(57)【要約】【課題】蓄電池の過充電を防ぐことができる高信頼性の充電システムを提供すること。【解決手段】整流器１と、充電回路２０と、整流器１の出力端を充電回路２０の入力端に接続するスイッチ２７と、充電回路２０から蓄電池３への充電電流の通路に設けられたスイッチ６と、蓄電池３の満充電状態を検出する満充電検出部１２と、蓄電池３の充電電流を検出する電流検出器５と、満充電検出部１２が満充電状態を検出た場合にスイッチ２７をオフするよう制御し、該制御を行った後も電流検出器５が検出する電流が零とならない場合にスイッチ６をもオフするよう制御する中央制御部１１ａとを有することを特徴とする充電システムを構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流器と、充電回路と、前記整流器の出力端を前記充電回路の入力端に接続する第１のスイッチと、前記充電回路から蓄電池への充電電流の通路に設けられた第２のスイッチと、前記蓄電池の満充電状態を検出する満充電検出部と、前記蓄電池の充電電流を検出する電流検出器と、前記満充電検出部が満充電状態を検出した場合に前記第１のスイッチをオフするよう制御し、該制御を行った後も前記電流検出器が検出する電流が零とならない場合に前記第２のスイッチをもオフするよう制御する制御部とを有することを特徴とする充電システム。
【請求項２】
半導体スイッチのオンオフ動作によって制御された直流電力により蓄電池を充電する充電器と、前記充電器から前記蓄電池への充電電流の通路に設けられたスイッチと、前記蓄電池の満充電状態を検出する満充電検出部と、前記蓄電池の充電電流を検出する電流検出器とを具備し、前記電流検出器によって検出された充電電流値と前記満充電検出部の出力信号とに基いて前記充電電流の異常の有無を判断し、異常有りと判断した場合に前記スイッチおよび前記半導体スイッチをともにオフするよう制御する制御部を有することを特徴とする充電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充電システムに関し、特に、通信用のバックアップシステム等においてニッケル水素電池等の蓄電池の充電を行うための充電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の充電システムの構成例を図３に示す。図中、１は整流器、２は充電器、３は蓄電池、１１ｃは中央制御部、１２は満充電検出部、２０は充電回路、２７はスイッチである。スイッチ２７および充電回路２０は充電器２の構成要素となっている。
【０００３】
整流器１は商用電源に接続し、商用電源からの電力（交流）を整流して直流電力として出力し、その直流電力はスイッチ２７を介して充電回路２０に供給され、充電回路２０は蓄電池３を、例えば０．１ＣＡの充電レートで、定電流で充電する。
【０００４】
満充電検出部１２は蓄電池３の電圧を検出し、温度補正を行った後充電完了したか否かを判断し、充電完了と判断した場合に充電完了信号を出力する。中央制御部１１ｃは満充電検出部１２より充電完了信号を受け取るとスイッチ２７をオフするよう制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の充電システムでは、スイッチ２７が短絡故障した場合に充電を停止することができず、蓄電池３が過充電状態になり、蓄電池３の劣化を促進するばかりか最悪の場合蓄電池３が爆発する危険性すらあるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、蓄電池の過充電を防ぐことができる高信頼性の充電システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、請求項１に記載のように、
整流器と、充電回路と、前記整流器の出力端を前記充電回路の入力端に接続する第１のスイッチと、前記充電回路から蓄電池への充電電流の通路に設けられた第２のスイッチと、前記蓄電池の満充電状態を検出する満充電検出部と、前記蓄電池の充電電流を検出する電流検出器と、前記満充電検出部が満充電状態を検出した場合に前記第１のスイッチをオフするよう制御し、該制御を行った後も前記電流検出器が検出する電流が零とならない場合に前記第２のスイッチをもオフするよう制御する制御部とを有することを特徴とする充電システムを構成する。
【０００８】
