JP3158676B2 - 充電器 - Google Patents

充電器

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JP3158676B2
JP3158676B2 JP19044592A JP19044592A JP3158676B2 JP 3158676 B2 JP3158676 B2 JP 3158676B2 JP 19044592 A JP19044592 A JP 19044592A JP 19044592 A JP19044592 A JP 19044592A JP 3158676 B2 JP3158676 B2 JP 3158676B2
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正吾 住友
敏夫 三木
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Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源回路を
用いた充電器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ニッケルカドミウム蓄電池等の充
電可能な二次電池を充電するための充電器は、小型・軽
量化のために電源部にスイッチング電源を用いたものが
多く使用されている。
【0003】以下に従来の充電器で2個の電池が充電で
きるタイプのものについて説明する。
【0004】図2は従来の充電器の回路ブロック図を示
すものである。図2において1と2は交流入力端子、3
は交流入力を整流・平滑する整流・平滑回路である。4
は高周波スイッチングトランスであり、第一の1次巻線
P1、第二の1次巻線P2、第一の2次巻線S1、第二
の2次巻線S2を有している。5は高周波スイッチング
素子であり、6はスイッチング制御回路部である。7は
4の高周波スイッチングトランスの第一の2次巻線S1
に出力される高周波交流電圧を整流して、直流電圧を得
る整流ダイオードであるが、第一の2次巻線S1のフラ
イバック出力を得るために、第一の1次巻線P1と逆極
性となる第一の2次巻線S1の端子aに接続されてい
る。8はその直流電圧を平滑する平滑コンデンサであ
る。9は第二の2次巻線S2の整流ダイオードであり、
8の整流ダイオードと同様にフライバック出力を得るた
めに第二の2次巻線S2の端子cに接続されている。1
0はその平滑コンデンサである。11は充電電流制御回
路部であり、12は充電コントロール回路部、13は電
池からの逆流電流を防止する出力ダイオード、14は2
つの電池への出力を切り替える出力切り替えリレーであ
る。15は12の充電完了検出回路部と14の出力切り
替えリレーの電源電圧であり基準電圧でもある一定電圧
を出力する定電圧回路部である。16は2次側の出力変
動を1次側の6のスイッチング制御回路部へ帰還するた
めのフォトカプラである。17は充電器から出力される
充電電流により充電される第一の二次電池であり、18
は第二の二次電池である。
【0005】以上のように構成された充電器について、
以下その動作について説明する。まず、1と2の交流入
力端子に交流電源が入力され、3の整流・平滑回路によ
り直流電圧に変換される。この直流電圧が加えられるこ
とにより、4の高周波スイッチングトランスと、5の高
周波スイッチング素子と、6のスイッチング制御回路部
により発振が開始される。発振の開始により、4の高周
波スイッチングトランスの第一の2次巻線S1には高周
波交流電圧が出力されるが、7の整流ダイオードにより
そのフライバック出力が8の平滑コンデンサに出力さ
れ、直流電圧V1が得られる。同様に9の整流ダイオー
ドと10の平滑コンデンサにより、第二の2次巻線S2
のフライバック出力が直流電圧V2として得られる。1
1の充電電流制御回路部に直流電圧V1が、15の定電
圧回路部に直流電圧V2が加えられることにより、11
の充電電流制御回路部は所定の充電電流を、13の出力
ダイオードと14の出力切り替えリレーを介して、17
の第一の二次電池に供給し始め、充電が開始される。1
7の第一の二次電池の充電が進行し、12の充電コント
ロール回路部がその充電完了期を検出すると、14の出
力切り替えリレーが切り替わり18の第二の二次電池の
充電が開始される。18の第二の二次電池の充電が進行
し、12の充電コントロール回路部がその充電完了期を
検出すると、充電電流は10の充電電流制御回路部によ
り微小電流に切り替えられ、以降は17の第一の二次電
池もしくは18の第二の二次電池に微小電流が供給され
続ける。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、4の高周波スイッチングトランスの第一
の二次巻線S1と第二の二次巻線S2が磁気的に結合し
ており、且つ第一の二次巻線S1と第二の二次巻線S2
の両者からそれぞれのフライバック出力を得ようとして
いるために、第一の二次巻線S1のフライバック出力で
ある直流電圧V1が低下した場合、第二の二次巻線S2
のフライバック出力である直流電圧V2も直流電圧V1
に比例して低下するという特性であった。このため18
の第二の二次電池の電圧が過放電により0Vとなってい
た場合、17の第一の二次電池の充電が完了し18の第
