JPH0437660B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、定電流源出力によりバツテリーを充
電する充電装置に関する。

(ロ) 従来の技術 従来、複数のバツテリー（例えばNiCd電池）
を充電する方法として、この複数のバツテリー
（多数のNiCd電池を有するバツテリーパツクも含
む）を順次個別に充電するものがある。

例えば、特開昭56−110446号公報には、複数の
NiCd電池ブロツクの満充電を検出するたびに次
の電池ブロツクの充電を開始し、又、シヨートバ
ツテリーが接続されているときには、これを検出
して次の電池ブロツクを充電開始する充電装置が
示されている。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 前記従来技術は、満充電状態やシヨートバツテ
リーによる充電異常状態においてバツテリーの順
次切換が為され、充電異常や過充電が防止できる
が、前記両状態での表示についての示唆はない。

また、文献“Nationol Technical Report”
（VOL、27、No.６、Dec、1981）P152には、充電
時に点滅表示を為していたLEDを満充電時に点
灯表示せしめて、満充電状態の識別を可能とする
技術が開示されるが異常充電状態の表示は為され
ていない。従つて、前記従来技術では、充電が中
止されたバツテリーについて異常充電状態により
中断されたものか、満充電状態により完了したも
のか判別できず不都合を生じる。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、充電装置であり、バツテリーの充電
異常状態を検出する充電異常検出回路と、バツテ
リーが満充電状態に達したことを検出する満充電
検出回路と、充電異常状態と満充電状態を識別表
示する表示手段を備えることを特徴とする。

(ホ) 作用 本発明は上述の如く構成したので、バツテリー
の充電中止が充電異常によるものか、満充電によ
るものか判別できる。

(ヘ) 実施例 以下、図面に従い本発明の一実施例について説
明する。

第１図は本発明の一実施例の回路ブロツク図で
ある。

１は電力源であるACパツク（電源回路）であ
り、定電流電源出力を供給する。

２はACパツク挿入検出回路である。ACパツク
は前述の様に、バツテリーと同一形状であつてバ
ツテリーを用いる機器のバツテリー接続部に収容
して用いることができる。そこで、ACパツクと
バツテリーとが誤つて充電装置に接続される惧れ
があり、定電流回路と異なるバツテリーがACパ
ツクの位置に接続されるとバツテリー端子がシヨ
ートしていた場合、大電流により充電装置が破壊
される。これを防ぐために所定位置にACパツク
１が接続されたか否かを検出する。

４は逆流検出回路であり、バツテリー充電中に
停電等によつて電源ライン５の電圧が低下する
と、電源ライン６側から電源ライン５側に電流が
逆流する惧れがあるため、両電源ライン５，６の
電圧を比較して逆流電流を検出している。

電源電圧制御回路３はACパツク挿入検出回路
２、逆流電流検出回路４からの検出出力により、
ACパツクが所定位置に接続されず、また逆流が
検出された場合に、ACパツク１からの定電流電
源出力のバツテリーへの供給が阻止される。

７，８，９は後述する順次切換回路１０からの
制御信号により開閉制御される出力切換スイツチ
であり、夫々電源ライン６とバツテリー１１，１
２，１３間に介在されている。

１４はバツテリー接続検出回路であり、バツテ
リー１１，１２，１３が端子７ａ，８ａ，９ａに
接続されているか否かの検出を為す。

１５は順次切換回路１０の制御信号によりリセ
ツトされ、例えば60分で急速充電が完了する様な
バツテリーの場合に、70分後位にタイマー出力を
発して、誤動作により満充電後も過充電が続くこ
とを防ぐための保護用タイマー回路である。

２０は充電開始から極く短時間に充電電圧が第
１基準レベル（過放電バツテリーがこの短時間に
到達し得る充電電圧レベルに達するか否かを判別
して、各バツテリーが完全なシヨート状態にある
ことを検出する第１シヨート検出回路である。

２１は第１シヨート検出回路２０による検出か
ら一定期間後に、充電電圧が第２基準レベルに達
するか否かを判別して各バツテリーが部分的シヨ
ート状態にあることを検出する第２シヨート検出
回路である。ここでバツテリーは1.2Vの５個の
NiCd電池にて構成され、このうちの少なくとも
１個がシヨート状態にある場合を部分的シヨート
状態と言い、また第２基準レベルは予めこの部分
的シヨート状態が達することのできない電圧値に
設定されている。

１７は端子７ａ，８ａ，９ａに対応する装置位
置にバツテリーが挿入されているか否かをメカ的
に検知するバツテリー挿入検出スイツチである。

１８は端子７ａ，８ａ，９ａの出力電圧の変
化、即ち充電電圧が定常状態から△Ｖだけ降下す
るのを検知して、充電中のバツテリーが満充電状
態に達したことを判断する満充電検出回路であ
る。

