JPH0530666A - 充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池の充電電流を一定にして安定した充電を
行うとともに、充電表示用の発光ダイオ−ドの点滅を明
確にした充電回路を提供する。 【構成】 発振トランジスタＱ１の導通を制御するＰＵ
Ｔ素子のゲートに電池Ｂの充電電圧を入力すると共に、
アノ−ドに基準電圧を入力し、電池Ｂの充電電圧と基準
電圧とを比較して、その比較結果によりＰＵＴ素子の出
力が前記発振トランジスタＱ１の導通を制御するもので
あって、インバータトランスＴの二次側出力と発振トラ
ンジスタのベースとの間に、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ
４の直列回路と該コンデンサＣ４に主電流路が並列接続
されたトランジスタＱ２とよりなる時差回路を設け、前
記ＰＵＴ素子のカソ−ドを、前記トランジスタＱ２のベ
ースに接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ニッケルカドミウム電
池等の二次電池の充電回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ニッケルカドミウム電池等の
二次電池を短時間で充電する急速充電回路が知られてい
る。一般に急速充電回路は、電池が過充電にならないよ
うに電池の満充電を検出して充電を制御したり、また電
池の充電完了を表示する回路等が付加されている。この
ような急速充電回路の従来例を図２に示す。この図にお
いて、Ｄ１は商用交流を整流する全波整流回路、Ｄ２は
逆流防止用ダイオ−ド、Ｃ１は平滑用コンデンサであ
り、これらの素子よって商用交流が整流，平滑される。
Ｔはインバータトランスであり、一次コイルＮ１と二次
コイルＮ２と帰還コイルＮ３とで構成されている。Ｑ１
は前記インバータトランスＴを発振させるための発振ト
ランジスタである。抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ２はイン
バータトランスＴのスパイク電圧を吸収するための回
路、また抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ３はインバータトラ
ンスＴの発振周期を決定する回路である。

【０００３】二次コイルＮ２の両端には、ニッケルカド
ミウム電池Ｂ及び逆流防止用ダイオ−ドＤ３の直列回路
と、充電表示用の発光ダイオードＤ４とが各々並列に接
続されている。また電池Ｂの両端には、負荷としてのモ
ータＭとモータ駆動スイッチＳが接続されている。

【０００４】一方、前記全波整流回路Ｄ１の両端には、
分圧抵抗Ｒ３及びＲ４と、ツェナダイオードＺＤ１とが
接続されており、分圧抵抗Ｒ３とＲ４の分圧点にプログ
ラマブルユニジャンクショントランジスタＰＵＴのアノ
−ドが接続されている。またこのＰＵＴのゲートは前記
電池Ｂの陽極端に接続されており、ＰＵＴのカソ−ドは
前記帰還コイルＮ３を介して発振トランジスタＱ１のベ
ースに接続されている。

【０００５】以上のような構成において、この急速充電
回路の動作を説明する。この回路を商用交流に接続する
と共に、被充電電池Ｂをセットすると、前記ＰＵＴのア
ノ−ドには、電源電圧を全波整流回路Ｄ１によって整流
し、かつツェナダイオ−ドＺＤ１及び分圧抵抗Ｒ３，Ｒ
４よって形成される基準電圧が印加される。またＰＵＴ
のゲ−トには、電池電圧が印加される。電池電圧が基準
電圧に比べて低い時はＰＵＴの出力がオンして発振トラ
ンジスタＱ１にベース電流を供給し、該トランジスタＱ
１がオンする。その結果、インバ−タトランスＴは発振
を開始して、被充電電池Ｂの急速充電が行われる。また
電池電圧が基準電圧より高い時はＰＵＴがオフしてその
結果インバータトランスの発振が止まるようになってい
る。

【０００６】ところで、前記基準電圧は商用交流を全波
整流回路Ｄ１によって整流すると共にツェナダイオ−ド
ＺＤ１によって過大電圧をカットしているため、図４ａ
に示すような波形となる。このため、商用交流の半周期
ごとに電池電圧を下回る節の部分が現れる。このとき前
記ＰＵＴの出力はオフ（図４ｂ参照）となって、インバ
−タトランスＴの二次コイルＮ２の出力は図４ｃのよう
になる。その結果、被充電電池Ｂへの平均充電電流は、
図６のように充電の進行とともに低下してしまうという
欠点があった。

