JPS6219055Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電池を充電する充電装置に関するも
のである。さらに詳しくは充電装置に被充電電池
を差込んで端子電圧を検出し、この検出出力によ
り急速充電と補充電とを自動的に切換えて充電す
る場合において、電池の装着時にはまず必ず急速
充電を行い、つぎに端子電圧に応じて急速充電か
補充電かを制御するとともに、制御用スイツチン
グ素子に充電時における大電流が流れないように
充電電流を分流するようにしたものである。

従来、この種充電装置は、例えば第１図のよう
に構成されていた。この回路において被充電電池
１の正の接続端子２側の電圧と基準電圧用電池３
の基準電圧とを比較器４で比較し、端子電圧が基
準電圧に達すると、その比較出力で切換スイツチ
５を作動し、これまでの急速充電電源６から補充
電電源７へと切換えて充電していた。このとき、
比較器４の一方の入力側では接続端子２の電圧を
検出しているが、充電電源６，７がともに定電流
源であるため、被充電電池１が接続端子２に接続
されていない無負荷状態のとき、比較器４の検出
電圧が高くなつている。このため、この比較器４
の出力で切換えスイツチ５は充電完了時と同様に
補充電電源７を接続している。したがつて、新た
に充電しようとする電池を接続端子２に接続した
とき、しばらくは補充電電源７から小さな充電電
流しか流れないため適切な充電ができないという
欠点があつた。このような欠点を改良するため
に、本出願人は既に提案した特願昭55−090145に
おいて、充電電源、被充電電池および比較器の３
つのラインの交点に３端子スイツチング素子とし
てのトランジスタを介在させ、被充電電池を接続
したときに初めてこのトランジスタをオンせしめ
て比較器へ検出電圧を送るようにした考案を明ら
かにした。これによつて新たに電池を装着したと
きは、直ぐに急速充電を開始して適切な充電がで
きるという長所が確保された。しかし、同時に、
急速充電時における充電電流が、新たに介在させ
た３端子スイツチング素子としてのトランジスタ
のベース・エミツタ間を流れるので、充電電流を
あまり大きくすることができないという若干の問
題があつた。なぜなら、通常、トランジスタのベ
ース・エミツタ間に流せる電流は最大コレクタ電
流の1/2〜1/6が限度で、これ以上流すと溶断して
しまうからであり、また、最大コレクタの電流の
大きなトランジスタは極めて高価でしかも寸法が
大となるからである。

本考案は上述の点に鑑みなされたもので、前記
既提案の長所を確保しつつ短所を除去するため
に、新たに介在させた３端子スイツチング素子と
してのトランジスタの両端に充電電流を分流する
ためのダイオードを並列に接続してなるものであ
る。

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第２図は本考案の原理を説明する回路図であ
り、第１図と同一部分は同一符号とする。この第
２図において、６，７はそれぞれ定電流源からな
る急速充電電源、補充電電源で、これらの充電電
源６，７は切換えスイツチ５の切換え接点８，９
に接続されている。この切換えスイツチ５の共通
接点１０は３端子スイツチング素子としてのPNP
型トランジスタ１１のエミツタに接続されてい
る。このトランジスタ１１のベースには、接続端
子２を介して被充電電池１が接続される。前記ト
ランジスタ１１のコレクタは抵抗１２を介して接
地されるとともに、比較器４の正側の入力端子に
接続されている。この比較器４の負側の入力端子
には基準電圧用電池３が接続されている。前記比
較器４の出力側はリレーコイル等に結合されて前
記切換えスイツチ５の急速充電側接点８と補充電
側接点９とを切換えるようになつている。前記ト
ランジスタ１１のエミツタとベースには、分流用
のダイオード１３のアノードとカソードとがそれ
ぞれ接続されている。

このような構成において、接続端子２に被充電
電池１を接続すると、ダイオード１３を介して充
電電流が流れるとともに、トランジスタ１１のエ
ミツタからもベース電流が流れ、このトランジス
タ１１をオンする。このとき、被充電電池１の端
子電圧が基準電圧用電池３の電圧より低いと、比
較器４の出力がないので切換えスイツチ５は急速
充電側接点８に接続されたままとなり、大きな充
電電流が流れるがダイオード１３に分流するため
トランジスタ１１のエミツタ・ベース間には大き
な電流は流れない。また端子電圧が基準電圧を越
えると、比較器４の出力で切換えスイツチ５を補
充電側接点９に切換え、小さな充電電流が流れ、
ダイオード１３で分流するため、トランジスタ１
１のエミツタ・ベース間にはさらに小さな電流し
か流れない。

