JPH06197468A - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
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- JPH06197468A JPH06197468A JP3684693A JP3684693A JPH06197468A JP H06197468 A JPH06197468 A JP H06197468A JP 3684693 A JP3684693 A JP 3684693A JP 3684693 A JP3684693 A JP 3684693A JP H06197468 A JPH06197468 A JP H06197468A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 充電時間の短縮化及び効率の改善をはかり、
逆流防止素子の熱ストレスを抑えて機器の小型化、熱設
計の簡略化によりコストの低減化をはかる。 【構成】 交流電源又は直流電源を所定の直流電圧に変
換する電源部２０と、交流電源又は直流電源から２次電
池１１への電力供給を制御する主開閉器１２と、この主
開閉器１２の開閉を制御する充電制御部１０とを有し、
電源部２０と主開閉器１２との間に絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）より成る逆流防止素
子１３を設けて、そのゲート側を充電制御部１０側に接
続する。
逆流防止素子の熱ストレスを抑えて機器の小型化、熱設
計の簡略化によりコストの低減化をはかる。 【構成】 交流電源又は直流電源を所定の直流電圧に変
換する電源部２０と、交流電源又は直流電源から２次電
池１１への電力供給を制御する主開閉器１２と、この主
開閉器１２の開閉を制御する充電制御部１０とを有し、
電源部２０と主開閉器１２との間に絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）より成る逆流防止素
子１３を設けて、そのゲート側を充電制御部１０側に接
続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電源又は交流電源
から２次電池への充電を行う充電装置に係わる。
から２次電池への充電を行う充電装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】２次電池の充電を行う場合、例えば充電
装置の一例の略線的構成図を図１３に示すように、２次
電池２４が主開閉器２２、ショットキーダイオード２１
を介して電源部２０に接続される。主開閉器２２の開閉
は充電制御部２３により制御されて、例えば電源部２０
のＡＣ（交流）入力が遮断されたときに直ちに主開閉器
２２をオフ（開）として２次電池２４が放電されないよ
うにすると共に、ショットキーダイオード２１によって
２次電池から回路への電流の逆流を防止するようになさ
れている。
装置の一例の略線的構成図を図１３に示すように、２次
電池２４が主開閉器２２、ショットキーダイオード２１
を介して電源部２０に接続される。主開閉器２２の開閉
は充電制御部２３により制御されて、例えば電源部２０
のＡＣ（交流）入力が遮断されたときに直ちに主開閉器
２２をオフ（開）として２次電池２４が放電されないよ
うにすると共に、ショットキーダイオード２１によって
２次電池から回路への電流の逆流を防止するようになさ
れている。
【０００３】充電装置の理想的な出力特性としては、図
１４において実線ｂで示すように、充電電流の増加に対
し、所定の電流値までは一定の出力電圧を示し、ある値
以上で急激に減少する特性を有するものであるが、上述
したように従来の充電装置では逆流防止素子としてショ
ットキーダイオード２１を使用しているため、このショ
ットキーダイオード２１の出力特性により充電装置の出
力電圧が一部相殺され、破線ａで示すように、充電電流
に対しやや減少する傾向となってしまう。
１４において実線ｂで示すように、充電電流の増加に対
し、所定の電流値までは一定の出力電圧を示し、ある値
以上で急激に減少する特性を有するものであるが、上述
したように従来の充電装置では逆流防止素子としてショ
ットキーダイオード２１を使用しているため、このショ
ットキーダイオード２１の出力特性により充電装置の出
力電圧が一部相殺され、破線ａで示すように、充電電流
に対しやや減少する傾向となってしまう。
【０００４】この充電装置の充電特性を図１５に示す。
図１５において破線ｃはその充電電流の時間的な変化を
示し、実線ｄは理想的な特性を示す。また同様に破線ｅ
は出力電圧の時間変化、実線ｆはその理想的な特性を示
す。破線ｃ及び実線ｄからわかるように、理想的な充電
電流は一定時間後に急激に減少し始める特性を示すが、
従来の充電装置では上述したようにショットキーダイオ
ード２１を用いていることから比較的短時間で減少し始
めてしまう。また破線ｅ及び実線ｆに示すように、出力
電圧も従来の装置では理想的な特性に比べて増加が緩や
かとなってしまう傾向がある。
図１５において破線ｃはその充電電流の時間的な変化を
示し、実線ｄは理想的な特性を示す。また同様に破線ｅ
は出力電圧の時間変化、実線ｆはその理想的な特性を示
す。破線ｃ及び実線ｄからわかるように、理想的な充電
電流は一定時間後に急激に減少し始める特性を示すが、
従来の充電装置では上述したようにショットキーダイオ
ード２１を用いていることから比較的短時間で減少し始
めてしまう。また破線ｅ及び実線ｆに示すように、出力
電圧も従来の装置では理想的な特性に比べて増加が緩や
かとなってしまう傾向がある。
【０００５】このため従来の充電装置では、一定時間で
充電できる容量が理想状態に比し小となってしまい、即
ち一定の充電量に達するまでの時間が長くなってしまう
という問題がある。
充電できる容量が理想状態に比し小となってしまい、即
ち一定の充電量に達するまでの時間が長くなってしまう
という問題がある。
【０００６】また、ショットキーダイオードを用いるこ
とにより、電源部からの出力電圧に対し０．５Ｖ程度の
順電圧降下が生じるため充電効率が損なわれるとか、或
いは順電圧降下による電力損失のために発生する熱を考
