JPH01107625A - 充電回路 - Google Patents
充電回路Info
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- JPH01107625A JPH01107625A JP26244987A JP26244987A JPH01107625A JP H01107625 A JPH01107625 A JP H01107625A JP 26244987 A JP26244987 A JP 26244987A JP 26244987 A JP26244987 A JP 26244987A JP H01107625 A JPH01107625 A JP H01107625A
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- JP
- Japan
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- charging
- battery
- charging current
- current
- switch
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- Pending
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 14
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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。
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〕
本発明は例えば密閉型ニッケル・カドニウム電池の充電
に使用する充電回路に関する。
に使用する充電回路に関する。
密閉型ニッケル・カドニウム電池は、小型、軽量であり
、充放電特性に優れ、しかも大電流負荷特性が良好であ
る等の特徴を有している。そのため、ラジオ、シェーバ
等の携帯用電気機器あるいはメモリバンクアップ用の電
源等の用途に広く使用されている。第３図はこの種の密
閉型ニッケル・カドニウム電池の充電回路である。充電
を行うニッケル・カドニウム電池１は電流制限抵抗２を
介して充電用電源３と接続されており、充電用型
゛源３には交流電源４が接続可能になっている。それ故
、この充電回路で充電を行う場合には、充電電流が電池
容量（アンペア時）の略１／１０程度の小電流となるよ
うに電流制限抵抗２の抵抗値が選定されている。したが
って充電に長時間を必要としている。
、充放電特性に優れ、しかも大電流負荷特性が良好であ
る等の特徴を有している。そのため、ラジオ、シェーバ
等の携帯用電気機器あるいはメモリバンクアップ用の電
源等の用途に広く使用されている。第３図はこの種の密
閉型ニッケル・カドニウム電池の充電回路である。充電
を行うニッケル・カドニウム電池１は電流制限抵抗２を
介して充電用電源３と接続されており、充電用型
゛源３には交流電源４が接続可能になっている。それ故
、この充電回路で充電を行う場合には、充電電流が電池
容量（アンペア時）の略１／１０程度の小電流となるよ
うに電流制限抵抗２の抵抗値が選定されている。したが
って充電に長時間を必要としている。
このようにニッケル・カドニウム電池を充電するための
従来の充電回路は、回路が筒車であり、過充電にならず
ニッケル・カドニウム電池を損傷しない等の長所を有す
る。しかし乍ら、充電電流が小さいから充電時間に８〜
１０時間の長時間を要するという問題がある。
従来の充電回路は、回路が筒車であり、過充電にならず
ニッケル・カドニウム電池を損傷しない等の長所を有す
る。しかし乍ら、充電電流が小さいから充電時間に８〜
１０時間の長時間を要するという問題がある。
本発明は前述した問題点に鑑み、充電電流を定電流にす
ることにより、大きい充電電流によって短時間で充電を
終了できる充電回路を提供することを目的とする。
ることにより、大きい充電電流によって短時間で充電を
終了できる充電回路を提供することを目的とする。
本発明に係る充電回路は、充電電流を検出する電流検出
抵抗と、充電電流をオン、オフ制御するスイッチと、前
記電流検出抵抗の端子電圧を検出する抵抗電圧検出手段
と、充電すべき電池の端子電圧を検出する電池電圧検出
手段と、前記抵抗電圧検出手段の出力に関連してパルス
幅変調した充電電流を流すべく前記スイッチを制御する
スイッチ制御手段と、電池の端子電圧が最高となった時
点以降に充電電流を停止させる手段とを備えていること
を特徴とする。
抵抗と、充電電流をオン、オフ制御するスイッチと、前
記電流検出抵抗の端子電圧を検出する抵抗電圧検出手段
と、充電すべき電池の端子電圧を検出する電池電圧検出
手段と、前記抵抗電圧検出手段の出力に関連してパルス
幅変調した充電電流を流すべく前記スイッチを制御する
スイッチ制御手段と、電池の端子電圧が最高となった時
