JPH0386024A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バッテリ充電器に関する。

〔従来の技術〕

バッテリの充電に用いられるバッテリ充電器として、従
来より、例えば、タイマ機能を有するタイマ付充電器が
知られている。この種の充電器は、バッテリに充電電流
を供給する供給手段とこの供給手段を作動制御する制御
手段とを備え、制御手段はタイマ手段を含んでいる。制
御手段はタイマ手段の作動により供給信号が発生して供
給手段を供給状態にせしめ（これにより、充電電流がバ
ッテリに供給される）、またタイマ手段が作動後所定時
間を経過すると停止信号が発生して供給手段を供給停止
状態にせしめる（これにより、充電電流のバッテリへの
供給が停止される）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のバッテリ充電器では、バッテリへ
の充電開始から所定時間経過後に充電電流の供給を停止
する構成である故に、次の通りの解決すべき問題が存在
する。即ち、充電中にバッテリ又は供給手段に過電流が
流れたとしても充電開始から上記所定時間経過するまで
過電流が流れ続け、これによりバッテリ、バッテリ充電
器等が損壊するおそれがあった。なお、過電流に対する
保護回路を有するバッテリ充電器では、その保護回路は
複雑に構成されているため、コスト高となっていた。

本発明の主目的は、過電流が流れたときに供給手段から
の電流の供給を停止し、これによりバッテリ、バッテリ
充電器等の損壊を防止することができ、しかも構造とし
ては複雑とならず、低コストにて製造することができる
バッテリ充電器を提供することである。

（ｇｌ！題を解決するための手段〕 本発明のバッテリ充電器は、充電電流をパンテリに供給
する供給手段と、該供給手段を作動制御すると共にタイ
マ手段を有する制御手段と、を備え、該タイマ手段の作
動により、供給信号が発生して該供給手段を供給状態と
し、かつ、供給状態開始から所定時間経過後に、該タイ
マ手段が停止信号を発生して該供給手段を供給停止状態
とするバッテリ充電器において；上記バッテリに供給す
る充電電流が所定値を越えると異常信号を発生すると共
に該異常信号に基づいて上記供給手段を供給停止状態と
する保護手段を、備えたものである。

〔作用〕

かかるバッテリ充電器では、バッテリが正常に接続され
るとタイマ手段が作動し、制御手段は供給信号を発生す
る。かくすると、上記供給信号により供給手段が供給状
態となり、供給手段を通して充電電流がバッテリに供給
される。そして、充電開始後所定時間経過すると、制御
手段は供給停止信号を発生し、この供給停止信号により
供給手段が供給停止状態になって充電電流の供給が停止
される。また、充電中にて異常が発生して過電流が流れ
ると、保護手段は異常信号を発生する。かくすると、こ
の異常信号に基づいて供給手段が供給停止状態になり、
タイマ手段が所定時間を経過しなくても充電電流の供給
が停止される。

〔実施例〕

以下、実施例について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に従うパンテリ充電器の回路の一例を
示す回路図である。第１図において、図示のバッテリ充
電器は、充電電流をバッテリ２に供給する供給手段３と
供給手段３を作動制御する制御手段４を備え、この供給
手段３は直流化手段ｌを含んでいる。直流化手段１はト
ランス、整流器及び平滑コンデンサを有し、電源からの
交流電流を直流電流に整流し、この直流電流を充電電流
として供給手段３に供給する。

