(57)【要約】【課題】ＣＣ充電中に保護スイッチがオフとなった場合でも、フィードバック制御の遅延に起因する充電装置の出力電圧の過大な上昇を抑制する。【解決手段】二次電池３へ充電電力を供給する充電駆動部６〜９、２０と、二次電池への出力電流Ｉｏを検出する電流検出部１０、１３と、出力電圧Ｖｏを検出する電圧検出部１１、１２と、出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏに基づいて充電駆動部を制御する制御部１９、２３〜２６とを備える。制御部は、充電開始時にはＣＣ充電を行い、ＣＶ設定電圧Ｖｃに達した後は、Ｖｃを維持するＣＶ充電を行うように制御する。また、制御部は、ＣＣ充電の期間中に、出力電圧Ｖｏよりも若干高い値の参照電圧Ｖｃｏｍを繰り返し算出し、出力電圧Ｖｏが、直前の算出周期に得られた参照電圧Ｖｃｏｍの値以上となったときには、当該参照電圧Ｖｃｏｍ以下の抑制電圧Ｖｓを設定して、出力電圧Ｖｏを追従させる制御を行う。【選択図】図１
2014121196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池へ充電電力を供給する充電駆動部と、
前記二次電池への出力電流Ｉｏを検出する電流検出部と、
前記二次電池への出力電圧Ｖｏを検出する電圧検出部と、
前記出力電圧Ｖｏ及び前記出力電流Ｉｏに基づいて前記充電駆動部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、充電開始時にはＣＣ（定電流）充電を行い、前記出力電圧ＶｏがＣＶ設定電圧Ｖｃに達した後は、前記ＣＶ設定電圧Ｖｃを維持するＣＶ（定電圧）充電を行うように制御する二次電池の充電装置において、
前記制御部は、
前記ＣＣ充電の期間中に、前記出力電圧Ｖｏよりも若干高い値の参照電圧Ｖｃｏｍを繰り返し算出し、
前記出力電圧Ｖｏが、直前の算出周期に得られた前記参照電圧Ｖｃｏｍの値以上となったときには、当該参照電圧Ｖｃｏｍ以下の抑制電圧Ｖｓを設定して、前記出力電圧Ｖｏを前記抑制電圧Ｖｓに追従させる制御を行うことを特徴とする二次電池の充電装置。
【請求項２】
前記参照電圧Ｖｃｏｍは、前記出力電圧Ｖｏを超える値が１％〜１０％の範囲となるように算出される請求項１に記載の二次電池の充電装置。
【請求項３】
前記抑制電圧Ｖｓは、前記異常発生の時点における前記参照電圧Ｖｃｏｍを維持するか、または、当該参照電圧Ｖｃｏｍから漸減するように設定される請求項１に記載の二次電池の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充電装置に関し、特に、二次電池に直列に接続された保護スイッチや充電装置の出力ダイオード等に対して、充電動作中に過大な電圧が印加されることを回避する保護機能に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン電池等の二次電池の充電には、ＣＣＣＶ（定電流・定電圧）充電が用いられている。ＣＣＣＶ充電によれば、二次電池の電圧が設定電圧になるまで定電流充電（以下、ＣＣ充電と称する）を行い、この設定電圧に達した場合は、充電電流を調整して設定電圧を超えないように充電電圧を一定に保つよう定電圧充電（以下、ＣＶ充電と称する）を行う。
【０００３】
以下、図６を参照してＣＣＣＶ充電の動作について説明する。図６において、横軸は時間の経過、縦軸は電圧または電流を示す。図６は、正常動作時における、従来の充電装置により、二次電池の両端に充電のために印加される出力電圧Ｖｏと、二次電池へ流れる充電電流（出力電流Ｉｏ）との関係を示している。出力電圧ＶｏがＣＶ設定電圧Ｖｃに達する時刻ｔ０までは、出力電流Ｉｏ＝Ｉｃ（ＣＣ設定電流）によりＣＣ充電を行う。時刻ｔ０以降は、出力電圧ＶｏがＣＶ設定電圧Ｖｃを超えないように出力電流Ｉｏを調整して、ＣＶ充電を行っている。
