JP2009118608A - Battery charger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誤ってバッテリの電極の正負の極性を逆にバッテリ充電器に接続した場合に、バッテリ充電器を故障から保護する機能を有するバッテリ充電器に関する。 The present invention relates to a battery charger having a function of protecting a battery charger from failure when the positive and negative polarities of battery electrodes are erroneously connected to the battery charger.
一般に、バッテリ充電器はバッテリを充電するため、電源端子とグランド端子とを有し、この電源端子にバッテリの正極端子を接続し、グランド端子に負極端子を接続することにより、バッテリに適正な充電電流を流し、充電動作を行う構成となっている。
しかしながら、バッテリの負極端子をバッテリ充電器に接続し、バッテリの正極端子をバッテリ充電器のグランド端子に接続、すなわち電位関係の極性を正負逆に接続すると、バッテリ充電器内部に異常電流が流れ、故障の原因となる。
In general, a battery charger has a power supply terminal and a ground terminal for charging the battery, and the battery is properly charged by connecting the positive terminal of the battery to the power terminal and connecting the negative terminal to the ground terminal. It has a configuration in which a current is passed and a charging operation is performed.
However, when the negative terminal of the battery is connected to the battery charger and the positive terminal of the battery is connected to the ground terminal of the battery charger, that is, when the polarity of the potential relationship is connected in the positive and negative directions, an abnormal current flows inside the battery charger, It may cause failure.
図3に示すように、例えばメインバッテリB1とサブバッテリB2との2種類のバッテリに対応した車載用のバッテリ充電器の場合、バッテリ充電器の構造的特徴から、メインまたはサブバッテリのいずれか一方でもバッテリの端子の極性を逆にバッテリ充電器に接続した場合、発電機1からの電流を整流する整流ダイオード2を介して短絡電流が流れ、その熱によりバッテリ充電器を故障させることとなる。
上述した誤接続に対応して、バッテリ充電器を保護するため、バッテリとバッテリ充電器との間にそれぞれヒューズH1、H2を設け、誤接続した際に流れる異常電流により、このヒューズH1、H2を溶断させて、バッテリ充電器が破壊されないよう、長期間にわたって異常電流を流さないようにしている(例えば、特許文献1)。
In order to protect the battery charger in response to the above-described erroneous connection, fuses H1 and H2 are provided between the battery and the battery charger, respectively, and the fuses H1 and H2 are caused by an abnormal current flowing when the connection is incorrect. In order to prevent the battery charger from being destroyed by fusing, an abnormal current is prevented from flowing over a long period of time (for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に示す保護方法にあっては、いずれかまたは双方のバッテリを誤って逆に接続し、流れる異常電流によりヒューズH1、H2が溶断された場合、車を起動させるために、溶断したヒューズH1、H2を交換しなければならない欠点がある。さらに、ヒューズH1、H2が溶断するまでの間は電流が流れるので、破壊の可能性を完全に取り去ることはできない。
そのため、特許文献1に示す保護方法の場合、メインバッテリ及びサブバッテリの双方にヒューズH1、H2を設ける必要があり、いずれをも逆に接続する可能性があり、それぞれに対応した特性の異なる2種類のヒューズを常に準備しておく必要がある。
However, in the protection method shown in Patent Document 1, when either or both of the batteries are mistakenly connected in reverse and the fuses H1 and H2 are blown by the flowing abnormal current, the fuse is blown to start the vehicle. There is a disadvantage that the fuses H1 and H2 must be replaced. Furthermore, since the current flows until the fuses H1 and H2 are blown, the possibility of destruction cannot be completely removed.
Therefore, in the protection method shown in Patent Document 1, it is necessary to provide fuses H1 and H2 for both the main battery and the sub-battery, and there is a possibility that both of them are connected in reverse, and the characteristics corresponding to the two are different. There is always a need to have a fuse of a kind.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、バッテリ充電器に対して極性が逆となるように、複数のバッテリ、例えばメインバッテリ及び/またはサブバッテリの端子を接続した際、逆接続したバッテリからバッテリ充電器に対し、異常電流が流れることを防止するバッテリ充電器保護回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when a plurality of batteries, for example, main battery and / or sub-battery terminals are connected so that the polarity is reversed with respect to the battery charger, It is an object of the present invention to provide a battery charger protection circuit that prevents abnormal current from flowing from a connected battery to a battery charger.
本発明のバッテリ充電器は、第1のバッテリ及び第2のバッテリを充電するバッテリ充電器であり、発電機と、発電機の出力する交流電圧を整流して、直流電圧を出力する整流器と、前記直流電圧の電圧値を第1のバッテリ及び第2のバッテリ各々に充電する第1の充電電圧及び第2の充電電圧となるよう制御する制御回路と、前記バッテリ充電器における第1の充電電圧を出力する第1の電源端子、及び第2の充電電圧を出力する第2の電源端子各々と、グランド端子との間に、第1及び第2のバッテリを接続した際のそれぞれの電位差に対応した電圧を第1の検出電圧及び第2の検出電圧として出力する電圧検出手段と、前記バッテリ充電器の各端子と、前記第1及び第2のバッテリの各端子間に介挿され、前記第1及び第2の検出電圧の電圧値に応じてオン/オフするスイッチ手段とを有することを特徴とする。 The battery charger of the present invention is a battery charger that charges a first battery and a second battery, and a generator, a rectifier that rectifies an AC voltage output from the generator, and outputs a DC voltage; A control circuit for controlling the voltage value of the DC voltage to be a first charging voltage and a second charging voltage for charging the first battery and the second battery, respectively, and a first charging voltage in the battery charger Corresponding to the respective potential differences when the first and second batteries are connected between the first power supply terminal for outputting the first power supply terminal, the second power supply terminal for outputting the second charging voltage, and the ground terminal. Voltage detection means for outputting the detected voltage as a first detection voltage and a second detection voltage, each terminal of the battery charger, and each terminal of the first and second batteries, 1 and 2nd detection voltage And having a switching means for turning on / off according to the voltage value.
本発明のバッテリ充電器は、前記電圧検出手段が、第1の電源端子及びグランド端子間と、第2の電源端子及びグランド端子間との各々に設けられ、それぞれが複数の抵抗を直列に接続した分圧回路により構成されており、正常にバッテリが接続されているか否かの検出に用いる第1及び第2の検出電圧を、それぞれの直列接続された各抵抗の接続点のいずれかから出力するよう設定されていることを特徴とする。 In the battery charger of the present invention, the voltage detecting means is provided between each of the first power supply terminal and the ground terminal and between the second power supply terminal and the ground terminal, each of which connects a plurality of resistors in series. The first and second detection voltages used for detecting whether or not the battery is normally connected are output from one of connection points of the respective resistors connected in series. It is set to do.
本発明のバッテリ充電器は、前記スイッチ手段が前記バッテリ充電器の第1の電源端子及び第1のバッテリの端子間に介挿された第1のスイッチと、前記バッテリ充電器の第2の電源端子及び第2のバッテリの端子間に介挿された第2のスイッチとを有し、前記電圧検出手段が前記第1の検出電圧が第1のバッテリが正常に接続されたことを示す第1の閾値を超えた場合、第1のスイッチをオン状態とし、また前記第2の検出電圧が第2のバッテリが正常に接続されたことを示す第2の閾値を超えた場合、第2のスイッチをオン状態とすることを特徴とする。 The battery charger according to the present invention includes a first switch in which the switch means is interposed between a first power supply terminal of the battery charger and a terminal of the first battery, and a second power supply of the battery charger. A first switch indicating that the first battery is normally connected with the first detection voltage. If the second threshold is exceeded, the first switch is turned on, and if the second detection voltage exceeds the second threshold indicating that the second battery is normally connected, the second switch Is turned on.
