(57)【要約】【課題】リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル−金属水素化物）電池等の２次電池の応用範囲を広げることができる充電制御回路を提供すること。【解決手段】充電制御回路１０を、２次電池１５の電圧が０であるか又は当該２次電池の動作電圧よりも低い第１の電圧値よりも低い場合に予備充電を行い、前記第１の電圧値よりも高く且つ前記２次電池の動作電圧よりも低い場合に、本充電を行うように構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池への充電を制御するための回路において、前記２次電池の電圧が０であるか又は当該２次電池の動作電圧よりも低い第１の電圧値よりも低い場合に予備充電を行い、前記第１の電圧値よりも高く且つ前記２次電池の動作電圧よりも低い場合に、本充電を行うように構成したことを特徴とする充電制御回路。
【請求項２】
請求項１記載の充電制御回路において、前記予備充電を行う第１の制御手段と、前記本充電を行う第２の制御手段とを備えていることを特徴とする充電制御回路。
【請求項３】
請求項２記載の充電制御回路において、前記第２の制御手段は、前記第１の電圧値よりも高い電圧で動作する第１及び第２のバッファを備え前記第１の制御手段は、前記第１の電圧値よりも低い電圧で動作する第３及び第４のバッファを備えていることを特徴とする充電制御回路。
【請求項４】
請求項３記載の充電制御回路において、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とに切り替える切替手段を備えていることを特徴とする充電制御回路。
【請求項５】
請求項４記載の充電制御回路において、前記充電電流の供給は、当該２次電池の現在の電圧と前記充電電流による電圧との比較に基づいて行われることを特徴とする充電制御回路。
【請求項６】
請求項１乃至５の内のいずれか一つに記載の充電制御回路において、前記２次電池は、リチウムイオン電池又はＮｉ−ＭＨ電池であることを特徴とする充電制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル−金属水素化物）電池等の２次電池の充電に用いられる充電制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯移動電話等の電源には、リチウムイオン電池等の２次電池が用いられている。この２次電池の充電には、図３に示す充電制御用回路が用いられている。
【０００３】
図３は従来技術による充電制御回路を示す回路図で、図４は図３の充電制御回路の充電タイミングチャートを示す図である。
【０００４】
図３に示すように、従来の充電制御回路５０は、充電される２次電池１５の一端（正極）に抵抗（Ｒｓ）１４を介して第１のトランジスタ（Ｑ１）１３が接続されている。
【０００５】
抵抗（Ｒｓ）１４の両端は第１及び第２のバッファ１１，１２の入力側に接続されている。第２のバッファ１２に入力する抵抗の一端からの接続線は、途中で分岐して第１の比較器１８の負（−）入力側に接続されている。また、この接続線は、１ｍＡ充電、プリ充電切り替え比較器２４の負（−）入力側に接続されている。また、比較器２４の正（＋）入力側は、直流電圧源（ＶＬ１）２６に接続されている。この比較器２４からの出力は、直流電流源２７と第２バッファ１２の入力側との接続線間に介在する１ｍＡ充電スイッチ（ＳＷ）２５ＯＮ，ＯＦＦと、直流電圧源２１の電圧とを制御する。
【０００６】
第１のトランジスタ（Ｑ１）１３のベースは、第２のトランジスタ（Ｑ２）２３のコレクタ側に接続されている。
【０００７】
第１のトランジスタ（Ｑ１）のコレクタ側と、第２のバッファ１２の入力側には、電流源２７が接続されている。第１及び第２のバッファ１１，１２の出力は増幅器１６を介して第２の比較器２２の負（−）入力側に接続されている。
【０００８】
直流電圧源１７の一端（正極）側が第１の比較器１８の正（＋）入力側に接続されている。
【０００９】
第１の比較器１８からの出力は、直流電圧源２１の電圧を制御する。具体的には、直流電圧源２１は、ＶＬ２以下の時には、ＶＣＬ１であり、ＶＬ２以上のときには、ＶＣＬ２となるように調節されている。但し、ＶＣＬ２＞ＶＣＬ１である。直流電圧源２１の正極は、第２の比較器２２の正（＋）入力側に接続されている。
【００１０】
