(57)【要約】【課題】定電圧充電を行う構成をとりながら定電流充電に準じた充電が行える二次電池の充電制御装置及び該充電制御装置を備える充電器を提供する。【解決手段】二次電池２００及び抵抗器４を含む直列回路に所定の設定電圧を印加して所定の充電電流にて充電する場合、Ａ／Ｄ変換器３０４を用いて検出した二次電池２００の電圧と、抵抗器４の抵抗及び充電電流の積で表される電圧と、ＲＯＭ３０２から読み出したトランジスタ６のオン抵抗による電圧降下とを加算した電圧がＶｃｃの設定電圧となるように、Ｄ／Ａ変換器３０５を介して、定電圧制御回路３０８の基準電圧入力端子に基準電圧を与える。【選択図】図２
2012125110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池に直列的に接続すべき抵抗回路を備え、該抵抗回路を介して前記二次電池を充電すべき電圧が所定の設定電圧となるように制御する二次電池の充電制御装置において、
前記二次電池の電圧を時系列的に検出する検出器と、
該検出器が検出した電圧に所定電圧を加算した電圧を、前記設定電圧とする設定手段と
を備えることを特徴とする二次電池の充電制御装置。
【請求項２】
前記抵抗回路に直列的に接続されたダイオードを備え、
前記抵抗回路及びダイオードを介して前記二次電池を充電すべき電圧を制御するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の充電制御装置。
【請求項３】
前記抵抗回路及びダイオードの組を複数備え、
前記検出器は、複数の二次電池夫々の電圧を時系列的に検出するようにしてあり、
前記検出器が検出した各二次電池の電圧に基づいて、全二次電池の電圧を代表する電池電圧を算出する算出手段を有し、
前記設定手段は、前記算出手段が算出した電池電圧に前記所定電圧を加算した電圧を、前記設定電圧とするようにしてあり、
前記二次電池の夫々に前記抵抗回路及びダイオードの各１組を直列的に接続して並列的に充電すべき電圧を制御するようにしてあること
を特徴とする請求項２に記載の二次電池の充電制御装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記検出器が検出した各二次電池の電圧から、最低の電圧を選択し又は平均の電圧を算出して電池電圧とするようにしてあることを特徴とする請求項３に記載の二次電池の充電制御装置。
【請求項５】
前記二次電池の充電路を開閉するスイッチング素子を備え、
前記所定電圧は、前記スイッチング素子のオン抵抗による電圧降下が加算された電圧であること
を特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の二次電池の充電制御装置。
【請求項６】
外部の直流電源から供給されるべき電圧が、前記設定電圧となるように制御するための制御信号を、前記検出器が検出した電圧に基づいて生成する生成部を備えることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の二次電池の充電制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の二次電池の充電制御装置と、該充電制御装置に電圧を供給する直流電源とを備える充電器において、
前記二次電池の充電制御装置が備える生成部が生成した制御信号によって、前記直流電源が前記設定電圧を供給するようにしてあること
を特徴とする充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に抵抗回路を直列的に接続して充電すべき電圧が所定の設定電圧となるように制御する二次電池の充電制御装置、及び該充電制御装置を備える充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池に代表される二次電池の充電では、設定電流にて定電流充電し、端子電圧が上昇して設定電圧に達した後は、定電圧充電にて充電する、いわゆる定電流・定電圧充電方式が用いられる。また、ニッケル水素電池で行われているように、充電末期の電池電圧のピークを検出するまで定電流にて充電されることもある。
【０００３】
