JP2009165274A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 適切な充電を行うことができる充電装置を提供する。
【解決手段】 外部から入力された直流電力の電圧を調整して電源を供給する制御電源手段２と、外部から入力された直流電力の電圧を調整して充電電力を供給する充電電力供給手段４と、充電電力供給手段４に接続されて被充電電池７を収容する電池収容手段６と、制御電源手段２の電力供給により動作して充電電力供給手段４の作動を制御する制御手段３とを備え、制御手段３は、制御電源手段２からの入力が遮断されると、電池収容手段６の被充電電池７から電力が常時供給されるように構成されており、被充電電池７から受ける供給電圧が一定以下になると、電力供給が遮断される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充電に適した電池を充電する充電装置に関する。

従来の充電装置として、所定時間の経過後に充電完了と判断して充電電力の供給を停止するタイマー方式が知られており、例えば特許文献１に開示されている。この充電装置は、商用電源から入力されて変換された直流電力を被充電電池に供給して充電する充電制御部と、被充電電池の充電状態を表示する表示部とを備えており、商用電源の入力が切断されたことを検出すると、被充電電池を表示部に電気的に接続して駆動するように構成されている。

この充電装置によれば、商用電源が切り離されても、表示部が所定時間だけ被充電電池の充電状態を表示することができるため、表示部の表示内容を手元で確認することができる。
実開平７−３９２５４号公報

ところが、上記従来の充電装置によれば、充電装置が商用電源から切り離されて所定時間経過後は、充電制御部への通電が無くなるため、検出した充電容量がリセットされる。したがって、充電装置を商用電源に再度接続した場合には、実際には電池に対して既にある程度の充電が行われているにも拘わらず、充電制御部が未充電の電池と同様に充電を行うため、被充電電池の過充電が生じ、電池寿命の劣化を生じるおそれがあった。特に、充電装置が車両用のシガープラグに接続される場合には、エンジンの停止により充電装置への電力供給が途絶えるため、上記の問題が頻繁に生じるおそれがあった。

そこで、本発明は、適切な充電を行うことができる充電装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、外部から入力された直流電力の電圧を調整して電源を供給する制御電源手段と、外部から入力された直流電力の電圧を調整して充電電力を供給する充電電力供給手段と、前記充電電力供給手段に接続されて被充電電池を収容する電池収容手段と、前記制御電源手段により動作して前記充電電力供給手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記制御電源手段からの入力が遮断されると、前記電池収容手段の被充電電池から電力が常時供給されるように構成されており、被充電電池から受ける供給電圧が一定以下になると、電力供給が遮断されることを特徴とする充電装置により達成される。

本発明の充電装置によれば、適切な充電を行うことができる充電装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る充電装置の回路図である。

図１に示す充電装置において、符号1は直流電源入力部であり、直流電力が入力される。直流電源入力部1は、本実施形態においては、車両に搭載されたバッテリーの直流電源に接続されたシガプラグに装着されるが、その他の直流電源や、商用電源を直流電源に変換する変換機に接続することも可能である。

符号2は、直流電源入力部1より入力された直流電力の電圧を調整して電源を供給する制御電源部であり、例えば、三端子レギュレータ等の周知の回路からなる。

符号3は、制御電源部2から適切な電圧及び電力を受けて動作し、後述する充電電力供給部4の作動を制御する制御部であり、マイクロコンピュータを主体に構成される。制御部3は、被充電電池の充電経過時間を検出するタイマ回路（図示せず）と、充電経過時間に基づいて算出した充電状態を記憶するメモリ部（図示せず）とを備えており、充電状態が満充電になったことを検出すると、充電電力供給部4の作動を停止する。充電状態を記憶する上記のメモリ部は、本実施形態においては、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどのように、電源の供給が停止すると記憶内容が消失する揮発性のメモリ部を使用しているが、これに限定されるものではなく、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリであってもよい。

符号4は、直流電源入力部1より入力された直流電力の電圧を調整して充電電力を供給する充電電力供給部であり、スイッチング電源回路や三端子レギュレータ等の周知の回路からなる。充電電力供給部4は、充電可能な被充電電池7を直列状態で収容する電池収容部6に接続されており、被充電電池7の充電を行う。

符号5は、制御電源部2、制御部3および電池収容部6の間を接続する接続部であり、トランジスタＱ１，Ｑ２やダイオードＤ１，Ｄ２などからなる。接続部5は、後述する所望の動作が行われるように、電流の流れを制御する。

制御電源部2と制御部3との間には、抵抗Ｒなどが介在されており、直流電源入力部1から制御電源部2への電力の入力が遮断されたことを、制御部３において検知できるように構成されている。

