JPH0413941B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、ポータブル式のビデオテープレコー
ダ（VTR）等の電子機器の電源供給装置として
用いられるACパワーアダプタに用いて好適なバ
ツテリー充電回路に関する。

(ロ) 従来の技術 従来、複数のバツテリー（例えばNiCd電池）
を充電する方法として、この複数のバツテリー
（多数のNiCd電池を有するバツテリーパツクも含
む）を順次個別に充電するものがある。この充電
に際して、充電中のバツテリーが満充電状態に達
したか否かの判定をして、満充電状態になればこ
のバツテリーの充電を停止し、次のバツテリーの
充電を為す所謂満充電検出回路が必要となる。こ
の満充電検出回路としては、特公昭60−18177号
公報に一例が開示されている。

前記従来技術は、バツテリーに充電電圧特性が
ピーク点後に漸減する点に着目して、そのピーク
点電圧に対して所定の電圧値（ΔV）が降下した
ことを検知して満充電を検出する様に構成された
ものである。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 前記従来技術による満充電検出回路を用いて、
既に満充電状態にある満充電バツテリーを再充電
した場合の充電特性の一例が第２図の一点鎖線に
示されており、充電開始一分後にピークに達し、
以降直線的に降下していく。この降下途中にΔV
の電圧降下が検知され、充電が停止される。また
過放電バツテリーの充電特性は第２図の実線に示
される様に、ピークに達した後、一旦降下し定常
状態に達する。

従つて、定常状態に達する過程において、ΔV
の電圧降下が検出され、誤つて満充電であると判
断されて充電を中止してしまう惧れがある。そこ
で、定常状態に達するまでの期間（第２図では充
電開始後５分間）にΔV電圧降下の検知が為され
ない様に検出禁止時間を延長する必要が生じるが
検出禁止時間を延長すると満充電バツテリーの再
充電時の満充電検出が遅れることになり、過充電
時間が増加し充電不良となる。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、充電開始直後の充電初期電圧により
過放電バツテリーを判別し、ΔV満充電検出の禁
止時間を十分に長く設定し、検出開始タイミング
を遅らせることを特徴とする。

(ホ) 作用 本発明は上述の如く構成したので、バツテリー
が過放電状態であつても、充電開始直後の電圧降
下による満充電誤判別が防止される。

(ヘ) 実施例 以下、図面に従い本発明の一実施例について説
明する。

第１図は本発明の一実施例のブロツク図であ
る。

１は電力源であるACパツク（電源回路）であ
り、定電流電源出力を供給する。

２はACパツク挿入検出回路である。ACパツク
は前述の様に、バツテリーと同一形状であつてバ
ツテリーを用いる機器のバツテリー接続部に収容
して用いることができる。そこで、ACパツクと
バツテリーとが誤つて充電装置に接続される惧れ
があり、定電流回路と異なるバツテリーがACパ
ツクの位置に接続されるとバツテリー端子がシヨ
ートしていた場合、大電流により充電装置が破壊
される。これを防ぐために所定位置にACパツク
１が接続されたか否かを検出する。

４は逆流検出回路であり、バツテリー充電中に
停電等によつて電源ライン５の電圧が低下する
と、電源ライン６側から電源ライン５側に電流が
逆流する惧れがあるため、両電源ライン５，６の
電圧を比較して逆流電流を検出している。

電源電圧制御回路３はACパツク挿入検出回路
２、逆流電流検出回路４からの検出出力により、
ACパツクが所定位置に接続されず、また逆流が
検出された場合に、ACパツク１からの定電流電
源出力のバツテリーへの供給が阻止される。

７，８，９は後述の順次切換回路１０からの制
御信号により開閉制御される出力切換スイツチで
あり、夫々電源ライン６とバツテリー１１，１
２，１３間に介在されている。

１４はバツテリー接続検出回路であり、バツテ
リー１１，１２，１３が端子７ａ，８ａ，９ａに
接続されているか否かの検出を為す。

１５は順次切換回路１０の制御信号によりリセ
ツトされ、例えば60分で急速充電が完了する様な
バツテリーの場合に、70分後位にタイマー出力を
発して、誤動作により満充電後も過充電が続くこ
とを防ぐための保護用タイマー回路である。

１６は端子７ａ，８ａ，９ａにシヨートバツテ
リーが接続された場合に、端子電圧が異常に低下
するのを検知するシヨート検出回路である。

１７は端子７ａ，８ａ，９ａにバツテリーが接
続されているかどうかをメカ的に検知するバツテ
リー挿入検出スイツチである。

順次切換回路１０はバツテリー接続検出回路１
４、保護用タイマー回路１５、シヨート検出回路
１６、バツテリー挿入検出スイツチ１７及び後述
の満充電検出回路１８の各出力に基いて制御信号
を発する。即ち、バツテリー接続検出回路１４に
より、制御信号を発すべき出力切換スイツチ７，
８，９の選択が為され、満充電検出回路１８によ
り充電中のバツテリーの充電が完了したことが判
定されて、バツテリー接続検出回路１４により接
続状態であると判断される別のバツテリーに充電
動作が移行し、更にシヨート検出回路１６及びバ
ツテリー挿入検出スイツチ１７により、シヨート
バツテリーが接続されていると判断される端子に
電源出力が供給されるのが防止される。

