JPH033620A - 小形機器の充電回路 - Google Patents

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） この発明は、電気かみそり等の小形機器の充電回路に関
する。

（従来の技術） 一般に、電気かみそり等の小形機器は、蓄電池と、その
蓄電池を充電するための充電回路を備えている。

この充電回路としては、たとえばリンギングチョークコ
ンバータが用いられており、その−例を第５図に示す。

第５図１ごおいて、Ｔ、、Ｔ２は充電の必要時に商用交
流電源に接続される充電用端子である。この充電用端子
Ｔ　１　ｒ　Ｔ　２にダイオードブリッジの整流回路１
が接続され、その整流回路１の出力端に平滑コンデンサ
２が接続される。

平滑コンデンサ２の両端に、スイッチング用トランジス
タ３のコレクタ・エミッタ間を介してトランス４の一次
巻線４ａが接続される。この一次巻線４ａには、ダイオ
ード５を介して抵抗６およびコンデンサ７の並列回路が
接続される。

トランジスタ３のコレクタ・エミッタ間は、抵抗８およ
びコンデンサ９を介してトランス４の補助一次巻線４ｂ
に接続されるとともに、起動抵抗（バイアス抵抗）１０
を介して平滑コンデンサ２の両端に接続される。

そして、トランス４の二次巻線４ｃに、整流器１１を介
して蓄電池１２が接続される。

動作を説明する。

充電用端子Ｔ　Ｉ　＋　Ｔ　２に交流電源電圧Ｅが印加
されると、その交流電源電圧Ｅが整流回路１で整流され
、かつ平滑コンデンサ２で平滑される。この平滑コンデ
ンサ２に電圧が生じると、それが起動抵抗（バイアス抵
抗）１０を介してトランジスタ３のベース・エミッタ間
に供給される。これにより、トランジスタ３のベースに
起動用の電流が流れ、トランジスタ３がオンする。

トランジスタ３がオンすると、トランス４の一次巻線４
ａに電流が流れ、その電流によって補助一次巻線４ｂに
電圧が誘起する。この誘起電圧によってもトランジスタ
３のベースに電流が流れ、同トランジスタ３のオン状態
が維持される。

このトランジスタ３のオンに際しては、整流器１１の阻
止作用により、蓄電池１２に電圧が加わることはなく、
励磁エネルギがトランス４に蓄えられる。

トランジスタ３が飽和してそのコレクタ電流が増加しな
くなると、補助一次巻線４ｂに誘起する電圧が減少する
。すると、トランジスタ３のベース電流が減少し、それ
によって一次巻線４ａに流れる電流が低下する。この正
帰還作用により、トランジスタ３がカットオフする。

このトランジスタ３のオフ時、トランス４に蓄えられて
いた励磁エネルギが整流器１１を通して蓄電池１２に加
わる。

こうして、トランジスタ３、がオン、オフを繰返すこと
により、蓄電池１２が充電される。

（発明が解決しようとする課題） このような充電回路において、平滑コンデンサ２は配設
スペースの制約から大容量にすることが困難である。こ
のため、平滑が不十分で、平滑コンデンサ２の両端に生
じる電圧Ｖは第６図に示すようにリプルの大きい波形と
なる。

この影響により、起動抵抗１０を通してトランジスタ３
のベースに流入する電流１１ｏは脈動電流となり、脈動
の谷間では電圧Ｖの低下（補助一次巻線４ｂに誘起する
電圧の低下）も重なることからトランジスタ３を十分に
飽和させることができない。

トランジスタ３が飽和しないと、一次巻線４ａに流れる
電流はトランジスタ３のｈｆｅ（直流電流増幅率）によ
って決まるようになる。−膜内に、スイッチング用のト
ランジスタのｈｆｅは“ばらつき”が大きく、その“ば
らつき′が蓄電池１２に対する充電電流の不安定さとな
って表われてしまう。

そこで、起動抵抗１０の抵抗値を小さくしてベース電流
を増やすことが考えられるが、脈動の山の部分において
ベース電流が大き過ぎてしまい、トランジスタ３に悪影
響を与えるという不具合が生じる。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、トランジスタに悪影響を与え
ることなく、トランジスタを確実に飽和させることがで
き、これにより“ばらつき“のない安定した充電を可能
とする小形機器の充電回路を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 請求項１の小形機器の充電回路は、入力される交流電圧
を整流する整流回路と、この整流回路の出力端に接続さ
れた平滑コンデンサと、この平滑コンデンサにトランジ
スタのコレクタ・エミッタ間を介して一次巻線が接続さ
れたトランスと、このトランスの二次巻線に整流器を介
して接続された蓄電池とを備え、前記トランジスタのベ
ース・エミッタ間を前記トランスの補助一次巻線に接続
するとともに、同トランジスタのベース・エミッタ間を
定電流回路を介して前記平滑コンデンサに接続する。

