JPH04299031A - 充電装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池を充電するため
の充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の充電装置には、基本構造がリン
ギングチョークコンバータとなっているものがある。こ
のような充電装置の一例が図２に示されている。

【０００３】まず、この図２に示した従来の充電装置の
構成と動作を説明する。

【０００４】この充電装置は、入力端子Ｉ，Ｉに接続し
た商用電源電力を整流した後、スイッチングして、トラ
ンス３の２次側に誘起された逆起電力を整流し、出力端
子Ｏ，Ｏから蓄電池Ｅに直流電流を充電する装置である
。

【０００５】この充電装置は、商用電源の直流電圧を整
流する整流部１と、該整流部１から出力される直流電圧
をスイッチングするスイッチング部２と、該スイッチン
グ部２に１次側巻線３Ａ，３Ｂが接続されるトランス３
と、該トランス３の２次側巻線３Ｃの両端に接続され、
該２次側巻線３Ｃに誘起される逆起電力を整流する整流
部４と、該整流部４の出力電圧を検出し、蓄電池Ｅが出
力端子Ｏ，Ｏから取り外され、該出力端子Ｏ，Ｏの端子
間電圧が所定電圧以上になったときに前記スイッチング
部２のトランジスタＴｒ１のスイッチング動作を停止さ
せる停止部７と、前記トランス３の２次側巻線３Ｄの両
端に接続され、該２次側巻線３Ｄに誘起される逆起電力
を整流する整流部６と、該整流部６の出力電圧を分圧し
て基準電圧とし、前記蓄電池Ｅの充電端子間電圧を該基
準電圧と比較して該充電端子間電圧の基準電圧以上の上
昇を検出する検出部５とから成る。

【０００６】整流部１は、商用電源を全波整流するブリ
ッジ整流回路Ｂと、該ブリッジ整流回路Ｂの整流出力端
子間に接続された平滑コンデンサＣ２と、商用電源電力
が印加される入力端子Ｉ，Ｉと、該入力端子Ｉ，Ｉと前
記ブリッジ整流回路Ｂの入力端子との間に接続された高
周波ノイズ除去回路を構成する抵抗器Ｒ１，コンデンサ
Ｃ１とから成る。

【０００７】スイッチング部２は、スイッチング動作を
するトランジスタＴｒ１と、該トランジスタＴｒ１のベ
ース・エミッタ間にそれぞれコレクタとベースを接続さ
れエミッタが接地されるトランジスタＴｒ２と、該トラ
ンジスタＴｒ２のベースと接地線との間に接続され該ト
ランジスタＴｒ２のベース電圧を設定する抵抗器Ｒ４と
、前記トランジスタＴｒ１のベースとトランス３の２次
側巻線３Ｂとの間に直列接続され、該トランジスタＴｒ
１のスイッチング動作のスピードアップ作用をなすスピ
ードアップ用コンデンサＣ４及び抵抗器Ｒ５と、該トラ
ンジスタＴｒ１のベースと接地線との間に接続され、該
トランスＴｒ１のベースを接地させることにより該トラ
ンジスタＴｒ１のスイッチング動作を停止させ、その結
果蓄電池Ｅの充電電流を低下させる充電電流低下回路Ｓ
と、トランジスタＴｒ１のベースと電源線のホット側に
接続され、該トランジスタＴｒ１のベース電圧を設定す
る抵抗器Ｒ３と、該トランジスタＴｒ１のコレクタと電
源線のホット側の間に直列接続され、該トランジスタＴ
ｒ１をサージ電流等の過大電流から保護するスナバ回路
として用いられるコンデンサＣ３及び抵抗器Ｒ２と、ト
ランジスタＴｒ１のベースと接地線との間に受光側のト
ランジスタＰ３Ａが接続され、蓄電池Ｅが出力端子Ｏ，
Ｏから取り外され出力端子Ｏ，Ｏ間の電圧が所定電圧よ
り上昇した時にトランジスタＴｒ１のスイッチング動作
を停止させるフォトカプラＰ３とから成る。なお、充電
電流低下回路Ｓには、蓄電池Ｅの端子間電圧が前記基準
電圧以上になったときに該充電電流低下回路Ｓを動作さ
せるフォトカプラＰ１の受光側トランジスタＰ１Ａが接
続されている。