上述した様々な充電方式に対応するため、種々の充電方法及び充電器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なかでも、過充電に対する耐性が比較的高い二次電池に対しては、二次電池の充電路に抵抗器を介装させて定電圧にて充電する充電器が用いられることが多い。このような構成にすることによって二次電池の充電電流の検出が不要となり、その分だけ充電制御ＩＣのピン数と周辺回路の部品点数とが削減されて充電器が安価となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２０５４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、充電路の抵抗器を介して行う定電圧充電では、充電が進行して電池電圧が上昇すると共に、抵抗器に生じる電圧降下を減少させるべく充電電流が減少するため、充電の過程における充電電流の変化が大きいという問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、定電圧充電を行う構成をとりながら定電流充電に準じた充電が行える二次電池の充電制御装置及び該充電制御装置を備える充電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る二次電池の充電制御装置は、二次電池に直列的に接続すべき抵抗回路を備え、該抵抗回路を介して前記二次電池を充電すべき電圧が所定の設定電圧となるように制御する二次電池の充電制御装置において、前記二次電池の電圧を時系列的に検出する検出器と、該検出器が検出した電圧に所定電圧を加算した電圧を、前記設定電圧とする設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、二次電池及び抵抗回路を含む直列回路に所定の設定電圧を印加させる場合、時系列的に検出した二次電池の電圧に所定電圧を上乗せした電圧を設定電圧とする。
これにより、二次電池と直列的に接続されるべき回路全体の両端電圧が所定電圧に保たれるため、抵抗回路の電圧降下が一定になる。つまり、充電が進行するに連れて二次電池の電圧が時々刻々と変化する状況であっても、二次電池を充電する電流が一定に保たれる。
【０００９】
本発明に係る二次電池の充電制御装置は、前記抵抗回路に直列的に接続されたダイオードを備え、前記抵抗回路及びダイオードを介して前記二次電池を充電すべき電圧を制御するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、二次電池の充電路にダイオードを介装してあるため、二次電池から抵抗回路を介して電流が逆流するのを防止することができる。
【００１１】
本発明に係る二次電池の充電制御装置は、前記抵抗回路及びダイオードの組を複数備え、前記検出器は、複数の二次電池夫々の電圧を時系列的に検出するようにしてあり、前記検出器が検出した各二次電池の電圧に基づいて、全二次電池の電圧を代表する電池電圧を算出する算出手段を有し、前記設定手段は、前記算出手段が算出した電池電圧に前記所定電圧を加算した電圧を、前記設定電圧とするようにしてあり、前記二次電池の夫々に前記抵抗回路及びダイオードの各１組を直列的に接続して並列的に充電すべき電圧を制御するようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、二次電池とダイオード及び抵抗回路とを含む直列回路を複数並列に接続して所定の設定電圧を印加させる場合、時系列的に検出した各二次電池の電圧に基づいて、全二次電池の電圧が代表される電池電圧を算出し、算出した電池電圧に所定電圧を上乗せした電圧を設定電圧とする。
これにより、各二次電池と直列的に接続されるべき回路全体の両端電圧が、夫々の二次電池の電圧及び前記電池電圧の偏差の範囲内で略所定電圧に保たれるため、充電が進行するに連れて各二次電池の電圧が時々刻々と変化する状況であっても、各二次電池を充電する電流が略一定に保たれる。
また、所望の充電電流の範囲内で、ダイオードのオン電圧が略一定とみなせる場合は、抵抗回路の抵抗と充電電流の積で表される電圧に、ダイオードのオン電圧を加算することにより、電池電圧に上乗せすべき電圧の算出が簡略化される。
【００１３】
本発明に係る二次電池の充電制御装置は、前記算出手段は、前記検出器が検出した各二次電池の電圧から、最低の電圧を選択し又は平均の電圧を算出して電池電圧とするようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、各二次電池の電圧から選択した最低の電圧、又は各二次電池の電圧の平均電圧を電池電圧とし、該電池電圧に所定電圧を上乗せした電圧を設定電圧とする。
