JP3055138B2 - Battery charger - Google Patents
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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、バッテリを定電流充電するための充電器に
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a charger for charging a battery at a constant current.
第４図はバッテリを定電流充電するための従来のイン
バ−タ充電器を回路図で示したものである。同図におい
て、１は３相商用電源、２はインバ−タINVの整流器、
３は電解コンデンサ、４はインバ−タINVの逆変換器、
５はインバ−タINVの出力変圧器（中間タップ付き変圧
器）、６、７は整流器、８は平滑用リアクトル、９はバ
ッテリであって、２〜８により定電流装置の主回路を構
成している。10はシャント抵抗11を介して取り出した充
電電流Ｉを増幅する増幅器、12は誤差増幅器、13は充電
電流設定器である。誤差増幅器12は充電電流Ｉと充電電
流設定器13からの充電電流指令値IKとの偏差εを検出し
て制御器（PWM制御器）14に入力する。制御器14は偏差
εを零にするためのPWM信号を発生し、ベ−ス駆動回路1
5を通して逆変換器４のON/OFF時間を制御する。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional inverter charger for charging a battery at a constant current. In the figure, 1 is a three-phase commercial power supply, 2 is a rectifier of an inverter INV,
3 is an electrolytic capacitor, 4 is an inverter INV inverter,
5 is an output transformer of the inverter INV (transformer with an intermediate tap), 6 and 7 are rectifiers, 8 is a smoothing reactor, 9 is a battery, and 2 to 8 constitute a main circuit of the constant current device. ing. Reference numeral 10 denotes an amplifier for amplifying the charging current I extracted via the shunt resistor 11, reference numeral 12 denotes an error amplifier, and reference numeral 13 denotes a charging current setting device. The error amplifier 12 is input to the charge current command value I K and deviation ε detected and the controller of the (PWM controller) 14 from the charging current I charge current setter 13. The controller 14 generates a PWM signal for reducing the deviation ε to zero, and the base drive circuit 1
5 controls the ON / OFF time of the inverter 4.
充電電流設定器13は可変抵抗R1〜R3とリレ−接点
X1A、X2Aからなり、リレ−X1,X2は電圧検出器16の出力
により付勢される。即ち、電圧検出器16はバッテリ９の
端子電圧Ｖを監視しており、端子電圧Ｖが所定値VKにな
る毎に、順次リレ−X1、X2を付勢する。SWは運転開始用
スイッチ（図示しない）と同期して閉路される。Variable charging current setting unit 13 resistor R 1 to R 3 and relay - Contact
X 1A, consists X 2A, relay -X 1, X 2 is biased by the output of the voltage detector 16. That is, the voltage detector 16 monitors the terminal voltage V of the battery 9, each time the terminal voltage V becomes a predetermined value V K, urges the sequential relay -X 1, X 2. S W is closed in synchronism with the switching operation start (not shown).
次に、この充電器の動作を、第５図の充電特性図を参
照して説明する。Next, the operation of this charger will be described with reference to the charging characteristic diagram of FIG.
上記運転開始スイッチの投入により、スイッチSwが閉
路されて、充電電流設定器13は抵抗R1で決定される充電
電流指定値IK1を送出する。充電動作が開始されると、
誤差増幅器12はIK1と実際の充電電流Ｉとを比較して、
その偏差εを検出し、制御器14に入力するので、バッテ
リ端子電圧９は電流値IK1で定電流充電され、バッテリ
端子電圧Ｖは図に破線で示すように上昇する。充電が進
み、バッテリ端子電圧Ｖが所定値VKに達すると、電圧検
出器16がリレ−X1を付勢するので、リレ−接点X1Aが閉
路し、充電電流設定器13は抵抗R1とR2で決定される充電
電流指令値IK2（＜IK1）を誤差増幅器12に送出する。以
後、バッテリ９はIK2の電流値で充電される。その後、
バッテリ端子電圧Ｖが再び所定値VKまで上昇すると、今
度は、リレ−X2が付勢されて、リレ−接点X2が閉路し、
充電電流指令器13は抵抗R1、R2、R3で決まる電流設定値
IK3（＜IK2＜IK1）を送出し、以後タイマで設定される
所定時間が経過するまで、この電流値IK3によるバッテ
リ充電が継続される。With the introduction of the operation start switch, the switch Sw is closed, the charging current setting unit 13 sends the charging current designated value I K1 determined by resistor R 1. When the charging operation starts,
The error amplifier 12 compares I K1 with the actual charging current I,
Since the deviation ε is detected and input to the controller 14, the battery terminal voltage 9 is charged at a constant current with the current value I K1 , and the battery terminal voltage V rises as shown by a broken line in the figure. Charging proceeds and the battery terminal voltage V reaches a predetermined value V K, since the voltage detector 16 for urging the relay -X 1, relay - Contact X 1A is closed, the charging current setting unit 13 resistor R 1 And the charging current command value I K2 (<I K1 ) determined by R 2 and R 2 is sent to the error amplifier 12. Thereafter, the battery 9 is charged with a current value of I K2. afterwards,
When the battery terminal voltage V rises again to a predetermined value V K, in turn, to relay -X 2 is energized, relay - contact X 2 is closed,
The charge current commander 13 is a current set value determined by the resistors R 1 , R 2 , and R 3
I K3 (<I K2 <I K1 ) is sent out, and thereafter, the battery charging with the current value I K3 is continued until a predetermined time set by the timer elapses.
