JP3152120B2 - 定電圧充電器 - Google Patents
定電圧充電器Info
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- JP3152120B2 JP3152120B2 JP22329395A JP22329395A JP3152120B2 JP 3152120 B2 JP3152120 B2 JP 3152120B2 JP 22329395 A JP22329395 A JP 22329395A JP 22329395 A JP22329395 A JP 22329395A JP 3152120 B2 JP3152120 B2 JP 3152120B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池等の二次電池
の電圧が一定電圧に達するまで充電を行う定電圧充電器
に関するものである。
の電圧が一定電圧に達するまで充電を行う定電圧充電器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より密閉型小型鉛蓄電池を充電する
方法の一つとして、充電初期に一定の電流値にて電流す
る定電流充電を行い、蓄電池の端子電圧が次第に上昇
し、設定電圧に達すると、この設定電圧を維持する定電
圧充電に切り替えて充電する定電圧充電方式が用いられ
ている。図２は、上記充電方式により二次電池の充電を
行う従来の充電器の構成を示す図である。以下、図２を
参照し、その構成について説明する。１は商用電源、２
は降圧のための絶縁トランス、３および４は整流ダイオ
−ド、５は平滑用コンデンサ、２０はボルテ−ジ・レギ
ュレ−タ、３０は逆流防止用ダイオ−ド、４０および４
１は正および負の充電端子、５０はこの充電器により充
電される密閉式鉛蓄電池等の二次電池である。商用電源
１から供給される電力は、絶縁トランス２によって電池
の充電電圧に見合う電圧に降圧された後、ダイオ−ド３
および４により整流、コンデンサ５で平滑される。ボル
テ−ジ・レギュレ−タ２０は、二次電池５０の充電端子
端子電圧と等しい電圧を二次電池５０に供給できるよう
に設定されている。ダイオ−ド３０は、二次電池５０か
ら充電器側への電流の逆流を防止するために接続されて
いる。二次電池５０が充電初期にある期間、二次電池５
０の充電端子電圧は低く、ボルテ−ジ・レギュレ−タ２
０の出力電圧は強制的に二次電池５０の充電端子の電圧
に押さえられてしまう。この結果、ボルテ−ジ・レギュ
レ−タ２０はその出力電圧を充電端子の電圧に保持する
制御能力を失う。ボルテージ・レギュレータ２０は、二
次電池５０へ供給可能な最大電流を出力し、これを充電
する。二次電池５０に付加される充電電流は、ボルテ−
ジ・レギュレ−タ２０の設定電圧に逆流防止ダイオ−ド
３０の降下電圧相当分を加えた電圧と電池５０の端子電
圧との差、および充電端子側から見た充電器の出力イン
ピ−ダンスに依存する。このため、二次電池５０の充電
が進み、充電端子の電圧が上昇するに従い、充電電流は
徐々に減少する。充電電流が略一定値に至ると、充電が
完了する。この時点で、ボルテ−ジ・レギュレ−タ２０
の入出力の電位差は十分大きくなっており、ボルテ−ジ
・レギュレ−タは制御機能を回復し、定電圧を出力して
いる。
方法の一つとして、充電初期に一定の電流値にて電流す
る定電流充電を行い、蓄電池の端子電圧が次第に上昇
し、設定電圧に達すると、この設定電圧を維持する定電
圧充電に切り替えて充電する定電圧充電方式が用いられ
ている。図２は、上記充電方式により二次電池の充電を
行う従来の充電器の構成を示す図である。以下、図２を
参照し、その構成について説明する。１は商用電源、２
は降圧のための絶縁トランス、３および４は整流ダイオ
−ド、５は平滑用コンデンサ、２０はボルテ−ジ・レギ
ュレ−タ、３０は逆流防止用ダイオ−ド、４０および４
１は正および負の充電端子、５０はこの充電器により充
電される密閉式鉛蓄電池等の二次電池である。商用電源
１から供給される電力は、絶縁トランス２によって電池
の充電電圧に見合う電圧に降圧された後、ダイオ−ド３
