JPH07123601A

JPH07123601A - 充電器

Info

Publication number: JPH07123601A
Application number: JP5262610A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Sakakura; 有坂倉; Yoshihiro Ota; 佳宏太田
Original assignee: SANPO DENKI KK
Current assignee: SANPO DENKI KK
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】【目的】電源電圧とバッテリー電圧を監視し、バッテ
リーの充電に最適な充電電流を得ることが可能な充電器
を提供する。【構成】電源電圧を監視する電源電圧監視部５と、バ
ッテリー２７の電圧を監視するバッテリー電圧監視部７
と、トランス９に設けられ、バッテリー充電電流を調整
する複数のタップ１１と、電源電圧監視部５、バッテリ
ー電圧監視部７によって得られた電源電圧とバッテリー
電圧に基づき、それらに対応するバッテリー充電電流が
得られるようにタップ１１を選択するとともに充電中に
電源電圧が変動した場合、それに応じてタップを切換え
る充電制御部１５と、トランス９の電源側に流れる電流
を監視し、所定値以上の電流が流れる場合は充電制御部
１５に対し、タップの切換え命令を出力する電流監視部
１９とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリーの充電を行
う充電器に係わり、特に、交流電源電圧、バッテリー電
圧を考慮して所定の充電電流を得ることが可能な充電器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、商用交流電源電圧には１
００(V) と２００(V) とがあるため、いずれを電源とし
て用いてもバッテリーの充電が行える充電器が開発され
ている。

【０００３】この従来の充電器では、商用交流電源から
バッテリー充電用の所定の充電電流を得るためにトラン
スを用いており、これに電源電圧１００(V) と２００
(V) に対応させた切換え可能なタップを設け、オペレー
タがバッテリーの充電を開始する前にその交流電源電圧
に対応したタップに切換えた後、充電を開始させてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
充電器では、オペレータがバッテリーの充電を開始する
前に交流電源電圧に対応したタップの切換えを行ってい
るため、電源電圧２００(V) の商用交流電源と充電器が
接続されているにも拘らず、電源電圧１００(V)に対応
するタップに誤って設定する場合がある。この場合、充
電電流過多となってトランスの破壊が発生するという問
題がある。また逆に、電源電圧１００(V)の商用交流電
源と充電器が接続されているにも拘らず、電源電圧２０
０(V) に対応するタップに誤って設定する場合がある。
この場合、充電電流不足で未充電が発生するという問題
がある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、電源電圧と充電を行うバッテリーの
電圧を監視し、バッテリーの充電に最適な充電電流を得
ることが可能な充電器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、複数の商用交流電源電圧に対応させ、入
力した電源電圧をトランスを介して所定の電流値に変換
して充電対象となるバッテリーに供給する充電器におい
て、前記商用交流電源電圧を監視する電源電圧監視手段
と、前記充電対象となるバッテリーの電圧を監視するバ
ッテリー電圧監視手段と、前記トランスに設けられ、バ
ッテリー充電電流を調整する複数のタップと、前記電源
電圧監視手段によって得られた電源電圧とバッテリー電
圧監視手段によって得られたバッテリー電圧に基づき、
所定のバッテリー充電電流が得られるように前記タップ
を選択するとともに、充電中に電源電圧が変動した場
合、それに応じてタップを切換える充電制御手段と、前
記トランスの電源側に流れる電流を監視し、その電流値
が所定値以上となった場合は前記充電制御手段に対し、
タップの切換え命令を出力する電流監視手段と、を具備
することを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、複数の商用交流電源電圧に
対応させ、入力した電源電圧をトランスを介して所定の
電流値に変換して充電対象となるバッテリーに供給する
充電器において、電源電圧監視手段は、前記商用交流電
源電圧を監視し、バッテリー電圧監視手段は、前記充電
対象となるバッテリーの電圧を監視する。そして、前記
電源電圧監視手段によって得られた交流電源電圧とバッ
テリー電圧監視手段によって得られたバッテリー電圧に
基づき、所定のバッテリー充電電流が得られるように前
記トランスに設けられた複数のタップの中から所定のタ
ップを選択し、また、充電中に電源電圧が変動した場
合、それに応じてタップを切換える。電流監視手段は、
前記トランスの電源側に流れる電流を監視し、所定値以
上の電流が流れる場合は前記充電制御手段に対し、タッ
プの切換え命令を出力する。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の充電器の一実施例を示す構
成図である。

