【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池を急速に充電
する充電回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging circuit for rapidly charging a secondary battery.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の急速充電回路としては、特開平６
−１２１４６８号公報に示されるように、充電の初期に
おいては大電流が二次電池に供給され、充電中はＣＰＵ
により周期的に充電電流をゼロにして（オフにして）二
次電池の開放電圧を測定し、その開放電圧をあらかじめ
設定した基準電圧と比較し、開放電圧が基準電圧を越え
たことを検出すると充電電流を低い値に切り替えて充電
を進行するものが知られている。この技術によれば、大
電流にともなうガス発生が生じる前に電流を下げること
で高い充電量までガス発生を抑えて充電させることがで
きるのである。2. Description of the Related Art As a conventional quick charging circuit, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. -1216868, a large current is supplied to the secondary battery in the initial stage of charging, and the CPU is charged during charging.
When the open circuit voltage of the rechargeable battery is measured by periodically setting the charging current to zero (off) and compared with a preset reference voltage, and it is detected that the open circuit voltage exceeds the reference voltage, It is known that charging current is switched to a low value to proceed with charging. According to this technique, it is possible to suppress the gas generation to a high charge amount and charge the battery by reducing the current before the gas generation due to the large current occurs.
【０００３】ここで、ガス発生は二次電池の電圧がある
値以上になると発生する。充電中の二次電池は、電流を
印加することによりその電流に対応した電圧の上昇（過
電圧）と、充電が進行し電池の充電量が変化することに
よる電圧上昇とのふたつの効果により電圧が上昇し、や
がてガス発生が起る電圧に達する。従って、急速充電時
には二次電池に対して大電流が流されそれによる過電圧
の上昇も大きくなるため、充電の進行に従ってガス発生
に至る前に電流を下げて過電圧を低下させていた。Here, gas is generated when the voltage of the secondary battery exceeds a certain value. The voltage of a rechargeable battery being charged is increased by two effects: an increase in the voltage (overvoltage) corresponding to the current when an electric current is applied and an increase in the voltage due to the progress of charging and a change in the charged amount of the battery. It rises and eventually reaches a voltage at which gas evolution occurs. Therefore, at the time of rapid charging, a large current is supplied to the secondary battery and the increase in overvoltage due to the large current also increases. Therefore, as the charging progresses, the current is reduced to reduce the overvoltage before gas is generated.
【０００４】あるいは、別の充電回路においては、充電
中に二次電池の開放電圧を周期的に測定し基準電圧と比
較して、基準電圧を越えた時点で充電を終了させてい
た。Alternatively, in another charging circuit, the open circuit voltage of the secondary battery is periodically measured during charging, compared with a reference voltage, and charging is terminated when the reference voltage is exceeded.
【０００５】開放電圧の測定は、二次電池に電流が流さ
れていない状態において測られている。これは、電池リ
ード線抵抗、端子接触抵抗、電池の内部抵抗等の抵抗成
分によるオーム損に影響されず電池の充電状態を検出す
る必要があるためである。The open circuit voltage is measured in a state where no current is passed through the secondary battery. This is because it is necessary to detect the charge state of the battery without being affected by ohmic loss due to resistance components such as battery lead wire resistance, terminal contact resistance, and battery internal resistance.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
急速充電回路では、開放電圧の測定において充電電流を
ゼロにしてから測定を行なうまでのタイミングについて
は考慮されていなかったため、適切な電流切り替え動作
がなされずにガス発生を生じたり、あるいは適切な充電
終了動作がなされずに二次電池が過充電や充電量不足を
生じることがあった。However, in the conventional quick charging circuit, since the timing from when the charging current is zero to the measurement is not taken into consideration in the measurement of the open circuit voltage, an appropriate current switching operation is performed. There is a case where gas is generated without being performed, or a secondary battery is overcharged or insufficiently charged because an appropriate charge end operation is not performed.
【０００７】充電中に二次電池の開放電圧を測定するた
めには充電電流をパルス状に流すことになる。パルス的
に電流を印加した後の二次電池の電圧は図４に示すよう
に指数関数的に変化し、電流が加えられたことによる過
電圧分は徐々に低下して、そのときの充電量に対応した
電圧に近づいてゆくため、パルスを切ってから短い時間
に測定される電圧は電流パルスに応答した過電圧による
電圧上昇の影響を含んでおり、パルスを切ってから時間
をおいたときの電圧は充電量の増加に対応する電圧を示
すことになる。To measure the open circuit voltage of the secondary battery during charging, the charging current is made to flow in pulses. The voltage of the secondary battery after applying the current in a pulsed manner changes exponentially as shown in Fig. 4, and the overvoltage component due to the application of the current gradually decreases, and the charge amount at that time is reduced. Since the voltage approaches the corresponding voltage, the voltage measured in a short time after the pulse is cut includes the effect of voltage rise due to the overvoltage in response to the current pulse, and the voltage at the time after the pulse is cut Indicates the voltage corresponding to the increase in the charge amount.
【０００８】よって、ガス発生を防ぐために電池の過電
圧の応答を正確に知り電流変更を適切に行うには、電流
を切ってからすぐに電圧を検出する様に設定する必要が
あり、一方、過充電を防ぎ且つ二次電池を十分に充電で
きるように充電を終了させるためには、充電量に対応し
た電圧増加の情報を得るように電流を切って十分に時間
をおいてから電圧を測定する必要があるが、従来の急速
充電回路においては、開放電圧の測定に関して、電流を
切ってから電圧を測定するまでのタイミングについては
考慮されていなかったため、適切な電流切り替え動作が
なされずにガス発生を生じたり、あるいは適切な充電終
了動作がなされずに二次電池の過充電や充電量不足を生
じることがあった。Therefore, in order to accurately know the response of the overvoltage of the battery and appropriately change the current in order to prevent gas generation, it is necessary to set so that the voltage is detected immediately after the current is cut off. In order to prevent charging and terminate charging so that the secondary battery can be fully charged, measure the voltage after turning off the current and allowing sufficient time to obtain information on the voltage increase corresponding to the charge amount. However, in the conventional quick charge circuit, when measuring the open-circuit voltage, the timing from when the current was cut to when the voltage was measured was not taken into consideration. In some cases, the secondary battery may be overcharged or insufficiently charged without proper charging termination operation being performed.
