(57)【要約】【課題】バッテリの充電時に、負荷への電力の供給を確保しつつ、バッテリの満充電検出の信頼性を向上できるようにした充電制御装置の提供。【解決手段】この発明は、バッテリ１の充電時にその充電状態を制御する充電制御回路２と、バッテリ１と負荷３との間に接続されオンオフ自在なＭＯＳトランジスタＱ２と、負荷３に定電圧を供給する定電圧回路１１と、ＭＯＳトランジスタＱ２と定電圧回路１１の動作を制御する制御回路１２とを備えている。制御回路１２は、バッテリ１の充電時には、定電圧回路１１を動作させるとともにＭＯＳトランジスタＱ２をオフ状態にさせ、バッテリ１の放電時には、定電圧回路１１の動作を停止させるとともにＭＯＳトランジスタＱ２をオン状態にさせる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器によるバッテリの充電時にその充電を制御する充電制御装置であって、
前記バッテリの充電時に所定の充電条件を満たすように、前記バッテリの充電状態を制御する第１の制御手段と、
前記バッテリとそのバッテリの負荷との間に接続されオンオフ自在なスイッチング素子と、
前記負荷に対して所定電圧を供給自在な電圧供給源と、
を備えたことを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
前記バッテリの充電時には、前記電圧供給源を動作させるとともに前記スイッチング素子をオフ状態にさせ、前記バッテリの放電時には、前記電圧供給源の動作を停止させるとともに前記スイッチング素子をオン状態にさせる第２の制御手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記第２の制御手段は、前記バッテリの充電時には前記充電器を電源として動作させ、前記バッテリの放電時にはそのバッテリを電源として動作させるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充電制御装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子はＭＯＳトランジスタからなり、前記電圧供給源は前記充電器に基づいて動作する定電圧回路からなることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の充電制御装置。
【請求項５】
充電器によるバッテリの充電時にその充電を制御する充電制御装置において、
前記バッテリの充電時に所定の充電条件を満たすように、前記バッテリの充電状態を制御する第１の制御手段と、
前記バッテリとそのバッテリの負荷との間に接続されオンオフ自在なスイッチング素子と、
前記バッテリの充電時に前記負荷に対して前記充電器の出力電圧を供給する電圧供給手段と、
を備えたことを特徴とする充電制御装置。
【請求項６】
前記バッテリの充電時には、前記スイッチング素子をオフ状態にさせ、前記バッテリの放電時には、前記スイッチング素子をオン状態にさせる第２の制御手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の充電制御装置。
【請求項７】
前記第２の制御手段は、前記バッテリの充電時には前記充電器を電源として動作させ、前記バッテリの放電時にはそのバッテリを電源として動作させるようにしたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の充電制御装置。
【請求項８】
前記スイッチング素子はＭＯＳトランジスタからなり、前記電圧供給手段はダイオードを含むことを特徴とする請求項５、請求項６または請求項７に記載の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ（充電可能な２次電池、蓄電池など）の充電時に、その充電制御を行う充電制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の充電制御装置としては、例えば、図３に示すようなものが知られている。
この充電制御装置は、図３に示すように、充電器（図示せず）によりバッテリ１を充電する際にその充電を制御する充電制御回路２と、バッテリ１に並列に接続される負荷３とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
充電制御回路２は、図３に示すように、検出抵抗Ｒｓ、電流制御用のトランジスタＱ１、電流制御用アンプ４と、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２と、コンパレータ５とを備えている。
このような構成からなる充放電制御装置では、バッテリ１の充電時には、充電用端子６を図示しない充電器に接続して使用する。このようにして充電が開始されると、検出抵抗Ｒｓに充電電流が流れ、この充電電流に応じた検出電圧が検出抵抗Ｒｓの両端に発生し、この検出電圧が電流制御用アンプ４に入力される。
