JPH0255535A

JPH0255535A - 静電コンデンサの電源回路

Info

Publication number: JPH0255535A
Application number: JP63204600A
Authority: JP
Inventors: Michiko Takahashi; 道子高橋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1988-08-19
Publication date: 1990-02-23

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）本発明は静電コンデンサを電源とする充放電用電源回路
に関する。

（従来の技術）電気カミソリ等の充放電電源回路にはニッケルカドミュ
ム電池マンガン電池等を使用して長時間充電して使用す
る方法が普通である。そのためあらかじめ充電されてな
い時は使えない事がある。

またこれらの電池には寿命があり一定回数使用すると交
換しなければならない。一方静電コンデンザは通常電沢
（回路等のリップルをとる平７１’ｆ用に使用され、直
接電源として使用することは無かった、充電された静電
コンデンサは単独では、電圧・電流は放電により減衰降
下して電源として使用するのは無理があった。しかし、
近年電解コンデンサやセラミックコンデンサ等の大容量
のコンデンサが生産されるようになり、商品のなかには
５．５Ｖ、ＩＦのコンデンサでサイズも直径２．７ｃｍ
。

厚さ１ｃｍ、と手頃の大きさのものがある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は前記の問題点に鑑みなされたもので、充電時間
を秒単位に短縮して、必要なとき直ちに充電してすぐ使
用できるようにする、そのためには前記のような大容量
の静電コンデンサを使うことにより、充電時間を極端に
縮め、かつ何度でも反復使用可能な静電コンデンサを使
用して電気カミソリやおもちゃの電源として働かせる電
源回路の提供を目的とする。

（課題を解決する手段）第１項の手段は電気カミソリ等の電源となる充放電可能
な電池を静電コンデンサとし、充電電源と該静電コンデ
ンサとの間Ｉこ該静電コンデンサの充電電圧許容最大値
で動作するツェナーダイオードを設け、ツェナーダイオ
ード電流で動作する警報手段と、静電コンデンサと負荷
の間に定電流素子の負荷側に電流の保証用コンデンサを
設ける構成である。

第２項の手段は３Ｖ、５Ｖの静電コンデンサの充電に自
動車用電源で充電するような場合に静電コンデンサを直
列接続して充電し、放電は静電コンデンサが並列接続か
らの放電になるように充電・放電にダイオードを用いて
制御する構成である。

第３項の手段は充電された静電コンデンサの放電を定電
圧放電とするため複数の異なる電圧検出回路とその出力
をデコーダ回路を介して出力し、矩形波発生回路の出力
を電圧に応じて送出し、出力回路にサイリスタと適当な
定電流素子とを直列接続した電圧選択回路を複数並列接
続し電圧に応じたサイリスタを制御し電圧選択回路の各
出力は出力トランスの１次側の電圧に応じた端子に接続
して出力トランスの２次側に定電圧の交流出力を得る構
成である。

（実施例）静電コンデンサを電源として使用する場合比較的電圧変
化があっても機器に故障など起こさない物の選択が必要
であり、特にモータなどには十分使用可能である。ＩＦ
の静電コンデンサを２個並列して５．５■に充電すると
、１１クーロンの電荷の蓄積であり、この静電コンデン
サをＩｏｏｍＡの定電流素子を用いて商品名マブヂモー
ターを無負荷で回転させたところ、モーターが自然停止
するまで１７分間回転した、またこの状態で電気カミソ
リに使用したらおよそ１分間使用できた。

実用になるためには静電コンデンサの容量を増やす必要
がある。

第１図は本発明の１実施例を示す回路図であり、図中１
は電源として使用する静電コンデンサであり充電電源７
の両端子に接続する。５は充電路警告回路でＬＥＤ　（
または警告音発生回路図示せず）により警告する、４は
ツェナダイオード、Ｒ１は抵抗で構成し、静電１コンデ
ンサに並列接続する、ＳＷはスイッチで静電コンデンサ
ｌの放電用であり、定電流素子２は静電コンデンサ１に
直列接続して負荷に供給する、３は過電流保証用のコン
デンサであり負荷６に並列接続した構成の静電コンデン
サを電源とする充放電回路である。