本発明のバッテリ充電器は、前記第1のスイッチが、Pチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートに前記第1の検出電圧が入力され、ソースが前記バッテリ充電器の第1の電源端子に接続され、ドレインが前記第1のバッテリの正極側端子に接続され、前記第2のスイッチが、Pチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートに前記第2の検出電圧が入力され、ソースが前記バッテリ充電器の第2の電源端子に接続され、ドレインが前記第2のバッテリの正極側端子に接続されていることを特徴とする。 In the battery charger of the present invention, the first switch is a P-channel type MOS transistor, the first detection voltage is input to the gate, and the source is connected to the first power supply terminal of the battery charger. The drain is connected to the positive terminal of the first battery, the second switch is a P-channel MOS transistor, the second detection voltage is input to the gate, and the source is the battery charge. And a drain connected to the positive terminal of the second battery.
本発明のバッテリ充電器は、前記第1のスイッチが、第1のIGBTであり、ゲートに前記第1の検出電圧が入力され、コレクタが前記バッテリ充電器の第1の電源端子に接続され、エミッタが前記第1のバッテリの正極側端子に接続され、前記第2のスイッチが、第2のIGBTであり、ゲートに前記第2の検出電圧が入力され、コレクタが前記バッテリ充電器の第2の電源端子に接続され、エミッタが前記第2のバッテリの正極側端子に接続され、第1のIGBTと並列に設けられ、アノードが前記第1のバッテリの正極側端子に接続され、カソードが前記バッテリ充電器の第1の電源端子に接続された第1のダイオードと、第2のIGBTと並列に設けられ、アノードが前記第2のバッテリの正極側端子に接続され、カソードが前記バッテリ充電器の第2の電源端子に接続された第2のダイオードとをさらに有していることを特徴とする。 In the battery charger of the present invention, the first switch is a first IGBT, the first detection voltage is input to a gate, a collector is connected to a first power supply terminal of the battery charger, The emitter is connected to the positive terminal of the first battery, the second switch is a second IGBT, the second detection voltage is input to the gate, and the collector is the second of the battery charger. Connected to the positive terminal of the second battery, provided in parallel with the first IGBT, connected to the positive terminal of the first battery, and connected to the positive terminal of the first battery. The first diode connected to the first power supply terminal of the battery charger and the second IGBT are provided in parallel, the anode is connected to the positive terminal of the second battery, and the cathode is connected to the battery. Characterized in that it comprises a second diode and a further connected to the second power supply terminal Terri charger.
本発明のバッテリ充電器は、前記スイッチ手段が、第1のバッテリ及び第2のバッテリ各々の負極性の端子の接続点と、バッテリ充電器のグランド端子との間に設けられ、前記電圧検出手段が、前記第1の検出電圧が第1のバッテリが正常に接続されたことを示す第1の閾値を超え、かつ前記第2の検出電圧が第2のバッテリが正常に接続されたことを示す第2の閾値を超えた場合、前記スイッチ手段をオン状態とすることを特徴とする。 In the battery charger of the present invention, the switch means is provided between a connection point of the negative terminal of each of the first battery and the second battery and a ground terminal of the battery charger, and the voltage detection means However, the first detection voltage exceeds a first threshold value indicating that the first battery is normally connected, and the second detection voltage indicates that the second battery is normally connected. When the second threshold value is exceeded, the switch means is turned on.
本発明のバッテリ充電器は、前記電圧検出手段が、前記第2のバッテリが接続されていないとき、第1の検出電圧が前記第1のバッテリが正常に接続されたことを示す第1の閾値を超えた場合に、前記スイッチ手段をオン状態とすることを特徴とする。 In the battery charger of the present invention, when the voltage detection unit is not connected to the second battery, the first detection voltage indicates that the first battery is normally connected. The switch means is turned on when the value exceeds.
本発明のバッテリ充電器は、前記スイッチ手段がNチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートに前記第1の検出電圧が入力され、ソースが前記バッテリ充電器のグランド端子に接続され、ドレインが前記第1及び第2のバッテリの負極側の端子に接続されることを特徴とする。 In the battery charger of the present invention, the switch means is an N-channel MOS transistor, the first detection voltage is input to the gate, the source is connected to the ground terminal of the battery charger, and the drain is the first The first and second batteries are connected to terminals on the negative electrode side.
本発明のバッテリ充電器は、前記スイッチ手段がIGBTであり、ゲートに前記第1の検出電圧が入力され、エミッタが前記バッテリ充電器のグランド端子に接続され、コレクタが前記第1及び第2のバッテリの負極側の端子に接続されることを特徴とする。 In the battery charger of the present invention, the switch means is an IGBT, the first detection voltage is input to a gate, an emitter is connected to a ground terminal of the battery charger, and a collector is the first and second collectors. It is connected to the terminal on the negative electrode side of the battery.
以上説明したように、本発明によれば、電源として用いる複数のバッテリを接続するバッテリ充電器において、いずれかのバッテリを極性を逆にして接続した場合であっても、整流ダイオードを介してバッテリから充電器に対して異常電流が流れることを防止することができ、従来例のように異常電流によりヒューズを溶断させることがなく、バッテリの逆接続によるヒューズの取り替えをする必要がなくなる。
また、本発明によれば、バッテリ充電器において、複数のバッテリにそれぞれ対応したヒューズの予備を準備する必要もなくなる。
As described above, according to the present invention, in a battery charger for connecting a plurality of batteries used as a power source, even if any battery is connected with the polarity reversed, the battery is connected via the rectifier diode. Therefore, it is possible to prevent an abnormal current from flowing from the battery to the charger, so that the fuse is not blown by the abnormal current as in the conventional example, and it is not necessary to replace the fuse by reverse connection of the battery.
Further, according to the present invention, it is not necessary to prepare spare fuses corresponding to a plurality of batteries in the battery charger.
また、本願発明(請求項3)によれば、スイッチ手段にMOSトランジスタを用いており、すなわち発電機の正極側と各バッテリとの+側端子とを接続するMOSトランジスタとしてpチャネル型MOSトランジスを用いているため電圧ドロップが少なく、正常に接続された際、効率的に発電機の発生する電圧を各バッテリに印加することができる。
また、同様に、本発明(請求項6)によれば、スイッチ手段にMOSトランジスタを用いており、すなわち発電機の−側端子と複数のバッテリの−側端子(バッテリの−側端子は全て共通に接続されている)とを接続するMOSトランジスタに対して、nチャネル型MOSトランジスタを用いているため電圧ドロップが少なく、正常に接続された際、効率的に発電機の発生する電圧をバッテリに印加することができ、かつMOSトランジスタを1つのみにて、発電機と各バッテリとの電気的な接続を切断することができ、製造コストを安価に抑えることできる。
According to the present invention (Claim 3), a MOS transistor is used as the switch means, that is, a p-channel MOS transistor is used as a MOS transistor for connecting the positive side of the generator and the + side terminal of each battery. Since it is used, there is little voltage drop, and when it is normally connected, the voltage generated by the generator can be efficiently applied to each battery.
