JPH01136534A

JPH01136534A - 充電回路

Info

Publication number: JPH01136534A
Application number: JP29369387A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Kitamura; 北村　元治; Toyokatsu Okamoto; 豊勝岡本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-11-19
Filing date: 1987-11-19
Publication date: 1989-05-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、被充電用電池への充電中の瞬時停電によって
誤動作することを防止する機能を備えた充電回路に関す
る。

（従来技術）従来から、トランスあるいはインバータを用いて、商用
電源から被充電用電池へ充電する充電回路が知られてお
り、この種の充電回路には被充電用電池への充電電流を
制御する充電制御回路を備えている。この充電制御回路
は、被充電用電池が満充電になると充電電流を減少させ
、過充電を防止する機能を備えている。すなわち、この
機能は被充電用電池が満充電状態から過充電状態になる
に従い、この被充電用電池の電圧は上昇から下降に変化
するので、この電圧が下降変化することを検出し、過充
電を防止するものである。

ところが、上記の充電制御回路において、被充電用電池
の電圧を検出するためには、上記電圧をデジタル値にＡ
Ｄ変換し、このＡＤ変換された電圧値でもって電圧の変
化を演算する必要があり、このＡＤ変換を行っていると
きに、瞬時停電が発生すると、充電制御回路のＡＤ変換
用基準電圧は変動する。このような事態に陥ると、上記
基準電圧に基づいてＡＤ変換された電圧値も変動するこ
とになり、被充電用電池の電圧の変化を誤検出するとい
った問題を有していた。

（発明の目的）本発明は、上記問題点を解消するもので、瞬時停電を検
出し、被充電用電池の電圧のＡＤ変換を中止するように
したことにより、充電制御回路の誤動作を防止すること
ができる充電回路を提供することを目的とする。

（発明の構成）本発明は、商用電源に一次側を接続したトランスの二次
側出力の一部を被充電用電池の充電用電源とし、同二次
側出力の他の一部を被充電用電池への充電電流を制御す
る充電制御回路の電源とし、前記充電制御回路は被充電
用電池の充電状態を検出して得られる充電制御信号を入
力としてなる充電回路において、トランスの出力を検出
する電圧検出部を備え、この電圧検出部によりトランス
の出力の減少を検出したとき、前記充電制御信号が充電
制御回路で処理されないようにしたものである。

この構成により、瞬時停電などによりトランス出力が減
少しても、充電制御回路での充電制御の誤動作が防止さ
れる。

（実施例）第１図は本発明の第１実施例による回路構成を示す。同
図において、１は商用電源２で駆動されるトランスで、
このトランス１は巻線Ｌ１１．Ｌ２１゜［２２により構
成されている。３はスイッチで、トランス１の一次巻線
Ｌ１１に印加されている商用電源２を制御１（大切）す
ることで二次巻線Ｌ２１．１２２の出力電力の制御を行
う。４は被充電用電池で、コネクタＣＮ１．ＣＮ２およ
び、ダイオードＤ５および抵抗Ｒ１２を介して二次巻線
Ｌ２１に接続されている。上記巻線Ｌ２１は、その出力
がダイオードＤ５で整流され、被充電用電池４に充電電
流を供給する。一方、上記巻線Ｌ２２の出力は、ダイオ
ードＤ６で整流され、コンデンサＣ７に蓄積される。

ここで、商用電源２が印加されている一次巻線Ｌ１１を
スイッチ３により入り切りすると、巻線Ｌ２２の出力は
変動するので、コンデンサＣ７の容量は十分に大きく設
定されており、巻線Ｌ２２に接続されている回路の消費
電力を十分にまかなえる電力が蓄えられるようにしてい
る。

