JP2008306881A - 充電器 - Google Patents

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Manabu Yanagisako
学 柳迫
Tateaki Nagashima
健彰 長島
Yoshiyuki Nakatamari
義行 中玉利
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Abstract

【課題】充電池を充電器に正負極逆接続を行った場合、充電器内部回路に大電流が発生し、内部回路がその大電流によって発熱し、上外枠及び下外枠が熱による変形や、万が一、人が接触した場合、やけど等を追う可能性がある不安全な状態となる課題があった。
【解決手段】充電池逆接続によって充電器内部の大電流が発生する部分に抵抗等の素子を設ける事によって 充電器の内部回路に流れる大電流を抑制させ、内部回路に損傷を与えず充電器を発熱等の不安全な状態とさせない方式を提案する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ニッケル水素蓄電池やリチウムイオン蓄電池等の充電池の正負極逆接続による制御回路の損傷を防止する機能を有する充電器に関するものである。
近年、ポータブルオーディオやデジタルスチルカメラといった携帯可能な電子機器の市場が急速に伸びている。そんな中、携帯型電子機器に電源を供給するための充電池は重要な役割を担っており、多種多様の形状を構成するため充電池の市場も多種多様の形状のものが存在する。
さらに、ニッケル水素蓄電池やリチウムイオン蓄電池等の二次電池も携帯電子機器本体の電力消費により、充電池の充電電気容量が無くなった場合、本体を可能な限り早く使用できるように、短時間で充電可能な製品が多くなってきた。近年では一般に２〜３時間で充電が完了するような充電池そして充電器が主流である。
また、形状等、多種多様の充電池に対して、充電池を専用外の充電器に挿入する事や、充電池を充電器に逆接続し、不安全な状態にならない様に、その充電池を充電する為の充電器はその充電池専用の充電器とするため、他の種類の充電池は専用外の充電器に挿入できないように構造に工夫を行っている。一例として、図４に記載されている充電器においては、充電池の切り込み１と充電器の逆接続防止リブ２の構造により、他社の充電池の挿入防止及び専用の充電池が逆接続できない構造としている。
上述した不安全な状態とは、充電池を充電器に正負極逆接続を行った場合、図５のように充電池は、充電制御回路３から電池電圧検出４を介して、逆流防止ダイオード５を通過することにより大電流が発生する。この時に充電制御回路３及び逆流防止ダイオード５が異常発熱し、上外枠及び下外枠に伝わり、上外枠及び下外枠が熱による変形や、万が一、人が接触した場合、やけど等を追う可能性がある事である。
しかしながら、上述した構成の充電池と充電器においても、外部から多大な力が加わる事によって充電池が強引に専用外の充電器に挿入される、もしくは専用の充電器でありながら充電池を強引に逆挿入される、もしくは強引に充電器に挿入された充電池を工具等、使用し取り外す事によって、充電池が破壊し、不安全な状態となる課題があった。
これを解決する方法として充電池や上外枠を工夫し、２段階で逆接続を防止する方法として、例えば、特許文献１が提案されている。
実開平６−８０３４７号公報
本発明は、充電池の電池電圧を検出し、充電を開始及び充電停止を制御する充電制御回路と充電池からの逆流を防止する逆流防止ダイオードと該制御回路を覆う上外枠及び下外枠からなる充電器であって、前記上外枠の充電池を挿入口近傍に充電池の正負極逆接続されたとしても充電器の充電制御回路に流れる大電流を抵抗により制限させ、損傷を与えず製品を不安全な状態とさせない事が目的である。
上記目的を達成するために本発明の充電器は、充電池の逆接防止リブ等を設ける構造上
の対応ではなく、充電池を充電器に正負極逆接続された場合においても充電器の充電制御回路に流れる大電流を抵抗により制限させ、制御素子や制御回路を発熱させず損傷を与えないことを特徴とする。
また、上記充電制御回路に流れる大電流を制限するための抵抗に変わり電流ヒューズを搭載し、前記電流ヒューズが逆接続の逆方向電流による大電流を検出することにより回路を切断し、不安全な状態にならないようにしたことを特徴とする。
また、上記充電制御回路に流れる大電流を制限するための抵抗に変わり温度ヒューズを搭載し、前期温度ヒューズが逆接続の逆方向電流による大電流にて、制御素子や制御回路が異常発熱した際、異常発熱を検出することにより回路を切断し、不安全な状態にならないようにしたことを特徴とする。
これにより、充電池が正負極逆接続を行い、充電制御回路から温度ヒューズ、電池電圧検出を介して、逆流防止ダイオードを通過することにより、逆流電流が増大し、充電制御回路もしくは逆流防止ダイオードが異常発熱することにより、その異常発熱を温度ヒューズで検出することにより、温度ヒューズを溶断させ、充電制御回路に損傷を与えなくなるため、逆流防止リブを削除し、充電池が正負極逆接続を行っても充電制御回路や逆流防止ダイオードの異常発熱による不安全な状態をなくすことができる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。尚、各図において同一の構成要素には同一の番号を付している。
