(57)【要約】  バッテリ１と充電器ＣＨ１を接続するラインに開磁路タイプのコイル６を設け、さらに充電器ＣＨ１の出力に接続されている充電器出力平滑用の大容量の電解コンデンサ７に抵抗２を直列接続することにより、プラグ３ａ、３ｂ間の接続時にバッテリ１と充電器ＣＨ１の接続ラインに流れる電流の急激な変化を抑える。
2009144872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介してバッテリ（１）に接続され前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を通じて前記バッテリ（１）に充電する充電器（ＣＨ１）に対して、前記バッテリ（１）と前記充電器（ＣＨ１）との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路であって、
前記充電器（ＣＨ１）と前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）の間に、
前記充電器（ＣＨ１）の出力端に並列接続された抵抗（２）とコンデンサ（７）との直列回路と、
前記充電器（ＣＨ１）の出力端に前記バッテリ（１）とで直列接続されたコイル（６）とを備えた
ことを特徴とする突入電流防止回路。
【請求項２】
前記出力端に並列接続された高周波成分除去用のコンデンサ（４）を備えた前記充電器（ＣＨ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の突入電流防止回路。
【請求項３】
前記バッテリ（１）側に設けられた第１のプラグ（３ａ）と前記充電器（ＣＨ１）側に設けられた第２のプラグ（３ｂ）とからなる前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介して前記バッテリ（１）に接続された前記充電器（ＣＨ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の突入電流防止回路。
【請求項４】
前記バッテリ（１）側に設けられた第１のプラグ（３ａ）と前記充電器（ＣＨ１）側に設けられた第２のプラグ（３ｂ）とからなる前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介して前記バッテリ（１）に接続された前記充電器（ＣＨ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項２に記載の突入電流防止回路。
【請求項５】
コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介してバッテリ（１）に接続され前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を通じて前記バッテリ（１）から電力供給される負荷（Ｆ１）に対して、前記バッテリ（１）と前記負荷（Ｆ１）との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路であって、
前記負荷（Ｆ１）と前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）の間に、
前記負荷（Ｆ１）の電力供給端に並列接続された抵抗（２）とコンデンサ（７）との直列回路と、
前記負荷（Ｆ１）の電力供給端に前記バッテリ（１）とで直列接続されたコイル（６）とを備えた
ことを特徴とする突入電流防止回路。
【請求項６】
前記電力供給端に並列接続された高周波成分除去用のコンデンサ（４）を備えた前記負荷（Ｆ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項５に記載の突入電流防止回路。
【請求項７】
前記バッテリ（１）側に設けられた第１のプラグ（３ａ）と前記負荷（Ｆ１）側に設けられた第２のプラグ（３ｂ）とからなる前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介して前記バッテリ（１）に接続された前記負荷（Ｆ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項５に記載の突入電流防止回路。
【請求項８】
