JPS631329A - 充電装置 - 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】 （イ１　Ｍ梁上の利用分野 本発明は二次電池特にニッケル．カドミウム電池の充電
装置に係り．該電池に比較的大きい電流を供給して急速
に充電する際，電池電圧が所定値に達したことを検出し
て自動的に充電を停止するか，または充電電流を小さく
する電圧検出方式の充電装置に関するものである。

呻》　従来の技術 電池電圧を検出して充電を停止または充電電流を小さく
する充電方式において，検出する電圧値（以下カット電
圧と云う）の設定が極めて重要且つ困難な作業である。

ニッケル．カドミウム電池の充電電圧特性カーブは非常
に平担であり、また満充電直前にピーク値をとった後電
圧が低下してくるため，カット電圧が僅かに低いだけで
も充分な充電ができず，逆にカット電圧が充電電圧特性
のピーク値より高いとに池に大電流が流れ続けて電池を
破損する危険性がある。また充電電圧特性は周囲温度や
充電電流値によっても変化するため。

これらの要因に関して何等かの補正を行う必要がある。

従来充ｉｔ流に関しては補正が行われていなかったため
、電源電圧の変動により充電電流が変化し、不足充電や
過充電等が起こる問題点があった。

例えば特開昭５７−２２５５５号公報の「電池の充１！
装置」Ｋは被充’ｇ電池の所定充電状態を検出して前記
電池の充電を制御する検出制御回路を設けると共に該回
路内に、前記電池の内部短絡状態を検知して前記電池の
充電を停止せしめる検知回路を設け、該検知回路は充電
開始から所定短時間経過後に前記内部短絡状態を検知す
る技術が開示されている。しかしながらこの技術では充
電電流の変化に対する補償は考慮されていない。

（／〜　発明が解決しようとする問題点カット電圧に充
電電流値の変化に対する補償を行ない電源電圧の変動に
より充電電流値が変化してもその影響を受けることなく
電池の内部電圧が所定値に達したときに確実に充電を停
止または充ｉｔ流を低δあさせることのできる充電装置
を提供することを本発明が解決しようとする問題点とす
る。

に）問題点を解決するための手段 被充電電池の電池電圧が所定電圧に達することを検出し
て充電電流を停止或いは軽減するものにおいて、前記所
定電圧を前記電池電圧を検出する抵抗分圧回路の分圧点
電圧と基準電圧とを比較することによって検出するとと
もに前記抵抗分圧回路の負極端と前記基準電圧回路の負
極端との間に電流補正用抵抗を介挿する。

咋）作　用 電流補正用抵抗によって抵抗分圧回路の分圧点電圧が充
電電流値に関係なく正確に電池電圧の分圧点を銹起する
。

（へ）実施例 第１図に本発明充電装置の基本回路図を示し。

以下これについて詳細に説明する。

（ＴＲ）は交流１００Ｖに接続可能な一次コイル〔Ｌ１
〕を有する降圧トランス、（Ｄｌは該トランス（ＴＲ）
の二次コイル（Ｒ２）に接続され、該二次コイル（Ｒ２
）に誘導された二次電流を整流する全波整流器、（０１
）は該全波整流器ｒ：ＤＪの正、負極端子間に接続され
その整流出力を平滑する平滑コンデンサ、ＣＢ＋）は該
コンデンｆ（０１）の両端間に充電制御スイッチ＋Ｓｌ
を介して、介挿される被充電電池としてのニッケルカド
ミウム電池である。（ＤＶ）は電池の内部電圧を検出す
る抵抗分圧回路であり、抵抗（Ｒ１）、（Ｒ２）の直列
回路より成り前記電池（Ｂａ）に並列接続されている。

（ＳＴ）は基準電圧回路であり、抵抗（Ｒ５）とツェナ
ダイ万一ド（ＤＺｌ）との直列回路よυ成り、前記電池
ＣＢ＆）及び抵抗分圧回路（ＤＶ）に対して並列に接続
されている。（ＯＰ）は前記電池ＣＢ＆）の満充電時の
電池電圧を検出して前記充電制御スイッチ（Ｓｌのオン
／オフを指令する比較器でちり、その反転入力端子ｅは
前記抵抗分圧回路（ＤＶ）の分圧点（Ｐｌ）に接続され
、−方の非反転入力端子■は前記ツェナダイオード（Ｄ
Ｚｌ）のカソード（Ｒ２）に接続されるとともに、出力
端子は前記充電制御スイッチ＋Ｓ＋に接続されているｅ
［Ｒ１は電流補正抵抗であり、前記抵抗（Ｒ２）とツェ
ナダイオード（ＤＺｌ　）との曲に介挿されている。

