专利名称：脉冲充电控制方法
技术领域：
本发明涉及通过反复充电和中止的电流脉冲来对二次电池进行充电的脉冲充电控制方法，特别涉及可以避免即使有充电结束的显示还是充电不足这样的事态的脉冲充电控制方法。
背景技术：
由于锂离子二次电池相对于体积以及重量来说充电容量大，从而是一种性能优越的二次电池。有一种方法是，在充电中，首先进行恒电流充电直到电池电压达到设定电压(例如，4.2V)，在电压达到设定电压后，切换到通过设定电压进行恒电压充电以免电池电压超过设定电压不再上升。为了缩短仅以该充电方法充满电的时间，有必要增大恒电流充电的充电电流。但是，由于增大充电电流有可能导致电池性能的降低，因此不是所希望的。
另一方面，在恒电流充电之际，代替增大充电电流而通过用高的电压(例如，4.4V)对二次电池充满电来缩短时间已广为所知。但是，这还存在有使锂离子二次电池的电池性能降低的问题。
为了消除这样的问题，开发出了通过反复充电和中止的脉冲充电来防止电池性能的降低并缩短充电时间的技术。该充电方法是在反复进行充电和中止来对二次电池进行脉冲充电之际，在使二次电池的充电中止的期间检测出电池电压，中止充电直到电池电压降低到设定电压，在电池电压降低到设定电压以下后，重新开始充电(例如，参照专利文献1第0006段)。
该充电方法的优点在于能够以简单的充电电路对二次电池进行充电。
例如，如图1所示，在通过脉冲状的充电电流I进行脉冲充电的情况下，随着充电电流接近充满电，用于充电的电流脉冲中的中止期间P就变长。这是由于在接近充满电的二次电池电池电压的降低变得缓慢。因此，测量电池的中止期间P可以检测出充满电状态。
对于现有的脉冲充电的控制方法，同时参照图2的功能方块图和图3的流程图来加以说明。图示的充电控制器10用于将充电器2连接到二次电池1并进行充电，在充电控制部10通过控制逻辑电路11来实行充电。
首先，在充电器2被连接(步骤S1)到充电控制部10之际，控制逻辑电路11将由电压测量电路3测量到(步骤S2)的二次电池1的开放电压与由基准电压生成电路4所生成的恒电流充电的基准电压VRC进行比较(步骤S3)。在测量电压值V没有达到该基准电压值VRC的情况下，开始并实行恒电流充电(步骤S4)。
通过该步骤S4，在测量电压值V达到了该基准电压值VRC的情况下，就停止恒电流充电，而开始(步骤S11)脉冲充电。由于脉冲充电的开始，在中止期间计时计数器8被初始化为‘0’的同时，充电脉冲施加(步骤S12)给二次电池1。
对于脉冲充电，如参照图1所说明的，作为充电脉冲将一定的电流仅供给二次电池一定时间。因此，通过脉冲消失启动中止期间计时计数器8开始充电中止期间的计测。
与此同时，通过电压测量电路3测量二次电池1的开放电压(步骤S14)，并将测量到的二次电池1的电压值V与通过基准电压生成电路4生成的脉冲充电的基准电压VRP进行比较(步骤S15)。比较的结果，在二次电池1的电压值V比基准电压值VRP高的期间，中止期间计时计数器8的计数(步骤S16)作为中止期间P而被继续直到二次电池1的电压值降低到比基准电压值VRP低。
在二次电池1的开放电压值变低的时点，测量(步骤S21)该中止期间P，将它与设定的中止时间Pc进行比较(步骤S22)。在步骤S22为‘NO’，中止期间P比设定的中止时间Pc短的情况下，返回上述步骤S12，从计时计数器的初始化和充电脉冲的施加重复上述步骤。
如以上所述，由于在充满电的时点，中止期间P比设定的中止时间Pc长，所以通过变得比设定时间Pc长来识别充电结束。其结果，发出充电结束通知，例如充电结束的显示灯亮灯(步骤S23)，充电步骤结束。
专利文献特开平9-233726号公报(图1)在上述现有的脉冲充电控制方法中，虽然在检测出充满电条件的时点结束充电步骤，但是由于充电容量和充电时间相互折衷的原因，难以实现100％充电，而只能停留在大致从95％到99％的范围，还存在着难以避免从充电结束起充电量慢慢降低这一问题。
发明内容
本发明的目的是，解决以上所述的问题，提供一种能够维持二次电池的充满电状态直至从充电器取出的脉冲充电控制方法。