図４は、一般的な充電池と充電器の構造を示した図である。この構成では、充電池の切り込み１と充電器の逆接続防止リブ２の構造により、他の充電池の挿入防止及び専用の充電池が逆向きに挿入できないような構造としているが、充電池が外部から多大な力が加わる事によって強引に専用充電器に挿入される、もしくは強引に充電器に挿入された充電池を工具等、使用し取り外す事によって、充電池が破壊し、不安全な状態となる課題がある。
その対応として、逆接続防止リブ２を削除すると、充電池が正負極逆接続され、図５のように充電制御回路３から電池電圧検出４を介して、逆流防止ダイオード５を通過することにより大電流が発生する。この時に充電制御回路３及び逆流防止ダイオード５が異常発熱し、上外枠及び下外枠に熱が伝わり、上外枠及び下外枠が変形し、万が一、人が接触した場合、やけど等を追う可能性がある。
図１は、本発明の充電器の一実施の形態であって、電池電圧検出３より充電を開始及び充電停止を制御する充電制御回路３と充電池からの逆流を防止する逆流防止ダイオード５と該制御回路を覆う上外枠及び下外枠からなる。これに抵抗６を設け、逆流電流を微少電流に制限する回路構成である。
上記構成により、充電池が正負極逆接続を行い、充電制御回路３から抵抗６、電池電圧検出４を介して、逆流防止ダイオード５を通過することによる逆流電流が抑制され、充電制御回路に損傷を与えなくなるため、逆流防止リブ２を削除し、充電池が正負極逆接続を行っても充電制御回路３や逆流防止ダイオード５の異常発熱による不安全な状態をなくすことができる。
図２は、電池電圧検出３より充電を開始及び充電停止を制御する充電制御回路３と充電
池からの逆流を防止する逆流防止ダイオード５と該制御回路を覆う上外枠及び下外枠からなる充電器であって、電流ヒューズ７を設ける。
上記構成により、充電池が正負極逆接続を行い、充電制御回路３から電流ヒューズ７、電池電圧検出４を介して、逆流防止ダイオード５を通過することにより、逆流電流が増大し、電流ヒューズ７を溶断することにより、充電制御回路に損傷を与えなくなるため、逆流防止リブ２を削除し、充電池が正負極逆接続を行っても充電制御回路３や逆流防止ダイオード５の異常発熱による不安全な状態をなくすことができる。
図３は、電池電圧検出３より充電を開始及び充電停止を制御する充電制御回路３と充電池からの逆流を防止する逆流防止ダイオード５と該制御回路を覆う上外枠及び下外枠からなる充電器であって、温度ヒューズ８を設ける。
上記構成により、充電池が正負極逆接続を行い、充電制御回路３から温度ヒューズ８、電池電圧検出４を介して、逆流防止ダイオード５を通過することにより、逆流電流が増大し、充電制御回路３もしくは逆流防止ダイオード５が異常発熱することにより、その異常発熱を温度ヒューズ８で検出することにより、温度ヒューズを溶断させ、充電制御回路に損傷を与えなくなるため、逆流防止リブ２を削除し、充電池が正負極逆接続を行っても充電制御回路３や逆流防止ダイオード５の異常発熱による不安全な状態をなくすことができる。
本発明の充電器は、ニッケル水素蓄電池やリチウムイオン等の充電池の充電器において、構造上でなく、充電池の電池電圧と読み込み、充電を開始及び充電停止を制御する充電制御回路と充電池からの逆流を防止する逆流防止ダイオードと該制御回路を覆う上外枠及び下外枠からなる充電器であって、前記上外枠の充電池を挿入口近傍に充電池の正負極逆接続されたとしても充電器の充電制御回路に流れる大電流を抵抗もしくは電流ヒューズもしくは温度ヒューズによって制限させ、損傷を与えないことができる極めて有用な技術である。
本発明の一実施の形態の回路ブロックと逆流電流の流れ図 本発明の他の実施の形態の回路ブロックと逆流電流の流れ図 本発明のさらに他の実施の形態の回路ブロックと逆流電流の流れ図 一般的な充電池と充電器の構成図 一般的な充電制御の回路ブロックと逆流電流の流れ図
符号の説明
１ 充電池の切り込み
２ 逆接続防止リブ
３ 充電制御回路
４ 電池電圧検出
５ 逆流防止ダイオード
６ 抵抗
７ 電流ヒューズ
８ 温度ヒューズ

Claims (3)

  1. 充電池の電池電圧と読み込み、充電を開始及び充電停止を制御する充電制御回路と充電池からの逆流を防止する逆流防止ダイオードと該制御回路を覆う上外枠及び下外枠からなる充電器であって、前記上外枠の充電池を挿入口近傍に充電池の正負極逆接続されたとしても充電器の充電制御回路に流れる大電流を抵抗により制限させる事を特徴とする充電器。
  2. 上記充電制御回路に流れる大電流に対して電流ヒューズを搭載し、前記電流ヒューズが逆接続による大電流を検出することにより回路を切断することを特徴とする請求項１記載の充電器。
  3. 上記充電制御回路に温度ヒューズを搭載し、前記温度ヒューズが逆流による大電流にて異常発熱した際、異常発熱を検出することにより回路を切断することを特徴とする請求項１記載の充電器。
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