JPH073251U - 電池を備えた移動可能な機器用の電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ニッケルカドミウム系二次電池の充電に適し
た定電流充電を実行しながら，所定電圧を供給して安定
に機器を駆動することができる移動可能な機器用の電源
装置を提供する。 【構成】 交流電源回路１からの入力を整流する手段３
と，電池４の充電電流値を検出する電流値検出手段６
と，自動電圧調節手段１０と，充電電流指令値設定手段
１２ａと，この充電電流指令値と電流値検出手段６の検
出値とを比較し，比較した偏差値によって自動電圧調節
手段１０の出力電圧を制御するように構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は電池を備えた移動可能な機器用の電源装置に係り，特に，ニッケル カドミウム系電池に適した定電流充電手段をとりながら，出力電圧値を所定値に 維持することによって機器類を安定に駆動することができる電池を備えた移動可 能な機器用の電源装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近のレジャ−施設の多様化に伴い，例えば，自然に囲まれた地域に複数の小 独立家屋を点在させ，各独立家屋毎に客室を設けて新鮮な食事を提供するレスト ラン等の経営が行われている。 このようなレストラン等では，点在する独立家屋の客に新鮮な魚や刺し身を提 供するために，電池によって駆動される温度制御手段を設けた移動生け簀や保冷 庫等が使用される。 このような温度制御手段を設けた移動生け簀や保冷庫等は，調理場や電源設備 のある客室等では，地上に設備された交流電源端子に接続して充電しながら生け 簀や保冷庫等の温度制御手段に電源を供給し，移動中や電源のない客室では電池 によって温度制御機能を作動させるようにしている。 このような電池を備えた移動可能な機器用の電源装置においては，例えば，図 ３に示すような回路構成が用いられている。 図３は地上に設けた交流電源に接続して搭載する電池や温度制御手段等の機器 に直流電源を供給する定電圧制御手段を移動装置に備えた例を示している。 図３において，地上に設備された交流電源回路１にコネクタ２を介して移動装 置Ａｏに設けた整流回路３を接続し，整流回路３の整流出力は定電圧制御手段１ ０Ａを経由して各機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎおよびスイッチ手段１０ｂ を介して電池４ａに供給される。なお，３ａは平滑用のコンデンサである。 定電圧制御手段１０Ａが起動されるとスタ−トするタイマ１０ａの出力が前述 したスイッチ手段１０ｂの操作部に接続されている。タイマ１０ａは電池４ａの 条件によって設定されている充電時間の設定用であって，充電が開始されて所定 時間が経過するとスイッチ手段１０ｂを開放して電池４ａの充電を完了させる。 移動中等の地上電源に接続されない場合はスイッチ手段１０ｂが閉路されて各 機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎは電池４ａから電力が供給される。 スイッチ手段１０ｂにダイオ−ドを充電電流とは逆方向に並列に接続して，ス イッチ手段１０ｂ投入されていない場合にも，電池４ａから各機器５ａ，・・， ５ｉ，・・，５ｎに電源を供給する手段をとる場合もある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで，上述したように，電池を備えた移動可能な機器用の電源装置におい ては，定電流充電手段を用いると各機器の負荷電流が変動するために電池の充電 電流を管理することができないので定電圧充電手段が採用されている。 定電圧充電手段は鉛電池の充電には適用できるが，ニッケルカドミウム系電池 には充電電流値が管理できないために電池寿命を短くする恐れがある。 しかしながら，このような移動可能な機器には小型軽量が望ましいのでエネル ギ−／重量比の大きいニッケルカドミウム系電池の使用が要望されるが，定電圧 充電手段では電池の寿命を短くするので使用に適さないという問題があった。 従って，ニッケルカドミウム系二次電池の寿命を短くしないで充電し，しかも ，安定に機器を駆動することができる電源装置が要望されていた。 本考案は上記従来のものの課題（問題点）を解決し，ニッケルカドミウム系二 次電池の充電に適した定電流充電を実行しながら，所定電圧を供給して安定に機 器を駆動することができる移動可能な機器用の電源装置を提供することを目的と する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために，本考案に基づく電池を備えた移動可能な機器用の 電源装置においては，交流電源からの入力を整流する手段と，電池の充電電流値 を検出する電流値検出手段と，自動電圧調節手段と，充電電流指令値設定手段と ，この充電電流指令値と前記電流値検出手段の検出値とを比較し，比較した偏差 値によって自動電圧調節手段の出力電圧を制御するように構成した。

【０００５】

【作用】

本考案は，上述のように電池の充電電流値を検出して充電電流指令値と比較し ，比較結果の偏差値によって電源装置の出力電圧を制御するようにしたので，交 流電源のある箇所においては，電池に適切な充電電流を供給しながら，機器には 充電時の電池電圧で定まる変動の少ない電圧が供給される。 また，充電が完了したり移動中等には電池から各機器に電力を供給できる。

