JPS638708B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一次巻線を制御半導体スイツチの順
方向路の一方の端子に接続した変圧器によるブロ
ツキング変換器を使用して異なる電圧の入力電源
から負荷機器への給電を制御するための回路に関
する。

携帯用の電気機器や電子機器においては、それ
らがさまざまな電圧で運転できたり、機器が蓄電
池を有する場合にはその蓄電池がさまざまな電圧
で充電できることが望ましい。たとえば電気かみ
そり、電子ストロボ、携帯ラジオまたはこれらの
類似物はしばしば外国旅行に携帯され、それぞれ
の国でさまざまな供給電圧で運転される。この供
給電圧は通常110ボルトと240ボルトとの間であ
り、50Hzと60Hzとの間である。

小型機器または蓄電池を異なる電圧に対して適
合させるためには、容量的または誘導的に行うこ
とができる変圧が必要である。

供給交流電圧から一方では蓄電池用充電電流と
他方では電動機駆動用のより高い直流電流とを生
成することができるトランジスタ変換回路はすで
にドイツ公開特許第2014377号明細書および米国
特許第3568038号明細書で知られている。この場
合には、１次側が整流された供給電圧に接続さ
れ、２次側で希望する電流を供給するようになつ
た可飽和鉄心を有し高周波で運転される変流器が
設けられている。この公知の回路は特定の供給電
圧でのみ運転することができ、従つてさまざまな
電圧に自動的に適合することはできない。変圧器
の鉄心はその都度飽和するので、効率が低く、熱
の問題が生じる。

さらに、１次巻線がスイツチングトランジスタ
とエミツタ抵抗とに直列に接続されたブロツキン
グ変換器を利用してさまざまな電圧の入力電圧源
から負荷機器への給電を制御する回路構成が米国
特許第4005351号明細書で知られている。この回
路構成においては、２次巻線が負荷機器に給電
し、帰還は別の巻線を介して行われる。スイツチ
ングトランジスタのベースに第２のトランジスタ
が接続してあり、後者のベースにはエミツタ抵抗
で降下した電圧がダイオードを介して印加され
る。この場合、スイツチングトランジスタの接続
時間は入力電圧に大いに関係し、すなわちブロツ
キング変換器の振動周波数は入力電圧にきわめて
依存しており、入力電圧が高くなると上昇する。
この望ましくない事態を補償するために比較的コ
ストのかかる制御回路が設けられている。

ドイツ特許第2949421.1−32号明細書で知られ
た別の回路構成では、エミツタ抵抗を介して流れ
る１次電流に、入力電圧に対応する別の電流、た
とえば入力電圧に直接比例する電流が添加される
ことによつて、入力電圧の影響が１次側で直接
に、つまり別の制御回路および時間遅延を迂回す
ることなく直接考慮される。この場合入力電圧が
高まるにつれ１次電流は次第に早くすなわち低い
値で遮断されるようになり、出力電圧は予め定め
た関係で入力電圧に依存し、特に入力電圧に依存
する。この回路の欠点は、充電電流の安定性がよ
くないことである。またこの回路構成は部品の公
差に対して敏感である。さらに、無負荷安定性が
なく、ニツケルカドミウム電池の過放電に対する
余裕がない。

最後に、特定の１次電流に達すると遮断するよ
うにエミツタ抵抗で低下する電圧を利用する回路
もドイツ公開特許第2751578号明細書で知られて
いる。さらに、変換器の阻止位相の間に別の巻線
から制御電圧が得られ、この電圧がさらに遮断時
間に影響を与えるために特定の特性曲線が得られ
る。入力電圧が高くなるにつれて帰還が強まり、
このことが１次電流による遮断を妨げる。それゆ
え、後に配置された制御回路はさらにより大きい
帰還電流をも補償しなければならない。

本発明の目的は、量産的に入手可得な部品を使
用し、回路構成のコストが低く、電源電圧が著し
く相違しても電圧を切換えずに充電電流の安定性
が良好であり且つ使用電圧の変動や無負荷での使
用が否定的影響を及ぼさず、しかも使用中にわず
かしか昇温しない異なる電圧の入力電源から負荷
機器への給電を制御するための回路構成を提供す
ることである。

この目的は、本発明によれば変圧器の二次巻線
に発生する電圧の一部を制御半導体スイツチの順
方向路の他方の端子に印加することによつて達成
される。

本発明による利点は、負荷機器を電圧の切換え
なしに著しく相違する電源電圧、例えば110Vと
220Vの交流で使用でき、また直流の場合も電圧
切換の必要なしに使用できることである。その場
合、負荷機器は蓄電池の形のエネルギー蓄積装置
あるいは例えば直流モータから成り、適当な装
置、例えば電気かみそりを電源から独立して使用
することができる。このために必要な回路構成は
量産的に得られる部品、しかもごく少数の部品を
使用するのが特徴であるから、回路構成のコスト
が安くてすむ。さらに、本発明による回路構成は
充電電圧の安定が良好であり、使用電圧の変動が
大きくても否定的な影響がない。

