(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた範囲内に抑えた小電流で充電する予備充電により予め定めた予備充電電圧まで充電された二次電池を充電する充電装置であって、
前記二次電池の電圧を検出し、検出した電圧に応じた電圧を出力する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路が出力した電圧に応じた電流により前記二次電池を充電する充電回路と、を有し、
前記充電回路は、外部より供給される外部電圧と前記電圧変換回路が検出した前記二次電池の電圧との差を示す差電圧と、前記充電回路が前記二次電池を充電する電流との積で示される前記充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないように、前記電圧変換回路が出力する電圧に応じて前記二次電池に電流を単調に増加するように流す、ことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記電圧変換回路は、
前記二次電池の電圧が、前記二次電池の充電が満たされたときの前記二次電池の電圧を示す満充電電圧と前記予備充電電圧との中程の電圧である予め定めた閾値電圧以下の場合には、予め定めた第１の電圧を出力し、前記二次電池の電圧が前記閾値電圧を越える場合には、前記第１の電圧より高い予め定めた第２の電圧を出力し、
前記充電回路は、前記電圧変換回路が出力した前記第１の電圧と前記第２の電圧とにそれぞれ比例し、前記予備充電のときよりも大きな電流である第１の電流と第２の電流とにより前記二次電池を充電する、
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
前記電圧変換回路は、前記二次電池の電圧が前記満充電電圧になった場合、満充電信号を出力し、
前記充電回路は、前記電圧変換回路から前記満充電信号を受け、受けた後に前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の充電装置。
【請求項４】
前記充電回路は、前記電圧変換回路が出力した前記第１の電圧と前記第２の電圧とにそれぞれ比例した前記第１の電流と前記第２の電流とにより前記二次電池を充電する定電流回路と、
前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する定電圧回路と、
を備えたことを特徴とする請求項３記載の充電装置。
【請求項５】
前記電圧変換回路は、
前記充電回路に対し外部より供給される外部電圧と、前記検出した前記二次電池の電圧との差を示す前記差電圧を出力する減算回路と、
前記減算回路が出力する前記差電圧の逆数の電圧を示す逆数電圧を出力する逆数計算回路と、備え、
前記充電回路は、前記逆数計算回路の出力する前記逆数電圧を受けこの電圧に比例した前記予備充電のときよりも大きな電流により前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項６】
前記減算回路は、前記二次電池の電圧がこの二次電池の充電が満たされたときの電圧を示す満充電電圧になった場合、満充電信号を出力し、
前記充電回路は、前記減算回路から前記満充電信号を受け、受けた後に前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項５記載の充電装置。
【請求項７】
前記充電回路は、
前記逆数計算回路の出力する前記逆数電圧を受けこの電圧に比例した電流により前記二次電池を充電する定電流回路と、
前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する定電圧回路と、を備えたことを特徴とする請求項６記載の充電装置。
【請求項８】
予め定めた範囲内に抑えた小電流で充電する予備充電により予め定めた予備充電電圧まで充電された二次電池を充電回路により充電する充電方法であって、
前記二次電池の電圧を検出しこの検出した電圧に応じた電圧を出力し、
前記充電回路により、前記出力された電圧に応じた電流により前記二次電池を充電し、
前記充電回路は、外部より供給される外部電圧と前記検出した前記二次電池の電圧との差を示す差電圧と、前記充電回路が前記二次電池を充電する電流との積で示される前記充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないように、前記出力された電圧に応じて前記二次電池に電流を単調に増加するように流す、ことを特徴とする充電方法。
【請求項９】
前記二次電池の電圧が、この二次電池の充電が満たされたときの前記二次電池の電圧を示す満充電電圧と前記予備充電電圧との中程の電圧である予め定めた閾値電圧以下か否かを調べ、
調べた結果が閾値電圧以下を示す場合、前記予備充電のときよりも大きな電流である第１の電流により前記二次電池を充電し、
調べた結果が閾値電圧以下を示さない場合、前記予備充電のときよりも大きな電流であり、かつ前記第１の電流より大きな第２の電流により前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項８記載の充電方法。
【請求項１０】
前記充電回路に対し外部より供給される外部電圧と前記二次電池の電圧との差電圧を作成し、
