JPH03139120A - Battery overdischarge prevention circuit - Google Patents
Battery overdischarge prevention circuitInfo
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- JPH03139120A JPH03139120A JP27782389A JP27782389A JPH03139120A JP H03139120 A JPH03139120 A JP H03139120A JP 27782389 A JP27782389 A JP 27782389A JP 27782389 A JP27782389 A JP 27782389A JP H03139120 A JPH03139120 A JP H03139120A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、たとえば鉛蓄電池のような二次電池を使用
するときに、その過放電を適確に防止するためのバッテ
リの過放電防止回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a battery over-discharge prevention circuit for appropriately preventing over-discharge of a secondary battery such as a lead-acid battery.
従来技術
繰返し充放電が可能な蓄電池は、充電再使用ができない
一次電池に対し、二次電池と呼ばれて広く使用されてい
る。BACKGROUND ART Storage batteries that can be repeatedly charged and discharged are called secondary batteries and are widely used, in contrast to primary batteries that cannot be recharged and reused.
二次電池としては、鉛蓄電池と、ニッケルカドミウム蓄
電池を代表とするアルカリ蓄電池とが最も一般的であり
、殊に、前者は、後者よりも価格が紙庫であるから、自
動車・船舶等の移動機器搭載用としてのみならず、テレ
ビ受像機やラジオ受信機等の携帯用の各種小形電気機器
の移動用電源としても広(使用されている。The most common secondary batteries are lead-acid batteries and alkaline batteries, typified by nickel-cadmium batteries.The former, in particular, is cheaper than the latter, so it is difficult to transport cars, ships, etc. It is widely used not only for mounting equipment, but also as a mobile power source for various small portable electrical devices such as television receivers and radio receivers.
発明が解決しようとする課題
鉛蓄電池は、このように、移動用電源として便利に使用
できるが、このものは、過放電に弱いという大きな欠点
がある。すなわち、放電が進行すると、陽極物質である
酸化鉛と陰極物質である鉛との双方が硫酸鉛(Pb3O
4)となって不動体化し、一定以上の過放電の結果、再
充電が不能となってしまう。Problems to be Solved by the Invention Although lead-acid batteries can be conveniently used as mobile power sources, they have a major drawback of being susceptible to overdischarge. That is, as the discharge progresses, both lead oxide, which is an anode material, and lead, which is a cathode material, become lead sulfate (Pb3O).
4) and become immobile, and as a result of overdischarging beyond a certain level, it becomes impossible to recharge.
そこで、鉛蓄電池は、適当な過放電防止回路と組み合わ
せて使用することが好ましく、一定以上に放電が進行し
たときは、負荷を自動的に切り離すことが推奨されるが
、従来、移動用電源としての鉛蓄電池に対し、これと組
み合わせて使用できるような簡便な過放電防止回路は全
く知られていなかった。Therefore, it is preferable to use lead-acid batteries in combination with an appropriate overdischarge prevention circuit, and it is recommended that the load be automatically disconnected when the discharge progresses beyond a certain level. There was no known simple overdischarge prevention circuit that could be used in combination with lead-acid batteries.
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の実情に鑑
み、直列トランジスタと制御トランジスタとを組み合わ
せることによって、各種の小形携帯用機器にも簡単に組
込み可能なバッテリの過放電防止回路を提供することに
ある。Therefore, in view of the actual state of the prior art, an object of the present invention is to provide a battery overdischarge prevention circuit that can be easily incorporated into various small portable devices by combining a series transistor and a control transistor. It is in.
課題を解決するための手段
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、バッテ
リ(鉛蓄電池を主体とする任意の二次電池をいう、以下
同じ)に接続する入力端子と負荷に接続する出力端子と
の間に介装する直列トランジスタと、直列トランジスタ
にベース電流を供給する制御トランジスタとを備え、制
御トランジスタは、制御端子からのトリガパルスによっ
て導通し、一定値以上のバッテリの端子電圧によって導
通状態を持続することをその要旨とする。Means for Solving the Problems The configuration of the present invention to achieve the object is as follows: An input terminal connected to a battery (any secondary battery mainly including a lead-acid battery; the same shall apply hereinafter) and an output connected to a load. It is equipped with a series transistor interposed between the terminal and a control transistor that supplies a base current to the series transistor, and the control transistor is made conductive by a trigger pulse from the control terminal, and is made conductive by a terminal voltage of the battery exceeding a certain value. Its gist is to maintain the state.
