JPH04251528A - バッテリー充電回路 - 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】本発明はバッテリー充電回路、特
にバッテリーの充電状態に応じてこのバッテリーを直列
・並列に切り替えて充電する用にしたバッテリー充電回
路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータをはじめとする各種電子機
器には停電時にもその装置の機能をバックアップするた
め、電源回路にバッテリーおよびその充電回路を備えて
いるが、このような充電回路の従来例としては例えば図
６に示すものがある。

【０００３】この図において、符号１は交流電流の入力
端子、２は交流電流を直流電流に変える整流回路、３は
整流回路によって生成された脈流を平坦化する平滑回路
、４はバックアップ用に設けられたバッテリー、５は前
記整流回路２、平滑回路３、バッテリー４と共に電源回
路６を構成しバッテリー４に電荷を与えて充電する充電
部である。また、符号７は電源回路６からの電力を利用
して作動する負荷、８はバッテリー４のバックアップ作
動時にこのバッテリー４からの電流を負荷７へ導通する
ダイオードである。

【０００４】このような構成において、通常動作時にあ
っては、ＡＣ入力端子１から供給された電力が整流回路
２において整流され、平滑回路３において平滑された後
、直流電流が負荷７に供給され電子機器を動作させる。 また、ＡＣ電源が停電になったような場合はバッテリー
４の回路がオンし、その電力がダイオード８を通して負
荷７へ供給され、この負荷７を動作させる。一方、電源
回路６における充電動作時においては、ＡＣ入力端子１
から取り込まれ、整流回路２及び平滑回路３を通った電
流を充電部５がバッテリー４に与え、バッテリー４を充
電する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のバッテリーの充電回路にあっては、バッテリ
ー４が複数使用されており、しかもこれらのバッテリー
４が直列に接続されていると、バッテリー４に対する充
電時間が長くなるという傾向にある。すなわち、停電或
いは瞬断等により、長時間にわたるバッテリーバックア
ップが一度起こると、バッテリー４の容量が少なくなる
。そして、バッテリー４の接続状態が直列に固定されて
いるため、次に満充電するまでに相当の時間を費やす。 このような、バッテリー容量が満充電されていない状態
の下で再び停電や電圧の急激なダウンが起こると、バッ
テリー４の容量がすぐに少なくなり、バックアップがで
きないという状態になってしまう。

【０００６】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、バッテリーの充電動作に際して、バッ
テリーの容量を検出し、このバッテリーの容量検出結果
に基づいてバッテリーの接続を直列または並列の間で切
り替え、短時間でバッテリーを充電でき、長時間のバッ
テリーバックアップの信頼性を向上させることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理図
である。この図において、符号１はＡＣ入力端子、４は
複数のバッテリー、５はバッテリー充電部、１０は複数
のバッテリーの接続を直列・並列に切り替えるバッテリ
ー切替部、１１は前記バッテリーの容量を検出するバッ
テリー容量検出部である。

【０００８】

【作用】前記構成において、バッテリー容量検出部１１
は、バッテリー４からの信号によりこのバッテリー４の
充電量がある一定値よりも多いか少ないかを検出し、そ
の検出結果をバッテリー切替部１０へ出力する。バッテ
リー切替部１０はバッテリー容量検出部１１からの信号
に基づいて、バッテリーが充分に充電されているときは
バッテリーを直列に接続し、充電量が少ないときはバッ
テリーを並列に接続する。そして充電部５は前記直列ま
たは並列のいずれかに接続されたバッテリー４に対して
充電動作をする。

【０００９】

【実施例】図２は本発明によるバッテリー充電回路を組
み込んだ電源回路の一実施例を示すブロック図である。 この図において、前記従来例と同一の部分には同一の符
号を付して重複した説明を省略する。

