JP2000358334A - バッテリー充電装置 - Google Patents

バッテリー充電装置

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JP2000358334A
JP2000358334A JP16497299A JP16497299A JP2000358334A JP 2000358334 A JP2000358334 A JP 2000358334A JP 16497299 A JP16497299 A JP 16497299A JP 16497299 A JP16497299 A JP 16497299A JP 2000358334 A JP2000358334 A JP 2000358334A
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JP
Japan
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circuit
charging
resistor
battery
current
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JP16497299A
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Inventor
Keiji Suzuki
圭治 鈴木
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Tookado KK
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Tookado KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリーに供給する充電電流を適正な値に
制御することにより、充電時間の短縮とバッテリーの温
度上昇の抑制とを適切な状態に維持できるようにする。 【解決回路】 バッテリーに充電電流を供給する充電回
路と、この充電回路とバッテリーを接続するループ回路
に直列に挿入された0.3Ω〜0.4Ωの範囲の抵抗値
を有する抵抗R3と、この抵抗R3を流れる電流を検出
するトランジスタQ1と、このトランジスタQ1によっ
て検出される電流に応じて充電電流を適正に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリーに充電
電流を供給するバッテリー充電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ニッケル水素電池やニッケルカドミウム
電池等のバッテリーに充電電流を供給するバッテリー充
電装置においては、接続されたバッテリーの充電を行う
場合に、充電時間とバッテリーの温度上昇との兼ね合い
すなわちトレードオフによって充電電流を設定してい
る。例えば、トランジスタを利用した充電電流を選択す
る回路は、トランジスタのエミッタ・ベース間に接続さ
れた抵抗値の高低によって充電電流の多少が決まり、こ
の為に適正な抵抗値を選択する必要がある。すなわち、
充電電流は抵抗値が高いと少なくなり、抵抗値が低いと
多くなる。したがって、充電装置とバッテリーを接続す
る場合、充電電流が多いと充電装置及びバッテリーを加
熱してしまうので、適正な充電電流、すなわち抵抗値を
選択しなければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バッテリー充電装置においては、充電時間の短縮かバッ
テリーの温度上昇の抑制か、いずれか一方を犠牲にした
状態で充電を行っており、適切な充電制御がなされてい
なっかった。本発明の課題は、バッテリーに供給する充
電電流を適正な値に制御することにより、充電時間の短
縮とバッテリーの温度上昇の抑制とを適切な状態に維持
できるようにすることである。
【0004】
【課題を解決するための回路】本発明は、バッテリーに
充電電流を供給する充電回路と、この充電回路と前記バ
ッテリーを接続するループ回路に直列に挿入された0.
3Ω〜0.4Ωの範囲の抵抗値を有する抵抗器と、この
抵抗器を流れる電流を検出する検出回路と、この検出回
路によって検出される電流に応じて前記充電電流を一定
に制御する制御回路と、を備えた構成になっている。
【0005】本発明によれば、充電回路に直列に接続さ
れた0.3Ω〜0.4Ωの範囲の抵抗値によって、バッ
テリーに適切な充電電流を供給する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を参
照して説明する。図1は、実施形態におけるバッテリー
充電装置のブロック図である。整流回路1は、AC10
0Vの交流電源を整流して直流電源に変換する。定電流
回路2は、電源ラインaによって整流回路1から与えら
れる直流電圧、及び、電源ラインbによって整流回路1
から与えられる直流電圧に応じて、充電電流を一定に維
持する。ただし、電源ラインaは、定電流回路2をその
まま通過して、後述する充電回路に接続される。スイッ
チング回路3は、定電流回路2の信号ラインcの制御信
号に応じて、数キロHzの周波数でスイッチング動作を
行い、発生するスイッチング信号によって整流回路1の
トランス(図示せず)の1次側の回路をスイッチング制
御する。定電流回路2及びスイッチング回路3によっ
て、電流を検出する検出回路と、この検出回路によって
検出される電流に応じて充電電流を一定に制御する制御
回路を構成している。これについてはさらに後述する。
