JPH03253231A - バッテリ充電器 - 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】 り産業上の利用分野〕 本発明は、バッテリの過充電を防止する保護回路を有す
るパンテリ充電器に関する。

こ従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来よ
り、バッテリ充電器においては、バッテリの過充電を防
止するために、タイマ等を使用して充電電流を供給する
時間を設定された時間のみに制限する方式、あるいはバ
ッテリ電圧が所定の電圧に達した時点で充電電流を遮断
する方式等が採用されている。

しかし、従来の方式では、充電時間、あるいは充電を遮
断する電圧は予め設定されているため、画一的な動作し
かできず、それ故に、その設定条件に適合しないバッテ
リを使用した場合には、バッテリの過充電の防止機能は
十分に達成されなかった。このため、種々のバッテリに
適合させる場合には、充電時間、充電電圧等の再設定を
個々に行わなければならなかった。

そこで、本発明では、充電されるバッテリの種類が異な
る場合或いはその特性にバラツキがある場合でも、予め
充電条件を各々個別に設定することなく過充電を有効に
防止できる保護機能を有するパフテリ充電器を提供する
こと、をその目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のバッテリ充電器は、所定の充電電流をバッテリ
に供給する供給回路と、バッテリの過充電を防止する保
護回路とを備えており、前記保護回路は、前記バッテリ
の電圧を検出するバ・ンテリ電圧検出手段と、前記バッ
テリ電圧検出手段により検出された検出バッテリ電圧の
最大ピークを検出して最大ピーク検出信号を生成する最
大ピーク検出手段と、前記最大ピーク検出信号により計
時を開始し所定時間経過後に制御信号を送出する遮断タ
イマと、前記遮断信号により前記充電電流を遮断する遮
断手段とを有することを特徴とする。

［作用］ バッテリが充電される場合には、特にＮ１−ｃｄ電池で
は第３図に示すようなバッテリの充電時間とバッテリ電
圧との関係がある。すなわち、パンテリに充電器を接続
し充電を開始すると、パンテリ電圧は充電時間に略比例
して増加して行く。

そして、バッテリの充電が進み、充電が完了に近づくと
、その増加量は少なくなり、充電の完了時にバッテリ電
圧は最大ピークに達する。その後、バッテリは過充電状
態になり、この過充電状態ではパンテリ電圧は最大ピー
クから下降に転しる。

本発明のバッテリ充電器は、バッテリ電圧を検出するバ
ッテリ電圧検出手段と、そのバ・ノテリ電圧の最大ピー
クを検出して最大ピーク信号を生成する最大ピーク検出
手段とを有している。このため、前述したバッテリの充
電特性が持つ性質、すなわちバッテリ電圧は充電完了時
が最も高い値（最大ピーク）を示し、過充電状態になる
に従って低下する性質に着目し、バッテリ電圧が最大と
なる時点の最大ピーク電圧を充電完了の電圧値として利
用している。本発明のバッテリ充電器は、バッテリ電圧
が最大ピークとなったときに最大ピーク検出信号を生成
する最大ピーク検出手段と、その検出信号により計時を
開始する遮断タイマとを有するため、検出バッテリ電圧
が最大ピークを検出して所定時間経過後の充電の完了が
確実になった時点で、充電電流を遮断する。このような
制御は、バフテリの種類等に関係なく一般のバッテリが
持つその充電特性によって自動的に作動する。

なお、遮断手段によって遮断される充電電流とは、バッ
テリを実質的に充電するための電流であり、充電された
電圧を維持するためのトリクル電流等を含まない。

〔実施例〕

本発明に従うバッテリ充電器の一実施例を第１図から第
３図を参照して説明する。第１図は本実施例のバッテリ
充電器の構成を示すブロンク図であり、第２図は同しく
本実施例のバッテリ充電器の動作を説明するフローチャ
ートである。

本実施例のパンテリ充電器は、バッテリとしてニラカド
蓄電池が使用され、充電時間が１時間程度であり、第１
図に示すように、交流電源を整流、平滑する直流化回路
１と、直流化回路１の出力電流を安定化して所定の充電
電流をバッテリ４に供給する供給回路２と、バッテリ４
の過充電を防止する保護回路３とを有している。

