JPH02197221A - 蓄電池充電装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、商用電源と蓄電池（バッテリ）とを併用する
機器に使用される蓄電池充電装置に関する。

［従来の技術］ 従来、例えばＲＡＭを内蔵した電子機器において、シス
テム電源オフ時にＲＡＭのメモリバックアップを２次電
池等のバッテリで行なうようにしたものがある。

このようなメモリバックアップ回路の従来例を第３図に
示す。同図において、１はＲＡＭ、２はメモリバックア
ップ用のバッテリ、３はダイオドと抵抗の直列回路から
なる上記バッテリ２の充主回路、４はシステム電源のオ
フ状態を検出する電源オフ検出回路、５は上記電源オフ
検出回路４がシステム電源オフ検出時にはオン動作し、
システム電源オフ非検出時にはオフ動作するスイッチン
グ素子としてのトランジスタである。すなわち、電源オ
フ検出回路４がシステム電源からの＋５ボルト電圧のダ
ウンを検知するとＲＥ端子からのリセット信号Ｓ１が有
効となり、このリセット信号Ｓ１が電源バックアップさ
れたインバータ６．７を介してトランジスタ５のベース
に与えられ、これによりトランジスタ５がオン動作する
。その結果、バッテリ２が放電を開始してその放電電圧
がトランジスタを介してＲＡＭ１に印加され、ＲＡＭ１
のメモリバックアップか行なわれる。

その後システム電源が投入されると、電源オフ検出回路
４からのリセット信号Ｓ１が無効となり、トランジスタ
５がオフ動作する。その結果、バッテリ２の放電が停止
され、ＲＡＭＩにはシステム電源からの＋５ボルト電圧
がダイオード８を介して印加される。また、システム電
源からの＋１２ボルト電圧が充電回路３に印加され、こ
の充電回路３からバッテリ２に充電電流が供給される。

その結果、バッテリ２か充電される。

ところで、バッテリ２への充電時において、充電回路３
から供給される充電電流が大きいと、充電時間が長時間
化した場合に過充電となり、バッテリ２の寿命に悪影響
を及ぼすおそれがある。このため、従来はバッテリ充電
電流を小さなものに抑制して、バッテリ２の過充電を防
止していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、従来はバッテリ充電電流が小さく抑制されて
いたため、バッテリの満充電までに時間がかかりすぎ、
短時間でシステム電源がダウンした場合に充電が不充分
となる問題があった。

そこで本発明は、バッテリの放電後はその放電時間に応
じた時間だけ大電流の急速充電電流で充電し、その後は
小電流の低速充電電流に切換ることにより、過充電の防
止を図りつつ満充電までの時間を短縮できる蓄電池充電
装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本願第１の発明は、バッテリ放電時の放電時間を計時す
る放電時間計時手段と、この計時手段により計時された
放電時間から急速充電１１！１間を算出する演算手段と
、システム電源投入によるバッテリ充電時の充電時間を
計時する充電時間計時手段と、この計時手段による充電
時間が演算手段により算出された急速充電時間に達する
まではバッテリに対する充電電流を急速充電ｉｕ流とし
、その後は低速充電電流に切換える充電電流切換手段と
を備えた蓄電池充電装置である。

本願第２の発明は、バッテリ放電時の放電時間を積算し
て計時する放電時間積算手段と、この積算手段による放
電時間の積算値から急速充電時間を算出する演算手段と
、システム電源投入によるバッテリ充電時の充電時間を
積算して計時する充電時間積算手段と、この積算手段に
よる充電時間積算値が演算手段により算出された急速充
電時間に達するまではバッテリに対する充電電流を急速
充電電流とし、その後は低速充電電流に切換えるととも
に各積算手段による時間積算値をクリアする充電電流切
換手段とを備えた蓄電池充電装置である。

［作　用］ 本願第１の発明の蓄電池充電装置であれば、バッテリの
放電が行なわれるとその放電時間が放電時間計時手段に
よって計時される。その後、システム電源が投入される
とバッテリに対して急速充電電流により充電が行なわれ
るとともにその充電時間が充電時間計時手段によって計
時される。そして、充電時間計時手段によって計時され
る充電時間が上記放電時間計時手段により計時された放
電時間に基いて算出された急速充電時間に達すると、バ
ッテリに対する充電電流が低速充電電流に切換えられる
。

