JP3235289B2 - バッテリーチャージャー - Google Patents
バッテリーチャージャーInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭用交流アダプタに
充電機能がついた装置であるバッテリーチャージャーに
関する。
充電機能がついた装置であるバッテリーチャージャーに
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型のパソコンや家庭用ビデオカ
メラなどは小型化が進み、バッテリーを電源とすること
により、どこへでも持ち運びが可能となり普及しつつあ
る。今後、益々バッテリー駆動の機器が増え、そして経
済的にも有利な充電可能なバッテリーが使われるように
なってくると考えられている。
メラなどは小型化が進み、バッテリーを電源とすること
により、どこへでも持ち運びが可能となり普及しつつあ
る。今後、益々バッテリー駆動の機器が増え、そして経
済的にも有利な充電可能なバッテリーが使われるように
なってくると考えられている。
【０００３】しかし、充電可能なバッテリーはその寿命
を長くするためと、十分な充電を行ないそのバッテリー
能力容量を引き出すためには、バッテリーチャージャー
に最適充電機能が要求される。その機能は、つぎのよう
なものである。
を長くするためと、十分な充電を行ないそのバッテリー
能力容量を引き出すためには、バッテリーチャージャー
に最適充電機能が要求される。その機能は、つぎのよう
なものである。
【０００４】ａ．短時間で完全充電ができる。 ｂ．十分な放電量が取り出せる。
【０００５】ｃ．各温度で完全充電ができる。 ｄ．過充電にならない。
【０００６】以下、図６を参照しながら、上述したバッ
テリーチャージャーの従来例について説明する。
テリーチャージャーの従来例について説明する。
【０００７】図に示すように、電源コード１から入った
交流電圧は整流・平滑回路２で直流電圧とし、その直流
電圧の出力の一端をトランス３の１次巻線に加え、他端
をコンバータ回路４により直流電圧のスイッチングを行
う。その結果、トランス３の２次巻線からは１次巻線と
の巻線比に応じた交流出力が発生し、整流器５で整流し
て２次側出力電圧を得る。この２次側出力電圧を出力電
圧・出力電流制御回路６で検出し、規定電圧になるよう
制御信号７をフォトカプラなどを介してコンバータ回路
４に伝え、スイッチングパルス幅を制御し２次側出力電
圧を一定にする。この制御された２次側出力電圧は端子
８からビデオカメラなどの機器９に供給される。
交流電圧は整流・平滑回路２で直流電圧とし、その直流
電圧の出力の一端をトランス３の１次巻線に加え、他端
をコンバータ回路４により直流電圧のスイッチングを行
う。その結果、トランス３の２次巻線からは１次巻線と
の巻線比に応じた交流出力が発生し、整流器５で整流し
て２次側出力電圧を得る。この２次側出力電圧を出力電
圧・出力電流制御回路６で検出し、規定電圧になるよう
制御信号７をフォトカプラなどを介してコンバータ回路
４に伝え、スイッチングパルス幅を制御し２次側出力電
圧を一定にする。この制御された２次側出力電圧は端子
８からビデオカメラなどの機器９に供給される。
【０００８】つぎに、バッテリー充電回路は、２次側出
力電圧をトランジスタ１０で制御し、その出力をバッテ
リー充電端子１１を介してバッテリー１２の＋側に充電
電流を流す。バッテリー１２の−側から端子１３を介し
て回路のグランドとし、バッテリー１２に充電される充
電電流を電流検出抵抗１４を通してトランス３の２次巻
線の他端に接続する。そして、バッテリー１２が接続さ
れたかどうかは、バッテリー充電端子１１から検出信号
線１５を介してマイクロコンピュータ（以下、マイコン
という）１６に入力し、マイコン１６のＡ／Ｄコンバー
タで判別を行い、トランジスタ１０を導通させる。バッ
テリー１２の充電に必要な定電流は電流検出抵抗１４の
端子電圧を出力電圧・出力電流制御回路６の出力電流制
御回路に入力し、制御信号７を介してコンバータ回路４
を制御し、定電流に必要な２次側出力電圧を得るように
していた。
力電圧をトランジスタ１０で制御し、その出力をバッテ
リー充電端子１１を介してバッテリー１２の＋側に充電
電流を流す。バッテリー１２の−側から端子１３を介し
て回路のグランドとし、バッテリー１２に充電される充
電電流を電流検出抵抗１４を通してトランス３の２次巻
線の他端に接続する。そして、バッテリー１２が接続さ
れたかどうかは、バッテリー充電端子１１から検出信号
線１５を介してマイクロコンピュータ（以下、マイコン
という）１６に入力し、マイコン１６のＡ／Ｄコンバー
タで判別を行い、トランジスタ１０を導通させる。バッ
テリー１２の充電に必要な定電流は電流検出抵抗１４の
端子電圧を出力電圧・出力電流制御回路６の出力電流制
御回路に入力し、制御信号７を介してコンバータ回路４
を制御し、定電流に必要な２次側出力電圧を得るように
していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のバッ
テリーチャージャーでは、電流検出抵抗１４は、出力電
圧に与えないように低抵抗を用いるため、両端の電位差
が数ｍＶとなり、この電流検出した電圧を出力電圧・出
力電流制御回路６内のオペアンプで増幅する際、オペア
ンプの入力オフセット電圧のばらつきや電流検出抵抗１