また、本発明は、請求項２に記載のように、
半導体スイッチのオンオフ動作によって制御された直流電力により蓄電池を充電する充電器と、前記充電器から前記蓄電池への充電電流の通路に設けられたスイッチと、前記蓄電池の満充電状態を検出する満充電検出部と、前記蓄電池の充電電流を検出する電流検出器とを具備し、前記電流検出器によって検出された充電電流値と前記満充電検出部の出力信号とに基いて前記充電電流の異常の有無を判断し、異常有りと判断した場合に前記スイッチおよび前記半導体スイッチをともにオフするよう制御する制御部を有することを特徴とする充電システムを構成する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第一の実施形態例の充電システムの構成を示すブロック図である。図中、５は電流検出器、６はスイッチ、１１ａは中央制御部である。なお、前記従来例（図３）と同一箇所には同一の符号を付し重複説明を省略する。請求項１に記載の第１のスイッチ、第２のスイッチおよび制御部は、それぞれ、スイッチ２７、スイッチ６および中央制御部１１ａに該当する。
【００１１】
スイッチ２７は整流器１の出力端を充電回路２０の入力端に接続し、スイッチ６は充電回路２０から蓄電池３への充電電流の通路に設けられ、満充電検出部１２は蓄電池３の満充電状態を検出し、中央制御部１１ａは、満充電検出部１２が満充電状態を検出した場合にスイッチ２７をオフするよう制御し、該制御を行った後も電流検出器５が検出する電流が零とならない場合にスイッチ６をもオフするよう制御する。
【００１２】
本発明の第一の実施形態例の充電システムの動作を、図１を参照しながら以下に説明する。
【００１３】
整流器１は商用電源に接続し、商用電源からの電力（交流）を整流して直流電力として出力し、その直流電力はスイッチ２７を介して充電回路２０に供給され、充電回路２０は蓄電池３を、電流検出器５およびスイッチ６を介して、例えば０．１ＣＡの充電レートで、定電流で充電する。
【００１４】
満充電検出部１２は蓄電池３の電圧を検出し、温度補正を行った後充電完了したか否かを判断し、充電完了と判断した場合に充電完了信号を出力する。中央制御部１１ａは満充電検出部１２より充電完了信号を受け取るとスイッチ２７をオフするよう制御する。
【００１５】
また、万一、前記制御が行われた後も、スイッチ２７が短絡故障してオフとならず、電流検出器５の検出電流が零とならない場合には、中央制御部１１ａは、電流検出器５から、零とならない検出電流の信号を受け、充電電流の異常有りと判断してスイッチ６をもオフするよう制御する。前記充電電流の異常有りとの判断は、スイッチ２７をオフするよう制御した後、スイッチ２７が、常態において、オフ動作をするのに要する時間が経過した時点においても、なお電流検出器５の検出電流が零とならないことに基いて行われる。
【００１６】
以上の動作により、本実施形態例においては、充電完了時にスイッチ２７が短絡故障した場合でも、スイッチ６をオフすることにより蓄電池３の充電を停止することができ、蓄電池３の過充電状態、劣化、あるいは最悪の場合の爆発を未然に防止することができる。
【００１７】
図２は、本発明の第二の実施形態例の充電システムの構成を示すブロック図である。図中、２ａは充電器、１１ｂは中央制御部、２１はダイオード、２２はコンデンサ、２３は半導体スイッチ、２４はリアクトル、２５はＡＮＤ回路、２６はＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）回路である。なお、前記従来例（図３）および前記第一の実施形態例（図１）と同一箇所には同一の符号を付し重複説明を省略する。ダイオード２１、コンデンサ２２、半導体スイッチ２３、リアクトル２４、ＡＮＤ回路２５およびＰＷＭ回路２６は充電器２ａの構成要素となっている。請求項２に記載の制御部は中央制御部１１ｂに該当する。
【００１８】
充電器２ａは、半導体スイッチ２３のオンオフ動作によって制御された直流電力により蓄電池３を充電し、スイッチ６は充電器２ａから蓄電池３への充電電流の通路に設けられ、満充電検出部１２は蓄電池３の満充電状態を検出し、電流検出器５は蓄電池３の充電電流を検出し、中央制御部１１ｂは、電流検出器５によって検出された充電電流値と満充電検出部１２の出力信号とに基いて充電電流の異常の有無を判断し、異常有りと判断した場合にスイッチ６および半導体スイッチ２３をともにオフするよう制御する。