および４により整流、コンデンサ５で平滑される。ボル
テ−ジ・レギュレ−タ２０は、二次電池５０の充電端子
端子電圧と等しい電圧を二次電池５０に供給できるよう
に設定されている。ダイオ−ド３０は、二次電池５０か
ら充電器側への電流の逆流を防止するために接続されて
いる。二次電池５０が充電初期にある期間、二次電池５
０の充電端子電圧は低く、ボルテ−ジ・レギュレ−タ２
０の出力電圧は強制的に二次電池５０の充電端子の電圧
に押さえられてしまう。この結果、ボルテ−ジ・レギュ
レ−タ２０はその出力電圧を充電端子の電圧に保持する
制御能力を失う。ボルテージ・レギュレータ２０は、二
次電池５０へ供給可能な最大電流を出力し、これを充電
する。二次電池５０に付加される充電電流は、ボルテ−
ジ・レギュレ−タ２０の設定電圧に逆流防止ダイオ−ド
３０の降下電圧相当分を加えた電圧と電池５０の端子電
圧との差、および充電端子側から見た充電器の出力イン
ピ−ダンスに依存する。このため、二次電池５０の充電
が進み、充電端子の電圧が上昇するに従い、充電電流は
徐々に減少する。充電電流が略一定値に至ると、充電が
完了する。この時点で、ボルテ−ジ・レギュレ−タ２０
の入出力の電位差は十分大きくなっており、ボルテ−ジ
・レギュレ−タは制御機能を回復し、定電圧を出力して
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の充電器において、充電端子の両端が短絡される等の事
態が発生すると、充電回路に過大な電流が負荷され、ボ
ルテ−ジ・レギュレ−タ２０における消費電力が大きく
なる。このため、過大な電流負荷に耐え得る大型のボル
テ−ジ・レギュレ−タが必要であった。
の充電器において、充電端子の両端が短絡される等の事
態が発生すると、充電回路に過大な電流が負荷され、ボ
ルテ−ジ・レギュレ−タ２０における消費電力が大きく
なる。このため、過大な電流負荷に耐え得る大型のボル
テ−ジ・レギュレ−タが必要であった。
【０００４】本発明は上記課題に鑑み、充電端子間の電
圧が低い場合、これを検出して充電電流を停止するもの
である。
圧が低い場合、これを検出して充電電流を停止するもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の定電圧充電器は、交流電圧を整流、平滑して
得られる直流電源と、前記直流電源と被充電電池との間
に接続される直列制御素子と、前記直列制御素子の出力
を基準電圧と比較する誤差増幅器と、前記直流電源の電
圧と前記被充電電池の電圧との差が予め定められた値を
超えていることを検出する電圧センサ−と、前記直列制
御素子と前記誤差増幅器との間に接続され前記誤差増幅
器の出力と前記電圧センサ−の出力とによって制御され
る前置増幅器と、前記直流電源に接続され充電器のパワ
−オンを検出して予め定められた時間だけ出力を発生す
るパワ−オン検知部とから構成されている。この構成に
おいて、前記のパワ−オン検知部の出力が前記の定めら
れた時間だけ前記誤差増幅器の出力を停止せしめ、前記
前置増幅器を介して前記直列制御素子を遮断する。この
間に前記電圧センサ−は充電端子間の電圧が予め定めら
れた値を超えているかどうかを判定し、その判定結果は
前記前置増幅器を介して前記直列制御素子に正帰還され
る。
に本発明の定電圧充電器は、交流電圧を整流、平滑して
得られる直流電源と、前記直流電源と被充電電池との間
に接続される直列制御素子と、前記直列制御素子の出力
を基準電圧と比較する誤差増幅器と、前記直流電源の電
圧と前記被充電電池の電圧との差が予め定められた値を
超えていることを検出する電圧センサ−と、前記直列制
御素子と前記誤差増幅器との間に接続され前記誤差増幅
器の出力と前記電圧センサ−の出力とによって制御され
る前置増幅器と、前記直流電源に接続され充電器のパワ
−オンを検出して予め定められた時間だけ出力を発生す
るパワ−オン検知部とから構成されている。この構成に
おいて、前記のパワ−オン検知部の出力が前記の定めら
れた時間だけ前記誤差増幅器の出力を停止せしめ、前記
前置増幅器を介して前記直列制御素子を遮断する。この
間に前記電圧センサ−は充電端子間の電圧が予め定めら
