JP3438340B2

JP3438340B2 - 充電回路

Info

Publication number: JP3438340B2
Application number: JP20188994A
Authority: JP
Inventors: 薫古川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 2003-08-18
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: JPH0865913A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流電源から２次電池
を定電流で充電するようにした充電回路に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、高電圧、小電流の商用電源を用い
て２次電池を充電する場合には、低電圧、大電流に変換
するために、一般に電力変換装置であるトランスが用い
られていた。このトランスには、５０〜６０Ｈｚの商用
周波数を用いるものや、高周波を用いるインバータ式が
ある。また、インバータ式には、完全な電力変換作用を
用いるフィードフォワード型や、一旦電気エネルギーを
磁気エネルギーに変換し、更にこれを電気エネルギーに
変換して出力するフライバック型がある。このようなト
ランスを用いた充電回路では、充電電圧の最大値でトラ
ンスを設計し、充電する２次電池のセル数が少ないとき
や２次電池が劣化して短絡したときなどのように充電電
圧が低下した場合のために、定電流制御回路を付加し、
出力電力を制御するように構成されている。

【０００３】しかし、例えば充電式電動工具では、作業
内容に応じた出力電圧を得るために２〜２０セルのＮｉ
−Ｃｄ電池を用いる機器がある。従って、このような機
器の電池を充電する充電器は、一般に２〜１０セル用や
６〜２０セル用のように出力電圧に応じて分けられてい
る。

【０００４】一方、従来、コンデンサ降圧回路を用いた
充電回路がある。この充電回路では、出力電圧の制御が
なく、出力電圧が変化してもほぼ一定の充電電流を供給
可能になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトランスなどの電力変換装置を使用する充電回路の
場合には、電力変換装置の設計仕様によって出力電圧の
上限値が決定され、この上限値以下の出力電圧の場合に
は、出力電流、すなわち充電電流を定電流にする機能を
有する制御回路が必要になる。

【０００６】また、上記従来のコンデンサ降圧回路を用
いた充電回路では、出力を増大するためには大容量のコ
ンデンサを用いる必要があり、また５０Ｈｚと６０Ｈｚ
とで充電電流レベルが異なってしまう、更に充電電流と
入力電流がほぼ同一レベルになるので１２００〜１７０
０ｍＡＨの容量の電池を１０〜１５分で急速充電するた
めには入力電流が過大になり一般のコードでは定格オー
バーを招く等の欠点がある。

【０００７】なお、特開平３−８６０８５号公報には、
放電灯点灯装置に使用されるインバータ装置が提案され
ているが、このインバータ装置は、ＬＣ共振回路の共振
電流を負荷である放電灯に供給するためのものであり、
２次電池にほぼ一定レベルの充電電流を供給するための
ものではない。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、定電流制御回路を要することなくほぼ一定の充電電
流を２次電池に供給する充電回路を提供することを目的
とする。

【０００９】また、急速充電を可能にする充電回路を提
供することを目的とする。

【００１０】また、２次電池の出力電圧が大きく変化し
ても同様に充電可能な充電回路を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、直流電源から２次電池に充電電流を供給
する充電回路において、コイルとコンデンサとからなる
並列共振回路と、この並列共振回路に直列接続されたス
イッチング素子を有し、上記並列共振回路を自励発振さ
せる自励発振回路と、上記並列共振回路に流れる共振電
流を整流して上記２次電池に供給する整流回路とを備え
たものである（請求項１）。

【００１２】また、請求項１記載の充電回路において、
上記コイルに磁気結合された帰還巻線を備え、上記自励
発振回路は、上記帰還巻線が上記スイッチング素子のス
イッチング制御端に接続されて構成されている（請求項
２）。

【００１３】また、上記整流回路は、４個の整流素子か
らなり、一対の交流入力端子と正極及び負極からなる一
対の整流出力端子とを有し、上記整流出力端子の正極が
上記直流電源に接続されたブリッジ回路で構成されてな
り、上記並列共振回路は、上記コイル及びコンデンサの
一端が上記スイッチング素子に接続され、上記コイル及
びコンデンサの他端が上記ブリッジ回路の交流入力端子
にそれぞれ接続されてなり、上記２次電池は、上記整流
出力端子の正極及び負極間に接続されるように構成され
ている（請求項３）。

