JP3197698B2 - Battery charge / discharge circuit - Google Patents
Battery charge / discharge circuitInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池の充放電回路
に関する。とくに、本発明は、電源に負荷と二次電池と
を接続し、電源がオンのときは電源から負荷に電力を供
給すると共に二次電池を充電し、電源がオフのときに
は、二次電池から負荷に電力を供給するいわゆるフロー
ティング充電する充放電回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge / discharge circuit for a secondary battery. In particular, the present invention connects a load and a secondary battery to a power supply, supplies power to the load from the power supply when the power is on, and charges the secondary battery.When the power is off, the secondary battery supplies the load. The present invention relates to a so-called floating charge / discharge circuit for supplying power to a load.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のフローティング充放電回路を図1
に示す。この図に示す充放電回路は、電源から負荷1に
電力を供給するために、ダイオードD1を介して直流電
源に負荷1を接続している。また、直流電源が二次電池
2を充電するために、定電圧充電回路3を介して電源に
二次電池2を接続している。定電圧充電回路3は、電源
電圧を低下させて定電圧化して、二次電池2を一定の電
圧に制限して充電する。電源がオンのとき、負荷1から
二次電池2に向かって電流が流れないように、負荷1と
二次電池2との間に一方向整流素子4を接続している。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional floating charge / discharge circuit.
Shown in In the charge / discharge circuit shown in this figure, a load 1 is connected to a DC power supply via a diode D1 in order to supply power from the power supply to the load 1. Further, in order for the DC power supply to charge the secondary battery 2, the secondary battery 2 is connected to the power supply via the constant voltage charging circuit 3. The constant voltage charging circuit 3 lowers the power supply voltage to make the voltage constant, and charges the secondary battery 2 while limiting it to a constant voltage. The one-way rectifier 4 is connected between the load 1 and the secondary battery 2 so that no current flows from the load 1 to the secondary battery 2 when the power is on.
【0003】ところで、この明細書において「一方向整
流素子」とは、電流を一方に流すことはできるが、逆向
きには流すことができきない半導体素子、たとえば、ダ
イオード、サイリスタ、トランジスタ等を意味するもの
とする。サイリスタは、ゲートをトリガーしてダイオー
ドと同じように電流を流すことができる。トランジスタ
はベース電流を流して電流を流す状態に制御できる。[0003] In this specification, a "one-way rectifier" refers to a semiconductor element that can flow a current to one side but cannot flow a current in the opposite direction, such as a diode, a thyristor, a transistor, or the like. Shall mean. A thyristor can trigger a gate to conduct current, much like a diode. The transistor can be controlled so that a base current flows and a current flows.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】図1に示す充放電回路
は、直流電源をオンとするとき、直流電源から負荷1に
電力を供給する。このとき、電源の電圧が、定電圧充電
回路3で一定の電圧に制御されて二次電池2を充電す
る。電源がオフになると、一方向整流素子4を介して二
次電池2から負荷1に電力が供給される。The charge / discharge circuit shown in FIG. 1 supplies power to the load 1 from the DC power supply when the DC power supply is turned on. At this time, the voltage of the power supply is controlled to a constant voltage by the constant voltage charging circuit 3 to charge the secondary battery 2. When the power is turned off, power is supplied from the secondary battery 2 to the load 1 via the one-way rectifier 4.
【0005】この充放電回路は、一方向整流素子4が理
想的な動作をするかぎり、二次電池2を過充電すること
はない。しかしながら、一方向整流素子4の漏れ電流が
原因で、二次電池2を過充電する弊害が発生する。とく
に、一方向整流素子4は、順方向の電圧降下を小さくす
る必要がある。したがって、電圧ロスの小さいショット
キーバリアダイオードが適している。しかしながら、シ
ョットキーバリアダイオードは、高温になると逆漏れ電
流が増加する性質がある。一方向整流素子4の逆漏れ電
流は、二次電池2を設定電圧よりも高い電圧に充電して
過充電する。一方向整流素子4を通過する電流は、ダイ
オードD3で遮断されるので、ツェナーダイオードD4で
定電圧化できない。このため、電源をオンにする時間が
長くなると、二次電池2が過充電されて劣化してしまう
弊害がある。[0005] This charge / discharge circuit does not overcharge the secondary battery 2 as long as the one-way rectifier 4 operates ideally. However, the adverse effect of overcharging the secondary battery 2 occurs due to the leakage current of the one-way rectifier 4. In particular, the unidirectional rectifier 4 needs to reduce the forward voltage drop. Therefore, a Schottky barrier diode with small voltage loss is suitable. However, the Schottky barrier diode has a property that the reverse leakage current increases at high temperatures. The reverse leakage current of the one-way rectifier element 4 charges the secondary battery 2 to a voltage higher than the set voltage and overcharges the secondary battery 2. Since the current passing through the one-way rectifier 4 is blocked by the diode D3, the current cannot be made constant by the Zener diode D4. For this reason, if the power-on time is prolonged, the secondary battery 2 is overcharged and deteriorated.
