(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電圧の充電電圧により充電が行われる２次電池を充電する充電方法において、
上記２次電池のほぼ満充電を検出して充電を停止させた後、
上記２次電池が所定電圧になったことを検出した場合に、
この検出から誤差電圧に対応した所定時間経過した後に上記２次電池の充電を再開させるようにした充電方法。
【請求項２】
定電圧の充電電圧により充電が行われる２次電池を充電する充電方法において、
上記２次電池のほぼ満充電を検出して充電を停止させた後、
上記２次電池の電池電圧が、上記充電電圧を基準とした電圧値から所定値低下したことを検出した場合に、
この検出から誤差電圧に対応した所定時間経過した後に上記２次電池の充電を再開させるようにした充電方法。
【請求項３】
定電圧の充電電圧により充電が行われる２次電池を充電する充電装置において、
上記２次電池に上記充電電圧を供給する定電圧手段と、
上記２次電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、
上記定電圧手段による充電を制御する充電制御手段と、
上記電池電圧検出手段が上記２次電池の電池電圧低下を検出したとき作動するタイマ手段とを備え、
上記充電制御手段が上記２次電池のほぼ満充電を検出して充電を停止させた後に、上記タイマ手段が作動開始から誤差電圧に対応した設定された所定時間経過したとき、上記充電制御手段が上記定電圧手段による充電を再開させるようにした
充電装置。
【請求項４】
上記定電圧手段として、ほぼ満充電を検出して充電を停止させるまで供給する充電電圧より低いプリ充電用定電圧を供給できるようにし、
上記２次電池に上記充電の再開の際に印加する所定電圧として、このプリ充電用定電圧とした
請求項３記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、２次電池の充電装置に関し、特にリチウムイオン電池などの定電圧充電が必要な２次電池に適用して好適な充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、充電が可能な電池である２次電池として、定電圧充電が必要なものとして、リチウムイオン電池が開発されている。このリチウムイオン電池は、例えば図１１に示す特性にて充電される。図１１は一般的なリチウムイオン電池の充電電流・電圧対経過時間の特性図であり、充電開始から電池電圧が所定電位になるまでは、充電電流Ｉを一定電流として充電を行う。この定電流充電を行うことで、電池電圧Ｖが上昇し、所定値を越えたとき、定電圧充電に切換える。このときには、例えばリチウムイオン電池の満充電時（即ち１００％充電されたとき）の電池電圧に相当する電圧Ｖ1 を供給する。この定電圧充電を行うことで、リチウムイオン電池が充電されて、電池電圧が電圧Ｖ1 まで上昇するが、この充電が行われるに従って、充電電流Ｉは減少する。ここで、この充電電流Ｉが所定値まで減少したとき、リチウムイオン電池が１００％充電（或いは１００％に近い状態に充電）されたと判断し、充電電流の供給を停止させる。
【０００３】
このようにして充電を行うことで、定電圧充電が必要な特性を有するリチウムイオン電池をほぼ１００％まで効率良く充電することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようにして１００％まで充電されたリチウムイオン電池は、以後の充電状態により特性を劣化させてしまうことがある。即ち、リチウムイオン電池の満充電時の電池電圧に相当する電圧Ｖ1 を、充電装置から１００％充電されたリチウムイオン電池に充電電圧として常時印加し、小電力の充電を繰り返し行うようにすると、自己放電などがあっても、充電状態をほぼ１００％の状態に保つことができる。ところが、このようにほぼ１００％の状態が継続すると、リチウムイオン電池は、充電できる容量がしだいに減少する特性となっていて、２次電池としての特性を劣化させてしまう。
【０００５】
ここで、従来のリチウムイオン電池を１００％充電させる場合の、充電制御状態の一例を図１２に示すと、例えば満充電時の電圧がＶ1 のリチウムイオン電池を充電させて、或るタイミングｔ1 でこの電池の電池電圧がＶ1 になったとする。このとき、このリチウムイオン電池は満充電になったと判断して、充電電流の供給を停止させる。充電を停止させることで、リチウムイオン電池は自己放電又は負荷回路への放電により、電池電圧が次第に低下する。
【０００６】
ここで、電池電圧が予め決めた電圧Ｖ2 になると、充電を再開させるように充電回路を設定しておく。そして、タイミングｔ2 で充電回路がこの電池電圧Ｖ2 を検出したとすると、このタイミングｔ2 で充電が再開され、電池電圧が特性Ｖｘで示すように再び上昇して、満充電状態とされる。
【０００７】
