JPH08265985A - パック電池の充電方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池を充放電するときのＦＥＴの熱破壊と、
ＦＥＴのチャタリングとを防止する。 【構成】 電池電圧が過充電カット電圧ＶCOFFよりも高
くなると充電用ＦＥＴＱ1をオフ状態として電池の過充
電を防止し、電池電圧が過放電カット電圧よりも低くな
ると、放電用ＦＥＴＱ2をオフにして過放電を防止す
る。その後、充電されたパック電池が放電されるときに
充電用ＦＥＴＱ1をオン状態として放電し、放電された
パック電池が充電されるときに放電用ＦＥＴＱ2をオン
状態にして充電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電池の過充電を防止して
パック電池を充電する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電池は過充電すると電池性能が低下する
性質がある。電池の過充電を防止するために、過充電に
なると電池に直列に接続したＦＥＴをオフに切り換える
充電方法が開発されている（特開平４−７５４３１号公
報）。この公報に記載される充電方法を実現する回路を
図１に示す。電池１と直列に接続された充電用ＦＥＴＱ
1は、ドレインを電池の−極に、ソースを−側の電極端
子２に、ゲートを制御回路３の出力側に接続している。
充電用ＦＥＴＱ1は制御回路３でオンオフに制御され
る。制御回路３は電池電圧Ｖ1を検出し、電池電圧Ｖ1が
設定値よりも高くなると充電用ＦＥＴＱ1をオフに切り
換える。充電用ＦＥＴＱ1がオフになると、電池１は充
電されなくなる。充電用ＦＥＴＱ1がオフ状態にあって
も、電池１は充電用ＦＥＴＱ1の寄生ダイオードＤを介
して放電できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１に示す回路は、充
電用ＦＥＴＱ1を介して電池１を充電し、寄生ダイオー
ドＤを介して電池１を放電できる。すなわち、充電用Ｆ
ＥＴＱ1をオフ状態として電池を放電できる特長があ
る。しかしながら、寄生ダイオードＤで電池を放電する
と、放電する時に充電用ＦＥＴＱ1の発熱量が大きくな
り、熱で充電用ＦＥＴＱ1が破壊されることがある。放
電時に充電用ＦＥＴＱ1の発熱量が大きくなるのは、寄
生ダイオードＤの発熱量が、オン状態の充電用ＦＥＴＱ
1の発熱量よりも相当に大きくなるからである。充電用
ＦＥＴＱ1の発熱量は、充電用ＦＥＴＱ1の内部抵抗と電
流の自乗の積となる。充電用ＦＥＴＱ1の内部抵抗は数
十ｍΩと極めて小さい。このため、オン状態の充電用Ｆ
ＥＴＱ1の発生熱は極めて少ない。これに対して、寄生
ダイオードＤの発熱量は、ダイオードの電圧降下である
約０．６Ｖと電流の積となる。このため、電流が大きく
なると発熱量が極めて大きくなる。

【０００４】したがって、図１の回路に記載される方法
で、電池を充放電する方法は、簡単な回路構成にできる
が、充電用ＦＥＴＱ1が熱破壊されやすい弊害がある。
この欠点を防止するためには大容量の充電用ＦＥＴを使
用する必要があり、部品コストが高くなる。

【０００５】さらに、図１に示す充電方法は、電池１を
充電するために、電池電圧が低下すると充電用ＦＥＴＱ
1をオン状態に切り換える必要がある。制御回路３は、
電池電圧が所定の電圧まで低下すると、充電用ＦＥＴＱ
1をオン状態に制御する。制御回路３が充電用ＦＥＴＱ1
をオフからオンに切り換える復帰電圧は、オンからオフ
に切り換える過充電カット電圧よりも低く設定される。
復帰電圧と過充電カット電圧の差を小さくすると、電池
電圧がこの近傍にあるときに、充電用ＦＥＴＱ1がオン
オフを繰り返してチャタリングを起こす欠点がある。復
帰電圧と過充電カット電圧の差を大きくすると、電池電
圧が相当に低下するまで、寄生ダイオードＤで放電する
ので、発熱量が多くなる欠点がある。また、寄生ダイオ
ードの電圧降下によって、パック電池の出力電圧が低下
してしまう欠点もある。

【０００６】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池
を充放電するときのＦＥＴの熱破壊と、ＦＥＴのチャタ
リングとを有効に防止できるパック電池の充電方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１と請求
項２に記載されるパック電池の充電方法は、電池の過充
電を保護するため充電用ＦＥＴを接続しているパック電
池の充電方法を改良したもので、電池電圧が過充電カッ
ト電圧よりも高くなると、充電用ＦＥＴをオフ状態とし
て電池の過充電を保護する。その後、パック電池が充電
器から切り離されたかどうか、あるいはパック電池が放
電状態にあるかどうかを検出し、パック電池が充電器か
ら切り離され、あるいは放電状態にあると、充電用ＦＥ
Ｔのオン状態に切り換えることを特徴とする。