【００１４】また、上記自励発振回路は、上記ブリッジ
回路の整流出力端子の負極と上記スイッチング素子のス
イッチング制御端との間に接続された起動抵抗を備えた
ものである（請求項４）。

【００１５】また、請求項３記載の充電回路において、
検出端子を有し、この検出端子が開放されると、上記ス
イッチング素子のスイッチング制御端への電力供給を停
止して上記自励発振回路の発振を停止させる発振停止回
路を備え、上記２次電池は、上記整流出力端子の正極に
接続される正極端子、上記整流出力端子の負極に接続さ
れる負極端子及び上記検出端子に接続される第３端子を
有して着脱可能に構成されるとともに、取り外されると
きに、まず上記第３端子と上記検出端子との接続が開放
されるように上記正極端子、上記負極端子及び上記第３
端子が構成されている（請求項５）。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明によれば、スイッチング素
子のスイッチングにより、並列共振回路が自励発振し
て、共振電流が流れる。この共振電流が整流されて２次
電池に供給される。なお、２次電池をスイッチング素子
に直列接続するように構成すると、スイッチング素子に
流れる電流も２次電池に供給される。

【００１７】また、請求項２記載の発明によれば、帰還
巻線には、コイルとの巻数比に比例した電圧が誘起され
る。この誘起電圧がスイッチング素子のスイッチング制
御端に印加されて、自励発振が行われる。

【００１８】また、請求項３記載の発明によれば、並列
共振回路に流れる共振電流が整流回路により全波整流さ
れて２次電池に供給される。また、スイッチング素子に
流れる電流は、２次電池を通るので、充電に寄与するこ
ととなる。

【００１９】また、請求項４記載の発明によれば、直流
電源から、ブリッジ回路の整流出力端子の正極、整流出
力端子の正極及び負極間に接続された２次電池、及び起
動抵抗を介してスイッチング素子のスイッチング制御端
に起動電流が供給される。従って、２次電池が整流出力
端子の正極及び負極間に接続されていないときは、起動
電流が供給されないので、自励発振回路は発振動作を開
始しない。

【００２０】また、請求項５記載の発明によれば、２次
電池は、充電回路から取り外されるときに、まず第３端
子と検出端子との接続が開放される。従って、自励発振
回路の発振が停止した後で、２次電池の正極端子と整流
出力端子の正極との接続及び負極端子と整流出力端子の
負極との接続が開放される。このため、自励発振回路の
発振動作中に整流出力端子の正極または負極が開放され
てスイッチング素子に悪影響を及ぼすことが防止され
る。

【００２１】

【実施例】図１は本発明に係る充電回路の第１実施例を
示す回路図である。図２は充電される電池パックの回路
図である。図３は電池パックの端子形状を示す説明図で
ある。この充電回路は、整流平滑回路１、電源回路２、
充電制御回路３、電池接続部４及び発振回路５等から構
成され、電池接続部４に接続される電池パック６の電池
７を充電するものである。

【００２２】整流平滑回路１は、ブリッジダイオードＢ
Ｄ１及びコンデンサＣ１などからなり、端子Ｐ１，Ｐ２
間に接続される商用電源等の交流電源からの入力電圧を
整流、平滑して電圧Ｖinの直流電源を得るもので、電池
接続部４の正極端子Ｔ１に接続される電源ラインとアー
スラインＧＮＤを形成している。

【００２３】電源回路２は、トランス８、ブリッジダイ
オードＢＤ２及びコンデンサＣ２などからなり、端子Ｐ
１，Ｐ２間に接続される交流電源からの入力電圧を降圧
し、さらに整流、平滑して充電制御回路３のための直流
電源を生成するものである。

【００２４】電池接続部４は、後述する巻線Ｌ及びコン
デンサＣからなる並列共振回路に接続されたダイオード
Ｄ１〜Ｄ４からなる整流ブリッジ回路で構成され、電池
パック６を接続する端子Ｔ１〜Ｔ３を有している。そし
て、共振回路に流れる共振電流を全波整流して、端子Ｔ
１，Ｔ２を介して電池パック６の電池７に充電電流を供
給するものである。