前記バッテリ（１）側に設けられた第１のプラグ（３ａ）と前記負荷（Ｆ１）側に設けられた第２のプラグ（３ｂ）とからなる前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介して前記バッテリ（１）に接続された前記負荷（Ｆ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項６に記載の突入電流防止回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリとして例えば鉛蓄電池を充電する充電器に関し、バッテリと充電器との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バッテリとして例えば鉛蓄電池を充電する充電器や、バッテリにより電力の供給を受ける負荷において、バッテリと充電器、又はバッテリと負荷との接続時に、充電器、又は負荷に並列接続された高周波成分除去用のコンデンサとバッテリとの電圧差により生じる突入電流や火花によって、プラグのコンタクト部が受ける損傷を防止するために、バッテリとバッテリに接続する機器との間に突入電流防止回路が設けられている。【０００３】
以上のような従来の突入電流防止回路について、図面を用いて以下に説明する。【０００４】
従来技術（例えば、特許文献１を参照）として、図６は従来の突入電流防止回路の回路図であり、バッテリ１からプラグ３ａ、３ｂからなるコンタクト部を介して、電解コンデンサ７が両端に並列接続された負荷Ｆ１に対して電力を供給する回路である。プラグのコンタクト部のプラグ３ａ、３ｂは着脱が自在に結合されるようになっている。【０００５】
コンタクト部のプラグ３ａ、３ｂには、図６に示すように並列に抵抗２ａ、２ｂが常時接続されており、コンタクト部のプラグ３ａ、３ｂ間が接続されていない状態でも抵抗２ａ、２ｂを介してバッテリ１から電解コンデンサ７に充電し続け、バッテリ１と電解コンデンサ７の電圧差をなくしておき、コンタクト部のプラグ３ａ、３ｂ間が接続されたときに生じる突入電流をなくしている。【０００６】
また、図７に示すように、プラグ３ａ、３ｂと負荷Ｆ１の両端に並列接続された電解コンデンサ７との間に、抵抗２ｃとこの抵抗２ｃを短絡させるスイッチ５ａとを設け、プラグ３ａ、３ｂが接続されたときは抵抗２ｃを介して電解コンデンサ７を充電し、電解コンデンサ７が充電されてからスイッチ５ａを閉塞することにより、抵抗２ｃを短絡させるようにしたものもある。【０００７】
また、他の従来技術（例えば、特許文献２を参照）として、図８に示すように、バッテリ１と電解コンデンサ７の間に閉磁路タイプのコイル６を設け、コイル６のインダクタンス成分により電流の急激な変化を抑え、バッテリ１と電解コンデンサ７の電圧差が大きいときにスイッチ５ｂが閉塞したときの突入電流を抑制するようにしたものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−０３７２９１号公報
【特許文献２】特開１９９６−０８５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、図６の場合は、電解コンデンサ７を充電し続けるためにバッテリ１と電解コンデンサ７を含む電気機器（負荷Ｆ１）を常時接続しておかなければならず、プラグ３ａ、３ｂ間を接続しないときでもバッテリ１を完全に切り離すことができないため、抵抗２ａ、２ｂで無駄な電力が消費されていた。また、バッテリを交換するために充電器から完全に切り離すためには前記抵抗２ａ，２ｂも同様にコネクタ等が必要であった。【００１０】
一方、図７の場合は、プラグ３ａ、３ｂ間の接続時以外の通常動作時には、抵抗２ｃでの消費電力をなくすためスイッチ５ａを閉塞しなければならず、スイッチ５ａを制御する回路を別に設けるか、突入電流が流れなくなってから手動でスイッチ５ａを閉塞しなければならない。【００１１】
また、図８のコイル６には閉磁路タイプを用いており、大容量のバッテリを使用する場合、突入電流が大きいためコイルが飽和しやすく、その場合、突入電流を防ぐことはできない。【００１２】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、プラグの着脱のみで完全にバッテリと充電器回路を切り離すことができ、さらに、スイッチ操作も必要なく突入電流を良好に防止することができる突入電流防止回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の突入電流防止回路は、コンタクト部を介してバッテリに接続され前記コンタクト部を通じて前記バッテリに充電する充電器に対して、前記バッテリと前記充電器との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路であって、前記充電器と前記コンタクト部の間に、前記充電器の出力端に並列接続された抵抗とコンデンサとの直列回路と、前記充電器の出力端に前記バッテリとで直列接続されたコイルとを備えたことを特徴とする。【００１４】
