JP6531530B2

JP6531530B2 - 充電回路

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Publication number: JP6531530B2
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Inventors: 令吉岡; 洸仁木村
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Description

本発明は、コンデンサを充電する充電回路に関する。

コンデンサを充電する際には、電圧の印加時に突入電流が生じる。この突入電流を抑制する方法の一つとして、電源ラインに抵抗器を挿入し、当該抵抗器で突入電流のピーク値を低減するものがある。しかしながら、抵抗器で突入電流を低減する場合には、抵抗器の許容損失の観点から、所謂大電力用の抵抗器を用いる必要があり、コストアップ及びサイズアップの要因となる。そこで、このようなコストアップ及びサイズアップを抑制するために、小型のバイポーラトランジスタを用いて構成された定電流回路が用いられてきた（例えば特許文献１及び２）。

特許文献１には、電気自動車用空調装置のコンデンサを充電する通電装置が開示されている。この通電装置は、出力トランジスタのエミッタ端子と制御トランジスタのベース端子とが接続され、出力トランジスタのベース端子と制御トランジスタのコレクタ端子とが接続されて構成される。制御トランジスタのベース端子とエミッタ端子との間には、抵抗器とツェナーダイオードとが設けられ、ベース−エミッタ間電圧とツェナー電圧との和と、抵抗器とにより定電流値が設定される。

特許文献２には、充電用定電流回路が開示されている。この充電用定電流回路は、第１のトランジスタのコレクタ端子と第２のトランジスタのベース端子とが接続され、第１のトランジスタのベース端子と第２のトランジスタのエミッタ端子とが接続されて構成される。第１のトランジスタのベース端子とエミッタ端子との間には、抵抗器とダイオードとが設けられ、ベース−エミッタ間電圧とダイオードの順方向電圧との差と、抵抗器とにより定電流値が設定される。

特開２０００−２８９４５２号公報特開２０１２−６０６９７号公報

特許文献１及び２に記載の回路によれば、コンデンサの充電電流を予め設定された電流値に制限することができる。このため、突入電流を抑制することが可能となる。しかしながら、充電に応じてコンデンサの正端子の電圧が高くなり、充電電流が予め設定された電流値よりも小さくなり過ぎると、特許文献１では出力トランジスタ、特許文献２では第２のトランジスタがオフ状態となり、それ以降の充電電流は夫々のトランジスタの漏れ電流（例えばμＡオーダ）程度となってしまい、コンデンサの端子間電圧が電源電圧に達するまでの時間が著しく増大する。

そこで、充電電流が予め設定された電流値よりも小さくなった場合でも、迅速にコンデンサを充電することが可能な充電回路が求められる。

本発明に係る充電回路の特徴構成は、電源から出力される電力を用いてコンデンサを充電するために、第１のＰＮＰ型トランジスタと、第２のＰＮＰ型トランジスタと、第１の抵抗器と、第２の抵抗器と、電流経路維持部とを備え、前記電源と前記第１のＰＮＰ型トランジスタのエミッタ端子とが接続され、前記第１のＰＮＰ型トランジスタのエミッタ端子と前記第１のＰＮＰ型トランジスタのベース端子との間に前記第１の抵抗器が接続され、前記コンデンサと前記第２のＰＮＰ型トランジスタのコレクタ端子とが接続され、前記第２のＰＮＰ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＰＮＰ型トランジスタのベース端子との間に前記第２の抵抗器が接続され、前記第１のＰＮＰ型トランジスタのベース端子と前記第２のＰＮＰ型トランジスタのエミッタ端子とが接続され、前記第１のＰＮＰ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＰＮＰ型トランジスタのベース端子とが接続され、前記第２のＰＮＰ型トランジスタが予め設定された設定電流値以下の電流を出力し、前記第１のＰＮＰ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＰＮＰ型トランジスタのエミッタ端子との間に前記電流経路維持部が設けられ、前記第１の抵抗器と前記第２の抵抗器と前記電流経路維持部とで前記電源から前記コンデンサに達するまでの経路が形成されている点にある。