【０００９】また、従来の急速充電回路においては、上
述したような開放電圧に関する考慮がなされていなかっ
たため、開放電圧の測定を、電流切り替え動作か充電終
了動作の一方にしか利用することができず、大電流をガ
ス発生をともなわずに順次切り替えて行き且つ過充電を
起こさず十分な充電量を得ることはできなかった。Further, in the conventional quick charging circuit, since the above-mentioned consideration of the open circuit voltage is not taken into consideration, the measurement of the open circuit voltage can be used only for one of the current switching operation and the charge termination operation. However, it was not possible to obtain a sufficient charge amount by sequentially switching the large current without generating gas and without causing overcharge.
【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、ガス発生を防止し得ると共に二
次電池の過充電や充電量不足を防止し得る急速充電回路
を提供することを目的としている。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a rapid charging circuit capable of preventing gas generation and preventing overcharge or insufficient charge of a secondary battery. It is an object.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の急速充電回路は、二次電池を充電するための
電流を発生する電源と、電源からの電流を所定周期の電
流パルスに切り換えて二次電池に供給する電流切換手段
と、その電流パルスのオフに応答して二次電池の電圧を
検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段の出力によ
り前記電流パルスの電流値を変更する電流値制御手段と
を備え、前記電圧検出手段の電圧検出のタイミングを、
充電初期は電流パルスのオフ直後の第１タイミングに設
定し、充電末期は電流パルスのオフ期間中であって前記
第１タイミングよりも遅い第２タイミングに設定するタ
イミング設定手段を備えている。In order to achieve this object, a quick charging circuit of the present invention uses a power source for generating a current for charging a secondary battery, and a current from the power source into a current pulse of a predetermined cycle. Current switching means for switching and supplying to the secondary battery, voltage detecting means for detecting the voltage of the secondary battery in response to the turning off of the current pulse, and changing the current value of the current pulse by the output of the voltage detecting means. And a current value control means for controlling the voltage detection timing of the voltage detection means,
There is provided timing setting means for setting the first timing immediately after the current pulse is turned off at the initial stage of charging, and at the second timing during the current pulse off period at the end of charging, which is later than the first timing.
【００１２】尚、前記電流値制御手段は、タイミング設
定手段による電圧検出のタイミングが第１タイミングに
設定されている場合においては電圧検出に応じて電流パ
ルスの電流値を低減し、タイミング設定手段による電圧
検出のタイミングが第２タイミングに設定されている場
合においては電圧検出に応じて電流パルスの電流値をゼ
ロにするように構成されていてもよい。When the timing of the voltage detection by the timing setting means is set to the first timing, the current value control means reduces the current value of the current pulse in accordance with the voltage detection, and the current setting means operates the timing setting means. When the voltage detection timing is set to the second timing, the current value of the current pulse may be zero according to the voltage detection.
【００１３】また、前記第２タイミングは電流パルスの
オン直前に設定されることが好適である。Further, it is preferable that the second timing is set immediately before turning on the current pulse.
【００１４】また、前記タイミング設定手段は、第１，
第２タイミングとして電流パルスのオフからの遅延時間
を設定し、前記電圧検出手段は、その遅延時間を計時す
る計時手段と、その遅延時間の経過時に前記二次電池の
電圧値と所定の基準電圧値とを比較する比較手段とを備
えていてもよい。Further, the timing setting means is the first,
A delay time from turning off the current pulse is set as the second timing, and the voltage detecting means measures the delay time, and the voltage value of the secondary battery and a predetermined reference voltage when the delay time elapses. It may be provided with a comparison means for comparing with the value.
【００１５】[0015]
【作用】上記の構成を有する本発明において、電流切換
手段は電源からの電流を所定周期の電流パルスに切り換
えて二次電池に供給し、電圧検出手段が前記電流パルス
のオフに応答して二次電池の電圧を検出する。電流値制
御手段は、前記電圧検出手段の出力により電流パルスの
電流値を変更する。タイミング設定手段は前記電圧検出
手段の電圧検出のタイミングを、充電初期は電流パルス
のオフ直後の第１タイミングに設定し、充電末期は電流
パルスのオフ期間中であって前記第１タイミングよりも
遅い第２タイミングに設定する。これにより、充電初期
と充電末期とで電圧検出手段の検出タイミングが変化す
ることになる。In the present invention having the above-mentioned structure, the current switching means switches the current from the power source to a current pulse of a predetermined cycle and supplies it to the secondary battery, and the voltage detecting means responds to the turning off of the current pulse. Detect the voltage of the secondary battery. The current value control means changes the current value of the current pulse according to the output of the voltage detection means. The timing setting unit sets the voltage detection timing of the voltage detection unit to the first timing immediately after the current pulse is turned off at the initial stage of charging, and during the current pulse off period at the end of charging, which is later than the first timing. Set to the second timing. As a result, the detection timing of the voltage detection means changes between the initial stage of charging and the final stage of charging.
【００１６】また、第１タイミングで電圧検出手段が二
次電池の電圧を検出する場合、電流値制御手段は電圧検
出に応じて電流パルスの電流値を低減し、第２タイミン
グで電圧検出手段が二次電池の電圧を検出する場合、電
流値制御手段は電圧検出に応じて電流パルスの電流値を
ゼロにする。When the voltage detection means detects the voltage of the secondary battery at the first timing, the current value control means reduces the current value of the current pulse according to the voltage detection, and the voltage detection means at the second timing. When detecting the voltage of the secondary battery, the current value control means sets the current value of the current pulse to zero according to the voltage detection.
