JPH0612549Y2 - Battery deterioration detection circuit - Google Patents

Battery deterioration detection circuit

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JPH0612549Y2
JPH0612549Y2 JP881189U JP881189U JPH0612549Y2 JP H0612549 Y2 JPH0612549 Y2 JP H0612549Y2 JP 881189 U JP881189 U JP 881189U JP 881189 U JP881189 U JP 881189U JP H0612549 Y2 JPH0612549 Y2 JP H0612549Y2
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Japan
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battery
voltage
output
circuit
voltage detector
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JP881189U
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JPH02101287U (en
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則昭 後藤
毅 岩田
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愛知電子株式会社
株式会社三陽電機製作所
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Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は無停電電源装置などのシール形鉛バッテリに
適用され、バッテリの劣化を検出するバッテリ劣化検出
回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Industrial application field" The present invention is applied to a sealed lead battery such as an uninterruptible power supply and relates to a battery deterioration detection circuit for detecting deterioration of the battery.

「従来の技術」 電解液入りのバッテリでは電解液の比重を測定してバッ
テリの劣化を判断していた。シール形鉛バッテリでは電
解液の比重を測定できないため、バッテリを2〜3CA
程度(Cは定格放電容量に該当する値)の大電流で短時
間放電させ、バッテリ電圧の瞬間電圧降下幅にて劣化検
出を行っていた。この方法では大電流、例えば24Ah
のバッテリでは50〜70Aを放電させるため、放電抵
抗器や放電スイッチ素子が大きくなり、また発熱量も多
く実用的でなかった。
"Prior Art" In batteries containing electrolyte, the specific gravity of the electrolyte was measured to determine the deterioration of the battery. The sealed lead-acid battery cannot measure the specific gravity of the electrolyte, so the battery must be 2 to 3 CA.
A large amount of current (C is a value corresponding to the rated discharge capacity) is discharged for a short time, and deterioration is detected by the instantaneous voltage drop width of the battery voltage. With this method, a large current, for example, 24 Ah
Since the battery of No. 1 discharges 50 to 70 A, the discharge resistor and the discharge switch element are large, and the amount of heat generation is large, which is not practical.

またバッテリの開放電圧から劣化を推定する方法では劣
化したバッテリの端子電圧が時間とともに変化し、短時
間の検出では劣化検出精度が得られなかった。
Moreover, in the method of estimating the deterioration from the open circuit voltage of the battery, the terminal voltage of the deteriorated battery changes with time, and the deterioration detection accuracy cannot be obtained by the detection in a short time.

「課題を解決するための手段」 この考案によれば充電回路の電圧が所定値より高くなる
と第1電圧検出器で検出され、第1電圧検出器の検出出
力により繰返しタイマ回路が起動される。その繰返しタ
イマ回路の出力により単安定マルチバイブレータが駆動
され、その単安定マルチバイブレータの出力によりリレ
ーが駆動され、そのリレーが駆動されると、そのリレー
接点により充電回路がバッテリから切り離される。その
バッテリと並列に放電抵抗器が接続され、その放電抵抗
器の電圧が所定値以下になると第2電圧検出器で検出さ
れ、その第2電圧検出器の検出出力によりフリップフロ
ップがセットされてバッテリ劣化信号が出力される。
According to the present invention, when the voltage of the charging circuit becomes higher than a predetermined value, it is detected by the first voltage detector, and the detection output of the first voltage detector activates the repetitive timer circuit. The output of the repetition timer circuit drives the monostable multivibrator, the output of the monostable multivibrator drives a relay, and when the relay is driven, the relay contact disconnects the charging circuit from the battery. A discharge resistor is connected in parallel with the battery, and when the voltage of the discharge resistor becomes a predetermined value or less, it is detected by the second voltage detector, and a flip-flop is set by the detection output of the second voltage detector to set the battery. A deterioration signal is output.

