JPH03107338A - Rapid charging device in nickel- cadmium accumulator - Google Patents
Rapid charging device in nickel- cadmium accumulatorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一種の円筒型密閉型ニッケル・カドミウム蓄電
池専用の急速充電装置に係るものを提供し、主要とする
ところは主制御装置及び交換式電源供給装置とにより組
成される。その中、主制御装置は主にLED指示器、ブ
ザー、定電流制御器、多重選別器、A/D変換器、ショ
ートと極性相反測定器及びCPUを含む。交流電源は交
換式供給装置を経て一平滑安定した直流電源を出力して
主制御装置に与え、CPUは多重選別器に取組んで交替
で数個の定電流制御Hiを制御し、大電流及び交替充電
の方式で以て、同時に数個の電池に対して周期的間欠充
電をする。別途にA/D変換器で各t2c内に充電時間
内に、各電池の電圧変化を測定し、又ショートと極性相
反測定器で電池の異常状況を測定し出して、すべてCP
Uの判断に任せ、判断の結果をLED指示器及びフザー
で表示する1つのデジタル制御で、自動的に電池の容量
を測定し、充電時間が快速で、充電効率も高く、実用便
利な急速充電装置をその特徴とするものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a kind of rapid charging device exclusively for cylindrical sealed nickel-cadmium storage batteries, which is mainly composed of a main controller and a replaceable power supply device. Ru. Among them, the main controller mainly includes an LED indicator, a buzzer, a constant current controller, a multiplexer, an A/D converter, a short circuit and polarity reciprocity detector, and a CPU. The AC power goes through a replaceable supply device, outputs a smooth and stable DC power, and supplies it to the main controller. This charging method performs periodic intermittent charging on several batteries at the same time. A separate A/D converter is used to measure the voltage change of each battery during each t2c charging time, and a short circuit and polarity reciprocity meter is used to measure battery abnormalities.
A single digital control that leaves the U's judgment to its own and displays the judgment results with an LED indicator and a closure, automatically measures the battery capacity, provides fast charging time, high charging efficiency, and practical and convenient quick charging. These are the features of the device.
本発明は一種の充電装置で、特に一種の専ら円筒密閉型
ニッケル・カドミウム蓄電池充電用で、且つデジタル制
御によりしかも自動測定機能をもつ急速充電装置をもつ
ものを提供するものである。The present invention provides a kind of charging device, especially a kind of fast charging device exclusively for charging cylindrical sealed nickel cadmium accumulators, with digital control and automatic measuring function.
人類消費及び応用上の限りなき雪水、並びに製造技術、
材料科学、顕微科学技術、製造環境の制御等の科学技術
の日新たなる変化により、各種、ミクロミリ電気量の電
子パーツ及び商品の大量開発登場が見られ、加えて従来
の機械式日用品の電器化、電子化、及び電器製品の精微
小型化により、電池の応用範囲も日々法がっている。然
も電池の廉価、安全及び使用便利等の特性は、なおさら
人々をして電池の雪水及び依頼性に対して益々向上を見
せている。そこで各種型式、種類の電池が絶えず研究成
功し並びに各種用途に応用されて、その中、特に小型、
大容量電池の雪水はなおさら巨大なものである。Endless snow and water for human consumption and application, as well as manufacturing technology,
Due to new changes in science and technology such as materials science, microscopic science and technology, and control of manufacturing environments, we are seeing the mass development of various electronic parts and products with micro-millimeter electrical capacity, and in addition, the electrification of conventional mechanical daily necessities. 2. Description of the Related Art Due to computerization, miniaturization of electrical appliances, the range of applications for batteries is expanding day by day. However, the characteristics of batteries, such as low cost, safety, and convenience of use, have made people increasingly appreciate the reliability and reliability of batteries. Therefore, various types and types of batteries have been successfully researched and applied to various uses, and among them, especially small and
The snowfall of large-capacity batteries is even more enormous.
しかれど、一般の電池は使用上、これも又何かの免かれ
ない欠点を備えている。例えば−次電池はその容量がは
てると廃物になる。経済性が余りにも低く、且つ廃電池
は回収処理し難いので、より多くの環境汚染問題を惹起
する。そこで可反復充放電重複使用の二次電池が次第に
市場の主流となり、且つ未来において全面的に一次電池
に入替える趨勢を見せている。という事で、二次電池が
発展して今日に至り、材質、性能、型式等各方面を問わ
ず、すべてが敗退を続けており、現在にして見れば、各
類型二次電池の性能は既に相当優越である。但し、電池
性能の迅速な進歩は、絶対に応用上の便利と信顛をもた
らすとはいえないことは、その理由非常に明らかである
。それは一般市販売電器の性能が電池の進歩と同調で改
良できず、そのために優良な電池があっても高効率使用
あたわす、実に美中の不足でもある。However, common batteries also have some unavoidable drawbacks when used. For example, once a secondary battery reaches its capacity, it becomes waste. Since the economical efficiency is too low and waste batteries are difficult to recover and process, they cause more environmental pollution problems. Therefore, secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged are gradually becoming the mainstream of the market, and there is a tendency for primary batteries to be completely replaced in the future. As a result, secondary batteries have evolved to the present day, and all of them have been defeated in all aspects, including material, performance, and model.Currently, the performance of each type of secondary battery has already reached its peak. It is quite superior. However, it is very clear why rapid advances in battery performance cannot absolutely lead to application convenience and confidence. This is because the performance of electrical appliances sold on the market cannot be improved in line with advances in batteries, and as a result, even if there are good batteries, they are used with high efficiency, which is a real deficiency.
更に現在市販の二次電池の価格、寿命、容量、容量保存
特性、充放電特性、適用作業環境等の要因について全体
的に評価してみると、その中でニッケル・カドミウム蓄
電池が最も経済実用的価値をもっている。故にそれが広
汎に亘っ応用され、且つ市販二次電池の主導地位にある
のも理由のあるものである。しかも数多い型式のニッケ
ル・カドミウム蓄電池のうち、円筒密閉型ニッケル・カ
ドミウム蓄電池(以下電池という)は、特に−船釣に工
業及び商業用途に応用されている。しかれどそれと取組
み応用できる優良な充電器がないので、使用上多少なり
の不便を発生している。例えば、充電に要する時間が長
すぎる、電池容量を充満して高効率で使用できない、不
当の充電方式は電池を破壊して寿命の短縮になる等であ
る。Furthermore, when we evaluate the price, lifespan, capacity, capacity storage characteristics, charging/discharging characteristics, and applicable working environment of secondary batteries currently on the market, we find that nickel-cadmium storage batteries are the most economical and practical among them. It has value. Therefore, there is a reason why it has been widely applied and is in the leading position among commercially available secondary batteries. Moreover, among the many types of nickel-cadmium storage batteries, sealed cylindrical nickel-cadmium storage batteries (hereinafter referred to as batteries) have found application in industrial and commercial applications, particularly in boat fishing. However, since there is no good charger that can deal with this problem, it causes some inconvenience when using it. For example, the time required for charging is too long, the battery cannot be used at full capacity and with high efficiency, and improper charging methods can destroy the battery and shorten its life.
本発明者はこれに鑑み、多年実際に電池及び充電器製造
に従事した専業知識と経験を生かし、集積回路設計公司
の配合を加えて、2年余の間絶えず研究、設計、開発、
テストを経て、遂に革命的な高効率のニッケル・カドミ
ウム蓄電池の急速充電装置を完成したものである。In view of this, the inventor has made use of his specialized knowledge and experience gained through many years of actual battery and charger manufacturing, and with the help of an integrated circuit design company, has continued to conduct research, design, and development for over two years.
After extensive testing, we finally completed a revolutionary high-efficiency nickel-cadmium storage battery rapid charging device.
ここで次の図面と図表を配慮して、順を追って電池、従
来の充電器及び本発明の充電装置を系統的に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A battery, a conventional charger, and a charging device of the present invention will now be systematically explained in order with consideration of the following drawings and diagrams.
その中、第1表から第18表は電池の各種条件または要
因の下において、既に公開された特性及び関係を示すグ
ラフである。Tables 1 to 18 are graphs showing previously published characteristics and relationships under various battery conditions or factors.
〔1〕電池部分について、その構造、起電原理及び特性
を次に紹介する。[1] Regarding the battery part, its structure, electromotive principle, and characteristics are introduced below.
(1) 構造:第1図で示す電池の立体解剖表示図を
参照して見ると、電池1は主に陽極11、陰極板12、
隔離板13、水酸化カリKOH電解液(図で表示してい
ない)、金属電解槽14、蓋15及び安全バルブ(バネ
16、金属板17及びバネ板18を含む)等により組成
される。陽極板11、陰極板工2は隔離板13で以て隔
離した状態下で電解槽14内に組入れ、電解槽14と蓋
15の間は絶縁した密閉ワシャー19でシールし、蓋1
5は陽極端子として兼用し、電解槽14は陰極端子とし
て兼用している。(中国国家標準CNS総番号6036
ご参照)
(2)起電の原理
ニッケル・カドミウム電池の起電反応は二、7ケル、カ
ドミウム両活性物質の酸化還元反応で、一般に次の反応
式で表示する:
(0,490
V)
+2H20
+2e
(−0,809V)
(1,299V)
十Cd +28zO
当初のニッケル・カドミウム電池は充電末期、正極に酸
素を発生し、負極に水素を発生するので、完全に密封す
ることができない。(1) Structure: Referring to the three-dimensional anatomical diagram of the battery shown in Fig. 1, the battery 1 mainly consists of an anode 11, a cathode plate 12,
It is composed of a separator 13, a potassium hydroxide KOH electrolyte (not shown), a metal electrolytic tank 14, a lid 15, a safety valve (including a spring 16, a metal plate 17, and a spring plate 18), and the like. The anode plate 11 and the cathode plate 2 are assembled into the electrolytic cell 14 while being separated by the separator 13, and the gap between the electrolytic cell 14 and the lid 15 is sealed with an insulated sealing washer 19, and the lid 1 is sealed.
5 is also used as an anode terminal, and the electrolytic cell 14 is also used as a cathode terminal. (China national standard CNS total number 6036
(Reference) (2) Principle of electromotive force The electromotive reaction of a nickel-cadmium battery is an oxidation-reduction reaction of two active substances, 2-, 7-K, and cadmium, and is generally expressed by the following reaction formula: (0,490 V) +2H20 +2e (-0,809V) (1,299V) 10Cd +28zO Since the original nickel-cadmium battery generates oxygen at the positive electrode and hydrogen at the negative electrode at the end of charging, it cannot be completely sealed.
1938年に至りニー、イー・ランデは過充電において
、正極の発生した酸素は負極で消費できるのを発明した
。1948年ジー、ノイマンは負極活物質量対正極活物
質量の比を増大し、並びに電解液を減らして電極を露出
し、併せて透気性隔層で正負極を分離し、安全性良好の
密閉型ニッケル・カドミウムを製成し、それを乾電池家
系の一員とした。密閉型電池の中、気体の消費方法は次
の2つに大別される。In 1938, Ni E. Lande invented a method in which oxygen generated at the positive electrode could be consumed at the negative electrode during overcharging. In 1948, Gee and Neumann increased the ratio of the amount of negative electrode active material to the amount of positive electrode active material, and also reduced the electrolyte to expose the electrode, and at the same time separated the positive and negative electrodes with an air-permeable barrier layer, creating a sealed structure with good safety. He created a type of nickel-cadmium and made it a member of the dry battery family. There are two main ways to consume gas in sealed batteries:
その1、負極の酸素で消費反応するのを主体とするもの
。その原理は正極の酸素発生を負極の水素発生よりも優
先にし、正極の発生した酸素は負極で化学消費を進行す
る。即ち負極の充電容量を正極よりも十分に大きくする
。The first is one that mainly undergoes a consumption reaction with oxygen at the negative electrode. The principle is to give priority to oxygen generation at the positive electrode over hydrogen generation at the negative electrode, and the oxygen generated at the positive electrode is chemically consumed at the negative electrode. That is, the charging capacity of the negative electrode is made sufficiently larger than that of the positive electrode.
そこで充電の時に正極は負極よりも先ず充満の状態に達
する。仮に継続充電すると正極電位をしてすべて再充大
した電流を完全に用いて水酸イオンを酸化させる点まで
上昇させ、且つ正極で酸素を発生させると、
酸素は負極に拡散補充して水酸イオンに還元されると、
過充電
%O2+H20+2e−−20H−
水酸イオンは更に移動して正極に戻り回路を完成する。Therefore, during charging, the positive electrode reaches a full state before the negative electrode. If the battery is continuously charged, the potential of the positive electrode is raised to the point where the recharged current is fully used to oxidize hydroxyl ions, and oxygen is generated at the positive electrode.The oxygen diffuses to the negative electrode and replenishes it to hydroxyl. Once reduced to ions, the overcharge %O2+H20+2e--20H- hydroxide ions migrate further back to the positive electrode to complete the circuit.
その2、補助電極の気体で消費反応するのを主体とする
もの。これは負極の気体消費反応に限界があり、充電に
長時間を要するので、故に補助電極で等速充電時の気体
圧力上昇を防止する。例えば双電極を使用する時に、双
電極のニッケル表面に水素を吸着させて、正極からきた
酸素と反応させて消費させる。Second, those that mainly undergo a consumption reaction with the gas in the auxiliary electrode. This has a limit to the gas consumption reaction of the negative electrode and requires a long time to charge, so an auxiliary electrode is used to prevent the gas pressure from increasing during constant charging. For example, when using a bielectrode, hydrogen is adsorbed on the nickel surface of the bielectrode and is consumed by reacting with oxygen coming from the positive electrode.
過放電時の気体消費については、過充電と同じであり、
且つ本発明の充電装置の主題でないので、紹介しない。Gas consumption during overdischarge is the same as overcharge,
Moreover, since it is not the subject matter of the charging device of the present invention, it will not be introduced.
(3)特性
■ 放電特性
第18.19図で示すように、電池放電特性の安定は、
放電を開始してから終止まで、安定した放電電圧を得、
且つ受け入れられる放電負荷が極めて大きく、20Cに
達する(Cを充放電の電流値に用いた時、電池公称容量
数値の倍数の電流を表示する)場合もあり、且つ総放電
時間内の電圧変化が小さい。(3) Characteristics ■ Discharge characteristics As shown in Figure 18.19, the stability of battery discharge characteristics is
Obtains a stable discharge voltage from the start to the end of the discharge,
In addition, the discharge load that can be accepted is extremely large, reaching 20C in some cases (when C is used as the charge/discharge current value, the current is displayed as a multiple of the battery's nominal capacity value), and the voltage change during the total discharge time is small.
■ 充電特性
第20図で示すように、0.1C標準速率で充電すると
、電池電圧が安定上昇し、その後内部圧力及び温度の上
昇に伴って次第に降下する。第21図でより明らかに見
出せるように、1Cの速率で急速充電している。一旦入
力エネルギーが大体電池容量の70%に達すると、電池
内部で激しい電気化学反応を発生して事前に大量の気体
を発生し、同時に温度もまた急速に上がり、エネルギー
の継続充填に伴って、電池内部の圧力及び温度の上昇が
更に急激化し、電池電圧も文明らかに1つの峰状を呈す
る。更に第22図で示すのは、1つの完全に放電した急
速充電型電池で、1C連速率充電すると、急速に上昇し
て約1.40 Vに達し、しかる後に再び次第に上昇し
て約1.45〜1.50Vに達する。それも数多くの活
性物質が既に充電され且つ電池が充満されるからである
。最後に一小部分の活性物質が未だ充電されず及び正極
板が既に酸素を発生した時、電池電圧は更に急速上昇す
る。■ Charging Characteristics As shown in Figure 20, when charging at a standard rate of 0.1C, the battery voltage stably rises and then gradually drops as the internal pressure and temperature rise. As can be seen more clearly in Figure 21, it is rapidly charging at a rate of 1C. Once the input energy reaches approximately 70% of the battery capacity, a violent electrochemical reaction occurs inside the battery, generating a large amount of gas in advance, and at the same time the temperature also rises rapidly, with the continued charging of energy. The rise in pressure and temperature inside the battery becomes even more rapid, and the battery voltage clearly shows a single peak. Further shown in FIG. 22 is a fully discharged fast-charging battery that, when charged at a continuous rate of 1C, rises rapidly to about 1.40 V and then gradually rises again to about 1.40 V. It reaches 45-1.50V. This is also because a large number of active substances are already charged and the battery is full. Finally, when a small portion of the active material is still uncharged and the positive plate has already generated oxygen, the cell voltage will rise even more rapidly.
電池電圧の上昇高度と速率は充電速率で決定する。例え
ば第23図で示すようなものである。電池が完全充満に
近づくと、電池の電圧もまたその他の要因で決定され、
例えば、電池の設計、年令、従来使用の歴史である。The altitude and rate of increase in battery voltage are determined by the charging rate. For example, it is as shown in FIG. As the battery approaches full charge, the battery voltage is also determined by other factors,
For example, the battery's design, age, and history of prior use.
電池電圧も又電池の温度に伴って変わる。Battery voltage also changes with battery temperature.
例えば電池が冷たい場合、充電電圧は1つの高値まで上
昇する。反対に、第24図で示すように1つの温電池の
電圧を充電する時には低くなる。代表的な電池は充電電
圧と温度が約3mV/”Cで以て進度化するのを表示す
る。For example, if the battery is cold, the charging voltage will increase to one high value. On the other hand, as shown in FIG. 24, when charging one hot battery, the voltage becomes low. A typical battery will display charging voltage and temperature grading at approximately 3 mV/''C.
別途に、電池の充電電圧も又電池の類型不同に伴って変
化する。これらには設計、機構と製造過程を含み、第2
5図で示す通りである。Separately, the charging voltage of the battery also varies depending on the type of battery. These include design, mechanism and manufacturing process;
As shown in Figure 5.
電池容量が飽和に達した時に、仮に又続けて充電すると
、いわゆる過充電を開始し、且つ電池電圧が持続降下す
る。一般からいえば、電池の設計はすべて過充電の保護
作用をもち、通常は0.1Cよりも低い速率で標準的な
スロー充電をするか、又は173C以下の速率で快速充
電をし、電池は持続的過充電に耐えていかなる制御をも
必要としない。但し例えば1Cを超過する速率で急速充
電すると、電池は未だ高圧、高温を発生していない以前
は1段階の短時間過充電に耐えられるが、一旦電池が高
圧、高温を発生すると電池の破壊を始めるので、どうし
ても制御手段で電池の高圧及び高温発生を避けなければ
ならない。If the battery is charged again when it reaches saturation, so-called overcharging will begin and the battery voltage will continue to drop. Generally speaking, all battery designs have overcharging protection, usually using standard slow charging at a rate of less than 0.1C, or fast charging at a rate of 173C or less. Withstands sustained overcharging and does not require any control. However, when rapidly charging at a rate exceeding 1C, for example, the battery can withstand one stage of short-term overcharging before high pressure and high temperatures are generated, but once the battery generates high pressure and high temperature, the battery may be destroyed. Therefore, it is necessary to prevent the generation of high pressure and high temperature in the battery by means of control means.
■ 寿命特性
電池の寿命は多種の因子で決定され、電池の設計と機構
、充電と過充電の状況、放電状況、使用時の温度、要求
電圧、電池セント内の単一電池数等を含む。しかも不当
充電は、電池を虐待する主要方式で、電池寿命終結に至
らしめる主謀犯でもある。というのは一種の受入れられ
る連続充電連率(過充重速率)は電池が過充電した時に
ただ酸素を発生する(水素がない)としか許されず、且
つ気圧も安全弁の設定した圧力を超過しない。仮に充電
速率が一定した電池温度の下において推薦した最高速率
を超過すると、過充電を始める時に、酸素は安全弁から
洩れ出す。適量の酸素損失は許容できるとはいえ、安全
弁が持続または重複してオーブンすると、電解質の水分
がその正常機能を執行できない程に減少し、同時に電池
の内抵抗が大きくなって電池をして有効的に充放電でき
ないようになる。正常使用の電池についていえば、電池
の寿命をして終わりを告げる主要影響因子は温度で、高
温は隔離板及び極板に付いている物質を老化させるから
である。電池寿命の減少と温度の関係を第26図に示す
。表において電池りは高温中で使用できる高温型電池で
、電池Eは常温で使用する普通型電池である。■ Lifespan characteristics The lifespan of a battery is determined by a variety of factors, including battery design and mechanism, charging and overcharging conditions, discharging conditions, temperature during use, required voltage, number of single cells in a battery pack, etc. In addition, improper charging is the main method of abusing batteries and is also the mastermind behind the end of battery life. This is because the acceptable continuous charging rate (overcharging rate) is that the battery only generates oxygen (no hydrogen) when overcharged, and the atmospheric pressure does not exceed the pressure set by the safety valve. . If the charging rate exceeds the recommended maximum rate at a constant battery temperature, oxygen will leak out of the safety valve when overcharging begins. Although a moderate amount of oxygen loss can be tolerated, if the safety valve is exposed to prolonged or repeated ovens, the water content of the electrolyte will decrease to the point where it cannot perform its normal function, and at the same time the internal resistance of the battery will increase, making the battery less effective. Charging/discharging becomes impossible. When it comes to batteries under normal use, the main influencing factor that determines the end of the battery's lifespan is temperature, as high temperatures age the materials attached to the separators and electrode plates. FIG. 26 shows the relationship between the decrease in battery life and temperature. In the table, Battery E is a high-temperature battery that can be used at high temperatures, and Battery E is a regular battery that can be used at room temperature.
更に第27図で示すように、電池はもし苛酷の条件下で
ない場合、寿命は500サイクル以上の長きに達し、相
対的に各IW/hの価格も低く、殆ど保全を要せず、信
頼性も高くて、使用に便利である。Furthermore, as shown in Figure 27, if the battery is not under harsh conditions, it can have a long lifespan of more than 500 cycles, has a relatively low price per IW/h, requires almost no maintenance, and is highly reliable. It is also expensive and convenient to use.
■ 保存特性
電池は温度及び湿度条件の相当大きな範囲内で長期保存
可能で、永久的傷害を受けることがない。普通O℃〜3
0℃で保存せよと推薦されているが、許容できる極限は
一40℃〜100℃である。保存時の自己放電率が小さ
く、その容量残存率を第28図に示す。保存後の電池に
ついては、容量回復の特性は第29図で示すように、高
温の中で保存すると、その容量を回復するのに必要とす
るサイクル数が増加し、それは活性物質が活性を余りに
も長く失なっていたからである。■ Storage characteristics Batteries can be stored for long periods of time within a fairly wide range of temperature and humidity conditions without permanent damage. Normal 0℃ ~ 3
Storage at 0°C is recommended, but the acceptable limit is -40°C to 100°C. The self-discharge rate during storage is small, and the remaining capacity rate is shown in FIG. For a battery after storage, the capacity recovery characteristics are shown in Figure 29, as storage at high temperatures increases the number of cycles required to recover its capacity, which is due to the fact that the active substances become too active. Because it had been lost for a long time.
■ 温度特性
電池に対する温度の影響は、前記の充電特性、寿命特性
、保存特性ですべて触れてきたが、その他の事情の影響
についてはここで述べる。第30図で示すように、充電
している時に、電池の有効容量は電池温度の上昇に伴っ
て低下する。更に第31図で示すように、仮に充電の温
度上昇で電池の温度をして45℃または60℃まで上昇
すると、充電効率が低下するし、電池の実際容量も減少
する。電池の温度が45℃と入力エネルギーが標準容量
200%の状況下であれは、電池の実際容量は決して標
準容量の70%を超過しない。同じように、電池の温度
が60℃、入力容量も又標準容量200%であれば、電
池の実際容量は絶対に45%を超過しない。これは即ち
一旦電池の温度が上昇すると、例えより多(のエネルギ
ーを入力したところで電池を充満することができない。■ Temperature characteristics The effects of temperature on batteries have been alluded to above in the charging characteristics, lifespan characteristics, and storage characteristics, but the effects of other circumstances will be discussed here. As shown in FIG. 30, during charging, the effective capacity of the battery decreases as the battery temperature increases. Further, as shown in FIG. 31, if the temperature of the battery rises to 45° C. or 60° C. during charging, the charging efficiency will decrease and the actual capacity of the battery will also decrease. If the battery temperature is 45° C. and the input energy is 200% of the standard capacity, the actual capacity of the battery will never exceed 70% of the standard capacity. Similarly, if the temperature of the battery is 60°C and the input capacity is also 200% of the standard capacity, the actual capacity of the battery will never exceed 45%. This means that once the temperature of the battery rises, the battery cannot be charged even if more energy is input.
しかれど、電池充満の目的に達し、しかして入力するエ
ネルギー足を増加するために、電池の温度上昇はかえっ
て電池の実際の容量を減少し且つ標準容量値よりも低い
。これは本当の状況で、例え電池がこのような高温であ
ろうと既に完全に充満されている。このような影響を第
32図に示す。However, in order to reach the purpose of battery charging and thus increase the input energy leg, the temperature rise of the battery will instead reduce the actual capacity of the battery and be lower than the standard capacity value. This is the real situation, the battery is already fully charged even at such high temperatures. Such an effect is shown in FIG. 32.
別途に、冷凍は普段別に問題ではないが、注意しなけれ
ばならないのは充電及び放電中の電解液密度の変化を考
慮しなければならないことである。普段電池に含まれる
水酸化カリ溶液の密度は1.25〜1.30g/である
、この密度の変化は電池の各単位の容量が少量の電解液
しかないためであり、充電時に水の生成と正極の容量と
正比例をなす、
2Ni(Otl)z +Cd(OH)z→2Ni OO
H+ Cd+211□0
この方程式より充電中に大量の電解液の密度は減少し、
且つ電解液を余計に用いる程、密度が益々減少し、その
結果凝固点の上昇につながるという事を立証している。Although refrigeration is not usually a problem, it is important to take into account the change in electrolyte density during charging and discharging. The density of potassium hydroxide solution contained in batteries is usually 1.25-1.30g/.This variation in density is due to the capacity of each unit of the battery having only a small amount of electrolyte, and the generation of water during charging. is directly proportional to the capacity of the positive electrode, 2Ni(Otl)z +Cd(OH)z→2Ni OO
H+ Cd+211□0 From this equation, the density of a large amount of electrolyte decreases during charging,
It has also been demonstrated that the more electrolyte used, the more the density decreases, which leads to an increase in the freezing point.
他方面において、低温も電池の内部抵抗を増大する。普
段電池のインビダンスは大体2〜3%/℃でもって温度
の上昇に伴い低下する。On the other hand, low temperatures also increase the internal resistance of the battery. Normally, the impedance of a battery decreases by about 2 to 3%/°C as the temperature rises.
温度対電池性能に各種程度の異なる影響があろうと、一
般からいえは、電池は環境温度−40℃〜+60℃の範
囲内で使用できるし、最も適当な範囲は一20℃〜+4
0℃で、第33図で示す通りである。Although temperature may have varying degrees of effect on battery performance, the general consensus is that batteries can be used within an ambient temperature range of -40°C to +60°C, with the most suitable range being -20°C to +40°C.
At 0° C., as shown in FIG.
〔2〕従来の光電気部分は、その運用する制?711方
式及び機能により、大体次のように区分できる。[2] What is the system for operating the conventional opto-electrical part? According to the G.711 method and function, it can be roughly classified as follows.
(1)標準充電型
電池公称容量のl/10倍数を利用したもので、即ち0
.1Cで長時間連続充電し、第31図で示すように、も
しも電池温度が0℃〜25℃で、電池を100%の標準
容量に達せようとする時は、入力が標準容量160%を
超過するエネルギー量を必要とする。即ち超過した60
%のエネルギー量は熱損及び気損で消耗したと表示して
いる。(1) One that uses l/10 times the nominal capacity of a standard rechargeable battery, that is, 0
.. If you charge the battery continuously for a long time at 1C and try to reach 100% standard capacity when the battery temperature is between 0°C and 25°C, as shown in Figure 31, the input will exceed 160% of the standard capacity. requires an amount of energy. That is, the excess 60
% of energy is shown as consumed due to heat loss and vapor loss.
もしも充電時間で考慮すると、即ち100%の理想効率
の必要とする10時間に比べて6時間を超過する落伍を
していると表示し、始めて電池を充満できるのである。If the charging time is taken into account, the battery can only be charged after it is displayed that the charging time has exceeded 6 hours compared to the 10 hours required for 100% ideal efficiency.
その欠点は主に充電時間が余りにも長く、電池使用効率
が低すぎて、電池は使用するサイクル数の増加により充
電能力を低下する。Its disadvantages are mainly that the charging time is too long, the battery usage efficiency is too low, and the battery reduces its charging capacity due to the increased number of cycles used.
(2)快速充電型
0、2 C−0,3Cの速率で連続充電すると、充電に
必要とする時間は標準充電型よりも少し短かいが、しか
しその他の制御を必要としない。但しそれに対応して、
電池内部圧力及び温度の上昇が早く、第34図で示すよ
うに、より多くのエネルギー量を入力せねばならず、充
電効率も低い。この外、電池の寿命も減少する。(2) Rapid charging type When continuously charged at a speed rate of 0, 2 C - 0, 3 C, the time required for charging is a little shorter than that of the standard charging type, but no other control is required. However, correspondingly,
The internal pressure and temperature of the battery rise quickly, and as shown in FIG. 34, a larger amount of energy must be input, and the charging efficiency is low. In addition, the lifespan of the battery is also reduced.
(3)定時急速充電型
1Cまたは2Cよりも大きい充電速率で一定時間の充電
をする。前記両充電時間よりもさらに早いが、高温及び
高圧を発生する。第21図及び第34図で示すように、
充電効率の低下となり、又電池の性能及び寿命に影響を
もたらすことは、既に前記の電池の特性で大体のことを
述べている。別途に、もしも専業者でない者がこの方式
を使用して充電する場合、充電を待つ電池の残存容量を
判断できず、直接定時間で充電し、仮に電池にまだ50
%の残存容量があれば、極めて過充電になりやすく、引
いては電池を損害することもある。(3) Charge for a fixed period of time at a faster charging rate than the fixed-time rapid charging type 1C or 2C. Although the charging time is faster than the above-mentioned charging times, high temperature and pressure are generated. As shown in FIGS. 21 and 34,
The fact that charging efficiency is reduced and the performance and life of the battery are affected has already been generally discussed in the above battery characteristics. Separately, if a person who is not a professional charges using this method, he or she cannot judge the remaining capacity of the battery waiting to be charged, and charges directly at a fixed time, even if the battery still has 50% remaining capacity.
% remaining capacity, it is extremely easy to overcharge the battery, which may even damage the battery.
(4)定電圧充電型
1つの充電する最終電圧値を設定し、充電器と電池の並
列電圧をして、即ち閉路電圧をして、この1つの設定値
に達した時に、すぐに充電電流を切断するものである。(4) Constant-voltage charging type Set the final charging voltage value for one charge, connect the charger and battery in parallel, that is, create a closed circuit voltage, and when this one set value is reached, the charging current will immediately start. It is for cutting.
その欠点は電池が、製造ブランド、材質、製造過程、電
池の温度、環境の温度、使用サイクル数等を含む数多い
要因の影響を受けて、電池をして最終電圧値に差別を発
生するので、それ故に最大の充電効果を得るのを保証し
難い。それだけではなく、充電器の設定した電圧値は固
定したもので、電池の電圧値は使用サイクル数の増加と
共に次第に上昇し、どうしても充電容量の降下となる。The disadvantage is that batteries are affected by many factors, including manufacturing brand, material, manufacturing process, battery temperature, environmental temperature, number of usage cycles, etc., which will cause differences in the final voltage value of the battery. Therefore, it is difficult to guarantee obtaining the maximum charging effect. In addition, the voltage value set by the charger is fixed, and the voltage value of the battery gradually increases as the number of usage cycles increases, which inevitably results in a decrease in charging capacity.
(5) 温度制御型
第35図で示すように、電池のみまたは電池セット上で
1つの温度スイッチまたは温度調節器(サーモスタット
)を直列接続し、充電末期に電池が高温を発生するのを
利用して充電電流を遮断し、電池の温度が降下して後に
又も電流を通すだけである。(5) Temperature control type As shown in Figure 35, one temperature switch or temperature controller (thermostat) is connected in series on the battery alone or on the battery set, and the battery generates high temperature at the end of charging. The charging current is then cut off, and the current is turned on again only after the temperature of the battery has dropped.
別途にサーミスターで以て類似の原理を運用してその流
れをロックするものがあるが、どのような型式を使用し
ても、自体の敏jδ度、電池との接触面の大きさ、電池
的抵抗値の違い、環境温度の高低、充電速率の早さ等の
諸要因の影響を受けるのも当然であるので、良い制御方
式ではなく、特に電池セントに対してより容易に絶対的
制御効果を達成することができない。There is a separate thermistor that operates on a similar principle to lock the flow, but no matter what type is used, it depends on the sensitivity of the thermistor itself, the size of the contact surface with the battery, the battery Naturally, it is affected by various factors such as differences in physical resistance, high and low environmental temperatures, and charging speeds, so it is not a good control method, and it is easier to determine the absolute control effect, especially for battery cents. cannot be achieved.
(6)その他の特定使用状況の充電方式特定用途につい
て設計した方式で、時間制御方式中のDump−Tim
ed Charge 、温度感知制御方式中の温度差(
ΔT)制御、電圧感知制御方式中のRate−of−v
oltage Charge(dv/dt) 、電圧と
温度感知制御方式等を含む。しかし、これらの方式は単
一電池のみの充電または一対の感知端子を提供するのに
限られたものではなく、即ち感知測定の設備が余りにも
複雑または電源供給の問題で大きな体積、重量と経費を
要し、それでも有効的に充電効率を向上し得す、且つ商
品化して普及しえなかった。あるものはただ一種の方法
でしかなく、実験室または専業者の使用する方法でもあ
り、それ以上にあるものはただ一種の理論で且つ実施困
難である。例えば圧力感知制御は、他種の制御方式に比
べると劣等方式となる。(6) Charging methods for other specific usage situations This is a method designed for specific usage, and is a method designed for specific usage.
ed Charge, temperature difference in temperature sensing control method (
ΔT) control, Rate-of-v in voltage sensing control method
It includes oltage Charge (dv/dt), voltage and temperature sensing control methods, etc. However, these methods are not limited to charging only a single battery or providing a pair of sensing terminals, that is, the sensing and measuring equipment is too complex or has large volume, weight and cost due to power supply problems. However, it was not possible to effectively improve charging efficiency and to commercialize and popularize the product. Some are only one method, used in laboratories or by professionals, and others are just theories and difficult to implement. For example, pressure sensing control is an inferior method compared to other types of control methods.
以上述べたのを総合してみると、従来周知な充電器また
は充電制御方式、例えば電流制御、時間制御、圧力感知
制御、温度感知制御、電圧感知制御、電圧と温度感知制
御等を含むもののその目的はただ1つ、即ち「十分なエ
ネルギー量を電池の中に加入して、使用時に要求する十
分なエネルギー量を放出させる。Taking all the above into account, it can be concluded that conventional chargers or charging control methods, including current control, time control, pressure sensing control, temperature sensing control, voltage sensing control, voltage and temperature sensing control, etc. There is only one purpose: to put a sufficient amount of energy into the battery so that it releases the sufficient amount of energy required during use.
」である。しかし、この1つの目的を達成させるために
運用するこれらの不同手段はどう見ても何1つ本当に有
効なものがなく、甚だしきはマイナス面の影響さえあり
、電池がどうしても十分にその優越な性能を発揮するこ
とができないようになっている。”. However, none of these disparate means used to achieve this one purpose is really effective, and even has negative effects, and batteries cannot fully achieve their superior performance. It has become impossible for me to demonstrate my true potential.
