JPH04207929A - 充電器の充放電制御方式 - Google Patents
充電器の充放電制御方式Info
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- JPH04207929A JPH04207929A JP2329609A JP32960990A JPH04207929A JP H04207929 A JPH04207929 A JP H04207929A JP 2329609 A JP2329609 A JP 2329609A JP 32960990 A JP32960990 A JP 32960990A JP H04207929 A JPH04207929 A JP H04207929A
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- battery
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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】
[概要]
充電器の充電と放電を制御する方式に関し、Nチャンネ
ルMOSFETを使用して無接点化した充電器の充放電
方式を提供することに目的とし、 交流入力を直流出力に変換して負荷に供給するとともに
バッテリに充電し、交流入力の停電時、バッテリから負
荷に電力を供給するとともに、バッテリの過放電時、バ
ッテリの放電を停止する充電器において、直流出力とバ
ッテリ間に接続されたNチャンネルのMOS FET
を備えるとともに、MOS FETのゲートに一端を
接続され、ドレインに他端を接続されたコンデンサと、
このコンデンサに対する充電電圧の供給を制御するスイ
ッチと、交流入力の投入時および投入中周期的に短時間
動作するタイマとを設け、過放電時およびタイマの動作
時、このスイッチをオンにしてコンデンサを充電すると
ともにコンデンサの他端を接地してMOS FETを
オフにし、不動作時、コンデンサの充電電圧によってM
OS FETをオンにしてバッテリを充放電するよう
に構成する。
ルMOSFETを使用して無接点化した充電器の充放電
方式を提供することに目的とし、 交流入力を直流出力に変換して負荷に供給するとともに
バッテリに充電し、交流入力の停電時、バッテリから負
荷に電力を供給するとともに、バッテリの過放電時、バ
ッテリの放電を停止する充電器において、直流出力とバ
ッテリ間に接続されたNチャンネルのMOS FET
を備えるとともに、MOS FETのゲートに一端を
接続され、ドレインに他端を接続されたコンデンサと、
このコンデンサに対する充電電圧の供給を制御するスイ
ッチと、交流入力の投入時および投入中周期的に短時間
動作するタイマとを設け、過放電時およびタイマの動作
時、このスイッチをオンにしてコンデンサを充電すると
ともにコンデンサの他端を接地してMOS FETを
オフにし、不動作時、コンデンサの充電電圧によってM
OS FETをオンにしてバッテリを充放電するよう
に構成する。
本発明は、充電器の充電と放電を制御する方式に関し、
特にバッテリを使用して停電時に電源をへツクアップす
る機器における、充電器の充放電制御方式に関するもの
である。
特にバッテリを使用して停電時に電源をへツクアップす
る機器における、充電器の充放電制御方式に関するもの
である。
通信機や計算機等においては、非常用電源としてバッテ
リを有し、停電時に、これによって電源のバックアップ
を行う方式が一般的に用いられている。
リを有し、停電時に、これによって電源のバックアップ
を行う方式が一般的に用いられている。
このような非常用バッテリの充電器においては、バッテ
リに対する充放電を行うスイッチとして、Nチャンネル
のMOS FETを使用できることが要望される。
リに対する充放電を行うスイッチとして、Nチャンネル
のMOS FETを使用できることが要望される。
[従来の技術]
非常用バッテリの充電器には、バッテリを所定の充電電
圧まで充電する機能と、バッテリ保護のために、放電時
、ハソテリ電圧が所定電圧まで低下したとき、バッテリ
を負荷から切り離すための過放電防止機能とが必要であ
る。
圧まで充電する機能と、バッテリ保護のために、放電時
、ハソテリ電圧が所定電圧まで低下したとき、バッテリ
を負荷から切り離すための過放電防止機能とが必要であ
る。
この場合におけるバッテリと負荷との接続および遮断の
ためには、従来、機械的接点を有するリレーが使用され
ている。
ためには、従来、機械的接点を有するリレーが使用され
ている。
第8図は、従来の基本的な充電器の系統図を示したもの
であって、11は交流入力を示し、12は交流入力を直
流出力に変換するAC/DCコンバータ(CONV)、
13は負荷14を接続する出力端子、15はバッテリ1
6を接続する出力端子、17は出力端子13と出力端子
15の間に設けられたリレー、18はバッテリ16の過
放電を防止するための過放電防止回路である。
であって、11は交流入力を示し、12は交流入力を直
流出力に変換するAC/DCコンバータ(CONV)、
13は負荷14を接続する出力端子、15はバッテリ1
6を接続する出力端子、17は出力端子13と出力端子
15の間に設けられたリレー、18はバッテリ16の過
放電を防止するための過放電防止回路である。
第8図の回路において、電源正常時には、交流人力11
はAC/DCCONVI2を経7 直流に変換され、負
