本發(fā)明涉及用于對(duì)鋰離子二次電池等的能夠充電的電池進(jìn)行充電的充電裝置，更具體涉及適合快速充電的恒流充電裝置。

背景技術(shù)：

對(duì)二次電池進(jìn)行充電的方法有幾種方法。作為典型的充電方法之一，可舉出恒流充電。圖4是示出現(xiàn)有的恒流充電中的充電電流I及電池電壓V_BAT的圖。

充電初期以較大的電流對(duì)二次電池進(jìn)行充電。當(dāng)電池電壓V_BAT上升、達(dá)到充電完成電壓V_END（例如，4.2V）時(shí)，將充電電流依次切換為低的電流。最終，以既定的最小電流進(jìn)行充電，如果達(dá)到充電完成電壓V_END，就完成充電。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平8－203563號(hào)公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

近年來(lái)，小型低成本的鋰離子二次電池有內(nèi)部阻抗比其他鋰離子二次電池增加的傾向。

在現(xiàn)有的恒流充電中，若內(nèi)部阻抗高，則在充電電流切換的定時(shí)t1、t2等電池電壓的下降（drop）電壓變大，自切換充電電流后的充電的電壓量增加。因此在各恒流值下的充電時(shí)間變長(zhǎng)，從而總充電時(shí)間變長(zhǎng)。另外，若內(nèi)部阻抗變高，則二次電池的電壓檢測(cè)將不易受外來(lái)噪聲的影響。因外來(lái)噪聲而二次電池的電壓會(huì)瞬間超過(guò)充電完成電壓V_END，從而盡管未達(dá)到充電完成電壓V_END但是會(huì)切換充電電流，直至充電完成的時(shí)間變長(zhǎng)。

本發(fā)明為解決以上那樣的課題而構(gòu)思，提供即便二次電池的內(nèi)部阻抗高也能縮短充電時(shí)間的恒流充電裝置。

用于解決課題的方案

為了解決現(xiàn)有的課題，本發(fā)明的將二次電池快速充電的恒流充電裝置采用如以下的結(jié)構(gòu)。

一種恒流充電裝置，具備：充電完成電壓檢測(cè)器，檢測(cè)二次電池的電壓達(dá)到既定的充電完成電壓的情況；電池電壓下降檢測(cè)器，以比充電完成電壓低的檢測(cè)電壓檢測(cè)二次電池的電壓的下降；升降計(jì)數(shù)器，若接受充電完成電壓檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運(yùn)算，若接受電池電壓下降檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行減法運(yùn)算，并輸出數(shù)據(jù)；以及恒流產(chǎn)生電路，根據(jù)升降計(jì)數(shù)器輸出的數(shù)據(jù)而切換對(duì)二次電池的充電電流。

發(fā)明效果

本發(fā)明的恒流充電裝置如上述那樣構(gòu)成，因此不管二次電池的內(nèi)部阻抗如何，可以縮短充電時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)施方式的恒流充電裝置的框圖。

圖2是示出本實(shí)施方式的恒流充電中的充電電流及電池電壓的圖。

圖3是示出本實(shí)施方式的恒流充電裝置的其他例子的框圖。

圖4是示出現(xiàn)有的恒流充電中的充電電流及電池電壓的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖1是本實(shí)施方式的恒流充電裝置的框圖。

恒流充電裝置100具備：DC－DC轉(zhuǎn)換器等的電源電路103；恒流產(chǎn)生電路102；分壓電路109；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路108；充電完成電壓檢測(cè)器106；電池電壓下降檢測(cè)器107；以及升降計(jì)數(shù)器105。