二の二次電池の充電に切り替わったとき、第一の二次巻
線S1の出力である直流電圧V1が18の第二の二次電
池の電圧が0Vであることにより0V近くの電圧に低下
し、同時に第二の二次巻線S2の出力である直流電圧V
2も同様に低下してしまう。この直流電圧V2は12の
充電コントロール回路部の電源電圧であるために、12
の充電コントロール回路部は全てリセットされ初期状態
に戻ってしまい、再び17の第一の二次電池の充電から
開始することになる。その後、17の第一の二次電池は
充電状態であるためにその充電は短時間で完了し、再び
18の第二の二次電池の充電に切り替わるが、18の第
二の二次電池の電圧は0Vのままであるため前述の動作
を繰り返し、また17の第一の二次電池の充電を開始す
ることとなる。その後もこの繰り返しが継続され、この
ため17の第一の二次電池は過充電の連続、18の第二
の二次電池は全く充電されないという状態になる、とい
う問題点を有していた。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、接続された二次電池の電圧が0Vであっても不都合
な動作を発生せずに、正常に二次電池を充電する充電器
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の充電器は、高周波スイッチングトランスの第
一の2次巻線に接続され直流出力を得る第一の2次巻線
の整流ダイオードを、第一の2次巻線よりフライバック
出力を得られるよう接続し、高周波スイッチングトラン
スの第二の2次巻線に接続され直流出力を得る第二の
次巻線の整流ダイオードを、第二の2次巻線よりフォワ
ード出力を得られるよう接続し、第一の2次巻線の整流
ダイオードから得られるフライバック出力を電池充電用
の主電源とし、第二の2次巻線の整流ダイオードから得
られるフォワード出力を充電制御回路用電源とした構成
を有している。
【0009】
【作用】この構成によって、接続された二次電池の電圧
が0Vであっても、高周波スイッチングトランスの第一
の2次巻線と第二の2次巻線が互いに干渉しあわない。
このため第一の2次巻線の出力電圧が低下しても、第二
の2次巻線の出力電圧は低下しないため、電圧が0Vの
電池であっても充電制御回路部がリセットされることが
なく、正常に充電することができる。
【0010】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図1に示す
回路ブロック図を参照しながら説明する。なお、図1に
示す本実施例の回路ブロック図は、基本的には図2に示
した従来の回路ブロック図と同じ構成であるので、同一
構成部分には同一番号を付している。
【0011】図1において、1と2は交流入力端子、3
は交流入力を整流・平滑する整流・平滑回路である。4
は高周波スイッチングトランスであり、第一の1次巻線
P1、第二の1次巻線P2、第一の2次巻線S1、第二
の2次巻線S2を有している。5は高周波スイッチング
素子であり、6はスイッチング制御回路部である。7は
4の高周波スイッチングトランスの第一の2次巻線S1
に出力される高周波交流電圧を整流して、直流電圧を得
る整流ダイオードであるが、第一の2次巻線S1のフラ
イバック出力を得るために、第一の1次巻線P1と逆極
性となる第一の2次巻線S1の端子aに接続されてい
る。8はその直流電圧を平滑する平滑コンデンサであ
る。29は第二の2次巻線S2の整流ダイオードであ
り、第一の2次巻線S1と8の整流ダイオードの接続と
は逆極性で、フォワード出力を得るために第二の2次巻
線S2の端子dに接続されている。10はその平滑コン
デンサである。11は充電電流制御回路部であり、12
は充電コントロール回路部、13は電池からの逆流電流
を防止する出力ダイオード、14は2つの電池への出力
を切り替える出力切り替えリレーである。15は12の
充電コントロール回路部と14の出力切り替えリレーの
電源電圧であり基準電圧でもある一定電圧を出力する定
電圧回路部である。16は2次側の出力変動を1次側の
6のスイッチング制御回路部へ帰還するためのフォトカ
プラである。17は充電器から出力される充電電流によ
り充電される第一の二次電池であり、18は第二の二次
電池である。
【0012】以上のように構成された充電器の動作につ
いて以下に説明する。まず、1と2の交流入力端子に交
流電源が入力され、3の整流・平滑回路により直流電圧
に変換される。この直流電圧が加えられることにより、
4の高周波スイッチングトランスと、5の高周波スイッ
チング素子と、6のスイッチング制御回路部により発振
が開始される。発振の開始により、4の高周波スイッチ
ングトランスの第一の2次巻線S1には高周波交流電圧
が出力されるが、7の整流ダイオードによりそのフライ
バック出力が8の平滑コンデンサに出力され、直流電圧
V1が得られる。また、第二の2次巻線S2においては
29の整流ダイオードと10の平滑コンデンサにより、
第一の2次巻線S1とは逆のフォワード出力が直流電圧
V2として得られる。11の充電電流制御回路部に直流
電圧V1が、15の定電圧回路部に直流電圧V2が加え
られることにより、11の充電電流制御回路部は所定の
充電電流を、13の出力ダイオードと14の出力切り替
えリレーを介して17の第一の二次電池に供給し始め、
