JP3546161B2 - ２次電池充電装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば商用交流電源でなる交流電源が得られている定常状態においては電池電源を負荷に直流電源として供給しないが、交流電源が得られている定常状態から交流電源が得られない異常状態になれば、電池電源を負荷に直流電源として供給する、という２次電池を、交流電源が得られている定常状態では、自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電するが、交流電源が得られていない異常状態から交流電源が得られている状態になれば、満充電状態になるように大電流で急速に充電し、爾後、自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電するようになされた２次電池充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４を伴って次に述べる２次電池充電装置が提案されている。
すなわち、交流電源供給手段１からの交流電源ＡＣを整流し、交流電源ＡＣから直流化電源ＤＣ１を生成する整流手段２を有する。この場合、整流手段２は、それ自体は公知の種々の構成をとり得、図示詳細説明は省略するが、例えば、交流電源供給手段１の出力側に接続された整流回路とその整流回路の出力側に接続された平滑化用フィルタ回路とを有し、その平滑化用フィルタ回路の出力を直流化電源ＤＣ１とするようになされた構成とし得る。
【０００３】
また、整流手段２が生成する直流化電源ＤＣ１をスイッチングし、直流化電源ＤＣ１からスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を生成する直流化電源スイッチング手段３を有する。この場合、直流化電源スイッチング手段３も、それ自体は公知の種々の構成をとり得、図示詳細説明は省略するが、原理的には、直流化電源ＤＣ１を、後述する直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣによってオン・オフ制御されるスイッチング素子に通じるようになされ、そのスイッチング素子を通じて得られる出力を、直流化電源ＤＣ２として得るようになされた構成とし得る。
【０００４】
さらに、直流化電源スイッチング手段３が生成するスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を平滑化し、スイッチングされた直流化電源ＤＣ２から平滑化直流電源ＤＣ３を生成する平滑化手段４を有する。この場合、平滑化手段４も、それ自体は公知の種々の構成をとり得、図示詳細説明は省略するが、例えば、直流化電源スイッチング手段３の出力側に接続された整流回路とその出力側に接続された平滑化用フィルタ回路とを有し、その平滑化用フィルタ回路の出力を平滑化直流電源ＤＣ３とするようになされた構成とし得る。
【０００５】
また、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３から充電用直流電源ＤＣを生成し、その充電用直流電源ＤＣを２次電池６に供給する充電用直流電源生成供給手段５を有する。この場合、２次電池６は、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている状態から得られない状態になれば、交流電源ＡＣが得られているときにはその交流電源ＡＣから変換された直流電源が供給されている負荷（図示せず）に、その２次電池６から得られる電池電源を直流電源として供給する。また、充電用直流電源生成供給手段５は、平滑化手段４の出力端と２次電池６との間に直列に接続され、次に述べる充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７が生成する充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈによって抵抗値が制御されるようになされた可変抵抗回路Ｒでなり、その可変抵抗回路Ｒは、例えば、図示のように、直列に接続された複数ビット、例えば４ビット（以下、簡単のため４ビットとする）の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４とそれら抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４と並列にそれぞれ接続された例えば電界効果トランジスタでなるスイッチング素子Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４とを有し、それらスイッチング素子Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４が、次に述べる充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７が生成する充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈのビット信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３及びＨ４によってそれぞれオン・オフ制御されるようになされている構成とし得る。
【０００６】
さらに、２次電池６が満充電状態をとるか否かを表している充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを生成する充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７を有する。この場合、充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７は、充電用直流電源生成供給手段５を構成している可変抵抗回路Ｒが、上述したように４ビットの抵抗Ｒ１〜Ｒ４とそれら抵抗Ｒ１〜Ｒ４とそれぞれ並列に接続されたスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４とを有する構成である場合、２次電池６の電圧を電池電圧検出手段７１によって電池電圧ＶＢとして検出し、その電池電圧ＶＢが予定電圧値以下である状態から電池電圧ＶＢの変化率が予定変化率値以下で得られることになれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを、２次電池６が満充電状態になったとして、ともに２値表示で「１」及び「０」をとる４ビットのビット信号Ｈ１〜Ｈ４によって、例えばそれら中の全てまたは多数のビット信号については２値表示で「０」をとるが他のビット信号については２値表示で「１」をとる態様で表して出力し、その状態から、電池電圧ＶＢが予定電圧値以下になれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを、２次電池６が満充電状態でなくなったとして、ビット信号Ｈ１〜Ｈ４によって、例えばそれら中の全てまたは多数のビット信号については２値表示で「１」をとるが他のビット信号については２値表示で「０」をとる態様で表して出力するようになされた構成としたり、２次電池６またはその周りの温度を温度検出手段７２によって電池温度ＴＥとして検出し、その電池温度ＴＥが予定温度値以下である状態から電池温度ＴＥの上昇変化率が予定変化率値以上で得られることになればまたは電池温度ＴＥが予定温度以下である状態から予定温度値以上で得られることになれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを、２次電池６が満充電状態になったとして、ビット信号Ｈ１〜Ｈ４によって例えば上述した態様で表して出力し、その状態から、電池温度ＴＥが予定の温度値以下となれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを、２次電池６が満充電状態でなくなったとして、ビット信号Ｈ１〜Ｈ４によって例えば上述した態様で表して出力するようになされた構成としたりし得る。
【０００７】
また、基準電圧ＶＳを発生する基準電圧源８と、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３の電圧Ｖまたはこれに応じた電圧Ｖ′と基準電圧源８が発生する基準電圧ＶＳとの差電圧Ｖｄを生成する差電圧生成手段９とを有する。この場合、差電圧生成手段９は、それ自体は公知の種々の構成をとり得、差電圧Ｖｄを電圧Ｖ′と基準電圧ＶＳとの差とする場合、例えば、図示のように、平滑化直流電源ＤＣ３の電圧Ｖを分圧して電圧Ｖ′を出力する抵抗９２及び９３を用いた分圧回路９１と、その分圧回路９１から出力される電圧Ｖ′と基準電圧ＶＳとを入力とする比較回路９４とを有し、その比較回路９４の出力を差電圧Ｖｄとするようになされた構成とし得、また、差電圧Ｖｄを電圧Ｖと基準電圧ＶＳとの差とする場合、図示しないが、例えば、電圧Ｖと基準電圧ＶＳとを入力する比較回路を有し、その比較回路の出力を差電圧Ｖｄとするようになされた構成とし得る。
【０００８】
さらに、差電圧生成手段９が生成する差電圧Ｖｄによって制御された幅を有するパルス信号ＰＷを生成するパルス信号生成手段１０を有する。この場合、パルス信号生成手段１０は、差電圧Ｖｄをパルス幅変調用信号として入力するパルス幅変調回路とその出力回路とを有する構成とし得る。
【０００９】
そして、パルス信号生成手段１０が生成するパルス信号ＰＷを、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、直流化電源スイッチング手段３に、それをオン・オフ制御すべく供給するようになされている。
【００１０】
以上が、従来提案されている２次電池充電装置の構成である。
このような構成を有する従来の２次電池充電装置によれば、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態において、２次電池６が電池電源を負荷に直流電源として供給していない状態にあるが、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、差電圧生成手段９から得られる差電圧Ｖｄが値０で得られる比較的高い値ＶH を有する電圧Ｖで得られているとし、これに応じ、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＷが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、比較的広い値ＷH を有する幅Ｗを有して得られているとし、且つ２次電池６が満充電状態であることから、充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７から、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈが、２次電池６が満充電状態であることを表して得られているとし、これに応じて、充電用直流電源生成供給手段５が、それを構成している可変抵抗回路Ｒの抵抗値をして、充電用直流電源生成供給手段５の入力端及び出力端間でみて、比較的大きな値ＲH を有する抵抗を有している状態に、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈによって制御されているとすれば、直流化電源スイッチング手段３が、値ＷH を有する幅Ｗを有する直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣによってオン・オフ制御され、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣの幅Ｗの値ＷH に応じた比較的高い値ＶH を有する電圧Ｖを有して得られ、それでいて、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、比較的小さな値ＩL を有する電流で得られ、よって、２次電池６が、そのような比較的小さな値ＩL を有する電流Ｉで、自己放電が補われる態様で且つ過充電されることなしに、充電される。
【００１１】
従って、図４に示す従来の２次電池充電装置によれば、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態において、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、比較的高い値ＶH を有する電圧Ｖで得られ、それでいて、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、比較的小さな値ＩL を有する電流で得られ、このため、２次電池６が、そのような小さな値ＩL を有する電流ＩL で充電され、よって、２次電池６が、満充電状態を保っている定常状態が得られている。
【００１２】
また、このような状態から、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、なんらかの原因で、値ＶH よりも高い値を有する電圧Ｖで得られれば、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL よりも大きな値を有する電流Ｉで得られ、このため、２次電池６が、そのような値ＩL よりも大きな値を有する電流で充電され、過充電されるおそれを有することになるが、この場合、パルス信号生成手段１０から、パルス信号ＰＷが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ＷH よりも小さな値を有する幅Ｗで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶH になる方向に低くなる値を有する電圧Ｖで得られ、これに応じ、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL になる方向に小さな値を有する電流で得られ、このため、２次電池６が、そのような値ＩL になる方向に小さくなる値を有する電流Ｉで充電されることになり、よって、２次電池６が過充電されるおそれを有することになることがほとんどない。
【００１３】
さらに、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、なんらかの原因で、値ＶH よりも低い値を有する電圧Ｖで得られれば、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL よりも小さな値を有する電流で得られ、このため、２次電池６が、そのような値ＩL よりも小さい値を有する電流Ｉで充電され、電池電圧が低下するおそれを有することになるが、この場合、パルス信号生成手段１０から、パルス信号ＰＷが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ＷH よりも大きな値を有する幅Ｗで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶH になる方向に高くなる値を有する電圧Ｖで得られ、これに応じ、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL になる方向に大きくなる値を有する電流で得られ、このため、２次電池６が、そのような値ＩL になる方向に大きくなる値を有する電流Ｉで充電されることになり、よって、２次電池６の電池電圧が低下するおそれを有することになることがほとんどない。
【００１４】
また、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態から、交流電源ＡＣが得られない異常状態になれば、２次電池６が、交流電源ＡＣが得られているときはその交流電源ＡＣから変換された直流電源が供給されている負荷に、電池電源を直流電源として供給する状態になり、このため、２次電池６が、負荷への放電動作状態になるとともに、整流手段２、直流化電源スイッチング手段３、平滑化手段４、及び充電用直流電源生成供給手段５から、直流化電源ＤＣ１、スイッチングされた直流化電源ＤＣ２、平滑化直流電源ＤＣ３、及び充電用直流電源ＤＣがそれぞれ得られない状態になり、よって、２次電池６が、充電されている状態から、充電されない状態になる。
【００１５】
さらに、そのように交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られていない状態になり、これに応じ２次電池６が放電動作状態になっている状態から、交流電源ＡＣが得られている状態に復帰すれば、２次電池６が負荷に電池電源を供給しない状態になり、よって、２次電池６が、負荷への放電動作状態から自己放電状態になる。ところで、このとき、それまでの間に、２次電池６が、満充電状態でない状態になっていれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７から、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈが、２次電池６が満充電状態でないことを表して得られるので、その充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈによって、充電用直流電源生成供給手段５が、その入力端及び出力端間でみた抵抗値をして、それまでの抵抗値に比し格段的に小さな抵抗値を有する状態に制御され、このため、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL に比し格段的に大きな値ＩH を有する電流で得られ、よって、２次電池６が、そのような値ＩL よりも格段的に大きな値ＩH を有する電流Ｉで、満充電状態になるように、急速充電される。
【００１６】
