JPH03212131A

JPH03212131A - 蓄電池充電回路

Info

Publication number: JPH03212131A
Application number: JP757490A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Kitamura; 智善北村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1990-01-16
Publication date: 1991-09-17
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: JP2767947B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要〕商用電源を受電しこれを整流して負荷交換機へ供給する
と共に予備エネルギー源としての蓄電池を浮動充電する
ようにした交換機用直流電源における蓄電池充電回路に
関し、充電器には充電電圧を切換える切換え機能を持たせずに
出力電圧を一定とし、蓄電池を３組の電池群に分割しこ
の電池群の接続状態を切換えるシーケンス回路と、定電
流充電を可能とする高抵抗とにより、コストダウンと信
顛度の向上を図ることを目的とし、浮動充電可能なセル数ｎ０のバックアップ用蓄電池と、
一定電圧を出力して負荷交換機へ直流電力を供給しつつ
該蓄電池を充電する充電器とを含む充電回路において、
浮動充電する時は全セル数ｎｏが充電器に接続され、均等充電する時は、セル当たりの充電電圧が所定の均等
充電電圧となるセル数ｎｌが直接、また残りのセル数（
ｎｏ　　ｎ＋）は均等充電電流を流す高抵抗を介して、
それぞれ充電器に接続され、急速充電する時は、セル当
たりの充電電圧が所定の象、速充電電圧となるセル数０
２が直接、また残りのセル数（ｎ６　　ｎｚ）が急速充
電電流を流す高抵抗を介して、それぞれ充電器に接続さ
れるような構成である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、商用を源を受電しこれを整流して負荷交換機
へ供給すると共に予備エネルギー源としての蓄電池を浮
動充電するようにした交換機用直流電源における蓄電池
充電回路に関する。

［従来の技術］一般に、交換機用電源装置は商用電源が正常の時は、商
用電源を整流することにより必要な直流電力を得て負荷
に供給している。また商用ｔｆ１．停電時においても、
負荷への電力供給を絶やさないために、予備電源として
蓄電池を備えている。第３図はその一般的な電源装置を
示すブロック図であり、同図において５は商用電源、６
は交流を直流に変換して蓄電器と交換機負荷に直流電力
を供給する充電器、７は複数の単電池（セル）を直列に
接続した蓄電池、８は負荷交換機である。

本システムの動作は、商用電源が正常な時は、商用電源
５からの交流電力を充電器６により、負荷に必要な直流
電圧（交換機の場合４８■）を負荷８に供給している。

この時充電器６は蓄電池３に対して、自己放電を補うた
めの維持充電電流を供給する浮動充電を行い、一般には
セル当たり２．１５Ｖ〜２．１８　Ｖの一定電圧でセル
数に見合う電圧で一括充電している。またセル数は負荷
電圧に見合うように、交換機の場合の供給電圧４８Ｖに
対しては２４個が直列に接続されている。電池容量は必
要な負荷電流と停電時の保持時間から設定され、停電時
にはこの蓄電池から負荷に必要な電力が供給される。と
ころが実際の蓄電池は、個々の単電池の自己放電等の特
性の違いにより、維持充電していても個々の電池容量の
バラツキが大きくなり停電時に必要なエネルギを供給で
きなくなる恐れがあるため、定期的に組電池に対してセ
ル当たり２．３Ｖ程度になるように充電電圧を上昇させ
充電電流を多く供給する均等充電を実施し、容量の減少
した電池の回復を図るとともに、蓄電池７を構成する個
々のセルの特性を均一にしている。

さらに、装置の設置時の初充電やセル内の電解液比重の
均−化等のために、セル当たりの充電電圧が２．７Ｖ程
度になるように充電電圧を上昇させて充電電流をさらに
増加させて充電時間の短縮を図る急速充電が行われる。

（発明が解決しようとする課題〕上記の如（、従来の充電器６は蓄電池７に対して、浮動
充電、均等充電、急速充電の３充電モードで充電できる
ように、それぞれの充電電圧に対応した電圧を出力する
機能が必要になる。このため充電器の回路が複雑になり
部品点数が増加し、信鯨度の低下やコストアップを招来
する。

また均等充電には充電電圧が２．３　ＶＸ２４セル＝５
５．２Ｖとなり、交換機の許容動作電圧である４３Ｖ〜
５４Ｖを越えてしまうので、負荷への供給電圧を制限す
るためシリコンドロッパー等の電圧補償回路９を介して
負荷を接続するか、あるいはセル数を減らした容量の大
きい電池を用いる等が行われれ、コストアンプとなる。