このように、従来は、充電電流指令値IK1、IK2、IK3
の設定に、抵抗R1〜R3を用いているので、バッテリ容量
の変更に伴う充電電流指令値の変更に際しては、抵抗R1
〜R3を調節しなおさなくてはならず、面倒で、時間のか
かる作業となっており、充電電流の切換え段階数が増え
ると部品点数も増え、大形化する。As described above, conventionally, the charging current command values I K1 , I K2 , I K3
Since the resistors R 1 to R 3 are used for setting the charging current command value in accordance with the change in the battery capacity, the resistor R 1
To R 3 must not not re-adjusted and cumbersome, has a time-consuming task, the number of parts increases when the switching stage number of the charging current increases, the large reduction.
本発明は上記問題を解消するためになされたもので、
充電電流指令値の設定・変更が、従来に比して極めて簡
単で済むバッテリ充電器を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems,
It is an object of the present invention to provide a battery charger in which setting and changing of a charging current command value is extremely simple as compared with the related art.
本発明は上記目的を達成するために、充電電流設定器
Ｄは、前記充電電流指定値として、大から小に至る複数
レベルの電流指令データ（Ｉk1,Ｉk2,Ｉk3）を格納する
記憶部と、前記記憶部に対して前記電流指令データを書
換え可能な入力装置と、前記電圧検出回路からのバッテ
リ電圧が所定電圧（Vk）に達する毎に、より低値の前記
電流指令データ（Ｉk2,Ｉk3）を充電電流指令値として
設定する設定変更手段と、を有してなる構成にしたもの
である。According to the present invention, in order to achieve the above object, the charging current setter D stores a plurality of levels of current command data ( Ik1, Ik2, Ik3 ) from large to small as the charging current designation value. Unit, an input device capable of rewriting the current command data with respect to the storage unit, and each time the battery voltage from the voltage detection circuit reaches a predetermined voltage (V k ), a lower value of the current command data ( I k2, I k3 ) as a charging current command value.
また、充電電流設定器Ｄは、前記記憶部から読み出さ
れた最大の電流指令データ（Ik1）を充電電流指令値と
して設定する際、充電動作開始初期の過大電流を防止す
るように、この充電電流指令値を所定の階段状のパター
ンに従い上昇させ、このパターンの値（Ik）が最大の前
記電流指令データ（Ik1）に一致した時、この電流指令
データ（Ik1）を充電電流指令値として設定する準静的
設定手段を有し、前記所定の階段状のパターンは、単位
時間ΔＴ毎に電流指令値を単位量ΔIkだけ増大させる、
Ik＝Ik0＋ΣΔIkで表示される構成にしたものである。When setting the maximum current command data (I k1 ) read from the storage unit as a charging current command value, the charging current setter D prevents the excessive current at the beginning of the charging operation. The charge current command value is increased in accordance with a predetermined step-like pattern. When the value (I k ) of this pattern matches the maximum current command data (I k1 ), the current command data (I k1 ) is charged. Quasi-static setting means for setting as a command value, wherein the predetermined step-like pattern increases a current command value by a unit amount ΔI k every unit time ΔT,
This is a configuration displayed as I k = I k0 + ΣI k .
