JPH0612933B2 - 電流調整回路 - Google Patents

電流調整回路

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JPH0612933B2
JPH0612933B2 JP58245595A JP24559583A JPH0612933B2 JP H0612933 B2 JPH0612933 B2 JP H0612933B2 JP 58245595 A JP58245595 A JP 58245595A JP 24559583 A JP24559583 A JP 24559583A JP H0612933 B2 JPH0612933 B2 JP H0612933B2
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フイリツプ・エ−・ホフマン
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路の製造に特に適合している電流調整回
路、更に特定するに、比較的小さい固体コンポーネント
として製作され且つコード無し工具又は機器内に直に組
み込まれて、それによつて従来の変圧器を利用した煩わ
しくて、嵩張り且つ高価な外部充電器の使用を回避した
バツテリ充電回路にかゝわる。
これに限定されるものではないが、本発明は、半田付け
用ペン、ひげ削り、コードレス電話、計算器、コンピユ
ータ、テレビジヨンセツト、ラジオ、レコーダ、電気的
園芸具、木工具および工作具を含むコード無し手工具な
どのような携帯用でバツテリにて作動される装置に使用
されるバツテリを充電するのに特に有用な簡単で、低価
格のバツテリ充電回路に直接的応用がある。更に特定す
るに、本発明は、作るのが簡単且つ廉価でしかもコード
無し装置へと容易に組み込まれるコード無し装置のため
のバツテリ充電回路にすぐに応用できる。
手工具のようなバツテリ作動される型式のコード無し装
置は該装置によつて提供される便利さのためにかなりの
人気を持つている。この型式の装置には、通常、工具ハ
ウジング内に組み込まれている１つ又はそれ以上の再充
電可能なバツテリに励起される小さな直流電動機が与え
られていて、そのバツテリと作用的に連動されている。
利用装置がテレビジヨン・セツト又はラジオなどである
場合、再充電可能なバツテリは、直流電力を、そこでの
回路に対して直接的に供給できるが、交流電力コードお
よびプラグが与えられている場合には、それらを利用し
ても良い。従来の電気的コードなどを不必要にすること
は、コード無し装置の使用者が移動できる自由度を増
し、さもなければその電力コードが障害物にからまるか
も知れない不都合を回避させ、且つその装置が使用され
る場所での壁コンセントの必要性をなくさせる。頻繁な
バツテリ交換の必要性を回避させたり、運転費用を減少
させるには、再充電可能なバツテリをコード無し園芸具
および木工具のようなコード無し装置に与えるのが普通
である。所定の電化を適切に維持する今日の再充電可能
なバツテリは、長寿命であるためにコード無し装置が使
用できる便利さを大いに増大している。
コード無し手工具などのような大半のコード無し装置
は、数ボルトの直流バツテリ電位でもつて動作する。従
来、再充電動作によるバツテリの回復は、かなりの寸法
を有し結果的にバツテリ充電器の寸法、コストおよび重
量を増大させることになる逓降変圧器を通して従来の11
7V，60Hz電源から実施された。充電用電源としては異な
る電圧レベルおよび／又は周波数のものも使用しなけれ
ばならなかつた。バツテリ充電器の寸法および重量、特
に逓降変圧器による重量化は、コード無し装置への充電
器の直接的組み込みを困難にし且つかゝる充電器を廉価
にするのを妨げていた。更に、変圧器を含むバツテリ充
電器の取扱い、保管および梱包は、それらの使用に再
し、特にコード無し装置自体に組み込みたいとすると、
重大な欠点且つ制約となつた。その上、各種のコード無
し装置、機器又は装置の顧客および使用者は種々な分離
せる充電器を持つことになり、いづれの充電器が特定の
コード無し装置と共に使用できるのかを決定するのに幾
らかの混乱は避けられなかつた。
比較的嵩張り且つ重い逓降変圧器に対する必要性をなく
し、そして手工具などにおけるバツテリの再充電に際し
ては、従来の１１７Ｖ６０Hzの家庭用コンセントおよび
再充電されるべきバツテリ・セルに対して単に接続する
だけで済むバツテリ充電回路は、１９７６年３月９日付
でフイリツプＡ.ホフマンに付与された“バツテリ充電
回路”と云う名称の米国特許第3,943,423号において開
示されている。この従来技術において、電源としては別
なレベルの電圧および／又は周波数の使用も可能であ
る。このホフマン特許の充電回路は、ＮＰＮ接合トラン
ジスタとそして帰還回路に使用的に連動されているダー
リントン構成のトランジスタ群との組合せにおいて実現
されるのが好ましい可変抵抗スイツチを含んでいる。こ
の周知の回路は、トランジスタおよび抵抗器に加えて、
２つの整流用ダイオードと２つのコンデンサとを含んで
おり、特にコンデンサとかなりの数の受動コンポーネン
トとを必要とするために、集積回路として実現するには
本発明の場合よりもかなり高価で且つ嵩張り、従つて超
小型化するには、コード無し装置への組込みに対して他
の技術を使用する本発明の場合よりも一層高価な回路と
なる。
更に、変圧器を使用せず、コード無し手工具などの１部
を形成している電動機のインダクタンスを介して充電さ
れるべき１つ又はそれ以上のバツテリへと供給される電
流パルスを作り出すよう作用的に配列されているバツテ
リ充電回路は、１９７６年７月２０日付でフイリツプA.
ホフマンに付与された“バツテリ充電回路”と云う名称
の米国特許第3,970,912号から周知である。この回路で
は、コンデンサを不要としているが、少なくとも２つの
ダイオードとそしてインダクタンス、すなわち、動力作
動される手工具などの１部分である電動機のインダクタ
ンスを必要とする。結果的に、この回路は、インダクタ
ンス、特に、直流電動機によつて与えられるインダクタ
ンスを必要とするために、その利用性がかなり制約され
ることになる。
今迄にも、かなりの数のバツテリ充電器が提案されてお
り、それらは以下に示す米国特許を含む従来技術から周
知である。
集積回路をバツテリ充電器に使用する技術は、１９７９
年、タンデイ社のラジオ部門によるMims III“Enginee
r′ｓ Notebook Ａ Handbook of Integrated Cir
cuit Application”、初版、第２回印刷、第９頁か
ら周知である。
本発明は、集積回路技術を用いて容易に且つ低価に製造
することができ、また従来のものに比べて不必要な無線
周波領域での妨害電波を発生させない電流調整回路を提
供することを目的とするものであり、整流器に接続さ
れ、その出力を充電電流としてバッテリへ供給する被制
御電流運搬段と、該被制御電流運搬段を制御するための
