JPS6335136A - 充電式掃除機の充電制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般家庭において使用される充電式掃除機の
充電制御装置の改善に関するものである（従来の技術） 従来この種の充電制御装置は、例えば第４図に示す如き
構成であった。

図において、端子（１）（２）は、全波整理された直流
電源に接続されるもので、二次電池（旧）とスイッチン
グ素子（０２）の直列回路が接続されている。

一方別に設けられた電圧比較器（０３）の反転端子には
電池（０４）の基準電圧が入力され、非反転端子には、
電池（０１）の端子電圧を抵抗（０５）（０６）で分割
し入力されている。又、比較器（０３）の出力にはラッ
チ回路（０７）が接続されその出力は、スイッチング素
子（０２）に接続されている。抵抗（０８）は、電池（
旧）の補充電電流を流すために接続されている。

−上記従来の構成において、二次電／ｌｉ！（旧）の端
子間電圧が設定値（充電完了電圧）に達していない場合
は、電圧比較器（０３）の入力は、電／ｌ１１（０４）
の基準電圧より抵抗（０５）（ｏｅ　）の分割電位が低
いため、比較ｎ（０３）の出力はＬレベルでラッチ回路
（０７）も動作せずスイッチング素子（０２）は、オン
状態となっている。

しかし、充電が完了し電池の端子電圧が設定値に達する
と比較器（０３）の出力がＨレベルとなりスイッチング
素子（０２）をオフにし、ラッチ回路（０７）で、その
オフ状態を保持するよう動作する。従って、その後は主
充電が停止し、抵抗（０８）による補充電のみが持続す
ることになる。

しかしながら、」−記従来の充電制御方式によると、充
電の制御を、電池（ＯＸ）の端子間電圧を検出して行っ
ているため、電ｉ’ｌｔ！（旧）が過放電状態で残量容
量が少な（、内部抵抗が増大している場合は、第５図に
示すような電池（Ｏｌ）の端子間に電圧（Ｖ′８）が発
生する。これは電１’ｔｌ！（旧）の残量容量を（Ｅ、
）、内部抵抗を（ｒ）、充電゛直流を（Ｉ）とすれば、
電池の端子間電圧（■−）は、Ｅ、＋Ｉ−ｒとなり、充
電電流（Ｉ）が全波整流電流であるため、内部抵抗に比
較したピーク電圧が発生する。

このような過放電された電池が接続されると、充電完了
電圧（Ｖ、）の設定値を電圧（Ｖｌ）のピーク値が越え
てしまい、充電開始初期において、充電が完了したのと
同等の動作を行い、主充電を停止−ｔシてしまうといっ
た誤動作が発生する。この現象を第６図に示す。図にお
いて点線で示す（Ｖ；）が過放電電池を充電する場合の
充電電圧（Ａ′、）が充電電流である。図かられかるよ
うに、充電初期に高い電圧が発生するため、充電開始後
まもなく補充電に切換ってしまうことがわかる。

第５図（Ｖ、）は、正規電池の電圧波形で、内部抵抗が
低いため、電圧ピークが発生せず、第６図に示す充電電
圧（Ｖ、）、充電電流（Ａ、）の充電特性を示す。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来の充電制御方式であると、過放電され
た電池を充電する際、回路がＩＴ：、規に動作せず、回
路の信頼性が悪いものであった。又、使用者にとっても
過放電電池を充電する際、充電か完了していないのに、
あたかも充電完了と同じ動作をするため商品そのものに
も不満が多いものであった。

本発明は、上記従来の問題点を解決せんとするもので、
電池そのものが過放電状態であっても、完全に充電が完
了するままで充電を行えるよう構成し、充電制御装置の
信頼性を向−トさせるものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、充電制御装置として、従来の構成にカウンタ
ー及びタイマー回路を設けて、大電流で充電を行う主充
電と小電流で充電を行う補充電を１サイクルとしカウン
ターの設定回数だけ、主充電と補充電との切換えを繰返
すよう構成し、さらに１−記補充電の時間をタイマー回
路で設定すべく構成したものである。

（作用） 本発明は、二次電池の端子間電圧が設定値に達したとき
、電圧検出制御部から１つのパルス信壮を出力させて、
−Ｌ充電と補充電を切換え、かつ前記ハルス信可数をカ
ウンターでカウントし、該カウンターの設定回数繰返し
主充電と補充電との切換えを行わせ、かつこの補充電を
タイマー回路での設定時間継続させた後充電をラッチ回
路で、しゃ断し保持させるようにしたもので、過放電電
池を充電する場合でも内部抵抗を正規に回復させ、正規
充電が可能なよう制御させるものである。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
は、本発明の充電制御装置の概略構成図である。

図において、端子（ＩＩ２）には、全波整流された直流
電源が持続されるのであって、この直流電源端子（１）
（２）間には、電池（１１）と第１スイッチング素子（
Ｉ２）の直列回路及び電ａ（１１）と電流制限抵抗（１
３）と第２スイッチング素子（１４）の直列回路がそれ
ぞれ接続されており、この端ｒ−（＋）（２）間には、
電池（ＩＩ）の端子間電圧が設定値に辻したとき、１つ
のパルスを発生させる電圧検出制御部（１５）が接続さ
れ、その出力がカウンター（１６）に人力されて、パル
ス数をカウントする構成になっている。

