JPH0242038Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は商用電源を降圧整流した電源により、
蓄電池への充電と負荷の直接駆動とを可能とした
充電装置、特に短時間充電のため充電電流を制御
する急速充電用充電装置を備えた充電装置に関す
る。

近年、充電装置もその充電時間の短縮が望まれ
て、１時間位で充電完了する短時間充電装置が普
及し、特に電気かみそり、電動工具等の携帯機器
に用いられている。なお短時間充電のため充電電
流を制御する検出制御手段として従来は、蓄電池
の端子電圧を電圧スイツチング回路により構成
し、さらにその出力により充電電流を制御してい
た。しかしながらこのような従来の電圧検出方式
では蓄電池の端子電圧を検出する場合、充電初期
の端子電圧と充電完了時のそれとの変化量が単セ
ルあたり約0.1Vたらずであること、又各電流に
それぞれ電圧上昇値のバラツキがあることから、
一定の検出電圧レベル（充電完了電圧）を決定す
るのが困難であり、たとえ電圧レベルが定められ
たとしても電圧スイツチング回路の動作電圧を定
められた電圧レベルに合わせることが回路を構成
する素子の損失及び温度特性のバラツキ等を総合
すると非常に困難であり、安定させるためには複
雑な回路構成が必要であつた。又蓄電池の端子電
圧の上昇により充電完了を検出する場合は、前述
した様にその上昇にバラツキがあるため、最悪の
状態すなわち蓄電池の端子電圧が充電完了時に電
圧スイツチング回路の動作電圧レベルに達しな
く、充電電流が制御されない場合を防ぐような動
作電圧レベルの設定が必要であり、その場合には
検出を充電完了時すなわち100％に近い充電量時
でなく、60〜80％充電量の早い時期に行なう必要
があり、100％の充電量に達するためには後を補
充電する必要があつた。よつて最近、前述した電
圧検出の欠点を除いた、蓄電池の充電完了時の温
度上昇を検出するもの、あるいは蓄電池の充電完
了時、内部に発生する酸素ガスをガスセンサーに
より検出するものが実用化されている。本考案は
該温度検出方式あるいはガス検出方式の短時間充
電装置と、該装置により負荷を直接駆動すること
を可能とするものである。

前記温度検出方式、あるいはガス検出方式の場
合は次の利点を有する。

蓄電池の端子電圧を検出する場合のような複
雑な検出回路が必要なく、簡単に回路を構成出
来て経済的である。

蓄電池、及び回路構成素子それぞれのバラツ
キに影響されないため、回路個々の調整作業が
不必要である。

過充電状態を確実に検出出来信頼性が高い。

蓄電池のサイクル経歴、周囲温度などの影響
が小さく、常にほぼ100％の電池容量が得られ
る。

充電時間を１時間以下に大巾に短縮すること
が可能である。

このような利点を有する温度検出方式、ガス検
出方式を、先に述べた電気かみそり、電動工具等
の小型電気機器に応用する場合は、第１図に示す
ような充電回路が考えられる。回路構成について
述べれば、商用電源をａ、ｂ間に加え保護用抵抗
R₁を介してダイオードブリツジＤ、Ｂにより全
波整流する。全波整流された電源フイルター回路
を構成するインダクタＬ、コンデンサC₁を介し
て抵抗R₂、R₃、コンデンサC₂、C₃、発振トラン
ジスタTr₁及び１次巻線W₁・２次巻線W₂・３次
巻線W₃から成る発振トランスＴより高周波イン
バータであるブロツキング発振回路が構成され、
この発振回路が約20〜40KH₂に発振し、前記発
振トランスＴの１次巻線W₁と２次巻線W₂との間
で降圧し、ダイオードＤにて整流した２次巻線
W₂の出力により蓄電池Ｂに充電電流を供給する。
さらにトランジスタTr₁のベースには再生帰還二
安定動作素子であるSCRのアノードが、蓄電池
Ｂの−ラインにはカソードがそれぞれ接続され
る。又SCRのゲートはダイオードD₂、抵抗R₄を
介して直流電源の＋ライン６に接続され、さらに
ダイオードD₂のアノードに、前記蓄電池に密着
させた感温素子Thの一方端子が接続され他端子
は蓄電池の−極に接続されている。このように構
成した充電装置により蓄電池Ｂを充電し、充電完
了に近づいた場合、蓄電池の表面温度が上昇し感
温素子Thの設定温度に達すると感温素子が動作
し、それまでオフ状態であつたSCRをターンオ
フさせトランジスタTr₁のベース電位を低下させ
て発振を停止し充電電流を遮断、それ以後の過充
電を防ぐものである。しかし、このように充電完
了動作した充電装置の場合、第１図の蓄電池に接
続するスイツチＳを閉じて負荷であるモーターＭ
に電源を接続しても、発振の停止している電源か
らの電流の供給はなく、電源からの負荷の直接駆
動の目的は達せられない。