次に満充電検出回路１８とそれに付随する制御
回路について説明する。

１９は初期電圧検出回路（判別手段）であり、
電源ライン６の電圧値の検出を行つている。順次
切換回路１０から制御信号が発せられ、出力切換
スイツチ７，８，９のいずれかが閉路され充電さ
れる充電開始直後（200〜500msec後）に初期電
圧が予め設定された一定レベルのしきい値（５〜
6V程度）よりも低い場合に、充電を開始したバ
ツテリーは過放電バツテリーであると判定し、そ
の判定出力をタイマー切換回路２２に入力する。

タイマー切換回路２２は判定出力により過放電
バツテリーであると判定された場合に、タイマー
２０出力を、それ以外の場合にタイマー２１出力
を後段のΔV検出初期禁止回路２３に供給する。

タイマー２０の設定時間Ｔ１は十分長く（例え
ば第２図の例では５分）設定され、これにより
ΔV検出禁止期間が延び、第２図実線の過放電バ
ツテリーの充電特性でみられるピークから定常状
態に移行する間のΔV降下を無視できることにな
る。

タイマー２１の設定時間ｔ２はタイマー２０に
比べ遥に短く（第１図の例では約２分）設定され
る。尚、両タイマー２０，２１共に順次切換回路
１０からの制御信号の立上りによりリセツトされ
る。

タイマー切換回路２２は前述の如く、過放電バ
ツテリーである場合にタイマー２０が選択され
て、充電開始して時間Ｔ１後に、また過放電バツ
テリーででない場合（満充電バツテリーか未満充
電バツテリーである）には時間Ｔ２後に後段の
ΔV検出初期禁止回路２３にタイマー出力が発せ
られ、このタイマー出力が発せられるまでの期
間、ΔV検出初期禁止回路２３は満充電検出回路
１８によるΔV降下検出を阻止する。従つて、過
放電バツテリーについては充電電圧のΔV降下検
出は定常状態に達するまで阻止され、未満充電や
満充電バツテリーについてはタイマー２１にて設
定される時間Ｔ２（初期禁止時間）後に直ちに
ΔV降下検出が開始され満充電の検出が為され
る。バツテリーが満充電になると満充電検出回路
１８より満充電検出出力が発せられ、順次切換回
路１０に入力され、これを受けて、次のバツテリ
ーの充電が開始される。尚、初期電圧検出回路１
９の検出は出力切換スイツチ７，８，９の切換直
後、０〜200msec間は切換時のノイズによる影響
を防ぐために検出は為されず、また、過放電バツ
テリーでない場合にも、Ｔ２なる初期禁止時間を
付与するのは、通常のバツテリー（過放電バツテ
リーでない）の場合、放電状態であれば充電初期
のΔV降下特性が極めて初期に出現する可能性が
あるためである。

第３図は本実施例の具体的な回路図である。順
次切換回路１０からの出力切換スイツチ７，８，
９の夫々の開閉用の制御信号はANDゲート３０、
コンデンサ３１を経てインバータ３２に供給され
反転後タイマー２０，２１のリセツト端子に入力
される。タイマー２０，２１の出力はインバータ
３３，３４を経てトランジスタＱ１のベースに供
給され特にタイマー２１の出力は前述のタイマー
切換回路２２に相当するスイツチ３５を介してい
る。更にトランジスタＱ１のコレクタはトランジ
スタＱ２のベースに接続される。ここでトランジ
スタＱ１，Ｑ２によつてΔV検出初期禁止回路が
構成される。

トランジスタＱ２のコレクタはコンデンサＣ１
の＋側端子、第１、第2OPアンプ３６，３７の−
側端子に接続される。第1OPアンプ３６の＋側入
力には、電源ライン６、第２ツエナーダイオード
ZD２・抵抗Ｒ３による分圧回路の抵抗Ｒ３の端
子電圧が印加されている。また、抵抗Ｒ１，Ｒ２
により第２ツエナーダイオードZD２の端子電圧
が分圧されている。第1OPアンプ３６の出力と−
側入力の間には、抵抗Ｒ４とダイオードＤ１によ
る帰還回路が形成されている。この−側端子の電
圧がコンデンサＣ１を充電する。

結局、第1OPアンプ３６は、バツフアアンプと
して利用されていて、ホールドコンデンサＣ１に
は、抵抗Ｒ３の端子電圧のピーク値がホールドさ
れる。尚、抵抗Ｒ４とアース間に介在されたコン
デンサＣ２は充電時に振動等により充電端子の接
触抵抗が変化し、充電電圧が変動する事による満
充電検出回路の誤動作防止用である。