れた値を超えているかどうかを判定し、その判定結果は
前記前置増幅器を介して前記直列制御素子に正帰還され
る。
【０００６】
【作用】本発明の定電圧充電器は、その作動開始直後の
一定時間内直列制御素子が遮断されるため、前記の直流
電源はこの期間無負荷状態となりその出力電圧が高くな
る。このとき充電端子間が短絡される等、極端に低電圧
になると前記直流電源の電圧との差が定められた値を超
えることになる。前記電圧センサ−がこれを検知すると
同時に、前記前置増幅器を介して前記直列制御素子に正
帰還するため、前記直列制御素子は遮断状態を保持す
る。このため、充電端子間が短絡されているにも関わら
ず、直列制御素子における電力消費は微少となる。一
方、充電端子間に正常な電池が接続されている場合は、
はじめに大きな電流が流れるが直列制御素子は飽和領域
で動作している。このため、直列制御素子における発熱
は小さくなり、小型の素子が可能となる。
一定時間内直列制御素子が遮断されるため、前記の直流
電源はこの期間無負荷状態となりその出力電圧が高くな
る。このとき充電端子間が短絡される等、極端に低電圧
になると前記直流電源の電圧との差が定められた値を超
えることになる。前記電圧センサ−がこれを検知すると
同時に、前記前置増幅器を介して前記直列制御素子に正
帰還するため、前記直列制御素子は遮断状態を保持す
る。このため、充電端子間が短絡されているにも関わら
ず、直列制御素子における電力消費は微少となる。一
方、充電端子間に正常な電池が接続されている場合は、
はじめに大きな電流が流れるが直列制御素子は飽和領域
で動作している。このため、直列制御素子における発熱
は小さくなり、小型の素子が可能となる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の定電圧充電器について図面を
参照しながら詳細に説明する。図１は本発明による定電
圧充電器の一実施例の構成を示す図である。６０は、商
用電源１から供給された電圧を降圧する絶縁トランス
２、整流ダイオ−ド３、４および平滑用コンデンサ５か
ら構成された直流電源、６は直流電源６０と二次電池５
０との間に接続される直列制御素子、７は直列制御素子
６の出力と基準電圧とを比較する誤差増幅器、８は直流
電源６０の電圧と被充電電池である二次電池５０の電圧
との差を測定し、この値と予め定められた電圧値との比
較を行う電圧センサ−、９は直列制御素子６と誤差増幅
器７との間に接続された前置増幅器、１０は直流電源６
０に接続され、充電器のパワ−オン状態を検出し、予め
定められた時間だけ出力を発生するパワ−オン検知部、
３０は二次電池５０から充電器側へ電流の逆流を防止す
る逆流防止用ダイオ−ド、４０および４１は正および負
の充電端子、５０は二次電池である。直流電源６０は、
商用電源から供給された電力は、絶縁トランス２により
電池の充電電圧に見合った電圧に降圧された後、ダイオ
−ド３および４により整流、コンデンサ５によって平滑
化される。誤差増幅器７は二次電池５０に充電電圧に等
しい電圧が供給されるように設定されている。
参照しながら詳細に説明する。図１は本発明による定電
圧充電器の一実施例の構成を示す図である。６０は、商
用電源１から供給された電圧を降圧する絶縁トランス
２、整流ダイオ−ド３、４および平滑用コンデンサ５か
ら構成された直流電源、６は直流電源６０と二次電池５
０との間に接続される直列制御素子、７は直列制御素子
６の出力と基準電圧とを比較する誤差増幅器、８は直流
電源６０の電圧と被充電電池である二次電池５０の電圧
との差を測定し、この値と予め定められた電圧値との比
較を行う電圧センサ−、９は直列制御素子６と誤差増幅
器７との間に接続された前置増幅器、１０は直流電源６
０に接続され、充電器のパワ−オン状態を検出し、予め
定められた時間だけ出力を発生するパワ−オン検知部、
３０は二次電池５０から充電器側へ電流の逆流を防止す
る逆流防止用ダイオ−ド、４０および４１は正および負
の充電端子、５０は二次電池である。直流電源６０は、
商用電源から供給された電力は、絶縁トランス２により
電池の充電電圧に見合った電圧に降圧された後、ダイオ
