JPH04222423A - 二次電池充電器 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｎｉ−Ｃｄ電池等の二
次電池の充電を行う充電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】繰り返し充電が可能な二次電池は、カメ
ラ一体型ＶＴＲ等のポータブル機器の普及に伴って益々
需要が増して来ている。そして、特にＮｉ−Ｃｄ電池は
、電圧が低いという欠点はあるものの、過充電や過放電
に強く寿命が長いという利点を有し、しかも、大電流を
供給することができるので、モータ等を備え消費電力の
大きくなった近年のポータブル機器に利用される機会が
多くなっている。

【０００３】Ｎｉ−Ｃｄ電池は、機器に内蔵され、若し
くは機器に装着する充電器により、又は、機器から取り
出して専用の充電器により充電されるようになっている
。この充電器は、例えば商用電源を降圧して整流するこ
とによりＤＣ電源を得て、これをＮｉ−Ｃｄ電池に供給
することにより充電を行う。また、最近では、この充電
時間を短縮する急速充電等の種々の充電方法が提案され
、より便利に利用できるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の充電
器は、いずれも単にＮｉ−Ｃｄ電池の充電を行うだけで
あるため、自動的に又は操作によって充電可能な状態に
なると、電池が十分に放電していなくても直ちに充電が
開始されていた。しかしながら、Ｎｉ−Ｃｄ電池には、
メモリー効果と呼ばれる特性がある。これは、Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池が十分に放電していない状態で充電を繰り返すと
、電池内に徐々に不活性状態の領域が発生し、これに伴
って充電容量が小さくなる現象である。即ち、Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池にこのメモリー効果が発生すると、まだ十分に充
電が行われていなくても電池の電圧が所定値まで上昇し
充電が完了してしまうために、使用を再開した場合に満
充電の場合よりも短い時間で放電が終了することになる
。

【０００５】このため、従来の充電器は、Ｎｉ−Ｃｄ電
池の容量を有効に利用することができず、機器の充電完
了状態からの稼働可能時間を短縮するという問題が発生
していた。

【０００６】なお、上記問題は、Ｎｉ−Ｃｄ電池に限ら
ず、他の二次電池であっても、これと同様の特性を有す
るものについては共通する。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、充電を開始す
る前に一旦二次電池の放電を行うことにより、この電池
を確実に満充電の状態にするとができる二次電池充電器
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の二次電池充電器
は、電源からの電流を二次電池に供給して充電を行う充
電回路、二次電池からの電流を流し放電を行う放電回路
、及び該充電回路と放電回路とを切り換えて二次電池に
接続する切換回路を備えており、そのことにより上記目
的が達成される。

【０００９】上記構成に加えて、二次電池の端子電圧を
検出する手段、及び該検出された電圧に応じて前記切換
回路を制御する制御手段を更に備えることもできる。

【００１０】

【作用】上記構成の充電器は、まず切換回路を放電回路
側に接続して、二次電池からの電流を流し放電を行う。 そして、この放電が完了すると、切換回路を充電回路側
に切り換えて、電源からの電流を二次電池に供給し充電
を行う。

【００１１】従って、本発明の二次電池充電器によれば
、二次電池は十分に放電されてから充電が行われるので
、メモリー効果が発生せず確実に満充電の状態にするこ
とができるようになる。

【００１２】なお、本発明の充電器は、充電の前に一旦
放電を行うので、どうしても従来の充電器に比べて充電
完了までに長い時間を要する。従って、上記放電回路は
、二次電池から過電流とならない程度に大きな電流を取
り出し、できるだけ速やかに放電を完了できるようにす
べきである。ただし、至急充電しなければならないよう
な場合には、切換回路を最初から充電回路側に接続すれ
ば、従来の充電器と同様の動作を行わせることができる
。また、二次電池が既に十分放電済みであった場合は、
切換回路を直ちに充電回路側に接続してすぐに充電を開
始する。

【００１３】上記切換回路による放電回路から充電回路
への切り換えは、例えば充電を行う二次電池の電圧を測
定し、これが放電完了を示す閾値よりも低くなったこと
を検出することにより自動的に行うようにすることもで
きる。この場合、前述のように充電を急ぐ必要がある場
合のために、切換回路を強制的に充電回路側に接続させ
る制御手段を設けておくことが望ましい。

【００１４】上記充電回路は、急速充電を行うものや過
充電の防止回路を設けたもの等、従来の充電器と同様の
回路を用いることができる。

【００１５】

【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例を示すものであっ
て、Ｎｉ−Ｃｄ電池の充電器の回路図である。

【００１７】本実施例の充電器は、充電回路１と、放電
回路２、と切換スイッチ３とを有している。充電回路１
は、一次側に印加された商用電源からのＡＣ１００Ｖを
降圧するトランスＴと、このトランスＴの二次側に生じ
た誘導電流を全波整流するダイオードＤ１、Ｄ２と、こ
れらのダイオードＤ１、Ｄ２によって整流された電流を
制限するための充電抵抗Ｒ１とからなる回路であり、ト
ランスＴの二次側巻線における中央タップが接地されて
いる。放電回路２は、一端が接地された放電抵抗Ｒ２の
回路である。切換スイッチ３は、上記充電抵抗Ｒ１を通
じて充電回路１に接続される端子と、放電回路２におけ
る放電抵抗Ｒ２の他端に接続される端子とを切り換えて
共通端子に接続することができる回路である。なお、こ
の切換スイッチ３は、手動操作又はその他の任意の手段
で切り換えを行うことができる。