荷14に直流が供給されるとともに、リレー17を経て
出力端子15に接続されたバッテリ16が充電される。
はAC/DCCONVI2を経7 直流に変換され、負
荷14に直流が供給されるとともに、リレー17を経て
出力端子15に接続されたバッテリ16が充電される。
停電時には、バッテリ16からリレー17を経て負荷1
4に直流が供給されるが、パンテリ16の電圧が低下し
て、予め設定されている放電終止電圧に達すると、過放
電防止回路18がこれを検出して、リレー17をオフに
するように制御する。
4に直流が供給されるが、パンテリ16の電圧が低下し
て、予め設定されている放電終止電圧に達すると、過放
電防止回路18がこれを検出して、リレー17をオフに
するように制御する。
これによって負荷14が切り離されて、バッテリ16が
保護される。
保護される。
(発明が解決しようとする課題〕
従来、非常用バッテリの充電器において、バッテリと負
荷との接続・遮断を行うために使用されているリレーは
、特に直流大電流の接続・遮断時に住じるスパークによ
って損傷を受けやすく、そのため、寿命や信顛性に問題
があった。
荷との接続・遮断を行うために使用されているリレーは
、特に直流大電流の接続・遮断時に住じるスパークによ
って損傷を受けやすく、そのため、寿命や信顛性に問題
があった。
これに対して、従来、半導体素子は導通状態における損
失が大きいため、非常用ハ・ンテリの充電器において、
バッテリと負荷との接続・遮断を行う目的には使用する
ことができず、そのため、上述のような問題があるにも
かかわらず、この目的には、リレーを使用せざるを得な
かった。
失が大きいため、非常用ハ・ンテリの充電器において、
バッテリと負荷との接続・遮断を行う目的には使用する
ことができず、そのため、上述のような問題があるにも
かかわらず、この目的には、リレーを使用せざるを得な
かった。
近年において、低損失のMOS FETが開発されて
、実用化できる段階になったため、上述の目的に対して
、リレーの代わりにMOS FETを使用して、無接
点化することが考えられるようになった。
、実用化できる段階になったため、上述の目的に対して
、リレーの代わりにMOS FETを使用して、無接
点化することが考えられるようになった。
この場合、MOS FETにはNチャンネルタイプの
ものと、Pチャンネルタイプのものとがあるが、導通時
の抵抗が小さい点で、NチャンネルMOSFETが適し
ている。
ものと、Pチャンネルタイプのものとがあるが、導通時
の抵抗が小さい点で、NチャンネルMOSFETが適し
ている。
しかしながら、NチャンネルMOSFETを使用して非
常用パンテリの充電器を構成する場合、NチャンネルM
OSFETをオンさせるためには、ソースよりもゲート
の電圧を+側に高くしなければならないが、通常の場合
、このような高い電圧が回路内に存在しないため、回路
的に特別の工夫を必要とする。
常用パンテリの充電器を構成する場合、NチャンネルM
OSFETをオンさせるためには、ソースよりもゲート
の電圧を+側に高くしなければならないが、通常の場合
、このような高い電圧が回路内に存在しないため、回路
的に特別の工夫を必要とする。
本発明はこのような従来技術の課題を解決しようとする
ものであって、非常用バッテリの充電回路において、リ
レーの代わりにNチャンネルMOSFETを使用して無
接点化することによって、寿命や信軌性の問題を解決し
た充電器の充放電方式を提供することを目的としている
。
ものであって、非常用バッテリの充電回路において、リ
レーの代わりにNチャンネルMOSFETを使用して無
接点化することによって、寿命や信軌性の問題を解決し
た充電器の充放電方式を提供することを目的としている
。
(課題を解決するための手段〕
(1)本発明は、第1図にその原理的構成を示すように
、交流入力を直流出力に変換して負荷1に供給するとと
もに、この直流出力を第1のスイッチ手段を経てバッテ
リ3に充電し、交流入力の停電時、第1のスイッチ手段
を経てバッテリ3から負荷1に電力を供給するとともに
、バッテリ3の過放電時、この第1のスイッチ手段をオ
フにしてバッテリ3の放電を停止する過放電防止回路4
を有する充電器において、第1のスイッチ手段として、
NチャンネルのMOS FET5を設けて、直流出力
とバッテリ3間に接続し、コンデンサ6の−端をMOS
FET5のゲートに接続するとともに他端をドレイ
ンに接続し、第2のスイッチ手段7を設けて、このコン
デンサ6に対する充NN圧の供給を制御し、交流入力の
投入時および投入中周期的に短時間動作するタイマ9を
設けるとともに、制御手段8を設けて、タイマ9および
過電圧防止回路4の動作時、第2のスイッチ手段7をオ
ンにしてコンデンサ6を充電するとともに、コンデンサ
6の他端を接地してMOS FET5をオフにし、不
動作時、コンデンサ6の充電電圧によってMOS F
ET5をオンにしてバッテリ3を充放電するようにした
ものである。
、交流入力を直流出力に変換して負荷1に供給するとと
もに、この直流出力を第1のスイッチ手段を経てバッテ
リ3に充電し、交流入力の停電時、第1のスイッチ手段
を経てバッテリ3から負荷1に電力を供給するとともに
、バッテリ3の過放電時、この第1のスイッチ手段をオ
フにしてバッテリ3の放電を停止する過放電防止回路4
を有する充電器において、第1のスイッチ手段として、
NチャンネルのMOS FET5を設けて、直流出力
とバッテリ3間に接続し、コンデンサ6の−端をMOS
