JP2001258166A - 充電装置 - Google Patents

充電装置

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JP2001258166A
JP2001258166A JP2000066071A JP2000066071A JP2001258166A JP 2001258166 A JP2001258166 A JP 2001258166A JP 2000066071 A JP2000066071 A JP 2000066071A JP 2000066071 A JP2000066071 A JP 2000066071A JP 2001258166 A JP2001258166 A JP 2001258166A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一次電池を電力源とし、電力効率が高く、出
力電圧が降下した一次電池を用いても充電が可能な充電
装置を提供する。 【解決手段】 充電装置の一次電池接続部2は複数の一
次電池8a、8b、8c、8dが接続可能である。リレ
ー装置9a、9b、9cを切替えることにより、各一次
電池8a、8b、8c、8dを全て直列に接続又は全て
並列に接続又は一次電池8a、8bを並列に接続した組
と一次電池8c、8dを並列に接続した組を直列に接続
の各接続から選択して一次電池接続部2からの出力を得
る。一次電池接続部2から出力される電力は、電圧変換
手段により、充電に必要な電圧に変換されて、二次電池
に充電される。リレー装置9a、9b、9cは、電圧変
換手段による変換効率が高い電圧が出力されるように接
続が選択されて切替えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、充電装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一次電池を電力源とし、二次電池を充電
する充電装置が、例えば、特開平10−32934に開
示されている。
【0003】図8に示すように、充電装置51は、電力
源としての一次電池52aを接続する電池電源接続部5
2、電圧変換手段53、二次電池に対する出力端子部5
4から構成される。
【0004】電池電源接続部52に一次電池52aが接
続され、出力端子部54に未充電の二次電池55が接続
されると、電圧変換手段53は、接続された二次電池5
5の充電に必要な所定の電圧を出力端子部54に出力す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に一次電池は、消
耗し出力電圧が降下した状態においても、出力し得る電
力は全く零ではなく、残存電力を有している。一次電池
52aが消耗し、出力電圧が降下した状態で二次電池5
5を充電する場合、電圧変換手段53は一次電池52a
の出力電圧を所要の電圧にまで昇圧する必要がある。し
かし、電圧変換手段53は、降圧動作させる場合に比べ
昇圧動作させる場合のほうが、変換効率が低いため、一
次電池52aの残存電力を有効に二次電池55に充電す
ることが困難であった。
【0006】また、一次電池52aの電圧が降下する
と、一次電池52aのみの電力で電圧変換手段53を動
作させることができなくなるため、外部から別途電源の
供給が必要となっていた。
【0007】本発明は、前記の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、一次電池を電源とし、電力
効率が高く、出力電圧が降下した一次電池を用いても充
電が可能な充電装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、電源として複数の一次電
池を接続可能で、該一次電池の接続を変更可能な切替装
置を備えた。
【0009】請求項2に記載の発明は、前記充電装置
は、前記一次電池が出力する電圧を検知する電圧検知手
段及び前記電圧検知手段によって検知された出力電圧に
従って前記切替装置を切り替える接続制御部を備えた。
【0010】請求項3に記載の発明は、請求項1又は請
求項2に記載の発明において、前記充電装置は、前記電
池から得られる電力の電圧を変換する電圧変換手段を備
えた。
【0011】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の発明において、前記電圧変換手段は、出力電流を検知
する電流検知手段を備え、出力する電流を所定値に制御
することを特徴とする。
【0012】従って、請求項1に記載の発明によれば、
複数の一次電池の接続が、所要の電圧に応じて切り替え
られる。
【0013】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の作用に加え、一次電池の接続が接続制御
部により切り替えられる。
【0014】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は請求項2に記載の発明の作用に加え、一次電池の出
力電圧が変換されて、二次電池に充電される。
【0015】請求項4に記載の発明によれば、請求項3
に記載の発明の作用に加え、二次電池に充電される電流
が所定値に制御される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図1〜図3に従って説明する。
【0017】図1に示すように、充電装置1は一次電池
を接続可能な電池電源接続部2、電圧検出手段3、接続
制御部4、電圧変換手段5及び出力端子部6から構成さ
