JPH06197531A

JPH06197531A - 電源回路

Info

Publication number: JPH06197531A
Application number: JP34282292A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Ohashi; 敏治大橋; Kazutaka Suzuki; 一敬鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1994-07-15
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JP3255467B2

Abstract

(57)【要約】【目的】出力電圧に応じた好適な周波数でＰＷＭ制御
を確実に行う。【構成】ＰＷＭ制御回路１１はトランスＴ１の一次巻
線Ｌ１１に入力される直流電圧をオン・オフ制御するこ
とにより２次巻線Ｌ１２からの出力電流を制御する。定
電流制御回路２２は出力電流を検出し、フォトカプラー
ＰＣ_FBを介してＰＷＭ制御回路１１にフィードバックす
る。ＰＷＭ制御回路１１は出力電流に応じてスイッチン
グパルスのオンデューティ比を制御して出力電流の定電
流化を図る。また、出力電圧が抵抗ＲＢ１，ＲＢ２によ
り検出され、２次側制御回路２４は該出力電圧に応じて
ＰＷＭ制御回路１１のＴＯＦＦ端子に接続される抵抗Ｒ
_OFF1〜Ｒ_OFF5を切り替え、スイッチンパルスの周波数を
出力電圧に応じた所定の周波数に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発振トランスの１次巻
線に供給される直流電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modula
tion）制御して２次側から所要の定電流を出力する電源
回路に関するのである。

【０００２】

【従来の技術】例えば充電式電動工具のように出力によ
って異なる駆動電圧を有する充電式電気機器には、例え
ば２．４Ｖ，７．２Ｖ，９．６Ｖ，１２Ｖ，２４Ｖ等の
出力電圧の異なる複数の充電可能な充電パックが用意さ
れ、各電池パックは、例えば１．２Ｖの単位電圧を有す
る電池（以下、単位電池という）をそれぞれ２本，６
本，８本，１０本，２０本直列に接続して構成されてい
る。

【０００３】上記各電池パックは、出力電圧は異なる
が、電池容量は同一であるため、一定の充電電流を出力
する共通の充電装置で充電されるようになっている。か
かる充電装置では、直流電圧が印加される発振トランス
の１次巻線にＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の
スイッチング素子を直列接続すると共に、２次側出力電
流をフィードバックさせてＰＷＭ制御することで上記ス
イッチング素子のオンデューティ比を変化させ、該２次
側出力電流の定電流化を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記充電式電動工具用
の電池パックの充電装置では、装着される電池パックの
電池電圧が２．４Ｖ〜２４Ｖと広範囲に亘るため、電池
電圧に関わらず安定して一定の出力電流を出力すること
が困難となる。

【０００５】すなわち、例えば上記２．４Ｖ〜２４Ｖの
電池パックを充電可能にするには、充電装置の電源回路
は、少なくとも２．０Ｖ〜４０Ｖの出力電圧が必要とな
るが、この場合、発振トランスの磁気飽和防止を考慮し
て最大出力（４０Ｖ）時のスイッチング素子のオンデュ
ーティ比を４５％に設定すると、最小出力（２．４Ｖ）
時のスイッチング素子のオンデューティ比は２．２５％
となり、最小出力時ではスイッチング素子のオン・オフ
駆動を制御するスイッチングパルスのパルス幅が非常に
狭くなり、一部スイッチパルスが抜けることにより間歇
発振となることがある。このため、電源回路の出力電圧
が不安定になると共に、この出力電圧を利用して駆動さ
れるＰＷＭ制御回路や帰還回路等への電源供給が安定せ
ず、一層出力電流の定電流制御も困難となる。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、出力電圧に応じた好適な周波数でＰＷＭ制御を
確実に行い得る電源回路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、発振トランス
と、上記発振トランスの１次巻線に直列に接続され、該
１次巻線に印加される直流電圧を断続するスイッチング
手段と、上記スイッチング手段をオン・オフ駆動すべく
スイッチングパルスを発生するパルス発生手段と、上記
発振トランスの２次側出力電流を検出する電流検出手段
と、上記２次側出力電流を所望の電流値に保持すべく上
記電流検出手段で検出された２次側出力電流に応じて上
記スイッチングパルスのオンデューティ比を変化させる
ＰＷＭ制御手段とを有する電源回路において、上記発振
トランスの２次側出力電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電圧検出手段の検出結果に応じて上記スイッチング
パルスの周波数を変化させる周波数制御手段とを備えた
ものである（請求項１）。