また、本発明の突入電流防止回路は、コンタクト部を介してバッテリに接続され前記コンタクト部を通じて前記バッテリから電力供給される負荷に対して、前記バッテリと前記負荷との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路であって、前記負荷と前記コンタクト部の間に、前記負荷の電力供給端に並列接続された抵抗とコンデンサとの直列回路と、前記負荷の電力供給端に前記バッテリとで直列接続されたコイルとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プラグ接続時にバッテリと大きな容量の平滑コンデンサの間に電圧差が大きくても、あらかじめ抵抗を通じてコンデンサに充電する必要なく、電流の急激な変化を抑えることができる。【００１６】
そのため、プラグによって完全にバッテリと充電器を切り離すことができ、さらに、スイッチ操作も必要なく突入電流と火花によるプラグのコンタクト部が受ける損傷を大幅に削減することができる。【００１７】
さらに、バッテリに接続した機器を動作させるときも、突入電流に対応しない通常の回路と比較しても、より安定した電圧と電流で機器を動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の突入電流防止回路の構成を示す回路図である。
【図２】突入電流に対応しない通常のバッテリ充電器回路図である。
【図３】本発明と突入電流に対応しない通常のバッテリ充電器の突入電流波形である。
【図４】本発明と突入電流に対応しない通常のバッテリ充電器の充電波形である。
【図５】コイル６に最適な開磁路タイプのコイルの一例である。
【図６】従来の突入電流防止回路の一構成例を示す回路図１である。
【図７】従来の突入電流防止回路の一構成例を示す回路図２である。
【図８】従来の突入電流防止回路の一構成例を示す回路図３である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態を示す突入電流防止回路について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２０】
図１は本実施の形態の突入電流防止回路の構成を示す回路図である。
【００２１】
まず、図１における回路構成を説明する。図１に示すように、例えば鉛蓄電池など充電可能な形式のバッテリ１の両端はプラグ３ａの両端に接続され、プラグ３ａと対になってコンタクト部を構成するプラグ３ｂに充電器ＣＨ１出力端子を接続し、充電器ＣＨ１出力の一方の端子にコイル６が接続され、その後段に充電器ＣＨ１の出力の平滑用コンデンサとして、電解コンデンサ（大容量のコンデンサ）７とフィルムコンデンサ（小容量のコンデンサ）４を並列で接続し、電解コンデンサ７に対して抵抗２を直列に接続している。
【００２２】
なお、上記の回路構成において、充電器ＣＨ１の出力端に並列接続された抵抗２と電解コンデンサ７との直列回路と、充電器ＣＨ１の出力端にバッテリ１とで直列接続されたコイル６とから、本実施の形態の突入電流防止回路が構成されている。
【００２３】
例えば、７２Ｖを出力するバッテリを充電する際の各要素の値として、抵抗２は１．３Ω、コイル６は３μＨ及び４ｍΩ、電解コンデンサ７は１００μＦ、フィルムコンデンサ４は６μＦを使用する。
【００２４】
また図１においては、充電器ＣＨ１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＡＣ／ＤＣ変換器）ＡＤ１とその出力端側に並列接続された抵抗２と電解コンデンサ７の直列回路とコンデンサ４と出力端に直列に接続されたコイル６で構成され、また前記ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤ１の入力端には充電器ＣＨ１の出力電力源となる交流電源８が接続されている。
【００２５】
次に、図１における突入電流防止機能について説明する。
【００２６】
充電器ＣＨ１からコンタクト部のプラグ３ａ、３ｂを通じてバッテリ１に充電するために、バッテリ１側のプラグ３ａと充電器ＣＨ１側のプラグ３ｂを接続したときに、容量の大きな電解コンデンサ７の端子電圧がバッテリ１の電圧より高い場合には、電解コンデンサ７に充電された電荷が、電解コンデンサ７→抵抗２→コイル６→プラグ３ｂ、３ａ→バッテリ１の方向に放電する突入電流が流れようとする。また、バッテリ１の電圧が電解コンデンサ７の端子電圧より高い場合には、バッテリ１→プラグ３ａ、３ｂ→コイル６→抵抗２→電解コンデンサ７の方向に電解コンデンサ７を充電する突入電流が流れようとする。
