专利名称：充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及给例如电池组充电的充电装置。
背景技术：
已存在从商用电源使用由开关电源转换的直流电压给二次电池充电的充电装置。 二次电池的具体实例是包含串联连接的多个电池(称作电池元)并由绝缘性外壳覆盖的电 池组。对于锂离子二次电池来说，由将恒定电流充电和恒定电压充电组合起来的恒定电流 /恒定电压(CC/CV)充电方法来给电池组充电。这种类型的充电装置的一例记载于日本特 开2007-20299号公报。 记载于日本特开2007-20299号公报中的充电装置具有2个误差信号放大器(运 算放大器)其中一个将输出电压与基准电压作比较，而另一个则将与充电电流对应的电 压与基准电压作比较。来自误差信号放大器的比较输出被提供给脉冲宽度调制控制电路， 在脉冲宽度调制控制电路中执行输出控制。
发明内容
记载于日本特开2007-20299号公报中的充电装置将电池组整体的输出电压与基 准电压作比较以控制输出电压，并且不检测各电池的电压。然而，为了安全地给各电池充 电，必须不超过对各电池设定的上限电压，否则各电池的循环充电寿命会急剧地减少，或在 最差情况下，会从电池中生成气体。此外，如果使用期已过后、电池之间出现电压或容量差， 则电池之间的电压平衡会丧失。这种类型的电池组会被充电至高于电池的上限电压的电 压。 因此，已精确地调整了充电装置的输出电压或将输出电压抑制至低的值，以防止
超过上限电压。对充电装置的输出电压执行精确调整造成成本增加的问题。此外，如果其
中任何电池电压超过上限电压，则还设有保护电路以停止充电。然而，这种保护电路在丧失
电压平衡的电池组中随着最高电压而工作，极大地縮短了电池组的使用期。 希望提供一种能解决以上问题、并较好地给包含串联连接的多个电池的二次电池
充电的充电装置。 根据本发明的一个实施例，提供了一种充电装置，包括
电源电路，所述电源电路将交流输入转换成直流输出； 二次电池，所述二次电池包括串联连接的多个电池，所述二次电池由电源电路的 输出电压充电； 充电控制电路，所述充电控制电路控制以恒定电流给二次电池充电的恒定电流充
电模式下的充电，并当二次电池的端子电压达到预定电压时，从恒定电流充电模式下的充
电切换至以恒定电压给二次电池充电的恒定电压充电模式下的充电；以及 多个电压控制电路，各电压控制电路将所述多个电池中的各电池的电压调整为设
定电压。
多个电压控制电路分别检测多个电池的电压的上升，且电压控制电路中最先检测 到已达设定电压的一个电压控制电路执行随后的电压控制。
优选地，该充电装置被配置成使得 多个电池的电压通过在充电操作期间接通而在非充电操作期间关断的双向开关 被提供给多个电压比较器； 分别为多个电压比较器提供基准电压； 来自多个电压比较器之一的比较输出作为输出电压控制信号被提供给电源电路； 并且 多个电池的电压被调整为根据基准电压的值。 优选地，双向开关由串联连接的第一场效应晶体管(FET)和第二场效应晶体管构 成。 优选地，来自多个电压控制电路的输出信号通过二极管被提供给光电耦合器的光 电二极管。 优选地，二次电池是包括串联连接的多个电池和覆盖所述电池的绝缘性外壳的电 池组。 根据本发明的实施例，可得到以下效果。 1.多个电池之间的电压平衡会依电池电压之间的偏差或充放电循环而丧失。在这 种情况下，各电池会被充电至高于电池的充电上限电压的电压。根据本发明的实施例，确实 能以等于或低于该上限电压的电压执行充电。这就确保了电池的安全充电并对保持它们的 循环寿命有效。 2.在相关技术的充电装置中，考虑到上述电池之间的不平衡，可当电池的电压达
到上限电压时设有保护电路以停止充电。在这种情况下，保护电路工作以在途中停止充电，
导致充电不充分。这样电池组的使用期会显著縮短。根据本发明的实施例，可解决该问题。 3.根据本发明的实施例，因为能切实地将电池的电压调整为等于或低于上限电压
