JPS6162325A - 充電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シール形鉛蓄電池等の２次電池の充電に用い
る光１！器に関するものである。

これまでのこの種の蓄電池の充電を自動的に行なう充１
！器は、充電初期に於ては定電流充電制御が行なわれ、
充電の進行に伴ない蓄電池の充電電圧が上昇し所定の電
圧に達すると、次のステップのタイマ用コンデンサの放
電時間を利用した限時定電圧充電制御が行なわれ、所定
のタイマ時間が経過するとこれまでの限時定１ヒ圧光電
制御が解除されて以後はトリクル充電が行なわれ完全充
電が急速に行なわれるようになっている。

ところが、長期間放置したンール形拍釘°庖池をこのよ
うな充電器を用いて充電すると、承知の通り蓄電池の充
電量は入れ性が低下しているため充電開始時の蓄電池の
内部抵抗は相当高く、光電の開始とともに蓄１池の充電
°電圧は急激に上昇してしまう。従って充１１ｔｉは充
電開始後直９に限時定電圧充電制御に移り充電制御を行
なうが、前述のタイマ用コンデンサの充電が不十分であ
るため所定のタイマ時間が得られず、限時定電圧充電制
御はすぐ解除されて蓄電池の完全充電がなされないうち
にトリクル充’１ｌｌＧ＋！：切り換わってしまうとい
う欠点があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、長
期間放電放置した充電量は入れ性の低下したンール鉛蓄
電池の充電池の充電に於ても自動的で確実な完全充電を
可能とした胃性６ヒな充―器を提供することにある。

本発明吐、タイマ用コンデンサの充電回路を２つ設け、
これまでの蓄電池の充電電圧が定電圧制御回路の制限電
圧よりわずかに低い電圧以下の場合、論理１１”を出力
する比較器による充電回路に加えて、上記比較？（の動
作とは熾１゛コ係に蓄？￥池の光′ｔＬ＠作開始時開始
時所定の７（’１圧まで充電する別の充電回路を設け、
タイマ用コンデンサの充電不足をなくし、常に一定した
限時定尼圧充電時間が得られるようにしだものである。

本発明の１体的実施かｊを図面を用いて詳細に説明する
。

第１図は、本充雷、器の電気回路図、第２図は充電時の
電圧、？ｌｊ流を侭擬的に示したタイムチャートである
。

第１図に於て、まず構成について説明すると、１は蓄電
池２の充雷回路全体を示し、３は降圧トランス、４は温
度ヒユーズ、５け電％ヒユーズ、６．７はそれぞれ降圧
トランス３の２次側出力を整流するダイオードである。

８は蓄電池２の充電を制御するトランジスタで４ちり、
９Ｖｉ蓄電池２の底部に当接する位置に設けられ、蓄電
池２が異常温度上昇した際に充−１丁、路を開放する感
温スイッチであり、１０は充電路の平滑中コンデンサ、
１１はコンデンサ１０の放電抵抗器である。なお、蓄電
池２と充電回路１は端子２ａ、２ｂ、２Ｃで接続される
。１２．１３は降圧トランス３０２次ｉｔ’ｌｌ出力を
整流し蓄電池２の充電路とは別の電源回路を形成するダ
イオードであり、１４は平滑用コンデンサ、１５は発光
ダイオードから成る光電１表不灯、１６は発光ダイオー
ドの点灯を制菌するトランジスタ、１７はダイオード１
５０点灯を制御するトランジスタ、１７はトランジスタ
１６のペース電流制限用抵抗器、１８は発光ダイオード
１５の順方向′ｉＩＬ流を制限する抵抗器である。発光
ダイオード１５は、コンデンサ１４の充１！電圧がコン
デ／す１０の充電電圧よりも高い場合にトランジスタ１
６にペース電流が流れて点灯するようになっている。１
９はコンデンサ１４の充電電圧によって２励されるトラ
ンジスタ、２０はトランジス１９のペース電流制限用抵
抗器であり、トランジスタ１９は差込プラグ２１が図示
しない交流電源から切り離され充電回路１が非動作状態
にある時は非導通状轡にな９、蓄電池２が電圧検知端子
２Ｃを介して放電されるのを防止すると共に動作状態に
あるときコレクタ・エミッタ間電圧が飽和して、はぼＯ
■になり、後述の定電圧制御回路等【蓄電池２の充電電
圧を与える。２２はトランジスタ８にベース電流を供給
する抵抗器であり、２３はトランジスタ８の出力電流を
定電流化するためのペース電流制御用トラ／）スタ、２
４は蓄１１Ｌｌｌｌｋ２の充電路に仲介して設けられた
電流検出用抵抗器、２５は定電流制御を安定化させるだ
めの発振防止用コンデンサ、２６は逆流、防止用ダイオ
ードである。２８はトランジスタ８Ｖｃ並列に接続され
たトリクル充電用バイパス抵抗器、２９は該抵抗器に直
列に接続された逆流防止用ダイオードである。