【００２７】
そこで、コイル６の自己誘導反応により急峻な電流の変化にはコイルのインピーダンスが増加し、抵抗２だけでなく電解コンデンサ７が放電または電解コンデンサ７に充電する突入電流が制限され、図３に示すように、突入電流を半減することができる。
【００２８】
実際に、電解コンデンサ７の両端の電圧が０Ｖ、バッテリ１の電圧が７２Ｖで実験し、確認した電流波形を図３に示す。図２の突入電流に対応しない通常の回路においては、プラグの接続時の突入電流が２３８Ａであったのに対し、図１の突入電流に対応した回路では１２０Ａへ、約１／２に低減されることが確認できた。
【００２９】
そのため、プラグ３ａ、３ｂにおいてその接続時に生じる火花を防ぐことができ、火花に起因するプラグ３ａ、３ｂを含む接続部における損傷の発生を防止することができる。
【００３０】
以上のように、バッテリ１とコンデンサ４との間に電圧差があった場合でも、それによる突入電流を抑制するために、従来技術のように抵抗を介して常時コンデンサ４を充電する必要も無く、かつプラグ３ａ、３ｂ間の接続後のスイッチ５ａによる抵抗の短絡制御も必要なく、確実に突入電流を軽減することができる。
【００３１】
コイル６は、通常の充電電流より過大な突入電流が流れても、コアの磁束の飽和が発生しにくい図５のような開磁路タイプのコイルを使用することが最適である。このコイル６は、図５に示すように、円柱形のコア５１の外周に巻き線５２が巻回され、巻き線５２の両端がそれぞれ接着剤５３ａ、５３ｂによりコア５１に固着されている。
【００３２】
次に、充電器によりバッテリを充電する、通常動作時について説明する。
【００３３】
通常動作時、突入電流に対応しない図２の回路では、電解コンデンサ７とコンデンサ４によりＡＤ１出力の高周波成分を取り除き、バッテリに供給する電圧・電流を安定させている。
【００３４】
本実施の形態の突入電流防止回路では、図１に示すように電解コンデンサ７に対して直列に抵抗２が接続されているため、電解コンデンサ７の本来の役割である平滑作用が損なわれてしまうが、本実施の形態では充電器出力端にコイル６が接続されているため、コイル６のインダクタンス成分が充電器出力の高周波成分を取り除き、バッテリを充電する通常時にも安定した電圧・電流でバッテリを充電することができる。
【００３５】
図４に、７２Ｖのバッテリに対して３Ａで充電した場合の充電器出力波形を示す。
【００３６】
図４に示すように、突入電流防止を考慮しない通常の回路と比較すると、リップル成分の振幅が電圧値は１２０ｍＶから９０ｍＶへ、電流値は９９ｍＡから４２．５ｍＡへと軽減でき、より安定した電圧・電流でバッテリに対して充電を行なうことができることが確認できる。
【００３７】
そのため、本実施の形態では、突入電流を防止することができるだけでなく、充電器によりバッテリの充電を行なう充電動作時においても、本発明を適用しない回路と比較し、さらに安定した電力を供給できるという効果がある。
【００３８】
なお、上記の実施の形態では、バッテリ１と高周波成分除去用のコンデンサ４と電解コンデンサ７を有する充電器ＣＨ１との接続時の場合について説明したが、従来技術のようにバッテリ１からコンデンサ４と電解コンデンサ７が並列接続された負荷Ｆ１に電力供給するように接続された回路構成の場合についても同様に実施することができ、同様の効果が得られる。
【００３９】
この場合は、バッテリ１として、アルカリ乾電池など充電ができない形式の一次電池でも鉛蓄電池など充電可能な形式の二次電池でも、どちらを使用する場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の突入電流防止回路は、プラグによって完全にバッテリと充電器を切り離すことができ、さらに、スイッチ操作も必要なく突入電流を大幅に削減することができるものである。例えば電気自動車に搭載される大容量の電池に充電する充電器における突入電流の削減技術への利用に有用である。
【図１】
2009144872.tif 000003
【図２】
2009144872.tif 000004
【図３】
2009144872.tif 000005
【図４】
2009144872.tif 000006
【図５】
2009144872.tif 000007
【図６】
2009144872.tif 000008
【図７】
2009144872.tif 000009
【図８】