【００１９】
本発明の第二の実施形態例の充電システム動作を、図２を参照しながら以下に説明する。
【００２０】
整流器１は商用電源に接続し、商用電源からの電力（交流）を整流して直流電力として出力し、その直流電力は充電器２ａに供給され、充電器２ａは蓄電池３を、電流検出器５およびスイッチ６を介して、例えば０．１ＣＡの充電レートで、定電流で充電する。ＰＷＭ回路２６の出力に従ってオンオフ動作する半導体スイッチ２３によって制御され、連続パルスとなった直流電力は、ダイオード２１、コンデンサ２２およびリアクトル２４によって構成された平滑回路によって平滑化されて、充電器２ａから出力される。
【００２１】
ＰＷＭ回路２６は、電流検出器５の検出電流とあらかじめ設定しておいた例えば０．１ＣＡの充電レートに対応する充電電流値とを比較して両者が一致するようにＰＷＭ（ｐｕ１ｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕ１ａｔｉｏｎ）変調を行い、半導体スイッチ２３の駆動用ＰＷＭ信号を発生する。ＡＮＤ回路２５は、中央制御部１１ｂからのゲートブロック信号ＳｇｂとＰＷＭ回路２６からの駆動用ＰＷＭ信号との論理積をとり半導体スイッチ２３の駆動信号とする。
【００２２】
満充電検出部１２は蓄電池３の電圧を検出し、温度補正を行った後充電完了したか否かを判断し充電完了と判断した場合に充電完了信号を出力する。中央制御部１１ｂは満充電検出部１２より充電完了信号を受け取るとゲートブロック信号Ｓｇｂを「０」とし、その他の場合にはゲートブロック信号Ｓｇｂを「１」とする。
【００２３】
ゲートブロック信号Ｓｇｂが「１」の場合、すなわち、蓄電池３が満充電状態に達していない場合、ＰＷＭ回路２６の出力（駆動用ＰＷＭ信号）がそのまま半導体スイッチ２３に入力され、整流器１からの電流は半導体スイッチ２３のオンオフ動作によって制御され、充電器２ａからは、あらかじめ設定しておいた例えば０．１ＣＡの充電レートに対応する充電電流が蓄電池３に供給される。
【００２４】
ゲートブロック信号Ｓｇｂが「０」の場合、半導体スイッチ２３の駆動信号は「０」となり、半導体スイッチ２３はオフする。
【００２５】
中央制御部１１ｂは、満充電検出部１２より充電完了信号を受け取り、ゲートブロック信号Ｓｇｂを「０」としたにもかかわらず、その後、ＡＮＤ回路２５のスイッチング時間と半導体スイッチ２３のスイッチング時間との合計時間よりも長い時間が経過した時点においても、なお電流検出器５の検出電流が零とならない場合に、充電電流の異常有りと判断し、スイッチ６をオフするよう制御する。
【００２６】
以上の動作により、本実施形態例においては、半導体スイッチ２３が短絡故障した場合でも、スイッチ６をオフすることにより蓄電池３の充電を停止することができ、蓄電池３の過充電状態、劣化、あるいは最悪の場合の爆発を未然に防止することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の実施により、蓄電池の過充電を防ぐことができる高信頼性の充電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態例の充電システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第二の実施形態例の充電システムの構成を示すブロック図である。
【図３】従来の充電システムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…整流器、２、２ａ…充電器、３…蓄電池、５…電流検出器、６…スイッチ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…中央制御部、１２…満充電検出部、２０…充電回路、２１…ダイオード、２２…コンデンサ、２３…半導体スイッチ、２４…リアクトル、２５…ＡＮＤ回路、２６…ＰＷＭ回路、２７…スイッチ。
【図１】
2004343850.tif 000003
【図２】
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【図３】
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