本発明では、複数の電流指令データ（IK1,IK2,IK3）
をキーボード等の入力装置を通して記憶部21Bに書き込
むだけで、後は、ソフトウエアにより充電電流指令値の
設定が行われる。充電動作開始時には、最大の電流指令
データIK1に向かって自動的に所定の階段状のパターン
に従って充電電流指令値を上昇させ、最大の前記電流指
令値データ（IK1）に一致するとそれで定電流充電を行
う。この定電流充電によりバッテリ電圧が上昇していく
が、所定電圧（VK）に達する毎に、より低値の前記電流
指令データ（IK2,IK3）へと低下させていき、充電を完
了する。In the present invention, a plurality of current command data (I K1 , I K2 , I K3 )
Is simply written into the storage unit 21B through an input device such as a keyboard, and thereafter, the charging current command value is set by software. At the start of the charging operation, the charging current command value is automatically increased in accordance with a predetermined step-like pattern toward the maximum current command data I K1, and when the charging current command value matches the maximum current command value data (I K1 ), the constant current is set. Charge the battery. This constant current charging causes the battery voltage to rise, but every time the battery voltage reaches a predetermined voltage (V K ), the current command data (I K2 , I K3 ) is lowered to a lower value to complete the charging. I do.
以下、本発明の１実施例を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図において、９はバッテリ、Ａは定電流装置、Ｂ
は電圧検出回路、Ｃは電流検出回路、Ｄは充電電流設定
器、Ｅは制御部である。20はデジタル装置であって、マ
イクロコンピュ−タ（CPU）21を用いて構成されてお
り、デジタル装置20が出力する充電電流指令値（デジタ
ル信号）はD/A変換器22でアナログ信号に変換されたの
ち増幅器23を通して誤差増幅器12に入力される。24はA/
D変換器である。CPU21は増幅器10の出力Ｉと電圧検出器
16の出力Ｖと取り込み、プログラムメモリ21A内に格納
されている充電電流設定プログラムを実行する。21Bは
デ−タメモリであって、充電電流指令値をデ−タとして
格納している。即ち、CPU21は運転開始指令を受ける
と、上記プログラムの実行を開始し、図示しない入力装
置（キ−ボ−ド等）を通してデ−タメモリ21Bに書き込
まれている充電電流指令値（デ−タ）IK1、IK2、IK3（I
K1＞IK2＞IK3）のうち、充電電流指令値IK1を読み出し
て（１）実際の充電電流Ｉと比較し、 （２）IK1＞Ｉである過渡時には、準静的な設定動作を
行う。In FIG. 1, 9 is a battery, A is a constant current device, B
Is a voltage detection circuit, C is a current detection circuit, D is a charging current setter, and E is a control unit. Reference numeral 20 denotes a digital device, which is configured using a microcomputer (CPU) 21. The charging current command value (digital signal) output from the digital device 20 is converted into an analog signal by a D / A converter 22 After that, the signal is input to the error amplifier 12 through the amplifier 23. 24 is A /
D converter. CPU21 is the output I of the amplifier 10 and the voltage detector
It takes in the output V of 16 and executes the charging current setting program stored in the program memory 21A. 21B is a data memory which stores a charging current command value as data. That is, when the CPU 21 receives the operation start command, the CPU 21 starts executing the above program, and the charging current command value (data) written in the data memory 21B through an input device (keyboard or the like) not shown. I K1 , I K2 , I K3 (I
K1 > IK2 > IK3 ), the charging current command value IK1 is read out and compared with (1) the actual charging current I. (2) In the transient state where IK1 > I, a quasi-static setting operation I do.
この準静的設定動作は、単位時間ΔＴ毎に電流指令値
を単位量ΔIKだけ増大させる設定動作であって、CPU21
は、 IK＝IK0＋ΣΔIK ・・・・・・・・・・・（１） なる充電電流指令値（デ−タ）を送出する。このデ−タ
はD/A変換器22でアナログ信号に変換されたのち増幅器2
3で増幅され、増幅器12の出力と比較される。This quasi-static setting operation is a setting operation for increasing the current command value by the unit amount ΔI K for each unit time ΔT.
Sends the charging current command value (data) as follows: I K = I K0 + ΣΔI K (1) This data is converted to an analog signal by a D / A converter 22 and then converted to an amplifier 2.
Amplified at 3 and compared with the output of amplifier 12.
従って、充電動作開始時の過渡時は、第３図に示すよ
うに、充電電流Ｉはこの電流指令値IKの上昇に追随して
上昇し、バッテリ９への過渡時過大電流の流入は防止さ
れる。Therefore, during a transient period at the start of the charging operation, as shown in FIG. 3, the charging current I rises following the rise of the current command value I K , thereby preventing the transient excessive current from flowing into the battery 9. Is done.