前記カウンター（１６）の出力はタイマー回路（＋７）
に入力され、この入力に基づき−・定時間（Ｔ、）の間
スイッチング素ｒ−（１４）をオン状態に維持して、補
充電を行うものである。

図中（１８）はランチ機能を有する主充電と補充電の切
換回路である。

上記構成において、電圧検出制御ｍ（＋５）の出力（Ａ
）からパルス信号が発生していない間は、タイマー回路
（＋７）の出力（Ｂ）も信号が発生せず、第１のスイッ
チング素子（＋２）はオン状態となり、電池（１１）は
直接直流電源と接続され、大電流で充電（主充電）され
る。そして充電が進み、電池（ＩＩ）の端子間電圧が設
定値に達すると、電圧検出制御部（＋５）の出力（Ａ）
から１つのパルス信号が発生し、そのパルス信号をカウ
ンター（１８）でカウントし、タイマー回路（＋７）が
動作する。

一方切換回路（１８）では、出力（Ａ）の信号を受は第
１のスイッチング素了（１２）をオフ、第２のスイ、チ
ング素子（１４）をオン状態にそれぞれ切換えて、主充
電から補充電への切換えを行う。この補充電はタイマー
回路（１７）で設定した一定時間（Ｔ。

）の間だけ行われ、この設定時間（Ｔ、）を過ぎると、
タイマー回路（１７）からの出力（Ｂ）にパルス信号が
発生し、前記切換回路（１８）を補充電から主充電に切
換え、その後」−記サイクルを繰返す動作を行う。この
主充電と補充電をカウンター（＋６）の設定サイクル繰
返すと切換回路（１８）に信号を送り、スイッチング素
子（＋２）（１４）を共にオフにし、オフ状態をラッチ
させ充電を完全に停止させる動作を行う。

上記した本発明の充電制御装置における充電特性につい
て説明する。

第２図は正規の電池（過放電していない電池）を充電し
た場合の充電特性で、充電開始時点では電池（＋ｉ）の
端子間電圧（■１）は充電完了設定電圧（Ｖ、）に達し
ていないため、スイッチング素子（１２）がオンし、主
充電を行う。　（Ａ、　　）はその時の充電電流を示す
。ここで、時間（Ｔ１）に達すると、電池（１１）の端
子電圧（■１）が設定電圧（Ｖ、）に達し、電圧検出制
御部（１５）からパルス信シイ・が発生し、主充電から
補充電に切換り、タイマー回路（１７）で設定された設
定時間（Ｔ、）の間捕充電を持続する。その後再度主充
電に切換り、−１−記動作を繰返す。（この実施例では
、３回［１のパルス信号で充電をしゃ断する構成を示し
ている。） このように１１：、現の電池であればＴ１時間までにほ
ぼ完全に充電される。しかし、過放電電流が接続される
と、第５図に示すごと（、高いピーク値を示す電圧（Ｖ
ｔ）が発生するため、充電開始後直ちに設定電圧に達し
、充電完了となって、補充電に切換わる。しかし、補充
電の設定時間（Ｔ。

）を与えることにより電？ｔｈ　（ｌ　Ｉ　）の内部抵
抗を徐々に回復させ、補充電から主充電に再度切換る際
は、正規電池と同等まで回復させることがＩＩＪ能で、
それ以後は、＋Ｅ規主電池同じ充電が可能となる。

（Ｖ’、　　）は過放電電池の充電電圧、（Ａ’、　　
）は充電電圧である。

（発明の効果） 以１−説明した如く本発明によれば、電池の充電が：Ｌ
充電と補充電の繰返しにより行われるため、過放電状態
の電池であっても、その間に内部抵抗をＦ分回復させる
ことが可能で、従来における過放電電池の充電ができな
いといった問題は解消される。又主充電、補充電の繰返
しサイクルを可変とすることも可能であり、最適な充電
ができ、さらに完全に充電が完了した後は、充電電流を
全てしゃ断するため、常時充電においても過充電になる
恐れもないといった多くの利点を仔しており、その実用
価値はきわめて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す充電制御装置の概略ブロ
ック図、第２図及び第３図は本発明の充電制御装置の充
電特性図、第４図は従来の充電制御装置の概略ブロック
図、第５図及び第６図は従来例の充電特性図である。 （１１）・・・電池、（１２）・・・第１スインチング
素子、（１３）・・・電流制限抵抗、（１４）・・・第
２スイッチング素了、（１５）・・・電圧検出制御部、
（１６）・・・カウンター、（１７）・・・タイマー回
路、（＋８）・・・切換回路。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 □ 第６図 昨閾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 集塵箱、二次電池、及び直流電動送風機を有する充電式
   掃除機の充電制御装置において、全波整流された直流電
   源に接続の端子間に、二次電池を介して第１スイッチン
   グ素子と電流制限抵抗及び第２スイッチング素子との並
   列回路を接続する一方、端子間電圧が設定値に達したと
   きパルス信号を出力する電圧検出制御部と、そのパルス
   信号をカウントするカウンターとタイマー回路とを設け
   て、カウンターに信号が入力されるごとに主充電と補充
   電との切換えをカウンターの設定回数繰返し行うごとく
   構成し、かつ上記補充電はタイマー回路で設定される時
   間行い、主充電と補充電の切換えは、切換回路にて行う
   よう構成した充電式掃除機の充電制御装置。