2009144872.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月26日(2010.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリとして例えば鉛蓄電池を充電する充電器に関し、バッテリと充電器との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バッテリとして例えば鉛蓄電池を充電する充電器や、バッテリにより電力の供給を受ける負荷において、バッテリと充電器、又はバッテリと負荷との接続時に、充電器、又は負荷に並列接続された高周波成分除去用のコンデンサとバッテリとの電圧差により生じる突入電流や火花によって、プラグのコンタクト部が受ける損傷を防止するために、バッテリとバッテリに接続する機器との間に突入電流防止回路が設けられている。
【０００３】
以上のような従来の突入電流防止回路について、図面を用いて以下に説明する。
【０００４】
従来技術（例えば、特許文献１を参照）として、図６は従来の突入電流防止回路の回路図であり、バッテリ１からプラグ３ａ、３ｂからなるコンタクト部を介して、電解コンデンサ７が両端に並列接続された負荷Ｆ１に対して電力を供給する回路である。プラグのコンタクト部のプラグ３ａ、３ｂは着脱が自在に結合されるようになっている。
【０００５】
コンタクト部のプラグ３ａ、３ｂには、図６に示すように並列に抵抗２ａ、２ｂが常時接続されており、コンタクト部のプラグ３ａ、３ｂ間が接続されていない状態でも抵抗２ａ、２ｂを介してバッテリ１から電解コンデンサ７に充電し続け、バッテリ１と電解コンデンサ７の電圧差をなくしておき、コンタクト部のプラグ３ａ、３ｂ間が接続されたときに生じる突入電流をなくしている。
【０００６】
また、図７に示すように、プラグ３ａ、３ｂと負荷Ｆ１の両端に並列接続された電解コンデンサ７との間に、抵抗２ｃとこの抵抗２ｃを短絡させるスイッチ５ａとを設け、プラグ３ａ、３ｂが接続されたときは抵抗２ｃを介して電解コンデンサ７を充電し、電解コンデンサ７が充電されてからスイッチ５ａを閉塞することにより、抵抗２ｃを短絡させるようにしたものもある。
【０００７】
また、他の従来技術（例えば、特許文献２を参照）として、図８に示すように、バッテリ１と電解コンデンサ７の間に閉磁路タイプのコイル６を設け、コイル６のインダクタンス成分により電流の急激な変化を抑え、バッテリ１と電解コンデンサ７の電圧差が大きいときにスイッチ５ｂが閉塞したときの突入電流を抑制するようにしたものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−０３７２９１号公報
【特許文献２】特開平８−０８５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、図６の場合は、電解コンデンサ７を充電し続けるためにバッテリ１と電解コンデンサ７を含む電気機器（負荷Ｆ１）とを常時接続しておかなければならず、プラグ３ａ、３ｂ間を接続しないときでもバッテリ１を完全に切り離すことができないため、抵抗２ａ、２ｂで無駄な電力が消費されていた。また、バッテリを交換するために充電器から完全に切り離すためには前記抵抗２ａ，２ｂも同様にコネクタ等が必要であった。
【００１０】
一方、図７の場合は、プラグ３ａ、３ｂ間の接続時以外の通常動作時には、抵抗２ｃでの消費電力をなくすためスイッチ５ａを閉塞しなければならず、スイッチ５ａを制御する回路を別に設けるか、突入電流が流れなくなってから手動でスイッチ５ａを閉塞しなければならない。
【００１１】
また、図８のコイル６には閉磁路タイプを用いており、大容量のバッテリを使用する場合、突入電流が大きいためコイルが飽和しやすく、その場合、突入電流を防ぐことはできない。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、プラグの着脱のみで完全にバッテリと充電器回路を切り離すことができ、さらに、スイッチ操作も必要なく突入電流を良好に防止することができる突入電流防止回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の突入電流防止回路は、コンタクト部を介してバッテリに接続され前記コンタクト部を通じて前記バッテリに充電する充電器に対して、前記バッテリと前記充電器との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路であって、前記充電器と前記コンタクト部の間に、前記充電器の出力端に並列接続された、抵抗とコンデンサとの直列回路と、前記充電器の出力端に前記バッテリとで直列接続されたコイルとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の突入電流防止回路は、コンタクト部を介してバッテリに接続され前記コンタクト部を通じて前記バッテリから電力供給される負荷に対して、前記バッテリと前記負荷との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路であって、前記負荷と前記コンタクト部の間に、前記負荷の電力供給端に並列接続された、抵抗とコンデンサとの直列回路と、前記負荷の電力供給端に前記バッテリとで直列接続されたコイルとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プラグ接続時にバッテリと大きな容量の平滑コンデンサの間に電圧差が大きくても、あらかじめ抵抗を通じてコンデンサに充電する必要なく、電流の急激な変化を抑えることができる。
【００１６】
そのため、プラグによって完全にバッテリと充電器を切り離すことができ、さらに、スイッチ操作も必要なく突入電流と火花によるプラグのコンタクト部が受ける損傷を大幅に削減することができる。
【００１７】
さらに、バッテリに接続した機器を動作させるときも、突入電流に対応しない通常の回路と比較しても、より安定した電圧と電流で機器を動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の突入電流防止回路の構成を示す回路図である。
【図２】突入電流に対応しない通常のバッテリ充電器回路図である。
【図３】本発明と突入電流に対応しない通常のバッテリ充電器の突入電流波形である。
【図４】本発明と突入電流に対応しない通常のバッテリ充電器の充電波形である。
【図５】コイル６に最適な開磁路タイプのコイルの一例である。
【図６】従来の突入電流防止回路の一構成例を示す回路図１である。
【図７】従来の突入電流防止回路の一構成例を示す回路図２である。
【図８】従来の突入電流防止回路の一構成例を示す回路図３である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態を示す突入電流防止回路について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２０】
図１は本実施の形態の突入電流防止回路の構成を示す回路図である。
【００２１】
まず、図１における回路構成を説明する。図１に示すように、例えば鉛蓄電池など充電可能な形式のバッテリ１の両端はプラグ３ａの両端に接続され、プラグ３ａと対になってコンタクト部を構成するプラグ３ｂに充電器ＣＨ１出力端子を接続し、充電器ＣＨ１出力の一方の端子にコイル６が接続され、その後段に充電器ＣＨ１の出力の平滑用コンデンサとして、電解コンデンサ（大容量のコンデンサ）７とフィルムコンデンサ（小容量のコンデンサ）４を並列で接続し、電解コンデンサ７に対して抵抗２を直列に接続している。
【００２２】
なお、上記の回路構成において、充電器ＣＨ１の出力端に並列接続された、抵抗２と電解コンデンサ７との直列回路と、充電器ＣＨ１の出力端にバッテリ１とで直列接続されたコイル６とから、本実施の形態の突入電流防止回路が構成されている。
【００２３】
例えば、７２Ｖを出力するバッテリを充電する際の各要素の値として、抵抗２は１．３Ω、コイル６は３μＨ及び４ｍΩ、電解コンデンサ７は１００μＦ、フィルムコンデンサ４は６μＦを使用する。
【００２４】
また図１においては、充電器ＣＨ１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＡＣ／ＤＣ変換器）ＡＤ１と、その出力端側に並列接続された、抵抗２と電解コンデンサ７の直列回路およびコンデンサ４と、その出力端に直列に接続されたコイル６で構成され、また前記ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤ１の入力端には充電器ＣＨ１の出力電力源となる交流電源８が接続されている。
【００２５】
次に、図１における突入電流防止機能について説明する。
【００２６】
充電器ＣＨ１からコンタクト部のプラグ３ａ、３ｂを通じてバッテリ１に充電するために、バッテリ１側のプラグ３ａと充電器ＣＨ１側のプラグ３ｂを接続したときに、容量の大きな電解コンデンサ７の端子電圧がバッテリ１の電圧より高い場合には、電解コンデンサ７に充電された電荷が、電解コンデンサ７→抵抗２→コイル６→プラグ３ｂ、３ａ→バッテリ１の方向に放電する突入電流が流れようとする。また、バッテリ１の電圧が電解コンデンサ７の端子電圧より高い場合には、バッテリ１→プラグ３ａ、３ｂ→コイル６→抵抗２→電解コンデンサ７の方向に電解コンデンサ７を充電する突入電流が流れようとする。