この作成した差電圧の逆数の電圧を示す逆数電圧を作成し、
この作成した逆数電圧に比例した前記予備充電のときよりも大きな電流により前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項８記載の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電装置、及び充電方法に関し、二次電池を充電する充電装置、及び充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化軽量化の進展に伴い携帯機器の普及がすすんでいる。これら携帯機器の普及に合わせて携帯機器の電源となる充電可能なリチウムイオン電池等の二次電池の需要が伸びている。このリチウムイオン電池等の二次電池は、通常、充電電流を予め定めた範囲内に抑えた小電流により予め定めた電圧（予備充電電圧）まで充電（予備充電）し、その後、充電電流を予備充電のときよりも大きな電流で充電（本充電あるいは急速充電）する。
【０００３】
特許文献１にリチウムイオン電池を予備充電し、その後、急速充電する充電制御回路が開示されている。特許文献１に開示の充電制御回路は、予備充電回路により所定範囲内に制限された電流でリチウムイオン電池の初期充電を行い、リチウムイオン電池が所定電圧に充電されると、充電回路により必要充電電圧になるまで大きな定電流で一気に急速充電を行う。そして、リチウムイオン電池が必要充電電圧になった後は、リチウムイオン電池の電圧が必要充電電圧以上に上昇しないように、定電圧充電に切り換る。このように特許文献１に開示の充電制御回路は、予備充電後のリチウムイオン電池を大きな定電流で一気に急速充電し、リチウムイオン電池の電圧を必要充電電圧にしている。
【０００４】
また、予備充電後のリチウムイオン電池を急速充電する技術が特許文献２に記載されている。図１０に示すように、特許文献２に記載の二次電池の充電装置は、充電電流供給回路２１と、充電電流検出手段２２と、電池電圧検出手段２３と、充電制御部２４とを備える。充電電流供給回路２１は二次電池を充電するための充電電流を供給する。充電電流検出手段２２は充電電流の値を検出する。電池電圧検出手段２３は二次電池の電池電圧を検出する。充電制御部２４は、二次電池の電圧値に基づいて、充電電流供給回路２１を制御して充電電流の値を調整する。そして、充電制御部２４は、予備充電後の二次電池に対して第１の充電電流値によって本充電を開始する。そして、充電制御部２４は、二次電池の電圧が満充電電圧（二次電池の充電が満たされたときの二次電池の電圧を示す。）と同じか満充電電圧より低い値の基準電圧に到達すると、充電電流の値を第１の充電電流値よりも小さな値の第２の充電電流値に切り替えて充電を継続する。その後、充電制御部２４は、二次電池の電圧が基準電圧よりも低下した場合には、二次電池の電圧が基準電圧を回復するまで第１の充電電流値よりも小さく第２の充電電流値よりも大きい充電電流値で充電する。そして、二次電池の電圧が基準電圧に到達すると充電電流の値を第２の充電電流値に切り替える。すなわち、特許文献２に記載の二次電池の充電装置２０は、二次電池に対して第１の充電電流値によって本充電を開始し、二次電池の電圧が満充電電圧と同じか満充電電圧より低い値の基準電圧に到達すると、充電電流の値を第１の充電電流値よりも小さな値の第２の充電電流値に切り替えて充電を行う。このように、特許文献２に記載の二次電池の充電装置２０は、予備充電後に、二次電池の電圧が満充電電圧の近くになるまで第２の充電電流値よりも大きい第１の充電電流値によって一気に充電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４２７３４１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１１８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示の充電制御回路は、予備充電後のリチウムイオン電池を大きな定電流で一気に急速充電することにより、リチウムイオン電池の電圧を必要充電電圧にしている。また、上述した特許文献２に開示の二次電池の充電装置は、予備充電後に、二次電池の電圧が満充電電圧の近くになるまで第２の充電電流値よりも大きい第１の充電電流値によって一気に充電している。しかしながら、必要充電電圧又は満充電電圧まで大きな充電電流を用いて一気に二次電池を充電することは、充電回路の消費電力が増大し充電回路が発熱するおそれがあるという問題がある。また、充電回路が発熱している場合には使用者が充電後に充電装置からこの二次電池を外すとき等に火傷する等になるおそれがあるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解決し、充電回路の消費電力が増大せず充電回路が発熱するおそれがない充電装置、及び充電方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の充電装置は、予め定めた範囲内に抑えた小電流で充電する予備充電により予め定めた予備充電電圧まで充電された二次電池を充電する充電装置であって、前記二次電池の電圧を検出し、検出した電圧に応じた電圧を出力する電圧変換回路と、前記電圧変換回路が出力した電圧に応じた電流により前記二次電池を充電する充電回路と、を有し、前記充電回路は、外部より供給される外部電圧と前記電圧変換回路が検出した前記二次電池の電圧との差を示す差電圧と、前記充電回路が前記二次電池を充電する電流との積で示される前記充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないように、前記電圧変換回路が出力する電圧に応じて前記二次電池に電流を単調に増加するように流す、ようにしている。
