(57)【要約】【課題】簡単な構成で幅広い電源電圧に対応すると共に、良好な充電を可能とする二次電池の充電装置を提供する。【解決手段】充電電流を供給して二次電池２を充電する二次電池の充電装置において、動作状態を表示する発光ダイオード１と、所定の一定電流ｉ０を二次電池２に供給する定電流回路３とを有し、定電流回路３を制御する制御電圧ｖ１を、発光ダイオード１の順方向電圧を基準電圧ｖ０として定める。【選択図】        図１
2005312104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電電流を供給して二次電池を充電する二次電池の充電装置において、
動作状態を表示する発光ダイオードと、
所定の一定電流を前記二次電池に供給する定電流回路とを有し、
前記定電流回路を制御する制御電圧を、前記発光ダイオードの順方向電圧を基準電圧として定める二次電池の充電装置。
【請求項２】
充電電流を供給して二次電池を充電する二次電池の充電装置において、
動作状態を表示する発光ダイオードと、
前記二次電池が満充電されたことを検出する満充電検出回路とを有し、
前記満充電検出回路を制御する制御電圧を、前記発光ダイオードの順方向電圧を基準電圧として定める二次電池の充電装置。
【請求項３】
充電電流を供給して二次電池を充電する二次電池の充電装置において、
動作状態を表示する発光ダイオードと、
所定の一定電流を前記二次電池に供給する定電流回路と、
前記二次電池が満充電されたことを検出する満充電検出回路とを有し、
前記定電流回路を制御する第一の制御電圧と、
前記満充電検出回路を制御する第二の制御電圧とを、前記発光ダイオードの順方向電圧を基準電圧として定める二次電池の充電装置。
【請求項４】
前記二次電池が満充電状態か否かによって、前記充電電流の供給と遮断とを制御する開閉回路を有する請求項２又は３に記載の二次電池の充電装置。
【請求項５】
前記満充電検出回路は、前記二次電池の端子間電圧を測定する電圧測定手段を有する請求項２から４のいずれか一項に記載の二次電池の充電装置。
【請求項６】
前記満充電検出回路は、前記二次電池の温度を測定する温度測定手段を有する請求項２から４のいずれか一項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、充電電流を供給して二次電池を充電する二次電池の充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池などに代表される二次電池は、携帯電話、デジタルカメラなど各種の機器を駆動する電源として広く使用されている。これら二次電池は、満充電された時点での電池の端子間電圧である充電終止電圧と、電池容量を使い切った時点での電池端子間電圧である放電終止電圧との範囲内で、充電と放電とを行い、繰り返し使用される。尚、充電終止電圧は二次電池のいわゆる公称電圧（例えば、ニッケル水素電池で１．２Ｖ。）以上の電圧であり、放電終止電圧は完全放電状態の０Ｖ近傍ではなく、二次電池ごとに規定された値（例えば、ニッケル水素電池で１．０Ｖ。）である。
【０００３】
二次電池を充電する際の制御方法として、例えば定電流充電と定電圧充電とを組み合わせた方式がある。これは、充電終止電圧以下の所定のしきい値電圧に達するまでは定電流を二次電池に供給して充電し、所定のしきい値に達した後は定電圧を二次電池に印加して充電するというものである。そして、この制御を行うに際しては、スイッチングレギュレータ回路を用いて基準電圧を定め、定電流充電と定電圧充電とを切り替える制御を行っている（例えば、特許文献１参照。）。また、こういった制御を行う制御回路を内蔵した専用の充電ＩＣも実用化されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８９１１０（段落番号０００１〜００１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、制御回路を内蔵した専用の充電ＩＣは高価であり、低価格な充電装置に適用することは好ましくない。また、専用の充電ＩＣは一般的に使用可能な電源電圧範囲が狭い。