また、接続端子２に被充電電池１が接続されて
いないときは、ダイオード１３には電流が流れ
ず、トランジスタ１１もオフとなり比較器４の正
側の入力端子は零電位となつて比較器４の出力は
ないので、切換スイツチ５は急速充電側接点８に
接続され、つぎの被充電電池１接続時に大きな充
電電流を流せる状態で待機している。この大きな
充電電流もダイオード１３で分流するため、トラ
ンジスタ１１のエミツタ・ベース間に大きな電流
が流れることはない。

つぎに、第３図は本考案の具体的電気回路図で
ある。この第３図において、１４は充電電源に接
続される電源端子で、この電源端子１４には、第
１のスイツチング素子としてのトランジスタ１５
のエミツタ・コレクタから第２の制御用スイツチ
ング素子としてのトランジスタ１６のエミツタ・
ベースを経て、電流制限用の抵抗１７を介して接
続端子１８が設けられ、被充電電池１９が接続さ
れるようになつている。前記第１のトランジスタ
１５のエミツタ・コレクタの間には補充電時に小
電流を流すための抵抗２０が接続され、第１のト
ランジスタ１５のベースは抵抗２１を経、第３の
スイツチング素子としてのトランジスタ２２のコ
レクタ・エミツタを介て接地されている。また、
前記第１のトランジスタ１５のベースは、抵抗２
３を介してこの第１のトランジスタ１５のエミツ
タに接続されるとともに、抵抗２４、ダイオード
２５を介して後述する比較器２９の出力側に接続
されている。

前記第２の制御用トランジスタ１６のエミツタ
には、充電電流を分流するための分流用のダイオ
ード２６のアノードが接続され、このダイオード
２６のカソードは前記接続端子１８に接続されて
いる。前記第２の制御用トランジスタ１６のコレ
クタは分圧抵抗２７，２８を介して接地され、こ
の分圧抵抗２７，２８の接続点は比較器２９の正
側の入力端子に接続され、この比較器２９の負側
の入力端子には基準電圧用電池３０の正極が接続
され、この電池３０の負極は接地されている。前
記比較器２９の出力側にはトリガー信号により一
定の設定時間だけ出力信号を送出するタイマー回
路３１が接続され、このタイマー回路３１の出力
側は前記第３のトランジスタ２２のベースに接続
されている。

つぎに作用を説明する。

始めに、分流用のダイオード２６を流れる電流
と第２の制御用トランジスタ１６のエミツタ・ベ
ース間を流れる電流との比が適宜となるように電
流制限用の抵抗１７を調節する。

つぎに、接続端子１８に被充電電池１９を接続
すると、分流用のダイオード２６を介して充電電
流が流れるとともに、第２のトランジスタ１６の
ベース電流が流れてこの第２のトランジスタ１６
をオンし、第２のトランジスタ１６のコレクタに
被充電電池１９の端子電圧と略等しい電圧が表わ
れる。この電圧が分圧抵抗２７，２８で分圧され
比較器２９の正側の入力端子に加えられる。この
分圧電圧は、充電が完了していないときは電池３
０の基準電圧よりも低く設定されているので、比
較器２９の出力側はＬレベルとなつている。この
ため、第１のトランジスタ１５のベース電流が抵
抗２４およびダイオード２５を介して流れ、この
第１のトランジスタ１５をオンする。するとこの
第１のトランジスタ１５のエミツタ・コレクタを
通じて大きな充電電流が流れ、この大きな充電電
流が分流用のダイオード２６を通る電流と、第２
のトランジスタ１６のエミツタ・ベース間および
抵抗１７を通る電流とに分流し、接続端子１８で
再び合流して被充電電池１９に供給され急速充電
される。このように、第２のトランジスタ１６の
エミツタ・ベース間には、分流された一部の電流
が流れるだけなので、大きな電流が流れない。

前記急速充電により被充電電池１９の端子電圧
が高くなり、充電が完了したとしても、すぐに補
充電側に切換ることなく、タイマー回路３１で設
定された一定時間急速充電を継続する。即ち、被
充電電池１９の端子電圧が所定の電圧となりこれ
に比例した分圧電圧が電池３０の基準電圧を越え
ると、比較器２９の出力がＨレベルとなり抵抗２
４、ダイオード２５を介して流れていた第１のト
ランジスタ１５のベース電流は流れなくなるが、
同時に比較器２９のＨレベル出力がタイマー回路
３１をトリガーし、このタイマー回路３１の出力
が一定の設定時間Ｈレベルとなるので第３のトラ
ンジスタ２２がオンする。このため、抵抗２１と
この第３のトランジスタ２２を介して第１のトラ
ンジスタ１５のベース電流が流れ、第１のトラン
ジスタ１５はそのままオンし続けるので、前記設
定時間は急速充電が継続する。そして、このタイ
マー回路３１の設定時間経過後、タイマー回路３
１の出力はＬレベルに変わり、第３のトランジス
タ２２をオフして第１のトランジスタ１５もオフ
となる。このため、充電電流は、この第１のトラ
ンジスタ１５と並列に接続された抵抗２０を介
し、分流用のダイオード２６と第２のトランジス
タ１６で分流してわずかに流れ、いわゆる補充電
となる。