FET5のゲートに接続するとともに他端をドレイ
ンに接続し、第2のスイッチ手段7を設けて、このコン
デンサ6に対する充NN圧の供給を制御し、交流入力の
投入時および投入中周期的に短時間動作するタイマ9を
設けるとともに、制御手段8を設けて、タイマ9および
過電圧防止回路4の動作時、第2のスイッチ手段7をオ
ンにしてコンデンサ6を充電するとともに、コンデンサ
6の他端を接地してMOS FET5をオフにし、不
動作時、コンデンサ6の充電電圧によってMOS F
ET5をオンにしてバッテリ3を充放電するようにした
ものである。
(2)また本発明は、この場合、制御手段8が、直流出
力と接地間に直列に接続された第1および第2の抵抗2
2.23とトランジスタ24とからなり、第2のスイッ
チ手段7がこの第1の抵抗22の両端にゲートとソース
を接続され、ドレインをMOS FET5のゲートに
接続された第2のMOSFET20からなり、コンデン
サ6が、MOS FET5のゲートと、第2の抵抗2
3とトランジスタ24の接続点に接続されていて、トラ
ンジスタ24のオン時、第1の抵抗22の両端の電圧に
よって第2のMOS FET20がオンになって、こ
の第2の抵抗23の両端の電圧によってコンデンサ21
に充電し、トランジスタ24のオフ時、第2のMOS
FET20がオフになって、コンデンサ21の充電電
圧によって、MOS FET5がオンになるようにし
たものである。
力と接地間に直列に接続された第1および第2の抵抗2
2.23とトランジスタ24とからなり、第2のスイッ
チ手段7がこの第1の抵抗22の両端にゲートとソース
を接続され、ドレインをMOS FET5のゲートに
接続された第2のMOSFET20からなり、コンデン
サ6が、MOS FET5のゲートと、第2の抵抗2
3とトランジスタ24の接続点に接続されていて、トラ
ンジスタ24のオン時、第1の抵抗22の両端の電圧に
よって第2のMOS FET20がオンになって、こ
の第2の抵抗23の両端の電圧によってコンデンサ21
に充電し、トランジスタ24のオフ時、第2のMOS
FET20がオフになって、コンデンサ21の充電電
圧によって、MOS FET5がオンになるようにし
たものである。
(3)本発明はさらにこの際、第2のスイッチ手段7が
、第1の抵抗22と第2の抵抗23の接続点とMOS
FET5のゲートとの間に接続されていて、トランジ
スタ24のオン時オンとなるリレー26からなるもので
ある。
、第1の抵抗22と第2の抵抗23の接続点とMOS
FET5のゲートとの間に接続されていて、トランジ
スタ24のオン時オンとなるリレー26からなるもので
ある。
(4)また本発明は第5図の実施例に示すように、交流
入力を直流出力に変換して負荷1に供給するとともに、
この直流出力を第1のスイッチ手段を経てバッテリ3に
充電し、交流入力の停電時、第1のスイッチ手段を経て
バッテリ3から負荷1に電力を供給するとともに、バッ
テリ3の過放電時、この第1のスイッチ手段をオフにし
てバッテリ3の放電を停止する過放電防止回路4を有す
る充電器において、第1のスイッチ手段として、Nチャ
ンネルのMOS FET5を設けて、直流出力とバッ
テリ3間に接続し、コンデンサ6の一端をMOS F
ET5のゲートに接続するとともに他端をドレインに接
続し、第2のスイッチ手段7を設けて、このコンデンサ
6に対する充電電圧の供給を制御し、DC/DCCON
V27を設けて交流入力から変換した直流出力を別の直
流出力に変換して第2のスイッチ手段7を経てコンデン
サ6に供給し、第3のスイッチ手段40を設けて、過電
圧防止回路4の動作時オンにしてコンデンサ6の電荷を
放電し、交流入力時コンデンサ6の充電電荷によってM
OS FET5をオンにしてバッテリ3を充電すると
ともに、過電圧防止回路4の動作時MOSFET5をオ
フにしてバッテリ3の放電を停止するようにしたもので
ある。
入力を直流出力に変換して負荷1に供給するとともに、
この直流出力を第1のスイッチ手段を経てバッテリ3に
充電し、交流入力の停電時、第1のスイッチ手段を経て
バッテリ3から負荷1に電力を供給するとともに、バッ
テリ3の過放電時、この第1のスイッチ手段をオフにし
てバッテリ3の放電を停止する過放電防止回路4を有す
る充電器において、第1のスイッチ手段として、Nチャ
ンネルのMOS FET5を設けて、直流出力とバッ
テリ3間に接続し、コンデンサ6の一端をMOS F
ET5のゲートに接続するとともに他端をドレインに接
続し、第2のスイッチ手段7を設けて、このコンデンサ
6に対する充電電圧の供給を制御し、DC/DCCON
V27を設けて交流入力から変換した直流出力を別の直
流出力に変換して第2のスイッチ手段7を経てコンデン
サ6に供給し、第3のスイッチ手段40を設けて、過電
圧防止回路4の動作時オンにしてコンデンサ6の電荷を
放電し、交流入力時コンデンサ6の充電電荷によってM
OS FET5をオンにしてバッテリ3を充電すると
ともに、過電圧防止回路4の動作時MOSFET5をオ
フにしてバッテリ3の放電を停止するようにしたもので
ある。
(5)本発明はさらにこの際、DC/DCCONV27
に代えて、交流入力を直流出力に変換するAC/DCC
ONV31を設けたものである。
に代えて、交流入力を直流出力に変換するAC/DCC
ONV31を設けたものである。
〔作用]
本発明は、交流入力を直流出力に変換して負荷に供給す
るとともに、この直流出力をバッテリに充電し、交流入