〔3〕本発明の充電装置部分については、何点かに分け
てそれぞれ次のように詳細に述べて見る。[3] The charging device portion of the present invention will be divided into several parts and will be described in detail as follows.
(1) 発明の目的
本発明は電池の特性に対して設計したもので、従来の充
電器の採用した充電及び制御方式を放棄し、一種の完全
に革新した方式で電池を充電するもので、その目的は、
■ 定電流制御器で以て電池に対して大電流充電をする
もので、高速率充電を利用して、大幅に充電時間を短縮
しえたものである。(1) Purpose of the Invention The present invention is designed for the characteristics of batteries, abandons the charging and control methods adopted by conventional chargers, and uses a completely innovative method to charge the batteries. Its purpose is
■ It uses a constant current controller to charge the battery at a high current, and uses high-rate charging to significantly shorten the charging time.
■ CPUで以て定電流制御Hiを制御し、電池に対し
て周期的間欠充電をなし、有効的に電池を制御して高圧
及び高温を発生しないよう、さらに充電効果を向上した
もの。■ The constant current control Hi is controlled by the CPU, and the battery is periodically and intermittent charged, and the charging effect is further improved by effectively controlling the battery and preventing the generation of high pressure and high temperature.
■ A/D変換器で各t2c内に充電時間内に電池電圧
の変化を測定し、CPUに交付して電池電圧が昇または
降かを判断し、電池容量が必ず完全に充満し得るのを確
定し得るようにしたもの。■ The A/D converter measures the change in battery voltage within the charging time within each t2c, and sends it to the CPU to determine whether the battery voltage is rising or falling, and to ensure that the battery capacity is completely filled. Something that can be confirmed.
■ CPUで以て数個の定電流制御Hiを交互に制御し
、同時に数個の電池に対して充電することができる。(2) Several constant current control Hi modes can be controlled alternately by the CPU, and several batteries can be charged at the same time.
■ A/D変換器及び多重選別器により、それぞれ残余
容量の違うまたは特性の異なる個別電池の電圧を測定し
、CPUに入力して弁別させ、しかしてそれぞれ不同程
度の充電をあたえる。(2) The A/D converter and multiple selector measure the voltages of individual batteries with different remaining capacities or characteristics, and input the voltages to the CPU for discrimination, thereby charging them to different degrees.
■ CPUで電池容量が既に飽和に達した時を判断し、
そこで定電流制御Hiを制御して充電をストップし、電
池の過充電を避ける。■ The CPU determines when the battery capacity has already reached saturation,
Therefore, constant current control Hi is controlled to stop charging to avoid overcharging of the battery.
■ 充電を終止した後、固定した1段階の時間ごとに、
CPUでもって更に信号を送り出して定電流制御器に与
え、断続的に電池容量を補充し、電池を長期的に飽和状
態に保持することができる。■ After finishing charging, at each fixed stage of time,
The CPU can further send a signal to the constant current controller to intermittently replenish the battery capacity and maintain the battery in a saturated state for a long period of time.
■ 即ち本発明の最終的、最も主要な目的である。これ
は大電流及び周期的間欠充電の方式で、前記目的で運用
する各手段により、さらに急速にしがもより有効的に「
十分にエネルギー量を電池に加入し、使用時に要求する
十分なエネルギー量を放出できるようにする。」
(2)充電の原理
本発明の充電の原理は電池の起電原理及び特性に設計し
たもので、電池を破壊せず、電池の寿命に影響しない原
則の下で、最短時間に電池を完全に充満するのを目的と
する。故に本発明は定電流制御Hiを採用して、スムー
ズな安定した直流電圧で以て電池に大電流充電を提供し
、高倍数の充電速率を利用して大幅に充電時間を短縮す
る目的を達成し、同時に充電中絶え間なく電池電圧の変
化を測定し、電池電圧昇降の比較方式を利用して、以て
電池容量が充満であるかを判断し、電池容量を完全に充
満する目的を達成するものである。(2) That is, this is the final and most important objective of the present invention. This is a method of high current and periodic intermittent charging, which uses various means operated for the above purpose to achieve more rapid and effective charging.
To add a sufficient amount of energy to a battery so that it can release a sufficient amount of energy required during use. (2) Charging Principle The charging principle of the present invention is designed based on the electromotive principle and characteristics of batteries, and is designed to fully charge the battery in the shortest possible time without destroying the battery or affecting its lifespan. The purpose is to fill the Therefore, the present invention adopts constant current control Hi to provide high current charging to the battery with smooth and stable DC voltage, and utilizes a high charging speed rate to achieve the purpose of significantly shortening the charging time. At the same time, the change in battery voltage is continuously measured during charging, and a comparison method of battery voltage rise and fall is used to determine whether the battery capacity is full, thereby achieving the purpose of completely filling the battery capacity. It is something.
所定時間の長短は主に充電速率C値の大きさにより決ま
る。電池電圧上昇の高さと材料もC値により決まり、同
時にC値の大きさも直接電池温度及びその内部圧力の反
応に影響し、又電池の容量及び寿命にも影響する。それ
故に、充電速率C値の大きさの選定は非常に重要で、特
にその最大値の選定は最も重要である。The length of the predetermined time is mainly determined by the magnitude of the charging speed C value. The height of the battery voltage rise and the material are also determined by the C value, and at the same time, the magnitude of the C value also directly affects the reaction of the battery temperature and its internal pressure, and also affects the capacity and life of the battery. Therefore, selection of the magnitude of the charging speed C value is very important, and in particular, selection of its maximum value is most important.
本発明は如何に充電速率C値を選定するかについて、第
36.37及び38図を用いて説明する。How the present invention selects the charging speed C value will be explained using FIGS. 36, 37 and 38.
第36図で示すように、代表的電池セントの1つで充電
テストするもので、その電池セットは6つの公称電圧1
.2V、公称容量1200mAh (7)単一電池テ1
ツ(7)7.2 V/120On+Ahの電池セット
に直列して、それで以てより明らかに電池電圧の微小変
化を測定するものである。テスト時は定電圧充電を利用
して、8.0■から始め11.6Vまでとする。0.4
■ごとに1回テストして、充電電流の定電圧充電時の反
応を観察し、その結果は第36図で示す通りである。充
電電流は当初上昇の変化が小さいが充電電圧が次第に調
整上昇するに伴い、大体10.OV超過した時に、充電
電流の上昇変化は著しく増大し、且つ充電電流値の上昇
も益々早くなる。これは必然的に発生する現象で、併せ
て既に前記電池の充電特性の中で簡単に述べているよう
に、その現象も又電池が充電過程において、仮に小さい
電流値で充電すれば、電池内部の圧力及び温度上昇も遅
く、熱量も少ないことを説明してする。As shown in FIG.
.. 2V, nominal capacity 1200mAh (7) Single battery Te1
(7) It is connected in series with a 7.2 V/120 On+Ah battery set to more clearly measure minute changes in battery voltage. During the test, constant voltage charging is used, starting from 8.0V and increasing to 11.6V. 0.4
The test was carried out once for each case (2), and the reaction during constant voltage charging of the charging current was observed, and the results are shown in FIG. Initially, the increase in charging current is small, but as the charging voltage is gradually adjusted and increased, it increases to about 10. When OV is exceeded, the upward change in charging current increases significantly, and the charging current value also increases faster. This is a phenomenon that inevitably occurs, and as briefly mentioned above in the charging characteristics of batteries, this phenomenon also occurs during the charging process, if the battery is charged with a small current value, the inside of the battery Explain that the pressure and temperature rise is slow and the amount of heat is small.
いい換えれば充電で入力したエネルギー量は有効的に電
池に吸収され、充電で発生した熱量も十分な散出時間を
もつ。しかし、それに対して、充電に必要とする時間も
長くなり、電池の使用効率が低下する。但し、もし大き
い電流値で充電すると、電池は早急に高圧及び高温を発
生し、電池の性能に影響するし、且つ充電入力したエネ
ルギー量は大部分が熱量で消耗され、充電時間を短縮で
きるとはいっても、充電効率がよくない。おまけに充電
電流値が電池の耐えられる極限を超過した時、一方面に
おいて熱量は十分に放出し得す、他方面において安全弁
は持続的に気体をオープン放出し更に電池を破壊して、
早めにその寿命を終結する。In other words, the amount of energy input during charging is effectively absorbed by the battery, and the amount of heat generated during charging has sufficient time to dissipate. However, on the other hand, the time required for charging also increases, and the efficiency of battery usage decreases. However, if charging with a large current value, the battery will quickly generate high pressure and high temperature, which will affect the battery performance, and most of the energy input for charging will be consumed as heat, making it difficult to shorten the charging time. Even if it does, the charging efficiency is not good. What's more, when the charging current value exceeds the limit that the battery can withstand, on one side, the amount of heat can be released sufficiently, and on the other side, the safety valve will continuously open and release gas, which will further destroy the battery.
end its lifespan early.
第37図を参照すると、同一電池セットに対して同じよ
うに0.4■ごとに1回テストしている。但し充電電圧
範囲は9.6v〜11.6Vに減縮され、並びに総テス
ト時間を第36図で示す5秒から20秒に延長し、そこ
で図の曲線で明らかに示しているように充電電圧が大体
10.OVを超過した時に、充電電流の上昇変化は急速
となる。Referring to FIG. 37, the same battery set is similarly tested once every 0.4 cm. However, the charging voltage range was reduced from 9.6V to 11.6V, and the total test time was extended from 5 seconds to 20 seconds as shown in Figure 36, where the charging voltage increased as clearly shown by the curve in the figure. Roughly 10. When OV is exceeded, the upward change in charging current becomes rapid.
より明らかに充電電流の変化状況を知るために、充電電
圧をo、 i vごとに1回テストするように細分し、
並びに充電電圧範囲を更に9.9V〜10.4Vに減縮
する。一つだけ注意しておきたいのは、その電池セット
は0.IVごとに1回テストをしており、1760ごと
に単電池に対してテストをするのに相当する。即ち充電
電圧値は極小量で次第に調昇され、且つ充電電圧9.9
〜10.4■の範囲は1個の電池についていえば0.1
■の内にあるだけである。第38図で示す充電電流の定
電圧充電時の反応曲線を参照して見ると、充電電圧が1
0.2Vより低い時、充電電流の上昇変化はやはり小さ
く、一旦10.2Vを超過すると、変化は著しく増大す
るという事が分かる。そこで確定できることは最も適当
な充電電圧値は絶対に10.2Vを超過してはいけない
し、それに対応する充電電流値は、最適充電電流値は4
Amp以下で、もしもそのテスト電池セットの公称容
11200mAhで計算すると、充電速率C値は必ず(
10/3) Cより小であってこそ電池が早めに高圧、
高温を発生して電池を破壊することのないようにするこ
とができるし、充電入力のエネルギー量もより有効的に
電池に吸収させることができる。故に(10/3) C
をその電池セットの最大の充電電流値とすることができ
る。最小の充電電流値の選定は、その主要考慮要因が時
間である。まして前記の充電電流最大値以下の電流値は
、すべて電池の充電に使用できる。In order to understand the change status of the charging current more clearly, the charging voltage is subdivided into one test for each o, i, and v.
Also, the charging voltage range is further reduced to 9.9V to 10.4V. One thing to note is that the battery set is 0. Each IV is tested once, which is equivalent to testing every 1760 cells. That is, the charging voltage value is gradually increased by a very small amount, and the charging voltage is 9.9.
The range of ~10.4■ is 0.1 for one battery.
■It is only within. Referring to the response curve of charging current during constant voltage charging shown in Fig. 38, it can be seen that the charging voltage is 1
It can be seen that when lower than 0.2V, the upward change in charging current is still small, and once it exceeds 10.2V, the change increases significantly. What can be determined is that the most appropriate charging voltage value should never exceed 10.2V, and the corresponding charging current value is 4.
Amp or less, and if you calculate it using the test battery set's nominal capacity of 11,200mAh, the charging speed C value will definitely be (
10/3) The battery can reach high voltage quickly if it is smaller than C.
It is possible to prevent the battery from being destroyed by generating high temperatures, and the energy amount of the charging input can be more effectively absorbed by the battery. Therefore (10/3) C
can be the maximum charging current value for that battery set. The main consideration in selecting the minimum charging current value is time. Moreover, any current value below the maximum charging current value can be used to charge the battery.
しかし、充電時間を短縮し、電池の使用効率を向上する
ために、より高い充電速率で充電することが適宜である
。その次に考慮をようする要因は環境温度で、特に低温
の環境において充電すると、一方電池の内部抵抗は低温
時に比較的大きく、例えば、充満した電池は一18℃に
おいて内部抵抗は0.(17Ωであるが、常温の+25
°Cの内部抵抗は0.035Ωに過ぎず、しかも完全に
放電した電池のもつインピダンスは大体完全に充電した
電池の約10倍である。他方面においては充電の過程に
おいて、電解液密度の減少による凝固点の上昇により、
そこで高い充電速率で電池を充電し、以て電池のインビ
ダンスを克服する。しかも充電で発生した熱も又丁度電
解液凝固点上昇の影響を相殺する。もう一つ考慮する要
因は電池の保存特性である。長期貯存により長く活性を
失った活性物質のその活性を早く回復させるために、当
然高充電速率でなす。However, in order to shorten the charging time and improve the efficiency of battery usage, it is appropriate to charge at a higher charging rate. The next factor to consider is the environmental temperature, especially when charging in a cold environment; on the other hand, the internal resistance of a battery is relatively large at low temperatures, for example, a fully charged battery has an internal resistance of 0.5°C at -18°C. (17Ω, but +25Ω at room temperature
The internal resistance at °C is only 0.035Ω, and the impedance of a fully discharged battery is approximately 10 times that of a fully charged battery. On the other hand, during the charging process, the freezing point increases due to the decrease in electrolyte density,
Therefore, the battery is charged at a high charging rate to overcome the impedance of the battery. Moreover, the heat generated during charging also just offsets the effect of raising the freezing point of the electrolyte. Another factor to consider is the battery's storage characteristics. Naturally, a high charging rate is used to quickly restore the activity of active substances that have lost their activity due to long-term storage.
前記各要因の考慮、及び電池の各種特性を総合し、その
電池セットについていえばね当然lCを選択してその最
小の充電電流値とする。Considering each of the above factors and the various characteristics of the battery, it is natural to select 1C as the minimum charging current value for the battery set.
前記充電電流の最大値及び最小値の選定を経由すること
により、公称容1t1200 mAhの電池の最良の充
電速率はC値であることが分かる。以下rCと称し、I
C〜(10/3) Cの範囲内にあって、且つrは1
つの正実数で、次式で表示できる。By selecting the maximum and minimum values of the charging current, it can be seen that the best charging rate for a battery with a nominal capacity of 1t1200 mAh is the C value. Hereinafter referred to as rC, I
C to (10/3) within the range of C, and r is 1
It is a positive real number and can be expressed by the following formula.
非常に重要でここで説明しておかなければならない事は
、サイズの違う電池、類型の違う電池の、その適用する
rC範囲は異なることである。しかし、前記の方式によ
りその上下限を決定することができる。rC範囲が異な
るようになった主要原因は電解液の多少により異なるの
を除く外に、これ又電池の内部抵抗は電池サイズの減少
に伴い、即ち公称容量の減少により次第に増大する。What is very important and must be explained here is that different sizes and types of batteries have different rC ranges. However, the upper and lower limits can be determined by the method described above. The main reason for the different rC ranges is that in addition to the difference in the amount of electrolyte, the internal resistance of the battery gradually increases as the battery size decreases, that is, the nominal capacity decreases.
そこで本発明は前記rC範囲内を応用して、1つの大き
い充電速率を選択して、公称容量1200 mAhの電
池を例にした。即ち3cを選択して充電速率にし、定電
流制御器で1つのスムーズで安定した直流電圧を提供し
、電池に対して急速充電をした。しかも充電過程におい
て、一種の周期的間欠充電方式充電(後の充電方式で詳
しく述べる)を採用し、並びに各−t2c内に充電時間
内に、A/D変換器で電池電圧の変化を測定し、CPU
に入力して電池電圧が上昇が降下であるかを判断し、そ
れにより電池容量は既に満であるか、継続充電を要する
かを決定する。CPUは如何にして電池電圧の上昇を判
断するかは、第39図及び第40図に列記せる数字的根
拠で知り得る。即ち一種の比較方法を利用し、又即ちA
/D変換器で測定し得た電池の電圧値を、前の一電圧値
と後の一電圧値の高低と比較して電池電圧の上昇を判断
するものである。第39図のAの曲線で示すのは充電を
開始し且つ周期数が68の電池電圧及び充電電流曲線で
ある(ただし、本発明の充電周期数は第40図にある1
6数位逆回数計算を採用した計数方式で、周期数68は
第一次充電周期)、そのへの曲線から見出せるように電
池電圧は低いが、充電電流は高い。丁度最大出力をして
いるのを表示する。一旦充電入力が電池容量の50%以
上超過すると、例えば周期数30のBの曲線で示すよう
に、電池電圧は既に上昇し、しかして充電電流は反して
降下している。電池容量が飽和に接近した時、例えば周
期数29のCの曲線で示すように、電圧が最高点まで上
昇すると、充電電流は同時に最低点まで降下する。仮に
もし継続充電すると、例えば周期数21のDの曲線で示
すように、電池電圧がかえって降下し、充電電流も逆に
上昇して、電池容量は既に飽和し並びに過充電を開始し
ていることを表示している。CPUは各充電t2c内に
電圧値と前の一充電t2c内に電圧値とを比較利用して
電圧の昇降を判断する。Therefore, the present invention applies the rC range, selects one high charging rate, and takes a battery with a nominal capacity of 1200 mAh as an example. That is, 3c was selected as the charging rate, and the constant current controller provided one smooth and stable DC voltage to rapidly charge the battery. Moreover, in the charging process, a kind of periodic intermittent charging method charging (described in detail in the charging method later) is adopted, and the change in battery voltage is measured by an A/D converter within the charging time within each -t2c. ,CPU
to determine whether the battery voltage is increasing or decreasing, and thereby determining whether the battery capacity is already full or requires continued charging. How the CPU determines whether the battery voltage has increased can be determined from the numerical basis listed in FIGS. 39 and 40. That is, using a kind of comparison method, and that is, A
The battery voltage value measured by the /D converter is compared with the previous voltage value and the subsequent voltage value to determine whether the battery voltage has increased. The curve A in FIG. 39 shows the battery voltage and charging current curve when charging is started and the number of cycles is 68 (however, the number of charging cycles in the present invention is 1 as shown in FIG. 40).
It is a counting method that employs inverse number calculation in the 6th place, and the cycle number 68 is the primary charging cycle).As can be seen from the curve to that cycle, the battery voltage is low, but the charging current is high. It will show that it is producing exactly the maximum output. Once the charging input exceeds the battery capacity by more than 50%, the battery voltage has already increased and the charging current has conversely fallen, as shown, for example, by the curve B with period number 30. When the battery capacity approaches saturation, for example as shown by the curve C with period number 29, when the voltage rises to the highest point, the charging current simultaneously drops to the lowest point. If the battery were to be continuously charged, for example, as shown by the curve D with a cycle number of 21, the battery voltage would actually drop, and the charging current would also rise, meaning that the battery capacity would already be saturated and overcharging would begin. is displayed. The CPU compares and utilizes the voltage value during each charging t2c with the voltage value during the previous charging t2c to determine whether the voltage increases or decreases.
もしも判断の結果が昇圧であれば継続充電し、もしも判
断の結果が降圧であれば、電池容量は多分既に完全に充
満しているのを意味する。これは前記充電特性において
既に述べており、電池は急速充電において、電池電圧は
充電末期に容量が飽和に近づくと迅速に上昇し、最高点
の峰値に達すると、容量は殆ど飽和となる。もしも更に
続けて充電すると電池電圧は迅速に降下し、明らかに一
つの峰状を呈する。それに電池は既に過充電を開始して
いるので、そこで電池電圧は降下と測定され、充電停止
をし得るものであるが、電池電圧は持続降下であるのを
確定するために、そしてその他の要因の影響を受けて電
圧が急に降下し、しかる後に再び上昇する特例でもなく
、且つ電池容量をして完全に飽和に達するために、それ
故電池を継続して周期的間欠充電し、同時に又何回か電
池の電圧値を比較して、−種の最後の確認作業をする。If the result of the determination is a voltage increase, charging continues; if the result of the determination is a decrease in voltage, it means that the battery capacity is probably already completely full. This has already been described in the charging characteristics, and when a battery is rapidly charged, the battery voltage quickly increases when the capacity approaches saturation at the end of charging, and when it reaches the peak value at the highest point, the capacity becomes almost saturated. If the battery continues to be charged, the battery voltage will drop rapidly and take on a distinct peak. Also, since the battery has already started overcharging, the battery voltage will be measured as dropping and charging may be stopped, but to confirm that the battery voltage is a sustained drop, and other factors. This is not a special case where the voltage suddenly drops under the influence of the battery, and then rises again, and in order for the battery capacity to reach complete saturation, the battery must be continuously charged intermittently and at the same time. Compare the battery voltage values several times and do the final confirmation of the negative species.
CPUも逆回数計算を開始する。その逆回数計算は、前
記の充電開始の逆回数計算と完全に異なり、逆回数計算
の一確認である。もしも比較過程において電池電圧が又
も上昇を回復したと発見した場合、逆回数計算作業の確
認は即時に停止し、正常充電手順の逆回数計算に戻る。The CPU also starts calculating the inverse number of times. The inverse calculation of the number of times is completely different from the above-mentioned inverse calculation of the number of times of charging start, and is a confirmation of the reversal calculation of the number of times. If it is found in the comparison process that the battery voltage has recovered to rise again, the confirmation of the reverse count calculation operation is immediately stopped and the process returns to the reverse count calculation of the normal charging procedure.
もしも比較過程において電池電圧が持続降下であると確
定した場合は、逆回数計算終了時に、CPUは定電流制
御Hiを制御し単連充電電流を止める。この時電池容量
は必ずや完全に充満している。If it is determined in the comparison process that the battery voltage is continuously dropping, the CPU controls the constant current control Hi to stop the single continuous charging current when the inverse calculation is completed. At this time, the battery capacity is always completely charged.
この外、電池電圧の上昇を比較して電池容量が充満され
ているかを判断し、並びに充電するかを決定するので、
それ故に残余容量の違うまたは特性の異なる個別電池に
対してそれぞれ違う程度の充電を与える目的を達成でき
るし、他方面において、一旦電池容量が飽和すると判断
した場合は充電を停止し、電池に対する過充電を避ける
目的を達成させることができる。In addition, it compares the rise in battery voltage to determine whether the battery capacity is full and also determines whether to charge.
Therefore, it is possible to achieve the purpose of charging individual batteries with different residual capacities or characteristics to different degrees, and on the other hand, once it is determined that the battery capacity is saturated, charging is stopped and the battery is overloaded. The purpose of avoiding charging can be achieved.
(3)充電方式
前記充電原理で選んだrCは高倍数の充電電流値範囲に
あるので、もしもその範囲内の電流値を採用し、並びに
連続充電の方式を用いて充電すると、必ずや電池内部の
圧力及び温度をして迅速に上昇させるので、どうしても
長時間の連続充電は不可である。(3) Charging method Since the rC selected based on the charging principle described above is in a high multiple charging current value range, if a current value within that range is adopted and charging is performed using a continuous charging method, internal battery damage will inevitably occur. Since the pressure and temperature rise rapidly, continuous charging for a long period of time is impossible.
そうでないと気体及び熱量の累積を招いて高圧及び高温
を発生する。これこそ従来の充電器がこのような高倍数
充電電流値を採用できない原因であり、高圧及び高温こ
そまさに伝統的制御方式が早急に克服しようとする困難
な問題でもある。故にrC範囲内で充電すると、先ず臨
む難題はいかにして電池を制御し高圧及び高温を発生さ
せないかで、高圧及び高温の電池に対して形成するマイ
ナス面の影響を免除し、それでより高い充電効率を獲得
し、電池をして十分にその優越な性能を発揮させている
。Otherwise, gas and heat build up resulting in high pressure and high temperatures. This is the reason why the conventional charger cannot adopt such a high multiple charging current value, and the high voltage and high temperature are also the difficult problems that the traditional control method is urgently trying to overcome. Therefore, when charging in the rC range, the first challenge is how to control the battery so that it does not generate high pressure and high temperatures, exempting it from the negative effects that form on high pressure and high temperature batteries, and thus allowing higher charging. Gaining efficiency, the battery can fully demonstrate its superior performance.
本発明は一種の周期的間欠充電方式を使用し、rC連速
率配合して、CPUで定電流制御Hiを制御し、電池に
対して急速充電をするので、有効的に電池を制御して高
圧及び高温を発生しえないようにするばかりでなく、充
電効率向上の目的を達成し、しかもCPUを利用して交
互に数個の定電流制御Hiを制御して、同時に数個の電
池を充電する目的を達成することができる。The present invention uses a kind of periodic intermittent charging method, combines the rC continuous speed rate, controls the constant current control Hi by the CPU, and quickly charges the battery, so it can effectively control the battery and high voltage. It not only prevents the generation of high temperatures and also achieves the purpose of improving charging efficiency, but also uses the CPU to alternately control several constant current controls Hi to charge several batteries at the same time. You can achieve your goals.
いわゆる周期的間欠充電とは、その名の意味のように一
種の規律的な重複充電と充電停止方式で、かつ1回ごと
の充電に停止充電時間を加えたのが一周期である。この
ような周期的間欠充電の方式は「充電」のこのl過程を
1つの「電気化学反応」過程と認め、並びにその反応過
程を適当に制御し、制御の方式は第41図を用いて詳細
に説明する。その中筒41図(alで示すのは外部より
入力した電圧で、その電圧は交換式電源供給装置の供給
したスムーズ安定電圧である。第41図(b)、(C1
、(d)で示すのはそれぞれ第1チャンネルC111の
充電出力制御曲線、充電時の電池提案反応曲線、及び充
電電流反応曲線であり、第41図(e)、(f)、(g
lで示すのはそれぞれ第2チャンネルCH2の充電出力
制御曲線、充電時の電池電圧反応曲線、及び充電電流反
応曲線である。The so-called periodic intermittent charging, as its name suggests, is a kind of disciplined double charging and charging stop method, and one cycle is the sum of the stop charging time to each charge. This method of periodic intermittent charging recognizes this process of "charging" as one "electrochemical reaction" process, and appropriately controls the reaction process. The control method is explained in detail using Figure 41. Explain. Figure 41 (al) of the inner cylinder indicates the voltage input from the outside, and this voltage is the smooth stable voltage supplied by the replaceable power supply device. Figure 41 (b), (C1
, (d) are the charging output control curve, battery proposed reaction curve during charging, and charging current reaction curve of the first channel C111, respectively;
1 are the charging output control curve, the battery voltage response curve during charging, and the charging current response curve of the second channel CH2, respectively.
先ず、説明を要するのは何故いわゆる第1チャンネル及
び第2チャンネルである。First, it is necessary to explain why the so-called first channel and second channel.
その実本発明で使用する周期的間欠充電方式は、主要は
2つまたは偶数個電池の充電に対して設計したもので、
CPUは元より4つの独立したチャンネルを設計してお
り、4つの定電流制御Hiを可制御とし、同時に4つの
不同電池に対して充電する。当然ながら、使用するチャ
ンネルを減らずだけで、そこで3つまたは2つ、それ以
上にただ1つの電池に対しても充電することができる。In fact, the periodic intermittent charging method used in the present invention is mainly designed for charging two or an even number of batteries.
The CPU is originally designed with four independent channels, and can control four constant current control Hi, charging four different batteries at the same time. Of course, three or two or even just one battery can be charged there without reducing the number of channels used.
対応して、CPUの個数を増加し、及びそれに係わる多
少なりのハードを拡充するだけで、充電できる電池数は
任意に拡充することができる。説明の便利に、特により
明確に本発明充電方式の特徴を説明するために、2つの
チャンネルを選択して詳細に説明する。Correspondingly, the number of batteries that can be charged can be increased arbitrarily by simply increasing the number of CPUs and expanding some of the related hardware. For convenience of explanation, and especially to more clearly explain the characteristics of the charging method of the present invention, two channels will be selected and explained in detail.
第41図(bl、(e)で示す充電出力制御曲線を参照
して見ると、CPUが仕事の執行を開始した時は同時に
高電位11iを出力して第1及び第2チャンネル定電流
制御器に与え、しかる後一定時間を経た後に更に手順ご
とに低電位Loを送り出してそれぞれ第1チャンネル定
電流制御器及び第2チャンネル定電流制御器に与え、そ
こで定電流制御器が低電位Loを接収した時に、電流を
出力して電池に与え以て充電の作業を執行する。それも
充電作業の執行は完全にCPU及び内部ソフトで制御し
、しかも第1と第2チヤンネルの充電出力制御は極めて
類似しているので、先ず第41図(blで第1チャンネ
ルの出力制御を次に説明する。Referring to the charging output control curves shown in FIG. 41 (bl, (e)), when the CPU starts executing work, it simultaneously outputs the high potential 11i and controls the first and second channel constant current controllers. After that, after a certain period of time, the low potential Lo is further sent out for each step and applied to the first channel constant current controller and the second channel constant current controller, where the constant current controller receives the low potential Lo. When this happens, current is output and applied to the battery to carry out the charging process.The execution of the charging process is completely controlled by the CPU and internal software, and the charging output control of the first and second channels is extremely difficult. Since they are similar, the output control of the first channel will be explained first with reference to FIG. 41 (bl).
充電初期において、先ず10時間の快速パルス充電を固
定し、各1パルスの充電時間をt2c(と固定、停止充
電時間をtllに固定、パルス周期をt1固定値として
、次の式を用して表示する。At the initial stage of charging, first, 10 hours of rapid pulse charging is fixed, the charging time for each pulse is fixed as t2c, the stop charging time is fixed as tll, and the pulse period is fixed as t1, using the following formula. indicate.
11(秒/回) =t+c + tll ・・・
・・・(b)T1(秒)−nl(回) Xtl(秒/
回)、、、−(C)その中n+N(即ちnlは一自然数
)
にの正常の充電手順を開始し、電池に対して12時間の
周期的間欠充電をする。各1回の充電時間をtzeに固
定、停止充電時間をL’sに固定し、周期はt2に固定
し且つ前記のパルス周期t1よりも大で、公式で以て次
のように表示する。11 (seconds/times) =t+c+tll...
...(b) T1 (seconds) - nl (times) Xtl (seconds/
-(C) The normal charging procedure is started for n+N (i.e., nl is a natural number), and the battery is periodically charged intermittently for 12 hours. Each charging time is fixed to tze, the stop charging time is fixed to L's, and the period is fixed to t2 and is larger than the pulse period t1, which is expressed by the formula as follows.
t2−t2c十t2.・・・・・・(d)Tz=n2X
tz、且つng N =(e)1、 > 1
. ・・・・・・(f)この正常充電
手順において、A/D変換器は各−t2c内に充電時間
jZc内で電池の電圧を測定し、CPUに入力して判断
する。t2-t2c t2.・・・・・・(d) Tz=n2X
tz, and ng N = (e) 1, > 1
.. (f) In this normal charging procedure, the A/D converter measures the voltage of the battery within the charging time jZc within each -t2c, and inputs it to the CPU for judgment.
判断の結果が電圧降下であり、且つ持続降下と確定した
時は、CPUより高電位litを送り出して定電流制御
器に与え、その定電流制御器が高電位Hiを接収すると
すぐ充電電流をストップする。故に12時間の長短は電
池の充電前の残余容量の多寡に従い変動する。又、即ち
電池の充電前の電圧V、の高低に従って変動するので、
T2はvIの関数と見なすことができる。文武(e)中
のT2は一固定値で、次の式で表示できる。When the result of the judgment is a voltage drop and it is determined to be a sustained drop, the CPU sends out a high potential lit and gives it to the constant current controller, and as soon as the constant current controller receives the high potential Hi, it stops the charging current. do. Therefore, the length of 12 hours varies depending on the remaining capacity of the battery before charging. In addition, since it fluctuates according to the height of the voltage V before charging the battery,
T2 can be considered as a function of vI. T2 in Bunmu (e) is a fixed value and can be expressed by the following formula.
nz” r (vI) ・・・・・・
(g)12時間の充電を経過した電池をもしも充電装置
から移出すると、充電手順は自然に終結する。もしも電
池が未だ移出されていない場合は、CPUが高電位旧の
出力を維持して定電流制御器に与えて電池に対する充電
を停止し、且つ1段階の設定した長時間T3を経過した
後に、更に自動的に低電位Loを送り出して定電流制御
器に与え、別の1回の充電手順を開始する。今回の充電
手順は前記と類似しており、先ず1段階の14時間の快
速パルス充電を固定し、次に15時間の正常周期的間欠
充電をする。しかも14時間の快速パルス充電の充電時
間t4c=t1c、停止充電時間t、、 =tI、 、
故にパルス周期L4.=j、である。但し14時間をT
、充電よりも短く設定し、即ち周期回数04を口1回数
よりも少なく設定する。故に式(b)及び(C)を次の
ように書き代え、
Lc +L+s =t+=t4=t4c + tag
・・−・(b)’T、 T4
”n+ )n、= +++・−+(C1
’1+ 1゜
その中、n、 N
同時に、12時間の周期的間欠充電の充電時間tsc
=tzい停止充電時間jsi =j2s、故に周期ts
= tzである。但しこの時の周期回数n、は電池が
13時間を経た後の電圧vI′の関数であるので、n2
回数はng回数よりも少ない可能性がある。又即ち13
時間は12時間よりも短い可能性がある。主要はT1時
間の長さにより定め、又はT、充電前の電池残存容量の
多寡により定める。故に式(d)、式(e)、式(f)
及び式(g)それぞれ次のように書く。nz”r (vI) ・・・・・・
(g) If the battery is removed from the charging device after 12 hours of charging, the charging procedure will automatically terminate. If the battery has not been transferred yet, the CPU maintains the high potential output and applies it to the constant current controller to stop charging the battery, and after the long time T3 set in the first stage has elapsed, Furthermore, the low potential Lo is automatically sent out and applied to the constant current controller to start another charging procedure. The charging procedure this time is similar to that described above, first stage 14-hour fast pulse charging is fixed, then 15-hour normal periodic intermittent charging. Moreover, the charging time for 14 hours of rapid pulse charging is t4c=t1c, and the stop charging time is t, , =tI, ,
Therefore, the pulse period L4. =j. However, 14 hours is T.
, is set to be shorter than charging, that is, the number of cycles 04 is set to be less than one cycle. Therefore, rewrite equations (b) and (C) as follows, Lc +L+s =t+=t4=t4c + tag
・・・-・(b)'T, T4 "n+ )n, = +++・-+(C1
'1 + 1゜ Among them, n, N At the same time, charging time tsc of 12-hour periodic intermittent charging
= tz stop charging time jsi = j2s, therefore period ts
= tz. However, the number of cycles n at this time is a function of the voltage vI' after the battery has passed 13 hours, so n2
The number of times may be less than the number of ng. Also, 13
The time may be less than 12 hours. The main factor is determined by the length of time T1, or by the amount of remaining battery capacity before charging. Therefore, formula (d), formula (e), formula (f)
and equation (g) are written as follows.
jze ” hs = h = js = Esc +
jag・・・・・(d)ts > T4
・・・・・・ (f)n5−
f(V+、 v+’) ++++
・・ (g)’その中05 N
当然、この時にも又各−t2c内に充電時間t、c内で
電池電圧の変化を測定し、一旦電池電圧が持続降下であ
るのを発見すると、すぐに充電電流をストップする。即
ち16時間の終了である。この時にもしも充電装置を移
出すると、充電手順は自然に終結する。jze ” hs = h = js = Esc +
jag...(d)ts > T4
・・・・・・ (f)n5-
f(V+, v+') +++++
... (g)' 05 N Of course, at this time as well, we measured the change in battery voltage within charging times t and c within each -t2c, and once we found that the battery voltage was dropping continuously, we immediately Stops charging current. That is, the end of 16 hours. If the charging device is removed at this time, the charging procedure will naturally terminate.
