恒流充电装置的制作方法

本发明涉及用于对锂离子二次电池等的能够充电的电池进行充电的充电装置，更具体涉及适合快速充电的恒流充电装置。

背景技术：

对二次电池进行充电的方法有几种方法。作为典型的充电方法之一，可举出恒流充电。图4是示出现有的恒流充电中的充电电流I及电池电压V_BAT的图。

充电初期以较大的电流对二次电池进行充电。当电池电压V_BAT上升、达到充电完成电压V_END（例如，4.2V）时，将充电电流依次切换为低的电流。最终，以既定的最小电流进行充电，如果达到充电完成电压V_END，就完成充电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8－203563号公报。

技术实现要素：

发明要解决的课题

近年来，小型低成本的锂离子二次电池有内部阻抗比其他锂离子二次电池增加的倾向。

在现有的恒流充电中，若内部阻抗高，则在充电电流切换的定时t1、t2等电池电压的下降（drop）电压变大，自切换充电电流后的充电的电压量增加。因此在各恒流值下的充电时间变长，从而总充电时间变长。另外，若内部阻抗变高，则二次电池的电压检测将不易受外来噪声的影响。因外来噪声而二次电池的电压会瞬间超过充电完成电压V_END，从而尽管未达到充电完成电压V_END但是会切换充电电流，直至充电完成的时间变长。

本发明为解决以上那样的课题而构思，提供即便二次电池的内部阻抗高也能缩短充电时间的恒流充电装置。

用于解决课题的方案

为了解决现有的课题，本发明的将二次电池快速充电的恒流充电装置采用如以下的结构。

一种恒流充电装置，具备：充电完成电压检测器，检测二次电池的电压达到既定的充电完成电压的情况；电池电压下降检测器，以比充电完成电压低的检测电压检测二次电池的电压的下降；升降计数器，若接受充电完成电压检测器的检测信号则对数据进行加法运算，若接受电池电压下降检测器的检测信号则对数据进行减法运算，并输出数据；以及恒流产生电路，根据升降计数器输出的数据而切换对二次电池的充电电流。

发明效果

本发明的恒流充电装置如上述那样构成，因此不管二次电池的内部阻抗如何，可以缩短充电时间。

附图说明

图1是本实施方式的恒流充电装置的框图。

图2是示出本实施方式的恒流充电中的充电电流及电池电压的图。

图3是示出本实施方式的恒流充电装置的其他例子的框图。

图4是示出现有的恒流充电中的充电电流及电池电压的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本实施方式进行说明。

图1是本实施方式的恒流充电装置的框图。

恒流充电装置100具备：DC－DC转换器等的电源电路103；恒流产生电路102；分压电路109；基准电压产生电路108；充电完成电压检测器106；电池电压下降检测器107；以及升降计数器105。

恒流产生电路102被输入电源电路103的输出电压V_IN，向二次电池101供给电流。分压电路109连接在二次电池101的两端，对电池电压V_BAT进行分压。基准电压产生电路108产生基准电压V_REF。充电完成电压检测器106被输入分压电路109的节点D1的电压VD1和基准电压V_REF，将它们进行比较，从而检测充电完成电压V_END。电池电压下降检测器107被输入分压电路109的节点D2的电压VD2和基准电压V_REF，将它们进行比较，从而检测比充电完成电压V_END低的电压V_STP。升降计数器105通过充电完成电压检测器106的检测信号进行加1计数，而通过电池电压下降检测器107的检测信号进行减1计数，将输出信号向恒流产生电路102的输入端子输入。

升降计数器105的输出信号成为与切换的电流的步数N（N为2以上的自然数）对应的信号，是N条信号、或二进制表记的总线信号等。恒流产生电路102以在输入信号每接近N时降低电流值的方式进行控制。

接着，说明本实施方式的恒流充电装置中的恒流充电的动作。

图2是示出本实施方式的恒流充电中的充电电流及电池电压的图。本实施方式的恒流充电装置将充电电流的步数N设为5。

在充电开始的初期（直至tp1的时间），升降计数器105输出数据“1”，因此恒流产生电路102以充电电流I1对二次电池101进行充电。二次电池101以充电电流I1被充电，电池电压V_BAT逐渐上升。在时间tp1，当电池电压V_BAT达到充电完成电压V_END时，充电完成电压检测器106输出检测信号（例如高（Hi）电平）。接受充电完成电压检测器106的检测信号，升降计数器105对数据加1而输出数据“2”。恒流产生电路102接受数据“2”，切换到与之相应的充电电流I2，并将充电电流I2向二次电池101供给。

