JPH0374144A - バッテリー充電器および充電方法 - Google Patents
バッテリー充電器および充電方法Info
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- JPH0374144A JPH0374144A JP1209213A JP20921389A JPH0374144A JP H0374144 A JPH0374144 A JP H0374144A JP 1209213 A JP1209213 A JP 1209213A JP 20921389 A JP20921389 A JP 20921389A JP H0374144 A JPH0374144 A JP H0374144A
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 3
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
- G05F1/40—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
- G05F1/44—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
- G05F1/45—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load
- G05F1/455—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load with phase control
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明はバッテリーの充電技術、特にその信頼性、汎
用性の向上に関するものである。
用性の向上に関するものである。
［従来の技術］
従来のバッテリー充電器を第１２図に示す。−点鎖線に
て囲んだ部分がバッテリー２である。バッテリー２の内
部には、積層されたセル４と、サーモスタット６が設け
られている。通常、１つのセル４で１．２Ｖの公称出力
を有し、このセル４をいくつ積層するかによってバッテ
リーの電圧が決まる。通常は、公称電圧Ｚ、４Ｖから１
２Ｖの範囲のものが多く用いられている。なお、サーモ
スタット６は、温度上昇により、充電完了を検出するも
のである。
て囲んだ部分がバッテリー２である。バッテリー２の内
部には、積層されたセル４と、サーモスタット６が設け
られている。通常、１つのセル４で１．２Ｖの公称出力
を有し、このセル４をいくつ積層するかによってバッテ
リーの電圧が決まる。通常は、公称電圧Ｚ、４Ｖから１
２Ｖの範囲のものが多く用いられている。なお、サーモ
スタット６は、温度上昇により、充電完了を検出するも
のである。
商用交流人力１００Ｖ （もしくは２００Ｖ）は、トラ
ンス８によりバッテリー２を充電するのに適した値に変
換される。トランス８の出力は、ダイオード１０．１２
によって整流され、バッテリー２に印加される。バッテ
リー２が充電されるに従い、バッテリー２の温度が上昇
する。充電完了付近の温度で、サーモスタット６が開く
ように設定されている。サーモスタット６が開くと、検
出回路１４は５ＣＲ１６をオフにし、充電を中止させる
。
ンス８によりバッテリー２を充電するのに適した値に変
換される。トランス８の出力は、ダイオード１０．１２
によって整流され、バッテリー２に印加される。バッテ
リー２が充電されるに従い、バッテリー２の温度が上昇
する。充電完了付近の温度で、サーモスタット６が開く
ように設定されている。サーモスタット６が開くと、検
出回路１４は５ＣＲ１６をオフにし、充電を中止させる
。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来のバッテリー充電器には、次のよう
な問題点があった。
な問題点があった。
第一に、公称電圧によってトランス８の出力を変える必
要があるの。なぜなら、不適当な電圧で充電した場合に
は、バッテリー２が破損したり、充電できなかったりす
るからである。そこで、各バッテリーの公称電圧毎に専
用の充電器を用意しなけらばならないだけでなく、不適
当な組合せでは使用できないように端子等の形状を変え
なければならなかった。このため、製造コストの増大を
招いていた。
要があるの。なぜなら、不適当な電圧で充電した場合に
は、バッテリー２が破損したり、充電できなかったりす
るからである。そこで、各バッテリーの公称電圧毎に専
用の充電器を用意しなけらばならないだけでなく、不適
当な組合せでは使用できないように端子等の形状を変え
なければならなかった。このため、製造コストの増大を
招いていた。
第二に、電源電圧の変動（商用電源では±１０％程度で
ある）により、充電器が影響を受けやすいという問題も
ある。すなわち、電源電圧が高くなると、それにつれて
充電電流も大きくなる。その結果、充電器のトランス８
、ダイオード１０．１２や５ＣＲ１６の単位時間当たり
の発熱量が増加し、これらの劣化、破損を招くおそれが
あった。
ある）により、充電器が影響を受けやすいという問題も
ある。すなわち、電源電圧が高くなると、それにつれて
充電電流も大きくなる。その結果、充電器のトランス８
、ダイオード１０．１２や５ＣＲ１６の単位時間当たり
