JPS598425Y2 - 充電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は充電装置、特に電気カミソリの充電装置に関す
るもので、急速充電に於いて、蓄電池の過充電状態にお
けるガス発生を抑制する制御回路の信頼性・安全性の向
上を目的とするものである。

短時間で蓄電池を充電しようとすれば、標準充電で規定
されている充電電流の数倍〜数十倍の大電流を蓄電池に
流さなければならない。

ところが蓄電池に規定値以上の電流で充電すると、過充
電時に発生するガスをすみやかに吸収することが出来な
くなり、電池内圧が異状に高まり、蓄電池の安全弁等の
安全装置を動作させたり、電池容器を破壊したりする恐
れがある。

このような事故を防止するためには充電が終了し、過充
電状態に達した時点を何らかの手段で検出し、充電々流
を規定値以下の安全電流に制御することが必要となる。

本考案はこれら条件を充分満足し、回路構或の簡単で、
かつ、信頼性のある充電装置を提供するものであり、以
下に第２図に示す本考案の一実施を比較例の第１図と比
較しながら詳細を説明する。

第１図に於いて、点線ブロック回路１は高周波電源回路
で、ＡＣ商用電源を高周波（２０〜５０ＫＨｚ）にて発
振させるためのものである。

点線ブロック回路中のインダクタンスＬ。

どコンデンサーＣ１はノイズを吸収するフィルター回路
を構或し、Ｄ１は１次整流ダイオード、Ｃ２，Ｃ３はコ
ンデンサー Ｒ１， Ｒ２， Ｒ３は抵抗、Ｔｒ１は発振用トランジ
スター、Ｔは一次巻線Ｌ１、二次巻線Ｌ２、帰還巻線Ｌ
３より或る発振トランスである。

なおＢは被充電二次電池（以下蓄電池という）で、これ
らの部品により構或された電源回路により充電され、出
力側に接続されているものである。

点線ブロック回路ＩＩは電圧検出制御回路で、蓄電池Ｂ
に並列に接続され、蓄電池Ｂの端子電圧が充電完了電圧
に達したとき回路が動作するものであり、その構戊を述
べると点線ブロック回路ＩＩ中のＲ４〜Ｒ６は抵抗、Ｔ
Ｒは温度補償用サーミスター ＳＣＲはシリコン制御整
流器（以下サイリスターという）である。

サイリスターＳＣＲは蓄電池Ｂと並列に接続され、その
アノードは抵抗を介して蓄電池の■側に接続し、ゲート
は蓄電池と並列に接続されたサーミスターＴＲを含む分
割抵抗Ｒ５， Ｒ．， ＴＲのＲｓ，Ｒ６間に接続し、
更にカソードは前記トランジスターインバーターのアー
スに接続する。

さらに、このように構威された検出制御目路の出力は、
点線ブロック回路１中の発振トランジスターのべ−スに
接続されるよう、帰還されている。

以上が電圧検出制御回路の構或である。

次にこの充電装置の入力端子ａ， ａ’間にＡＣ商用電
源が入った場合を説明すると、先づ点線ブロック回路■
の高周波発振回路が発振し、発振トランスＴを介して出
たこの電源の出力はダイオードにて整流され、この直流
電流にて蓄電池Ｂを充電する。

充電が進行し、蓄電池Ｂが充電完了電圧に近づくと、抵
抗Ｒ５， Ｒ６， ＴＲで構或されている分割抵抗の分
割点ｂの電位もそれに比例して上昇し、あらかじめ設定
された充電完了電圧に達すると、’ＳＣＲのゲートがト
リガされＳＣＲの導通性を制御し、このＳＣＲの導通性
が増すことにより、ＳＣＲのアノード電位がアース電位
に近づく。

このアノード電位は発振トランジスターＴｒのべ一スに
帰還されているため、発振トランジスターＴｒのベース
電位がアース電位に近づき、発振トランジスターＴｒを
オフ状態に制御する。

このため発振は停止し、発振トランスの二次巻線Ｌ２に
は起電力は現われず充電電流は流れなくなる。

この状態においては蓄電池Ｂの端子電圧が除々に低下し
て、ＳＣＨのオフ状態を復帰させ、発振を再開させるま
では充電出来ない。

つまり、発振トランジスターＴｒを発振させるための条
件の一つとして、該トランジスターのベース・エミツタ
ー電圧■ＢＦ，を動作電圧以上（電気カミソリの充電装
置におけるＶｎｇは約１６５Ｖ以上）にする必要がある
ため、サイリスターＳＣＲのアノードを直接発振トラン
ジスターＴｒのベースに接続すると、該トランジスター
のベース電位がアースライン側に引っ張り込またすぎて
発振不可となり、充電も不可となる。

この点は実際上、蓄電池Ｂの満充電もしくはそれに近い
充電が出来なくなる。

つまり、本考案充電装置のように、充電初期において大
電流を流して充電する場合には、蓄電池が満充電に達し
ない場合にもその電圧は満充電時の電圧（過充電電圧）
に達するものであり、このまま補充電を行なわない第１
図の場合には、蓄電池を決して満充電状態とすることが
できないものである。

従って、蓄電池を満充電したい場合は、補充電しなけれ
ばならないが、その補充電電流の大きさは、蓄電池が過
充電電圧に達する前の充電電流に比べ小さくすることが
好ましい。

それは、一旦、過充電電圧に達した蓄電池にとって、そ
れ以後の充電はなかなか進まないので長時間かけて除々
に充電することにより、急激な電圧上昇を防いで安全で
しかも蓄電池の特性を損なうことのないように満充電が
実現されるからである。