次に３１で定電圧制御回路を示し、３２はトランジスタ
８のペース電位を制御する演算増幅器であり、３３は感
温スイッチ９と同一の場所に設けられ蓄電池２の充電温
度を検出する路幅抵抗２Ｌ３４．３５はそれぞれ該感温
抵抗器に直列に接続された抵抗器、半固定抵抗器であり
、その両端はトランジスタ１９を介して蓄電池２の両端
〈接続されている。従って演算増幅器３２の反転入力端
には蓄電池２の充電電圧を分圧した一゛、圧が印加され
、半固定抵抗器３５により精密な定電圧充電制御電圧が
設定でき、またｇ温抵抗器３３により蓄電池の１セル当
り例えば約−ｓ、ｓｍｖ／℃の温度補償が行なわれるよ
う（なっている。同様にして３６．３７はそれぞれ互い
に直列に接続されたツェナーダイオード、抵抗器であり
、ツェナーダイオード３６の両端電圧は演算増＃Ａ器３
２の非反転入力端に基準電圧として与えられる。３７は
演算増幅器３２の出力端にそのペースを接続されたトラ
ンジスタであり、逆流阻止ダイオード３８を介してトラ
ンジスタ８のペース電圧を制御する。

３９で限時制御回路を示し、４０はタイマ用コンデンサ
、４１は該コンデンサの充■Ｔ１を制御する比較器であ
り、４２．４３けそれぞれ互いに直列に接続されその両
端をツェナーダイオード３６の両端に接続された抵抗器
であり、その接続端は比較器４１の非反転入力端に接続
され、該入力端にツェナーダイオード３６の電、圧より
わずかに低い基準電圧を印加する。比較器４１０反転入
力端は演′Ｘ、ＰＩ＠器３２の反転入力端に接続され、
蓄電池２の充電電圧の分圧出力が与えられる。４４は比
較器４１の出力電流制限用抵抗器、４５は逆流防止用ダ
イオード、４６はタイマ用コンデンサの放電時定数決定
用の高抵抗器である。４７はその信号出力により定電圧
制御回路３１の動作を制御する比較器であり、４８は該
比較器の低レベルの信号出力により駆動されツェナーダ
イオード３６０両端を短絡するトランジスタ、４９線逆
流防止用のダイオードであり、５０はトランジスタ４Ｂ
が充電回路１の起動時、過渡的な比較器４７の低レベル
の信号出力により駆動されるのを防止し、かつ逆に限時
制御回路３９０時限動作終了時の１１２から＠０”への
信号出力の反転時にトランジスタ４８の短絡動作開始に
遅延動作を与えるペース電圧積分量コ／デ／すであり、
５１は該トランジスタにペース″ｇ流を供給する抵抗器
である。比較器４７の非反転入力端にはタイマ用コンデ
ンサ４０の充電電圧が印加され、反転入力端にはトラン
ジスタ５３のベース・エミッタ間電圧が基１！！、電圧
として与えられている６５２でタイマ用コツプ／す４０
０嬉１の充電回路を示す。

