JPH02254930A - 充電装置 - 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】 象業との利用分野 本発明は二次電池の充電装置に関するものである。

従来の技術 近年、充電器は二次電池を電源とするポータプル民生４
６の護要拡大に伴い広く利用されるようＫなってきた。

以下図面を参照しながら、従来の充電装置につｈて説明
する。

第４図は従来の充電装置を示すものである。第４図にお
いて、１は電池覗圧検出回洛、２は急速充電と細流充電
を切換える充ぽ制御回路、３は前記充電制御回路の信号
を受けてスイッチング電源の電圧を流を制閤する定電圧
定電流制御回路、４は前記定電圧定電流制御回路を含む
スイッチング電源部、５は被装置電池である。

以りのように構成された充（装置の動作につぃて説明す
る。

まず、被充電電池６はスイッチング電源部４により定電
流で急速充電される。次に充電の億行に伴う電池電圧の
上昇または降下を電池電圧噴出回路１と充電制御回路２
により検出し急速充電から細流充電に切換え充電完了と
なる。

発明が解決しようとする課題 しかしながらと記のような構成では、長期放置等により
過放電され端子電圧が著しく低下した電池を充電する場
合、スイッチング電源部４の出力電圧は電池電圧に等し
くなる為、定（圧定電流制副回路３の電源電圧も低下し
、ｎ作が不完全になり過大な充電電流が流れスイッチン
グ電源部４の過出力保護回路が動作し、スイッチング電
源部４は１１１！１欠運伝状態本しくは１蔽停止状態に
なり、退散（電池を迅速、確実に充電できないという問
題を有していた。

本発明はＥ記問題に鑑み、過放電され端子電圧が著しく
低下した二次電池の充電を迅速、確実に行える充電装置
を提供するものである。

課題を解決するための手段 この目的を達成する為に本発明の充電装置は。

充電径路の正匝側に直列に接続されたＰＮＰ型の第１の
トランジスタト、第１のトランジスタのエミッタ、ペー
ス間に接続された第１の抵抗と、第１のトランジスタの
ベースをドライブするＮＰＮ型の第２のトランジスタト
、第２のトランジスタのエミッタ、接地間に接続された
第２の抵抗と。

第２のトランジスタのペースをドライブする定電圧回路
と、第１のトランジスタのコレクタ、接地間の電圧によ
り被充電電池の電圧を検出する電池電圧演出回路と、こ
の電池電圧検出回路の信号により急速充電と、洲流充電
を切換える充電制御回路と、スイッチング電源部から構
成されている。

作用 この構成によって過放電され端子電圧が著しく低下した
電池を充電する場合、前記第１のトランジスタのコレク
タ電圧は被充電電池の端子電圧に等しくなるが、前記第
１のトランジスタのエミッタ電圧は前記第１のトランジ
スタのエミッタ・ベース間電圧と前記第２のトランジス
タＤエミッタｅコＶクタ間の飽和電圧と前記第２のトラ
ンジスタのエミッタ電圧、即ち前記定厩圧回；洛の出力
電圧より前記第２のトランジスタのエミッタＱペース間
電圧を減じた電圧とを加えた電圧風とに保たれる。この
電圧を前記スイッチング電源部の定電圧定電流制御回路
の動作保証電圧以北に設定することで前記定電圧定電流
制御回路の動作が不完全になること′はなくなる。とこ
ろで前記のように前記第１のトランジスタのエミッタ・
コレクタ間り不飽和状、＠である為、前記第１のトラン
ジスタのエミッタ・コレクタ電圧圧に充電電流を乗じた
電力損失が生じる。そこで被充電電池の端子（圧を前記
電池電圧噴出回路で険出し、被充電電池の端子電圧があ
る設定値以とになるまでは前記充電制御回路により細流
充電信号を前記定電圧定電流制御回路に送出するものと
すれば前記第１のトランジスタでの電力損失を低減する
ことができ、過放電され４子亀圧が著しく低下した電池
を最初は細流充電にて、端子電圧がある設定値以上に１
昇した場合は急速充電ばて迅速、確実に充電できること
になる。

