JPH06197465A - スイッチング型充電回路の電圧検出方法及び装置 - Google Patents

スイッチング型充電回路の電圧検出方法及び装置

Info

Publication number
JPH06197465A
JPH06197465A JP35762492A JP35762492A JPH06197465A JP H06197465 A JPH06197465 A JP H06197465A JP 35762492 A JP35762492 A JP 35762492A JP 35762492 A JP35762492 A JP 35762492A JP H06197465 A JPH06197465 A JP H06197465A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
capacitance
secondary battery
oscillation frequency
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35762492A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruyoshi Mitsuoka
輝義 光岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Communication Equipment Co Ltd filed Critical Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority to JP35762492A priority Critical patent/JPH06197465A/ja
Publication of JPH06197465A publication Critical patent/JPH06197465A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は簡単な回路構成で二次電池電圧−周
波数変換特性を一定にし、高精度な二次電池の電圧測定
を可能としたスイッチング型充電回路及び電圧検出方法
を提供する。 【構成】 充電すべき二次電池の端子電圧を可変容量ダ
イオードを用いて容量に変換すると共に、容量の変化に
応じた発振部出力の周波数変動を一次側回路で検出し、
充電を制御するプライマリ制御スイッチング型充電器に
おいて、可変容量ダイオードを交流的に短絡した際の発
振部出力の周波数と、短絡しない場合の発振部出力の周
波数との変化によって回路構成素子のばらつきに基づく
オフセットを検出し、電圧検出回路の二次電池電圧−周
波数変換特性を補正することにより高精度に二次電池電
圧を測定したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング型充電器に
おいて、簡便な二次側の回路構成であって且つ高精度に
二次電池の電池電圧を検出することができるスイッチン
グ型充電回路及びその電圧検出方式に関する。
【0002】
【従来の技術】機器の小型化、低価格化の要求が高ま
り、充電器では電池の端子電圧に基づいてスイッチング
を制御するプライマリ制御方式が一般的に用いられてい
る。プライマリ制御方式を用いたスイッチング型充電器
の一般的な二次側構成を第2図に示す。二次電池充電の
ための電力は高周波出力トランスTを介して一次側より
供給され、二次側ではトランスT出力を整流・平滑化回
路1によって直流に変換した後、定電流回路2を介して
二次電池3に印加する。一方、二次電池3の状態検出に
は、電圧検出回路4を用いて二次電池3の端子電圧を測
定することにより電池の有無、充電状態及び充電終了等
の情報を一次側に設けられた充電制御系に伝達する。該
充電制御系では供給された二次電池電圧情報に基づいて
スイッチング回路をオン・オフし、充電電流を制御する
ものである。第3図は容量変換型電圧検出回路を示す図
であって、このタイプの電圧検出回路は構造が簡単なこ
とが特徴である。電圧検出回路4は抵抗R1及び可変容
量ダイオードD1からなる電圧容量変換回路5と発振部
6及びコイルL1からなる容量検出回路7により構成
し、発振部6としては例えばコルピッツ発振回路を用い
る。前記電圧容量変換回路5は結合コンデンサC1及び
C2を介して容量検出回路7と接続する。結合コンデン
サC1、C2は可変容量ダイオードD1の容量に対して
十分に大きな容量値のものであって、且つ必要なアイソ
レーションのための耐圧を有し、また、商用周波数(5
0Hz〜60Hz)の周波数領域では無視できる程度に
容量が小さいものを用いる。このような構成の容量変換
型電圧検出回路では可変容量ダイオードD1の容量が印
加される電圧に依存することを利用しており、二次側の
容量検出回路5における可変容量ダイオードD1の容量
を検出することにより二次電池3の電圧を測定するもの
である。即ち、コイルL1、コンデンサC1、C2及び
ダイオードD1の総合インダクタンスの固有周波数で発
振部6が発振するためダイオードD1の容量変化、即
ち、二次電池の電圧変化に伴って発振周波数が変動し、
発振部の出力を測定することにより二次電池の状態を検
知することができる。しかしながら、上述した如き電圧