順次切換回路１０はバツテリー接続検出回路１
４、保護用タイマー回路１５、第１・第２シヨー
ト検出回路２０，２１、バツテリー挿入検出スイ
ツチ１７及び満充電検出回路１８の各出力に基い
て制御信号を発する。即ち、バツテリー接続検出
回路１４により、制御信号を発すべき出力切換ス
イツチ７，８，９の選択が為され、満充電検出回
路１８により充電中のバツテリーの充電が完了し
たことが判定されて、バツテリ一挿入検出スイツ
チ１７により装着されていることが認められる別
のバツテリーに充電動作が移行し、更に第１・第
２シヨート検出回路２０，２１及びバツテリー接
続検出回路１４により、シヨートバツテリーや断
線バツテリーが誤つて接続されていると判断され
る端子に電源出力が供給されるのが防止される。

順次切換回路１０の出力端子１０ａには制御信
号Ｓ１が発せられる。この制御信号Ｓ１は出力切
換スイツチ７の開閉制御を為すと共に、赤色
LED３０の駆動電圧にもなる。即ち、制御信号
Ｓ１がＨレベルであれば、出力切換スイツチ７は
開状態となり、電源ライン６の充電電圧はバツテ
リー１１に供給されると共に赤色LED３０を点
灯せしめ、充電中の表示が為される。同様に、順
次切換回路１０の出力端子１０ｂ，１０ｃには制
御信号Ｓ２，Ｓ３が発せられ、各制御信号により
出力切換スイツチ８，９の開閉制御が為され、バ
ツテリー１２，１３の充電が許容されると共に、
赤色LED３１，３２が点灯され充電中の表示が
為される。尚、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が同時
に出力されることはない。

次に満充電状態と充電異常状態との識別表示を
為す表示手段について説明する。

バツテリー接続検出回路１４出力は、スイツチ
回路３３を経て、第１・第２シヨート検出回路２
０，２１出力と共にORゲート３４に入力され、
更にORゲート３４出力は制御信号Ｓ１と共に
ANDゲート３５に入力され、このANDゲート３
５出力はハイレベル保持回路３６を経て発振器３
７に供給される。この発振器３７は予め設定され
た周波数の例えば1sec毎にＨ←→Ｌとなる出力を発
し、OR回路３８を経て、緑色LED３９に入力さ
れる。尚、ハイレベル保持回路は入力レベルがＬ
→Ｈに一旦移行すると、リセツトがかかるまでＨ
レベルの出力を保持する。

従つて、バツテリー１１が充電中である場合、
即ち制御信号Ｓ１がＨレベルで、出力切換スイツ
チ７が開状態となると共に赤色LED３０が点灯
中である場合に、第１シヨート検出回路２０にて
バツテリー１１が完全シヨート状態であること
が、また第２シヨート検出回路２１にて部分シヨ
ート状態であることが検出されるか、更にバツテ
リー接続検出回路１４にてバツテリー１１が断線
状態にあることが検出されるとORゲート３４出
力はＨレベルとなる。これを受けてハイレベル保
持回路３６はＨレベルを保持することになり、こ
のＨレベルが保持される間、発振器３７が駆動さ
れ、緑色LED３９は点滅することになる。同時
にＨレベルのハイレベル保持回路３６出力はOR
ゲート４０を介して、順次切換回路１０の入力端
子１０ｄに入力され、バツテリー１１が充電異常
状態にあることを順次切換回路１０に検知せしめ
る。また、制御信号Ｓ１は第１・第２シヨート検
出回路２０，２１、あるいはバツテリー接続検出
回路１４出力により充電異常が検出されると直ち
にＨ→Ｌと変化し、制御信号Ｓ２がＬ→Ｈと変化
し、バツテリー１２の充電が開始される。尚、制
御信号Ｓ１のＨ→Ｌの変化タイミングは、ハイレ
ベル保持回路３６にてＨレベルがラツチされた後
になる様にタイミング設定が為される。制御信号
Ｓ１がＬレベルになると出力切換スイツチ７は閉
状態となり、バツテリー１１の充電が中止される
と共に赤色LED３０の点灯が阻止される。

同様にバツテリー１２，１３についても、OR
ゲート３４出力は制御信号Ｓ２，Ｓ３の夫々と共
にANDゲート４１，４２に入力され、ハイレベ
ル保持回路４３，４４、発振器４５，４６、OR
ゲート４７，４８を経て緑色LED４９，５０に
入力され、充電異常が発生した場合にバツテリー
１２，１３の充電を中止すると同時に、赤色
LED３１，３２の点灯を止め、緑色LED４９，
５０を点滅せしめる。また、ハイレベル保持回路
４３，４４出力はORゲート５１，５２を経て順
次切換回路１０の入力端子１０ｅ，１０ｆに入力
され、バツテリー１２，１３が充電異常状態で緑
色LED４９，５０が点滅状態であるか否かを検
知せしめている。