本発明による回路構成の一実施態様は、制御半
導体スイツチの順方向路の他方の端子を変圧器の
二次巻線のタツプと結合したことを特徴とする。

本発明による回路構成のこの実施態様は、上述
の利点のほかにさらに無負荷での安定性がよく、
使用時に個別部品の昇温が少なく且つ使用部品に
関して追加費用なしに、蓄電池特にニツケルカド
ミウム電池の過放電の場合の極端な負荷に対して
回路の余裕が十分であるという利点がある。

本発明による回路構成の別の実施態様は、制御
半導体スイツチの順方向路の他方の端子を抵抗と
介して変圧器の二次巻線の一端に結合したことを
特徴とする。

本発明による構成のこの実施態様は、上述の利
点のほかに変圧器の巻線の補助タツプが必要でな
いことが長所である。このことは製造技術上の理
由から問題になる場合があるが、必ず問題になる
とは限らない。

本発明による回路構成の上記実施例よりさらに
一歩進んだ回路構成は、制御半導体スイツチの制
御電極を基準電源と結合することにある。基準電
源は例えばツエナーダイオードで構成することが
できる。

本発明による回路構成の別の実施態様は、制御
半導体スイツチの順方向路の他方の端子に第１の
抵抗の一方の端子を接続し、この抵抗の他方の端
子は変圧器の二次巻線の一方の端子と第２の抵抗
の一方の端子にあり、第２の抵抗の他方の端子を
電池の一方の極と結合したことを特徴とする。

この実施態様は上述した利点と並んで、極めて
良好な制御特性を有し、使用電圧が90Vから
250Vへ大きく変動しても、１ミリアンペア程度
の充電電流の変化しかないことを保証する。

この構成の一実施態様は、変圧器の二次巻線と
並列に抵抗と２個の同方向に接続されたダイオー
ドとを接続し、そのうち一方のダイオードが発光
ダイオードであつて、動作表示器として使用する
ことを特徴とする。

以下に図面に示す実施例に基づいて、本発明の
基礎をなす思想を詳述する。

第１図に示す実施例は、電源U_Nに並列に接続
されたコンデンサ１と、抵抗２および交流接続端
子３５，３７を介して、やはり電源U_Nに並列に
接続されたダイオード３１，３２，３３，３４か
ら成る整流ブリツジ回路３とを示す。この整流ブ
リツジ回路３の直流電圧端子３６，３８は直列イ
ンダクタンス１１または並列コンデンサ１２に接
続されている。

インダクタンス１１とコンデンサ１２との間の
結合点にダイオード１３のカソードが接続され、
アノードはツエナーダイオード１４のアノードに
接続されている。ダイオード１３とツエナーダイ
オード１４との直列回路と並列に変圧器４の一次
巻線４１があり、二次巻線４２の一端はコンデン
サ１９に、他端は電池６に接続されている。電池
６と並列にコンデンサ２６が接続され、電池６
と、コンデンサ２６と、二次巻線４２との間の接
続点はスイツチ８と接続されている。このスイツ
チ８は負荷機器、例えば直流モータその他を電池
に並列に接続することができる。

電池６と負荷機器７の接続点はダイオード２７
のアノードが接続され、そのカソードはコンデン
サ１９と二次巻線４２との接続点にある。ツエナ
ーダイオード１４のカソードと一次巻線４１との
接続点はトランジスタ５のコレクタと接続され、
そのエミツタは抵抗５１とコンデンサ２５とに接
続され、ベースは基準電源２０の正極と接続され
ている。コンデンサ２１と、抵抗２２と、スイツ
チ２３との直列回路が基準電源２０と並列に設け
られ、コンデンサ２１とトランジスタ５のベース
とが接続され、スイツチ２３と基準電源２０の負
極およびコンデンサ２５，２６とが接続されてい
る。

一方の分岐路に抵抗１８、他方の分岐路に抵抗
１８およびこれと直列のコンデンサ１６を有する
並列回路が、トランジスタ５のベースと変圧器４
の二次巻線４２に接続されたコンデンサ１９との
間に接続されている。

