JPH02269419A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二次電池に充電電流を供給し、充電完了後は
充電電流を小電流に切換えるようになされた充電回路に
関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の充電回路として、第３図に示すものが知
られている。

すなわち、第３図において、交流電源ＡＣからの交流電
流はダイオードブリッジＤＢとコンデンサＣ１により整
流、平滑されて、発振トランスＴに導かれる。スイッチ
ング素子Ｑ２は駆動回路１からの所定周期のパルスによ
りスイッチングされ、これにより所定直流電力は発振ト
ランスＴで所定周期の交流電力に変換される。

発振トランスＴからの交流電力はダイオードＤ２　、Ｄ
３により全波整流され、更にチョークコイルＬ　Ｃｓコ
ンデンサＣ３で平滑されて二次電池２へ供給される。こ
の充電電流の一部は後述の各検出回路等にも供給され、
それらの駆動電力として利用される。

充電電流は抵抗Ｒ５で電圧として検出され、この検出電
圧が充電電流検出回路３に送入される。

充電電流検出回路３は充電電流に応じた出力信号をフォ
トカブラ（不図示）を構成する発光ダイオードＤ７を介
して駆動回路１に導き、これにより駆動回路１でパルス
デューティが変更制御されて安定した充電電流が二次電
池２に供給される。

電池電圧検出回路４は充電が完了すると、また電池温度
検出回路５は電池温度が上昇してこのまま充電すると電
池の劣化を招くような場合、あるいは所定の上昇温度に
より充電の完了と見做すと出力信号を送出して、同じく
フォトカブラを介して駆動回路１に導かれ、これにより
駆動回路１でパルスデューティがより一層小さく変更制
御されて充電電流は小電流に切換えられる。

すなわち、充電電流の供給を停止せずに小電流に切換え
ることにより、各検出回路やその他の回路の動作を持続
させておき、自動復帰が可能な状態を保持している。例
えば、外部環境により、旦電池温度が高くなり、その後
温度が降下した場合等に再度充電を開始出来るようにす
るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

満充電の後に小電流が引き続き供給されると、二次電池
が過充電され、また異常に発熱して電池性能の劣化を招
来することとなる。

一方、この電流を必要以上に制限すると（第２図、波形
ｄ破線部参照）、必要な電圧レベルが確保できず（第２
図、波形ｅ破線部参照）、上述した各検出回路等の電源
として機能しなくなり、動作の不安定、更には動作の持
続が不能となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、充電完了後は
、各検出回路等の動作が確保出来る電流を供給するとと
もに、この電流が二次電池には供給されないようにした
充電回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は、二次電池に充電電流を供給し、充電完了後は
充電電流を小電流に切換える充電回路において、上記充
電の完了により短絡されるスイッチを上記二次電池に並
列接続したものである。

〔作用〕

本発明に係る充電回路によれば、充電中は充電電流が二
次電池に供給される。そして、充電が完了すると、スイ
ッチにより二次電池は短絡状態にされる。このため、充
電完了後の小電流は二次電池には供給されなくなる。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係る充電回路の一実施例を示す回路
図である。なお、図中、第３図と同一符号が付されたも
のは同一物を示す。

、図において、ＡＣは商用電源等の交流電源、ＤＢは上
記電源ＡＣからの交流電流を整流するダイオードブリッ
ジ、Ｃ１はダイオードブリッジＤＢの整流出力を平滑す
るコンデンサである。

Ｑ２はトランジスタ等のスイッチング素子で、このスイ
ッチング動作は後述の駆動回路１によりオン、オフ制御
される。１は予め定めた周期のパルスを上記スイッチン
グ素子４に送出するとともに、その出力パルスのパルス
デューティを変更制御する駆動回路である。Ｔはスイッ
チング索子Ｑ２のオン、オフにより直流電力を交流電力
に変換する発振トランスである。なお、抵抗Ｒ３とコン
デンサＣ２とからなる並列回路は、スパイクノイズ等を
吸収するスナバ回路、Ｄｌはダイオードである。

該トランスＴの他の１次側コイルＬ２に生じる交流電流
はダイオードＤ５で半波整流され、コンデンサＣ４、Ｃ
５で平滑され、更にツェナーダイオードＺＤ１で一定電
圧にされた後、駆動回路１の電源として供給されている
。これにより、駆動回路１はスイッチング素子Ｑ２の動
作後はコイルＬ２から電源電流を供給される。

