JPS6359736A

JPS6359736A - 充電制御回路

Info

Publication number: JPS6359736A
Application number: JP61198941A
Authority: JP
Inventors: 隆小松; 誠二山口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1988-03-15

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考案は、一般家庭において使用される充電式掃除機等
の充電制御回路に関するものである。

従来の技術従来この種の充電制御回路にあっては、第３図に示す構
成が一般的であった。以下図面に基づき、従来の技術に
ついて説明する。

第３図は、従来の充電制御回路の一実施例を示すもので
ある。図において、子端子及び一端子には充電アダプタ
が接続され、交流電源を全波整流した脈流が加えられて
いるものとする。ここで、＋２一端子間には、主サイリ
スタ１、Ｎ池２が直列に接続されている。ダイオード３
は電池２の逆放電を防止するための素子で、電池２の陽
極と主サイリスタ１のカソード間に挿入されている。

また、ダイオード４及びコンデンサ５は上記全波整流し
た脈流を平滑し、第２のサイリスタ６がターンオンした
ときにこれをオン状態を保持するだめのものである。主
サイリスタ１のゲート端子にはゲート抵抗７が接続され
るとともに、ゲート、カソード間には、ゲート感度調整
抵抗８が接続されている。

主サイリスタ１のカソード端子（Ｐ点）とＧＮＤ端子間
には、ツェナダイオードつと抵抗１０が直列に接続され
、ツェナダイオード９のアノード端子と抵抗１０との接
続点には抵抗１１の一端が接続され他端は、第２のサイ
リスタ６のゲート端子に接続されている。

また、コンデンサ５の両端間には抵抗１２．１３及び発
光ダイオード１４が直列に接続されている。抵抗１２．
１３との接続点には、ダイオード１５のアノード端子が
接続され、他端のカソード端子は、第２のサイリスタ６
のアノード端子に接続されている。

さらに、主サイリスタ１のアノード、カソード間には、
抵抗１６が接続されている。

上記回路構成において、主サイリスタ１は、ゲート端子
にゲート抵抗７を通して直流電源よりゲート電流が流れ
込むためＯＮ状態となる。電池が未充電のときには、主
サイリスタ１、ダイオード３を介して電池２に充電電流
が流れ込み、充電を持続することになる。その際、発光
ダイオード１４は、抵抗１２．１３を介して電流が流れ
込むため点灯する。ダイオード１５は、この場合逆バイ
アス状態にあるので、カットオフしている。

ここで、電池２に充電を続けると、電池２の端子間電圧
が徐々に上昇していき、ある設定電位（充電完了電位）
に近づくと、ツェナダイオード９が飽和電流領域に入り
、ツェナダイオード９にはツェナ電流が流れ、抵抗１０
の端子間電圧が上昇する。この端子間電圧が第２のサイ
リスタ６のゲートトリガ電圧に達すると、抵抗１１を介
してゲート電流が流れ、第２のサイリスタ６がＯＮとな
る。

ここで第２のサイリスタ６がＯＮすると、主サイリスタ
１のゲート電位がカソード電位より低く引っ張られるた
め、主サイリスタ１がＯＦＦ状態となり充電を停止する
。また、発光ダイオード１４も、第２のサイリスタ６が
ＯＮするとダイオード１５が導通するため、消灯するこ
とになる。主サイリスタ１がＯＦＦになっても、抵抗１
６を介して電池には微弱電流が流れ、補充電は行なうよ
うに構成されている。

第４図は、第３図の回路の充電特性を示すものである。

第４図（Ａ）からは、電池２の端子電圧が時間下ととも
に上昇していき、ツェナダイオード９の設定電位に達す
ると、主サイリスタ１がＯＦＦ状態となる様子がわかる
。第４図（Ｂ）は、電池２の充電電流と時間Ｔとの関係
を示すもので、充電完了時、電流がカットされる様子が
わかる。

但し、抵抗１６の補充電は持続されるため、電池２の端
子間電圧は再度上昇する。

しかしながら、使用時に電池が負荷（電動送風機等）に
接続されたまま長時間放置されると、電池の内部抵抗が
増大していき、１力月〜３カ月放置された場合内部抵抗
が数百Ωにも達してしまう。