一方、満充電検出回路１８出力及び保護用タイ
マー回路１５出力は、スイツチ回路３３を経て得
られるバツテリー接続検出回路１４出力と共に
ORゲート５３に入力され、このORゲート５３
出力がANDゲート５４，５５，５６に夫々制御
信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と共に入力される。AND
ゲート５４出力はハイレベル保持回路５７・OR
ゲート３８を経て緑色LED３９に供給される。

従つて、制御信号Ｓ１がＨレベルでバツテリー
１１の充電が為されている時に、満充電検出回路
１８・保護用タイマー回路１５あるいは後述の様
にバツテリー接続検出回路１４によつて満充電状
態に達したことが検出されると、ORゲート５３
出力はＨレベルとなり、ANDゲート５４出力は
Ｈレベルとなる。ハイレベル保持回路５７はこの
Ｈレベルを保持し緑色LED３９は点灯する。

同時に順次切換回路１０は満充電検出回路１
８・保護用タイマー回路１５・バツテリー検出回
路１４出力を受けて、バツテリー１１が満充電に
達した時に制御信号Ｓ１をＨ→Ｌに、制御信号Ｓ
２をＬ→Ｈに切換えてバツテリ１２の充電を開始
する。これに伴い、赤色LED３０は消灯する。

同様にバツテリー１２，１３についても、OR
ゲート５３出力は制御信号Ｓ２，Ｓ３と共に
ANDゲート５５，５６に入力され、このANDゲ
ート５５，５６出力はハイレベル保持回路５８，
５９・ORゲート４７，４８を介して緑色LED４
９，５０に供給され、各バツテリーが満充電状態
に達した時に緑色LED４９，５０を点灯せしめ
る。

ハイレベル保持回路５７，５８，５９出力はハ
イレベル保持回路３６，４３，４４出力と同様に
OR回路４０，５１，５２を介して順次切換回路
１０の入力端子１０ｄ，１０ｅ，１０ｆに入力さ
れ、どのバツテリーが満充電バツテリーかを順次
切換回路１０に認識せしめる。順次切換回路１０
は、ORゲート４０，５１，５２出力を受けて充
電異常状態や満充電状態のバツテリを常に認識
し、現在充電中のバツテリーが充電異常や満充電
に達した時、次に切換えるべきバツテリーに充電
異常状態や満充電状態であると既に認識されてい
るものを予め除外したものを指定する。例えば、
バツテリー１２が予め充電異常状態にあると認識
され緑色LED４９が点滅している場合に、バツ
テリー１１が充電され、満充電状態に達すれば、
制御信号Ｓ１がＨ→Ｌになると共に制御信号Ｓ３
がＬ→Ｈになりバツテリー１３の充電が開始され
る。尚、この場合、制御信号Ｓ２がＬレベルで維
持される。

ハイレベル保持回路３６，５７のリセツトは、
バツテリー挿入検出スイツチ１７（LOWアクテ
イブ）のバツテリー１１の挿入検出出力Ｓ４をＨ
レベルにする。同様にハイレベル保持回路４３，
５８のリセツトはバツテリー１３の挿入検出出力
Ｓ５をＨレベルに、ハイレベル保持回路４４，５
９のリセツトはバツテリー１３の挿入検出出力Ｓ
６をＨレベルにすることにより為される。即ち一
且満充電あるいは充電異常が表示されたバツテリ
ーを入れ換えるかあるいはシステム自体の電源を
リセツトするかのいずれかで為される。

次に第２図に示す様な具体的な回路図によりバ
ツテリー接続検出回路１４について詳述する。

３は電源電圧制御回路であり、第１トランジス
タTr１、第２トランジスタTr２、ツエナーダイ
オードZD、抵抗Ｒ１，Ｒ２を備えている。第１
トランジスタTr１のコレクタはバツテリー１１
の充電端子７ａに接続されて、充電電流を供給す
る。第２トランジスタTr２は第１トランジスタ
Tr１の状態を制御するため、コレクタが第１ト
ランジスタTr１のベースに、接続され、ツエナ
ーダイオードZDはアノードが抵抗Ｒ１，Ｒ２の
接続点に、カソードがACパツク１の電源ライン
５に接続されている。第１トランジスタTr１の
エミツタ側にはアースとの間に抵抗Ｒ３，Ｒ４が
直列的に接続され、この抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点
は比較器８０の正側端子に、また第１トランジス
タTr１のコレクタ側は比較器８０の負側端子に
接続されている。７は出力切換スイツチであり、
第３トランジスタTr３のベースである端子ｐに
は順次切換回路１０からの制御信号Ｓ１が印加さ
れる。