【0006】一方向整流素子4の逆漏れ電流で、二次電
池2が過充電される弊害は、図1において、定電圧充電
回路3のツェナーダイオードD4を、実線の位置から破
線位置に変更して解消できる。しかしながら、破線位置
に接続したツェナーダイオードD4は、電源をオフにし
たときに、二次電池2を放電して電池2を無駄に消費す
る欠点がある。ツェナーダイオードD4が二次電池2を
放電しないように、二次電池2とツェナーダイオードD
4との間にダイオードを接続する必要がある。二次電池
2とツェナーダイオードD4との間にダイオードを接続
するので、ツェナーダイオードD4は、一方向整流素子
4の逆漏れ電流で二次電池2の電圧が上昇するのを防止
できない。このように、二次電池を定電圧充電する回路
は、一方向整流素子の逆漏れ電流で二次電池の電圧が異
常に上昇するのを防止できず、電源をオンにする時間が
長くなると、逆漏れ電流で二次電池が劣化する欠点があ
る。とくに、二次電池にリチウムイオン二次電池を使用
すると、過充電によって電池性能が著しく低下する弊害
がある。したがって、リチウムイオン二次電池を使用す
るフローティング充電回路は、とくに、二次電池の過充
電を防止することが大切である。The adverse effect that the secondary battery 2 is overcharged by the reverse leakage current of the one-way rectifying element 4 is caused by changing the Zener diode D4 of the constant voltage charging circuit 3 from the position of the solid line to the position of the broken line in FIG. Can be eliminated. However, the zener diode D4 connected at the position indicated by the broken line has a drawback that the secondary battery 2 is discharged and the battery 2 is wasted when the power is turned off. To prevent the Zener diode D4 from discharging the secondary battery 2, the secondary battery 2 and the Zener diode D
It is necessary to connect a diode between them. Since a diode is connected between the secondary battery 2 and the Zener diode D 4, the Zener diode D 4 cannot prevent the voltage of the secondary battery 2 from rising due to the reverse leakage current of the one-way rectifier 4. Thus, the circuit for charging the secondary battery at a constant voltage cannot prevent the voltage of the secondary battery from abnormally rising due to the reverse leakage current of the one-way rectifying element, and if the time for turning on the power becomes longer, There is a disadvantage that the secondary battery is deteriorated by the reverse leakage current. In particular, when a lithium ion secondary battery is used as a secondary battery, there is a problem that battery performance is significantly reduced due to overcharging. Therefore, in a floating charging circuit using a lithium ion secondary battery, it is particularly important to prevent the secondary battery from being overcharged.
【0007】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、一方
向整流素子の漏れ電流に起因する二次電池の過充電を防
止する電源の充放電回路を提供することにある。The present invention has been developed to solve this drawback. An important object of the present invention is to provide a charge / discharge circuit of a power supply that prevents overcharge of a secondary battery due to leakage current of a one-way rectifier.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の電池の充放電回
路は、前述の目的を達成するために下記の構成を備え
る。電池の充放電回路は、定電圧充電回路3を介して二
次電池2を電源に接続している。二次電池2は、一方向
整流素子4を介して、負荷1に接続されている。一方向
整流素子4は、二次電池2から負荷1に向かって電流を
流すことはできるが、負荷1から二次電池2に向かって
電流が流れるのを阻止するように接続されている。一方
向整流素子4には、通常ダイオードが使用される。電源
がオンのとき、定電圧充電回路3は、二次電池2が一定
の設定電圧以上に上昇するのを阻止して充電する。さら
に、電源から負荷1に電力が供給される。電源がオフの
ときには、一方向整流素子4を介して、二次電池2から
負荷1に電力が供給される。The battery charging / discharging circuit according to the present invention has the following configuration to achieve the above object. The battery charge / discharge circuit connects the secondary battery 2 to a power supply via a constant voltage charging circuit 3. The secondary battery 2 is connected to the load 1 via the one-way rectifier 4. The one-way rectifier 4 is capable of flowing current from the secondary battery 2 to the load 1, but is connected so as to prevent current from flowing from the load 1 to the secondary battery 2. A diode is usually used for the one-way rectifier 4. When the power is on, the constant voltage charging circuit 3 charges the secondary battery 2 while preventing the secondary battery 2 from rising to a certain set voltage or higher. Further, power is supplied from the power supply to the load 1. When the power is off, power is supplied from the secondary battery 2 to the load 1 via the one-way rectifier 4.