但しもしも電池がそのまま移出されていないと、そこで
更にもう一度前記の13時間から開始してT4からT、
まで経由する手順を重複し、自動循環の充電過程となる
。However, if the battery is not transferred as it is, then start again from the 13th hour mentioned above and repeat from T4 to T.
The process of recharging is repeated, resulting in an automatic cyclical charging process.
以上が即ち第1チャンネルの充電出力制御で、第2チャ
ンネルの充電出力制御は、第41図(e)で示すように
、第1チャンネルと極めて類似しており、同じようにT
1時間の快速パルス充電をなし、次に12時間の周期的
間欠充電をする。しがも13時間経由後に、更に重複し
て14時間の快速パルス充電及び19時間の周期的間欠
充電をするので、故に弐(bl冒cll (d)’ (
e)’ (f)″(g)゛を満足できる。但し、ただ−
点第1チャンネルと違うのは第1チャンネルの充電出力
制御が低電位Loの時、第2チャンネルの充電出力制御
は高電位旧で、したがって第1チヤンネルの充電出力制
御が高電位旧の時、第2チヤンネルの充電出力制御は低
電位Loである。The above is the charging output control of the first channel, and the charging output control of the second channel is very similar to the first channel, as shown in FIG.
One hour of rapid pulse charging followed by 12 hours of periodic intermittent charging. However, after 13 hours, rapid pulse charging for 14 hours and periodic intermittent charging for 19 hours will be repeated, so 2(blblankll (d)' (
e)'(f)''(g)'' can be satisfied.However, only -
The difference from the first channel is that when the charging output control of the first channel is low potential Lo, the charging output control of the second channel is high potential old, so when the charging output control of the first channel is high potential old, The charging output control of the second channel is at a low potential Lo.
そこで、第1チャンネル定電流制御器が丁度その上に接
続している電池充電の作業を実施している時、第2チャ
ンネル定電流制御器はその上に接続している他の1電池
充電を停止する。したがって、第1チヤンネル定電流制
御器に対して充電を停止した時、第2チャンネル定電流
制御器は充電作業を性行開始するので、故に単一電池に
対していえば、一種の間欠充電方式である。但し2つの
不同電池に対していえば、一種の交互充電方式である。Therefore, when the first channel constant current controller is charging the battery connected above it, the second channel constant current controller is charging the other battery connected above it. Stop. Therefore, when charging is stopped for the first channel constant current controller, the second channel constant current controller starts charging, so for a single battery, it is a kind of intermittent charging method. be. However, for two different batteries, it is a kind of alternate charging method.
2つの異なる電池に対して交互に等効充電するために、
そこで快速パルス充電及び正常の周期的間欠充電の両者
を、各−t2c内に充電時間と停止充電時間を同等に設
けているので、故に第1チヤンネル及び第2チャンネル
の充電出力を制御し、式(b)゛ 及び(d)゛ によ
り次のように書き代える。In order to charge two different batteries alternately and equivocally,
Therefore, since the charging time and stop charging time are set equally within each -t2c for both rapid pulse charging and normal periodic intermittent charging, the charging output of the first channel and the second channel is controlled, and the formula Rewrite (b)゛ and (d)゛ as follows.
tie =j、5−V2t+= ’ALa=Lac =
tas ”(b)”Fc =j2s = 1/2t2=
lAt5−tsc =i、、 、ldl”即ちCPU
は交互に第1チャンネル及び第2チャンネル定電流制御
Hiを制御し、充分に時間を利用して2つの不同電池に
対して等効の交互充電をする。tie=j, 5-V2t+='ALa=Lac=
tas "(b)"Fc =j2s = 1/2t2=
lAt5-tsc = i, , ldl'', i.e. CPU
alternately controls the first channel constant current control Hi and the second channel constant current control Hi, and makes use of sufficient time to alternately charge the two different batteries with equal effect.
充電時の電池電圧及び充電電流の反応に関し、第1チャ
ンネルと第2チャンネルは同じように極めて類似してお
り、第41図(C)、(d)、(f)、(glで示すよ
うに、第2チャンネルの反応だけが第1チャンネルの反
応に比べて1制御時間段階遅れているだけである。その
時間は丁度2t2c内に時間で、パルス周期tl、 t
4及び正常充電手順の周期t2、t、を含む。そこで、
第1チャンネルの反応のみを説明する。第41図(C)
で示すのは充電時の電池電圧の反応曲線で、充電初期に
快速パルスで充電するT1時間内に、電池電圧は各1パ
ルスt2c内に充電時間tie内ですべて持続的に上昇
し、且つ電池に売人したエネルギー量が次第に増えるの
に伴い、又即ち周期数の増加で、電池電圧は継続上昇す
る。そこで正常の周期的間欠充電を開始すると・、最初
に電池電圧は各−t2c内に充電時間tZc内でより持
続上昇し、且つ周期数の増加に伴ってこれ又上昇し、電
池容量が飽和に近づくと、電池電圧は降下を開始し、一
旦CPUにより電圧は持続降下と判断すると、そこで充
電電流を止め、12時間の充電を終結する。次に13時
間の充電を停止すると、電池電圧は自然放電により降下
し、こうして14時間の快速パルス充電を開始して又次
第に上昇し、しかる後にTt待時間類似して15時間の
充電を終結し、且つ自動的に13から始めるサイクルを
重複し続ける。Regarding the reaction of battery voltage and charging current during charging, the first channel and the second channel are very similar, as shown in Fig. 41 (C), (d), (f), (gl). , only the reaction of the second channel is delayed by one control time step compared to the reaction of the first channel, which time is exactly within 2t2c and the pulse period tl, t
4 and the period t2, t of the normal charging procedure. Therefore,
Only the reaction of the first channel will be explained. Figure 41 (C)
The reaction curve of the battery voltage during charging is shown by the reaction curve of the battery voltage during charging. During the time T1 of charging with a rapid pulse at the beginning of charging, the battery voltage rises continuously within the charging time tie within each pulse t2c, and the battery voltage The battery voltage continues to rise as the amount of energy sold gradually increases, ie, with an increase in the number of cycles. Therefore, when normal periodic intermittent charging is started, the battery voltage first rises more sustainably within the charging time tZc within each -t2c, and rises again as the number of cycles increases, until the battery capacity reaches saturation. As it approaches, the battery voltage begins to drop, and once the CPU determines that the voltage has dropped continuously, the charging current is stopped at that point, terminating the 12-hour charging. Then, when charging is stopped for 13 hours, the battery voltage drops due to natural discharge, and thus begins 14 hours of rapid pulse charging, gradually increases again, and then terminates charging for 15 hours, similar to the Tt waiting time. , and automatically continues to repeat the cycle starting from 13.
rC範囲内では長時間の連続充電をすることができない
。故に正常充電手順において、充電時間E2c及びts
cの長さは慎重に選定することを要する。これは第38
図で示す充電流の反応曲線から知り得るもので、10.
2■定電圧で充電すると、始めは充電電流が迅速に降し
、約4秒経過すると次第に安定する。充電時間が大体1
0秒程たつと、充電電流は緩慢に上昇し始め、これは電
池が急速充電によれ発生した熱の影響を受け始め、充電
効率が次第に低下しているのを説明している。もしも更
に続けて充電すると熱の累積によって高温となり、これ
又電池内部の圧力をして迅速に上昇して高圧となる。同
じように、10.IV及び10.OVの定電流充電時に
、充電電流も同じ状況を見せ、しかも本発明は3Cで以
て公称容量1200 mAh電池の充電効率にしている
ので、丁度10.1V〜10.OVの対応する電流値内
にあり、故に30充電速率の条件下で、充電時間Fc及
びt5cを10秒に設定することができる。Continuous charging for a long time is not possible within the rC range. Therefore, in the normal charging procedure, the charging time E2c and ts
The length of c needs to be carefully selected. This is the 38th
This can be known from the charge flow reaction curve shown in the figure.10.
2. When charging at a constant voltage, the charging current drops quickly at first and gradually stabilizes after about 4 seconds. Charging time is approximately 1
After about 0 seconds, the charging current begins to rise slowly, which explains why the battery begins to be affected by the heat generated by rapid charging, and the charging efficiency gradually decreases. If the battery continues to be charged, the accumulation of heat will result in a high temperature, which will also increase the pressure inside the battery, causing it to quickly rise to high pressure. Similarly, 10. IV and 10. During constant current charging of OV, the charging current shows the same situation, and since the present invention uses 3C to achieve the charging efficiency of a nominal capacity 1200mAh battery, the charging current is exactly 10.1V to 10.1V. Within the corresponding current value of OV, therefore under the condition of 30 charging speed rate, charging time Fc and t5c can be set to 10 seconds.
別途に、A/D変換器は正常充電手順において各−t2
c内に充電時間ttc及びtsc内で電池電圧の変化を
測定し、正確な電圧値を測定し得るために、別に充電を
始めた時の急激な変化値ではなく、第39図で示すよう
に、それは充電開始2秒後、電池電圧が安定したときに
測定するのである。当然ながら必ず充電時間終了前に測
定をするものである。30充電速率で公称容ffi12
00mAhの電池に対して、充電時間を10秒とする周
期的間欠充電をする時、本発明では充電時間第7秒を選
択して測定の作業をしている。しかも、2つの不同電池
の電圧変化を測定するために、そこで多重選別器により
1つの自動選択スイッチの作業をなし、A/D変換器で
手順ごとに第1チャンネル及び第2チャンネル定電流制
御器に接続している2つの不同電池に対して、測定作業
を行う。Separately, the A/D converter is connected to each -t2 in the normal charging procedure.
In order to measure the change in battery voltage within the charging time ttc and tsc within c, and to measure the accurate voltage value, the change in the battery voltage is measured as shown in Fig. 39, rather than the sudden change value when charging starts. , which is measured 2 seconds after the start of charging, when the battery voltage has stabilized. Naturally, measurements must be taken before the end of the charging time. Nominal capacity ffi12 at 30 charging speed rate
When performing periodic intermittent charging with a charging time of 10 seconds for a 00mAh battery, in the present invention, the charging time of 7 seconds is selected for measurement. Moreover, in order to measure the voltage changes of two different batteries, a multiple selector operates one automatic selection switch, and an A/D converter performs the operation of the first channel and second channel constant current controller for each step. Measurement work is performed on two dissimilar batteries connected to the
充電電流の反応は、第41図(d)で分かるように、充
電初期のT1時間内は最大の出力に保持し、且つ12時
間が丁度始まった時に最大の出力を維持する。但し周期
数の増加に伴い、即ち電池容量が次第に増加すると、充
電電流は次第に降下する。電池容量が飽和近くになると
最低点まで降下し、しかる後に電池電圧の降下で上昇す
る。このような反応現象は前の方で既に説明しているの
で、多言しないことにする。当然13時間充電を停止し
た後に再びT4及び12時間の充電を重複する反応は、
これもT1及び12時間の充電の反応と同じである。As can be seen in FIG. 41(d), the response of the charging current is to maintain the maximum output during T1 time at the beginning of charging, and to maintain the maximum output just when 12 hours have started. However, as the number of cycles increases, that is, as the battery capacity gradually increases, the charging current gradually decreases. When the battery capacity approaches saturation, it drops to its lowest point, and then rises as the battery voltage drops. I have already explained this kind of reaction phenomenon earlier, so I will not say too much about it. Naturally, the reaction of overlapping T4 and 12-hour charging after stopping charging for 13 hours is
This is also the same as the reaction of T1 and 12 hours of charging.
以上述べたのが本発明の充電方式で、このような充電方
式の主要とするところは、一種の手段を提供するもので
、即ち一種もrC範囲内で電池に充電し、電池内部の電
気化学反応が過激になることなく高圧及び高温を発生す
るのを防ぐ手段である。この手段は周期的間欠充電の方
式を利用し、先ず電池を1段階の時間充電し、その内部
をして電気化学反応を発生し始め、しかる後に1段階の
時間充電を停止して、反応過程中に正極で発生した酸素
をして十分な時間をもたせ隔離板を透過して負極に拡散
し化学消費を進行する、と同時に反応で発生した熱を十
分な時間で電池から放出し、冷却の効果を達成させてい
る。次に更に1段階の時間充電を開始してから又1段階
の時間停止する。こうやってサイクルを繰り返し電池容
量が飽和するまで続く。そこで充電効率は全充電過程に
おいて熱の影響を受けることなく、一定のレベルに維持
して低下しない。もしも従来の充電方式と比較すれば、
明らかに向上している。これは次の例で証明できる。What has been described above is the charging method of the present invention.The main point of this charging method is to provide a kind of means, that is, to charge the battery within the rC range, and to eliminate the electrochemistry inside the battery. This is a means of preventing the reaction from becoming too extreme and generating high pressures and temperatures. This method uses the method of periodic intermittent charging, firstly charging the battery for one stage of time, causing the internal electrochemical reaction to begin to occur, and then stopping the charging for one stage of time to complete the reaction process. Oxygen generated at the positive electrode is allowed enough time to pass through the separator and diffuse to the negative electrode to proceed with chemical consumption. At the same time, the heat generated by the reaction is released from the battery in sufficient time to cool the battery. achieving the effect. Next, charging is started for one more stage of time and then stopped for another one stage of time. This cycle continues until the battery capacity is saturated. Therefore, the charging efficiency is maintained at a constant level without being affected by heat during the entire charging process and does not decrease. If you compare it with the conventional charging method,
It's clearly improved. This can be proven with the following example.
仮にTI+T2の総時間TI +TZ内で同一電池に充
電する。3C速率で本発明の充電方式を用いて充電する
。又即ち式(b)、(C1、(d)、fe)及び(fl
を満足し、と同時に各1t2c内に充電時期と充電停止
時間を同等に設計する。Assuming that the same battery is charged within a total time of TI+T2, TI+TZ. Charge using the charging method of the present invention at a 3C rate. Also, formulas (b), (C1, (d), fe) and (fl
At the same time, the charging period and charging stop time are designed to be equal within each 1t2c.
又即ち式(b)”及びfdl”を満足させれば、総入力
エネルギーi2c(+、zは次式で表示できる。In other words, if equations (b)" and "fdl" are satisfied, the total input energy i2c(+, z can be expressed by the following equation.
C1,z=3CX ((ntX V2t+) + (n
z X %LzN−3cx %(T+ +Tz)
・・・・・・(h)更に3/2C速率で連続充電方式
を用いると、総入力エネルギーC1,2・は次式で表示
できる。C1,z=3CX ((ntX V2t+) + (n
z X %LzN-3cx %(T+ +Tz)
(h) Furthermore, if a continuous charging method is used at a 3/2C speed rate, the total input energy C1,2 can be expressed by the following formula.
CIoz・ −3/2CX(T、 +’r2)
・・・、 、 、 (1)式(h)及び弐fi1を比
較すれば分かるようにC1”t=CIo2・で、即ち両
種の充電方式の総入力エネルギー量は完全に同じである
。但し電池についていえば、両者の所得した充電効率は
完全に違う。それも式(ilの方式で充電して電池容量
が約60%以上になると、高圧ね高温現象を発生して充
電効率を低下する。しかし、式(h)の方式で充電する
とこの現象を防ぎ、電池内部で発生した気体及び熱量を
して無負荷停止充電の時間内に十分に消費及び放出冷却
する。おまけに式(hlO方式は同時に2つの不同電池
に充電できるし、1つの電池が充電中である時、他の1
つの電池は充電を停止する。一旦その充電を停止してい
る電池が又充電を回復すると、他の1つの電池は充電を
停止する。それ故に時間を浪費せずに、かえって十分に
時間を利用し、2倍の効率を得ることができる。CIoz・-3/2CX(T, +'r2)
..., , , (1) If you compare equation (h) and 2fi1, you can see that C1''t=CIo2・, that is, the total input energy amount of both types of charging methods is completely the same.However, As for the battery, the charging efficiency achieved by the two is completely different.It is also expressed by the formula (When the battery capacity reaches about 60% or more when charged using the method of il, high pressure and high temperature phenomena occur and the charging efficiency decreases. However, charging using the formula (h) prevents this phenomenon, and the gas and heat generated inside the battery are sufficiently consumed and released during the no-load stop charging time.In addition, the formula (hlO method) can charge two different batteries at the same time, and when one battery is charging, the other
One battery stops charging. Once the battery that has stopped charging resumes charging, the other battery will stop charging. Therefore, instead of wasting time, you can make full use of your time and double your efficiency.
それから、その手段が充電初期に快速パルス充電の方式
を利用するのは、長期保存されまたは余りにも深み入っ
て放電され既に電圧を失った電池の、その正、負極板上
の活性物質の酸化還元反応を加速する。即ち“迅速に活
性物質の活性を回復してより多くのエネルギー量を受入
れられるように準備する。故にこの快速パルス充電は電
池を「生きがえさせる」作用に類似している。Then, the method uses a rapid pulse charging method at the initial stage of charging because the active material on the positive and negative electrode plates of a battery that has been stored for a long time or has been deeply discharged and has already lost voltage is oxidized and reduced. accelerate the reaction. That is, it "quickly restores the activity of the active substance and prepares it to accept a larger amount of energy. Therefore, this rapid pulse charging is similar to the action of "reviving" a battery.
但し、正常の電池にして見れば、充電時間を短縮する効
果をもち、同時に電池をして低温の環境で充電し得る。However, when viewed as a normal battery, it has the effect of shortening the charging time, and at the same time, the battery can be charged in a low-temperature environment.
というのはrC範囲内で1つの冷電池に短時間の急速充
電をし、且つ快速パルス充電でしかも非連続充電である
ので、電池内部で熱を発生するが、高温または高圧を発
生して電池性能及び充電効率に影響することがないので
、かえって電池容量を迅速に増加し、同時に充電時に発
生する微熱は丁度電池を所定低温中で正常に電気化学反
応を起こさせて充電の効果を達成させることができる。This is because a single cold battery is rapidly charged within the rC range for a short period of time, and since it is rapid pulse charging and discontinuous charging, heat is generated inside the battery, which generates high temperature or high pressure and causes the battery to deteriorate. Since it does not affect the performance or charging efficiency, it can increase the battery capacity quickly, and at the same time, the slight heat generated during charging allows the battery to undergo a normal electrochemical reaction at a predetermined low temperature to achieve the charging effect. be able to.
又、その手段は交互充電の方式を利用し、CPUにより
交互に2つまたは複数個の定電流制御器を制御し、なら
びに多重選別器によりA/D変換Hiをして2つまたは
複数個の不同電池電圧の変化を測定し得て、同時に数個
の電池の充電をする目的を達成させている。In addition, the means utilizes an alternate charging method, in which the CPU alternately controls two or more constant current controllers, and the multiple selector performs A/D conversion Hi to charge two or more constant current controllers. It can measure the variation of different battery voltages, achieving the purpose of charging several batteries at the same time.
この外、いわゆる正常充電手順終結後、仮にそのまま電
池を充電装置から移出していないと、CPUは固定され
た1段階の時間ごとに低電位Loを送り出して定電流制
御器に与え、更に快速パルス充電及び周期的間欠充電の
作業の執行を開始し、重複して電池容量を補充すること
により、電池を長′iJ4飽和状態に保持する目的を達
成することができる。In addition, after the so-called normal charging procedure is completed, if the battery is not removed from the charging device, the CPU sends out a low potential Lo to the constant current controller every fixed stage of time, and then sends out a high-speed pulse Lo to the constant current controller. By starting to carry out the task of charging and periodic intermittent charging, and replenishing the battery capacity in duplicate, the purpose of keeping the battery in a long 'iJ4 saturation state can be achieved.
前記充電原理及び充電方式で述べたのを総合して見ると
、本発明のrC範囲内で大電流及び周期的間欠充電を用
いる方式は、快速で且つ有効に「十分なエネルギー量を
電池に加入す、使用時に要求する十分なエネルギー量を
放出できる」最終的、最主要の目的を達成することがで
きる。Taking the above-mentioned charging principle and charging method into consideration, it can be seen that the method using large current and periodic intermittent charging within the rC range of the present invention can quickly and effectively "add a sufficient amount of energy to the battery." The final and most important purpose is to be able to release a sufficient amount of energy as required during use.
(4)実施例
本発明の充電原理で得たrCと充電方式の応用する周期
的間欠充電方式は、各類型電池に適用でき、実施の方式
がわずかに異なるだけである。故に1つの代表的な実施
例で説明すれば良いし、且つその実施例は電池セット(
バッテリーパック)専用の充電装置で、それに電池セッ
トの充電過程において必要とする技術層面は、単一電池
の充電技術よりも這かに高いものである。(4) Embodiment The periodic intermittent charging method using the rC and charging method obtained by the charging principle of the present invention can be applied to each type of battery, and the implementation method is only slightly different. Therefore, it is sufficient to explain with one representative example, and that example is a battery set (
This is a dedicated charging device (battery pack), and the level of technology required to charge the battery set is much higher than that required for charging a single battery.
ここで、先ず実施例のハードに関する機構部分について
一応説明を加える。第2図及び第10図で示すパーツを
分解透視してみると、その両透視図で示すのは実施例の
機構と関係のある主要部材品で、しかして機構と無関係
の部材品は図において表示していない。その中、第2図
で表示するのは主制御装置で、主要は1つの制御プリン
ト板2.1つの上蓋3及び1つの底M4で組成される。First, a description will be given of the mechanical parts related to the hardware of the embodiment. When the parts shown in Fig. 2 and Fig. 10 are exploded and seen through, what is shown in both perspective views are the main parts related to the mechanism of the embodiment, and parts unrelated to the mechanism are not shown in the figures. Not displayed. Among them, what is shown in FIG. 2 is the main control device, which is mainly composed of one control printed board 2, one top cover 3, and one bottom M4.
第10図で示すのは交換式電源供給装置で、主要は1つ
の電源供給プリント板5.1つの上M6及び1つの底M
7で組成される。制御プリント板2及び電源供給プリン
ト板5も又それぞれ1枚の短形両層プリント板21及び
51と、プリント板2151板面に取付けた電子部新品
とにより組成される。Figure 10 shows a replaceable power supply device, which mainly consists of one power supply printed board 5, one top M6 and one bottom M6.
It is composed of 7. The control printed board 2 and the power supply printed board 5 are also composed of one rectangular double-layer printed board 21 and 51, respectively, and a new electronic part attached to the surface of the printed board 2151.
主制御装置は第2図で示すように、その制御プリント板
2、上M3及び底蓋4等の形状、機構はほぼ左右対称し
て設置しており、その形状構造が完全に同じであるので
重複して述べないが、位置が違う機構または部材は、併
せて明確にその位置の所在を表示するために、故にその
後の説明記号の中、末の字“L”は左側の機構または部
材品を代表し、末の“R”は右側の機構または部材品を
代表する。As shown in Fig. 2, the main control device is installed almost symmetrically in the shape and mechanism of the control printed board 2, upper M3, bottom cover 4, etc., and the shape and structure are completely the same. Although it will not be stated repeatedly, in order to clearly indicate the location of mechanisms or components in different positions, the last letter "L" in the explanation symbols that follow will refer to the mechanism or component on the left side. The letter "R" at the end represents the mechanism or component on the right side.
中央に位置するのは末を“M”で代表し、且つ各末の字
り、M及びRは図のみを配慮して説明する時に、非常に
明確な状況の下で、省略することができる。The one located in the center is represented by the final letter "M", and each final letter, M and R, can be omitted under very clear circumstances when explaining with consideration only to the diagram. .
先ず制御プリント板2を見ると、図で示す部材品には、
3つの発光ダイオード指示器(以下LED指示器と略称
する)22L、22M、22Rを等距で一列に並び、各
々1つの円管状のLED台座221L、221M。First, when looking at the control printed board 2, the parts shown in the figure include:
Three light emitting diode indicators (hereinafter abbreviated as LED indicators) 22L, 22M, and 22R are arranged in a line equidistantly, and each has one circular LED pedestal 221L, 221M.
221Rでその高さを設定し、しかしてプリント板21
の前方に固定する。2つの連接器コンセント23は、各
2本の導線231,232でプリント板21の前方に近
接せる両側に接続している。2個の横截面はほぼU字形
の散熱片21を呈し、U字形開き口で外に向き、各々プ
リント板21の中間両辺に固定している。散熱片24の
U字形開き口両側の側板上には、垂直方向で各々一筋の
開き口外向きの溝槽241及び242を開けている。221R to set its height, and then print board 21
be fixed in front of the The two connector outlets 23 are connected to both sides of the printed circuit board 21 close to the front with two conductive wires 231 and 232, respectively. The two horizontal cut surfaces form a substantially U-shaped heat dissipating piece 21, which faces outward with a U-shaped opening and is fixed to both middle sides of the printed board 21, respectively. On the side plates on both sides of the U-shaped opening of the heat dissipating piece 24, vertical grooves 241 and 242 are formed, each opening facing outward.
側挿し型の集束プラグ25はプリント板21の左側後方
に溶接固定し、且つ散熱片24Lの後方に位置している
、散熱片24Rの後方、即ちプリント板21の右側仮置
後方に1つのU字形ノツチ211及び二筋のノツチ21
2.213を開設しており、ノツチ211はスイッチ2
6のスイッチ台座261をその内に格納するのに提供し
、且つスイッチ26の2本の金属エンドピン262及び
263は各々ノツチ槽212及び213内に伸入できし
かも直接プリント板21に溶接している。プリント板2
1の後側には2つの円孔214を設けて、それぞれ2つ
の接線柱27に提供しその金属エンドピン271を通し
て直接プリント板21に溶接している。プリント板21
の4つの隅に、各々1板の円形プリント板固定孔215
.216を設けている。The side insertion type focusing plug 25 is welded and fixed to the rear left side of the printed board 21, and is located behind the heat dissipating piece 24L. Glyph notch 211 and double notch 21
2.213 has been established, and Notsuchi 211 is switch 2.
6 switch bases 261 are housed therein, and the two metal end pins 262 and 263 of the switch 26 can extend into the notches 212 and 213, respectively, and are directly welded to the printed board 21. . Printed board 2
Two circular holes 214 are provided on the rear side of 1, respectively, and are directly welded to the printed board 21 through the metal end pins 271 of the two tangential columns 27. Printed board 21
One circular printed board fixing hole 215 in each of the four corners of the board.
.. 216 is provided.
次に、上M3を見ると、それは1枚のプラスチック射出
成形で製作した殻体で、その形状が複雑であるので、必
ず第2図に第3.4及び5図を配慮して共同説明する。Next, looking at the upper M3, it is a shell made of one piece of plastic injection molding, and its shape is complicated, so be sure to take Figure 2, Figures 3.4, and 5 into consideration when explaining it jointly. .
第2図で示す上蓋3の、その外形は1つの体積が大きく
且つ下方に位置し及び1つの体積が小さく且つ上方に位
置する2つの上下に重なり合う梯形体に類似し、更に第
4図で分かるように2つの梯形体は一体に連なり且つ内
部が中空であるので、それ故に上M3の形状を両様形殻
体といっている。その殻体の前方中間に1つの楔形凸出
し31を設け、殻体の前側上板から上向き、後向き傾斜
に延伸して殻体の前斜板まで連なっている。凸出し31
の前方、前側上板上に合せて3つの円形浅槽32L。The external shape of the top cover 3 shown in FIG. 2 is similar to two overlapping trapezoids, one having a large volume and located at the bottom and one having a small volume and located at the top, which can be further seen in FIG. Since the two trapezoidal bodies are connected as one body and are hollow inside, the shape of the upper M3 is therefore called an amphomorphic shell. One wedge-shaped protrusion 31 is provided at the front middle of the shell, and extends upward and backward from the front upper plate of the shell to the front slant plate of the shell. Convex 31
There are three circular shallow tanks 32L in total on the front upper plate.
32M、32Rを設けて等距で一列に並び、各浅槽32
の中央にすべて1つの円孔321L、321M、321
Rを設けである。凸出し31の左右両側、前斜板上に各
々1つの矩形コンセント孔33を設けている。両様形殻
体の後方に合わせて3枚の分隔板34L、34M、34
Rを設け、両様形殻体の後側上板から先ず上向きに再に
前向きに延伸して殻体の後斜板まで接いでいる。2つの
隣り合う分隔板34Lと34Mの間及び34Mと34R
の間には、殻体の後側板上に、各々1つの接線柱固定孔
35を開けており、その形状は接線柱27のプラスチッ
ク台座272に配合して設けている。第3図で示すよう
に、両回35L、35Rの中心連綿の方向に沿うために
両側に各々1つの新月形の円をカットしている。第2.
3及び4図を参照して見ると、殻体の両側後に各々1つ
の逆U字開き口36を設けている、殻体上に数本の平行
の凸リブ37を設け、横向きに殻体の頂板板面を囲って
更に下向きに両側まで延伸し、各2本の凸リブ37の間
且つ両側の曲がり角のところに各々数個の散熱孔371
を開けている。32M and 32R are arranged in a line at equal distance, each shallow tank 32
All have one circular hole 321L, 321M, 321 in the center of
R is provided. One rectangular outlet hole 33 is provided on each of the left and right sides of the protrusion 31 and on the front swash plate. Three partition plates 34L, 34M, 34 at the rear of the amphomorphic shell body
R is provided and extends from the rear upper plate of the amphipod shell first upwardly and then forwardly and joins to the rear swash plate of the shell. Between two adjacent partition plates 34L and 34M and between 34M and 34R
In between, one tangential column fixing hole 35 is drilled on the rear side plate of the shell, and its shape matches the plastic pedestal 272 of the tangential column 27. As shown in FIG. 3, one new moon-shaped circle is cut on each side of both rounds 35L and 35R in order to follow the direction of the center continuous thread. Second.
3 and 4, it can be seen that several parallel convex ribs 37 are provided on the shell, each having one inverted U-shaped opening 36 at the rear of each side of the shell; Several heat dissipation holes 371 are provided surrounding the top plate surface and extending further downward to both sides, between each two convex ribs 37 and at the curved corners on both sides.
is open.
上蓋3の内部構造は第3.4及び5図で分かるように両
様形殻体の内部の4つの角に、4本の垂直で中空の円柱
38及び39を設け、円柱38及び39の底端には各々
1つの円径の小さい凸リング381及び391を設け、
それぞれプリント板21の4つ角にあるプリント板固定
孔215及び216を通している。As can be seen in Figures 3.4 and 5, the internal structure of the top cover 3 includes four vertical hollow cylinders 38 and 39 at the four corners of the double-sided shell, and the bottom ends of the cylinders 38 and 39. are provided with convex rings 381 and 391 each having a small diameter,
They pass through printed board fixing holes 215 and 216 at the four corners of the printed board 21, respectively.
コンセント孔33の上方に1つの逆U字形凹槽331を
設け、コンセント孔33の下方は殻体の前斜板から孔内
にある長さの凸舌332を延伸し、コンセント孔33の
左右両側に各々1枚のコンセント固定板333及び33
4があり、その形状は第3図で見られるように、コンセ
ント固定板333はL字形を呈し、コンセント固定板3
34は左右転倒のL字形を呈し、両者は互いに対応し、
且つ互いに対応する面の対称位置にすべて1つの断層面
335及び336を設けている。散熱孔371の周囲に
は3枚のゴミよけ板372.373及び374を設けて
おり、その中ゴミよけ板372Lと372Rは互いに平
行をなす2枚の製動状矩形板で、且つ散熱孔371Lと
371Rの間に位置し、ゴミよけ板373及び374は
第5図から見るとほぼ矩形の平板をなし、且つそれぞれ
散熱孔371の前後両側に位置し、ゴミよけ板372は
共同ですべての散熱孔371を囲んでいる。One inverted U-shaped concave tank 331 is provided above the outlet hole 33 , and below the outlet hole 33 a convex tongue 332 having a length within the hole extends from the front swash plate of the shell body, and a convex tongue 332 having a length within the hole is provided on both left and right sides of the outlet hole 33 . One outlet fixing plate 333 and 33 for each
As shown in FIG. 3, the outlet fixing plate 333 has an L-shape, and the outlet fixing plate 3
34 has an L-shape with left and right overturning, and both correspond to each other,
In addition, one tomographic plane 335 and 336 are provided at symmetrical positions on mutually corresponding planes. Three dust prevention plates 372, 373 and 374 are provided around the heat dissipation hole 371, among which dust prevention plates 372L and 372R are two movable rectangular plates parallel to each other, and The dust shielding plates 373 and 374 are located between the holes 371L and 371R, and form a substantially rectangular flat plate when viewed from FIG. surrounds all the heat dissipation holes 371.
底蓋4も又1つのプラスチックで成形製作した殻体で、
第2図で示すように、その形状は周囲に側縁のある矩形
盤状殻体を呈し、その殻体の底面上に1つの双子字形の
凸リブ4■を設け、凸リブ41により殻体を分画した6
ブロソクの区域内にそれぞれ数個の入気孔42.43及
び44を設けており、入気孔42は前方に位置し、入気
孔44は後方に位置し、入気孔43はそれぞれ左右両側
にある。The bottom cover 4 is also a shell made of plastic.
As shown in Fig. 2, the shape is a rectangular disc-shaped shell with side edges around the periphery, and one twin-shaped convex rib 4 is provided on the bottom surface of the shell. 6 fractionated
Several air intake holes 42, 43 and 44 are provided in the area of the block, the air intake hole 42 is located at the front, the air intake hole 44 is located at the rear, and the air intake hole 43 is located on the left and right sides, respectively.
殻体の右側後方、上蓋3の逆U字形開き口36Rと対応
する位置に、1つのU字形開き口45を設け、逆U字形
開き口36Rと囲んで1つの矩形孔をなし、丁度スイ・
ノチ26のスイッチ台座261を許容するのに提供する
。One U-shaped opening 45 is provided at the rear right side of the shell body at a position corresponding to the inverted U-shaped opening 36R of the upper lid 3, and it surrounds the inverted U-shaped opening 36R to form one rectangular hole.
It is provided to accommodate the switch pedestal 261 of the notch 26.
殻体の4つの角に、各々1本の中空短円柱46.47を
設け、4本の短円柱46.47の中心位置は、上蓋3の
4本の円柱38.39の中心位置と一致している。One short hollow cylinder 46.47 is provided at each of the four corners of the shell, and the center positions of the four short cylinders 46.47 coincide with the center positions of the four cylinders 38.39 of the upper cover 3. ing.
主制御装置の制御プリント板2、上蓋3及び底M4の主
要構造と形状を了解した後、次に王者の組合せ順序によ
り、下記の手順で併せて第2.6.7.8及び9図と配
合して王者をいかに一括に組合わせているかを紹介する
。After understanding the main structure and shape of the control printed board 2, top cover 3, and bottom M4 of the main controller, then follow the steps below according to the order of combination as shown in Figures 2.6.7.8 and 9. We will introduce how to mix and match the champions all at once.
