(57)【要約】【課題】充電開始時や停電復旧後に均等充電をした後、浮動充電状態にする際に、再び均等充電状態にならないようにする。【解決手段】均等タイマ回路２５のタイムアウトによりスイッチ２６がオフとされて、検出回路２２の分圧比が均等充電のαＥ　から浮動充電のαＦ　（αＦ　＞αＥ　）になり、検出回路２２の出力端Ｂの電圧が、出力端Ｃの電圧より高くなり、ダイオード３５がオンとなり、抵抗素子３３が抵抗１８−１９−２１と並列に接続され、検出点Ｂの電圧が低下されるため、制御部２３は、電源回路１２の電圧を均等タイマ回路２５の動作電圧以下にするおそれがなく、均等タイマ回路２５がリセットされて再び均等充電状態になるおそれはない。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力を電源回路により充電電力に変換して蓄電池に充電し、
蓄電池の電圧を検出回路により検出し、その検出電圧に応じて上記電源回路は上記充電電力の電圧を制御し、
均等タイマ回路のタイマ動作中出力により、上記検出回路の検出電圧を低下させて、上記電源回路が蓄電池に対し均等充電を行い、
均等タイマ回路のタイムアウト出力により検出回路の検出電圧を上げて、上記電源回路が蓄電池に対し、浮動充電を行い、
上記均等タイマ回路は上記電源回路の出力電圧が入力され、この電圧がリセット電圧以下になるとリセットされてタイマ動作を開始するものである充電装置において、
上記均等タイマ回路のタイムアウト出力により、上記電源回路の出力電圧を、上記均等タイマ回路の動作電圧以上で上記浮動充電の状態における蓄電池の電圧より小さい電圧に一時的に保持させる誤動作防止回路が設けられていることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
上記検出回路は第１抵抗分圧回路により構成され、
上記誤動作防止回路は上記電源回路の出力電圧を検出する第２抵抗分圧回路と、上記第１抵抗分圧回路の検出点と上記第２抵抗分圧回路の検出点との間に接続されたダイオードとよりなることを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば常時は商用電力を用いるが、停電時に蓄電池よりの電力を用いる電源装置の前記蓄電池に対する充電装置に用いられ、特に充電開始時や、蓄電池を使用し、停電復旧により蓄電池の使用を停止した際にまず均等充電を行い、その後、浮動充電状態にする充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に従来の充電装置を示す。充電装置１１の電源回路により、商用電源１３からの商用電力が充電電力に変換されて、逆流防止ダイオード１４、電流検出用抵抗素子１５の直列回路を通じて蓄電池１６に供給され、蓄電池１６に対する充電が行われる。
この充電を制御するため、電源回路１２の両出力端Ｐ１とＮ１間に抵抗素子１７−１８−可変抵抗素子１９−２１よりなる抵抗分圧回路よりなる検出回路２２が接続され、検出回路２２の分圧点検出点Ｂに得られる電圧が、蓄電池１６の電圧として電源回路１２内の制御部２３へ供給される。電流検出用抵抗素子１５の両端に生じる電圧は制御部２３に供給され、また充電電流の監視のため外部へ出力されたり、充電装置の異常を警報するためなどに使用される。
【０００３】
蓄電池１６に対して充電を開始する際に、蓄電池１６の各セルに対する充電が均等に行われるように、電源回路１２の両出力端Ｐ１とＮ１間に均等タイマ回路２５が接続されている。均等タイマ回路２５はその動作電力を電源回路１２から得ていて、電源回路１２の出力電圧が所定値ＶＷ以上になると動作が可能な状態になり、タイマをリセットしてタイマ動作を開始し、均等タイマ回路２５の出力で、検出回路２２中の可変抵抗素子２１の両端間をスイッチ２６（例えばリレー接点）により短絡して蓄電池１３に対して均等充電が行われるように構成されている。
