JPS5842696B2 - 電池の充電装置 - Google Patents
電池の充電装置Info
- Publication number
- JPS5842696B2 JPS5842696B2 JP15215377A JP15215377A JPS5842696B2 JP S5842696 B2 JPS5842696 B2 JP S5842696B2 JP 15215377 A JP15215377 A JP 15215377A JP 15215377 A JP15215377 A JP 15215377A JP S5842696 B2 JPS5842696 B2 JP S5842696B2
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- Japan
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- transistor
- battery
- capacitor
- coil
- pair
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- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はハーフブリッジ型インバータを用いた電池の充
電装置に関する。
電装置に関する。
従来電池の充電装置にトランジスタインバータを用いて
充電部品の小型軽量化を図っているが、このインバータ
として一層トランジスタのブロッキングインバータ又は
プッシュプル結合のロイヤブ型インバータを用いたもの
であり、前者は充分な電池充電電流を取れない欠点があ
り、後者は一方のトランジスタが他方のトランジスタに
比し導通期間が長くなり１．電流負担のバランスがくず
れたものになると共に耐圧の高い高価なトランジスタを
用いねばならない欠点がある。
充電部品の小型軽量化を図っているが、このインバータ
として一層トランジスタのブロッキングインバータ又は
プッシュプル結合のロイヤブ型インバータを用いたもの
であり、前者は充分な電池充電電流を取れない欠点があ
り、後者は一方のトランジスタが他方のトランジスタに
比し導通期間が長くなり１．電流負担のバランスがくず
れたものになると共に耐圧の高い高価なトランジスタを
用いねばならない欠点がある。
本発明はかかる点に鑑み、ハーフブリッジ型インバータ
を用いて電池充電電流を大きくして急速充電を可能にし
、また一対のトランジスタのバイアス回路を対称にして
インバータ出力波形を正負対称に一層近ずけると共に一
対のトランジスタの耐圧を低くし、さらに充電による電
池充電量の増大によりインバータの出力を制御せんとす
るものである。
を用いて電池充電電流を大きくして急速充電を可能にし
、また一対のトランジスタのバイアス回路を対称にして
インバータ出力波形を正負対称に一層近ずけると共に一
対のトランジスタの耐圧を低くし、さらに充電による電
池充電量の増大によりインバータの出力を制御せんとす
るものである。
以下本発明の・一実施例を図面に基いて説明する。
第１図においてＤｌは全波整流回路にしてその交流入力
端は商用電源Ｐに接続される。
端は商用電源Ｐに接続される。
全波整流回路Ｄ１の直流出力端１，２には、一対の分割
コンデンサＣ，，Ｃ２の直列回路と、一対のトランジス
タＱ１．Ｑ２の・直列回路とが並列接続されており、各
直列回路の中間接続点３，４間には可飽和トランスＴの
１次コイルＮ１が介挿されている。
コンデンサＣ，，Ｃ２の直列回路と、一対のトランジス
タＱ１．Ｑ２の・直列回路とが並列接続されており、各
直列回路の中間接続点３，４間には可飽和トランスＴの
１次コイルＮ１が介挿されている。
このトランスＴは１次コイルＮ１ に磁気結合した２次
コイルＮ２及び一対の帰還コイルＮ３゜Ｎ４を備え、２
次コイルＮ２の両端と中間タップは全波整流ダイオード
Ｄ２ 、Ｄ３を介して被充電電池Ｂに接続される。
コイルＮ２及び一対の帰還コイルＮ３゜Ｎ４を備え、２
次コイルＮ２の両端と中間タップは全波整流ダイオード
Ｄ２ 、Ｄ３を介して被充電電池Ｂに接続される。