【０００４】
このようなＣＣＣＶ充電を行う充電装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に示された充電装置は、二次電池の充電特性に応じた適切な満充電が可能となるように改良されたものである。すなわち、ＣＣＣＶ充電方式においては、ＣＶ充電に移行した後、充電電流が所定の終止電流値以下に達した時に、満充電と判定する方法が一般に採用されている。しかしながら、二次電池は電池内部の材料、構造等により異なる充電特性を示すため、電池種に従って一律に終止電流値を設定したのでは、充電特性の違いに起因して適切な充電が行われない場合がある。
【０００５】
例えば、内部抵抗が大きい二次電池を充電する場合は、電池電圧の上昇率が高いため、定電流で充電が行われる時間は比較的短い。そのため、内部抵抗大の電池におけるＣＣ設定電流Ｉｃでの充電時間は、内部抵抗小の電池におけるＣＣ充電時間に比較して短くなる。この結果、終止電流を一律に設定して満充電の判別を行うと、内部抵抗の大きい二次電池を充電する場合は、充分な充電が行われない場合がある。
【０００６】
従って、特許文献１に示された充電装置は、二次電池の電池電圧および電池温度に基づいて、満充電と判別するための終止電流値を変更するための判別値を設定できるように構成される。そして、判別値を規定する定電流での充電時間、所定時間経過後の充電電圧等の実測値を判別値と比較することによって、終止電流値を変更する。これにより、終止電流値を二次電池の初期特性に応じて変更することが可能となり、二次電池の充電完了前の特性に応じて適切な満充電が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１０６１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、電池パックはリチウムイオン電池等の二次電池を内蔵し、正負極の外部端子を介した通電により充放電を行うように構成される。このような電池パックでは、二次電池と外部端子との間に、二次電池と直列に保護スイッチが設けられる。保護スイッチは、過充電あるいは過放電等の異常状態から二次電池を保護するために、異常発生に応じて充放電を停止させる制御を可能とするものである。すなわち、保護回路により、過充電あるいは過放電等の異常状態を検出したときに、保護スイッチを遮断することにより、二次電池が保護される。
【０００９】
図７は、従来の充電装置において、何らかの異常が発生し、ＣＣ充電時に保護スイッチがオフとなった場合の、出力電圧Ｖｏと出力電流Ｉｏの過渡特性を示している。時刻ｔ１において、保護スイッチがオフとなった場合、それまで流れていた出力電流Ｉｏ＝Ｉｃは継続して流れ続ける。そのため、出力電圧Ｖｏは、時刻ｔ１以降、時刻ｔ２まで急激に上昇を続ける。時刻ｔ２では、出力電圧ＶｏがＣＶ設定電圧Ｖｃに達する。
【００１０】
理想的には、時刻ｔ２でフィードバック制御がかかり、出力電圧ＶｏをＣＶ設定電圧Ｖｃに制御して、以降は電圧上昇が抑えられることが望ましい。しかしながら、実際にはフィードバック制御の遅延が発生するため、図７に示したようにオーバーシュートが発生して、出力電圧Ｖｏの値がＣＶ設定電圧Ｖｃを超えて過電圧Ｖｅに達する。このオーバーシュートにより、場合によっては過電圧Ｖｅの値が、保護スイッチ、または、充電装置の出力ダイオード等の電圧定格を超えて、回路部品の故障が発生する可能性がある。
