JPH0321182Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はインバータ式の充電回路、特に二次
電池を有する小型電気機器中に一体に収納して、
充電と同時に機器駆動をも可能とするものに関す
る。

〔従来の技術〕

従来この種の充電回路として、例えば第３図に
示す如く、一次コイル５０と直列に電流検出用の
抵抗素子５１を介装し、該抵抗素子５１における
電圧降下量を制御回路５２で検知して、出力トラ
ンジスタ５３のオフ時期、従つて一次コイル５０
に供給される電流量を規制するインバータ式充電
回路が提案されている（例えば特開昭54−129438
号、同58−99229号、実開昭56−100047号公報）。
更にかかる充電回路においては、出力変更用の抵
抗素子５４をスイツチ５５を介して並列接続さ
せ、スイツチ５５の開閉で抵抗素子５１，５４の
合成抵抗値を増減させることにより、出力トラン
ジスタ５３のオフ時に出力コイル５６から出力さ
れる電力量が増減できることが示されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、一次コイル５０に流れる電流値
の検出は、互いに並列接続された抵抗素子５１，
５４に流れる電流による電圧降下値を検出するこ
とにより行われるため、一方の抵抗素子が短絡な
どにより不都合が生じると電流検知自体が不能と
なり、正規の制御が出来なくなる虞れがある。更
に本例の様に、電流値の検知と出力トランジスタ
５３のオフ時期の制御とを１つのトランジスタ５
７で行う場合、該トランジスタ５７の熱暴走等に
より動作が不安定となるだけでなく、回路全体の
制御が不安定状態になる虞れが強い。

この考案はかかる問題に鑑みてなされたもので
あつて、一次コイルに流れる電流値を検出して、
スイツチング素子のオフ時期を制御することによ
り出力を制御可能とする充電回路において、制御
の安定化を図らんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕 本考案にかかる充電回路は、第１図に示す如
く、インバータ回路１４と、該インバータ回路１
４の出力コイル２９に接続された負荷１５と、負
荷１５の切り換え動作と連繋して作動が規制され
る電流検出部３５，３６と、該電流検出部３５，
３６の検出動作と連繋してスイツチング素子２０
のオフ時期を規制する制御部１６とから構成され
る。

インバータ回路１４は従来と略同様に、スイツ
チング素子として備えたトランジスタ２０のコレ
クタ側に一次コイル２１を、ベースとエミツタ間
に帰還部２３を接続するとともに、一次コイル２
１と同一鉄心上に巻いた出力コイル２９からスイ
ツチング素子２０のオフ期間に負荷１５へ電力を
供給可能とする。

負荷１５は、インバータ回路１４に常時接続さ
れる二次電池３１に加えてモータ等の複数の個別
負荷３４から成り、スイツチ３２により選択的に
インバータ回路１４へ接続して電力を供給可能と
する。

電流検出部は出力電力の切り換え段数に対応し
た組数あつて、抵抗等の検出素子３７に流れる電
流量を検出し、該電流量が設定値を越えると、制
御信号を制御部１６へ向けて出力させる。

制御部１６は例えば電流検出部３５，３６から
の制御信号の入力によりオンする常開のスイツチ
ング素子であつて、インバータ回路１４の帰還部
２３と並列接続されてスイツチング素子２０のオ
フ時期を規制する。

本考案は、上記電流検出部３５，３６の各検出
素子３７をスイツチング素子２０のエミツタ側に
直列接続したしたことを特徴とする。

電流検出部３５，３６は、検出素子３７に流れ
る電流値による電圧降下量が設定値になつた時に
制御信号を発生するものであつて、第１電流検出
部３５の設定値を負荷１５が二次電池３１のみの
場合に合わせ、個別負荷３４を増加していつた場
合の必要電力にあわせて第２電流検出部以下の設
定値を決めるとともに、個別負荷３４の増加に対
応させて低設定値側の電流検出部３５，３５ａ…
…の検出動作を停止させ、最大負荷時において
も、少なくとも１組の電流検出部３６は動作可能
としている。

〔作用〕 上記構成において、負荷１５の大小に応じて作
動が規制される電流検出部３５，３５ａ……のう
ち設定値が最低のものが、一次コイル２１に流れ
る電流値が設定値になつたことを検出し、制御部
１６をオンして帰還部２３を強制的にバイパス
し、スイツチング素子２０を強制的にオフして、
出力コイル２９から負荷１５に供給される出力電
力を設定値に制御する。

