JPH07312231A - Charging device for secondary battery - Google Patents
Charging device for secondary batteryInfo
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- JPH07312231A JPH07312231A JP6100009A JP10000994A JPH07312231A JP H07312231 A JPH07312231 A JP H07312231A JP 6100009 A JP6100009 A JP 6100009A JP 10000994 A JP10000994 A JP 10000994A JP H07312231 A JPH07312231 A JP H07312231A
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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、特にニッケルカドミウム二次電池や、ニッケル水素
二次電池などのアルカリ二次電池の急速充電に適した充
電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device for a secondary battery, and more particularly to a charging device suitable for rapid charging of an alkaline secondary battery such as a nickel-cadmium secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery.
【0002】[0002]
【従来の技術】二次電池を短時間で充電するための急速
充電器においては、一般に電池がセットされると急速充
電を開始し、満充電となった状態で急速充電を終了す
る。急速充電器に電池をセットする方法としては、電池
パックを単体で充電器にセットする形態と、電池パック
が組み込まれた携帯電話機などの機器を充電器にセット
する形態がある。2. Description of the Related Art In a quick charger for charging a secondary battery in a short time, generally, when the battery is set, the rapid charging is started, and when the battery is fully charged, the rapid charging is ended. As a method for setting the battery in the quick charger, there are a mode in which the battery pack is set alone in the charger and a mode in which a device such as a mobile phone in which the battery pack is incorporated is set in the charger.
【0003】ところで、従来の急速充電器では、急速充
電が終了した満充電状態の電池を充電器から取り外し、
その電池を全く使用しないか、あるいは数分程度など極
く短時間だけ使用した後、充電器に再セットした場合、
電池が満充電状態であるにもかかわらず再度急速充電を
行うように構成されている。この場合、電池が特にニッ
ケルカドミウム二次電池や、ニッケル水素二次電池など
のアルカリ二次電池の場合、過充電状態となったり、急
速充電後は電池温度が上昇しているにもかかわらず再度
急速充電を行うために電池温度がさらに上昇し、電池の
サイクル寿命が短くなるという問題がある。また、この
ように電池の温度が大きく上昇した状態(例えば50℃
にも達する)で携帯電話機などの機器を使用した場合、
ユーザは異常な熱さを感じることになり、苦情の原因と
なる。By the way, in the conventional quick charger, the fully charged battery after the quick charging is removed from the charger,
If you do not use the battery at all, or use it for a very short time such as a few minutes and then set it again in the charger,
The battery is configured to perform rapid charging again even when the battery is fully charged. In this case, if the battery is an alkaline secondary battery, such as a nickel-cadmium secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery, it will be overcharged or the battery temperature will rise again after rapid charging, There is a problem that the battery temperature further rises due to the rapid charging, and the cycle life of the battery is shortened. In addition, in such a state where the temperature of the battery is greatly increased (for example, 50 ° C.
If you use a device such as a mobile phone,
The user feels unusual heat and causes complaints.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
急速充電器では、急速充電が終了した満充電状態の電池
を充電器から取り外し、その電池を全く使用しないか、
あるいは極く短時間だけ使用した後、充電器に再びセッ
トした場合でも再度急速充電を行うため、電池が過充電
状態となったり、異常に温度上昇したりする結果、電池
のサイクル寿命が短くなり、またユーザが異常な熱さを
感じるという問題点があった。As described above, in the conventional quick charger, the battery in the fully charged state after the quick charging is removed from the charger and the battery is not used at all.
Alternatively, even if the battery is used for an extremely short time and then recharged, the battery will be overcharged or the temperature will rise abnormally, resulting in a shorter cycle life of the battery. Also, there is a problem that the user feels abnormal heat.
【0005】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、満充電または
それに近い状態の電池に対しては急速充電を行わないよ
うにすることにより、電池のサイクル寿命を長くするこ
とができると共に、ユーザに対して異常な熱さを感じさ
せることのない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-mentioned problems of the conventional quick charger. By not performing the quick charge on a battery which is fully charged or is close to it. An object of the present invention is to provide a charging device for a secondary battery, which can prolong the cycle life of the battery and which does not cause the user to feel abnormal heat.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る二次電
池の充電装置は、二次電池の温度を検出する温度検出手
段と、二次電池の急速充電終了後の経過時間を計測する
時間計測手段と、充電装置に二次電池がセットされたと
き前記温度検出手段により検出された温度が所定値以上
で、かつ前記時間計測手段により計測された経過時間が
所定値未満の場合には急速充電を禁止する充電制御手段
とを備えたことを特徴とする。A charging device for a secondary battery according to a first aspect of the present invention measures a temperature detecting means for detecting a temperature of the secondary battery, and an elapsed time after completion of rapid charging of the secondary battery. If the temperature detected by the temperature detecting means when the secondary battery is set in the charging device and the time measuring means is equal to or higher than a predetermined value, and the elapsed time measured by the time measuring means is less than the predetermined value, And a charge control means for prohibiting rapid charging.
【0007】第2の発明に係る二次電池の充電装置は、
二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、充電装置に
二次電池がセットされたとき前記電圧検出手段により検
出された電圧が所定のしきい値電圧以上の場合には急速
充電を禁止する充電制御手段とを備えたことを特徴とす
る。A secondary battery charging device according to a second aspect of the present invention is
Voltage detecting means for detecting the voltage of the secondary battery, and prohibiting quick charging when the voltage detected by the voltage detecting means when the secondary battery is set in the charging device is equal to or higher than a predetermined threshold voltage. And a charging control means.
【0008】また、第2の発明に係る二次電池の充電装
置において、二次電池の温度を検出する温度検出手段
と、充電装置に二次電池がセットされたときに前記温度
検出手段により検出された温度に応じて前記しきい値電
圧を補正する補正手段とをさらに備えたことを特徴とす
る。In the rechargeable battery charging device according to the second aspect of the invention, there is provided temperature detecting means for detecting the temperature of the rechargeable battery, and the temperature detecting means for detecting when the rechargeable battery is set in the charging device. And a correction unit that corrects the threshold voltage according to the temperature that has been set.
【0009】さらに、第2の発明に係る二次電池の充電
装置において、二次電池の温度を検出する温度検出手段
と、急速充電終了時に前記電圧検出手段および温度検出
手段により検出された電圧および温度に応じて前記しき
い値電圧を補正する補正手段とをさらに備えたことを特
徴とする。Further, in the rechargeable battery charging device according to the second aspect of the invention, there is provided temperature detecting means for detecting the temperature of the rechargeable battery, voltage detected by the voltage detecting means and temperature detecting means at the end of the rapid charging, and It further comprises a correction means for correcting the threshold voltage according to the temperature.
【0010】[0010]
【作用】第1の発明では、充電装置に二次電池がセット
されたとき、電池温度が所定値以上で、かつ前回の急速
充電終了時点からの経過時間が所定値未満の場合は、電
池が満充電状態であると判断され、急速充電が禁止され
る。これにより満充電状態の電池を急速充電してしまう
ことによる過充電が防止されると共に、電池の異常温度
上昇が防止される。According to the first aspect of the invention, when the secondary battery is set in the charging device, the battery temperature is equal to or higher than the predetermined value, and the elapsed time from the end of the previous rapid charging is less than the predetermined value, the battery is not charged. It is determined that the battery is fully charged and rapid charging is prohibited. As a result, overcharging due to rapid charging of the fully charged battery is prevented and abnormal temperature rise of the battery is prevented.
【0011】ここで、電池温度のみで急速充電するか否
かの判定を行うと、例えば周囲温度が高い場合など、電
池が過充電状態でないにもかかわらず急速充電しない可
能性がある。また、前回の急速充電終了時点からの経過
時間のみで急速充電するか否かの判定を行うと、短時間
の間に急速に電池を消耗させた場合など、やはり電池が
過充電状態でないにもかかわらず急速充電しない可能性
がある。第2の発明によると、電池温度と経過時間の両
方で急速充電するか否かの判定を行うため、電池がほぼ
過充電状態の場合にのみ急速充電を禁止することが可能
となる。If it is determined whether or not the battery is to be rapidly charged only by the battery temperature, there is a possibility that the battery will not be rapidly charged even if the battery is not overcharged, for example, when the ambient temperature is high. Also, if it is determined whether or not to perform quick charging only from the time elapsed from the end of the previous quick charging, when the battery is quickly depleted in a short time, the battery is still not overcharged. However, it may not be charged quickly. According to the second aspect of the invention, it is possible to prohibit the rapid charging only when the battery is almost overcharged because it is determined whether or not the rapid charging is performed based on both the battery temperature and the elapsed time.
