JP3633353B2 - Charger - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池を充電する充電器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の充電器の回路図を図2に示す。本回路は、所定電圧の交流電圧を発生するインバータ回路1と、インバータ回路1の出力端間に一次巻線n1が接続されるトランスT1と、トランスT1の二次巻線n2に発生する電圧を整流、平滑して所定電圧の直流電圧を発生する充電用電源回路2と、充電用電源回路2の発生した直流電圧により二次電池Bを充電する充電回路3と、トランスT1の二次巻線n3に発生する電圧を整流、平滑して一定電圧(例えば約5V)の直流電圧を発生する制御用電源回路4と、制御用電源回路4から電源供給されて充電回路3の充電動作を制御する制御回路5とで構成される。
【0003】
ここで、充電用電源回路2は、トランスT1の二次巻線n2の一端にアノードが接続されたダイオードD1と、ダイオードD1のカソードと二次巻線n2の他端との間に接続されたコンデンサC1とで構成され、二次巻線n2に発生する電圧をダイオードD1で整流した後、コンデンサC1で平滑して所定電圧の直流電圧を発生する。
【0004】
充電回路3は、ダイオードD1及びコンデンサC1の接続点にコレクタが接続されたNPN型のトランジスタQ1と、トランジスタQ1のエミッタにアノードが接続されると共に、二次電池Bの正極が接続される充電端子t1にカソードが接続される逆流防止用のダイオードD2とを備えており、二次電池Bの負極が接続される充電端子t2は電流検出用の抵抗R4を介してコンデンサC1の負極側の端子に接続されている。トランジスタQ1のベースは抵抗を介して後述するCPU6の出力端子に接続されており、CPU6からの出力信号S1のハイ/ローに応じてオン・オフされる。
【0005】
制御用電源回路4は、トランスT1の二次巻線n3の一端にアノードが接続されるダイオードD3と、ダイオードD3のカソードと二次巻線n3の他端との間に接続されたコンデンサC2と、入力端子間にコンデンサC2が接続された三端子レギュレータIC1とを備え、二次巻線n3に発生する電圧をダイオードD3で整流した後、コンデンサC2で平滑し、さらに三端子レギュレータIC1で一定電圧(約5V)に安定化して制御回路5に電源供給する。
【0006】
制御回路5は、充電回路3の充電動作を制御するCPU6と、二次電池Bの電池電圧VBや充電電流Ibを検出して定電流充電制御や定電圧充電制御を行う定電流定電圧制御回路とを有している。ここで、充電端子t1,t2間には電池電圧検出用の分圧抵抗R1,R2の直列回路が接続されており、分圧抵抗R1,R2の接続点はCPU6のA/D入力端子に接続されている。また、三端子レギュレータIC1の出力端子と、二次電池Bが充電器に取り付けられると出力端子間が導通する電池検出用スイッチSW1の一方の出力端子との間には抵抗R5,R6の直列回路が接続され、電池検出用スイッチSW1の他方の出力端子は三端子レギュレータIC1のグランド端子に接続されており、抵抗R5,R6の接続点はCPU6の入力端子に接続されている。また三端子レギュレータIC1の出力端子には発光ダイオードLED1のアノードが接続され、発光ダイオードLED1のカソードはCPU6の出力端子に接続されている。
【0007】
また、充電端子t1,t2には電流制限用抵抗R7を介してNPN型のトランジスタQ2のコレクタ端子及びエミッタ端子が夫々接続されており、トランジスタQ2のベースは抵抗R8を介して後述する三端子レギュレータIC1の出力端子に接続されている。而して、通電時にはトランジスタQ2がオンになり、抵抗R7を介して逆流防止用のダイオードD2を導通させることのできる微少なダミー電流が流れるので、二次電池Bの正極と負極との間がオープン状態となっている場合でも抵抗R7及びトランジスタQ2を介してダミー電流が流れ、ダイオードD2が導通する。なお、抵抗R7及びトランジスタQ2からなる回路が負荷となって充電された二次電池Bが放電するのを防止するため、通電時のみトランジスタQ2がオンするようになっている。
【0008】
次に本回路の動作を簡単に説明する。二次電池Bが充電器に取り付けられると、電池検出用SW1の出力端子間が導通して、三端子レギュレータIC1の出力端子間に抵抗R5,R6の直列回路が接続され、抵抗R5,R6の接続点の電圧Vaが5Vから所定電圧に低下する。CPU6では、抵抗R5,R6の接続点の電圧Vaをモニタしており、電圧Vaが所定電圧に低下すると二次電池Bが充電器に取り付けられたと判断する。この時、二次電池Bの電池電圧VBは分圧抵抗R1,R2によって分圧され、分圧電圧VbはCPU6のA/D入力端子に入力される。CPU6は分圧電圧Vbから二次電池Bの電池電圧VBを検出し、電池電圧VBの電圧値に応じて、二次電池Bを急速充電する急速充電モード、充電を待機させる充電待機モード、或いは充電動作を強制的に終了させる充電終了モードで充電回路3を動作させる。
