JPH0884442A - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
- Publication number
- JPH0884442A JPH0884442A JP6216036A JP21603694A JPH0884442A JP H0884442 A JPH0884442 A JP H0884442A JP 6216036 A JP6216036 A JP 6216036A JP 21603694 A JP21603694 A JP 21603694A JP H0884442 A JPH0884442 A JP H0884442A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging
- control circuit
- storage battery
- power mosfet
- charge control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 太陽電池によって蓄電池を効率の良く充電す
ることができる充電装置を提供する。 【構成】 電源１からパワーMOSFET６を介して充電され
る蓄電池２と、前記蓄電池に並列に接続した充電制御回
路７と、前記パワーMOSFETと充電制御回路との間に挿入
接続され、パワーMOSFETを駆動するフオトボルカプラ８
を備え、充電制御回路からの制御出力によってフオトボ
ルカプラをON-OFF制御し、パワーMOSFETを介して充電量
を制御する充電装置である。
ることができる充電装置を提供する。 【構成】 電源１からパワーMOSFET６を介して充電され
る蓄電池２と、前記蓄電池に並列に接続した充電制御回
路７と、前記パワーMOSFETと充電制御回路との間に挿入
接続され、パワーMOSFETを駆動するフオトボルカプラ８
を備え、充電制御回路からの制御出力によってフオトボ
ルカプラをON-OFF制御し、パワーMOSFETを介して充電量
を制御する充電装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は直流電源、特に太陽電
池をもって蓄電池を充電する充電装置に関する。
池をもって蓄電池を充電する充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池を電源として蓄電池を充電する
充電装置（充電器）に関しては、図３に示すものが一般
的に知られている。
充電装置（充電器）に関しては、図３に示すものが一般
的に知られている。
【０００３】図３において、太陽電池１と蓄電池２は常
に充電できるように接続され、過充電を防ぐため、電圧
検出回路３で蓄電池２の端子電圧を検出し、蓄電池２の
端子電圧が電圧検出回路３の設定電圧より大きくなった
時に、トランジスタ４に電流を流して太陽電池１の端子
電圧を下げる構成になっている。なお、図中５は太陽電
池１側への逆流を防止する逆流防止ダイオードである。
に充電できるように接続され、過充電を防ぐため、電圧
検出回路３で蓄電池２の端子電圧を検出し、蓄電池２の
端子電圧が電圧検出回路３の設定電圧より大きくなった
時に、トランジスタ４に電流を流して太陽電池１の端子
電圧を下げる構成になっている。なお、図中５は太陽電
池１側への逆流を防止する逆流防止ダイオードである。
【０００４】一方、密閉形Ni-Cd 蓄電池 (以下、ニカド
電池と称する) などの急速充電器としては、一般に、定
電流充電法が採用され、ニカド電池（蓄電池）の端子電
圧をモニターし、充電末期の電圧変化等を検出して充電
を停止したり、トリクル電流モードに切り換えたりして
いる。
電池と称する) などの急速充電器としては、一般に、定
電流充電法が採用され、ニカド電池（蓄電池）の端子電
圧をモニターし、充電末期の電圧変化等を検出して充電
を停止したり、トリクル電流モードに切り換えたりして
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記するように太陽電
池で蓄電池を充電する場合、蓄電池を常に充電できるよ
うに接続し、過充電を防ぐのに太陽電池の端子電圧を下
げるためにトランジスタに分流される電流は、熱として
発散されるため、装置が大型のものとなり、発熱量の大
きい装置としてその設置場所にも何かと注意が必要とな
る。
池で蓄電池を充電する場合、蓄電池を常に充電できるよ
うに接続し、過充電を防ぐのに太陽電池の端子電圧を下
げるためにトランジスタに分流される電流は、熱として
発散されるため、装置が大型のものとなり、発熱量の大
きい装置としてその設置場所にも何かと注意が必要とな
る。
【０００６】ところで、太陽電池で蓄電池を充電するに
当たっては、電圧が定まらないので定電流充電法は採用
できないが、蓄電池には、図４に示すように、過充電に
ならない最大の充電率とされる理想的な充電カーブA が
存在する。そこで図中点線で示す定電流充電法B を採用
した場合、充電率より高い充電率（大きな充電電流）で
充電すると過充電B ′になり、蓄電池温度や内圧上昇を
もたらし、充電効率が低下し、逆に低い充電率（小さい
充電電流）で充電すると過充電にはならないが、長い充
電時間を必要とするもので、定電流充電法B では、理想