【０００９】
本発明の充電方法は、予め定めた範囲内に抑えた小電流で充電する予備充電により予め定めた予備充電電圧まで充電された二次電池を充電回路により充電する充電方法であって、前記二次電池の電圧を検出しこの検出した電圧に応じた電圧を出力し、前記充電回路により、前記出力された電圧に応じた電流により前記二次電池を充電し、前記充電回路は、外部より供給される外部電圧と前記検出した前記二次電池の電圧との差を示す差電圧と、前記充電回路が前記二次電池を充電する電流との積で示される前記充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないように、前記出力された電圧に応じて前記二次電池に電流を単調に増加するように流す、ようにしている。
【発明の効果】
【００１０】
このように、本発明によれば、充電回路の消費電力が増大せず充電回路が発熱するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る充電装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る充電装置の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る充電装置の電圧変換回路の入出力電圧特性の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る充電装置の定電流回路の入出力特性の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る充電装置の充電特性の一例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る充電装置の一例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る充電装置の逆数計算回路の入出力電圧特性の一例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る充電装置の定電流回路の入出力特性の一例を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る充電装置の充電特性の一例を示す図である。
【図１０】関連技術における、二次電池の充電装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る充電装置の一例を示す図である。
【００１３】
図１には、充電回路２に電圧を供給する外部電源５（例えば、ＡＣ（Alternating current）アダプタ）と、充電回路２が充電する二次電池４（例えば、リチウムイオン電池）も記載してある。外部電源５は充電回路２に予め定めた電圧（外部電圧：例えば、５Ｖ（Volt））を供給する。二次電池４は、予め定めた範囲内に抑えた小電流（例えば、１００ｍＡ（milliampere））で充電する予備充電により予め定めた予備充電電圧（例えば、３Ｖ）に充電されている。
【００１４】
本実施の形態に係る充電装置１は、充電回路２と、電圧変換回路３とにより構成する。
【００１５】
電圧変換回路３は、二次電池４の電圧を検出し、この検出した電圧に応じた電圧を出力する。充電回路２は、電圧変換回路３が出力する電圧に応じて電流を単調に増加するように流し二次電池４を充電する。充電回路２の消費電力は、充電回路２に対し供給される外部電圧と二次電池４の電圧との差を示す差電圧と、充電回路２が二次電池４を充電する電流との積で示される。充電回路２は、この消費電力が予め定められた電力を超えないように、電圧変換回路３が出力する電圧に応じて二次電池４に電流を単調に増加するように流す。この予め定められた電力とは、充電回路２が発熱するおそれがない程度（例えば、１Ｗ（Watt））の電力である。この電力は１Ｗ（Watt）に限定することなく、充電回路２が発熱しない程度の電力であれば良い。
【００１６】
このように、本発明の実施の形態によれば、充電回路が、充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないように、電圧変換回路の出力する電圧に応じて電流を単調に増加するように流し二次電池を充電する。このため、充電回路が二次電池を充電するときに、充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないので、充電回路の消費電力が増大せず充電回路が発熱するおそれがない。
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る充電装置の一例を示す図である。
【００１７】
図２には、充電回路２に電圧を供給する外部電源５（例えば、ＡＣアダプタ）と、充電回路２が充電する二次電池４（例えば、リチウムイオン電池）も記載してある。外部電源５は充電回路２に予め定めた電圧（外部電圧：例えば、５Ｖ（Volt））を供給する。二次電池４は、予め定めた範囲内に抑えた小電流（例えば、１００ｍＡ（milliampere））で充電する予備充電により予め定めた予備充電電圧（例えば、３Ｖ）に充電されている。
