JPH03195330A

JPH03195330A - 充電回路

Info

Publication number: JPH03195330A
Application number: JP33372689A
Authority: JP
Inventors: Takio Maekawa; 前川　多喜夫
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1991-08-26
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2803872B2

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、蓄電池を充電制御するとともに、例えばモー
タ等の負荷を駆動しうる充電回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、小型軽量の髭剃り器等では反復使用やＡＣ電源が
なくても使用を確保し得るために充電可能なＮｉＣｄ電
池が用いられていた。この電池は、例えばリンギングチ
ョークコンバータを用いた充電器により充電されるよう
になされており、しかも充電制御機能による高速充電及
びスイッチを切り換えてＡＣドライブ機能により直接負
荷をドライブするものが開発されてきた。

かかる従来の充電回路を第５図に示す。

ＡＣ電源からの交流電流は整流回路Ｒｅｆで全波整流さ
れた後、抵抗Ｒ５に流れ、これによりトランジスタＱ□
がオンする。このトランジスタＱ１のオンにより、上記
整流電流がトランスＴの１次コイルし□に流れ、抵抗Ｒ
７の電圧を上昇させる。この結果、トランジスタＱ２が
オンして、トランジスタＱ１をオフにする。この時、１
次コイルＬ１に蓄積された電磁エネルギーにより出力コ
イルＬ２に電圧が誘起されて、２次電流が生じ、蓄電池
Ｂを充電する。タイマＩＣｌ０は所定の時間が経過する
と出力端ＰＯをハイにしてトランジスタＱ３をオンさせ
、充電動作を停止させる。

スイッチＳＷＡは負荷であるモータＭの駆動をオン、オ
フさせるためのもので、スイッチ５ＷＢ１ＳＷｃと連動
して切換わるものである。図示の状態では、蓄電池への
充電が行われており、一方スイッチＳＷＡがオンされる
と、スイッチＳＷＢかオン、スイッチＳＷｃがタイマＩ
Ｃｌ０の出力端Ｐ０側に接続される。そして、モータＭ
の駆動時に、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の並列回路でトランジ
スタＱ２のオン時点を遅らせて２次電流を増大させると
ともに、タイマＩＣｌ０の出力端Ｐ。を強制的にローに
維持して充電制御がかからないようにしている。

第４図は、上記スイッチ５ＷＡ−８Ｗｏから成るスライ
ドスイッチを示す図である。

同図（ａ）において、スライドスイッチは４つの接点Ｐ
Ａ−ＰＤを持った（下記接片５Ａ−８Ｅとの接触を良好
にするため）弾性を有するスライド腕部２０と、該スラ
イド腕部２０の上記各接点に対向して配置された接片５
Ａ−８，とから構成され、小型、安価なものが用いられ
ている。なお、接片ＳＤは共通端で回路のグランドに接
続され、接片ＳＥはタイマＩＣｌ０のカウント動作制御
用のトランジスタＱ４に接続されている。

そして、同図（ｂ）に示すように、スライド腕部２０が
５ＷｏＮの位置にスライドされた状態でモータＭがオン
され、５ＷｏＦＦの位置にスライドされた状態で蓄電池
Ｂへの充電のみが行われるように容易な操作で切り換え
可能になされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、スライド腕部２０が５ＷｏＮの位置にスライ
ドされているモータオンの状態から該モタＭの駆動を停
止する（あるいは充電に切換える）ために、スライド腕
部２０を５ＷＯＦＦ側に摺動させる際に、このスライド
腕部２０の弾性（接片ＳＤと接点ＰＤとの接触圧）、あ
るいは接片ＳＤ１接点ＰＤその他の接点に付着したゴミ
等に起因して接点ＰＤが接片ＳＤから瞬間的にも離間す
る場合があった。そして、この接点ＰＤと接片ＳＤとの
瞬間的な離間により、モータＭに流れていた大きな負荷
電流が行き場を失って、インピダンスの一番低いタイマ
ＩＣｌ０の出力端Ｐ。

