JPH079568Y2

JPH079568Y2 - バッテリー充電装置

Info

Publication number: JPH079568Y2
Application number: JP1987138451U
Authority: JP
Inventors: 和廣辻野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2002-09-10
Also published as: JPS6445446U

Description

【考案の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本考案は複数のバッテリーを順次個別に充電するように
した充電装置に関する。

（ロ）従来の技術従来、複数のバッテリー（例えばNiCd電池）を充電する
方法として、この複数のバッテリーを順次個別に充電す
るものがある。

例えば、特開昭56−110446号公報（H02J/10）では、複
数のNiCd電池ブロックの満充電を検出するたびに次の電
池ブロックの充電を開始し、又ショートバッテリーが接
続されているときには、これを検出して次の電池ブロッ
クを充電開始する充電装置が示されている。このショー
ト検出は、バッテリーの充電電圧を予め設定された基準
電圧と常時比較して、この基準電圧より低い場合にショ
ートであると判別する様に為されている。

ところが、このショート検出では、バッテリーが過放電
バッテリーである場合には、ショート状態であると誤判
別してしまう惧れがある。即ち、過放電バッテリーは第
３図の実線（Ａ）で示す様な充電特性を示すものがあ
り、例えば基準電圧を1.4V（第３図にて充電時間10sec
で必ず過放電バッテリーが達し得る電圧と設定すれば、
充電開始後、約10秒間充電電圧が基準電圧を下回り、シ
ョート状態であると誤判別される。

また、個々のバッテリーに多数のNiCd電池を直列的に接
続したバッテリーパックを使用する場合、NiCd電池のい
くつかがショートしている。即ちバッテリーパックが部
分的にショートしている部分ショート状態の場合に充電
電圧が、予め完全ショート状態（内蔵のNiCd電池が全て
ショート状態）を検出するべく設定された基準電圧を上
回る事態が生じ、この部分的ショート状態の検出は不可
能となる。

そこで本出願人は先に実願昭61−108163号にて、充電開
始直後の比較的短時間後に、充電電圧と予め低く設定さ
れた第１基準電圧（第３図では1.2V）とを比較して、上
述の如く完全ショートバッテリーを識別する第１ショー
ト検出回路と、第１ショート検出回路の検出から一定期
間後で、第３図の実線（Ａ）の過放電バッテリーの充電
電圧が十分にフラットになった後（例えば第３図では11
5sec後）に第１基準電圧よりも高く設定された第２基準
電圧（第３図では6.8V）と充電電圧とを比較して、バッ
テリーを構成するNiCd電池の一部がショートしている部
分ショートバッテリーを識別する第２ショート検出回路
を配し、両ショート検出回路出力により完全ショートあ
るいは部分ショート状態であると判別された時に、別の
バッテリーの充電に切換える技術を提案し、第３図の実
線（Ａ）に示される過放電バッテリーや点線（Ｂ）に示
される正常放電バッテリーの正常バッテリーと、完全シ
ョートバッテリーと、一点鎖線（Ｄ）や点線（Ｃ）に示
される部分ショートバッテリーとの区別を可能にした。

尚、過放電バッテリーは内蔵のNiCd電池が容量分を超え
る程に放電されたバッテリーであり正常放電バッテリー
は容量分だけの放電が為されたバッテリーである。ま
た、一点鎖線（Ｄ）は過放電バッテリーでしかも部分シ
ョートバッテリーであるものの充電特性曲線点線（Ｃ）
は正常放電バッテリーでしかも部分ショートバッテリー
であるものの充電特性曲線である。

（ハ）考案が解決しようとする問題点前記先願技術によると、正常バッテリー（過放電バッテ
リーを含む）、完全ショートバッテリー及び部分ショー
トバッテリーを識別することが可能となるが、中途放電
バッテリーの識別は不可能である。

ここで中途放電バッテリーとは、満充電バッテリーと正
常放電バッテリーの中間のバッテリーであり、例えば60
minで正常放電状態になる満充電状態のバッテリーを40m
inだけ使用して残量がある様なバッテリーのことであ
り、この中途放電バッテリーは充電開始直後には第３図
の二点鎖線（Ｅ）の様な充電特性を示すが、この特性よ
り明らかな様に、正常放電バッテリーに比較して充電電
圧が若干低い状態を維持しつつ同傾向で変動し、満充電
近傍で充電電圧が上昇し、満充電後に落ち込む。