慮しなければならず、場合によっては放熱設計を行う必
要が生じる。このため、装置の小型化や簡略化が難し
く、コストの低減化をはかり難いという問題があった。
とにより、電源部からの出力電圧に対し０．５Ｖ程度の
順電圧降下が生じるため充電効率が損なわれるとか、或
いは順電圧降下による電力損失のために発生する熱を考
慮しなければならず、場合によっては放熱設計を行う必
要が生じる。このため、装置の小型化や簡略化が難し
く、コストの低減化をはかり難いという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ショットキ
ーダイオードを逆流防止素子として用いることなく充電
装置を構成して、充電時間の短縮化をはかると共に効率
の改善をはかり、逆流防止素子の熱発生を抑えて機器の
小型化、熱設計の簡略化によるコストの低減化をはか
る。
ーダイオードを逆流防止素子として用いることなく充電
装置を構成して、充電時間の短縮化をはかると共に効率
の改善をはかり、逆流防止素子の熱発生を抑えて機器の
小型化、熱設計の簡略化によるコストの低減化をはか
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、その各例の略
線的構成図を図１又は図２に示すように、交流電源又は
直流電源を所定の直流電圧に変換する電源部２０と、交
流電源又は直流電源から２次電池１１への電力供給を制
御する主開閉器１２と、この主開閉器１２の開閉を制御
する充電制御部１０とを有し、電源部２０と主開閉器１
２との間に絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（ＭＯＳ
−ＦＥＴ）より成る逆流防止素子１３を設けて、そのゲ
ート側を充電制御部１０側に接続して構成する。
線的構成図を図１又は図２に示すように、交流電源又は
直流電源を所定の直流電圧に変換する電源部２０と、交
流電源又は直流電源から２次電池１１への電力供給を制
御する主開閉器１２と、この主開閉器１２の開閉を制御
する充電制御部１０とを有し、電源部２０と主開閉器１
２との間に絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（ＭＯＳ
−ＦＥＴ）より成る逆流防止素子１３を設けて、そのゲ
ート側を充電制御部１０側に接続して構成する。
【０００９】また本発明は、その略線的構成図を図３に
示すように、上述の図１に示す充電装置の構成に加えて
電源部２０の２次側に並列に第１及び第２の整流回路１
４及び１５を設け、第２の整流回路１５の時定数を第１
の整流回路１４の時定数に比し小として、第１及び第２
の整流回路１４及び１５の出力を比較する比較回路１６
を設け、この比較回路１６により交流入力遮断を検知し
て充電制御部１０に逆流防止素子１３のオフ信号を出力
する構成とする。
示すように、上述の図１に示す充電装置の構成に加えて
電源部２０の２次側に並列に第１及び第２の整流回路１
４及び１５を設け、第２の整流回路１５の時定数を第１
の整流回路１４の時定数に比し小として、第１及び第２
の整流回路１４及び１５の出力を比較する比較回路１６
を設け、この比較回路１６により交流入力遮断を検知し
て充電制御部１０に逆流防止素子１３のオフ信号を出力
する構成とする。
【００１０】また更に本発明は、上述の充電装置におい
て主開閉器１２をＭＯＳ−ＦＥＴとして構成する。また
本発明は、上述の充電装置において逆流防止素子１３の
寄生ダイオードの向きが順方向となるように接続して構
成する。
て主開閉器１２をＭＯＳ−ＦＥＴとして構成する。また
本発明は、上述の充電装置において逆流防止素子１３の
寄生ダイオードの向きが順方向となるように接続して構
成する。
【００１１】また更に本発明は、上述の充電装置におい
て、ＭＯＳ−ＦＥＴより成る主開閉器１２の寄生ダイオ
ードの向きが逆方向となるように接続して構成する。ま
た本発明は、上述の充電装置において、図４にその要部
の構成図を示すように、逆流防止素子１３及び主開閉器
１２の少なくとも一方を充電装置の２次グランド側に設
ける構成とする。
て、ＭＯＳ−ＦＥＴより成る主開閉器１２の寄生ダイオ
ードの向きが逆方向となるように接続して構成する。ま
た本発明は、上述の充電装置において、図４にその要部
の構成図を示すように、逆流防止素子１３及び主開閉器
１２の少なくとも一方を充電装置の２次グランド側に設
ける構成とする。
【００１２】更に本発明は、図５にその略線的構成図を
示すように、電源部２０の入力側に入力電圧又はそれと
同期する信号を検出する検出部２２を設け、この検出部
２２により入力遮断を検知して充電制御部１０に信号が
送られ、逆流防止素子１３をオフ状態とする構成とす
る。
示すように、電源部２０の入力側に入力電圧又はそれと
同期する信号を検出する検出部２２を設け、この検出部
２２により入力遮断を検知して充電制御部１０に信号が
送られ、逆流防止素子１３をオフ状態とする構成とす
る。
【００１３】また本発明は、図６にその略線的構成図を
示すように、電源部２０にパルス幅変調（ＰＷＭ）制御
回路６を設け、少なくともこのＰＷＭ制御回路６の入力
電圧端子を電源部２０の入力側に接続して構成する。
示すように、電源部２０にパルス幅変調（ＰＷＭ）制御
回路６を設け、少なくともこのＰＷＭ制御回路６の入力
電圧端子を電源部２０の入力側に接続して構成する。
【００１４】尚、以下の本明細書において、逆流防止素
子のオン状態とはドレイン−ソース間のオン状態を表
し、オフ状態とはドレイン−ソース間をオフさせ寄生ダ
イオードを作用させる状態を示す。
子のオン状態とはドレイン−ソース間のオン状態を表
し、オフ状態とはドレイン−ソース間をオフさせ寄生ダ
イオードを作用させる状態を示す。
【００１５】
【作用】本発明による充電装置においては、ダイオード
としての特性を有するＭＯＳ−ＦＥＴを用いるもので、
そのゲート側を充電制御部１０側に接続し、そのダイオ
ードの特性を利用して特に寄生ダイオードの向きが順方
向となるように接続することによって逆流防止を行うこ
とができる。
としての特性を有するＭＯＳ−ＦＥＴを用いるもので、
そのゲート側を充電制御部１０側に接続し、そのダイオ
ードの特性を利用して特に寄生ダイオードの向きが順方
向となるように接続することによって逆流防止を行うこ