従って、ＡＣアダプターやカーバッテリーなど様々な電源からの電源供給を想定した、例えば５〜９Ｖといった広い範囲の電源電圧にはそのままでは対応できず、スイッチングレギュレータ、リニアレギュレータなどの電源電圧変換回路が必要となる。また、専用の充電ＩＣを使用しない場合でも、定電流回路を制御するための制御電圧や充電終止電圧を検出するための制御電圧を得るための基準として定電圧回路を必要とする。この時、リニアレギュレータや電圧リファレンスＩＣを使用すると装置のコストアップ要因となる。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で幅広い電源電圧に対応すると共に、良好な充電を可能とする二次電池の充電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る二次電池の充電装置の第一特徴構成は、動作状態を表示する発光ダイオードと、所定の一定電流を二次電池に供給する定電流回路とを有し、前記定電流回路を制御する制御電圧を、前記発光ダイオードの順方向電圧を基準電圧として定める点にある。
【０００８】
この第一特徴構成によれば、発光ダイオードの順方向電圧を基準電圧として定電流回路の制御電圧を定めているので、リニアレギュレータや電圧リファレンスＩＣ、ダイオードの逆方向電圧を利用したツェナーダイオードなどを使用せず簡単な構成で定電流回路を構成できる。また、充電装置に電源が投入されていることを示すパイロットランプとして設けられる発光ダイオードを用いて基準電圧を定めるので新たな部品を追加する必要もない。発光ダイオードはその順方向の静特性上、立ち上り電圧以上の電圧が端子間に印加された場合は印加電圧の変化に対して順方向電圧の変化が非常に小さい。従って、電源電圧（印加電圧）が異なる場合であっても順方向電圧を基準電圧として定電流回路を制御する制御電圧を良好に定めることができる。
【０００９】
本発明に係る二次電池の充電装置の第二特徴構成は、動作状態を表示する発光ダイオードと、二次電池が満充電されたことを検出する満充電検出回路とを有し、前記満充電検出回路を制御する制御電圧を、前記発光ダイオードの順方向電圧を基準電圧として定める点にある。
【００１０】
この第二特徴構成によれば、発光ダイオードの順方向電圧を基準電圧として満充電検出回路の制御電圧を定めているので、リニアレギュレータや電圧リファレンスＩＣ、ダイオードの逆方向電圧を利用したツェナーダイオードなどを使用せず簡単な構成で満充電検出回路を構成できる。また、充電装置に電源が投入されていることを示すパイロットランプとして設けられる発光ダイオードを用いて基準電圧を定めるので新たな部品を追加する必要もない。発光ダイオードはその順方向の静特性上、立ち上り電圧以上の電圧が端子間に印加された場合は印加電圧の変化に対して順方向電圧の変化が非常に小さい。従って、電源電圧（印加電圧）が異なる場合であっても、良好な精度で充電終止電圧を検出する満充電検出回路を構成することができる。さらに、満充電検出回路の出力に従って別の発光ダイオードなどを用いて充電状態を表示することもでき、使用者の使い勝手を向上させることもできる。
【００１１】
本発明に係る二次電池の充電装置の第三特徴構成は、動作状態を表示する発光ダイオードと、所定の一定電流を二次電池に供給する定電流回路と、前記二次電池が満充電されたことを検出する満充電検出回路とを有し、前記定電流回路を制御する第一の制御電圧と、前記満充電検出回路を制御する第二の制御電圧とを、前記発光ダイオードの順方向電圧を基準電圧として定める点にある。
【００１２】
この第三特徴構成によれば、発光ダイオードの順方向電圧を基準電圧として定電流回路と満充電検出回路との制御電圧を定めているので、リニアレギュレータや電圧リファレンスＩＣ、ダイオードの逆方向電圧を利用したツェナーダイオードなどを使用せず簡単な構成で定電流回路と満充電検出回路とを構成できる。また、充電装置に電源が投入されていることを示すパイロットランプとして設けられる発光ダイオードを用いて基準電圧を定めるので新たな部品を使うことなく構成できる。発光ダイオードはその順方向の静特性上、立ち上り電圧以上の電圧が端子間に印加された場合は印加電圧の変化に対して順方向電圧の変化が非常に小さい。従って、電源電圧（印加電圧）が変動する場合であっても順方向電圧を基準電圧として良好に利用することができる。その結果、定電流回路が良好に制御されると共に、良好な精度で充電終止電圧を検出する満充電検出回路を構成することができ、二次電池の充電を良好に制御することができる。さらに、満充電検出回路の出力に従って別の発光ダイオードなどを用いて充電状態を表示することもでき、使用者の使い勝手を向上させることもできる。