本考案は以上のようなSCRのような再生帰還
二安定動作素子を用いた充電制御手段を有する充
電装置に於て、充電装置から負荷への直接駆動を
可能としたものである。

本考案の充電装置は、 ・ 蓄電池と、 ・ 前記蓄電池により駆動される負荷と、 ・ 商用電源を降圧整流した直流電源にて動作し
発振トランス及び発振トランジスタを有する高
周波インバータと、蓄電池の充電完了に伴ない
充電完了信号を出力する温度検出手段又はガス
検出手段からなる充電完了検出手段と、前記充
電完了検出手段の充電完了信号にて動作する再
生帰還二安定動作素子により蓄電池の充電を制
御する充電制御手段とを有し、前記高周波イン
バータの出力により蓄電池を充電する充電装置
と、 ・ 前記蓄電池と負荷との間に接続された単極双
投スイツチとを有し、 ・ 前記単極双投スイツチは、前記蓄電池の−極
及び前記高周波インバータの−ラインとに接続
されるコモン接点と、前記コモン接点と選択的
に接続され前記負荷の−端に接続される一方の
接点と、前記コモン接点と選択的に接続され前
記再生帰還二安定動作素子の一端に接続される
他方の接点とを有しており、 ・ 前記充電装置の出力両端と前記負荷の両端と
は、前記単極双投スイツチのコモン接点を負荷
の前記−端に接続した場合、前記再生帰還二安
定動作素子の前記一端が開放された状態で前記
インバータの出力にて直接負荷を駆動するよう
接続され、 ・ 前記充電装置の出力両端と前記蓄電池の両端
とは、前記単極双投スイツチのコモン接点を前
記再生帰還二安定動作素子の前記−端に接続し
た場合、前記充電完了検出手段の充電完了信号
にて再生帰還二安定動作素子を作動させ前記発
振トランジスタをオフにして充電制御するよう
接続されてなることを特徴とする。

本考案の一実施例を第２図に示す。第２図に於
て点線で囲まれた充電回路は第１図に示すそれと
同一である。蓄電池Ｂは充電回路の２次出力巻線
W₂にダイオードＤを介して接続され、−極はさら
に単極双投スイツチS₂のコモン接点に接続されて
いる。又、単極双投スイツチS₂の他の２つの接点
のうち一方の接点ＸがSCRのカソード端子に、
他方の接点Ｙが負荷であるモーターの−接点に接
続されている。以上のように構成されることによ
り、充電時は単極双投スイツチS₂をＸ側に接続
し、直接駆動時はＹ側に接続する。すなわち、第
１図の動作説明に於て述べた充電完了後のSCR
ターンオフによる電源回路トランジスタTr₁の発
振停止は、単極双投スイツチS₂のＹへの接続（Ｘ
の開放）によりSCRのアノード・カソード間の
印加電圧はなくなりSCRはターンオフし、トラ
ンジスタTr₁のベース電位は高くなつて発振を再
開し、電源からの負荷への供給が可能となるもの
である。

なお、第３図にガス検出方式による本考案応用
の回路図を記載した。すなわち充電完了後に内部
に発生する酸素ガスにより電圧上昇するガスセン
サーＳをSCRのゲートに接続し、第１図の温度
検出と同様に充電電流の制御を行なうものであ
る。

以上述べた様に本考案によれば、信頼性の高い
蓄電池の温度検出方式、あるいはガス検出方式の
充電完了検出手段と、その出力信号によつて動作
する再生帰還二安定素子により充電制御する充電
制御手段とを有する充電装置と、この充電装置と
蓄電池あるいは負荷との間に配置された単極双投
スイツチとを特殊に接続したことから、簡単で経
済的、且つ確実な充電制御が可能となり、しかも
充電装置（電源側）から負荷への直接駆動を簡単
に実現できたもので、その実用的効果は大きいも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の前提となる充電部分である温
度検出方式の充電回路図、第２図は本考案の一実
施例回路図、第３図は本考案をガス検出方式に応
用した回路図である。 Ｂ……蓄電池、Ｍ……モーター、Ｔ……発振ト
ランス、Tr₁……発振トランジスタ、Th……感
温素子、SCR……再生帰還二安定素子、S₂……
単極双投スイツチ、Ｓ……ガスセンサー。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ・ 蓄電池と、 ・ 前記蓄電池により駆動される負荷と、 ・ 商用電源を降圧整流した直流電源にて動作し
   発振トランス及び発振トランジスタを有する高
   周波インバータと、蓄電池の充電完了に伴ない
   充電完了信号を出力する温度検出手段又はガス
   検出手段からなる充電完了検出手段と、前記充
   電完了検出手段の充電完了信号にて動作する再
   生帰還二安定動作素子により蓄電池の充電を制
   御する充電制御手段とを有し、前記高周波イン
   バータの出力により蓄電池を充電する充電装置
   と、 ・ 前記蓄電池と負荷との間に接続された単極双
   投スイツチとを有し、 前記単極双投スイツチは、前記蓄電池の−極
   及び前記高周波インバータの−ラインとに接続
   されるコモン接点と、前記コモン接点と選択的
   に接続され前記負荷の−端に接続される一方の
   接点と、前記コモン接点と選択的に接続され前
   記再生帰還二安定動作素子の−端に接続される
   他方の接点とを有しており、 ・ 前記充電装置の出力両端と前記負荷の両端と
   は、前記単極双投スイツチのコモン接点を負荷
   の前記−端に接続した場合、前記再生帰還二安
   定素子の前記−端が開放された状態で前記イン
   バータの出力にて直接負荷を駆動するよう接続
   され、 ・ 前記充電装置の出力両端と前記蓄電池の両端
   とは、前記単極双投スイツチのコモン接点を前
   記再生帰還二安定動作素子の前記−端に接続し
   た場合、前記充電完了検出手段の充電完了信号
   にて再生帰還二安定動作素子を作動させ前記発
   振トランジスタをオフにして充電制御するよう
   接続されてなることを特徴とする充電装置。