JP2005143211A

JP2005143211A - 充電装置

Info

Publication number: JP2005143211A
Application number: JP2003376849A
Authority: JP
Inventors: Seiji Matsuda; 省二松田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-06-02
Also published as: CN1614853A; US20050099158A1; US7638981B2; CN100505472C; EP1530277A1

Abstract

【課題】充電電流の設定に要する電力用素子の個数を低減することによって、装置の小型化およびコストの低廉化を図ることができる充電装置を提供すること。
【解決手段】主たる回路構造が本充電用の回路構造とされ、この回路構造内に前記微弱電流を設定する設定部１６が組み込まれていること。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電装置に係り、特に、二次電池に対して充電電流として常用電流を供給することによって前記二次電池を本充電するとともに、前記二次電池に対して充電電流として微弱電流を供給することによって前記二次電池をトリクル充電するのに好適な充電装置に関する。

従来から、二次電池を充電する充電装置においては、二次電池に対して充電電流として常用電流（大電流）を供給することによって二次電池を本充電する機能に加えて、二次電池に対して充電電流として微弱電流を供給することによって二次電池をトリクル充電する機能を備えた構成が採用されていた。

一般に、トリクル充電は、二次電池に性能の劣化が生じて本来の起電力を生じることができない場合に、本来の機能を回復すべく行われるものである。

図２は、このようなトリクル充電機能を備えた充電装置１の回路構造の従来例を示したものであり、この充電装置１は、二次電池２に対する本充電を行う本充電回路３と、前記二次電池２に対するトリクル充電を行うトリクル充電回路４とを有している。

前記本充電回路３は、電源５の端子６の下流側に、充電電流検出抵抗７を有しており、この充電電流検出抵抗７の出力側には、抵抗ｒ_１を介してオペアンプ８の反転入力端子が接続されている。このオペアンプ８は、充電電流検出抵抗７を流れる電流を検出しながら充電電流の値を制御するようになっている。

一方、前記オペアンプ８の非反転入力端子は、抵抗ｒ_２を介して接地されている。また、前記オペアンプ８の非反転入力端子と前記充電電流検出抵抗７の入力側との間には、抵抗ｒ_３が配設されている。

前記充電電流検出抵抗７の出力側には、二次電池２に対する常用電流の供給を規制する電力用素子としてのパワートランジスタＴｒ_１が、そのエミッタを介して接続されており、このパワートランジスタＴｒ_１のコレクタは、二次電池２の正極に接続されている。また、前記パワートランジスタＴｒ_１のベースとエミッタとの間には、抵抗ｒ_４が配設されている。

さらにパワートランジスタＴｒ_１のベースは、このパワートランジスタＴｒ_１のベース電流を制御するトランジスタＴｒ_２のエミッタに接続されており、このトランジスタＴｒ_２のコレクタは、抵抗ｒ_５を介してオペアンプ８の出力端子に接続されている。また、前記トランジスタＴｒ_２のベースとエミッタとの間には、抵抗ｒ_６が配設されている。

さらに、前記トランジスタＴｒ_２のベースには、抵抗ｒ_７の一方の端部が接続されており、この抵抗ｒ_７の他方の端部は、トランジスタＴｒ_２のベース電流を制御するトランジスタＴｒ_３のコレクタに接続されている。

前記トランジスタＴｒ_３のエミッタは接地され、ベースは抵抗ｒ_８を介してベース電流入力用の電源端子１０に接続されている。また、トランジスタＴｒ_３のベースとエミッタとの間には、抵抗ｒ_９が配設されている。

次に、前記トリクル充電回路４は、電源５の端子６の下流側に、抵抗ｒ_１０を有しており、この抵抗ｒ_１０の出力側には、二次電池２に対する微弱電流の供給を規制する電力用素子としてのパワートランジスタＴｒ_４が、そのエミッタを介して接続されている。