また、本願第２の発明の蓄電池充電装置であれば、バッ
テリの放電が行なわれるとそのの放電時間が放電時間積
算手段によって計時される。その後、システム電源が投
入されるとバッテリに対して急速充電電流により充電が
行なわれるとともにその充電時間が充電時間積算手段に
よって計時される。ただし、充電時間積算手段によって
計時される充電時間が上記放電時間積算手段により計時
された放電時間に基いて算出された急速充電時間に達す
る前にシステム電源がオフすると、その後のバッテリ放
電時間が前回の値に積算して計時される。そして、再度
システム電源が投入されると、バッテリの充電時間が前
回の値に積算して計時される。そして、充電時間積算手
段によって計時される充電時間の積算値が上記放電時間
積算手段により計時された放電時間の積算値に基いて算
出された急速充電時間に達すると、充電電流が低速充電
電流に切換えられるとともに、各積算手段による時間積
算値がクリアされる。

［実施例コ 以下、本発明をＲＡＭのメモリバックアップ用バッテリ
に適用した一実施例について、図面を参照しながら説明
する。

第１図はこの実施例の回路構成図である。なお、第３図
の従来回路と同一部分には同一符号を付し、詳しい説明
は省略する。第１図において、１０はシステム電源の□
＋１２ボルト電圧端子とバッテリ２の正極との間に介在
された充電回路であって、３端子レギュレータ１１．抵
抗Ｒ１およびＲ２の直列回路と、抵抗Ｒ２に並列接続さ
れたＮＰＮ型トランジスタ１９と、このトランジスタ１
９のベース・エミッタ間抵抗Ｒ３とから構成される。

１２はバッテリ２の放電時における放電時間を計時する
だめの放電タイマであり、インバータ６の出力信号Ｓ２
が有効になると計時動作を開始し、同出力信号Ｓ２が無
効になると計時動作を停止する。１３はバッテリ２の充
電時における充電時間を計時するための充電タイマであ
り、インバータ６の出力信号Ｓ２と後述する一致回路１
６の出力信号Ｓ４との論理積否定を演算するナントゲー
ト１４の出力信号Ｓ３が有効になると計時動作を開始し
、同出力信号Ｓ３が無効になると計時動作を停止する。

なお、上記両タイマ１２．１３はともにバックアップ電
源ＶＢＢによりバックアップされている。

演算回路１５は、システム電源からの＋５ボルト電圧が
印加されることにより動作し、前記放電タイマー２から
の計数データ（放電時間）ＤＩを取込み、予め設定され
た急速充電電流１ａｌとバッテリ２の放電電流Ｉｂとに
基いて急速充電時間Ｔａｎを算出する。一致回路１６は
、同じくシステム電源からの＋５ボルト電圧が印加され
ることにより動作し、上記演算回路１５にて算出された
データ（急速充電時間Ｔａｎ）Ｄ２を取込むとともに、
前記充電タイマ１３からの計時データ（充電時間）Ｄ３
を随時取込み、両データが一致したならばＭ端子からの
出力信号Ｓ４を有効とする。

上記一致回路１６のＭ端子は前記両タイマー２゜１３の
クリア端子ＣＬに接続されており、このＭ端子からの出
力信号Ｓ４が有効時に両タイマー２゜１３はクリア動作
を行なう。また、上記Ｍ端子はナントゲート１７．１８
の直列回路を介して前記トランジスター９のベースにも
接続されている。

すなわち、トランジスター９は一致回路１６の出力信号
Ｓ４が無効であればオン動作して充電回路１０からのバ
ッテリ充電電流を大電流の急速充電電流とし、有効であ
ればオフ動作してバッテリ充電電流を小電流の低速充電
電流に切換える。

次に、このように構成された本実施例の動作を第２図の
タイムチャートを用いて説明する。システム電源の投入
により時点ｔｏからの初期充電動作によってバッテリ２
がほぼ満充電された状態で、時点ｔ１にてシステム電源
がダウンすると、それを電源オフ検出回路４が検出し、
リセット信号Ｓ１を有効にする。これによりトランジス
タ５がオン動作してバッテリ２の放電電流Ｉｂによる放
電が開始され、ＲＡＭ１のメモリバックアップが行なわ
れるとともに、インバータ６からの出力信号Ｓ２が有効
となるので放電タイマ１２の計時動作が開始される。

