JPH047650Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は充電電気かみそり等の小型の充電式電
気機器に用いられる電池充電装置に係り、特にイ
ンバータと電子式スイツチを併用したものにおけ
る電池の誤充電防止機構に関するものである。

(ロ) 従来技術 一般に充電式機器において、充電中負荷が誤つ
て作動しないように誤充電防止機構が備え付けら
れている。

例えば、実公昭50−39367号公報に開示された
ものはその技術を電気かみそりに適用したもので
ある。即ち機器に組込まれた電源プラグを突出さ
せる動作に呼応して電池とモータとの間に介挿さ
れた操作スイツチをオフにするように電源プラグ
と操作スイツチとを機械的に連結したものであ
る。しかしながら斯かる機構は複雑で且つ製造時
の組立工程も困難である。

(ハ) 考案の目的 本考案は上述の如き機械的スイツチによる誤充
電防止機構の問題点に鑑みて成されたものであ
り、インバータと電子式スイツチを用いた充電式
機器において、充電時に電気的に電池と負荷との
回路を開放せしめる充電装置の機構を提供するこ
とを目的とするものである。

(ニ) 考案の構成 交流電源に接続される整流器と、該整流器に接
続されたインバータと、該インバータの二次コイ
ルにダイオードを介して接続された電池と、該電
池を電源として駆動する負荷と、前記電池と負荷
との電気接続を制御するスイツチング素子と、前
記スイツチング素子のオン・オフ制御用トランジ
スタとより成り、オン・オフ制御用トランジスタ
は前記インバータの一次コイルの印加電圧を検出
し所定の電圧が検出されたときに前記スイツチン
グ素子をオフすることを特徴とするものである。

(ホ) 実施例 第１図に本考案充電式装置を電気かみそりの充
電回路に適用した一実施例を示し、これに基いて
詳細に説明する。

１，２は商用交流電源の入力端子、３は該交流
電源の交流電源を直流電流に変換するブリツジ整
流器D₁４は該整流器D₁３と前記入力端子１との
間に介挿された電流ヒユーズRF、５はチヨーク
コイルＬ，６を介して前記整流器D₁３に接続さ
れたインバータトランスＴ，７の一次コイルN₁
８は該一次コイルN₁５と直列に接続されベース
を帰還コイルN₂９に接続してなる発振トランジ
スタQ₁である。そして前記帰還コイルN₂９は抵
抗R₃１０を介して前記整流器３に接続されてい
る。尚５７はインバータである。

１１，１２は前記一次コイルN₁５に並列に接
続されたコンデンサC₃及びょび抵抗R₁１３は前
記帰還コイルN₂９と前記整流器D₁３との間に介
挿された発振用のコンデンサC₂１４は前記チヨ
ークコイルＬ，６に前記一次コイルN₁５に対し
て並列に接続された平滑コンデンサである。そし
て前記コンデンサC₂，１３と抵抗R₃１０は前記
トランジスタQ₁８の発振に寄与する。尚前記ト
ランジスタQ₁８のエミツタは抵抗R₂１５及びサ
ーマルヒユーズTF，１６を介して前記整流器D₁
３に接続されている。

１６，１７は前記一次コイルN₁５と前記抵抗
R₁１２との接続点１８に接続された抵抗R₁₁とツ
エナーダイオードZD，１９，２０は該ツエナー
ダイオードZD，１７と前記抵抗R₁₁１６との接続
点２１から前記トランスＴ，７に対して並列に接
続され分圧回路を構成する抵抗R₁₈，R₁₉２２は
該抵抗R₁₈１９，R₁₉２０の分圧点２３にアノー
ドを接続したプログラマブルユニジヤンクシヨン
トランジスタ（以下PUTと言う）、２４は該
PUT２２のゲード・アノード間に接続された抵
抗R₁₆２５はそのカソード・アノード間に接続さ
れた抵抗R₁₇であり、カソードは前記帰還コイル
N₂９に接続されている。２６，２７，２８は前
記PUT２２のゲードに接続されたダイオードD₄、
抵抗R₁₅、電解コンデンサC₅であり、このコンデ
ンサC₅，２８の負荷側は抵抗R₄２９を介して前
記整流器D₁３に接続されている。

３０，３１は前記トランスＴ，７によつて前記
一次コイルN₁５或いは前記帰還コイルN₂９と電
磁結合する二次コイルN₃，N₄３２は保護抵抗
R２１，３３及び前記抵抗R₄２９を介して前記二
次コイルN₄３１と前記整流器D₁３との間に介挿
される発光ダイオードLEDであり、前記二次コ
イルN₃３０，N₄３１の中間点３４と前記整流器
D₁３との間は結線されている。３５は前記二次
コイルN₃３０の一端にダイオードD₂３６を介し
て接続されたNi−Cd電池等の二次電池Ｂ，３６，
３７は後述するオン・オフスイツチの動作を保持
する自己保持回路KG，３８を構成するトランジ
スタQ₂，Q₃である。制御用としてのトランジス
タQ₂３６はNPN型である。トランジスタQ₃３７
はPNP型である。そしてトランジスタQ₃３７の
ベースとトランジスタQ₂３６のコレクタが互い
に接続されている。