【0012】第2の発明では、充電装置に二次電池がセ
ットされたとき電池電圧が所定のしきい値電圧以上の場
合には、電池が満充電状態であると判断して急速充電が
禁止される。すなわち、急速充電終了後、電池がほとん
ど使用されずほぼ満充電状態のときは比較的高く、電池
電圧があるしきい値電圧以上となるため、このようなと
きは急速充電を禁止する。これにより満充電状態の電池
を急速充電してしまうことによる過充電が防止されると
共に、電池の異常温度上昇が防止される。According to the second aspect of the invention, when the secondary battery is set in the charging device and the battery voltage is equal to or higher than a predetermined threshold voltage, it is determined that the battery is fully charged and rapid charging is prohibited. To be done. That is, after the rapid charge is completed, the battery is relatively high when the battery is rarely used and is almost fully charged, and the battery voltage exceeds a certain threshold voltage. Therefore, the rapid charge is prohibited in such a case. As a result, overcharging due to rapid charging of the fully charged battery is prevented and abnormal temperature rise of the battery is prevented.
【0013】ここで、しきい値電圧は電池の充電容量が
100%に近い値、例えば97%のとの電池電圧に相当
する値に設定されるが、この電池電圧は電池電圧−電池
温度特性によって電池温度に応じて変化し、また電池の
サイクル特性によって急速充電終了時の電池電圧および
電池温度に応じて変化する。そこで、第2の発明におい
ては充電装置に電池をセットしたときの電池温度や、急
速充電終了時の電池電圧および電池温度に応じてしきい
値電圧を補正することにより、しきい値電圧を補正する
ことで、急速充電を行うか否かの判定を的確に行うこと
ができる。Here, the threshold voltage is set to a value close to 100% of the charge capacity of the battery, for example, a value corresponding to the battery voltage of 97%, which is a battery voltage-battery temperature characteristic. Changes according to the battery temperature, and also changes according to the battery voltage and battery temperature at the end of rapid charging due to the cycle characteristics of the battery. Therefore, in the second invention, the threshold voltage is corrected by correcting the threshold voltage according to the battery temperature when the battery is set in the charging device and the battery voltage and the battery temperature at the end of quick charging. By doing so, it is possible to accurately determine whether or not to perform quick charging.
【0014】[0014]
【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、第1の発明に係る実施例を示す二次電池
の充電装置の回路構成図である。図1において、電池パ
ック1はアルカリ二次電池などの二次電池(以下、単に
電池という)2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 showing an embodiment according to the first invention. In FIG. 1, a battery pack 1 includes a secondary battery (hereinafter, simply referred to as a battery) 2 such as an alkaline secondary battery and a thermistor 3 for temperature measurement arranged near the battery 2 in a housing. is there. FIG. 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.
【0015】充電装置4は、次のように構成されてい
る。充電装置4には商用交流電源5(例えば100V)
からの電力が入力され、ノイズ除去のためのフィルタ6
を介して整流平滑回路7により直流化された後、トラン
ス8の一次側に与えられる。トランス8の一次側には、
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が抵抗10を介して接続されている。スイッチ
ングトランジスタ9は、PWM(パルス幅変調)回路1
1の出力によってスイッチングされる。これによりトラ
ンス8の一次側にパルス電流が流れ、トランス8の二次
側にエネルギーが伝達される。トランス8の二次側に生
じた出力は、整流平滑回路12により直流化された後、
急速充電用トランジスタ13、またはトリクル充電用ト
ランジスタ14と抵抗15の直列回路を通り、さらに逆
流防止用ダイオード16を介して、電池2に充電電流と
して供給される。なお、整流平滑回路12の出力はフォ
トカプラ17の発光素子18にも供給され、フォトカプ
ラ17の受光素子19の出力はPWM回路11に入力さ
れる。The charging device 4 is constructed as follows. The charging device 4 has a commercial AC power source 5 (for example, 100V)
Power from is input and filter 6 for noise removal
After being converted into a direct current by the rectifying / smoothing circuit 7 via, the signal is supplied to the primary side of the transformer 8. On the primary side of the transformer 8,
A switching transistor 9 composed of a power MOS transistor is connected via a resistor 10. The switching transistor 9 is a PWM (pulse width modulation) circuit 1
It is switched by the output of 1. As a result, a pulse current flows in the primary side of the transformer 8 and energy is transmitted to the secondary side of the transformer 8. The output generated on the secondary side of the transformer 8 is converted into a direct current by the rectifying and smoothing circuit 12,
It is supplied as a charging current to the battery 2 through the quick charging transistor 13 or the series circuit of the trickle charging transistor 14 and the resistor 15 and further through the backflow prevention diode 16. The output of the rectifying / smoothing circuit 12 is also supplied to the light emitting element 18 of the photocoupler 17, and the output of the light receiving element 19 of the photocoupler 17 is input to the PWM circuit 11.
【0016】マイクロコントローラ20は、マイクロコ
ンピュータを主体として構成され、急速充電用トランジ
スタ13、トリクル充電用トランジスタ14、フォトカ
プラ17およびLED31の制御を行うものである。こ
のマイクロコントローラ20には、抵抗21とサーミス
タ3との接続点の電圧(以下、サーミスタ電圧という)
Vtと、抵抗22,23により電池2の電圧VB を分圧
した電圧(以下、電池電圧分圧値という)Vbが入力さ
れている。The microcontroller 20 is mainly composed of a microcomputer, and controls the rapid charging transistor 13, the trickle charging transistor 14, the photocoupler 17 and the LED 31. This microcontroller 20 has a voltage at the connection point between the resistor 21 and the thermistor 3 (hereinafter referred to as the thermistor voltage).
Vt and a voltage Vb obtained by dividing the voltage VB of the battery 2 by the resistors 22 and 23 (hereinafter, referred to as a battery voltage division value) Vb are input.
【0017】抵抗24〜29および演算増幅器30は、
充電電流を一定にする制御を行うために設けられてい
る。演算増幅器30の反転入力端子には、充電路に直列
に挿入されて充電電流を検出する抵抗24の端子電圧が
抵抗27を介して入力され、非反転入力端子には+5V
の電源電圧を抵抗25,26により分圧した電圧(基準
電圧)が抵抗28を介して入力される。演算増幅器30
の反転入力端子と出力端子との間には抵抗29が接続さ
れ、抵抗27と抵抗29により演算増幅器30の利得が
決定される。演算増幅器30の出力端子は、フォトカプ
ラ17の発光素子18の整流平滑回路12の出力端子に
接続された側と反対側に接続されている。このような構
成により、演算増幅器30の反転入力端子と非反転入力
端子の電位が等しくなるようにフィードバック制御が施
される。The resistors 24-29 and the operational amplifier 30 are
It is provided for controlling the charging current to be constant. The inverting input terminal of the operational amplifier 30 receives the terminal voltage of the resistor 24 that is inserted in series in the charging path and detects the charging current via the resistor 27, and the non-inverting input terminal of + 5V.
A voltage (reference voltage) obtained by dividing the power supply voltage of 2 by the resistors 25 and 26 is input via the resistor 28. Operational amplifier 30
A resistor 29 is connected between the inverting input terminal and the output terminal, and the gain of the operational amplifier 30 is determined by the resistors 27 and 29. The output terminal of the operational amplifier 30 is connected to the side of the light emitting element 18 of the photocoupler 17 opposite to the side connected to the output terminal of the rectifying / smoothing circuit 12. With such a configuration, feedback control is performed so that the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 30 have the same potential.
