JPH09308125A - Charge circuit of storage battery - Google Patents
Charge circuit of storage batteryInfo
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の技術分野】本発明は、熱電対等の熱発電素子か
らの起電圧を昇圧させて蓄電池を充電させる蓄電池の充
電回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage battery charging circuit for charging a storage battery by boosting an electromotive voltage from a thermoelectric generator such as a thermocouple.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
この種の蓄電池の充電回路は、図2に示すように、昇圧
回路2のスイッチング素子3を発振回路4からのパルス
信号によりオンオフさせて、コイル5に電圧を誘起させ
ることにより、熱電対1の起電圧VI を昇圧させてい
る。そして、昇圧された電圧をダイード6により整流
し、整流した出力電圧VO により蓄電池7を充電させて
いる。ここで、起電圧VI と出力電圧VO の関係は、下
記数1のようになっている。2. Description of the Related Art
As shown in FIG. 2, the charging circuit of the storage battery of this type turns on and off the switching element 3 of the booster circuit 2 by a pulse signal from the oscillation circuit 4 to induce a voltage in the coil 5 to generate a voltage in the thermocouple 1. The electromotive voltage VI is boosted. Then, the boosted voltage is rectified by the diode 6, and the storage battery 7 is charged by the rectified output voltage VO. Here, the relationship between the electromotive voltage VI and the output voltage VO is given by the following mathematical expression 1.
【0003】[0003]
【数1】 VO ={(TON+TOFF)/TOFF}VI−VF## EQU1 ## VO = {(TON + TOFF) / TOFF} VI-VF
【0004】ただし、TONは、スイッチング素子3のオ
ン時間、TOFF は、スイッチング素子3のオフ時間、V
F は、ダイオード6の順方向電圧である。However, TON is the ON time of the switching element 3, TOFF is the OFF time of the switching element 3, and V
F is the forward voltage of the diode 6.
【0005】上記数1から明らかなように、TONすなわ
ち発振パルスのデューティを大きくすることにより昇圧
の程度を大きくすることができる。ここで、この充電回
路を、例えば給湯器のような燃焼器具に使用する場合
に、充電を、器具の燃焼開始初期の熱電対1の起電圧が
小さい時期から行えば充電効率がよい。この場合、起電
圧が小さいので、大きな出力を得るためにはスイッチン
グ素子3のデューティを大きくする必要がある。しか
し、デューティが大きいままであると、時間の経過によ
り熱電対1の出力が大きくなったときに、図3に示すよ
うに、所定の起電圧VT を境として、デューティの小さ
い場合(D1 >D2 )に比べて充電電流が低くなり、充
電効率が低下することになる。また、起電圧が過大にな
ることにより、昇圧回路2のスイッチング素子3やコイ
ル5等に定格以上の負荷が加わるため、これら部品に故
障が生じ易いという問題もある。本発明は、上記した問
題を解決しようとするもので、熱発電素子の起電圧の変
化に応じて効率よく蓄電池を充電すると共に昇圧回路に
過大な負荷を与えることのない蓄電池の充電回路を提供
することを目的とする。As is clear from the above equation 1, the degree of boosting can be increased by increasing TON, that is, the duty of the oscillation pulse. Here, when this charging circuit is used for a burning appliance such as a water heater, charging efficiency is good if charging is performed from a time when the electromotive voltage of the thermocouple 1 is small at the beginning of combustion of the appliance. In this case, since the electromotive voltage is small, it is necessary to increase the duty of the switching element 3 in order to obtain a large output. However, if the duty remains high, when the output of the thermocouple 1 increases with the passage of time, as shown in FIG. 3, when the duty is small with a predetermined electromotive voltage VT as a boundary (D1> D2). ), The charging current will be lower and charging efficiency will be lower. Further, since the electromotive voltage becomes excessively large, a load higher than the rating is applied to the switching element 3, the coil 5 and the like of the booster circuit 2, so that there is also a problem that these components are likely to fail. The present invention is intended to solve the above problems, and provides a storage battery charging circuit that efficiently charges a storage battery according to a change in electromotive voltage of a thermoelectric generator and does not give an excessive load to a booster circuit. The purpose is to do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するために上記請求項1に係る発明の構成上の特
徴は、スイッチング素子のオンオフによりコイルに電圧
を誘起させることによって入力電圧を昇圧させる昇圧回
路を用いて、熱発電素子から入力された起電圧を昇圧さ
せ、昇圧された出力電圧により蓄電池を充電させる蓄電
池の充電回路において、起電圧の値に応じてスイッチン
グ素子のオンオフのデューティを変化させるようにした
ことにある。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to achieve the above object, the structural feature of the invention according to claim 1 is that the input voltage is changed by inducing a voltage in a coil by turning on and off a switching element. In the charging circuit of the storage battery that boosts the electromotive voltage input from the thermoelectric generator using the booster circuit that boosts the voltage and charges the storage battery with the boosted output voltage, the on / off duty of the switching element depends on the value of the electromotive voltage. Is to change.