【００１８】また、この充電器には、Ｎｉ−Ｃｄ電池４
を支持し回路に接続するためのホルダ５ａ、５ｂが設け
られている。そして、切換スイッチ３の共通端子がこの
Ｎｉ−Ｃｄ電池４の正極側のホルダ５ａに接続されてい
る。なお、Ｎｉ−Ｃｄ電池４の負極側のホルダ５ｂは接
地されている。

【００１９】充電器のホルダ５ａ、５ｂにＮｉ−Ｃｄ電
池４を装着し、切換スイッチ３を放電回路２側に接続す
ると、このＮｉ−Ｃｄ電池４から放電抵抗Ｒ２を介して
電流が流れ出し放電が行われる。ただし、この放電電流
は放電抵抗Ｒ２によって過剰とならないように制限され
る。そして、Ｎｉ−Ｃｄ電池４が放電を完了すると、切
換スイッチ３を充電回路１側に切り換える。すると、ダ
イオードＤ１、Ｄ２によって全波整流された電流が充電
抵抗Ｒ１を介してＮｉ−Ｃｄ電池４に流れ込み充電が行
われる。

【００２０】この結果、本実施例の充電器によれば、装
着されたＮｉ−Ｃｄ電池４は、一旦完全に放電されてか
ら充電が開始されるので、メモリー効果を生じるような
ことがなくなり、確実に満充電の状態となることができ
る。なお、急ぎ充電を行う必要がある場合には、最初か
ら切換スイッチ３を充電回路１側に接続しておけば、従
来からの充電器と同様に直ちに充電が開始される。ただ
し、この場合は、Ｎｉ−Ｃｄ電池４が完全に放電される
ことなく充電が行われるので、メモリー効果を生じるお
それがある。

【００２１】本発明の他の実施例を図２及び図３に基づ
いて説明する。なお、図１に示した実施例と同様の機能
を有する構成要素には同じ符号を付して説明を省略する
。

【００２２】この実施例の充電器は、急速充電を行う充
電回路１を有すると共に、切換スイッチ３の切り換えを
マイクロコンピュータ６の制御によって自動的に行うこ
とができるようになっている。即ち、充電回路１は、ト
ランスＴ及びダイオードＤ１、Ｄ２によって降圧整流し
た充電電流を直接供給する急速充電回路１ａと、補充電
抵抗Ｒ３を介して供給するフローティング充電回路１ｂ
とを備えている。また、切換スイッチ３は、充電回路１
におけるそれぞれ急速充電回路１ａ及びフローティング
充電回路１ｂのスイッチングを行うトランジスタＱ１、
Ｑ２と、放電回路２のスイッチングを行うトランジスタ
Ｑ３とによって構成されている。なお、これらのトラン
ジスタＱ１、Ｑ２は、充電回路１における急速充電回路
１ａとフローティング充電回路１ｂとの切り換えを行う
スイッチも兼ねている。

【００２３】Ｎｉ−Ｃｄ電池４を支持する負極側のホル
ダ５ｂには、Ｎｉ−Ｃｄ電池４の装着時に接地されるス
イッチ５ｃが設けられ、マイクロコンピュータ６がこの
スイッチ５ｃを通じてＮｉ−Ｃｄ電池４の装着を検出で
きるようになっている。また、装着されたＮｉ−Ｃｄ電
池４の電圧が正極側のホルダ５ａに接続された電圧判定
回路７によって放電完了電圧と比較され、この判定結果
はマイクロコンピュータ６に入力される。なお、放電完
了電圧は、Ｎｉ−Ｃｄ電池４が十分に放電したことを示
す電圧の閾値であり、予め電圧判定回路７内に設定され
ている。そして、このマイクロコンピュータ６は、Ｎｉ
−Ｃｄ電池４の装着時に電圧判定回路７の判定結果等に
応じて切換スイッチ３の各トランジスタＱ１〜Ｑ３を制
御する。

【００２４】マイクロコンピュータ６には、放電回路２
による放電を強制的に中止させるために、切換スイッチ
３における各トランジスタＱ１〜Ｑ３を制御する放電中
止スイッチ８が接続されている。また、このマイクロコ
ンピュータ６には、急速充電中であること及び急速充電
が完了したことをそれぞれ表示するための発光ダイオー
ドＬＥＤ１、ＬＥＤ２が接続されている。なお、マイク
ロコンピュータ６は、充電回路１におけるトランスＴの
二次側からダイオードＤ３及び電解コンデンサＣを介し
て整流平滑されたＤＣ電源が供給されるようになってい
る。

