JPH07307166A - Secondary battery charger - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は二次電池の充電装置に係
り、特にリチウムイオン二次電池（非水電解質二次電
池）の急速充電に適した二次電池の充電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rechargeable battery charger, and more particularly to a rechargeable battery charger suitable for rapid charging of a lithium ion secondary battery (non-aqueous electrolyte secondary battery).
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３に、非水電解質二次電池の急速充電
時における充電電流Ｉと電池電圧ＶBの特性の一例を示
す。同図に示されるように、充電開始時点から例えば１
時間の期間Ｔ１は充電電流Ｉとして１．０Ａの定電流を
流す。この定電流制御期間Ｔ１において、電池に印加す
る電圧（以下、充電電圧という）ＶB は徐々に上昇し、
１時間後には８．５Ｖとなる。この後、例えば３時間の
期間Ｔ２にわたり充電電圧ＶB は８．５Ｖに定電圧制御
される。この定電圧制御期間Ｔ２においては、充電電流
Ｉは定電流制御されず、徐々に減少する。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an example of characteristics of a charging current I and a battery voltage VB when a non-aqueous electrolyte secondary battery is rapidly charged. As shown in the figure, from the start of charging, for example, 1
During the time period T1, a constant current of 1.0 A flows as the charging current I. In this constant current control period T1, the voltage applied to the battery (hereinafter referred to as the charging voltage) VB gradually rises,
It becomes 8.5 V after 1 hour. After that, the charging voltage VB is controlled to a constant voltage of 8.5 V over a period T2 of, for example, 3 hours. In the constant voltage control period T2, the charging current I is not controlled by the constant current and gradually decreases.
【０００３】ところで、このような急速充電器における
定電流制御および定電圧制御は、一般にパルス幅制御方
式により実現される。パルス幅制御方式は、充電電流ま
たは充電電圧の誤差に応じたパルス幅のパルスを用い
て、充電路に直列に挿入したスイッチングトランジスタ
のオン幅（パルス幅）を制御する方式である。The constant current control and constant voltage control in such a quick charger are generally realized by a pulse width control system. The pulse width control method is a method of controlling the on width (pulse width) of a switching transistor inserted in series in a charging path by using a pulse having a pulse width corresponding to an error in charging current or charging voltage.
【０００４】このパルス幅制御方式では、特に定電圧制
御の精度が問題となる。すなわち、充電器の入力直流電
圧（例えば＋１２Ｖ）の変動、温度変化や充電電流の変
化によるスイッチングトランジスタ、ダイオード、抵
抗、パルス幅制御回路などの特性変動、経年変化による
特性変化など、全てが充電電圧の変動となる。例えば、
上述した充電電圧ＶB を８．４Ｖに定電圧制御する場合
を例にとると、これらの要因による変動は±２％で、±
１６８ｍＶであり、８．２３２〜８．５６８Ｖの範囲で
変動する。図３に示した急速充電特性の非水電解質二次
電池の場合、４．２Ｖ／単セル、８．４Ｖ／２直セルの
充電電圧の変動を±２０ｍＶ〜±６０ｍＶという範囲に
精度よく抑えることが必要であるが、従来の急速充電器
ではそれが困難であった。In this pulse width control system, the accuracy of constant voltage control is particularly problematic. That is, the charging DC voltage (for example, + 12V) fluctuations, the characteristic changes of switching transistors, diodes, resistors, pulse width control circuits, etc. due to temperature changes and charging current changes, characteristic changes due to aging, etc. are all charging voltages. Will be changed. For example,
Taking the case where the charging voltage VB is controlled to a constant voltage of 8.4V as an example, the fluctuations due to these factors are ± 2%.
It is 168 mV and varies in the range of 8.232 to 8.568V. In the case of the non-aqueous electrolyte secondary battery having the rapid charging characteristic shown in FIG. 3, the fluctuation of the charging voltage of 4.2 V / single cell, 8.4 V / 2 direct cell is accurately suppressed within the range of ± 20 mV to ± 60 mV. However, it was difficult with the conventional quick charger.
