JPH0363302B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シール形鉛蓄電池等の２次電池の充
電に用いる充電器に関するものである。

これまでこの種の蓄電池の充電を自動的に行な
う充電器は、充電初期の於ては定電流充電制御が
行なわれ、充電の進行に伴ない蓄電池の充電電圧
が上昇し所定を電圧に達すると、次のステツプの
タイマ用コンデンサの放電時間を利用した限時定
電圧充電制御が行なわれ、所定のタイマ時間が経
過するとこれまでの限時定電圧充電制御が解除さ
れて以後はトリクル充電が行なわれ完全充電が急
速に行なわれるようになつている。

ところが、長時間放置したシール形鉛蓄電池を
このような充電器を用いて充電すると、承知の通
り蓄電池の充電受け入れ性が低下しているため充
電開始時の蓄電池の内部抵抗は相当高く、充電の
開始とともに蓄電池の充電電圧は急激に上昇して
しまう。従つて充電器は充電開始直ちに限時定電
圧充電制御に移り充電制御を行なうが、前述のタ
イマ用コンデンサの充電が不十分であるため所定
のタイマ時間が得られず、限時定電圧充電制御は
すぐに解除されて蓄電池の完全充電がなされない
うちにトリクル充電に切り換わつてしまうという
欠点があつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、長期間放電放置した充電受け入れ性が低下
したシール鉛蓄電池の充電池の充電に於ても自動
的で確実な完全充電を可能とした高性能な充電器
を提供することにある。

本発明は、タイマ用コンデンサの充電回路を２
つ設け、これまでの蓄電池の充電電圧が定電圧制
御回路の制限電圧よりわずかに低い電圧以下の場
合、論理“１”を出力する比較器による充電回路
に加えて、上記比較器の動作とは無関係に蓄電池
の充電動作開始時に一旦所定の電圧まで充電する
別の充電回路を設け、タイマ用コンデンサお充電
不足をなくし、常に一定した限時定電圧充電時間
が得られるようにしたものである。

本発明の具体的実施例を図面を用いて詳細に説
明する。

第１図は、本充電器の電気回路図、第２図は充
電時の電圧、電流を模擬的に示したタイムチヤー
トである。

第１図に於て、まず構成について説明すると、
１は蓄電池２の充電回路全体を示し、３は降圧ト
ランス、４は温度ヒユーズ、５は電流ヒユーズ、
６，７はそれぞれ降圧トランス３の２次側出力を
整流するダイオードである。８は蓄電池２の充電
を制御するトランジスタであり、９は蓄電池２の
底部に当接する位置に設けられ、蓄電池２が異常
温度上昇した際に充電路を開放する感温スイツチ
であり、１０は充電路の平滑用コンデンサ、１１
はコンデンサ１０の放電抵抗器である。なお、蓄
電池２の充電回路１は端子２ａ，２ｂ，２ｃで接
続される。１２，１３は降圧トランス３の２次側
出力を整流し蓄電池２の充電路とは別の電源回路
を形成するダイオードであり、１４は平滑用コン
デンサ、１５は発光ダイオードから成る充電表示
灯、１６は発光ダイオードの点灯を制御するトラ
ンジスタ、１７はトランジスタ１６のベース電流
制限用抵抗器、１８は発光ダイオード１５の順方
向電流を制限する抵抗器である。発光ダイオード
１５は、コンデンサ１４の充電電圧がコンデンサ
１０の充電電圧よりも高い場合にトランジスタ１
６にベース電流が流れて点灯するようになつてい
る。１９はコンデンサ１４の充電電圧によつて駆
動されるトランジスタ、２０はトランジス１９の
ベース電流制限用抵抗器であり、トランジスタ１
９は差込プラグ２１が図示しない交流電源から切
り離され充電回路１が非動作状態にある時は非導
通状態になり、蓄電池２が電圧検知端子２Ｃを介
して放電されるのを防止すると共に動作状態にあ
るときコレクタ・エミツタ間電圧が飽和して、ほ
ぼOVになり、後述の定電圧制御回路等に蓄電池
２の充電電圧を与える。２２はトランジスタ８に
ベース電流を供給する抵抗器であり、２３はトラ
ンジスタ８の出力電流を定電流化するためのベー
ス電流制御用トランジスタ、２４は蓄電池２の充
電路に挿介して設けられた電流検出用抵抗器、２
５は定電流制御を安定化させるための発振防止用
コンデンサ、２６は逆流防止用ダイオードであ
る。２８はトランジスタ８に並列に接続されたト
リクル充電用バイプス抵抗器、２９は該抵抗器に
直列に接続された逆流防止用ダイオードである。

