(57)【要約】【課題】ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源によってバッテリーを充電している際に、上記ＤＣ入力が途絶えることによる不都合を、逆流防止素子を使用することなく確実に防止できるようにする。【解決手段】ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続された場合に、上記バッテリーの充電電流が予め設定されたしきい値よりも低下した場合に、間欠充電を開始するとともに、上記間欠充電処理によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なうようにして、入力電圧が途絶えたときにバッテリーからの逆流が発生しないようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続されるバッテリーの充電装置であって、
上記バッテリーの充電電流が予め設定されたしきい値よりも低下した場合に、間欠充電を開始する間欠充電手段と、
上記間欠充電手段によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なう充電停止手段とを有することを特徴とする充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は充電装置に関し、特に、バッテリーの充電のための定電圧／定電流制御された入力電源（ＡＣアダプタ）を用いてバッテリーの充電制御を行なう充電装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バッテリーの充電のための定電圧／定電流制御された入力電源（ＡＣアダプタ）を用いてバッテリーの充電制御を行なうようにした充電装置、例えば、図５に示す充電が知られている。図５において、２０１は従来のＤＣ入力の充電装置、２０２はバッテリー、２０３は車用シガレットプラグである。
【０００３】
この種の入力電源と充電装置との接続を、一般に、ＡＣアダプタの出力側或いは充電装置２０１の入力側に逆流防止素子を設けることにより、上記バッテリー２０２からの逆流を防止するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように電源ラインに逆流防止素子を挿入する場合には、充電電流を許容する大容量の素子を用いる必要があるため、コスト的に不利であった。
【０００５】
また、逆流防止素子の電圧降下により、バッテリー２０２に十分な充電電圧が供給できないで、素子のばらつきにより満充電に至らないケースもあった。
【０００６】
本発明はこのような状況のもとでなされたものであり、ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源によってバッテリーを充電している際に、上記ＤＣ入力が途絶えることによる不都合を、逆流防止素子を使用することなく確実に防止できるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の充電装置は、ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続されるバッテリーの充電装置であって、
上記バッテリーの充電電流が予め設定されたしきい値よりも低下した場合に、間欠充電を開始する間欠充電手段と、上記間欠充電手段によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なう充電停止手段とを有することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本発明の充電装置について説明する。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態の充電装置の特徴を最も良く表すブロック図である。
図１において、１は充電装置、２はＤＣ入力ジャック、３はレギュレータ、４はリセットＩＣ、５は充電制御マイコン、６はトリクル充電用に充電電流を制限する抵抗器、７はトリクル充電をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ、８は急速充電をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ、９は充電電流を検出する抵抗器、１０は充電表示ＬＥＤ、１１及び１２は充電装置側の充電端子、１３は充電を行なうバッテリー、１４及び１５はバッテリーの出力端子である。
【０００９】
ＤＣ入力ジャック２にはバッテリー１３の充電に適した、定電圧／定電流制御された入力が供給される。充電制御マイコン５はバッテリー１３が充電端子１１及び１２に装着されたことを検出すると、トリクル充電から急速充電、補充電の制御を行い、バッテリー１３の充電完了させる制御を行い、充電完了後に充電処理終了する。なお、トリクル充電は、過放電により作動しているバッテリー１３の保護回路を復帰させるために行なうもので、通常充電の場合よりも微小な電流で充電するものである。
【００１０】
ＤＣ入力ジャック２から加えられる電力は定電圧／定電流制御されているため、
バッテリー１３に急速充電が加えられると、ＤＣ入力部の電圧はバッテリー１３の充電電圧と等しくなるように変動する。
【００１１】
この形態では、入力電圧の低下を検出して充電を停止させる方法が採れないため、充電中にＤＣ入力が外されるとバッテリー１３から電力が逆流してＤＣ入力が無いにもかかわらず、スイッチ６又はスイッチ７がＯＮし続けて逆流が継続し、充電表示ＬＥＤが誤表示することになる。
【００１２】
そこで、本実施の形態においては、充電制御マイコン５は電流検出抵抗９の両端の電圧を検出し、充電制御マイコン５に予め設定された充電電流以下に低下した場合、急速充電ＯＮ／ＯＦＦスイッチを間欠にＯＮ／ＯＦＦさせるように動作する。この制御を行なうことにより、例えば充電中にＤＣ入力が外された時には、充電電流が流れなくなって間欠充電制御となる。
【００１３】
