JPH04322131A - バッテリ充電装置 - Google Patents
バッテリ充電装置Info
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- JPH04322131A JPH04322131A JP3112273A JP11227391A JPH04322131A JP H04322131 A JPH04322131 A JP H04322131A JP 3112273 A JP3112273 A JP 3112273A JP 11227391 A JP11227391 A JP 11227391A JP H04322131 A JPH04322131 A JP H04322131A
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- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバッテリ充電装置、特に
複数個のセルの直列接続からなるバッテリにおける各セ
ルの充電電圧のばらつきの解消に関するものである。
複数個のセルの直列接続からなるバッテリにおける各セ
ルの充電電圧のばらつきの解消に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】複数個のセルを直列接続して所要の電圧
を得るバッテリ、例えばニッケル−亜鉛（Ｎｉ−Ｚｎ）
バッテリの充電装置として、従来以下に説明する半導体
スイッチングレギュレータによる定電流充電装置が広く
用いられている。この装置は図３に示すように、ダイオ
ードＤ１ ，Ｄ２ ，Ｄ３ ，Ｄ４ からなる全波整流
回路Ｄと平滑用コンデンサＣ１ により、交流電源ＡＣ
の出力を整流平滑して得られた直流出力を、トランスＴ
の１次巻線Ｎ１ とスイッチング素子Ｑ１ 、例えばＦ
ＥＴの直列回路に加える。そしてＰＷＭ制御回路ＣＯ１
からの信号によりＱ１ をオンオフ制御することによ
り、トランスＴ１ の２次巻線Ｎ２ に出力を生じさせ
る。そしてこれをダイオードＤ５ ，Ｄ６ コンデンサ
Ｃ２ により整流平滑してバッテリＢの充電に必要な電
圧レベルの直流に変換して充電する。一方複数個のセル
Ｓ１ 〜ＳＮ からなるバッテリＢの充電回路に電流検
出器例えばシャントＲ１ を設け、その検出電流により
ＰＷＭ制御回路ＣＯ１ を介してＦＥＴＱ１ のスイッ
チング幅を制御し、これにより充電電流を一定に制御し
てバッテリを一括充電する装置である。
を得るバッテリ、例えばニッケル−亜鉛（Ｎｉ−Ｚｎ）
バッテリの充電装置として、従来以下に説明する半導体
スイッチングレギュレータによる定電流充電装置が広く
用いられている。この装置は図３に示すように、ダイオ
ードＤ１ ，Ｄ２ ，Ｄ３ ，Ｄ４ からなる全波整流
回路Ｄと平滑用コンデンサＣ１ により、交流電源ＡＣ
の出力を整流平滑して得られた直流出力を、トランスＴ
の１次巻線Ｎ１ とスイッチング素子Ｑ１ 、例えばＦ
ＥＴの直列回路に加える。そしてＰＷＭ制御回路ＣＯ１
からの信号によりＱ１ をオンオフ制御することによ
り、トランスＴ１ の２次巻線Ｎ２ に出力を生じさせ
る。そしてこれをダイオードＤ５ ，Ｄ６ コンデンサ
Ｃ２ により整流平滑してバッテリＢの充電に必要な電
圧レベルの直流に変換して充電する。一方複数個のセル
Ｓ１ 〜ＳＮ からなるバッテリＢの充電回路に電流検
出器例えばシャントＲ１ を設け、その検出電流により
ＰＷＭ制御回路ＣＯ１ を介してＦＥＴＱ１ のスイッ
チング幅を制御し、これにより充電電流を一定に制御し
てバッテリを一括充電する装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のように複
数個のセルＳ１ 〜ＳＮ を直列接続して形成されたバ
ッテリの場合、各セルの容量が完全に一致するように製
作することは困難であり、また充放電を繰り返すうちに
、各セルの容量に相違を生じたりするのを避けることが
できない。このため定電流充電では、各セル毎の充電電
