JPS6355298B2 - - Google Patents

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JPS6355298B2
JPS6355298B2 JP55097271A JP9727180A JPS6355298B2 JP S6355298 B2 JPS6355298 B2 JP S6355298B2 JP 55097271 A JP55097271 A JP 55097271A JP 9727180 A JP9727180 A JP 9727180A JP S6355298 B2 JPS6355298 B2 JP S6355298B2
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JP
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transistor
voltage
emitter
base
storage battery
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Application number
JP55097271A
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Japanese (ja)
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JPS5722342A (en
Inventor
Kaoru Furukawa
Hiromi Kakumoto
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、充電回路に関するものである。[Detailed description of the invention] [Technical field] The present invention relates to a charging circuit.

[背景技術] 一般に、蓄電池にて負荷を駆動するようにした
充電式電気機器において、蓄電池の充電中であつ
ても負荷を駆動できるいわゆるフローテイング充
電回路(以下充電回路と略称する)が多く用いら
れている。たとえば、第5図は充電式電気かみそ
りに用いられる充電回路の従来例を示すものであ
り、商用交流電源ACを整流回路1で整流平滑し
た直流電源をインバータ式のDC―DCコンバータ
4にて降圧し、直流モータMに電源スイツチSW
を介して接続されたニツケルカドミウム電池のよ
うな蓄電池Bをフローテイング充電するようにな
つている。ところで、このような従来例にあつて
は、商用交流電源ACが印加されている間は直流
モータMの使用状態にかかわらず、常時、蓄電池
Bへの充電電流が供給されているものであるか
ら、蓄電池Bが過充電になり蓄電池Bの充電特性
が劣化したり蓄電池Bの内部でのガスの発生によ
る蓄電池Bの破損などが起こらないように過充電
を防止する充電制御部2が設けられており、トラ
ンジスタQ4のベースに印加される設定電圧とエ
ミツタに印加される蓄電池Bの端子電圧とを比較
してトランジスタQ4によりトランジスタQ5をオ
ンオフ制御し、蓄電池Bの端子電圧が設定電圧よ
り高くなつたときにDC―DCコンバータ4の発振
を停止するようになつている。しかし、このよう
な従来の充電制御部2は構成が複雑であり、充電
回路が大型化するという欠点があり、また、入力
電圧の変化によりDC―DCコンバータ4の出力電
流が変動するものであるから、入力電圧が高い場
合には、直流モータMの回転数が速くなつて騒音
や振動の原因となつたり、出力電流の増加に伴な
つてDC―DCコンバータ4の構成部品の発熱が多
くなり放熱板が必要となつて装置全体が大型化す
るという問題があつた。
[Background Art] Generally, in rechargeable electrical equipment that uses a storage battery to drive a load, a so-called floating charging circuit (hereinafter abbreviated as a charging circuit) that can drive the load even while the storage battery is being charged is often used. It is being For example, Figure 5 shows a conventional example of a charging circuit used in a rechargeable electric shaver, in which a DC power source obtained by rectifying and smoothing a commercial AC power source AC in a rectifier circuit 1 is stepped down in an inverter type DC-DC converter 4. Then, turn the power switch SW on DC motor M.
A storage battery B such as a nickel cadmium battery connected via the battery is floatingly charged. By the way, in such a conventional example, charging current is always supplied to the storage battery B while the commercial AC power supply AC is applied, regardless of the usage status of the DC motor M. , a charge control unit 2 is provided to prevent overcharging, so that storage battery B will not be overcharged and the charging characteristics of storage battery B will deteriorate, or storage battery B will be damaged due to gas generation inside storage battery B. The set voltage applied to the base of transistor Q4 is compared with the terminal voltage of storage battery B applied to the emitter, transistor Q4 turns on and off transistor Q5 , and the terminal voltage of storage battery B is lower than the set voltage. When the voltage rises, the oscillation of the DC-DC converter 4 is stopped. However, such a conventional charging control unit 2 has a disadvantage that the configuration is complicated and the charging circuit becomes large, and the output current of the DC-DC converter 4 fluctuates due to changes in input voltage. Therefore, when the input voltage is high, the rotation speed of the DC motor M increases, causing noise and vibration, and as the output current increases, the components of the DC-DC converter 4 generate more heat. There was a problem in that a heat sink was required, which increased the size of the entire device.