５４．５５は抵抗器、５６はトラ７ジスダ、５７は逆流
防止用ダイオードであり、蓄電池２が充電電圧の異常に
低い不良電池の場合には、トランジスタ５３は非導通状
態を保つので、抵抗器５１ｍよってトランジスタ５６が
駆動され、トランジスタ８のペース電位は降下し蓄電池
２への給電が防止されるようになっている。

５８でタイマ用コンデンサ４０の第２の充Ｗ５回路を示
し、５９はタイマ用コンデンサ４０の充電用トランジス
タ６０け逆流防止用ダイオード、６１はトランジスタ５
９を一時的に駆動するために抵抗器６２を介してベース
電流を流すだめのコンデンサ、６３はコンデンサ６１の
充ｗＬ電荷をすみやかに放電するためのダイオードであ
る。

上記の構成にシいて、第２図を参照しながら、本充電器
の動作について説明すると、差込プラグ２１を図示しな
い交流電源に接続すると、まず充電受は入れ性の良い蓄
電池の場合には、第２図へに示した如く、充電初期は定
電流充電、充電終期には定電圧充電が行なわれ、蓄’！
ｔ／１１１２は急速に完全充電となる。

充電初期の蓄電池２の充電電圧Ｖが所定の電圧Ｖ□に遅
するまでは、トランジスタ８は抵抗器２４及びトランジ
スタ２３の作用によυ定電流充電が行なわれ、蓄電池２
は許容充ＩＥｔ流で充電される。この状ｌ［於ては、演
算増幅器３２０２０反転入力端わる蓄電池２の充￥！Ｌ
電圧ｖｆ：分圧した電圧Ｖ′はツェナーターイオード３
６のツェナー電圧ＶＺに対してＶ’＜Ｖｚの関係にあり
、演算増＠器３２の出力端からは＃１は該増幅器の駆動
電圧に等しい電圧が出力され、トランジスタ３７は遮断
状崩を保つ。同様にして比較器４１の非反転入力端に加
えられる電圧ｖｚ′はＶｚよりもわずかに低い電圧であ
るから、比較器４１の出力端も高レベルの電圧出力とな
り、タイマ用コノデノサ４００充電電圧Ｃｖは、はぼ比
較器４９の出力電圧まで上昇し飽和する。

蓄電池２の充電が進行し、その充電電圧が所定の値Ｖ□
に達する時刻Ｔ＋に於ては、−まずｖ’＝ｖｚ’となり
、比較器４１の出力端の電圧出力は反転し、Ｏｖとなり
、タイマ用コンデ／す４０は抵抗器４６を介して放電を
開始し、以後充電電圧Ｃｖｆ′ｉ徐々に降下する。この
時点く於ては、演算増幅器３２の各入力端はＶ’＜Ｖｚ
の関係にあるので依然トランジスタ３７は遮断状態にお
かれ、更に短い時間、蓄電池２は定電流充電が継続され
る。時刻Ｔ１に於て、蓄電池２の充を電圧Ｖが所定の電
圧ｖ、に達すると、ｖ’＝ｖｚとなシ、演算増＠器３２
の出力端の電圧は定電圧充電制御を行なうべく下降し、
トランジスタ３７は導通ｔｌ−開始し、トランジスタ８
からは蓄可１池２に対して一定の１ハ、圧が印加され、
以後充電電流■は漸時減少する。時朗Ｔｌに於て、蓄電
池、の充電【ａが前回放電量に対してほぼ１００％にな
ると、充渭、電流はＩＱ−ｔで低下し、コンデンサ１０
の脈動する充電電圧はコンデンサ１４の充電電圧に上昇
接近し、該２つのコンデンサの充電電圧差がトランジス
タ１６のエミッタ・ペース所要電圧降下値以下になるた
め、トランジスタ１６０ペース電流は消失し該トランジ
スタは遮断状伸に移行するから、発光ダイオードは消灯
する。

