JP3005228B2 - 充電回路 - Google Patents

充電回路

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JP3005228B2
JP3005228B2 JP1091655A JP9165589A JP3005228B2 JP 3005228 B2 JP3005228 B2 JP 3005228B2 JP 1091655 A JP1091655 A JP 1091655A JP 9165589 A JP9165589 A JP 9165589A JP 3005228 B2 JP3005228 B2 JP 3005228B2
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秀樹 田村
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二次電池に充電電流を供給し、充電完了後
は充電電流を小電流に切換えるようになされた充電回路
に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の充電回路として、第3図に示すものが
知られている。
すなわち、第3図において、交流電源ACからの交流電
流はダイオードブリッジDBとコンデンサC1により整流、
平滑されて、発振トランスTに導かれる。スイッチング
素子Q2は駆動回路1からの所定周期のパルスによりスイ
ッチングされ、これにより所定直流電力は発振トランス
Tで所定周期の交流電力に変換される。
発振トランスTからの交流電力はダイオードD2、D3
より全波整流され、更にチョークコイルLc、コンデンサ
C3で平滑されて二次電池2へ供給される。この充電電流
の一部は後述の各検出回路等にも供給され、それらの駆
動電力として利用される。
充電電流は抵抗R5で電圧として検出され、この検出電
圧が充電電流検出回路3に送入される。充電電流検出回
路3は充電電流に応じた出力信号をフォトカプラ(不図
示)を構成する発光ダイオードD7を介して駆動回路1に
導き、これにより駆動回路1でパルスデューティが変更
制御されて安定した充電電流が二次電池2に供給され
る。
電池電圧検出回路4は充電が完了すると、また電池温
度検出回路5は電池温度が上昇してこのまま充電すると
電池の劣化を招くような場合、あるいは所定の上昇温度
により充電の完了と見做すと出力信号を送出して、同じ
くフォトカプラを介して駆動回路1に導かれ、これによ
り駆動回路1でパルスデューティがより一層小さく変更
制御されて充電電流は小電流に切換えられる。
すなわち、充電電流の供給を停止せずに小電流に切換
えることにより、各検出回路やその他の回路の動作を持
続させておき、自動復帰が可能な状態を保持している。
例えば、外部環境により、一旦電池温度が高くなり、そ
の後温度が降下した場合等に再度充電を開始出来るよう
にするものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
満充電の後に小電流が引き続き供給されると、二次電
池が過充電され、また異常に発熱して電池性能の劣化を
招来することとなる。
一方、この電流を必要以上に制限すると(第2図、波
形d破線部参照)、必要な電圧レベルが確保できず(第
2図、波形e破線部参照)、上述した各検出回路等の電
源として機能しなくなり、動作の不安定、更には動作の
持続が不能となる。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、充電完了後
は、各検出回路等の動作が確保出来る電流を供給すると
ともに、この電流が二次電池には供給されないようにし
た充電回路を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明は、発振トランスとスイッチング手段とからな
るインバータ回路を有するとともに、上記発振トランス
と2次側に二次電池及び充電状態を検出する検出回路が
設けられてなり、上記二次電池に充電電流を供給し、上
記検出回路に基づく充電完了後は2次側へ小電流に切換
えて供給する充電回路において、上記小電流は上記充電
電流より小さく、且つ2次側の上記検出回路の動作維持
が確保可能な電流であり、上記小電流への切換えに伴っ
て短絡されるスイッチを上記二次電池に並列接続したも
のである。
(作用) 本発明に係る充電回路によれば、充電中は充電電流が
二次電池に供給される。そして、充電が検出回路によっ
て完了とされると、二次側へ充電電流より小さく、且つ
2次側の検出回路の動作維持が確保可能な小電流に切換
えて供給されるとともに、この切換えに伴ってスイッチ
が動作されて二次電池は短絡状態にされる。このため、
充電完了後の小電流は二次電池には供給されなくなり、
検出回路などに供給されることとなるので充電状態の検
出動作が充電完了後も継続的に確保される。
(実施例) 第1図は、本発明に係る充電回路の一実施例を示す回
路図である。なお、図中、第3図と同一符号が付された
ものは同一物を示す。
図において、ACは商用電源等の交流電源、DBは上記電
源ACからの交流電流を整流するダイオードブリッジ、C1
はダイオードブリッジDBの整流出力を平滑するコンデン
サである。Q2はトランジスタ等のスイッチング素子で、
このスイッチング動作は後述の駆動回路1によりオン、