保護回路３は、バッテリ４の電圧を検出するバッテリ電
圧検出手段３１と、パンテリ電圧検出手段３１によって
検出したパンテリ電圧検出信号のノイズを除去するフィ
ルタ手段３２と、供給回路２からバッテリ４に供給され
る充電電流を検出する充電電流検出手段３３と、充電電
流検出手段３３が充電電流を検出することより始動する
第１タイマ３４ａ及び第２タイマ３４ｂと、フィルタ手
段３２を経由したバッテリ電圧検出信号の最大ピークを
検出する最大ピーク検出手段３５と、最大ピーク検出手
段３５に最大ピークが検出された時点で計時を開始し所
定時間後に制御信号を送出する遮断タイマ３６と、遮断
タイマ３６からの制御信号または第２タイマ３４ｂから
の信号により遮断信号を生威し、この遮断信号により供
給回路２を非供給状態にしてバッテリ４への充電電流の
供給を遮断する遮断手段３７と、を有している。

以上のように構成される本実施例のバッテリ充電器は、
第２図のフローチャートに示すように動作する。

まず、ステップＳ−１００でバッテリ４が接続されると
、直流回路１によって所定の電圧の直流に変換され供給
回路２によって安定化された充電電流がバッテリ４に供
給される。なお、充電電流の遮断、導通等の制御は、従
来のバッテリと同様に供給回路２のトランジスタ（図示
せず）を０Ｎ−ＯＦＦｌ［することによって行われる。

バッテリ４の電圧Ｅｖは常時パンテリ電圧検出手段３１
によって検出され、また、バッテリ４に供給される充電
電流は充電電流検出手段３３によって検知される（ステ
ップＳ−１０２）。

ステップＳ−１０４で充電電流検出手段３３が充電電流
を検出する、すなわち、パンテリ４への充電が開始され
たことを検知し、それと同時に、第１タイマ３４ａ及び
第２タイマ３４ｂの計時がスタートする。これらのタイ
マには、第１タイマの設定時間ＴＩ及び第２タイマの設
定時間Ｔ２がそれぞれ設定される。設定時間Ｔ１及びＴ
２は充電されるバッテリの標準仕様等に適合するように
適宜設定され、本実施例では第１タイマ３４ａの設定時
間Ｔ１として５分程度、第２タイマ３４ｂの設定時間Ｔ
２として１時間充電の２５％増しの１時間１５骨柱度と
している。この設定時間Ｔ１は、第３図に示すように、
ニラカド蓄電池を充電する際の初期に見られる第１のピ
ークＰ１が生ずる時間を越える時間に設定され、設定時
間Ｔ２は充電が完了する第２ビークＰ２が生ずる時間を
越える時間に設定される。

ステップＳ−１０６において、第１タイマ３４ａが設定
された時間Ｔ１をカウントしたかどうかが判断される。

設定された時間Ｔ１を計時すると、ステップＳ−１０８
に進み、第１タイマ３４ａは最大ピーク検出手段３５を
始動させる。この最大ピーク検出手段３５は、バッテリ
電圧の検出信号を遂時比較して最大ピークか否かを判断
している。

ステップＳ−１１０ではバッテリ４の電圧Ｅｖはバッテ
リ電圧検出手段３１、検出された電圧信号からノイズを
除去するフィルタ手段３２を経て最大ピーク検出手段３
５によってバッテリ電圧の最大ピーク（Ｐ２）が検出さ
れ満充電が確認される。

そして最大ピーク検出信号が生成され遮断タイマ３６に
送出される。

次に、ステップＳ−１１２に移り、遮断タイマ３６が最
大ピーク検出信号によって計時を開始する。すなわち、
最大ピーク検出手段３５によってバッテリ電圧の最大ピ
ークを検出し満充電を確認した時点より計時を開始する
ことになる。ステップ１１４では、最大ピーク検出後の
経過時間をカウントしてその時間が予め所定時間に設定
された設定時間Δｔと比較される。カウントが設定時間
ΔＬを越えた場合には、ステップＳ−１１６に移行する
。なお、設定時間Δｔとして本実施例では１分程度が設
定される。設定時間Δｔは通常３０秒から５分程度の範
囲で設定されており、充電されるパンテリの種類等によ
って適宜の時間が設定される。この設定時間Δｔが経過
したら制御信号が遮断手段３７に送出される。ステップ
Ｓ−１１６では、遮断タイマ３６からの制御信号に基づ
いて遮断手段３７が遮断信号を生成し、かかる遮断信号
が供給回路２に供給される。かくすると、遮断信号によ
り供給回路２のトランジスタ（図示せず）がＯＦＦＩＩ
ｍされ、充電電流の供給が停止される。

