JP2636885B2 - 充電回路 - Google Patents

充電回路

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JP2636885B2
JP2636885B2 JP11753888A JP11753888A JP2636885B2 JP 2636885 B2 JP2636885 B2 JP 2636885B2 JP 11753888 A JP11753888 A JP 11753888A JP 11753888 A JP11753888 A JP 11753888A JP 2636885 B2 JP2636885 B2 JP 2636885B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はNi−Cdのような2次電池の充電回路に関する
ものである。
(従来の技術) 従来マイクロコンピュータを充電コントローラに用い
た充電回路では充電コントローラの駆動のための電源を
充電電源部の一部出力が使用されているのが通例であっ
た。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら充電中の瞬時停電で、充電コントローラ
の電源電圧が所定値5.5〜4.5V以下になり、マイクロコ
ンピュータに記憶されていたそれまでの充電の経過デー
タが失われ、そのため停電復帰時に充電が初期状態から
再開されて過充電になる可能性があった。
その対策として充電コントローラの電源を被充電電池
から供給させる方法も考えられるが、この方法では充電
回路に被充電電池を装着したままで商用電源を切った場
合(長時間の停電や、被充電電池を充電回路に装着した
ままで、電源コンセントから充電回路のプラグを引き抜
いて放置した場合)、被充電電池の放電を伴い、満充電
まで充電された被充電電池の充電容量が減少するという
問題があり、その対策が必要となる。
また充電コントローラの電源を単に被充電電池から供
給させるだけでは、過放電電池を充電しょうとすると
き、充電コントローラに供給できるパワーが小さくて所
定の電圧値(4.5V〜5.5V)にならないため、急速充電回
路として初期スタートできないという問題があった。
本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その
目的とするところはマイクロコンピュータからなる充電
コントローラの電力供給を充電電源の一部出力と被充電
電池の出力との双方から行って、瞬時停電時には被充電
電池の電力で充電コントローラの動作をバックアップ
し、且つ過放電状態の被充電電池が接続されている状態
では充電電源部の出力で充電コントローラに電源供給を
行なって確実に充電制御動作を開始できる充電回路を提
供するにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は商用電源から充電のための電力を得て充電電
流を被充電電池へ供給する充電電源部と、充電中の被充
電電池の電池電圧をデジタル量に変換してその値が所定
の条件を満たした時に被充電電池への充電電流を制御し
て急速充電からトリクル充電に切り変えるマイクロコン
ピュータからなる充電コントローラとを備えた充電回路
において、被充電電池を充電する充電電源部の一部出力
と被充電電池の出力をいずれからも電源として充電コン
トローラに供給可能な電源供給回路を備えるとともに、
被充電電池が充電電源部に接続されていることと商用電
源が接続通電されていることが共に検知されている状態
で充電コントローラのリセットを解除して充電コントロ
ーラの動作を開始させ、且つ商用電源の非通電状態の現
出時から一定時間商用電源の接続検知状態を維持するリ
セット制御手段を備えたものである。
(作用) 本発明の充電回路では商用電源が接続通電され、且つ
被充電電池が接続されている条件では充電コントローラ
は被充電電池の充電状態のいかんに拘わらず、充電電源
部の出力で動作するための電源を得るため、充電制御動
作の開始が確実にでき、また商用電源が停電等で切断さ
れた場合には被充電電池の出力で充電コントローラを動
作させ、しかも商用電源の非接続状態が一定時間以上継
続されると充電コントローラをリセットするため、被充
電電池の放電を抑制できるのである。
(実施例) 実施例1の構成図を示しており、接続される商用電源
2はヒューズ3と、外部へ雑音が漏れるのを遮断する雑
音遮断回路4とを通じて入力整流平滑回路5で整流平滑