Similarly, according to the present invention (Claim 6), a MOS transistor is used for the switch means, that is, the negative terminal of the generator and the negative terminals of a plurality of batteries (the negative terminals of the batteries are all common). Since the n-channel MOS transistor is used, the voltage drop is small, and the voltage generated by the generator is efficiently applied to the battery when connected normally. The electrical connection between the generator and each battery can be disconnected with only one MOS transistor, and the manufacturing cost can be reduced.
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態によるバッテリ充電器を図面を参照して説明する。図1は同実施形態によるバッテリ充電器の構成例を示すブロック図である。
この図において、バッテリB1及びバッテリB2各々は、それぞれ電源電圧の異なるバッテリである。
発電機1はバッテリB1及びバッテリB2を充電するための充電電力を発生するものであり、車であればクランクシャフトやファンベルトの回転を用い、交流電圧を発生させている。
<First Embodiment>
Hereinafter, a battery charger according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the battery charger according to the embodiment.
In this figure, each of the battery B1 and the battery B2 is a battery having a different power supply voltage.
The generator 1 generates charging power for charging the battery B1 and the battery B2, and in the case of a car, the generator 1 uses the rotation of a crankshaft or a fan belt to generate an alternating voltage.
整流ダイオード2は、ダイオードD1及びダイオードD2の直列接続と、ダイオードD3及びダイオードD4の直列接続と、ダイオオードD5及びダイオードD6の直列接続とが並列に、後述する端子12及び端子14間に、端子12方向が順方向となるよう接続され、それぞれの直接接続のダイオード間の接続点から端子13に対して順方向となるように、ダイオードD7、D8、D9が接続され、ダイオードD1及びダイオードD2の直列接続と、ダイオードD3及びダイオードD4における各ダイオードの接続点各々に、発電機1から入力される上記交流電圧(本実施形態似ては3相交流電圧)を整流して、バッテリBに対する充電電圧VBを出力している。
充電電圧調整部3は、例えば、サイリスタT1,T2,T3で構成されており、制御回路4からの制御信号により、上記サイリスタT1,T2,T3をオンオフ制御(オン状態の場合、接続点14に対して電流を流して)し、整流ダイオード2における並列接続された各直列ダイオード対のダイオード間の接続点の電圧値を調整し、上記充電電圧VBの電圧値の制御を行う。
上記制御回路4は、充電電圧VB1及び充電電圧VB2の電圧値を検出し、予め設定された電圧となるよう上記充電調整部3に対して電圧値を調整するための上記制御信号を出力する。
The
The charging
The
充電器保護部5は、本発明の特徴的な構成であり、バッテリB1及びB2のいずれかが、逆の極性にて接続した場合、逆接続がされた方のバッテリは上記整流ダイオード2に対して接続しない。
以下に、この充電保護回路5の構成を詳細に説明する。
充電保護部5は、pチャネル型のMOSトランジスタM1及びM2と、抵抗R11、R12、R21、R22とから構成されている。
抵抗R11及び抵抗R12とは、整流ダイオード2における充電電圧VB1を出力する+側 (アノード側)の端子12と、整流ダイオード2の−側(カソード側)の端子14との間に直列接続されている。ここで、+側の端子12と−側の端子14とに印加された電圧に対応した電圧として、接続点S1から抵抗比に応じた分圧電圧(第1の検出電圧)が出力される。
The
Hereinafter, the configuration of the
The
The resistor R11 and the resistor R12 are connected in series between a
MOSトランジスタM1は、ドレインが整流ダイオード2の+側端子12と接続され、ゲートが上記抵抗R11及び抵抗R12の接続点S1に接続され、ソースがバッテリB1の+側端子に接続される端子T11に接続されている。抵抗R11及び抵抗R12の抵抗比は、端子T11及び端子T12に対してバッテリB1が正常に接続された場合、接続点S1にMOSトランジスタM1の閾値電圧を超える(MOSトランジスタM1がオン状態となる電圧を超える)電圧(第1の閾値電圧)が生成されるように設定されている。
ここで、バッテリB1は正常接続状態において、+側端子が上記端子T11に接続され、−側端子が整流ダイオード2の−側端子14に接続された端子T12に接続される。
抵抗R21及び抵抗R22とは、整流ダイオード2における充電電圧VB2を出力する+側端子13と、整流ダイオード2の−側端子14との間に直列接続されている。この+側の端子13と−側の端子14とに印加された電圧に対応した電圧として、接続点S2から抵抗比に応じた分圧電圧(第2の検出電圧)が出力される。
The MOS transistor M1 has a drain connected to the
Here, in the normal connection state, the battery B1 has a positive terminal connected to the terminal T11 and a negative terminal connected to a terminal T12 connected to the
The resistor R21 and the resistor R22 are connected in series between the +
MOSトランジスタM2は、ドレインが整流ダイオード2の+側端子13と接続され、ゲートが上記抵抗R21及び抵抗R22の接続点S2に接続され、ソースがバッテリB2の+側端子に接続される端子T21に接続されている。抵抗R21及び抵抗R22の抵抗比は、端子T21及び端子T22に対してバッテリB2が正常に接続された場合、接続点S12MOSトランジスタM2の閾値電圧を超える(MOSトランジスタM2がオン状態となる電圧を超える)電圧(第2の閾値電圧)が生成されるように設定されている。
ここで、バッテリB2は正常接続状態において、+側端子が上記端子T21に接続され、−側端子が上記端子T12に接続される。
また、上記MOSトランジスタM1及びM2の代わりに、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を利用することができる。
この場合、MOSトランジスタM1に代えるIGBTは、コレクタが整流ダイオード2の+側端子12と接続され、ゲートが上記抵抗R11及び抵抗R12の接続点S1に接続され、エミッタがバッテリB1の+側端子に接続される端子T11に接続されている。また、MOSトランジスタM2に代えるIGBTは、コレクタが整流ダイオード2の+側端子13と接続され、ゲートが上記抵抗R21及び抵抗R22の接続点S2に接続され、エミッタがバッテリB2の+側端子に接続される端子T21に接続されている。この場合、寄生ダイオードD1及びD2の代わりに、ダイオードを各々IGBTに並列に図1と同一方向の極性に接続する必要がある。
The MOS transistor M2 has a drain connected to the
Here, in the normal connection state, the battery B2 has a positive terminal connected to the terminal T21 and a negative terminal connected to the terminal T12.
Further, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be used in place of the MOS transistors M1 and M2.
In this case, the IGBT replaced with the MOS transistor M1 has a collector connected to the +
次に、次に、図1を用いて本実施形態におけるバッテリ充電器における充電保護回路5の動作を説明する。このバッテリB1及びB2を取り付ける際、車が停止した状態にあり、発電機1は動作していない。
[バッテリB1及びB2ともに正常にバッテリ充電器に接続された場合]
バッテリB1の+側端子が端子T11に接続され、−側端子が端子T12に接続されるため、バッテリB1の+電位がMOSトランジスタM1の寄生ダイオードD1を介し、直列接続された抵抗R11及び抵抗R12間にかかり、これら抵抗の抵抗値の比に対応した分圧電圧VS1(端子T11及び端子T12間の電位差に対応した第1の検出電圧)が接続点S1に発生する。
Next, operation | movement of the
[When both batteries B1 and B2 are normally connected to the battery charger]
Since the positive terminal of the battery B1 is connected to the terminal T11 and the negative terminal is connected to the terminal T12, the positive potential of the battery B1 is connected in series via the parasitic diode D1 of the MOS transistor M1 and the resistors R11 and R12. In the meantime, a divided voltage VS1 (first detection voltage corresponding to the potential difference between the terminal T11 and the terminal T12) corresponding to the ratio of the resistance values of these resistors is generated at the connection point S1.