３９はベースを前記トランジスタQ₂３６のベ
ース抵抗R₁₀４０を介して接続したトランジスタ
Q₄（NPN型）、４１はベースを該トランジスタQ₄
４０のコレクタに抵抗R₁₃４２を介して接続した
トランジスタQ₅４３はベースを前記トランジス
タQ₅４１のコレクタに接続したスイツチング素
子としてのトランジスタQ₆４４は前記トランジ
スタQ₆４３のエミツタ〜コレクタ間の導通、非
導通によつて駆動或いは停止する負荷としてのモ
ータＭである。このモータＭ，４４は前記電池
Ｂ，３５に前記トランジスタQ₆４３を介して接
続されている。

４５は前記トランジスタQ₃３７のベース〜エ
ミツタ間に介挿されたモータ停止用オフスイツチ
S₁４６は同じくトランジスタQ₃３７のベースと
前記電池Ｂ，３５の負極との間にロツクスイツチ
S₃４７及び抵抗R₆４８を介して接続されたモー
タ始動用オンスイツチ、４９，５０は前記トラン
ジスタQ₃３７のベース〜エミツタ間に前記オフ
スイツチS₁４５と並列に接続された抵抗R₇及び
コンデンサC₄５１，５８は前記トランジスタQ₂
３６のエミツタと前記電池Ｂ，３５の負極との間
に介挿された抵抗R₈、R₉である。

５３は前記抵抗R₁₅２７とコンデンサC₅２８と
の接続点５４と前記トランジスタQ₄３９と抵抗
R₁₃４２との接続点５５との間にダイオードD₃５
６を介して接続された放電抵抗R₁₄である。

前記トランジスタQ₂３６のエミツタ側、即ち
前記抵抗R₈５１とR₉５８との接続点６０と前記
抵抗R₁₁１６と一次コイルN₁５との接続点６１と
を抵抗R₅５９を介して接続して成る。

次に上記回路の動作を説明する。

入力端子１，２よりの出力を整流器D₁３にて
整流して得られた直流電流はコンデンサC₁１４
により平滑されて一次コイルN₁５及び帰還コイ
ルN₂９に供給され、トランジスタQ₁８が導通し
て、二次コイルN₃３０，N₄，３１に誘導電流が
流れて発光ダイオードLED，３２が点灯し、ま
た電池Ｂ３５はダイオードD₂３６を介して充電
される。また前記整流器D₁３より出力された電
流は抵抗R₁₁１６，R₁₈１９にも供給され、この
電流は抵抗R₁₆２４→ダイオードD₄２６→抵抗
R₁₅２７→コンデンサC₅２８と流れて該コンデン
サC₅２８を充電する。一方コンデンサC₅２８が
充電されている間はPUT，２２のゲート電圧は
アノード電圧より低く、従つてPUT，２２は導
通し、抵抗R₁₈，１９→PUT，２２→帰還コイル
N₂９→トランジスタQ₁８と電流が流れ、前記二
次コイルN₃３０，N₄３１に流れる電流が増加
し、インバータの発振周波数が大きくなり、前記
電池Ｂ，３５の充電電流は二次コイルN₃３０，
N₄３１の発振周波数が小となつて大電流となる。

前記コンデンサC₅２８が更に充電されゲート
電圧がアノード電圧を超えると前記PUT２２は
オフとなりPUT２２→帰還コイルN₂９に流れる
電流がなくなると前記二次コイルN₃３０，N₄３
１に流れる電流が減少し、前記電池Ｂ，３５の充
電電流も低下して小電流となる。

モータＭ，４４の駆動時は、オンスイツチS₂４
６を瞬間的に閉成すると、トランジスタQ₃３７
のベース電圧が下がるため該トランジスタQ₃３
７は導通となる。但しロツクスイツチS₃４７は閉
成している。そしてトランジスタQ₂３６のベー
ス電圧が上がつて該トランジスタQ₂３６が導通
する。従つてオンスイツチS₂４６が閉成されても
前記トランジスタQ₃３７のベース電圧が下がつ
た状態に保たれ、該トランジスタQ₃３７は導通
状態に保持される。またトランジスタQ₄３９の
ベース電圧も上がるので該電圧トランジスタQ₄
３９は導通し、トランジスタQ₅４１のベース電
圧は下がつてトランジスタQ₅４１も導通し、ト
ランジスタQ₆４３のベース電圧が上がつて該ト
ランジスタQ₆４３が導通となるので電池Ｂ，３
５からモータＭ，４４へ駆動電流が供給され、該
モータＭ，４４は駆動を開始する。

モータＭ，４４の停止時は、オフスイツチS₁４
５を瞬間的に閉成するとトランジスタQ₃３７の
ベース電圧はそのエミツタ電圧と等しい値に迄上
昇し該トランジスタQ₃３７は非導通となる。そ
してトランジスタQ₃３７を非導通の状態で保持
する。従つてトランジスタQ₄３９，Q₅４１，Q₆
４３は共に非導通となり、モータＭ，４４の駆動
は停止する。

