JPH0743731U - 蓄電池充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は高速充電中に充電異常現象が発生し
た際、自動的に保護性低速充電状態に移行して蓄電池に
対する衝撃を低減し、これによって蓄電池を保護して使
用寿命を長びかせる。 【構成】 蓄電池５の温度が予め設定されている温度以
下で、かつ前記蓄電池５の充電電流が予め設定されてい
る電流値以下のとき、サーマルスイッチ１２および過電
流保護器１３によって高速充電路を形成して前記蓄電池
５に対し、高速充電を行ない、この高速充電路が遮断状
態となったとき、前記高速充電路と並列に介挿されてい
る正温度特性サーミスタ１４によって構成される低速充
電路を前記蓄電池５の充電路にするとともに、前記正温
度特性サーミスタ１４を発熱させて前記サーマルスイッ
チ１２を加熱し、これによって前記高速充電路の再形成
を防止する。

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は蓄電池を充電する蓄電池充電装置に関し、特に高、低２種類の充電速 度を備えて、充電過程において異常状態が発生したとき、自動的に低速充電に切 り替わる蓄電池充電装置に関する。

【従来の技術】

一般の携帯用電動器具は、電池を内蔵してその所要な電力を供給するのである が、通常の使い捨て電池は充電を要せずに手間がかからない点でかなり便利に違 いないが、寿命が短く頻繁に取り換える必要があると同時に、廃棄電池によって 環境汚染を惹起し易いので回収処理に問題がある。この対策として、充電反復使 用可能な電池が普及し始め、ワンタッチ充電型電池を内蔵した電器も出回るよう になり、このような蓄電池を充電する時は、内臓または別販売の各種異なる規格 と機能の充電器に充電しようとする蓄電池を取り付けて通電し、所定時間充電し たあと再使用するのであり、この充電時間を短縮及び長持ちさせるため、まず高 速充電により所定程度の電器量を充電すれば、その後は比較的低速で充電（細流 充電）するようにして、電池の損傷を防止するのである。 そして、現在、市販されている自動的に高、低速充電に切り換えられる蓄電池 充電装置は、その一例として、ほぼ図２に示すように、変圧器１０１により交流 電流の電圧を下げたあと、その出力をダイオード１０２〜１０５によって形成さ れたブリッジ整流回路１０６に送り、これにより蓄電池１０７に充電される直流 電源に整流して供給するのであり、この蓄電池充電装置に備えられた高、低速充 電の機能態様は次の通りである。 《高速充電の場合》 まず、蓄電池（同時に多数個直列してもよい）１０７を蓄電池充電装置内の“ ＋”電極端子、“−”電極端子間に連結すると、蓄電池１０７の瞬間放出電流は ダイオード１０８、電気抵抗１０９をへてコンデンサ１１０に充電し、この際、 ツェナーダイオード１１１を設置していることから該コンデンサ１１０の“＋” 端子は固定電圧を保持し、同時にサイリスタ１１２のゲートを触発してサイリス タ１１２が導通することになる。この時の充電電流の主要経路は、“＋”電極端 子→各直列蓄電池１０７→“−”電極端子→サーマルスイッチ１１３→限流抵抗 １１４→サイリスタ１１２などを順に流通して高速充電回路を形成し、そのうち 、該サーマルスイッチ１１３は蓄電池１０７の温度を監視（蓄電池１０７に接触 させる）して、蓄電池１０７の高速充電期間中の発熱によって生じた温度上昇を 感知し、かつ該サーマルスイッチ１１３はここでは４６°Ｃになれば自動的にオ フになるように設定されているので、該サーマルスイッチ１１３がオフになれば 高速充電を停止する。 《低速充電の場合》 この場合、上記サーマルスイッチ１１３がオフになると、蓄電池１０７の充電 電流は“＋”電極端子→各直列蓄電池１０７→“−”電極端子→限流抵抗１２０ などをへて流通するだけとなって低速充電回路を形成し、そのうち、該低速充電 回路の限流抵抗１２０の抵抗値Ｒ５は上記高速充電回路の限流抵抗１１４の抵抗 値Ｒ３をかなり大きく（Ｒ５は約１００オーム、Ｒ３は約０．００１オーム）設 計されている。