このような問題を解消するものとして、第6図
に示す回路構成が考えられる。これは、DC―DC
コンバータ4の発振用のトランジスタQ1のベー
スに、ベース電流をバイパスするスイツチ素子と
してのトランジスタQ3を接続し、このトランジ
スタQ3のエミツタに定電圧素子としてのツエナ
ーダイオードZD2を挿入し、トランジスタQ3のベ
ースでエミツタ抵抗R6と蓄電池Bとの直列回路
の端子電圧を検出するようにして保護回路6を構
成したものである。すなわち、エミツタ抵抗R6
と蓄電池Bとの直列回路の端子電圧が、ツエナー
ダイオードZD2のしきい値電圧とトランジスタQ3
のベース―エミツタ間電圧との和を越えると、ト
ランジスタQ3が導通してトランジスタQ1のベー
ス電流をバイパスするようになつているのであ
る。この構成では、入力電圧が高くなると発振用
のトランジスタQ1のオン期間を短くして充電電
流を減少させ、一方、負荷が大きいときには、発
振出力を大きくして負荷への供給電流を大きくす
ることができるのであり、簡単な回路構成であり
ながら、負荷への供給電流を安定化させる作用が
ある。しかしながら、トランジスタQ3が導通し
てトランジスタQ1のベース電流をバイパスする
ときに、この電流がツエナーダイオードZD2にも
同時に流れるから、ツエナーダイオードZD2の直
流抵抗分によりツエナーダイオードZD2の両端電
圧が上昇することになり、動作電圧が上がるから
トランジスタQ3が急峻な応答をしなくなるとい
う問題がある。つまり、負荷変動に対する応答性
がやや遅く、変化の速い直流モータMの負荷に追
随できないことになる。
A circuit configuration shown in FIG. 6 can be considered as a solution to such problems. This is DC-DC
A transistor Q 3 as a switch element that bypasses the base current is connected to the base of the oscillation transistor Q 1 of the converter 4 , and a Zener diode ZD 2 as a constant voltage element is inserted in the emitter of this transistor Q 3 . The protection circuit 6 is configured to detect the terminal voltage of the series circuit of the emitter resistor R6 and the storage battery B at the base of Q3 . That is, the emitter resistance R 6
The terminal voltage of the series circuit of and storage battery B is the threshold voltage of Zener diode ZD 2 and transistor Q 3
When the base-emitter voltage exceeds the sum of the base-emitter voltage, transistor Q3 becomes conductive and bypasses the base current of transistor Q1 . In this configuration, when the input voltage increases, the on-period of the oscillation transistor Q1 is shortened to reduce the charging current, while when the load is large, the oscillation output is increased to increase the current supplied to the load. Although it has a simple circuit configuration, it has the effect of stabilizing the current supplied to the load. However, when transistor Q 3 conducts and bypasses the base current of transistor Q 1 , this current also flows through Zener diode ZD 2 at the same time, so the voltage across Zener diode ZD 2 increases due to the DC resistance of Zener diode ZD 2 . This causes a problem in that transistor Q3 no longer responds as sharply as the operating voltage increases. In other words, the response to load fluctuations is rather slow and cannot follow the rapidly changing load of the DC motor M.

さらに、発振時においてトランスTの極性が反
転したときに、トランジスタQ1のエミツタ・ベ
ース間には逆バイアス電圧がかかるが、このと
き、エミツタ・ベース間にはトランジスタQ2
コレクタ・ベース間よりなるダイオードのみが接
続されているから、逆バイアス電圧はその順方向
電圧(約0.7V)のみとなり、トランジスタQ1
ベース領域の電荷を抜くのに時間がかかり、トラ
ンジスタQ1がオフになるのに時間がかかること
になるのである。
Furthermore, when the polarity of the transformer T is reversed during oscillation, a reverse bias voltage is applied between the emitter and base of transistor Q1 ; Since only the diode that is It will take time.

[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、蓄電池の過充電を
防止すると共に入力電圧が変動した場合にも安定
した出力電流が得られるようにし、かつ負荷変動
に対する応答性がよい充電回路を簡単な構成によ
つて提供することにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to prevent overcharging of a storage battery and to obtain a stable output current even when the input voltage fluctuates. It is an object of the present invention to provide a charging circuit which has a simple configuration and has good responsiveness to load fluctuations.