制御段とから成る電流調整回路において、前記制御段
は、内部負帰還路を含む分圧器を備えたトランジスタ(3
8)から成り、その出力により前記被制御電流運搬段(39-
42,64)の電流を制御するものであり、前記分圧器は、第
１、第２及び第３の抵抗(33,34,35;48,49,50;33a,33b,3
4,35;58,59,60)の直列により構成され、第３の抵抗(35,
50,60)がトランジスタ(38)のコレクタ−エミッタ路に直
列に接続されて内部負帰還路を形成し、該第３の抵抗(3
5,50,60)とトランジスタ(38)のエミッタとの間に接続さ
れた第１、第２の抵抗(33,34;48,49;33a,33b,34;58,59)
の中間接続点がトランジスタ(38)のベースに接続されて
構成されたことを特徴とする電流調整回路である。
負帰還はその被制御段から制御段への外部負帰還路によ
つて部分的に与えられても良い。
電流調整回路は、バツテリへの電流の少なくとも大部分
がそこを通して流れそして温度上昇と共に値において増
加してバツテリへの電流を制限する正の温度係数を抵つ
抵抗を含むことができる。
又、その電流調整回路は、バツテリへの電流の少なくと
も大部分がそこを通して流れしかもその回路のフエール
セーフ動作に対してヒユーズとして機能する抵抗器を含
むことができる。
バツテリへの電流の少なくとも大部分が流れる抵抗は集
積回路の製造又は製作中での金属化によつて形成でき
る。
そこでの電流調整回路は命名された順序において直列に
接続される第１の抵抗、第２の抵抗および第３の抵抗を
含み、その制限段は第４の抵抗器の直列接続と直列に接
続されるコレクタ−エミツタ路と、その第１の抵抗器と
並列に接続されるベース−エミツタ路とを持つトランジ
スタを含んでいる。第２の抵抗はそのトランジスタのベ
ースと、第３および第４の抵抗間での接続にて規定され
る回路点との間に接続される。前節において述べられた
第１の抵抗Ｒ1，第２の抵抗Ｒ2，第３の抵抗Ｒ3および
第４の抵抗Ｒ4の相対的大きさは： Ｋ1＝0.65±0.03，Ｋ2＝8.82±0.44，および Ｋ3＝4.00±0.20として、 Ｒ1＝Ｋ1Ｒ4 Ｒ2＝Ｋ2Ｒ4 Ｒ3＝Ｋ3Ｒ4 と規定されるのが望ましい。
前節による回路の好ましき定数は次の通りである。すな
わち： Ｋ1＝0.65±0.006，Ｋ2＝8.82±0.088， およびＫ3＝4.00±0.040 電流調整回路は命名された順序において直列に接続され
る第１の抵抗，第２の抵抗および第３の抵抗を含み、そ
の制御段は、第４の抵抗と第３の抵抗との直列接続に直
列に接続されるコレクタ−エミツタ路と、第５の抵抗と
第１の抵抗との直列接続に並列に接続されるベース−エ
ミツタ路とを持つトランジスタを含み、その第２の抵抗
はそのトランジスタのベースと、第３および第４の抵抗
間における回路点との間に接続される。
前節において述べられた第１の抵抗Ｒ′1，第２の抵抗
Ｒ′2，第３の抵抗Ｒ′3および第４の抵抗Ｒ′4の相対
的大きさは： Ｋ′1＝0.57±0.03，Ｋ′2＝7.69±0.38， およびＫ′3＝4.00±0.20として、 Ｒ′1＝Ｋ′1Ｒ′4 Ｒ′2＝Ｋ′2Ｒ′4 Ｒ′3＝Ｋ′3Ｒ′4 と規定されるのが望ましい。
前節による回路の好ましき定数は次の通りである。すな
わち： Ｋ′1＝0.57±0.006，Ｋ′2＝7.69±0.076 そしてＫ′3＝4.00±0.04 又、その電流調整回路は、合成では第１の抵抗となる所
定の抵抗および別な所定の抵抗、その第１の抵抗に関し
て命名された順序において直列に接続される第２の抵抗
および第３の抵抗を含むことができ、その制御段は第４
の抵抗と第３の抵抗との直列接続に直列に接続されるコ
レクタ−エミツタ路と、その所定の抵抗に並列に接続さ
れ且つその別な所定な抵抗と第５の抵抗との直列接続に
並列に接続されるベース−エミツタ路とを持つトランジ
スタを含むことができる。この場合、第２の抵抗は、そ
のトランジスタのベースと、第３および第４の抵抗間で
の回路点との間に接続される。
前節に述べられている第１の抵抗Ｒ1，第２の抵抗Ｒ2，
第３の抵抗Ｒ3および第４の抵抗Ｒ4の相対的大きさは： Ｋ1＝0.65±0.03，Ｋ2＝8.82±0.44 およびＫ3＝4.00±0.20として、 Ｒ1＝Ｋ1Ｒ4 Ｒ2＝Ｋ2Ｒ4 Ｒ3＝Ｋ3Ｒ4 と規定されるのが望ましい。
前節による回路の好ましき定数は次の通りである。すな
わち： Ｋ1＝0.65±0.006，Ｋ2＝8.82±0.088 そしてＫ3＝4.00±0.040 前述の被制御段はMOSFETの電界効果トランジスタでもつ
て構成しても良い。
さて図面を参照するに、第１図は例示として特に適合せ
る草刈機１０の形態におけるコードなしのバツテリ作動
型手工具を示している。草刈機１０は一体のハンドル部
分１４を与えるべく１３において開孔されているハウジ
ング１２から突き出している剪断刃１１を含んでいる。
ハウジング１２内には、刃１１を駆動するべく接続され
た電動機（見えない）と、そしてその電動機を励起する
ための第１図での電力供給バツテリ（見えない）とが含
まれている。
ハウジング１２の片側にはソケツト１５が設けられてい
て、それは電源コード１７の１端に接続されている電源
プラグ１６に対するコンセントとして機能する。電源コ
ード１７の他端は、従来の１１７Ｖ，６０Hzの家庭用コ
ンセントへと挿入される予定の従来での二又プラグ１８
において終端している。運転中、プラグ１６はソケツト
１５から外されることになる。しかしながら、バツテリ
が再充電される場合、コード１７は家庭でのソケツトに
接続されそしてプラグ１６がソケツト１５へと挿入され
る。充電が完了した場合、プラグ１６は外される。
第２，第３，第４Ａ，第４Ｂ，第５Ａおよび第５Ｂ図
は、本発明に従つて構成され且つ第１図に例示されてい
る草刈機１０のハウジング１２へと容易に組込まれるよ
うに適合されたバツテリ充電回路のそれぞれの実施例の
詳細回路図である。
第２図に例示されている如く、本発明に従つて構成され
た充電回路の例示としての第１の実施例は、参照数字１
９によつて総称的に指定され、従来の１１７Ｖ，６０Hz
電圧源２２を横切つて接続されている例示としての１対
の端子２０，２１を含んでいる。第２図には又、電動機
すなわちモータ２３とモータ励起用バツテリ２４とが示
されている。モータ２３は、例えば、参照数字２６によ
つて総称的に示されている誘導巻線を伴なう電機子２５
を持つ小さなプリント・マグネツト・モータであつて、
巻線に対する電気的接続はモータ刷子２７，２８によつ
て樹立される。バツテリ２４は、完全充電に際して約
５．２Ｖのバツテリ電圧を与えるべく、４つの従来の
１．３Ｖニツケル−カドミウム再充電可能なバツテリ・
セルを直列に含んでいる。参照数字１９によつて総称的
に指定されているバツテリ充電回路は、例示された如く
可動接点３０と接触されたときにバツテリ２４を再充電
位置に置く静止接点３１と選択的に係合するための可動
接点３０を持つ単極、双投手動スイツチ２９によつてそ
のバツテリに接続可能である。可動接点３０がその連動