図示の供給手段３は、直流化手段１と端子１６゜１７の
間に配設され、第１の抵抗８、ダイオード１０、第１の
トランジスタ６、及び第２のトランジスタ７を有してい
る。

しかして、直流化手段ｌの正極は第１の抵抗日の一方の
端子に接続され、この第１の抵抗８の他方の端子はダイ
オードｌＯを介して出力端子１６に接続されている。ま
た、直流化手段１のゼロ電極（基準電位となる）は他方
の出力端子１７に接続されている。第１のトランジスタ
６のエミッタは、第１の抵抗８の上記一方の端子に接続
され、そのコレクタが第２の抵抗９を介して第１の抵抗
８の上記他方の端子に接続されている。また、第２のト
ランジスタ７のコレクタが第３の抵抗３０を介して第１
のトランジスタ６のベースに接続され、第２のトランジ
スタ７のエミッタが出力端子１７　（基準電位）に接続
されている。供給手段３は更に第３のトランジスタ１１
を備え、第３のトランジスタ１１は、エミッタがダイオ
ード１０のアノード側の端子に接続され、そのヘースが
第４の抵抗２３を介してダイオード１０のカソード側の
端子に接続されている。また、第１のトランジスタ６の
エミッタとベースの間には、相互に直列に接続された発
光ダイオード（ＬＥＤ）２２及び第５の抵抗３１が接続
されている。

次に、図示の制御手段４は、タイマ手段３５、第４のト
ランジスタ１３及び第５のトランジスタＩ４を有してい
る。タイマ手段３５はタイマＩＣｌ３とこのタイマＩＣ
に接続された一対のコンデンサ２５及ヒ抵抗２６から構
成されている。即ち、これらコンデンサ２５及び抵抗２
６によりタイマ時間（換言すると、タイマ手段の作動後
充電が終了するまでの時間）が設定され、コンデンサ２
５の容量及び抵抗２６の抵抗値を適宜変えることにより
上記タイマ時間を所望値に設定することができる。第４
のトランジスタ１３は、エミッタが第６の抵抗２４を介
して直流化手段ｌの正極に接続され、そのコレクタがタ
イマＴＣ１５の起動端子１８及び１９に接続されている
。なお、起動端子１８にあっては、抵抗３２を介して接
続されている。また、第５のトランジスタ１４は、コレ
クタが第４のトランジスタ１３のベースに接続され、そ
のエミッタが直流化手段ｌのゼロ電極（基準電位）に接
続されている。更に、タイマＩＣｌ３の出力端子２０．
２１は、抵抗２７を介して供給手段３における第２のト
ランジスタ７のベースに接続されている。

しかして、供給手段３と制御手段４との間には該供給手
段３を保護する保護手段５が設けられ、この図示の保護
手段５はツェナーダイオードＩ２から構成されている。

ツェナーダイオード１２は、方の端子が供給手段３にお
ける第３のトランジスタ１１のコレクタに接続され、そ
の他方の端子が制御手段４における第５のトランジスタ
１４のベースに接続されている。

次に、第１図と共に第２図乃至第５図を参照して、上述
したバッテリ充電器の動作を説明する。

まず、第１図乃至第３図を参照して正常時の動作につい
て説明すると、例えば時刻１．にて電源を投入し、しか
る後時刻Ｌ２にて供給手段３の出力端子１６．１７に第
１図に示す通りバッテリ２を接続すると、第１の抵抗８
及びダイオード１０を介して直流化手段１からの電流が
パンテリ２に供給される。バッテリ２に供給される電流
、即ち、起動電流は、第１の抵抗８の抵抗値により設定
される。

かくすると、第２図（１）に示す如く、ダイオード１０
の電圧降下により第３のトランジスタ１１の工５ツタと
ベースの間に電位差が生じ、第３のトランジスタ１１は
ＯＮ（導通）状態になる。このとき、出力端子電圧Ｅ、
は充電されるバッテリの電圧により急激に低下し、その
電圧にほぼ等しくなる。

