JPH10215517A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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Publication number
JPH10215517A
JPH10215517A JP9014336A JP1433697A JPH10215517A JP H10215517 A JPH10215517 A JP H10215517A JP 9014336 A JP9014336 A JP 9014336A JP 1433697 A JP1433697 A JP 1433697A JP H10215517 A JPH10215517 A JP H10215517A
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JP
Japan
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current
conductive member
power supply
current path
resistance element
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Withdrawn
Application number
JP9014336A
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English (en)
Inventor
Hideo Awazu
英雄 粟津
Tadashi Yasui
正 安井
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機の始動時に生じる突入電流を抑制する
ことにより、電池寿命を延ばすことができる電源装置の
提供。 【解決手段】 電池1と、電池1の複数の電極に各別の
導電部材9,9により接続された複数の端子3,3とを
備えた電源装置。導電部材9,9に流れる電流の変化を
抑制すべき抑制手段2を備える構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コードレスの電動
工具及びコードレスの掃除機等の直流電動機を駆動する
ために使用される、二次電池を備えた電池パックである
電源装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電動機は、始動時に直接、作動電圧を与
えると、内部抵抗が小さいため、短時間に定格電流の数
倍〜数10倍に及ぶ突入電流が流れ、電動機本体を損傷
する虞がある。そのため、中型及び大型の電動機では、
突入電流を抑制又は防止するために、電機子に直列接続
した可変抵抗器の抵抗を始動時に最大から0迄漸減させ
たり、電源電圧を始動時に下げて次第に上昇させたりす
る対策が施されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、コードレスの
電動工具及びコードレスの掃除機等に使用される小型直
流電動機では、突入電流が、中型及び大型の直流電動機
に較べて小さいこと、製造コストが嵩むこと、及び操作
性が悪くなることから、上述したような始動時の突入電
流を抑制又は防止するための対策は施されていない。
【0004】一方、鉛電池及びニッカド(Ni−Cd)
電池等の二次電池は、過大電流を放電すると電極の劣化
が進み、電池寿命(サイクル寿命;所定の容量値迄充電
可能な回数)が短縮される。そのため、コードレスの電
動工具及びコードレスの掃除機等の小型直流電動機に使
用される、二次電池を備えた電源装置では、始動時の突
入電流による電池寿命の短縮が生じる問題があった。本
発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであ
り、電動機の始動時に生じる突入電流を抑制することに
より、電池寿命を延ばすことができる電源装置を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明に係る
電源装置は、電池と、該電池の複数の電極に各別の導電
部材により接続された複数の端子とを備えた電源装置に
おいて、前記導電部材に流れる電流の変化を抑制すべき
抑制手段を備えることを特徴とする。
【0006】この電源装置では、抑制手段が、導電部材
に流れる電流の急激な変化を抑制するので、電動機の始
動時に生じる突入電流を抑制することができ、電池寿命
を延ばすことができる。
【0007】第2発明に係る電源装置は、前記抑制手段
は、前記導電部材の中途又は端部に、前記電池に対して
直列に接続されたコイルであることを特徴とする。
【0008】この電源装置では、導電部材に流れる電流
が急激に変化したときには、抑制手段であるコイルにイ
ンダクタンスによるインピーダンスが発生するので、こ
のインピーダンスにより、電動機の始動時に生じる突入
電流を抑制することができ、電池寿命を延ばすことがで
きる。一方、導電部材に流れる電流が変化しないとき