【０００４】
商用電源１３が停電し、蓄電池１６の電力を利用した後、停電が復旧した場合に自動的に均等充電が開始されるが、停電が無い場合も必要に応じて、蓄電池１６を均等充電するために、強制均等切替回路２７を外部操作することにより、均等タイマ回路２５をリセットして、そのタイマ回路をタイマ動作状態にすることができるようにされている。何れの場合も、蓄電池１６に対する均等充電が終了すると、均等タイマ回路２５がタイムアウトしてスイッチ２６がオフとなり、蓄電池１６に対し浮動充電状態となる。
【０００５】
均等充電状態では、可変抵抗素子２１が短絡されているから、それだけ大きく、蓄電池１６の電圧ＶＣ　が分圧され、この分圧電圧、つまり検出点Ｂの検出電圧が、制御部２３内の基準電圧ＶＳ　に等しくなるように、蓄電池電圧ＶＣ　が充電される。検出回路２２の均等充電状態での分圧比をαＥ　とするとＶＣ　＝ＶＳ　／αＥ　≡ＶＥ　になるまで蓄電池１６は充電され、蓄電池１６を構成する各セルがほぼ均等に充電される。
一方浮動充電状態ではスイッチ２６がオフとされるため、検出回路２２の分圧比αＦ　はαＥ　より大となり、蓄電池１６は充電電圧がＶＣ　＝ＶＳ　／αＦ　≡ＶＦ　なる値を常時保持するように動作している。この浮動充電状態の蓄電池電圧ＶＦ　は例えば２．１８Ｖ／セルであり、均等充電電圧ＶＥ　は例えば２．３０Ｖ／セルである。
【０００６】
この図３に示す従来の充電装置は、蓄電池１６の電圧ＶＣ　を逆流防止用ダイオード１４及び電流検出用抵抗素子１５を介して検出回路２２により検出している。ダイオード１４及び抵抗素子１５の直列回路に流れる電流は、無負荷から定格負荷までの間で大きさが可成り変動する、このためダイオード１４及び抵抗素子１５に流れる電流に基づく降下電圧の変動が大きく、それだけ蓄電池１６の電圧ＶＣ　を正しく検出することができず、従って、蓄電池電圧ＶＣ　の制御精度を高くすることができない。
【０００７】
このような点から、図４に図３と対応する部分に同一参照番号を付けて示すように、検出回路２２を蓄電池１６の両端に直接接続し、ダイオード１４及び抵抗素子１５の直列回路を、電源回路１２の出力端Ｐ１と、検出回路２２及び蓄電池１６の接続点Ａとの間に挿入したものもある。この構成によれば検出回路２２の検出点Ｂは蓄電池１６の電圧ＶＣ　を正しく検出することができ、蓄電池１６の電圧ＶＣ　を精度高く制御することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この図４に示した装置において、均等充電を行い均等充電が終了時に近づいた状態では蓄電池１６の接続点Ａの電圧は均等充電電圧ＶＥ　となり、電源回路１２の出力端Ｐ１の電圧もＶＥ　となっている（図２中の太い実線２８参照）。均等充電が終了すると、つまり均等タイマ回路２５がタイムアウトすると、スイッチ２６がオフとなり、検出回路２２の分圧比がαＥ　からαＦ　へと大になり、検出点Ｂよりの検出電圧はαＥ　ＶＥ　からαＦ　ＶＥ　と大きくなり、従って制御部２３では検出点Ｂよりの検出電圧が基準電圧　ＶＳ　より高くなるため、蓄電池電圧　ＶＣ　を下げるように動作し、つまり電源回路１２の出力を停止するが、時定数をもつためタイムアウトした時点ｂより電源回路１２の出力電圧は図２中の太い実線２８に示すように比較的急に低下する。電源回路１２の出力を停止するが、完全にはゼロにならず、Ｖ１　まで低下し、その状態に保持される。この低下した電圧Ｖ１　は均等タイマ回路２５の動作可能電圧ＶＷ　以下であり、均等タイマ回路２５は動作を停止する。電源回路１２の出力電圧の低下により、蓄電池電圧ＶＣ　は図２中の細い実線２９で示すように、外部装置や検出回路２２を通じる放電などにより徐々に低下し、ＶＦ以下の電圧まで下ると、この時点ｃから電源回路１２より出力を出し、電源回路１２の出力電圧が上昇し始め、この電圧が太い実線２８で示すようにＶＷ　に達すると、その時点ｄから均等タイマ回路２５が動作状態になり、かつリセット状態からタイマ動作を開始する。従って、均等充電状態となり、時点ｄから均等充電を行う。
