JPH01160326A - 充電式電気掃除機等の充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば充電式電気掃除機等の充電回路に関
する。

（従来の技術） ・従来、この種の充電回路としては、たとえば第６図に
示す構成が採られている。

第６図において、１はたとえば充電器からなる電力供給
回路で、この電力供給回路１は、充電電流を減少または
遮断する充電電流制御回路２を介して二次電池３に接続
されている。また、この二次電池３にはこの二次電池３
の電圧を検出し、充電電流制御回路２に出力する電圧検
出回路４に接続されている。

そうして、電力供給回路１から二次電池３に脈流の電力
を供給し、大電流で二次電池３を充電する。そして、二
次電池３の電池電圧の最小値すなわち充電電流がゼロク
ロスしているときの電圧を検出し、この最小値が所定電
圧以上のときに充電電流ＩＩＩ御回路２で充電電流を減
少または遮断する。この構成により、たとえばスイッチ
の切忘れ等による過放電で内部抵抗値の上昇した二次電
池３も適切に充電することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の回路では、内部抵抗が一定値
以上に上界すると、二次電池３の電圧の最小値のときも
所定電圧を越えるので、たとえ二次電池３が充電されて
いなくても二次電池３の充電が終了したものとして充電
電流制御回路２で充電電流を減少または遮断する。この
ため、充電時間が長くなり、また、充電終了表示灯を有
するものは誤動作を生じる問題を有している。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、過放電に
より内部抵抗の高くなった電池でも誤動作することなく
、正常な電池と同様に充電することができる充電式電気
掃除機等の充電回路を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、二次電池と、この二次電池に電力を供給する
電力供給回路と、前記二次電池の充電状態を検出する充
電状態検出回路と、この充電状態検出回路の出力で充電
電流を減少または遮断する充電電流制御回路とを具備し
た充電式電気掃除機等の充電回路において、前記充電状
態検出回路は、前記二次電池の充′ｒ１電流を検出する
充電電流検出回路および前記二次電池の電圧を検出する
電圧検出回路を有し、前記二次電池の充電電流が所定値
以下で、かつ、前記二次電池の電圧が所定値以上のとき
前記充電電流制御回路で充電電流を減少または遮断する
ものである。

（作用） 本発明は、電力供給回路で二次電池に電力を供給し大電
流で二次電池を充電する。

そして、二次電池の充電が進み、充電状態検出回路の充
電電流検出回路で二次電池への充電電流が所定値以下で
あると検出するとともに、電圧検出回路で二次電池の電
圧が所定値以上であるとしたとき、充電型′ａ制御回路
で、二次電池の充電電流を減少または遮断して小さな充
電電流で二次電池を充電するものである。

（実施例） 以下、本発明の充電回路の一実論例を図面を参照して説
明する。

第１図において、１１はたとえば充電器などからなる電
力供給回路で、この電力供給回路１１は、充電電流を遮
断または減少する充電電流制御回路１２を介して二次電
池１３に接続されている。また、充電電流制御回路１２
と二次電池１３との間の電送路には二次電池１３の充電
電流を検出する充電電流検出回路１４が接続され、二次
電池１３には二次電池１３の電圧を検出する電圧検出回
路１５が接続されている。そして、これら充電電流検出
回路１４と電圧検出回路１５とで充電状態検出回路１６
を構成し、さらに、これら充電Ｍ流検出回路１４および
電圧検出回路１５はそれぞれ充電電流制御回路１２に接
続されている。

次に上記実施例の具体的回路例を第２図を参照して説明
する。

第２図において、２１は商用交流電源で、この商用交流
電源２１は、この商用交流電源２１の電力を降圧整流し
て、電力を供給する電力供給回路１１の降圧用の変圧器
２２の一次巻線２３に接続されている。

この変圧器２２の二次電池２４の両端にはそれぞれ整流
用のダイオード２５．２６が接続され、これらダイオー
ド２５．２６のアノードは電力供給回路１１の正極とな
り、二次電池２４の中央は負極となっている。

そして、電力供給回路１１の正極から負極に、充電電流
制御回路１２のスイッチング素子である主サイリスタ３
１、逆流防止用のダイオード３２および二次電池１３が
直列に接続され、主サイリスタ３１のアノード・カソー
ド間には保護抵抗３３を有するとともに、ゲート・カソ
ード間にはバイアス抵抗３４を有している。