圧のばらつきを生じて均等充電ができない等の解決すべ
き課題がある。このような課題を解決するためには、例
えば定電流の多出力をもつ定電流充電回路を用い、その
各出力により各セルをそれぞれ独立に充電する手段をと
ることも一案である。しかしこの方式では定電流充電回
路の電流容量を大きくしなければならないため、それだ
け充電装置が大型高価になる。
数個のセルＳ１ 〜ＳＮ を直列接続して形成されたバ
ッテリの場合、各セルの容量が完全に一致するように製
作することは困難であり、また充放電を繰り返すうちに
、各セルの容量に相違を生じたりするのを避けることが
できない。このため定電流充電では、各セル毎の充電電
圧のばらつきを生じて均等充電ができない等の解決すべ
き課題がある。このような課題を解決するためには、例
えば定電流の多出力をもつ定電流充電回路を用い、その
各出力により各セルをそれぞれ独立に充電する手段をと
ることも一案である。しかしこの方式では定電流充電回
路の電流容量を大きくしなければならないため、それだ
け充電装置が大型高価になる。
【０００４】
【課題を解決するための本発明の手段】本発明は図１に
示す回路図のように、バッテリＢを一括して定電流充電
する半導体スイッチングレギュレータによる定電流充電
回路ＣＩのほかに、バッテリＢの全セル数、または全セ
ル数より少ないセル数に対応した出力電圧値ＶＢ の直
流多出力をもつ半導体スイッチングレギュレータによる
定電圧充電回路ＣＶを設けて、全セルＳの定電流による
一括主充電と同時に、定電圧による各セルの補助充電を
行うようにしたことを特徴とするものである。以上のよ
うにすれば、図１のようにバッテリＢに定電流充電回路
ＣＩによる、一括充電電流ｉａ の他に、これにもとづ
く各セルＳの電圧のばらつきに対応してこれを補正する
大きさの充電電流ｉｂ ，ｉｃ ……ｉＮ を定電圧充
電回路ＣＶが各セルＳに流すので、均等充電を行うこと
ができる。 しかもこれに加えて本発明の定電圧充電回路ＣＶは、定
電流充電により生じた各セルＳの電圧のばらつきを補正
できる程度の電流容量をもたせればよいので、各セルを
別個に充電する多出力定電流充電回路による場合のよう
に大電流電源を使用することなく充電を行いうるので経
済的である。次に本発明の一実施例について説明する。
示す回路図のように、バッテリＢを一括して定電流充電
する半導体スイッチングレギュレータによる定電流充電
回路ＣＩのほかに、バッテリＢの全セル数、または全セ
ル数より少ないセル数に対応した出力電圧値ＶＢ の直
流多出力をもつ半導体スイッチングレギュレータによる
定電圧充電回路ＣＶを設けて、全セルＳの定電流による
一括主充電と同時に、定電圧による各セルの補助充電を
行うようにしたことを特徴とするものである。以上のよ
うにすれば、図１のようにバッテリＢに定電流充電回路
ＣＩによる、一括充電電流ｉａ の他に、これにもとづ
く各セルＳの電圧のばらつきに対応してこれを補正する
大きさの充電電流ｉｂ ，ｉｃ ……ｉＮ を定電圧充
電回路ＣＶが各セルＳに流すので、均等充電を行うこと
ができる。 しかもこれに加えて本発明の定電圧充電回路ＣＶは、定
電流充電により生じた各セルＳの電圧のばらつきを補正
できる程度の電流容量をもたせればよいので、各セルを
別個に充電する多出力定電流充電回路による場合のよう
に大電流電源を使用することなく充電を行いうるので経
済的である。次に本発明の一実施例について説明する。
【０００４】
【実施例】図２は本発明の一実施例回路図である。図に
おいてＲＥは整流電源回路であって、全波整流回路Ｄを
形成するダイオードＤ１ 〜Ｄ４ と、平滑用コンデン
サＣ１ とからなり、交流電源ＡＣを整流平滑して直流
に変換する。ＣＩは半導体スイッチングレギュレータに
よる定電流充電回路であって、次の各部から形成される
。Ｔ１ はトランス、Ｎ１ はその１次巻線、Ｎ２ は
２次巻線、Ｑ１ はＦＥＴ、ＣＯ１ はＰＷＭ制御回路
、Ｒ１ は充電電流検出用のシャントである。Ｂはバッ
テリ、Ｓ１ 〜ＳＮ は直列接続された複数個のセルで