一方、スイッチング索子Ｑ２の動作前は下記の補助電源
から供給される。すなわち、抵抗Ｒ１Ｒ２）ランジスタ
Ｑ１　ツェナーダイオードＺＤ２及びダイオードＤ４か
ら成る回路は電源供給回路を構成し、ダイオードブリッ
ジＤＢの整流？８　流の一部をトランジスタＱ１及びダ
イオードＤ４を介して駆動回路１の補助電源として供給
するものである。この補助電源供給回路は、発振トラン
スＴが動作を開始してコイルＬ２から電源電流が供給さ
れると、ツェナーダイオードＺＤ１　によりダイオード
Ｄ４が逆バイアスされるため、電流供給が停止される。

さて、上記発振トランスＴの１次コイルＬ１に間欠的に
電流が流れると、２次コイルＬ３に電圧が誘起され、交
流２次電流が生じる。発振トランスＴの２次コイルＬ３
に誘起される電圧によって生じる２次交流電流はダイオ
ードＤ２　、Ｄ３で全波整流され、更にチョークコイル
Ｌｃ及びコンデンサＣ３で平滑された後、ダイオードＤ
８を経て二次電池２に供給される。

オペアンプＯＰを有する充電電流検出回路３と駆動回路
１とは、以下のようにフィードバック系を構成している
。

Ｒ５は二次電池２に直列に接続された負荷電流検出用抵
抗である。ＯＰはオペアンプで、非反転入力端子には上
記負荷電流検出用抵抗Ｒ５て検出された電圧が人力され
るようになされている。

ＶＲはオペアンプＯＰの反転入力端子と出力端子ｊ１１
１に接続された可変抵抗、Ｒ６は反転入力端子に接続さ
れた抵抗で、これらの抵抗により、オペアンプｏｐの増
幅率が、１＋（ＶＲ／Ｒ６）として設定される。出力端
は抵抗Ｒ７を介して不図示のフす！・カプラを構成する
発光ダイオードＤ７のアノード側に接続されている。

上記オペアンプＯＰは充電電流が増大して検出Ｆｌｆ圧
が上昇すると、出力電圧を上昇させて発光ダイオードＤ
７に流れる電流を増加させ、逆に充電電流か減少して検
出電圧が低下すると、出力電圧を低下させて発光ダイオ
ードＤ７に流れる電流を減少させるようになされている
。駆動回路１は発光ダイオードＤ７に流れる電流が増大
すると、出力パルスのパルスデューティを小さくして、
充７ｔ［流を減少させ、逆に発光ダイオードＤ７に流れ
る電流が減少すると、出力パルスのパルスデューティを
大きくして、充電電流を増大させ、これにより一定の充
電電流が二次電池２に供給されるようになされている。

発振トランスＴの２次側コイルＬ４に生じる交流電流は
ダイオードＤ６で半波整流され、更にコンデンサＣ６で
平滑されて所定の電圧にされた後、オペアンプＯＰの電
源として０（給されている。

４は二次電池２の電池電圧を検出する電池電圧検出回路
、５は二次電池２に近接配置された、例えばサーミスタ
等をａする電池温度検出回路である。抵抗Ｒ４、Ｒ３及
びトランジスタＱ３は上記電池電圧検出回路４、電池温
度検出回路５からの検出出力を発光ダイオードＤ７に導
く回路を構成するものである。すなわち、電池電圧が所
定レベルに達して（第２図ａ）電池電圧検出回路４から
検出出力が送出され（第２図ｃ）、あるいは電池温度が
所定温度に達して（第２図ｂ）電池温度検出回路５から
検出出力が送出されると（第２図Ｃ））・ランジスタＱ
３がオンして、発光ダーｒオードＤ７が発光し、これに
より駆動回路１は出力パルスのパルスデューティを予め
設定した値、すなわち各検出回路等の動作維持が最低限
確保可能な小電流を流すようにする。

二次電池２にはトランジスタＱ４と発光ダイオードＤ９
とからなる直流回路が並列接続されている。Ｒ９は上記
トランジスタＱ４のベース抵抗である。このベース抵抗
Ｒ９には上記電池電圧検出回路４、電池温度検出回路５
の出力側が接続されている。