に流れ込み、この結果該タイマＩＣｌ０を破壊するとい
う問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、接点ＰＤが接
片ＳＤから離間してもタイマＩＣを破壊することのない
充電回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、充電制御により蓄電池を充電するとともに該
蓄電池から負荷へ電力供給する充電回路であって、少な
くとも３つの接点を有する１つの腕部と、該１．つの腕
部の各接点に相対的にスライド可能な独立した３つの接
片が、負荷をオン、オフするための第１の接片と、負荷
のオン時に充電制御のためのタイマＩＣの出力端に接続
される第２の接片と、上記腕部を常時グランドに接続す
るための第３の接片とからなる連動するスライドスイッ
チを備えた充電回路において、上記タイマーＣの出力端
とグランド間に定電圧素子を接続したものである。

また、充電制御により蓄電池を充電するとともに該蓄電
池から負荷へ電力供給する充電回路において、３つの接
点を有する４つの腕部と、該１つの腕部の各接点に相対
的にスライド可能な独立した３つの接片が、負荷をオン
、オフするための第１、の接片と、負荷のオン時に充電
制御のためのタイマＩＣの出力端をグランドに接続する
ための第２の接片と、上記腕部を常時グランドに接続す
るための第３の接片とからなる連動するスライドスイッ
チと、上記タイマＩＣの出力端から上記第２の接片に向
けて順方向となる半導体素子とを設けたちのである。

〔作用〕

本発明によれば、負荷のオン時に腕部の１つの接点かグ
ランドに接続するための第３の接片から離間すると、負
荷から第１の接片を経て腕部に流れ込んだ負荷電流は定
電圧素子に流れ込み、ここで電流、電圧が制限されてタ
イマＩＣの出力端に流入する電流が抑制される。

また、請求項２の発明によれば、負荷のオン時に腕部の
１つの接点がグランドに接続するための第３の接片から
離間すると、負荷から第１の接片を経て腕部に流れ込も
うとする負荷電流は半導体素子によりタイマＩＣへの流
入が遮断される。上記負荷電流はその他の部分、あるい
はモータ自体で消費される。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を示す充電回路である。

第３図は要部の波形図である。

同図はリンギングチョークコンバータ方式の充電回路で
ある。

商用電源等の交流電源ＡＣからの交流電流は整流回路Ｒ
ｅｆで全波整流及び降圧されてトランスＴの１次コイル
Ｌ１に導かれる。この整流電流の一部は抵抗Ｒ５を経て
トランジスタＱ１のベースに導かれるようになされてい
る。

トランジスタロ工、Ｑ２、抵抗Ｒ６、Ｒ７、コンデンサ
Ｃ２及び帰還コイルＬ３はトランスＴに流入する電流を
オン、オフさせる回路を構成している。

トランスＴの２次側には出力コイルＬ２の他に整流用ダ
イオードＤ２、蓄電池Ｂ及び蓄電池に並列接続されたモ
ータＭ等の負荷が接続されている。

タイマＩＣｌ０及びトランジスタＱ３、Ｑ４を含む周辺
回路は蓄電池Ｂが満充電に達する時間を見計らって充電
動作をオンからオフに切換える充電制御回路を構成して
いる。抵抗Ｒ□　コンデンサＣ□及びツェナーダイオー
ドＤ１はタイマＩＣ１０の電源となる定電圧発生部であ
る。抵抗Ｒ４とコンデンサＣ３はタイマＩＣｌ０のタイ
マカウント用のクロックを発生させる発振部で、ＣＲの
時定数により発振周波数が設定されている。上記タイマ
ＩＣｌ０の出力端Ｐｏは電流制限抵抗Ｒ８を介してトラ
ンジスタＱ５のベースに接続されている。また、タイマ
ＩＣｌ０の出力端Ｐ０とグランド間にはツェナーダイオ
ードＤＺが接続されている。