検出回路4を用いた場合、回路構成素子、例えば、抵抗
R1、ダイオードD1、コンデンサC1、C2、コイル
L1の特性のばらつきによって電圧−周波数変換特性が
変動し、正しい二次電池電圧値を検出することが困難で
あり、特に、電圧容量変換回路5の構成要素のうち、可
変容量ダイオードD1の電気的特性のばらつきは抵抗R
1に加えて可変抵抗器を用いることにより補正すること
が可能であるが、その他の構成素子及び一次側の構成素
子のばらつきに起因する発振周波数のオフセットを除去
することができないと云う問題点がある。
【0003】
【発明の目的】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
であって、簡単な構成で二次電池電圧−周波数特性を一
定にしたスイッチング型充電回路の電圧検出方法及び装
置を提供することを目的とする。
【0004】
【発明の概要】この目的を達成するために本発明にかか
る電圧検出方法は、充電すべき二次電池の端子電圧を可
変容量ダイオードを用いて容量に変換すると共に、該容
量の変化に応じた発振周波数の変動を一次側に於いて検
出し、充電を制御するプライマリ制御スイッチング型充
電器において、可変容量ダイオードを交流的に固定容量
値で短絡する機能をもたせ、該可変容量ダイオードが交
流的に短絡された状態または固定容量値で短絡された状
態での発振周波数または周期と、交流的に短絡されてい
ない状態または固定容量値で短絡されていない状態での
発振周波数または周期によって回路構成素子のばらつき
に基づくオフセットを除去し、二次電池電圧を測定する
ことを特徴とする。
【0005】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。第1図は本発明にかかるスイッチン
グ型充電回路の電圧検出方法を実施するための一実施例
を示す図である。二次電池10は図示しないトランス、
整流・平滑回路及び定電流回路を介して充電される。一
方、二次電池電圧検出回路は抵抗R1、可変容量ダイオ
ードD1からなる電圧容量変換回路11とコイルL1及
び発振部12からなる容量検出回路13をアイソレーシ
ョンのためのコンデンサC1、C2によりにより結合
し、また、前記コンデンサC1及びコンデンサC2間に
はコンデンサC3及びトランジスタTRからなる較正回
路14が接続された構成となっている。即ち、容量検出
回路の入力端にコンデンサC3及びトランジスタTRか
らなる直列回路を並列に接続したものとなっている。こ
のように構成した電圧検出回路において、トランジスタ
TRのベースに較正信号を入力した場合にはトランジス
タTRはオンとなり、一次側と二次側との結合部がコン
デンサC3により短絡され、電圧検出回路の総合インダ
クタンスが増加し、発振部12の発振周波数は低下す
る。一方、較正信号が入力しない場合にはコンデンサが
接続されず、電圧検出回路の総合インダクタンスは減少
し、発振周波数は上昇する。本願発明に係る二次電池の
電圧検出方式及びその装置は較正信号を制御し、コンデ
ンサC3の接続、切り離しを行うことにより発振周波数
を変動させ、発振回路を構成している各素子のばらつき
によるオフセットを検出し、該オフセット量を考慮して
可変容量ダイオードの容量値を求め、二次電池電圧を測
定するものである。
【0006】以下、オフセットの調整方法について数式
を用いて詳細に説明する。可変容量ダイオードD1の電
圧容量特性は一般に次式で示すことができる。
【数1】 (ここで、CS :電極間容量、V:印加電圧、φ:接触
電位差、C0 :固有容量、P:ダイオードの構造により
決まるパラメータである。)数1において電極間容量C
S は実用上無視することができるため、数1は以下のよ
うに示すことができる。
【数2】 したがって、可変容量ダイオードD1の容量値CD1の印
加電圧Vによる素子感度、即ち、電圧感度SV CD1
【数3】 となる。つまり、可変容量ダイオードの電圧感度のばら
つきはパラメータPのばらつきによるものであって、固
有容量C0 ’のばらつきに影響しないことがわかる。し
たがって、可変容量ダイオードの容量の変化率から、或
は可変容量ダイオードの変化率に基づく発振周波数の変
化率から印加電圧を測定する方式においては、その電圧
感度SV CD1は可変容量ダイオードのパラメータPと印加
電圧Vにのみ依存し、前述したように可変抵抗器を介し
て印加電圧Vを可変容量ダイオードD1に供給すること
により可変容量ダイオードD1の電圧感度SV CD1を調整
することが可能である。しかし、発振回路に含まれる他
の素子のばらつきによるオフセットを吸収し、また可変
容量ダイオードの電圧感度SV CD1を調整するためにはイ
ンダクタンスコイルL1を可変させたり、可変容量ダイ
オードD1に並列に可変容量器(トリマコンデンサ)を
接続させる等の機械的可変調整機構を必要とし、これら
可変調整機構は安定性に欠け、また価格的にも不利であ
るという問題点が生ずる。そこで本願発明に係る充電回
路の電圧検出方式及び該方式を用いた電圧検出回路では
第1図に示したように可変容量ダイオードD1に並列に
(または等価的に並列に)コンデンサC3を接続し、ま
たはこれを開放させ、前記オフセット値を測定し、高精
度に二次電池電圧を得るものである。