そして、そのように２次電池６が急速充電されて、２次電池６が満充電状態になれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７から、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈが、２次電池６が満充電状態になったことを表して得られるので、その充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈによって、充電用直流電源生成供給手段５が、その入力端及び出力端間でみた抵抗値をして、それまでの抵抗値に比し格段的に大きな抵抗値を有する状態に制御され、このため、充電用直流電源ＤＣが、値ＩH に比し格段に小さな値ＩL を有する電流で得られ、よって、２次電池６が、そのような値ＩL を有する電流Ｉで充電される定常状態に復帰する。
【００１７】
以上したように、図４に示す従来の２次電池充電装置によれば、交流電源ＡＣが得られている定常状態から得られていない異常状態になることによって、２次電池６が電池電源を負荷に直流電源として供給している状態、従って２次電池６が放電動作状態になっている、という状態から、交流電源ＡＣが得られている定常状態に復帰した場合、２次電池６を、まず、満充電状態になるように大電流で急速に充電し、爾後、自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する。
【００１８】
従って、図４に示す従来の２次電池充電装置によれば、交流電源ＡＣが得られていない異常状態であることによって２次電池６が放電動作状態になっている状態から交流電源ＡＣが得られている定常状態に復帰して後、わずかな時間しか経過しないで、交流電源ＡＣが得られていない異常状態になっても、２次電池６の電池電源を、負荷に、２次電池６の満充電状態での電源で供給することができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来の２次電池充電装置の場合、２次電池６を満充電状態になるように急速充電する大電流及び自己放電を補って満充電状態が得られるように充電する小電流を、充電用直流電源生成供給手段５を構成している可変抵抗回路Ｒの抵抗値を制御することで得ている。
【００２０】
このため、２次電池６を満充電状態になるように大電流で急速充電する期間においては、その期間が短いので、その期間での、充電用直流電源生成供給手段５を構成している可変抵抗回路Ｒにおける電力損失は、さほど問題にならないが、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間においては、その期間が、一般的には非常に長いので、その期間で、充電用直流電源生成供給手段５を構成している可変抵抗回路Ｒにおいて、大量の電力損失を伴う、という欠点を有していた。
【００２１】
よって、本発明は、上述した欠点のない新規な２次電池充電装置を提案せんとするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本願第１番目の発明による２次電池充電装置は、（ａ）交流電源を整流し、上記交流電源から直流化電源を生成する整流手段と、（ｂ）その整流手段が生成する直流化電源をスイッチングし、上記直流化電源からスイッチングされた直流化電源を生成する直流化電源スイッチング手段と、（ｃ）その直流化電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた直流化電源を平滑化し、上記スイッチングされた直流化電源から平滑化直流電源を生成する平滑化手段と、（ｄ）基準電圧を発生する基準電圧源と、（ｅ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源の電圧またはこれに応じた電圧と上記基準電圧源が発生する基準電圧との差電圧を生成する差電圧生成手段と、（ｆ）上記交流電源が得られている状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態表示信号を生成する交流電源状態表示信号生成手段と、（ｇ）２次電池が満充電状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる２次電池満充電状態表示信号を生成する２次電池満充電状態表示信号生成手段と、（ｈ）上記交流電源状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態表示信号及び上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号がともに２値表示で「１」をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段と、（ｉ）上記差電圧生成手段が生成する差電圧と上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号とによって制御された周波数を有するパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、（ｊ）上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号によって制御されて、スイッチング用パルス信号を生成するスイッチング用パルス信号生成手段と、（ｋ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を、上記スイッチング用パルス信号生成手段が上記スイッチング用パルス信号を生成している場合、そのスイッチング用パルス信号によってスイッチングし、上記平滑化直流電源からスイッチングされた平滑化直流電源を生成する平滑化直流電源スイッチング手段とを有し、（ｌ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を、上記スイッチング用パルス信号生成手段が上記スイッチング用パルス信号を生成していない場合、上記２次電池に、充電用直流電源として供給し、上記平滑化直流電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた平滑化直流電源を、上記スイッチング用パルス信号生成手段が上記スイッチング用パルス信号を生成している場合、上記２次電池に、充電用直流電源として供給するようになされているとともに、上記パルス信号生成手段が生成するパルス信号を、上記直流化電源スイッチング手段に、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として供給するようになされている。
【００２３】
本願第２番目の発明による２次電池充電装置は、本願第１番目の発明による２次電池充電装置の上記（ａ）〜（ｈ）の手段を有するとともに、（ｉ）上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号を予定の時間だけ遅延し、上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号から、それが上記予定の期間だけ遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号を生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段と、（ｊ）上記差電圧生成手段が生成する差電圧と上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段が生成する遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号とによって制御された周波数を有するパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、（ｋ）上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号が２値表示で「０」をとっている状態から２値表示で「１」をとる状態になるごとに、予定の期間だけ２値表示で「０」をとり、次で２値表示で「１」をとるパルス信号スイッチング手段制御用信号を生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段と、（ｌ）上記パルス信号生成手段が生成するパルス信号を、上記パルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段が生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号によってそれが２値表示で「１」をとる期間において通すようにスイッチングし、上記パルス信号からスイッチングされたパルス信号を生成するパルス信号スイッチング手段とを有し、（ｍ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を、上記２次電池に、充電用直流電源として供給するようになされているとともに、上記パルス信号スイッチング手段が生成するスイッチングされたパルス信号を、上記直流化電源スイッチング手段に、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として供給するようになされている。
【００２４】
本願第３番目の発明による２次電池充電装置は、本願第２番目の発明による２次電池充電装置において、（ｎ）上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号によって制御されて、スイッチング用パルス信号を生成するスイッチング用パルス信号生成手段と、（ｏ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を上記スイッチング用パルス信号生成手段が生成するスイッチング用パルス信号によってスイッチングし、上記平滑化直流電源からスイッチングされた平滑化直流電源を生成する平滑化直流電源スイッチング手段とを有し、（ｐ）上記平滑化直流電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた平滑化直流電源を、上記平滑化直流電源に代え、上記２次電池に、充電用直流電源として供給するようになされている。
【００２５】
【発明の実施の形態１】
まず、図１を伴って、本発明による２次電池充電装置の第１の実施の形態を述べよう。
図１において、図４との対応部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
【００２６】
図１に示す本発明による２次電池充電装置は、次に述べる構成を有する。
すなわち、図４に示す従来の２次電池充電装置で述べたと同様に、同様の、交流電源供給手段１からの交流電源ＡＣを整流し、交流電源ＡＣから直流化電源ＤＣ１を生成する整流手段２を有する。
【００２７】
また、図４に示す従来の２次電池充電装置で述べたと同様に、同様の、整流手段２が生成する直流化電源ＤＣ１をスイッチングし、直流化電源ＤＣ１からスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を生成する直流化電源スイッチング手段３を有する。
【００２８】
さらに、図４に示す従来の２次電池充電装置で述べたと同様に、同様の、直流化電源スイッチング手段３が生成するスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を平滑化し、スイッチングされた直流化電源ＤＣ２から平滑化直流電源ＤＣ３を生成する平滑化手段４を有する。
【００２９】
また、図４に示す従来の２次電池充電装置で述べたと同様に、同様の、基準電圧ＶＳを発生する基準電圧源８と、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３の電圧Ｖまたはこれに応じた電圧Ｖ′と基準電圧源８が発生する基準電圧ＶＳとの差電圧Ｖｄを生成する差電圧生成手段９とを有する。
【００３０】
さらに、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態表示信号Ｑを生成する交流電源状態表示信号生成手段１５を有する。この場合、交流電源状態表示信号生成手段１５は、交流電源供給手段１の出力を実線図示のように入力しまたは整流手段２の出力を点線図示のように入力して、交流電源供給手段１の出力または整流手段２の出力が内部で設定された予定のレベル以上であるか否かを検出し、その検出出力が予定のレベル以上であれば２値表示で「１」をとり、未満であれば２値表示で「０」をとる出力を、交流電源状態表示信号Ｑとして出力するようになされた構成とし得る。
【００３１】
また、２次電池６が満充電状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる２次電池満充電状態表示信号Ｂを生成する２次電池満充電状態表示信号生成手段１６を有する。この場合、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６は、２次電池６の電圧を電圧検出手段１６１によって電池電圧ＶＢとして検出し、その電池電圧ＶＢが予定電圧値以下である状態から電池電圧ＶＢの変化率が予定変化率値以下で得られることになれば、２次電池６が満充電状態になったとして、２値表示で「１」をとり、その状態から、電池電圧ＶＢが予定電圧値以下になれば、２次電池６が満充電状態でなくなったとして、２値表示で「０」をとる出力を得、その出力を２次電池満充電状態表示信号Ｂとして得るようになされた構成としたり、２次電池６またはその周りの温度を温度検出手段１６２によって電池温度ＴＥとして検出し、その電池温度ＴＥが予定温度値以下である状態から電池温度ＴＥの上昇変化率が予定変化率値以上で得られることになればまたは電池温度ＴＥが予定温度以下である状態から予定温度値以上で得られることになれば、２次電池が満充電状態になったとして、２値表示で「１」をとり、その状態から、電池温度ＴＥが予定の温度値以下となれば、２次電池が満充電状態でなくなったとして、２値表示で「０」をとる出力を得、その出力を２次電池満充電状態表示信号Ｂとして得るようになされた構成としたりし得る。
【００３２】
さらに、交流電源状態表示信号生成手段１５が生成する交流電源状態表示信号Ｑが２値表示で「１」をとり且つ２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示で「１」をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢを生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７を有する。この場合、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７は、交流電源状態表示信号Ｑ及び２次電池満充電状態表示信号Ｂを入力とする論理回路を以って構成し得る。
【００３３】
また、差電圧生成手段９が生成する差電圧Ｖｄと交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢとによって制御された周波数を有するパルス信号ＰＦを生成するパルス信号生成手段１８を有する。
【００３４】
この場合、パルス信号生成手段１８は、（ａ）差電圧生成手段９からの差電圧Ｖｄを入力して、その値に応じた発振周波数で発振するようになされ、且つ差電圧Ｖｄが値０であるとするとき、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「１」をとっているときに制御されている場合、比較的低い周波数ｆL で発振し、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「０」をとっているときに制御されている場合、周波数ｆL に比し格段的に高い周波数ｆH で発振するようになされた電圧可変型発振回路１８０と、（ｂ）その電圧可変型発振回路１８０で発振する発振周波数と等しい周波数を有し且つ各波が一定幅を有するパルス信号ＰＦを出力するパルス信号生成回路１８５とを有する構成とし得、そして、この場合の電圧可変型発振回路１８０は、コンデンサ１８１と、それと並列に交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「１」または「０」をとるか否かに応じてオンまたはオフに制御されるスイッチング素子１８３を介して接続されるコンデンサ１８２とを用い、差電圧Ｖｄが値０であるとするとき、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「１」をとっているときにスイッチング素子１８３がオンに制御されていることによってコンデンサ１８１及び１８２が並列接続されて用いられている場合、それらコンデンサ１８１及び１８２の並列容量によって決められた比較的低い周波数ｆL で発振し、また、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「０」をとっているときにスイッチング素子１８３がオフに制御されていることによってコンデンサ１８１のみが用いられている場合、コンデンサ１８１の容量によって決められた、周波数ｆL に比し格段的に高い周波数ｆH で発振するようになされた構成とし得、また、パルス信号生成回路１８５は、電圧可変型発振回路１８０の発振出力の各波によってトリガされるマルチバイブレータとその出力回路とを有する構成とし得る。
【００３５】
さらに、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂによって制御されて、スイッチング用パルス信号ＰＳを生成するスイッチング用パルス信号生成手段２０を有する。この場合、スイッチング用パルス信号生成手段２０は、２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示で「１」をとる場合（２次電池６が満充電状態をとる状態を表している場合）、スイッチング用パルス信号ＰＳを生成（発生）するようになされ、２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示で「１」をとる区間において発振するようになされた発振回路とその発振出力をパルス整形するパルス整形回路とを有する構成とし得る。