【０００８】スイッチング部２の電源線のホット側とト
ランジスタＴｒ１のコレクタとの間には、トランス３の
１次側巻線３Ａが接続されており、スピードアップコン
デンサＣ４の一端とスイッチング部２の接地線との間に
はトランス３の１次側巻線３Ｂが接続されている。

【０００９】整流部４は、トランス３の２次側巻線３Ｃ
のホット側にアノードを接続された整流用ダイオードＤ
２と、該ダイオードＤ２のカソードと２次側巻線３Ｃの
接地線との間に接続された平滑コンデンサＣ５とから成
る。

【００１０】停止部７は、ツェナーダイオードＺＤとフ
ォトカプラＰ３の発光側ダイオードＰ３Ｂとの直列接続
とから成る。ツェナーダイオードＺＤのカソードは、平
滑コンデンサＣ５の正側電極と出力端子Ｏの一方とに接
続されている。フォトカプラＰ３の発光ダイオードのカ
ソード側は、平滑コンデンサＣ５の負側と出力端子Ｏと
に接続されている。

【００１１】整流部６は、トランス３の２次側巻線３Ｄ
のホット側にアノードを接続された整流用ダイオードＤ
３と、該ダイオードＤ３のカソード側と２次側巻線３Ｄ
の接地線側との間に接続された平滑コンデンサＣ６とか
ら成る。

【００１２】検出部５は、コンパレータＣＯＭと、該コ
ンパレータＣＯＭの出力端子にカソードが接続され整流
部６のダイオードＤ３のカソードにアノードが接続され
たフォトカプラＰ１の発光側ダイオードＰ１Ｂと、整流
部６のコンデンサＣ６の両端電極間に直列接続され、該
直列接続の結接点がコンパレータＣＯＭの非反転入力端
子に接続された基準電圧設定用抵抗器Ｒ８，Ｒ９とから
成る。コンパレータＣＯＭの反転入力端子は、停止部７
のホット側に接続されている。

【００１３】次に、本従来例の動作を説明する。

【００１４】整流部１は、入力端子Ｉ，Ｉに加えられた
商用電源による交流電圧をブリッジ整流回路Ｂにより整
流する。該ブリッジ整流回路Ｂの出力整流電圧は、平滑
コンデンサＣ２により平滑される。該平滑コンデンサＣ
２により平滑された直流電圧は、スイッチング部２の電
源線のホット側とアース側とに印加される。なお、商用
電源に重畳する高周波ノイズは、抵抗器Ｒ１，コンデン
サＣ１よりなる高周波ノイズ除去回路により除去される
。

【００１５】スイッチング部２においては、そのホット
側とアース側の電源線の間に整流部１から直流電圧が印
加されると、抵抗器Ｒ３を介して、トランジスタＴｒ１
にベース電流が流れ、該トランジスタＴｒ１がターンオ
ンする。該トランジスタＴｒ１がオンすると、該トラン
ジスタＴｒ１と抵抗器Ｒ４とを介してトランス３の１次
側巻線３Ａに電流が流れ、トランス３の１次側巻線３Ｂ
に誘導起電力が発生する。この誘導起電力の極性は、ト
ランジスタＴｒ１がオンする極性であるので、トランジ
スタＴｒ１はオンし続ける。しかし、トランス３の１次
側巻線３Ａを介して流れるトランジスタＴｒ１のコレク
タ電流は１次関数的に増加するので、徐々にトランジス
タＴｒ２のベース電圧が上昇し、該トランジスタＴｒ２
がオンし、トランジスタＴｒ１のベースが接地され、該
トランジスタＴｒ１はオフ状態になる。

【００１６】トランジスタＴｒ１がオフすると、トラン
ス３の各巻線には逆起電力が発生し、２次側巻線３Ｃに
接続された整流部４においては、ダイオードＤ２により
前記逆起電力が整流され、蓄電池Ｅを充電する充電電流
が出力端子Ｏ，Ｏから出力され、該蓄電池Ｅが充電され
る。

【００１７】また、２次側巻線３Ｄに誘起された逆起電
力は、整流部６で整流されて直流電圧となり、検出部５
の抵抗器Ｒ８，Ｒ９で分圧されて、コンパレータＣＯＭ
の非反転入力端子に印加され、コンパレータＣＯＭの基
準電圧となる。