このように設定することで、電池電圧が満充電に近い電圧に保たれる。ここで、充電を再開させる電圧Ｖ2 を、満充電時の電池電圧Ｖ1 に極めて近い電圧値にすることで、リチウムイオン電池が常時ほぼ１００％に充電されることになるが、このようにすると電池の劣化が早まるので、充電を再開させる電圧Ｖ2 は、満充電時の電池電圧Ｖ1 から若干低下した電圧に設定して、電池の残量がある程度の範囲で変化するようにして、電池の劣化を防止している。
【０００８】
ところが、一般にこの種の充電器が内蔵する比較的簡単な構成の電圧検出回路では、電圧Ｖ2 を常時正確に検出するのは困難であり、その電圧の検出値には誤差ΔＶが生じてしまう。ここで、図１２に示すように、実際の設定値よりも誤差ΔＶだけ高い電圧を電圧Ｖ2 であると判断した場合（タイミングｔ2 ′）には、破線で示す特性Ｖｙのように、本来設定された状態（特性Ｖｘによる状態）よりも早く満充電状態に戻ってしまい、電池の特性の劣化が早まってしまう。
【０００９】
本発明の目的は、電池状態の検出誤差などがあっても、電池を劣化させることなく、良好に充電できる充電方法及び充電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】
本発明は、２次電池のほぼ満充電を検出して充電を停止させた後、２次電池が所定電圧になったことを検出した場合に、この検出から誤差電圧に対応した所定時間経過した後に２次電池の充電を再開させるようにしたものである。
【００１１】
このようにしたことで、一度満充電状態（又は満充電状態に近い状態）となってから、充電が再開されるまでの時間を、電池が満充電状態から所定状態になるまでの時間に、所定時間が加算された時間とすることができ、電池状態の検出に誤差があっても、満充電状態に戻るまでの時間をある程度確保することができ、２次電池の特性の劣化を防止することができる。
【００１２】
また本発明は、２次電池のほぼ満充電を検出して充電を停止させてから所定時間毎に、２次電池の電池電圧の低下を検出し、電池電圧の低下時に充電を再開させるようにしたものである。
【００１３】
このようにしたことで、一度満充電となって充電を停止させてから、再度充電が再開されるまで、少なくとも所定時間あけることができ、満充電状態に戻るまでの時間をある程度確保することができ、２次電池の特性の劣化を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１〜図１０を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の各実施例に適用される充電装置の構成を示すブロック図で、以下に説明する各実施例では、この図１に示す構成の充電装置にて充電が行われるもので、その充電の制御状態が各実施例で異なる。
【００１６】
まずこの図１に示す充電装置の構成について説明すると、商用交流電源１からの所定電圧の交流電源（例えばＡＣ１００Ｖ）を、変圧・整流回路２に供給して、直流低圧電源とする。そして、この直流低圧電源を定電流回路３に供給し、一定電流の出力を得る。そして、この一定電流の出力を、定電圧回路４に供給し、一定電圧の出力が得られるようにしてある。この場合、この定電圧回路４は４．２Ｖの定電圧出力と４．０Ｖの定電圧出力とが設定できるようにしてある。この出力電圧は、後述する制御回路７の制御により、４．２Ｖと４．０Ｖのいずれかが選択できるようにしてある（但し実施例によっては４．０Ｖの定電圧出力は必要でない場合もある）。
【００１７】
そして、この充電装置に装着された２次電池５の正極側に、定電圧回路４の出力電圧を供給する。この場合、本例においては２次電池７として、リチウムイオン電池を使用する。ここで使用されるリチウムイオン電池は、１００％充電（満充電）したときの電池電圧が４．２Ｖになる特性のものとしてある。そして、この２次電池５の正極側と負極側との電位差を、電圧検出回路６で検出する。この電圧検出回路６で検出した電圧値のデータを、制御回路７に供給する。
【００１８】
そして、２次電池５の負極側を、電流検出用抵抗器８を介して変圧・整流回路２に接続し、２次電池５の充電回路を構成させる。そして、電流検出用抵抗器８の一端及び他端の電位差に基づいて、抵抗器８を流れる電流を電流検出回路９で検出する。この電流検出回路９で検出される電流値は、２次電池５に供給される充電電流に相当する。そして、電流検出回路９で検出した電流値のデータを、制御回路７に供給する。この制御回路７は、マイクロコンピュータで構成されて充電動作を制御する回路としてあり、電圧検出回路６で検出した電池電圧のデータと、電流検出回路９で検出した電流値のデータとに基づいて、定電圧回路４からの充電用電源の２次電池５への供給を制御する。また、本例の制御回路７は、タイマー回路（図示せず）が内蔵され、予め設定した時間の経過を判断できるようにしてある。
【００１９】
なお、２次電池５には負荷回路１０が接続されている場合もある。
【００２０】
次に、この図１に示す構成の充電装置を使用して、２次電池（リチウムイオン電池）を充電する第１の実施例の充電処理を、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００２１】