力の停電時、バッテリから負荷に電力を供給するととも
に、バッテリの過放電時、バッテリの放電を停止するよ
うにする充電器において、NチャンネルのMOS F
ETを直流出力とパンテリ間に接続し、コンデンサの一
端をMOS FETのゲートに接続するとともに他端
をドレインに接続する。そしてスイッチ手段を設けて、
このコンデンサに対する充?E’!圧の供給を制御する
とともに、交流入力の投入時および充電中周期的に、短
時間動作する制御手段を設けて、その動作時、スイッチ
手段をオンにするとともに、コンデンサの他端を接地す
る。従って交流入力時、コンデンサの充電とバッテリの
充電とを交互に行い、停電時、コンデンサの充電電圧に
よってMOSFETをオンにしてバッテリを放電するこ
とができる。この制御手段は、過放電時バッテリの放電
を停止するためにも用いられる。
るとともに、この直流出力をバッテリに充電し、交流入
力の停電時、バッテリから負荷に電力を供給するととも
に、バッテリの過放電時、バッテリの放電を停止するよ
うにする充電器において、NチャンネルのMOS F
ETを直流出力とパンテリ間に接続し、コンデンサの一
端をMOS FETのゲートに接続するとともに他端
をドレインに接続する。そしてスイッチ手段を設けて、
このコンデンサに対する充?E’!圧の供給を制御する
とともに、交流入力の投入時および充電中周期的に、短
時間動作する制御手段を設けて、その動作時、スイッチ
手段をオンにするとともに、コンデンサの他端を接地す
る。従って交流入力時、コンデンサの充電とバッテリの
充電とを交互に行い、停電時、コンデンサの充電電圧に
よってMOSFETをオンにしてバッテリを放電するこ
とができる。この制御手段は、過放電時バッテリの放電
を停止するためにも用いられる。
第2図(a)、 (b)は、NチャンネルMOSFET
を示したものであって、(a)は端子関係を示したもの
であって、Sはソース、Gはゲート、Dはドレインを表
している。また(b)はスイッチ特性を示し、ソース−
ゲート(S−G)バイアス電圧と、ソース−ドレイン(
S−D)オン抵抗との関係を示している。Nチャンネル
MOSFETは、ソースよりゲートの電圧が+側にある
程度高くなると、ソース−ドレイン間の抵抗が小さくな
り、逆に低くなると、高い抵抗値を示すことから、ソー
ス−ゲート間電圧を制御することによって、スイッチと
して使用できる。
を示したものであって、(a)は端子関係を示したもの
であって、Sはソース、Gはゲート、Dはドレインを表
している。また(b)はスイッチ特性を示し、ソース−
ゲート(S−G)バイアス電圧と、ソース−ドレイン(
S−D)オン抵抗との関係を示している。Nチャンネル
MOSFETは、ソースよりゲートの電圧が+側にある
程度高くなると、ソース−ドレイン間の抵抗が小さくな
り、逆に低くなると、高い抵抗値を示すことから、ソー
ス−ゲート間電圧を制御することによって、スイッチと
して使用できる。
従って本発明によれば、非常用バッテリの充電回路にお
いて、大電流部の充放電用スイッチをNチャンネルMO
SFETを使用して無接点化することができるので、こ
の種充電器における、機械的リレーを使用したときの問
題点が解決されるとともに、別電源を必要としないので
、回路構成が簡単化される。
いて、大電流部の充放電用スイッチをNチャンネルMO
SFETを使用して無接点化することができるので、こ
の種充電器における、機械的リレーを使用したときの問
題点が解決されるとともに、別電源を必要としないので
、回路構成が簡単化される。
この場合、上述の制御手段が、直流出力と接地間に直列
に接続された第1および第2の抵抗とトランジスタとか
らなり、スイッチ手段が第1の抵抗の両端にゲートとソ
ースを接続され、ドレインをMOS FETのゲート
に接続された第2のMOS FETからなり、コンデ
ンサが、MOSFETのゲートと、第2の抵抗とトラン
ジスタ24の接続点の間に接続されていて、トランジス
タのオン時、第1の抵抗の両端の電圧によって第2のM
OS FETがオンになって、この第2の抵抗の両端
の電圧によってコンデンサに充電し、トランジスタのオ
フ時、第2のMOS FETがオフになって、コンデ
ンサの充電電圧によって、MOS FETがオンにな
るようにすることによって、上述の作用を行わせること
ができる。
に接続された第1および第2の抵抗とトランジスタとか
らなり、スイッチ手段が第1の抵抗の両端にゲートとソ
ースを接続され、ドレインをMOS FETのゲート
に接続された第2のMOS FETからなり、コンデ
ンサが、MOSFETのゲートと、第2の抵抗とトラン
ジスタ24の接続点の間に接続されていて、トランジス
タのオン時、第1の抵抗の両端の電圧によって第2のM
OS FETがオンになって、この第2の抵抗の両端
の電圧によってコンデンサに充電し、トランジスタのオ
フ時、第2のMOS FETがオフになって、コンデ
ンサの充電電圧によって、MOS FETがオンにな
るようにすることによって、上述の作用を行わせること
ができる。
さらにこの際、第2のMOS FETの代わりにリレ
ーを使用することもできる。すなわち、第2のスイッチ
手段が、第1の抵抗と第2の抵抗の接続点とMOS
FETのゲートとの間に接続されていて、トランジスタ
のオン時オンとなるリレーからなるものとしても、同じ
作用を行うことができる。
ーを使用することもできる。すなわち、第2のスイッチ
手段が、第1の抵抗と第2の抵抗の接続点とMOS
FETのゲートとの間に接続されていて、トランジスタ