点以降に充電電流を停止させる手段とを備えていること
を特徴とする。
充電すべき電池に充電電流が流れる。抵抗電圧検出手段
は充電電流を検出する。スイッチ制御手段は、抵抗電圧
検出手段の出力に関連してパルス幅変調された充電電流
を流すべく、充電電流をオン、オフ制御するためのスイ
ッチを制御する。パルス幅変調により充電電流は定電流
になる。充電電流を停止させる手段は電池の端子電圧が
最高となった時点以降に充電電流を遮断する。
は充電電流を検出する。スイッチ制御手段は、抵抗電圧
検出手段の出力に関連してパルス幅変調された充電電流
を流すべく、充電電流をオン、オフ制御するためのスイ
ッチを制御する。パルス幅変調により充電電流は定電流
になる。充電電流を停止させる手段は電池の端子電圧が
最高となった時点以降に充電電流を遮断する。
これにより、電池の充電時間が短縮する。
以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。
第１図は本発明に係る充電回路の回路図である。図示し
ない交流電源に接続されており、直流電圧を出力する充
電用電源１０の正極端子ｌｏｐは例えばトランジスタ又
はＦＥＴ等からなりパルス幅変調（ＰＷＭ）された充電
電流を流すべくオン、オフ制御される半導体スイッチ１
１とチョークコイル１２とを介して充電する電池を接続
たるための一方の電池接続端子１３ｐと接続さ゛れてい
る。また充電用電源１０の負極端子１０ｎは充電電流を
検出する電流検出抵抗１４を介して充電電池を接続する
ための他方の電池接続端子１３ｎと接続されている。半
導体スイッチ１１とチョークコイル１２との接続中間点
と充電用電源１０の負極端子ｔｏｎとの間にはカソード
を半導体スイッチ１１側としているダイオード１５を接
続している。またチョークコイル１２と電池接続端子１
３ｐとの接続中間点と充電用電源１０の負極端子１０ｎ
との間にはコンデンサ１６を接続している。
ない交流電源に接続されており、直流電圧を出力する充
電用電源１０の正極端子ｌｏｐは例えばトランジスタ又
はＦＥＴ等からなりパルス幅変調（ＰＷＭ）された充電
電流を流すべくオン、オフ制御される半導体スイッチ１
１とチョークコイル１２とを介して充電する電池を接続
たるための一方の電池接続端子１３ｐと接続さ゛れてい
る。また充電用電源１０の負極端子１０ｎは充電電流を
検出する電流検出抵抗１４を介して充電電池を接続する
ための他方の電池接続端子１３ｎと接続されている。半
導体スイッチ１１とチョークコイル１２との接続中間点
と充電用電源１０の負極端子ｔｏｎとの間にはカソード
を半導体スイッチ１１側としているダイオード１５を接
続している。またチョークコイル１２と電池接続端子１
３ｐとの接続中間点と充電用電源１０の負極端子１０ｎ
との間にはコンデンサ１６を接続している。
そして電池接続端子１３ｐは電池電圧検出手段たる一方
の差動増幅器１７の正入力端子１７ａと接続されている
。電池接続端子１３ｎは差動増幅器１７の負入力端子１
７ｂ及び抵抗電圧検出手段たる他方の差動増幅器１８の
正入力端子１８ａと接続されている。充電用電源１０の
負極端子Ｉｏｎは差動増幅器１８の負入力端子１８ｂと
接続されている。差動増幅器１７の出力は、半導体スイ
ッチ１１のオン、オフ制御を停止させるための制御信号
を出力するマイクロコンピュータからなる制御回路１９
に与えられる。制御回路１９は差動増幅器１７の出力に
）づいて、充電中の電池の端子電圧の変化を求め、最高
値に達した後に低下して所定電圧値になった時点で前記
制御信号を鋸歯状波発生回路２０に与える。鋸歯状波発
生回路２０は５０〜１００ｋＨｚの周波数範囲の鋸歯状
波電圧を発生させ、その出力を比較器２１の正入力端子
２１ａに与える。スイッチ制御手段たる比較器２１の負
入力端子２１ｂには前記差動増幅器１８の出力が与えら
れる。比較器２１は入力された鋸歯状波電圧が、差動増
幅器１８から与えられる電流検出抵抗１４の端子電圧を
超えている期間中、半導体スイッチ１１をオンさせるべ
き出力を半導体スイッチ１１に与え、半導体スイッチを
オン、オフ制御する。これにより半導体スイッチ１１に
はパルス幅変調（ＰＷＭ）された充電電流が流れる。そ
して、半導体スイッチ１１、ダイオード１５、コンデン
サ１６、電流検出抵抗１４、差動増幅器１８、比較器２
１、鋸歯状波発生回路２０及び制御回路１９によりパル
ス幅変調方式の定電流回路が形成されている。
の差動増幅器１７の正入力端子１７ａと接続されている
。電池接続端子１３ｎは差動増幅器１７の負入力端子１
７ｂ及び抵抗電圧検出手段たる他方の差動増幅器１８の
正入力端子１８ａと接続されている。充電用電源１０の
負極端子Ｉｏｎは差動増幅器１８の負入力端子１８ｂと
接続されている。差動増幅器１７の出力は、半導体スイ
ッチ１１のオン、オフ制御を停止させるための制御信号
を出力するマイクロコンピュータからなる制御回路１９
に与えられる。制御回路１９は差動増幅器１７の出力に
