JP2015130725A - Charge control device and emergency lighting equipment using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に充電制御装置、より詳細には外部電源からの電力供給により二次電池を充電する充電回路を備えた充電制御装置及びそれを用いた非常用照明装置に関する。 The present invention generally relates to a charging control device, and more particularly to a charging control device including a charging circuit that charges a secondary battery by supplying power from an external power source, and an emergency lighting device using the same.
従来、外部電源からの電力の供給が異常となる非常時に、光源部から光を照射する非常用照明器具が知られており、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の非常用照明器具は、器具本体の内部に外部電源たる商用電源と電気的に接続された蓄電池制御部(充電回路)を備えている。また、この非常用照明器具では、蓄電池制御部と、器具本体の内部の蓄電池部(二次電池)とを電気的に接続させており、蓄電池制御部が常時に商用電源から電力の供給を受けて蓄電池部を充電している。さらに、この非常用照明器具では、蓄電池制御部と、器具本体の内部の光源部を点灯させる点灯制御部とを電気的に接続されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an emergency lighting fixture that emits light from a light source unit in an emergency in which the supply of power from an external power source becomes abnormal is disclosed, for example, in
蓄電池制御部は、商用電源からの電力の供給が異常となる非常時を検知した場合、蓄電池部の電力を給電経路を介して点灯制御部に供給する。点灯制御部は、蓄電池部からの電力を給電経路を介して出力し、光源部の点灯を制御する。 The storage battery control unit supplies the power of the storage battery unit to the lighting control unit via the power feeding path when detecting an emergency in which the supply of power from the commercial power supply becomes abnormal. The lighting control unit outputs electric power from the storage battery unit via the power feeding path, and controls lighting of the light source unit.
しかしながら、上記従来例では、二次電池に充電回路の出力電流を流し続ける構成であるため、二次電池が短絡すると、充電回路を構成する部品に過大な電気的ストレスがかかる虞があった。このため、上記従来例では、二次電池の短絡時の過大な電気的ストレスを想定して、定格の大きい部品を選定する必要があり、回路の大型化や製造コストの増大を招くという問題があった。 However, since the conventional example has a configuration in which the output current of the charging circuit is continuously supplied to the secondary battery, when the secondary battery is short-circuited, there is a possibility that excessive electrical stress is applied to the components constituting the charging circuit. For this reason, in the above-mentioned conventional example, it is necessary to select a part with a large rating in view of excessive electrical stress at the time of a short circuit of the secondary battery, which causes a problem that the circuit is enlarged and the manufacturing cost is increased. there were.
本発明は、上記の点に鑑みて為されており、二次電池の短絡時において充電回路を構成する部品にかかる電気的ストレスを低減することのできる充電制御装置及びそれを用いた非常用照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a charging control device capable of reducing electrical stress applied to components constituting a charging circuit when a secondary battery is short-circuited and emergency lighting using the same An object is to provide an apparatus.
本発明の充電制御装置は、二次電池と、外部電源からの電力供給により前記二次電池を充電する充電回路と、前記二次電池の充放電を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記充電回路から前記二次電池に出力される出力電流を制御する機能と、前記出力電流により生じる前記二次電池の端子間電圧に基づいて前記二次電池の状態を検知する機能とを有し、前記二次電池の状態には、少なくとも前記二次電池の短絡と、前記二次電池の電池外れとが含まれ、前記制御部は、前記二次電池の短絡を検知すると、前記出力電流を間欠的に流すように制御することを特徴とする。 The charging control device of the present invention includes a secondary battery, a charging circuit that charges the secondary battery by supplying power from an external power source, and a control unit that controls charging and discharging of the secondary battery, and the control unit Has a function of controlling an output current output from the charging circuit to the secondary battery, and a function of detecting a state of the secondary battery based on a voltage between terminals of the secondary battery generated by the output current. And the state of the secondary battery includes at least a short circuit of the secondary battery and a battery detachment of the secondary battery, and the control unit detects the short circuit of the secondary battery and outputs the output Control is performed so that a current flows intermittently.