【０００５】一方、非水電界質二次電池の特性として、
印加電圧、すなわち充電電圧の最大値が厳しく制限され
る。電池への過電圧の印加は、電池内の非水電解質の分
解によるガス発生の原因となり、また電池寿命を縮める
からである。このため、充電電圧が過電圧とならないよ
うに、上述の例では充電電圧の設定値を８．２３２Ｖと
して、最大の場合で８．４Ｖとなるようにする必要があ
った。この場合、充電電圧が平均的に８．４Ｖよりかな
り低くなるため、電池の特性上、充電容量が十分にとれ
なくなるという問題が生じる。具体的には概略、単セル
当たり１００ｍＶ充電電圧が低いと、充電容量は約１０
％の減少という犠牲を強いられる。On the other hand, as the characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery,
The applied voltage, that is, the maximum value of the charging voltage is severely limited. This is because the application of overvoltage to the battery causes gas generation due to decomposition of the non-aqueous electrolyte in the battery and shortens the battery life. Therefore, in order to prevent the charging voltage from becoming an overvoltage, it is necessary to set the setting value of the charging voltage to 8.232V in the above example so that the maximum value becomes 8.4V. In this case, the charging voltage is significantly lower than 8.4 V on average, which causes a problem that the charging capacity cannot be sufficiently obtained due to the characteristics of the battery. Specifically, the charging capacity is about 10 when the charging voltage of 100 mV per single cell is low.
At the cost of a decrease in%.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の非水電解質二次電池に使用される急速充電器のように
定電圧制御を行う必要のある急速充電器では、十分に高
精度の定電圧制御を行うことが難しく、充電電圧の設定
値を大きくとると過電圧の印加により電池寿命を損ねる
結果となり、また設定値を小さくすると充電容量が十分
にとれないという問題があった。As described above, in a quick charger that requires constant voltage control like a quick charger used in a conventional non-aqueous electrolyte secondary battery, a sufficiently high accuracy is required. It is difficult to perform the constant voltage control, and when the set value of the charging voltage is large, the battery life is impaired due to the application of the overvoltage, and when the set value is small, the charging capacity cannot be sufficiently obtained.
【０００７】本発明は、このような従来の急速充電器の
問題点を解消するためになされたもので、高精度の定電
圧制御を可能とした二次電池の充電装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems of the conventional quick charger, and an object of the present invention is to provide a rechargeable battery charger capable of highly accurate constant voltage control. And
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は二次電池に印加する充電電圧を定電圧制御
する機能を有する二次電池の充電装置において、充電電
圧を検出する充電電圧検出手段と、この充電電圧検出手
段から出力される充電電圧検出信号に充電電圧の誤差に
応じたバイアス信号を加算するバイアス加算手段と、こ
のバイアス加算手段の出力信号に基づいて充電電圧を制
御する制御手段とを具備することを特徴とする。In order to solve the above problems, the present invention relates to a secondary battery charging device having a function of controlling the charging voltage applied to the secondary battery at a constant voltage. Voltage detecting means, bias adding means for adding a bias signal according to an error of the charging voltage to the charging voltage detection signal output from the charging voltage detecting means, and controlling the charging voltage based on the output signal of the bias adding means And a control means for controlling the operation.
【０００９】また、バイアス加算手段は、例えば充電電
圧検出手段の出力端に一端が接続された複数個のバイア
ス抵抗と、これらのバイアス抵抗の他端の電位を充電電
圧の誤差に応じて選択的に二値的に変化させる手段とに
より構成される。The bias adding means selectively selects, for example, a plurality of bias resistors whose one end is connected to the output end of the charging voltage detecting means and the potentials at the other ends of these bias resistors according to the error of the charging voltage. And means for changing it into a binary value.
【００１０】[0010]
【作用】このように本発明の充電装置では、充電電圧の
誤差、つまり設定値に対するずれに応じたバイアス信号
を充電電圧検出信号に加算して微調整し、その加算した
後の信号に基づいて充電電圧を制御することにより、充
電電圧検出信号をそのまま制御に使用する従来の急速充
電器に比較して、充電電圧の定電圧制御が格段に高精度
に行われる。従って、充電電圧の設定値を比較的大きく
とっても、充電電圧が過電圧となって電池寿命を損ねる
ことがなく、充電容量も十分に確保される。As described above, in the charging device of the present invention, the bias voltage corresponding to the error of the charging voltage, that is, the deviation from the set value is added to the charging voltage detection signal to perform fine adjustment, and based on the signal after the addition. By controlling the charging voltage, the constant voltage control of the charging voltage is performed with extremely high precision as compared with the conventional quick charger that directly uses the charging voltage detection signal for control. Therefore, even if the set value of the charging voltage is set relatively large, the charging voltage does not become an overvoltage and the battery life is not deteriorated, and the charging capacity is sufficiently secured.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る二次電池の充電
装置の回路構成図である。同図において、電池パック１
は非水電解質二次電池のような二次電池２（以下、単に
電池という）と、この電池２の近傍に配置された温度測
定用のサーミスタ３を筐体内に設けたものである。図１
は、この電池パック１が充電装置４にセットされた状態
を示している。なお、電池パック１が組み込まれた携帯
電話機その他の機器を充電装置４にセットするようにし
てもよい。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a secondary battery charging device according to an embodiment of the present invention. In the figure, a battery pack 1
Is a secondary battery 2 (hereinafter simply referred to as a battery) such as a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a thermistor 3 for temperature measurement arranged in the vicinity of the battery 2 provided in a housing. Figure 1
Shows a state in which the battery pack 1 is set in the charging device 4. A mobile phone or other device in which the battery pack 1 is incorporated may be set in the charging device 4.