的值，所以不使用保护电路。这就避免了因添加保护电路造成的成本上升。 4.在相关技术中，将容量相同的电池串联连接，以不造成电池之间的不平衡。然而
根据本发明的实施例，对相同容量的要求可放宽。
图1是示出可应用本发明的实施例的示例充电装置的连接图。 图2是示出示例充电装置的输出特性的线图。 图3是示出当示例充电装置执行充电时的电压和电流的变化的线图。 图4是根据本发明的实施例的充电装置的连接图。 图5是根据本发明的实施例的充电装置的输出特性的线图。 图6是示出当根据本发明的实施例的充电装置执行充电时的电压和电流的变化 的线图。 图7是根据本发明的另一实施例的充电装置的连接图。 图8是根据本发明的另一实施例的充电装置的输出特性的线图。
具体实施例方式
以下按如下顺序说明根据本发明的优选实施例。
1.可应用本实施例的充电装置
2.本发明的实施例
3.本发明的另一实施例
4.变形例 1.可应用本实施例的充电装置 为了帮助理解本发明的实施例，下面参照图1说明本发明的发明人之一和其它发 明人在日本特许第3430264号(日本特开平6-14473号公报)中在先提案的充电装置。该 充电装置由将恒定电流充电和恒定电压充电组合起来的恒定电流/恒定电压(CC/CV)充电 方法来给电池组BAT充电。 商用交流(AC)电源由输入滤波器1和整流电路2转换成直流(DC)电源。脉冲宽 度调制控制电路3、晶体管Ql和变压器Tl构成开关电源。作为开关器件的晶体管Ql根据 来自脉冲宽度调制控制电路3的输出脉冲以例如100kHz来执行开关工作。连接至变压器 Tl的三级线圈N3的二极管Dl和电容器CI的整流输出作为电源被提供给脉冲宽度调制控 制电路3。 流经初级线圈Nl的电流受晶体管Ql控制，并在次级线圈N2和三级线圈N3中感 应出电力。在次级线圈N2中感应出的电压由二极管D2和电容器C2整流，以得到整流输出 Vo。整流输出Vo经过包含金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)F1、 MOSFET F2、晶体 管Trl和其它组件的开关部4而从输出端子5a(正端子)和5b(负端子)处取出。电池组 BAT连接在输出端子5a和5b之间。电池组BAT包含串联连接的锂离子二次电池Bl和B2 等二次电池和将那些电池一体化的绝缘性外壳。FET F1和F2用作使充电接通或关断的开 关。 整流输出Vo被电阻R7和R8分压并输入运算放大器AMP1的负端子。基准电压 REF1输入运算放大器AMP1的正端子，并与输出电压Vo (被电阻R7和电阻R8分压的电压) 作比较。运算放大器AMP1将表示输出电压Vo与基准电压REF1之间的误差的信号经过二 极管D3提供给光电耦合器rai。当分压电压高于基准电压REF1时，运算放大器AMPl输出 负的输出(差)信号。 从光电耦合器PHI的次级侧传送至初级侧的误差信号被提供给脉冲宽度调制控 制电路3。脉冲宽度调制控制电路3通过控制晶体管Q1的输出脉冲的接通时期来控制要输 出至次级侧的电力，从而取出由次级侧的基准电压设定的输出电压。例如，当输出电压高于 例如8. 4V的设定电压时，与两个输入电压之间的差对应的输出电流流经运算放大器AMP1 的输出端。输出电流流经二极管D3并经过光电耦合器PH1被提供给脉冲宽度调制控制电 路3。脉冲宽度调制控制电路3执行控制以使脉冲信号的占空比和输出电压Vo都减小。像 这样，将输出电压Vo调整为所设定的电压。 此外，输出(充电)电流Io由电阻R2检测。电阻R2的负荷侧(输出侧)端子经 过电阻R5连接至运算放大器AMP5的负端子。为运算放大器AMP5的正端子提供由电阻R4 和R6对基准电压REF1进行分压而得到的电压。 运算放大器AMP5将与输出电流Io对应的电压与基准电压作比较，并将结果得到的输出电流经过二极管D7提供给光电耦合器rai。当正端子的输入电压高于负端子的输入 电压时，运算放大器AMP1和AMP5提供输出信号H(高)。在这种情况下，输出电流不流经 二极管D3和D7。当负端子的输入电压高于正端子的输入电压时，运算放大器AMP1和AMP5 提供输出信号L(低)。在这种情况下，输出电流流经二极管D3和D7。