本例の充電制御は、制御回路７の制御に基づいて行われるもので、充電動作が開始されて、ある程度充電された状態になると、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行う（ステップ１０１）。そして、この充電中に制御回路７は満充電（或いは満充電に近い状態）になったか否か判断する（ステップ１０２）。この満充電になった状態の判断としては、例えば電流検出回路９の検出データに基づいて、満充電に相当する充電電流まで低下したか否か判断する。ここで、満充電になったと判断したときには、制御回路７の制御により、定電圧回路４からの４．２Ｖの出力を停止させて、充電を停止させる（ステップ１０３）。なお、満充電に相当する電流や電圧を検出してから、所定時間（例えば１時間）経過したとき、充電を停止させるようにしても良い。
【００２２】
そして、この充電を停止させた後は、２次電池５の電池電圧を電圧検出回路６で検出させる（ステップ１０４）。ここで、検出した電圧値が、制御回路７に予め設定された基準電圧Ｖ2 以下の電圧値か否か判断する（ステップ１０５）。ここては基準電圧Ｖ2 として４．０Ｖとし、このステップ１０５の処理として、制御回路７で４．０Ｖ以下か否か判断させる。そして、４．０Ｖ以下でない場合には、ステップ１０４での電池電圧検出を繰り返し実行させる。
【００２３】
なお、このステップ１０５での検出した電圧の比較処理としては、定電圧回路４から出力される４．２Ｖを基準となる電圧として、この４．２Ｖと、電圧検出回路６で検出した電池電圧との電圧差を、制御回路７内で判断する。そして、その電圧差が０．２Ｖを越えたか否か判断して、電池電圧が４．０Ｖ以下になったか否か判断する処理を行う。
【００２４】
或いはステップ１０５での別の電圧の比較処理として、接地電位（即ち０Ｖ）を基準とした電圧で、４．０Ｖを基準電圧として制御回路７に設定させる。そして、電圧検出回路６で検出した電池電圧と、この基準電圧（４．０Ｖ）とを比較して、電池電圧が基準電圧以下になったか否か判断する処理を行うようにしても良い。
【００２５】
そしてステップ１０５で電池電圧が４．０Ｖ以下であると判断したときには、制御回路７内に設定されたタイマーを作動させる（ステップ１０６）。そして、このタイマーを作動させてから、予め決められた時間ｎ1 が経過したか否か判断する（ステップ１０７）。この時間ｎ1 としては、例えば３０分とする。
【００２６】
そして、制御回路７が時間ｎ1 の経過を判断（即ち電池電圧が４．０Ｖ以下になってから時間ｎ1 が経過したことの判断）すると、ステップ１０１に戻って充電動作を開始させる。このときの充電動作としては、制御回路７の制御に基づいて、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて、この４．２Ｖによる定電圧充電を行う。そして、ステップ１０１以降の処理を繰り返し行う。
【００２７】
ここで、この図２のフローチャートに示す本例の充電処理状態を図３を参照して説明する。この図３に示す電圧特性Ｖａは電池電圧の変化を示し、充電が行われることで電池電圧Ｖａが満充電時の電圧Ｖ1 に近づき、この満充電時の電圧Ｖ1 （４．２Ｖ）になったタイミングｔ11で、定電圧回路４の出力を停止させて、２次電池５への充電を停止させる。この充電の停止で、タイミングｔ11からは電池の自己放電（又は負荷回路への放電）により、電池電圧Ｖａが徐々に低下する。
【００２８】
そして、この充電停止状態では、電池電圧Ｖａの検出が逐次行われ、タイミングｔ12で、電池電圧Ｖａが基準電圧Ｖ2 （４．０Ｖ）より低下したとする。このとき、このタイミングｔ12で制御回路７内のタイマー回路が作動し、その作動開始から時間ｎ1 （例えば３０分）が経過したタイミングｔ13で、２次電池５への充電が再開され、電池電圧Ｖａが再びＶ1 となるタイミングｔ14まで充電される。
【００２９】
このようにして充電されることで、充電が再開されるタイミングが良好に設定され、電池電圧の検出誤差がある場合でも、良好に再充電を行うことができ、満充電状態に近い状態が継続することによる電池特性の劣化を防止することができる。即ち、電池電圧Ｖａの検出が正確に行えた場合には、充電が再開されるタイミングｔ13で、電池電圧が基準電圧Ｖ2 より充分に低い電圧になっている。そして、図３に示すように、電池電圧の検出誤差ΔＶがあることを想定すると、この誤差ΔＶの分だけ電圧Ｖ2 よりも高い電池電圧のときタイマー回路が作動し、その作動開始から時間ｎ1 が経過したとき、充電が再開される特性（破線で示す電圧Ｖｂ）となる。従って、電池電圧の検出誤差がある場合でも、充電が再開されて満充電に戻るまでの時間を充分確保することができ、２次電池（リチウムイオン電池）の満充電状態が継続することによる電池の劣化を防止することができる。
【００３０】
この場合、本例においては検出した電池電圧の判断として、定電圧回路４から出力される４．２Ｖ（この４．２Ｖは満充電時の電池電圧）を基準となる電圧として、この４．２Ｖと、電圧検出回路６で検出した電池電圧との電圧差を、制御回路７内で判断して、電池電圧の４．０Ｖ以下の低下を判断するようにしたことで、誤差の少ない正確な電池電圧の判断ができ、より良好に２次電池の充電制御ができる。