とができる。
【００１６】また、電源部２０の２次側に並列に第１及
び第２の整流回路１４及び１５をその時定数を異ならし
めて設け、これら整流回路の出力を比較回路で比較する
ことによって、充電中に直流電源又は交流電源からの入
力が遮断された場合に各整流回路の出力の差を検知する
ことにより直ちに入力遮断を検出することができ、上述
の逆流防止素子１３がオン状態のままの場合でも、強制
的に比較回路からオフ信号を出力することによって逆流
防止素子１３をオフさせ、より確実に２次電池から回路
への逆流を防止することができることとなる。
び第２の整流回路１４及び１５をその時定数を異ならし
めて設け、これら整流回路の出力を比較回路で比較する
ことによって、充電中に直流電源又は交流電源からの入
力が遮断された場合に各整流回路の出力の差を検知する
ことにより直ちに入力遮断を検出することができ、上述
の逆流防止素子１３がオン状態のままの場合でも、強制
的に比較回路からオフ信号を出力することによって逆流
防止素子１３をオフさせ、より確実に２次電池から回路
への逆流を防止することができることとなる。
【００１７】このように本発明は、その逆流防止素子と
して用いるＭＯＳ−ＦＥＴのドレイン−ソース間のオン
抵抗即ち動作時の抵抗が小さいことから、いわゆるダイ
オードに比し電圧降下が非常に小さく効率良く充電する
ことができて、同一時間内での充電量が増加し、従って
充電時間の短縮化をはかることができる。また逆流防止
素子の熱ストレスを抑えられるため、機器の小型化、熱
設計の簡略化によりコストの低減化をはかることができ
る。
して用いるＭＯＳ−ＦＥＴのドレイン−ソース間のオン
抵抗即ち動作時の抵抗が小さいことから、いわゆるダイ
オードに比し電圧降下が非常に小さく効率良く充電する
ことができて、同一時間内での充電量が増加し、従って
充電時間の短縮化をはかることができる。また逆流防止
素子の熱ストレスを抑えられるため、機器の小型化、熱
設計の簡略化によりコストの低減化をはかることができ
る。
【００１８】
【実施例】以下本発明による各実施例を図面を参照して
詳細に説明する。先ず、図１に示す例においては、交流
電源から２次電池の充電を行う場合を示す。図１に示す
ように、例えば交流商用電源を所定の直流電圧に変換す
る電源部２０と、この商用電源から２次電池１１への電
力供給を制御する主開閉器１２と、この主開閉器１２の
開閉を制御する充電制御部１０とを有し、電源部２０と
主開閉器１２との間にパワーＭＯＳ−ＦＥＴより成る逆
流防止素子１３を設けて、そのゲート側を充電制御部１
０側に接続する。そしてこの場合主開閉器１２をＭＯＳ
−ＦＥＴとし、逆流防止素子１３の寄生ダイオードの向
きが順方向となるように接続し、また主開閉器１２の寄
生ダイオードの向きが逆方向となるように接続して構成
する場合を示す。
詳細に説明する。先ず、図１に示す例においては、交流
電源から２次電池の充電を行う場合を示す。図１に示す
ように、例えば交流商用電源を所定の直流電圧に変換す
る電源部２０と、この商用電源から２次電池１１への電
力供給を制御する主開閉器１２と、この主開閉器１２の
開閉を制御する充電制御部１０とを有し、電源部２０と
主開閉器１２との間にパワーＭＯＳ−ＦＥＴより成る逆
流防止素子１３を設けて、そのゲート側を充電制御部１
０側に接続する。そしてこの場合主開閉器１２をＭＯＳ
−ＦＥＴとし、逆流防止素子１３の寄生ダイオードの向
きが順方向となるように接続し、また主開閉器１２の寄
生ダイオードの向きが逆方向となるように接続して構成
する場合を示す。
【００１９】電源部２０は通常の構成とされ、ＡＣ入力
１からの電源が入力フィルタ２、整流回路３を介してコ
ンバータトランス４に接続され、このトランス４の１次
側にはスイッチングトランジスタ７を介してＰＷＭ（パ
ルス幅変調）制御回路６及びホトカプラ８が接続され
る。またトランス４の２次側には整流回路５を介して出
力制御回路９が接続され、出力電圧と充電電流の検出が
なされる。Ｒは抵抗器を示す。
１からの電源が入力フィルタ２、整流回路３を介してコ
ンバータトランス４に接続され、このトランス４の１次
側にはスイッチングトランジスタ７を介してＰＷＭ（パ
ルス幅変調）制御回路６及びホトカプラ８が接続され
る。またトランス４の２次側には整流回路５を介して出
力制御回路９が接続され、出力電圧と充電電流の検出が
なされる。Ｒは抵抗器を示す。
【００２０】そして上述したように整流回路５の出力側
に逆流防止素子１３として、この場合例えばｐチャンネ
ル型構成のパワーＭＯＳ−ＦＥＴを接続し、また主開閉
器１２として同様に例えばｐチャンネル型構成のパワー
ＭＯＳ−ＦＥＴを接続して、２次電池に電圧を供給す
る。そしてこの場合、逆流防止素子１３のドレイン側Ｄ
を整流回路５側、ソース側Ｓを主開閉器１２側として接
続し、その寄生ダイオードの向きが順方向となるように
する。また主開閉器１３は、そのソース側Ｓを逆流防止
素子１３側、ドレイン側Ｄを２次電池１１側としてその
寄生ダイオードの向きが逆方向となるように接続して構
成する。
に逆流防止素子１３として、この場合例えばｐチャンネ
ル型構成のパワーＭＯＳ−ＦＥＴを接続し、また主開閉
器１２として同様に例えばｐチャンネル型構成のパワー
ＭＯＳ−ＦＥＴを接続して、２次電池に電圧を供給す
る。そしてこの場合、逆流防止素子１３のドレイン側Ｄ
を整流回路５側、ソース側Ｓを主開閉器１２側として接
続し、その寄生ダイオードの向きが順方向となるように
する。また主開閉器１３は、そのソース側Ｓを逆流防止
素子１３側、ドレイン側Ｄを２次電池１１側としてその
寄生ダイオードの向きが逆方向となるように接続して構
成する。
【００２１】そして主開閉器１２及び逆流防止素子１３
のゲート側に充電制御部１０を接続して、オン／オフ信
号が出力されるようになす。
のゲート側に充電制御部１０を接続して、オン／オフ信
号が出力されるようになす。
【００２２】このように、２次電池１１から回路部への
電流の逆流防止素子として主電流ラインに、パワーＭＯ
Ｓ−ＦＥＴをその寄生ダイオードが順方向となるように
挿入し、充電制御の主開閉器と同期動作させることによ
り、充電オン時にはＦＥＴのドレイン−ソース間をオン
させて充電を行い、充電オフ時にはＦＥＴの寄生ダイオ