【０００４】
電流制御用アンプ４は、その検出電圧に応じた出力電圧を出力し、この出力電圧がトランジスタＱ１のベースに印加されるので、トランジスタＱ１はその出力電圧に応じて導通抵抗が制御される。
一方、バッテリ１の充電電圧を所定値（例えば４．２〔Ｖ〕）に制御するため、その充電電圧が分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧され、その分圧電圧がコンパレータ５で基準電圧ＥＲ１と比較され、その分圧電圧が基準電圧を上回る場合にはコンパレータ５は、その旨を示す「Ｈ」レベルの信号を電流制御用アンプ４に出力する。この場合には、電流制御用アンプ４は、バッテリ１の充電電圧を抑制する方向の出力電圧を出力する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１０３６７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来装置では、バッテリ１に対して負荷３が並列に常時接続される構成となっている。このため、バッテリ１の充電時に、充電器から負荷３に対して電力が供給されるので、バッテリ１を充電しつつ負荷３を使用できるという利点がある。
【０００７】
しかし、従来装置では、バッテリ１の充電時には、バッテリ１と負荷３に流れる合計の電流が充電器から供給されるので、負荷３に供給される負荷電流が大きい場合には、バッテリ１に供給される充電電流が減るという不都合がある。
また、従来装置では、充電電流検出回路（図示せず）を用いて、検出抵抗Ｒｓに流れる電流を検出し、この検出電流をバッテリ１の充電電流としてバッテリ１の充電が終了したか否かを検出（判断）、すなわち満充電を検出している。
【０００８】
このため、上記のように負荷電流が大きな場合には、検出抵抗Ｒｓの検出電流はバッテリ１を充電する本来の充電電流とは大きく異なるので、満充電の検出の信頼性が低下するという不都合がある。
従って、このような状況の下では、バッテリの充電時に、負荷への電力の供給を確保しつつ、バッテリの満充電検出の信頼性を向上できる充電制御装置の出現が望まれる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、バッテリの充電時に、負荷への電力の供給を確保しつつ、バッテリの満充電検出の信頼性を向上できるようにした充電制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、請求項１〜請求項８に記載の各発明は、以下のように構成した。
すなわち、請求項１に記載の発明は、充電器によるバッテリの充電時にその充電を制御する充電制御装置であって、前記バッテリの充電時に所定の充電条件を満たすように、前記バッテリの充電状態を制御する第１の制御手段と、前記バッテリとそのバッテリの負荷との間に接続されオンオフ自在なスイッチング素子と、前記負荷に対して所定電圧を供給自在な電圧供給源と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の充電制御装置において、前記バッテリの充電時には、前記電圧供給源を動作させるとともに前記スイッチング素子をオフ状態にさせ、前記バッテリの放電時には、前記電圧供給源の動作を停止させるとともに前記スイッチング素子をオン状態にさせる第２の制御手段を、さらに備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の充電制御装置において、前記第２の制御手段は、前記バッテリの充電時には前記充電器を電源として動作させ、前記バッテリの放電時にはそのバッテリを電源として動作させるようにしたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１、請求項２または請求項３に記載の充電制御装置において、前記スイッチング素子はＭＯＳトランジスタからなり、前記電圧供給源は前記充電器に基づいて動作する定電圧回路からなることを特徴とするものである。
【００１３】