従って、第２基準電圧として6.8Vを指定すると中途放電
バッテリーも部分ショートバッテリーと見做され、充電
途中でこのバッテリーの充電が中止されることになる。

また、上述の如き状態を招かないために第２基準電圧を
中途放電バッテリーの充電電圧より常に低い電圧値（例
えば5.5V）とした場合には、部分ショートバッテリーの
中でも充電電圧の高いもの、例えばバッテリーが５個の
NiCd電池を使用した場合に、５個の中の１個がショート
している１ユニットショートバッテリー等も正常バッテ
リーと見做される惧れが生じる。

（ニ）問題点を解決するための手段本考案は、充電電圧が第１期間内に第１基準電圧に達す
るか否かを検出して、充電中のバッテリーが完全ショー
トバッテリーであることを識別する第１ショート検出手
段と、充電電圧が第１期間よりも十分に長い第２期間内に第１
基準電圧よりも高い第２基準電圧に達するか否かを検出
して、充電中のバッテリーが部分ショートバッテリーで
あることを識別する第２ショート検出手段と、満充電検
出手段により満充電状態と判別された時に、充電電圧が
第２基準電圧よりも高い第３基準電圧に達したか否かを
検出して充電中のバッテリーが中途放電バッテリーか部
分ショートバッテリーかを識別する第３ショート検出手
段と、充電中のバッテリーが完全ショートバッテリーあ
るいは部分ショートバッテリーである時に、定電流源出
力の他のバッテリーへの供給を順次切換える順次切換手
段と、充電中のバッテリーが完全ショートバッテリーあ
るいは部分ショートである時に、ショートバッテリーで
ある事の表示を行う表示手段とから成ることを特徴とする。

（ホ）作用本考案は上述の如く構成したので、第１ショート検出手
段で完全ショートバッテリーと正常バッテリーとの識別
を、第２ショート検出手段で正常バッテリーと部分ショ
ートバッテリーとの識別を第３ショート検出手段で中途
放電バッテリーと部分放電バッテリーとの識別が可能と
なる。

（ヘ）実施例以下、図面に従い本考案の一実施例について説明する。

第１図は本考案の一実施例の回路ブロック図である。

（１）は電力源であるACパック（定源流源）であり、定
電流電源出力を供給する。

（２）はACパック挿入検出回路である。ACパックは前述
の様に、バッテリーと同一形状であってバッテリーを用
いる機器のバッテリー接続部に収容して用いることがで
きる。そこで、ACパックとバッテリーとが誤って充電装
置に接続される惧れがあり、定電流回路と異なるバッテ
リーがACパックの位置に接続されるとバッテリー端子が
ショートしていた場合、大電流により充電装置が破壊さ
れる。これを防ぐために所定位置にACパック（１）が接
続されたか否かを検出する。

（４）は逆流検出回路であり、バッテリー充電中に停電
等によって電源ライン（５）の電圧が低下すると電源ラ
イン（６）側から電源ライン（５）側に電流が逆流する
惧れがあるため、両電源ライン（５）（６）の電圧を比
較して逆流電流を検出している。

電源電圧制御回路（３）はACパック挿入検出回路
（２）、逆流電流検出回路（４）からの検出出力によ
り、ACパックが所定位置に接続されず、また逆流が検出
された場合に、ACパック（１）からの定電流電源出力の
バッテリーへの供給が阻止される。

（７）（８）（９）は後述の順次切換回路（10）からの
制御信号により開閉制御される出力切換スイッチであ
り、夫々電源ライン（６）とバッテリー（11）（12）
（13）間に介在されている。

バッテリー（11）（12）（13）は、夫々５個のNiCd電池
を直列的に接続して構成されている。

（14）はバッテリー接続検出回路であり、バッテリー
（11）（12）（13）が端子（7a）（8a）（9a）に接続さ
れているか否かの検出を為す。

（15）は順次切換回路（10）の制御信号によりリセット
され、例えば60分で急速充電が完了する様なバッテリー
の場合に、70分後位にタイマー出力を発して、誤動作に
より満充電後も過充電が続くことを防ぐための保護用タ
イマー回路である。

