JPH0373218B2 - - Google Patents

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JPH0373218B2
JPH0373218B2 JP17196082A JP17196082A JPH0373218B2 JP H0373218 B2 JPH0373218 B2 JP H0373218B2 JP 17196082 A JP17196082 A JP 17196082A JP 17196082 A JP17196082 A JP 17196082A JP H0373218 B2 JPH0373218 B2 JP H0373218B2
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JP
Japan
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voltage
transistor
battery
circuit
charging
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JP17196082A
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Japanese (ja)
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JPS5961438A (en
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Osamu Yanoo
Takashi Akyama
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、Ni−Cdのような被充電用電池を急
速充電する充電回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a charging circuit for rapidly charging a battery to be charged such as Ni-Cd.

(背景技術) 従来、逆阻止型3端子サイリスタ(SCR)を
用いたこの種の急速充電器では、交流電源を整流
して得られた脈流電源電圧の波形毎に所定位相で
逆阻止型3端子サイリスタにトリガ信号を与えて
位相制御を行なうようになつており、充電末期で
は導通期間を小さくして充電電流の平均値を下げ
るようになつている。
(Background Art) Conventionally, in this type of quick charger using a reverse-blocking three-terminal thyristor (SCR), a reverse-blocking three-terminal thyristor (SCR) is connected to a reverse-blocking three-terminal thyristor (SCR) at a predetermined phase for each waveform of a pulsating power supply voltage obtained by rectifying an AC power supply. Phase control is performed by applying a trigger signal to the terminal thyristor, and at the end of charging, the conduction period is shortened to lower the average value of the charging current.

しかしながら、従来の場合は脈流電源電圧の各
波形毎に逆阻止型3端子サイリスタにトリガ信号
を与えるため、充電末期において充電電流の平均
値を下げることができても、電池内部のガス発生
に対して、それを十分に吸収する時間を確保する
ことなく、充電電流を流すため、電池を劣化させ
るという恐れがあつた。
However, in the conventional case, a trigger signal is given to the reverse-blocking three-terminal thyristor for each waveform of the pulsating power supply voltage, so even if the average value of the charging current can be lowered at the end of charging, gas generation inside the battery may occur. On the other hand, since the charging current is passed without ensuring sufficient time to absorb the current, there is a fear that the battery may deteriorate.

(発明の目的) 本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもの
で、その目的とするところは、充電末期の被充電
用電池のガス発生に対するガス吸収時間を充分に
とることができて電池の劣化を少なくし、その上
トリガ信号発生回路のトランジスタのスイツチン
グスピードを早めてスイツチングロスを低減した
充電回路を提供するにある。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide sufficient gas absorption time for gas generation in the battery to be charged at the end of charging. To provide a charging circuit which reduces battery deterioration and further reduces switching loss by increasing the switching speed of a transistor in a trigger signal generating circuit.

(発明の開示) 上述の目的を達成するために、本発明は、エミ
ツタに基準電源電圧を接続した脈流電源に基準電
圧源を介して接続された第1のトランジスタのベ
ースに、脈流電源電圧を第1の抵抗と第2の抵抗
及びコンデンサの並列回路とで分圧して得られた
電圧を印加して該ベース電圧が前記基準電圧源の
電圧を越えた際に第1のトランジスタをオンさせ
る電圧比較回路と、第1のトランジスタのコレク
タにベースを接続し、エミツタにエミツタ抵抗を
接続してエミツタ抵抗を介して脈流電源に接続し
た第2のトランジスタを有し、エミツタ抵抗と第
2のトランジスタのエミツタとの接続点の電圧を
逆阻止型3端子サイリスタのゲートに加えるトリ
ガ信号発生回路と、カソードに被充電用電池を接
続して脈流電源に被充電用電池を介して接続され
た上記逆阻止型3端子サイリスタから成るもので
ある。
(Disclosure of the Invention) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention connects a pulsating current power supply to the base of a first transistor connected via a reference voltage source to a pulsating current power supply whose emitter is connected to a reference power supply voltage. A voltage obtained by dividing the voltage by a first resistor, a second resistor, and a parallel circuit of a capacitor is applied, and when the base voltage exceeds the voltage of the reference voltage source, the first transistor is turned on. a voltage comparator circuit having a base connected to the collector of the first transistor, an emitter resistor connected to the emitter and a pulsating current power supply via the emitter resistor; A trigger signal generation circuit that applies the voltage at the connection point with the emitter of the transistor to the gate of a reverse blocking three-terminal thyristor, and a battery to be charged is connected to the cathode, and is connected to a pulsating current power supply via the battery to be charged. The reverse blocking type three-terminal thyristor described above is used.

