JP2821172B2 - ニッケルカドミウム電池用充電器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ ニッケルカドミウム電池用の充電器に係わり、特に充
電と放電を選択的に交互に行うことのできる充電器に関
する。

［従来の技術］ 従来のニッケルカドミウム電池用充電器としては、一
定時間の充電によって充電を完了する形式のもの、基準
電圧発生回路と電圧の判別回路を備えておりこれによっ
て自動的に充電電源を切断する形式のもの及び一定時間
の充電によって、発生した熱エネルギーを温度センサー
によって検出して充電電源を切断するもの等が存在す
る。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のニッケルカドミウム電池を電源として使用する
測量機においては、測量機の使用態様からニッケルカド
ミウム電池を装着したまま長期保管されることが比較的
多い。このような状態に置かれた電池は、自己放電が進
行することになる。

このような状態に置かれた電池を充電するに当りメモ
リー効果を抑制するために、充電器によって放電→充電
モードで充電処理した場合には一部のセルが過放電とな
り、さらには逆充電され極性が逆になるような現象が起
きるという問題点があった。一方、上記現象とことなる
が測量機においては使用しているニッケルカドミウム電
池が測量機等の装置の作動に必要とする容量以下になっ
たことは表示するが、ニッケルカドミウム電池の実質的
な残存容量がどの程度であるかは知ることができなかっ
た、すなわち、測量機等の装置の作動限界に近い容量に
なっていなくともニッケルカドミウム電池の充電を度々
繰返して測量作業に支障のないようにしている。

このことは、ニッケルカドミウム電池を規定された完
全放電でない状態において充電を行うことであり、この
ような状態での充電はは規定容量までの充電が充分に行
なえないことになる。このような浅い充電と放電を何度
も繰返すことはニッケルカドミウム電池に対して悪影響
を及ぼすこととなり、電池性能が低下する。

ニッケルカドミウム電池の寿命は、一般に電池容量が
定格の60％以下にまで低下した時点を言うのであるが、
上記のような浅い充電と放電を何度も繰返しながら使用
すると、僅かであるが放電電圧が下がってしまい容量お
よび寿命が見掛け上低下してしまう。これはニッケルカ
ドミウム電池の特有の現象であってこれをメモリー効果
と言っている、このメモリー効果現象が生ずると新しい
電池であっても見掛け上の容量低下を来たしているので
当然ニッケルカドミウム電池の使用時間が短くなるとい
う問題点があった。本発明はこれらの問題を解決したニ
ッケルカドミウム電池用充電器を提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ 前記のセルの過放電あるいは逆充電による極性の逆転
現象が生じないようにするためには、放電電圧と放電経
過時間の関係から自己放電をしていると判断された電池
は、放電に先立って先づ一旦充電をした後において放電
→充電モードによってメモリー効果現象を生じないよう
に充電する必要がある。

また、メモリー効果現象が生じないようにするために
は、完全な充電と放電を行なわければならず、また、メ
モリー効果現象の生じた電池であっても、完全な充電と
放電を２、３回繰返すことによりメモリー効果から抜出
すことができる。そこで本発明の充電器においては被充
電ニッケルカドミウム電池の充電電荷を完全に放電する
放電回路を設け充電前に被充電ニッケルカドミウム電池
の完全放電を行なえるようにするとともに、前記被充電
ニッケルカドミウム電池の最終充放電電圧を管理するた
めの比較用電圧回路としての基準電圧発生回路と該基準
電圧発生回路及び被充電ニッケルカドミウム電池との電
圧を比較する電圧判別回路を設け、前記電圧判別回路の
出力に基づいて制御回路を介して充放電切替装置の開閉
を行うようにしたものである。これによって規定容量ま
での完全充電が行われるようになった。

［作用］ 上記のように構成された充電器においては、充放電切
替装置を制御回路によって開閉することによって自己放
電が進行した電池については充電した後、自己放電の生
じてない電池では、放電回路による放電を行った後、制
御回路の作動による定電流回路による被充電ニッケルカ
ドミウム電池への充電が出来るようになっているので、
完全充電が行われる。

［実施例］ 本発明を第１図について説明する。電源プラグ１によ
り商用電源または、自動車用蓄電池等の電力供給源から
電圧変換器を介して本発明の充電器に電力を取入れる。
取入れた電力の電源電圧を電源ユニット２によって各回
路に供給するに適した電圧にそれぞれ変換した後各回路
に電力を供給する、この供給電力は電源スイッチ３の開
閉によって行われる。すなわち、電源ユニット２からの
供給電力は定電流回路４、電圧判別回路７、基準電圧発
生回路８、制御回路11、タイマ14の作動′に必要とする
電圧にされて供給される。５は被充電ニッケルカドミウ
ム電池で充電器の充電端子に接続され、この接続された
ラインには切替リレー６および９と電圧判別回路７が接
続されている。

制御回路11にはスタートスイッチ12と充放電モード選
択スイッチ13が設けられている、そして制御回路11の制
御により前記切替リレー９が作動する構成となってお
り、この切替リレー９により被充電ニッケルカドミウム
電池５が接続されたラインを定電流回路４か放電回路10
のどちらかに選択接続する。