この充電制御装置において、前記制御部は、前記二次電池の短絡を検知すると、前記出力電流の電流値を小さくするように制御することが好ましい。 In this charging control apparatus, it is preferable that the control unit performs control so as to reduce a current value of the output current when detecting a short circuit of the secondary battery.
この充電制御装置において、前記制御部は、前記出力電流の立ち上がりから所定の期間は前記二次電池の状態を検知しないことが好ましい。 In this charging control apparatus, it is preferable that the control unit does not detect the state of the secondary battery for a predetermined period from the rise of the output current.
この充電制御装置において、前記制御部は、前記二次電池が装着されると前記二次電池の状態を検知し、且つ前記二次電池が正常であることを検知すると、前記出力電流を流し続け、前記二次電池の短絡を検知すると、前記出力電流を間欠的に流すように制御することが好ましい。 In this charging control device, the control unit detects the state of the secondary battery when the secondary battery is mounted, and continues to flow the output current when detecting that the secondary battery is normal. When the short circuit of the secondary battery is detected, the output current is preferably controlled to flow intermittently.
この充電制御装置において、前記制御部は、前記二次電池の短絡時に前記二次電池の電池外れを検知すると、前記出力電流を流し続けるように制御することが好ましい。 In this charging control apparatus, it is preferable that the control unit performs control so that the output current continues to flow when detecting a battery detachment of the secondary battery when the secondary battery is short-circuited.
本発明の非常用照明装置は、上記何れかの前記充電制御装置と、光源と、前記二次電池からの電力供給により前記光源を点灯させる点灯回路とを備えることを特徴とする。 An emergency lighting device according to the present invention includes any one of the above-described charging control devices, a light source, and a lighting circuit that turns on the light source by supplying power from the secondary battery.
本発明は、制御部が、二次電池の短絡を検知すると充電回路の出力電流を間欠的に流すように制御するため、出力電流を流し続ける場合と比較して、二次電池の短絡時において充電回路を構成する部品にかかる電気的ストレスを低減することができる。 Since the control unit controls the output current of the charging circuit to flow intermittently when the control unit detects a short circuit of the secondary battery, compared with the case where the output current continues to flow, It is possible to reduce electrical stress applied to components constituting the charging circuit.
本発明の実施形態に係る充電制御装置1は、図1に示すように、二次電池RB1と、充電回路2と、制御部4とを備える。充電回路2は、外部電源(商用電源AC1)からの電力供給により二次電池RB1を充電する。制御部4は、二次電池RB1の充放電を制御する。また、制御部4は、充電回路2から二次電池RB1に出力される出力電流I1を制御する機能と、出力電流I1により生じる二次電池RB1の端子間電圧に基づいて二次電池RB1の状態を検知する機能とを有する。二次電池RB1の状態には、少なくとも二次電池RB1の短絡と、二次電池RB1の電池外れとが含まれる。そして、制御部4は、二次電池RB1の短絡を検知すると、出力電流I1を間欠的に流すように制御する。
As shown in FIG. 1, the