【００１３】
本発明に係る二次電池の充電装置の第四特徴構成は、前記二次電池が満充電状態か否かによって、前記充電電流の供給と遮断とを制御する開閉回路を有する点にある。
【００１４】
この第四特徴構成によれば、充電電流の供給と遮断とを制御する開閉回路を設けて、満充電を検出した場合には充電を停止させるようにしたので、充電終止電圧に達した以降も充電を継続することに起因する過充電を防いで良好な二次電池の充電装置が実現できる。その結果、過充電による二次電池の破裂や寿命の低下なども未然に防ぐことができる。
【００１５】
本発明に係る二次電池の充電装置の第五特徴構成は、前記満充電検出回路は、前記二次電池の端子間電圧を測定する電圧測定手段を有する点にある。
【００１６】
この第五特徴構成によれば、満充電検出回路が二次電池の端子間電圧を測定する手段を有するので、充電される二次電池自身の端子電圧と充電終止電圧とを用いて満充電されたかどうかを判断することができる。
【００１７】
本発明に係る二次電池の充電装置の第六特徴構成は、前記満充電検出回路は、前記二次電池の温度を測定する温度測定手段を有する点にある。
【００１８】
この第六特徴構成によれば、前記満充電検出回路が、前記二次電池の温度を測定する温度測定手段を有するので、例えば充電電流を多く流して急速充電するような場合、充電終止電圧付近から急速に上昇する二次電池の温度を検知して満充電を検出することができる。また、充電される二次電池の故障等で温度上昇が発生する場合も含めて、満充電検出回路の出力に従って充電を停止させることも可能となり、安全性の高い二次電池の充電装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
［第一実施形態］
図１は、電源９より充電電流ｉ０を供給して二次電池２を充電する二次電池の充電装置が有する回路構成の一例で、動作状態を表示する発光ダイオード１と、所定の一定電流（充電電流ｉ０）を二次電池２に供給する定電流回路３とを有し、定電流回路３を制御する制御電圧ｖ１を、発光ダイオード１の順方向電圧ｖ０を基準電圧として定めるように構成したものである。以下、この回路の動作について説明する。
【００２０】
電源９は、ＡＣアダプター、カーバッテリーなどの直流電源である。本例では電解コンデンサ９ａを用いて、内部回路の動作や電源９のリップルなどによる電源電圧の揺れを平滑化する平滑回路を構成している。発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と称す）１は、充電装置の動作状態を表示するものである。ＬＥＤ１は、回路に電源が投入されるとＡ点からグラウンド（以下、「ＧＮＤ」と称す）の方向に電流ｉ２が流れて点灯するので、二次電池の充電装置に電源が投入されていることを示す表示器（パイロットランプ）として構成されている。抵抗１ａは、ＬＥＤ１に流れる電流の最大値を定める制限抵抗である。
【００２１】
定電流回路３は、比較器４、スイッチング回路としてのトランジスタ５、電流検出回路としての抵抗３ａなどを有し、電源９からの供給電圧が変動した場合にも対応して二次電池２に一定電流である充電電流ｉ０を供給する。本例でオペアンプにより構成される比較器４の入力インピーダンスは非常に大きいので、抵抗３ａには充電電流ｉ０とほぼ等価な検出電流ｉ１が流れ、Ｆ点には検出電流ｉ１に比例した電位として電流検出電圧ｖ２が現れる。そして、この電流検出電圧ｖ２は比較器４の一方の端子に入力される。比較器４の他方の端子には定電流回路３を制御する制御電圧ｖ１が入力されており、比較器４は制御電圧ｖ１と電流検出電圧ｖ２とを比較する。
【００２２】