【０００９】本実施例では、本発明の充電器を電動高所
作業車等の作業用バッテリーカー内に設けた場合を説明
する。

【００１０】図１に示すように、充電器１は、二つのブ
レーカー３ａ，３ｂと、電源電圧監視部５と、バッテリ
ー電圧監視部７と、トランス９と、タップ１１-1〜１１
-11と、整流部１３と、充電制御部１５と、制御電源部
１７と、電流監視部１９と、駆動停止部２１と、サーマ
ルスイッチ２３と、バッテリー液監視部２５と、から構
成され、商用交流電源の電源電圧１００(V) と２００
(V) のいづれを用いてもオペレータがトランス９のタッ
プ１１を切換えることなくバッテリー２７の充電を可能
にしている。

【００１１】ブレーカー３ａは、電源２９と充電器１が
接続されバッテリー２７の充電を開始するとき、オペレ
ータのＯＮ動作によって電源２９と充電器１を導通に
し、また、予め設定された許容値以上の電流が流れた場
合、電源２９と充電器１を遮断し保持する。また、ブレ
ーカー３ｂは、バッテリー２７に予め設定された許容値
以上の電流が流れた場合、バッテリー２７と充電器１を
遮断し保持する。

【００１２】電源電圧監視部５は、ブレーカー３ａが導
通のとき電源２９の電圧を測定し、その結果を充電制御
部１５に供給する。

【００１３】バッテリー電圧監視部７は、充電制御部１
５が動作しているときバッテリー２７の両端の電圧を測
定し、その結果を充電制御部１５に供給する。

【００１４】トランス９は、一次側（電源２９側）が二
つのコイル９ａ，９ｂからなり、電源電圧を変圧して所
定の充電電流を得る。

【００１５】タップ１１は、トランス９の一次側に複数
設けられ、トランス９の二つのコイル９ａ，９ｂを並列
または直列に接続させ、また、電源２９と前記コイル９
ａ，９ｂとの接続位置によって充電電流を調整する。例
えば、図２に示すように１１個のタップ１１-1〜１１-1
1 によって構成され、タップ１１-1，１１-9，１１-5を
導通にすることによってコイル９ａとコイル９ｂは直列
接続となり、タップ１１-1，１１-10 ，１１-11 ，１１
-5を導通にすることによってコイル９ａとコイル９ｂは
並列接続となる。また各タップ１１は、図３に示すよう
に、各々に対応するフォトトライアック３１が動作する
ことによって端子Ｔ１と端子Ｔ２が導通となる。

【００１６】整流部１３は、図２に示すダイオードのブ
リッジ回路により交流を直流に変換する。

【００１７】充電制御部１５は、マイクロコンピュータ
３３、ランプ３５等から成り、電源電圧監視部５によっ
て得られた電源電圧とバッテリー電圧監視部７によって
得られたバッテリー電圧Ｖb に基づき、所定のバッテリ
ー充電電流が得られるようにタップ１１-1〜１１-11 を
選択し、それに対応するＬＥＤ３１ａ-1〜３１ａ-11を
発光させることにより、そのフォトトライアック３１を
動作させ、選択されたタップ１１-1〜１１-11 を導通に
する。

【００１８】電流監視部１９は、前記トランス９の一次
側（電源２９側）に流れる電流を監視し、予め設定され
た所定値以上の電流が流れている場合は、電流制御部１
５に対し、タップ１１を切換える命令を出力してバッテ
リー充電電流値を下げさせる。

【００１９】駆動停止部２１は、リレーコイル等から成
り、充電器１が設けられた作業用バッテリーカーを動作
させる駆動部（図示せず）と接続され、充電器１と電源
２９が接続されている間は前記駆動部を停止させ、前記
作業用バッテリーカーを動作不可とさせる。

【００２０】サーマルスイッチ２３は、トランス９の温
度を監視し、トランス９が所定温度以上となった場合
は、充電制御部１５に対して充電を停止させる命令を出
力する。

【００２１】バッテリー液監視部２５は、バッテリーの
液面を液面センサー（図示せず）によって監視し、バッ
テリー液が所定量より少ない場合は、バッテリー液不足
ランプ３７を点灯させる。