これにより、最低の電圧を電池電圧とした場合は、各二次電池とダイオード及び抵抗回路とを含む直列回路に必要以上の設定電圧が印加されることが防止される。
また、平均電圧を電池電圧とした場合は、各二次電池に応じた設定電圧の過不足が調整されて、平均的な設定電圧が印加される。
【００１５】
本発明に係る二次電池の充電制御装置は、前記二次電池の充電路を開閉するスイッチング素子を備え、前記所定電圧は、前記スイッチング素子のオン抵抗による電圧降下が加算された電圧であることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、スイッチング素子が充電路を開閉するため、二次電池が装着されるべき端子に、不要な電圧を印加しないようにできる。
また、二次電池の電圧に上乗せすべき所定電圧には、スイッチング素子のオン抵抗による電圧降下が加算されており、所望の充電電流の範囲内で、前記電圧降下が略一定とみなせる場合は、抵抗回路の抵抗と充電電流の積で表される電圧に、スイッチング素子での電圧降下を加算することにより、電池電圧に上乗せすべき電圧の算出が簡略化される。
【００１７】
本発明に係る二次電池の充電制御装置は、外部の直流電源から供給されるべき電圧が、前記設定電圧となるように制御するための制御信号を、前記検出器が検出した電圧に基づいて生成する生成部を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、検出した二次電池の電圧に基づいて生成した制御信号によって、外部の直流電源から供給されるべき電圧が設定電圧となるように制御する。
これにより、検出した二次電池の電圧に応じて、適当な設定電圧を外部から供給させることができる。
【００１９】
本発明に係る充電器は、上述の二次電池の充電制御装置と、該充電制御装置に電圧を供給する直流電源とを備える充電器において、前記二次電池の充電制御装置が備える生成部が生成した制御信号によって、前記直流電源が前記設定電圧を供給するようにしてあることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、二次電池の充電制御装置が生成した制御信号によって直流電源が設定電圧を供給するため、検出した二次電池の電圧に応じて、適当な設定電圧を外部から供給させることが可能な二次電池の充電制御装置が、充電器に適用される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、二次電池の電圧の増加に応じて、二次電池及び抵抗回路を含む直列回路に印加すべき設定電圧を増加させる。
これにより、二次電池と直列的に接続される回路全体の両端電圧が所定電圧に保たれるため、抵抗回路の電圧降下が一定になる。つまり、充電が進行するに連れて二次電池の電圧が時々刻々と変化する状況であっても、二次電池を充電する電流が一定に保たれる。
従って、定電圧充電を行う構成をとりながら定電流充電に準じた充電を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る充電器の構成例を示すブロック図である。
【図２】充電器の回路構成の一例を示す略示回路図である。
【図３】実施の形態１に係る充電制御装置のＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係る充電器の構成例を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２に係る充電制御装置のＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る充電器の構成例を示すブロック図である。図中１００は充電器であり、充電器１００は、ニッケル水素電池からなる二次電池２００に対する充電を制御する充電制御装置１と、商用電源３００から電力を送給されて充電制御装置１に直流の電圧を供給する充電電源部２とを備える。二次電池２００は、ニッケル水素電池に限定されず、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池等の他の二次電池であってもよい。二次電池２００は、複数のニッケル水素電池を直列、並列又は直並列に接続したものであってもよい。
【００２４】