【0007】今、充電すべき電池の公称電圧をVB とし
た時、可変容量ダイオードD1 にVB +ΔVB なる電圧
が印加されたとすれば、その容量値CD1は、
【数4】 (ここで、CD10 :V=VB の時の可変容量ダイオード
の容量値)となり、前述した如く、可変分圧器等の手段
により電圧感度SV CD1が調整されており、且つV=VB
の電圧が可変容量ダイオードに印加された際の可変容量
ダイオードの容量値CD10 が予め調整可能であるか或は
測定が可能であれば、数4を用いて正確な印加電圧V、
即ち、電池電圧を知ることができる。また可変容量ダイ
オードD1にVB なる電圧が印加されている時の容量値
D1 0
【数5】 (ここで、CD0:設計値、ΔCD10 :設計値からのずれ
である。)と表わすことができる。したがって、設計値
からの容量値ずれΔCD10 が求まれば数5を用いてC
D10の値を得ることができ、数4から二次電池電圧Vを
測定することができる。前記容量値ずれΔCD10 を求め
るには、較正信号を印加し、コンデンサC3を接続した
場合における並列容量値CD1’とコンデンサを接続しな
い場合の容量値CD1とを用いて知ることができる。即
ち、コンデンサC3を接続した場合の並列容量値CD1
【数6】 のように表わすことができ、したがって、数5と数6と
の比をとれば、
【数7】 となる。ここでコンデンサC3の容量値と可変容量ダイ
オードの設計容量値CD0は既知の値であるため容量の変
化率CD1’/CD1を測定すれば、設計値からのずれΔC
D10 を算出することができる。前記容量変化率CD1’/
D1は発振部12から出力される発振周波数をカウンタ
等にて測定し、発振周波数の求めることができ、さらに
近年は充電器の制御器としてマイクロコンピュータが一
般的に採用されており、各データをマイクロコンピュー
タに入力することにより発振回路を構成する素子のばら
つきによる設計値からの容量ずれΔCD10 の算出も精度
よく行うことが可能である。上述したような電圧検出方
法の具体的な較正手順の一例は以下のとうりである。先
ず、可変抵抗器等の手段を用いて充電すべき電池電圧V
B 付近での可変容量ダイオードD1の電圧感度SV CD1
発振周波数を測定しながら所定の値に調整する。次い
で、被充電電池端子に電圧VB を印加し、コンデンサC
3を接続または開放することにより容量ずれΔCD10
求め、可変容量ダイオードの容量値CD10を得、前記電
圧感度SV CD1、容量値CD10 の各数値と、数4から電圧
V(二次電池電圧)を求めることが可能である。前記容
量ずれΔCD10 を求めた後は、ΔCD10 値を不揮発メモ
リ等によって記憶すればよく、本願発明を用いれば低価
格な構成部品により簡単な手順で発振回路を構成する各
素子のばらつきに基づくオフセットを調整することがで
き、二次電池の充電回路における電圧検出に必要な精度
を確保することが可能である。
【0008】
【発明の効果】本発明に係る電圧検出方法を用いれば、
極めて簡単な構成で発振側の回路素子のばらつきに起因
する二次電池電圧−周波数変換特性の変動の影響を受け
ず、二次電池充電電圧付近で高精度に電池電圧を測定す
る上で著しい効果を発揮する。
【0009】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る二次電池電圧測定回路の一実施例
を示す図。
【図2】従来より用いられているプライマリ制御スイッ
チング型充電器の二次側の回路構成を示す図。
【図3】従来より用いられている電圧検出回路を示す
図。
【符号の説明】
1・・・整流・平滑回路 2・・・定電流発生回路 3、10・・・二次電池 4・・・電圧検出回路 5、11・・・電圧容量変換回路 6、12・・・発振部 7、13・・・容量検出回路 14・・・較正回路 L1・・・コイル C1、C2、C3・・・コンデンサ D1・・・可変容量ダイオード R1・・・抵抗 TR・・・トランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】充電すべき二次電池電圧を可変容量ダイオ
    ードを用いて容量に変換し、これを発振周波数として一
    次側にて検出するプライマリ制御スイッチング型充電器
    において、前記可変容量ダイオードを交流的に固定容量
    値で短絡する手段を設けると共に、該短絡手段を断続的
    に作動させ、前記可変容量ダイオードが交流的に短絡さ
    れた状態での発振周波数と、短絡されていない状態での
    発振周波数とに基づいて二次電池電圧を測定することを
    特徴とした二次電池電圧検出方式。
  2. 【請求項2】充電すべき二次電池電圧を可変容量ダイオ
    ードを用いて容量に変換し、これを発振周波数として一
    次側にて検出するプライマリ制御スイッチング型充電器
    において、前記可変容量ダイオードを交流的に短絡する
    ためにコンデンサを充電器の一次側と二次側の結合部に
    挿入し、該コンデンサをスイッチング手段を用いて接断
    することにより前記可変容量ダイオードが交流的に固定
    容量値で短絡された状態での発振周波数と、短絡されて
    いない状態での発振周波数とに基づいて二次電池電圧を
