JPS639240Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS639240Y2 JPS639240Y2 JP6993681U JP6993681U JPS639240Y2 JP S639240 Y2 JPS639240 Y2 JP S639240Y2 JP 6993681 U JP6993681 U JP 6993681U JP 6993681 U JP6993681 U JP 6993681U JP S639240 Y2 JPS639240 Y2 JP S639240Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diodes
- storage battery
- cathodes
- coil
- charging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 40
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000003079 width control Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は、例えば人工衛星に用いられる蓄電
池充電装置に関するものである。人工衛星に用い
られる蓄電池充電装置に要求される条件は、 効率が良いこと（発熱が少ないこと）。
池充電装置に関するものである。人工衛星に用い
られる蓄電池充電装置に要求される条件は、 効率が良いこと（発熱が少ないこと）。
小型軽量であること。
電気的ノイズの発生が小さいこと（定電流充
電）。
電）。
危険な状態となる故障を生じないこと。
蓄電池に対して充電可能な電圧の最大値は、充
電電源電圧に等しいか又は、それ以上であるこ
と。
電電源電圧に等しいか又は、それ以上であるこ
と。
等が上げられる。
この考案は、上記の条件を全て満足するように
なされたものであり、チヨツパ型スイツチング方
式により、蓄電池を定電流充電するものである
が、通常のチヨツパ型スイツチング方式では、ス
イツチングのデツドタイムや、スイツチングトラ
ンジスタのオン電圧、チヨークコイルの抵抗分に
よる電圧降下等により、蓄電池に対して充電可能
な最大電圧は、充電電源電圧よりも低い値となる
ことを改善し、チヨツパ型スイツチング方式の高
効率の特徴を維持しつつ蓄電池に対して充電可能
な最大電圧を充電電源電圧に等しい値、又はそれ
以上の値にすることを可能にしたことを特徴とす
るものである。
なされたものであり、チヨツパ型スイツチング方
式により、蓄電池を定電流充電するものである
が、通常のチヨツパ型スイツチング方式では、ス
イツチングのデツドタイムや、スイツチングトラ
ンジスタのオン電圧、チヨークコイルの抵抗分に
よる電圧降下等により、蓄電池に対して充電可能
な最大電圧は、充電電源電圧よりも低い値となる
ことを改善し、チヨツパ型スイツチング方式の高
効率の特徴を維持しつつ蓄電池に対して充電可能
な最大電圧を充電電源電圧に等しい値、又はそれ
以上の値にすることを可能にしたことを特徴とす
るものである。
第１図は従来のこの種回路を示すもので、図に
おいて１は蓄電池充電電源、２及び３はスイツチ
ング用トランジスタ、４はチヨークコイル、５は
蓄電池充電電流検出器、６はフライバツク用ダイ
オード、７はパルス幅制御による定電流制御回
路、８は充電される蓄電池である。
おいて１は蓄電池充電電源、２及び３はスイツチ
ング用トランジスタ、４はチヨークコイル、５は
蓄電池充電電流検出器、６はフライバツク用ダイ
オード、７はパルス幅制御による定電流制御回
路、８は充電される蓄電池である。
この回路は、制御回路７によりトランジスタ
２，３が、一定の周期で交互にスイツチングさ
れ、スイツチングのパルス幅は蓄電池充電電流検
出器５により検出される蓄電池充電電流の値を制
制回路７に帰還することにより制御しているもの
である。
２，３が、一定の周期で交互にスイツチングさ
れ、スイツチングのパルス幅は蓄電池充電電流検
出器５により検出される蓄電池充電電流の値を制
制回路７に帰還することにより制御しているもの
である。
ところで第１図に示す回路では、トランジスタ
２，３がOFFとなる時間が必要となるが、この
回路の定電流動作状態における入力電圧に対する
出力電圧の関係は、 VBAT＝τONnax／τONnax＋τOFFnio ×VIN−（VCE＋VLR） …(1) τONnax：トランジスタ２と３のいずれかがON
となる時間の最大値 τOFFnio：トランジスタ２と３の両方がOFFとな
る時間の最小値 VBAT：第１図における蓄電池８に充電し得る