【００２５】上記構成の充電器の動作を図３のフローチ
ャートに基づいて説明する。

【００２６】マイクロコンピュータ６は、ホルダ５ａ、
５ｂにＮｉ−Ｃｄ電池４が装着されたことをスイッチ５
ｃを通じて検出することにより制御を開始する。制御が
開始されると、まずステップＳ１において、切換スイッ
チ３のトランジスタＱ１、Ｑ２を遮断すると共にトラン
ジスタＱ３　を導通させてＮｉ−Ｃｄ電池４を放電回路
２に接続する。すると、Ｎｉ−Ｃｄ電池４は、放電抵抗
Ｒ２を介して放電を開始する。そして、放電中止スイッ
チ８の操作を検査すると共に（ステップＳ２）、電圧判
定回路７の判定結果を検査して（ステップＳ３）、Ｎｉ
−Ｃｄ電池４の放電が完了し電圧が放電完了電圧より低
下するまでこのステップＳ２、Ｓ３の処理を繰り返す。

【００２７】なお、放電中止スイッチ８は、前述のよう
に放電を強制的に中止するためのスイッチであり、至急
充電を行う必要があるような場合に、ユーザーがこの放
電中止スイッチ８を押すと、Ｎｉ−Ｃｄ電池４の電圧が
まだ放電完了電圧まで達していなくても、ステップＳ２
、Ｓ３の繰り返し処理を中止して直ちに以降の処理に移
ることになる。ただし、前述のように、この場合もＮｉ
−Ｃｄ電池４にメモリー効果を生じるおそれがある。 また、装着されたＮｉ−Ｃｄ電池４の電圧が当初から放
電完了電圧より低い場合には、上記放電は行われずに直
ちに以降の処理に移ることになる。

【００２８】上記ステップＳ２、Ｓ３の繰り返し処理に
おいて、放電中止スイッチ８が押され、又は、電圧判定
回路７が放電完了電圧よりも低電圧になったと判定する
と、トランジスタＱ２、Ｑ３を遮断すると共にトランジ
スタＱ１を導通させてＮｉ−Ｃｄ電池４を充電回路１の
急速充電回路１ａに接続し（ステップＳ４）、発光ダイ
オードＬＥＤ１を点灯させた（ステップＳ５）後、急速
充電のための所定時間が経過するのを待つ（ステップＳ
６）。すると、Ｎｉ−Ｃｄ電池４は、抵抗を介すること
なく充電電流が供給され、急速に充電が行われる。発光
ダイオードＬＥＤ１がこの急速充電中であることを表示
する。ここで、急速充電のための所定時間は、予め設定
された時間であり、マイクロコンピュータ６内のタイマ
によって計時するようになっている。

【００２９】このようにしてＮｉ−Ｃｄ電池４に急速充
電が開始されてから所定時間が経過すると、トランジス
タＱ１、Ｑ３を遮断すると共にトランジスタＱ２を導通
させてＮｉ−Ｃｄ電池４を充電回路１のフローティング
充電回路１ｂに接続し（ステップＳ７）、発光ダイオー
ドＬＥＤ１を消灯すると共に（ステップＳ８）発光ダイ
オードＬＥＤ２を点灯する（ステップＳ９）。すると、
Ｎｉ−Ｃｄ電池４には、補充電抵抗Ｒ３を介して比較的
小さな電流が流れ込んでフローティング充電が行われる
ようになり、急速充電が完了したことを発光ダイオード
ＬＥＤ２によって表示して処理が終了する。なお、発光
ダイオードＬＥＤ１を省略し、急速充電中はこの発光ダ
イオードＬＥＤ２を点滅させて表示するように構成する
こともできる。

【００３０】この結果、本実施例においても、Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池４は、一旦完全に放電されてから充電が開始され
るので、メモリー効果を発生するようなことがなくなり
、確実に満充電の状態となる。また、このＮｉ−Ｃｄ電
池４は、充電回路１における急速充電回路１ａによって
急速充電が行われるので、充電抵抗Ｒ１を介して充電電
流を供給する図１の実施例の場合よりも短時間に充電を
行うことができるようになる。

【００３１】なお、上記図１及び図２の実施例における
充電回路１のトランスＴとダイオードＤ１、Ｄ２の回路
は、スイッチング電源に置き換えることもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の充電器によれば、充電を開始する前に一旦二次電池の
放電を行うことにより、メモリー効果の発生を防止して
この電池を確実に満充電の状態とすることができるので
、機器の稼働時間が短縮するのを防止することができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであって、Ｎｉ−
Ｃｄ電池の充電器の回路図である。

【図２】本発明の他の実施例を示すものであって、Ｎｉ
−Ｃｄ電池の充電器の回路図である。

【図３】図２における充電器のマイクロコンピュータの
動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１　　充電回路 ２　　放電回路 ３　　切換スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源からの電流を二次電池に供給して充電
   を行う充電回路、二次電池からの電流を流し放電を行う
   放電回路、及び該充電回路と放電回路とを切り換えて二
   次電池に接続する切換回路を備えている二次電池充電器
   。
2. 【請求項２】二次電池の端子電圧を検出する手段、及び
   該検出された電圧に応じて前記切換回路を制御する制御
   手段を更に備えている請求項１に記載の二次電池充電器
   。