つまりバッテリが満充電になってから充電回路がバッテ
リから切り離され、バッテリは放電抵抗器を通じて1/20
0CA程度の微少電流で放電する。充電打切り直後から
のバッテリ電圧の変動幅よりバッテリの劣化程度を判定
する。充電打切り直後のバッテリ電圧はバッテリが劣化
している程、低下する。充電打切り直後にバッテリ電圧
が所定値以下になるとフリップフロップがセットされて
バッテリ劣化信号が出力される。
That is, the charging circuit is disconnected from the battery after the battery is fully charged, and the battery is 1 / 20th through the discharging resistor.
It discharges with a minute current of about 0 CA. The degree of deterioration of the battery is judged from the fluctuation range of the battery voltage immediately after the charge is cut off. The battery voltage immediately after the charge is terminated decreases as the battery deteriorates. When the battery voltage becomes equal to or lower than a predetermined value immediately after the charge is cut off, the flip-flop is set and the battery deterioration signal is output.

「実施例」 第1図はこの考案の実施例を示す。充電回路11はリレ
ー接点12、逆流阻止ダイオード13を通じてバッテリ
14に接続される。充電回路11に第1電圧検出器15
が接続され、第1電圧検出器15は充電回路11の電圧
が所定値Vを超えると出力が高レベルより低レベルに
反転する。その反転により無安定マルチバイブレータよ
りなる繰返しタイマ回路16が駆動され、繰返しタイマ
回路16の出力の立上りごとに単安定マルチバイブレー
タ17が駆動される。繰返しタイマ回路16の出力と単
安定マルチバイブレータ17の出力の論理積がゲート1
8でとられ、ゲート18の出力はトランジタ19のベー
スへ供給される。トランジスタ19のコレクタはリレー
21を通じて充電回路11の一端に接続され、エミッタ
は充電回路11の他端に接続される。リレー21は駆動
されるとそのリレー接点12をオフとする。
"Embodiment" FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The charging circuit 11 is connected to the battery 14 through a relay contact 12 and a backflow prevention diode 13. The charging circuit 11 includes a first voltage detector 15
When the voltage of the charging circuit 11 exceeds a predetermined value V 1 , the output of the first voltage detector 15 is inverted from the high level to the low level. The reversal drives the repetition timer circuit 16 composed of an astable multivibrator, and the monostable multivibrator 17 is driven at every rise of the output of the repetition timer circuit 16. The logical product of the output of the repetition timer circuit 16 and the output of the monostable multivibrator 17 is the gate 1
8 and the output of the gate 18 is fed to the base of the transistor 19. The collector of the transistor 19 is connected to one end of the charging circuit 11 through the relay 21, and the emitter is connected to the other end of the charging circuit 11. When the relay 21 is driven, the relay contact 12 turns off.

バッテリの両端間に放電抵抗器22が接続される。この
放電抵抗器22の抵抗値は、満充電で充電回路11がバ
ッテリ14から切り離された時に、バッテリ14から1/
200CA程度の微少電流が放電抵抗器22に流れるよう
に選定されてある。放電抵抗器22の両端間に第2電圧
検出器23が接続される。第2電圧検出器23はバッテ
リ電圧が所定値V以下になると出力が低レベルから高
レベルに反転するものである。第2電圧検出器23の出
力と単安定マルチバイブレータ17の出力との論理積が
ゲート24でとられ、ゲート24の出力はフリップフロ
ップ25のセット端子Sへ供給される。フリップフロッ
プ25のリセット端子Rには繰返しタイマ回路16の出
力が微分回路26を通じて供給される。フリップフロッ
プ25の出力は端子26にバッテリ劣化信号を出力す
る。
A discharge resistor 22 is connected across the battery. When the charging circuit 11 is disconnected from the battery 14 due to full charge, the resistance value of the discharging resistor 22 is 1 /
It is selected so that a minute current of about 200 CA flows through the discharge resistor 22. A second voltage detector 23 is connected across the discharge resistor 22. The output of the second voltage detector 23 is inverted from a low level to a high level when the battery voltage becomes a predetermined value V 2 or less. The logical product of the output of the second voltage detector 23 and the output of the monostable multivibrator 17 is taken by the gate 24, and the output of the gate 24 is supplied to the set terminal S of the flip-flop 25. The output of the repetitive timer circuit 16 is supplied to the reset terminal R of the flip-flop 25 through the differentiating circuit 26. The output of the flip-flop 25 outputs a battery deterioration signal to the terminal 26.