【００１８】
本実施の形態に係る充電装置１は、充電回路２と、電圧変換回路３とにより構成する。充電回路２は、定電流回路６と定電圧回路７とにより構成する。電圧変換回路３は、二次電池４の電圧を検出し、この検出した電圧に応じた電圧を出力する。充電回路２の定電流回路６は、予備充電電圧に充電された二次電池４を電圧変換回路３の出力電圧に比例した電流（例えば、０．５Ａから０．７５Ａ）により満充電電圧（二次電池４の充電が満たされたときの二次電池４の電圧。例えば、４．２Ｖ）まで充電する。この充電を本充電あるいは急速充電という。充電回路２の定電圧回路７は、二次電池４の電圧が満充電電圧を保つように電流を流して二次電池４を充電する。充電回路２の消費電力は、充電回路２に対し供給される外部電圧と二次電池４の電圧との差を示す差電圧と、充電回路２が二次電池４を充電する電流との積で示される。充電回路２は、この消費電力が予め定められた電力を超えないように、電圧変換回路３が出力する電圧に応じて二次電池４に電流を単調に増加するように流す。この予め定められた電力とは、充電回路２が発熱するおそれがない程度（例えば、１Ｗ（Watt））の電力である。この電力は１Ｗ（Watt）に限定することなく、充電回路２が発熱しない程度の電力であれば良い。
【００１９】
このように、本発明の実施の形態によれば、充電回路が、充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないように、電圧変換回路の出力する電圧に応じて電流を単調に増加するように流し二次電池を充電する。このため、充電回路が二次電池を充電するときに、充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないので、充電回路の消費電力が増大せず充電回路が発熱するおそれがない。
【００２０】
次に、図３から図５を使用して、本発明の第２の実施の形態の動作を詳しく説明する。
【００２１】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る充電装置の電圧変換回路の入出力電圧特性の一例を示す図である。横軸は電圧変換回路３の入力電圧（二次電池４の電圧）、縦軸は電圧変換回路３の出力電圧を示す。電圧変換回路３は、二次電池４の電圧を検出し、この電圧が満充電電圧と予備充電電圧との中程の電圧である閾値電圧（例えば３．７Ｖ）以下の場合、第１の電圧（例えば、２Ｖ）を出力する。検出した電圧が閾値電圧を越える場合、第１の電圧より高い第２の電圧（例えば、３Ｖ）を出力する。
【００２２】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る充電装置の定電流回路の入出力特性の一例を示す図である。横軸は定電流回路６の入力電圧（電圧変換回路３の出力電圧）、縦軸は定電流回路６の出力電流（二次電池４の充電電流）を示し、入力電圧が２Ｖ及び３Ｖのとき出力電流は０．５Ａ及び０．７５Ａであることを示している。
【００２３】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る充電装置の充電特性の一例を示す図である。
（ａ）は、二次電池４の充電時における充電回路２の充電電流の時間変化の一例を示す。（ｂ）は、二次電池４の充電時における充電回路２の消費電力の時間変化の一例を示す。（ｃ）は、充電時における二次電池４の電圧（電池電圧）の時間変化の一例を示す。
【００２４】
ここで、外部電源５が接続された充電装置１に予め予備充電電圧（３Ｖ）に充電された二次電池４を接続すると、電圧変換回路３は二次電池４の電圧を検出する。電圧変換回路３は、図３に示すように、検出した二次電池４の電圧が満充電電圧（例えば、４．２Ｖ）と予備充電電圧（例えば、３Ｖ）との中程の電圧の閾値電圧（例えば３．７Ｖ）以下であるか否かを調べる。そして、この調べた結果が閾値電圧以下である場合、第１の電圧（例えば、２Ｖ）を出力する。この調べた結果が閾値電圧を越える場合、第１の電圧より高い第２の電圧（例えば、３Ｖ）を出力する。そして、充電回路２の定電流回路６は、電圧変換回路３が出力した第１の電圧と第２の電圧とにそれぞれ比例し、予備充電のときよりも大きな電流である第１の電流（例えば、０．５Ａ）と第２の電流（例えば、０．７５Ａ）とを出力し、満充電電圧まで二次電池４を急速充電する。
【００２５】
上記の動作を図５を参照して説明する。
【００２６】
電圧変換回路３が検出した二次電池４の電池電圧が予備充電電圧から閾値電圧の間のときには、図３に示すように電圧変換回路３は第１の電圧（２Ｖ）を出力する。そして、この電圧に基づき定電流回路６は、図４及び図５の（ａ）で示すように、予備充電のときよりも大きな電流である第１の電流（０．５Ａ）により、二次電池４を充電する。すると二次電池４の電池電圧は図５の（ｃ）のように３Ｖから３．７Ｖに上昇する。次に、電圧変換回路３が検出した二次電池４の電池電圧が閾値電圧（３．７Ｖ）を超えると、図３に示すように電圧変換回路３は第１の電圧より高い第２の電圧（３Ｖ）を出力する。そして、この電圧に基づき定電流回路６は、図４及び図５の（ａ）で示すように、第１の電流よりも大きな電流である第２の電流（０．７５Ａ）により、二次電池４を充電する。すると二次電池４の電池電圧は図５の（ｃ）のように３．７Ｖから４．２Ｖに上昇する。そして、電圧変換回路３が検出した二次電池４の電池電圧が満充電電圧（４．２Ｖ）になると、電圧変換回路３は満充電信号を出力する。充電回路２は、電圧変換回路３から満充電信号を受けると、二次電池４を充電する回路を定電流回路６から定電圧回路７に切り替える。そして、この定電圧回路７は、二次電池４の電圧が満充電電圧を保つように、図５の（ａ）で示す電流により二次電池４を充電する。
