JPH02299429A - 充電回路 - Google Patents
充電回路Info
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- JPH02299429A JPH02299429A JP1118928A JP11892889A JPH02299429A JP H02299429 A JPH02299429 A JP H02299429A JP 1118928 A JP1118928 A JP 1118928A JP 11892889 A JP11892889 A JP 11892889A JP H02299429 A JPH02299429 A JP H02299429A
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は、蓄電池を定電流にて充電する回路とくに過充
電防止回路に関するものである。
電防止回路に関するものである。
従来の技術
第２図に、蓄電池を充電する従来の方法の一例を示す。
図において、Ｔ ｒｌ＋ Ｔｒ２はトランジスタ、Ｄｌ
は定電圧ダイオ−ド、Ｄ２はダイオード、Ｒ＋ 、Ｒ２
は抵抗、Ｂａｔｔは蓄電池、Ｅ。
は定電圧ダイオ−ド、Ｄ２はダイオード、Ｒ＋ 、Ｒ２
は抵抗、Ｂａｔｔは蓄電池、Ｅ。
は充電用電源である。第２図の回路は、Ｔｒ２のベース
電流を一定に保つことによりＴｒ２のコレクタ電流を一
定とし、Ｂａｔｔを定電流にて充電するものである。
電流を一定に保つことによりＴｒ２のコレクタ電流を一
定とし、Ｂａｔｔを定電流にて充電するものである。
発明が解決しようとする課題
第２図の回路において、トランジスタＴｒＩのベース・
エミッタ間電圧をＶＢＥＩ 、 トランジスタＴ ｒ
２のベース・工゛ミッタ間電圧をＶＢＥ２ 、定電圧
ダイオードＤ＋ により発生する電圧をＶＤＩとすれば
、トランジスタＴｒ２のベースに流れ込むベース電流Ｉ
Ｂは次式で表される。
エミッタ間電圧をＶＢＥＩ 、 トランジスタＴ ｒ
２のベース・工゛ミッタ間電圧をＶＢＥ２ 、定電圧
ダイオードＤ＋ により発生する電圧をＶＤＩとすれば
、トランジスタＴｒ２のベースに流れ込むベース電流Ｉ
Ｂは次式で表される。
また、トランジスタＴ ｒ ２が能動領域で動作してい
る時、Ｔｒ２の電流増幅率をＢとすれば、Ｔ ｒ ２の
コレクタ電流ＩＣは次式で表される。
る時、Ｔｒ２の電流増幅率をＢとすれば、Ｔ ｒ ２の
コレクタ電流ＩＣは次式で表される。
Ｉ ｃ ＝ Ｂ Ｔ ａ
−・・・（２）（１） 、 （２）式において、ＶＤＩ
、 ＶＢＥＩ 、 ＶＢＢ２ 。
−・・・（２）（１） 、 （２）式において、ＶＤＩ
、 ＶＢＥＩ 、 ＶＢＢ２ 。
Ｒ２、Ｂが一定であれば、Ｉｃは一定となり、蓄電池Ｂ
ａｔｔを定電流にて充電することができスミ流１ａが流
れることにより、トランジスタＴ ｒ Ｉおよび抵抗Ｒ
２で損失Ｐａ、を生じる。Ｔ ｒ Ｉのコレクタ・エミ
ッタ間電圧をＶＣＥＩ とすれば、損（２）式から明ら
かなように、Ｉｃを大きくするほどＩＢ も大きくする
必要がある。ＩＢが大きくなると（３）式で示されるよ
うに、Ｉｌｌが流れることによる損失Ｐａ も大きくな
るという問題点がある。
ａｔｔを定電流にて充電することができスミ流１ａが流
れることにより、トランジスタＴ ｒ Ｉおよび抵抗Ｒ
２で損失Ｐａ、を生じる。Ｔ ｒ Ｉのコレクタ・エミ
ッタ間電圧をＶＣＥＩ とすれば、損（２）式から明ら
かなように、Ｉｃを大きくするほどＩＢ も大きくする
必要がある。ＩＢが大きくなると（３）式で示されるよ
うに、Ｉｌｌが流れることによる損失Ｐａ も大きくな
るという問題点がある。
また、（１）式におけるトランジスタＴ ｒ ｌ Ｔ
Ｔ ｒ ２のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥＩ、 ＶＢ
Ｅ２および（２）式におけるＴ ｒ ２の電流増幅率Ｂ