４、バイアス抵抗のばらつきが無視できないという問題
を有していた。そこで、入力オフセット電圧の少ない高
価なオペアンプを使用したり、ボリュウムで上記各抵抗
のばらつきを含めてキャンセルする方法がとられてい
た。さらに、出力電圧・出力電流制御回路６、マイコン
１６など回路部品が多く、小型化が困難であり、また、
バッテリー１２を充電する精度が悪く、コスト安にでき
ないという問題を有していた。
テリーチャージャーでは、電流検出抵抗１４は、出力電
圧に与えないように低抵抗を用いるため、両端の電位差
が数ｍＶとなり、この電流検出した電圧を出力電圧・出
力電流制御回路６内のオペアンプで増幅する際、オペア
ンプの入力オフセット電圧のばらつきや電流検出抵抗１
４、バイアス抵抗のばらつきが無視できないという問題
を有していた。そこで、入力オフセット電圧の少ない高
価なオペアンプを使用したり、ボリュウムで上記各抵抗
のばらつきを含めてキャンセルする方法がとられてい
た。さらに、出力電圧・出力電流制御回路６、マイコン
１６など回路部品が多く、小型化が困難であり、また、
バッテリー１２を充電する精度が悪く、コスト安にでき
ないという問題を有していた。
【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、高精
度で小型かつ安価なバッテリーチャージャーを提供する
ことを目的としている。
度で小型かつ安価なバッテリーチャージャーを提供する
ことを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電圧が供給され、第一のトランジスタのＯ
Ｎ／ＯＦＦによって負荷に対して充電ＯＮ／ＯＦＦが切
り替えられる回路と、回路に流れる電流を検出する電流
検出抵抗とＯＮになることにより負荷に拘わらず回路に
電流検出抵抗を含めた閉回路を構成する第二のトランジ
スタと、第二のトランジスタに接続された抵抗と、第二
のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを
備え、第一のトランジスタをＯＦＦにし、第二のトラン
ジスタをＯＮにすることにより回路に閉回路を構成し、
閉回路に供給される電圧ｖが所定の電圧ａになるまでは
所定の電圧幅で電圧ｖを段階的に小さくし、同電圧ａ以
下では同所定の電圧幅より小さい電圧幅で電圧ｖを段階
的に小さくし、電圧ｖが電圧ｂより小さくなった電圧ｖ
１の段階において電圧ｖ１と抵抗とにより生成される閉
回路に流れる電流を基準電流とし、負荷を接続し、第一
のトランジスタをＯＮにした際、電流検出抵抗で検出さ
れる電流から基準電流を差し引いた値をもとに負荷に流
れる電流を制御する。また、回路に供給される電圧ｖが
所定の電圧ａになるまでは所定の電圧幅で電圧ｖを段階
的に小さくさせ、同電圧ａ以下では同所定の電圧幅より
小さい電圧幅で電圧ｖを段階的に小さくさせ、電圧ｖが
電圧ｂより小さくなって電圧ｖ１となった時から一定の
時間経過後の電圧ｖ３と電圧ｖが電圧ｂより小さくなる
一段階前の段階の電圧ｖ２となった時から一定時間後の
電圧ｖ４とのどちらが前記電圧ｂに近いかを判断して、
より近い方の電圧を電圧ｖが電圧ｂより小さくなった電
圧ｖ１とする。
するために、電圧が供給され、第一のトランジスタのＯ
Ｎ／ＯＦＦによって負荷に対して充電ＯＮ／ＯＦＦが切
り替えられる回路と、回路に流れる電流を検出する電流
検出抵抗とＯＮになることにより負荷に拘わらず回路に
電流検出抵抗を含めた閉回路を構成する第二のトランジ
スタと、第二のトランジスタに接続された抵抗と、第二
のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを
備え、第一のトランジスタをＯＦＦにし、第二のトラン
ジスタをＯＮにすることにより回路に閉回路を構成し、
閉回路に供給される電圧ｖが所定の電圧ａになるまでは
所定の電圧幅で電圧ｖを段階的に小さくし、同電圧ａ以
下では同所定の電圧幅より小さい電圧幅で電圧ｖを段階
的に小さくし、電圧ｖが電圧ｂより小さくなった電圧ｖ
１の段階において電圧ｖ１と抵抗とにより生成される閉
回路に流れる電流を基準電流とし、負荷を接続し、第一
のトランジスタをＯＮにした際、電流検出抵抗で検出さ
れる電流から基準電流を差し引いた値をもとに負荷に流
れる電流を制御する。また、回路に供給される電圧ｖが
所定の電圧ａになるまでは所定の電圧幅で電圧ｖを段階
的に小さくさせ、同電圧ａ以下では同所定の電圧幅より
小さい電圧幅で電圧ｖを段階的に小さくさせ、電圧ｖが
電圧ｂより小さくなって電圧ｖ１となった時から一定の
時間経過後の電圧ｖ３と電圧ｖが電圧ｂより小さくなる
一段階前の段階の電圧ｖ２となった時から一定時間後の
電圧ｖ４とのどちらが前記電圧ｂに近いかを判断して、
より近い方の電圧を電圧ｖが電圧ｂより小さくなった電
圧ｖ１とする。
【００１２】また、電圧が供給され、第一のトランジス
タのＯＮ／ＯＦＦによって負荷に対して充電ＯＮ／ＯＦ
Ｆが切り替えられる回路と、前記回路に流れる電流を検
出する電流検出抵抗とＯＮになることにより負荷に拘わ
らず前記回路に前記電流検出抵抗を含めた閉回路を構成
する第二のトランジスタと、前記第二のトランジスタに
接続された抵抗と、前記第二のトランジスタのＯＮ／Ｏ
ＦＦを制御する制御手段とを備え、前記第一のトランジ
スタをＯＦＦにし、前記第二のトランジスタをＯＮにす
