JPH0119566Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は過充電回避機能が確実に果たされる改
良された電池充電回路に関する。

再充電が可能であるニツケル・カドミウム電池
等の二次電池を充電する場合には、二次電池に充
電が完了した後にも引続き充電電流を流し込み続
ける状態、即ち、過充電の状態とすると、二次電
池の破壊を生ずる虞れがあるので、斯かる過充電
の防止をはかる必要がある。このため、従来、例
えば図面の第１図に示される如くの、過充電防止
機能を備えた充電回路が提案されている。この充
電回路について述べるに、１は電池内蔵部で、端
子t₁，t₂及びt₃を備えている。端子t₁とt₂との間に
は、充電されるべき二次電池２と二次電池２の温
度に反応する感温式の自己復帰型ブレーカ３が直
列に接続され、また、端子t₂とt₃との間には、同
じく二次電池２の温度に反応する感温スイツチ４
が接続されている。斯かる電池内蔵部１の端子t₁
は、スイツチング・トランジスタ５を介して充電
電流の供給源である定電流電源６に接続され、端
子t₂は接地され、さらに、端子t₃は、スイツチン
グ・トランジスタ５をオン・オフ制御する制御回
路部７に接続されている。制御回路部７は、この
例では、電源＋Ｂと接地との間に、抵抗８及び
９、サイリスタ１０及びスイツチング・トランジ
スタ１１が直列に接続されて、サイリスタ１０の
ゲートに、電源＋Ｂと接地間に接続されたブリー
ダ抵抗１２及び１３間の接続点が充電開始用スイ
ツチ１４を介して接続され、また、スイツチン
グ・トランジスタ１１のベースが抵抗１５を介し
て電源＋Ｂに接続されて構成されている。そし
て、抵抗８及び９間の接続点がスイツチング・ト
ランジスタ５のベースに接続され、さらに、スイ
ツチング・トランジスタ１１のベースと抵抗１５
との間の接続点が電池内蔵部１の端子t₃に接続さ
れている。

斯かる充電回路に於いて、充電動作開始前に
は、自己復帰型ブレーカ３及び感温スイツチ４は
オン状態となつており、また、サイリスタ１０は
オフ状態となつていて、このため、スイツチン
グ・トランジスタ５のベースには抵抗８を通じて
電源＋Ｂの高電圧が印加されているので、スイツ
チング・トランジスタ５はオフ状態とされてい
る。この状態で充電開始用スイツチ１４が一旦オ
ンとされると、サイリスタ１０のゲートにブリー
ダ抵抗１２及び１３の接続中点の電圧が印加され
て、サイリスタ１０がオンとされ、このときスイ
ツチング・トランジスタ１１のベースは感温スイ
ツチ４を介して接地されているのでオンとなる。
このため、抵抗９、サイリスタ１０及びスイツチ
ング・トランジスタ１１の直列接続に電流が流れ
て、抵抗８及び９間の接続点の電圧が低下する。
これにより、スイツチング・トランジスタ５のベ
ースに供給される電圧が低下するので、スイツチ
ング・トランジスタ５がオンとなり、定電流電源
６からの充電電流が二次電池２及び自己復帰型ブ
レーカ３の直列接続に供給されて、二次電池２の
充電が開始される。

上述の充電電流を流し続けたときの経過時間Ｔ
と二次電池２の温度ｔとの関係は、第２図に示さ
れる如くとなる。即ち、二次電池２の温度は充電
が完了する時点T₀まではほぼ一定で、充電が完
了した後には急激に上昇していく。ここで、t_sは
感温スイツチ４がオフとなるべき温度であり、ま
た、t_bは自己復帰型ブレーカ３がオフとなるべき
温度である。従つて、実際の充電時に於いては、
感温スイツチ４が正常であれば、時点T₀で二次
電池２の充電が完了した後の二次電池２の温度が
t_sとなる時点T_sで感温スイツチ４がオフとなる。
感温スイツチ４がオフとなると、スイツチング・
トランジスタ１１のベースには抵抗１５を通じて
電源＋Ｂの高電圧が印加されるので、スイツチン
グ・トランジスタ１１がオフとされ、サイリスタ
１０もアノード・カソード間電流が断たれてオフ
とされて、スイツチング・トランジスタ５のベー
スには再び抵抗８を介して電源＋Ｂの高電圧が印
加される。このため、スイツチング・トランジス
タ５がオフとされ、二次電池２への充電電流の供
給が遮断される。その後二次電池２の温度が低下
してt_sより低くなると、感温スイツチ４はオン状
態に戻り、スイツチング・トランジスタ１１のベ
ースは接地されるが、サイリスタ１０は、充電開
始用スイツチ１４が再度オンとされない限り、オ
ンとならないので、スイツチング・トランジスタ
５のオフ状態が保たれる。この様にして、二次電
池２の過充電が防止されるのである。

