JPH01190221A

JPH01190221A - 充電回路

Info

Publication number: JPH01190221A
Application number: JP1549388A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Nakano; 龍一中野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1989-07-31

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】［産業上の利用分野１本発明は被充電用電池を充電する充電モードと負荷を直
接駆動するＡＣドライブモードを備えた充ｌｌ４ｒｊＡ
路の改良に関する。

［従来の技術］従来のこの種、充電モードとモータなどの負荷のＡＣド
ライブモードとを有した充電回路としては、第２図に示
すようなものがある。この充電回路は、商用ＡＣ電ＷＡ
Ｅを抵抗Ｒ１とダイオードブリッジＤ８とを介して整流
し、チョークコイルＣＨ，コンデンサＣ１で平消し、そ
の事情出力がリンキングチョーク式トランジスタインバ
ータ４に、その駆動電源として印加されるようになって
いる。

このトランジスタインバータ４は、マイナス共通ライン
ｊ１と、前記駆動電源の接地ラインｊ２どの間に、被充
電用電池１が接続され、この被充電用電ｒ＃１１と並列
に、トランジスタインバータ４の発振トランスの出力巻
１１Ｌｏと、ダイオードＤＯとの直列回路が接続されて
いる。

そして、この充電回路に駆動電源が接続されると、発振
用トランジスタＱ１が発振動作することにより、トラン
ジスインバータ４は発振動作を開始して、発振用トラン
ジスタＱ１のオフのときに出力巻締ＬＯの蓄積エネルギ
ーをダイオードＯＯを介して被充電用電池１に流して同
電池１を充電し得るように構成されている。

また発振用トランジスタＱ１のエミッタとマイナス共通
ラインＪ１との間に、エミッタ抵抗Ｒ４が接続され、さ
らに、同トランジスタＱ１のベース・エミッタおよびマ
イナス共通ライン！Ｊ１にトランジスタＱ２が接続され
ている。これらトランジスタＱ１．Ｑ２の回路動作につ
いて以下に説明すと、発振用トランジスタＱ１がオンす
ると、同トランジスタＱ１に流れる電流は零から増加し
ていく。この′Ｒ流は抵抗Ｒ４に流れ込むことになり、
この抵抗Ｒ４の両ａｔ圧は、′Ｒ流の増加にともなって
増加していく。この抵抗Ｒ４の両端の電圧が、トランジ
スタＱ２がオンするベース・エミッタ間の電圧値を越え
ると、トランジスタＱ２はオンし、発振用トランジスタ
Ｑ１のベースはマイナス共通うインｊ１に接続され、同
トランジスタＱ１はオフする。その優、コンデンサＣ３
がコイルＬＢに蓄積されたエネルギーでダイオードＤ１
を通じて充電され、同トランジスタＱ１はオンする。こ
の動作を繰返すことによって同トランジスタＱ１は発振
を続ける。この時の同トランジスタＱ１のオン、オフの
状態およびコレクタ電流１ｃの波形は第３図に示すごと
くになる。

また、被充電用電池１に対して並列にスイッチ２を介し
て負荷としてのモータ３が接続されている。そして、モ
ータ３を駆動するために、スイッチ２をオンすると、そ
の３つの接点が接続され、抵抗Ｒ５が発振用トランジス
タＱ１のエミッタとマイナス共通うインρ１との間に接
続され、またモータ３がマイナス共通うインｊ！１　と
駆動電源の接地ラインｊ２との閤に接続される。ここで
、ＡＣ電源Ｅが接続されていない時は、被充電用電池１
に蓄積されたエネルギーがスイッチ２を介してモータ３
に供給され、モータ３は駆動され、電池１は放電するこ
とになる。

一方、ＡＣ電源Ｅが接続されたＡＣドライブモード時に
ついて説明すると、発振用トランジスタＱ１は発振して
いるが、抵抗Ｒ５が発振用トランジスタＱ１のエミッタ
とマイナス共通ラインｊ１との間に接続されいるので、
エミッタ抵抗は抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の並列接続された値
となり、抵抗Ｒ４だけであったスイッチ２がオフの時よ
りも小さくなる。このため、発振用トランジスタＱ１が
オン時のコレクタ電流が大きくなり、トランジスタＱ２
がオンするまでの時間が長くなる。すなわち、発振用ト
ランジスタＱ１がオンしている時間が長くなり、オフし
ている時間に対するオンしている時間の比率が大きくな
り、トランジスタインバータ４の出力電流は大きくなる
。このときの発振用トランジスＱ１のオン、オフの状態
および同トランジスタＱ１のコレクタ電１１Ｇの波形は
第４図に示すごとくになる。

