JP2004343850A - Charging system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充電システムに関し、特に、通信用のバックアップシステム等においてニッケル水素電池等の蓄電池の充電を行うための充電システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の充電システムの構成例を図3に示す。図中、1は整流器、2は充電器、3は蓄電池、11cは中央制御部、12は満充電検出部、20は充電回路、27はスイッチである。スイッチ27および充電回路20は充電器2の構成要素となっている。
【0003】
整流器1は商用電源に接続し、商用電源からの電力(交流)を整流して直流電力として出力し、その直流電力はスイッチ27を介して充電回路20に供給され、充電回路20は蓄電池3を、例えば0.1CAの充電レートで、定電流で充電する。
【0004】
満充電検出部12は蓄電池3の電圧を検出し、温度補正を行った後充電完了したか否かを判断し、充電完了と判断した場合に充電完了信号を出力する。中央制御部11cは満充電検出部12より充電完了信号を受け取るとスイッチ27をオフするよう制御する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の充電システムでは、スイッチ27が短絡故障した場合に充電を停止することができず、蓄電池3が過充電状態になり、蓄電池3の劣化を促進するばかりか最悪の場合蓄電池3が爆発する危険性すらあるという問題があった。
【0006】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、蓄電池の過充電を防ぐことができる高信頼性の充電システムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、請求項1に記載のように、
整流器と、充電回路と、前記整流器の出力端を前記充電回路の入力端に接続する第1のスイッチと、前記充電回路から蓄電池への充電電流の通路に設けられた第2のスイッチと、前記蓄電池の満充電状態を検出する満充電検出部と、前記蓄電池の充電電流を検出する電流検出器と、前記満充電検出部が満充電状態を検出した場合に前記第1のスイッチをオフするよう制御し、該制御を行った後も前記電流検出器が検出する電流が零とならない場合に前記第2のスイッチをもオフするよう制御する制御部とを有することを特徴とする充電システムを構成する。
【0008】
また、本発明は、請求項2に記載のように、
半導体スイッチのオンオフ動作によって制御された直流電力により蓄電池を充電する充電器と、前記充電器から前記蓄電池への充電電流の通路に設けられたスイッチと、前記蓄電池の満充電状態を検出する満充電検出部と、前記蓄電池の充電電流を検出する電流検出器とを具備し、前記電流検出器によって検出された充電電流値と前記満充電検出部の出力信号とに基いて前記充電電流の異常の有無を判断し、異常有りと判断した場合に前記スイッチおよび前記半導体スイッチをともにオフするよう制御する制御部を有することを特徴とする充電システムを構成する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【0010】
図1は、本発明の第一の実施形態例の充電システムの構成を示すブロック図である。図中、5は電流検出器、6はスイッチ、11aは中央制御部である。なお、前記従来例(図3)と同一箇所には同一の符号を付し重複説明を省略する。請求項1に記載の第1のスイッチ、第2のスイッチおよび制御部は、それぞれ、スイッチ27、スイッチ6および中央制御部11aに該当する。
【0011】
スイッチ27は整流器1の出力端を充電回路20の入力端に接続し、スイッチ6は充電回路20から蓄電池3への充電電流の通路に設けられ、満充電検出部12は蓄電池3の満充電状態を検出し、中央制御部11aは、満充電検出部12が満充電状態を検出した場合にスイッチ27をオフするよう制御し、該制御を行った後も電流検出器5が検出する電流が零とならない場合にスイッチ6をもオフするよう制御する。
【0012】
本発明の第一の実施形態例の充電システムの動作を、図1を参照しながら以下に説明する。
【0013】
整流器1は商用電源に接続し、商用電源からの電力(交流)を整流して直流電力として出力し、その直流電力はスイッチ27を介して充電回路20に供給され、充電回路20は蓄電池3を、電流検出器5およびスイッチ6を介して、例えば0.1CAの充電レートで、定電流で充電する。
【0014】
満充電検出部12は蓄電池3の電圧を検出し、温度補正を行った後充電完了したか否かを判断し、充電完了と判断した場合に充電完了信号を出力する。中央制御部11aは満充電検出部12より充電完了信号を受け取るとスイッチ27をオフするよう制御する。
【0015】
また、万一、前記制御が行われた後も、スイッチ27が短絡故障してオフとならず、電流検出器5の検出電流が零とならない場合には、中央制御部11aは、電流検出器5から、零とならない検出電流の信号を受け、充電電流の異常有りと判断してスイッチ6をもオフするよう制御する。前記充電電流の異常有りとの判断は、スイッチ27をオフするよう制御した後、スイッチ27が、常態において、オフ動作をするのに要する時間が経過した時点においても、なお電流検出器5の検出電流が零とならないことに基いて行われる。
【0016】
以上の動作により、本実施形態例においては、充電完了時にスイッチ27が短絡故障した場合でも、スイッチ6をオフすることにより蓄電池3の充電を停止することができ、蓄電池3の過充電状態、劣化、あるいは最悪の場合の爆発を未然に防止することができる。
【0017】
図2は、本発明の第二の実施形態例の充電システムの構成を示すブロック図である。図中、2aは充電器、11bは中央制御部、21はダイオード、22はコンデンサ、23は半導体スイッチ、24はリアクトル、25はAND回路、26はPWM(pulse width modulation)回路である。なお、前記従来例(図3)および前記第一の実施形態例(図1)と同一箇所には同一の符号を付し重複説明を省略する。ダイオード21、コンデンサ22、半導体スイッチ23、リアクトル24、AND回路25およびPWM回路26は充電器2aの構成要素となっている。請求項2に記載の制御部は中央制御部11bに該当する。
【0018】
充電器2aは、半導体スイッチ23のオンオフ動作によって制御された直流電力により蓄電池3を充電し、スイッチ6は充電器2aから蓄電池3への充電電流の通路に設けられ、満充電検出部12は蓄電池3の満充電状態を検出し、電流検出器5は蓄電池3の充電電流を検出し、中央制御部11bは、電流検出器5によって検出された充電電流値と満充電検出部12の出力信号とに基いて充電電流の異常の有無を判断し、異常有りと判断した場合にスイッチ6および半導体スイッチ23をともにオフするよう制御する。
【0019】
本発明の第二の実施形態例の充電システム動作を、図2を参照しながら以下に説明する。
【0020】
整流器1は商用電源に接続し、商用電源からの電力(交流)を整流して直流電力として出力し、その直流電力は充電器2aに供給され、充電器2aは蓄電池3を、電流検出器5およびスイッチ6を介して、例えば0.1CAの充電レートで、定電流で充電する。PWM回路26の出力に従ってオンオフ動作する半導体スイッチ23によって制御され、連続パルスとなった直流電力は、ダイオード21、コンデンサ22およびリアクトル24によって構成された平滑回路によって平滑化されて、充電器2aから出力される。
【0021】
PWM回路26は、電流検出器5の検出電流とあらかじめ設定しておいた例えば0.1CAの充電レートに対応する充電電流値とを比較して両者が一致するようにPWM(pu1se width modu1ation)変調を行い、半導体スイッチ23の駆動用PWM信号を発生する。AND回路25は、中央制御部11bからのゲートブロック信号SgbとPWM回路26からの駆動用PWM信号との論理積をとり半導体スイッチ23の駆動信号とする。
【0022】
満充電検出部12は蓄電池3の電圧を検出し、温度補正を行った後充電完了したか否かを判断し充電完了と判断した場合に充電完了信号を出力する。中央制御部11bは満充電検出部12より充電完了信号を受け取るとゲートブロック信号Sgbを「0」とし、その他の場合にはゲートブロック信号Sgbを「1」とする。