各帰還コイルＮ３．Ｎ、の一端は各トランジスタＱｔ
、Ｑ２のベースに接続され、他端はベース抵抗Ｒ１，
Ｒ２を介して各、トランジスタＱ１．Ｑ２のエミッタに
接続される。
、Ｑ２のベースに接続され、他端はベース抵抗Ｒ１，
Ｒ２を介して各、トランジスタＱ１．Ｑ２のエミッタに
接続される。
各帰還コイルＮ３． Ｎ、とベース抵抗Ｒ１，Ｒ２の各
中間点５，６と中間接続点３との間には抵抗Ｒ３゜Ｒ４
を並列接続したコンデンサＣ３，Ｃ４が接続される。
中間点５，６と中間接続点３との間には抵抗Ｒ３゜Ｒ４
を並列接続したコンデンサＣ３，Ｃ４が接続される。
またこのコンデンサＣ３，Ｃ４には夫々他のコンデンサ
Ｃ６，Ｃ６が夫々スイッチ素子Ｑ３ｙＱ、ｔ を介して
並列接続されている。
Ｃ６，Ｃ６が夫々スイッチ素子Ｑ３ｙＱ、ｔ を介して
並列接続されている。
さらに電池Ｂ、の両端には抵抗Ｂ、と定電圧素子Ｄ４の
直列回路と、電池Ｂが充電されていきその電池充電量が
所定値になるときを検出する検出回路ＤＢとが並列接続
されており、所定の電池充電量の検出としては電池充電
量、に対応した電池電圧が定電圧素子Ｄ４による基準電
圧に達する点を検出する。
直列回路と、電池Ｂが充電されていきその電池充電量が
所定値になるときを検出する検出回路ＤＢとが並列接続
されており、所定の電池充電量の検出としては電池充電
量、に対応した電池電圧が定電圧素子Ｄ４による基準電
圧に達する点を検出する。
オペレーションアンプよりなる検出回路ＤＥの出力端に
はスイッチ素子Ｑ３．Ｑ４を閉路する作動素子り８．Ｄ
６が設けられている。
はスイッチ素子Ｑ３．Ｑ４を閉路する作動素子り８．Ｄ
６が設けられている。
実施例ではスイッチ素子Ｑｓ 、Ｑ４としてフォトトラ
ンジスタ、作動素子り６．Ｄ６として発光ダイオードを
用いている。
ンジスタ、作動素子り６．Ｄ６として発光ダイオードを
用いている。
以上の構成において、全波整流回路Ｄ１ に商用電源
Ｐを接続すると、ベース抵抗Ｒ８，Ｒ２及び抵抗Ｒ３，
Ｒ，の直列回路に電流が流れ、各ベース抵抗の電圧降下
で各トランジスタＱ１．Ｑ２が導通しようとするが、こ
のトランジスタ及び前記ベースバイアス回路の部品のバ
ラツキにより一方のトランジスタが導通する。
Ｐを接続すると、ベース抵抗Ｒ８，Ｒ２及び抵抗Ｒ３，
Ｒ，の直列回路に電流が流れ、各ベース抵抗の電圧降下
で各トランジスタＱ１．Ｑ２が導通しようとするが、こ
のトランジスタ及び前記ベースバイアス回路の部品のバ
ラツキにより一方のトランジスタが導通する。
これをたとえばトランジスタＱ、とすると、分割コンデ
ンサＣ１の充電電荷はこのトランジスタＱ１及び１次コ
イルＮ１を介して放電する一方、分割コンデンサＣ２は
直流出力端１からトランジスタＱ１及び１次コイルＮ１
を介して充電される。
ンサＣ１の充電電荷はこのトランジスタＱ１及び１次コ
イルＮ１を介して放電する一方、分割コンデンサＣ２は
直流出力端１からトランジスタＱ１及び１次コイルＮ１
を介して充電される。
この際１次コイルＮ１の点４から３への通電により一方
の帰還コイルＮ３にはトランジスタＱ１を更に順バイア
スする方向に電圧が誘起され、他方の帰還コイルＮ４に
はトランジスタＱ２の逆バイアス電圧が誘起される。
の帰還コイルＮ３にはトランジスタＱ１を更に順バイア
スする方向に電圧が誘起され、他方の帰還コイルＮ４に
はトランジスタＱ２の逆バイアス電圧が誘起される。
従ってトランジスタＱ１は導通し％Ｑ２ は遮断するこ
とになり、２次コイルＮ、には正半波出力が生じ、電池
Ｂを充電する。
とになり、２次コイルＮ、には正半波出力が生じ、電池
Ｂを充電する。
かくして１次コイルＮ、が励磁され、トランスＴのコア
が磁気的に飽和すると、このコアの起磁力が消滅して各
帰還コイルＮλ：Ｎ４には今迄とは逆方向の電圧が誘起
され、トランジスタの一方Ｑ１は遮断し他方Ｑ２が導通
ずる。
が磁気的に飽和すると、このコアの起磁力が消滅して各
帰還コイルＮλ：Ｎ４には今迄とは逆方向の電圧が誘起
され、トランジスタの一方Ｑ１は遮断し他方Ｑ２が導通
ずる。
従って分割コンデンサＣ２の充電電荷は１次コイルＮ１