【０００７】またこの充電回路は、充電が行われている
ときは発光ダイオ−ドＤ４が点灯するようになってい
る。ここで、電池Ｂの充電が進行して満充電近くになっ
てくると、電池電圧は基準電圧波形の最大値近くまで上
昇する（図４ａ参照）。基準電圧が電池電圧を上回るま
では充電が行われず、また発光ダイオ−ドＤ４も点灯し
ない。そして基準電圧が電池電圧を上回るとＰＵＴはオ
ンし、基準電圧の波形が節となるまでＰＵＴがオンし続
けるので、この間発光ダイオ−ドは点灯するようになっ
ている。この基準電圧の周期によって、発光ダイオード
Ｄ４が点滅を繰り返すので、使用者は電池Ｂが満充電に
近づいていることを知ることができる。しかしながら、
この発光ダイオ−ドＤ４は基準電圧の周期で点滅を繰り
返すために、点灯と点滅の区別がつきにくいという欠点
がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、電池の充電電流を一定に
して安定した充電を行うとともに、充電表示用の発光ダ
イオ−ドの点滅を明確にした充電回路を提供するもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発振トランジスタの発振
により駆動するインバ−タトランスと、インバータトラ
ンスの二次側に接続された二次電池と、発振トランジス
タの導通を制御するＰＵＴ素子とよりなり、ＰＵＴ素子
のゲートに前記電池の充電電圧を入力すると共に、アノ
−ドに基準電圧を入力し、電池の充電電圧と基準電圧と
を比較して、その比較結果によりＰＵＴ素子の出力が前
記発振トランジスタの導通を制御するものであって、イ
ンバータトランスの二次側出力と発振トランジスタの制
御端子との間に、抵抗及びコンデンサの直列回路と該コ
ンデンサに主電流路が並列接続されたトランジスタとよ
りなる時差回路を設け、前記ＰＵＴ素子のカソ−ドを、
前記トランジスタの制御端子に接続する。

【００１０】

【作用】本発明によれば、以下のように作用する。即
ち、本発明充電回路を商用交流に接続すると共に、被充
電電池をセットすると、ＰＵＴのアノ−ドに基準電圧が
印加されると共に、ゲ−トに電池電圧が印加される。基
準電圧が電池電圧を上回ると、ＰＵＴとＰＵＴの出力に
接続されたトランジスタとがオンする。その結果、イン
バータトランスの二次側出力が発振トランジスタにフィ
ードバックされて、電池に急速充電が行われる。基準電
圧の波形が電池電圧を下回ると、ＰＵＴと前記トランジ
スタが共にオフするが、該トランジスタの主電流路と並
列に接続されたコンデンサを介して、インバータトラン
スの二次側出力が発振トランジスタにフィードバックさ
れて、インバータトランスは発振を続けて急速充電が継
続される。なお前記コンデンサの充電電荷は、再度基準
電圧が電池電圧を上回ってＰＵＴと前記トランジスタが
オンする毎に放電される。

【００１１】また本発明充電回路によれば、時差回路の
前記コンデンサの充電時間の間は、電池が充電されるの
で、電池電圧が基準電圧の波形の最大値付近まで上昇す
る充電末期においても、充電と休止が短時間間隔で繰り
返されることがない。このため、インバータトランスの
発振時にＬＥＤ等により充電を表示するような場合に
も、充電末期に充電と休止が比較的長時間の周期で繰り
返されるので、ＬＥＤの点滅が明確になり、使用者に満
充電の到来を確実に予測させることができる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。図１は本発明の実施回路例であり、従来の技術で述
べてきた図２の回路例と同一の図番を付している。この
回路において、インバータトランスＴの二次側出力と発
振トランジスタＱ１のベ−スとの間に、抵抗Ｒ５及びコ
ンデンサＣ４の直列回路と該コンデンサＣ４に主電流路
が並列接続されたトランジスタＱ２とよりなる時差回路
を設け、前記ＰＵＴ素子のカソ−ドを、前記トランジス
タＱ２のベースに接続している。