のオン時オンとなるリレーからなるものとしても、同じ
作用を行うことができる。
また本発明においては、上述の発明における制御手段に
代えて、交流入力から変換した直流出力を別の直流出力
に変換するDC/DC’C0NVを設けて交流入力時オ
ンになるスイッチ手段を経てコンデンサを充電するとと
もに、別のスイッチ手段を設けて過放電時このコンデン
サの電荷を放電するようにするようにしたので、交流入
力時、バッテリを充電するとともにコンデンサに充電し
、停電時コンデンサの充電電荷によってMOS FE
Tをオンにしてバッテリを放電することができる。また
、過電圧防止回路の動作時、MOS FETをオフに
して、バッテリの放電を停止させるようにすることがで
きる。
代えて、交流入力から変換した直流出力を別の直流出力
に変換するDC/DC’C0NVを設けて交流入力時オ
ンになるスイッチ手段を経てコンデンサを充電するとと
もに、別のスイッチ手段を設けて過放電時このコンデン
サの電荷を放電するようにするようにしたので、交流入
力時、バッテリを充電するとともにコンデンサに充電し
、停電時コンデンサの充電電荷によってMOS FE
Tをオンにしてバッテリを放電することができる。また
、過電圧防止回路の動作時、MOS FETをオフに
して、バッテリの放電を停止させるようにすることがで
きる。
この際、交流入力から変換した直流出力を別の直流出力
に変換するDC/D、CC0NVに代えて、交流入力を
直流出力に変換するAC/ACCONVを用いても同様
の作用が行われる。
に変換するDC/D、CC0NVに代えて、交流入力を
直流出力に変換するAC/ACCONVを用いても同様
の作用が行われる。
第3図は、本発明の一実施例を示したものであって、第
8図におけると同じ機能を有するものを同じ番号で示し
、19.20はNチャンネルのMOS FETであっ
て、MOS FET19は、バッテリと負荷との接続
・遮断を行うスイッチとして用いられ、MOS FE
T20は、コンデンサ21の充電時オンとなるスイッチ
として用いられる。22.23はブリーダ抵抗であって
、MOS FET20とMOS FET19の、ソ
ース−ゲート間のゲートバイアスを供給する作用を行う
。24はバイポーラ トランジスタであって、ブリーダ
抵抗22.23と接地間をオンオフするコトニよッテ、
MOS FET19とMOS FET20のオンオ
フを制御する。また25は、電源投入時および一定期間
ごとに短時間、トランジスタ24をオンにするタイマで
ある。
8図におけると同じ機能を有するものを同じ番号で示し
、19.20はNチャンネルのMOS FETであっ
て、MOS FET19は、バッテリと負荷との接続
・遮断を行うスイッチとして用いられ、MOS FE
T20は、コンデンサ21の充電時オンとなるスイッチ
として用いられる。22.23はブリーダ抵抗であって
、MOS FET20とMOS FET19の、ソ
ース−ゲート間のゲートバイアスを供給する作用を行う
。24はバイポーラ トランジスタであって、ブリーダ
抵抗22.23と接地間をオンオフするコトニよッテ、
MOS FET19とMOS FET20のオンオ
フを制御する。また25は、電源投入時および一定期間
ごとに短時間、トランジスタ24をオンにするタイマで
ある。
第3図の実施例において、充電中の動作は次のようにし
て行われる。
て行われる。
交流入力110投入時、タイマ25は一定時間トランジ
スタ24をオンにする。このとき、MOS FET2
0には、抵抗22によってゲートバイアスミ圧E1が供
給されてオンとなり、コンデンサ21には抵抗22を経
て抵抗23の電圧E2が充電される。
スタ24をオンにする。このとき、MOS FET2
0には、抵抗22によってゲートバイアスミ圧E1が供
給されてオンとなり、コンデンサ21には抵抗22を経
て抵抗23の電圧E2が充電される。
次にタイマ25は、一定時間経過後に、トランジスタ2
4をオフにする。これによって、電圧E1、E2は0に
なり、MOS FET20はオフとなる。一方、MO
S FET19は、コンデンサ21に充電された電荷
によって、電圧E2がゲートバイアスとして供給される
ので、ソース−トレイン間がオンとなる。従って、交流
人力11はAC/DCCONV12で直流に変換された
のち、MOS FET19.出力端子15を経て、バ
ッテリ16を充電する。
4をオフにする。これによって、電圧E1、E2は0に
なり、MOS FET20はオフとなる。一方、MO
S FET19は、コンデンサ21に充電された電荷
によって、電圧E2がゲートバイアスとして供給される
ので、ソース−トレイン間がオンとなる。従って、交流
人力11はAC/DCCONV12で直流に変換された
のち、MOS FET19.出力端子15を経て、バ
ッテリ16を充電する。
コンデンサ21の電荷は、この間にリークするので、M
OS FET19のゲートバイアスが次第に低下する
。そこで、タイマ25は一定周期ごとに一定時間トラン
ジスタ24をオンさせることによって、交流入力投入時
と同様の動作が繰り返して行われて、バッテリ16が充
電される。
OS FET19のゲートバイアスが次第に低下する
。そこで、タイマ25は一定周期ごとに一定時間トラン
ジスタ24をオンさせることによって、交流入力投入時
と同様の動作が繰り返して行われて、バッテリ16が充
電される。
第3図の実施例において、放電中の動作は次のようにし
て行われる。
て行われる。
交流人力11が停電状態になると、タイマ25の動作が