（20）は充電開始から極く短時間に充電電圧が第１基準
レベル（過放電バッテリーがこの短時間に到達し得る充
電電圧レベル）に達するか否かを判別して、各バッテリ
ーが完全なショート状態にあることを検出する第１ショ
ート検出回路である。

（21）は第１ショート検出回路（20）による検出から一
定期間後に、充電電圧が第２基準レベルに達するか否か
を判別して各バッテリーが部分的ショート状態にあるこ
とを検出する第２ショート検出回路である。ここでバッ
テリーは1.2Vの５個のNiCd電池にて構成され、このうち
の少くとも１個がショート状態にある場合を部分的ショ
ート状態と言い、また第２基準レベルは予めこの部分的
ショート状態が達することのできない電圧値に設定され
ている。

（17）は端子（7a）（8a）（9a）に対応する装着位置に
バッテリーが挿入されているか否かをメカ的に検知する
バッテリー挿入検出スイッチである。

（18）は端子（7a）（8a）（9a）の出力電圧の変化、即
ち充電電圧が定常状態から△Ｖだけ降下するのを検知し
て、充電中のバッテリーが満充電状態に達したことを判
断する満充電検出回路である。

順次切換回路（10）はバッテリー接続検出回路（14）、
保護用タイマー回路（15）、第１第２ショート検出回
路（20）（21）、バッテリー挿入検出スイッチ（17）及
び満充電検出回路（18）の各出力に基いて制御信号を発
する。即ち、バッテリー接続検出回路（14）により、制
御信号を発すべき出力切換スイッチ（７）（８）（９）
の選択が為され、満充電検出回路（18）により充電中の
バッテリーの充電が完了したことが判定されて、バッテ
リー挿入検出スイッチ（17）により装着されていること
が認められる別のバッテリーに充電動作が移行し、更に
第１第２ショート検出回路（20）（21）及びバッテリ
ー接続検出回路（14）により、ショートバッテリーや断
線バッテリーが誤って接続されていると判断される端子
に電源出力が供給されるのが防止される。

順次切換回路（10）の出力端子（10a）には制御信号（S
₁）が発せられる。この制御信号（S₁）は出力切換スイ
ッチ（７）の開閉制御を為すと共に、赤色LED（30）の
駆動電圧にもなる。即ち、制御信号（S₁）がＨレベルで
あれば、出力切換スイッチ（７）は開状態となり、電源
ライン（６）の充電電圧はバッテリー（11）に供給され
ると共に赤色LED（30）を点灯せしめ、充電中の表示が
為される。同様に、順次切換回路（10）の出力端子（10
b）（10c）には制御信号（S₂）（S₃）が発せられ、各制
御信号により出力切換スイッチ（８）（９）の開閉制御
が為され、バッテリー（12）（13）の充電が許容される
と共に、赤色LED（31）（32）が点灯され充電中の表示
が為される。尚、制御信号（S₁）（S₂）（S₃）が同時に
出力されることはない。

次に満充電状態と充電異常状態との識別表示を為す表示
手段について説明する。

バッテリー接続検出回路（14）出力は、スイッチ回路
（33）を経て、第１第２ショート検出回路（20）（2
1）出力と共にORゲート（34）に入力され、更にORゲー
ト（34）出力は制御信号（S₁）と共にANDゲート（35）
に入力され、このANDゲート（35）出力はハイレベル保
持回路（36）を経て発振器（37）に供給される。この発
振器（37）は予め設定された周波数の例えば1sec毎にＨ
Ｌとなる出力を発し、OR回路（38）を経て、緑色LED
（表示手段）（39）に入力される。尚、ハイレベル保持
回路は入力レベルがＬ→Ｈに一担移行すると、リセット
がかかるまでＨレベルの出力を保持する。