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記従来の蓄電池充電装置においては、自動的に高、低速充電に変 換するように設計されているが、なおも理想にいたらない所があり、即ち、日常 生活において、蓄電池充電装置に必要な電力を入力する際に、始終異なる程度の 電圧変動が発生して、高速充電時の電流を著しく上昇させることがあり、これら 電圧の変動現象は、ほとんどが使用者の不注意から高過ぎる電圧を入力し、或い は外来の原因（配線や補修時の人為的な不注意から電圧が一方的に高く、電源自 体の電圧が不安定、または雷によって生じる瞬間的な高圧衝撃等の異常な高電圧 入力）から、蓄電池充電期間に容易に充電電流の異常情況が発生し、かつ該異常 情況が上記従来の蓄電池充電装置で発生すると、もし小電流によって低速充電を している場合は蓄電池１０７に対する影響は小さいが、もしも該蓄電池充電装置 が大電流の高速充電を行っている時は、該蓄電池１０７の使用寿命が短縮するよ うになる。 因に、一般の蓄電池は正常に充電されて反復充電使用する場合は、その反復充 電して使用できる回数は器種によってほぼ一定であり、もしもたびたび上記異常 充電現象が発生すると、ほぼ一定しているその反復充電使用できる回数が激減す る。 本考案は上記の事情に鑑み、高速充電中に充電異常現象が発生した際、自動的 に保護性低速充電状態に移行して蓄電池に対する衝撃を低減し、これによって蓄 電池を保護して使用寿命を長びかせることができる蓄電池充電装置を提供するこ とを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案による蓄電池充電装置は、入力された交流 電圧を取り込んで直流電圧を生成し、この直流電圧を充電対象となる蓄電池に印 加してこの蓄電池を充電する蓄電池充電装置において、前記蓄電池の温度が予め 設定されている温度以下で、かつ前記蓄電池の充電電流が予め設定されている電 流値以下のとき、充電路を形成して前記蓄電池に対して高速充電を行なう高速充 電路と、この高速充電路と並列に介挿され、この高速充電路の充電路が遮断状態 となったとき、前記蓄電池の充電路になるとともに、発熱して前記高速充電路を 加熱し、この高速充電路の充電路が形成されるのを防止する低速充電路とを備え たことを特徴としている。

【作用】

上記のように構成によって、蓄電池の温度が予め設定されている温度以下で、 かつ前記蓄電池の充電電流が予め設定されている電流値以下のとき、高速充電路 の充電路が形成されて前記蓄電池に対して高速充電が行なわれ、この高速充電路 の充電路が遮断状態となったとき、前記高速充電路と並列に介挿されている低速 充電路が前記蓄電池の充電路になるとともに、この低速充電路が発熱して前記高 速充電路が加熱され、これによってこの高速充電路の充電路の形成が防止される 。

