JPS5915230Y2 - 充電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、充電装置に関するものであり、特にＮｉ−Ｃ
ｄ電池のような被充電電池の充電完了の際の電池自体の
発熱を検知して充電を停止する充電装置に関するもので
ある。

従来より充電の行なえる被充電電池は電気機器の電源と
して利用され、その充電装置も種々提案されている。

前述したような被充電電池の充電完了時の発熱を検知し
て充電を停止する方式の充電装置としては、第１図およ
び第２図に図示したような装置がある。

第１図に示す充電装置は、充電回路のスイッチング素子
としてサーモスイッチ４を用いたもので、電源１から整
流素子２を経て被充電電池３に充電電流が流れ、被充電
電池３が定格容量値に近くなると電池３自体が発熱し、
周囲温度が上昇することにより電池近傍におかれたサー
モスイッチ４が作動し、充電回路を開放して電池３に充
電電流が流れなくなるように構成されている。

第２図に示す充電装置は充電回路のスイッチング素子と
して５ＣＲ５を用い、感熱素子として負の温度係数を有
するサーミスタ６を５ＣＲ５のゲート・カソード間に接
続したもので、被充電電池３が定格容量値に近くなり電
池３自体が発熱し、その発熱によってサーミスタ６の抵
抗値が下がると、抵抗７とサーミスタ６の分圧比が変化
してＳＣＲ５を導通させるに充分なゲート電圧が得られ
なくなり、ＳＣＲ５が非導通となって電池３に電流が流
れなくなるように構成されている。

このような充電装置は、非常に簡単な回路構成で構成さ
れ、装置自身を小さくすることが可能である。

しかしながら、第１図および第２図のいずれの充電装置
も、電池への充電電流が停止した後は電池内部の化学変
化による熱エネルギーが発生しなくなるので、電池自体
が冷却する。

そのため充電が完了しているにもかかわらず、制御素子
が再び働き、再び充電電流が流れて極端な過充電となり
、電池を破壊する危険性があった。

本考案は上記欠点を解消したものであり、回路構成を複
雑にすることなく簡単な回路構成で充電完了後は充電電
流の遮断状態を維持することにより過充電を防止した充
電装置を提供するものである。

第３図は本考案による充電装置の一実施例の回路図であ
る。

第３図の回路は、第２図の回路のサーミスタ６に電流側
路用のトランジスタ８を並列接続し、５ＣＲ５に放電防
止用のダイオード９、抵抗１０および１１の直列回路を
並列接続し、コンデンサ１２を抵抗１１に並列接続し、
抵抗１０および１１の接続点をトランジスタ８のベース
に接続したもので、その他の部分は第２図と同じである
。

動作において、電池３の充電が未完了の場合は電池３が
発熱しないので、サーミスタ６の抵抗値が高く、したが
って、電源１の電圧が第４図に示すｔｌの時点に達する
と、その電圧が抵抗７とサーミスタ６に分圧されて５Ｃ
Ｒ５を導通させるに充分なゲート電圧となり、５ＣＲ５
が導通し、二次電池３に充電電流が流れ始める。

そして、５ＣＲ５が導通しているｔ２の時点まで充電電
流が流れる。

このｔ２は導通を維持する為の保持電流が流れている間
だけ５ＣＲ５が導通しておりＳＣＲ５を流れる電流が保
持電流以下になると自動的に非導通になる時点である。

つぎに、ｔ２の時点を過ぎると、５ＣＲ５は非導通にな
り、つぎのサイクルのＳＣＲ導通レベルに達する時点が
くるとふたたびＳＣＲ５は導通して充電電流が流れる。

このようにしてＳＣＲ５の導通、非導通の動作を繰り返
しながら二次電池３が充電されていく。

そして電池３は定格容量値に近くなると発熱してサーミ
スタ６を加熱し、サーミスタ６の抵抗値が低下するので
、抵抗とサーミスタ６の分圧比が変化し、サーミスタ６
の両端電圧がＳＣＲ５の導通レベルに達する時点もが電
源電圧の最大値の近くになりついには導通レベルに達す
ることができなくなり、５ＣＲ５はまったく非導通状態
になる。

ＳＣＲ５が非導通状態になると、ダイオード９と抵抗１
０．１１の直列回路には、電源１の電圧を■、電池３の
端子電圧ｅ０とすると、（Ｖ ｅｔ）の電圧が印加さ
れ、その結果トランジスタ８のベースに充分なバイアス
電圧が得られてトランジスタ８が導通し、ＳＣＲ５のゲ
ート・カソード間を短絡するので、電池３の冷却により
サーミスタ６が高抵抗値に戻ってもＳＣＲ５は非導通状
態を維持し、電池３の過充電が威されることはない。

ところで、上記した５ＣＲ５が非導通状態を維持してい
るとき、電池３にはダイオード９および抵抗１０，１１
を介して電源１から電流が流れる。

この電流は、ＳＣＲ５が導通することによって供給され
ていた充電電流に比べると非常に微少なもので、電池３
の充電には殆んど寄与しないが、電池３の充電完了によ
る充電電流の完全遮断によって生じるであろう自然放電
による充電電圧の低下を防止する。