ードの作用により２次電池１１から回路への電流の逆流
を防止することができる。
電流の逆流防止素子として主電流ラインに、パワーＭＯ
Ｓ−ＦＥＴをその寄生ダイオードが順方向となるように
挿入し、充電制御の主開閉器と同期動作させることによ
り、充電オン時にはＦＥＴのドレイン−ソース間をオン
させて充電を行い、充電オフ時にはＦＥＴの寄生ダイオ
ードの作用により２次電池１１から回路への電流の逆流
を防止することができる。
【００２３】このとき、挿入する素子としてドレイン−
ソース間のオン抵抗の小さいＭＯＳ−ＦＥＴを用いるこ
とから、素子における熱損失及びラインのインピーダン
スを抑えることができる。
ソース間のオン抵抗の小さいＭＯＳ−ＦＥＴを用いるこ
とから、素子における熱損失及びラインのインピーダン
スを抑えることができる。
【００２４】従ってこのような本発明構成によれば、前
述の図１３において説明したような逆流防止素子として
ショットキーダイオードを用いた従来の充電装置と比較
して、その出力特性及び充電特性は図１４及びＣにおい
て説明した理想曲線に近い特性を得ることができる。そ
の結果、同一時間内で充電可能な容量が増加し、充電終
了までに要する時間の短縮化をはかることができること
となる。
述の図１３において説明したような逆流防止素子として
ショットキーダイオードを用いた従来の充電装置と比較
して、その出力特性及び充電特性は図１４及びＣにおい
て説明した理想曲線に近い特性を得ることができる。そ
の結果、同一時間内で充電可能な容量が増加し、充電終
了までに要する時間の短縮化をはかることができること
となる。
【００２５】次に本発明の他の実施例を図３を参照して
説明する。この例においても交流商用電源からの充電を
行う場合を示し、図３において、図１に対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、上
述の図１に示す充電装置の構成において、電源部２０の
２次側に第１の整流回路１４と第２の整流回路１５を並
列に設け、コンバータトランス４の発振停止を検出する
ラインとする。そして、第２の整流回路１５の時定数を
第１の整流回路１４の時定数に比し小として構成する。
説明する。この例においても交流商用電源からの充電を
行う場合を示し、図３において、図１に対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、上
述の図１に示す充電装置の構成において、電源部２０の
２次側に第１の整流回路１４と第２の整流回路１５を並
列に設け、コンバータトランス４の発振停止を検出する
ラインとする。そして、第２の整流回路１５の時定数を
第１の整流回路１４の時定数に比し小として構成する。
【００２６】このような構成とすると、第１及び第２の
整流回路１４及び１５の出力側の点Ａ、ＢにおけるＡＣ
入力遮断時の各電位は、図７においてそれぞれ実線ｇ及
び破線ｈで示すように、点Ａに比し点Ｂ側においてより
急速に電圧降下することとなる。従ってこの点Ａ、Ｂの
電位差を比較回路１６により検出してコンバータトラン
ス４の発振停止即ち交流入力遮断を検知し、逆流防止素
子１３を強制的にオフすることによって交流入力遮断時
の逆流防止を確実に行うことができる。
整流回路１４及び１５の出力側の点Ａ、ＢにおけるＡＣ
入力遮断時の各電位は、図７においてそれぞれ実線ｇ及
び破線ｈで示すように、点Ａに比し点Ｂ側においてより
急速に電圧降下することとなる。従ってこの点Ａ、Ｂの
電位差を比較回路１６により検出してコンバータトラン
ス４の発振停止即ち交流入力遮断を検知し、逆流防止素
子１３を強制的にオフすることによって交流入力遮断時
の逆流防止を確実に行うことができる。
【００２７】次に図４を参照して本発明の他の実施例を
説明する。この例においても交流商用電源から充電を行
う場合で、図４においては例えば図１において説明した
例の電源部２０を省略して示し、また図４において、図
１に対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略
する。この場合逆流防止素子１３及び主開閉器１２とし
てパワーＭＯＳ−ＦＥＴを充電装置の主電流ラインの特
に２次グランド側に設ける構成とする。上述の例と同様
に、逆流防止素子１３を主開閉器１２と同期動作させる
ことにより、充電オン時にはＦＥＴのドレイン−ソース
間をオンさせて充電を行い、充電オフ時にはＦＥＴの寄
生ダイオードの作用により２次電池１１から回路への電
流の逆流を防止することができる。
説明する。この例においても交流商用電源から充電を行
う場合で、図４においては例えば図１において説明した
例の電源部２０を省略して示し、また図４において、図
１に対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略
する。この場合逆流防止素子１３及び主開閉器１２とし
てパワーＭＯＳ−ＦＥＴを充電装置の主電流ラインの特
に２次グランド側に設ける構成とする。上述の例と同様
に、逆流防止素子１３を主開閉器１２と同期動作させる
ことにより、充電オン時にはＦＥＴのドレイン−ソース
間をオンさせて充電を行い、充電オフ時にはＦＥＴの寄
生ダイオードの作用により２次電池１１から回路への電
流の逆流を防止することができる。
【００２８】またこの例においては主開閉器１２及び逆
流防止素子１３の両方を２次グランド側に設けた場合で
あるが、どちらか一方を２次グランド側に設ける構成と
することもできる。
流防止素子１３の両方を２次グランド側に設けた場合で
あるが、どちらか一方を２次グランド側に設ける構成と
することもできる。
【００２９】上述の各例においては、交流商用電源から
２次電池へ電力を供給する場合を説明したが、以下の図
２、図５及び図６に示す各例においては、直流電源から
の充電を行う場合を示す。図２において、図１に対応す
る部分には同一符号を付して示す。
２次電池へ電力を供給する場合を説明したが、以下の図
２、図５及び図６に示す各例においては、直流電源から
の充電を行う場合を示す。図２において、図１に対応す
る部分には同一符号を付して示す。
【００３０】先ず、図２に示す例においては、直流電源
を所定の直流電圧に変換する電源部２０と、直流電源か
ら２次電池１１への電力供給を制御する主開閉器１２