【００３６】
また、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成している場合、そのスイッチング用パルス信号ＰＳによってスイッチングし、平滑化直流電源ＤＣ３から、スイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を生成する平滑化直流電源スイッチング手段２１を有する。この場合、平滑化直流電源スイッチング手段２１は、原理的には、平滑化直流電源ＤＣ３を、スイッチング用パルス信号ＰＳによってオン・オフ制御されるスイッチング素子に通すようになされ、そのスイッチング素子を通して得られる出力を、スイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′として得るようになされた構成を有する。
【００３７】
そして、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成していない場合、２次電池６に、平滑化直流電源スイッチング手段２１内を素通りする態様で、充電用直流電源ＤＣとして供給し、また、平滑化直流電源スイッチング手段２１が生成するスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成している場合、２次電池６に、充電用直流電源ＤＣとして供給するようになされているとともに、パルス信号生成手段１８が生成するパルス信号ＰＦを、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として、直流化電源スイッチング手段３に、それをオン・オフ制御すべく供給するようになされている。
【００３８】
以上が、本発明による２次電池充電装置の第１の実施の形態の構成である。
このような構成を有する本発明による２次電池充電装置によれば、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態において、２次電池６が電池電源を負荷に直流電源として供給していない状態にあり、また、交流電源状態表示信号生成手段１５から、交流電源状態表示信号Ｑが、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られていることを表している２値表示の「１」をとって得られているが、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、差電圧生成手段９から得られる差電圧Ｖｄが値０で得られる比較的低い値ＶL を有する電圧Ｖで得られているとし、且つ２次電池満充電状態表示信号生成手段１６から、２次電池満充電状態表示信号Ｂが、２次電池６が満充電状態であることを表している２値表示の「１」をとって得られ、このため、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７から、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢが２値表示の「１」をとって得られているとするとともに、これに応じ、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、比較的低い値ｆL を有する周波数ｆを有して、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として得られているとすれば、直流化電源スイッチング手段３が、そのような値ｆL を有する周波数ｆを有する直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣによってオン・オフ制御され、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、パルス信号ＰＦ従って直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣの周波数ｆの値ｆL に応じた比較的低い値ＶL を有する電圧Ｖを有して得られ、一方、この場合、２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「１」をとって得られていることから、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成しており、よって、平滑化直流電源スイッチング手段２１が、いま平滑化手段４から低い値Ｖ L を有する電圧Ｖを有して得られた平滑化直流電源ＤＣ３をスイッチングして、スイッチングされた平滑化直 流電源ＤＣ３′を生成し、このため、いま平滑化直流電源スイッチング手段２１が生成した平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池に対する充電用直流電源として得られ、よって、２次電池６が、パルス信号ＰＦ従って直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣの周波数ｆの値ｆL に応じた比較的小さな値ＩL を有する電流Ｉで、自己放電が補われる態様で且つ過充電されることなしに、充電される。
【００３９】
従って、図１に示す本発明による２次電池充電装置によれば、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態において、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、比較的低い値ＶL を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から低い値Ｖ L を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られ、これに応じ、２次電池６が、比較的小さな値ＩL を有する電流ＩL で充電され、よって、２次電池６が、満充電状態を保っている定常状態が得られている。
【００４０】
また、このような状態から、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、なんらかの原因で、値ＶL よりも高い値を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L よりも高い値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られれば、２次電池６が、値ＩL よりも大きな値を有する電流で充電され、過充電されるおそれを有することになるが、この場合、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆL よりも低い値を有する周波数ｆで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL になる方向に低くなる値を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L になる方向に低くなる値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られるので、２次電池６が、値ＩL になる方向に小さくなる値を有する電流Ｉで充電されることになり、よって、２次電池６が過充電されるおそれを有することになることがほとんどない。
【００４１】
さらに、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、なんらかの原因で、値ＶL よりも低い値を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L よりも低い値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られれば、２次電池６が、値ＩL よりも小さい値を有する電流Ｉで充電され、電池電圧が低下するおそれを有することになるが、この場合、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆL よりも高い値を有する周波数ｆで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、充電用直流電源ＤＣとして、値ＶL になる方向に高くなる値を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L になる方向に高くなる値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られるので、２次電池６が、値ＩL になる方向に大きくなる値を有する電流Ｉで充電されることになり、よって、２次電池６の電池電圧が低下するおそれを有することになることがほとんどない。
【００４２】
また、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態から、交流電源ＡＣが得られない異常状態になれば、２次電池６が、交流電源ＡＣが得られているときはその交流電源ＡＣから変換された直流電源が供給されている負荷に、電池電源を直流電源として供給する状態になり、このため、２次電池６が、負荷への放電動作状態になるとともに、整流手段２、直流化電源スイッチング手段３、平滑化手段４及び平滑化直流電源スイ ッチング手段２１から、直流化電源ＤＣ１、スイッチングされた直流化電源ＤＣ２、平滑化直流電源ＤＣ３及びスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′がそれぞれ得られない状態になり、従って、充電用直流電源ＤＣが得られない状態になり、よって、２次電池６が、充電されている状態から、充電されない状態になる。
【００４３】
さらに、そのように交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られていない状態になり、これに応じ２次電池６が放電動作状態になっている状態から、交流電源ＡＣが得られている状態に復帰すれば、２次電池６が負荷に電池電源を供給しない状態になり、よって、２次電池６が、負荷への放電動作状態から自己放電状態になる。ところで、このとき、それまでの間に、２次電池６が、満充電状態でない状態になっていれば、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６から、２次電池満充電状態表示信号Ｂが、２次電池６が満充電状態になっていないことを表している２値表示の「０」で得られているので、このとき、交流電源状態表示信号生成手段１５から交流電源状態表示信号Ｑが、交流電源ＡＣが得られていることを表している２値表示の「１」で得られてはいるが、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７から、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢが、２値表示で「０」をとって得られ、これに応じ、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆL よりも格段的に高い値ｆH またはその近傍の値を有する周波数で得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL よりも格段的に高い値ＶH またはその近傍の値を有する電圧Ｖで得られ、一方、この場合、２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「０」をとって得られていることから、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成しておらず、よって、平滑化直流電源スイッチング手段２１が、いま平滑化手段４から高い値Ｖ H またはその近傍の値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３をスイッチングせず、このため、いま平滑化手段４から高い値Ｖ H またはその近傍の値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られ、よって、２次電池６が、値ＩL よりも格段的に大きな値ＩH またはその近傍の値を有する電流Ｉで満充電状態になるように、急速充電される。
【００４４】
そして、そのように２次電池６が急速充電されて、２次電池６が満充電状態になれば、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６から、２次電池満充電状態表示信号Ｂが、２次電池６が満充電状態であることを表している２値表示の「１」で得られるので、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７から、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢが、２値表示で「１」をとって得られ、これに応じ、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆH よりも格段的に低い値ｆL またはその近傍の値ｆL よりも高いまたは低い値を有する周波数ｆで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL またはその近傍の値ＶL よりも高いまたは低い値を有する電圧Ｖで得られ、そして、もしその平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL の近傍の値ＶL よりも高いまたは低い値を有する電圧Ｖで得られれば、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆL の近傍の値ｆL よりも高いまたは低い値よりも、低いまたは高い値を有する周波数ｆで得られるので、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL になる方向に高くまたは低くなる値を有する電圧Ｖで得られ、結局、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られることになり、よって、２次電池６が、値ＩL を有する電流Ｉで充電される定常状態に復帰する。
【００４５】
以上のことから、図１に示す本発明による２次電池充電装置によれば、図４に示す従来の２次電池充電装置の場合と同様に、交流電源ＡＣが得られている定常状態から得られていない異常状態になることによって、２次電池６が電池電源を負荷に直流電源として供給している状態、従って２次電池６が放電動作状態になっている、という状態から、交流電源ＡＣが得られている定常状態に復帰した場合、２次電池６を、まず、満充電状態になるように大電流で急速に充電し、爾後、自己放電を補って満充電状態が得られるように小電流で充電する。
【００４６】
従って、図１に示す本発明による２次電池充電装置によれば、図４に示す従来の２次電池充電装置の場合と同様に、交流電源ＡＣが得られていない異常状態であることによって２次電池６が放電動作状態になっている状態から交流電源ＡＣが得られている定常状態に復帰して後、わずかな時間しか経過しないで、交流電源ＡＣが得られていない異常状態になっても、２次電池６の電池電源を、負荷に、２次電池６の満充電状態での電源で供給することができる。
【００４７】
しかしながら、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合、図４に示す従来の２次電池充電装置の場合とは異なり、２次電池６を満充電状態になるように急速充電する大電流及び自己放電を補って満充電状態が得られるように充電する小電流を、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦを、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、高い値ｆH 及び低い値ｆL をそれぞれ有する周波数ｆで得て、そのような直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣによって直流化電源スイッチング手段３をオン・オフ制御する、ということによって、平滑化手段４から直流化電源ＤＣ３を、高い値ＶH 及び低い値ＶL をそれぞれ有する電圧Ｖで得る、ということで得ており、そこに、電力損失をほとんど伴わせていない。
【００４８】
このため、図１に示す本発明による２次電池充電装置によれば、２次電池を満充電状態になるように大電流で急速充電する期間でも、また、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間でも、電力損失をほとんど伴わず、従って、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間が長くても、電力損失についてなんら問題がなく、よって、図４に示す従来の２次電池充電装置に伴う欠点を、有効に、回避することができる。
【００４９】