及びトランジスタＱ２を介して放電し、分割コンデンサ
Ｃ１は直流出力端１から１次コイルＮ１及びトランジス
タＱ２を介して充電され、１次コイルＮ。
及びトランジスタＱ２を介して放電し、分割コンデンサ
Ｃ１は直流出力端１から１次コイルＮ１及びトランジス
タＱ２を介して充電され、１次コイルＮ。
は点３から４□の方向に励磁され、２次コイルＮ２には
負半波出力が生じ電池Ｂを充電する。
負半波出力が生じ電池Ｂを充電する。
以下同様にトランスＴのコアが飽和することにより導通
ずるトランジスタが変わり、２次コイルＮ２−には正半
波出力と負半波出力が交互に表われ、ダイオードＤ２．
Ｄ３を介して電池Ｂを充電する。
ずるトランジスタが変わり、２次コイルＮ２−には正半
波出力と負半波出力が交互に表われ、ダイオードＤ２．
Ｄ３を介して電池Ｂを充電する。
このときめダイオ−’ｌ’Ｄ２ Ｐ’Ｄ３出力の電圧
波形は第２図中破線で示す包絡線イを有するものとなる
。
波形は第２図中破線で示す包絡線イを有するものとなる
。
而して充電されて電池電圧が上昇して定電圧素子Ｄ４
の基準電圧に達すると、検出回路ＤＢの出力により作動
素子Ｄ５ ｐ Ｄ６’゛としての発光ダイオードが点
灯し、その光を受けてスイッチ素子Ｑ３゜Ｑ４ として
のフォトトランジスタが導通する。
の基準電圧に達すると、検出回路ＤＢの出力により作動
素子Ｄ５ ｐ Ｄ６’゛としての発光ダイオードが点
灯し、その光を受けてスイッチ素子Ｑ３゜Ｑ４ として
のフォトトランジスタが導通する。
従ってコンデンサＣ５，Ｃ６は夫々コンデンサＣ３゜Ｃ
４に並列接続され、コンデンサｃ３とＣ５、Ｃ４とＣ６
の合成容量が大きくなる。
４に並列接続され、コンデンサｃ３とＣ５、Ｃ４とＣ６
の合成容量が大きくなる。
これらのコンデンサは一次コイルＮ１の逆起電力により
、夫々帰還コイルＮ３． Ｎ４及びトランジスタＱ、、
Ｑ２のベース・コレクタを介して充電される。
、夫々帰還コイルＮ３． Ｎ４及びトランジスタＱ、、
Ｑ２のベース・コレクタを介して充電される。
コンデンサＣ４及びＣ６に着目しし説明すると、トラン
ジスタＱ１がオン、Ｑ２がオフ状態から、Ｑｌ がオフ
、Ｑ２がオンに切換わるとき、１次コイルＮ１ の逆起
電力により、コンデンサＣ４゜Ｃ６は帰還コイルＮ４及
びトランジスタＱ２のベース・コレクタを介して充電さ
れる。
ジスタＱ１がオン、Ｑ２がオフ状態から、Ｑｌ がオフ
、Ｑ２がオンに切換わるとき、１次コイルＮ１ の逆起
電力により、コンデンサＣ４゜Ｃ６は帰還コイルＮ４及
びトランジスタＱ２のベース・コレクタを介して充電さ
れる。
このときのコンデンサの容量はコンデンサＣ６を接続し
ないときのそれに比し大きいので、オンになろうとする
トランジスタＱ２の逆バイアス期間が大きくなる。
ないときのそれに比し大きいので、オンになろうとする
トランジスタＱ２の逆バイアス期間が大きくなる。
即ちスイッチ素子Ｑ３ 、Ｑ４が遮断しているときに
は、コンデンサＣ２，Ｃ４はトランジスタＱ＝ 、Ｑ
２の導通により充電されると共に１次コイルＮ１の逆起
電力にて充電される。
は、コンデンサＣ２，Ｃ４はトランジスタＱ＝ 、Ｑ
２の導通により充電されると共に１次コイルＮ１の逆起
電力にて充電される。
この逆起電力は波高値が大きいのでコンデンサＣ３、Ｃ
，は主としてこの逆起電力で充電される。
，は主としてこの逆起電力で充電される。
具体的には、コンデンサＣ３はトランジスタＱ２のオン
からオフへの切換わり時に、−次コイルＮ１に生ずる点
３から４方向の逆起電力により、トランジスタＱ１のコ
レクタ・ベース及び帰還コイルＮ３を介して、トランジ
スタＱ１のヱミツタ・ベースに対して逆バイアス方向に
充電される。
からオフへの切換わり時に、−次コイルＮ１に生ずる点
３から４方向の逆起電力により、トランジスタＱ１のコ
レクタ・ベース及び帰還コイルＮ３を介して、トランジ
スタＱ１のヱミツタ・ベースに対して逆バイアス方向に
充電される。
同様にコンデンサＣ４は、トランジスタＱ１ のオンか
らオフへの切換わり時に、−次コイルＮ０ に生ずる点
４から３方向の逆起電力により、トランジスタＱ２のコ
レクタベース及び帰還コイルＮ４を介して、トランジス