の発熱量が増加し、これらの劣化、破損を招くおそれが
あった。
この発明は、上記のような問題点を解決して、公称電圧
に拘らず共通に使用でき、電源電圧の変動による影響を
受けないバッテリー充電器を提供することを目的とする
。
に拘らず共通に使用でき、電源電圧の変動による影響を
受けないバッテリー充電器を提供することを目的とする
。
［課題を解決するための手段Ｊ
請求項１に係るバッテリー充電器の全体構成を第１図に
示す。この充電器は、 整流回路２０の整流出力の導通角を制御する導通角制御
回路２２、 充電電流の実効値を演算して導通角制御回路２２に出力
する電流実効値演算回路２４、 整流出力のゼロ点を検出しゼロクロス信号を導通角制御
回路２２に出力するゼロ点検出回路２８、を備えている
。
示す。この充電器は、 整流回路２０の整流出力の導通角を制御する導通角制御
回路２２、 充電電流の実効値を演算して導通角制御回路２２に出力
する電流実効値演算回路２４、 整流出力のゼロ点を検出しゼロクロス信号を導通角制御
回路２２に出力するゼロ点検出回路２８、を備えている
。
請求項２に係るバッテリー充電器は、
前記電流実効値演算回路が、充電電流の瞬時値が高い場
合ほど、現実の電流実効値より大きな電流実効値を出力
するような補正回路を有していることを特徴としている
。
合ほど、現実の電流実効値より大きな電流実効値を出力
するような補正回路を有していることを特徴としている
。
請求項３に係るバッテリー充電方法は、充電電流の実効
値を測定し、該実効値に基づいてバッテリーに与える電
流の導通角を制御することを特徴としている。
値を測定し、該実効値に基づいてバッテリーに与える電
流の導通角を制御することを特徴としている。
［作用］
この発明に係るバッテリー充電器の動作を、第１図を参
照して説明する。
照して説明する。
交流入力は、整流回路２０において整流された後、導通
角制御回路２２に与えられる。導通角制御回路２２の出
力は、バッテリー２に与えられる。バッテリー２の充電
電流の実効値は、電流実効値演算回路２４によって測定
される。この実効値は、導通角制御回路２２に与えられ
る。一方、ゼロ点検出回路２８は、整流出力のゼロ点を
検出してゼロクロス信号とし、導通角制御回路２２に与
える。
角制御回路２２に与えられる。導通角制御回路２２の出
力は、バッテリー２に与えられる。バッテリー２の充電
電流の実効値は、電流実効値演算回路２４によって測定
される。この実効値は、導通角制御回路２２に与えられ
る。一方、ゼロ点検出回路２８は、整流出力のゼロ点を
検出してゼロクロス信号とし、導通角制御回路２２に与
える。
導通角制御回路２２は、ゼロクロス信号によって同期を
とるとともに、電流実効値演算回路２４からの電流実効
値の大きさに応じて導通角を増減させる。
とるとともに、電流実効値演算回路２４からの電流実効
値の大きさに応じて導通角を増減させる。
このようにすることにより、バッテリー２に与えられる
充電電流の実効値は、バッテリー２の公称電圧や交流入
力電圧に拘らず一定とすることができる。
充電電流の実効値は、バッテリー２の公称電圧や交流入
力電圧に拘らず一定とすることができる。
［実施例］
第２図に、この発明の一実施例によるバッテリー充電器
の回路構成を示す。この実施例においては、ダイオード
Ｄｉ、Ｄ２．Ｄ６．Ｄ７のブリッジにより整流回路が構
成されている。第１図のブロックに対応する部分は、破
線で示している。
の回路構成を示す。この実施例においては、ダイオード
Ｄｉ、Ｄ２．Ｄ６．Ｄ７のブリッジにより整流回路が構
成されている。第１図のブロックに対応する部分は、破
線で示している。
まず、ゼロ点検出回路２８から説明する。ゼロ点検出回
路２８の主要部を表わしたのが、第３図である。ダイオ
ードブリッジのＢ点、Ｄ点間に、ツェナーダイオードＺ
Ｄ１、スイチングトランジスタＤＴＩ、シャント抵抗Ｒ
５が接続されている。
路２８の主要部を表わしたのが、第３図である。ダイオ
ードブリッジのＢ点、Ｄ点間に、ツェナーダイオードＺ
Ｄ１、スイチングトランジスタＤＴＩ、シャント抵抗Ｒ
５が接続されている。
ここで、スイッチングトランジスタＤＴＩとは、スイッ
チング用に構成された抵抗器のトランジスタを言うもの
である。その回路構成の一例を、第５図に示す。以下こ
の実施例では、スイッチングトランジスタを、第３図に
示すように省略して表わすこととする。
チング用に構成された抵抗器のトランジスタを言うもの
である。その回路構成の一例を、第５図に示す。以下こ
の実施例では、スイッチングトランジスタを、第３図に
示すように省略して表わすこととする。
第３図のＢ点とＥ点間の電圧を見ると、第４図Ａのよう
になっている。点ＢＥ間の電圧が、ツェナーダイオード
ＺＤＩのツェナー電圧（この実施例では４．３Ｖ）より
低いと、スイッチーングトランジスタＤＴＩがオフであ
り、コレクタＣの電圧がＨになる。また、点ＢＥ間の電
圧が、ツェナーダイオードＺＤＩのツェナー電圧（この
実施例では４．３Ｖ）より高いと、スイッチングトラン
ジスタＤＴＩがオンとなり、コレクタＣの電圧がＬにな
る。したがって、スイッチングトランジスタＤＴＩのコ
レクタ出力は、第４図Ｂのようになる。さらに、スイッ
チングトランジスタＤＴ２の出力は、これを反転したも
のとなる（第４図Ｃ参照）。すなわち、整流出力のゼロ