またトランジスタ５のベースとコレクタの間に
抵抗１５が設けてあり、変圧器４の一次巻線４１
に接続される。

トランジスタ５のエミツタに接続された抵抗５
１は、変圧器４の二次巻線４２のタツプ４３に接
続されている。

第１図による回路構成の機能を、次に続いて説
明する第２図の回路構成の機能との関連で詳述す
る。

第２図に示す回路構成は第１図による回路構成
におおむね一致し、同じ参照番号は同じ部品を示
しているから、以下では回路の詳細な説明を行わ
ない。第２図による回路構成が第１図による回路
構成と異なるのは主として次の点である。すなわ
ち選択により負荷機器または電源として使用され
る電池または蓄電池６がダイオード２７と直列に
接続され、直列回路が変圧器４の二次巻線４２と
並列になつている。第２図による回路構成には、
第１図の回路構成において基準電源２０と並列に
接続されたコンデンサ２１、抵抗２２、スイツチ
２３の直列回路および蓄電池６と並列に接続され
たコンデンサ２６がない。

第１図および第２図に示した回路構成は、様様
な機能のために使用することができる。スイツチ
８を開けば電池または蓄電池６の充電回路として
使用され、スイツチ８を閉じれば、負荷機器７例
えば電気かみそりの直流モータの電源部として使
用される。

第１図による構成の機能は次の通りである。大
きな範囲で変動する電源電圧U_Nに制限抵抗器２
によつて妨害防止を行つた上で、制限抵抗器２を
介して整流ブリツジ回路３にこの電圧を送り、整
流ブリツジ回路３によつて整流する。整流された
電圧は直列インダクタンス１１と並列コンデンサ
１２とを経て本来の電源部に到達する。

制御半導体スイツチの役割をするスイツチング
トランジスタ５が変圧器４の一次巻線４１と、補
助始動装置の働きをする抵抗１５を介して導通さ
れ、その際一次巻線４１の逆電圧がダイオード１
３とツエナーダイオード１４によつて制限され
る。

スイツチングトランジスタ５のベース端子は適
当な基準電源、たとえばツエナーダイオードまた
は電源２０により所定の電位に保持されている。

そこで本発明の本質をなすのは、スイツチング
トランジスタ５のエミツタが抵抗５１と二次巻線
４２の一部とを介して電池６の正極とに接続さ
れ、この電池６の負極がアース電位にあることで
ある。

スイツチングトランジスタ５の導通段階で二次
巻線４２の点４３に、使用電圧U_Nに比例する電
圧上昇が発生する。スイツチングトランジスタ５
が一次巻線４１とトランジスタ５のコレクタ・エ
ミツタ区間を経て導通すると、抵抗５１および巻
線４２の下部を介して電流が電池６に流れるか
ら、この電流はタツプ点４３の電位上昇により減
少する。この場合、使用電圧U_Nが異なつても、
二次的に送出される電力が一定に保たれるように
電流の減少が行われる。コンデンサ１９にある電
圧がスイツチングトランジスタ５によつて導通さ
れる期間は、このようにしてトランジスタ５の外
部配線ばかりでなく、コンデンサ１９の電圧によ
り、従つて入力電圧U_Nによつても影響される。
なぜならこの電圧の一部はタツプ点４３に発生す
るからである。同時にこの電圧は電池６に流れる
電流に影響する。なぜならトランジスタ５のエミ
ツタから電池６へは、電池６とトランジスタ５の
エミツタの間の電圧差または抵抗５１の抵抗値、
および二次巻線４３の下部に相当するような電流
しか到達しないからである。

負荷機器電圧の制御は次式によつて定められ
る。

I₅₁＝U₂₀−U_BE(5)−U₄₃−U₆／R₅₁ この式でI₅₁は抵抗５１と流れる電流、U₂₀は基
準電源２０の電圧、U_BE(5)はスイツチングトラン
ジスタ５のベース・エミツタ電圧、U₄₃はタツプ
点４３と電池６の接続端子との間にある二次巻線
４２の下部の電圧、U₆は電池６の電圧、R₅₁は抵
抗５１の抵抗値を表す。

負荷機器電圧または変圧器タツプ点４３とスイ
ツチングトランジスタ５のエミツタに接続された
抵抗５１の制御は次式で定められる。

I₅₀＝U₂₀−U_BE(5)−U₄₃／R₅₁ ここでI₅₁は同じく抵抗５１を流れる電流であ
り、U₂₀は基準電源２０が送出する電圧、U_BE(5)は
スイツチングトランジスタのベース・エミツタ電
圧、U₄₃は変圧器４の二次巻線４２の下部の電
圧、R₅₁は抵抗５１の抵抗値５１を表わす。