導通時のトランジスタQ₃３７のエミツタ〜コ
レクタ間の電圧は0.2V以下であるため、万一電
池Ｂ，３５の出力電圧が0.8V程度に下がつても、
トランジスタQ₄３９を駆動するのに十分な電圧
がトランジスタQ₄３９に印加され、モータＭ，
４４は正常に駆動をし続けることが可能となる。

コンデンサC₅２８、抵抗R₁₄５３、ダイオード
D₃５６、トランジスタQ₄３９によつて前記コン
デンサC₅２８の放電回路が構成される。前記オ
ンスイツチS₂４６を瞬間閉じてトランジスタQ₄
３９を導通状態にするとコンデンサC₅２８に蓄
積された電荷が抵抗R₁₄５３→ダイオードD₃５６
→トランジスタQ₄３９のコレクタと流れ、放電
する。オフスイツチS₁４５をと瞬時閉成してトラ
ンジスタQ₄３９を非導通状態にした場合はコン
デンサC₅２８からの放電は停止する。前記ダイ
オードD₃５６は充電即ちトランジスタQ₆４３の
非導通時における分流を防止し、コンデンサC₅
２８の充電を確実・円滑に行なえるようにしてい
る。これはトランジスタQ₄３９，Q₅４１が共に
オフのため、抵抗R₁₅２７より流れる電流は全て
コンデンサC₅２８の充電に使用されるのでコン
デンサC₅２８の電圧上昇が安定するためである。

そしてコンデンサC₅２８の充電時間を電池Ｂ，
３５の超急速充電時間に一致するように選んでお
けば、コンデンサC₅２８の充電完了時にPUT，
２２を非導通にすることによつて電池Ｂ，３５の
過充電を防ぐ。更にオンスイツチS₂４６が閉じた
時にコンデンサC₅２８の電荷が放電されるため、
電池Ｂ，３５の充電終了後、機器を使用せずに再
び交流電源に接続して、充電を再開してもコンデ
ンサC₅２８はタイマとして作動せず、即ちPUT，
２２は非導通の状態を維持しているので微小電流
による充電のみ行なわれるから電池Ｂ，３５の温
度の過昇が防止でき、信頼性の高い回路とするこ
とができる。従つて従来のように電源オン・オフ
で作動を開始するタイマでは繰返し電源に接続す
れば常に急速充電となり温度の蓄積による電池の
温度の過昇につながり、電池の寿命が短かくなる
という不都合な点が解消できる。

尚充電時に入力端子１，２を交流電源に接続す
ると、整流器D₁３の整流出力が抵抗R₈５１とR₉
５８間に印加され、トランジスタQ₂３６のエミ
ツタ電位が上昇する。従つてトランジスタQ₂３
６はオフとなり、オフスイツチS₁４５を作動させ
た時と同じ状態を得る。万一モータＭ，４４が駆
動中であつてもこの動作は効果的に作用し、充電
の失敗はなくなる。

尚前記接続点６０に印加される電圧をインバー
タの整流出力からとつた場合（第２図参照）には
特に本実施例にように電池の満充電後に大電流充
電から微小電流充電に切換えるようなものではイ
ンバータ出力の大きい時には、交流電源への接続
でトランジスタQ２，３６がオフになるが、出力
が小さいときはオフになつたりならなかつたりし
て不安定である。本考案は斯かる問題点をも解決
できるものである。

(ヘ) 考案の効果 本考案は以上の説明の如く、交流電源に接続さ
れる整流器と、該整流器に接続されたインバータ
と、該インバータの二次コイルにダイオードを介
して接続された電池と、該電池を電源として駆動
する負荷と、前記電池と負荷との電気接続を制御
するスイツチング素子と、前記スイツチング素子
のオン・オフ制御用トランジスタとより成り、オ
ン・オフ制御用トランジスタは前記インバータの
一次コイルの印加電圧を検出し所定の電圧が検出
されたときに前記スイツチング素子をオフするこ
とを特徴とするものであるから、充電時にわざわ
ざモータ等負荷の始動スイツチをオフする必要が
なく使用性が向上すると共に、充電ミスの起こる
頻度が極めて少なくなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案電池充電装置の一実施回路図、
第２図は第１図に相当する従来の回路図である。 ３……整流器、５７……インバータ、３０……
二次コイル、３６……ダイオード、３５……電
池、４４……負荷、４３……スイツチング素子、
３６……制御用トランジスタ、５……一次コイ
ル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源に接続される整流器と、該整流器に接
   続されたインバータと、該インバータの二次コイ
   ルにダイオードを介して接続された電池と、該電
   池を電源として駆動する負荷と、前記電池と負荷
   との電気接続を制御するスイツチング素子と、前
   記スイツチング素子のオン・オフ制御用トランジ
   スタとより成り、オン・オフ制御用トランジスタ
   は前記インバータの一次コイルの印加電圧を検出
   し所定の電圧が検出されたときに前記スイツチン
   グ素子をオフしてなる電池充電装置。