ることにより前記回路に前記閉回路を構成し、前記閉回
路に供給される電圧ｖが所定の電圧ａになるまでは所定
の電圧幅で電圧ｖを段階的に小さくし、同電圧ａ以下で
は同所定の電圧幅より小さい電圧幅で電圧ｖを段階的に
小さくし、電圧ｖが電圧ｂより小さくなった電圧ｖ１の
１段階前の電圧ｖ３において電圧ｖ３と前記抵抗とによ
り生成される前記閉回路に流れる電流を基準電流とし、
負荷を接続し、前記第一のトランジスタをＯＮにした
際、前記電流検出抵抗で検出される電流から前記基準電
流を差し引いた値をもとに前記負荷に流れる電流を制御
する。
タのＯＮ／ＯＦＦによって負荷に対して充電ＯＮ／ＯＦ
Ｆが切り替えられる回路と、前記回路に流れる電流を検
出する電流検出抵抗とＯＮになることにより負荷に拘わ
らず前記回路に前記電流検出抵抗を含めた閉回路を構成
する第二のトランジスタと、前記第二のトランジスタに
接続された抵抗と、前記第二のトランジスタのＯＮ／Ｏ
ＦＦを制御する制御手段とを備え、前記第一のトランジ
スタをＯＦＦにし、前記第二のトランジスタをＯＮにす
ることにより前記回路に前記閉回路を構成し、前記閉回
路に供給される電圧ｖが所定の電圧ａになるまでは所定
の電圧幅で電圧ｖを段階的に小さくし、同電圧ａ以下で
は同所定の電圧幅より小さい電圧幅で電圧ｖを段階的に
小さくし、電圧ｖが電圧ｂより小さくなった電圧ｖ１の
１段階前の電圧ｖ３において電圧ｖ３と前記抵抗とによ
り生成される前記閉回路に流れる電流を基準電流とし、
負荷を接続し、前記第一のトランジスタをＯＮにした
際、前記電流検出抵抗で検出される電流から前記基準電
流を差し引いた値をもとに前記負荷に流れる電流を制御
する。
【００１３】
【作用】本発明は上記した第１の課題解決手段により、
スイッチングレギュレータの出力電圧を検出しＡ／Ｄ変
換したデータと、出力電流を検出し状態制御手段にＤ／
Ａ変換した電圧を加減制御してスイッチングレギュレー
タを制御し出力電圧を検出してＡ／Ｄ変換したデータと
が一致するように制御でき、スイッチングレギュレータ
の出力電流制御回路のオペアンプの入力オフセット電圧
を自動的にキャンセルできる。
スイッチングレギュレータの出力電圧を検出しＡ／Ｄ変
換したデータと、出力電流を検出し状態制御手段にＤ／
Ａ変換した電圧を加減制御してスイッチングレギュレー
タを制御し出力電圧を検出してＡ／Ｄ変換したデータと
が一致するように制御でき、スイッチングレギュレータ
の出力電流制御回路のオペアンプの入力オフセット電圧
を自動的にキャンセルできる。
【００１４】また、第２の課題解決手段により、Ｄ／Ａ
変換手段の１ステップ当りのスイッチングレギュレータ
の出力電圧の変化が大きい場合でも、制御精度を向上で
きる。
変換手段の１ステップ当りのスイッチングレギュレータ
の出力電圧の変化が大きい場合でも、制御精度を向上で
きる。
【００１５】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例を図１
を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のも
のは同一符号を付して説明を省略する。
を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のも
のは同一符号を付して説明を省略する。
【００１６】図に示すように、スイッチングレギュレー
タ１７は、トランス３、コンバータ回路４、整流器５、
出力電圧出力電流制御回路６などで構成し、出力電圧出
力電流回路６は、出力電圧制御回路１８と出力電流制御
回路１９とで構成しており、出力電圧制御回路１８は、
整流器５で整流した２次側出力電圧を抵抗２０，２１で
分圧した電圧と基準電源２２の電圧とを比較し、その出
力により規定電圧になるようフォトカプラ２３を介し
て、制御信号７としてコンバータ回路に入力し、スイッ
チングパルス幅を制御する。このように制御された２次
側出力電圧は端子８からビデオカメラなどの機器９に供
給される。
タ１７は、トランス３、コンバータ回路４、整流器５、
出力電圧出力電流制御回路６などで構成し、出力電圧出
力電流回路６は、出力電圧制御回路１８と出力電流制御
回路１９とで構成しており、出力電圧制御回路１８は、
整流器５で整流した２次側出力電圧を抵抗２０，２１で
分圧した電圧と基準電源２２の電圧とを比較し、その出
力により規定電圧になるようフォトカプラ２３を介し
て、制御信号７としてコンバータ回路に入力し、スイッ
チングパルス幅を制御する。このように制御された２次
側出力電圧は端子８からビデオカメラなどの機器９に供
給される。
【００１７】バッテリー１２の充電回路は、２次側出力
電圧をトランジスタ１０でオン、オフ制御し、バッテリ
ー充電端子１１を介してバッテリー１２に充電電流を流
す。バッテリー１２が接続されているかどうかは、バッ
テリー充電端子１１を検出信号線２４を介して、Ａ／Ｄ
変換器（Ａ／Ｄ変換手段）２５に接続し、Ａ／Ｄ変換器
２５の出力を制御手段２６に入力して判別し、その結果
を制御線２７を介してトランジスタ１０に入力し、導通
させる。
電圧をトランジスタ１０でオン、オフ制御し、バッテリ
ー充電端子１１を介してバッテリー１２に充電電流を流
す。バッテリー１２が接続されているかどうかは、バッ
テリー充電端子１１を検出信号線２４を介して、Ａ／Ｄ
変換器（Ａ／Ｄ変換手段）２５に接続し、Ａ／Ｄ変換器