【0007】上記のように請求項1に係る発明を構成し
たことにより、熱発電素子の起電圧が低いときには、ス
イッチング素子のデューティを大きくし、すなわちオン
時間を長くすることにより起電圧が大きく昇圧されるの
で、低い起電圧でも蓄電池の充電を行うことができる。
また、熱発電素子の起電圧が高くなったときには、スイ
ッチング素子のデューティを小さくし、すなわちオン時
間を短くすることにより起電圧の昇圧が抑制されるの
で、かえって充電電流が高められ蓄電池の充電を効率よ
く行うことができる。さらに、起電圧が抑制されること
により、昇圧回路のスイッチング素子等に加わる負荷が
抑制されるので、これら部品の故障を防止することがで
きる。According to the invention according to claim 1 as described above, when the electromotive voltage of the thermoelectric generator is low, the duty of the switching element is increased, that is, the ON time is lengthened to increase the electromotive voltage. Therefore, the storage battery can be charged with a low electromotive voltage.
Further, when the electromotive voltage of the thermoelectric generator becomes high, the duty of the switching element is made small, that is, the boosting of the electromotive voltage is suppressed by shortening the ON time, so that the charging current is increased and the storage battery is charged. It can be done efficiently. Further, since the electromotive voltage is suppressed, the load applied to the switching element of the booster circuit is suppressed, so that the failure of these components can be prevented.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明すると、図1は、同実施形態に係る給湯器
用の蓄電池の充電回路を概略的に示したものである。充
電回路は、昇圧回路10を有している。昇圧回路10
は、ダイオードブロック11と、コンデンサ12と、コ
イル13及びMOS形電界効果トランジスタを用いたス
イッチング素子14とが並列に接続されており、スイッ
チング素子14のゲート端子には、発振回路15が接続
されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a charging circuit for a storage battery for a water heater according to the embodiment. The charging circuit has a booster circuit 10. Boost circuit 10
Includes a diode block 11, a capacitor 12, a coil 13 and a switching element 14 using a MOS field effect transistor connected in parallel, and an oscillation circuit 15 is connected to a gate terminal of the switching element 14. There is.
【0009】そして、昇圧回路10は、入力端子と発振
回路15間に接続された判定回路16を設けている。判
定回路16は、入力電圧VI と基準電圧VT の大小を比
較し、比較結果を発振回路15に出力するようになって
いる。発振回路15は、判定回路16から入力電圧VI
が基準電圧VT より小さいとの信号を受けたときには、
大きなデューティD1 のパルス信号を発信し、判定回路
16から入力電圧VIが基準電圧VT より大きいとの信
号を受けたときには、小さなデューティD2 (<D1 )
のパルス信号を発信するように構成されている。ただ
し、基準電圧については、1種類に限らず複数種類設け
てそれぞれの段階でパルス信号のデューティを変化させ
ることもできる。さらに、発振回路15は、入力電圧V
I に応じて連続的にデューティを変化させることもでき
る。The booster circuit 10 is provided with a decision circuit 16 connected between the input terminal and the oscillator circuit 15. The determination circuit 16 compares the input voltage VI with the reference voltage VT and outputs the comparison result to the oscillation circuit 15. The oscillator circuit 15 receives the input voltage VI from the determination circuit 16.