【００１１】
このような問題に対して、従来は特に対策が採られていなかった。特許文献１の充電装置に関する開示でも、上述のようなオーバーシュートに起因する問題についての認識を示す記載はない。当然、そのような問題を回避するための構成について示唆する記載もない。
【００１２】
従って本発明は、ＣＣＣＶ充電の過程におけるＣＣ充電中に、異常発生により二次電池の保護スイッチがオフとなった場合でも、フィードバック制御の遅延に起因する充電装置の出力電圧の過大な上昇を抑制することが可能な二次電池の充電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の二次電池の充電装置は、二次電池へ充電電力を供給する充電駆動部と、前記二次電池への出力電流Ｉｏを検出する電流検出部と、前記二次電池への出力電圧Ｖｏを検出する電圧検出部と、前記出力電圧Ｖｏ及び前記出力電流Ｉｏに基づいて前記充電駆動部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、充電開始時にはＣＣ（定電流）充電を行い、前記出力電圧ＶｏがＣＶ設定電圧Ｖｃに達した後は、前記ＣＶ設定電圧Ｖｃを維持するＣＶ（定電圧）充電を行うように制御する構成であって、前記制御部は、前記ＣＣ充電の期間中に、前記出力電圧Ｖｏよりも若干高い値の参照電圧Ｖｃｏｍを繰り返し算出し、前記出力電圧Ｖｏが、直前の算出周期に得られた前記参照電圧Ｖｃｏｍの値以上となったときには、当該参照電圧Ｖｃｏｍ以下の抑制電圧Ｖｓを設定して、前記出力電圧Ｖｏを前記抑制電圧Ｖｓに追従させる制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば、出力電圧Ｖｏと参照電圧Ｖｃｏｍの比較に基づき、異常発生による保護スイッチのオフを適切なタイミングで検出して、ＣＶ設定電圧Ｖｃを超える過大な出力電圧Ｖｏの上昇を抑制して、保護スイッチあるいは充電装置の出力ダイオード等の破損を回避できる。それにより、保護スイッチに高耐圧素子を用いる等の高コストの構成を不要として、コストと信頼性の両立が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態における二次電池の充電装置の構成を示す回路図
【図２】同充電装置による充電の正常動作時の充電特性を示す図
【図３】同充電装置による充電の異常動作時の充電特性を示す図
【図４】同充電装置における基準電圧調整回路の具体的な構成例を示すブロック図
【図５】同基準電圧調整回路におけるデータ処理部の動作を示すフロー図
【図６】従来例の充電装置による充電の正常動作時の充電特性を示す図
【図７】同従来例の充電装置による充電の異常動作時の充電特性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の二次電池の充電装置は、上記構成を基本として、以下のような態様をとることができる。
【００１７】
すなわち、前記参照電圧Ｖｃｏｍは、前記出力電圧Ｖｏを超える値が１％〜１０％の範囲となるように算出される構成とすることができる。
【００１８】
また、前記抑制電圧Ｖｓは、前記異常発生の時点における前記参照電圧Ｖｃｏｍを維持するか、または、当該参照電圧Ｖｃｏｍから漸減するように設定すればよい。
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
＜実施の形態＞
［充電装置の構成］
図１の回路図は、本発明の一実施の形態における二次電池の充電装置の構成を示す。図１には、この充電装置の出力端子１を、充電対象である電池パック２に接続した状態が示されている。