【００３１】
また、このように満充電時の電池電圧を基準とせずに、接地電位（即ち０Ｖ）を基準とした電圧で、４．０Ｖを判断するようにした場合には、制御回路７が電圧検出回路６の検出データを直接判断して電池電圧を判断でき、簡単な構成で電池電圧の判断ができるが、この場合にも上述したように充電が再開されて満充電に戻るまでの時間を充分確保することができ、２次電池の満充電状態が継続することによる電池の劣化を効果的に防止することができる。
【００３２】
なお、上述した第１の実施例の処理では電池電圧の検出により、充電再開時の判断を行うようにしたが、充電電流の検出により、充電再開時の判断を行うようにしても良い。図４のフローチャートは、この場合の充電処理を示すもので、以下その説明をする。
【００３３】
まず、制御回路７の制御に基づいて充電動作が行われる（ステップ２０１）。このときには、２次電池５がある程度充電された状態では、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行う。そして、この充電中に制御回路７は、電流検出回路９で充電電流を検出させ（ステップ２０２）、その検出した充電電流が１００ｍＡ以下か否か制御回路７で判断する（ステップ２０３）。ここで、充電電流が１００ｍＡを越えている場合には、２次電池５がまだ満充電状態でないと判断して、ステップ２０１での充電を続行させる。そして、充電電流が１００ｍＡ以下であると判断したときには、２次電池５が満充電状態（或いは満充電状態に近い状態）であると判断して、制御回路７の制御により定電圧回路４の出力電圧を４．０Ｖに切換えさせる（ステップ２０４）。
【００３４】
そして、この４．０Ｖの定電圧を２次電池５に印加させた状態で、そのときの充電電流を電流検出回路９で検出させる（ステップ２０５）。そして、検出した充電電流が３０ｍＡ以上か否か制御回路７で判断する（ステップ２０６）。ここで、充電電流が３０ｍＡ以上でない場合には、ステップ２０４での４．０Ｖの定電圧の供給を継続的に行いながら、ステップ２０５での充電電流の検出を繰り返し行う。
【００３５】
そして、充電電流が３０ｍＡ以上であると判断した場合には、制御回路７内のタイマー回路を作動させる（ステップ２０７）。そして、このタイマーを作動させてから、予め決められた時間ｎ1 が経過したか否か判断する（ステップ２０８）。この時間ｎ1 としては、例えば３０分とする。
【００３６】
そして、制御回路７が時間ｎ1 の経過を判断（即ち充電電流が３０ｍＡ以上になってから時間ｎ1 が経過したことの判断）すると、ステップ２０１に戻って充電動作を開始させる。このときの充電動作としては、制御回路７の制御に基づいて、定電圧回路４の出力を４．２Ｖに切換えさせて、この４．２Ｖによる定電圧充電を行う。そして、ステップ２０１以降の処理を繰り返し行う。
【００３７】
なお、ステップ２０３で満充電に相当する充電電流を検出してから、所定時間（例えば１時間）経過したとき、充電を停止させるようにしても良い。
【００３８】
ここで、この図４のフローチャートに示す本例の充電処理状態を図５を参照して説明する。この図５は電池電圧Ｖａと充電電流Ｉの変化を示し、充電が行われることで電池電圧Ｖａが満充電時の電圧Ｖ1 に近づくが、この満充電に近づくと充電電流Ｉは徐々に低下する。そして、充電電流Ｉが１００ｍＡ（Ｉ1 ）になったタイミングｔ21で、定電圧回路４からの充電電圧Ｖ0 を、４．０Ｖ（Ｖ2 ）に切換えさせる。この４．０Ｖの充電電圧を供給した状態で、電池電圧が４．０Ｖ以上ある場合には充電電流がほとんど流れない。そして、電池電圧Ｖａが４．０Ｖまで低下したとき、検出できる程度の充電電流が生じ、充電電流が３０ｍＡ（Ｉ2 ）以上となったとき（タイミングＴ22）、制御回路７内のタイマー回路が作動する。そして、タイマー回路の作動開始から時間ｎ1 （例えば３０分）が経過したタイミングｔ23で、定電圧回路４の出力電圧が４．２Ｖに戻され、この４．２Ｖの充電電圧による２次電池５への充電が再開され、充電電流が１００ｍＡ以下になるまで充電される。
【００３９】
このようにして充電されることで、上述した電圧検出時（図２のフローチャートによる処理時）と同様に、充電が再開されるタイミングが良好に設定され、満充電状態に近い状態が継続することによる２次電池（リチウムイオン電池）の特性の劣化を防止することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。この第２の実施例の場合にも、図１に示す構成の充電装置にて充電が行われるもので、制御回路７による充電の制御を、図６のフローチャートに従って行う。以下その処理について説明すると、まず、制御回路７の制御に基づいて充電動作が行われる（ステップ３０１）。このときには、２次電池５がある程度充電された状態では、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行う。