また、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、２次電池６を満充電状態になるように急速充電する場合、高い値を有する電圧Ｖで得るようにしてもよく、また、平滑化直流電源スイッチング手段２１が生成する、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を、２次電池６を充電する充電用直流電源ＤＣとしているので、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、自己放電を補充するように充電する場合においても、高い値を有する電圧Ｖで得るようにしてもよいことから、そのように、平滑化手段４から平滑化直流電源ＤＣ３を高い値を有する電圧Ｖで得るようにすれば、２次電池６を満充電状態になるように急速充電する場合及び自己放電を補充するように充電する場合のそれぞれにおいて、差電圧生成手段９を、差電圧Ｖｄが精度高く得られるようにすることができるとともに、パルス信号生成手段１８を、パルス信号ＰＦがより高い精度で制御された周波数で得られるようにすることができ、よって、直流化電源スイッチング手段制御用信号ＳＣによって制御されて直流化電源スイッチング手段３が生成するスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を、より高い精度で得ることができ、これに応じ、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３、従って充電用直流電源ＤＣを、より高い精度で得ることができるので、２次電池６を、より高い満充電状態に充電することができる。
【００５０】
【発明の実施の形態２】
次に、図２を伴って本発明による２次電池充電装置の第２の実施の形態を述べよう。
図２において、図１との対応部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
【００５１】
図２に示す本発明による２次電池充電装置は、詳細説明は省略するが、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合と同様に、同様の、整流手段２と、直流化電源スイッチング手段３と、平滑化手段４と、基準電圧源８と、差電圧生成手段９と、交流電源状態表示信号生成手段１５と、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６と、交流電源状態２次電池満充電状態表示信号生成手段１７とを有する。
【００５２】
また、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢを予定の時間Ｔａだけ遅延し、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢから、それが予定の時間Ｔａだけ遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢ′を生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段２２を有する。この場合、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段２２は、従来公知の種々の遅延回路を用い得る。
【００５３】
さらに、差電圧生成手段９が生成する差電圧Ｖｄと交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段２２が生成する遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢ′とによって制御された周波数を有するパルス信号を生成するパルス信号生成手段１８′を有する。この場合、パルス信号生成手段１８′は、詳細説明は省略するが、図１に示す本発明による２次電池充電装置のパルス信号生成手段１８と同様の構成とし得、図１に示す本発明による２次電池充電装置のパルス信号生成手段１８が生成するパルス信号ＰＦと同様のパルス信号を、図１に示す本発明による２次電池充電装置のパルス信号生成手段１８が生成するパルス信号ＰＦが得られる時点よりも上述した時間Ｔａだけ遅れた時点から、パルス信号ＰＦ′として生成する。
【００５４】
また、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢが２値表示で「０」をとっている状態から２値表示で「１」をとる状態になるごとに、予定の時間Ｔｂだけ、２値表示で「０」をとり、次で２値表示で「１」をとるパルス信号スイッチング手段制御用信号Ｇを生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段２３を有する。この場合パルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段２３は、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによって、それが２値表示で「０」をとっている状態から「１」をとっている状態に転換する時点でトリガされるワンショットマルチバイブレータとその出力回路とを有する構成とし得るが、パルス信号スイッチング手段制御用信号Ｇを、それが２値表示の「０」をとって後「１」をとる時点が、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢ′が２値表示で「０」の状態から「１」をとる状態に転換する時点よりも遅れた時点となるように、２値表示で「０」をとる上述した時間Ｔｂが決められて得るように、構成されている。
【００５５】
さらに、パルス信号生成手段１８′が生成するパルス信号ＰＦ′を、パルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段２３が生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号Ｇによってそれが２値表示で「１」をとる期間において通すようにスイッチングし、パルス信号ＰＦ′からスイッチングされたパルス信号ＰＦ″を生成するパルス信号スイッチング手段２４を有する。この場合、パルス信号スイッチング手段２４は、原理的には、パルス信号ＰＦ′を、パルス信号スイッチング手段制御用信号Ｇによってオン・オフ制御されるスイッチング素子に通し、そのスイッチング素子を通して得られる出力を、スイッチングされたパルス信号ＰＦ″として得るようになされた構成を有する。
【００５６】
そして、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、２次電池６に、充電用直流電源ＤＣとして供給するようになされているとともに、パルス信号スイッチング手段２４が生成するスイッチングされたパルス信号ＰＦ″を、図１に示す本発明による２次電池充電装置のパルス信号生成手段１８が生成するパルス信号ＰＦに代え、直流化電源スイッチング手段３に、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして供給するようになされている。
【００５７】
以上が、本発明による２次電池充電装置の第２の実施の形態の構成である。
このような構成を有する本発明による２次電池充電装置によれば、上述した事項を除いて、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合と同様であるので、詳細説明は省略するが、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合で述べたのに準じた、優れた作用・効果を得ることができるのに加え、次に述べる優れた作用・効果が得られる。
【００５８】
すなわち、パルス信号生成手段１８′が、パルス信号ＰＦ′を、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「０」をとっている状態から「１」をとっている状態に転換する時点よりも交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段２２での上述した時間Ｔａだけ遅れた時点から、低い値を有する周波数で生成するのを開始するので、上述した時間Ｔａを予め適当に決めておくことによって、パルス信号生成手段１８′が、パルス信号ＰＦ′を、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「０」をとっている状態から「１」をとっている状態に転換して後、その２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「１」を安定してとるようになってから、低い値を有する周波数で生成するのを開始するとともに、パルス信号スイッチング手段２４が、パルス信号生成手段１８′が生成するパルス信号ＰＦ′を、それが低い値を有する周波数で生成開始される時点からパルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段２３での予定の時間Ｔｂだけ遅れた時点まで、通さないことによって、パルス信号ＰＦ″を生成するので、上述した時間Ｔｂを予め適当に決めておくことによって、パルス信号スイッチング手段２４が、パルス信号ＰＦ″を、パルス信号ＰＦ′から、それが低い値を有する周波数で生成開始して後、その周波数が安定してから、生成開始するので、２次電池６を、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６から２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「０」をとっている状態から「１」をとっている状態に転換して得られる過渡時の影響を受けることなしに、安定に充電させることができる。
【００５９】
【発明の実施の形態３】
次に、図３を伴って本発明による２次電池充電装置の第３の実施の形態を述べよう。
図３において、図１及び図２との対応部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
【００６０】
図３に示す本発明による２次電池充電装置は、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合と同様に、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂによって制御されて、スイッチング用パルス信号ＰＳを生成するスイッチング用パルス信号生成手段２０と、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、スイッチング用パルス信号生成手段２０が生成するスイッチング用パルス信号ＰＳによってスイッチングし、平滑化直流電源ＤＣ３から、スイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を生成する平滑化直流電源スイッチング手段２１とを有し、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１が生成するスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合の平滑化直流電源ＤＣ３に代え、２次電池６に、充電用直流電源ＤＣとして供給するようになされていることを除いて、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合と同様の構成を有する。
【００６１】
以上が、本発明による２次電池充電装置の第４の実施の形態の構成である。
このような構成を有する本発明による２次電池充電装置によれば、上述した事項を除いて、図２に示す本発明による２次電池充電装置と同様の構成を有するので、詳細説明は省略するが、図２に示す本発明による２次電池充電装置の場合で述べたと同様の優れた作用・効果が得られるとともに、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合で述べたと同様の優れた作用・効果が得られることは明らかである。
【００６２】
なお、上述においては、本発明のわずかな実施の形態を示したに留まり、本発明の精神を脱することなしに種々の変型、変更をなし得るであろう。
【００６３】
【発明の効果】
２次電池を満充電状態になるように大電流で急速充電する期間でも、また、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間でも、電力損失をほとんど伴わず、従って、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間が長くても、電力損失についてなんら問題がなく、よって、図４に示す従来の２次電池充電装置に伴う欠点を、有効に、回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２次電池充電装置の第１の実施の形態を示す系統的接続図である。
【図２】本発明による２次電池充電装置の第２の実施の形態を示す系統的接続図である。
【図３】本発明による２次電池充電装置の第３の実施の形態を示す系統的接続図である。
【図４】従来の２次電池充電装置を示す系統的接続図である。
【符号の説明】
１ 交流電源供給手段
２ 整流手段
３ 直流化電源スイッチング手段
４ 平滑化手段
５ 充電用直流電源生成供給手段
６ ２次電池
７ 充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段
７１ 電圧検出手段
７２ 温度検出手段
８ 基準電圧源
９ 差電圧生成手段
９１ 分圧回路
９２、９３ 抵抗
９４ 比較回路
１０ パルス信号生成手段
１５ 交流電源状態表示信号生成手段
１６ ２次電池満充電状態表示信号生成手段
１６１ 電圧検出手段
１６２ 温度検出手段
１７ 交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段
１８ パルス信号生成手段
１８０ 電圧可変型発振回路
１８１、１８２ コンデンサ
１８３ スイッチング素子
１８５ パルス信号生成回路
２０ スイッチング用パルス信号生成手段
２１ 平滑化直流電源スイッチング手段
２２ 交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段
２３ パルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段
２４ パルス信号スイッチング手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば商用交流電源でなる交流電源が得られている定常状態においては電池電源を負荷に直流電源として供給しないが、交流電源が得られている定常状態から交流電源が得られない異常状態になれば、電池電源を負荷に直流電源として供給する、という２次電池を、交流電源が得られている定常状態では、自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電するが、交流電源が得られていない異常状態から交流電源が得られている状態になれば、満充電状態になるように大電流で急速に充電し、爾後、自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電するようになされた２次電池充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４を伴って次に述べる２次電池充電装置が提案されている。
すなわち、交流電源供給手段１からの交流電源ＡＣを整流し、交流電源ＡＣから直流化電源ＤＣ１を生成する整流手段２を有する。この場合、整流手段２は、それ自体は公知の種々の構成をとり得、図示詳細説明は省略するが、例えば、交流電源供給手段１の出力側に接続された整流回路とその整流回路の出力側に接続された平滑化用フィルタ回路とを有し、その平滑化用フィルタ回路の出力を直流化電源ＤＣ１とするようになされた構成とし得る。
【０００３】
また、整流手段２が生成する直流化電源ＤＣ１をスイッチングし、直流化電源ＤＣ１からスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を生成する直流化電源スイッチング手段３を有する。この場合、直流化電源スイッチング手段３も、それ自体は公知の種々の構成をとり得、図示詳細説明は省略するが、原理的には、直流化電源ＤＣ１を、後述する直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣによってオン・オフ制御されるスイッチング素子に通じるようになされ、そのスイッチング素子を通じて得られる出力を、直流化電源ＤＣ２として得るようになされた構成とし得る。
【０００４】
さらに、直流化電源スイッチング手段３が生成するスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を平滑化し、スイッチングされた直流化電源ＤＣ２から平滑化直流電源ＤＣ３を生成する平滑化手段４を有する。この場合、平滑化手段４も、それ自体は公知の種々の構成をとり得、図示詳細説明は省略するが、例えば、直流化電源スイッチング手段３の出力側に接続された整流回路とその出力側に接続された平滑化用フィルタ回路とを有し、その平滑化用フィルタ回路の出力を平滑化直流電源ＤＣ３とするようになされた構成とし得る。
【０００５】
また、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３から充電用直流電源ＤＣを生成し、その充電用直流電源ＤＣを２次電池６に供給する充電用直流電源生成供給手段５を有する。この場合、２次電池６は、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている状態から得られない状態になれば、交流電源ＡＣが得られているときにはその交流電源ＡＣから変換された直流電源が供給されている負荷（図示せず）に、その２次電池６から得られる電池電源を直流電源として供給する。また、充電用直流電源生成供給手段５は、平滑化手段４の出力端と２次電池６との間に直列に接続され、次に述べる充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７が生成する充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈによって抵抗値が制御されるようになされた可変抵抗回路Ｒでなり、その可変抵抗回路Ｒは、例えば、図示のように、直列に接続された複数ビット、例えば４ビット（以下、簡単のため４ビットとする）の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４とそれら抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４と並列にそれぞれ接続された例えば電界効果トランジスタでなるスイッチング素子Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４とを有し、それらスイッチング素子Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４が、次に述べる充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７が生成する充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈのビット信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３及びＨ４によってそれぞれオン・オフ制御されるようになされている構成とし得る。