【００２７】
そこで、コイル６の自己誘導反応により急峻な電流の変化にはコイルのインピーダンスが増加し、抵抗２だけでなくコイル６によっても電解コンデンサ７が放電する突入電流または電解コンデンサ７に充電される突入電流が制限され、図３に示すように、突入電流を半減することができる。
【００２８】
実際に、電解コンデンサ７の両端の電圧が０Ｖ、バッテリ１の電圧が７２Ｖで実験し、確認した電流波形を図３に示す。図２の突入電流に対応しない通常の回路においては、プラグの接続時の突入電流が２３８Ａであったのに対し、図１の突入電流に対応した回路では１２０Ａへ、約１／２に低減されることが確認できた。
【００２９】
そのため、プラグ３ａ、３ｂにおいてその接続時に生じる火花を防ぐことができ、火花に起因するプラグ３ａ、３ｂを含む接続部における損傷の発生を防止することができる。
【００３０】
以上のように、バッテリ１とコンデンサ７との間に電圧差があった場合でも、それによる突入電流を抑制するために、従来技術のように抵抗を介して常時コンデンサ７を充電する必要も無く、かつプラグ３ａ、３ｂ間の接続後のスイッチ５ａによる抵抗の短絡制御も必要なく、確実に突入電流を軽減することができる。
【００３１】
コイル６は、通常の充電電流より過大な突入電流が流れても、コアの磁束の飽和が発生しにくい図５のような開磁路タイプのコイルを使用することが最適である。このコイル６は、図５に示すように、円柱形のコア５１の外周に巻き線５２が巻回され、巻き線５２の両端がそれぞれ接着剤５３ａ、５３ｂによりコア５１に固着されている。
【００３２】
次に、充電器によりバッテリを充電する、通常動作時について説明する。
【００３３】
通常動作時、突入電流に対応しない図２の回路では、電解コンデンサ７とコンデンサ４によりＡＤ１出力の高周波成分を取り除き、バッテリに供給する電圧・電流を安定させている。
【００３４】
本実施の形態の突入電流防止回路では、図１に示すように電解コンデンサ７に対して直列に抵抗２が接続されているため、電解コンデンサ７の本来の役割である平滑作用が損なわれてしまうが、本実施の形態では充電器出力端にコイル６が接続されているため、コイル６のインダクタンス成分が充電器出力の高周波成分を取り除き、バッテリを充電する通常時にも安定した電圧・電流でバッテリを充電することができる。
【００３５】
図４に、７２Ｖのバッテリに対して３Ａで充電した場合の充電器出力波形を示す。
【００３６】
図４に示すように、突入電流防止を考慮しない通常の回路と比較すると、リップル成分の振幅が電圧値は１２０ｍＶから９０ｍＶへ、電流値は９９ｍＡから４２．５ｍＡへと軽減でき、より安定した電圧・電流でバッテリに対して充電を行なうことができることが確認できる。
【００３７】
そのため、本実施の形態では、突入電流を防止することができるだけでなく、充電器によりバッテリの充電を行なう充電動作時においても、本発明を適用しない回路と比較し、さらに安定した電力を供給できるという効果がある。
【００３８】
なお、上記の実施の形態では、バッテリ１と、高周波成分除去用のコンデンサ４と電解コンデンサ７を有する充電器ＣＨ１との接続時の場合について説明したが、従来技術のようにバッテリ１からコンデンサ４と電解コンデンサ７が並列接続された負荷Ｆ１に電力供給するように接続された回路構成の場合についても同様に実施することができ、同様の効果が得られる。
【００３９】
この場合は、バッテリ１として、アルカリ乾電池など充電ができない形式の一次電池でも鉛蓄電池など充電可能な形式の二次電池でも、どちらを使用する場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の突入電流防止回路は、プラグによって完全にバッテリと充電器を切り離すことができ、さらに、スイッチ操作も必要なく突入電流を大幅に削減することができるものである。例えば電気自動車に搭載される大容量の電池に充電する充電器における突入電流の削減技術への利用に有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１      バッテリ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ      抵抗
３ａ、３ｂ      プラグ
４      フィルムコンデンサ
５ａ、５ｂ      スイッチ
６      コイル
７      電解コンデンサ
８      交流電源
５１      コア
５２      巻き線
５３ａ、５３ｂ      接着剤