）づいて、充電中の電池の端子電圧の変化を求め、最高
値に達した後に低下して所定電圧値になった時点で前記
制御信号を鋸歯状波発生回路２０に与える。鋸歯状波発
生回路２０は５０〜１００ｋＨｚの周波数範囲の鋸歯状
波電圧を発生させ、その出力を比較器２１の正入力端子
２１ａに与える。スイッチ制御手段たる比較器２１の負
入力端子２１ｂには前記差動増幅器１８の出力が与えら
れる。比較器２１は入力された鋸歯状波電圧が、差動増
幅器１８から与えられる電流検出抵抗１４の端子電圧を
超えている期間中、半導体スイッチ１１をオンさせるべ
き出力を半導体スイッチ１１に与え、半導体スイッチを
オン、オフ制御する。これにより半導体スイッチ１１に
はパルス幅変調（ＰＷＭ）された充電電流が流れる。そ
して、半導体スイッチ１１、ダイオード１５、コンデン
サ１６、電流検出抵抗１４、差動増幅器１８、比較器２
１、鋸歯状波発生回路２０及び制御回路１９によりパル
ス幅変調方式の定電流回路が形成されている。
そして電池接続端子１３ｐ、 １３ｎ間には、充電すべ
きニッケル・カドニウム電池たる電池２２をその正電極
を電池接続端子１３ｐ側として接続している。
きニッケル・カドニウム電池たる電池２２をその正電極
を電池接続端子１３ｐ側として接続している。
比較器２１は差動増幅器１８の出力に関連して半導体ス
イッチ１１を第２図に示すように、周期Ｔ０でオンとオ
フとの状態が得られるようにオン、オフ制御し、電池２
２にその容量の例えば略５倍程度の大きい一定電流Ｉ０
を供給すべく充電回路を構成している。
イッチ１１を第２図に示すように、周期Ｔ０でオンとオ
フとの状態が得られるようにオン、オフ制御し、電池２
２にその容量の例えば略５倍程度の大きい一定電流Ｉ０
を供給すべく充電回路を構成している。
さて、前述の如く構成した充電回路により電池２２を充
電する場合は、半導体スイッチ１１をオン。
電する場合は、半導体スイッチ１１をオン。
オフ制御してパルス幅変調された電流を流し、電池２２
に一定電流■。を充電電流として供給して充電を開始す
る。そうすると充電時間の経過にともない電池２２が充
電されて、その端子電圧が上昇していく。そのような充
電状態において、充電電流が一定電流Ｉ０より増加した
場合には電流検出抵抗１４の端子電圧が上昇し、その電
圧変化を差動増幅器１８が検出する。そして差動増Ｉ−
器１８の出力を比較器２１に与える。これにより比較器
２１は半導体スイッチ１１のオン時間ｔ、を短くして充
電電流を減少させるようにパルス幅変調した信号を出力
する。したがって、電池２２には過大な充電電流が流れ
ず電流値が大きい一定電流で急速充電が行われる。
に一定電流■。を充電電流として供給して充電を開始す
る。そうすると充電時間の経過にともない電池２２が充
電されて、その端子電圧が上昇していく。そのような充
電状態において、充電電流が一定電流Ｉ０より増加した
場合には電流検出抵抗１４の端子電圧が上昇し、その電
圧変化を差動増幅器１８が検出する。そして差動増Ｉ−
器１８の出力を比較器２１に与える。これにより比較器
２１は半導体スイッチ１１のオン時間ｔ、を短くして充
電電流を減少させるようにパルス幅変調した信号を出力
する。したがって、電池２２には過大な充電電流が流れ
ず電流値が大きい一定電流で急速充電が行われる。
ところで、ニッケル・カドニウム電池は横軸を充電時間
とし、縦軸を電池の端子電圧として第４図に示す如き充
電特性を有し、充電時間の経過とともに端子電圧が上昇
し最高値に達した後に下降する特性を有する。
とし、縦軸を電池の端子電圧として第４図に示す如き充
電特性を有し、充電時間の経過とともに端子電圧が上昇
し最高値に達した後に下降する特性を有する。
本発明はこの充電特性を利用して電池の充電を終了させ
る。第１図の如く電池２２の端子電圧を差動増幅器１７
で検出しており、その出力を制御回路１９に与えている
から、第４図に示す如く最高充電電圧に達した後に、端
子電圧がΔＶだけ下降した端子電圧となると、制御回路
１９は直ちに制御信号を鋸歯状波発生回路２０に与える
。それにより鋸歯状波の発生が停止し、比較器２１の出
力が消滅して半導体スイッチ１１がオフとなり、電池２
２の充電動作が終了する。
る。第１図の如く電池２２の端子電圧を差動増幅器１７
で検出しており、その出力を制御回路１９に与えている
から、第４図に示す如く最高充電電圧に達した後に、端
子電圧がΔＶだけ下降した端子電圧となると、制御回路
１９は直ちに制御信号を鋸歯状波発生回路２０に与える
。それにより鋸歯状波の発生が停止し、比較器２１の出
力が消滅して半導体スイッチ１１がオフとなり、電池２
２の充電動作が終了する。
このようにして充電した場合は、電池２２は一定した大
きい充電電流により急速充電されて短時間に充電が終了
する。また電池に過大電流が流れず電池を損傷しない。
きい充電電流により急速充電されて短時間に充電が終了
する。また電池に過大電流が流れず電池を損傷しない。
更に、電池の端子電圧が最高値に達した後に低下した場