このとき、発電機1が起動していないため、端子T2の電圧はほぼバッテリB1及びB1の−側の電位と同様であり、MOSトランジスタM1はソースの電圧及びドレインの電圧が、ゲートの電圧より高いため、閾値電圧を超えてオン状態となる。
しかしながら、端子12に+側電圧、端子14に−側電圧が印加された状態となるため、整流ダイオード2に対して逆方向の電圧が印加され、異常電流が流れない状態である。
At this time, since the generator 1 is not activated, the voltage at the terminal T2 is substantially the same as the potential on the negative side of the batteries B1 and B1, and the MOS transistor M1 has a source voltage and a drain voltage that are higher than the gate voltage. Since it is high, the threshold voltage is exceeded and the on state is entered.
However, since a + side voltage is applied to the terminal 12 and a − side voltage is applied to the terminal 14, a reverse voltage is applied to the
同様に、バッテリB2の+側端子が端子T21に接続され、−側端子が端子T22に接続されるため、バッテリB2の+電位がMOSトランジスタM2の寄生ダイオードD2を介し、直列接続された抵抗R21及び抵抗R22間にかかり、これら抵抗の抵抗値の比に対応した分圧電圧VS2(端子T21及び端子T22間の電位差に対応した第2の検出電圧)が接続点S2に発生する。
このとき、発電機1が起動していないため、端子12の電圧はほぼバッテリB1及びB1の−側の電位と同様であり、MOSトランジスタM2はソースの電圧及びドレインの電圧が、ゲートの電圧より高いため、閾値電圧を超えてオン状態となる。
しかしながら、端子13に+側電圧、端子14に−側電圧が印加された状態となるため、整流ダイオード2に対して逆方向の電圧が印加され、異常電流が流れない状態である。
Similarly, since the positive terminal of the battery B2 is connected to the terminal T21 and the negative terminal is connected to the terminal T22, the positive potential of the battery B2 is connected in series via the parasitic diode D2 of the MOS transistor M2. The divided voltage VS2 (second detection voltage corresponding to the potential difference between the terminal T21 and the terminal T22) corresponding to the ratio of the resistance values of these resistors is generated at the connection point S2.
At this time, since the generator 1 is not activated, the voltage at the terminal 12 is almost the same as the negative potential of the batteries B1 and B1, and the MOS transistor M2 has a source voltage and a drain voltage that are higher than the gate voltage. Since it is high, the threshold voltage is exceeded and the on state is entered.
However, since a + side voltage is applied to the terminal 13 and a − side voltage is applied to the terminal 14, a reverse voltage is applied to the
[バッテリB1が逆に、バッテリB2が正常にバッテリ充電器に接続された場合]
バッテリB1の−側端子が端子T11に接続され、+側端子が端子T12に接続されるため、バッテリB1の−電位が端子T11に印加される。
しかしながら、逆電圧のために端子MOSトランジスタM1の寄生ダイオードD1に電流が流れず、直列接続された抵抗R11及び抵抗R12間に電圧がかからず、分圧電圧VS1が接続点S1に発生しない。
このとき、発電機1が起動していないため、端子12の電圧はほぼバッテリB2の−側の電位と同様であり、MOSトランジスタM1はゲートの電圧が、ソースの電圧及びドレインの電圧より高いため、閾値電圧を超えずにオフ状態となる。
このため、端子12に−側電圧、端子14に+側電圧が印加され、整流ダイオード2に対して順方向の電圧が印加される状態であるが、MOSトランジスタM1がオフし、寄生ダイオードD1が逆方向であるため、異常電流は流れない。
[When battery B1 is reversed and battery B2 is normally connected to the battery charger]
Since the negative terminal of the battery B1 is connected to the terminal T11 and the positive terminal is connected to the terminal T12, the negative potential of the battery B1 is applied to the terminal T11.
However, due to the reverse voltage, no current flows through the parasitic diode D1 of the terminal MOS transistor M1, no voltage is applied between the resistors R11 and R12 connected in series, and the divided voltage VS1 is not generated at the connection point S1.
At this time, since the generator 1 is not activated, the voltage at the terminal 12 is substantially the same as the negative potential of the battery B2, and the gate voltage of the MOS transistor M1 is higher than the source voltage and the drain voltage. Then, the threshold voltage is not exceeded and the device is turned off.
Therefore, a negative voltage is applied to the terminal 12, a positive voltage is applied to the terminal 14, and a forward voltage is applied to the
一方、バッテリB2の+側端子が端子T21に接続され、−側端子が端子T22に接続されるため、バッテリB2の+電位がMOSトランジスタM2の寄生ダイオードD2を介し、直列接続された抵抗R21及び抵抗R22間にかかり、これら抵抗の抵抗値の比に対応した分圧電圧VS2が接続点S2に発生する。
このとき、発電機1が起動していないため、端子12の電圧はほぼバッテリB1及びB1の−側の電位と同様であり、MOSトランジスタM2はゲートの電圧が、ソースの電圧及びドレインの電圧より低いため、閾値電圧を超えてオン状態となる。
しかしながら、端子13に+側電圧、端子14に−側電圧が印加された状態となるため、整流ダイオード2に対して逆方向の電圧が印加され、異常電流が流れない状態である。
On the other hand, since the + side terminal of the battery B2 is connected to the terminal T21 and the-side terminal is connected to the terminal T22, the + potential of the battery B2 is connected to the resistor R21 connected in series via the parasitic diode D2 of the MOS transistor M2. A divided voltage VS2 corresponding to the ratio between the resistance values of the resistors R22 is generated at the connection point S2.
At this time, since the generator 1 is not activated, the voltage at the terminal 12 is almost the same as the potential on the negative side of the batteries B1 and B1, and the MOS transistor M2 has a gate voltage higher than the source voltage and the drain voltage. Since it is low, the threshold voltage is exceeded and the on state is entered.
However, since a + side voltage is applied to the terminal 13 and a − side voltage is applied to the terminal 14, a reverse voltage is applied to the
[バッテリB1が正常に、バッテリB2が逆にバッテリ充電器に接続された場合]
バッテリB1の+側端子が端子T11に接続され、−側端子が端子T12に接続されるため、バッテリB1の+電位がMOSトランジスタM1の寄生ダイオードD1を介し、直列接続された抵抗R11及び抵抗R12間にかかり、これら抵抗の抵抗値の比に対応した分圧電圧VS1が接続点S1に発生する。
このとき、発電機1が起動していないため、端子12の電圧はほぼバッテリB1及びB1の−側の電位と同様であり、MOSトランジスタM1はゲートの電圧が、ソースの電圧及びドレインの電圧より低いため、閾値電圧を超えてオン状態となる。
しかしながら、端子12に+側電圧、端子14に−側電圧が印加された状態となるため、整流ダイオード2に対して逆方向の電圧が印加され、異常電流が流れない状態である。
[When battery B1 is connected normally and battery B2 is connected to the battery charger]
Since the positive terminal of the battery B1 is connected to the terminal T11 and the negative terminal is connected to the terminal T12, the positive potential of the battery B1 is connected in series via the parasitic diode D1 of the MOS transistor M1 and the resistors R11 and R12. The divided voltage VS1 corresponding to the ratio of the resistance values of these resistors is generated at the connection point S1.
