JPH0680346U - 充電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイマー動作を含む動作テストを短時間で処
理する。 【構成】 充電器は、充電制御回路１とテストモード切
換回路２とを備える。充電制御回路１は、充電用プログ
ラムとテスト用プログラムを記憶する記憶手段３を備え
る。テスト用プログラムのタイマー設定時間は、充電用
プログラムのタイマー設定時間よりも短く設定されてい
る。テストモード切換回路２に動作テスト信号が入力さ
れると、テストモード切換回路２はテスト用プログラム
を起動させて、短縮されたタイマーの設定時間で充電器
を動作テストをする。 【効果】 動作テスト信号が入力されると、タイマーの
設定時間を短縮したテスト用プログラムで充電器を動作
テストするので、短時間で動作テストできる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、二次電池を充電する充電器に関し、とくに、短時間で動作テスト を行なえるようにした充電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

充電器は、電池が満充電になると充電を停止する回路を内蔵する。電池が満充 電になったことは、たとえば、電池のピーク電圧を検出し、ピーク電圧から−Δ Ｖ低下したことを検出し、あるいはまた、定電圧充電するときの充電電流を検出 して検出できる。ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池は、満充電になる と電圧がピークに上昇し、その後に−ΔＶ低下する性質がある。このため、ピー ク電圧や−ΔＶを検出して、満充電を検出できる。リチウムイオン二次電池は、 定電流充電を続けると、満充電に近付くにしたがって、充電電流が減少するので 、充電電流が一定値よりも小さくなったことを検出して、満充電と判定できる。

【０００３】 充電器は、充電する電池の電圧や電流を検出し、検出した電圧や電流から電池 の満充電を検出して、充電を停止する回路を内蔵する。充電器が、電池の電圧や 電流のみを検出して、電池の満充電を検出して充電を停止すると、種々の弊害が ある。例えば、正常なニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池は、図１に示 すように満充電されると電圧が−ΔＶ低下する。しかしながら、不活性電池を充 電すると、図２に示すように、充電の初期で電圧が−ΔＶ低下する。このため、 図２に示す電圧特性の電池は、−ΔＶを検出して充電を停止すると満充電できな い。この弊害を防止するために、充電を開始した一定の時間（通常は数分間）は 、電池電圧がピーク値に上昇しても充電を停止しないノーセンサー領域を設けて いる。ノーセンサー領域は、電池電圧に関係なく、充電を継続する時間である。 さらに、充電器は、電池がほぼ満充電になると、急速充電をトリクル充電に切り 換えて、トリクル充電によって充電を継続するものがある。この充電器は、トリ クル充電時間をタイマーにセットして、一定時間経過すると充電を停止するよう にしている。さらにまた、充電器は、満充電回路が正常に動作しないときの保護 用に、一定時間経過すると充電を停止するタイマーを内蔵するものもある。

【０００４】 したがって、充電器は、ノーセンサー領域の時間を設定し、またはトリクル充 電時間を設定し、あるいはまた、全体の充電時間を設定する充電用プログラムに 従って電池を充電する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

充電器は、動作テストして正常に動作するかどうかを検査できる。電池電圧や 電流を検出して、充電を制御する充電器は、電池に代わって検査用の模擬負荷を 接続して、動作テストを完了することができる。しかしながら、充電用プログラ ムにタイマーが含まれる充電器は、動作テストに極めて長い時間を要し、短時間 に能率よく検査できない欠点がある。充電用プログラムのタイマーが経過するま で待つのに時間がかかるからである。充電用プログラムのタイマー動作を無視し て検査することによって、動作テスト時間は短縮できる。しかしながら、タイマ ー動作を無視した充電用プログラムで動作テストをすると、タイマー動作をテス トできない欠点がある。

【０００６】 この考案は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。この考 案の重要な目的は、短時間に能率よく動作テストができ、しかも動作テストによ ってタイマー動作を含む動作も検査できる充電器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案の充電器は、前述の目的を達成するために下記の構成を備える。充電 器は、充電制御回路１と、テストモード切換回路２とを内蔵する。充電制御回路 １は、電池を充電する充電用プログラムと、充電器の動作テストをするテスト用 プログラムとを記憶する記憶手段３を備える。記憶手段３に記憶されるテスト用 プログラムのタイマー設定時間は、充電用プログラムのタイマー設定時間よりも 短く設定されている。テストモード切換回路２は、充電器の動作テストをすると きに、充電制御回路１の記憶手段３に記憶されているテスト用プログラムを起動 させる。テストモード切換回路２に動作テスト信号が入力されると、テストモー ド切換回路２が充電制御回路１のテスト用プログラムを起動させて、短縮された タイマーの設定時間で動作テストをする。