【００１７】また、第１，第２タイミングとして電流パ
ルスのオフからの遅延時間が設定され、電圧検出手段が
計時手段と比較手段とを備えている場合、計時手段が電
流パルスのオフからの遅延時間を計時し、その時間の経
過時に比較手段が前記二次電池の電圧値と所定の基準電
圧値とを比較する。When the delay time from the turning off of the current pulse is set as the first and second timings and the voltage detecting means includes the time measuring means and the comparing means, the time counting means delays from the turning off of the current pulse. The time is measured, and when the time has elapsed, the comparison means compares the voltage value of the secondary battery with a predetermined reference voltage value.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】まず本実施例の急速充電回路の電気的構成
について図１を用いて説明する。First, the electrical configuration of the quick charging circuit of this embodiment will be described with reference to FIG.
【００２０】図１に示すように、本発明の電源としての
定電流電源１には、交流電力２が入力される。定電流電
源１の出力は、電流スイッチ回路３（電流切換手段）に
入力され、この電流スイッチ回路３は定電流電源１の定
電流をオンオフして電流パルスとして二次電池４に印加
するものである。この電流スイッチ回路３は、トランジ
スタスイッチから構成された一般的なものであり、後述
のパルス波形設定回路７によりそのオンオフが制御され
るものである。このオンオフ制御により電流パルスが形
成されるのである。即ち、電流スイッチ回路３はそのオ
ン状態の時に二次電池４に所定の電流値の充電電流を印
加し、オフ状態の時に充電電流を印加しないように構成
されたものである。As shown in FIG. 1, AC power 2 is input to a constant current power supply 1 as a power supply of the present invention. The output of the constant current power supply 1 is input to the current switch circuit 3 (current switching means), and this current switch circuit 3 turns on and off the constant current of the constant current power supply 1 and applies it to the secondary battery 4 as a current pulse. is there. The current switch circuit 3 is a general one composed of a transistor switch, and its on / off is controlled by a pulse waveform setting circuit 7 described later. A current pulse is formed by this on / off control. That is, the current switch circuit 3 is configured to apply the charging current having a predetermined current value to the secondary battery 4 in the ON state and not apply the charging current in the OFF state.
【００２１】また、前記定電流電源１は、周知の一般的
な構成のものであり、後述の電流値設定回路６からの出
力信号を受けて電流ゼロの状態から充電初期に二次電池
４に印加可能な大電流値の間で定電流出力が可能であ
る。Further, the constant current power source 1 has a well-known general structure, and receives an output signal from a current value setting circuit 6 which will be described later, and supplies the secondary battery 4 to the secondary battery 4 from the state of zero current at the initial charging stage. Constant current output is possible between large current values that can be applied.
【００２２】二次電池４は電流スイッチ回路３の正極，
負極端子に着脱可能に装着されるものである。この電流
スイッチ回路３の正極（二次電池４の正極端子）には、
本発明の電圧検出手段としての電圧検出回路５が接続さ
れており、この電圧検出回路５の電圧検出信号出力端子
は電流値設定回路６の電圧検出信号入力端子に接続され
ている。また、電圧検出回路５は電流値設定回路６から
の遅延時間信号を受けて検出タイミングが設定される。The secondary battery 4 is a positive electrode of the current switch circuit 3,
It is detachably attached to the negative electrode terminal. The positive electrode of the current switch circuit 3 (the positive electrode terminal of the secondary battery 4) is
The voltage detection circuit 5 as the voltage detection means of the present invention is connected, and the voltage detection signal output terminal of the voltage detection circuit 5 is connected to the voltage detection signal input terminal of the current value setting circuit 6. Further, the voltage detection circuit 5 receives the delay time signal from the current value setting circuit 6 and sets the detection timing.
【００２３】即ち、電圧検出回路６は、前記電流スイッ
チ回路３の正極からの電流パルスの立ち下がりに応答し
て（電流パルスのオフに応答して）二次電池４の正極端
子の電圧を測定するように構成されている。この電圧検
出回路５は前記遅延時間信号が示す遅延時間を前記電流
パルスのオフから計時するタイマー回路（計時手段）５
ａを内蔵し、その遅延時間が経過した時に二次電池４の
正極端子の電圧を測定するものである。即ち、後述する
パルス波形設定回路７からのオフ信号を受けて遅延時間
を計時し、その時間が経過したときに電圧を測定するの
である。That is, the voltage detection circuit 6 measures the voltage at the positive terminal of the secondary battery 4 in response to the fall of the current pulse from the positive terminal of the current switch circuit 3 (in response to the turning off of the current pulse). Is configured to. The voltage detecting circuit 5 is a timer circuit (time measuring means) 5 for measuring the delay time indicated by the delay time signal from the turning off of the current pulse.
The voltage of the positive electrode terminal of the secondary battery 4 is measured when the delay time elapses. That is, the delay time is measured by receiving the OFF signal from the pulse waveform setting circuit 7 to be described later, and the voltage is measured when the delay time elapses.
【００２４】また、測定電圧値を所定の基準電圧値と比
較する比較回路（比較手段）５ｂを有し、この比較回路
５ｂは測定電圧値が基準電圧切換回路５ｃにより設定さ
れた基準電圧値よりも高くなった場合に電圧検出信号を
出力するように構成されている。また、基準電圧切換回
路５ｃは本実施例においては、第１基準電圧値，第２基
準電圧値，第３基準電圧値の３種類が設定可能であり、
充電開始時には第１基準電圧値が初期設定され、充電の
進行に応じて比較回路５ｂから電圧検出信号が出力され
ると第２基準電圧値に変更され、充電末期には再び比較
回路５ｂから電圧検出信号が出力されると第３基準電圧
値に変更されるように基準電圧値を切り換える。この切
換は測定電圧値がその時に設定されている基準電圧値よ
りも大きくなるに応答して自動的に切り換えられるので
ある。Further, there is provided a comparison circuit (comparing means) 5b for comparing the measured voltage value with a predetermined reference voltage value, and the comparison circuit 5b has a measured voltage value based on the reference voltage value set by the reference voltage switching circuit 5c. Is also configured to output a voltage detection signal when it becomes high. Further, in the present embodiment, the reference voltage switching circuit 5c can set three types of the first reference voltage value, the second reference voltage value, and the third reference voltage value,
At the start of charging, the first reference voltage value is initialized, and when a voltage detection signal is output from the comparison circuit 5b according to the progress of charging, it is changed to the second reference voltage value, and at the end of charging, the comparison circuit 5b again returns the voltage. When the detection signal is output, the reference voltage value is switched so as to be changed to the third reference voltage value. This switching is automatically performed in response to the measured voltage value becoming larger than the reference voltage value set at that time.