ここで充電完了電圧に達した後補充電したい場合には、
第２図に示すようにサイリスターＳＣＲのアノードと蓄
電池Ｂの■側との間に分割抵抗Ｒ４，Ｒ７を接続し、そ
の中点より発振トランジスターＴｒのベースに帰還させ
ることにより蓄電池Ｂが充電完了電圧に達してＳＣＲの
導通性が増した状態で、発振トランジスターのベースバ
イアス抵抗Ｒ３に並列に抵抗Ｒ７が接続されたこととな
り、抵抗Ｒ２とＲ３とで分圧された電源電圧の抵抗Ｒ３
両端の電圧は低下する，すなわち、発振トランジスター
Ｔｒのオン条件であるベース・エミツタ電圧ＶＢＥに比
較して抵抗Ｒ３両端の電圧が低下し発振は停止されるが
、抵抗Ｒ７の値を適当に選定すれば、電源電圧の脈流に
関係し電源電圧のピーク時のみ発振するよう構或でき、
充電電流を低くおさえ補充も出来るようになる。

ことに、抵抗Ｒ４とＲ７の比を適宜選定又は調整できる
ので、発振トランジスターＴｒのベースバイアスを微少
に加減して発振動作も微妙にコントロールすることがで
き、補充電電流量を最適なものとすることができる。

ここで、サイリスターのゲートがその中点に接続する分
割抵抗にサーミスターＴＲが直列接続しているので、周
囲温度の変化に対するＳＣＲの温度特性及び蓄電池の温
度特性を補償することが出来る。

すなわち、ＳＣＲのゲートオン電圧は温度に対し負の特
性を示すためサーミスターＴＲをＳＣＲのゲート・カソ
ード間に接続することによりゲート電圧を下げることが
できＳＣＲのゲートオン電圧の温度変化に対応すること
が出来るもので゛ある。

サイリスターＳＣＲのＯＮ動作を周囲温度に左右されず
安定させることができ、蓄電池の過充電電圧を正確に検
出し、発振トランジスターＴｒの制御をなすことにして
前記抵抗Ｒ４， Ｒ７により作動させられる補充電も適
切になされるもので、こうして実用上優れた充電動作が
なされることになる。

このように本考案は、検出制御回路にＳＣＲを用いてそ
の導通性を加減することにより、その出力を発振トラン
ジスターのベースに加え、そのベースバイアスを変えて
制御することを特徴とするものであり、それにより使用
部品点数の削減、コストの低価及び構造の小型化を図れ
ると共に、蓄電池Ｂの端子電圧の高低、つより蓄電池の
個数の増減によっても、サイリスターのゲートバイアス
抵抗Ｒ６１個の値を変化させるのみで簡単に設定でき、
又、回路の温度特性を蓄電池の温度特性に合わせるため
の温度補償もサーミスター等を接続することにより容易
に行なえるものである。

更に本考案は、前記ＳＣＲの出力端子であるカソードを
発振トランジスターＴｒのベースに接続し、ＳＣＲのカ
ソードをトランジスターインバーターのアースに接続し
たから、蓄電池Ｂの充電完了に応じて発振トランジスタ
ーＴｒの発振を確実、安？に制御できるものである。

さらに、ＳＣＲに代わり、トランジスターを用いた場合
にはトランジスターのベースに分割抵抗Ｒｓ， Ｒｓの
中点を接続することとなるが、この場合、蓄電池の電圧
上昇に比例してその導通度がリニャに変化するため、Ｓ
ＣＲのように充電完了後、急激に充電電流を落して補充
電に切り換えるようなことは出来ず、その変化は緩慢で
過充電になる可能性が大である。

さらに、先に述べたように充電時と補充電時の充電々流
を急激に切り換えることにより、それに伴って、蓄電池
の端子電圧も充電完了電圧により補充電々圧の方が低い
値となり、非常に安全性に富んだものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に対する比較例を示す電気的回路図、第
２図は本考案により、特に充電完了後の補充電を安定し
て行なうようにした実施例の電気的回路図で゛ある。 ａ， ａ’・・・商用電源入力端子、Ｄ１，Ｄ２・・
・整流ダイオード、Ｌｏ・・・チョークコイル、Ｃ１〜
Ｃ３・・・コンデンサー、Ｒ〜Ｒ７・・・抵抗、Ｔｒ・
・・発振トランジスター、ＬＥＤ・・・発光ダイオード
、Ｔ・・・発振トランス、Ｌ１・・・発振トランス１次
巻線、Ｌ２・・・発振トランス２次巻線、Ｌ３・・・発
振トランス帰還巻線、Ｂ・・・蓄電池、ＴＲ・・・サー
ミスター、ＳＣＲ・・・シリコン制御整流器、ｂ・・・
分割抵抗の中点、■・・・点線ブロック回路（電源部）
、ＩＩ・・・点線ブロック回路（検出制御部）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. トランジスターインバーターの出力を整流して蓄電池を
   充電せしめる充電装置において、前記蓄電池と並列にシ
   リコン制御整流器を接続し、このシリコン制御整流器め
   アノニドは直列に接続した複数個の抵抗を介して前記蓄
   電池の十側に、又ゲートは前記蓄電池と並列に接続した
   複数個の抵抗とサーミスタとめ直列回路からなる分割抵
   抗の中点に、更にカソードは前記トランジスターインバ
   ーターのアースラインに接続するとともに、前記アノー
   ド側に接続された前記複数個の抵抗の中点と前記トラン
   ジスターインバーターにおける発振トランジスターのベ
   ースとを接続して、前記蓄電池が過充電電圧に達したと
   き前記発振トランジスターのベース電位を降下せしめて
   充電制御を行ない、しかもその後、前記蓄電池が過充電
   電圧に達する前に比べ小さい充電電流による補充電が出
   来るように構威したことを特徴とする充電装置。