JPS5893435A

JPS5893435A - 充電回路

Info

Publication number: JPS5893435A
Application number: JP18846481A
Authority: JP
Inventors: 誠司山崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1983-06-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は２次電池の充電回路に関する。

纂１図は、従来回路の一例を示す。端子１．１′は直流
入力端子であり、端子１．１′に印加された直流電圧（
約１８〜３０ｖ）はトランジスタ２とツェナダイオード
３等からなる定電圧回路１１に入力する。充電回路の出
力端子Ａ．Ｂ間に２次電池８が接続されているとすると
、前記定電圧出力は抵抗９、１０および２次電池８によ
り分圧される。このため、トランジスタ４のベース電位
は、前記定電圧出力よシ抵抗９の電圧降下分だけ低い電
圧になる。一方、トランジスタ４のエミッタ電位はツェ
ナダイオード５のツェナ電圧で決まり、トランジスｆｉ
４’０）ベース電位が（エミッタ電圧−エミッタベース
電圧）より低くなると、トランジスタ４は導通する。こ
れによって、トランジスタ７および６が続いて導通し、
２次電池８には端子１−トランジスタ２−トランジスタ
６−２次電池８一端子１′の経路で充電電流が流れ、２
次電池８は充電される。

２次電池８の充電が進み、端子Ａの電圧が上がってくる
と、それに応じてトランジスタ４のベース電圧′も上昇
する。そして゜、２次電池８に暦定の充電が行なわれ（
例えば充電電圧は１４．７　Ｖ　）、トランジスタ４の
ペース電圧が（ツェナダイオード５のツェナ電圧−トラ
ンジスタ４のエミッタベース電圧）より高くなると、ト
ランジスタ４はオフになる。これによってトランジスタ
７は時定数回路によって決まる時間だけ遅れてオフにな
り、トランジスタ６もオフになって２次電池８の充電が
停止する。

このような構成の充電回路において、トランジスタ２と
ツェナダイオード３からなる定電圧回路の出力電圧はツ
ェナダイオ・−ド３のツェナ電圧ζヒ依存する。例えば
、ツェナダイオードＨ２−１６は１５．３〜１７．ＩＶ
のばらつきがあり、それに伴って、定電圧回路の出力電
圧はツェナ電圧からトランジスタのペースエミッタ電圧
（約０．６Ｖ　）を引いた値、すなわち１４．７〜１６
．５　Ｖとなり、定電圧回路の出力電圧はばらつくこと
になる。一般に、２次電池８には１４．７−１４．８　
Ｖの電圧が常に印加さ・れるようにする必要があり、許
容される電圧のばらつきは約０．ＩＶであるが、この制
約を守るためにはツェナダイオード３の厳しい選別が必
要となる。

また、トランジスタ４、ツェナダイオード５、抵抗９．
１０等からなる充電完了電圧検出回路】２は、前述のよ
うに、２次電池８の充電が完了したかどうかを検出する
回路である。この回路においては、ツェナダイオード５
のツェナ電圧は２次電池の充電完了を検知するための基
準電圧になるが、２次電池８の許容される充電電圧のば
らつきは前述のように約０．１ｖであるので、ツェナダ
イオード５の厳しい選別が必要となる。ツェナダイオー
ド５のツェナ電圧が所定電圧より低いと、２次電池８の
充電電圧が不充分となり、電池使用時間が短くなる。ま
た、電池の充電−使用−充電−使用−・・・・・・の繰
返し回数が多くなり、電池の劣化が起る場合もある。一
方、前記ツェナ電圧が所定電圧より高くなると、２次電
池８は過充電になり、電解液の電気分解でガろが発生し
、内部圧力が上昇する。そして、安全弁が開くと、２次
電池は急速に劣化し、電池は使用不能番どなる。

このように充電完了電圧検出回路辻におけるツェナダイ
オード５の役割は極めて大きく、そのツェナ電圧のばら
つきを極力押えることが必要である０従来回路においては、上記の説明から明らかなように、
ツェナダイオードのツェナ電圧のばらつきを補正する必
要があり、そのばらつきの補正を２個所で行なわなけれ
ばならないという欠点があう九〇また、充電の温度特性
補償をするにも、２個所で行なう必要があり、経済的で
ないという欠点があった。

