JPH0154943B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 この発明は、二次電池の充電装置に関する。

(b) 発明の概要 この発明に係る充電装置は、例えば商用交流電
源の電圧が所定の電圧以下に低下したときに、電
池電源による高周波補助電源に切り換え、放電灯
を点灯させる放電灯点灯装置（通常、非常灯ある
いは誘導灯と呼ばれている。）において商用交流
電源による点灯時、すなわち通常時に前記電池に
充電をしているが、その充電効率を向上させると
ともに、電源電圧の変動に左右されない位相制御
型の定電流充電装置に関するものである。

(c) 従来の技術 一般に二次電池の充電装置としては、商用交流
電源をトランスで降圧して、ダイオードなどで整
流し、充電電源を制限するための抵抗を介して二
次電池を充電している。

(d) 発明が解決しようとする課題 ところが、従来の一般的な充電装置には次に述
べる欠点があつた。まず、充電電源が多くなると
電流制限用抵抗での損失が大きくなり、抵抗器が
大型化するとともに高価になる。また、電源電圧
の変動に応じて充電電流も大幅に増減するために
電池に対する適正な充電電流値を保つことが困難
である。また、ツエナーダイオードやトランジス
タなどを用いて定電流充電装置を構成することも
可能であるが、前記の電流制限抵抗が自動式の可
変抵抗になつたのと等しく損失が大きく、放熱板
などが必要である。しかも低電圧のツエナーダイ
オードを用いた定電流回路では一定電流を得にく
いなどの欠点があつた。

この発明の目的は、電流制限用抵抗を非常に小
さくし、ツエナーダイオードの基準電圧を用いる
ことなく、二次電池の充電電流を基準として用
い、電源電圧の変動に係わらず、定電流充電でき
るようにした充電装置を提供することにある。

(e) 課題を解決するための手段 この発明の充電装置は、交流入力電源を整流す
る整流回路と、この整流回路の出力に二次電池と
ともに直列に接続したサイリスタと、前記整流回
路の出力に接続した抵抗およびコンデンサからな
る時定数回路と、前記サイリスタをバイパスして
前記二次電池に流れる充電電流を検出する電流検
出抵抗と、この電流検出抵抗の降下電圧に対する
前記時定数回路の出力電圧差が一定値を越えたと
き前記サイリスタをオンさせるゲート電流を発生
するゲート電流制御回路を設けたことを特徴とし
ている。

(f) 作用 この発明の構成例とその動作例を第１図および
第３図に示す。

第１図において１は交流電源ｅに接続された降
圧トランスであり、二次巻線にはダイオードブリ
ツジ２が接続されている。ダイオードブリツジ２
の出力側には充電電流制御回路３が接続され、電
源電圧の上昇時に導通角を狭くし、電源電圧の低
下時に導通角を広くして電源電圧の変動に関係な
く略一定の充電電流が流れるようにしている。充
電電流制御回路３はサイリスタ３０と、このサイ
リスタのゲート電流制御回路であるトリガ用トラ
ンジスタ３１と、抵抗３２およびコンデンサ３３
からなる時定数回路と、前記サイリスタ３０をバ
イパスして二次電池の充電電流が流れる電流検出
抵抗３４および抵抗３５と、充電のピーク電流を
抑えるための抵抗３６と、電流の逆流防止用ダイ
オード３７とから構成されている。上記充電電流
制御回路３の負荷側には二次電池４が接続されて
いる。

交流電源ｅが印加されると、第３図ａ，ｂに示
すように降圧トランス１で所定の電圧に降下され
た後、ダイオードブリツジ２により整流され、ダ
イオード３７、抵抗３６、二次電池４および抵抗
３５，３４を介して微弱な充電電流（数μA）が
流れ、トランジスタ３１のベースに入力電圧に応
じたプラスの電圧が印加される。これとともに、
抵抗３２およびコンデンサ３３からなる時定数回
路にも微弱な電流が流れ、この電流により抵抗３
２とコンデンサ３３の接続点すなわちトランジス
タ３１のエミツタ電位はコンデンサ３３の充電に
伴い上昇することになる。コンデンサ３３の充電
電圧が上昇してトランジスタ３１のエミツタ電位
がベース電位より約0.7Vより高くなつたとき、
第３図ｃ，ｄに示すようにトランジスタ３１が導
通してサイリスタ３０のゲートにトリガ電流が流
れてサイリスタ３０がオンする。これにより第３
図ｅに示すように二次電池４に充電電流が流れ、
充電が行われる。