と、この主開閉器１２の開閉を制御する充電制御部１０
とを有し、電源部２０と主開閉器１２との間にパワーＭ
ＯＳ−ＦＥＴより成る逆流防止素子１３を設けて、その
ゲート側を充電制御部１０側に接続する。そしてこの場
合においても主開閉器１２をＭＯＳ−ＦＥＴとし、逆流
防止素子１３の寄生ダイオードの向きが順方向となるよ
うに接続し、また主開閉器１２の寄生ダイオードの向き
が逆方向となるように接続して構成する。
を所定の直流電圧に変換する電源部２０と、直流電源か
ら２次電池１１への電力供給を制御する主開閉器１２
と、この主開閉器１２の開閉を制御する充電制御部１０
とを有し、電源部２０と主開閉器１２との間にパワーＭ
ＯＳ−ＦＥＴより成る逆流防止素子１３を設けて、その
ゲート側を充電制御部１０側に接続する。そしてこの場
合においても主開閉器１２をＭＯＳ−ＦＥＴとし、逆流
防止素子１３の寄生ダイオードの向きが順方向となるよ
うに接続し、また主開閉器１２の寄生ダイオードの向き
が逆方向となるように接続して構成する。
【００３１】電源部２０はこの場合、ＤＣ（直流）入力
２１からの電源が入力フィルタ２に接続され、パワーＭ
ＯＳ−ＦＥＴ等より成るスイッチング素子２３を介して
ＰＷＭ制御回路６に接続される。またスイッチング素子
２３からチョークコイル２４を介して出力制御回路９が
接続され、出力電圧と充電電流の検出がなされる。尚、
Ｃ1 及びＣ2 はコンデンサ、２５は整流ダイオード、Ｒ
は抵抗器をそれぞれ示す。
２１からの電源が入力フィルタ２に接続され、パワーＭ
ＯＳ−ＦＥＴ等より成るスイッチング素子２３を介して
ＰＷＭ制御回路６に接続される。またスイッチング素子
２３からチョークコイル２４を介して出力制御回路９が
接続され、出力電圧と充電電流の検出がなされる。尚、
Ｃ1 及びＣ2 はコンデンサ、２５は整流ダイオード、Ｒ
は抵抗器をそれぞれ示す。
【００３２】そして上述したように、チョークコイル２
４の出力側に逆流防止素子１３として、この場合例えば
ｐチャンネル型構成のパワーＭＯＳ−ＦＥＴを接続し
て、２次電池に電圧を供給するようになされ、逆流防止
素子１３のドレイン側Ｄをチョークコイル４側、ソース
側Ｓを主開閉器１２側として接続し、その寄生ダイオー
ドの向きが順方向となるようにする。また主開閉器１２
は、そのソース側Ｓを逆流防止素子１３側、ドレイン側
Ｄを２次電池１１側としてその寄生ダイオードの向きが
逆方向となるように接続して構成する
４の出力側に逆流防止素子１３として、この場合例えば
ｐチャンネル型構成のパワーＭＯＳ−ＦＥＴを接続し
て、２次電池に電圧を供給するようになされ、逆流防止
素子１３のドレイン側Ｄをチョークコイル４側、ソース
側Ｓを主開閉器１２側として接続し、その寄生ダイオー
ドの向きが順方向となるようにする。また主開閉器１２
は、そのソース側Ｓを逆流防止素子１３側、ドレイン側
Ｄを２次電池１１側としてその寄生ダイオードの向きが
逆方向となるように接続して構成する
【００３３】そして主開閉器１２及び逆流防止素子１３
のゲート側に充電制御部１０を接続して、オン／オフ信
号が出力される構成とする。また出力制御回路９より、
出力電圧検出においてある電圧に達した場合、急速充電
信号として充電制御部１０へ信号が伝わり、そのＮＡＮ
Ｄ回路によって主開閉器１２及び逆流防止素子１３のオ
ン／オフ信号を制御している。
のゲート側に充電制御部１０を接続して、オン／オフ信
号が出力される構成とする。また出力制御回路９より、
出力電圧検出においてある電圧に達した場合、急速充電
信号として充電制御部１０へ信号が伝わり、そのＮＡＮ
Ｄ回路によって主開閉器１２及び逆流防止素子１３のオ
ン／オフ信号を制御している。
【００３４】この例においても、前述の図１、図３及び
図４において説明した例と同様に、２次電池１１から回
路部への電流の逆流防止素子１３として、主電流のライ
ンに、パワーＭＯＳ−ＦＥＴをその寄生ダイオードが順
方向となるように挿入し、充電制御の主開閉器１２と同
期動作させることにより、充電オン時にはＦＥＴのドレ
イン−ソース間をオンさせて充電を行い、充電オフ時に
はＦＥＴの寄生ダイオードの作用により２次電池１１か
ら回路への電流の逆流を防止することがきる。
図４において説明した例と同様に、２次電池１１から回
路部への電流の逆流防止素子１３として、主電流のライ
ンに、パワーＭＯＳ−ＦＥＴをその寄生ダイオードが順
方向となるように挿入し、充電制御の主開閉器１２と同
期動作させることにより、充電オン時にはＦＥＴのドレ
イン−ソース間をオンさせて充電を行い、充電オフ時に
はＦＥＴの寄生ダイオードの作用により２次電池１１か
ら回路への電流の逆流を防止することがきる。
【００３５】またこの場合においても、挿入する素子と
してドレイン−ソース間のオン抵抗の小さいＭＯＳ−Ｆ
ＥＴを用いることから、素子における熱損失及びライン
のインピーダンスを抑えることができる。従って前述の
図１３において説明した従来装置と比較して、その出力
特性及び充電特性は、図１４及び図１５において説明し
た理想曲線に近い特性を得ることができて、同一時間内
で充電可能な容量を増加させ、充電終了までに要する時
間の短縮化をはかることができることとなる。
してドレイン−ソース間のオン抵抗の小さいＭＯＳ−Ｆ
ＥＴを用いることから、素子における熱損失及びライン
のインピーダンスを抑えることができる。従って前述の
図１３において説明した従来装置と比較して、その出力
特性及び充電特性は、図１４及び図１５において説明し
た理想曲線に近い特性を得ることができて、同一時間内
で充電可能な容量を増加させ、充電終了までに要する時
間の短縮化をはかることができることとなる。
【００３６】次に、図５を参照して本発明の他の実施例
を説明する。図５において、図２に対応する部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。この場合、上述の
図２に示す充電装置の構成において、電源部２０に入力
電圧検出用の検出部２２を設け、入力の直流電圧を検出
するラインとする。そして出力制御回路９より急速充電
信号を、又入力電圧検出回路２２より入力電圧検出信号
を充電制御部１０のＮＡＮＤ回路に入力して、主開閉器
１２又は逆流防止素子１３のオン／オフ信号を制御す
る。
