JPH04351435A - バッテリ充電回路 - 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、ニッカド電池等の急速
充電が可能な２次電池を電源としているＯＡ機器、通信
機、ＡＶ機器、ホビー機器等の電子装置のためのバッテ
リ充電回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のバッテリ充電回路におい
ては、スイッチングトランスを用いているものが多い。 すなわち、スイッチングトランスを備えたフライバック
型スイッチングレギュレータを構成し、スイッチングト
ランスの２次側で電流検知を行ない、これをスイッチン
グトランスの１次側に設けたスイッチング制御用デバイ
スにフィードバックすることでパルス幅制御、スイッチ
ングパルスのデューティ制御等を行った定電流回路を構
成し、これをバッテリ充電回路としている。

【０００３】また、スイッチングトランスを備えたフラ
イバック型スイッチングレギュレータを使用しない場合
、トランジスタ等で構成したシリーズレギュレータで定
電流回路としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フライバック型スイッ
チングレギュレータを用いている場合、必ず、スイッチ
ングトランスを必要とし、充電回路は１次側と２次側と
に分断されてしまう。すなわち、電源入力が交流電源の
場合、フライバック型スイッチングレギュレータであれ
ば、フィードバック制御の信号は、スイッチングトラン
スの２次側回路から１次側回路に帰還されることとなり
、必ずトランスの１次、２次間の絶縁を考慮した回路を
形成する必要がある。これにより、定電流化を図るフィ
ードバック信号は２次側から１次側に帰還されることに
なり、回路構成が複雑化すると共に装置が大型化する。 また、直流電源入力を有している装置等で２次側の回路
のみで回路を形成した場合でも、使用部品が多くなるこ
とから回路規模が大きくなり、装置の小型化・軽減化を
図ることが難しい。

【０００５】

【課題を解決するための手段】エラーアンプを備えたス
イッチングレギュレータに負荷抵抗を介して充電電池を
接続し、前記負荷抵抗の電圧降下を検出する差動増幅器
を設け、この差動増幅器の出力を前記エラーアンプの入
力側に接続した。

【０００６】

【作用】差動増幅器により負荷抵抗の電圧降下を検出し
、その出力をエラーアンプに入力することにより、簡単
な回路構成でよく、部品の削減を図ることもでき、装置
の小型化・軽減化を行なうことができるものである。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明する
。まず、図１に基づいて全体的な概略説明をする。スイ
ッチングレギュレータを構成するチョッパー型スイッチ
ング回路１が設けられ、このチョッパー型スイッチング
回路１には、「ＤＣ　　ＩＮ」と表示した直流電源２が
入力されていると共に、その内部にはエラーアンプ３が
設けられている。このエラーアンプ３の＋側入力端子に
は、「Ｖｒｅｆ　」と表示した基準電圧電源４が接続さ
れている。また、前記エラーアンプ３の−側入力端子に
は、後述する差動増幅器からの出力である「Ｖｒｃ」と
表示した検出電圧５が入力されている。

【０００８】ついで、前記チョッパー型スイッチング回
路１には、Ｒｃ　と表示した負荷抵抗６が接続され、こ
の負荷抵抗６を介して充電電池７が接続されている。そ
して、前記負荷抵抗６の両極には、差動増幅器８が接続
されている。この差動増幅器８の出力は、「Ｖｒｃ」と
表示した検出電圧５であり、前記チョッパー型スイッチ
ング回路１のエラーアンプ３に接続されている。

【０００９】このような構成において、チョッパー型ス
イッチング回路１からの出力電流をＩｃｈａｒｇ　とす
ると、負荷抵抗６の両端の電圧Ｖｒ　は、 Ｖｒ　＝Ｉｃｈａｒｇ　×Ｒｃ となり、差動増幅器８で抽出される。このような抽出電
圧Ｖｒ　にエラーアンプ３のアンプゲインＡｇ　を掛け
ると、検出電圧Ｖｒｃとなる。すなわち、Ｖｒｃ＝Ｖｒ
　×Ａｇ が帰還されてフィードバックループを構成する。