なお、制御トランジスタのベースは、定電圧素子を介し
て出力端子に接続するようにしてもよい。Note that the base of the control transistor may be connected to the output terminal via a constant voltage element.
作用
かかる構成によるときは、直列トランジスタは、制御ト
ランジスタによってベース電流を供給され、制御トラン
ジスタによって、その導通遮断状態を制御することがで
きる。一方、制御トランジスタは、制御端子からのトリ
ガパルスによって導通され、これによって直列トランジ
スタが導通すると出力端子に出力端子電圧が発生するか
ら、以後、制御トランジスタ、直列トランジスタの双方
が導通状態で安定し、負荷に給電することができる。In this configuration, the series transistors are supplied with a base current by the control transistor, and the control transistor can control the conduction/blocking state. On the other hand, the control transistor is made conductive by a trigger pulse from the control terminal, and when the series transistor becomes conductive, an output terminal voltage is generated at the output terminal. From then on, both the control transistor and the series transistor are stabilized in a conductive state. Can power the load.
バッテリの放電が進行して、バッテリの端子電圧が一定
値以下に低下すると、直列トランジスタの出力側の出力
端子電圧も低下するから、制御トランジスタは、これを
検出して遮断状態となり、したがって、直列トランジス
タも、導通状態から遮断状態に切り換わる。すなわち、
このときの制御トランジスタの作動電圧を適当に選定す
ることにより、負荷を自動的に切り離し、バッテリの過
放電を防止することができる。As the battery discharge progresses and the battery terminal voltage drops below a certain value, the output terminal voltage on the output side of the series transistor also drops, so the control transistor detects this and enters the cutoff state, so that the series transistor The transistor also switches from a conductive state to a cut-off state. That is,
By appropriately selecting the operating voltage of the control transistor at this time, it is possible to automatically disconnect the load and prevent over-discharge of the battery.
制御トランジスタのベースを、定電圧素子を介して出力
端子に接続すれば、定電圧素子を選定することにより、
制御トランジスタが導通状態から遮断状態となるときの
作動電圧を任意に変更することができるから、バッテリ
の保護レベルを適宜に設定することが可能である。By connecting the base of the control transistor to the output terminal via a constant voltage element, by selecting a constant voltage element,
Since the operating voltage at which the control transistor changes from a conductive state to a cutoff state can be arbitrarily changed, it is possible to appropriately set the protection level of the battery.
実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。Example Examples will be described below with reference to the drawings.
バッテリの過放電防止回路10は、直列トランジスタT
riと、制御トランジスタTr2とを備えてなる(第1
図)。The battery overdischarge prevention circuit 10 includes a series transistor T.
ri and a control transistor Tr2 (first
figure).
直列トランジスタTriは、GTO,FET等の任意の
形式のものを含む所定電流容量のパワートランジスタで
あって、入力端子Talと出力端子Tblとの間に直列
に介装されている。ただし、バッチ1.I Bは、入力
端子Talと共通端子Ta2との間に接続され、負荷り
は、出力端子Tblと共通端子Tb2との間に接続され
るものとする。また、共通端子Ta2、Tb2は、共通
帰線kによって連結されている。The series transistor Tri is a power transistor of a predetermined current capacity including any type of GTO, FET, etc., and is interposed in series between the input terminal Tal and the output terminal Tbl. However, batch 1. It is assumed that IB is connected between the input terminal Tal and the common terminal Ta2, and the load is connected between the output terminal Tbl and the common terminal Tb2. Further, the common terminals Ta2 and Tb2 are connected by a common return line k.
直列トランジスタTriのエミッタベース間には、抵抗
R1が接続され、直列トランジスタTriのベースと共
通帰線にとの間には、抵抗R2を介し、制御トランジス
タTr2が接続されている。A resistor R1 is connected between the emitter and base of the series transistor Tri, and a control transistor Tr2 is connected between the base of the series transistor Tri and the common return wire via a resistor R2.
制御トランジスタTr2のベースは、ツェナダイオード
D1抵抗R3を介して、直列トランジスタTri(7)
コレクタに接続され、直列トランジスタTriのコレク
タは、出力端子Tblに接続されている。なお、ツェナ
ダイオードDと抵抗R3との接続点からは、制御端子T
cを引き出すとともに、コンデンサC1を介し、共通帰
線kに接続しである。また、制御トランジスタTr2の
ベースは、抵抗R4を介し、共通帰線kに接続する。The base of the control transistor Tr2 is connected to the series transistor Tri(7) via the Zener diode D1 and the resistor R3.