尚、第１トランジスタTr１のコレクタ側はバ
ツテリー１２，１３の充電端子にも接続されてい
る（図示省略）。また比較器８０出力がバツテリ
ー接続検出回路１４の出力としてスイツチ回路３
３に供給される。

タイマー回路８１はタイマー設定時間として
2secに設定され、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が発
せられる毎、即ち充電されるバツテリーが切換え
られる毎にリセツトされる。スイツチ回路３３は
このタイマー回路８１出力により制御され、初期
状態では可動接片３３ａは固定接点３３ｂ側に、
タイマー回路８１出力が発せられると固定接点３
３ｃ側に切換わる。従つて、バツテリー接続検出
回路１４出力はバツテリーが切換わり充電が開始
された直後の2sec間のみORゲート３４に入力さ
れ、2sec経過後はORゲート５３に入力されるこ
とになる。

バツテリー接続検出回路１４の動作について説
明するとバツテリー１１の充電中は第３トランジ
スタTr３が導通し、第１トランジスタTr１に充
電電流が流れる為、第１トランジスタTr１のエ
ミツタ・コレクタ間には100ｍＶ前後の電位差が
生じる。この時、比較器８０の正側端子入力の方
が負側端子入力よりレベルが高くなり、比較器８
０出力はＨレベルとなる。

バツテリー１１の断線や接続不良により充電端
子が解放になり、第１トランジスタTr１のエミ
ツタ・コレクタ間の電位差がほとんどなくなる。
この時、比較器８０の正側端子入力には抵抗Ｒ
３，Ｒ４により分圧された電圧値が印加されるた
め、比較器８０出力はＬレベルとなり、断線や接
続不良が検知されたことになる。

ところで、バツテリーに高容量タイプのものを
用い、しかも低温で充電を為すと、満充電状態に
達する直前に充電電圧がACパツク１の最大出力
電圧値Emaxに略近い値となる場合があり、この
時、第１トランジスタTr１のエミツタ・コレク
タ間の電位差が小さくなつて比較器８０出力は充
電異常ではないにもかかわらずＬレベルとなつて
しまう。そこで、断線や接続不良の検出を充電開
始後の2sec間で行うべく、充電初期のみバツテリ
ー接続検出回路１４出力はORゲート３４に入力
される。充電開始から2sec経過した後は、前述の
如く満充電近傍での充電異常の誤検知を防止する
べく、タイマー回路８１出力によりスイツチ回路
３３が固定端子３３ｂ側に切換わり、バツテリー
接続検出回路１４出力はORゲート５３に入力さ
れ、満充電状態の検出に用いられる。

尚、本実施例では、スイツチ回路３３の固定端
子３３ｂはORゲート５３の入力に接続される
が、この接続を阻止して満充電検出は満充電検出
回路１８や保護用タイマー回路１５出力のみによ
つて行う様にしてもよいことは云うまでもない。

(ト) 発明の効果 上述の如く本発明によれば、高容量タイプのも
のを含む広範囲のバツテリーにおいて、シヨート
や断線による充電異常状態と、満充電状態との識
別表示が明確にでき有効である。

また、一旦充電異常あるいは満充電状態と判断
されたバツテリーについては、順次切換回路にて
これを常に認識させることにより、再び順次充電
を実行しても、これらのバツテリーには充電は為
されず、順次充電に要する時間を最小限に抑える
と共に、安全性の向上が図れ有効である。

【図面の簡単な説明】

図面は全て本発明の一実施例に係り、第１図は
回路ブロツク図、第２図は要部回路図である。 １……ACパツク（定電流源）、１１，１２，１
３……バツテリー、１４……バツテリー接続検出
回路（充電異常検出回路）、１８……満充電検出
回路、２０……第１シヨート検出回路（充電異常
検出回路）、２１……第２シヨート検出回路（充
電異常検出回路）、３０，３１，３２……赤色
LED（表示手段）、３９，４９，５０……緑色
LED（表示手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 定電流源出力の複数個のバツテリーへの供給
   を択一的に切り換えて一個づつ順次充電する順次
   切換回路と、 前記複数個のバツテリーの少なくとも１個の充
   電異常状態を検出する充電異常検出回路と、 前記複数個のバツテリーの少なくとも１個が満
   充電状態に達したことを検出する満充電検出回路
   と、 前記充電異常または満充電検出回路により一旦
   充電異常または満充電状態であることが検出され
   た前記バツテリーの各々について前記両状態を識
   別表示する表示手段を備え、 前記順次切換回路は、該表示手段の表示状態を
   認識し、前記両状態のいずれか一方の状態にある
   と一旦識別されたバツテリーを飛ばして順次充電
   を実行することを特徴とする充電装置。