JPS6264228A - 充電回路 - Google Patents
充電回路Info
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- JPS6264228A JPS6264228A JP60203672A JP20367285A JPS6264228A JP S6264228 A JPS6264228 A JP S6264228A JP 60203672 A JP60203672 A JP 60203672A JP 20367285 A JP20367285 A JP 20367285A JP S6264228 A JPS6264228 A JP S6264228A
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- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/1563—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators without using an external clock
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野［
本発明はスイッチングレギュレータを用い直流電源によ
り電池を充電する充電回路に関するものである。
り電池を充電する充電回路に関するものである。
［背景技術］
従来の充電回路においてはその電源電圧は少なくとも充
電される電池電圧以上である必要があった。したがって
、！ＦＷ池等の直流電源を電源とするときにはその電源
電圧が被充電電池より低い電圧のものや、もしくは同等
のものでは、一度昇圧型のスイッチングレギュレータに
より電圧を高い値に変換する必要があった。このスイッ
チングレギュレータを用いた従来回路を第８図に示す。
電される電池電圧以上である必要があった。したがって
、！ＦＷ池等の直流電源を電源とするときにはその電源
電圧が被充電電池より低い電圧のものや、もしくは同等
のものでは、一度昇圧型のスイッチングレギュレータに
より電圧を高い値に変換する必要があった。このスイッ
チングレギュレータを用いた従来回路を第８図に示す。
これは、昇圧）ランスＴ、）ランジスタＱ １％ コン
デンサＣ１、及び抵抗Ｒ３にて構成されたスイッチング
レギュレータ２にて直流型［１の電圧を昇圧し、このス
イッチングレギュレータ２出力にて被充電電池Ｂを充電
するものである。８らに詳しくは、直流電源１の両端に
昇圧トランスＴの１次巻線り、とスイッチング素子とし
てのトランジスタＱ、との直列回路を接続し、トランジ
スタＱ、のベース・エミ７り間に昇圧トランスＴの３次
巻＃ｉＬコと発振用コンデンサＣとの直列回路を接続し
てプロフキング発振回路を構成しである。ここで、抵抗
Ｒ１は起動抵抗である。そして、昇圧トランスＴの１次
８＃ｉＬ、と絶縁分ＩＩｌ！された２大巻＃ｉ Ｌ ２
をスイッチングレギュレータ２の出力８ＩＩＡとし、こ
の２次巻線Ｌ２に誘起される電圧にて被充電電池Ｂを充
電する。ここで、２大巻＃ｉＬ２と被充電電池Ｂとの間
の逆流防止用ダイオードＤ、が挿入され、２次巻Ｍ Ｌ
ｚの両端には発光ダイオードＬＤ１が接続されている。
デンサＣ１、及び抵抗Ｒ３にて構成されたスイッチング
レギュレータ２にて直流型［１の電圧を昇圧し、このス
イッチングレギュレータ２出力にて被充電電池Ｂを充電
するものである。８らに詳しくは、直流電源１の両端に
昇圧トランスＴの１次巻線り、とスイッチング素子とし
てのトランジスタＱ、との直列回路を接続し、トランジ
スタＱ、のベース・エミ７り間に昇圧トランスＴの３次
巻＃ｉＬコと発振用コンデンサＣとの直列回路を接続し
てプロフキング発振回路を構成しである。ここで、抵抗
Ｒ１は起動抵抗である。そして、昇圧トランスＴの１次
８＃ｉＬ、と絶縁分ＩＩｌ！された２大巻＃ｉ Ｌ ２
をスイッチングレギュレータ２の出力８ＩＩＡとし、こ
の２次巻線Ｌ２に誘起される電圧にて被充電電池Ｂを充
電する。ここで、２大巻＃ｉＬ２と被充電電池Ｂとの間
の逆流防止用ダイオードＤ、が挿入され、２次巻Ｍ Ｌ
ｚの両端には発光ダイオードＬＤ１が接続されている。
ここで、直流電源１の電圧をＥ Ｏ、スイッチングレギ
ュレータ２を流れる電流を工０、昇圧トランスＴの２次
巻線Ｌ２の両端電圧（即ちスイッチングレギュレータ２
の出力電圧）をＥ８、被充電電池Ｂに流れる充電電流を
Ｉい昇圧型のスイッチングレギュレータ２の変換効率を
りとすると、エネルギ保存の法則よりこのスイッチング
レギュレータ２に必要な出力は Ｗ０＝りＥ、Ｉ。＝Ｅ、Ｉ。
ュレータ２を流れる電流を工０、昇圧トランスＴの２次
巻線Ｌ２の両端電圧（即ちスイッチングレギュレータ２
の出力電圧）をＥ８、被充電電池Ｂに流れる充電電流を
Ｉい昇圧型のスイッチングレギュレータ２の変換効率を
りとすると、エネルギ保存の法則よりこのスイッチング
レギュレータ２に必要な出力は Ｗ０＝りＥ、Ｉ。＝Ｅ、Ｉ。
その損失Ｗｓは
ＷＳ＝（１−’７ ）ＥｏＩ ｏ＝（１’７ ）Ｅｌ
Ｉ ＋／ １となり、その損失Ｗｓは昇圧された電圧と
充電電流の積に比例する。即ち昇圧した電圧に比例して
大きくなる問題があった。またスイッチングレギュレー
タ２の大きさやコストも出力に比例して大きくなる問題
があった。
Ｉ ＋／ １となり、その損失Ｗｓは昇圧された電圧と
充電電流の積に比例する。即ち昇圧した電圧に比例して
大きくなる問題があった。またスイッチングレギュレー