このような過放電した電池を上記従来の充電回路で充電
しようとすると、不都合が発生する。この様子を第５図
に示す。

第５図（Ａ）は、電池２の内部抵抗１７が増大した場合
を示す。この電池２が充電回路に接続されると、内部抵
抗１７の抵抗値Ｒが大きいため、充電電流■が流れると
みかけ上の電池２の端子間電圧が高くなり、第５図（Ｂ
、Ｃ）に示すように、充電開始直後に充電を停止してし
まう。これは、第３図の充電回路でＰ点の電位を検出し
ているためである。このように、過放電した電池は従来
の充電回路では充電できず、使用者にとっては大きな不
満となっていた。また市場では、電池の過放電現象は安
易に発生する問題ではないが、もし発生したら電池を交
換しなければならず、経済的な面からいっても問題を含
むものであった。

発明が解決しようとする問題点このように従来の充電制御回路では、過放電した電池の
充電ができないといった問題を有していた。本考案では
、このような従来の欠点を解消し、過放電した電池でも
充電できるように充電制御回路を改善せんとするもので
ある。

問題点を解決するための手段この問題点を解決するために本発明は、直流電源の端子
間に主電流制御素子と充電式の電池を直列に持続し、こ
の電池の両端子間に検出回路を接続し、この検出回路に
は、前記電池の電圧を記憶する第１の記憶回路と第２の
記憶回路とを設け、この２つの記憶回路の動作に時間差
を設け、この２つの記憶回路の出力を比較器に入力し、
この比較器の出力によって前記主電流制御素子をドライ
ブ制御するように構成したものである。

作　　用この構成により、過放電状態の電池に対して、電流を流
す前の電圧を第１の記憶回路に入力し、電流を流した後
の電圧を第２の記憶回路に入力し、その２つの電圧の差
から過放電状態であることを検出し、強制充電を行なう
ことができる。

実施例以下、本発明の実施例について、第１図及び第２図を参
照して説明する。図において、２１は電圧降下用のトラ
ンス、２２はトランス２１の二次電流を直流に変換する
ための整流回路、２３は充電の主電流制御トランジスタ
、２４は小型シール鉛蓄電池等の充電式の電池である。

主電流制御トランジスタ２３がオンしたときには、トラ
ンス２１で降圧されて整流回路２２で直流に変換された
電流が、主電流制御トランジスタ２３を通して電池２４
に流れ、電池２４が充電されることになる。このときの
電流の大きさは、電池２４の電圧と内部抵抗及びトラン
ス２１のインピーダンスによって決まる。

そして、２５は検出回路、２６はドライブ用トランジス
タ、２１は発光ダイオードである。検出回路２５のａ端
子には電池２４の子端子の電圧を入力し、ｂ端子には整
流回路２２の出力の＋側出力を接続し、Ｃ端子にはドラ
イブ用トランジスタ２６のベース端子を接続し、ｄ端子
には共通アースラインを介して整流回路２２の一端子を
接続しである。

ドライブ用トランジスタ２６がオンすることにより、電
流制限用の抵抗２８及び発光ダイオード２１を通して主
電流制御トランジスタ２３にベース電流が流れ、主電流
制御トランジスタ２３もオンする。発光ダイオード２７
は、主電流制御トランジスタ２３がオン状態にあって電
池２４が充電されていることを表示すると共に、ドライ
ブ用トランジスタ２６のエミッタのレベルを上げ、オフ
時の状態を安定させるためのものである。

また、２８は、主電流制御トランジスタ２３のオフ時の
状態を安定させるための抵抗であり、抵抗２９は、ドラ
イブ用トランジスタ２６のベース電流供給用の抵抗で、
この抵抗２９とコンデンサ３０とで遅延回路を形成し、
電源投入からドライブ用トランジスタ２６がオンするま
での間にタイムラグを設けている。

第２図は、検出回路２５の内容を詳細に記載した回路図
で、ａ−ｄの各端子は、第１図のａ−ｄの各端子と対応
する。５１は第１の記憶回路、５２は第２の記憶回路で
、電池２４の端子間電圧を記憶する。

第１の記憶回路５１から優先して働き、電池２４の端子
間電圧を記憶する。第１．第２の記憶回路５１゜５２の
両方の記憶値を比較器５３で比較し、ラッチ回路５４を
通してｃｌｉ子から出力する。

