(57)【要約】【課題】充電装置の充電電圧を二次電池パック内で単電池毎に検出し、単電池電圧値を規定電圧値以下に設定する必要性がある。しかしながら上記対応を行うために二次電池パック内に、単電池電圧を検出する機能を設け、単電池毎に充電すると非常に高価なものになり、単電池が規定電圧以上になった場合に充電を止める方式では、電池の容量を十分引き出すことが出来ない課題があった。【解決手段】直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する定電流定電圧方式充電器において、単電池の電圧値が、その規定電圧に到達した時に、信号を二次電池パックから定電流定電圧方式充電器に信号を送り、電池パックからの信号を検出された場合、その時点での二次電池パックの充電電圧の値を定電流定電圧方式充電器の定電圧制御の値にすることにより最適な充電制御を行う事が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する定電流定電圧方式充電器において、二次電池パックは単電池の電圧値及び温度を検出し、その検出した温度に応じて単電池を保護するための単電池の検出電圧を可変する事ができ、単電池の電圧値が、その規定電圧に到達した時に、信号を二次電池パックから定電流定電圧方式充電器に信号をおくり、電池パックからの信号を検出された場合、その時点の二次電池パックの充電電圧の値を定電流定電圧方式充電器の定電圧制御の値にすることを特徴とした充電装置。
【請求項２】
前記定電流定電圧方式充電器において、定電流定電圧充電器は複数の定電圧値を有し、二次電池パックは単電池の電圧値及び温度を検出し、その検出した温度に応じて単電池を保護するための単電池の検出電圧を可変する事ができ、単電池の電圧値が、その規定電圧に到達した時に、信号を二次電池パックから定電流定電圧方式充電器に信号をおくり、電池パックからの信号を検出された時点で前記複数の定電圧値の中から二次電池パック電圧の値に一番近くまた二次電池パック電圧以下の値を選定し、定電圧制御を行うことを特徴とした充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する定電流定電圧方式充電装置において、定電圧制御電圧値を変えて、より安全に充電を行う充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ポータブルオーディオやデジタルスチルカメラといった携帯可能な電子機器の市場が急速に伸びている。その中で、携帯型電子機器に電源を供給するため、充電して再利用可能な二次電池は重要な役割を担っている。そして市場の動向として、前記電子機器を駆動させるために必要な電源である二次電池は、電子機器の使用時間をより長くできる様にその電池容量を増加させる事が市場の傾向となっている。
【０００３】
一方、二次電池の容量を増加させる事は、二次電池の安全性にも大きく影響するため、日本国内では、その二次電池の安全性を確保するため、従来の電気用品安全法にリチウムイオン二次電池に関する新たな技術基準を追加し、新しい規制が施行される予定である。
【０００４】
新しい技術基準が施行された場合、直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する場合において、単電池毎の電池電圧を検出し、その電圧値が一定電圧値以下とする制御方式にしなければ、技術基準を満足する事ができないと予想されている。そして、今までの充電装置では、直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パック内部の各々の単電池電圧値を検出する事ができず、その複数電池トータルの電圧値しか検出する事ができないため、新しく施行される技術基準に対応するためには、二次電池パック内に、単電池電圧を検出する機能を搭載し、単電池の電池電圧が一定以上とならないように充電制御する必要性があった。
【０００５】
また、従来の充電装置には、単電池毎に複数個の充電器を接続するというものが知られている。従来の充電装置を図３に示す。図３において３１、３２、３３，３４は単電池であり、３５、３６、３７，３８は充電器であり、単電池は直列接続されており、複数の充電器はそれぞれの単電池に接続されている。これらによって直列接続されたに単電池をそれぞれ複数個の充電器で充電することにより、各単セルは最適充電されるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３４６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の充電装置では、充電器が複数個必要となり、非常に高価となる課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の充電装置は、直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する定電流定電圧方式充電器において、二次電池パックは単電池の電圧値及び温度を検出し、その検出した温度に応じて単電池を保護するための単電池の検出電圧を可変する事ができ、単電池の電圧値が、その規定電圧に到達した時に、信号を二次電池パックから定電流定電圧方式充電器に信号をおくり、電池パックからの信号を検出された場合、その時点の二次電池パックの充電電圧の値を定電流定電圧方式充電器の定電圧制御の値にするというものである。
【０００９】