を説明する。図５において、図２に対応する部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。この場合、上述の
図２に示す充電装置の構成において、電源部２０に入力
電圧検出用の検出部２２を設け、入力の直流電圧を検出
するラインとする。そして出力制御回路９より急速充電
信号を、又入力電圧検出回路２２より入力電圧検出信号
を充電制御部１０のＮＡＮＤ回路に入力して、主開閉器
１２又は逆流防止素子１３のオン／オフ信号を制御す
る。
【００３７】上述の入力電圧検出部２２の構成の一例を
図８に示し、図５において入力電圧検出部２２の入出力
部Ｃ及びＤをそれぞれ図８において点Ｃ、Ｄで示す。こ
の場合、ツェナーダイオードＺＤ1 の特性を生かし入力
電圧がある電位即ち図８に示す基準電位以上の場合はト
ランジスタＱ2 をオンとし、また入力電圧が基準電位以
下の場合、トランジスタＱ2 をオフとする回路構成とす
る。図８において、Ｒ 1 〜Ｒ4 はそれぞれ抵抗器、ＩＣ
1 は差動増幅器、Ｄ1 はダイオードをそれぞれ示す。
図８に示し、図５において入力電圧検出部２２の入出力
部Ｃ及びＤをそれぞれ図８において点Ｃ、Ｄで示す。こ
の場合、ツェナーダイオードＺＤ1 の特性を生かし入力
電圧がある電位即ち図８に示す基準電位以上の場合はト
ランジスタＱ2 をオンとし、また入力電圧が基準電位以
下の場合、トランジスタＱ2 をオフとする回路構成とす
る。図８において、Ｒ 1 〜Ｒ4 はそれぞれ抵抗器、ＩＣ
1 は差動増幅器、Ｄ1 はダイオードをそれぞれ示す。
【００３８】尚、基準電位は２次電池１１の電位より高
めに設定する。例えば、２次電池１１の電位を８．４Ｖ
とした場合、入力電圧検出部２２の電位を９．０Ｖ程度
に設定する。
めに設定する。例えば、２次電池１１の電位を８．４Ｖ
とした場合、入力電圧検出部２２の電位を９．０Ｖ程度
に設定する。
【００３９】このような構成とすると、入力電圧検出部
２２の点Ｃ、ＤにおけるＤＣ入力遮断時の各電位は、図
９においてそれぞれ実線ｉ及び破線ｊで示すように、点
Ｃに比し点Ｄ側においてより急速に電圧降下することと
なる。従ってこの点Ｃ、Ｄの電位差を利用することによ
り入力直流電圧がある電位に下がると、ＰＷＭ制御回路
６の発振停止と同時に直流入力遮断を検知し、入力電圧
検出部２２より充電制御部１０へ信号が伝わり、これに
より逆流防止素子１３を強制的にオフする回路構成をと
ることによって確実に直流入力遮断時の逆流防止を行う
ことができる。
２２の点Ｃ、ＤにおけるＤＣ入力遮断時の各電位は、図
９においてそれぞれ実線ｉ及び破線ｊで示すように、点
Ｃに比し点Ｄ側においてより急速に電圧降下することと
なる。従ってこの点Ｃ、Ｄの電位差を利用することによ
り入力直流電圧がある電位に下がると、ＰＷＭ制御回路
６の発振停止と同時に直流入力遮断を検知し、入力電圧
検出部２２より充電制御部１０へ信号が伝わり、これに
より逆流防止素子１３を強制的にオフする回路構成をと
ることによって確実に直流入力遮断時の逆流防止を行う
ことができる。
【００４０】次に、本発明の他の実施例を図６を参照し
て説明する。図６において、図２に対応する部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。この場合、上述の
図２で説明した構成において、電源部２０のＰＷＭ制御
回路６の内部のコントロールＩＣの基準電圧ＶREF を利
用する構成とする。
て説明する。図６において、図２に対応する部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。この場合、上述の
図２で説明した構成において、電源部２０のＰＷＭ制御
回路６の内部のコントロールＩＣの基準電圧ＶREF を利
用する構成とする。
【００４１】図１０にこのＰＷＭ制御回路６の一例の構
成を示す。点ＥはＤＣ入力１１から入力フィルター２を
介した出力側に接続され、点Ｆは充電制御部１０への出
力部とされる。２７は駆動回路部、Ｑ3 はトランジスタ
を示す。コントロールＩＣの基準電圧ＶREF は、ＤＣ入
力の直流電圧が遮断されると停止するようになされ、上
述の図９において破線ｊで示す特性とほぼ同一特性とな
るように構成する。そしてコントロールＩＣの停止電圧
を２次電池１１の電位より高く設定して、これにより直
流入力電圧遮断を検知し、入力電圧検出部２２より充電
制御部１０へ信号を伝え、逆流防止素子１３を強制的に
オフする回路構成とする。このような構成とすることに
よって、上述の各例と同様に、直流入力遮断時の逆流防
止を確実に行うことができる。
成を示す。点ＥはＤＣ入力１１から入力フィルター２を
介した出力側に接続され、点Ｆは充電制御部１０への出
力部とされる。２７は駆動回路部、Ｑ3 はトランジスタ
を示す。コントロールＩＣの基準電圧ＶREF は、ＤＣ入
力の直流電圧が遮断されると停止するようになされ、上
述の図９において破線ｊで示す特性とほぼ同一特性とな
るように構成する。そしてコントロールＩＣの停止電圧
を２次電池１１の電位より高く設定して、これにより直
流入力電圧遮断を検知し、入力電圧検出部２２より充電
制御部１０へ信号を伝え、逆流防止素子１３を強制的に
オフする回路構成とする。このような構成とすることに
よって、上述の各例と同様に、直流入力遮断時の逆流防
止を確実に行うことができる。
【００４２】尚、上述の各例においては主開閉器１２と
逆流防止素子１３とを同期動作させる構成の説明を行っ
たが、例えば図１１に示すように２巻充電を行う場合、
各２次電池１１に対しそれぞれ主開閉器１２ａ及び１２
ｂを設けてこれを並列に接続し、例えば逆流防止素子１
３の端子ＶA をオンレベルとしたままで、各主開閉器１
２ａ及び１２ｂの端子ＶB 及びＶC を切り換えて２巻充
電する構成とすることもできる。
逆流防止素子１３とを同期動作させる構成の説明を行っ
たが、例えば図１１に示すように２巻充電を行う場合、
各２次電池１１に対しそれぞれ主開閉器１２ａ及び１２
ｂを設けてこれを並列に接続し、例えば逆流防止素子１
３の端子ＶA をオンレベルとしたままで、各主開閉器１
２ａ及び１２ｂの端子ＶB 及びＶC を切り換えて２巻充
電する構成とすることもできる。
【００４３】また図１２に示すように、電池電圧検出の