【0009】
ここで、電池電圧VBが急速充電を行う電圧範囲内にある場合(すなわち正常な二次電池Bを充電する場合)、CPU6は分圧電圧Vbから検出した電池電圧VBに基づいて急速充電モードと判断し、ハイレベルの出力信号S1をトランジスタQ1のベースに出力して、トランジスタQ1をオンさせる。トランジスタQ1がオンすると、トランジスタQ1及びダイオードD2を介して略一定の充電電流Ibが流れ、二次電池Bが充電される。
【0010】
一方、定電流定電圧検出回路7は抵抗R4の両端電圧から充電電流Ibを検出すると共に、電池電圧VBを検出しており、図3に示すように電池電圧VBに応じて充電電流Ibを略一定とする定電流充電制御と、電池電圧(充電電圧)VBを略一定とする定電圧充電制御とを行うようにインバータ回路1の出力を制御している。すなわち、電池電圧VBが定電圧充電制御時の電圧V1よりも低い場合は、定電流定電圧制御回路7は例えばフォトカプラ(図示せず)などを介してインバータ回路1に制御信号を出力し、充電電流が過大に流れるのを防ぎ、充電電流が略一定となるようにインバータ回路1の出力を制御する(定電流充電制御)。一方、二次電池Bの充電が進んで、その電池電圧VBが上昇し、定電圧充電制御時の電圧V1に達すると、定電流定電圧制御回路7は制御信号をインバータ回路1に出力し、充電電流を徐々に減少させて電池電圧VBが電圧V1になるようにインバータ回路1の出力を制御する。そして、充電電流Ibが所定の電流値I1まで低下すると、定電流定電圧制御回路7はCPU7に充電完了信号を出力し、CPU6はトランジスタQ1をオフさせて、充電動作を終了する。
【0011】
ところで、二次電池Bの内部には、二次電池Bを構成する1乃至複数のセル以外に異常発生時にセルを保護する保護素子(図示せず)が内蔵されており、二次電池に悪影響を与える諸条件(例えば過充電や電池温度の異常上昇など)が発生すると、保護素子が保護動作を行って二次電池Bの正極と負極の間をオープン状態とする。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記充電器では、CPU6に電池電圧VBを分圧抵抗R1,R2により分圧した分圧電圧Vbが入力されており、この分圧電圧VbからCPU6は二次電池Bの異常状態を判別している。
【0013】
ここで、正常な二次電池Bが充電器に取り付けられた場合、正常な二次電池Bを充電する際の電池電圧VBは例えば約5V〜約8.5Vの電圧範囲になるので、CPU6は分圧電圧Vbから検出した電池電圧VBに基づいて二次電池Bが正常であると判断し、急速充電モードで充電回路3を動作させる。
【0014】
また、両電極間がショート状態となった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合、二次電池Bの電池電圧VBは略0Vであるので、CPU6は分圧電圧Vbから検出した電池電圧VBに基づいて二次電池Bがショート状態になっていると判断し、トランジスタQ2をオフさせて、充電動作を強制的に停止させる(充電終了モード)。
【0015】
一方、保護素子の保護動作によって両電極間がオープン状態となった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合、充電端子t1,t2間はオープン状態となっているが、通電時にはトランジスタQ2がオンになり、正極側の充電端子t1には正常な二次電池Bの充電完了時と略同じ定電圧充電制御時の電圧V1が発生し、その電圧を分圧抵抗R1,R2で分圧した電圧がCPU6に入力される。したがって、CPU6では、オープン状態になった二次電池Bと正常な二次電池Bとを判別できないという問題があった。
【0016】
そこで、トランジスタQ1をオフとし、充電電流Ibを流していない状態で二次電池Bの異常状態を判別することも考えられるが、トランジスタQ1をオフとした状態で、CPU6が分圧電圧Vbを検出すると、オープン状態となった二次電池Bの場合、正極側の充電端子t1に発生する電圧は略0Vとなるので、分圧抵抗R1,R2により分圧した電圧Vbも略0Vとなり、オープン状態になった二次電池Bとショート状態になった二次電池Bとを判別できないという問題があった。
【0017】
また、ショート状態になった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合、充電動作を強制的に終了させる必要があるが、例えば二次電池Bの温度が高温になったために保護素子が動作して、オープン状態となった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合は、二次電池Bの温度が低下して保護素子の保護動作が解除されるまで充電を待機し、その後急速充電に行わせる必要があり、オープン状態になった二次電池Bとショート状態になった二次電池Bとを明確に区別する必要があった。