されて、充電電源部1の入力電源となる。
充電電源部1は入力整流平滑回路5で整流平滑して得
られた直流をスイッチング回路6のスイッチングにより
間歇させて、高周波トランスTの1次側に作用させ、2
次側巻線n21から高周波電力を得、この高周波数電力を
整流器D1,D2で全波整流し、更に出力平滑回路8で平滑
して被充電電池Bに充電電流を供給するのである。また
別の巻線n22から発生させる2次出力の一部を整流器D3
で整流して2次側制御部電源回路11の電源を得、この2
次側制御部電源回路11の出力を上記充電電流を一定電流
に制御する出力定電流制御回路12の動作電源とするとと
もに、後述のマイクロコンピュータからなる充電コント
ローラ13の電源とする。
スイッチング回路6はスイッチング制御回路9により
制御されるもので、起動時には入力整流平滑回路5の出
力から得られる補助電源7で動作するスイッチング制御
回路9の制御の下でスイッチングを開始し、定常状態で
はスイッチング回路6を通じた間歇電力により得られる
1次側制御部電源回路10の出力で動作するスイッチング
制御回路9の制御の下でスイッチングを継続する。
スイッチング制御回路9は出力定電流制御回路12の電
流検知信号を1次2次絶縁回路14を通じて取り込み所定
の充電モードに応じた充電電流となるようにスイッチン
グ回路6のスイッチング動作を制御するもので、充電モ
ードの切換えは充電コントローラ13の信号により行い、
急速充電と、トリクル充電とに切り換える。
而して充電電源部1はスイッチング回路6、補助電源
7、スイッチング制御回路9、1次側制御部電源回路1
0、高周波トランスT、出力平滑回路8、2次側制御部
電源回路11、1次2次絶縁回路14及び、逆起電力吸収用
のスナバ回路15とから構成される。尚第1図中の破線で
示す経路は電源供給回路を示す。
被充電電池Bは充電回路に対してコネクタ16により着
脱自在に接続されるもので、充電電源部1からの充電出
力端に接続されて充電されるとともに、充電コントロー
ラ13の電源入力端にダイオードD4と、トランジスタQ1
抵抗R1、コンデンサC1、ツエナーダイオードZD1からな
る安定化電源回路17とを通じて電源を供給するようにな
っている。
また安定化電源回路17は2次側制御部電源回路11の出
力もダイオードD5を通じて入力しており、上記被充電電
池Bの出力及び2次側制御部電源回路11の出力を一定の
電圧に設定して充電コントローラ13に電源供給を行って
いる。
ダイオードD4,D5は被充電電池Bと2次側制御部電源
回路11とが互いに干渉しないように逆流防止を図るため
のものであり、過放電状態の被充電電池Bが接続されて
いる場合でも2次側制御部電源回路11の出力で充電コン
トローラ13に電力が供給できるようになっている。
被充電電池Bのコネクタ16に対する装着を検知するの
が電池装着検知回路18で、この電池装着検知回路16の検
知出力と、2次側制御部電源回路11の出力、つまり商用
電源2が接続されたことを検知した検知出力とはアンド
回路19に入って一致検出が為される。コンデンサC2は商
用電源2の検知出力が商用電源2の停電等の非接続状態
の開始時から入力しなくなっても一定時間継続してアン
ド回路19へ検知状態と同様に検知信号を与えるようにす
るためのものである。ダイオードD6は放電防止用のダイ
オードである。
充電コントローラ13はマイクロコンピュータからな
り、被充電電池Bの電圧を取り込んでA/D変換を行うA/D
変換機能と、データの取り込みタイミングを決定するタ
イミング決定機能と、充電制御動作プログラム及び充電
制御のための比較データを書き込んだ記憶機能と、取り
込んだ電池電圧データと比較データとの比較を行う比較
機能と、比較結果をカウントするカウント機能と、上記
データ取り込みタイミングを設定するタイマ機能と、各
機能をリセットするリセット機能と、各機能に基準クロ
ックを与えるクロック発生機能等からなり、第2図に示
す充電制御動作プログラムにより動作を行う。
次に本実施例の動作を説明する。
まず商用電源2が接続されて充電電源部1が動作を開
始するか、或いは残留電気量がある被充電電池Bが接続
されると、定電圧化電源回路17を通じて充電コントロー
ラ13に定電圧化された直流電源が供給される。
しかしこのとき被充電電池Bの接続と、商用電源2の
接続との双方が揃わない状態ではアンド回路19より一致
検出出力が発生せず、そのため充電コントローラ13のリ
セット機能がリセットを解除しない。
