JPS60219927A

JPS60219927A - スイツチングレギユレ−タ

Info

Publication number: JPS60219927A
Application number: JP7742984A
Authority: JP
Inventors: 友国　泰治; 坂村　裕
Original assignee: Yuasa Corp; Yuasa Battery Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 1984-04-16
Filing date: 1984-04-16
Publication date: 1985-11-02
Also published as: JPH0334294B2

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】本発明はスイッチングレギュレータを特に蓄電池の充電
に用いる場合に関するものである。

一般にスイッチングレギュレータは小型、軽量、無音と
いう利点を生かし、各方面の電源装置に用いられるよう
になっているが、近年は電子交換機の普及により蓄電池
の充電用にもその用途が広がってきている。蓄電池の充
電方式は浮動充電、均等充電に大別され〜蓄電池の充電
に用いられるスイッチングレギュレータには浮動充電、
均等充電の相互の切り換えに対して安定に動作すること
が要求される。

第１図により前記の如き用途のスイッチングレギュレー
タについて説明する。第１図ニオイて１は直流人力■端
子、２はトランスの１次巻線、６はスイッチングトラン
ジスタ、４は制御部、５は直流人力ｅ端子、６はトラン
スの２次巻線、７．８はダイオード、９はりアクドル、
１０はコンデンサ、１１は抵抗器、１２は検出部、１６
は蓄電池、１４は負荷、１５．１６は可変抵抗器、１７
は固定抵抗器、１８は浮動充電電圧、均等充電電圧の切
り換え接点、１９は検をそれぞれ示す。直流人力■端子
１と直流人力ｅ端子５との間に直流電圧が印加され、該
直流電圧はスイッチングトランジスタの６の動作により
トランスの１次巻！２の両端に矩形波となって現われ、
トランスの１次巻線２とトランスの２次巻Ｉｉｌ＋！６
との巻数比に比例した電圧がトランスの２次巻！！＋！
６の両端に誘起され、ダイオード７．８、リアクトル９
、コンデンサ１０により整流、平滑される。整流、平滑
された電圧は検出部１２から接点１８を介して浮動充電
電圧、均等充電電圧を設定する可変抵抗器１５または１
６、及び固定抵抗器１７により分圧され、検出入力部１
９より制御部４に印加されるととも２０より出力され、
スイッチングトランジスタ６のベースに印加され、スイ
ッチングレギュレータの出力電圧すなわち充電器電圧を
安定化制御する。なお上記において制御部４は第４図の
如く検出入力部１９の電圧が高くなれば駆動出力部２０
の駆動信号のパルス幅は短かくなる特性を有している◇ 前記の浮動充電、均等充電相互の切り換え動作を第２図
により説明する。第２図において時刻ｔｌで浮動充電か
ら均等充電に切り換えられ、充電器電圧は（４）の如く
浮動充電電圧から均等充電電圧へステップ状に上昇し、
蓄電池電圧、蓄電池電流も（２）、（２）の如く増加す
る。この時駆動出力部波形は（Ｑの如くパルス幅が長く
なり、スイッチングレギュレータは動作を継続する。次
に時刻ｔ２で均等充電から浮動充電に切り換えられ、充
電器電圧は（ト）の如く均等充電電圧から浮動光１！電
圧へステップ状に下降する。ところがこの時蓄電池電流
は（ト）の如く逆方向すなわち放電方向となり、（４）
の如く蓄電池電圧は徐々に低下し、スイッチングレギュ
レータは動作を停止する。その後時刻ｔｊで蓄電池電圧
と浮動充電電圧とが接近すると、（０）の如き駆動出力
部波形が現われ、時刻ｔ４で蓄電池は放電から充電へ転
じる。

上述の浮動充電、均等充電の相互の切り換え時にスイッ
チングレギュレータの動作がどのようになるかを説明す
る。時間ｔｌで浮動充電から均等充電に切り換えた時は
第１図の駆動出力部２０の駆動信号のパルス幅は長くな
るため充１器電圧は上昇し、蓄電池電圧も徐々に上昇す
る。また時刻ｔ！で均等充電から浮動充電に切り換えた
時には第２図の如く充電器電圧は下降するが、蓄電池電
圧は負荷１４及び抵抗１１への放電により徐々に低下す
るため、検出部１２は浮動充電電圧より高い蓄電池電圧
を検出し、第１図の検出入力部１９には浮動充電電圧で
決められる分圧電圧より高い蓄電池電圧が印加される。