付近でのみＬとなるゼロクロス出力ｖ８ゎが得られる。
になっている。点ＢＥ間の電圧が、ツェナーダイオード
ＺＤＩのツェナー電圧（この実施例では４．３Ｖ）より
低いと、スイッチーングトランジスタＤＴＩがオフであ
り、コレクタＣの電圧がＨになる。また、点ＢＥ間の電
圧が、ツェナーダイオードＺＤＩのツェナー電圧（この
実施例では４．３Ｖ）より高いと、スイッチングトラン
ジスタＤＴＩがオンとなり、コレクタＣの電圧がＬにな
る。したがって、スイッチングトランジスタＤＴＩのコ
レクタ出力は、第４図Ｂのようになる。さらに、スイッ
チングトランジスタＤＴ２の出力は、これを反転したも
のとなる（第４図Ｃ参照）。すなわち、整流出力のゼロ
付近でのみＬとなるゼロクロス出力ｖ８ゎが得られる。
一方、整流出力は、導通角制御回路２２を介して、バッ
テリー２に与えられる。バッテリー２の出力側には、充
電電流の実効値を測定する電流実効値演算回路２４が接
続されている。この演算回路２４は、シャント抵抗Ｒ５
、積分回路３０、抵抗Ｒ８、減算器３２等を備えている
。なお、抵抗Ｒ７とダイオードＤ８は補正回路であり、
後で詳しく説明する。充電電流が抵抗Ｒ５を流れると、
その電流に比例した電圧が抵抗Ｒ５の両端に発生する。
テリー２に与えられる。バッテリー２の出力側には、充
電電流の実効値を測定する電流実効値演算回路２４が接
続されている。この演算回路２４は、シャント抵抗Ｒ５
、積分回路３０、抵抗Ｒ８、減算器３２等を備えている
。なお、抵抗Ｒ７とダイオードＤ８は補正回路であり、
後で詳しく説明する。充電電流が抵抗Ｒ５を流れると、
その電流に比例した電圧が抵抗Ｒ５の両端に発生する。
積分回路３０は、この電圧を積分して出力する。すなわ
ち、充電電流の実効値を反映した出力を出す。
ち、充電電流の実効値を反映した出力を出す。
充電電流の実効値を表わすこの出力は、減算器３２の一
方の端子に与えられる。減算器３２の他方の端子には、
調整用の比較基準電圧が人力されている。減算器３２の
出力と積分人力との関連を表わすと、第８図のようにな
る。すなわち、減算器３２の出力は、積分入力を反映し
ており、それにほぼ反比例したものとなっている。なお
、比較基準電圧は、可変抵抗器ＶＲＩにより調整するこ
とができる。
方の端子に与えられる。減算器３２の他方の端子には、
調整用の比較基準電圧が人力されている。減算器３２の
出力と積分人力との関連を表わすと、第８図のようにな
る。すなわち、減算器３２の出力は、積分入力を反映し
ており、それにほぼ反比例したものとなっている。なお
、比較基準電圧は、可変抵抗器ＶＲＩにより調整するこ
とができる。
次に、導通角制御回路２２の詳細を説明する。導通角制
御回路２２は、タイマＩＣ３４、サイリスタχＲ１，５
ＣＲ２等を備えている。ここで、まずタイマＩＣ３４（
この実施例においては、日本電気型、μに６１７を使用
）の動作を、第６図、第７図を参照して説明する。トリ
ガ端子ＴＲから、第７図のＡに示すようなパルスが入力
されると、出力０１ＪＴがＨになる（第７図Ｃ参照）。
御回路２２は、タイマＩＣ３４、サイリスタχＲ１，５
ＣＲ２等を備えている。ここで、まずタイマＩＣ３４（
この実施例においては、日本電気型、μに６１７を使用
）の動作を、第６図、第７図を参照して説明する。トリ
ガ端子ＴＲから、第７図のＡに示すようなパルスが入力
されると、出力０１ＪＴがＨになる（第７図Ｃ参照）。
次に、トリガ入力の立上がりとともに、コンデンサＣ２
が入力端子Ｖｉによって充電され始める（第４図Ｃ参照
）。充電電圧が上昇し、電源電圧Ｖｃｃの２／３に到達
した時、コンデンサＣ２の電荷は放電端子ＤＣを介して
放電される。
が入力端子Ｖｉによって充電され始める（第４図Ｃ参照
）。充電電圧が上昇し、電源電圧Ｖｃｃの２／３に到達
した時、コンデンサＣ２の電荷は放電端子ＤＣを介して
放電される。
これと同時に、出力ＯＵＴがＬとなる（第７図Ｃ参照）
。以下、上述の動作を繰り返し、第７図Ｃのように、Ｔ
の期間だけＨである出力信号ＯＵＴが得られる。出力信
号ＯＵＴのＨ期間の長さＴは、コンデンサＣ２の充電電
圧が、Ｖｃｃの２／３倍に達する充電時間により決定さ
れる。また、その充電時間は、入力電圧Ｖｉの大きさに
よって決定されるものである。したがって、入力電圧Ｖ
ｉの大きさを変えることにより、出力ＯＵＴのＨ期間の
長さＴを変えることができる。すなわち、入力電圧Ｖｉ
が大きければ、コンデンサＣ２が早く充電されるので、
第７図りに示すように期間Ｔは短くなる。反対に、入力
電圧Ｖｉが小さければ、コンデンサＣ２の充電に時間が
かかるので、第７図Ｅに示すように期間Ｔは長くなる。
。以下、上述の動作を繰り返し、第７図Ｃのように、Ｔ
の期間だけＨである出力信号ＯＵＴが得られる。出力信
号ＯＵＴのＨ期間の長さＴは、コンデンサＣ２の充電電
圧が、Ｖｃｃの２／３倍に達する充電時間により決定さ
れる。また、その充電時間は、入力電圧Ｖｉの大きさに
よって決定されるものである。したがって、入力電圧Ｖ
ｉの大きさを変えることにより、出力ＯＵＴのＨ期間の
長さＴを変えることができる。すなわち、入力電圧Ｖｉ
が大きければ、コンデンサＣ２が早く充電されるので、
第７図りに示すように期間Ｔは短くなる。反対に、入力
電圧Ｖｉが小さければ、コンデンサＣ２の充電に時間が
かかるので、第７図Ｅに示すように期間Ｔは長くなる。