タＱ２のヱミツタ・ベースに対して逆バイアス方向に充
電される。
らオフへの切換わり時に、−次コイルＮ０ に生ずる点
４から３方向の逆起電力により、トランジスタＱ２のコ
レクタベース及び帰還コイルＮ４を介して、トランジス
タＱ２のヱミツタ・ベースに対して逆バイアス方向に充
電される。
これらのコンデンサＣ３，Ｃ４の充電電圧は、トランジ
スタＱＬ 、Ｑ２をオンにしようとする帰還コイルＮ３
．Ｎ４の誘起電圧に対し逆方向電圧であるからトランジ
スタＱ１′、Ｑ２のオンになる時点が、直流出力端１の
全波整流出力に関連してコンデンサＣ３，Ｃ４が存在し
ない場合に比し遅れることになる。
スタＱＬ 、Ｑ２をオンにしようとする帰還コイルＮ３
．Ｎ４の誘起電圧に対し逆方向電圧であるからトランジ
スタＱ１′、Ｑ２のオンになる時点が、直流出力端１の
全波整流出力に関連してコンデンサＣ３，Ｃ４が存在し
ない場合に比し遅れることになる。
ところがこのコンデンサの充電量が少ないため、トラン
ジスタＱ、。
ジスタＱ、。
Ｑ２のオンになる時点の遅れが小さい。
これに対しスイッチ素子Ｑａ ＝Ｑ４の導通によリ、
コンデンサＣ，，Ｃ６が夫々コンデンサＣ３゜Ｃ４に並
列接続されると、並列接続されるコンデンサＣ３，Ｃ５
、Ｃ４，Ｃ６の逆起電力による充電量が多くなり、直流
出力端１の全波整流出力に関連して、トランジスタＱ１
、Ｑｔのオンになる時点の遅れが大きくなる。
コンデンサＣ，，Ｃ６が夫々コンデンサＣ３゜Ｃ４に並
列接続されると、並列接続されるコンデンサＣ３，Ｃ５
、Ｃ４，Ｃ６の逆起電力による充電量が多くなり、直流
出力端１の全波整流出力に関連して、トランジスタＱ１
、Ｑｔのオンになる時点の遅れが大きくなる。
即ち直流出力端１の全波整流出力の波高値が大きくなる
ときにそのトランジスタＱ２のベース・エミッタ間が順
バイアスされる。
ときにそのトランジスタＱ２のベース・エミッタ間が順
バイアスされる。
このため、トランジスタＱ２の導通期間は全波整流出力
の波高値が高いときであり、ダイオードＤ２．Ｄ３出力
は第２図中期間口だけとなり、補足充電となる。
の波高値が高いときであり、ダイオードＤ２．Ｄ３出力
は第２図中期間口だけとなり、補足充電となる。
以上の如く本発明によれば、被充電電池が所定の充電状
態に達するのを検出してコンデンサ容量を増大してトラ
ンジスタの逆バイアス期間を設け、トランジスタのオン
期間を短かくして、急速充電から補足充電に切換えるよ
うにしたから、ハーフブリッジ型インバータを用いた電
池の充電装置の使用範囲を広げることができる。
態に達するのを検出してコンデンサ容量を増大してトラ
ンジスタの逆バイアス期間を設け、トランジスタのオン
期間を短かくして、急速充電から補足充電に切換えるよ
うにしたから、ハーフブリッジ型インバータを用いた電
池の充電装置の使用範囲を広げることができる。
また前記コンデンサはハーフブリッジ型インバータの一
対のトランジスタの対称型バイアス回路を構成するもの
であるため、一対のトランジスタの電流負担を同等にす
ることができる。
対のトランジスタの対称型バイアス回路を構成するもの
であるため、一対のトランジスタの電流負担を同等にす
ることができる。
第１図は本発明による装置の一実施例を示す電気回路図
、第２図は電池の充電電圧波形図である。 Ｃ１、Ｃ２・・・・・・分割コンデンサ、Ｑｌ 、Ｑ
２・・・・・・トランジスタ、３，４・・・・・・中間
接続点、Ｎ２・・・・・・２次コイル、Ｂ・・・・・・
電池、Ｔ・・・・・・トランス、Ｎ１・・・・・・１次
コイル、Ｎ３．Ｎ４・・・・・・帰還コイル、Ｒ１、Ｒ
２・・・・・・ベース抵抗、Ｒ３，Ｒ４・・・・・・抵
抗、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６・・・・・・コンデンサ。
、第２図は電池の充電電圧波形図である。 Ｃ１、Ｃ２・・・・・・分割コンデンサ、Ｑｌ 、Ｑ
２・・・・・・トランジスタ、３，４・・・・・・中間
接続点、Ｎ２・・・・・・２次コイル、Ｂ・・・・・・
電池、Ｔ・・・・・・トランス、Ｎ１・・・・・・１次