請求項２の小形機器の充電回路は、入力される交流電圧
を整流する整流回路と、この整流回路の出力端に接続さ
れた平滑用の第１コンデンサと、この第１コンデンサ１
こトランジスタのコレクタ争エミッタ間を介して一次巻
線が接続されたトランスと、このトランスの二次巻線に
整流器を介して接続された蓄電池と、前記第１コンデン
サにダイオードを介して接続された第２コンデンサとを
備え、前記トランジスタのベース・エミッタ間を前記ト
ランスの補助一次巻線に接続するとともに、同トランジ
スタのベース・エミッタ間を前記第２コンデンサに接続
する。

（作用） 請求項１の小形機器の充電回路では、平滑コンデンサに
生じる電圧が定電流回路を介してトランジスタのベース
・エミッタ間に供給される。これにより、トランジスタ
がオンする。トランジスタがオンすると、トランスの一
次巻線に電流が流れ、その電流によって補助一次巻線に
電圧が誘起する。

この誘起電圧により、トランジスタのオン状態が維持さ
れる。トランジスタが飽和すると、補助一次巻線に誘起
する電圧が減少し、トランジスタがカットオフする。こ
うして、トランジスタがオン。

オフを繰返すことにより、蓄電池が充電される。

請求項１の小形機器の充電回路では、平滑用の第１コン
デンサに生じる電圧がダイオードを通して第２コンデン
サに印加され、その第２コンデンサが充電される。そし
て、第２コンデンサの電圧がトランジスタのベース・エ
ミッタ間に供給される。これにより、トランジスタがオ
ンする。トランジスタがオンすると、トランスの一次巻
線に電流が流れ、その電流によって補助一次巻線に電圧
が誘起する。この誘起電圧により、トランジスタのオン
状態が維持される。トランジスタが飽和すると、補助一
次巻線に誘起する電圧が減少し、トランジスタがカット
オフする。こうして、トランジスタがオン、オフを繰返
すことにより、蓄電池が充電される。

（実施例） 以下、この発明の第１実施例について図面を参照して説
明する。なお、図面において第５図と同一部分には同一
符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１図に示すように、トランジスタ３のコレクタ・エミ
ッタ間は、抵抗８およびコンデンサ９を介してトランス
４の補助一次巻線４ｂに接続されるとともに、起動用の
定電流回路２０を介して平滑コンデンサ２の両端に接続
される。

定電流回路２０は、たとえば定電流ダイオードであり、
その等価回路を第２図に示す。この場合の定電流ダイオ
ードは、接合型電界効果トランジスタの飽和電流（Ｉｄ
ｓｓ）を利用したもので、外部のバイアスを必要とせず
、一定電流を流すことができる。

上記のような構成において、動作を説明する。

充電用端子Ｔ　１　＊　７２に交流電源電圧Ｅが印加さ
れると、その交流電源電圧Ｅが整流回路１で整流され、
かつ平滑コンデンサ２で平滑される。この平滑コンデン
サ２に電圧が生じると、それが定電流回路１２を介して
トランジスタ３のベース・エミッタ間に供給される。こ
れにより、トランジスタ３のベースに起動用の電流が流
れ、トランジスタ３がオンする。

トランジスタ３がオンすると、トランス４の一次巻線４
ａに電流が流れ、その電流によって補助一次巻線４ｂに
電圧が誘起する。この誘起電圧によってもトランジスタ
３のベースに電流が流れ、同トランジスタ３のオン状態
が維持される。

このトランジスタ３のオンに際しては、整流器１１の阻
止作用により、蓄電池１２に電圧が加わることはなく、
励磁エネルギがトランス４に蓄えられる。

トランジスタ３が飽和してそのコレクタ電流が増加しな
くなると、補助一次巻線４ｂに誘起する電圧が減少する
。すると、トランジスタ３のベース電流が減少し、それ
によって一次巻線４ａに流れる電流が低下する。この正
帰還作用により、トランジスタ３がカットオフする。