実施例 以下本発明を実施例によつて説明する。第1図
は本発明のブロツクダイヤグラムを示し、交流電
源電圧を降圧する降圧回路1と、降圧回路1で降
圧された交流を整流する整流回路2と、充電々流
が流れていることを検知する電流検出回路3と、
この電流検出回路3の検出によつて発光表示する
表示回路4と、定電流を発生させて電池パツク
BP内に設けた電池温度検出回路5に流す基準電
流発生回路6と、脈流電源電圧を抵抗分圧して入
力電圧と、電池温度検出回路5に発生する基準電
圧とを比較して基準電圧を入力電圧が越えたとき
にトリガ信号発生回路7を動作させる電圧比較回
路8と、トリガ信号発生回路7のトリガ信号で導
通する逆阻止型3端子サイリスタ9<以下サイリ
スタ9と称する>と、該サイリスタ9を通じて充
電々流が流れて充電されるNi−Cdのような被充
電用電池10と、前記電池温度検出回路5の不完
全接続等を検出して、サイリスタ9を制御するセ
ンサ開放検出回路11とから構成され、被充電用
電池10の充電々圧VBが所定レベルのときには
サイリスタ9の導通を制限して充電制御を行なう
ようになつている。第2図は第1図ブロツクを具
体化した回路を示しており、実施例回路の動作を
この具体回路によつて詳説する。降圧回路1は降
圧トランス14から構成され、電源接続端子a,
bに接続した交流電源AC電圧を降圧して整流回
路2のダイオード12,13によつて全波整流し
その脈流を充電器Aの電源電圧とする。充電器A
は電池パツクBPを着脱自在に装着するもので電
流パツクBP内に被充電用電池10と、被充電用
電池10の電池温度検出回路5とを接続端子c,
d,eによつて装着時に電気的に接続する。整流
回路2の出力端間にはサイリスタ9と、電池パツ
クBP内の被充電用電池10と、電流検出回路3
の電流検出抵抗15の直列回路を接続してある。
電流検出回路3は電流検出抵抗15と、発光ダイ
オード16と抵抗17とからなる表示回路4を介
して整流回路2の出力端間に接続したトランジス
タ18と前記電流検出抵抗15に対してトランジ
スタ18のベース・エミツタを介して並列接続し
たベース抵抗19とから構成され、サイリスタ9
と、被充電用電池10と電流検出抵抗15とを介
して充電々流が流れるとトランジスタ18がオン
し該トランジスタ18を介して発光ダイオード1
6に電流を流して充電中であることを表示する。
電圧比較回路8は脈流電源電圧を抵抗20,21
で分圧した分圧電圧がベースに印加されるととも
に、抵抗25を介して整流回路2のプラス側出力
端にコレクタを接続し、エミツタを可変抵抗器2
2と、電池温度検出回路5の可変抵抗器24と、
ダイオード23とを介して整流回路2のマイナス
側出力端に接続した第1のトランジタ26と、上
記各抵抗20,21,25及び可変抵抗器22
と、抵抗21に並列に接続したコンデンサ33と
から構成されている。可変抵抗器24と電池温度
検出回路5との直列回路には定電流ダイオード3
4からなる基準電流発生回路6から定電流が流
れ、前記直列回路には電圧比較回路8の基準電圧
となる電圧が発生し、この基準電圧と、トランジ
スタ26のベース電圧とが比較されるわけで、ベ
ース電圧がトランジスタ26のエミツタ電圧に降
下電圧VBE26が加わつた分より高ければトランジ
スタ26がオンし、逆に低ければトランジスタ2
6がオフするようになつている。トリガ信号発生
回路7は前記トランジスタ26のコレクタにベー
スを接続した第2のトランジスタ27と抵抗28
との直列回路を整流回路2の出力端間に接続し、
トランジスタ27のエミツタをダイオード29を
介して上記のサイリスタ9のゲートに接続しあつ
て、トランジスタ27のオンのときにダイオード
29を介してサイリスタ9を点弧するようになつ
ている。センサ開放検出回路11は可変抵抗器2
2と電池温度検出回路5の直列回路の電圧を抵抗
30,31で分圧した電圧をベースに印加するト
ランジスタ32から構成され電池温度検出回路5
の非接続時にトランジスタ32のベース電位が上
昇してトランジスタ32がオンし、このオンによ
つてトランジスタ32を介してトリガ信号発生回
路7のトランジスタ27のベースを接地するよう
になつており、トリガ信号発生回路7のトランジ
スタ27を強制的に電池温度検出回路5の非接続
時にオフさせて充電を停止させるようになつてい
る。またこの時SCR9を介して流れる充電電流
は無くなり、電流検出回路3が動作せず、表示回
路4の発光ダイオード16を消灯し、電池温度検
出回路5が接続されていないことを表示する。
EXAMPLES The present invention will be explained below by way of examples. FIG. 1 shows a block diagram of the present invention, which includes a step-down circuit 1 that steps down the AC power supply voltage, a rectifier circuit 2 that rectifies the AC that has been stepped down in the step-down circuit 1, and a circuit that detects that a charging current is flowing. a current detection circuit 3;
A display circuit 4 that emits light based on the detection by the current detection circuit 3, and a battery pack that generates a constant current.
A reference current generation circuit 6 that flows into the battery temperature detection circuit 5 provided in the BP compares the input voltage obtained by dividing the pulsating current power supply voltage with the reference voltage generated in the battery temperature detection circuit 5 to determine the reference voltage. A voltage comparator circuit 8 that operates the trigger signal generation circuit 7 when the input voltage exceeds it, a reverse blocking three-terminal thyristor 9 (hereinafter referred to as thyristor 9) that conducts with the trigger signal of the trigger signal generation circuit 7, and the thyristor. A sensor open detection circuit 11 controls the thyristor 9 by detecting an incomplete connection between the battery temperature detection circuit 5 and the battery 10 to be charged, such as Ni-Cd, which is charged by a charging current flowing through the battery temperature detection circuit 5. When the charging voltage V B of the battery 10 to be charged is at a predetermined level, conduction of the thyristor 9 is restricted to perform charging control. FIG. 2 shows a circuit that embodies the block of FIG. 1, and the operation of the embodiment circuit will be explained in detail using this concrete circuit. The step-down circuit 1 is composed of a step-down transformer 14, and has power supply connection terminals a,
The AC voltage of the AC power supply connected to AC power source B is stepped down and full-wave rectified by the diodes 12 and 13 of the rectifier circuit 2, and the pulsating current is used as the power supply voltage of the charger A. Charger A
The battery pack BP is detachably attached to the battery pack BP, and the battery 10 to be charged and the battery temperature detection circuit 5 of the battery 10 to be charged are connected to the terminals c,
d and e for electrical connection during installation. A thyristor 9, a battery to be charged 10 in the battery pack BP, and a current detection circuit 3 are connected between the output terminals of the rectifier circuit 2.
A series circuit of current detection resistors 15 is connected.
The current detection circuit 3 includes a current detection resistor 15, a transistor 18 connected between the output terminals of the rectifier circuit 2 via a display circuit 4 consisting of a light emitting diode 16, and a resistor 17, and a transistor 18 connected to the current detection resistor 15. It consists of a base resistor 19 connected in parallel via a base emitter, and a thyristor 9.
Then, when a charging current flows through the battery to be charged 10 and the current detection resistor 15, the transistor 18 is turned on and the light emitting diode 1 is connected via the transistor 18.
6 to indicate that it is being charged.
A voltage comparator circuit 8 connects the pulsating power supply voltage to resistors 20 and 21.
The divided voltage divided by is applied to the base, and the collector is connected to the positive output terminal of the rectifier circuit 2 via the resistor 25, and the emitter is connected to the variable resistor 2.
2, a variable resistor 24 of the battery temperature detection circuit 5,
A first transistor 26 connected to the negative output terminal of the rectifier circuit 2 via a diode 23, each of the above-mentioned resistors 20, 21, 25, and a variable resistor 22.
and a capacitor 33 connected in parallel to the resistor 21. A constant current diode 3 is connected to the series circuit between the variable resistor 24 and the battery temperature detection circuit 5.
A constant current flows from the reference current generating circuit 6 consisting of 4, and a voltage that becomes the reference voltage of the voltage comparator circuit 8 is generated in the series circuit, and this reference voltage is compared with the base voltage of the transistor 26. , if the base voltage is higher than the emitter voltage of the transistor 26 plus the drop voltage V BE26 , the transistor 26 is turned on, and if it is lower, the transistor 2 is turned on.
6 is now turned off. The trigger signal generation circuit 7 includes a second transistor 27 whose base is connected to the collector of the transistor 26 and a resistor 28.
Connect the series circuit between the output terminals of the rectifier circuit 2,
The emitter of the transistor 27 is connected to the gate of the thyristor 9 through a diode 29, so that when the transistor 27 is turned on, the thyristor 9 is fired through the diode 29. The sensor open detection circuit 11 is a variable resistor 2
The battery temperature detection circuit 5 is composed of a transistor 32 that applies to its base a voltage obtained by dividing the voltage of a series circuit of the battery temperature detection circuit 5 and the battery temperature detection circuit 5 by resistors 30 and 31.
When the transistor 32 is disconnected, the base potential of the transistor 32 rises and the transistor 32 is turned on, which causes the base of the transistor 27 of the trigger signal generation circuit 7 to be grounded via the transistor 32. The transistor 27 of the generation circuit 7 is forcibly turned off when the battery temperature detection circuit 5 is disconnected to stop charging. Further, at this time, the charging current flowing through the SCR 9 disappears, the current detection circuit 3 does not operate, and the light emitting diode 16 of the display circuit 4 is turned off, indicating that the battery temperature detection circuit 5 is not connected.