ＡＤ１      ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＡＣ／ＤＣ変換器）
ＣＨ１      充電器
Ｆ１      負荷
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介してバッテリ（１）に接続され前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を通じて前記バッテリ（１）に充電する充電器（ＣＨ１）に対して、前記バッテリ（１）と前記充電器（ＣＨ１）との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路であって、
前記充電器（ＣＨ１）と前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）の間に、
前記充電器（ＣＨ１）の出力端に並列接続された、抵抗（２）とコンデンサ（７）との直列回路と、
前記充電器（ＣＨ１）の出力端に前記バッテリ（１）とで直列接続されたコイル（６）とを備えた
ことを特徴とする突入電流防止回路。
【請求項２】
前記出力端に並列接続された高周波成分除去用のコンデンサ（４）を備えた前記充電器（ＣＨ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の突入電流防止回路。
【請求項３】
前記バッテリ（１）側に設けられた第１のプラグ（３ａ）と前記充電器（ＣＨ１）側に設けられた第２のプラグ（３ｂ）とからなる前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介して前記バッテリ（１）に接続された前記充電器（ＣＨ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の突入電流防止回路。
【請求項４】
前記バッテリ（１）側に設けられた第１のプラグ（３ａ）と前記充電器（ＣＨ１）側に設けられた第２のプラグ（３ｂ）とからなる前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介して前記バッテリ（１）に接続された前記充電器（ＣＨ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項２に記載の突入電流防止回路。
【請求項５】
コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介してバッテリ（１）に接続され前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を通じて前記バッテリ（１）から電力供給される負荷（Ｆ１）に対して、前記バッテリ（１）と前記負荷（Ｆ１）との接続時に生じる突入電流を防止する突入電流防止回路であって、
前記負荷（Ｆ１）と前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）の間に、
前記負荷（Ｆ１）の電力供給端に並列接続された、抵抗（２）とコンデンサ（７）との直列回路と、
前記負荷（Ｆ１）の電力供給端に前記バッテリ（１）とで直列接続されたコイル（６）とを備えた
ことを特徴とする突入電流防止回路。
【請求項６】
前記電力供給端に並列接続された高周波成分除去用のコンデンサ（４）を備えた前記負荷（Ｆ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項５に記載の突入電流防止回路。
【請求項７】
前記バッテリ（１）側に設けられた第１のプラグ（３ａ）と前記負荷（Ｆ１）側に設けられた第２のプラグ（３ｂ）とからなる前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介して前記バッテリ（１）に接続された前記負荷（Ｆ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項５に記載の突入電流防止回路。
【請求項８】
前記バッテリ（１）側に設けられた第１のプラグ（３ａ）と前記負荷（Ｆ１）側に設けられた第２のプラグ（３ｂ）とからなる前記コンタクト部（３ａ、３ｂ）を介して前記バッテリ（１）に接続された前記負荷（Ｆ１）に対して、前記突入電流を防止するように設けられた
ことを特徴とする請求項６に記載の突入電流防止回路。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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