負荷機器７の給電のための電池がスイツチング
トランジスタ５のエミツタ回路にあることによつ
て、電池電圧が増大すると（たとえば電池６が完
全に充電されたとき）、エミツタ電流が低下し、
すなわち電池６に流れる充電電流が減少するとい
う利点が生まれる。二次負荷電流の上昇または電
池６の電圧の低下は変圧器４が送出する二次電力
の上昇をもたらす。もちろん電池６を大きなコン
デンサ、例えばコンデンサ２６に置き換えること
もできる。

電池電圧の変化が送出される二次電力に影響し
ないようにする場合は、基準電源２０の基点を電
池６の正極に置けばよい。

変圧器４の二次巻線４２は、コンデンサ１９と
抵抗１８を介してスイツチングトランジスタ５の
ベースを制御するフイードバツク巻線の役割もす
る。コンデンサ１９と抵抗１８はトランジスタ５
の遮断段階で、このトランジスタ５のベースのキ
ヤリアを急速に空乏化するために使用される。

コンデンサ２５は寄生振動を阻止し、第１図の
コンデンサ２６は電池６の正極から大地への切換
周波数の橋絡を改善する。

第１図の抵抗２２とコンデンサ２１によつて、
スイツチ２３を介して、高速充電から小さな維持
電流に切換えることができる。

この場合、抵抗２２は減結合だけに利用され
る。変圧器放電段階が終了すると、コンデンサ２
１とコンデンサ９が容量性分圧器を形成するか
ら、抵抗１５を経由するコンデンサ１９の充電が
低い電位で始まる。コンデンサ１９の充電開始か
らトランジスタ２５の再接続点到達（U_EIN＝
U_BATT＋U_BE）に至るまで時間と電圧の差が大きく
なる。

第２図による回路構成では、電池６の正極がス
イツチングトランジスタ５のエミツタ回路でなく
アース側にある。しかし電源電圧の変化の際の回
路構成の動作は原理的には第１図の回路構成と同
様である。

第３図に示す第２の実施例はやはり電源U_Nの
端子と並列にコンデンサ１および抵抗２を介して
整流ブリツジ３を有し、整流ブリツジ３の対角線
３５は抵抗２に、３７は電源U_Nの他方の端子に
接続される。整流ブリツジ回路３はそれ自体公知
のように４個のダイオード３１，３２，３３，３
４を有する。

他方のブリツジ対角線３６，３８には、並列平
滑コンデンサ１０と平滑インダクタンス１１とが
結合されている。平滑コンデンサ１０と平滑イン
ダクタンス１１との直列回路に別のコンデンサ１
２が並列に接続されている。このコンデンサ１２
と並列に、第１の抵抗７１と、ツエナーダイオー
ド７０と、２個の別の抵抗５６，５７との直列回
路が設けられている。ツエナーダイオード７０の
アノードはトランジスタ７２のベースに接続され
ダイオード７０のカソードはコンデンサ５９に接
続されている。コンデンサ５９は、第１の分岐路
に抵抗６０、第２の分岐路に別の抵抗６１とコン
デンサ６２の直列回路を含む並列回路に対して直
列に接続されている。

上記の並列回路全体は抵抗５４に接続され、一
方、抵抗５４はトランジスタ５のエミツタに接続
されている。このエミツタはさらに電池６の正極
にある抵抗５２に接続される。この電池６と並列
にコンデンサ２６および直流モータ７が設けられ
ている。抵抗５２と、電池６、コンデンサ２６、
直流モータ７との間の接続点に抵抗６５が接続さ
れ、抵抗６５は２個の同方向に分極したダイオー
ド６３，６４と直列に接続される。この直列回路
は変圧器４の二次巻線４２と並列であり、一次巻
線４１は一方ではトランジスタ５のコレクタと、
他方ではインダクタンス１１とに接続されてい
る。一次巻線４１と並列に、ダイオード１３と、
これと直列の、同方向に分極したツエナーダイオ
ード１４とが接続されている。ダイオード１３の
カソードおよびツエナーダイオード１４のカソー
ドは、それぞれ一次巻線４１の一端に接続され
る。トランジスタ５のベースはコンデンサ７３、
抵抗７４、スイツチ７５を介して電池６の負極と
接続することができる。電池６のこの負極はさら
にダイオード６６を介してダイオード６４のカソ
ードに接続されている。ダイオード６４は発光ダ
イオードとして構成することが好ましい。

第１図の回路構成の機能を改善するために、さ
らにトランジスタと抵抗４４をツエナーダイオー
ド１５に接続することができる。公知のように、
これによつてツエナー電圧が精確になる。

