JPS60190127A - バツテリ充放電制御装置 - 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 本発明は輝度や照度値などを長期間連続に記録するバッ
テリ内蔵形停電補償機能をもった計測器等の負荷の電源
部分のバッテリ充放電制研装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、トンネル照明設計を実施するにあたり、トンネル
入口部の野外輝度値や鉛直面照度値を長期間にわたり連
続で記録する必要が生じてきている。このような信号を
記録する装置として、充電可能なバッテリを内蔵し停電
時は内蔵バッテリで計測を維持する装置（停亀補償形削
測器）か使用される。またこれらの計測器では、計測・
制御にマイクロコンピュータを使用し、機能に自由度を
持たせることが多く、安定した電源の供給が留水されて
いる。

以下、従来の停電補償形計測器のバッテリ充放電制御装
置について説明する。

第１図は従来の停電補償形計測器（以下計６１１］器と
呼ぶ）の電源部バッテリ充放電制御回路の構成を示すも
のであり、１は直流だ電圧電源、２は充電制御回路、３
は充電可能なバッテリ（以−ドバッテリと呼ぶ）、４は
電圧レベル変換器、５は逆流阻止ダイオードである。以
上のように構成された従来の計測器電源部のバッテリ充
放電制御回路について、以下その動作を説明する。

電源入力（一般に商用周波ＡＣ１ｏｏＶが用いられる）
は直流定電圧電源１で計測器内で使用される直流電圧ｖ
１に変換される。直流定電圧電源１の出力は２つに分岐
され、１つはバッテリ３の充電制御回路２に供給される
。充電制御回路２は電流制限抵抗Ｒ１と放電時逆流阻止
ダイオードＤ１　から構成され、バッテリ３の充電電流
を最適値に保つ。直流定電圧電源１のもう１つの出力は
混圧レベル変換器４に送られ、計測回路系に必要な電圧
ｖ３に変換され、計測回路系に供給される。

バッテリ３の入力端子は逆流阻止ダイオード６を通って
計測回路系の電源ラインに接続されている。

このような電源回路では、電源入力がある時はバッテリ
３の充電と計測回路系への電源供給とを同時に行ない、
電源入力がない時はバッテリ３によりｆｉｔ　１ｌ１１
１回路系へ電源を供給する。したがって、直流定電圧電
源１の出力電圧は、バッテリ３の端子電圧よりも高く設
定される。たとえば、１２Ｖのバッテリを使用する場合
はｖｌ　として１４Ｖ程度　〜の電圧が印加される。電
圧レベル変換器４では、一般にダイオードの順方向電圧
降下を利用して直流定電圧電源１の出力電圧ｖ１　より
も低い電圧を出力する機能をもつ。電源入力がある時、
バッテリ３の端子電圧Ｖ　が計測回路系の電圧ｖ３より
も低くなり計測回路系の電圧は直流定電圧電源１から供
給される。また電源人力がない時、すなわちバッテリ動
作時は、バッテリ３から逆流阻止ダイオード５を通って
計測回路系へ電源が供給される。この時、ダイオードＤ
１　およびＤ２によりバッテリ３から直流定電圧電源側
への逆流は阻止される。

しかしながら、上記のような構成では、バッテリ動作時
にバッテリ３が計測回路系に直結されているため、バッ
テリ３の電荷がなくなる丑で放１往をしつづけ、バッテ
リの性能を劣化させるという問題点を有していた。さら
に、甜測回路系にマイクロコンピュータなど高性能の素
子の使用が増加し、動作補償電圧範囲が明確化されるこ
とが多い。

計測回路系に動作補償範囲外の電圧が印加されると計測
回路の動作が補償されず、またマイクロコンピュータの
機能が停止した状態で電源入力が再投入されると、マイ
クロコンピュータが再起動しにくいという問題があった
。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するものでノくノテリ
を使用した停電補償形計測器等の負荷において、バッテ
リ動作特性を改善し、動作を安定化したバッテリ充放電
制御装置を提供することを目的とする。

発明の構成 前記目的を達成するため本発明は負荷の電圧レベルを検
出する電圧検出器と、充電制御回路・バッテリ間にスイ
ッチを備えたバッテリ充放電制御装置であり、負荷の電
圧レベルを検出してバッテリ端子を接続あるいは開放動
作を制御し、負荷の電圧レベルが動作補償最小値まで低
下した時、負荷の電圧を急速に低下させ、バッテリの過
放電の防止や計測器等の負荷動作の補償を行なうもので
ある。