このような特徴構成とすれば、コンデンサを定電流で充電する際に、第１のＰＮＰ型トランジスタと第２のＰＮＰ型トランジスタとが動作しなくなった場合でも、第１の抵抗器と第２の抵抗器と電流経路維持部とにより電源から出力された電流がコンデンサに達するまでの経路を維持することができる。したがって、第１のＰＮＰ型トランジスタと第２のＰＮＰ型トランジスタとが動作しなくなった場合でも、少なくとも第１のＰＮＰ型トランジスタと第２のＰＮＰ型トランジスタの漏れ電流よりも大きい充電電流を確保することができ、迅速にコンデンサを充電することが可能となる。

また、本発明に係る充電回路の他の特徴構成は、電源から出力される電力を用いてコンデンサを充電するために、第１のＮＰＮ型トランジスタと、第２のＮＰＮ型トランジスタと、第１の抵抗器と、第２の抵抗器と、電流経路維持部とを備え、前記コンデンサと前記第１のＮＰＮ型トランジスタのエミッタ端子とが接続され、前記第１のＮＰＮ型トランジスタのエミッタ端子と前記第１のＮＰＮ型トランジスタのベース端子との間に前記第１の抵抗器が接続され、前記電源と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子とが接続され、前記第２のＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのベース端子との間に前記第２の抵抗器が接続され、前記第１のＮＰＮ型トランジスタのベース端子と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのエミッタ端子とが接続され、前記第１のＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのベース端子とが接続され、前記第２のＮＰＮ型トランジスタが予め設定された設定電流値以下の電流を出力し、前記第１のＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのエミッタ端子との間に前記電流経路維持部が設けられ、前記第１の抵抗器と前記第２の抵抗器と前記電流経路維持部とで前記電源から前記コンデンサに達するまでの経路が形成されている点にある。

このような特徴構成であっても、コンデンサを定電流で充電する際に、第１のＮＰＮ型トランジスタと第２のＮＰＮ型トランジスタとが動作しなくなった場合でも、第１の抵抗器と第２の抵抗器と電流経路維持部とにより電源から出力された電流がコンデンサに達するまでの経路を維持することができる。したがって、第１のＮＰＮ型トランジスタと第２のＮＰＮ型トランジスタとが動作しなくなった場合でも、少なくとも第１のＮＰＮ型トランジスタと第２のＮＰＮ型トランジスタの漏れ電流よりも大きい充電電流を確保することができ、迅速にコンデンサを充電することが可能となる。

また、前記設定電流値は、前記第１の抵抗器と前記第１のＰＮＰ型トランジスタにより設定され、前記電流経路維持部が第３の抵抗器を用いて構成され、前記第３の抵抗器の抵抗値は、前記設定電流値に基づき、設定されると好適である。

このような構成とすれば、電流経路維持部の第３の抵抗器の抵抗値に応じて、第１の抵抗器及び第２の抵抗器に流れる電流の電流値を設定することができる。したがって、電流経路維持部の第３の抵抗器の抵抗値を第１の抵抗器及び第２の抵抗器の許容損失に応じて設定することにより、第１の抵抗器及び第２の抵抗器の破損を防止できる。

また、前記設定電流値は、前記第１の抵抗器と前記第１のＮＰＮ型トランジスタにより設定され、前記電流経路維持部が第３の抵抗器を用いて構成され、前記第３の抵抗器の抵抗値は、前記設定電流値に基づき、設定されると好適である。

また、前記コンデンサの現在の静電容量の値を推定する推定部を備え、前記推定部により推定された前記静電容量の値に基づいて、前記第３の抵抗器の抵抗値を設定する好適である。

このような構成とすれば、コンデンサが劣化していないときには、抵抗値を大きくして所定の電圧までコンデンサを早く充電し、コンデンサが劣化しているときには、抵抗値を小さくして、全てのトランジスタが非動作状態になった後に、トランジスタの漏れ電流よりも大きい充電電流を確保し、コンデンサの端子間電圧が電源の出力電圧に達するまでの時間を短縮することができる。