[発明の開示] (構成) 本発明に係る充電回路は、商用交流電源を整流
して得た直流電源を、第1のトランジスタのコレ
クタと上記直流電源の一端との間に発振トランス
のコレクタ巻線を挿入するとともに、第1のトラ
ンジスタのベース・エミツタ間に発振トランスの
ベース巻線を挿入した構成を有するリンギングチ
ヨークコンバータ方式のDC―DCコンバータによ
り降圧して、負荷に接続された蓄電池を充電する
ようにした充電回路において、第1のトランジス
タのエミツタと上記直流電源の他端との間にエミ
ツタ抵抗と蓄電池との直列回路が挿入され、上記
直流電源の他端と第1のトランジスタのベースと
の間にコレクタ・エミツタ間が挿入された第2の
トランジスタと、第1のトランジスタのエミツタ
と第2のトランジスタのベースとの問に挿入され
て上記エミツタ抵抗と蓄電池との直列回路の両端
電圧が所定のしきい値電圧以上となると第2のト
ランジスタを導通させる定電圧素子とにより保護
回路が構成されて成るものであり、負荷変動に対
して応答性よく追随できるようにしたものであ
る。
[Disclosure of the Invention] (Structure) The charging circuit according to the present invention supplies a DC power source obtained by rectifying a commercial AC power source to a collector winding of an oscillation transformer between the collector of a first transistor and one end of the DC power source. At the same time, the voltage is stepped down by a ringing chain-yoke converter type DC-DC converter, which has a configuration in which the base winding of an oscillation transformer is inserted between the base and emitter of the first transistor, and the storage battery connected to the load is In the charging circuit for charging, a series circuit of an emitter resistor and a storage battery is inserted between the emitter of the first transistor and the other end of the DC power supply, and a series circuit of an emitter resistor and a storage battery is inserted between the emitter of the first transistor and the other end of the DC power supply. a second transistor whose collector-emitter is inserted between the base and the emitter of the first transistor and the base of the second transistor, and a series circuit of the emitter resistor and the storage battery; A protection circuit is constituted by a constant voltage element that turns on a second transistor when the voltage exceeds a predetermined threshold voltage, and is able to follow load fluctuations with good responsiveness. .

(実施例) 本実施例においては、充電式電気かみそりに用
いられる充電回路を例示する。また、スイツチ素
子と整流素子とがトランジスタQ2で兼用されて
いる例を示す。第1図において、1は整流回路で
あり、限流用抵抗R1,R2、コンデンサC1、双方
向性しきい値素子ZおよびダイオードブリツジD
により構成され、商工交流電源ACを整流平滑し
て直流電源を得るようになつている。4はリンギ
ングチヨークコンバータ方式のDC―DCコンバー
タであつて、ベース帰還線L1、コレクタ巻線L2
出力巻線L3を同一フエライトコアに巻回して形
成した発振トランスT、トランジスタQ1、抵抗
R3〜R6、コンデンサC2,C3、ダイオードD1によ
り構成され、DC―DCコンバータ4は整流回路1
の出力である直流電源のリツプル分により変調さ
れた高周波発振を行なうようになつている。発振
トランスTの出力巻線L3には降圧された高周波
電圧が誘起され、この出力巻線L3に誘起された
高周波電圧をダイオードD1により整流して蓄電
池Bに充電する。整流回路1からの直流電源が
DC―DCコンバータ4に供給されると、抵抗R3
によつて起動電流がトランジスタQ1のベースに
流れ、トランジスタQ1がオンとなつて発振トラ
ンスTのコレクタ巻線L2に電流が流れ、コレク
タ巻線L2とベース巻線L1とが正帰還となるよう
に接続されているために発振を開始する。このと
き出力巻線L3にはダイオードD1の逆方向の電圧
が発生するために電流が流れず、第2図に示すよ
うに、トランジスタQ1のコレクタ電流ILは直線的
に増加し、トランジスタQ1のベース電流IBとコレ
クタ電流ILとにより流れるエミツタ電流IEによつ
てエミツタ抵抗R6の両端に端子電圧VRが発生し、
このエミツタ抵抗R6の端子電圧VRと蓄電池Bの
端子電圧との和が保護回路6のツエナーダイオー
ドZD1のツエナー電圧によつて設定された設定電
圧Vを越えるとトランジスタQ2がオンとなつて
DC―DCコンバータ4のトランジスタQ1のベー
ス電流IBをトランジスタQ2のコレクタ電流ICとし
てバイパスされ、トランジスタQ1を急速にオフ
にする。このとき、トランジスタQ2がオンとな
るときの前後においてツエナーダイオードZD1
流れる電流はほとんど変化せず、ツエナーダイオ
ードZD1の設定電圧が変動することがないもので
ある。ここに、抵抗R7はツエナーダイオードZD1
のリーク等によるトランジスタQ2の誤動作を防
止する目的で設けられている。
(Example) In this example, a charging circuit used for a rechargeable electric shaver is illustrated. Further, an example will be shown in which a transistor Q2 serves as both a switch element and a rectifier element. In FIG. 1, 1 is a rectifier circuit, which includes current-limiting resistors R 1 , R 2 , a capacitor C 1 , a bidirectional threshold element Z, and a diode bridge D.
