JP2542278B2 - 満充電になっている二次電池の再充電防止装置並びにバッテリパック及びその充電器 - Google Patents

満充電になっている二次電池の再充電防止装置並びにバッテリパック及びその充電器

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JP2542278B2
JP2542278B2 JP2171125A JP17112590A JP2542278B2 JP 2542278 B2 JP2542278 B2 JP 2542278B2 JP 2171125 A JP2171125 A JP 2171125A JP 17112590 A JP17112590 A JP 17112590A JP 2542278 B2 JP2542278 B2 JP 2542278B2
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battery
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、満充電になっている二次電池の再充電を
防止する装置並びにこれに用いるバッテリパック及びそ
の充電器に関するものである。
[従来の技術] 一般に、ニカド電池等の二次電池は、充電器により急
速充電すると、第6図に示すように徐々に充電電圧(電
池の端子電圧)が上昇してピーク電圧に至り、その後僅
かに下降して満充電状態になる。充電器では、充電電圧
が前記のように下降したことを検出して急速充電電流
(大電流)を遮断し、過充電を防止するようにしてい
る。その後はトリクル充電用の微小電流のみを流す。
[発明が解決しようとする課題] ところで、上記の充電器では、満充電になった二次電
池を該充電器から外して、使用することなく再度装着し
た場合には、再び急速充電されてしまう。このような急
速充電が2回程度であれば、二次電池の温度がさほど高
くないので、充電電圧が前記のように下降してこれが検
出され、急速充電電流が遮断されるが、それ以上になる
と二次電池の温度が高くなるので、充電電圧が下降しな
くなり、急速充電電流が遮断されなくなって過充電にな
る。
この過充電状態では二次電池が発熱して危険であると
共に、二次電池の寿命を縮めることにもなる。
この発明は上記の課題を解決するものであり、満充電
になっている二次電池の再充電を防止する装置並びに該
装置に用いるバッテリパック及びその充電器を提供する
ものである。
[課題を解決するための手段] 上記の課題を解決するために、この発明は、 バッテリパックに、二次電池、ツェナダイオード及び
前記二次電池からの充電電流が順方向の前記ツェナダイ
オードを介して流れ得るように該ツェナダイオードを介
して前記二次電池に接続されたコンデンサを備え、 充電器では、前記バッテリパックが装着されたことが
検出され、かつ前記コンデンサの端子電圧が所定電圧よ
りも低いことが検出されたときであって、前記二次電池
が満充電になったことが検出されていないときに、該二
次電池の急速充電状態が保持されるようになし、検出さ
れた前記コンデンサの端子電圧が所定電圧よりも高いと
きには前記二次電池の急速充電状態が保持されないよう
に構成した、満充電になっている二次電池の再充電防止
装置であり、 二次電池と、ツェナダイオードと、前記二次電池から
の充電電流が順方向の前記ツェナダイオードを介して流
れ得るように該ツェナダイオードを介して前記二次電池
に接続されたコンデンサとを備えた前記装置に使用する
バッテリパックであり、 前記バッテリパックが装着されたことを検出する第1
の検出手段と、前記の装着されたバッテリパックに収納
されているコンデンサの端子電圧が所定電圧よりも低い
か否かを検出する第2の検出手段と、前記の装着された
バッテリパックに収納されている二次電池が満充電にな
ったことを検出する第3の検出手段と、前記第1の検出
手段によりバッテリパックの装着が検出され、前記第2
の検出手段によりコンデンサの端子電圧が所定電圧より
も低いことが検出され、かつ前記第3の手段により二次
電池が満充電になったことが検出されていないときに、
前記二次電池の急速充電状態を保持する手段とを備え、
前記第2の検出手段によりコンデンサの端子電圧が所定