せる静止接点３２と係合するように移動されると、バツ
テリ充電回路１９はバツテリ２４の回路から切り離され
て、そのバツテリ２４はモータ２４を励起するその“運
転”位置を占める。
第２図に示されている基本的充電回路１９は、例えば
２．６Ｖおよび５．２Ｖニツケル−カドミウム・バツテ
リを従来の１１７Ｖおよび234V，６０Hz電源から充電す
るのに使用できる。しかしながら、第２図に例示されて
いる充電回路はかなり異なる電圧レベルの再充電可能な
バツテリを異なる電圧レベルおよび／又は周波数の電源
によつても充電可能であり、如上の電圧レベルおよび周
波数は単なる例であると理解されたい。バツテリ充電回
路１９は、第１の抵抗器３３（抵抗Ｒ1），第２の抵抗
器３４（抵抗Ｒ2），第３の抵抗器３５（抵抗Ｒ3）およ
びスイツチ29の静止接点３１とバツテリ充電回路の端子
２０との間に接続された整流用ダイオード３６を含んで
いる。例示されている如く、整流用ダイオード３６は端
子２０に接続されているアノードと、抵抗器３５の１端
に接続されているカソードとを持つている。第４の抵抗
器３７（抵抗Ｒ4）は、第２の抵抗器３４と第３の抵抗
器３５との接続点と、手動スイツチ２９の静止接点３１
と、第１の抵抗器３３の１端とに接続されているエミツ
タを持つＮＰＮトランジスタ３８のコレクタとの間に接
続されている。第１の抵抗器３３の他端はトランジスタ
３８のベースと、第２の抵抗器３４の１端とに接続され
ている。トランジスタ３８と、抵抗器３３，３４，３５
および３７とはバツテリ充電回路１９の制御段を構成す
る。トランジスタ３８のコレクタは又、ダーリントン接
続された一連のＮＰＮ接合トランジスタ３９〜４２を含
む電流増幅器に接続されている。ダーリントン接続され
たトランジスタは、例えば、約200,000の比較的大きな
電流利得(β2)を与えるように選ばれ、他方、トランジ
スタ３８を含んでいる制御段は例えば約１００の電流利
得(β1)を持つように選ばれる。トランジスタ３９〜４
２の各々のコレクタは整流用ダイオード３６のカソード
に接続されている。トランジスタ３９〜４２の第１のも
のすなわちトランジスタ３９のベースはスイツチング・
トランジスタ３８のコレクタに接続されている。ダーリ
ントン接続されているトランジスタ３９〜４２の最後の
ものすなわちトランジスタ４２のエミツタは、電流制限
用の第５の抵抗器４３(抵抗Ｒ５)を介して、手動スイツ
チ２９の静止接点３１とトランジスタ３８のエミツタと
に接続されている。電流制限用の第５の抵抗器４３は、
それがフユーズとして機能するように選ばれた材料から
金属化によつて形成される正の温度係数（PTC）を持つ
抵抗であつて、それにより、再充電中にあるバツテリに
変化を与えることなく回路を遮断して周囲における危険
状態を回避する。第２図に例示されているバツテリ充電
回路１９の場合、ダーリントン回路構成のトランジスタ
３９〜４２によつて構成された電流増幅器の出力とスイ
ツチング・トランジスタ38との間には、外部帰還が与え
られていない。しかし、第３の抵抗器３５が第２の抵抗
器３４および第１の抵抗器３３を介してトランジスタ38
のベースに連通されているために、そこには内部帰還が
与えられている。
例として、第２図に例示されていて且つ集積回路として
使用できるバツテリ充電回路の回路パラメータに対する
典型的な値を以下に示す。
Ｒ1＝8,946Ω ia＝0.12Ａ（平均） Ｒ2＝120,543Ω ip＝５．０Ａ（ピーク） Ｒ3＝54,668Ω β1＝100（電流利得，制御段） Ｒ4＝13,667Ω β2＝200,000(電流利得，電流増幅器) Ｒ5＝0,385Ω抵抗Ｒ1〜Ｒ4に対する個々の値は、実際問
題として、約±２０％とかなり変動するが、抵抗Ｒ1〜
Ｒ4の正確な値はその間における比率ほど重要ではな
い。実際の場合におけるＲ1：Ｒ4，Ｒ2：Ｒ4および
Ｒ3：Ｒ4の比率は実質的に±５％の範囲内にあるのが望
ましく、実質的に±１％にあるのが好ましい。こうした
判断基準は第２図の充電回路を拡散技術を用いて集積回
路として実現するのを可能にする。実際の場合におい
て、そこでの集積回路は、好ましくは円筒状で、約3/16
吋の長さと約5/36吋の直径とを持つ小さなハウジング内
に含ませることができる。各々が約１吋の２本の同心状
ワイヤ・リードがハウジングから出るように与えられ
る。
従つて、如上の比率を定数Ｋ1，Ｋ2およびＫ3としてそ
れぞれ表わすと次の如くなる。
又は、一層好ましくは： Ｋ1＝0.65±0.006，Ｋ2＝8.82±0.088 およびＫ3＝4.00±0.040 第５の抵抗Ｒ5は他の抵抗に関して特定の比率にある必
要がないので、金属化によつて容易に形成でき且つ回路
点に対する又はその間における金属接点にて構成でき
る。抵抗Ｒ5は、温度上昇と共に値において増加して電
流を制限する正の温度係数（PTC）を持つ抵抗であるの
が望ましい。抵抗Ｒ1〜Ｒ4の大きさに関連した抵抗Ｒ5
の大きさは非常に小さい。抵抗Ｒ5は、実際の場合に、
適当な熱マウントがそのチツプに与えられて、バツテリ
充電中では約１２５℃の温度において動作することにな
るバツテリ充電回路を安定化させる作用をする。充電電
流は、摂氏１度当り０．４５％の割合での周囲温度の上
昇と共に減少して、温度に伴なうニツケル−カドミウム
・セルの充電電流における所望の変化と大体において整
合させている。
第３図において例示されている如く、本発明に従つて構
成された充電回路の例示としての第２の実施例は参照数
字４７によつて総称的に指定され、従来の１１７Ｖ，６
０Hz電圧源２２を横切つて接続されている例示としての
１対の端子２０，２１を含み、そこにおいて前と類似の
回路コンポーネントには類似の参照数字が付与されてい
る。第３図は、モータ２３とモータ励起用バツテリ２４
とが示されている。モータ23は、例えば、誘導巻線２６
を伴なう電機子２５を持つ小さな永久磁石モータであ
り、その巻線への電気的接続はモータ刷子２７，２８に
よつて樹立される。バツテリ２４は直列にある従来の再
充電可能なバツテリ・セルから成つている。参照数字４
７によつて総称的に指定されているバツテリ充電回路
は、例示されている如く可動接点３０と接触されるとき
にバツテリ２４を再充電位置に置く静止接点３１と選択
的に係合するための可動接点３０を持つ単極、双投手動
スイツチ２９によつてバツテリ２４に接続できる。可動
接点３０がその連動された静止接点と係合するように動
かされるとき、バツテリ充電回路４７はバツテリ２４の
回路から除かれ、バツテリ２４はモータ２３を励起する
その“運転”位置を占める。
第３図に示されている如く基本的充電回路４７は、２．
６Ｖおよび５．２Ｖニツケル−カドミウムバツテリを１
１７Ｖ，６０Hz又は２３４Ｖ，60Hzの電源でもつて充電
するのに使用できる。しかしながら、第３図に例示され
ている充電回路は、かなり異なる電圧レベルの再充電可
能なバツテリを異なる電圧レベルおよび／又は周波数の
電源でもつて充電するのに利用でき、如上の電圧および
