JPH01291639A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はＮｉ−Ｃｄのような２次電池の充電回路に関す
るものである。

（従来の技術） 従来マイクロコンピュータを充電コン）ａ−−ｐに用い
た充電回路では充電コントローラの駆動のための電源を
充電電源部の一部出力が使用されているのが通例であっ
た６ （発明が解決しようとする課題） しかしながら充電中の瞬時停電で、充電コントローラの
電源電圧が所定値５．５〜４．５Ｖ以下になり、マイク
ロコンピュータに記憶されていたそれまでの充電の経過
データが失われ、そのため停電復帰時に充電が初期状態
から再開されて過充電になる可能性があった。

その対策として充電コントローラの電源を被充電電池か
ら供給させる方法も考えられるが、この方法では充電回
路に被充電電池を装着したままで商用電源を切った場合
（長時間の停電や、被充電電池を充電回路に装着したま
まで、電源コンセントから充電回路のプラグを引き抜い
て放置した場合）、被充電電池の放電を伴い、満充電ま
で充電された被充電電池の充電容量が減少するという問
題があり、その対策が必要となる。

また充電コントローラの電源を単に被充電電池から供給
させるだけでは、過放電電池を充電しようとするとき、
充電コントローラに供給できるパワーが小さくて所定の
電圧値（４，５Ｖ〜５，５Ｖ）にならないため、急速充
電回路として初朋スタートできないという問題があった
。

本発明は上述の問題、直に鑑みて為されたもので、その
目的とするところはマイクロコンピュータからなる充電
コントローラの電力供給を充電電源の一部出力と被充電
電池の出力との双方から行って、瞬時停電時には被充電
電池の電力で充電コントローラの動作をバックアップし
、且つ過放電状態の被充電電池が接続されでいる状態で
は充電電源部の出力で充電コントローラに電源供給を行
なって確実に充電制御動作を開始できる充電回路を提供
するにある。

（課題を解決する手段） 本発明は商用電源から充電のための電力を得で充電電流
を被充電電池へ供給する充電電源部と、充電中の被充電
電池の電池電圧をデノタル量に変換してその値が所定の
条件を満たした時に被充電電池への充電電流を制御して
急速充電からトリクル充電に切り換えるマイクロコンピ
ュータからなる充電コントローラとを備えた充電回路に
おいて、被充電電池を充電する充電電源部の一部出力と
被充電電池の出力をいずれからも電源として充電コント
ローラに供給可能な電源供給回路を備えるとともに、被
充電電池が充電電源部に接続されていることと商用電源
が接続通電されていることが共に検知されている状態で
充電コントローラのリセットを解除して充電コントロー
ラの動作を開始させ、且つ商用電源の非通電状態の現出
時から一定時間商用電源の接続検知状態を維持するリセ
ット制御手段を備えたものである。

（作用） 本発明の充電回路では商用電源が接続通電され、且つ被
充電電池が接続されている条件では充電コントローラは
被充電電池の充電状態のいかんに拘わらず、充電電源部
の出力で動作するための電源を得るため、充電制御動作
の開始が確実にでき、また商用電源が停電等で切断され
た場合には被充電電池の出力で充電コントローラを動作
させ、しかも商用電源の非接続状態が一定時間以上継続
されると充電コントローラをリセットするため、被充電
電池の放電を抑制できるのである。

（実施例） 実施例１の構成図を示しており、接続される商用電源２
はヒユーズ３と、外部へ雑音が漏れるのを遮断する雑音
遮断回路４とを通じて入力整流平滑回路５で整流平滑さ
れて、充電電源部１の入力電源となる。

充電電源部１は入力整流平滑回路５で整流平滑して得ら
れた直流をスイッチング回路６のスイッチングにより間
歇させて、高周波トランスＴの１次側に作用させ、２次
側巻＃１ｎ２１から高周波電力を得、この高周波電力を
整流器Ｄ　＋　ｔ　Ｄ　２で全波整流し、更に出力平滑
回路８で平滑して被充電電池Ｂに充電電流を供給するの
である。また別の巻線ｎ２□から発生させる２次出力の
一部を整流器Ｄ３で整流して２次側制御部電源回路１１
の電源を得、この２次側制御部電源回路１１の出力を上
記充電電流を一定電流に制御する出力定電流制御回路１
２の動作電源とするとともに、後述のマイクロコンピュ
ータからなる充電コントローラ１３の電源とする。