【００１０】図２において、符号１０はバッテリー切替
部であり、バックアップ用に複数個設けられたバッテリ
ー４を直列に接続したり、或いは並列に接続したりする
。また、符号１１はバッテリー４の充電状態を検出する
バッテリー容量検出部、１２はこの実施例に適用される
よう構成された充電部である。充電部１２とバッテリー
切替部１０との間にはマグネットスイッチＭＳが接続さ
れ、またバッテリー切替部１０とバッテリー容量検出部
１１との間には第１のリレースイッチＲＬ１が設けられ
ている。これらマグネットスイッチＭＳおよび第１のリ
レースイッチＲＬ１は充電部１２からの信号によってオ
ン、オフ動作せしめられる。また、本実施例におけるバ
ッテリー４とバッテリー切替部１０の間の一接続例が図
３に示されている。この例では、バッテリー４は第１の
バッテリー４ａと第２のバッテリー４ｂの２個設けられ
ている。そして、バッテリー切替部１０は、第１のバッ
テリー４ａと第２のバッテリー４ｂとを直列に接続する
第２のリレースイッチＲＬ２と、第１のバッテリー４ａ
の（＋）極と第２のバッテリー４ｂの（＋）極を接続す
る第３のリレースイッチＲＬ３と、第１のバッテリー４
ａの（−）極と第２のバッテリー４ｂの（−）極を接続
する第４のリレースイッチＲＬ４とによって構成されて
いる。第３のリレースイッチＲＬ３と第４のリレースイ
ッチＲＬ４とは、それぞれ第１および第２のバッテリー
４ａ，４ｂの同極どうしを接続することにより両者を並
列に接続する。そして、通常時にあっては、第２のリレ
ースイッチＲＬ２がオンとなり、第３および第４のリレ
ースイッチＲＬ３、ＲＬ４はオフとなっており、第１お
よび第２のバッテリー４ａ，４ｂを直列に接続したり或
いは並列に接続したりすべく動作する。バッテリー容量
検出部１１は、バッテリー４に対して擬似負荷として働
きバッテリー電流が導通される抵抗１４と、バッテリー
４の電圧を所定の基準電圧と比較し、比較結果をバッテ
リー容量検出信号として出力する比較器１５と、比較器
１５の出力に基づいてバッテリー切替部１０を動作させ
るドライバー１３とから成る。そして、この比較器１５
は、その比較結果がバッテリー切替部１０のドライバー
１３に入力されるよう接続されている。

【００１１】かかる構成を有する電源回路６について、
以下その動作を説明する。電源回路６の通常動作時にあ
っては、ＡＣ入力端子１から供給された電力が整流回路
２において整流され、平滑回路３において平滑された後
、直流電流が負荷７に供給され電子機器を動作させる。 このとき、充電部１２は前記直流電流をそのまま通過さ
せる。また、ＡＣ電源が停電になったり、急激な電圧降
下を起こしたような場合はバッテリー４の回路がオンし
、その電力が負荷７へ供給され、この負荷７を動作させ
る。このような通常の状態時にあってはバッテリー４は
直列に接続されている。

【００１２】一方、本実施例の電源回路６における充電
動作時においては、外部から充電部１２にＢＨＣＫ１信
号が入力される。この充電動作を説明するタイムチャー
トが図４および図５に示されている。このうち、図４は
前記比較器１５による比較動作においてバッテリー電圧
（ＶＢとする）が基準電圧（Ｖｒｅｆとする）よりも高
いときにおける充電動作のタイムチャート、図５はバッ
テリー電圧ＶＢが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いときにお
ける充電動作のタイムチャートである。ＢＨＣＫ１信号
は、コンピュータ等の機器において、バックアップ用の
バッテリを適当なインターバルをおいて充電するために
一定の時間間隔（例えば１日に１回とか１２時間毎とか
）で出力される、充電起動信号である。充電部１２は、
このＢＨＣＫ１信号の供給を受けると（図４、図５中Ａ
点）、ＢＨＣＫ２信号をマグネットスイッチＭＳおよび
第１のリレースイッチＲＬ１に送出する（図４、図５中
Ｂ点）。マグネットスイッチＭはこのＢＨＣＫ１信号を
受けるとオフ動作する（図４、図５中Ｃ点）一方、第１
のリレースイッチＲＬ１はオン動作する（図４、図５中
Ｄ点）。このマグネットスイッチＭＳのオフ動作によっ
てバッテリー４の充電が一時停止し、第１のリレースイ
ッチＲＬ１のオン動作によって疑似負荷である抵抗１４
にバッテリー電流が流れる。これによって、バッテリー
４の電圧ＶＢが比較器１５の（−）端子に入力される。 比較器１５では、前記入力されたバッテリー電圧ＶＢを
予めセットされ且つこの比較器１５の（＋）端子に入力
されている基準電圧Ｖｒｅｆと比較する。