It is designed to rectify and smooth the commercial alternating current power source AC to obtain a direct current power source. 4 is a ringing chain yoke converter type DC-DC converter, which includes a base feedback line L 1 , a collector winding L 2 ,
An oscillation transformer T formed by winding the output winding L 3 around the same ferrite core, a transistor Q 1 , and a resistor.
The DC-DC converter 4 is composed of R 3 to R 6 , capacitors C 2 , C 3 , and diode D 1 , and the rectifier circuit 1
It is designed to generate high-frequency oscillation modulated by the ripple component of the DC power supply output. A stepped-down high frequency voltage is induced in the output winding L3 of the oscillation transformer T, and the high frequency voltage induced in the output winding L3 is rectified by the diode D1 to charge the storage battery B. DC power from rectifier circuit 1
When supplied to the DC-DC converter 4, the resistance R 3
As a result, a starting current flows to the base of the transistor Q1 , the transistor Q1 turns on, and current flows to the collector winding L2 of the oscillation transformer T, and the collector winding L2 and base winding L1 become positive. Since it is connected as a feedback, it starts oscillating. At this time, no current flows in the output winding L 3 because a voltage in the opposite direction of the diode D 1 is generated, and as shown in FIG. 2, the collector current I L of the transistor Q 1 increases linearly. A terminal voltage V R is generated across the emitter resistor R 6 due to the emitter current I E flowing due to the base current I B and collector current I L of the transistor Q 1 .
When the sum of the terminal voltage V R of the emitter resistor R 6 and the terminal voltage of the storage battery B exceeds the set voltage V set by the Zener voltage of the Zener diode ZD 1 of the protection circuit 6, the transistor Q 2 turns on. hand
The base current I B of the transistor Q 1 of the DC-DC converter 4 is bypassed as the collector current I C of the transistor Q 2 to quickly turn off the transistor Q 1 . At this time, the current flowing through the Zener diode ZD 1 hardly changes before and after the transistor Q 2 turns on, and the set voltage of the Zener diode ZD 1 does not change. Here, resistor R 7 is a Zener diode ZD 1
This is provided for the purpose of preventing malfunction of transistor Q2 due to leakage or the like.

さらに具体的に動作を説明する。トランジスタ
Q2が導通してトランジスタQ1のベース電流をバ
イパスすると、トランジスタQ1のコレクタ電流
はその前までのようには増加できなくなり、ベー
ス巻線L1に流れる電流が増加しなくなつて、ベ
ース巻線L1の両端の極性が反転し、その結果、
コレクタ巻線L2の両端の極性も反転する。した
がつて、コレクタ巻線L2に誘起された電圧によ
りトランジスタQ1のエミツタ・ベース間には逆
バイアスがかかることになり、トランジスタQ1
のベース領域に存在する過剰電子を抜き取るか
ら、コレクタ電流が減少して、トランジスタQ1
はオフとなるのである。ここに、ベース電流が減
少し始めてからコレクタ電流が減少し始めるまで
の時間をトランジスタの蓄積時間と呼び、本発明
ではこの蓄積時間を短くしているのである。
The operation will be explained in more detail. transistor
When Q 2 conducts and bypasses the base current of transistor Q 1 , the collector current of transistor Q 1 can no longer increase as before, and the current flowing through the base winding L 1 no longer increases and the base The polarity at both ends of winding L 1 is reversed, so that
The polarity at both ends of the collector winding L 2 is also reversed. Therefore, a reverse bias is applied between the emitter and base of the transistor Q1 due to the voltage induced in the collector winding L2 , and the transistor Q1
Since the excess electrons existing in the base region of Q1 are extracted, the collector current decreases and the transistor Q1
is turned off. Here, the time from when the base current begins to decrease until when the collector current begins to decrease is called the accumulation time of the transistor, and in the present invention, this accumulation time is shortened.