的な充電カーブA と交差する点は1,2 点しかなく、充電
状態が浅い時点では、充電率が充電カーブA より小さい
ためにより充電時間を必要とし、充電完了付近では逆に
過充電となり蓄電池の温度上昇や内圧上昇をもたらすよ
うになる。
当たっては、電圧が定まらないので定電流充電法は採用
できないが、蓄電池には、図４に示すように、過充電に
ならない最大の充電率とされる理想的な充電カーブA が
存在する。そこで図中点線で示す定電流充電法B を採用
した場合、充電率より高い充電率（大きな充電電流）で
充電すると過充電B ′になり、蓄電池温度や内圧上昇を
もたらし、充電効率が低下し、逆に低い充電率（小さい
充電電流）で充電すると過充電にはならないが、長い充
電時間を必要とするもので、定電流充電法B では、理想
的な充電カーブA と交差する点は1,2 点しかなく、充電
状態が浅い時点では、充電率が充電カーブA より小さい
ためにより充電時間を必要とし、充電完了付近では逆に
過充電となり蓄電池の温度上昇や内圧上昇をもたらすよ
うになる。
【０００７】この発明は上記の点に鑑みなされたもので
あって、太陽電池によって蓄電池を効率の良く充電する
ことができる充電装置を提供することを目的とする。
あって、太陽電池によって蓄電池を効率の良く充電する
ことができる充電装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めのこの発明の第１の構成は、電源からパワーMOSFETを
介して充電される蓄電池と、前記蓄電池に並列に接続し
た充電制御回路と、前記パワーMOSFETと充電制御回路と
の間に挿入接続され、パワーMOSFETを駆動するフオトボ
ルカプラを備え、充電制御回路からの制御出力によって
フオトボルカプラをON-OFF制御し、パワーMOSFETを介し
て充電量を制御することを特徴とする充電装置である。
めのこの発明の第１の構成は、電源からパワーMOSFETを
介して充電される蓄電池と、前記蓄電池に並列に接続し
た充電制御回路と、前記パワーMOSFETと充電制御回路と
の間に挿入接続され、パワーMOSFETを駆動するフオトボ
ルカプラを備え、充電制御回路からの制御出力によって
フオトボルカプラをON-OFF制御し、パワーMOSFETを介し
て充電量を制御することを特徴とする充電装置である。
【０００９】第２の構成は、第１の構成における充電制
御回路は、予め設定した上限電圧でパワーMOSFETを非導
通にし、下限電圧に達してパワーMOSFETを導通させるよ
うにフオトボルカプラをON-OFF制御することを特徴とす
る充電装置である。
御回路は、予め設定した上限電圧でパワーMOSFETを非導
通にし、下限電圧に達してパワーMOSFETを導通させるよ
うにフオトボルカプラをON-OFF制御することを特徴とす
る充電装置である。
【００１０】第３の構成は、第１の構成における充電制
御回路に警報ブザーが接続され、予め設定した最低電圧
を充電制御回路が検出して警報ブザーを動作させること
を特徴とする充電装置である。
御回路に警報ブザーが接続され、予め設定した最低電圧
を充電制御回路が検出して警報ブザーを動作させること
を特徴とする充電装置である。
【００１１】
【作用】蓄電池の残存容量が少なくて内部抵抗が小さい
時は、太陽電池の大きな出力電流の下で充電が行われ
る。充電量が増えてくるに従って内部抵抗が大きくなり
充電電流は小さくなる。いわゆる蓄電池の理想的な充電
カーブにほぼ沿った充電となり、過充電にはならない。
時は、太陽電池の大きな出力電流の下で充電が行われ
る。充電量が増えてくるに従って内部抵抗が大きくなり
充電電流は小さくなる。いわゆる蓄電池の理想的な充電
カーブにほぼ沿った充電となり、過充電にはならない。
【００１２】蓄電池の充電量が最大付近になって充電制
御回路で予め設定した上限電圧が検出されると、フオト
ボルカプラがOFF 動作してパワーMOSFETのゲートに流れ
る電流が止まり、パワーMOSFETが非導通となって充電は
停止する。この後、充電制御回路で予め設定した下限電
圧が検出されるまで充電は停止し、下限電圧が検出され
るとフオトボルカプラがON動作してパワーMOSFETのゲー
トに電流が流れてパワーMOSFETが導通して再び蓄電池が
充電される。この充電は充電制御回路で上限電圧が検出
されるまで続く。こうして充電は間欠的に繰り返し行わ
れるもので、この時の充電は蓄電池の内部抵抗の変化に
見合った充電時間の下で行われて蓄電池が効率良く充電
される。また、充電制御回路は予め設定した蓄電池の最
低電圧を検出すると、充電制御回路に接続した警報ブザ
ーを鳴動させて過放電を知らしめる。
御回路で予め設定した上限電圧が検出されると、フオト
ボルカプラがOFF 動作してパワーMOSFETのゲートに流れ
る電流が止まり、パワーMOSFETが非導通となって充電は
停止する。この後、充電制御回路で予め設定した下限電
圧が検出されるまで充電は停止し、下限電圧が検出され
るとフオトボルカプラがON動作してパワーMOSFETのゲー
トに電流が流れてパワーMOSFETが導通して再び蓄電池が
充電される。この充電は充電制御回路で上限電圧が検出
されるまで続く。こうして充電は間欠的に繰り返し行わ
