JPH02254933A - 定電流電源回路 - Google Patents
定電流電源回路Info
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- JPH02254933A JPH02254933A JP1075823A JP7582389A JPH02254933A JP H02254933 A JPH02254933 A JP H02254933A JP 1075823 A JP1075823 A JP 1075823A JP 7582389 A JP7582389 A JP 7582389A JP H02254933 A JPH02254933 A JP H02254933A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、Ｎｉ−Ｃｄｇ池のような２次電池を定電流に
より充電する充電回路に関するものである。
より充電する充電回路に関するものである。
［従来の技術］
従来の急速充電回路は、第９図に示すようなスイッチン
グ電源を用いた定電流充電回路に満充電検知回路（ここ
では、電池温度上昇率制御回路ｒ以下、−Ｔ制御回路」
と略す）１１を接続して形成していた。７１Ｔ制御回路
の温度センサーＤｓは、ｔＩｃ池ｖ１に密着して配置さ
れている。
グ電源を用いた定電流充電回路に満充電検知回路（ここ
では、電池温度上昇率制御回路ｒ以下、−Ｔ制御回路」
と略す）１１を接続して形成していた。７１Ｔ制御回路
の温度センサーＤｓは、ｔＩｃ池ｖ１に密着して配置さ
れている。
まず、大電流充電を行う定電流充電回路について説明す
る。第９図において、入力回路１に交流電源が印加され
、整流平滑回路２で整流、平滑された電圧を主スイツチ
ング回路３でスイッチング動作させ、トランス４により
降圧される。主スイツチング回路３のパワーＭＯ９ＦＥ
Ｔ３ａがオンしているとき、２次側整流平滑回路５のダ
イオードＤ１に電流が流れる。このとき、電池■、に充
電されると同時にチョークコイルＬｏにもエネルギが蓄
積され、パワーＭＯ３ＦＥＴ、３ａのオフ期間にチョー
クコイルＬｏのエネルギは、ダイオードＤ２、電池ＶＩ
ｌを通して放出され平滑される。主スイツチング回路３
は数１０ｋＨｚ 〜１００ｋＨｚ程度でオン、オフを繰
り返しており、この制御はＰＷＭ制御回路６により行わ
れる。
る。第９図において、入力回路１に交流電源が印加され
、整流平滑回路２で整流、平滑された電圧を主スイツチ
ング回路３でスイッチング動作させ、トランス４により
降圧される。主スイツチング回路３のパワーＭＯ９ＦＥ
Ｔ３ａがオンしているとき、２次側整流平滑回路５のダ
イオードＤ１に電流が流れる。このとき、電池■、に充
電されると同時にチョークコイルＬｏにもエネルギが蓄
積され、パワーＭＯ３ＦＥＴ、３ａのオフ期間にチョー
クコイルＬｏのエネルギは、ダイオードＤ２、電池ＶＩ
ｌを通して放出され平滑される。主スイツチング回路３
は数１０ｋＨｚ 〜１００ｋＨｚ程度でオン、オフを繰
り返しており、この制御はＰＷＭ制御回路６により行わ
れる。
ＰＷＭ制御回路６の基本周波数は、回路内のコンデンサ
、抵抗（図示せず）により決定され、主スイツチング回
路３をドライブするためのパルスが出力される。このパ
ルス幅を調節することによって主スイツチング回路３の
オン、オフデユーティが制限され、充電電流が制御され
る。充電電流は、電流検出センサー８によって電圧に変
換され、定電流フィードバック回路９のオペアンプＩＣ
，の＋端子に入力される。また、一端子にはＧＮＤ間に
抵抗Ｒ２が接続され、一端子と出力端子間に抵抗Ｒ４が
接続されて正帰還増幅回路を形成している。この出力は
フォトカプラＰＣ１に伝達され、ＰＷＭ制御回路６のオ
ペアンプの子端子（図示せず）にフィードバックされる
。このオペアンプも正帰還増幅回路として使用され、こ
の出力と内部の三角波との比較によりパルスに変換され
、閉ループ化し、定電流充電回路を形成している。
、抵抗（図示せず）により決定され、主スイツチング回
路３をドライブするためのパルスが出力される。このパ
ルス幅を調節することによって主スイツチング回路３の
オン、オフデユーティが制限され、充電電流が制御され
る。充電電流は、電流検出センサー８によって電圧に変
換され、定電流フィードバック回路９のオペアンプＩＣ
，の＋端子に入力される。また、一端子にはＧＮＤ間に
抵抗Ｒ２が接続され、一端子と出力端子間に抵抗Ｒ４が
接続されて正帰還増幅回路を形成している。この出力は
フォトカプラＰＣ１に伝達され、ＰＷＭ制御回路６のオ
ペアンプの子端子（図示せず）にフィードバックされる
。このオペアンプも正帰還増幅回路として使用され、こ
の出力と内部の三角波との比較によりパルスに変換され
、閉ループ化し、定電流充電回路を形成している。
次に、満充電検知回路１１について説明する。
ここでは、電池温度上昇率を検知することにより、電池
