(57)【要約】【課題】従来必要としたダイオードおよび大静電容量のコンデンサを不要とした充電制御装置を提供する。【解決手段】充電回路６に充電可の２次電池７が接続されたときオフ状態に、充電否の２次電池７が接続されたとき、または２次電池７が接続されていないときオン状態にトランジスタＱ１を制御し、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ２を含む時定数回路を介してトランジスタＱ１のコレクタ出力でトランジスタＱ２を駆動し、トランジスタＱ２のコレクタ出力をタイマーＩＣ３のリセット端子に印加し、リセット端子に印加される電圧の立ち下がりエッジでタイマーＩＣ３をマスタリセットし、マスタリセット時から予め設定した期間発生するタイマーＩＣ３からの高電位出力とトランジスタＱ１の高電位コレクタ出力との論理積出力を充電制御電圧として電制御電圧の出力期間、２次電池７を充電させる。【選択図】        図１
2005039940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定化されたアダプタ出力電圧が電源電圧として供給されて、充電回路に２次電池が接続されていないとき、または充電回路に充電否の２次電池が接続されているとき低電位出力状態に制御され、かつ充電回路に充電可の２次電池が接続されているとき高電位出力状態に制御される第１のスイッチ手段と、
前記アダプタ出力電圧が電源電圧として供給されて、時定数回路を介して前記第１のスイッチ手段からの出力が入力として供給され、前記第１のスイッチ手段が高電位出力状態のときに低電位出力状態に制御され、前記第１のスイッチ手段が低電位出力状態のときに高電位出力状態に制御される第２のスイッチ手段と、
前記アダプタ出力電圧が電源電圧として印加されると共にオートリセットのためのオートリセット端子に印加され、第２のスイッチ手段の出力がリセット端子に印加されて、リセット端子に印加される電圧の立ち下がりエッジでマスタリセットされて、マスタリセットから予め設定された期間高電位出力を送出するタイマー手段と、
タイマー手段からの出力が高出力および第１のスイッチ手段からの出力が高電位の期間充電回路に充電制御電圧を出力する充電制御電圧出力手段と、
を備えて、充電制御電圧の出力期間充電回路を介して２次電池を充電させることを特徴とする充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２次電池の充電を行う充電装置を制御する充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電器からの出力によって２次電池、たとえばリチウムイオン電池の充電を制御する従来の充電制御装置は、充電器と２次電池が接続されたことを検出してタイマーを動作させ、初期充電電流を所定範囲内に押さえる予備充電回路を動作させて初期充電を行い、初期充電により２次電池がタイマーの設定時間内にマイクロコンピュータを動作させるに足る電圧にまで充電されるとタイマーの作動を停止させ、マイクロコンピュータによって充電回路を制御して急速充電させるようにしている。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２５７６８７号公報（第３頁、図３）。
【０００３】
また一方、図２に示すように構成した充電制御装置１１がある。図２に示す充電制御装置では、入力交流電圧を直流電圧に変換するアダプタの出力端子１から出力されるアダプタ出力電圧ＶＡを充電回路６に供給し、充電制御電圧に基づき充電回路６から出力される直流定電圧・定電流出力によって２次電池７を充電する。アダプタは入力直流電圧を直流電圧に電圧変換するアダプタであってもよい。アダプタ出力電圧ＶＡは３端子レギュレータ２に供給して安定化された直流電圧ＶＣに変換し、直流電圧ＶＣを電源電圧としてタイマー集積回路（タイマーＩＣとも記し、たとえばフィリップス社製のＨＥＦ４５４１ＢＰのタイマーがこれである。）３の電源端子（Ｖｄｄ）に印加し、タイマーＩＣ３の出力端子（ＯＵＴ）から電圧Ｖｔｉｍｅｒがアンド回路５に供給される。この場合、タイマーＩＣのオートリセット端子（ＡＵＴＯ  ＲＥＳＥＴ）はアースしてある。