（３）IK＝IK1になると、CPU21は充電電流指令値をIK1
に固定する。これにより、以後、バッテリ９は電流値I
K1で定電流充電される。(3) When I K = I K1 , the CPU 21 sets the charging current command value to I K1
Fixed to. As a result, the battery 9 thereafter receives the current value I
Charged at constant current by K1 .
（４）CPU21は、バッテリ端子電圧Ｖを監視しており、
充電が進んで、時刻T1でバッテリ端子電圧Ｖが所定値VK
に達すると、デ−タメモリ21Bから充電電流指令値IK2を
読み出して、これを新たな充電電流指令値として固定
（セット）し、D/A変換器22に送出する。従って、以
後、バッテリ９は電流値IK2で定電流充電される。(4) The CPU 21 monitors the battery terminal voltage V,
Continue charging, the battery terminal voltage V exceeds a predetermined value V K at time T 1
When reached, de - data memory 21B reads the charge current command value I K2 from this fixed (set) as a new charging current value, and sends to the D / A converter 22. Therefore, thereafter, the battery 9 is charged at a constant current with the current value IK2 .
（５）上記充電電流の切換時に、所定値VKより降下した
バッテリ端子電圧Ｖが、再び、時刻T2で所定値VKまで上
昇すると、CPU21は、デ−タメモリ21Bから充電電流指令
値IK3を読み出して、これを新たな充電電流指令値とし
て固定（セット）し、D/A変換器22に送出する。同時
に、計時を開始する。従って、以後、バッテリ９は電流
値IK3で定電流充電され、所定時間TKの経過後にプログ
ラムの実行を終わる。(5) the switching of the charging current, the battery terminal voltage V which falls below a predetermined value V K is, again to increase at time T 2, to a predetermined value V K, CPU 21 is de - data memory 21B from the charging current command value I K3 is read out, fixed (set) as a new charging current command value, and sent to the D / A converter 22. At the same time, start timing. Therefore, thereafter, the battery 9 is charged at a constant current with the current value I K3 , and the execution of the program ends after the elapse of the predetermined time T K.
このように、本実施例では、充電電流指令値をキ−ボ
−ド等の入力装置を通してデ−タメモリ21Bに書き込む
だけで済み、後は、ソフトウエアにより充電電流指令値
の設定を行うので、充電電流指令値の変更はデ−タメモ
リ21Bの内容を書き換えるだけで済み、入力装置の操作
だけの簡単なものとなり、前記従来のような抵抗調節作
業は不要となる。As described above, in this embodiment, it is only necessary to write the charging current command value to the data memory 21B through an input device such as a keyboard, and thereafter, the charging current command value is set by software. Changing the charging current command value only requires rewriting the contents of the data memory 21B, and the operation of the input device is simple, so that the above-described conventional resistance adjustment work is not required.
また、本実施例では、充電動作開始後の過渡時に、充
電電流指令値をあるパタ−ンに従って、上昇させるの
で、この過渡時の充電電流が上記パタ−ンに追従して、
バッテリ９への過大電流の流入を防止する。In the present embodiment, the charging current command value is increased according to a certain pattern at the time of transition after the start of the charging operation, so that the charging current at the time of transition follows the pattern,
This prevents an excessive current from flowing into the battery 9.
なお、上記実施例では、D/A変換器22と増幅器23にか
えて、第２図に示すラダ−回路25を用いた回路を用いる
ことができる。26はスイッチ回路である。In the above embodiment, a circuit using the ladder circuit 25 shown in FIG. 2 can be used instead of the D / A converter 22 and the amplifier 23. 26 is a switch circuit.
上記の構成により、（ａ）バッテリ電圧が所定値に達
する度に充電電流指令値を大から小へとを変化させてい
く定電流充電において、ソフトウエア対応により電流指
令値を設定し、この電流指令値に対応する電流を発生さ
せる定電流装置を採用しているため、設定動作やバッテ
リ容量の変更に伴う充電電流指令値の変更を、時間をか
けることなく、極めて簡単に行うことができる。（ｂ）
また、同じくソフトウエア対応により、充電の立ち上げ
における過渡時に、充電電流指令値が階段状のパターン
に従って上昇する準静的な設定を行い、この設定に対応
した電流を発生させる定電流装置を採用しているため、
充電動作開始時に過大電流が流れることも自動的に防止
され、このパターンの変更も時間をかけることなく極め
て簡単に行うことができる。According to the above configuration, (a) in the constant current charging in which the charging current command value is changed from large to small each time the battery voltage reaches a predetermined value, the current command value is set by software, and Since the constant current device that generates the current corresponding to the command value is employed, the change of the charging current command value accompanying the setting operation or the change of the battery capacity can be performed very easily without taking much time. (B)
In addition, a constant current device that performs a quasi-static setting in which the charging current command value rises according to a staircase pattern during a transition in charging startup, and also generates a current corresponding to this setting by the software support. Because
Excessive current is automatically prevented from flowing at the start of the charging operation, and this pattern can be changed very easily without taking much time.