また、抵抗４２を介してコンデンサ４０を定電
位で充電するために、抵抗４２とツエナーダイオ
ード４６を設けることができる。

電池６と並列にスイツチ８を介して直流モータ
の形の負荷機器７が設けられている。従つてこの
直流モータ７は選択により上記回路構成から直接
または電池６から給電することができる。

第３図の回路構成の部分領域を有し、この部分
領域には二三の変更を加えた回路構成を第４図に
示す。第３図の２個のダイオード６３，６４と抵
抗６５との代わりに、第４図には抵抗５４に前置
した発光ダイオード５５が設けられているだけで
ある。

第３図および第４図に示した回路構成は種々の
機能のために使用することができる。スイツチ８
を開きスイツチ７５を閉じれば、電池６の充電回
路として利用され、スイツチ８を閉じれば、負荷
機器たとえば電気かみそりの直流モータの電源部
として利用される。

第３図による回路構成の機能は次の通りであ
る。

大きな範囲で変動する電源電圧U_Nを平滑コン
デンサ１により妨害防止した上で、制限抵抗器２
を介して整流器３に送り、この整流器３によつて
整流する。整流された電圧は次にインダクタンス
１１とコンデンサ１２とを経て本来の電源部に到
達する。

トランジスタ５は一次巻線４１および補助始動
装置の役割をする抵抗５６を介して導通され、そ
の際、一次巻線４１の逆電圧はダイオード１３お
よび同方向に分極したツエナーダイオード１４に
よつて制限される。

トランジスタ５のベース端子は、基準電源の役
割をするツエナーダイオード７０によつて所定の
電位に保持される。

そこで、本発明の本質をなすのは、スイツチン
グトランジスタ５のエミツタを抵抗５４を介して
二次巻線４２の端子と、また抵抗５２を介して電
池６の正極と接続したことである。

トランジスタ５の導通段階で抵抗５４と二次巻
線４２との接続点に電源電圧U_Nに比例する電圧
上昇が発生する。一次巻線４１とトランジスタ５
のコレクタ・エミツタ区間を経てトランジスタ５
を導通させれば、電流が抵抗５２を経て電池６に
流れるから、この電流は抵抗５４と二次巻線４２
との接続点の電位上昇により減少する。この場
合、二次的に送出される電力が、異なる使用電圧
U_Nのもとで一定に保たれるように、上記の電流
の減少が行われるのである。

コンデンサ１２にある電圧がトランジスタ５に
よつて導通される期間は、このようにしてトラン
ジスタ５の外部配線ばかりでなく、コンデンサ１
２の電圧、従つて電源電圧U_Nにも影響される。
なぜならこの電圧の一部は抵抗５４と二次巻線４
２との接続点に発生するからである。同時にこの
電圧は電池６を流れる電流にも影響する。トラン
ジスタ５のエミツタから電池６には、電池６とエ
ミツタとの間の電圧差または抵抗５２の抵抗値に
相当するような電流しか流れないからである。

第１図による回路構成の電圧制御は、計算上エ
ミツタ抵抗５２を流れる電流によつて表わすこと
ができる。すなわち I₅₂＝U₇₀−U_BE5−U_BATT6／R₅₂ ここでI₅₂は抵抗５２を流れる電流を内容とし、
U₇₀はツエナーダイオード７０の基準電圧、U_BE5
はスイツチングトランジスタ５のベース・エミツ
タ電圧降下、U_BATT6は電池６の電圧、R₅₂はエミ
ツタ抵抗５２の抵抗値を表わす。

負荷機器７の給電のための電池６がトランジス
タ５のエミツタ回路にあることによつて、電池電
圧が上昇する時（例えば電池６がなお充電されて
いる場合）エミツタ電流が低下し、すなわち電池
６に流れる充電電流が減少するという利点が生ま
れる。二次充電電流の増加または電流６の電圧の
低下は、変圧器４が送出する電力の増加をもたら
す。もちろん電池６を大きなコンデンサ、例えば
コンデンサ２６に置き換えることもできる。

電池電圧の変化が送出される二次電力に影響し
ないようにする場合は、基準電源７０の基点を電
池６の正極に置けばよい。

二次巻線４２は回路網５９，６０，６１，６２
を介してトランジスタ５のベースを制御するフイ
ードバツク巻線の役割もする。コンデンサ２６は
電池６の正極から大地への切換周波数の橋絡を改
善する。

抵抗７４およびコンデンサ７３により、スイツ
チ７５を介して、高速充電から小さな維持電流に
切換えることができる。この場合、抵抗７４は減
結合のためにだけ使用される。変圧器放電が終了
すると、コンデンサ７３と上記回路網のコンデン
サ５９とが容量性分圧器を構成するから、抵抗５
６，５７を経由するコンデンサの充電が低い電位
から始まる。このためコンデンサ５９の充電開始
からトランジスタ５の再充電点到達（U_EIN＝
U_BATT＋U_BE）に至るまで時間と電圧の差が大きく
なる。