At this time, since the generator 1 is not activated, the voltage at the terminal 12 is substantially the same as the potential on the negative side of the batteries B1 and B1, and the MOS transistor M1 has a gate voltage higher than the source voltage and the drain voltage. Since it is low, the threshold voltage is exceeded and the on state is entered.
However, since a + side voltage is applied to the terminal 12 and a − side voltage is applied to the terminal 14, a reverse voltage is applied to the
一方、バッテリB2の−側端子が端子T21に接続され、+側端子が端子T22に接続されるため、バッテリB2の−電位が端子T21に印加される。
しかしながら、逆電圧のために端子MOSトランジスタM2の寄生ダイオードD2に電流が流れず、直列接続された抵抗R21及び抵抗R22間に電圧がかからず、分圧電圧VS2が接続点S2に発生しない。
このとき、発電機1が起動していないため、端子T13の電圧はほぼバッテリB1の−側の電位と同様であり、MOSトランジスタM2はゲートの電圧が、ソースの電圧及びドレインの電圧より高いため、閾値電圧を超えずにオフ状態となる。
このため、端子13に−側電圧、端子14に+側電圧が印加され、整流ダイオード2に対して順方向の電圧が印加される状態であるが、MOSトランジスタM2がオフし、寄生ダイオードD2が逆方向であるため、異常電流は流れない。
On the other hand, since the negative terminal of battery B2 is connected to terminal T21 and the positive terminal is connected to terminal T22, the negative potential of battery B2 is applied to terminal T21.
However, due to the reverse voltage, no current flows through the parasitic diode D2 of the terminal MOS transistor M2, no voltage is applied between the resistors R21 and R22 connected in series, and the divided voltage VS2 is not generated at the connection point S2.
At this time, since the generator 1 is not activated, the voltage at the terminal T13 is almost the same as the negative potential of the battery B1, and the gate voltage of the MOS transistor M2 is higher than the source voltage and the drain voltage. Then, the threshold voltage is not exceeded and the device is turned off.
Therefore, a negative voltage is applied to the terminal 13, a positive voltage is applied to the terminal 14, and a forward voltage is applied to the
[バッテリB1及びバッテリB2が共に逆にバッテリ充電器に接続された場合]
上述したバッテリB1を逆に接続した場合と、バッテリB2を逆に接続した場合とを組合せた状態となり、MOSトランジスタM1及びM2の双方共にオフ状態となり、かつ寄生ダイオードD1及びD2ともに逆方向電圧が印加された状態にて電流が流れない。
したがって、バッテリB1及びB2の双方を、電圧の極性を逆にバッテリ充電器に接続した場合にも、バッテリ充電器の整流ダイオード2に異常電流は流れない。
[When both battery B1 and battery B2 are connected to the battery charger in reverse]
When the battery B1 is connected in reverse and the battery B2 is connected in reverse, both the MOS transistors M1 and M2 are turned off, and the reverse voltage is applied to the parasitic diodes D1 and D2. Current does not flow when applied.
Therefore, even when both of the batteries B1 and B2 are connected to the battery charger with the voltage polarity reversed, no abnormal current flows through the
<第2の実施形態>
以下、本発明の第2の実施形態によるバッテリ充電器を図面を参照して説明する。図2は同実施形態によるバッテリ充電器の構成例を示すブロック図である。
この図において、バッテリB1及びバッテリB2各々は、それぞれ電源電圧の異なるバッテリである。
発電機1、整流ダイオード2、充電電圧調整部3及び制御回路4については第1の実施形態と同様のため、説明を省略する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a battery charger according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the battery charger according to the embodiment.
In this figure, each of the battery B1 and the battery B2 is a battery having a different power supply voltage.
Since the generator 1, the
充電器保護部5は、本発明の特徴的な構成であり、バッテリB1及びB2のいずれか一方でも、逆の極性にて接続した場合、バッテリB1及びB2の双方ともに上記整流ダイオード2との接続を行わない。
以下に、この充電保護回路5の構成を詳細に説明する。
充電保護部5は、nチャネル型のMOSトランジスタM3と、npn型のバイポーラトランジスタBT1、BT2と、pnp型のバイポーラトランジスタBT3と、ダイオードD3及びD4と、抵抗R31、R32、R33、R34、R41、R42、R43、R44とから構成されている。
The
Hereinafter, the configuration of the
The
抵抗R31及び抵抗R32とは、整流ダイオード2における充電電圧VB1を出力する+側の端子12と、整流ダイオード2の−側の端子14との間に直列接続されている。ここで、+側の端子12と−側の端子14とに印加された電圧に対応した電圧として、接続点S3から、抵抗比に応じた分圧電圧(第1の検出電圧)が出力される。
バイポーラトランジスタBT3は、コレクタが端子12に接続され、エミッタが抵抗R33及びR44の直列接続を介して−側端子14に接続されている。
MOSトランジスタM3は、上記端子12と端子T12及び端子T22との間に介挿されており、ソースが端子14に接続され、ドレインが端子T12及び端子T22に接続され、ゲートが抵抗R31及び抵抗R32の接続点S3に接続されている。抵抗R31及び抵抗R32の抵抗比は、端子T11及び端子T12に対してバッテリB1が正常に接続された場合、接続点S3にMOSトランジスタM3の閾値電圧を超える(MOSトランジスタM3がオン状態となる電圧を超える)電圧(第1の閾値電圧)が生成されるように設定されている。
The resistor R31 and the resistor R32 are connected in series between the +
The bipolar transistor BT3 has a collector connected to the terminal 12 and an emitter connected to the
The MOS transistor M3 is interposed between the terminal 12, the terminal T12 and the terminal T22, the source is connected to the terminal 14, the drain is connected to the terminal T12 and the terminal T22, and the gate is a resistor R31 and a resistor R32. Are connected to the connection point S3. When the battery B1 is normally connected to the terminal T11 and the terminal T12, the resistance ratio between the resistor R31 and the resistor R32 exceeds the threshold voltage of the MOS transistor M3 at the connection point S3 (the voltage at which the MOS transistor M3 is turned on). Is set to be generated (a first threshold voltage).
バイポーラトランジスタBT1は、コレクタが上記接続点S3に接続され、エミッタがMOSトランジスタM3のドレインに接続され、ベースが抵抗R33及びR34の接続点S4に接続されている。抵抗R33及び抵抗R34の抵抗比は、バイポーラトランジスタBT3がオン状態となって電流が流れた際、接続点S4にバイポーラトランジスタBT1がオン状態となるベース電流が流れる(バイポーラトランジスタBT1がオン状態となる電圧を超える)電圧が生成されるように設定されている。 The bipolar transistor BT1 has a collector connected to the connection point S3, an emitter connected to the drain of the MOS transistor M3, and a base connected to the connection point S4 of the resistors R33 and R34. The resistance ratio between the resistor R33 and the resistor R34 is such that when the bipolar transistor BT3 is turned on and a current flows, a base current that turns on the bipolar transistor BT1 flows at the connection point S4 (the bipolar transistor BT1 is turned on). The voltage is set to be generated.
