JPS585397Y2 - 蓄電池充電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はインバータ回路を使用した蓄電池充電装置に
関する。

蓄電池充電装置には過充電防止用の保護回路を設けたも
のがある。

従来、このような過充電防止用保護回路を設けた蓄電池
充電装置としては第１図に示すようなものが知られてい
る。

これは商用交流電源１に全波整流ブリッジ回路２の入力
端子を接続し、かつ上記ブリッジ回路２の出力端子間に
チョークコイル３を介して平滑コンデンサ４を接続して
直流電源回路を形成している。

そして前記直流電源回路の出力端子間すなわち前記平滑
コンデンサ４の両端間に変形ブロッキングオシレータ形
インバータ回路５を接続している。

前記インバータ回路５は抵抗６，７の直列回路、ＮＰＮ
形のトランジスタ８および゛降圧用出カドランス９から
なるもので、上記抵抗６，７の直列回路を前記平滑コン
デ゛ンサ４に並列に接続し、上記トランジスタ８のコレ
クタを出カドランス９の第１の１次側巻線９１を介して
上記平滑コンテ゛ンサ４の正極端子に接続し、上記トラ
ンジスタ８のエミッタを上記平滑コンデンサ４の負極端
子に接続し、かつ上記トランジスタ８のベースを出カド
ランス９の第２の１次側巻線９２を介して上記抵抗６，
７の接続点に接続している。

そして前記第１の１次側巻線９１にコンテ゛ンサ１０を
並列に接続するとともに前記抵抗７にコンデンサ１１を
並列に接続している。

このようなインバータ回路５の出力端、すなわち出カド
ランス９の２次側巻線９３に整流用ダイオード１２を介
して被充電蓄電池１３を接続し、かつ上記蓄電池１３に
過充電防止用保護回路としてダイオード１４゜１５を図
示極性に直列してなる直列回路を並列に接続している。

したがってこのようなものにおいては電源１が投入され
るインバータ回路５の出力端に降圧された交流が発生し
、その交流がダイオード１２を介して整流される。

この整流された電流により被充電蓄電池１３は充電され
る。

この充電動作においてダイオード１４．１５は印加され
る電圧の増加にともなって自己発熱量を増加し自己の電
圧−電流特性を変化して電流をより流れ易くする。

電流がより流れると自己発熱量が増加する。

このような動作がくり返えされダイオード１４．１５に
流れる電流はある平衡点で安定するようになる。

したがってダイオード１４．１５として被充電蓄電池１
３の充電特性に適合した電流増加特性をもつものを使用
すれば被充電蓄電池１３の充電電流を安全電流以下に保
持することができる。

しかしながらこのような従来装置においてはダイオード
として蓄電池の充電特性に適合したものを選別しなけれ
ばならず製作がきわめて面倒となる問題があり、又ダイ
オードの自己発熱を利用しているので過熱事故を起こす
問題があった。

この考案はこのような問題を解決するために考えられる
もので、その目的とするころは過充電防止機能をもつも
のにあって製作が容易に行なえ、又過熱事故を起こす虞
がなく安全性を向上することができ、しかも充電中の表
示を行なう表示回路の取付けを容易に行なうことができ
る蓄電池充電装置を提供することにある。

以下、この考案の実施例を図面を参照して説明する。

これは第２図に示すように第１図におけるインバータ回
路５の出カドランスとして２次側巻線９３に中間タップ
ｔを設けたものを使用し、かつ第１図に示す整流用ダイ
オード１２を第２の整流用ダイオードとし、前記出カド
ランス９の２次側巻線９３の中間タップｔと一端間に上
記第２の整流用ダイオード１２を介して被充電蓄電池１
３を接続している。

前記被充電蓄電池１３は又、前記出カドランス９の２次
側巻線９３０両端間に第１の整流用ダイオード１６およ
び半導体スイッチング素子としてＰＮＰ形の第１のトラ
ンジスタ１７を直列に介して接続されている。

