JPH01252130A - バッテリ充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分訝］ 本発明はバッテリの高周波充電回路に関するものである
。

［従来の技術］ バッテリ・チャージャ等において充電電流が過電流にな
らないように定電流充電を行なう場合に電圧ドロッパー
を応用して定電流充電をしているが、このような充電回
路は、電源トランスの出力側の整流器とバッテリとの間
に直列にトランジスタ等を接続し、充電電流を検出して
このトランジスタを制御しながら定電流でバッテリに充
電し、充電が完了すると過充電にならないように充電を
停止している。

［発明が解決しようとする課題］ 前記のような電圧ドロッパを応用して定電流充電回路で
は、ドロッパーのトランジスタにかかる負担が大となり
、殊に電源側の電圧変動による影響が大きく、電源電圧
変動範囲の上限近辺ではトランジスタの発熱がきわめて
大となるので大きな放熱フィンが必要となるばかりでな
く、周辺の部品に熱的影響を及ぼし製品全体の信頼性を
低下させるという問題点があった。

そこで本発明は、精密な定電流充電を行なう充電回路に
おいて、回路損失を減少し部品の発熱を抑制するように
したバッテリ充電回路を提供することを目的とするもの
である。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明のバッテリ充電回
路は、高周波出力電源１の出力巻線Ｎ２とバッテリＢと
の間に直列にドロッパーのトランジスタＱ１を接続した
電圧ドロッパ式の定電流充電回路において、高周波出力
巻線Ｎ２とその高周波出力の整流素子Ｄ１との間に直列
に誘導性インピーダンスのインダクタ［２を接続し、前
記電源の高周波出力が高いときにこのインダクタ［２を
充電回路に挿入し、高周波出力が低いときには短絡する
制御回路５を、このインダクタ［２に並列に設け、また
前記電源の高周波出力を検出して前記制御回路に出力す
る高周波出力検出巻線Ｎ５を設けたものである。

［作用］ 前記の高周波出力検出巻線Ｎ５の出力電圧は、電源電圧
が上昇すると高くなってその出力信号が制御回路５に入
力する。

制御回路５は、この高周波出力検出巻線Ｎ５の出力信号
を受けると、誘導性インピーダンスのインダクタＬ２を
充電回路に挿入する。この誘導性インピーダンスの挿入
により、電源の高周波出力が高くなってもドロッパーの
トランジスタＱ１にかかる負担の増大が抑制されること
になる。

電源電圧が低くなりその高周波出力も低くなって、ドロ
ッパーのトランジスタＱ１にかかる負担の増大を抑える
必要がなくなると、高周波出力検出巻線Ｎ５の出力電圧
が低くなり、制御回路５は、誘導性インピーダンスのイ
ンダクタ［２の両端を短絡して充電回路に対する挿入を
解除するのである。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面により説明する。第１図は本
発明のバッテリ充電回路を示したものであり、Ｂはバッ
テリ、１は高周波電源のインバータ、Ｔはそのトランス
、Ｎ２はその２次側の高周波出力巻線、Ｄｌはこの高周
波出力巻線Ｎ２の全波整流素子、Ｃ１はその出力端子間
のコンデンサである。

点線内の回路２は全波整流素子Ｄ１の出力端子とバッテ
リＢの間に直列に接続された電圧ドロッパ式の定電流制
御回路であり、これは充電電流制御用のドロッパーのト
ランジスタＱ１、そのベース回路のトランジスタＱ２、
抵抗Ｒ１、Ｒ２、可変抵抗ＶＲＩ、ツェナーダイオード
ＺＤ１により構成される。Ｄ２は抵抗Ｒ１とバッテリＢ
の間に接続されたダイオードであり、３はバッテリＢに
スイッチ４を介して接続された負荷である。