、、以上の回路は次のように動作する。図３において説
明したと同様に、交流電源ＡＣを整流電源部ＲＥにおい
て整流平滑して得た直流電圧を、トランスＴ１ ，ＦＥ
ＴトランジスタＱ１ ，ＰＷＭ制御回路ＣＯ１ などに
より、バッテリＢの充電に必要なレベルの直流電圧に変
換してバッテリＢを充電する。 一方バッテリＢの充電回路に接続された分流器Ｒ１ に
より検出された電流により、ＦＥＴＱ１ のスイッチン
グ幅をＰＷＭ制御して、バッテリＢの充電電流を一定と
して充電する。
おいてＲＥは整流電源回路であって、全波整流回路Ｄを
形成するダイオードＤ１ 〜Ｄ４ と、平滑用コンデン
サＣ１ とからなり、交流電源ＡＣを整流平滑して直流
に変換する。ＣＩは半導体スイッチングレギュレータに
よる定電流充電回路であって、次の各部から形成される
。Ｔ１ はトランス、Ｎ１ はその１次巻線、Ｎ２ は
２次巻線、Ｑ１ はＦＥＴ、ＣＯ１ はＰＷＭ制御回路
、Ｒ１ は充電電流検出用のシャントである。Ｂはバッ
テリ、Ｓ１ 〜ＳＮ は直列接続された複数個のセルで
、、以上の回路は次のように動作する。図３において説
明したと同様に、交流電源ＡＣを整流電源部ＲＥにおい
て整流平滑して得た直流電圧を、トランスＴ１ ，ＦＥ
ＴトランジスタＱ１ ，ＰＷＭ制御回路ＣＯ１ などに
より、バッテリＢの充電に必要なレベルの直流電圧に変
換してバッテリＢを充電する。 一方バッテリＢの充電回路に接続された分流器Ｒ１ に
より検出された電流により、ＦＥＴＱ１ のスイッチン
グ幅をＰＷＭ制御して、バッテリＢの充電電流を一定と
して充電する。
【０００５】次にＣＶは半導体スイッチングレギュレー
タによる多出力定電圧充電回路で、次の各部から形成さ
れる。Ｔ２ はトランス、Ｎａ はその１次巻線、Ｎｂ
，ＮＣ ，……ＮＮ は２〜Ｎ次巻線で、バッテリＢ
を形成するセルＳの数に対応して設けられる。Ｑ２ は
ＦＥＴ、ＣＯ２ はＰＷＭ制御回路、Ｄ１１〜Ｄ１Ｎ，
Ｄ２１〜Ｄ２Ｎはそれぞれダイオード、Ｃ１１〜Ｃ１Ｎ
はコンデンサ、Ｒ３ ，Ｒ４ は全セルのバッテリ電圧
検出抵抗、Ｒ２ ，Ｒ５ はＮ番目のセルＳＮの電圧検
出抵抗、ＩＣ１ は誤差増幅器で、その出力はＰＷＭ制
御回路ＣＯ２ に加えられ、各セルＳ１ 〜ＳＮ への
印加電圧を制御する。ＶＳは充電停止回路であって、次
の各部から形成される。Ｒ６ ，Ｒ７ はバッテリＢの
充電電圧検出抵抗、ＩＣ２ は誤差増幅器、ＶＳは充電
電圧設定用の基準電圧であって、ＩＣ２ の出力はＰＷ
Ｍ制御回路ＣＯ１ とＣＯ２ に充電停止信号として加
えられる。そして以上の定電圧充電回路ＶＳと充電停止
回路ＣＶは次のように動作する。定電圧充電回路ＣＶの
ＰＷＭ制御回路ＣＯ２ によるＦＥＴＱ２ のオンオフ
により、トランスＴ２ の２〜Ｎ次巻線Ｎｂ 〜ＮＮ
に生じた出力は、ダイオードＤ１１〜Ｄ１Ｎ，Ｄ２１〜
Ｄ２ＮおよびコンデンサＣ１１〜Ｃ１Ｎにより平滑され
、その直流出力は各セルＳ１ 〜ＳＮ に加えられる。 一方抵抗Ｒ３ とＲ４ はバッテリＢの充電電圧ＶＢＡ
Ｔ を検出し、抵抗Ｒ２ ，Ｒ５ はセルＳＮ の充電
電圧ＶＢ を検出する。誤差増幅器ＩＣ１ は両者の差
を検出して、ＰＷＭ制御回路ＣＯ２ に制御信号として
入力し、１個のセルへの印加電圧が、全セルの印加電圧
ＶＢＡＴ に見合ったレベルの電圧ＶＢ 、即ちＶＢ
＝（全セルの所定充電電圧ＶＢＡＴ ）／（セル数Ｎ）
になるように、ＦＥＴＱ２ のスイッチング幅をＰＷＭ
制御して、各セルＳ１ 〜ＳＮ を同一定電圧でそれぞ
れ充電する。そして抵抗Ｒ６ とＲ７ の検出電圧によ
りバッテリＢの充電電圧が所定の方法となって基準電圧
ＶＳ を越えると、誤差増幅器ＩＣ２ はＰＷＭ制御回
路ＣＯ１ とＣＯ２ に信号を送って、定電流および定
電圧充電回路のＦＥＴＱ１ とＱ２ をオフとして充電
の停止を行う。なお本発明は以上の実施例のみでなく、
全セル数より少ないセル数（例えば２〜３セル）毎に充
電することによっても同様の効果を得ることができる。
タによる多出力定電圧充電回路で、次の各部から形成さ