上記のような動作を行うタイマＩＣ３４のトリガ入力Ｔ
Ｒには、第４図Ｃに示すゼロ点検出回路２８の出力が与
えられる。また、入力端子Ｖｉとして、減算器３２から
の出力が与えられる。この出力は、前述のように充電電
流実効値に反比例したものである。したがって、充電電
流実効値が大きすぎる場合には、タイマＩＣ３４の出力
ＯＵＴのＨ期間Ｔは長くなる。また、充電電流実効値が
小さすぎる場合には、タイマＩＣ３４の出力ＯＵＴのＨ
期間Ｔは短くなる。
Ｒには、第４図Ｃに示すゼロ点検出回路２８の出力が与
えられる。また、入力端子Ｖｉとして、減算器３２から
の出力が与えられる。この出力は、前述のように充電電
流実効値に反比例したものである。したがって、充電電
流実効値が大きすぎる場合には、タイマＩＣ３４の出力
ＯＵＴのＨ期間Ｔは長くなる。また、充電電流実効値が
小さすぎる場合には、タイマＩＣ３４の出力ＯＵＴのＨ
期間Ｔは短くなる。
タイマＩＣ３４の出力ＯＵＴは、スイッチングトランジ
スタＤＴ５．ＤＴ４．ＤＴ６、ダイオードＤ３．Ｄ４を
介して、サイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２のゲートに与え
られる。整流出力は、サイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２を
介してバッテリー２に供給されるので、タイマＩＣ３４
の出力がＨでない時（すなわちＬの時）だけバッテリー
２に充電電流が流れる。この充電電流の実効値が、タイ
マＩＣ３４の出力ＯＵＴのＨ期間Ｔを決定するために用
いられる。したがって、充電電流の実効値が可変抵抗器
ＶＲＩによって定められた値になるようにフィード・バ
ック制御が行われる。
スタＤＴ５．ＤＴ４．ＤＴ６、ダイオードＤ３．Ｄ４を
介して、サイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２のゲートに与え
られる。整流出力は、サイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２を
介してバッテリー２に供給されるので、タイマＩＣ３４
の出力がＨでない時（すなわちＬの時）だけバッテリー
２に充電電流が流れる。この充電電流の実効値が、タイ
マＩＣ３４の出力ＯＵＴのＨ期間Ｔを決定するために用
いられる。したがって、充電電流の実効値が可変抵抗器
ＶＲＩによって定められた値になるようにフィード・バ
ック制御が行われる。
換言すると、公称電圧の低いバッテリーに対しては導通
角を小さく、公称電圧の高いバッテリーに対しては導通
角を大きくして、充電電流の実効値を一定にしている。
角を小さく、公称電圧の高いバッテリーに対しては導通
角を大きくして、充電電流の実効値を一定にしている。
公称電圧の低い場合（例えば２，４■の場合）を第９図
Ａ、Ｂに示す。整流出力がバッテリーの電圧（説明上２
．４Ｖとする）を超えた時であって、さらに、タイマＩ
Ｃ３４の出力ＯＵＴがオフの時だけ充電電流が流れる。
Ａ、Ｂに示す。整流出力がバッテリーの電圧（説明上２
．４Ｖとする）を超えた時であって、さらに、タイマＩ
Ｃ３４の出力ＯＵＴがオフの時だけ充電電流が流れる。
第９図Ａの斜線部が流れた充電電流を示している。また
、公称電圧の高い場合（例えば１２Ｖの場合）には、第
９図Ｃ，Ｄに示すように、斜線部の面積（すなわち実効
値）が第９図Ａと同じになるようにタイマＩＣ３４の出
力が調整される。すなわち、公称電圧が高い場合には、
整流出力がバッテリーの電圧（説明上１２Ｖとする）を
超える期間が短くなる。
、公称電圧の高い場合（例えば１２Ｖの場合）には、第
９図Ｃ，Ｄに示すように、斜線部の面積（すなわち実効
値）が第９図Ａと同じになるようにタイマＩＣ３４の出
力が調整される。すなわち、公称電圧が高い場合には、
整流出力がバッテリーの電圧（説明上１２Ｖとする）を
超える期間が短くなる。
したがって、タイマＩＣ３４がオフである期間（すなわ
ちサイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２がオンの期間）を長く
して、斜線部の面積を等しくしている。
ちサイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２がオンの期間）を長く
して、斜線部の面積を等しくしている。
したがって、異なる公称電圧を有する各バッテリー２に
対し、適切な充電を行うことができる。
対し、適切な充電を行うことができる。
また、充電電流の実効値を一定としているので、電源電
圧が上昇しても単位時間当たりの電流値は変らず、回路
の発熱等を抑えることができる。
圧が上昇しても単位時間当たりの電流値は変らず、回路
の発熱等を抑えることができる。
ここで、第２図の導通角制御回路２２中のスイッチング
トランジスタＤＴ３の役割を説明する。このスイッチン
グトランジスタＤＴ３は、誤動作防止のために設けられ
たものである。整流出力を詳細に見ると、第１０図に示
すように、サイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２がオンする時
点αにおいて電圧が瞬間的に低下する。このため、ゼロ
点検出回路２８がこれをゼロ点であると誤認識し、第１
０図Ｂのように偽のゼロクロス信号γを出すおそれがあ
る。偽のゼロクロス信号γによってコンデンサＣ２の充
