(57)【要約】【課題】電池電圧が、放電を禁止する過放電電圧値未満となったとき、適切に充電する方法を提供することを目的とする。【解決手段】  電池電圧Vbが第１過放電電圧値（約１．６Ｖ／セル）未満となった電池を、第１の電流値、第1の出力電圧値Vs（約１．９Ｖ／セル）にて、定電流定電圧にて充電し、前記電池電圧が、前記第１過放電電圧値以上となったとき、前記第１の電流値にて定電流し、前記電池電圧が、前記第１過放電電圧値より大きい第２過放電電圧値（約２．９Ｖ／セル）以上となったとき、最大の電流値、最大の出力電圧値（約４．２Ｖ／セル）に規制した定電流定電圧にて充電する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池電圧が第１過放電電圧値未満となった電池を、第１の電流値、第1の出力電圧値にて、定電流定電圧にて充電し、
前記電池電圧が、前記第１過放電電圧値以上となったとき、前記第１の電流値にて定電流し、
前記電池電圧が、前記第１過放電電圧値より大きい第２過放電電圧値以上となったとき、最大の電流値、最大の出力電圧値に規制した定電流定電圧にて充電する充電方法。
【請求項２】
前記電池は、リチウムイオン電池である請求項１の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献には、リチウムイオン電池を充電する充電器（充電用電源、充電回路部を備える充電器）の開示がある。この公報の図４、図５に開示されるように、交流を直流に変換する整流回路８、整流回路８の直流を高周波のパルス波に変換するスイッチング部９、パルス波を所定の電圧に変換する変換トランス１１と、スイッチング部９を制御して直流出力を制御するＰＷＭ制御回路１３と、ＰＷＭ制御回路１３に、制御信号を入力するフォトカプラ１７とを備えている。
【０００３】
そして、定電流充電回路６を利用して、充電電流が所定値を超えると、フォトカプラ１７を非導通状態とし、これを制御信号として、ＰＷＭ制御回路１３はトランジスター１０を制御して出力を低く制御して、電池の充電電流を少なくする。したがって、定電流充電回路６は、電池の充電電流が設定値Ｉ1よりも大きくなるのを防止して、定電流充電する。
【０００４】
また、定電圧充電回路５を利用して、充電電圧が所定値を超えると、フォトカプラ１７を非導通状態とし、これを制御信号として、ＰＷＭ制御回路１３はトランジスター１０を制御して出力を低く制御して、電池の充電電圧を少なくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平８−２０５４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、リチウムイオン電池の電池電圧が、放電を禁止する過放電電圧値未満となったとき、このような電池を充電するには、小電流にて充電（トリクル充電）することが必要であった。
【０００７】
本発明は、電池電圧が、放電を禁止する過放電電圧値未満となったとき、適切に充電する方法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】
【０００８】
本発明の充電方法においては、電池電圧Vbが第１過放電電圧値（約１．６Ｖ／セル）未満となった電池を、第１の電流値、第1の出力電圧値Vs（約１．９Ｖ／セル）にて、定電流定電圧にて充電し、前記電池電圧が、前記第１過放電電圧値以上となったとき、前記第１の電流値にて定電流し、前記電池電圧が、前記第１過放電電圧値より大きい第２過放電電圧値（約２．９Ｖ／セル）以上となったとき、最大の電流値、最大の出力電圧値（約４．２Ｖ／セル）に規制した定電流定電圧にて充電する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の充電方法において、第２過放電電圧値（２直列セルであれば、約５．８Ｖ（約２．９Ｖ／セル）で、例えば、電子機器への放電を禁止する電池電圧）未満である過放電モード(Overdischarge mode)において、電池電圧Ｖｂと、第1の出力電圧値VS（２直列セルを充電するのであれば、約３．８Ｖ（約１．９Ｖ／セル）の電源回路１からの出力電圧