そして前記被充電蓄電池１３の両端間電圧をレベル検出
回路２３で検出するようにしている。

前記レベル検出回路２３は蓄電池１３に抵抗１８．１９
の直列分圧回路を並列に接続し、その抵抗１８．１９の
接続点にＮＰＮ形の第２の１〜ランジスタ２０のベース
を接続している。

そして前記第２のトランジスタ２０のコレクタを抵抗２
１を介して前記第１のトランジスタ１７のベースに接続
し、そのエミッタを前記出カドランス９の２次側巻線９
３の一端に接続している。

そして前記第１の整流用ダイオード１６のカソードと前
記出カドランス９の２次側巻線９３の一端との間に抵抗
２１と発光ダイオード２２との直列回路を接続し、充電
表示回路を形成している。

このような構成の本実施例装置において被充電蓄電池１
３の両端間電圧が所定レベルに達したとき第２のトラン
ジスタ２０がオン動作するように予め設定しておけば、
先ず充電開始時は蓄電池１３の両端間電圧が所定レベル
より低いので第２のトランジスタ２０がオフ状態にあり
したがって第１のトランジスタ１７がオフ状態にある。

この状態においては蓄電池１３への充電は出カドランス
９の２次側巻線９３の中間タップを一第２の整流用ダイ
オード１２−蓄電池１３−２次側巻線９３の一端で形成
される閉回路により行なわれる。

又第１のトランジスタ１７がオフされているので２次側
巻線９３の他端−第１の整流用ダイオード１６−抵抗２
１発光ダイオード２２−２次側巻線９３の一端で形成さ
れる閉回路により発光ダイオード２２が発光し、蓄電池
１３が充電されていることを表示する。

そして蓄電池１３の両端間電圧が所定レベルに達すると
、第２のトランジスタ２０がオン動作し、それによって
第１のトランジスタ１７がオン動作する。

すると２次側巻線９３の他端−第１の整流用ダイオード
１６−第１のトランジスタ１７−蓄電池１３−２次側巻
線９３の一端の閉回路により蓄電池１３への充電が行な
われる。

このとき第２のダイオード１２は逆バイアスされるので
、この第２のダイオード１２を含む閉回路によって蓄電
池１３が充電されることはない。

又、第１、第２のトランジスタ１７．２０がオン動作す
ることによって発光ダイオード２２へはほとんど電流が
流れなくなり、発光ダイオード２２の発光は停止される
。

ところで出カドランスを使用するインバータ回路では出
カドランスの２次側巻線の巻線数が多いと発振周期が長
くなり、巻線数が少ないと発振周期が短かくなる。

したがって例えば出カドランス９の２次側巻線９３の巻
線数のちよ゛ら゛半分のところに中間タップｔを設か けておき、第２の整流ダイオード１２を含む閉回路で蓄
電池１３が充電されているときの出カドランス９の１次
側および２次側電流がそれぞれ第３図のａ、ｌ）に示す
ようになっているものとすると、蓄電池１３の両端間電
圧が所定レベルに達し、蓄電池１３が第１の整流用ダイ
オード１７を含む閉回路で充電されるときの出カドラン
ス９の１次側および２次側電流はそれぞれ第４図のａ、
ｌ）に示すようになる。

すなわち第２の整流用ダイオード１２を含む閉回路で蓄
電池１３が充電されている １次側電流が周期Ｔで
１１時間流れ、２次側電流がＴ−ｔ＋”ｔ２時間流れる
とすると、第１の整流用ダイオード１６を含む閉回路で
蓄電池１３が充電されるときには２次側巻線９３の巻線
数が２倍となるので、１次側電流はＴ’＝２Ｔの周期で
１／にｔ１時間流れ、２次側電流はＴ’ ｔ ’ｔ−
ｔ ’２＞２ ｔ ２時間流れるようになる。