電が一旦開始されると、次に正しいゼロクロス信号βが
入力されてもコンデンサＣ２は放電されず、そのまま充
電が続けられる。このため、タイマＩＣ３４が誤動作を
してしまう。
トランジスタＤＴ３の役割を説明する。このスイッチン
グトランジスタＤＴ３は、誤動作防止のために設けられ
たものである。整流出力を詳細に見ると、第１０図に示
すように、サイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２がオンする時
点αにおいて電圧が瞬間的に低下する。このため、ゼロ
点検出回路２８がこれをゼロ点であると誤認識し、第１
０図Ｂのように偽のゼロクロス信号γを出すおそれがあ
る。偽のゼロクロス信号γによってコンデンサＣ２の充
電が一旦開始されると、次に正しいゼロクロス信号βが
入力されてもコンデンサＣ２は放電されず、そのまま充
電が続けられる。このため、タイマＩＣ３４が誤動作を
してしまう。
そこで、スイッチングトランジスタＤＴ３により、正し
いゼロクロス信号βの人力によりコンデンサＣ２を放電
し、正しい動作を保証している。これは、特に充電する
バッテリーの公称電圧が低い時によく起こるので、公称
電圧の低いバッテリーの使用が予想される時は有効であ
る。
いゼロクロス信号βの人力によりコンデンサＣ２を放電
し、正しい動作を保証している。これは、特に充電する
バッテリーの公称電圧が低い時によく起こるので、公称
電圧の低いバッテリーの使用が予想される時は有効であ
る。
次に、電流実効値演算回路２４の補正回路について説明
する。補正回路が必要となるのは、次のような理由によ
る。前述のように、導通角の制御により充電電流の実効
値は一定に制御される。しかし、充電電流のピーク値は
バッテリーの公称電圧が低い場合はど大きく、公称電圧
が高い場合はど小さい。ところで、電流による熱損は電
流値の二乗に比例するので、たとえ実効値が同じでもピ
ーり値が高いと、充電器の各素子の発熱量は飛躍的に大
きくなってしまう。発熱による素子の劣化や破損等を考
えれば、これは重大なことである。
する。補正回路が必要となるのは、次のような理由によ
る。前述のように、導通角の制御により充電電流の実効
値は一定に制御される。しかし、充電電流のピーク値は
バッテリーの公称電圧が低い場合はど大きく、公称電圧
が高い場合はど小さい。ところで、電流による熱損は電
流値の二乗に比例するので、たとえ実効値が同じでもピ
ーり値が高いと、充電器の各素子の発熱量は飛躍的に大
きくなってしまう。発熱による素子の劣化や破損等を考
えれば、これは重大なことである。
そこで、補正回路を設け、充電電流のピーク値が大きい
場合には、実際の充電電流の実効値より大きな実効値を
出力することによって、実際に流れる充電電流の実効値
を小さくするように制御している。こうすることにより
、少しでも発熱量を低減することができる。この実施例
では、積分器３０に接続した、抵抗Ｒ７とこれに並列に
接続したダイオードＤ８によって補正回路を構成してい
る。ここで、積分器３０の積分出力は、１ ／ （Ｒ７
＋Ｒ８）に比例している。ただし、入力がダイオードＤ
８の順方向電圧を超えると抵抗Ｒ７が短絡され、積分出
力は１／Ｒ８に比例することとなる。このため、充電電
流のピーク値の大きい領域が広いほど、積分出力が大き
くなる。よって、充電電流のピーク値の大きい領域が広
いほど、充電電流の実効値が小さく制御される。
場合には、実際の充電電流の実効値より大きな実効値を
出力することによって、実際に流れる充電電流の実効値
を小さくするように制御している。こうすることにより
、少しでも発熱量を低減することができる。この実施例
では、積分器３０に接続した、抵抗Ｒ７とこれに並列に
接続したダイオードＤ８によって補正回路を構成してい
る。ここで、積分器３０の積分出力は、１ ／ （Ｒ７
＋Ｒ８）に比例している。ただし、入力がダイオードＤ
８の順方向電圧を超えると抵抗Ｒ７が短絡され、積分出
力は１／Ｒ８に比例することとなる。このため、充電電
流のピーク値の大きい領域が広いほど、積分出力が大き
くなる。よって、充電電流のピーク値の大きい領域が広
いほど、充電電流の実効値が小さく制御される。
抵抗Ｒ７を６．２にΩ、抵抗Ｒ８を４．３にΩとした場
合の、バッテリーの公称電圧の違いによる電流実効値の
違いを、第１１図に示す。直線Ｊが公称電圧１２Ｖのバ
ッテリーに対する充電電流であり、直線Ｋが公称電圧２
．４Ｖのバッテリーに対する充電電流である。この図か
らも明らかなように、補正回路の効果によって、６０〜
７０ｍＡ程度、曲線にの方が電流が少なくなっている。
合の、バッテリーの公称電圧の違いによる電流実効値の
違いを、第１１図に示す。直線Ｊが公称電圧１２Ｖのバ
ッテリーに対する充電電流であり、直線Ｋが公称電圧２
．４Ｖのバッテリーに対する充電電流である。この図か
らも明らかなように、補正回路の効果によって、６０〜
７０ｍＡ程度、曲線にの方が電流が少なくなっている。
最後に、第２図の充電停止・保持回路５０の動作を説明
する。通常の充電時は、トランジスタＤＴ９ＤＴＩＯが
導通していない。よって、サイリスタ５ＣＲＩＳＣＲ２
のゲート駆動電流は、抵抗Ｒ４からダイオードＤ３また
はＤ４を通して流れる。
する。通常の充電時は、トランジスタＤＴ９ＤＴＩＯが
導通していない。よって、サイリスタ５ＣＲＩＳＣＲ２