【００２５】整流ブリッジ回路のダイオードＤ１は、ア
ノードが交流入力端子Ｔ４を介してコンデンサＣの一端
に、カソードが正極端子Ｔ１に接続されている。また、
ダイオードＤ２は、アノードが交流入力端子Ｔ５を介し
て巻線Ｌの一端に、カソードが正極端子Ｔ１に接続され
ている。また、ダイオードＤ３は、アノードが負極端子
Ｔ２に、カソードが交流入力端子Ｔ４を介してコンデン
サＣの一端に接続されている。また、ダイオードＤ４
は、アノードが負極端子Ｔ２に、カソードが交流入力端
子Ｔ５を介して巻線Ｌの一端に接続されている。さら
に、負極端子Ｔ２は、電源回路２のアースラインに接続
されている。

【００２６】電池パック６は、端子Ｔ１’〜Ｔ３’を有
し、電池接続部４の対応する端子Ｔ１〜Ｔ３に接続され
るようになっている。端子Ｔ１’，Ｔ２’間には、所要
のセル数の電池７が端子Ｔ１’側を正極として収納され
ている。電池７は、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−Ｈ電池やリ
チウムイオン電池などの充電可能な２次電池からなる。
また、端子Ｔ３’，Ｔ２’間には、電流制限抵抗を介し
て温度センサ９が配設されている。

【００２７】電池パック６の端子Ｔ１’〜Ｔ３’は、図
３に示すように、端子Ｔ１’，Ｔ２’がほぼ同一寸法
で、端子Ｔ３’が端子Ｔ１’，Ｔ２’に比べて短寸法に
なっている。なお、電池接続部４の端子Ｔ１〜Ｔ３は、
図中、矢印で示す電池パック６の装着方向に対して、ほ
ぼ同一の高さ位置に形成されている。

【００２８】従って、電池パック６を図中、矢印方向に
差し込んで電池接続部４に装着するときは、まず端子Ｔ
１’，Ｔ２’が端子Ｔ１，Ｔ２に接続された後で、端子
Ｔ３’が端子Ｔ３と接続される。一方、電池接続部４か
ら取り外すときは、まず端子Ｔ３’と端子Ｔ３の接続が
外れた後で、端子Ｔ１’と端子Ｔ１、端子Ｔ２’と端子
Ｔ２の接続が外れることとなる。

【００２９】発振回路５は、共振回路を構成している巻
線Ｌ及びコンデンサＣやＦＥＴ１０などを備えている。

【００３０】巻線Ｌ及びコンデンサＣの接続点Ａと、ア
ースラインＧＮＤ間には、ダイオードＤ６を介してＦＥ
Ｔ１０が直列に接続されている。ダイオードＤ６には、
高抵抗値を有する抵抗Ｒ２が並列接続されている。

【００３１】このダイオードＤ６は、接続点Ａの電圧レ
ベルがアースラインＧＮＤより低下したときに、アース
ラインＧＮＤからＦＥＴ１０の寄生ダイオードを通って
接続点Ａに電流が流れることを防止して、ＦＥＴ１０に
余分な電流を流さないようにするためのものである。ま
た、抵抗Ｒ２は、ＦＥＴ１０のドレイン−ソース間の浮
遊容量の電荷を放電させるためのものである。なお、抵
抗Ｒ２は、高抵抗値を有するので、ダイオードＤ６の作
用を妨げることはない。

【００３２】負極端子Ｔ２とアースラインＧＮＤ間に
は、起動抵抗Ｒ１とバイアス電圧発生回路としてのコン
デンサＣ３とが直列に接続され、その接続点に、後述の
バイアス電圧Ｖbが発生するようになっている。巻線Ｌ
２は、起動抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３の接続点と、ＦＥ
Ｔ１０のゲートとの間に接続され、巻線Ｌと磁気結合さ
れており、巻線Ｌとの巻数比に応じた電圧が誘起され
る。そして、巻線Ｌ２、上記共振回路及びＦＥＴ１０で
自励発振回路が構成されている。