When the signal that is smaller than the reference voltage VT is received,
When a pulse signal having a large duty D1 is transmitted and a signal that the input voltage VI is larger than the reference voltage VT is received from the determination circuit 16, a small duty D2 (<D1)
Is configured to emit a pulse signal of. However, the reference voltage is not limited to one type, and a plurality of types may be provided to change the duty of the pulse signal at each stage. Further, the oscillator circuit 15 has the input voltage V
It is also possible to change the duty continuously according to I.
【0010】昇圧回路10の入力端には熱電対21が接
続されている。そして、コイル13とスイッチング素子
14間の出力端には、整流用のダイオード22の+端子
が接続され、ダイオード22の−端子には、コンデンサ
23と、抵抗Rを介した蓄電池24とが接続され、その
他端が接地されている。コンデンサ23の端子電圧VO
と上記入力電圧VI との関係については、上記数1に示
した通りである。この充電回路は、蓄電池24の出力端
子がスイッチ31を介して他の昇圧回路30に接続され
ている。本実施形態においては、昇圧回路30の出力
は、給湯器の電子制御用等の電源に用いられる他、上記
発振回路15及び判定回路16の電源としても用いられ
ている。A thermocouple 21 is connected to the input terminal of the booster circuit 10. The + terminal of the rectifying diode 22 is connected to the output terminal between the coil 13 and the switching element 14, and the capacitor 23 and the storage battery 24 via the resistor R are connected to the − terminal of the diode 22. , The other end is grounded. Terminal voltage VO of capacitor 23
The relationship between the input voltage VI and the input voltage VI is as shown in Equation 1 above. In this charging circuit, the output terminal of the storage battery 24 is connected to another booster circuit 30 via a switch 31. In the present embodiment, the output of the booster circuit 30 is used not only as a power source for electronic control of the water heater, but also as a power source for the oscillation circuit 15 and the determination circuit 16.
【0011】次に、上記のように構成した実施形態の動
作について説明する。まず、給湯器の燃焼開始の初期の
熱電対21の起電圧が低いときには、判定回路16によ
って、入力電圧VI が基準電圧VT より小さいとの信号
が発振回路15に出力される。これに応じて発振回路1
5は、大きなデューティD1 のパルス信号をスイッチン
グ素子14のゲートに出力する。スイッチング素子14
が、このパルス信号に応じてオンオフする。スイッチン
グ素子14がオンすることにより、コイル13に電流が
流れて、コイル13に電圧が誘起されることにより、昇
圧が行われる。その結果、数1に示すように、熱電対2
1の起電圧が大きく昇圧されるので、低い起電圧でも蓄
電池24の充電を行うことができる。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. First, when the electromotive voltage of the thermocouple 21 at the beginning of combustion of the water heater is low, the determination circuit 16 outputs a signal to the oscillation circuit 15 that the input voltage VI is smaller than the reference voltage VT. In response to this, the oscillation circuit 1
5 outputs a pulse signal having a large duty D1 to the gate of the switching element 14. Switching element 14
However, it turns on and off according to this pulse signal. When the switching element 14 is turned on, a current flows through the coil 13 and a voltage is induced in the coil 13, thereby boosting the voltage. As a result, as shown in Equation 1, the thermocouple 2
Since the electromotive voltage of 1 is greatly boosted, the storage battery 24 can be charged with a low electromotive voltage.
【0012】また、給湯器の燃焼が進んで、熱電対21
の起電圧が所定値より高くなったときには、判定回路1
6によって、入力電圧VI が基準電圧VT より大きいと
の信号が発振回路15に出力される。これに応じて発振
回路15は、小さなデューティD2 (<D1 )のパルス
信号をスイッチング素子14のゲートに出力する。スイ
ッチング素子14が、このパルス信号に応じてオンオフ
することにより、数1に示すように、起電圧の昇圧が抑
制されるので、図3に示すように、かえって充電電流が
高められ蓄電池の充電を効率よく行うことができる。さ
らに、起電圧の昇圧が抑制されることにより、昇圧回路
10のコイル13、スイッチング素子14等に加わる負
荷が抑制されるので、これら部品の故障を防止すること
ができる。Further, as the combustion of the water heater progresses, the thermocouple 21
When the electromotive voltage of is higher than a predetermined value, the determination circuit 1
6, a signal that the input voltage VI is higher than the reference voltage VT is output to the oscillation circuit 15. In response to this, the oscillator circuit 15 outputs a pulse signal having a small duty D2 (<D1) to the gate of the switching element 14. Since the switching element 14 is turned on / off in response to the pulse signal, boosting of the electromotive voltage is suppressed as shown in Formula 1, so that the charging current is rather increased and the storage battery is charged as shown in FIG. It can be done efficiently. Further, since the boosting of the electromotive voltage is suppressed, the load applied to the coil 13, the switching element 14, and the like of the booster circuit 10 is suppressed, so that the failure of these components can be prevented.