ここで負荷１５が二次電池３１のみである場
合、全ての電流検出部３５，３５ａ……３６が作
動状態にある。従つて、例えば第１電流検出部３
５の検出素子３７が短絡し、あるいは検出部３５
自体が故障して検出不能となつた場合において
も、第２以降の電流検出部３５ａ……３６が直ち
に作動し、スイツチング素子２０のコレクタ電流
が必要以上に増大するのが制御され、該電流の増
大に起因するスイツチング素子２０の制御不良あ
るいは回路の破損が未然に防止される。

なお最大負荷時には電流検出部３６の１組しか
電流検出に供されないが、通常、手に取つて使用
するなど、使用時に異常を気付くことが多く、ま
た検出素子３７がオープンした場合には、インバ
ータ回路１４の出力自体が停止し、電流検出部の
不良が直ちに判るので問題はない。

〔実施例〕

次に本考案を、充電と並行してモータ駆動を可
能とする小型電気機器に実施した例に基づいて説
明する。

第２図に示す如く、電源プラグ等を介して入力
された商用交流電圧１１は、ダイオードブリツジ
を備えた整流回路１２によつて全波整流された
後、充電部１３に印加される。

充電部１３は、商用交流電圧１１より周波数の
高いパルス電圧を発生するインバータ回路１４
と、該インバータ回路１４より発生されたパルス
電圧を印加する負荷１５と、負荷１５の大小に応
じてインバータ回路１４からの出力を調整する出
力切換部１７と、出力の切り換え状態を表示する
表示部１９とから構成される。

インバータ回路１４は、スイツチング用トラン
ジスタ２０のコレクタ側に、一次コイル２１と該
一次コイル２１の両端に接続されてスイツチング
用トランジスタ２０のオフ時に発生する衝撃電圧
を吸収する衝撃吸収部２２とを介装するととも
に、ベース側に帰還部２３を備え、更に一次コイ
ル２１と同一鉄心上に出力コイル２９を巻いてい
る。

帰還部２３は、一次コイル２１と同一鉄心上に
巻かれた帰還コイル２４、抵抗２５およびコンデ
ンサ２６の直列接続から構成され、両端を、スイ
ツチング用トランジスタ２０のベースおよびエミ
ツタ端に各々接続するとともに、ベース端には更
に、抵抗２７を介して前記全波整流電圧が印加さ
れる。従つて、インバータ回路１４への電圧印加
と同時に、抵抗２７を通じて帰還部２３のコンデ
ンサ２６が充電されてスイツチング用トランジス
タ２０へベース電流が流れると、該トランジスタ
２０はオフ状態から能動状態に移行してコレクタ
電流が流れ始める。かかるコレクタ電流の増加
は、一次コイル２１により帰還コイル２４側へベ
ース電圧を増加させる方向に帰還されてベース電
流を更に増加し、その結果、スイツチング用トラ
ンジスタ２０は急激にオン状態に移る。オン後
は、一次コイル２１に流れるコレクタ電流の増加
により略一定の帰還電圧がベース端に出力されて
ベース電流を維持し、スイツチング用トランジス
タ２０のオン状態を保つ。しかしコンデンサ２６
の充電が進むにつれてベース電流が減少すると、
一次コイル２１に流れる電流の増加が止まつて帰
還電圧が減少するので、コンデンサ２６の充電電
圧が阻止電圧として働き、スイツチング用トラン
ジスタ２０は急激にオフ状態に戻る。更に、オン
時に一次コイル２１側に蓄えられたエネルギ−
は、スイツチング用トランジスタ２０のオフ期間
に出力コイル２９に接続された負荷１５へ向け
て、整流用ダイオード３０により選択的に取り出
される。

負荷１５は、出力コイル２９に常時接続される
二次電池３１と、スイツチ３２のモータ駆動側接
点３３を介して出力コイル２９に接続されるモー
タ３４とから成り、スイツチ３２の切り換えによ
り充電を単独で、あるいは充電とモータ３４の駆
動とを同時に並行して可能とする。

本考案は、上記負荷１５の切り換えと対応し
て、インバータ回路１４からの出力を規制する出
力切換部１７に特徴を有する。

出力切換部１７は、スイツチング用トランジス
タ２０のエミツタ側に直列に介装される第１およ
び第２の２組の電流検出部３５，３６と、両検出
部３５，３６による電流検知と連繋してスイツチ
ング用トランジスタ２０のオフ時期を規制する制
御部１６とから構成される。