動作を説明すると充電電源部７は電池でも交流を整流し
た電源でもよく、この部分は電源回路に組み込んでもよ
く、別電源として図中ａ、ｂまたはｃ、ｄを接続端子と
して分離してもよい、充電電源７は静電コンデンサ１を
充電し、静電コンデンサ１の許容最高電圧になるとツェ
ナダイオード４、に電流が流れ充電警告回路５のＬＥＤ
を発光させる（警告音発生回路でもよい）。充電は従来
の電池方式と異なり使用時間より少ない時間で充電が終
了する。充電終了後は充電を停止または充電電源部を切
り離して使用する。スイッチＳＷをＯＮにすると定電流
素子２で一定電流として流れる通常定電流素子２はトラ
ンシタやグイオート等の半導体を用いる。過電流保証用
のコンデンサ３は過負荷時に電流の変化を保証して充放
電により負荷６に出来るだけ安定動作をさせることがで
きる。

次に請求第２項に付いて第２図により説明する。

８．９．１０は電源とする静電コンデンサ、１１゜１２
は充電回路用のダイオード、１３，１４．＋５．１６，
１７．１８は放電回路用ダイオードである。この回路充
電電源７の電圧を充電用正極側Ｃ端子を静電コンデンサ
８に接続し、静電コンデンサ８の他の端子にダイオード
ＩＩのアノード側を接続しカソード側を静電コンデンサ
９に接続し。

静電コンデンサ９の他の端子をダイオード１２のアノー
ド側に接続し、カソード側は静電コンデンサＩＯに直列
接続して静電コンデンサ１０の他の端子は充電用負極側
ｄ端子接続して充電回路とし、放電は静電コンデンサ８
の充電静電極側からダイオード１３のアノードを接ぎ静
電コンデンサ８の負極側をダイオード１６のカソード側
を接ぎ、静電コンデンサ９の正極側にダイオード１４の
アノード側を接ぎ静電コンデンサ９の負極側にダイオー
ド１７のカソード側を接ぎ、静電コンデンサＩＯの正極
側にはダイオード１５のアノード側を接ぎ静電コンデン
サの負極側にはダイオード１８のカソード側を接ぎ、前
記ダイオード１３．１４１５のカソード側を集結して負
荷側の一方に接続し、ダイオード１６，１７．１８のア
ノード側をまとめて結線して負荷の他の側に接続する。

次に動作を説明すると充電電源７から端子ａ。

ｂを介して静電コンデンサ８，９．１０を直列に充電す
る、充電電圧は静電コンデンサ８，９．］０の充電電圧
とダイオード１１．＋２．の動作電圧との合計電圧を印
加する。放電は静電コンデンサ８，９．１０か並列接続
回路として動作するように静電コンデンサ８はダイオー
ド１３ダイオード１６により負荷６に放電する静電コン
デンサ９はダイオード１４．ダイオード１７により負荷
６に放電する静電コンデンサ１０はダイオードＩ５とダ
イオード１８により負荷６に放電する。一方ダイオード
１１．１２は充電終了とともに放電を阻止するダイオー
ドとなり放電時の静電コンデンサの並列回路動作に悪影
セゞを及はさない。

第３項の実Ｊｆｆｆｉ例にすいて説明ずろ。本発明は電
源とする静電コンデンサの放電電圧が負荷に一定電圧で
動作させるようにしたもので、抵抗Ｒ４。

Ｒ５は電圧検出のための抵抗分電圧回路、複数の選択出
力回路はサイリスタと定電流素子を組み合わせた１９ａ
、２０ａ、と１９ｂ、２０ｂ、と・・・、１９ｎ、２Ｏ
ｎの選択出力回路で、電圧に応じて出力と電流を切り替
える回路であり、出力トランス２１の１次側の各電圧に
対応する端子に接続され、出力トランス２１の２次側に
定電圧の交流を出力する。抵抗Ｒ，，Ｒ５の抵抗分電圧
回路で適値電圧を出力し、抵抗Ｒ３で各電圧を選択する
ための基準電圧を発生し複数の差動増幅器２２ａ２２ｂ
、・・・、・・　２２ｎに入力して電圧降下に応じて順
次出力し、その出力をデコーダ２３に入力して電圧別に
順次出力して矩形波発生回路２５の出力を複数の差動増
幅器２４ａ、２４ｂ、・・・、・・・２４ｎを介して前
記複数のサイリスタ＋９ａ、＋９ｂ、・・・、・・・、
１９ｎを選択出力する。これによって一定時間定電圧の
交流を出力出来る。第４図は動作説明の電圧波形図であ
り、上段は？、↑・電コンヂンサの減衰降下電圧を示し
、中段は出力トランスの一次側の各端子に流れる電流を
示し、下段は出力トランスの二次側の出力電圧を示す。

