JPS591338Y2 - 過放電防止回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は蓄電池の過放電防止回路に関し、特に蓄電池の
過放電を防止する為、蓄電池の電圧が所定値以下になっ
た場合、これを検出して負荷回路と蓄電池を切離し、又
この時チャタリングを起さない様にしたものである。

従来この過放電防止回路として第１図に示す様なものが
提案されていた。

第１図に於いて１は蓄電池で、この蓄電池１の正極端子
はリレー装置２の端子２ａに接続され、この蓄電池１の
負極端子は接地される。

そしてリレー装置２の端子２ｂは抵抗器４を介してスイ
ッチング素子を構成するＮＰＮ形トランジスタ５のコレ
クタに接続され、このトランジスタ５のエミッタは接地
される。

そして、リレー装置２の端子２ａ、２ｂ間に逆方向にダ
イオード３が接続される。

ここでリレー装置２の端子２ａ及び２ｂはリレー装置２
内のコイルの両端に接続されており、このダイオード３
はトランジスタ５がオンからオフとなった時、リレーの
コイルを流れていた電流値が急激に変化することを防ぐ
機能をもつ。

又、蓄電池１の正極端子はリレーの切換スイッチ６の固
定接点６ａに接続されると共に電源スィッチ７の固定接
点７ａに接続される。

そして切換スイッチ６の可動接点６ｂは抵抗器８を介し
てＰＮＰ形トランジスタ９のベースに接続される。

そして、この切換スイッチ６は、又電気的に浮いた状態
の固定接点６Ｃをもちリレー装置２に電流が流れない時
は可動接点６ｂと固定接点６Ｃが接続されており、トラ
ンジスタ５か゛オンしてリレー装置２に所定値以上の電
流が流れた時リレー装置２は固有の遅延時間をもって切
換スイッチ６の固定接点６ａと可動接点６ｂが接続され
る様になされている。

又、電源スィッチ７の可動接点７ｂはコンテ゛ンサ１０
と抵抗器１１の直列回路を介して、トランジスタ５のベ
ースに接続され、固定接点７Ｃは接地される。

この電源スィッチ７の可動接点７ｂと固定接点７Ｃが接
続された時、トランジスタ５のベースは接地電位となる
為、トランジスタ５はオフし、固定接点７ａと可動接点
７ｂが接続された時、トランジスタ５のベースには蓄電
池１からコンテ゛ンサ１０及び抵抗器１１を通して電流
が流れトランジスタ５か゛オンになる。

又、前述のトランジスタ９のベースはこのトランジスタ
９のベースに基準電圧を供給するゼナーダイオード凹２
を介して接地され、このトランジスタ９のエミッタは定
電流源となるのに充分な高い抵抗値をもつ抵抗器１３を
介して前述の切換スイッチ６の可動接点６ｂに接続され
ると共にＰＮＰ形トランジスタ１４のエミッタに接続さ
れる。

そしてトランジスタ９のコレクタはトランジスタ５のベ
ースに接続されると共に抵抗器１５を介して接地される
。

又、トランジスタ１４のベースには可変抵抗器１６の可
動子が接続されており、この可変抵抗器１６の一端は切
換スイッチ６の可動接点６１〕に接続され、この可変抵
抗器１６の他端は接地される。

ここで、抵抗器８、トランジスタ９、ゼナーダイオード
１２、抵抗器１３、トランジスタ１４、抵抗器１５及び
可変抵抗器１６は蓄電池１の出力電圧が所定イ直以下に
なることを検出して検出出力を出す検出回路１７を構成
する。

そして、切換スイッチ６の可動接点６ｂは負荷回路１８
の一端に接続され、この負荷回路１８の他端は接地され
る。

即ち、電源スィッチ７の固定接点７ａと可動接点７ｂを
オンさせて前述の様にトランジスタ５をオンさせて切換
スイッチ６の可動接点６ｂと固定接点６ａがオンした時
、蓄電池１の出力電圧が所定値より大きい時はゼナーダ
イオード川２より基準電圧を供給させるトランジスタ９
のベースの電圧に比べ、可変抵抗器１６の可動子から蓄
電池１の出力電圧に比例した電圧を供給されるトランジ
スタ１４のベースの電圧は大きくなる。