【０００８】また、本発明は、上記電源回路において、
上記スイッチングパルスのオンデューティ比が予め設定
された基準値以下になったことを検出するオンデューテ
ィ比検出手段を備え、上記周波数制御手段は、上記オン
デューティ比検出手段が上記スイッチングパルスのオン
デューティ比が上記基準値以下になったことを検出した
ときのみ上記スイッチングパルスの周波数を低下させる
ものである（請求項２）。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明によれば、発振トランスの
２次側出力電流が検出され、この検出された２次側出力
電流に応じてスイッチング手段のオン・オフ駆動を制御
するスイッチングパルスのオンデューティ比が変更さ
れ、これにより２次側出力電流が所望の電流値に保持さ
れる。

【００１０】また、上記発振トランスの２次側出力電圧
が検出され、この検出した２次側出力電圧に応じて上記
スイッチングパルスの周波数が変更される。例えば２次
側出力電圧の低下に応じて上記スイッチングパルスの周
波数は低くなる。

【００１１】これにより２次側出力電圧が低く、２次側
出力電流を定電流制御すべく上記スイッチングパルスの
オンデューティ比が小さくなる場合も２次側出力電圧の
低下に応じて周波数が低くなるので、上記スイッチング
パルスのパルス幅が所要のパルス幅以下に狭くなること
がない。

【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、上記
発振トランスの２次側出力電圧が低く、しかも上記スイ
ッチングパルスのオンデューティ比が予め設定された基
準値以下になると、２次側出力電圧の低下に応じてスイ
ッチングパルスの周波数が低くなるように制御され、上
記スイッチングパルスのオンデューティ比は上記基準値
よりも低下することがない。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明に係る電源回路の第１実施例
の回路図である。この電源回路は、電池パックを充電す
る充電装置に適用されたもので、駆動回路部１、制御回
路部２、変換回路部３及び整流平滑回路部４から構成さ
れている。

【００１４】整流平滑回路部４は、商用の交流電源を整
流平滑して直流電源を生成するものである。整流平滑回
路部４は、入力端子ａ−ａ′から入力された交流電源を
直流電源に整流する整流ブリッジＢＤと該整流ブリッジ
ＢＤからの出力を平滑するコンデンサＣ４１とからな
り、整流ブリッジＢＤの入力ラインにはヒューズＦが介
設されている。

【００１５】変換回路部３は、上記整流平滑回路部４で
生成された直流電源をトランスＴ１の１次巻線Ｌ１１に
入力し、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等からな
るスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより高
周波でスイッチングし、２次巻線Ｌ１２に電圧を誘起さ
せ、所定レベルの直流出力に変換して出力するものであ
る。

【００１６】上記ＦＥＴは、トランスＴ１の１次巻線Ｌ
１１に直列接続され、この１次巻線Ｌ１１とＦＥＴとの
直列回路に上記整流平滑回路部１から出力される直流電
圧が印加されている。また、上記ＦＥＴのゲートにはバ
イアス抵抗Ｒ３１，Ｒ３２により上記直流電圧を分圧し
てバイアス電圧が印加され、抵抗Ｒ３３を介して後述す
るＰＷＭ制御回路１１からスイッチングパルスが入力さ
れるようになっている。

【００１７】トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に接続され
る２次側回路は、上記スイッチング素子ＦＥＴのスイッ
チング動作により誘起された交流電圧を整流するダイオ
ードＤ３１と平滑用のチョークコイルＬ３１及びコンデ
ンサＣ３１と平滑化及び出力効率を改善するための還流
ダイオードＤ３２とからなる回路で構成されている。ま
た、出力端子ｂ′（負極側）のラインには出力電流を検
出するための抵抗Ｒ３４が挿入され、出力端子ｂ−ｂ′
間には電池電圧を分圧して検出するための抵抗ＲＢ１，
ＲＢ２の直列回路が接続されている。