【００１２】充電装置４は、次のように構成されてい
る。充電装置４には、外部の直流電源から例えば＋１２
Ｖの直流電圧が入力され、ノイズ除去のためのフィルタ
５を通り、平滑コンデンサ６で平滑される。また、フィ
ルタ５から出力される直流電圧は、レギュレータ７で＋
５Ｖに高精度に安定化された後、マイクロコントローラ
８に供給される。The charging device 4 is constructed as follows. For the charging device 4, for example, +12 from an external DC power source
A DC voltage of V is input, passes through a filter 5 for removing noise, and is smoothed by a smoothing capacitor 6. In addition, the DC voltage output from the filter 5 is +
It is supplied to the microcontroller 8 after being highly accurately stabilized at 5V.
【００１３】さらに、フィルタ５の＋側出力端子はパワ
ーＭＯＳトランジスタからなるスイッチングトランジス
タ９の一端に接続される。このスイッチングトランジス
タ９は、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路１０の出力端子Ｄ
からのパルス信号によってスイッチング制御される。ス
イッチングトランジスタ９によりスイッチングされた電
圧は、ダイオード１１、チョークコイル１２および平滑
コンデンサ１３により平滑された後、逆流防止用ダイオ
ード１４を介して電池２の＋側端子に充電電圧ＶB とし
て供給される。Further, the + output terminal of the filter 5 is connected to one end of a switching transistor 9 which is a power MOS transistor. The switching transistor 9 has an output terminal D of a PWM (pulse width modulation) circuit 10.
The switching is controlled by the pulse signal from. The voltage switched by the switching transistor 9 is smoothed by the diode 11, the choke coil 12 and the smoothing capacitor 13, and then supplied to the + side terminal of the battery 2 as the charging voltage VB via the backflow prevention diode 14.
【００１４】電池２の−側端子とフィルタ５の−側出力
端子との間には、充電電流検出用抵抗１５が接続されて
いる。また、ダイオード１１、チョークコイル１２およ
びコンデンサ１３からなる平滑回路の出力端子とフィル
タ５の−側出力端子との間には、二つの充電電圧検出用
抵抗１６，１７が直列に接続されている。抵抗１５の端
子電圧、すなわち充電電流に比例した電圧と、抵抗１
６，１７の接続点Ａの電圧、すなわち充電電圧に比例し
た電圧は、ダイオード１８，１９をそれぞれ介してＰＷ
Ｍ回路１０の入力端子Ｆに入力される。ＰＷＭ回路１０
の接地端子Ｇはフィルタ５の−側端子に接続され、起動
端子Ｓはマイクロコントローラ８のポートＰ０に接続さ
れている。ＰＷＭ回路１０は、起動端子Ｓに“Ｈ”レベ
ルの信号が入力されることにより起動され、入力端子Ｆ
に入力される電圧に反比例したパルス幅のパルス信号を
出力端子Ｄから出力する。A charging current detecting resistor 15 is connected between the negative terminal of the battery 2 and the negative output terminal of the filter 5. Further, two charging voltage detecting resistors 16 and 17 are connected in series between the output terminal of the smoothing circuit including the diode 11, the choke coil 12 and the capacitor 13 and the-side output terminal of the filter 5. The terminal voltage of the resistor 15, that is, the voltage proportional to the charging current, and the resistor 1
The voltage at the connection point A of 6 and 17, that is, the voltage proportional to the charging voltage is PW via the diodes 18 and 19, respectively.