抵抗R41及び抵抗R42が直列接続されており、抵抗R41の一端が端子13に接続されており、抵抗R41の他端が抵抗R42の一端と接続点S5にて接続されており、抵抗R42の他端がダイオードD4のカソードに接続され、ダイオードD4のアノードがバイポーラトランジスタBT1のエミッタに接続されている。ここで、+側の端子13と、ダイオードD4を介して−側の端子14とに印加された電圧に対応した電圧として、ダイオードD4に順方向電流が流れる場合に接続点S5から抵抗比に応じた分圧電圧(第2の検出電圧)が出力される。
抵抗R41及び抵抗R42の抵抗比は、端子T21及び端子T22に対してバッテリB2が逆に接続された場合、接続点S5にバイポーラトランジスタBT2がオン状態となるベース電流が流れる(バイポーラトランジスタBT2がオン状態となる電圧を超える)電圧(第2の閾値電圧)が、エミッタ電圧に対して生成されるように設定されている。すなわち、バッテリB2が正常に接続された場合、接続点S5にはエミッタ電圧と同様な電圧が生成されるため、バイポーラトランジスタBT2はオン状態とはならない。
A resistor R41 and a resistor R42 are connected in series, one end of the resistor R41 is connected to the terminal 13, and the other end of the resistor R41 is connected to one end of the resistor R42 at the connection point S5. The end is connected to the cathode of the diode D4, and the anode of the diode D4 is connected to the emitter of the bipolar transistor BT1. Here, when a forward current flows through the diode D4 as a voltage corresponding to the voltage applied to the
The resistance ratio between the resistor R41 and the resistor R42 is such that when the battery B2 is connected in reverse to the terminals T21 and T22, a base current that turns on the bipolar transistor BT2 flows to the connection point S5 (the bipolar transistor BT2 is turned on). A voltage (second threshold voltage) exceeding the voltage to be in a state is set to be generated with respect to the emitter voltage. That is, when the battery B2 is normally connected, a voltage similar to the emitter voltage is generated at the connection point S5, so that the bipolar transistor BT2 is not turned on.
抵抗R43及び抵抗R44が直列接続されており、抵抗R43の一端が端子12に接続され、抵抗R43の他端が抵抗R44の一端と接続点S6にて接続されている。抵抗R44の他端にはダイオードD3のアノードが接続され、ダイオードD3のカソードにはバイポーラトランジスタBT2のコレクタが接続されている。抵抗R43及び抵抗R44の抵抗比は、バイポーラトランジスタBT2がオン状態となって電流が流れた際、接続点S6にバイポーラトランジスタBT3がオン状態となるベース電流が流れる(バイポーラトランジスタBT3がオン状態となる電圧を下回る)電圧が生成されるように設定されている。
バイポーラトランジスタBT2は、ベースが接続点S5に接続され、エミッタが端子13に接続されている。また、バイポーラトランジスタBT3のベースは、接続点S6に接続されている。
また、上記MOSトランジスタM3の代わりに、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を利用することができる。
この場合、MOSトランジスタM3に代えるIGBTは、上記端子12と端子T14との間に介挿されており、エミッタが端子14に接続され、コレクタが端子T12及び端子T22に接続され、ゲートが抵抗R31及び抵抗R32の接続点S3に接続されている。この場合、寄生ダイオードD5の代わりに、ダイオードを各々IGBTに並列に図2と同一方向の極性に接続する必要がある。
A resistor R43 and a resistor R44 are connected in series, one end of the resistor R43 is connected to the terminal 12, and the other end of the resistor R43 is connected to one end of the resistor R44 at a connection point S6. The other end of the resistor R44 is connected to the anode of the diode D3, and the cathode of the diode D3 is connected to the collector of the bipolar transistor BT2. The resistance ratio between the resistor R43 and the resistor R44 is such that when the current flows when the bipolar transistor BT2 is turned on, a base current that turns on the bipolar transistor BT3 flows at the connection point S6 (the bipolar transistor BT3 is turned on). The voltage is set to be generated.
The bipolar transistor BT2 has a base connected to the connection point S5 and an emitter connected to the terminal 13. The base of the bipolar transistor BT3 is connected to the connection point S6.
Further, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be used instead of the MOS transistor M3.
In this case, an IGBT replacing the MOS transistor M3 is inserted between the terminal 12 and the terminal T14, the emitter is connected to the terminal 14, the collector is connected to the terminal T12 and the terminal T22, and the gate is the resistor R31. And the connection point S3 of the resistor R32. In this case, instead of the parasitic diode D5, it is necessary to connect the diodes in parallel with the IGBTs in the same direction as in FIG.
次に、図2を用いて本実施形態におけるバッテリ充電器における充電保護回路5の動作を説明する。このバッテリB1及びB2を取り付ける際、第1の実施形態と同様に車が停止した状態にあり、発電機1は動作していない。
[バッテリB1及びB2ともに正常にバッテリ充電器に接続された場合]
バッテリB1の+側端子が端子T11に接続され、−側端子が端子T12に接続されるため、接続点S3に、抵抗R31及び抵抗R32の抵抗値の比に応じた電圧(第1の検出電圧)が発生する。
また、バッテリB2の+側端子が端子T21に接続され、−側端子が端子T22に接続されるが、ダイオードD4が電圧に対して逆方向接続となっている。このため、抵抗R31及び抵抗R32の直列接続には電流が流れず、接続点S5(すなわちバイポーラトランジスタBT2のベース)と、バイポーラトランジスタBT2のエミッタとは同電位(第2の検出電圧)であり、バイポーラトランジスタBT2には電流が流れない。
Next, operation | movement of the
[When both batteries B1 and B2 are normally connected to the battery charger]
Since the positive terminal of the battery B1 is connected to the terminal T11 and the negative terminal is connected to the terminal T12, a voltage corresponding to the resistance value ratio of the resistor R31 and the resistor R32 (first detection voltage) ) Occurs.
Further, the positive terminal of the battery B2 is connected to the terminal T21 and the negative terminal is connected to the terminal T22, but the diode D4 is connected in the reverse direction with respect to the voltage. Therefore, no current flows through the series connection of the resistor R31 and the resistor R32, and the connection point S5 (that is, the base of the bipolar transistor BT2) and the emitter of the bipolar transistor BT2 are at the same potential (second detection voltage). No current flows through the bipolar transistor BT2.
このため、抵抗R43及び抵抗R44の直列接続には電流が流れず、接続点S6(すなわちバイポーラトランジスタBT3のベース)と、バイポーラトランジスタBT3のエミッタとは同電位であり、バイポーラトランジスタBT3には電流が流れない。
したがって、直列接続された抵抗R33及び抵抗R34には電流が流れず、接続点S4の電位はバッテリB1及びB2の−側と同様となり、バイポーラトランジスタBT1はオフ状態のままである。
したがって、接続点S3には、抵抗R31及び抵抗R32の抵抗値に比例した分圧された電圧が発生する。抵抗R31及び抵抗R32の抵抗比は、端子T11及び端子T12に対してバッテリB1が正常に接続された場合、接続点S3にMOSトランジスタM3の閾値電圧を超える電圧が生成されるように設定されている。
このため、MOSトランジスタM3は、ゲートに+側の電圧が印加されるためオン状態となり、端子14と端子T12及びT22とを導通状態とする。
Therefore, no current flows through the series connection of the resistor R43 and the resistor R44, the connection point S6 (that is, the base of the bipolar transistor BT3) and the emitter of the bipolar transistor BT3 are at the same potential, and no current flows through the bipolar transistor BT3. Not flowing.