次に本発明充電回路の動作を説明する。電池パ
ツクBPが充電器Aに装着かつ接続している充電
中においては整流回路2から第3図aに示す脈流
電源電圧が発生しているとすると、この脈流電源
電圧の電圧上昇時においてはまず、電圧比較回路
8のベース電圧はコンデンサ33の充電々圧の上
昇に応ずることにより、従つて第3図cに示す定
電流ダイオード34の流す電流が一定レベルに達
するまでの上昇する期間中においてはベース電圧
がエミツタ電圧を越えるとこなく、従つてトラン
ジスタ26のベース電流は流れず、そしてトラン
ジスタ26にはコレクタ電流が流れず、コレクタ
の電位は低下しない。そのためトリガ信号発生回
路7のトランジスタ27のベースに印加される脈
流電圧がトランジスタ27のベース・エミツタ間
の降下電圧を越えると直ちにオンすることによ
り、スイツチングスピードはトランジスタ26の
コレクタ電位の低下による影響を受ける場合に比
して速くなる。さてトランジスタ27がオンする
と、エミツタ抵抗28とトランジスタ27のエミ
ツタとの接続点○イの電圧は第5図bに示すように
脈流電源電圧の上昇に併つて上昇する。この電圧
上昇において、この接続点○イの電圧がダイオード
29の順方向降下電圧VF29とサイリスタ9のゲー
トカソード間の降下電圧VGと電池電圧VBとの和
電圧より越えるとサイリスタ9にゲート電流が流
れてオンし、充電々流を被充電用電池10に流
し、充電を開始する。一方電圧比較回路8ではコ
ンデンサ33の両端電圧が基準電圧つまり第3図
cに示した波形の平坦レベルにトランジスタ26
のベースエミツタ間の電圧降下VBE26分を加えた
電圧を越えると、トランジスタ26はオンし、ト
ラジスタ26のコレクタ電位は低くなり、トラン
ジスタ27はオフさせ、接続点○イの電圧を“L”
とする。従つて被充電用電池10の電圧が低い初
期状態ではサイリスタ9の導通開始時点が早く、
逆に電池電圧VBが高くなるにつれてサイリスタ
9の導通開始時点が遅くなる。そして○イ接続点の
電圧のピーク値が電池電圧VBとダイオード29
の順方向降下電圧VF29とサイリスタ9のゲートカ
ソード間の降下電圧VGとの和を越えなくなると
サイリスタ9は導通せず、充電停止状態となる。
つまり電圧比較回路8のトランジスタ26のオン
するタイミングによつて、サイリスタ9をオフさ
せることのできる電池電圧VBを設定することが
でき、この電池電圧VBが充電制御電圧となる。
さて初期の充電動作に於いては、電池電圧VB
低いため、トランジスタ27のエミツタ電圧、つ
まり接続点○イの電圧が、第3図bに示すピーク値
Yより低い点X点、サイリスタ9にゲート電流が
流れてサイリスタ9がオンする。従つて脈流電源
の各波形ごとにおいて、サイリスタ9がオンする
ことにより、電流検出回路3の電流検出抵抗15
には充電々流が略連続的に流れて表示回路4の発
光ダイオード16を点灯し、人間の目の残像によ
つて発光ダイオード16の発光は連続発光状態と
見え、使用者はこの発光によつて充電中であるこ
とを知ることができる。
Next, the operation of the charging circuit of the present invention will be explained. Assuming that during charging when the battery pack BP is attached and connected to the charger A, the pulsating power supply voltage shown in Fig. 3a is generated from the rectifier circuit 2, when the pulsating power supply voltage rises, First, the base voltage of the voltage comparator circuit 8 responds to the rise in the charging voltage of the capacitor 33, so that it increases during the rising period until the current flowing through the constant current diode 34 reaches a certain level as shown in FIG. 3c. In the transistor 26, the base voltage never exceeds the emitter voltage, so the base current of the transistor 26 does not flow, and the collector current does not flow through the transistor 26, so that the potential of the collector does not decrease. Therefore, as soon as the pulsating voltage applied to the base of the transistor 27 of the trigger signal generation circuit 7 exceeds the voltage drop between the base and emitter of the transistor 27, the switching speed is changed due to the decrease in the collector potential of the transistor 26. Faster than when affected. Now, when the transistor 27 is turned on, the voltage at the connection point ○a between the emitter resistor 28 and the emitter of the transistor 27 increases as the pulsating power supply voltage increases, as shown in FIG. 5b. In this voltage increase, when the voltage at this connection point ○A exceeds the sum voltage of the forward drop voltage V F29 of the diode 29, the drop voltage V G between the gate cathode of the thyristor 9, and the battery voltage V B , the gate of the thyristor 9 A current flows and turns on, causing a charging current to flow to the battery 10 to be charged, and charging begins. On the other hand, in the voltage comparison circuit 8, the voltage across the capacitor 33 reaches the reference voltage, that is, the flat level of the waveform shown in FIG.
When the voltage drop between the base and emitter of
shall be. Therefore, in the initial state where the voltage of the battery 10 to be charged is low, the thyristor 9 starts conducting quickly;
Conversely, as the battery voltage V B increases, the time point at which the thyristor 9 starts conducting becomes later. And the peak value of the voltage at the connection point ○A is the battery voltage V B and the diode 29
When the sum of the forward voltage drop V F29 and the voltage drop V G between the gate and cathode of the thyristor 9 is no longer exceeded, the thyristor 9 is not conductive and the charging is stopped.
That is, depending on the timing at which the transistor 26 of the voltage comparison circuit 8 turns on, a battery voltage V B that can turn off the thyristor 9 can be set, and this battery voltage V B becomes the charging control voltage.
In the initial charging operation, since the battery voltage VB is low, the emitter voltage of the transistor 27, that is, the voltage at the connection point ○A, is at the point X, which is lower than the peak value Y shown in FIG. A gate current flows to turn on the thyristor 9. Therefore, for each waveform of the pulsating current power supply, the thyristor 9 turns on, so that the current detection resistor 15 of the current detection circuit 3
A charging current flows almost continuously to light up the light emitting diode 16 of the display circuit 4, and due to the afterimage of the human eye, the light emitted from the light emitting diode 16 appears to be in a continuous light emitting state, and the user is aware of this light emission. You can tell when the battery is charging.