のゲート駆動電流は、抵抗Ｒ４からダイオードＤ３また
はＤ４を通して流れる。
満充電によりサーモスタットＴＨが開くと、コンデンサ
Ｃ３が充電されトランジスタＤＴ９がオンになる。この
ため、サイリスタ５ＣＲＩ 、５ＣＲ２のゲート駆動電
流は、ダイオードＤ９、トランジスタＤＴ９をとおり、
サイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２は駆動されない。よって
、充電が停止される。
Ｃ３が充電されトランジスタＤＴ９がオンになる。この
ため、サイリスタ５ＣＲＩ 、５ＣＲ２のゲート駆動電
流は、ダイオードＤ９、トランジスタＤＴ９をとおり、
サイリスタ５ＣＲＩ、５ＣＲ２は駆動されない。よって
、充電が停止される。
このように、−度、トランジスタＤＴ９が導通すると、
トランジスタＤＴＩＯが導通し、サーモスタッ）ＴＨが
閉じた後もトランジスタＤＴ９を導通させるだけのベー
ス電流が流れ、トランジスタＤＴ９の導通状態が維持さ
れる。
トランジスタＤＴＩＯが導通し、サーモスタッ）ＴＨが
閉じた後もトランジスタＤＴ９を導通させるだけのベー
ス電流が流れ、トランジスタＤＴ９の導通状態が維持さ
れる。
次いで、バッテリー２を抜くと、トランジスタＤＴ７が
オフ、トランジスタＤＴ８がオンとなり、トランジスタ
ＤＴ９のベース電圧がＯとなって、トランジスタＤＴ９
がオフとなる。これにより、サイリスタ５ＣＲＩ、５Ｃ
Ｒ２にゲート駆動電流が流れ、充電できる状態となる。
オフ、トランジスタＤＴ８がオンとなり、トランジスタ
ＤＴ９のベース電圧がＯとなって、トランジスタＤＴ９
がオフとなる。これにより、サイリスタ５ＣＲＩ、５Ｃ
Ｒ２にゲート駆動電流が流れ、充電できる状態となる。
上記の実施例においては、電流実効値に反比例した信号
を導通角制御回路２２に与えたが、正比例した信号を与
えるようにしてもよい。この場合には、タイマＩＣ３４
のＨ期間の間だけサイリスタをオンにするようにすれば
よい。
を導通角制御回路２２に与えたが、正比例した信号を与
えるようにしてもよい。この場合には、タイマＩＣ３４
のＨ期間の間だけサイリスタをオンにするようにすれば
よい。
［発明の効果］
請求項１および３に係るバッテリー充電器および方法は
、充電電流の実効値を測定し、該実効値に基づいてバッ
テリーに与える電流の導通角を制御することを特徴とし
ている。したがって、公称電圧の異なるバッテリーにお
いても、また電源電圧の変動があっても、充電電流の実
効値を一定に保ことかできる。
、充電電流の実効値を測定し、該実効値に基づいてバッ
テリーに与える電流の導通角を制御することを特徴とし
ている。したがって、公称電圧の異なるバッテリーにお
いても、また電源電圧の変動があっても、充電電流の実
効値を一定に保ことかできる。
すなわち、公称電圧に拘らず共通に使用でき、電源電圧
の変動による影響を受けないバッテリー充電器を提供す
ることができる。
の変動による影響を受けないバッテリー充電器を提供す
ることができる。
請求項２に係るバッテリー充電器は、電流実効値演算回
路に、充電電流の瞬時値が高い場合ほど、現実の電流実
効値より大きな電流実効値を出力するような補正回路を
有していることを特徴としている。したがって、充電電
流の瞬時値が高い場合であっても、素子の発熱量を抑え
ることができる。
路に、充電電流の瞬時値が高い場合ほど、現実の電流実
効値より大きな電流実効値を出力するような補正回路を
有していることを特徴としている。したがって、充電電
流の瞬時値が高い場合であっても、素子の発熱量を抑え
ることができる。
すなわち、より信頼性の高いバッテリー充電器を提供す
ることができる。
ることができる。
第１図はこの発明に係るバッテリー充電器の全体構成を
示す図、 第２図は一実施例によるバッテリー充電器の回路図、 第３図はゼロ点検出回路の動作を説明するための図、 第４図（ＡないしＣ）はゼロ点検出回路の波形図、 第５図はスイッチングトランジスタの内部回路図、 第６図はタイマＩＣ３４の動作説明のための図、第７図
（ＡないしＥ）は第６図の各部の波形を示す図、 第８図は減算器３２の出力特性を表わす図、第９図（Ａ
ないしＤ）は、公称電圧が小さいバッテリーに対する充
電器の動作と、公称電圧が大きいバッテリーに対する充
電器の動作を示す図、第１０図（ＡおよびＢ）はスイッ
チングトランジスタＤＴ３の役割を説明するための図、
第１１図は補正回路の効果を示すためのグラフ、第１２
図は従来の充電器の回路図である。 ２・・・バッテリー ２０・・・整流回路 ２２・・・導通角制御回路 ２４・・・電流実効値演算回路 ２８・ Ｒ７・ Ｄ８・ ・・ゼロ点検出回路 ・・抵抗 ・・ダイオード 第 ３ 図 Ａ じ 第 図 第 図 第８図 積分出力 第 ０ 図 α α 只 β ア β γ 第 ６ 図 藁 ７ 図 第９図 第 １１ 図
示す図、 第２図は一実施例によるバッテリー充電器の回路図、 第３図はゼロ点検出回路の動作を説明するための図、 第４図（ＡないしＣ）はゼロ点検出回路の波形図、 第５図はスイッチングトランジスタの内部回路図、 第６図はタイマＩＣ３４の動作説明のための図、第７図
（ＡないしＥ）は第６図の各部の波形を示す図、 第８図は減算器３２の出力特性を表わす図、第９図（Ａ
ないしＤ）は、公称電圧が小さいバッテリーに対する充
電器の動作と、公称電圧が大きいバッテリーに対する充
