JPS60241739A - 充電回路 - 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】 ［技術分野Ｊ 本発明は充電回路、さらに詳しくは、二次電池を急速充
電する場合において、充電量ｆに近（＝１いたことや、
電池電圧が所定値に達したことを検出し、その後連続充
電しても過充電とならない程度の安全電流になるまで充
電電流を除々に低減させながら充電量が略１００％に至
るまで充電する充電回路に関するものである。

［背景技術Ｊ 従来よりこの種の充電回路としては、第５図に示すよう
に、一定の初期電流で二次電池を急速充電し充電量が略
８０％に到達した時点から充電電流を所定時間毎に段階
的に低減させ′Ｃ補充電を行い、最終的に充電量を略１
０（）％に到達させるように意図したものが提供されて
いる。このような充電電流を供給するには、充電電流を
低減させる電流低減手段Ｍ１が必要となるものであって
、基本的に第２図に示すような回路が用いられる。こ二
では、商用電源Ｅから所定の光電電流を発生させる充電
電流発生回路２と、二次電池Ｂの電池電圧が所定電圧に
達すると充電量検出信号を送出する電池電圧検出回路３
と、電池電圧検出回路３からの充電量検出信号に呼応し
て作動し所定時間毎に切換信号を送出するタイマ回路４
と、タイマ回路４から送出される切換信号により充電電
流の大きさを切り換える充電電流切換回路５とから構成
され、タイマ回路４と充電電流切換回路５とによって電
流低減手段Ｍ１が構成されている。

さらに具体的に回路構成とその動作を以Ｆに示す、第６
図において、１は電源回路であって、商用電源Ｅからの
交流入力は保護抵抗Ｒ，，Ｒ，を通り、整流器Ｒｅｆに
入力されて余波整流された後、チョークコイルＣＨとコ
ンデンサＣ１により構成された平滑回路により平滑化さ
れ、各回路に直流電圧を供給する。充電電流発生回路２
はブロッキング発振回路を基本構成としたインバータで
あって、スイッチングトランジスタＱ、のコレクタには
パルストランスＰＴの一次巻線り、が接続され、ベース
にはベース抵抗Ｒｂおよび直流阻止コンデンサＣｂを介
してパルストランスＰＴのフィードバック巻線Ｌ２が接
続されており、エミッタにはエミッタ抵抗Ｒｅを介して
電池Ｂが直列に挿入されている。−次巻線り、の両端に
はコンデンサＣｓ、抵抗Ｒｓｓ　ダイオードＤｓよりな
るスパイク吸収回路が接続されている。いま電源回路１
に商用電源Ｅが印加されると起動用抵抗Ｒｓを通して、
トランジスタＱ１にベース電流が供給されコレクタ電流
が流れ始める。−次巻線Ｌ１とフィードバック巻線Ｌ２
とは正帰還がかかるように接続されているので、コレク
タ電流が急上昇してトランジスタＱ、は急速にオン状態
となる。このときパルストランスＰＴの二次巻線り、に
誘起される電圧に対してダイオードＤが逆極性となって
おり負荷電流は流れない。このようにしてコレクタ電流
が急上昇するとトランジスタＱ、が飽和してオン状態を
維持できなくなり、そのためにコレクタ、エミッタ間電
圧が高くなって一次巻＠Ｌ、にかかっていた電圧が減り
始めるので、これがフィードバック巻＃ｉ　Ｌ　２を介
してベース電流を減少させ、この傾向が正帰還により助
長されてトランジスタＱ、は急速にオフ状態となる。こ
のときパルストランスＰＴに蓄積されていたエネルギが
二次巻線Ｌ３＊らダイオードＤを通して二次電池Ｂに供
給される。