尚（ｒｌ）は出力コードの抵抗分やコネクターの接触抵
抗を含む線路抵抗、（Ｒ２）は電池の内ところで全波整
流器ＩＤＩの出力電力を１とし抵抗（Ｒ１）、（Ｒ２）
の抵抗値をＲ１，Ｒ２とし。

また線路抵抗（ｒｌ）と内部抵抗（Ｒ２）の抵抗値をｒ
ｌ、Ｒ２とし、ツェナダイオード（ＤＺｌ）の電圧値を
Ｅ、電池ＣＢ＆）の電圧をＶ、補正抵抗ｉＲ１の抵抗値
をＲとするとき、前記比較器（ＣＰ）の反転、非反転入
力端子の入力電圧が等しくたつ九時点即ち電池ＣＢ＆）
が満充電になった時点で次式が成立する。

Ｂ＋Ｒ１＝Ｒ１＋Ｒ２（Ｖ＋ｒ１．ｉ＋ｒ２．ｉ）　　
　・・−・−（１１従って充電制御スイッチｆｓ＋が開
放して充電が停止するときの電池（Ｂａ）の内部電圧Ｖ
は（１）式をＶについて解いて Ｒ１＋Ｒ２Ｒ１＋Ｒ２ Ｖ−Ｒ２・Ｋ＋（Ｒ２，Ｒ−（ｒ　＋　＋ｒ　２　）　
）、　ｉ・・・・・・（２） となる。

（２）式において Ｒ＝　Ｒ１＋Ｒ２−（ｒ　１＋　ｒ　２　）　　　　　
　＝・・・・（３）のとき電流１の係数がゼロになり。

Ｒ１＋Ｒ２ ｖ　−−、Ｅ　　　　　　　　　　　・・・・・・（４
）となって電池内部電圧Ｖは充電電流１によって変化す
ることはなくなる。即ち前記電流補正抵抗（刊は上記（
３）式に基いてその値が設定されている。

第２図に前記第１図の基本回路を応用した実施回路図を
示す。同図において（ＴＲ）は交流入力端子（Ｒ５）（
Ｒ４）に電流フユーズ（ＴＦ’１）を介して一次コイル
（Ｌｌ）を接続してなる降圧トランス、（Ｄｌ　）（Ｄ
２）は該降圧トランス（ＴＲ）の二次コイル（Ｌｌ）に
接続され余波整流器を構成するダイオード、（Ｃｉｌ）
は両ダイオード（Ｄｌ　）（Ｄ２　）に接続されてなる
平滑用コンデンサ、（Ｂａ）は該コンデンサ（０１）を
介して前記ダイオード（ＤＩ　）（Ｄ２）の出力端に接
続されてなる被充電電池である。（ＦＩＹｌ）は抵抗（
Ｒ２０）及び充電制御用スイッチングトランジスタ（Ｑ
ｌ）の主電流回路と共に前記電池（Ｂ−に対して並列に
接続されるリレーコイルであり、該リレーコイル（ＲＹ
ｌ）の作動に連動するリレー接点（ＲＹ２）は前記電池
（Ｂａ）に直列に介挿されている。（Ｒ２８）及び（Ｔ
Ｆ２）は前記リレー接点（ＲＹ２）の両端に接続されて
細流充電路を構成する抵抗と電流７ユーズである。

（ＳＶ）は前記二次コイル（Ｌｌ）の中間タップと一方
の出力端との間に介挿されて定電圧ｙｃＣを発生する定
電圧発生回路であり、ダイオード（ＤＢ）、コンデンサ
（０１ｏ）、抵抗（Ｒ２９）、ツェナダイオード（ＤＺ
２）、）ランジスタ（Ｃ５）より構成され、ツェナダイ
オード（ＤＺ２）はトランジスタ（Ｃ５）のベースと二
次コイル（Ｌｌ）の中間タップとの間に介挿され、トラ
ンジスタ（Ｃ５）のコレクタベース間に抵抗（Ｒ八 ２９）とコンデンサ（Ｃｔｌｏ）とが介挿されている。

