JPH0440927B2 - - Google Patents
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- JPH0440927B2 JPH0440927B2 JP61285643A JP28564386A JPH0440927B2 JP H0440927 B2 JPH0440927 B2 JP H0440927B2 JP 61285643 A JP61285643 A JP 61285643A JP 28564386 A JP28564386 A JP 28564386A JP H0440927 B2 JPH0440927 B2 JP H0440927B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging
- battery
- trigger
- counting
- current
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Protection Of Static Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ニツカド電池や鉛電池等のバツテリ
ーを充電する過充電防止機能付き充電器に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a charger with an overcharge prevention function for charging a battery such as a NiCd battery or a lead-acid battery.
従来の技術
充電器には、バツテリーの過充電を防止する機
能が内蔵されていることが多いが、この過充電の
防止は−ΔV方式により行われていた。BACKGROUND TECHNOLOGY Chargers often have a built-in function to prevent overcharging of batteries, but this overcharging has been prevented using the -ΔV method.
バツテリーは、充電が進行するにつれて、その
端子電圧が増大し、そして充電が完了して過充電
領域に進行し始めると、若干端子電圧が低下する
という性質がある。−ΔV方式はバツテリーのこ
の性質を利用して、過充電があまり進行しない内
に充電を停止するようにしていた。つまり従来の
過充電防止機能付き充電器は、バツテリーの端子
電圧の下降を検出することにより、その充電の完
了を認識するようになされていた。 A battery has the property that as charging progresses, its terminal voltage increases, and when charging is completed and the battery begins to progress into an overcharged region, the terminal voltage drops slightly. The -ΔV method takes advantage of this property of batteries to stop charging before overcharging progresses. In other words, a conventional charger with an overcharge prevention function recognizes the completion of charging by detecting a drop in the terminal voltage of the battery.
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、この方式を採用した過充電防止
機能付き充電器では、充電毎にバツテリーが多少
過充電されることにより、バツテリーの充放電サ
イクル寿命に悪影響を及ぼすという問題点があつ
た。Problems to be Solved by the Invention However, in a charger with an overcharge prevention function that adopts this method, the battery is slightly overcharged each time it is charged, which has a negative effect on the charge/discharge cycle life of the battery. It was hot.
本発明は、上記した問題点を解消するために創
案されたものであつて、バツテリーの内部抵抗が
充電の進行に伴い変化することを利用して、充電
の完了を検知する過充電防止機能付き充電器を提
供することを目的とする。 The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and includes an overcharging prevention function that detects the completion of charging by utilizing the fact that the internal resistance of the battery changes as charging progresses. The purpose is to provide chargers.
問題点を解決するための手段
本発明に係る過充電防止機能付き充電器は、電
源とバツテリーとを接続した電源ラインの途中に
設けてあり、かつ前記電源ラインに流れる充電電
流をオン・オフするスイツチと、前記電源ライン
の電圧低下を検出することにより前記バツテリー
が接続されたことを判定する電圧検出器と、繰り
返しトリガを出力し、かつ前記判定結果に基づい
て、前記トリガ出力の開始を行うトリガ発生器
と、前記充電電流を定電流制御し、かつ前記トリ
ガの信号変化に応じて、HレベルとLレベルの充
電電流がそれぞれ流れるように電流制御する電流
制御器と、前記トリガの信号変化に伴う前記電源
ラインの電圧変化ΔVを検出するとともに、この
ΔVと予め設定してあるしきい値とを比較するこ
とにより、前記バツテリーの充電の完了を検知す
るΔV検出器と、カウントの開始を前記判定結果
に基づいて行うとともに、カウントが終了した時
には前記スイツチをオフさせる一方、前記検知結
果が前記バツテリーの充電の完了を示す時には、
予め設定してある設定時間より速くカウントを終
了すべく、カウントを加速させるトータルタイマ
とを具備していることを特徴としている。Means for Solving the Problems The charger with an overcharge prevention function according to the present invention is provided in the middle of a power line connecting a power source and a battery, and turns on/off the charging current flowing through the power line. a voltage detector that determines that the battery is connected by detecting a voltage drop in the power supply line; and a voltage detector that repeatedly outputs a trigger and starts outputting the trigger based on the determination result. a trigger generator; a current controller that performs constant current control of the charging current so that H-level and L-level charging currents flow respectively in response to changes in the trigger signal; A ΔV detector detects the voltage change ΔV of the power supply line due to the change in voltage and compares this ΔV with a preset threshold value to detect the completion of charging the battery, and a ΔV detector detects the completion of charging of the battery and starts counting. Based on the determination result, the switch is turned off when the count ends, and when the detection result indicates that charging of the battery is completed,
It is characterized by being equipped with a total timer that accelerates counting in order to finish counting faster than a preset time.