【０００９】
このように時点ｂで均等充電が終了すると浮動充電に移らなければならないが、電源回路１２の出力電圧が均等タイマ回路２５の動作電圧ＶＷ　以下に下って均等充電が再び行われてしまうことがあった。
なお、均等タイマ回路２５の動作電源電力を電源回路１２の出力から得ることなく、商用電源１３の商用電力から専用の電源回路により得るようにすれば、前述した問題は生じないが、均等タイマ回路２５のための電源回路を特に設けなければならない。
この発明の目的は均等タイマ回路に対する電源回路を特別に設けることなく、均等充電が終了すると必ず浮動充電状態に移ることができる充電装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、均等充電が終了して、浮動充電に切り替ると、検出回路の検出電圧を一時的に下げる手段が設けられる。
均等充電が終了して浮動充電に切り替っても大きな検出電圧が電源回路へ供給されず、電源回路の出力電圧が大きく下がることなく、均等タイマ回路は動作状態が保持され、浮動充電状態に必ず移行することになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明の実施の形態を、図４に対応する部分に同一の参照番号を付けて示す。この実施形態においては均等充電が終了して検出回路２２の分圧比が浮動充電状態のαＦ　に切り替わると、その分圧比αＦ　を一時的に低下する誤動作防止回路３１が設けられる。
誤動作防止回路３１は例えば電源回路１２の両出力端Ｐ１とＮ１間に抵抗素子３２−３３よりなる分圧回路３４が接続され、その分圧回路３４の分圧出力端Ｃと検出回路２２の検出点Ｂとの間にダイオード３５がそのアノードを検出点Ｂ側として接続される。この分圧回路３４の分圧比αＳ　は定常の浮動充電状態及び均等充電状態ではダイオード３５が導通することなく、検出回路２２で行われる蓄電池電圧ＶＣ　に対する分圧比がαＦ　となるように、つまり、αＳ≧αＦ　と選定される。一般には回路部品のばらつきや可変抵抗器の調整のばらつきなどを考慮してαＳ　＞αＦとする。
【００１２】
この構成によれば、均等充電中は電源回路１２の出力電圧はＶＥ　よりわずか高い値であり、蓄電池電圧ＶＣ　はＶＥ　以下であり、αＳ　＞αＦ　＞αＥ　であるから、出力点出力端Ｃの電圧が、検出点Ｂの電圧より高く、ダイオード３５は不導通状態で分圧回路３４の抵抗素子３３は検出点Ｂから切り離された状態にあり、検出回路２２で検出される検出点Ｂの電圧、つまり蓄電池電圧ＶＣ　が均等充電時の分圧比αＥ　で分圧された値が制御部２３に供給され、蓄電池１６が均等電圧ＶＥ　で充電される。
【００１３】
均等タイマ回路２５がタイムアウトして、スイッチ２６がオフになると、検出回路２２の検出点Ｂの検出の出力電圧がαＥ　ＶＥ　からαＦ　ＶＥ　と大きくなり、αＦ　ＶＥ　は制御部２３の基準電圧Ｖｓ　より大きいため電源回路１２の出力が停止される。これにより電源回路１２の出力電圧が低下し、誤動作防止回路３１の出力端Ｃの出力電圧が検出点Ｂの出力電圧より低下してダイオード３５が導通する。この状態においては出力端Ｃの電圧に応じた電圧がダイオード３５を通じて制御部２３に入力されることになる。いま電源回路１２の出力端Ｐ１とＮ１間の電圧をＶＰとし、ダイオード３５の順方向降下電圧をＶＤとすると、ダイオード３５が導通した状態では出力端Ｃの電圧はαＳＶＰとなり、これを基準として制御部２３にはαＳＶＰ＋ＶＤが入力され、このαＳＶＰ＋ＶＤが基準電圧ＶＳになるようにＶＰが制御されることになる。つまりＶＰは（ＶＳ−ＶＤ）／αＳとなるように制御される。従ってこの時のＶＰが均等タイマ回路２５の動作電圧ＶＷ以上、かつ浮動充電電圧ＶＦ以下になるように、αＳ、つまり抵抗素子３２，３３の各抵抗値を選定しておく。