タ２の大きさやコストも出力に比例して大きくなる問題
があった。
［発明の目的］
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、低損失で低コストである小型の充電
回路を提供することにある。
的とするところは、低損失で低コストである小型の充電
回路を提供することにある。
［発明の開示］
（構成）
本発明は直流電源を昇圧型スイッチングレギュレータを
介して電池に接続して充電を行うようにした充電回路に
おいて、上記スイッチングレギュレータの昇圧トランス
の２次巻線を直流電源に直列に接続し“た充電回路を開
示する。
介して電池に接続して充電を行うようにした充電回路に
おいて、上記スイッチングレギュレータの昇圧トランス
の２次巻線を直流電源に直列に接続し“た充電回路を開
示する。
（実施例１）
第１図は本発明の一実施例を示す図であり、構成的には
従来回路と略同様であるので、本実施例の差異点につい
てのみ説明する。本実施例では昇圧トランスＴの１大巻
ＭＬ、の巻き初め側（図中ドツトを付した側）と２次巻
線Ｌ２の巻き初め側（図中ドツトを付した１１１１）と
を接続することにより、昇圧トランスＴの２次＠Ｍｔｚ
と被充電電池Ｂとの直列回路を直流電源１の両端に接続
しである。そして、２次巻線Ｌ２の両端には発光ダイオ
ードＬＤ、を接続しである。ここで、従来例と同様に直
流電源１の電圧をＥＯ、スイッチングレギュレータ２を
流れる電流を１０、昇圧トランスＴの２次巻線Ｌ２の両
端電圧に被充電用電池Ｂの電圧を加えた電圧をＥｌ、被
充電電池Ｂに流れる充電電流をＩ３、昇圧型のスイッチ
ングレギュレータ２の変換効率なη゛としてスイッチン
グレギュレータ２に必要な出力（電力）を求めると、 Ｗ、’＝（Ｅ、−Ｅ、）Ｉ。
従来回路と略同様であるので、本実施例の差異点につい
てのみ説明する。本実施例では昇圧トランスＴの１大巻
ＭＬ、の巻き初め側（図中ドツトを付した側）と２次巻
線Ｌ２の巻き初め側（図中ドツトを付した１１１１）と
を接続することにより、昇圧トランスＴの２次＠Ｍｔｚ
と被充電電池Ｂとの直列回路を直流電源１の両端に接続
しである。そして、２次巻線Ｌ２の両端には発光ダイオ
ードＬＤ、を接続しである。ここで、従来例と同様に直
流電源１の電圧をＥＯ、スイッチングレギュレータ２を
流れる電流を１０、昇圧トランスＴの２次巻線Ｌ２の両
端電圧に被充電用電池Ｂの電圧を加えた電圧をＥｌ、被
充電電池Ｂに流れる充電電流をＩ３、昇圧型のスイッチ
ングレギュレータ２の変換効率なη゛としてスイッチン
グレギュレータ２に必要な出力（電力）を求めると、 Ｗ、’＝（Ｅ、−Ｅ、）Ｉ。
したがって、損失Ｗ ｓ ’は
Ｗｓ””（１’７’＞（Ｅｌ Ｅｏ）Ｉｏ／η。
この充電回路の損失Ｗ ｓ ’を従来の損失Ｗｓと比較
すると、本実施例の損失Ｗ ｓ ’は従来例の損失Ｗｓ
の（Ｅｌ−ＥＯ）／Ｅ１倍（ただし、Ｅ０≠０）となり
、変換効率η゛と従来例にて示した変換効率ηとを等し
いとすると、損失Ｗ ｓ ’が小さくなろことが分かる
。このようにスイッチングレギュレータ２の損失Ｗ ｓ
’を小さくでさるため、スイッチングレギュレータ２
の昇圧トランスＴを小型で低コストとすることができ、
結果として充電回路でスペースおよびコスト的に天外な
比率を占める昇圧トランスＴの小型化及び低コスト化に
より充電回路自体の小型化及び低コスト化を計れるもの
である。
すると、本実施例の損失Ｗ ｓ ’は従来例の損失Ｗｓ
の（Ｅｌ−ＥＯ）／Ｅ１倍（ただし、Ｅ０≠０）となり
、変換効率η゛と従来例にて示した変換効率ηとを等し
いとすると、損失Ｗ ｓ ’が小さくなろことが分かる
。このようにスイッチングレギュレータ２の損失Ｗ ｓ
’を小さくでさるため、スイッチングレギュレータ２
の昇圧トランスＴを小型で低コストとすることができ、
結果として充電回路でスペースおよびコスト的に天外な
比率を占める昇圧トランスＴの小型化及び低コスト化に
より充電回路自体の小型化及び低コスト化を計れるもの
である。
（実施例２）
第２図は本発明の他の実施例を示す図であり、実施例１
と同様の回路の２次巻線Ｌ２の巻き初めと被充電用電池
Ｂの正極との開に被充電電池Ｂの過充電状態を表示する
発光ダイオードＬＤ２と電流制限用抵抗Ｒ５とを接続し
たものである。
と同様の回路の２次巻線Ｌ２の巻き初めと被充電用電池
Ｂの正極との開に被充電電池Ｂの過充電状態を表示する
発光ダイオードＬＤ２と電流制限用抵抗Ｒ５とを接続し
たものである。
本実施例は例えば車載用の充電回路に用いられ、直流電
源１としてはエンジンが作動しているときの車のバッテ
リであり、被充電電池Ｂとしては１２Ｖの鉛シール電池
が考えられる。ここで、通常は車のバッテリの電圧は１
４±ＩＶ程度である。
源１としてはエンジンが作動しているときの車のバッテ
リであり、被充電電池Ｂとしては１２Ｖの鉛シール電池
が考えられる。ここで、通常は車のバッテリの電圧は１
４±ＩＶ程度である。
そして、被充電電池Ｂは鉛シール電池であるので、この
鉛シール電池が過充電状態となるのは１７Ｖ以上で、あ
る。したがって、被充電電池Ｂが過充電状態となれば、
発光ダイオードＬＤ、が発光することにより過充電力警
報を行うことができるものである。上述のようにすれば
、発光ダイオードＬＤ２以外にトランジスタやツェナダ
イオードを用いる必要がないので安価となるものである
。
鉛シール電池が過充電状態となるのは１７Ｖ以上で、あ
る。したがって、被充電電池Ｂが過充電状態となれば、
発光ダイオードＬＤ、が発光することにより過充電力警