ところで充電末期となつて上述したような充電
停止が起きた後は被充電用電池10の自己放電等
による電圧降下時にのみにサイリスタ9のオン動
作が行なわれて補充電がなされるのである。ここ
で電圧比較回路8のトランジスタ26のオフのス
イツチング動作はコンデンサ33の充電々荷の放
電時定数によつて、オン時の脈流電源電圧の値よ
りも低い電圧のときによつて行なわれるため、ト
リガ信号発生回路7のトランジスタ27のエミツ
タ電圧、つまり接続点○イの電圧はトランジスタ2
6のオン時の電圧と、オフ時の電圧との間にΔV
だけの下が生じる。従つて充電末期において、電
池電圧VBが自己放電によつて低下し、接続点○イ
の電圧よりも、電池電圧VBと、ダイオード29
の順方向降下電圧VF29と、サイリスタ9のゲート
カソード間の降下電圧VGとの和が下回つたとき
には、サイリスタ9がオンして、その対応する脈
流波形の期間補充充電が為される。ここで第3図
bに示す脈流波形の前半の接続点○イのピーク値Y
と後半の接続点○イのピーク値Zとの差が無い場所
では電池電圧VBが低下して後半のピーク値Zを
下回つたときにサイリスタ9がオンすると、短い
期間で充電が為されるため次の脈流波形の前半で
は電池電圧VBが前半のピーク値Yを下回らない
けれども、後半のピーク値Zを下回つて再びサイ
リスタ9がオンされる可能性が高く、結果毎波形
毎に充電が為されることになり、電池内部の発生
ガスの吸収時間を取ることができなくなる恐れが
ある。
By the way, after the above-mentioned charging stop occurs at the end of charging, the thyristor 9 is turned on only when the voltage drops due to self-discharge of the battery 10 to be charged, and supplementary charging is performed. Here, the switching operation of turning off the transistor 26 of the voltage comparator circuit 8 is performed when the voltage is lower than the value of the pulsating power supply voltage when it is turned on, due to the discharge time constant of the charge of the capacitor 33. , the emitter voltage of the transistor 27 of the trigger signal generation circuit 7, that is, the voltage at the connection point ○a, is the voltage of the transistor 27.
There is a ΔV between the voltage when 6 is on and the voltage when it is off.
Only the bottom occurs. Therefore, at the end of charging, the battery voltage V B decreases due to self-discharge, and the battery voltage V B and the diode 29
When the sum of the forward voltage drop V F29 and the voltage drop V G between the gate and cathode of the thyristor 9 falls below, the thyristor 9 is turned on and supplementary charging is performed for the period of the corresponding pulsating current waveform. . Here, the peak value Y at the connection point ○a in the first half of the pulsating flow waveform shown in Figure 3b
In a place where there is no difference between the peak value Z at the connection point ○A in the second half and the battery voltage V B decreases and falls below the peak value Z in the second half, if the thyristor 9 is turned on, charging will occur in a short period of time. Therefore, in the first half of the next pulsating current waveform, although the battery voltage V B does not fall below the peak value Y of the first half, there is a high possibility that the thyristor 9 will be turned on again when it falls below the peak value Z of the second half. As a result, there is a risk that the battery will not be able to take the time to absorb the gas generated inside the battery.