このため第２図（Ｑの如く駆動出力部２゜からはスイッ
チングトランジスタ６の駆動信号は出なくなり、スイッ
チングレギュレータは動作を停止する。時刻ｔ３におい
て蓄電池電圧が充電器電圧に接近すると、駆動出力部２
ｏの駆動信号は間欠的に現われる。この時の周波数は通
常時の％程度から徐々に高くなり、蓄電池が放電から浮
動充電に転じる時刻ｔ４になると通常周波数となって安
定する。一般にスイッチングレギュレータでは駆動信号
の周波数は可聴周波数以上すなわち２０　ＫＨ２以上で
あるが、前記の時刻ｔ３からｔ４の間は可聴周波数とな
り、金属性の音を発生し、無音という利点に反すること
になる。特に蓄電池１６の容量が大きい場合などは前記
の時刻ｔ３からｔ４の間は長くなり金属性の音を発生す
る時間が長くなることになる。

上述の金属性の音を発生させないように従来は第５図の
如くダイオード２１、抵抗２２を挿入し、検出部１２が
蓄電池１５の電圧を検出しないようにしていたが、ダイ
オード２１、抵抗２２の電力損失が増加し、効率を低下
させ、ダイオード２１の順方向電圧降下によりスイッチ
ングレギュレータの出力電圧の精度を態化させるという
欠点を生じる結果となった。

本発明は上記欠点を解消するたｔになされたもので、以
下実施例により詳述する。第５図は本発明による浮動充
電、均等充電相互の切り換え動作の説明図である。第５
図の時刻１．における浮動充電から均等充電への切り換
えは第２図と同様であるが、時刻ｔ２で均等充電から浮
動充電に切り換えられる時、充電器電圧を（６）の如く
一旦浮動充ｗ１ｍ圧より低い仮の電圧まで下降させ、蓄
電池が放電して電圧が前記板の電圧に等しくなる時刻ｔ
５において、（４）の如＜仮の電圧から正規の浮動充電
電圧に上昇させるものである。以上のように切り換えれ
ば、時刻ｔ５において駆動出力ｓ２０の駆動信号は間欠
的に現われても、充電器電圧が正規の浮動充電電圧に上
昇すると同時に駆動出力部波形は（ｑの如く通常周波数
となって安定し、金属性の音の発生を防止できる。

第６図は本発明の一実施例回路図である。第６図におい
て第１図と同一機能を有するものは同一の数字を使用し
ている。第６図のスイッチングレギュレータが動作して
いる時はダイオード２４．２５のアノード側には駆動信
号と同一の周波数を有するパルス電圧が印加されている
。

このパルス電圧をダイオード２４．２５により整。

流し、抵抗器２６．２７で分圧して、ＮＡＮＤゲート２
９の一方の入力に印加する。１（ＡＮＤゲート２９の他
の入力には′Ｈ”レベルの信号が印加されているため、
該出力は前記パルス電圧が印加されている時すなわちス
イッチングレギュレータが動作している時にＬ”レベル
となっている。

なお２８は定電圧ダイオードでＮＡＮＤゲート２９の過
大入力を阻止するものである。ＨＡＮＤゲート２？の出
力が”Ｌ”レベルの時トランジスタ６１のベース電流は
抵抗器３０を通して流れ、これをＯＮさせ、コレクタ電
流が抵抗器６２を通して流れ、ＮＡＲＤゲート５５の一
方の入力にはＨ”レベルの信号が印加される。なお抵抗
器３３、コンデンサ３４によりＨＡＮＤゲート３５の入
力電圧が急峻に印加されないようにしている。