従って、バッテリー（11）が充電中である場合、即ち制
御信号（S₁）がＨレベルで、出力切換スイッチ（７）が
開状態となると共に赤色LED（30）が点灯中である場合
に、第１ショート検出回路（20）にてバッテリー（11）
が完全ショート状態であることが、また第２ショート検
出回路（21）にて部分ショート状態であることが更に後
述の第３ショート検出回路（101）にて部分ショート状
態が検出されるかまたはバッテリー接続検出回路（14）
にてバッテリー（11）が断線状態にあることが検出され
るとORゲート（34）出力はＨレベルとなる。これを受け
てハイレベル保持回路（36）はＨレベルを保持すること
になりこのＨレベル保持される間、発振器（37）が駆動
され、緑色LED（39）は点滅することになる。同時にＨ
レベルのハイレベル保持回路（36）出力はORゲート（4
0）を介して、順次切換回路（10）の入力端子（10d）に
入力され、バッテリー（11）が充電異常状態にあること
を順次切換回路（10）に検知せしめる。また、制御信号
（S₁）は第１乃至第３ショート検出回路（20）（21）
（101）、あるいはバッテリー接続検出回路（14）出力
により充電異常が検出されると直ちにＨ→Ｌと変化し、
制御信号（S₂）がＬ→Ｈと変化し、バッテリー（12）の
充電が開始される。尚、制御信号（S₁）のＨ→Ｌの変化
タイミングは、ハイレベル保持回路（36）にてＨレベル
がラッチされた後になる様にタイミング設定が為され
る。制御信号（S₁）がＬレベルになると出力切換スイッ
チ（７）は閉状態となり、バッテリー（11）の充電が中
止されると共に赤色LED（30）の点灯が阻止される。

同様にバッテリー（12）（13）についても、ORゲート
（34）出力は制御信号（S₂）（S₃）の夫々と共にANDゲ
ート（41）（42）に入力され、ハイレベル保持回路（4
3）（44）、発振器（45）（46）、ORゲート（47）（4
8）を経て緑色LED（49）（50）に入力され、充電異常が
発生した場合にバッテリー（12）（13）の充電を中止す
ると同時に、赤色LED（31）（32）の点灯を止め、緑色L
ED（49）（50）を点滅せしめる。また、ハイレベル保持
回路（43）（44）出力はORゲート（51）（52）を経て順
次切換回路（10）の入力端子（10e）（10f）に入力さ
れ、バッテリー（12）（13）が充電異常状態で緑色LED
（49）（50）が点滅状態であるか否かを検知せしめてい
る。

一方、満充電検出回路（18）出力及び保護用タイマー回
路（15）出力は、ORゲート（104）を経て、スイッチ回
路（33）を経て得られるバッテリー接続検出回路（14）
出力と共にORゲート（53）に入力され、このORゲート
（53）出力がANDゲート（54）（55）（56）に夫々制御
信号（S₁）（S₂）（S₃）と共に入力される。ANDゲート
（54）出力はハイレベル保持回路（57）・ORゲート（3
8）を経て緑色LED（39）に供給される。

従って、制御信号（S₁）がＨレベルでバッテリー（11）
の充電が為されている時に、満充電検出回路（18）・保
護用タイマー回路（15）後述の様にバッテリー接続検出
回路（14）あるいはANDゲート（107）によって満充電状
態に達したことが検出されるとORゲート（53）出力はＨ
レベルとなり、ANDゲート（54）出力はＨレベルとな
る。ハイレベル保持回路（57）はこのＨレベルを保持し
緑色LED（39）は点灯する。

同時に順次切換回路（10）は満充電検出回路（18）・保
護用タイマー回路（15）・バッテリー検出回路（14）出
力を受けて、バッテリー（11）が満充電に達した時に制
御信号（S₁）をＨ→Ｌに、制御信号（S₂）をＬ→Ｈに切
換えてバッテリ（12）の充電を開始する。これに伴い、
赤色LED（30）は消灯する。

同様にバッテリー（12）（13）についても、ORゲート
（53）出力は制御信号（S₂）（S₃）と共にANDゲート（5
5）（56）に入力され、このANDゲート（55）（56）出力
はハイレベル保持回路（58）（59）・ORゲート（47）
（48）を介して緑色LED（49）（50）に供給され、各バ
ッテリーが満充電状態に達した時に緑色LED（49）（5
0）を点灯せしめる。