は、コイルにインダクタンスによるインピーダンスは発
生しない。
【0009】第3発明に係る電源装置は、前記抑制手段
は、前記導電部材に流れる電流を計測する電流計と、該
電流計が計測した電流の、時間による微分値を演算する
演算手段と、該演算手段が演算した微分値と所定値とを
比較する比較手段と、該比較手段の比較結果が前記微分
値の方を大とした時から第1の所定時間を計時する第1
の計時手段と、前記導電部材による電流経路と異なり抵
抗素子を含む電流経路と、該抵抗素子を含む電流経路と
前記導電部材による電流経路とを切り換えるスイッチ回
路とを備え、前記スイッチ回路は、第1の計時手段が第
1の所定時間を計時する間、前記抵抗素子を含む電流経
路に切り換えるべくなしてあることを特徴とする。
【0010】この電源装置では、電流計が、導電部材に
流れる電流を計測し、演算手段が、電流計が計測した電
流の、時間による微分値を演算し、比較手段が、演算手
段が演算した微分値と所定値とを比較する。そして、比
較手段の比較結果が微分値の方を大とした時から、スイ
ッチ回路は、第1の計時手段が第1の所定時間を計時す
る間、抵抗素子を含む電流経路に切り換える。これによ
り、電動機に突入電流が流れ始めてから、電動機が回転
し始め、この回転による誘導起電力が大きくなって、電
動機に流れる電流を抑制するようになる迄(0.数秒〜
数秒程度)、抵抗素子が、電動機の始動時に生じる突入
電流を抑制するので、電池寿命を延ばすことができる。
【0011】第4発明に係る電源装置は、前記抑制手段
は、前記導電部材に流れる電流を検出する電流検出器
と、該電流検出器の検出値が0から変化したときに、第
2の所定時間の計時を開始する第2の計時手段と、前記
導電部材による電流経路と異なり抵抗素子を含む電流経
路と、該抵抗素子を含む電流経路と前記導電部材による
電流経路とを切り換えるスイッチ回路とを備え、第2の
計時手段が第2の所定時間を計時する間、前記スイッチ
回路が、前記抵抗素子を含む電流経路に切り換えるべく
なしてあることを特徴とする。
【0012】この電源装置では、第2の計時手段は、電
流検出手段の検出値が0から変化した時から、つまり、
電流が流れ始めてから第2の所定時間の計時を開始し、
第2の計時手段が第2の所定時間を計時する間、スイッ
チ回路が、抵抗素子を含む電流経路に切り換える。これ
により、電動機に電流が流れ始めてから、電動機が回転
し始め、この回転による誘導起電力が大きくなって、電
動機に流れる電流を抑制するようになる迄(0.数秒〜
数秒程度)、抵抗素子が、電動機の始動時に生じる突入
電流を抑制するので、電池寿命を延ばすことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。図1は、第1,2発明
に係る電源装置の実施の形態の構成を示す回路図であ
る。この電源装置は、電池1の正負電極と電源装置の出
力端子3,3とを接続する導電部材9と、導電部材9の
中途に直列接続されたコイル2とを備えている。供用さ
れるときは、例えば、図1に示すように、出力端子3,
3に、電動機5と電源スイッチ回路4との直列回路が接
続される。
【0014】このような構成の電源装置の動作は、電源
スイッチ回路4がオンされると、電池1の起電力によ
り、導電部材9、コイル2、出力端子3、電源スイッチ
回路4、電動機5及び出力端子3の直列回路に直流電流
が流れるが、電動機5の内部抵抗が小さいため、突入電
流となって急激に増加し始める。しかし、この電流の急
激な変化によって、抑制手段であるコイル2にインダク
タンスによるインピーダンスが発生するので、このイン
ピーダンスにより突入電流を抑制することができる。
【0015】一方、電動機5が作動しているときは、突
入電流のように電流が急激に変化することはないので、
コイル2にインダクタンスによるインピーダンスは発生
せず、電流の流れを妨げることはない。また、電動機5
の負荷増加に伴って電流が増加する場合も、突入電流の
ように電流が急激に変化することはないので、コイル2
にインダクタンスによるインピーダンスは発生しない。
【0016】図2は、第3発明に係る電源装置の実施の
形態の構成を示す回路図である。この電源装置は、電池
1の正負電極と電源装置の出力端子3,3とを接続する
導電部材9と、導電部材9の中途に、電池1に対して直
列に接続された電流計6と、電流計6が計測した電流値
が与えられ、マイクロコンピュータを有する制御部10
と、導電部材9による電流経路と異なる、抵抗素子8を
含む電流経路と、制御部10から切り換え指示信号が与
えられ、抵抗素子8を含む電流経路と導電部材9による
電流経路とを切り換えるスイッチ回路7とを備えてい
る。供用されるときは、例えば、図2に示すように、出
力端子3,3に、電動機5と電源スイッチ回路4との直
列回路が接続される。
【0017】このような構成の電源装置の動作は、電源
スイッチ回路4がオンされると、電池1の起電力によ
り、導電部材9、電流計6、スイッチ回路7、出力端子
3、電源スイッチ回路4、電動機5及び出力端子3の直