【００２１】
電池パック２には、単数または複数のリチウムイオン電池等の二次電池３が内蔵されている。二次電池３は、保護スイッチ４を介して出力端子１に接続されている。保護スイッチ４は、周知のとおり、過充電・過放電等の異常状態から二次電池３を保護するために、充放電を停止させる制御を可能とするものである。図示を省略するが、電池パック２には保護回路も含まれ、保護スイッチ４のオン・オフを制御する。
【００２２】
この充電装置の入力端子５に直流電圧Ｖｉが供給され、出力トランス６、出力ダイオード７、及び平滑コンデンサ８により電圧、電流が制御される。それにより、直流の出力電圧Ｖｏが出力端子１から出力されて、電池パック２に対する充電が行われる。このために、出力トランス６の１次巻線６ａには、出力トランジスタ９が接続されている。出力トランジスタ９がオン・オフを繰り返すことにより、直流電圧Ｖｉが交流に変換され、２次巻線６ｂから得られる所定の振幅に変換された交流電圧は、出力ダイオード７、及び平滑コンデンサ８から成る整流回路によって直流電圧に戻される。これらの構成要素により、二次電池３へ充電電力を供給する充電駆動部が構成されている。
【００２３】
出力ダイオード７のカソード端子と出力端子１の間には、電流検出抵抗１０（電流検出部）、及び電圧検出抵抗１１、１２（電圧検出部）が接続されている。電流検出抵抗１０の両端はそれぞれ、差動増幅回路１３の非反転入力端子及び反転入力端子に接続されている。差動増幅回路１３の出力端子は、フォトカプラ１４の発光素子１５に接続されている。電圧検出抵抗１１、１２の間のノードは、フォトカプラ１６の発光素子１７に接続されている。
【００２４】
フォトカプラ１４における発光素子１５の発光を受けて受光素子１８が生成した出力電圧Ｖｆｂ１（出力電流Ｉｏに対応）は、切換スイッチ１９による選択に応じて、ドライブ回路２０にフィードバック電圧Ｖｆｂとして供給される。一方、フォトカプラ１６における発光素子１７の発光を受けて受光素子２１が生成した出力電圧Ｖｆｂ２（出力電圧Ｖｏに対応）も、切換スイッチ１９による選択に応じて、ドライブ回路２０にフィードバック電圧Ｖｆｂとして供給される。ドライブ回路２０は、出力トランジスタ９のオン期間、及び、オフ期間をフィードバック電圧Ｖｆｂに応じて制御する。これにより、二次電池３に対する充電電流（出力電流Ｉｏ）あるいは出力電圧Ｖｏが、所定の値に制御される。なお、受光素子１８、２１は、電源入力端子２２から電源の供給により動作する。
【００２５】
受光素子２１からの出力電圧Ｖｆｂ２はまた、出力電圧検出回路２３及び基準電圧調整回路２４にも供給される。出力電圧検出回路２３は、出力電圧Ｖｆｂ２に基づいて切換え信号Ｓｗを生成し、切換スイッチ１９の制御端子に入力する。切換スイッチ１９は、切換え信号Ｓｗに応じて出力電圧Ｖｆｂ１と出力電圧Ｖｆｂ２のいずれかを選択して出力する。基準電圧調整回路２４は、出力電圧Ｖｆｂ２に基づいて後述する信号処理を行い、切換え補助信号Ｓｗｏ、及び基準電圧調整電圧Ｖｒ２を生成する。
【００２６】
切換え補助信号Ｓｗｏは、出力電圧検出回路２３に供給され、切換え信号Ｓｗの設定に作用する。基準電圧調整電圧Ｖｒ２は、加算回路２５の一方の入力として供給される。加算回路２５の他方の入力として、基準電圧端子２６から一定の基準電圧調整電圧Ｖｒ１が供給される。加算回路２５は、Ｖｒ１とＶｒ２を加算することにより、基準電圧Ｖｒの値を調整して出力する。基準電圧Ｖｒは、ドライブ回路２０の他方の入力となる。
【００２７】