報を行うことができるものである。上述のようにすれば
、発光ダイオードＬＤ２以外にトランジスタやツェナダ
イオードを用いる必要がないので安価となるものである
。
（実施例３）
第３図は本発明のさらに他の実施例を示す図であり、実
施例１と同様の回路に次の回路を設け、直流電源１の重
圧が被充電電池Ｂの電圧以上になるとスイッチングレギ
ュレータ２のスイッチング動作を停止するようにしたも
のである。具体的には次の構成となっている。直流電源
１の両端に分圧抵抗Ｒ，，Ｒ１を接続するとともに被充
電電池Ｂの両端に分圧抵抗Ｒｅ ｙ Ｒ７を接続し、分
圧抵抗Ｒ４ｔＲ５の接続点をコンパレータＣＰ、の非反
転入力端に、分圧抵抗Ｒｅ ＝ Ｒｔの接続点を反転入
力端に接続し、このフンパレータＣＰＩの出力にてスイ
ッチングするトランジスタＱ２をトランジスタＱ、のベ
ース・エミッタ間に接続しである。
施例１と同様の回路に次の回路を設け、直流電源１の重
圧が被充電電池Ｂの電圧以上になるとスイッチングレギ
ュレータ２のスイッチング動作を停止するようにしたも
のである。具体的には次の構成となっている。直流電源
１の両端に分圧抵抗Ｒ，，Ｒ１を接続するとともに被充
電電池Ｂの両端に分圧抵抗Ｒｅ ｙ Ｒ７を接続し、分
圧抵抗Ｒ４ｔＲ５の接続点をコンパレータＣＰ、の非反
転入力端に、分圧抵抗Ｒｅ ＝ Ｒｔの接続点を反転入
力端に接続し、このフンパレータＣＰＩの出力にてスイ
ッチングするトランジスタＱ２をトランジスタＱ、のベ
ース・エミッタ間に接続しである。
以下動作について詳述する。分圧抵抗Ｒ４、Ｒｓにて分
圧した直流電源１の電圧と、分圧抵抗ＲａｔＲ１にて分
圧°した被充電電池Ｂの両端電圧とはコンパレータＣＰ
１にて比較され、直流電源１の電圧が被充電電池Ｂの電
圧より高いとかにはコンパレータＣＰ、の出力はハイレ
ベルとなり、被充電電池Ｂの電圧が高くなったときにコ
ンパレータＣＰ、出力はローレベルとなる。そして、こ
のコンパレークＣＰ１出力にて動作するトランジスタＱ
２がコンパレ゛−タＣＰ１出力がローレベルのときには
遮断状態となり、ハイレベルのとき導通する。
圧した直流電源１の電圧と、分圧抵抗ＲａｔＲ１にて分
圧°した被充電電池Ｂの両端電圧とはコンパレータＣＰ
１にて比較され、直流電源１の電圧が被充電電池Ｂの電
圧より高いとかにはコンパレータＣＰ、の出力はハイレ
ベルとなり、被充電電池Ｂの電圧が高くなったときにコ
ンパレータＣＰ、出力はローレベルとなる。そして、こ
のコンパレークＣＰ１出力にて動作するトランジスタＱ
２がコンパレ゛−タＣＰ１出力がローレベルのときには
遮断状態となり、ハイレベルのとき導通する。
このトランジスりＱ２が導通すると、トランジスタＱ、
のベース電圧がほぼ０■まで引き下げられることにより
、スイッチングレギュレータ２のスイッチング動作が停
止する。つまり、＃１４図に示すように被充電電池Ｂの
電圧が直流電源１の電圧に一致するか或いは高くなった
ときに、スイッチングレギュレータ２のスイッチング動
作が行なわれ、被充電電池Ｂの電圧が低いときには被充
電電池Ｂの電圧と直流型［１の電圧との電位差にて被充
電電池Ｂを充電するものである。したがって、たとえば
車載用の充電回路の場合ではエンジンをかけているとき
にはバッテリの電圧はオルタネータと制御回路により１
４Ｖ〜１６Ｖ付近に制御されているが、このため本実施
例にて昇圧を行うと異常に大きな電流が充電回路や被充
電電池Ｂに流れ、被充電電池Ｂや充電回路が破損する可
能性がある。しかし、本実施例によれば所定値以上に直
流電源１の電圧が高いときには直流′ｌＬａ１の電圧が
スイッチングレギュレータ２にて昇圧されることがない
ので、被充電電池Ｂ等の破損を防止できるものである。
のベース電圧がほぼ０■まで引き下げられることにより
、スイッチングレギュレータ２のスイッチング動作が停
止する。つまり、＃１４図に示すように被充電電池Ｂの
電圧が直流電源１の電圧に一致するか或いは高くなった
ときに、スイッチングレギュレータ２のスイッチング動
作が行なわれ、被充電電池Ｂの電圧が低いときには被充
電電池Ｂの電圧と直流型［１の電圧との電位差にて被充
電電池Ｂを充電するものである。したがって、たとえば
車載用の充電回路の場合ではエンジンをかけているとき
にはバッテリの電圧はオルタネータと制御回路により１
４Ｖ〜１６Ｖ付近に制御されているが、このため本実施
例にて昇圧を行うと異常に大きな電流が充電回路や被充
電電池Ｂに流れ、被充電電池Ｂや充電回路が破損する可
能性がある。しかし、本実施例によれば所定値以上に直
流電源１の電圧が高いときには直流′ｌＬａ１の電圧が
スイッチングレギュレータ２にて昇圧されることがない
ので、被充電電池Ｂ等の破損を防止できるものである。
（実施例４）
第５図は本発明の第４の実施例を示す図であり、実施例
３の回路の分圧抵抗Ｒａｔ Ｒ、にて分圧された被充電
電池Ｂの両端電圧が所定値以上に上昇したことを検出す
るコンパレータＣＰ２を設け、このフンパレータＣＰ２
出力と実施例３にて説明したコンパレータＣＰ１との論
理和を行うオア回路３とを備えたものであり、動作とし
ては上記実施例３では被充電電池Ｂが過充電されたこと
を検出する回路がなかったが、本実施例ではコンパレー
タＣＰ２にてこの被充電電池Ｂの過充電状態をツェナダ
イオードＺＤにて決まる基準電圧Ｖ ｒｅｆと比較する
ことにより検出し、トランジスタＱ２の導通状態を制御
するものである。さらに詳しくは実施例３にで説明した
直流電源１の電圧が被充電電池Ｂの電圧以上になったと
き、或いは被充電電池Ｂの両端電圧が所定値以上のとき