従って、トランジスタ９にはｌ・ランジスタ１４より多
くの電流が流れる。

この時抵抗器１５に発生する電圧によりトランジスタ５
がオンする。

この為、コンテ゛ンサ１０及び抵抗器１１を通じてトラ
ンジスタ５のベースに流れる電流は蓄電池１の内部抵抗
の抵抗値と抵抗器１１の抵抗値の和のコンテ゛ンサ１０
の容量値で決まる時定数で減少するが、この電流の大き
さが所定値以下になった時でもトランジスタ５はオフす
ることなく、蓄電池１と検出回路１７及び負荷回路は１
８はその接続を断たれない。

しかし蓄電池１の出力電圧が所定値以下である場合、ト
ランジスタ９のベースの電圧はトランジスタ１４のベー
スの電圧より高くなる為、トランジスタ１４にトランジ
スタ９より多くの電流が流れ、抵抗器１５に発生する電
圧はトランジスタ５をオンさせることはできない。

この為コンテ゛ンサ１０及び抵抗器１１を通じてトラン
ジスタ５のベースに流れる電流は蓄電池１の内部抵抗の
抵抗値と抵抗１１の抵抗値の和とコンテ゛ンサ１０の容
量値とで定まる時定数で減少し、この電流の大きさが所
定値以下になった時、トランジスタ５はオフとなり、蓄
電池１と検出回路１７及び負荷回路１８はその接続を断
たれる。

上述の様な従来の過放電防止回路に於いては蓄電池１の
出力電圧が所定値より大きい時、電源スィッチ７の固定
接点７ａと可動接点７ｂが接続された時、トランジスタ
５のベースに第２図Ａに示す様な１〜ランジスタ５をオ
ンさせるに足る電流がコンテ゛ンサ１０及び抵抗器１１
を通じて流れ、この電流は蓄電池１の内部抵抗の抵抗値
と抵抗器１１の抵抗値との和及びコンデンサ１０の容量
値とで定まる時定数で減衰してゆく。

但し、第２図のＡ及びＤに於いて破線で示すものは１〜
ランジスタ５がオンオフをする閾値を示す。

そしてリレー装置２は第２図Ｃに示す様にトランジスタ
５がオンしてから遅延時間の後に駆動され固定接点６ａ
と可動接点６ｂ間が接続される。

この為、検出回路１７及び負荷回路１８に電流が流れる
。

すると蓄電池１の内部抵抗による電圧降下により電源ス
ィッチ７の固定接点７ａの電圧は第２図Ｂに示す様に所
定値だけ急激に下がり、この為、Ｉ・ランジスタ５のベ
ースに流れる電流も又急激に所定値だけ減少する。

しかしこの時、抵抗器１５にトランジスタ５をオンさせ
るに足る電圧が生じるのでリレー装置２は第２図Ｃに示
す様に駆動され続は続蓄電池１と検出回路］７及び負荷
回路１８の接続は断たれることはない。

しかし蓄電池１の出力電圧が所定値以下である時、電源
スィッチ７の固定接７σ７ａと可動接点７ｂを接続した
時、その直後トランジスタ５のベスに第２図りに示す様
なトランジスタ５をオンさせるに足る電流がコンデンサ
１０及び抵抗器１１を通して流れ、この電流は蓄電池１
の内部抵抗の抵抗値と抵抗器１１の抵抗値との和及びコ
ンデンサ１０の容量値とで定まる時定数で減衰してゆく
。