２５の出力を制御手段２６に入力して判別し、その結果
を制御線２７を介してトランジスタ１０に入力し、導通
させる。
【００１８】バッテリー１２の充電に必要な定電流は、
電流検出抵抗１４の端子電圧を、出力電流検出部２８を
構成している抵抗２９，３０と抵抗３１，３２とで分圧
して出力電流制御回路１９に入力し、出力電流制御回路
１９の出力によりフォトカプラ２３を介してコンバータ
回路４のスイッチングパルス幅を制御する。ここで、電
流制御は、バッテリー１２の充電電流を１．３Ａとする
と、電流検出抵抗１４の抵抗値が０．０５Ωの場合、電
流検出抵抗１４の端子電圧Ｖｒは、 Ｖｒ＝１．３Ａ×０．０５Ω＝０．０６５Ｖ＝６５ｍＶ となり、この電圧Ｖｒ以上で出力電流制御回路１９の差
動入力端子電圧が０Ｖとなるよう動作するために、抵抗
２９，３０と抵抗３１，３２との分圧比を設定し、動作
させる必要がある。
電流検出抵抗１４の端子電圧を、出力電流検出部２８を
構成している抵抗２９，３０と抵抗３１，３２とで分圧
して出力電流制御回路１９に入力し、出力電流制御回路
１９の出力によりフォトカプラ２３を介してコンバータ
回路４のスイッチングパルス幅を制御する。ここで、電
流制御は、バッテリー１２の充電電流を１．３Ａとする
と、電流検出抵抗１４の抵抗値が０．０５Ωの場合、電
流検出抵抗１４の端子電圧Ｖｒは、 Ｖｒ＝１．３Ａ×０．０５Ω＝０．０６５Ｖ＝６５ｍＶ となり、この電圧Ｖｒ以上で出力電流制御回路１９の差
動入力端子電圧が０Ｖとなるよう動作するために、抵抗
２９，３０と抵抗３１，３２との分圧比を設定し、動作
させる必要がある。
【００１９】つぎに、充電が完了したバッテリー１２
は、自己放電の補充として０．１Ａ程度充電電流を流し
ておく必要がある。このときの電流検出抵抗１４の端子
電圧Ｖｒは、 Ｖｒ＝０．１Ａ×０．０５Ω＝０．００５Ｖ＝５ｍＶ であるが、出力電流制御回路１９のオペアンプで増幅す
る場合、オペアンプの入力オフセット電圧と抵抗２９，
３０と抵抗３１，３２のばらつきが無視できない。
は、自己放電の補充として０．１Ａ程度充電電流を流し
ておく必要がある。このときの電流検出抵抗１４の端子
電圧Ｖｒは、 Ｖｒ＝０．１Ａ×０．０５Ω＝０．００５Ｖ＝５ｍＶ であるが、出力電流制御回路１９のオペアンプで増幅す
る場合、オペアンプの入力オフセット電圧と抵抗２９，
３０と抵抗３１，３２のばらつきが無視できない。
【００２０】そこで、本発明では、制御手段２６からの
データをＤ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換手段）３３でアナロ
グ電圧に変換し、状態制御手段３４を構成する抵抗３
５，３６を介して分圧用の抵抗２９，３０の接続点に接
続し、出力電流回路１９のオペアンプの入力電圧を微少
変化できるようにしている。ここで、Ｄ／Ａ変換器３３
より出力するアナログ電圧値は、出力電圧を抵抗３７，
３８で分圧した電圧をＡ／Ｄ変換器２５を介して制御手
段２６に入力し、制御手段２６で判断する。
データをＤ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換手段）３３でアナロ
グ電圧に変換し、状態制御手段３４を構成する抵抗３
５，３６を介して分圧用の抵抗２９，３０の接続点に接
続し、出力電流回路１９のオペアンプの入力電圧を微少
変化できるようにしている。ここで、Ｄ／Ａ変換器３３
より出力するアナログ電圧値は、出力電圧を抵抗３７，
３８で分圧した電圧をＡ／Ｄ変換器２５を介して制御手
段２６に入力し、制御手段２６で判断する。
【００２１】以上の動作は基準電流を作るのに適してい
る。すなわち、まず出力電流の基準電流としてトランジ
スタ（基準電流通電手段）３９をオンさせてブリーダ抵
抗４６に電流を流す。このとき、２次側出力電圧をＶｃ
ｃ、基準電流をＩｓ、ブリーダ抵抗４０の抵抗値をＲｂ
とすると、 Ｉｓ＝Ｖｃｃ／Ｒｂ であるから、２次側出力電圧ＶｃｃをＡ／Ｄ変換器２５
で計測すれば、基準電流Ｉｓは一義的に決まる。この意
味するところは、出力電流制御回路１９のオペアンプ入
力オフセット電圧、出力電流検出部２８を構成している
抵抗２９，３０と抵抗３１，３２および電流検出抵抗１
４の項目が入ってこないので、Ｄ／Ａ変換器３３でキャ
ンセルされることになる。
る。すなわち、まず出力電流の基準電流としてトランジ
スタ（基準電流通電手段）３９をオンさせてブリーダ抵
抗４６に電流を流す。このとき、２次側出力電圧をＶｃ
ｃ、基準電流をＩｓ、ブリーダ抵抗４０の抵抗値をＲｂ
とすると、 Ｉｓ＝Ｖｃｃ／Ｒｂ であるから、２次側出力電圧ＶｃｃをＡ／Ｄ変換器２５
で計測すれば、基準電流Ｉｓは一義的に決まる。この意
味するところは、出力電流制御回路１９のオペアンプ入
力オフセット電圧、出力電流検出部２８を構成している
抵抗２９，３０と抵抗３１，３２および電流検出抵抗１
４の項目が入ってこないので、Ｄ／Ａ変換器３３でキャ
ンセルされることになる。
【００２２】制御手段２６は、基準電流を得るために、
Ｄ／Ａ変換器３３の出力によりスイッチングレギュレー
タ１７の状態を徐々に制御し、指定した出力電圧を超え
たときのＤ／Ａ変換器３３へのデータまたは前の値を記
憶し、基準電流から出力に必要な電流を、Ｄ／Ａ変換器
３３へのデータを加減し制御するようにしている。
Ｄ／Ａ変換器３３の出力によりスイッチングレギュレー
