JPS5947531B2 - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
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- JPS5947531B2 JPS5947531B2 JP51098422A JP9842276A JPS5947531B2 JP S5947531 B2 JPS5947531 B2 JP S5947531B2 JP 51098422 A JP51098422 A JP 51098422A JP 9842276 A JP9842276 A JP 9842276A JP S5947531 B2 JPS5947531 B2 JP S5947531B2
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- JP
- Japan
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- battery
- voltage
- charging
- current
- silver oxide
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- 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.)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子腕時計等の小型機器に用いて有用な太電池
使用の充電装置に関するものである。
使用の充電装置に関するものである。
従来、一般に太陽電池（Ｓ、Ｂ）と組合せた電子腕時計
用電池としてニッケル−カドニウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池
が使用されてきた。Ｎｉ−Ｃｄ電池は過充電時一定電圧
以上となることがないが、過充電時の充電電流がＯ、Ｉ
Ｃ以上であると、内部にガスがたまり電池をふくらませ
るため、通常、電流制限用抵抗等を接続して充電電流を
Ｏ、ＩＣ以下におさえて使用している。
用電池としてニッケル−カドニウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池
が使用されてきた。Ｎｉ−Ｃｄ電池は過充電時一定電圧
以上となることがないが、過充電時の充電電流がＯ、Ｉ
Ｃ以上であると、内部にガスがたまり電池をふくらませ
るため、通常、電流制限用抵抗等を接続して充電電流を
Ｏ、ＩＣ以下におさえて使用している。
ところで、Ｎｉ−Ｃｄ電池は、漏液が著しくまた自己放
電量が多く体積効率が悪いという欠点がある。これに対
して、二次電池としても注目されている密閉型酸化銀電
池、すなわち、正極の電極の主体としてＡｇ、ＡｇＯ又
はＡｇ２０に変化するものを使用し、負極の電極の主体
にＺｎ又はＣｄを用いた電池は、上述のＮｉ−Ｃｄ電池
に比して漏液、自己放電、体積効率等のすべての点で優
れている。しかしながら、この酸化銀電池はＮｉ−Ｃｄ
電池のように充電電流を制限するのみでは電池のふくら
み、短絡等の事故が起り使用できない。本発明は、酸化
銀電池を二次電池として使用する上で、充電電流及び充
電電圧を制限することにより上述のような欠点を解消し
、太陽電池付電、子腕時計等に使用した場合、問題点な
く充分使用にできる充電装置を提供するものである。
電量が多く体積効率が悪いという欠点がある。これに対
して、二次電池としても注目されている密閉型酸化銀電
池、すなわち、正極の電極の主体としてＡｇ、ＡｇＯ又
はＡｇ２０に変化するものを使用し、負極の電極の主体
にＺｎ又はＣｄを用いた電池は、上述のＮｉ−Ｃｄ電池
に比して漏液、自己放電、体積効率等のすべての点で優
れている。しかしながら、この酸化銀電池はＮｉ−Ｃｄ
電池のように充電電流を制限するのみでは電池のふくら
み、短絡等の事故が起り使用できない。本発明は、酸化
銀電池を二次電池として使用する上で、充電電流及び充
電電圧を制限することにより上述のような欠点を解消し
、太陽電池付電、子腕時計等に使用した場合、問題点な
く充分使用にできる充電装置を提供するものである。
以下図面に従つて本発明の一実施例を説明する。
第１図は密閉型酸化銀電池の許容電池電圧・充電電流範
囲を示すものである。同図のデータは正極の電極の主体
としてＡｇ、Ａｇ０又はＡｇ２Ｏに変化する物質を用い