【0018】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、二次電池の異常状態を正確に判別できる充電器を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明では、直流電源から二次電池に充電電流を供給する充電器において、二次電池の電池電圧を検出する電圧検出手段を有し該電圧検出手段の検出値から二次電池の異常を検出する異常検出部と、異常検出部の検出結果に基づいて二次電池への充電動作を制御する充電制御部と、正常な二次電池を充電する際に二次電池の両極間に発生する電圧よりも低く、且つ、両極間がショート状態となった二次電池が取り付けられた際に二次電池の両極間に発生する電圧よりも高い所定の検出用電圧を二次電池の両極間に印加する検出用電圧印加部とを備えて成ることを特徴とし、検出用電圧印加部は二次電池の両極間に検出用電圧を印加しており、この検出用電圧は正常な二次電池を充電する際に二次電池の両極間に発生する電圧よりも低く、且つ、ショート状態の二次電池が取り付けられた際に二次電池の両極間に発生する電圧よりも高いので、正常な二次電池が充電器に取り付けられた場合と、ショート状態の二次電池が充電器に取り付けられた場合と、両極間がオープン状態となった二次電池が充電器に取り付けられた場合とでそれぞれ二次電池の両極間に発生する電圧が異なるから、異常検出部は電圧検出手段の検出結果から二次電池の状態を正確に検出することができる。
【0020】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、上記充電制御部の動作電圧を生成する制御用電源部を備え、上記検出用電圧印加部は、制御用電源部の出力端と二次電池の正極が接続される接続端子との間に接続されたインピーダンス素子と制御用電源部側に電流が流れるのを防止する逆流防止素子との直列回路から構成されることを特徴とし、オープン状態となった二次電池が充電器に取り付けられると、制御用電源部の出力電圧からインピーダンス素子及び逆流防止素子の電圧降下を差し引いた検出用電圧が二次電池の両極間に印加されるので、異常検出部では電圧検出手段の検出結果から二次電池がオープン状態となっていることを検出でき、且つ、正常な二次電池を充電する際には二次電池の両極間に発生する電圧よりも検出用電圧の方が低いが、逆流防止素子によって制御用電源部側に電流が逆流するのを防止することができる。
【0021】
請求項3の発明では、請求項2の発明において、上記逆流防止素子は直列接続された複数個のダイオードからなることを特徴とし、複数個のダイオードを直列接続することによって、ダイオードの順方向電圧による電圧降下を大きくし、二次電池の両極間に印加する検出用電圧の電圧値を低下させることができ、正常な二次電池を充電する際に二次電池の両極間に発生する電圧と検出用電圧との電位差を大きくして誤検出を防止することができる。
【0022】
請求項4の発明では、請求項1の発明において、二次電池の異常状態を表示する異常状態表示部を設けたことを特徴とし、異常状態表示部の表示から二次電池の異常状態を容易に把握することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は本実施形態の充電器の回路図である。本回路は、所定電圧の交流電圧を発生するインバータ回路1と、インバータ回路1の出力端間に一次巻線n1が接続されるトランスT1と、トランスT1の二次巻線n2に発生する電圧を整流、平滑して所定電圧の直流電圧を発生する充電用電源回路2と、充電用電源回路2の発生した直流電圧により二次電池Bを充電する充電回路3と、トランスT1の二次巻線n3に発生する電圧を整流、平滑して一定電圧(例えば約5V)の直流電圧を発生する制御用電源回路(制御用電源部)4と、制御用電源回路4から電源供給されて充電回路3の充電動作を制御する制御回路5とで構成される。本回路では、上述した図2に示す回路において、トランジスタQ2及び抵抗R7,R8からなる回路の代わりに、正極側の充電端子t1に一端が接続されたインピーダンス素子としての抵抗R3と、抵抗R3の他端と三端子レギュレータIC1の出力端子との間に接続された逆流防止素子としてのダイオードD4,D5の直列回路とから構成される回路を設けており、ダイオードD4,D5はアノードを三端子レギュレータIC1の出力端子側、カソードを抵抗R3側にして接続され、充電回路3から制御用電源回路4側に電流が流れるのを防止している。ここに、制御回路5のCPU6から異常検出部及び充電制御部が構成され、分圧抵抗R1,R2から電圧検出手段が構成される。尚、抵抗R3及びダイオードD4,D5からなる回路以外の構成は上述した図2の回路と同様であるので、その説明は省略する。