なお、充電電流の遮断後において、急速充電のようにト
リクル電流として微小の所定電流をパンテリ４に供給す
ることもできる。

また、ステップＳ−１０４において、第２タイマ３４ｂ
が始動すると、ステップＳ−１１８に進み、ステップＳ
−１１８において、そのカウントが設定された所定の時
間Ｔ２に達したかどうかが判断される。第２タイマ３４
ｂのカウントが設定時間Ｔ２に達すると、ステップＳ−
１１０の判断にかかわらず、ステップＳ−１１６に移行
し上述と同様にして充電電流を遮断する。これは、設定
時間Ｔ２に達しても充電電流が遮断されないときには、
充電電圧の最大ピーク検出による保護回路が正常に作動
しなかったものとみなし、強制的に充電電流を遮断して
、バッテリ、充電器等を過充電から確実に保護する安全
策としての機能である。

なお、ステップＳ−１０６にて第１タイマ３４ａのカウ
ントが設定時間Ｔ１を超えたかどうかを判断し、超えた
場合にステップＳ−１０８で最大ピーク検出手段３５を
スタートさせているが、これは、第３図のニラカド蓄電
池の充電特性において、充電初期に見られるバッテリ電
圧のピーク現象（ＰＬ　）によって発生する誤動作を回
避するためである。このように、第１タイマ３４ａ５第
２タイマ３４ｂの設定値Ｔ１及びＴ２は、充電特性に起
因する誤動作の防出やバックアップとして作動させるた
めの適当値を設定する。

なお、第１タイマ３４ａ、第２タイマ３４ｂによる制御
は上述した方式に限られず、例えば第１タイマ３４ａ及
び第２タイマ３４ｂが共に最大ピーク検出手段３５の制
御を行う方式でもよい。

このように、本実施例では、本発明に従う基本構成に加
えて誤動作防止やバックアップの機能を備えている。

また、上記実施例にバッテリ電圧の最大ピーク値より所
定電圧低下した時に充電を遮断する保護機能を付加する
こともできる。

なお、本実施例は家庭用電源に接続して使用するもので
あるが、カーバッテリ等を電源とすることもでき、上記
に示した実施例に特に限定されるものではない。発明の
基本構成を有するバッテリ充電器であれば、必要に応じ
て所定の機能を付加することも可能であり、当然、この
発明の範囲に含まれる。

また、各手段は、アナログ方式又はディジタル方式のい
ずれでも適用することができ、−船釣にはマイクロコン
ピュータが主な機能を担っている。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように、本発明のバッテリ充
電器は、バッテリの充電特性に着目しその性質を利用し
たものであり、バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧
検出手段と、バッテリ電圧の最大ピークを検出し満充電
を検知する最大ピーク検出手段と、最大ピーク検出後に
所定時間計時する遮断タイマと、遮断タイマの制御信号
により充電電流を遮断する遮断手段とを有する保護回路
を有している。

そのため、本発明のバッテリ充電器は、充電されるバッ
テリの充電特性に応じて自動的にその充電完了を検知し
充電電流を遮断することができる。

その結果、バッテリの充電特性の違いに関係なく適確な
過充電防止が可能となり、バッテリ充電器の利便性の大
幅な向上が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる実施例のバッテリ充電器の構成
を表すブロック図であり、第２図は同しくその動作手順
を示すフローチャート図である。 第３図はバッテリの充電特性の一例を示す特性図である
。 ２・・・供給回路　　　３・・・保護回路４・・・バッ
テリ ３１・・・バッテリ電圧検出手段 ３５・−・最大ピーク検出手段 ３６　・ ３７　・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の充電電流をバッテリに供給する供給回路と、
   バッテリへの過充電を防止する保護回路とを備えるバッ
   テリ充電器において、 前記保護回路は、前記バッテリの電圧を検出するバッテ
   リ電圧検出手段と、前記バッテリ電圧検出手段により検
   出された検出バッテリ電圧の最大ピークを検出して最大
   ピーク検出信号を生成する最大ピーク検出手段と、前記
   最大ピーク検出信号により計時を開始し所定時間経過後
   に制御信号を送出する遮断タイマと、前記制御信号によ
   り前記充電電流を遮断する遮断手段とを有することを特
   徴とするバッテリ充電器。