【０００８】

【作用】

この考案の実施例にかかる充電器と、従来の充電器は、下記のようにして動作 テストをする。 ［−ΔＶを検出して充電を停止する従来の充電器のテスト］ 電源の模擬負荷として、定電圧負荷を電池の接続端子に接続する。 ノーセンサー時間が経過するまで待つ。ノーセンサー時間は、通常数分に設 定される。 定電圧負荷の電圧を、−ΔＶ低下させ、−ΔＶを検出して充電が停止するか どうかを検査する。

【０００９】 ［−ΔＶを検出して充電を停止するこの考案の実施例の充電器のテスト］ 電源の模擬負荷として、定電圧負荷を電池の接続端子に接続する。 テストモード切換回路２に動作テスト信号を入力し、テストモード切換回路 ２でもって充電制御回路１のテスト用プログラムを起動させる。充電制御回路１ は、テスト用プログラムの設定時間を短縮したノーセンサー時間が経過するのを 待つ。ノーセンサー時間は、充電用プログラムのノーセンサー時間よりも相当に 短く、短時間でノーセンサー時間が経過して、ノーセンサー時間をカウントする タイマー動作テストを完了する。 定電圧負荷の電圧を、−ΔＶ低下させ、−ΔＶを検出して充電が停止するか どうかを検査する。

【００１０】 ［電池のピーク値を検出して充電を停止する従来の充電器のテスト］ 電源の模擬負荷として、定電圧負荷を電池の接続端子に接続する。 ノーセンサー時間が経過するのを待つ。ノーセンサー時間は、前述のように 数分に設定される。 定電圧負荷の電圧を、電池充電電圧カーブと同様に急速に変化させ、ピーク センサーが動作するかどうかを検査する。

【００１１】 ［電池のピーク値を検出して充電を停止するこの考案の実施例の充電器のテスト ］ 電源の模擬負荷として、定電圧負荷を電池の接続端子に接続する。 テストモード切換回路２に動作テスト信号を入力し、テストモード切換回路 ２でもって充電制御回路１のテスト用プログラムを起動させる。充電制御回路１ は、テスト用プログラムの設定時間を短縮したノーセンサー時間が経過するのを 待つ。ノーセンサー時間は短く、短時間でノーセンサー時間をカウントするタイ マー動作テストを完了する。 定電圧負荷の電圧を、電池充電電圧カーブと同様に急速に変化させ、ピーク センサーが動作するかどうかを検査する。

【００１２】 ［保護タイマーを有する従来の充電器のテスト］ 電源の模擬負荷として、定電圧負荷を電池の接続端子に接続する。 保護タイマーの設定時間（通常は数時間）経過し、保護タイマーが正常に動 作するかどうかを検査する。

【００１３】 ［保護タイマーを有するこの考案の実施例の充電器のテスト］ 電源の模擬負荷として、定電圧負荷を電池の接続端子に接続する。 テストモード切換回路２に動作テスト信号を入力し、テストモード切換回路 ２でもって充電制御回路１のテスト用プログラムを起動させる。充電制御回路１ は、テスト用プログラムの設定時間を短縮した保護タイマーの設定時間が経過す るのを待つ。テスト用プログラムの保護タイマーの設定時間は、充電用プログラ ムの保護タイマーの設定時間よりも相当に短く、短時間で保護タイマーの動作テ ストを完了する。

【００１４】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施 例は、この考案の技術思想を具体化するための充電器を例示するものであって、 この考案の充電器は、構成部品の回路構成やプログラム等を下記のものに特定す るものでない。この考案の充電器は、実用新案登録請求の範囲を逸脱しない範囲 で変更することができる。

【００１５】 さらに、この明細書は、実用新案登録請求の範囲を理解し易いように、実施例 に示される部材に対応する番号を、「実用新案登録請求の範囲の欄」、「作用の 欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している 。ただ、実用新案登録請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するも のでは決してない。

【００１６】 図３の回路図に示す充電器は、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、 リチウムイオン電池等の二次電池を充電するもので、交流の１００Ｖを、電池を 充電する直流電圧に変換する降圧／整流回路４と、降圧／整流回路４の出力で電 池を充電する充電制御回路１とを備える。

【００１７】 充電制御回路１は、電池を定電流充電する定電流回路５と、電池が満充電され ると充電を停止するスイッチング回路６と、電池の満充電状態を検出する満充電 検出回路７と、スイッチング回路６を制御するＣＰＵ８と、電池を充電する充電 用プログラムと、充電器を動作テストするテスト用プログラムとを記憶する記憶 手段３と、動作テスト信号が入力されたときに、テスト用プログラムを起動させ るテストモード切換回路２とを備える。