ハイレベル保持回路（57）（58）（59）出力はハイレベ
ル保持回路（36）（43）（44）出力と同様にOR回路（4
0）（51）（52）を介して順次切換回路（10）の入力端
子（10d）（10e）（10f）に入力され、どのバッテリー
が満充電バッテリーかを順次切換回路（10）に認識せし
める。順次切換回路（10）は、ORゲート（40）（51）
（52）出力を受けて充電異常状態や満充電状態のバッテ
リを常に認識し、現在充電中のバッテリーが充電異常や
満充電に達した時に、次に切換えるべきバッテリーに充
電異常状態や満充電状態であると既に認識されているも
のを予め除外したものを指定する。例えばバッテリー
（12）が予め充電異常状態にあると認識され緑色LED（4
9）が点滅している場合に、バッテリー（11）が充電さ
れ、満充電状態に達すれば、制御信号（S₁）がＨ→Ｌに
なると共に制御信号（S₃）がＬ→Ｈになりバッテリー
（13）の充電が開始される。尚、この場合、制御信号
（S₂）がＬレベルで維持される。

ハイレベル保持回路（36）（57）のリセットは、バッテ
リー挿入検出スイッチ（17）（LOWアクティブ）のバッ
テリー（11）の挿入検出出力（S₄）をＨレベルにする。
同様にハイレベル保持回路（43）（58）のリセットはバ
ッテリー（13）の挿入検出出力（S₅）をＨレベルに、ハ
イレベル保持回路（44）（59）のリセットはバッテリー
（13）の挿入検出出力（S₆）をＨレベルにすることによ
り為される。即ち一旦満充電あるいは充電異常が表示さ
れたバッテリーを入れ換えるかあるいはシステム自体の
電源をリセットするかのいずれかで為される。

次に第２図に示す様な具体的な回路図によりバッテリー
接続検出回路（14）について詳述する。

（３）は電源電圧制御回路であり、第１トランジスタ
（Tr₁）、第２トランジスタ（Tr₂）、ツェナーダイオー
ド（ZD）、抵抗（R₁）（R₂）を備えている。第１トラン
ジスタ（Tr₁）のコレクタはバッテリー（11）の充電端
子（7a）に接続されて、充電電流を供給する。第２トラ
ンジスタ（Tr₂）は第１トランジスタ（Tr₁）の状態を制
御するため、コレクタが第１トランジスタ（Tr₁）のベ
ースに、接続され、ツェナーダイオード（ZD）はアノー
ドが抵抗（R₁）（R₂）の接続点に、カソードがACパック
（１）の電源ライン（５）に接続されている。第１トラ
ンジスタ（Tr₁）のエミッタ側にはアースとの間に抵抗
（R₃）（R₄）が直列的に接続され、この抵抗（R₃）
（R₄）の接続点は比較器（80）の正側端子に、また第１
トランジスタ（Tr₁）のコレクタ側は比較器（80）の負
側端子に接続されている。（７）は出力切換スイッチで
あり、第３トランジスタ（Tr₃）のベースである端子
（Ｐ）には順次切換回路（10）からの制御信号（S₁）が
印加される。

尚、第１トランジスタ（Tr₁）のコレクタ側はバッテリ
ー（12）（13）の充電端子にも接続されている（図示省
略）。また比較器（80）出力がバッテリー接続検出回路
（14）の出力としてスイッチ回路（33）に供給される。

タイマー回路（81）はタイマー設定時間として2secに設
定され、制御信号（S₁）（S₂）（S₃）が発せられる毎、
即ち充電されるバッテリーが切換えられる毎にリセット
される。スイッチ回路（33）はこのタイマー回路（81）
出力により制御され、初期状態では可動接片（33a）は
固定接点（33b）側に、タイマー回路（81）出力が発せ
られると固定接点（33c）側に切換わる。従って、バッ
テリー接続検出回路（14）出力はバッテリーが切換わり
充電が開始された直後の2sec間のみORゲート（34）に入
力され、2sec経過後はORゲート（53）に入力されること
になる。