すなわち、トランジスタQ1のエミツタ・ベー
ス間にツエナーダイオードZD1と、トランジスタ
Q2のベース・コレクタ間とが直列に接続されお
り、トランジスタQ2のベース・コレクタ間はベ
ースをアノードとするダイオードとして作用す
る。したがつて、上記逆バイアス電圧はツエナー
ダイオードZD1とトランジスタQ2よりなるダイオ
ードとの直列回路に対する順方向電圧となり、こ
れがトランジスタQ1のエミツタ・ベース間にか
かるから、高い逆バイアス電圧でトランジスタ
Q1のベース領域の電荷を抜くことができるので
ある。したがつて、トランジスタQ1のスイツチ
ング速度が速くなり、スイツチング時の損失が減
少するのである。
In other words, a Zener diode ZD 1 is connected between the emitter and base of transistor Q 1 , and
The base and collector of transistor Q 2 are connected in series, and the base and collector of transistor Q 2 act as a diode with the base as an anode. Therefore, the above reverse bias voltage becomes the forward voltage for the series circuit of the Zener diode ZD 1 and the diode formed by the transistor Q 2 , and since this is applied between the emitter and base of the transistor Q 1 , the high reverse bias voltage causes the transistor to
This allows the charge in the base region of Q 1 to be removed. Therefore, the switching speed of transistor Q1 becomes faster and the loss during switching is reduced.

以上のように、トランジスタQ1のエミツタ・
ベース間にツエナーダイオードZD1とトランジス
タQ2のコレクタ・ベースよりなるダイオードと
の直列回路を挿入することにより、トランジスタ
Q1のエミツタ・ベース間の逆バイアス電圧を高
くとり、エミツタ・ベース間を保護するととも
に、トランスTの極性反転からトランジスタQ1
のオフまでの時間を短縮することができるのであ
る。
As mentioned above, the emitter of transistor Q1
By inserting a series circuit between the base of the Zener diode ZD 1 and the diode consisting of the collector and base of the transistor
The reverse bias voltage between the emitter and base of Q 1 is set high to protect the emitter and base, and the transistor Q 1 is protected from polarity reversal of the transformer T.
This can shorten the time it takes for the device to turn off.

トランジスタQ1がオンの期間TONに発振トラン
スTに蓄えられたエネルギーは、トランジスタ
Q1がオフとなると、出力巻線L3にオンの状態の
ときとは逆方向の電圧として誘起され、ダイオー
ドD1を通して電流が蓄電池Bおよび直流モータ
Mに供給される。蓄電池Bおよび直流モータMに
電流が供給されている期間TOFFはコレクタ巻線
L2のインピーダンス、トランジスタQ1のコレク
タピーク電流、コレクタ巻線L2と出力巻線L3
の巻比および出力電圧によつて決定される。発振
トランスTに蓄えられたエネルギーが放出されて
しまうと電流が停止し、サージ電圧が発生してベ
ース巻線L1に帰還され再びトランジスタQ1がオ
ンとなつて同じことが繰り返される。したがつ
て、蓄電池Bの充電が進み蓄電池Bの端子電圧が
上昇すると、エミツタ抵抗R6の端子電圧と蓄電
池Bの端子電圧の和も上昇して設定電圧Vに達し
易くなり、その結果、トランジスタQ1がオンと
なる期間TONが短くなつて発振トランスTに蓄え
られるエネルギーが減少し、充電電流が減少す
る。すなわち、DC―DCコンバータ4への入力電
圧が上昇した場合に、トランジスタQ1のエミツ
タ電流IEが増加するからエミツタ抵抗R6の端子電
圧VRが増加し、第3図に示すように、入力電圧
が所定値を越えると充電電流が飽和して充電電流
が増えないようにしてある。また、第4図に示す
ように、蓄電池Bの端子電圧とエミツタ抵抗R6
の端子電圧との和が設定電圧に達すると、DC―
DCコンバータ4の発振が停止して充電電流が流
れなくなり、過充電となることがない。
The energy stored in the oscillation transformer T during the period when transistor Q1 is on is
When Q1 is turned off, a voltage is induced in the output winding L3 in the opposite direction to that when it is on, and current is supplied to the storage battery B and the DC motor M through the diode D1 . The period T OFF during which current is supplied to storage battery B and DC motor M is the collector winding.
