JP2589139B2

JP2589139B2 - 充電装置

Info

Publication number: JP2589139B2
Application number: JP11196088A
Authority: JP
Inventors: 達森岡
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JPH01283028A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は複数本の電池を一本ずつ或いは一度に何本も
短時間で充電する充電装置に係り、充電する全ての電池
の満充電電圧検出を唯一の満充電検知手段にて行ない、
且つ充電される電池の本数に対応して充電電流を調整す
る方法に関するものである。

（ロ）従来の技術大電流を用いて電池を短時間で充電する場合は満充電
時期を遅滞なく検出し、速やかに充電を停止或いは微小
電流による充電にして電池の過充電による損傷を防止す
る工夫が施されている。

例えば実開昭54−95845号公報はPUT（プログラマブル
・ユニジヤンクシヨン・トランジスタ）を用いて電池の
満充電時の電圧を基準電圧と比較することにより充電電
流を適時に大電流から微小電流に切換えるようにしたも
のである。而してその回路は商用電源の整流電圧にてト
ランジスタインバータを作動させ、そのインバータ出力
を整流した半波電流により電池を充電するものにおい
て、前記整流電圧から得られる基準電圧と非充電時の電
池電圧とをアノード・ゲート間にて比較するPUTを前記
インバータのベースバイアス回路に介挿すると共に充電
表示灯を前記PUTの電流路に介挿してなるものである。
この例の場合機器に組み込まれた電池の如く本数が常に
一定であれば良いが、充電器の場合には時によって充電
される電池の本数はまちまちであり、充電回路の充電出
力を調整する必要があり、また個々の電池の充電状態を
一つずつ検知する必要が生じる。

例えば実公昭44−23290号公報では変圧器二端子と第
１の直流端子との間に接続される第一の整流素子群、変
圧器二次端子と第二の直流端子との間に接続されるサイ
リスタを含む第二の整流素子群、上記第一および第二の
整流素子群よりなる整流器の複数組を第一の整流素子群
を共通使用するごとく構成し、これら複数組の整流器、
一個の変圧器、上記サイリスタを位相制御するそれぞれ
の整流器の制御装置それぞれの整流器の直流端子に接続
される蓄電池充電端子を備えた充電装置が開示されてい
る。この場合、一組の蓄電池に対して一つの電圧、電流
検出手段が必要であり、充電される蓄電池が多ければ多
いほぼ回路は複雑化し、充電器自身高価なものとなる問
題点があった。

（ハ）発明が解決しようとする課題本発明が解決しようとする課題は複数の電池を一本或
いは複数本同時に充電する場合において、充電される電
池の本数に対応して充電出力を調整するとともに、各電
池の満充電検出を共通の検出手段で行うことである。

（ニ）課題を解決するための手段インバータトランスの１次コイルに発振トランジスタ
と充電される電池の本数によって接続数が切換わる充電
電流調整用抵抗を接続するとともに、前記インバータト
ランスの２次コイルに複数個の充電電池を夫々に並列に
接続し、各電池の接続に連動して開閉するスイツチを前
記充電電流調整用抵抗に直列に介挿し、前記電池の満充
電時の電圧をゲートに入力し基準電圧回路に接続される
アノード側の電圧と比較することによりカソード側に接
続された前記発振トランジスタのベース電流を制御する
ゲート付制御素子とを備える。

（ホ）作用複数個の電池の満充電検出を一つの検出回路で行うに
は、電流が一定して電池電圧の上昇がどのような状態で
も一定であること及び電池の並列回路にインピーダンス
素子がなく平衡電圧が確実に検出できることが必要であ
る。

本発明では、複数個の電池を並列に接続した時、電池
の接続本数をスイツチで検出し、接続の状態によりイン
バータトランスの入力側電流を調整して、２次側に一定
の出力電流を発生せしめ、並列接続された電池はゲート
付制御素子によってその平衡電圧が監視される。