実施例 以下本発明の一実施例につめて図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の一実施例における充電装置の回路を示
すものである。１］は電池電圧検出回路。

２は充電制卸回路、３は定電圧定電流制御回路。

４はスイッチング電源部、６は被充電電池で、以とは第
４図の構成と同じものである。６は充電径路の正極側に
直列に接続されスイッチング電源部の出力電圧を一定シ
圧以上に保持するＰＮＰ型の第１のトランジスタ、７は
前記第１のトランジスタのエミッタ・ベース間に接続さ
れた第１の抵抗。

８は前記第１のトランジスタのペースをドライブするＮ
ＰＮ型の第２のトランジスタ、９は前記第２のトランジ
スタのエミッタと啜“自問に接続された第２の抵抗、１
０は入力をスイッチング電源の出力から取る降圧型の定
電圧回路で前記第２のトランジスタのベースをドライブ
する。１１は前記第１のトランジスタのベースと前記第
２のトランジスタのコレクタ間に接続された定准圧素子
である。

以上のように構成された充電装置について以下その動作
を説明する。まず、スイッチングｉｓ部４の出力電圧、
即ち、！１のトランジスタ６のエミッタ電圧をｖ８　　
　エミッタ・ペースＩＩＪｌｌ電圧をＶ□２．　エミッ
タ・コレクタ間電圧をＶ。８１．定シ圧素子間の、電圧
をｖｏ、第２のトランジスタ８のエミッタ・コレクタ間
の電圧をＶ。１１２　　　エミッタ・ベース間這圧をＶ
□２．定電圧回路１ｏの出力電圧をｖｌ、補充ｓｉｔ池
６の端子電圧をｖ１□７細流充電から急速充電へ移行す
る被充電電池６の端子電圧をＶア　とすると次の２式が
成り立つ。

ここで定辺圧素子１１を接続するのは、降圧型の定電圧
回路の最小入出方間電圧差を保証するためである。

第３図に示すように過放電され著しく端子電圧が低下し
た電池（ｖＢｉｔ　＜　ｖｒ　）を充電する場合を例に
とり各部の動作説明を行う。

まず−ｖｌＩＡＴ　＜　ｖＴＯ間は充心制＃回路より細
流充電の信号が送出され充電電流工、にて定電流充電さ
れる。このとき第２のトランジスタ８のエミッタ・コレ
クタ間ｄａ和状態でエミッタ電流（（Ｖ、　−Ｖ、、２
）／Ｒ２”）　ＣＤ大部分は定′ホ圧回路１゜より供給
されるベース電流で、残りのコレクタ電流は第１のトラ
ンジスタ６の直／Ｍ電流増幅率をり、□、第１の抵抗７
の抵抗値をＲ４とするとＩ、　／ｈ、□＋ｖａｌｌ　／
Ｒ１となり、このコレクタ電流により定覗圧素子かドラ
イブされる。ここで第２のトランジスタ８のエミッタ・
コレクタ砲和電圧をｖａｓｓ□とすると前記（２）式は ｖＩＭＩＩＩ　””ＩＨ＋ｖＺＤ　＋ｖ０１１２　＋ｖ
Ｒ’！１１２　”””３）と表わされ／、の最小値を示
す式となる。従って端子電圧が著しく低い場合（ｖａｉ
ｒ　＜　’７　）の充電ではｖ８は（３）式で与えられ
る最小値に保持され第１のトランジスタ６のエミッタ・
コレクタ間は不飽和状態になる。

次に充電の進行に伴い６の被充電電池の１子電圧ｖＢＡ
Ｔは上昇し１名１のトランジスタ６のｖｏ、。

は低下し、ついには飽和状態になる。ここで第１のトラ
ンジスタ６のエミ、り・コレクタ間の廟和厩圧をｖａ□
、とすると（１）式は Ｖ＝Ｖ　　　　　４−ｖ　　　　　　　　　・・・・・
・・・・・・・（４）ｘ　　　　　Ｇ冨８１　　　　　
Ｂムτと表わされ、第１のトランジスタｅのエミッタｅ
コレクタ間が飽和状態になった以降は、′ｍｍ成心電池
６端子１圧ｖＩＩＡＴの上昇に比例して、第１のトラン
ジスタ６のエミッタ１圧Ｖ、が上昇する。