【0024】
ここで、抵抗R3及びダイオードD4,D5からなる検出用電圧印加回路(検出用電圧印加部)3aによって、正極側の充電端子t1には、正常な二次電池Bを充電する際に発生する電圧(例えば約5V〜約8.5V)よりも低く、且つ、ショート状態になった二次電池Bの電池電圧VBの電圧範囲(例えば約3V以下)よりも高い所定の検出用電圧が与えられており、この検出用電圧は三端子レギュレータIC1の出力電圧(約5V)からダイオードD4,D5の順方向電圧の和(約1.5V)を差し引いた電圧(約3.5V)になる。なお、本実施形態では2個のダイオードD4,D5を直列接続しており、ダイオードD4,D5の順方向電圧による電圧降下を大きくして、検出用電圧印加回路3aが発生する検出用電圧と、正常な二次電池Bを充電する際に発生する電圧の下限値(約5V)との電位差を大きくすることによりCPU6の誤検出を防止しているが、ダイオードが1個のみでも問題はない。
【0025】
したがって、正常な二次電池Bが充電器に取り付けられた場合、正常な二次電池Bを充電する際に二次電池Bの両端間に発生する電圧(電池電圧VB)は約5V〜約8.5Vとなり、三端子レギュレータIC1の出力電圧(約5V)よりも高いので、ダイオードD4,D5はオフ状態となる。而してCPU6では、分圧電圧Vbから電池電圧VBが約5V〜約8.5Vの電圧範囲内であることを検出し、二次電池Bが正常であると判断して、二次電池Bの充電動作を行う。
【0026】
また、ショート状態になった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合、二次電池Bの両極間に発生する電圧は約3V以下になるので、CPU6では分圧電圧Vbから電池電圧VBが3V以下であることを検出し、二次電池Bがショート状態にあると判断して、充電動作を強制的に終了させるとともに、異常状態表示部としての発光ダイオードLED1を点灯させて、ユーザに二次電池Bの異常状態を報知する。
【0027】
一方、保護素子の保護動作によってオープン状態になった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合、充電端子t1,t2間はオープン状態となっているので、ダイオードD4,D5が導通して、二次電池Bの両極間に三端子レギュレータIC1の出力電圧(約5V)からダイオードD4,D5の順方向電圧の和(約1.5V)を差し引いた検出用電圧(約3.5V)が印加される。ここで、CPU6は分圧電圧Vbから電池電圧VBを検出しており、その検出値が正常な二次電池Bが取り付けられた場合に発生する電圧(約5V〜約8.5V)よりも低く、且つ、ショート状態になった二次電池Bが取り付けられた場合に発生する電圧(約3V以下)よりも高くなることから、二次電池Bがオープン状態になっていると判断し、充電回路3による充電動作を待機させるとともに、発光ダイオードLED1を点灯させて、ユーザに二次電池Bの異常状態を報知する。その後、保護素子による保護動作が解除されると、正極側の充電端子t1に発生する電圧は、正常な二次電池Bが充電器に取り付けられた際に発生する電圧(約5V〜約8.5V)となるので、CPU6では分圧電圧Vbから電池電圧VBを検出して、二次電池Bが正常であると判断し、トランジスタQ1をオンさせて、急速充電モードで充電回路3を動作させる。
【0028】
このように本回路では、抵抗R3及びダイオードD4,D5からなる検出用電圧印加回路3aによって、二次電池Bの両極間に約3.5Vの検出用電圧が印加されており、正極側の充電端子t1には、オープン状態になった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合と、正常な二次電池Bが充電器に取り付けられた場合の電圧と、ショート状態になった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合とで、それぞれ異なる電圧が発生するので、正極側の充電端子t1に発生する電圧を検出することによって、二次電池Bが正常か、ショート状態になっているか、或いはオープン状態になっているかを明確に判別することができる。したがって、CPU1では二次電池Bの状態に応じて、正常な二次電池Bが充電器に取り付けられた場合は急速充電モードで充電回路3を動作させ、ショート状態になった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合は充電回路3の充電動作を強制的に終了させ、オープン状態になった二次電池Bが充電器に取り付けられた場合は充電回路3の充電動作を待機させることができる。
【0029】
また、充電端子t1,t2が変形したり、充電端子t1,t2に異物が付着したりして、二次電池Bの端子と充電端子t1,t2との間の接触不良が発生した場合にも、充電端子t1,t2間がオープン状態となるため、正極側の充電端子t1には抵抗R3及びダイオードD4,D5からなる検出用電圧印加回路3aによって約3.5Vの電圧が発生し、CPU6では分圧電圧Vbから充電端子t1,t2間がオープン状態になっていることを検出できる。