、つまり被充電電池Ｂが過充電されたとき、コンパレー
タＣＰ、出力がハイレベルとなり、この出力はオア回路
３を介してトランジスタＱ２に印加され、トランジスタ
Ｑ２が導通状態となることによりスイッチングレギュレ
ータ２のスイッチング動作を停止するようにし、被充電
電池Ｂがさらに過充電され破損することを防止するよう
にしたものである。このため、本実施例は実施例３に被
充電電池Ｂの過充電を防止する機能を付加することがで
き、被充電電池Ｂが破損する可能性をさらに低くで終る
ものである。
３の回路の分圧抵抗Ｒａｔ Ｒ、にて分圧された被充電
電池Ｂの両端電圧が所定値以上に上昇したことを検出す
るコンパレータＣＰ２を設け、このフンパレータＣＰ２
出力と実施例３にて説明したコンパレータＣＰ１との論
理和を行うオア回路３とを備えたものであり、動作とし
ては上記実施例３では被充電電池Ｂが過充電されたこと
を検出する回路がなかったが、本実施例ではコンパレー
タＣＰ２にてこの被充電電池Ｂの過充電状態をツェナダ
イオードＺＤにて決まる基準電圧Ｖ ｒｅｆと比較する
ことにより検出し、トランジスタＱ２の導通状態を制御
するものである。さらに詳しくは実施例３にで説明した
直流電源１の電圧が被充電電池Ｂの電圧以上になったと
き、或いは被充電電池Ｂの両端電圧が所定値以上のとき
、つまり被充電電池Ｂが過充電されたとき、コンパレー
タＣＰ、出力がハイレベルとなり、この出力はオア回路
３を介してトランジスタＱ２に印加され、トランジスタ
Ｑ２が導通状態となることによりスイッチングレギュレ
ータ２のスイッチング動作を停止するようにし、被充電
電池Ｂがさらに過充電され破損することを防止するよう
にしたものである。このため、本実施例は実施例３に被
充電電池Ｂの過充電を防止する機能を付加することがで
き、被充電電池Ｂが破損する可能性をさらに低くで終る
ものである。
（実施例５）
第６図は本発明の第５の叉施例な示す図であり、本実施
例では実施例３の回路の被充電電池Ｂと整流用ダイオー
ドＤ、との間に抵抗Ｒ６を挿入し、この抵抗Ｒ８の両端
電圧が被充電電池Ｂに流れる充電電流にて変化すること
を用いてスイッチングレギュレータ２の動作を制御する
ものであり、抵抗Ｒ６の両端電圧にでスイッチング制御
されるトランジスタＱ、と、このトランジスタＱ３出力
と実施例３にて説明したコンパレータＣＰ１出力との論
理積を行うアンド回路４とを備えたものである。
例では実施例３の回路の被充電電池Ｂと整流用ダイオー
ドＤ、との間に抵抗Ｒ６を挿入し、この抵抗Ｒ８の両端
電圧が被充電電池Ｂに流れる充電電流にて変化すること
を用いてスイッチングレギュレータ２の動作を制御する
ものであり、抵抗Ｒ６の両端電圧にでスイッチング制御
されるトランジスタＱ、と、このトランジスタＱ３出力
と実施例３にて説明したコンパレータＣＰ１出力との論
理積を行うアンド回路４とを備えたものである。
以下本実施例の動作を説明する。本実施例では抵抗Ｒ８
にて被充電電池Ｂに流れる充電電流の大きさを検出し、
直流電源１の電圧が被充電電池Ｂの電圧より高く、かつ
充電電流が大きい場合にスイッチングレギュレータ２の
スイッチング動作を停止させるようにしたものである。
にて被充電電池Ｂに流れる充電電流の大きさを検出し、
直流電源１の電圧が被充電電池Ｂの電圧より高く、かつ
充電電流が大きい場合にスイッチングレギュレータ２の
スイッチング動作を停止させるようにしたものである。
さらに詳しくは、抵抗Ｒ６の両端電圧は充電電流の大き
さに比例して変化する。したがって、抵抗Ｒ６の抵抗値
を適当に選択することにより、被充電電池Ｂの充電電流
が所定値以上のときトランジスタＱ、にバイアスがかか
るようにする。そして、トランジスタＱ、の導通により
、トランジスタＱ、のフレフタ電位がハイレベルとなり
、このとき直流電源１の電圧が被充電電池Ｂの電圧以上
である場合に、アンド回路４出力にハイレベル出力が生
じ、トランジスタＱ２が導通してスイッチングレギュレ
ータ２のスイッチング動作を停止する。そして、充電電
流が小さくなったときには上記動作とは逆にトランジス
タＱ２をオフさせてスイッチングレギュレータ２を動作
させるものである。この動作状態を第７図に示す、つま
り、直流電源１の電圧と被充電電池Ｂとの電圧との比較
だけでスイッチングレギュレータ２のスイッチング動作
の制御を行えば、充電電流が一度零にならないとスイッ
チングレギュレータ２はスイッチング動作に移行できず
、たと元直流電源１より僅かに高めの電圧と被充電電池
Ｂの電圧との比較を行うようにしても、被充電電池Ｂ等
の内部抵抗によりスイッチングレギュレータ２がスイッ
チングするときの充電電流は一定とすることができず、
充電時間が長くなったり、充電電流が大きくなったりす
る。しかし、本実施例によればスイッチングレギュレー
タ２のスイッチングを充電電流が零になる前に行わせる
ことができ、またスイッチング時の充電電流を抵抗Ｒ６
にて一定とすることができろことにより、充電時間を短
縮で鯵、充電電流が大きくなることを防止できるもので
ある。
さに比例して変化する。したがって、抵抗Ｒ６の抵抗値
を適当に選択することにより、被充電電池Ｂの充電電流
が所定値以上のときトランジスタＱ、にバイアスがかか
るようにする。そして、トランジスタＱ、の導通により
、トランジスタＱ、のフレフタ電位がハイレベルとなり
、このとき直流電源１の電圧が被充電電池Ｂの電圧以上
である場合に、アンド回路４出力にハイレベル出力が生
じ、トランジスタＱ２が導通してスイッチングレギュレ