以後は同様な動作が一定周期で繰り返されるのである。

トランジスタＱ１のベース、エミッタにはバイパストラ
ンジスタＱ、のコレクタ、ベースがそれぞれ接続され、
またトランジスタＱ２のベース、エミッタ間には上記エ
ミッタ抵抗Ｒｅが接続される。トランジスタＱ２はエミ
ッタ抵抗Ｒｅの端子電圧が所定値となると、オン状態と
なってトランジスタＱ１のベースバイアスを零バイアス
としトランジスタＱ１をオフ状態とするので、上述のよ
うにトランジスタＱ１が飽和してオフ状態となる以ｎｔ
ＪにトランジスタＱ、をオフ状態に導くことかで゛きる
ものである。ここで、トランジスタＱ２がオン状態とな
るために必要なベース、エミッタ間型Ｉｆは一定である
から、トランジスタＱ２のベース、エミッタ間に介装す
れる抵抗値が大きい程、トランジスタＱ１はオン状態と
なってからオフ状態となるまでの期間が短くなるもので
ある。）ランジスタＱ２のベース、エミッタ間の抵抗値
を調節するためにエミッタ抵抗Ｒｅにはスイッチングト
ランジスタＱＳＩ−ＱＳ３と充電電流制限抵抗Ｒ１゜〜
Ｒｈとをそれぞれ直列接続した直列回路を互いに並列接
続して構成された充電電流切換回路５が並列に接続され
る。すなわち、トランジスタＱｓ。

〜ＱＳ３を適宜オン状態とすることにより、光電電流側
ｌｌｌ抵抗Ｒ１，〜Ｒ１ａとエミッタ抵抗Ｒｅとが適宜
並列接続されるのであり、これによって、トランジスタ
Ｑ２のベース、エミッタ間に接続される抵抗の抵抗値が
変化し、トランジスタＱ、がオン状態となってから飽和
するまでの開の、どの時点でトランジスタＱ１をオフ状
態とするかが選択される。このようにして、パルストラ
ンス■）１′の二次巻＃ｉ　ｔ−３に誘起されるエネル
ギー量を変えることができるのであって、二次電池Ｂへ
の充電電流を可変とすることができるものである。二次
電池Ｂの一端は電池電圧検出回路３に接続されており、
−Ｕ次電池Ｂの端子電圧が電池電圧検出回路３内で設定
された所定値となると電池電圧検出回路３から光電に検
出イｉ′！３が送出される。電池電圧検出回路３におけ
る設定電圧は二次電池Ｂの温度特性に呼応して二次電池
の周囲温度によって変化するようになっており、二次電
池Ｂが所定充電量に達したことを止確に検出できるよう
にしている。充電量検出４３号はタイマ回路４に印加さ
れてタイマ回路４を起動する。タイマ回路４には３出力
が用意されており、タイマ回路４に設けられた一対のコ
ンデンサＣＬ　＋　＋　Ｃｔ　２と抵抗Ｒｔとにより構
成される時定数回路Ｔｓによって予め設定された所定の
時間間隔１゛で各出力から順次切換４３号が送出される
。

タイマ回路４の出力端は上記各トランジスタＱｓ＋〜Ｑ
Ｓ３のベースにそれぞれ接続されている。タイマ回路４
すべての出力端は充電開始時においてハイレベルとなっ
ており、トランジスタＱｓ＋〜Ｑｓ３は動べてオン状態
となっている。この状態で充電量検出信号によりタイマ
回路４が起動されると、各出力端子が所定の時間間隔′
ｒで順次ローレベルとなり、タイマ回路４の出力端に対
応ｒるトランジスタＱＳＩ−ＱＳ２が順次オフ状態とな
るものである。したがって、タイマ回路４がら切換信号
が送出される毎にトランジスタＱ２のベース、エミッタ
開に介装された抵抗値が大きくなり、パルストランスＰ
Ｔの一次巻線り、の両端間の電圧が低トーして二次巻ｊ
！Ｌ、に蓄えられるエネルギー量も少なくなり、二次電
池Ｂへの電力供給が少なくなるものである。

以上のようにして、二次電池Ｂの光電址が略８０％に達
したことを電池電圧検出回路３で検知し、その後タイマ
回路４がら所定の時間間隔Ｔで送出される切換４Ｂ号に
より充電電流制限抵抗Ｒ１，〜Ｒ１コを順次切り換えて
二次電池Ｂに供給される充電電流を次第に低減させ、タ
イマ回路４が起動してからタイマ回路４のすべての出力
端がローレベルとなって充電電流が最小となるまでの補
充電期１１１ｊに二次電池Ｂを補充電するものである。