【0030】
また、従来の充電回路では、二次電池Bが接続されていない状態でも、抵抗R7,R8及びトランジスタQ2から構成される回路によって、電源供給時にはダミー電流が流れるため、抵抗R7が発熱して損失が発生するが、本実施形態の充電回路では、抵抗R7及びトランジスタQ2を介して電流が流れる経路をなくしているので、充電時以外(待機時)に発生する損失(待機電力)を低減することができる。
【0031】
【発明の効果】
上述のように、請求項1の発明は、直流電源から二次電池に充電電流を供給する充電器において、二次電池の電池電圧を検出する電圧検出手段を有し該電圧検出手段の検出値から二次電池の異常を検出する異常検出部と、異常検出部の検出結果に基づいて二次電池への充電動作を制御する充電制御部と、正常な二次電池を充電する際に二次電池の両極間に発生する電圧よりも低く、且つ、両極間がショート状態となった二次電池が取り付けられた際に二次電池の両極間に発生する電圧よりも高い所定の検出用電圧を二次電池の両極間に印加する検出用電圧印加部とを備えて成ることを特徴とし、検出用電圧印加部は二次電池の両極間に検出用電圧を印加しており、この検出用電圧は正常な二次電池を充電する際に二次電池の両極間に発生する電圧よりも低く、且つ、ショート状態の二次電池が取り付けられた際に二次電池の両極間に発生する電圧よりも高いので、正常な二次電池が充電器に取り付けられた場合と、ショート状態の二次電池が充電器に取り付けられた場合と、両極間がオープン状態となった二次電池が充電器に取り付けられた場合とでそれぞれ二次電池の両極間に発生する電圧が異なるから、異常検出部は電圧検出手段の検出結果から二次電池の状態を正確に検出することができ、充電制御部では異常検出部の検出結果に応じて二次電池の充電動作を制御できるという効果がある。さらに、従来の充電回路では二次電池が接続されていなくても、商用交流電源が供給されると充電端子間にダミー電流が流れて、損失が発生するが、本発明の充電回路ではダミー電流を流す回路を無くしているので、二次電池が接続されていない状態(待機時)で発生する損失(待機電力)を低減することができるという効果もある。
【0032】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、上記充電制御部の動作電圧を生成する制御用電源部を備え、上記検出用電圧印加部は、制御用電源部の出力端と二次電池の正極が接続される接続端子との間に接続されたインピーダンス素子と制御用電源部側に電流が流れるのを防止する逆流防止素子との直列回路から構成されることを特徴とし、オープン状態となった二次電池が充電器に取り付けられると、制御用電源部の出力電圧からインピーダンス素子及び逆流防止素子の電圧降下を差し引いた検出用電圧が二次電池の両極間に印加されるので、異常検出部では電圧検出手段の検出結果から二次電池がオープン状態となっていることを検出でき、且つ、正常な二次電池を充電する際には二次電池の両極間に発生する電圧よりも検出用電圧の方が低いが、逆流防止素子によって制御用電源部側に電流が逆流するのを防止できるという効果がある。
【0033】
請求項3の発明は、請求項2の発明において、上記逆流防止素子は直列接続された複数個のダイオードからなることを特徴とし、複数個のダイオードを直列接続することによって、ダイオードの順方向電圧による電圧降下を大きくし、二次電池の両極間に印加する検出用電圧の電圧値を低下させることができ、正常な二次電池を充電する際に二次電池の両極間に発生する電圧と検出用電圧との電位差を大きくして誤検出を防止できるという効果がある。
【0034】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、二次電池の異常状態を表示する異常状態表示部を設けたことを特徴とし、異常状態表示部の表示から二次電池の異常状態を容易に把握できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の充電器の回路図である。
【図2】従来の充電器の回路図である。
【図3】同上の充電器の充電動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
3 充電回路
3a 検出用電圧印加回路
4 制御用電源回路
5 充電制御回路
6 CPU
B 二次電池
D4,D5 ダイオード
R1,R2 分圧抵抗
R3 抵抗
t1 充電端子
VB 電池電圧
Vb 分圧電圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charger for charging a secondary battery.