さら化、従来回路では、２次電池８の充電電流がトラン
ジスタ２および６を通って流れ、その充電電流が大きい
ためトランジスタ″２および６に大容量トランジスタを
用いかつ放熱板を付ける必要があった。このため、部品
の占める容積が大きくなると共に、高価−どなるという
欠点があった。また、上記の充電回路には、電流制限機
能がないため、内部短絡のある異常電池を充電回路出力
端子Ａ、Ｂ間に接続した場合には、過大電流が流れ故障
の原因になるという欠点があった。

また、定電圧回路１１の出力電圧より、充電完了検出電
圧の方が低い条件を満足しないと、充電完了検出回路１
２から永久に充電完了の信号が出ないという欠点もあっ
た。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を除去した小
形でかつ経済的な充電回路を提供するにある。

以下に本発明を実施例によって説明する。第２図は本発
明の一実施例を示す。端子２１　、２１’には直流電圧
（例えば、１８〜３０ｖ）が印加される。トランジスタ
列、３０および抵抗２２は定電流回路を構成する。また
、トランジスタ２９．３０．ツェナダイオード３２およ
び抵抗２７、ならびにツェナダイオード３１で安定化さ
れたベースバイアスと、エミッタ抵抗ｎおよびトランジ
スタ四で形成される定電流回路から定電圧回路が構成さ
れている。なお、ダイオード羽は充電完了電圧の温度補
償を必要とする場合に設けられるダイオードであり、ま
た、ダイオード菖は逆流防止用のダイオードである。

この回路において、入力端子２１　、２１’に、直流電
圧が印加されると、抵抗冴、ツェナダイオード３１およ
び抵抗δ、２６によってトランジスタ列に安定化された
ベースバイアスが印加され、トランジスタ２９−こベー
ス電流が流れる。そして、これに応じた大きさのコレク
タ電流が流れる。このコレクタ電流により、トランジス
タ列は駆動され、定電流回路の出力端、すなわちトラン
ジスタ３０のコレクタに電圧が発生する。この電圧がツ
ェナダイオード羽のツェナ電圧を超え、更に上昇すると
、ツェナダイオード３２を通して抵抗ｒに流れ込んだ電
流分だけトランジスタ列のエミッタ電圧が上がり、ベー
ス電流とコレクタ電流が減少する。そうすると、トラン
ジスタ列のコレクタ電流も・減少しコレクタ電圧は下降
する。このようにして定電圧回路が構成される。

ここに、充電回路の出力端子Ａ、Ｈに２次電池８が接続
されると、２次電池８の充電が開始される。２次電池８
の充電が進み、端子人の電圧が上がってくると、ツェナ
ダイオード３２のカソード電圧が上がり、ツェナダイオ
ードおよび抵抗ｎを流れる電流が増加する。このため、
トランジスタ２９のエミッタ電圧は上昇し、（工ξツタ
電圧十ペースエミッタ電圧）がベース電圧を超えると、
トランジスタ列はオフになる。したがって、トランジス
タ３０はオフになり、２次電池８の充電は終了する。

上記の説明から明らかなように、本実施例によれば、２
次電池８の充電電流は入力端子２１−抵抗２２−トラン
ジスタ３０−ダイオードあ７２次電池８−入力端子２１
′の経路で流れる。したがって、大きな充電電流が流れ
るトランジスタはトランジスタ３〇−個だけであり、従
来回路と比べて大容量トランジスタが一個減少する。そ
れに伴なって、放熱板の数も一領域る。また、内部短絡
のある異常電池を充電回路出力端子Ａ、Ｂ間に接続した
ような場合には、前記の電流経路に過大電流が流れる７
１、ユ。時、Ｃは、１．；抵抗２２．）電工下降、８大
きくなり、抵抗２２の両端電位がトランジスタ列のベー
スエ２ツタ間電圧ｖｂ・を超えると、トランジスタ列は
オンになる。この丸め、トランジスタ園ノヘース電流は
分流され、トランジスタ（資）のコレクタ電流が一定値
以上にならないように制限される。