【００２７】
ここで、二次電池４を予備充電電圧から満充電電圧まで充電するときの充電回路２の消費電力について説明する。充電回路２の消費電力は、充電回路２に掛かる電圧と充電回路２に流れる電流との積である。充電回路２に掛かる電圧は、外部電源５が充電回路２に供給する電圧（５Ｖ）から図５の（ｃ）で示す二次電池４の電池電圧を減じた値である。また、充電回路２に流れる電流は、図５の（ａ）に示す二次電池４を充電する充電電流である。したがって、充電回路２の消費電力は図５の（ｂ）に示すように、二次電池４の電池電圧が予備充電電圧から閾値電圧の間のときには、充電回路２の消費電力は、（５−３）Ｖ×０．５Ａ＝１Ｗ（Watt）から（５−３．７）Ｖ×０．５Ａ＝０．６５Ｗに徐々に減少し、二次電池４の電池電圧が閾値電圧になったときに、充電回路２の消費電力は、（５−３．７）Ｖ×０．７５Ａ＝０．９７５Ｗになる。そして、二次電池４の電池電圧が閾値電圧から満充電電圧の間のときには、充電回路２の消費電力は、０．９７５Ｗから（５−４．２）Ｖ×０．７５Ａ＝０．６Ｗに徐々に減少する。このように、充電回路２の消費電力は１Ｗを超えずに予備充電電圧から満充電電圧まで充電することができる。ちなみに、予備充電電圧から閾値電圧まで、大電流（０．７５Ａ）のみにより充電する場合には、充電回路２の消費電力は、（５−３）Ｖ×０．７５Ａ＝１．５Ｗ（Watt）から（５−３．７）Ｖ×０．７５Ａ＝０．９７Ｗに徐々に減少することになり、１Ｗを優に超える。このため、この場合には、充電回路が発熱するおそれがある。
【００２８】
このように、本発明の実施の形態によれば、予備充電後の二次電池の急速充電時において、閾値電圧以下の場合に比較的小さな電流（０．５Ａ）により充電し、閾値電圧を越える場合に大きな電流（０．７５Ａ）により充電するようにしている。したがって、充電回路は、消費電力が予め定められた電力を超えないように、電圧変換回路が出力する電圧に応じて二次電池に電流を単調に増加するように流し二次電池４を充電するようにしている。このため、充電回路が二次電池を充電するときに、充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないので、充電回路の消費電力が増大せず充電回路が発熱するおそれがない。
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る充電装置の一例を示す図である。
【００２９】
図６には、充電回路１１に電圧を供給する外部電源５（例えば、ＡＣ（Alternating current）アダプタ）と、充電回路１１が充電する二次電池４（例えば、リチウムイオン電池）も記載してある。外部電源５は充電回路１１に予め定めた電圧（例えば、５Ｖ（Volt））を供給する。二次電池４は、予め定めた範囲内に抑えた小電流（例えば、１００ｍＡ（milliampere））で充電する予備充電により予め定めた予備充電電圧（例えば、３Ｖ）に充電されている。
【００３０】
本実施の形態に係る充電装置１０は、充電回路１１と、電圧変換回路１６とにより構成する。充電回路１１は、定電流回路６と定電圧回路７とにより構成する。電圧変換回路１６は、減算回路１２と、逆数計算回路１３とにより構成する。減算回路１２は、充電回路１１に供給される外部電源５の電圧と充電回路１１が充電する二次電池４の電圧（電池電圧）との差電圧Ｖｄを出力する。逆数計算回路１３は、減算回路１２が出力する差電圧Ｖｄの逆数の電圧を示す逆数電圧（１/Ｖｄ）を出力する。充電回路１１の定電流回路６は、逆数計算回路１３の出力する逆数電圧を受けこの電圧に比例した、予備充電のときの電流（例えば、１００ｍＡ）よりも大きな電流（例えば、０．５Ａから1．２５Ａ）により二次電池４を満充電電圧（例えば、４．２Ｖ）まで充電する。この充電を本充電あるいは急速充電という。充電回路１１の定電圧回路７は、二次電池４の電圧が満充電電圧を保つように電流を流して二次電池４を充電する。
【００３１】
充電回路１１の消費電力は、充電回路１１に対し供給される外部電圧と二次電池４の電圧との差を示す差電圧と、充電回路１１が二次電池４を充電する電流との積で示される。充電回路１１は、この消費電力が予め定められた電力を超えないように、電圧変換回路１６が出力する電圧に応じて二次電池４に電流を単調に増加するように流す。この予め定められた電力とは、充電回路１１が発熱するおそれがない程度（例えば、１Ｗ（Watt））の電力である。この電力は１Ｗ（Watt）に限定することなく、充電回路１１が発熱しない程度の電力であれば良い。
【００３２】
ここで、本実施の形態に係る充電装置１０の動作を説明する。
【００３３】