【０００６】
さらに、２次電池６が満充電状態をとるか否かを表している充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを生成する充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７を有する。この場合、充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７は、充電用直流電源生成供給手段５を構成している可変抵抗回路Ｒが、上述したように４ビットの抵抗Ｒ１〜Ｒ４とそれら抵抗Ｒ１〜Ｒ４とそれぞれ並列に接続されたスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４とを有する構成である場合、２次電池６の電圧を電池電圧検出手段７１によって電池電圧ＶＢとして検出し、その電池電圧ＶＢが予定電圧値以下である状態から電池電圧ＶＢの変化率が予定変化率値以下で得られることになれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを、２次電池６が満充電状態になったとして、ともに２値表示で「１」及び「０」をとる４ビットのビット信号Ｈ１〜Ｈ４によって、例えばそれら中の全てまたは多数のビット信号については２値表示で「０」をとるが他のビット信号については２値表示で「１」をとる態様で表して出力し、その状態から、電池電圧ＶＢが予定電圧値以下になれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを、２次電池６が満充電状態でなくなったとして、ビット信号Ｈ１〜Ｈ４によって、例えばそれら中の全てまたは多数のビット信号については２値表示で「１」をとるが他のビット信号については２値表示で「０」をとる態様で表して出力するようになされた構成としたり、２次電池６またはその周りの温度を温度検出手段７２によって電池温度ＴＥとして検出し、その電池温度ＴＥが予定温度値以下である状態から電池温度ＴＥの上昇変化率が予定変化率値以上で得られることになればまたは電池温度ＴＥが予定温度以下である状態から予定温度値以上で得られることになれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを、２次電池６が満充電状態になったとして、ビット信号Ｈ１〜Ｈ４によって例えば上述した態様で表して出力し、その状態から、電池温度ＴＥが予定の温度値以下となれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈを、２次電池６が満充電状態でなくなったとして、ビット信号Ｈ１〜Ｈ４によって例えば上述した態様で表して出力するようになされた構成としたりし得る。
【０００７】
また、基準電圧ＶＳを発生する基準電圧源８と、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３の電圧Ｖまたはこれに応じた電圧Ｖ′と基準電圧源８が発生する基準電圧ＶＳとの差電圧Ｖｄを生成する差電圧生成手段９とを有する。この場合、差電圧生成手段９は、それ自体は公知の種々の構成をとり得、差電圧Ｖｄを電圧Ｖ′と基準電圧ＶＳとの差とする場合、例えば、図示のように、平滑化直流電源ＤＣ３の電圧Ｖを分圧して電圧Ｖ′を出力する抵抗９２及び９３を用いた分圧回路９１と、その分圧回路９１から出力される電圧Ｖ′と基準電圧ＶＳとを入力とする比較回路９４とを有し、その比較回路９４の出力を差電圧Ｖｄとするようになされた構成とし得、また、差電圧Ｖｄを電圧Ｖと基準電圧ＶＳとの差とする場合、図示しないが、例えば、電圧Ｖと基準電圧ＶＳとを入力する比較回路を有し、その比較回路の出力を差電圧Ｖｄとするようになされた構成とし得る。
【０００８】
さらに、差電圧生成手段９が生成する差電圧Ｖｄによって制御された幅を有するパルス信号ＰＷを生成するパルス信号生成手段１０を有する。この場合、パルス信号生成手段１０は、差電圧Ｖｄをパルス幅変調用信号として入力するパルス幅変調回路とその出力回路とを有する構成とし得る。
【０００９】
そして、パルス信号生成手段１０が生成するパルス信号ＰＷを、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、直流化電源スイッチング手段３に、それをオン・オフ制御すべく供給するようになされている。
【００１０】
以上が、従来提案されている２次電池充電装置の構成である。
このような構成を有する従来の２次電池充電装置によれば、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態において、２次電池６が電池電源を負荷に直流電源として供給していない状態にあるが、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、差電圧生成手段９から得られる差電圧Ｖｄが値０で得られる比較的高い値ＶH を有する電圧Ｖで得られているとし、これに応じ、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＷが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、比較的広い値ＷH を有する幅Ｗを有して得られているとし、且つ２次電池６が満充電状態であることから、充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７から、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈが、２次電池６が満充電状態であることを表して得られているとし、これに応じて、充電用直流電源生成供給手段５が、それを構成している可変抵抗回路Ｒの抵抗値をして、充電用直流電源生成供給手段５の入力端及び出力端間でみて、比較的大きな値ＲH を有する抵抗を有している状態に、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈによって制御されているとすれば、直流化電源スイッチング手段３が、値ＷH を有する幅Ｗを有する直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣによってオン・オフ制御され、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣの幅Ｗの値ＷH に応じた比較的高い値ＶH を有する電圧Ｖを有して得られ、それでいて、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、比較的小さな値ＩL を有する電流で得られ、よって、２次電池６が、そのような比較的小さな値ＩL を有する電流Ｉで、自己放電が補われる態様で且つ過充電されることなしに、充電される。
【００１１】
従って、図４に示す従来の２次電池充電装置によれば、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態において、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、比較的高い値ＶH を有する電圧Ｖで得られ、それでいて、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、比較的小さな値ＩL を有する電流で得られ、このため、２次電池６が、そのような小さな値ＩL を有する電流ＩL で充電され、よって、２次電池６が、満充電状態を保っている定常状態が得られている。
【００１２】
また、このような状態から、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、なんらかの原因で、値ＶH よりも高い値を有する電圧Ｖで得られれば、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL よりも大きな値を有する電流Ｉで得られ、このため、２次電池６が、そのような値ＩL よりも大きな値を有する電流で充電され、過充電されるおそれを有することになるが、この場合、パルス信号生成手段１０から、パルス信号ＰＷが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ＷH よりも小さな値を有する幅Ｗで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶH になる方向に低くなる値を有する電圧Ｖで得られ、これに応じ、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL になる方向に小さな値を有する電流で得られ、このため、２次電池６が、そのような値ＩL になる方向に小さくなる値を有する電流Ｉで充電されることになり、よって、２次電池６が過充電されるおそれを有することになることがほとんどない。
【００１３】
さらに、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、なんらかの原因で、値ＶH よりも低い値を有する電圧Ｖで得られれば、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL よりも小さな値を有する電流で得られ、このため、２次電池６が、そのような値ＩL よりも小さい値を有する電流Ｉで充電され、電池電圧が低下するおそれを有することになるが、この場合、パルス信号生成手段１０から、パルス信号ＰＷが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ＷH よりも大きな値を有する幅Ｗで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶH になる方向に高くなる値を有する電圧Ｖで得られ、これに応じ、充電用直流電源生成供給手段５から、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL になる方向に大きくなる値を有する電流で得られ、このため、２次電池６が、そのような値ＩL になる方向に大きくなる値を有する電流Ｉで充電されることになり、よって、２次電池６の電池電圧が低下するおそれを有することになることがほとんどない。
【００１４】
また、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態から、交流電源ＡＣが得られない異常状態になれば、２次電池６が、交流電源ＡＣが得られているときはその交流電源ＡＣから変換された直流電源が供給されている負荷に、電池電源を直流電源として供給する状態になり、このため、２次電池６が、負荷への放電動作状態になるとともに、整流手段２、直流化電源スイッチング手段３、平滑化手段４、及び充電用直流電源生成供給手段５から、直流化電源ＤＣ１、スイッチングされた直流化電源ＤＣ２、平滑化直流電源ＤＣ３、及び充電用直流電源ＤＣがそれぞれ得られない状態になり、よって、２次電池６が、充電されている状態から、充電されない状態になる。
【００１５】
さらに、そのように交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られていない状態になり、これに応じ２次電池６が放電動作状態になっている状態から、交流電源ＡＣが得られている状態に復帰すれば、２次電池６が負荷に電池電源を供給しない状態になり、よって、２次電池６が、負荷への放電動作状態から自己放電状態になる。ところで、このとき、それまでの間に、２次電池６が、満充電状態でない状態になっていれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７から、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈが、２次電池６が満充電状態でないことを表して得られるので、その充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈによって、充電用直流電源生成供給手段５が、その入力端及び出力端間でみた抵抗値をして、それまでの抵抗値に比し格段的に小さな抵抗値を有する状態に制御され、このため、充電用直流電源ＤＣが、値ＩL に比し格段的に大きな値ＩH を有する電流で得られ、よって、２次電池６が、そのような値ＩL よりも格段的に大きな値ＩH を有する電流Ｉで、満充電状態になるように、急速充電される。
【００１６】
そして、そのように２次電池６が急速充電されて、２次電池６が満充電状態になれば、充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段７から、充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈが、２次電池６が満充電状態になったことを表して得られるので、その充電用直流電源生成供給手段制御用信号Ｈによって、充電用直流電源生成供給手段５が、その入力端及び出力端間でみた抵抗値をして、それまでの抵抗値に比し格段的に大きな抵抗値を有する状態に制御され、このため、充電用直流電源ＤＣが、値ＩH に比し格段に小さな値ＩL を有する電流で得られ、よって、２次電池６が、そのような値ＩL を有する電流Ｉで充電される定常状態に復帰する。
【００１７】
以上したように、図４に示す従来の２次電池充電装置によれば、交流電源ＡＣが得られている定常状態から得られていない異常状態になることによって、２次電池６が電池電源を負荷に直流電源として供給している状態、従って２次電池６が放電動作状態になっている、という状態から、交流電源ＡＣが得られている定常状態に復帰した場合、２次電池６を、まず、満充電状態になるように大電流で急速に充電し、爾後、自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する。
【００１８】
従って、図４に示す従来の２次電池充電装置によれば、交流電源ＡＣが得られていない異常状態であることによって２次電池６が放電動作状態になっている状態から交流電源ＡＣが得られている定常状態に復帰して後、わずかな時間しか経過しないで、交流電源ＡＣが得られていない異常状態になっても、２次電池６の電池電源を、負荷に、２次電池６の満充電状態での電源で供給することができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来の２次電池充電装置の場合、２次電池６を満充電状態になるように急速充電する大電流及び自己放電を補って満充電状態が得られるように充電する小電流を、充電用直流電源生成供給手段５を構成している可変抵抗回路Ｒの抵抗値を制御することで得ている。
【００２０】
このため、２次電池６を満充電状態になるように大電流で急速充電する期間においては、その期間が短いので、その期間での、充電用直流電源生成供給手段５を構成している可変抵抗回路Ｒにおける電力損失は、さほど問題にならないが、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間においては、その期間が、一般的には非常に長いので、その期間で、充電用直流電源生成供給手段５を構成している可変抵抗回路Ｒにおいて、大量の電力損失を伴う、という欠点を有していた。
【００２１】