ータ２のスイッチング動作を停止する。そして、充電電
流が小さくなったときには上記動作とは逆にトランジス
タＱ２をオフさせてスイッチングレギュレータ２を動作
させるものである。この動作状態を第７図に示す、つま
り、直流電源１の電圧と被充電電池Ｂとの電圧との比較
だけでスイッチングレギュレータ２のスイッチング動作
の制御を行えば、充電電流が一度零にならないとスイッ
チングレギュレータ２はスイッチング動作に移行できず
、たと元直流電源１より僅かに高めの電圧と被充電電池
Ｂの電圧との比較を行うようにしても、被充電電池Ｂ等
の内部抵抗によりスイッチングレギュレータ２がスイッ
チングするときの充電電流は一定とすることができず、
充電時間が長くなったり、充電電流が大きくなったりす
る。しかし、本実施例によればスイッチングレギュレー
タ２のスイッチングを充電電流が零になる前に行わせる
ことができ、またスイッチング時の充電電流を抵抗Ｒ６
にて一定とすることができろことにより、充電時間を短
縮で鯵、充電電流が大きくなることを防止できるもので
ある。
［発明の効果Ｊ
本発明は上述のように、スイッチングレギュレータの昇
圧トランスの２次巻線を直流電源に直列に接続している
ので、被充電電池を直流電源の電圧とスイッチングレギ
ュレータにて昇圧した出力との和にて充電でき、直流電
源の電圧にスイッチングレギュレータにて僅かに昇圧し
た電圧を重畳°することで済むため、スイッチングレギ
ュレータの昇圧を小さく抑えることができ、このため損
失が少なくなる。またスイッチングレギュレータの昇圧
を小さく抑えることができるので、昇圧トラ −ン
スの巻数を少なくでき、こ、のためスイッチングレギュ
レータを小型化でき、結果として充電回路で大きなスペ
ースを占めるスイッチングレギュレータの小型化により
充電回路自体をも小型化することができ、さらにスイッ
チングレギュレータの昇圧を低くできることで回路部品
の耐圧等も低く抑えることができ、低コストにもで鯵る
ものである。
圧トランスの２次巻線を直流電源に直列に接続している
ので、被充電電池を直流電源の電圧とスイッチングレギ
ュレータにて昇圧した出力との和にて充電でき、直流電
源の電圧にスイッチングレギュレータにて僅かに昇圧し
た電圧を重畳°することで済むため、スイッチングレギ
ュレータの昇圧を小さく抑えることができ、このため損
失が少なくなる。またスイッチングレギュレータの昇圧
を小さく抑えることができるので、昇圧トラ −ン
スの巻数を少なくでき、こ、のためスイッチングレギュ
レータを小型化でき、結果として充電回路で大きなスペ
ースを占めるスイッチングレギュレータの小型化により
充電回路自体をも小型化することができ、さらにスイッ
チングレギュレータの昇圧を低くできることで回路部品
の耐圧等も低く抑えることができ、低コストにもで鯵る
ものである。
第１図は本発明の第１の実施例の回路構成図、第２図は
本発明の第２の実施例の回路構成図、第３図は第３の実
施例の回路構成図、第４図は同上の動作説明図、第５図
は本発明の第４の実施例を示す回路構成図、＠６図は第
５の実施例の回路構成図、第７図は同上の動作説明図、
第８図は従来例を示す回路構成図である。 １は直流電源、２はスイッチングレギュレータ、Ｔは昇
圧トランス、Ｌ２は２次巻線、Ｂは被充電電池である。 手続補正書（自発）［１］ 昭和６１年５月２４日 うに 昭和６０年特許願第２０３６７２号 ２、発明の名称 充電回路 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府門真市大〒門真１０４８８地名称（５８
３）松下電工株式公社 代表者 藤 井 Ｉ 夫 ４、代理人 郵便番号 ５３０ ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正により増加する発明の数 なし添付図面中の第
２図乃至第６図を別紙のよ訂正する。 代理人 弁理士 石 １）長 七 手続補正書（自発） 昭和６１年９月５日 １、事件の表示 昭和Ｇ Ｏ４ｆ、特許Ｅｌ＠２０３６７２号２、発明の
名称 充電回路 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者 藤 井 貞 夫 ４、代理人 郵便番号 ５３０ ５、補正命令の日付 自 発 ［１１本願明細書の特許請求の範囲を下記のように訂正
する。 「（１） 直流電源しもイツチングレギュレータを介し
て電池に接続して充電を行うようにした充電回路におい
て、上記スイッチングレギュレータＱ」−ランスの２次
８線を直ｔｉｔ電源に直列に接続したことを特徴とする
充電回路。 （２）上記直流電源電圧と電池電圧とを比較し、直流電
源電圧が高いときスイッチングレギュレータの動作を停
止して成る特許Ａ＋’ｌ求の範囲第１項記載の充電回路
。 （３） 直流電源電圧が電池電圧より高く、かつ充電電
流が一定値以上のときスイッチングレギュレータのスイ
ッチング動作を停止して成る特許請求の範囲第１項記載
の充電回路。」 １２１ 同上第２頁第１３行目の［抵抗Ｒ，Ｊの次に［
。 Ｒ２Ｊを挿入する。 ［３１同上第２頁第２０行［１乃至＠３頁第１行［１の
［３次巻線り、と発振用コンデンサＣと−１を１３次巻
線１６１、発振用コンデンサＣい及び抵抗Ｒ２，ｌと訂
正する。 ［４１同上第３頁第３行目の「起動抵抗である。」を削
除し、下記の文を挿入する。 ［起動抵抗であり、充電回路の始動時にスイッチングレ
ギュレータ２のトランジスタＱ１のベースに起動電流を
流してスイッチングレギュレータ２の発振動作を開始す