It is input to the input terminal F of the M circuit 10. PWM circuit 10
Of the filter 5 is connected to the-side terminal of the filter 5, and the starting terminal S is connected to the port P0 of the microcontroller 8. The PWM circuit 10 is started by inputting an “H” level signal to the start terminal S, and the input terminal F
A pulse signal having a pulse width inversely proportional to the voltage input to is output from the output terminal D.
【００１５】マイクロコントローラ８には、さらに充電
電圧ＶB と、サーミスタ３と一端が電源Ｖcc（＋５Ｖ）
に接続された抵抗２０との接続点の電圧（以下、これを
サーミスタ電圧という）Ｖｔも入力されている。また、
マイクロコントローラ８には抵抗２２を介してＬＥＤ２
３が接続されている。ＬＥＤ２３は、マイクロコントロ
ーラ８により制御され、電池２の充電中点灯する。The microcontroller 8 is further provided with a charging voltage VB, a thermistor 3 and a power source Vcc (+ 5V) at one end.
The voltage (hereinafter, referred to as the thermistor voltage) Vt at the connection point with the resistor 20 connected to is also input. Also,
LED2 is connected to the microcontroller 8 via a resistor 22.
3 is connected. The LED 23 is controlled by the microcontroller 8 and lights up while the battery 2 is being charged.
【００１６】また、充電電圧検出用抵抗１６，１７の接
続点Ａはマイクロコントローラ８のポートＰ１に接続さ
れるとともに、バイアス用抵抗２１ａ〜２１ｄの一端に
接続され、バイアス用抵抗２１ａ〜２１ｄの他端はマイ
クロコントローラ８のポートＰ２〜Ｐ５に接続されてい
る。バイアス用抵抗２１ａ〜２１ｄは、その各他端の電
位がポートＰ１〜Ｐ５によって選択的に二値レベル
（“Ｈ”レベル，“Ｌ”レベル）に制御されることによ
り、Ａ点から得られる充電電圧検出信号にバイアス信号
を加算するものである。The connection point A between the charging voltage detecting resistors 16 and 17 is connected to the port P1 of the microcontroller 8 and to one end of the bias resistors 21a to 21d, and the other bias resistors 21a to 21d. The ends are connected to the ports P2 to P5 of the microcontroller 8. The bias resistors 21a to 21d are charged from the point A by selectively controlling the potentials at the other ends of the bias resistors 21a to 21d to binary levels ("H" level, "L" level) by the ports P1 to P5. The bias signal is added to the voltage detection signal.
【００１７】マイクロコントローラ８は、マイクロコン
ピュータを主体として構成されたものである。図２に、
マイクロコントローラ８のうち本発明における充電電圧
の定電圧制御に関係する主要部の構成を示す。The microcontroller 8 is mainly composed of a microcomputer. In Figure 2,
The structure of the main part of the microcontroller 8 relating to the constant voltage control of the charging voltage in the present invention is shown.
【００１８】図２において、充電電圧ＶB はＡ／Ｄ変換
器３１によりディジタル値に変換される。なお、Ａ／Ｄ
変換器３１には基準電圧としてレギュレータ７から出力
される＋５Ｖが与えられている。Ａ／Ｄ変換器３１の出
力ディジタル値は、電圧判定部３２に入力される。電圧
判定部３２は、Ａ／Ｄ変換器３１の出力ディジタル値か
ら充電電圧ＶB を後述するようにして判定するものであ
る。スイッチング制御回路３３は、この電圧判定部３２
の判定結果に基づいて、ポートＰ１〜Ｐ５およびＰ０と
接地端との間に接続されたスイッチ３４ａ〜３４ｅおよ
び３４ｆを制御する。この場合、スイッチ３４ａ〜３４
ｅの制御によってＡ点の電圧、すなわち充電電圧検出信
号に充電電圧に応じた適切なバイアス信号が加算され、
このバイアス信号の加算により以下に説明するように高
精度の定電圧制御が可能となる。また、スイッチ３４ｆ
の制御によって充電のオン・オフ制御が行われる。In FIG. 2, the charging voltage VB is converted into a digital value by the A / D converter 31. A / D
The converter 31 is supplied with + 5V output from the regulator 7 as a reference voltage. The output digital value of the A / D converter 31 is input to the voltage determination unit 32. The voltage determination unit 32 determines the charging voltage VB from the output digital value of the A / D converter 31 as described later. The switching control circuit 33 uses the voltage determination unit 32.