よって、本発明は、上述した欠点のない新規な２次電池充電装置を提案せんとするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本願第１番目の発明による２次電池充電装置は、（ａ）交流電源を整流し、上記交流電源から直流化電源を生成する整流手段と、（ｂ）その整流手段が生成する直流化電源をスイッチングし、上記直流化電源からスイッチングされた直流化電源を生成する直流化電源スイッチング手段と、（ｃ）その直流化電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた直流化電源を平滑化し、上記スイッチングされた直流化電源から平滑化直流電源を生成する平滑化手段と、（ｄ）基準電圧を発生する基準電圧源と、（ｅ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源の電圧またはこれに応じた電圧と上記基準電圧源が発生する基準電圧との差電圧を生成する差電圧生成手段と、（ｆ）上記交流電源が得られている状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態表示信号を生成する交流電源状態表示信号生成手段と、（ｇ）２次電池が満充電状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる２次電池満充電状態表示信号を生成する２次電池満充電状態表示信号生成手段と、（ｈ）上記交流電源状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態表示信号及び上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号がともに２値表示で「１」をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段と、（ｉ）上記差電圧生成手段が生成する差電圧と上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号とによって制御された周波数を有するパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、（ｊ）上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号によって制御されて、スイッチング用パルス信号を生成するスイッチング用パルス信号生成手段と、（ｋ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を、上記スイッチング用パルス信号生成手段が上記スイッチング用パルス信号を生成している場合、そのスイッチング用パルス信号によってスイッチングし、上記平滑化直流電源からスイッチングされた平滑化直流電源を生成する平滑化直流電源スイッチング手段とを有し、（ｌ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を、上記スイッチング用パルス信号生成手段が上記スイッチング用パルス信号を生成していない場合、上記２次電池に、充電用直流電源として供給し、上記平滑化直流電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた平滑化直流電源を、上記スイッチング用パルス信号生成手段が上記スイッチング用パルス信号を生成している場合、上記２次電池に、充電用直流電源として供給するようになされているとともに、上記パルス信号生成手段が生成するパルス信号を、上記直流化電源スイッチング手段に、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として供給するようになされている。
【００２３】
本願第２番目の発明による２次電池充電装置は、本願第１番目の発明による２次電池充電装置の上記（ａ）〜（ｈ）の手段を有するとともに、（ｉ）上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号を予定の時間だけ遅延し、上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号から、それが上記予定の期間だけ遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号を生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段と、（ｊ）上記差電圧生成手段が生成する差電圧と上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段が生成する遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号とによって制御された周波数を有するパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、（ｋ）上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号が２値表示で「０」をとっている状態から２値表示で「１」をとる状態になるごとに、予定の期間だけ２値表示で「０」をとり、次で２値表示で「１」をとるパルス信号スイッチング手段制御用信号を生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段と、（ｌ）上記パルス信号生成手段が生成するパルス信号を、上記パルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段が生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号によってそれが２値表示で「１」をとる期間において通すようにスイッチングし、上記パルス信号からスイッチングされたパルス信号を生成するパルス信号スイッチング手段とを有し、（ｍ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を、上記２次電池に、充電用直流電源として供給するようになされているとともに、上記パルス信号スイッチング手段が生成するスイッチングされたパルス信号を、上記直流化電源スイッチング手段に、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として供給するようになされている。
【００２４】
本願第３番目の発明による２次電池充電装置は、本願第２番目の発明による２次電池充電装置において、（ｎ）上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号によって制御されて、スイッチング用パルス信号を生成するスイッチング用パルス信号生成手段と、（ｏ）上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を上記スイッチング用パルス信号生成手段が生成するスイッチング用パルス信号によってスイッチングし、上記平滑化直流電源からスイッチングされた平滑化直流電源を生成する平滑化直流電源スイッチング手段とを有し、（ｐ）上記平滑化直流電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた平滑化直流電源を、上記平滑化直流電源に代え、上記２次電池に、充電用直流電源として供給するようになされている。
【００２５】
【発明の実施の形態１】
まず、図１を伴って、本発明による２次電池充電装置の第１の実施の形態を述べよう。
図１において、図４との対応部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
【００２６】
図１に示す本発明による２次電池充電装置は、次に述べる構成を有する。
すなわち、図４に示す従来の２次電池充電装置で述べたと同様に、同様の、交流電源供給手段１からの交流電源ＡＣを整流し、交流電源ＡＣから直流化電源ＤＣ１を生成する整流手段２を有する。
【００２７】
また、図４に示す従来の２次電池充電装置で述べたと同様に、同様の、整流手段２が生成する直流化電源ＤＣ１をスイッチングし、直流化電源ＤＣ１からスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を生成する直流化電源スイッチング手段３を有する。
【００２８】
さらに、図４に示す従来の２次電池充電装置で述べたと同様に、同様の、直流化電源スイッチング手段３が生成するスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を平滑化し、スイッチングされた直流化電源ＤＣ２から平滑化直流電源ＤＣ３を生成する平滑化手段４を有する。
【００２９】
また、図４に示す従来の２次電池充電装置で述べたと同様に、同様の、基準電圧ＶＳを発生する基準電圧源８と、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３の電圧Ｖまたはこれに応じた電圧Ｖ′と基準電圧源８が発生する基準電圧ＶＳとの差電圧Ｖｄを生成する差電圧生成手段９とを有する。
【００３０】
さらに、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態表示信号Ｑを生成する交流電源状態表示信号生成手段１５を有する。この場合、交流電源状態表示信号生成手段１５は、交流電源供給手段１の出力を実線図示のように入力しまたは整流手段２の出力を点線図示のように入力して、交流電源供給手段１の出力または整流手段２の出力が内部で設定された予定のレベル以上であるか否かを検出し、その検出出力が予定のレベル以上であれば２値表示で「１」をとり、未満であれば２値表示で「０」をとる出力を、交流電源状態表示信号Ｑとして出力するようになされた構成とし得る。
【００３１】
また、２次電池６が満充電状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる２次電池満充電状態表示信号Ｂを生成する２次電池満充電状態表示信号生成手段１６を有する。この場合、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６は、２次電池６の電圧を電圧検出手段１６１によって電池電圧ＶＢとして検出し、その電池電圧ＶＢが予定電圧値以下である状態から電池電圧ＶＢの変化率が予定変化率値以下で得られることになれば、２次電池６が満充電状態になったとして、２値表示で「１」をとり、その状態から、電池電圧ＶＢが予定電圧値以下になれば、２次電池６が満充電状態でなくなったとして、２値表示で「０」をとる出力を得、その出力を２次電池満充電状態表示信号Ｂとして得るようになされた構成としたり、２次電池６またはその周りの温度を温度検出手段１６２によって電池温度ＴＥとして検出し、その電池温度ＴＥが予定温度値以下である状態から電池温度ＴＥの上昇変化率が予定変化率値以上で得られることになればまたは電池温度ＴＥが予定温度以下である状態から予定温度値以上で得られることになれば、２次電池が満充電状態になったとして、２値表示で「１」をとり、その状態から、電池温度ＴＥが予定の温度値以下となれば、２次電池が満充電状態でなくなったとして、２値表示で「０」をとる出力を得、その出力を２次電池満充電状態表示信号Ｂとして得るようになされた構成としたりし得る。
【００３２】
さらに、交流電源状態表示信号生成手段１５が生成する交流電源状態表示信号Ｑが２値表示で「１」をとり且つ２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示で「１」をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢを生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７を有する。この場合、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７は、交流電源状態表示信号Ｑ及び２次電池満充電状態表示信号Ｂを入力とする論理回路を以って構成し得る。
【００３３】
また、差電圧生成手段９が生成する差電圧Ｖｄと交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢとによって制御された周波数を有するパルス信号ＰＦを生成するパルス信号生成手段１８を有する。
【００３４】
この場合、パルス信号生成手段１８は、（ａ）差電圧生成手段９からの差電圧Ｖｄを入力して、その値に応じた発振周波数で発振するようになされ、且つ差電圧Ｖｄが値０であるとするとき、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「１」をとっているときに制御されている場合、比較的低い周波数ｆL で発振し、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「０」をとっているときに制御されている場合、周波数ｆL に比し格段的に高い周波数ｆH で発振するようになされた電圧可変型発振回路１８０と、（ｂ）その電圧可変型発振回路１８０で発振する発振周波数と等しい周波数を有し且つ各波が一定幅を有するパルス信号ＰＦを出力するパルス信号生成回路１８５とを有する構成とし得、そして、この場合の電圧可変型発振回路１８０は、コンデンサ１８１と、それと並列に交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「１」または「０」をとるか否かに応じてオンまたはオフに制御されるスイッチング素子１８３を介して接続されるコンデンサ１８２とを用い、差電圧Ｖｄが値０であるとするとき、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「１」をとっているときにスイッチング素子１８３がオンに制御されていることによってコンデンサ１８１及び１８２が並列接続されて用いられている場合、それらコンデンサ１８１及び１８２の並列容量によって決められた比較的低い周波数ｆL で発振し、また、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによってそれが２値表示で「０」をとっているときにスイッチング素子１８３がオフに制御されていることによってコンデンサ１８１のみが用いられている場合、コンデンサ１８１の容量によって決められた、周波数ｆL に比し格段的に高い周波数ｆH で発振するようになされた構成とし得、また、パルス信号生成回路１８５は、電圧可変型発振回路１８０の発振出力の各波によってトリガされるマルチバイブレータとその出力回路とを有する構成とし得る。
【００３５】
さらに、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂによって制御されて、スイッチング用パルス信号ＰＳを生成するスイッチング用パルス信号生成手段２０を有する。この場合、スイッチング用パルス信号生成手段２０は、２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示で「１」をとる場合（２次電池６が満充電状態をとる状態を表している場合）、スイッチング用パルス信号ＰＳを生成（発生）するようになされ、２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示で「１」をとる区間において発振するようになされた発振回路とその発振出力をパルス整形するパルス整形回路とを有する構成とし得る。
【００３６】
また、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成している場合、そのスイッチング用パルス信号ＰＳによってスイッチングし、平滑化直流電源ＤＣ３から、スイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を生成する平滑化直流電源スイッチング手段２１を有する。この場合、平滑化直流電源スイッチング手段２１は、原理的には、平滑化直流電源ＤＣ３を、スイッチング用パルス信号ＰＳによってオン・オフ制御されるスイッチング素子に通すようになされ、そのスイッチング素子を通して得られる出力を、スイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′として得るようになされた構成を有する。
【００３７】
そして、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成していない場合、２次電池６に、平滑化直流電源スイッチング手段２１内を素通りする態様で、充電用直流電源ＤＣとして供給し、また、平滑化直流電源スイッチング手段２１が生成するスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成している場合、２次電池６に、充電用直流電源ＤＣとして供給するようになされているとともに、パルス信号生成手段１８が生成するパルス信号ＰＦを、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として、直流化電源スイッチング手段３に、それをオン・オフ制御すべく供給するようになされている。
【００３８】
以上が、本発明による２次電池充電装置の第１の実施の形態の構成である。
このような構成を有する本発明による２次電池充電装置によれば、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態において、２次電池６が電池電源を負荷に直流電源として供給していない状態にあり、また、交流電源状態表示信号生成手段１５から、交流電源状態表示信号Ｑが、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られていることを表している２値表示の「１」をとって得られているが、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、差電圧生成手段９から得られる差電圧Ｖｄが値０で得られる比較的低い値ＶL を有する電圧Ｖで得られているとし、且つ２次電池満充電状態表示信号生成手段１６から、２次電池満充電状態表示信号Ｂが、２次電池６が満充電状態であることを表している２値表示の「１」をとって得られ、このため、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７から、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢが２値表示の「１」をとって得られているとするとともに、これに応じ、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、比較的低い値ｆL を有する周波数ｆを有して、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として得られているとすれば、直流化電源スイッチング手段３が、そのような値ｆL を有する周波数ｆを有する直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣによってオン・オフ制御され、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、パルス信号ＰＦ従って直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣの周波数ｆの値ｆL に応じた比較的低い値ＶL を有する電圧Ｖを有して得られ、一方、この場合、２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「１」をとって得られていることから、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成しており、よって、平滑化直流電源スイッチング手段２１が、いま平滑化手段４から低い値Ｖ L を有する電圧Ｖを有して得られた平滑化直流電源ＤＣ３をスイッチングして、スイッチングされた平滑化直 流電源ＤＣ３′を生成し、このため、いま平滑化直流電源スイッチング手段２１が生成した平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池に対する充電用直流電源として得られ、よって、２次電池６が、パルス信号ＰＦ従って直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣの周波数ｆの値ｆL に応じた比較的小さな値ＩL を有する電流Ｉで、自己放電が補われる態様で且つ過充電されることなしに、充電される。