）との差が小さく、発熱量（損失電力）を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例にかかわる回路ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例にかかわる電圧、電流グラフである。
【図３】比較例の電圧、電流グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例において利用できる回路ブロック図を、図１に示す。充電する出力電圧Vcc、充電する出力電流を出力する電源回路１より、充電制御回路２０を介して、電池３を充電する。電池３は、リチウムイオン電池からなり、２つの素電池を直列接続している。
【００１２】
電池１がリチウムイオン電池の場合は、最大の電流値、最大の電圧値を規制した定電流(MAX電流0.5〜1C程度)・（出力）定電圧(MAX4.2V/セル程度)充電（Charge mode）を利用する。
【００１３】
充電制御回路２０は、電池電圧Vsを取り込むことで、電池電圧検出(1)を行い、制御する充電制御部２１と、充電制御部２１からの定電流値切替信号(3)により、電流が所定の電流値で一定になるように、後述する電源回路１の制御信号入力部に、定電流定電圧制御フィードバック信号(5)を送る定電流制御回路２６と、充電制御部２１からの定電圧値切替信号(4)により、出力電圧Vｃｃが所定の電圧値で一定になるように、後述する電源回路１の制御信号入力部に、定電流定電圧制御フィードバック信号(5)を送る定電圧制御回路２５と、電池電圧Vsの値に基づく充電制御部２１からの充電スイッチング素子ＯＮ／ＯＦＦ切替信号(2)によりオン、オフされるスイッチング素子２２とを備えている。
【００１４】
充電制御回路２０は、ICとして利用することもできる。また、スイッチング素子２２と直列に接続された電流検出部２７にて充電電流を検出し、電流値に対応した信号を充電制御部２１に送り、この充電制御部２１にて充電電流を制御し、定電流制御回路２６に伝達（フィードバック）する。また、スイッチング素子２２は、過充電、充電完了後、過電流検出時もオフする。
【００１５】
電源回路１は、上述の背景技術に開示されるような回路が利用できる。例えば、以下の構成の電源回路（図示なし）が利用できる。交流を直流に変換する整流回路、整流回路の直流を高周波のパルス波に変換するスイッチング部、パルス波を所定の電圧に変換する変換トランスと、スイッチング部を制御して直流出力を制御するＰＷＭ制御回路と、ＰＷＭ制御回路１３に、制御信号を入力する制御信号入力部とを備えている。そして、充電電流が所定値を超えると、定電流制御回路２６を利用して、定電流定電圧制御フィードバック信号(5)を出力し、制御信号入力部を介して、ＰＷＭ制御回路はトランジスターを制御して出力を低く制御して、電池の充電電流を少なくする。したがって、定電流制御回路２６は、電池の充電電流が所定値よりも大きくなるのを防止して、定電流充電する。
【００１６】
また、充電電圧が所定値を超えると、定電圧制御回路２５を利用して、定電流定電圧制御フィードバック信号(5)を出力し、制御信号入力部を介して、ＰＷＭ制御回路はトランジスターを制御して出力を低く制御して、電池の充電電圧を少なくする。したがって、定電圧制御回路２５は、電池の充電電圧が所定値よりも大きくなるのを防止して、定電圧充電する。
【００１７】
本実施例は、上述の回路を、利用して、図２の電圧、電流グラフのように、充電される。
【００１８】
電池電圧Ｖｂが第１過放電電圧値（２直列セルであれば、約３．２Ｖ（約１．６Ｖ／セル））未満となった電池を、第１の電流値（Trickle charging current）、第1の出力電圧値（２直列セルを充電するのであれば、約３．８Ｖ（約１．９Ｖ／セル）の電源回路１からの出力電圧）にて、定電流定電圧にて充電し、
前記電池電圧が、前記第１過放電電圧値以上となったとき、前記第１の電流値（Trickle charging current）にて定電流し、このとき、電源回路１の出力電圧Vccと、電池電圧Vbは、充電が進むにつれて、上昇する。