■ 両接線柱27を上蓋3に固定する。接線柱27はそ
のプラスチック台座272のねじ部273で上蓋3後側
の接線柱固定孔35を通した後、プラスチック台座27
2上方の凸リング274で上M3に突き付け、更にスプ
リングワシャー275及び六角ナツト276とねじ部2
73でロックし、第6及び7図で示すように上蓋3に固
定して、直流電源の入力端子にしている。上蓋3の分隔
板34は強度の増加、変形防止及び美観等の作用をもつ
外に、なお接線柱27Lと27Rを分隔する機能を提供
して、操作時に正、負極導線を誤って一括にした事によ
り形成する危険を防止している。■ Fix both tangential columns 27 to the upper cover 3. After the tangential column 27 passes through the tangential column fixing hole 35 on the rear side of the top cover 3 with the screw portion 273 of the plastic pedestal 272, the tangential column 27 is attached to the plastic pedestal 27.
2. Push the upper convex ring 274 onto the upper M3, and then attach the spring washer 275 and hexagonal nut 276 to the threaded part 2.
73, and is fixed to the top cover 3 as shown in FIGS. 6 and 7, and serves as an input terminal for a DC power source. The partition plate 34 of the top cover 3 not only has the functions of increasing strength, preventing deformation, and improving appearance, but also provides the function of separating the tangential columns 27L and 27R, so as to prevent the positive and negative conductors from being accidentally bundled together during operation. This prevents the danger of formation due to
■ 両連接器コンセント23を上M3に固定する。■Fix both connector outlets 23 to the upper M3.
連接器コンセント23は第2図で示すように、1つのプ
ラスチック短形殻体で、その殻体上面に1つの楔形小口
ブロック233が前縁の中間にあり、別に2つの矩形小
品ブロック234.235が左右両側縁の中間にある。The connector outlet 23, as shown in FIG. 2, consists of one plastic rectangular shell with one wedge-shaped lip block 233 on the upper surface of the shell in the middle of the front edge, and two rectangular lip blocks 234, 235. is located between the left and right edges.
殻体の左右両側面には、各々1枚のV字形バネ片236
.237があって殻体前縁から後向きに延伸し、第9図
で示すように、バネ片236.237の後端部外側は階
段状を呈し、殻体下面には1つの丁字形凸ブロック23
8があって中間に位置している。One V-shaped spring piece 236 is installed on each of the left and right sides of the shell.
.. 237 extends rearward from the front edge of the shell body, and as shown in FIG.
There is 8 and it is located in the middle.
第6.7及び8図を参照して見ると、連接器コンセント
23は、上蓋3の内部から、その内から外向き前向きに
コンセント孔23を通り、その上面はコンセント孔23
孔内面上方に突き付け、しかしてその下面はコンセント
孔下方の凸舌332に置き、これにより連接器コンセン
ト23をして上下移動できないようにしている。但しそ
の楔形半凸ブロック233は丁度コンセント孔33上方
の逆U字形凹槽331から通り、連接器コンセント23
をして前向きに押し、しかして一旦その両側のバネ片2
36及び237が押されてコンセント固定板333.3
34の断層面335及び336をスライドした時、バネ
片236及び237はそれ自体の弾力で外向きに弾き出
し、並びに段階状の後端で以て断層335及び336に
突き付け、連接器コンセント23をしてただ前進をし後
退できないようにしている。この侍史に続けて連接器コ
ンセント23を前向きに押すと、その上面の矩形小凸ブ
ロック234.235及び下面のT字形凸ブロック23
8は同時に各々上M3の内側に突き付けて、コンセント
孔33の内側上方及び凸舌332の内側でそれ以上前向
きに移動しないし、この連接器コンセント23により前
後移動することができない。又同時にバネ片236及び
237はコンセント固定板333及び334に突き付け
、及び矩形小凸ブロック234及び235はコンセント
孔33の内側上方に突き付け、連接器コンセント23を
して左右揺動することができない。そこで連接器コンセ
ント23はコンセント孔33内に固定され、並びに上蓋
3から一段と凸出して連接器プラグの互いに接続する部
分に提供し、出力端子に用いる。6.7 and 8, the connector outlet 23 passes through the outlet hole 23 from inside the top lid 3 outwardly and forwardly from within the top cover 3, and the upper surface of the connector outlet 23 passes through the outlet hole 23.
It abuts against the upper inner surface of the hole, and its lower surface is placed on the convex tongue 332 below the outlet hole, thereby preventing the connector outlet 23 from moving up and down. However, the wedge-shaped semi-convex block 233 passes through the inverted U-shaped concave tank 331 just above the outlet hole 33, and connects the connector outlet 23.
and push it forward, and then release the spring pieces 2 on both sides.
36 and 237 are pressed and the outlet fixing plate 333.3
When sliding across the fault planes 335 and 336 of 34, the spring pieces 236 and 237 are forced outward by their own elasticity and strike the fault planes 335 and 336 with their stepped rear ends, forcing the connector outlet 23. It simply moves forward and prevents it from retreating. Following this samurai history, when the connector outlet 23 is pushed forward, the rectangular small convex blocks 234 and 235 on the upper surface and the T-shaped convex block 23 on the lower surface
At the same time, the connectors 8 are respectively thrust into the inner side of the upper M3 and cannot move forward any further inside the outlet hole 33 and inside the convex tongue 332, and cannot be moved forward or backward by the connector outlet 23. At the same time, the spring pieces 236 and 237 are pressed against the outlet fixing plates 333 and 334, and the rectangular small convex blocks 234 and 235 are pressed against the inside and upper part of the outlet hole 33, making it impossible for the connector outlet 23 to swing left and right. Therefore, the connector outlet 23 is fixed in the outlet hole 33, and further protrudes from the top cover 3 to provide a portion of the connector plug that connects with each other, and is used as an output terminal.
■ 制御プリント板2を上蓋3に組入れる。■ Assemble the control printed board 2 into the upper lid 3.
上蓋3内部のゴミ止め板373及び374は必ずU字形
敢然片24両側の溝槽241及び242に沿ってその内
に伸入し、第7図で示すようになる。しかる後に上蓋3
の4本の円柱38.39底端の凸リング381及び39
1で以て、それぞれプリント板21の4つ角にあるプリ
ント板固定孔215及び216に通し、同時に、3つの
LED指示器22も上蓋3前方の3つの円孔321を通
ってそのヘッド部に凸出し、また、手順■の上蓋3後方
に固定している両接線柱27のその金属エンドピン27
1とプリント板21は溶接され、次に更にスイッチ26
を上蓋3右側後方のU字形開き口36Rから組入れ、ス
イッチ台座261両側のV字形バネ片264を逆U字形
開き口36Rの両側辺に突き付けることにより、同時に
両金属エンドピン262及び263も又各々プリント板
21右後方のノツチ槽212及び213内に伸入し、再
びプリント板21と直接溶接して、そこで制御プリント
板2と上蓋3の組合せを完成する。The dust stopper plates 373 and 374 inside the top cover 3 must extend into the grooves 241 and 242 on both sides of the U-shaped piece 24, as shown in FIG. After that, remove the top lid 3.
four cylinders 38. 39 convex rings 381 and 39 at the bottom end
1, pass them through the printed board fixing holes 215 and 216 at the four corners of the printed board 21, and at the same time, also pass the three LED indicators 22 through the three circular holes 321 in front of the top cover 3 to their heads. The metal end pins 27 of both tangential columns 27 fixed to the rear of the top cover 3 in step (2) are protruded.
1 and the printed board 21 are welded, and then the switch 26
At the same time, both metal end pins 262 and 263 are also printed respectively by assembling them from the U-shaped opening 36R at the rear right side of the upper cover 3 and pushing the V-shaped spring pieces 264 on both sides of the switch pedestal 261 against both sides of the inverted U-shaped opening 36R. It extends into the notch tanks 212 and 213 on the right rear side of the plate 21 and is directly welded to the printed board 21 again, thereby completing the combination of the control printed board 2 and the upper cover 3.
■ 底M4と上M3をロックする。■ Lock the bottom M4 and top M3.
第2.7及び8図を参照して見ると、底蓋は4本の円ヘ
ソドスクル−48及び49で下から上向きにそれぞれ4
本の短円柱46.47中心の銀点孔461及び471を
貫通して、更に上蓋3の4本の円柱38及び39にねじ
入り、しかして上蓋3とロックしている。同時に又底蓋
4の短円柱46及び47により、上蓋3の円柱38.3
9とを制御プリント板2にクランプしている。底蓋4右
後方のU字形開き口45は丁度上蓋3の逆U字形開き口
36Rと囲んで1つの矩形孔をなし、スイッチ26をク
ランプ固定している。しかしてプリント板21左側後方
の集束プラグ25は第7図で示すように丁度上蓋3左側
後方の逆U字形開き口36Lの中間にある。この逆U字
形開き口36Lと底蓋4の側縁は1つの矩形孔になるよ
うに囲み集束プラグ25を使用しない時は、1つのゴム
ころ36Lを用いて第2図で示すように、その矩形孔を
シールしている。Referring to Figures 2.7 and 8, the bottom cover has four circular hesode scrolls - 48 and 49, extending upwardly from below.
It passes through the silver dot holes 461 and 471 at the center of the short cylinders 46 and 47 of the book, and is further screwed into the four cylinders 38 and 39 of the top cover 3, thereby locking it with the top cover 3. At the same time, the short cylinders 46 and 47 of the bottom cover 4 also cause the cylinder 38.3 of the top cover 3 to
9 are clamped to the control printed board 2. The U-shaped opening 45 on the right rear side of the bottom cover 4 just surrounds the inverted U-shaped opening 36R of the top cover 3 to form one rectangular hole, and the switch 26 is clamped and fixed thereto. As shown in FIG. 7, the focusing plug 25 on the rear left side of the printed board 21 is located exactly in the middle of the inverted U-shaped opening 36L on the rear left side of the top cover 3. This inverted U-shaped opening 36L and the side edge of the bottom cover 4 are surrounded to form one rectangular hole, and when the focusing plug 25 is not used, one rubber roller 36L is used to close the hole as shown in FIG. Sealing a rectangular hole.
以上の手順により、制御プリント板2、上蓋3及び底蓋
4は一体に組合せられ、その機構全体の設計は十分な強
度をもつ外に、組合せが簡単便利、安全で信頼できる傍
点をもつ、例えば、連接器コンセント23は直接コンセ
ント孔33内に止め付け、いかなる保持をも必要としな
い。Through the above steps, the control printed board 2, the top cover 3 and the bottom cover 4 are assembled together, and the overall design of the mechanism not only has sufficient strength, but also has features that are easy to assemble, convenient, safe and reliable, such as , the connector outlet 23 snaps directly into the outlet hole 33 and does not require any retention.
接線柱27はその金属エンドピン271で直接プリント
板21に溶接している。分隔板34を有し以て正負極接
線が誤って一括になるのを防止し、ゴミよけ仮372.
373及び374で以て第7図及び第9図で示すように
、敢然片24と共同で散熱孔371の内側周囲を囲み、
落塵及びその他の異物を防止でき、特に金属異物が直接
プリンBff21上に落ちるのを防止している。The tangential column 27 is directly welded to the printed board 21 with its metal end pin 271. The partition plate 34 is provided to prevent the positive and negative electrode tangents from being erroneously grouped together, and the temporary dust cover 372.
373 and 374, as shown in FIGS. 7 and 9, surround the inner periphery of the heat dissipation hole 371 together with the piece 24
Falling dust and other foreign matter can be prevented, and in particular, metal foreign matter can be prevented from falling directly onto the pudding Bff21.
次に述べるのが交換式電源供給装置である。Next is a replaceable power supply device.
第10図を参照して見ると、電源供給プリント板5の図
における部材品には、一対の直流電源出力導線52はプ
リント板51の前方中央に接続され、その導線52上に
1つの円錐形線止め53を設け、その後方に1つのリン
グ形凹溝531がある。1つのLED指示器54は、1
つのLED台座541でその高さを限定してプリント板
51の右側後方に固定している。プリント板51の右側
板辺後方に、前記主制御装置のプリント板21と同じよ
うに、1つのU字形ノツチ511及び2本のノツチ溝5
12.513を開けており、それぞれスイッチ55のス
イッチ台座551及び2本の金属エンドピン552.5
53を直入れるのに提供している。一対の交流電源入力
導線53はプリン日展51後方右側に接続され、その導
線56にも又1つの線止め53の形状と同じ線止め57
を設け、線止め57上にも又1つのリング形凹槽571
がある。Referring to FIG. 10, in the illustrated component of the power supply printed board 5, a pair of DC power output conductors 52 are connected to the front center of the printed board 51, and a conical shape is formed on the conductors 52. A wire stop 53 is provided, and behind it there is one ring-shaped groove 531. One LED indicator 54 has 1
The LED pedestal 541 is fixed to the rear right side of the printed board 51 with its height limited. At the rear of the right side of the printed board 51, there is one U-shaped notch 511 and two notch grooves 5, similar to the printed board 21 of the main control device.
12.513 are opened, and the switch pedestal 551 of the switch 55 and the two metal end pins 552.5 are opened, respectively.
53 is provided for direct insertion. A pair of AC power input conductors 53 are connected to the rear right side of the Pudding Nitten 51, and the conductor 56 also has a wire stop 57 that has the same shape as the wire stop 53.
, and another ring-shaped concave tank 571 is provided on the wire stopper 57.
There is.
プリント板51の4つの角に、各々1つの円形のプリン
ト板固定孔514.515を設けている。One circular printed board fixing hole 514, 515 is provided at each of the four corners of the printed board 51.
上蓋6の外形は主制御装置の上蓋3の外形に配合して設
け、又1つのプラスチック射出成形で製作した両梯形殻
体でもある。その殻体前側辺縁の中央に1つの半円形凹
溝61を設けている。殻体の上面に第12図で示すよう
に、1つの平行四辺形の凹槽62を設け、殻体前方右側
にある。その凹溝62の底面中間に、1つの円形浅溝6
3を設け、浅溝中央に併せて1つの円孔631を開けて
いる。殻体の右側後方に1つの逆U字形開き口64を設
けている。同じようにその殻体上の上M3と類似して数
本の平行の凸リブ65を設け、横向きに殻体頂面を囲い
並びに下向きに両側まで延伸し、各2本の凸リブ65の
間に、且つ両側の曲り角のところに、各々数個の敢然孔
651L及び651Rを開けている。殻体の後側辺縁に
、且つ右辺に1つの凹溝61と同じ半円形凹溝68を第
12図にそれを示している。上蓋6の内部は、只4つの
角に各々1本の垂直中空円柱66及び67を設け、並び
に上M3の円柱38.39と同作で、底端にはすべて1
つの円径よりも小さい凸リングを有し、それぞれプリン
ト板51四つの角にあるプリント板固定孔514及び5
15を貫通している。The outer shape of the upper cover 6 is adapted to the outer shape of the upper cover 3 of the main controller, and it is also a double trapezoidal shell made by one plastic injection molding. One semicircular groove 61 is provided at the center of the front edge of the shell. As shown in FIG. 12, one parallelogram-shaped concave tank 62 is provided on the upper surface of the shell, and is located on the front right side of the shell. One circular shallow groove 6 is located in the middle of the bottom of the groove 62.
3 is provided, and one circular hole 631 is also opened in the center of the shallow groove. One inverted U-shaped opening 64 is provided at the rear right side of the shell. Similarly, several parallel convex ribs 65 are provided similar to the upper M3 on the shell body, horizontally enclosing the top surface of the shell body and extending downward to both sides, between each two convex ribs 65. In addition, several holes 651L and 651R are purposely made at the curved corners on both sides. A semicircular groove 68 identical to the groove 61 is shown in FIG. 12 on the rear edge of the shell and on the right side. The inside of the top cover 6 is provided with one vertical hollow cylinder 66 and 67 at each of the four corners, and is the same as the cylinders 38 and 39 of the top M3, and all the bottom ends have one vertical hollow cylinder 66 and 67.
The printed board fixing holes 514 and 5 are located at the four corners of the printed board 51, respectively.
It passes through 15.
底蓋7の形状と機構は、その前側辺縁の中央及び後側辺
縁の右辺に、各々−半円形の凹溝71及び72を設けて
いる外、その他はすべて主制御装置の底蓋4と完全に同
じであるので、故に重複して述べないことにする。The shape and mechanism of the bottom cover 7 are similar to that of the bottom cover 4 of the main controller except that semicircular grooves 71 and 72 are provided at the center of the front edge and on the right side of the rear edge, respectively. , so I will not repeat it again.
次に、電源供給プリント板5、上蓋6及び底蓋7三者の
組合せ順序を、次の手順で並びに第1O111及び12
図を配合して三者が如何に一括に組合せているかを説明
する。Next, the power supply printed board 5, the top cover 6, and the bottom cover 7 are combined in the following order, and the first O111 and the first O12
The diagrams are combined to explain how the three components are combined at once.
■ 電源供給プリント板5を上蓋6に組入れる。■ Assemble the power supply printed board 5 into the upper lid 6.
第12図を参照して見ると、先ず線止め53及び57を
各々そのリング形凹溝531及び571を上蓋6前側の
半円形凹溝61及び後側の半円形凹溝68に嵌入れ、し
かる後に上M6の4本の円柱66及び67底端の凸リン
グで以て、それぞれプリント板51の4つの角のプリン
ト板固定孔514及び515を通し、同時にLED指示
器54も上蓋6の円孔631から通過してそのヘッド部
を凸出し、しかる後に更にスイッチ55を上蓋右側後方
の逆U字形開き口64から組込み、スイッチ台座両側の
V字形バネ片554で逆U字形開き口側側に突き付は両
金属エンドピン552及び553も又各々プリント板5
1右後方のノツチ溝512及び513内に伸入し、更に
プリント板51と直接溶接している。Referring to FIG. 12, first, the ring-shaped grooves 531 and 571 of the wire stops 53 and 57 are respectively fitted into the semicircular groove 61 on the front side of the upper cover 6 and the semicircular groove 68 on the rear side. Later, using the convex rings at the bottom ends of the four M6 cylinders 66 and 67 on the top, pass the printed board fixing holes 514 and 515 at the four corners of the printed board 51, respectively, and at the same time, the LED indicator 54 is also inserted into the circular hole in the top cover 6. 631 and its head protrudes, and then further install the switch 55 from the inverted U-shaped opening 64 at the rear right side of the upper cover, and push it toward the inverted U-shaped opening side using the V-shaped spring pieces 554 on both sides of the switch base. Both metal end pins 552 and 553 are also attached to the printed board 5.
1 extends into the right rear notch grooves 512 and 513, and is further directly welded to the printed board 51.
■ 底蓋7と上蓋6をロックする。■ Lock the bottom cover 7 and top cover 6.
第10.11及び12図を参照して見ると、底M7は4
本の円へッドスクル−73及び74で、主制御装置の組
合せ手順■と完全に同じように、下から上向きに底M7
の4本の短円柱75.76中心の銀点孔751及び76
1を通し、更に上蓋6の4本の円柱66及び67をねじ
入れ、同時に又電源供給プリント板5をクランプしてい
る。底蓋7の右側後方のU字形開きロア7は丁度上M6
の逆U字形開き口64と囲んで1つの矩形孔をなし並び
にスイッチ55をクランプして固定している。Referring to Figures 10.11 and 12, the bottom M7 is 4
Using the circular head screws 73 and 74 in the book, move the bottom M7 upward from the bottom, completely in the same way as the main controller combination procedure ■.
Silver dot holes 751 and 76 at the center of the four short cylinders 75.76
1, and then the four cylinders 66 and 67 of the upper lid 6 are screwed in, and at the same time, the power supply printed board 5 is also clamped. The U-shaped opening lower 7 on the right rear side of the bottom cover 7 is just above M6.
A rectangular hole is formed surrounding the inverted U-shaped opening 64, and the switch 55 is clamped and fixed.
以上の2つの手順を経由すれば、電源供給プリント板5
、上M6及び底M7を一体に組合わせることができ、極
めて簡単便利である。If you go through the above two steps, the power supply printed board 5
, the top M6 and the bottom M7 can be combined together, which is extremely simple and convenient.
本発明実施例はハードに関する機構部分を了解したので
、次にその制御回路を説明する。Now that we have understood the hardware-related mechanical parts of the embodiment of the present invention, the control circuit thereof will be explained next.
第13図は交換式電源供給装置の制御回路を示したもの
で、第14図で示すブロック図を参照して以下に説明す
る。FIG. 13 shows a control circuit of the replaceable power supply device, which will be described below with reference to the block diagram shown in FIG. 14.
交換式電源供給装置の制御回路は主に、1つの電磁波干
渉フィルター回路581、主要は第13図で示すコンデ
ンサーCool及び電感器Lo(16)で組成される。The control circuit of the replaceable power supply device mainly consists of one electromagnetic interference filter circuit 581, mainly a capacitor Cool and an electric sensor Lo (16) shown in FIG.
1つの交流整流及びフィルター回路582、主にブリフ
ジ式整流器D001及びコンデンサーC002で組成さ
れる。One AC rectifier and filter circuit 582 is mainly composed of a brig rectifier D001 and a capacitor C002.
1つの入力電圧測定回路583、主にレジスタンスR0
11及びRO12を含み1つのウェーブ幅変調回路58
4で、主要は集積回路1C001,1つのスイッチ用ト
ランジスター585、即ちトランジスターQO(16)
、1つの出力変圧器586で即ち変圧器To O1、一
対の整流ダイオード587で、即ちダイオードDOO6
,1つの直流フィルター回路588で、主に電感器Lo
O2、コンデンサーCOO9、Co11及びC013で
組成される。1つの出力電圧測定及び調整回路589で
、主に集積回路rc。One input voltage measurement circuit 583, mainly resistance R0
11 and RO 12, one wave width modulation circuit 58
4, the main integrated circuit 1C001, one switching transistor 585, namely transistor QO (16)
, one output transformer 586, namely transformer To O1, and a pair of rectifier diodes 587, namely diode DOO6.
, one DC filter circuit 588, mainly for electric sensor Lo
It is composed of O2, capacitors COO9, Co11 and C013. One output voltage measurement and adjustment circuit 589, mainly integrated circuit rc.
O2、ツェナーダイオードD004、コンデンサーC0
12、レジスタンスRO16、R(16)7、RO18
、RO19及びR020により組成される。1つの隔離
式口授トランジスター590で、主に集積回路1C0O
3及びコンデンサー0014により組成される、等を含
む。O2, Zener diode D004, capacitor C0
12, Resistance RO16, R(16)7, RO18
, RO19 and R020. One isolated input transistor 590, mainly integrated circuit 1C0O
3 and capacitor 0014, etc.
このような交換式電源供給装置のもつ制御回路は、90
Vの間のいかなる交流入力電圧をも受入れ可能で、周波
数47Hzから63Hzの間のいかなる周波数を受入れ
、その作業原理は次の手順を用いて説明することができ
る。The control circuit of such a replaceable power supply device is 90
It can accept any AC input voltage between V and any frequency between 47 Hz and 63 Hz, and its working principle can be explained using the following procedure.
■ 交流電源(90〜265V)は導線56で入力する
。先ず電磁波干渉フィルター581を経由して、それで
その他の電器用品の干渉を防止し、交換式電源供給装置
自体の作業時に発生する雑信号が別の電器用品を干渉す
るのを防止することもできる。■ AC power (90 to 265V) is input through the conductor 56. First, it passes through the electromagnetic interference filter 581, which prevents interference with other electrical appliances, and also prevents noise signals generated during the operation of the replaceable power supply device itself from interfering with other electrical appliances.
■ 次に、更に交流整流及びフィルター回路582を経
由して、交流電気をスムーズな直流電圧に変え、以てウ
ェーブ幅変調回路584に供給する。(2) Next, the AC electricity is converted into a smooth DC voltage via an AC rectification and filter circuit 582, and then supplied to a wave width modulation circuit 584.
■ この時にもしもスイッチ55を、即ち5W001を
ONの位置に切替えると、ウェーブ幅変調回路584は
十分な電圧を得た後に、振動出力を発生し始め、並びに
スイッチ用トランジスター585を制御してON、!=
OF Fの動作を発生するので、そこで高圧の直流電気
を切り分けて交流となす。■ At this time, if the switch 55, that is, 5W001, is switched to the ON position, the wave width modulation circuit 584 starts to generate vibration output after obtaining a sufficient voltage, and also controls the switching transistor 585 to turn it ON. ! =
Since it generates an OFF operation, the high-voltage DC electricity is separated and converted into AC.
■ この交流は出力変圧器586により二次側に送り、
出力変圧器586の二次側が交流電圧を怒知すると、出
力して整流ダイオード587に与え、しかる後に再び直
流フィルター回路588を経由すれば、出力端でよりス
ムーズな直流電圧が得られ、並びにLED指示器54を
点灯して、操作者にこの時電圧を出力していると告げる
。■ This AC is sent to the secondary side by the output transformer 586,
When the secondary side of the output transformer 586 detects an alternating current voltage, it is output and applied to the rectifier diode 587, and then passes through the direct current filter circuit 588 again, so that a smoother direct current voltage can be obtained at the output end. The indicator 54 is turned on to inform the operator that voltage is being output at this time.
■ 前記手順[1]〜[4]を経過して出力した直流電
圧値は、恐らく我々の希望する直流電圧値ではない。そ
こで出力電圧測定及び調整回路589の中にある可変レ
ジスタンスR017で調整し、希望する出力値が得られ
るまで続(。(2) The DC voltage value outputted after the above steps [1] to [4] is probably not the DC voltage value that we desire. Therefore, adjustment is made using the variable resistance R017 in the output voltage measurement and adjustment circuit 589, and the process continues until the desired output value is obtained.
もしも出力エンドにあれば、即ち直流電源出力導線52
に接続する負荷が変化した時、出力電圧を極めて安定に
保持するためには、出力電圧測定及び調整回路589を
利用して負荷の変化を測定し出し、並びに隔離式口授ト
ランジスター590を経由してウェーブ幅変調回路58
4につないで、ウェーブ幅の大きさを調整することによ
り出力電圧安定の目的を達成する。If at the output end, i.e. the DC power output conductor 52
In order to keep the output voltage extremely stable when the load connected to the circuit changes, an output voltage measurement and adjustment circuit 589 is used to measure the change in the load, and the output voltage is measured via the isolated input transistor 590. Wave width modulation circuit 58
4 to achieve the purpose of stabilizing the output voltage by adjusting the size of the wave width.
■
■ もしも交流電源の入力電圧が変化すると、出力電圧
を伴って変化させないために、出力変圧器586の口授
コイルでウェーブ幅変調回路584まで口授してパルス
幅の大きさを制御し、出力電圧をして安定に保持するこ
とができる。■ ■ If the input voltage of the AC power supply changes, in order to prevent the output voltage from changing, the output transformer 586's output coil sends the signal to the wave width modulation circuit 584 to control the magnitude of the pulse width, thereby changing the output voltage. can be held stably.
前記の手順を経由すれば一安定スムーズな直流電圧が得
られ、直流出力導線52を経由して主制御装置の制御回
路に供給し、並びに電池充電の電源に提供する。Through the above procedure, a stable and smooth DC voltage is obtained, which is supplied to the control circuit of the main controller via the DC output conductor 52, as well as to the power source for battery charging.
第15図は主制御装置の制御回路図であり、第16図の
ブロック図を参照して説明する。FIG. 15 is a control circuit diagram of the main controller, and will be explained with reference to the block diagram of FIG. 16.
主制御装置の制御回路は前記の3つのLED指示器(L
ED指示器22Lも又第15図で示すD/Olで、第1
チャンネルの指示器、LED指示器22RはD102で
、第2チャンネルの指示器、LED指示器22Mも又即
ちDIO6で、電源が通っているかの指示器であり、同
時に2色のカラーでそれぞれ第1チャンネル及び第2チ
ャンネルが今充電中であるのを指示する)、2つの連接
器コンセント23 (連接器コンセント23Lも又即ち
第15図で示すCON2で第1チャンネルの出力端子、
第1電池セント281と互いに接続している。連接器コ
ンセント23Rも又即ちC0N3で、第2チャンネルの
出力端子、第2電池セント282と互いに接続している
)、1つの集束プラグ25で、又即ちC0N1、スイッ
チ26、又即ち5W100で、一対の接線柱27 (接
線柱27Lは直流電源の正極入力端子、接線柱27Rは
直流電源の負極入力端子)等を含む外、その他の部材品
は主に次のものを含む。1つの正5V電源安圧器283
で、主に安圧器RGI及びコンデンサーCl0Iで組成
される。1つのコンデンサー284、即ちClO4,1
つのブザー285、即ちX101..1つの持碁発振器
286で、主に水晶発振器x102、コンデンサーCl
O2及びClO3により組成される。第1チャンネル定
電流制御器287で、主に集積回路[C102A、1C
102B、 トランジスターQIO1、パワートラン
ジスターQ105(散熱片24Lに取付けられている)
及びレジスタンスR120で組成される。第2チャンネ
ル定電流制御器288で、主に集積回路1C102C,
1C102D、l−ランシスターQ1021.パワート
ランジスターQ106(散熱片24Rに取付けられてい
る)及びレジスタンスR121で組成される。1つの多
重選別器289で、主に集積回路1C103、レジスタ
ンスR114、R115、R118及びR119で組成
される。The control circuit of the main controller includes the three LED indicators (L
The ED indicator 22L is also D/Ol shown in FIG.
The channel indicator, LED indicator 22R, is D102, and the second channel indicator, LED indicator 22M, is also DIO6, which is an indicator to indicate whether the power is on, and at the same time, two colors are used, respectively, to indicate the first channel and the second channel is currently charging), two connector outlets 23 (the connector outlet 23L is also connected to the output terminal of the first channel at CON2 shown in FIG. 15),
It is connected to the first battery center 281. The connector outlet 23R is also connected to the output terminal of the second channel, ie, C0N3, and the second battery outlet 282), with one focusing plug 25, and also with a pair of converging plugs, namely C0N1, and switch 26, and also with 5W100. In addition to the tangential column 27 (the tangential column 27L is the positive input terminal of the DC power supply, and the tangential column 27R is the negative input terminal of the DC power supply), other components mainly include the following. One positive 5V power supply regulator 283
It is mainly composed of a voltage regulator RGI and a capacitor Cl0I. one capacitor 284, i.e. ClO4,1
one buzzer 285, namely X101. .. One Go oscillator 286, mainly crystal oscillator x102, capacitor Cl
Composed of O2 and ClO3. The first channel constant current controller 287 mainly uses integrated circuits [C102A, 1C
102B, transistor QIO1, power transistor Q105 (attached to heat dissipation piece 24L)
and resistance R120. The second channel constant current controller 288 mainly uses integrated circuits 1C102C,
1C102D, l-Ran Sister Q1021. It is composed of a power transistor Q106 (attached to the heat dissipation piece 24R) and a resistor R121. One multiple selector 289 is mainly composed of an integrated circuit 1C103, resistors R114, R115, R118 and R119.
1つのA/D変換器290で、主に集積回路1C104
A、1C104B、コンデンサー0105、レジスタン
スR106、R1(17、R108、R109及びR1
22で組成される。One A/D converter 290, mainly integrated circuit 1C104
A, 1C104B, capacitor 0105, resistance R106, R1 (17, R108, R109 and R1
It is composed of 22.
第1チャンネルシヨートと極性相反測定器291で、主
にトランジスターQ1(17、ダイオードD1(17、
レジスタンスR127、R128及びR132で組成さ
れる。第2チャンネルシヨートと極性相反測定器292
で、主にトランジスターQ108、ダイオードD108
、レジスタンスR129、R130及びR131で組成
される。1つのCPU293で、即ち第15図で示す集
積回路1Cl0Iで、主制御装置全体の神経中枢である
。In the first channel shot and polarity reciprocity measuring device 291, the main components are transistor Q1 (17), diode D1 (17,
Composed of resistors R127, R128 and R132. 2nd channel shot and polarity reciprocity measuring device 292
So, mainly transistor Q108 and diode D108
, resistors R129, R130 and R131. One CPU 293, ie, an integrated circuit 1Cl0I shown in FIG. 15, is the nerve center of the entire main controller.
この主制御装置の制御回路は、次の手順でその作業原理
を説明する。The working principle of the control circuit of this main controller will be explained in the following steps.
■ 前記交換式電源供給装置の直流電源出力導線52に
接線柱27に連接され、主制御装置に必要とする電源を
提供すると同時に、電池充電に必要とする電源をも供給
する。当然、その交換式電源供給装置は主に一般の室内
使用の交流電源について設計したもので、もしも室外で
、特に発電所のような供電のない地域では、一般の12
Vの自動車バッテリで交換式電源供給装置に入替えるこ
とができる、というのは主制御装置は電源入力12〜1
4■範囲内の直流電圧を受入れられるからである。(2) The DC power output conductor 52 of the replaceable power supply device is connected to the tangent column 27 to provide the power necessary for the main control device and at the same time, the power necessary for battery charging. Naturally, the replaceable power supply device is mainly designed for AC power supply for general indoor use, and if it is used outdoors, especially in areas without power supply such as power plants,
V car battery can be used to replace the replaceable power supply, because the main controller has power inputs 12-1.
This is because it can accept DC voltage within the range of 4.
■ 先ず第1及び第2電池セット281.282をそれ
ぞれ連接器コンセント23L及び23Rに接続し、しか
る後に切替スイッチ26をONの位置に切替える。この
時に3つのLED指示器は同時に点灯し、既に電源が通
り且つ充電執行中であるのを表示する。(1) First, connect the first and second battery sets 281 and 282 to the connector outlets 23L and 23R, respectively, and then switch the changeover switch 26 to the ON position. At this time, the three LED indicators light up at the same time, indicating that the power is already on and charging is in progress.
■ 電源入力は12〜14Vの直流電圧で、先ず正5V
電源安圧器283を経過して安定した+5V直流電圧を
得、第1チャンネルの定電流制御器287、第2チャン
ネル定電流制御器288、多重選別器289、A/D変
換器290及びCPU293等の集積回路の電源に提供
する、と同時に、12〜14Vの直流電圧も又直接第1
チャンネル及び第2チャンネル定電流制御器284及び
288に供給し、中央処理制御器293より伝えてくる
信号を待ってから更に電池に対し充電作業を執行する。■ Power input is a DC voltage of 12 to 14V, first positive 5V.
A stable +5V DC voltage is obtained through the power voltage regulator 283, and is used for the first channel constant current controller 287, second channel constant current controller 288, multiple selector 289, A/D converter 290, CPU 293, etc. At the same time as providing the integrated circuit power supply, a 12-14V DC voltage is also directly connected to the first
The current is supplied to the channel and second channel constant current controllers 284 and 288, and after waiting for a signal transmitted from the central processing controller 293, the battery is further charged.
■ CPU293が+5Vの直流電圧を受入れると、先
ずコンデンサー284に充電し、約1〜2秒を経過した
後にCPU293は作業を始める。これが即ちいわゆる
電源スイッチ自動リセット線路で、CPU293内部の
ソフトを確保し、起始点から開始執行でき、しかして執
行の速度は持碁発信器286で決める。(2) When the CPU 293 receives a DC voltage of +5V, it first charges the capacitor 284, and after about 1 to 2 seconds has passed, the CPU 293 starts working. This is the so-called power switch automatic reset line, which secures the software inside the CPU 293 and allows execution to start from the starting point, and the speed of execution is determined by the Go transmitter 286.