【０００８】パック電池が放電状態にあるかどうかの判
定は、オフ状態にある充電用ＦＥＴの両端の電圧を検出
して判定できる。パック電池が放電状態にあると、オフ
状態にある充電用ＦＥＴの寄生ダイオードによって、約
０．６Ｖの電圧が発生するからである。

【０００９】パック電池が充電器から切り離されたかど
うかの判定は、たとえば、パック電池の電極端子２の電
圧を検出して判定できる。図３に示すパック電池は、充
電器から切り離されると電極端子２の電圧は０Ｖとな
り、パック電池が充電器に接続されている充電では端子
間電圧Ｖ2が充電器の出力電圧となるからである。た
だ、この方法でパック電池を充電器から切り離したこと
を検出するためには、図３に示すように、充電用ＦＥＴ
Ｑ1と直列に放電用ＦＥＴＱ2を接続する必要がある。放
電用ＦＥＴＱ2は、電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶCO
FFまで上昇したときに、充電用ＦＥＴＱ1と一緒にオフ
状態に制御される。充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2
とは、寄生ダイオードＤの方向を逆向きとして互いに直
列に接続されているので、両方のＦＥＴをオフ状態にし
て充電器から切り離すと、端子間電圧Ｖ2は０Ｖとな
る。

【００１０】さらに、本発明の請求項３と請求項４に記
載されるパック電池の充電方法は、電池の過放電を保護
する放電用ＦＥＴＱ2が接続されているパック電池の充
電方法を改良したもので、電池電圧Ｖ1が過放電カット
電圧よりも低くなると放電用ＦＥＴＱ2をオフ状態とし
て電池の過放電を保護する。その後、パック電池が充電
器に接続され、あるいは、充電状態にあるかどうかを判
定し、パック電池が充電され、あるいは充電状態にある
ときには、放電用ＦＥＴＱ2をオン状態に切り換えるこ
とを特徴とする。

【００１１】パック電池が充電状態にあるかどうかの判
定は、オフ状態にある放電用ＦＥＴＱ2の両端の電圧を
検出して判定できる。パック電池が充電状態にあると、
オフ状態にある放電用ＦＥＴＱ2の寄生ダイオードＤに
よって、約０．６Ｖの電圧が発生するからである。

【００１２】パック電池が充電器に接続されたかどうか
の判定は、たとえば、パック電池の電極端子２の電圧を
検出して判定できる。パック電池が充電器に接続される
と電極端子２の電圧が充電電圧に上昇するからである。
この方法でパック電池が充電器から切り離されたことを
検出するためには、放電用ＦＥＴＱ2と直列に充電用Ｆ
ＥＴＱ1を接続する必要がある。充電用ＦＥＴＱ1は、電
池電圧Ｖ1が過放電カット電圧まで上昇したときに、放
電用ＦＥＴＱ2と一緒にオフ状態に制御される。

【００１３】

【作用】本発明の請求項１に記載されるパック電池の充
電方法の動作状態を図２に基づいて説明する。この図の
パック電池は、充電用ＦＥＴＱ1を、電池１と直列に接
続している。制御回路３は、電池１を充電して、電池電
圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶCOFFまで上昇すると、充電
用ＦＥＴＱ1をオフ状態とする。充電用ＦＥＴＱ1は寄生
ダイオードＤを有するので、充電用ＦＥＴＱ1をオフ状
態として、パック電池を放電できる。放電電流が、矢印
Ａで示す実線のように充電用ＦＥＴＱ1の寄生ダイオー
ドＤとを通過して流れるからである。しかしながら、こ
の回路は、充電用ＦＥＴＱ1をオフ状態にして電池を放
電すると、充電用ＦＥＴＱ1の寄生ダイオードＤが発熱
する。

【００１４】この弊害を防止するために、本発明の方法
は、電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶCOFFまで上昇す
ると充電用ＦＥＴＱ1を、オフ状態に切り換えるが、パ
ック電池を放電するときにはオン状態に切り換える。図
２に示す方法は、充電用ＦＥＴＱ1の寄生ダイオードＤ
の両端に発生するダイオード電圧Ｖ3を検出して、充電
用ＦＥＴＱ1をオン状態に切り換える。パック電池を充
電器から切り離して放電させると、寄生ダイオードＤに
約０．６Ｖの電圧が発生するからである。ダイオード電
圧Ｖ3は制御回路３に検出され、制御回路３は寄生ダイ
オードＤに約０．６Ｖのダイオード電圧Ｖ3が発生する
と、充電用ＦＥＴＱ1をオン状態に切り換える。オン状
態にある充電用ＦＥＴＱ1の内部抵抗は、寄生ダイオー
ドＤの内部抵抗よりも相当に小さい。このため、放電電
流による充電用ＦＥＴＱ1の発熱量が極めて少なくなっ
て、熱破壊が有効に防止される。また、ダイオード電圧
Ｖ3を検出して充電用ＦＥＴＱ1をオン状態に切り換える
ので、充電用ＦＥＴＱ1のチャタリングも有効に防止で
きる。