本例では、制御電圧ｖ１は比較器４のマイナス側端子に、電流検出電圧ｖ２は比較器４のプラス側端子に接続されており、比較器４は電流検出電圧ｖ２の方が大きい場合にはＨｉｇｈ（以下「Ｈ」）出力し、制御電圧ｖ２の方が大きい場合にはＬｏｗ（以下「Ｌ」）出力する。また、本例ではスイッチング回路にＰＮＰ型のトランジスタ５を用いており、このスイッチング回路は、ベース端子への入力がＬの時オンし、Ｈの時オフする。
【００２３】
以下、定電流制御の具体的動作について説明する。定電流回路３を制御する制御電圧ｖ１よりも電流検出電圧ｖ２の方が大きい場合には、検出電流ｉ１（≒充電電流ｉ０）が制御目標よりも多く流れていることとなり、比較器４からのＨ出力によってトランジスタ５をオフして二次電池２への充電電流ｉ０の供給を停止する。充電電流ｉ０（≒検出電流ｉ１）が供給されなくなると、電流検出電圧ｖ２が制御電圧ｖ１よりも小さくなるので、比較器４からのＬ出力によって、トランジスタ５がオンされて二次電池２へ充電電流ｉ０を供給する。これを繰り返すことによって定電流回路３は充電電流ｉ０の定電流制御を行う。尚、本例の抵抗５ａはトランジスタ５のベース電流を制限する保護抵抗であり、抵抗５ｂはトランジスタ５を確実にオフさせるためのプルアップ抵抗である。また、ダイオード２ａは二次電池２からの電流の逆流を防止する逆流防止回路である。
【００２４】
次に、定電流回路３を制御する制御電圧ｖ１を定める方法について図１及び図６を用いて説明する。図６は、一般的なダイオードの静特性を示すグラフである。制御電圧ｖ１は、図１のＢ点の電位を抵抗４ａと４ｂとによって分圧したＣ点の電位として定められている。ここで、基準となるＢ点の電位、すなわち基準電圧ｖ０は、ＬＥＤ１の順方向電圧である。
【００２５】
図６のグラフの第一象限に示すように、ＬＥＤも含めダイオードはその特性上、順方向に電圧を印加していくと立ち上がり電圧で急に電流（順方向電流）が流れ始め、それ以降は印加電圧の上昇は主として順方向電流の上昇に影響し、ダイオードの端子間電圧である順方向電圧はあまり変化しない。すなわち、図１に示す回路を対象として説明すると、Ａ点に印加された電圧の変化は順方向電流ｉ２の変化として現れ、抵抗１ａの両端の電圧（Ａ点−Ｂ点間）がＡ点に印加された電圧の変化に追従して変化する。よって、ＧＮＤ−Ｂ点間の電圧であるＬＥＤ１順方向電圧はほとんど変化せず、ＧＮＤ基準のＢ点の電位はほぼ一定値となる。
【００２６】
実験的には、Ａ点の電位が５Ｖである時を基準としてＡ点の電位を４〜９Ｖへ変化させた場合に、Ｂ点の電位は、９８．９％〜１０３．６％程度の変移である。これは、例えば約５時間の充電時間を想定して、充電電流ｉ０が６０ｍＡとなるように定電流回路３を制御するとした場合に、充電電流ｉ０が５９．３ｍＡ〜６２．２ｍＡの間で変動し、充電時間が５．１〜４．８時間の間で変動することを意味する。この変化は軽微なものであり、もちろん、充電電流ｉ０が大きくなりすぎて過度な発熱を起こすほどの大電流でもなく、充電ができなくなるような微小電流でもない。また、想定した充電時間からも大きく外れるものでもなく、充分に実用的な数値であると言える。尚、定電圧回路によく用いられるツェナーダイオードは図６のグラフの第三象限に示す原理、すなわち逆方向電圧を印加した場合の降伏電圧を用いた定電圧ダイオードである。
【００２７】
本例において、充電電流ｉ０（≒検出電流ｉ１）は、電流検出用の抵抗３ａの定数を変更するのみで設定変更が可能であり、装置ごとに設定値を変えることや、ボリュームを設けて充電の機会ごとに充電電流を変更することも容易である。尚、Ｂ点に現れる電位は異なるが、ＬＥＤに限らず、一般のダイオードやトランジスタのベース−エミッタ間をダイオードとして見立てた場合にも同様の原理を用いて基準電圧ｖ０を得ることができる。
【００２８】