【００３９】
従って、図１に示す本発明による２次電池充電装置によれば、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態において、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、比較的低い値ＶL を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から低い値Ｖ L を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られ、これに応じ、２次電池６が、比較的小さな値ＩL を有する電流ＩL で充電され、よって、２次電池６が、満充電状態を保っている定常状態が得られている。
【００４０】
また、このような状態から、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、なんらかの原因で、値ＶL よりも高い値を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L よりも高い値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られれば、２次電池６が、値ＩL よりも大きな値を有する電流で充電され、過充電されるおそれを有することになるが、この場合、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆL よりも低い値を有する周波数ｆで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL になる方向に低くなる値を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L になる方向に低くなる値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られるので、２次電池６が、値ＩL になる方向に小さくなる値を有する電流Ｉで充電されることになり、よって、２次電池６が過充電されるおそれを有することになることがほとんどない。
【００４１】
さらに、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、なんらかの原因で、値ＶL よりも低い値を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L よりも低い値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られれば、２次電池６が、値ＩL よりも小さい値を有する電流Ｉで充電され、電池電圧が低下するおそれを有することになるが、この場合、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆL よりも高い値を有する周波数ｆで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、充電用直流電源ＤＣとして、値ＶL になる方向に高くなる値を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L になる方向に高くなる値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られるので、２次電池６が、値ＩL になる方向に大きくなる値を有する電流Ｉで充電されることになり、よって、２次電池６の電池電圧が低下するおそれを有することになることがほとんどない。
【００４２】
また、交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られている定常状態から、交流電源ＡＣが得られない異常状態になれば、２次電池６が、交流電源ＡＣが得られているときはその交流電源ＡＣから変換された直流電源が供給されている負荷に、電池電源を直流電源として供給する状態になり、このため、２次電池６が、負荷への放電動作状態になるとともに、整流手段２、直流化電源スイッチング手段３、平滑化手段４及び平滑化直流電源スイ ッチング手段２１から、直流化電源ＤＣ１、スイッチングされた直流化電源ＤＣ２、平滑化直流電源ＤＣ３及びスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′がそれぞれ得られない状態になり、従って、充電用直流電源ＤＣが得られない状態になり、よって、２次電池６が、充電されている状態から、充電されない状態になる。
【００４３】
さらに、そのように交流電源供給手段１から交流電源ＡＣが得られていない状態になり、これに応じ２次電池６が放電動作状態になっている状態から、交流電源ＡＣが得られている状態に復帰すれば、２次電池６が負荷に電池電源を供給しない状態になり、よって、２次電池６が、負荷への放電動作状態から自己放電状態になる。ところで、このとき、それまでの間に、２次電池６が、満充電状態でない状態になっていれば、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６から、２次電池満充電状態表示信号Ｂが、２次電池６が満充電状態になっていないことを表している２値表示の「０」で得られているので、このとき、交流電源状態表示信号生成手段１５から交流電源状態表示信号Ｑが、交流電源ＡＣが得られていることを表している２値表示の「１」で得られてはいるが、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７から、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢが、２値表示で「０」をとって得られ、これに応じ、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆL よりも格段的に高い値ｆH またはその近傍の値を有する周波数で得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL よりも格段的に高い値ＶH またはその近傍の値を有する電圧Ｖで得られ、一方、この場合、２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「０」をとって得られていることから、スイッチング用パルス信号生成手段２０がスイッチング用パルス信号ＰＳを生成しておらず、よって、平滑化直流電源スイッチング手段２１が、いま平滑化手段４から高い値Ｖ H またはその近傍の値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３をスイッチングせず、このため、いま平滑化手段４から高い値Ｖ H またはその近傍の値を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られ、よって、２次電池６が、値ＩL よりも格段的に大きな値ＩH またはその近傍の値を有する電流Ｉで満充電状態になるように、急速充電される。
【００４４】
そして、そのように２次電池６が急速充電されて、２次電池６が満充電状態になれば、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６から、２次電池満充電状態表示信号Ｂが、２次電池６が満充電状態であることを表している２値表示の「１」で得られるので、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７から、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢが、２値表示で「１」をとって得られ、これに応じ、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆH よりも格段的に低い値ｆL またはその近傍の値ｆL よりも高いまたは低い値を有する周波数ｆで得られ、これに応じ、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL またはその近傍の値ＶL よりも高いまたは低い値を有する電圧Ｖで得られ、そして、もしその平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL の近傍の値ＶL よりも高いまたは低い値を有する電圧Ｖで得られれば、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦが、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、値ｆL の近傍の値ｆL よりも高いまたは低い値よりも、低いまたは高い値を有する周波数ｆで得られるので、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL になる方向に高くまたは低くなる値を有する電圧Ｖで得られ、結局、平滑化手段４から、平滑化直流電源ＤＣ３が、値ＶL を有する電圧Ｖで得られ、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１から、いま平滑化手段４から値Ｖ L を有する電圧Ｖで得られた平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′が、２次電池６に対する充電用直流電源として得られることになり、よって、２次電池６が、値ＩL を有する電流Ｉで充電される定常状態に復帰する。
【００４５】
以上のことから、図１に示す本発明による２次電池充電装置によれば、図４に示す従来の２次電池充電装置の場合と同様に、交流電源ＡＣが得られている定常状態から得られていない異常状態になることによって、２次電池６が電池電源を負荷に直流電源として供給している状態、従って２次電池６が放電動作状態になっている、という状態から、交流電源ＡＣが得られている定常状態に復帰した場合、２次電池６を、まず、満充電状態になるように大電流で急速に充電し、爾後、自己放電を補って満充電状態が得られるように小電流で充電する。
【００４６】
従って、図１に示す本発明による２次電池充電装置によれば、図４に示す従来の２次電池充電装置の場合と同様に、交流電源ＡＣが得られていない異常状態であることによって２次電池６が放電動作状態になっている状態から交流電源ＡＣが得られている定常状態に復帰して後、わずかな時間しか経過しないで、交流電源ＡＣが得られていない異常状態になっても、２次電池６の電池電源を、負荷に、２次電池６の満充電状態での電源で供給することができる。
【００４７】
しかしながら、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合、図４に示す従来の２次電池充電装置の場合とは異なり、２次電池６を満充電状態になるように急速充電する大電流及び自己放電を補って満充電状態が得られるように充電する小電流を、パルス信号生成手段１８から、パルス信号ＰＦを、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして、高い値ｆH 及び低い値ｆL をそれぞれ有する周波数ｆで得て、そのような直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣによって直流化電源スイッチング手段３をオン・オフ制御する、ということによって、平滑化手段４から直流化電源ＤＣ３を、高い値ＶH 及び低い値ＶL をそれぞれ有する電圧Ｖで得る、ということで得ており、そこに、電力損失をほとんど伴わせていない。
【００４８】
このため、図１に示す本発明による２次電池充電装置によれば、２次電池を満充電状態になるように大電流で急速充電する期間でも、また、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間でも、電力損失をほとんど伴わず、従って、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間が長くても、電力損失についてなんら問題がなく、よって、図４に示す従来の２次電池充電装置に伴う欠点を、有効に、回避することができる。
【００４９】
また、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、２次電池６を満充電状態になるように急速充電する場合、高い値を有する電圧Ｖで得るようにしてもよく、また、平滑化直流電源スイッチング手段２１が生成する、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３のスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を、２次電池６を充電する充電用直流電源ＤＣとしているので、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、自己放電を補充するように充電する場合においても、高い値を有する電圧Ｖで得るようにしてもよいことから、そのように、平滑化手段４から平滑化直流電源ＤＣ３を高い値を有する電圧Ｖで得るようにすれば、２次電池６を満充電状態になるように急速充電する場合及び自己放電を補充するように充電する場合のそれぞれにおいて、差電圧生成手段９を、差電圧Ｖｄが精度高く得られるようにすることができるとともに、パルス信号生成手段１８を、パルス信号ＰＦがより高い精度で制御された周波数で得られるようにすることができ、よって、直流化電源スイッチング手段制御用信号ＳＣによって制御されて直流化電源スイッチング手段３が生成するスイッチングされた直流化電源ＤＣ２を、より高い精度で得ることができ、これに応じ、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３、従って充電用直流電源ＤＣを、より高い精度で得ることができるので、２次電池６を、より高い満充電状態に充電することができる。
【００５０】
【発明の実施の形態２】
次に、図２を伴って本発明による２次電池充電装置の第２の実施の形態を述べよう。
図２において、図１との対応部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
【００５１】
図２に示す本発明による２次電池充電装置は、詳細説明は省略するが、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合と同様に、同様の、整流手段２と、直流化電源スイッチング手段３と、平滑化手段４と、基準電圧源８と、差電圧生成手段９と、交流電源状態表示信号生成手段１５と、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６と、交流電源状態２次電池満充電状態表示信号生成手段１７とを有する。
【００５２】
また、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢを予定の時間Ｔａだけ遅延し、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢから、それが予定の時間Ｔａだけ遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢ′を生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段２２を有する。この場合、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段２２は、従来公知の種々の遅延回路を用い得る。
【００５３】
さらに、差電圧生成手段９が生成する差電圧Ｖｄと交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段２２が生成する遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢ′とによって制御された周波数を有するパルス信号を生成するパルス信号生成手段１８′を有する。この場合、パルス信号生成手段１８′は、詳細説明は省略するが、図１に示す本発明による２次電池充電装置のパルス信号生成手段１８と同様の構成とし得、図１に示す本発明による２次電池充電装置のパルス信号生成手段１８が生成するパルス信号ＰＦと同様のパルス信号を、図１に示す本発明による２次電池充電装置のパルス信号生成手段１８が生成するパルス信号ＰＦが得られる時点よりも上述した時間Ｔａだけ遅れた時点から、パルス信号ＰＦ′として生成する。
【００５４】