、負極の電極の主体としてＺｎを用いてなる密閉型酸化
銀電池について実験を行なつて得たものである。この酸
化銀電池の形状は径が１１．５６φｍｍであり、高さが
５．６ｍｍである。この酸化銀電池に対して適当に充電
電圧及び充電電流を変えながら電池がふくらみ始める時
の値を測定しプロットしたものである。横軸が電池電圧
（この実験は電源と密閉型酸化銀電池とを直接接続して
行なつたので電源電圧と電池電圧とは変わらない。第１
図では電源電圧を横軸にとつてあるが、これは電池電圧
と同じである。）Ｅ（Ｖ）、縦軸が充電電流ＩＯ（ＭＡ
）で、斜線を施こした範囲の電池電圧充電電流で充電す
れば、電池はふくらみ、短絡を起こすことなく使用でき
る。さて、第１図からも明らかなように酸化銀電池の場
合、電池電圧Ｅは充電とともに更に上昇し得、斜線外の
充電電流で充電されれば電池はふくらみ、短絡を起こす
。つまり、従来のＮｉ−Ｃｄ電池のように充電電流を制
限するだけでは、電池電圧Ｅが上昇しつづけるため、斜
線外の充電電流が流れ電池のふくらみ、短絡等を防ぐこ
とができない。これを解決するには、電池電圧に対応し
て充電電流を制限すること、すなわち、充電電流を制限
するとともに、電池電圧を斜線内に制限することが必要
である。なお、電池電圧は充電電圧以上にはならないの
で、充電電圧を制限することによつて電池電圧の制限に
当てることができる。上記第１図の実験は正極の主体が
Ａｇ，ＡｇＯ又はＡｇ２Ｏに変化する物質からなる密閉
型酸化銀電池の一種に対して行なつたがその傾向は密閉
型酸化銀電池の種類、容量等が異なつても同様である。
即ち酸化銀電池は充電において、Ａｇ→Ａｇ２Ｏ−）Ａ
ｇＯ→Ａｇ２Ｏ３の順に酸化が進み、電池のふくらみは
ＡｇＯが生じたときＡｇＯが更に２Ａｇ０→Ａｇ２Ｏ＋
１／２０２と反応を起こして０２（気泡フが発生するた
めに生ずるものであり、この反応は種類、容量の違いに
関係なく同じ様に生ずるからである。第２図は太陽電池
付電子腕時計の充電部を示す回路図で、充電電流及び充
電電圧を制限するものである。
囲を示すものである。同図のデータは正極の電極の主体
としてＡｇ、Ａｇ０又はＡｇ２Ｏに変化する物質を用い
、負極の電極の主体としてＺｎを用いてなる密閉型酸化
銀電池について実験を行なつて得たものである。この酸
化銀電池の形状は径が１１．５６φｍｍであり、高さが
５．６ｍｍである。この酸化銀電池に対して適当に充電
電圧及び充電電流を変えながら電池がふくらみ始める時
の値を測定しプロットしたものである。横軸が電池電圧
（この実験は電源と密閉型酸化銀電池とを直接接続して
行なつたので電源電圧と電池電圧とは変わらない。第１
図では電源電圧を横軸にとつてあるが、これは電池電圧
と同じである。）Ｅ（Ｖ）、縦軸が充電電流ＩＯ（ＭＡ
）で、斜線を施こした範囲の電池電圧充電電流で充電す
れば、電池はふくらみ、短絡を起こすことなく使用でき
る。さて、第１図からも明らかなように酸化銀電池の場
合、電池電圧Ｅは充電とともに更に上昇し得、斜線外の
充電電流で充電されれば電池はふくらみ、短絡を起こす
。つまり、従来のＮｉ−Ｃｄ電池のように充電電流を制
限するだけでは、電池電圧Ｅが上昇しつづけるため、斜
線外の充電電流が流れ電池のふくらみ、短絡等を防ぐこ
とができない。これを解決するには、電池電圧に対応し
て充電電流を制限すること、すなわち、充電電流を制限
するとともに、電池電圧を斜線内に制限することが必要
である。なお、電池電圧は充電電圧以上にはならないの
で、充電電圧を制限することによつて電池電圧の制限に
当てることができる。上記第１図の実験は正極の主体が
Ａｇ，ＡｇＯ又はＡｇ２Ｏに変化する物質からなる密閉
型酸化銀電池の一種に対して行なつたがその傾向は密閉
型酸化銀電池の種類、容量等が異なつても同様である。
即ち酸化銀電池は充電において、Ａｇ→Ａｇ２Ｏ−）Ａ
ｇＯ→Ａｇ２Ｏ３の順に酸化が進み、電池のふくらみは
ＡｇＯが生じたときＡｇＯが更に２Ａｇ０→Ａｇ２Ｏ＋
１／２０２と反応を起こして０２（気泡フが発生するた
めに生ずるものであり、この反応は種類、容量の違いに
関係なく同じ様に生ずるからである。第２図は太陽電池
付電子腕時計の充電部を示す回路図で、充電電流及び充
電電圧を制限するものである。
１は太陽電池、２は電流制限抵抗、３は逆流防止ダイオ
ード、４は酸化銀電池、５は時計回路で、電流制限抵抗
２及び逆流防止ダイオード３の前段において、太陽電池