このトランジスタ３のオフ時、トランス４に蓄えられて
いた励磁エネルギが整流器１１を通して蓄電池１２に加
わる。

こうして、トランジスタ３がオン、オフを繰返すことに
より、蓄電池１２が充電される。

ところで、平滑コンデンサ２の両端に生じる電圧Ｖは、
従来と同じく、第３図に示すようにリプルの大きい波形
となる。ただし、定電流回路２０の働きにより、その定
電流回路２０からトランジスタ３のベースに流入する電
流Ｉ２０は脈動とはならず、トランジスタ３を十分に飽
和させることのできる一定の値となる。

こうして、トランジスタ３が確実に飽和することにより
、トランス４の一次巻線４ａに流れる電流はトランジス
タ３のｈｆｅ　（直流電流増幅率）の“ばらつき″にか
かわらず安定化する。すなわち、平滑コンデンサ２の配
設スペースの制約を確保しながら、蓄電池１２に対し、
常に安定した充電を行なうことができる。充電電流の“
ばらつき”について見ると、従来が３０％程度であるの
に対し、約１０％まで低減するという良好な結果が得ら
れた。

また、トランジスタ３のベースに大きな電流が流入しな
いので、トランジスタ３に悪影響を与えることもない。

ここで、参考のため、トランジスタ３のベースに流入す
る電流について考慮しておく。

トランジスタ３のベースに流入する電流は、トランス４
の補助一次巻線４ｂから得られる電流と定電流回路２０
から流入する電流１２ｏとの和になる。また、補助一次
巻線４ｂに流れる電流は、次巻線４ａに加わる電圧Ｖに
比例する。この比例定数をｋｌとすれば、トランジスタ
３のベースに流入する電流は、これをＩｂとして下式で
表わされる。

Ｉｂ−に１−Ｖ＋１゜ 一方、第５図の従来例の場合、起動抵抗１０を通る電流
１．は、起動抵抗１０の抵抗値をＲ１トランジスタ３の
ベース壷エミッタ間電圧をｖ８として、下式で表わされ
る。

Ｉｃ　−（Ｅ−Ｖａ　）　／Ｒ よって、従来の場合、トランジスタ３のベースに流入す
る電流１ｂ＝は、 Ｉｂ″−に１　ｅＥ＋　（Ｅ　　Ｖｓ　）／Ｒとなる。

そして、Ｅ＞ＶＢであるから、 Ｉｂ”→に１　・Ｅ＋Ｅ／Ｒ 、Ｅ　（ｋ１＋１／Ｒ） となる。

この発明の第２実施例について第４図により説明する。

なお、図面において第１図および第５図と同一部分には
同一符号を付し、詳細な説明は省略する。また、説明の
便宜上、平滑コンデンサ２を平滑用の第１コンデンサと
称する。

ここでは、第１コンデンサ２の両端にダイオード３１を
介して第２コンデンサ３２を接続している。そして、ト
ランジスタ３のベース・エミッタ間を抵抗３３を介して
コンデンサ３２の両端に接続している。

動作を説明する。

充電用端子”　Ｉ　ｒ　Ｔ２に交流電源電圧Ｅが印加さ
れると、その交流電源電圧Ｅが整流回路１で整流され、
かつ第１コンデンサ２で平滑される。この第１コンデン
サ２に電圧が生じると、それがダイオード３１を通して
第２コンデンサ３２に充電される。そして、第２コンデ
ンサ３２に生じる電圧が抵抗３３を介してトランジスタ
３のベース・エミッタ間に供給される。これにより、ト
ランジスタ３のベースに起動用の電流が流れ、トランジ
スタ３がオンする。

この場合、第２コンデンサ３２に蓄えられる電荷は抵抗
３３を通してのみ放電するので、その放電電流は小さく
、第２コンデンサ３２の両端の電圧はほぼ一定となる。

したがって、抵抗３３を通してトランジスタ３のベース
に流れる電流１１は、はぼ一定である。

トランジスタ３がオンすると、トランス４の一次巻線４
ａに電流が流れ、その電流によって補助一次巻線４ｂに
電圧が誘起する。この誘起電圧によってもトランジスタ
３のベースに電流が流れ、同トランジスタ３のオン状態
が維持される。

このトランジスタ３のオンに際しては、整流器１１の阻
止作用により、蓄電池１２に電圧が加わることはなく、
励磁エネルギがトランス４に蓄えられる。

トランジスタ３が飽和してそのコレクタ電流が増加しな
くなると、補助一次巻線４ｂに誘起する電圧が減少する
。すると、トランジスタ３のベース電流が減少し、それ
によって一次巻線４ａに流れる電流が低下する。この正
帰還作用により、トランジスタ３がカットオフする。