外部電源５が接続された充電装置１０に予め予備充電電圧（３Ｖ）に充電された二次電池４を接続する。減算回路１２は、充電回路１１に供給される外部電源５の電圧（５Ｖ）と充電回路１１が充電する二次電池４の電圧（電池電圧）との差電圧Ｖｄを出力する。最初は５Ｖ−３Ｖ＝２Ｖである。逆数計算回路１３は、減算回路１２が出力する差電圧の逆数電圧（１/Ｖｄ）を出力する。最初は１/２Ｖ（０．５Ｖ）である。充電回路１１は、逆数計算回路１３の出力する逆数電圧を受けこの電圧に比例した、予備充電のときの電流よりも大きな電流により二次電池４を充電する。比例定数を１とすると、最初は逆数電圧が０．５Ｖであるので、充電回路１１は０．５Ａで二次電池４を急速充電する。充電回路１１は、逆数計算回路１３の出力する逆数電圧を受けつつ、この電圧に比例した電流で充電を続ける。そして、充電回路１１の充電により二次電池４の電池電圧が徐々に高くなり、満充電電圧（４．２Ｖ）まで二次電池４を充電すると、このときの二次電池４の電池電圧は４．２Ｖであるので、減算回路１２は、５Ｖ−４．２Ｖ＝０．８Ｖを出力する。また、逆数計算回路１３は、１/０．８Ｖ＝１．２５Ｖを出力する。したがって、このとき充電回路１１は１．２５Ａで二次電池４を急速充電する。
【００３４】
ここで、二次電池４を予備充電電圧から満充電電圧まで充電するときの充電回路１１の消費電力について説明する。充電回路１１の消費電力は、充電回路１１に掛かる電圧と充電回路１１に流れる電流との積である。充電回路１１の掛かる電圧は、外部電源５が充電回路１１に供給する電圧（５Ｖ）から二次電池４の電池電圧を減じた値であり、これは減算回路１２の出力する差電圧Ｖｄである。また、充電回路１１に流れる電流は、逆数計算回路１３の出力（１/Ｖｄ）に比例した電流はＡｃ＝Ｋ×（１/Ｖｄ）（ここでＫは比例乗数）であり、Ｋを１にすると充電回路１１に流れる電流はＡｃ＝１/Ｖｄである。したがって、二次電池４を予備充電電圧から満充電電圧まで充電するときの充電回路１１の消費電力はＡｃ×Ｖｄ＝１Ｗとなり、一定の低消費電力になる。ちなみに、予備充電電圧（３Ｖ）から満充電電圧（４．２Ｖ）まで、大電流（０．７５Ａ）のみにより充電する場合には、充電回路１１の消費電力は、（５−３）Ｖ×０．７５Ａ＝１．５Ｗ（Watt）から（５−４．２）Ｖ×０．７５Ａ＝０．６Ｗに徐々に減少することになり、１Ｗを優に超える期間がある。このため、この場合には、充電回路が発熱するおそれがある。
【００３５】
このように、本発明の実施の形態によれば、減算回路により、充電回路に供給される外部電源の電圧（５Ｖ）と充電回路が充電する二次電池の電圧（電池電圧）との差電圧Ｖｄを出力し、逆数計算回路により、差電圧の逆数電圧（１/Ｖｄ）を出力する。そして、充電回路により、逆数電圧に比例した電流Ａｃ＝１/Ｖｄ（比例定数を１）により二次電池を充電する。このため、二次電池４を予備充電電圧から満充電電圧まで充電するときの充電回路の消費電力はＡｃ×Ｖｄ＝１Ｗとなり、一定の低消費電力になるので、充電回路の消費電力が増大せず充電回路が発熱するおそれがない。
【００３６】
次に、図７から図９を使用して本発明の第３の実施の形態の動作を詳しく説明する。
【００３７】
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る充電装置の逆数計算回路の入出力電圧特性の一例を示す図である。入力電圧は減算回路１２の出力する差電圧Ｖｄである。差電圧Ｖｄとは、充電回路１１に供給される外部電源５の電圧と充電回路１１が充電する二次電池４の電池電圧との差である。出力電圧は差電圧Ｖｄの逆数１/Ｖｄである。
【００３８】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る充電装置の定電流回路の入出力特性の一例を示す図である。横軸は定電流回路１４の入力電圧（逆数計算回路１３の出力電圧（１/Ｖｄ））、縦軸は定電流回路１４の出力電流（二次電池４の充電電流）を示す。
【００３９】
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る充電装置の充電特性の一例を示す図である。（ａ）は、二次電池４の充電時における充電回路１１の充電電流の時間変化の一例を示す。（ｂ）は、二次電池４の充電時における充電回路１１の消費電力の時間変化の一例を示す。（ｃ）は、充電時における二次電池４の電圧（電池電圧）の時間変化の一例を示す。
【００４０】
ここで、外部電源５が接続された充電装置１０に予め予備充電電圧（３Ｖ）に充電された二次電池４を接続すると、減算回路１２は、充電回路１１に供給される外部電源５の電圧（５Ｖ）と充電回路１１が充電する二次電池４の電圧（電池電圧）との差電圧Ｖｄを出力する。そして、逆数計算回路１３は、図７に示すように、減算回路１２が出力する差電圧の逆数電圧（１/Ｖｄ）を出力する。次に、充電回路１１の定電流回路１４は、図８に示すように、逆数計算回路１３の出力する逆数電圧を受けこの電圧に比例した、予備充電のときの電流よりも大きな電流Ａｃ＝Ｋ×（１/Ｖｄ）（ここでＫは比例乗数）により二次電池４を充電する。比例定数を１とすると、充電電流はＡｃ＝１/Ｖｄとなる。定電流回路１４は、この充電電流により二次電池４を予備充電電圧（３Ｖ）から満充電電圧（４．２Ｖ）まで充電する。
【００４１】
上記の動作を図９を参照して説明する。
【００４２】