ところで、前記ＡＣドライブモードでは被充電用電池１
の放電を避けるために、充電回路の出力Ｗｆ流はモータ
３の負荷電流よりも大きくしている。

このため、モータ３の負荷’１１以外の余分な電流は電
池１に流れ込み、電池１が充電されていき、その電池電
圧が上昇していく。この結果、モータ３の回転数が上界
し、例えば、このモータ３をシｔ−バの刃の駆動源とし
ている場合、刃の温度上昇が大きくなるという問題があ
る。

この問題を解決するため、第２図の充電回路では、モー
タ３と並列に抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の直列回路が接続され
、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の接続点がトランジスタＱ３のベ
ースに接続され、同トランジスタＱ３のエミッタが接地
ラインａ２に、コレクタが抵抗Ｒ８を介してトランジス
タＱ４のベースに接続され、また、同トランジスタＱ４
のエミッタおよびコレクタがそれぞれトランジスタＱ１
のベースおよびマイナスの共通ラインク１に接続された
回路が付加されている。

上記回路の動作を以下に説明する。抵抗Ｒｅと抵抗Ｒ７
でモータ３の駆動電圧を分圧し、トランジスタＱ３のベ
ース・エミッタ間に印加する。干−夕３の駆動電圧が一
定電圧以上になると、トランジスタＱ３がオンし、抵抗
Ｒ８を介してトランジスタＱ４のエミッタからベースに
１！流が流れ、同トランジスタＱ４もオンする。この結
果、発振用トランジスタＱ１のベースはマイナス共通ラ
インＱ１に接続され、その発振が停止する。

実際には、抵抗Ｒｓ　、Ｒｙの両端に印加される電圧に
は、トランジスタインバータ４やモータ３のノイズなど
によるリップル電圧が１なっているため、発振が停止す
る動作は、モータ３に加わる直流電圧分が増加するに従
って徐々に働いていく。

第５図はモータ３の両端電圧とトランジスタインバータ
４の出力電流の関係を示したものである。

同図から判るように、ＡＣドライブモード中は、トラン
ジスタインバータ４の出力電流（実線で示す）のうち、
モータ３のｆ４荷電流（破線で示す）以外の余分な′Ｒ
流は被充電用電池１に流れ向電池１は充電されるが、充
電が進んで電池電圧が上昇するにつれて、図示のように
トランジスタインバータ４の出力電流は減少していき、
同図のＡ点で安定するようになり、Ａ点以上の電圧に上
昇することは防止される。

［発明が解決しようとするｆｌｆｆｌｌところで、上述
のごとく、従来の充電回路にあっては、ＡＣドライブモ
ードにおいて、被充電用電池の充電に伴う電池電圧の上
昇を検出し、トランジスタインバータの出力電流を減少
させ、モータ駆動に必要な電ＦＩｌｉ１１でモ、−夕の
駆動電圧が安定するように制御されている。しかしなが
ら、−充電用電池が満充電の状態にある時には、電池電
圧がモータの駆動電圧の安定点（上記Ａ点）より＾く、
この時にＡＣドライブを行うと、電池電圧が上記安定点
に下がってくるまでの間は、トランジスタインバータの
出力電流はモータの負荷電流より小さいため、被充電用
電池からモータへ１！流が供給され、放電し、電池の容
量が減ってしまうという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、充電モ
ードとＡＣドライブモードを有し、かつＡＣドライブモ
ードにより負荷を駆動する時は被充電用電池をトランジ
スタインバータの出力端子から切り離すことによってＡ
Ｃドライブモード中に被充電用電池の電圧の変動により
、負荷を安定して駆動できなかったり、電池が放電して
しまうこ　　Ｊとを防止することができる充電回路を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記１１Ｅｉを解決するため本発明は、被充電用電池を
充電する充電モードと、負荷をＡＣ電源にて直接駆動す
るＡＣドライブモードとを有する充電回路において、Ａ
Ｃドライブモード状態を検知して被充電用電池を負荷お
よび充電回路出力から切り離すスイッチ手段を備えたも
のである。

［作　用］上記の充電回路において、ＡＣドライブモード中に被充
電用電池は充電回路の出力および負荷から切り離される
ので、被充電用電池の影響を受けることなく、負荷をＡ
Ｃ１！源にて駆動することができる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例を示したものである。

本実施例は、上述した第２図の充電回路におけるモータ
駆動用のスイッチ２の代りに、トランジスタインバータ
４の出力に、ＡＣｌｔｌＥが投入されると動作する電磁
スイッチ５、モータ３を接続するスイッチ６、このスイ
ッチ６と連動して作動するスイッチ７を設け、かつモー
タ３の両端に平滑用コンデンサＣ４を接続したものであ
る。