【００２５】また、電流値制御手段としての電流値設定
回路６は、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ等から構成され、前
記定電流電源１に定電流値を指令出力すると共に、その
指令出力する定電流値を前記電圧検出回路５の比較回路
５ｂからの電圧検出信号に応答して変化させる。即ち、
前記電圧検出回路５の基準電圧切換回路５ｃが基準電圧
を第１基準電圧値に設定しているときには最大定電流を
指令するための第１定電流値が定電流電源１に出力さ
れ、第２基準電圧値に設定されているときには第１定電
流値よりも小さな値の第２定電流値が出力され、第３基
準電圧値に設定されているときには第２定電流値よりも
小さな値の第３定電流値が出力されるのである。The current value setting circuit 6 as the current value control means is composed of a CPU, a ROM, a RAM, etc. and outputs a constant current value to the constant current power source 1 as a command and outputs the commanded constant current value. Is changed in response to the voltage detection signal from the comparison circuit 5b of the voltage detection circuit 5. That is,
When the reference voltage switching circuit 5c of the voltage detection circuit 5 sets the reference voltage to the first reference voltage value, the first constant current value for instructing the maximum constant current is output to the constant current power source 1, A second constant current value smaller than the first constant current value is output when the reference voltage value is set, and a second constant current value smaller than the second constant current value is output when the third reference voltage value is set. 3 constant current values are output.
【００２６】また、電流値設定回路６は、充電開始時は
第１の遅延時間（第１タイミング）として５ｍｓｅｃを
示す遅延時間信号を前記電圧検出回路５のタイマ回路５
ａに出力し、充電が進行して前記第３定電流値を出力す
るときに第２の遅延時間（第２タイミング）として９５
ｍｓｅｃを示す遅延時間信号を前記電圧検出回路５のタ
イマ回路５ａに出力するのである。この第３定電流値の
出力時期は充電末期を示すのである。この電流値設定回
路６が本発明のタイミング設定手段をも構成している。The current value setting circuit 6 sends a delay time signal indicating 5 msec as the first delay time (first timing) at the start of charging to the timer circuit 5 of the voltage detecting circuit 5.
When the charging progresses and the third constant current value is output, the second delay time (second timing) is set to 95.
A delay time signal indicating msec is output to the timer circuit 5a of the voltage detection circuit 5. The output timing of the third constant current value indicates the end of charging. The current value setting circuit 6 also constitutes the timing setting means of the present invention.
【００２７】また、電流値設定回路６は、パルス波形設
定回路７に電流パルスのデューティを指令するデューテ
ィ指令信号を出力するものであり、１ｓｅｃのオン時間
と１００ｍｓｅｃのオフ時間のデューティ指令信号をパ
ルス波形設定回路７に出力する。Further, the current value setting circuit 6 outputs a duty command signal for instructing the duty of the current pulse to the pulse waveform setting circuit 7, and the duty command signal having an on time of 1 sec and an off time of 100 msec is pulsed. Output to the waveform setting circuit 7.
【００２８】パルス波形設定回路７は、デューティ指令
信号を受けて、内蔵のプログラマブルタイマのカウント
値をオン時間，オフ時間それぞれ設定し、時間カウント
にしたがってオン信号，オフ信号を前記電流スイッチ回
路３に出力するのである。このため、オン信号が出力さ
れている間は定電流が二次電池に供給され、オフ信号が
出力されている間は定電流が二次電池に供給されないの
で、デューティ指令信号の内容に応じた電流パルスの波
形が形成される。The pulse waveform setting circuit 7 receives the duty command signal and sets the count value of the built-in programmable timer for each of the ON time and the OFF time, and outputs the ON signal and the OFF signal to the current switch circuit 3 according to the time count. It outputs it. Therefore, the constant current is supplied to the secondary battery while the ON signal is output, and the constant current is not supplied to the secondary battery while the OFF signal is output. The waveform of the current pulse is formed.
【００２９】次に、本発明の急速充電回路の動作につい
て図１、図２、図３、図４を用いて説明する。Next, the operation of the quick charging circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4.
【００３０】二次電池４が急速充電回路に接続される
と、電圧検出回路５によって電池の接続が検知されると
（Ｓ１；ＹＥＳ）、充電が開始される。充電開始時であ
るので電流値設定回路６は第１定電流値（１０Ｃ）を定
電流電源１に指令出力する（Ｓ２）。ここで、記号Ｃは
二次電池４の定格容量を１時間で充電することができる
電流に相当するため、二次電池４の定格容量が５００ｍ
Ａｈであれば第１定電流値（１０Ｃ）は５Ａの電流に相
当する。When the secondary battery 4 is connected to the quick charging circuit, the voltage detection circuit 5 detects the battery connection (S1; YES), and charging is started. Since the charging is started, the current value setting circuit 6 outputs a command for the first constant current value (10C) to the constant current power source 1 (S2). Here, the symbol C corresponds to a current that can charge the rated capacity of the secondary battery 4 in one hour, so that the rated capacity of the secondary battery 4 is 500 m.
If Ah, the first constant current value (10C) corresponds to a current of 5A.