【００１０】このようにしてエラーアンプ３に検出電圧
Ｖｒｃが印加されると、この検出電圧Ｖｒｃと基準電圧
Ｖｒｅｆ　とを比較し、スイッチング制御を行なうこと
になり、検出電圧Ｖｒｃの値を常に基準電圧Ｖｒｅｆの
値と同電位に保つようにオン・オフ動作を繰り返す。こ
れによって、負荷抵抗６に流れる電流の定電流化が可能
となる。すなわち、定電流バッテリ充電回路が構成され
たことになる。したがって、充電電流Ｉｃｈａｒｇ　は
、負荷抵抗６の抵抗値Ｒｃ　を任意に選択することで自
由な値を決定できる。このことは、逆に充電電流Ｉｃｈ
ａｒｇ　を決定すれば、自動的に負荷抵抗６の抵抗値Ｒ
ｃ　の値が算出できることになり、これを求めると、 Ｒｃ　＝（Ｖｒｅｆ　／Ｉｃｈａｒｇ　）×（１／Ａｇ
）となり、簡易な回路で定電流回路を形成することが可
能となる。

【００１１】つぎに、図２に基づいて、前述のステップ
ダウン方法の具体的な回路例を説明する。すなわち、チ
ョッパー型スイッチング回路１は、エラーアンプ３を内
蔵するスイッチング制御部９を備え、このスイッチング
制御部９の出力側には、抵抗１０，１１を介在させてｐ
ｎｐ型のトランジスタ１２が接続され、このトランジス
タのコレクタにチョークコイル１３が接続され、このチ
ョークコイル１３を介して差動増幅器８を備えた電流・
電圧変換部１４に接続されている。また、前記チョーク
コイル１３と接地間には、極性をチョークコイル１３側
に向けたダイオード１５と平滑コンデンサ１６とが接続
されている。

【００１２】また、前記電流・電圧変換部１４の差動増
幅器８の＋側入力端子には、Ｒ１　と表示した抵抗１７
が接続され、かつ、その＋側入力端子と接地間には、Ｒ
２　と表示した抵抗１８が接続されている。ついで、前
記差動増幅器８の−側入力端子には、Ｒ３　と表示した
抵抗１９が接続され、かつ、その−側入力端子と前記差
動増幅器８の出力側との間には、Ｒ４　と表示した抵抗
２０が接続されている。

【００１３】したがって、スイッチングトランスを用い
ることなく、チョークコイル１３で良いので、設計も容
易であると共にコストが低く、部品スペースも大幅に改
善される。また、スイッチング制御部９にエラーアンプ
３が含まれているため、パルス幅制御、パルスデューテ
ィ幅制御等によるスイッチング制御にても定電流のフィ
ードバック制御が可能となっている。したがって、ＤＣ
／ＤＣコンバータ方式は前述のステップダウン方式の他
、ステップアップ方式、スイップアップダウン方式の回
路でも差動増幅器８による帰還ループを構成することで
容易に定電流制御が可能である。

【００１４】また、差動増幅器８のゲインＡｇ　は、抵
抗Ｒ１　〜Ｒ４　の値で任意の増幅率を可能としている
。以下に、その設計例を示す。すなわち、 Ｖｒｅｆ　＝３Ｖ、Ｉｃｈａｒｇ　＝２Ａ、Ａｇ　＝１
とすれば、 Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４ となり、 Ｒｃ　＝（３Ｖ／２Ａ）×１ ＝１．５Ω が求まり、容易に定電流バッテリ充電回路を形成するこ
とができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明は上述のように、エラーアンプを
備えたスイッチングレギュレータに負荷抵抗を介して充
電電池を接続し、前記負荷抵抗の電圧降下を検出する差
動増幅器を設け、この差動増幅器の出力を前記エラーア
ンプの入力側に接続したので、差動増幅器により負荷抵
抗の電圧降下を検出し、その出力をエラーアンプに入力
することにより、簡単な回路構成でよく、部品の削減を
図ることもでき、装置の小型化・軽減化を行なうことが
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略回路を示す回路図であ
る。

【図２】その具体的回路例を示す回路図である。

【符号の説明】

１　　　　　　スイッチングレギュレータ３　　　　　
　エラーアンプ ６　　　　　　負荷抵抗 ７　　　　　　充電電池 ８　　　　　　差動増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エラーアンプを備えたスイッチングレ
   ギュレータに負荷抵抗を介して充電電池を接続し、前記
   負荷抵抗の電圧降下を検出する差動増幅器を設け、この
   差動増幅器の出力を前記エラーアンプの入力側に接続し
   たことを特徴とするバッテリ充電回路。