JPH0436207Y2 - - 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、一次コイル５０と直列接続した抵抗５
１に流れる電流による電圧降下量をトランジスタ
５２で検出し、該トランジスタ５２でスイツチン
グ素子５４のベース電流をバイパスすることによ
りスイツチング素子５４のオフ時期を規制し、電
源電圧の変動あるいはスイツチング素子５４の定
数のばらつき等にかかわらず、出力コイル５５か
ら二次電池５６に供給される充電電流量を一定と
するものが提案されている（例えば、特開昭54−
129438号公報）。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながらかかる充電回路においては、一次
コイル５０に流れる電流量の検出と、スイツチン
グ素子５４のオフ時期の制御とを１つのトランジ
スタ５２で行つている関係上、充電電流が小さい
場合は一次コイル５０に流れる電流も小さく、従
つて抵抗５１の両端電圧が上昇して該トランジス
タ５２にベース電流が流れ出した後もベース電流
の増加は抑えられてオンするのが遅れ、その結果
スイツチング素子５４の遮断速度が遅くなつて安
定した制御ができない虞れがある。

本考案は上記問題に鑑みてなされたものであつ
て、検出電流が小さい場合にあつても、安定した
制御を可能とする充電回路を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した問題を解決するため、本考案にかかる
充電回路では、第１図においてその概略的な構成
を示すごとく、インバータ回路１４に加えて、電
流検出部３５と制御部１６とを備えている。

電流検出部３５は、例えば一次コイル２１と直
列に接続された抵抗３７と、該抵抗３７の両端電
圧でオンするスイツチング素子３８とを備え、一
次コイル２１に流れる電流量が所定値に達したこ
とを検出するとオンする様に構成している。

一方、制御部１６は、前記した電流検出部３５
のオン動作と連繋してオン可能とするとともに、
オン時にインバータ回路１４を構成するスイツチ
ング素子２０の制御信号をバイパスし、該スイツ
チング素子２０のオフ時期を規制できる様にして
いる。

本考案は更に、制御部１６の制御信号入力端
は、電流検知部３５を介してインバータ回路１４
の出力コイル２９が接続され、スイツチング素子
２０のオン期間に出力コイル２９から制御部１６
に向けて制御信号が供給されることを特徴とす
る。

なお、出力コイル２９の両端に、発光ダイオー
ド、定電圧ダイオード等の定電圧素子４６を繋
ぎ、スイツチング素子２０のオン期間における出
力コイル２９からの出力電圧を安定化させること
が好ましい。

［作用］ 上記した構成において、インバータ回路１４に
電源電圧を印加すると、第２図ａの如く帰還部２
３からスイツチング素子２０へ制御信号Ｉ１が流
れて該スイツチング素子２０のオン状態が維持さ
れ、一次コイル２１のインダクタンスにより略直
線状に増加する電流Ｉ２が一次コイル２１に流れ
る。この時、一次コイル２１に流れる電流Ｉ２が
小さい間は、電流検出部３５はオフ状態を維持
し、制御部１６には制御信号が送られないので制
御部１６もオフ状態を維持する。

ここで、一次コイル２１に流れる電流Ｉ２が増
加して予め設定した値を越えると、第２図ｂの様
に電流検知部３５はオンする。すると、制御部１
６の制御信号入力端は、電流検出部３５を介して
出力コイル２９が接続され、その結果、出力コイ
ル２９から出力される大容量でかつ安定な電圧Ｖ
１が制御信号Ｉ４として制御部１６に印加され
て、制御部１６は急速かつ確実にオンする。

それと同時に、スイツチング素子２０に流れて
いた制御信号Ｉ１は、制御部１６によりバイパス
されてコンデンサ２６の充電を速め、かかるコン
デンサ２６の充電電圧が阻止電圧となつてスイツ
チング素子２０を急激にオフ状態とするのであ
る。

〔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側に
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ーは、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へ向けて、整流用ダイオード３９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。

出力切換部１７は、スイツチング素子２０のエ
ミツタ側に介装される第１および第２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。

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、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の損焼を未然に防止可能と
している。

本考案は、第１電流検出部３５と制御部１６の
構成に特徴を有する。第１電流検出部３５は、ス
イツチング素子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
負荷１５が二次電池３１だけの場合にのみ、作動
する。すなわち、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十分大きなベー
ス電流を流して急激に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の急峻なカツトオフを可能
とする。なおこの時、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。

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
更に確実なものにしている。

〔考案の効果〕

本考案は上記の如く、インバータ回路１４の出
力制御を、電流検出部３５と制御部１６とで分離
して行わせるとともに、制御部１６の制御信号を
インバータ回路１４の出力コイル２９から供給す
る様にしたので、負荷１５が８時間充電時の二次
電池３１のみの如く電流検出３５で検出すべき電
流が低い場合においても、検出電流量の大きさに
かかわらず制御部１６に対して安定し十分大きい
制御信号が供給されて制御部１６のオン動作が確
実かつ迅速に行われ、その結果、インバータ回路
１４のスイツチング素子２０も急峻にカツトオフ
されて異常な発熱が未然に抑制できる利点を有す
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ａおよびｂは動作を説明する
概略図、第３図は本考案を実施した一例を示す回
路図である。第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、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……電流検出部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 一次コイル２１に流れる電流をスイツチング
   素子２０でオンオフ規制して、スイツチング素
   子２０のオフ期間に出力コイル２９から所定の
   電力を出力可能とするインバータ回路１４と、 一次コイル２１の電流量を検出し、該電流量
   が所定値に達したことを検出するとオンする電
   流検出部３５と、 電流検出部３５がオンするのと連繋してオン
   することにより、スイツチング素子２０の制御
   信号をバイパスし、該スイツチング素子２０の
   オフ時期を規制する制御部１６とを備え、 上記した制御部１６は、その制御信号入力端
   に対し、電流検出部３５を介して出力コイル２
   ９が接続され、スイツチング素子２０のオン期
   間に上記出力コイル２９から制御部１６に制御
   信号が供給されることを特徴とする充電回路。 ２ 上記した出力コイル２９は、その両端に、ス
   イツチング素子２０のオン期間に作動する定電
   圧素子４６が接続されている実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の充電回路。 ３ 上記した定電圧素子４６は発光ダイオードで
   ある実用新案登録請求の範囲第２項記載の充電
   回路。