れる。Ｔ２ はトランス、Ｎａ はその１次巻線、Ｎｂ
，ＮＣ ，……ＮＮ は２〜Ｎ次巻線で、バッテリＢ
を形成するセルＳの数に対応して設けられる。Ｑ２ は
ＦＥＴ、ＣＯ２ はＰＷＭ制御回路、Ｄ１１〜Ｄ１Ｎ，
Ｄ２１〜Ｄ２Ｎはそれぞれダイオード、Ｃ１１〜Ｃ１Ｎ
はコンデンサ、Ｒ３ ，Ｒ４ は全セルのバッテリ電圧
検出抵抗、Ｒ２ ，Ｒ５ はＮ番目のセルＳＮの電圧検
出抵抗、ＩＣ１ は誤差増幅器で、その出力はＰＷＭ制
御回路ＣＯ２ に加えられ、各セルＳ１ 〜ＳＮ への
印加電圧を制御する。ＶＳは充電停止回路であって、次
の各部から形成される。Ｒ６ ，Ｒ７ はバッテリＢの
充電電圧検出抵抗、ＩＣ２ は誤差増幅器、ＶＳは充電
電圧設定用の基準電圧であって、ＩＣ２ の出力はＰＷ
Ｍ制御回路ＣＯ１ とＣＯ２ に充電停止信号として加
えられる。そして以上の定電圧充電回路ＶＳと充電停止
回路ＣＶは次のように動作する。定電圧充電回路ＣＶの
ＰＷＭ制御回路ＣＯ２ によるＦＥＴＱ２ のオンオフ
により、トランスＴ２ の２〜Ｎ次巻線Ｎｂ 〜ＮＮ
に生じた出力は、ダイオードＤ１１〜Ｄ１Ｎ，Ｄ２１〜
Ｄ２ＮおよびコンデンサＣ１１〜Ｃ１Ｎにより平滑され
、その直流出力は各セルＳ１ 〜ＳＮ に加えられる。 一方抵抗Ｒ３ とＲ４ はバッテリＢの充電電圧ＶＢＡ
Ｔ を検出し、抵抗Ｒ２ ，Ｒ５ はセルＳＮ の充電
電圧ＶＢ を検出する。誤差増幅器ＩＣ１ は両者の差
を検出して、ＰＷＭ制御回路ＣＯ２ に制御信号として
入力し、１個のセルへの印加電圧が、全セルの印加電圧
ＶＢＡＴ に見合ったレベルの電圧ＶＢ 、即ちＶＢ
＝（全セルの所定充電電圧ＶＢＡＴ ）／（セル数Ｎ）
になるように、ＦＥＴＱ２ のスイッチング幅をＰＷＭ
制御して、各セルＳ１ 〜ＳＮ を同一定電圧でそれぞ
れ充電する。そして抵抗Ｒ６ とＲ７ の検出電圧によ
りバッテリＢの充電電圧が所定の方法となって基準電圧
ＶＳ を越えると、誤差増幅器ＩＣ２ はＰＷＭ制御回
路ＣＯ１ とＣＯ２ に信号を送って、定電流および定
電圧充電回路のＦＥＴＱ１ とＱ２ をオフとして充電
の停止を行う。なお本発明は以上の実施例のみでなく、
全セル数より少ないセル数（例えば２〜３セル）毎に充
電することによっても同様の効果を得ることができる。
【０００６】
【発明の効果】以上のように本発明においては、バッテ
リの一括充電により生ずるセルの充電容量のばらつきを
、従来のように定電流で多出力の大電流定電流充電装置
を用いることなく大幅に解消しうる利点がある。
リの一括充電により生ずるセルの充電容量のばらつきを
、従来のように定電流で多出力の大電流定電流充電装置
を用いることなく大幅に解消しうる利点がある。
【図１】本発明の説明用回路図である。
【図２】本発明の一実施例回路図である。
【図３】従来の定電流充電装置の回路図である。
Ｄ 全波整流回路
Ｄ１ 〜Ｄ４ ダイオード
Ｃ１ コンデンサ
Ｑ１ ＦＥＴ
ＣＯ１ ＰＷＭ制御回路
Ｔ１ トランス
Ｎ１ １次巻線
Ｎ２ ２次巻線
Ｄ５ ，Ｄ６ ダイオード
Ｂ バッテリ
Ｓ１ 〜ＳＮ セル
Ｃ２ コンデンサ
ＲＥ 整流電源回路
ＣＩ 定電流充電回路
ＣＶ 定電圧充電回路
Ｔ２ トランス
Ｎａ １次巻線
Ｎｂ 〜ＮＮ ２〜Ｎ次巻線
Ｑ２ ＦＥＴトランジスタ
ＣＯ２ ＰＷＭ制御回路
Ｄ１１〜Ｄ１Ｎ ダイオード
Ｄ２１〜Ｄ２Ｎ ダイオード
Ｃ１１〜Ｃ１Ｎ コンデンサ
Ｒ３ ，Ｒ４ バッテリ電圧検出抵抗Ｒ２ ，Ｒ５
セル電圧検出抵抗 ＩＣ１ 誤差増幅器 ＶＳ 充電停止回路 Ｒ６ ，Ｒ７ バッテリ充電電圧検出抵抗ＩＣ２
誤差増幅器
セル電圧検出抵抗 ＩＣ１ 誤差増幅器 ＶＳ 充電停止回路 Ｒ６ ，Ｒ７ バッテリ充電電圧検出抵抗ＩＣ２
誤差増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 直流を電源として、複数個のセルの直
列接続からなるバッテリの充電電圧に適合した直流出力
電圧を送出し、かつこの出力電圧による充電電流を一定
としてバッテリを定電流充電するスイッチングレギュレ
ータと、直流を電源としてバッテリの全セル数または全