また急速充電時は充電電圧が２．７ＶＸ２４セル＝６４
．８Ｖとさらに高いため交換機負荷を切り離して、充電
器を手動で調整して充電電圧をアップする等を行うため
信軌性が低下し、また装置がコストアップするという問
題がある。

本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、充電器に
は充電電圧を切換える切換え機能を持たせずに出力電圧
を一定とし、蓄電池を３組の電池群に分割しこの電池群
の接続状態を切換えるシーケンス回路と、定電流充電を
可能とする高抵抗とにより、コストダウンと信輔度の向
上を図ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の充電回路の原理図である。

上記問題点は第１図に示すように、浮動充電可能なセル数ｎ、のバックアップ用蓄電池３１
．３２．３３と、一定電圧を出力して負荷交換機２へ直
流電力を供給しつつ該蓄電池を充電する充電器ｌとを含
む充電回路において、浮動充電する時は全セル数ｎ０が
充電器１に接続され、均等充電する時は、セル当たりの
充電電圧が所定の均等充電電圧となるセル数ｎ、が直接
、また残りのセル数（ｎｏ　　ｎ＋）は均等充電電流を
流す高抵抗５１を介してそれぞれ充電器ｌに接続され、
急速充電する時は、セル当たりの充電電圧が所定の急速
充電電圧となるセル数ｎ、が直接、また残りのセル数（
ｎｏ　　ｎ２）が急速充電電流を流す高抵抗５２を介し
てそれぞれ充電器に接続されるように構成したことを特
徴とする本発明の蓄電池充電回路により解決される。

〔作用〕

充電器１の供給電圧を交換機の許容動作電圧範囲内でか
つ全電池を一括浮動充電するために必要な電圧である５
１．６Ｖの一定電圧に設定し、全セル数ｎｏの蓄電池は
セル数がそれぞれｎｌの第一蓄電池３１と、（ｎｌ　　
　ｎｚ）の第二蓄電池３２と、（ｎｏｎｌ）の第三蓄電
池３３とに分割されている。

第１図（ａ）の浮動充電時には全セル数ｎ、が直列接続
されて充電器１に接続されるので適切な浮動充電が行わ
れる。第１図（ｂ）の均等充電時には第三電池３３の分
だけセル数の少ないセル数ｎ、に対して充電器１から同
一電圧が直接供給されるので、セル当たりの充電電圧は
高くなり均等充電が行われる。また切り離したセル数（
ｎｏ　　ｎ＋）の第三電池３３は均等充電電流に相当す
る充電電流が流れるように設定された高抵抗５１を介し
て充電器ｌに接続されるので全セルに対して同時に均等
充電することができる。

急速充電時には、第１図（ｃ）に示す如く第三電池３３
と第二電池３２とが切り離されて急速充電可能なセル数
ｎ２の第一電池３１に対して、充電器１の前記同一電圧
が直接供給されるので、充電電流はさらに増大し第一電
池３１の全セルに急速充電が行われる。また第一電池３
１から切り離された第二電池３２、第三電池３３は直列
に接続されて急速充電電流を与える高抵抗５２を介して
定電流の急速充電流が行われ、全セルに対して同時に急
速充電することができる。

このように充電器を浮動充電電圧の一定電圧にしたまま
、全セルに対して均等／急速充電が可能となるので、充
電器は簡単になり、電圧補償回路を必要とせず、また急
速充電時に負荷交換機を切り離す必要もなくなる。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明による充電回路の実施例の回路図である
。なお符号は第１図と共通である。

図は充電器が浮動充電を行っている正常動作時を示し、
充電回路の各スイッチが非動作の場合を示しである。図
において、１は受電した商用電力を整流して負荷へ直流
電力を供給しながら蓄電池を充電する５１．６Ｖの定電
圧の充電器、２は負荷交換機である。３１は１９セルの
第一電池、３２は３セルの第二電池ミコ３は２セルの第
三電池である。４１は第二電池３セと第三電池３３とを
接続するスイッチ、４２は第二電池３２を充電器１の一
端子に接続するスイッチ、４３は第三電池３３を抵抗５
１を介して充電器１の十端子に接続するスイッチであり
、これら３つのスイッチは均等充電時に動作する。４４
は第一電池３１と第二電池３２とを接続するスイッチ、
４５は第一電池３１を充電器１の一端子に接続するスイ
ッチ、４６は第二電池３２を抵抗５２を介して充電器１
の＋端子に接続するスイッチである。これらの各スイッ
チは図示せぬ充電制御部からの指令により、各充電モー
ドで後述のシーケンスで動作するようになっている。高
抵抗５１は第三電池３３に０．０５Ｃ（２０時間充電率
）程度の均等充電電流が流れるように、また高抵抗５２
は第三電池と第二電池の直列接続されたものに０．ＩＣ
（１０時間充電率）程度の急速充電電流が流れるように
にそのインピーダンスが設定されている。