（ヘ）実施例以下本発明充電装置を図面の一実施例について詳細に
説明する。

第１図は充電回路を示し、（IN）は商用交流（AC）が
接続される入力端子、（D1）は該入力端子（IN）にサー
ジ電圧吸収回路（SA）、抵抗（R1）（R2）及び図示しな
い充電器ケースの例えば開閉蓋等の開閉に連動する連動
スイツチ（Ｓ）を介して接続される全波整流回路、（C
1）は前記抵抗（R1）（R2）間に接続さえるコンデン
サ、（C2）は同じく全波整流回路（D1）に逆流防止用ダ
イオード（D2）及び抵抗（R3）を介して接続される平滑
コンデンサ、（N1）は該平滑コンデンサ（C2）の両端に
発振トランジスタ（Q1）の主電流路及び該トランジスタ
（Q1）のエミツタ抵抗（R10）と共に直列回路を形成し
て接続されるインバータトランス（Ｔ）の１次コイル、
（ZD2）（ZD3）（D4）は該１次コイル（N1）の両端間に
介挿されインバータトランス（Ｔ）のスパイク電圧を吸
収する２つのツエナダイオード及びダイオード、（N2）
は抵抗（R4）及び制御トランジスタ（Q2）の主電流路を
介して一端を前記発振トランジスタ（Q1）のベースに接
続され、他端を抵抗（R8）及びコンデンサ（C7）から成
る遅延回路を介して前記全波整流回路（D1）に接続され
る前記インバータトランス（Ｔ）の帰還コイル、（R9）
は後述する２個の電池（B1）（B2）のセツト時に閉じる
各スイツチ（S1）（S2）を介して前記抵抗（R10）に並
列に接続される充電電流調整用抵抗である。そして前記
電池（B1）（B2）は前記インバータトランス（Ｔ）の２
次コイル（N3）の両端間に整流用ダイオード（D5）を介
して接続される。

（C9）は前記電池（B1）（B2）と並列に前記２次コイ
ル（N3）に接続されるインバータ暴走防止用コンデン
サ、（ZD4）は前記全波整流回路（D1）の両端に抵抗（R
11）を介して接続され基準電圧を発生するツエナダイオ
ード、（R16）（R17）（R18）は前記ツエナダイオード
（ZD4）による基準電圧を分圧する抵抗、（D7）（D8）
（D9）は前記抵抗（R17）の抵抗値に温度依存性をもた
せる為の抵抗群、（PUT2）はアノード端子を前記抵抗
（R16）と（R17）の中間点に接続し、ゲート端子を抵抗
（R7）を介して前記電池（B1）の正極に接続すると共
に、カソード端子を前記帰還コイル（N2）に接続して成
るゲート付制御素子としてのプログラマブル・ユニジヤ
ンクシヨン・トランジスタ、（R14）はコンデンサ（C1
1）を並列接続して前記コンデンサ（C9）と全波整流回
路（D1）との間に介挿される抵抗である。

（IC）は７つの入出力端子〜を有するタイマー回
路であり、その電源入力端子は前記プログラマブル・
ユニジヤンクシヨン・トランジスタ（PUT2）と同様のト
ランジスタ（PUT1）の主電流路に接続され、該トランジ
スタ（PUT1）のゲート〜アノード間に介挿される抵抗
（R4）に前記抵抗（R3）より電流が供給されたときに導
通して前記全波整流回路（D1）からの出力を入力して作
動する。前記抵抗（R4）は前記コンデンサ（C2）に並列
接続されるツエナダイオード（ZD1）をダイオード（D
3）及びコンデンサ（C3）とともに分圧する。また前記
コンデンサ（C3）には抵抗（R5）が接続されている。