Ｖ、は１００％充電されたことを検知するＡＴ制御回路
とする。温度センサーＤｓは、電池■、の温度を検出す
るもので、電池Ｖａの温度に対応した電圧を出力する。
Ｖ、は１００％充電されたことを検知するＡＴ制御回路
とする。温度センサーＤｓは、電池■、の温度を検出す
るもので、電池Ｖａの温度に対応した電圧を出力する。
ΔＴ制御回路は、この電圧値をサンプリングすることに
より、単位時間当たりの電圧上昇値を求め、予め設定し
た基準電圧より大きい時（つまり、単位時間当たりの温
度上昇が設定した温度よりも大きい時）に、定電流フィ
ードバック回路９のトランジスタＱ１をオンさせる。
より、単位時間当たりの電圧上昇値を求め、予め設定し
た基準電圧より大きい時（つまり、単位時間当たりの温
度上昇が設定した温度よりも大きい時）に、定電流フィ
ードバック回路９のトランジスタＱ１をオンさせる。
すなわち、電池Ｖ、が１００％充電になって−Ｔ制御さ
れると、トランジスタＱ＋がオンするため、定電流フィ
ードバック回路９の抵抗Ｒ３が抵抗Ｒ２に並列に接続さ
れ、オペアンプＪＣ，のゲインが上がり、出力が増加す
るため、フォトカブラＰＣ，のフィードバック量が減少
してパルス幅が絞られ、充電電流が減少する。
れると、トランジスタＱ＋がオンするため、定電流フィ
ードバック回路９の抵抗Ｒ３が抵抗Ｒ２に並列に接続さ
れ、オペアンプＪＣ，のゲインが上がり、出力が増加す
るため、フォトカブラＰＣ，のフィードバック量が減少
してパルス幅が絞られ、充電電流が減少する。
以上のように従来の急速充電回路は、第９１２１に示す
電流充電回路により定電流で大電流充電し、１００％充
電に達すると電池■８の温度上昇率が大きくなることを
ＡＴ制御回路で検出して充電電流を制御する。
電流充電回路により定電流で大電流充電し、１００％充
電に達すると電池■８の温度上昇率が大きくなることを
ＡＴ制御回路で検出して充電電流を制御する。
し発明が解決しようとする課題］
次に、ソフトスタート回路１２について説明する。第９
図においてソフトスタート回路１２がない場合、電源が
投入されたとすると、定を流フィードバック回路９のオ
ペアンプＩＣ！の出力は電源投入時には、まだ出力が発
生していないので、急激に出力電流を上昇させるために
、主スイツチング回路３のパワーＭＯ８ＦＥＴ３ａの制
御信号は、最大オン幅で動作を開始する。従って、出力
、は最大出力まで出ようとする。しかし、２次側電源回
路１０に出力が発生すると、オペアンプＩＣ８が動作を
開始し、出力電流を安定状態に制御する。この過程にお
いて、定電流フィードバック回路９Ｇ、：動作時間遅れ
が生じる。この遅れにより出力端子に非常に大きなオー
バーシュートが発生する。この結果、主スイツチング回
路３のパワーＭＯ８ＦＥＴ３ａにストレスがかかり、破
損してしまう原因となる。
図においてソフトスタート回路１２がない場合、電源が
投入されたとすると、定を流フィードバック回路９のオ
ペアンプＩＣ！の出力は電源投入時には、まだ出力が発
生していないので、急激に出力電流を上昇させるために
、主スイツチング回路３のパワーＭＯ８ＦＥＴ３ａの制
御信号は、最大オン幅で動作を開始する。従って、出力
、は最大出力まで出ようとする。しかし、２次側電源回
路１０に出力が発生すると、オペアンプＩＣ８が動作を
開始し、出力電流を安定状態に制御する。この過程にお
いて、定電流フィードバック回路９Ｇ、：動作時間遅れ
が生じる。この遅れにより出力端子に非常に大きなオー
バーシュートが発生する。この結果、主スイツチング回
路３のパワーＭＯ８ＦＥＴ３ａにストレスがかかり、破
損してしまう原因となる。
そこで、動作開始の時点では、制御信号のオン時間が狭
いところから、ゆっくりと広がっていく動作としておく
ために、ソフトスタート回路１２が使用されている。Ｐ
ＷＭ制御回路６の内部のＰＷＭコンパレータの直流制御
信号を、コンデンサＣ０の充電時間に合わせてゆっくり
と変化させる。こうすると三角波のスライスレベルが徐
々に変化し、出力をオン時間の狭いところからゆっくり
と広げていくことができる。
いところから、ゆっくりと広がっていく動作としておく
ために、ソフトスタート回路１２が使用されている。Ｐ
ＷＭ制御回路６の内部のＰＷＭコンパレータの直流制御
信号を、コンデンサＣ０の充電時間に合わせてゆっくり
と変化させる。こうすると三角波のスライスレベルが徐
々に変化し、出力をオン時間の狭いところからゆっくり
と広げていくことができる。
次に、電池■−を収納した電池バック２１を抜き差しし
た場合について考える。電池バック２１をセットしてい
ない時には、バック検知回路１７の出力はＨレベルとな
るため、定電流フィードバック回路９のフォトカプラＰ
Ｃ１には電流が流れず、従ってフィードバック量はない
、ＰＷＭ制御回路６は、２次側電源回路１０の出力を確
保できるオン時間で動作するように設定されている。
た場合について考える。電池バック２１をセットしてい