【0009】さらに、本発明の充放電回路は、下記の独
得の構成を備えている。二次電池2を定電圧充電する定
電圧充電回路3は、スイッチング素子5を介して二次電
池2と並列に接続されている定電圧スイッチング回路3
Aを内蔵する。電源がオンのときには、スイッチング素
子5はオン状態となって、定電圧スイッチング回路3A
を二次電池2と並列に接続し、この定電圧スイッチング
回路3Aでもって、二次電池2の電圧が設定値以上に上
昇を阻止する。すなわち、一方向整流素子4の逆漏れ電
流で二次電池2の電圧が異常に上昇するのを防止する。
電源がオフの状態では、スイッチング素子5はオフ状態
となって、定電圧スイッチング回路3Aと二次電池2と
の接続を遮断する。すなわち、定電圧スイッチング回路
3Aが二次電池2を放電するのを防止する。Further, the charge / discharge circuit of the present invention has the following unique configuration. A constant voltage charging circuit 3 for charging the secondary battery 2 at a constant voltage includes a constant voltage switching circuit 3 connected in parallel with the secondary battery 2 via the switching element 5.
A is built in. When the power is on, the switching element 5 is turned on, and the constant voltage switching circuit 3A
Are connected in parallel with the secondary battery 2, and the constant voltage switching circuit 3A prevents the voltage of the secondary battery 2 from rising above a set value. That is, the voltage of the secondary battery 2 is prevented from abnormally rising due to the reverse leakage current of the one-way rectifier 4.
When the power is off, the switching element 5 is turned off, and the connection between the constant voltage switching circuit 3A and the secondary battery 2 is cut off. That is, it prevents the constant voltage switching circuit 3A from discharging the secondary battery 2.
【0010】[0010]
【作用】本発明の充放電回路の動作を、好ましい実施例
を示す図2に基づいて説明する。 [電源がオンのとき] ダイオードD1を介して、電源から負荷1に電力が
供給される。 このとき、二次電池2は、定電圧充電回路3を介し
て定電圧充電される。 一方向整流素子4であるダイオードD2に逆漏れ電
流ID2が流れる。 逆漏れ電流ID2は、定電圧スイッチング回路3Aに
バイパスされて二次電池2の過充電を防止する。定電圧
スイッチング回路3Aは、電源がオンになるとスイッチ
ング素子5をオンとし、定電圧スイッチング回路3Aを
二次電池2と並列に接続する。 二次電池2に並列接続された定電圧スイッチング回
路3Aは、二次電池2の電圧が異常に上昇して過充電さ
れるのを防止する。二次電池2の電圧が設定値よりも低
いとき、二次電池2は、定電圧充電回路3と一方向整流
素子4の逆漏れ電流ID2で充電される。しかしながら、
二次電池2の電圧が設定値に上昇すると、定電圧スイッ
チング回路3Aは、一方向整流素子4の逆漏れ電流ID2
をバイパスして、二次電池2の電圧上昇を阻止する。し
たがって、二次電池2は、一方向整流素子4の逆漏れ電
流ID2で過充電されない。The operation of the charge / discharge circuit of the present invention will be described with reference to FIG. 2 showing a preferred embodiment. [When the power supply is on] Power is supplied from the power supply to the load 1 via the diode D1. At this time, the secondary battery 2 is charged at a constant voltage via the constant voltage charging circuit 3. Reverse leakage current ID2 flows through diode D2, which is one-way rectifier element 4. The reverse leakage current ID2 is bypassed by the constant voltage switching circuit 3A to prevent the secondary battery 2 from being overcharged. When the power is turned on, the constant voltage switching circuit 3A turns on the switching element 5, and connects the constant voltage switching circuit 3A to the secondary battery 2 in parallel. The constant voltage switching circuit 3A connected in parallel to the secondary battery 2 prevents the voltage of the secondary battery 2 from abnormally rising and being overcharged. When the voltage of the secondary battery 2 is lower than the set value, the secondary battery 2 is charged with the reverse leakage current ID2 of the constant voltage charging circuit 3 and the one-way rectifier 4. However,
When the voltage of the secondary battery 2 rises to the set value, the constant voltage switching circuit 3A switches the reverse leakage current ID2 of the one-way rectifier 4
To prevent the voltage of the secondary battery 2 from rising. Therefore, the secondary battery 2 is not overcharged by the reverse leakage current ID2 of the one-way rectifier 4.