【0018】例えば、電池2の充電電流が大きく、電流
検出用抵抗24の端子電圧が大きいときは、演算増幅器
30の非反転入力端子より反転入力端子の方が高電位と
なるため、演算増幅器30の出力電圧は低くなり、発光
素子18に流れる電流が増大する。この結果、PWM回
路11の出力パルス幅、つまりスイッチングトランジス
タ9のオン時間幅が短くなり、トランス8の二次側に伝
達されるエネルギーが減少して、充電電流が小さくな
る。For example, when the charging current of the battery 2 is large and the terminal voltage of the current detection resistor 24 is large, the inverting input terminal of the operational amplifier 30 has a higher potential than the non-inverting input terminal thereof, so that the operational amplifier 30 has a higher potential. Output voltage decreases, and the current flowing through the light emitting element 18 increases. As a result, the output pulse width of the PWM circuit 11, that is, the on-time width of the switching transistor 9 is shortened, the energy transmitted to the secondary side of the transformer 8 is reduced, and the charging current is reduced.
【0019】逆に、電池2の充電電流が小さいときは、
演算増幅器30の非反転入力端子より反転入力端子の方
が低電位となるため演算増幅器30の出力電圧は高くな
り、発光素子18に流れる電流が減少するため、PWM
回路11の出力パルス幅、つまりスイッチングトランジ
スタ9のオン時間幅が長くなり、トランス8の二次側に
伝達されるエネルギーが増加することにより、充電電流
は大きくなる。On the contrary, when the charging current of the battery 2 is small,
Since the inverting input terminal of the operational amplifier 30 has a lower potential than the non-inverting input terminal thereof, the output voltage of the operational amplifier 30 increases and the current flowing through the light emitting element 18 decreases, so that the PWM
The output pulse width of the circuit 11, that is, the on-time width of the switching transistor 9 increases, and the energy transmitted to the secondary side of the transformer 8 increases, so that the charging current increases.
【0020】このようにして、充電電流に応じた抵抗2
4の端子電圧と抵抗25,26により得られた基準電圧
とが等しくなるようにフィードバック制御が行われ、充
電電流が定電流制御される。In this way, the resistance 2 corresponding to the charging current
Feedback control is performed so that the terminal voltage of No. 4 and the reference voltage obtained by the resistors 25 and 26 become equal to each other, and the charging current is subjected to constant current control.
【0021】マイクロコントローラ20は、マイクロコ
ンピュータを用いたソフトウェア処理によって制御を行
うものである。図2に、マイクロコントローラ20の機
能ブロック図を示す。The microcontroller 20 controls by software processing using a microcomputer. FIG. 2 shows a functional block diagram of the microcontroller 20.
【0022】図2において、サーミスタ電圧Vtおよび
電池電圧分圧値VbはA/D変換器41,42によりそ
れぞれディジタル値に変換された後、電池温度計算部4
3および電池電圧検出部44にそれぞれ入力され、電池
温度TB および電池電圧VBが求められる。電池温度計
算部43の出力は、電池温度判定部45と温度微分計算
部46に入力される。電池温度判定部45は、電池電圧
がどのような温度範囲にあるかを判定するものである。
温度微分計算部46は、電池温度の微分つまり単位時間
当たりの温度上昇量を求めるものである。電池電圧検出
部44の出力は、電池状態判定部47に入力される。電
池状態判定部47は、電池電圧から電池2が正常かどう
かを判定するものである。A/D変換器41の出力は、
電池パックセット検出部48にも入力される。電池パッ
クセット検出部48は、電池パック1が充電装置4にセ
ットされているかどうかを検出するものである。In FIG. 2, the thermistor voltage Vt and the battery voltage division value Vb are converted into digital values by the A / D converters 41 and 42, respectively, and then the battery temperature calculation unit 4
3 and the battery voltage detector 44, respectively, to obtain the battery temperature TB and the battery voltage VB. The output of the battery temperature calculation unit 43 is input to the battery temperature determination unit 45 and the temperature differential calculation unit 46. The battery temperature determination unit 45 determines in what temperature range the battery voltage is.
The temperature differential calculation unit 46 calculates the differential of the battery temperature, that is, the amount of temperature rise per unit time. The output of the battery voltage detection unit 44 is input to the battery state determination unit 47. The battery state determination unit 47 determines whether the battery 2 is normal based on the battery voltage. The output of the A / D converter 41 is
It is also input to the battery pack set detection unit 48. The battery pack set detection unit 48 detects whether or not the battery pack 1 is set in the charging device 4.
【0023】A/D変換器41、電池温度判定部45、
温度微分計算部46、電池状態判定部47および電池パ
ックセット検出部48の出力は充電制御部50に入力さ
れ、充電制御部50はこれらの出力と急速充電終了後の
経過時間を計測するタイマ49の出力(タイマ値)に基
づいて、急速充電用トランジスタ13への急速充電制御
信号51、トリクル充電用トランジスタ14へのトリク
ル充電制御信号52、および充電スタート信号53を発
生する。充電スタート信号53は、図1における抵抗2
8の一端に供給される。A / D converter 41, battery temperature determination unit 45,
The outputs of the temperature differential calculation unit 46, the battery state determination unit 47, and the battery pack set detection unit 48 are input to the charging control unit 50, and the charging control unit 50 measures these outputs and the elapsed time after the end of quick charging 49. On the basis of the output (timer value), the quick charge control signal 51 to the quick charge transistor 13, the trickle charge control signal 52 to the trickle charge transistor 14, and the charge start signal 53 are generated. The charge start signal 53 is the resistance 2 in FIG.
8 is supplied to one end.
【0024】次に、図3に示すフローチャートを参照し
て本実施例の動作を説明する。まず、サーミスタ電圧V
tがA/D変換器41を介して読み込まれる(ステップ
101)。電池パック1が充電装置4にセットされる
と、サーミスタ電圧Vtはそれまでの+5Vからサーミ
スタ3と抵抗21との分圧によって低下する。ここで、
サーミスタ電圧Vtが所定値(例えば、4.8V)以下
になると、電池パックセット検出部48によって電池パ
ック1が充電装置4にセットされたことが検出される
(ステップ102)。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flow chart shown in FIG. First, the thermistor voltage V
t is read via the A / D converter 41 (step 101). When the battery pack 1 is set in the charging device 4, the thermistor voltage Vt decreases from + 5V until then due to the partial pressure of the thermistor 3 and the resistor 21. here,
When the thermistor voltage Vt becomes equal to or lower than a predetermined value (for example, 4.8 V), the battery pack set detection unit 48 detects that the battery pack 1 is set in the charging device 4 (step 102).
【0025】ステップ102において電池パック1のセ
ットが検出されると、電池温度計算部43によりサーミ
スタ電圧Vtが温度データに変換されて電池温度TB が
計算され(ステップ103)、次いで電池温度判定部4
5により電池温度TB が0℃以上、かつ40℃以下の範
囲にあるかどうかが判定される(ステップ104)。電
池温度TB が0℃≦TB ≦40℃の範囲に入ると、引き
続いて電池温度判定部45によりTB が35℃を越えた
かどうかが判定される(ステップ105)。When the set of the battery pack 1 is detected in step 102, the battery temperature calculator 43 converts the thermistor voltage Vt into temperature data to calculate the battery temperature TB (step 103), and then the battery temperature determiner 4
According to 5, it is determined whether the battery temperature TB is in the range of 0 ° C. or higher and 40 ° C. or lower (step 104). When the battery temperature TB falls within the range of 0 ° C ≤ TB ≤ 40 ° C, the battery temperature determination unit 45 subsequently determines whether TB exceeds 35 ° C (step 105).