−ド３および４により整流、コンデンサ５によって平滑
化される。誤差増幅器７は二次電池５０に充電電圧に等
しい電圧が供給されるように設定されている。
【０００８】次に本発明による定電圧充電器の動作を説
明する。充電器が商用電源１に接続されると、直流電源
６０の電圧は急激に上昇する。パワ−オン検知部１０
は、この直流電源６０における急激な電圧変化を入力さ
れ、定められた時間だけ誤差増幅器７の出力を充電器の
負ラインへ短絡せしめる。この結果、誤差増幅器７の出
力で制御される前置増幅器９は、直列制御素子６を流れ
る電流を遮断する。直列制御素子６の電流遮断により直
流電源６０は殆ど無負荷状態となり、直流電源６０の出
力電圧は最大となる。一方、正常状態にある二次電池５
０が充電端子４０および４１に接続した際、二次電池５
０は幾分かの端子電圧を有している。このため、直流電
源６０と正の充電端子４０との電位差は予め定められた
値を超えることはなく、電圧センサ−８は検知信号を発
生しない。パワ−オン検知部１０が定められた時間の出
力発生を終えると、誤差増幅器７の出力短絡が回復さ
れ、直列制御素子６に電流が流れ始める。二次電池５０
への充電が十分になされていない間、二次電池５０の端
子電圧は低く、直列制御素子６の出力電圧は強制的に被
二次電池５０の端子電圧に押さえられる。このため、直
列制御素子６は飽和領域で動作することとなる。直流電
源６０は供給可能な最大の電流を出力し、二次電池５０
を充電する。二次電池５０に流れる充電電流は、誤差増
幅器７による設定電圧に逆流防止ダイオ−ド３０の降下
電圧を加えた電圧と、二次電池５０の充電端子電圧との
差、および充電端子から見た充電器の出力インピ−ダン
スに依存する。このため、二次電池５０の充電が進行
し、その充電端子電圧が上昇するに従って充電電流は徐
々に減少する。充電端子の電圧が略一定値に至り充電が
完了する。この時、誤差増幅器７は定電圧制御機能を機
能させ、充電端子４０および４１の間には定電圧が出力
される。また、直列制御素子６は、大半の時間を飽和領
域にて動作しており、その発熱は極めて少ない。
明する。充電器が商用電源１に接続されると、直流電源
６０の電圧は急激に上昇する。パワ−オン検知部１０
は、この直流電源６０における急激な電圧変化を入力さ
れ、定められた時間だけ誤差増幅器７の出力を充電器の
負ラインへ短絡せしめる。この結果、誤差増幅器７の出
力で制御される前置増幅器９は、直列制御素子６を流れ
る電流を遮断する。直列制御素子６の電流遮断により直
流電源６０は殆ど無負荷状態となり、直流電源６０の出
力電圧は最大となる。一方、正常状態にある二次電池５
０が充電端子４０および４１に接続した際、二次電池５
０は幾分かの端子電圧を有している。このため、直流電
源６０と正の充電端子４０との電位差は予め定められた
値を超えることはなく、電圧センサ−８は検知信号を発
生しない。パワ−オン検知部１０が定められた時間の出
力発生を終えると、誤差増幅器７の出力短絡が回復さ
れ、直列制御素子６に電流が流れ始める。二次電池５０
への充電が十分になされていない間、二次電池５０の端
子電圧は低く、直列制御素子６の出力電圧は強制的に被
二次電池５０の端子電圧に押さえられる。このため、直
列制御素子６は飽和領域で動作することとなる。直流電
源６０は供給可能な最大の電流を出力し、二次電池５０
を充電する。二次電池５０に流れる充電電流は、誤差増
幅器７による設定電圧に逆流防止ダイオ−ド３０の降下
電圧を加えた電圧と、二次電池５０の充電端子電圧との
差、および充電端子から見た充電器の出力インピ−ダン
スに依存する。このため、二次電池５０の充電が進行
し、その充電端子電圧が上昇するに従って充電電流は徐
々に減少する。充電端子の電圧が略一定値に至り充電が
完了する。この時、誤差増幅器７は定電圧制御機能を機
能させ、充電端子４０および４１の間には定電圧が出力
される。また、直列制御素子６は、大半の時間を飽和領
域にて動作しており、その発熱は極めて少ない。
【０００９】次に、充電端子間４０および４１が、短絡
された状態にある場合について説明する。充電器が商用