なお、前記設定時間経過後において、被充電電
池１９の充電電圧が低下するようなことがあれ
ば、比較器２９の出力側はＬレベルに変るので、
抵抗２４、ダイオード２５を介したベース電流が
流れて第１のトランジスタ１５をオンし急速充電
となる。

つぎに、充電開始前または充電未予のうちに被
充電電池１９を抜いたときのように、接続端子１
８に被充電電池１９が接続されていないときは、
第２のトランジスタ１６はオフなので、この第２
のトランジスタ１６のコレクタに電圧が表われ
ず、比較器２９の正側入力端子は零電位となる。
このため比較器２９の出力はＬレベルとなり、第
１のトランジスタ１５のベース電流は抵抗２４、
ダイオード２５を介して流れ続け、充電用の電源
は急速充電側で待機する。この状態で接続端子１
８に被充電電池１９を接続すると、即座に大きな
充電電流を流す。このときも、この大きな充電電
流は分流用のダイオード２６で分流されているた
め、第２のトランジスタ１６のエミツタ・ベース
間に大きな電流が流れることがない。

本考案は、上記のように、被充電電池を接続し
PNP型トランジスタをオンして充電電流が流れて
いるときのみ、被充電用電池の端子電圧を比較器
で検出し、この端子電圧が基準電圧を越えたとき
の比較出力で急速充電側から補充電側へ切換るよ
うにした。このため、被充電用電池が接続されて
いないときのように充電電流が流れていないとき
は、比較器の出力はないので、常に急速充電可能
な状態にある。したがつて被充電用電池の差込時
は常に急速充電可能の状態にあり、従来のように
充電開始時に補充電となる不都合が生じない。

さらに、スイツチング素子としてのPNP型トラ
ンジスタのエミツタ・ベース間に分流用のダイオ
ードを並列に接続し、急速充電時の大きな充電電
流を分流してPNP型トランジスタのエミツタ・ベ
ース間に大きな電流を流さないようにした。この
ため、急速充電時においても、PNP型トランジス
タのエミツタ・ベース間に大きな電流が流れるよ
うなことがない。したがつて、充電電流を大きく
設定することができるとともに、最大コレクタ電
流の大きなトランジスタが不要となるので、装置
の小形化を図ることができる。

また、比較器の出力側にタイマー回路を接続
し、このタイマー回路の出力で切換スイツチ回路
としての第１のトランジスタをオンするようにし
た場合、みかけ上充電完了したこととなつても、
直ちに補充電に切換るのではなく、少なくともタ
イマー回路で設定された時間急速充電が継続する
ので、より確実な充電ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の充電装置を説明するための電気
回路図、第２図は本考案による充電装置の原理を
説明するための電気回路図、第３図は本考案によ
る充電装置の一実施例を示す具体的な電気回路図
である。 １，１９……被充電電池、２，１８……接続端
子、３，３０……基準電圧用電池、４，２９……
比較器、５……切換スイツチ、６……急速充電電
源、７……補充電電源、１１，１５，１６，２２
……トランジスタ、１２，１７，２０，２１，２
３，２４，２７，２８……抵抗、１３，２５，２
６……ダイオード、１４……電源端子、３１……
タイマー回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 比較器で被充電電池の端子電圧と基準電圧と
   を比較し、この比較出力で大電流を供給する急
   速充電と小電流を供給する補充電とを切り換え
   るための切換スイツチ回路を切り換えて被充電
   電池を充電するようにした充電装置において、 該切換スイツチ回路から該被充電電池の接続
   端子への充電線路にエミツタ・ベースが挿入さ
   れ、かつ該比較器への検出電圧接続端にコレク
   タが接続されたスイツチング素子としてのPNP
   型トランジスタを設け、 該PNP型トランジスタのエミツタ・ベース間
   に充電電流を分流するためのダイオードを並列
   に接続してなることを特徴とする充電装置。 (2) 切換スイツチ回路は、充電線路に挿入されて
   比較器の比較出力でオフするスイツチング素子
   としてのトランジスタと、このトランジスタに
   並列に接続された抵抗と、該比較器の比較出力
   で作動し、設定時間だけ該トランジスタをオン
   するタイマー回路とからなる実用新案登録請求
   の範囲第(1)項記載の充電装置。