JPH0446060B2 - - Google Patents

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JPH0446060B2
JPH0446060B2 JP61313478A JP31347886A JPH0446060B2 JP H0446060 B2 JPH0446060 B2 JP H0446060B2 JP 61313478 A JP61313478 A JP 61313478A JP 31347886 A JP31347886 A JP 31347886A JP H0446060 B2 JPH0446060 B2 JP H0446060B2
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JP
Japan
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resistor
current
voltage
transistor
circuit
Prior art date
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JP61313478A
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English (en)
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JPS63167639A (ja
Inventor
Juichi Ishikawa
Yasuo Nagasawa
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Toko Inc
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Toko Inc
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Publication date
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Priority to US07/134,710 priority patent/US4871958A/en
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Publication of JPH0446060B2 publication Critical patent/JPH0446060B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Description

【発明の詳細な説明】 〔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器に係
り、特にスイツチング電源を用いた充電回路の構
成に関するものである。
〔従来の技術とその問題点〕
蓄電池を傷めずしかも短時間に充電するには、
蓄電池に一定の電流を流し込むのが理想とされて
いる。ところが、定電流を流し込むようにした場
合には、十分に充電されている蓄電池の充電電圧
は高く、一方、空に放電してしまつている蓄電池
ではほとんど零まで出力電圧が低下してしまう性
質がある。スイツチング電源を用いて蓄電池の充
電を行うことは従来から行われているが、このよ
うな性質があるため、電源としては出力電圧の変
化に対応できることが必要である。
この種の充電器において充電電流を一定に保つ
手段としては、出力電流を基準電流と比較する比
較回路を設け、比較回路から誤差信号を帰還して
スイツチング信号のパルス幅を制御する方法が採
られている。しかし、蓄電池の出力電圧が一定の
限界(以下、下限電圧という)よりも低下した場
合には、基準となる電流も減少してしまい、比較
回路が充分に機能しなくなる。したがつて、この
とき定電流制御はきかなくなり、第2図に破線で
示すように、出力電流は次第に減少してしまう。
出力電圧が通常の充電範囲から外れる部分、特に
第2図に示す出力電圧が下限電圧以下となる部分
については、回路素子のばらつきの影響を大きく
受け特性が不安定であり、予測したような充電動
作にならないことがある。また、出力電圧が下限
電圧以下になつてしまうと、出力電流が減少して
いるため、設計範囲まで電圧が回復するのに長時
間を要するという問題がある。
このような問題を解決するには、出力電圧の影
響を受けない独立した基準定電流源を設ければよ
いが、回路が複雑で高価になる欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明は、ほとんど空に放電してしまつた蓄電
池であつても短時間に充電を行うことができる簡
単な構成のスイツチング電源方式の充電回路を提
供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、比較回路の基準電圧設定用の抵抗に
コレクタ電流を流しうるトランジスタを含む電流
補正回路を設けた構成を特徴とし、出力電圧が所
定の値以下に低下したときには、このトランジス
タがオンして基準電流の減少を補うことにより、
比較回路の抵抗に流れる電流を減少させないよう
にしたものである。
〔実施例〕
第1図は本発明による充電回路の一実施例に係
るもので、スイツチング電源を用いた充電回路の
二次側のみを示したものである。
トランス1の二次巻線に接続したダイオード2
とコンデンサ3は整流平滑回路を構成している。
4と5は、蓄電池6が接続される充電用の出力端
子である。出力端子4,5間には、抵抗11とツ
エナーダイオード12の直列回路、及び抵抗13
と抵抗14の直列回路がそれぞれ接続してある。
抵抗11とツエナーダイオード12の接続点17
にベースを接続したトランジスタ15は、エミツ
タが抵抗13と抵抗14の接続点16に接続さ
れ、コレクタがトランジスタ21のベースに接続
されている。これらのトランジスタ15及び、抵
抗11,13,14、ツエナーダイオード12
は、本発明の特徴である電流補正回路10を構成
している。
トランジスタ21は、トランジスタ24および
抵抗22、抵抗25と共に比較回路20を構成し
てる。トランジスタ21は、エミツタが正側端子
4に接続され、コレクタが抵抗22を介してベー
ス、及び定電流源23にそれぞれ接続されてい
る。トランジスタ24は、ベースがトランジスタ
21のコレクタに接続され、エミツタが電流検出
用の抵抗25を介して端子4に接続されている。
7はトランス1の一次側に誤差信号を帰還するフ
オトカプラのLED、8は誤差信号の電流決定用
抵抗、9は定電圧発生用のツエナーダイオードで
ある。
なお、定電流源23の回路図の1例は第4図に
示してある。
端子30は正側の出力端子4、端子31は抵抗
22とトランジスタ15のコレクタの接続点、端
子32は負側の出力端子5に夫々接続される。
トランジスタ36のエミツタには、抵抗35が
接続し、ベースと抵抗35の一端間にツエナーダ
