JP3495611B2 - 充電回路 - Google Patents
充電回路Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
電圧を一定にすることにより定電流動作で充電を行なっ
ていた。
図である。図7において、例えば400mAの出力定格
電流を有する外部電源が接続された安定化電源RGの出
力側と接地間に、充電されるバッテリーB1(ここで言
うバッテリーはニッケル水素等の2次電池を意味する)
と、トランジスタQ1と、電流検出抵抗REが直列に接
続される。安定化電源RGは、充電されるバッテリーB
1の定格に応じて調整可能な直流電圧を出力するが、こ
こでは例として5ボルトの直流電圧を出力していると仮
定する。トランジスタQ1のベースには、差動アンプD
Aの出力が抵抗R2を介して接続されている。差動アン
プDAは、安定化電源RGの出力電圧が電源電圧として
供給され、+入力端子は抵抗R3を介して基準電圧Vr
efに接続され、−入力端子は、抵抗R1を介してトラ
ンジスタQ1のエミッタに接続されると共にコンデンサ
C2を介して接地されている。差動アンプDAの+入力
端子と出力端子間には抵抗R4が接続されている。
回路の各部の電圧波形を示すタイミング図であり、
(A)はトランジスタQ1のエミッタと電流検出抵抗R
E の接続点の電圧(すなわち、電流検出抵抗RE の降下
電圧)、(B)は差動アンプDAの−入力端子の電圧、
(C)は差動アンプDAの出力の電圧、(D)は抵抗R
3と抵抗R4の接続点の電圧である。ここで、5Vは安
定化電源RGの出力電圧、VB はバッテリーB1の電
圧、VSAt1は差動アンプDAの飽和電圧、VSAT2はトラ
ンジスタQ1の飽和電圧であり、VH 、VL は数1及び
数2で表される電圧である。
1C2の時定数で放電され電圧(D)より低くなる。す
ると、電圧(C)はHレベルとなる。トランジスタQ1
は、そのベースにHレベルの電圧(C)が抵抗R2を介
して供給されてオンとなり、電圧(A)は(5ボルト−
VB −VSAT2)になる。電圧(D)も抵抗R4が正帰還
されているため、Vref+VH となる。電圧(A)が
上がると、電圧(B)は、抵抗R1及びコンデンサC2
で決まる時定数(R1・C2)で上昇し、数3に示す電
圧(D)
ベルとなり、それに応じてトランジスタQ1はオフす
る。次いで、電圧(A)はゼロボルトとなり、R1>>
REとすると、時定数R1・C1で放電する電圧(B)
が数2に示す電圧(D)
なり、それに応じてトランジスタQ1はオンとなる。
(B)はほぼ基準電圧Vrefと同じになるように制御
される。つまり、電流検出抵抗RE の平均電圧はVre
fとなり、定電流動作になる。上記に説明した従来回路
では、トランジスタQ1はスイッチング動作しているた
め発熱せず、また、電流検出抵抗RE も、V2 /RE
でV=0.3ボルト(Vは電流検出抵抗REの降下電
圧)にすれば、消費電力PCが抑えられ、発熱を少なく
抑えるというメリットがある。
1は定電流で充電されるため、入力電流定格400mA
を越えることができない。したがって、バッテリーを充
電するのに時間が長くかかり、例えば、1200mAH
の容量のバッテリーを充電するのに最低でも3時間かか
ることになる。このように、従来回路では、電流検出抵
抗RE 及びトランジスタQ1でのロスが大きく、入力電
流以上の充電電流は得られないため、充電時間が長くな
るという問題がある。
題点を解決した充電回路を提供することにある。
は、請求項1に記載のように、外部電源と、該外部電源
にプラス端子が直接接続され充電される2次電池と、該
外部電源に流れる電流を調整する電流調整手段とからな
る充電回路であって、上記電流調整手段は、DC/DC
コンバータからなり、該DC/DCコンバータは、上記
2次電池に並列に接続されたコンデンサと、上記2次電
池に直列に接続されたコイルと、上記2次電池と上記コ
イルとに並列に接続されたダイオードと、上記コイルと
接地点との間に配置され、上記コイルに直列に接続され
たスイッチング用のトランジスタとを有し、さらに、こ
の充電回路は、上記トランジスタと接地点とに直列に接
続された電流検出抵抗と、上記電流検出抵抗に並列に接
続されたバイパスコンデンサと、上記電流検出抵抗と前
記トランジスタとの接続点の電圧が所定の基準電圧とな
るようにデューティ比を調整して矩形波を上記トランジ
スタへ供給する回路ブロックと、を備え、上記電流検出
抵抗とバイパスコンデンサとによる共振周波数が、上記
DC/DCコンバータの発振周波数より低いことを特徴
とする。
2に記載のように、外部電源と、該外部電源の電圧を調
整して出力する電圧調整手段と、該電圧調整手段の出力