るものである。１［５１同上同頁第８行目の「逆流防止
用」を「整流用１と訂正する。 １６１ 同上第４頁第１２行目の［昇圧型１を削除する
。 ［７１同上第４頁第１５行目、同頁第２０行目乃至第５
頁第１行目、同頁第３行目乃至第４行目、同頁第９行目
、第６頁第５行目、同頁第７行目、第１３頁第１３行目
、第１４頁第１行目乃至第２行目、同頁第１９行目の「
昇圧トランス」を［トランス１と訂正する。 ［８１同上第１１頁第１３行目の１−ものである。」の
次に、下記の文を挿入する。 ［なお、トランジスタＱ３が接続されたアンド回路４の
入力にはプルグラン抵抗Ｒ０゜が接続しである。」 ［９］ 同上ｆ５１３頁第７行目乃至第１０行目の全文
を削除し、下記の文を挿入する。 「できる。つまり、直流電源１にて充電される被充電電
池Ｂの電圧が第７図に示すように直流電源１の電圧近く
まで上昇し、充電電流が小さくなったときには、被充電
電池Ｂはまだ所定電圧以下であるから、コンパレータＣ
Ｐ、出力はハイレベル状態である。しかし、上記充電電
流が小さくなることにより、抵抗Ｒ６の両端電圧が低下
してトランジスタＱ＋ｌ土オンからオフする。従って、
アンド回路４の入力はローレベルとなり、アンド回路４
出力はローレベルとなる。このため、トランジスタＱ２
がオフになり、トランジスタＱ１が起動抵抗Ｒ１にて起
動され、スイッチングレギュレータ２が発振動作を開始
して、被充電電池Ｂにスイッチングレギュレータ２によ
る充電７４流が流れる。 しかし、このスイッチングレギュレータ２による充電電
流により、抵抗Ｒ，の１ｉ１ｉｌ端電圧がトランジスタ
Ｑ３のしきい値以上に土性し、トランジスタＱ、がオフ
となる。したがって、アンド回ｖｒ４人力がハイレベル
となって、スイッチングレギュレータ２の動作が停止す
るといったように、被充電電池Ｂが直流電源１の電圧近
くまで直流電源１により光電されたときには、直流電源
１及びスイッチングレギュレータ２による被充電電池Ｂ
の充電が交互に繰り返される。なお、抵抗Ｒ８及びトラ
ンジスタＱ、によろ光’Ａ［流の検出動作により、被充
電電池Ｂに流れる電流は略一定となる。このように、被
充電電池Ｂと直流電源１との電圧が完全暢ニ一致して電
流が零になってからスイッチングレギュレータ２を完全
に動作させる場合より、スイッチングレギュレータ２が
間欠的に動作して被充電電池Ｂを充電するだけ充電時間
が短くなるのである。また、被充電電池Ｂの内部抵抗が
変化しても、被充電電池Ｂの内部抵抗より大きな抵抗値
の抵抗Ｒ６が被充電電池Ｂと直列に接続されているので
、被充電電池Ｂの内部抵抗の変化に充電電流は影響され
ず一定となる。なお、」二元直流電源１とスイッチング
レギュレータ２との交互の被充電電池Ｂの充電にて、被
充電、電池Ｂが所定値以上に上昇したときには、コンパ
レータＣＰ、出力はび一レベルになるので、アンド回路
４出力はローレベルに保持されてトランジスタＱ２はオ
ン状態を維持し、トランジスタＱ、のオンオフに関係な
く、スイッチングレギュレータ２は連続的に動作する。 １ ［１０１添付図面中の第１図、ｖＪ：（図、第５図乃至
第８図を別紙のように訂正する。 代理人 弁理士 石 １）艮 七 第３図 第７図 を電吟馴− 第８図 Ｌ３Ｃ１（Ｊ＋
本発明の第２の実施例の回路構成図、第３図は第３の実
施例の回路構成図、第４図は同上の動作説明図、第５図
は本発明の第４の実施例を示す回路構成図、＠６図は第
５の実施例の回路構成図、第７図は同上の動作説明図、
第８図は従来例を示す回路構成図である。 １は直流電源、２はスイッチングレギュレータ、Ｔは昇
圧トランス、Ｌ２は２次巻線、Ｂは被充電電池である。 手続補正書（自発）［１］ 昭和６１年５月２４日 うに 昭和６０年特許願第２０３６７２号 ２、発明の名称 充電回路 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府門真市大〒門真１０４８８地名称（５８
３）松下電工株式公社 代表者 藤 井 Ｉ 夫 ４、代理人 郵便番号 ５３０ ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正により増加する発明の数 なし添付図面中の第
２図乃至第６図を別紙のよ訂正する。 代理人 弁理士 石 １）長 七 手続補正書（自発） 昭和６１年９月５日 １、事件の表示 昭和Ｇ Ｏ４ｆ、特許Ｅｌ＠２０３６７２号２、発明の
名称 充電回路 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者 藤 井 貞 夫 ４、代理人 郵便番号 ５３０ ５、補正命令の日付 自 発 ［１１本願明細書の特許請求の範囲を下記のように訂正
する。 「（１） 直流電源しもイツチングレギュレータを介し
て電池に接続して充電を行うようにした充電回路におい
て、上記スイッチングレギュレータＱ」−ランスの２次
８線を直ｔｉｔ電源に直列に接続したことを特徴とする
充電回路。 （２）上記直流電源電圧と電池電圧とを比較し、直流電
源電圧が高いときスイッチングレギュレータの動作を停
止して成る特許Ａ＋’ｌ求の範囲第１項記載の充電回路
。 （３） 直流電源電圧が電池電圧より高く、かつ充電電
流が一定値以上のときスイッチングレギュレータのスイ
ッチング動作を停止して成る特許請求の範囲第１項記載
の充電回路。」 １２１ 同上第２頁第１３行目の［抵抗Ｒ，Ｊの次に［
。 Ｒ２Ｊを挿入する。 ［３１同上第２頁第２０行［１乃至＠３頁第１行［１の
［３次巻線り、と発振用コンデンサＣと−１を１３次巻