停止し、交流人力11が回復するまでは、トランジスタ
24がオフの状態となる。このとき、MOS FET
19はオンの状態であるから、バッテリ16→出力端子
15→MOSFET19→出力端子13→負荷14の経
路でバッテリ16から放電されて、負荷14に供給され
る。
停止し、交流人力11が回復するまでは、トランジスタ
24がオフの状態となる。このとき、MOS FET
19はオンの状態であるから、バッテリ16→出力端子
15→MOSFET19→出力端子13→負荷14の経
路でバッテリ16から放電されて、負荷14に供給され
る。
バッテリ16の電圧が低下して、所定の放電終止電圧に
なると、過放電防止回路18がこれを検出してトランジ
スタ24をオンにするので、MOS FET19はゲ
ートバイアスを失ってオフとなる。
なると、過放電防止回路18がこれを検出してトランジ
スタ24をオンにするので、MOS FET19はゲ
ートバイアスを失ってオフとなる。
この場合、コンデンサ21の容量は、放電状態でバッテ
リ16の電圧が放電終止電圧に達するまで、MOS
FET19をオンできる電圧を保持するだけの容量があ
ればよい。なお、コンデンサ21に代えて、バッテリを
使用することもできる。
リ16の電圧が放電終止電圧に達するまで、MOS
FET19をオンできる電圧を保持するだけの容量があ
ればよい。なお、コンデンサ21に代えて、バッテリを
使用することもできる。
また、制御用のトランジスタ24はバイポーラトランジ
スタに限らず、スイッチ機能を有する他のデバイスでも
よい。
スタに限らず、スイッチ機能を有する他のデバイスでも
よい。
第4図は、本発明の他の実施例を示したものであって、
第3図の実施例におけると同し機能を有するものを同じ
番号で示し、26はコンデンサ21の充電時オンとなる
リレーである。
第3図の実施例におけると同し機能を有するものを同じ
番号で示し、26はコンデンサ21の充電時オンとなる
リレーである。
充電時においては、交流人力11を投入したとき、タイ
マ25が一定時間トランジスタ24をオンにすることに
よって、リレー26がオンとなり、これによって、コン
デンサ21には抵抗22を経て抵抗23の電圧E2が充
電される。
マ25が一定時間トランジスタ24をオンにすることに
よって、リレー26がオンとなり、これによって、コン
デンサ21には抵抗22を経て抵抗23の電圧E2が充
電される。
次にタイマ25は、一定時間経過後に、トランジスタ2
4をオフにする。これによって、電圧E1、E2は0に
なり、リレー26がオフとなるので、MOS FET
19は、コンデンサ21に充電された電荷によって、電
圧E2がゲートバイアスとして供給され、ソース−ドレ
イン間がオンとなって、バッテリ16の充電が行われる
。その他の動作は第3図の実施例と同様である。
4をオフにする。これによって、電圧E1、E2は0に
なり、リレー26がオフとなるので、MOS FET
19は、コンデンサ21に充電された電荷によって、電
圧E2がゲートバイアスとして供給され、ソース−ドレ
イン間がオンとなって、バッテリ16の充電が行われる
。その他の動作は第3図の実施例と同様である。
第5図は、本発明の他の実施例を示したものであって、
第4図の実施例におけると同じ機能を有するものを同じ
番号で示し、27は直流入力を直流出力に変換するD
C/D Cコンバータ(CONV)、28は交流入力が
受電されているときオンになるリレー、29.30は抵
抗、40は過放電防止回路18の動作時オンとなる第2
のリレーである。
第4図の実施例におけると同じ機能を有するものを同じ
番号で示し、27は直流入力を直流出力に変換するD
C/D Cコンバータ(CONV)、28は交流入力が
受電されているときオンになるリレー、29.30は抵
抗、40は過放電防止回路18の動作時オンとなる第2
のリレーである。
充電時においては、リレー28は、交流人力11が受電
されているとき、常にオンになっている。
されているとき、常にオンになっている。
DC/DCCONV27は、入力側と出力側とが直流的
に分離されていて、AC/DCCONV12の出力によ
って、リレー28を経て、コンデンサ21に電圧E2を
充電する。MOS FET19は、コンデンサ21に充
電された電荷によって、抵抗29を経て電圧E2がゲー
トバイアスとして供給され、ソース−ドレイン間がオン
となって、バッテリ16の充電が行われる。
に分離されていて、AC/DCCONV12の出力によ
って、リレー28を経て、コンデンサ21に電圧E2を
充電する。MOS FET19は、コンデンサ21に充
電された電荷によって、抵抗29を経て電圧E2がゲー
トバイアスとして供給され、ソース−ドレイン間がオン
となって、バッテリ16の充電が行われる。
第5図の回路において、放電時の動作は次のようにして
行われる。
行われる。
交流人力11が停電状態になると、リレー28はオフに
なるが、MOS FET19はコンデンサ21に充電
された電荷によって、抵抗29を経て電圧E2がゲート
バイアスとして供給され、ソース−ドレイン間がオンと
なって、第3図の場合と同様にバッテリ16から放電さ
れて、負荷14に供給される。
なるが、MOS FET19はコンデンサ21に充電
された電荷によって、抵抗29を経て電圧E2がゲート
バイアスとして供給され、ソース−ドレイン間がオンと
なって、第3図の場合と同様にバッテリ16から放電さ
れて、負荷14に供給される。
バッテリ16の電圧が低下して、所定の放電終止電圧に