前記トランジスタ（PUT1）のカソード端子はコンデン
サ（C4）に直列接続され、両者の接続点は前記タイマー
回路（IC）の入力端子に接続される。このタイマー回
路（IC）の出力端子及びには夫々コンデンサ（C5）
及び（C6）が接続され、両コンデンサ（C5）及び（C6）
の正極端子は抵抗（R6）によって短絡されている。また
出力端子は抵抗（R8）を介して前記制御トランジスタ
（Q2）のベースに接続されると共に、抵抗（R7）に接続
され、且つ入力端子に接続される。尚（C8）は波形整
形用のコンデンサであり、前記タイマー回路（IC）を含
む制御部とインバータトランス（Ｔ）を含むインバータ
回路部間に介挿されて該インバータトランス（Ｔ）の入
力電流を平滑するものである。

（N4）は前記インバータトランス（Ｔ）の第２の２次
コイルであり、その両端間に整流用ダイオード（D6）を
介して抵抗（R12）とコンデンサ（C10）との直列回路と
トランジスタ（Q3）の主電流路とが並列に接続され、該
トランジスタ（Q3）のコレクタ端子に抵抗（R13）を介
して充電中表示用の発光ダイオード（LED）を接続して
ダイオード（D6）と抵抗（R12）との接続点に接続し、
エミツタ端子をコンデンサ（C10）の負極端子に接続し
ている。

以上の構成を有する回路において、充電器をセツト状
態にして商用交流（AC）を入力端子（IN）に接続すると
スイツチ（８）が閉成して通電状態となる。即ち全波整
流回路（D1）から１次コイル（N1）を介して流れる電流
により発振トランジスタ（Q1）に漏れ電流が生じ、１次
コイル（N1）を流れる電流によって帰還コイル（N2）に
電圧が誘導され、この電圧が制御トランジスタ（Q2）に
印加される。一方全波整流回路（D1）により抵抗（R4）
に電流が流れ、その電圧降下によりトランジスタ（PUT
1）が導通し、タイマー回路（IC）に電源が投入されて
カウントを開始する。そして前記タイマー回路（IC）の
出力端子より「Ｈ」出力が出され前記トランジスタ
（Q2）のベース電圧がコレクタ電圧より抵くなって該ト
ランジスタ（Q2）は導通する。そして前記トランジスタ
（Q1）のベース電流が増加して導通状態が良くなり、主
電流路を流れる電流は増加する。やがて発振トランジス
タ（Q1）が飽和すると帰還コイル（N2）を流れる電流の
向きが逆転し、発振トランジスタ（Q1）は非導通状態へ
と移行しやがて非導通となる。

以上の動作を繰り返すことによりインバータトランス
（Ｔ）の１次側が発振し、２次側に電流が誘導される。
前記コンデンサ（C3）及び抵抗（R5）は通電中に万一商
用交流が瞬断しても前記トランジスタ（PUT1）のゲート
を高い電圧に保持し、該トランジスタ（PUT1）を非導通
にして、タイマー回路（IC）の端子の出力を「Ｌ」に
させて制御トランジスタ（Q2）を非導通にしてインバー
タ回路部の発振を停止させる。ダイオード（D3）はこの
場合トランジスタ（PUT1）のゲート電圧保持のための逆
流防止ダイオードとして機能する。またタイマー回路
（IC）の設定時間の調整は抵抗（R6）とコンデンサ（C
6）によって行われる。

インバータトランス（Ｔ）の２次コイル（N3）に誘導
された高い周波数の交流電流はダイオード（D5）によっ
て整流されて電池（B1）及び（B2）に充電電流として供
給される。充電が進み電池電圧が上昇すると、その電圧
は抵抗（R15）を通してトランジスタ（PUT2）のゲート
に加えられる。トランジスタ（PUT2）のアノード端子に
はツエナダイオード（ZD4）の基準電圧を抵抗（R16）、
（R17）とダイオード（D7）（D8）（D9）の並列回路及
び抵抗（R18）にて分圧した電圧が加えられる。