若充电电流减少，则因内部阻抗的影响而二次电池101的电池电压V_BAT下降。若电池电压V_BAT小于检测电压V_STP，则电池电压下降检测器107输出检测信号（例如高（Hi）电平）。接受电池电压下降检测器107的检测信号，升降计数器105从数据减1而输出数据“1”。恒流产生电路102接受数据“1”，切换到与之相应的充电电流I1，再次将充电电流I1向二次电池101供给。

在时间tp2，若电池电压V_BAT再次达到充电完成电压V_END，则同样地，升降计数器105输出数据“2”，恒流产生电路102从充电电流I1向充电电流I2减少。然后，若电池电压V_BAT下降而小于检测电压V_STP，则切换到充电电流はI1。

在时间tp3中，当电池电压V_BAT达到充电完成电压V_END，并且充电电流减少到I2时，电池电压V_BAT不会小于检测电压V_STP，因此电池电压下降检测器107不会输出检测信号，因而恒流产生电路102以充电电流I2继续向二次电池进行充电。

在时间tp4，若电池电压V_BAT再次达到充电完成电压V_END，则同样地，升降计数器105输出数据“3”，恒流产生电路102从充电电流I2向充电电流I3减少。然后，若电池电压V_BAT下降而小于检测电压V_STP，则充电电流切换到I2。

在时间tp5中，当电池电压V_BAT达到充电完成电压V_END，并且充电电流减少到I3时，电池电压V_BAT不会小于检测电压V_STP，因此电池电压下降检测器107不会输出检测信号，从而恒流产生电路102以充电电流I3继续向二次电池101进行充电。

在时间tp6中，当电池电压V_BAT再次达到充电完成电压V_END，并且充电电流减少到I4时，电池电压V_BAT不会小于检测电压V_STP，因此电池电压下降检测器107不输出检测信号，从而恒流产生电路102以充电电流I4继续向二次电池101进行充电。

在时间tp7中，当电池电压V_BAT再次达到充电完成电压V_END，并且减少到充电电流I5时，电池电压V_BAT不会小于检测电压V_STP，因此电池电压下降检测器107不会输出检测信号，从而恒流产生电路102以充电电流I5继续向二次电池101进行充电。

本实施方式的恒流充电装置以充电电流I5为最终的充电电流，以充电电流I5继续进行充电，使电池电压V_BAT达到充电完成电压V_END，从而完成充电。

图3是示出本实施方式的恒流充电装置的其他例子的框图。

恒流充电装置200进一步在充电完成电压检测器106的输出端子与升降计数器105的输入端子之间具备延迟电路110，并在电池电压下降检测器107的输出端子与升降计数器105的输入端子之间具备延迟电路111。延迟电路110使充电完成电压检测器106输出的检测信号以既定时间延迟，并向升降计数器105输入。延迟电路111使电池电压下降检测器107输出的检测信号以既定时间延迟，并向升降计数器105输入。

延迟电路110、111具有使恒流产生电路102的充电电流的切换控制稳定的作用。通过将延迟电路110的延迟时间设定为比延迟电路111的延迟时间长，能够使恒流产生电路102的充电电流的切换控制更加稳定。

如以上说明的那样，依据本实施方式的恒流充电装置，在设置比充电完成电压V_END低的检测电压V_STP，并且减少充电电流时电池电压V_BAT小于检测电压V_STP的情况下，追加使充电电流回到前阶段的电流值的步骤，从而不管内部阻抗的特性如何都能缩短充电二次电池的时间。

此外，电池电压下降检测器107也可以构成为按照恒流产生电路102的充电电流而变更检测电压V_STP。若充电电流变小，则电池电压V_BAT的下降也变小，因此通过相应地变更检测电压V_STP，能够进一步缩短充电时间。

标号说明

101　 二次电池

102　 恒流产生电路

103　 电源电路

105　 升降计数器

106　 充电完成电压检测器

107　 电池电压下降检测器

108　 基准电压电路

110、111 　延迟电路。