【００１８】 満充電検出回路７は、電池の満充電を検出する。電池が満充電になると、満充 電検出回路７は、満充電信号をＣＰＵ８に入力する。ＣＰＵ８は、満充電信号が 入力されるとスイッチング回路６を制御する。電池が満充電になると、満充電検 出回路７からの信号でＣＰＵ８はスイッチング回路６をオフにして充電を停止す る。電池が満充電されていないときは、満充電検出回路７からの信号で、ＣＰＵ ８はスイッチング回路６をオン状態として電池を充電する。

【００１９】 この考案の充電器は、満充電検出回路７が電池の満充電を検出する方式を特定 しない。満充電検出回路７は、例えば、電池のピーク電圧を検出し、−ΔＶを検 出し、あるいは、充電電流を検出して電池の満充電を検出する。

【００２０】 ＣＰＵ８はワンチップマイコンで、記憶手段３に記憶されるプログラムにした がって電池を充電し、また充電器の動作テストをする。ＣＰＵ８は、電池を充電 するときは、充電用プログラムにしたがって動作する。充電器の動作テストをす るときは、テスト用プログラムにしたがって動作する。ＣＰＵ８が、充電用プロ グラムにしたがって動作するか、あるいは、テスト用プログラムにしたがって動 作するかは、テストモード切換回路２からの信号で制御される。テストモード切 換回路２に動作テスト信号が入力されると、ＣＰＵ８は、テストモード切換回路 ２からの信号でテスト用プログラムで動作する。

【００２１】 記憶手段３は、充電用プログラム記憶部３Ａと、テスト用プログラム記憶部３ Ｂとを有する。充電用プログラム記憶部３Ａは充電用プログラムを記憶する。テ スト用プログラム記憶部３Ｂはテスト用プログラムを記憶する。充電用プログラ ム記憶部３Ａおよびテスト用プログラム記憶部３Ｂは、ノーセンサー領域の時間 を記憶するノーセンサータイマー部と、保護タイマーの設定時間を記憶する保護 タイマー部とからなる。テスト用プログラム記憶部３Ｂは、充電用プログラムよ りもタイマーの設定時間を短くしたテスト用プログラムを記憶している。すなわ ち、テスト用プログラム記憶部３Ｂのノーセンサータイマー部と保護タイマー部 とは、充電用プログラム記憶部３Ａのノーセンサータイマー部と保護タイマー部 よりも短く時間を記憶している。テスト用プログラム記憶部３Ｂは、タイマーの 設定時間を短くする以外、充電用プログラムと同じフローチャートのテスト用プ ログラムを記憶する。

【００２２】 テストモード切換回路２は、充電器の動作テストをするときに、ＣＰＵ８をテ スト用プログラムで動作させる。したがって、テストモード切換回路２はＣＰＵ ８に接続されて、ＣＰＵ８がいずれかのプログラムで動作するかを制御する。図 ３に示すテストモード切換回路２は、動作テスト信号を検出するテスト端子９を 有する。テスト端子９は、図４の断面図に示すように、充電器のプリント基板１ ０に設けられている。テスト端子９にテストピン１１を接続できるように、充電 器のケーシング１２は、テスト端子９の下方にテスト用孔１３を開口している。 テスト端子９にテストピン１１を接続すると、テスト端子９に動作テスト信号が 入力される。テストピン１１は、二つのテスト端子９を短絡し、あるいは、テス ト端子９に所定の電圧を入力して、テストモード切換回路２に動作テスト信号を 入力する。動作テストを完了した後、ケーシング１２の表面にラベル１４を貼っ て、テスト用孔１３を閉塞する。この構造の充電器は、動作テストを完了した後 、テスト用孔１３を閉塞して出荷することができる。

【００２３】 さらに、図３の回路図に示す充電器は、電池パック１６の温度端子１５を利用 して、動作テスト信号をテストモード切換回路２に入力している。電池パック１ ６の温度端子１５は、電源のマイナス側に接続されている。したがって、充電す る電池パック１６を接続したときには、温度端子１５の電圧は０Ｖとなる。電池 パック１６を外した状態で、温度端子１５に所定の電圧を入力してテストモード 切換回路２に動作テスト信号を入力することができる。この場合、動作テスト信 号は、温度端子１５に入力する所定の電圧信号である。温度端子１５に動作テス ト信号が入力されと、テストモード切換回路２は、テスト用プログラムでＣＰＵ ８を動作させる。この構造のテスト用プログラムは、動作テスト信号を入力する ために特別な端子を必要としない。このため、動作テスト信号を入力するために 専用の接続端子を設ける必要がなく、充電器の構造を簡単にできる特長がある。