実施例の説明 第２図は本発明の第１の実施例におけるバッテリ充放電
制御回路の構成を示すものである。第２図において、１
は直流定電圧電源、２は充電制御回路、３は充電可能な
バッテリ（以下バッテリと略す）、４は電圧レベル変換
器、５は逆流阻止ダイオード、６は計測回路系の電圧レ
ベルを検０３−ｆる電圧検出器、７は電圧検出器出力で
動作するリレー、８はリレー７のａ接点である。ここで
リレー接点８が前述のスイッチの機能をもつ。

以上のように構成されたこの実施例のバッテリ充放電制
御回路について、以下その動作を説明する。

電源入力が印加されている時、直流定電圧電源１の出力
が電圧レベル変換器４内のダイオードＤ２を通り計測回
路系へ電源が供給される。４側回路系の電圧は電圧検出
器６に導びかれ、電圧検出器６内トランジスタＱ１　を
ドライブする。トランジスタ０１　には定電圧ダイオー
ドＤ３と抵抗Ｒ２で決するベース電流が流れる。ｌ・ラ
ンジスタＱ１　の動作レベルは定電圧ダイオードＤ３で
決めることができる。計測回路系の電圧ｖ３が定電圧ダ
イオードＤ３にくらべ十分高ければトランジスタＱ１は
オン状態となりコレクタ電流が流れる。

その結果、リレー７をドライブしリレー接点８が閉状態
となる。したがって、直流定電圧電源１からの電圧ｖ１
　出力が充電制御回路２内の抵抗Ｒ１゜逆流阻止ダイオ
ードＤ１　を通じバッテリ３への充電電流が流れ、バッ
テリへの電荷の充電が行なわれる。この時、計測回路系
の電圧ｖ３は充電制御回路２の抵抗値が高いため、バッ
テリ端子電圧７２以上となり、逆流阻止ダイオード６は
オフとな−）て計測回路系の電圧は直流定電圧電源１か
ら供給される。

この状態で電源入力が遮断されると直流定電圧電源１の
出力は零となる。このため充電制御回路２内ダイオード
Ｄ１　および電圧レベル変換器４内ダイオードＤ２が逆
バイアスされ、逆流阻止ダイオード５が順バイアスされ
、バッテリ３の出力が逆流阻止ダイオード５を通じて計
測回路系へ供給される。すなわち、リレー接点８．逆流
阻止ダイオード５．電圧検出器６．リレー７が自己保持
回路を形成しバッテリ３からの放電を維持する。放電動
作が続くと、バッテリ３の端子電圧が除々に低下し、こ
れにともなって計測回路系の電圧Ｖ３も低下する。計測
回路系の電圧ｖ３が電圧検出器６内定電圧ダイオードＤ
３に近づくとトランジスタＱ１がしだいにオフとなり、
リレー７がオフとなってリレー接点８を開放状態にし、
バッテリ３から計測回路系への電源供給を停止する。こ
の結果、計測回路系電圧ｖ３が急激に零となる。電圧検
出器６内トランジスタＱ１がオフとなる動作レベルを計
測回路系の動作補償最小電圧Ｖ７より若干高く設定して
おくと、計測回路系が正常に動作する電圧範囲内のみバ
ッテリ３から電源が供給される。たとえば、計測回路系
内にマイクロコンピュータを使用している場合は、マイ
クロコンビ。

−タの動作補償最小電圧にトランジスタＱ１の動作点を
設定する。

寸だ、電源入力が供給されていない時は、電圧検出器６
が動作せずリレー接点８が開放となり、バッテリ３が充
電制御回路２および逆流阻止ダイオード５から切りはな
される。

以Ｆのように、この実施例によれば、計測回路系の電圧
を検出する電圧検出器を設け、電子検出器出力でバッテ
リ端子の接続を制御することによりバッテリの過放電を
防止してバッテリの特性劣化を防止することができる。

−！た計測回路系の動作を動作補償範囲内に限定でき、
マイクロコンピュータなどの動作を安定化することがで
き再起動が確実となる。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第３図は本発明の第２の実施例を示すバッテリ充放電制
御回路の構成図である。同図において、１は直流定電圧
電源、２は充電制御回路、３はバッテリ、４は電圧レベ
ルの変換器、５は逆流阻止ダイオード、７はリレー、８
はリレー接点で以上は第２図の構成と同様なものである
。第２図と５’ｌ”：なるのは、電圧検出器６内に定電
ＬＥ　ｔｃ源６ａを持ち、この定電圧電源回路出力で動
作する電圧検出回路６ｂを設は電圧検出回路の出力でリ
レー７を動作させる点である。