ために主開閉器１２の端子ＶE をオンとしたままで逆流
防止素子１３の端子ＶD のみオフすることにより出力電
圧を降下させる場合は、主開閉器１２と逆流防止素子１
３のオン／オフ制御信号を充電制御部１０とは独立に制
御する構成とすることもできる。
ために主開閉器１２の端子ＶE をオンとしたままで逆流
防止素子１３の端子ＶD のみオフすることにより出力電
圧を降下させる場合は、主開閉器１２と逆流防止素子１
３のオン／オフ制御信号を充電制御部１０とは独立に制
御する構成とすることもできる。
【００４４】また上述の構成においては、逆流防止素子
１３及び主開閉器１２としてＭＯＳ−ＦＥＴを用いた場
合であるが、絶縁ゲート型ＦＥＴとして金属−絶縁体−
半導体構成のいわゆるＭＩＳ型ＦＥＴを用いることもで
きる。更にまた主開閉器１２としてリレー、バイポーラ
トランジスタ等を用いる等、本発明は上述の構成に限る
ことなく種々の変形変更が可能であることはいうまでも
ない。
１３及び主開閉器１２としてＭＯＳ−ＦＥＴを用いた場
合であるが、絶縁ゲート型ＦＥＴとして金属−絶縁体−
半導体構成のいわゆるＭＩＳ型ＦＥＴを用いることもで
きる。更にまた主開閉器１２としてリレー、バイポーラ
トランジスタ等を用いる等、本発明は上述の構成に限る
ことなく種々の変形変更が可能であることはいうまでも
ない。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、ダイオードとしての特
性を有するＭＯＳ−ＦＥＴを逆流防止素子として用いる
ことによって、効率良く逆流防止を行うことができて、
同一時間内での充電量が増加し、従って充電時間の短縮
化をはかることができる。また逆流防止素子の熱ストレ
スを抑えられるため、機器の小型化、熱設計の簡略化に
よりコストの低減化をはかることができる。
性を有するＭＯＳ−ＦＥＴを逆流防止素子として用いる
ことによって、効率良く逆流防止を行うことができて、
同一時間内での充電量が増加し、従って充電時間の短縮
化をはかることができる。また逆流防止素子の熱ストレ
スを抑えられるため、機器の小型化、熱設計の簡略化に
よりコストの低減化をはかることができる。
【図１】充電装置の一例の略線的構成図である。
【図２】充電装置の他の例の略線的構成図である。
【図３】充電装置の他の例の略線的構成図である。
【図４】充電装置の他の例の要部の略線的構成図であ
る。
る。
【図５】充電装置の他の例の略線的構成図である。
【図６】充電装置の他の例の略線的構成図である。
【図７】ＡＣ入力遮断時の電位の時間変化を示す図であ
る。
る。
【図８】入力電圧検出部の一例の略線的構成図である。
【図９】ＤＣ入力遮断時の電位の時間変化を示す図であ
る。
る。
【図１０】パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路の一例の略
線的構成図である。
線的構成図である。
【図１１】２巻充電の説明図である。
【図１２】電池電圧検出の説明図である。
【図１３】従来の充電装置の構成図である。
【図１４】充電装置の出力特性を示す図である。
【図１５】充電装置の充電特性を示す図である。
１ ＡＣ入力 ２ 入力フィルタ ３ 整流回路 ４ コンバータトランス ５ 整流回路 ６ ＰＷＭ整流回路 ７ スイッチングトランジスタ ８ ホトカプラ ９ 出力制御回路 １０ 充電制御部 １１ ２次電池 １２ 主開閉器 １３ 逆流防止素子 ２０ 電源部 ２１ ＤＣ入力 ２２ 入力電圧検出部
Claims (8)
- 【請求項１】 直流電源又は交流電源を所定の直流電圧
に変換する電源部と、 上記直流電源又は交流電源から２次電池への電力供給を
制御する主開閉器と、 上記主開閉器の開閉を制御する充電制御部とを有し、 上記電源部と上記主開閉器との間に絶縁ゲート型電界効
果トランジスタより成る逆流防止素子が設けられ、その
ゲート側が上記充電制御部側に接続されて成ることを特
徴とする充電装置。 - 【請求項２】 上記電源部の２次側に並列に第１及び第
２の整流回路が設けられ、 上記第２の整流回路の時定数は第１の整流回路の時定数
に比し小とされ、 上記第１及び第２の整流回路の出力を比較する比較回路
が設けられ、 上記比較回路により入力遮断を検知して上記充電制御部
に上記逆流防止素子のオフ信号が出力される構成とされ
たことを特徴とする上記請求項１に記載の充電装置。 - 【請求項３】 上記主開閉器が、絶縁ゲート型電界効果
トランジスタより成ることを特徴とする上記請求項１に
記載の充電装置。 - 【請求項４】 上記逆流防止素子の寄生ダイオードの向
きが順方向となるように接続されて成ることを特徴とす
る上記請求項１に記載の充電装置。 - 【請求項５】 絶縁ゲート型電界効果トランジスタより
成る上記主開閉器の寄生ダイオードの向きが逆方向とな
るように接続されて成ることを特徴とする上記請求項３
に記載の充電装置。 - 【請求項６】 上記逆流防止素子及び上記主開閉器の少
なくとも一方が充電装置の２次グランド側に設けられて
成ることを特徴とする上記請求項１に記載の充電装置。 - 【請求項７】 上記電源部の入力側に入力電圧又はそれ
と同期する信号を検出する検出部が設けられ、上記検出
部により入力遮断を検知して充電制御部に信号が送ら
れ、逆流防止素子がオフ状態となる構成とされたことを
特徴とする上記請求項１に記載の充電装置。 - 【請求項８】 上記電源部にパルス幅変調制御回路が設
けられ、少なくとも上記パルス幅変調制御回路の入力電
圧端子が上記電源部の入力側に接続されることを特徴と
する上記請求項１に記載の充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03684693A JP3477733B2 (ja) | 1992-09-24 | 1993-02-25 | 充電装置 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25504092 | 1992-09-24 | ||
| JP29024092 | 1992-10-28 | ||
| JP4-290240 | 1992-10-28 | ||
| JP4-255040 | 1992-10-28 | ||