タ１７の状態を徐々に制御し、指定した出力電圧を超え
たときのＤ／Ａ変換器３３へのデータまたは前の値を記
憶し、基準電流から出力に必要な電流を、Ｄ／Ａ変換器
３３へのデータを加減し制御するようにしている。
【００２３】上記構成において、図２から図４を参照し
ながら動作を説明すると、図２のオフセット補正スター
ト後、ステップａにて、初期設定としてトランジスタ１
０をオフにし、Ｄ／Ａ変換器３３へ入力データ（Ｙ＝８
０、２次側ＤＣ電圧Ｖｃｃが高くなる値）を入れ、トラ
ンジスタ３９をオンしてブリーダ抵抗４０に電流を流す
（図３のａ点）。つぎにステップｂで、Ｙ＝Ｙ＋２（加
算値２は処理時間を短縮するもので部品のばらつき裕度
に応じて変える）とし、Ｄ／Ａ変換器３３へデータを入
力する。そして、ステップｃで、２次側出力電圧を抵抗
３７，３８で分圧し、その電圧ＶｏをＡ／Ｄ変換器２５
でデータＸに変換し、ステップｄで、このデータＸが２
次側出力電圧で１０Ｖ以下かを判断し、ＮＯであればス
テップｂに戻り、ＹＥＳならば、つぎのステップｅに進
む。ステップｅで、Ｙ＝Ｙ＋１とし、Ｄ／Ａ変換器３３
へデータを入力する。
ながら動作を説明すると、図２のオフセット補正スター
ト後、ステップａにて、初期設定としてトランジスタ１
０をオフにし、Ｄ／Ａ変換器３３へ入力データ（Ｙ＝８
０、２次側ＤＣ電圧Ｖｃｃが高くなる値）を入れ、トラ
ンジスタ３９をオンしてブリーダ抵抗４０に電流を流す
（図３のａ点）。つぎにステップｂで、Ｙ＝Ｙ＋２（加
算値２は処理時間を短縮するもので部品のばらつき裕度
に応じて変える）とし、Ｄ／Ａ変換器３３へデータを入
力する。そして、ステップｃで、２次側出力電圧を抵抗
３７，３８で分圧し、その電圧ＶｏをＡ／Ｄ変換器２５
でデータＸに変換し、ステップｄで、このデータＸが２
次側出力電圧で１０Ｖ以下かを判断し、ＮＯであればス
テップｂに戻り、ＹＥＳならば、つぎのステップｅに進
む。ステップｅで、Ｙ＝Ｙ＋１とし、Ｄ／Ａ変換器３３
へデータを入力する。
【００２４】つぎに、ステップｆで、２次側出力電圧を
抵抗３７，３８で分圧し、その電圧ＶｏをＡ／Ｄ変換器
２５でデータＸに変換し、ステップｇでデータＸが２次
側出力電圧で７Ｖ以下かを判断し、ＮＯであればステッ
プｅに戻り、ＹＥＳならばつぎのステップｈに進む。デ
ータＸが７Ｖ以下になったとき、ステップｈでＹ＝Ｙ−
１とする。これは２次側出力電圧の応答が制御手段２６
の処理より遅いため、オーバー補正を防止するためであ
る。そして、ステップｉで、Ｙ値を記憶する。このとき
のＹ値（Ｙ０とする）がオフセット補正値で、基準電流
Ｉｓが得られる。つぎに、ステップｊで、トランジスタ
３９をオフし、オフセット補正を完了する。
抵抗３７，３８で分圧し、その電圧ＶｏをＡ／Ｄ変換器
２５でデータＸに変換し、ステップｇでデータＸが２次
側出力電圧で７Ｖ以下かを判断し、ＮＯであればステッ
プｅに戻り、ＹＥＳならばつぎのステップｈに進む。デ
ータＸが７Ｖ以下になったとき、ステップｈでＹ＝Ｙ−
１とする。これは２次側出力電圧の応答が制御手段２６
の処理より遅いため、オーバー補正を防止するためであ
る。そして、ステップｉで、Ｙ値を記憶する。このとき
のＹ値（Ｙ０とする）がオフセット補正値で、基準電流
Ｉｓが得られる。つぎに、ステップｊで、トランジスタ
３９をオフし、オフセット補正を完了する。
【００２５】つぎに、バッテリー１２に１．０Ａの定電
流を流す場合は、ステップｋで、Ｙ＝Ｙ０＋ｙ（１．
０）とする。ｙ（１．０）はＤ／Ａ変換器３３の基準電
源と抵抗３５，３６と抵抗２９，３０と電流検出抵抗１
４で決定される値で、図４に示している。そして、ステ
ップｌでトランジスタ１０をオンにして、バッテリー１
２への充電が開始する。
流を流す場合は、ステップｋで、Ｙ＝Ｙ０＋ｙ（１．
０）とする。ｙ（１．０）はＤ／Ａ変換器３３の基準電
源と抵抗３５，３６と抵抗２９，３０と電流検出抵抗１
４で決定される値で、図４に示している。そして、ステ
ップｌでトランジスタ１０をオンにして、バッテリー１
２への充電が開始する。
【００２６】なお、図３の（Ａ）はブリーダ抵抗４１が
３５オーム、（Ｂ）は１００オームの特性であり、
（Ｂ）ではＤ／Ａ変換器３３の１ステップ当りの２次側
出力電圧の変化が大きく、基準電流Ｉｓの精度が落ち
る。逆に、ブリーダ抵抗４０が小さいと処理時間が長く
なる。
３５オーム、（Ｂ）は１００オームの特性であり、
（Ｂ）ではＤ／Ａ変換器３３の１ステップ当りの２次側
出力電圧の変化が大きく、基準電流Ｉｓの精度が落ち
る。逆に、ブリーダ抵抗４０が小さいと処理時間が長く
なる。
【００２７】（実施例２）つぎに、本発明の他の実施例
について説明する。
について説明する。
【００２８】実施例１の図１に示した制御手段２６は基
準電流を得るためにＤ／Ａ変換器３３の出力によりスイ
ッチングレギュレータ１７の状態を徐々に制御し、指定
した出力電圧を超えたときのＤ／Ａ変換器３３へのデー
タまたは前の値を記憶し、基準電流から出力に必要な電
流をＤ／Ａ変換器３３へのデータを加減し制御するよう
にしたものを基準電流を得るためにＤ／Ａ変換器３３の
出力により、スイッチングレギュレータ１７の状態をあ
る出力電圧までは速く変化し、その後は徐々に制御し、
指定した出力電圧を超えたときのＤ／Ａ変換器３３のデ
ータ値から１ステップ戻した値、または一定時間経過し
た後その前後の状態のＡ／Ｄ変換器２５のデータが指定