オフ制御される。1は予め定めた周期のパルスを上記ス
イッチング素子4に送出するとともに、その出力パルス
のパルスデューティを変更制御する駆動回路である。T
はスイッチング素子Q2のオン、オフにより直流電力を交
流電力に変換する発振トランスである。なお、抵抗R3
コンデンサC2とからなる並列回路は、スパイクノイズ等
を吸収するスナバ回路、D1はダイオードである。
該トランスTの他の1次側コイルL2に生じる交流電流
はダイオードD5で半波整流され、コンデンサC4、C5で平
滑され、更にツェナーダイオードZD1で一定電圧にされ
た後、駆動回路1の電源として供給されている。これに
より、駆動回路1はスイッチング素子Q2の動作後はコイ
ルL2から電源電流を供給される。
一方、スイッチング素子Q2の動作前は下記の補助電源
から供給される。すなわち、抵抗R1、R2、トランジスタ
Q1、ツェナーダイオードZD2及びダイオードD4から成る
回路は電源供給回路を構成し、ダイオードブリッジDBの
整流電流の一部をトランジスタQ1及びダイオードD4を介
して駆動回路1の補助電源として供給するものである。
この補助電源供給回路は、発振トランスTが動作を開始
してコイルL2から電源電流が供給されると、ツェナーダ
イオードZD1によりダイオードD4が逆バイアスされるた
め、電流供給が停止される。
さて、上記発振トランスTの1次コイルL1に間欠的に
電流が流れると、2次コイルL3に電圧が誘起され、交流
2次電流が生じる。発振トランスTの2次コイルL3に誘
起される電圧によって生じる2次交流電流はダイオード
D2、D3で全波整流され、更にチョークコイルLc及びコン
デンサC3で平滑された後、ダイオードD8を経て二次電池
2に供給される。
オペアンプOPを有する充電電流検出回路3と駆動回路
1とは、以下のようにフィードバック系を構成してい
る。
R5は二次電池2に直列に接続された負荷電流検出用抵
抗である。OPはオペアンプで、非反転入力端子には上記
負荷電流検出用抵抗R5で検出された電圧が入力されるよ
うになされている。VRはオペアンプOPの反転入力端子と
出力端子間に接続された可変抵抗、R6は反転入力端子に
接続された抵抗で、これらの抵抗により、オペアンプOP
の増幅率が、1+(VR/R6)として設定される。出力端
は抵抗R7を介して不図示のフォトカプラを構成する発光
ダイオードD7のアノード側に接続されている。
上記オペアンプOPは充電電流が増大して検出電圧が上
昇すると、出力電圧を上昇させて発光ダイオードD7に流
れる電流を増加させ、逆に充電電流が減少して検出電圧
が低下すると、出力電圧を低下させて発光ダイオードD7
に流れる電流を減少させるようになされている。駆動回
路1は発光ダイオードD7に流れる電流が増大すると、出
力パルスのパルスデューティを小さくして、充電電流を
減少させ、逆に発光ダイオードD7に流れる電流が減少す
ると、出力パルスのパルスデューティを大きくして、充
電電流を増大させ、これにより一定の充電電流が二次電
池2に供給されるようになされている。
発振トランスTの2次側コイルL4に生じる交流電流は
ダイオードD6で半波整流され、更にコンデンサC6で平滑
されて所定の電圧にされた後、オペアンプOPの電源とし
て供給されている。
4は二次電池2の電池電圧を検出する電池電圧検出回
路、5は二次電池2に近接配置された、例えばサーミス
タ等を有する電池温度検出回路である。抵抗R4、R8及び
トランジスタQ3は上記電池電圧検出回路4、電池温度検
出回路5からの検出出力を発光ダイオードD7に導く回路
を構成するものである。すなわち、電池電圧が所定レベ
ルに達して(第2図a)電池電圧検出回路4から検出出
力が送出され(第2図c)、あるいは電池温度が所定温
度に達して(第2図b)電池温度検出回路5から検出出
力が送出されると(第2図c)、トランジスタQ3がオン
して、発光ダイオードD7が発光し、これにより駆動回路
1は出力パルスのパルスデューティを予め設定した値、
すなわち各検出回路等の動作維持が最低限確保可能な小
電流を流すようにする。
二次電池2にはトランジスタQ4と発光ダイオードD9
からなる直流回路が並列接続されている。R9は上記トラ
ンジスタQ4のベース抵抗である。このベース抵抗R9には
上記電池電圧検出回路4、電池温度検出回路5の出力側
が接続されている。
以下、この回路の動作を第2図を参照して説明する。
なお、第2図波形a、bにおいては、説明の便宜上、電
池電圧の上昇と、電池温度の上昇が略同一時点で各検知
レベルに達しているように示されているが、いずれか一
方が検知レベルに達した時点でトランジスタQ4が動作す
るものである。
充電が開始されると電池電圧は波形aに示すように上
昇し、所定の電圧検知レベルに達する。この電圧検知レ
ベルは二次電池2が満充電に達したと見做すレベルに予
め設定されている。
また一方、充電が開始され、二次電池の蓄積電荷が増
大するに応じて電池温度が波形bに示すように上昇し、
所定の温度検知レベルに達する。この温度検知レベルは
二次電池2が満充電に達したと見做すレベルに予め設定
されている。
そして、電池電圧が検知レベルに達すると電池電圧検
出回路4から、あるいは電池温度が検知レベルに達する
と電池温度検出回路5から、波形cに示すようにe0電圧
の検出出力が送出され、この検出出力によりトランジス