■ CPU293が作業を開始すると、先ず高電位Hi
を送り出し、同時に第1チャンネル及び第2チャンネル
定電流制御器287.及び288に供給し、何秒かを経
過した後に更に低電位Loを送り出して第1チャンネル
定電流制御器287にのみ給与し、しかして第1チャン
ネル定電流制御器287の集積回路1Cl02Aが低電
位Loを受けるとすぐ集積回路1C102Bに伝え、そ
れをして信号をトランジスターQ101に送付するので
、12〜14Vの直流電圧はトランジスターQ105及
びパワートランジスター〇I(16)を流れ通って、し
かして第1電池セット281に充電する。■ When the CPU 293 starts work, first the high potential Hi
at the same time, the first channel and second channel constant current controllers 287. and 288, and after a few seconds have elapsed, the low potential Lo is further sent out and supplied only to the first channel constant current controller 287, so that the integrated circuit 1Cl02A of the first channel constant current controller 287 has a low potential Lo. As soon as Lo is received, it is transmitted to the integrated circuit 1C102B, and then the signal is sent to the transistor Q101, so that the 12-14V DC voltage flows through the transistor Q105 and the power transistor 〇I (16), and then the first Charge the battery set 281.
■ 第1チャンネル定電流制御器287が第1電池セッ
ト281に対し1/2t1時間充電した後、CPU29
3はすぐに高電位tliを送り出して第1チャンネル定
電流制御器287に給与し、以て第1電池セッl−28
1の充電を停止する。■ After the first channel constant current controller 287 charges the first battery set 281 for 1/2t1 hour, the CPU 29
3 immediately sends out the high potential tli and supplies it to the first channel constant current controller 287, thereby controlling the first battery set l-28.
Stop charging 1.
CPU293も又同時に低電位Loを送り出して第2チ
ャンネル定電流制御器288に給与し、前の一手順[5
]の信号伝送方式と同じで、集積回路1C102Dを経
てから更に1C102Cを経由してトランジスターQ1
02に給与するので、12〜14Vの直流電圧はトラン
ジスターQ102及びパワートランジスターQ106を
流れ通り、しかして第2電池セント282に対してこれ
又V2t1時間の充電をする。The CPU 293 also simultaneously sends out the low potential Lo and supplies it to the second channel constant current controller 288, completing the previous step [5].
] is the same as the signal transmission method of
02, a DC voltage of 12-14 V flows through transistor Q102 and power transistor Q106, thus charging the second battery center 282 for another V2t1 time.
■ CPU293は設定したT1時間内に、絶えず繰返
して高電位器及び低電位Loを送り出してそれぞれ第1
チャンネル定電流制御器287及び第2チャンネル定電
流制御器288に与え、交互に2つの電池セット281
及び282に対してt4t2c内に快速パルス充電をす
る。■ The CPU 293 continuously sends out the high potential voltage Lo and the low potential Lo within the set T1 time, respectively.
The channel constant current controller 287 and the second channel constant current controller 288 are supplied with the two battery sets 281 alternately.
and 282, perform rapid pulse charging within t4t2c.
■ 一旦T1時間が終了すると、CPU293は再び低
電位Loを送り出して第1チャンネル定電流制御器28
7に与え、且つこの一低電位Loは1/2t2の時間を
維持する。又即ち第1電池セフ)281に対して%t1
時間の充電をする。■ Once time T1 ends, the CPU 293 sends out the low potential Lo again to the first channel constant current controller 28.
7, and this one low potential Lo is maintained for a time of 1/2t2. In other words, %t1 for 281
Time to recharge.
この時、CPU293はこの1段階の充電時間内に、信
号を送り出して多重選別器289に与え、以て第1チャ
ンネルのゲートをオーブンし、アナログの信号をしてA
/D変換器290に進入させて第1電池セット281両
端の電圧値を検読し、並びにデジタル化の数字根拠に変
換してCPU293に入力する。At this time, the CPU 293 sends out a signal and applies it to the multiplex selector 289 within the charging time of one stage, thereby opening the gate of the first channel, and converting the analog signal to A.
The voltage value across the first battery set 281 is read by the /D converter 290 and converted into a numerical basis for digitalization, which is then input to the CPU 293 .
■ 第1チャンネル定電流制御器287がyt1時間の
充電を執行し終えると、CPU293はすぐ高電位Hi
を送り出して第1チャンネル定電流制御器287に与え
、以て第1電池セント281に対する充電を停止する、
と同時に又低電位Loを送り出して第2チャンネル定電
流制御器288に与え、第2電池セント282に対して
同じ< !4tz時間の充電をする。■ When the first channel constant current controller 287 finishes charging for yt1 hour, the CPU 293 immediately switches to the high potential Hi.
is sent to the first channel constant current controller 287, thereby stopping charging of the first battery center 281.
At the same time, a low potential Lo is sent out and applied to the second channel constant current controller 288, and the same <! Charge for 4tz hours.
この時、CPU293も又この1段階の充電時間内に信
号を送り出して多重選別器289に与え1つの自動セレ
クトスイッチとして、第2チャンネルのゲートをオープ
ンしアナログ信号をしてA/D変換器290に進入し以
て第2電池セント282の電圧値を検読し、再びCPU
293に入力する。At this time, the CPU 293 also sends out a signal within the charging time of this first stage and applies it to the multiplex selector 289 as one automatic select switch, opens the gate of the second channel, and outputs an analog signal to the A/D converter 290. After entering the CPU, the voltage value of the second battery center 282 is inspected, and the CPU
293.
[相] CPU293は絶えず前の2つの手順[8]及
び[9]を繰返し、交互に高電位旧及び低電位Loを送
り出してそれぞれ第1チャンネル定電流制御器287及
び第2チャンネル定電流制御器288に給与し、交互に
2つの電池セット281及び282に対してt2t2c
内に周期的間欠充電をする、と同時にCPU293も又
各−t2c内に充電時間tzc内で、多重選別器289
を利用して自動セレクトスイッチの作業をなし、A/D
変換器290で絶えず第1電池セント281及び第2電
池セント282の電圧を検読し、並びにデジタル化数字
的根拠に変換して再びCPU293に入力する。[Phase] The CPU 293 constantly repeats the previous two steps [8] and [9], and alternately sends out the high potential Old and the low potential Lo to the first channel constant current controller 287 and the second channel constant current controller, respectively. 288 and alternately t2t2c for the two battery sets 281 and 282.
At the same time, the CPU 293 also performs periodic intermittent charging within each -t2c within the charging time tzc, and the multiple selector 289
The automatic select switch is operated using the A/D
The converter 290 constantly checks the voltages of the first battery point 281 and the second battery point 282, and converts them into digital numerical values and inputs them to the CPU 293 again.
@ CPU293がA/D変換器290から絶えず送
られてくる数字根拠を受けると併せてその内部のRAM
中に貯え、そこで前の1充電t2c内に電池電圧値と次
の一充電t2c内に電池電圧値を比較し、それで電池電
圧が上昇それとも降下であるかを判断し、しかる後に′
継続充電をするか否かを決定する。@ When the CPU 293 receives the numerical basis constantly sent from the A/D converter 290, its internal RAM
There, the battery voltage value within the previous one charge t2c is compared with the battery voltage value within the next one charge t2c, and it is determined whether the battery voltage is rising or falling.
Decide whether to continue charging or not.
■ 一旦CPUg 93その中の一組の電池セットを判
断し出し、例えば第1電池セント281と仮設して、そ
の電池電圧が降下であると、そこですぐ確認の逆回数計
算を開始し、その組の電池セット28工の電圧に対して
再び何回か比較し、又即ち一種の最後の確認作業をして
、電池電圧が持続降下であるかを確定する。もしも逆回
数計算終了時に、電池電圧が持続降下であると確認する
と、CPU293はすぐに高電位Hiを送り出して第1
チャンネル定電流制御器287に給与し、以て第1電池
セット281の充電を停止し、同時に又LED指示器2
2Lを制御して音声を発生する。■ Once the CPUg 93 determines one set of batteries, for example, temporarily sets it as the first battery center 281, and if the battery voltage drops, it immediately starts calculating the number of times the battery is checked, and The voltage of the battery set 28 is compared again several times, and a kind of final check is made to confirm whether the battery voltage is a continuous drop. If it is confirmed that the battery voltage is continuously dropping at the end of the inverse calculation, the CPU 293 immediately sends out a high potential Hi and
the channel constant current controller 287 to stop charging the first battery set 281, and at the same time, the LED indicator 2
2L is controlled to generate sound.
もしも逆回数計算を終える前に電池電圧が別に持続降下
していないのを発見すると、すぐ正常の周期的間欠充電
を回復する。If it is found that the battery voltage does not drop continuously before completing the inverse calculation, normal periodic intermittent charging is immediately restored.
■ 前の1手順[相]でCPU293が第1電池セット
281の電圧が降下していると判断した時、及び電圧持
続降下でしかも第1電池セント281に対する充電を停
止したと確認した時に、CPU293は依然として第2
チャンネル定電流制御器288を制御し、′継続して第
2電池セット282に対して正常の周期的間欠充電をし
、且つそのままCPU293がその電池電圧は持続降下
であると判断すると、重ねて手順0で述べたのを重複し
、第2電池セット282に対する充電を停止し、並びに
LED指示器22Rを制御してそれを点滅し、ブザー2
85をも制御して音声を発生する。■ When the CPU 293 determines that the voltage of the first battery set 281 has dropped in the previous step [phase], and when it has confirmed that the voltage has dropped continuously and that charging to the first battery set 281 has stopped, the CPU 293 remains the second
If the channel constant current controller 288 is controlled and the second battery set 282 is continuously charged in a normal periodic manner, and the CPU 293 determines that the battery voltage is a sustained drop, the procedure is repeated. 0, stops charging the second battery set 282, controls the LED indicator 22R to blink it, and turns on the buzzer 2.
85 is also controlled to generate sound.
■ 前の2つの手順@及び0で分かるように、どの組の
電池セットの電圧が持続降下しようと、又即ち容量が既
に飽和に達した時、ブザー285はそこで声を発生し、
再び点滅するLED指示器22Lまたは22Rはどの組
の電池セットが既に充満されたかを指示し、連接器コン
セント23Lまたは23Rから移出できる。しかもLE
D指示器22Mは継続点灯し、且つ単一カラーを表示す
る。そのカラ−は点灯しているLED指示器22Lまた
は22Rに配合してどの組の電池セットがまだ充電作業
執行中であるかを指示し出す。■ As can be seen in the previous two steps @ and 0, no matter which battery set's voltage drops continuously, that is, when the capacity has already reached saturation, the buzzer 285 will generate a sound,
A flashing LED indicator 22L or 22R indicates which battery set is already charged and can be removed from the connector outlet 23L or 23R. Moreover, LE
The D indicator 22M remains lit and displays a single color. The color is combined with the illuminated LED indicator 22L or 22R to indicate which battery set is still in charge.
[相] 一旦、全ての両電池セット281及び282が
共に充満され、ただし未だ主制御装置から移出されてい
ないと、一応設定された長時間T3を経過すると、CP
U293は手順■〜■を繰返し、未だ主制御装置から移
出されていない電池セットに対してt4t2c内に快速
パルス充電、即t4時間の充電をする。しかも13時間
の計数は、1組が未だ移出されていない電池セットをい
うもので、当然その電池セットが充電を停止すると計数
を開始する。但しもしも両組の電池セット281及び2
82がすべて未だ移出されていないと、最後の1組の電
池セントは充満され、しかして充電を停止した時に始め
て計数を開始する。[Phase] Once both battery sets 281 and 282 are both charged, but have not yet been transferred from the main controller, after the preset long time T3, the CP
U293 repeats steps (1) to (2) and performs rapid pulse charging within t4t2c, that is, charging for t4 hours, to the battery set that has not yet been transferred from the main control device. Moreover, the counting of 13 hours refers to the battery set in which one set has not yet been transferred, and naturally counting starts when that battery set stops charging. However, if both battery sets 281 and 2
If all 82 have not yet been transferred, the last set of battery cents will be charged and will only start counting when they stop charging.
[相] 一旦T4時間が終了すると、CPU293は続
けて手順■〜■を繰返して電池セントに対してt3t2
c内に周期的間欠充電をし、電池容量が飽和するまで続
く。もしも電池セットがそのまま主制御装置から移出さ
れていないと、CPU293は絶えず手順@及び[相]
を繰返し充電の作業を執行する。[Phase] Once the T4 time ends, the CPU 293 continues to repeat steps ■ to ■ and calculates t3t2 for the battery cent.
Periodic intermittent charging continues until the battery capacity is saturated. If the battery set is not transferred from the main controller as it is, the CPU 293 will constantly execute steps @ and [phase].
Execute the work of charging repeatedly.
以上の手順■〜[相]は主制御装置の正常電池に対する
充電時の作業原理で、もしも電池に損傷、または極性相
反、または電池を接続せずに開路状態を呈している、ま
たは電池ショート等の異常状況がある時は、次の手順で
説明する。The above procedure ■ ~ [phase] is the working principle when charging a normal battery of the main controller, and if the battery is damaged, polarity is reversed, the battery is not connected and is in an open circuit state, or the battery is short-circuited, etc. If there is an abnormal situation, explain it in the following steps.
O第1チャンネルと極性相反測定器291及び第2チャ
ンネルシヨートと極性相反測定器292は充電開始時ま
たは充電中にそれぞれ第1電池セット281及び第2電
池セット282にショートまたは正負極性相反の状況が
あるかを測定し、一旦発見した時は、仮に第1電池セッ
ト281にショートまたは極性相反の状況があると、第
1チャンネルシヨートと極性相反測定器291は第1チ
ャンネル定電流制御器287の1C102Aに信号を送
り、それをして1C102Bに信号を伝えないようにし
ている。即ちトランジスターQ101及びハワートラン
ジスターQ105を制御し、12〜14Vの直流電圧が
流れないようにし、即ち第1電池セット281に充電し
ないようにする、と同時に第2チャンネルシヨートと極
性相反測定器292は第2電池セット282に異常あり
を発見していないので、第2チャンネル定電流制御器2
88に信号を送ることなく、それをしてCPU293の
低電位Lo倍信号受入れることができ、第2電池セット
283に対して快速パルス充電T、時間を執行すること
ができる。O The first channel and polarity reciprocity measuring device 291 and the second channel shorting and polarity reciprocity measuring device 292 are connected to the first battery set 281 and the second battery set 282, respectively, at the start of charging or during charging, or in a situation where the positive and negative polarities are opposite. Once detected, if there is a short circuit or polarity reciprocity in the first battery set 281, the first channel short and polarity reciprocity measuring device 291 will control the first channel constant current controller 287. 1C102A, thereby preventing the signal from being transmitted to 1C102B. That is, the transistor Q101 and the Hower transistor Q105 are controlled so that the 12-14V DC voltage does not flow, that is, the first battery set 281 is not charged, and at the same time, the second channel shot and the polarity reciprocity measuring device 292 are controlled. Since no abnormality has been found in the second battery set 282, the second channel constant current controller 2
By doing so, the low potential Lo signal of the CPU 293 can be accepted without sending a signal to the second battery set 283, and the second battery set 283 can be rapidly charged for a period of time T.
@ T1時間を経過した後、CPU293は多重選別
器289により第1電池セフ)281をセレクトし、更
にA/D変換器290でその電池セント281の電圧を
検読する時に、この電池セット281の電圧値が予設値
を超過しているので(単一電池からいえば、予設値の範
囲は0,9〜2.OV)、そこでLED指示器22Lを
制御してシンチレーションを開始し、並びにブザー28
5を駆動して音声を発生し、その電池セット281に異
常ありを警告する。@ After T1 time has elapsed, the CPU 293 selects the first battery set 281 using the multiple selector 289, and when the A/D converter 290 inspects the voltage of the battery set 281, it selects the first battery set 281. Since the voltage value exceeds the preset value (for a single battery, the preset value range is 0.9 to 2.OV), the LED indicator 22L is controlled to start scintillation, and Buzzer 28
5 to generate a sound and warn that there is an abnormality in the battery set 281.
[相] 中央処理制御器293がt2及びり2t2c内
に周期的間欠充電を開始すると、同時に一種の対充電周
期次数の逆回数計算の作業を開始する。[Phase] When the central processing controller 293 starts periodic intermittent charging between t2 and 2t2c, it simultaneously starts a kind of calculation of the inverse number of charging cycle orders.
即ち1つの周期回数n2またはn、の最冑値を設定し、
以下n、、Xで表示する。その最高値nmaxの設定は
前記充電方式中の式(g)を根拠にし、並びに電池容量
は充電前はゼロ(即ちVl”’O)と仮定して設計し、
電池の公称容量がrC範囲内でセレクトする充電速率C
値は、周期的間欠充電の方式に必要とする総時間Tsa
wを用いて周期で割って得たのがそのn、18値である
。そこで電池がnllllX回数を経過した後、もしも
CPU293がまだ両組または両組の中の任意の1組の
電池セットの電圧が持続降下しているのを判断し出して
いない場合も、すぐにその組の電池セントにつないでい
る定電流制御器287または288を制御し、その組の
電池セットに対する充電電流をカントし、同時に又LE
D指示器22Lまたは22Rをシンチレーションし、ブ
ザー285も又音声を発生し、その組の電池セントに異
常があるのを警告する外に、これ又一種の電池に対する
保護作用を従供する。That is, set the maximum value of one cycle number n2 or n,
Hereinafter, it will be expressed as n, ,X. The setting of the maximum value nmax is based on the equation (g) in the charging method, and the battery capacity is designed assuming that it is zero (that is, Vl'''O) before charging,
Charging speed rate C selected when the battery's nominal capacity is within the rC range
The value is the total time Tsa required for the periodic intermittent charging method.
The n, 18 value is obtained by dividing by the period using w. Therefore, after the battery has passed nlllllX times, if the CPU 293 has not yet determined that the voltage of both battery sets or any one of the battery sets has dropped continuously, it will be immediately detected. Controls the constant current controller 287 or 288 connected to the battery set of the set to cant the charging current to the battery set of the set, and at the same time
By scintillating the D indicator 22L or 22R, the buzzer 285 also generates a sound, which not only warns that there is an abnormality in the battery outlet of the set, but also serves as a kind of protection for the battery.
[相] 一旦電池セソト281及び282が既に充満さ
れてブザー285がある1段階の設定時間ばかり発声し
た後に自己停止する。もしも両組又は任意の1組の電池
セット281または282が未だ主制御装置から移出さ
れていないと、CPU293は13時間の停止充電期間
に、各1段階の固定時間t3を隔ててブザー285を制
御してfitlbi的に音声を発生し、両組の電池28
1及び283またはその中の−が未だ移出されていない
のを告知する。[Phase] Once the batteries 281 and 282 are full, the buzzer 285 emits a sound for the set time of one stage and then stops automatically. If both sets or any one set of batteries 281 or 282 have not yet been transferred from the main controller, the CPU 293 controls the buzzer 285 at fixed time intervals t3 of one stage during the 13-hour stop charging period. The sound is generated in a fitlbi manner, and both sets of batteries 28
1 and 283, or - among them, has not been exported yet.
■ その手順は別に機能を加えた手順で集束プラグ25
を利用して7段LED表示器及びプリンターまたは分画
カードと連接可能で、それを第1電池セント281及び
第2電池セット282の充電過程中の変化、即ちT2及
びT。■ The procedure is a procedure with additional functions added to the focusing plug 25.
It can be connected to a 7-stage LED display and a printer or a fractionation card, and it can be used to monitor the changes during the charging process of the first battery center 281 and the second battery set 282, namely T2 and T.
時間内の各−t2c内に変化を7段LED表示器294
で表示し、またはプリンター295で第40図で示すよ
うにプリントする。7-stage LED indicator 294 changes within each -t2c of time
or printed by printer 295 as shown in FIG.
前記手順■〜■は主制御装置制御回路の作業原理で、し
かしてCPU293はいかにして充電過程全体の制御作
業を執行するかは、第17図で示す制御フローチャート
を用いて説明する。The above steps ① to ② are the working principles of the main controller control circuit, and how the CPU 293 executes the control work of the entire charging process will be explained using the control flowchart shown in FIG. 17.
というのはそのCPU293はハード回路及びソフトパ
ターンで組合せてなるからである。ハード回路は主に1
つの単晶片マイクロコンピュータ−でROM、RAM、
入力/出力I10等を含み、ソフトパターンの機能を第
17図のフローチャートに示す。This is because the CPU 293 is made up of a combination of a hard circuit and a soft pattern. Hard circuit is mainly 1
ROM, RAM,
The functions of the soft pattern, including input/output I10, etc., are shown in the flowchart of FIG.
制御フローの説明:
■ CPU293は電源(又はパワーオン)またはリセ
ット(いわゆるリセット動作とはスイッチ26を1回開
閉して、オンの位置に切替える)すると、先ず初期設定
(Initial)の作業をして、各種パラメーターを
含む設定:時間、充電方式等のパラメーターの設定を行
つ。Explanation of control flow: ■ When the CPU 293 is powered on (or powered on) or reset (the so-called reset operation is to open and close the switch 26 once and switch it to the on position), the CPU 293 first performs initial setting work. , Settings including various parameters: Set parameters such as time and charging method.
■ 次に13時間のプレチャージをし、そのプレチャー
ジも又電池に対して快速パルス充電を行う。■ Next, a 13-hour precharge is performed, and the precharge also involves rapid pulse charging of the battery.
■ 続く正常充電手順は、先ず電池に対して50%責任
t2c内に周期的間欠充電を行う(それは両電池セット
281及び282に対して等効の充電をするので、故に
各−t2c内に充電時間tzc −%h、即ち50%の
責任周期である)、充電電流はrC範囲内で設定した1
つの固定値である。■ The following normal charging procedure first performs periodic intermittent charging on the batteries within 50% responsibility t2c (it charges both battery sets 281 and 282 equally, therefore charging within each -t2c). time tzc -%h, i.e. 50% responsibility cycle), the charging current was set within the rC range 1
There are two fixed values.
■ 同時に各−t2c内に充電時間内に被充電電池の電
圧に対して監視をなし、即ち電池電圧を測定し、更にA
/D変換器290を利用して電池電圧値をデジタル化す
る。■ At the same time, within each -t2c, the voltage of the charged battery is monitored within the charging time, that is, the battery voltage is measured, and the A
A /D converter 290 is used to digitize the battery voltage value.
■ デジタル化を経由した電圧値はそこでCPU293
により7段LED表示器294に送られてその内容を表
示する。■ The voltage value that has been digitized is then sent to the CPU 293.
is sent to a seven-stage LED display 294 to display its contents.
■ 一旦デジタル化した電圧値を得ると、すぐ電池が故
障かまたはその他の異常状況を判断する。仮に電池にシ
ョート、極性相反または開路等の状態があれば、電圧値
から判断でき、しかしてブザー285を始動し警告音を
発生し、LED指示器22L及び/または22Rをシン
チレーションし、充電回路をカットし、並びに7段LE
D表示器294上で“BADX” (X−1または2;
X=1の時は、即ちBADIと表示し、第1電池セント
281に異常状況ありを代表する。又X=2時は、第2
電池セット282に異常状況ありを代表する)と表示す
る。■ Once the digitized voltage value is obtained, it is immediately possible to determine whether the battery is faulty or other abnormal conditions. If there is a short circuit, polarity conflict, or open circuit in the battery, it can be determined from the voltage value and the buzzer 285 is activated to generate a warning sound, scintillate the LED indicators 22L and/or 22R, and close the charging circuit. Cut and 7 steps LE
“BADX” (X-1 or 2;
When X=1, that is, BADI is displayed, representing that the first battery point 281 has an abnormal condition. Also, when X = 2 o'clock, the second
(representative of an abnormal situation in the battery set 282) is displayed.
■ もしも前の1手順■で電池は別に異常なしと判定す
ると、デジタルの電圧値の比較及び処理を続け、電池が
充満されたかを判断する。■ If it is determined in the previous step (■) that there is no abnormality in the battery, the comparison and processing of digital voltage values is continued to determine whether the battery is charged.
判断の結果もしも電池容量が既に充満された場合は、即
時にブザー285を始動して警告音を出し、並びにLE
D指示器22L又は22Rを点滅し、並びに充電回路を
遮断する。As a result of the judgment, if the battery capacity is already full, the buzzer 285 is immediately activated to emit a warning sound, and the LE
The D indicator 22L or 22R is blinked and the charging circuit is cut off.
■ もしも前の1手順■で電池はまだ充満されていない
と判断すると、充電時間は既にTmax時間を超過した
か、即ち周期数02またはn5は既にn 、、X回数を
超過したかを判断する。判断でもしも充電時間が既にT
m m x時間を超過した場合は、この電池に異常あ
りを表示し、そこで前記手順■より電池に異常状況のあ
る場合の処理方式を判断して処理をする。■ If it is determined in the previous step 1 that the battery is not charged yet, determine whether the charging time has already exceeded the Tmax time, that is, whether the cycle number 02 or n5 has already exceeded n,, X times. . If the charging time is already T
If the m m x time is exceeded, it is displayed that there is an abnormality in this battery, and then a processing method is determined and processed in the case where there is an abnormality in the battery according to step (3).
■ もしも前の1手順■で充電時間は未だT ma8時
間を超過していないと判断すると、更に2つの電池セッ
トはすべて処理完了したかを判断する。もしも2つの電
池セントはすべて処理を完了していないと判断した場合
は、次の1つの電池セントに対して繰返し手順[3]か
ら処理フローを始める。■ If it is determined in the previous step (■) that the charging time has not yet exceeded Tma8 hours, it is further determined whether the processing for the two battery sets has been completed. If it is determined that the processing has not been completed for all two battery cents, the processing flow starts from repeat step [3] for the next battery cent.
[相] もしも前の1手順■で2つの電池セットは音処
理完了と判断すると、2つの電池セットの電圧数値をプ
リンター295に送りプリントする。[Phase] If it is determined in the previous step 1 that the sound processing has been completed for the two battery sets, the voltage values of the two battery sets are sent to the printer 295 and printed.
■ しかる後に正常の充電手順に戻り、2つの電池セッ
トは既に全部充電を完了(既に電池に異常があるかを判
断するのを含む)したかを監視する。判断でもしも2つ
の電池セットはすべて充電を完了していない場合は、第
1チャンネル対第1電池セント281に戻り繰返し手順
[3]から処理フローを始める。- After that, the normal charging procedure is resumed, and the two battery sets are monitored to see if they have been fully charged (including determining whether there is any abnormality in the batteries). If it is determined that all of the two battery sets have not been fully charged, the process returns to the first channel versus first battery center 281 and the processing flow starts from repeat step [3].
0 もしも前の1手順■で2つの電池セントは既に充電
を完了したかを判断し、更に2つの電池セットとも既に
取下げられかを見て見る。0 If in step 1 above, determine whether the two battery sets have already been charged, and then check to see if both battery sets have already been removed.
もしも2つの電池とも既にに取下げられて場合は、7段
LED表示器294で“AOFF”を表示し、ブザー2
85もまた音声を出し、すべてのLED指示器22は一
切点滅し、充電過程を完了する。If both batteries have already been removed, the 7-stage LED display 294 will display "AOFF" and the buzzer 2 will sound.
85 will also make a sound and all LED indicators 22 will flash at all to complete the charging process.
■ もしも前の手順[12]で、2つの電池セントがま
だ全部取下げられていない場合は、13時間を超過した
かを判断する。もしもt3時間未超過であれば、更に前
の1手順[12]の判断作業を繰返す。■ If in the previous step [12], all of the two battery cents have not been withdrawn yet, determine whether 13 hours have passed. If the time t3 has not been exceeded, the judgment operation of the previous step [12] is repeated.
■ もしも前の1手順0で既に13時間を超過したと判
断すれば、ブザー285を駆動して警告音を出し、並び
に停止充電13時間を超過しているかを判断する。もし
もT3時間未超過であれば、手順[12]から始まるフ
ローを開始し、即ち13時間内に各1つのt3時間毎に
一回ブザー285を起動し電池セ・7ト全部が取下げら
れまたは13時間を超過するまで続く。■ If it is determined in the previous step 0 that 13 hours have already been exceeded, the buzzer 285 is activated to emit a warning sound, and it is also determined whether the 13 hours of stopped charging have been exceeded. If T3 time is not exceeded, the flow starts from step [12], that is, the buzzer 285 is activated once every t3 time within 13 hours, and all seven battery sets are withdrawn or 13 Continues until time is exceeded.
■ もしも前の1手順■で既に13時間を超過している
と判断した時は、新たに1回再初期設定の作業を設定す
る。■ If it is determined in the previous step (■) that the time has already exceeded 13 hours, set a new reinitialization task.
[相] 次に14時間の予充電をし、即ち再び電池に対
して1回の快速パルス充電をする。[Phase] Next, perform a 14-hour precharge, ie, once again perform one rapid pulse charge on the battery.
Oしかる後に重ねて手順■より処理フローを開始し、1
つの自動循環の充電過程を呈する。O After that, start the processing flow from step ① again.
It exhibits two automatic circulation charging processes.
以上手順■〜OはCPU293の充電過程全体における
制御フローである。もしも主制御装置の制御回路内に2
つLED指示器器、2つの定電流制御器、2つの連接器
コンセント及び接線を変える等を増加すれば、そのCP
U293も同じようにフローを制御できるし、同時に4
つの電池セントに対して充電作業を執行する。The above steps ① to ① are the control flow of the entire charging process of the CPU 293. If there is 2 in the control circuit of the main controller
If you add 1 LED indicator, 2 constant current controllers, 2 connector outlets, change the tangent, etc., the CP
U293 can control the flow in the same way, and 4
Execute charging work for one battery cent.
当然ながら、第17図で示す制御フローの第2チャンネ
ルを第4チャンネルに改め、2つのチャンネルを4つの
チャンネルに改め、2つの電池セットを4つの電池セッ
トにかえれば適用できるし、より本発明の特徴をあられ
すことができる。Of course, the present invention can be applied by changing the second channel of the control flow shown in FIG. 17 to the fourth channel, changing the two channels to four channels, and changing the two battery sets to four battery sets. You can see the characteristics of
本発明の充電装置の発明の目的、充電の原理、充電方式
及び一実施例を了解した後、更に本発明の充電装置が充
電過程全体において、いかに有効的に電池を制御して高
圧、高温を発生しないようにし、充電効率は果たしてど
れ程高いか、充電時間の長さはどうか、電池容量は飽和
になっているか、電池の寿命は確実に影響を受けない、
等を証明するために、以下に2部のテスト結果を提供す
る。After understanding the purpose of the invention of the charging device of the present invention, the principle of charging, the charging method, and one embodiment, it will be further explained how the charging device of the present invention can effectively control the battery and maintain high pressure and high temperature throughout the charging process. How high is the charging efficiency, how long is the charging time, is the battery capacity saturated, and is the lifespan of the battery unaffected?
In order to prove that etc., we provide two parts of test results below.
テスト(1)は1つの代表的な?、 2 V / 12
00 mAhの電池セットで、充電及び放電過程の
テスト報告である。Is test (1) one representative? , 2V/12
This is a test report of the charging and discharging process for a 00 mAh battery set.
表−1及び第42図は充電過程の電池電圧と充電電流の
テスト数字根拠及びそ
の曲線図。Table 1 and Figure 42 are the basis of test numbers and curve diagrams of battery voltage and charging current during the charging process.
表−2及び第43図は充電過程の環境温度と電池温度の
テスト数字根拠及びそ
の曲線図。Table 2 and Figure 43 are the basis of test numbers and their curves for environmental temperature and battery temperature during the charging process.
表−3及び第44図は放電過程の環境温度と電池温度の
テスト数字根拠及びそ
の曲線図。Table 3 and Figure 44 are the basis of test numbers for environmental temperature and battery temperature during the discharge process and their curve diagrams.
表−4及び第45図は放電過程の放電時間、放電電流と
電池電圧のテスト数字
根拠及び電池電圧対放電間の反応曲線
図。Table 4 and Figure 45 show the basis of test numbers for discharge time, discharge current and battery voltage in the discharge process, and reaction curve diagrams between battery voltage and discharge.
テスト(2)は他の一代表的な7.2 V / 120
0 mAh(7)電池セットの寿命試験において得たテ
スト報告表である。Test (2) is another typical 7.2 V/120
This is a test report table obtained in a life test of a 0 mAh (7) battery set.
表−5及び第46図は401回のサイクル数を経由した
テストで、各サイクル
で得た実容量を公称容量で得た百分比
で割ったものとその百分比サイクル数
の曲線図。Table 5 and Figure 46 are curve diagrams of the ratio of the actual capacity obtained in each cycle divided by the percentage obtained from the nominal capacity and the percentage cycle number in a test that went through 401 cycles.
表−6〜lO及び第47〜51図は4゜1サイクルにお
いて、サンプリングに
第L 101,201.301及び第
401回の放電過程の放電時間、放電
電流と電池電圧のテスト数字根拠及び
電池電圧対放電時間の反応曲線図。Tables 6 to 10 and Figures 47 to 51 show the discharge time, discharge current and battery voltage test numerical basis and battery voltage for the 101st, 201st, 301st and 401st discharge processes in 4°1 cycle. A reaction curve diagram of discharge time versus discharge time.
テスト(1)において、本発明の充電装置がいかに有効
的に電池を制御して高圧及び高温を発生しないようにし
ているかは、テスト(1)の第43図で証明しているよ
うに電池温度は充電過程全体と環境温度に極めて接近し
ており、ただ充電末期に電池温度が少し上昇するだけで
ある。電池内部圧力いまだ過充電でない時は、未だ酸素
を発生せず、故に温度変化と正比をなしていると見るこ
とができる。即ち電池内部圧力は全充電過程中で低いよ
うに維持し、ただ充電末期に多少増加するだけである。In test (1), how effectively the charging device of the present invention controls the battery to prevent the generation of high pressure and high temperature is demonstrated by the battery temperature as shown in Figure 43 of test (1). is very close to the environmental temperature throughout the charging process, only the battery temperature increases slightly at the end of charging. When the battery internal pressure is not yet overcharged, no oxygen is generated yet, so it can be seen that it is in direct proportion to the temperature change. That is, the battery internal pressure remains low during the entire charging process and only increases slightly at the end of charging.
充電時間の長さは、テスト(1)の第42図で分るよう
に、152回t2c内に周期的間欠充電を経れば電池を
飽和充電でき、152回の周期中に、電池電圧が維持降
下しているかの8回の比較を確認するのを含み、且つ各
−t2c内に充電時間t26と停止充電時間j2gはす
べて10秒に設定しているので、そこで弐(d)”及び
式(elで計算できる。As for the length of charging time, as shown in Figure 42 of test (1), the battery can be charged to saturation if it undergoes periodic intermittent charging within 152 cycles t2c, and the battery voltage decreases during the 152 cycles. This includes checking 8 times to see if there is a sustained descent, and the charging time t26 and stop charging time j2g are all set to 10 seconds within each -t2c, so 2(d)'' and Eq. (It can be calculated using el.
T、 = 152回X (10+10)秒/回=3.0
40秒
又、T1は480秒に設定しているので、故に充電使用
総時間は3,520秒で、大体59分である。T, = 152 times x (10+10) seconds/times = 3.0
40 seconds Also, since T1 is set to 480 seconds, the total charging time is therefore 3,520 seconds, which is approximately 59 minutes.
充電効率及び電池容量は飽和に達しているかは、テスト
(1)の第45図で分かる。約59分間の充電を経過し
た後、3Ωの負荷を用いて定負荷放電をなし、電池電圧
の放電を測量して5.95Vになったところで放電を停
止し、その結果得られた実容量は1,606.4 mA
hで公称容量に比べて406.4 mAh多く出ている
。Whether the charging efficiency and battery capacity have reached saturation can be seen from FIG. 45 of test (1). After approximately 59 minutes of charging, a constant load discharge was performed using a 3Ω load, and the discharge was stopped when the battery voltage reached 5.95V.The resulting actual capacity was 1,606.4 mA
h, it outputs 406.4 mAh more than the nominal capacity.