【００１５】本発明の請求項２に記載されるパック電池
の充電方法を図３に例示する。この図に示すパック電池
は、電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶCOFFまで上昇す
ると、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2をオフ状態に
切り換えて、電池１の過充電を防止する。その後、パッ
ク電池の電極端子２の端子間電圧Ｖ2を検出して、パッ
ク電池が充電器から切り離されたことを検出する。この
パック電池は、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2の両
方がオフ状態にあるとき、電池電圧Ｖ1が電極端子２に
出力されない。このため、パック電池を充電器から切り
離すと、電極端子２は０Ｖとなる。パック電池が充電器
から切り離されると、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴ
Ｑ2をオン状態として放電できる状態とする。充電用Ｆ
ＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2をオン状態して放電すると、
両方のＦＥＴの内部抵抗は極めて小さく、ＦＥＴの発熱
量を少なくできる。

【００１６】本発明の請求項３に記載されるパック電池
の充電方法に使用するパック電池を図４に示す。このパ
ック電池は、電池１を放電して電圧が過放電カット電圧
ＶDOFFよりも低くなると放電用ＦＥＴＱ2をオフ状態に
切り換える。その後、パック電池を充電器に接続して充
電すると、放電用ＦＥＴＱ2の寄生ダイオードＤの両端
に約０．６Ｖの電圧が発生する。制御回路３はダイオー
ド電圧Ｖ3を検出し、この電圧が約０．６Ｖになると、
放電用ＦＥＴＱ2をオフからオンに切り換える。

【００１７】さらに、請求項４に記載される充電方法
は、図３に示すパック電池を充電する。この充電方法
は、電池を放電して電圧が過放電カット電圧ＶDOFFより
も低くなると、放電用ＦＥＴＱ2と充電用ＦＥＴＱ1をオ
フ状態に切り換える。パック電池を充電器に接続して、
パック電池の電極端子２に充電電圧が供給されると、放
電用ＦＥＴＱ2と充電用ＦＥＴＱ1をオン状態に切り換え
る。この状態でパック電池を充電すると、充電電流は、
放電用ＦＥＴＱ2と充電用ＦＥＴＱ1とを通過する。オン
状態にある放電用ＦＥＴＱ2と充電用ＦＥＴＱ1の内部抵
抗は、寄生ダイオードＤの内部抵抗よりも相当に小さ
く、両ＦＥＴの発熱量を極めて小さくできる。また、パ
ック電池の電極端子２に印加される充電電圧を検出し
て、放電用ＦＥＴＱ2をオン状態に切り換えるので、Ｆ
ＥＴのチャタリングも有効に防止できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するためのパック電池の充電方法を例示するも
のであって、本発明はパック電池の充電方法を下記のも
のに特定しない。

【００１９】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。

【００２０】本発明の充電方法に使用されるパック電池
の回路図を図２〜図５に示す。図２に示すパック電池
は、電池１の過充電を防止する充電用ＦＥＴＱ1を、電
池１と電極端子２との間に接続している。充電用ＦＥＴ
Ｑ1はＮチャンネルのパワーＭＯＳＦＥＴで、寄生ダイ
オードＤが並列に接続されている。

【００２１】充電用ＦＥＴＱ1は、制御回路３にオンオ
フ制御される。制御回路３は電池電圧Ｖ1と、寄生ダイ
オードＤ、すなわち充電用ＦＥＴＱ1両端のダイオード
電圧Ｖ3を検出して、充電用ＦＥＴＱ1をオンオフに制御
する。制御回路３は、パック電池を充電器に接続して充
電するとき、電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶCOFFま
で上昇すると、充電用ＦＥＴＱ1をオフ状態として電池
１の過充電を防止する。電池１が放電されない限り、制
御回路３は充電用ＦＥＴＱ1をオフ状態に保持する。パ
ック電池が放電されるようになったかどうかは、充電用
ＦＥＴＱ1の寄生ダイオードＤのダイオード電圧Ｖ3を検
出する。パック電池を放電すると、寄生ダイオードＤに
順方向に流れる電流によって、寄生ダイオードＤに約
０．６Ｖの電圧が発生するからである。制御回路３はダ
イオード電圧Ｖ3を検出し、寄生ダイオードＤの電圧が
約０．６Ｖになると、充電用ＦＥＴＱ1をオン状態に切
り換える。この状態でパック電池は充電用ＦＥＴＱ1を
通過して、負荷に電力を供給する。