そしてリレー装置２はトランジスタ５が゛オンしてから
駆動され、固定接点６ａと可動接点６ｂ間が接続される
。

この為検出回路１７及び負荷回路１８に電流が流れる。

すると蓄電池１の内部抗による電圧降下により電源スィ
ッチ７の固定接点７ａの電圧は第２図Ｅに示す様に所定
値だけ急激に下がり、この為トランジスタ５のベースに
流れる電流も又所定値だけ減少する。

そしてこの時抵抗器１５に生じる電圧はトランジスタ５
をオンさせることはできないから蓄電池１と検出回路１
７及び負荷回路１８の接続は所定時間の復温たれる。

しかしながら、この時前述の様にトランジスタ５のベー
スに流れる電流が所定の閾値以下になった時、蓄電池１
と検出回路１７及び負荷回路１８の接続が断たれるが、
この為第２図Ｅに示す様に蓄電池１の内部抵抗による電
圧降下が減少し、蓄電池１の出力電圧が上昇する。

この為、トランジスタ５のベースに流れる電流の量が増
すのでトランジスタ５がオンとなり、この為リレー装置
２が駆動され切換スイッチ６の固定接点６ａと可動接点
６ｂが接続される。

よって蓄電池１と検出回路１７及び負荷回路１８がふた
たび接続され、蓄電池１に流れる電流が増し、第２図Ｅ
に示す様に蓄電池の出力電圧が下る。

従って、トランジスタ５のベースに流れる電流が減り、
トランジスタ５がふたたびオフする。

この為、第２図Ｆに示す様にリレー装置２はオンオフを
続けながら減衰してゆく。

トランジスタ５を制御するためのベース電流がある一定
の閾値を境に上下すると、それに応じてトランジスタ５
はオンオフを繰り返すことになる。

即ち、このトランジスタ５自体にはオンオフのヒステリ
シスは一切ないものである。

また、一旦このトランジスタ５がオンしてしまうとリレ
ー装置２には充分な電流が流れるので゛、リレー装置２
のオンオフの電流値にヒステリシスがあったとしても一
旦リレー装置２がオンしてしまうとトランジスタ５がオ
ンしない限りオフにならない。

要するに、この従来例の構成ではトランジスタ５のオン
オフとリレー装置２のオンオフは１対１に対応し、上述
した理由でトランジスタ５がオンオフを繰り返す結果、
リレー装置２もオンオフを繰り返すのは明らかである。

即ち従来の過放電防止回路には蓄電池１の出力電圧が所
定値以下の時、この様に電源スィッチ７の固定接点７ａ
と可動接点７ｂ間を接続した時、チャタリングを起して
しまうという欠点があった。

斯る欠点は特に蓄電池１として再充電したものを使用し
た場合に生しやすいことが認められる。

本考案は上述の点に鑑み、斯る欠点を除去せんとするも
のである。

以下、第３図及び第４図を参照しながら本考案の一実施
例を説明しよう。

但し、第３図に於いて第１図と対応する物には同一符号
を附し、その詳細な説明は省略する。

そして第３図に於いては蓄電池１の正極端子を電源スィ
ッチ１９の固定接点１９ ａに接続し、この電源スィッ
チ１９の可動接点１９ｂをリレー装置２の端子２ａに接
続し、固定接点１９ Ｃを接地する。

そしてリレー装置２の端子２ｂをコンデンサ２０を介し
て接地する。

ここで可動接点１９ｂを固定接点１９ Ｃから固定接点
１９ ａに接続した時コンテ゛ンサ２０を通じてリレー
装置２及びコンデンサ２０に第４図Ａに示す様な電流が
流れ、遅延時間の後、リレー装置２を駆動し、この為切
換スイッチ６の固定接点６ａと可動接点６ｂが接続され
、蓄電池１と検出回路１７及び負荷回路１８が接続され
る。