【００３３】また、起動抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３の接
続点と、巻線ＬとコンデンサＣの接続点Ａとの間には、
発振安定のための抵抗Ｒ３とダイオードＤ５が直列接続
されたバイアス制御回路が介設されている。

【００３４】充電制御回路３は、制御端子Ｐ３が正極端
子Ｔ１に、検出端子Ｐ４が制御端子Ｔ３に接続されてい
る。そして、検出端子Ｐ４から所定レベルの信号を出力
し、温度センサ９の抵抗値に比例した電圧を検出するこ
とによって電池７の温度上昇率または温度上昇値を算出
して、電池７の満充電を検出するものである。

【００３５】また、充電制御回路３は、電池７の満充電
を検出すると、制御端子Ｐ３から出力されていたハイレ
ベルを周期的にローレベルにしてその間正極端子Ｔ１か
ら充電電流を引き込むようにし、これにより電池７にト
リクル充電電流を供給する。

【００３６】また、充電制御回路３の検出端子Ｐ４と電
源回路２のアースラインとの間には、電流制限抵抗を介
してフォトカプラＰＣの発光ダイオード及びツェナーダ
イオードＺＤが直列に接続されている。一方、フォトカ
プラＰＣのフォトトランジスタは、コンデンサＣ３に並
列に接続されている。

【００３７】次に、この充電回路の動作について説明す
る。交流電源が接続され、電池パック６が電池接続部４
に接続されると、電源ラインの電圧Ｖinにより電池７及
び起動抵抗Ｒ１を通って電流が流れ、コンデンサＣ３が
充電されて、バイアス電圧Ｖbが上昇する。そして、こ
のバイアス電圧ＶbがＦＥＴ１０のスレショルド電圧Ｖt
hを越えると、ＦＥＴ１０がオンし始めて電流が流れ始
める。このとき電流は、電池７から、ダイオードＤ３、
コンデンサＣの経路、及びダイオードＤ４、巻線Ｌの経
路を通って、ダイオードＤ６を介してＦＥＴ１０に流れ
る。巻線Ｌに電流が流れ始めると、巻線Ｌ２に巻数比に
応じた電圧が誘起されるため、ＦＥＴ１０のゲート電圧
が更に上昇して、ＦＥＴ１０が完全にオンになり、自励
発振を開始する。

【００３８】ＦＥＴ１０がオンすると、接続点Ａの電圧
がバイアス電圧Ｖb以下となるので、コンデンサＣ３の
電荷が抵抗Ｒ３及びダイオードＤ５からなるバイアス制
御回路及びＦＥＴ１０を通して放電され、これによりコ
ンデンサＣ３のバイアス電圧Ｖbが低下する。そして、
バイアス電圧Ｖbが上記スレショルド電圧Ｖthよりも低
くなると、ＦＥＴ１０はオフとなる。バイアス電圧Ｖb
が低下すると、ＦＥＴ１０のオン期間は短くなり、一
方、ＦＥＴ１０のオン期間が短くなると、コンデンサＣ
３の電荷の放電量が減少するため、コンデンサＣ３の電
位が上昇し、バイアス電圧Ｖbを安定する方向に負帰還
が働くため発振は安定するようになっている。

【００３９】このようにして、図４の波形図に示すよう
な動作が行われることとなる。図４（ａ）は接続点Ａの
電圧波形を示している。接続点Ａの電圧は、巻線Ｌのイ
ンダクタンス及びコンデンサＣの容量で定まる周波数の
正弦波で、２Ｖinのピーク電圧を示す。

【００４０】図４（ｂ）はＦＥＴ１０のゲート電圧波形
を示している。ＦＥＴ１０のゲートには、バイアス電圧
Ｖbと巻線Ｌ２の誘起電圧との和が印加される。そし
て、図に示すように、ゲート電圧が上昇した点で、ＦＥ
Ｔ１０のスレショルド電圧Ｖthを越え、ＦＥＴ１０がオ
ンして、図４（ｃ）に示すようなＦＥＴ電流ＩtがＦＥ
Ｔ１０に流れる。