一方、抵抗５５とコンデンサ５６とで時定数回路を形成
し、第３のトランジスタ５７の動作に遅延時間を設けで
ある。この第３のトランジスタ５７がオンになると、定
電流制御装置５８で決まる電流が、ａ端子を介して電池
２４へ流れ込む。

以上の構成からなる本実施例の動作を説明する。

まず電源が投入されたとき、ドライブ用トランジスタ２
９及び第３のトランジスタ５７はすぐにはオンせず、従
って電池２４にはまだ電流が流れない。

このとき第１の記憶回路５１には、開放状態の電池２４
の電圧が記憶される。

次に、第３のトランジスタ５７がオンになり、低電流制
御装置５８によって決まる電流が電池２４に流れ、その
ときの電池２４の電圧が、第２の記憶回路５２に入力さ
れる。

電池２４が過放電の状態にあると、その内部抵抗が大き
くなっているため、開放状態の時の電圧と、電流を流し
た時の電圧との間には大きな差が生じる。よってその差
が比較器５３によって検出されたときには、電池２４が
過放電状態にあるものと判断し、ラッチ回路５４の動き
で、Ｃ端子をオーブン状態に保つ。従って、ドライブ用
トランジスタ２６には抵抗２９によってベース電流が流
れ、主電流制御トランジスタ２３がオン状態になり、電
池２４には、その電圧に無関係に電流が流れる。このよ
うに電流を流しつづけることにより、電池２４の内部抵
抗が徐々に下がノで、正常な状態にもどる。

電ｉ′ｌ！！２４が正常な状態になると、ａＱ子の電圧
が、今度は充電間に従って上昇し、満充電になったとろ
で、比較器５３を通してラッチ回路５４が、Ｃ端子をロ
ーレベルに落とす。すると、ドライブ用トランジスタ２
６がオフになり、主電流制弾トランジスタ２３もオフに
なり、充電が完了する。

このように、使用者の不注意や、長時間電池を放電状態
で放置したことなどにより、過放電してしまった電池で
も、回復するのに、若干多めの時間は要することになる
が、使用者に何ら特別な操作をさせることなく、満充電
状態まで回復させることが可能となる。また、その間発
光ダイオードは点灯したままの状態となり、充電中であ
ることを表示することもできる。

なお、この実施例では、主電流制御素子にトランジスタ
を使った例を示したが、これは、他のスイッチング素子
、サイリスタやリレーなどでも同様の効果が得られるの
は、言うまでもない。

発明の効果以上の説明から明らかな通り本発明によれば、電池の電
圧を検出して記憶する回路を２つ設け、一方には開放状
態の電圧を、もう一方には電流を流したときの電圧を入
力し、その両方を比較して過放電であるか否かを判断し
、過放電の場合には強制充電を行なうことにより、過放
電の電池でも正常状態にもどし、さらに満充電まで行な
うことができる。それにより、機器に対する使用性が向
上し、信頼性も向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による充電制御回路を示した
回路図、第２図は同回路の要部を詳細に示した回路図、
第３図は従来の充電制御回路の例を示した回路図、第４
図（Ａ、Ｂ）及び第５図（Ａ、Ｂ、Ｃ）は同従来例によ
る充電の様子を示すグラフである。２１・・・トランス　２２・・・整流回路　２３・・・
主電流制御トランジスタ　２４・・・電池　２５・・・
検出回路　１６ドライブ用トランジスタ　５１・・・第
１の記憶回路　５２・・・第２の記憶回路　５３・・・
比較器　５４・・・ラッチ回路２］−・−トランス第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直流電源の端子間に主電流制御素子と充電式の電
池を直列に持続し、この電池の両端子間に検出回路を接
続し、この検出回路には、前記電池の電圧を記憶する第
１の記憶回路と第２の記憶回路とを設け、この２つの記
憶回路の動作に時間差を設け、この２つの記憶回路の出
力を比較器に入力し、この比較器の出力によつて前記主
電流制御素子を制御するように構成したこと、を特徴と
する充電制御回路。
（２）検出回路の一方の記憶回路が、電池に充電電流が
流れる前の電池の端子間電圧を記憶し、他方の記憶回路
が、充電電流が流れているときの電池の端子間電圧を記
憶し、比較回路がこれら２個の記憶電圧を比較して所定
値以上の差があつたときには主電流制御素子をドライブ
状態に保持するように構成した特許請求の範囲第（１）
項に記載の充電制御回路。