電池の寿命はテスト(2)で分かる。電池が401回の
充放電循環を経過した後、実容量は1.442.2 m
Ahに維持することができる。その中、第44サイクル
において、停電でテストを中断している。別途に1つ注
意しなければならないのは、その寿命試験は殆ど一種の
破壊試験と見てよい。それは試験中本発明の充電装置で
電池に対して大電流充電をし、しかる後更に大電流放電
をし、非常に苛酷な条件下でテストをしている。The battery life can be determined by test (2). After the battery goes through 401 charge/discharge cycles, the actual capacity is 1.442.2 m
It can be maintained at Ah. During the 44th cycle, the test was interrupted due to a power outage. One additional thing to note is that the life test can almost be seen as a type of destructive test. During the test, the battery was charged with a large current using the charging device of the present invention, and then discharged with an even larger current, under extremely severe conditions.
以上で述べたところから分かるように、本発明は前記発
明の目的で述べた8つの目的を達成できる外に、別に又
次の得点をもっている。As can be seen from the above description, the present invention not only achieves the eight objects mentioned above, but also has the following points.
(1)測定機能をもつ
ショートと極性相反測定器により、電池に異常状況があ
るかを測定し、それにより充電を要するかを決定する。(1) A short-circuit and polarity reciprocity measuring device with a measurement function is used to measure whether there is an abnormality in the battery and determine whether charging is required.
別途に多重選別器及びA/D変換器によりCPLIに配
慮して運営し、もし電池に異常状況があれば、LED指
示器及びブザーを使用して警示する。It will be operated with consideration to CPLI using a separate multiplexer and A/D converter, and if there is an abnormality in the battery, an LED indicator and buzzer will be used to warn.
(2)安全、信鯨
機構、回路等にすべて安全性を設計していると、例えば
、ショートと極性相反測定器で異常のある電池を測定し
出した時は、定電流制御Hiを制御して電池に対する電
池を停止する。周期的間欠充電において、−周期回数の
最高値はn1□8と設定し、一種の電池に対して過充電
を避ける保護作用を提供し、電池の受け入れられる極限
内の速率で周期的間欠充電をし、電池をして全充電過程
において高圧及び高温等を発生させない。故に有効的に
すべての人為的ミスにより形成する充電意外を避け、並
びに電池に対して形成する不必要な損傷を避ける。(2) Safety and reliability If safety is designed in all mechanisms, circuits, etc., for example, when a battery with an abnormality is measured using a short-circuit and polarity reciprocity meter, the constant current control Hi should be controlled. to shut off the battery to the battery. In periodic intermittent charging, the maximum value of the number of cycles is set to n1□8, which provides a kind of protection for the battery to avoid overcharging, and allows periodic intermittent charging at a rate within the acceptable limit of the battery. However, the battery does not generate high pressure or high temperature during the entire charging process. Therefore, effectively avoid any charging accidents caused by human error, as well as avoid unnecessary damage caused to the battery.
(3)適用地域が非常に広い
交換式電源供給装置を設けて、交流入力電圧90V〜2
65V間にいかなる電圧をも受入れられるようにし、い
かなる是正調整をも必要とせず、−度の電圧変動の影響
をも受けずに、続けて同一効率の充電をすることができ
る。交換式電源供給装置も又一般の12Vの自動車のバ
ッテリーで入替え、室外の使用に提供することができる
。別途に、充電初期に快速パルス充電を使用して発生す
る微熱は、電池をして低温中で正常に充電されるように
し、又すぐその後の正常な充電手順において、電池を制
御して高温を発生させず、電池をして比較的高い環境温
度の中で充電することができる。それで大幅に充電環境
の条件を広げ、全世界各国及び地域で、室内から室外ま
で、極地から赤道まで、全て適用することができる。(3) Install a replaceable power supply device that can be applied to a very wide range of areas, and use an AC input voltage of 90 V to 2
It can accept any voltage between 65V and continue to charge with the same efficiency without requiring any corrective adjustments or being affected by -degree voltage fluctuations. The replaceable power supply can also be replaced with a standard 12V car battery and provided for outdoor use. Separately, the slight heat that occurs when using rapid pulse charging at the beginning of charging can be avoided by controlling the battery so that it can be charged normally at low temperatures, and by controlling the battery to avoid high temperatures immediately after the normal charging procedure. Batteries can be charged at relatively high ambient temperatures without generating electricity. This greatly expands the charging environment conditions and can be applied in all countries and regions around the world, from indoors to outdoors, from the polar regions to the equator.
(4)経済効率が高い
単一電池に対していえば、周期的間欠充電を用いて電池
を制御することで高圧、高温を発生させず、売人したエ
ネルギーをして電池に有効に吸収させ、充電効率を一定
の水準に維持する外に、エネルギーの無意味な浪費を免
け、2つ以上の電池に対していえば、交互充電の方式を
用いて、外部から入力した連続電源を交互に数個の電池
に出力し、充分に時間を利用し数個の電池に対して同時
に充電し、単一電池に対する充電よりも数倍の効率を得
られる。(4) Regarding single batteries with high economic efficiency, by controlling the battery using periodic intermittent charging, high pressure and high temperatures are not generated, and the energy sold is effectively absorbed by the battery. In addition to maintaining charging efficiency at a certain level, to avoid pointless waste of energy, for two or more batteries, alternate charging method is used to alternately supply a number of externally input continuous power sources. By charging several batteries at the same time and using sufficient time, the efficiency is several times higher than charging a single battery.
(5)便利、実用
操作が簡単便利の外に、又LED指示器及びブザーによ
り電池の状態を知らせる。別途に集束プラグと7段LE
D表示器、プリンターまたはカードを連接することによ
って、電池の全充電過程における変化を監視できる。(5) Convenient and practical operation In addition to being convenient, the LED indicator and buzzer inform the battery status. Separate focusing plug and 7-stage LE
By connecting a D-display, a printer or a card, changes during the entire charging process of the battery can be monitored.
又、全装置の体積が小さく、重量が軽い並びに信頼性が
高いので、そしをして一般商業及び工業用途以外に、航
空等の用途にも運用することができる。In addition, the overall device has a small volume, light weight, and high reliability, so that it can be used not only in general commercial and industrial applications but also in aviation and other applications.
(6)電池寿命試験装置に提供できる
電池寿命試験において、実時間試験法は一年中の時間を
費やすので、故に加速試験法で以て時間を短縮する。但
し数個月は必要とする。しかし、本発明は大幅に充電時
間を短縮し更に何かのソフト及びハード設備を配合して
おけば、そこで−セットの快速な電池寿命試験システム
となる。(6) In the battery life test that can be provided to the battery life test device, the real time test method takes time all year round, so the accelerated test method is used to shorten the time. However, several months are required. However, the present invention greatly shortens the charging time, and if some software and hardware equipment are added, it becomes a complete and rapid battery life testing system.
以上のべたのを総合して見ると、本発明の急速充電装置
のその充電原理は電池の始電原理及び電池の特性によっ
て設計したもので、定電圧充電を利用して電池を測定し
、電池の受入れられる極限内で、1つの充電必要時間最
短、充電効率最高の充電電流最大値をセレクトし、並び
に充電時間、環境温度及び電池保存特性等の要因にもと
づいて考慮し、1つの充電電流最小−値をセレクトし、
そこで最良の充電速率rCはこの最大と最小値範囲内に
ある。しかる後に、rC範囲内で1つの大きい充電速率
を選定し、定電流制御器により1つのスムーズ安定な直
流電圧を提供し、電池に対して急速充電する一種の周期
的間欠充電で、そこで各−t2c内に充電時間内で、A
/D変換器により電池の電圧を測定し、並びにデジタル
数値に切替えてCPUに渡し、CPUは一種の比較方式
で、電池容■が充満された後に電圧が持続的に降下する
特性を利用して、各t2c内に電圧値を比較して電池電
圧の昇降を判断し、それで′継続充電を決定する。Taking all of the above into account, the charging principle of the quick charging device of the present invention is designed according to the starting principle of the battery and the characteristics of the battery, and it measures the battery using constant voltage charging. Select the maximum charging current that provides the shortest required charging time and highest charging efficiency within the acceptable limits of −Select a value,
Therefore, the best charging rate rC is within this maximum and minimum value range. Then select one large charging rate within the rC range, provide one smooth stable DC voltage by the constant current controller, and quickly charge the battery in a kind of periodic intermittent charging, where each - Within the charging time within t2c, A
/D converter measures the battery voltage, converts it into a digital value, and passes it to the CPU.The CPU uses a kind of comparison method, taking advantage of the characteristic that the voltage continuously drops after the battery capacity is filled. , the voltage values are compared within each t2c to determine whether the battery voltage rises or falls, and then it is determined whether to continue charging.
本発明の充電方式は充電過程を電気化学反応過程と見な
し、CPUにより交互に数個の定電流制御Hiを制御し
て、交互の方式で同時に数個の電池を充電し、並びに充
電初期に先ず電池に対して予充電をなし、即ち短時間の
快速パルス充電をなすので、一方面において充電時間を
短縮し並びに低温環境対電池の影響を相殺する。The charging method of the present invention regards the charging process as an electrochemical reaction process, and the CPU alternately controls several constant current controls Hi to charge several batteries at the same time in an alternating manner. Since the battery is precharged, i.e., short-term, rapid pulse charging, on the one hand it shortens the charging time and on the other hand it offsets the effect of the battery on the low temperature environment.
他方面においては正負穫板上の活動物質の酸化還元反応
を加速し、長期保存を経過して電池の活性を迅速に回復
する。次に周期的間欠充電の方式で正常の充電手順を執
行する。先ず1段階の時間ばかり示して、電池の内部を
して電気化学反応を発生させ、しかる後に1段階ばかり
充電を停止して、反応過程中正極に発生した酸素をその
段階の時間を利用して負極に拡散し化学消費を進める。On the other hand, it accelerates the redox reaction of the active substance on the positive and negative plates, and quickly restores the activity of the battery after long-term storage. Next, a normal charging procedure is performed using periodic intermittent charging. First, the electrochemical reaction occurs inside the battery by indicating the time of one stage, and then charging is stopped for one stage, and the oxygen generated at the positive electrode during the reaction process is used to utilize the time of that stage. It diffuses to the negative electrode and promotes chemical consumption.
又反応で発生した熱量をその段階の時間内に充分に放出
する。このように繰返して、CPUが電流電圧は持続降
下していると判断し、または周期回数が設定した最高値
n、、。Also, the amount of heat generated in the reaction is sufficiently released within the time of that stage. Repeating this process, the CPU determines that the current and voltage are continuously dropping, or the number of cycles reaches the set maximum value n, .
8まで達成すると、そこで充電を終結する。別途に、C
PUが正常充電手順を終結した後に、各−段階を隔てて
設定した長時間において、又も快速パルス充電及び周期
的間欠充電の作業執行を開始する、という一種の自動循
環充電方式で、電池を長時間飽和状態に保持することが
できる。When reaching 8, charging is terminated there. Separately, C.
After the PU completes the normal charging procedure, it will start performing the rapid pulse charging and periodic intermittent charging again at a predetermined time interval between each stage, which is a kind of automatic cyclical charging method to charge the battery. Can be kept saturated for a long time.
本発明の実施例で提供した一種の両組の電池セ−/ )
に対してなす等効充電の実施方式は、交換式電源供給装
置は、交流入力電圧90〜265Vの間のいかなる電圧
をも受入れ、しかる後に−スムーズ安定な直流電圧を主
制御装置に出力し、主制御装置はCPUにより2つの定
電流制御器制御して、交互に両電池セントに充電し、並
びに周期的間欠充電中の各−t2c内に充電時間内に、
多重選別Hiを利用して一種の自動セレクトスイッチの
作業をなし、A/D変換Hiをして絶えず両組の電池セ
ントの電圧値を検読してCpuに入力して判断させ、も
しも電池電圧が降下であると判断すると、尚一種の最後
を確認する逆回数計算の作業をなして、電圧が持続降下
であるのを確定する。別途にショートと極性相反測定器
によりまだ充電開始時または充電中に電池セットにショ
ートがあるか、極性相反又は電池未接続で開路状態を呈
している等の異常状況を測定し、並びに定電流制御Hi
を制御して異常のある電池セントに対する充電をしない
ようにし、しかる後に、A/D変換器がその異常電池セ
ントの電圧を検読する時に、CPUがその電池電圧は一
子設値範囲外を超越しているのを発見し、そこでLED
指示Hiを制御してシンチレーションし、並びににブザ
ーを駆動して警告音を出す。もしも正常充電過程中に別
に電池セットに異常がないのを発見していなく、但し充
電周期回数が一般定した最高値n。Xに達した時にも、
LED指示器がシンチレーションし並びにブザーを駆動
して警示する。A kind of both sets of battery cells provided in the embodiments of the present invention
The method of performing isostatic charging for the convertible power supply device is to accept any voltage between 90 and 265 V AC input voltage, and then output a smooth and stable DC voltage to the main controller; The main controller controls the two constant current controllers by the CPU to charge both batteries alternately, and within the charging time within each -t2c during periodic intermittent charging.
Using multiple selection Hi, it works as a kind of automatic select switch, and A/D conversion Hi is used to constantly read the voltage values of both sets of battery cents and input them to the CPU for judgment. If it is determined that the voltage is a drop, then a kind of inverse calculation is performed to confirm the end, and it is determined that the voltage is a continuous drop. A separate short circuit and polarity reciprocity measuring device is used to measure abnormal conditions such as short circuits in the battery set at the start of charging or during charging, polarity reversals, or an open circuit state with batteries not connected, as well as constant current control. Hi
Then, when the A/D converter checks the voltage of the abnormal battery, the CPU determines whether the battery voltage is outside the set value range. I discovered that it transcended, and there the LED
The instruction Hi is controlled to perform scintillation, and the buzzer is driven to emit a warning sound. If no abnormality is found in the battery set during the normal charging process, provided that the number of charging cycles is the maximum value n that is generally determined. Even when X is reached,
The LED indicator scintillates and activates the buzzer to alert you.
実施例においてさらに集束プラグを設け、7段LED表
示器、プリンターまたはカードと連接して、電池セット
の全正常充電過程における変化を監視することができる
。In some embodiments, a focusing plug can be further provided and connected with a 7-stage LED display, a printer or a card to monitor changes during the entire normal charging process of the battery set.
最後に本発明の充電原理及び充電方式を根拠に、並びに
実施例の作業原理によって適当になんらかのハードを増
加し、並びに−点の関係あるソフトを修正すれば、被充
電電池の数を任意に拡充でき、異なるサイズ、類型の電
池に対しても最適当な充電を与えることができる。故に
本発明の提供する充電装置は一種のデジタル制御で、自
動測定機能をもつ充電装置をその特徴とし、又一種の充
電時間が快速、充電効率が高い急速充電装置をその別の
一特徴とし、更に一種の本当に安全で信頼できる、本当
に便利である急速充電装置を特徴とする特徴とする誠に
1つの優良、実用な発明で、特許法の規定にマツチする
ので、慎んで特許を請求する。Finally, based on the charging principle and charging method of the present invention and the working principle of the embodiment, by appropriately increasing some hardware and modifying the related software, the number of batteries to be charged can be expanded arbitrarily. It is possible to provide optimal charging to batteries of different sizes and types. Therefore, the charging device provided by the present invention is characterized by a charging device with a kind of digital control and automatic measurement function, and another characteristic is a kind of quick charging device with a fast charging time and high charging efficiency. Moreover, it is an excellent and practical invention featuring a kind of really safe, reliable, and really convenient quick charging device, and it meets the provisions of the patent law, so we are discreetly requesting a patent.
第1図は電池の分解斜視図。
第2図は本発明実施例の主制御装置の分解斜視図。
第3図は同一実施例の主制御装置の上蓋の底面図。
第4図は第3図のVl−Vl断面図。
第5図は第3図のV−V断面図。
第6図は同一実施例の主制御装置の平面図。
第7図は第6図の■−■断面図。
第8図は第6図の■−■断面図。
第9図は第8図のIX−IX断面図。
第10図は同一実施例の交換式電源供給装置の分解斜視
図。
第11図は同一実施例の交換式電源供給装置の平面図。
第12図は第11図+7)Xll−HI断面図。
第13図は同一実施例の交換式電源供給装置の電気回路
図。
第14図は第13図の電気回路図のブロック図。
第15図は同一実施例の主制御装置の電気回路図。
第16図は第15図の電気回路図のブロック図。
第17図は同一実施例の主制御装置の制御フロチャート
。
第18図は電池定電流放電曲線を示すグラフ。
第19図は電池が23°Cにおける代表的放電曲線を示
すグラフ。
第20図は一代表的な電池が環境温度23゛Cにおいて
0.1C充電速率で充電する時、電池電圧、内部圧力及
び温度の特性と相対して売人する容量の関係を示すグラ
フ。
第21図は一代表的電池が環境温度23°Cにおいて1
C充電速率で充電する時、電池電圧、内部圧力及び温度
の特性と相対して売人する容量の関係を示すグラフ。
第22図は電池が23℃において二種の異なる速率で充
電する代表的な充電電圧曲線を示すグラフ。
第23図は充電速率対−快速充電型電池の電圧の影響を
示すグラフ。
第24図は電池を1C連速率充電し、異なる環境温度中
での代表的充電電圧を示すグラフ。
第25図は1C連速率23℃で充電する不同類型電池の
充電電圧を示すグラフ。
第26図は寿命短縮の電池温度に対する関係を示すグラ
フ。
第27図は電池の循環寿命特性を示図グラフ。
第28図は電池の保存特性を示すグラフ。
第29図は貯存温度と代表的容量の回復特性を示すグラ
フ。
第30図は充電中電池対有効容量の影響を示すグラフ。
第31図は不同温度の充電受入率を示すグラフ。
第32図は電池は電池充電温度対実容量の影響を示すグ
ラフ。
第33図は電池の温度特性を示すグラフ。
第34図は充電と過充電時の代表的電池の温度反応を示
す。
第35図は1つの自動リセット温度制御Hiを使用し、
充電時における温度変化を示すグラフ。
第36図は一代表的な電池セントの8.0〜11.6v
定電圧充電時の充電電流対応特性を示すグラフ。
第37図は第36図の同一電池セントで、9゜6〜11
.6V定電圧充電時の充電電流対応特性を示すグラフ。
第38図は第36図の同一電池セントで、9゜9〜10
.4V定電圧充電時の充電電流対応特性を示すグラフ。
第39図は一代表的電池セントで、周期的間欠充電過程
における電池電圧及び充電電流の対応特性を示すグラフ
。
第40図は第39図と同一電池セットで、周期的間欠充
電過程において、プリンターで全充電過程の電池電圧数
値の変化、周期数及び制御コード等をプリントアウトし
た図。
第41図は電源供給連続状況下で、2つのチャンネルで
2つの電池に対して充電する時、本発明充電方式の特性
を示したもので、
(a)は入力供給する電圧曲線図、
(b)は第1チャンネルの充電出力制御曲線図、(C)
は第1チャンネルの電池電圧反応曲線図、(d)は第1
チャンネルの充電電流反応曲線図、(e)は第2チャン
ネルの充電出力制御曲線図、(f)は第2図チャンネル
の電池電圧反応曲線図、(glは第2チャンネルの充電
電流反応曲線図、第42図〜第45図はテスト(1)の
結果を示すグラフ。
第46図〜第51図はテスト(2)の結果を示すグラフ
。
1・・・電池、11・・・陽極板、12・・・陰極板、
13・・・分隔板、14・・・金属電槽、15・・・蓋
、16・・・バネ、17・・・金属板、18・・・バネ
板、19・・・ワッシャー
2・・・制御プリント板、21・・・両層プリント板、
22L、22M、22R・・・LED指示器、23・・
・連接器コンセント、24・・・敢然片、25・・・集
束プラグ、27・・・接線柱
3・・・上蓋、31・・・くさび形凸出し、32L、3
2M、32R・・・円形浅溝、33・・・矩形コンセン
ト孔、34L、34M、34R・・・分隔板、35・・
・接線柱固定孔、36・・・U字形開き口、37・・・
凸リブ、38.39・・・中空円柱4・・・底蓋、41
・・・凸リブ、42.43.44・・・人気孔、45・
・・U字開き口、46.47・・・短円柱、48.49
・・・スクリューねじ、5・・・電源供給プリント板、
51・・・両層プリント板、52・・・出力導線、53
・・・錐形線止め、54・・・LED指示器、55・・
・スイッチ、56・・・入力導線、57・・・線止め
6・・・上蓋、61・・・半円形凹溝、62・・・凹溝
、61・・・浅溝、64・・・U字開き口、65・・・
凸リブ、66.67・・・中空円柱、68・・・半円形
凹溝7・・・底蓋、71.72・・・凹溝、73.74
・・・スクリューねじ、75.76・・・短円柱、77
・・・U字開き口
表
3
表
表−6(サイクル1)
表−7(サイクル101)
表
8 (サイクル201)
表
9 (サイクル301)
表−10(サイクル401)
第
図
−F+−
椙智−田
(〉)
一肥−田亘
3?8
V刺咽招Q
α)
C)
C鵠
一廷讐田〉
′IBF犯ば田
一突曽田
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g←江C組昨絽−劃σ(*)
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1昭もヤヘ東京4g・もVへ金錫
0フ
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へ
紳IIm家仲餅寧
椙V作−*
4f姦紳刺*
諌縫t=V判陣−(諺暑鼠戻←−水)
Oつ
椙w陣lll綱
(*)
ぐ
第
42
図
時
間
(分)
第
3
図
時
間
(分)
第
4
図
時
間
(分)
第
5
図
双11L時間(分)
第
46
図
第
7
図
12 I5 18 21 24 27放電時間@)
刀
刀
6
9
5
第
誌
図
12 15 48 21 24 77 3Q放電時間(
分)
3
6
9
2
5
第
図
12 15 18 21 24 27 30放電時間(
分)
刀
6
9
々
5FIG. 1 is an exploded perspective view of the battery. FIG. 2 is an exploded perspective view of the main control device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a bottom view of the top cover of the main controller of the same embodiment. FIG. 4 is a sectional view taken along the line Vl--Vl in FIG. 3. FIG. 5 is a sectional view taken along the line V-V in FIG. 3. FIG. 6 is a plan view of the main control device of the same embodiment. FIG. 7 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 6. FIG. 8 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 6. FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. FIG. 10 is an exploded perspective view of the replaceable power supply device of the same embodiment. FIG. 11 is a plan view of a replaceable power supply device of the same embodiment. FIG. 12 is a sectional view of FIG. 11+7)Xll-HI. FIG. 13 is an electric circuit diagram of a replaceable power supply device of the same embodiment. FIG. 14 is a block diagram of the electrical circuit diagram of FIG. 13. FIG. 15 is an electrical circuit diagram of the main control device of the same embodiment. FIG. 16 is a block diagram of the electrical circuit diagram of FIG. 15. FIG. 17 is a control flowchart of the main controller of the same embodiment. FIG. 18 is a graph showing a battery constant current discharge curve. FIG. 19 is a graph showing a typical discharge curve when the battery is at 23°C. FIG. 20 is a graph showing the relationship between the characteristics of battery voltage, internal pressure and temperature, and the capacity of a typical battery when charging at a charging rate of 0.1C at an ambient temperature of 23°C. Figure 21 shows that a typical battery is
FIG. 7 is a graph illustrating the relationship between battery voltage, internal pressure, and temperature characteristics and battery capacity when charging at C charging rate; FIG. FIG. 22 is a graph showing typical charging voltage curves for batteries charging at two different rates at 23°C. FIG. 23 is a graph showing the influence of charging speed versus voltage of a fast charging type battery. FIG. 24 is a graph showing typical charging voltages at different environmental temperatures when the battery is charged at a continuous rate of 1C. FIG. 25 is a graph showing the charging voltage of a dissimilar type battery charged at a 1C continuous speed rate of 23°C. FIG. 26 is a graph showing the relationship between shortened life span and battery temperature. FIG. 27 is a graph showing the cycle life characteristics of the battery. FIG. 28 is a graph showing the storage characteristics of the battery. FIG. 29 is a graph showing storage temperature and typical capacity recovery characteristics. FIG. 30 is a graph showing the effect of charging battery versus effective capacity. FIG. 31 is a graph showing charge acceptance rates at different temperatures. FIG. 32 is a graph showing the influence of battery charging temperature versus actual capacity. FIG. 33 is a graph showing the temperature characteristics of the battery. Figure 34 shows the temperature response of a typical battery during charging and overcharging. Figure 35 uses one automatic reset temperature control Hi,
A graph showing temperature changes during charging. Figure 36 shows a typical battery voltage of 8.0 to 11.6V.
Graph showing charging current response characteristics during constant voltage charging. Figure 37 shows the same battery center as in Figure 36, 9°6~11
.. A graph showing characteristics corresponding to charging current during 6V constant voltage charging. Figure 38 shows the same battery cent as in Figure 36, 9°9~10
.. A graph showing characteristics corresponding to charging current during 4V constant voltage charging. FIG. 39 is a graph showing the corresponding characteristics of battery voltage and charging current in a periodic intermittent charging process for a typical battery. FIG. 40 is a diagram of the same battery set as in FIG. 39, and a printer prints out changes in the battery voltage value, cycle number, control code, etc. during the periodic intermittent charging process during the entire charging process. Figure 41 shows the characteristics of the charging method of the present invention when charging two batteries using two channels under continuous power supply conditions, (a) is an input supply voltage curve diagram, (b) ) is the charging output control curve diagram of the first channel, (C)
is the battery voltage response curve diagram of the first channel, and (d) is the battery voltage response curve diagram of the first channel.
Charging current response curve diagram of the channel, (e) is the charging output control curve diagram of the second channel, (f) is the battery voltage response curve diagram of the channel in Figure 2, (gl is the charging current response curve diagram of the second channel, Figures 42 to 45 are graphs showing the results of test (1). Figures 46 to 51 are graphs showing the results of test (2). 1...Battery, 11...Anode plate, 12 ... cathode plate,
13...Divider plate, 14...Metal battery case, 15...Lid, 16...Spring, 17...Metal plate, 18...Spring plate, 19...Washer 2...・Control printed board, 21...double-layer printed board,
22L, 22M, 22R...LED indicator, 23...
・Connector outlet, 24...Dare piece, 25...Focusing plug, 27...Tangential column 3...Top cover, 31...Wedge-shaped protrusion, 32L, 3
2M, 32R... circular shallow groove, 33... rectangular outlet hole, 34L, 34M, 34R... dividing plate, 35...
・Tangential column fixing hole, 36... U-shaped opening, 37...
Convex rib, 38.39...Hollow cylinder 4...Bottom cover, 41
...Convex rib, 42.43.44...Popular hole, 45.
・・U-shaped opening, 46.47 ・・Short cylinder, 48.49
...Screw screw, 5...Power supply printed board,
51...Double-layer printed board, 52...Output conductor, 53
...Conical wire stopper, 54...LED indicator, 55...
・Switch, 56...Input conductor, 57...Line stop 6...Top cover, 61...Semicircular groove, 62...Concave groove, 61...Shallow groove, 64...U Character opening, 65...
Convex rib, 66.67...Hollow cylinder, 68...Semicircular concave groove 7...Bottom cover, 71.72...Concave groove, 73.74
... Screw screw, 75.76 ... Short cylinder, 77
... U-shaped opening table 3 Table -6 (Cycle 1) Table -7 (Cycle 101) Table 8 (Cycle 201) Table 9 (Cycle 301) Table -10 (Cycle 401) Figure -F+- Satoshi Sugi - 田(〉) Kazuhi-Ta Wataru 3? 8 V Sashicho Invitation Q α) C) C Kue Ittei Souda>'IBF criminal Taichitsu Soda i-Printed Ichida 8 g←E C group last 絽-劃σ(*) He 0 Ko 1 Akira also Yahe Tokyo 4g Mo V Kinsoku 0 Fu () Kuhe Shin IIm Ienaka Mochi Yasushi V work - * 4f rape Shinsashi * Isashui t = V Hanjin - (Proverb Heat Mouse Return ← -Wed) ) Figure 46 Figure 7 Figure 12 I5 18 21 24 27 Discharge time @) Sword 6 9 5 Magazine Figure 12 15 48 21 24 77 3Q discharge time (
minutes) 3 6 9 2 5 Fig. 12 15 18 21 24 27 30 discharge time (
minute) sword 6 9 5
Claims (1)
置で、主要とするところは円筒密閉型ニッケル・カドミ
ウム蓄電池充電用に提供するもので、それには次のもの
を含む: 充電の原理:電池に対して一種の定電圧充電テストをし
、充電電圧の反応変化を根拠にして、電池の耐え得る極
限内で一つの充電時間最短、且つ充電効率最高の充電電
流の最大値を決定するものと; 更に電池の特性を根拠にし、充電時間の短縮により、低
温環境の電池充電に対する影響の克服、電池の保存特性
等の要因を考慮して、1つの充電電流最小値を決定する
ものと; そこで最良の充電電流値、即ち最良の充電速率rCは、
この最大値と最小値の範囲内にある;しかる後に当該r
C範囲内で1つの大きい充電速率を選び、電池に定電流
充電をするものと; 更に電池容量が充電された後に電圧が継続降下する特性
を利用し、充電過程中において絶え間なく電圧を測定し
て、一種の比較方式で電池の電圧昇降を判断することに
より、電池容量が飽和であるか、継続充電を要するかを
決定するものと; 充電方式:一種の入替充電方式を利用し、 外部から入力した連続電源を数個の電池に入替出力する
、という一種の同時に数個の電池に対する入替充電方式
であるものと; 単一電池にしていえば、一種の間欠充電方式である;充
電初期に先ず短時間予充電する一種の快速パルス充電方
式で;次に一種の周期的間欠充電方式で正常の充電手順
を執行し、同時に各周期の充電時間内に電池の電圧を測
定し、並びに各周期の測定し得た電圧値を比較して、そ
の比較で電池の電圧が継続降下していると判断すれば、
直ぐ充電を停止し、正常の充電手順を終結するものと; 正常充電手順後に、各設定した1段階の長時間毎に更に
1度快速パルス充電及び周期性間欠充電を重複執行する
一種の自動循環充電方式であるものと; 充電装置:1つの主制御装置及び1つの交換式電源供給
装置を含み、主制御装置は1つの制御プリント板、上蓋
及び底蓋とにより構成される、その中制御プリント板上
の主要部材品には:1つの+5ボルト電源安定器、1つ
の電源スイッチ線路のリセットに用いるコンデンサー、
1つのフザー、1つのタイムベース発振器、2つの定電
流制御器、1つの多重選別器、1つのA/D変換器、2
つのショートと極性反逆測定器及び1つのCPUを含む
ものと; 入替式電源供給装置は1つの電源供給プリント板、1上
蓋及び1底蓋とにより構成される。その中電源供給プリ
ント板上の主要部材品には:1つの電磁波干渉フィルタ
ー電気回路、1つのAC整流及びフィルター電気回路、
1つの入力電圧測定電気回路、1つのウェーブ幅変調電
気回路、1つのスイッチ用トランジスター、1つの出力
変圧器、一対の整流ダイオード、1つのDCウェーブフ
ィルター、1つの出力電圧測定及び調整電気回路及び一
つの隔離式リターントランジスター等を含むものと; 交流電源は入替式電源供給装置を経て滑らかで安定した
1直流電圧を主制御装置に送り、更に主制御装置により
電池に対して定電流を充電し、並びに電池の電圧の測定
、比較及び電池の電圧の昇降を判断する、とからなるも
のをその特徴とするもの。 (2)請求項1で述べた充電原理で、最も主要なものは
充電電流の最大値の決定であり、その最大値の決定は定
電圧充電を用いて電池に対し充電テストをすることで;
先ず大きい方の充電電圧範囲内で、一定の間隔ごとに次
第に充電電圧を上昇して、各々1回の短時間充電テスト
し、充電電流の反応変化で、一旦充電電圧がほぼある電
圧値を超過した時に、充電電流の上昇変化が著しく増大
するのが得られ;次に、充電電圧の範囲を縮小し、並び
にテスト時間を延長して、各同一間隔ごとに1回定電圧
充電テストをすると、充電電圧はほぼ当該電圧値を超過
した時に、充電電流の上昇変化がより明らかになる;し
かる後に充電電圧の範囲を更に縮小し、それに又各回の
充電テストの間隔を縮小すると、充電電圧がある特定電
圧値を超過した時に、充電電流の変化は著しく増大し、
しかしてその特定の電圧値と対応する充電電流値を最大
充電電流値に決定するのをその特徴とするもの。 (3)請求項2で述べた充電電流最大値の決定で、7.