した出力電圧のどちらかに近いかを選択して記憶し、基
準電流から出力に必要な電流をＤ／Ａ変換器３３へのデ
ータを加減し制御するようにしたものである。他の構成
は上記実施例１と同じである。
準電流を得るためにＤ／Ａ変換器３３の出力によりスイ
ッチングレギュレータ１７の状態を徐々に制御し、指定
した出力電圧を超えたときのＤ／Ａ変換器３３へのデー
タまたは前の値を記憶し、基準電流から出力に必要な電
流をＤ／Ａ変換器３３へのデータを加減し制御するよう
にしたものを基準電流を得るためにＤ／Ａ変換器３３の
出力により、スイッチングレギュレータ１７の状態をあ
る出力電圧までは速く変化し、その後は徐々に制御し、
指定した出力電圧を超えたときのＤ／Ａ変換器３３のデ
ータ値から１ステップ戻した値、または一定時間経過し
た後その前後の状態のＡ／Ｄ変換器２５のデータが指定
した出力電圧のどちらかに近いかを選択して記憶し、基
準電流から出力に必要な電流をＤ／Ａ変換器３３へのデ
ータを加減し制御するようにしたものである。他の構成
は上記実施例１と同じである。
【００２９】上記構成において、図５を参照しながら動
作を説明すると、基準電流Ｉｓの精度を向上するには、
そのときの２次側出力電圧Ｖｃｃ（７Ｖ＝Ｄ／Ａ変換器
データＸ０）の検出精度を上げる必要がある。図５のオ
フセット補正スタート後のステップａからステップｇま
での処理は上記実施例と同一であるので説明を省略す
る。
作を説明すると、基準電流Ｉｓの精度を向上するには、
そのときの２次側出力電圧Ｖｃｃ（７Ｖ＝Ｄ／Ａ変換器
データＸ０）の検出精度を上げる必要がある。図５のオ
フセット補正スタート後のステップａからステップｇま
での処理は上記実施例と同一であるので説明を省略す
る。
【００３０】ステップｇで、データＸが２次側出力電圧
で７Ｖ以下であるとステップｍに進み、ステップｍで、
タイマーで２次側出力電圧Ｖｃｃが安定する時間まで待
ち、その後、ステップｎで２次側出力電圧をＡ／Ｄ変換
器２５でデータＸ１に変換し、記憶する。そして、ステ
ップｏでＹ２＝Ｙ−１としてＹ値を１ステップ戻し、Ｄ
／Ａ変換器３３へデータを入力する。そして、ステップ
ｐで、再度タイマーで２次側出力電圧Ｖｃｃが安定する
時間まで待ち、その後、ステップｑで２次側出力電圧を
Ａ／Ｄ変換器２５でデータＸ２に変換し、記憶する。
で７Ｖ以下であるとステップｍに進み、ステップｍで、
タイマーで２次側出力電圧Ｖｃｃが安定する時間まで待
ち、その後、ステップｎで２次側出力電圧をＡ／Ｄ変換
器２５でデータＸ１に変換し、記憶する。そして、ステ
ップｏでＹ２＝Ｙ−１としてＹ値を１ステップ戻し、Ｄ
／Ａ変換器３３へデータを入力する。そして、ステップ
ｐで、再度タイマーで２次側出力電圧Ｖｃｃが安定する
時間まで待ち、その後、ステップｑで２次側出力電圧を
Ａ／Ｄ変換器２５でデータＸ２に変換し、記憶する。
【００３１】つぎに、ステップｒにて、Ｘ２−Ｘ０＜Ｘ
０−Ｘ１で２次側出力電圧Ｖｃｃ＝７ＶのＡ／Ｄ変換器
２５のデータＸ０に近い値を選択し、ステップｓまたは
ステップｔへ進み、その結果に対応するＹ２値かＹ値か
を決定して記憶する。このときのＹ値（Ｙ０とする）が
オフセット補正値で、基準電流Ｉｓが得られる。そし
て、ステップｕへ進み、トランジスタ３９をオフしオフ
セット補正を完了する。
０−Ｘ１で２次側出力電圧Ｖｃｃ＝７ＶのＡ／Ｄ変換器
２５のデータＸ０に近い値を選択し、ステップｓまたは
ステップｔへ進み、その結果に対応するＹ２値かＹ値か
を決定して記憶する。このときのＹ値（Ｙ０とする）が
オフセット補正値で、基準電流Ｉｓが得られる。そし
て、ステップｕへ進み、トランジスタ３９をオフしオフ
セット補正を完了する。
【００３２】つぎに、バッテリー１２に０．１Ａの定電
流を流す場合は、ステップｖでＹ＝Ｙ０−ｙ（０．１
Ａ）とする。ここで、ｙ（０．１Ａ）はＤ／Ａ変換器３
３の基準電源と抵抗３５，３６と抵抗２９，３０と電流
検出抵抗１４で決定される値で図４に示している。そし
て、ステップｗでトランジスタ１０をオンにしてバッテ
リー１２への充電を開始する。
流を流す場合は、ステップｖでＹ＝Ｙ０−ｙ（０．１
Ａ）とする。ここで、ｙ（０．１Ａ）はＤ／Ａ変換器３
３の基準電源と抵抗３５，３６と抵抗２９，３０と電流
検出抵抗１４で決定される値で図４に示している。そし
て、ステップｗでトランジスタ１０をオンにしてバッテ
リー１２への充電を開始する。
【００３３】以上の処理により、２次側出力電圧Ｖｃｃ
（７Ｖ＝Ｄ／Ａ変換器データＸ０）の検出精度が約２倍
となり、基準電流Ｉｓの精度も約２に向上する。そし
て、充電が完了したバッテリー１２の自己放電の補充と
して０．１Ａ程度の充電電流を流す場合、図４のからＹ
＝Ｙ０−ｙ（０．１）とｙ（０．１）を減算すればよ
く、基準電流に近いだけ精度も向上する。これはＤ／Ａ
変換器３３や出力電流制御回路１９などのすべての回路
が線形であり、Ｄ／Ａ変換器３３のデータを決めれば、
一義的に充電電流が決まる特徴を持ち、たとえば０．０
１Ａから１Ａまで高精度の充電電流制御を自由にプログ
ラムできる。
（７Ｖ＝Ｄ／Ａ変換器データＸ０）の検出精度が約２倍
となり、基準電流Ｉｓの精度も約２に向上する。そし
て、充電が完了したバッテリー１２の自己放電の補充と
して０．１Ａ程度の充電電流を流す場合、図４のからＹ
＝Ｙ０−ｙ（０．１）とｙ（０．１）を減算すればよ