The switches 34a to 34e and 34f connected between the ports P1 to P5 and P0 and the ground terminal are controlled based on the determination result of 1. In this case, the switches 34a to 34
By controlling e, the voltage at the point A, that is, an appropriate bias signal according to the charging voltage is added to the charging voltage detection signal,
By adding this bias signal, highly accurate constant voltage control can be performed as described below. Also, the switch 34f
The on / off control of charging is performed by the control of.
【００１９】次に、本実施例における充電動作を説明す
る。電池パック１を充電装置４にセットすると、マイク
ロコントローラ８はサーミスタ電圧ＶｔがＶcc＝＋５Ｖ
から例えば２．５Ｖ（電池２の温度が２０℃のときに相
当する値）に変化することにより、電池パック１がセッ
トされたことを認識する。また、マイクロコントローラ
８はＡ／Ｄ変換器３２の出力ディジタル値から電池電圧
ＶB が５．０Ｖ≦ＶB ≦８．６Ｖであるか否かを電圧判
定部３３でチェックし、この範囲にＶB が入っていれば
電池２は正常であると判断して、スイッチ制御回路３３
によりスイッチ３４ｆをオフとして、ポートＰ０を
“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに反転させる。Next, the charging operation in this embodiment will be described. When the battery pack 1 is set in the charging device 4, the thermistor voltage Vt of the microcontroller 8 becomes Vcc = + 5V.
Changes to 2.5 V (corresponding value when the temperature of the battery 2 is 20 ° C.), thereby recognizing that the battery pack 1 is set. Further, the microcontroller 8 checks from the output digital value of the A / D converter 32 whether or not the battery voltage VB is 5.0V≤VB≤8.6V by the voltage determination unit 33, and VB enters this range. If so, it is determined that the battery 2 is normal, and the switch control circuit 33
Thus, the switch 34f is turned off and the port P0 is inverted from the "L" level to the "H" level.
【００２０】これによりＰＷＭ回路１０が起動され、Ｐ
ＷＭ回路１０は入力端子Ｆに入力される電圧に反比例し
たパルス幅のパルスを出力端子Ｄから出力し、スイッチ
ングトランジスタ９のゲートにスイッチングパルスとし
て与える。このスイッチングパルスによりスイッチング
トランジスタ９がオンすると、フィルタ５から出力され
る直流電圧はスイッチングトランジスタ９を通り、ダイ
オード１１、チョークコイル１２およびコンデンサ１３
により平滑された後、逆流防止用ダイオード１４を介し
て電池２の＋側端子に充電電圧ＶB として供給されるこ
とにより、充電が行われる。As a result, the PWM circuit 10 is activated and P
The WM circuit 10 outputs a pulse having a pulse width inversely proportional to the voltage input to the input terminal F from the output terminal D, and applies the pulse to the gate of the switching transistor 9 as a switching pulse. When the switching transistor 9 is turned on by this switching pulse, the DC voltage output from the filter 5 passes through the switching transistor 9 and passes through the diode 11, the choke coil 12 and the capacitor 13.
After being smoothed by, it is charged by being supplied as a charging voltage VB to the + side terminal of the battery 2 via the backflow prevention diode 14.
【００２１】このとき充電電流は充電電流検出用抵抗１
５を流れ、この抵抗１５の端子電圧（充電電流に対応し
た電圧）がダイオード１８を介してＰＷＭ回路１０の入
力端子Ｆに供給される。ここで、充電電流が規定値、例
えば１．０Ａより大きいときは、入力端子Ｆが高電位と
なってスイッチングパルスのパルス幅（オン幅）が狭く
なることにより、充電電流を減少させ、逆に充電電流が
１．０Ａより小さいときは、入力端子Ｆが低電位となっ
てスイッチングパルスのパルス幅（オン幅）が広くなる
ことにより、充電電流を増加させるようにフィードバッ
ク系が構成される。すなわち、充電電流が１．０Ａで安
定化するように定電流制御が行われる。これが図３に示
す定電流制御期間Ｔ１である。この定電流制御期間Ｔ１
では、図２中に示すスイッチ３４ａ〜３４ｅは全てオン
とされ、ポートＰ１〜Ｐ５が接地電位に引かれることに
より、ポートＰ１〜Ｐ５や充電電圧検出用抵抗１６，１
７による充電電圧検出結果が充電電圧の定電圧制御のた
めのフィードバック系に影響を与えないようにしてい
る。At this time, the charging current is the charging current detecting resistor 1
5, the terminal voltage of the resistor 15 (voltage corresponding to the charging current) is supplied to the input terminal F of the PWM circuit 10 via the diode 18. Here, when the charging current is larger than a specified value, for example, 1.0 A, the input terminal F becomes a high potential and the pulse width (ON width) of the switching pulse is narrowed, so that the charging current is decreased, and conversely. When the charging current is smaller than 1.0 A, the input terminal F becomes a low potential and the pulse width (ON width) of the switching pulse is widened, so that the feedback system is configured to increase the charging current. That is, constant current control is performed so that the charging current is stabilized at 1.0 A. This is the constant current control period T1 shown in FIG. This constant current control period T1
Then, all the switches 34a to 34e shown in FIG. 2 are turned on, and the ports P1 to P5 are pulled to the ground potential, so that the ports P1 to P5 and the charging voltage detecting resistors 16 and 1 are detected.