【００４１】この動作中に、巻線Ｌ及びコンデンサＣか
らなる共振回路には、図４（ｄ）に示すような共振電流
Ｉkが流れている。そして、図４（ｃ）に示すＦＥＴ電
流Ｉtによって、この共振電流Ｉkが減衰しないようにな
っている。従って、端子Ｔ１，Ｔ２間の電池７には、共
振電流ＩkがダイオードＤ１〜Ｄ４で全波整流された図
４（ｅ）に示す整流電流Ｉdと、図４（ｃ）のＦＥＴ電
流Ｉtとが、充電電流として供給される。

【００４２】そして、電池７の充電が進み、充電制御回
路３により電池７の満充電が検出されると、制御端子Ｐ
３から周期的にローレベル信号を出力することによっ
て、トリクル充電制御が開始される。

【００４３】充電動作中に、電池パック６が電池接続部
４から取り外される場合には、まず、電池接続部４の制
御端子Ｔ３が開放される。従って、充電制御回路３の検
出端子Ｐ４の電圧レベルが上昇し、温度センサ９に流れ
ていた電流が、電流制限抵抗を介してフォトカプラＰＣ
の発光ダイオード及びツェナーダイオードＺＤに流れ
る。この電流によって発光ダイオードが発光し、フォト
カプラＰＣのフォトトランジスタがオンするので、コン
デンサＣ３が短絡されてＦＥＴ１０のゲート電圧が低下
し、発振が停止する。そして、この発振停止後に、電池
接続部４の正極端子Ｔ１及び負極端子Ｔ２が開放され
る。

【００４４】電池パック６の端子Ｔ１’〜Ｔ３’を上記
図３のように形成したことにより、電池パック６の取り
外しに際して、発振が停止する前に電池接続部４の端子
Ｔ１，Ｔ２が開放されると共振電流Ｉkが流れなくなっ
て異常電圧が発生し、ＦＥＴ１０が破壊されるという虞
れを確実に防止することができる。なお、フォトカプラ
ＰＣのフォトトランジスタは、ＦＥＴ１０のゲート−ソ
ース間に接続しても、同様の効果が得られる。

【００４５】図１の充電回路では、電源電圧Ｖinと接続
点Ａとの間の電圧は、ピーク−ピークで入力電圧の２倍
になる。例えば、交流電源が商用電源１００Ｖの場合に
は、約１４０×２＝２８０Ｖとなる。従って、電池接続
部４の端子Ｔ１，Ｔ２間に、例えばＮｉ−Ｃｄ電池が２
セル（約３Ｖ）接続される場合でも、２０セル（約３０
Ｖ）接続される場合でも、充電電流はほぼ一定となるの
で、出力電圧に無関係の充電回路を実現することができ
る。なお、整流平滑回路１を倍電圧整流回路で構成する
と、電源電圧Ｖinと接続点Ａとの間の電圧は、約５６０
Ｖとなるので、充電電流を更に一定化することができ
る。

【００４６】共振電流Ｉkは、Ｉk＝Ｉt／Ｒ・√（Ｃ／Ｌ）となる。但し、Ｒ：共振回路の抵抗分と電池７の内部抵
抗との和、Ｌ：巻線Ｌのインダクタンス、Ｃ：コンデン
サＣの容量、Ｉt：ＦＥＴ電流である。

【００４７】上式より、共振電流Ｉkは、ＦＥＴ電流Ｉ
t、すなわち交流電源からの入力電流の数倍から１０倍
程度の値とすることができる。従って、入力電流より大
きい充電電流が得られるので、充電回路の効率は、従来
のトランスを用いた場合と同等にできるとともに、急速
充電に適用可能な充電回路が実現できる。

【００４８】また、ダイオードＤ１〜Ｄ４からなる整流
ブリッジ回路の交流入力端子Ｔ４，Ｔ５にコンデンサＣ
及び巻線Ｌを接続し、整流出力端子の正極端子Ｔ１に整
流平滑回路１の電源ラインを接続した、すなわち電池７
に対してコンデンサＣ及び巻線Ｌからなる共振回路とＦ
ＥＴ１０を直列に接続したので、共振電流Ｉkと、この
共振電流Ｉkを維持するＦＥＴ電流Ｉtとの両方を充電電
流として電池７に供給することができる。また、ダイオ
ードＤ１〜Ｄ４は、耐圧レベルとして電池電圧レベルを
有するものが使用できるので、小型で低価格の素子を用
いることができる。

