JPS6021807Y2 - 電池の電圧低下表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電池の電圧低下表示装置に関する。

たとえば誘導灯、非常灯などでは、火災その他の異常状
態の発生によって商用電源が断たれたとき、電池を利用
して一定時間点灯し続けることが義務づけされている。

前記電池は誘導灯、非常灯の器具内に設置されてあり、
常時商用電源によって充電されるようになっている。

ところでこの種電池が不良となって、非常時に一定時間
放電灯を点灯するに必要な電圧にまで充電されないよう
になったとき、これを交換しなければならない。

その交換時間を報知するために、電池電圧が成る値以下
になったとき、表示灯を点灯するようにしている。

表示灯の点灯のためには単純には比較器を用意し、その
基準電圧と電池電圧とを比較すればよいのであるが、こ
の種の電圧低下表示装置には他の用途にも兼用されるた
め、前記したような比較器はあまり使用されない。

兼用される用途のひとつに次のようなものがある。

すなわちこの種電池では定期点検が義務づけされており
、これは一定時間（たとえば約２粉）にわたって商用電
源を切り、この間に電池電圧が規定電圧をこえて低下し
ないかを検査するものであり、これが低下するようであ
れば、前記したと同じように非常時に一定時間放電灯を
点灯させる能力がないとして交換が要求される。

この点検時にもし電池電圧が現定電圧をこえて低下した
場合は当然表示灯は点灯し、その旨を報知する。

ところがこのような電池は一定時間経過後、再び商用電
源を投入すると電池電圧は再び規定値以上に充電される
のが普通である。

゛したがっていったん点灯した表示灯が電圧回復によっ
て消灯してしまうことがないように点灯を持続させて不
良な電池であることを表示しておく必要がある。

そこで通常は電池電圧の低下を検出するための比較器に
代えシュミット回路を用意し、電池電圧が一定値以下と
なって動作レベルに達したときその動作によって表示灯
を点灯させるようにし、又復帰レベルを動作レベルより
はるかに高い電圧たとえば電池が正常に充電されるとき
の電圧より高い電圧（ただしこの電圧は交流電源の電圧
より高くはできない。

）に設定し、たとえば手動によってシュミット回路に復
帰のためのリセット電圧を与えるようにしている。

これによれば点検時に点灯した表示灯は、以後リセット
電圧を与えるまでその点灯を持続するようになる。

これらの要求にしたがって構成された従来装置を示した
のが第１図であり、１は商用交流電源の端子、２は電源
トランス、３は全波整流装置、４は充電抵抗、５は充電
対象の電池、６はシュミット回路を備えた表示回路、７
は負荷（たとえば直流を高周波に変換するインバータ回
路及びインバータ回路の出力によって点灯される放電灯
）、８はスイッチで常時はオフとされており、商用交流
電源が断たれたときにオンとかれる。

全波整流装置３からの全波整流電圧は充電抵抗４を介し
て電池５に印加され、これを充電する。

電池５の電圧が一定値より低下すれば表示回路６内のシ
ュミット回路が動作して表示灯が点灯し、又点検時に点
灯した表示灯は点灯後の再充電によってもその点灯を持
続する。

ところでこの種電圧低下表示装置において更に別の用途
に兼用されるものとして電池外れの検出報知がある。

これは電池の接続ミス或いは接触不良などによって電池
が充電回路から外れた状態となることがあり、これも異
常な状態であるから、その旨を表示することが要求され
る。

この場合は電池５が何ら存在していないと同じ状態にあ
るから、シュミット回路には全波整流装置３からの半波
電圧が入力として与えられるようになる。

このときこの半波電圧によって表示灯は点灯する。

ここで半波電圧の振幅値がシュミット回路の復帰レベル
をこえないで最大振幅値に到達すれば、いったん点灯し
た表示灯はその点灯を持続するようになる。

しかし上記した説明は理想的な動作であり、実際には交
流電源の電圧は変動するし、或いはシュミット回路を構
成する回路要素の特性のバラツキ或いは周囲温度の変動
による回路要素の特性変化などによる復帰レベルの低下
も起こる。

そのためたとえば第４図に示すように交流電圧Ａ（全波
整流装置３の出力から充電抵抗４の電圧降下分を引いた
電圧に比例する電圧）に対して動作レベルへ１復帰レベ
ルＬ２を設定した場合、交流電圧Ａが電源電圧の変動に
よって大きくなったり、或いは復帰レベルｈが低くなっ
たりしたとき、シュミット回路の出力は波形Ｃで示すよ
うに断続してしまい表示灯は点灯するにしてもその明る
さは著るしく低減してしまうようになる。

これを解決するためにシュミット回路の入力側に定電圧
回路９を接続することが考えられる。

この定電圧回路９はシュミット回路の入力電圧がその復
帰レベルｈをこえないようにクリップするためのもので
ある。

このように定電圧回路９を設けておくと、第３図に示す
ように前記交流電圧Ａに対して定電圧化され、復帰レベ
ルＬ２以下の電圧Ｂがシュミット回路の入力電圧として
与えられるようになり、したがってシュミット回路の出
力は波形Ｃで示すようになり、表示灯はあまり減光する
ことなく点灯を持続する。