周波数は単なる例であるものと理解されたい。バツテリ
充電回路４７は、第１の抵抗器４７（抵抗Ｒ′1），第
２の抵抗器４９（抵抗Ｒ′2）および第３の抵抗器５０
（抵抗Ｒ′3）を含み、そこにおいて、抵抗器５０は、
電流制御用抵抗器５２（抵抗Ｒ′5）を介してスイツチ
２９の静止接点３１と、バツテリ充電回路の端子２０と
の間に接続されている整流用ダイオード３６と直列にあ
つて内部帰還を与えている。例示されている如く、整流
用ダイオード３６は端子２０に接続されているアノード
とそして第３の抵抗器５０の１端に接続されているカソ
ードとを持つている。第４の抵抗器５１（抵抗Ｒ′4）
は、第２の抵抗器４９および第３の抵抗器５０と接続点
と、ＮＰＮトランジスタ３８のコレクタとの間に接続さ
れ、そこでのトランジスタ３８は、手動スイツチ２９の
静止接点３１とそして、第５の抵抗器５２を介して、第
１の抵抗器４８の１端とに接続されているエミツタを持
ち、第１の抵抗器４８はトランジスタ３８のベース並び
に第２の抵抗器４９の１端に接続されている他端を持つ
ている。トランジスタ38と抵抗器４８〜５２とはバツテ
リ充電回路４７の制御段を構成している。トランジスタ
３８のコレクタはダーリントン構成のＮＰＮ接合トラン
ジスタ３９〜４２に接続されている。ダーリントン構成
のトランジスタ３９〜４２は、例えば約200,000の比較
的大きな電流利得(β2)を与えるように選ばれ、他方、
制御段のトランジスタ３８は、例えば約１００の電流利
得(β1)をその回路に持たせるように選ばれる。トラン
ジスタ３９〜４２の各々のコレクタは整流用ダイオード
３６のカソードに接続されている。トランジスタ３９〜
４２のうちの最初のものすなわちトランジスタ３９のベ
ースはトランジスタ３８のコレクタに接続されている。
ダーリントン接続された電流増幅用トランジスタ３９〜
42のうちの最後のものすなわちトランジスタ４２のエミ
ツタは、第５のトランジスタ５２を介して、手動スイツ
チ２９の静止接点３１と、制御トランジスタ３８のエミ
ツタとに接続されている。第３図に例示されているバツ
テリ充電回路４７の場合、外部帰還は、トランジスタ３
８のベースに接続されていない方の第１の抵抗器48の端
部に接続されていて、静止接点３１に接続されていない
端部を持つ第５の抵抗器５２を介して、ダーリントン回
路構成のトランジスタ39〜４２によつて構成されている
増幅器の出力とスイツチング・トランジスタ３８との間
に与えられている。又、第２図に例示されている実施例
における如く、第３の抵抗器５０（第２図では、抵抗器
３５）がトランジスタ３８のベースに連結されているた
めに、付加的な内部帰還も与えられている。
第３図において例示され且つ集積回路において使用でき
るバツテリ充電回路の回路パラメータに対する典型的な
値を次に示す。
Ｒ′1＝7.640Ω ia＝0.12Ａ（平均） Ｒ′2＝102,740Ω ip＝5.0Ａ（ピーク） Ｒ′3＝53,440Ω β1＝100（電流利得，制御段） Ｒ′4＝13,360Ω β2＝200,000（電流利得，電流増幅
器) Ｒ′5＝0.110Ω第２図に例示されている実施例での如
く、第３図に例示されている回路の抵抗Ｒ′1〜Ｒ′4に
対する個々の値は、実際の場合に、約±２０％とかなり
変動するが、抵抗Ｒ′1〜Ｒ′4に対する正確な値はそれ
らの間における比率ほど重要ではない。実際の場合にお
いて、Ｒ′1：Ｒ′4，Ｒ′2：Ｒ′4およびＲ′3：Ｒ′4
の比率は実質的に±５％の範囲内にあるのが望ましく、
実質的に±１％にあるのが好ましい。こうした判定基準
は、第３図の充電回路を拡散技術を用いて集積回路とし
て実現させることを可能にし、第２図に例示されている
実施例に関連して述べられた寸法上の特長はこの実施例
に対しても等しく適用する。従つて、如上の比率を、定
数Ｋ′1，Ｋ′2およびＫ′3としてそれぞれ表現すると
次の如くなる。すなわち： 又、一層好ましくは； Ｋ′1＝0.57±0.066，Ｋ′2＝7.69±0.076 およびＫ′3＝4.00±0.04 抵抗Ｒ′5は他の抵抗に関して特定の比率にある必要が
ないので、金属化によつて容易に形成でき且つ回路点に
対する又はその間における金属接点によつて構成でき
る。第２図の場合におけるように、抵抗Ｒ′5は、温度
上昇と共に値において増加する正の温度係数を持つ抵抗
であるのが望ましく、それにより電流を制限し、実際の
集積回路においては、適当な熱マウントがチツプに与え
られて、バツテリ充電中では約１２５℃のチツプ温度に
おいて動作することになる回路の安定化を実施する。Ｐ
ＴＣ抵抗器５２（Ｒ′5）はそれがヒユーズとしても機
能するように選ばれた材料からの金属化によつて形成さ
れるのが好ましく、充電中におけるバツテリを破損させ
ずに回路を切り離して周囲における危険状態を回避させ
る。充電電流は、華氏１度当り約1/4％の割合で周囲温
度における上昇と共に減少し、温度に関するニツケル−
カドミウム・セルの充電電流における所望の変化と大体
において整合させている。
運転に際して、第２および第３図に示されているそれぞ
れの回路配列は、充電回路１９（第２図）又は充電回路
４７（第３図）を、充電回路１９又は充電回路４７の入
力端子２０，２１間に接続されるものとして示されてい
る電圧源22に接続することによつて動作状態に置かれ
る。充電されるべきバツテリ２４は、手動スイツチ２９
が示されている位置にある場合、可動接点３０を介し
て、端子２１と静止接点３１との間（その電圧は第６Ａ
および第６Ｂ図においてEbとして例示されている）に接
続される。第６Ａ図は、従来の１１７Ｖ（rms），６０H
zの家庭用コンセントにおける入力源電圧２２の時間の
関数としての電圧波形ｅ1を示している。第6B図は整流
ダイオード３６の出力における整流された電圧の波形ｅ
2である。第６Ａおよび第６Ｂ図に示されている如き電
圧波形は６０Hz入力の１1/2サイクルに対するものであ
る。又、第６Ｃ図は、約１２５℃の安定な動作温度に到
達した後での動作中に、第５の抵抗器４３（第２図）又
は抵抗器５２（第３図）を通して、バツテリ２４のプラ
ス側へと向う矢印４４（第２図）又は矢印５３（第２
図）によつて示される如き充電電流icの対応波形であ
る。第６Ｃ図において見られる如く、そこには２つの電
流スパイク４５，４６が交流入力の各サイクルに対して
あり、ピーク充電電流ipは約５．０Ａである。こうした
電流スパイク４５，４６は、図から見られる如く、例え
ば約0.0004秒と云うかなり短かい期間であるが、約０．
１２Ａの平均充電電流iaを生じさせる。
第２および第３図を再度参照すると、ダイオード３６
は、整流出力を生ずる整流器で、トランジスタ３９〜４
２によつて規定されるダーリントン構成の電流増幅器に
対する入力電流源と、制御段のスイツチング・トランジ
スタ３８に対する動作電圧とを与える。初めに、比較的
高い電流スパイクが発生されて、ＰＴＣ抵抗器４２（第
２図）又はＰＴＣ抵抗器５２（第３図）を加熱してその
抵抗を増大させる。その後、電流スパイクはそれらが5.