そして、この充電中に制御回路７は、電流検出回路９で充電電流を検出させ（ステップ３０２）、その検出した充電電流が１００ｍＡ以下か否か制御回路７で判断する（ステップ３０３）。ここで、充電電流が１００ｍＡを越えている場合には、２次電池５がまだ満充電状態でないと判断して、ステップ３０１での充電を続行させる。そして、充電電流が１００ｍＡ以下であると判断したときには、２次電池５が満充電状態（或いは満充電状態に近い状態）であると判断して、制御回路７の制御により定電圧回路４の出力電圧を停止させて、充電を停止させる（ステップ３０４）。なお、満充電に相当する電流を検出してから、所定時間（例えば１時間）経過したとき、充電を停止させるようにしても良い。
【００４１】
そして、この充電を停止させると同時に、制御回路７内のタイマー回路を作動させる（ステップ３０５）。そして、このタイマー回路を作動させてから予め設定された時間ｎ2 （例えば３０分）が経過したか否か判断する（ステップ３０６）。そして、この時間ｎ2 が経過したときには、制御回路７の制御で、定電圧回路４からの４．２Ｖの充電電圧を出力させ、充電動作を一時的に再開させる（ステップ３０７）。そして、このときの充電電流を、電流検出回路９で検出させる（ステップ３０８）。そして、制御回路７で、このとき検出した充電電流が２００ｍＡ以上か否か判断する（ステップ３０９）。そして、充電電流が２００ｍＡ以上でない場合には、ステップ３０４に戻って、定電圧回路４の出力電圧を停止させて、充電を停止させる。そして、ステップ３０５でのタイマー回路の起動を行い、その起動からの時間ｎ2 の経過毎に充電動作と、そのときの充電電流の検出を繰り返し行う。
【００４２】
そして、ステップ３０９で充電電流が２００ｍＡ以上であると判断された場合には、ステップ３０１に戻って、満充電状態とするための充電を再開させる。
【００４３】
ここで、この図６のフローチャートに示す充電処理による充電状態を、図７を参照して説明する。この図５は電池電圧Ｖａ及び充電電圧Ｖ0 と充電電流Ｉの変化を示し、充電が行われることで電池電圧Ｖａが満充電時の電圧Ｖ1 に近づくが、この満充電に近づくと充電電流Ｉは徐々に低下する。そして、充電電流Ｉが１００ｍＡ（Ｉ1 ）になったタイミングｔ31で、定電圧回路４からの４．２Ｖの充電電圧Ｖ0 の供給を停止させる。
【００４４】
そして、この充電停止と同時に制御回路７内のタイマー回路が作動し、このタイマー回路の作動開始から時間ｎ2 （例えば３０分）が経過したタイミングｔ32で、定電圧回路４からの４．２Ｖの出力を一時的に再開させる。そして、このときの充電電流Ｉを検出させる。そして、充電電流Ｉが２００ｍＡ（Ｉ3 ）以上か否か判断されるが、２００ｍＡ以下である場合には、充電電圧Ｖ0 の供給が停止されて、次のタイマー回路による時間ｎ2 の経過（タイミングｔ33）まで待機する。
【００４５】
そして、この時間ｎ2 が経過する毎の一時的な充電電流の検出を繰り返している間に、自己放電などで２次電池５が満充電状態でなくなって、所定の残量になったとき、４．２Ｖの充電電圧で２００ｍＡ（Ｉ3 ）以上の充電電流が検出され（タイミングｔ34のとき）、その４．２Ｖの定電圧による２次電池５の充電が行われる。そして、この充電で充電電流Ｉが１００ｍＡ（Ｉ1 ）になったタイミングｔ35で、満充電状態であると判断して、定電圧回路４からの４．２Ｖの充電電圧Ｖ0 の供給を停止させる。
【００４６】
このようにして充電されることで、一度満充電状態（或いは満充電に近い状態）となって充電が停止した後は、少なくとも所定時間ｎ2 （例えば３０分）が経過しない限り充電が再開されず、しかもこの所定時間ｎ2 毎の充電電流の検出で、電池の残量が満充電状態に近い場合には充電が再開されないので、ある程度電池の残量が減らない限り充電が再開されず、満充電状態に近い状態が継続することによる２次電池（リチウムイオン電池）の特性の劣化を防止することができる。
【００４７】
なお、図６のフローチャートに示す処理では、定電圧回路４の出力として、２次電池５の満充電時の電池電圧である４．２Ｖだけを供給するようにしたが、一時的な充電電流の検出時には、より低い充電電圧としても良い。図８のフローチャートは、この第２の実施例の場合に、充電電圧を変化させる場合の処理を示す。
【００４８】
以下、この処理について説明すると、まず制御回路７の制御に基づいて充電動作が行われる（ステップ４０１）。このときには、２次電池５がある程度充電された状態では、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行う。そして、この充電中に制御回路７は、電流検出回路９で充電電流を検出させ（ステップ４０２）、その検出した充電電流が１００ｍＡ以下か否か制御回路７で判断する（ステップ４０３）。ここで、充電電流が１００ｍＡを越えている場合には、２次電池５がまだ満充電状態でないと判断して、ステップ４０１での充電を続行させる。そして、充電電流が１００ｍＡ以下であると判断したときには、２次電池５が満充電状態（或いは満充電状態に近い状態）であると判断して、制御回路７の制御により定電圧回路４の出力電圧を停止させて、充電を停止させる（ステップ４０４）。なお、満充電に相当する電流を検出してから、所定時間（例えば１時間）経過したとき、充電を停止させるようにしても良い。