また、本発明の実施形態に係る非常用照明装置100は、図1に示すように、充電制御装置1と、光源LS1と、二次電池RB1からの電力供給により光源LS1を点灯させる点灯回路3とを備える。
Further, as shown in FIG. 1, the
以下、本実施形態の充電制御装置1及び非常用照明装置100について詳細に説明する。本実施形態の充電制御装置1は、図1に示すように、二次電池RB1と、充電回路2と、制御部4とを備える。また、本実施形態の非常用照明装置100は、充電制御装置1と、光源LS1と、点灯回路3とを備える。
Hereinafter, the
二次電池RB1は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池で構成されている。本実施形態の充電制御装置1では、二次電池RB1は、複数のセルで構成される組電池であるが、1つのセルで構成されてもよい。
The secondary battery RB1 is composed of, for example, a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. In the
充電回路2は、外部電源である商用電源AC1からの電力供給により二次電池RB1を充電するように構成されている。充電回路2は、AC/DCコンバータ20と、平滑用コンデンサC1と、ツェナーダイオードZD1と、抵抗R1〜R4と、ダイオードD1と、スイッチング素子Q1,Q2とを備える。AC/DCコンバータ20は、商用電源AC1から供給される交流電力を直流電力に変換して出力する。本実施形態の充電制御装置1では、AC/DCコンバータ20はフライバックコンバータで構成されている。なお、AC/DCコンバータ20は従来周知の回路で構成してよいので、ここでは詳細な説明を省略する。
The
AC/DCコンバータ20の出力端には、平滑用コンデンサC1が接続されている。また、平滑用コンデンサC1には、ツェナーダイオードZD1及び抵抗R2及びスイッチング素子Q2の直列回路が並列に接続されている。スイッチング素子Q1は、PNP型のトランジスタである。スイッチング素子Q1のエミッタには、抵抗R1を介してツェナーダイオードZD1のカソードが接続されている。また、スイッチング素子Q1のコレクタは、逆流防止用のダイオードD1を介して二次電池RB1の陽極に接続されている。さらに、スイッチング素子Q1のベースは、ツェナーダイオードZD1のアノードと抵抗R2との接続点に接続されている。
A smoothing capacitor C <b> 1 is connected to the output end of the AC /
スイッチング素子Q2は、NPN型のトランジスタである。スイッチング素子Q2のコレクタには、抵抗R2を介してツェナーダイオードZD1のアノード及びスイッチング素子Q1のベースが接続されている。また、スイッチング素子Q2のエミッタは、二次電池RB1の負極に接続されている。さらに、スイッチング素子Q2のベースは、後述する電流制御部42に接続されている。二次電池RB1の各電極が接続される端子間には、抵抗R3,R4の直列回路が並列に接続されている。
The switching element Q2 is an NPN transistor. The anode of the Zener diode ZD1 and the base of the switching element Q1 are connected to the collector of the switching element Q2 via the resistor R2. The emitter of the switching element Q2 is connected to the negative electrode of the secondary battery RB1. Further, the base of the switching element Q2 is connected to a
以下、充電回路2の動作について説明する。なお、以下の説明では、スイッチング素子Q2がオンであると仮定する。スイッチング素子Q2がオンであれば、スイッチング素子Q1のベース電圧は、平滑用コンデンサC1の両端電圧をツェナーダイオードZD1と抵抗R2とで分圧した電圧となる。そして、抵抗R2を介してスイッチング素子Q1のベース電流が流れるため、スイッチング素子Q1がオンとなる。ここで、ツェナーダイオードZD1の両端電圧が一定電圧となるため、抵抗R1で規定される一定電流が出力電流I1として二次電池RB1に流れる。このため、二次電池RB1は出力電流I1により充電される。
Hereinafter, the operation of the
点灯回路3は、例えばDC/DCコンバータや電流制限抵抗により構成されている。点灯回路3の入力端には、常開型のスイッチSW1を介して二次電池RB1が接続されている。したがって、スイッチSW1がオンの状態では、二次電池RB1から点灯回路3に直流電力が供給され、スイッチSW1がオフの状態では、二次電池RB1から点灯回路3への直流電力の供給が停止する。すなわち、スイッチSW1は、二次電池RB1と点灯回路3との間の電路を開閉する。
The
点灯回路3の出力端には、光源LS1が接続されている。光源LS1は、例えば発光ダイオード等の固体発光素子を直列又は並列、若しくは直並列に接続して構成されている。光源LS1は、点灯回路3から供給される直流電力により点灯する。すなわち、点灯回路3は、二次電池RB1からの電力供給により光源LS1を点灯させるように構成されている。なお、点灯回路3は従来周知の回路で構成してよいので、ここでは詳細な説明を省略する。