Therefore, no current flows through the resistors R33 and R34 connected in series, the potential at the connection point S4 is the same as that of the negative side of the batteries B1 and B2, and the bipolar transistor BT1 remains off.
Therefore, a divided voltage proportional to the resistance values of the resistors R31 and R32 is generated at the connection point S3. The resistance ratio between the resistor R31 and the resistor R32 is set so that when the battery B1 is normally connected to the terminal T11 and the terminal T12, a voltage exceeding the threshold voltage of the MOS transistor M3 is generated at the connection point S3. Yes.
Therefore, the MOS transistor M3 is turned on because a positive voltage is applied to the gate, and the terminal 14 and the terminals T12 and T22 are brought into conduction.
[バッテリB1が逆に、バッテリB2が正常にバッテリ充電器に接続された場合]
バッテリB1の−側端子が端子T11に接続され、+側端子が端子T12に接続されるため、バッテリB1の−側電位が端子T11に印加される。
このため、端子12と端子14との間に介挿された抵抗R31及び抵抗R32とにバッテリB1の電圧が印加される際、端子12に−側の電圧が印加され、端子14側に+側の電圧が印加されることとなる。
これにより、MOSトランジスタM3のゲートに印加される電圧、すなわち接続点S3に発生する電圧がMOSトランジスタM3のソースより低い電圧となり、MOSトランジスタM3はオフ状態となる。
この結果、端子T12と端子14とは切断された状態になるため、整流ダイオード2を介してバッテリB1の+側端子と−側端子との間に異常電流は流れない。このとき、端子T22と端子14との間も切断された状態となる。
[When battery B1 is reversed and battery B2 is normally connected to the battery charger]
Since the negative terminal of battery B1 is connected to terminal T11 and the positive terminal is connected to terminal T12, the negative potential of battery B1 is applied to terminal T11.
For this reason, when the voltage of the battery B1 is applied to the resistor R31 and the resistor R32 inserted between the terminal 12 and the terminal 14, a negative voltage is applied to the terminal 12, and a positive voltage is applied to the terminal 14 side. This voltage is applied.
As a result, the voltage applied to the gate of the MOS transistor M3, that is, the voltage generated at the connection point S3 becomes lower than the source of the MOS transistor M3, and the MOS transistor M3 is turned off.
As a result, since the terminal T12 and the terminal 14 are disconnected, no abnormal current flows between the positive terminal and the negative terminal of the battery B1 via the
[バッテリB1が正常に、バッテリB2が逆にバッテリ充電器に接続された場合]
バッテリB2の−側端子が端子T21に接続され、+側端子が端子T22に接続されるため、バッテリB2の−側電位が端子T21に印加される。
このため、端子T22の電圧が端子T21の電圧より高くなるため、ダイオードD4に順方向電流が流れ、抵抗R42及び抵抗R41の接続点S5に端子T21より高い電位が発生する。
すなわち、バイポーラトランジスタBT2のベースに、ソースより高い電圧が印加されて、バイポーラトランジスタBT2がオン状態となる。
[When battery B1 is connected normally and battery B2 is connected to the battery charger]
Since the negative terminal of battery B2 is connected to terminal T21 and the positive terminal is connected to terminal T22, the negative potential of battery B2 is applied to terminal T21.
Therefore, since the voltage at the terminal T22 becomes higher than the voltage at the terminal T21, a forward current flows through the diode D4, and a potential higher than that at the terminal T21 is generated at the connection point S5 between the resistor R42 and the resistor R41.
That is, a voltage higher than that of the source is applied to the base of the bipolar transistor BT2, and the bipolar transistor BT2 is turned on.
これにより、バッテリB1が正常に接続されているため、端子T12の電圧が端子T13の電圧より高いので、バイポーラトランジスタBT2がオン状態となることで、抵抗R43及び抵抗R44を介してダイオードD3に順方向電流が流れる。
このため、接続点S6の電圧、すなわちバイポーラトランジスタBT3のベースに印加される電圧が、コレクタの電圧より低くなるためベース電流が流れ、バイポーラトランジスタBT3がオン状態となり、コレクタ電流が流れる。
上記バイポーラトランジスタBT3のコレクタ電流が、抵抗R33及び抵抗R34を流れることにより、接続点S4に抵抗R33及び抵抗R34の抵抗値の比に対向した分圧電圧が発生する。
Thereby, since the battery B1 is normally connected, the voltage at the terminal T12 is higher than the voltage at the terminal T13. Therefore, when the bipolar transistor BT2 is turned on, the diode D3 is sequentially connected to the diode D3 via the resistor R43 and the resistor R44. Directional current flows.
For this reason, since the voltage at the connection point S6, that is, the voltage applied to the base of the bipolar transistor BT3 is lower than the collector voltage, the base current flows, the bipolar transistor BT3 is turned on, and the collector current flows.
When the collector current of the bipolar transistor BT3 flows through the resistor R33 and the resistor R34, a divided voltage opposite to the resistance value ratio of the resistor R33 and the resistor R34 is generated at the connection point S4.
接続点S4に分圧電圧が発生することにより、バイポーラトランジスタBT1はベースに印加される電圧がエミッタの電圧より大きくなることによりベース電流が流れてオン状態となる。
これにより、バッテリB1が正常に接続されていることにより、抵抗R31及び抵抗R32の接続点S3に発生する分圧電圧が、バイポーラトランジスタBT1により、端子T12と同様の電圧に低下させられる。
したがって、MOSトランジスタM3のゲートに印加される電圧(接続点S3の電圧)が、MOSトランジスタM3のドレインとソースと同様の電位のため、このMOSトランジスタM3はオフ状態となる。
この結果、端子T22と端子14とは切断された状態になるため、整流ダイオード2を介してバッテリB2の+側端子と−側端子との間に異常電流は流れない。このとき、端子T12と端子14との間も切断された状態となる。
When the divided voltage is generated at the connection point S4, the bipolar transistor BT1 is turned on when the voltage applied to the base becomes larger than the voltage of the emitter, causing the base current to flow.
Thereby, when the battery B1 is normally connected, the divided voltage generated at the connection point S3 of the resistor R31 and the resistor R32 is lowered to the same voltage as that of the terminal T12 by the bipolar transistor BT1.
Accordingly, since the voltage applied to the gate of the MOS transistor M3 (voltage at the connection point S3) is the same potential as the drain and source of the MOS transistor M3, the MOS transistor M3 is turned off.