【００１８】制御回路２は、２次側に設けられた後述す
る各制御回路に電源を供給するためのトランスＴ１に磁
気結合されたトランスＴ２、２次側電源回路２１、２次
側出力電流を後述するＰＷＭ制御回路１１にフィードバ
ックして出力電流を定電流制御する定電流制御回路２
２、上記出力端子間ｂ−ｂ′に不図示の電池パックが装
着されたことを検知する電池パック検知回路２３及び上
記電池電圧を後述するＰＷＭ制御回路１１にフィードバ
ックしてスイッチング素子ＦＥＴの駆動を安定化させる
２次側制御回路２４とから構成されている。

【００１９】上記２次側電源回路２１には、トランスＴ
２を介して上記整流平滑回路部４で生成された直流電源
が交流に変換されて供給されるようになっている。すな
わち、トランスＴ２の１次巻線Ｌ２１は上記トランスＴ
１の１次巻線Ｌ１１１に磁気結合されており、上記スイ
ッチング素子ＦＥＴのオン・オフ駆動により交流電圧が
誘起されるようになっている。２次側電源回路２１は、
トランスＴ２から入力された交流電圧から所要の直流電
源を生成して上記定電流制御回路２２、２次側制御回路
２４及び後述するフォトカプラーＰＣ１〜ＰＣ５，ＰＣ
_SFTに供給する。

【００２０】定電流制御回路２２は、上記変換回路部３
の出力電流を検出し、該出力電流の大きさに比例した電
流をフォトカプラーＰＣ_FBを介してＰＷＭ制御回路１１
のＦ／Ｂ端子に帰還する。また、２次側制御回路２４
は、電池パック検知回路２３により電圧パックが装着さ
れたことが検知されると、電池電圧から該電池パックの
種類（電池電圧により分類された種類）を識別し、対応
するフォトカプラーＰＣ１〜ＰＣ５を介して装着された
電池パックの種類の情報をＰＷＭ制御回路１１のＴＯＦ
Ｆ端子にフィードバックする。

【００２１】充電式電動工具用の電池パックの場合、例
えば２．４Ｖ，７．２Ｖ，９．６Ｖ，１２Ｖ，２４Ｖの
５種類の電池パックが有り、各電池パックは１．２Ｖの
単位電池を所定本数だけ直列接続して構成されている。
上記フォトカプラーＰＣ１〜ＰＣ５は、それぞれ２．４
Ｖ、７．２Ｖ、９．６Ｖ、１２Ｖ及び２４Ｖの各電池パ
ックの検出に対応しており、２次側制御回路２４は、例
えば装着された電池パックの電圧が２．４Ｖのときは、
この情報をフォトカプラーＰＣ１を介してＰＷＭ制御回
路１１のＴＯＦＦ端子にフィードバックする。

【００２２】駆動回路部１は、上記変換回路部３のスイ
ッチング素子ＦＥＴのオン・オフ駆動をＰＷＭ制御する
もので、主としてＩＣ（Integrated Circuit）からなる
ＰＷＭ制御回路１１で構成され、各端子は、以下の機能
を有している。

【００２３】Ｖｃｃ：駆動電源供給端子ＧＮＤ：アース端子ＶＯＵＴ：出力端子。ＰＷＭ制御用のスイッチングパル
スが出力される。ＴＯＦＦ：上記スイッチングパルスのオフ時間を制御す
る制御端子。ＴＯＦＦ端子に接続される抵抗Ｒ_OFFと後
述のＣＦ端子に接続されるコンデンサＣＦによりオフ時
間が決定され、コンデンサＣＦが一定では抵抗Ｒ_OFFを
大きくするほど、オフ時間が長くなる。すなわち、抵抗
ＲＯＦＦを大きくするほど、上記スイッチングパルスの
周波数が低下する。ＣＦ：上記スイッチングパルスのオフ時間及びオン時間
を制御する制御端子ＴＯＮ：上記スイッチングパルスのオン時間を制御する
制御端子。ＴＯＮ端子に接続される抵抗Ｒ_ONと上記ＣＦ
端子に接続されるコンデンサＣＦによりオン時間が決定
され、コンデンサＣＦが一定では、抵抗Ｒ_ONを大きくす
るほど、オン時間が長くなる。ＳＯＦＴ：スイッチングパルスのオン時間を一定にして
オフ時間を調整するための端子。ＳＯＦＴ端子に入力さ
れる電圧の低下に応じて、スイッチングパルスのオフ時
間が長くなる。すなわち、ＳＯＦＴ端子の入力電圧を低
下させると、スイッチングパルスの周波数が低下する。ＲＥＧ：安定化電源の出力端子。ＲＥＧ端子からは所定
電圧値の定電圧が出力される。Ｆ／Ｂ：帰還電流を入力する端子。Ｆ／Ｂ端子に流入す
る電流に応じて上記スイッチングパルスのデューティ比
を変化させる。ＣＯＬ：ＶＯＵＴ端子からスイッチングパルスを出力さ
せるための駆動電圧供給端子。