（ＤＶｌ　）（ＤＶ２）は抵抗分圧回路であり。

それぞれ抵抗（Ｒ１）（Ｒ２）及び（Ｒ５ン（Ｒ４）の
直列回路によって構成され前記電池（Ｂａ〕に対して両
者とも並列に接続されている。（Ｓ’ｌ’１）は第１の
基準電圧回路であり抵抗（Ｒ５）とツェナダイオード（
ＤＺｌ　）との直列回路と該ツェナダイオード（ＤＺｌ
）の両端に接続された抵抗（Ｒ６）（Ｒ７）及び可変抵
抗（ＶＲ）、温度補償量ダイオード（Ｄ５）の直列回路
により構成され前記電池（Ｂａ）に並列接続される。（
ＳＴ２）は第２の基準電圧回路であり、抵抗（Ｒ８）、
ＣＲ９）の直列回路から成り、抵抗（Ｒ８）は前記定電
圧発生回路（ＳＶ）の出力端ｙｃｅに接続されている。

（ＯＰｌ）は前記抵抗分圧回路（ＤＶｌ）の分圧点（Ｐ
ｌ）の電圧と基１！電圧回路（８Ｔ１）の分圧点（Ｐｌ
）（可変抵抗器（ＶＲ）］の電圧とを比較し前記トラン
ジスタ（Ｑｌ）にダイオード（Ｄ５）と抵抗（Ｒ１８）
及びノイズ吸収用コンデンサ（０７）を介して制御信号
を送る第１の比較器であり１分圧点（Ｐｌ）の電圧を抵
抗（Ｒ１５）及びノイズ吸収用コンデンサ（０３）を介
して差動増巾器（１（３１）の反転入力端子ｅに入力し
、また可変抵抗器（ＶＲ）’の分圧点（Ｐ２〕の電圧を
抵抗（Ｒ１２）及びノイズ吸収用コンデンサ（Ｃ４）を
介して非反転入力端子に入力することにより満充電時の
電池電圧を検出して分圧点（Ｐｌ）の電圧が分圧点（Ｐ
ｌ）の　　。

電圧よりも高くなったときに差動増巾器（ｌ０１）の出
力を反転し前記リレーコイル（ＲＹｌ）に流れる電流を
停止するものである。（ＯＦ２）は前記抵抗分圧回路（
ＤＶ２）の分圧点ｔｐｓ　）の電圧と基準電圧回路（Ｓ
Ｔ２）の分圧点（Ｒ６）の電圧とを比較し前記トランジ
スタ（Ｑｌ）に制御１１号を送る′１１４２の比較器で
あり１分圧点（ｐｓ）の電圧を抵抗（Ｒｈｏ）を介して
差動増巾器（ＩＣイ）の非反転入力端子ｅに入力し、ま
た分圧点（Ｒ６）の電圧を抵抗（Ｒ１１）を介して１反
転入力端子に入力することにより装看される電池（Ｂａ
−）が内部短絡等の不良電池であった場合に分圧ＡｃＰ
６）の電圧が分圧点（Ｒ５）の電圧よりも高くなって差
動増巾器（工ｏイ）の出力がＨ→Ｌへ変わることにより
トランジスタ（Ｑｌ）をオフしリレーコイル（ＲＹｌ）
に流れる電流を停止するものである。即ち前記トランジ
スタ（Ｑ１］は定電圧ｙｃａを抵抗（Ｒ１４）、ダイオ
ード（Ｄ５）、抵抗（Ｒ１１３）を介してそのペースに
入力している間は導通しているが、前記差動増巾器（１
０１）または（１０１’）の出力がＨ−４Ｌへ変わると
定電圧ＶＣａが該増巾器（１０１）または（Ｉ　Ｏ１’
　）に印加されることになりトランジスタ（Ｑｌ）はオ
フする。そしてリレーコイル（ＲＹｌ）に電流が流れな
くなることによりリレー接点（ＲＹ２）が開き、抵抗（
Ｒ２Ｂ）及び電流フユーズ（ＴＦ２）を介して電池（Ｂ
ａ）に充電（細流充電）されることになる。