【００４９】
そして、この充電を停止させると同時に、制御回路７内のタイマー回路を作動させる（ステップ４０５）。そして、このタイマー回路を作動させてから予め設定された時間ｎ2 （例えば３０分）が経過したか否か判断する（ステップ４０６）。そして、この時間ｎ2 が経過したときには、制御回路７の制御で、定電圧回路４から４．０Ｖの充電電圧を出力させ、この４．０Ｖの充電電圧による充電動作を一時的に再開させる（ステップ４０７）。そして、このときの充電電流を、電流検出回路９で検出させる（ステップ４０８）。そして、制御回路７で、このとき検出した充電電流が３０ｍＡ以上か否か判断する（ステップ４０９）。そして、充電電流が３０ｍＡ以上でない場合には、ステップ４０４に戻って、定電圧回路４の出力電圧を停止させて、４．０Ｖの充電電圧の供給による充電を停止させる。そして、ステップ４０５でのタイマー回路の起動を行い、その起動からの時間ｎ2 の経過毎に充電動作と、そのときの充電電流の検出を繰り返し行う。
【００５０】
そして、ステップ４０９で充電電流が３０ｍＡ以上であると判断された場合には、ステップ４０１に戻って、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行い、満充電状態とするための充電を再開させる。
【００５１】
このようにして、電池状態を検出するときには、充電電圧として、２次電池５の満充電時の電池電圧４．２Ｖよりも低い４．０Ｖとすることで、低い電圧の印加による電池状態の検出が行え、２次電池に対する負担が少ない状態で、電池状態（残量）の検出が正確に行え、この点からも電池の劣化を防止することができる。
【００５２】
次に、第２の実施例に基づいた充電処理を、電池電圧の検出により行う場合の例を、図９のフローチャートを参照して説明する。まず、充電動作が開始されて、ある程度充電された状態になると、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行う（ステップ５０１）。そして、この充電中に制御回路７は満充電（或いは満充電に近い状態）になったか否か判断する（ステップ５０２）。この満充電になった状態の判断としては、例えば電流検出回路９の検出データに基づいて、満充電に相当する充電電流まで低下したか否か判断する。ここで、満充電になったと判断したときには、制御回路７の制御により、定電圧回路４からの４．２Ｖの出力を停止させて、充電を停止させる（ステップ５０３）。なお、満充電に相当する電流や電圧を検出してから、所定時間（例えば１時間）経過したとき、充電を停止させるようにしても良い。
【００５３】
そして、この充電を停止させると同時に、制御回路７内のタイマー回路を作動させる（ステップ５０４）。そして、このタイマー回路を作動させてから予め設定された時間ｎ2 （例えば３０分）が経過したか否か判断する（ステップ５０５）。そして、この時間ｎ2 が経過したときには、制御回路７の制御で、電圧検出回路６により２次電池５の電池電圧を検出させる（ステップ５０６）。そして、このときの電池電圧が４．０Ｖ以下か否か判断する（ステップ５０７）。
【００５４】
ここで、４．０Ｖ以下でないと制御回路７が判断したときには、まだ満充電に近い状態であると判断して、このときの電池電圧の検出に要したエネルギーだけを充電させる（ステップ５０８）。即ち、制御回路７に予め設定された時間（この時間はステップ５０６のときに電圧検出回路６で消費される電力に比例した比較的短い時間）だけ、定電圧回路４から４．２Ｖの充電電圧を２次電池５に供給させて、電池状態の検出により放電された分だけ充電させる。或いは、それよりも若干多く充電させても良い。そして、このステップ５０８での充電が停止すると同時に、ステップ５０４に戻って、タイマー回路を作動させ、時間ｎ2 の経過毎に電池電圧の検出を繰り返し行う。
【００５５】
そして、ステップ５０７での電池電圧の検出で、４．０Ｖ以下が検出された場合には、２次電池５が充電できる程度の残量であると判断して、ステップ５０１に戻って、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を再開させる。
【００５６】
このようにして充電処理が行われることで、図６のフローチャートに示した処理と同様に、充電が再開されるまでの時間を、少なくとも所定時間ｎ2 （例えば３０分）より長くすることができ、２次電池の充電状態を適正に保つことができ、２次電池の特性の劣化を効果的に防止することができる。
【００５７】
なお、この図９のフローチャートに示す処理で、ステップ５０６での電池電圧の検出処理としては、定電圧回路４から出力される４．２Ｖを基準となる電圧として、この４．２Ｖと、電圧検出回路６で検出した電池電圧との電圧差を、制御回路７内で判断する。そして、その電圧差が０．２Ｖを越えたか否か判断して、電池電圧が４．０Ｖ以下になったか否か判断する処理を行う。