以上のとおり、フォトカプラ１４、１６、切換スイッチ１９、ドライブ回路２０、出力電圧検出回路２３、基準電圧調整回路２４、及び加算回路２５により、出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏに基づいて充電駆動部を制御する制御部が構成されている。以下の記載では、この制御部に相当する構成を、制御部（１９、２０、２３〜２６）と記述して説明する。
【００２８】
［充電装置の動作］
以下に、この充電装置の動作について、図２及び図３も参照して説明する。図２は、正常動作時の充電特性を示す図、図３は、ＣＣ充電期間中に保護スイッチ４がオフとなった、異常動作時の充電特性を示す図である。なお、図２、図３を参照した説明は動作の基本概念であり、動作の具体例については図４、図５を参照して後述する。
【００２９】
図２において、ＣＣ設定電流Ｉｃ及びＣＶ設定電圧Ｖｃは、上記従来例の場合と同様である。すなわち、図１における制御部（１９、２０、２３〜２６）は、図２に示すように、充電開始時には、ＣＣ設定電流ＩｃによるＣＣ充電を行う。出力電圧ＶｏがＣＶ設定電圧Ｖｃに達した後は、ＣＶ設定電圧Ｖｃを維持するＣＶ充電を行う。図１の構成では、ドライブ回路２０が、加算回路２５から供給される基準電圧Ｖｒの値にフィードバック電圧Ｖｆｂを追従させる制御を行うことで、ＣＣ充電及びＣＶ充電が実行される。
【００３０】
ＣＣ充電とＣＶ充電の切換えを制御するためには、出力電圧ＶｏがＣＶ設定電圧Ｖｃに達したことを検出する構成が必要である。なお、図１では、出力電圧Ｖｆｂ２が出力電圧Ｖｏに対応するので、説明の簡略化のため、以下の説明ではＶｆｂ２＝Ｖｏとして記述する。
【００３１】
出力電圧検出回路２３は、出力電圧Ｖｏ（＝Ｖｆｂ２）の供給を受け、出力電圧ＶｏとＣＶ設定電圧Ｖｃの大小関係を検出する機能を有し、その結果に基づいて切換え信号Ｓｗを設定する。切換え信号Ｓｗの設定に応じて切換スイッチ１９が切換えられて、ドライブ回路２０へのフィードバック電圧Ｖｆｂとして、出力電圧Ｖｆｂ１またはＶｆｂ２の一方が選択される。また、出力電圧検出回路２３は、基準電圧調整回路２４から切換え補助信号Ｓｗｏを受けることにより、出力電圧Ｖｆｂ２の値に関わらず、切換え信号Ｓｗを、切換スイッチ１９が出力電圧Ｖｆｂ２を選択する設定とする。
【００３２】
一方、ＣＣ充電の制御基準となるＣＣ設定電流Ｉｃ、及びＣＶ充電の制御基準となるＣＶ設定電流Ｖｃは、加算回路２５の出力である基準電圧Ｖｒとしてドライブ回路２０に供給される。加算回路２５によるＶｒ１とＶｒ２の加算により、基準電圧ＶｒがＩｃ、Ｖｃに対応する電圧、あるいは後述する抑制電圧Ｖｓとなるように、基準電圧調整電圧Ｖｒ２を調整する処理が、基準電圧調整回路２４によって行われる。
【００３３】
ＣＣ充電の期間は、出力電圧ＶｏがＣＶ設定電圧Ｖｃ未満であることを条件として維持される。このため、出力電圧検出回路２３は、Ｖｏ＜Ｖｃであることを検出している場合は、出力電圧Ｖｆｂ１が供給されるように、切換え信号Ｓｗを設定する。同時に、基準電圧Ｖｒとしては、基準電圧調整電圧Ｖｒ１のみが加算回路２５から供給される。すなわち、基準電圧調整回路２４からの基準電圧調整電圧Ｖｒ２は０Ｖである。ここで、出力電圧Ｖｆｂ１は出力電流Ｉｏに対応するので、基準電圧調整電圧Ｖｒ１は、ＣＣ設定電流Ｉｃに対応するように設定される。
【００３４】
ＣＶ充電は、出力電圧ＶｏがＣＶ設定電圧Ｖｃに達したことを条件として開始される。従って、出力電圧検出回路２３は、Ｖｏ≧Ｖｃとなったことを検出したとき、切換え信号Ｓｗを、切換スイッチ１９を介して出力電圧Ｖｏ（Ｖｆｂ２）が供給される設定とする。一方、加算回路２５から基準電圧Ｖｒとして、ＣＶ設定電圧Ｖｃを出力しなければならない。そのために、基準電圧調整回路２４からは、Ｖｒ１＋Ｖｒ２＝ＣＶ設定電圧Ｖｃとなるように調整された基準電圧調整電圧Ｖｒ２が供給される。