バッテリー接続検出回路（14）の動作について説明する
とバッテリー（11）の充電中は第３トランジスタ（T
r₃）が導通し、第１トランジスタ（Tr₁）に充電電流が
流れる為、第１トランジスタ（Tr₁）のエミッタ・コレ
クタ間には100mV前後の電位差が生じる。この時、比較
器（80）の正側端子入力の方が負側端子入力よりレベル
が高くなり、比較器（80）出力はＨレベルとなる。

バッテリー（11）の断線や接続不良により充電端子が開
放になり、第１トランジスタ（Tr₁）のエミッタ・コレ
クタ間の電位差がほとんどなくなる。この時、比較器
（80）の正側端子入力には抵抗（R₃）（R₄）により分圧
された電圧値が印加されるため、比較器（80）出力はＬ
レベルとなり、断線や接続不良が検知されたことにな
る。

ところで、バッテリーに高容量タイプのものを用い、し
かも低温で充電を為すと、満充電状態に達する直前に充
電電圧がACパック（１）の最大出力電圧値Emaxに略近い
値となる場合があり、この時、第１トランジスタ（T
r₁）のエミッタ・コレクタ間の電位差が小さくなって比
較器（80）出力は充電異常ではないにもかかわらずＬレ
ベルとなってしまう。そこで、断線や接続不良の検出を
充電開始後の2sec間で行うべく、充電初期のみバッテリ
ー接続検出回路（14）出力はORゲート（34）に入力され
る。充電開始から2sec経過した後は前述の如く満充電近
傍での充電異常の誤検知を防止するべく、タイマー回路
（81）出力によりスイッチ回路（33）が固定端子（33
b）側に切換わり、バッテリー接続検出回路（14）出力
はORゲート（53）に入力され、満充電状態の検出に用い
られる。

尚、本実施例では、スイッチ回路（33）の固定端子（33
b）はORゲート（53）の入力に接続されるが、この接続
を阻止して満充電検出は満充電検出回路（18）や保護用
タイマー回路（15）出力のみによって行う様にしてもよ
いことは云うまでもない。

次に第５図を参照にして第１乃至第３ショート検出回路
（20）（21）（10）について詳述する。

入力端子（22）は電源ライン（６）と接続され、充電中
のバッテリーの充電電圧が印加される。この入力端子
（22）は比較器（23）（24）（102）の夫々の負側端子
と接続される。比較器（23）（24）（102）の正側端子
は夫々第１乃至第３基準電圧電源（25）（26）（103）
と接続されている。ここで第１基準電圧電源（25）の電
圧値である第１基準電圧値（E₁）は1.2Vに設定されてい
る。この1.2Vは実線（Ａ）に示す過放電バッテリーは、
充電を開始後10sec経過時に達し得る値である。

第２基準電圧電源（26）の電圧値である第２基準電圧値
（E₂）は、充電特性曲線（Ｅ）で示す様に、充電開始後
の115sec経過時に前述の中途放電バッテリーの充電電圧
よりも低い電圧値である5.5Vに設定されている。尚、第
３図の（Ｃ）（Ｄ）の充電特性曲線より明らか様に、バ
ッテリーに内蔵されるNiCd電池の１個がショートしてい
る１ユニットショートバッテリーの充電電圧も、この第
２基準電圧（E₂）よりも高くなっている。尚、第４図で
実線（Ｇ）はNiCd電池の２個がショートしている２ユニ
ットショットバッテリーの充電特性曲線であり、実線
（Ｄ）に比べて若干充電電圧が低い。また、実線（Ｆ）
は低温にて充電を行ったバッテリーの１ユニットショー
トが発生した高密度１ユニットショートバッテリーであ
り、普通の１ユニットショートバッテリーに比べ充電電
圧は若干高い。

第３基準電圧電源（103）の電圧値である第３基準電圧
値（E₃）は、第３図の実線（Ａ）の過放電バッテリーや
点線（Ｂ）の正常放電バッテリーは無論、実線（Ｅ）の
中途放電バッテリーの満充電状態の検出時の充電電圧よ
りも低く、１ユニットシヨートバッテリーの満充電時の
充電電圧よりも高い6.8Vに設定されている。