時点ｔ２にてシステム電源が再投入されると、電源オフ
検出回路４からのリセット信号Ｓｌが無効となる。これ
により、トランジスタ５がオフ動作してバッテリ２から
の放電が停止され、ＲＡＭ１にはシステム電源からの５
ボルト電圧がダイ第〜ド８を介して印加される。このと
き、一致回路１６からの出力信号Ｓ４は無効でありトラ
ンジスタ１９がオン動作しているため、充電回路１ｏの
作用により急速充電電流１ａｌによるバッテリ２の充電
が行なわれる。

一方、インバータ６からの出力信号ｓ２が無効となるの
で、放電タイマ］２の計時動作が停止される。同時に、
ナントゲート１４がらの出力信号Ｓ３が有効となるので
充電タイマ１３の計時動作が開始される。また、システ
ム電源がらの＋５ボルト電圧の供給により演算回路１５
が動作し、放電タイマ１２の計数データ（放電時間Ｔｂ
１）ＤＩが取込まれる。そして、次の（１）式に基いて
上記放電時間Ｔｂｌに対する急速充電時間Ｔａｌが算出
される。

Ｔａ１＝　　（（Ｚ　ｘ　Ｉ　ｂ　　ｘＴｂｌ）　　／
　Ｉａｌ　　　　　＝・（１）（αは任意係数） さらに一致回路１６も動作し、演算回路１５がらの演算
データ（急速充電時間Ｔａ１）Ｄ２が取込まれるととも
に充電タイマ１３の計数データ（充電時間Ｔｅ１）Ｄ３
が随時取込まれ、両データＤ２Ｄ３が比較される。そし
て、時点ｔ３にて両データＤ２．Ｄ３が一致すると、す
なわち充電タイマ１３により計時されている充電時間Ｔ
ｅｌが演算回路１５によって算出された急速充電時間Ｔ
ａｌに一致すると出力信号Ｓ４が有効となる。これによ
り、トランジスタ１９がオフ動作し、充電回路１ｏの作
用により低速充電電流１ａ２によるバッテリ２の充電が
継続される。また、ナントゲート１４がらの出力信号が
無効となるため、充電タイマ１３の計時動作が停止され
る。同時に各タイマ１２゜１３のクリア端子ＣＬに供給
される出力信号ｓ４が有効となるので、各タイマ１２．
１３はクリアされる。

その後、時点ｔ４にてシステム電源が再度ダウンすると
、同様にしてバッテリ２の放電電圧がＲＡＭＩに印加さ
れるとともに、放電タイマ１２によってその放電時間Ｔ
ｂ２が計時され、時点ｔ５にてシステム電源がオン復帰
すると、急速充電電流Ｉａｌによるバッテリ２の充電が
行なわれるとともに、その充電時ｆｉｊｌ　Ｔ　ｃ２が
計時される。

ここで、充電タイマ１３により計時される充電時間Ｔｃ
２が演算回路１５により算出された急速充電時間Ｔａ２
に達する前の時点ｔ６にてシステム電源が再度ダウンす
ると、充電タイマ１３による計時動作が停止されると同
時に放電タイマ］２によるバッテリ放電時間の計時動作
が再開される。このとき、放電タイマ１２は電源がバッ
クアップされており、前回の計時動作後にリセットされ
ていないため、前回の計時値Ｔｂ２に今回の計時値が累
計される。また、充電タイマ１３も電源がバックアップ
されリセットされないため、その後の時点ｔ７にてシス
テム電源がオン復帰すると、前回の計時値Ｔｅ２から計
時動作が再開される。

すなわち、充電時間Ｔｅｎがそのときの急速充電時間Ｔ
ａｎに達する以前にシステム電源がダウンする動作が繰
返されると、放電タイマ１２により計時される放電時間
、および充電タイマ１３により計時される充電時間は積
算される。そして、システム電源がオン復帰する毎に放
電タイマ１２にょる放電時間積算値ΣＴｂｎに基いてつ
ぎの（２）式から急速充電時間Ｔａｎが算出され、充電
タイマ１３による充電時間積算値ΣＴｅｎと比較される
。