第2図Aに示すよう充電回路11の電圧が上昇するに従
ってバッテリ14の電圧も第2図Bに示すように上昇す
る。充電回路11の電圧が所定値Vに達すると、これ
が第1電圧検出器15で検出され、その時点tに繰返
しタイマ回路16は第2図Cに示すように発振を開始す
る。繰返しタイマ回路16の周期は充電所要時間よりも
長く設定されてある。繰返しタイマ回路16の出力はそ
の1/2周期で高レベルとなり、これにより単安定マルチ
バイブレータ17が駆動され、その出力が第2図Dに示
すように得られる。単安定マルチバイブレータ17はこ
れが駆動されると、約1分程度の高レベルを1回のみ出
力する。タイマ回路16の出力、単安定マルチバイブレ
ータ17の出力が同時に高レベルの時にリレー21が動
作し、リレー接点12がオフとなって充電回路11はバ
ッテリ14から切り離される。
As the voltage of the charging circuit 11 increases as shown in FIG. 2A, the voltage of the battery 14 also increases as shown in FIG. 2B. When the voltage of the charging circuit 11 reaches the predetermined value V 1 , this is detected by the first voltage detector 15, and at that time point t 1 , the repetitive timer circuit 16 starts oscillation as shown in FIG. 2C. The cycle of the repeat timer circuit 16 is set longer than the required charging time. The output of the repetition timer circuit 16 becomes a high level in the half cycle thereof, which drives the monostable multivibrator 17, and its output is obtained as shown in FIG. 2D. When this is driven, the monostable multivibrator 17 outputs a high level of about 1 minute only once. When the output of the timer circuit 16 and the output of the monostable multivibrator 17 are simultaneously at a high level, the relay 21 operates, the relay contact 12 is turned off, and the charging circuit 11 is disconnected from the battery 14.

従ってバッテリ14から放電抵抗器22に1/200CA程
度の微少電流が流れる。この場合第3図Bに示すように
バッテリが劣化している程、バッテリ電圧は大きく低下
する。バッテリ電圧が所定値V以下に低下するとこれ
が第2電圧検出器23で検出され、第2図Eに示すよう
にゲート24より出力が生じ、この出力によりフリップ
フロップ25はセットされ、第2図Fに示すようにバッ
テリ劣化信号が出力される。なおフリップフロップ25
は繰返しタイマ回路16の出力の立上りでリセットされ
る。バッテリ放電電流が大きい場合は第3図Cに示すよ
うにバッテリの劣化に拘らずバッテリ電圧は公称電圧に
近い電圧に急激に低下するため、バッテリ劣化を検出す
ることは困難である。また放電電流がない場合は第3図
Aに示すように電圧低下傾向はあるが、電圧が安定する
まで時間がかかる。
Therefore, a minute current of about 1/200 CA flows from the battery 14 to the discharge resistor 22. In this case, as the battery deteriorates as shown in FIG. 3B, the battery voltage drops significantly. When the battery voltage drops below a predetermined value V 2 , this is detected by the second voltage detector 23, and an output is generated from the gate 24 as shown in FIG. 2E, and this output sets the flip-flop 25, and FIG. As indicated by F, the battery deterioration signal is output. The flip-flop 25
Is reset at the rising edge of the output of the repeat timer circuit 16. When the battery discharge current is large, as shown in FIG. 3C, it is difficult to detect battery deterioration because the battery voltage sharply drops to a voltage close to the nominal voltage regardless of battery deterioration. When there is no discharge current, the voltage tends to decrease as shown in FIG. 3A, but it takes time until the voltage stabilizes.

バッテリ電圧が所定値V以上で、単安定マルチバイブ
レータ17が低レベルになるとリレー21は復帰し、充
電が再開される。以降繰返しタイマ回路16の1周期ご
とにバッテリ放電が繰返され、バッテリ14の劣化が常
時監視される。
When the battery voltage is equal to or higher than the predetermined value V 2 and the monostable multivibrator 17 becomes low level, the relay 21 is restored and the charging is restarted. After that, the battery discharge is repeated every cycle of the repetition timer circuit 16, and the deterioration of the battery 14 is constantly monitored.