【0013】なお、上記実施形態においては、熱発電素
子として熱電対を用いているが、その他、ゼーベック効
果を用いた半導体熱発電素子等を用いることもできる。
また、上記実施形態では、蓄電池の充電回路を給湯器用
に適用しているが、その他の燃焼機器等に適用すること
ができる。Although a thermocouple is used as the thermoelectric generator in the above embodiment, a semiconductor thermoelectric generator using the Seebeck effect may also be used.
Further, in the above-mentioned embodiment, the charging circuit for the storage battery is applied to the water heater, but it can be applied to other combustion equipment and the like.
【図1】本発明の一実施形態である蓄電池の充電回路を
示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a charging circuit for a storage battery according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来例である蓄電池の充電回路を示す回路図で
ある。FIG. 2 is a circuit diagram showing a charging circuit for a conventional storage battery.
【図3】発振回路のパルス信号のデューティが大小の場
合の熱電対の起電圧と蓄電池の充電電流との関係を示す
グラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the electromotive voltage of the thermocouple and the charging current of the storage battery when the duty of the pulse signal of the oscillation circuit is large or small.
10…昇圧回路、12…コンデンサ、13…コイル、1
4…スイッチング素子(電界効果トランジスタ)、15
…発振回路、16…判定回路、21…熱電対、22…ダ
イオード、23…コンデンサ、24…蓄電池、30…昇
圧回路、31…スイッチ。10 ... Booster circuit, 12 ... Capacitor, 13 ... Coil, 1
4 ... Switching element (field effect transistor), 15
... Oscillation circuit, 16 ... Judgment circuit, 21 ... Thermocouple, 22 ... Diode, 23 ... Capacitor, 24 ... Storage battery, 30 ... Booster circuit, 31 ... Switch.
Claims (1)
ルに電圧を誘起させることによって入力電圧を昇圧させ
る昇圧回路を用いて、熱発電素子から入力された起電圧
を昇圧させ、昇圧された出力電圧により蓄電池を充電さ
せる蓄電池の充電回路において、前記起電圧の値に応じ
て前記スイッチング素子のオンオフのデューティを変化
させるようにしたことを特徴とする蓄電池の充電回路。1. A booster circuit for boosting an input voltage by inducing a voltage in a coil by turning on / off a switching element is used to boost an electromotive voltage input from a thermoelectric generator element, and a boosted output voltage is used to charge a storage battery. A charging circuit for a storage battery to be charged, wherein a duty of turning on and off the switching element is changed according to a value of the electromotive voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8137591A JPH09308125A (en) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | Charge circuit of storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8137591A JPH09308125A (en) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | Charge circuit of storage battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09308125A true JPH09308125A (en) | 1997-11-28 |
Family
ID=15202289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8137591A Pending JPH09308125A (en) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | Charge circuit of storage battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09308125A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6232543B1 (en) | 1998-07-02 | 2001-05-15 | Citizen Watch Co., Ltd. | Thermoelectric system |
WO2001050586A1 (en) | 2000-01-07 | 2001-07-12 | Citizen Watch Co., Ltd. | Thermoelectric system |
JP2003134801A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-09 | Paloma Ind Ltd | Thermal power generation control apparatus |
JP2014177841A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Toto Ltd | Faucet device |
-
1996
- 1996-05-07 JP JP8137591A patent/JPH09308125A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6232543B1 (en) | 1998-07-02 | 2001-05-15 | Citizen Watch Co., Ltd. | Thermoelectric system |
WO2001050586A1 (en) | 2000-01-07 | 2001-07-12 | Citizen Watch Co., Ltd. | Thermoelectric system |
JP2003134801A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-09 | Paloma Ind Ltd | Thermal power generation control apparatus |
JP2014177841A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Toto Ltd | Faucet device |
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