充電制御装置１は、充電電源部２から供給される電圧及び二次電池２００の電圧を夫々検出する充電制御部３と、そのコレクタが抵抗器４を介して二次電池２００に接続されたＰＮＰ型のトランジスタ６と、二次電池２００が充電中であるか否かを表示する表示器７とを備える。トランジスタ６のベース及びエミッタの夫々は、充電制御部３及び充電電源部２と接続されている。トランジスタ６に代えてＰチャネル型又はＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。
【００２５】
充電制御部３は、検出した二次電池２００の電圧に基づいて、二次電池２００を充電すべき電圧を算出し、算出した電圧が、充電電源部２からトランジスタ６のエミッタに与えられるように制御するためのフィードバック信号を充電電源部２に与える。
以下では、充電電源部２及び充電制御部３の回路構成について説明する。
【００２６】
図２は、充電器１００の回路構成の一例を示す略示回路図である。
充電電源部２は、商用電源３００の交流電圧を整流する整流器２１と、該整流器が整流した直流電圧を平滑化する平滑回路２２と、該平滑回路の出力電圧を、トランス２４の一次巻線を介してスイッチングするＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ２５とを備える。前記一次巻線の両端には、環流ダイオード２３が並列に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２５のゲートは、パルス幅変調された矩形波を与えるＰＷＭ制御回路２６の出力端子と接続されている。トランス２４の二次巻線の両端は、整流ダイオード２７及び平滑コンデンサ２８の直列回路と接続されており、平滑コンデンサ２８と前記二次巻線の一端との接続点は、接地電位に接続されている。平滑コンデンサ２８の平滑出力は、充電制御装置１に供給される直流の電圧（以下Ｖｃｃという）として、トランジスタ６のエミッタと、ＬＥＤからなる表示器７のアノードと、充電制御部３とに与えられる。
【００２７】
充電制御部３は、その発光ダイオードのアノードにＶｃｃが与えられたフォトカプラ３１を備える。フォトカプラ３１のフォトトランジスタは、前述のフィードバック信号を与えるべくＰＷＭ制御回路２６の制御入力端子と接続されている。充電制御部３は、また、Ｖｃｃが一端に与えられた抵抗器３２を備える。抵抗器３２の他端は、後述するＩ／Ｏポート３０６の出力端子と、抵抗器３３，３４夫々の一端とに接続されている。抵抗器３３の他端は、そのコレクタが抵抗器３５を介して表示器７のカソードに接続されたＮＰＮ型のトランジスタ３６のベースと接続されている。抵抗器３４の他端は、そのコレクタが抵抗器３７を介してトランジスタ６のベースに接続されたＮＰＮ型のトランジスタ３８のベースと接続されている。尚、トランジスタ３６，３８のベース・エミッタ間に抵抗器を接続してもよい。充電制御部３は、更にまた、充電制御の中枢となる充電制御ＩＣ３０を備える。上記構成において、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを内蔵した汎用のＰＷＭ制御ＩＣを用いることも可能である。
【００２８】
充電制御ＩＣ３０は、ＣＰＵ３０１と、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ３０２と、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ３０３とを有し、これらは互いにバス接続されている。ＣＰＵ３０１には、また、二次電池２００のアナログの電圧をデジタルの電圧値に変換するＡ／Ｄ変換器３０４と、後述する定電圧制御回路３０８の一方の入力端子に基準電圧を与えるＤ／Ａ変換器３０５と、その出力端子が抵抗器３２の他端に接続されたＩ／Ｏポート３０６とがバス接続されている。ＲＯＭ３０２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM ）又はフラッシュメモリからなる不揮発性メモリであり、ＲＯＭ３０２には、プログラムの他に、二次電池２００を充電する電圧を算出するための諸データが記憶される。充電制御ＩＣ３０のＣＰＵ３０１は、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のプログラマルな集積回路で置き換えることも可能である。
【００２９】