は、温度による変化が大きいため、充電電流ＩＣを一定
に保つことが困難であるという問題点がある。
Ｔ ｒ ２のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥＩ、 ＶＢ
Ｅ２および（２）式におけるＴ ｒ ２の電流増幅率Ｂ
は、温度による変化が大きいため、充電電流ＩＣを一定
に保つことが困難であるという問題点がある。
また、一般に蓄電池は、無制限に充電を続けると過充電
となり、容量の減少や不良の原因となる。このような過
充電を防止するためには、蓄電池Ｂａｔｔの電圧が一定
の基準電圧と等しくなった後には、充電電流を減少させ
る回路が使用される。
となり、容量の減少や不良の原因となる。このような過
充電を防止するためには、蓄電池Ｂａｔｔの電圧が一定
の基準電圧と等しくなった後には、充電電流を減少させ
る回路が使用される。
従って、第２図のような回路にも、上記のような回路を
使用する必要がある。
使用する必要がある。
課題を解決するための手段
本発明は、充電される蓄電池の電圧を分圧する第１の分
圧器と第１の定電圧ダイオードとを有し、第１の分圧器
により分圧された電圧と第１の定電圧ダイオードにより
発生する電圧とを入力とする比較器と、この比較器の出
力に、抵抗を介して第２の定電圧ダイオードを接続し、
第２の定電圧ダイオードの電圧を分圧する第２の分圧器
を抵抗とサーミスタにより構成し、かつ電界効果トラン
ジスタを有し、電界効果トランジスタのゲート・ソース
間に第２の分圧器により分圧された電圧が印加されるよ
うに電界効果トランジスタを接続したものである。また
、第２の分圧器を構成するサーミスタと電界効果トラン
ジスタとは熱的に結合させている。
圧器と第１の定電圧ダイオードとを有し、第１の分圧器
により分圧された電圧と第１の定電圧ダイオードにより
発生する電圧とを入力とする比較器と、この比較器の出
力に、抵抗を介して第２の定電圧ダイオードを接続し、
第２の定電圧ダイオードの電圧を分圧する第２の分圧器
を抵抗とサーミスタにより構成し、かつ電界効果トラン
ジスタを有し、電界効果トランジスタのゲート・ソース
間に第２の分圧器により分圧された電圧が印加されるよ
うに電界効果トランジスタを接続したものである。また
、第２の分圧器を構成するサーミスタと電界効果トラン
ジスタとは熱的に結合させている。
本発明は、以上のような回路構成とし、電界効果トラン
ジスタのドレイン電流により蓄電池の充電を行うもので
ある。
ジスタのドレイン電流により蓄電池の充電を行うもので
ある。
作用
電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴと称す。）は、ゲー
ト・ソース間に電圧ＶＧＳを印加することによりドレイ
ン電流Ｔｏを流すことができる。この時、ＶＯＳが一定
であれば、Ｉｎはほぼ一定となる。本発明では第２の定
電圧ダイオードにより発生する電圧を第２の分圧器によ
り分圧し、この分圧した電圧をＦＥＴのゲート・ソース
間に印加することによりＶＧＳを一定に保つ。この時一
定に流れるＩｎにより、蓄電池Ｂａｔｔを定電流にて充
電する。ＩＯを変化させる場合は第２の分圧器の分圧比
を変化させるだけで良いため、ｒＤの値を変化させても
、ＦＥＴの駆動に要する損失は変化しない。また、ＦＥ
Ｔを駆動するには、第２の定電圧ダイオードが定電圧を
発生できるだけの微小電流を流すだけで良いため、バイ
ポーラトランジスタを駆動する場合よりも損失を減少さ
せることが可能となる。
ト・ソース間に電圧ＶＧＳを印加することによりドレイ
ン電流Ｔｏを流すことができる。この時、ＶＯＳが一定
であれば、Ｉｎはほぼ一定となる。本発明では第２の定
電圧ダイオードにより発生する電圧を第２の分圧器によ
り分圧し、この分圧した電圧をＦＥＴのゲート・ソース
間に印加することによりＶＧＳを一定に保つ。この時一
定に流れるＩｎにより、蓄電池Ｂａｔｔを定電流にて充