５は１〜ランジスタＱ３と抵抗Ｒ４および定電圧ダイオ
ードＤ７からなる定電圧回路で、この定電圧回路５は充
電制御回路を構成する充電制御ＩＣ６および電池電圧検
出ＩＣ７に一定電圧（例えば、５Ｖ）を供給する。また
、この充電制御ＩＣ６は、被充電用電池４への充電電流
が一定になるよう、すなわち、被充電用電池４に接続さ
れている抵抗Ｒ１２の電圧降下が一定になるようにスイ
ッチ３を制御する。また、充電制御ＩＣ６は、電池電圧
検出ＩＣ７の出力信号に基づいて、被充電用電池４が満
充電になると充電電流値を減少させる機能をも有してい
る。すなわち、抵抗Ｒ１２の端子間電圧をフル充電電流
に対応する一定電圧値になるように制御したり、満充電
後のトリクル充電電流に対応する一定電圧値になるよう
に制御したりする。

それゆえ、抵抗Ｒ１２の端子間電圧値を一定にするため
に、充電制御ＩＣ６は抵抗Ｒ１２の端子間電圧値を制御
信号として入力し、この信号に基づいてスイッチ３を制
御する信号を出力する。

一方、電池電圧検出ＩＣ７は、被充電用電池４の端子間
電圧が充電制御信号として入力され、第一　　〇　　− ２図（ａ）に示すように、被充電用電池４の端子間電圧
値が最大電圧値■１に達した時点ｔ１から電圧値Δ■低
下すると、充電完了と判断し、この時点ｔ２にて充電完
了の信号を充電制御１０６に出力し、この結果、第２図
（ｂ）に示すように、充電制御ＩＣ６は、スイッチ３を
制御して、被充電用電池４に流す電流値をフル充電電流
値からトリクル充電電流値に切り換える。

８はトランジスタＱ２と抵抗Ｒ５，Ｒθおよび定電圧ダ
イオードＤＢからなる電圧検出部で、コンデンサＣ７の
端子間電圧が成る電圧Ｖ２　　［これについては後述す
る第３図（ｂ）に示す］まで低下すると、電池電圧検出
ＩＣ７の“’　Ｅ　Ｎ　”端子に入力されている信号を
ＨＩＧＨ（以後の説明ではＩＩ　ＨＩＩとする）からＬ
ＯＷ（以後の説明では“Ｌ　ＩＴとする）へ反転させる
機能を有するものである。

次に、本発明回路による被充電用電池４への充電中に瞬
時停電が起こった場合の動作について、第３図（ａ）〜
（ｆ）を用いて、詳細に説明する。

まず、第３図（ａ）に示すように、商用電源２が時間ｔ
３からｔ６の期間に（瞬時）停電になった場合、コンデ
ンサＣ７の端子間電圧は、第３図（ｂ）に示すように、
徐々に低下する。ここで、コンデンサＣ７の端子間電圧
が電圧Ｖ２まで低下する期間ｔ３〜ｔ４では、コンデン
サＣ７の残留エネルギーにより、上記充電制御ＩＣ６お
よび電池電圧検出ＩＣ７は正常に働いている。

さらに、コンデンサＣ７の端子間電圧が■２に低下した
時点ｔ４では、定電圧回路５のトランジスタＱ３へのバ
イアス電流は、時点ｔ３の時のバイアス電流と比べて減
少する。そして、このバイアス電流の減少による抵抗Ｒ
４の電圧降下がトランジスタＱ２のベース、エミッタ間
の順バイアス電圧よりも小さく、すなわちトランジスタ
Ｑ２のベース電流が所定電流以下になると、トランジス
タＱ２は遮断する（ＯＦＦする）。すなわち、トランジ
スタＱ２のコレクタ電圧は、第３図（Ｃ）に示すように
、時点ｔ４で消滅し、これに伴い、定電圧ダイオードＤ
８の端子間電圧も消滅する。