ＮＡＮＤゲート３５の他の入力には′Ｈ”レベルの信号
が印加されているため、該出力はスイッチングレギュレ
ータが動作している時は″Ｉ、Ｉ＋レベルとなっている
。このためトランジスタ６７はＯＦＦで、リレー６８−
１は駆動されず、接点３８は開放され、検出部１２の電
圧は可変抵抗器１５または１６及び抵抗器２３．１７に
より分圧され検出入力部１９より制御部４に印加されて
いる。浮動充電、均等充電相互の切り換えのスイッチ４
２を操作し、リレー１８−１の接点１８の動作により均
等充電から浮動充電に切り換えられると、第５図に示し
た如く時刻ｔ２からｔ５の間はスイッチングレギュレー
タは動作を停止し、第６図におけるＮＡＮＤゲート２９
の一方の入力はＩＩＬＩ＋レベルとなり、該出力は６Ｈ
″レベルとなりトランジスタ６１はＯＦＦとなる。この
ためコンデンサ６４が抵抗器５２．３３を通して放電し
、ＮＡＮＤゲート６５の一方の入力がＬ”レベルとなり
、該出力は″Ｈ″ルベルとなり、トランジスタ３７をＯ
Ｎさせる。このためリレー５８−１が駆動され、接点５
８は短絡され、抵抗器２３が短絡される。一方この時検
出部１２には正規の浮動充電電圧より高い蓄を池電圧が
印加されていて、蓄電池の放電により蓄電池電圧か低下
し、第４図の特性図により駆動出力部２０の駆動信号の
パルス幅が零から現われはじめると、スイッチングレギ
ュレータは動作を再開する。この時前記の如く接点６８
が開放され、抵抗器２３が挿入されるため、検出入力部
１９の電圧はさらに低下し、第４図の特性図により駆動
信号のパルス幅は長（なって安定する。

以上の動作は浮動充電から均等充電へ切り換えると同時
に検出入力部の電圧を上昇させ、スイッチングレギュレ
ータが動作を停止している時あたかも正規の浮動充電電
圧より低い仮の電圧で動作している如く振る舞わせ、蓄
電池電圧が低下し、スイッチングレギュレータの動作が
再開する時に正規の浮動充電電圧にもどし、駆動信号が
間欠的に現われる時間をなくすものである。

上述した如（本発明は蓄電池の充電に用いられるスイッ
チングレギュレータにおいて、浮動充電、均等充電相互
の切り換えを安定に行なわせるものであり、その工業的
価値は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は蓄電池の充電用スイッチングレギュレータの回
路図、第２図は浮動充電、均等充電相互の切り換え動作
の説明図、第６図は従来の均等充電から浮動充電に切り
換える時に発生する金属性の音を防止する回路図、第４
図は制御部の入出力特性図、第５図は本発明の均等充電
、浮動充電相互の切り換え動作の説明図、第６図は本発
明の均等充電から浮動充電に切り換える時に発生する金
属性の音を防止する回路図である。４２・・・浮動充電、均等充電切り換え用スイッチ１８
・・・浮動充電、均等充電切り換え用接点６８・・・仮
の電圧を与える接点４・・・制御部６・・・スイッチングトランジスタ１６・・・蓄電池　１４・・・負荷１・・・直流人力ｅ端子５・・・直流人力θ端子出願人　湯浅電池株式会社第１図第２図＜ｉｇ蓄電池電流第３図検出入力部の電圧

Claims

【特許請求の範囲】

浮動充電、均等充電相互の切り換える機能を備えた蓄電
池の充電に用いるスイッチングレギュレータであって、
均等充電から浮動充電に切り換えた時、スイッチングト
ランジスタの動作を制御する制御部の検出入力部に、浮
動充電電圧より高い蓄電池電圧が分圧されて印加され、
スイッチングレギュレータが動作を停止することを検出
して、分圧比を前記検出入力部の電圧が高くなるように
変化させ、その後蓄電池の放電が進行して前記検出入力
部の電圧が浮動充電電圧を分圧して得られる電圧に一致
し、スイッチングレギュレータが動作を再開したことを
検出して、前記分圧比をもとに戻し、蓄電池を浮動充電
に移行させる機能を備えたスイッチングレギュレータ。