The charging voltage detection result of 7 does not affect the feedback system for constant voltage control of the charging voltage.
【００２２】ここで、この定電流制御期間Ｔ１におい
て、従来ではマイクロコントローラ８は充電電圧ＶB を
常に８．４Ｖ以下か否かをチェックし、ＶB が８．４Ｖ
以下になるとポートＰ１を“Ｈ”レベルとして抵抗１
６，１７のＡ点に得られる充電電圧制御信号をＰＷＭ回
路１０の入力端子Ｆに与えることにより、ＶB ＝８．４
Ｖとなるように定電圧制御を行っていた。Here, in the constant current control period T1, conventionally, the microcontroller 8 always checks whether the charging voltage VB is 8.4V or less, and VB is 8.4V.
In the following cases, the port P1 is set to "H" level and the resistor 1
By supplying the charging voltage control signal obtained at points A and 6 and 17 to the input terminal F of the PWM circuit 10, VB = 8.4
The constant voltage control was performed so that the voltage would be V.
【００２３】これに対し、本実施例では定電流制御期間
Ｔ１においてマイクロコントローラ８は充電電圧ＶB を
Ａ／Ｄ変換器３１を介して取り込み、電圧判定部３２で
充電電圧ＶB が設定値である８．３８Ｖになったことを
認識すると、充電電圧ＶB を８．３８Ｖ一定となるよう
に定電圧制御を行うべく、スイッチ制御回路３３により
スイッチ３４ａをオフとし、ポートＰ１を“Ｌ”レベル
から“Ｈ”レベルに反転させる。この場合、通常はスイ
ッチ３４ｂ，３４ｃをオン、スイッチ３４ｃ，３４ｄを
オフとして、ポートＰ１，Ｐ２を“Ｌ”レベル、ポート
Ｐ３，Ｐ４を“Ｈ”レベルとする。なお、ポートＰ１，
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に接続されたバイアス抵抗２１ａ，２
１ｂ，２１ｃ，２１ｄの値は、それに接続されたポート
が“Ｌ”レベルとなると１０ｍＶずつ増加するように、
抵抗１６，１７の値と関連付けて設定されている。On the other hand, in this embodiment, in the constant current control period T1, the microcontroller 8 takes in the charging voltage VB via the A / D converter 31, and the voltage determining unit 32 sets the charging voltage VB to the set value 8. When recognizing that the charging voltage VB has reached .38V, the switch control circuit 33 turns off the switch 34a and controls the port P1 from "L" level to "H" in order to perform constant voltage control so that the charging voltage VB becomes 8.38V constant. "Invert to level. In this case, normally, the switches 34b and 34c are turned on, the switches 34c and 34d are turned off, and the ports P1 and P2 are set to "L" level and the ports P3 and P4 are set to "H" level. Note that port P1,
Bias resistors 21a, 2 connected to P2, P3, P4
The values of 1b, 21c, and 21d are increased by 10 mV when the port connected to them becomes "L" level.
It is set in association with the values of the resistors 16 and 17.
【００２４】ここで、充電電圧ＶB が設定値である８．
３８Ｖを維持していれば、マイクロコントローラ８はポ
ートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の状態をそのまま保つが、
もし８．４０Ｖ以上になればポートＰ２を“Ｌ”レベル
から“Ｈ”レベルに変化させる。これにより充電電圧Ｖ
B は１０ｍＶ減少するが、それでもまだ８．４０Ｖ以上
であればさらにポートＰ３も“Ｈ”レベルとして、ＶB
をさらに１０ｍＶ減少させる。Here, the charging voltage VB is a set value 8.