（ＴＭ）は前記比較器（ＯＰｌ　）（ＯＦ’２）が正常
に作動せず、充電が終了しないときの安全対策のために
設けられたタイマー回路であり、端子■を定電圧ｙｃｃ
に接続したタイマー（ＩＣ！２　）によって構成され、
その端子■及び■に夫々コンデンサ（０５）と（０６）
を接続すると共に両端子００間に抵抗（Ｒ１５）を介挿
し、且つ端子■をグランドＧＮＤに接続している。４１
次タイマー（１０２）の端子■■はダイオード（ＤＡ）
を介して定電圧ｙｃｃに接続されている。そしてタイマ
ー（１０２）に予めセットされた時間が経過するとその
端子■はＨ−４Ｌへ変わシ、トランジスタ（Ｑ１〕に供
給されている定電圧ｙａｃを側路するので、該トランジ
スタ（Ｑｌ）がオフになって前述したように急速充電か
ら細流充電へ切換わる。

（ＳＷ）は抵抗（ＢＩＬ）及び（Ｒ１？）と共に直列回
路を構成して前記トランジスタ（Ｑｌ）に並列接続され
る充電開始スイッチであシ、前記抵抗（Ｒｌｄ）の−端
はトランジスタ（Ｑｌ）のペースに接続されている。充
電開始スイッチ（ＳＷ）を瞬時閉成するとトランジスタ
（Ｑｌ）にペース電流が流れて該トランジスタ（Ｑｌ）
がオンし、リレーコイル（ＲＹｌ）に電流が流れてリレ
ー接点（ＲＹ２）が閉じるので電池（ＢＩＬ）が正常な
電池ならば急速充電が開始される。

（ＯＤ〕は充電状態表示回路であり、トランジスタ（Ｑ
２）、（Ｑｉ５）及び夫々の主電流回路に直列接続され
次抵抗（Ｒ２４）（Ｒ２５）と該抵抗（Ｒ２４）（Ｒ２
５）に−対のアノードを夫々接続してなる２色発光ダイ
オード（ＬＥＤ　）、前記トランジスタＣＱＳ）のペー
ス抵抗（Ｒ２６）。

該抵抗（Ｒ２６）に直列に接続されたトランジスタ（Ｑ
４）より成る。前記トランジスタ（Ｑ２）のペースは抵
抗（Ｒ２））、ダイオード（Ｄ６）を介して前記リレー
コイル（ＲＹｌ）に接続されており、そのコレクタは抵
抗（Ｒ２２）を介してタイマー（ｆ０２　）の端子■に
接続されている。

またトランジスタ（Ｑ４）のペースは抵抗（Ｒ２７）を
介して電池（Ｂａ）の負極に接続されている。更に発光
ダイオード（ＬｇＤ）の−方のアノードは抵抗（Ｒ２ａ
）と（Ｒ２！Ｓ）の間に接続されている。電池（Ｂａ）
が急速充電中のときはリレーコイル（ＲＹｌ）よりトラ
ンジスタ（Ｑ２）にペース電流が流れて該トランジスタ
（Ｑ２）が導通し抵抗（Ｒ２４）を介して電流が流れて
発光ダイオード（ＬＥＤ）は赤色光を発する。このとき
抵抗（Ｒ２７）を流れる大きな電流によりトランジスタ
（Ｑ４）がオン状態にあるのでトランジスタ（ｑ５）は
オフ状態を維持する。−方細流充電の場合は、抵抗（Ｒ
２６）を介してトランジスタ（Ｑ３）が導通し、抵抗（
Ｒ２５）を介して発光ダイオード（ＬＩＤ　）に電流が
流れて発光ダイオード（ＬＥＤ　）は緑色光を発する。