スイッチ５ＷＡ−８Ｗｏは、第４図で示したように１つ
のスライドスイッチから構成され、連動して切換わるよ
うになされている。なお、スイッチＳＷｏは２つの接片
Ｓ。、ＳＥを有しており、第１図の状態ではトランジス
タＱ４のベースをグランドに接続し、逆の状態ではタイ
マＩＣｌ０の出力端Ｐ。をグランドに接続するようにな
されている。

さて、前述したように抵抗Ｒ５を経てトランジスタＱ１
のベースに整流電流が流れ始めると、トランジスタＱ１
がオンし始め、コレクタ電流ＩＣが流れ始める。この電
流ＩＣにより、１次コイルＬ１に整流電流が流れ込み、
電圧を誘起する。該１次コイルＬ□の誘起電圧により帰
還コイルＬ３に同極性に電圧が誘起されて上記トランジ
スタＱ１のベースに流れる電流を増大させる正帰還がか
かり、トランジスタＱ１がターンオンする（第３図、波
形■ｃのｔＯＮ期間）。なお、この期間の電流Ｉ。は、Ｉ（＝　（Ｖ／Ｌｔ　）　・ｔ　　　−（１）但し、■
は１次コイルＬ１に印加される電圧Ｌｌは１次コイルＬ、のインダクタンスのように時間とともに増加する。

このコレクタ電流■。により抵抗Ｒ７にＶＨ２（＝ｒ７
ＸＩｃ）の電圧が発生する（第３図、波形ＶＲ７）。そ
して、この電圧が上昇してトラン０ジスタＱ２のオン電圧■ＢＥＱ２に達すると、該トラン
ジスタＱ２がオンしてトランジスタＱ１へのベース電流
をバイパスさせ、トランジスタＱ１をオフさせ始める。

このため、」１次コイルＬ１の誘起電圧の極性が反転し
て帰還コイルＬ３を極性反転させるため、トランジスタ
Ｑ□は一気にタンオフする（第３図、波形Ｖ。ＥＱＩの
ｔＯＦＦ期間）。同時に、１次コイルＬ１に蓄積された
電磁エネルギーが出力コイルＬ２を介して出力電流■ｏ
として放出され（第３図、波形ＩＯ）、前記整流用ダイ
オードＤ２を経て蓄電池Ｂに供給されて充電される。

また、抵抗Ｒ６は蓄電池Ｂに残容量がない状態でモータ
Ｍをオン、すなわちスイッチ５ＷＡ−８Ｗｃをオンさせ
る場合に、モータＭに十分な電力が供給されるように電
磁エネルギーの蓄積時間を上記ｔ。Ｎ期間以上にするも
のである。すなわち、抵抗Ｒ６を抵抗Ｒ７と並列に接続
することによってインピーダンスを低（し、トランジス
タＱ２がオンするまでの時間を遅らせて電磁エネルギー
を１− より蓄積させ、これにより出力電流■。を増大させるよ
うにしている。

前述したように、タイマＩＣｌ０を含む充電制御回路は
充電時間を制御するものである。すなわち、満充電後も
充電を継続すると、特にＮｉＣｄ電池では内部圧力が上
昇して漏液が生じ、寿命の短縮を招来するからである。

このタイマＩＣｌ０はスイッチＳ　Ｗ　Ａ　−Ｓ　Ｗ　
（が図示の状態、すなわち蓄電池Ｂへの充電中は、トラ
ンジスタＱ４のベースがグランドに落ちてコレクターエ
ミッタ間がオープンになるため、前記発振部が発振を行
ってカウンタ用のクロックを生成し、これによりタイマ
ＩＣｌ０はカウント動作を行う。そして、カウント値が
所定の値に達すると出力端ＰＯからハイ信号が出力され
る。この〕＼イ信号はトランジスタＱ３のベースへ導か
れて該トランジスタＱ３をオンし、トランジスタＱ１の
ベース電流をバイパスするためトランジスタＱ１がオフ
にされて蓄電池Ｂへの充電が終了する。−方、スイッチ
ＳＷＡ〜ＳＷｏが図示と逆の状態、２すなわちモータＭの駆動中は、トランジスタＱ４のベー
スは抵抗Ｒ１Ｒ３を介して／’％イ電圧がかかるため該
トランジスタＱ４がオンして前記発振部の発振動作が停
止される。このため、カウント用のクロックが生成され
ず、タイマＩＣｌ０の出力端Ｐｏはローのままとなる。