【００２４】上記電源端子Ｖｃｃには、トランスＴ１の
１次巻線Ｌ１１に印加される直流電圧が抵抗Ｒ３１，Ｒ
３２を介して供給されている。なお、上記供給電圧は、
ツェナーダイオードＺ１１により定電圧化されている。
また、ＣＯＬ端子には、上記トランスＴ２の１次巻線Ｌ
２１に誘起された電圧をダイオード３２及びコンデンサ
Ｃ３１で整流して所定電圧が供給されている。

【００２５】上記ＶＯＵＴ端子には、上記スイッチング
ＦＥＴをオン・オフ駆動するためのドライブ回路が設け
られている。上記ドライブ回路は、ｎｐｎ型トランジス
タＴＲ１とｐｎｐ型トランジスタＴＲ２との直列回路と
両トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースに接続された抵
抗Ｒ１１とからなり、ｎｐｎ型トランジスタＴＲ１のコ
レクタは上記電源端子Ｖｃｃの電源ラインに接続され、
ｐｎｐ型トランジスタＴＲ２のコレクタは、上記トラン
スＴ１の１次側の負極間に接続されている。また、両ト
ランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースは抵抗Ｒ１１を介し
てＶＯＵＴ端子に接続され、トランジスタＴＲ１，ＴＲ
２のエミッタは抵抗Ｒ３３を介してスイッチング素子Ｆ
ＥＴのゲートに接続されている。

【００２６】ＶＯＵＴ端子がハイレベルになると、トラ
ンジスタＴＲ１がオンとなる一方、トランジスタＴＲ２
がオフになり、スイッチング素子ＦＥＴのゲートはハイ
レベルとなってオンになる。また、ＶＯＵＴ端子がロー
レベルになると、トランジスタＴＲ１がオフになる一
方、トランジスタＴＲ２がオンになり、スイッチング素
子ＦＥＴのゲートはローレベルとなってオフになる。従
って、スイッチング素子ＦＥＴはＶＯＵＴ端子から出力
されるスイッチングパルスに同期してオン・オフ駆動さ
れる。

【００２７】上記ＴＯＦＦ端子には、上記フォトカプラ
ーＰＣ１の出力回路とＲ_OFF1との直列回路、上記フォト
カプラーＰＣ２の出力回路とＲ_OFF2との直列回路、…
…、上記フォトカプラーＰＣ５の出力回路とＲ_OFF5との
直列回路が並列に接続され、ＴＯＦＦ端子に上記抵抗Ｒ
_OFF1〜Ｒ_OFF5が切換接続可能になされている。抵抗Ｒ_OF
_F1〜Ｒ_OFF5はＲ_OFF1＞Ｒ_OFF2＞Ｒ_OFF3＞Ｒ_OFF4＞Ｒ_OFF5
の関係の所定の抵抗値を有している。

【００２８】上記ＳＯＦＴ端子は、抵抗Ｒ_SFT1を介して
ＲＥＧ端子に接続されるとともに、該ＳＯＦＴ端子に
は、抵抗Ｒ_SFT2とフォトカプラーＰＣ_SFTの出力回路と
の直列回路とコンデンサＣ_SFTとが接続されている。