線１６１、発振用コンデンサＣい及び抵抗Ｒ２，ｌと訂
正する。 ［４１同上第３頁第３行目の「起動抵抗である。」を削
除し、下記の文を挿入する。 ［起動抵抗であり、充電回路の始動時にスイッチングレ
ギュレータ２のトランジスタＱ１のベースに起動電流を
流してスイッチングレギュレータ２の発振動作を開始す
るものである。１［５１同上同頁第８行目の「逆流防止
用」を「整流用１と訂正する。 １６１ 同上第４頁第１２行目の［昇圧型１を削除する
。 ［７１同上第４頁第１５行目、同頁第２０行目乃至第５
頁第１行目、同頁第３行目乃至第４行目、同頁第９行目
、第６頁第５行目、同頁第７行目、第１３頁第１３行目
、第１４頁第１行目乃至第２行目、同頁第１９行目の「
昇圧トランス」を［トランス１と訂正する。 ［８１同上第１１頁第１３行目の１−ものである。」の
次に、下記の文を挿入する。 ［なお、トランジスタＱ３が接続されたアンド回路４の
入力にはプルグラン抵抗Ｒ０゜が接続しである。」 ［９］ 同上ｆ５１３頁第７行目乃至第１０行目の全文
を削除し、下記の文を挿入する。 「できる。つまり、直流電源１にて充電される被充電電
池Ｂの電圧が第７図に示すように直流電源１の電圧近く
まで上昇し、充電電流が小さくなったときには、被充電
電池Ｂはまだ所定電圧以下であるから、コンパレータＣ
Ｐ、出力はハイレベル状態である。しかし、上記充電電
流が小さくなることにより、抵抗Ｒ６の両端電圧が低下
してトランジスタＱ＋ｌ土オンからオフする。従って、
アンド回路４の入力はローレベルとなり、アンド回路４
出力はローレベルとなる。このため、トランジスタＱ２
がオフになり、トランジスタＱ１が起動抵抗Ｒ１にて起
動され、スイッチングレギュレータ２が発振動作を開始
して、被充電電池Ｂにスイッチングレギュレータ２によ
る充電７４流が流れる。 しかし、このスイッチングレギュレータ２による充電電
流により、抵抗Ｒ，の１ｉ１ｉｌ端電圧がトランジスタ
Ｑ３のしきい値以上に土性し、トランジスタＱ、がオフ
となる。したがって、アンド回ｖｒ４人力がハイレベル
となって、スイッチングレギュレータ２の動作が停止す
るといったように、被充電電池Ｂが直流電源１の電圧近
くまで直流電源１により光電されたときには、直流電源
１及びスイッチングレギュレータ２による被充電電池Ｂ
の充電が交互に繰り返される。なお、抵抗Ｒ８及びトラ
ンジスタＱ、によろ光’Ａ［流の検出動作により、被充
電電池Ｂに流れる電流は略一定となる。このように、被
充電電池Ｂと直流電源１との電圧が完全暢ニ一致して電
流が零になってからスイッチングレギュレータ２を完全
に動作させる場合より、スイッチングレギュレータ２が
間欠的に動作して被充電電池Ｂを充電するだけ充電時間
が短くなるのである。また、被充電電池Ｂの内部抵抗が
変化しても、被充電電池Ｂの内部抵抗より大きな抵抗値
の抵抗Ｒ６が被充電電池Ｂと直列に接続されているので
、被充電電池Ｂの内部抵抗の変化に充電電流は影響され
ず一定となる。なお、」二元直流電源１とスイッチング
レギュレータ２との交互の被充電電池Ｂの充電にて、被
充電、電池Ｂが所定値以上に上昇したときには、コンパ
レータＣＰ、出力はび一レベルになるので、アンド回路
４出力はローレベルに保持されてトランジスタＱ２はオ
ン状態を維持し、トランジスタＱ、のオンオフに関係な
く、スイッチングレギュレータ２は連続的に動作する。 １ ［１０１添付図面中の第１図、ｖＪ：（図、第５図乃至
第８図を別紙のように訂正する。 代理人 弁理士 石 １）艮 七 第３図 第７図 を電吟馴− 第８図 Ｌ３Ｃ１（Ｊ＋
Claims (3)
- （１）直流電源を昇圧型スイッチングレギュレータを介
して電池に接続して充電を行うようにした充電回路にお
いて、上記スイッチングレギュレータの昇圧トランスの
２次巻線を直流電源に直列に接続したことを特徴とする
充電回路。 - （２）上記直流電源電圧と電池電圧とを比較し、直流電
源電圧が高いときスイッチングレギュレータの動作を停
止して成る特許請求の範囲第１項記載の充電回路。 - （３）直流電源電圧が電池電圧より高く、かつ充電電流
が一定値以上のときスイッチングレギュレータのスイッ
チング動作を停止して成る特許請求の範囲第１項記載の
充電回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60203672A JPS6264228A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 充電回路 |
| DE19863630421 DE3630421A1 (de) | 1985-09-13 | 1986-09-06 | Batterie-ladegeraet |
| US06/904,593 US4777424A (en) | 1985-09-13 | 1986-09-08 | Battery charger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60203672A JPS6264228A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 充電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6264228A true JPS6264228A (ja) | 1987-03-23 |
Family