【0007】充電回路4は、整流回路1で生成され、定
電流回路2を通過した電源ラインaの直流電圧を高速で
スイッチングしてDC9Vの低電圧の直流電圧を発生し
て、ダイオードD1を介して電源ラインeから一定の充
電電流をバッテリー(図示せず)に供給する。放電回路
5は、接続されたバッテリーを充電する前に、所定の電
圧に降下するまで放電させる回路である。
【0008】充放電を繰り返す2次電池においては、メ
モリ降下の現象が発生する。バッテリーの電圧は、使用
されていくうちに定格電圧より低下していくが、定格電
圧からの電圧降下が小さい間に取り外して、バッテリー
を充電装置に接続して定格電圧まで充電を行うと、次に
使用した場合には、充電する前の電圧まで降下した後、
急激にバッテリー電圧が降下するメモリ降下が発生す
る。このため、接続されたバッテリーを充電する前に、
放電回路5によって放電させる。この放電の際におい
て、放電電流が充電回路4に流入するのを防止するため
に、ダイオードD1が接続されている。なお、充放電制
御回路6は、充電回路4及び放電回路5の動作を制御す
る回路である。
【0009】バッテリーからのアースライン(リターン
ライン)d1は、放電回路5及び充電回路4を通って、
定電流回路2に与えられる。定電流回路2では、このア
ースラインd1に直列抵抗を挿入して、ループ電流すな
わち充電電流による電圧降下を検出している。そして、
電圧降下されたアースラインd2が整流回路1に接続さ
れている。
【0010】図2は、図1における定電流回路2の回路
図である。スイッチング素子であるトランジスタQ1
は、コレクタが抵抗R1を介して整流回路1の電源ライ
ンbに接続されているとともに、信号ラインcに接続さ
れている。トランジスタQ1のベースは、保護抵抗R2
を介して充電回路4のアースラインd1、並びに、並列
接続された抵抗R3及びコンデンサC1の一方に接続さ
れている。トランジスタQ1のエミッタは、並列接続さ
れた抵抗R3及びコンデンサC1の他方、並びに、整流
回路1のアースラインに接続されている。この抵抗R3
の抵抗値は、0.3Ω〜0.4Ωの範囲に設定されてい
る。なおこの実施形態においては、説明の便宜上、トラ
ンジスタQ1がオンになるためのベース・エミッタ間の
順電圧を0.6vとする。
【0011】次に、図2の定電流回路2の動作を説明す
る。整流回路1の出力である電源ラインaの直流電圧
は、この定電流回路2を通過して充電回路4に供給され
る。そして、図1に示したように、接続されるバッテリ
ーのプラス極に充電電流を与える。したがって、バッテ
リーのマイナス極から、この充電電流のリターン電流が
アースラインd1を経て、抵抗R3を通ってアースライ
ンd2を経て、整流回路1に戻る。この結果、抵抗R3
の両端に充電電流の電流値と抵抗R3の抵抗値との積に
応じた電圧降下が発生する。また、整流回路1の出力で
ある電源ラインbの直流電圧が抵抗R1に印加されてい
る。
【0012】したがって、充電電流が小さい場合にはこ
の電圧降下も小さく、充電電流が大きい場合にはこの電
圧降下も大きくなる。装置の電源がオンされて充電電流
が0から次第に大きくなる場合には、電圧降下の値も0
から次第に大きくなる。電圧降下の値が0.6vに達し
ない場合には、トランジスタQ1のベース・エミッタ間
の順電圧も0.6vにならないので、トランジスタQ1
はオフ状態になっている。したがって、トランジスタQ
1のコレクタは、電源ラインbの直流電圧の値すなわち
ハイレベルになっている。充電電流が増加して、電圧降
下の値が0.6vになると、トランジスタQ1のベース
・エミッタ間の順電圧が0.6vになる。この結果、ト
ランジスタQ1がオンになってそのコレクタ・エミッタ
間が導通する。したがって、トランジスタQ1のコレク
タは、アースラインd2の電圧の値すなわちローレベル
になる。
【0013】トランジスタQ1のコレクタは、信号ライ
ンcによってスイッチング回路3に接続されている。こ
のため、抵抗R3の両端の電圧降下が0.6vに達しな
い場合には、ハイレベルの制御信号がスイッチング回路
3に与えられ、抵抗R3の両端の電圧降下が0.6vに
なった場合には、ローレベルの制御信号がスイッチング
回路3に与えられる。スイッチング回路3は、ローレベ
ルの制御信号が与えられている場合には整流回路1の整
流動作を維持させ、ハイレベルの制御信号が与えられる
と整流回路1の整流動作を停止させる。
【0014】整流回路1の整流動作が停止すると、バッ
テリーに供給される充電電流が減少する。この結果、抵
抗R3の両端の電圧降下が0.6vよりも小さくなる。
したがって、トランジスタQ1が再びオフ状態になり、
そのコレクタがハイレベルになる。そして、ハイレベル
の制御信号がスイッチング回路3に与えられ、整流回路
1の整流動作が再開する。このため、抵抗R3の両端の
電圧降下が0.6vになるような制御ループが構成され
る。すなわち、バッテリーに供給される充電電流が一定
になるような制御ループが構成される。
【0015】したがって、定電流回路2及びスイッチン
グ回路3は協同して、抵抗R3を流れる電流を検出する
検出回路、及び、検出される電流に応じて充電電流を一
定に制御する制御回路を構成している。
【0016】この場合において、抵抗R3の抵抗値を
0.3Ω〜0.4Ωの範囲に設定した場合には、バッテ
リーに供給される充電電流が1800mAに一定に維持
されることが実験により解析された。充電電流が180
0mAに一定に維持することにより、バッテリーの充電
時間を短縮できるとともに、充電時のバッテリーの温度