発光ダイオード６３は電池６の充電段階で、す
なわち二次巻線４２に電圧が印加されると、発光
する。このとき、抵抗６５が電流制限の働きをす
る。

発光ダイオード５５が抵抗５４を直列になつた
回路構成を第４図に示す。この場合は抵抗５４が
電流制限器の機能を担当する。

第５図に示す実施例は、電源電圧U_Nに並列に
コンデンサ１が接続され、コンデンサ１の一方の
端子が整流ブリツジ３の点３７に直接接続され、
他方の端子が抵抗２を介して整流ブリツジ３の点
３５に接続された回路構成を示す。整流ブリツジ
３はそれ自体公知のように４個のダイオード３
１，３２，３３，３４を有する。整流ブリツジ３
の点３６にインダクタンス１１が結合される一
方、整流ブリツジ３の点３８にはコンデンサ１
０，１２が接続されている。コンデンサ１０，１
２はインダクタンス１１に接続されている。コン
デンサ１２と並列に抵抗９０とトランジスタ７２
のコレクタ・エミツタ区間とがあり、このトラン
ジスタ７２のコレクタは別のトランジスタ５のベ
ースと接続されている。トランジスタ７２のコレ
クタ・エミツタ区間と並列にダイオード７０と抵
抗７１があり、ツエナーダイオード７０のアノー
ドはトランジスタ７２のベースと、ダイオード７
０のカソードはトランジスタ５のベースに接続さ
れる。

トランジスタ５のコレクタは変圧器４の一次巻
線４１と結合され、一方、一次巻線４１はインダ
クタンス１１と結合されている。一次巻線４１と
並列に２個の逆向きに接続されたダイオード１
３，１４があり、そのうちダイオード１３はツエ
ナーダイオードである。トランジスタ５のエミツ
タはコンデンサ７６に接続され、このコンデンサ
７６の一端は電源６の負極に、他端は抵抗５２に
接続されている。一方、抵抗５２は電源６の正極
に接続された別の抵抗５３に接続されている。

２個の抵抗５２と５３との間の結合線は変圧器
４の一次巻線４２の端子にもまたコンデンサ１０
０の端子にも接続され、コンデンサ１００の他方
の端子は電源６の負極に接続されている。

変圧器４の二次巻線と並列に抵抗９４と２個の
ダイオード９５，９６の直列回路が設けられてい
る。その場合、第２のダイオード９６のカソード
は二次巻線４２の第２の接続端子と同様に、抵抗
９２およびダイオード９３から成る並列回路の一
端にある。上記並列回路はコンデンサ９１を介し
て抵抗９０とトランジスタ７２のコレクタとの間
の接続線に接続されている。

抵抗５２，５３，９４およびコンデンサ１００
または二次巻線４２の間の結合点は、２個のスイ
ツチ接点８２，８４に結合され、これらのスイツ
チ接点は二重スイツチ８１によつて２個の他方の
スイツチ接点８３，８５と結合することができ
る。スイツチ接点８５は電池６の正極と接続さ
れ、スイツチ接点８３は直流モータ７の一方の接
続端子に接続されている。直流モータ７の他方の
接続端子は電池６の負極に接続されている。直流
モータ７の２個の接続端子と並列にコンデンサ２
６が接続されており、コンデンサ２６の一方の接
続端子はスイツチ接点８３に、他方の接続端子は
ダイオード９７のアノードにある。このダイオー
ド９７のカソードは二次巻線４２またはダイオー
ド９６のアノードと接続されている。

第５図に示す回路構成は充電動作時の機能にお
いて前述の回路構成と相違する。この充電動作は
図に示されている。直流モータ７がスイツチ８１
によつて電源から切断されているからである。変
圧電源電圧U_Nはこのようにしてもつぱら電池６
の充電に使用される。モータ使用時にモータ７は
電源６と並列に接続される。

この実施例の上記の別様の機能は抵抗５２と抵
抗５３の直列回路によつて達成される。その場
合、これらの２個の抵抗５２，５３の結合点はコ
ンデンサ１００を介して接地される。この結合点
にはさらに二次巻線４２の一方の接続端子も接続
される。このことは本発明の機能にとつて重要で
ある。

この回路構成では二次巻線４２を流れる電流に
よつて上記の結合点に変圧器４の一次巻線４１の
ピーク電流を調節する電圧が発生する。すなわち
変圧器４の出力量が入力にフイードバツクされ
る。こうして閉じた制御回路が成立する。