今被充電電池Bの接続と、商用電源2の接続通電とが
行なわれているとすると、アンド回路19より一致検出出
力が発生し、充電コントローラ13はリセットを解除す
る。リセットが解除されると充電コントローラ13は第2
図のフローチャートに示した充電制御動作プログラムに
て動作を開始し、カウンタ機能のカント値を初期化する
とともに電池電圧の最大値Vpをリセットする。
そして定期的に被充電電池Bの電池電圧VBを取り込
み、V(n)として電池電圧の最大値Vpと比較する。こ
の比較結果がVp>V(n)でなければV(n)の電池電
圧の最大値VpとするがVp>V(n)であれば電池電圧の
最大値Vpを不変とする。
この最大値Vpから微少電圧値Δ(例えば10mV)を引
いた値と、V(n)とを比較してVp−Δ>V(n)で
なければアント値Cを0のままとする。
Vp−Δ>V(n)であればカウンタ機能のカント値
Cに1を加える。このようにして定期的に被充電電池B
の電圧VBを取り込んで上述の比較を繰り返し、カント値
CがK(正数、例えば10)を超えると満充電であると判
定して急速充電からトリクル充電に切り換える信号(ic
h↓)を1次2次絶縁回路14を通じてスイッチング制御
回路9に送RI、スイッチング回路6のスイッチング動作
を充電電流がトリクル充電に対応する値になるように制
御する。
このようにして充電コントローラ13は被充電電池B及
び2側制御部電源回路11の電力で動作する。
そして充電中に瞬時の停電があっても、コンデンサC
そ2の両端電圧が所定電圧以下に下がるまで、アンド回
路19からは一致検出信号が出力される続け、その一定時
間内においては充電コントローラ13はリセットされず、
被充電電池Bから安定化電源回路17を通じて供給される
電力にて動作を継続する。
そして上記コンデンサC2の電荷が放電されてアンド回
路19の出力が反転すると、充電コントローラ13のリセッ
ト機能が働き、充電コントローラ13はリセットされる。
このリセットされるまでの間の停電期間であれば停電が
回復すると従前の状態から被充電電池Bの充電を再開で
き、過充電等のトラブルが生じない。
ところで充電開始時において被充電電池Bの状態が過
放電状態であっても、充電コントローラ13には2次側制
御部電源回路11から電源が供給されるので、充電を開始
することができ、そして被充電電池Bが過放電状態から
脱すると、上述のようの瞬時停電が起きても被充電電池
Bにより充電コントローラ13をバックアップすることが
できるのである。
実施例2 本実施例は第3図に示すように被充電電池Bとダイオ
ードD4との間にトランジスタQ2を挿入し、このトランジ
スタQ2のベースにアンド回路19の出力をインバータINV
を介して接続してある点で実施例1と相違するものであ
る。
この実施例でアンド回路19から一致検出信号が出てい
る間トランジスタQ2がオンして、被充電電池Bからの電
力がトランジスタQ2と、ダイオードD4と、安定化電源回
路17とを通じて充電コントローラ13へ供給される。
そして停電が一定時間以上経過して充電コントローラ
3がリセットされた後にはトランジスタQ2がオフするた
め被充電電池Bを安定化電源回路17から切り離して、被
充電電池Bの不要な放電を防止するのである。
尚瞬時停電時においての動作及び過放電状態の被充電
電池Bが接続された場合の動作はトランジスタQ2の動作
が加わる以外は実施例1と同じである。
実施例3 本実施例は安定化電源回路17のトランジスタQ1を被充
電電池Bから充電コントローラ13への電力供給の制御用
のトランジスタと兼用させ且つ商用電源2の接続検知状
態を維持するためのコンデンサとして安定化電源回路17
のコンデンサC1を兼用させたものであり、第4図はその
回路を示す。
しかして本実施例では商用電源2が接続されて2次側
制御部電源回路回路11から出力が発生すると、ダイオー
ドD6を通じてコンデンサC1が充電され、また同時に抵抗
R1を通じてトランジスタQ1のベースをツエナーダイオー
ドZD1のツエナー電圧レベルに順バイアスして所定の安
定化電圧をトランジスタQ1のエミッタ側に生じせしめ、
充電コントローラ13に電力を供給する。
一方アンド回路19は2次側制御部電源回路11の出力に
よる商用電源接続検知出力としてコンデンサC1の電圧を
入力しており、この入力と電池装着検知回路18の検知出
力との一致検出を行っている。
従って被充電電池Bが接続され、且つ商用電源2が接
続されている状態では上記実施例1,2と同様に充電コン