そして、電池電圧検出ＩＣ７の“Ｅ　Ｎ　”端子に入力
される信号は、第３図（ｄ）に示すように、時点ｔ４ま
で＋ｒ　ＨＩＴであったものが“Ｌ”に反転する。

このように“’　Ｅ　Ｎ　”端子の入力信号がＨ″がら
Ｌ″に反転したことで、この時点ｔ４以降、電池電圧検
出ＩＣ７は、ＡＤ変換を中止し、第３図（ｅ）に示すよ
うに、時点ｔ４の直前の被充電用電池４の端子間電圧の
値を、瞬時停電が回復する時点ｔ６までの間、継続して
（変化なく）保持する。すなわち、上記のように″“Ｅ
　Ｎ　”端子の入力信号が“ＨＰＩからＬ″に反転した
ことが、電池電圧検出ＩＣ７において充電制御信号の処
理がなされないように機能するための電池電圧検出ＩＣ
７に対する禁止信号となる。

ここで、電池電圧検出ＩＣ７がＡＤ変換を中止する理由
について、第２図（ａ）に示す電圧値ΔＶの検出方法で
説明する。まず、電池電圧検出ＩＣ７は一定時間間隔を
置いて被充電用電池４の端子間電圧値の検出を行ない、
この端子間電圧値の最大値Ｖ１からΔ■以上低下した電
圧値を数回（ここではｎ回とする）連続して検出すると
、上記電池電圧検出ＩＣ７は最大値■１からΔ■低下、
すなわち、被充電用電池４が満充電になったと判断する
。

しかるに、被充電用電池４の端子間電圧値が最大値■１
になる以前（満充電に達する以前）に瞬時停電が起こっ
た場合でも、この停電の期間ｔ３〜ｔ６での電圧値の検
出回数が０回未満、もしくは期間ｔ３〜ｔ８での電圧値
の検出回数がｎ回以上であっても被充電用電池４の端子
間電圧の低下がΔ■未満であれば、上記のように電池電
圧検出ＩＣ７は被充電用電池４が満充電になったと判断
しない。

一方、交流電源２が停電すると、電池電圧検出ＩＣ７へ
の電源電圧は低下し、第３図（ｆ）に示すように、停電
発生時点ｔ３の後、成る時点ｔ５から電池電圧検出１０
７内のＡＤ変換用基準電圧は低下を始めるが、時点ｔ５
においては、上述したように電池電圧検出ＩＣ７におけ
る被充電用電池４の端子間電圧値のＡＤ変換は中止され
ているので、低下した基準電圧に基づいて被充電用電池
−４の端子間電圧値のＡＤ変換が行なわれるようなこと
はない。

なお、第３図（ｅ）に点線で示すＡＤ変換値は、電圧検
出部８から電池電圧検出ＩＣ７のＥ　Ｎ　”端子に充電
制御信号の処理の禁止信号を送らない場合であり、この
場合には、停電によりＡＤ変換用基準電圧が低下するこ
とにより［第３図（ｆ）に示す］、相対的に被充電用電
池４の端子間電圧のＡＤ変換値は大きくなる。すなわち
、停電から回復直後の時点ｔ６では、見かけ上、Δ■以
上八へ変換値が大きくなっており、誤って満充電である
との検出がなされて不都合である。

次に、本発明の第２実施例を第４図に示す。本実施例は
、上述した第１図の回路のトランジスタＱ２と抵抗Ｒ５
、Ｒｅおよび定電圧ダイオードＤ８からなる電圧検出部
８を、抵抗Ｒａ　、Ｒｂおよび］ンパレータ８ａからな
る回路に変更したものである。同図において、抵抗Ｒａ
　、　ＲｂはコンデンサＣ７の端子間電圧を分圧する。

そして、コンパレータ８ａには上記電圧の分圧値が入力
され、上記コンパレータ８ａは上記分圧値と定電圧ダイ
オードＤ７の端子間電圧とを比較するものである。

上記の構成において、瞬時停電が起こった場合、上記分
圧値は、徐々に小さくなり、上述の第１実施例と同様に
第３図の時点ｔ４にて定電圧ダイオードＤ７の端子間電
圧よりも小さくなり、コンパレータ８ａは電池電圧検出
■Ｃ７に充電制御信号のＡＤ変換処理の禁止信号を送る
。