電圧よりも高いことが検出されたときには、前記二次電
池の急速充電状態が保持されないようにしたことを特徴
とする前記バッテリパックの充電器である。
[作用] 上記のように構成された、満充電になっている二次電
池の再充電防止装置並びにバッテリパック及びその充電
器では、急速充電により前記二次電池の充電電圧がピー
ク電圧を過ぎて下降しても、コンデンサの端子電圧はあ
まり下降せず、前記の所定電圧よりも低くはならないの
で、満充電になっている二次電池を充電器に装着しても
前記二次電池の急速充電状態が保持されず、満充電にな
っている二次電池の再充電が防止される。
[実施例] 以下に、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はバッテリパックの回路図、第2図は充電器の
回路を示すブロック図、第3図は充電器にバッテリパッ
クが装着された状態を示す斜視図、第4図は充電器の斜
視図、第5図はバッテリパックの裏側を示す斜視図であ
る。
第3図において、符号1は充電器であり、該充電器は
電源スイッチの操作つまみ2、充電状態を示す表示灯3
及び電源コード4等を有する。5はバッテリパックであ
り、前記充電器1に装着された状態が示されている。
第4図において、第3図と同一符号は同一のものを示
す。第4図では、前記のバッテリパック5を取り外した
充電器が示され、バッテリパック装着部に設けられた+
端子6、−端子7、検出端子8、内方に突出された複数
の装着用嵌合爪30及びバッテリパック5が装着されたこ
とを検出するスイッチ9が示されている。尚、矢印はバ
ッテリパックの充電器1への装着方向を示すものであ
る。
第6図はバッテリパック5を示すものであり、10は+
端子、11は−端子、12は検出端子、31は前記嵌合爪30が
夫々嵌合される嵌合用の空間部である。これらの端子10
〜12は、バッテリパック5が充電器1に装着された状態
では、前記の端子6〜8と夫々接触され、また前記嵌合
爪30は嵌合用の空間部31に夫々嵌合される。尚、矢印は
バッテリパック5の充電器1への装着方向を示すもので
ある。
第1図において、符号13はニカド電池等の二次電池、
14はツェナダイオード、15はコンデンサ、16は温度ヒュ
ーズ、17は保護抵抗であり、これらは前記バッテリパッ
ク5に収納されている。前記コンデンサ15は二次電池13
からの充電電流が順方向の前記ツェナダイオード14を介
して流れ得るように該ツェナダイオード及び前記保護抵
抗17を介して前記二次電池13に接続されている。尚、第
1図において、第5図と同一符号は同一のものを示す。
第2図において、符号18は安定化電源、19はトリクル
充電用抵抗、20は急速充電回路、21はスイッチ、22はア
ンドゲート、23は−△V検出回路である。この−△V検
出回路は電圧がピーク値に達した後、所定の微小電圧降
下を検出するものであり、前記したように二次電池がそ
の急速充電過程で充電電圧がピーク電圧を過ぎて下降し
たときにこれを検出する。24はディレー回路、25はタイ
マー、26はアンドゲート、27はダイオード、28はコンパ
レータである。尚、第2図において、第4図と同一符号
は同一のものを示す。
次にこの実施例の動作について説明する。
まず、バッテリパック5の二次電池13として、定格電
圧が9.6Vのニカド電池が用いられているものとする。こ
の二次電池13が使用により放電済みとあり、その端子電
圧が例えば8.4Vであったとすると、前記コンデンサ15の
端子電圧、即ち検出端子12の電圧は、ツェナダイオード
14のツェナ電圧2.5Vが加算されて10.9Vになっている。
このバッテリパック5を充電器1に装着すると、バッ
テリパック5の前記端子10〜12は充電器1の端子6〜8
と夫々接触され、かつ前記のスイッチ9がオンになる。
この状態で前記つまみ2を操作して充電器1の電源スイ
ッチをオンにすると、電源コード4から供給される電源
電流が安定化電源18で安定化され、トリクル充電用抵抗
19及び急速充電回路20に供給される共に、オンになって
いるスイッチ9を介してアンドゲート26に「H」の電圧
が印加される。
前記コンパレータ28には検出端子8、12を介して前記
コンデンサ15の端子電圧(10.9V)が印加され、端子29