１と並列に電圧スイツチング回路６を接続している。
ード、４は酸化銀電池、５は時計回路で、電流制限抵抗
２及び逆流防止ダイオード３の前段において、太陽電池
１と並列に電圧スイツチング回路６を接続している。
Ｔｒ，は電圧検出用トランジスタ、Ｔｒ２及びＴｒ３は
スイツチング特性改善用トランジスタ、ＺＤはトランジ
スタＴｒ，の動作点を上げて電圧スイツチング回路６の
温度特性を改善するためのツエナーダイオード等の定電
圧素子、Ｒは同トランジスタＴｒｌのバイアス調整用可
変抵抗、Ｄ１〜Ｄ３は温度による許容電池電圧・充電電
流範囲の変化に対応させるための温度補償用ダイオード
である。第３図は第２図充電部の電圧Ｖ。
スイツチング特性改善用トランジスタ、ＺＤはトランジ
スタＴｒ，の動作点を上げて電圧スイツチング回路６の
温度特性を改善するためのツエナーダイオード等の定電
圧素子、Ｒは同トランジスタＴｒｌのバイアス調整用可
変抵抗、Ｄ１〜Ｄ３は温度による許容電池電圧・充電電
流範囲の変化に対応させるための温度補償用ダイオード
である。第３図は第２図充電部の電圧Ｖ。
・電流Ｉ。特性図で、太陽電池１への入射光量に従つて
、例えば、１５，０００１ｕｘでは曲線ａ） ３００，
０００１ｕｘでは曲線ｂ、５０，０００１ｕｘでは曲線
ｃにそつて充電され、満充電時には曲線ｄによつて制限
されることを示している。曲線ｄは電流制限抵抗２、逆
流防止ダイオード３及び電圧スイツチング回路６の諸特
性に従つて決定されたものである。すなわち、曲線ｄの
立上り電圧Ｖ。ｌは電圧スイツチング回路６、トランジ
スタＴｒｌ，Ｔｒ２，Ｔｒ３がオンする電圧から逆流防
止ダイオード３の順方向電圧を引いた電圧であり、曲線
ｄの傾きは電流制限抵抗２の抵抗値により決定される。
第３図は、１枚当り照射面積が４０−のものを直列に１
２枚接続した太陽電池を使用した場合の特性図であるが
、容量にアンバランスがない酸化銀電池を２個直列接続
したときの許容電池電圧・充電電流特性は第１図（｝書
きしたとおりの電池電圧値となり、第３図の電圧・電流
特性が第１図の斜線内に入り、電池のふくらみ、短絡等
を防止して使用することができる。なお、第４図は常温
で充電電流が３ｍＡのときの酸化銀電池の充電特性を示
すものであるが、約１．６５Ｖの充電電圧で充電できる
ことを示している。
、例えば、１５，０００１ｕｘでは曲線ａ） ３００，
０００１ｕｘでは曲線ｂ、５０，０００１ｕｘでは曲線
ｃにそつて充電され、満充電時には曲線ｄによつて制限
されることを示している。曲線ｄは電流制限抵抗２、逆
流防止ダイオード３及び電圧スイツチング回路６の諸特
性に従つて決定されたものである。すなわち、曲線ｄの
立上り電圧Ｖ。ｌは電圧スイツチング回路６、トランジ
スタＴｒｌ，Ｔｒ２，Ｔｒ３がオンする電圧から逆流防
止ダイオード３の順方向電圧を引いた電圧であり、曲線
ｄの傾きは電流制限抵抗２の抵抗値により決定される。
第３図は、１枚当り照射面積が４０−のものを直列に１
２枚接続した太陽電池を使用した場合の特性図であるが
、容量にアンバランスがない酸化銀電池を２個直列接続
したときの許容電池電圧・充電電流特性は第１図（｝書
きしたとおりの電池電圧値となり、第３図の電圧・電流
特性が第１図の斜線内に入り、電池のふくらみ、短絡等
を防止して使用することができる。なお、第４図は常温
で充電電流が３ｍＡのときの酸化銀電池の充電特性を示
すものであるが、約１．６５Ｖの充電電圧で充電できる
ことを示している。
従つて、酸化銀電池を直列に２個接続した場合も、第３
図に明らかなように１．６５×２＝３．３０（Ｖ）で充
分充電電流が流れ、第２図の回路を用いても充電には何
ら支障を与えることがない。また、酸化銀電池の構成物
質または直列に接続する複数個の酸化銀電池の特性に差
異があれば、第１図のような許容電池電圧・充電電流特
性がそれぞれで異なつてくるが、このような場合、可変
抵抗Ｒを変化させて電圧スイツチング回路６のオン電圧
を変化させ、また電流制限抵抗２の抵抗値等を変えて対
応させることができる。第５図、第６図は他の実施例を
示すもので、第５図ではツエナーダイオードＺＤ、第６
図では２個のＧａＰ発光ダイオードＤ’，Ｄ’とＳｉダ
イオードＤを直列接続して電圧スイツチング回路６を構
成している。
図に明らかなように１．６５×２＝３．３０（Ｖ）で充
分充電電流が流れ、第２図の回路を用いても充電には何
ら支障を与えることがない。また、酸化銀電池の構成物
質または直列に接続する複数個の酸化銀電池の特性に差