しかしながらこのような定電圧回路９を設置した場合に
新たな問題が生じる。

すなわちこの定電圧回路９の電圧ドロップに対する対策
を無視することができなくなるのである。

すでに初めに述べたように、この種装置は電池の電圧が
規定値以下となったときに表示灯を点灯してその旨を表
示することが要求される。

この規定値に基いてシュミット回路の動作レベルを設定
するのであるが、定電圧回路９を設けた場合、その電圧
ドロップを見越して復帰レベルを設定する面倒は避けら
れない。

のみならず複数の電池を直列に接続して充電する場合、
各電池の電圧の緩和によって動作レベルを設定しなけれ
ばならないが、この場合和電圧から動作レベルを設定す
るときも、定電圧回路９の電圧ドロップを考慮しなけれ
ばならず、その調整は極めて面倒となる。

かくしてこの考案は定電圧回路の電圧ドロップに特に考
慮を払うことなくシュミット回路の動作レベルが設定で
きるようにすることを目的とする。

この考案は定電圧回路を電池の前に設置し、シュミット
回路は電池の電圧にしたがって動作するようにしたこと
を特徴とする。

この考案の実施例を第２図によって説明する。

なお第１図と同じ符号を附した部分は同一部分又は対応
する部分を示す。

この考案にしたがい、定電圧回路９は電池５の前すなわ
ち電池５と充電抵抗４との間に接続する。

定電圧回路９は図の例ではトランジスタ１１、ベース抵
抗１２及びツェナダイオード１３によって構成する。

定電圧回路９に加わる電圧がツェナダイオード１３のツ
ェナー電圧以下であるときは、ベース抵抗１２を経てト
ランジスタ１１のベース電流が充分に流れてそのコレク
タ電流にしたがって出力電流が充分に流れるので、出力
電圧は交流電圧Ａに応じて増大する。

そして定電圧回路９に加わる電圧がツェナー電圧をこえ
るとそのときからツェナダイオード１３にツェナー電流
が流れるので、トランジスタ１１のベース電流はそれ以
上増すことはなく、したがって出力電流も増加しない。

これをもって出力電圧は一定値にクランプされることに
なる。

なおこの種電圧回路は公知である。

この定電圧によって電池５が充電される。

電池５の電圧は抵抗１４に加わり、その端子電圧が表示
回路６を構成しているシュミット回路１５の入力電圧と
なる。

そして電池５の電圧に比例する抵抗１４の端子電圧すな
わち入力電圧がシュミット回路１５の動作レベルＬ□に
到達するとシュミット回路１５が動作し発光ダイ゛オー
ドのような表示灯１６が点灯する。

上記の構成において電池５が規定値まで充電されている
ときはシュミット回路１５の入力電圧はｔｆ１作レベし
Ｌ□以上であり、したがってシュミット回路１５は非動
作状態にあるから、表示灯１６は何ら点灯しない、又電
池５の電圧が規定値以下に低下すれば、そのときのシュ
ミット回路１５の入力電圧は動作レベルＬ□以下となる
から、シュミット回路１５は動作して表示灯１６は点灯
する。

又点検時において表示灯１６が点灯した場合、再充電に
よて電池５の電圧が規定値まで回復したとしても、復帰
レベルらが動作レベル娼より充分高くしてることにより
、シュミット回路１５は復帰することなく、表示灯１６
はその点灯を持続する。

更に電池外れの場合は、シュミット回路１５の入力電圧
は定電圧回路９によってクランプされた電圧であり、こ
れは復帰レベルト２以下に設定されであるので、いった
んシュミット回路１５が動作すれば、第３図に示す波形
Ｃの出力を出ししたがって表示灯１６はあまり減光され
ない状態で点灯を続ける。

かくして第１図に示す構成と何ら変らない表示作用を果
すことができる。

一方この第２図の構成によれば、シュミット回路１５の
入力端子は規定値まで充電された電圧に比例する電圧か
又は電池外れの場合は定電圧回路９によってクランプさ
れた電圧であるから、定電圧回路９の電圧ドロップとは
無関係となる。

したがってシュミット回路の動作又は復帰レベルの設定
に際し、第１図に示す構成のように定電圧回路９の電圧
ドロップを何ら考慮することなく容易に設定することが
できる。

又電池数の増減による各レベルの設定の場合も全く同様
に容易にできることになる。

以上詳述したようにこの考案によれば、交流電圧の全波
整流電圧によって電池を充電するにあたり、電池の電圧
低下、点検時に不良電池の検出報知並びに電池外れなど
の表示を行なう場合の表示開始、復帰レベルが極めて簡
単に行なうことができるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の回路図、第２図はこの考案の実施例に
よる回路図、第３図、第４図は動作状態を示す波形図で
ある。 １・・・・・・交流電源端子、３・・・・・・全波整流
装置、５・・・・・・電池、６・・・・・・表示回路、
９・・・・・・定電圧回路、１５・・・・・・シュミッ
ト回路、１６・・・・・・表示灯。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電圧の全波整流電圧を一定値にクランプする定電圧
   回路と、前記定電圧回路によってクランプされた電圧に
   よって充電される電池と、常時は前記電池の電圧に比例
   する電圧を、又前記電池の不在のときは前記定電圧回路
   によってクランプされた電圧を入力電圧とし、動作レベ
   ルが、前記電池が規定値まで充電されているときの電池
   電圧より低く設定しであるシュミット回路と、前記入力
   電圧が前記シュミット回路の動作レベル以下となったと
   きの前記シュミット回路の動作によって点灯する表示灯
   とからなり、前記シュミット回路の復帰レベルを前記定
   電圧回路によってクランプされである電圧より高く設定
   してなる電池の電圧低下表示装置。