第2OPアンプ３７は比較回路として用いられ、
＋側端子は抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に、−側端子
はホールドコンデンサＣ１の端子電圧が接続され
ている。第2OPアンプ３７の出力は順次切換回路
１０に供給される。

初期電圧検出回路１９のトランジスタＱ３のベ
ースに電源ライン６が第１ツエナーダイオード
ZD１を介して接続されコレクタ出力がスイツチ
３５の開閉制御を為す。尚第１ツエナーダイオー
ドZD１のツエナー電圧は、過放電が否かの判定
を為すしきい値Vp（例えば５〜6V程度）である。
充電開始直後の充電電圧が、しきい値Vpより高
い場合には、トランジスタＱ３が導通し、スイツ
チ３５への開閉制御信号はLOWとなり、スイツ
チ３５は閉路される。

タイマー２０，２１は順次切換回路１０からの
制御信号の立上りにてリセツトされる。即ち充電
開始と同時にリセツトされる。リセツト時タイマ
ー２１出力はＬレベルとなり、トランジスタＱ
１，Ｑ２は共に導通し、ホールドコンデンサＣ１
の電荷は放電される。タイマー２１出力は時間Ｔ
２後にＬ→Ｈとなりインバータ３４，３８を介し
てトランジスタＱ１，Ｑ２は共に遮断し、ホール
ドコンデンサＣ１は充電される。

バツテリーの充電中には、＋電源ライン６は、
バツテリー端子電圧の変化に応じて上昇してゆ
く。そこで、第2OPアンプ３７の＋側入力の電圧
が−側入力よりも高いので、第2OPアンプ出力は
Ｈレベルである。ところが、充電が完了して、バ
ツテリーの端子電圧が低下すると、−側入力の方
が高くなつて、第2OPアンプ３７出力はＬレベル
となる。この変化により順次切換回路１０は充電
を中止し、次のバツテリーの充電を開始する。

過放電バツテリーの場合には、充電初期電圧は
ツエナーダイオードZD１のツエナー電圧よりも
低い為、トランジスタＱ３は非導通となり、スイ
ツチ３５は開路される。従つて、充電開始後の時
間Ｔ１後にタイマー２０より出力が発せられ、ト
ランジスタＱ１，Ｑ２が導通する。以下ΔV満充
電検出動作については過放電バツテリーの場合と
同一である。尚、第２図に示した充電特性では満
充電と過放電のバツテリーについてのみ示されて
いるが、未満充電バツテリーについては充電開始
直後はしきい値Vpより高く、以後ピーク値を過
ぎてもΔVより小さな電圧降下をした後定常状態
となるため、ΔV満充電検出の開始タイミングは
満充電バツテリーの場合と同様に充電開始から時
間Ｔ２後となる。

また、本願発明では、充電の初期電圧が一定の
しきい値Vpよりも低い時に過放電バツテリーと
定義したが、しきい値Vpの設定値によつては、
このしきい値Vpよりも若干高い未満充電バツテ
リーの場合においても、時として、図２の実線を
左方向にシフトするような充電特性を示すバツテ
リーが有り得る。このようなバツテリーの場合、
時間Ｔ２という検出禁止時間を設定しなければ、
時間Ｔ２内にΔV降下が生じて、満充電バツテリ
ーでないにもかかわらず、満充電と誤検知されて
充電が中止される惧れが生じる。そこで、過放電
バツテリーでないと定義されるバツテリーの充電
時にも時間Ｔ２の様に若干の検出禁止時間を設定
することにより過放電バツテリーに近い未満充電
バツテリーでの誤検知が防止されると共に、しき
い値Vpの設定が容易となる。

(ト) 発明の効果 上述の如く本発明によれば、過放電バツテリー
の充電時には、充電開始直後に生じる電圧降下域
での満充電の検出が禁止されて満充電の誤検出が
防止され、満充電バツテリーや未満充電バツテリ
ーの充電時には早急に満充電検出が開始され、過
充電が防止され有効である。

【図面の簡単な説明】

図面は全て本発明の一実施例に係り、第１図は
回路ブロツク図、第２図は充電特性図、第３図は
回路図である。 １……ACパツク、１１，１２，１３……バツ
テリー、１８……満充電検出回路、１９……初期
電圧検出回路（判別手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バツテリーを充電せしめる定電流電源の出力
   電圧が一定レベル降下したことを検知して、前記
   バツテリーが満充電状態であることを検出する満
   充電検出手段を備えたバツテリー充電回路におい
   て、 前記定電流電源出力の充電開始直後の初期電圧
   に基いて前記バツテリーが過放電であるか否かを
   判別する判別手段を設け、前記判別結果に基いて
   前記満充電検出手段の検出開始タイミングを変更
   せしめることを特徴とするバツテリー充電回路。