電する。ＩＯを変化させる場合は第２の分圧器の分圧比
を変化させるだけで良いため、ｒＤの値を変化させても
、ＦＥＴの駆動に要する損失は変化しない。また、ＦＥ
Ｔを駆動するには、第２の定電圧ダイオードが定電圧を
発生できるだけの微小電流を流すだけで良いため、バイ
ポーラトランジスタを駆動する場合よりも損失を減少さ
せることが可能となる。
バイポーラトランジスタが温度によりコレクタ電流が変
化するのと同様に、ＦＥＴも温度によりドレイン電流Ｉ
Ｄが変化する。これを解決するために、第２の分圧器を
構成するサーミスタとＦＥＴとを熱的に結合させる。Ｆ
ＥＴの温度が変化した時には、サーミスタの抵抗値も変
化し、第２の分圧器の分圧比も変化する。この時は、１
．の変化を打ち消す方向に、分圧比が変化するように第
２の分圧器を構成することにより、ＴＤを一定に保つこ
とができる。
化するのと同様に、ＦＥＴも温度によりドレイン電流Ｉ
Ｄが変化する。これを解決するために、第２の分圧器を
構成するサーミスタとＦＥＴとを熱的に結合させる。Ｆ
ＥＴの温度が変化した時には、サーミスタの抵抗値も変
化し、第２の分圧器の分圧比も変化する。この時は、１
．の変化を打ち消す方向に、分圧比が変化するように第
２の分圧器を構成することにより、ＴＤを一定に保つこ
とができる。
また、蓄電池Ｂａｔｔの電圧ＶＢが一定の電圧に達した
後には充電電流を減少させるために比較器を用いる。比
較器の出力には抵抗を介して第２の定電圧ダイオードを
接続する。比較器によりＶａを分圧した電圧Ｖ＋ と第
１の定電圧ダイオードの電圧ＶＤＩとを比較する。Ｖｌ
＜ＶＤＩのときには比較器の出力は最大となり、第２
の定電圧ダイオードは定電圧ＶＤ２を発生し、前述のよ
うに定電流にて充電を行う。充電が進むにつれてＶｌが
増加し、■１ζＶ旧となると比較器の出力ｖ２は、Ｖｌ
の増加と共に減少し、Ｖ２＜ＶＢ２になるとＦＥＴのゲ
ート・ソース間電圧ＶＧＳも減少し、充電電流１０ も
減少する。
後には充電電流を減少させるために比較器を用いる。比
較器の出力には抵抗を介して第２の定電圧ダイオードを
接続する。比較器によりＶａを分圧した電圧Ｖ＋ と第
１の定電圧ダイオードの電圧ＶＤＩとを比較する。Ｖｌ
＜ＶＤＩのときには比較器の出力は最大となり、第２
の定電圧ダイオードは定電圧ＶＤ２を発生し、前述のよ
うに定電流にて充電を行う。充電が進むにつれてＶｌが
増加し、■１ζＶ旧となると比較器の出力ｖ２は、Ｖｌ
の増加と共に減少し、Ｖ２＜ＶＢ２になるとＦＥＴのゲ
ート・ソース間電圧ＶＧＳも減少し、充電電流１０ も
減少する。
実施例
第１図に本発明の充電回路の一実施例を示す。図におい
て、Ｔ ｒ Ｉは電界効果トランジスタ、Ｄｌ 。
て、Ｔ ｒ Ｉは電界効果トランジスタ、Ｄｌ 。
Ｄ２は定電圧ダイオード、Ｄ３はダイオード、Ｒ１−Ｒ
６は抵抗、Ｒ７はサーミスタ、Ａ１は比較器、Ｅｃは充
電用電源、Ｂａｔｔは蓄電池である。Ｒ５とＲ６とによ
り第１の分圧器を構成し、Ｒ２とＲ７とにより第２の分
圧器を構成する。
６は抵抗、Ｒ７はサーミスタ、Ａ１は比較器、Ｅｃは充
電用電源、Ｂａｔｔは蓄電池である。Ｒ５とＲ６とによ
り第１の分圧器を構成し、Ｒ２とＲ７とにより第２の分
圧器を構成する。
上記のように構成された充電回路の動作は、次の通りで
ある。いま、Ｄ３の順方向電圧降下をＶ Ｄ３１ Ｂ
ａ ｔ ｔ ノミ圧をＶ、とすれば、第１の分圧器によ
って分圧される電圧Ｖ、は次式で表される。
ある。いま、Ｄ３の順方向電圧降下をＶ Ｄ３１ Ｂ
ａ ｔ ｔ ノミ圧をＶ、とすれば、第１の分圧器によ
って分圧される電圧Ｖ、は次式で表される。
これが比較器ＡＩの反転入力となる。また、Ｄｌにより
発生する基準電圧ＶｌがＡ１の非反転入力となる。
発生する基準電圧ＶｌがＡ１の非反転入力となる。
Ｖｌ ＜ＶｌであればＡＩの出力ｖ２は最大となる。Ｄ
２の定電圧値をＶＢ２とずれば、Ｖ２ ＞ＶＢ２であれ
ばＤ２は常にＶＢ２を発生する。この時、Ｔ ｒ ｌの