このように、請求項１〜請求項４に記載の各発明では、バッテリとそのバッテリの負荷との間に接続されオンオフ自在なスイッチング素子と、負荷に対して電圧を供給自在な電圧供給源とを設けるようにした。このため、バッテリの充電時に、負荷への電力の供給を確保しつつ、バッテリの満充電検出の信頼性を向上することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、充電器によるバッテリの充電時にその充電を制御する充電制御装置において、前記バッテリの充電時に所定の充電条件を満たすように、前記バッテリの充電状態を制御する第１の制御手段と、前記バッテリとそのバッテリの負荷との間に接続されオンオフ自在なスイッチング素子と、前記バッテリの充電時に前記負荷に対して前記充電器の出力電圧を供給する電圧供給手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の充電制御装置において、前記バッテリの充電時には、前記スイッチング素子をオフ状態にさせ、前記バッテリの放電時には、前記スイッチング素子をオン状態にさせる第２の制御手段を、さらに備えたことを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の充電制御装置において、前記第２の制御手段は、前記バッテリの充電時には前記充電器を電源として動作させ、前記バッテリの放電時にはそのバッテリを電源として動作させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項５、請求項６または請求項７に記載の充電制御装置において、前記スイッチング素子はＭＯＳトランジスタからなり、前記電圧供給手段はダイオードを含むことを特徴とするものである。
このように、請求項５〜請求項８に記載の各発明では、バッテリとそのバッテリの負荷との間に接続されオンオフ自在なスイッチング素子と、バッテリの充電時に負荷に対して充電器の出力電圧を供給する電圧供給手段とを設けるようにした。このため、バッテリの充電時に、負荷への電力の供給を確保しつつ、バッテリの満充電検出の信頼性を向上することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の充電制御装置の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
この第１実施形態は、図１に示すように、充電器（図示せず）によりバッテリ１を充電する際にその充電を制御する充電制御回路２と、バッテリ１と負荷３との間に接続されオンオフ自在なＭＯＳトランジスタＱ２と、負荷３に定電圧を供給する定電圧回路１１と、ＭＯＳトランジスタＱ２と定電圧回路１１の動作を制御する制御回路１２とを備えている。
【００１８】
充電制御回路２は、図１に示すように、検出抵抗Ｒｓと、電流制御用のトランジスタＱ１と、電流制御用アンプ４と、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２と、コンパレータ５とを備えている。
さらに詳述すると、充電用端子６とバッテリ１の正の電極との間に、検出抵抗ＲｓとトランジスタＱ１とが直列に接続されている。検出抵抗Ｒｓは、バッテリ１の充電電流を検出するものであり、その充電電流により検出抵抗Ｒｓの両端に発生する検出電圧を電流制御用アンプ４に入力するようになっている。
【００１９】
電流制御用アンプ４は、その検出電圧に応じた出力電圧を出力し、この出力電圧をトランジスタＱ１のベースに印加し、これによりトランジスタＱ１導通抵抗を制御して充電電流を制御するものである。
コンパレータ５は、バッテリ１の充電電圧を所定値に制御（抑制）するため、その充電電圧を分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧した分圧電圧を基準電圧ＥＲ１と比較し、その分圧電圧が基準電圧を上回る場合には、その旨を示す「Ｈ」レベルの信号を電流制御用アンプ４に出力するものである。その出力があると、電流制御用アンプ４は、バッテリ１の充電電圧を抑制する方向の出力電圧を出力するようになっている。
【００２０】
ＭＯＳトランジスタＱ２は、制御回路１２により動作が制御され、バッテリ１の充電時にはオフし、バッテリ１の放電時にはオンするようになっている。
定電圧回路１１は、充電器の出力電圧に基づいて所定の電圧を発生するとともに、制御回路１２によりその動作が制御されるようになっている。すなわち、バッテリ１の充電時には動作状態となってその出力電圧を負荷３に供給し、バッテリ１の放電時には動作が停止するようになっている。
【００２１】
制御回路１２は、バッテリ１の充電時には、定電圧回路１１を動作させるとともにＭＯＳトランジスタＱ２をオフ状態にさせ、一方、バッテリ１の放電時には、定電圧回路１１の動作を停止させるとともにＭＯＳトランジスタＱ２をオン状態にさせる回路である。
このために、この制御回路１２は、コンパレータ１３とレベルシフタ１４とを備えている。コンパレータ１３は、充電用端子６の電圧を分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧した分圧電圧を基準電圧ＥＲ２と比較し、その分圧電圧が基準電圧ＥＲ２を上回る場合には「Ｈ」レベルの信号、その分圧電圧が基準電圧ＥＲ２を下回る場合には「Ｌ」レベルの信号を出力するようになっている。
【００２２】