ここで、最終的にトランジスタＱｓ１〜Ｑ　ｓ３がすべ
てオフ状態となったとき、すなわち充電電流が最小とな
りたときの設定値はその電流で連続充電を行っても過充
電とならない程度の安全電流となっており、この状態で
は二次電池Ｂの自然放電による放出電荷量と安全電流に
よって二次電池Ｂに蓄えられる電荷量とが略平衡状態と
なっているものである。

しかして、上記従来回路においては、タイマ回路４の時
定数設定部Ｔ’Ｓを構成しているコンデンサＣｔ　＋　
＋　Ｃｔ　２および抵抗Ｒｔが一定値で固定されており
、二次電池Ｂは周囲温度が低い程充電時に多くの電荷を
供給する必要４ｔあるから、タイマ回路４の時定数設定
部Ｔｓを高温用として設定した場合には周囲温度が低温
となったときに、十分な電荷が二次電池Ｂに供給されず
、１００％充電に至らないという問題がある。

［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであって、その
主な目的とするところは、周囲温度に影響されることな
く二次電池を常に略１００％まで充電できるようにした
充電回路を提供することにある。

１発明の開示１ 本発明では、二次電池を一定の初期電流で充電し所定の
光電鼠に達した後、連続して光電しても過充電とならな
い程度の安全電流になるまで充電電流を除々に低減させ
る電流低減手段を備えた充電回路において、初期電流か
ら安全電流まで電流を低減する補充電期間の充電電流を
二次電池の周囲温度に対応して制御する充電量制御手段
を設けることにより、周囲温度に影＠されることなく　
−次電池を略１００％光電させることができるようにし
た充電回路が開示される。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下
の説明において第６図に示した従来回路との共通部分で
は同符号を用い、その回路構成並びに動作についても簡
略に記するに止どめる。第１図は本発明の回路図、第２
図は同上の基本的なブロック図であって、図中１は電源
回路である。

充電電流発生回路２はブロッキング発振回路を基本構成
とするインバータ回路であって、スイッチングトランジ
スタＱ、のエミッタに接続される抵抗の抵抗値により、
パルストランスＩ）　Ｔの一次巻線の両端電圧の最大値
を決定し、それによって、パルストランスＰＴの二次巻
線り、に蓄えられるエネルギー量を変化させ二次電池Ｂ
への充電電流を制御できるようにしている。二次電池Ｂ
の一端は電池電圧検出回路３に接続されており、二次電
池Ｂの端子電圧が充電に伴って上昇し、電池型圧検出回
＃ｉ３内で予め設定された所定値となると電池重圧検出
回路３から充電量検出信号が送出される。充電量検出信
号はタイマ回路４に印加され、タイマ回路４が起動され
る。タイマ回路４はコンデンサＣ１１１ＣＬ２およびサ
ーミスタＴｈにより構成された時定数設定部Ｔｓを有し
、時定数設定部Ｔｓにより設定された時間間隔で切換信
号が順次送出されるようになっている。すなわち、サー
ミスタＴｈは光電量制御手段Ｍ２として二次電池Ｂの周
囲に配設されるものであって、サーミスタＴｈが負の温
度特性を有していることにより、二次電池Ｂの周囲温度
が＾い程、時定数設定部Ｔｓで設定される時定数が小さ
くなるものであり、その結果、タイマ回路４から送出さ
れる各切ｍ（ｆｆ号開の時間間隔が短くなるようになっ
ている。タイマ回路４の出力端は充電電流切換回路５に
接続されており、タイマ回路４から送出される切換信号
を充電電流切換回路５に印加することによりトランジス
タＱ、のエミッタ側の抵抗値を切り換えてパルストラン
スＰＴの一次巻線の端子電圧を制御し、段階的に二次電
池Ｂへの光電電流が低減されるようにしている。すなわ
ち、充電電流切換回路５は複数の充電電流制限抵抗Ｒ１
，−ＲｈにそれぞれスイッチングトランジスタＱｓ＋〜
ＱＳ３を直列接続したものであり、各トランジスタＱｓ
＋〜ＱＳ３のベースにタイマ回路４の出力端を接続して
いるのである。タイマ回路４に電池電圧検出回路３がら
の充電量検出信号が印加されていない状態では、タイマ
回路４の３出力はすべてハイレベルとなっており、充電
電流切換回路５の各トランジスタＱｓ＋〜ＱＳ）はすべ
てオン状態となるものであるから、このとき充電電流発
生回路２のトランジスタＱ１のエミッタ側の抵抗値は各
充電電流制限抵抗がすべて並列接続されていることによ
り最小となる。充電量検出１６号がタイマ回路４に印加
されてタイマ回路４が起動されると、タイマ回路４の３
出力は順次ローレベルとなるものであり、トランジスタ
ＱＳ＋〜Ｑｓｙが順次オフ状態となることにより、トラ
ンジスタＱ１のエミッタに接続された抵抗の合成抵抗値
が段階的に大きくなる。その結果、二次電池Ｂへの光電
電流が小さくなるものである。充電電流切換回路５のト
ランジスタＱｓ、〜Ｑｓｚがすべてオフ状態となったと
き、すなわち、トランジスタＱ、のエミッタ側に接続さ
れる抵抗がエミッタ抵抗Ｒｅのみになると、充電電流は
最小となるものであり、この時の充電電流は二次電池Ｂ
が略１００％充電された状態であってもその自然放電に
よる電荷移動量と充電による電荷移動量とが略平衡する
程度となって二次電池Ｂが過充電とならない安全電流と
なる。