[0002]
[Prior art]
A circuit diagram of a conventional charger is shown in FIG. In this circuit, an inverter circuit 1 that generates an AC voltage of a predetermined voltage, a transformer T1 in which a primary winding n1 is connected between output terminals of the inverter circuit 1, and a voltage generated in a secondary winding n2 of the transformer T1. A charging
[0003]
Here, the charging
[0004]
The
[0005]
The control power supply circuit 4 includes a diode D3 having an anode connected to one end of the secondary winding n3 of the transformer T1, and a capacitor C2 connected between the cathode of the diode D3 and the other end of the secondary winding n3. And a three-terminal regulator IC1 having a capacitor C2 connected between the input terminals, the voltage generated in the secondary winding n3 is rectified by the diode D3, smoothed by the capacitor C2, and further fixed by the three-terminal regulator IC1. The power is supplied to the
[0006]
The
[0007]
The collector terminals and emitter terminals of an NPN transistor Q2 are connected to the charging terminals t1 and t2 via a current limiting resistor R7, respectively, and the base of the transistor Q2 is a three-terminal regulator described later via a resistor R8. It is connected to the output terminal of IC1. Thus, when energized, the transistor Q2 is turned on, and a minute dummy current that allows the backflow prevention diode D2 to be conducted through the resistor R7 flows, so that there is a gap between the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery B. Even in the open state, a dummy current flows through the resistor R7 and the transistor Q2, and the diode D2 becomes conductive. Note that the transistor Q2 is turned on only when energized in order to prevent the charged secondary battery B from being discharged with the circuit comprising the resistor R7 and the transistor Q2 as a load.
[0008]
Next, the operation of this circuit will be briefly described. When the secondary battery B is attached to the charger, the output terminals of the battery detection SW1 are electrically connected, and a series circuit of resistors R5 and R6 is connected between the output terminals of the three-terminal regulator IC1, and the resistors R5 and R6 are connected. The voltage Va at the connection point drops from 5V to a predetermined voltage. The
[0009]
Here, when the battery voltage VB is within a voltage range in which quick charging is performed (that is, when a normal secondary battery B is charged), the
[0010]
On the other hand, the constant current / constant
[0011]
By the way, in the secondary battery B, a protective element (not shown) for protecting the cell when an abnormality occurs is incorporated in addition to one or a plurality of cells constituting the secondary battery B, which adversely affects the secondary battery. Occurs (for example, overcharge, abnormal rise in battery temperature, etc.), the protective element performs a protective operation to open the positive and negative electrodes of the secondary battery B.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the above charger, the divided voltage Vb obtained by dividing the battery voltage VB by the dividing resistors R1 and R2 is input to the
[0013]
Here, when the normal secondary battery B is attached to the charger, the battery voltage VB when charging the normal secondary battery B is in a voltage range of, for example, about 5V to about 8.5V. Based on the battery voltage VB detected from the divided voltage Vb, it is determined that the secondary battery B is normal, and the
[0014]
Further, when the secondary battery B in which the two electrodes are short-circuited is attached to the charger, the battery voltage VB of the secondary battery B is approximately 0 V, so the
[0015]
On the other hand, when the secondary battery B in which the two electrodes are opened by the protection operation of the protective element is attached to the charger, the charging terminal t1, t2 is open, but the transistor Q2 is turned on when energized. The voltage V1 at the time of constant voltage charging control substantially the same as when charging of the normal secondary battery B is completed is generated at the positive charging terminal t1, and the voltage is divided by the voltage dividing resistors R1 and R2. A voltage is input to the
[0016]
Thus, it is conceivable to determine the abnormal state of the secondary battery B with the transistor Q1 turned off and the charging current Ib not flowing, but the
[0017]
In addition, when the secondary battery B in a short state is attached to the charger, it is necessary to forcibly terminate the charging operation. For example, the protection element operates because the temperature of the secondary battery B has become high. When the secondary battery B that is in the open state is attached to the charger, it waits for charging until the temperature of the secondary battery B decreases and the protection operation of the protection element is released, and then quick charging is performed. The secondary battery B in the open state and the secondary battery B in the short state need to be clearly distinguished from each other.
[0018]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a charger that can accurately determine an abnormal state of a secondary battery.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in a charger for supplying a charging current from a DC power source to a secondary battery, the charger has a voltage detection means for detecting the battery voltage of the secondary battery. An abnormality detection unit that detects an abnormality of the secondary battery from the detected value of the battery, a charge control unit that controls the charging operation to the secondary battery based on the detection result of the abnormality detection unit, and when charging a normal secondary battery A predetermined detection that is lower than the voltage generated between the two electrodes of the secondary battery and higher than the voltage generated between the two electrodes of the secondary battery when a secondary battery in which the two electrodes are short-circuited is installed. And a detection voltage applying unit that applies a detection voltage between both electrodes of the secondary battery, and the detection voltage applying unit applies a detection voltage between both electrodes of the secondary battery. The detection voltage is applied to both the secondary batteries when charging a normal secondary battery. A normal secondary battery is attached to the charger because the voltage is lower than the voltage generated between them and higher than the voltage generated between both electrodes of the secondary battery when a short-circuited secondary battery is installed. And when a secondary battery in a short state is attached to the charger, and when a secondary battery that is open between the two poles is attached to the charger Since the voltages are different, the abnormality detection unit can accurately detect the state of the secondary battery from the detection result of the voltage detection means.