ゲート・ソース間電圧ＶＧＳは次式で表される。
２の定電圧値をＶＢ２とずれば、Ｖ２ ＞ＶＢ２であれ
ばＤ２は常にＶＢ２を発生する。この時、Ｔ ｒ ｌの
ゲート・ソース間電圧ＶＧＳは次式で表される。
従ってＲ１、Ｒ２、ＶＢ２が一定であればＶＯＳも一定
となり、蓄電池を充電するドレイン電流ｒ。
となり、蓄電池を充電するドレイン電流ｒ。
も一定となる。Ｔｒｌを動作させるには、Ｄ２が定電圧
値ＶＤ２を発生できるだけの微小電流を流すだけで良い
ため、第２図に示したようなバイポーラトランジスタを
動作させる場合よりも損失を小さくすることが可能とな
る。
値ＶＤ２を発生できるだけの微小電流を流すだけで良い
ため、第２図に示したようなバイポーラトランジスタを
動作させる場合よりも損失を小さくすることが可能とな
る。
温度によるＩｏの変化は、第２の分圧器により補正する
。電界効果トランジスタは、温度が高い時にはＩＯは増
加し、温度が低い時にはＩＯは減少する。そこで、抵抗
値に負の温度係数を持ったサーミスタＲ７をＴ ｒ Ｉ
と熱的に結合させる。この時、Ｔ ｒ Ｉの温度が上昇
すればＲ７の値は減少し、（５）式におけるＶＧＳは減
少する。従って１０は減少することになり、温度の上昇
によるＩＤの増加を打ち消すことができる。Ｔ ｒ ｌ
の温度が低下すればＲ７の値は増加し、（５）式におけ
るＶＯＳは増加する。従ってＩＤは増加することになり
、温度の低下によるＩＤの減少を打ち消すことができる
。以上のようにして、温度の変化による充電電流の変動
を少な（することができる。
。電界効果トランジスタは、温度が高い時にはＩＯは増
加し、温度が低い時にはＩＯは減少する。そこで、抵抗
値に負の温度係数を持ったサーミスタＲ７をＴ ｒ Ｉ
と熱的に結合させる。この時、Ｔ ｒ Ｉの温度が上昇
すればＲ７の値は減少し、（５）式におけるＶＧＳは減
少する。従って１０は減少することになり、温度の上昇
によるＩＤの増加を打ち消すことができる。Ｔ ｒ ｌ
の温度が低下すればＲ７の値は増加し、（５）式におけ
るＶＯＳは増加する。従ってＩＤは増加することになり
、温度の低下によるＩＤの減少を打ち消すことができる
。以上のようにして、温度の変化による充電電流の変動
を少な（することができる。
次に、充電が進むと共に蓄電池Ｂａｔｔの電圧ＶＢは増
加する。ＶＢが増加すると（４）式におけるｖＩ も増
加する。Ｖｌ ’ｒｉｏ＋になると、ｖｌの増加と共に
比較器ＡＩの出力Ｖ２は減少する。ｖ２が減少し、Ｄ２
の定電圧値ＶＤ２に対して、Ｖ２ ＜ＶＢ２となると、
Ｄ２はオフする。この時、ＶＧＳは次式で表される。
加する。ＶＢが増加すると（４）式におけるｖＩ も増
加する。Ｖｌ ’ｒｉｏ＋になると、ｖｌの増加と共に
比較器ＡＩの出力Ｖ２は減少する。ｖ２が減少し、Ｄ２
の定電圧値ＶＤ２に対して、Ｖ２ ＜ＶＢ２となると、
Ｄ２はオフする。この時、ＶＧＳは次式で表される。
ｖＩの増加と共にｖ２が減少すると（６）式におけるＶ
ＧＳも減少し、ＩＤ も減少する。従ってＶｅが一定電
圧以上になると、充電電流を減少させることができる。
ＧＳも減少し、ＩＤ も減少する。従ってＶｅが一定電
圧以上になると、充電電流を減少させることができる。
本発明の充電回路における充電電流ＩＤと蓄電池電圧Ｖ
ｅの充電時間による変化の一例を第３図に示す。
ｅの充電時間による変化の一例を第３図に示す。
発明の効果
以上のように、本発明の充電回路は、損失を減少させ、
温度による充電電流の変動を減少させることができる、
少ない部品の追加で過充電を防止することができる。
温度による充電電流の変動を減少させることができる、
少ない部品の追加で過充電を防止することができる。
第１図は本発明の実施例における充電回路を示す図、第
２図は従来の充電回路を示す図、第３図は充電電流と蓄
電池電圧の充電時間による変化を示す特性図である。 Ｔ’ｒｌ・・・・・・電界効果トランジスタ、Ｄ、、Ｄ
２・・・・・・定電圧ダイオード、Ｄ３・・・・・・ダ