０Ａレベルに近ずくにつれて大きさにおいて低下し、結
果的に、そのチツプは約１２５℃の安定な動作温度を達
成する。その後、電源２２の交流電圧ｅ1が正でしかも
再充電されるべきバツテリ24のバツテリ電位Ebに関して
例えば２．６Ｖ以内で大きい場合、トランジスタ３８お
よび３９〜42は導通しない。電圧差が約２．６Ｖに到る
と、バツテリ充電電流は、第６Ｃ図における電流スパイ
クの前縁として例示されているように、トランジスタ３
９〜４２を通して流れ始める。トランジスタ３９のベー
スに入る電流は、トランジスタ３９〜４２によつて増幅
されそして比較的低いレベルにおいて第５の抵抗器４３
（第２図）又は第５の抵抗器５２（第３図）を通してそ
のバツテリへと流れ、それにより、電流スパイク４５の
前縁が５．０Ａレベルに向けて進むにつれてバツテリを
充電し始める。この電流は、電流スパイク４５として例
示されている如く、ダイオード３６を介して供給される
電圧が一層プラスになるにつれて増大し、ライン電圧ｅ
1がバツテリ電圧Ebよりも約１０Ｖ大きくなるときに約
５．０Ａのピークに到達する。増加する電流は、ダーリ
ントン構成のトランジスタ３９〜４２に供給されると同
時に、ダイオード３６と手動スイツチ２９の静止接点３
１との間で、前にも指摘されているように、直列に接続
されている第１の抵抗器３３（第２図）又は第１の抵抗
器48（第３図），第２の抵抗器３４（第２図）又は第２
の抵抗器４９（第３図）および第３の抵抗器３５（第２
図）又は第３の抵抗器５０（第３図）から成る分圧器を
介してトランジスタ３８のベースにも供給される。トラ
ンジスタ３８のベースへの電流が十分で、ライン電圧ｅ
1がバツテリ電圧Ebよりも約１０．０Ｖ大きいレベルに
到ると、そのトランジスタはターンオンして、かなりの
電流がそのエミツタ−コレクタ路を通して流れ始め、電
圧を低下させる。かくして、トランジスタ３９のベース
へと供給される電流は、第６Ｃ図での電流スパイク４５
の後縁によつて例示されているように、ダーリントン構
成において接続されているトランジスタ３９〜４２から
成る電流増幅器における電流を減少させ、約0.0004秒の
期間を持つ総合的電流スパイク45を迅速にターンオフさ
せる。トランジスタ３９〜４２は、ライン電圧ｅ1がバ
ツテリ電圧Ebに関して約２７．６Ｖの差に到つたときに
ターン・オフされる。この時間期間中、トランジスタ38
の実効抵抗は、第２の抵抗３４（第２図）又は第２の抵
抗４９（第３図）と、第３の抵抗３５（第２図）又は第
３の抵抗５０（第３図）との間での接続点における電圧
の低下として与えられる内部帰還のために増加する。そ
のため電流スパイク45は内部帰還のない場合のように急
激にオフにならず、電流スパイク45の後縁は負の傾斜を
有する。トランジスタ３９〜４２は、トランジスタ３８
が導通していてそのライン電圧間で差が低下してバツテ
リ電圧Ebに関して約２７．６Ｖに再び到達するときに再
度ターンオンされ、その結果、第６Ｃ図の電流スパイク
４６の前縁が作り出され、この電流スパイクは、電圧ｅ
1とバツテリ電圧Ebとの間における電圧差が約１０Ｖに
再び到るときに約５．０Ａのピークに到達する。電流ス
パイク46の前縁は、内部帰還により正の傾斜を有する。
トランジスタ39〜４２は、入力電圧ｅ1とバツテリ電圧E
bとの間における差が再び約2.６Ｖに到るまで導通状態
のまゝに置かれる。かくして、約５．０Ａで、0.0004秒
期間の電流スパイク４６が作り出される。こうした作用
は入力電圧ｅ1の半サイクルおきに生ずるので、１つは
そうした半サイクルの各々の始めの部分において、他の
１つはその終りの部分におけるように、２つの電流スパ
イク４５，４６が発生される。かくして、１つの電流ス
パイク４５は、整流用ダイオード３６からの整流半波電
圧出力ｅ2の初期部分中、例えば約0.0004秒の短期間に
わたつて発生され、他の電流スパイク４６は、同じく約
0.0004秒の短期間にわたりその終了部分において発生さ
れる。こうした作用は各サイクルにおいて行われ、電流
スパイクの形態における電荷を、バツテリが完全充電に
到るまでそのバツテリに与え続ける。
上述のように、制御段は分圧器を含む負帰還路を含むの
で、電流スパイク45は内部帰還のない場合のように急激
にオフにならず、その後縁は負の傾斜を有し、電流パル
ス46の前縁は正の傾斜を有するものとたり、負帰還路が
ないため電流スパイクが急激にオフあるいはオンになる
従来のものに比べて不必要な無線周波領域での妨害電波
が発生しない。
前にも指摘したように、前述の回路では、117Ｖ，６０H
zの電源に代つて２３４Ｖ，６０Hzの電源を使用するこ
とができ、もしもその回路内における温度変化の影響を
無視するならば、電流スパイク４５，４６（第６Ｃ図）
の尖頭振幅は変らないが、そうした電流スパイクの時間
期間および平均電流は半分になる。しかしながら、実際
問題として、高い電源電圧の場合での回路の動作温度は
電源が１１７Ｖであるときよりも低くなり、そのため
に、ＰＴＣ抵抗器４３（第２図）又は抵抗器５２（第３
図）の値は減少しそして電流スパイク４５，４６の尖頭
振幅は増大する。更に、低い回路温度はトランジスタ３
８のゲート−エミツタ間スレツシヨルド電圧を大きくさ
せて、その電流スパイクの期間および電流スパイクの尖
頭振幅を共に増大させる傾向がある。装置が高い電源電
圧で作動される場合での低い回路温度の結果として、平
均電流の減少は、その回路温度が一定であるとした場合
に比較してかなりのものとなる。
第４Ａおよび第４Ｂ図に例示されている如く、本発明に
従つて構成された充電回路の例示としての第３の実施例
は、第２図の回路の非常に類似し且つ参照数字１９にて
総称的に指定されており、従来の１１７Ｖ，６０Hz電圧
源２２を横切つて接続される例示としての１対の端子2
0，２１を含んでいる。第４Ａおよび第４Ｂ図には又、
モータ２３およびモータ励起用バツテリ24が示されてい
る。モータ２３およびバツテリ24は第２および第３図の
モータ２３およびバツテリ２４と同じもので良い。参照
数字１９によつて総称的に指定されているバツテリ充電
回路は、例示されている如く静止接点３１と接触される
ときにバツテリ２４を再充電位置に置く静止接点３１と
選択的に係合させるための可動接点30を持つ単極、双投
手動スイツチ２９によつてバツテリ２４に接続可能であ
る。可動接点３０がその運動されている静止接点３２と
係合するべく移動されると、バツテリ充電回路１９がバ
ツテリ２４の回路から切り離されて、バツテリ24はモー
タ２３を励磁するその“運転”位置を占める。
第４Ａおよび第４Ｂ図に例示されている基本的充電回路
１９はバツテリを従来の１１７Ｖ，および２３４Ｖ，６
０Hz電源でもつて充電するのに使用することができる。
しかしながら、第４Ａおよび第４Ｂに例示されている充
電回路は、かなり異なる電圧レベルの再充電可能なバツ
テリを異なる電圧レベルおよび／又は周波数の電源でも
つて充電するのにも利用でき、如上の電圧レベルおよび
周波数は単なる例であるものと理解されたい。バツテリ
充電回路１９は、第１の抵抗器３３ａ（抵抗Ｒ1a）及び
抵抗器３３ｂ（抵抗Ｒ1b），第２の抵抗器３４（抵抗Ｒ
2），第３の抵抗器３５（抵抗Ｒ3）および整流ダイオー
ド３６（第４Ａ）を含み、整流ダイオード３６は端子２
０に接続されているアノードと、抵抗器３５の１端に接
続されてるルカソードとを持つている。第４Ａおよび第
４Ｂ図に例示されている変形回路間における差は、第４
Ｂ図に示されている変形例において、整流用ダイオード
36が整流用ダイオード３６′にて置き変えられていて、
ダイオード３６′にはスイツチ２９の固定接点３１とト
ランジスタ３８のエミツタとの間に接続されている点で
ある。第４の抵抗器３７（抵抗Ｒ4）は第２の抵抗器３
４および第３の抵抗器３５の接続点とＮＰＮトランジス
タ３８のコレクタとの間に接続されており、そこでのト