【0011】[電源がオフのとき] 電源がオフになると、一方向整流素子4であるダイ
オードD2を通過して、二次電池2から負荷1に電力が
供給される。 定電圧スイッチング回路3Aのスイッチング素子5
はオフとなる。したがって、定電圧スイッチング回路3
Aは二次電池2に並列に接続されなくなり、二次電池2
を放電するのが防止される。[When the power is off] When the power is turned off, the power is supplied from the secondary battery 2 to the load 1 through the diode D2 which is the one-way rectifying element 4. Switching element 5 of constant voltage switching circuit 3A
Turns off. Therefore, the constant voltage switching circuit 3
A is no longer connected to the secondary battery 2 in parallel, and the secondary battery 2
Is prevented from discharging.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための充放電回路を例示するものであっ
て、本発明は充放電回路を下記のものに特定しない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiments illustrate charge / discharge circuits for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the following charge / discharge circuits.
【0013】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。Further, in this specification, in order to make it easy to understand the claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments will be referred to as "claims", "actions", and "actions". In the column of "Means for solving the problem". However, the members shown in the claims are
It is by no means specific to the members of the embodiment.
【0014】図2に示す電池2の充放電回路は、電源と
負荷1との間にダイオードD1を接続している。ダイオ
ードD1と負荷1との間、すなわち、ダイオードD1の出
力側は、一方向整流素子4であるダイオードD2を介し
て二次電池2に接続されている。二次電池2の−側は、
負荷1と電源の−側に接続されている。ダイオードD2
は、二次電池2から負荷1に通電できるように接続され
ている。二次電池には、リチウムイオン二次電池やニッ
ケルカドミウム二次電池を使用する。The charge / discharge circuit of the battery 2 shown in FIG. 2 has a diode D 1 connected between the power supply and the load 1. Between the diode D1 and the load 1, that is, the output side of the diode D1 is connected to the secondary battery 2 via the diode D2 which is the one-way rectifying element 4. The negative side of the secondary battery 2 is
It is connected to the load 1 and the negative side of the power supply. Diode D2
Are connected so that power can be supplied from the secondary battery 2 to the load 1. As the secondary battery, a lithium ion secondary battery or a nickel cadmium secondary battery is used.
【0015】さらにダイオードD1の出力側は、電源が
オンのときに、二次電池2を定電圧充電できるように、
定電圧充電回路3を介して二次電池2に接続している。
定電圧充電回路3は、二次電池2の充電電流を制限する
電流制限抵抗6と、二次電池2の充電電圧を設定すると
共に、電源がオフのときに、二次電池2の無駄な放電を
阻止する定電圧スイッチング回路3Aとを備える。Further, the output side of the diode D1 is provided so that the secondary battery 2 can be charged at a constant voltage when the power is on.
It is connected to the secondary battery 2 via the constant voltage charging circuit 3.
The constant voltage charging circuit 3 sets a current limiting resistor 6 for limiting the charging current of the secondary battery 2 and a charging voltage of the secondary battery 2 and, when the power is off, wastefully discharges the secondary battery 2 And a constant voltage switching circuit 3A for blocking the voltage.
【0016】定電圧スイッチング回路3Aは、ツェナー
ダイオードD4とスイッチング素子5とで構成され、二
次電池2と並列に接続される。定電圧スイッチング回路
3Aを構成するツェナーダイオードD4とスイッチング
素子5とは互いに直列に接続される。ツェナーダイオー
ドD4は、電流制限抵抗6と二次電池2との接続点に接
続され、スイッチング素子5は、ツェナーダイオードD
4と電源の−側との間に接続されている。図2のスイッ
チング素子5は、MOSFETである。FETのゲート
は、電源の+側に接続されている。したがって、スイッ
チング素子5は、電源がオンのときにゲート電流が流さ
れてオン、電源がオフのときにはゲート電流が遮断され
てオフとなる。The constant voltage switching circuit 3A includes a Zener diode D4 and a switching element 5, and is connected in parallel with the secondary battery 2. The Zener diode D4 and the switching element 5 that constitute the constant voltage switching circuit 3A are connected in series with each other. The Zener diode D4 is connected to a connection point between the current limiting resistor 6 and the secondary battery 2, and the switching element 5 is connected to the Zener diode D4.
It is connected between 4 and the minus side of the power supply. The switching element 5 in FIG. 2 is a MOSFET. The gate of the FET is connected to the + side of the power supply. Accordingly, the switching element 5 is turned on when a power supply is on, and a gate current is cut off when the power supply is off.