ない時には、バック検知回路１７の出力はＨレベルとな
るため、定電流フィードバック回路９のフォトカプラＰ
Ｃ１には電流が流れず、従ってフィードバック量はない
、ＰＷＭ制御回路６は、２次側電源回路１０の出力を確
保できるオン時間で動作するように設定されている。
電池バック２１を差した時には、バック検知回路１７の
出力はＬレベルとなる。この時、２次側には電流が流れ
ていないため、定電流フィードバック回路９は急激に電
流を流そうとし、オペアンプＩＣ２の出力は出す、フォ
トカプラＰＣ１に流れる電流は最大となる。フィードバ
ック量は最大であり、ＰＷＭ制御回路６の出力のオン時
間は最大であり、瞬時的に大きな電流が流れる。この突
入電流は、主スイツチング回路３のパワーＭＯ８ＦＥＴ
３ ａ等の素子に大きなストレスを与えることになり
、破壊の原因となる。
出力はＬレベルとなる。この時、２次側には電流が流れ
ていないため、定電流フィードバック回路９は急激に電
流を流そうとし、オペアンプＩＣ２の出力は出す、フォ
トカプラＰＣ１に流れる電流は最大となる。フィードバ
ック量は最大であり、ＰＷＭ制御回路６の出力のオン時
間は最大であり、瞬時的に大きな電流が流れる。この突
入電流は、主スイツチング回路３のパワーＭＯ８ＦＥＴ
３ ａ等の素子に大きなストレスを与えることになり
、破壊の原因となる。
また、オン時間が最大のところから始めていくため、急
激に所定の電流になるが、フィードバック系の遅れによ
り、所定電流を大きく越えてしまう、つまり、オーバー
シュートが発生する。つまり、第４図＜１）に示すよう
に、電池バック２１を差し込むたびに突入電流、オーバ
ーシュートが発生することになる。
激に所定の電流になるが、フィードバック系の遅れによ
り、所定電流を大きく越えてしまう、つまり、オーバー
シュートが発生する。つまり、第４図＜１）に示すよう
に、電池バック２１を差し込むたびに突入電流、オーバ
ーシュートが発生することになる。
また、短いインターバルでの抜き差しを考えると、抜い
た時にはトランス４の逆起電力のために急激に電圧が上
昇するが、オーバーシュート中に抜かれた場合には、通
常の逆起電力の時より大きな電圧が発生することになり
、パワーＭＯ３ＦＥ Ｔ ３ ａに大きなストレスを与
える。
た時にはトランス４の逆起電力のために急激に電圧が上
昇するが、オーバーシュート中に抜かれた場合には、通
常の逆起電力の時より大きな電圧が発生することになり
、パワーＭＯ３ＦＥ Ｔ ３ ａに大きなストレスを与
える。
また、電池バック２１をセットしたままでの電源の短い
インターバルでの抜き差しを考えると、抜いた時には、
整流平滑回路２や２次側電源回路１０のコンデンサによ
り、これらは短時間動作を続けている。動作中に電源が
差し込まれた場合を考えると、ソフトスタート回路１２
はコンデンサＣ０の電圧が高いため、ソフトスタートが
きかないことになり、瞬時的に大きな電流が流れること
になる。また、ノイズ等が定電流フィードバック回路９
のオペアンプＩＣ，等に重畳した場合などには、急激に
充電電流が変化し、パワーＭＯ８ＦＥＴ３ａ等の素子に
ストレスを与えることも考えられる。
インターバルでの抜き差しを考えると、抜いた時には、
整流平滑回路２や２次側電源回路１０のコンデンサによ
り、これらは短時間動作を続けている。動作中に電源が
差し込まれた場合を考えると、ソフトスタート回路１２
はコンデンサＣ０の電圧が高いため、ソフトスタートが
きかないことになり、瞬時的に大きな電流が流れること
になる。また、ノイズ等が定電流フィードバック回路９
のオペアンプＩＣ，等に重畳した場合などには、急激に
充電電流が変化し、パワーＭＯ８ＦＥＴ３ａ等の素子に
ストレスを与えることも考えられる。
本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、電
源の短いインターバルでの抜き差し時や、電池バックを
装着した時などのオーバーシュートなどを生じることな
く安定したスタートをさせることにより、インバータ回
路の素子等に与えるストレスを小さくし、充電器の信頼
性を向上させることを目的とした充電回路を提供するも
のである。
源の短いインターバルでの抜き差し時や、電池バックを
装着した時などのオーバーシュートなどを生じることな
く安定したスタートをさせることにより、インバータ回
路の素子等に与えるストレスを小さくし、充電器の信頼
性を向上させることを目的とした充電回路を提供するも
のである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、充＠電流制御信号を少なくともその立ち上が
りから徐々に増加させる遅延回路を設けたことを特徴と
するものである。
りから徐々に増加させる遅延回路を設けたことを特徴と
するものである。
［作 用］
上記手段により、遅延回路により制御回路へのフィード
バック量を０から徐々に増やして、瞬時的に大きな電流