    測定することを特徴としたスイッチング型充電器。
JP35762492A 1992-12-24 1992-12-24 スイッチング型充電回路の電圧検出方法及び装置 Pending JPH06197465A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35762492A JPH06197465A (ja) 1992-12-24 1992-12-24 スイッチング型充電回路の電圧検出方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35762492A JPH06197465A (ja) 1992-12-24 1992-12-24 スイッチング型充電回路の電圧検出方法及び装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06197465A true JPH06197465A (ja) 1994-07-15

Family

ID=18455078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35762492A Pending JPH06197465A (ja) 1992-12-24 1992-12-24 スイッチング型充電回路の電圧検出方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06197465A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8614637B2 (en) 2010-08-24 2013-12-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having oscillators, counters and comparator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8614637B2 (en) 2010-08-24 2013-12-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having oscillators, counters and comparator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210146793A (ko) 배터리 내부저항 측정 장치 및 방법
US4370606A (en) Charging apparatus
US7592775B2 (en) Battery balancing including resonant frequency compensation
US7786701B2 (en) Compensation for parasitic resistance in battery monitoring
US9755536B2 (en) Contactless inductively coupled power transfer system
JPH08501680A (ja) 再充電可能なバッテリーを充電するための回路装置
JPH05188155A (ja) 車両検出システム
US3231834A (en) Telemetering capsule for physiological measurements
EP4397198A1 (en) Control device, storage medium, computer program product, and aerosol generating device and control method therefor
CN111107697B (zh) 一种反激式转换器恒流控制电路
JP6043247B2 (ja) 制御回路、共振回路、電子機器、制御方法、制御プログラム、及び半導体素子
JP3589996B2 (ja) コンデンサ充電方法及びコンデンサ充電器
JPH09191581A (ja) 電池充電器を自動的に調整するためのプロセスおよび蓄電池を充電するためのデバイス
JPH06197465A (ja) スイッチング型充電回路の電圧検出方法及び装置
CN102636699A (zh) 一种电容测量装置
JPH06233473A (ja) スイッチング型充電回路の電圧検出装置
JPH06233474A (ja) スイッチング型充電回路の電圧検出装置
US20040056643A1 (en) Method of determining the output capacitance of a voltage supply device
CN100498346C (zh) 一种瞬时大电流信号发生器
JP4035750B2 (ja) 電池監視回路
EP3116099A1 (en) Power supply device and power supply method
JPS58155424A (ja) 温度制御装置
US20240036093A1 (en) Apparatus for measuring characteristics of capacitor component
JPH03285299A (ja) X線高電圧装置
JPS609729Y2 (ja) 自動qメ−タ