スイッチング回路６はスイッチング制御回路９により制
御されるもので、起動時には入力整流平滑回路５の出力
から得られる補助電源７で動作するスイッチング制御回
路９の制御の下でスイッチングを開始し、定常状態では
スイッチング回路６を通じた間歇電力により得られる１
次側制御部電源回路１０の出力で動作するスイッチング
制御回路９の制御の下でスイッチングを継続する。

スイッチング制御回路９は出力定電流制御回路１２の電
流検知信号を１次２次絶縁回路１４を通じて取り込み所
定の充電モードに応じた充電電流となるようにスイッチ
ング回路６のスイッチング動作を制御するもので、充電
モードの切換えは充電コントローラ１３の信号により行
い、急速充電と、トリクル充電とに切り換える。

而して充電電源部１はスイッチング回路６、補助電源７
、スイッチング制御回路９．１次側制御部電源回路１０
、高周波トランスＴ、出力平滑回路８．２次側制御部電
源回路１１．１次２次絶縁回路１４及び、逆起電力吸収
用のスナバ回路１５とから構成される。尚第１図中の破
線で示す経路は電源供給回路を示す。

被充電電池Ｂは充電回路に対してコネクタ１６により着
脱自在に接続されるもので、充電電源部１からの充電出
力端に接続されて充電されるととともに、充電コントロ
ーラ１３の電源入力端にダイオードＤ４と、トランジス
タＱ１、抵抗Ｒ１％　コンデンサＣ１、ツェナーグイオ
ードＺＤ、からなる安定化電源回路１７とを通じて電源
を供給するようになっている。

また安定化電源回路１７は２次側制御部電源回路１１の
出力もダイオードＤ５を通じて入力しており、上記被充
電電池Ｂの出力及Ｖ２次側制御部電源回路１１の出力を
一定の電圧に設定して充電コントローラ１３に電源供給
を行っている。

ダイオードＤ　４−　Ｄ　ｓは被充電電池Ｂと２次側制
御部電源回路１１とが互いに干渉しないように逆流防止
を図るためのものであり、過放電状態の波光ｍ電池Ｂが
接続されている場合でも２次側制御部電源回路１１の出
力で充電コントローラ１３に電力が供給できるようにな
っている。

被充電電池Ｂのコネクタ１６に対する装着を検知するの
が電池装着検知回路１８で、この電池装着検知回路１６
の検知出力と、２次側制御部電源回路１１の出力、つま
り商用電源２が接続されたことを検知した検知出力とは
アンド回路１９に入って一致検出が為される。コンデン
サＣ２は商用電源２の検知出力が商用電源２の停電等の
非接続状態の開始時から入力しなくなっても一定時間継
続してアンド回路１９へ検知状態と同様に検知信号を与
えるようにするためのものである。ダイオードＤ６は放
電防止用のダイオードである。

充電コントローラ１３はマイクロコンピュータからなり
、被充電電池Ｂの電圧を取り込んでＡ／Ｄ変換を行うＡ
／Ｄ変換機能と、データの取り込みタイミングを決定す
るタイミング決定機能と、充電制御動作プログラム及び
充電制御のための比較データを書き込んだ記憶機能と、
取り込んだ電池電圧データと比較データとの比較を行う
比較機能と、比較結果をカウントするカウンタ８！能と
、上記データ取り込みタイミングを設定するタイマ機能
と、各機能をリセットするリセット機能と、各機能に基
準クロックを与えるクロック発生機能等からなり、第２
図に示す充電制御動作プログラムにより動作を行う。

次に本実施例の動作を説明する。

まず商用電源２が接続されて充電電源部１が動作を開始
するが、或いは残留電気量がある被充電電池Ｂが接続さ
れると、定電圧化電源回路１７を通じて充電コントロー
ラ１３に定電圧化された直流電源が供給される。

しかしこのとき被充電電池Ｂの接続と、商用電源２の接
続との双方が揃わない状態ではアンド回路１９より一致
検出出力が発生せず、そのため充電コントローラ１３の
リセット機能がリセットを解除しない。

金波充電電池Ｂの接続と、商用電源２の接続通電とが行
なわれているとすると、アンド回路１９より一致検出出
力が発生し、充電コントローラ１３はリセットを解除す
る。リセットが解除されると充電コントローラ１３は第
２図の７０−チャートに示した充電制御動作プログラム
にて動作を開始し、カウンタ機能のカント値を初期化す
るとともに電池電圧の最大値Ｖｐをリセットする。