次に３１で定電圧制御回路を示し、３２はトラ
ンジスタ８のベース電位を制御する演算増幅器で
あり、３３は感温スイツチ９と同一の場所に設け
られた蓄電池２の充電温度を検出する感温抵抗
器、３４，３５はそれぞれ該感温抵抗器に直列に
接続された抵抗器、半固定抵抗器であり、その両
端はトランジスタ１９を介して蓄電池２の両端に
接続されている。従つて演算増幅器３２の反転入
力端には蓄電池２の充電電圧を分圧した電圧が印
加され、半固定抵抗器３５により精密な定電圧充
電制御電圧が設定でき、また感温抵抗器３３によ
り蓄電池の１セル当り例えば約−5.5ｍＶ／℃の
温度補償が行なわれるようになつている。同様に
して３６，３７はそれぞれ互いに直列に接続され
たツエナーダイオード、抵抗器であり、ツエナー
ダイオード３６の両端電圧は演算増幅器３２の非
反転入力端に基準電圧として与えられる。７０は
演算増幅器３２の出力端にそのベースを接続され
たトランジスタであり、逆流阻止ダイオード３８
を介してトランジスタ８のベース電圧を制御す
る。

３９で限時制御回路を示し、４０はタイマ用コ
ンデンサ、４１は該コンデンサの充電を制御する
比較器であり、４２，４３はそれぞれ互いに直列
に接続されその両端をツエナーダイオード３６の
両端に接続された抵抗器であり、その接続端は比
較器４１の非反転入力端に接続され、該入力端に
ツエナーダイオード３６の電圧よりわずかに低い
基準電圧を印加する。比較器４１の反転入力端は
演算増幅器３２の反転入力端に接続され、蓄電池
２の充電電圧の分圧出力が与えられる。４４は比
較器４１の出力電流制限用抵抗器、４５は逆流防
止用ダイオード、４６はタイマ用コンデンサの放
電時定数決定用の高抵抗器である。４７はその信
号出力により定電圧制御回路３１の動作を制御す
る比較器であり、４８は該比較器の低レベルの信
号出力により駆動されツエナーダイオード３６の
両端を短絡するトランジスタ、４９は逆流防止用
のダイオードであり、５０はトランジスタ４８が
充電回路１の起動時、過渡的な比較器４７の低レ
ベルの信号出力により駆動されるのを防止し、か
つ逆に限時制御回路３９の時限動作終了時の
“１”から“０”への信号出力の反転時にトラン
ジスタ４８の短絡動作開始に遅延動作を与えるベ
ース電圧積分用コンデンサであり、５１は該トラ
ンジスタにベース電流を供給する抵抗器である。
比較器４７の非反転入力端にはタイマ用コンデン
サ４０の充電電圧が印加され、反転入力端にはト
ランジスタ５３のベース・エミツタ間電圧が基準
電圧として与えられている。５２でタイマ用コン
デンサ４０の第１の充電回路を示す。

５４，５５は抵抗器、５６はトランジスタ、５
７は逆流防止用ダイオードであり、蓄電池２が充
電電圧の異常に低い不良電池の場合には、トラン
ジスタ５３は非導通状態を保つので、抵抗器５５
によつてトランジスタ５６が駆動され、トランジ
スタ８のベース電位は降下し蓄電池２への給電が
防止されるようになつている。

５８でタイマ用コンデンサ４０の第２の充電回
路を示し、５９はタイマ用コンデンサ４０の充電
用トランジスタ６０は逆流防止用ダイオード、６
１はトランジスタ５９を一時的に駆動するために
抵抗器６２を介してベース電流を流すためのコン
デンサ、６３はコンデンサ６１の充電電荷をすみ
やかに放電するためのダイオードである。

上記の構成において、第２図を参照しながら、
本充電器の動作について説明すると、差込プラグ
２１を図示しない交流電源に接続すると、まず充
電受け入れ性の良い蓄電池の場合には、第２図Ａ
に示した如く、充電初期は定電流充電、充電終期
には定電圧充電が行なわれ、蓄電池２は急速に完
全充電となる。

充電初期の蓄電池２の充電電圧Ｖが所定の電圧
V_Oに達するまでは、トランジスタ８は抵抗器２
４及びトランジスタ２３の作用により定電流充電
が行なわれ、蓄電池２は許容充電電流で充電され
る。この状態に於ては、演算増幅器３２の反転入
力端に加わる蓄電池２の充電電圧Ｖを分圧した電
圧V′はツエナーダイオード３６のツエーナ電圧
V_Zに対してV′＜V_Zの関係にあり、演算増幅器３
２の出力端からはほぼ該増幅器の駆動電圧に等し
い電圧が出力され、トランジスタ７０は遮断状態
を保つ。同期にして比較器４１の非反転入力端に
加えられる電圧V_Z′はV_Zよりもわずかに低い電圧
であるから、比較器４１の出力端も高レベルの電
圧出力となり、タイマ用コンデンサ４０の充電電
圧C_Vは、ほぼ比較器４１の出力電圧まで上昇し
飽和する。