【００３５】
一方、本実施の形態によれば、図２、図３に示すように、ＣＣ充電の期間中に、基準電圧調整回路２４により参照電圧Ｖｃｏｍを生成する。参照電圧Ｖｃｏｍは、出力電圧Ｖｏよりも若干高い値になるように算出され、ＣＣ充電によって上昇する出力電圧Ｖｏに応じて、所定の周期で繰り返し算出・生成され、漸増する時系列信号となる。参照電圧Ｖｃｏｍは、異常動作の発生を検出するために用いられるので、図２に示す正常動作時には、動作に対する影響を持たない。すなわち、正常動作時には、出力電圧Ｖｏは、参照電圧Ｖｃｏｍに達することなくＣＶ設定電圧Ｖｃに達し、ＣＶ充電に切り替わる。
【００３６】
これに対して、異常動作、すなわち図３に示すように、時刻ｔ３に何らかの原因で保護スイッチ４がオフとなったとき、ＣＣ充電は継続されているため出力電圧Ｖｏが急速に上昇する。その結果、時刻ｔ４には、上昇した出力電圧Ｖｏが、直前の算出周期で算出された参照電圧Ｖｃｏｍ（以下、前周期参照電圧Ｖｃｏｍ１と記述する）を超える事態が発生する。これにより、保護スイッチ４がオフとなったことを検出することができる。
【００３７】
このようにして異常動作を検出したときには、基準電圧調整回路２４は、図３に示すように、前周期参照電圧Ｖｃｏｍ１以下となる抑制電圧Ｖｓを設定する。図３では、抑制電圧Ｖｓは、前周期参照電圧Ｖｃｏｍ１から漸減する電圧となっている。このとき、基準電圧調整回路２４からは、Ｖｒ１＋Ｖｒ２＝抑制電圧Ｖｓとなるように調整された基準電圧調整電圧Ｖｒ２が供給される。同時に、基準電圧調整回路２４は、出力電圧検出回路２３に対して切換え補助信号Ｓｗｏを出力するので、切換スイッチ１９は、ドライブ回路２０へ出力電圧Ｖｆｂ２を供給するように切換えられる。これにより、制御部（１９、２０、２３〜２６）は、出力電圧Ｖｏを抑制電圧Ｖｓに追従させる制御を実行する。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、ＣＣ充電の期間中に、出力電圧Ｖｏよりも若干高い値の参照電圧Ｖｃｏｍを繰り返し算出する。そして、出力電圧Ｖｏが、直前の算出周期に得られた参照電圧Ｖｃｏｍの値以上となったとき、保護スイッチ４がオフ状態となった異常動作を検出したものと判定する。このようにして異常動作の発生を検出したときには、参照電圧Ｖｃｏｍ以下の抑制電圧Ｖｓを設定して、出力電圧Ｖｏを抑制電圧Ｖｓに追従させることにより、出力電圧Ｖｏを維持、または、低下させる制御を行う。
【００３９】
出力電圧Ｖｏを維持、または、低下させる制御を行うことにより、保護スイッチ４のオフにより出力電圧Ｖｏが上昇して、ＣＶ設定電圧Ｖｃを超えたオーバーシュートが発生することを回避することができる。
【００４０】
なお、参照電圧Ｖｃｏｍを、出力電圧Ｖｏに対して若干高くする程度は、種々の条件に応じて適宜設定され、一律に定義されるものではない。但し、一般的には、参照電圧Ｖｃｏｍは、出力電圧Ｖｏを超える値が１％〜１０％の範囲となるように算出される構成とすればよい。そのように設定することにより、保護スイッチ４のオフを、実用上適切な精度で検出することが可能である。
【００４１】
また、抑制電圧Ｖｓを参照電圧Ｖｃｏｍ以下に設定する、とは、参照電圧Ｖｃｏｍから漸減する態様に限らず、参照電圧Ｖｃｏｍを維持する態様でもよいことを意味する。
【００４２】
［基準電圧調整回路２４の具体的な構成及び動作］