また、前記第３の抵抗器の抵抗値が、前記電源の出力電圧と前記コンデンサの端子間電圧との差と、前記第１の抵抗器及び前記第２の抵抗器の許容損失とに基づいて変更されると好適である。

このような構成とすれば、コンデンサの充電中もしくは充電後に、何らかの理由で電源の出力電圧が一旦、低下し、その後、当該出力電圧が所期の値に復帰した場合でも、第１の抵抗器及び第２の抵抗器に過大な電流が流れることを防止しつつ、コンデンサの充電を迅速に行うことができる。したがって、第１の抵抗器及び第２の抵抗器の破損を防止することが可能となる。

第１の実施形態に係る充電回路の回路図である。コンデンサの端子間電圧の変化を示した図である。第２の実施形態に係る充電回路の回路図である。コンデンサの端子間電圧の変化を示した図である。第３の実施形態に係る充電回路の回路図である。コンデンサの端子間電圧の変化を示した図である。その他の実施形態に係る充電回路の回路図である。

本発明に係る充電回路は、電源から出力される電力を用いてコンデンサを充電する際に、当該コンデンサの端子間電圧が電源の出力電圧（電源電圧）に達するまでの時間を短縮できるように構成される。

１．第１の実施形態
以下、本実施形態の充電回路１について説明する。図１には、本実施形態の充電回路１の回路図が示される。図１に示されるように、充電回路１は、第１のＰＮＰ型トランジスタＴＲ１（以下「トランジスタＴＲ１」とする）、第２のＰＮＰ型トランジスタＴＲ２（以下「トランジスタＴＲ２」とする）、第１の抵抗器Ｒ１（以下「抵抗器Ｒ１」とする）、第２の抵抗器Ｒ２（以下「抵抗器Ｒ２」とする）、電流経路維持部３０を備えて構成される。

トランジスタＴＲ１は、エミッタ端子が電源２の正端子に接続される。トランジスタＴＲ１のエミッタ端子とトランジスタＴＲ１のベース端子との間には、抵抗器Ｒ１が接続される。トランジスタＴＲ２は、コレクタ端子がコンデンサ３の正端子に接続される。トランジスタＴＲ２のコレクタ端子とトランジスタＴＲ２のベース端子との間には、抵抗器Ｒ２が接続される。トランジスタＴＲ１のベース端子とトランジスタＴＲ２のエミッタ端子とが接続され、トランジスタＴＲ１のコレクタ端子とトランジスタＴＲ２のベース端子とが接続される。

トランジスタＴＲ２は予め設定された設定電流値以下の電流を出力する。ここで、トランジスタＴＲ１が動作状態にあっては、抵抗器Ｒ１には、トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間電圧を抵抗器Ｒ１の抵抗値で除した値の電流が流れる。したがって、「予め設定された設定電流値」とは、トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間電圧（ｔｙｐ値として「０．６Ｖ」）を抵抗器Ｒ１の抵抗値で除した値の電流値が相当する。すなわち、設定電流値は、抵抗器Ｒ１とトランジスタＴＲ１により設定される。このような電流が、トランジスタＴＲ２のコレクタ電流として出力される。

このような構成により、トランジスタＴＲ１のコレクタ電流が流れている時には、コンデンサ３は、主に、トランジスタＴＲ２のコレクタ電流で充電される。コンデンサ３が充電され、コンデンサ３の正端子の電圧Ｖｃが高くなってくると、抵抗器Ｒ１に流れる電流が小さくなりトランジスタＴＲ１は非動作状態となる。この時、トランジスタＴＲ２のみが動作状態となるが、この時にも主にトランジスタＴＲ２のコレクタ電流によりコンデンサ３が充電される。更に、コンデンサ３の正端子の電圧Ｖｃが高くなると、トランジスタＴＲ２が非動作状態となる。