ところで、ダイオード９および抵抗１０．１１の直列回
路には、５ＣＲ５の非導通時すなわち第４図におけるｔ
ｏまでの間、電源１の電圧と被充電電池３の端子電圧と
の差の電圧が供給されるが、コンデンサ１２が抵抗１１
と並列接続されており、このコンデンサ１２の抵抗１０
．１１との間の充電時定数を、例えば供給されうる最大
の条件の電圧が供給された場合であっても、トランジス
タ８を導通状態にできないように設定しておけば、何ら
問題なく、被充電電池３の充電、すなわちＳＣＲ５の導
通、非導通状態は繰り返されることになる。

なお、ダイオード９と抵抗１０および抵抗１１の直列回
路にはＳＣＲ５の導通時にもＳＣＲ５のアノード・カソ
ード間の電圧が印加されるが、導通時の５ＣＲ５のアノ
ード・カソード間電圧は比較的低いので、抵抗１１によ
りトランジスタ８がバイアスされることはない。

また、コンデンサ１２は、ＳＣＲ５が１サイクル以上連
続して非導通を維持゛するために、トランジスタ８のベ
ース電位を保持し、トランジスタ８に導通のためのバイ
アスを与えておくためのものである。

第５図は他の実施例を示すもので、負特性サーミスタの
代りに正の温度係数を有する感熱素子、例えば正特性サ
ーミスタを用いＳＣＲの代りにトランジスタを用いたも
のである。

その動作原理は第３図の実施例と同様で、被充電電池３
の発熱を正特性サーミスタ１３が感知しその抵抗値を大
きくするので、トランジスタ１４のベースにバイアス電
圧が得られなくなりトランジスタ１４はカットオフされ
トランジスタ８の導通によりトランジスタ１４のベース
・エミッタ間が短絡されるので、被充電電池３の充電完
了後はトランジスタ１４は非導通状態を維持する。

また、この実施例の場合、被充電電池３と直列に接続さ
れた制御素子がトランジスタ１４であるため、電源１と
して直流電源を使用できることになる。

したがって、この場合におけるトランジスタ１４の導通
状態への移行について考えてみると、トランジスタ１４
は、一度導通状態になると被充電電池３の充電が完了す
るまで導通状態を維持することになるため、先の実施例
とは異なり、例えば抵抗１０．１１およびコンデンサ１
２の時定数を電源１が供給されてからトランジスタ１４
が導通状態になるまでの最大時間より長く設定しておい
てやれば、何らの問題も生じないことになる。

以上述べたように、本考案はＮｉ−Ｃｄ電池のような被
充電電池の充電完了を電池自体の発熱により検知して充
電回路に接続した制御素子を非導通状態にし、充電電流
の供給を停止し、その後電池が放熱し冷却しても上述の
制御素子を非導通状態に保持する制御回路を設けること
により、電池への充電電流の供給停止を維持し過充電を
防止し、かつ自然放電による電池の端子電圧の低下をも
防止できる充電装置を簡単な回路構成により提供するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来の充電装置の回路図
、第３図は本考案による充電装置の一実施例を示す回路
図、第４図は第３図の回路の動作説明のための電圧波形
図で電源電圧とＳＣＲの導通時期の関係を示し、第５図
は本考案による充電装置の他の実施例を示す回路図であ
る。 １・・・・・・電源、３・・・・・・被充電電池、５・
・・・・・５ＣＲ１６・・・・・・負特性サーミスタ、
７・・・・・・抵抗、８・・・・・・トランジスタ、９
・・・・・・ダイオード、１０，１１・・・・・・抵抗
、１２・・・・・・コンデンサ、１３・・・・・・正特
性サーミスタ、１４・・・・・・トランジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 充電されることによって発熱する被充電電池の前記発熱
   を検知して充電を制御する充電装置であって、前記被充
   電電池と直列に接続され導通状態のときに前記被充電電
   池に電源から充電電流を供給させる制御素子と、前記被
   充電電池の近傍に配設され前記被充電電池の充電に伴う
   発熱を感知する感知素子とこの感知素子に直列接続され
   る第１の抵抗との直列体からなり前記被充電電池が充電
   完了したときの発熱を前記感知素子が感知したとき前記
   制御素子の制御電極に供給する導通電圧を発生する回路
   と、前記制御素子の両端に接続されるダイオードと第２
   の抵抗と第３の抵抗とめ直列体とこの第３の抵抗に並列
   接続されるコンデンサとからなる電圧検出回路と、前記
   コンデンサの充電電圧によ・り動作制御され前記制御素
   子が所定時間以上非導通状態を維持した時に初めて前記
   コンデンサの充電電圧によって導通状態となり前記制御
   素子の制御電極への導通電圧の印加を阻止するスイッチ
   ング素子とを有してなる充電装置。