| JP03684693A JP3477733B2 (ja) | 1992-09-24 | 1993-02-25 | 充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197468A true JPH06197468A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3477733B2 JP3477733B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=27289244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03684693A Expired - Lifetime JP3477733B2 (ja) | 1992-09-24 | 1993-02-25 | 充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3477733B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0854967A (ja) * | 1994-07-26 | 1996-02-27 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | コンピュータ用バッテリ接続装置及びバッテリの切換方法 |
| JPH118939A (ja) * | 1997-06-13 | 1999-01-12 | Nec Corp | 電源回路およびバッテリ制御装置 |
| US7183748B1 (en) * | 2000-02-07 | 2007-02-27 | Fujitsu Limited | Electric charger and power supply device for portable terminal |
| WO2011118118A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | パナソニック株式会社 | 充電装置 |
| CN103259059A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-08-21 | 大连尚能科技发展有限公司 | 一种液流电池初始充电方法及电路 |
| JP2017535225A (ja) * | 2014-10-22 | 2017-11-24 | エルジー・ケム・リミテッド | 電流制御装置および方法 |
| CN110429679A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-08 | 上海移为通信技术股份有限公司 | 一种小电量充电设备及控制方法 |
| CN117175754A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 广东省洛仑兹技术股份有限公司 | 充电方法、装置及存储介质 |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP03684693A patent/JP3477733B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0854967A (ja) * | 1994-07-26 | 1996-02-27 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | コンピュータ用バッテリ接続装置及びバッテリの切換方法 |
| US5784626A (en) * | 1994-07-26 | 1998-07-21 | International Business Machines | Battery connecting device for a computer system and a method of switching batteries |
| JPH118939A (ja) * | 1997-06-13 | 1999-01-12 | Nec Corp | 電源回路およびバッテリ制御装置 |
| US7183748B1 (en) * | 2000-02-07 | 2007-02-27 | Fujitsu Limited | Electric charger and power supply device for portable terminal |
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| CN103259059A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-08-21 | 大连尚能科技发展有限公司 | 一种液流电池初始充电方法及电路 |
| JP2017535225A (ja) * | 2014-10-22 | 2017-11-24 | エルジー・ケム・リミテッド | 電流制御装置および方法 |
| US10340729B2 (en) | 2014-10-22 | 2019-07-02 | Lg Chem, Ltd. | Apparatus and method for controlling electric currents with pulse width modulation signal |
| CN110429679A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-08 | 上海移为通信技术股份有限公司 | 一种小电量充电设备及控制方法 |
| CN117175754A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 广东省洛仑兹技术股份有限公司 | 充电方法、装置及存储介质 |
| CN117175754B (zh) * | 2023-11-03 | 2024-04-12 | 广东省洛仑兹技术股份有限公司 | 充电方法、装置及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP3477733B2 (ja) | 2003-12-10 |
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