A light source LS <b> 1 is connected to the output end of the
制御部4は、二次電池RB1の充放電を制御する充放電切替部40と、二次電池RB1の状態を検知する状態検知部41と、出力電流I1を制御する電流制御部42とを備える。換言すれば、制御部4は、二次電池RB1の充放電を制御する機能と、充電回路2から二次電池RB1に出力される出力電流I1を制御する機能と、出力電流I1により生じる二次電池RB1の端子間電圧に基づいて二次電池RB1の状態を検知する機能とを有する。なお、本実施形態の充電制御装置1では、制御部4をマイコンで構成し、所定のプログラムをマイコンで実行することにより充放電切替部40、状態検知部41、電流制御部42の各機能を実現している。勿論、充放電切替部40、状態検知部41、電流制御部42をそれぞれ単一のハードウェアで構成してもよい。
The
充放電切替部40は、商用電源AC1の電源電圧を監視することで、商用電源AC1の停電の有無を検知する。本実施形態の充電制御装置1では、充放電切替部40は、充電回路2の平滑用コンデンサC1の出力電圧を監視することで、商用電源AC1の電源電圧を監視している。そして、充放電切替部40は、平滑用コンデンサC1の出力電圧が所定の閾値を下回ると、商用電源AC1が停電したと検知する。なお、商用電源AC1の電源電圧を監視する構成は従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
The charge /
充放電切替部40は、商用電源AC1の停電の有無に応じて二次電池RB1の充放電を制御する。すなわち、充放電切替部40は、商用電源AC1が停電したと検知すると、スイッチSW1に制御信号を与えてスイッチSW1をオンに切り替える。すると、二次電池RB1が放電し、点灯回路3に直流電力を供給するので、光源LS1が点灯する。一方、充放電切替部40は、商用電源AC1が正常な場合(すなわち、平滑用コンデンサC1の出力電圧が所定の閾値を上回っている場合)は、スイッチSW1に制御信号を与えない。このため、常開型のスイッチSW1は、オフの状態を維持する。この場合、二次電池RB1と点灯回路3との間の電路が開放されているので、二次電池RB1が充電回路2により充電される。
Charging / discharging
状態検知部41は、二次電池RB1の端子間電圧を抵抗R3,R4で分圧した電圧を監視している。以下では、この電圧を「検知電圧」と称する。状態検知部41は、図4Aに示すように、検知電圧が第1閾値電圧Vth1と第2閾値電圧Vth2(>Vth1)との間であれば、二次電池RB1が「正常」状態にあると検知する。また、状態検知部41は、検知電圧が第1閾値電圧Vth1を下回ると、二次電池RB1が短絡した「異常」状態にあると検知する。二次電池RB1が短絡すると、二次電池RB1が接続される端子間のインピーダンスが小さくなり、検知電圧が下降するためである。なお、二次電池RB1の短絡とは、二次電池RB1が単電池であれば、単電池が短絡することを意味し、二次電池RB1が複数のセルから成る組電池であれば、全てのセルが短絡する、又は一部のセルが短絡することを意味する。また、状態検知部41は、検知電圧が第2閾値電圧Vth2を上回ると、二次電池RB1が外れた「電池外れ」状態にあると検知する。二次電池RB1が外れると、二次電池RB1の各電極が接続される端子間が開放されてインピーダンスが大きくなり、検知電圧が上昇するためである。
The
なお、「電池外れ」状態とは、二次電池RB1が充電回路2から電気的に切り離された状態を意味する。ここで、二次電池RB1は消耗品であるため、寿命が尽きたり劣化したりした場合には交換する必要がある。このため、本実施形態の充電制御装置1では、二次電池RB1が外れているか否か、すなわち「電池外れ」状態を検知する必要がある。例えば、二次電池RB1が人の手により外されたり、振動により二次電池RB1が外れたりすることで「電池外れ」状態に移行する。
The “battery removed” state means a state where the secondary battery RB1 is electrically disconnected from the charging
電流制御部42は、状態検知部41で検知した二次電池RB1の状態に応じてスイッチング素子Q2に駆動信号を与えることで、スイッチング素子Q2のオン/オフを切り替え、出力電流I1を制御する。駆動信号がハイレベルであれば、スイッチング素子Q2がオンに切り替わり、駆動信号がローレベルであれば、スイッチング素子Q2がオフに切り替わる。スイッチング素子Q2がオンであれば、スイッチング素子Q1のベース電流が流れるため、スイッチング素子Q1がオンとなり、出力電流I1が流れる。一方、スイッチング素子Q2がオフであれば、スイッチング素子Q2のコレクタ電流が流れないことから、スイッチング素子Q1のベース電流が流れず、スイッチング素子Q1がオフとなり、出力電流I1が流れない。
The
なお、電流制御部42は、二次電池RB1が「異常」状態以外の状態にあると状態検知部41が検知している間は、スイッチング素子Q2がオン状態を維持するように制御する。すなわち、二次電池RB1が短絡していないときは、出力電流I1は流れ続ける。
The
ここで、特許文献1に記載の非常用照明器具のように、二次電池RB1に出力電流I1を流し続ける構成の問題点について説明する。なお、出力電流I1を流し続ける構成とは、図1の回路において、スイッチング素子Q2をオンし続ける構成に相当する。スイッチング素子Q2をオンし続けると、出力電流I1が二次電池RB1に流れ続ける。この状態で、二次電池RB1が短絡すると、スイッチング素子Q1での消費電力が増大する。