恒流產(chǎn)生電路102被輸入電源電路103的輸出電壓V_IN，向二次電池101供給電流。分壓電路109連接在二次電池101的兩端，對(duì)電池電壓V_BAT進(jìn)行分壓?；鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生電路108產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓V_REF。充電完成電壓檢測(cè)器106被輸入分壓電路109的節(jié)點(diǎn)D1的電壓VD1和基準(zhǔn)電壓V_REF，將它們進(jìn)行比較，從而檢測(cè)充電完成電壓V_END。電池電壓下降檢測(cè)器107被輸入分壓電路109的節(jié)點(diǎn)D2的電壓VD2和基準(zhǔn)電壓V_REF，將它們進(jìn)行比較，從而檢測(cè)比充電完成電壓V_END低的電壓V_STP。升降計(jì)數(shù)器105通過(guò)充電完成電壓檢測(cè)器106的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行加1計(jì)數(shù)，而通過(guò)電池電壓下降檢測(cè)器107的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行減1計(jì)數(shù)，將輸出信號(hào)向恒流產(chǎn)生電路102的輸入端子輸入。

升降計(jì)數(shù)器105的輸出信號(hào)成為與切換的電流的步數(shù)N（N為2以上的自然數(shù)）對(duì)應(yīng)的信號(hào)，是N條信號(hào)、或二進(jìn)制表記的總線信號(hào)等。恒流產(chǎn)生電路102以在輸入信號(hào)每接近N時(shí)降低電流值的方式進(jìn)行控制。

接著，說(shuō)明本實(shí)施方式的恒流充電裝置中的恒流充電的動(dòng)作。

圖2是示出本實(shí)施方式的恒流充電中的充電電流及電池電壓的圖。本實(shí)施方式的恒流充電裝置將充電電流的步數(shù)N設(shè)為5。

在充電開(kāi)始的初期（直至tp1的時(shí)間），升降計(jì)數(shù)器105輸出數(shù)據(jù)“1”，因此恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I1對(duì)二次電池101進(jìn)行充電。二次電池101以充電電流I1被充電，電池電壓V_BAT逐漸上升。在時(shí)間tp1，當(dāng)電池電壓V_BAT達(dá)到充電完成電壓V_END時(shí)，充電完成電壓檢測(cè)器106輸出檢測(cè)信號(hào)（例如高（Hi）電平）。接受充電完成電壓檢測(cè)器106的檢測(cè)信號(hào)，升降計(jì)數(shù)器105對(duì)數(shù)據(jù)加1而輸出數(shù)據(jù)“2”。恒流產(chǎn)生電路102接受數(shù)據(jù)“2”，切換到與之相應(yīng)的充電電流I2，并將充電電流I2向二次電池101供給。

若充電電流減少，則因內(nèi)部阻抗的影響而二次電池101的電池電壓V_BAT下降。若電池電壓V_BAT小于檢測(cè)電壓V_STP，則電池電壓下降檢測(cè)器107輸出檢測(cè)信號(hào)（例如高（Hi）電平）。接受電池電壓下降檢測(cè)器107的檢測(cè)信號(hào)，升降計(jì)數(shù)器105從數(shù)據(jù)減1而輸出數(shù)據(jù)“1”。恒流產(chǎn)生電路102接受數(shù)據(jù)“1”，切換到與之相應(yīng)的充電電流I1，再次將充電電流I1向二次電池101供給。

在時(shí)間tp2，若電池電壓V_BAT再次達(dá)到充電完成電壓V_END，則同樣地，升降計(jì)數(shù)器105輸出數(shù)據(jù)“2”，恒流產(chǎn)生電路102從充電電流I1向充電電流I2減少。然后，若電池電壓V_BAT下降而小于檢測(cè)電壓V_STP，則切換到充電電流はI1。

在時(shí)間tp3中，當(dāng)電池電壓V_BAT達(dá)到充電完成電壓V_END，并且充電電流減少到I2時(shí)，電池電壓V_BAT不會(huì)小于檢測(cè)電壓V_STP，因此電池電壓下降檢測(cè)器107不會(huì)輸出檢測(cè)信號(hào)，因而恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I2繼續(xù)向二次電池進(jìn)行充電。

在時(shí)間tp4，若電池電壓V_BAT再次達(dá)到充電完成電壓V_END，則同樣地，升降計(jì)數(shù)器105輸出數(shù)據(jù)“3”，恒流產(chǎn)生電路102從充電電流I2向充電電流I3減少。然后，若電池電壓V_BAT下降而小于檢測(cè)電壓V_STP，則充電電流切換到I2。