充電電圧は比較器（23）にて第１基準電圧値（E₁）と比
較され、比較結果がゲート回路（27）に出力される。ゲ
ート回路（27）は第１タイマー回路（28）にて開閉制御
が為される。ここで第１タイマー回路（28）の設定時間
（T₁）は10secに設定され、またリセットは順次切換回
路（10）からの制御信号により出力切換スイッチ（７）
（８）（９）が切換わる毎に為される。これにより充電
を為す１つのバッテリーの充電開始後10sec経過した時
に、ゲート回路（27）が開状態となり、比較器（23）の
比較結果が順次切換回路（10）に供給される。

従って、比較器（23）、第１基準電圧電源（25）・第１
タイマー回路（28）・ゲート回路（28）から成る第１シ
ョート検出回路（20）にて、充電開始から10sec後に充
電電圧が第１基準電圧値（E₁）に達すれば完全ショート
バッテリーでないと判断され、順次切換回路（10）には
Ｌレベルの比較出力が入力される。また、第１基準電圧
値（E₁）に達しなければ、完全ショートバッテリーと判
断され、Ｈレベルの比較出力が入力される。順次切換回
路（10）はこの比較出力がＨレベルの場合に、直ちに充
電すべきバッテリーを次のものに切換えるべく制御信号
を発する。こうして、第１基準電圧値（E₁）を1.2V、設
定時間（T₁）を10secに設定することにより、第３図に
示された充電特性曲線（Ａ）を有する過放電バッテリー
に対しても完全ショート状態にあると誤って判別される
惧れはない。

一方、比較器（24）では充電電圧は第２基準電圧値
（E₂）と比較され、比較出力がゲート回路（29）に出力
される。ゲート回路（29）は第２タイマー回路（30）に
て開閉制御が為される。ここで第２タイマー回路（30）
の設定時間（T₂）は115secに設定され、またリセットは
第１タイマー回路（28）と同様に出力切換スイッチ
（７）（８）（９）が切換えられる毎に為される。これ
により、充電を為す１つのバッテリー充電開始後115sec
経過した時に、ゲート回路（29）が開状態となり比較器
（24）の比較結果が順次切換回路（10）に供給される。

尚、設定時間（T₂）の115secは、第３図の過放電バッテ
リー充電特性曲線（Ａ）及び正常放電バッテリー充電特
次曲線（Ｂ）が、第２基準電圧値（E₂）である5.5Vに十
分達することができる時間として選択されている。ここ
で第２基準電圧値（E₂）に5.5Vが選択されているのは、
前述の如く本実施例に使用されるバッテリーパックとし
て1.2VのNiCd電池を５個直列に接続されたものを用いる
時に、５個の中の２個以上がショートしている部分ショ
ートの場合に、第４図充電特性曲線（Ｇ）から明らかな
様に、バッテリー充電電圧が決して到達することのでき
ない電圧値として設定されている。

従って、比較器（24）、第２基準電圧電源（26）、第２
タイマー回路（30）、ゲート回路（29）から成る第２シ
ョート検出回路（21）にて、充電開始から115sec後に充
電電圧が第２基準電圧値（E₂）に達すれば、バッテリー
バク中のNiCd電池にショートしたものが存在する。いわ
ゆる部分ショートはないと判断して順次切換回路（10）
にＬレベルの比較出力を発する。また、第２基準電圧値
（E₂）に達しなければ、部分ショートが存在するとして
Ｈレベルの比較出力を発する。順次切換回路（10）は第
１ショート検出回路（20）出力がＨレベルであった場合
と同様に充電すべきバッテリーを切換える。

比較器（102）では、充電電圧は第３基準電圧値（E₃）
と比較され、比較出力がNOT回路（105）及びANDゲート
（107）に入力される。この比較器（102）において充電
電圧が第３基準電圧値（E₃）より高レベルになればＬレ
ベル出力が、低レベルであればＨレベル出力が発せられ
る。

この比較器（102）出力がＬレベルになるのは、第４図
からも明らかな様に充電中のバッテリーが正常放電バッ
テリーであれば充電開始直後から、過放電バッテリーで
あれば第３図の例では充電開始50sec後から満充電状態
に達するまで継続され、また中途放電バッテリーであれ
ば満充電に達する直前時点（第４図では充電開始35min
後）から以降である。