これに対して接続点○イの前半のピーク値Yと後
半のピーク値Zとの間で差ΔVを持たせたことに
より、前半のピーク値Yを電池電圧VBが下回つ
たときにサイリスタ9がオンすると、その波形の
期間充電されるため、次の脈流波形において、電
池電圧VBが前半、後半の何れのピーク値Y,Z
をも下回る可能性が少なくなつて、次のサイリス
タ9のオン動作が起るまでの期間が比較的長くな
つて、例えば脈流電圧波形の1山或いは2山以上
の休止期間が得られ、その結果被充電用電池10
内部のガス発生に対しそれを充分に吸収する時間
が得られることになつて電池劣化や過充電防止が
図れるのである。第4図a充電初期の充電電流波
形を、第4図bは充電末期の充電電流波形も、第
4図cは充電末期における電池電圧VBのピーク
値の拡大波形を夫々示している。
On the other hand, by providing a difference ΔV between the peak value Y in the first half and the peak value Z in the second half of connection point ○A, when the battery voltage V B falls below the peak value Y in the first half, the thyristor When 9 is turned on, the battery is charged during the period of that waveform, so in the next pulsating current waveform, the battery voltage V B will be the peak value Y, Z in the first half or the second half.
The possibility that the voltage will drop below the threshold decreases, and the period until the next turn-on operation of the thyristor 9 occurs becomes relatively long. Result Battery to be charged 10
This provides sufficient time to absorb internal gas generation, thereby preventing battery deterioration and overcharging. FIG. 4a shows the charging current waveform at the beginning of charging, FIG. 4b also shows the charging current waveform at the end of charging, and FIG. 4c shows an enlarged waveform of the peak value of the battery voltage V B at the end of charging.

しかして充電末期においては脈流波形に対して
間欠的に充電々流が流れることになつて表示回路
4の発光ダイオード16の発光は点滅状態とな
り、使用者は充電完了したことを知ることができ
る。
However, at the end of charging, a charging current flows intermittently with respect to the pulsating current waveform, and the light emitting diode 16 of the display circuit 4 flashes, allowing the user to know that charging is complete. .