に印加されている基準電圧13.0Vと比較される。コンデ
ンサ15の端子電圧が前記基準電圧よりも低いときには、
前記コンパレータ28の出力は「H」になり、これが前記
アンドゲート26に印加される。このアンドゲート26で
は、入力端子の双方が「H」になるので、出力が「H」
になり、該出力により前記タイマー25が起動される。こ
のタイマー25の設定時間は、二次電池13が急速充電に要
する通常の時間よりやや長めになっている。また、該タ
イマーの起動後は、その出力から「H」の電圧がダイオ
ード27を介してアンドゲート26に印加されるので、該タ
イマーの起動後にコンパレータ28の出力が「L」になっ
ても、該タイマーは動作を継続する。前記タイマー25の
出力は前記ディレー回路24を介して「H」の電圧として
アンドゲート22に印加される。
前記−△V検出回路23は前記したように、電圧がピー
ク値に達した後の、微小電圧降下を検出するものであ
り、+端子10、6を介して印加される二次電池13の端子
電圧が下降していないときは出力が「H」になってい
る。この「H」の出力はアンドゲート22に印加され、該
アンドゲートの出力は「H」になって前記スイッチ21が
オンになる。
このようにしてスイッチ21がオンになると、前記の安
定化電源18から急速充電回路20を経た充電電流は前記ス
イッチ21、+端子6、10及び温度ヒューズ16を介して二
次電池13に供給され、該二次電池が急速充電される。
この充電により、二次電池13の充電電圧がそのピーク
電圧を過ぎ下降すると、これが前記−△V検出回路23に
より検出され、該−△V検出回路の出力が「L」になっ
てアンドゲート22の出力が「L」になり、前記スイッチ
21がオフになって二次電池13への急速充電電流が遮断さ
れる。
この急速充電の終了により、二次電池13は略満充電に
なるが、その後もトリクル充電用抵抗19を介して微小充
電電流が二次電池13に供給される。
尚、前記タイマー25は−△V検出回路23によって二次
電池13の充電電圧の下降が検出されなかった場合に、急
速充電時間を制限するためのものである。また、ディレ
ー回路24は前記ダイオード27を介したタイマー25の出力
「H」がアンドゲート26に印加される以前に、スイッチ
21がオンになり、二次電池13が急速充電されて前記コン
デンサ15の端子電圧が前記基準電圧よりも高くなって、
コンパレータ28の出力が「L」になってしまい、この結
果アンドゲート26の出力が「L」になるのを防止するも
のである。
前記したように、二次電池13としてニカド電池を用い
た場合には、その急速充電による充電電圧は前記第6図
のように徐々上昇し、ピーク電圧を過ぎると徐々に下降
する。前記したように二次電池13の定格電圧が9.6Vであ
るとした場合に、これを急速充電したときのピーク電圧
は13.6V〜14.0V以上になるので、前記コンデンサ15は1
3.0V〜13.4V以上に充電される。この充電電圧が下降に
転じ、急速充電が終了すると、二次電池13の端子電圧は
11.0V〜11.5V程度になり安定するが、前記ツェナダイオ
ード14のツェナ電圧2.5Vにより前記コンデンサ15の端子
電圧としては前記の電圧13.0V〜13.4Vがそのまま残るこ
とになる。
次に、急速充電終了により二次電池13が満充電となっ
ているバッテリパック5を、使用することなく再度充電
器1に装着して再充電しようとしたとする。このときに
は、コンデンサ15の端子電圧が13.0V〜13.4Vであるか
ら、検出端子12、8を介してコンパレータ28には13.0V
以上の電圧が印加され、該コンパレータの出力は「L」
になるので、前記スイッチ21はオンになり得ず、急速充
電は行なわれない。
また、半分くらい使用された場合の、使用中の二次電
池13はその端子電圧が9.6V〜10.0Vになる。この端子電
圧が仮に高い方の10.0Vであったとしても、コンデンサ1
5の端子電圧は12.5Vになっているので、検出端子12、8
を介してコンパレータ28に印加される電圧は13.0Vより
低くなり、コンパレータ28の出力は「H」になって前記
のスイッチ21がオンになり、急速充電が行なわれる。
尚、前記コンデンサ15の端子電圧はリーク電流等のた
め、長時間後には下がるが、その場合には二次電池13の