Ｔａｎ＝　（（ＺＸ　Ｉｂ　ｘΣＴ　ｂｎ）　／　Ｉ　
ａｌ　　　　−（２）その後、時点ｔ１２にて充電タイ
マ１３による充電時間積算値（Ｔ　ｃ２＋　Ｔ　ｃ３＋
Ｔ　ｃ４＋　Ｔ　ｃ５）がそのときの急速充電時間Ｔａ
５に一致すると、前述したように低速充電電流Ｉ　ａ２
によるバッテリ２の充電に切換わり、各タイマ１２．１
３がクリアされる。

このように本実施例によれば、バッテリ２の放電時間を
放電タイマ１２で計時し、システム電源が投入されると
その放電時間に対する急速充電時間を演算回路１５で算
出して、この急速充電時間に達するまで大電流の急速充
電電流でバッテリ２の充電を行ない、急速充電時間経過
後は小電流の低速充電電流による充電に切換えるように
したので、常時小電流の低速充電電流でバッテリ２の充
電を行なうようにした従来装置よりも満充電までの時間
を短縮できる。また、演算回路１５で使用される係数α
を適切な値に設定することによりバッテリ２か満放電に
なる前に低速充電電流に切換えられるので過充電を防止
でき、バッテリ２の長寿命化をはかり得る。しかも、シ
ステム電源復帰時に急速充電電流によるバッテリ２の充
電を行なうので、システム電源が短時間でダウンしても
放電時間が長くなる。

また、各タイマ１２．１３はバックアップ電源によりバ
ックアップされており、しがち充電時間がそのときの急
速充電時間に達するまではクリアされないので、バッテ
リ２の充・放電が短時間で繰返された場合にはその放電
時間と充電時ｔ８ノはそれぞれ積算され、この積算値に
基いて急速充電電流と低速充電電流の切換が制御される
。したがって、充・放電が短時間で繰返される場合にも
対応できる。

なお、各タイマ１２．１３によってバッテリ２の放電時
間および充電時間を監視するので、バッテリ２の満充電
までの時間やバックアップ可能時間等を予測することは
容易である。また、演算回路１５をマイクロプロセッサ
で構成することによって、バッテリ１の初期充電時にお
ける急速充電時間もこの演算回路１５により簡単に設定
できるようになる。

なお、前記実施例ではＲＡＭＩのメモリバックアップ用
としてのバッテリ２に適用したが、これに限定されるも
のではなく、商用電源（システム電源）とバッテリとを
併用する機器全般に適用できるのは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、バッテリの放電
後はその放電時間に応じた時間だけ大電流の急速充電電
流で充電し、その後は小電流の低速充電電流に切換るこ
とにより、過充電の防止を図りつつ満充電までの時間を
短縮できる蓄電池充電装置を提供できる。

また、短時間でバッテリの充・放電が繰返される場合も
過充電の防止を図りつつ満充電までの時間を短縮できる
蓄電池充電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す回路図、第２図
は同実施例の動作を説明するためのタイムチャート、第
３図は従来の構成を示す回路図である。 ２・・・バッテリ（蓄電池）、４・・電源オフ検出回路
、５，１９・・・トランジスタ、１ｏ・・・充電回路、
１２・・・放電タイマ、１３・・・充電タイマ、１５・
・・演算回路、１６・・・一致回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 、− 験

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蓄電池放電時の放電時間を計時する放電時間計時
   手段と、この計時手段により計時された放電時間から急
   速充電時間を算出する演算手段と、システム電源投入に
   よる蓄電池充電時の充電時間を計時する充電時間計時手
   段と、この計時手段による充電時間が前記演算手段によ
   り算出された急速充電時間に達するまでは前記蓄電池に
   対する充電電流を急速充電電流とし、その後は低速充電
   電流に切換える充電電流切換手段とを具備したことを特
   徴とする蓄電池充電装置。
2. （２）蓄電池放電時の放電時間を積算して計時する放電
   時間積算手段と、この積算手段による放電時間の積算値
   から急速充電時間を算出する演算手段と、システム電源
   投入による蓄電池充電時の充電時間を積算して計時する
   充電時間積算手段と、この積算手段による充電時間積算
   値が前記演算手段により算出された急速充電時間に達す
   るまでは前記蓄電池に対する充電電流を急速充電電流と
   し、その後は低速充電電流に切換えるとともに前記各積
   算手段による時間積算値をクリアする充電電流切換手段
   とを具備したことを特徴とする蓄電池充電装置。