ところで、このような急速充電を行なうとき、
制御すべき電池電圧は温度によつて第5図に示す
ようにV1,V2,V3…と変化するため電池温度特
性に合せて制御動作の温度特性を設定する必要が
あるが本発明充電回路では次のような方法によつ
て設定してある。つまり充電器A側のサイリスタ
9をトリガするためのトリガ信号発生回路7のト
ランジスタ27のスイツチングのタイミングは電
圧比較回路34のトランジスタ26のオン、オフ
によつて決まり、またサイリスタ9のオン、オフ
は○イ点の電圧と、電池電圧VB、サイリスタ9の
ゲートカソード間の降下電圧VG、ダイオード2
9の順方向降下電圧VF29の和電圧との関係で決ま
るわけであるが、仮に電池パツクBPの温度変化
がないものとし、充電器A内の温度変化があると
すると、各トランジスタ26,27のベース・エ
ミツタ間の降下電圧VBE26,VBE27及び、ダイオー
ド29の順方向降下電圧VF29、サイリスタ9のゲ
ートカソード間の降下電圧VGは所定の温度係数
によつて夫々が変化し、トランジスタ26,27
のスイツチング動作及びサイリスタ9のスイツチ
ング動作に影響が生じるわけである。そこでこれ
ら素子の温度特性を補正して充電器Aの制御動作
の温度特性を充電器A側の温度変化に対して零と
するように各素子の条件を設定しており、例えば
第2図回路の場合では下記の条件を満足するよう
に素子定数を設定する。
By the way, when performing such quick charging,
Since the battery voltage to be controlled varies as V 1 , V 2 , V 3 , etc. as shown in Figure 5 depending on the temperature, it is necessary to set the temperature characteristics of the control operation in accordance with the battery temperature characteristics. The charging circuit is set using the following method. In other words, the switching timing of the transistor 27 of the trigger signal generation circuit 7 for triggering the thyristor 9 on the charger A side is determined by the on/off of the transistor 26 of the voltage comparison circuit 34, and the on/off of the thyristor 9 is determined by the on/off of the transistor 26 of the voltage comparison circuit 34. ○The voltage at point A, the battery voltage V B , the voltage drop between the gate and cathode of thyristor 9 V G , and the diode 2
This is determined by the relationship between the forward drop voltage V F29 and the sum voltage of the transistors 26 and 27. Assuming that there is no temperature change in the battery pack BP and there is a temperature change in the charger A, each transistor 26, 27 The voltage drops V BE26 and V BE27 between the base and emitter of the transistors, the forward voltage drop V F29 of the diode 29, and the voltage drop V G between the gate and cathode of the thyristor 9 each change according to a predetermined temperature coefficient, 26, 27
This affects the switching operation of the thyristor 9 and the switching operation of the thyristor 9. Therefore, the conditions of each element are set so that the temperature characteristics of these elements are corrected so that the temperature characteristics of the control operation of charger A become zero with respect to the temperature change on the charger A side. In this case, set the element constants so as to satisfy the following conditions.

R20+R24/R20∂VBE26/∂T≒∂VBE26/∂T+∂VF29
/∂T+∂VG/∂T ところで電池の温度によつて充電完了時の電池
電圧VBは変化し、これに対応して充電制御電圧
を変える必要のあるのは第5図で説明した通りで
あるが、本発明では電池温度検出回路5を電池パ
ツクBP内に設けて、この電池温度検出回路5の
ダイオード23と可変抵抗器24との温度特性を
利用して電圧比較回路8の基準電圧を変化させ、
トランジスタ26のスイツチング動作のタイミン
グ、つまりトランジスタ27のオン、オフによつ
て制御されるトリガ信号発生回路7のトランジス
タ27のスイツチスグのタイミングを変えること
によつて生じる抵抗28の両端電圧(○イ点電圧)
のピーク値(電池電圧VBと、上記のサイリスタ
9のゲート・カソード間の降下電圧VGと、ダイ
オード29の順方向降下電圧VF29との和電圧と比
較する最大基準電圧)を変えるようにして、被充
電用電池10の温度特性に合せた充電制御を行な
えるようにしており、電池温度検出回路5の温度
特性をR20+R21/R21∂VF29/∂Tという形で電池温度性
に 合わせるように設定する。
R 20 +R 24 /R 20 ∂V BE26 /∂T≒∂V BE26 /∂T+∂V F29
/∂T+∂V G /∂T By the way, the battery voltage V B at the end of charging changes depending on the battery temperature, and the charging control voltage needs to be changed accordingly, as explained in Figure 5. However, in the present invention, the battery temperature detection circuit 5 is provided in the battery pack BP, and the reference voltage of the voltage comparison circuit 8 is determined by using the temperature characteristics of the diode 23 and the variable resistor 24 of the battery temperature detection circuit 5. change the
The voltage across the resistor 28 (○ point voltage )
(the maximum reference voltage to be compared with the sum voltage of the battery voltage V B , the drop voltage V G between the gate and cathode of the thyristor 9, and the forward drop voltage V F29 of the diode 29). This allows charging control to be performed in accordance with the temperature characteristics of the battery 10 to be charged, and the temperature characteristics of the battery temperature detection circuit 5 are expressed as R 20 +R 21 /R 21 ∂V F29 /∂T. Set it to suit your gender.

尚電池個数の違いに対しては抵抗20,21の
分割比率及びダイオード29,23の数量を変化
させて上述と同様に設定すればよく、また微調整
は定電流ダイオード34の電流値を変えて温度特
性をマツチングさせるようにしてもよい。尚
VBE26はトランジスタ26のベース・エミツタ間
の降下電圧を、またR20,R21は抵抗20,21
の抵抗値を、更にVF23はダイオード23の順方向
降下電圧を示す。
For differences in the number of batteries, settings can be made in the same way as described above by changing the division ratio of resistors 20 and 21 and the quantities of diodes 29 and 23, and fine adjustment can be made by changing the current value of constant current diode 34. The temperature characteristics may be matched. still
V BE26 is the voltage drop between the base and emitter of the transistor 26, and R 20 and R 21 are the resistors 20 and 21.
Further, V F23 indicates the forward voltage drop of the diode 23.