れる。電池電源接続部2の出力は、電圧検出手段3及び
昇降圧型スイッチングDC/DCコンバータ回路を備え
た電圧変換手段5に接続される。電圧検出手段3の出力
は、接続制御部4に接続される。電圧変換手段5の出力
は出力端子部6に接続され、出力端子部6の端子は二次
電池7と接続及び分離が可能になっている。電圧変換手
段5は、接続する二次電池7の定格電圧に応じて選択設
定される電圧切替スイッチ5aを備え、電圧切替スイッ
チ5aの設定に応じて、出力電圧を制御する。また、電
圧切替スイッチ5aの設定に応じた信号出力が電圧変換
手段5から接続制御部4に接続されている。
【0018】図2に示すように、電池電源接続部2は、
4個の一次電池8a、8b、8c、8dが接続可能であ
り、2接点を備えたスイッチが2つ連動して切り替わる
組からなるリレー装置9a、9b、9cを備えている。
リレー装置9a、9b、9cは接続制御部4により、切
替可能になっている。
【0019】図3(a)に示すように、リレー装置9
a、9b、9cを切り替えることにより、一次電池8
a、8b、8c、8dを並列接続した場合、電池電源接
続部2からは、各一次電池の出力電圧をほぼ平均した電
圧が出力される。
【0020】図3(b)に示すように、リレー装置9a
を切り替えて、一次電池8a、8bを並列接続し、リレ
ー装置9cを切り替えて、一次電池8c、8dを並列接
続し、リレー装置9bを切り替えて、一次電池8a、8
bの組と一次電池8c、8dの組が直列に接続した場
合、電池電源接続部2からは、一次電池のほぼ2倍の電
圧が出力される。
【0021】図3(c)に示すように、リレー装置9
a、9b、9cを切り替えることにより、一次電池8
a、8b、8c、8dを直列接続した場合、電池電源接
続部2からは、各一次電池の出力電圧を合計した電圧が
出力される。
【0022】接続制御部4は、電圧変換手段5から入力
された信号に対応する電圧よりも電圧検出手段3が検出
する電池電源接続部2の出力電圧が高くなるようにリレ
ー装置9a、9b、9cを切り替える。全ての一次電池
8a、8b、8c、8dが直列に接続されて得られる電
圧が、電圧変換手段5から入力された信号に対応する電
圧より低い場合は、全ての一次電池8a、8b、8c、
8dを直列に接続されるようにリレー装置9a、9b、
9cを切り替える。
【0023】電圧変換手段5は、二次電池7の充電状態
に応じた電圧になるように、電池電源接続部2から出力
された電圧を変換して出力する。
【0024】電圧変換手段5に供給される電圧は、充電
する二次電池7の充電に必要な電圧より高い電圧である
ため、電圧変換手段5は昇圧動作する場合より効率が高
い降圧動作を行えば良い。さらに電圧変換手段5の入力
と出力の電圧差が少くなるように、一次電池8a、8
b、8c、8dの接続を切り替えることにより、より高
い効率で電力変換が可能となる。また、一次電池8が消
耗し出力電圧が降下した状態であっても、電圧変換手段
5の入力と出力の電圧差が少ないため、電力変換は高い
効率で行われ、一次電池8a、8b、8c、8dの負荷
は低くなる。
【0025】この実施の形態では以下の効果を有する。
【0026】(1) 一次電池8a、8b、8c、8d
の消耗状態及び二次電池の充電状態に応じて、リレー装
置9a、9b、9cが適宜切り替えられるため、電圧変
換手段5の電力変換は高い効率で行われる。これによ
り、各一次電池の電力が効率よく二次電池7に充電され
る。
【0027】(2) 一次電池8a、8b、8c、8d
の残容量が少なく、出力電圧が降下している場合でも、
一次電池8の接続が適宜設定されることにより、高い効
率で二次電池7の充電を行え、一次電池8の残存電力を
有効に二次電池7に充電することが可能である。
【0028】(3) 一次電池8a、8b、8c、8d
の出力電圧が降下してもリレー装置9a、9b、9cの
接続を切り替えることにより所要の電圧を得ることが可
能であるため、外部から電圧変換手段に別途電源の供給
を不要とすることも可能である。
【0029】なお、実施の形態は前記に限定されるもの
でなく、例えば、次のように具体化してもよい。
【0030】○ 図4(a)に示すように、充電装置1
は、接続する二次電池7a、7bの形状に応じて、形状
が異なる2つの出力端子部6a、6bを備え、出力端子
部6a、6bに対応する信号を伝えるために接続制御部
4と電圧変換手段5を接続した構成としてもよい。図4
(b)に示すように、出力端子部6aに二次電池が接続
され、充電電流Iaが流れる場合、電圧変換手段5は信
号Saを接続制御部4に出力する。接続制御部4は、信
号Saに応じて電圧が出力されるように、電池電源接続
部2の一次電池の接続を切り替える。図4(c)に示す
ように、出力端子部6bに二次電池が接続され、充電電
流Ibが流れる場合、電圧変換手段5は信号Sbを接続
制御部4に出力し、接続制御部4は、信号Sbに応じて
電圧が出力されるように、電池電源接続部2の一次電池
の接続を切り替える。この場合、複数種類の形状の二次
電池に充電が可能であり、電池形状に応じた入力電圧が
電圧変換手段5に供給される。また、出力端子部は2個
以外に、充電する電池形状に応じた個数を備えた構成と
してもよい。
【0031】○ 電池電源接続部2は、一次電池の接続
を切り替える手段として、半導体素子を備えた構成とし
てもよい。この場合、リレーに比べ、部品取り付けのス
ペースを低減できる。また、半導体素子として、MOS
型FETを備えた構成としてもよい。この場合、リレー
に比べ、切替制御に必要な電力を低減できる。
【0032】○ 電池電源接続部2の一次電池は4個に
限らず、他の個数を接続可能とした構成としてもよい。