蓄電池２の充電量は入れ性が良く、前回放電量に対して
ほぼ１０５％を超え完全充電が完了する頃、放電途上に
あるタイマ用コンデンサ４０の充［′Ｕｉ圧Ｃｖは比較
器４７の反転入力端圧印加されている時限用基準電圧発
生回路５２の出力電圧よりも低くなり、該比較器の出力
端の電圧出力はこれ壕での高レベルから低レベルのｏｖ
に反転し、トランジスタ４８のエミッタ宵１位を下げる
。これにより該トランジスタは導通状態となり、ツェナ
ーダイオード３６の両端＃ｉ短終され演算増幅器３２の
トランジスタ８への定電圧制御指示電圧は下降し、トラ
ンジスタ８は以後遮断状Ｑ１・となｈ、限時制御回路の
動作が糸ネ了する。蓄電池２は以後抵抗器２８、ダイオ
ード２９を介し゛〔トリクル充電が行なわれる。

さて、ここで本発明の要点となるタイマ用コンデンサ４
０の充電動作について説明すると、第２の充電回路５８
かない５合に長期間放電放置姑れだ蓄電池２を充電し７
ようどすると、蓄電池２の内部抵抗が高いため第２図Ｂ
に示した如く充電の開始とともに蓄電池の充を電圧は急
敞１ｃＶ（＋を通９Ｖｔに達する。このため、タイマ用
コンデンサ４０は比較Ｐ５４１１’Ｃより比較器４１の
出力端の’Ｊｆ圧が高レベルから低レベルに反転する短
い時間だけ［２か充電されないため、定電圧制６ｖが行
なわれる時間は極めて短かいもの七なシ、充電器はほと
んど蓄電池２の充電を行なわないま１トリクル充電、に
移行してしまうが、本発明では第２の充電回路５８によ
って比較器４１による充電とは独立し、て、トランジス
タ５９を介して、コンデンサ６１が抵抗器６２を通るベ
ース電流によって充電される間に、タイマ用コンデンサ
４０が充電中の蓄電池２の両端電圧まで確実圧充電され
る。従って、第２０に示した如く蓄電池２の充電初期に
於ては一時定電圧充冨が行なわれるが充電の進行により
蓄電池の充電量は入れ性が回復し充を電流は至第に増加
し充電の途中で定ｉ！席制御に切換わり以後は第２図Ａ
に示しだ充電量は入れ性の良好な蓄電池の充電と同様の
制御がなされ、急速な完全充電が行なわれる。

本発明によれば、タイマ用コンデンサの充電回路を２つ
設け、これまでの蓄電池の充電電圧が定電圧制御回路の
制限電圧よりわずかに低い電圧以下の場合に高レベルの
信号を出力する比較器による第１の充電回路に加えて、
上記比較器の動作とは無関係に蓄電池の充電動作開始時
に一担充雷中の電圧まで充電する第２の充電９回路を設
け、タイマ用コンデンサの充電不足をなくシ、常だ一定
した限時定Ｗ圧充電時間が得られるよう圧したから長期
間放電放置した充電量は入れ性の低下した蓄電池の充電
に於ても自動的で確実な完全充電が行なえる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる充１！器の電気回路図、第２図は
充電時の電圧、１！流を模擬的に示したタイムチャート
である。 図に於て、２は蓄電池、３１は定電圧制御回路、３９は
限時制御回路、４０はコンデンサ、４１は比較器、５２
は＊１の充電回路、５８は第２の充電回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蓄電池が所定の電圧を超えないように充電電圧を制限す
   る定電圧制御回路と、コンデンサの放電により前記定電
   圧制御回路の動作時間を制御する限時制御回路と、前記
   定電圧制御回路の制限電圧よりわずかに低い電圧で論理
   出力を反転する比較器により前記コンデンサを充電する
   第１の充電回路と、充電動作の開始時に所定時間前記コ
   ンデンサを充電する第２の充電回路を備えたことを特徴
   とする充電器。