以上説明したように、この第一実施形態によれば、電源電圧が一定に定まらない場合においても、リニアレギュレータや電圧リファレンスＩＣ、ダイオードの逆方向電圧を利用したツェナーダイオードなどを使用せず簡単に基準電圧発生回路を構成することができる。つまり、充電装置に電源が投入されていることを示すパイロットランプとして設けられたＬＥＤ１を用いるので新たな部品を使うことなく基準電圧発生回路を得て定電流回路を構成できる。尚、基準電圧の発生はＬＥＤに限らず、回路内に他のダイオードやトランジスタなどが余っている場合には、その順方向電圧を用いても同様に構成できる。第一実施形態によれば、このように簡単な構成で良好な充電性能を有する二次電池の充電装置が実現できる。
【００２９】
［第一実施形態の別実施例］
上記第一実施形態では、図１に基づいて電源電圧が一定に定まらない場合の実施形態を説明した。変形例として電源電圧が一定に定まる場合の構成例を図２に基づいて説明する。本例では、電源９は定電圧電源であり、電流検出回路としての抵抗３ａを定電流回路３の入力側に有している。本変形例では、Ａ点の電位が一定電圧となるため、制御目標通りの検出電流ｉ１（≒充電電流ｉ０）が抵抗３ａを流れ場合にＡ点から電圧降下して現れるＨ点の電位も一義的に定まる。そして、このＨ点の電位を抵抗３ｂと３ｃとで分圧して電流検出電圧ｖ２を得るように構成している。本例では、電流検出電圧ｖ２はＬＥＤ１の順方向電圧である基準電圧ｖ０と同じ値となるように電流検出電圧ｖ２を抵抗分圧で設定して比較器４に入力している。定電流回路３を制御する制御電圧ｖ１は比較器４の入力保護抵抗４ｃを介して基準電圧ｖ０を比較器に入力している。定電流回路３による定電流制御の動作は上記で説明した通りである。
【００３０】
［第二実施形態］
以下に本発明に係る二次電池の充電装置の第二実施形態について図３を基に説明する。図３は電源９より充電電流ｉ０を供給して二次電池２を充電する二次電池の充電装置が有する回路構成の一例で、動作状態を表示するＬＥＤ１と、所定の一定電流（充電電流ｉ０）を二次電池２に供給する定電流回路３と、二次電池２が満充電されたことを検出する満充電検出回路６とを有し、定電流回路３を制御する第一の制御電圧ｖ１と、満充電検出回路６を制御する第二の制御電圧ｖ３とを、ＬＥＤ１の順方向電圧を基準電圧ｖ０として定めるように構成したものである。以下、この回路の動作について説明する。
【００３１】
定電流回路３の動作については第一実施形態と同様であるので説明を省略し、満充電検出回路６の動作について説明する。二次電池２は、充電に伴って端子間の電圧が上昇し、満充電されると、Ｅ点とＦ点との間の電位差が上昇し、満充電電圧（充電終止電圧）に達する。従って、満充電検出回路６は、二次電池２の端子間（Ｅ−Ｆ間）電圧を測定する電圧測定手段を有して構成されることで、二次電池２の満充電を検出することができる。
【００３２】
図３に示した構成例では、比較器６ａによって満充電検出回路６の制御電圧ｖ３と満充電検出電圧ｖ４とを比較することによって満充電を検出している。二次電池２の満充電電圧（充電終止電圧）はＥ点とＦ点との間の電位差に現れている。一方、Ｅ点の電位（ＧＮＤであるＧ点を基準としたＥ点の電位）には、電流検出回路の抵抗３ａの両端の電圧が加わっている。従って、これを考慮して抵抗６ｂと６ｃとによってＥ点の電位を分圧して満充電検出電圧ｖ４（Ｊ点の電位）を得る。一方、満充電検出回路６の制御電圧（第二の制御電圧）ｖ３は、抵抗４ａと４ｂとで基準電圧ｖ０を分圧することによって得ている。本例では定電流回路３を制御する制御電圧（第一の制御電圧）ｖ１の生成と兼用している。
【００３３】
満充電検出回路６の比較器６ａは、プラス端子には満充電検出電圧ｖ４が、マイナス端子には満充電検出回路６の制御電圧（第二の制御電圧）ｖ３が入力されている。二次電池２が満充電されていないときには満充電検出電圧ｖ４は、制御電圧ｖ３よりも低い電圧であるので、比較器６ａはＬ出力となる。本例では比較器６ａの出力には、表示器としてのＬＥＤ７が抵抗７ａを介して電源ライン（Ａ点）から比較器６ａの出力向かって順方向に接続されているので、比較器６ａがＬ出力するとＬＥＤ７が点灯する。すなわち、二次電池２が満充電されていないときにはＬＥＤ７が点灯して充電の継続が必要であることを示している。
【００３４】