2V/1200mAhの電池セットで定電圧充電をテス
トすると、充電電圧が10.2Vを超過した時に、充電
電流の上昇変化は著しく増大し、当該10.2Vと対応
する充電電流値4Ampが最大充電電流値であり、即ち
(10/3)Cをそのテスト電池セットの最大充電速率
とするのをその特徴とするもの。 (4)請求項1で述べた充電の原理で、その充電電流最
小値の決定は1Cを7.2V/1200mAh電池セッ
トの最小充電速率にしたのをその特徴とするもの。 (5)請求項1、3または4で述べた公称容量1200
mAhの電池で、その最良の充電速率rCの1C〜(1
0/3)Cの範囲内にあり、並びに次式:1C<rC<
10/3C、且つr|R| を満足できるのをその特徴とするもの。 (6)請求項5で述べた最良の充電速率rCで、そのr
C範囲内で1つの大きい充電速率3Cを選択して充電速
率とし、定電流制御器で滑らか且つ安定した直流電圧を
提供し、公称容量1200mAhの電池に対して急速充
電をするのをその特徴とするもの。 (7)請求項1で述べた充電の原理で、A/D変換器に
より周期的間欠充電中の各周期の充電時間内において、
電池の電圧を測定し、更にCPUにより前の1個の電圧
値と後の1個の電圧値の高低を比較することを利用して
、電池電圧の昇降を判断するのをその特徴とするもの。 (8)請求項1で述べた充電方式で、CPUにより数個
の定電流制御器に入替制御して、数個の電池に対する充
電を入替えるのをその特徴とするもの。 (9)請求項8で述べた充電方式で、CPUには4つの
単独のチャンネルを設けて、4つの定電流制御器を制御
し同時に4つのそれぞれの電池に対して、入替方式で以
て充電するのをその特徴とするもの。 (10)請求項9で述べたもので、CPUの使用するチ
ャンネル数を減らし、またはCPUの個数を増やし及び
関連するハードウェアを拡大すれば、どの数の電池の対
しても充電できるようにしたのをその特徴とするもの。 (11)請求項1、8、9または10で述べたもので、
一旦、CPUが2つの定電流制御器のみを制御している
時に、CPUの出力制御は同時に高電位Hiを第1チャ
ンネル及び第2チャンネル定電流制御器に送付し;しか
る後に一定の時間を経てから更に手順ごとに低電位Lo
を送り出して先ず第1チャンネル定電流制御器にあたえ
、そこで第1チャンネル定電流制御器が低電位Loを受
取ると、電流を出力してその上に接続している電池にあ
たえ充電を執行する;次に低電位Loを第2チャンネル
定電流制御器に送付し、同時に又高電位Hiを第1チャ
ンネル定電流制御器に送付する、一旦、第2チャンネル
低電流制御器が低電位Loを受けると、電流をその上に
接続している他の1つの電池に出力し、しかして第1チ
ャンネル定電流制御器が高電位Hiを接収すると、早速
電池に電流を出力するのを停止する;このように繰返し
をしながら、交互に両電池に充電するのをその特徴とす
るもの。 (12)請求項1で述べた充電方式で、単一電池に対し
て、CPUにより交互に高電位Hi及び低電位Loを定
電流制御器に送り、定電流制御器より電池に対してある
時間ばかり充電してから又ある時間ばかり充電を停止し
、重複充電と停止充電の間欠充電をなすのをその特徴と
するもの。 (13)請求項12で述べた間欠充電で、充電初期は先
ず固定してT_1時間の快速パルス充電をなし、各1パ
ルスの充電時間をt_1_cに固定、停止充電時間をt
_1_sに固定、パルス周期をt_1に、且つ次の2式
: t_1=t_1_c+t_1_s t_1=n_1×t_1、その中n_1 N;を満足で
きるのをその特徴とするもの。 (14)請求項12または13で述べたもので、T_1
時間の快速パルス充電をした後に、正常の充電手順を開
始し、T_2時間の周期的間欠充電をする、各1回の充
電時間をt_2_cに固定し、停止充電時間をt_2_
sに固定、周期をt_2に固定し且つパルス周期t_1
よりも大きく、次の3式:t_2=t_2_c+t_2
_s T_2=n_2×t_2、その中n_2 Nt_2>t
_1 を満足できるのをその特徴とするもの。 (15)請求項14で述べた周期的間欠充電で、A/D
変換器で各1周期の充電時間t_2_c内に電池の電圧
を測定し、それをCPUに渡して各周期の電池電圧を比
較して電圧の昇降を判断するのをその特徴とするもの。 (16)請求項7または15で述べたもので、一旦CP
Uが電池の電圧降下を判断すると、CPUは一種の確認
する逆回数計算を始め、電池に対して周期的間欠充電を
継続すると同時に、更に何回か電池の電圧を比較して、
電圧が継続降下しているかを確認するのをその特徴とす
るもの。 (17)請求項16で述べた逆回数計算の確認で、余計
に何回かの電池電圧を比較する過程においてもしも又電
圧が上昇し始めたのを発見すると、逆回数計算は早速停
止し、並びに正常の充電に回復するのをその特徴とする
もの。 (18)請求項16で述べた逆回数計算の確認で、全計
に何回かの電池電圧を比較する過程においてもしも又電
圧が継続降下であるのを確定すると、逆回数計算終了時
に、CPUは早速定電流制御器に高電位を送りあたえ、
即時に充電電流をカットして、T_2時間の充電を終結
するのをその特徴とするもの。 (19)請求項14または18で述べたもので、T_2
時間の長さは電池の充電前の電圧V_1により変動する
もので、且つt_2は一固定値であるので、故に周期回
数n_2はV_1の関数と見なし、次の式: n_2=f(V_1) で表示するのをその特徴とするもの。 (20)請求項12または18で述べたもので、T_2
時間の充電を経由した電池を充電装置から移出すると、
充電手順は自然に終結する;もしも電池が移出されてい
ないと、CPUはそのまま高電位Hiを定電流制御器に
続けて出力し、電池の充電を停止して、且つある設定し
た長時間T_3を経過すると、自動的に低電位Loを定
電流制御器に送り、もう1回の充電手順を始めるのをそ
の特徴とするもの。 (21)請求項20で述べたもう1回の充電手順で、先
ず電池に対してT_4時間の快速パルス充電をなし、T
_1時間の快速パルス充電に類似して、その1パルス当
りの充電時間はt_4_c=t_1_c、停止充電時間
はt_4_s=t_1_sパルス周期はt_4=t_1
であるが、但し周期回数n_4をn_1回数に比べて少
ないように設定し、次の両式: t_1_c+t_1_s=t_1=t_4=t_4_c
+t_4_sT_1/t_1=n_1>n_4=T_4
/t_4、その中n_4 N を満足するのを特徴とす
るもの。 (22)請求項20または21で述べたもので、T_4
時間の快速パルス充電後に、T_5時間の周期性間欠充
電を始め、T_2時間の周期的間欠充電と類似で、各1
周期の充電時間t_5_c=t_2_c、停止充電時間
t_5_s=t_2_s、周期t_5=t_2で且つパ
ルス周期T_4よりも大きい、但し周期回数n_5は電
池がT_3時間を経過した後の電圧V_1の関数で、又
T_1充電前の電圧V_1の関数でもあり、次の4式:
t_2_c+t_2_s=t_2=t_5=t_5_c
+t_5_sT_2/t_2=n_2≧n_5=T_5
/t_5その中n_5 Nt_5>t_4 n_5=f(V_1、V_1′); を満足するのをその特徴とするもの。 (23)請求項22で述べたような周期的間欠充電で、
これも又A/D変換器により各1周期の充電時間t_5
_c内において電池の電圧を測定し、CPUの比較に渡
して電圧の昇降を判断し;且つ電池の電圧降下と判断す
ると、すぐ逆回数計算の確認を開始し、以て電圧の持続
降下を確認する;CPUが電圧の持続降下だと判断する
と、逆回数計算終了後に定電流制御器を制御して充電電
流を止め、T_5時間の充電を終結するのをその特徴と
するもの。 (24)請求項20、21、22または23で述べたも
ので、もしも電池がそのまま充電装置から移出されてい
ない場合は、継続重複してT_3から開始し、T_4時
間の快速パルス充電からT_5時間の周期的間欠充電を
経由する、という一自動循環の充電方式であるのをその
特徴とするもの。 (25)請求項11、13、14、21または22で述
べたもので、両電池に対して交互に等効充電をするため
に、快速パルス充電及び周期的間欠充電の各周期の充電
時間と停止充電時間を同等に設け、且つ次の両式: t_1_c=t_1_s=1/2t_1=1/2t_4
=t_4_c=t_4_st_2_c=t_2_s=1
/2t_2=1/2t_5=t_5_c=t_5_sを
満足するようにしたのをその特徴とするもの。 (26)請求項6、14または22で述べたもので、3
C充電速率で公称容量1200mAhの電池に対して充
電する時は、周期的間欠充電の各周期の充電時間t_2
_c及びt_5_cをすべて10秒に設定したのをその
特徴とするもの。 (27)請求項7、15、23または26で述べたもの
で、A/D変換器がt_2_c(およびt_5_cの1
0秒内で電池の電圧を測定する時は、充電時間の第7秒
において測定の仕事をするのをその特徴とするもの。 (28)請求項7、11、15または23で述べたもの
で、A/D変換器で両電池の電圧を測定する時は、多重
選別器で一種の自動選択スイッチの仕事をし、A/D変
換器をして順序よく第1チャンネル定電流制御器に接続
した電池及び第2チャンネル定電流制御器に接続した電
池に対して、重複測定する仕事をするのをその特徴とす
るもの。 (29)請求項1で述べた充電装置で、その主制御装置
の制御プリント板上の部材品は、その上蓋と底蓋機構に
係りがあるもので、それには次のもの: 3つのLED指示器、等距離で1列に排列し、且つ各々
1つの円管状LED台座でその高さを設定してしかして
プリント板の前方に固定したものと; 2つの連接器コンセント、各々2本の導線をプリント板
の前方に近い両側に接続しておき;当該連接器コンセン
トはプラスチック矩形売体で、売体上部に1つの楔形小
凸ブロックが前縁の中間に位置し、別に2枚の矩形小凸
ブロックが左右両側縁の中間に位置している;売体の左
右両側面に各々1つのV字形バネ片が売体前縁から後向
きに延伸し、バネ片端部外側は階段状をなすように設け
ている;売体下部には1つのT字形凸ブロックが売体底
面の中間に位置しているものと; 2枚の横断面でほぼU字形をなす散熱片、 U字形の開き口は外向きにそれぞれプリント板中間の両
辺に固定し、散熱片U字形開き口両側の側板上で、垂直
方向に各々一筋の開き口が外向きの溝槽を開けているも
のと; 1つの横挿し型集束プラグ、プリント板の左側後方に溶
接固定しているものと; 1つのスイッチ、プリント板右側後方に開設した1つの
U字形ノッチ及び2筋のノッチ槽を利用して、スイッチ
台座をノッチ内に置入れ且つスイッチの2本の金属エン
ドピンはそれぞれノッチ槽内に伸入ししかして直接プリ
ント上に溶接したものと; 2本の接線柱で、各々その金属エンドピンで以てプリン
ト板後側の2つの円孔を通り、直接プリント板に溶接し
たもの、等を含むものとからなるのをその特徴とするも
の。 (30)請求項1て述べた充電装置で、その主制御装置
の上蓋は1つのプラスチックで左右に対応する殻体に射
出成形され、その殻体の外形は1つの体積が大きく且つ
下方に位置し及び1つの体積が小さく且つ上方の位置す
る2つの上下が1つに重なりあい、且つ内部が中空であ
る両梯形殻体に類似しているものと; その殻体の前方中間に1つの楔形凸出しを設け、殻体の
前側上板から上に向き、後向きに傾斜延伸して殻体の前
斜板に連接するものと; その凸出しの前方、殻体の前側上板に合計3つの等距離
で1列に並ぶ浅槽を設け、且つ、各浅槽の中央にそれぞ
れ1つの円孔を開けてあるものと; その凸出しの左右両側、殻体の前斜板上に各々1つの矩
形コンセント孔を開設し;コンセント孔の内側において
、その上方に1つの逆U字形凹槽を設け、その下方は殻
体の前斜板から孔の中に向って1段の凸舌を延伸してい
る;コンセント孔内部の左右両側に、各々1つの互いに
対応するL字形コンセント固定板を有し、且つ両コンセ
ントの固定板が対応する面の対称する位置にそれぞれ1
つの断層面を設けているものと; 3枚の分隔板、殻体の後方に設け、殻体の後側上板から
先ず上向きに更に前向きに延伸して後斜板まで接続した
ものと;両隣りの分隔板の間の後側上板に、各々1つの
接線柱固定孔を開設したものと;その殻体の両側後方に
、各々1つの逆U字形開き口を設けたものと; 数本の平行凸リブ、横向きに殻体の頂板板面を囲い、更
に下向きに延伸して両側に至る;各2本の凸リブの間、
且つ両側の湾曲位置に、各々複数個の散熱孔を開けてい
る;殻体の内部には3枚の塵よけ板を設けてすべての散
熱孔を囲っているものと; 殻体内部の4つの角に、各々1本の垂直中空円柱を設け
、各円柱の底端にそれぞれ1つの円径の小さい凸リング
をもち、それぞれ制御プリント板の4つ角に設けたプリ
ント板固定孔を貫通するもの等を含むのをその特徴とす
るもの。 (31)請求項1で述べた充電装置で、その主制御装置
の底蓋は1つのプラスチックで射出成形して製作した殻
体で、その殻体の形状は周囲に側縁をもつ矩形盤状殻体
をなし、その底面上に1つの十字形凸リブを設けて、殻
体を6つの区域に分画し、画区域内にそれぞれ数個の入
気孔を設けているものと; その殻体の右側後方、上蓋右側後方の逆U字形開き口と
対応する位置に、1つのU字形開き口を設け、両者が丁
度1つの矩形孔になるように囲んでスイッチを許容する
スイッチ台座に提供するものと; その殻体の4つの角に、各々1本の中空短円柱を設け、
4本の短円柱の中心位置は上蓋の4本の円柱中心位置と
一致するようにした等を含むものとからなるのを特徴と
するもの。(32)請求項29、30または31で述べ
たもので、主制御装置の制御プリント板、上蓋及び底蓋
三者は、次の手順により1つに組合わせるもの: [1]両接線柱を上蓋に固定する; 接線柱はそのプラスチック台座のねじ溝部で以て上蓋後
側の接線柱固定孔を貫通した後、プラスチック台座上方
の凸リングにより上蓋を突付け、更にスプリングワッシ
ャー及び六角ナット及びねじ溝部でねじ合わせるものと
; [2]両連接器コンセントを上蓋に固定する;連接器コ
ンセントは上蓋の内部で、内から外向きにコンセント孔
を貫通し;連接器コンセントの上面はコンセント孔内面
の上方に突付け、下面はコンセント孔下方の凸舌に置か
れて、上下移動できない;但し連接器コンセント上の楔
形小凸ブロックは丁度コンセント孔上方の逆U字形凹槽
から通るようにし、それを前向きに押すようにしたもの
;一旦連接器コンセント両側の弾力片が押し付けられて
コンセント固定板の断層面を滑り通ると、それ自体の弾
力性で外向きに弾き出し、梯子状の尾端で断層面に突付
け、連接器コンセントをして前進のみして後退できない
ようにし;連接器コンセントを更に継続して前向きに押
し動かすと、その上面の2つの矩形小凸ブロック及び下
面のT字形凸ブロックが同時に各々コンセント孔の内側
上及びその凸舌内側に突付けて、しかして再び前向きに
移動しない。 これにより連接器コンセントが前後できず、又左右移動
できずにコンセント孔内に固定したものと; [3]制御プリント板を上蓋に取付ける; 上蓋内部のゴミよけ板は先ずU字形散熱片両側の溝槽に
沿ってその内に伸入し、しかる後に上蓋の4本の円柱底
端の凸リングで以て、プリント板上の4つのプリント板
固定孔に通し;同時に、3つのLED指示器も上蓋前方
の3つの円孔から通ってそのヘッド部を凸出し、両接線
柱の金属端ピン設又プリント板後方の2つの円孔を通っ
てプリント板の下方に凸出して、直接プリント板に溶接
している;次に更にスイッチを上蓋右側後方の逆U字形
開き口から組入れ、スイッチ台座両側のV字形バネ片を
逆U字開き口の両側辺に突付けることにより、しかして
その両金属端ピンも又各々プリント板後方のノッチ槽内
に伸入して直接プリント板に溶接しているものと; [4]底蓋と上蓋をロックする; 4本の丸ヘッドボルトを下から上向きにそれぞれ底蓋の
4本の短円柱中心の銀点を貫通し、更に上蓋の4本の円
柱にねじ入れて、上蓋と底蓋をロックする;と同時に又
上蓋の円柱及び底蓋の短円柱で制御プリント板をクラン
プする、等を含むのをその特徴とするもの。(33)請
求項1に述べた充電装置で、交換式電源供給装置の電源
供給プリント板上の電気パーツと、その上蓋及び底蓋機
構に係わるものには次のものを含む: 一対の直流電源出力導線で、プリント板前方の中間に接
続され、導線上に1つの円錐形線ホックを設け、その線
ホック後方に1つのリング形凹槽を設けているものと; 1つのLED指示器で、1つのLED固定台座によりそ
の高度を設定してしかしてプリント板右側前方に固定し
てものと; 1つのスイッチ、これも又プリント板右側後方に開設し
た1つのU字形ノッチ及び2筋のノッチ槽を利用して、
スイッチ台座をノッチ内に置入れ且つスイッチの2本の
金属端ピンはそれぞれノッチ槽内に伸入できるものと; 一対の交流電源入力導線で、プリント板右側後方に接続
され、その導線上にも又1つの円錐形線ホックを設け、
その線ホック後方にも又1つのリング形凹槽を設けてい
る、等をその特徴とするもの。 (34)請求項1で述べた充電装置で、その交換式電源
供給装置の上蓋も又1つのプラスチック射出成形で製作
した両梯形殻体であるものと; その殻体前側辺縁の中央に、1つの半円形凹槽を設けて
いるものと; 殻体の上面において、1つの平行四辺形の凹槽を設け、
殻体前方右側に位置している;その凹槽の底面中間に、
1つの円形浅溝槽を設け且つ浅溝槽の中央に1つの円孔
を開けているものと; その殻体の右側後方に、1つの逆U字形開き口を設けて
いるものと; 数本の平筋凸リブで、横向きに殻体頂面を囲い並びに下
向きに延伸して両側に至り;各2本の凸リブの間、且つ
両側の曲り角に各々数個の散熱孔を開けているものと; その殻体後側辺縁の右辺に、1つの半円形槽を設けてい
るものと; 殻体内部の四つ角において、各々1本の垂直の中空円柱
を設け、各円柱の底端にすべて1つの円径の小さい凸リ
ングを設けているものと、等を含むのをその特徴とする
もの。 (35)請求項1で述べた充電装置で、その交換式電源
供給装置の底蓋の、その形状と機構はその前側辺縁の中
央及び後側辺縁の右辺に、各々1つの半円形の凹槽を設
けている外、その他はすべて主制御装置の底蓋と完全に
同じであるのをその特徴とするもの。 (36)請求項33、34または35で述べたもので、
交換式電源供給装置の電源供給プリント板、上蓋及び底
蓋三者は次の手順により一括に組合わせる: [1]電源供給プリント板を上蓋に取付ける先ず直流電
源出力導線及び交流電源入力導線の両線ホックをそれぞ
れ上蓋前側及び後側の半円形凹槽に嵌入され、しかる後
に上蓋の4本の円柱底端の凸リングを、それぞれプリン
ト板の4つ角にあるプリント板固定孔を貫通し、と同時
に、LED指示器も上蓋の円孔から通ってそのヘッド部
を凸出す;次にスイッチを上蓋右側後方の逆U字形開き
口から組入れ、スイッチ台座両側のV字形バネ片を逆U
字形開き口の両側辺に突付け、しかしてその両金属端ピ
ンも又各々プリント板右後方のノッチ槽内に伸入してプ
リント板と直接溶接しているものと; [2]底蓋と上蓋をロックする; 4本の丸ヘッドボルトにより、下から上向きにそれぞれ
底蓋の4本の短円柱中心の銀点を通り、再び上蓋の4本
の円柱にねじ込み、上蓋と底蓋をロックする;と同時に 又上蓋の円柱及び底蓋の短円柱により電源供給プリント
板をクランプしたもの;等と からなるのをその特徴とするもの。 (37)請求項1で述べた充電装置で、その交換式電源
供給装置の主要部材品は: 電磁波干渉フィルター回路、主に1つのコンデンサー及
び1つの電気誘導器とにより組成されるものと; 交流整流及びフィルター回路、主に1つのブリッジ式整
流器及び1つのコンデンサーとにより組成されるものと
; 入力電圧測定回路、主に2つのコンデンサーにより組成
されるものと; ウェーブ幅変調回路、主に1つの集積回路であるものと
; 直流フィルター回路、主に1つの電気誘導器及び3つの
コンデンサーとにより組成され;出力電圧測定及び調整
回路は、主に1つの集積回路、1つのツェナーダイオー
ド、1つのコンデンサー及び5つのレジスタンスとによ
り組成されるものと; 隔離式リターントランジスター、主に1つの集積回路及
び1つのコンデンサーとにより組成されるものと;等を
含むのをその特徴とするもの。 (38)請求項1、33または37で述べたもので、そ
の交換式電源供給装置は交流入力電圧90V〜265V
の間のいかなる電圧、47Hz〜63Hzのいかなる周
波数を受入れるのを可能とし、その作業原理を次の手順
とするもの; [1]交流電源は交流電源入力導線から入力し、先ず電
磁波干渉フィルター回路を経由するものと; [2]続いて更に交流整流及びフィルター回路を経由し
、交流をスムーズな直流電圧に変換して、ウェーブ幅変
調回路に供給するものと; [3]この時スイッチをONの位置にすると、ウェーブ
幅変調回路が十分な電圧を得ると振動出力を発生し、並
びにスイッチ用トランジスターを制御してONとOFF
の動作を発生するので、そこで高圧の直流をカットして
交流にすることができるものと; [4]この交流は出力変圧器にのより2次ベースに運ぶ
、出力変圧器の第2次ベースが交流電圧を誘導すると、
すぐ整流ダイオードに出力し、しかる後に更に直流フィ
ルター回路を経由すると、出力エンドでよりスムーズな
直流電圧が得られ、並びにLED指示器を点灯して、こ
の時に電圧出力があるのを表示するものと; [5]前記手順[1]〜[4]を経て出力した直流電圧
値は、多分我々の希望する直流電圧値ではないので、そ
こで出力電圧測定及び回路中の可変レジスタンスを調整
し、希望する出力値が得られるまで続けるものと; [6]もしも出力エンドにおいて、即ち直流電源出力導
線で、接続した負荷が変化した時、出力電圧を非常に安
定に保持するためには、出力電圧を利用し及び回路を調
整して負荷の変化を測定し、並びに隔離式リターントラ
ンジスターによりウェーブ幅変調回路に運び、ウェーブ
幅の大きさを調整して安定に出力する目的を達成させる
ものと; [7]交流電源の入力電圧が変化した時、出力電圧がそ
れに伴って変化しないようにするためには、出力変圧器
のリターンコイルによりウェーブ幅変調回路までリター
ンし、 以てウェーブ幅の大きさを制御し出力電圧を安定に保持
するものと;等とからなるのをその特徴とするもの。 39 請求項1で述べた充電装置で、その主制御装置の
主要部材品は: +5V電源電圧安定器、主に1つの電圧安定器及び1つ
のコンデンサーで組成されるものと; タイムベース発振器、主に1つの石英発振器及び2つの
コンデンサーとにより組成されるものと; 2つの定電流制御器、各々主に2つの集積回路、1つの
トランジスター、1つのパワートランジスター及び1つ
のレジスタンスとにより組成されるものと; 多重選別器、主に1つの集積回路及び4つのコンデンサ
ーとにより組成されるものと;A/D変換器、主に2つ
の集積回路、1つのコンデンサー及び5つのコンデンサ
ーとにより組成されるものと; ショートと極性反逆測定器2つ、各々主に1つのトラン
ジスター、1つのダイオード及び3つのコンデンサーと
により組成されるものと; CPU、1つの集積回路、ハード回路及びソフトパター
ンの組合せよりなる;そのハード回路は主に1つの単晶
片マイコンで、ROM、RAM及びI/O等を含むもの
; 等とからなるのをその特徴とするもの。 (40)請求項29で述べた充電装置で、その主制御装
置の制御プリント板の部材品には: 3つのLED指示器、その中左側にあるのが第1チャン
ネルの指示器、右側のLED指示器が第2チャンネルの
指示器; 中間のLED指示器は電源が通っているかの指示器で、
並びに2つの色でそれぞれ第1のチャンネル及び第2チ
ャンネルが充電作業執行中であることを指示するものと
; 2つの連接器コンセント、その中左側にある連接器コン
セントが第1チャンネルの出力端子で、第1電池セット
と連接している;右側の連接器コンセントが第2チャン
ネルの出力端子で、第2電池セットと連接しているもの
と; 2つの接線柱、その中左側にある接線柱が直流電源の陽
極入力端子;右側の接線柱が直流電源の陰極入力端子で
ある; 等を含むものとからなるのをその特徴とするもの。 (41)請求項1、25、29、38、39または40
で述べたもので、主制御装置の作業原理は次のような手
順である: [1]交換式電源供給装置の直流電源出力導線を接線柱
に連接し、しかしてその交換式電源供給装置もまた一般
の12Vの自動車バッテリーで入替えることができる、
それも主制御装置は12〜14V範囲内の直流電圧の電
源入力を受入れることができるものと; [2]第1及び第2電池セットをそれぞれ連接器コンセ
ントに接続し、更にスイッチをONの位置に切替える、
この時に3つのLED指示器は同時に点灯し充電執行中
を表示するものと; [3]12〜14Vの直流電圧は先ず+5V電源電圧安
定器を通って安定した+5V直流電圧を得て、定電流制
御器、多重選別器、 A/D変換器及びCPU等の集積回路の電源に提供する
;と同時に、12〜14Vの直流電圧も又直接両定電流
制御器に供給され、CPUから信号が伝送されたきた後
に始めて電池に充電するものと; [4]CPUが+5Vの直流電圧を受けると、先ず電源
スイッチリセット線路のコンデンサー充電に用い、約1
〜2秒後にCPUが始めて作業を開始し、CPU内部の
ソフトが起点から執行を開始するのを確保し、しかして
執行速度はタイムベース発振器により決定するものと; [5]CPUが作業を始めると、先ず高電位Hiを送り
出し同時に両定電流制御器に供給し、何ミリ秒か経過し
た後に再び低電位Loを送り出して第1チャンネル定電
流制御器だけに供給し、しかして第1チャンネルの定電
流制御器の集積回路が低電位Loを受入れると、信号を
トランジスターに送り、12〜14Vの直流電圧をして
トランジスター及びパワートランジスターを流れ通って
第1電池セットに対し充電するものと; [6]第1チャンネル定電流制御器が第1電池セットに
対して1/2t_1時間充電すると、CPUはすぐ高電
位Hiを出力して第1チャンネル定電流制御器に供給し
、それで第1電池セットに対する充電を停止する、と同
時にまた低電位Loを出力して第2チャンネル定電流制
御器に供給し、前の手順[5]の信号伝送方式と同じよ
うに、第2電池セットに対しても又1/2t_1時間の
充電をするものと;[7]CPUは設定したT_1時間
内に絶えず重複して高電位Hi及び低電位Loを出力し
て第1チャンネル定電流制御器及び第2チャンネル定電
流制御器に供給し、交互で両電池セットに対してt_1
周期の快速パルス充電をするものと; [8]T_1時間終了後、CPUは再び低電位Loを第
1チャンネル定電流制御器に供給し第1電池セットに対
し1/2t_1時間の充電をする。 この時にCPUはその段階の時間内に信号を出力して多
重選別器に供給し、第1チャンネルのゲートをオープン
して、A/D変換器をして第1電池セット両端の電圧値
を検読し、並びにデジタル値に切替えてCPUに渡すも
のと; [9]第1チャンネル定電流制御器が1/2t_2時間
の充電執行を終えると、CPUはすぐ高電位Hiを出力
して第1チャンネル定電流制御器に供給し、第1電池セ
ットに対する充電を停止する;と同時に低電位Loを第
2チャンネル定電流制御器に供給して、第2電池セット
に対して1/2t_2時間の充電をし、しかもその段階
時間内に出力した信号を多重選別器に供給して第2チャ
ンネルのゲートをオープンして、A/D変換器をして第
2電池セットの電圧値を検読し、並びにデジタル値に切
替えてCPUに渡すものと; [10]CPUはそこで絶えず手順[8]及び[9]を
重複し、交互に高電位Hi及び低電位Loを出力して両
定電流制御器に供給し、交互に両電池セットに対してt
_2周期の周期的間欠充電をする;と同時に多重選別器
及びA/D変換器を利用して絶えず両電池セットの電圧
値を検読して、CPUに渡すものと; [11]CPUがA/D変換器から絶えず伝送されてく
るデジタル値を受け並びにその内部のRAM中に保存す
ると、そこで前1充電周期の電池電圧と次の1周期の電
池電圧を比較できるようにして、それで電池電圧が上昇
または降下しているかを判断するものと; [12]CPUがその中の1組の電池電圧が降下してい
るのを判断し出すと、逆回数計算の確認を開始し、その
電池セットの電圧に対して余計に何回かの比較をして、
電圧が持続降下しているかを確保する;もしも逆回数計
算終了時に、電池電圧が持続降下であると確定すると、
CPUは高電位Hiを出力してその電池セットに接続し
ている定電流制御器に供給して、その電池セットに対す
る充電を停止し、並びにそのチャンネルのLEDの消灯
とブザーの発生する音声を制御する;もしも逆回数計算
終了以前に、電池電圧が別に持続降下していないことを
発見すると、すぐ正常の周期的間欠充電に回復するもの
と; [13]CPUがその中の1組の電池電圧が持続降下で
それに対する充電を停止しているのを発見すると、他の
1組の電池は依然としてCPUの制御を受けて継続充電
し、CPU制御器がその電圧は降下であるのを判断する
まで、前記手順[12]で述べたように、そのセットの
電池に対する充電を停止し、並びにそのチャンネルのL
ED指示器の消灯とブザーから発生する音声を制御する
ものと; [14]前記両手順[12]及び[13]で述べたよう
に、ブザーから発生した音声及び消灯したLED指示器
によりそのセットの電池が既に充満されたのを指示する
と、自動的に連接器コンセントから移出する;しかし中
間のLED指示器は継続点灯し、且つ単一カラーだけ表
示し、点灯されているLED指示器に配合してどのセッ
トの電池がまだ充電しているかを指示するものと; [15]一旦両電池セットとがすべて充電完了している
が、但し1組または2組が未だ主制御装置から移出され
ていない時、t_3時間を経過し後にCPUが[5]〜
[7]を重複し、まだ移出されていない電池セットに対
してt_4周期の快速パルス充電をなし、T_4時間ば
かり充電するものと; [16]T_4時間終了後、CPUは続けて手順[8]
〜[14]対電池セットのt_5周期の周期的間欠充電
をする;もしも電池が依然として主制御装置から移出さ
れていない場合、CPUは絶えず手順[15]〜[16
]を重複して充電作業を執行するものと; [17]第1チャンネル及び第2チャンネルショートと
極性相反測定器は充電開始または充電中に、それぞれ第
1及び第2電池セットがショートであるか、極性相反ま
たは開路等の異常を測定し、一旦発見すると、すぐ信号
を出力してそのチャンネルの定電流制御器の集積回路に
供給し、そのトランジスター及びパワートランジスター
を制御して、12〜14Vの直流電圧が流れないように
し、即ちそのセットの電池に対して充電しないものと;
[18]CPUが多重選別器でその異常の電池セットを
選別し出して、A/D変換器で電圧を検読しようとする
時は、その電池セットの電圧値が1予定値の範囲をオー
バーしているのを発見する外に、そこでそのチャンネル
のLEDグリント(glint)を制御し並びにブザー
の警示を駆動するものと; [19]CPUが丁度t_2及びt_5周期の周期的間
欠充電を開始すると、同時に又一種の充電周期回数の逆
回数計算作業を開始し、即ち1周期回数n_2またはn
_5の最高値Nmaxを設定する。一旦電池セットがN
max回の周期的充電を経過した後に、CPUがまだ電
池電圧が持続降下であると判断されていない場合にも、
又充電電流をストップし、同時に又LED指示器をグリ
ットし並びにブザーを用いて警示するものと; [20]電池セットが既に充電完了してブザーがある1
段階ばかりの音声をだした後に自動的にストップする。 もしも電池セットが未だ移出されていないと、T_3の
充電停止時間内に、CPUはある一固定時間t_3ごと
にブザーを制御して警示するものと; [21]集束コンセントにより7段LED表示器、プリ
ンターまたは介面カードと連接することができて、電池
セットの充電過程全体における変化、即ちT_2及びT
_5時間内の各周期の変化を、7段LED表示器で表示
しまたはプリンターで相次いでプリントするもの; 等を含むものをその特徴とするもの。 (42)請求項41で述べた主制御装置の作業原理は、
手順[18]中の予設置の範囲は、公称電圧1.2Vの
単一電池に対していうもので、0.9V〜2.0Vに定
められているのをその特徴とするもの。 (43)請求項41で述べた主制御装置の作業原理は、
手順[19]における周期回数最高値N_m_a_xの
、その設定は電池容量の充電前はゼロと仮定して電池の
公称容量がrC範囲内で選別した充電速率C値に対して
、周期的間欠充電の方式を用いて必要とする総時間T_
m_a_xに周期で割って得たそのNmax値であるの
をその特徴とするもの。 (44)請求項39または41で述べた主制御装置の、
CPUのソフトパターンの制御フローは次の通りである
: [1]CPUが電源または新たに1回設置したものを受
けると、先ず起動設定の作業をなし、時間、充電方式等
のパラメーターを設定するものと; [2]次にT_1時間の予充電をなし、即ち快速パルス
充電をするものと; [3]その次が正常充電手順で、先ず50%責任周期の
周期的間欠充電なし、充電電流はrC範囲内で設定した
1固定値であるもの; [4]同時に各1周期の充電時間内で電池電圧を測定し
、A/D変換器により電圧値をデジタル値に切替えたも
のと; [5]デジタル化を経過した電圧値はCPUにより7段
LED表示器に送られてその内容を表示するものと; [6]デジタル化した電圧値を得ると、すぐ電池が故障
または異常であるかを判断する;仮に電池に異常があれ
ば、すぐブザー、グリットLED指示器を始動して充電
回路を遮断し、並びに7段LED表示器で“BADX”
を示すものと; [7]もしも前の手順[6]において電池に異常なしと
判定した場合は、継続してデジタル電圧値の比較及び処
理をなし、電池が充電済されているかを判断する;もし
も判断の結果電池容量が既に満載である場合は、ブザー
を始動して、LED指示器を消し、並びに充電回路を切
断するものと; [8]もしも前の手順[7]において電池が未満である
と判断すると、充電時間が既にTmaxを超過している
かを判断し、即ち周期回数n_2またはn_5がn_m
_a_xを超過しているかを判断する;もしも充電時間
が既にT_m_a_xを超過していると判断した場合は
、手順[6]の電池に異常ありの処理方式で処理するも
のと; [9]もしも前の手順[8]において充電時間は未だT
maxを超過していないと判断した場合は、両電池とも
処理を完了しているかを判断する;もしも未だ処理を完
了していないと判断すると、次の1電池に対して重複し
て手順[3]から処理フローを始めるものと; [10]もしも前の手順[9]において両電池ともすべ
て処理を完了していると判断した場合は、両電池の電圧
をプリンターに送り印刷し出すものと; [11]しかる後に正常充電手順に戻り、両電池がすべ
て充電を完了しているか並びに異常はないかを監視する
;もしも両電池ともすべて充電を完了したものではない
と判断すると、第1チャンネルに戻り第1セットの電池
に対して重複で手順[3]から処理フローを始めるもの
と; [12]若しも前の手順[11]において電池がすべて
既に充電を完了していると判断した場合は、両電池とも
すべて既に取り下げたかを判断する;もしも両電池とも
既に取り下げた場合は、7段表示器上で“AOFF”と
表示し、並びにブザーを始動し及びすべてのLED指示
器を消して、充電フローを完了するものと; [13]もしも前の手順[12]において両電池は別に
全部取り下げられていないと判断した場合は、t_3時
間を超過しているかを判断する;もしもt_3時間を超
過していない場合は、重ねて前の手順[12]の判断作
業をするものと; [14]もしも前の手順[13]において既にt_3時
間を超過したと判断すると、ブザーを駆動して警告を発
生し、並びに既に停止充電時間T_3を超過したかを判
断する;もしも未だT_3時間を超過していない場合は
、重ねて手順[12]からフローを始める、即ちT_3
時間内でt_3時間毎に1回ブザーを始動し、電池が全
部取り下げられるまでまたはT_3時間を超過するまで
続けるものと; [15]もしも前の手順[14]において既にT_3時
間を超過したと判断すると、新たに1回起動設定の作業
をするものと; [16]次にT_4時間の予充電をし、即ちもう1回快
速パルス充電をするものと; [17]しかる後に重ねて手順[3]から処理フローを
始め、1自動循環の充電過程を呈するものと; 等を含むものをその特徴とする。 (45)請求項44で述べたCPUのソフトパターンの
制御フローで、手順[6]において7段LED表示器上
で表示した“BADX”は、Xが1または2である;“
BAD1”と表示すると第1セット電池に異常ありと代
表し;“BAD2”と表示すると第2セット電池に異常
ありと代表するのをその特徴とするもの。 (46)請求項44で述べたCPUのソフトパターンの
制御フローで、制御フロー中の第2チャンネルを第4チ
ャンネルに改め、2つのチャンネルを4つのチャンネル
に改めて、両セットの電池を4セットの電池に改めてお
くだけで、4つの電池に対する充電作業を執行するのに
適用できるのをその特徴とするもの。[Claims] (1) A kind of quick charging device for nickel-cadmium storage batteries, which is mainly provided for charging cylindrical sealed nickel-cadmium storage batteries, including the following: Charging Principle: A kind of constant voltage charging test is performed on the battery, and based on the reaction change of the charging voltage, the maximum value of the charging current that achieves the shortest charging time and highest charging efficiency within the limits that the battery can withstand is determined. Furthermore, based on the characteristics of the battery, a minimum charging current value is determined by shortening the charging time, overcoming the influence of low temperature environment on battery charging, and considering factors such as storage characteristics of the battery. Therefore, the best charging current value, that is, the best charging speed rate rC is
within this maximum and minimum value; then the r
A method that selects one large charging rate within the C range and charges the battery with a constant current; and a method that continuously measures the voltage during the charging process, taking advantage of the characteristic that the voltage continues to drop after the battery capacity is charged. By using a type of comparison method to determine the voltage rise and fall of the battery, it is determined whether the battery capacity is saturated or whether continuous charging is required; Charging method: Using a type of replacement charging method, It is a kind of interchange charging method for several batteries at the same time, in which the input continuous power is switched and output to several batteries; for a single battery, it is a kind of intermittent charging method; A kind of rapid pulse charging method with short-time precharging; then a kind of periodic intermittent charging method to carry out the normal charging procedure, and at the same time measure the battery voltage within the charging time of each cycle; If you compare the measured voltage values and determine that the battery voltage is continuously dropping,
A type of automatic cycle that immediately stops charging and terminates the normal charging procedure; After the normal charging procedure, rapid pulse charging and periodic intermittent charging are performed once again for each set stage of long time. Charging device: includes one main control device and one replaceable power supply device, the main control device is composed of one control printed board, a top cover and a bottom cover, among which a control print board; The main components on the board include: one +5 volt power stabilizer, one power switch line reset capacitor,
1 fuser, 1 time base oscillator, 2 constant current controllers, 1 multiplexer, 1 A/D converter, 2
The replaceable power supply device is composed of one power supply printed circuit board, one top cover and one bottom cover. Among them, the main components on the power supply printed circuit board include: 1 electromagnetic interference filter circuit, 1 AC rectifier and filter circuit,
one input voltage measurement circuit, one wave width modulation circuit, one switching transistor, one output transformer, a pair of rectifier diodes, one DC wave filter, one output voltage measurement and regulation circuit, and one The AC power supply sends a smooth and stable DC voltage to the main controller through the interchangeable power supply device, and the main controller charges the battery with a constant current. Also, its characteristics include measuring and comparing battery voltage, and determining the rise and fall of battery voltage. (2) Among the charging principles described in claim 1, the most important one is determining the maximum value of the charging current, and the maximum value is determined by performing a charging test on the battery using constant voltage charging;
First, within the larger charging voltage range, gradually increase the charging voltage at regular intervals and conduct a short charging test each time, and depending on the reaction change of the charging current, the charging voltage will exceed a certain voltage value once. A significant increase in the upward change in charging current was obtained when the charge current was increased; then, by reducing the range of charging voltage as well as extending the test time, one constant voltage charging test was performed at each equal interval; When the charging voltage almost exceeds the voltage value, the rising change of charging current becomes more obvious; then, if the range of charging voltage is further reduced, and the interval between each charging test is also reduced, the charging voltage will be When a certain voltage value is exceeded, the change in charging current increases significantly,
The feature is that the charging current value corresponding to the specific voltage value is determined as the maximum charging current value. (3) In the determination of the maximum value of charging current as described in claim 2, 7.