Here, the problem of the configuration in which the output current I1 continues to flow through the secondary battery RB1 as in the emergency lighting apparatus described in
例えば、二次電池RB1の端子間電圧が3.0V、出力電流I1が50mA、スイッチング素子Q1のコレクタ−エミッタ間電圧を1.2Vと仮定する。この場合、二次電池RB1の充電時におけるスイッチング素子Q1の消費電力は、0.06W(=1.2V×50mA)となる。一方、二次電池RB1の短絡時におけるスイッチング素子Q1の消費電力は、二次電池RB1の端子間電圧が上乗せされるため、0.21W(=(1.2V+3.0V)×50mA)となる。つまり、二次電池RB1の短絡時におけるスイッチング素子Q1の消費電力は、充電時における消費電力の約3.5倍まで増大する。 For example, it is assumed that the terminal voltage of the secondary battery RB1 is 3.0V, the output current I1 is 50 mA, and the collector-emitter voltage of the switching element Q1 is 1.2V. In this case, the power consumption of the switching element Q1 during charging of the secondary battery RB1 is 0.06 W (= 1.2 V × 50 mA). On the other hand, the power consumption of the switching element Q1 when the secondary battery RB1 is short-circuited is 0.21 W (= (1.2 V + 3.0 V) × 50 mA) because the voltage across the terminals of the secondary battery RB1 is added. That is, the power consumption of the switching element Q1 when the secondary battery RB1 is short-circuited increases to about 3.5 times the power consumption during charging.
このように、二次電池RB1に出力電流I1を流し続ける構成では、二次電池RB1が短絡するとスイッチング素子Q1の消費電力が増大する。換言すれば、充電回路2を構成する部品であるスイッチング素子Q1に過大な電気的ストレスがかかる虞があった。このため、二次電池RB1の短絡時の過大な電気的ストレスを想定して、定格電力の大きいスイッチング素子Q1を選定する必要があり、回路の大型化や製造コストの増大を招くという問題があった。
Thus, in the configuration in which the output current I1 continues to flow through the secondary battery RB1, the power consumption of the switching element Q1 increases when the secondary battery RB1 is short-circuited. In other words, there is a possibility that excessive electrical stress is applied to the switching element Q1 which is a component constituting the charging
なお、上記の問題を解決するために、二次電池RB1の短絡時において、出力電流I1が流れるのを停止させるように制御する構成が考えられる。しかしながら、この構成では、二次電池RB1の短絡時に二次電池RB1が外れると、出力電流I1が流れていないことから二次電池RB1の電池外れを検知することができないという新たな問題が生じる。 In order to solve the above problem, a configuration in which the output current I1 is stopped from flowing when the secondary battery RB1 is short-circuited can be considered. However, in this configuration, if the secondary battery RB1 is disconnected when the secondary battery RB1 is short-circuited, the output current I1 does not flow, and thus a new problem that the battery detachment of the secondary battery RB1 cannot be detected occurs.