【００２２】図６は、図２に示すパック電池を充、放電
するフローチャートである。この図のフローチャートは
下記の工程でパック電池を充電する。 ［Ｓ１のステップ］最初に、通常状態として、充電用Ｆ
ＥＴＱ1をオン状態とする。 ［Ｓ２のステップ］パック電池を充電器に接続する。 ［Ｓ３のステップ］充電用ＦＥＴＱ1を通過して、パッ
ク電池の電池が充電される。 ［Ｓ４のステップ］制御回路３が電池電圧Ｖ1を検出す
る。制御回路３は、電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶC
OFFを越えたかどうかを判定する。電池電圧Ｖ1が過充電
カット電圧ＶCOFFよりも低いときは、このステップをル
ープする。 ［Ｓ５のステップ］電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶC
OFFを越えると、制御回路３は充電用ＦＥＴＱ1をオフに
切り換える。

【００２３】［Ｓ６のステップ］充電用ＦＥＴＱ1の両
端電圧を検出する。パック電池を充電しているとき、充
電用ＦＥＴＱ1をオフ状態として充電器に接続している
とき、さらに、パック電池を充電器から外したとき、充
電用ＦＥＴＱ1の両端にかかるダイオード電圧Ｖ3は＋ま
たは０Ｖである。しかしながら、パック電池を放電する
ようになると、図２に示す方向を＋とすると、ダイオー
ド電圧Ｖ3は約−０．６Ｖとなる。それは、寄生ダイオ
ードＤに順方向に電流が流れるからである。したがつ
て、制御回路３は、充電用ＦＥＴＱ1両端のダイオード
電圧Ｖ3が下記の条件を満足するときに、充電用ＦＥＴ
Ｑ1をオン状態とする。 ダイオード電圧Ｖ3≦−０．１Ｖ この条件式において、ダイオード電圧Ｖ3を−０．１Ｖ
の基準電圧に比較するのは、パック電池を放電するとダ
イオード電圧Ｖ3が約−０．６Ｖとなってこの条件式を
満足するからである。ただし、基準電圧は０Ｖ〜−０．
６Ｖの範囲に設定することもできる。しかしながら、基
準電圧が０Ｖの近傍にあると、放電中かどうかの判定間
違いが起こりやすく、また基準電圧を−０．６Ｖ近傍に
すると、ダイオード電圧Ｖ3のバラツキによって、放電
中であることを確実に検出できないことがある。したが
って、ダイオード電圧Ｖ3を比較する基準電圧は、好ま
しくは−０．０１〜−０．５Ｖの範囲に設定される。パ
ック電池が放電されないかぎり、ダイオード電圧Ｖ3は
前記の条件を満足しない。この条件を満足しないとき
は、Ｓ５のステップにジャンプし、Ｓ５とＳ６のステッ
プをループする。

【００２４】［Ｓ７のステップ］パック電池が放電され
ると、ダイオード電圧Ｖ3が約−０．６Ｖとなるので、
制御回路３はこのことを検出して、充電用ＦＥＴＱ1を
オン状態に切り換える。パック電池は、この状態で電気
機器である負荷に電力を供給する。

【００２５】さらに、図４は、電池の過放電を防止する
放電用ＦＥＴＱ2を備えるパック電池を示す。このパッ
ク電池は、放電用ＦＥＴＱ2を電池と電極端子２との間
に接続している。放電用ＦＥＴＱ2はＮチャンネルのパ
ワーＭＯＳＦＥＴで、寄生ダイオードＤが並列に接続さ
れている。

【００２６】放電用ＦＥＴＱ2は、制御回路３にオンオ
フ制御される。制御回路３は電池電圧Ｖ1と、寄生ダイ
オードＤ、すなわち放電用ＦＥＴＱ2両端のダイオード
電圧Ｖ3を検出して、放電用ＦＥＴＱ2をオンオフに制御
する。制御回路３は、パック電池を負荷に接続して放電
するとき、電池電圧Ｖ1が過放電カット電圧ＶDOFFより
も低くなると、放電用ＦＥＴＱ2をオフ状態として電池
の過放電を防止する。電池１が充電されない限り、制御
回路３は放電用ＦＥＴＱ2をオフ状態に保持する。パッ
ク電池が充電されるようになったかどうかは、放電用Ｆ
ＥＴＱ2の寄生ダイオードＤのダイオード電圧Ｖ3を検出
する。パック電池を充電すると、寄生ダイオードＤに順
方向に流れる電流によって、寄生ダイオードＤに約０．
６Ｖの電圧が発生するからである。制御回路３はダイオ
ード電圧Ｖ3を検出し、寄生ダイオードＤの電圧が約−
０．６Ｖになると、放電用ＦＥＴＱ2をオン状態に切り
換える。この状態でパック電池は放電用ＦＥＴＱ2を通
過して、負荷に電力を供給する。