【００２２】図４に電源電圧監視部５、制御電源部１
７、電流監視部１９および駆動停止部２１に相当する回
路例をそれぞれ示す。電源電圧監視部５に相当する回路
は、トランス、ダイオード、コンデンサ、抵抗等から成
り、電源電圧に対応させて電圧を下げ、充電制御部１５
で制御可能な電圧にする。なお、ボリュームＶＲ１、Ｖ
Ｒ３によってその電圧値を調整する。

【００２３】制御電源部１７に相当する回路は、トラン
ス、ダイオード、コンデンサ、抵抗、トランジスタ、集
積回路等から成り、電源２９から充電制御部１５のマイ
クロコンピュータ３３を動作させる電圧を得る。

【００２４】電流監視部１９に相当する回路は、コンデ
ンサ、抵抗、ダイオードによるブリッジ回路等から成
り、電流値に応じた電圧を充電制御部１５に供給する。
なお、ボリュームＶＲ４によってその電圧値を調整す
る。

【００２５】駆動停止部２１に相当する回路は、コンデ
ンサ、ダイオードによるブリッジ回路、ツェナーダイオ
ード、集積回路、リレーコイル等から成り、バッテリー
の充電が行われている間は、リレーコイルを動作させて
作業用バッテリーカーを動作不可にさせる。

【００２６】また、図５に充電制御部１５とバッテリー
電圧監視部７に相当する回路例を示す。充電制御部１５
に相当する回路は、マイクロコンピュータ３３、タイマ
ーＩＣ回路３９、保護回路４１、充電タイマー回路４３
等から成る。なお、タイマーＩＣ回路３９の集積回路Ｉ
Ｃ２は、タイマーＩＣでありブレーカー３ａがＯＮされ
てから５秒（トランス９が安定するまでの時間）後に充
電制御部１５を動作させる。また、充電タイマー回路４
３は充電開始からの時間または異常発生後の充電再開か
らの時間をカウントする。

【００２７】また、バッテリー電圧監視部７に相当する
回路は、コンデンサ、抵抗、ツェナーダイオード等から
成り、バッテリー電圧Ｖb に対応させて電圧を下げ、充
電制御部１５で制御可能な電圧にする。なお、ボリュー
ムＶＲ２によって充電制御部１５に供給する電圧値を調
整する。

【００２８】次に、本実施例の動作を図６のタップ１１
の選択動作を示すフローチャートと、図７の充電時間制
御動作を示すフローチャートを用いて説明する。なお、
ここでは電源電圧は１００(V) または２００(V) （電源
電圧の許容範囲；８５(V) 〜２４５(V) ）、バッテリー
２７は出力電圧２４(V) とする。

【００２９】まず、オペレータは充電器１と電源２９を
接続し、ブレーカー３ａをＯＮにする。

【００３０】ブレーカー３がＯＮにされると、制御電源
部１７により充電制御部１５の電源を得、充電制御部１
５に供給される。

【００３１】なお、ブレーカー３をＯＮにされるとバッ
テリー液監視部２５の液面センサーによってバッテリー
液の量が確認され、所定量より少ない場合は、バッテリ
ー液不足ランプ３７が点灯する。

【００３２】一方、電源電圧監視部５によって電源電圧
を得、バッテリー電圧監視部７によってバッテリー電圧
Ｖb を得る（図６ステップＳＴ１，ＳＴ３）。

【００３３】充電制御部１５では、得られた電源電圧を
基にトランス９のコイル９ａ，９ｂを並列または直列に
タップ１１-9〜１１-11 を用いて接続する（ステップＳ
Ｔ５）。ここでは、電源電圧が１３０(V) 以上のときは
直列、１３０(V) 未満のときは並列に接続するように予
めマイクロコンピュータ３３に設定しておく。