【００１９】
前記電池電圧が、前記第１過放電電圧値より大きい第２過放電電圧値（２直列セルであれば、約５．８Ｖ（約２．９Ｖ／セル）電子機器への放電を禁止する電池電圧２直列セル以上となったとき、最大の電流値（Charging current）、最大の出力電圧値（２直列セルを充電するのであれば、約８．４Ｖ（約４．２Ｖ／セル）の電源回路１からの出力電圧）に規制した定電流定電圧（Charge mode）にて充電する。このとき、電源回路１の出力電圧Vccと、電池電圧Vbは、充電が進むにつれて、上昇し、出力電圧Vccが先に最大の出力電圧値に到達し、最大の電流値（Charging current）から充電電流値が低下すると共に、電池電圧Vbが、最大の出力電圧値に漸近する。
【００２０】
更に、充電が進み、充電電流値が所定値以下になると、満充電として、充電が停止される。
【００２１】
ここで、充電制御回路２０おけるスイッチング素子２２及び充電経路等においては、（VS（出力電圧値）−Ｖｂ（電池電圧））×Ichg（充電電流）による発熱量に耐えられる必要がある。
【００２２】
以上の実施例においては、第２過放電電圧値（２直列セルであれば、約６．９Ｖ（約３．４５Ｖ／セル）で、例えば、電子機器への放電を禁止する電池電圧）未満である過放電モード(Overdischarge mode)において、電池電圧Ｖｂが第１過放電電圧値（２直列セルであれば、約３．２Ｖ（約１．６Ｖ／セル））までは、第１の電流値（Trickle charging current）、第1の出力電圧値（２直列セルを充電するのであれば、約３．８Ｖ（約１．９Ｖ／セル）の電源回路１からの出力電圧）にて充電するので、電池電圧Ｖｂと、第1の出力電圧値VS（２直列セルを充電するのであれば、約３．８Ｖ（約１．９Ｖ／セル）の電源回路１からの出力電圧）との差が小さく、発熱量（損失電力）を抑えることができる。
【００２３】
また、上記の実施例との比較例を、図３の電圧、電流グラフを用いて説明する。図においては、電池電圧Ｖｂが第２過放電電圧値（２直列セルであれば、約５．８Ｖ（約２．９Ｖ／セル）電子機器への放電を禁止する電池電圧）未満となった電池を、この第２過放電電圧値まで、この電圧値より大きい出力電圧（２直列セルを充電するのであれば、約６．９Ｖ（約３．４５Ｖ／セル）の電源回路１からの出力電圧）で、図２と同じ第１の電流値（Trickle charging current）にて、充電している。このとき、電池電圧Ｖｂと、出力電圧との差が大きく、発熱量が大きくなる。このような発熱量に、充電制御回路２０が耐えるためには、以下の対策が考えられが、各々、以下に記載される問題がある。
対策（１）第１の電流値（Trickle charging current）を下げる。充電時間が長くなる問題がある。
対策（２）充電制御回路２０を、発熱量に耐えられるような回路にする。回路（ICパッケージ）が大きくなり、製品が小型化できない問題がある。
【００２４】
一方、上記の実施例においては、電池電圧Ｖｂと、第1の出力電圧値VSとの差が小さく、発熱量を抑えることができる。
【００２５】
例えば、過放電状態の電池の電池電圧が０Vの場合、充電電流として第１の電流値（Trickle charging current）を、０．１Ａとして、発熱量（損失電力）を計算すると以下のようになる。
【００２６】
本実施例  （３．８Ｖ−０Ｖ）×０．１Ａ＝０．３８Ｗ
比較例    （６．９Ｖ−０Ｖ）×０．１Ａ＝０．６９Ｗ
０．３８Ｗ÷０．６９Ｗ＝０．５５であり、比較例に対して、本実施例は、発熱量を５５％に抑えることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１      電源回路
２０    充電制御回路
３      電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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