トローラ13はアンド回路19の一致検出出力でリセットが
解除されて充電制御動作プログラムによる動作を行い、
停電が起きた場合には、コンデンサC1の電圧が一定電圧
以下に低下するまでアンド回路19からの一致検出出力を
発生を継続させ且つ安定化電源回路17のトランジスタQ1
を能動状態にして被充電電池Bの電圧を安定化し、充電
コントローラ13に電力供給を行う。
そして停電が一定時間以上継続した場合にはコンデン
サC1の電荷が放電され、トランジスタQ1が能動状態でな
くなって遮断状態となるため、被充電電池Bから充電コ
ントローラ13への電力供給が停止し、またアンド回路19
からの一致検出出力発生がなくなって充電コントローラ
13は動作を停止するのである。
而してこの実施例3にあっても実施例2と同様に停電
状態が一定時間以上継続すると被充電電池Bの放電を停
止させることができるのである。
また過放電状態の被充電電池Bが接続されている場合
には、ダイオードD4が逆バイアスされて2次側制御部電
源回路11の出力のみが被充電電池Bの影響を受けること
なく安定化電源回路17に作用して充電コントローラ13に
電力を供給する。同時に被充電電池Bが接続されている
ため、アンド回路19の一致検出出力により充電コントロ
ーラ13がリセット解除されて充電制御動作を行うのであ
る。
(発明の効果) 本発明は上述のように構成した充電回路において、被
充電電池を充電する充電電源部の一部出力と被充電電池
の出力のいずれからも電源として充電コントローラに供
給可能な電源供給回路を備えるとともに、被充電電池が
充電電源部に接続されていることと商用電源が接続通電
されていることが共に検知されている状態で充電コント
ローラのリセットを解除して充電コントローラの動作を
開始させ、且つ商用電源の非通電状態の現出時から一定
時間商用電源の接続検知状態を維持するリセット制御手
段を備えたものであるから、商用電源が接続通電され、
非充電電池が接続されている条件では充電コントローラ
は被充電電池の充電状態のいかんに拘わらず、充電電源
部の出力で動作するための電力を得るため、充電制御動
作の開始が確実にでき、また商用電源が停電等で切断さ
れた場合には被充電電池の出力で充電コントローラを動
作させ、しかも商用電源の非通電状態が一定時間以上継
続されると充電コントローラをリセットするため、被充
電電池の放電を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の回路構成図、第2図は同上の
動作説明用のフローチャート、第3図は本発明の実施例
2の回路構成図、第4図は本発明の実施例3の回路構成
図である。 1は充電電源部、2は商用電源、13は充電コントロー
ラ、17は安定化電源回路、18は電池装着検知回路、19は
アンド回路、Bは被充電電池、C4はコンデンサである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】商用電源から充電のための電力を得て充電
    電流を被充電電池へ供給する充電電源部と、充電中の被
    充電電池の電池電圧をデジタル量に変換してその値が所
    定の条件を満たした時に被充電電池への充電電流を制御
    して急速充電からトリクル充電に切り換えるマイクロコ
    ンピュータからなる充電コントローラとを備えた充電回
    路において、被充電電池を充電する充電電源部の一部出
    力と被充電電池の出力をいずれからも電源として充電コ
    ントローラに供給可能な電源供給回路を備えるととも
    に、被充電電池が充電電源部に接続されていることと商
    用電源が接続通電されていることが共に検知されている
    状態で充電コントローラのリセットを解除して充電コン
    トローラの動作を開始させ、且つ商用電源の非通電状態
    の現出時から一定時間商用電源の接続検知状態を維持す
    るリセット制御手段を備えたことを特徴とする充電回
    路。
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JP2538008Y2 (ja) * 1990-10-17 1997-06-04 株式会社東芝 充電器の停電保護回路
JPH04108346U (ja) * 1991-02-28 1992-09-18 三洋電機株式会社 充電制御回路

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