つまり、第４図の例では、抵抗Ｒａ　、Ｒｂの分圧比を
任意に設定することにより、コンデンサＣ７の端子間電
圧の低下を検出して電池電圧検出ＩＣ７でのＡＤ変換が
停止される電圧■２を任意に可変でき、もってそのＡＤ
変換停止の時点ｔ４を任意に調整できる。

また、第５図は本発明の第３実施例を示しており、本実
施例は、被充電用電池４の温度を検出して充電制御する
ものであり、上記実施例と相違する点は、被充電用電池
４に密着させて配設した温度センサＱｓをその一端を被
充電用電池４の負極−１２＝に接続し、他端をコネクタＣＮ３および抵抗Ｒ８を介し
て定電圧回路５の出力端に接続し、かつ、コネクタＣＮ
３と抵抗Ｒ８の接続点を電池電圧検出ＩＣ７のＩ　Ｎ　
”端子に接続したことにある。

上記構成において、被充電用電池４の充電による発熱が
センサＤＳにより検出され、第６図（ａ）、（ｂ）に示
すように、満充電の期間ｔ７〜ｔ８になると上記発熱温
度は急激に低下し、この発熱温度の低下に対応したバイ
アス電流がセンサ［）Ｓに流れることになる。ここで、
抵抗Ｒ３はセンサ゛　　ＤＳに流れるバイアス電流に対
応する電圧降下を発生する。この抵抗Ｒ３の端子間電圧
を充電制御信号として電池電圧検出ＩＣ７に入力される
ことで、間接的に被充電用電池４の満充電を検出するこ
とができる。

すなわち、電池電圧検出ＩＣ７は、センサ［）Ｓにより
検出された被充電用電池４の発熱温度が充電開始の時よ
り温度ΔＴ低下した時点ｔ８を満充電と判断し、この電
池電圧検出ＩＣ７の出力が充電制御ＩＣ６に与えられ、
もってこの充電制御０１Ｃ６は第６図（Ｃ）に示すよう
に、スイッチ３を制御して、被充電用電池４に流す電流
値をフル充電電流値からトリクル充電電流値に切り換え
る。

本実施例においても、被充電用電池４が満充電に達する
以前に瞬時停電が起こった場合の誤検知防止の作用は前
述と同様である。すなわち、瞬時停電時に、定電圧回路
５から抵抗Ｒ８を経由してセンサＤＳに流れるバイアス
電流が減少するので、同センサＤＳの端子間電圧は降下
し、したがって、被充電用電池４の発熱温度が未だ６丁
低下していないにもかかわらず、充電完了と誤判断され
る虞れがあるが、これを防止するために、瞬時停電時に
電圧検出部８の出力信号により上記電池電圧検出ＩＣ７
の’　Ｅ　Ｎ　”端子の入力を“ＨＤ＋から“Ｌ　Ｉ＋
に反転させ、電池電圧検出ＩＣ７のＡＤ変換を中止させ
る。これによって、電池電圧検出ＩＣ７は、被充電用電
池４が満充電に達していないにもかかわらず満充電に達
したと、誤判断することがなくなる。

次に、第１図の実施例の具体的な回路例を第７図を用い
て説明する。同図において、被充電用電池４と定電圧回
路５と電圧検出部８および電池電圧検出ＩＣ７は第１図
と同じものである。フィルタ回路９は本発明の回路にお
いて発生した雑音を外部へ漏らすのを防ぎ、ダイオード
ブリッジ１０は交流電源である商用電源２を整流し、コ
ンデンサＣ２に直流電圧を供給している。このコンデン
サＣ２は上記ダイオードブリッジ１０から供給された直
流電圧の脈動を平滑する。パワースイッチＱ１は、上記
平滑された直流電圧が印加されたトランス１の一次巻線
Ｌ１１の一端をスイッチングすることにより、二次巻線
Ｌ１２．Ｌ２１．’Ｌ２２に電力を発生させる。スナバ
回路１１は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ３およびダイオード
Ｄ２からなり、パワースイッチＱ１のスイッチングに伴
って、−次巻線し１１の両端に発生するスパイク電圧を
吸収する。