When testing constant voltage charging with a 2V/1200mAh battery set, when the charging voltage exceeds 10.2V, the upward change in charging current increases significantly, and the charging current value 4Amp corresponding to the 10.2V is the maximum charging current. value, i.e., (10/3)C, is the maximum charging rate of the test battery set. (4) The charging principle described in claim 1 is characterized in that the minimum value of the charging current is determined by setting 1C to the minimum charging speed rate of the 7.2V/1200mAh battery set. (5) Nominal capacity 1200 as stated in claim 1, 3 or 4
For a mAh battery, its best charging speed rC is 1C~(1
0/3) C, and the following formula: 1C<rC<
It is characterized by being able to satisfy 10/3C and r|R|. (6) At the best charging speed rC mentioned in claim 5, the r
Its characteristics include selecting one large charging speed rate of 3C within the C range as the charging speed rate, providing a smooth and stable DC voltage with a constant current controller, and quickly charging a battery with a nominal capacity of 1200mAh. Something to do. (7) According to the charging principle described in claim 1, within the charging time of each cycle during periodic intermittent charging by the A/D converter,
Its characteristic is that it measures the voltage of the battery and then uses the CPU to compare the levels of one previous voltage value and one subsequent voltage value to determine whether the battery voltage has increased or decreased. . (8) The charging method described in claim 1, characterized in that the CPU controls the replacement of several constant current controllers to replace the charging of several batteries. (9) In the charging method described in claim 8, the CPU is provided with four independent channels to control the four constant current controllers and simultaneously charge each of the four batteries in an alternating manner. What makes it unique? (10) As stated in claim 9, any number of batteries can be charged by reducing the number of channels used by the CPU, or by increasing the number of CPUs and expanding related hardware. Its characteristics are: (11) As stated in claim 1, 8, 9 or 10,
Once, when the CPU only controls the two constant current controllers, the output control of the CPU simultaneously sends the high potential Hi to the first channel and the second channel constant current controller; then after a certain period of time. From then on, the low potential Lo
The current is sent out and applied to the first channel constant current controller, and when the first channel constant current controller receives the low potential Lo, it outputs a current and applies it to the battery connected thereon to charge it; Then send the low potential Lo to the second channel constant current controller and at the same time also send the high potential Hi to the first channel constant current controller, once the second channel low current controller receives the low potential Lo , outputs current to one other battery connected above it, and when the first channel constant current controller receives the high potential Hi, it immediately stops outputting current to the battery; like this. The feature is that both batteries are charged alternately while repeating. (12) In the charging method described in claim 1, the CPU alternately sends high potential Hi and low potential Lo to the constant current controller for a single battery, and the constant current controller charges the battery for a certain period of time. It is characterized by charging for a certain amount of time and then stopping charging for a certain period of time, resulting in intermittent charging including overlapping charging and stopped charging. (13) In the intermittent charging described in claim 12, the initial stage of charging is fixed and rapid pulse charging is performed for T_1 hours, the charging time for each pulse is fixed at t_1_c, and the stop charging time is t.
It is characterized by being able to fix the pulse period to _1_s, set the pulse period to t_1, and satisfy the following two equations: t_1=t_1_c+t_1_s t_1=n_1×t_1, of which n_1 N; (14) As stated in claim 12 or 13, T_1
After fast pulse charging for an hour, start the normal charging procedure and perform periodic intermittent charging for T_2 hours, each charging time is fixed at t_2_c, and the stop charging time is t_2_
s, the period is fixed to t_2, and the pulse period is t_1.
greater than the following three equations: t_2=t_2_c+t_2
_s T_2=n_2×t_2, of which n_2 Nt_2>t
_1 A characteristic of being able to satisfy. (15) In the periodic intermittent charging described in claim 14, the A/D
The feature is that the converter measures the battery voltage within each cycle of charging time t_2_c, passes it to the CPU, compares the battery voltage in each cycle, and determines whether the voltage rises or falls. (16) What is stated in claim 7 or 15, once the CP
When U determines the voltage drop of the battery, the CPU starts a kind of checking inverse calculation, continues periodic intermittent charging of the battery, and at the same time compares the battery voltage several more times.
Its characteristic is to check whether the voltage continues to drop. (17) In checking the inverse number calculation described in claim 16, if it is discovered that the voltage has started to rise again in the process of comparing the battery voltage several times, the inverse number calculation is immediately stopped, It is also characterized by recovery to normal charging. (18) In the confirmation of the inverse number calculation described in claim 16, if it is determined that the voltage continues to drop in the process of comparing the battery voltage several times in total, at the end of the inverse number calculation, the CPU immediately sends a high potential to the constant current controller,
The feature is that the charging current is immediately cut to terminate charging for T_2 hours. (19) As stated in claim 14 or 18, T_2
The length of time varies depending on the voltage V_1 before charging the battery, and t_2 is a fixed value, so the number of cycles n_2 is considered to be a function of V_1, and the following formula: n_2=f(V_1) What its characteristic is to display. (20) As stated in claim 12 or 18, T_2
When the battery is transferred from the charging device after being charged for an hour,
The charging procedure will end naturally; if the battery has not been transferred, the CPU will continue to output the high potential Hi to the constant current controller, stop charging the battery, and keep it for a certain set long time T_3. Once the charging period has elapsed, the low potential Lo is automatically sent to the constant current controller to start another charging procedure. (21) In another charging procedure described in claim 20, the battery is first charged with rapid pulses for T_4 hours, and then
Similar to fast pulse charging of _1 hour, the charging time per pulse is t_4_c=t_1_c, the stop charging time is t_4_s=t_1_s, and the pulse period is t_4=t_1
However, the number of cycles n_4 is set to be smaller than the number of cycles n_1, and the following equations are used: t_1_c+t_1_s=t_1=t_4=t_4_c
+t_4_sT_1/t_1=n_1>n_4=T_4
/t_4, among which n_4 is characterized by satisfying N. (22) As stated in claim 20 or 21, T_4
After fast pulse charging for hours, start periodic intermittent charging for T_5 hours, similar to periodic intermittent charging for T_2 hours, each for 1 hour.
charging period t_5_c=t_2_c, stop charging time t_5_s=t_2_s, period t_5=t_2 and greater than the pulse period T_4, where the number of cycles n_5 is a function of the voltage V_1 after the battery has passed T_3 hours, and T_1 It is also a function of the voltage V_1 before charging, and is expressed by the following 4 equations:
t_2_c+t_2_s=t_2=t_5=t_5_c
+t_5_sT_2/t_2=n_2≧n_5=T_5
/t_5 Among them, n_5 Nt_5>t_4 n_5=f(V_1, V_1'); It is characterized by satisfying the following. (23) Periodic intermittent charging as described in claim 22,
This is also done by the A/D converter for each cycle of charging time t_5.
Measure the battery voltage within __c and pass it to the CPU comparison to determine whether the voltage rises or falls; and if it is determined that the battery voltage has dropped, it will immediately start checking the inverse calculation and confirm the sustained drop in voltage. The feature is that if the CPU determines that there is a sustained drop in voltage, it controls the constant current controller to stop the charging current after completing the inverse calculation, and terminates the charging for T_5 hours. (24) In the case described in claim 20, 21, 22 or 23, if the battery is not directly removed from the charging device, the battery is continuously and repeatedly charged starting from T_3 and starting from T_4 hours of rapid pulse charging for T_5 hours. It is characterized by an automatic circulation charging method that goes through periodic intermittent charging. (25) The charging time of each cycle of rapid pulse charging and periodic intermittent charging is The stop charging time is set equally, and both formulas are as follows: t_1_c=t_1_s=1/2t_1=1/2t_4
=t_4_c=t_4_st_2_c=t_2_s=1
The feature is that it satisfies /2t_2=1/2t_5=t_5_c=t_5_s. (26) As stated in claim 6, 14 or 22, 3
When charging a battery with a nominal capacity of 1200 mAh at charging rate C, the charging time for each cycle of periodic intermittent charging is t_2.
Its feature is that both _c and t_5_c are set to 10 seconds. (27) The device described in claim 7, 15, 23 or 26, wherein the A/D converter is t_2_c (and one of t_5_c).
When measuring the battery voltage within 0 seconds, the feature is that the measurement work is performed at the 7th second of the charging time. (28) In the method described in claim 7, 11, 15 or 23, when the A/D converter measures the voltages of both batteries, the multiple selector functions as a kind of automatic selection switch, and the A/D converter functions as a kind of automatic selection switch. The feature is that the D converter performs redundant measurements on the batteries connected to the first channel constant current controller and the batteries connected to the second channel constant current controller in order. (29) In the charging device described in claim 1, the components on the control printed board of the main controller are related to the top cover and bottom cover mechanism, and include the following: Three LED indicators two connector outlets, each with two conductors; are connected to both sides near the front of the printed board; the connector outlet is a plastic rectangular body, with one wedge-shaped convex block located at the middle of the front edge on the top of the body, and two rectangular small convex blocks located on the top of the body. The convex block is located between the left and right edges; one V-shaped spring piece extends backward from the front edge of the body on each of the left and right sides of the body, and the outer ends of the spring pieces form a step-like shape. There is one T-shaped convex block located in the middle of the bottom of the vending body; two heat dissipating pieces that are almost U-shaped in cross section, and the U-shaped opening is on the outside. Each side plate is fixed to the middle of the printed board on both sides in the same direction, and each side plate has a single opening opening facing outward in the vertical direction on the side plates on both sides of the U-shaped opening of the heat dissipation plate; one horizontally inserted type. A focusing plug, which is welded and fixed to the rear left side of the printed board; one switch, one U-shaped notch and two notch holes opened at the rear right side of the printed board, and the switch pedestal is inserted into the notch. The two metal end pins of the mounting and switch extend into the notch chamber and are welded directly onto the printed board; and the two tangential posts, each with its metal end pin, connect the two on the rear side of the printed board. It is characterized by passing through two circular holes and welding directly to the printed board, etc. (30) In the charging device described in claim 1, the upper cover of the main control device is made of one plastic injection molded shell body corresponding to the left and right, and the outer shape of the shell body is such that one volume is large and is located downward. and one resembling a double trapezoidal shell with a small volume, two upper and lower sides overlapping each other, and a hollow interior; one wedge-shaped shell in the front middle of the shell. A protrusion is provided, which extends upward from the front upper plate of the shell body and extends backward at an angle to connect to the front slant plate of the shell body; In front of the protrusion, on the front upper plate of the shell body, a total of three There are shallow tanks lined up in a row at equal distances, and one round hole is bored in the center of each shallow tank; one round hole is formed on the front slant plate of the shell on both left and right sides of the protrusion. A rectangular outlet hole is opened; inside the outlet hole, an inverted U-shaped concave tank is provided above the outlet hole, and a single convex tongue extends from the front slanted plate of the shell body toward the hole below. There is one L-shaped outlet fixing plate on each side of the left and right sides of the outlet hole, and one L-shaped outlet fixing plate is provided on each side of the outlet hole, and one L-shaped outlet fixing plate is provided on the left and right sides of the outlet hole.
Three dividing plates are provided at the rear of the shell, and are connected to the rear swash plate by first extending upward and further forward from the rear upper plate of the shell; One tangential column fixing hole is provided in each of the rear upper plates between the adjacent dividing plates; one inverted U-shaped opening is provided in each of the rear sides of the shell; several Parallel convex ribs, laterally surrounding the top plate surface of the shell and extending further downward to both sides; between each two convex ribs,
In addition, a plurality of heat dissipation holes are opened at each curved position on both sides; three dust plates are provided inside the shell to surround all the heat dissipation holes; and four inside the shell. One vertical hollow cylinder is provided at each of the four corners, and each cylinder has a convex ring with a small diameter at the bottom end, and each penetrates the printed board fixing hole provided at each of the four corners of the control printed board. A thing whose characteristic is that it includes things. (31) In the charging device described in claim 1, the bottom cover of the main control device is a shell manufactured by injection molding from a single piece of plastic, and the shape of the shell is a rectangular plate with side edges around the periphery. A shell having one cross-shaped convex rib on the bottom surface, dividing the shell into six areas, and each area having several air intake holes; A U-shaped opening is provided at a position corresponding to the inverted U-shaped opening on the right rear side of the upper cover, and the switch pedestal is provided with a switch pedestal that allows the switch to be enclosed by surrounding the two so that they form exactly one rectangular hole. One short hollow cylinder is provided at each of the four corners of the shell,
The center position of the four short cylinders is made to coincide with the center position of the four cylinders of the upper lid. (32) As described in claim 29, 30 or 31, the control printed board of the main controller, the top cover and the bottom cover are combined into one by the following procedure: [1] Both tangential columns are combined into one. Fix to the top cover; After the tangential column passes through the tangential column fixing hole on the rear side of the top cover using the threaded groove part of its plastic pedestal, the top cover is butted with the convex ring above the plastic pedestal, and then the spring washer, hexagonal nut and screw are attached. [2] Fix both connector outlets to the top cover; The connector outlet penetrates the outlet hole from the inside outward from the inside of the top cover; The top surface of the connector outlet is attached to the inner surface of the outlet hole. The lower surface is placed on the convex tongue below the outlet hole and cannot be moved up or down; however, the wedge-shaped small convex block on the connector outlet should pass through the inverted U-shaped concave trough just above the outlet hole; One that pushes forward; once the elastic pieces on both sides of the connector outlet are pressed and slide through the fault plane of the outlet fixing plate, they are pushed outward by their own elasticity, and the ladder-like tail end pushes the fault plane If you continue to push the connector outlet forward, the two small rectangular convex blocks on the top side and the T-shaped convex block on the bottom side will move forward. At the same time, they respectively hit on the inside of the outlet hole and on the inside of its convex tongue, so that they do not move forward again. As a result, the connector outlet cannot be moved forward or backward or left or right, and is fixed inside the outlet hole; [3] Attach the control printed board to the top cover; First, install the dust shield inside the top cover by attaching the U-shaped heat dissipation piece on both sides. into it along the groove tank, and then pass it through the four printed board fixing holes on the printed board using the convex rings at the bottom end of the four cylinders on the top cover; at the same time, the three LED indicators It also passes through three circular holes in the front of the top cover, protrudes its head part, and connects the metal end pins of both tangential pillars, and also passes through two circular holes in the rear of the printed board and protrudes downwards to connect directly to the printed board. Next, install the switch through the inverted U-shaped opening at the rear right side of the top cover, and then insert the V-shaped spring pieces on both sides of the switch base against both sides of the inverted U-shaped opening. The metal end pins also each extend into the notch tank at the rear of the printed board and are welded directly to the printed board; [4] Lock the bottom cover and top cover; Insert the four round head bolts upward from below. pass through the silver dots at the centers of the four short cylinders on the bottom cover, and then screw them into the four cylinders on the top cover to lock the top and bottom covers; Its features include clamping the control printed circuit board with, etc. (33) In the charging device according to claim 1, the electric parts on the power supply printed board of the replaceable power supply device and those related to the top cover and bottom cover mechanism include the following: A pair of DC power sources. An output conductor connected to the middle of the front of the printed board, with one conical wire hook on the conductor and one ring-shaped concave tank behind the wire hook; with one LED indicator, One LED fixing pedestal sets its height and is fixed on the front right side of the printed board; one switch, one U-shaped notch and two notch basins also opened on the right back side of the printed board. Using
Place the switch pedestal in the notch, and make sure that the two metal end pins of the switch can each extend into the notch chamber; A pair of AC power input leads are connected to the rear right side of the printed circuit board, and there is also a wire on the lead. Also provided with one conical wire hook,
The feature is that there is another ring-shaped recessed tank behind the wire hook. (34) The charging device as set forth in claim 1, wherein the top cover of the replaceable power supply device is also a double trapezoidal shell made by plastic injection molding; in the center of the front edge of the shell; one having one semicircular concave tank; one having one parallelogram-shaped concave tank on the upper surface of the shell;
It is located on the front right side of the shell body; in the middle of the bottom of its concave tank,
One with one round shallow groove tank and one circular hole in the center of the shallow groove tank; One with one inverted U-shaped opening at the rear right side of the shell body; Several holes. A flat convex rib that surrounds the top surface of the shell sideways and extends downward to both sides; several heat dissipation holes are provided between each two convex ribs and at the curved corners on both sides. One semicircular tank is provided on the right side of the rear edge of the shell; One vertical hollow cylinder is provided at each of the four corners inside the shell, and all the holes are placed at the bottom end of each cylinder. A type with a convex ring with a small diameter, and a type with a convex ring having a small diameter. (35) In the charging device as set forth in claim 1, the shape and mechanism of the bottom cover of the replaceable power supply device include one semicircular shape at the center of the front edge and one semicircular shape at the right side of the rear edge. Except for the concave tank, everything else is completely the same as the bottom cover of the main control unit. (36) As stated in claim 33, 34 or 35,
The power supply printed board, top cover, and bottom cover of the replaceable power supply device are assembled together using the following procedure: [1] Attach the power supply printed board to the top cover. First, connect both the DC power output lead wire and the AC power input lead lead. The wire hooks are inserted into the semicircular recesses on the front and rear sides of the upper lid, respectively, and then the convex rings at the bottom ends of the four cylinders of the upper lid are inserted through the printed board fixing holes at the four corners of the printed board, respectively. At the same time, the LED indicator also passes through the circular hole in the top cover and its head protrudes; next, insert the switch through the inverted U-shaped opening at the rear right side of the top cover, and insert the V-shaped spring pieces on both sides of the switch base into the inverted U-shaped opening.
The two metal end pins are attached to both sides of the letter-shaped opening, and the two metal end pins also extend into the notch chambers on the right rear side of the printed board and are directly welded to the printed board; [2] Bottom cover. Lock the top lid; Screw the four round head bolts upward from below through the silver dots at the center of the four short cylinders on the bottom lid, and then screw them into the four cylinders on the top lid again to lock the top lid and bottom lid. At the same time, the power supply printed board is clamped by the cylinder of the top cover and the short cylinder of the bottom cover; and so on. (37) In the charging device described in claim 1, the main components of the replaceable power supply device are: an electromagnetic interference filter circuit, mainly composed of one capacitor and one electric inductor; rectifier and filter circuits, mainly consisting of one bridge rectifier and one capacitor; input voltage measuring circuits, mainly consisting of two capacitors; wave width modulation circuits, mainly consisting of one Which is an integrated circuit; DC filter circuit, mainly composed of one electric inductor and three capacitors; Output voltage measurement and regulation circuit, mainly composed of one integrated circuit, one Zener diode, one capacitor and five resistors; an isolated return transistor, mainly one integrated circuit and one capacitor; and the like. (38) The replaceable power supply device according to claim 1, 33 or 37 has an AC input voltage of 90V to 265V.
It is capable of accepting any voltage between 47 Hz and 63 Hz, and its working principle is as follows: [1] AC power is input from the AC power input conductor, and the electromagnetic interference filter circuit is first applied. [2] Then, it passes through an AC rectifier and filter circuit, converts the AC into a smooth DC voltage, and supplies it to the wave width modulation circuit; [3] At this time, the switch is turned ON. position, the wave width modulation circuit generates an oscillatory output when it receives sufficient voltage, and also controls the switching transistor to turn ON and OFF.
[4] This alternating current is carried to the secondary base of the output transformer by cutting the high-voltage direct current and converting it into alternating current. induces an alternating voltage, then
By immediately outputting to the rectifier diode and then passing through the DC filter circuit, a smoother DC voltage can be obtained at the output end, and an LED indicator will be lit to indicate that there is a voltage output at this time. [5] The DC voltage value output through steps [1] to [4] above is probably not the DC voltage value we desire, so we measure the output voltage and adjust the variable resistance in the circuit to obtain the desired value. [6] If you want to keep the output voltage very stable when the connected load changes at the output end, i.e. at the DC power supply output lead, use the output voltage. and adjusting the circuit to measure the change in load, and conveying it to the wave width modulation circuit by an isolated return transistor to adjust the size of the wave width to achieve the purpose of stable output; [7] In order to prevent the output voltage from changing when the input voltage of the AC power source changes, the return coil of the output transformer returns the voltage to the wave width modulation circuit, thereby controlling the size of the wave width. Its characteristics are that it maintains the output voltage stably; and so on. 39. In the charging device described in claim 1, the main components of its main control device are: +5V power supply voltage stabilizer, mainly composed of one voltage stabilizer and one capacitor; and time base oscillator, mainly composed of one voltage stabilizer and one capacitor. one consisting of one quartz oscillator and two capacitors; one consisting of two constant current controllers, each mainly consisting of two integrated circuits, one transistor, one power transistor and one resistor. A/D converter, mainly composed of two integrated circuits, one capacitor and five capacitors. and; Two short and polarity reversal measuring instruments, each mainly composed of one transistor, one diode and three capacitors; Consisting of a CPU, one integrated circuit, a combination of hard circuits and soft patterns; The hardware circuit is mainly a single-crystal microcontroller, which includes ROM, RAM, I/O, etc. (40) In the charging device described in claim 29, the control printed board of the main controller includes: three LED indicators, the one on the left is the first channel indicator, and the one on the right The indicator is the second channel indicator; the middle LED indicator is an indicator to see if the power is on,
and two colors to indicate that the first channel and the second channel are in charge, respectively; two connector outlets, of which the left connector outlet is the output terminal of the first channel; , is connected to the first battery set; the right connector outlet is the output terminal of the second channel, and is connected to the second battery set; and two tangent columns, of which the left tangent column is The tangential column on the right side is the cathode input terminal of the DC power supply; and so on. (41) Claim 1, 25, 29, 38, 39 or 40
The working principle of the main controller is as follows: [1] Connect the DC power output conductor of the replaceable power supply to the tangent column, and then connect the replaceable power supply to the tangential column. It can also be replaced with a regular 12V car battery.
The main controller must be able to accept a DC voltage power input within the range of 12 to 14V; [2] Connect the first and second battery sets to the connector outlets, and turn the switch to the ON position. switch to,
At this time, the three LED indicators will light up at the same time to indicate that charging is in progress; [3] The 12-14V DC voltage first passes through a +5V power supply voltage stabilizer to obtain a stable +5V DC voltage, and then generates a constant current. Provides power for integrated circuits such as controllers, multiplexers, A/D converters, and CPUs; at the same time, 12~14V DC voltage is also directly supplied to both constant current controllers, and signals are transmitted from the CPU. [4] When the CPU receives a DC voltage of +5V, it is first used to charge the capacitor of the power switch reset line, and the battery is charged for the first time after the
After ~2 seconds, the CPU starts working and ensures that the software inside the CPU starts execution from the starting point, so the execution speed is determined by the time base oscillator; [5] The CPU starts working. First, a high potential Hi is sent out and supplied to both constant current controllers at the same time, and after several milliseconds, a low potential Lo is sent out again and supplied only to the first channel constant current controller. When the integrated circuit of the constant current controller accepts the low potential Lo, it sends a signal to the transistor, causing a DC voltage of 12 to 14 V to flow through the transistor and the power transistor to charge the first battery set; 6] When the first channel constant current controller charges the first battery set for 1/2t_1 hour, the CPU immediately outputs a high potential Hi and supplies it to the first channel constant current controller, and then charges the first battery set for 1/2t_1 hour. At the same time, the low potential Lo is outputted and supplied to the second channel constant current controller, and in the same way as the signal transmission method in the previous step [5], it is also applied to the second battery set. [7] The CPU continuously outputs a high potential Hi and a low potential Lo within the set T_1 time to control the first channel constant current controller and the second channel constant current controller. t_1 for both battery sets alternately.
[8] After T_1 hours, the CPU again supplies the low potential Lo to the first channel constant current controller to charge the first battery set for 1/2t_1 hours. At this time, the CPU outputs a signal within the time of that stage, supplies it to the multiplexer, opens the gate of the first channel, and uses the A/D converter to detect the voltage value across the first battery set. [9] When the 1st channel constant current controller finishes charging for 1/2t_2 hours, the CPU immediately outputs a high potential Hi and outputs the high potential Hi to the 1st channel constant current controller. supply to the constant current controller to stop charging the first battery set; at the same time, supply low potential Lo to the second channel constant current controller to charge the second battery set for 1/2t_2 hours. Moreover, the signal output within the step time is supplied to the multiplexer to open the gate of the second channel, and the A/D converter is used to check the voltage value of the second battery set. [10] The CPU constantly repeats steps [8] and [9] and alternately outputs a high potential Hi and a low potential Lo and supplies them to both constant current controllers. and alternately apply t to both battery sets.
Perform periodic intermittent charging for _2 cycles; At the same time, constantly check the voltage values of both battery sets using a multiplex selector and A/D converter and pass them to the CPU; [11] When the CPU When the digital values that are constantly transmitted from the /D converter are received and stored in the internal RAM, the battery voltage of the previous charging cycle and the battery voltage of the next charging cycle can be compared, and the battery voltage can be calculated. [12] When the CPU determines that the voltage of one set of batteries is decreasing, it starts checking the inverse count calculation and selects the battery set for that battery set. After making several extra comparisons for the voltage of
Ensure that the voltage is a sustained drop; if at the end of the inverse calculation, it is determined that the battery voltage is a sustained drop;
The CPU outputs a high potential Hi and supplies it to the constant current controller connected to the battery set to stop charging the battery set, and also controls the turning off of the LED of that channel and the sound generated by the buzzer. If it is discovered that the battery voltage has not dropped continuously before the inverse calculation is completed, it will immediately recover to normal periodic intermittent charging; [13] The CPU will calculate the battery voltage of one of the sets. finds that the battery has stopped charging for it due to a sustained drop, the other set of batteries will still continue to charge under CPU control until the CPU controller determines that the voltage is dropping. , as described in step [12] above, stop charging the battery of that set, and change the L of that channel.
One that controls the turning off of the ED indicator and the sound generated from the buzzer; [14] As described in both procedures [12] and [13] above, the setting is controlled by the sound generated from the buzzer and the LED indicator that is turned off. indicates that the battery is already charged, it will automatically exit the connector outlet; however, the middle LED indicator will continue to illuminate and only display a single color, and will not match the illuminated LED indicator. [15] Once both sets of batteries are fully charged, but one or two sets have not yet been transferred from the main controller; When there is no CPU, after t_3 hours, the CPU returns to [5]~
[7] is repeated, and the battery set that has not yet been transferred is subjected to rapid pulse charging for t_4 cycles, and charged for T_4 hours; [16] After T_4 hours, the CPU continues to step [8]
~ [14] Perform periodic intermittent charging for t_5 cycles of the paired battery set; if the battery is still not removed from the main controller, the CPU continuously performs steps [15] ~ [16]
[17] The first and second channel short circuit and polarity reciprocity measuring device detects whether the first and second battery sets are short-circuited, respectively, at the start of charging or during charging. , polarity conflicts, open circuits, etc., and once discovered, a signal is immediately output and supplied to the constant current controller integrated circuit of that channel, which controls its transistor and power transistor, and outputs a signal of 12 to 14 V. Prevent DC voltage from flowing, that is, do not charge the batteries in the set;
[18] When the CPU selects the abnormal battery set using the multiple selector and attempts to check the voltage using the A/D converter, the voltage value of the battery set exceeds the range of 1 scheduled value. [19] When the CPU starts periodic intermittent charging for just periods t_2 and t_5, , At the same time, it also starts a kind of calculation of the inverse number of charging cycles, that is, the number of one cycle is n_2 or n
Set the maximum value Nmax of _5. Once the battery set is N
Even if the CPU has not yet determined that the battery voltage is in a sustained drop after max periodic charging,
Also, the charging current is stopped, and at the same time the LED indicator is turned on and a buzzer is used to warn; [20] If the battery set has already been charged and there is a buzzer 1
It will automatically stop after making a step-by-step sound. If the battery set has not been transferred yet, the CPU shall control a buzzer to give an alarm every fixed time t_3 during the charging stop time of T_3; [21] A 7-stage LED display by a focused outlet Can be connected with a printer or an interface card to change the entire charging process of the battery set, namely T_2 and T_2.
_The changes in each period within 5 hours are displayed on a 7-stage LED display or printed one after another on a printer; (42) The working principle of the main control device stated in claim 41 is:
The pre-installation range in step [18] is for a single battery with a nominal voltage of 1.2V, and is characterized by being set at 0.9V to 2.0V. (43) The working principle of the main control device stated in claim 41 is:
The setting of the maximum number of cycles N_m_a_x in step [19] is based on the assumption that the battery capacity is zero before charging, and the charging speed rate C value selected when the battery's nominal capacity is within the rC range for periodic intermittent charging. The total time T_ required using the method
Its characteristic is that its Nmax value is obtained by dividing m_a_x by the period. (44) The main control device according to claim 39 or 41,
The control flow of the CPU soft pattern is as follows: [1] When the CPU receives a power supply or a newly installed one, it first performs startup setting work and sets parameters such as time and charging method. [2] Next, precharging for T_1 hours, that is, rapid pulse charging; [3] Next is the normal charging procedure, first with a 50% responsibility period, no periodic intermittent charging, and no charging current. is a fixed value set within the rC range; [4] At the same time, the battery voltage is measured within each cycle of charging time, and the voltage value is switched to a digital value by an A/D converter; [ 5] The voltage value that has undergone digitization is sent by the CPU to a 7-stage LED display to display its contents; [6] Once the digitized voltage value is obtained, it is immediately possible to determine whether the battery is malfunctioning or abnormal. If there is an abnormality with the battery, immediately start the buzzer and grit LED indicator to cut off the charging circuit, and indicate "BADX" on the 7-stage LED indicator.
[7] If it is determined in the previous step [6] that there is no abnormality with the battery, continue to compare and process the digital voltage values to determine whether the battery is fully charged; If it is determined that the battery capacity is already full, the buzzer shall be activated, the LED indicator shall be turned off, and the charging circuit shall be disconnected; If it is determined that there is, it is determined whether the charging time has already exceeded Tmax, that is, the number of cycles n_2 or n_5 is n_m.
Determine whether the charging time has exceeded T_m_a_x; If it is determined that the charging time has already exceeded T_m_a_x, proceed according to step [6], which indicates that there is an abnormality in the battery; [9] If In step [8], the charging time is still T.
If it is determined that the max has not been exceeded, determine whether processing has been completed for both batteries; if it is determined that processing has not yet been completed, repeat step [3] for the next battery. ]; [10] If it is determined in the previous step [9] that processing has been completed for both batteries, the voltage of both batteries is sent to the printer and printed; [11] After that, return to the normal charging procedure and monitor whether both batteries are fully charged and whether there are any abnormalities; if it is determined that both batteries are not fully charged, switch to the first channel. The processing flow starts from step [3] for the first set of batteries; [12] If it is determined that all the batteries have already been charged in the previous step [11] determines whether both batteries have already been withdrawn; if both batteries have already been withdrawn, it will display "AOFF" on the 7-stage display, as well as start the buzzer and turn off all LED indicators. , completes the charging flow; [13] If it is determined in the previous step [12] that both batteries have not been completely withdrawn, determine whether t_3 hours have passed; if t_3 hours have passed; If the time has not been exceeded, repeat the determination in the previous step [12]; [14] If it is determined in the previous step [13] that the time has already exceeded t_3, a buzzer will be activated to issue a warning. and determines whether the stop charging time T_3 has already been exceeded; if the T_3 time has not yet been exceeded, the flow starts again from step [12], that is, T_3.
The buzzer shall start once every t_3 hours within the time period and continue until all batteries are removed or until T_3 hours have been exceeded; [15] If it is determined in the previous step [14] that T_3 hours have already been exceeded. Then, the startup setting work is performed once again; [16] Next, precharging is performed for T_4 hours, that is, the rapid pulse charging is performed once again; [17] After that, step [3] is performed again. The process flow starts from ], and the charging process is one automatic cycle. (45) In the control flow of the CPU soft pattern described in claim 44, in "BADX" displayed on the 7-stage LED display in step [6], X is 1 or 2;
(46) The CPU according to claim 44, when "BAD1" is displayed, it is representative that there is an abnormality in the first set of batteries; and when "BAD2" is displayed, it is representative that there is an abnormality in the second set of batteries. In the control flow of the soft pattern, simply change the second channel in the control flow to the fourth channel, change the two channels to four channels, and change both sets of batteries to four sets of batteries. Its characteristic is that it can be applied to carry out charging work for.
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