そこで、本実施形態の充電制御装置1では、図2に示すように、制御部4は、二次電池RB1の短絡を検知すると、出力電流I1を間欠的に流すように制御する。換言すれば、電流制御部42は、二次電池RB1が「異常」状態にあると、出力電流I1を間欠的に流すようにスイッチング素子Q2を制御する。具体的には、電流制御部42は、二次電池RB1が「異常」状態にあると状態検知部41が検知すると、スイッチング素子Q2に駆動信号として2Hzのパルスを与える。このパルスは、パルス幅が50msで、パルス周期が500msであり、デューティ比が0.1である。このパルスにより、スイッチング素子Q2のオン/オフが交互に切り替わるため、出力電流I1が二次電池RB1に間欠的に流れる(図2参照)。このため、二次電池RB1の短絡時に流れる出力電流I1の実効値が、出力電流I1を流し続ける場合と比較して小さくなるので、二次電池RB1の短絡時におけるスイッチング素子Q1の消費電力を低減することができる。
Therefore, in the charging
勿論、駆動信号の周波数やパルス幅は、設計に応じて適宜変更してもよい。そして、駆動信号の周波数やパルス幅を適宜変更することで、二次電池RB1の短絡時におけるスイッチング素子Q1の消費電力を、二次電池RB1の充電時におけるスイッチング素子Q1の消費電力まで低減することも可能である。 Of course, the frequency and pulse width of the drive signal may be appropriately changed according to the design. Then, by appropriately changing the frequency and pulse width of the drive signal, the power consumption of the switching element Q1 when the secondary battery RB1 is short-circuited is reduced to the power consumption of the switching element Q1 when the secondary battery RB1 is charged. Is also possible.
上述のように、本実施形態の充電制御装置1では、制御部4は、二次電池RB1の短絡を検知すると、充電回路2の出力電流I1を間欠的に流すように制御する。このため、本実施形態の充電制御装置1では、出力電流I1を流し続ける場合と比較して、二次電池RB1の短絡時において充電回路2を構成する部品にかかる電気的ストレス(スイッチング素子Q1の消費電力)を低減することができる。したがって、本実施形態の充電制御装置1では、定格(定格電力)の大きい部品(スイッチング素子Q1)を選定する必要がないので、回路の大型化や製造コストの増大を招くことがない。
As described above, in the
また、本実施形態の充電制御装置1では、スイッチング素子Q2のオン期間に出力電流I1が流れているので、状態検知部41は当該期間において検知電圧を監視することができる。つまり、本実施形態の充電制御装置1では、二次電池RB1の短絡時にも出力電流I1が間欠的に流れているので、二次電池RB1の電池外れを検知することもできる。
Moreover, in the
なお、本実施形態の充電制御装置1において、制御部4は、二次電池RB1の短絡を検知すると、出力電流I1の電流値を小さくするように制御するのが望ましい。以下、この制御を実現するための構成について図面を用いて説明する。この構成では、図3に示すように、抵抗R1の代わりに抵抗R5,R6及びスイッチング素子Q3を設けている。また、この構成では、スイッチング素子Q3に切替信号を与える電流切替部43を制御部4に設けている。なお、電流切替部43は、所定のプログラムをマイコンで実行することによりその機能を実現している。勿論、電流切替部43を単一のハードウェアで構成してもよい。抵抗R5及び抵抗R6は、並列に接続されている。そして、スイッチング素子Q3は、コレクタが抵抗R6に、エミッタがスイッチング素子Q1のコレクタに、ベースが電流切替部43に接続されている。
In the charging
電流切替部43は、状態検知部41で検知した二次電池RB1の状態に応じてスイッチング素子Q3に切替信号を与えることで、スイッチング素子Q3のオン/オフを切り替え、出力電流I1の電流値を制御する。切替信号がハイレベルであれば、スイッチング素子Q3がオンに切り替わり、切替信号がローレベルであれば、スイッチング素子Q3がオフに切り替わる。スイッチング素子Q3がオンのときは、抵抗R5及び抵抗R6の合成抵抗により出力電流I1が第1電流値CC1に規定される。また、スイッチング素子Q3がオフのときは、合成抵抗よりも抵抗値の大きい抵抗R5により、出力電流I1が第2電流値CC2(<CC1)に規定される。