ツェナーダイオード１２は、印加される逆方向電圧が設
定電圧（定格の充電電流に対応して生ずる部位Ａの電圧
、即ち第３のトランジスタ１１等の電圧降下等を考慮し
て本実施例では３■程度に設定される）以上であると矢
印の方向、即ち第３のトランジスタ１１のコレクタから
第５のトランジスタ１４のベースの方向に電流を流し、
上記設定電圧より小さいと上記矢印方向の電流を阻止す
る。従って、上述した如くして第３のトランジスタ１１
が第３図（＋）に示す様に、ＯＮ状態になると、ツェナ
ーダイオード１２に加わる電圧は上記設定電圧より高く
なり、ツェナーダイオード１２を通して第３図（［ｆｆ
）に示す如く、上記電流ｉｚが流れる。かく電流ｉｚが
流れると、第１図から容易に理解される如く、第５のト
ランジスタ１４がＯＮ状態になり、これにより更に第４
のトランジスタ１３がＯＮ状態になり、タイマＩＣｌ３
の起動端子１８．１９に始動電圧が印加され、かくして
タイマ手段３５は作動して計時を開始する。尚、第２図
及び第３図から理解される如く、上記電流ｉｚはバッテ
リ２を出力端子１６．１７ｅ接続した時刻ｔ２から若干
（０，１秒以下）経過した後筒５のトランジスタ１４の
ヘースに人力される。

かくの如くしてタイマ手段３５が作動すると、タイマＩ
Ｃｌ３からの出力信号（かかる出力信号が供給信号とし
て作用する）が第２のトランジスタ７に供給され、その
出力電圧がベースに印加されることにより該第２のトラ
ンジスタ７がＯＮ状態になり、更に第３図（ＩＶ）に示
す通り第１のトランジスタ６がＯＮ状態になる。かくす
ると、第１図から理解される如く、起動電流が第１の抵
抗８を通してバッテリ２に供給されると共に、バッテリ
２を充電するための充電電流も第２の抵抗９を通して上
記バッテリ２に供給され、かくして、バッテリ２に流入
する電流ｉを示す第２図（ｎ）に示す通り、バッテリ２
接続後の時刻ｔ３にてバッチＩＪ　２の充電が開始され
、バッテリ２への充電が進行するに伴い、第２図（１）
に示す様に、出力端子電圧Ｅ０が上昇する。そして、タ
イマ手段３５が所定時間（タイマ時間であって、時刻Ｌ
３から時刻ｔ、までの時間と実質上対応する）を計時す
ると、第３図（Ｉ［Ｉ）に示す様に、タイマＩＣｌ３の
出力端子２０及び２２の電位がゼロとなり、第２のトラ
ンジスタ７の９ベースへの電圧印加が終了する（このゼ
ロ電位信号が停止信号として作用する）。

かくすると、第２のトランジスタ７がＯＦＦ　（非導通
）状態になり、これにより第３図（ＩＶ）に示す様に、
第１のトランジスタ６もＯＦＦ状態になる。かくして、
第２図（ＩＩ）に示す通り、バッテリ２への充電電流の
供給が停止され、第１の抵抗８を流れる起動電流のみが
バッテリ２に供給される。なお、この起動電流は充電終
了後もバッテリ２が出力端子１６．１７に接続されてい
た場合の放電による電圧低下を防止するトリクル電流と
して作用する。

次いで、第１図と共に第４図及び第５図を参照して、上
述した充電動作中にバッテリ２の破損、出力端子１６．
１７の短絡等の異常が発生した場合について説明する０
時刻ｔ、と時刻ｔ４との時に何らかの異常が発生して第
４図（ＩＩ）に示す様に充電電流が定格電流よりも大幅
に増加し、過電流として流れると、その大部分は第２の
抵抗９を通して流れるため、この過電流が流れることに
よって生ずる第２の抵抗９の電圧降下によって部位Ａの
電圧が正常時の電圧よりも大きく低下する。この部位Ａ
での電圧降下は、過電流の大きさが大きくなるほど大き
くなる。部位Ａの電圧が低下して上記設定電圧より小さ
くなると、ツェナーダイオード１２を流れる電流ｉｚが
第５図（ＩＩ）に示す様に、遮断され、供給手段４にお
ける第５のトランジスタ１４のベースへの電圧印加が終
了する（電流ｉｚが遮断されることにより生ずるゼロ電
位信号が異常信号として作用する）、かくすると、容易
に理解される如く、第５のトランジスタ１４がＯＦＦ状
態になり、更に第４のトランジスタ１３もＯＦＦ状態に
なり、タイマＩＣｌ３の起動端子１８．１９に電圧が印
加されなくなり、これによりタイマＩＣｌ３もＯＦＦ状
態になる゛。その結果、タイマ１ｃ１５の出力端子２０
．２１は第５図（Ｉ［ｌ）に示す様にゼロ電位となり、
上述したと同様に第２のトランジスタ７がＯＦＦ状態に
なり、更に第５図（ＩＶ）に示す様に第１のトランジス
タ６もＯＦＦ状態になる。かくして、第２の抵抗９を通
して流れる電流は遮断され、第４図（１１）に示す通り
、供給手段３から供給される電流は第１の抵抗８を通る
起動電流のみとなり、供給手段３、バッテリ２等の破損
が確実に防止される。なお、この場合の出力端電圧Ｅ。