タQ3がオンされて発光ダイオードD7に抵抗R4を介して電
流が供給されて発光ダイオードD7が発光する。駆動回路
1はこの発光ダイオードD7の発光を不図示のフォトトラ
ンジスタを受光して、出力パルスのパルスデューティを
所定の小さい値になるように変更制御する。従って、発
振トランスTの2次側に発生する電流を当初の充電電流
I0から小電流I1に切換える(波形d参照)。各検出回路
等はこの小電流I1により所定の電源電圧V0よりも僅かに
低い電圧V1を供給されて(波形e参照)、その検出動作
等を持続可能にされる。
一方、トランジスタQ4は上記電池電圧検出回路4、電
池温度検出回路5のいずれかから、あるいは両方から波
形cに示すe0電圧の検出出力が入力されると、オンして
二次電池2を短絡する。
このトランジスタQ4の短絡により、発振トランスTか
らの小電流I1はトランジスタQ4に流れ込み、二次電池2
へは供給されなくなる。
また、充電途中において、外部条件等何等かの原因に
より電池温度が検知レベルを越えたような場合、電池温
度検出回路5が動作して充電電流I0が一旦小電流I1に切
換えられるとともにトランジスタQ4がオンする。そし
て、この後電池温度が正常に戻ると、電池温度検出回路
5からの検知出力が送出されなくなって、トランジスタ
Q4がオフにされるとともに所定の充電電流I0が再び二次
電池2に供給され、充電が再開されることになる。
なお、トランジスタQ4がオンしている間は二次電池2
への電流供給が全く停止される訳ではなく、トランジス
タQ4のエミッタ−コレクタ間電圧とダイオードD9の順方
向電圧を加算した電圧に対応する電流が僅かに流れ、こ
れにより、二次電池2の自己放電分がある程度補充され
る。
また、発光ダイオードD9は必ずしも必要ではないが、
介在させた場合にはトランジスタQ4がオンして点灯する
ことにより、小電流I1が二次電池2側に供給されていな
いことを視覚的に容易に確認出来る。
更に、二次電池2へは、上述のように微小電流を供給
する必要はなく完全に停止するようにしてもよい。従っ
て、上記トランジスタQ4は一般的にスイッチとしての働
きを有するものであり、電池電圧検出回路4、電池温度
検出回路5からの検出信号により遮断状態から導通状態
に切換わるスイッチ動作を行うものを用いることができ
る。
なお、本実施例では、小電流をI1として説明したが、
これは各コイルL2〜L4を通して各検出回路その他へ電源
電流として供給される電流を代表的に示したものであ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、二次電池の充電完了後に充電電流を
小電流に切換える充電回路において、充電完了後は該二
次電池が短絡されるようにしたので、小電流が二次電池
に供給されることはなく、過充電及び二次電池の劣化が
防止出来る。また、この小電流により、各検出回路等の
継続動作が確保出来き、信頼性の高い充電回路が得られ
る。すなわち、従来では、充電完了後の二次電池の過充
電を防止するために小電流に落とすと2次側の検出回路
用の電源が確保できなくなるという問題があり、そのた
め2次側の検出回路用に別途の電源が必要になり、回路
構成が複雑になって回路が大型になり、コスト高になる
という問題があったが、本発明では検出回路に別途の電
源を必要としないため、二次電池の過充電を防止しつ
つ、回路を小型、低コストにできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る充電回路の一実施例を示す回路
図、第2図はその波形図、第3図は従来の充電回路の動
作を説明するための回路図である。 1……駆動回路、2……二次電池、3……充電電流検出
回路、4……電池電圧検出回路、5……電池温度検出回
路、AC……交流電源、DB……ダイオードブリッジ、Q2
…スイッチング素子、T……発振トランス、OP……オペ
アンプ、Q4……トランジスタ(スイッチ)、D9……発光
ダイオード、

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発振トランスとスイッチング手段とからな
    るインバータ回路を有するとともに、上記発振トランス
    の2次側に二次電池及び充電状態を検出する検出回路が
    設けられてなり、上記二次電池に充電電流を供給し、上
    記検出回路に基づく充電完了後は2次側へ小電流に切換
    えて供給する充電回路において、上記小電流は上記充電
    電流より小さく、且つ2次側の上記検出回路の動作維持
    が確保可能な電流であり、上記小電流への切換えに伴っ
    て短絡されるスイッチを上記二次電池に並列接続したこ
    とを特徴とする充電回路。
JP1091655A 1989-04-10 1989-04-10 充電回路 Expired - Lifetime JP3005228B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59106830A (ja) * 1982-12-10 1984-06-20 マミヤ光機株式会社 充電回路
JPS6399732A (ja) * 1986-10-15 1988-05-02 松下電工株式会社 充電回路

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