上昇の抑制を図ることができる。
【0017】なお、抵抗R3に並列に接続されたコンデ
ンサC1によって、制御ループ回路の安定化を図ること
ができる。
【0018】このように、上記実施形態によれば、バッ
テリーに充電電流を供給する充電回路と、この充電回路
と前記バッテリーを接続するループ回路に直列に挿入さ
れた0.3Ω〜0.4Ωの範囲の抵抗値を有する抵抗器
と、この抵抗器を流れる電流を検出する検出回路と、こ
の検出回路によって検出される電流に応じて充電電流を
一定に制御する制御回路と、を備えたことにより、充電
回路に直列に接続された0.3Ω〜0.4Ωの範囲の抵
抗値によって、バッテリーに適切な充電電流を供給す
る。したがって、バッテリーに供給する充電電流を一定
の値に制御することにより、充電時間の短縮とバッテリ
ーの温度上昇の抑制とを適切な状態に維持できる。
【0019】この場合において、充電回路は、交流電源
を直流電源に変換する整流回路を含み、制御回路である
スイッチング回路3は、検出回路である定電流回路2に
よって検出される電流に応じて、整流回路1を制御する
ことによって、充電電流を一定に制御する。また、スイ
ッチング回路3は、図に示さないが、抵抗R3の電圧降
下によってオン・オフするスイッチング素子を含み、そ
のスイッチングの状態によって整流回路1を制御する。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、バッテリーに供給する
充電電流を一定の値に制御することにより、充電時間の
短縮とバッテリーの温度上昇の抑制とを適切な状態に維
持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態における充電装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】図1における定電流回路の回路図である。
【符号の説明】
R1、R2、R3 抵抗 C1 コンデンサ Q1 トランジスタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年7月19日(1999.7.1
9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】本発明によれば、充電回路に直列に接続さ
れた0.3Ω〜0.4Ωの範囲の抵抗値によって充電装置とバ
ッテリを接続する場合、充電電流が多くなって充電装置
及びバッテリを加熱することなくバッテリに適切な充電
電流を供給できる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】この場合において、充電回路は、交流電源
を直流電源に変換する整流回路を含み、制御回路である
スイッチング回路3は、検出回路である定電流回路2に
よって検出される電流に応じて、整流回路を制御するこ
とによって、充電電流を一定に制御する。また、スイッ
チング回路3は、図に示さないが、抵抗R3の電圧降下
によってオン・オフするスイッチング素子を含み、その
スイッチングの状態によって整流回路1を制御するもの
である。本発明は上記実施例に限らず要旨を逸脱しない
範囲で種々応用、変形が可能で有ること勿論でそれらは
本発明の範囲にカバーされるものである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】
【発明の効果】本発明は、バッテリに充電電流を供給す
る充電回路と、この充電回路と前記バッテリを接続する
ループ回路に直列に挿入された0.3Ω〜0.4Ωの範囲の抵
抗値を有する抵抗器と、この抵抗器を流れる電波を検出
する検出回路と、この検出回路のよって検出される電流
に応じて前記充電電流を一定に制御する制御回路とを備
えたから充電時間の短縮とバッテリの温度上昇の抑制と
を適切な状態に維持出来る効果がある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッテリーに充電電流を供給する充電回
    路と、 この充電回路と前記バッテリーを接続するループ回路に
    直列に挿入された0.3Ω〜0.4Ωの範囲の抵抗値を
    有する抵抗器と、 この抵抗器を流れる電流を検出する検出回路と、 この検出回路によって検出される電流に応じて前記充電
    電流を一定に制御する制御回路と、 を備えたことを特徴とするバッテリー充電装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の発明において、交流電源を直
    流電源に変換する整流回路を備え、前記制御回路は、前
    記検出回路によって検出される電流に応じて前記整流回
    路を制御することによって、前記充電電流を一定に制御
    することを特徴とする請求項1に記載のバッテリー充電
    装置。
  3. 【請求項3】 前記制御回路は、前記抵抗器の電圧降下
    によってオン・オフするスイッチング素子を含み、当該
    スイッチングの状態によって前記整流回路を制御するこ
    とを特徴とする請求項2に記載のバッテリー充電装置。
  4. 【請求項4】 前記抵抗器に並列に接続されたコンデン
    サをさらに備え、当該抵抗器及びコンデンサによる時定
    数によって、前記検出回路及び前記制御回路で構成され
    る制御ループ回路の安定化を図ることを特徴とする請求
    項1〜3のいずれかに記載のバッテリー充電装置。
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