また、１ユニットショートバッテリーの様に充電電圧が
高く第２ショート検出回路（21）にて部分ショートを起
こしているとは判別できないものでも、この比較器（10
2）では常にＨレベル出力となり、中途放電バッテリー
と区別される。

ANDゲート（106）には満充電検出回路（18）あるいは保
護用タイマー（15）の出力を２入力とするORゲート（10
4）出力と比較器（102）出力の反転出力が入力される
為、部分ショートバッテリーでない（正常放電バッテリ
ー、過放電バッテリー、あるいは中途放電バッテリー）
場合には、満充電検出回路（18）にて満充電が検出され
た時、または保護用タイマー（15）が作動した時に、OR
ゲート（104）出力はＨレベルとなり、ANDゲート（35）
（41）（42）に夫々制御信号（S₁）（S₂）（S₃）と共に
入力され、前述の如く緑色LEDは点灯して満充電表示が
為される。

また、ANDゲート（107）にはORゲート（104）出力と比
較器（102）出力が入力され、満充電状態に達するか、
保護用タイマー（15）が作動する時間まで充電が継続さ
れているにもかかわらず、充電電圧が第３基準電圧
（E₃）に達していない時に、Ｈレベルの出力が発せられ
ることになり、充電中のバッテリーが１ユニットショー
トバッテリー、即ち第２ショート検出回路（21）にて部
分ショートバッテリーであることが識別し得ない部分シ
ョートバッテリーであることが識別され第１あるいは第
２ショート検出回路（20）（21）出力がＨレベルである
場合と同様に、ORゲート（34）出力がＨレベルとなり、
緑色LED（39）（49）（50）にて充電異常状態を点滅表
示される。

尚、第３ショート検出回路（101）では、部分ショート
バッテリーだけでなく、部分ショートバッテリーの充電
特性と略同一の特性を示す。性能劣化による低電圧バッ
テリーの判別も可能である。

（ト）考案の効果上述の如く本考案によれば、従来困難であった中途放電
バッテリーと部分ショートバッテリーとの識別が可能と
なり、部分ショートバッテリーの充電時の充電異常表示
及び中途放電バッテリーの満充電表示が正確に為され有
効である。

【図面の簡単な説明】

図面は全て本考案に係り、第１図は全体の回路ブロック
図、第２図、第５図は要部回路図、第３図、第４図は充
電特性を示す図である。（１）…ACパック（定電流源）、（11）（12）（13）…
バッテリー、（18）…満充電検出回路、（20）（21）
（101）…第１乃至第３ショート検出回路、（E₁）
（E₂）（E₃）…第１乃至第３基準電圧、（10）…順次切
換回路、（39）（49）（50）…緑色LED（表示手段）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】定電流源と、複数の充電可能電池を直列に接続して構成され該定電流
源により充電されるバッテリーと、該バッテリーの満充電状態を検出する満充電検出手段
と、充電電圧が第１期間内に第１基準電圧に達するか否かを
検出して、前記バッテリーが内蔵する電池の全部がショ
ートしている完全ショートバッテリーであることを識別
する第１ショート検出手段と、充電電圧が前記第１期間よりも長い第２期間内に前記第
１基準電圧よりも高い第２基準電圧に達するか否かを検
出して、前記バッテリーが内蔵する電池の一部がショー
トしている部分ショートバッテリーであることを識別す
る第２ショート検出手段と、前記満充電検出手段により前記バッテリーが満充電状態
であると判断される時に、充電電圧が前記第２基準電圧
よりも高い第３基準電圧に達したか否かを検出して、前
記バッテリーが中途放電バッテリーか部分ショートバッ
テリーかを識別する第３ショート検出手段と、前記バッテリーが完全ショートバッテリーあるいは部分
ショートバッテリーである時に、前記定電流源出力の前
記バッテリーへの入力を遮断する遮断手段と、前記バッテリーが完全ショートバッテリーあるいは部分
ショートバッテリーである時に、充電異常状態であるこ
とを表示する表示手段を備えるバッテリー充電装置。