く、基準電流に近いだけ精度も向上する。これはＤ／Ａ
変換器３３や出力電流制御回路１９などのすべての回路
が線形であり、Ｄ／Ａ変換器３３のデータを決めれば、
一義的に充電電流が決まる特徴を持ち、たとえば０．０
１Ａから１Ａまで高精度の充電電流制御を自由にプログ
ラムできる。
【００３４】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、出力電流制御回路のオペアンプのオフセット
等をキャンセルし、出力電流制御回路のオペアンプの入
力オフセット電圧や出力電流検出部の各抵抗の精度をあ
まり必要とすることなく精度のよいバッテリー充電がで
きる。また、ボリュームをなくすることができて製造工
程の時間短縮や信頼性の向上が図れ、しかも１ステップ
ＩＣにすることができて安価にできる。
によれば、出力電流制御回路のオペアンプのオフセット
等をキャンセルし、出力電流制御回路のオペアンプの入
力オフセット電圧や出力電流検出部の各抵抗の精度をあ
まり必要とすることなく精度のよいバッテリー充電がで
きる。また、ボリュームをなくすることができて製造工
程の時間短縮や信頼性の向上が図れ、しかも１ステップ
ＩＣにすることができて安価にできる。
【００３５】また、回路に供給される電圧ｖが所定の電
圧ａになるまでは所定の電圧幅で電圧ｖを段階的に小さ
くさせ、同電圧ａ以下では同所定の電圧幅より小さい電
圧幅で電圧ｖを段階的に小さくさせ、電圧ｖが電圧ｂよ
り小さくなって電圧ｖ１となった時から一定の時間経過
後の電圧ｖ３と電圧ｖが電圧ｂより小さくなる一段階前
の段階の電圧ｖ２となった時から一定時間後の電圧ｖ４
とのどちらが前記電圧ｂに近いかを判断して、より近い
方の電圧を電圧ｖが電圧ｂより小さくなった電圧ｖ１と
することにより、出力電流の精度を向上できて、一層精
度のよいバッテリー充電ができる。
圧ａになるまでは所定の電圧幅で電圧ｖを段階的に小さ
くさせ、同電圧ａ以下では同所定の電圧幅より小さい電
圧幅で電圧ｖを段階的に小さくさせ、電圧ｖが電圧ｂよ
り小さくなって電圧ｖ１となった時から一定の時間経過
後の電圧ｖ３と電圧ｖが電圧ｂより小さくなる一段階前
の段階の電圧ｖ２となった時から一定時間後の電圧ｖ４
とのどちらが前記電圧ｂに近いかを判断して、より近い
方の電圧を電圧ｖが電圧ｂより小さくなった電圧ｖ１と
することにより、出力電流の精度を向上できて、一層精
度のよいバッテリー充電ができる。
【図１】本発明の一実施例のバッテリーチャージャーの
回路図
回路図
【図２】同バッテリーチャージャーのフローチャート
【図３】同バッテリーチャージャーのＤ／Ａ変換手段に
対する２次側出力電圧の関係を示す図
対する２次側出力電圧の関係を示す図
【図４】同バッテリーチャージャーのバッテリー充電電
流に対するＤ／Ａ変換出力データの関係を示す図
流に対するＤ／Ａ変換出力データの関係を示す図
【図５】本発明の他の実施例のバッテリーチャージャー
のフローチャート
のフローチャート
【図６】従来のバッテリーチャージャーのブロック図
３ トランス ４ コンバータ回路 １７ スイッチングレギュレータ ２５ Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段） ２６ 制御手段 ２８ 出力電流検出部 ３３ Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換手段） ３４ 状態制御手段 ３９ トランジスタ（基準電流通電手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−111187（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−111188（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 (3)
- 【請求項１】電圧が供給され、トランジスタ（１０）の
ＯＮ／ＯＦＦによって負荷（１２）に対して充電ＯＮ／
ＯＦＦが切り替えられる回路と、 前記回路に流れる電流を検出する電流検出抵抗（１４）
とＯＮになることにより負荷（１２）に拘わらず前記回
路に前記電流検出抵抗（１４）を含めた閉回路を構成す
るトランジスタ（３９）と、 前記トランジスタ（３９）に接続された抵抗（４０）
と、 前記トランジスタ（３９）のＯＮ／ＯＦＦを制御する制
御手段（２６）とを備え、 前記トランジスタ（１０）をＯＦＦにし、前記トランジ
スタ（３９）をＯＮにすることにより前記回路に前記閉
回路を構成し、前記閉回路に供給される電圧ｖが所定の
電圧ａになるまでは所定の電圧幅で電圧ｖを段階的に小
さくし、同電圧ａ以下では同所定の電圧幅より小さい電
圧幅で電圧ｖを段階的に小さくし、電圧ｖが電圧ｂより
小さくなった電圧ｖ１の段階において電圧ｖ１と前記抵
抗（４０）とにより生成される前記閉回路に流れる電流
を基準電流（Ｉｓ）とし、 負荷を接続し、前記トランジスタ（１０）をＯＮにした
際、前記電流検出抵抗（１４）で検出される電流から前
記基準電流（Ｉｓ）を差し引いた値をもとに前記負荷に
流れる電流を制御する、 バッテリーチャージャー。 - 【請求項２】回路に供給される電圧ｖが所定の電圧ａに
なるまでは所定の電圧幅で電圧ｖを段階的に小さくさ
せ、同電圧ａ以下では同所定の電圧幅より小さい電圧幅
で電圧ｖを段階的に小さくさせ、電圧ｖが電圧ｂより小