以下、この回路の動作を第２図を参照して説明する。な
お、第２図波形ａ、ｂにおいては、説明の便宜上、電池
電圧の上昇と、電池温度の上昇が略同−時点で各検知レ
ベルに達しているように示されているが、いずれか一方
が検知レベルに達した時点でトランジスタＱ４が動作す
るものである。

充電が開始されると電池電圧は波形ａに示すように上昇
し、所定の電圧検知レベルに達する。この電圧検知レベ
ルは二次電池２が満充電に達したと見做すレベルに予め
設定されている。

また一方、充電が開始され、二次電池の蓄積電荷が増大
するに応じて電池温度が波形すに示すように上昇し、所
定の温度検知レベルに達する。この忍度険知レベルは二
次電池２が満充電に達した見做すレベルに予め設定され
ている。

そして、電池電圧が検知レベルに達すると電池電圧検出
回路４から、あるいは電池温度が検知レベルに達すると
電池温度検出回路５から、波形Ｃに示すようにｅＱ雷電
圧検出出力が送出され、この検出出力によりトランジス
タＱ３がオンされて発光ダイオードＤ７に抵抗Ｒ４を介
して電流が供給されて発光ダイオードＤ７が発光する。

駆動回路１はこの発光ダイオードＤ７の発光を不図示の
フォトトランジスタで受光して、出力パルスのパルスデ
ューティを所定の小さい値になるように変更制御する。

従って、発振トランスＴの２次側に発生する電流を当初
の充電電流！０から小電流１１に切換える（波形ｄ参照
）。各検出回路−等はこの小電流■１により所定の電源
電圧Ｖ（１よりも僅かに低い電圧ｖ１を供給されて（波
形ｅ参照）、その検出動作等を持続可能にされる。

一方、トランジスタＱ４は上記電池電圧検出回路４、電
池温度検出回路５のいずれかから、あるいは両方から波
形Ｃに示すｅｏｍ圧の検出出力が入力されると、オンし
て二次電池２を短絡する。

このトランジスタＱ４の短絡により、発振トランスＴか
らの小電流は１１はトランジスタＱ４に流れ込み、二次
電池２へは供給されなくなる。

また、充電途中において、外部条件等向等かの原因によ
り電池温度が検知レベルを越えたような場合、電池温度
検出回路５が動作して充電電流１（ｌが一旦小電流１１
に切換えられるとともにトランジスタＱ４がオンする。

そして、この後電池温度が正常に戻ると、電池温度検出
回路５からの検知出力が送出されなくなって、トランジ
スタＱ４がオフにされるとともに所定の充電電流ＩＱが
再び二次電池２に供給され、充電が再開されることにな
る。

なお、トランジスタＱ４がオンしている間は二次電池２
への電流供給が全く停止される訳ではなく、トランジス
タＱ４のエミッターコレクタ間電圧とダイオードＤ９の
順方向電圧を加算した電圧に対応する電流が僅かに流れ
、これにより、二次電池２の臼己放電分がある程度補充
される。

また、発光ダイオードＤ９は必ずしも必要ではないが、
介在させた場合にはトランジスタＱ４がオンして点灯す
ることにより、小電流１１が二次電池２側に供給されて
いないことを視覚的に容易に確認出来る。

更に、二次電池２へは、上述のように微小電流を供給す
る必要はなく完全に停止するようにしてモヨイ。　従っ
て、上記トランジスタＱ４は一般夕 的にスイッチとしての働きを有するものであり、電池電
圧検出回路４、電池温度検出回路５からの検出信号によ
り遮断状態から導通状態に切換わるスイッチ動作を行う
ものを用いることができる。

なお、本実施例では、小電流を１１として説明したが、
これは各コイルし２〜Ｌ４を通して各検出回路その他へ
電Ｍ電流として供給される電流を代表的に示したもので
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二次電池の充電完了後に充電電流を小
電流に切換える充電回路において、充電完了後は該二次
電池が短絡されるようにしたので、小電流が二次電池に
供給されることはなく、過充電及び二次電池の劣化が防
止出来る。また、この小電流により、各検出回路等の継
続動作が確保出来き、信頼性の高い充電回路が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る充電回路の一実施例を示す回路図
、第２図はその波形図、第３図は従来の充電回路の動作
を説明するための回路図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、二次電池に充電電流を供給し、充電完了後は充電電
   流を小電流に切換える充電回路において、上記充電の完
   了により短絡されるスイッチを上記二次電池に並列接続
   したことを特徴とする充電回路。