【００４９】また、起動抵抗Ｒ１を負極端子Ｔ２に接続
したので、電池パック６が接続されるまでは起動電流が
流れないため、発振が開始することはない。このような
構成を採用することにより、起動抵抗Ｒ１を電源ライン
に接続した場合に電池パック６が接続されない状態で交
流電源が接続されたときに充電制御回路３の電源が安定
してフォトカプラＰＣが動作するまでに発振開始してＦ
ＥＴ１０などの回路部品が破壊する事態を防止すること
ができる。

【００５０】また、並列共振回路の巻線Ｌに磁気結合さ
れた巻線Ｌ２、コンデンサＣ３からなるバイアス電圧発
生回路及び抵抗Ｒ３とダイオードＤ５とからなるバイア
ス制御回路を用いて自励発振回路を構成したので、発振
回路を簡易な構成で実現できる。

【００５１】なお、共振電流Ｉkは、電力的には無効電
流であるが、この値の電流が流れていることには間違い
なく、位相差があって無効電流であっても、電池７を充
電するのには有効な電流である。

【００５２】この共振電流Ｉkが増大すると、電力的に
は無効電力、すなわち無効電流が大部分を占めるため、
力率が低下することになる。しかし、無効電流が流れる
のは、充電回路の巻線Ｌ、コンデンサＣ及びダイオード
Ｄ１〜Ｄ４の部分に限定されており、入力電流から見た
充電回路全体としては、従来の充電回路と同等の力率に
なっている。

【００５３】次に、本発明に係る充電回路の第２実施例
について、図５の回路図を用いて説明する。なお、第１
実施例と同一物には同一符号を付し、説明を省略する。

【００５４】第２実施例では、充電電流の生成方法は第
１実施例と同様であるが、その２次電池への供給方法が
異なっている。すなわち、第１実施例では、電池７は共
振回路と直列に接続されているが、第２実施例では、並
列に接続されている。

【００５５】巻線ＬとコンデンサＣとは、一端が整流平
滑回路１の電源ラインに接続され、他端が接続点Ａで互
いに接続されている。また、整流平滑回路１の電源ライ
ンと電池接続部４の正極端子Ｔ１との間には、ダイオー
ドＤ７及び抵抗Ｒ７とが直列に接続され、電池接続部４
の負極端子Ｔ２は、接続点Ａに接続されている。また、
起動抵抗Ｒ１は、電源ラインに接続されている。

【００５６】この回路の動作について説明すると、共振
回路の共振電流は、ダイオードＤ７で整流されて、端子
Ｔ１，Ｔ２間に接続された電池７に充電電流として供給
される。なお、抵抗Ｒ７で電圧降下するので、電池７に
過電圧が印加されることはない。

【００５７】このように、第１実施例と同様に、大きい
充電電流が得られるので、急速充電が可能な充電回路が
実現できる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、並列共振回路に流れる共振電流を整流して２次
電池に供給するようにしたので、２次電池の出力電圧に
関わりなく、ほぼ一定の充電電流を得ることができる。
また、入力電流より大きい充電電流が得られるので、急
速充電を行うことができる。

【００５９】また、請求項２の発明によれば、コイルに
磁気結合する帰還巻線を備え、自励発振回路は、帰還巻
線がスイッチング素子のスイッチング制御端に接続され
て構成されているので、簡易な構成で自励発振回路を構
成することができる。

【００６０】また、請求項３の発明によれば、整流回路
を４個の整流素子からなるブリッジ回路で構成し、並列
共振回路は、コイル及びコンデンサの一端をスイッチン
グ素子に接続し、コイル及びコンデンサの他端をブリッ
ジ回路の交流入力端子にそれぞれ接続し、２次電池は、
整流出力端子の正極及び負極間に接続するように構成し
たので、２次電池の出力電圧に関わりなく、ほぼ一定の
充電電流を得ることができる。また、入力電流より大き
い充電電流が得られるので、急速充電を行うことができ
る。また、共振電流が整流された電流とスイッチング素
子に流れる電流との両方を充電電流として２次電池に供
給することができるので、更に充電電流を増大できる。