第１図は本発明の１実施例を示すブロック図、第２図は
ラダ−回路図、第３図は上記実施例における準静的設定
動作を説明するための波形図、第４図は従来の充電器を
示す回路図、第５図は充電特性の１例を示す図である。 ５……出力変圧器、６、７……整流器、９……バッテ
リ、10……増幅器、11……シヤント抵抗、12……誤差増
幅器、14……制御器、16……電圧検出器、20……充電電
流設定器、21……CPU、21A……プログラムメモリ、21B
……デ−タメモリ、22……D/A変換器、23……増幅器。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a ladder circuit diagram, FIG. 3 is a waveform diagram for explaining a quasi-static setting operation in the above embodiment, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of a charging characteristic. 5 ... output transformer, 6, 7 ... rectifier, 9 ... battery, 10 ... amplifier, 11 ... shunt resistor, 12 ... error amplifier, 14 ... controller, 16 ... voltage detector, 20 …… Charge current setting device, 21 …… CPU, 21A …… Program memory, 21B
…… Data memory, 22 …… D / A converter, 23 …… Amplifier.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02J 7/ 00-7/ 10
Claims (2)
せる定電流装置Ａと、前記バッテリの端子間のバッテリ
電圧を検出する電圧検出回路Ｂと、前記バッテリに供給
される実際の充電電流を検出する電流検出回路Ｃと、前
記電圧検出回路に接続され、前記定電流装置に対して所
定の充電電流指令値を出力する充電電流設定器Ｄと、前
記充電電流設定器からの充電電流指令値に前記電流検出
回路で検出された充電電流が一致するようにフィードバ
ック制御する制御部Ｅと、を備え、 前記充電電流設定器Ｄは、 前記充電電流指定値として、大から小に至る複数レベル
の電流指令データ（Ｉk1,Ｉk2,Ｉk3）を格納する記憶部
と、 前記記憶部に対して前記電流指令データを書換え可能な
入力装置と、 前記電圧検出回路からのバッテリ電圧が所定電圧（Vk）
に達する毎に、より低値の前記電流指令データ（Ｉk2,
Ｉk3）を充電電流指令値として設定する設定変更手段
と、を有してなることを特徴とするバッテリ充電器。1. A constant current device A for generating a predetermined constant current supplied to a battery, a voltage detection circuit B for detecting a battery voltage between terminals of the battery, and an actual charging current supplied to the battery. A current detection circuit C for detecting, a charging current setting device D connected to the voltage detection circuit, and outputting a predetermined charging current command value to the constant current device; and a charging current command value from the charging current setting device. A control unit E that performs feedback control so that the charging currents detected by the current detection circuit coincide with each other. The charging current setter D has a plurality of levels from large to small as the charging current designation value. a storage unit for storing the current command data (I k1, I k2, I k3), the rewritable input device the current command data to the storage unit, the battery voltage from said voltage detecting circuit is given Pressure (V k)
, Each time the current command data (I k2,
Setting change means for setting I k3 ) as a charging current command value.
k1）を充電電流指令値として設定する際、充電動作開始
初期の過大電流を防止するように、この充電電流指令値
を所定の階段状のパターンに従い上昇させ、このパター
ンの値（Ik）が最大の前記電流指令データ（Ik1）に一
致した時、この電流指令データ（Ik1）を充電電流指令
値として設定する準静的設定手段を有し、 前記所定の階段状のパターンは、単位時間ΔＴ毎に電流
指令値を単位量ΔIkだけ増大させる、Ik＝Ik0＋ΣΔIk
で表示されることを特徴とする請求項１記載のバッテリ
充電器。2. The charging current setting device D according to claim 1, wherein the maximum current command data (I
When setting k1 ) as the charging current command value, the charging current command value is increased according to a predetermined step-like pattern so as to prevent an excessive current at the beginning of the charging operation, and the value of this pattern (I k ) is increased. Quasi-static setting means for setting the current command data (I k1 ) as a charging current command value when the current command data (I k1 ) coincides with the maximum current command data (I k1 ); The current command value is increased by a unit amount ΔI k every time ΔT, I k = I k0 + ΣΔI k
The battery charger according to claim 1, wherein the battery charger is displayed as:
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