充電制御ＩＣ３０は、また、Ｖｃｃから３Ｖの定電圧を生成するレギュレータ３０７と、入力端子の一方及び他方の夫々に、基準電圧及びＶｃｃが与えられた定電圧制御回路３０８とを有する。定電圧制御回路３０８の出力端子は、フォトカプラ３１の発光ダイオードのカソードと接続されている。レギュレータ３０７が出力する３Ｖの定電圧は、充電制御ＩＣ３０内の各部に供給される。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器３０４は、図示しない抵抗器によってアナログ入力端子がＶｃｃにプルアップされている。トランジスタ６がオフしている状態で充電器１００に二次電池２００が装着された場合、Ａ／Ｄ変換器３０４に入力されるアナログの電圧が、Ｖｃｃから二次電池２００の電圧にまで低下する。これにより、ＣＰＵ３０１は、二次電池２００の装着を検出することができる。
【００３１】
Ｉ／Ｏポート３０６は、ＣＰＵ３０１によって初期化されたときに、出力端子がＬレベル（略０Ｖ）の出力ポートに設定される。この場合、トランジスタ３６，３８にベース電流が流れないため、表示器７が消灯し、トランジスタ６がオフする。その後、ＣＰＵ３０１によって二次電池２００の装着が検出された場合、ＣＰＵ３０１がＩ／Ｏポート３０６の出力端子をＨレベルに設定することにより、Ｖｃｃから抵抗器３２と、抵抗器３３及び３４の夫々とを介して、トランジスタ３６及び３８にベース電流が流入する。これにより、表示器７が点灯すると共にトランジスタ６がオンして、二次電池２００に対する充電が開始される。以下、Ｉ／Ｏポート３０６から出力される信号を、充電中出力という。また、Ｉ／Ｏポート３０６の出力端子のＨレベル及びＬレベルの夫々を、充電中出力のオン及びオフに対応付ける。
【００３２】
定電圧制御回路３０８は、入力端子の一方に与えられた基準電圧と、入力端子の他方に与えられたＶｃｃを分圧した電圧とを比較し、例えば、Ｖｃｃを分圧した電圧が基準電圧より低い（高い）場合、フォトカプラ３１の発光ダイオードのカソード電流が、より少なく（多く）出力端子に流入するように制御する。これにより、フォトカプラ３１のフォトトランジスタのコレクタ電流がより少なく（多く）流れるため、ＰＷＭ制御回路２６が出力する矩形波のパルス幅が増大（減少）する。従って、ＭＯＳＦＥＴ２５がオンするデューティ比が増大（減少）し、より多くの（少ない）電力がトランス２４の一次巻線から二次巻線に送給されて、Ｖｃｃの電圧が上昇（低下）する。
【００３３】
Ｄ／Ａ変換器３０５から定電圧制御回路３０８に与えられる基準電圧は、その基準電圧に基づいて設定されるべきＶｃｃの設定電圧（Ｖｓ）によって、二次電池２００に所定の充電電流（Ｉｃ）が流れるように決定される。この場合、Ｖｓは、二次電池２００の電圧（Ｖｃ）と、抵抗器４の両端電圧と、トランジスタ６の飽和電圧（Ｖｔ）とを加算したものであるから、Ｖｓは以下の式（１）によって示される。但し、Ｒｃは抵抗器４の抵抗値である。ここで、Ｉｃが一定の場合、式（１）の右辺の第２項及び第３項は、一定の電圧と考えられるから、これらの電圧の和を所定の電圧（Ｖａ）とすることにより、式（１）が、式（２）のように変形される。
【００３４】
Ｖｓ＝Ｖｃ＋Ｉｃ×Ｒｃ＋Ｖｔ・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｖｓ＝Ｖｃ＋Ｖａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
【００３５】
つまり、充電電流（Ｉｃ）が一定の場合、式（２）の右辺のＶａの値をＲＯＭ３０２に予め記憶しておくことにより、二次電池２００の電圧（Ｖｃ）を検出する都度、Ｖａの値をＲＯＭ３０２から読み出して、Ｖｓの値を容易に算出することができる。充電電流が、何らかの条件によって変更される場合は、式（１）のＲｃ及びＶｔの値を予めＲＯＭ３０２に記憶しておき、Ｖｃを検出する都度、そのときのＩｃに応じて式（１）からＶｓを算出すればよい。
【００３６】
一方、目標とする設定電圧（Ｖｓ）を得るための基準電圧（Ｖｒ）は、例えば、以下の式（３）で示される直線近似によって算出してもよいし、Ｖｓの値に対応するＶｒの値をテーブル値としてＲＯＭ３０２に記憶するようにしてもよい。但し、ｋは正の定数であり、Ｖｆは正又は負の一定の電圧値である。
【００３７】
Ｖｒ＝ｋＶｓ＋Ｖｆ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
【００３８】