また、電力供給回路１１の正極と負極の間には、逆流防
止用ダイオード３５および平滑用のコンデンサ３６が接
続されている。

このコンデンサ３６と並列に、抵抗３７、スイッチング
素子である補助サイリスタ３８およびダイオード３９が
直列に接続されている。

また、逆流防止用のダイオード３２と並列に、直列に接
続された抵抗４０、抵抗４１およびダイオード４２が並
列に接続され、これら抵抗４０および抵抗４１にコンデ
ンサ４３が並列に接続されている。コンパレータを形成
するオペアンプ４４は、基準電圧端がダイオード３５を
介した正極および負極に接続され、正転入力端は主サイ
リスタ３１のカソードと逆流防止用のダイオード３２の
接続点、反転入力端は抵抗４０と抵抗４１の接続点、出
力端は抵抗４５を介して補助サイリスタ３８のゲートに
接続されている。

電圧検出回路１５は、ダイオード３５を介した電力供給
回路１１の正極と負極の間に、直列に接続された抵抗４
５および定電圧設定用のツェナダイオード４６と、直列
に接続された抵抗４１と充電用のコンデンサ４８とが並
列に接続されている。コンパレータを形成するオペアン
プ４９の基準電力端はダイオード３５を介した電力供給
回路１１の正極および負極に接続され、正転入力端は主
サイリスタ３１のカソードおよびダイオード３２のアノ
ードの接続点に接続され、反転入力端は抵抗４５とツェ
ナダイオード４６の接続点に接続され、出力端は抵抗４
１およびコンデンサ４８の接続点に接続されるとともに
抵抗４５を介して補助サイリスタ３８のゲートに接続さ
れている。

ダイオード３５およびコンデンサ３６の接続点から補助
サイリスタ３８およびダイオード３９の接続点には抵抗
５１、ダイオード５２および発光ダイオード５３が直列
に接続され、抵抗５１およびダイオード５２の接続点と
抵抗３１および補助サイリスタ３８との接続点との間に
はダイオード５４が接続され、抵抗３１およびダイオー
ド３８の接続点から主サイリスタ３１のゲートにはダイ
オード５５が設けられている。

上記実施例の動作について説明する。

商用交流電源２１の交流を電力供給回路１１の変圧器２
２で降圧し、ダイオード２５．２６で全波整流し、脈流
を出力する。

二次電池１３を充電するときは、補助サイリスタ３８が
オフしているので、主サイリスタ３１にゲート電流が流
れ主サイリスタ３１がオンするので、二次電池１３は大
きな電流で充電される。また、補助サイリスタ３８がオ
フしているので発光ダイオード５３も点灯されている。

正常な状態の二次電池１３を充電する場合は、充電終了
までは充電電流も設定値以上で、かつ、二次電池１３の
電圧もツェナダイオード４６で設定した設定値以下であ
るので、オペアンプ４４もオペアンプ４９もともにロー
レベル出力となり、補助サイリスク３８のゲートのゲー
ト電流を流さないので、補助サイリスタ３８はオフ状態
を保ち、主サイリスタ３１はオン状態となる。

また、たとえばスイッチの切り忘れ等により過放電し内
部抵抗の増加した二次電池１３の場合は、二次電池１３
の内部抵抗が高いため、二次電池１３の電圧が上昇し、
設定電圧以上となりオペアンプ４７はハイレベル出力す
る。しかしながら、二次電池１３を充電する充電電流は
設定値以下ではないので、充電電流検出回路１４のオペ
アンプ４４はＯ−レベル出力であるので、補助サイリス
タ３８にはゲート電流を流さず、補助サイリスタ３８は
オフ状態を保ち、主サイリスタ３１はゲートに電流が与
えられる状態なのでオン状態を維持する。これにより、
二次電池１３は大きな電流で充電される。

充電電流検出回路１４は、もし二次電池１３の内部抵抗
が正常であれば大きな充電電流が流れるので第３図実線
ａに示すように逆流防止用のダイオード３２の電圧降下
が大きくなるのに対し、もし二次電池の内部抵抗が大き
ければ、充電電流が小さくなるので、第３図破ＩＢに示
すようにダイオード３２での電圧降下は小さくなる。し
たがって、逆流防止用のダイオード３２の電圧を検出す
ることにより充電電流を推定することができる。

反対に、充電電流値のみが設定値以下となり、二次電池
１３の電圧が設定電圧以上のときは、充電電流検出回路
１４のオペアンプ４４はハイレベル出力するものの電圧
検出回路１５のオペアンプ４９はローレベル出力なので
、補助サイリスタ３８のゲートにはゲート？ｆｉｉが与
えられず補助サイリスタ３８はオフ状態を保ち、主サイ
リスタ３１はオン状態を維持するので、二次電池１３は
大きな電流で充電される。