ところが、感温スイツチ４が不良となつてい
て、二次電池２の温度がt_s以上になつてもオフと
ならない場合には、充電完了後二次電池２へ充電
電流が引続き流し込まれることになる。そして、
この場合には、二次電池２の温度がt_bとなる時点
T_bで自己復帰型ブレーカ３がオフとなつて充電
電流通路が断たれ、二次電池２への充電電流の供
給が遮断されることになる。しかしながら、自己
復帰型ブレーカ３は二次電池２の温度が低下して
t_bより低くなると再びオン状態に戻り、これによ
り充電電流通路が元に戻つて再び二次電池２への
充電電流が供給され、二次電池２の温度は再度上
昇していく。この二次電池２の温度は、充電電流
のオン・オフに対して所定の時間遅れをもつてt_b
の上下へ変動するものとなるので、自己復帰型ブ
レーカ３は所定の時間間隔を置いてオン・オフを
繰返し、二次電池２への充電電流の供給が断続的
に繰返し行われることになつてしまい、結局、二
次電池２の過充電が回避できないことになる。

本考案は斯かる点に鑑み、二次電池の充電完了
後に充電電流の供給を遮断し、その遮断状態を保
つべく動作する感温スイツチが不良となつてその
動作を果さなくなつた場合にも、二次電池の過充
電を最小限に抑えることができるようにした電池
充電回路を提供するものである。以下、第３図を
参照して本考案の実施例について説明する。

第３図は本考案に係る電池充電回路の一例を示
すが、第３図に於ける第１図に示された各部に対
応する部分には、第１図と共通の符号を付して詳
細説明を省略する。

この第３図に示される例に於いて、第１図に示
される回路の制御回路部７に相当し、スイツチン
グ・トランジスタ５をオン・オフ制御する制御回
路部２０は、前述の如くのサイリスタ１０とスイ
ツチング・トランジスタ１１との間に、さらに、
スイツチング・トランジスタ２１が接続されて構
成され、また、電池内蔵部１の端子t₂は電流検出
回路部２２に接続されている。電流検出回路部２
２は二次電池２を流れる充電電流を検出し、充電
電流の有・無に応じた出力変化を生ずるもので、
電池内蔵部１の端子t₂と接地との間に接続された
電流検出用低抵抗２３、コンデンサ２４を含む積
分回路、この積分回路の出力と抵抗２５及び２６
で設定される所定の基準電圧とを比較する比較回
路２７、及び、比較回路２７の出力側に接続され
たコンデンサ２８及び一端が電源に接続された抵
抗２９を含む微分回路で構成されている。そし
て、この微分回路の出力端、即ち、コンデンサ２
８と抵抗２９との間の接続点がスイツチング・ト
ランジスタ２１のベースに接続されている。他の
接続関係は、第１図に示される回路と同様であ
る。

上述の如くに構成された本考案に係る電池充電
回路の一例に於いて、充電動作開始前には、サイ
リスタ１０がオフ状態にあつて、スイツチング・
トランジスタ５もオフ状態にあり、また、スイツ
チング・トランジスタ１１のベースには電源＋Ｂ
の電圧が抵抗１５と低抵抗２３とで分圧されて、
低抵抗２３の両端間に得られる低電圧が供給され
ており、さらに、スイツチング・トランジスタ２
１のベースには抵抗２９を通じて電源＋Ｂの高電
圧が供給されている。従つて、この状態で、充電
開始用スイツチ１４が一旦オンとされてサイリス
タ１０がオンとされると、スイツチング・トラン
ジスタ１１及び２１は共にオン状態をとつて、抵
抗９、サイリスタ１０、スイツチング・トランジ
スタ２１及びスイツチング・トランジスタ１１の
直列接続に電流が流れる。これにより、スイツチ
ング・トランジスタ５のベースに供給される電圧
が低下して、スイツチング・トランジスタ５がオ
ンとなり、二次電池２及び自己復帰型ブレーカ３
の直列接続に定電流電源６からの充電電流が供給
されて、二次電池２の充電が開始される。このと
き、充電電流は電流検出用低抵抗２３を流れ、こ
の低抵抗２３の両端間に充電電流に応じた電圧が
さらに生ずる。ここで、この電圧により、スイツ
チング・トランジスタ１１のベースに供給される
電圧が上昇することになるが、斯かる上昇ではス
イツチング・トランジスタ１１はオフされないよ
うに低抵抗２３の値が選定されている。低抵抗２
３の両端間に得られる電圧は積分回路を介して比
較回路２７に供給され、抵抗２５及び２６で設定
される基準電圧と比較される。この基準電圧は、
低抵抗２３を充電電流が流れているとき積分回路
の出力端に得られる電圧より低く、低抵抗２３を
充電電流が流れていないとき積分回路の出力端に
得られる電圧より高くなるよう設定されている。
従つて、このときは、積分回路の出力端に得られ
る電圧が基準電圧より高くなるので比較回路２７
の出力端に正極性の出力が得られ、これがコンデ
ンサ２８及び抵抗２９による微分回路に供給され
て、その微分出力が電流検出回路部２２の出力と
してスイツチング・トランジスタ２１のベースに
供給される。スイツチング・トランジスタ２１は
オン状態を維持する。