この場合、充電する二次電池の定格電圧に応じた個数
の、一次電池を接続可能な充電装置を構成することがで
きる。
【0033】○ 電圧変換手段5は、昇降圧型スイッチ
ングDC/DCコンバータを備えた構成に限らず、降圧
型スイッチングDC/DCコンバータを備えた構成とし
てもよい。この場合、接続制御部4は、二次電池7の充
電に必要な電圧より高い電圧が電池電源接続部2から電
圧変換手段5に供給されるように、各一次電池の接続を
切り替える。
【0034】○ 電圧変換手段5は、昇降圧型スイッチ
ングDC/DCコンバータを備えた構成に限らず、昇圧
型スイッチングDC/DCコンバータを備えた構成とし
てもよい。この場合、接続制御部4は、二次電池7の充
電に必要な電圧より低い電圧が電池電源接続部2から電
圧変換手段5に供給されるように、各一次電池の接続を
切り替える。
【0035】○ 図5に示すように、充電装置1は、電
源電池接続部2と出力端子部6とを接続した構成として
もよい。充電電圧の制御が不要な二次電池を充電する場
合、電圧変換に伴う電力ロスなく充電を行うことができ
る。
【0036】○ 図6に示すように、電源電池接続部2
は、手動で切換え可能なスイッチ装置9a、9b、9c
を備えた構成としてもよい。また、出力端子部6の出力
電圧を表示する電圧計を設けた構成としてもよい。この
構成では、二次電池7の定格電圧より高い電圧が電源電
池接続部2から出力されるように、スイッチ装置9a、
9b、9cを切り替えることにより、二次電池7の充電
が行われる。この場合、単純な構成の充電装置1によ
り、二次電池7の充電を行うことができる。
【0037】○ 図7に示すように、充電装置1は、電
圧変換手段5から出力される電流を検出する電流検出手
段11を備えた構成としてもよい。電流検出手段11に
より検出された電流値は電圧変換手段5に入力され、電
圧変換手段5は電流値が所定値になるように、出力電力
を制御する。電流検出手段11は、例えば、電圧変換手
段5と出力端子部6間に直列抵抗を備え、該抵抗に生じ
る電位差を検出して電流値を求める構成等が挙げられ
る。
【0038】前記実施の形態から把握され、特許請求の
範囲に記載されていない技術的思想を、その効果ととも
に以下に記載する。
【0039】(1) 電圧変換手段の動作に必要な所要
の電圧を得られるように、一次電池の接続を切り替える
構成とした。これにより、外部から電圧変換手段に別途
電源の供給が不要である。
【0040】
【発明の効果】以上詳述したように請求項1に記載の発
明によれば、出力電圧が降下した一次電圧を用いて二次
電池の充電及び複数種類の定格電圧の二次電池の充電が
できる。
【0041】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の発明の効果に加え、一次電池が自動で適切な接続に切
り替えられる。
【0042】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は請求項2の発明の効果に加え、充電する二次電池に
応じた充電電圧で充電できる。
【0043】請求項4に記載の発明によれば、請求項3
の発明の効果に加え、充電する二次電池の状況に応じて
充電できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 充電装置の構成例を示すブロック図。
【図2】 電池電源接続部の構成例を示す回路図。
【図3】 (a)は電池電源接続部の一次電池を全て並
列に接続した回路図、(b)は同じく並列に2つ接続し
た一次電池の組を2つ直列に接続した回路図、(c)は
同じく一次電池を全て直列に接続した回路図。
【図4】 (a)は別の実施の形態の充電装置の構成例
を示すブロック図、(b)は一方の出力端子に二次電池
を接続したときの作用を示すブロック図、(c)は他方
の出力端子に二次電池を接続したときの作用を示すブロ
ック図。
【図5】 別の実施の形態の充電装置の構成例を示すブ
ロック図。
【図6】 別の実施の形態の充電装置の構成例を示す回
路図。
【図7】 別の実施の形態の充電装置の構成例を示すブ
ロック図。
【図8】 従来技術における充電装置の構成例を示すブ
ロック図。
【符号の説明】
1…充電装置、2…一次電源を接続可能な電池電源接続
部、3…電圧検知手段、4…接続制御部、5…電圧変換
手段、7…二次電池、8…一次電池、9…切替装置とし
てのリレー装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 7/10 H02J 7/10 H

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源として複数の一次電池を接続可能
    で、該一次電池の接続を変更可能な切替装置を備えた二
    次電池を充電する充電装置。
  2. 【請求項2】 前記充電装置は、前記一次電池が出力す
    る電圧を検知する電圧検知手段及び前記電圧検知手段に
    よって検知された出力電圧に従って前記切替装置を切り
    替える接続制御部を備えた請求項1に記載の充電装置。
  3. 【請求項3】 前記充電装置は、前記電池から得られる
    電力の電圧を変換する電圧変換手段を備えた請求項1又
    は請求項2に記載の充電装置。
  4. 【請求項4】 前記電圧変換手段は、出力電流を検知す
    る電流検知手段を備え、出力する電流を所定値に制御す
    ることを特徴とする請求項3に記載の充電装置。
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