本发明的脉冲充电控制方法，是通过反复充电和中止的电流脉冲对二次电池(1)进行充电时的脉冲充电控制方法，其特征在于充电控制部(20)在中止通过电流脉冲进行的充电时测量二次电池(1)的开放电压，当测量到的开放电压V低于设定电压值VRP时再次开始脉冲充电、接下来，在达到规定的充满电条件时发出二次电池(1)已经充满电的充电结束的通知并进行显示的同时，在此之后，测量二次电池(1)的开放电压V并重复规定的充电步骤。
上述规定的充满电条件能够采用中止充电的脉冲的周期P变得比预先设定的设定时间Pc长的状态、在脉冲充电开始后经过了规定的时间的状态、或者根据通过脉冲进行的充电期间和充电中止期间的占空比计算得到的时间达到规定的值的状态。
上述括号内的符号是为了便于理解而附加上的，不过一例而已，不能现定于此。
图1是表示根据本发明涉及的脉冲充电方法的二次电池电压及充电电流的特性的一个例子的图。
图2是表示现有的功能块的一个例子的图。
图3是表示现有的控制方法中的步骤的一个例子的流程图。
图4是表示本发明的功能块中的一个实施例的图。
图5是表示本发明的控制方法中的步骤的一个例子的流程图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的实施例加以说明。
图4是表示本发明的一个实施例的功能方块图。在图4所示的脉冲充电控制方法中，与作为现有技术参照的图2的不同之处在于控制逻辑电路21。
充电控制部20，相对于控制逻辑电路21，具备电压测量电路3、基准电压生成电路4、充电控制电路5、切换电路6、振荡器7、中止期间计时计数器8、以及规定时间存储器9。
电压测量电路3测量与之连接的二次电池1的电压并通知给控制逻辑电路21。基准电压生成电路4通过例如分压来生成用于判断恒电流充电的开始及结束的恒电流充电基准电压VCR和用于判断充电脉冲的发生的脉冲充电基准电压VRP并通知给控制逻辑电路21。
充电控制电路5接受控制逻辑电路21的控制而接通或断开切换电路6。切换电路6在从充电器2向二次电池1供给充电电流的充电期间接通充电电路，在中止期间将其断开。因此，电压测量电路3能够在充电中止期间测量二次电池1的开放电压。
振荡器7被控制逻辑电路21驱动，向中止期间计时计数器8发送出计时用脉冲。中止期间计时计数器8对从振荡器7接收的脉冲进行计数，通过来自控制逻辑电路21的控制测量充电脉冲消失时的中止期间。在设定时间存储器9设定有检测充满电状态的时间Pc。
下面，同时参照图4、图5来详细说明本发明的动作顺序。图5与上述的图3不同之处在于，步骤从步骤S22的‘YES’返回到步骤S2，重复充电的步骤。
首先，在将充电器2连接到充电控制部20时，逻辑控制电路11接收由电压测量电路3检测到(步骤S2)的二次电池1的开放电压，并将其与通过基准电压生成电路4生成的恒电流充电的基准电压VRC进行比较(步骤S3)。
在该步骤S3为‘NO’，测量电压值V没有达到该基准电压值VRC的情况下，控制逻辑电路11通过充电控制电路5闭合切换电路6，开始并实行(步骤S4)恒电流充电。其结果，在步骤S3为‘YES’，通过恒电流充电达到基准电压值VRC的情况下就断开切换电路6，控制逻辑电路11停止恒电流充电，开始脉冲充电(步骤S11)。
另一方面，在步骤S2的测量电压值V从一开始就达到该基准电压值VRC从而步骤S3为‘YES’的情况下，直接开始步骤S11的脉冲充电。
紧接上述步骤S11，控制逻辑电路11将充电的中止期间计时计数器8初始化为‘零’，同时，闭合切换电路6而对二次电池1施加(步骤S12)充电脉冲。在脉冲充电中，如参照图1所说明的，通过控制逻辑电路11的控制来使一恒值电流作为充电脉冲仅在一定时间内供给二次电池1。
因此，在紧接上述步骤S12的步骤，控制逻辑电路11在脉冲消失的时刻启动中止期间计时计数器8开始充电中止期间的计测(步骤S13)。与此同时控制逻辑电路11将通过电压测量电路3测量(步骤S14)得到的二次电池1的开放电压与通过基准生成电路4生成的脉冲充电的基准电压值VRP进行比较(步骤S15)。
作为比较的结果，步骤S15为‘YES’，二次电池1的电压值比基准电压值VRP高的期间，控制逻辑电路11持续中止期间计时计数器8的计数(步骤S16)直至二次电池1的电压值低于基准电压值VRP，并返回上述步骤S14，通过电压测量电路3测量二次电池1的开放电压。