【実施例】

以下、図面を参照しながら、本考案による蓄電池充電装置について詳細に説明 する。 図１は本考案の蓄電池充電装置の一実施例を示す回路図である。 この図に示 す蓄電池充電装置は変圧回路１と、整流平滑回路２と、限流抵抗３と、入力制御 回路４とを備えており、商用交流電圧を取り込んで、予め設定されている直流電 圧を生成するとともに、充電対象となる蓄電池５の温度が低い間、前記直流電圧 に基づいて大きい充電電流を生成して前記蓄電池５を充電し、この後前記蓄電池 ５の温度が予め設定されている温度以上となったときや過電流充電状態となった とき、前記直流電圧に基づいて小さい充電電流を生成して前記蓄電池５を充電す る。 変圧回路１は１次コイル６ａによって商用交流電圧を受け、２次コイル６ｂ側 から前記商用交流電圧を変圧した交流電圧を出力する鉄心入りの変圧トランス６ を備えており、前記商用交流電圧を取り込むとともに、これを予め設定されてい る変圧比で変圧して所定の電圧値を持つ交流電圧を生成しこれを整流平滑回路２ に供給する。 整流平滑回路２は４つのダイオード７によって構成され、前記変圧回路１から 出力される交流電圧を全波整流するブリッジ整流回路８と、このブリッジ整流回 路８の整流動作によって得られた直流電圧（脈流電圧）を平滑するコンデンサ９ とを備えており、前記変圧回路１から出力される交流電圧を全波整流した後、平 滑して直流電圧を生成し、これを限流抵抗３を介して“＋”電極端子１０に供給 し、この“＋”電極端子１０に接続されている蓄電池５の“＋”端子に供給する 。 また、入力制御回路４は“−”電極端子１１にその“−”端子が接続される前 記蓄電池５の温度が予め設定されている温度（例えば、４６℃以上）となったと きにオフ状態となるサーマルスイッチ１２と、このサーマルスイッチ１２と直列 に接続され、前記蓄電池５の充電電流が予め設定されている値以上となったとき 、オフ状態となる過電流保護器１３と、これら過電流保護器１３およびサーマル スイッチ１２に並列に接続され、前記過電流保護器１３または前記サーマルスイ ッチ１２の少なくともいずれか一方がオフ状態になったとき、前記蓄電池５の充 電路になってこの蓄電池５を充電するとともに、発熱して前記サーマルスイッチ １２を加熱してこれが予め設定されている温度以下にならないようにする正温度 特性サーミスタ１４とを備えている。 そして、充電対象となる蓄電池５の温度が低い間、前記直流電圧に基づいて大 きい充電電流を生成して前記蓄電池５を充電し、この後前記蓄電池５の温度が予 め設定されている温度以上となったときや過電流充電状態となったとき、前記直 流電圧に基づいて小さい充電電流を生成して前記蓄電池５を充電する。次に、図 １を参照しながら、この蓄電池充電装置の高充電動作と、低速充電動作と、保護 動作とを順次、説明する。 《高速充電》 まず、蓄電池５の充電を開始するときには、サーマルスイッチ１２および過電 流保護器１３がオン状態となっている。 この状態で、蓄電池５の“＋”端子と、“−”端子とを蓄電池充電装置の“＋ ”電極端子１０と、“−”電極端子１１とに各々、接続して前記蓄電池５の充電 を開始すると、限流抵抗３→“＋”電極端子１０→蓄電池５→“−”電極端子１ １→サーマルスイッチ１２→過電流保護器１３なる経路で高速充電路が形成され て整流平滑回路２によって生成された直流電圧に基づいて大きな充電電流が生成 され、前記蓄電池５が高速で充電される。 《低速充電》 そして、蓄電池５の充電が進行してこの蓄電池５の温度を検出しているサーマ ルスイッチ１２によって前記蓄電池５の温度が予め設定されている温度以上にな ったことが検出されて、このサーマルスイッチ１２がオフ状態になると、上述し た高速充電路が遮断されるとともに、限流抵抗３→“＋”電極端子１０→蓄電池 ５→“−”電極端子１１→正温特性サーミスタ１４なる経路で低速充電回路が形 成される。 この場合、正温度特性サーミスタ１４の抵抗値は前記サーマルスイッチ１２の オン抵抗値と過電流保護器１３のオン抵抗値とを加算した値よりもかなり大きく 設定されているので、低速充電路による充電電流は前記高速充電路による充電電 流よりもかなり小さくなる。 そして、前記正温度特性サーミスタ１４の抵抗値は前記限流抵抗３の抵抗値よ りもずっと大きく設定されているので、前記低速充電路による蓄電池５の充電が 開始されると、正温度特性サーミスタ１４が発熱して前記サーマルスイッチ１２ を加熱し、これによってこのサーマルスイッチ１２の温度の低下を抑制し、前記 高速充電路が再び形成されないようにする。 《保護性低速充電》 また、上述した高速充電動作中において、商用交流電圧の異常上昇などが発生 して蓄電池５の充電電流が予め設定されている値以上になると、過電流保護器１ ３がこれを検出してオフ状態になる。 これによって、サーマルスイッチ１２がオン状態になっていても、上述した高 速充電路が遮断されるとともに、限流抵抗３→“＋”電極端子１０→蓄電池５→ “−”電極端子１１→正温特性サーミスタ１４なる経路で低速充電回路が形成さ れて、蓄電池５の低速充電が開始される。 このように、この実施例においては、商用交流電圧を取り込んで、予め設定さ れている直流電圧を生成するとともに、充電対象となる蓄電池５の温度が低い間 、前記直流電圧に基づいて大きい充電電流を生成して前記蓄電池５を充電し、こ の後前記蓄電池５の温度が予め設定されている温度以上となったときや過電流充 電状態となったとき、前記直流電圧に基づいて小さい充電電流を生成して前記蓄 電池５を充電するようにしているので、高速充電中に充電異常現象が発生した際 、自動的に保護性低速充電状態に移行して蓄電池５に対する衝撃を低減し、これ によって蓄電池５を保護して使用寿命を長びかせることができる。

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、高速充電中に充電異常現象が発生した 際、自動的に保護性低速充電状態に移行して蓄電池に対する衝撃を低減し、これ によって蓄電池を保護して使用寿命を長びかせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による蓄電池充電装置の一実施例を示す
回路図である。

【図２】従来から知られている蓄電池充電装置の一例を
示す回路図である。

【符号の説明】

１ 変圧回路 ２ 整流平滑回路 ３ 限流抵抗 ４ 入力制御回路 ５ 蓄電池 ６ 変圧トランス ７ ダイオード ８ ブリッジ整流回路 ９ コンデンサ １０ “＋”電極端子 １１ “−”電極端子 １２ サーマルスイッチ（高速充電路） １３ 過電流保護器（高速充電路） １４ 正温度特性サーミスタ（低速充電路）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された交流電圧を取り込んで直流電
   圧を生成し、この直流電圧を充電対象となる蓄電池に印
   加してこの蓄電池を充電する蓄電池充電装置において、 前記蓄電池の温度が予め設定されている温度以下で、か
   つ前記蓄電池の充電電流が予め設定されている電流値以
   下のとき、充電路を形成して前記蓄電池に対して高速充
   電を行なう高速充電路と、 この高速充電路と並列に介挿され、この高速充電路の充
   電路が遮断状態となったとき、前記蓄電池の充電路にな
   るとともに、発熱して前記高速充電路を加熱し、この高
   速充電路の充電路が形成されるのを防止する低速充電路
   と、を備えたことを特徴とする蓄電池充電装置。