従って、トランジスタＱ□はスイッチング動作を持続し
、モータＭに駆動電流が供給される。なお、図示の状態
における充電途中でモータＭの駆動がオンされたときは
、タイマＩＣＡＯはこのオン直前のカウント値を保持し
、その後再度充電側に切換えられたとき上記保持したカ
ウント値からカウント動作を再開するようにして、充電
時間がトータルで一定番゛こなるように制御している。

スイッチＳ　Ｗ　Ａ　−８Ｗ　ｏは単一のスライドスイ
ッチから構成されたもので、第４図に示す従来のものと
同一である。

すなわち、同図（ａ）に示すように、スライドスイッチ
は４つの接点ＰＡ−ＰＤを持ち、下記接片５Ａ−８，と
の接触を良好にするため弾性を有３する１つのスライド腕部２０と、該１つのスライド腕部
２０の上記各接点に対向して配置された接片ＳＡ〜ＳＥ
とから構成されている。なお、接片ＳＤは共通端で回路
のグランドに接続され、接片ＳやはタイマＩＣｌ０のカ
ウント動作制御用のトランジスタＱ４に接続されている
。

そして、同図（ｂ）に示すように、スライド腕部２０が
５ＷｏＮの位置にスライドされた状態でモータＭがオン
され、５ＷｏＦＦの位置にスライドされた状態で蓄電池
Ｂへの充電のみが行われるようなされている。

今、モータＭのオン状態からスライド腕部２０をスライ
ドさせて充電側に切換えようとした場合、あるいはモー
タＭのオン動作中、接触異常が原因で瞬間的、−時的に
接点ＰＤが接片ＳＤから電気的にオープンしたとすると
、モータＭを流れている電流が接片ＳＡから接点ＰＡを
経て接片５８１Ｓｃに回り込む。この接片Ｓ。に回り込
んだ電流はツェナーダイオードＤＺに流れ込んで消費さ
れるので、タイマＩＣｌ０の出力端Ｐ。に過大電流４が流入することはない。なお、この接片ＳＢに回り込ん
だ電流は抵抗Ｒ６とＲ７との直列回路でも一部が消費さ
れる。

第２図は、本発明の第２の実施例を示す充電回路である
。

この第２の実施例は、第１の実施例におけるツェナーダ
イオードＤＺに代えて半導体素子、例えばトランジスタ
Ｑ５を用いたものである。

すなわち、トランジスタＱ５はそのエミッタがタイマＩ
Ｃｌ０の出力端Ｐｏに、ベースがスイッチＳＷｃの接片
Ｓ。（第４図（ａ）参照）に、コレクタがグランドにそ
れぞれ接続されたものである。

スイッチ５ＷＡ−８Ｗｏが図示の状態、すなわち蓄電池
Ｂの充電中は、上記トランジスタＱ５のベースはオープ
ンのためオフの状態にある。従って、タイマＩＣの出力
端Ｐｏから所定時間経過後に出力される充電制御用信号
（ローからハイへ）は抵抗Ｒ８を経てトランジスタＱ３
のベースに導かれ、充電制御機能が果たされる。

