JPH0321183Y2 - - 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の改良に関
する。

〔従来の技術〕

従来この種の充電回路として、例えば第４図に
示す如く、インバータ回路５０と直列に抵抗素子
５１を接続し、該抵抗素子５１における電圧降下
量を制御トランジスタ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５４
に供給される電流量を規制して充電電流を一定と
するインバータ式の充電回路が提案されている
（例えば特公昭58−33777号公報）。更にかかる充
電回路においては、抵抗素子５１および定電圧素
子５５をインバータ回路５０の発振ループ中に含
まれないようにすることにより、両素子５１，５
５に自由な温度特性を持たせることを可能とし、
機器の発熱を未然に防止させる構成が開示されて
いる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記充電回路では、出力トランジ
スタ５３に流れる電流量の検出と、該トランジス
タ５３の制御とを１組の制御トランジスタ５２で
同時に行つている関係上、制御トランジスタ５２
が熱暴走するなどして動作が不安定となると、回
路全体の制御がきかなくなり、安定性が保たれな
い。

更に機器の発熱防止を意図して抵抗素子５１に
あまり大きな温度特性をつけすぎると、逆に安定
した充電電流の供給が不能となる虞れもある。

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、充電
時における充電電流の安定を維持しつつ、温度上
昇時における安全性の向上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
タ側の一次コイル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２１
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のオフ時期に負荷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へ接続して必要量の電力を供
給可能とする。

電流検出部３５，３６は、検出素子に流れる電
流量による電圧降下値を検出し、検出電圧が設定
値を越えると、制御信号を制御部１６へ向けて出
力する。

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、上記電流検出部を複数組備えるとと
もに、検出電圧に温度特性を持たせたことを特徴
とする。

電流検出部３５，３６は出力の増減段数にあわ
せた組数であつて、第１の電流検出部３５におけ
る検出電圧の常温における設定値と、負荷１５が
二次電池３１のみの場合に合わせるとともに、そ
の温度特性を第２図の細線で示す如く、二次電池
３１の温度特性に合わせてなだらかに降下するも
のとする。一方、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番目の電流検出部
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…の検出動作を順次停止させる。この時、
最大負荷時においても、少なくとも１組の電流検
出部３６は動作可能とするとともに、該電流検出
部３６における検出電圧に第２図の太線で示す如
く、大きな負の温度特性を持たせ、一定温度以上
では、第１電流検出部３５の検出電圧を下回る様
に設定している。

〔作用〕

上記構成において、電流検出部３５……のうち
の１つが、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すると、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を直ちにオフして、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
動可能状態にある。従つて、例えば第１電流検出
部３５の検出素子が短絡し、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番目以降の電流検出部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。

更に、二次電池３１に対する充電電流が過大と
なるなどの影響で機器が異常に温度上昇した場合
には、設定値が高い側の電流検出部３６の検出電
圧自体が第２図の如く低下してきて、インバータ
回路１４からの出力を更に抑えるのである。

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３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と該一次コイル２１の両端に接続され
てスイツチング素子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
ツチング素子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２
６が充電されてスイツチング素子２０へベース電
流が流れると、該素子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、
スイツチング素子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、スイツチング素子２
０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、スイツチング素子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
素子２０のオフ期間に出力コイル２９に接続され
た負荷１５け向けて、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、スイツチング素子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３５，３
６による電流検知と連繋してスイツチング素子２
０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、スイツチング素子２
０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、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とからなる。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該トラ
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、スイツチング素子２０のベー
ス電流をバイパスして、スイツチング素子２０の
オフ時期を規制する。この時、トランジスタ３８
のベース・エミツタ間のターンオン電圧は、負の
温度係数を持つているが、その値は小さく、従つ
て機器の温度変化にかかわらず、安定した充電電
流の供給を可能とする。

第２電流検出部３６は、抵抗３７ａをスイツチ
ング素子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１６のトル
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、検出電圧の低下に起因する制御部１６のトラ
ンジスタ４１へ供給される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に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
イツチング素子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。

なお上記実施例では、各電流検出部３５，３６
をインバータ回路１４に対して直列接続した例を
示したが、並列接続でも略同様な動作が可能なこ
とは勿論である。

（考案の効果） 本考案は上記の如く、設定値が異なる電流検出
部を複数組備えるとともに、高設定値側の電流検
出部３６の検出電圧に、負側に十分大きな温度特
性を持たせたので、低設定値側の電流検出部３５
が故障して検出不能となつた場合にも、それより
高設定値側の電流検出部が作動して、制御不能と
なることはない。更に、充電電流が過大となる等
して機器の温度が上昇しても、かかる電流検出部
の検出電圧が低下してインバータ回路１４からの
出力を低下させ、過熱による損傷が未然に防止で
きる利点を有する。

【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図は検出電圧の温度特性を示す
グラフ、第３図は本考案を実施した一例を示す回
路図である。４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、 上記電流検出部は、高設定値側の検出部におけ
   る検出電圧に、負側に大きい温度特性を持たせた
   ことを特徴とする充電回路。