側にプラス端子が直接接続され充電される2次電池と、
該外部電源に流れる電流を調整する電流調整手段とから
なる充電回路であって、上記電流調整手段は、DC/D
Cコンバータからなり、該DC/DCコンバータは、上
記2次電池に並列に接続されたコンデンサと、上記2次
電池に直列に接続されたコイルと、上記2次電池と上記
コイルとに並列に接続されたダイオードと、上記コイル
と接地点との間に配置され、上記コイルに直列に接続さ
れたスイッチング用のトランジスタとを有し、さらに、
この充電回路は、上記トランジスタと接地点とに直列に
接続された電流検出抵抗と、上記電流検出抵抗に並列に
接続されたバイパスコンデンサと、上記電流検出抵抗と
前記トランジスタとの接続点の電圧が所定の基準電圧と
なるようにデューティ比を調整して矩形波を上記トラン
ジスタへ供給する回路ブロックと、を備え、上記電流検
出抵抗とバイパスコンデンサとによる共振周波数が、上
記DC/DCコンバータの発振周波数より低いこと、を
特徴とする。
一実施例を示す回路図である。図1において、例えば4
00mAの出力定格電流を有する外部電源に接続された
安定化電源(電圧調整手段)RGの出力側と接地間に、
充電されるバッテリーB1と、トランジスタQ1と、電
流検出抵抗REが直列に接続される。安定化電源RG
は、充電されるバッテリーB1の定格に応じて調整可能
な直流電圧を出力するが、ここでは例として5ボルトの
直流電圧を出力していると仮定する。トランジスタQ1
のベースには、差動アンプDAの出力が抵抗R2を介し
て接続されている。差動アンプDAは、安定化電源RG
の出力電圧が電源電圧として供給され、+入力端子は抵
抗R3を介して基準電圧Vrefに接続され、−入力端
子はトランジスタQ1のエミッタに接続されている。差
動アンプDAの入力端子と出力端子間には抵抗R4が接
続されている。
1とトランジスタQ1の間にコイルL1を挿入すると共
にバッテリーB1と並列にショットキーダイオード(ま
たは普通のダイオード(シリコンダイオード))D1及
びコンデンサC1を接続することにより、DC/DCコ
ンバータが構成されている。また、コンバータの発振周
波数より十分低い共振周波数foになるよう電流検出抵
抗RE に並列にバイパスコンデンサーCE が接続されて
いる。
回路の各部の電圧波形を示すタイミング図であり、
(A)はトランジスタQ1のエミッタと電流検出抵抗R
E の接続点の電圧、(B)は差動アンプDAの+入力端
子の電圧、(C)は差動アンプDAの出力の電圧であ
る。
動アンプDAの出力電圧(C)のパルス幅tH が増えて
デューテイ比が上がるため、電圧(A)を上げるように
制御する。
うになる。そこで、図3において電力計算すると、電力
Wは、
って、バッテリーB1を流れる電流IBは、
5ボルトを最大限使った場合である。実際には、電流検
出抵抗REの降下電圧が0.3ボルト一定となるように
制御すると、バッテリーB1の電圧VB =1.2ボルト
でトランジスタQ1の飽和電圧を0.1ボルトとする
と、VIN=5−0.3−0.1(ボルト)となる。
IBは、効率η=0.8として数4に上述の各実際値を
代入して求めると(数7)、
すことができる。
いて充電し、電流検出抵抗にバイパスコンデンサを設け
たので、従来のような定電流動作ではなく電池電圧VB
により充電電流IB が変化するが(IB はVB に反比
例する)、入力電流は一定となる。したがって、入力電
流以上に充電電流を流せるため、従来回路に比して充電
が速くなる。
外部電源の電圧によっては必ずしも安定化電源RGを必
要としない。
施例を示す回路図である。図4では、図1において点線
で囲まれた回路ブロックCB部分の構成のみが異なり、
それ以外の構成は図1と同一である。図4では、回路ブ
ロックCB内にパルス幅変調器PWMと三角波発生器W
Gを含んでいる。パルス幅変調器PWMの一方の入力に
は三角波発生器WGが接続され、他方の入力にはトラン
ジスタQ1のエミッタと電流検出抵抗REの接続点が接
続されている。パルス幅変調器PWMは両入力に供給さ
れる信号に基づいてパルス幅変調された出力をトランジ
スタQ1のベースに供給する。
各部の電圧波形を示し、(A)は三角波発生器WGの出
力信号、(B)はパルス幅変調器PWMの出力電圧であ
る。
Gの出力信号と、トランジスタQ1のエミッタと電流検
出抵抗REの接続点の電圧(すなわち、電流検出抵抗R
E の降下電圧)(C)を比較し、降下電圧(C)が高く
なると、図5に示すように、パルス幅変調器PWMの出
力のデューテイ比が下がって出力パルス幅が狭くなり、
降下電圧(C)が低くなると、図6に示すように、パル
ス幅変調器PWMの出力のデューテイ比が上がって出力
パルス幅が広くなる。