【００３１】次に、電流値設定回路６のＣＰＵはパルス
波形設定回路７に１ｓｅｃのオン時間と１００ｍｓｅｃ
のオフ時間のデューティ指令信号を出力し（Ｓ３）、電
圧検出回路５に５ｍｓｅｃの第１遅延時間を示す遅延時
間信号を出力する（Ｓ４）。この時、電圧検出回路５の
比較回路には、測定電圧値と比較するための基準電圧値
として第１基準電圧値（１０Ｃ基準電圧）が設定されて
いる。そして、ＣＰＵは電圧検出回路５からの電圧検出
信号の入力を待つ（Ｓ５；ＮＯ）。Next, the CPU of the current value setting circuit 6 causes the pulse waveform setting circuit 7 to turn on for 1 sec and for 100 msec.
The duty command signal for the off time is output (S3), and the delay time signal indicating the first delay time of 5 msec is output to the voltage detection circuit 5 (S4). At this time, the first reference voltage value (10C reference voltage) is set in the comparison circuit of the voltage detection circuit 5 as a reference voltage value for comparison with the measured voltage value. Then, the CPU waits for the input of the voltage detection signal from the voltage detection circuit 5 (S5; NO).
【００３２】従って、定電流電源１からは第１定電流値
（１０Ｃ）の定電流が出力され、それは、パルス波形設
定回路７により１ｓｅｃのオン時間と１００ｍｓｅｃの
オフ時間の電流パルスとなって二次電池４に供給され
る。本実施例においてはオン時間１ｓｅｃ・オフ時間１
００ｍｓｅｃのパルスとしているが、オン時間は任意に
決められてよい。また、オフ時間に付いても１００ｍｓ
ｅｃ以上であれば任意に決められてよい。電圧検出回路
５のタイマ回路５ａはパルス波形設定回路７からのオフ
信号を受けて遅延時間（この場合５ｍｓｅｃの第１遅延
時間）を計時し、その時間が経過した時に比較回路５ｂ
にトリガ信号を送る。トリガ信号を受けた比較回路５ｂ
は二次電池４の前記開放電圧を測定し、その測定電圧値
が前記第１基準電圧値よりも大きくなった時に電圧検出
信号を出力する。従って、測定電圧が前記第１基準電圧
値以下の場合、電圧検出信号が出力されることがなく、
基準電圧値も第１基準電圧値のままとなる。Accordingly, the constant current power source 1 outputs a constant current having a first constant current value (10 C), which is converted into a current pulse having an on time of 1 sec and an off time of 100 msec by the pulse waveform setting circuit 7. It is supplied to the secondary battery 4. In this embodiment, the on time is 1 sec and the off time is 1
Although the pulse is set to 00 msec, the on-time may be determined arbitrarily. Also, 100ms for off time
It may be arbitrarily determined as long as it is ec or more. The timer circuit 5a of the voltage detection circuit 5 receives the OFF signal from the pulse waveform setting circuit 7 to measure the delay time (in this case, the first delay time of 5 msec), and when the time has elapsed, the comparison circuit 5b.
Send a trigger signal to. Comparing circuit 5b receiving the trigger signal
Measures the open circuit voltage of the secondary battery 4, and outputs a voltage detection signal when the measured voltage value becomes larger than the first reference voltage value. Therefore, when the measured voltage is less than or equal to the first reference voltage value, the voltage detection signal is not output,
The reference voltage value also remains the first reference voltage value.
【００３３】ここで、電流パルスとそれを受けたときの
二次電池４の正極端子電圧の変化を図２を用いて説明す
る。電流パルスがオンすると正極端子電圧は抵抗分によ
る電圧上昇の後、緩やかな過電圧の上昇を示す。電流が
オフされると抵抗分の電圧は瞬間的に低下し、その後、
過電圧分がゆっくりと低下して行くが、電流が流された
ぶん充電が進行しているため正極端子電圧は一つ前の電
流パルス印加時の値よりは若干上昇している。上記電流
パルスを繰り返し受けることによって二次電池４は充電
されて行き、それにともなって全体の電圧は上昇して行
く。二次電池４の電圧がある値以上になると二次電池４
内部においてガスが発生するため、ガス発生を避けるに
は電流パルスオン時の過電圧を低くする必要があり、そ
のためには電流値を切り換えて過電圧を低下させること
が必要となる。Now, the current pulse and the change in the positive terminal voltage of the secondary battery 4 when receiving the current pulse will be described with reference to FIG. When the current pulse is turned on, the positive terminal voltage shows a gradual increase in overvoltage after the voltage rise due to the resistance component. When the current is turned off, the voltage of the resistance component drops momentarily, then
Although the amount of overvoltage gradually decreases, the voltage at the positive electrode terminal is slightly higher than the value at the time of applying the current pulse immediately before because charging is progressing as current flows. The rechargeable battery 4 is charged by repeatedly receiving the current pulse, and accordingly, the entire voltage rises. When the voltage of the secondary battery 4 exceeds a certain value, the secondary battery 4
Since gas is generated inside, it is necessary to lower the overvoltage at the time of turning on the current pulse in order to avoid gas generation, and for that purpose, it is necessary to switch the current value to reduce the overvoltage.
【００３４】二次電池４の正極端子電圧は電流パルスの
オフ毎に図２に示すタイミングで電圧検出回路５によっ
て測定され、第１定電流値（１０Ｃ）の電流パルスを印
加している時の第１基準電圧値（１０Ｃ基準電圧）と比
較され、それ以下であれば再度第１定電流値１０Ｃの電
流パルスが二次電池４に印加される。本実施例の電圧検
出回路５においては、電圧の測定を電流パルスのオフか
ら５ｍｓｅｃ経過時に行なっているが、さらに短い時間
で測定しても良く、電流パルスに対する過電圧の応答を
測定するのに十分短ければ任意に設定されて良い。前記
第１基準電圧値（１０Ｃ基準電圧）は、第１定電流値の
充電電流において過電圧の上昇により二次電池４内部で
ガス発生が生じる直前の電圧に予め設定されている。The positive terminal voltage of the secondary battery 4 is measured by the voltage detection circuit 5 at the timing shown in FIG. 2 every time the current pulse is turned off, and when the current pulse of the first constant current value (10C) is applied. It is compared with the first reference voltage value (10C reference voltage), and if it is less than that, the current pulse of the first constant current value 10C is applied to the secondary battery 4 again. In the voltage detection circuit 5 of this embodiment, the voltage is measured 5 msec after the current pulse is turned off, but the voltage may be measured in a shorter time, which is sufficient to measure the response of the overvoltage to the current pulse. If it is short, it can be set arbitrarily. The first reference voltage value (10C reference voltage) is preset to a voltage immediately before gas generation occurs in the secondary battery 4 due to an increase in overvoltage at the charging current having the first constant current value.