蓄電池２の充電が進行し、その充電電圧が所定
の値V_Oに達する時刻T₁に於ては、まずV′＝V_Z′
となり、比較器４１の出力端の電圧出力は反転
し、OVとなり、タイマ用コンデンサ４０は抵抗
器４６を介して放電を開始し、以後充電電圧C_V
は徐々に降下する。この時点に於ては、演算増幅
器３２の各入力端はV′＝V_Zの関係にあるので依
然トランジスタ７０は遮断状態におかれ、更に短
い時間、蓄電池２は定電流充電が継続される。時
刻T₂に於て、蓄電池２の充電電圧Ｖが所定の電
圧V₁に達すると、V′＝V_Zとなり、演算増幅器３
２の出力端の電圧は定電圧充電制御を行なうべく
下降し、トランジスタ３７は導通を開始し、トラ
ンジスタ８からは蓄電池２に対して一定の電圧が
印加され、以後充電電流１は漸時減少する。時刻
T₃に於て、蓄電池の充電量が前回放電量に対し
てほぼ100％になると、充電電流はI_Oまで低下し、
コンデンサ１０の脈動する充電電圧はコンデンサ
１４の充電電圧に上昇接近し、該２つのコンデン
サの充電電圧差がトランジスタ１６のエミツタ・
ベース所要電圧下降値以下になるため、トランジ
スタ１６のベース電流は消失し該トランジスタは
遮断状態に移行するから、発光ダイオードは消灯
する。

蓄電池２の充電受け入れ性が良く、前回放電量
に対してほぼ105％を超え完全充電が完了する頃、
放電途上にあるタイマ用コンデンサ４０の充電電
圧C_Vは比較器４７の反転入力端に印加されてい
る時限用基準電圧発生回路５３の出力電圧よりも
低くなり、比較器４７の出力端の電圧出力はこれ
までの高レベルからの低レベルのOVに反転し、
トランジスタ４８のエミツタ電位を下げる。これ
により該トランジスタは導通状態となり、ツエナ
ーダイオード３６の両端は短絡され演算増幅器３
２のトランジスタ８への定電圧制御指示電圧は下
降し、トランジスタ８は以後遮断状態となり、限
時制御回路の動作が終了する。蓄電池２は以後抵
抗器２８、ダイオード２９を介してトリクル充電
が行なわれる。

さて、ここで本発明の要点となるタイマ用コン
デンサ４０の充電動作について説明すると、第２
の充電回路５８がない場合に長期間放電放置され
た蓄電池２を充電しようとすると、蓄電池２の内
部抵抗が高いため第２図Ｂに示した如く充電の開
始とともに蓄電池の充電電圧は急激にV_Oを通り
V₁に達する。このため、タイマ用コンデンサ４
０は比較器４１により比較器４１の出力端の電圧
が高レベルから低レベルに反転する短い時間だけ
しか充電されないため、定電圧制御が行なわれる
時間は極めて短かいものとなり、充電器はほとん
ど蓄電池２の充電を行なわないままトリクル充電
に移行してしまうが、本発明では第２の充電回路
５８によつて比較器４１によつて充電とは独立し
て、トランジスタ５９を介して、コンデンサ６１
が抵抗器６２を通るベース電流によつて充電され
る間に、タイマ用コンデンサ４０が充電中の蓄電
池２の両端電圧まで確実に充電される。従つて、
第2Cに示した如く蓄電池２の充電初期に於ては
一時定電圧充電が行なわれるが充電の進行により
蓄電池の充電受け入れ性が回復し充電電流は至第
に増幅し充電の途中で定電流制御に切換わり以後
は第２図Ａに示した充電受入れ性の良好な蓄電池
の充電と同様の制御がなされ、急速な完全充電が
行なわれる。

本発明によれば、タイマ用コンデンサの充電回
路を２つ設け、これまでの蓄電池の充電電圧が定
電圧制御回路の制限電圧よりわずかに低い電圧以
下の場合に高レベルの信号を出力する比較器によ
る第１の充電回路に加えて、上記比較器の動作と
は無関係に蓄電池の充電動作開始時に一旦充電中
の電圧まで充電する第２の充電回路を設け、タイ
マ用コンデンサの充電不足をなくし、常に一定し
た限時定電圧充電時間が得られるようにしたから
長期間放電放置した充電受け入れ性の低下した蓄
電池の充電に於ても自動的で確実な完全充電が行
なえる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる充電器の電気回路図、第
２図は充電時の電圧、電流を模擬的に示したタイ
ムチヤートである。 図に於て、２は蓄電池、３１は定電圧制御回
路、３９は限時制御回路、４０はコンデンサ、４
１は比較器、５２は第１の充電回路、５８は第２
の充電回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蓄電池と直列に接続され、充電電流及び充電
   電圧を制御する制御素子と、蓄電池電圧と基準電
   圧とを比較し、蓄電池電圧が所定値に到達するま
   で前記制御素子により定電流充電させ、所定値に
   到達した後は制御素子により定電圧充電させる制
   御手段と、定電流充電時に充電され、定電圧充電
   時に放電するタイマ用コンデンサと、該コンデン
   サ端の電圧が所定電圧に降下した時定電圧充電を
   終了させる比較手段を有する充電器であつて、 充電初期に前記コンデンサを蓄電池電圧まで充
   電する第２充電回路を付加したことを特徴とする
   充電器。