最大充電電圧 VIN：第１図における(1)の蓄電池充電電源電圧 VCE：トランジスタ２及び３による電圧降下 VLR：コイル４に含まれる抵抗分による電圧降
下 で表わされ、VBAT＜VINとなる。
２，３がOFFとなる時間が必要となるが、この
回路の定電流動作状態における入力電圧に対する
出力電圧の関係は、 VBAT＝τONnax／τONnax＋τOFFnio ×VIN−（VCE＋VLR） …(1) τONnax：トランジスタ２と３のいずれかがON
となる時間の最大値 τOFFnio：トランジスタ２と３の両方がOFFとな
る時間の最小値 VBAT：第１図における蓄電池８に充電し得る
最大充電電圧 VIN：第１図における(1)の蓄電池充電電源電圧 VCE：トランジスタ２及び３による電圧降下 VLR：コイル４に含まれる抵抗分による電圧降
下 で表わされ、VBAT＜VINとなる。
ところで入工衛星の蓄電池を充電する場合、特
定の値を持つ充電電源（通常DC２９Ｖ、バス電
圧という）にて、限られた時間内に、より多くの
エネルギーを蓄電池に蓄える必要があり、又蓄電
池の充電に流し得る電流値にも制限があることか
ら、蓄電池の段数を増して、充電電圧を高くする
必要が生じる。又、蓄電池から他の負荷へ電力を
供給する場合、バス電圧と同じ値であることが、
他の機器とのインターフエイス上望ましいため、
蓄電池へは、バス電圧すなわち充電電源電圧より
高い値まで充電する必要がある。
定の値を持つ充電電源（通常DC２９Ｖ、バス電
圧という）にて、限られた時間内に、より多くの
エネルギーを蓄電池に蓄える必要があり、又蓄電
池の充電に流し得る電流値にも制限があることか
ら、蓄電池の段数を増して、充電電圧を高くする
必要が生じる。又、蓄電池から他の負荷へ電力を
供給する場合、バス電圧と同じ値であることが、
他の機器とのインターフエイス上望ましいため、
蓄電池へは、バス電圧すなわち充電電源電圧より
高い値まで充電する必要がある。
しかし、第１図に示す従来の回路ではVBAT≧
VINとすることは第(1)式より不可能である。
VINとすることは第(1)式より不可能である。
又、第３図及び第４図に別の方式による従来の
回路の１例を示すもので、第３図において１から
８までは、第１図と同じである。１９は充電電圧
保持用のコンデンサである。
回路の１例を示すもので、第３図において１から
８までは、第１図と同じである。１９は充電電圧
保持用のコンデンサである。
この回路は、電流検出器５により蓄電池充電電
流値を検出し、制御回路７に帰還して、この制御
回路７によりトランジスタ２を、一定の周期で、
スイツチングして、スイツチングパルス幅を制御
することにより定電流制御を行なうものである。
流値を検出し、制御回路７に帰還して、この制御
回路７によりトランジスタ２を、一定の周期で、
スイツチングして、スイツチングパルス幅を制御
することにより定電流制御を行なうものである。
まずトランジスタ２がONしている時、１→４
→２→１のループで電流が流れコイル４にエネル
ギーを蓄え、次にトランジスタ２がOFFとなり、
コイル４に蓄えられているエネルギーが電源１に
重畳され負荷８へ供給される。そしてトランジス
タ２がスイツチングを停止した場合、無制限の大
電流が蓄電池へ流れ込み、蓄電池を破壊する、い
わゆる危険な状態となる故障を生ずる大きな欠点
がある。又大容量のコンデンサ１９も必要とな
る。
→２→１のループで電流が流れコイル４にエネル
ギーを蓄え、次にトランジスタ２がOFFとなり、
コイル４に蓄えられているエネルギーが電源１に
重畳され負荷８へ供給される。そしてトランジス
タ２がスイツチングを停止した場合、無制限の大
電流が蓄電池へ流れ込み、蓄電池を破壊する、い
わゆる危険な状態となる故障を生ずる大きな欠点
がある。又大容量のコンデンサ１９も必要とな
る。
次に第４図において、１から８は第１図と同じ
であり、２０は変圧器、２１は逆流防止用ダイオ
ードである。
であり、２０は変圧器、２１は逆流防止用ダイオ
ードである。
この回路は、制御回路７により、トランジスタ
２，３が一定の周期で交互にスイツチングされる
ものであり、電流検出器５にて検出された蓄電池
充電電流値を制御回路７に帰還して、トランジス
タ２及び３のスイツチングパルス幅を制御するこ
とで定電流制御を行なつているものである。又、
変圧器２０により負荷８へ供給する電圧を必要な
値に昇圧している。尚２１，４〜６，８から成る
回路は第１図における２〜８より成る回路と同じ
働きをする。
２，３が一定の周期で交互にスイツチングされる
ものであり、電流検出器５にて検出された蓄電池
充電電流値を制御回路７に帰還して、トランジス
タ２及び３のスイツチングパルス幅を制御するこ