ランジスタ３８は、手動スイツチ２９の静止接点31と、
第１の抵抗器３３ａの１端とに接続されているエミツタ
を持つている。第１の抵抗器３３ａの他端は、トランジ
スタ３８のベース並びに第２の抵抗器３４の１端に接続
されている。トランジスタ３８，抵抗器３３ａ，３３
ｂ，３４，３５および３７はバツテリ充電回路１９の制
御段を構成している。図から見られる如く、抵抗器３３
（第２図）は抵抗器３３ａおよび３３ｂでもつて置き換
えられている。トランジスタ38のコレクタは、ダーリン
トン接続された一連のＮＰＮ接合トランジスタ３９〜４
２を含む電流増幅器に接続されている。ダーリントン接
続されるトランジスタは、例えば、約200,000の比較的
大きな電流利得(β2)を与えるように選ばれ、他方、ト
ランジスタ３８を含む制御段は、例えば約１００の電流
利得を持つように選ばれる。トランジスタ３９〜４２の
各々のコレクタは整流用ダイオード３６のカソード（第
４Ａ図）又は端子２０（第４Ｂ図）に接続される。トラ
ンジスタ３９〜４２の第１のものすなわちトランジスタ
３９のベースはスイツチング・トランジスタ３８のコレ
クタに接続されている。ダーリントン接続されているト
ランジスタの最後のものすなわちトランジスタ４２のエ
ミツタは、電流制限用の第５の抵抗器４３（Ｒ5）を介
して、手動スイツチ２９の静止接点およびトランジスタ
３８のエミツタに接続されている。電流制限用の第５の
抵抗器４３は、それがヒユーズとしても機能するように
選ばれた材料からの金属化によつて形成される正の温度
係数（PTC）を持つ抵抗であつて、再充電中におけるバ
ツテリに変化を与えずに回路を切り離して周囲における
危険状態を回避している。第４Ａおよび第４Ｂに例示さ
れているバツテリ充電回路１９の場合、外部帰還は、ト
ランジスタ３８のベースと、抵抗器４３およびトランジ
スタ４２のエミツタが出合う回路点との間における抵抗
器３３ｂの接続のために、ダーリントン回路構成のトラ
ンジスタ３９〜４２によつて構成された電流増幅器の出
力とスイツチング・トランジスタ３８との間に与えられ
ている。更に、内部帰還は、抵抗器３４および第１の抵
抗器３３ａを介したトランジスタ３８のベースへの抵抗
器３５のその連結によつて与えられている。以下の記述
において、第１および第２の抵抗器３３ａおよび33ｂ
（抵抗Ｒ1aおよびＲ1b）は、並列接続される抵抗器３３
ａおよび３３ｂにて構成される単体の抵抗（Ｒ1）とし
て検討される。
例として、第４Ａおよび第４Ｂにおいて例示され且つそ
の集積回路において利用できるバツテリ充電回路の回路
パラメータの典型的な値を次に示す。
Ｒ1＝ 8.946Ω ia＝0.12Ａ（平均） Ｒ2＝120.543Ω ip＝5.0Ａ（ピーク） Ｒ3＝ 54.668Ω β1＝100（電流利得，制御段） Ｒ4＝ 13,667Ω β2＝200,000（電流利得，電流増幅
器) Ｒ5＝ 0.385Ω 実際問題として、抵抗Ｒ1〜Ｒ4に対する個々の値は約±
２０％と云うようにかなり変動しており、抵抗Ｒ1〜Ｒ4
に対する正確な値はそれらの間における比率ほど重要で
はない。実際の場合において、Ｒ1：Ｒ4，Ｒ2Ｒ4および
Ｒ3：Ｒ4の比率は、実質的に±５％の範囲内にあるのが
望ましく、実質的に±１％であるのが好ましい。こうし
た判断基準は、第４Ａおよび第４Ｂ図の充電回路を拡散
技術を用いて集積回路として実現することを可能にす
る。具体化に際して、その集積回路は、好ましくは円筒
状で約3/16吋の長さと、約5/36吋の直径とを持つ小さな
ハウジング内に含ませることができる。各々が約１吋の
２つの同心状ワイヤリードがそのハウジングから突き出
して与えられる。
従つて、如上の比率を定数Ｋ1，Ｋ2およびＫ3としてそ
れぞれ表現すると次の如くなる。すなわち： 又、一層好ましくは： Ｋ1＝0.65±0.066，Ｋ2＝8.82±0.088， およびＫ3＝4.00±0.04 或る例においては、小さなコンデンサ５４をトランジス
タ３８のコレクタと、トランジスタ42のエミツタおよび
／又は小さなコンデンサ５５を含む直列回路との間に置
き、抵抗器５６をトランジスタ３８のベースとトランジ
スタ４２のエミツタとの間に置くことにより、その回路
が振動する可能性を減少させているが、コンデンサ５
４，５５および抵抗器５６は必らずしも必要でないこと
を示すために点線でもつて示している。
第６の抵抗Ｒ5は他の抵抗に対して特定の比率にある必
要がないので、金属化によつて容易に形成でき且つ回路
点に対する又はその間における金属接点にて構成でき
る。抵抗Ｒ5は温度上昇につれて値において増加する正
の温度係数（PTC）を持つ抵抗であるのが望ましく、そ
れによつて電流を流れの制限する。抵抗Ｒ1〜Ｒ4の大き
さに対する抵抗Ｒ5の大きさは非常に小さい。抵抗Ｒ
5は、実際の場合には、適当な熱マウントがチツプに与
えられていて、バツテリ充電中では約１２５℃の温度に
おいて動作することになるバツテリ充電回路を安定化す
る作用をする。充電電流は摂氏１度当り約０．４５％の
割合で周囲温度の上昇につれて減少し、温度に伴なうニ
ツケル−カドミウム・セルの充電電流における所望と変
化と大体において整合している。
第５Ａおよび第５Ｂ図に例示されている如く、本発明に
従つて構成された充電回路の例示としての第４の実施例
は参照数字１９によつて総称的に指定されそして従来の
１１７Ｖ，６０Hz電圧源２２を横切つて接続される例示
としての１対の端子２０，２１を含み、第４Ａおよび第
４Ｂ図におけるのと類似の回路コンポーネントには類似
の参照数が付与されている。第５Ａおよび第５Ｂ図には
又、モータ２３およびモータ励起用のバツテリ２４が示
されている。モータ２３およびバツテリ２４は第２，第
３，第４Ａおよび第４Ｂ図のモータおよびバツテリに同
一である。参照数字５７によつて総称的に指定されてい
るバツテリ充電回路は、例示されているように可動接点
３０と接触するときにバツテリ２４を再充電位置に置く
静止接点３１と選択的に係合するための可動接点３０を
持つ単極、双投手動スイツチ２９によつてバツテリ２４
に対して接続可能である。可動接点３０がその連動の静
止接点３２と係合するように動かされる場合、バツテリ
充電回路５０はバツテリ２４の回路から切り離され、そ
してバツテリ２４はモータ２３を励磁するその“運転”
位置を占める。
第５Ａおよび第５Ｂ図に示されている基本的充電回路５
７は、２．６Ｖおよび５．２Ｖニツケル−カドミウム型
バツテリを１１７Ｖ，６０Hz電源又は２３４Ｖ，６０Hz
電源でもつて充電するのに使用できる。しかしながら、
第５Ａおよび第５Ｂ図に例示されている充電回路は、か
なり異なる電圧レベルの再充電可能なバツテリを異なる
電圧レベルおよび／又は周波数の電源でもつて充電する
のにも利用でき、如上の電圧レベルおよび周波数は単な
る例を示しているものと理解されたい。バツテリ充電回
路５７は第５の抵抗器６１（抵抗Ｒ′5），第１の抵抗
器５８（抵抗Ｒ′1），第２の抵抗器５９（抵抗Ｒ′2）
および第３の抵抗器６０（抵抗Ｒ′3）を含み、抵抗器
６０は内部帰還用として与えられ、整流ダイオード３６
（第５Ａ図）、端子２０およびスイツチ２９の接点３１
と直列に接続されている。整流用ダイオードは、整流用
ダイオード３６′（第５Ｂ図）によつて例示されている
如く、スイツチ（第５Ｂ図）の静止接点３１と抵抗器６
１との間に設けられても良く、かゝる場合、抵抗器６０
は端子２０に直に接続される。抵抗器６３は、第５Ａ図
に示されているように、トランジスタ３８のエミツタと
スイツチ２９の固定接点３１との間に接続されるか、或
は第5B図に示されているように、整流用ダイオード36′
のアノードに接続される。例示されている如く、整流用
ダイオード３６（第５Ａ図）は、端子20に接続されてい
るアノードと、第３の抵抗器60の１端に接続されている
カソードとを持つている。第４の抵抗器６２（抵抗Ｒ′
4）は、第２の抵抗器５９および第３の抵抗器６０の接