【００５８】
或いは別の電圧の比較処理として、接地電位（即ち０Ｖ）を基準とした電圧で、４．０Ｖを基準電圧として制御回路７に設定させる。そして、電圧検出回路６で検出した電池電圧と、この基準電圧（４．０Ｖ）とを比較して、電池電圧が基準電圧以下になったか否か判断する処理を行うようにしても良い。
【００５９】
次に、本発明の第３の実施例を説明する。この第３の実施例の場合にも、図１に示す構成の充電装置にて充電が行われるもので、制御回路７による充電の制御を、図１０のフローチャートに従って行う。この第３の実施例の場合には、第１の実施例で説明した所定時間ｎ1 だけ待って再充電を開始させる制御と、第２の実施例で説明した充電停止後に所定時間ｎ2 毎に電池状態を検出させる制御とを組み合わせたものである。
【００６０】
以下その処理について説明すると、まず、制御回路７の制御に基づいて充電動作が行われる（ステップ６０１）。このときには、２次電池５がある程度充電された状態では、定電圧回路４から４．２Ｖを出力させて定電圧充電を行う。そして、この充電中に制御回路７は、電流検出回路９で充電電流を検出させ（ステップ６０２）、その検出した充電電流が１００ｍＡ以下か否か制御回路７で判断する（ステップ６０３）。ここで、充電電流が１００ｍＡを越えている場合には、２次電池５がまだ満充電状態でないと判断して、ステップ６０１での充電を続行させる。そして、充電電流が１００ｍＡ以下であると判断したときには、２次電池５が満充電状態（或いは満充電状態に近い状態）であると判断して、制御回路７の制御により定電圧回路４の出力電圧を停止させて、充電を停止させる（ステップ６０４）。なお、満充電に相当する電流を検出してから、所定時間（例えば１時間）経過したとき、充電を停止させるようにしても良い。
【００６１】
そして、この充電を停止させると同時に、制御回路７内のタイマー回路を作動させる（ステップ６０５）。そして、このタイマー回路を作動させてから予め設定された時間ｎ2 （例えば３０分）が経過したか否か判断する（ステップ６０６）。そして、この時間ｎ2 が経過したときには、制御回路７の制御で、定電圧回路４からの４．２Ｖの充電電圧を出力させ、充電動作を一時的に再開させる（ステップ６０７）。そして、このときの充電電流を、電流検出回路９で検出させる（ステップ６０８）。そして、制御回路７で、このとき検出した充電電流が２００ｍＡ以上か否か判断する（ステップ６０９）。そして、充電電流が２００ｍＡ以上でない場合には、ステップ６０４に戻って、定電圧回路４の出力電圧を停止させて、充電を停止させる。そして、ステップ６０５でのタイマー回路の起動を行い、その起動からの時間ｎ2 の経過毎に充電動作と、そのときの充電電流の検出を繰り返し行う。
【００６２】
そして、ステップ６０９で充電電流が２００ｍＡ以上であると判断された場合には、制御回路７内のタイマー回路を再度作動させる（ステップ６１０）。そして、このステップ６１０でタイマーを作動させてから、予め決められた時間ｎ1 が経過したか否か判断する（ステップ６１１）。この時間ｎ1 としては、例えば３０分とする。
【００６３】
そして、制御回路７が時間ｎ1 の経過を判断（即ち充電電流が２００ｍＡ以上になってから時間ｎ1 が経過したことの判断）すると、ステップ６０１に戻って充電動作を開始させる。このときの充電動作としては、制御回路７の制御に基づいて、定電圧回路４の出力を４．２Ｖに切換えさせて、この４．２Ｖによる定電圧充電を行う。そして、ステップ２０１以降の処理を繰り返し行う。
【００６４】
このようにして充電処理が行われることで、２次電池への充電が停止した後の、この２次電池の状態の検出処理が、タイマー回路による時間ｎ2 の経過毎に行われ、２次電池の充電状態を適正に保つための制御が良好に行われると共に、その時間ｎ2 毎の検出で、電池残量が充電できる状態であると判断された場合に、タイマー回路による時間ｎ1 の経過を待ってから再充電が開始されるようにしたので、２次電池が満充電状態に戻るまでの期間を、そのときの検出精度にかかわらず常時良好に保つことができ、この点からも２次電池の充電状態を適正に保つ制御が行われる。
【００６５】
なお、この第３の実施例では、充電停止後の一時的な充電時の充電電圧を、通常の充電時と同じ４．２Ｖとしたが、この一時的な充電時の充電電圧を４．０Ｖなどの低い電圧としても良い。このようにすることで、電池状態検出時に２次電池に与える負担を少なくすることができる。
【００６６】
また、電流値で２次電池の状態を検出する代わりに、電池電圧で２次電池の状態を検出するようにしても良い。なお、この電池電圧を検出する場合には、この充電停止状態での電池電圧の検出時に、この検出のために２次電池から放電されたエネルギーを充電させるようにしても良い。
【００６７】