電器の動作を示す図、第１０図（ＡおよびＢ）はスイッ
チングトランジスタＤＴ３の役割を説明するための図、
第１１図は補正回路の効果を示すためのグラフ、第１２
図は従来の充電器の回路図である。 ２・・・バッテリー ２０・・・整流回路 ２２・・・導通角制御回路 ２４・・・電流実効値演算回路 ２８・ Ｒ７・ Ｄ８・ ・・ゼロ点検出回路 ・・抵抗 ・・ダイオード 第 ３ 図 Ａ じ 第 図 第 図 第８図 積分出力 第 ０ 図 α α 只 β ア β γ 第 ６ 図 藁 ７ 図 第９図 第 １１ 図
Claims (3)
- （１）交流を整流して整流出力を得る整流回路、整流出
力の導通角を制御してバッテリーに与えるものであって
、与えられた電流値信号とゼロクロス信号に基づき、電
流値信号に応じて導通角を増減させる導通角制御回路、 充電電流の実効値を演算し、該実効値を示す電流値信号
を出力する電流実効値演算回路、整流回路からの整流出
力のゼロ点を検出し、ゼロクロス信号を導通角制御回路
に出力するゼロ点検出回路、 を備えたバッテリー充電器。 - （２）請求項１のバッテリー充電器において、前記電流
実効値演算回路は、充電電流の瞬時値が高い場合ほど、
現実の電流実効値より大きな電流実効値を出力するよう
な補正回路を有するものであることを特徴とするバッテ
リー充電器。 - （３）交流を整流してバッテリーに与える充電方法にお
いて、 充電電流の実効値を測定し、測定した電流実効値に基づ
いてバッテリーに与える電流の導通角を制御することを
特徴とするバッテリー充電方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209213A JPH0374144A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | バッテリー充電器および充電方法 |
| US07/556,499 US5089765A (en) | 1989-08-11 | 1990-07-24 | Battery charger and charging method |
| DE4025431A DE4025431C2 (de) | 1989-08-11 | 1990-08-10 | Batterieladeeinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209213A JPH0374144A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | バッテリー充電器および充電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0374144A true JPH0374144A (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=16569225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1209213A Pending JPH0374144A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | バッテリー充電器および充電方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5089765A (ja) |
| JP (1) | JPH0374144A (ja) |
| DE (1) | DE4025431C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0549182A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-02-26 | Sharp Corp | 組電池の充電装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4420957A1 (de) * | 1994-06-16 | 1995-12-21 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Regelung der Stromstärke eines Ladestroms |
| US5606492A (en) * | 1994-10-03 | 1997-02-25 | Yang; Tai-Her | Intermittent on/off regulator type DC power supply |
| JPH09266639A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Makita Corp | 充電装置 |
| DE19643012B4 (de) * | 1996-10-18 | 2008-01-03 | Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa | Verfahren zur Ladung eines elektrischen Akkumulators mit einem Generator |
