JPH04340330A - 急速充電器 - 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５Ｃ以上の充電電流で充
電する急速充電器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電源コードを必要としない電池式
のいわゆるコードレス製品が広く普及している。例えば
電動工具の分野においても、内部抵抗が小さく大電流が
取り出せ、しかも充放電の繰り返し寿命が比較的長いニ
ッケルカドミウム電池を電源とするコードレス工具が急
激に普及している。しかも、極力速く充電して作業効率
を上げたいという要求から、公称電池容量を１時間充電
（１Ｃ充電）が主流の充電器となり、更に最近では、１
２分充電（５Ｃ充電）するものも市場に出回っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ニッケ
ルカドミウム電池の場合、例えば０℃以下の低温下での
急速充電は、電池内部のガス圧の急激な上昇により電解
液洩れや絶縁材の破損を招いて、電池寿命を著しく低下
させる恐れがあった。このため、低温下での急速充電を
禁止しているのが実情であり、電池駆動機器を使用でき
ないという欠点があった。本発明の目的は、上記した従
来技術の欠点をなくし、低温下においても電池を破損さ
せることなく充電できるようにすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するために、電池または電池周囲の温度を検出し
、該温度が所定値以下の時検出信号を発生する温度セン
サ及び該温度センサの検出信号を受け、前記充電電流を
例えば１Ｃ以下の小さな充電電流とする出力制御手段を
設けたことを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】電池または電池周囲温度が所定値以上の時は少
なくとも５Ｃ以上の大きな充電電流で充電し、また前記
温度が所定値以下の時は１Ｃ以下の小さな充電電流で充
電するようにしたので、低温時においても電池を破損さ
せることなく充電できるようになる。

【０００６】

【実施例】以下実施例を示した図面を参照して本発明を
説明する。図１は本発明の一実施例を示す回路図、図２
は図１の動作説明用波形図である。図１において、１は
交流電源、２は例えばニッケルカドミウム電池であって
、満充電検出用のサーモスタット３が直列に接続されて
いる。４は絶縁トランスであり、出力（電圧）可変制御
回路５を介して整流ブリッジ１１が接続される。該可変
制御回路５は、双方向サイリスタ６、抵抗７、可変抵抗
８、コンデンサ１０、双方向２端子サイリスタ（バイア
ック）９、常閉のリレー接点１７ａ、トランジスタ１６
、リレーコイル１７、コンパレータ１８、抵抗１９〜２
２及び３端子レギュレータ２３等によって構成される。 出力可変制御回路５は、双方向サイリスタ６の点弧角を
変えることで整流ブリッジ１１の出力電圧を制御する。 双方向サイリスタ６の点弧角は、抵抗７（または抵抗７
と可変抵抗８）及びコンデンサ１０の充電時定数及びバ
イアック９のブレークオーバ電圧値により決定される。 この時の抵抗７または抵抗７、可変抵抗８の選択はリレ
ー接点１７ａの開閉で行われる。リレー接点１７ａを開
閉するリレーコイル１７は、トランジスタ１６により通
電駆動される。トランジスタ１６は、コンパレータ１８
によりそのベースにハイレベルの電圧が印加されるとオ
ンし、反対にローレベルの電圧が印加されるとオフする
。

【０００７】コンパレータ１８は、抵抗１９、可変抵抗
２０の分圧比で決まる基準電圧と、抵抗２１、サーミス
タ２２の分圧比で決まる電池温度または電池周囲温度に
対応するサーミスタ２２の端子電圧すなわち検出電圧と
を比較し、ハイレベルあるいはローレベルの出力信号を
発生するものである。すなわち前記温度が０℃以下で前
記検出電圧が基準電圧より大きくなった時ハイレベルの
出力を発生し、反対に前記温度が０℃を超え検出電圧が
基準電圧より小さくなった時ローレベルの出力を発生す
るように抵抗１９〜２２等の値が設定されている。３端
子レギュレータ２３はコンパレータ１８等の駆動用定電
圧を発生するものである。