【００１４】
従って図２において、時点ｂで均等充電が終了すると、前述したように検出点Ｂの電圧が急に上昇するため、電源回路１２の出力電圧ＶＰは破線３８で示すように比較的急に低下するが、ダイオード３５が導通し、電源回路１２の出力電圧ＶＰは（ＶＳ−ＶＤ）／αＳになるように制御され、一定電圧Ｖ２を保持する状態になる。このＶ２はＶＷ以上であるから均等タイマ回路２５は動作電圧が供給され続け、タイマはリセットされることなくタイムアウト状態を保持することになる。ダイオード３５の順方向電圧降下をＶＤとすると、Ｐ１点の電圧は、（ＶＳ＋ＶＤ）／αＳで制御される。つまりこの電源回路１２の低下した出力電圧Ｖ２は、図２中の破線３８で示すように、均等タイマ回路２５の動作電源電圧ＶＷ　以上かつＶＦより小さい値であるように、αＳ、即ち抵抗素子３２，３３の抵抗値を選定する。例えばＶＷ＝６Ｖ，ＶＦ＝１３．１Ｖの時、Ｖ２＝８Ｖとする。Ｖ２をＶＷより２Ｖ大としたのは、均等タイマ回路２５の電源部として３端子レギュレータを使用し、そのレギュレータは一般に定格で約２Ｖの電圧降下があるのでＶＷとのマージンを約２Ｖとしたが、回路構成によってはこのマージンも多少異なることになる。またＶ２はＶＦに対し、通常の制御に影響が出ないように低く設定する必要があり、ＶＦより２〜３Ｖ程度以上低くする。
【００１５】
蓄電電池電圧ＶＣ　が細い実線２９のように徐々に低下し、時点ｃで浮動充電電圧ＶＦ以下になると、この時点ｃより電源回路１２の出力電圧が上昇し始め、時点ｆでは浮動充電状態となる。（ＶＳ−ＶＤ）／αＳはＶＦ以下であるから、時点ｃになる前に、検出点Ｂの電圧よりも出力端Ｃの電圧が高くなり、蓄電池１６は目的とする浮動充電電圧ＶＦ　を保持するように、充電が行われる。均等充電が終了しても均等タイマ回路２５にはその動作電源電圧が供給されているため、均等タイマ回路２５がリセットされて再び均等充電が行われることはない。なお時点ｂから、ダイオード３５が不導通状態を保持するようになるまではダイオード３５が導通、不導通を繰り返し、このため電圧Ｖ２も保持される。
【００１６】
誤動作防止回路３１は均等充電状態から浮動充電状態に切り替わると電源回路１２の出力電圧をＶＷ以上かつＶＦより小さい値に一時的にするものである。
なお電流検出用抵抗素子１５は省略してもよい。電源回路１２としては市販のものを用いることができ、均等タイマ回路２５に対し専用の動作電源回路を設ける必要もない。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、均等充電から浮動充電へ切り替える際に、再び均等充電状態になるおそれはない。また蓄電池に検出回路２２を直接接続しているため、逆流阻止ダイオード１４や電流検出用抵抗素子１５に影響されず、蓄電池１６の電圧を高い精度で制御することができる。
更に均等タイマ回路２５のために特別の電源回路を設ける必要もなく安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示す図。
【図２】この発明装置及び従来装置の均等充電から浮動充電への切り替りの際の電源回路出力電圧の例を示す図。
【図３】従来の充電装置を示す図。
【図４】従来の充電装置の他の構成を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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