【０００６】

【実施例】

本考案に基づく電池を備えた移動可能機器用の電源装置の実施例を図１，図２ によって詳細に説明する。 図１は電池を備えた移動可能機器用の電源装置の主要構成を示すブロック図で あって，各種機器を装備した移動装置にはこの考案に基づく電池を備えた電源装 置を搭載し，充電時等には地上に設けた交流電源に接続して使用するように構成 した例について説明する。 即ち，本実施例に示す移動装置，例えば，温度制御機能を設けた移動生け簀や 保冷庫においては，調理場や電源設備のある客室等では，地上に設備された電源 端子に接続して充電しながら生け簀や保冷庫等とその温度制御機能に電源を供給 して作動させ，移動中や電源のない客室では電池によって作動させるようにする 。 図１において，Ａは本考案を適用した移動装置であって，移動装置Ａが交流電 源のある場所においては，地上に設備された交流電源回路１にコネクタ２を接続 し，入力する交流を整流する手段である整流回路３を接続する。なお，３ａは平 滑用のコンデンサである。 整流回路３の整流出力は自動電圧調節手段１０に入力し，自動電圧調節手段１ ０に設けた出力制御機能要素である例えば，トランジスタ等の電流制御素子１１ を経由して電池４および各種機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎに接続する。 電池４の入力回路には電池４の充電電流値検出用の電流値検出手段６，例えば ，ＤＣＣＴが接続されている。また，電池４の入力回路には電池４の電圧値検出 用の電圧値検出手段７が接続されている。

【０００７】 電流値検出手段６の出力および電圧値検出手段７の出力は前述した自動電圧調 節手段１０に入力している。 電圧値検出手段７の出力は詳細を後述する比較手段１３に入力し，電圧値検出 手段７の出力は電池の充電完了検出手段８に入力している。 充電完了検出手段８は電池の充電完了に伴う電圧変化を検出して充電完了信号 を出力する。 自動電圧調節手段１０の入力回路にはスイッチ手段１２が設けられている。ス イッチ手段１２は充電完了検出手段８の出力信号によって制御される。 スイッチ手段１２には充電電流指令値設定手段１２ａに設定した充電電流指令 値が一方の端子ａに，所定のゼロ電流指令値設定手段１２ｂからゼロ電流指令値 が他方の端子ｂに入力していて前述した充電完了信号によって切り替えられよう になっている。 スイッチ手段１２の出力回路は比較手段１３に入力している。比較手段１３に は前述したように電流値検出手段６の出力回路が接続されている。 比較手段１３によって得られる比較結果を示す偏差信号出力は所定の性能を備 えた，例えば積分機能を備えた増幅手段１４に入力している。増幅手段１４の出 力は，例えば，絶縁増幅器やトランス等により形成された直流電位に対する絶縁 機能を備えた出力手段１５を経由して，前述した電流制御素子１１の制御端子に 接続されている。 出力手段１５は，入力する増幅手段１４の直流電位と信号レベルを，電池４の 端子電圧値にある電流制御素子１１の制御端子に適切な直流電位と信号レベルに 変換する機能を備えている。

【０００８】 次に，上述した回路構成における電源装置の動作を図２をも参照して詳細に説 明する。 図２は横軸に時間経過を示し，縦軸には上述した回路構成における主要部にお ける信号波形変化を示している。 即ち，上段から，電圧値検出手段７からの出力で作動する充電完了検出手段８ から出力し，スイッチ手段１２に操作信号として入力する充電完了信号，充電電 流指令値設定手段１２ａに設定され，スイッチ手段１２から出力される充電電流 指令値，電流値検出手段６によって得られる電池充電電流値，各種機器５ａ，・ ・，５ｉ，・・，５ｎの総電流値，自動電圧調節手段１０の出力電流値，自動電 圧調節手段１０の出力電圧値それぞれの変化状況を示している。 図２に記す各特性線の各下部は信号なしまたはゼロ，電流値０，電圧値０等を 示している。 地上に設備された交流電源回路１にコネクタ２を介してこの移動装置Ａに搭載 した電源装置の整流回路３を接続すると，交流電源回路１の交流は整流回路３に よって整流され，自動電圧調節手段１０の電流制御素子１１を経由して電池４お よび各種機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎに供給される。即ち，詳細を後述す るように制御される電流制御素子１１によって所定値の直流電圧に変換されて電 池４に充電電流を供給し，各機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎにそれぞれ作動 用電流を供給する。

【０００９】 通常は電源投入時は電池の充電が完了状態にないので，スイッチ手段１２は端 子ａから入力する充電電流指令値を出力する。 電池４の充電電流値は電流値検出手段６によって検出されて比較手段１３に入 力し，スイッチ手段１２から入力する充電電流指令値と比較される。 比較手段１３からは充電電流指令値と電池４の充電電流値との偏差値が出力し て増幅手段１４に入力し，増幅手段１４からは，入力する偏差値に対応してこの 増幅手段の性能によって定まる信号値の制御信号が出力される。 増幅手段１４の出力信号は絶縁機能を備えた出力手段１５によって，直流電位 が整流回路３の整流直流電位に対応している電流制御素子１１の制御端子に適切 な直流電位に対応して変換され，さらに，信号レベルは電流制御素子１１を駆動 するのに適した信号レベルに変換されて，電流制御素子１１の制御端子に入力す る。 従って，電流制御素子１１から得られる充電電流指令値に応じた充電電流値に よって電池４は充電され，電流制御素子１１の出力電圧値は電池の特性に対応し た一定値の電圧に保持される。 また，この電圧値は各機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎの駆動電圧としても 適切な値に設定されている。

