは、 有害な障害を引き起こさないための定格臨界端子電圧を
    有するリチウム・イオン・バッテリと、 電力を外部電源からバッテリに供給して該バッテリを再
    充電するコントローラであって、パルス電力を用いてバ
    ッテリを充電するように構成されているコントローラと
    を含むことを特徴とするパーソナル電子機器。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載のパーソナル電子機器
    において、コントローラはマイクロプロセッサを含むこ
    とを特徴とするパーソナル電子機器。
  27. 【請求項２７】 請求項２５記載のパーソナル電子機器
    において、コントローラはスイッチを含むことを特徴と
    するパーソナル電子機器。
  28. 【請求項２８】 請求項２５記載のパーソナル電子機器
    において、コントローラは電圧検出器を含むことを特徴
    とするパーソナル電子機器。
  29. 【請求項２９】 請求項２５記載のパーソナル電子機器
    において、該パーソナル電子機器はパーソナル・コンピ
    ュータであることを特徴とするパーソナル電子機器。
  30. 【請求項３０】 外部電源から電力を受け取ることので
    きるパーソナル電子機器において、 マイクロプロセッサと、 再充電可能なバッテリ・パックとを備え、該バッテリ・
    パックは、 バッテリと、 電力を外部電源からバッテリに供給するコントローラで
    あって、所定の時間プロフィールの充電電力をバッテリ
    に与え、かつ時間プロフィールの間の所定の時点でバッ
    テリの弛張電圧を測定し、弛張電圧が所定のレベルに達
    するまで時間プロフィールを継続するように構成された
    コントローラとを含むことを特徴とするパーソナル電子
    機器。
  31. 【請求項３１】 請求項３０記載のパーソナル電子機器
    において、コントローラはスイッチを含むことを特徴と
    するパーソナル電子機器。
  32. 【請求項３２】 請求項３０記載のパーソナル電子機器
    において、コントローラは電圧検出器を含むことを特徴
    とするパーソナル電子機器。
  33. 【請求項３３】 請求項３０記載のパーソナル電子機器
    において、該パーソナル電子機器はパーソナル・コンピ
    ュータであることを特徴とするパーソナル電子機器。
  34. 【請求項３４】 請求項３０記載のパーソナル電子機器
    において、コントローラはマイクロプロセッサを含むこ
    とを特徴とするパーソナル電子機器。
  35. 【請求項３５】 外部電源から電力を受け取ることので
    きるバッテリ・パックであって、 有害な障害を引き起こさないための定格臨界端子電圧を
    有するバッテリと、 電力を外部電源からバッテリに供給してバッテリを充電
    するコントローラであって、バッテリの端子電圧が定格
    臨界端子電圧を超える時間部分を含む所定の時間プロフ
    ィールの電力をバッテリの端子に供給し、かつ該時間プ
    ロフィールを制御して、パーソナル電子機器のバッテリ
    の有害な障害を防止するように制御するコントローラと
    を備えることを特徴とするバッテリ・パック。
  36. 【請求項３６】 外部電源から電力を受け取ることので
    きるバッテリ・パックにおいて、 有害な障害を引き起こさないための定格臨界端子電圧を
    有するリチウム・イオン・バッテリと、 電力を外部電源からバッテリに供給してバッテリを再充
    電するコントローラであって、パルス電力を用いてバッ
    テリを充電するように構成されているコントローラとを
    備えることを特徴とするバッテリ・パック。
  37. 【請求項３７】 外部電源から電力を受け取ることので
    きるバッテリ・パックにおいて、 バッテリと、 電力を外部電源からバッテリに供給するコントローラで
    あって、所定の時間プロフィールの充電電力をバッテリ
    に与え、時間プロフィールの間にバッテリの弛張電圧を
    測定し、弛張電圧が所定のレベルに達するまで時間プロ
    フィールを継続するように制御するコントローラとを備
    えることを特徴とするバッテリ・パック。
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