スイッチングＩＣ１２は、充電制御ＩＣ６からフォトカ
ブラＰｃ１．ＰＯ２を介して入力される制御信号に基づ
いて、抵抗Ｒ３を介してパワースイッチＱ１をスイッチ
ングする。なお、抵抗Ｒ２６はフォトカブラＰＣ２に駆
動用の電流を流すためのものである。電力供給回路１３
は抵抗Ｒｗ、Ｒ１７とトランジスタＱ４とコンデンサＣ
１２と定電圧ダイオードＤ１３．Ｄｗおよびダイオード
Ｄ３からなり、商用電源２０投入直後のみスイッチング
ＩＣ１２へ電力を供給する。また、−旦、パワースイッ
チＱ１がスイッチングを開始し、二次巻線Ｌセに電力が
出力されると、抵抗ＲｗとトランジスタＱ５とコンデン
サＣ９と定電圧ダイオードＤ７とダイオードＤ１１．Ｄ
１８からなる安定化電源回路１４が電力供給回路１３に
替わってスイッチングＩＣ１２へ電力を供給する。

平滑回路１５はダイオードＤ４とチョークコイルＬ２お
よびコンデンサＣ６からなり、ダイオードＤ５を介して
、被充電用電池４へ送られる二次巻線し２１の出力電圧
の脈動を平滑する。さらに、この平滑された巻線Ｌ２１
の出力電圧は、被充電用電池４の端子間電圧の細かな変
動のみ平滑する抵抗Ｒ１３，コンデンサＣ１および定電
圧ダイオードＤ９を介して、電池電圧検出ＩＣ７の＃　
Ｉ　Ｎ　Ｉ＋端子へ入力される。

そして、被充電用電池４が満充電に至るまでは、電池電
圧検出ＩＣ７の“ＯＵ　Ｔ　”端子は“Ｌ　ＩＩであり
、トランジスタＱ６は導通（ＯＮ）している。

このトランジスタＱ６が導通していることにより、抵抗
Ｒ７と抵抗Ｒ８とが並列に接続され、したがって、充電
制御ＩＣ６の比較入力端子１１　＋　ＩＩに入力される
電圧（抵抗Ｒ９の両端電圧）は、トランジスタＱ６が導
通していないときに比べ高い。ここに、充電制御ＩＣ６
は、入力端子“＋”の電圧と、抵抗Ｒ１２の両端電圧が
抵抗Ｒ１ＱおよびコンデンサＣ８を介して入力される比
較入力端子“−″の電圧とが等しくなるようにフォトカ
プラＰＣ１゜ＰＯ２を介してスイッチングＩＣ１２を制
御する。

つまり、充電制御ＩＣ６はスイッチングＩＣ１２の動作
を制御し、これによりパワースイッチＱ１は被充電用電
池４に流す電流をフル充電電流値になるようにスイッチ
ング動作する。

一方、被充電用電池４が満充電に達すると、電池電圧検
出ＩＣ７の’　ＯＵ　Ｔ　”端子は“ＨＩＩになリ、ト
ランジスタＱ６が遮断（ＯＦＦ＞される。

このトランジスタＱ６の遮断により、充電制御ＩＣ６の
比較入力端子“十″に入力される電圧は、トランジスタ
Ｑ６が導通しているときに比べて低くなる。ここに、充
電制御ＩＣ６は入力端子“＋”の電圧と、比較入力端子
“−”の電圧とが等しくなるようにフォトカブラＰＣ１
，ＰＯ２を介してスイッチングＩＣＩ２を制御する。つ
まり、スイッチングＩＣ１２の制御に基づいて、パワー
スイッチＱ１がスイッチング動作し、被充電用電池４に
流す電流値をトリクル充電電流値とする。