If 38V is maintained, the microcontroller 8 keeps the states of the ports P1, P2, P3 and P4 as they are,
If it becomes 8.40V or higher, the port P2 is changed from "L" level to "H" level. As a result, the charging voltage V
B is reduced by 10 mV, but if it is still 8.40 V or higher, port P3 is also set to "H" level and VB
Is further reduced by 10 mV.
【００２５】一方、充電電圧ＶB が８．３６Ｖ以下にな
ればポートＰ４を“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化
させる。これにより充電電圧ＶB は１０ｍＶ増加する
が、それでもまだ８．３６以下であればポートＰ５も
“Ｌ”レベルに変化させ、ＶB をさらに１０ｍＶ増加さ
せる。On the other hand, when the charging voltage VB becomes 8.36V or less, the port P4 is changed from "H" level to "L" level. As a result, the charging voltage VB increases by 10 mV, but if it is still 8.36 or less, the port P5 is also changed to the "L" level and VB is further increased by 10 mV.
【００２６】このようにしてポートＰ１〜Ｐ４の電位を
充電電圧ＶB の誤差、つまり設定値からの誤差に応じて
二値的に選択的に変化させることで、バイアス抵抗２１
ａ〜２１ｄにより得られたバイアス信号をＡ点に得られ
る充電電圧検出信号に加算することによって充電電圧Ｖ
B を１０ｍＶ単位で高精度に制御することができる。す
なわち、この例では充電電圧ＶB は設定値である８．３
８Ｖを中心として８．３６Ｖ≦ＶB ≦８．４０Ｖの範囲
に保持されるように、つまりＶB ＝８．３８Ｖ±２０ｍ
Ｖの精度で定電圧制御される。In this way, the potentials of the ports P1 to P4 are selectively changed in a binary manner according to the error of the charging voltage VB, that is, the error from the set value.
charging voltage V by adding the bias signal obtained by a to 21d to the charging voltage detection signal obtained at point A
B can be controlled with high accuracy in units of 10 mV. That is, in this example, the charging voltage VB is the set value 8.3.
It should be kept within the range of 8.36V ≤ VB ≤ 8.40V centering on 8V, that is, VB = 8.38V ± 20m
Constant voltage control with V accuracy.
【００２７】なお、上記実施例では定電圧制御のための
ポートＰ１〜Ｐ４として４個のポートを設けたが、さら
にポート数を増やし、それに伴いポートに接続されるバ
イアス抵抗の数を増やすことにより、定電圧制御のさら
なる高精度化を図ると共に、充電電圧のより広い変動幅
に対応できるようにすることも可能である。また、バイ
アス電圧の印加手段も上述した実施例に示した構成に限
定されるものでなく、種々変形することが可能である。
さらに、上記実施例では充電装置の入力を直流とした
が、充電装置の入力部にＡＣ／ＤＣコンバータを設け、
交流入力を可能とした充電装置にも本発明を適用するこ
とができる。Although four ports are provided as the ports P1 to P4 for constant voltage control in the above embodiment, by further increasing the number of ports and accordingly increasing the number of bias resistors connected to the ports. Further, it is possible to further improve the precision of the constant voltage control and to cope with a wider fluctuation range of the charging voltage. Further, the bias voltage applying means is not limited to the configuration shown in the above-described embodiment, but can be variously modified.
Further, although the input of the charging device is DC in the above embodiment, an AC / DC converter is provided at the input part of the charging device,
The present invention can also be applied to a charging device capable of AC input.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば充
電電圧検出信号に充電電圧の誤差に応じたバイアス信号
を加算し、その加算した信号に基づいて充電電圧の定電
圧制御を行うことにより、充電電圧検出信号をそのまま
定電圧制御に使用する従来の急速充電器に比較して、定
電圧制御を極めて高精度に行うことができる。従って、
充電電圧が過電圧となることにより電池寿命を短縮させ
ることがなく、しかも充電容量を十分に大きくとること
ができる。As described above, according to the present invention, the bias signal corresponding to the error of the charging voltage is added to the charging voltage detection signal, and the constant voltage control of the charging voltage is performed based on the added signal. As a result, the constant voltage control can be performed with extremely high accuracy as compared with the conventional quick charger that uses the charging voltage detection signal as it is for the constant voltage control. Therefore,
The battery life is not shortened due to the overvoltage, and the charging capacity can be sufficiently large.
