JPH0710148B2 - 充電制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蓄電池への充電装置に係り、特にタイマ回路
を用いて上記充電の制御を行う充電制御回路に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来から、蓄電池への充電の完了を検出する手段とし
て、蓄電池への充電開始と同時に、給電が行なわれて作
動するタイマ回路を設け、このタイマ回路が作動してか
ら予め設定した時間に達したときに、蓄電池への充電を
停止するようにしたものがある。

このような検出手段を設けた充電制御回路において、第
３図に示すように、例えば、時刻t₁で商用電源からの給
電が停止されると、タイマ回路への給電も停止され、タ
イマ回路の給電電圧が低下を始める。そして、電圧V₁ま
で低下した時刻t₂で、タイマ回路はリセットされてしま
う。また、時刻t₃で給電が再開されると、タイマ回路へ
の給電電圧が上昇を始め、電圧V₃に達した時刻t₄でタイ
マ回路は初期状態から作動を開始する。このため、蓄電
池がすでに満充電の状態でも、時刻t₄から蓄電池は充電
されるので過充電になる虞れがあった。

この解決手段として、特開昭63−77331号公報に示すよ
うに、コンデンサ、トランジスタ等からなる給電回路を
設け、給電停止のときは蓄電池から上記給電回路を介し
て直ちにタイマ回路へ給電するようにして、タイマ回路
をリセットさせないようにしたものが提案されている。
すなわち、この給電回路は、充電時にコンデンサに充電
しておき、給電が停止したときに上記コンデンサの電圧
がトランジスタのオン電圧以上であれば、タイマ回路へ
蓄電池から給電するようになされたものである。

また、電圧検出手段、あるいは温度検出手段とタイマ回
路とを併設し、充電時間と、蓄電池の電圧あるいは温度
とに基づいて充電制御を行い、過充電を防ぐようにした
ものも提案されている（特願昭63−94048号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記給電回路を設けた充電制御回路にあって
は、給電が停止するとコンデンサの自己放電等によりコ
ンデンサの電圧が次第に低下する。そのため、給電停止
が比較的長時間続くと、コンデンサの電圧がトランジス
タのオン電圧以下になり、給電回路の作動が停止してタ
イマ回路がリセットされてしまう。

すなわち、充電が完了したときに蓄電池を充電制御回路
から取り外さずに電源を切り、しばらくして上記蓄電池
を取り付けたまま電源を再投入した場合、タイマ回路は
コンデンサの放電等によりすでにリセットされており、
そのため、上記蓄電池は再び充電され、過充電になる。

また、上記コンデンサの容量を増やせば、給電停止によ
るコンデンサの電圧低下を少なくすることはできるが、
コンデンサの容量の増加にともなってコンデンサの形状
が大きくなるといった問題がある。さらに、給電回路を
設けたために充電制御回路の構成が大きくなり、小型
化、低コスト化ができないといった問題がある。

一方、電圧検出手段、あるいは温度検出手段とタイマ回
路とを併設した充電制御回路にあっても、充電制御回路
の構成が大きくなり、小型化、低コスト化ができないと
いった問題がある。

本発明は、上記問題を解消するもので、簡単な回路構成
で充電完了後の繰り返し充電による過充電の防止ができ
る充電制御回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は、直流電圧を給電
する給電回路と、この給電回路から給電され、作動して
から予め設定した時間に達したときに充電制御信号を出
力するタイマ制御部と、上記給電回路からの給電が開始
されたときに蓄電池へ電流を供給し、上記充電制御信号
が入力されたときに上記蓄電池への電流を停止させるイ
ンバータを有する充電部とを備えるとともに、上記蓄電
池の充電完了後に、外部電源からの給電が断たれたとき
には、上記蓄電池から上記タイマ制御部に上記充電部を
介して給電して上記タイマ制御部への給電を持続させた
ものである。

〔作用〕

上記構成の充電制御回路によれば、充電完了後に電源か
らの給電が停止されたときは蓄電池からタイマ制御部に
給電が行われ、充電部の一部がそのままタイマ制御部の
給電経路として使用される。また、電源からの給電が停
止したときは、タイマ制御部に蓄電池から給電が継続さ
れ、タイマ制御部はリセットされないので、充電完了後
の蓄電池が再充電されても過充電はなくなる。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る充電制御回路の一実施例を示すも
のである。