図９の（ｃ）に示すように、二次電池４の電池電圧は定電流回路１４により、予備充電電圧（３Ｖ）から満充電電圧（４．２Ｖ）になるまで徐々に増加して充電される。このとき、減算回路１２の出力である差電圧Ｖｄは、外部電源５の電圧が５Ｖであるので、（５−３）＝２Ｖから（５−４．２）＝０．８Ｖまで変動する。そして、逆数計算回路１３の出力である逆数電圧（１/Ｖｄ）は、１/２＝０．５Ｖから１/０．８＝１．２５Ｖまで変動する。このため、充電回路１１の定電流回路１４の出力はＡｃ＝１/Ｖｄであるので、図９の（ａ）に示すように、０．５Ａから１．２５Ａまで変動する。この電流により、二次電池４は満充電電圧（４．２Ｖ）になるまで充電される。そして、減算回路１２は、二次電池４の電池電圧が満充電電圧になると満充電信号を出力する。充電回路１１は、減算回路１２から満充電信号を受けると、二次電池４を充電する回路を定電流回路１４から定電圧回路１５に切り替える。そして、この定電圧回路１５は、二次電池４の電圧が満充電電圧を保つように、図９の（ａ）で示す電流により二次電池４を充電する。
【００４３】
ここで、二次電池４を予備充電電圧から満充電電圧まで充電するときの充電回路１１の消費電力について説明する。充電回路１１の消費電力は、充電回路１１に掛かる電圧と充電回路１１に流れる電流との積である。充電回路１１に掛かる電圧は、外部電源５が充電回路１１に供給する電圧（５Ｖ）から図９の（ｃ）で示す二次電池４の電池電圧を減じた値であり、これは減算回路１２の出力電圧Ｖｄである。また、充電回路１１に流れる電流は、逆数計算回路１３の出力（１/Ｖｄ）に比例した電流Ａｃ＝Ｋ×（１/Ｖｄ）（ここでＫは比例乗数）であり、Ｋを１にすると充電回路１１に流れる電流はＡｃ＝１/Ｖｄである。したがって、図９の（ｂ）に示すように、二次電池４を予備充電電圧から満充電電圧まで充電するときの充電回路１１の消費電力は、Ａｃ×Ｖｄ＝１Ｗとなり一定の低消費電力になる。ちなみに、予備充電電圧（３Ｖ）から満充電電圧（４．２Ｖ）まで、大電流（０．７５Ａ）のみにより充電する場合には、充電回路１１の消費電力は、（５−３）Ｖ×０．７５Ａ＝１．５Ｗから（５−４．２）Ｖ×０．７５Ａ＝０．６Ｗに徐々に減少することになり、１Ｗを優に超える期間がある。このため、この場合には、充電回路が発熱するおそれがある。ここで、上記の説明では、比例乗数Ｋを１としたが、この値にこだわることなく、充電回路の消費電力が低消費電力になる範囲で適宜決めて良い。
【００４４】
このように、本発明の実施の形態によれば、減算回路により、充電回路に供給される外部電源の電圧と充電回路が充電する二次電池の電圧（電池電圧）との差電圧Ｖｄを出力し、逆数計算回路により、差電圧の逆数電圧（１/Ｖｄ）を出力する。そして、充電回路により、逆数電圧に比例した電流Ａｃ＝１/Ｖｄ（比例定数を１）により二次電池を充電する。このため、二次電池を予備充電電圧から満充電電圧まで充電するときの充電回路の消費電力はＡｃ×Ｖｄ＝１Ｗとなり、一定の低消費電力になるので、充電回路の消費電力が増大せず充電回路が発熱するおそれがない。
【００４５】
このように、本発明によれば、充電回路が、充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないように、電圧変換回路の出力する電圧に応じて電流を単調に増加するように流し二次電池を充電する。このため、充電回路が二次電池を充電するときに、充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないので、充電回路の消費電力が増大せず充電回路が発熱するおそれがない。
【００４６】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のように記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
予め定めた範囲内に抑えた小電流で充電する予備充電により予め定めた予備充電電圧まで充電された二次電池を充電する充電装置であって、
前記二次電池の電圧を検出し、検出した電圧に応じた電圧を出力する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路が出力した電圧に応じた電流により前記二次電池を充電する充電回路と、を有し、
前記充電回路は、外部より供給される外部電圧と前記電圧変換回路が検出した前記二次電池の電圧との差を示す差電圧と、前記充電回路が前記二次電池を充電する電流との積で示される前記充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないように、前記電圧変換回路が出力する電圧に応じて前記二次電池に電流を単調に増加するように流す、ことを特徴とする充電装置。
（付記２）
前記電圧変換回路は、
前記二次電池の電圧が、前記二次電池の充電が満たされたときの前記二次電池の電圧を示す満充電電圧と前記予備充電電圧との中程の電圧である予め定めた閾値電圧以下の場合には、予め定めた第１の電圧を出力し、前記二次電池の電圧が前記閾値電圧を越える場合には、前記第１の電圧より高い予め定めた第２の電圧を出力し、
前記充電回路は、前記電圧変換回路が出力した前記第１の電圧と前記第２の電圧とにそれぞれ比例し、前記予備充電のときよりも大きな電流である第１の電流と第２の電流とにより前記二次電池を充電する、
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の充電装置。