今、交流入力電圧ｅが上昇した場合を考える
と、各部の波形は第３図ａ〜ｅにおいて破線で示
すようになる。すなわち、電池の一般的な特性か
ら、電池への入力電圧が上昇すると電池への流入
電流（充電電流）は入力電圧の上昇比率以上に上
昇するために、交流入力電圧が上昇すると、トラ
ンジスタ３１のベース電位は、電池電圧が一定で
あるために、交流入力電圧の上昇比率以上に上昇
する。これに対しトランジスタ３１のエミツタ電
位は交流入力電圧に比例して上昇する。このた
め、トランジスタ３１の導通が遅れて、サイリス
タ３０のオンタイミングも遅れる。したがつてサ
イリスタ３０の導通角は狭まり、入力電圧の上昇
に係わらず平均充電電流の増加はない。交流入力
電圧に降下したときには、上述と逆の動作とな
り、サイリスタ３０の導通角が広くなるように作
動する。このように交流入力電圧の変動（±10％
程度）には何ら影響を受けず一定の平均充電電流
が得られる。

(g) 実施例 この発明の実施例である放電灯点灯装置の回路
図を第２図に示す。

この放電灯点灯装置は、商用交流電源の電圧が
所定の電圧以下に低下したときに、電池電源によ
り作動する高周波インバータの出力により放電灯
を点灯させる装置であり、通常非常時あるいは誘
導灯と呼ばれているものである。なお、トランス
１、ダイオードブリツジ２、充電電流制御回路
３、二次電池４は第１図に示した回路と同様の構
成である。

交流入力電源ｅとして商用交流電源が印加され
ていると、検出回路５によりスイツチ回路６がオ
フとなり、電池４から高周波インバータ回路７に
電源が供給されないため、高周波インバータ回路
７は作動しない。一方、交流入力電源ｅは安定器
８を介して放電灯９の両フイラメント間に印加さ
れ、起動回路１０の作動により放電灯９が点灯
し、かつ持続する。

次に商用交流電源が停電あるいは所定の電圧以
下に低下すると、検出回路５がこれを検出してス
イツチ回路６をオンする。これにより電池４から
高周波インバータ回路７に電源が供給され、高周
波トランス１１とにより、高周波電圧が発生・誘
起されて、放電灯９の両フイラメントが商用交流
電源阻止用コンデンサ１３，１３′を介して加熱
されるとともに、バラストコンデンサ１２を介し
て高圧高周波電圧が放電灯９の両フイラメント間
に印加されて放電灯９が起動点灯する。

(h) 発明の効果 以上のようにこの発明によれば、トランスおよ
びダイオードなどからなる整流回路を備え、二次
電池と直列にサイリスタを接続し、サイリスタを
バイパスして流れる充電電流を検出して、この充
電電流に基づいてサイリスタの導通角が定まるよ
うにしたため、交流入力電源電圧に係わらず二次
電池の平均充電電流が安定化される。これにより
二次電池への高効率充電が可能となるとともに、
二次電池の適正充電による長寿命化が図れる。さ
らに、これに伴い降圧トランスの小型軽量化が図
られ、トランジスタの放熱板も不要となつて全体
として小型軽量で低価格の充電装置を構成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成例を示す図、第２図は
この発明の実施例である放電灯点灯装置の回路図
である。第３図は第１図に示した充電装置の各部
の電流電圧波形図である。 ｅ……交流入力電源（商用交流電源）、１……
降圧トランス、２……ダイオードブリツジ、３…
…充電電流制御回路、４……二次電池、５……検
出回路、６……スイツチ回路、７……高周波イン
バータ回路、８……安定器、９……放電灯、１０
……起動回路、１１……高周波トランス、１２…
…バラストコンデンサ、３０……サイリスタ、３
１……トランジスタ（ゲート電流制御回路）、３
２，３３……時定数回路、３４……電流検出抵
抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流入力電源を整流する整流回路と、この整
   流回路の出力に二次電池とともに直列に接続した
   サイリスタと前記整流回路の出力に接続した抵抗
   およびコンデンサからなる時定数回路と、前記サ
   イリスタをバイパスして前記二次電池に流れる充
   電電流を検出する電流検出抵抗と、この電流検出
   抵抗の降下電圧に対する前記時定数回路の出力電
   圧差が一定値を越えたとき前記サイリスタをオン
   させるゲート電流を発生するゲート電流制御回路
   を設けたことを特徴とする充電装置。