このとき第２のトランジスタ８のエミッタ・コレクタ間
は不飽和状態で、エミッタ電流の大部分は定電圧素子１
１を介して供給されるコレクタ電流である。そしてさら
にマ１．．がと昇し７．以とに達した時に充（１流を細
流充電電流Ｉ、から急速光ｗ１電流！。に切換え充電を
続ける。ところでＶ、をＶ工□以上に設定しておけば、
第１のトランジスタ６のエミッタ・コレクタ間が不飽和
状態である時には、細流充電であるので第１のトランジ
スタｅでの電力…失ト経微なものにすることができ、第
１のトランジスタｅとして９力川失定洛の小さなものを
使うことができる。

以上のように本実施例によれｊｄ’、過放電され著しく
端子（圧が低下した電池を充電する場合においても、ｖ
、がＶ□、に保持されるのでＶ□、を定電圧定成流制側
回路３の最低動作電圧以北に設定することにより定（圧
定；法制−回路３の動作は保証されることになり−ｖＢ
ＡアがｖＴより低い時には！ａ流充電電流Ｉ、にて、ま
たＶアより高い時には急速光（電流Ｉ。にて迅速、確実
な充電が可・指となる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、スイッチング電源部の出
力電圧、即ち充電径路の正ｌｆｉ側に直列に接続された
第１のトランジスタのエミッタ電圧は定電圧回路の出力
電圧に第１のトランジスタのエミッタ・ベース間電圧と
第１のトランジスタのベースをドライブする第２のトラ
ンジスタのエミッタ・コレクタ間の飽和″１圧を加え、
第２のトランジスタのエミッタ・ペース間電圧を減じた
シ圧以上に保持され、スイッチング電源部の定１［圧定
電流制御回路の最低１作（圧風上にこの保持電圧を設定
すればスイッチング電源部の動作が保証され過放電され
著しく端子電圧が低下した電池を充電する場合でも、迅
速、確実な充電−う；可能となり。

その実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による充電装置の回路図、第
２因は同実施例による充電装置の出力電圧電流特性図、
第３図は同実施例による充電装置における過放電電池充
電・寺の端子（圧と充；電流の時系列推移図、第４図は
従来の充電装置の回路図、第６図は従来の充框装装置の
出力電圧電流特性図、第６図は従来の充電装置における
過放電電池充電時の端子電圧と充電電流の時系列推移図
である。 １・・・・・・電池電圧検出回路、２・・・・・・充電
制御回路。 ３・・・・・・定電圧定電流制御回路、４・・・・・・
スイッチング電源部、５・・・・・・被充電電池、ｅ・
・・・・・第１のトランジスタ、７・・・・・・第１の
抵抗、８・・・・・・第２のトランジスタ、９・・・・
・・第２の抵抗、１０・・・・・・定電圧回路、１１・
・・・・・定電圧素子。 代理人の代名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 図 Ｉ８八Ｔ ｗＩ掘 図 区　■ ＃ドシ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）充電径路の正極側に直列に接続されたＰＮＰ型の
   第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのエミ
   ッタ、ベース間に接続された第１の抵抗と、前記第１の
   トランジスタのベースをドライブするＮＰＮ型の第２の
   トランジスタと、前記第２のトランジスタのエミッタ、
   接地間に接続された第２の抵抗と、前記第２のトランジ
   スタのベースをドライブする定電圧回路と、被充電電池
   の電圧を検出する電池電圧検出回路と、この電池電圧検
   出回路の信号により急速充電と細流充電を切換える充電
   制御回路と、スイッチング電源部とを備えた充電装置。
2. （２）定電圧回路としてその入力を前記第１のトランジ
   スタのエミッタに接続した降圧型の定電圧回路と、前記
   第１のトランジスタのベースと前記第２のトランジスタ
   のコレクタ間に接続された定電圧素子とを備えた特許請
   求の範囲第１項記載の充電装置。