【0023】
ゲートブロック信号Sgbが「1」の場合、すなわち、蓄電池3が満充電状態に達していない場合、PWM回路26の出力(駆動用PWM信号)がそのまま半導体スイッチ23に入力され、整流器1からの電流は半導体スイッチ23のオンオフ動作によって制御され、充電器2aからは、あらかじめ設定しておいた例えば0.1CAの充電レートに対応する充電電流が蓄電池3に供給される。
【0024】
ゲートブロック信号Sgbが「0」の場合、半導体スイッチ23の駆動信号は「0」となり、半導体スイッチ23はオフする。
【0025】
中央制御部11bは、満充電検出部12より充電完了信号を受け取り、ゲートブロック信号Sgbを「0」としたにもかかわらず、その後、AND回路25のスイッチング時間と半導体スイッチ23のスイッチング時間との合計時間よりも長い時間が経過した時点においても、なお電流検出器5の検出電流が零とならない場合に、充電電流の異常有りと判断し、スイッチ6をオフするよう制御する。
【0026】
以上の動作により、本実施形態例においては、半導体スイッチ23が短絡故障した場合でも、スイッチ6をオフすることにより蓄電池3の充電を停止することができ、蓄電池3の過充電状態、劣化、あるいは最悪の場合の爆発を未然に防止することができる。
【0027】
【発明の効果】
本発明の実施により、蓄電池の過充電を防ぐことができる高信頼性の充電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態例の充電システムの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第二の実施形態例の充電システムの構成を示すブロック図である。
【図3】従来の充電システムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…整流器、2、2a…充電器、3…蓄電池、5…電流検出器、6…スイッチ、11a、11b、11c…中央制御部、12…満充電検出部、20…充電回路、21…ダイオード、22…コンデンサ、23…半導体スイッチ、24…リアクトル、25…AND回路、26…PWM回路、27…スイッチ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a charging system, and more particularly to a charging system for charging a storage battery such as a nickel metal hydride battery in a communication backup system or the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows a configuration example of a conventional charging system. In the figure, 1 is a rectifier, 2 is a charger, 3 is a storage battery, 11c is a central control unit, 12 is a full charge detection unit, 20 is a charging circuit, and 27 is a switch. The
[0003]
The rectifier 1 is connected to a commercial power supply, rectifies electric power (AC) from the commercial power supply and outputs it as DC power, and the DC power is supplied to a
[0004]
The full
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional charging system, charging cannot be stopped when the
[0006]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a highly reliable charging system that can prevent overcharge of a storage battery.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, as described in claim 1,
A rectifier, a charging circuit, a first switch connecting an output terminal of the rectifier to an input terminal of the charging circuit, a second switch provided in a path of a charging current from the charging circuit to a storage battery, A full-charge detector that detects a full-charge state of the storage battery, a current detector that detects a charging current of the storage battery, and the first switch is turned off when the full-charge detector detects the full-charge state. And a control unit for controlling the second switch to be turned off when the current detected by the current detector does not become zero even after performing the control. I do.
[0008]
Further, the present invention provides, as described in
A charger for charging a storage battery with DC power controlled by an on / off operation of a semiconductor switch; a switch provided in a path of a charging current from the charger to the storage battery; and a full charge for detecting a full charge state of the storage battery A detection unit, comprising a current detector for detecting a charging current of the storage battery, based on a charging current value detected by the current detector and an output signal of the full charge detection unit, the abnormality of the charging current. A charging system is characterized in that it has a control unit that determines whether or not there is an abnormality and, when it is determined that there is an abnormality, controls to turn off both the switch and the semiconductor switch.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a charging system according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 5 is a current detector, 6 is a switch, and 11a is a central control unit. The same parts as those in the conventional example (FIG. 3) are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The first switch, the second switch, and the control unit according to claim 1 correspond to the