【０００４】
充電される２次電池７が充電回路６に対応して充電可の２次電池であるか充電否の２次電池であるかを示す電圧は２次電池種類判別端子４に印加される。充電回路６に接続された２次電池７が充電可の２次電池のときは低電位の２次電池種類判別電圧が２次電池種類判別端子４に印加され、充電否の２次電池のときは高電位の２次電池種類判別電圧が２次電池種類判別端子４に印加される。充電可否に基づく２次電池種類判別電圧を２次電池種類判別端子４に印加するのは、たとえば、ニッケルカドミウム電池対応の充電回路でニッケル水素電池を長時間充電したりするとセルを破損する場合があるためである。
【０００５】
２次電池種類判別端子４に供給される電圧はタイマーＩＣ３のリセット（ＲＥＳＥＴ）端子にリセット電圧として印加してタイマーＩＣ３をマスタリセットさせる。コレクタ抵抗Ｒ１を介して直流電圧ＶＣがコレクタに供給されるトランジスタＱ１のベースに、抵抗Ｒ３を介して２次電池種類判別端子４に印加される電圧を印加して、２次電池種類判別電圧に基づいてトランジスタＱ１をオン／オフ駆動し、トランジスタＱ１のコレクタ電圧ＶＳをアンド回路５に供給し、電圧Ｖｔｉｍｅｒと共にアンド回路５を制御して、アンド回路５の出力である充電制御電圧の出力期間中、充電回路６により２次電池７の充電を行わせる。ここで、トランジスタＱ１は第１のスイッチ手段に対応している。
【０００６】
上記した充電制御装置１１の作用は次のごとくである。アダプタ出力電圧ＶＡが印加された後、２次電池７が充電回路６に接続されるのを待つ。この場合、タイマーＩＣ３のオートリセット端子がアースされているため、この状態ではオートリセット機能が働き、タイマーＩＣ３による計時が開始される。したがって、出力端子から高電位のＶｔｉｍｅｒが出力される。
【０００７】
一方、充電回路６に２次電池が接続されていない状態では、２次電池種類判別端子４には高電位および低電位の電圧が印加されず、抵抗Ｒ２を介した直流電圧ＶＣがトランジスタＱ１のベースに印加されると共に、タイマーＩＣ３のリセット端子に印加される。この結果、タイマーＩＣ３はリセットされず、トランジスタＱ１がオン状態に制御され、コレクタ電圧ＶＳは低電位となって高電位のＶｔｉｍｅｒにかかわらず、アンド回路５から充電制御電圧は出力されず充電が行われることはない。
【０００８】
２次電池７が充電回路６に接続されると、接続された２次電池７の充電可、充電否に基づいて２次電池種類判別端子４に低電位、または高電位の電圧が印加される。２次電池７が充電可の２次電池であるときは低電位の電圧が２次電池種類判別端子４に印加され、タイマーＩＣ３のリセット端子は高電位から低電位になり、高電位から低電位になったときの立ち下がりエッジにより、タイマーＩＣ３のタイマー機能を含めて全機能がマスタリセットされる。このリセット機能をマスタリセット機能とも記す。
【０００９】
タイマーＩＣ３のマスタリセット機能が働いたため、タイマーＩＣ３は改めてスタートされ、タイマーＩＣ３の出力端子は設定された期間、高電位出力となって高電位の出力電圧Ｖｔｉｍｅｒが設定された期間、アンド回路５に供給される。一方、２次電池種類判別端子４に低電位が印加された結果、トランジスタＱ１はオフ状態に制御され、高電位のコレクタ電圧ＶＳがアンド回路５に供給される。この結果、充電制御電圧が充電回路６に供給されて２次電池７に対して充電が開始される。タイマーＩＣ３に設定された期間が経過すると、タイマーＩＣ３の出力電圧Ｖｔｉｍｅｒは低電位にされる。したがって、充電制御電圧は消滅し、充電は終了する。
【００１０】
充電否の２次電池７が充電回路６に接続されたときは２次電池種類判別端子４に高電位が印加されている状態となり、タイマーＩＣ３はリセットされず、低電位の出力電圧Ｖｔｉｍｅｒが出力され、さらにトランジスタＱ１はオン状態に制御されて、低電位のコレクタ電圧ＶＳが出力されて、アンド回路５から充電制御電圧は出力されず２次電池７に対する充電回路６による充電は開始されない。
【００１１】