流を流させる為、充電が速い。
である。
部の電圧波形を示すタイミング図である。
図である。
電圧波形を示すタイミング図である。
電圧波形を示すタイミング図である。
である。
電圧波形を示すタイミング図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 外部電源と、該外部電源にプラス端子が
直接接続され充電される2次電池と、該外部電源に流れ
る電流を調整する電流調整手段とからなる充電回路であ
って、 上記電流調整手段は、DC/DCコンバータからなり、 該DC/DCコンバータは、 上記2次電池に並列に接続されたコンデンサと、 上記2次電池に直列に接続されたコイルと、 上記2次電池と上記コイルとに並列に接続されたダイオ
ードと、 上記コイルと接地点との間に配置され、上記コイルに直
列に接続されたスイッチング用のトランジスタとを有
し、 さらに、 上記トランジスタと接地点とに直列に接続された電流検
出抵抗と、 上記電流検出抵抗に並列に接続されたバイパスコンデン
サと、 上記電流検出抵抗と前記トランジスタとの接続点の電圧
が所定の基準電圧となるようにデューティ比を調整して
矩形波を上記トランジスタへ供給する回路ブロックと、
を備え、 上記電流検出抵抗と上記バイパスコンデンサとによる共
振周波数が、上記DC/DCコンバータの発振周波数よ
り低いこと、 を特徴とする充電回路。 - 【請求項2】 外部電源と、該外部電源の電圧を調整し
て出力する電圧調整手段と、該電圧調整手段の出力側に
プラス端子が直接接続され充電される2次電池と、該外
部電源に流れる電流を調整する電流調整手段とからなる
充電回路であって、 上記電流調整手段は、DC/DCコンバータからなり、 該DC/DCコンバータは、 上記2次電池に並列に接続されたコンデンサと、 上記2次電池に直列に接続されたコイルと、 上記2次電池と上記コイルとに並列に接続されたダイオ
ードと、 上記コイルと接地点との間に配置され、上記コイルに直
列に接続されたスイッチング用のトランジスタとを有
し、 さらに、 上記トランジスタと接地点とに直列に接続された電流検
出抵抗と、 上記電流検出抵抗に並列に接続されたバイパスコンデン
サと、 上記電流検出抵抗と前記トランジスタとの接続点の電圧
が所定の基準電圧となるようにデューティ比を調整して
矩形波を上記トランジスタへ供給する回路ブロックと、
を備え、 上記電流検出抵抗と上記バイパスコンデンサとによる共
振周波数が、上記DC/DCコンバータの発振周波数よ
り低いこと、 を特徴とする充電回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27937598A JP3495611B2 (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | 充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27937598A JP3495611B2 (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | 充電回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000092734A JP2000092734A (ja) | 2000-03-31 |
JP3495611B2 true JP3495611B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=17610278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27937598A Expired - Fee Related JP3495611B2 (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | 充電回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3495611B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN102484380B (zh) * | 2009-09-03 | 2017-10-27 | 飞利浦灯具控股公司 | 带有电流调节的充电电路 |
-
1998
- 1998-09-14 JP JP27937598A patent/JP3495611B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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