また、トランジスタＴＲ１のコレクタ端子とトランジスタＴＲ２のエミッタ端子との間には、電流経路維持部３０が設けられる。これにより、電流経路維持部３０は、トランジスタＴＲ１及びトランジスタＴＲ２が非動作状態となった時でも、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２と電流経路維持部３０とで直列回路を構成し、電源２から出力される電流がコンデンサ３に達するまでの経路を維持（形成）する。本実施形態では、電流経路維持部３０は、第３の抵抗器Ｒ３（以下「抵抗器Ｒ３」とする）を用いて構成される。

このような充電回路１によりコンデンサ３を充電した際のコンデンサ３の正端子の電圧Ｖｃの波形が図２に示される。図２に示されるように、コンデンサ３に電荷が蓄えられていない状態（ｔ＝０）から充電を行うとすると、コンデンサ３の正端子の電圧が「Ｖｉｎ−ＶＢＥ１−ＶＢＥ２」となる（ｔ＝ｔ１）までは、抵抗器Ｒ１及びトランジスタＴＲ２を介して、抵抗器Ｒ１により設定された定電流でコンデンサ３が充電される。ここで、Ｖｉｎは電源２の出力電圧、ＶＢＥ１はトランジスタＴＲ１が動作状態のベース−エミッタ間電圧、ＶＢＥ２はトランジスタＴＲ２が動作状態のベース−エミッタ間電圧である。

コンデンサ３の正端子の電圧Ｖｃが高くなると、トランジスタＴＲ１が非動作状態となり、トランジスタＴＲ２のみが動作状態となる。この時には主にトランジスタＴＲ２のコレクタ電流によりコンデンサ３が充電される。更に、コンデンサ３の正端子の電圧Ｖｃが高くなると、トランジスタＴＲ２が非動作状態となる。

ここで、抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ３は、抵抗器Ｒ１の抵抗値よりも２桁以上大きい抵抗値のものが用いられる。このため、トランジスタＴＲ１及びトランジスタＴＲ２は非動作状態となった場合には、トランジスタＴＲ１及びトランジスタＴＲ２が動作状態であった時の電流よりも小さい電流で充電される。この場合でも、図２に一点鎖線で示した電流経路維持部３０を有さない充電回路を用いて充電した時の電圧波形に比べて、コンデンサ３の端子間電圧を迅速に電源電圧まで到達させることが可能となる。

２．第２の実施形態
上記実施形態では、電流経路維持部３０が抵抗器Ｒ３を用いて構成されるとして説明したが、本実施形態では抵抗器Ｒ３の抵抗値が変更可能に構成されている点で上記第１の実施形態と異なる。その他の構成については、第１の実施形態と同様である。以下では、主に異なる部分について説明する。

本実施形態の充電回路１の回路図が図３に示される。図３に示されるように、本実施形態の充電回路１は、トランジスタＴＲ１、トランジスタＴＲ２、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、電流経路維持部３０、推定部４０、抵抗値変更部５０を備えて構成される。トランジスタＴＲ１、トランジスタＴＲ２、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２については、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

電流経路維持部３０は抵抗器を用いて構成される。この抵抗器は、抵抗値が変更可能に構成される。抵抗器は、複数の抵抗器を並列に並べて構成しても良いし、可変抵抗器を用いて構成しても良い。抵抗器を複数並べて構成する時には、抵抗値がスイッチで切り替え可能に構成される。可変抵抗器を用いて構成する時には、例えばデジタルポテンショメータのように抵抗値が外部からの制御信号に応じて変更可能に構成される。

電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値は、設定電流値に基づき設定されるが、この電流はコンデンサ３の静電容量の値に応じて異なる。一方、コンデンサ３は、例えば温度により経年劣化し、静電容量の値が低下する。このため、コンデンサ３の劣化状態により、トランジスタＴＲ１から出力される電流が変わる。

そこで、推定部４０は、コンデンサ３の時定数τに基づいてコンデンサ３の現在の静電容量の値を推定する。コンデンサ３の時定数τとは、公知の様に抵抗器とコンデンサとを直列接続したＲＣ直列回路におけるコンデンサの正端子の電圧やコンデンサに流れる電流の時間的変化の目安となる指標であり、「抵抗値×静電容量の値」により求めたり、充電特性や放電特性等の波形の初期期間の傾きにより求めることができる。