また、スタートスイッチ12を一時的に閉（開）とする
ことにより制御回路11は、該切替リレー６を作動させ被
充電ニッケルカドミウム電池５をラインに接続する。

本発明の充電器によるニッケルカドミウム電池の充電
に当たっては被充電ニッケルカドミウム電池５を接続し
た後、電源プラグ１を商用電源等に接続し電源スイッチ
３を投入する、次いで充放電モード選択スイッチ13によ
って充電→放電→充電か放電→充電のモードを選択す
る。

先づ充電→放電→充電モードについて説明する、長期
保存したニッケルカドミウム電池は自己放電しているた
め、放電→充電モードにした場合には一部のセルが過放
電になり、さらに逆充電された極性が逆になるような現
象が起きる。これを防止するために放電に先立って充電
を行うものである。

すなわち、充電→放電→充電モードにおいては、スタ
ートスイッチ12を一時的に閉（開）にすると、制御回路
11によって切替リレー９が作動され、定電流回路４の側
にラインが接続された時点で切替リレー６が閉の状態と
なり、充電が開始される。このようにして一旦充電され
た後において放電→充電モードの動作を行ない充電が終
了する。

自己放電しているか否かの判断は、放電電圧と放電経
過時間の関係を監視する回路を設けることにより自動的
に判断することが可能である。すなわち、図面に示した
ようにタイマー14を設け放電時において規定電圧までの
放電時間を計り、その結果を制御回路11に信号として送
り、制御回路11において、規定の放電時間と比較し、放
電時間が極めて短い場合は、放電回路10から切離し放電
を中止し、定電流回路４による充電を行ないその後放電
→充電のモードに自動的に切替接続することも可能であ
る。この機能によって被充電ニッケルカドミウム電池の
中の１セルが過放電の状態にあっても転極による逆充電
が防止でき被充電ニッケルカドミウム電池胃の破損を未
然に防止できる。更に充電、放電の動作状態を監視でき
るように発光ダイオードを光源とした表示手段等を用
い、視覚的に捉えることができる。図面に示したよう
に、制御回路11からの信号に基づき作動する切替リレー
９と連動するスイッチ19と作動により放電時には発光ダ
イオード16が点灯し、充電時には発光ダイオード17が点
灯し充電か放電かを知ることができる。また切替リレー
６と連動するスイッチ18により発光ダイオード15を点灯
して充電完了を表示することができる。

次に放電→充電モードでは、スタートスイッチ12を一
時的に閉（開）にすると、制御回路11によって切替リレ
ー９が作動され、放電回路10の側にラインが接続された
軸転で切替リレー６が閉の状態となり、放電が開始され
る。放電電圧は電圧判別回路７で基準電圧発生回路８か
らの最終放電電圧であるところの基準電圧と引各されな
がら放電が進められ、規定電圧まで放電したことが判断
されると、制御回路11に放電完了の信号が送られる。

制御回路11は放電完了の信号を受取ると、切替リレー
９によって放電回路10側から定電流回路４の側にライン
が切替え接続され、充電が開始される。充電状態は放電
の場合と同じ様に電圧判別回路７によって最終充電電圧
を監視し、充電完了と判断したら制御回路11に充電完了
信号を送り、制御回路11は切替リレー６を開にして被充
電ニッケルカドミウム電池５をラインから切離し充電を
完了する。

［発明の効果］ 本発明の充電器によれば、タイマーにより放電時にお
いて規定電圧までの放電時計を計り、その結果を制御回
路に信号として送り、制御回路において、規定の放電時
間と比較し、放電時間が極めて短い場合は、放電回路か
ら切離し放電を中止し、定電流回路による充電を行ない
その後放電→充電のモードに切替接続するので、セルが
過放電の状態にあっても転極による逆充電が防止でき被
充電ニッケルカドミウム電池の破損を未然に防止でき
る。また、放電回路を備えているので被充電ニッケルカ
ドミウム電池を充電する前に行なわせ、完全放電の状態
で充電するものであるから、前記したメモリー効果現象
を生ずることがない。したがって、完全充電が行なえる
ため、完全放電を行なわない状態で充電されたものに比
べて使用時間を最高10数％延長することが可能となっ
た。また、過放電を防止することができるので、その電
池に定められた規定回数の充放電まで使用に耐えられる
などの効果を有している。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る一実施例のニッケルカドミウム電池
用充電器の概略的構成を示すブロック図である。 ２……電源ユニット、４……定電流回路、５……被充電
ニッケルカドミウム電池、７……電圧判別回路、８……
基準電圧発生回路、10……放電回路、11……制御回路、
12……スタートスイッチ、13……充放電モード選択スイ
ッチ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給電源電圧を各回路に供給する電圧に変
   換した後、電力供給を行う電源ユニットと、被充電電池
   電圧の変動に対して充電電流の安定化を図る定電流回路
   と充電電荷を一時的に放電する放電回路を有するニッケ
   ルカドミウム電池用充電器において、前記被充電電池の
   自己放電により生ずる一部セルの過放電を防止するため
   に選択的に充電する充電回路と、前記被充電電池の最終
   充放電電圧を管理するための比較用電圧回路としての基
   準電圧発生回路と該基準電圧発生回路及び被充電電池と
   の電圧を比較する電圧判別回路と、充放電切替装置を備
   えたことを特徴とするニッケルカドミウム電池用充電
   器。
2. 【請求項２】被充電電池との電圧を比較する前記電圧判
   別回路の出力に基づいて制御回路を介して充放電切替装
   置の開閉を自動的に行う請求項１記載のニッケルカドミ
   ウム電池用充電器。