詳しくいえば J_B＝U₁−U_B／R₂₆ が成り立つ。ここでJ_Bは電池６に流れる電流であ
り、U₁は抵抗５３と電池６の直列回路に発生す
る電圧を表わし、U_Bは電池電圧、R₂₆は抵抗２６
の抵抗値である。

さらに が成り立つ。ここでU₂はツエナーダイオード７
０に発生する電圧、U_BE72はトランジスタ７２の
ベース・エミツタ電圧、U_BE5はトランジスタ５の
ベース・エミツタ電圧である。J_Bはやはり電池電
流を表わし、J_LED95は発光ダイオード９５を流れ
る電流、すなわちこの電流の平均値である。変圧
器４の透過係数、すなわち一次巻線４１と二次巻
線４２の変成比はU¨で表わし、R₅₂は抵抗５２の
抵抗値を示す。

これより抵抗５２の電圧は次のように計算され
る。

抵抗５２での電圧降下はその場合抵抗５３の電
圧降下に比して小さい。

トランジスタ５の開閉挙動はコンデンサ７６と
ダイオード９３によつて改善される。

第５図に示す回路構成をさらに様々に変更する
ことができる。例えば発光ダイオードをトランジ
スタ５のエミツタとベースの間に、すなわちその
カソードをトランジスタ５のベースに接続するこ
とができる。また、ダイオードをトランジスタ７
２のコレクタ・エミツタ区間と並列に接続するこ
ともできる。その場合、そのカソードはトランジ
スタ７２のコレクタと、アノードはトランジスタ
７２のエミツタと結合する。このような変型で
は、トランジスタ５のベースとエミツタとの間に
接続された発光ダイオードを充電動作の動作表示
器として利用してもよい。この場合はダイオード
９６と抵抗９４を廃止することができる。そこで
上記発光ダイオードはモータ使用時と充電操作時
に発光し、同時にトランジスタ５の遮断動作中の
負のベース・エミツタ電圧の制限ダイオードの役
割もする。