前記パワートランジスタＴｒ_４のコレクタは、前記二次電池２の正極に接続され、また、前記パワートランジスタＴｒ_４のベースと電源５の端子６の下流側との間には、ダイオード１１が配設されている。また、前記パワートランジスタＴｒ_４のベースには、抵抗ｒ_１１の一方の端部が接続されており、この抵抗ｒ_１１の他方の端部は、パワートランジスタＴｒ_４のベース電流を制御するトランジスタＴｒ_５のコレクタに接続されている。

トランジスタＴｒ_５のベースは、抵抗ｒ_１２を介してベース電流入力用の端子１２に接続されている。また、抵抗ｒ_１２のベース側の端部とトランジスタＴｒ_５のエミッタとの間には、抵抗ｒ_１３が接続されている。さらに、トランジスタＴｒ_５のコレクタは接地されている。

このように構成された充電装置によれば、まず、二次電池２に対する本充電を行う場合は、トランジスタＴｒ_３にベース電流を供給してトランジスタＴｒ_３、Ｔｒ_２およびパワートランジスタＴｒ_１をオン状態にする。

これによって、充電電流として７００ｍＡ程度の常用電流が電源５からパワートランジスタＴｒ_１のエミッタ−コレクタ間を経て二次電池２に供給され、二次電池２に対する本充電が行われる。

なお、このとき、トランジスタＴｒ_５のベースにはベース電流を供給せず、トランジスタＴｒ_５、パワートランジスタＴｒ_４はオフの状態にしておく。

続いて、二次電池２に対するトリクル充電を行う場合は、パワートランジスタＴｒ_１、トランジスタＴｒ_２、Ｔｒ_３をオフにした状態で、トランジスタＴｒ_５のベースにベース電流を供給してトランジスタＴｒ_５、パワートランジスタｒ_４をオン状態にする。

これによって、充電電流として５０ｍＡ程度の微弱電流が電源５からパワートランジスタＴｒ_４のエミッタ−コレクタ間を経て二次電池２に供給され、二次電池２に対するトリクル充電が行われる。

特開平５−２８４６６４号公報

しかしながら、従来の充電装置１は、本充電回路３とトリクル充電回路４とが別体として配設されていたため、各回路において、それぞれ充電電流（常用電流または微弱電流）を制御するための高価なパワートランジスタＴｒ_１、Ｔｒ_４を別個に必要とし、充電装置の製造コストの上昇を招いてしまっていた。

また、充電電流が通る各回路のパワートランジスタＴｒ_１、Ｔｒ₄は、ともに発熱量が大きいため、これらパワートランジスタＴｒ_１、Ｔｒ_４の発する熱を放熱する放熱器（図示せず）を各パワートランジスタＴｒ_１、Ｔｒ_４ごとに個々に設ける必要があったため、部品点数が増加してさらにコストが高価になる要因となっていた。

そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、充電電流の設定に要する電力用素子の個数を低減することによって、装置の小型化およびコストの低廉化を図ることができる充電装置を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明に係る充電装置の特徴は、二次電池に充電電流を供給する電源と、この電源による充電電流の供給を制御するオペアンプと、前記充電電流の前記二次電池への供給を規制する電力用素子とを備え、前記二次電池に対して充電電流として常用電流を供給することによって前記二次電池を本充電可能とされるとともに、前記二次電池に対して充電電流として微弱電流を供給することによって前記二次電池をトリクル充電可能とされた充電装置であって、主たる回路構造が本充電用の回路構造とされ、この回路構造内に前記微弱電流を設定する設定部が組み込まれている点にある。

そして、このような構成によれば、微弱電流の供給を制御するための機能を実質的に本充電用の回路で補うことができるため、充電電流の制御に要する制御素子の個数を削減することが可能となる。

また、本発明に係る充電装置の特徴は、前記設定部が、前記オペアンプのオフセットを調整することによって、前記微弱電流の設定を行うようにされている点にある。

そして、このような構成によれば、さらに簡便に微弱電流の設定を行うことが可能となる。

本発明に係る充電装置によれば、コストの低廉化および小型化を実現することができる。

また、本発明に係る充電装置によれば、さらにコストを低廉化することができる。

以下、本発明に係る充電装置の実施形態について、図１を参照して説明する。

なお、従来と、基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態における充電装置１５は、二次電池２に充電電流を供給する電源５と、この電源５による充電電流の供給を制御するオペアンプ８と、前記充電電流の前記二次電池２への供給を規制する電力用素子としてのパワートランジスタＴｒ_１とを備えている点では従来と基本的に同様である。