以上の構成を備える充電装置は、直流電源入力部1より直流電力が入力されると、制御電源部2が制御部3の駆動に適切な電圧及び電力に変換し、制御部3を駆動する。制御部3は、これにより充電電力供給部4の作動を制御する。充電電力供給部4は、制御部3の制御により直流電源入力部1より入力された直流電力を、被充電電池7の充電に適切な充電電力に変換して、電池収容部6に収容された被充電電池7に供給し、被充電電池7を充電する。制御部3は、タイマ回路（図示せず）により充電経過時間を測定し、これをメモリ部（図示せず）に格納しながら、設定の時間が経過するまで被充電電池7を充電する。

直流電源入力部1が車両のシガプラグに装着されている状態で、被充電電池7への充電中に、エンジンを停止させたり直流電源入力部1をシガプラグから引き抜く等して、制御電源部2から制御部3への入力が遮断されると、制御部3は、抵抗Ｒを介してこれを検出し、充電電力供給部4の作動を停止させて、被充電電池7の充電を中断する。制御部3は接続部5を介して被充電電池7に接続されているため、被充電電池7を制御部3の電源として機能させることができ、被充電電池7から電力供給を受けて、メモリ部に記憶されている充電経過時間の記憶状態を維持する。

この後、エンジンを始動させたり直流電源入力部1を再びシガプラグに装着する等して、再び直流電源入力部1より直流電源が入力されると、制御電源部2から制御部3に電力が供給される。制御部3は、これを検出して充電電力供給部4を作動し、被充電電池7の充電を再開する。制御部3のメモリ部には、充電中断中も充電経過時間の記憶状態が維持されているため、制御部3は、この状態から充電経過時間の加算を行い、充電中断前からのトータルの充電経過時間が設定時間を経過するまで、被充電電池7を充電する。

このように、本実施形態の充電装置によれば、被充電電池7の充電を途中で中断しても、制御部3が被充電電池7から電力供給を受けて、メモリ部に格納された充電経過時間に関する記憶内容を維持することができるので、充電を再開した場合には、保存されている充電経過時間をベースとして新たな充電経過時間を加算していくことができる。したがって、被充電電池7の充電停止および充電再開を繰り返し行っても、被充電電池7の過充電を防止して、適切な充電を行うことができるので、エンジンやスイッチのオンオフに応じて制御電源部2から制御部3への電力供給がオンオフされる装置（例えば、乗用車、トラック、産業機械など）から直流電力を受ける場合に、特に好適である。

充電の中断中に被充電電池7から制御部3に電力供給が常時行われると、被充電電池7の電圧が徐々に低下する。制御部3は、この電圧を検出して、被充電電池7から受ける供給電圧が一定以下になると、被充電電池7との電気的接続を遮断する。これにより、被充電電池7の過放電を防止することができる。

制御部3と被充電電池7との接続が遮断されると、メモリ部への電力供給が停止することになるが、充電経過時間を格納するメモリ部は揮発性であるため、電力供給が途絶えることにより、記憶していた充電経過時間は初期状態に戻る。しかし、被充電電池7は、充電量が非常に少ない状態であるから、充電前の被充電電池と同様に取り扱ってよく、再び直流電源入力部1より直流電源が入力された場合に、充電経過時間をリセットした状態から充電を開始することができる。したがって、被充電電池7を再び充電する際の充電不足を防止することができる。

一方、制御電源部2から制御部3への入力が遮断されている状態で、電池収容部6から被充電電池7が取り外されると、制御部3への電力供給が停止し、全ての回路の作動が停止する。充電経過時間を格納するメモリ部は、電力供給が途絶えることにより、記憶していた充電経過時間が初期状態に戻る。被充電電池7が取り外されるのは、新たな被充電電池7に交換される場合と考えられるため、交換後の被充電電池7に対して、充電経過時間をリセットした状態から充電を開始することができるので、適切な充電を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、制御部3のメモリ部が、非通電状態においても記憶内容を保持できる不揮発性メモリである場合においても、制御電源部2から制御部3への入力が遮断された充電中断中に、被充電電池7から制御部3に電力を常時供給しておくことにより、電池収容部6から被充電電池7が取り外されたことを検出することができる。この場合は、被充電電池7が取り替えられた後、制御電源部2から制御部3への電力供給が再開されたときに、メモリ部の記憶内容を強制的にリセットすることにより、新たな被充電電池7に対して初期状態から充電を開始することができる。

本発明の一実施形態に係る充電装置の回路図である。

符号の説明

１ 直流電源入力部
２ 制御電源部
３ 制御部
４ 充電電力供給部
５ 接続部
６ 電池収容部
７ 被充電電池

Claims (1)

1. 外部から入力された直流電力の電圧を調整して電源を供給する制御電源手段と、
   外部から入力された直流電力の電圧を調整して充電電力を供給する充電電力供給手段と、
   前記充電電力供給手段に接続されて被充電電池を収容する電池収容手段と、
   前記制御電源手段の電力供給により動作して前記充電電力供給手段の作動を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記制御電源手段からの入力が遮断されると、前記電池収容手段の被充電電池から電力が常時供給されるように構成されており、被充電電池から受ける供給電圧が一定以下になると、電力供給が遮断されることを特徴とする充電装置。
   
   
   

Images