二次電池２が満充電されると、Ｅ点−Ｆ点間の電圧は充電終止電圧に達し、満充電検出電圧ｖ４は満充電検出回路６の制御電圧（第二の制御電圧）ｖ３よりも高い電圧となり、比較器６ａはＨ出力となる。比較器６ａが、例えばＨ出力が電源電圧（Ａ点と同電位）までは上がらない素子であったとしても、Ａ点と比較器６ａの出力端子と間にＬＥＤ７の立ち上がり電圧以上の電位差がなくなりＬＥＤ７は消灯する。すなわち、二次電池２が満充電されているときにはＬＥＤ７が消灯して充電の継続が不要であることを示している。このように、ＬＥＤ７の点灯状態によって容易に充電状態が識別できる。この表示器はＬＥＤに限ることなく、例えばブザーなどの他の報知手段を用いてもよい。そして、この表示（報知）によって使用者は満充電後、速やかに電源を切って充電を終了させることができる。尚、本例のように表示器としてＬＥＤを用いた場合は、ＬＥＤ１とＬＥＤ７との２つのＬＥＤを用いることとなるが、例えば、ＬＥＤ１を緑色のＬＥＤで、ＬＥＤ７を赤色のＬＥＤで構成するとさらに視認性が良いものとなる。また、同一パッケージに２種類の素子を封入したＬＥＤを用いて、ＬＥＤ１とＬＥＤ７とを構成しても良い。
【００３５】
尚、満充電の検出及び表示に際しては、定電流回路３は必須ではなく、簡易な回路構成で充電電流を二次電池に供給する場合には、満充電検出回路６だけを有していてもよい。図３には、定電流回路３と満充電検出回路６とを共に有する構成を例示したが、動作状態を表示する発光ダイオード１と、二次電池２が満充電されたことを検出する満充電検出回路６とを有し、満充電検出回路６を制御する制御電圧ｖ３を、発光ダイオード１の順方向電圧を基準電圧ｖ０として定めるように構成してもよい。
【００３６】
第二実施形態では、定電流回路３と満充電検出回路６とが共に比較器を有している。定電流回路３が有する比較器４と、満充電検出回路６が有する比較器６ａとは、例えば同じオペアンプを用いて構成することが可能である。ＩＣ（集積回路）化されたオペアンプには、１つのパッケージの中に２回路のオペアンプを有するものが多数、安価に実用化されている。このようなＩＣを使用することで、分圧抵抗など軽微な素子を除いて実質的に回路上の素子をほとんど増やすことなく、定電流回路３と充電装置に満充電検出回路６とのいずれか一方を有した二次電池の充電装置に他方を付加することができる。
【００３７】
［第三実施形態］
以下に本発明に係る二次電池の充電装置の第三実施形態について図４を基に説明する。図４は第二実施形態に係る二次電池の充電装置に対して、二次電池２が満充電状態か否かによって、充電電流ｉ０の供給と遮断とを制御する開閉回路を付加したものである。
【００３８】
第二実施形態において説明したように、満充電検出回路６の比較器６ａは二次電池２が満充電されていないときにはＬ出力となって、二次電池２に対して充電の継続が必要であることを示している。逆に、二次電池２が満充電されているときにはＨ出力となって、二次電池２に対して充電の継続が不要であることを示している。この比較器６ａの出力によって、充電電流ｉ０を供給する経路Ｄ点−Ｅ点間に配置した開閉回路を制御すると、二次電池２の充電状態によって充電電流ｉ０の供給と遮断とを制御することができる。
【００３９】
本例ではこの開閉回路をＰＮＰ型のトランジスタ８を用いて構成している。二次電池２が満充電状態ではないときには、比較器６ａはＬ出力となってトランジスタ８をオン状態にするので、定電流回路３より充電電流ｉ０が二次電池２に供給される。二次電池２が満充電されると比較器６ａはＨ出力となってトランジスタ８をオフ状態にする。その結果、定電流回路３より出力される電流は、トランジスタ８によって遮断されて二次電池２の充電は停止される。尚、抵抗８ａはベース電流を制限する保護抵抗、抵抗８ｂはプルアップ抵抗である。
【００４０】
このように、二次電池２の満充電を検出すると充電が停止されるので、満充電の表示（報知）によって使用者が電源を切って充電を終了するまでの時間差がなく充電を終了させることができる。その結果、二次電池２が過充電されることがなく、過充電による二次電池２の破裂や寿命の低下などを未然に防ぐことができる。尚、開閉回路にはトランジスタ以外の素子、例えばリレーなどを用いてもよい。
【００４１】
［第四実施形態］