第１の電流検出部３５は、スイツチング用トラ
ンジスタ２０のエミツタ端と直列接続された抵抗
３７と、該抵抗３７の両端にベース・エミツタ端
が接続されて、抵抗３７における電圧降下量が所
定値になつた時オンするトランジスタ３８とから
成る。トランジスタ３８のエミツタ端は、スイツ
チ３２の充電側接点３９に繋ぎ、コレクタ端は抵
抗４０を介して、制御部１６を構成するトランジ
スタ４１のベース端に接続しており、従つて抵抗
３７に流れる電流が所定値になつて第１電流検出
部３５のトランジスタ３８がオンすると、出力コ
イル２９の両端が抵抗４０を介して制御部１６の
トランジスタ４１のベース・エミツタ間に接続さ
れて、出力コイル２９から出力される安定した電
圧をトランジスタ４１のベース・エミツタ間に印
加してオンすることにより、スイツチング用トラ
ンジスタ２０のベース電流をバイパスして、スイ
ツチング用トランジスタ２０のオフ時期を規制す
る。

第２電流検出部３６は、抵抗３７ａをスイツチ
ング用トランジスタ２０のエミツタ端に介装する
とともに、トランジスタ４３のベース端およびエ
ミツタ端をダイオード４４を介して抵抗３７ａの
両端に繋ぐことにより、抵抗３７ａを流れる電流
が増加して、該抵抗３７ａにおける電圧降下値が
ダイオード４４の順方向電圧およびトランジスタ
４３のターンオン電圧の和を越えた時、トランジ
スタ４３をオンさせる。更にトランジスタ４３の
コレクタ端は、サーミスタの如く抵抗値の温度係
数が負側に大きい抵抗素子４５を介して制御部１
６のトランジスタ４１のベース端に接続すること
により、機器の温度が上昇した場合には、ダイオ
ード４４の順方向電圧およびトランジスタ４３の
ターンオン電圧が減少して第２電流検出部３６に
おける検出電圧を低下させると同時に、抵抗４５
の値が低下して制御部１６のトランジスタ４１の
ベース電流の減少を補正することにより、モータ
３４の駆動時におけるスイツチング用トランジス
タ２０のエミツタ電流を通常運転時より制限して
過熱状態を防止し、あるいは充電時における第１
電流検出部３５の検出不良に起因する機器の損焼
を未然に防止可能としている。

表示部１９は、発光ダイオード４６と電流制限
用抵抗４７を直列接続したものを出力コイル２９
の一端と、スイツチ３２の充電側端子３９に接続
したものであつて、スイツチ３２を切り換えて二
次電池３１の充電のみを行わせている場合に、ス
イツチング用トランジスタ２０のオン時に出力コ
イル２９に発生する電圧を印加して充電表示を行
わせることにより、ダイオード４６の定電圧作用
により出力コイル２９の出力電圧を安定化し、第
１電流検出部３５が作動時における制御部１６の
オン動作を確実なものにしている。

（考案の効果） 本考案は上記の如く、検出値が異なる電流検出
部を複数組備え、各電流検出部の電流検出用の検
出素子３７，３７ａを一次コイル２１に対して直
列接続してインバータ回路１４の出力制御するよ
うにしたので、たとえ１つの検出素子が短絡等る
ことにより検出不能となつても、他の電流検出部
が有効に作動し、８時間充電時の如く、機器のそ
ばから離れることが多い場合であつても、検出動
作不良に起因する機器の損傷が未然に防止される
利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる充電回路の概略を示す
ブロツク図、第２図は実施した一例を示す回路図
である。第３図は従来例を示す回路図である。 １４……インバータ回路、１５……負荷、１６
……制御部、１７……出力切換部、２０……スイ
ツチング素子、２１……一次コイル、２３……帰
還部、２９……出力コイル、３１……二次電池、
３５，３６……電流検出部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一次コイル２１を流れる電流量が設定値を超え
   たことを検出すると信号を発生する電流検出部を
   設定値を異ならせて複数組備えるとともに、該検
   出部の検出動作と連繋して、一次コイル２１への
   通電回路中に介装されたスイツチング素子２０の
   オフ時期を制御することにより出力コイル２９か
   らの出力を制御するインバータ式の充電回路であ
   つて、 上記電流検出部を、検出素子に流れる電流量を
   検出して信号を発生可能とするとともに、各電流
   検出部の検出素子を一次コイル２１と直列接続し
   たことを特徴とする充電回路。