次に、図４及び図５を参照して、基準電圧調整回路２４の具体的な構成及び動作について説明する。基準電圧調整回路２４はＣＰＵにより構成され、図４に示すように、入力端子２７、出力端子２８、２９を有する。入力端子２７には、フォトカプラ１６から出力電圧Ｖｏ（＝Ｖｆｂ２）が供給される。出力端子２８、２９からは、出力電圧検出回路２３、加算回路２５にそれぞれ出力される。
【００４３】
入力端子２７にはＡ／Ｄ変換部３０が接続され、出力電圧ＶｏをＡ／Ｄ変換したデータを現状出力電圧データ設定部３１に供給する。現状出力電圧データ設定部３１は出力電圧Ｖｏデータを設定して、データ処理部３２に供給する。データ処理部３２は、図５に示す処理を行う（後述）ことにより、出力端子２８から切換え補助電圧Ｓｗｏを出力し、一方で、基準電圧調整部３３に基準電圧調整電圧Ｖａを出力する。基準電圧調整部３３は、基準電圧調整電圧Ｖａに基づき基準電圧調整電圧Ｖｒ２を生成するための基準電圧調整電圧ＶａデータをＤ／Ａ変換部３４に出力する。Ｄ／Ａ変換部３４は基準電圧調整電圧Ｖｒ２を生成し、出力端子２９を介して加算回路２５に出力する。
【００４４】
次に、基準電圧調整回路２４におけるデータ処理部３２の動作について、図５のフロー図を参照して説明する。動作の開始時にはＣＣ充電が開始されるので、図１の切換スイッチ１９は、出力電圧Ｖｆｂ１（出力電流Ｉｏに対応）を選択する設定となっている。ＣＣ充電開始に伴い、参照電圧Ｖｃｏｍの周期的な算出が始まる。先ず、現状出力電圧データ設定部３１から出力電圧Ｖｏデータを得る（ステップＳ１）。
【００４５】
出力電圧Ｖｏ１データは、一方で、次の算出周期で出力電圧Ｖｏデータが生成されるまで、遅延処理が施される（ステップＳ２）。ステップＳ１により得られる出力電圧Ｖｏデータは、他方で、直接、ステップＳ５の比較処理に供される。ここで、各算出周期により時系列で得られる出力電圧Ｖｏデータについて、時系列順に、出力電圧Ｖｏ１データ、出力電圧Ｖｏ２データ等、と区別して記述する。参照電圧Ｖｃｏｍについても同様とする。
【００４６】
ステップＳ２による遅延の後、出力電圧Ｖｏ１データに基づき、参照電圧Ｖｃｏｍ１を算出する（ステップＳ３）。参照電圧Ｖｃｏｍ１は、図２、３を参照して上述したように、出力電圧Ｖｏ１よりも若干高い値になるように算出する。算出された参照電圧Ｖｃｏｍ１に基づき、参照電圧Ｖｃｏｍ１データが設定される（ステップＳ４）。
【００４７】
参照電圧Ｖｃｏｍ１データは、出力電圧Ｖｏ２データとの比較処理に供される（ステップＳ５）。すなわち、現時点での出力電圧Ｖｏデータである出力電圧Ｖｏ２データが、前周期で得られた参照電圧Ｖｃｏｍ１データと比較される。比較の結果、Ｖｏ＜Ｖｃｏｍであれば（ステップＳ６、Ｙｅｓ）、正常処理に進む（ステップＳ７）。Ｖｏ＜Ｖｃｏｍでなければ（ステップＳ６、Ｎｏ）、すなわちＶｃｏｍ≦Ｖｏであれば、異常処理に進む（ステップＳ１２）。
【００４８】
正常処理では、Ｖｃ≦Ｖｏか否かを判定する。Ｖｃ≦Ｖｏでなければ（ステップＳ８、Ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、上述の処理を繰り返す。この場合、ステップＳ３において参照電圧Ｖｃｏｍの算出に用いられるのは、出力電圧Ｖｏ２データである。従って、出力電圧Ｖｏ１データよりも電圧値が上昇しており、参照電圧Ｖｃｏｍ２データは、参照電圧Ｖｃｏｍ１データよりも大きくなる。このようにして、ステップＳ１〜Ｓ８が繰り返される毎に、参照電圧Ｖｃｏｍは、図２、３に示したように漸増する。
【００４９】
なお、この期間（Ｖｃ＞Ｖｏ）には、後述するステップＳ９〜Ｓ１０の処理が行われないため、基準電圧調整電圧Ｖａデータは生成されず、Ｄ／Ａ変換部３４により基準電圧調整電圧Ｖｒ２が出力されることはない。従って、基準電圧調整電圧Ｖａ１のみが加算回路２５に供給され、ＣＣ充電が行われる。