異があれば、第１図のような許容電池電圧・充電電流特
性がそれぞれで異なつてくるが、このような場合、可変
抵抗Ｒを変化させて電圧スイツチング回路６のオン電圧
を変化させ、また電流制限抵抗２の抵抗値等を変えて対
応させることができる。第５図、第６図は他の実施例を
示すもので、第５図ではツエナーダイオードＺＤ、第６
図では２個のＧａＰ発光ダイオードＤ’，Ｄ’とＳｉダ
イオードＤを直列接続して電圧スイツチング回路６を構
成している。
ツエナーダイオードＺＤの場合はそのアバランシエ特性
、複数ダイオードの場合はその順方向の和特性を利用し
ている。なお、ツエナーダイオードは各素子における特
性のバラツキと立下りの特性が悪いという欠陥があるが
、Ｓｉダイオード、ＧａＰ，ＧａＡｌＡｅ，ＧａＡｓ等
の発光ダイオードを組合せて使用する場合は、それを解
消する利点があり有益である。さて、第２図の回路にお
いて、電圧スイツチング回路６が逆流防止ダイオード３
の前段に接続されているので酸化銀電池４から電圧スイ
ツチング回路６に電流が流れることはない。
、複数ダイオードの場合はその順方向の和特性を利用し
ている。なお、ツエナーダイオードは各素子における特
性のバラツキと立下りの特性が悪いという欠陥があるが
、Ｓｉダイオード、ＧａＰ，ＧａＡｌＡｅ，ＧａＡｓ等
の発光ダイオードを組合せて使用する場合は、それを解
消する利点があり有益である。さて、第２図の回路にお
いて、電圧スイツチング回路６が逆流防止ダイオード３
の前段に接続されているので酸化銀電池４から電圧スイ
ツチング回路６に電流が流れることはない。
つまり電圧スイツチング回路６は太陽電池１に入射光が
あるときのみ動作する。例えば、酸化銀電池を２個直列
接続した場合、充電電圧は前述したように約３．３０で
あるが、そのとき電圧スイツチング回路６、主に可変抵
抗ＲとダイオードＤ１〜Ｄ３で消費される電流を１０μ
Ａとすると、太陽電池１に１ｈ０ｕｒ／Ｄａｙの入射光
があれば１０μＡｈＯｕｒ凶Ａｙの消費電流となる。
あるときのみ動作する。例えば、酸化銀電池を２個直列
接続した場合、充電電圧は前述したように約３．３０で
あるが、そのとき電圧スイツチング回路６、主に可変抵
抗ＲとダイオードＤ１〜Ｄ３で消費される電流を１０μ
Ａとすると、太陽電池１に１ｈ０ｕｒ／Ｄａｙの入射光
があれば１０μＡｈＯｕｒ凶Ａｙの消費電流となる。
ところが、電圧スイツチング回路６が酸化銀電池１に直
接接続している場合を考えてみると、２４ｈ０ｕｒＸ１
０μＡ＝２４０μＡｈＯｕｒ／Ｄａｙの消費電流となり
、電子腕時計等微小電流で動作する機器において電池寿
命が短かくなる等の不都合が生じる。第５図及び第６図
の場合も同様で酸化銀電池４に直接接続されれば、その
立下り又は立上り特性によつて常時電流が流れ大消費電
流となる。これに対して実施例で説明したように、太陽
電池１に入射光があるときのみ動作するようにすると、
常時動作状態にある場合と比べて、例えば前述の場合は
消費電流を１／２４に低減でき、特別に個々の回路設計
で消費電流を少なくすることなく目的を達成できる。以
上のように本発明によれば、漏液、自己放電、体積効率
等の点に優れた酸化銀電池を二次電池として使用するこ
とができ、電池のふくらみ、短絡等を防止して有効に太
陽電池により充電できる。
接接続している場合を考えてみると、２４ｈ０ｕｒＸ１
０μＡ＝２４０μＡｈＯｕｒ／Ｄａｙの消費電流となり
、電子腕時計等微小電流で動作する機器において電池寿
命が短かくなる等の不都合が生じる。第５図及び第６図
の場合も同様で酸化銀電池４に直接接続されれば、その
立下り又は立上り特性によつて常時電流が流れ大消費電
流となる。これに対して実施例で説明したように、太陽
電池１に入射光があるときのみ動作するようにすると、
常時動作状態にある場合と比べて、例えば前述の場合は
消費電流を１／２４に低減でき、特別に個々の回路設計
で消費電流を少なくすることなく目的を達成できる。以
上のように本発明によれば、漏液、自己放電、体積効率
等の点に優れた酸化銀電池を二次電池として使用するこ
とができ、電池のふくらみ、短絡等を防止して有効に太
陽電池により充電できる。
また、電池のふくらみ、短絡を防止するための回路を太
陽電池に入射光があるときのみ動作するようにすれば、
消費電流を軽減して小型機器に適した充電装置を提供で
き有用である。
陽電池に入射光があるときのみ動作するようにすれば、