【００２７】図７は、図４に示すパック電池を放電した
後に、充電するフローチャートである。この図のフロー
チャートは下記の工程でパック電池を放電し、その後に
充電する。 ［Ｓ１のステップ］最初に、通常状態として、放電用Ｆ
ＥＴＱ2をオン状態とする。 ［Ｓ２のステップ］パック電池を負荷である電気機器に
接続する。 ［Ｓ３のステップ］放電用ＦＥＴＱ2を通過して、パッ
ク電池が放電される。 ［Ｓ４のステップ］制御回路３が電池電圧Ｖ1を検出す
る。制御回路３は、電池電圧Ｖ1が過放電カット電圧ＶD
OFFよりも低くなったかどうかを判定する。電池電圧Ｖ1
が過放電カット電圧ＶDOFFよりも高いときはときは、Ｓ
３、Ｓ４のステップをループする。 ［Ｓ５のステップ］電池電圧Ｖ1が過放電カット電圧ＶD
OFFよりも低くなると、制御回路３は放電用ＦＥＴＱ2を
オフに切り換える。

【００２８】［Ｓ６のステップ］制御回路３が放電用Ｆ
ＥＴＱ2の両端電圧を検出する。パック電池を放電して
いるとき、放電用ＦＥＴＱ2をオフ状態として負荷に接
続しているとき、さらに、パック電池を電気機器から外
したとき、放電用ＦＥＴＱ2の両端にかかるダイオード
電圧Ｖ3は＋または０Ｖである。しかしながら、パック
電池を充電するようになると、図４に示す方向の電圧を
＋とすると、ダイオード電圧Ｖ3は約−０．６Ｖとな
る。それは、寄生ダイオードＤに順方向に電流が流れる
からである。したがつて、制御回路３は、放電用ＦＥＴ
Ｑ2両端のダイオード電圧Ｖ3が下記の条件を満足すると
きに、放電用ＦＥＴＱ2をオン状態とする。 ダイオード電圧Ｖ3≦−０．１Ｖ パック電池が充電されないかぎり、ダイオード電圧Ｖ3
は前記の満足をしない。この条件を満足しないときは、
Ｓ５のステップにジャンプし、Ｓ５とＳ６のステップを
ループする。 ［Ｓ７のステップ］パック電池が充電器に接続して充電
されると、ダイオード電圧Ｖ3が約−０．６Ｖとなるの
で、制御回路３はこのことを検出して、放電用ＦＥＴＱ
2をオン状態に切り換える。

【００２９】さらに、図３と図５は、充電用ＦＥＴＱ1
と放電用ＦＥＴＱ2を接続したパック電池を示す。この
図に示すパック電池は、電池の過充電と過放電とを防止
するために、放電用ＦＥＴＱ2と充電用ＦＥＴＱ1を、電
池と電極端子２との間に直列に接続している。図３は、
ＰチャンネルのパワーＭＯＳＦＥＴを使用し、図５はＮ
チャンネルのパワーＭＯＳＦＥＴを使用するパック電池
を示している。図３においては上側、図５においては下
側のＦＥＴが充電用ＦＥＴＱ1である。図３の下側と、
図５の上側のＦＥＴは放電用ＦＥＴＱ2である。充電用
ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2は並列に寄生ダイオードＤ
が接続されている。

【００３０】充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2は、制
御回路３にオンオフ制御される。制御回路３は電池電圧
Ｖ1と、電極端子２の端子間電圧Ｖ2とを検出して、充電
用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2をオンオフに制御する。
制御回路３は、パック電池を充電器に接続して充電する
とき、電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶCOFFに上昇す
ると、充電用ＦＥＴＱ1をオフ状態として電池が過充電
になるのを阻止する。このとき、充電用ＦＥＴＱ1と一
緒に放電用ＦＥＴＱ2もオフ状態に切り換えることもで
きる。ただ、放電用ＦＥＴＱ2は必ずしもオフ状態に切
り換える必要はない。電池が満充電されて充電器に接続
されている限り、制御回路３は充電用ＦＥＴＱ1をオフ
状態に保持する。放電用ＦＥＴＱ2も一緒にオフ状態に
保持することもできるが、放電用ＦＥＴＱ2はオン状態
に保持することもできる。