コイル、Ｎ３．Ｎ４・・・・・・帰還コイル、Ｒ１、Ｒ
２・・・・・・ベース抵抗、Ｒ３，Ｒ４・・・・・・抵
抗、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６・・・・・・コンデンサ。
Claims (1)
- １ 商用電源の整流出力端に一対の分割コンデンサの直
列回路と一対のトランジスタの直列回路とを並列接続す
ると共に各直列回路の中間接続点間に、２次コイル出力
にて電池を充電する可飽和トランスの１次コイルを介挿
し、前記トランスに設けた一対の帰還コイルを夫々ベー
ス抵抗を介して前記各トランジスタのベース・エミッタ
間に接続すると共に前記各帰還コイルとベース抵抗の中
間点と前記一対の分割コンデンサの中間接続点との間に
抵抗を並列接続したコンデンサを設け、前記電池の所定
充電状態に応じて該コンデンサの容量を増大せしめてな
る電池の充電装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15215377A JPS5842696B2 (ja) | 1977-12-14 | 1977-12-14 | 電池の充電装置 |
| CA297,548A CA1109552A (en) | 1977-03-04 | 1978-02-23 | Power supply apparatus |
| US05/882,413 US4194238A (en) | 1977-03-04 | 1978-03-01 | Power supply apparatus |
| DE19782809313 DE2809313A1 (de) | 1977-03-04 | 1978-03-03 | Netzanschlussgeraet |
| GB8571/78A GB1600763A (en) | 1977-03-04 | 1978-03-03 | Power supply apparatus |
| FR7806370A FR2382794A1 (fr) | 1977-03-04 | 1978-03-06 | Alimentation electrique |
| NLAANVRAGE7802431,A NL178110C (nl) | 1977-03-04 | 1978-03-06 | Gelijkstroom-wisselstroomomzetter. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15215377A JPS5842696B2 (ja) | 1977-12-14 | 1977-12-14 | 電池の充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5482635A JPS5482635A (en) | 1979-07-02 |
| JPS5842696B2 true JPS5842696B2 (ja) | 1983-09-21 |
Family
ID=15534174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15215377A Expired JPS5842696B2 (ja) | 1977-03-04 | 1977-12-14 | 電池の充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842696B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6438828B2 (ja) * | 2015-04-17 | 2018-12-19 | 株式会社日立ハイテクファインシステムズ | トランス及び充電装置 |
-
1977
- 1977-12-14 JP JP15215377A patent/JPS5842696B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5482635A (en) | 1979-07-02 |
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