专利名称：充电装置、充电方法及具有该充电装置的携带终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种充电装置、充电方法及具有该充电装置的携带终端。
背景技术：
近年来，锂离子电池可用作携带电话等携带终端的工作用二次电池。这种锂离子电池由于具有高能量密度，因此可使携带终端小型化、轻量化。作为这样的锂离子电池的充电方法，有CC-CV(恒电流一低电压)方式及脉冲充电方式等(例如，参见专利文献1、2)。
专利文献1特开平8-195225号公报专利文献2特开平7-87679号公报但是，在用CC-CV方式充电时，充电时间变长，在CV区域有发热的等危险。此外，采用脉冲充电方式时有时发生脉冲噪声。
另一方面，为防止过电压充电，一般，作为锂离子电池的电压，设定不能外加4.2V以上电压的充电条件。该电压是指每1电池在充电时的性能保证电压(额定充电电压)，被称作中心电压。
可是，电池有极化，有只降低该部分电池的内部电压的现象。
在该电池的极化中，有电阻极化、扩散(浓度)极化、活性化极化。电阻极化是指由电池具有的直流电阻产生电压的现象。扩散极化是指电极附近的离子集中而产生电压的现象，如果相对于移动离子的量，电极面积足够大，不发生离子集中，但是，如果电极面积过小，则引起离子集中，产生高电压。
此外，所谓的活性化极化，是指基于相对温度的离子活性度而产生电压的现象，如果变为低温，则活性度下降，离子的运动变得缓慢，产生高电压。相反，如果变为高温，活性度变高，离子的运动变得活跃，由于运动加快，所以电压变低。即，无论是何种极化，都呈电压越高极化电阻越大的状态。
发明内容
本发明是针对上述问题而完成的，目的是通过补正基于电池极化而引起电池内部电压降低的部分并较高地设定充电电压，提供一种充电时间短并且能够防止过电压的充电装置、充电方法及具有该充电装置的携带终端。
本发明之一，其特征在于，具有如下装置补正条件存储装置，作为补正条件存储适应于充电时充电条件的极化特性；充电条件检测装置，检测上述充电时充电条件；充电控制装置，基于上述检测的充电条件，获得上述补正条件，以规定的电流进行充电直至将基于该补正条件的极化特性加在上述电池的中心电压上一起计算所得的终电压。
本发明之二，如本发明之一所述，其特征在于上述补正条件分别涉及上述电池的电阻极化、扩散极化、活性化极化；上述充电条件检测装置分别检测充电时的充电电流、电压、温度；上述充电控制装置基于上述充电电流获得上述电阻极化，基于上述电压获得上述扩散极化，基于上述温度获得活性化极化，并将各极化的加法运算值加在上述中心电压上进行计算。
本发明之三，其特征在于，具有如下工序第1工序，作为补正条件存储适应于充电时充电条件的极化特性；第2工序，检测上述充电时的充电条件；第3工序，基于上述检测的充电条件，获得上述补正条件，以规定的电流进行充电直至将基于该补正条件的极化特性加在上述电池的中心电压上一起计算所得的终电压。
本发明之四，一种携带终端，其特征在于具有本发明之一或本发明之二所述的充电装置。
综上所述，本发明的充电电路、充电方法及具有该充电电路的携带终端，基于检测的充电条件，获得上述补正条件，由于是以规定的电流进行充电直至将基于该补正条件的极化特性加在上述电池的中心电压上一起计算所得的终电压，因此能够较高地设定未被有效使用的电压，缩短充电时间，防止过电压。
图1是表示本实施方式的充电电路的概略构成图。
图2A～2C是表示极化造成的电压降低与其补正方法的图。
图3A～3C是表示以往的充电方式与本实施方式的充电电路的充电方式的比较图。
具体实施例方式
以下，参照图1～图3详细说明本发明的充电装置(充电电路)、充电方法及具有该充电电路的携带终端优选实施方式。
图1是表示本实施方式的充电电路的概略构成图。此外，以在携带终端设置该充电电路的方式进行说明。
图1所示的充电电路具有电池1、电流检测电阻2、电流检测放大器3、热敏电阻4、选择器5、A/D转换器6、CPU7、ROM8、充电开关10。
电流检测电阻2是检测充电电流的电阻。电流检测放大器3，作为充电条件检测流过电流检测电阻2的充电电流的大小及方向。此外，电路11a、11b作为充电条件测定电池1的端子间电压。
热敏电阻4，作为充电条件测定电池1的温度。
选择器5，向作为各充电条件检测的电流、电压、温度的A/D转换器进行输入切换。A/D转换器6将从选择器5输入的电流、电压、温度转换成数字。
CPU7作为充电控制装置发挥作用，基于从A/D转换器6输入的电流、电压、温度的数值，作为补正条件从ROM8获得对应于充电时充电条件的极化，计算出将基于该补正条件的极化加在电池1的中心电压上一起计算所得的终电压。然后，以恒电流控制充电直至该终电压。
充电开关10是基于CPU7的控制进行充电电路的开/关的开关。
ROM8作为补正条件存储装置发挥作用，作为补正条件存储对应于充电时充电条件的极化。