第２の比較器２２からの出力は、トランジスタ２３のベース側に接続されている。このような充電制御回路５０は、抵抗（Ｒｓ）１４の両端電圧をＶＣＬとなるように制御している。
【００１１】
次に図３に示す従来の充電制御回路の具体的動作について説明する。
【００１２】
まず、図３に示すように、電池への充電電流は、トランジスタ（Ｑ１）１３のエミッタ側からコレクタを介して流れる電流である。
【００１３】
２次電池１５の電圧がある一定電圧（ＶＬ１）よりも低い場合においては、充電電流を１ｍＡとして充電している。その後、２次電池１５の電圧が上昇し、ＶＬ１以上になり、一定電圧ＶＬ２に達するまで、予備充電（プリ充電）し、ＶＬ２以上になると、本充電（フル充電）となるように制御するものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低電圧時に充電電流１ｍＡでは、電池電圧がなかなか上昇せず、時間のロスが多い。このために、電池電圧０Ｖであっても、予備充電とする必要があるが、上記従来の充電制御回路５０では制御できない。
【００１５】
したがって、従来においては、０付近の２次電池への充電は、回路動作及びその他の理由からあきらめていた部分であるが、昨今，０Ｖ電池への充電もしたいとの要望が増えてきた。
【００１６】
そこで、本発明の技術的課題は、それらの要望を満足し、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル−金属水素化物）電池等の２次電池の応用範囲を広げることができる充電制御回路を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、２次電池（１５）への充電を制御するための回路（１０，５０）において、前記２次電池（１５）の電圧が０であるか又は当該２次電池（１５）の動作電圧よりも低い第１の電圧値よりも低い場合に予備充電を行い、前記第１の電圧値よりも高く且つ前記２次電池の動作電圧よりも低い場合に、本充電を行うように構成したことを特徴とする充電制御回路（１０）が得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記充電制御回路（１０）において、前記予備充電を行う第１の制御手段と、前記本充電を行う第２の制御手段とを備えていることを特徴とする充電制御回路が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記充電制御回路（１０）において、前記第２の制御手段は、前記第１の電圧値よりも高い電圧で動作する第１及び第２のバッファ（１１，１２）を備え、前記第１の制御手段は、前記第１の電圧値よりも低い電圧で動作する第３及び第４のバッファ（１，２）を備えていることを特徴とする充電制御回路が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、前記充電制御回路（１０）において、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とに切り替える切替手段（１９）を備えていることを特徴とする充電制御回路（１０）が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記充電制御回路（１０）において、前記充電電流の供給は、当該２次電池（１５）の現在の電圧と前記充電電流による電圧との比較に基づいて行われることを特徴とする充電制御回路（１０）が得られる。
【００２２】
さらに、本発明によれば、前記いずれか一つの充電制御回路（１０）において、前記２次電池（１５）は、リチウムイオン電池又はＮｉ−ＭＨ電池であることを特徴とする充電制御回路（１０）が得られる。
【００２３】
なお、上記（  ）内の参照符号は、本発明の理解を容易にするために附したものであり、本発明はこれらに限定されないのは勿論である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施の形態による充電制御回路を示す回路図で、図２は図１の充電制御回路の充電タイミングチャートを示す図である。
【００２６】
図１に示すように、充電制御回路は、目的とする例えば、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル−金属水素化物）電池等の２次電池１５の一端（正極）に抵抗（Ｒｓ）１４を介してトランジスタ（Ｑ１）１３が接続されている。