【００３１】パック電池が充電器に接続されているかど
うかは、端子間電圧Ｖ2を検出して判定できる。パック
電池が充電器に接続されていると、端子間電圧Ｖ2が０
Ｖにならないからである。パック電池が充電器から切り
離されると、端子間電圧Ｖ2が０Ｖになる。制御回路３
は端子間電圧Ｖ2を検出し、端子間電圧Ｖ2が設定電圧よ
りも低くなると、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2を
オン状態に切り換える。この状態でパック電池を電気機
器に装着すると、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2と
を通過して、電池から負荷に電力が供給される。

【００３２】パック電池を電気機器に装着して放電する
とき、電池電圧が過放電カット電圧ＶDOFFよりも低くな
ると、放電用ＦＥＴＱ2をオフ状態に切り換えて過放電
を防止する。このとき、充電用ＦＥＴＱ1もオフに切り
換えることもできるが、充電用ＦＥＴＱ1はオン状態に
保持することもできる。パック電池が負荷に接続されて
いるかぎり、放電用ＦＥＴＱ2はオフ状態に保持する。
パック電池が負荷に接続されているかどうかは、端子間
電圧Ｖ2で判定できる。パック電池が負荷に接続されて
いると、端子間電圧Ｖ2は０Ｖとなる。放電用ＦＥＴＱ2
がオフ状態にあるからである。

【００３３】制御回路３は、端子間電圧Ｖ2を検出し
て、パック電池に負荷が接続されているときに、放電用
ＦＥＴＱ2をオフ状態に保持する。パック電池から負荷
が外されて、充電器に接続されると、端子間電圧Ｖ2が
上昇する。電極端子２に充電器の電圧が印加されるから
である。制御回路３は、端子間電圧Ｖ2を検出して、パ
ック電池が充電器に接続されたときに、放電用ＦＥＴＱ
2と充電用ＦＥＴＱ1をオン状態とする。この状態で、パ
ック電池は、放電用ＦＥＴＱ2と充電用ＦＥＴＱ1とを通
過して充電される。

【００３４】図８は、パック電池を充電器に接続して充
電するフローチャートを示す図である。この図のフロー
チャートは下記の工程でパック電池を充電する。 ［Ｓ１のステップ］最初に、通常状態として、充電用Ｆ
ＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2とをオン状態とする。 ［Ｓ２のステップ］パック電池を充電器に接続する。 ［Ｓ３のステップ］充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2
とを通過して、電池を充電する。 ［Ｓ４のステップ］電池電圧Ｖ1を検出し、電池電圧Ｖ1
が過充電カット電圧ＶCOFFを越えたかどうかを判定す
る。電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶCOFFよりも低い
ときは、Ｓ３、Ｓ４のステップをループする。 ［Ｓ５のステップ］電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶC
OFFを越えると、制御回路３は充電用ＦＥＴＱ1をオフに
切り換える。充電用ＦＥＴＱ1と一緒に放電用ＦＥＴＱ2
もオフに切り換える。 ［Ｓ６のステップ］パック電池の端子間電圧Ｖ2が０Ｖ
であるかどうかを判定する。パック電池が充電器に接続
されている限り、端子間電圧Ｖ2は０Ｖにならないの
で、このときはＳ５と、Ｓ６のステップをループして、
充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2をオフ状態に保持す
る。 ［Ｓ７のステップ］パック電池が充電器から切り離され
ると、端子間電圧Ｖ2がＯＶになるので、制御回路３は
このことを検出して、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴ
Ｑ2の両方をオン状態に切り換える。パック電池は、こ
の状態で電気機器に装着されて負荷に電力を供給する。

【００３５】充電されたパック電池は、図９のフローチ
ャートで放電される。 ［Ｓ１のステップ］前記の工程で満充電されたパック電
池は、放電用ＦＥＴＱ2と充電用ＦＥＴＱ1がオン状態に
ある。 ［Ｓ２、Ｓ３のステップ］パック電池を負荷である電気
機器に接続し、放電用ＦＥＴＱ2と充電用ＦＥＴＱ1とを
通過して、電池から負荷に電力を供給する。 ［Ｓ４のステップ］パック電池から負荷に電力を供給す
る状態で、制御回路３は電池電圧Ｖ1を検出して、過放
電カット電圧ＶDOFFに比較する。電池電圧Ｖ1が過放電
カット電圧ＶDOFF以下になるまでは、Ｓ３、Ｓ４のステ
ップをループする。 ［Ｓ５のステップ］電池電圧Ｖ1が過放電カット電圧ＶD
OFF以下になると、制御回路３は放電用ＦＥＴＱ2と充電
用ＦＥＴＱ1をオフ状態に切り換える。電池の過放電を
防止するためである。