[0020]
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, a control power supply unit that generates an operating voltage of the charge control unit is provided, and the detection voltage application unit includes an output terminal of the control power supply unit and a secondary battery. Comprising a series circuit of an impedance element connected between the connection terminal to which the positive electrode is connected and a backflow prevention element for preventing current from flowing to the control power supply unit side, and an open state When the secondary battery is attached to the charger, the detection voltage obtained by subtracting the voltage drop of the impedance element and the backflow prevention element from the output voltage of the control power supply is applied across the secondary battery. The detection unit can detect from the detection result of the voltage detection means that the secondary battery is in an open state, and when charging a normal secondary battery, it is more than the voltage generated between both electrodes of the secondary battery. Detection voltage It is low, it can be current to the control power supply unit side by the back current prevention elements to prevent backflow.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the backflow prevention element comprises a plurality of diodes connected in series, and the forward voltage of the diode is obtained by connecting the plurality of diodes in series. The voltage drop due to the voltage of the secondary battery can be reduced, and the voltage value of the detection voltage applied between the two electrodes of the secondary battery can be reduced. When charging a normal secondary battery, the voltage generated between the two electrodes of the secondary battery The potential difference from the detection voltage can be increased to prevent erroneous detection.
[0022]
According to a fourth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, an abnormal state display unit for displaying an abnormal state of the secondary battery is provided, and the abnormal state of the secondary battery can be easily displayed from the display of the abnormal state display unit. Can grasp.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a circuit diagram of the charger of this embodiment. In this circuit, an inverter circuit 1 that generates an AC voltage of a predetermined voltage, a transformer T1 in which a primary winding n1 is connected between output terminals of the inverter circuit 1, and a voltage generated in a secondary winding n2 of the transformer T1. A charging
[0024]
Here, the voltage generated when the normal secondary battery B is charged at the charging terminal t1 on the positive electrode side by the detection voltage application circuit (detection voltage application unit) 3a including the resistor R3 and the diodes D4 and D5. A predetermined detection voltage lower than (for example, about 5 V to about 8.5 V) and higher than the voltage range (for example, about 3 V or less) of the battery voltage VB of the secondary battery B that has become short-circuited is given. The detection voltage is a voltage (about 3.5 V) obtained by subtracting the sum (about 1.5 V) of the forward voltages of the diodes D4 and D5 from the output voltage (about 5 V) of the three-terminal regulator IC1. In the present embodiment, two diodes D4 and D5 are connected in series, the voltage drop due to the forward voltage of the diodes D4 and D5 is increased, and the detection voltage generated by the detection voltage application circuit 3a is: Although the erroneous detection of the
[0025]
Therefore, when the normal secondary battery B is attached to the charger, the voltage (battery voltage VB) generated between both ends of the secondary battery B when charging the normal secondary battery B is about 5V to about 8 .5V, which is higher than the output voltage (about 5V) of the three-terminal regulator IC1, so that the diodes D4 and D5 are turned off. Thus, the
[0026]
In addition, when the secondary battery B that has become short-circuited is attached to the charger, the voltage generated between both electrodes of the secondary battery B is about 3 V or less. Therefore, in the
[0027]
On the other hand, when the secondary battery B that has been opened by the protection operation of the protective element is attached to the charger, the charging terminals t1 and t2 are open, so that the diodes D4 and D5 are conductive, A detection voltage (about 3.5V) obtained by subtracting the sum of forward voltages of diodes D4 and D5 (about 1.5V) from the output voltage (about 5V) of the three-terminal regulator IC1 is applied between both electrodes of the secondary battery B. Is done. Here, the
[0028]
As described above, in this circuit, the detection voltage application circuit 3a including the resistor R3 and the diodes D4 and D5 applies a detection voltage of about 3.5 V between both electrodes of the secondary battery B, and charging on the positive electrode side. The terminal t1 has a voltage when the secondary battery B in an open state is attached to the charger, a voltage when a normal secondary battery B is attached to the charger, and a secondary battery in a short state. Since different voltages are generated when B is attached to the charger, whether the secondary battery B is normal or short-circuited by detecting the voltage generated at the charging terminal t1 on the positive electrode side. Alternatively, it is possible to clearly determine whether or not it is in an open state. Therefore, in the CPU 1, depending on the state of the secondary battery B, when the normal secondary battery B is attached to the charger, the charging
[0029]
In addition, when the charging terminals t1 and t2 are deformed or foreign matter adheres to the charging terminals t1 and t2, contact failure between the terminals of the secondary battery B and the charging terminals t1 and t2 occurs. Since the charging terminals t1 and t2 are in an open state, a voltage of about 3.5 V is generated at the positive charging terminal t1 by the detection voltage applying circuit 3a including the resistor R3 and the diodes D4 and D5. It can be detected from the divided voltage Vb that the charging terminals t1 and t2 are open.