【0017】この定電圧スイッチング回路は、下記の動
作をして二次電池を充電し、また二次電池から負荷に電
力を供給する。 [電源がオンのとき] スイッチング素子5であるFETがオン状態とな
り、二次電池2をツェナーダイオードD4のツェナー電
圧に保持して充電する。このとき、ダイオードD1を介
して電源から負荷1に電力が供給される。 スイッチング素子5がオンとなる状態で、ダイオー
ドD2の逆漏れ電流ID2は、二次電池2を充電するとき
の電圧を設定値以上には上昇させない。二次電池2を直
接にツェナーダイオードD4に接続するからである。す
なわち、図1に示す従来の充放電回路に必須のダイオー
ドD3を介することなく、二次電池2をツェナーダイオ
ードD4に接続するからである。 ツェナーダイオードD4は、ダイオードD2の逆漏れ
電流ID2をバイパスする。このため、ダイオードD2の
逆漏れ電流ID2で二次電池2が過充電されるのが阻止さ
れる。This constant voltage switching circuit performs the following operations to charge the secondary battery and to supply power to the load from the secondary battery. [When the power is on] The FET that is the switching element 5 is turned on, and the secondary battery 2 is charged while being held at the Zener voltage of the Zener diode D4. At this time, power is supplied from the power supply to the load 1 via the diode D1. In a state where the switching element 5 is turned on, the reverse leakage current ID2 of the diode D2 does not increase the voltage at the time of charging the secondary battery 2 beyond the set value. This is because the secondary battery 2 is directly connected to the Zener diode D4. That is, the secondary battery 2 is connected to the Zener diode D4 without passing through the diode D3 essential for the conventional charge / discharge circuit shown in FIG. Zener diode D4 bypasses reverse leakage current ID2 of diode D2. This prevents the secondary battery 2 from being overcharged by the reverse leakage current ID2 of the diode D2.
【0018】[電源がオフのとき] この状態では、スイッチング素子5はゲートに電流
が流れなくなって、オフ状態となる。このとき、二次電
池2から負荷1に電力が供給される。 スイッチング素子5がオフになると、ツェナーダイ
オードD4と二次電池2の接続が遮断される。 したがって、二次電池2とツェナーダイオードD4
とスイッチング素子5のループで電流が流れなくなる。
すなわち、二次電池2がツェナーダイオードD4を介し
て放電されなくなる。[When the power is off] In this state, no current flows through the gate of the switching element 5, and the switching element 5 is turned off. At this time, electric power is supplied from the secondary battery 2 to the load 1. When the switching element 5 is turned off, the connection between the Zener diode D4 and the secondary battery 2 is cut off. Therefore, the secondary battery 2 and the Zener diode D4
Current does not flow through the loop of the switching element 5.
That is, the secondary battery 2 is not discharged via the Zener diode D4.
【0019】図3は本発明の第2の実施例を示す。この
図に示す充放電回路は、図2の実施例のツェナーダイオ
ードD4に代わって、分圧抵抗R1、R2を使用する。ま
た、定電圧スイッチング回路3Aのスイッチング素子5
として、MOSFETに代わってトランジスターを使用
する。電源の電圧は、例えば5Vに設定される。したが
って、分圧抵抗R1、R2で電源電圧を分圧して、二次電
池2を定電圧充電することもできる。この充放電回路
は、分圧抵抗R1、R2の抵抗値の比率で、二次電池2の
充電電圧を設定する。分圧抵抗R1はダイオードD2と並
列に、分圧抵抗R2はトランジスターを介して二次電池
2と並列に接続する。トランジスターのベースは、抵抗
を介して電源の+側に接続される。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The charge / discharge circuit shown in this figure uses voltage dividing resistors R1 and R2 instead of the Zener diode D4 in the embodiment of FIG. The switching element 5 of the constant voltage switching circuit 3A
A transistor is used instead of the MOSFET. The voltage of the power supply is set to, for example, 5V. Therefore, the power supply voltage can be divided by the voltage dividing resistors R1 and R2 to charge the secondary battery 2 at a constant voltage. This charge / discharge circuit sets the charging voltage of the secondary battery 2 by the ratio of the resistance values of the voltage dividing resistors R1 and R2. The voltage dividing resistor R1 is connected in parallel with the diode D2, and the voltage dividing resistor R2 is connected in parallel with the secondary battery 2 via a transistor. The base of the transistor is connected to the + side of the power supply via a resistor.
【0020】トランジスターは、電源がオンときに電源
からベース電流が流されてオン、電源がオフのときは、
ベース電流が流れなくなってオフとなる。したがって、
この充放電回路は下記の動作をして二次電池2を定電圧
充電する。The transistor is turned on when a base current flows from the power supply when the power supply is on, and when the power supply is off,
The base current stops flowing and turns off. Therefore,
This charge / discharge circuit performs the following operation to charge the secondary battery 2 at a constant voltage.