インバータ１は、トランスＴの１次巻線Ｎ１とコンデン
サＣ２、およびスイッチングトランジスタＱ３、Ｑ４と
そのベースに接続されたドライブ巻線Ｎ３、帰還巻線Ｎ
４、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、コンデンサＣ３、ダ
イオードＤ３を備え、インダクタＬ１を介して全波整流
器Ｄ４の出力端子間のコンデンサＣ４の両端に接続され
、トランジスタ０３、Ｑ４の交互スイッチングによりイ
ンバータトランスＴの２次側に高周波出力を生ずる。

前記のように構成された定電流充電回路において、本発
明は、インバータトランスＴの２次側巻線Ｎ２と全波整
流素子Ｄ１の間に誘導性インピーダンスのインダクタ［
２を接続し、また、この誘導性インピーダンスを前記の
２次側巻線Ｎ２の高周波出力回路に対し挿入する制御を
行なう点線内回路の制御回路５を設ける。

この制御回路５は、前記インダクタ［２の両端に接続し
た全波整流器Ｄ５の入力端子を有し、この全波整流器Ｄ
５の出力端子ｃ、ｄ間を短絡、開放するトランジスタＱ
５を接続する。　Ｑ６は前記トランジスタＱ５のベース
、エミッタ間に接続したトランジスタ、Ｒ７はトランジ
スタＱ５のベース抵抗であり、この抵抗Ｒ７は制御入力
端子ａ、ｂの一方ａと可変抵抗ＶＲ２の一端に接続され
る。制御入力端子の他方すには可変抵抗ＶＲ２の他端と
トランジスタＱ５、Ｑ６の各エミッタを接続し、トラン
ジスタＱ６のベースと可変抵抗ＶＲ２の間にツェナーダ
イオードＺＤ２を接続する。

前記の制御入力端子ａ、ｂは、高周波電源のインバータ
トランスの２次側に設けた高周波出力検出巻線Ｎ５の出
力端子ａ、ｂに接続する。Ｄ６、Ｃ５はこの巻線Ｎ５に
接続されたダイオードとコンデンサである。

前記のように構成したバッテリ充電回路において、イン
バータトランスの２次側巻線Ｎ２の高周波出力により電
圧ドロッパ式の定電流制御回路２を経てバッテリＢが定
電流充電されるが、インバータトランスの１次側の電源
電圧が大きく変動して高くなると２次側巻線Ｎ２の高周
波出力も高くなって定電流制御回路２のドロッパーのト
ランジスタＱ１にかかる負担が増大することになる。

そこで本発明では、このような電源電圧上昇時に２次側
巻線Ｎ２の出力側のドロッパーのトランジスタＱ１の前
段に直列に誘導性インピーダンスのインダクタ１．２を
挿入してドロッパーのトランジスタＱ１にかかる負担の
増大を抑制するようにし、また電源電圧が低くなったと
きにはこのインダクタ［２が挿入されないように短絡す
る。

このようなインダクタ［２の挿入、短絡は制御回路５に
より行なわれ、電源電圧が変動して大きく上昇するとイ
ンバータトランスの２次側に設けた高周波出力検出巻線
Ｎ５の高周波出力電圧も高くなってその出力が端子ａ、
ｂから制御回路５に入力し、これにより制御回路５のト
ランジスタＱ６がオンしてトランジスタＱ５のエミッタ
、ベース間が短絡されてオフし、このため全波整流器Ｄ
５の端子Ｃ１ｄ間が開かれるのでこの全波整流器Ｄ５に
並列のインダクタＬ２がドロッパーのトランジスタ０１
の前段に直列にそのように接続される。

このように誘導性インピーダンスのインダクタＥ２がド
ロッパーのトランジスタＱ１の前段に直列に挿入される
とドロッパーのトランジスタＱ１にかかる負担の増大が
抑制されることになる。

また電源電圧が低くなりインバータトランスの２次側の
高周波出力電圧も低い場合には、高周波出力検出巻線Ｎ
５の端子ａ、ｂ間の出力も低くなり、このため制御回路
５のトランジスタＱ６がオフしてトランジスタ０５はエ
ミッタ、ベース間の短絡が開放されてオンし、全波整流
器Ｄ５の端子ｃ、ｄ間が閉じられるのでこの全波整流器
Ｄ５に並列のインダクタ［２が短絡され、これによりド
ロッパーのトランジスタＱ１の前段からインダクタ［２
の挿入が無くなることになる。