【図面の簡単な説明】

第１図は負荷接続端子が変圧器のタツプに接続
され、制御接続端子が基準電源に接続された電子
スイツチを有する第１実施例の回路図、第２図は
負荷機器の役割をする充電される電池の正接続端
子が基準電源の負極と結合された、第１図による
回路構成の変型例、第３図は抵抗を介して制御半
導体スイツチを変圧器の二次巻線に接続した第２
実施例の回路図、第４図は第３図による回路構成
の変型例、第５図は前記抵抗および充電される電
池と直列の別の抵抗を有する第３実施例の回路図
を示す。 １，１０，１２，１６，１９，２１，２５，２
６……コンデンサ、３……整流器、４……変圧
器、４１……一次巻線、４２……二次巻線、５…
…制御半導体スイツチ（スイツチングトランジス
タ）、６……電池、７……直流モータ、１３，２
７……ダイオード、１４……ツエナーダイオー
ド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一次巻線を制御半導体スイツチの順方向路の
   一方の端子に接続した変圧器によるブロツキング
   変換器を使用して異なる電圧の入力電源から負荷
   機器への給電を制御するための回路において、前
   記制御半導体スイツチの順方向路の他方の端子
   に、前記変圧器の二次巻線に発生する電圧の一部
   を印加することを特徴とする回路。 ２ 前記制御半導体スイツチの順方向路の他方の
   端子に前記変圧器の二次巻線のタツプを接続した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   回路。 ３ 制御半導体スイツチの制御電極に基準電源を
   接続したことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の回路。 ４ 制御半導体スイツチの順方向路の他方の端子
   に補助的にコンデンサを接続し、該コンデンサを
   前記変圧器の二次巻線に直列に接続された蓄電池
   の負極に接続したことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の回路。 ５ 前記制御半導体スイツチの制御電極をコンデ
   ンサ、抵抗およびスイツチを介して電池の負極お
   よび負荷機器のいずれか一方または両方に接続し
   うることを特徴とする特許請求の範囲第２項およ
   び第４項のいずれかに記載の回路。 ６ 制御半導体スイツチがトランジスタであつ
   て、そのコレクタが前記変圧器の一次巻線の一端
   に接続され且つ抵抗を介して前記トランジスタの
   ベースに接続されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項に記載の回路。 ７ 前記変圧器の二次巻線の一端は前記電池の正
   極と、他端はコンデンサおよび抵抗とコンデンサ
   との並列回路を介して前記制御半導体スイツチの
   制御電極に接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項に記載の回路。 ８ 前記抵抗とコンデンサとの並列回路が２個の
   分岐路を有し、そのうち一方の分岐路に抵抗を、
   また他方の分岐路にコンデンサおよびこれと直列
   に接続された抵抗を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第７項に記載の回路。 ９ スイツチを介して前記二次巻線を負荷機器に
   接続しうることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の回路。 １０ アノードが前記電池の負極に、カソードが
   前記変圧器の二次巻線の端子に接続したダイオー
   ドを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の回路。 １１ 前記二次巻線の一方の端子をダイオードの
   カソードに接続し、前記ダイオードのアノードが
   前記電池の負極に接続されかつ前記電池の正極が
   前記二次巻線の他方の端子に接続されたことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の回路。 １２ 前記制御半導体スイツチの順方向路の他方
   の端子を抵抗を介して前記変圧器の二次巻線の一
   端に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の回路。 １３ 前記制御半導体スイツチの制御電極を基準
   電源に接続したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１２項に記載の回路。 １４ 前記制御半導体スイツチの順方向路の他方
   の端子を前記抵抗を介して、前記電源の正極に接
   続したことを特徴とする特許請求の範囲第１２項
   に記載の回路。 １５ 前記制御半導体スイツチの制御電極をコン
   デンサ、抵抗およびスイツチを介して前記電池の
   負極および負荷機器の一方または両方に接続した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１２項および
   第１４項のいずれかに記載の回路。 １６ 前記制御半導体スイツチがトランジスタで
   あり、そのコレクタが前記変圧器の一次巻線の一
   端に接続されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１２項に記載の回路。 １７ 前記二次巻線の一端は前記電池と、また他
   端はコンデンサと抵抗とから成る回路網を介して
   前記制御半導体スイツチの制御電極に接続されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に
   記載の回路。 １８ 前記回路網がコンデンサとこれに直列に接
   続された並列分岐路とから成り、該並列分岐路が
   抵抗と、これと並列で抵抗とコンデンサとから成
   る直列回路を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１７項に記載の回路。 １９ 前記変圧器の二次巻線をスイツチを介して
   負荷機器に接続しうることを特徴とする特許請求
   の範囲第１２項に記載の回路。 ２０ アノードが前記電池の負極に接続され、カ
   ソードが前記変圧器の二次巻線の端子に接続され
   たダイオードを設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１２項に記載の回路。 ２１ 前記二次巻線の一方の端子を発光ダイオー
   ドのカソードに接続し、該発光ダイオードのアノ
   ードがダイオードのカソードに接続され、該ダイ
   オードのアノードを抵抗を介して前記電池の正極
   に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項に記載の回路。 ２２ 前記制御半導体スイツチの順方向路の他方
   の端子を、抵抗およびカソード側が抵抗と結合さ
   れた発光ダイオードを介して前記変圧器の二次巻
   線の一端に接続したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１２項に記載の回路。 ２３ 前記制御半導体スイツチの順方向路の他方
   の端子に第１の抵抗の一方の端子を接続し、前記
   第１の抵抗の他方の端子が前記変圧器の二次巻線
   の一方の端子および第２の抵抗の一方の端子にあ
   り、前記第２の抵抗の他方の端子を前記電池の一
   方の極と接続したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の回路。 ２４ コンデンサの一方の端子が前記第１の抵抗
   と第２の抵抗との間の結合線にあり、他方の端子
   が前記電池の他方の極に接続されたことを特徴と
   する特許請求の範囲第２３項に記載の回路。 ２５ スイツチを介してモータを前記電池と並列
   に接続しうることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２３項に記載の回路。 ２６ 前記変圧器の二次巻線と並列に抵抗と２個
   の同方向に接続されたダイオードとを接続し、前
   記ダイオードのうち一方が発光ダイオードであ
   り、動作表示器として使用されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２３項に記載の回路。 ２７ 前記制御半導体スイツチの制御端子にトラ
   ンジスタのコレクタを接続し、該トランジスタの
   エミツタを前記電池の負極に、ベースを抵抗とダ
   イオードとの接続点に接続し、前記制御半導体ス
   イツチの制御端子と前記電池の負極との間で直列
   をなす前記抵抗およびダイオードを、該ダイオー
   ドのカソード側端子により前記制御半導体スイツ
   チの制御端子に接続したことを特徴とする特許請
   求の範囲第２３項ないし第２６項のいずれか１つ
   に記載の回路。 ２８ 一方では前記制御半導体スイツチの制御端
   子に、他方では前記変圧器の二次回路の端子に、
   アノード側がコンデンサに接続されたダイオード
   と抵抗との並列回路と前記コンデンサとの直列回
   路を接続したことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２３項ないし第２７項のいずれか１つに記載の回
   路。