作 用
バツテリーが電源ラインに接続され、充電準備
が完了すると、電源に負荷が接続されたことにな
り、電源ラインの電圧が低下する。電圧検出器
は、この電圧の低下を検出することにより、バツ
テリーの充電準備が完了したと判定して、トリガ
発生器とトータルタイマとを動作させる。Function When the battery is connected to the power line and preparation for charging is completed, a load is connected to the power source, and the voltage of the power line decreases. By detecting this voltage drop, the voltage detector determines that the battery is ready to be charged, and operates the trigger generator and total timer.
電源ラインに流れる充電電流は、電流制御器に
おいて定電流制御されているので、電源ライン上
のΔVはバツテリーの内部抵抗の変化を示してい
る。ΔV検出器はこのΔVを検出するとともに、
このΔVと予め求めておいたバツテリーの充電完
了時の内部抵抗を示すしきい値とを比較してバツ
テリーの充電の完了を判定している。 The charging current flowing through the power line is controlled by a current controller, so ΔV on the power line indicates a change in the internal resistance of the battery. The ΔV detector detects this ΔV and
Completion of battery charging is determined by comparing this ΔV with a predetermined threshold value indicating the internal resistance at the time of battery charging completion.
一方トータルタイマーは、既にカウント動作を
開始しているが、ΔV発生器がバツテリーの充電
の完了を判定した時には、残量カウントを加速せ
しめ、予め設定された設定時間より速くスイツチ
を動作させて、充電電流を遮断するようにしてい
る。 On the other hand, the total timer has already started counting, but when the ΔV generator determines that battery charging is complete, it accelerates the remaining charge count and operates the switch faster than the preset time. The charging current is cut off.
実施例
第1図は本発明の過充電防止機能付き充電器の
一実施例の回路構成図、第2図はその主要信号を
示すタイミングチヤートである。Embodiment FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of a charger with an overcharge prevention function of the present invention, and FIG. 2 is a timing chart showing its main signals.
充電エネルギーを供給する電源10とバツテリ
ー30とは、電源ライン50で接続されていて、
その途中には、充電電流の逆流を防止するために
ダイオード40が設けられている。 A power source 10 that supplies charging energy and a battery 30 are connected by a power line 50,
A diode 40 is provided along the way to prevent reverse flow of charging current.
電源10は、直流出力の電源であつて、本実施
例では、シリーズ型の電源を採用しているが、ス
イツチング型の電源でも構わない。但し電源10
の出力インピーダンスは無視できる程低い。 The power supply 10 is a DC output power supply, and although a series type power supply is used in this embodiment, a switching type power supply may also be used. However, power supply 10
The output impedance of is negligibly low.
本発明に係る過充電防止機能付き充電器20
は、バツテリー30の充電の進行を監視して、そ
の過充電を防止するためのものであるが、充電の
進行に伴う、バツテリー30の内部抵抗の変化を
利用して過充電になる前に充電電流を遮断するよ
うにしてある。 Charger 20 with overcharge prevention function according to the present invention
This is to monitor the progress of charging the battery 30 and prevent overcharging, but it uses changes in the internal resistance of the battery 30 as charging progresses to prevent overcharging. It is designed to cut off the current.
過充電防止機能付き充電器20は、電源ライン
50の途中に設けてあつて、充電電流を後述する
制御信号53に基づいて遮断するスイツチ21
と、このスイツチ21の後段の電源ライン50に
設けてあり、後述する電流制御信号52に基づい
て、充電電流を定電流制御する電流制御器22
と、バツテリー30の充電準備が完了したことを
判定し、この判定結果を準備完了信号51として
出力する電圧検出器23と、繰り返しトリガを電
流制御信号52として出力するとともに、この出
力の開始を準備完了信号51に基づいて行うトリ
ガー発生器24と、トリガの信号変化に伴う、電
源ラインの電圧変化ΔVを検出するとともに、こ
のΔVと予め設定してあるしきい値とを比較し
て、その比較結果を判定信号54として出力する
ΔV検出器26と、準備完了信号51に基づいて
カウントを開始し、カウントが終了した時には制
御信号53を出力するトータルタイマー25とか
ら構成されている。 The charger 20 with an overcharge prevention function is provided in the middle of the power supply line 50, and includes a switch 21 that cuts off the charging current based on a control signal 53 to be described later.