なお、上述した各実施例では、２次電池としてリチウムイオン電池を充電する場合について説明したが、他の同様な定電圧充電を必要とする２次電池の充電方法及び装置にも適用できることは勿論である。また、満充電まで充電させる電圧や検出時の電圧値，電流値、更に各タイマー回路で設定する時間などの値についても、使用する電池の電圧特性や容量などに応じて適宜選定すれば良く、上述各実施例の値に限定されるものではない。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によると、２次電池のほぼ満充電を検出して充電を停止させた後、２次電池が所定電圧になったことを検出した場合に、この検出から誤差電圧に対応した所定時間経過した後に２次電池の充電を再開させるようにしたことで、一度満充電状態（又は満充電状態に近い状態）となってから、充電が再開されるまでの時間を、電池が満充電状態から所定電圧になるまでの時間に、所定時間が加算された時間とすることができ、電池状態の検出に誤差があっても、満充電状態に戻るまでの時間をある程度確保することができ、満充電状態が続くことによる２次電池の特性の劣化を防止することができる。
【００６９】
この場合、所定電圧の検出として、２次電池の電池電圧が、充電電圧を基準とした電圧値から所定値低下したことを検出するようにしたことで、充電電圧を基準とした正確な電池電圧の低下の検出が可能になり、正確に２次電池の状態を制御できるようになる。
【００７０】
また、所定電圧の検出として、２次電池の接地電位を基準とした電圧値からの電池電圧が、所定電圧になったことを検出するようにしたことで、比較的簡単な電圧検出で、２次電池の状態を適正に制御できるようになる。
【００７３】
また本発明によると、２次電池のほぼ満充電を検出して充電を停止させてから所定時間毎に、２次電池の電池電圧の低下を検出するようにし、電池電圧の低下時に充電を再開させるようにしたことで、一度満充電となって充電を停止させてから、再度充電が再開されるまで、少なくとも所定時間あけることができ、満充電状態に戻るまでの時間をある程度確保することができ、２次電池の特性の劣化を防止することができる。
【００７４】
この場合、電池電圧の低下を検出してから一定時間経過した後に充電を再開させるようにしたことで、より効果的に満充電状態に戻るまでの時間を確保できるようになり、２次電池の特性の劣化防止効果をより高くすることができる。
【００７７】
また、この電池電圧を検出する場合に、電池電圧が所定電圧になってなく、充電が再開されない場合に、少なくとも電池電圧の検出に要するエネルギーを、２次電池に充電させるようにしたことで、電池状態の検出を所定時間毎に繰り返すことによる充電残量の減少を効果的に防止することができる。
【００７８】
また、所定電圧の検出として、充電電圧を基準とした電圧値から所定値低下したことを検出するようにしたことで、充電電圧を基準とした正確な電池電圧の低下の検出が可能になり、正確に２次電池の状態を制御できるようになる。
【００７９】
また、所定電圧の検出として、２次電池の接地電位を基準とした電圧からの電池電圧が、所定の電圧値になったことを検出するようにしたことで、比較的簡単な電圧検出で、２次電池の状態を適正に制御できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施例に適用される充電装置の構成を示す構成図である。
【図２】第１の実施例による充電処理を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施例による充電状態を示す特性図である。
【図４】第１の実施例において満充電検出を別の処理で行う場合の充電処理を示すフローチャートである。
【図５】図４の例による充電状態を示す特性図である。
【図６】第２の実施例による充電処理を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施例による充電状態を示す特性図である。
【図８】第２の実施例において満充電検出を別の処理で行う場合の充電処理を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施例において満充電検出を更に別の処理で行う場合の充電処理を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施例による充電状態を示す特性図である。
【図１１】リチウムイオン電池の充電特性の例を示す説明図である。
【図１２】従来のリチウムイオン電池の再充電状態の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
１  商用交流電源、２  変圧・整流回路、３  定電流回路、４    定電圧回路、５  ２次電池、６  電圧検出回路、７  制御回路、８  電流検出用抵抗器、９電流検出回路、１０  負荷回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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