【００１８】トランス３の２次側巻線３Ｃ，３Ｄが所定
時間後にエネルギーを放出しきると、該２次側巻線３Ｃ
，３Ｄに残留したごく小さな残留エネルギーが１次側巻
線３Ｂにバックスウィングし、該１次側巻線３Ｂに起電
力を発生させる。この１次側巻線３Ｂに発生した起電力
により、トランジスタＴｒ１は再びオンし、前述したス
イッチング動作を繰り返す。

【００１９】このスイッチング動作の際に、抵抗器Ｒ２
とコンデンサＣ３とから成るスナバ回路は、トランジス
タＴｒ１を過大電流による破損から保護する作用を果た
す。また、コンデンサＣ４と抵抗器Ｒ５とからなるスピ
ードアップ回路は、トランジスタＴｒ１のスイッチング
動作のスピードアップの作用を果たす。トランジスタＴ
ｒ１のスイッチング動作によりトランス３の２次側巻線
３Ｃに誘起された逆起電力により蓄電池Ｅが充電され、
該蓄電池Ｅの端子間電圧が、コンパレータＣＯＭの非反
転入力端子に印加される基準電圧以上になると、コンパ
レータＣＯＭの出力端子の電位がローレベルとなり、フ
ォトカプラＰ１のダイオードＰ１Ｂが発光し、フォトカ
プラＰ１の受光側トランジスタＰ１Ａがオンする。該フ
ォトカプラＰのトランジスタＰＡがオンすると、充電電
流低下回路Ｓの作用によりトランジスタＴｒ１のベース
が接地され、トランジスタＴｒ１のスイッチング動作が
停止される。このことにより、蓄電池Ｅへの充電電流が
低下し、該蓄電池Ｅへの過充電が防止される。

【００２０】このような充電装置において、蓄電池Ｅが
出力端子Ｏ，Ｏから取り外され、Ｏ，Ｏ端子間がオープ
ンとなると、整流部４の負荷がなくなるので、出力端子
Ｏ，Ｏ間の電圧が上昇し、トランス３の１次側巻線３Ａ
に誘起される逆起電力によりトランジスタＴｒ１のコレ
クタ・エミッタ間に過大な電圧が印加され、トランジス
タＴｒ１が破損するおそれがある。この破損を防止する
ため停止部７が設けられ、出力端子Ｏ，Ｏ間の端子間電
圧がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧以上となる
と、ツェナーダイオードＺＤを介してフォトカプラＰ３
の発光側ダイオードＰ３Ｂに電流が流れ、該ダイオード
Ｐ３Ｂが発光することにより、フォトカプラＰ３の受光
側のトランジスタＰ３Ａがオンし、トランジスタＴｒ１
のベースが接地されて、該トランジスタＴｒ１のスイッ
チング動作が停止され、これによりトランス３の２次側
巻線３Ｃに逆起電力が発生する現象も停止され、整流部
４等の回路の破損が防止される。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、蓄電池Ｅが充
電を完了したため充電装置の出力端子Ｏ，Ｏから取り外
された場合には、蓄電池Ｅが取り外される前に充電電流
低下回路Ｓの作用によりトランジスタＴｒ１のスイッチ
ング動作が停止されており、トランス３の２次側巻線３
Ｃから停止部７に供給される電力が小さくなっている。 このため、フォトカプラＰ３が起動されないことがあり
、充電装置の各部の回路が高電圧により破損される場合
があった。この現象は、通常動作時の充電電流と充電電
流低下回路Ｓの作用により充電電流が制限されていると
きの充電電流との差が大きいほど発生し易い。

【００２２】本発明は従来の充電装置のこのような欠点
を解消するためになされたものであり、停止部への供給
電力が小さいときにもスイッチング部のスイッチング動
作を確実に停止せしめ、回路を破損から防止し得る充電
装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の充電装置は、蓄
電池への充電端子が開放されたことを検出して充電動作
を停止させる動作停止手段を有する充電装置において、
前記動作停止手段は、前記充電端子に前記蓄電池が接続
されているときに前記充電動作を継続せしめる動作保持
手段であることを特徴とする。

【００２４】

【作用】本発明の充電装置においては、充電端子に蓄電
池が接続されているときに、該蓄電池への充電動作を動
作保持手段により継続せしめるので、充電端子に蓄電池
が接続されず、該充電端子が開放されたときには、充電
動作を継続することが不可能となり、該動作保持手段に
電力を供給しなくとも、充電装置の充電動作が確実に停
止せしめられる。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の充電装置
の一実施例を説明する。