ID=16477937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60203672A Pending JPS6264228A (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 充電回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4777424A (ja) |
| JP (1) | JPS6264228A (ja) |
| DE (1) | DE3630421A1 (ja) |
Families Citing this family (13)
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| US5266881A (en) * | 1989-04-11 | 1993-11-30 | Solid State Chargers Research And Development Limited | Universal high current battery charger |
| JPH07110110B2 (ja) * | 1989-10-18 | 1995-11-22 | リョービ株式会社 | 電池充電器 |
| US5289101A (en) * | 1990-04-27 | 1994-02-22 | Fuji Electric Co., Ltd. | Battery charger with charging current controller |
| US5250891A (en) * | 1991-05-13 | 1993-10-05 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Battery charging method and apparatus |
| DE4125825A1 (de) * | 1991-08-05 | 1993-02-11 | Rawe Electronik Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum wiederaufladen von aufladbaren batterien mit einem ladegeraet |
| NL9101590A (nl) * | 1991-09-20 | 1993-04-16 | Ericsson Radio Systems Bv | Stelsel voor het laden van een oplaadbare accu van een draagbare eenheid in een rek. |
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| US5581170A (en) * | 1994-12-12 | 1996-12-03 | Unitrode Corporation | Battery protector |
| US5652501A (en) * | 1994-12-12 | 1997-07-29 | Unitrode Corporation | Voltage sensor for detecting cell voltages |
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| US4327405A (en) * | 1980-05-16 | 1982-04-27 | Sperry Corporation | Voltage suppression circuit for a DC-to-DC voltage converter circuit |
| DE3041202A1 (de) * | 1980-11-03 | 1982-06-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zur spannungsregelung bei gleichstrom-bordnetzen |
| JPS57206231A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-17 | Hitachi Ltd | Power source for automotive electronic device |
-
1985
- 1985-09-13 JP JP60203672A patent/JPS6264228A/ja active Pending
-
1986
- 1986-09-06 DE DE19863630421 patent/DE3630421A1/de active Granted
- 1986-09-08 US US06/904,593 patent/US4777424A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5574370A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-04 | Fujitsu Ltd | Power supply device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3630421A1 (de) | 1987-03-26 |
| DE3630421C2 (ja) | 1991-06-13 |
| US4777424A (en) | 1988-10-11 |
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