【0026】ここで、電池温度TB が35℃を越える
と、最終急速充電後のタイマ値が計算される(ステップ
106)。タイマ49は、充電装置4にセットされた電
池パック1内の電池2の最後の急速充電が終了した時点
でスタートし、この時点からの経過時間を計測してお
り、この時間が充電制御部50に取り込まれる。次に、
この経過時間を示すタイマ値が所定時間、例えば15分
を越えているかどうかが判定され(ステップ107)、
15分を越えていなければ処理は終了し、急速充電は行
われない。すなわち、最終急速充電後の経過時間が15
分以内であれば、電池2は全く使用されていないか、ご
く僅かしか使用されておらず、従って電池2は満充電ま
たはそれに近い状態であると判断し、電池パック1がセ
ットされても急速充電を行わない。これにより、電池2
の過充電や異常な温度上昇を避けることができる。When the battery temperature TB exceeds 35 ° C., the timer value after the final quick charge is calculated (step 106). The timer 49 starts at the time when the last quick charging of the battery 2 in the battery pack 1 set in the charging device 4 ends, and measures the elapsed time from this time, and this time is the charging control unit 50. Is taken into. next,
It is determined whether the timer value indicating this elapsed time exceeds a predetermined time, for example, 15 minutes (step 107),
If it does not exceed 15 minutes, the process ends and quick charging is not performed. That is, the elapsed time after the final quick charge is 15
If it is within a minute, the battery 2 is not used at all or is used very little. Therefore, it is determined that the battery 2 is fully charged or close to it, and even if the battery pack 1 is set, Do not charge. This allows the battery 2
It is possible to avoid overcharging and abnormal temperature rise.
【0027】一方、ステップ105において電池温度T
B が35℃に満たない場合には、充電制御部50から出
力されるトリクル充電制御信号52が“L”レベルとな
ることにより、トリクル充電用トランジスタ14がオン
となって、トリクル充電が行われる(ステップ10
8)。この後、電池電圧分圧値VbがA/D変換器42
を介して読み込まれ(ステップ109)、電池電圧検出
部44により電池電圧VBが求められ、さらに電池状態
判定部47によって電池電圧VB から電池2が正常か
どうかが判定される(ステップ110)。ここで、電池
2が正常でなければ処理は終了し、急速充電は行われな
い。電池2が正常の場合は、充電制御部50から出力さ
れる急速充電制御信号51が“L”レベルとなることに
より、急速充電用トランジスタ13がオンになると共
に、充電スタート信号53が“L”レベルとなることに
よって、急速充電が行われる(ステップ111)。この
間、LED31がマイクロコントローラ20により制御
されて点灯し、急速充電が行われていることを示す。ま
た、この急速充電中、充電電流は前述したフィードバッ
ク制御によって一定に保たれる。On the other hand, in step 105, the battery temperature T
When B is less than 35 ° C., the trickle charge control signal 52 output from the charge control unit 50 becomes “L” level, the trickle charge transistor 14 is turned on, and trickle charge is performed. (Step 10
8). After this, the battery voltage division value Vb is changed to the A / D converter 42.
(Step 109), the battery voltage detection unit 44 obtains the battery voltage VB, and the battery state determination unit 47 determines whether the battery 2 is normal or not from the battery voltage VB (Step 110). Here, if the battery 2 is not normal, the process ends and rapid charging is not performed. When the battery 2 is normal, the quick charge control signal 51 output from the charge control unit 50 becomes “L” level, the transistor 13 for quick charge is turned on, and the charge start signal 53 is “L”. When the level is reached, rapid charging is performed (step 111). During this period, the LED 31 is controlled by the microcontroller 20 and lights up to indicate that the rapid charging is being performed. Further, during this rapid charging, the charging current is kept constant by the above-mentioned feedback control.
【0028】さらに、この急速充電の間、温度微分計算
部46によって電池温度TB の温度微分、つまり単位時
間(例えば1分)当たりの温度上昇率が計算され、この
温度微分が所定値(例えば1℃/1分)以上となると電
池2は満充電と判定される(ステップ112)。電池2
が満充電と判定されると、充電制御部50によりタイマ
49がリセットされ(ステップ113)、タイマ49が
再スタートすると共に、急速充電制御信号51および充
電スタート信号53が共に“H”レベルとなることによ
り、急速充電は終了する。Further, during the rapid charging, the temperature differential calculation unit 46 calculates the temperature differential of the battery temperature TB, that is, the temperature increase rate per unit time (for example, 1 minute), and the temperature differential is set to a predetermined value (for example, 1). (° C / 1 minute) or more, the battery 2 is determined to be fully charged (step 112). Battery 2
When it is determined that the battery is fully charged, the charging control unit 50 resets the timer 49 (step 113), restarts the timer 49, and both the quick charging control signal 51 and the charging start signal 53 become "H" level. As a result, the quick charge ends.
【0029】図4は、電池電圧VB 、電池温度TB およ
び急速充電電流Iの時間変化を示したものである。時刻
t0で急速充電が開始されると、充電が進行するに従っ
て電池電圧VB および電池温度TB は図のように上昇し
てゆき、電池温度TB が急激に上昇してその温度微分が
例えば1℃/1分に達した時刻taで、急速充電が終了
する。電池温度TB は、例えば時刻t0では25℃、時
刻taでは40℃となり、15℃上昇する。FIG. 4 shows changes with time in the battery voltage VB, the battery temperature TB and the rapid charging current I. When the rapid charging is started at time t0, the battery voltage VB and the battery temperature TB increase as shown in the figure as the charging progresses, the battery temperature TB rapidly increases, and the temperature differential is 1 ° C. / At time ta, which has reached 1 minute, the rapid charging is completed. The battery temperature TB is, for example, 25 ° C. at time t0, 40 ° C. at time ta, and increases by 15 ° C.
【0030】今、時刻taで電池パック1が充電装置4
から取り外された後、電池パック1が全く使用されずに
5分後の時点tbで充電装置4に再セットされたとす
る。この場合、従来の急速充電器では電池が満充電状態
であるにもかかわらず急速充電を行うため、電池温度T
B は実線で示すように急激に上昇し、時刻tbから例え
ば7分経過後の時刻tcで電池温度の温度微分が1℃/
1分に達したことが検知され、急速充電が停止される。
このとき、電池温度TB は時刻tbでは35℃、時刻t
cでは50℃にも達することになる。Now, at time ta, the battery pack 1 is charged by the charging device 4
It is assumed that the battery pack 1 is not used at all and is reset in the charging device 4 at a time point tb 5 minutes after the removal. In this case, in the conventional quick charger, since the battery is charged rapidly even though the battery is fully charged, the battery temperature T
B rapidly rises as shown by the solid line, and the temperature differential of the battery temperature is 1 ° C. /
It is detected that 1 minute has been reached, and the rapid charging is stopped.
At this time, the battery temperature TB is 35 ° C. at time tb,
In c, it reaches 50 ° C.
【0031】これに対し、本実施例では時刻tbで電池
パック1がセットされたとき、急速充電終了時刻taか
ら所定時間、この例では15分が経過しているかどうか
を判定し、15分を経過していないときは急速充電を行
わない。従って、tb以後は電池温度TB は破線で示す
ように下降してゆき、従来のように温度が異常に上昇す
ることはない。On the other hand, in this embodiment, when the battery pack 1 is set at the time tb, it is determined whether or not a predetermined time, that is, 15 minutes in this example, has elapsed from the quick charging end time ta. If it has not elapsed, do not perform quick charging. Therefore, after tb, the battery temperature TB decreases as shown by the broken line, and the temperature does not rise abnormally as in the conventional case.
【0032】図5は、電池のサイクル寿命を示したもの
であり、横軸にサイクル数、縦軸に電池容量をとってい
る。同図に示されるように、従来の場合に比較して本発
明によるとサイクル寿命が長くなる。これは、急速充電
終了後の電池を全く使用せずに、あるいはほとんど使用
しないうちに急速充電器にセットした場合、従来では電
池が満充電またはそれに近い状態であるにもかかわらず
急速充電が行われてしまう結果、電池が過充電となるの
に対し、本発明では上記実施例に示したように、急速充
電終了後の電池を短時間でセットした場合には、電池は
満充電またはそれに近い状態であると判断して急速充電
が行われないため、電池が過充電とならないからであ
る。FIG. 5 shows the cycle life of the battery, where the horizontal axis represents the number of cycles and the vertical axis represents the battery capacity. As shown in the figure, according to the present invention, the cycle life is extended as compared with the conventional case. This is because if you set the battery in the quick charger without using the battery or after almost no use after the quick charge, the quick charge will be performed even if the battery is full or close to the conventional state. As a result, the battery is overcharged as a result, but in the present invention, as shown in the above embodiment, when the battery is set in a short time after the end of rapid charging, the battery is fully charged or close to it. This is because the battery is not overcharged because it is determined that the battery is in the state and rapid charging is not performed.