【００１３】この比較動作においてバッテリー電圧ＶＢ
が基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いとき（すなわち、バッテ
リー４が満充電されているとき）は、比較器１５はＨレ
ベルの信号をバッテリー容量検出信号として出力する（
図４中Ｅ点）。この出力信号はドライバー１３に入力さ
れ、ドライバー１３は第２のリレースイッチＲＬ２をオ
ン、第３および第４のリレースイッチＲＬ３、ＲＬ４を
オフ状態に維持する。これにより、バッテリー４は直列
に接続されたままとなる。次いで、マグネットスイッチ
ＭＳがオン動作して（図４中Ｆ点）充電部１２とバッテ
リー４との間を接続すると共に、第１のリレースイッチ
ＲＬ１はオフ動作する（図４中Ｇ点）。これによって、
ＡＣ入力端子１から取り込まれ、整流回路２及び平滑回
路３を通った電流を充電部５がバッテリー４に与え、バ
ッテリー４は直列に接続されたままの状態で充電を受け
る。

【００１４】他方、前記比較動作においてバッテリー電
圧ＶＢが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いとき（すなわち、
バッテリー４が充電されていないとき）は、比較器１５
はＬレベルの信号をバッテリー容量検出信号として出力
する（図５中Ｈ点）。この出力信号はドライバー１３に
入力され、ドライバー１３は第２のリレースイッチＲＬ
２をオフ、第３および第４のリレースイッチＲＬ３、Ｒ
Ｌ４をオン状態に切り替える（図５中Ｉ点）。これによ
り、バッテリー切替部１０が作動し、バッテリー４はそ
れまで直列に接続されていたものが並列接続に切り替え
られる。このバッテリー切り替え動作とほぼ相前後して
、マグネットスイッチＭＳがオン動作して（図５中Ｊ点
）充電部１２とバッテリー４との間を接続すると共に、
第１のリレースイッチＲＬ１はオフ動作する（図５中Ｋ
点）。これによって、ＡＣ入力端子１から取り込まれ、
整流回路２及び平滑回路３を通った電流を充電部５がバ
ッテリー４に与え、バッテリー４は直列に接続された状
態で充電を受ける。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のバッテリーの接続を直列・並列に切り替えるバッ
テリー切替手段と、前記バッテリーの容量を検出する手
段と、を設け、このバッテリー容量検出手段の検出結果
に基づいて、バッテリーが充分に充電されているときは
バッテリーを直列に接続し、充電量が少ないときはバッ
テリーを並列に接続して充電するようにしたため、バッ
テリーの容量が少ないときは急速充電が可能となり、バ
ッテリーバックアップの信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の原理図である。

【図２】　　本発明によるバッテリー充電回路を組み込
んだ電源回路の一実施例を示すブロック図である。

【図３】　　前記実施例におけるバッテリーとバッテリ
ー切替部の間の一接続例示す図である。

【図４】　　前記実施例において比較器による比較動作
におけるバッテリー電圧が基準電圧よりも高いときにお
ける充電動作のタイムチャートである。

【図５】　　前記実施例において比較器による比較動作
におけるバッテリー電圧が基準電圧よりも低いときにお
ける充電動作のタイムチャートである。

【図６】　　バッテリー充電回路を組み込んだ電源回路
の一従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１　　ＡＣ入力端子 ２　　整流回路 ３　　平滑回路 ４　　バッテリー ６　　電源回路 ７　　負荷 １０　　バッテリー切替部 １１　　バッテリー容量検出部 １２　　充電部 １５　　比較器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のバッテリーと、バッテリーに充
   電する手段と、この複数のバッテリーの接続を直列・並
   列に切り替えるバッテリー切替手段と、前記バッテリー
   の容量を検出する手段と、このバッテリー容量検出手段
   の検出結果に基づいて、バッテリーが充分に充電されて
   いるときはバッテリーを直列に接続し、充電量が少ない
   ときはバッテリーを並列に接続して充電するようにした
   バッテリー充電回路。