列回路(抵抗素子8は含まない)に直流電流が流れ、電
流計6はこの電流を検出する。制御部10は、その電流
値を周期的にサンプリングして読み込む。
【0018】図3は、制御部10の動作を示すフローチ
ャートである。以下に、このフローチャートを参照しな
がら、制御部10の動作を説明する。制御部10は、電
流計6が検出した電流値を読み込み(S10)、その電
流値が0のときは(S12)、次の電流値を読み込む。
その電流値が0でないときは(S12)、電流が流れて
いると判断し、電流値を記憶するための変数Ik ,I
k-1 ,……I1 を0にして(S14)、次の電流値Iを
読み込む(S16)。尚、kは、電流の時間による微分
値を求めるための微小時間を定める正整数であり、微小
時間=制御部10のサンプリング周期×kとなるように
定める。
【0019】次に、制御部10は、変数として記憶して
ある電流値Ik を読み出して(S18)、ΔI=I−I
k を演算し(S20)、ΔIと所定値との大小を比較す
る(S22)。その結果、ΔIが所定値未満のときは、
変数Ik-1 を変数Ik へ、変数Ik-2 を変数Ik-1 へ、
……、変数Iを変数I1 へと、記憶してある各電流値を
それぞれ1周期後にサンプリングした電流値により更新
し(S24)、次の電流値Iを読み込む(S16)。以
下、ΔIが所定値未満の間、上述した動作を繰り返す。
【0020】制御部10は、ΔIと所定値との大小を比
較した(S22)結果、ΔIが所定値以上のときは、第
1の所定時間を計時するためのパラメタTを0にして
(S26)、スイッチ回路7へ、抵抗素子8を含む電流
経路に切り換えるように指示する(S28)。次に、パ
ラメタTに1を加算した後(S30)、パラメタTが所
定値であるか否かを(第1の所定時間の計時が終了した
か否かを)調べ(S32)、パラメタTが所定値でない
ときは、スイッチ回路7へ、抵抗素子8を含む電流経路
に切り換えるように指示し続ける(S28〜32)。ス
イッチ回路7は、制御部10から、抵抗素子8を含む電
流経路に切り換える指示がある間、抵抗素子8を含む電
流経路に接続しておく。
【0021】制御部10は、パラメタTが所定値である
ときは(S32)、スイッチ回路7へ、抵抗素子8を含
まない、導電部材9による電流経路に切り換えるように
指示した後(S34)、電流計6が検出した電流値を読
み込む(S10)。スイッチ回路7は、制御部10か
ら、抵抗素子8を含まない、導電部材9による電流経路
に切り換える指示があれば、抵抗素子8を含まない電流
経路に接続しておく。
【0022】図4は、第4発明に係る電源装置の実施の
形態の構成を示す回路図である。この電源装置は、電池
1の正負電極と電源装置の出力端子3,3とを接続する
導電部材9と、導電部材9の中途に、電池1に対して直
列に接続された電流検出器11と、マイクロコンピュー
タを有し、電流検出器11が検出した電流値が与えられ
る制御部12と、導電部材9による電流経路と異なり抵
抗素子8を含む電流経路と、制御部12から切り換え指
示信号が与えられ、抵抗素子8を含む電流経路と導電部
材9による電流経路とを切り換えるスイッチ回路7とを
備えている。供用されるときは、例えば、図4に示すよ
うに、出力端子3,3に、電動機5と電源スイッチ回路
4との直列回路が接続される。
【0023】このような構成の電源装置の動作は、電源
スイッチ回路4がオンされると、電池1の起電力によ
り、導電部材9、電流検出器11、スイッチ回路7、出
力端子3、電源スイッチ回路4、電動機5及び出力端子
3の直列回路(抵抗素子8は含まない)に直流電流が流
れる。電流検出器11はこの電流を検出し、その電流値
を制御部12へ与える。
【0024】図5は、制御部12の動作を示すフローチ
ャートである。以下に、このフローチャートを参照しな
がら、制御部12の動作を説明する。制御部12は、電
流検出器11が検出した電流値を読み込み(S40)、
その電流値が0のときは(S41)、次の電流値を読み
込む(S40)。その電流値が0でないときは(S4
1)、第2の所定時間を計時するためのパラメタTを0
にして(S42)、スイッチ回路7へ、抵抗素子8を含
む電流経路に切り換えるように指示する(S44)。次
に、パラメタTに1を加算した後(S46)、パラメタ
Tが所定値であるか否かを(第2の所定時間の計時が終
了したか否かを)調べ(S48)、パラメタTが所定値
でないときは、スイッチ回路7へ、抵抗素子8を含む電
流経路に切り換えるように指示し続ける(S44〜4
8)。スイッチ回路7は、制御部12から、抵抗素子8
を含む電流経路に切り換える指示がある間、抵抗素子8
を含む電流経路に接続しておく。
【0025】制御部12は、パラメタTが所定値である
ときは(S48)、スイッチ回路7へ、抵抗素子8を含
まない電流経路に切り換えるように指示する(S5
0)。スイッチ回路7は、制御部12から、抵抗素子8
を含まない電流経路に切り換える指示があれば、抵抗素
子8を含まない電流経路に接続する。次に、制御部12
は、電流検出器11から電流値を読み込み(S52)、
読み込んだ電流値が0であるか否かを調べ(S54)、