合に充電電流を遮断するから、過充電することなく電池
を完全な充電状態になし得る。
合に充電電流を遮断するから、過充電することなく電池
を完全な充電状態になし得る。
本実施例によれば充電電流を半導体スイッチでオン、オ
フしたが電磁リレー等の機械的スイッチを用いることも
できる。
フしたが電磁リレー等の機械的スイッチを用いることも
できる。
以上詳述したように本発明の充電回路によれば充電すべ
き電池に過大電流を流さず、また過充電することなく、
短時間に充電を終了できる。したがって、放電した電池
の機能を短時間に回復させて電池の使用効率を高め得る
優れた効果を奏する。
き電池に過大電流を流さず、また過充電することなく、
短時間に充電を終了できる。したがって、放電した電池
の機能を短時間に回復させて電池の使用効率を高め得る
優れた効果を奏する。
第１図は本発明に係る充電回路の回路図、第２図はパル
ス幅変調された充電電流の波形図、第３図は従来の充電
回路の回路図、第４図はニッケル・カドニウム電池の充
電特性を示すグラフである。 １０・・・充電用電源 １１・・・半導体スイッチｔ３
ｐ、 １３ｎ・・・電池接続端子 １６・・パゴンデン
サ１７、１８・・・差動増幅器 １９・・・制御回路２
０・・・鋸歯状波発生回路 ２１・・・比較器 ２２・
・・電池時 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 １ｇ 第 １ 図 第 ２ 聞 第 ３ 良 たｇＬ呵閣 第 ４ 記
ス幅変調された充電電流の波形図、第３図は従来の充電
回路の回路図、第４図はニッケル・カドニウム電池の充
電特性を示すグラフである。 １０・・・充電用電源 １１・・・半導体スイッチｔ３
ｐ、 １３ｎ・・・電池接続端子 １６・・パゴンデン
サ１７、１８・・・差動増幅器 １９・・・制御回路２
０・・・鋸歯状波発生回路 ２１・・・比較器 ２２・
・・電池時 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 １ｇ 第 １ 図 第 ２ 聞 第 ３ 良 たｇＬ呵閣 第 ４ 記
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、充電電流を検出する電流検出抵抗と、充電電流をオ
ン、オフ制御するスイッチと、前記電流検出抵抗の端子
電圧を検出する抵抗電圧検出手段と、充電すべき電池の
端子電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記抵抗電圧
検出手段の出力に関連してパルス幅変調した充電電流を
流すべく前記スイッチを制御するスイッチ制御手段と、
電池の端子電圧が最高となった時点以降に充電電流を停
止させる手段とを備えていることを特徴とする充電回路
。 ２、充電している電池の端子電圧が、下降傾向を示した
場合に充電を停止する特許請求の範囲第１項に記載した
充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26244987A JPH01107625A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26244987A JPH01107625A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 充電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107625A true JPH01107625A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17375943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26244987A Pending JPH01107625A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107625A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0549182A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-02-26 | Sharp Corp | 組電池の充電装置 |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP26244987A patent/JPH01107625A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0549182A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-02-26 | Sharp Corp | 組電池の充電装置 |
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