【００２６】図１は、本発明の一実施例を示す回路図で
ある。図１の充電装置は、整流部１と、スイッチング部
２と、トランス３と、整流部４と、検出部５と、整流部
６と、停止部７’とを備えている。なお、図２に示した
従来の充電装置と同一の構成要素には同一の番号を付し
、その説明を省略する。

【００２７】本実施例の停止部７’は、整流部４のダイ
オードＤ２と並列に接続されたフォトカプラＰ２の発光
側ダイオードＰ２Ｂと抵抗器Ｒ７の直列接続と、該フォ
トカプラＰ２の受光側トランジスタＰ２Ａとからなる。 フォトカプラＰ２のダイオードＰ２Ｂは、整流用ダイオ
ードＤ２の極性と逆極性に接続されている。また、本実
施例のスイッチング部２には、フォトカプラＰ３の受光
側トランジスタＰ３Ａの代わりに、トランジスタＴｒ１
のベース・エミッタ間を短絡させてスイッチング動作を
停止させるトランジスタＴｒ３と、該トランジスタＴｒ
３のベースとトランス３の１次側巻線３Ｂのホット側と
の間に直列接続された逆流防止用ダイオードＤ１・抵抗
器Ｒ６と、トランジスタＴｒ３のベースと１次側巻線３
Ｂの接地線との間に接続された前記フォトカプラＰ２の
受光側トランジスタＰ２Ａとが設けられている。

【００２８】このように構成された本実施例の充電装置
においては、出力端子Ｏ，Ｏに蓄電池Ｅが接続され、該
出力端子Ｏ，Ｏを介して蓄電池Ｅに充電されているとき
には、フォトカプラＰ２のダイオードＰ２Ｂは、２次側
巻線３Ｃに誘起される逆起電力の半サイクルごとに蓄電
池Ｅにより順方向にバイアスされオンされるので、フォ
トカプラＰ２のトランジスタＰ２Ａがオンし、トランジ
スタＴｒ３のベースが接地されて該トランジスタＴｒ３
がオフとなることにより、トランジスタＴｒ１にコレク
タ電流が流れる半サイクル期間該トランジスタＴｒ１の
ベースが高電位に保たれ、該トランジスタＴｒ１のスイ
ッチング動作が可能となる。

【００２９】蓄電池Ｅが充電装置の出力端子Ｏ，Ｏから
取り外され該出力端子Ｏ，Ｏが開放されたときには、フ
ォトカプラＰ２の発光側ダイオードＰ２Ｂの電流経路が
遮断されるため、フォトカプラＰ２のトランジスタＰ２
Ａはオフとなり、トランジスタＴｒ３のベースが接地線
から開放され、該トランジスタＴｒ３のベースには、ト
ランス３の１次側巻線３Ｂのホット側からダイオードＤ
１，抵抗器Ｒ６を介してトランジスタＴｒ１のオン時に
ベース電流が供給され、該トランジスタＴｒ３がオンと
なり、トランジスタＴｒ１のベースが接地され、該トラ
ンジスタＴｒ１のスイッチング動作が停止される。

【００３０】かくして、本実施例においては、出力端子
Ｏ，Ｏが開放されたときには、トランス３の２次側巻線
３Ｃに十分にエネルギーが供給されなくても、確実にト
ランジスタＴｒ１のスイッチング動作が停止され、充電
装置の各回路部が破損されることがない。

【００３１】

【発明の効果】本発明の充電装置は、以上のように構成
したので、充電動作を停止せしめる動作停止手段に電力
を供給することなく、該充電動作を確実に停止せしめ、
充電装置の各回路部が破損されることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の充電装置の一実施例の回路図である。

【図２】従来の充電装置の一例の回路図である。

【符号の説明】

１　　整流部 ２　　スイッチング部 ３　　トランス ４　　整流部 ５　　検出部 ６　　整流部 ７　　停止部 ７’　　停止部 Ｐ２　　フォトカプラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　蓄電池への充電端子が開放されたこと
   を検出して充電動作を停止させる動作停止手段を有する
   充電装置において、前記動作停止手段は、前記充電端子
   に前記蓄電池が接続されているときに前記充電動作を継
   続せしめる動作保持手段であることを特徴とする充電装
   置。