電源１に接続されると、直流電源６０の電圧は急激に上
昇する。パワ−オン検知部１０はこの急激な電圧変化を
入力され定められた時間だけ誤差増幅器７の出力を充電
器の負ラインへ短絡せしめる。この結果、誤差増幅器７
の出力で制御される前置増幅器９は直列制御素子６を流
れる電流を遮断する。直列制御素子６の電流遮断により
直流電源６０は殆ど無負荷状態となり、直流電源６０の
出力電圧は最大となる。充電端子４０および４１は短絡
に近い状態にあるので、直流電源６０の電圧と正の充電
端子４０の電圧との電位差は予め定められた値を超える
ことになり、電圧センサ−８は導通し、前置増幅器９は
直列制御素子６を流れる電流を遮断するように動作す
る。パワ−オン検知部９が定められた時間の出力の発生
を終えたあとも電圧センサ−８の導通は続き、もはや直
列制御素子６が遮断状態から回復されることはない。当
然のことながらこの場合直列制御素子６における発熱は
殆どない。
された状態にある場合について説明する。充電器が商用
電源１に接続されると、直流電源６０の電圧は急激に上
昇する。パワ−オン検知部１０はこの急激な電圧変化を
入力され定められた時間だけ誤差増幅器７の出力を充電
器の負ラインへ短絡せしめる。この結果、誤差増幅器７
の出力で制御される前置増幅器９は直列制御素子６を流
れる電流を遮断する。直列制御素子６の電流遮断により
直流電源６０は殆ど無負荷状態となり、直流電源６０の
出力電圧は最大となる。充電端子４０および４１は短絡
に近い状態にあるので、直流電源６０の電圧と正の充電
端子４０の電圧との電位差は予め定められた値を超える
ことになり、電圧センサ−８は導通し、前置増幅器９は
直列制御素子６を流れる電流を遮断するように動作す
る。パワ−オン検知部９が定められた時間の出力の発生
を終えたあとも電圧センサ−８の導通は続き、もはや直
列制御素子６が遮断状態から回復されることはない。当
然のことながらこの場合直列制御素子６における発熱は
殆どない。
【００１０】直列制御素子６の制御電極に接続されてい
るコンデンサ−１１は電圧センサ−８および前置増幅器
９の動作速度に比して直列制御素子６の動作速度を遅ら
すために接続されている。充電器が商用電源１に接続さ
れてから十分な時間が経ったあとで充電端子４０および
４１が短絡された場合、パワ−オン検知部１０の機能が
利用できないことになるが、コンデンサ−による遅れに
より直列制御素子６を遮断状態にすることができる。
るコンデンサ−１１は電圧センサ−８および前置増幅器
９の動作速度に比して直列制御素子６の動作速度を遅ら
すために接続されている。充電器が商用電源１に接続さ
れてから十分な時間が経ったあとで充電端子４０および
４１が短絡された場合、パワ−オン検知部１０の機能が
利用できないことになるが、コンデンサ−による遅れに
より直列制御素子６を遮断状態にすることができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明による定電圧充電器は、パワ−オ
ン検知部の機能によりパワ−オン直後の一定時間直列制
御素子を遮断させ、電圧センサ−により充電端子間の短
絡を検知する。これにより直列制御素子での発熱を極め
て低いレベルに押さえることが可能となると共に、直列
制御素子として小型で安価な素子が使用できるようにな
り、その実用的効果は極めて大なるものである。
ン検知部の機能によりパワ−オン直後の一定時間直列制
御素子を遮断させ、電圧センサ−により充電端子間の短
絡を検知する。これにより直列制御素子での発熱を極め
て低いレベルに押さえることが可能となると共に、直列
制御素子として小型で安価な素子が使用できるようにな
り、その実用的効果は極めて大なるものである。
【図１】 本発明による定電圧充電器の一実施例を示す
構成図
構成図
【図２】 従来例の定電圧充電器の構成図
１ 商用電源 ２ 絶縁トランス ３、４ 整流用ダイオ−ド ５ 平滑用コンデンサ ６ 直列制御素子 ７ 誤差増幅器 ８ 電圧センサ− ９ 前置増幅器 １０ パワ−オン検知部 １１ コンデンサ ２０ ボルテ−ジ・レギュレ−タ ３０ 逆流防止用ダイオ−ド ４０、４１ 充電端子、 ５０ 二次電池 ６０ 直流電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36