The
図4A,図4Bに示すように、電流切替部43は、状態検知部41により二次電池RB1が「正常」状態にあると検知されている間は、スイッチング素子Q3がオン状態を維持するように制御する。このため、二次電池RB1が「正常」状態にある間は、第1電流値CC1の出力電流I1が流れる。一方、電流切替部43は、二次電池RB1が「異常」状態にあると状態検知部41が検知すると、スイッチング素子Q3をオフに切り替える。このため、二次電池RB1が「異常」状態にある間は、第2電流値CC2の出力電流I1が流れる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
この構成では、二次電池RB1の短絡時に流れる出力電流I1を小さくすることができるので、スイッチング素子Q1での消費電力をより低減することができる。 In this configuration, since the output current I1 that flows when the secondary battery RB1 is short-circuited can be reduced, the power consumption in the switching element Q1 can be further reduced.
なお、二次電池RB1が「正常」状態にあっても、二次電池RB1の充電を開始してから所定時間が経過するまでは第1電流値CC1の出力電流I1を流し、所定時間の経過後は第2電流値CC2の出力電流I1を流すように構成してもよい。換言すれば、電流切替部43は、状態検知部41により二次電池RB1が「正常」状態にあると検知されてから所定時間が経過するまでは、スイッチング素子Q3がオン状態を維持するように制御する。そして、電流切替部43は、所定時間が経過すると、スイッチング素子Q3をオフに切り替える。この構成では、二次電池RB1が十分に充電されているときに流れる出力電流I1を小さくすることで、スイッチング素子Q1の消費電力をより低減することができる。
Even when the secondary battery RB1 is in the “normal” state, the output current I1 of the first current value CC1 is allowed to flow until a predetermined time elapses after the charging of the secondary battery RB1 is started, and the predetermined time elapses. After that, the output current I1 having the second current value CC2 may be supplied. In other words, the
ところで、二次電池RB1の短絡時において、二次電池RB1の端子間電圧は、出力電流I1が流れ始めてから所定の期間で徐々に上昇し、その後一定電圧となる。したがって、検知電圧も、図5Bに示すように、スイッチング素子Q2がオンに切り替わってから所定の期間で徐々に上昇し、その後一定電圧となる。このため、検知電圧の上昇期間において二次電池RB1の状態を検知すると、二次電池RB1の状態を正確に検知することができない虞がある。 By the way, when the secondary battery RB1 is short-circuited, the voltage between the terminals of the secondary battery RB1 gradually increases in a predetermined period after the output current I1 starts flowing, and then becomes a constant voltage. Therefore, as shown in FIG. 5B, the detection voltage also gradually increases in a predetermined period after the switching element Q2 is turned on, and then becomes a constant voltage. For this reason, if the state of the secondary battery RB1 is detected during the rising period of the detection voltage, the state of the secondary battery RB1 may not be accurately detected.