が流れるの防止している。
バック量を０から徐々に増やして、瞬時的に大きな電流
が流れるの防止している。
［実施例］
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図に具体回路図を示す。この回路は、従来の第９図と
は定電流フィードバック回路９を除いては同じ構成であ
る。つまり、定電流フィードバック回路９の代わりに、
電圧比較回路１３、定電流制御回路１４、パルス出力回
路１５、積分回路１６等を用いている。定電流制御回路
１４は、パルス出力回路１５の出力パルスをデユーティ
制御出力になるように制御する０本実施例では、Ｌレベ
ルをアクティブとする。また、上記パルス出力回路１５
と積分回路１６とで遅延回路を構成している。
１図に具体回路図を示す。この回路は、従来の第９図と
は定電流フィードバック回路９を除いては同じ構成であ
る。つまり、定電流フィードバック回路９の代わりに、
電圧比較回路１３、定電流制御回路１４、パルス出力回
路１５、積分回路１６等を用いている。定電流制御回路
１４は、パルス出力回路１５の出力パルスをデユーティ
制御出力になるように制御する０本実施例では、Ｌレベ
ルをアクティブとする。また、上記パルス出力回路１５
と積分回路１６とで遅延回路を構成している。
充電電流は、電流検出センサー８によって電圧値に変換
され、電圧比較回路１３に入力される。
され、電圧比較回路１３に入力される。
所定の電流が流れていない時には、定電流制御回路１４
は第２図（ａ）に示すように、パルス出力回路１５から
のパルスのオンデユーテイを広げていく、出力パルスは
積分回路１６のコンデンサＣ及び抵抗Ｒ１によって積分
され、第２ ｔ！Ｉ （ｂ）Ｅ示すように積分回路１６
の電圧Ｖ、は下がっていく。
は第２図（ａ）に示すように、パルス出力回路１５から
のパルスのオンデユーテイを広げていく、出力パルスは
積分回路１６のコンデンサＣ及び抵抗Ｒ１によって積分
され、第２ ｔ！Ｉ （ｂ）Ｅ示すように積分回路１６
の電圧Ｖ、は下がっていく。
２次側電源回路１０の出力（５Ｖとする）と、電圧■、
との電位差分（５Ｖ−Ｖｌ）がフォトカプラＰＣ１と抵
抗Ｒ１を通して電流が流れ、オンデユーテイが大きくな
り、電圧■、が下がるに従って、第２図（ｅ）に示すよ
うにフォトカプラＰＣ９に流れる電流が増加し、１次側
のＰＷＭ制御回路６のフィードバック量が増加する。こ
れによりＰＷＭ制御回路６の出力パルスが広げられ第２
図（ｄ）に示すように充電電流が増える。
との電位差分（５Ｖ−Ｖｌ）がフォトカプラＰＣ１と抵
抗Ｒ１を通して電流が流れ、オンデユーテイが大きくな
り、電圧■、が下がるに従って、第２図（ｅ）に示すよ
うにフォトカプラＰＣ９に流れる電流が増加し、１次側
のＰＷＭ制御回路６のフィードバック量が増加する。こ
れによりＰＷＭ制御回路６の出力パルスが広げられ第２
図（ｄ）に示すように充電電流が増える。
充電電流が増加し、電流検出センサー８の出力電圧が上
昇し、予め設定した基準電圧値を越えた時、すなわち設
定した電流値になった時には、電圧比較回路１３は、定
電流制御回路１４に信号を出力する。定電流制御回路１
４は、これまでとは反対にパルス出力回路１５の出力の
オンデユーテイを下げるように制御する。オンデユーテ
イが下げられると、積分回路１６の電圧■、は上昇し、
フォトカプラＰＣ６の電流が少なくなってフィードバッ
ク量が減少し、ＰＷＭ制御回路６の出力パルスが絞られ
、充電電流が減少する。充電＠流が減少し、電圧比較回
路１３の基準電圧値を下回ると、電圧比較回路１３の出
力は反転し、定電流制御回路１４は再びパルス出力回路
１５の出力パルスのオンデユーテイを広げる方向に制御
する。これを繰り返すことにより定電流制御を行う、パ
ルス出力回路１５の出力パルスの周期は、数μＳｅｅで
あり、積分回路１６の電圧Ｖ、のリップルはほとんど考
えなくても良い。
昇し、予め設定した基準電圧値を越えた時、すなわち設
定した電流値になった時には、電圧比較回路１３は、定
電流制御回路１４に信号を出力する。定電流制御回路１
４は、これまでとは反対にパルス出力回路１５の出力の
オンデユーテイを下げるように制御する。オンデユーテ
イが下げられると、積分回路１６の電圧■、は上昇し、
フォトカプラＰＣ６の電流が少なくなってフィードバッ
ク量が減少し、ＰＷＭ制御回路６の出力パルスが絞られ
、充電電流が減少する。充電＠流が減少し、電圧比較回
路１３の基準電圧値を下回ると、電圧比較回路１３の出
力は反転し、定電流制御回路１４は再びパルス出力回路
１５の出力パルスのオンデユーテイを広げる方向に制御
する。これを繰り返すことにより定電流制御を行う、パ
ルス出力回路１５の出力パルスの周期は、数μＳｅｅで
あり、積分回路１６の電圧Ｖ、のリップルはほとんど考
えなくても良い。
次に、電池バック２１がセットされている時の電源投入
時について説明する。電源投入時には、２次側電源回路