The collector of the series transistor Tri is connected to the output terminal Tbl. Note that from the connection point between Zener diode D and resistor R3, control terminal T
c is drawn out and connected to the common retrace line k via the capacitor C1. Further, the base of the control transistor Tr2 is connected to the common retrace line k via a resistor R4.
一般に、バッチ’JBの端子電圧VBは、放電時間tの
経過とともに、第2図のように変化する。Generally, the terminal voltage VB of batch 'JB changes as shown in FIG. 2 as the discharge time t elapses.
すなわち、放電の初期においては、端子電圧VBは極め
て徐々に低下するに過ぎないが、一定時間toを経過し
て、端子電圧VBが一定値Vo以下となると、以後急激
に降下し、バッテリBは過放電に至る。That is, at the beginning of discharging, the terminal voltage VB only gradually decreases, but after a certain period of time to has elapsed and the terminal voltage VB becomes less than a certain value Vo, it rapidly decreases, and battery B This will lead to overdischarge.
一方、第1図において、制御端子Tcに正のトリガパル
スを印加すると、制御トランジスタTr2を導通させる
ことができ、これによって、制御トランジスタTr2は
、直列トランジスタTriのベース電流を供給し、直列
トランジスタTriを導通させることができる。すなわ
ち、制御端子Tcからのトリガパルスにより、負荷りに
対する給電を開始することができる。On the other hand, in FIG. 1, when a positive trigger pulse is applied to the control terminal Tc, the control transistor Tr2 can be made conductive, whereby the control transistor Tr2 supplies the base current of the series transistor Tri, and the series transistor Tri can be made conductive. That is, power supply to the load can be started by a trigger pulse from the control terminal Tc.
このとき、トリガパルスの喪失後も制御トランジスタT
r2、直列トランジスタTriが導通状態で安定するた
めには、
V>Vd +VR3+VBEま
ただし、 ■=出力端子電圧
Vd :ツェナダイオードDの
ツェナ電圧
VB3 :抵抗R3の電圧降下
VBE2 :制御トランジスタTr2のペースエミッ
タ間電圧
の条件が必要である。At this time, even after the loss of the trigger pulse, the control transistor T
r2, in order for the series transistor Tri to be stable in a conductive state, V>Vd +VR3+VBE, ■=Output terminal voltage Vd: Zener voltage of Zener diode D VB3: Voltage drop of resistor R3 VBE2: Pace emitter of control transistor Tr2 voltage conditions are required.
バッテリBの端子電圧VBは、直列トランジスタTri
のエミッタコレクタ間電圧をVECIとして、VB =
V+VEC1
であるから、いま、放電が進行して端子電圧VBが低下
し、
VB −VECI >Vd +Vr13+VBE2の条
件が成立しなくなれば、制御トランジスタTr2、直列
トランジスタTriが導通状態から遮断状態に作動し、
負荷りを自動的に切り離すことができる。すなわち、バ
ッテリBが過放電に至る直前の端子電圧VB =Voに
対し、
Vd <Vo −(VECI +VBE2 +VR3)
となるように、ツェナダイオードDの定格を選定すれば
、バッテリBの端子電圧VBがVB≦V0となったこと
を検出して、制御トランジスタTr2、直列トランジス
タTriを遮断状態に作動させ、バッテリBの過放電を
適確に防止することができる。The terminal voltage VB of battery B is the series transistor Tri
Assuming the emitter-collector voltage of VECI, VB =
V+VEC1, so if the discharge progresses and the terminal voltage VB decreases, and the condition of VB - VECI > Vd + Vr13 + VBE2 no longer holds true, the control transistor Tr2 and the series transistor Tri operate from the conductive state to the cut-off state,
The load can be automatically disconnected. That is, for the terminal voltage VB = Vo just before battery B reaches overdischarge, Vd < Vo - (VECI +VBE2 +VR3)
If the rating of Zener diode D is selected such that can accurately prevent overdischarge.
以上の説明において、制御端子Tcと共通帰線にとの間
に挿入されているコンデンサCIは、入力端子Tal、
出力端子Tbl、制御端子Tc等からの侵入ノイズによ
り、制御トランジスタTr2、直列トランジスタTri
が誤って導通するのを防止するためのノイズ防止用コン
デンサである。In the above explanation, the capacitor CI inserted between the control terminal Tc and the common retrace line is connected to the input terminal Tal,
Due to intrusion noise from the output terminal Tbl, control terminal Tc, etc., the control transistor Tr2 and the series transistor Tri
This is a noise prevention capacitor to prevent erroneous conduction.