そして定期的に被充電電池Ｂの電池電圧ＶＢを取り込み
、Ｖ　（ｎ）として電池電圧の最大値Ｖｐと比較する。

この比較結果がＶｐ＞Ｖ（ｎ）でなければＶ（ｎ）を電
池電圧の最大値ＶｐとするがＶｐ＞Ｖ（ｎ）であれば電
池電圧の最大値Ｖｐを不変とする。

この最大値Ｖｐがら微少電圧値ΔＶ（例えば１０＋＋■
）を引いた値と、Ｖ　（ｎ）とを比較してＶｐ−ΔＶ〉
Ｖ　（ｎ）でなければカント値Ｃを０のままとする。

Ｖｐ−Δｖ＞Ｖ（ｎ）であればカクンタ機能のカント値
Ｃに１を加える。このようにして定朋的に被充電電池Ｂ
の電圧ＶＢを取り込んで上述の比較を繰り返し、カント
値ＣがＫ（整数、例えば１０）を越えると満充電である
と判定して急速充電からトリクル充電に切り換える信号
（ｉ　ｃ　ｈ↓）を１次２次絶縁回路１４を通じてスイ
ッチング制御回路９に送Ｒ１、スイッチング回路６のス
イッチング動作を充電電流がトリクル充電に対応する値
になるように制御する。

このようにして充電コントローラ１３は被充電電池Ｂ及
び２次側制御部電源回路１１の電力で動作する。

そして充電中に瞬時の停電があっても、コンデンサＣそ
２の両端電圧が所定電圧以下に下がるまで、アンド回路
１９からは一致検出信号が出力される続け、その一定時
間内においては充電コントローラ１３はリセットされず
、被充電電池Ｂがら安定化電源回路１７を通じて供給さ
れる電力にて動作を継続する。

そして上記コンデンサＣ２の電荷が放電されてアンド回
路１９の出力が反転すると、充電コントローラ１３のリ
セット機能が働き、充電コントローラ１３はリセットさ
れる。このリセットされるまでの間の停電期間であれば
停電が回復すると従前の状態から被充電電池Ｂの充電を
再開でき、過充電等のトラブルが生じない。

ところで充電開始時において被充電電池Ｂの状態が過放
電状態であっても、充電コントローラ１３には２次側制
御部電源回路１１から電源が供給されるので、充電を開
始することができ、そして被充電電池Ｂが過放電状態か
ら脱すると、上述のようの瞬時停電が起きても被充電電
池Ｂにより充電コントローラ１３をバックアップするこ
とができるのである。

実］「鮮」− 本実施例は第３図に示すように被充電電池Ｂとダイオー
ドＤ、との間にトランジスタＱ２を挿入し、このトラン
ジスタＱ２のベースにアンド回路１９の出力をインバー
タＩＮＶを介して接続しである点で実施例１と相違する
ものである。

この実施例ではアンド回路１９から一致検出信号が出て
いる間トランジスタＱ２がオンして、被充電電池Ｂから
の電力がトランジスタＱ２と、ダイオードＤ４と、安定
化電源回路１７とを通じて充電コントローラ１３へ供給
される。

そして停電が一定時間以上経過して充電コントローラ３
がリセットされた後にはトランジスタＱ、がオフするた
め被充電電池Ｂを安定化電源回路１７から切り離して、
被充電電池Ｂの不要な放電を防止するのである。

尚瞬時停電時においての動作及び過放電状態の被充電電
池Ｂが接続された場合の動作はトランジスタＱ２の動作
が加わる以外は実施例１と同じである。

実ＩＫ影 本実施例は安定化電源回路１７のトランジスタＱ１を被
充電電池Ｂから充電コントローラ１３への電力供給の制
御用のトランジスタと兼用させ且つ商用電源２の接続検
知状態を維持するためのコンデンサとして安定化電源回
路１７のコンデンサＣ１を兼用させたものであり、第４
図はその回路を示す。

しかして本実施例では商用１！源２が接続されて２次側
制御部電源回路回路１１から出力が発生すると、ダイオ
ードＤ６を通じてコンデンサＣ１が充電され、また同時
に抵抗Ｒ１を通じてトランジスタＱ１のベースをツェナ
ーダイオードＺＤ、のツェナー電圧レベルに順バイアス
して所定の安定化電圧をトランジスタＱ、のエミッタ側
に生じせしめ、充電コントローラ１３に電力を供給する
。