トリクル充電ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７或いは急速充電ＯＮ／ＯＦＦスイッチ８をＯＦＦすると、スイッチのＯＦＦ時にレギュレータ３が電圧低下を起こし、リセットＩＣ４の作動により充電制御マイコン５にリセットがかかって充電が停止され、バッテリー１３からの逆流が正常に停止される。なお、図１では本実施の形態の充電装置の説明に必要のない一般的な充電装置の回路構成については割愛している。
【００１４】
図２は、本実施の形態の充電装置で用いられる充電制御の一例を示す特性を示す図である（リチウムイオン二次バッテリーを想定）。図２において、上図は充電中のバッテリー電圧の変化を表しており、下図はバッテリー１３電圧の変化に対する充電電流の変化を表している。
【００１５】
図２に示したように、バッテリー電圧が急速充電開始電圧に至るまでトリクル充電を行い、バッテリーの充電電圧が急速充電開始電圧まで上昇すると（Ａ点）急速充電を開始し、バッテリー１３に急速充電電流を供給する。この状態までＤＣ／ＤＣコンバータは定電流制御を行っている。
【００１６】
その後、バッテリー電圧がバッテリー充電電圧まで上昇すると（Ｂ点）、ＤＣ／ＤＣコンバータは定電圧制御を行い、充電電流はバッテリー１３の充電特性に従いながら垂下する。そして、充電完了検出を行なうために予め設定された値（Ｃ点）まで充電電流が低下すると、充電表示ＬＥＤを充電完了表示させて補充電を開始する。
【００１７】
その後、間欠充電を開始するために予め設定された値（Ｄ点）まで充電電流が低下すると急速充電ＯＮ／ＯＦＦスイッチを間欠にＯＮ／ＯＦＦして間欠充電を開始する。一般に、補充電はタイマー制御されており、設定時間の経過により終了される（Ｅ点）。
【００１８】
図３は、本実施の形態の充電装置の動作を説明するフローチャートである。Ｓ（ステップ）１０１はスタート処理、ステップＳ１０２はバッテリー有無検出分岐処理、ステップＳ１０３はトリクル充電スタート処理、ステップＳ１０４はバッテリー１３の急速充電可能電圧分岐処理、ステップＳ１０５は急速充電スタート処理、ステップＳ１０６は急速充電完了分岐処理、ステップＳ１０７は補充電タイマースタート処理、ステップＳ１０８は間欠充電検出分岐処理、ステップＳ１０９は間欠充電スタート処理、ステップＳ１１０は補充電完了分岐処理、ステップＳ１１１はＥＮＤ処理、の各処理である。
【００１９】
ステップＳ１０１で処理が開始して、ステップＳ１０２でバッテリー１３の装着を検出すると、次に、ステップＳ１０３でトリクル充電ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７をＯＮしてトリクル充電を開始する。次に、ステップＳ１０４ではバッテリー電圧の上昇を検出し、充電制御マイコン５がバッテリー１３の電池電圧が急速充電開始電圧まで上昇していることを検出すると、ステップＳ１０５に移行し、急速充電ＯＮ／ＯＦＦスイッチ８をＯＮして急速充電が開始される。
【００２０】
充電電圧が設定された値まで上昇し、ステップＳ１０６で充電電流が設定された値まで減少したか否かを検出する。この検出の結果、充電電流が設定された値まで減少するとステップＳ１０７で充電制御マイコン５が補充電タイマーをスタートさせると共に、充電表示ＬＥＤを充電完了表示する。
【００２１】
その後、ステップＳ１０８で充電制御マイコン５が予め設定した電流値まで充電電流が低下したか否かを検出し、この結果予め設定した電流値まで充電電流が低下したことを場合、ステップＳ１０９で間欠充電をスタートする。次に、ステップＳ１１０で補充電タイマーが終了するとステップＳ１１１で充電が終了となる。なお、図３の説明では、本発明の充電装置の説明に必要のない一般のフローについては割愛している。
【００２２】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態の充電装置の構成は特に図示しないが、充電電流は一般に電流リップルノイズが重畳されているため、電流検出時には誤検出の無い回路構成が必要となる。そこで、この第２の実施の形態では、一度間欠充電が開始された場合に安定した動作を保証させるため、間欠充電を開始するための閾値にヒステリシスを設けた。
【００２３】
図４は、第２の実施の形態の充電装置に用いられる形態を示す図である。
図４において、１０１は本発明の充電装置、１０２はＤＣ入力ジャック、１０３はバッテリー、１０４は８．４Ｖ（バッテリーの充電用に定電圧／定電流制御）を供給するＡＣアダプタ、１０５はＡＣ入力プラグ、１０６は８．４ＶのＤＣ入力プラグである。
【００２４】
本実施の形態においては、上述したように、間欠充電の閾値にヒステリシスを設けたので、充電電流リップルが発生しても安定して間欠充電を行なうことが可能になる。
【００２５】
（本発明の他の実施の形態）
本発明は複数の機器から構成されるシステムに適用しても１つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００２６】
また、上述した実施の形態の機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００２７】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００２８】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施の形態で説明した機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態で示した機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれることは言うまでもない。
【００２９】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。
【００３０】
以下に、本発明の実施態様の例を列挙する。
〔実施態様１〕  ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続されるバッテリーの充電装置であって、上記バッテリーの充電電流が予め設定されたしきい値よりも低下した場合に、間欠充電を開始する間欠充電手段と、上記間欠充電手段によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なう充電停止手段とを有することを特徴とする充電装置。