【図１】本発明の一実施例に係る二次電池の充電装置の
回路構成図FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a secondary battery charging device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１におけるマイクロコントローラ内の要部の
構成を示す図FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part in the microcontroller shown in FIG.
【図３】非水電解質二次電池に適した充電装置の急速充
電特性を示す図FIG. 3 is a diagram showing a rapid charging characteristic of a charging device suitable for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
１…電池パック ２…二次電池 ３…サーミスタ ４…充電装置 ５…フィルタ ６…平滑コンデ
ンサ ７…レギュレータ ８…マイクロコ
ントローラ ９…スイッチングトランジスタ １０…パルス幅変
調回路 １１…整流ダイオード １２…チョーク
コイル １３…平滑コンデンサ １４…逆流防止
ダイオード １５…充電電流検出用抵抗 １６，１７…充
電電圧検出用抵抗 １８，１９…ダイオード ２１ａ〜２１ｄ
…バイアス抵抗 ２２…抵抗 ２３…ＬＥＤ ３１…Ａ／Ｄ変換器 ３２…電圧判定
部 ３３…スイッチ制御回路 ３４ａ〜３４ｅ
…スイッチDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery pack 2 ... Secondary battery 3 ... Thermistor 4 ... Charger 5 ... Filter 6 ... Smoothing capacitor 7 ... Regulator 8 ... Micro controller 9 ... Switching transistor 10 ... Pulse width modulation circuit 11 ... Rectifier diode 12 ... Choke coil 13 ... Smoothing capacitor 14 ... Backflow prevention diode 15 ... Charging current detection resistor 16, 17 ... Charging voltage detection resistor 18, 19 ... Diodes 21a to 21d
Bias resistance 22 ... Resistance 23 ... LED 31 ... A / D converter 32 ... Voltage determination part 33 ... Switch control circuit 34a-34e
…switch
Claims (2)
する機能を有する二次電池の充電装置において、 前記充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、 この充電電圧検出手段から出力される充電電圧検出信号
に前記充電電圧の誤差に応じたバイアス信号を加算する
バイアス加算手段と、 このバイアス加算手段の出力信号に基づいて前記充電電
圧を制御する制御手段とを具備することを特徴とする二
次電池の充電装置。1. A charging device for a secondary battery having a function of controlling a charging voltage applied to a secondary battery to a constant voltage, comprising: a charging voltage detecting means for detecting the charging voltage; and an output from the charging voltage detecting means. It is characterized by further comprising: bias adding means for adding a bias signal according to the error of the charging voltage to the charging voltage detection signal; and control means for controlling the charging voltage based on the output signal of the bias adding means. Rechargeable battery charger.
出手段の出力端に一端が接続された複数個のバイアス抵
抗と、これらのバイアス抵抗の他端の電位を前記充電電
圧の誤差に応じて選択的に二値的に変化させる手段とを
有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池の充
電装置。2. The bias adding means sets a plurality of bias resistors, one end of which is connected to the output end of the charging voltage detecting means, and the potentials of the other ends of these bias resistors according to the error of the charging voltage. The charging device for a secondary battery according to claim 1, further comprising: a unit that selectively and binaryly changes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09873694A JP3554360B2 (en) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | Rechargeable battery charger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09873694A JP3554360B2 (en) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | Rechargeable battery charger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07307166A true JPH07307166A (en) | 1995-11-21 |
| JP3554360B2 JP3554360B2 (en) | 2004-08-18 |
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ID=14227798
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09873694A Expired - Fee Related JP3554360B2 (en) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | Rechargeable battery charger |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3554360B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005500791A (en) * | 2001-08-17 | 2005-01-06 | オーツー マイクロ， インコーポレーテッド | High-precision battery charger in voltage mode |
| US7202634B2 (en) | 2001-08-17 | 2007-04-10 | O2Micro International Limited | Voltage mode, high accuracy battery charger |
| US7489528B2 (en) | 2002-11-29 | 2009-02-10 | Fujitsu Limited | Power supply control method, current-to-voltage conversion circuit and electronic apparatus |
| CN102097846A (en) * | 2011-03-15 | 2011-06-15 | 网拓(上海)通信技术有限公司 | Ni-MH battery pack charging device |
| CN102157975A (en) * | 2011-03-31 | 2011-08-17 | 江苏大学 | Intelligent charging system of lead acid batteries and charging method |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP09873694A patent/JP3554360B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3554360B2 (en) | 2004-08-18 |
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