電池電圧が更に上昇してトランジスタ（PUT2）のアノ
ード電圧よりゲート電圧が高くなると該トランジスタ
（PUT2）に流れる電流が減少し、電池（B1）（B2）への
出力も減少してこれら電池（B1）（B2）の過充電を防止
する。

さて充電器に２本の電池（B1）（B2）をセツトする
と、同時にスイツチ（S1）及び（S2）が連動して閉成
し、発振トランジスタ（Q1）のエミツタ抵抗の合成値が
減少してインバータトランス（Ｔ）の２次側出力を略２
倍とするので電池（B1）（B2）には夫々１本で充電する
ときと同じ充電電流I₁、I₂が供給される（但し両電池と
も同じ放電状態であるとき）。このことは電池が３本に
なった場合でも例えば第５図に示すように発振トランジ
スタ（Q1）とエミツタ端子に夫々並列にスイツチ（S1）
〜（S3）と抵抗（R8）〜（R10）を接続し、このスイツ
チ（S1）〜（S3）を電池（B1）〜（B3）のセツトに連動
させてやれば良く、更に電池の数を増すことも可能であ
る。

第３図に上記回路にて充電される放電状態の異なる電
池の充電特性を示す。同図においてＡは電池を１本のみ
充電した場合の特性で、特にB1は空（100％放電）の電
池、B2は少量の残存容量をもつ電池を示し、これら電池
（B1）、（B2）を同時に充電すると両電池はともに充電
末期（T_R）において充電電流が小さく制御され過充電に
対する保護が働いている。また第４図に示すように電池
（B1）（B2）共に空の電池もしくは同じ放電状態の場合
には殆んど同じ特性になることが明白である。

（ト）発明の効果本発明は以上の説明の如く、インバータトランスの１
次コイルに発振トランジスタと充電される電池の本数に
よって接続数が切換わる充電電流調整用抵抗を接続する
とともに、前記インバータトランスの２次コイルに複数
個の充電電池を夫々並列に接続し、各電池の接続に連動
して開閉するスイツチを前記充電電流調整用抵抗に直列
に介挿し、前記電池の満充電時の電圧ゲートに入力し基
準電圧回路に接続されるアノード側の電圧と比較するこ
とによりカソード側に接続された前記発振トランジスタ
のベース電流を制御するゲート付制御素子とを備えるこ
とにより、一本の電池でも複数本の電池でも、満充電を
一つの共通の検出主にて検出でき、また充電される電池
の本数に準じてインバータトランスの２次側出力を各電
池に必要な充電電流が得られるように調整ができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明充電装置の一実施回路図、第２図は電流
の流れを説明する第１図の部分回路図、第３図は一般電
池（１本）の充電特性と異なる放電状態の複数個の電池
を同時に充電するときの各電池の充電特性を示す図、第
４図は同じ放電状態の複数の電池の充電特性を示す図、
第５図は第２図に相当する他の回路実施例の部分回路図
である。（Ｔ）……インバータトランス、（N1）……１次コイ
ル、（Q1）……発振トランジスタ、（B1）（B2）……電
池、（R8）（R9）（R10）……充電電流調整用抵抗、（N
3）……２次コイル、（S1）（S2）……スイツチ、（PU
T）……ゲート付制御素子。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インバータトランスの１次コイルに発振ト
ランジスタと充電される電池の本数によって接続数が切
換わる充電電流調整用抵抗を接続するとともに、前記イ
ンバータトランスの２次コイルに複数個の充電電池を夫
々に並列に接続し、各電池の接続に連動して開閉するス
イッチを前記充電電流調整用抵抗に直列に介挿し、前記
電池の満充電時の電圧をゲートに入力し基準電圧回路に
接続されるアノード側の電圧と比較することによりカソ
ード側に接続された前記発振トランジスタのベース電流
を制御するゲート付制御素子とを備えて成る充電装置。