１０の出力が５■に安定するまでの過渡時間内は、パル
ス出力回路１５は動作せず、つまり、パルスを出力しな
いためＨレベルの出力となる。従って、５ｖに上昇する
までは、２次側電源回路１０の出力がそのままパルス出
力回路１５の出力となり、２次側電源回路１０と積分回
路１６の電圧■、は等しく、フォトカプラＰＣ，には電
流が流れないため、ＰＷＭ制御回路６の出力パルスは狭
くしたままである。この時、ＰＷＭ制御回路６の出力は
２次側電源回路１０の出力５■が安定して出力できる最
小デユーティパルスになるように設定されている。２次
側電源回路１０の出力が安定した後、定電流制御回路１
４はデユーティを徐々に広げていき、充電電流を流して
いく、電源投入後、２次側電源回路１０の５■出力が安
定した後（定電流制御回路１４が立ち上がった後）、所
定時間は定電流制御回路１４がパルス出力回路１５の動
作を止めるようにしているため、さらにソフトスタート
は確実となる１以上のようにすることにより、電源投入
時のオーバーシュートを防止することができる 次に、電源投入後に電池バック２１をセットした時につ
いて説明する。電池バック２１がセットされると、定電
流制御回路１４は、オンデユーテイを徐々に広げていき
、電流Ｏから徐々に所定の充電電流に近付けていく、所
定の充電電流になった時にはオンデユーテイをそのまま
維持し、所定の充電電流を続ける。オン時間が短いとこ
ろから広げていくため、所定の充電電流になった時にフ
ィードバック系が遅れても、オーバーシュートは小さい
、従って、従来例で見られるような突入電流やオーバー
シュートを防止することができる。従来例においては、
オペアンプの応答性の早さから、充電電流を設定値に急
激Ｃ増加させるために、第４図（ａ）に示すようにフィ
ードバック系の遅れのために、オーバーシュートが発生
する。
時について説明する。電源投入時には、２次側電源回路
１０の出力が５■に安定するまでの過渡時間内は、パル
ス出力回路１５は動作せず、つまり、パルスを出力しな
いためＨレベルの出力となる。従って、５ｖに上昇する
までは、２次側電源回路１０の出力がそのままパルス出
力回路１５の出力となり、２次側電源回路１０と積分回
路１６の電圧■、は等しく、フォトカプラＰＣ，には電
流が流れないため、ＰＷＭ制御回路６の出力パルスは狭
くしたままである。この時、ＰＷＭ制御回路６の出力は
２次側電源回路１０の出力５■が安定して出力できる最
小デユーティパルスになるように設定されている。２次
側電源回路１０の出力が安定した後、定電流制御回路１
４はデユーティを徐々に広げていき、充電電流を流して
いく、電源投入後、２次側電源回路１０の５■出力が安
定した後（定電流制御回路１４が立ち上がった後）、所
定時間は定電流制御回路１４がパルス出力回路１５の動
作を止めるようにしているため、さらにソフトスタート
は確実となる１以上のようにすることにより、電源投入
時のオーバーシュートを防止することができる 次に、電源投入後に電池バック２１をセットした時につ
いて説明する。電池バック２１がセットされると、定電
流制御回路１４は、オンデユーテイを徐々に広げていき
、電流Ｏから徐々に所定の充電電流に近付けていく、所
定の充電電流になった時にはオンデユーテイをそのまま
維持し、所定の充電電流を続ける。オン時間が短いとこ
ろから広げていくため、所定の充電電流になった時にフ
ィードバック系が遅れても、オーバーシュートは小さい
、従って、従来例で見られるような突入電流やオーバー
シュートを防止することができる。従来例においては、
オペアンプの応答性の早さから、充電電流を設定値に急
激Ｃ増加させるために、第４図（ａ）に示すようにフィ
ードバック系の遅れのために、オーバーシュートが発生
する。
次に、定電流制御回路１４とパルス出力回路１５の動作
について説明する。パルス出力回路１５は第３図に示す
ように、周期ｔｄ毎にパルス幅の異なるパルスを出力す
る。１つのオンパルス幅は、ｔｄを所定分割した範囲（
ここでは、２５５分割したと考える）の間、つまり、Ｏ
／２５５ｔ ｄ〜２５５／２５５ｔｄの問を変化する。
について説明する。パルス出力回路１５は第３図に示す
ように、周期ｔｄ毎にパルス幅の異なるパルスを出力す
る。１つのオンパルス幅は、ｔｄを所定分割した範囲（
ここでは、２５５分割したと考える）の間、つまり、Ｏ
／２５５ｔ ｄ〜２５５／２５５ｔｄの問を変化する。
フィードバックの速度（応答性）は、このパルス幅を変
化させる周期ｔｓＬｅｐにより決まる。具体的に動作を
説明する。バック検知回路１７により電池パック２１が
セットされたことを検知すると、充電を開始する。パル
ス出力回路１５の出力は、第３図に示すように、ｌ／２
５５ｔｄのパルスをｔ ５ｔｅｐ間続け、次にデユーテ
ィ２／２５５を同じ＜ｔｓｔｅｐ、以下３／２５５をｔ
ｓｔｅｐとオン時間を所定時間ｔ ５ｔｅｐ毎にステッ
プ的に増やしていき、所定の電流値になるまで増加を続