とで定電流制御を行なつているものである。又、
変圧器２０により負荷８へ供給する電圧を必要な
値に昇圧している。尚２１，４〜６，８から成る
回路は第１図における２〜８より成る回路と同じ
働きをする。
この回路においては、変圧器２０を使用してい
るため、この変圧器２０による電力変換効率の損
失が生じ、第１図に示す回路より効率が低下する
欠点がある。
るため、この変圧器２０による電力変換効率の損
失が生じ、第１図に示す回路より効率が低下する
欠点がある。
この考案による蓄電池充電装置は、前述の従来
の欠点を改善したもので、その主な目的は蓄電池
に充電し得る最大電圧を充電電源電圧に等しい値
又はそれ以上の値にすることである。
の欠点を改善したもので、その主な目的は蓄電池
に充電し得る最大電圧を充電電源電圧に等しい値
又はそれ以上の値にすることである。
第２図において、１は蓄電池充電電源、２及び
３はスイツチング用トランジスタ、４はチヨーク
コイル、５は蓄電池充電電流検出器、６はフライ
バツク用ダイオード、７はパルス幅制御による定
電流制御回路、８は充電される蓄電池、９及び１
０はチヨークコイル、１１〜１６は逆流阻止用ダ
イオード、１７及び１８はコンデンサである。
３はスイツチング用トランジスタ、４はチヨーク
コイル、５は蓄電池充電電流検出器、６はフライ
バツク用ダイオード、７はパルス幅制御による定
電流制御回路、８は充電される蓄電池、９及び１
０はチヨークコイル、１１〜１６は逆流阻止用ダ
イオード、１７及び１８はコンデンサである。
この装置においては、従来の回路のように２と
３及び４と６及び５と７から成る回路により、チ
ヨツパ型スイツチングレギユレータを構成して定
電流制御を行なう。それと同時に、９〜１８から
成る回路により、蓄電池の充電電圧が上昇するに
つれて、蓄電池に対する充電電源電圧を上昇させ
る機能を持たせたものである。
３及び４と６及び５と７から成る回路により、チ
ヨツパ型スイツチングレギユレータを構成して定
電流制御を行なう。それと同時に、９〜１８から
成る回路により、蓄電池の充電電圧が上昇するに
つれて、蓄電池に対する充電電源電圧を上昇させ
る機能を持たせたものである。
このような構成において、まず、トランジスタ
２がONになれば、電源１から蓄電池８へ電力が
供給されると同時に、コイル９へ時間に対して定
率で上昇する電流が流れる。次にトランジスタ２
がOFFになれば、コイル９へ流れていた電流は
L1→のダイオード１５→のコンデンサ１７のル
ープを通り、のコンデンサ１７を充電する。次
に、再びのトランジスタ２がONになれば、コン
デンサ１７に蓄えられている電圧が、充電電源１
に重畳されて蓄電池８へ電力を供給すると同時に
コイル９へは定率で上昇する電流が流れる。
２がONになれば、電源１から蓄電池８へ電力が
供給されると同時に、コイル９へ時間に対して定
率で上昇する電流が流れる。次にトランジスタ２
がOFFになれば、コイル９へ流れていた電流は
L1→のダイオード１５→のコンデンサ１７のル
ープを通り、のコンデンサ１７を充電する。次
に、再びのトランジスタ２がONになれば、コン
デンサ１７に蓄えられている電圧が、充電電源１
に重畳されて蓄電池８へ電力を供給すると同時に
コイル９へは定率で上昇する電流が流れる。
ここで、蓄電池８の充電電圧が上昇するにつれ
てトランジスタ２がONとなる時間が長くなり、
そのためコイル９へ流れる電流が上昇し、その結
果コンデンサ１７へ蓄えられる電圧が高くなるた
め、蓄電池８を充電する充電電源電圧が次第に上
昇するかたちとなる。
てトランジスタ２がONとなる時間が長くなり、
そのためコイル９へ流れる電流が上昇し、その結
果コンデンサ１７へ蓄えられる電圧が高くなるた
め、蓄電池８を充電する充電電源電圧が次第に上
昇するかたちとなる。
ここで、ダイオード１１及び１２は、コンデン
サ１７及び１８の逆充電防止用であり、ダイオー
ド１５及び１６はコンデンサ１７及び１８へ蓄え
られた電荷がコイル９及び１０へもどることを防
ぐものである。又ダイオード１３及び１４は、コ
イル９へ蓄えられたエネルギーがコンデンサ１２
へ、又コイル１０へ蓄えられたエネルギーがコン
デンサ１７へ移ることを防止するものである。
サ１７及び１８の逆充電防止用であり、ダイオー
ド１５及び１６はコンデンサ１７及び１８へ蓄え
られた電荷がコイル９及び１０へもどることを防
ぐものである。又ダイオード１３及び１４は、コ
イル９へ蓄えられたエネルギーがコンデンサ１２
へ、又コイル１０へ蓄えられたエネルギーがコン
デンサ１７へ移ることを防止するものである。
以上の動作が３，１０，１２，１４，１６，１
８より成る回路においても同様に行なわれる。