２　ｔた、本実施例の充電回路の出力電圧は、ツェナダ
イオード３１　、３２のツェナ電圧のばらつきの影響を
受けるが、この二つのツェナ電圧のばらつきは一個の半
固定抵抗筋な調整することにより、補正することができ
る。このためツェナダイオードを厳しく選別する必要が
ない〇さらに、充電の温度特性補償も、ダイオード３３をツェ
ナダイオード３１に直列に設けるだけでよい。

すなわち、ダイオードは、周囲温度が上昇すると抵抗値
が低下するため、抵抗スとツェナダイオード３１の接続
点の電位が下がる。これによりて、トランジスタ列のベ
ース電圧も下がり、トランジスタ列のコレクタ電流は減
少する。よって、トランジスタ列のベース電流が減少す
るため、コレクタ電流も減少し、充電回路の出力電圧は
下がる。逆に、周囲温度が下がると、充電回路の出力電
圧が上がることになる。したがって、ダイオードおを接
続すること番こよつて、充電の温度特性を補償すること
かできる。このため、急速充電が可能である。

以上のように、本実施例の回路ではツェナダイオード２
個のばらつきは一個所の調整で補正でき、また充電の温
度特性補償も一個所で済むので、ツェナダイオードの選
別が楽になり、また経済的である。

さらに、本実施例では、一つのツェナダイオード３２を
兼用して定電圧回路と充電完了電圧検出回路、とを形成
している。すなわち、ツェナダイオード３２、トランジ
スタ２９．３０および抵抗ｎは充電完了電圧検出回路を
形成しており、この回路は先に述べた定電圧回路に含ま
れている。

これに対して従来回路では、前述のように、二つのツェ
ナダイオードを独立に用いたため、定電圧回路の出力電
圧と充電完了電圧の太き盲を同じ−にするか、充電完了
電圧を定電圧回路の出力電圧より低くする必要があった
。しかし、本実施例では、上述のように、両回路を一つ
のツェナダイオード３２を共用して構成しているため、
従来技術のような配慮をする必要はなく、また安価にな
る。

また、逆流防止用のダイオードＵを設けておけば、充電
完了後、２次電池８を接続したまま入力を遮断して本電
池は放電しない。なお、本実施例の回路では、逆流防止
用のダイオードＵを接続しておかなくても、充電完了し
九２次電池８が放電してツェナダイオード３２のツェナ
電圧以下に下がると、それ以上は２次電池８は放電しな
い。したがって、充電完了電圧が１４．７　Ｖの２次電
池に対しては、ツェナダイオード３２のツェナ電圧を１
３．５　Ｖに選んでおけば、２次電池８は殆んど放電す
ることなく、実用上十分に使用することができる。

な訃、上鮎の実施例において、ツェナダイオード３１は
定電圧源であれば何でもよく、通常のシリコンダイオー
ドを複数個直列に接続してもよい。

以上のように本発明によれば、従来の充電回路が有して
いる欠点を除去することができ、小形でかつ経済的な充
電回路を提供することができる。

また、電気部品を兼用して最小の電気部品で構成されて
いるにもかかわらず、充電動作が完全であるので、充電
回路として最適の回路設計ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の充電回路の回路図、第２図は本発明の一
実施例の回路図を示す。８・・・２次電池、２１　、２１’・・・入力端子、悠
、２９．３０・・・トランジスタ、３１．３２・・・ツ
ェナダイオード代理人弁理士　平　木　道　人、□１１： − 二〇　　　　　　　　　　　　〇才　２　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２次電池の充電回路ｔこおいて、直流電圧入力端
子に接続された定電流回路、骸定電流回路出力に接続さ
れた前記２次電池の充電完了電圧検出回路、該充電完了
電圧検出回路を含む定電圧回路および該充電完了電圧検
出回路を含む定電圧回路によシ充電される２次電池を具
備し、前記定電流回路、充電完了電圧検出回路および定
電圧回路に使用される制御トランジスタを一個の七うン
ジスタで共用し友ことを特徴とする充電回路。
（２）前記充電完了検出回路と定電圧回路が、−個のツ
ェナダイオードを兼用していることを特徴とする特許