直列トランジスタTriは、負荷りの負荷電流を通電す
るから、その通電容量は、十分大きいものを使用する。Since the series transistor Tri conducts a load current corresponding to the load, a transistor having a sufficiently large current carrying capacity is used.
また、そのエミッタコレクタL’[圧VBCIは、直列
トランジスタTri内における損失を小さくするために
できるだけ小さいものがよく、したがって、直列トラン
ジスタTriとしては、PNP形トランジスタを使用す
ることが好ましい。Further, the emitter-collector voltage L'[voltage VBCI is preferably as small as possible in order to reduce the loss within the series transistor Tri, and therefore it is preferable to use a PNP transistor as the series transistor Tri.
ただし、一部の回路を変更することにより、NPN形ト
ランジスタも使用できることはいうまでもない。However, it goes without saying that NPN transistors can also be used by changing some of the circuits.
なお、ツェナダイオードDは、そのツェナ電圧Vdによ
り、制御トランジスタTr2の作動電圧を規定するもの
であるから、その他の任意の定電圧素子に代えてもよい
ものである。Note that since the Zener diode D defines the operating voltage of the control transistor Tr2 by its Zener voltage Vd, it may be replaced with any other constant voltage element.
発明の詳細
な説明したように、この発明によれば、直列トランジス
タと制御トランジスタとを組み合わせることによって、
バッテリの端子電圧が一定値以下に低下したことを検出
し、制御トランジスタを介して直列トランジスタを導通
状態から遮断状態に切り換えることができるから、バッ
テリの過放電を確実に防止することができる上、全体構
成が極めて簡単であるから、バッテリを使用する任意の
携帯用小形機器にも簡便に組み込むことができるという
優れた効果がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the present invention, by combining a series transistor and a control transistor,
Since it is possible to detect that the terminal voltage of the battery has decreased below a certain value and switch the series transistor from a conductive state to a cutoff state via a control transistor, over-discharge of the battery can be reliably prevented, and Since the overall configuration is extremely simple, it has the excellent effect of being easily incorporated into any small portable device that uses a battery.
第1図と第2図は実施例を示し、第1図は全体回路図、
第2図はバッテリの放電特性の一例である。
B・・・バッテリ
VB・・・端子電圧
Vo・・・一定値
’r’al・・・入力端子
Tbl・・・出力端子
Tc・・・制御端子
Tri・・・直列トランジスタ
Tr2・・・制御トランジスタFigures 1 and 2 show examples, Figure 1 is an overall circuit diagram,
FIG. 2 is an example of the discharge characteristics of a battery. B...Battery VB...Terminal voltage Vo...Constant value 'r'al...Input terminal Tbl...Output terminal Tc...Control terminal Tri...Series transistor Tr2...Control transistor
Claims (1)
端子との間に介装する直列トランジスタと、該直列トラ
ンジスタにベース電流を供給する制御トランジスタとを
備え、該制御トランジスタは、制御端子からのトリガパ
ルスによって導通し、一定値以上のバッテリの端子電圧
によって導通状態を持続することを特徴とするバッテリ
の過放電防止回路。 2)前記制御トランジスタのベースは、定電圧素子を介
して出力端子に接続することを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のバッテリの過放電防止回路。[Claims] 1) A series transistor interposed between an input terminal connected to a battery and an output terminal connected to a load, and a control transistor supplying a base current to the series transistor, the control transistor A battery overdischarge prevention circuit is characterized in that it becomes conductive in response to a trigger pulse from a control terminal, and maintains the conductive state in response to a terminal voltage of the battery exceeding a certain value. 2) The battery overdischarge prevention circuit according to claim 1, wherein the base of the control transistor is connected to an output terminal via a constant voltage element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27782389A JPH03139120A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Battery overdischarge prevention circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27782389A JPH03139120A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Battery overdischarge prevention circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03139120A true JPH03139120A (en) | 1991-06-13 |
Family
ID=17588760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27782389A Pending JPH03139120A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Battery overdischarge prevention circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03139120A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102545163A (en) * | 2010-12-24 | 2012-07-04 | 海洋王照明科技股份有限公司 | Battery discharge protection circuit and LED (Light Emitting Diode) lamp |
-
1989
- 1989-10-25 JP JP27782389A patent/JPH03139120A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102545163A (en) * | 2010-12-24 | 2012-07-04 | 海洋王照明科技股份有限公司 | Battery discharge protection circuit and LED (Light Emitting Diode) lamp |
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