在時(shí)間tp5中，當(dāng)電池電壓V_BAT達(dá)到充電完成電壓V_END，并且充電電流減少到I3時(shí)，電池電壓V_BAT不會(huì)小于檢測(cè)電壓V_STP，因此電池電壓下降檢測(cè)器107不會(huì)輸出檢測(cè)信號(hào)，從而恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I3繼續(xù)向二次電池101進(jìn)行充電。

在時(shí)間tp6中，當(dāng)電池電壓V_BAT再次達(dá)到充電完成電壓V_END，并且充電電流減少到I4時(shí)，電池電壓V_BAT不會(huì)小于檢測(cè)電壓V_STP，因此電池電壓下降檢測(cè)器107不輸出檢測(cè)信號(hào)，從而恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I4繼續(xù)向二次電池101進(jìn)行充電。

在時(shí)間tp7中，當(dāng)電池電壓V_BAT再次達(dá)到充電完成電壓V_END，并且減少到充電電流I5時(shí)，電池電壓V_BAT不會(huì)小于檢測(cè)電壓V_STP，因此電池電壓下降檢測(cè)器107不會(huì)輸出檢測(cè)信號(hào)，從而恒流產(chǎn)生電路102以充電電流I5繼續(xù)向二次電池101進(jìn)行充電。

本實(shí)施方式的恒流充電裝置以充電電流I5為最終的充電電流，以充電電流I5繼續(xù)進(jìn)行充電，使電池電壓V_BAT達(dá)到充電完成電壓V_END，從而完成充電。

圖3是示出本實(shí)施方式的恒流充電裝置的其他例子的框圖。

恒流充電裝置200進(jìn)一步在充電完成電壓檢測(cè)器106的輸出端子與升降計(jì)數(shù)器105的輸入端子之間具備延遲電路110，并在電池電壓下降檢測(cè)器107的輸出端子與升降計(jì)數(shù)器105的輸入端子之間具備延遲電路111。延遲電路110使充電完成電壓檢測(cè)器106輸出的檢測(cè)信號(hào)以既定時(shí)間延遲，并向升降計(jì)數(shù)器105輸入。延遲電路111使電池電壓下降檢測(cè)器107輸出的檢測(cè)信號(hào)以既定時(shí)間延遲，并向升降計(jì)數(shù)器105輸入。

延遲電路110、111具有使恒流產(chǎn)生電路102的充電電流的切換控制穩(wěn)定的作用。通過(guò)將延遲電路110的延遲時(shí)間設(shè)定為比延遲電路111的延遲時(shí)間長(zhǎng)，能夠使恒流產(chǎn)生電路102的充電電流的切換控制更加穩(wěn)定。

如以上說(shuō)明的那樣，依據(jù)本實(shí)施方式的恒流充電裝置，在設(shè)置比充電完成電壓V_END低的檢測(cè)電壓V_STP，并且減少充電電流時(shí)電池電壓V_BAT小于檢測(cè)電壓V_STP的情況下，追加使充電電流回到前階段的電流值的步驟，從而不管內(nèi)部阻抗的特性如何都能縮短充電二次電池的時(shí)間。

此外，電池電壓下降檢測(cè)器107也可以構(gòu)成為按照恒流產(chǎn)生電路102的充電電流而變更檢測(cè)電壓V_STP。若充電電流變小，則電池電壓V_BAT的下降也變小，因此通過(guò)相應(yīng)地變更檢測(cè)電壓V_STP，能夠進(jìn)一步縮短充電時(shí)間。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

101　 二次電池

102　 恒流產(chǎn)生電路

103　 電源電路

105　 升降計(jì)數(shù)器

106　 充電完成電壓檢測(cè)器

107　 電池電壓下降檢測(cè)器

108　 基準(zhǔn)電壓電路

110、111 　延遲電路。