以上のような構成を有することにより、タイマ回路４か
ら送出される切換信号が送出される時間間隔が二次電池
Ｂの周囲温度に応じて調節されるものである。すなわち
、初期電流によって充電量を略８０％とし、その後充電
電流を安全電流まで低減させる補充電期間において、二
次電池Ｂの周囲温度が比較的高いと外には充電に要する
電荷量が少なくてもよいから、第３図に示すように、切
換信号の送出間隔Ｔ１を小さくし、また二次電池Ｂの周
囲温度が比較的低いときには充電に要する電荷量を多く
なるから、第４図に示すように、切換信号の送出開隔Ｔ
２を大きくするのである。このように、二次電池Ｂの周
囲温度に対応して充電電流を制御するから、二次電池Ｂ
の周囲温度に関係なく二次電池Ｂを略１００％まで充電
することができるものである。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、一定の初期電流から安全電流ま
で電流を低減する補充電期間の充電電流を二次電池の周
囲温度に対応して制御する光電量制御手段を設けている
ので、二次電池の温度特性に応じて充電電荷量を制御す
ることができるものであり、二次電池の周囲温度に影１
１！されることなく、二次電池Ｂを常に略１００％まで
充電ｔ′きるという利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は同上
のブロック図、第３図および第４図はそれぞれ同上の動
作説明図、第５図は従来例を示す動作説明図、第６図は
従来例を示す回路図である。 ４はタイマ回路、５は充電電流切換回路５、Ｂは二次電
池、Ｍｌは電流低減手段、Ｍ２は充電量制御手段、Ｔｂ
はサーミスタである。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第２図 第３図 碕問 第４図 １ｌｆｌ 第５図 Ｗ＋閣

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二次電池を一定の初期電流で充電し所定の光電量
   に達した後、連続して充電しても過充電とならない程度
   の安全電流になるまで充電電流を除々に低減させる電流
   低減手段を備えた充電回路において、初期電流から安全
   電流まで電流を低減させる補充電期間の充電電流を二次
   電池の周囲温度に対応してｉｌＪ　ｒｌｌする充電量制
   御手段を設けたことを特徴とする充電回路。
2. （２）上記電流低減手段は二次電池が所定の充電量に達
   してから所定の時間毎に切換信号を送出するタイマ回路
   と、タイマ回路から出力される切換＜Ｈ号に呼応して充
   電電流を切り換える充電電流切換回路とから構成され、
   上記充電量制御手段は上記タイマ回路において二次電池
   の周囲温度を検出しその温度に呼応してタイマ回路部の
   時定数を調節するサーミスタであることを特徴とする特
   許請求の範囲ｔ１４１項記載の充電回路。