続点とＮＰＮトランジスタ３８のコレクタとの間に接続
され、トランジスタ３８のエミツタは、抵抗器６３を介
して手動スイツチ２９の静止接点31と、第５の抵抗器６
１を介して第１の抵抗器58の１端とに接続され、第１の
抵抗器５８の他端はトランジスタ３８のベース並びに第
２の抵抗器５９の１端に接続されている。トランジスタ
３８および抵抗器５８〜６３はバツテリ充電回路５７の
制御段を構成している。トランジスタ３８のコレクタ
は、電界効果トランジスタ(FET)、好ましくは、金属酸
化物シリコン電界効果トランジスタ（MOSFET）６４のゲ
ート電極(g)に接続されている。MOSFET６４およびその
回路コンポーネントは約２の比較的高い相互コンダク
タンス(G)を与えるように選ばれ、他方、制御段のトラ
ンジスタ３８は、その回路に、例えば約１００の電流利
得(β)を持たせるように選ばれる。トランジスタ３８の
コレクタおよびMOSFET64のソース電極(S)は、整流用ダ
イオード３６（第５Ａ図）のカソードに、又は端子２０
（第５Ｂ図）に接続されている。MOSFET６４のゲート電
極(g)はトランジスタ３８のコレクタに接続されてい
る。MOSFET６４のドレイン電極(d)は、第５Ａ図では手
動スイツチ２９の静止接点３１に接続され、第５Ｂ図で
は、第５の抵抗器６１を介して、整流用ダイオード３６
のアノードおよび制御トランジスタ３８のエミツタに接
続されている。第５Ａおよび第５Ｂ図に例示されている
バツテリ充電回路５７の場合、その外部帰還は、抵抗器
６１が第５Ａ図では静止接点３１に接続されていない端
部で、第５Ｂ図ではダイオード３６′のアノードに接続
されていない端部で、トランジスタ３８のベースに接続
されていない方の第１の抵抗器５８の端部に接続されて
いるために、MOSFET６４にて構成される増幅器の出力と
スイツチング・トランジスタ３８との間において与えら
れている。更に、内部帰還は、第３図に例示されている
実施例での如く、トランジスタ３８のベースに対する第
３の抵抗器６０（第３図では抵抗器５０）の連結によつ
て与えられている。
例として、第５Ａおよび第５Ｂ図に例示されていて、集
積回路において使用できるバツテリ充電回路の回路パラ
メータに対する典型的な値を以下に示す。
Ｒ′1＝ 3,900Ω ia＝0.12Ａ（平均） Ｒ′2＝100,000Ω ip＝5.0Ａ（ピーク） Ｒ′3＝ 18,000Ω β＝100（電流利得，制御段） Ｒ′4＝ 36,000Ω Ｇ＝２（利得の相互コンダクタ
ンス，MOSFET増器 Ｒ′5＝ 0.07Ω Ｒ′6＝ 270Ω 第３図に例示されている実施例でのように、抵抗Ｒ′1
〜Ｒ′4に対する個々の値は、実際問題として、約±２
０％と云うようにかなり変動するが、抵抗Ｒ′1〜Ｒ′4
に対する正確な値はそれらの間における比率ほど重要で
はない。実際の場合におけるＲ′1：Ｒ′4，Ｒ′2：
Ｒ′4およびＲ′3：Ｒ′4で表わされる比率は実質的に
±５％の範囲内にあるのが望ましく、実質的に±１％に
あるのが好ましい。こうした判断基準は第５Ａおよび第
５Ｂの充電回路を拡散技術を用いて集積回路として実現
するのを可能にし、他の図面に例示されている実施例に
関連して記述された寸法上の特長はこの実施例に対して
も等しく適用できる。従つて、如上の比率を定数
Ｋ′1，Ｋ′2およびＫ′3としてそれぞれ表現すると、
以下の如くなる。すなわち： 又、一層好ましくは； Ｋ′1＝0.57±0.006，Ｋ′2＝7.69±0.076 およびＫ′3＝4.00±0.04 抵抗Ｒ′5は他の抵抗に関して特定の比率にある必要が
ないので、金属化にて容易に形成でき且つ回路点に対す
る又はその間における金属接点によつて構成できる。他
の実施例の場合でのように、抵抗Ｒ′5は、温度上昇と
共に値において増加する正の温度係数（PTC）を持つ抵
抗であるのが望ましく、それは、電流の流れを制限しそ
して実際の集積回路では、適当な熱マウントがチツプに
与えられて、バツテリ充電中では約１２５℃のチツプ温
度において動作することになる回路を安定化させる作用
をする。ＰＴＣ抵抗器６１（Ｒ′5）は、それがヒユー
ズとしても機能するように選ばれている材料からの金属
化によつて形成されるのが好ましく、充電中におけるバ
ツテリを破損することなしにその回路を切り離して周囲
における危険状態を回避させる。充電電流は、華氏１度
当り約1/4％の割合で周囲温度の上昇と共に減少し、温
度によるニツケル−カドミウム・セルの充電電流におけ
る所望の変化を大体において整合させている。
トランジスタ３８のエミツタと直列に接続されている抵
抗器６３は抵抗Ｒ′1〜Ｒ′4に対して特定の比率関係に
ある必要がなく、その目的は適当なバイアスを与えるこ
とである。
回路が或る運転状態の下で振動しないことを確保するた
めには、１２００pfのコンデンサ６５を抵抗器５８と並
列に接続しても良い。
第４Ａ，第４Ｂ，第５Ａおよび第５Ｂ図に示されている
回路配列は第２および第３図に例示されている回路と実
質的に同じ態様において運転状態に置かれ且つ機能する
ので、第４Ａ，第4B，第５Ａおよび第５Ｂ図に関連した
動作シーケンスについての詳述は省略する。第５Ａ図に
例示されている実施例および第５Ｂ図に示されている変
形例の場合、MOSFET６４は電流パルス45，４６（第６Ｃ
図）の形態における充電電流をバツテリ２４へと流させ
る。実際の動作において、このトランジスタ６４は、第
３図に示されている実施例に関連して前に述べられたの
と実質的に同じ電圧レベルにおいてターン・オンおよび
オフされる。トランジスタ３９〜４２は電流作動装置で
あると考えられるが、トランジスタ64は電圧作動装置で
ある。しかしながら、第５Ａおよび第５Ｂ図の回路には
第６Ａおよび第６Ｂ図に示されている波形が等しい関係
において適用される。各々の例示された場合において、
電界効果トランジスタはダーリントン構成のトランジス
タでもつて代替できることを銘記されたい。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明に従つて構成されたバツテリ充電器を
内部に含んでいるバツテリ作動される草刈機すなわち剪
定機の形態における手工具の斜視図、第２図は、バツテ
リ充電器において使用され且つ第１図に例示されている
手工具などのハウジングへと組込まれる本発明による電
流調整回路の第１の実施例の回路図、第３図は、バツテ
リ充電器において使用され且つ第１図に示されている手
工具および類似の装置のハウジングに組込まれる本発明
による電流調整回路の第２の実施例の回路図、第４Ａ図
は、バツテリ充電器において使用され且つ第１図に例示
されている手工具などのハウジングへと組込まれる本発
明による電流調整回路の第３の実施例の回路図、第４Ｂ
図は、第４Ａ図に例示されている電流調整回路の第３の
実施例の変形された回路図、第５Ａ図はバツテリ充電器
において使用され且つ第１図に例示されている手工具な
どのハウジングに組込まれる本発明による電流調整回路
の第４の実施例の回路図、第５Ｂ図は、第5A図に例示さ
れている電流調整回路の第４の実施例の変形例の回路図
並びに第６Ａ〜第６Ｃ図は本発明の回路動作を理解する
上で有用な第２，第３，第４Ａ，第４Ｂ，第５Ａおよび
第５Ｂ図に例示されている回路での各種場所における電
圧および電流波形を示す波形図である。 ２４……バツテリ 33〜35；48〜50，52；33a，33b，34，35，43；58〜61…
…内部負帰還路 ３６；３６′……整流回路 ３８……制御段 ３９〜４２；６４……被制御段

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】整流器に接続され、その出力を充電電流と
    してバッテリへ供給する被制御電流運搬段と、該被制御
    電流運搬段を制御するための制御段とから成る電流調整
    回路において、前記制御段は、内部負帰還路を含む分圧