It is determined by the impedance of L2 , the collector peak current of transistor Q1 , the turns ratio between collector winding L2 and output winding L3 , and the output voltage. When the energy stored in the oscillation transformer T is released, the current stops, a surge voltage is generated, and is fed back to the base winding L1 , turning on the transistor Q1 again and repeating the same process. Therefore, as the charging of storage battery B progresses and the terminal voltage of storage battery B increases, the sum of the terminal voltage of emitter resistor R 6 and the terminal voltage of storage battery B also increases, making it easier to reach the set voltage V, and as a result, the transistor The period T ON during which Q 1 is on becomes shorter, the energy stored in the oscillation transformer T decreases, and the charging current decreases. That is, when the input voltage to the DC-DC converter 4 increases, the emitter current I E of the transistor Q 1 increases, so the terminal voltage V R of the emitter resistor R 6 increases, and as shown in FIG. When the input voltage exceeds a predetermined value, the charging current is saturated and the charging current is prevented from increasing. In addition, as shown in Fig. 4, the terminal voltage of storage battery B and the emitter resistance R 6
When the sum of the terminal voltage and the set voltage reaches the set voltage, DC-
The oscillation of the DC converter 4 is stopped and no charging current flows, preventing overcharging.

尚、蓄電池Bとしてニツケルカドミウム電池が
主として用いられるが、この種の蓄電池Bの端子
電圧は一般に−3mV/℃程度の温度係数を有し
ているものであるから、保護回路6のツエナーダ
イオードZD1の温度特性を利用して保護回路の設
定電圧に−3mV/℃程度の温度係数を持たせれ
ば、温度による充電特性への影響を軽減できるも
のである。
Incidentally, a nickel cadmium battery is mainly used as the storage battery B, and since the terminal voltage of this type of storage battery B generally has a temperature coefficient of about -3 mV/°C, the Zener diode ZD 1 of the protection circuit 6 is If the set voltage of the protection circuit has a temperature coefficient of about -3 mV/° C. by utilizing the temperature characteristics, the influence of temperature on the charging characteristics can be reduced.