ところで２次側に発生するエネルギーは周期の変化に関
係なく不変なので、第３図のｂに斜線で示す面積と第４
図のｂに斜線で示す面積とは等しくなる。

これは第２の整流用ダイオード１２を含む閉回路で蓄電
池１３が充電されているときの充電電流に比べて第１の
整流用ダイオード１６を含む閉回路で蓄電池１３が充電
されているときの充電電流は小さくなることを意味する
。

したがって第２の整流用ダイオード１２を含む閉回路で
蓄電池１３が充電されるときの充電電流を、蓄電池１３
を急速充電させるに充分な値に設定し、がつ第１の整流
用ダイオード１６を含む閉回路で蓄電池１３が充電され
るときの充電電流を、蓄電池１３を安全に充電させる値
に設定すれば、蓄電池１３は先ず急速充電され、端子間
電圧が所定レベルに達すると充電回路が切換えられて安
全電流で充電されるようになる。

なお、急速充電させるときの充電電流の値および安全電
流の値は出力１〜ランス９の２次側巻線９３の巻線数お
よび中間タップｔの取付は位置によって任意に設定する
ことができる。

このように本装置においては従来装置のように蓄電池１
３の充電特性に適合するダイオードを選別して使用する
という面倒か゛なく、シたがって製作が容易に行なえる
ものである。

又、ダイオードの自己発熱を利用して充電電流を抑制す
るものではなく、回路切換えによって充電電流を抑制す
るようにしているので、ダイオードが異常発熱して過熱
事故を起こす慮はない。

すなわち安全性を向上することができる。

しかも発光ダイオード２２によって急速充電中を表示す
ることができる。

なお、前記実施例では半導体スイッチング素子としてト
ランジスタを使用したものについて述べたがかならずし
もこれに限定されるものではなく、例えばサイリスタを
使用してもよい。

又、前記実施例では抵抗１８．１９を直列に接続して分
圧回路を形成したものについて述べたが、この分圧回路
としては例えば複数の非直線素子の直・並列回路によっ
て形成することもできる。

以上詳述したようにこの考案によればインバータ回路の
出カドランス２次側巻線両端間に第１の整流器および半
導体スイッチング素子を直列に介して被充電蓄電池を接
続するとともに上記出カドランスの２次側巻線の中間タ
ップと一端との間に第２の整流器を介して上記被充電蓄
電池を接続し、レベル検出回路で上記蓄電池の両端間電
圧が所定レベルに達したことを検出したときには上記半
導体スイッチング素子をスイ・ソチ／グ動作させるよう
にしているので、製作が容晃にできるとともに安全性を
向上することができ、しかも急速充電中、急速充電終了
の表示が簡単な回路構成で行なうことができる蓄電池充
電装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図はこの考案の実施
例を示す回路図、第３図は急速充電時の出カドランスの
電流波形を示すものでａは１次側電流の波形図、ｂは２
次側電流の波形図、第４図は急速充電完了後の出カドラ
ンスの電流波形を示すもので、ａは１次側電流の波形図
、ｂは２次側電流の波形図である。 ５・・・・・・インバータ回路、９・・・・・・出カド
ランス、１２・・・・・・第２の整流用ダイオード、１
３・・・・・・被充電蓄電池、１６・・・・・・第１の
整流用ダイオード、１７・・・・・・第１のトランジス
タ、２３・・・・・・レベル検出回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. インバータ回路と、このインバータ回路の出カドランス
   の２次側巻線両端間に第１の整流器および半導体スイッ
   チング素子を直列に介して接続するとともに、上記出カ
   ドランスの２次側巻線の中間タップと一端間に第２の整
   流器を介して接続した被充電蓄電池と、この蓄電池の両
   端間電圧を検出し、その電圧が所定レベルに達すると上
   記半導体スイッチング素子をスイッチング動作するレベ
   ル検出回路とを具備したことを特徴とする蓄電池充電装
   置。