イオード、Ｒ。 〜Ｒ６・・・・・・抵抗、Ｒ７・・・・・・サーミスタ
、Ａ＋・・・・・・比較器、Ｂａｔｔ・・・・・・蓄電
池、Ｅｃ・・・・・・充電用電源。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第３図
２図は従来の充電回路を示す図、第３図は充電電流と蓄
電池電圧の充電時間による変化を示す特性図である。 Ｔ’ｒｌ・・・・・・電界効果トランジスタ、Ｄ、、Ｄ
２・・・・・・定電圧ダイオード、Ｄ３・・・・・・ダ
イオード、Ｒ。 〜Ｒ６・・・・・・抵抗、Ｒ７・・・・・・サーミスタ
、Ａ＋・・・・・・比較器、Ｂａｔｔ・・・・・・蓄電
池、Ｅｃ・・・・・・充電用電源。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第３図
Claims (2)
- （１）充電される蓄電池の電圧を分圧する第１の分圧器
と、第１の定電圧ダイオードと、第１の分圧器により分
圧された電圧と第１の定電圧ダイオードにより発生する
電圧を入力とする比較器と、比較器の出力に抵抗を介し
て接続される第２の定電圧ダイオードと、第２の定電圧
ダイオードにより発生する電圧を分圧する第２の分圧器
と、第２の分圧器により分圧された電圧がゲート・ソー
ス間に印加されドレインが蓄電池に接続されてドレイン
電流により蓄電池に充電電流を供給する電界効果トラン
ジスタとを有する充電回路。 - （２）第２の分圧器にサーミスタを含み、そのサーミス
タが電界効果トランジスタと熱的に結合されている特許
請求の範囲第１項記載の充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118928A JPH02299429A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118928A JPH02299429A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 充電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02299429A true JPH02299429A (ja) | 1990-12-11 |
Family
ID=14748677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1118928A Pending JPH02299429A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02299429A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015084617A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 横河電機株式会社 | 充電回路 |
| WO2016041125A1 (zh) * | 2014-09-15 | 2016-03-24 | 深圳市聚作照明股份有限公司 | 一种应急照明的电池自动充电电路 |
-
1989
- 1989-05-12 JP JP1118928A patent/JPH02299429A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015084617A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 横河電機株式会社 | 充電回路 |
| WO2016041125A1 (zh) * | 2014-09-15 | 2016-03-24 | 深圳市聚作照明股份有限公司 | 一种应急照明的电池自动充电电路 |
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