その電流値が0でない間(S44)は待機する(S5
2,54)。制御部12は、電流検出器11からの電流
値が0になると(S54)、スタートへ戻り、電流検出
器11から電流値を読み込み(S40)、読み込んだ電
流値が0であるか否かを調べ(S41)、その電流値が
0である間(S41)は待機する(S40,41)。
【0026】
【発明の効果】本発明の第1発明に係る電源装置によれ
ば、電動機の始動時に生じる突入電流を抑制することが
でき、電池寿命を延ばすことができる。
【0027】第2発明に係る電源装置によれば、電動機
の始動時に生じる突入電流を抑制することができ、電池
寿命を延ばすことができる。一方、導電部材に流れる電
流が急激に変化しないときは、コイルにインダクタンス
によるインピーダンスは発生しないので、コイルが、電
動機の動作を妨げることはない。
【0028】第3発明に係る電源装置によれば、電流の
変化量の方が所定値より大となった時から第1の所定時
間、抵抗素子を含む電流経路に切り換えるので、抵抗素
子が、電動機の始動時に生じる突入電流を抑制すること
ができ、電池寿命を延ばすことができる。
【0029】第4発明に係る電源装置によれば、電流検
出手段が電流を検出し始めてから第2の所定時間、抵抗
素子を含む電流経路に切り換えるので、抵抗素子が、電
動機の始動時に生じる突入電流を抑制することができ、
電池寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1,2発明に係る電源装置の実施の形態の構
成を示す回路図である。
【図2】第3発明に係る電源装置の実施の形態の構成を
示す回路図である。
【図3】制御部の動作を示すフローチャートである。
【図4】第4発明に係る電源装置の実施の形態の構成を
示す回路図である。
【図5】制御部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 電池 2 コイル(抑制手段) 3 出力端子 4 電源スイッチ回路 5 電動機 6 電流計 7 スイッチ回路 8 抵抗素子 9 導電部材 10 制御部(演算手段、比較手段、第1の計時手段) 11 電流検出器 12 制御部(第2の計時手段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池と、該電池の複数の電極に各別の導
    電部材により接続された複数の端子とを備えた電源装置
    において、 前記導電部材に流れる電流の変化を抑制すべき抑制手段
    を備えることを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】 前記抑制手段は、前記導電部材の中途又
    は端部に、前記電池に対して直列に接続されたコイルで
    ある請求項1記載の電源装置。
  3. 【請求項3】 前記抑制手段は、前記導電部材に流れる
    電流を計測する電流計と、該電流計が計測した電流の、
    時間による微分値を演算する演算手段と、該演算手段が
    演算した微分値と所定値とを比較する比較手段と、該比
    較手段の比較結果が前記微分値の方を大とした時から第
    1の所定時間を計時する第1の計時手段と、前記導電部
    材による電流経路と異なり抵抗素子を含む電流経路と、
    該抵抗素子を含む電流経路と前記導電部材による電流経
    路とを切り換えるスイッチ回路とを備え、前記スイッチ
    回路は、第1の計時手段が第1の所定時間を計時する
    間、前記抵抗素子を含む電流経路に切り換えるべくなし
    てある請求項1記載の電源装置。
  4. 【請求項4】 前記抑制手段は、前記導電部材に流れる
    電流を検出する電流検出器と、該電流検出器の検出値が
    0から変化したときに、第2の所定時間の計時を開始す
    る第2の計時手段と、前記導電部材による電流経路と異
    なり抵抗素子を含む電流経路と、該抵抗素子を含む電流
    経路と前記導電部材による電流経路とを切り換えるスイ
    ッチ回路とを備え、第2の計時手段が第2の所定時間を
    計時する間、前記スイッチ回路が、前記抵抗素子を含む
    電流経路に切り換えるべくなしてある請求項1記載の電
    源装置。
JP9014336A 1997-01-28 1997-01-28 電源装置 Withdrawn JPH10215517A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002300734A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電源制御システム

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002300734A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電源制御システム

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