ここで、制御回路１２は、充電用端子６に印加される充電器の電圧ＶＣＣとバッテリ１の出力電圧ＶＢＡＴがダイードＤ１およびダイオードＤ２を介してコンパレータ１３とレベルシフタ１４の電源電圧ＶＩＮＴに接続され、制御回路１２は、電圧ＶＣＣと電圧ＶＢＡＴのうちの高い方の電圧で駆動される。
コンパレータ１３の出力信号は、定電圧回路１１とレベルシフタ１４にそれぞれ供給されるようになっている。レベルシフタ１４は、電源電圧ＶＩＮＴを負荷３の電圧ＶＯＵＴにレベルシフトようになっており、そのレベルシフトされた出力がＭＯＳトランジスタＱ２のゲートに供給されるようになっている。
【００２３】
次に、このような構成からなる第１実施形態の動作例について、図１を参照して説明する。
まず、充電用端子６を充電器（図示せず）に接続し、バッテリ１の充電を行う場合について説明する。この場合には、制御回路１２を構成するコンパレータ１３とレベルシフタ１４とは、充電器の出力電圧ＶＣＣを電源電圧ＶＩＮＴとして動作する。
【００２４】
そして、コンパレータ１３が、充電用端子６の電圧を分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧した分圧電圧を基準電圧ＥＲ２と比較し、その分圧電圧が基準電圧ＥＲ２を上回ると、「Ｈ」レベルの信号を出力する。
「Ｈ」レベルの信号は、定電圧回路１１に供給されるとともに、レベルシフタ１４を介してＭＯＳトランジスタＱ２のゲートに供給される。このため、ＭＯＳトランジスタＱ２がオフになると同時に、定電圧回路１１が動作状態になるので、定電圧回路１１の出力電圧が負荷３に供給され、負荷３が定電圧回路１１により利用できるようになる。
【００２５】
このようにして充電が開始されると、検出抵抗Ｒｓにより充電電流が流れ、この充電電流に応じた検出電圧が検出抵抗Ｒｓの両端に発生し、この検出電圧が電流制御用アンプ４に入力される。電流制御用アンプ４は、その検出電圧に応じた出力電圧を出力し、この出力電圧がトランジスタＱ１のベースに印加されるので、トランジスタＱ１はその出力電圧に応じて導通抵抗が制御され、充電電流が制御される。
【００２６】
一方、バッテリ１の充電電圧を所定値（例えば４．２〔Ｖ〕）に制御するため、その充電電圧が分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧され、その分圧電圧がコンパレータ５で基準電圧ＥＲ１と比較され、その分圧電圧が基準電圧を上回る場合にはコンパレータ５は、その旨を示す「Ｈ」レベルの信号を電流制御用アンプ４に出力する。この場合には、電流制御用アンプ４は、バッテリ１の充電電圧を抑制する方向の出力電圧を出力する。
【００２７】
次に、バッテリ１の充電が終了して充電用端子６を充電器から切り離し、バッテリ１を負荷３に接続して放電させる場合について説明する。
この場合には、制御回路１２のコンパレータ１３とレベルシフタ１４とは、バッテリ１の出力電圧ＶＢＡＴを電源電圧ＶＩＮＴとして動作し、充電制御回路２は動作しない。
【００２８】
また、このときには、充電用端子６は充電器に接続されていないので、コンパレータ１３の＋端子の入力は０〔Ｖ〕となり、コンパレータ１３の出力信号は、「Ｌ」レベルとなる。その「Ｌ」レベルの信号は、定電圧回路１１に供給されるとともに、レベルシフタ１４を介してＭＯＳトランジスタＱ２のゲートに供給される。
【００２９】
このため、ＭＯＳトランジスタＱ２がオンになると同時に、定電圧回路１１は動作が停止状態になるので、バッテリ１の出力電圧が負荷３に供給され、負荷３がバッテリ１により利用できるようになる。
以上説明したように、この第１実施形態では、バッテリ１の充電時に、バッテリ１と負荷３とを電気的に切り離し、負荷３を定電圧回路１１の出力電圧で動作させ、バッテリ１は充電制御回路２で充電制御できるようにした。このため、バッテリ１の充電時に、負荷３の動作を確保しつつ、バッテリ１の満充電検出の信頼性を向上することができる。
【００３０】
また、第１実施形態によれば、負荷３の入力電圧を定電圧回路１１により、バッテリ１の電圧と同等にできるため、負荷３の入力電圧範囲を狭くすることができ、設計が容易となる。
次に、本発明の充電制御装置の第２実施形態について、図２を参照して説明する。
【００３１】
この第２実施形態は、図２に示すように、充電器によりバッテリ１を充電する際にその充電を制御する充電制御回路２と、バッテリ１と負荷３との間に接続されオンオフ自在なＭＯＳトランジスタＱ２と、バッテリ１の充電時に負荷３に対して充電器の出力電圧を供給するダイオードＤ１０と、ＭＯＳトランジスタＱ２の動作を制御する制御回路１２Ａとを備えている。
【００３２】
すなわち、この第２実施形態は、図１に示す定電圧回路１１と制御回路１２とを、図２に示すようにダイオードＤ１０と制御回路１２Ａとにそれぞれ置き換えたものである。従って、他の部分の構成は、図１に示す第１実施形態の構成と同様であるので、同一の構成要素については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３３】