ただし、本実施形態における充電装置１５の回路構造は、従来のような二次電池２に対する本充電を行う本充電回路３と、前記二次電池２に対するトリクル充電を行うトリクル充電回路４とを併有したものとは異なり、主たる回路構造が本充電用の回路構造とされている。

すなわち、本実施形態における充電装置１５は、従来のトリクル充電回路４を構成していたパワートランジスタＴｒ_４、トランジスタＴｒ_５、ダイオード１１、抵抗ｒ_１０、ｒ_１１、ｒ_１２、ｒ_１３の各素子を有していない。

これらに代り、前記電源５の端子６とオペアンプ８の反転入力端子との間には、二次電池２に対するトリクル充電を行う際の微弱電流を設定する設定部１６を備えている。

この設定部１６は、前記オペアンプ８のオフセット、すなわちオペアンプ８の入力端子間の入力オフセット電圧（誤差電圧）を調整することによって、前記微弱電流の設定を行うようになっている。なお、前記設定部１６は、ボリューム等の簡易な構成であれば、充電装置１５をさらに安価に組み立てることができる。

また、前記設定部１６と前記オペアンプ８の反転入力端子との間には、抵抗ｒ_１４が配設されている。

さらに、前記オペアンプ８の非反転入力端子に接続された前記抵抗ｒ_２の入力側には、本充電とトリクル充電との切り替えを行うトランジスタＴｒ_６のコレクタが接続されている。そして、前記トランジスタＴｒ_６のベースには、抵抗ｒ_１５が、また、エミッタとベースとの間には抵抗ｒ_１６が配設されている。

このように、本充電用の回路構造に設定部１６等の軽微な変更を加えることによって、微弱電流の供給を制御するための機能を実質的に本充電用の回路で充足することができるため、充電電流の制御に要する制御素子の個数を削減することが可能となる。

また、前記オペアンプのオフセットを調整することによって、前記微弱電流の設定を簡便に行うことができるようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

このように構成された充電装置１５によれば、まず、二次電池に対する本充電を行う場合は、トランジスタＴｒ_３にベース電流を供給してトランジスタＴｒ_３、Ｔｒ_２およびパワートランジスタＴｒ_１をオン状態にする。

また、トランジスタＴｒ_６のベースにベース電流を供給してトランジスタＴｒ_６をオンにする。

続いて、二次電池２に対するトリクル充電を行う場合は、トランジスタＴｒ_６をオフにするとともに、設定部１６によってオペアンプ８のオフセットを調整する。

これによって、充電電流として５０ｍＡ程度の微弱電流が電源５からパワートランジスタＴｒ_１のエミッタ−コレクタ間を経て二次電池２に供給され、二次電池２に対するトリクル充電が行われる。

従って、本実施形態によれば、高価で発熱量の大きな電力用素子としてのパワートランジスタの個数を削減することができるため、充電装置１５を安価に得ることができ、また、装置の小型化を図ることができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

本発明に係る充電装置の実施形態を示す回路図従来の充電装置の一例を示す回路図

符号の説明

２二次電池
５電源
７充電電流検出抵抗
８オペアンプ
１５充電装置
１６設定部

Claims

二次電池に充電電流を供給する電源と、この電源による充電電流の供給を制御するオペアンプと、前記充電電流の前記二次電池への供給を規制する電力用素子とを備え、前記二次電池に対して充電電流として常用電流を供給することによって前記二次電池を本充電可能とされるとともに、前記二次電池に対して充電電流として微弱電流を供給することによって前記二次電池をトリクル充電可能とされた充電装置であって、
主たる回路構造が本充電用の回路構造とされ、この回路構造内に前記微弱電流を設定する設定部が組み込まれていることを特徴とする充電装置。
前記設定部は、前記オペアンプのオフセットを調整することによって、前記微弱電流の設定を行うようにされていることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。