〔実施態様２〕  ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続されるバッテリーの充電装置であって、上記バッテリーの充電電流が、補充電設定値以下に予め設定されたしきい値よりも低下した場合に間欠充電を開始する間欠充電手段と、上記間欠充電手段によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なう充電停止手段とを有することを特徴とする充電装置。
本実施態様によれば、充電電流リップルが発生しても安定して間欠充電を行なうことが可能になる。
〔実施態様３〕  上記間欠充電処理を開始するためのしきい値にヒステリシスを設けたことを特徴とする実施態様１または２に記載の充電装置。
【００３１】
〔実施態様４〕  ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続されるバッテリーの充電装置における充電方法であって、上記バッテリーの充電電流が予め設定されたしきい値よりも低下した場合に、間欠充電を開始する間欠充電処理と、上記間欠充電処理によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なう充電停止処理とを有することを特徴とする充電方法。
〔実施態様５〕  ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続されるバッテリーの充電装置における充電方法であって、上記バッテリーの充電電流が、補充電設定値以下に予め設定されたしきい値よりも低下した場合に間欠充電を開始する間欠充電処理と、上記間欠充電処理によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なう充電停止処理とを有することを特徴とする充電方法。
〔実施態様６〕  上記間欠充電処理を開始するためのしきい値にヒステリシスを設けたことを特徴とする実施態様４または５に記載の充電方法。
【００３２】
〔実施態様７〕  ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続されるバッテリーの充電装置における充電方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、上記バッテリーの充電電流が予め設定されたしきい値よりも低下した場合に、間欠充電を開始する間欠充電処理と、上記間欠充電処理によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なう充電停止処理とをコンピュータに実行させるることを特徴とするコンピュータプログラム。
〔実施態様８〕  ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続されるバッテリーの充電装置における充電方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、上記バッテリーの充電電流が、補充電設定値以下に予め設定されたしきい値よりも低下した場合に間欠充電を開始する間欠充電処理と、上記間欠充電処理によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なう充電停止処理とをコンピュータに実行させるることを特徴とするコンピュータプログラム。
【００３３】
〔実施態様９〕  上記実施態様７または８に記載のプログラムを読み取り可能に記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、ＤＣ入力がバッテリーの充電電圧と同様で、かつ充電用に定電圧／定電流制御された電源が接続された場合に、上記バッテリーの充電電流が予め設定されたしきい値よりも低下した場合に、間欠充電を開始するとともに、上記間欠充電処理によって充電されている電源ラインの電圧低下を検出して充電の停止を行なうようにしたので、充電用の電源としてバッテリーの充電に適した定電圧／定電流制御された入力による充電中に、上記ＤＣ入力が外された場合においても正常に充電を停止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、充電装置の特徴を最も良く表すブロック図である。
【図２】実施の形態の充電装置で用いられる充電制御の一例を示す特性図である。
【図３】第１の実施の形態の動作を責めするフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態の充電装置に用いられる形態を示す図である。
【図５】従来の充電装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  充電装置
２  ＤＣ入力ジャック
３  レギュレータ
４  リセットＩＣ
５  充電制御マイコン
６  トリクル充電電流制限抵抗
７  トリクル充電ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
８  急速充電ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
９  電流検知抵抗
１０  充電表示ＬＥＤ
１１  充電装置側の充電端子（＋）
１２  充電装置側の充電端子（−）
１３  バッテリー
１４  バッテリーの出力端子（＋）
１５  バッテリーの出力端子（−）
１０１  実施の形態の充電装置
１０２  ＤＣ入力ジャック
１０３  バッテリー
１０４  定電圧／定電流出力ＡＣアダプタ（８．４Ｖ）
１０５  ＡＣ入力プラグ
１０６  定電圧／定電流の入力プラグ
Ａ  急速充電開始点
Ｂ  定電流制御終了点
Ｃ  急速充電完了検出点
Ｄ  間欠充電開始点
Ｅ  補充電終了点
【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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