そうして、二次電池１３の充電が進み、充電電流が低下
するとともに電圧が設定値以上になると、充電電流が低
下することにより充電電流検出回路１４のオペアンプ４
４がハイレベル出力し、二次電池１３の電圧が所定値以
上に上昇することにより電圧検出回路１５のオペアンプ
４９がハイレベル出力する。

これにより、補助サイリスタ３８のゲートにゲート電流
が与えられ、補助サイリスタ３８がオンし、主サイリス
タ３１のゲート電流が補助サイリスタ３８にバイパスさ
れ、主サイリスタ３１はオンしない。したがって、保護
抵抗３３を介して流れる小さな充電電流で二次電池１３
が充電される。また、補助サイリスタ３８に電流がバイ
パスされることにより、発光ダイオード５３が消灯する
。

すなわち、充電電流１が設定電流ｉｏより小さいか否か
を判断しくステップ■）、次に二次電池１３の電圧■が
設定電圧より高いか否かを判断しくステップ■）、充電
電流Ｉが設定電流より小さく、かつ、二次電池１３の電
圧Ｖが設定電圧Ｖｏより大きいときに充電電流を制御す
るように構成されている。

次に他の実施例を第５図を参照して説明する。

この第５図に示す回路は、第２図のダイオード３２の電
圧により充電電流を検出する充電電流検出回路１４に代
わって、ダイオード３２の発熱により充電電流を検出す
る充電電流検出回路６１を設（プたものである。

この充電電流検出回路６１はダイオード３５を介した電
力供給回路１１の正極から負極に、抵抗６２、温度が上
昇すると抵抗値が増加する正特性の抵抗であるサーミス
タ６３および抵抗６４が直列に接続されている。そして
、コンパレータを形成するオーベアンプ６５は、基準電
圧端子がダイオード３５を介した電力供給回路１１の正
極および負極に接続され、正転入力端子は抵抗６２とサ
ーミスタ６３の接続点、反転入力端子はサーミスタ６３
と抵抗６４の接続点、出力端子は抵抗４５を介して補助
サイリスタ３８のゲートに接続されている。また、サー
ミスタ６３はダイオード３２の熱の影響を受けやすい部
分に配設されている。

次に、上記回路の動作について説明する。

充’１′ＦＡ流が小さいときは、ダイオード３２の発熱
はきわめて小さいためサーミスタ６３の抵抗値は低く、
サーミスタ６３の電圧降下は小さいので、オペアンプ６
５はハイレベル出力する。

反対に、充電電流が大きいときは、ダイオード３２の発
熱が発熱するためサーミスタ６３の抵抗値が大きくなり
電圧降下が大きいのでオペアンプ６５はローレベル出力
するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二次電池の充電電流が所定値以下で、
かつ、二次電池の電圧が所定値以上のとき、充電電流制
御回路で充電電流を減少または遮断するので、過放電に
より内部抵抗の高くなった電池でも誤動作することなく
、正常な電池と同様に充ｆｆｉすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
同上回路図、第３図は逆流防止ダイオードの電圧と時間
の関係図、第４図は第１図に示すブロック図のフローチ
ャート、第５図は他の実施例を示す回路図、第６図は従
来例を示す回路図である。 １１・・電力供給回路、１２・・充ｆｆ？電流制御回路
、１３・・二次電池、１４・・充電電流検出回路、１５
・・電圧検出回路、１６・・充電状態検出回路、３２・
・逆流防止ダイオード。 遵しく」

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）二次電池と、 この二次電池に電力を供給する電力供給回路と、 前記二次電池の充電状態を検出する充電状態検出回路と
   、 この充電状態検出回路の出力で充電電流を減少または遮
   断する充電電流制御回路とを具備した充電式電気掃除機
   等の充電回路において、 前記充電状態検出回路は、前記二次電池の充電電流を検
   出する充電電流検出回路および前記二次電池の電圧を検
   出する電圧検出回路を有し、前記二次電池の充電電流が
   所定値以下で、かつ、前記二次電池の電圧が所定値以上
   のとき前記充電電流制御回路で充電電流を減少または遮
   断することを特徴とする充電式電気掃除機等の充電回路
   。
2. （２）充電電流検出回路は、充電電流逆流防止ダイオー
   ドの電圧降下により充電電流を検出することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の充電式電気掃除機等の充
   電回路。
3. （３）充電電流検出回路は、充電電流により発熱する素
   子の温度により充電電流を検出することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の充電式電気掃除機等の充電回
   路。