Claims (2)
- 【請求項１】交流電圧を整流、平滑化する直流電源と、
前記直流電源と充電可能な二次電池との間に接続される
直列制御素子と、前記直列制御素子の出力と基準電圧と
を比較する誤差増幅器と、前記直流電源の電圧と前記二
次電池の電圧との差が予め定められた値を超過している
ことを検出する電圧センサ−と、前記直列制御素子と前
記誤差増幅器との間に接続され、前記誤差増幅器および
電圧センサ−の出力によって制御される前置増幅器と、
前記直流電源に接続され充電器のパワ−オンを検出し、
予め定められた時間、出力を発生するパワ−オン検知部
とから構成され、前記のパワ−オン検知部の出力により
予め定められた時間だけ前記誤差増幅器の出力を停止せ
しめ、前記前置増幅器を介して前記直列制御素子を遮断
すると共に、前記電圧センサ−の出力が前記前置増幅器
を介して前記直列制御素子に正帰還されることを特徴と
する定電圧充電器。 - 【請求項２】前記直列制御素子の制御電極にコンデンサ
−素子が接続された請求項１記載の定電圧充電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22329395A JP3152120B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 定電圧充電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22329395A JP3152120B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 定電圧充電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0970145A JPH0970145A (ja) | 1997-03-11 |
| JP3152120B2 true JP3152120B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=16795878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22329395A Expired - Fee Related JP3152120B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 定電圧充電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3152120B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7646169B2 (en) | 2004-03-25 | 2010-01-12 | O2Micro International Ltd. | Trickle discharge for battery pack protection |
| US8618805B2 (en) | 2004-03-25 | 2013-12-31 | 02Micro, Inc. | Battery pack with a battery protection circuit |
| US7180268B2 (en) | 2004-03-25 | 2007-02-20 | O2Micro International Limited | Circuits capable of trickle precharge and/or trickle discharge |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP22329395A patent/JP3152120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0970145A (ja) | 1997-03-11 |
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