【００２４】 図３に示すテストモード切換回路２は、テスト端子９、または、温度端子１５ に動作テスト信号を入力して、ＣＰＵ８の動作を、充電用プログラムからテスト 用プログラムに切り換えている。ただ、この考案の充電器は、テストモード切換 回路２に入力する動作テスト信号を前記のものに特定しない。テストモード切換 回路２は、充電用プログラムをテスト用プログラムに切り換えできる全ての回路 構成とすることができる。たとえば、図示しないが、電池のプラス極に接続する 端子に交流のパルス信号を入力し、このパルス信号を動作テスト信号としてテス トモード切換回路に検出させることも可能である。また、テスト端子に模擬負荷 を接続したことを検出して、動作テスト信号とすることもできる。

【００２５】 図３に示す充電器は図６のフローチャートにしたがって電池を充電し、また、 動作テストをする。 ［Ｎ１のステップ］ テストモード切換回路２は、動作テスト信号が入力されたかどうかを判定する 。 ［Ｎ２のステップ］ テストモード切換回路２に動作テスト信号が入力されると、テスト用プログラ ムにしたがって充電器の動作テストをする。 ［Ｎ３のステップ］ テストモード切換回路２に動作テスト信号が入力されないと、充電用プログラ ムにしたがって電池を充電する。

【００２６】 充電器が、テスト用プログラムにしたがって動作テストをし、あるいは、充電 用プログラムにしたがって電池を充電するフローチャートを図７に示している。

【００２７】 ［Ｎ１のステップ］ ノーセンサー時間が経過したかどうかを判定する。充電用プログラムはノーセ ンサー時間を数分とし、テスト用プログラムは０．１秒から３０秒の間にセット される。 ［Ｎ２のステップ］ 充電電圧のピーク値（Ｖｐ）を設定する。 ［Ｎ３のステップ］ 保護タイマーの設定時間が経過したかどうかを判定する。保護タイマーの設定 時間が経過すると充電を終了する。保護タイマーの設定時間は、充電用プログラ ムでは数時間、テスト用プログラムでは０．１秒から３０秒の範囲に設定する。 ［Ｎ４のステップ］ 保護タイマーの設定時間が経過していないと、充電している電池の電圧（Ｖｂ ）を検出する。 ［Ｎ５のステップ］ 検出した電池の電圧（Ｖｂ）を、ピーク電圧（Ｖｐ）に比較する。充電してい る電池電圧（Ｖｂ）とピーク電圧（Ｖｐ）との差が設定値以上であると、充電を 終了する。すなわち、電池電圧がピーク電圧が設定された−ΔＶよりも低下する と、充電を終了する。充電している電池の電圧（Ｖｂ）とピーク電圧（Ｖｐ）と の差が設定値以下であると、Ｎ３のステップにループする。

【００２８】

【考案の効果】

この考案の充電器は、充電用プログラムのタイマーを含む動作テストを短時間 にできる特長がある。それは、この考案の充電器が、充電用プログラムとテスト 用プログラムの両方を記憶し、テスト用プログラムは充電用プログラムよりもタ イマーの設定時間を短く設定し、動作テスト信号が入力されたときには、テスト 用プログラムにしたがって動作させて正常に動作するかどうかを検査できるから である。このため、この考案の充電器は、正常に動作するかどうかのテスト時間 を短縮し、製造工程における検査の処理能率を著しく改善できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】正常なニッケルカドミウム電池の充電電圧特性
を示すグラフ

【図２】不活性電池の充電電圧特性を示すグラフ

【図３】この考案の一実施例にかかる充電器のブロック
線図

【図４】この考案の一実施例にかかる充電器のケーシン
グの断面図

【図５】図４に示す充電器のケーシングの底面図

【図６】充電器が電池を充電したまま充電器の動作テス
トをするフローチャート図

【図７】充電用プログラムとテスト用プログラムの一例
を示すフローチャート図

【符号の説明】

１…充電制御回路 ２…テストモード切換回路 ３…記憶手段 ３Ａ…充電用プログラム記憶部 ３Ｂ…テスト用
プログラム記憶部 ４…降圧／整流回路 ５…定電流回路 ６…スイッチング回路 ７…満充電検出回路 ８…ＣＰＵ ９…テスト端子 １０…プリント基板 １１…テストピン １２…ケーシング １３…テスト用孔 １４…ラベル １５…温度端子 １６…電池パック

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池を充電する充電用プログラムと充電
   器のテスト用プログラムとを記憶する記憶手段を有する
   充電制御回路(1)と、この充電制御回路(1)に記憶される
   テスト用プログラムを起動させるテストモード切換回路
   (2)を備えており、記憶手段(3)に記憶されるテスト用プ
   ログラムのタイマー設定時間は、充電用プログラムのタ
   イマー設定時間よりも短く設定されており、テストモー
   ド切換回路(2)に動作テスト信号が入力されると、テス
   トモード切換回路(2)が充電制御回路(1)のテスト用プロ
   グラムを起動させて、短縮されたタイマーの設定時間で
   動作テストを行うように構成された充電器。