以下では、上述した充電制御装置１の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ３０２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ３０１により実行される。
図３は、実施の形態１に係る充電制御装置１のＣＰＵ３０１の処理手順を示すフローチャートである。図３の処理は、例えば５秒周期で起動されるが、これに限定されるものではない。また、ＣＰＵ３０１が行う初期化処理により、Ｖｃｃの電圧を設定電圧の初期値とするために、所定の基準電圧のデータが、Ｄ／Ａ変換器３０５に設定される。設定電圧の初期値は、例えば、二次電池２００の満充電時の電圧より少し高い適当な電圧である。
【００３９】
図３の処理が起動された場合、ＣＰＵ３０１は、Ａ／Ｄ変換器３０４を介して二次電池２００の電圧（Ｖｃ）を取り込み（Ｓ１０）、取り込んだ電圧Ｖｃが２．５Ｖより低いか否かを判定する（Ｓ１１）。ここでの閾値を２．５Ｖにしているのは、二次電池２００が満充電となった場合であっても、二次電池２００の電圧が２．５Ｖ以上にはならないことを前提にしている。この電圧は、適当に決定すればよい。
【００４０】
Ｖｃが２．５Ｖより低くない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ３０１は、Ｉ／Ｏポート３０６によって充電中出力をオフとし（Ｓ１２）、更に、Ｖｃｃの電圧を設定電圧の初期値とするために、所定の基準電圧のデータをＤ／Ａ変換器３０５に設定して（Ｓ１３）図３の処理を終了する。この場合、トランジスタ６はオフとなっている。Ｖｃが２．５Ｖより低い場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３０１は、充電中出力をオンとする（Ｓ１４）。従って、ステップＳ１１で二次電池２００の装着が最初に検出された場合は、このときから充電が開始される。
【００４１】
次いで、ＣＰＵ３０１は、式（２）の右辺に示される所定電圧（Ｖａ）をＲＯＭ３０２から読み出し（Ｓ１５）、ステップＳ１０で取り込んだＶｃと共に式（２）に適用して設定電圧（Ｖｓ）を算出する（Ｓ１６）。次いで、ＣＰＵ３０１は、基準電圧の算出式である式（３）の右辺に示される係数及び定数をＲＯＭ３０２から読み出し（Ｓ１７）、読み出した値と設定電圧（Ｖｓ）とを式（３）に適用して基準電圧を算出し（Ｓ１８）、算出した基準電圧を出力するためのデータをＤ／Ａ変換器３０５に設定して（Ｓ１９）、図３の処理を終了する。
【００４２】
以上のように本実施の形態１によれば、二次電池及び抵抗器を含む直列回路に所定の設定電圧を印加する場合、検出した二次電池の電圧に、ＲＯＭ３０２から読み出した所定電圧を上乗せした電圧を設定電圧とする。
これにより、二次電池と直列的に接続される回路全体の両端電圧が一定の電圧に保たれるため、抵抗器での電圧降下が一定になる。つまり、充電が進行するに連れて二次電池の電圧が時々刻々と変化する状況であっても、二次電池を充電する電流が一定に保たれる。
従って、定電圧充電を行う構成をとりながら定電流充電に準じた充電を行うことが可能となる。
【００４３】
また、ＰＮＰ型のトランジスが充電路を開閉するため、二次電池が装着されるべき端子に、不要な電圧が印加されないようにすることが可能となる。
また、二次電池の電圧に上乗せすべき所定電圧には、ＰＮＰ型のトランジスタのオン抵抗による電圧降下が加算されており、該電圧降下を略一定とみなして、抵抗器の抵抗と充電電流の積で表される電圧に、トランジスタでの電圧降下を加算することにより、電池電圧に上乗せすべき電圧の算出を簡略化することが可能となる。
【００４４】
更にまた、検出した二次電池の電圧に基づいて生成した制御信号によって、充電電源部から供給されるべき電圧が設定電圧となるように制御する。
これにより、検出した二次電池の電圧に応じて、適当な設定電圧を充電電源部から供給させることが可能となる。
【００４５】
更にまた、二次電池の充電制御装置が生成した制御信号によって充電電源部が設定電圧を供給するため、検出した二次電池の電圧に応じて、適当な設定電圧を外部から供給させることが可能な二次電池の充電制御装置を、充電器に適用することが可能となる。
【００４６】
尚、本実施の形態１にあっては、トランジスタ６のエミッタに設定電圧を直接印加したが、トランジスタ６のエミッタと直列に逆流防止のためのダイオードを介装させて、ダイオードのアノードに設定電圧を印加してもよい。この場合は、式（２）の右辺に示されるＶａの値を予めＲＯＭ３０２に記憶するに際し、記憶する値にダイオードのオン電圧を更に加えておけばよい。