本実施形態では、推定部４０は、以下の(１)式により静電容量Ｃの値を推定する。
Ｃ＝Ｉ／Ｖｃ×ｔ・・・（１）
ここで、ｔは充電開始時からの経過時間、Ｖｃは、充電を開始してから時間ｔが経過した時のコンデンサ３の正端子の電圧、Ｉはコンデンサ３に流れる電流（充電電流）である。推定部４０により推定された結果は、抵抗値変更部５０に伝達される。

抵抗値変更部５０は、推定部４０により推定された静電容量の値に基づいて、抵抗器の抵抗値を設定する。具体的には、抵抗値変更部５０は、推定された静電容量の値が大きいほど、電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値を大きくし、推定された静電容量の値が小さいほど、電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値を小さく設定する。これにより、推定された静電容量の値が大きいときには、コンデンサ３の正端子の電圧が所定の電圧まで早く達し、推定された静電容量の値が小さいときには、トランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２とが非動作状態になった後にトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２の漏れ電流よりも大きい充電電流を確保し、コンデンサの正端子の電圧が出力電圧に達するまでの時間を短縮することができる。

ここで、電流経路維持部３０が抵抗値の大きさが異なる３種類の抵抗器を備えて構成されているとする。この時のコンデンサ３の正端子の電圧Ｖｃの波形が図４に示される。図４では、３種類の抵抗器のうち、抵抗値が最も小さい抵抗器を用いた時の波形がＶｃ１、抵抗値が最も大きい抵抗器を用いた時の波形がＶｃ３、その中間の抵抗値の抵抗器を用いた時の波形がＶｃ２で示される。図４に示されるように、時定数τが小さい程（初期期間の傾きが小さい程）定電流による充電が速く終了するので、抵抗器の抵抗値を小さく設定することで、その後の充電電流を大きくすることができ、迅速にコンデンサ３を充電することが可能となる。なお、電流経路維持部３０の複数の抵抗器の何れかは、抵抗値が０Ωであっても良い。

３．第３の実施形態
上記第２の実施形態では、推定されたコンデンサ３の静電容量の値に応じて電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値が変更されるとして説明したが、本実施形態では電源２の出力電圧とコンデンサ３の端子間電圧との差異に応じて電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値が変更される点で上記第２の実施形態と異なる。その他の構成については、第２の実施形態と同様である。以下では、主に異なる部分について説明する。

本実施形態の充電回路１の回路図が図５に示される。図５に示されるように、本実施形態の充電回路１は、トランジスタＴＲ１、トランジスタＴＲ２、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、電流経路維持部３０、抵抗値変更部５０を備えて構成される。トランジスタＴＲ１、トランジスタＴＲ２、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２については、第２の実施形態と同様であるので説明は省略する。

抵抗値変更部５０は、電源２の出力電圧の電圧値を取得する。電源２の出力電圧とは、充電回路１の入力電圧に相当する。また、抵抗値変更部５０は、コンデンサ３の端子間電圧の測定結果を取得する。コンデンサ３の端子間電圧とは、コンデンサ３の正端子と負端子との電位差である。本実施形態では、負端子は接地されているので、コンデンサ３の端子間電圧は、コンデンサ３の正端子の電圧値に相当する。抵抗値変更部５０は、このように取得した電源２の出力電圧の電圧値と、コンデンサ３の正端子の電圧値との差（電位差）を演算する。

抵抗値変更部５０は、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２の許容損失と、演算して求めた電位差とに応じて抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２に流し得る電流値を演算する。抵抗値変更部５０は、この電流値を元に、電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値を変更する。具体的には、電源２の出力電圧の電圧値をＶｉｎ、コンデンサ３の端子間電圧をＶｃ、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２の夫々の抵抗値をｒ１、ｒ２とすると、電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値ｒは、
ｒ＝（Ｖｉｎ-Ｖｃ）／Ｉ−（ｒ１＋ｒ２）・・・（２）
で求められる。ただし、Ｉは、負荷軽減曲線を考慮した許容損失により求めた抵抗器Ｒ１に流し得る電流の最大値及び抵抗器Ｒ２に流し得る電流の最大値のうちの小さい方の電流値である。したがって、電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値は、上記（２）式で求めた値以上となるように設定される。