【０００８】次に動作について説明する。電源１を接続
すると、トランス４で降圧された交流電圧は双方向サイ
リスタ６の点弧角で決まる電圧を整流ブリッジ１１を介
してコンデンサ１５に蓄える。電池２を接続し起動スイ
ッチ１４を投入すると、サイリスタ１２にゲート電流が
流れサイリスタ１２が点弧（オン）されて充電を開始す
る。充電が進み、ほぼ満充電になると、ニッケルカドミ
ウム電池の特徴として電池温度が急上昇し、前記サーモ
スタット３が動作してその接点を開き充電電流を遮断し
てサイリスタ１２を消弧させて充電を停止する。そして
このような充電動作において、充電電流は次のようにし
て切り換え制御される。

【０００９】電池２または電池周囲温度が０℃を超えて
いる（以下常温という）場合、上記した如くコンパレー
タ１８の出力はローレベルであり、トランジスタ１６が
オフ、リレーコイル１７が消勢状態、リレー接点１７ａ
が閉じ可変抵抗８を短絡するので、抵抗７とコンデンサ
１０の充電時定数により双方向サイリスタ６の点弧角が
決定される。この常温時の整流ブリッジ１１の出力は図
２（ニ）に示すようになり、点弧が速くなることで図２
（ホ）のような充分大きな例えば５Ｃ以上の充電電流が
流れ、急速充電が行われる。反対に電池２または電池周
囲の温度が０℃以下の低温状態にある場合、上記した如
くコンパレータ１８の出力はハイレベルであり、トラン
ジスタ１６がオン、リレーコイル１７が付勢されてリレ
ー接点１７ａが開く。この時抵抗７と可変抵抗８及びコ
ンデンサ１０の充電時定数により双方向サイリスタ６の
点弧角が決定される。この低温時の整流ブリッジ１１の
出力は図２（ロ）に示すようになり、点弧が遅くなるこ
とで図２（ハ）のような例えば１Ｃ以下の充電電流とな
り、急速充電は行われない。

【００１０】しかして本実施例によれば、低温時での充
電電流を１Ｃ以下の小さな充電電流とし、急速充電が行
われないようにしたので、電池２を破損することなく確
実に充電できるようになる。

【００１１】図３は本発明の他の実施例を示すものであ
る。図１と同じ符号は同じ要素あるいは共通する要素を
示す。図３は図１の出力可変制御回路５に代えてフィー
ドバック式の定電流電源２５を用いたもので、シャント
抵抗２６で充電電流を検出しオペアンプ２７を介してフ
ィードバックし定電流充電するものである。低温時にお
いては、上記実施例と同様に、コンパレータ１８とサー
ミスタ２２を用いＦＥＴ２８をオンして抵抗２９を短絡
し、オペアンプ２７の増幅率を変更して行う。すなわち
低温時はコンパレータ１８の出力がハイレベルとなり、
ＦＥＴ２８のゲートを付勢し（ＦＥＴ２８がオン）、抵
抗２９を短絡しオペアンプ２７の増幅率を抵抗３３／抵
抗３０と大きくして充電電流を１Ｃ以下の小さな値とす
る。

【００１２】反対に常温時にはＦＥＴ２８をオフしオペ
アンプ２７の増幅率を抵抗３３／（抵抗３０＋抵抗２９
）と下げて充電電流を５Ｃ以上の大きな値とする。この
ようにすることで、上記実施例と同様の効果を奏し得る
ようになる。

【００１３】なお、上記実施例においては電池２をニッ
ケルカドミウム電池としたが、他の蓄電池としてもよい
。また温度０℃以下を低温としたが、この温度は任意に
設定してよいものである。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、所定温度
以下での低温時には充電電流を小さくして急速充電が行
われないようにしたので電池が破損される恐れがなくな
り、電池を確実に充電できる急速充電器を安価に提供す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明急速充電器の一実施例を示す回路図

【図２】　　図１の動作説明用波形図

【図３】　　本発明急速充電器の他の実施例を示す回路
図

【符号の説明】

１は交流電源、２は電池、４はトランス、５、２５は直
流出力可変制御回路、１１は整流ブリッジ、２２はサー
ミスタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　交流電源を降圧して直流に変換する直
   流電源回路を有し、該直流電源回路の直流出力により少
   なくとも５Ｃ以上の充電電流で電池に充電させる急速充
   電器であって、前記電池または電池周囲の温度を検出し
   、該温度が所定値以下の時検出信号を発生する温度セン
   サと、該温度センサの検出信号を受け、前記充電電流を
   １Ｃ以下とする出力制御手段とを備えたことを特徴とす
   る急速充電器。