【００５０】
Ｖｃ≦Ｖｏであれば（ステップＳ８、Ｙｅｓ）、ＣＶ設定電圧Ｖｃを設定し（ステップＳ９）、更に、ＣＶ設定電圧Ｖｃに対応した基準電圧調整電圧Ｖａデータを生成する処理を行う（ステップＳ１０）。生成された基準電圧調整電圧Ｖａデータは、基準電圧調整部３３へ出力される（ステップＳ１１）。その後は、図４を参照して説明したとおり、Ｄ／Ａ変換部３４により基準電圧調整電圧Ｖｒ２が生成されて、加算回路２５に供給される。これにより、加算回路２５からは、Ｖｒ＝Ｖｒ１＋Ｖｒ２＝ＣＶ設定電圧Ｖｃがドライブ回路２０に供給される。また、切換スイッチ１９は、出力電圧検出回路２３の動作により、出力電圧Ｖｏ（Ｖｆｂ２）を選択するように切換えられて、ＣＶ充電が行われる。なお、ステップＳ１１以降の、基準電圧Ｖｒと出力電圧Ｖｏに基づくドライブ回路２０の動作に伴うデータ処理部３２の動作の終了に至る過程は、従来と同様であるため、図５における図示を省略する。
【００５１】
一方、異常処理（ステップＳ１２）が行われる場合は、抑制電圧Ｖｓを設定し（ステップＳ１３）、更に、抑制電圧Ｖｓに対応した基準電圧調整電圧Ｖａデータを生成する処理を行う（ステップＳ１０）。生成された基準電圧調整電圧Ｖａデータは、基準電圧調整部３３へ出力される（ステップＳ１１）。その後、Ｄ／Ａ変換部３４により基準電圧調整電圧Ｖｒ２が生成されて、加算回路２５に供給される。これにより、加算回路２５からは、Ｖｒ＝Ｖｒ１＋Ｖｒ２＝抑制電圧Ｖｓがドライブ回路２０に供給される。
【００５２】
異常処理（ステップＳ１２）が行われる場合、他方で、切換え補助信号Ｓｗｏを生成し（ステップＳ１４）、出力電圧検出回路２３に対して出力する（ステップＳ１５）。これにより、切換スイッチ１９は、ドライブ回路２０へ出力電圧Ｖｆｂ２を供給するように切換えられる。従って、制御部（１９、２０、２３〜２６）は、出力電圧Ｖｏを抑制電圧Ｖｓに追従させる制御を実行する。なお、ステップＳ１１以降のデータ処理部３２の動作は、出力電圧Ｖｏが安定することにより終了に至るが、図５における図示は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の充電装置によれば、ＣＣ充電時において何らかの異常により、二次電池の保護スイッチがオフした場合でも、充電装置の出力電圧の過大な上昇を抑制して、保護スイッチ、または、充電装置の出力ダイオード等の定格電圧を超えることを回避でき、移動体、据置型を問わず、二次電池を利用した広い製品の充電装置への適用が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  出力端子
２  電池パック
３  二次電池
４  保護スイッチ
５  入力端子
６  出力トランス
６ａ  １次巻線
６ｂ  ２次巻線
７  出力ダイオード
８  平滑コンデンサ
９  出力トランジスタ
１０  電流検出抵抗
１１、１２  電圧検出抵抗
１３  差動増幅回路
１４、１６  フォトカプラ
１５、１７  発光素子
１８、２１  受光素子
１９  切換スイッチ
２０  ドライブ回路
２２  電源入力端子
２３  出力電圧検出回路
２４  基準電圧調整回路
２５  加算回路
２６  基準電圧端子
２７  入力端子
２８、２９  出力端子
３０  Ａ／Ｄ変換部
３１  現状出力電圧データ設定部
３２  データ処理部
３３  基準電圧調整部
３４  Ｄ／Ａ変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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