【００３４】また、充電制御部１５では、得られた電源
電圧とバッテリー電圧Ｖb に対応するタップ１１-1〜１
１-8を選択する（ステップＳＴ７）。

【００３５】ここでは、図８に示すように電源電圧が８
５(V) 以上１０５(V) 未満または１３０(V) 以上２１０
(V) 未満のときはタップ１１-4，１１-8、１０５(V) 以
上１１０(V) 未満または２１０(V) 以上２２０(V) 未満
のときはタップ１１-3，１１-7、１１０(V) 以上１１５
(V) 未満または２２０(V) 以上２３０(V) 未満のときは
タップ１１-2，１１-6、１１５(V) 以上１３０(V) 未満
または２３０(V) 以上２４５(V) 以下のときはタップ１
１-1，１１-5を選択するように予めマイクロコンピュー
タ３３に設定しておく。

【００３６】また、バッテリー電圧Ｖb が２３(V) 未満
の場合は、電源電圧を基に選択したタップ１１より一段
下（タップ１１-1とタップ１１-5を選択しているときは
タップ１１-2とタップ１１-6）のタップ１１を選択する
ように予めマイクロコンピュータ３３に設定しておく。

【００３７】例えば、電源電圧が１１６(V) のとき充電
制御部１５は、タップ１１-10 とタップ１１-11 を導通
にすることにより一次側の二つのコイル９ａ，９ｂを並
列に接続する。そして、タップ１１-1とタップ１１-5を
導通にする。また、電源電圧が２３２(V) のとき制御部
は、タップ１１-9を導通にすることにより一次側の二つ
のコイル９ａ，９ｂを直列に接続する。そして、タップ
１１-1とタップ１１-5を導通にする。

【００３８】そして、トランス９によって変圧し、整流
部１３によって交流を直流にして所定の充電電流を得
る。その後、電流監視部１９によってトランス９の一次
側に流れる電流値を得る。この電流値が所定の値以上の
ときは、充電制御部１５にタップ１１を一段下げさせる
（ステップＳＴ９YES ，ＳＴ１１）。ここでは、電流値
が１２(A) 以上の場合、一段下のタップ１１に切換える
ように予めマイクロコンピュータ３３に設定しておく。

【００３９】また充電中は、電源電圧監視部５と電流監
視部１９により、電源電圧とトランス９の一次側に流れ
る電流が監視され、電源電圧が変動して現在選択されて
いるタップ１１の電源電圧の範囲外となった場合、充電
制御部はその値に応じたタップ１１に切換え、また、ト
ランス９の一次側に流れる電流が１２(A) 以上になった
場合、充電制御部１５は一段下のタップ１１に切換え
る。

【００４０】このとき、予め設定されている充電最長時
間２４時間を経過してもガッシング電圧Ｖgsに達しない
ときは（ステップＳＴ３１NO）、充電を停止して異常発
生ランプ３５ｄを点灯させる（ステップＳＴ３３，ＳＴ
３５）。なお、充電の停止は充電制御部１５により、タ
ップ１１を全てオープンにすることによって行われる。
また、充電中にトランス９の温度が所定温度以上になっ
た場合は、サーマルスイッチ２３により充電制御部１５
に対して充電を停止させる命令が出力される。これによ
り、充電制御部１５は充電を停止する。

【００４１】そして、充電開始からの経過時間Ｔt が充
電終了までの時間Ｔe 以内（ステップ３７YES ）、か
つ、充電最長時間２４時間以内でバッテリー電圧Ｖb が
充電終止電圧Ｖe に達したときは（ステップＳＴ３９YE
S ，ＳＴ４１YES ）、充電を停止して充電完了ランプ３
５ｃのみを点灯させる（ステップＳＴ４３，ＳＴ４
５）。

【００４２】このとき、充電最長時間２４時間以内にバ
ッテリー電圧Ｖb が充電終止電圧Ｖe に達しなかった場
合（ステップＳＴ３７NO、ＳＴ３９NO）、充電を停止し
て８０％ランプ３５ｂと充電完了ランプ３５ｃを点灯さ
せる（ステップＳＴ４７，ＳＴ４９）。

【００４３】このため、充電最長時間２４時間以内にバ
ッテリー電圧Ｖb が充電終止電圧Ｖe に達しなかった場
合でも異常発生ランプ３５ｄもしくは８０％ランプ３５
ｂと充電完了ランプ３５ｃが点灯するので、バッテリー
充電状態を知ることができる。