以下に本発明に係る二次電池の充電装置の第四実施形態について図５を基に説明する。二次電池２は、充電電流ｉ０を増やすとそれにほぼ反比例して充電時間が短くなるが、二次電池２自身の温度が上昇し易くなる。特に充電終止電圧に達した後に大きな充電電流ｉ０を供給し続けた場合には、急速に二次電池の温度が上昇する。従って、二次電池２の温度を測定する温度測定手段を有して満充電検出回路６を構成することで、二次電池２の満充電を検出することができる。
【００４２】
図５に示した構成例では、温度測定手段として、サーミスタ６ｅを用いている。サーミスタ６ｅは、例えば、摂氏２５度で抵抗値１５ｋオーム、摂氏５０度で抵抗値５ｋオームといったように温度によって抵抗値が異なる素子であり、この抵抗値の変化を利用して温度を計測することが可能である。
【００４３】
例えば、図５に示したような回路構成でサーミスタ６ｅを二次電池２の近傍に配置する。満充電検出回路６の比較器６ａには、満充電検出電圧ｖ４としてＪ点の電位が入力されており、満充電検出回路６を制御する制御電圧ｖ３と比較することによって満充電を検出するようになっている。Ｊ点の電位は、ＬＥＤ１の順方向電圧である基準電圧ｖ０を抵抗６ｄとサーミスタ６ｅの抵抗値とで分圧することによって定まる。満充電を示す温度でのサーミスタ６ｅの抵抗値と抵抗６ｄとで、制御電圧ｖ３に対応した満充電検出電圧ｖ４を設定する。
【００４４】
二次電池２が満充電されていない時には、二次電池２の温度は上昇しておらず、サーミスタ６ｅの抵抗値は満充電検出電圧ｖ４を設定した時の抵抗値に比べて大きな値である。従って、Ｊ点の電位は満充電検出電圧ｖ４よりも高くなり、比較器６ａはＬ出力をするので、トランジスタ８はオン状態となり、定電流回路３より充電電流ｉ０が二次電池２に供給される。二次電池２が満充電されると、その後も供給される充電電流ｉ０によって二次電池２の温度が上昇するので、サーミスタ６ｅの抵抗値は満充電検出電圧ｖ４を設定した時の抵抗値以下となる。従って、抵抗６ｄとサーミスタ６ｅとによって分圧されたＪ点の電位は満充電検出電圧ｖ４よりも低くなり、比較器６ａはＨ出力となってトランジスタ８をオフ状態にする。その結果、定電流回路３より出力される電流は、トランジスタ８によって遮断されて二次電池２の充電は停止される。尚、温度検出手段はサーミスタに限るものではなく、サーモパイルを用いるなど他の方法を用いてもよい。
【００４５】
このように構成することで、例えば大きな充電電流ｉ０を用いて急速充電するような場合であっても充電終止電圧付近から急速に上昇する二次電池の温度を検知して満充電を検出することができる。また、充電される二次電池の故障等で温度上昇が発生する場合も含めて、満充電検出回路の出力に従って充電を停止させることも可能となり、安全性の高い二次電池の充電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第一実施形態に係る二次電池の充電装置の一の構成例を示す概略回路図
【図２】第一実施形態に係る二次電池の充電装置の他の構成例を示す概略回路図
【図３】第二実施形態に係る二次電池の充電装置の構成例を示す概略回路図
【図４】第三実施形態に係る二次電池の充電装置の構成例を示す概略回路図
【図５】第四実施形態に係る二次電池の充電装置の構成例を示す概略回路図
【図６】一般的なダイオードの特性を示すグラフ
【符号の説明】
【００４７】
１          発光ダイオード（ＬＥＤ）
２          二次電池
３          定電流回路
４          比較器
５          トランジスタ
６          満充電検出回路
ｉ０        充電電流
ｉ１        検出電流
ｖ０        基準電圧
ｖ１        定電流回路を制御する制御電圧
ｖ２        電流検出電圧
ｖ３        満充電検出回路を制御する制御電圧
ｖ４        満充電検出電圧
【図１】
2005312104.tif 000003
【図２】
2005312104.tif 000004
【図３】
2005312104.tif 000005
【図４】
2005312104.tif 000006
【図５】
2005312104.tif 000007
【図６】
2005312104.tif 000008