このスイッチ回路の接続を説明すると、トランジスタイ
ンバータ４の出力（マイナス共通ラインＱ１）に電磁ス
イッチ５の接点ａ１連動スイッチ６．７のコモン端子ｍ
、ｎが接続され、電磁スイッチ５の接点すは連動スイッ
チ６の接点Ｃに接続され、電磁スイッチ５のコモン端子
ａは被充電用電池１の正極に接続され、また、運動スイ
ッチ６の接点ｄはモータ３の一端に接続され、連動スイ
ッチ７の接点ｅは空端子で、接点ｔは抵抗Ｒ５の一端に
接続されている。

なお、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の直列回路、トランジスタＱ
３、トランジスタＱ４の回路は上述の第２図と同様の構
成である。

以下に、上記構成の充電回路の動作を説明する。

電磁スイッチ５はＡＣ電１１１２が投入されている時は
接点す側に接続され、投入されていない時は接点ａ側に
接続されるようになっている。

いま、充電モードとする場合、電磁スイッチ５はＡＣ？
！源が投入されているので、接点す側にあり、また、ス
イッチ６は負荷を接続していない状態、つまり、接点Ｃ
側とする。この時、スイッチ７は接点ｅ側にあり、トラ
ンジスタＱ１のエミッ夕抵抗は抵抗Ｒ４のみとなってい
る。これにより、トランジスタインバータ４の出力電流
は、スイッチ６の接点Ｃと電磁スイッチ５の接点すを介
して被充電用電池１に流れ込み、電池を充電する。

次にＡＣ電源Ｅが投入されていない場合、当然のことな
がらトランジスタインバータ４は妨作せず、また、電磁
スイッチ５は接点ａ側にある。このときスイッチ６を接
点ｄ側にすると、被充電用電池１が電磁スイッチ５の接
点ａとスイッチ６の接点ｄを介してモータ３に接続され
、電池１の放電電流がモータ３に流れ込みモータ３を駆
動し、放電モードとなる。

次に、ＡＣｌｉｌｉＥが投入されており、トランジスタ
インバータ４が発振動作を行なっている時のＡＣドライ
ブモードを説明する。この場合、スイッチ６は接点ｄ側
に接続する。電磁スイッチ５は電源が投入されているの
で接点す側にあるが、スイッチ６の接点Ｃはオープン状
態にあるので、被充電用電池１はトランジスタインバー
タ４の出力から切り離されている。したがって、同出力
はスイッチ６の接点ｄを介してモータ３のみに供給され
モータ３が駆動される。また、このときスイッチ７は接
点ｆ側にあり、トランジスタＱ１のＴミッタ抵抗は抵抗
Ｒ４と抵抗Ｒ５の並列接続となり、出力電流は大きくな
っている。

また、コンデンサＣ４は、トランジスタインバータ４の
出力に含まれるリップル電圧を平滑し、取り除くもので
ある。

上記のようにしてＡＣドライブモード中は、］ヘランジ
スタインバータ４の出力には、モータ３のみが接続され
、電池１は接続されない。したがって、電池電圧が変動
してモータ３の回転数に影響を与えることもなく、また
、電池１がＩｌｉ電してしまうこともなく、モータ３を
駆動することができる。なお、抵抗Ｒａ　、Ｒ７、Ｒａ
およびトランジスタＱ３　、Ｃ４でなる回路は、第２図
のそれと同様に、モータ３の両端電圧を第５図中のＡ点
に安定させて、モータ３の回転数を安定させる働きをも
つ。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、ＡＣドライブモード中は
被充電用電池がトランジスタインバータの出力および負
荷から切り離されるように構成しているので、ＡＣドラ
イブモード中に被充電用電池の充電電圧の変動の彰１を
受けることなく安定・してモータを駆動することができ
る。また、満充電時の被充電用電池がモータ駆動のため
放電して、その容畿が減少するといったこと°を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による充電回路の回路図、第２
図は従来の充電回路の回路図、第３図。第４図はそれぞれ同従来回路におけるトランジスタのオ
ン・オフ作動とコレクタ電流波形を示す図、第５図は同
従来回路のモータ両ｉ電圧に対する充電回路の出力電流
の特性を示す図である。Ｅ・・−ＡＣＩ！源、１・・・被充電用ｌ！池、３・・
・モータ、４・・・トランジスタインバータ、５・・・
電磁スイッチ、６．７・・・連動スイッチ、Ｃ４・・・
コンデンサ。第　　３　　図

Claims

【特許請求の範囲】

１、被充電用電池を充電する充電モードと、負荷をＡＣ
電源にて直接駆動するＡＣドライブモードとを有する充
電回路において、ＡＣドライブモード状態を検知して被
充電用電池を負荷および充電回路出力から切り離すスイ
ッチ手段を備えたことを特徴とする充電回路。