ける。こうすることにより充電電流は、所定の電流値に
なるまで徐々に増加することになり、ソフトスタートと
なり、オーバーシュートは発生しない０通常の充電を考
えると、充電電流の立ち上がりの遅さは全く問題となら
ないため、ｔｓｔｅｐ時間を長くとると良い。
化させる周期ｔｓＬｅｐにより決まる。具体的に動作を
説明する。バック検知回路１７により電池パック２１が
セットされたことを検知すると、充電を開始する。パル
ス出力回路１５の出力は、第３図に示すように、ｌ／２
５５ｔｄのパルスをｔ ５ｔｅｐ間続け、次にデユーテ
ィ２／２５５を同じ＜ｔｓｔｅｐ、以下３／２５５をｔ
ｓｔｅｐとオン時間を所定時間ｔ ５ｔｅｐ毎にステッ
プ的に増やしていき、所定の電流値になるまで増加を続
ける。こうすることにより充電電流は、所定の電流値に
なるまで徐々に増加することになり、ソフトスタートと
なり、オーバーシュートは発生しない０通常の充電を考
えると、充電電流の立ち上がりの遅さは全く問題となら
ないため、ｔｓｔｅｐ時間を長くとると良い。
電池パック２１を抜いた時（無負荷時）には、パック検
知回路１７は抜いたことを検知し、定電流制御回路１４
に信号を出力する。定電流制御回路１４は直ぐにパルス
出力回路１５の動作を禁止させ、フィードバック量を０
にし、ＰＷＭ制御回路６は最小デユーティにより動作す
る。短いインターバルでの電池パック２１の抜き差しを
考えた場きには、第４図（ｂ）に示すようにストレスは
小さくなる。上記の定電流制御回路１４の動作のフロー
チャートラ第５図に示す。
知回路１７は抜いたことを検知し、定電流制御回路１４
に信号を出力する。定電流制御回路１４は直ぐにパルス
出力回路１５の動作を禁止させ、フィードバック量を０
にし、ＰＷＭ制御回路６は最小デユーティにより動作す
る。短いインターバルでの電池パック２１の抜き差しを
考えた場きには、第４図（ｂ）に示すようにストレスは
小さくなる。上記の定電流制御回路１４の動作のフロー
チャートラ第５図に示す。
ところで、上記の満充電検知回路〈ΔＴ制御回路）１１
の出力信号を定電流制御回路１４に入力することにより
、定電流制御回路１４はパルス出力回路１５の動作を停
止させ、充電電流を０にすることができる。これにより
、電池■、を最適に充電制御できることになる。
の出力信号を定電流制御回路１４に入力することにより
、定電流制御回路１４はパルス出力回路１５の動作を停
止させ、充電電流を０にすることができる。これにより
、電池■、を最適に充電制御できることになる。
ここで、満充電後において、電池■６を活性化する、及
び自己放電量を補充していく方法として、満充電までの
充Ｔ４ｉ流より小さな充電電流で充電を行うトリクル充
電がある。上記の実施例の他側として、第６図に示すよ
うに、満充電検知後は、電圧比較回路１３は第２の基準
電圧■２により比較器１８で比較し、制御することによ
り、満充電後は第２の電流値により定電流制御を行うこ
とができる。第６図に示すように、満充電検知回路１１
の出力によりトランジスタＱ２がオンし、抵抗Ｒコが抵
抗Ｒ２と並列に接続されることで基準電圧を変えるよう
にしている。
び自己放電量を補充していく方法として、満充電までの
充Ｔ４ｉ流より小さな充電電流で充電を行うトリクル充
電がある。上記の実施例の他側として、第６図に示すよ
うに、満充電検知後は、電圧比較回路１３は第２の基準
電圧■２により比較器１８で比較し、制御することによ
り、満充電後は第２の電流値により定電流制御を行うこ
とができる。第６図に示すように、満充電検知回路１１
の出力によりトランジスタＱ２がオンし、抵抗Ｒコが抵
抗Ｒ２と並列に接続されることで基準電圧を変えるよう
にしている。
［実施例２］
ところで、上記実施例では以下に述べるような問題があ
る。つまり、充電電流が徐々に増加し、所定電流値を越
えた時、最大ｔ ５ｔｅｐ間は電流を増加させるデユー
ティ出力をパルス出力回路１５は続けることになり、電
流は所定値を少し越えてしまう、同様に所定電流値より
下がった場合にも電流を減少させるデユーティ出力を続
け、所定値を少し下回る。この制御を繰り返すと、第４
図（ｂ）のＡ部に示すようにリップルが大きくなること
になる。
る。つまり、充電電流が徐々に増加し、所定電流値を越
えた時、最大ｔ ５ｔｅｐ間は電流を増加させるデユー
ティ出力をパルス出力回路１５は続けることになり、電
流は所定値を少し越えてしまう、同様に所定電流値より
下がった場合にも電流を減少させるデユーティ出力を続
け、所定値を少し下回る。この制御を繰り返すと、第４
図（ｂ）のＡ部に示すようにリップルが大きくなること
になる。
従って、本発明のこの実施例では、−皮屑定値に達した
後は、デユーティ切替周期ｔ ５ｔｅｐより早い第２の
所定時間ｔ ５ｔｅｐ２の周期で、デユーティを変化さ
せることで、応答性を上げ、定電流制御安定性を上げる
ようにしている。この場合のフローチャートを第７図に
示す、動作は先の実施例と同じなので説明は省略する。