【００３６】［Ｓ６のステップ］端子間電圧Ｖ2が０Ｖ
であるかどうかを判定する。このステップは、パック電
池が充電器に接続されたかどうかを判定するステップで
ある。パック電池が充電器に接続されると、端子間電圧
Ｖ2が充電器の出力電圧になるからである。パック電池
が負荷に接続されて、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴ
Ｑ2がオフ状態にあると、端子間電圧Ｖ2は０Ｖとなるの
で、パック電池が負荷に接続された状態では、Ｓ５、Ｓ
６のステップをループする。 ［Ｓ７のステップ］パック電池が充電器に接続される
と、端子間電圧Ｖ2が０Ｖよりも大きくなるので、この
状態になると、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2をオ
ンに切り換える。

【００３７】以上の実施例は、マイクロコンピュータを
使用して充電用ＦＥＴＱ1や放電用ＦＥＴＱ2をオンオフ
に制御している。図１０は、マイクロコンピュータを使
用しないで、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2を制御
するパック電池を示す。

【００３８】この図のパック電池は、電池電圧Ｖ1をコ
ンパレーター４で過充電カット電圧ＶCOFFに比較する。
コンパレーター４は＋入力端子に電池の＋極が接続され
ている。コンパレーター４の−入力端子には、過充電カ
ット電圧ＶCOFFである基準電源が接続されている。コン
パレーター４の出力はトランジスターＱ5のベースに接
続されている。トランジスターＱ5のコレクターは、ト
ランジスターＱ6、Ｑ7で構成されるラッチング回路５を
接続している。さらに、トランジスターＱ5のコレクタ
ーは、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2のゲートをソ
ースに短絡するトランジスターＱ1、Ｑ2のベースに接続
されている。

【００３９】この図のパック電池は、下記の動作をして
電池の過充電を防止する。 (1) 通常時、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2はオ
ン状態にある。 (2) パック電池を充電器に接続して充電すると、電池
電圧Ｖ1が上昇する。 (3) 電池電圧Ｖ1はコンパレーター４で過充電カット電
圧ＶCOFFに比較される。 (4) 電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶCOFFよりも低い
とき、コンパレーター４は”Ｌｏｗ”を出力している。
コンパレーター４の”Ｌｏｗ”出力は、トランジスター
Ｑ5をオフ状態に保持する。トランジスターＱ5がオフ状
態にあると、トランジスターＱ3、Ｑ4もオフ状態とな
る。トランジスターＱ3、Ｑ4にベース電流が流れないか
らである。

【００４０】(5) 電池電圧Ｖ1が過充電カット電圧ＶCO
FFを越えた瞬間に、コンパレーター４は”Ｈｉｇｈ”を
出力する。 (6) コンパレーター４の”Ｈｉｇｈ”出力は、トラン
ジスターＱ5をオンにする。トランジスターＱ5がオンに
なると、トランジスターＱ6、Ｑ7がオンになり、ラッチ
ング回路５がこの状態に保持される。 (7) さらに、ラッチング回路５のトランジスターＱ6が
オン状態にあると、トランジスターＱ3、Ｑ4にベース電
流が流れて、トランジスターＱ3、Ｑ4がオン状態に保持
される。 (8) オン状態のトランジスターＱ3、Ｑ4は、充電用Ｆ
ＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2のゲートをソースに短絡し
て、両ＦＥＴをオフ状態に切り換えて、この状態に保持
する。 (9) パック電池が充電器に接続されているかぎり、ラ
ッチング回路５のトランジスターＱ6、Ｑ7がオン状態を
保持し、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2をオフ状態
に保持する。

【００４１】(10) パック電池が充電器から切り離され
ると、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2がオフ状態に
あるので、ラッチング回路５のトランジスターＱ7から
トランジスターＱ6にベース電流が供給されなくなり、
トランジスターＱ6がオフになる。(11) トランジスタ
ーＱ6がオフになると、トランジスターＱ3、Ｑ4がオフ
になって、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2がオンと
なり、充電用ＦＥＴＱ1と放電用ＦＥＴＱ2がリセットさ
れる。