れるもので、この時の充電は蓄電池の内部抵抗の変化に
見合った充電時間の下で行われて蓄電池が効率良く充電
される。また、充電制御回路は予め設定した蓄電池の最
低電圧を検出すると、充電制御回路に接続した警報ブザ
ーを鳴動させて過放電を知らしめる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１４】図１はこの発明の充電装置の一実施例を示
す回路図、図２は充電制御回路の回路図である。なお、
図において図３と共通する部分については同一符号を付
けて説明する。
す回路図、図２は充電制御回路の回路図である。なお、
図において図３と共通する部分については同一符号を付
けて説明する。
【００１５】図において、蓄電池２は太陽電池（直流電
源）１とパワーMOSFET６を介して充電可能に接続されて
いる。前記蓄電池２に並列に充電制御回路７を接続し、
この充電制御回路７の出力端子と前記パワーMOSFET６と
の間にフオトボルカプラ８を挿入接続している。このフ
オトボルカプラ８はパワーMOSFET６を駆動するためのも
ので、充電制御回路７からの制御出力によってON-OFF制
御される。
源）１とパワーMOSFET６を介して充電可能に接続されて
いる。前記蓄電池２に並列に充電制御回路７を接続し、
この充電制御回路７の出力端子と前記パワーMOSFET６と
の間にフオトボルカプラ８を挿入接続している。このフ
オトボルカプラ８はパワーMOSFET６を駆動するためのも
ので、充電制御回路７からの制御出力によってON-OFF制
御される。
【００１６】図２はこの発明における充電制御回路の回
路図である。
路図である。
【００１７】この発明の充電制御回路７において、可変
抵抗VR2 で上限電圧を設定し、可変抵抗VR3 で下限電圧
を設定し、また、可変抵抗VR1 で検出電圧入力を調整す
る。
抵抗VR2 で上限電圧を設定し、可変抵抗VR3 で下限電圧
を設定し、また、可変抵抗VR1 で検出電圧入力を調整す
る。
【００１８】充電制御回路７は、充電制御回路７に対す
る入力電圧が予め設定した上限電圧を超えた時にフオト
ボルカプラ８に対する制御出力をOFF にして充電を停止
させ、入力電圧が予め設定した下限電圧を超えた時に制
御出力をONにして充電を行わしめるもので、例えば、12
V の蓄電池 (ニカド電池) を充電する場合に、充電制御
回路７において設定される上限電圧としては14.5V 、下
限電圧は13.5V 程度のものである。上記のようにして行
われるこの発明の充電特性、つまり、蓄電池の充電状態
と過充電にならない最大の充電率の関係は、図４に示す
充電カーブC となる。これは、蓄電池の理想的な充電カ
ーブA にほぼ沿う形のものとなる。従って、図中斜線で
示す定電流充電法B における過充電域B ′はない。
る入力電圧が予め設定した上限電圧を超えた時にフオト
ボルカプラ８に対する制御出力をOFF にして充電を停止
させ、入力電圧が予め設定した下限電圧を超えた時に制
御出力をONにして充電を行わしめるもので、例えば、12
V の蓄電池 (ニカド電池) を充電する場合に、充電制御
回路７において設定される上限電圧としては14.5V 、下
限電圧は13.5V 程度のものである。上記のようにして行
われるこの発明の充電特性、つまり、蓄電池の充電状態
と過充電にならない最大の充電率の関係は、図４に示す
充電カーブC となる。これは、蓄電池の理想的な充電カ
ーブA にほぼ沿う形のものとなる。従って、図中斜線で
示す定電流充電法B における過充電域B ′はない。
【００１９】また、上記するように充電制御回路７に
は、警報ブザー１２が接続してあり、充電制御回路７
は、蓄電池電圧を常時監視するととも、蓄電池電圧が予
め設定した最低電圧（例えば、12V の蓄電池で10V 程
度) を下回るようになると、最低電圧検出出力で警報ブ
ザー９を鳴動させて過放電にならないように知らしめる
ものである。
は、警報ブザー１２が接続してあり、充電制御回路７
は、蓄電池電圧を常時監視するととも、蓄電池電圧が予
め設定した最低電圧（例えば、12V の蓄電池で10V 程
度) を下回るようになると、最低電圧検出出力で警報ブ
ザー９を鳴動させて過放電にならないように知らしめる
ものである。
【００２０】
【発明の効果】上記構成からなるこの発明では、太陽電
池による蓄電池の充電において、予め設定した上限電圧
及び下限電圧の下でパワーMOSFETを駆動させて間欠的に
充電を繰り返し行うようにしたから、蓄電池の種類や容
量を問わずあらゆる蓄電池の急速充電を過充電なくでき
るものであり、従来のように、過充電を防ぐのに太陽電
池の端子電圧を下げるためにトランジスタに分流される
電流を熱として発散されるような必要がなく、装置がコ
ンパクトにできて設置スペースとしても小さくて済む。
また、パワーMOSFETを用いることにより、制御回路によ
る高頻度の開閉にも耐えられ、低損失で長寿命となって
高効率で理想的な蓄電池の充電を実現する。さらに、蓄
電池の過放電もその直前で知ることができて常に蓄電池
が有効利用できるなどの効果を奏する。
池による蓄電池の充電において、予め設定した上限電圧
及び下限電圧の下でパワーMOSFETを駆動させて間欠的に
充電を繰り返し行うようにしたから、蓄電池の種類や容