また、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段１７が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢが２値表示で「０」をとっている状態から２値表示で「１」をとる状態になるごとに、予定の時間Ｔｂだけ、２値表示で「０」をとり、次で２値表示で「１」をとるパルス信号スイッチング手段制御用信号Ｇを生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段２３を有する。この場合パルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段２３は、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢによって、それが２値表示で「０」をとっている状態から「１」をとっている状態に転換する時点でトリガされるワンショットマルチバイブレータとその出力回路とを有する構成とし得るが、パルス信号スイッチング手段制御用信号Ｇを、それが２値表示の「０」をとって後「１」をとる時点が、交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号ＱＢ′が２値表示で「０」の状態から「１」をとる状態に転換する時点よりも遅れた時点となるように、２値表示で「０」をとる上述した時間Ｔｂが決められて得るように、構成されている。
【００５５】
さらに、パルス信号生成手段１８′が生成するパルス信号ＰＦ′を、パルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段２３が生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号Ｇによってそれが２値表示で「１」をとる期間において通すようにスイッチングし、パルス信号ＰＦ′からスイッチングされたパルス信号ＰＦ″を生成するパルス信号スイッチング手段２４を有する。この場合、パルス信号スイッチング手段２４は、原理的には、パルス信号ＰＦ′を、パルス信号スイッチング手段制御用信号Ｇによってオン・オフ制御されるスイッチング素子に通し、そのスイッチング素子を通して得られる出力を、スイッチングされたパルス信号ＰＦ″として得るようになされた構成を有する。
【００５６】
そして、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、２次電池６に、充電用直流電源ＤＣとして供給するようになされているとともに、パルス信号スイッチング手段２４が生成するスイッチングされたパルス信号ＰＦ″を、図１に示す本発明による２次電池充電装置のパルス信号生成手段１８が生成するパルス信号ＰＦに代え、直流化電源スイッチング手段３に、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号ＳＣとして供給するようになされている。
【００５７】
以上が、本発明による２次電池充電装置の第２の実施の形態の構成である。
このような構成を有する本発明による２次電池充電装置によれば、上述した事項を除いて、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合と同様であるので、詳細説明は省略するが、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合で述べたのに準じた、優れた作用・効果を得ることができるのに加え、次に述べる優れた作用・効果が得られる。
【００５８】
すなわち、パルス信号生成手段１８′が、パルス信号ＰＦ′を、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「０」をとっている状態から「１」をとっている状態に転換する時点よりも交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段２２での上述した時間Ｔａだけ遅れた時点から、低い値を有する周波数で生成するのを開始するので、上述した時間Ｔａを予め適当に決めておくことによって、パルス信号生成手段１８′が、パルス信号ＰＦ′を、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「０」をとっている状態から「１」をとっている状態に転換して後、その２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「１」を安定してとるようになってから、低い値を有する周波数で生成するのを開始するとともに、パルス信号スイッチング手段２４が、パルス信号生成手段１８′が生成するパルス信号ＰＦ′を、それが低い値を有する周波数で生成開始される時点からパルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段２３での予定の時間Ｔｂだけ遅れた時点まで、通さないことによって、パルス信号ＰＦ″を生成するので、上述した時間Ｔｂを予め適当に決めておくことによって、パルス信号スイッチング手段２４が、パルス信号ＰＦ″を、パルス信号ＰＦ′から、それが低い値を有する周波数で生成開始して後、その周波数が安定してから、生成開始するので、２次電池６を、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６から２次電池満充電状態表示信号Ｂが２値表示の「０」をとっている状態から「１」をとっている状態に転換して得られる過渡時の影響を受けることなしに、安定に充電させることができる。
【００５９】
【発明の実施の形態３】
次に、図３を伴って本発明による２次電池充電装置の第３の実施の形態を述べよう。
図３において、図１及び図２との対応部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する。
【００６０】
図３に示す本発明による２次電池充電装置は、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合と同様に、２次電池満充電状態表示信号生成手段１６が生成する２次電池満充電状態表示信号Ｂによって制御されて、スイッチング用パルス信号ＰＳを生成するスイッチング用パルス信号生成手段２０と、平滑化手段４が生成する平滑化直流電源ＤＣ３を、スイッチング用パルス信号生成手段２０が生成するスイッチング用パルス信号ＰＳによってスイッチングし、平滑化直流電源ＤＣ３から、スイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を生成する平滑化直流電源スイッチング手段２１とを有し、そして、平滑化直流電源スイッチング手段２１が生成するスイッチングされた平滑化直流電源ＤＣ３′を、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合の平滑化直流電源ＤＣ３に代え、２次電池６に、充電用直流電源ＤＣとして供給するようになされていることを除いて、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合と同様の構成を有する。
【００６１】
以上が、本発明による２次電池充電装置の第４の実施の形態の構成である。
このような構成を有する本発明による２次電池充電装置によれば、上述した事項を除いて、図２に示す本発明による２次電池充電装置と同様の構成を有するので、詳細説明は省略するが、図２に示す本発明による２次電池充電装置の場合で述べたと同様の優れた作用・効果が得られるとともに、図１に示す本発明による２次電池充電装置の場合で述べたと同様の優れた作用・効果が得られることは明らかである。
【００６２】
なお、上述においては、本発明のわずかな実施の形態を示したに留まり、本発明の精神を脱することなしに種々の変型、変更をなし得るであろう。
【００６３】
【発明の効果】
２次電池を満充電状態になるように大電流で急速充電する期間でも、また、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間でも、電力損失をほとんど伴わず、従って、２次電池６を自己放電を補って満充電状態が得られているように小電流で充電する期間が長くても、電力損失についてなんら問題がなく、よって、図４に示す従来の２次電池充電装置に伴う欠点を、有効に、回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２次電池充電装置の第１の実施の形態を示す系統的接続図である。
【図２】本発明による２次電池充電装置の第２の実施の形態を示す系統的接続図である。
【図３】本発明による２次電池充電装置の第３の実施の形態を示す系統的接続図である。
【図４】従来の２次電池充電装置を示す系統的接続図である。
【符号の説明】
１ 交流電源供給手段
２ 整流手段
３ 直流化電源スイッチング手段
４ 平滑化手段
５ 充電用直流電源生成供給手段
６ ２次電池
７ 充電用直流電源生成供給手段制御用信号生成手段
７１ 電圧検出手段
７２ 温度検出手段
８ 基準電圧源
９ 差電圧生成手段
９１ 分圧回路
９２、９３ 抵抗
９４ 比較回路
１０ パルス信号生成手段
１５ 交流電源状態表示信号生成手段
１６ ２次電池満充電状態表示信号生成手段
１６１ 電圧検出手段
１６２ 温度検出手段
１７ 交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段
１８ パルス信号生成手段
１８０ 電圧可変型発振回路
１８１、１８２ コンデンサ
１８３ スイッチング素子
１８５ パルス信号生成回路
２０ スイッチング用パルス信号生成手段
２１ 平滑化直流電源スイッチング手段
２２ 交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段
２３ パルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段
２４ パルス信号スイッチング手段
Claims (3)
- 交流電源を整流し、上記交流電源から直流化電源を生成する整流手段と、
上記整流手段が生成する直流化電源をスイッチングし、上記直流化電源からスイッチングされた直流化電源を生成する直流化電源スイッチング手段と、
上記直流化電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた直流化電源を平滑化し、上記スイッチングされた直流化電源から平滑化直流電源を生成する平滑化手段と、
基準電圧を発生する基準電圧源と、
上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源の電圧またはこれに応じた電圧と上記基準電圧源が発生する基準電圧との差電圧を生成する差電圧生成手段と、
上記交流電源が得られている状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態表示信号を生成する交流電源状態表示信号生成手段と、
２次電池が満充電状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる２次電池満充電状態表示信号を生成する２次電池満充電状態表示信号生成手段と、
上記交流電源状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態表示信号及び上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号がともに２値表示で「１」をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段と、
上記差電圧生成手段が生成する差電圧と上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号とによって制御された周波数を有するパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号によって制御されて、スイッチング用パルス信号を生成するスイッチング用パルス信号生成手段と、
上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を、上記スイッチング用パルス信号生成手段が上記スイッチング用パルス信号を生成している場合、そのスイッチング用パルス信号によってスイッチングし、上記平滑化直流電源からスイッチングされた平滑化直流電源を生成する平滑化直流電源スイッチング手段とを有し、
上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を、上記スイッチング用パルス信号生成手段が上記スイッチング用パルス信号を生成していない場合、上記２次電池に、充電用直流電源として供給し、上記平滑化直流電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた平滑化直流電源を、上記スイッチング用パルス信号生成手段が上記スイッチング用パルス信号を生成している場合、上記２次電池に、充電用直流電源として供給するようになされているとともに、上記パルス信号生成手段が生成するパルス信号を、上記直流化電源スイッチング手段に、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として供給するようになされていることを特徴とする２次電池充電装置。 - 交流電源を整流し、上記交流電源から直流化電源を生成する整流手段と、
上記整流手段が生成する直流化電源をスイッチングし、上記直流化電源からスイッチングされた直流化電源を生成する直流化電源スイッチング手段と、
上記直流化電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた直流化電源を平滑化し、上記スイッチングされた直流化電源から平滑化直流電源を生成する平滑化手段と、
基準電圧を発生する基準電圧源と、
上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源の電圧またはこれに応じた電圧と上記基準電圧源が発生する基準電圧との差電圧を生成する差電圧生成手段と、
上記交流電源が得られている状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態表示信号を生成する交流電源状態表示信号生成手段と、
２次電池が満充電状態をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる２次電池満充電状態表示信号を生成する２次電池満充電状態表示信号生成手段と、
上記交流電源状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態表示信号及び上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号がともに２値表示で「１」をとるか否かに応じて２値表示で「１」または「０」をとる交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段と、
上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号を予定の時間だけ遅延し、上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号から、それが上記予定の期間だけ遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号を生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段と、
上記差電圧生成手段が生成する差電圧と上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号遅延手段が生成する遅延された交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号とによって制御された周波数を有するパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
上記交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する交流電源状態・２次電池満充電状態表示信号が２値表示で「０」をとっている状態から２値表示で「１」をとる状態になるごとに、予定の期間だけ２値表示で「０」をとり、次で２値表示で「１」をとるパルス信号スイッチング手段制御用信号を生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段と、
上記パルス信号生成手段が生成するパルス信号を、上記パルス信号スイッチング手段制御用信号生成手段が生成するパルス信号スイッチング手段制御用信号によってそれが２値表示で「１」をとる期間において通すようにスイッチングし、上記パルス信号からスイッチングされたパルス信号を生成するパルス信号スイッチング手段とを有し、
上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を、上記２次電池に、充電用直流電源として供給するようになされているとともに、上記パルス信号スイッチング手段が生成するスイッチングされたパルス信号を、上記直流化電源スイッチング手段に、直流化電源スイッチング手段制御用パルス信号として供給するようになされていることを特徴とする２次電池充電装置。 - 請求項２記載の２次電池充電装置において、
上記２次電池満充電状態表示信号生成手段が生成する２次電池満充電状態表示信号によって制御されて、スイッチング用パルス信号を生成するスイッチング用パルス信号生成手段と、
上記平滑化手段が生成する平滑化直流電源を上記スイッチング用パルス信号生成手段が生成するスイッチング用パルス信号によってスイッチングし、上記平滑化直流電源からスイッチングされた平滑化直流電源を生成する平滑化直流電源スイッチング手段とを有し、
上記平滑化直流電源スイッチング手段が生成するスイッチングされた平滑化直流電源を、上記平滑化直流電源に代え、上記２次電池に、充電用直流電源として供給するようになされていることを特徴とする２次電池充電装置。
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