【００４４】このように本実施例では、電源電圧監視部
５により電源電圧を監視し、バッテリー電圧監視部７に
よりバッテリー電圧Ｖb を監視してその電圧に対応した
タップ１１を選択するようにしているので、電源電圧が
１００(V) 、２００(V) のいづれの場合でもオペレータ
がタップ１１を切換えることなくバッテリー２７の充電
が可能となり、タップ１１の誤接続によるトランス９の
破壊やバッテリー２７の未充電を防止できる。

【００４５】さらに、バッテリー２７の充電中は、電源
電圧監視部５により電源電圧が監視されるとともに、電
流監視部１９によりトランス９の一次側に流れる電流が
監視され、電源電圧が変動して現在選択されているタッ
プ１１の電源電圧の範囲外となった場合、充電制御部１
５はその値に応じたタップ１１に切換え、また、トラン
ス９の一次側に流れる電流が１２(A) 以上になった場
合、充電制御部１５は一段下のタップ１１に切換えるよ
うにしているので、電源電圧が変動した場合やバッテリ
ー２７の過放電等によって過電流が流れた場合でもトラ
ンス９等を破壊することなくバッテリー２７の充電が可
能となる。

【００４６】なお、本実施例では、電源電圧として１０
０(V) と２００(V) の場合を例に説明したがこれに限ら
れず、また、電源電圧の許容範囲も８５(V) 〜２４５
(V) に限られない。

【００４７】さらに、本実施例では、作業用バッテリー
カーに充電器１を用いた場合の例を説明したがこれに限
らず、バッテリーによって作動するものであればいづれ
に対しても用いることができる。また、充電器１は作業
用バッテリーカー内に設けたが、作業用バッテリーカー
外に個別に設けても良い。

【００４８】さらに、本実施例では、タップ１１はフォ
トトライアック３１によって導通／遮断の制御を行って
いるがこれに限らず、他のスイッチングデバイスを用い
ても良い。

【００４９】さらに、本実施例では、ガッシング電圧Ｖ
gsに達せずに充電時間を終了した場合等の異常が発生し
たときは異常発生ランプ３５ｄを点灯させているが、異
常発生ランプ３５ｄを点灯すると同時にアラームを鳴ら
すようにしても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
源電圧とバッテリー電圧を監視してそれらの電圧に対応
したタップを選択するようにしているので、電源電圧に
応じて所定の充電電流が得られ、オペレータがタップを
切換えることなくバッテリーの充電ができる。また、充
電中に電源電圧が変動した場合、それに応じてタップを
切換え、また、充電中にトランスの電源側に流れる電流
が所定値以上になった場合、充電制御手段に対して出力
されるタップ切換え命令に応じてタップが切換えられる
ので、過電流による充電器の破壊を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の充電器の一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】タップとトランス部分の構成例を示す説明図で
ある。

【図３】タップの回路例を示す説明図である。

【図４】電源電圧監視部、制御電源部、電流監視部およ
び駆動停止部に相当する回路例を示す回路図である。

【図５】充電制御部とバッテリー電圧監視部に相当する
回路例を示す回路図である。

【図６】タップの選択動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】充電時間制御動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】電源電圧に基づいて選択されるタップを示す図
である。

【符号の説明】

１充電器５電源電圧監視部３ブレーカー７バッテリー電圧監視部９トランス１１タップ１３充電制御部１５制御電源部１７電流監視部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田佳宏北海道室蘭市東町３−13−31 三宝電機株式会社室蘭工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の商用交流電源電圧に対応させ、入
力した電源電圧をトランスを介して所定の電流値に変換
して充電対象となるバッテリーに供給する充電器におい
て、前記商用交流電源電圧を監視する電源電圧監視手段と、前記充電対象となるバッテリーの電圧を監視するバッテ
リー電圧監視手段と、前記トランスに設けられ、バッテリー充電電流を調整す
る複数のタップと、前記電源電圧監視手段によって得られた電源電圧とバッ
テリー電圧監視手段によって得られたバッテリー電圧に
基づき、所定のバッテリー充電電流が得られるように前
記タップを選択するとともに、充電中に電源電圧が変動
した場合、それに応じてタップを切換える充電制御手段
と、前記トランスの電源側に流れる電流を監視し、その電流
値が所定値以上となった場合は前記充電制御手段に対
し、タップの切換え命令を出力する電流監視手段と、を具備することを特徴とする充電器。