消費電流を軽減して小型機器に適した充電装置を提供で
き有用である。
第１図は酸化銀電池の許容電池電圧・充電電流を示す特
性図、第２図は本発明の一実施例を示す回路図、第３図
は第２図における充電電圧・充電電流の特性図、第４図
は酸化銀電池の充電特性図、第５図は本発明の他の実施
例を示す回路図、第６図は本発明の更に他の実施例を示
す回路図である。 １・・・・・・太陽電池、２・・・・・・電流制限抵抗
、３・・・・・・逆流防止ダイオード、４・・・・・・
酸化銀電池、５・・・・・・時計回路、６・・・・・・
電圧スイツチング回路。
性図、第２図は本発明の一実施例を示す回路図、第３図
は第２図における充電電圧・充電電流の特性図、第４図
は酸化銀電池の充電特性図、第５図は本発明の他の実施
例を示す回路図、第６図は本発明の更に他の実施例を示
す回路図である。 １・・・・・・太陽電池、２・・・・・・電流制限抵抗
、３・・・・・・逆流防止ダイオード、４・・・・・・
酸化銀電池、５・・・・・・時計回路、６・・・・・・
電圧スイツチング回路。
Claims (1)
- １ 太陽電池と、印加電圧の大きさに応じてスイッチン
グ動作を行なう電圧スイッチング回路と、電流制限抵抗
及び逆流防止用ダイオードからなる回路と、少なくとも
正極の主体がＡｇ、ＡｇＯ又はＡｇ＿２Ｏに変化する物
質からなる密閉型酸化銀電池とがこの順に接続されてな
る充電装置であつて、上記電圧スイッチング回路及び上
記電流制限抵抗の特性定数が、上記密閉型酸化銀電池が
ふくらみ、短絡を起さないような許容電池電圧及び許容
充電電流の両範囲内に電池電圧及び充電電流を制限する
値に設定されてなることを特徴とする充電装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51098422A JPS5947531B2 (ja) | 1976-08-17 | 1976-08-17 | 充電装置 |
| US06/086,793 US4311953A (en) | 1976-08-17 | 1979-10-22 | Charger using one or more solar batteries |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51098422A JPS5947531B2 (ja) | 1976-08-17 | 1976-08-17 | 充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5323043A JPS5323043A (en) | 1978-03-03 |
| JPS5947531B2 true JPS5947531B2 (ja) | 1984-11-20 |
Family
ID=14219370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51098422A Expired JPS5947531B2 (ja) | 1976-08-17 | 1976-08-17 | 充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947531B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522095A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-08 | Keizo Konagai | Emergency escapement apparatus for guilding |
-
1976
- 1976-08-17 JP JP51098422A patent/JPS5947531B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522095A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-08 | Keizo Konagai | Emergency escapement apparatus for guilding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5323043A (en) | 1978-03-03 |
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