さくなって電圧ｖ１となった時から一定の時間経過後の
電圧ｖ３と電圧ｖが電圧ｂより小さくなる一段階前の段
階の電圧ｖ２となった時から一定時間後の電圧ｖ４との
どちらが前記電圧ｂに近いかを判断して、より近い方の
電圧を電圧ｖが電圧ｂより小さくなった電圧ｖ１とす
る、請求項１に記載のバッテリーチャージャー。 - 【請求項３】 電圧が供給され、トランジスタ（１０）の
ＯＮ／ＯＦＦによって負荷（１２） に対して充電ＯＮ／
ＯＦＦが切り替えられる回路と、 前記回路に流れる電流を検出する電流検出抵抗（１４）
とＯＮになることにより負荷（１２）に拘わらず前記回
路に前記電流検出抵抗（１４）を含めた閉回路を構成す
るトランジスタ（３９）と、 前記トランジスタ（３９）に接続された抵抗（４０）
と、 前記トランジスタ（３９）のＯＮ／ＯＦＦを制御する制
御手段（２６）とを備え、 前記トランジスタ（１０）をＯＦＦにし、前記トランジ
スタ（３９）をＯＮにすることにより前記回路に前記閉
回路を構成し、前記閉回路に供給される電圧ｖが所定の
電圧ａになるまでは所定の電圧幅で電圧ｖを段階的に小
さくし、同電圧ａ以下では同所定の電圧幅より小さい電
圧幅で電圧ｖを段階的に小さくし、電圧ｖが電圧ｂより
小さくなった電圧ｖ１の１段階前の電圧ｖ３において電
圧ｖ３と前記抵抗（４０）とにより生成される前記閉回
路に流れる電流を基準電流（Ｉｓ）とし、 負荷を接続し、前記トランジスタ（１０）をＯＮにした
際、前記電流検出抵抗（１４）で検出される電流から前
記基準電流（Ｉｓ）を差し引いた値をもとに前記負荷に
流れる電流を制御する、バッテリーチャージャー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23290793A JP3235289B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | バッテリーチャージャー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23290793A JP3235289B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | バッテリーチャージャー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0787682A JPH0787682A (ja) | 1995-03-31 |
| JP3235289B2 true JP3235289B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=16946715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23290793A Expired - Fee Related JP3235289B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | バッテリーチャージャー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235289B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000337233A (ja) | 1999-05-27 | 2000-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | スタータ |
| JP3499155B2 (ja) * | 1999-05-27 | 2004-02-23 | 三菱電機株式会社 | スタータ |
| US8619445B1 (en) | 2013-03-15 | 2013-12-31 | Arctic Sand Technologies, Inc. | Protection of switched capacitor power converter |
| WO2017007991A1 (en) | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Arctic Sand Technologies, Inc. | Switched-capacitor power converters |
| WO2017156532A1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | Arctic Sand Technologies, Inc. | Battery management system with adiabatic switched-capacitor circuit |
| CN109155586B (zh) * | 2016-03-14 | 2020-10-23 | 派赛公司 | 用于ac-dc应用的摆动控制开关电容器 |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23290793A patent/JP3235289B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0787682A (ja) | 1995-03-31 |
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