【0033】図6は、第2の発明に係る一実施例を示す
二次電池の充電装置の回路構成図である。図6において
図1と対応する部分に同一符号を付して、先の実施例と
の相違点を中心に説明する。図6においては、放電用ト
ランジスタ32が追加されている。この放電用トランジ
スタ32は、後述する急速充電終了時に電池電圧を記憶
する際、電池2を一定時間、一定電流で放電させるため
のものであり、コレクタは電池2の+端子が接続される
充電端子に抵抗33を介して接続され、エミッタは接地
され、ベースは抵抗34を介して+5Vの電源に接続さ
れると共に、マイクロコントローラ20に接続される。FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a secondary battery charging device showing an embodiment according to the second invention. In FIG. 6, the portions corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description will focus on the differences from the previous embodiment. In FIG. 6, a discharging transistor 32 is added. The discharging transistor 32 is for discharging the battery 2 at a constant current for a fixed time when storing the battery voltage at the end of rapid charging described later, and the collector is a charging terminal to which the + terminal of the battery 2 is connected. Is connected to the microcontroller 20 via a resistor 33, the emitter is grounded, the base is connected to a +5 V power source via the resistor 34, and is also connected to the microcontroller 20.
【0034】また、本実施例ではマイクロコントローラ
20の構成が先の実施例とは異なっている。図7に、本
実施例におけるマイクロコントローラ20の機能ブロッ
ク図を示す。Further, in this embodiment, the configuration of the microcontroller 20 is different from that of the previous embodiments. FIG. 7 shows a functional block diagram of the microcontroller 20 in this embodiment.
【0035】図7において、サーミスタ電圧Vtおよび
電池電圧分圧値VbはA/D変換器41,42によりそ
れぞれディジタル値に変換された後、電池温度計算部4
3および電池電圧検出部44にそれぞれ入力され、電池
温度TB および電池電圧VBが求められる。電池温度計
算部43の出力は、電池温度判定部45と温度微分計算
部46に入力される。電池温度判定部45は、電池電圧
がどのような温度範囲にあるかを判定するものである。
温度微分計算部46は、電池温度の微分値つまり単位時
間当たりの温度上昇量を求めるものである。電池電圧検
出部44の出力は、電池状態判定部47に入力される。
電池状態判定部47は、電池電圧から電池2が正常かど
うかを判定するものである。A/D変換器41の出力
は、電池パックセット検出部48にも入力される。電池
パックセット検出部48は、電池パック1が充電装置4
にセットされているかどうかを検出するものである。In FIG. 7, the thermistor voltage Vt and the battery voltage division value Vb are converted into digital values by the A / D converters 41 and 42, respectively, and then the battery temperature calculation unit 4
3 and the battery voltage detector 44, respectively, to obtain the battery temperature TB and the battery voltage VB. The output of the battery temperature calculation unit 43 is input to the battery temperature determination unit 45 and the temperature differential calculation unit 46. The battery temperature determination unit 45 determines in what temperature range the battery voltage is.
The temperature differential calculation unit 46 obtains a differential value of the battery temperature, that is, a temperature increase amount per unit time. The output of the battery voltage detection unit 44 is input to the battery state determination unit 47.
The battery state determination unit 47 determines whether the battery 2 is normal based on the battery voltage. The output of the A / D converter 41 is also input to the battery pack set detection unit 48. In the battery pack set detection unit 48, the battery pack 1 is the charging device 4
It is to detect whether it is set to.
【0036】A/D変換器41、電池温度判定部45、
温度微分値計算部46、電池状態判定部47および電池
パックセット検出部48の出力は充電制御部50に入力
され、充電制御部50はこれらの出力としきい値電圧補
正テーブル54を参照して、急速充電用トランジスタ1
3への急速充電制御信号51、トリクル充電用トランジ
スタ14へのトリクル充電制御信号52、充電スタート
信号53および放電制御信号55を発生する。充電スタ
ート信号53は、図6における抵抗28の一端に供給さ
れ、放電制御信号55は図6における放電用トランジス
タ32のベースに供給される。A / D converter 41, battery temperature determination unit 45,
The outputs of the temperature differential value calculation unit 46, the battery state determination unit 47, and the battery pack set detection unit 48 are input to the charging control unit 50, and the charging control unit 50 refers to these outputs and the threshold voltage correction table 54, Transistor 1 for quick charging
3 to generate a quick charge control signal 51 to the trickle charge control signal 52, a trickle charge control signal 52 to the trickle charge transistor 14, a charge start signal 53, and a discharge control signal 55. The charge start signal 53 is supplied to one end of the resistor 28 in FIG. 6, and the discharge control signal 55 is supplied to the base of the discharging transistor 32 in FIG.
【0037】しきい値電圧補正テーブル54は、電池電
圧VB を判定するためのしきい値電圧Vthを後述のよう
に(1)電池温度、(2)急速充電終了時の電池電圧お
よび電池温度等に応じて補正するためのデータを予め格
納したメモリであり、ROMによって実現される。In the threshold voltage correction table 54, the threshold voltage Vth for determining the battery voltage VB is set to (1) battery temperature, (2) battery voltage and battery temperature at the end of rapid charging, etc., as described later. Is a memory that stores in advance data for correction according to the above, and is realized by a ROM.
【0038】次に、図8に示すフローチャートを参照し
て本実施例の動作を説明する。まず、サーミスタ電圧V
tがA/D変換器41を介して読み込まれる(ステップ
201)。電池パック1が充電装置4にセットされる
と、サーミスタ電圧Vtはそれまでの+5Vからサーミ
スタ3と抵抗21との分圧によって低下する。ここで、
サーミスタ電圧Vtが所定値(例えば、4.8V)以下
になると、電池パックセット検出部48によって電池パ
ック1が充電装置4にセットされたことが検出される
(ステップ202)。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flow chart shown in FIG. First, the thermistor voltage V
t is read via the A / D converter 41 (step 201). When the battery pack 1 is set in the charging device 4, the thermistor voltage Vt decreases from + 5V until then due to the partial pressure of the thermistor 3 and the resistor 21. here,
When the thermistor voltage Vt becomes equal to or lower than a predetermined value (for example, 4.8V), the battery pack set detection unit 48 detects that the battery pack 1 is set in the charging device 4 (step 202).
【0039】ステップ202において電池パック1のセ
ットが検出されると、電池温度計算部43によりサーミ
スタ電圧Vtが温度データに変換されて電池温度TB が
計算され(ステップ203)、次いで電池温度判定部4
5により電池温度TB が0℃以上、かつ40℃以下の範
囲にあるかどうかが判定される(ステップ204)。電
池TB が0℃≦TB ≦40℃の範囲に入ると、引き続き
電池電圧分圧値VbがA/D変換器42を介して読み込
まれ(ステップ205)、電池電圧検出部44により電
池電圧VB が求められる。When the set of the battery pack 1 is detected in step 202, the battery temperature calculation unit 43 converts the thermistor voltage Vt into temperature data to calculate the battery temperature TB (step 203), and then the battery temperature determination unit 4
According to 5, it is determined whether the battery temperature TB is in the range of 0 ° C. or higher and 40 ° C. or lower (step 204). When the battery TB enters the range of 0 ° C. ≦ TB ≦ 40 ° C., the battery voltage division value Vb is continuously read through the A / D converter 42 (step 205), and the battery voltage detection unit 44 determines the battery voltage VB. Desired.