（発明の効果）本考案の電池に変えて静電コンデンサを使用することに
より充電時間を極端に短くすることにより、使用直前に
すぐ充電できしかも１分弱の充電で間に合うのであらか
じめ充電しておく必要もなく、しかも化学電池と違い充
電回数の制限がなく実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す静電コンデンサの電源
回路図、第２図は本発明の実施例を示す静電コンデンサ
の電源回路が充放電電圧の異なる充電回路と放電回路の
電源回路図、第３図は本発明の実施例を示す静電コンデ
ンサ電源回路の定電圧放電回路図、第４図は第３図の各
部の動作電圧を示す図である。１、・電源用静電コンデンサ、２．・・定電流素子、３
、・・過電流保証用のコンデンサ、４．・・ツェナダイ
オード、５．・・・充電終了警告回路（ＬＥＤ）６、・
・・負荷、７．・・・充電電源、８．９．１０・・・電
源用静電コンデンサ、１１．１２・・・充電回路用ダイ
オード、！３．１４．１５．１６．１７．１８・・・放
電回路用ダイオード、１９ａ、１９ｂ、１９ｎ　”’サ
イリスタ、２０ａ、２０ｂ、２Ｏｎ一定電流素子、２１
．・・・出力トランス２．２２ａ、２２ｂ、２２ｎ、２
４　ａ、２４　ｂ、２４　ｎ、−コンパレータ、２３．
・・・デコーダ、２５．・・矩形波発生回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、充電電池を備え充電して使用する電源回路において
、充電電池を静電コンデンサとし、充電電源と該静電コ
ンデンサとの間に該静電コンデンサの充電電圧許容最大
値で動作するツェナーダイオードを設け、ツェナーダイ
オード電流で動作する充電終了警報手段と、前記静電コ
ンデンサと負荷との間に定電流素子を直列接続して一定
電流とする手段と、該定電流素子の負荷側に負荷と並列
に負荷の変化による過電流時の保障用のコンデンサを設
けたことを特徴とする静電コンデンサの電源回路。２、静電コンデンサを電源とする回路において、複数の
静電コンデンサと該各静電コンデンサと静電コンデンサ
間に介在させるダイオードを直列接続し、該ダイオード
は充電電流方向と同一方向に接続した構成とし、各静電
コンデンサの充電電圧の総和とダイオードの動作電圧の
総和に相当する電圧で充電する手段と、放電時の回路は
各静電コンデンサが負荷を通して並列放電し得るように
静電コンデンサの正側及び負側におのおのダイオードを
接続し、正側接続ダイオードの他端の総てを集結して負
荷回路の一端に接続し静電コンデンサの負側接続ダイオ
ードの他端の総てを集結して負荷回路の他端に接続し、
静電コンデンサの放電電流が負荷を介して静電コンデン
サの正側及び負側の前記各ダイオードを流れて放電する
ように接続して複数の静電コンデンサが各２個のダイオ
ードを介して並列接続放電する手段により、充電と放電
の電圧の異なる構成とすることを特徴とする第１項の静
電コンデンサの電源回路。３、静電コンデンサを電源とする回路の放電を一定電圧
とするために放電時の電源電圧を検出する複数の異なる
電圧を検出する電圧検出回路と、その検出値をデコーダ
を介して電圧の降下順に出力し該出力信号に応じて矩形
波を送出し、電源出力回路に前記複数の電圧検出回路と
同数のサイリスタとサイリスタに直列に適当な電流値の
定電流素子を設けた選択回路を配列接続し、前記電圧検
出対応する矩形波信号により前記複数のサイリスタを制
御し、電圧に応じて出力された電流は各電圧に対応した
タップを１次側に備えた出力トランスに接続し２次側に
は１定電圧の交流を取り出すことを特徴とする第１項の
静電コンデンサの電源回路。