| US6522102B1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-02-18 | Zinc Matrix Power, Inc. | Multiple plateau battery charging method and system to charge to the second plateau |
| US6459243B1 (en) | 2001-12-14 | 2002-10-01 | Zinc Matrix Power, Inc. | Multiple plateau battery charging method and system to fully charge the first plateau |
| US6943529B2 (en) * | 2001-12-16 | 2005-09-13 | Zinc Matrix Power, Inc. | Battery charging system |
| CA2701324A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Zpower, Inc. | Charger and method for charging for silver zinc batteries |
| TWI536702B (zh) | 2010-07-15 | 2016-06-01 | Ｚ動力能源有限責任公司 | 用於將電池組再充電之方法及裝置 |
| EP2944007A2 (en) | 2013-01-11 | 2015-11-18 | ZPower, LLC | Methods and systems for recharging a battery |
| WO2016176236A1 (en) | 2015-04-29 | 2016-11-03 | Zpower, Llc | Temperature dependent charge algorithm |
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| US4316133A (en) * | 1980-09-05 | 1982-02-16 | Westinghouse Electric Corp. | Temperature compensated battery charging system with testing for battery back-up system |
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| DE3441170A1 (de) * | 1984-11-10 | 1986-08-14 | Kürthy, Gotthart von, 7000 Stuttgart | Schaltungsanordnung zum laden einer akkumulatoren-batterie |
| US4695784A (en) * | 1985-04-30 | 1987-09-22 | Reynolds William R | Voltage and current limiting phase-triggered battery charger with continuous optimization of charging rate |
| US4667143A (en) * | 1985-12-23 | 1987-05-19 | Phillips Petroleum Company | Battery charger having temperature compensated charge rate |
| US4843299A (en) * | 1987-06-01 | 1989-06-27 | Power-Tech Systems Corporation | Universal battery charging system and a method |
| JPH0732544B2 (ja) * | 1988-01-19 | 1995-04-10 | 日立工機株式会社 | 電池の充電装置 |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP1209213A patent/JPH0374144A/ja active Pending
-
1990
- 1990-07-24 US US07/556,499 patent/US5089765A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-10 DE DE4025431A patent/DE4025431C2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0549182A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-02-26 | Sharp Corp | 組電池の充電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4025431A1 (de) | 1991-02-14 |
| US5089765A (en) | 1992-02-18 |
| DE4025431C2 (de) | 1995-04-06 |
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