[0011]
The
[0012]
The operation of the charging system according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0013]
The rectifier 1 is connected to a commercial power supply, rectifies electric power (AC) from the commercial power supply and outputs it as DC power, and the DC power is supplied to a
[0014]
The full
[0015]
If the
[0016]
By the above operation, in the present embodiment, even when the
[0017]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the charging system according to the second embodiment of the present invention. In the figure, 2a is a charger, 11b is a central control unit, 21 is a diode, 22 is a capacitor, 23 is a semiconductor switch, 24 is a reactor, 25 is an AND circuit, and 26 is a PWM (pulse width modulation) circuit. The same parts as those in the conventional example (FIG. 3) and the first embodiment (FIG. 1) are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The
[0018]
The charger 2a charges the storage battery 3 with DC power controlled by the on / off operation of the
[0019]
The operation of the charging system according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0020]
The rectifier 1 is connected to a commercial power supply, rectifies electric power (AC) from the commercial power supply, and outputs the rectified DC power. The DC power is supplied to a charger 2a. And via the switch 6 at a constant current, for example, at a charging rate of 0.1 CA. The DC power that is controlled by the
[0021]
The
[0022]
The full
[0023]
When the gate block signal Sgb is “1”, that is, when the storage battery 3 has not reached the fully charged state, the output (the driving PWM signal) of the
[0024]
When the gate block signal Sgb is “0”, the drive signal of the
[0025]
The
[0026]
By the above operation, in the present embodiment, even when the
[0027]
【The invention's effect】
By implementing the present invention, a highly reliable charging system that can prevent overcharge of a storage battery can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a charging system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a charging system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional charging system.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 rectifier, 2 2a charger, 3 storage battery, 5 current detector, 6 switch, 11a, 11b, 11c central control unit, 12 full charge detection unit, 20 charging circuit, 21 diode , 22 ... capacitor, 23 ... semiconductor switch, 24 ... reactor, 25 ... AND circuit, 26 ... PWM circuit, 27 ... switch.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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JP2003135570A JP2004343850A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | Charging system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003135570A JP2004343850A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | Charging system |
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ID=33525795
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JP2003135570A Pending JP2004343850A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | Charging system |
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- 2003-05-14 JP JP2003135570A patent/JP2004343850A/en active Pending
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