[発明の効果] 本発明は上述のように、商用交流電源を整流し
て得た直流電源を、第1のトランジスタのコレク
タと上記直流電源の一端との間に発振トランスの
コレクタ巻線を挿入するとともに、第1のトラン
ジスタのベース・エミツタ間に発振トランスのベ
ース巻線を挿入した構成を有するリンギングチヨ
ークコンバータ方式のDC―DCコンバータにより
降圧して、負荷に接続された蓄電池を充電するよ
うにした充電回路において、第1のトランジスタ
のエミツタと上記直流電源の他端との間にエミツ
タ抵抗と蓄電池との直列回路が挿入され、上記直
流電源の他端との第1のトランジスタのベースと
の間にコレクタ・エミツタ間が挿入された第2の
トランジスタと、第1のトランジスタのエミツタ
と第2のトランジスタのベースとの間に挿入され
て上記エミツタ抵抗と蓄電池との直列回路の両端
電圧が所定のしきい値電圧以上となると、第2の
トランジスタを導通させる定電圧素子とにより保
護回路が構成されて成るものであり、DC―DCコ
ンバータの発振用のトランジスタがオンであると
きに、エミツタ電流が増大してエミツタ抵抗の両
端電圧と蓄電池の端子電圧との和が保護回路に設
定された所定電圧を越えると、上記トランジスタ
のベース電流がバイパスされてトランジスタがオ
フとなるのである。ここに、定電圧素子はスイツ
チ素子の制御端子に接続されているから、スイツ
チ素子が導通したときに定電圧素子にバイパス電
流が通電されることがないのであり、定電圧素子
の動作電圧が変化せず、スイツチ素子の急峻な動
作が期待できるのである。つまり、保護回路の応
答性がよく負荷変動に対する追随性が高いものと
なる。さらに発振用のトランジスタのオンからオ
フへの移行がすばやく行なわれることになり、発
振用のトランジスタでの損失が少なくなつて充電
回路の効率が向上する利点がある。しかも、第6
図に示した回路と同様に、入力電圧が上昇した場
合にはDC―DCコンバータの発振用トランジスタ
のエミツタ電流が増加するから、エミツタ抵抗の
両端電圧と蓄電池の端子電圧との和が増加して充
電電流の増加が抑制され、また入力電圧が低下し
た場合には逆に充電電流が増加するのであり、保
護回路は充電電流をほぼ一定に保つ効果がある。
したがつて、駆動電流の変化が大きい負荷に接続
してフローテイング充電を行なう場合でも、負荷
に対して安定した駆動電流を供給することがで
き、入力電圧の変動による負荷の不安定動作を防
止することができるという利点を有する。また、
蓄電池が満充電に近付いて蓄電池の端子電圧が上
昇すると、発振用のトランジスタのオン期間が短
くなつて充電電流が次第に減少するのであり、蓄
電池の充電特性に合致した充電電流を供給するこ
とができ、その結果、過充電が防止されて蓄電池
の劣化が防止できるという利点を有するのであ
る。しかも、発振用のトランジスタのエミツタ・
ベース間に定電圧素子と整流素子とを挿入してエ
ミツタ・ベース間の逆バイアス電圧をバイパスさ
せるようにしているから、保護回路は単に満充電
の検出に役立つのみではなく、DC―DCインバー
タの発振動作に対してトランジスタのベース電流
が反転してからコレクタ電流が停止するまでの時
間を短縮することになり、スイツチングにおける
損失を減少させることができるのである。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides DC power obtained by rectifying a commercial AC power source by inserting a collector winding of an oscillation transformer between the collector of the first transistor and one end of the DC power source. At the same time, the voltage is stepped down by a DC-DC converter of the ringing chain converter type, which has a configuration in which the base winding of an oscillation transformer is inserted between the base and emitter of the first transistor, and the storage battery connected to the load is charged. In the charging circuit, a series circuit of an emitter resistor and a storage battery is inserted between the emitter of the first transistor and the other end of the DC power supply, and the base of the first transistor and the other end of the DC power supply are connected. A second transistor is inserted between the collector and emitter of the first transistor, and a voltage across the series circuit of the emitter resistor and the storage battery is inserted between the emitter of the first transistor and the base of the second transistor. A protection circuit consists of a constant voltage element that turns on the second transistor when the voltage exceeds a predetermined threshold voltage, and when the oscillation transistor of the DC-DC converter is on, the emitter When the current increases and the sum of the voltage across the emitter resistor and the terminal voltage of the storage battery exceeds a predetermined voltage set in the protection circuit, the base current of the transistor is bypassed and the transistor is turned off. Here, since the constant voltage element is connected to the control terminal of the switch element, when the switch element becomes conductive, a bypass current is not passed to the constant voltage element, and the operating voltage of the constant voltage element changes. Therefore, the switch element can be expected to operate rapidly. In other words, the protection circuit has good responsiveness and a high ability to follow load fluctuations. Furthermore, the oscillation transistor is quickly switched from on to off, reducing loss in the oscillation transistor and improving the efficiency of the charging circuit. Moreover, the 6th
Similar to the circuit shown in the figure, when the input voltage increases, the emitter current of the oscillation transistor of the DC-DC converter increases, so the sum of the voltage across the emitter resistor and the terminal voltage of the storage battery increases. The increase in charging current is suppressed, and when the input voltage decreases, the charging current increases, and the protection circuit has the effect of keeping the charging current approximately constant.