温度も常温になり、仮令再充電がなされても充電電圧の
ピーク電圧を過ぎた電圧降下が検出されるので、再充電
によって過充電されることはない。
[発明の効果] この発明は上記したように、 バッテリパックには、二次電池、ツェナダイオード及
び前記二次電池からの充電電流が順方向の前記ツェナダ
イオードを介して流れ得るように該ツェナダイオードを
介して前記二次電池に接続されたコンデンサを備え、 充電器では、前記バッテリパックが装着されたことが
検出され、かつ前記コンデンサの端子電圧が所定電圧よ
りも低いことが検出されたときであって、前記二次電池
が満充電になったことが検出されていないときに、該二
次電池の急速充電状態が保持されるようになし、検出さ
れた前記コンデンサの端子電圧が所定電圧よりも高いと
きには前記二次電池の急速充電状態が保持されないよう
に構成したから、 満充電になっている二次電池の再充電を防止すること
ができ、かつこの防止装置に使用するバッテリパック及
びその充電器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第5図はこの発明の一実施例を示すものであ
り、第1図はバッテリパックの回路図、第2図は充電器
の回路を示すブロック図、第3図はバッテリパックが装
着された充電器の斜視図、第4図はバッテリパックが装
着されていない充電器の斜視図、第5図はバッテリパッ
クの裏面を示す斜視図、第6図はニカド電池の充電電圧
を示す特性図である。 1:充電器、5:バッテリパック、9:スイッチ、13:二次電
池、14:ツェナダイオード、15:コンデンサ、18:安定化
電源、20:急速充電回路、21:スイッチ、22:アンドゲー
ト、23:−△V検出回路、26:アンドゲート、27:ダイオ
ード、28:コンパレータ。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バッテリパックには、二次電池、ツェナダ
    イオード及び前記二次電池からの充電電流が順方向の前
    記ツェナダイオードを介して流れ得るように該ツェナダ
    イオードを介して前記二次電池に接続されたコンデンサ
    を備え、 充電器では、前記バッテリパックが装着されたことが検
    出され、かつ前記コンデンサの端子電圧が所定電圧より
    も低いことが検出されたときであって、前記二次電池が
    満充電になったことが検出されていないときに、該二次
    電池の急速充電状態が保持されるようになし、検出され
    た前記コンデンサの端子電圧が所定電圧よりも高いとき
    には前記二次電池の急速充電状態が保持されないように
    構成したことを特徴とする満充電になっている二次電池
    の再充電防止装置。
  2. 【請求項2】二次電池と、ツェナダイオードと、前記二
    次電池からの充電電流が順方向の前記ツェナダイオード
    を介して流れ得るように該ツェナダイオードを介して前
    記二次電池に接続されたコンデンサとを備えたことを特
    徴とする請求項1に記載の装置に使用するバッテリパッ
    ク。
  3. 【請求項3】請求項2に記載のバッテリパックが装着さ
    れたことを検出する第1の検出手段と、この装着された
    バッテリパックに収納されているコンデンサの端子電圧
    が所定電圧よりも低いか否かを検出する第2の検出手段
    と、前記の装着されたバッテリパックに収納されている
    二次電池が満充電になったことを検出する第3の検出手
    段と、前記第1の検出手段によりバッテリパックの装着
    が検出され、前記第2の検出手段によりコンデンサの端
    子電圧が所定電圧よりも低いことが検出され、かつ前記
    第3の手段により二次電池が満充電になったことが検出
    されていないときに、前記二次電池の急速充電状態を保
    持する手段とを備え、前記第2の検出手段によりコンデ
    ンサの端子電圧が所定電圧よりも高いことが検出された
    ときには、前記二次電池の急速充電状態が保持されない
    ようにしたことを特徴とする充電器。
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