後は、デユーティ切替周期ｔ ５ｔｅｐより早い第２の
所定時間ｔ ５ｔｅｐ２の周期で、デユーティを変化さ
せることで、応答性を上げ、定電流制御安定性を上げる
ようにしている。この場合のフローチャートを第７図に
示す、動作は先の実施例と同じなので説明は省略する。
かがる定電流制御において、電流リップルを小さくする
ことができ、出力コンデンサの小型化を図ることができ
る。
ことができ、出力コンデンサの小型化を図ることができ
る。
［実施例３］
実施例３は、電圧比較回路１３の比較電圧を２つ有する
ことである。これは第８図に示すように、定電流制御の
基準電圧■、とは別に、回路異常、ノイズ等の誤動作な
どによる一時的な過電流を保護するための第２の基準電
圧■、をもつことである。ここでは、第１の比較器１９
に第１の基準電圧■、が入力され、第２の比較器２０に
第２の基準電圧■、が入力される。この第２の基準電圧
Ｖ４より大きい電圧が入力された時は、すなわち、所定
値以上の電流が流れた時に、電圧比較回路１３は、第２
の信号を出力し、定電流制御回路１４はこの信号により
、パルス出力回路１５の動作を停止させ、充電電流をＯ
にする。０にした後、再び徐々に電流を増加させ、充電
電流に近付けていく、これにより過電流保護が行える。
ことである。これは第８図に示すように、定電流制御の
基準電圧■、とは別に、回路異常、ノイズ等の誤動作な
どによる一時的な過電流を保護するための第２の基準電
圧■、をもつことである。ここでは、第１の比較器１９
に第１の基準電圧■、が入力され、第２の比較器２０に
第２の基準電圧■、が入力される。この第２の基準電圧
Ｖ４より大きい電圧が入力された時は、すなわち、所定
値以上の電流が流れた時に、電圧比較回路１３は、第２
の信号を出力し、定電流制御回路１４はこの信号により
、パルス出力回路１５の動作を停止させ、充電電流をＯ
にする。０にした後、再び徐々に電流を増加させ、充電
電流に近付けていく、これにより過電流保護が行える。
［発明の効果］
本発明は上述のように、充電電流制御信号を少なくとも
その立ち上がりがら徐々に増加させる遅延回路を設けた
ことを特徴とするものであるから、遅延回路により制御
回路へのフィードバック量をＯから徐々に増やしていく
ことで、従来のように瞬時的に大きな電流が流れること
がなく、且つオーバーシュートの発生を防止できるもの
あり。
その立ち上がりがら徐々に増加させる遅延回路を設けた
ことを特徴とするものであるから、遅延回路により制御
回路へのフィードバック量をＯから徐々に増やしていく
ことで、従来のように瞬時的に大きな電流が流れること
がなく、且つオーバーシュートの発生を防止できるもの
あり。
そのため、電池バックをセットした場合でも、瞬時的に
大きな電流は流れず、また、オーツく−シュートも発生
しないものであり、また、短いインターバルでの電池バ
ックの抜き差しにおける抜いた時に発生する逆起電力が
小さく抑えられ、従って、インバータ回路のスイッチン
グ素子や、電子部品に与えるストレスが小さくなり、充
電器全体の信頼性が向上する効果を奏し、更に、異常電
流等は所定の電流以上とならないため、それら部品の耐
力を余分に持たせる必要がなく、小さく安価に製作でき
る効果を奏するものである。
大きな電流は流れず、また、オーツく−シュートも発生
しないものであり、また、短いインターバルでの電池バ
ックの抜き差しにおける抜いた時に発生する逆起電力が
小さく抑えられ、従って、インバータ回路のスイッチン
グ素子や、電子部品に与えるストレスが小さくなり、充
電器全体の信頼性が向上する効果を奏し、更に、異常電
流等は所定の電流以上とならないため、それら部品の耐
力を余分に持たせる必要がなく、小さく安価に製作でき
る効果を奏するものである。
また、上記遅延回路を、定電流制御回路の出力信号によ
り出力パルスのデユーティを変えるノ（ルス出力回路と
、パルス出力回路の出力パルスを積分する積分回路とで
構成していることで、充電電流制御信号を制御する遅延
回路を簡単な回路で構成することができる。
り出力パルスのデユーティを変えるノ（ルス出力回路と
、パルス出力回路の出力パルスを積分する積分回路とで
構成していることで、充電電流制御信号を制御する遅延
回路を簡単な回路で構成することができる。
更に、上記遅延回路は、定電流制御回路の出力の変化を
遅延させ、充電電流が一度所定の電流に達した後は、制
御信号の立ち上がり時よりも遅延時間を短くしているこ
とで、定電流制御を安定良く行うことができる。
遅延させ、充電電流が一度所定の電流に達した後は、制
御信号の立ち上がり時よりも遅延時間を短くしているこ
とで、定電流制御を安定良く行うことができる。
第１１！Ｉは本発明の実施例の具体回路図、第２図は同
上の動作波形図、第３図は同上の動作波形図、第４図は
同上の動作波形図、第５図は同上のフロー図、第６図は
同上のトリクル充電を行う場合の要部回路図、第７図は