下面，参照图2说明存储在ROM8的补正条件。
ROM8存储的补正条件，分别涉及电池1的电阻极化、扩散极化、活性化极化。
如图2(a)所示，电池1的端子电压基于电池的电阻极化(An)、扩散极化(Bn)而电压降低，只有效用于该部分充电的电压变得降低。
因此，在ROM8，预先存储作为相对于充电电流的变化的极化的值如图2(b)所示的图表，以及作为相对于温度变化的极化的值如图2(c)所示的图表。此外，也存储对应于电池的中心电压。
此外，在图2(b)中，A0、A1、A2、A3、…表示电阻极化，B0、B1、B2、B3、…表示扩散极化。并且，若将在各充电电流中对应的An和Bn加在一起计算，就得出这些极化的补正值(加法运算值)。此外，由于本发明进行CC充电，因此An和Bn的组只为一个。此外，在图2(c)中，C0、C1、C2、C3、…表示各温度下的活性化极化。
并且，以在中心电压上相加上述3个极化的补正值的电压作为终电压，CPU7能以恒电流控制充电直至该终电压。
此外，ROM8也可以存储用于求出各极化的规定的计算或函数。此时，CPU7基于输入的电流、电压、温度的数值，能够从ROM8的规定的计算式或函数计算极化，从而加在中心电压上一起计算。
以下，参照图1说明充电电路的工作。此外，与充电(CHG)输入连接的充电器的电流值，设为规定值。
一旦充电输入，电流检测放大器3，就作为充电条件检测流过电流检测电阻2的充电电流的大小。此外，电路11a、11b作为充电条件检测电池1的电压，热敏电阻4作为充电条件测定电池1的温度。
一旦从选择器5输入充电电流、电压、温度的各充电条件，A/D转换器6就将各充电条件转换成数字。
CPU7基于从A/D转换器6输入的充电条件，从ROM8获得与中心电压相加的补正条件，与中心电压相加计算。CPU7在从A/D转换器6输入充电电流时从ROM8获得有关电阻极化的补正条件、在输入电压时获得有关扩散极化的补正条件、在输入温度时获得有关活性化极化的补正条件。此外，CPU7在该中心电压上相加各极化的补正值，作为终电压，控制充电开关，以便使以恒电流进行直至充电电压达到终电压。然后，在充电电压达到终电压的时，关闭充电开关10，结束充电。
图3是表示以往的充电方式与本实施方式的充电电路的充电方式的比较图。
在以往的CC-CV充电方式中，由于电压一超过中心电压(a1)，就以恒电压进行充电，所以在b1的时刻结束充电，但在CV充电的特性上，充电时间延长(图3(a))。此外，在脉冲充电方式时，有时脉冲的噪声影响电压(图3(b))。
另一方面，在本实施方式的充电电路中，即使进行CC充电并且电压超过中心电压(a1)时，CC充电也能够持续到仅将各极化的补正值部分相加的电压即终电压。由此，在电池的端子电压达到中心电压后也能够以恒电流进行充电，能够缩短充电时间(c1)。而且，在此期间内，电池内部电压由于保持在中心电压以下，因此能够防止过充电。
权利要求
1.一种充电装置，其特征在于，具有如下装置补正条件存储装置，作为补正条件存储对应于充电时充电条件的极化特性；充电条件检测装置，检测所述充电时的充电条件；充电控制装置，基于所述检测的充电条件，获得所述补正条件，并以规定的电流进行充电直至将基于该补正条件的极化特性加在所述电池的中心电压上一起计算所得的终电压。
2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于所述补正条件分别涉及所述电池的电阻极化、扩散极化、活性化极化；所述充电检测装置分别检测充电时的充电电流、电压、温度；所述充电控制装置，基于所述充电电流获得所述电阻极化，基于所述电压获得所述扩散极化，基于所述温度获得活性化极化，并将各极化的加法计算值加在所述中心电压上一起计算。
3.一种充电方法，其特征在于，具有如下工序第1工序，作为补正条件存储对应于充电时充电条件的极化特性；第2工序，检测所述充电时的充电条件；第3工序，基于所述检测的充电条件，获得所述补正条件，以规定的电流进行充电直至将基于该补正条件的极化特性加在所述电池的中心电压上一起计算所得的终电压。
4.一种携带终端，其特征在于具有权利要求1或2所述的充电装置。
全文摘要
本发明提供充电装置、充电方法及具有该充电装置的携带终端，其中，CPU基于从A/D转换器输入的充电条件，从ROM获得与中心电压相加的补正条件，与中心电压相加计算。CPU在输入充电电流时从ROM获得有关电阻极化的补正条件、在输入电压时获得有关扩散的补正条件、在输入温度时获得有关活性化极化的补正条件。而且，CPU把各极化的补正值与中心电压相加计算，作为终电压，对充电开关10进行控制，以便以恒电流进行充电使充电电压达到终电压。根据本发明，即使充电时间短，也能够防止过电压。
文档编号H02J7/02GK1490916SQ0315816
公开日2004年4月21日 申请日期2003年9月15日 优先权日2002年9月17日
发明者小山晃 申请人:京瓷株式会社