なると、過放電防止回路18がこれを検出してリレー4
0をオンにするので、コンデンサ21の電荷は放電され
、MOS FET19はゲートバイアスを失ってオフ
となる。
なると、過放電防止回路18がこれを検出してリレー4
0をオンにするので、コンデンサ21の電荷は放電され
、MOS FET19はゲートバイアスを失ってオフ
となる。
第6図は、本発明の他の実施例を示したものであって、
第5図の実施例におけると同じ機能を有するものを同し
番号で示し、31は交流入力を直流出力に変換するA
C/D Cコンバータ(CONV)である。
第5図の実施例におけると同じ機能を有するものを同し
番号で示し、31は交流入力を直流出力に変換するA
C/D Cコンバータ(CONV)である。
第6図の実施例は、第5図の実施例におけるDC/DC
CONV27を、AC/DCCONV31に代えたもの
であって、その動作は第5図の実施例と同しである。
CONV27を、AC/DCCONV31に代えたもの
であって、その動作は第5図の実施例と同しである。
第7図は、本発明の他の実施例を示したものであって、
第6図の実施例におけると同し機能を存するものを同し
番号で示し、32.33は交流入力を直流出力に変換す
る整流器、34は直流入力を直流出力に変換するD C
/D Cコンバータ(CONV)である。
第6図の実施例におけると同し機能を存するものを同し
番号で示し、32.33は交流入力を直流出力に変換す
る整流器、34は直流入力を直流出力に変換するD C
/D Cコンバータ(CONV)である。
第7図の実施例においては、整流器32によってトラン
ス35の出力交流電圧を直流電圧に変換して、リレー2
8を経てコンデンサ21に充電し、整流器33によって
トランス35の出力交流電圧を直流電圧に変換し、DC
/DCCONV34によって、この直流電圧をさらに他
の直流電圧に変換して負荷14に供給するとともに、M
OSFET19を経てバッテリ16に供給するようにし
たものであって、その他の動作は、第6図の実施例と同
様である。
ス35の出力交流電圧を直流電圧に変換して、リレー2
8を経てコンデンサ21に充電し、整流器33によって
トランス35の出力交流電圧を直流電圧に変換し、DC
/DCCONV34によって、この直流電圧をさらに他
の直流電圧に変換して負荷14に供給するとともに、M
OSFET19を経てバッテリ16に供給するようにし
たものであって、その他の動作は、第6図の実施例と同
様である。
〔発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、非常用バッテリの
充電回路において、大電流部の機械的リレーをMOS
FETを使用して無接点化する際に、交流入力待充電
されるコンデンサを設けて、このコンデンサの充電電荷
を利用してMOS FETをオンにしてバッテリを充
放電するようにしたので、この目的にNチャシネ11M
OSFETを使用することができ、この種充電器におけ
る、長寿命化と信顛性の向上、および小型化を図ること
が可能となる。
充電回路において、大電流部の機械的リレーをMOS
FETを使用して無接点化する際に、交流入力待充電
されるコンデンサを設けて、このコンデンサの充電電荷
を利用してMOS FETをオンにしてバッテリを充
放電するようにしたので、この目的にNチャシネ11M
OSFETを使用することができ、この種充電器におけ
る、長寿命化と信顛性の向上、および小型化を図ること
が可能となる。
第1図は本発明の原理的構成を示す図、第2図(a)、
(b)はNチ+7ネルMOSFETを示す図、第3図
は本発明の一実施例を示す図、第4図ないし第7図は本
発明の他の実施例を示す図、第8図は従来の基本的な充
電器の系統図である。 lは負荷、3はバッテリ、4は過放電防止回路、5はM
OS FET、6はコンデンサ、7は第2のスイッチ
手段、8は制御手段、9はタイマである。
(b)はNチ+7ネルMOSFETを示す図、第3図
は本発明の一実施例を示す図、第4図ないし第7図は本
発明の他の実施例を示す図、第8図は従来の基本的な充
電器の系統図である。 lは負荷、3はバッテリ、4は過放電防止回路、5はM
OS FET、6はコンデンサ、7は第2のスイッチ
手段、8は制御手段、9はタイマである。
Claims (5)
- (1)交流入力を直流出力に変換して負荷(1)に供給
するとともに、該直流出力を第1のスイッチ手段を経て
バッテリ(3)に充電し、交流入力の停電時、該第1の
スイッチ手段を経てバッテリ(3)から負荷(1)に電
力を供給するとともに、該バッテリ(3)の過放電時、
該第1のスイッチ手段をオフにしてバッテリ(3)の放
電を停止する過放電防止回路(4)を有する充電器にお
いて、前記第1のスイッチ手段として前記直流出力と前
記バッテリ(3)間に接続されたNチャンネルのMOS
FET(5)を備えるとともに、 該MOSFET(5)のゲートに一端を接続され、ドレ
インに他端を接続されたコンデンサ(6)と、 該コンデンサ(6)に対する充電電圧の供給を制御する
第2のスイッチ手段(7)と、 交流入力の投入時および投入中周期的に、短時間動作す
るタイマ(9)と、 該タイマ(9)および前記過放電防止回路(4)の動作
時、該第2のスイッチ手段(7)をオンにして前記コン
デンサ(6)を充電するとともに前記コンデンサ(6)
の他端を接地してMOSFET(5)をオフにし、不動
作時、該コンデンサ(6)の充電電圧によって前記MO