【0040】次いで、急速充電を行うか否かを判定する
ためのしきい値電圧Vthがしきい値電圧補正テーブル5
4を参照して計算される(ステップ206)。そして、
電池電圧VB としきい値Vthとが比較され(ステップ2
07)、VB ≧Vthであれば処理は終了し、急速充電は
行われない。すなわち、電池電圧VB がしきい値電圧V
th以上であれば、電池2は全く使用されていないか、ご
く僅かしか使用されておらず、満充電またはそれに近い
状態であると判断し、電池パック1がセットされても急
速充電を行わない。これにより、電池2の過充電や異常
な温度上昇を避けることができる。なお、しきい値電圧
Vthは例えば電池2の充電容量が97%に達した時の電
池電圧VB に対応する値(例えば1.35V)に設定さ
れる。Next, the threshold voltage Vth for determining whether or not to perform the rapid charge is the threshold voltage correction table 5
4 is calculated (step 206). And
The battery voltage VB and the threshold value Vth are compared (step 2
07), if VB ≧ Vth, the process is terminated and rapid charging is not performed. That is, the battery voltage VB is the threshold voltage V
If it is th or more, it is determined that the battery 2 is not used at all or is used very little, and it is determined that the battery 2 is fully charged or close to it, and quick charging is not performed even when the battery pack 1 is set. . As a result, overcharging of the battery 2 and abnormal temperature rise can be avoided. The threshold voltage Vth is set to a value (for example, 1.35V) corresponding to the battery voltage VB when the charging capacity of the battery 2 reaches 97%.
【0041】一方、ステップ207において電池電圧V
B がしきい値電圧Vthに満たない場合には、充電制御部
50から出力されるトリクル充電制御信号52が“L”
レベルとなることにより、トリクル充電用トランジスタ
14がオンとなって、トリクル充電が行われる(ステッ
プ208)。この後、電池電圧分圧値VbがA/D変換
器42を介して読み込まれ(ステップ209)、電池電
圧検出部44により電池電圧VB が求められ、さらに電
池状態判定部47によって電池電圧VB から電池2が正
常かどうかが判定される(ステップ210)。ここで、
電池2が正常でなければ処理は終了し、急速充電は行わ
れない。電池2が正常の場合は、充電制御部50から出
力される急速充電制御信号51が“L”レベルとなるこ
とにより、急速充電用トランジスタ13がオンになると
共に、充電スタート信号53が“L”レベルとなること
によって、急速充電が行われる(ステップ211)。こ
の間、LED31がマイクロコントローラ20により制
御されて点灯し、急速充電が行われていることを示す。
また、この急速充電中、充電電流は前述したフィードバ
ック制御によって一定に保たれる。On the other hand, in step 207, the battery voltage V
When B is less than the threshold voltage Vth, the trickle charge control signal 52 output from the charge controller 50 is “L”.
When the level becomes the level, the trickle charging transistor 14 is turned on and trickle charging is performed (step 208). After that, the battery voltage division value Vb is read through the A / D converter 42 (step 209), the battery voltage VB is obtained by the battery voltage detection unit 44, and the battery voltage VB is obtained from the battery state determination unit 47. It is determined whether the battery 2 is normal (step 210). here,
If the battery 2 is not normal, the process ends and rapid charging is not performed. When the battery 2 is normal, the quick charge control signal 51 output from the charge control unit 50 becomes “L” level, the transistor 13 for quick charge is turned on, and the charge start signal 53 is “L”. When the level is reached, rapid charging is performed (step 211). During this period, the LED 31 is controlled by the microcontroller 20 and lights up to indicate that the rapid charging is being performed.
Further, during this rapid charging, the charging current is kept constant by the above-mentioned feedback control.
【0042】さらに、この急速充電の間、温度微分計算
部46によって電池温度TB の温度微分、つまり単位時
間(例えば1分)当たりの温度上昇率が計算され、この
温度微分が所定値(例えば1℃/1分)以上となると電
池2は満充電と判定される(ステップ212)。電池2
が満充電と判定されると、充電制御部50から出力され
る急速充電制御信号51および充電スタート信号53が
共に“H”レベルとなることにより、急速充電は終了す
る。また、この急速充電終了時の電池温度TBや電池電
圧VB がしきい値電圧Vthの補正のために充電制御部5
0内のメモリに記憶される。Further, during this rapid charging, the temperature differential calculation unit 46 calculates the temperature differential of the battery temperature TB, that is, the temperature increase rate per unit time (for example, 1 minute), and this temperature differential is set to a predetermined value (for example, 1). (° C / 1 minute) or more, the battery 2 is determined to be fully charged (step 212). Battery 2
When it is determined that the battery is fully charged, both the quick charge control signal 51 and the charge start signal 53 output from the charge control unit 50 become the “H” level, and the quick charge ends. Further, the battery temperature TB and the battery voltage VB at the end of the rapid charging are adjusted by the charge control unit 5 in order to correct the threshold voltage Vth.
0 is stored in the memory.
【0043】図9は、電池2の急速充電後の開放電圧特
性を示している。同図に示されるように、時刻t0で急
速充電を開始し、時刻taで急速充電を終了すると、電
池電圧VB は急速充電終了後短時間の間は充電電流がオ
フになったことで急峻な電圧低下を示し、その後はなだ
らかな電圧低下を示す。FIG. 9 shows open circuit voltage characteristics of the battery 2 after rapid charging. As shown in the figure, when the rapid charging is started at the time t0 and the rapid charging is ended at the time ta, the battery voltage VB becomes steep because the charging current is turned off for a short time after the completion of the rapid charging. It shows a voltage drop and then a gentle voltage drop.
【0044】図10は、電池2を急速充電終了後一定時
間放置したときの1C放電電圧特性を示している。同図
に示されるように、電池電圧VB は急速充電終了後ta
〜thの短時間の間は急峻な電圧低下を示し、その後t
h〜tdの期間はなだらかな電圧低下を示す。次に、時
刻tdで1C放電を開始すると、直後は急激な電圧低下
を示し、その後なだらかな低下を示した後、再び大きな
電圧低下を示して、時刻tgで終止電圧=1.0V(電
池1セル当り)となる。FIG. 10 shows a 1C discharge voltage characteristic when the battery 2 is left for a certain period of time after the end of the rapid charging. As shown in the figure, the battery voltage VB is ta after the end of the rapid charging.
Shows a sharp voltage drop for a short period of time up to th, and then t
During the period from h to td, the voltage decreases gently. Next, when 1C discharge is started at time td, a sharp voltage drop is shown immediately after that, followed by a gentle drop and then a large voltage drop again, and at time tg, the end voltage = 1.0 V (battery 1 Per cell).
【0045】ここで、時刻thにおいて使用機器(電池
パック1を含む)が電源オンにより動作したとすると、
電池2が放電し始めることにより、破線で示すように電
池電圧VB は低下し、時刻tjで機器の電源をオフにす
ると、電池電圧VB は開放電圧となり、Vth=1.35
Vより高電圧となる。th〜tjの時間が長く、電池2
の放電エネルギーがそれなりに大きいときは、時刻tj
での電池電圧VB もより低くなっている。従って、電池
パック1を充電装置4にセットした時点tdにおいて
も、電池電圧VB はVth=1.35Vより低くなってい
る。逆に、th〜tjの時間が短いときは、電池電圧V
B は時刻tjでの電池電圧VB もより高くなっている。Here, if it is assumed that the devices used (including the battery pack 1) operate at power-on at time th,
As the battery 2 starts to discharge, the battery voltage VB decreases as shown by the broken line, and when the power source of the device is turned off at time tj, the battery voltage VB becomes an open voltage and Vth = 1.35.
The voltage is higher than V. The time from th to tj is long, and the battery 2
When the discharge energy of is relatively large, time tj
The battery voltage VB at is also lower. Therefore, even at the time td when the battery pack 1 is set in the charging device 4, the battery voltage VB is lower than Vth = 1.35V. On the contrary, when the time from th to tj is short, the battery voltage V
B also has a higher battery voltage VB at time tj.
【0046】ここで、従来の場合は充電装置4電池パッ
ク1をセットした場合、時刻tdにおいて電池電圧VB
に関係なく急速充電を開始していたが、本実施例の場合
は時刻tdで電池電圧VB がしきい値電圧Vth(図の例
では、Vth=1.35V)以上か否かを判定して急速充
電を行うか否かを決定し、VB がVth以上の場合にはt
h〜tjの時間が短く、電池2は満充電状態であると判
断して急速充電を禁止することになる。Here, in the conventional case, when the charging device 4 and the battery pack 1 are set, the battery voltage VB is set at the time td.