（付記３）
前記電圧変換回路は、前記二次電池の電圧が前記満充電電圧になった場合、満充電信号を出力し、
前記充電回路は、前記電圧変換回路から前記満充電信号を受け、受けた後に前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の充電装置。
（付記４）
前記充電回路は、前記電圧変換回路が出力した前記第１の電圧と前記第２の電圧とにそれぞれ比例した前記第１の電流と前記第２の電流とにより前記二次電池を充電する定電流回路と、
前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する定電圧回路と、
を備えたことを特徴とする請求項３記載の充電装置。
（付記５）
前記電圧変換回路は、
前記充電回路に対し外部より供給される外部電圧と、前記検出した前記二次電池の電圧との差を示す前記差電圧を出力する減算回路と、
前記減算回路が出力する前記差電圧の逆数の電圧を示す逆数電圧を出力する逆数計算回路と、備え、
前記充電回路は、前記逆数計算回路の出力する前記逆数電圧を受けこの電圧に比例した前記予備充電のときよりも大きな電流により前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項１記載の充電装置。
（付記６）
前記減算回路は、前記二次電池の電圧がこの二次電池の充電が満たされたときの電圧を示す満充電電圧になった場合、満充電信号を出力し、
前記充電回路は、前記減算回路から前記満充電信号を受け、受けた後に前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項５記載の充電装置。
（付記７）
前記充電回路は、
前記逆数計算回路の出力する前記逆数電圧を受けこの電圧に比例した電流により前記二次電池を充電する定電流回路と、
前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する定電圧回路と、を備えたことを特徴とする請求項６記載の充電装置。
（付記８）
予め定めた範囲内に抑えた小電流で充電する予備充電により予め定めた予備充電電圧まで充電された二次電池を充電回路により充電する充電方法であって、
前記二次電池の電圧を検出しこの検出した電圧に応じた電圧を出力し、
前記充電回路により、前記出力された電圧に応じた電流により前記二次電池を充電し、
前記充電回路は、外部より供給される外部電圧と前記検出した前記二次電池の電圧との差を示す差電圧と、前記充電回路が前記二次電池を充電する電流との積で示される前記充電回路の消費電力が予め定められた電力を超えないように、前記出力された電圧に応じて前記二次電池に電流を単調に増加するように流す、ことを特徴とする充電方法。
（付記９）
前記二次電池の電圧が、この二次電池の充電が満たされたときの前記二次電池の電圧を示す満充電電圧と前記予備充電電圧との中程の電圧である予め定めた閾値電圧以下か否かを調べ、
調べた結果が閾値電圧以下を示す場合、前記予備充電のときよりも大きな電流である第１の電流により前記二次電池を充電し、
調べた結果が閾値電圧以下を示さない場合、前記予備充電のときよりも大きな電流であり、かつ前記第１の電流より大きな第２の電流により前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項８記載の充電方法。
（付記１０）
前記充電回路に対し外部より供給される外部電圧と前記二次電池の電圧との差電圧を作成し、
この作成した差電圧の逆数の電圧を示す逆数電圧を作成し、
この作成した逆数電圧に比例した前記予備充電のときよりも大きな電流により前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項８記載の充電方法。
（付記１１）
前記二次電池の電圧が前記満充電電圧になった場合、前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する、ことを特徴とする付記９記載の充電方法。
（付記１２）
前記二次電池の電圧がこの二次電池の充電が満たされたときの電圧を示す満充電電圧になった場合、前記二次電池の電圧が前記満充電電圧を保つように前記二次電池を充電する、ことを特徴とする付記１０記載の充電方法。
【符号の説明】
【００４７】
１  充電装置
２  充電回路
３  電圧変換回路
４  二次電池
５  外部電源
６  定電流回路
７  定電圧回路
１０  充電装置
１１  充電回路
１２  減算回路
１３  逆数計算回路
１４  定電流回路
１５  定電圧回路
１６  電圧変換回路
２０  充電装置
２１  充電電流供給回路
２２  充電電流検出手段
２３  電池電圧検出手段
２４  充電制御部
【図１】
0005536122.tif 000002
【図２】
0005536122.tif 000003
【図３】
0005536122.tif 000004
【図４】
0005536122.tif 000005
【図５】
0005536122.tif 000006
【図６】
0005536122.tif 000007
【図７】
0005536122.tif 000008
【図８】
0005536122.tif 000009
【図９】
0005536122.tif 000010
【図１０】
0005536122.tif 000011