このようにして電源電圧が大きく上昇してインバータト
ランス２次側の高周波出力が大きく上昇するとバッテリ
充電回路に誘導性インピーダンスのインダクタ［２を挿
入してドロッパーのトランジスタＱ１にかかる負担の増
大を抑制し、電源電圧が低くなりインバータトランスの
２次側の高周波出力が低くなるとインダクタ［２を短絡
することにより、電源電圧変動の広い範囲にわたって定
電流充電が可能となるのである。

第２図は本発明のバッテリ充電回路の１実施例を示し、
第１図と同一符号は同一部分を示しているが、インバー
タ１はトランスＴの１次側を略示し、誘導性インピーダ
ンスのインダクタ［２をバッテリ充電回路へ挿入し短絡
する制御回路５においては、ツェナーダイオードＺＤ３
、抵抗Ｒ８が付加され、また定電流制御回路２において
は、電流調整用のトランジスタＱ７、Ｑ８、可変抵抗ｖ
Ｒ３、抵抗Ｒ９〜Ｒ１３と、これに制御信号を出力する
ＩＣと抵抗Ｒ１４、Ｒ１５、ダイオードＤ７、Ｄ８が付
加されている。

また抵抗Ｒ１６〜Ｒ２１、可変抵抗ＶＲ４、ダイオード
Ｄ９、Ｄｌｏ、ツェナーダイオード７Ｄ４、コンデンサ
Ｃ６およびＳＣＲはバッテリＢの充電が完了するとその
バッテリ電圧を検出してＳＣＲがオフし充電を停止する
回路であり、６はバッテリＢの出力を直交変換して負荷
３に供給するインバータ等であり、またＣＮ１　、ＣＮ
２およびＣＮ３は商用電源接続端子７側および負荷３側
に接続される通常のノイズフィルタコンデンサ、ＲＶは
サージ吸収バリスタ、［３はコモンモードチョークであ
る。

この商用電源接続端子７側のスイッチＳ１を閉じインバ
ータ１の高周波出力によりバッテリＢの定電流充電を行
ない、また電源電圧が上昇してインバータトランス２次
側の高周波出力が上昇するとバッテリ充電回路に誘導性
インビータンスのインダクタＬ２を挿入してドロッパー
のトランジスタＱ１にかかる負担の増大を抑制し、電源
電圧が低くなってインバータトランス２次側の高周波出
力が低くなるとインダクタ［２を短絡することは前記し
た第１図示の場合と同様である。

［発明の効果］ 前述のように本発明は、電源の高周波出力が高くなると
充電回路に誘導性インピーダンスを挿入してドロッパー
のトランジスタにかかる負担の増大を抑制しトランジス
タの発熱が少くなるようにしたので、電源電圧変動時の
回路損失、発熱が少くなり、したがって周辺部品の使用
環境温度を上げることが可能となり、製品の信頼性を向
上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回路図、第２図は本発明の１実施例の
回路図である。 １：高周波出力電源　　　Ｎ２：出力巻線Ｄ１：整流素
子　　　　　　Ｑｌ：トランジスタＢ：バッテリ　　　
［２：誘導性インピーダンス５：制御回路　　Ｎ５：高
周波出力検出巻線特許出願人　　東芝な材株式会社 代理人　　弁理士　岡１）喜久治 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波電源の出力巻線とバッテリとの間に直列にトラン
   ジスタを接続した電圧ドロッパ式の定電流充電回路にお
   いて、前記高周波出力巻線とその高周波出力の整流素子
   との間に直列に接続された誘導性インピーダンスと、前
   記誘導性インピーダンスの充電回路への挿入を制御する
   制御回路と、前記高周波電源の高周波出力を検出して前
   記制御回路に出力する高周波出力検出巻線を設けたこと
   を特徴とするバッテリ充電回路。