A current controller 22 is provided in the power supply line 50 after this switch 21 and controls the charging current at a constant current based on a current control signal 52 to be described later.
and a voltage detector 23 that determines that the battery 30 is ready for charging and outputs this determination result as a ready signal 51; and a voltage detector 23 that outputs a repeat trigger as a current control signal 52 and prepares to start this output. The trigger generator 24, which is performed based on the completion signal 51, detects the voltage change ΔV of the power supply line due to the change in the trigger signal, and compares this ΔV with a preset threshold value. It consists of a ΔV detector 26 that outputs the result as a determination signal 54, and a total timer 25 that starts counting based on the ready signal 51 and outputs a control signal 53 when the counting is finished.
スイツチ21は、リレー等の開閉器であり、制
御信号がLレベルである場合に充電電流を遮断す
るように動作する。 The switch 21 is a switch such as a relay, and operates to cut off the charging current when the control signal is at L level.
電流制御器22は、充電電流の定電流制御して
おり、電流制御信号52の信号レベルに応じて、
Lレベルの充電電流I1とHレベルの充電電流I2が
流れるように制御している。この電流制御器22
は、図示されていないが、トランジスタとツエナ
ーダイオード等の組み合わせから成る定電流回路
である。 The current controller 22 performs constant current control of the charging current, and depending on the signal level of the current control signal 52,
Control is performed so that an L-level charging current I 1 and an H-level charging current I 2 flow. This current controller 22
Although not shown, is a constant current circuit consisting of a combination of a transistor, a Zener diode, etc.
電圧検出器23は、バツテリー30が図示され
ていないバツテリーホルダーに装着されたことに
伴う、電源ライン50の電圧の低下を検出するこ
とにより、バツテリー30の充電準備が完了して
いることを判定する比較器である。この電圧検出
器23は、電源ライン50の電圧が電源10の開
放電圧V1より下がつた時には、アクテイブ準備
完了信号51を出力する。 The voltage detector 23 determines that preparation for charging the battery 30 is complete by detecting a drop in the voltage of the power line 50 due to the battery 30 being attached to a battery holder (not shown). It is a comparator. This voltage detector 23 outputs an active ready signal 51 when the voltage of the power supply line 50 falls below the open circuit voltage V 1 of the power supply 10 .
トリガ発生器24は、時間間隔T1の繰り返し
トリガを出力する回路であつて、準備完了信号5
1の立ち上がりをスタート信号としている。 The trigger generator 24 is a circuit that repeatedly outputs a trigger at a time interval T1 , and receives a ready signal 5.
The rising edge of 1 is used as a start signal.
ΔV検出器26は、バツテリー30の充電の進
行に伴う内部抵抗の変化を検出して、その充電の
完了を判定する回路である。ところで電流制御器
22で充電電流は、常に一定化されているので、
電圧ラインの電圧変化ΔVは、バツテリー30の
内部抵抗の変化に比例した値である。またバツテ
リーは過充電完了に近づくと、ガスが内部発生す
ることにより、その内部抵抗が高くなるという性
質がある。従つてバツテリーの種類等に関連した
充電完了時の内部抵抗を予め求めておき、これを
電圧変換したしきい値と検出したΔVとを比較す
ることにより、バツテリー30の充電完了を判定
することができる。そして充電が完了したと判定
した場合には、アクテイブ(Hレベル)の判定信
号54を出力するようにしてある。 The ΔV detector 26 is a circuit that detects a change in internal resistance as the battery 30 is charged, and determines whether the charging is complete. By the way, since the charging current is always kept constant by the current controller 22,
The voltage change ΔV on the voltage line is a value proportional to the change in internal resistance of the battery 30. Furthermore, when a battery approaches the end of overcharging, gas is generated internally, which increases its internal resistance. Therefore, it is possible to determine whether the battery 30 has been fully charged by determining in advance the internal resistance at the time of completion of charging related to the type of battery, etc., and comparing this with the threshold value obtained by converting this into voltage and the detected ΔV. can. When it is determined that charging is completed, an active (H level) determination signal 54 is output.