运算放大器AMP5的输出信号经过二极管D7和光电耦合器PH1被提供给脉冲宽 度调制控制电路3，并与电压控制相同地、由初级侧的脉冲宽度调制控制电路3执行电流控 制。即，运算放大器AMP5的正端子和负端子之间的电压差随流经电阻R2的电流量而增大； 对输出电流量执行控制以使电阻R2两端的电压变得恒定。 由调节器12对输出电压Vo进行稳定化所得到的预定电压作为电源电压被提供给 控制器ll。此外，表示充电状态的LED 13作为显示部而连接至控制器11。控制充电的控 制器ll包括微计算机。 开关部4由从控制器11输出的驱动脉冲信号DR1、DR2和DR3驱动。当控制器11 由来自检测开关(未图示)的输出信号而检测到电池组BAT已安装在充电装置上时，该控 制器ll开始充电并在一边监视电池电压的同时持续预定的充电。由于FET中存在寄生二 极管，因而为了防止通过该寄生二极管放电，应设有两个FET F1和F2。
如果电池电压像在过放电状态中那样非常低，则将具有FET Fl和F2的开关部4 关断，以使小量的充电电流流经晶体管Trl和电阻RlO。当电池电压是例如4. 5V或更低时， 为电池组BAT提供小量的充电电流。 上述充电装置以恒定电流/恒定电压(CC/CV)充电方法给串联连接的电池Bl和 B2充电。图2示出了上述充电装置的输出特性。在横轴上绘出充电电流并在纵轴上绘出 充电电压。该充电装置首先控制恒定电流(CC)充电。在恒定电流充电的区间中，由运算放 大器AMP5的输出电流将输出电流固定在例如l.OA。接下来，充电装置控制恒定电压(CV) 充电以使输出电压保持恒定。由来自运算放大器AMP1的输出电流将输出电压固定在例如 8.4V。 一般地，如果串联连接的电池数量是N，则以NX4. 2V的输出电压给电池充电。在充 电起初阶段即初始充电模式下，以初始充电电流If执行充电。当电池电压到达快速开关电 压即例如4. 5V时，发生到快速充电模式的转换。
初始充电电流If = (Vo-Vtr)/R10(参见图1) 图3示出了在充电期间的充电电压和充电电流随时间的变化(充电曲线)。例如， 在电池电压等于或低于设定电压(例如8.4V)的区域，在恒定电流充电控制下以恒定电流 (例如1.0A)执行恒定电流充电。当电池电压(内部电动势)随充电的进行而升至8.4V 时，出现了到恒定电压充电控制的转换并逐渐地减少充电电流。当检测到充电电流已达所 设定的充电结束检测值时，检测到充电结束。 在图1所示的构造中，在恒定电流充电期间，运算放大器AMP5的输出经过二极管
D7被提供给光电耦合器rai，从而控制电源以使输出电流保持恒定。在恒定电流充电时，由
于运算放大器AMP5的输出比运算放大器AMP1的输出更低，因而使用运算放大器AMP5的输 出来控制电源。在恒定电压充电期间，运算放大器AMP1的输出经过二极管D3被提供给光 电耦合器PH1 ，从而控制电源以基于运算放大器AMP1的输出将输出电压Vo调整为预定电 压。在恒定电压充电时，由于运算放大器AMP1的输出比运算放大器AMP5的输出更低，因而 使用运算放大器AMP1的输出来控制电源。
在图1所示的构造中，电流检测电阻R2的负荷侧的一端连接至比较器6的负端子 而其另一端连接至基准电压REF5的负侧，基准电压REF5的正侧连接至比较器6的正端子。 由电阻R2将充电电流转换成电压，并将该电压与基准电压REF5作比较。当充电电流减少 时，比较器6的正端子的基准电压变得比其负端子的检测电压更高，从而使比较器6的输出 Cs的极性反转。比较器6的输出Cs被提供给控制器ll，控制器ll检测充电结束。当充电 停止时，开关部4的全部晶体管和FET都关断。 具有图1所示的构造的充电装置将电池组BAT中的串联连接的电池B1和B2的电 压调整为8.4V。因此，各电池的电压无法切实地调整为例如4. 2V的上限电压值或更低。结 果，如上所述，会对各电池施加高于上限电压值的电压，电池的循环寿命会急剧地减少，且 在最差情况下，会从电池中生成气体。特别是当使用期已过后、电池之间出现电压或容量差 时，电池之间的电压平衡会丧失。这种电池组会被充电至高于各电池的上限电压的电压。