ところで、上記のように充電が完了するため接
続点○イのピーク値Yの波形はシヤープなエツジで
あつた方が充電完了制御がスムースに行なわれ
る。
By the way, since charging is completed as described above, charging completion control can be carried out more smoothly if the waveform of the peak value Y at connection point ◯◯ has sharp edges.

ここでトランジスタ26の動作を見てみると、
脈流波形で電圧が上昇していき、ピーク値Yに対
応する電圧に上昇するなるまで、トランジスタ2
6はオフであり、このピーク値Yに対応した電圧
に上昇して時点でトランジスタ26にベース電流
が流れ始めるが、コンデンサ33が無ければ、抵
抗20を通り抵抗21へ流れていた電流が、トラ
ンジスタ26へも流れ始めるため、抵抗20,2
1の接続点の電圧の上昇が停まり、電源電圧が更
に上昇し、接続点電圧が上昇するまでトランジス
タ26へのベース電流が不足し、ピーク値Yの波
形はシヤープにならない。コンデンサ33がある
と、ベース電流を補充することができ、ピーク値
Yの波形はシヤープとなる。
Now, if we look at the operation of the transistor 26, we will see that
The voltage increases with a pulsating waveform, and until the voltage rises to the voltage corresponding to the peak value Y, transistor 2
6 is off, and when the voltage rises to the peak value Y, the base current begins to flow through the transistor 26. However, if the capacitor 33 were not present, the current flowing through the resistor 20 and into the resistor 21 would flow through the transistor 26. Since the flow also starts to flow to 26, the resistance 20,2
The base current to the transistor 26 is insufficient until the voltage at the connection point 1 stops increasing, the power supply voltage further increases, and the voltage at the connection point increases, and the waveform of the peak value Y does not sharpen. When the capacitor 33 is present, the base current can be supplemented, and the waveform of the peak value Y becomes sharp.

トランジスタ26のコレクタ電圧が下がるまで
トランジスタ27は電流を流して接続点○イの電圧
を発生させているが、トランジスタ26のコレク
タ電圧が下がると、トランジスタ27はベース電
圧がエミツタ電圧より下がつてトランジスタ27
のベース領域にある過剰電子を素早く除去するこ
とができ、結果接続点○イでのピーク値Yの波形が
シヤープになる(=スイツチングスピードが早く
なる)。トランジスタ27に流れる電流は電源電
圧が高くなれば、その値も大きくなり、当然ピー
ク値Yの波形がシヤープでないと、損失も増え
る。トランジスタ27の自己発熱によるVBEの変
化は、充電完了の制御特性に影響を与えるため、
少しでも自己発熱を押さえることが必要であり、
損失を少なくすることはこの自己発熱を抑えるこ
とができるのである。
Until the collector voltage of the transistor 26 decreases, the transistor 27 conducts current and generates the voltage at the connection point ○A. However, when the collector voltage of the transistor 26 decreases, the base voltage of the transistor 27 becomes lower than the emitter voltage, and the transistor 27 27
Excess electrons in the base region of can be quickly removed, and as a result, the waveform of the peak value Y at the connection point ○A becomes sharp (=switching speed becomes faster). The value of the current flowing through the transistor 27 increases as the power supply voltage increases, and of course, unless the waveform of the peak value Y is sharp, the loss will increase. Changes in V BE due to self-heating of the transistor 27 affect the control characteristics of charging completion, so
It is necessary to suppress self-heating as much as possible,
Reducing loss can suppress this self-heating.