Although the rapid charging was started regardless of the above, in the present embodiment, it is determined at time td whether the battery voltage VB is equal to or higher than the threshold voltage Vth (Vth = 1.35V in the illustrated example). It is determined whether or not to perform quick charge, and when VB is Vth or more, t
Since the time from h to tj is short, it is determined that the battery 2 is in a fully charged state, and rapid charging is prohibited.
【0047】本実施例において、しきい値電圧Vthは携
帯電話機などの使用機器に応じて予め定めた一定の値と
してもよいが、これを低めに設定すると、電池2の充電
容量が少ないとき(例えば90%以下)は充電不足とな
り、必要な充電容量を確保できないことがある。逆に、
しきい値電圧Vthを高めに設定すると、電池パック1を
充電装置4にセットしたとき、ほとんどの場合に急速充
電が行われることになり、過充電ぎみとなる。In the present embodiment, the threshold voltage Vth may be a constant value that is predetermined according to the device used, such as a mobile phone, but if it is set to a lower value, when the charge capacity of the battery 2 is small ( For example, 90% or less) may be insufficiently charged and the required charging capacity may not be secured. vice versa,
When the threshold voltage Vth is set to be higher, when the battery pack 1 is set in the charging device 4, rapid charging is performed in most cases, resulting in overcharging.
【0048】しきい値電圧Vthを一定にした場合のこの
ような過不足充電を防止するため、しきい値電圧Vthを
例えば下記(1)(2)のような方法により補正するこ
とが望ましい。In order to prevent such overcharge and undercharge when the threshold voltage Vth is kept constant, it is desirable to correct the threshold voltage Vth by the following methods (1) and (2), for example.
【0049】(1)電池温度によりしきい値電圧Vthを
補正する方法 図11は、電池2の1C充放電時の電池電圧−電池温度
特性を示している。同図に示されるように、充電時は時
刻taでの電池電圧差は20℃〜0℃の温度範囲では約
60mV、20℃〜45℃の温度範囲では約−60mV
である。一方、放電時は20℃〜0℃の温度範囲では電
池電圧差は約−30mV、20℃〜45℃の温度範囲で
は約20mVとなっている。そこで、このような電池電
圧−電池温度特性を考慮して、しきい値電圧Vthを補正
する。この場合、しきい値電圧補正テーブル54には、
電池温度としきい値電圧Vthの補正値との関係を予め求
めて記憶させておく。(1) Method of Correcting Threshold Voltage Vth Based on Battery Temperature FIG. 11 shows battery voltage-battery temperature characteristics when the battery 2 is charged and discharged at 1C. As shown in the figure, during charging, the battery voltage difference at time ta is about 60 mV in the temperature range of 20 ° C. to 0 ° C. and about −60 mV in the temperature range of 20 ° C. to 45 ° C.
Is. On the other hand, during discharge, the battery voltage difference is about −30 mV in the temperature range of 20 ° C. to 0 ° C. and about 20 mV in the temperature range of 20 ° C. to 45 ° C. Therefore, the threshold voltage Vth is corrected in consideration of such a battery voltage-battery temperature characteristic. In this case, the threshold voltage correction table 54 contains
The relationship between the battery temperature and the correction value of the threshold voltage Vth is obtained in advance and stored.
【0050】図7に示したマイクロコントローラ20に
おいては、A/D変換器41を介して電池温度計算部4
3で求められた現在の電池温度TB を充電制御部50に
取り込む。ここで、例えば現在の電池温度がTB =35
℃とし、20℃のときのしきい値電圧Vthが例えば1.
35Vであるとすると、TB =35℃のときの補正値=
−0.03Vをしきい値電圧補正テーブル54から検索
し、Vth=1.35V−0.03V=1.32Vのごと
く温度補正されたしきい値電圧Vthを得る。In the microcontroller 20 shown in FIG. 7, the battery temperature calculation unit 4 is connected via the A / D converter 41.
The current battery temperature TB obtained in 3 is taken into the charge control unit 50. Here, for example, the current battery temperature is TB = 35.
And the threshold voltage Vth at 20 ° C. is, for example, 1.
If it is 35V, the correction value when TB = 35 ° C =
By searching -0.03V from the threshold voltage correction table 54, the temperature-corrected threshold voltage Vth is obtained as Vth = 1.35V-0.03V = 1.32V.
【0051】(2)急速充電終了時の電池電圧と電池温
度に応じてしきい値電圧Vthを補正する方法 二次電池のサイクル特性として、急速充電終了時点での
電池電圧がサイクル数を重ねるに従って少しずつ上昇す
る特性を持った電池が存在する。この場合、最終の急速
充電終了時点の電池電圧VB および電池温度TB と、し
きい値電圧Vthの補正値との関係をしきい値電圧補正テ
ーブル54に記憶しておく。そして、急速充電終了時に
求められた電池電圧VB および電池温度TB を充電制御
部50内の不揮発性メモリに記憶しておき、電池パック
1がセットされたとき該メモリから読み出したVB ,T
B の値をキーとしてしきい値電圧テーブル54から補正
値を検索し、これを用いてしきい値電圧Vthを補正す
る。(2) Method of correcting the threshold voltage Vth according to the battery voltage and the battery temperature at the end of rapid charging As the cycle characteristics of the secondary battery, as the battery voltage at the end of rapid charging overlaps the number of cycles. There are batteries that have characteristics that gradually increase. In this case, the relationship between the battery voltage VB and the battery temperature TB at the end of the final quick charge and the correction value of the threshold voltage Vth is stored in the threshold voltage correction table 54. Then, the battery voltage VB and the battery temperature TB obtained at the end of the rapid charge are stored in a non-volatile memory in the charge control unit 50, and when the battery pack 1 is set, VB and T read from the memory are stored.
A correction value is retrieved from the threshold voltage table 54 using the value of B as a key, and the threshold voltage Vth is corrected using this value.
【0052】上記(1)(2)のような補正方法を単独
で実施するか、あるいは両者を併用して、しきい値電圧
Vthを補正することにより、図11に示した電池温度−
電池電圧特性や電池のサイクル特性にかかわらず、電池
2が満充電状態にあるか否かを確実に判定することがで
きる。The battery temperature shown in FIG. 11 can be obtained by correcting the threshold voltage Vth by performing the correction methods such as the above (1) and (2) independently or by using both of them together.
It is possible to reliably determine whether or not the battery 2 is fully charged regardless of the battery voltage characteristic and the battery cycle characteristic.
【0053】ところで、図10の時刻tjにおいて使用
機器の電源をオフとして負荷電流を零にすると、破線で
示すように電池電圧VB は開放電圧となって上昇する
が、その上昇はミリ秒オーダの短時間でなく、秒のオー
ダである。従って、tj〜td間の時間幅が変化する
と、電池パック1を充電装置4にセットした時刻tdで
の電池電圧VB が変化することになり、電池電圧VB の
検出誤差が生じる。このため、ステップ207での電池
電圧VB としきい値電圧Vthとの比較に基づいて、例え
ば充電容量97%を境界として急速充電するか否かを判
定する際の判定誤差が発生する可能性がある。At the time tj in FIG. 10, when the power of the equipment used is turned off and the load current is set to zero, the battery voltage VB rises to an open circuit voltage as shown by the broken line, which rises in the order of milliseconds. It is on the order of seconds, not short times. Therefore, when the time width between tj and td changes, the battery voltage VB at the time td when the battery pack 1 is set in the charging device 4 changes, and a detection error of the battery voltage VB occurs. Therefore, based on the comparison between the battery voltage VB and the threshold voltage Vth in step 207, for example, a determination error may occur when determining whether or not to perform rapid charging with the charge capacity of 97% as a boundary. .