【００３５】充電が進行して行くにしたがって、電圧検
出回路５にて測定している二次電池４の電圧は上昇して
行き、やがて第１基準電圧値（１０Ｃ基準電圧）を上回
ると、電圧検出回路５の比較回路５ｂは電流値設定回路
６に電圧検出信号を出力し、これが検出される（Ｓ５；
ＹＥＳ）。これは、第１定電流値（１０Ｃ）の電流パル
スによる充電の終了を示し、更に充電を続けると二次電
池の内部でガスが発生することを意味するものである。
また、この電圧検出信号は基準電圧切換回路５ｃに出力
され、この信号を受けて基準電圧切換回路５ｃは基準電
圧を第１基準電圧値（１０Ｃ基準電圧）から第２基準電
圧に切り換える。As the charging progresses, the voltage of the secondary battery 4 measured by the voltage detection circuit 5 rises, and when the voltage exceeds the first reference voltage value (10C reference voltage), the voltage is increased. The comparison circuit 5b of the detection circuit 5 outputs a voltage detection signal to the current value setting circuit 6 and this is detected (S5;
Yes). This means that the charging is completed by the current pulse having the first constant current value (10 C), and that the gas is generated inside the secondary battery when the charging is further continued.
Further, this voltage detection signal is output to the reference voltage switching circuit 5c, and in response to this signal, the reference voltage switching circuit 5c switches the reference voltage from the first reference voltage value (10C reference voltage) to the second reference voltage.
【００３６】電流値設定回路６のＣＰＵは、電圧検出回
路５の比較回路５ｂからの電圧検出信号を受けて定電流
電源１に対して、第２定電流値（８Ｃ）を指令し（Ｓ
６）、再び電圧検出信号の入力を待つ（Ｓ７；ＮＯ）。
このため、定電流電源１からは第２定電流値（８Ｃ）の
充電電流が出力され、これがパルス波形設定回路７及び
電流スイッチ回路３の働きにより、オン時間１ｓｅｃ・
オフ時間１００ｍｓｅｃの電流パルスになるようにスイ
ッチされて二次電池４に印加される。The CPU of the current value setting circuit 6 receives the voltage detection signal from the comparison circuit 5b of the voltage detection circuit 5, and issues a second constant current value (8C) to the constant current power supply 1 (S).
6) Wait again for the input of the voltage detection signal (S7; NO).
Therefore, the constant current power supply 1 outputs the charging current having the second constant current value (8C), and the ON time is 1 sec · due to the operation of the pulse waveform setting circuit 7 and the current switch circuit 3.
The current pulse is switched so that the current pulse has an off time of 100 msec and is applied to the secondary battery 4.
【００３７】電圧検出回路５は、前述と同様にして電流
パルスのオフから第１遅延時間（５ｍｓｅｃ）経過時に
電圧の測定を行い、その測定値が第２基準電圧値（８Ｃ
基準電圧）を上回った時に電圧検出信号を出力する。The voltage detecting circuit 5 measures the voltage when the first delay time (5 msec) elapses from the turning off of the current pulse in the same manner as described above, and the measured value is the second reference voltage value (8C).
When it exceeds the reference voltage), a voltage detection signal is output.
【００３８】従って、さらに充電が進行するにつれて二
次電池４の電圧は上昇を続け、第２基準電圧値を上回る
と電圧検出信号が出力され、電流値設定回路６のＣＰＵ
がこれを検知すると（Ｓ７；ＹＥＳ）、第３定電流値
（２Ｃ）を定電流電源１に指令する（Ｓ８）。この時、
電圧検出回路５の基準電圧切換回路５ｃは比較回路５ｂ
からの電圧検出信号を受けて基準電圧値を第２基準電圧
値（８Ｃ基準電圧）から第３基準電圧値（充電終了電
圧）に切り換える。Therefore, the voltage of the secondary battery 4 continues to rise as the charging further proceeds, and when the voltage exceeds the second reference voltage value, the voltage detection signal is output and the CPU of the current value setting circuit 6
When this is detected (S7; YES), the third constant current value (2C) is instructed to the constant current power supply 1 (S8). This time,
The reference voltage switching circuit 5c of the voltage detection circuit 5 is a comparison circuit 5b.
The reference voltage value is switched from the second reference voltage value (8C reference voltage) to the third reference voltage value (charging end voltage) in response to the voltage detection signal from.
【００３９】また、電流値設定回路６のＣＰＵは、電圧
検出回路５のタイマ回路５ａに第２の遅延時間（第２タ
イミング）として９５ｍｓｅｃを示す遅延時間信号を出
力し（Ｓ９）、電圧検出回路５の比較回路５ｂからの電
圧検出信号を待つ（Ｓ１０；ＮＯ）。Further, the CPU of the current value setting circuit 6 outputs a delay time signal indicating 95 msec as the second delay time (second timing) to the timer circuit 5a of the voltage detection circuit 5 (S9), and the voltage detection circuit Waiting for the voltage detection signal from the comparison circuit 5b of No. 5 (S10; NO).
