JPS6335139A - 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
充電制御装置の数片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（＋）（２）は、余波整流された直流
電源に接続されるもので、２次電池（０１）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ｎ（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）の端子間電圧を抵抗（０５）（ＯＧ）で分
割し人力されている。又、比較ｒｓ（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（θＢ）は、電
池（ＯＩ）に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、二次電池（旧）の端ｒ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、電池（０４）の基準電圧より抵
抗（０５）（ＯＧ）の分割電位が低いため、比較器（０
３）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ｒ間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、Ｌ記従来の充電制御方式によると、充電
の制御を、電池（旧）の端子間電圧を検出して行ってい
るため、電池（Ｏりが過放電状態で残は容はが少なく、
内部抵抗が増大している場合には、第５図に示すような
電池（Ｏｌ）の端子間に電圧（Ｖ：）が発生する。これ
は電池（Ｏｌ）の残量容量を（Ｅ、）、内部抵抗を（ｒ
）、充電電流を（Ｉ）とすれば、電池の端子間電圧＜ｖ
’、　　＞は、Ｅ。

＋Ｉ−ｒとなり、充電電流（Ｉ）が全波整流された電流
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ｒ
電圧（Ｖ、）の設定値を電圧＜ｖ’、　　）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、主充電を停止してしまうとい
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、内聞抵抗
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Ｅ現に動作せず、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、充電が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。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、電池を充電する際の充電電流を検出する手段
を有し、その充電電流値の大小で電池の過放電状態を検
出し、過放電であれば、タイマーで設定される時間補充
電を行い十分内部抵抗を回復させた後、入電流で充電が
完ｒするまで充電を行うよう制御しようとするものであ
る。

（作用） Ｌ足手段によれば、過放電電池は、電池の内部抵抗が大
きくなり、充電電流が充電当初低くなる点を応用し、充
電電流を検出し、その値がある設定値以下であれば過放
電状態として検出し、一定時間強制的に補充電を行い十
分内部抵抗を回復させた後、大電流で充電が完了するま
で充電を行い過放電でない正規放電した電池の場合は充
電初期より大電流で充電することにより、電圧の状態に
よらず、充電がＩＥシく行えるよう作用するものである
。

（実施例） 以ド木発明の一実施例を図面にノ１（づいて説明する。

第１図は本発明の充電制御装置のブロック図であって、
図において端子（＋）（２）は図外の直流電源装置に接
続されるもので、この端子（１）（２）間には二次電池
（ＩＩ）、充電電流検出抵抗（Ｉ２）の直列回路が接続
されている。

また（＋３）は基準電圧用の電池、（１４）は比較器で
、この比較器（１４）の反転入力端子には電／ｌｈ（＋
３）の基準電圧が、非反転入力端子には抵抗（１２）の
両端電圧がそれぞれ入力されるように構成している。

またこの比較器（１４）の出力端子はタイマー回路（＋
５）に接続されている。

前記タイマー回路（１５）からの出力はラッチ回路（１
６）を介してスイッチング素子（１７）に入力されると
共に、インバーター（１９）を介して切換回路（２０）
の１つの入力端子に入力されるように構成している。

１１１１記切換回路（２０）のもう１つの入力端子には
電圧検出回路（２１）の出力が入力されるように接続さ
れ、かつこの切換回路（２０）の出力がラッチ回路（２
２）を介してスイッチング素子（２３）に入力されるよ
うに構成している。

なお図中（＋８）は補充電時の電流制限抵抗である１−
記構成において、以上その動作原理について説明する。

先ず充電が開始されると、抵抗（１２）が主充電回路中
に入っているため、この主充電電流に比例した電圧が抵
抗（１２）の両端に発生する。この電圧値が電池（１３
）の基準電圧より大なる時は比較″／５（１４）の出力
がＨレベルとなり、タイマー回路（１５）からの出力が
Ｌレベルとなる。従ってインバーター（１９）の出力は
Ｈレベルとなって、切換回路（２０）がアクティブ状態
となる。このとき電圧検出回路（２１）では電／１ｈ（
１１）の端子間電圧が設定値に達すると信号を出力する
もので、この出力が切換回路（２Ｇ）からラッチ回路（
２２）を介してスイッチング素子（２３）に入力され、
１亥スイツチング素子（２３）をオンからオフに切換え
、ラッチ回路（２２）でオフ状態を保持するように動作
する。

以上の動作は正規使用により放電された電池を充電する
場合の動作で、この時の充電特性を第２図に示す。第２
図において（Ｖ、）は設定された充電完了電圧、（ｖｌ
）は充電電圧、（Ａ、）は充電電流をそれぞれ示してい
る。

一方、比較器（１４）の出力がＬレベル、即ち主充電電
流が設定値以下の場合には、電池が過放電状態として検
出され、タイマー回路（＋５）が動作して、設定時間（
Ｔ、）の間出力がＨレベルとなり、その出力信号がラン
チ回路（１６）を介してスイッチング素子（１７）に入
力されて、該スイッチング素子（＋７）をオン状態にし
て、補充電を行い電池（＋１）の内部抵抗を徐々に回復
させる。そして前記設定時間（Ｔ、）を過ぎるとタイマ
ー回路（１５）からの出力はしからＨとなり、補充電を
停止させ、ランチ回路（＋６）で停止１−状態を保持す
る。叉タイマー回路（１５）がＬからＨになると同時に
切換回路（２０）がアクティブとなり、前述のように主
充電に切換り、この充電が完了するまで主充電状態が持
続されるよう動作する。この場合の充電特性を第３図に
小す。（Ｖ、）は充電電圧、（Ａ、）は充電電流である
。

（発明の効果） 以りのように本発明によれば、正規の電池（過放電して
いない電池）の場合は従来のものと同様、充電が完了す
るまで充電される。又、過放電状態の電池を充電する場
合には、充電開始より一定時間強制的に補充電を行い、
電池の内部抵抗を回復させた後、主充電に切換わるため
、正規の充電が可能となる。このように、あらゆる状態
の゛心地に対し、完全な充電が行え電池寿命の低下防止
にもつながり、本発明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図は本発明の充電制御装置の概略ブロック図、第２
．３図はその充電特性図、第４図は従来の充電制御装置
の一実施例を示すブロック図、第５図は従来例の動作説
明図、第６図は同充電特性図である。 （Ｉｔ）・・・−゛１次電池、（１４）・・・比較器、
（＋５）・・・タイマー回路、（１６）（２２）・・・
ラッチ回路、（＋７）（２３）・・・スイッチング素子
、（）９）・・・インバーター、（２０）・・・切換回
路、（２１）・・・電圧検出回路。 第２図 第３図 第４図 第５図 番 第６図 克東笥ｔま 令開（Ｈ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 集塵箱、直流電動送風機及び二次電池を有する充電式掃
   除機の充電制御装置において、充電電流検出手段を、二
   次電池と直列に接続し、充電電流が設定値以上であれば
   二次電池の電圧検出を行い、設定された充電完了電圧に
   達したとき、充電をしゃ断し、充電電流が設定値以下で
   あれば、タイマー回路を動作させる制御回路を設ける一
   方、前記タイマー回路からの出力により小電流で一定時
   間強制的に補充電を行った後、大電流で主充電を行うよ
   うに構成した充電式掃除機の充電制御装置。