另一方面，在步骤S15为‘NO’，二次电池1的开放电压值变低的时点，控制逻辑电路11计测(步骤S21)该中止期间，并与设定时间存储器9的中止时间Pc进行比较(步骤S22)。
在该步骤S22为‘NO’，中止期间P比设定的中止时间Pc短的情况下，返回上述步骤S12，从实行计时计数器的初始化和充电脉冲的施加重复以上步骤。
如以上所述，在充满电的时点中止期间P比设定的中止期间Pc长。因此，控制逻辑电路11通过步骤S22为‘YES’，中止期间P比设定中止期间Pc长而识别充电结束，并判断(步骤S31)有无充电结束显示。在步骤S31为‘NO’，没有充电结束的显示的情况下，控制逻辑电路11发送出充电结束通知，例如，点亮(步骤S32)显示充电结束的灯。通过该亮灯，就能够知道达到了几乎充满电的状态。
在上述步骤S31为‘YES’，显示有充电结束的情况下，或者接着上述步骤S32，控制逻辑电路11返回通过电压测量电路3测量二次电池1的开放电压的步骤S2，重复以上步骤。该重复步骤，由于受流程图的纸张大小所限而省略了图示，但是，在二次电池1或充电器2的连接从充电控制部20断开时停止。
即，由于能够持续重复充电步骤直至使用二次电池1，从而能够使充满电的程度徐徐上升。结果，能够期待确保二次电池几乎百分之百充满电。
在上述说明中，虽然例如是以中止期间的计测开始作为步骤S13，但也可以是施加充电脉冲的步骤S12。在上述说明中，参照了图示的功能块以及步骤，但通过功能的分离合并来重新分配或步骤的前后替换等变更只要满足上述功能就是自由的，上述说明并不限定本发明。
在上述的说明中，上述规定的满充电条件采用中止充电的脉冲的周期P变得比预先设定的设定时间Pc长，但也可以采用脉冲充电开始后经过了规定的时间后的状态，或者是根据通过脉冲进行的充电期间和充电中止期间的占空比计算得到的时间达到了规定的值的状态。
另外，在上述说明中，虽然仅对充电控制部进行了说明，但它也可以应用于包含充放电控制或充电控制的电路或装置等，还有，也可以全盘应用于二次电池的充电控制。
根据以上说明的发明，可以得到一种脉冲充电控制方法，它在对二次电池进行充电时，以规定的脉冲充电达到充满电后还从最初重复充电步骤直至把二次电池从充电器取出。通过该方法，就能够得到即使第一次的充电充其量只有95％的程度，通过多次追加充电就能够确保几乎100％的充满电的效果。其结果，由于通过充电结束的显示能够在将二次电池从充电器取出时通常补偿至几乎100％的充满电，所以，尽管显示了充电结束，也能够避免因该显示以后被放置而使得二次电池充电不足的事态。
权利要求
1.一种脉冲充电方法，是通过反复充电和中止的电流脉冲对二次电池进行充电的脉冲充电控制方法，其特征在于在中止充电时测量二次电池的开放电压，当测得的开放电压在设定的电压值以下时重新开始脉冲充电，在达到规定的充满电条件时，发出二次电池已经充满电的充电结束的通知，同时，此后还测量上述二次电池的开放电压并重复规定的充电步骤。
2.如权利要求1所述的脉冲充电方法，其特征在于规定的充满电条件是中止充电的脉冲的周期比预先设定的设定时间长的状态。
3.如权利要求1所述的脉冲充电方法，其特征在于规定的满充电条件是脉冲充电开始后经过了规定时间的状态。
4.如权利要求1所述的脉冲充电方法，其特征在于规定的满充电条件是根据通过脉冲进行的充电期间和充电中止期间的占空比计算得到的时间达到了规定的值的状态。
全文摘要
本发明提供一种脉冲充电控制方法，该脉冲充电控制方法在脉冲充电中显示了充电结束的情况下，可以得到几乎100％充满电的二次电池。在步骤S11开始脉冲充电后，在步骤S22为‘YES’，检测到充电脉冲的中止期间P比规定时间Pc长时，显示充电结束，但是，此后仍从最初重复到此为止的充电步骤直到将二次电池从充电器中取出。
文档编号H02J7/04GK1533009SQ20041000100
公开日2004年9月29日 申请日期2004年1月16日 优先权日2003年3月25日
发明者池内亮, 佐久间胜也, 胜也 申请人:三美电机株式会社