そこで、本実施形態の充電制御装置1において、制御部4は、出力電流I1の立ち上がりから所定の期間は二次電池RB1の状態を検知しないのが望ましい。具体的には、図5Aに示すように、電流制御部42がスイッチング素子Q2に駆動信号を与えた時点から所定の期間は、状態検知部41による検知を無効とし、所定の期間が経過すると、状態検知部41による検知を有効とする。例えば、所定の期間を10ms、駆動信号のパルス幅を50msと仮定する。この場合、状態検知部41は、電流制御部42がスイッチング素子Q2に駆動信号を与えた時点から10msの間は、二次電池RB1の状態を検知しない。そして、状態検知部41は、10msが経過した後は、残りの40msの間で10ms毎に検知電圧を取得し、計4つのデータから二次電池RB1の状態を検知する。この構成では、検知電圧が安定してから状態検知部41により二次電池RB1の状態を検知するので、二次電池RB1の状態を検知する精度を高めることができる。
Therefore, in the
また、本実施形態の充電制御装置1において、制御部4は、二次電池RB1が装着されると二次電池RB1の状態を検知するのが望ましい。そして、制御部4は、二次電池RB1が正常であることを検知すると、出力電流I1を流し続け、二次電池RB1の短絡を検知すると、出力電流I1を間欠的に流すように制御するのが望ましい。すなわち、二次電池RB1が「電池外れ」状態から「正常」状態に移行した場合は、制御部4は、出力電流I1を流し続けるように制御する。具体的には、図6A,図6Bに示すように、検知電圧が第2閾値電圧Vth2を上回る電圧から第1閾値電圧Vth1と第2閾値電圧Vth2との間の電圧に変化すると、電流制御部42は、スイッチング素子Q2がオン状態を維持するように制御する。
In the
一方、二次電池RB1が「電池外れ」状態から「異常」状態に移行した場合は、制御部4は、出力電流I1を間欠的に流すように制御する。具体的には、図7A,図7Bに示すように、検知電圧が第2閾値電圧Vth2を上回る電圧から第1閾値電圧Vth1を下回る電圧に変化すると、電流制御部42は、スイッチング素子Q2のオン/オフを交互に切り替える。
On the other hand, when the secondary battery RB1 shifts from the “battery removed” state to the “abnormal” state, the
また、本実施形態の充電制御装置1において、制御部4は、二次電池RB1の短絡時に二次電池RB1の電池外れを検知すると、出力電流I1を流し続けるように制御するのが望ましい。すなわち、二次電池RB1が「異常」状態から「電池外れ」状態に移行した場合は、制御部4は、出力電流I1を流し続けるように制御する。具体的には、図8A,図8Bに示すように、検知電圧が第1閾値電圧Vth1を下回る電圧から第2閾値電圧Vth2を上回る電圧に変化すると、電流制御部42は、スイッチング素子Q2がオン状態を維持するように制御する。この構成では、二次電池RB1が外れた状態において出力電流I1が流れ続けるので、二次電池RB1の状態を常に監視することができる。
Further, in the
1 充電制御装置
2 充電回路
3 点灯回路
4 制御部
41 状態検知部
42 電流制御部
100 非常用照明装置
LS1 光源
RB1 二次電池
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記制御部は、前記充電回路から前記二次電池に出力される出力電流を制御する機能と、前記出力電流により生じる前記二次電池の端子間電圧に基づいて前記二次電池の状態を検知する機能とを有し、
前記二次電池の状態には、少なくとも前記二次電池の短絡と、前記二次電池の電池外れとが含まれ、
前記制御部は、前記二次電池の短絡を検知すると、前記出力電流を間欠的に流すように制御することを特徴とする充電制御装置。 A secondary battery, a charging circuit that charges the secondary battery by supplying power from an external power source, and a control unit that controls charging and discharging of the secondary battery,
The control unit detects a state of the secondary battery based on a function of controlling an output current output from the charging circuit to the secondary battery and a voltage between terminals of the secondary battery generated by the output current. With functions,
The state of the secondary battery includes at least a short circuit of the secondary battery and a battery detachment of the secondary battery,
When the control unit detects a short circuit of the secondary battery, the control unit controls the output current to flow intermittently.
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