イオード33が接続する。34は、ベースに接続
する電流制限用の抵抗である。
そして、正側の出力端子4の電圧から抵抗34
を通してツエナーダイオード33の両端に基準電
圧が得られ、その基準電圧と抵抗35によつて定
まる基準電流iがトランジスタ36のコレクタ電
流として流れる。
次に、この充電回路の動作について説明する。
抵抗22及び抵抗25の抵抗値をそれぞれR22
R25とし、まず電流補正回路10がない場合の動
作を説明する。
定電流源23で発生する基準電流iは抵抗22
とトランジスタ21のベースを通つて流れる。し
かし、トランジスタ21の電流増幅率hfeが大き
い場合は電流の大部分がコレクタを通ることにな
る。
したがつて、トランジスタ21のベースに流れ
る分を無視できると考えれば、抵抗22に発生す
る電圧はi×R22となる。抵抗22とトランジス
タ21のコレクタ・エミツタ間の直列回路は、抵
抗22で発生する電圧とトランジスタ21のコレ
クタ・エミツタ間電圧が、トランジスタ21のベ
ース・エミツタ間電圧を分割する形になつてい
る。このため、抵抗22とトランジスタ21の直
列回路部分で発生する電圧は、シリコントランジ
スタの場合0.6V以下に設計される。
一方、トランジスタ24のベース・エミツタ間
電圧、トランジスタ21のベース・エミツタ間電
圧よりもi×R22だけ少ない電圧と、出力電流I0
によつて抵抗25で発生する電圧I0×R25の和で
与えられる。
したがつて、トランジスタ21とトランジスタ
24のベース・エミツタ間電圧特性が同じであれ
ば、抵抗25に発生する電圧I0×R25が、抵抗2
2に発生する電圧i×R22と比較される形にな
る。そして、出力電流I0が大きくなると、I0×
R25がi×R22よりも大きくなつてトランジスタ
24はオン状態となる。その結果、フオトカプラ
内のLED7が発光し、図示しないトランス一次側
のスイツチング信号のパルス幅を制御して出力電
流I0を減少させるように作用する。
すなわち、フオトカプラの光量によつて出力電
流I0が制御されているときには、 I0=(R22/R25)×i (1) の関係式(1)が成立し、出力電流I0は抵抗値R22
R25と定電源の電流iで決定されることになる。
しかし、蓄電池6がすつかり放電してしまつて
いるとき、定電流源23から供給される基準電流
iは、一定の電流値を維持できず減少してしまう
のが一般的な特性である。
これは第4図において、ツエナーダイオード3
3の両端電圧がツエナー電圧以下になるような場
合であり、基準電流iが減少するので関係式(1)に
より出力電流I0も減少する。
本発明は、この基準電流iの減少を補うことの
できる電流補正回路10を設けた構成を特徴とす
るものである。以下、この電流補正回路10の動
作について説明する。
抵抗13と抵抗14の接続点16には、出力電
圧をそれぞれの抵抗値で分圧した電圧があらわれ
る。抵抗11とツエナーダイオード12との接続
点17における電圧は、ツエナーダイオード12
のツエナー電圧に固定されている。すなわち、
NPNトランジスタ15のベースは一定の電圧に
固定され、一方、エミツタには出力電圧を分圧し
た電位が与えられることになる。したがつてトラ
ンジスタ15は、抵抗13と抵抗14の抵抗値を
選ぶことにより、第3図に示すように、ある一定
の出力電圧を境にして、それ以下でオン、それ以
上でオフの動作をするように構成することができ
る。そして、トランジスタ15がオンすると、比
較回路20における抵抗22に流れる電流は、定
電流源23だけでなく抵抗14にも流れることに
なる。
したがつて、トランジスタ15がオン・オフす
る境い目の電圧を下限電圧に設定し、抵抗14を
低い値にしておけば、第2図に実線で示したよう
に、出力電圧が下限電圧以下になつた場合でも出
力電流I0は従来のように減少せず、逆に増加する
傾向を示す。このことは、関係式(1)の基準電流i
の代わりに、基準電流iと抵抗14を流れる電流
i14を加味した次の関係式(2)から明らかである。
I0=(R22/R25)×(i+i14) (2) このため、空の蓄電池6を充電する場合でも急
速に下限電圧に達し、通常充電範囲外の時間を著
しく短縮することができるものである。
〔発明の効果〕
本発明による充電回路は、出力電圧が下限電圧
以下になつても充電電流が減少することはない。
このため、空の蓄電池でも短時間で充電すること
ができる簡単な構成のスイツチング電源方式の充
電回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の充電回路の一実施例を示す要
部回路図、第2図は出力電圧と出力電流の関係を
示す特性図、第3図は出力電圧と主要部の電圧の
関係を示す特性図、第4図は定電流源の1例を示
す回路図である。 1……トランス、6……蓄電池、10……電流
補正回路、15……トランジスタ、20……比較
回路、22……第2の抵抗、23……定電流源、
25……第1の抵抗、i……基準電流、I0……出
力電流。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 トランスの二次側の比較回路で第1の抵抗に
    流れる出力電流と第2の抵抗に流れる基準電流を
    比較して得た誤差信号を、トランスの一次側に帰
    還することにより出力電流を一定に制御するスイ
    ツチング電源方式の充電回路において、第2の抵
    抗に直列接続し、正側の出力端子の電圧を基にし
    て得られた基準電圧を用いる定電流源と、第2の
    抵抗と定電流源の接続点に接続し、所定の出力電
    圧以下でオンして該比較回路の第2の抵抗にコレ
    クタ電流を流し得るトランジスタを含む電流補正
    回路を備えたことを特徴とする充電回路。
JP61313478A 1986-12-26 1986-12-26 充電回路 Granted JPS63167639A (ja)

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JP61313478A JPS63167639A (ja) 1986-12-26 1986-12-26 充電回路
US07/134,710 US4871958A (en) 1986-12-26 1987-12-18 Charging circuit

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JP61313478A JPS63167639A (ja) 1986-12-26 1986-12-26 充電回路

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JPS63167639A JPS63167639A (ja) 1988-07-11
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JPS63167639A (ja) 1988-07-11

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