量を問わずあらゆる蓄電池の急速充電を過充電なくでき
るものであり、従来のように、過充電を防ぐのに太陽電
池の端子電圧を下げるためにトランジスタに分流される
電流を熱として発散されるような必要がなく、装置がコ
ンパクトにできて設置スペースとしても小さくて済む。
また、パワーMOSFETを用いることにより、制御回路によ
る高頻度の開閉にも耐えられ、低損失で長寿命となって
高効率で理想的な蓄電池の充電を実現する。さらに、蓄
電池の過放電もその直前で知ることができて常に蓄電池
が有効利用できるなどの効果を奏する。
【図１】 この発明の充電装置の一実施例を示す回路図
である。
である。
【図２】 充電制御回路の回路図である。
【図３】 従来の充電装置の回路図である。
【図４】 充電特性説明図である。
１…電源（太陽電池） ２…蓄電池 ６…パワーMOSFET ７…充電制御回路 ８…フオトボルカプラ
Claims (3)
- 【請求項１】 電源からパワーMOSFETを介して充電され
る蓄電池と、前記蓄電池に並列に接続した充電制御回路
と、前記パワーMOSFETと充電制御回路との間に挿入接続
され、パワーMOSFETを駆動するフオトボルカプラを備
え、充電制御回路からの制御出力によってフオトボルカ
プラをON-OFF制御し、パワーMOSFETを介して充電量を制
御することを特徴とする充電装置。 - 【請求項２】 充電制御回路は、予め設定した上限電圧
でパワーMOSFETを非導通にし、下限電圧に達してパワー
MOSFETを導通させるようにフオトボルカプラをON-OFF制
御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。 - 【請求項３】 充電制御回路に警報ブザーが接続され、
予め設定した最低電圧を充電制御回路が検出して警報ブ
ザーを動作させることを特徴とする請求項１に記載の充
電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6216036A JPH0884442A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6216036A JPH0884442A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 充電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0884442A true JPH0884442A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16682285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6216036A Pending JPH0884442A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0884442A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003032902A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-31 | Nitto Kogaku Kk | 電池電圧検出回路 |
| US6800802B2 (en) * | 2002-11-09 | 2004-10-05 | Novaest Optitronix Inc. | Circuit device for solar energy application |
| JP2011041378A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池システム |
| JP2012257432A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Asti Corp | 車両用充電器 |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP6216036A patent/JPH0884442A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003032902A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-31 | Nitto Kogaku Kk | 電池電圧検出回路 |
| US6800802B2 (en) * | 2002-11-09 | 2004-10-05 | Novaest Optitronix Inc. | Circuit device for solar energy application |
| JP2011041378A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池システム |
| JP2012257432A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Asti Corp | 車両用充電器 |
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