一方アンド回路１９は２次側制御部電源回路１１の出力
による商用電源接続検知出力としてコンデンサＣＩの電
圧を入力しており、この入力と電池装着検知回路１８の
検知出力との一致検出を行っている。

従って被充電電池Ｂが接続され、且つ商用電源２が接続
されている状態では上記実施例１，２と同様に充電コン
トローラ１３はアンド回路１９の一致検出出力でリセッ
トが解除されて充電制御動作プログラムによる動作を行
い、停電が起きた場合には、コンデンサＣ７の電圧が一
定電圧以下に低下するまでアンド回路１９からの一致検
出出力の発生を継続させ且つ安定化電源回路１７のトラ
ンジスタＱ１を能動状態にして被充電電池Ｂの電圧を安
定化し、充電コントローラ１３に電力供給を行う。

そして停電が一定時間以上継続した場合にはコンデンサ
Ｃ８の電荷が放電され、トランジスタＱ１が能動状態で
なくなって遮断状態となるため、被充電電池Ｂから充電
コントローラ１３への電力供給が停止し、またアンド回
路１９からの一致検出出力発生がなくなって充電コント
ローラ１３は動作を停止するのである。

而してこの実施例３にあっても実施例２と同様に停電状
態が一定時間以上継続すると被充電電池Ｂの放電を停止
させることができるのである。

また過放電状態の被充電電池Ｂが接続されている場合に
は、ダイオードＤ４が逆バイアスされて２次側制御部電
源回路１１の出力のみが被充電電池Ｂの彩管を受けるこ
となく安定化電源回路１７に作用して充電コントローラ
１３に電力を供給する。同時に被充電電池Ｂが接続され
ているため、アンド回路１９の一致検出出力により充電
コントローラ１３がリセット解除されて充電制御動作を
行うのである。

（発明の効果） 本発明は上述のように構成した充電回路において、被充
電電池を充電する充電電源部の一部出力と被充電電池の
出力をいずれからも電源として充電コントローラに供給
可能な電源供給回路を備えるとともに、被充電電池が充
電電源部に接続されていることと商用電源が接続通電さ
れていることが共に検知されている状態で充電コントロ
ーラのリセットを解除して充電コントローラの動作を開
始させ、且つ商用電源の非通電状態の現出時から一定時
間商用電源の接続検知状態を維持するりセット制御手段
を備えたものであるから、商用電源が接続通電され、被
充電電池が接続されている条件では充電コントローラは
被充電電池の充電状態のいかんに拘わらず、充電電源部
の出力で動作するための電力を得るため、充電制御動作
の開始が確実にでき、また商用電源が停電等で切断され
た場合には被充電電池の出力で充電コントローラを動作
させ、しかも商用電源の非通電状態が一定時間以上継続
されると充電コントローラをリセットするため、被充電
電池の放電を抑制できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回路構成図、第２図は同上の
動作説明用の７０−チャート、第３図は本発明の実施例
２の回路構成図、第４図は本発明の実施例３の回路構成
図である。 １は充電電源部、２は商用電源、１３は充電コントロー
ラ、１７は安定化電源回路、１８は電池装着検知回路、
１９はアンド回路、Ｂは被充電電池、Ｃ１はコンデンサ
である。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用電源から充電のための電力を得て充電電流を
   被充電電池へ供給する充電電源部と、充電中の被充電電
   池の電池電圧をデジタル量に変換してその値が所定の条
   件を満たした時に被充電電池への充電電流を制御して急
   速充電からトリクル充電に切り換えるマイクロコンピュ
   ータからなる充電コントローラとを備えた充電回路にお
   いて、被充電電池を充電する充電電源部の一部出力と被
   充電電池の出力をいずれからも電源として充電コントロ
   ーラに供給可能な電源供給回路を備えるとともに、被充
   電電池が充電電源部に接続されていることと商用電源が
   接続通電されていることが共に検知されている状態で充
   電コントローラのリセットを解除して充電コントローラ
   の動作を開始させ、且つ商用電源の非通電状態の現出時
   から一定時間商用電源の接続検知状態を維持するリセッ
   ト制御手段を備えたことを特徴とする充電回路。