ここで、感温スイツチ４が正常であれば、第１
図に示された回路と同様、二次電池２の充電が完
了した後二次電池２の温度が前述のt_sとなる時点
T_sで感温スイツチ４がオフとなり、この結果、
スイツチング・トランジスタ１１のベースに抵抗
１５を通じて電源＋Ｂの高電圧が印加されて、ス
イツチング・トランジスタ１１がオフとされ、こ
れに伴つてサイリスタ１０もオフとされて、スイ
ツチング・トランジスタ５がオフとされ、二次電
池２への充電電流の供給が遮断される。この状態
が、二次電池２の温度がt_sより低くなつて感温ス
イツチ４がオン状態に戻つても、そのまま保たれ
ること第１図に示された回路と同様であり、二次
電池２の過充電が防止される。

ところで、感温スイツチ４が不良となつて、二
次電池２の充電完了後その温度がt_s以上になつて
もオフとならない場合には、二次電池２の温度が
前述のt_bとなる時点T_bで自己復帰型ブレーカ３が
オフとなり、充電電流通路が断たれて、二次電池
２への充電電流の供給が遮断される。このとき電
流検出用低抵抗２３に充電電流が流れなくなるの
で、その両端間に得られる電圧が低下し、コンデ
ンサ２４から成る積分回路の出力端に得られて比
較回路２７に供給される電圧が、同じく比較回路
２７に供給される基準電圧より低くなつて、比較
回路２７の出力端に出力が得られなくなる。この
比較回路２７の出力の立下りに於いて、コンデン
サ２８及び抵抗２９による微分回路の出力端に立
下り微分出力が得られ、これが電流検出回路部２
２の出力としてスイツチング・トランジスタ２１
のベースに供給される。スイツチング・トランジ
スタ２１はこの立下り微分出力が供給されること
によりオフとされる。このため、スイツチング・
トランジスタ１１がオフとされた場合と同様に、
サイリスタ１０もオフとされ、また、スイツチン
グ・トランジスタ５がオフとされて、二次電池２
への充電電流の供給が遮断される。そして、この
状態は、二次電池２の温度が低下してt_bより低く
なり、自己復帰型ブレーカ３がオン状態に復帰し
ても、充電開始用スイツチ１４が再度オンとされ
てサイリスタ１０がオンとされない限り、そのま
ま維持され、二次電池２の過充電が最小限に抑え
られるのである。

以上説明した如く、本考案に係る電池充電回路
によれば、二次電池の充電完了後の温度上昇に反
応して過充電防止動作をなすべく配された感温ス
イツチが不良でその動作を行わなくなつた場合に
於いても、二次電池の過充電を最小限に抑えるこ
とができる。しかも、この過充電回避動作は、二
次電池の充電完了後の充電電流の有・無の検知に
応答してなされるので、極めて確実に行われるも
のとなる。

なお、本考案の構成は上述の実施例の範囲に限
られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない
範囲で種々の態様がとられてよいこと勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の充電回路を示す回路接続図、第
２図は二次電池の充電についての説明に供される
特性図、第３図は本考案に係る電池充電回路の一
例を示す回路接続図である。 図中、２は二次電池、３は自己復帰型ブレー
カ、４は感温スイツチ、５，１１及び２１はスイ
ツチング・トランジスタ、６は定電流電源、１０
はサイリスタ、２０は制御回路部、２２は電流検
出回路部、２３は電流検出用低抵抗、２７は比較
回路である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電池に対する充電電流を生じさせる定電流電源
   と、 上記電池に直列に接続され、第１の温度に感応
   して作動する自己復帰型ブレーカと、 オン状態とされたもとで、上記定電流電源から
   の充電電流を上記電池と上記自己復帰型ブレーカ
   との直列接続に供給するスイツチング素子と、 上記電池の温度を検出すべく配され、上記第１
   の温度より低い第２の温度に感応して作動する感
   温スイツチと、 上記電池を流れる充電電流を検出する電流検出
   回路部と、 上記スイツチング素子、感温スイツチ及び電流
   検出回路部の夫々に接続され、上記感温スイツチ
   が上記第２の温度に感応して作動したとき、及
   び、上記自己復帰型ブレーカが上記第１の温度に
   感応して作動し、上記電流検出回路部による上記
   電池を流れる充電電流の検出がなされなくなつた
   ときのいずれにおいても、上記スイツチング素子
   にオフ状態をとらせるとともにそのオフ状態を維
   持させる制御回路部と、 を備えて構成される電池充電回路。