    器を備えたトランジスタ(38)から成り、その出力により
    前記被制御電流運搬段(39-42,64)の電流を制御するもの
    であり、前記分圧器は、第１、第２及び第３の抵抗(33,
    34,35;48,49,50;33a,33b,34,35;58,59,60)の直列により
    構成され、第３の抵抗(35,50,60)がトランジスタ(38)の
    コレクタ−エミッタ路に直列に接続されて内部負帰還路
    を形成し、該第３の抵抗(35,50,60)とトランジスタ(38)
    のエミッタとの間に接続された第１、第２の抵抗(33,3
    4;48,49;33a,33b,34;58,59)の中間接続点がトランジス
    タ(38)のベースに接続されて構成されたことを特徴とす
    る電流調整回路。
  2. 【請求項２】前記負帰還は、前記被制御段(39-42;64)か
    らのバッテリ充電電流が流れる更に別な抵抗(52;43;61)
    と前記更に別な抵抗の一端を前記制御段のトランジスタ
    (38)のベースに接続する別な抵抗(48;33b;58)とを含む
    負帰還路により部分的に与えられることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の電流調整回路。
  3. 【請求項３】前記バッテリ(24)への電流の少くとも大部
    分が流れる前記更に別な抵抗(43;52;61)は、温度上昇に
    伴い値が増加し、バッテリへの電流の流れを制限する正
    の温度係数の抵抗であることを特徴とする特許請求の範
    囲第２項に記載の電流調整回路。
  4. 【請求項４】前記バッテリ(24)への電流の少くとも大部
    分が流れる前記更に別な抵抗(43;52;61)は、前記回路の
    安全操作用のヒューズの役割を果すことを特徴とする特
    許請求の範囲第２項又は第３項に記載の電流調整回路。
  5. 【請求項５】前記バッテリ(24)への電流の少くとも大部
    分が流れる前記更に別な抵抗(43;52;61)は、集積回路の
    製造又は製作中に金属被膜法（metallization）により
    形成されることを特徴とする特許請求の範囲第３項又は
    第４項に記載の電流調整回路。
  6. 【請求項６】前記分圧器には第１の抵抗(33;33a,33b)、
    第２の抵抗(34)及び第３の抵抗(35)が記載順に直列に接
    続されて含まれ、前記制御段は、コレクタ−エミッタ路
    が直列接続の第４の抵抗と直列に接続され、ベース−エ
    ミッタ路が前記第１の抵抗と並列に接続されているトラ
    ンジスタを含み、前記第２の抵抗が前記トランジスタ(3
    8)のベースと前記第３の抵抗と第４の抵抗の接続点で定
    義される回路の一点との間に接続されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１項
    に記載の電流調整回路。
  7. 【請求項７】前記第１の抵抗Ｒ１(33;33a,33b)、第２の
    抵抗Ｒ２(34)第３の抵抗Ｒ３(35)および第４の抵抗Ｒ４
    (37)の相対的大きさは、 Ｋ１＝０．６５±０．０３ Ｋ２＝８．８２±０．４４および Ｋ３＝４．００±０．２０として 次の如く、すなわち： Ｒ１＝Ｋ１Ｒ４ Ｒ２＝Ｋ２Ｒ４ Ｒ３＝Ｋ３Ｒ４ と規定されることを特徴とする特許請求の範囲第６項に
    記載の電流調整回路。
  8. 【請求項８】前述のＫ１、Ｋ２およびＫ３は、 Ｋ１＝０．６５±０．００６ Ｋ２＝８．８２±０．０８８および Ｋ３＝４．００±０．０４０ であることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
    電流調整回路。
  9. 【請求項９】前記電流調整回路(47;57)は、命名された
    順序において直列に接続される第１の抵抗(48;58)、第
    ２の抵抗(49;59)および第３の抵抗(50;60)を含み、前記
    制御段は、第４の抵抗(51;62)と前記第３の抵抗との直
    列接続に直列に接続されるコレクタ−エミッタ路と第５
    の抵抗(52;61)と前記第１の抵抗との直列接続に並列に
    接続されるベース−エミッタ路とを持つトランジスタ(3
    8)を含み、前記第２の抵抗は前記トランジスタのベース
    と、前記第３および第４の抵抗間における回路点との間
    に接続されることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
    は第２項のいずれかに記載の電流調整回路。
  10. 【請求項１０】前記第１の抵抗Ｒ′１(48;58)、第２の
    抵抗Ｒ′２(49;59)、第３の抵抗Ｒ′３(50;60)および第
    ４の抵抗(51;62)の相対的大きさは、 Ｋ′１＝０．５７±０．０３、 Ｋ′２＝７．６９±０．３８および Ｋ′３＝４．００±０．２０ として、次の関係、すなわち： Ｒ′１＝Ｋ′１Ｒ′４ Ｒ′２＝Ｋ′２Ｒ′４ Ｒ′３＝Ｋ′３Ｒ′４ と規定されることを特徴とする特許請求の範囲第９項に
    記載の電流調整回路。
  11. 【請求項１１】前記Ｋ′１、Ｋ′２およびＫ′３は、 Ｋ′１＝０．５７±０．００６ Ｋ′２＝７．６９±０．０７６および Ｋ′３＝４．００±０．０４ として規定されることを特徴とする特許請求の範囲第１
    ０項に記載の電流調整回路。
  12. 【請求項１２】前記電流調整回路(19)は、命名された順
    序において接続される、並列に接続されて第１の抵抗と
    なる所定の抵抗(33a)および別な所定の抵抗(33b)、第２
    の抵抗(34)および第３の抵抗(35)を含み、前記制御段
    は、第４の抵抗(37)と前記第３の抵抗との直列接続に直
    列に接続されるコレクタ−エミッタ路と、前記所定の抵
    抗(33a)に並列に接続され且つ前記別な所定の抵抗(33b)
    と第５の抵抗(43)との直列接続に並列に接続されるベー
    ス−エミッタ路とを持つトランジスタ(38)を含み、前記
    第２の抵抗は前記トランジスタ(38)のベースと、前記第
    ３および第４の抵抗間における回路点との間に接続され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項の
    いずれかに記載の電流調整回路。
  13. 【請求項１３】前記第１の抵抗Ｒ１(33a,33b)、前記第
    ２の抵抗Ｒ２(34)、前記第３の抵抗Ｒ３(35)および前記
    第４の抵抗Ｒ４(37)の相対的大きさは、 Ｋ１＝０．６５±０．０３、 Ｋ２＝８．８２±０．４４および Ｋ３＝４．００±０．２０ として、次式、すなわち： Ｒ１＝Ｋ１Ｒ４ Ｒ２＝Ｋ２Ｒ４ Ｒ３＝Ｋ３Ｒ４ と規定されることを特徴とする特許請求の範囲第12項に
    記載の電流調整回路。
  14. 【請求項１４】前記Ｋ１、Ｋ２およびＫ３は、 Ｋ１＝０．６５±０．００６ Ｋ２＝８．８２±０．０８８ Ｋ３＝４．００±０．０４０ として規定されることを特徴とする特許請求の範囲第13
    項に記載の電流調整回路。
  15. 【請求項１５】前記被制御段(64)は電界効果トランジス
    タからなっていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項乃至第５項のいずれか１項に記載の電流調整回路。
  16. 【請求項１６】前記電界効果トランジスタはMOSFETであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第15項に記載の電流
    調整回路。
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