このときリレーコイル（ＲＹｌ）には電流が流れないた
めトランジスタ（ｑ２〕はオフ状態を維持する。

（刊は第１因の場合と同様に値を定められた電流補正用
抵抗であり、抵抗（Ｒ２）とツェナダイオード（ＤＺｌ
）のアノードとの曲に介挿すれている。尚この抵抗（Ｒ
１の作用は第１図の場合と同じであるからここでは詳細
な説明を省略する。

（ト１　発明の効果 本発明は以上の説明の如く、被充電電池の電池電圧が所
定電圧に違することを検出して充電電流を停止或いは軽
減するものにおいて、前記所定電圧を前記電池電圧を検
出する抵抗分圧回路の分圧点電圧と基準電圧回路の電圧
とを比較することシてよって検出するとともに前記抵抗
分圧回路の負ｔｉ端と前記基準電圧回路の負掻端との間
に電流補正用抵抗を介挿することにより、充電装置の電
源の変動により充電電流に変動が起きても検出される所
定の電池電圧に変動が起こることなく常に一定の充電容
量を電池に供給することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明充電装置の基本回路図、第２図は第１図
の応用回路刃である。 ＣＢ　＆　）　・［池、（ＤＶ）（ＤＶｌ　）・ｉ抗分
圧回路、（ｐｌ）・・・分圧点、（ＳＴ）（ＳＴ１　）
・・・基準電圧回路、（Ｒ）・・・電流補正用抵抗。 第１■ 手続補正書（自発） 昭和６２年４月１　日 昭和６１年特許願第１４３３５３号 名称　（１８８）三洋電機株式会社 ４、代　理　人 住所　守口市京阪本通２丁目１８番地 （外１名） 連絡先：電話（東京）　８３５−１１１１特許センター
駐在　中周５、補正の対象 明細書の′特許請求の範囲」の欄及び１発明の詳細な説
明」の欄。 ６、補正の内容 （１）明細書の１特許請求の範回」の欄か別紙のとおり
補正する。 （２）同書第６頁第９行「全波整流器（Ｄ＞の出力電力
、とあるを、「電池（Ｂａ）の充電電流、に訂正する。 （３）回書第６頁下から第２行の（１）式を次のように
訂正する。 記 （４）　同書第７頁第３行の（２）式を次のように訂正
する。 記 〈５）同書第７頁第７行の（３）式を次のように訂正す
る。 記 （６）同書第７頁下から第２行、第８頁第１５行及び第
１１頁下から第２行乃至下から第１行に、夫々ｒｚ流フ
ユーズ、とあるを、「温度ヒユーズ、に訂正する。 以上 特許請求の範囲 「（１）　被充電電池の電池電圧が所定電圧に達するこ
とを検出して充電電流を停止或いは軽減するものにおい
て、前記所定電圧を前記電池電圧を検出する抵抗分圧回
路の分圧点電圧と基準電圧回路の電圧とを比較すること
によって検出するとともに前記抵抗分圧回路の負極端と
前記基準電圧回路の負極端との間に電流補正用抵抗を介
挿してなる充電装置。 （２）前記電流補正用抵抗の抵抗値Ｒは、前記抵抗分圧
回路を構成する抵抗の抵抗値をＲ１゜Ｒ２とし、充電装
置の線路抵抗及び前記被充電電池の内部抵抗を夫々ｒ１
．ｒ２とするとき特徴とする上記特許請求の範囲第１項
記載の充電装置、」

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被充電電池の電池電圧が所定電圧に達することを
   検出して充電電流を停止或いは軽減するものにおいて、
   前記所定電圧を前記電池電圧を検出する抵抗分圧回路の
   分圧点電圧と基準電圧回路の電圧とを比較することによ
   つて検出するとともに前記抵抗分圧回路の負極端と前記
   基準電圧回路の負極端との間に電流補正用抵抗を介挿し
   てなる充電装置。
2. （２）前記電流補正用抵抗の抵抗値Ｒは、前記抵抗分圧
   回路を構成する抵抗の抵抗値をＲ１、Ｒ２とし、充電装
   置の線路抵抗及び前記被充電電池の内部抵抗を夫々ｒ１
   、ｒ２とするとき Ｒ＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）（ｒ１＋ｒ２） なる関係を満足するような値に定められることを特徴と
   する上記特許請求の範囲第１項記載の充電装置。