５今、スイッチ５ＷＡ−８Ｗｏが図示と逆の状態、すなわ
ちモータＭのオン状態からスライド腕部２０をスライド
させて充電側に切換えようとした場合、あるいはモータ
Ｍのオン動作中、接触異常が原因で瞬間的、−時的に接
点ＰＤが接片ＳＤから電気的にオープンしたとすると、
モータＭを流れている電流が接片ＳＡから接点ＰＡを経
て接片ＳＢ　　Ｓｏに回り込もうとする。しかし、接片
ＳｏとタイマＩＣｌ０の出力端Ｐ。との関係はトランジ
スタＱ５のベース−エミッタにより逆（バイアス）方向
にあるため、上記接片ＳｃからタイマＩＣｌ０の出力端
Ｐ。にモータＭからの過大電流が流入することはない。

また、この接片ＳＢに回り込んだ電流は抵抗Ｒ６とＲ７
との直列回路でも一部が消費される。

なお、スイッチＳＷＢが設けられていない場合、モータ
Ｍを流れる電流はその他の部分に流れ、あるいはモータ
Ｍ自体で消費される。また、この実施例ではトランジス
タＱ５に代えてダイオードを用いてもよい。この場合、
アノードをタイマＩＣ６１０の出力端Ｐ。に、カソードをスイッチＳＷｃの接片
Ｓ。に接続するようにすればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、１つの腕部と３
つの接片から成るスライドスイッチの内、上記腕部を常
時グランドに接続するための接片が該腕部の接点から電
気的にオープンしても定電圧素子によりタイマＩＣへの
過大電流の流入が阻止されるため、タイマＩＣの保護が
図れ、信頼性の高い充電回路を提供することが出来る。

また、上記のように腕部を常時グランドに接続するため
の接片が該腕部の接点から電気的にオープンしても半導
体素子によりタイマＩＣへの電流の流入自体が阻止され
るため、タイマＩＣの保護が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す充電回路の回路図
、第２図は本発明の第２の実施例を示す充電回路の回路
図、第３図は要部の波形図、第４図はスイッチ５ＷＡ−
８Ｗｏを有するスライド腕部フイッチの構成を示す図、第５図は従来の充電回路の回路
図である。１０・・・タイマＩＣ，２０・・・スライド腕部、Ｐ。・・・タイマＩＣの出力端、ＡＣ・・・交流電源、Ｐｅ
ｆ・・・整流回路、Ｔ・・・トランス、Ｂ・・・蓄電池
、Ｍ・・・モタ、Ｒ１−Ｒ８・・・抵抗、０１〜Ｃ３・
・・コンデンサ、Ｄｌ、ＤＺ・・・ツェナーダイオード
、ＤＺ・・・ダイオード、Ｑ１〜Ｑ５・・・トランジス
タ、ＳＷＡ〜ＳＷｃ・・・スイッチ、５Ａ−８６・・・
接片、ＰＡ〜ＰＤ・・・接点。

Claims

【特許請求の範囲】１、充電制御により蓄電池を充電するとともに該蓄電池
から負荷へ電力供給する充電回路であって、少なくとも
３つの接点を有する１つの腕部と、該１つの腕部の各接
点に相対的にスライド可能な独立した３つの接片が、負
荷をオン、オフするための第１の接片と、負荷のオン時
に充電制御のためのタイマＩＣの出力端に接続される第
２の接片と、上記腕部を常時グランドに接続するための
第３の接片とからなる連動するスライドスイッチを備え
た充電回路において、上記タイマＩＣの出力端とグラン
ド間に定電圧素子を接続したことを特徴とする充電回路
。２、充電制御により蓄電池を充電するとともに該蓄電池
から負荷へ電力供給する充電回路において、３つの接点
を有する１つの腕部と、該１つの腕部の各接点に相対的
にスライド可能な独立した３つの接片が、負荷をオン、
オフするための第１の接片と、負荷のオン時に充電制御
のためのタイマＩＣの出力端をグランドに接続するため
の第２の接片と、上記腕部を常時グランドに接続するた
めの第３の接片とからなる連動するスライドスイッチと
、上記タイマＩＣの出力端から上記第２の接片に向けて
順方向となる半導体素子とを設けたことを特徴とする充
電回路。