2.本发明的实施例 下面参照图4说明解决该问题的本发明的实施例。图4的充电装置具有对图1所 示的相关技术的充电装置进行改进而得到的构造，该图4的充电装置由将恒定电流充电和 恒定电压充电组合起来的CC/CV充电方法来给电池组BAT充电。 电池组BAT具有串联连接的锂离子二次电池B1和B2等二次电池。充电装置的一 个输出端子5a连接至电池组BAT的正侧端子(电池Bl的正极)，而充电装置的另一输出端 子5b连接至电池组BAT的负侧端子(电池B2的负极)。电池Bl和B2之间的连接点是端 子5c。电池B1的电压由输出端子5a和端子5c之间的电压来表示。电池B2的电压由输出 端子5b和端子5c之间的电压来表示。如后述，在本发明的实施例中，分离地控制各电池的 电压。 当商用交流电源途经输入滤波器1和整流电路2时，生成直流电压Vin。开关器件 Ql以例如100kHz的预定频率来开关流经变压器T1的初级线圈N1的电流。在变压器T1的 次级线圈N2和三级线圈N3中感应出电力。在次级线圈N2中感应出的电压由二极管D2和 电容器C2整流，并生成输出电压Vo。 该输出电压Vo经过开关部4的M0SFET Fl和F2从输出端子5a取出。FET Fl和 F2由从控制器11输出的驱动脉冲信号DR1和DR2驱动。FET Fl和F2构成双向开关。充 电期间FET Fl和F2接通。 输出电压Vo被串联连接的电阻R7、R8、R9和R10分压。电阻分压器的电阻R8和 R9之间的连接点经过MOSFET F3和F4连接至输出端子5c。 FET F3和F4由从控制器11输 出的驱动脉冲信号DR4和DR5驱动。FET F3和F4构成供检测电池电压用的双向开关。充 电期间FET F3和F4接通。 电池Bl和B2的电压分别受运算放大器AMP1和AMP2控制。运算放大器AMP1控 制电池B1的电压，而运算放大器AMP2控制电池B2的电压。当开关部4的FET接通时，将 电池B1的电压施加至包含电阻R7和R8的串联电路两端并将电池B2的电压施加至包含电 阻R9和R10的串联电路两端。 电阻R7和R8之间的连接点的电压被提供给运算放大器AMP1的负端子。电阻R8 和R9之间的连接点连接至基准电压REF1的负极，而基准电压REF1的正极连接至运算放大 器AMP1的正端子。从运算放大器AMP1的输出得到与施加在该运算放大器AMP1的输入端子处的电压之间的差对应的电压差信号。该电压差信号被提供给二极管D3的阴极。
电阻R9和R10之间的连接点的电压被提供给运算放大器AMP2的负端子。负侧电源线(接地线)和基准电压REF2的负极相互连接，并将基准电压REF2的正极连接至运算放大器AMP2的正端子。从运算放大器AMP2的输出得到与施加在该运算放大器AMP2的输入端子处的电压之间的差对应的电压差信号。该电压差信号被提供给二极管D4的阴极。
二极管D3和D4的阳极相互连接，且该公共连接点连接至光电耦合器PH1的光电二极管的阴极。光电二极管的阳极经过电阻R3连接至生成输出电压Vo的电源线。光电二极管响应于输入电流而发光，发光晶体管产生输出电流。从光电耦合器PH1的光电二极管取出的差信号被提供给脉冲宽度调制控制电路3。该差信号控制从脉冲宽度调制控制电路3输出的脉冲信号的占空比，以使输出电压等于预定电压。例如，当输出电压Vo高于设定电压时，电流流经光电耦合器PH1的光电二极管以使脉冲宽度调制控制电路3的输出脉冲的宽度变窄，从而降低输出电压。 输出(充电)电流Io由电阻R2检测。电阻R2的负荷侧(输出侧)端子经过电阻R5连接至运算放大器AMP5的负端子。为运算放大器AMP5的正端子提供通过由电阻R4和R6对基准电压REF2进行分压而得到的基准电压，以提升运算放大器AMP5的正端子的电压。 输出电流Io流经电阻R2，造成电压降。运算放大器AMP5输出与被该电阻R2处的电压降所降下的电压和基准电压之间的差对应的电流。当运算放大器AMP5的正端子的电压等于或低于其负端子的电压时，运算放大器AMP5的输出信号电平从高变成低。