【0054】そこで、本実施例では電池パック1を充電
装置4にセットした際、マイクロコントローラ20から
出力される放電制御信号55を“H”レベルにして放電
用トランジスタ32を微小時間オンにすることにより電
池2を放電させるとともに、トリクル充電用トランジス
タ14をオンにしてトリクル充電電流を流すことによ
り、tj〜td間の時間幅に影響を受けることなく、ス
テップ207での電池電圧VB としきい値電圧Vthとの
比較による急速充電するか否かの判定を的確に行うこと
ができる。なお、この放電時の電流値や時間幅は任意で
あり、また放電用トランジスタ32をスイッチングさせ
てパルス状の放電電流を流すようにしてもよい。Therefore, in this embodiment, when the battery pack 1 is set in the charging device 4, the discharge control signal 55 output from the microcontroller 20 is set to "H" level to turn on the discharge transistor 32 for a very short time. To discharge the battery 2 and to turn on the trickle charging transistor 14 to flow the trickle charging current, so that the battery voltage VB and the threshold voltage in step 207 are not affected by the time width between tj and td. It is possible to accurately determine whether or not to perform quick charging by comparing with Vth. The current value and time width during this discharge are arbitrary, and the discharge transistor 32 may be switched to flow a pulsed discharge current.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば満
充電またはそれに近い状態の電池に対しては急速充電を
禁止することにより、過充電を防止して電池のサイクル
寿命を長くすることができ、また過充電による電池の温
度上昇によりユーザに対して異常な熱さを感じさせるこ
とがなくなるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, rapid charging is prohibited for a fully charged battery or a battery close to it, thereby preventing overcharging and extending the cycle life of the battery. It is also possible to obtain the effect that the user does not feel abnormal heat due to the temperature rise of the battery due to overcharging.
【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の機能ブロ
ック図FIG. 2 is a functional block diagram of the microcontroller in FIG.
【図3】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
トFIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment.
【図4】同実施例の動作を説明するための電池電圧、電
池温度および急速充電電流の時間変化を示す図FIG. 4 is a diagram showing changes with time of a battery voltage, a battery temperature and a rapid charging current for explaining the operation of the embodiment.
【図5】本発明と従来のサイクル寿命特性を示す図FIG. 5 is a diagram showing cycle life characteristics of the present invention and a conventional one.
【図6】本発明の他の実施例に係る二次電池の充電装置
の回路構成図FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a secondary battery charging device according to another embodiment of the present invention.
【図7】図6におけるマイクロコントローラの機能ブロ
ック図FIG. 7 is a functional block diagram of the microcontroller in FIG.
【図8】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
トFIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment.
【図9】同実施例における急速充電後の開放電圧特性を
示す図FIG. 9 is a diagram showing open circuit voltage characteristics after rapid charging in the example.
【図10】同実施例における急速充電終了後一定時間放
置したときの1C放電電圧特性を示す図FIG. 10 is a diagram showing a 1C discharge voltage characteristic when left for a certain period of time after completion of rapid charging in the example.
【図11】同実施例における充放電時の電池電圧−電池
温度特性を示す図FIG. 11 is a diagram showing battery voltage-battery temperature characteristics during charging / discharging in the same Example.
1…電池パック 2…二次電池 3…サーミスタ 4…充電装置 5…商用交流電源 6…フィルタ 7…整流平滑回路 8…トランス 9…スイッチングトランジスタ 11…パルス幅変調
回路 12…整流平滑回路 13…急速充電用
トランジスタ 14…トリクル充電用トランジスタ 16…逆流防止用
ダイオード 17…フォトカプラ 20…マイクロコ
ントローラ 30…演算増幅器 32…放電用トラ
ンジスタ 41…A/D変換器 42…A/D変換
器 43…電池温度計算部 44…電池電圧検
出部 45…電池温度判定部 46…温度微分計
算部 47…電池状態判定部 48…電池パック
セット検出部 49…タイマ 50…充電制御部 51…急速充電制御信号 52…トリクル充
電制御信号 53…充電スタート信号 54…しきい値電
圧補正テーブルDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery pack 2 ... Secondary battery 3 ... Thermistor 4 ... Charging device 5 ... Commercial AC power supply 6 ... Filter 7 ... Rectification smoothing circuit 8 ... Transformer 9 ... Switching transistor 11 ... Pulse width modulation circuit 12 ... Rectification smoothing circuit 13 ... Rapid Charge transistor 14 ... Trickle charge transistor 16 ... Backflow prevention diode 17 ... Photocoupler 20 ... Microcontroller 30 ... Operational amplifier 32 ... Discharge transistor 41 ... A / D converter 42 ... A / D converter 43 ... Battery temperature Calculation unit 44 ... Battery voltage detection unit 45 ... Battery temperature determination unit 46 ... Temperature differential calculation unit 47 ... Battery state determination unit 48 ... Battery pack set detection unit 49 ... Timer 50 ... Charge control unit 51 ... Rapid charge control signal 52 ... Trickle Charge control signal 53 ... Charge start signal 54 ... Threshold voltage correction table
Claims (4)
装置において、 前記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、 前記二次電池の急速充電終了後の経過時間を計測する時
間計測手段と、 前記充電装置に前記二次電池がセットされたとき前記温
度検出手段により検出された温度が所定値以上で、かつ
前記時間計測手段により計測された経過時間が所定値未
満の場合には急速充電を禁止する充電制御手段とを備え
たことを特徴とする二次電池の充電装置。1. A charging device having a function of rapidly charging a secondary battery, comprising: a temperature detecting means for detecting a temperature of the secondary battery; and a time for measuring an elapsed time after completion of the rapid charging of the secondary battery. When the temperature detected by the temperature detecting means when the secondary battery is set in the charging device is a predetermined value or more, and the elapsed time measured by the time measuring means is less than a predetermined value, Is a charging device for a secondary battery, comprising: a charging control unit that prohibits quick charging.
装置において、 前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、 前記充電装置に前記二次電池がセットされたとき前記電
圧検出手段により検出された電圧が所定のしきい値電圧
以上の場合には急速充電を禁止する充電制御手段とを備
えたことを特徴とする二次電池の充電装置。2. A charging device having a function of rapidly charging a secondary battery, the voltage detecting means for detecting a voltage of the secondary battery, and the voltage detection when the secondary battery is set in the charging device. A charging device for a secondary battery, comprising: a charging control means for prohibiting rapid charging when the voltage detected by the means is equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
段と、前記充電装置に前記二次電池がセットされたとき
に前記温度検出手段により検出された温度に応じて前記
しきい値電圧を補正する補正手段とをさらに備えたこと
を特徴とする請求項2に記載の二次電池の充電装置。3. A temperature detecting means for detecting the temperature of the secondary battery, and the threshold voltage according to the temperature detected by the temperature detecting means when the secondary battery is set in the charging device. The charging device for the secondary battery according to claim 2, further comprising: a correction unit that corrects
段と、急速充電終了時に前記電圧検出手段および前記温
度検出手段により検出された電圧および温度に応じて前
記しきい値電圧を補正する補正手段とをさらに備えたこ
とを特徴とする請求項2または3に記載の二次電池の充
電装置。4. A temperature detecting means for detecting the temperature of the secondary battery, and correcting the threshold voltage in accordance with the voltage and temperature detected by the voltage detecting means and the temperature detecting means at the end of rapid charging. The charging device for a secondary battery according to claim 2, further comprising a correction unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6100009A JPH07312231A (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Charging device for secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6100009A JPH07312231A (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Charging device for secondary battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07312231A true JPH07312231A (en) | 1995-11-28 |
Family
ID=14262568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6100009A Pending JPH07312231A (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Charging device for secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07312231A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006318682A (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Makita Corp | Charger |
JP2008154370A (en) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Sanyo Electric Co Ltd | Charge control circuit |
JPWO2013108389A1 (en) * | 2012-01-19 | 2015-05-11 | Toa株式会社 | Charging device, charger, electronic device, and charging control method |
JP2020068607A (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 株式会社デンソーウェーブ | Mobile device |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP6100009A patent/JPH07312231A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006318682A (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Makita Corp | Charger |
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US7923970B2 (en) | 2006-12-18 | 2011-04-12 | Kyocera Corporation | Charge controlling circuit |
JPWO2013108389A1 (en) * | 2012-01-19 | 2015-05-11 | Toa株式会社 | Charging device, charger, electronic device, and charging control method |
JP2020068607A (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 株式会社デンソーウェーブ | Mobile device |
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---|---|---|---|
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