(発明の効果) 本発明はエミツタに基準電圧源を接続して脈流
電源に基準電圧源を介して接続された第1のトラ
ジスタのベースに、脈流電源電圧を第1の抵抗と
第2の抵抗及びコンデンサの並列回路とで分圧し
て得られた電圧を印加して該ベース電圧が前記基
準電圧源の電圧を越えた際に第1のトランジスタ
をオンさせる電圧比較回路と、第1のトランジス
タのコレクタにベースを接続し、エミツタにエミ
ツタ抵抗を接続してエミツタ抵抗を介して脈流電
源に接続した第2のトランジスタを有し、エミツ
タ抵抗と第2のトランジスタのエミツタとの接続
点の電圧を逆阻止型3端子サイリスタのゲートに
加えるトリガ信号発生回路と、カソードに被充電
用電池を接続して脈流電源に被充電用電池を介し
て接続された上記逆阻止型3端子サイリスタから
なるので、脈流電源電圧の上昇時に第1のトラン
ジスタのベース電圧をコンデンサの充電期間中に
おいて低下させることができて、その結果第1の
トランジスタにコレクタ電流を流させずに済みト
リガ信号発生回路の第2のトランジスタを脈流電
源電圧がそのベース・エミツタ間の降下電圧より
も越えると直ちにオンさせることができ、コンデ
ンサのない場合に比べてスイツチングのスピード
を早めることができて、スイツチングロスを少な
くできるという効果を奏し、更にコンデンサの充
電々荷によつて第1のトランジスタのオフ動作を
遅らせることでき、その結果第1のトランジスタ
がオンするタイミングの脈流電源電圧がオフする
タイミングの脈流電源電圧よりも高くなり、その
ためトリガ信号発生回路の第2のトランジスタの
オン時にエミツタ抵抗に発生する脈流波形の前半
における電圧ピーク値よりも後半における電圧ピ
ーク値の方が低くすることができ、そのため充電
末期におけるサイリスタのトリガを前半の電圧ピ
ーク値で行なうこととなつて、充電末期における
充電を脈流波形単位ごとに行なえ、その結果補充
電流が多くなつて充電を行なう期間を間欠的にす
ることができ、充電末期に発生する電池内のガス
の吸収期間を十分に得ることが可能となり、電池
劣化や過充電等が防げるという効果を奏する。
(Effects of the Invention) The present invention connects a reference voltage source to the emitter and connects the pulsating current power supply voltage to the base of the first transistor connected to the pulsating current power supply via the reference voltage source, and connects the pulsating current power supply voltage to the first resistor and the second resistor. a voltage comparator circuit that applies a voltage obtained by dividing the voltage by a parallel circuit of a resistor and a capacitor, and turns on a first transistor when the base voltage exceeds the voltage of the reference voltage source; The second transistor has a base connected to the collector of the transistor, an emitter resistor connected to the emitter, and a pulsating current power supply via the emitter resistor. A trigger signal generation circuit that applies a voltage to the gate of the reverse blocking type 3-terminal thyristor, and the reverse blocking type 3-terminal thyristor connected to the pulsating current power source with the battery to be charged connected to the cathode via the battery to be charged. Therefore, when the pulsating power supply voltage rises, the base voltage of the first transistor can be lowered during the charging period of the capacitor, and as a result, the collector current does not need to flow through the first transistor. The second transistor can be turned on immediately when the pulsating power supply voltage exceeds the voltage drop between its base and emitter, increasing the switching speed compared to the case without a capacitor, and reducing the switching loss. In addition, the capacitor's charge can delay the off operation of the first transistor, and as a result, the pulsating power supply voltage at the timing at which the first transistor turns on changes from the pulsating current at the timing at which the first transistor turns off. Therefore, the voltage peak value in the second half of the pulsating current waveform generated in the emitter resistance when the second transistor of the trigger signal generation circuit is turned on can be lower than the voltage peak value in the first half. Therefore, the thyristor trigger at the end of charging is performed at the voltage peak value in the first half, and charging at the end of charging can be performed for each pulsating current waveform unit.As a result, the supplementary current increases and the charging period is made intermittently. This makes it possible to obtain a sufficient period for absorption of gas generated within the battery at the end of charging, and has the effect of preventing battery deterioration, overcharging, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の回路ブロツク図、
第2図は同上の具体回路図、第3図a〜c及び第
4図a〜cは同上の動作説明用タイムチヤート、
第5図は同上の電池温度と、充電制御電圧との関
係を示す特性図であり、7はトリガ信号発生回
路、8は電圧比較回路、9はサイリスタ、10は
被充電用電池、20は第1の抵抗、21は第2の
抵抗、26は第1のトランジスタ、27は第2の
トランジスタ、33はコンデンサである。
FIG. 1 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a specific circuit diagram of the same as above, Figures 3 a to c and Figures 4 a to c are time charts for explaining the operation of the same,
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the battery temperature and the charging control voltage, in which 7 is a trigger signal generation circuit, 8 is a voltage comparison circuit, 9 is a thyristor, 10 is a battery to be charged, and 20 is a 1 is a resistor, 21 is a second resistor, 26 is a first transistor, 27 is a second transistor, and 33 is a capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 エミツタに基準電圧源を接続して脈流電源に
基準電圧源を介して接続された第1のトランジス
タのベースに、脈流電源電圧を第1の抵抗と第2
の抵抗及びコンデンサの並列回路とで分圧して得
られた電圧を印加して該ベース電圧が前記基準電
圧源の電圧を越えた際に第1のトランジスタをオ
ンさせる電圧比較回路と、第1のトランジスタの
コレクタにベースを接続し、エミツタにエミツタ
抵抗を接続してエミツタ抵抗を介して脈流電源に
接続した第2のトランジスタを有し、エミツタ抵
抗と第2のトランジスタのエミツタとの接続点の
電圧を逆阻止型3端子サイリスタのゲートに加え
るトリガ信号発生回路と、カソードに被充電用電
池を接続して脈流電源に被充電用電池を介して接
続された上記逆阻止型3端子サイリスタから成る
ことを特徴とする充電回路。
1 A reference voltage source is connected to the emitter, and a pulsating current power supply voltage is connected to the base of the first transistor, which is connected to the pulsating current power supply via the reference voltage source, and the pulsating current power supply voltage is connected to the first resistor and the second transistor.
a voltage comparator circuit that applies a voltage obtained by dividing the voltage by a parallel circuit of a resistor and a capacitor, and turns on a first transistor when the base voltage exceeds the voltage of the reference voltage source; The second transistor has a base connected to the collector of the transistor, an emitter resistor connected to the emitter, and a pulsating current power supply via the emitter resistor. A trigger signal generation circuit that applies a voltage to the gate of the reverse blocking type 3-terminal thyristor, and the reverse blocking type 3-terminal thyristor connected to the pulsating current power source with the battery to be charged connected to the cathode via the battery to be charged. A charging circuit characterized by:
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