このように電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値を設定することで、図６に示されるように、コンデンサ３の充電中にｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３の間に亘って、入力電圧Ｖｉｎが低下し、コンデンサ３の正端子の電圧Ｖｃが低下した場合でも、入力電圧Ｖｉｎが復帰し充電を再開する時には、当該電圧Ｖｃが「Ｖｉｎ−ＶＢＥ１−ＶＢＥ２」以上であれば、上記のように電流経路維持部３０の抵抗器の抵抗値を設定することで、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２を破損することなく、入力電圧Ｖｉｎが低下前に電流経路維持部３０の抵抗器を介して充電した時間（ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２までの時間）より短い時間（ｔ＝ｔ３からｔ＝ｔ４までの時間）でコンデンサ３を電源電圧まで充電することができる。また、例えば、入力電圧Ｖｉｎが復帰し充電を再開する時の電圧Ｖｃが「Ｖｉｎ−ＶＢＥ１−ＶＢＥ２」未満であれば、トランジスタＴＲ１及びトランジスタＴＲ２を介して充電すると良い。なお、電流経路維持部３０の複数の抵抗器の何れかは、抵抗値が０Ωであっても良い。

４．その他の実施形態
上記実施形態では、トランジスタＴＲ１及びトランジスタＴＲ２がＰＮＰ型バイポーラトランジスタであるとして説明したが、図７に示されるようにＮＰＮ型バイポーラトランジスタを用いて構成することも可能である。この場合には、充電回路１は以下のように構成される。

充電回路１は、第１のＮＰＮ型トランジスタＴＲ１と、第２のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２と、第１の抵抗器Ｒ１と、第２の抵抗器Ｒ２と、電流経路維持部３０とを備えて構成される。第１のＮＰＮ型トランジスタＴＲ１のエミッタ端子は、コンデンサ３の正端子に接続され、第１のＮＰＮ型トランジスタＴＲ１のエミッタ端子と第１のＮＰＮ型トランジスタＴＲ１のベース端子との間には、第１の抵抗器Ｒ１が接続される。また、第２のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のコレクタ端子は、電源２の正端子に接続され、第２のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のコレクタ端子と第２のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のベース端子との間には、第２の抵抗器Ｒ２が接続される。

更に、第１のＮＰＮ型トランジスタＴＲ１のベース端子と第２のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のエミッタ端子とが接続され、第１のＮＰＮ型トランジスタＴＲ１のコレクタ端子と第２のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のベース端子とが接続される。第２のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２が予め設定された設定電流値以下の電流を出力し、第１のＮＰＮ型トランジスタＴＲ１のコレクタ端子と第２のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のエミッタ端子との間には、電流経路維持部３０が設けられる。これにより、第１のＮＰＮ型トランジスタＴＲ１及び第２のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２が非動作状態となった時でも、第１の抵抗器Ｒ１と第２の抵抗器Ｒ２と電流経路維持部３０とで電源２からコンデンサ３に達するまでの経路を維持(形成)することができる。

また、上記実施形態と同様に、設定電流値は、第１の抵抗器Ｒ１と第１のＮＰＮ型トランジスタＴＲ１により設定され、電流経路維持部３０は第３の抵抗器Ｒ３を用いて構成することが可能である。この場合には、第３の抵抗器Ｒ３の抵抗値は、設定電流値に基づき、設定される。このような構成であっても、定電流によるコンデンサ３の充電後、迅速にコンデンサ３の端子間電圧を電源電圧まで到達させることが可能となる。