运算放大器AMP5的输出信号经过二极管D7和光电耦合器PH1被提供给脉冲宽度调制控制电路3，并由初级侧的脉冲宽度调制控制电路3执行电流控制。即，运算放大器AMP5的负端子的电压与由流经电阻R2的电流造成电压降处的该运算放大器AMP5的正端子的电压作比较，并控制输出电流以使电阻R2两端生成的电压保持恒定。像这样使输出电流固定。在电流控制时，与图1所示的构造相同，控制流经电池组BAT的电流。艮卩，与电压控制不同，由于等量的电流流经串联连接的电池Bl和B2，因而不必为每个电池控制电流。
当不执行充电时，开关部4的全部FET和晶体管Trl都关断。在这种情况下，运算放大器AMP1控制输出电压以使电阻R7和R8两端的电压变成预定值。即，运算放大器AMP2控制输出电压以使电阻R9和R10两端的电压变成预定值。 如果电池电压非常低，则包含FET F1和F2的开关部4关断，以使小的充电电流流经接通状态的晶体管Trl和电阻RIO。当电池电压是例如4. 5V或更低时，为电池组BAT提供小的充电电流。 如上所述，相关技术包含一个电压控制放大器以控制充电装置的输出电压Vo，而本发明的实施例则包含多个放大器，每个放大器控制一个电池的电压。图5示出根据本发明的实施例的充电装置的输出特性。在横轴上绘出充电电流并在纵轴上绘出充电电压。在本例中将施加至各电池的电压调整为4. 2V。在图6中，一个电池B1的特性表示为Vbl而另一个电池B2的特性表示为Vb2。 充电装置使用CC/CV充电方式给串联连接的电池Bl和B2充电。充电装置在初始充电后以例如l.OA的恒定电流控制恒定电流(CC)充电。在充电起初阶段即初始充电模式下，以初始充电电流If执行充电。在恒定电流充电的区间中，由来自运算放大器AMP5的输出电流将输出电流固定在例如1.0A。电池电压(内部电动势)随充电的进行而上升。电池的电压由运算放大器AMP1和AMP2与基准电压作比较。运算放大器AMP1和AMP2在电池电压低于基准电压的低恒定电流充电区间中生成高输出，从而防止输出电流流动。
接下来，当电池Bl和B2中的一个的电压到达4. 2V时，连接至电池的运算放大器的两个输入电压之间的幅度关系反转，输出低电平并生成输出电流。此后，执行恒定电压(CV)充电控制。在本发明的实施例中，如上所述，多个运算放大器作为恒定电压控制电路而分别检测电池电压的上升。最先检测到已达例如4. 2V的设定电压的运算放大器在恒定电压控制中控制充电装置的输出电压。 在恒定电压(CV)充电控制中，运算放大器AMP1控制电池B1的电压而运算放大器AMP2控制电池B2的电压。此处设想电池Bl和B2的电压之间的平衡丧失。如果电池B2的电压高于电池B1的电压，则当随充电的进行而电池B2的电池电压先到达4. 2V时，运算放大器AMP2的输出变成低。运算放大器AMP1的输出保持为高。因此，运算放大器AMP2的输出电流经过光电耦合器PH1反馈给脉冲宽度调制控制电路3，并将电池B2的电池电压调整为4. 2V。 像这样，充电装置将电池B2的电池电压调整为4. 2V的恒定电压，以防止以更高的电压(高于上限电压)充电。由于电池Bl的电池电压还未到达4. 2V，因而作为对电池B2的电压的控制结果，切实地将电池B1的充电电压调整为4. 2V或更低，以防止以高于上限电压的电压给电池B1充电。 图6示出了在充电期间的充电电压和充电电流随时间的变化(充电曲线)。