Therefore, even when connected to a load with large changes in drive current and performing floating charging, a stable drive current can be supplied to the load, preventing unstable load operation due to input voltage fluctuations. It has the advantage of being able to Also,
When the storage battery approaches full charge and the terminal voltage of the storage battery increases, the on period of the oscillation transistor becomes shorter and the charging current gradually decreases, making it impossible to supply a charging current that matches the charging characteristics of the storage battery. As a result, there is an advantage that overcharging is prevented and deterioration of the storage battery can be prevented. Moreover, the emitter of the oscillation transistor
Since a constant voltage element and a rectifier are inserted between the bases to bypass the reverse bias voltage between the emitter and the base, the protection circuit not only helps detect full charge, but also protects the DC-DC inverter. This shortens the time from when the base current of the transistor is reversed to when the collector current stops for the oscillation operation, and the loss in switching can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2
図は同上の各部の動作を示す動作説明図、第3図
は同上に用いるDC―DCコンバータの入力電圧と
出力電流との関係を示す動作説明図、第4図は同
上の蓄電池の端子電圧と充電電流との関係を示す
動作説明図、第5図は従来例を示す回路図、第6
図は他の従来例を示す回路図である。 1は整流回路、4はDC―DCコンバータ、6は
保護回路、ACは商用交流電源、Bは蓄電池、M
は直流モータ、Q1,Q2はトランジスタ、R6はエ
ミツタ抵抗、Vは設定電圧、ZD1はツエナーダイ
オードである。
Figure 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, Figure 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
The figure is an explanatory diagram showing the operation of each part of the same as above, Figure 3 is an explanatory diagram of operation showing the relationship between the input voltage and output current of the DC-DC converter used in the above, and Figure 4 is the terminal voltage of the storage battery and An operation explanatory diagram showing the relationship with the charging current, Fig. 5 is a circuit diagram showing a conventional example, and Fig. 6 is a circuit diagram showing the conventional example.
The figure is a circuit diagram showing another conventional example. 1 is a rectifier circuit, 4 is a DC-DC converter, 6 is a protection circuit, AC is a commercial AC power supply, B is a storage battery, M
is a DC motor, Q 1 and Q 2 are transistors, R 6 is an emitter resistor, V is a set voltage, and ZD 1 is a Zener diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 商用交流電源を整流して得た直流電源を、第
1のトランジスタのコレクタと上記直流電源の一
端との間に発振トランスのコレクタ巻線を挿入す
るとともに、第1のトランジスタのベース・エミ
ツタ間に発振トランスのベース巻線を挿入した構
成を有するリンギングチヨークコンバータ方式の
DC―DCコンバータにより降圧して、負荷に接続
された蓄電池を充電するようにした充電回路にお
いて、第1のトランジスタのエミツタと上記直流
電源の他端との間にエミツタ抵抗と蓄電池との直
列回路が挿入され、上記直流電源の他端と第1の
トランジスタのベースとの間にコレクタ・エミツ
タ問が挿入された第2のトランジスタと、第1の
トランジスタのエミツタと第2のトランジスタの
ベースとの間に挿入されて上記エミツタ抵抗と蓄
電池との直列回路の両端電圧が所定のしきい値電
圧以上となると第2のトランジスタを導通させる
定電圧素子とにより保護回路が構成されて成るこ
とを特徴とする充電回路。
1. A DC power source obtained by rectifying a commercial AC power source is inserted into the collector winding of an oscillation transformer between the collector of the first transistor and one end of the DC power source, and the DC power source is connected between the base and emitter of the first transistor. This is a ringing chain yoke converter system with a configuration in which the base winding of an oscillation transformer is inserted into the
In a charging circuit in which voltage is stepped down by a DC-DC converter to charge a storage battery connected to a load, a series circuit including an emitter resistor and a storage battery is connected between the emitter of the first transistor and the other end of the DC power supply. is inserted, a second transistor having a collector-emitter interposed between the other end of the DC power supply and the base of the first transistor, and a connection between the emitter of the first transistor and the base of the second transistor. A protection circuit is formed by a constant voltage element inserted between the emitter resistor and the storage battery to make the second transistor conductive when the voltage across the series circuit of the emitter resistor and the storage battery becomes equal to or higher than a predetermined threshold voltage. charging circuit.
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