【００４０】電圧検出回路５は、前述と同様にして電流
パルスのオフから第２遅延時間（９５ｍｓｅｃ）経過時
に電圧の測定を行い、その測定値が第３基準電圧値（充
電終了電圧）を上回った時に電圧検出信号を出力する。Similarly to the above, the voltage detection circuit 5 measures the voltage when the second delay time (95 msec) elapses after the current pulse is turned off, and the measured value exceeds the third reference voltage value (charging end voltage). Output a voltage detection signal.
【００４１】ここで、第３定電流値（２Ｃ）の電流パル
スによる充電は、第１定電流値（１０Ｃ）あるいは第２
定電流値（８Ｃ）のような大電流による充電に比べて、
二次電池４の過電圧が大きくならないため、満充電を越
えて過充電されない限り二次電池４からはガス発生は生
じない。よって以下は過電圧をモニターするのではな
く、充電量を正確にモニターするために電圧を測定する
動作を行なう。Here, the charging by the current pulse of the third constant current value (2C) is performed by the first constant current value (10C) or the second constant current value (2C).
Compared to charging with a large current such as a constant current value (8C),
Since the overvoltage of the secondary battery 4 does not increase, no gas is generated from the secondary battery 4 unless it is overcharged beyond the full charge. Therefore, in the following, the operation of measuring the voltage is performed in order to accurately monitor the charge amount, instead of monitoring the overvoltage.
【００４２】図２において説明したように二次電池４は
電流パルスを受けることにより、電流パルスに応答した
過電圧の上昇を示す。このときの過電圧は電流パルスが
大きいほど大きくなる。又、二次電池における過電圧の
緩和は図４に示すように、指数関数的に減少し十分な時
間の後にはその二次電池の充電量における電圧まで低下
して行く。As described with reference to FIG. 2, the secondary battery 4 receives a current pulse, and thus exhibits an increase in overvoltage in response to the current pulse. The overvoltage at this time increases as the current pulse increases. Further, the relaxation of the overvoltage in the secondary battery exponentially decreases as shown in FIG. 4, and after a sufficient time, it decreases to the voltage corresponding to the charge amount of the secondary battery.
【００４３】上述したように、第１定電流値（１０Ｃ）
あるいは第２定電流値（８Ｃ）の電流パルスの充電の進
行は、電圧検出回路５は電流パルスのオフから５ｍｓｅ
ｃ経過時に二次電池の電圧を測定しているので電流パル
スによる過電圧の変化を検出可能であり、過電圧の上昇
によるガス発生が生じる前に電流を切り替えることがで
きた。しかし、充電量を正確に測定して過充電や充電量
不足を防ぐには、電流パルスのオフ後の検出タイミング
を過電圧の影響がなくなるまで延長し、その検出電圧に
基づいて充電を終了する必要がある。よって、電流値設
定回路６は電流パルスのオフから９５ｍｓｅｃ経過後に
二次電池の電圧検出が行われるように、第２遅延時間
（９５ｍｓｅｃ）を電圧検出回路５のタイマ回路５ａに
指令するのである。この９５ｍｓｅｃ経過時のタイミン
グは電流パルスがオフ状態からオン状態に変化する直前
のタイミングである。As described above, the first constant current value (10C)
Alternatively, when the charging of the current pulse having the second constant current value (8C) progresses, the voltage detection circuit 5 moves 5 mse after the current pulse is turned off.
Since the voltage of the secondary battery was measured when c had elapsed, the change in overvoltage due to the current pulse could be detected, and the current could be switched before gas generation due to the rise in overvoltage occurred. However, in order to accurately measure the charge amount and prevent overcharging or insufficient charge amount, it is necessary to extend the detection timing after the current pulse is turned off until the influence of the overvoltage disappears and terminate the charging based on the detected voltage. There is. Therefore, the current value setting circuit 6 commands the second delay time (95 msec) to the timer circuit 5a of the voltage detection circuit 5 so that the voltage detection of the secondary battery is performed 95 msec after the current pulse is turned off. The timing when this 95 msec has elapsed is the timing immediately before the current pulse changes from the off state to the on state.
【００４４】測定された電圧が第３基準電圧値（充電終
了電圧値）より低い場合には充電は継続されるが、充電
が進行するにつれ電圧は上昇しやがて充電終了電圧値を
上回ると電圧検出回路５の比較回路５ｂは電流値設定回
路６に充電終了を知らせる電圧検出信号を出力する。こ
れを検知すると（Ｓ１０；ＹＥＳ）、電流値設定回路６
は電流値をゼロに変更して充電が終了される（Ｓ１
１）。尚、充電を終了したことを表示器やブザー等によ
り報知する報知装置を備えていてもよい。When the measured voltage is lower than the third reference voltage value (charging end voltage value), the charging is continued, but as the charging progresses, the voltage rises, and when it exceeds the charging end voltage value, the voltage is detected. The comparison circuit 5b of the circuit 5 outputs a voltage detection signal to the current value setting circuit 6 to notify the end of charging. When this is detected (S10; YES), the current value setting circuit 6
Changes the current value to zero and terminates charging (S1
1). It should be noted that an informing device for informing that charging has been completed by a display, a buzzer or the like may be provided.
【００４５】このため、充電末期には電圧検出のタイミ
ングが電流パルスのオン直前に設定されるため、検出電
圧は電流パルスによる過電圧の影響が排除された実際の
充電電圧を示すこととなり満充電の検出が正確に可能に
なったのである。Therefore, at the end of charging, the voltage detection timing is set immediately before the turning on of the current pulse, so the detection voltage indicates the actual charging voltage from which the influence of the overvoltage due to the current pulse is eliminated. The detection is now possible exactly.