[0030]
Moreover, in the conventional charging circuit, even when the secondary battery B is not connected, a dummy current flows when power is supplied by the circuit constituted by the resistors R7 and R8 and the transistor Q2, so that the resistor R7 generates heat and is lost. However, in the charging circuit of the present embodiment, the path through which current flows through the resistor R7 and the transistor Q2 is eliminated, so that loss (standby power) that occurs at times other than charging (standby) is reduced. Can do.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, the invention of claim 1 is a charger for supplying a charging current from a DC power source to a secondary battery, and has a voltage detection means for detecting a battery voltage of the secondary battery, and a detected value of the voltage detection means. An abnormality detection unit for detecting abnormality of the secondary battery from the battery, a charge control unit for controlling the charging operation to the secondary battery based on the detection result of the abnormality detection unit, and a secondary battery when charging a normal secondary battery A predetermined detection voltage lower than the voltage generated between both electrodes of the battery and higher than the voltage generated between both electrodes of the secondary battery when a secondary battery in which the two electrodes are short-circuited is attached. A detection voltage applying unit that is applied between both electrodes of the secondary battery, and the detection voltage applying unit applies a detection voltage between both electrodes of the secondary battery. Occurs between both electrodes of a rechargeable battery when charging a normal rechargeable battery The voltage is higher than the voltage generated between the two electrodes of the secondary battery when a secondary battery in a short state is installed. The voltage generated between the two electrodes of the secondary battery is different between when the secondary battery in the state is attached to the charger and when the secondary battery with both electrodes open is attached to the charger. The abnormality detection unit can accurately detect the state of the secondary battery from the detection result of the voltage detection means, and the charging control unit can control the charging operation of the secondary battery according to the detection result of the abnormality detection unit There is. Furthermore, even if a secondary battery is not connected in the conventional charging circuit, a dummy current flows between the charging terminals when commercial AC power is supplied, and loss occurs. However, in the charging circuit of the present invention, the dummy current Therefore, there is an effect that loss (standby power) that occurs when the secondary battery is not connected (standby) can be reduced.
[0032]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the control power source unit for generating the operating voltage of the charge control unit is provided, and the detection voltage applying unit includes an output terminal of the control power source unit and a secondary battery. Comprising a series circuit of an impedance element connected between the connection terminal to which the positive electrode is connected and a backflow prevention element for preventing current from flowing to the control power supply unit side, and an open state When the secondary battery is attached to the charger, the detection voltage obtained by subtracting the voltage drop of the impedance element and the backflow prevention element from the output voltage of the control power supply is applied across the secondary battery. The detection unit can detect from the detection result of the voltage detection means that the secondary battery is in an open state, and when charging a normal secondary battery, it is more than the voltage generated between both electrodes of the secondary battery. Detection voltage Although low, the current to the control power supply unit side by the back current prevention elements has the effect of being able to prevent backflow.
[0033]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the backflow prevention element comprises a plurality of diodes connected in series, and the forward voltage of the diode is obtained by connecting the plurality of diodes in series. The voltage drop due to the voltage of the secondary battery can be reduced, and the voltage value of the detection voltage applied between the two electrodes of the secondary battery can be reduced. When charging a normal secondary battery, the voltage generated between the two electrodes of the secondary battery There is an effect that the potential difference from the detection voltage can be increased to prevent erroneous detection.
[0034]
The invention of claim 4 is characterized in that, in the invention of claim 1, an abnormal state display unit for displaying an abnormal state of the secondary battery is provided, and the abnormal state of the secondary battery is easily displayed from the display of the abnormal state display unit. There is an effect that can be grasped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a charger according to an embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional charger.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a charging operation of the charger.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
B Secondary batteries D4, D5 Diodes R1, R2 Voltage dividing resistor R3 Resistance t1 Charging terminal VB Battery voltage Vb Voltage dividing voltage
Claims (4)
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