また、被充電用電池４が満充電に達する以前に瞬時停電
が起こった場合の動作は第１図において説明したものと
同じ動作になる。

なお、電池電圧検出ＩＣ７の“Ｒｔｏ端子に接続された
抵抗Ｒ１４，コンデンサＣｖおよびダイオードＤｗ＋は
、商用電源２の投入直侵の定電圧回路５から電池電圧検
出ＩＣ７へ供給される電源電圧の立ち上がりの期間のみ
電池電圧検出ＩＣ７の動作を停止させるためのものであ
る。

かくして、瞬時停電により、Ａ［）変換の基準電圧の低
下によるＡＤ変換値の見かけ上の増加や、センサ素子へ
のバイアス電流の瞬時停電による減少のための電圧降下
などの異常現象が発生する前に、充電制御信号が充電制
御回路で処理されないよう同信号のＡＤ変換を中止する
ので、充電制御回路での充電制御の誤動作を防止でき、
従って瞬時停電などによる誤動作を防止することができ
る。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、瞬時停電などにより充電
制御回路へ供給している電源電圧が減少したとき、異常
誤検知動作が発生する前に、充電制御信号が充電制御回
路で処理されないようにしたので、充電制御の誤動作を
防止でき、正確に被充電用電池を満充電にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による回路構成図、第２図
（ａ）、（ｂ）は本発明の回路による被充電用電池への
充電経過を示す図および該回路によるフル充電からトリ
クル充電へ切り換わりを示す図、第３図（ａ）、（ｂ）
、（ｃ）、（ｄ）。（ｅ）、（ｆ）は瞬時停電が起こった場合の該回路の動
作を説明するための図、第４図は第１実施例の一部を変
更した第２実施例を示す図、第５図は本発明の第３実施
例を示す図、第６図（ａ）。（、ｂｌ；（Ｃ）は第３実施例の動作を説明するための
図、第７図は第１実施例の具体的な回路例を示す図であ
る。１・・・トランス、２・・・商用電源、４・・・被充電
用電池、５・・・定電圧回路、６・・・充電制御ＩＣ（
充電制御回路）、７・・・電池電圧検出ＩＣ（充電制御
回路）、８・・・電圧検出部、８ａ・・・コンパレータ
、Ｄｓ・・・温度センサ、Ｌｅｌ、　Ｌ２１　、　Ｌ２
２・・・巻線。特許出願人　　　松下電工株式会社代　理　人　　　　弁理士　　小書　悦司同　　　　　
　弁理士　　長１）　正向　　　　　　弁理士　　板書　原人第　　２　　図（ａ）（ｂ）第　　３　　図（ａ）４ｔｓｔｓｓ　ｔ６第　　５　　図第　　６　　図（ａ）ｔ７ｔｓ　　充電経通蔵（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】１、商用電源に一次側を接続したトランスの二次側出力
の一部を被充電用電池の充電用電源とし、同二次側出力
の他の一部を被充電用電池への充電電流を制御する充電
制御回路の電源とし、前記充電制御回路は被充電用電池
の充電状態を検出して得られる充電制御信号を入力とし
てなる充電回路において、トランスの出力を検出する電
圧検出部を備え、この電圧検出部によりトランスの出力
の減少を検出したとき、前記充電制御信号が充電制御回
路で処理されないようにしたことを特徴とする充電回路
。２、被充電用電池の電圧を充電制御信号としたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の充電回路。３、被充電用電池の温度を充電制御信号としたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の充電回路。４、充電制御回路の電源に使う定電圧回路に流れる電流
を検出し、この電流が所定電流値以下になつたとき、前
記充電制御回路に充電制御信号の処理の禁止信号を送る
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の充電回路。５、トランスの二次側出力の電圧を分圧し、この分圧値
と基準電圧値とを比較し、分圧値が基準電圧以下になつ
たとき、充電制御回路に充電制御信号の処理の禁止信号
を送るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の充電回路。