このトランジスタ３のオフ時、トランス４に蓄えられて
いた励磁エネルギが整流器１１を通して蓄電池１２に加
わる。

こうして、トランジスタ３がオン、オフを繰返すことに
より、蓄電池１２が充電される。

ところで、第１コンデンサ２の両端に生じる電圧■は、
第３図に示したのと同様にリプルの大きい波形となるが
、第２コンデンサ３２の介在により、抵抗３３を通して
トランジスタ３のベースに流入する電流■１は脈動とは
ならず、トランジスタ３を十分に飽和させることができ
る。

こうして、トランジスタ３が確実に飽和することにより
、トランス４の一次巻線４ａに流れる電流はトランジス
タ３のｈｆｅ　（直流電流増幅率）の“ばらつき“にか
かわらず安定化する。すなわち、第１コンデンサ２の配
設スペースの制約を確保しながら、蓄電池１２に対し、
常に安定した充電を行なうことができる。充電電流の“
ばらつき”について見ると、この実施例の場合も、従来
の３０％程度に対し、約１０％まで低減するという良好
な結果が得られた。

また、トランジスタ３のベースに大きな電流が流入しな
いので、トランジスタ３に悪影響を与えることもない。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

（発明の効果） 以上述べたようにこの発明によれば、 請求項１の小形機器の充電回路は、入力される交流電圧
を整流する整流口路と、この整流回路の出力端に接続さ
れた平滑コンデンサと、この平滑コンデンサにトランジ
スタのコレクタ・エミッタ間を介して一次巻線が接続さ
れたトランスと、このトランスの二次巻線に整流器を介
して接続された蓄電池とを備え、前記トランジスタのベ
ース・エミッタ間を前記トランスの補助一次巻線に接続
するとともに、同トランジスタのベース・エミッタ間を
定電流回路を介して前記平滑コンデンサに接続したので
、トランジスタに悪影響を与えることなく、トランジス
タを確実に飽和させることができ、これにより“ばらつ
き”のない安定した充電が可能である。

請求項２の小形機器の充電回路は、入力される交流電圧
を整流する整流回路と、この整流回路の出力端に接続さ
れた平滑用の第１コンデンサと、この第１コンデンサに
トランジスタのコレクタΦエミッタ間を介して一次巻線
が接続されたトランスと、このトランスの二次巻線に整
流器を介して接続された蓄電池と、前記第１コンデンサ
にダイオードを介して接続された第２コンデンサとを備
え、前記トランジスタのベース・エミッタ間を前記トラ
ンスの補助一次巻線に接続するとともに、同トランジス
タのベース・エミッタ間を前記第２コンデンサに接続し
たので、トランジスタに悪影響を与疼ることなく、トラ
ンジスタを確実に飽和させることができ、これにより“
ばらつき”のない安定した充電が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す図、第２図
は同実施例における定電流回路の具体例の等価回路を示
す図、第３図は同実施例の動作を説明するための信号波
形図、第４図はこの発明の第２実施例の構成を示す図、
第５図は従来の充電回路の構成を示す図、第６図は第５
図の動作を説明するための信号波形図である。 １・・・整流回路、２・・・平滑コンデンサ、３・・・
トランジスタ、４・・・トランス、４ａ・・・一次巻線
、４ｂ・・・補助一次巻線、４Ｃ・・・二次巻線、１２
・・・蓄電池、２０・・・定電流回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力される交流電圧を整流する整流回路と、この
   整流回路の出力端に接続された平滑コンデンサと、この
   平滑コンデンサにトランジスタのコレクタ・エミッタ間
   を介して一次巻線が接続されたトランスと、このトラン
   スの二次巻線に整流器を介して接続された蓄電池とを備
   え、前記トランジスタのベース・エミッタ間を前記トラ
   ンスの補助一次巻線に接続するとともに、同トランジス
   タのベース・エミッタ間を定電流回路を介して前記平滑
   コンデンサに接続したことを特徴とする小形機器の充電
   回路。
2. （２）入力される交流電圧を整流する整流回路と、この
   整流回路の出力端に接続された平滑用の第１コンデンサ
   と、この第１コンデンサにトランジスタのコレクタ・エ
   ミッタ間を介して一次巻線が接続されたトランスと、こ
   のトランスの二次巻線に整流器を介して接続された蓄電
   池と、前記第１コンデンサにダイオードを介して接続さ
   れた第２コンデンサとを備え、前記トランジスタのベー
   ス・エミッタ間を前記トランスの補助一次巻線に接続す
   るとともに、同トランジスタのベース・エミッタ間を前
   記第２コンデンサに接続したことを特徴とする小形機器
   の充電回路。