【0021】[電源がオンのとき] スイッチング素子5であるトランジスターがオン状
態となり、二次電池2を、分圧抵抗R1、R2の分圧比の
電圧に保持して充電する。この状態で、ダイオードD1
を介して電源から負荷1に電力が供給される。 スイッチング素子5がオンとなる状態で、ダイオー
ドD2の逆漏れ電流ID2は、二次電池2を充電するとき
の電圧を設定値以上には上昇させない。逆漏れ電流ID2
が、分圧抵抗R2にバイパスされるからである。このた
め、ダイオードD2の逆漏れ電流ID2で二次電池2が過
充電されるのが阻止される。[When the power is on] The transistor which is the switching element 5 is turned on, and the secondary battery 2 is charged while maintaining the voltage of the voltage dividing ratio of the voltage dividing resistors R1 and R2. In this state, the diode D1
Power is supplied from the power supply to the load 1 via the. In a state where the switching element 5 is turned on, the reverse leakage current ID2 of the diode D2 does not increase the voltage at the time of charging the secondary battery 2 beyond the set value. Reverse leakage current ID2
Is bypassed by the voltage dividing resistor R2. This prevents the secondary battery 2 from being overcharged by the reverse leakage current ID2 of the diode D2.
【0022】[電源がオフのとき] この状態では、スイッチング素子5はベースに電流
が流れなくなって、オフ状態となる。 スイッチング素子5がオフになると、分圧抵抗R2
と二次電池2の接続が遮断される。したがって、二次電
池2が分圧抵抗R2を介して放電されなくなる。[When the power is off] In this state, the switching element 5 is turned off since no current flows to the base. When the switching element 5 is turned off, the voltage dividing resistor R2
And the connection of the secondary battery 2 is cut off. Therefore, the secondary battery 2 is not discharged via the voltage dividing resistor R2.
【0023】さらに、図4は本発明の第3の実施例の充
放電回路を示す。この図の充放電回路は図2の実施例の
ツェナーダイオードD4に代わって、シャントレギュレ
ーターICを使用する。また、ダイオードD1に代わっ
てトランジスターQ2を、定電圧スイッチング回路3A
のスイッチング素子5に、MOSFETに代わってトラ
ンジスターQ1を使用する。FIG. 4 shows a charge / discharge circuit according to a third embodiment of the present invention. The charge / discharge circuit of this figure uses a shunt regulator IC instead of the Zener diode D4 of the embodiment of FIG. Also, a transistor Q2 is used instead of the diode D1 and a constant voltage switching circuit 3A.
A transistor Q1 is used for the switching element 5 in place of the MOSFET.
【0024】シャントレギュレーターIC7は、電圧検
出端子の電圧が2.5V以上でオン、この電圧以下でオ
フとなる。シャントレギュレーターICは、電池電圧を
抵抗で分圧して電圧検出端子8に入力している。二次電
池2の電圧を分圧する抵抗値で、二次電池2の充電電圧
を調整できる。シャントレギュレーターIC7は、二次
電池2の電圧が設定電圧よりも高くなるとオン、低くな
るとオフとなって、二次電池2を設定電圧になるまで充
電する。The shunt regulator IC 7 turns on when the voltage of the voltage detection terminal is 2.5 V or more, and turns off when the voltage is less than this voltage. The shunt regulator IC divides the battery voltage with a resistor and inputs the voltage to the voltage detection terminal 8. The charging voltage of the secondary battery 2 can be adjusted by a resistance value that divides the voltage of the secondary battery 2. The shunt regulator IC 7 turns on when the voltage of the secondary battery 2 becomes higher than the set voltage, turns off when the voltage becomes lower than the set voltage, and charges the secondary battery 2 until it reaches the set voltage.
【0025】トランジスターQ1は、電源がオンのとき
にオンとなるように、抵抗を介してベースを電源に接続
している。トランジスターQ2も電源がオンのときにオ
ンとなるように、ベースをトランジスターQ1のコレク
ターに接続している。The base of the transistor Q1 is connected to the power supply via a resistor so as to be turned on when the power supply is turned on. The base of the transistor Q2 is connected to the collector of the transistor Q1 so that the transistor Q2 is turned on when the power is turned on.
【0026】この充放電回路は下記の動作をして二次電
池2を定電圧充電する。 [電源がオンのとき] トランジスターQ2と、定電圧スイッチング回路3
Aのスイッチング素子5であるトランジスターQ1とが
オン状態となる。トランジスターQ2を介して、電源か
ら負荷1に電力が供給される。二次電池2は、シャント
レギュレーターICで設定電圧になるまで定電圧充電さ
れる。 スイッチング素子5であるトランジスターQ1は、
ダイオードD2の逆漏れ電流をバイパスする。このた
め、逆漏れ電流で、二次電池2が過充電されるのが防止
される。The charge / discharge circuit performs the following operation to charge the secondary battery 2 at a constant voltage. [When power is on] Transistor Q2 and constant voltage switching circuit 3
The transistor Q1 which is the switching element 5 of A is turned on. Power is supplied from the power supply to the load 1 via the transistor Q2. The secondary battery 2 is charged at a constant voltage by the shunt regulator IC until it reaches the set voltage. The transistor Q1, which is the switching element 5,
Bypass the reverse leakage current of the diode D2. Therefore, the secondary battery 2 is prevented from being overcharged by the reverse leakage current.