セル数より少ないセル数に対応した所望の直流出力電圧
値の直流定電圧出力を送出して、前記バッテリの各セル
をそれぞれ定電圧充電する多出力スイッチングレギュレ
ータを備えたことを特徴するバッテリ充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3112273A JP3071488B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | バッテリ充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3112273A JP3071488B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | バッテリ充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322131A true JPH04322131A (ja) | 1992-11-12 |
| JP3071488B2 JP3071488B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=14582578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3112273A Expired - Fee Related JP3071488B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | バッテリ充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071488B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012407A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電素子の電圧均等化装置 |
| JP2009261134A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電圧均等化装置並びに充電装置、組電池装置、充電システム |
| JP2021500840A (ja) * | 2017-10-23 | 2021-01-07 | ベニング・シーエムエス・テクノロジー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | エネルギー貯蔵器の充放電方法 |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP3112273A patent/JP3071488B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012407A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電素子の電圧均等化装置 |
| JP2009261134A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電圧均等化装置並びに充電装置、組電池装置、充電システム |
| JP2021500840A (ja) * | 2017-10-23 | 2021-01-07 | ベニング・シーエムエス・テクノロジー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | エネルギー貯蔵器の充放電方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3071488B2 (ja) | 2000-07-31 |
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Legal Events
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