８より成る回路においても同様に行なわれる。
以上述べたように、この考案による蓄電池充電
装置は、蓄電池を効率良く（発熱が少く）、充電
電源電圧よりも高い値にまで定電流充電（低ノイ
ズ）することが可能であり、負荷である蓄電池を
故障に至らしめる故障モードを持たず、又小型軽
量に製作できるものである。
装置は、蓄電池を効率良く（発熱が少く）、充電
電源電圧よりも高い値にまで定電流充電（低ノイ
ズ）することが可能であり、負荷である蓄電池を
故障に至らしめる故障モードを持たず、又小型軽
量に製作できるものである。
第１図は従来のチヨツパ型スイツチング方式に
よる蓄電池充電装置を示す概略図、第２図はこの
考案の一実施例を示す概略図、第３図及び第４図
は、従来の蓄電池充電装置の他の実施例を示す概
略図であり、１は充電電源、２及び３はトランジ
スタ、４はコイル、５は電流値検出器、６はダイ
オード、７は制御回路、８は蓄電池、９及び１０
はコイル、１１〜１６はダイオード、１７及び１
８はコンデンサである。 なお図中同一あるいは相当部分には同一符号を
付して示してある。
よる蓄電池充電装置を示す概略図、第２図はこの
考案の一実施例を示す概略図、第３図及び第４図
は、従来の蓄電池充電装置の他の実施例を示す概
略図であり、１は充電電源、２及び３はトランジ
スタ、４はコイル、５は電流値検出器、６はダイ
オード、７は制御回路、８は蓄電池、９及び１０
はコイル、１１〜１６はダイオード、１７及び１
８はコンデンサである。 なお図中同一あるいは相当部分には同一符号を
付して示してある。
Claims (1)
- チヨツパ型スイツチングレギユレータを構成す
る蓄電池充電装置において、充電電源の負端子と
蓄電装置の負端子が接続されており、蓄電装置の
正端子にはフライバツク用コイルと電流検出器の
直列回路の１端が接続され、この直列回路の他端
はアノード側が蓄電装置の負端子に接続されたフ
ライバツク用ダイオードのカソード側に接続さ
れ、充電電源の正端子が２個のスイツチング用ト
ランジスタの各々のコレクタに接続されており、
２個のスイツチング用トランジスタの各々のエミ
ツタにはキヤパシタと並列接続されたダイオード
のアノードが、各々に対応して接続されており、
各々のキヤパシタと並列接続されたダイオードの
カソードは、さらに各々に対応したダイオードの
アノードに接続され、それらのダイオードのカソ
ード側は、先に述べたフライバツク用ダイオード
のカソードに接続されており、さらに２個のスイ
ツチング用トランジスタの各々のエミツタには中
点タツプを有するコイルが、各々に対応して接続
されており、各々の中点タツプを有するコイルの
他端は充電電源の負端子に接続され、中点タツプ
には各々に対応したダイオードのアノードが接続
されており、それらのダイオードのカソードは先
に述べたキヤパシタと並列接続されたダイオード
のカソードに接続されており、２個のスイツチン
グ用トランジスタのベースと、電流検出器の電流
検出信号が制御回路に接続されていることを特徴
とする蓄電池充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6993681U JPS639240Y2 (ja) | 1981-05-15 | 1981-05-15 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6993681U JPS639240Y2 (ja) | 1981-05-15 | 1981-05-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57183029U JPS57183029U (ja) | 1982-11-19 |
| JPS639240Y2 true JPS639240Y2 (ja) | 1988-03-18 |
Family
ID=29865784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6993681U Expired JPS639240Y2 (ja) | 1981-05-15 | 1981-05-15 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS639240Y2 (ja) |
-
1981
- 1981-05-15 JP JP6993681U patent/JPS639240Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57183029U (ja) | 1982-11-19 |
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