【００４７】
（実施の形態２）
実施の形態１が、１つの二次電池２００を充電する形態であるのに対し、実施の形態２は、４つの二次電池を並列的に充電する形態である。
【００４８】
図４は、本発明の実施の形態２に係る充電器の構成例を示すブロック図である。図中２０１，２０２，２０３，２０４は二次電池であり、二次電池２０１，２０２，２０３，２０４の夫々は、充電電流に対して順方向に介装されたダイオード５１，５２，５３，５４の夫々、及び抵抗器４１，４２，４３，４４の夫々と直列に接続されている。抵抗器４１，４２，４３，４４は、同一の抵抗値（Ｒｃ）を有する。ダイオード５１，５２，５３，５４のアノードは、充電路に介装されたＰＮＰ型のトランジスタ６のコレクタと接続されている。充電制御部３は、充電電源部２から供給される電圧と、二次電池２０１，２０２，２０３，２０４夫々の電圧とを検出する。
【００４９】
その他の回路構成は、充電制御ＩＣ３０が備えるＡ／Ｄ変換器３０４の数が４つである点を除いて、実施の形態１と同様であるため、実施の形態１の図２に対応する略示回路図の図示と、その説明とを省略する。以下では、実施の形態１と動作が異なる点について説明する。
【００５０】
本実施の形態２では、４つのＡ／Ｄ変換器３０４の夫々が検出した二次電池２０１，２０２，２０３，２０４の電圧のうち、最低の電圧を選択して電池電圧（Ｖｃ）とする。Ｄ／Ａ変換器３０５から定電圧制御回路３０８に与えられる基準電圧は、その基準電圧に基づいて設定されるべきＶｃｃの設定電圧（Ｖｓ）によって、最低の電圧が検出された二次電池に所定の充電電流（Ｉｃ）が流れるように決定される。従って、最低の電圧より高い電圧を有する二次電池は、Ｉｃより小さい電流にて充電されることとなる。
【００５１】
ところで、Ｖｓは、電池電圧（Ｖｃ）と、最低の電圧が検出された二次電池に直列に接続された抵抗器の両端電圧と、ダイオードのオン電圧（Ｖｄ）と、トランジスタ６の飽和電圧（Ｖｔ）とを加算したものであるから、Ｖｓは以下の式（４）によって示される。ここで、Ｉｃが一定の場合、式（４）の右辺の第２項から第４項は、一定の電圧と考えられるから、これらの電圧の和を所定の電圧（Ｖｂ）とすることにより、式（４）が、式（５）のように変形される。
【００５２】
Ｖｓ＝Ｖｃ＋Ｉｃ×Ｒｃ＋Ｖｄ＋Ｖｔ・・・・・・・・・・（４）
Ｖｓ＝Ｖｃ＋Ｖｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
【００５３】
つまり、充電電流（Ｉｃ）が一定の場合、式（５）の右辺のＶｂの値をＲＯＭ３０２に予め記憶しておくことにより、二次電池２０１，２０２，２０３，２０４の電圧のうちから最低の電池電圧（Ｖｃ）を検出する都度、Ｖｂの値をＲＯＭ３０２から読み出して、Ｖｓの値を容易に算出することができる。充電電流が、何らかの条件によって変更される場合は、式（４）のＲｃ、Ｖｄ及びＶｔの値を予めＲＯＭ３０２に記憶しておき、Ｖｃを検出する都度、そのときのＩｃに応じて式（４）からＶｓを算出すればよい。
【００５４】
以下では、上述した充電制御装置１の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。
図５は、実施の形態２に係る充電制御装置１のＣＰＵ３０１の処理手順を示すフローチャートである。図５の処理は、例えば５秒周期で起動されるが、これに限定されるものではない。
【００５５】
図５の処理が起動された場合、ＣＰＵ３０１は、４つのＡ／Ｄ変換器３０４を介して二次電池２０１，２０２，２０３，２０４夫々の電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３，Ｖｃ４を取り込み（Ｓ２０）、取り込んだ電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３，Ｖｃ４の何れかの電圧が２．５Ｖより低いか否かを判定する（Ｓ２１）。これにより、二次電池２０１，２０２，２０３，２０４の何れか１つ以上が装着されているか否かを判定する。
【００５６】