【００４２】

【発明の効果】本発明のパック電池の充電方法は、電池
と直列に接続されたＦＥＴのチャタリングを防止できる
と共に、ＦＥＴの熱破壊を有効に防止できる特長があ
る。それは、本発明の請求項１と請求項２に記載される
パック電池の充電方法が、電池が満充電になると充電用
ＦＥＴをオフ状態として過充電を防止するが、パック電
池が放電される、あるいは、充電器から切り離されて電
極端子に充電電圧が印加されなくなると、充電用ＦＥＴ
をオン状態とするからである。すなわち、満充電された
後に放電し、または充電器から外されたパック電池は、
充電用ＦＥＴがオン状態にあるので、放電電流は充電用
ＦＥＴの寄生ダイオードを通過するのではなくて、オン
状態にあって低抵抗な状態にある充電用ＦＥＴを通過す
る。このため、寄生ダイオードに起因する熱破壊を有効
に防止できる。さらに、電池を満充電した後、放電を開
始したこと、あるいは充電器から切り離したことを検出
して充電用ＦＥＴをオン状態に切り換えるので、充電用
ＦＥＴがチャタリングすることもない。

【００４３】さらに、本発明の請求項３と４に記載され
るパック電池の充電方法は、電池を放電するとき、電池
が過放電される前に放電用ＦＥＴをオフ状態に切り換え
る。放電用ＦＥＴがオフ状態になると、放電できなくな
るので電池の過放電は停止される。その後、パック電池
の充電が開始され、あるいはパック電池が充電器に接続
されると、放電用ＦＥＴをオン状態に切り換える。この
状態で電池を充電すると、充電電流は放電用ＦＥＴの寄
生ダイオードを通過するのではなくて、オン状態にあっ
て低抵抗な状態にある放電用ＦＥＴを通過する。すなわ
ち、充電電流は、オン状態にあって極めて低抵抗な放電
用ＦＥＴを通過する。このため、充電状態にあっても、
寄生ダイオードに起因する熱破壊を有効に防止できる。
さらに、電池を放電した後、パック電池の充電状態、ま
たは充電器に接続されたことを検出して放電用ＦＥＴを
オン状態に切り換えるので、放電用ＦＥＴがチャタリン
グすることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】過充電を防止する従来のパック電池の回路図

【図２】本発明の実施例の充電方法に使用するパック電
池の回路図

【図３】本発明の他の実施例の充電方法に使用するパッ
ク電池の回路図

【図４】本発明の他の実施例の充電方法に使用するパッ
ク電池の回路図

【図５】本発明の他の実施例の充電方法に使用するパッ
ク電池の回路図

【図６】図２に示すパック電池の充、放電状態を示すフ
ローチャート図

【図７】図４に示すパック電池を放電した後に充電する
状態を示すフローチャート図

【図８】図３に示すパック電池の充電状態を示すフロー
チャート図

【図９】図３に示すパック電池の放電状態を示すフロー
チャート図

【図１０】本発明の他の実施例の充電方法に使用するパ
ック電池の回路図

【符号の説明】

１…電池 ２…電極端子 ３…制御回路 ４…コンパレーター ５…ラッチング回路 Ｑ1…充電用ＦＥＴ Ｑ2…放電用ＦＥＴ Ｄ…寄生ダイオード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池の過充電を保護する充電用ＦＥＴが
   接続されているパック電池の充電方法において、 電池電圧が過充電カット電圧よりも高くなると充電用Ｆ
   ＥＴ(Q1)をオフ状態として電池(1)の過充電を防止し、
   その後、パック電池が放電されているかどうかを検出
   し、パック電池が放電される状態で、充電用ＦＥＴ(Q1)
   をオン状態として放電することを特徴とするパック電池
   の充電方法。
2. 【請求項２】 電池の過充電を保護する充電用ＦＥＴが
   直列に接続されているパック電池の充電方法において、 電池電圧が過充電カット電圧よりも高くなると充電用Ｆ
   ＥＴ(Q1)をオフ状態として電池(1)の過充電を防止し、
   その後、パック電池が充電器から切り離されたことを検
   出し、パック電池が充電器から切り離された状態で、充
   電用ＦＥＴ(Q1)をオン状態として放電することを特徴と
   するパック電池の充電方法。
3. 【請求項３】 電池の過放電を保護する放電用ＦＥＴが
   接続されているパック電池の充電方法において、 電池電圧が過放電カット電圧よりも低くなると放電用Ｆ
   ＥＴ(Q2)をオフ状態として電池(1)の過放電を防止し、
   その後、パック電池が充電されているかどうかを検出し
   て、パック電池が充電されるときには、放電用ＦＥＴ(Q
   2)をオン状態として充電することを特徴とするパック電
   池の充電方法。
4. 【請求項４】 電池の過放電を保護する放電用ＦＥＴが
   接続されているパック電池の充電方法において、 電池電圧が過放電カット電圧よりも低くなると放電用Ｆ
   ＥＴ(Q2)をオフ状態として電池(1)の過放電を防止し、
   その後、パック電池が充電器に接続されたかどうか検出
   して、パック電池が充電器に接続されたときに、放電用
   ＦＥＴ(Q2)をオン状態として充電することを特徴とする
   パック電池の充電方法。