同上の実施例２のフロー図、第８図は同上の実施例３の
要部回路図、第９図は従来例の具体回路図である。 ８は電流検出センサー、１４は定電流制御回路、１５は
パルス出力回路、１６は積分回路である。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２図 第５り 第３図 第４図 第６図 第７図 第８ｖ！Ｊ
上の動作波形図、第３図は同上の動作波形図、第４図は
同上の動作波形図、第５図は同上のフロー図、第６図は
同上のトリクル充電を行う場合の要部回路図、第７図は
同上の実施例２のフロー図、第８図は同上の実施例３の
要部回路図、第９図は従来例の具体回路図である。 ８は電流検出センサー、１４は定電流制御回路、１５は
パルス出力回路、１６は積分回路である。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２図 第５り 第３図 第４図 第６図 第７図 第８ｖ！Ｊ
Claims (3)
- （１）インバータ回路からなる電源回路と、充電電流を
検出する電流検出センサーと、電流検出センサーの出力
を所定値と比較する比較回路と、比較回路の出力に応じ
て充電電流制御信号を出力する定電流制御回路とを備え
、この充電電流制御信号をインバータ回路の制御回路へ
フィードバックして充電電流を一定にして定電流充電を
行う充電回路において、充電電流制御信号を少なくとも
その立ち上がりから徐々に増加させる遅延回路を設けた
ことを特徴とする充電回路。 - （２）上記遅延回路を、定電流制御回路の出力信号によ
り出力パルスのデューティを変えるパルス出力回路と、
パルス出力回路の出力パルスを積分する積分回路とで構
成したことを特徴とする請求項１記載の充電回路。 - （３）上記遅延回路は、定電流制御回路の出力の変化を
遅延させ、充電電流が一度所定の電流に達した後は、制
御信号の立ち上がり時よりも遅延時間を短くしたことを
特徴とする請求項１記載の充電回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075823A JP2686135B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 定電流電源回路 |
| US07/498,644 US5034871A (en) | 1989-03-28 | 1990-03-26 | DC to DC converter with steady control of output DC voltage by monitoring output DC current |
| EP90105826A EP0390079B1 (en) | 1989-03-28 | 1990-03-27 | Constant DC current supplying circuit |
| DE69014371T DE69014371T2 (de) | 1989-03-28 | 1990-03-27 | Schaltung zur Konstanthaltung eines Gleichstroms. |
| AU52246/90A AU610457B2 (en) | 1989-03-28 | 1990-03-27 | Constant dc current supplying circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075823A JP2686135B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 定電流電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254933A true JPH02254933A (ja) | 1990-10-15 |
| JP2686135B2 JP2686135B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=13587294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1075823A Expired - Lifetime JP2686135B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 定電流電源回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5034871A (ja) |
| EP (1) | EP0390079B1 (ja) |
| JP (1) | JP2686135B2 (ja) |
| AU (1) | AU610457B2 (ja) |
| DE (1) | DE69014371T2 (ja) |
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