【００１０】 即ち，図２に示すように充電電流指令値に対応して電池４に充電電流が流れ， 各機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎの総電流値変化に応じて，自動電圧調節手 段１０からは電池４の充電電流と各機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎの総電流 が加算されて出力される。自動電圧調節手段１０の出力電圧値は，自動電圧調節 手段１０と電池の特性によって一定の値になるが，電池の充電に応じて徐々に高 まり，各機器の負荷電流変化には影響されない。 図２において，時刻Ｔに電圧値検出手段７の出力電圧値によって充電完了検出 手段８が電池４の充電完了と判定すると，スイッチ手段１２は操作されて，自動 電圧調節手段１０にはゼロ電流指令値が入力する。従って，上述した機能によっ て自動電圧調節手段１０からは電池４の充電電流値をゼロに維持するように適切 な値の電圧値を出力する。 即ち，図２に示すように，時刻Ｔに充電完了切り替え信号が出力されると，充 電電流指令値はゼロになり，電池４の電流値はゼロに維持される。 従って，各機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎの総電流値変動に従って，自動 電圧調節手段１０からは各機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎに対応する総電流 値が出力され，自動電圧調節手段１０の出力電圧値はほぼ一定値に維持される。

【００１１】 この移動装置を移動する場合は，地上に設備された交流電源回路１からコネク タ２を外し，電池４によって各機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎに電力を供給 する。

【００１２】 上述の説明は本考案の技術思想を実現するための基本手法と構成を示したもの であって，種々応用改変することができる。 例えば，上述した実施例では自動電圧調節手段１０の出力回路はトランジスタ のような電流制御素子１１によって制御するように説明したが，自動電圧調節手 段１０の内部機能を，電池４の電流値検出手段６によって検出される電流値と充 電電流指令値との偏差信号値に対応するオンオフ比率のパルス信号に変換し，電 流制御素子１１にスイッチング機能素子を使用して適切な整流回路で整流した後 の電圧値が，電池４に指定された充電電流が流れる値になるようにした後，電池 ４と各機器５ａ，・・，５ｉ，・・，５ｎに電流を供給するようにする等，本考 案の構成機能の内容と特性は適切に設定すれば良いことは当然である。 また，電池の充電完了を電池の端子電圧値から検出するように説明したが，充 電完了の検出には，電池の特性に対応して適切に構成すれば良いことも当然であ る。

【００１３】

【考案の効果】

本考案は，上記のように構成したので，次のような優れた効果を有する。 待機中においても，移動中においても，各機器に対して適切な電力を供給でき る。 電池の充電電流値に対応して電池と各機器に供給する電源電圧が調節されるの で，電池の充電電流や各機器の負荷電流値に影響しない適切な直流電圧が得られ る。 電池の充電電流値に対応して電池の充電電圧が調節されるので，電池の充電進 行に従って適切な充電電流が流れるように制御される。 電池がニッケルカドミウム系電池の場合には，定電流充電による急速受電が可 能になる。 電池がニッケルカドミウム系電池の場合には，定電流充電によって端子電圧値 から充電完了を検出できる。 電池の充電が完了すると，自動的に電池電流が流れないように制御される。 安定な定電流充電が採用できたので，軽量のニッケルカドミウム系電池を使用 できる。 軽量で性能のよい移動生け簀や保冷庫等が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に基づく電池を備えた移動可能な機器用
の電源装置の実施例を説明する移動装置の概要構成ブロ
ック図である。

【図２】図１に示す電池を備えた移動可能な機器用の電
源装置の主要機能の働きを説明する概要タイムフロ−図
である。

【図３】従来の電池を備えた移動可能な機器用の電源装
置例を説明する移動装置の概要構成ブロック図である。

【符号の説明】

１：交流電源回路 ３：整流回路 ４：電池 ５ａ〜５ｎ：機器 ６：電流値検出手段 ７：電圧値検出手段 ８：充電完了検出手段 １０：自動電圧調節手段 １１：電流制御素子 １２：スイッチ手段 １２ａ：充電電流指令値設定手段 １２ｂ：ゼロ電流指令値設定手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池を備えた移動可能な機器用の電源装
   置において，交流電源からの入力を整流する手段と，当
   該電池の充電電流値を検出する電流値検出手段と，自動
   電圧調節手段と，充電電流指令値設定手段と，該充電電
   流指令値と前記電流値検出手段の検出値とを比較し，該
   比較した偏差値によって前記自動電圧調節手段の出力電
   圧を制御するようにしたことを特徴とする電池を備えた
   移動可能な機器用の電源装置。