充電制御回路１は、給電回路としての整流回路２、タイ
マ制御部３および自励発振回路からなる充電部４から構
成されている。

整流回路２はダイオードブリッジ回路等からなり、商用
電源６に接続されたときに、この商用電源６から供給さ
れた交流電圧を直流電圧に整流して出力するものであ
る。

タイマ制御部３は、タイマ回路31と分圧抵抗R₁，R₂とか
らなる。タイマ回路31は、分圧抵抗R₁，R₂により分圧さ
れた直流電圧が電源として端子32に入力されるととも
に、この端子32への入力電圧が電圧V₁を越えたときにタ
イマ動作を開始し、入力電圧が電圧V₁より下がったとき
にリセット状態になる。また、端子33は充電部４のトラ
ンジスタQ₁のベースに接続され、タイマ動作中は端子33
から“ハイ”を出力する。また、タイマ動作開始から所
定時間経過すると充電制御信号として端子33から“ロ
ー”を出力する。

充電部４は、充電用トランジスタQ₁、スイッチングトラ
ンジスタQ₂、抵抗R_B，R_E，R_K、コンデンサC_B、ダイオー
ドD₁およびトランス結合されたコイルL₁，L₂から構成さ
れ、整流回路２から出力された直流電圧を高周波発振さ
せ再度整流することにより降圧して蓄電池７に充電させ
るものである。また、抵抗R_B，R_K、コンデンサC_Bおよび
コイルL₂は直列接続され、さらに、抵抗R_B、コンデンサ
C_BおよびコイルL₂はトランジスタQ₁のベース、エミッタ
間に並列接続され、これらの値が設定されることによ
り、充電部４の発振周波数が決定する。

また、充電部４を上記のように構成することにより、低
周波トランスを用いて降圧する場合に比べてより小型の
トランスで構成でき、また、抵抗を用いて降圧する場合
に比べて損失が小さくできる。

次に、上記充電制御回路１の充電動作について説明す
る。

まず、商用電源６に接続されたときに直流電圧が整流回
路２から出力される。この直流電圧は抵抗R_Kを介して直
列接続された抵抗R_B、コンデンサC_BおよびコイルL₂に印
加される。そして、トランジスタQ₁のベース電圧がオン
電圧を越えると、トランジスタQ₁のベースに電流が流
れ、トランジスタQ₁がオンする。

すると、トランジスタQ₁のコレクタに接続されたコイル
L₁、および抵抗R_Eを介して蓄電池７に電流が供給される
とともに、抵抗R_Eの端子間電圧によりトランジスタQ₂が
オンする。この結果、トランジスタQ₁のベース電圧が低
下して、該トランジスタQ₁がオフし、そののちトランジ
スタQ₂のベース電圧も低下して、該トランジスタQ₂もオ
フする。また、トランジスタQ₁がオフすることにより、
コイルL₁の電流もオフし、この電流変化を受けてコイル
L₂に電圧が誘起され、この起電力によりダイオードD₁を
介して蓄電池７に電流が供給される。

そののち、上記直流電圧の印加によりトランジスタQ₁の
ベース電圧がオン電圧を越えると、トランジスタQ₁は再
びオンし、上述の動作が繰り返される。このように、ト
ランジスタQ₁，Q₂がオン、オフを繰り返すことにより、
蓄電池７には電流が供給され続ける。

一方、整流回路２からの直流電圧は、分圧抵抗R₁，R₂を
介して端子32にも入力され、電圧V₁を越えたときにタイ
マ回路31はタイマ動作を開始する。そして、タイマ回路
31が作動してから予め設定した時間に達したときに、端
子33の出力は“ハイ”から“ロー”に変化する。する
と、トランジスタQ₁がオフになり、次いでトランジスタ
Q₂もオフになり、その結果、蓄電池７への電流が停止す
る。

このように、商用電源６に接続されると、蓄電池７に充
電が開始される。そして、予め設定した時間に達して蓄
電池７が満充電になったときに蓄電池７への充電は停止
する。