充電が開始される。17の第一の二次電池の充電が進行
し、12の充電コントロール回路部がその充電完了期を
検出すると、14の出力切り替えリレーが切り替わり、
18の第二の二次電池の充電が開始される。そして18
の第二の二次電池の充電が進行し、12の充電コントロ
ール回路部がその充電完了期を検出すると、充電電流は
10の充電電流制御回路部により微小電流に切り替えら
れ、以降は17の第一の二次電池もしくは18の第二の
二次電池に微小電流が供給され続ける。
【0013】本実施例による充電器において、4の高周
波スイッチングトランスの第一の2次巻線S1と、第二
の2次巻線S2とは磁気的に結合しているが、第一の2
次巻線S1からはそのフライバック出力を得ようとして
おり、第二の2次巻線S2からはそのフォワード出力を
得ようとしているため、第一の2次巻線S1の出力であ
る直流電圧V1と、第二の2次巻線S2の出力である直
流電圧V2とは互いに干渉しなくなる。このため、18
の第二の二次電池の電圧が過放電により0Vとなってい
る状態で、17の第一の二次電池の充電が完了し18の
第二の二次電池の充電に切り替わったときでも、第一の
二次巻線S1の出力である直流電圧V1は、18の第二
の二次電池の電圧が0Vであることにより0V近くの電
圧に低下してしまうが、第二の二次巻線S2の出力であ
る直流電圧V2は所定の電圧を維持することができる。
この直流電圧V2が維持されることにより、12の充電
完了検出回路部もリセットされることなく、そのまま1
8の第二の二次電池の充電が続行され、その電圧は徐々
に上昇し、やがて充電完了を迎えることとなる。
【0014】以上のように本実施例によれば、7の整流
ダイオードを4の高周波スイッチングトランスの第一の
2次巻線S1のフライバック出力を得るべくその端子a
に接続し、29の整流ダイオードを第二の2次巻線S2
のフォワード出力を得るべくその端子dに接続すること
により、第一の2次巻線S1の出力である直流電圧1が
低下しても、第二の2次巻線S2の出力である直流電圧
2は低下しないため、電圧が0Vの電池であっても充電
完了検出回路部がリセットされることなく、正常に充電
することができる。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明では、高周波スイッ
チングトランスの第一の2次巻線に接続され直流出力を
得る第一のダイオードをそのフライバック出力を得られ
るように接続し、第二の2次巻線に接続され直流出力を
得る第二のダイオードをそのフォワード出力を得られる
ように接続することにより、電圧が0Vの電池であって
も充電完了検出部がリセットされることなく、正常に充
電することができる優れた充電器を実現できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における充電器の回路ブロッ
ク図
【図2】従来の充電器の回路ブロック図
【符号の説明】
1 交流入力端子 2 交流入力端子 3 整流・平滑回路 4 高周波スイッチングトランス 5 高周波スイッチング素子 6 スイッチング制御回路部 7 第一の2次巻線の整流ダイオード 8 第一の2次巻線の平滑コンデンサ 9 第二の2次巻線の整流ダイオード 10 第二の2次巻線の平滑コンデンサ 11 充電電流制御回路部 12 充電コントロール回路部 13 出力ダイオード 14 出力切り替えリレー 15 定電圧回路部 16 フォトカプラ 17 第一の二次電池 18 第二の二次電池 29 第二の2次巻線の整流ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−189137(JP,A) 特開 平1−318516(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の二次電池を順に切り替えて充電完
    了まで充電する充電器において、 第一の1次巻線と、第二の1次巻線と、第一の2次巻線
    と、第二の2次巻線を有する高周波スイッチングトラン
    スと、高周波スイッチング素子と、スイッチング制御回
    路部と、前記高周波スイッチングトランスの第一の2次
    巻線に接続され直流出力を得る第一の2次巻線の整流
    イオードと、その直流出力を平滑する第一の2次巻線の
    平滑コンデンサと、前記第二の2次巻線に接続され直流
    出力を得る第二の2次巻線の整流ダイオードと、その直
    流出力を平滑する第二の2次巻線の平滑コンデンサによ
    り構成されるスイッチング電源回路を用い、前記第一の
    2次巻線の整流ダイオードを前記第一の2次巻線よりフ
    ライバック出力を得られるよう接続するとともに、前記
    第二の2次巻線の整流ダイオードを前記第二の2次巻線
    よりフォワード出力を得られるよう接続し、前記第一の
    2次巻線の整流ダイオードから得られるフライバック出
    力を電池充電用の主電源とし、前記第二の2次巻線の整
    流ダイオードから得られるフォワード出力を充電制御回
    路用電源とし、二次電池電圧が0Vであっても充電制御
    回路部がリセットされないことを特徴とする充電器。
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