以下検出回路は第１図と同様の動作をなす。

即ち蓄電池１の出力電圧の値が所定値より大きかった場
合は抵抗器１５に生ずる電圧はトランジスタ５をオンさ
せる。

この為コンテ゛ンサ２０には第４図Ａに示す様に切換ス
イッチ１９の固定接点１９ ａと可動接点１９ｂ間を接
続させてからトランジスタ５がオンするまでにコンテ゛
ンサ２０に流れる電流と逆むきの電流がトランジスタ５
を通じて流れ、以後ル−装置２はトランジスタ５がオン
しているので駆動され続けて蓄電池１と検出回路１７及
び負荷回路１８の接続が断たれることはない。

しかし蓄電池１の出力電圧が所定値以下になった時は抵
抗器１５に生じる電圧はトランジスタ５をオンさせるこ
とはできずコンテ゛ンサ２０に流れる電流は第４図りに
示す様に蓄電池１の内部抵抗の抵抗値、リレー装置２内
のコイルのインダクタンス値、及びコンテ゛ンサ２０の
容量値で定まる時定数で減衰し、ある時点でリレー装置
は第４図Ｆに示す様に駆動されなくなり、可動接点６ｂ
と固定接点６ａ間はオフとなる。

すると蓄電池１と検出回路１７及び負荷回路１８との接
続が断たれ、蓄電池１に流れる電流が減り、この為蓄電
池１の内部抵抗による電圧降下の減少により第４図Ｅに
示す様に蓄電池１の出力電圧は上昇する。

この為、リレー装置２内のコイルに流れる電流が増す。

しかしながら一般にリレー装置２はヒステリシスをもち
第４図りの破線■に示す様なリレー装置２を駆動してい
る状態から駆動させなくする時の電流の閾値に比べ、第
４図りの破線ＩＩに示す様なリレー装置２が駆動されて
いない状態から、このリレー装置２を駆動させる時の電
流のしきり値は高い。

従って前述した様な検出回路１７及び負荷回路１８との
接続が断たれることによりリレー装置２に流れる電流が
増加しても、これが破線ＩＩで示す閾値を越えるものと
はならず、リレー装置２が駆動されず、切換スイッチ６
の可動接点６ｂが再び固定接点６ａに接続されない。

かかる本考案による過放電防止回路は第１図の従来の回
路におけるようなチャタリングを起すことはない。

即ち、本考案の回路ではトランジスタ５を制御するのは
、もっばら検出回路１７の出力た゛けで゛あるため、こ
の検出回路１７がトランジスタ５をオンオフにするよう
な検出出力を出すとリレー装置２に流れるべき電流は全
てコンデンサ２０を通ることになる。

そのため、従来例の場合と異なりコンデンサの電流によ
ってトランジスタがオンオフされ、それによってリレー
装置２が制御されるのではなく、コンテ゛ンサ電流が直
接リレー装置２を制御するため、この変動分がリレー装
置２のヒステリシス内におさまればチャタリングを防止
で゛きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の過放電防止回路を示す接続図、第２図は
第１図の説明に供する波形図、第３図は本考案による過
放電防止回路の一実施例を示す接続図、第４図は第３図
の説明に供する波形図である。 １は蓄電池、２はリレー装置、５はスイッチング用トラ
ンジスタ、１７は検出回路、１８は負荷回路で゛ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 蓄電池の端子間に電源スィッチとリレー装置及び、制御
   電極、第１及び第２の主電極を有し、該制御電極に供給
   される信号が所定レベルに比し大あるいは小であるのに
   応答し上記第１及び第２の主電極間が導通あるいは非導
   通状態となるようなスイッチング素子の上記第１及び第
   ２の主電極の直列回路が挿入され、上記スイッチング素
   子の第１及び第２の主電極に並列にコンテ゛ンサを接続
   し、上記リレー装置の接点を介して上記蓄電池の出力電
   圧が所定値以下になることを検出して検出出力を発生す
   る検出回路と負荷が接続され、該検出出力により上記蓄
   電池の出力電圧が所定値以下になった時、上記スイッチ
   ング素子をオフにして、上記ル−装置の接点により、上
   記蓄電池と負荷との接続を断つようにしたことを特徴と
   する過放電防止回路。