上記のように構成された第２の実施例のバッテリ充放電
制御回路について以下その動作を説明する。電圧検出器
６以外の動作は第２図と同様であり、電圧検出器６の動
作について説明する。旧劇回路系の電圧ｖ３は電圧検出
器６の定電圧電ｄ；旧＋、＋１路６ａに入力され、抵抗
Ｒ３，定４圧ダイオードＤ４　、コンデンサＣで電圧ｖ
４なる定電圧電ゆＰを作る。この電圧ｖ４は計測回路系
の動作補償最小電圧ｖ７よりも低くなるように設定する
。１Ｌ圧ｖ４は電圧検出回路６ｂに送られ、コンパレー
タＩＣに電源として印加される。一方抵抗Ｒ４とＲ５で
電圧Ｖ４を分圧し、基準電圧Ｖ６を作り、コノパレータ
ＩＣの反転入力端子（−）に人力する。コノパレータＩ
Ｃの非反転入力端子（→）には、’ｉｔ　ｉｔ（！１回
路系の電圧Ｖ３を抵抗Ｒ６とＲ７で分圧した′ｌＶ圧ｖ
６を印加する。ここで電圧ｖ６を、計測回路系の動作補
償最小電圧ｖ７を抵抗Ｒ６とＲ７で分割した電圧に設定
しておく、計測回路系の電圧ｖ３が動作補償最小電圧７
７以上あればｖ５〈ｖ６となり、コンパレータＩＣ出力
は１１　ＨＩＴレベルとなりトランジスタＱ２を動作さ
せ、リレー７を通じてリレー接点８によりバッテリ３を
充電制御回路２および逆流阻止ダイオード５に接続する
。計測回路系の電圧ｖ３が動作補償最小電圧Ｖ７以下に
なると、ｖ５〉ｖ６となり、コンパレータＩＣ出力は°
Ｌ°”レベルとなってトランジスタＱ２をＯＦＦさせて
バッテリ３を切りはなす。

以上のようにこの実施例によれば電圧検出器内に定電圧
電源回路を設け、これを用いて計測回路系の電圧を検出
するので電圧検出器の動作点を安定化することができ、
また、動作電圧の設定精度を向上させることができ、動
作補償最小電圧値の規定のきびしい素子を使用した計測
回路系に対しても有効である。

なお、バッテリ端子の接続および開放用に実施例はリレ
ー接点を用いたが、フォトアレータなど無接点のものを
用いても同様の効果をもたせることができる。

発明の効果 以上の実施例の説明より明らかなように本発明のバッテ
リ充放電制御装置は、負荷の電圧レベルを検出する電圧
検出器と、バッテリ入力端子にスイッチを設けることに
より、バッテリの過放電を防止しバッテリの特性劣化を
防止できるとともに、バッテリ動作時の負荷への供給電
圧を動作補償範囲内に限定することができその実用的効
果は太きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の停電補償形剖側器電源部のバッテリ充放
電制御装置の回路図、第２図は本発明の第１の実施例に
おけるバッテリ充放電制御装置の回路図、第３図は同第
２の実施例におけるバッテリ充放電制御装置の回路図で
ある。 １・・・・・・直流定電圧電源、２・・・・充電ｉｔ’
ｌ制御回路、３・・・・・・バッテリ、４・・・・・電
圧レベル変換器、５・・・逆流阻止ダイオード、６・・
・・・電圧検出器、６ａ・・・定電圧電の回路、６ｂ・
・・・・電圧検出回路、７・・・・リレー、８・・・Ｉ
ＪＩ／−ｍ点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流定電圧電源と、充電可能なバッテリと、直流定電圧
   電源の出力を用いて充電可能なバッテリを充電する充電
   制御回路と、充電制御回路と前記充電可能なバッテリと
   の間に直列に接続したスイッチと、直流定電圧電源出力
   を負荷に必要な電圧に変換する電圧レベル変換器と、電
   圧レベル変換器出力と前記充電制御回路出力との間に接
   続した逆流阻止ダイオードと、計測回路系の電圧レベル
   を検出する電圧検出器とを備え、負荷の電圧レベルが負
   荷の動作補償最小値まで低下したことを検出して前記ス
   イッチを開放にするバッテリ充放電制御装置。