SFET(5)をオンにして前記バッテリ(3)を充放
電する制御手段(8)とを設けたことを特徴とする充電
器の充放電制御方式。 - (2)前記制御手段(8)が前記直流出力と接地間に直
列に接続された第1および第2の抵抗(22,23)と
トランジスタ(24)とからなり、第2のスイッチ手段
(7)が該第1の抵抗(22)の両端にゲートとソース
を接続されドレインをMOSFET(5)のゲートに接
続された第2のMOSFET(20)からなり、前記コ
ンデンサ(6)がMOSFET(5)のゲートと、第2
の抵抗(23)とトランジスタ(24)の接続点間に接
続されていて、該トランジスタ(24)のオン時、該第
1の抵抗(22)の両端の電圧によって前記第2のMO
SFET(20)がオンになって該第2の抵抗(23)
の両端の電圧によってコンデンサ(21)に充電し、該
トランジスタ(24)のオフ時、第2のMOSFET(
20)がオフになってコンデンサ(21)の充電電圧に
よってMOSFET(5)がオンになることを特徴とす
る請求項1に記載の充電器の充放電制御方式。 - (3)前記第2のスイッチ手段(7)が、第1の抵抗(
22)と第2の抵抗(23)の接続点と前記MOSFE
T(5)のゲートとの間に接続され、前記トランジスタ
(24)のオン時オンとなるリレー(26)からなるこ
とを特徴とする請求項2に記載の充電器の充放電制御方
式。 - (4)交流入力を直流出力に変換して負荷(1)に供給
するとともに、該直流出力を第1のスイッチ手段を経て
バッテリ(3)に充電し、交流入力の停電時、該第1の
スイッチ手段を経てバッテリ(3)から負荷(1)に電
力を供給するとともに、該バッテリ(3)の過放電時、
該第1のスイッチ手段をオフにしてバッテリ(3)の放
電を停止する過放電防止回路(4)を有する充電器にお
いて、前記第1のスイッチ手段として前記直流出力と前
記バッテリ(3)間に接続されたNチャンネルのMOS
FET(5)を備えるとともに、 該MOSFET(5)のゲートに一端を接続され、ドレ
インに他端を接続されたコンデンサ(6)と、 該コンデンサ(6)に対する充電電圧の供給を制御する
第2のスイッチ手段(7)と、 前記直流出力を別の直流出力に変換して該第2のスイッ
チ手段(7)を経て前記コンデンサ(6)に供給するD
C/DCCONV(27)と、前記過電圧防止回路(4
)の動作時オンになって前記コンデンサ(6)の電荷を
放電する第3のスイッチ手段(40)とを設け、 交流入力時前記コンデンサ(6)の充電電荷によってM
OSFET(5)をオンにしてバッテリ(3)を充電す
るとともに、前記過電圧防止回路(4)の動作時MOS
FET(5)をオフにしてバッテリ(3)の放電を停止
することを特徴とする充電器の充放電制御方式。 - (5)請求項4に記載の充電器の充放電制御方式におい
て、DC/DCCONV(27)に代えて、交流入力を
直流出力に変換して前記第2のスイッチ手段(7)を経
て前記コンデンサ(6)に供給するAC/DCCONV
(31)を設けたことを特徴とする充電器の充放電制御
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2329609A JPH04207929A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 充電器の充放電制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2329609A JPH04207929A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 充電器の充放電制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04207929A true JPH04207929A (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=18223266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2329609A Pending JPH04207929A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 充電器の充放電制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04207929A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0875978A1 (de) * | 1997-05-02 | 1998-11-04 | EM Microelectronic-Marin SA | Akkumulator-betriebenes Gerät |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2329609A patent/JPH04207929A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0875978A1 (de) * | 1997-05-02 | 1998-11-04 | EM Microelectronic-Marin SA | Akkumulator-betriebenes Gerät |
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