また、充電可の２次電池７が充電回路６に接続されて２次電池種類判別端子４が低電圧の状態で、アダプタ出力電圧ＶＡが立ち上がって低電圧から高電圧になったときもタイマーＩＣ３のオートリセット機能が働き、タイマーＩＣ３が計時を開始すると同時にタイマーＩＣ３の出力端子が高電位にとなり、高電位の出力電圧Ｖｔｉｍｅｒが出力されて、充電が開始される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記した図２に示す従来の充電制御装置１１では、アダプタの入力電圧が瞬断した場合、アダプタ出力電圧ＶＡが一旦低下し、ついで高電圧に戻る。この結果、タイマーＩＣ３の電源電圧ＶＣが一旦低下し、再び高電圧に戻る。そこで、タイマーＩＣ３の電源電圧ＶＣが高電圧に戻ったときにタイマーＩＣ３のオートリセット機能が働き、タイマーＩＣ３がリセットされてしまう。これは、タイマーＩＣ３のオートリセット機能のための閾値が電源電圧Ｖｄｄに対して近いため、わずかの電源電圧ＶＣの低下でもオートリセット機能が働いてしまうためである。
【００１３】
これを避けるために、従来の充電制御装置１１では、図２に示すように、３端子レギュレータ２の出力端にダイオードＤ１と大静電容量のコンデンサＣ１を接続して、アダプタ出力電圧ＶＡの低下を防止している。しかるに、大静電容量のコンデンサは形状が大きく、回路パターン形成上で制約を与えるという問題点があった。
【００１４】
本発明は、従来必要としたダイオードおよび大静電容量のコンデンサを不要にした充電制御装置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】
【００１５】
本発明にかかる請求項１記載の充電制御装置は、安定化されたアダプタ出力電圧が電源電圧として供給されて、充電回路に２次電池が接続されていないとき、または充電回路に充電否の２次電池が接続されているとき低電位出力状態に制御され、かつ充電回路に充電可の２次電池が接続されているとき高電位出力状態に制御される第１のスイッチ手段と、
前記アダプタ出力電圧が電源電圧として供給されて、時定数回路を介して前記第１のスイッチ手段からの出力が入力として供給され、前記第１のスイッチ手段が高電位出力状態のときに低電位出力状態に制御され、前記第１のスイッチ手段が低電位出力状態のときに高電位出力状態に制御される第２のスイッチ手段と、
前記アダプタ出力電圧が電源電圧として印加されると共にオートリセットのためのオートリセット端子に印加され、第２のスイッチ手段の出力がリセット端子に印加されて、リセット端子に印加される電圧の立ち下がりエッジでマスタリセットされて、マスタリセットから予め設定された期間高電位出力を送出するタイマー手段と、
タイマー手段からの出力が高出力および第１のスイッチ手段からの出力が高電位の期間充電回路に充電制御電圧を出力する充電制御電圧出力手段と、
を備えて、充電制御電圧の出力期間充電回路を介して２次電池を充電させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１記載の充電制御装置によれば、充電回路に２次電池が接続されていないとき、または充電回路に充電否の２次電池が接続されているときは、第１のスイッチ手段の出力は低電位出力状態に制御されるため、充電制御電圧は出力されず、充電回路は充電作用を行わない。
【００１７】
充電回路に充電可の２次電池が接続されたときは、第１のスイッチ手段の出力は高電位出力状態に制御される。また、充電回路に充電可の２次電池が接続されることにより第２のスイッチング手段は高電位状態から低電位状態に制御され、その立ち下がりエッジでタイマー手段はマスタリセットされて、予め設定された期間タイマー手段から高電位出力が出力されて、充電制御電圧が出力され、充電回路は接続されている２次電池を充電する。この間に、アダプタ出力電圧が瞬断され、一旦低電圧に低下しても時定数回路の時定数に基づく期間第２のスイッチ手段の出力は高電位状態に維持される。このために、アダプタ出力電圧の瞬断があっても瞬断の期間中、タイマー手段のリセット端子の電圧が一旦低下することはない。この結果、リセット端子に立ち下がりエッジが印加されることはなくマスタリセットがかかることはない。このために、従来必要としたダイオードと大静電容量のコンデンサを必要とせず、第２のスイッチ手段と時定数回路とを設けることですみ、回路パターンの自由度が増すことになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる充電制御装置を実施の形態によって説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態にかかる充電制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