【００４６】本発明は上述の実施例にのみ限定されるも
のではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々
の変形が可能である。例えば、実施例では第１タイミン
グが電流パルスのオフ後５ｍｓｅｃと設定されている
が、さらに短い時間で電圧検出しても良く、電流パルス
に対する過電圧の応答を測定するのに十分短ければ任意
に設定されて良い。また、実施例では第２タイミングが
電流パルスのオフ後９５ｍｓｅｃと設定されているが、
電流パルスがオフの間であり、過電圧の影響が排除され
る遅延時間であれば何でもよいのである。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, although the first timing is set to 5 msec after the current pulse is turned off in the embodiment, the voltage may be detected in a shorter time, and may be arbitrarily set as long as it is short enough to measure the overvoltage response to the current pulse. Good to be. In the embodiment, the second timing is set to 95 msec after the current pulse is turned off.
Any delay time can be used as long as the current pulse is off and the influence of overvoltage is eliminated.
【００４７】また、実施例ではタイミングの設定はタイ
マ回路への遅延時間の設定により行っているが、これに
限られるものではなく、時定数回路によりタイミングを
設定することも可能である。In the embodiment, the timing is set by setting the delay time in the timer circuit, but the present invention is not limited to this, and the timing can be set by the time constant circuit.
【００４８】本実施例に於いては、電流パルスの電流値
の変更を第１定電流値（１０Ｃ）→第２定電流値（８
Ｃ）→第３定電流値（２Ｃ）の３段階で行っているが、
最後に供給される電流パルスの電流値が最も小さく、満
充電になるまでガス発生を生じないのに十分小さい電流
値に設定されていれば、その他の電流値と変更段数は任
意に設定可能である。In the present embodiment, the current value of the current pulse is changed from the first constant current value (10C) to the second constant current value (8
C) → 3rd constant current value (2C)
If the current value of the last supplied current pulse is the smallest and the current value is set small enough not to generate gas until fully charged, other current values and the number of change stages can be set arbitrarily. is there.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の急速充電回路は、タイミング設定手段が電圧検出
手段の電圧検出のタイミングを、充電初期は電流パルス
のオフ直後の第１タイミングに設定し、充電末期は電流
パルスのオフ期間中であって前記第１タイミングよりも
遅い第２タイミングに設定するので、充電初期と充電末
期とで電圧検出手段の検出タイミングが変化することに
なり、二次電池のガス発生を防止し得ると共に二次電池
の過充電や充電量不足を防止し得るという効果を有す
る。As is apparent from the above description, in the rapid charging circuit of the present invention, the timing setting means sets the voltage detection timing of the voltage detection means to the first timing immediately after the current pulse is turned off at the beginning of charging. Since the end of charging is set to the second timing which is during the current pulse off period and is later than the first timing, the detection timing of the voltage detection means changes between the initial charging and the final charging, It is possible to prevent gas generation of the secondary battery and prevent overcharge and insufficient charge of the secondary battery.
【００５０】また、第１タイミングで電圧検出手段が二
次電池の電圧を検出する場合、電流値制御手段は電圧検
出に応じて電流パルスの電流値を低減し、第２タイミン
グで電圧検出手段が二次電池の電圧を検出する場合、電
流値制御手段は電圧検出に応じて電流パルスの電流値を
ゼロにする際には、自動的に充電を終了するこことがで
きる。When the voltage detection means detects the voltage of the secondary battery at the first timing, the current value control means reduces the current value of the current pulse according to the voltage detection, and the voltage detection means at the second timing. When detecting the voltage of the secondary battery, the current value control means can automatically terminate the charging when the current value of the current pulse is made zero according to the voltage detection.
【００５１】また、前記第２タイミングとして電流パル
スのオン直前に設定されている場合には、より正確な満
充電が可能となる。If the second timing is set immediately before the current pulse is turned on, more accurate full charge can be achieved.
【００５２】また、第１，第２タイミングとして電流パ
ルスのオフからの遅延時間が設定され、前記電圧検出手
段が、その遅延時間を計時する計時手段と、その遅延時
間の経過時に前記二次電池の電圧値と所定の基準電圧値
とを比較する比較手段とを備えている場合、回路構成が
簡単になり安価にできるという効果がある。Further, a delay time from turning off the current pulse is set as the first and second timings, and the voltage detecting means measures the delay time and the secondary battery when the delay time elapses. In the case where the comparison means for comparing the voltage value of 1 with the predetermined reference voltage value is provided, there is an effect that the circuit configuration becomes simple and the cost can be reduced.
【図１】本実施例の急速充電回路の構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a rapid charging circuit of this embodiment.
【図２】本実施例の充電初期における電流出力と電池電
圧を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a current output and a battery voltage in the initial stage of charging according to the present embodiment.
【図３】電流値設定回路の動作を示すフローチャートで
ある。FIG. 3 is a flowchart showing an operation of a current value setting circuit.
【図４】二次電池における電流パルスと電池の電圧応答
を説明する模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a current pulse in a secondary battery and a voltage response of the battery.
１ 定電流電源 ３ 電流スイッチ回路 ４ 二次電池 ５ 電圧検出回路 ５ａ タイマ回路 ５ｂ 比較回路 ５ｃ 基準電圧切換回路 ６ 電流値設定回路 1 constant current power supply 3 current switch circuit 4 secondary battery 5 voltage detection circuit 5a timer circuit 5b comparison circuit 5c reference voltage switching circuit 6 current value setting circuit
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11563895AJPH08317573A (en) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | Quick charge circuit |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11563895AJPH08317573A (en) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | Quick charge circuit |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08317573Atrue JPH08317573A (en) | 1996-11-29 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11563895APendingJPH08317573A (en) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | Quick charge circuit |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08317573A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016109653A (en)* | 2014-12-10 | 2016-06-20 | 日立化成株式会社 | Storage battery system |
| CN116914882A (en)* | 2023-07-04 | 2023-10-20 | 广东保伦电子股份有限公司 | Rechargeable battery sampling method, equipment and medium |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016109653A (en)* | 2014-12-10 | 2016-06-20 | 日立化成株式会社 | Storage battery system |
| CN116914882A (en)* | 2023-07-04 | 2023-10-20 | 广东保伦电子股份有限公司 | Rechargeable battery sampling method, equipment and medium |
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