本発明は、コンデンサを充電する充電回路に用いることが可能である。

１：充電回路
２：電源
３：コンデンサ
３０：電流経路維持部
４０：推定部
Ｒ１：抵抗器（第１の抵抗器）
Ｒ２：抵抗器（第２の抵抗器）
Ｒ３：抵抗器（第３の抵抗器）
ＴＲ１：トランジスタ（第１のＰＮＰ型トランジスタ）
ＴＲ２：トランジスタ（第２のＰＮＰ型トランジスタ）

Claims

電源から出力される電力を用いてコンデンサを充電する充電回路であって、
前記充電回路は、第１のＰＮＰ型トランジスタと、第２のＰＮＰ型トランジスタと、第１の抵抗器と、第２の抵抗器と、電流経路維持部とを備え、
前記電源と前記第１のＰＮＰ型トランジスタのエミッタ端子とが接続され、
前記第１のＰＮＰ型トランジスタのエミッタ端子と前記第１のＰＮＰ型トランジスタのベース端子との間に前記第１の抵抗器が接続され、
前記コンデンサと前記第２のＰＮＰ型トランジスタのコレクタ端子とが接続され、
前記第２のＰＮＰ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＰＮＰ型トランジスタのベース端子との間に前記第２の抵抗器が接続され、
前記第１のＰＮＰ型トランジスタのベース端子と前記第２のＰＮＰ型トランジスタのエミッタ端子とが接続され、
前記第１のＰＮＰ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＰＮＰ型トランジスタのベース端子とが接続され、
前記第２のＰＮＰ型トランジスタが予め設定された設定電流値以下の電流を出力し、
前記第１のＰＮＰ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＰＮＰ型トランジスタのエミッタ端子との間に前記電流経路維持部が設けられ、
前記第１の抵抗器と前記第２の抵抗器と前記電流経路維持部とで前記電源から前記コンデンサに達するまでの経路が形成されている充電回路。
電源から出力される電力を用いてコンデンサを充電する充電回路であって、
前記充電回路は、第１のＮＰＮ型トランジスタと、第２のＮＰＮ型トランジスタと、第１の抵抗器と、第２の抵抗器と、電流経路維持部とを備え、
前記コンデンサと前記第１のＮＰＮ型トランジスタのエミッタ端子とが接続され、
前記第１のＮＰＮ型トランジスタのエミッタ端子と前記第１のＮＰＮ型トランジスタのベース端子との間に前記第１の抵抗器が接続され、
前記電源と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子とが接続され、
前記第２のＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのベース端子との間に前記第２の抵抗器が接続され、
前記第１のＮＰＮ型トランジスタのベース端子と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのエミッタ端子とが接続され、
前記第１のＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのベース端子とが接続され、
前記第２のＮＰＮ型トランジスタが予め設定された設定電流値以下の電流を出力し、
前記第１のＮＰＮ型トランジスタのコレクタ端子と前記第２のＮＰＮ型トランジスタのエミッタ端子との間に前記電流経路維持部が設けられ、
前記第１の抵抗器と前記第２の抵抗器と前記電流経路維持部とで前記電源から前記コンデンサに達するまでの経路が形成されている充電回路。
前記設定電流値は、前記第１の抵抗器と前記第１のＰＮＰ型トランジスタにより設定され、前記電流経路維持部が第３の抵抗器を用いて構成され、前記第３の抵抗器の抵抗値は、前記設定電流値に基づき、設定される請求項１に記載の充電回路。
前記設定電流値は、前記第１の抵抗器と前記第１のＮＰＮ型トランジスタにより設定され、前記電流経路維持部が第３の抵抗器を用いて構成され、前記第３の抵抗器の抵抗値は、前記設定電流値に基づき、設定される請求項２に記載の充電回路。
前記コンデンサの現在の静電容量の値を推定する推定部を備え、
前記推定部により推定された前記静電容量の値に基づいて、前記第３の抵抗器の抵抗値を設定する請求項３又は４に記載の充電回路。
前記第３の抵抗器の抵抗値が、前記電源の出力電圧と前記コンデンサの端子間電圧との差と、前記第１の抵抗器及び前記第２の抵抗器の許容損失とに基づいて変更される請求項３から５のいずれか一項に記載の充電回路。