は第４図（１）の如くとなる。

また、出力端子１６．　’　１７が短絡した場合には、
出力端子電圧Ｅ０はゼロになる。このとき、実施例にお
いてはダイオード１０のアノード側の電圧は約０．８■
であり、従ってツェナーダイオード１２には電流ｉｚが
流れず（即ち、ゼロ電位信号が第５のトランジスタ１４
のベースに供給される）、過電流が流れた場合と同様の
動作を経て供給手段３から供給される電流が起動電流の
みとなり、この場合においても供給手段３等の破損が確
実に防止される。

尚、第１図から理解される如く、発光ダイオード２２は
充電中は電流が流れて点燈するが、起動電流のみのとき
（充電電流がバッテリ２に供給されていないとき）には
点燈することはないので、充電が行われているかどうか
を確認することができる。

第６図は、バッテリ充電器の変形例の一部を示、してい
る。この変形例においては、保護手段５′は電池の如き
直流電源３８から構成されている。この直流電源３８の
電圧は第１図のツェナーダイオード１２の設定電圧と実
質上同一に設定され、かく設定することにより、上記直
流電源３８は上記ツェナーダイオード１２と同様に作用
し、かくして変形例においても第１図のバッテリ充電器
と同様の効果が遠戚される。

以上、本発明に従うバッテリ充電器の実施例について説
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至
修正が可能である。

例えば、バッテリ２の充電を行う所定時間、或いはツェ
ナーダイオード１２の設定電圧は適宜変更することがで
きる。また、バッテリ２としては主としてニッケルーカ
ドミウムアルカリ蓄電池が使用されるが、これ以外の各
種蓄電池も使用することができる。

〔発明の効果〕

以上記載した通り、本発明のバッテリ充電器では、充電
電流が所定値を越えると保護手段５が異常信号を発生し
て供給手段３を供給停止状態にする故に、過電流が流れ
る時間が著しく短く、かくして供給手段３、バッテリ２
等の破損が確実に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従うバフテリ充電器の一実施例を示す
回路図、第２図は正常時の出力端子電圧とバッテリに流
入する電流との関係を示すグラフ図、第３図は正常時に
おけるタイミングチャート図、第４図は異常時の出力端
子電圧とバッテリに流入する電流との関係を示すグラフ
図、第５図は異常時のタイくングチャート図、第６図は
電気回路の変形例を示す回路図である。 ２・・・バッテリ、３・・・供給手段、４・・・制御手
段、５・・・保護手段、３５・・・タイマ手段。 第 図 ］］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、充電電流をバッテリ２に供給する供給手段３と、該
   供給手段３を作動制御すると共にタイマ手段３５を有す
   る制御手段４と、を備え、該タイマ手段の作動により、
   供給信号が発生して該供給手段を供給状態とし、かつ、
   供給状態開始から所定時間経過後に、該タイマ手段３５
   が停止信号を発生して該供給手段３を供給停止状態とす
   るバッテリ充電器において、 上記バッテリ２に供給する充電電流が所定値を越えると
   異常信号を発生すると共に該異常信号に基づいて上記供
   給手段３を供給停止状態とする保護手段５を、備えたこ
   とを特徴とするバッテリ充電器。