本発明の定電流定電圧充電方式をもちいることによって、低価格でより高い容量で充電することになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると定電流定電圧方式充電装置において規定電圧到達時点で定電圧充電に移行するため、安全でより高い容量で充電する充電装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に示す充電装置内部の回路構成図
【図２】本発明の実施形態２に示す充電装置内部の回路構成図
【図３】従来の充電装置内部の回路構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明をする。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における充電装置の回路構成図である。図１の電池パック１において、単電池１１と単電池１２は直列接続されている。電池パック内部の制御ＩＣ１３は、サーミスタ１４で単電池１１および単電池１２の温度を検出する。
【００１４】
電池パック用接続端子１５は、充電器２と接続される。電池パック接続端子１５は電池パックプラス端子１５１、電池パック制御端子１５２、電池パック温度端子１５３、電池パックマイナス端子１５４で構成される。
【００１５】
充電器２では、電源供給回路２１で充電時に電力を供給され。充電制御用ＤＡ出力内蔵マイコン２２でＡＤ入力とＤＡ出力を有し、電池電圧や温度に応じて電源供給回路２１を制御する。電圧検出用抵抗２３で充電電圧を検出し、充電制御用ＤＡ出力内蔵マイコン２２に信号を送る。
【００１６】
充電装置用接続端子２５、充電装置プラス端子２５１、充電装置制御端子２５２、充電装置温度端子２５３、充電装置マイナス端子２５４で構成され、電池パック１への電力供給や電池パック１から充電器２への温度信号や制御信号を中継する。
【００１７】
図１を用いて、本実施形態における充電装置の制御方法を詳細に説明する。
【００１８】
電源供給回路２１は定電流定電圧の出力特性を有し、充電器２に電池パック１が接続され、単電池１１および単電池１２の電圧が低い時は、充電器２は定電流で電池パック１充電する。
【００１９】
単電池１１および単電池１２の電圧が徐々に上昇し、電池パック内の制御ＩＣが単電池１１又は単電池１２どちらかが、規定電圧に達成すると、電池パック制御端子１５２と充電装置制御端子２５２を通して充電制御用ＤＡ出力内蔵マイコン２２に信号をおくる。
【００２０】
充電制御用ＤＡ出力内蔵マイコン２２は電池パック内の制御ＩＣ１３から信号を受けると電圧検出用抵抗２３およのもう１つの電圧検出用抵抗２４を通して充電電圧を検出し、それと同じ値になる様に充電制御用マイコン内部のＤＡ変換回路で電源供給回路の定電圧制御回路の基準電圧を変更することにより、単電池１１および単電池１２はそれ以上に電圧上昇がなくなり、最大限充電を行うことができる効果を有する。
【００２１】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における充電装置の回路構成図である。構成について実施の形態１との相違点を説明する。実施の形態１では電源供給回路２１の制御の基準電圧に充電制御用ＤＡ出力内蔵マイコン２２のＤＡ出力の電圧を採用したが、実施の形態２では電源供給回路２１の定電圧を制御する複数個の基準電圧２６を有し、充電制御マイコンにより、複数個の基準電圧の中から選択を行い、電源供給回路の基準電圧とする構成とした。
【００２２】
本構成により、単電池１１および単電池１２の電圧が徐々に上昇し、電池パック内の制御ＩＣが単電池１１または単電池１２どちらかから、所定電圧に達成すると、電池パック制御端子１５２と充電装置制御端子２５２を通して充電制御用マイコン２７に信号をおくる。充電制御用マイコン２７は電池パック内の制御ＩＣ１３から信号を受けると充電制御用マイコン２７は電圧検出用抵抗２３、もう１つの電圧検出用抵抗２４を通して充電電圧を検出し、それ値と一番近く充電電圧より低い基準電圧を選択し、電源供給回路の定電圧制御回路の基準電圧値を変更することにより、単電池１１および単電池１２はそれ以上に電圧上昇がなくなり、最大限充電を行うことができる効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明にかかる充電装置の定電流定電圧充電装置において規定電圧到達時点で定電流から定電圧充電に移行するため、安全でより高い容量で充電することが可能となるので、携帯可能な電子機器に使用される電池を充電する装置として有効である。
【符号の説明】
【００２４】
１      電池パック
２      充電器
１１    単電池
１２    単電池
１３    電池パック内部の制御ＩＣ
１４    サーミスタ
１５    電池パック用接続端子
２１    電源供給回路
２２    充電制御用ＤＡ出力内蔵マイコン
２３    電圧検出用抵抗
２４    電圧検出用抵抗
２５    充電装置用接続端子
２６    複数個の基準電圧
２７    充電制御用マイコン
３１    単電池
３２    単電池
３３    単電池
３４    単電池
３５    充電器
３６    充電器
３７    充電器
３８    充電器
１５１  電池パックプラス端子
１５２  電池パック制御端子
１５３  電池パック温度端子
１５４  電池パックマイナス端子
２５１  充電装置プラス端子
２５２  充電装置制御端子
２５３  充電装置温度端子
２５４  充電装置マイナス端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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