本発明の実施の形態にかかる充電制御装置１０においては、図２に示す従来の充電制御装置１１と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、重複を避けるために同一の構成要素の説明は省略する。
【００２１】
充電制御装置１０では、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１は接続されておらず、タイマーＩＣのオートリセット端子には電源端子Ｖｄｄと同じ直流電圧ＶＣが印加してある。さらに、充電制御装置１０では、エミッタがアースされ、かつコレクタ抵抗Ｒ４を介してコレクタに直流電圧ＶＣが供給されたトランジスタＱ２を備え、トランジスタＱ２のベースには抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ１のコレクタ電圧を供給すると共に、トランジスタＱ２のベースはコンデンサＣ２を通してアースしてあり、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ５およびコンデンサＣ２とで時定数回路を構成し、時定数回路による時定数に基づく期間トランジスタＱ２のベース電位を高電位に維持するようにして、トランジスタＱ２のコレクタ電圧はタイマーＩＣ３のリセット端子に印加してある。その他の構成は充電制御回路１１と同一である。ここで、トランジスタＱ２は第２のスイッチ手段に対応している。
【００２２】
上記のように構成された充電制御装置１０の作用について説明する。アダプタ出力電圧ＶＡが印加された後、２次電池７が接続されるのを待つ。この場合、タイマーＩＣ３のオートリセット端子に直流電圧ＶＣが印加されているため、オートリセット機能が働かない。したがってタイマーＩＣ３の出力端子から高電位の出力電圧Ｖｔｉｍｅｒが出力されない。
【００２３】
一方、充電回路６に２次電池７が接続されていない状態では、２次電池種類判別端子４には高電位および低電位の電圧が印加されず、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ１のベースに印加される直流電圧ＶＣによってトランジスタＱ１はオン状態に制御され、トランジスタＱ２はオフ状態に制御されている。したがって、タイマーＩＣ３のリセット端子には高電位の電圧が印加され、タイマーＩＣ３はリセットされず、タイマーＩＣ３の出力は低電位の出力電圧Ｖｔｉｍｅｒであり、かつトランジスタＱ１がオン状態に制御されているため、コレクタ電圧ＶＳは低電位となり、アンド回路５から充電制御電圧は出力されず充電が行われることはない。
【００２４】
２次電池７が充電回路６に接続され、接続された２次電池７が充電可の２次電池であるときは低電位の電圧が２次電池種類判別端子４に印加される。したがって、トランジスタＱ１はオフ状態に制御され、トランジスタＱ１のコレクタ電圧ＶＳは高電圧となり、コンデンサＣ２は充電され、トランジスタＱ２はオン状態に制御され、トランジスタＱ２のコレクタ電圧はアース電位に制御される。したがって、トランジスタＱ２のコレクタ電圧が高電圧から低電圧に変化した立ち下がりエッジにより、タイマーＩＣ３のタイマー機能を含めて全機能がマスタリセットされる。
【００２５】
タイマーＩＣ３のマスタリセット機能が働いたため、タイマーＩＣ３はスタートし、タイマーＩＣ３から設定された期間、高電位の出力電圧Ｖｔｉｍｅｒがアンド回路５に供給される。一方、トランジスタＱ１はオフ状態に制御されており、トランジスタＱ１のコレクタ電位ＶＳは高電位であって、高電位のコレクタ電圧ＶＳがアンド回路５に供給される。この結果、充電制御電圧が充電回路６に供給されて２次電池７に対して充電が開始される。タイマーＩＣ３に設定された期間が経過すると、タイマーＩＣ３の出力電圧Ｖｔｉｍｅｒは低電位にされる。したがって、充電制御電圧は消滅し、充電は終了する。