次に、時刻t₁で給電が停止した場合の上記充電制御回路
１の動作について、第２図，第４図を用いて説明する。

まず、時刻t₁で商用電源６との接続が断たれて給電が停
止し、整流回路２からの出力電圧が低下すると、タイマ
回路31への給電電圧、すなわち分圧抵抗R₁，R₂を介して
端子32に入力される電圧も低下を始める。そして、時刻
t₅で整流回路２からの出力電圧が蓄電池７の端子間電圧
より低下するとき、第２図に示すように、トランジスタ
Q₂のベースからコレクタに蓄電池７の端子間電圧が印加
され、このため、トランジスタQ₂はベースからコレクタ
の方向のダイオードとして働く。すると、蓄電池７から
の電流は抵抗R_Eを介して分圧抵抗R₁，R₂に流れ、その結
果、タイマ回路31の端子32に電圧V₂が印加される。

また、この電圧V₂は、蓄電池７が充電されていれば、タ
イマ回路31の充電制御電圧V₁より大きくなるように分圧
抵抗R₁，R₂の抵抗値により設定できる。すなわち、例え
ば、分圧抵抗R₁を固定抵抗にし、分圧抵抗R₂を可変抵抗
にすると、第５図に示すように、分圧抵抗R₂の抵抗値を
調整することにより電圧V₂を設定することができる。

そして、時刻t₃で給電が再開しても、タイマ回路31はリ
セットされてないのでタイマ動作を再スタートすること
がなく、したがって、蓄電池７は過充電されない。

なお、充電部４は上述した構成に限られるものではな
く、第２図のように整流回路２からの出力電圧が蓄電池
７の端子間電圧より低下したときに、蓄電池７からタイ
マ回路31の端子32に給電されるように構成されたインバ
ータであればよい。

また、上記実施例では、スイッチングトランジスタQ₂と
してNPNタイプを用いて充電部４を構成したが、PNPタイ
プのトランジスタを用いて充電部４を構成し、給電が停
止したときはPNPトランジスタのベース、エミッタ間を
通して給電し、タイマ制御部の動作を持続させることも
できる。

さらに、他の実施例として上記実施例に加えて蓄電池装
着検出手段を設け、整流回路２からタイマ回路31に給電
され、かつ、上記蓄電池装着検出手段により蓄電池７が
装着されたことが検出されたときに、タイマ回路31が作
動するように構成してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、給電が停止されたときは充電部を介して蓄電
池からタイマ制御部に給電が行われるので、給電が停止
したときのタイマ制御部への給電回路を別途設ける必要
がなく、回路構成が簡単にでき、充電制御回路の小型
化、低コスト化を図ることができる。また、充電完了後
に電源からの給電が停止したときもタイマ制御部はリセ
ットされないので、充電完了後の蓄電池が再充電されて
も過充電されることを防止でき、蓄電池の寿命が短くな
ることを防止できるとともに、蓄電池の信頼性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す充電制御回路の構成
図、第２図は給電停止時の蓄電池からタイマ制御部への
給電動作を説明する図、第３図は従来のタイマ回路を用
いた充電制御回路の動作を説明する図、第４図は本発明
の充電制御回路の動作を説明する図、第５図は分圧抵抗
R₂の抵抗値と電圧V₂との関係を説明する図である。 １…充電制御回路、２…整流回路、３…タイマ制御部、
４…充電部、６…商用電源、７…蓄電池。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電圧を給電する給電回路と、この給電
   回路から給電され、作動してから予め設定した時間に達
   したときに充電制御信号を出力するタイマ制御部と、上
   記給電回路からの給電が開始されたときに蓄電池へ電流
   を供給し、上記充電制御信号が入力されたときに上記蓄
   電池への電流を停止させるインバータを有する充電部と
   を備えるとともに、上記蓄電池の充電完了後に、外部電
   源からの給電が断たれたときには、上記蓄電池から上記
   タイマ制御部に上記充電部を介して給電して上記タイマ
   制御部への給電を持続させたことを特徴とする充電制御
   回路。