ダイオードＤ１０は、そのアノード側が充電用端子６と接続する入力ラインに接続され、そのカソード側が負荷３の一端側に接続されている。なお、ダイオードＤ１０は、電流を一方向に流す整流素子であるので、これに相当する素子やトランジスタのダイオード的な使用も可能である。
制御回路１２Ａは、バッテリ１の充電時には、ＭＯＳトランジスタＱ２をオフ状態にさせ、バッテリ１の放電時には、ＭＯＳトランジスタＱ２をオン状態にさせる回路である。
【００３４】
なお、制御回路１２Ａの具体的な構成は、図１に示す制御回路１２の構成と基本的に同一であるので、同一の構成要素には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
次に、このような構成からなる第２実施形態の動作例について、図２を参照して説明する。
【００３５】
まず、充電用端子６を充電器（図示せず）に接続し、バッテリ１の充電を行う場合について説明する。この場合には、制御回路１２Ａのコンパレータ１３とレベルシフタ１４とは、充電器の出力電圧ＶＣＣを電源電圧ＶＩＮＴとして動作する。
そして、コンパレータ１３が、充電用端子６の電圧を分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧した分圧電圧を基準電圧ＥＲ２と比較し、その分圧電圧が基準電圧ＥＲ２を上回ると、「Ｈ」レベルの信号を出力する。「Ｈ」レベルの信号は、レベルシフタ１４を介してＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに供給される。このため、ＭＯＳトランジスタＱ１がオフになり、充電器の出力電圧がダイオードＤ１０を介して負荷３に供給されるので、負荷３が充電器により利用できるようになる。
【００３６】
このようにして充電が開始されると、検出抵抗Ｒｓにより充電電流が流れ、この充電電流に応じた検出電圧が検出抵抗Ｒｓの両端に発生し、この検出電圧が電流制御用アンプ４に入力される。
電流制御用アンプ４は、その検出電圧に応じた出力電圧を出力し、この出力電圧がトランジスタＱ２のベースに印加されるので、トランジスタＱ２は出力電圧に応じて導通抵抗が制御され、充電電流が制御される。
【００３７】
一方、バッテリ１の充電電圧を所定値に制御するため、その充電電圧が分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧され、その分圧電圧がコンパレータ５で基準電圧ＥＲ１と比較され、その分圧電圧が基準電圧を上回る場合にはコンパレータ５は、その旨を示す「Ｈ」レベルの信号を電流制御用アンプ４に出力する。この場合には、電流制御用アンプ４は、バッテリ１の充電電圧を抑制する方向の出力電圧を出力する。
【００３８】
次に、バッテリ１の充電が終了して充電用端子６を充電器から切り離し、バッテリ１を負荷３に接続して放電させる場合について説明する。
この場合には、制御回路１２Ａのコンパレータ１３とレベルシフタ１４とは、バッテリ１の出力電圧ＶＢＡＴを電源電圧ＶＩＮＴとして動作し、充電制御回路２は動作しない。
【００３９】
また、このときには、充電用端子６は充電器に接続されていないので、コンパレータ１３の＋端子の入力は０〔Ｖ〕となり、コンパレータ１３の出力信号は、「Ｌ」レベルとなる。その「Ｌ」レベルの信号は、レベルシフタ１４を介してＭＯＳトランジスタＱ２のゲートに供給される。
このため、ＭＯＳトランジスタＱ２がオンになるので、バッテリ１の出力電圧が負荷３に供給され、負荷３がバッテリ１により利用できるようになる。
【００４０】
以上説明したように、この第２実施形態では、バッテリ１の充電時に、バッテリ１と負荷３とを電気的に切り離し、負荷３を充電器の出力電圧に基づいて動作させ、バッテリ１は充電制御回路２で充電制御できるようにした。このため、バッテリ１の充電時に、負荷３の動作を確保しつつ、バッテリ１の満充電検出の信頼性を向上することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バッテリの充電時に、負荷への電力の供給を確保しつつ、バッテリの満充電検出の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の充電制御装置の第１実施形態の構成の一例を示す回路図である。
【図２】本発明の充電制御装置の第２実施形態の構成の一例を示す回路図である。
【図３】従来装置の回路図である。
【符号の説明】
Ｑ２はＭＯＳトランジスタ、１はバッテリ、２は充電制御回路、３は負荷、１１は定電圧回路、１２、１２Ａは制御回路、１３はコンパレータ、１４はレベルシフタである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004140926.tif 000005