【0027】[電源がオフのとき] トランジスターQ1と、トランジスターQ2とがオフ
となる。 電源から負荷1に電力が供給されなくなり、二次電
池2から負荷1に電力が供給される。 トランジスターQ1がオフになって、シャントレギ
ュレーターICと二次電池2との接続が遮断される。し
たがって、二次電池2がシャントレギュレーターICで
放電されなくなる。[When the power is off] The transistor Q1 and the transistor Q2 are turned off. Power is no longer supplied from the power supply to the load 1, and power is supplied from the secondary battery 2 to the load 1. The transistor Q1 is turned off, and the connection between the shunt regulator IC and the secondary battery 2 is cut off. Therefore, the secondary battery 2 is not discharged by the shunt regulator IC.
【0028】さらに、図5は本発明の第4の実施例の充
放電回路を示す。この図の充放電回路は図2の実施例の
ツェナーダイオードD4に代わって、トランジスターQ3
の定電圧回路を使用する。また、定電圧スイッチング回
路3Aのスイッチング素子5に、図4の回路と同じよう
にトランジスターQ1を使用する。FIG. 5 shows a charge / discharge circuit according to a fourth embodiment of the present invention. The charge / discharge circuit of this figure replaces the Zener diode D4 of the embodiment of FIG.
Use a constant voltage circuit. Further, a transistor Q1 is used for the switching element 5 of the constant voltage switching circuit 3A in the same manner as in the circuit of FIG.
【0029】トランジスターQ3を含む定電圧回路は、
ベースをツェナーダイオードD5を介して直流電源の−
側に接続し、エミッタの出力電圧を一定にする。この定
電圧回路は、ベース電圧とエミッタ電圧の差が約0.6
Vとなるように、エミッタの出力電圧を制御する。した
がって、ベースに接続するツェナーダイオードD5のツ
ェナー電圧で、二次電池2の設定電圧を調整できる。The constant voltage circuit including the transistor Q3 is
The base is connected to the DC power source through a Zener diode D5.
Side to make the output voltage of the emitter constant. This constant voltage circuit has a difference between the base voltage and the emitter voltage of about 0.6.
The output voltage of the emitter is controlled to be V. Therefore, the set voltage of the secondary battery 2 can be adjusted by the Zener voltage of the Zener diode D5 connected to the base.
【0030】この充放電回路は下記の動作をして二次電
池を定電圧充電する。 [電源がオンのとき] 定電圧回路のトランジスターQ3を介して、出力電
圧を設定値に制御して二次電池2を定電圧充電する。 ダイオードD1を介して、電源から負荷1に電力が
供給される。 定電圧スイッチング回路3Aのスイッチング素子5
であるトランジスターQ1がオンとなり、トランジスタ
ーQ1が、ダイオードD2の逆漏れ電流ID2をバイパスす
る。このため、逆漏れ電流ID2で、二次電池2が過充電
されるのが防止される。This charge / discharge circuit performs the following operation to charge the secondary battery at a constant voltage. [When the power is on] The secondary battery 2 is charged at a constant voltage by controlling the output voltage to a set value via the transistor Q3 of the constant voltage circuit. Power is supplied from the power supply to the load 1 via the diode D1. Switching element 5 of constant voltage switching circuit 3A
Is turned on, and the transistor Q1 bypasses the reverse leakage current ID2 of the diode D2. This prevents the rechargeable battery 2 from being overcharged by the reverse leakage current ID2.
【0031】[電源がオフのとき] 電源から負荷1に電力が供給されなくなり、二次電
池2から負荷1に電力が供給される。 トランジスターQ1がオフになり、二次電池2は、
抵抗R3で放電されなくなる。[When the Power is Off] Power is no longer supplied from the power supply to the load 1, and power is supplied from the secondary battery 2 to the load 1. The transistor Q1 is turned off, and the secondary battery 2
Discharging stops at the resistor R3.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明の電池の充放電回路は、一方向整
流素子の逆漏れ電流によって、二次電池が過充電される
のを防止できる。このため、電源をオンにする時間が相
当に長くなっても、逆漏れ電流で二次電池が過充電され
て劣化するのを防止でき、二次電池の寿命を延長できる
特長がある。また、一方向整流素子に、逆漏れ電流は大
きいが電圧ロスの小さいショットキーバリアダイオード
を使用しても、二次電池が過充電されることがない。こ
のため、一方向整流素子に電圧ロスの少ないショットキ
ーバリアダイオードを使用することが可能となり、二次
電池の電力を有効に使用して、二次電池の寿命が短くな
るのを防止できる特長がある。The battery charge / discharge circuit of the present invention can prevent the secondary battery from being overcharged by the reverse leakage current of the one-way rectifier. For this reason, even if the time for turning on the power becomes considerably long, it is possible to prevent the secondary battery from being overcharged and deteriorated by the reverse leakage current, thereby extending the life of the secondary battery. Further, even if a Schottky barrier diode having a large reverse leakage current but a small voltage loss is used as the one-way rectifier, the secondary battery is not overcharged. For this reason, it is possible to use a Schottky barrier diode with a small voltage loss for the one-way rectifying element, and it is possible to effectively use the power of the secondary battery and prevent the life of the secondary battery from being shortened. is there.