何れの電圧も２．５Ｖより低くない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ３０１は、Ｉ／Ｏポート３０６によって充電中出力をオフとし（Ｓ２２）、更に、Ｖｃｃの電圧を設定電圧の初期値とするために、所定の基準電圧のデータをＤ／Ａ変換器３０５に設定して（Ｓ２３）図５の処理を終了する。何れかの電圧が２．５Ｖより低い場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３０１は、充電中出力をオンとする（Ｓ２４）。
【００５７】
その後、ＣＰＵ３０１は、ステップＳ２０で取り込んだ電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３，Ｖｃ４から最低の電圧を選択して充電電圧（Ｖｃ）とすると共に、式（５）の右辺に示される所定電圧（Ｖｂ）をＲＯＭ３０２から読み出し（Ｓ２６）、Ｖｃ及びＶｂを式（５）に適用して設定電圧（Ｖｓ）を算出する（Ｓ２７）。
【００５８】
次いで、ＣＰＵ３０１は、基準電圧の算出式である式（３）の右辺に示される係数及び定数をＲＯＭ３０２から読み出し（Ｓ２８）、読み出した値と設定電圧（Ｖｓ）とを式（３）に適用して基準電圧を算出し（Ｓ２９）、算出した基準電圧を出力するためのデータをＤ／Ａ変換器３０５に設定して（Ｓ３０）、図５の処理を終了する。
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
以上のように本実施の形態２によれば、二次電池とダイオード及び抵抗器とを含む直列回路を複数並列に接続して所定の設定電圧を印加する場合、検出した各二次電池の電圧に基づいて、全二次電池の電圧が代表される電池電圧を算出し、算出した電池電圧に、ＲＯＭ３０２から読み出した所定電圧を上乗せした電圧を設定電圧とする。
これにより、各二次電池と直列的に接続される回路全体の両端電圧が、夫々の二次電池の電圧及び前記電池電圧の偏差の範囲内で略所定電圧に保たれるため、充電が進行するに連れて各二次電池の電圧が時々刻々と変化する状況であっても、各二次電池を充電する電流が略一定に保たれる。
従って、定電圧充電を行う構成をとりながら定電流充電に準じた充電を行うことが可能となる。
また、ダイオードのオン電圧が略一定とみなして、抵抗器の抵抗と充電電流の積で表される電圧に、ダイオードのオン電圧を加算することにより、電池電圧に上乗せすべき電圧の算出を簡略化することが可能となる。
【００６０】
また、各二次電池の電圧から選択した最低の電圧を電池電圧とし、該電池電圧に所定電圧を上乗せした電圧を設定電圧とする。
従って、各二次電池とダイオード及び抵抗器とを含む直列回路に、設定電圧より高い電圧が印加されるのを防止することが可能となる。
【００６１】
尚、本実施の形態２にあっては、各二次電池２０１，２０２，２０３，２０４の電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３，Ｖｃ４から選択した最低の電圧を電池電圧（Ｖｃ）としたが、各二次電池２０１，２０２，２０３，２０４の電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３，Ｖｃ４の平均電圧を電池電圧（Ｖｃ）としてもよい。
この場合は、各二次電池２０１，２０２，２０３，２０４に応じた設定電圧の過不足が調整されるため、平均的な設定電圧を印加することが可能となる。
【００６２】
また、実施の形態１及び２にあっては、二次電池２００、及び二次電池２０１，２０２，２０３，２０４の満充電を検出していないが、例えば充電末期に出現する二次電池２００、及び二次電池２０１，２０２，２０３，２０４の電圧がピークを迎えること、又はピークから−ΔＶだけ低下したことを検知して満充電を検出し、それを契機にトランジスタ６をオフするようにしてもよい。
【００６３】
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１００  充電器
１  充電制御装置（二次電池の充電制御装置）
２  充電電源部（直流電源）
３  充電制御部
３０  充電制御ＩＣ
３０４  Ａ／Ｄ変換器（検出器）
３０５  Ｄ／Ａ変換器（生成部）
４  抵抗器（抵抗回路）
６  トランジスタ（スイッチング素子）
７  表示器
２００  二次電池
【図１】
2012125110.tif 000003
【図２】
2012125110.tif 000004
【図３】
2012125110.tif 000005
【図４】
2012125110.tif 000006
【図５】
2012125110.tif 000007