トータルタイマ25は、動作中にカウント値を
可変できるタイマ回路であって、準備完了信号5
1の立ち上り信号をスタート信号としてカウント
動作を行う。予め設定されている設定時間はT2
であるが、判定信号54の立ち上がりに同期し
て、残量カウント値を低減させて、設定時間T2
より速くカウントを終了するようにしてある。そ
してカウントが終了した時には、アクテイブ(L
レベル)の制御信号53を出力するようにしてあ
る。また本実施例では、カウントを加速させる方
法として、カウント値を低減するようにしてある
が、クロツク周波数を増加するようにしても構わ
ない。 The total timer 25 is a timer circuit that can change the count value during operation, and receives the ready signal 5.
A counting operation is performed using the rising signal of 1 as a start signal. The preset setting time is T 2
However, in synchronization with the rise of the determination signal 54, the remaining amount count value is reduced and the set time T 2
The count is made to finish faster. When the count ends, the active (L)
level) control signal 53 is output. Furthermore, in this embodiment, the method of accelerating the count is to reduce the count value, but the clock frequency may also be increased.
このように構成された過充電防止機能付き充電
器20の動作を第2図を参照して簡単に説明を行
う。 The operation of the charger 20 with an overcharge prevention function configured as described above will be briefly explained with reference to FIG. 2.
図において、電源ライン50の電圧はA点の電
圧として示している。まず電源10を接続した時
間t1においては、A点には、電源10の開放電
圧V1が印加されている。初期状態であるトータ
ルタイマ25は、Hレベルの制御信号53を出力
しており、充電電流は零となつている。そして時
間t2において、バツテリー30がセツトさいる
と、A点の電圧はV2に低下する。電圧検出器2
3は、この電圧の低下を検出してバツテリー30
の充電準備が完了したと判定して、トリガ発生器
24及びトータルタイマ25を動作させる。充電
がなされている間において、電流制御信号52が
Lレベルの時には、充電電流は電流I1、同様にH
レベルの時には電流I2であり、それぞれ定電流制
御されている。 In the figure, the voltage of the power supply line 50 is shown as the voltage at point A. First, at time t1 when the power supply 10 is connected, the open circuit voltage V1 of the power supply 10 is applied to point A. In the initial state, the total timer 25 outputs the control signal 53 at H level, and the charging current is zero. Then, at time t2 , when the battery 30 is set, the voltage at point A drops to V2 . Voltage detector 2
3 detects this voltage drop and disconnects the battery 30.
It is determined that preparation for charging is completed, and the trigger generator 24 and total timer 25 are operated. During charging, when the current control signal 52 is at the L level, the charging current is the current I 1 , similarly, the H level.
At level, the current is I2 , and each is controlled by constant current.
また図に示すように充電が進行するにつれて
ΔVは大きくなつているが、ΔV検出器26はこ
のΔVを検出して、しきい値を越えた時間t3に
おいて、充電が完了したとして判定信号54を立
ち上がらせている。しかしこの信号でスイツチ2
1を動作させて充電電流を遮断するのではなく、
この判定信号54を時間T3だけ遅延させた制御
信号53の立ち上りでもつて行つている。 Further, as shown in the figure, ΔV increases as charging progresses, but the ΔV detector 26 detects this ΔV and, at time t3 when the threshold value is exceeded, determines that charging has been completed and outputs a determination signal 54. I'm standing up. However, with this signal, switch 2
Instead of operating 1 and cutting off the charging current,
This determination signal 54 is performed at the rising edge of the control signal 53 delayed by time T3 .
この制御信号53は、トータルタイマ25の残
量カウントを判定信号54の立ち上がる(時間t
3)で低減させてカウントを加速させ、設定時間
T2より速くカウント動作を終了させることによ
り形成した信号であつて、この制御信号53が立
ち下がつた時間t4において、スイツチ21を動
作させている(この時A点の電圧及び充電電流は
零となつている)。 This control signal 53 controls the remaining amount count of the total timer 25 when the determination signal 54 rises (at time t
3) to accelerate the count and reach the set time.
This signal is generated by ending the counting operation faster than T2 , and operates the switch 21 at time t4 when this control signal 53 falls (at this time, the voltage and charging current at point A are zero). ).
また何らかの原因で充電の完了を検知出来なか
つた場合には、判定信号54に信号の変化はない
が、トータルタイマ25は、最初から設定されて
いる設定時間T2でカウントが終了する(時間t
5)ので、これによりスイツチ21を動作させて
この場合においても安全に充電電流を遮断するよ
うにしてある。 If the completion of charging cannot be detected for some reason, there will be no change in the determination signal 54, but the total timer 25 will stop counting at the set time T2 that has been set from the beginning (time t
5) Accordingly, the switch 21 is operated to safely cut off the charging current even in this case.