【図1】従来の電池の充放電回路を示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional battery charge / discharge circuit.
【図2】本発明の一実施例にかかる電池の充放電回路の
回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a battery charge / discharge circuit according to one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の他の実施例にかかる電池の充放電回路
の回路図FIG. 3 is a circuit diagram of a battery charge / discharge circuit according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施例にかかる電池の充放電回路
の回路図FIG. 4 is a circuit diagram of a battery charge / discharge circuit according to another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の実施例にかかる電池の充放電回路
の回路図FIG. 5 is a circuit diagram of a battery charge / discharge circuit according to another embodiment of the present invention.
1…負荷 2…電池 3…定電圧充電回路 3A…定電圧スイッチング回
路 4…一方向整流素子 5…スイッチング素子 6…電流制限抵抗 7…シャントレギレーターIC 8…電圧検出端子DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Load 2 ... Battery 3 ... Constant voltage charging circuit 3A ... Constant voltage switching circuit 4 ... One-way rectifier element 5 ... Switching element 6 ... Current limiting resistor 7 ... Shunt regulator IC 8 ... Voltage detection terminal
Claims (1)
が電源に接続されており、この二次電池(2)は、電池(2)
から負荷(1)に向かって電流を流すことはできるが、負
荷(1)から二次電池(2)に向かって電流が流れるのを阻止
する一方向整流素子(4)を介して負荷(1)に接続されてお
り、電源がオンの状態においては、定電圧充電回路(3)
が二次電池(2)を充電すると共に、電源から負荷(1)に電
力が供給され、電源がオフの状態では一方向整流素子
(4)を介して二次電池(2)から負荷(1)に電力が供給され
るように構成されてなる電池の充放電回路において、 二次電池(2)を定電圧充電する定電圧充電回路(3)が、ス
イッチング素子(5)を介して二次電池(2)と並列に接続さ
れている定電圧スイッチング回路(3A)を内蔵しており、
電源がオンの状態ではスイッチング素子(5)がオン状態
となって、定電圧スイッチング回路(3A)が二次電池(2)
と並列に接続されて二次電池(2)の電圧が設定値以上に
上昇するのを阻止し、電源がオフの状態ではスイッチン
グ素子(5)がオフ状態となって、定電圧スイッチング回
路(3A)と二次電池(2)との接続を遮断して、定電圧充電
回路(3)による二次電池(2)の放電を防止するように構成
されてなることを特徴とする電池の充放電回路。1. A secondary battery (2) via a constant voltage charging circuit (3).
Is connected to a power source, and the secondary battery (2) is a battery (2).
Although current can flow from the load (1) to the load (1), the load (1) can be supplied through a one-way rectifier (4) that prevents the current from flowing from the load (1) toward the secondary battery (2). ), And when the power is on, the constant voltage charging circuit (3)
Is charging the secondary battery (2), power is supplied from the power supply to the load (1), and when the power is off, the one-way rectifier is
In the battery charge / discharge circuit configured to supply power from the secondary battery (2) to the load (1) via (4), constant voltage charging of the secondary battery (2) is performed at a constant voltage. The circuit (3) has a built-in constant voltage switching circuit (3A) connected in parallel with the secondary battery (2) via the switching element (5),
When the power is on, the switching element (5) is turned on, and the constant voltage switching circuit (3A) is connected to the secondary battery (2).
To prevent the voltage of the secondary battery (2) from rising above a set value.When the power is off, the switching element (5) is turned off, and the constant voltage switching circuit (3A ) And the secondary battery (2) are disconnected to prevent the secondary battery (2) from being discharged by the constant voltage charging circuit (3). circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21386193A JP3197698B2 (en) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Battery charge / discharge circuit |
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JP21386193A JP3197698B2 (en) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Battery charge / discharge circuit |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0767268A JPH0767268A (en) | 1995-03-10 |
JP3197698B2 true JP3197698B2 (en) | 2001-08-13 |
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JP21386193A Expired - Fee Related JP3197698B2 (en) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Battery charge / discharge circuit |
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