【００２７】
抵抗（Ｒｓ）１４の一端は第１及び第３のバッファ１１，１の夫々入力側に分岐して接続され、抵抗（Ｒｓ）１４の他端は、第２及び第４のバッファ１２，２の入力側に夫々分岐して接続されている。
【００２８】
第２のバッファ１２及び第４のバッファ２に入力する抵抗（Ｒｓ）１４の一端からの接続線は、途中で分岐して第１の比較器１８の負（−）入力側に接続されている。トランジスタ（Ｑ１）１３のベースは、トランジスタ２３のコレクタ側に接続されている。
【００２９】
第１及び第３のバッファ１１，１の出力は合流して増幅器（アンプ）１６の正（＋）入力側に入力し、第２及び第４のバッファ１２，２の出力は合流して増幅器１６の負（−）入力側に入力する。
【００３０】
増幅器１６からの出力は、第２の比較器２２の負（−）入力側に接続されている。直流電圧源１７の一端（正極）側が比較器１８の正（＋）入力側に接続されている。
【００３１】
第１の比較器１８からの出力は、切り替え手段であるスイッチ１９の切替操作と、直流電圧源２１の電圧を制御する。具体的には、直流電圧源２１は、ＶＬ２以下の時には、ＶＣＬ１であり、ＶＬ２以上のときには、ＶＣＬ２となる。但し、ＶＣＬ２＞ＶＣＬ１である。また、スイッチ１９は、２次電池１５の電圧がＶＬ２以上の場合に、バッファ１１，１２を動作させ、電池電圧がＶＬ２に満たない場合には、バッファ１，２を動作させる。
【００３２】
直流電圧源２１の正（＋）極は、第２の比較器２２の正（＋）入力側に接続されている。比較器２２からの出力は、トランジスタ２３のベース側に接続されている。このような充電制御回路１０は、抵抗（Ｒｓ）１４の両端電圧をＶＣＬとなるように制御している。
【００３３】
次に図１に示した本発明の実施の形態による充電制御回路１０の具体的動作について説明する。
【００３４】
まず、図２に示すように、２次電池１５への充電電流は、トランジスタ（Ｑ１）１３のコレクタ側からエミッタを通る電流である。
【００３５】
２次電池１５の電圧がある一定電圧（ＶＬ２）よりも低い場合において、低電流制御入力の第３及び第４のバッファ１，２を用いて充電している。この第３及び第４のバッファ１，２は、２次電池の電圧０Ｖ〜ＶＬ２まで動作する回路であり、予備充電（プリ充電）に該当する。ここで、このような第３及び第４のバッファ、増幅アンプ１６、第１の比較器を合わせて第１の制御手段と呼ぶ。
【００３６】
その後、電池の電圧が上昇し、ＶＬ２以上になると、第１の比較器１８により、スイッチを切替、第１及び第２のバッファ１１，１２を使用する。この第１及び第２のバッファ１１，１２は先に示したように、ＶＬ２以上で動作する回路であり、充電は本充電（フル充電）となる。ここで、このように第１及び第２のバッファ１１，１２と、増幅器１６と、第１の比較器１８とを合わせて第２の制御手段と呼ぶ。
【００３７】
このように、本発明の実施の形態においては、異なる特性を持つバッファを２段とすることによって、２次電池１５の電圧０Ｖの時の定電流制御が可能になった。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、異なる特性を持つバッファを２段とすることにより、従来はできなかった電池電圧０Ｖのときの定電流制御ができる充電制御回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による充電制御回路を示す回路図である。
【図２】図１の充電制御回路の充電タイミングチャートを示す図である。
【図３】従来技術による充電制御回路を示す回路図である。
【図４】図３の充電制御回路の充電タイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
１    第３のバッファ
２    第４のバッファ
１１    第１のバッファ
１２    第２のバッファ
１３    第１のトランジスタ（Ｑ１）
１４    抵抗（Ｒｓ）
１５    ２次電池
１６    増幅器（アンプ）
１７    電圧源
１８    第１の比較器
１９    スイッチ
２１    直流電圧源
２２    第２の比較器
２３    第２のトランジスタ（Ｑ２）
２４    充電・プリ充電切り替え比較器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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