【００２６】
２次電池７が充電回路６に接続され、接続された２次電池７が充電否の２次電池であるときは高電位の電圧が２次電池種類判別端子４に印加される。２次電池種類判別端子４に高電位の電圧が印加されている状態では、トランジスタＱ１はオン状態に制御され、トランジスタＱ２はオフ状態に制御され、タイマーＩＣ３のリセット端子には高電位の電圧が印加されているため、タイマーＩＣ３はリセットされず、低電位の出力電圧Ｖｔｉｍｅｒが出力される。一方。トランジスタＱ１はオン状態に制御されているため、低電位のコレクタ電圧ＶＳが出力され、かつ出力電圧Ｖｔｉｍｅｒが低電位の電圧であるため、アンド回路５から充電制御電圧は出力されず２次電池７に対する充電回路６による充電は開始されない。
【００２７】
また、２次電池種類判別端子４に低電位の電圧が印加されている状態で、アダプタ出力電圧ＶＡが立ち上がって低電圧から高電圧になったときは、抵抗Ｒ４を介してタイマーＩＣ３のリセット端子に直流電圧ＶＣが印加される。一方、トランジスタＱ１はオフ状態であるため、直流電圧ＶＣの立ち上がりにより抵抗Ｒ１およびＲ５を介してコンデンサＣ２が充電され、抵抗Ｒ１、Ｒ５およびコンデンサＣ２による時定数に基づく時間遅れてトランジスタＱ２はオン状態に制御されて、タイマーＩＣ３のリセット端子が低電位にされる。したがって、タイマーＩＣ３のリセット端子の電位の立ち下がりエッジでタイマーＩＣ３のマスタリセット機能が働き、タイマーＩＣ３がスタートすると同時にタイマーＩＣの出力電圧Ｖｔｉｍｅｒが高電位となり、トランジスタＱ１のコレクタ電圧も高電圧のために、アンド回路５から充電制御電圧が出力されて充電がスタートされる。
【００２８】
また、アダプタの入力電圧が瞬断した場合、アダプタ出力電圧ＶＡが一旦低下し、ついで高電圧に戻る。このアダプタ出力電圧ＶＡが一旦低下し、ついで高電圧に戻るまでの間、コンデンサＣ２の充電電荷によりトランジスタＱ２はオン状態であって、タイマーＩＣ３のリセット端子は低電位の電圧に維持されて、電源電圧ＶＣが高電圧に戻ったときにタイマーＩＣ３リセットされるようなことは避けられる。
【００２９】
上記のように、アダプタ電圧の瞬断のときにおいてタイマーＩＣ３のマスタリセット機能を働かさないようにするために充電制御装置１１において必要としたダイオードＤ１と大静電容量のコンデンサＣ１に代わって、充電制御装置１０によれば、トランジスタＱ２、小静電容量のコンデンサＣ２、抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５ですむことになり、これらは部品形状も小さく、回路パターンの引き回しの柔道が増加することになる。
【００３０】
さらに、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ５とコンデンサとによる時定数回路の存在のために、２次電池種類判別端子４の電圧がチャタリングしても、その影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態にかかる充電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の充電制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  アダプタの出力端子
２  ３端子レギュレータ
３  タイマーＩＣ
４  ２次電池種類識別端子
５  アンド回路
６  充電回路
７  ２次電池
１０  充電制御装置
Ｑ１およびＱ２  トランジスタ
【図１】
2005039940.tif 000003
【図２】
2005039940.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月28日(2003.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005039940.tif 000005