放電抵抗器22と直列にリレー21のメーク接点を接続
すれば、放電時のみ放電抵抗器22を接続し、充電時に
切り離すこともできる。
If the make contact of the relay 21 is connected in series with the discharge resistor 22, the discharge resistor 22 can be connected only during discharging and can be disconnected during charging.

「考案の効果」 この考案によれば、微少電流を充電所用時間より長い繰
返し周期により放電させることによりバッテリの劣化を
検出する。ここで、劣化を検出するために流通する電流
を微少電流にしたことにより1回毎の検出に要する電力
損失は極く僅かである。そして、劣化の検出を充電所用
時間より長い繰返し周期毎に実施することにより検出回
数は比較的に少なくなる。結局、バッテリ劣化検出によ
り発生する電力損失は僅かであるので格別の放熱器はこ
れを必要とはせず、バッテリ劣化検出回路装置全体を小
型化することができる。わずかな回路部品でバッテリの
劣化が事前に判明するため、バッテリ劣化による無停電
電源装置の停電バックアップができないほどの重大なト
ラブルを未然に防止することができる。
[Advantage of Invention] According to this invention, deterioration of a battery is detected by discharging a minute current at a repetition cycle longer than the charging time. Here, since the current flowing to detect the deterioration is set to a very small current, the power loss required for each detection is extremely small. Then, the number of times of detection becomes relatively small by performing the detection of deterioration at each repeating cycle longer than the time required for charging. After all, since the power loss generated by the battery deterioration detection is small, a special radiator does not need this, and the entire battery deterioration detection circuit device can be downsized. Since the deterioration of the battery can be detected in advance with a few circuit components, it is possible to prevent serious troubles due to the deterioration of the battery, which cannot back up the uninterruptible power supply.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの考案の実施例を示すブロック図、第2図は
その動作例を示すタイムチャート、第3図は24Ah1
2Vのバッテリを4個直列にしたものについて充電を停
止した時のバッテリ電圧変動特性を示す図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart showing an example of its operation, and FIG. 3 is 24Ah1.
It is a figure which shows the battery voltage fluctuation characteristic at the time of stopping charge about four 2V batteries connected in series.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】充電回路の電圧が所定値より高くなるとこ
ろを検出する第1電圧検出器と、 第1電圧検出器の検出出力により起動される充電所用時
間より長い繰返し周期により発振する繰返しタイマ回路
と、 繰返しタイマ回路の出力により駆動される単安定マルチ
バイブレータと、 単安定マルチバイブレータの出力により駆動されるリレ
ーと、 リレーが動作すると充電回路をバッテリから切り離すリ
レー接点と、 バッテリと並列に接続された微少電流を放電する放電抵
抗器と、 放電抵抗器の電圧が所定値以下になるとこれを検出する
第2電圧検出器と、 第2電圧検出器の検出出力によりセットされてバッテリ
劣化信号を出力するフリップフロップとを具備するバッ
テリ劣化検出回路。
1. A first voltage detector for detecting where the voltage of a charging circuit becomes higher than a predetermined value, and a repetitive timer which oscillates in a repetitive cycle longer than a time required for charging which is activated by a detection output of the first voltage detector. Circuit, monostable multivibrator driven by the output of the repeat timer circuit, relay driven by the output of the monostable multivibrator, relay contact that disconnects the charging circuit from the battery when the relay operates, and parallel connection with the battery Discharge resistor that discharges the generated minute current, a second voltage detector that detects when the voltage of the discharge resistor becomes a predetermined value or less, and a battery deterioration signal that is set by the detection output of the second voltage detector. A battery deterioration detection circuit including a flip-flop for outputting.
JP881189U 1989-01-27 1989-01-27 Battery deterioration detection circuit Expired - Lifetime JPH0612549Y2 (en)

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JPH02101287U JPH02101287U (en) 1990-08-13
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