尚、本実施例においては、トリガ発生部、ΔV
検出器及びトータルタイマをハード構成として説
明したが、これに限定されずソフトにより行つて
も同様に実施することができる。 In addition, in this embodiment, the trigger generation section, ΔV
Although the detector and the total timer have been described as hardware configurations, the present invention is not limited to this, and can be similarly implemented using software.
発明の効果
本発明に係る過充電防止機能付き充電器は、バ
ツテリーの内部抵抗の変化をモニターすることに
より、その充電の完了を判定するように構成され
ているので、バツテリーの過充電を確実に防止す
ることができるに伴い、従来の方式に比べて、バ
ツテリーの充放電サイクル寿命を伸ばすことがで
きるという効果を奏する。Effects of the Invention The charger with an overcharging prevention function according to the present invention is configured to determine the completion of charging by monitoring changes in the internal resistance of the battery, so that overcharging of the battery can be reliably prevented. Since this can be prevented, the charge/discharge cycle life of the battery can be extended compared to conventional methods.
第1図は本発明の過充電防止機能付き充電器の
一実施例の回路構成図、第2図はその主要信号を
示すタイミングチヤートである。
10……電源、20……過充電防止機能付き充
電器、21……スイツチ、22……電流制御器、
23……電圧検出器、24……トリガ発生器、2
5……トータルタイマ、26……ΔV検出器、3
0……バツテリー。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a charger with an overcharge prevention function according to the present invention, and FIG. 2 is a timing chart showing its main signals. 10...Power source, 20...Charger with overcharge prevention function, 21...Switch, 22...Current controller,
23... Voltage detector, 24... Trigger generator, 2
5...Total timer, 26...ΔV detector, 3
0...Battery.
Claims (1)
途中に設けてあり、かつ前記電源ラインに流れる
充電電流をオン・オフするスイツチと、前記電源
ラインの電圧低下を検出することにより前記バツ
テリーが接続されたことを判定する電圧検出器
と、繰り返しトリガを出力し、かつ前記判定結果
に基づいて、前記トリガ出力の開始を行うトリガ
発生器と、前記充電電流を定電流制御し、かつ前
記トリガの信号変化に応じて、HレベルとLレベ
ルの充電電流がそれぞれ流れるように電流制御す
る電流制御器と、前記トリガの信号変化に伴う前
記電源ラインの電圧変化ΔVを検出するととも
に、このΔVと予め設定してあるしきい値とを比
較することにより、前記バツテリーの充電の完了
を検知するΔV検出器と、カウントの開始を前記
判定結果に基づいて行うとともに、カウントが終
了した時には前記スイツチをオフさせる一方、前
記検知結果が前記バツテリーの充電の完了を示す
時には、予め設定してある設定時間より速くカウ
ントを終了すべく、カウントを加速させるトータ
ルタイマとを具備していることを特徴とする過充
電防止機能付き充電器。1. A switch that is provided in the middle of a power line connecting a power source and a battery, and that turns on and off the charging current flowing through the power line, and the battery is connected by detecting a voltage drop in the power line. a trigger generator that repeatedly outputs a trigger and starts outputting the trigger based on the determination result; and a voltage detector that performs constant current control of the charging current and changes the signal of the trigger. a current controller that controls the current so that H-level and L-level charging currents flow respectively in response to the change in the trigger signal; a ΔV detector that detects the completion of charging of the battery by comparing it with a certain threshold; and a ΔV detector that starts counting based on the determination result and turns off the switch when the counting is finished. , a total timer for accelerating counting so as to finish counting faster than a preset time when the detection result indicates completion of charging of the battery; and a total timer for accelerating counting. Charger with functions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285643A JPS63140630A (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Charger with overcharging-proof function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285643A JPS63140630A (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Charger with overcharging-proof function |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140630A JPS63140630A (en) | 1988-06-13 |
| JPH0440927B2 true JPH0440927B2 (en) | 1992-07-06 |
Family
ID=17694186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61285643A Granted JPS63140630A (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Charger with overcharging-proof function |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63140630A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3872388B2 (en) | 2002-07-22 | 2007-01-24 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | CHARGE STATE DETECTION DEVICE, ITS PROGRAM, CHARGE STATE DETECTION METHOD, CHARGE / DISCHARGE CONTROL DEVICE |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61285643A patent/JPS63140630A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63140630A (en) | 1988-06-13 |
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