【００１３】本発明充電回路を商用交流に接続すると共
に、被充電電池Ｂをセットすると、ＰＵＴのアノ−ドに
基準電圧が印加されると共に、ゲ−トに電池電圧が印加
される。基準電圧は商用交流を整流した波形となってい
る（図３ａ参照）。基準電圧が電池電圧を上回ると、Ｐ
ＵＴとＰＵＴの出力に接続されたトランジスタＱ２とが
オンする。その結果、インバータトランスＴの二次側出
力が発振トランジスタＱ１のベースにフィードバックさ
れて、電池Ｂの急速充電が行われる。基準電圧の波形が
電池電圧を下回ると、ＰＵＴと前記トランジスタＱ２が
共にオフするが、該トランジスタＱ２の主電流路と並列
に接続されたコンデンサＣ４を介して、インバータトラ
ンスＴの二次側出力が発振トランジスタＱ１にフィード
バックされて、インバータトランスＴは発振を続けて急
速充電が継続される（図３ｂ参照）。その結果、インバ
ータトランスＴの二次コイルＮ２の出力は図３ｃのよう
になって、平均充電電流は図５のようになり、充電電流
は安定する。なお前記コンデンサＣ４の充電電荷は、再
度基準電圧が電池電圧を上回ってＰＵＴと前記トランジ
スタＱ２がオンする毎に放電される。また本発明充電回
路によれば、前記コンデンサＣ４の充電時間の間は、電
池Ｂが充電されるので、電池電圧が基準電圧の波形の最
大値付近まで上昇する充電末期においても、充電と休止
が短時間間隔で繰り返されることがない。即ち、充電末
期に電池電圧が高くなって、ＰＵＴがオンする期間が短
くなるが、前記時差回路によって発振トランジスタＱ１
は前記コンデンサＣ４の充電時間だけ発振を続ける。こ
の間電池Ｂの充電が継続して行われる。電池Ｂの充電が
進行してやがて電池電圧が基準電圧の波形の最大値を上
回ると、ＰＵＴはオンしなくなりまたコンデンサＣ４も
十分に充電されて、発振トランジスタＱ１が発振を停止
する。従って、電池Ｂの充電が休止される。このとき電
池Ｂの充電電圧が前記基準電圧波形の最大値を下回るま
で充電の休止が継続される。この間、前記発光ダイオー
ドＤ４は消灯している（図３ｃ参照）。休止の間に電池
Ｂの充電電圧が前記基準電圧波形の最大値を下回るまで
低下すると、再度ＰＵＴがオンして発振トランジスタＱ
１が発振を始めて充電が行われる。なお、コンデンサＣ
４の充電電荷はＰＵＴがオンしている間、トランジスタ
Ｑ２によって瞬時に放電される。以上のように、インバ
ータトランスＴの発振時に発光ダイオ−ドにより充電を
表示するような場合、充電末期に充電と休止が、時差回
路の分だけ比較的長時間の周期で繰り返されるので、Ｌ
ＥＤの点滅が明確になり、使用者に満充電の到来を確実
に予測させることができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の構成によれば、充電中の電池の
充電電流を安定に保つことができ、また充電末期には、
充電表示用の発光ダイオ−ドの点滅を明確にした充電回
路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路例である。

【図２】従来の回路例である。

【図３】図１における各部の波形図であり、ａは点Ａ
（基準電圧）と点Ｂ（電池電圧），ｂは点Ｃ，ｃは点Ｄ
の波形図である。

【図４】図２における各部の波形図であり、ａは点Ａ
（基準電圧）と点Ｂ（電池電圧），ｂは点Ｃ，ｃは点Ｄ
の波形図である。

【図５】本発明充電回路の充電時間に対する電池電圧と
充電電流の変化図である。

【図６】従来の充電回路の充電時間に対する電池電圧と
充電電流の変化図である。

【符号の説明】 Ｄ１ 全波整流回路 ＰＵＴ プログラマブルユニジャンクショントランジ
スタ Ｑ１ 発振トランジスタ Ｑ２ トランジスタ Ｔ インバ−タトランス Ｂ 被充電電池

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 発振トランジスタの発振により駆動する
   インバ−タトランスと、インバータトランスの二次側に
   接続された二次電池と、発振トランジスタの導通を制御
   するＰＵＴ素子とよりなり、ＰＵＴ素子のゲートに前記
   電池の充電電圧を入力すると共に、アノ−ドに基準電圧
   を入力し、電池の充電電圧と基準電圧とを比較して、そ
   の比較結果によりＰＵＴ素子の出力が前記発振トランジ
   スタの導通を制御するものであって、インバータトラン
   スの二次側出力と発振トランジスタの制御端子との間
   に、抵抗及びコンデンサの直列回路と該コンデンサに並
   列接続されたトランジスタとよりなる時差回路を設け、
   前記ＰＵＴ素子のカソ−ドを、前記トランジスタの制御
   端子に接続したことを特徴とする充電回路。