在电池电压等于或低于恒定电压充电控制电压(电池B1和电池B2的电池电压之禾P，例如8. 4V)的区域中，以例如1.0A等恒定电流执行恒定电流充电。当因充电期间电池电压(内部电动势)上升而使一个电池的电池电压到达4. 2V时，充电电池的工作切换至恒定电压充电控制工作，以逐渐地减少充电电流。当比较器6检测到充电电流已达所设定的充电结束检测值时，比较器6判断充电结束并停止充电。 如上所述，本实施例的示例电路控制每一 电池的电压以实现即使电池的电压之间的平衡丧失也不超过例如4. 25V的上限电压这样的电压控制。
3.本发明的另一实施例 图7示出了对具有串联连接的电池B1、B2、B3和B4的电池组BAT的充电装置应用的另一实施例。为了简化，该图仅示出了控制各电池的电压的部分。 电池组BAT经过开关部4的FET Fl和F2连接至输出电压Vo被取出的正电源线Ll和负电源线L2之间。串联连接的电阻Rll、 R12、 R13、 R14、 R15、 R16、 R17和R18插入电源线Ll和L2之间。电池组BAT的一端连接至充电装置的输出端子5a而另一端连接至充电装置的输出端子5b。电池Bl和电池B2之间的连接点是输出端子5c，电池B2和电池B3之间的连接点是输出端子5d，而电池B3和电池B4之间的连接点是输出端子5e。
控制器11将驱动脉冲信号DR1和DR2提供给开关部4的FET Fl和F2的栅极，以在快速充电期间使FET F1和F2接通。电阻R11和R12之间的连接点连接至运算放大器AMP1的负侧输入端子，而电阻R12和R13之间的连接点连接至基准电压REF1的负侧。基准电压REF1的正侧连接至运算放大器AMP1的正侧输入端子。运算放大器AMP1的输出端子连接至二极管D3的阴极。运算放大器AMP1输出电池Bl的电压和基准电压REF1之间的差。 电阻R12和R13之间的连接点经过包含FET F3和F4的双向开关连接至输出端子5c。控制器11将驱动脉冲信号DR4和DR5提供给FET F3和F4的栅极，以在快速充电期间使FET F3和F4接通。电阻R13和R14之间的连接点连接至运算放大器AMP2的负侧输入端子，而电阻R14和R15之间的连接点连接至基准电压REF2的负侧。基准电压REF2的正侧连接至运算放大器AMP2的正侧输入端子。运算放大器AMP2的输出端子连接至二极管D4的阴极。运算放大器AMP2输出电池B2的电压和基准电压REF1之间的差。
对于电池B3，与电池Bl和B2相同，设有包含由驱动脉冲信号DR6和DR7在快速充电期间接通的FET F5和F6的双向开关、基准电压REF3以及用于比较电压的运算放大器AMP3。运算放大器AMP3的输出信号被提供给二极管D5的阴极。对于电池B4，设有包含由驱动脉冲信号DR8和DR9在快速充电期间接通的FET F7和F8的双向开关、基准电压REF4以及用于比较电压的运算放大器AMP4。运算放大器AMP4的输出信号被提供给二极管D6的阴极。 二极管D3 D6的阳极相互连接，且该公共连接点通过光电耦合器PH1的光电二极管连接至正电源线。在恒定电流充电期间，当电池Bl B4中的一个的电压到达例如4. 2V的设定电压时，开始恒定电压充电。在恒定电压充电期间，由与最先到达设定电压的电池对应的运算放大器和基准电压来控制充电电压。由于电池电压之间的偏差随着电池组中包含的电池数量的增加而增加，所以应用本实施例是有效的。 图8示出了根据本发明的另一实施例的充电装置的输出特性，其表示充电电流和充电电压随时间的变化。在本例中将施加至各电池的电压调整为4. 2V。电池B1 B4的特性分别表示为Vbl Vb4。 与上述实施例相同，充电装置在初始充电后首先以例如1. 0A的恒定电流执行恒定电流(CC)充电。在充电起初阶段即初始充电模式下，以初始充电电流If执行充电。电池电压(内部电动势)随充电的进行而上升。电池的电压分别由运算放大器AMP1 AMP4与基准电压作比较。 接下来，当电池Bl B4中的一个的电压到达4. 2V时，连接至该电池的运算放大