上記構成になる充電回路の動作を説明する。

商用電源が正常に供給され浮動充電が行われている通常
時には、充電回路は非動作で図の状態にあり、第一、第
二、第三の全電池が直列接続されたものが充電器１へ接
続されて、２４セルに対して５１．６Ｖが直接供給され
るので、セル当たりの充電電圧は５１．６÷２４セル＝
　２．１５　Ｖとなり、全セルに対して浮動充電が行わ
れる。

次に停電復旧後や定期的な均等充電時には、制御部の制
御により、先ずスイッチ４１が動作して第三電池３３の
２セルが切り離された後、スイッチ４２が動作して第一
電池３１と第二電池３２とが直列接続されたものが充電
δ１に接続される。これにより第一、第二の両電池に対
してセル当たり５１．６Ｖ÷２２＝２．３５Ｖの電圧が
供給され均等充電される共に、スイッチ４３が動作して
第三電池３３は高抵抗５Ｉを介して充電器１に接続され
０．０５Ｃの定電流により均等充電される。

浮動充電モード（シーケンス回路非動作時）から急速充
電等を行う場合は、制御部の制御により、先ずスイッチ
４５が動作して第二、第三電池が切り離された後、スイ
ッチ４６が動作して第一電池３１の１９セルが充電器１
に接続される。これにより第一電池３３にはセル当たり
５１．６Ｖ÷１９セル＝２．７　Ｖの急速充電電圧が供
給されて急速充電される。そしてスイッチ４６により第
二電池３２と第三電池３３とが直列接続されたものが高
抵抗５２を介して充電器ｌに接続され０．ＩＣ程度の定
電流で急速充電される。

なお急速・均等充電中に商用交流が停電した場合は、充
電回路が直ちに非動作状態となり、蓄電池は第一電池、
第二電池、第三電池の合計２４セルが直列接続された図
の状態に復帰し所定の放電電力が負荷に給電されるよう
に制御される。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば充電器は一定電圧を
供給すれだけでよく浮動／均等／急速充電の切換え機能
を必要としないので充電器の回路が簡素化し、また充電
回路は簡単な回路で済むため信鯨性が向上し電源装置全
体のコストを低減することができる。また各充電モード
に対して負荷電圧を許容電圧に調整するための電圧補償
回路を除くことが可能となる。さらに急速充電時に蓄電
池を負荷から手動で切り離す等の手動操作を必要としな
いため急速充電が簡単に行えるため使い勝手が向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の充電回路の原理図、第２図は、本発
明による充電回路の実施例の回路、第３図は、交換機の電源装置を示すブロック図、である
。図において、１−・充電器、　　　　　　２−・負荷交換機、３１−
・・第一電池、　　　　３２−第二電池、３３−第三電
池、　　　　４１〜４６−切換えスイッチ、５１．５２
−・高抵抗、である。（αン　璋ナカ充＠６−ラ゛（Ｃ）君達ｔｅ吟不発明の充電回路の原理図第　１　図

Claims

【特許請求の範囲】浮動充電可能なセル数（ｎ＿０）のバックアップ用蓄電
池（３１、３２、３３）と、一定電圧を出力して負荷交
換機（２）へ直流電力を供給しつつ該蓄電池を充電する
充電器（１）とを含む充電回路において、浮動充電する
時は全セル数（ｎ＿０）が充電器１に接続され、均等充電する時は、セル当たりの充電電圧が所定の均等
充電電圧となるセル数（ｎ＿１）が直接、また残りのセ
ル数（ｎ＿０−ｎ＿１）は均等充電電流を流す高抵抗（
５１）を介して、それぞれ充電器（１）に接続され、急速充電する時は、セル当たりの充電電圧が所定の急速
充電電圧となるセル数ｎ＿２が直接、また残りのセル数
（ｎ＿０−ｎ＿２）が急速充電電流を流す高抵抗（５２
）を介して、それぞれ充電器（１）に接続されるように
構成にしたことを特徴とする蓄電池充電回路。