As a result, since the terminal T22 and the terminal 14 are disconnected, no abnormal current flows between the positive terminal and the negative terminal of the battery B2 via the
[バッテリB1及びバッテリB2がともに、逆にバッテリ充電器に接続された場合]
この場合は、すでに説明した「バッテリB1が逆に、バッテリB2が正常にバッテリ充電器に接続された場合」と同様のため、説明を省略する。
また、上記極性を逆に接続したいずれの状態においても、MOSトランジスタM3のダイオードD5が異常電流に対しては逆方向となっているため、このダイオードD5を介して異常電流はながれない。
[Battery B1 and Battery B2 are both connected to the battery charger in reverse]
In this case, since it is the same as “the case where the battery B1 is reversed and the battery B2 is normally connected to the battery charger” described above, the description is omitted.
In any state where the polarities are connected in reverse, the diode D5 of the MOS transistor M3 is in the opposite direction to the abnormal current. Therefore, the abnormal current cannot flow through the diode D5.
上述したきたように、第2の実施形態においては、2つのバッテリB1及びB2のいずれか一方でも、電圧の極性がバッテリ充電器の端子に対して逆に接続された場合、MOSトランジスタM3をオフ状態とすることにより、双方のバッテリの−側の端子T12及びT22と、端子T14との接続を切断した状態とすることにより、整流ダイオード2を介して異常電流がながれることはない。
As described above, in the second embodiment, when either one of the two batteries B1 and B2 is connected with the voltage polarity reversed with respect to the terminal of the battery charger, the MOS transistor M3 is turned off. By setting the state, the connection between the negative side terminals T12 and T22 of both batteries and the terminal T14 is cut off, so that no abnormal current flows through the
1…発電機
2…整流ダイオード
3…充電電圧調整部
4…制御回路
12,13,14,T11,T12,T21,T22…端子
B1,B2…バッテリ
BT1,BT2,BT3…バイポーラトランジスタ
D1,D2,D3,D4,D5…ダイオード
M1,M2,M3…MOSトランジスタ
R11,R12,R21,R22…抵抗
R31,R32,R33,R34,R41,R42,R43,R44…抵抗
S1,S2,S3,S4,S5,S6…接続点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (9)
発電機と、
発電機の出力する交流電圧を整流して、直流電圧を出力する整流器と、
前記直流電圧の電圧値を第1のバッテリ及び第2のバッテリ各々に充電する第1の充電電圧及び第2の充電電圧となるよう制御する制御回路と、
前記バッテリ充電器における第1の充電電圧を出力する第1の電源端子、及び第2の充電電圧を出力する第2の電源端子各々と、グランド端子との間に、第1及び第2のバッテリを接続した際のそれぞれの電位差に対応した電圧を第1の検出電圧及び第2の検出電圧として出力する電圧検出手段と、
前記バッテリ充電器の各端子と、前記第1及び第2のバッテリの各端子間に介挿され、前記第1及び第2の検出電圧の電圧値に応じてオン/オフするスイッチ手段と
を有することを特徴とするバッテリ充電器。 A battery charger for charging the first battery and the second battery;
A generator,
A rectifier that rectifies the AC voltage output from the generator and outputs a DC voltage;
A control circuit for controlling the voltage value of the DC voltage to be a first charging voltage and a second charging voltage for charging the first battery and the second battery, respectively;
The first and second batteries are connected between the first power supply terminal that outputs the first charging voltage and the second power supply terminal that outputs the second charging voltage and the ground terminal in the battery charger. Voltage detection means for outputting a voltage corresponding to each potential difference when connecting the first detection voltage and the second detection voltage,
Each terminal of the battery charger; and switch means that is inserted between the terminals of the first and second batteries and that is turned on / off according to the voltage values of the first and second detection voltages. A battery charger characterized by that.
前記バッテリ充電器の第1の電源端子及び第1のバッテリの端子間に介挿された第1のスイッチと、
前記バッテリ充電器の第2の電源端子及び第2のバッテリの端子間に介挿された第2のスイッチとを有し、
前記電圧検出手段が前記第1の検出電圧が第1のバッテリが正常に接続されたことを示す第1の閾値を超えた場合、第1のスイッチをオン状態とし、また前記第2の検出電圧が第2のバッテリが正常に接続されたことを示す第2の閾値を超えた場合、第2のスイッチをオン状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバッテリ充電器。 A first switch interposed between the first power supply terminal of the battery charger and the terminal of the first battery;
A second switch interposed between the second power supply terminal of the battery charger and the terminal of the second battery;
When the voltage detection means exceeds the first threshold value indicating that the first battery is normally connected, the first detection voltage is turned on, and the second detection voltage 3. The battery charger according to claim 1, wherein when the first threshold value exceeds a second threshold value indicating that the second battery is normally connected, the second switch is turned on. 4. .
前記第2のスイッチが、Pチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートに前記第2の検出電圧が入力され、ソースが前記バッテリ充電器の第2の電源端子に接続され、ドレインが前記第2のバッテリの正極側端子に接続され
ていることを特徴とする請求項3に記載のバッテリ充電器。 The first switch is a P-channel MOS transistor, the first detection voltage is input to the gate, the source is connected to the first power supply terminal of the battery charger, and the drain is the first power supply. Connected to the positive terminal of the battery,
The second switch is a P-channel MOS transistor, the second detection voltage is input to the gate, the source is connected to the second power supply terminal of the battery charger, and the drain is the second The battery charger according to claim 3, wherein the battery charger is connected to a positive terminal of the battery.
前記第2のスイッチが、第2のIGBTであり、ゲートに前記第2の検出電圧が入力され、コレクタが前記バッテリ充電器の第2の電源端子に接続され、エミッタが前記第2のバッテリの正極側端子に接続され、
第1のIGBTと並列に設けられ、アノードが前記第1のバッテリの正極側端子に接続され、カソードが前記バッテリ充電器の第1の電源端子に接続された第1のダイオードと、
第2のIGBTと並列に設けられ、アノードが前記第2のバッテリの正極側端子に接続され、カソードが前記バッテリ充電器の第2の電源端子に接続された第2のダイオードと
をさらに有していることを特徴とする請求項3に記載のバッテリ充電器。 The first switch is a first IGBT, the first detection voltage is input to a gate, a collector is connected to a first power supply terminal of the battery charger, and an emitter is connected to the first battery. Connected to the positive terminal,
The second switch is a second IGBT, the second detection voltage is input to the gate, the collector is connected to the second power supply terminal of the battery charger, and the emitter is the second battery. Connected to the positive terminal,
A first diode provided in parallel with the first IGBT, having an anode connected to a positive terminal of the first battery and a cathode connected to a first power supply terminal of the battery charger;
A second diode provided in parallel with the second IGBT, having an anode connected to a positive terminal of the second battery and a cathode connected to a second power supply terminal of the battery charger; The battery charger according to claim 3.
第1のバッテリ及び第2のバッテリ各々の負極性の端子の接続点と、バッテリ充電器のグランド端子との間に設けられ、
前記電圧検出手段が、前記第1の検出電圧が第1のバッテリが正常に接続されたことを示す第1の閾値を超え、かつ前記第2の検出電圧が第2のバッテリが正常に接続されたことを示す第2の閾値を超えた場合、前記スイッチ手段をオン状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバッテリ充電器。 The switch means comprises:
Provided between the connection point of the negative terminal of each of the first battery and the second battery and the ground terminal of the battery charger;
The voltage detecting means has the first detection voltage exceeding a first threshold indicating that the first battery is normally connected, and the second detection voltage is normally connected to the second battery. 3. The battery charger according to claim 1, wherein the switch unit is turned on when a second threshold value indicating that the threshold value is exceeded.
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