【００６１】また、請求項４の発明によれば、２次電池
が接続されるまで自励発振回路が発振動作を開始しない
ようにしたので、２次電池が接続されないまま発振開始
したときに整流出力端子の正極及び負極間に発生する虞
れのある異常電圧を防止することができる。従って、ス
イッチング素子などの回路部品の破壊を確実に防止でき
る。

【００６２】また、請求項５の発明によれば、２次電池
を取り外すときに、整流出力端子の正極または負極が開
放される前に自励発振回路の発振を停止させるようにし
たので、発振動作中に整流出力端子の正極または負極が
開放されたときに整流出力端子の正極及び負極間に発生
する虞れのある異常電圧を防止することができる。従っ
て、スイッチング素子などの回路部品の破壊を確実に防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る充電回路の第１実施例を示す回路
図である。

【図２】充電される電池パックの回路図である。

【図３】電池パックの端子形状を示す説明図である。

【図４】各部の電圧または電流の波形図で、（ａ）は接
続点Ａの電圧、（ｂ）はＦＥＴ１０のゲート電圧、
（ｃ）はＦＥＴ電流、（ｄ）は共振電流、（ｅ）は共振
電流が全波整流された電流を示している。

【図５】本発明に係る充電回路の第２実施例を示す回路
図である。

【符号の説明】

１整流平滑回路２電源回路３充電制御回路４電池接続部５発振回路６電池パック７電池８トランス９温度センサ１０ＦＥＴＢＤ１，ＢＤ２ブリッジダイオードＣ，Ｃ１〜Ｃ３コンデンサＤ１〜Ｄ７ダイオードＬ，Ｌ２巻線ＰＣフォトカプラＲ１〜Ｒ４抵抗Ｔ１正極端子Ｔ２負極端子Ｔ３制御端子Ｔ４，Ｔ５交流入力端子Ｔ１’〜Ｔ３’ 電池パックの端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 H02M 3/155 H01M 10/42 - 10/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源から２次電池に充電電流を供給
する充電回路において、コイルとコンデンサとからなる
並列共振回路と、この並列共振回路に直列接続されたス
イッチング素子を有し、上記並列共振回路を自励発振さ
せる自励発振回路と、上記並列共振回路に流れる共振電
流を整流して上記２次電池に供給する整流回路とを備え
たことを特徴とする充電回路。
【請求項２】請求項１記載の充電回路において、上記
コイルに磁気結合された帰還巻線を備え、上記自励発振
回路は、上記帰還巻線が上記スイッチング素子のスイッ
チング制御端に接続されて構成されていることを特徴と
する充電回路。
【請求項３】上記整流回路は、４個の整流素子からな
り、一対の交流入力端子と正極及び負極からなる一対の
整流出力端子とを有し、上記整流出力端子の正極が上記
直流電源に接続されたブリッジ回路で構成されてなり、
上記並列共振回路は、上記コイル及びコンデンサの一端
が上記スイッチング素子に接続され、上記コイル及びコ
ンデンサの他端が上記ブリッジ回路の交流入力端子にそ
れぞれ接続されてなり、上記２次電池は、上記整流出力
端子の正極及び負極間に接続されるように構成されてい
ることを特徴とする請求項１または２記載の充電回路。
【請求項４】上記自励発振回路は、上記ブリッジ回路
の整流出力端子の負極と上記スイッチング素子のスイッ
チング制御端との間に接続された起動抵抗を備えたこと
を特徴とする請求項３記載の充電回路。
【請求項５】請求項３記載の充電回路において、検出
端子を有し、この検出端子が開放されると、上記スイッ
チング素子のスイッチング制御端への電力供給を停止し
て上記自励発振回路の発振を停止させる発振停止回路を
備え、上記２次電池は、上記整流出力端子の正極に接続
される正極端子、上記整流出力端子の負極に接続される
負極端子及び上記検出端子に接続される第３端子を有し
て着脱可能に構成されるとともに、取り外されるとき
に、まず上記第３端子と上記検出端子との接続が開放さ
れるように上記正極端子、上記負極端子及び上記第３端
子が構成されていることを特徴とする充電回路。