器的两个输入电压之间的幅度关系反转，输出低电平并生成输出电流。此后，执行恒定电压(CV)充电控制。此处设想电池B1 B4的电压之间的平衡丧失。如果电池B3的电压高于其它电池的电压，则当随充电的进行而电池B3的电池电压先到达4. 2V时，运算放大器AMP3的输出变成低。其它运算放大器的输出保持为高。因此，运算放大器AMP3的输出电流经过光电耦合器PH1反馈给脉冲宽度调制控制电路3，并将电池B3的电池电压调整为4. 2V。
像这样，充电装置将电池B3的电池电压调整为4. 2V的恒定电压，以防止以更高的电压(高于上限电压)充电。由于其它电池的电池电压还未到达4. 2V，因而作为对电池B3的电压的控制结果，切实地将其它电池的充电电压调整为4. 2V或更低，以防止以高于上限电压的电压给电池充电。
4.变形例 本发明不限于上述实施例，而是可以在不脱离本发明的范围内做出各种变形。例如，可不使用电池组而是使用相互分离的多个二次电池。作为输出充电电压和充电电流的电源电路，可使用除在以上实施例中示出的那些构成以外的构成。此外，可使用继电器等开关器件来代替FET。 本申请包含与2008年10月9日向日本专利局提交的日本在先申请特愿2008-262400中所公开的主题相关的主题，其全部内容通过引用而合并于此。
权利要求
一种充电装置，包括电源电路，所述电源电路将交流输入转换成直流输出；二次电池，所述二次电池包括串联连接的多个电池，所述二次电池由所述电源电路的输出电压充电；充电控制电路，所述充电控制电路控制以恒定电流给所述二次电池充电的恒定电流充电模式下的充电，并当所述二次电池的端子电压达到预定电压时，从所述恒定电流充电模式下的充电切换至以恒定电压给所述二次电池充电的恒定电压充电模式下的充电；以及多个电压控制电路，各所述电压控制电路将所述多个电池中的各电池的电压调整为设定电压；其中所述多个电压控制电路分别检测所述多个电池的电压的上升，且所述多个电压控制电路中最先检测到已达所述设定电压的一个电压控制电路执行随后的电压控制。
2. 根据权利要求1所述的充电装置，进一步包括双向开关和多个电压比较器； 其中所述多个电池的电压通过在充电操作期间接通而在非充电操作期间关断的双向开关被提供给所述多个电压比较器；分别为所述多个电压比较器提供基准电压；来自所述多个电压比较器之一的比较输出作为输出电压控制信号被提供给所述电源 电路；并且所述多个电池的电压被调整为根据所述基准电压的值。
3. 根据权利要求2所述的充电装置，其中所述双向开关由串联连接的第一场效应晶体 管和第二场效应晶体管构成。
4. 根据权利要求1所述的充电装置，其中来自所述多个电压控制电路的输出信号通过 二极管被提供给光电耦合器的光电二极管。
5. 根据权利要求1所述的充电装置，其中所述二次电池是包括串联连接的多个电池和 覆盖所述电池的绝缘性外壳的电池组。
全文摘要
一种充电装置，包括电源电路，电源电路将交流输入转换成直流输出；二次电池，二次电池具有串联连接的多个电池，二次电池由电源电路的输出电压充电；充电控制电路，充电控制电路控制以恒定电流给二次电池充电的恒定电流模式下的充电，并当二次电池的端子电压达到预定电压时，从恒定电流模式下的充电切换至以恒定电压给二次电池充电的恒定电压模式下的充电；以及多个电压控制电路，各电压控制电路将多个电池中的各电池的电压调整为设定电压。多个电压控制电路分别检测多个电池的电压的上升，且电压控制电路中最先检测到已达设定电压的一个电压控制电路执行随后的电压控制。
文档编号H02J7/04GK101719686SQ200910179430
公开日2010年6月2日 申请日期2009年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者土屋启司, 梅津浩二 申请人:索尼株式会社