【００２９】２次側制御回路２４は、電池パック検知回
路２３から電池パックを装着した検出信号が入力されて
いないときは、フォトカプラーＰＣ_SFTをオフ状態に
し、検出信号が入力されているときは、フォトカプラー
ＰＣ_SFTをオン状態にする。従って、電池パックが装着
されていないときは、ＳＯＦＴ端子にはＲＥＧ端子から
の出力電圧が抵抗Ｒ_SFT1を介して直接入力され、電池パ
ックが装着されているときは、ＳＯＦＴ端子にはＲＥＧ
端子からの出力電圧を抵抗Ｒ_SFT1と抵抗Ｒ_SFT2とで分割
した分圧が入力される。

【００３０】上記構成において、端子ａ−ａ′に交流電
源が接続されると、ＰＷＭ制御回路１１が起動し、ＶＯ
ＵＴ端子からスイッチングパルスが出力され、スイッチ
ング素子ＦＥＴがオン・オフ駆動される。これによりト
ランスＴ１の１次巻線Ｌ１１に整流平滑回路部４から出
力された直流電圧が所定周期で断続的に流入され、これ
に対応してトランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に所定周期で
断続する電圧が誘起される。この電圧は、ダイオードＤ
３１、コイル３４１及びコンデンサＣ３１で整流・平滑
された直流電圧に変換される。

【００３１】端子ｂ−ｂ′に電池パックが装着される
と、この装着が電池パック検知回路２３により検知され
る。２次側制御回路２４は、電池パックの装着を検知す
ると、フォトカプラーＰＣ_SFTをオン状態にする。これ
によりＰＷＭ制御回路１１のＳＯＦＴ端子にはＲＥＧ端
子からの出力電圧を分圧した所定の電圧が入力され、Ｖ
ＯＵＴ端子から出力されるスイッチングパルスの周波数
が変換回路部３の出力電流が所定の定電流となるように
制御される。

【００３２】一方、変換回路部３の出力電流は定電流制
御回路２２により検出され、定電流制御回路２２は、出
力電流に比例した電流をフォトカプラーＰＣ_FBに供給す
る。これにより上記フォトカプラーＰＣ_FBを介してＰＷ
Ｍ制御回路１１のＦ／Ｂ端子に出力電流に比例した所定
の電流が流入し、この電流に応じてＶＯＵＴ端子から出
力されるスイッチングパルスのオンデューティ比が制御
され、上記出力電流が所定の定電流に保持される。

【００３３】また、上記２次側制御回路２４は、電池電
圧から装着された電池パックの種類を識別し、対応する
フォトカプラーＰＣ１〜ＰＣ５をオン状態にする。例え
ば装着された電池パックが２．４Ｖの場合、フォトカプ
ラーＰＣ１をオン状態にし、ＰＷＭ制御回路１１のＴＯ
ＦＦ端子に接続される抵抗値を抵抗Ｒ_OFF1とする。これ
により上記スイッチングパルスのオンデューティ比は電
池電圧２．４Ｖに対して所定の定電流となるように設定
される。

【００３４】すなわち、スイッチングパルスの周波数
は、出力電流と電池電圧とから好適の周波数に設定さ
れ、出力電流は好適に定電流制御が行われる。特に電池
電圧が低圧の場合、出力電流の情報のみを帰還させて上
記スイッチングパルスの周波数を制御したのでは、パル
ス幅が非常に狭くなり、該スイッチングパルスに同期し
て確実にスイッチング素子ＦＥＴがオン・オフせず、間
歇発振になることがあるが、上記のように電池電圧の情
報を帰還させて上記スイッチングパルスの周波数を電池
電圧が低圧になる程、低周波数に切換えているので、周
波数が低くなった分、スイッチングパルスのオン・オフ
双方のパルス幅が広くなり、間歇発振をするようなこと
がなくなる。

【００３５】上記第１実施例では、電池電圧を検出し、
ＰＷＭ制御回路１１のＴＯＦＦ端子に接続される抵抗値
を自動的に設定するようにしていたが、マニュアルで設
定するようにしてもよい。

【００３６】次に、上記抵抗Ｒ_OFF1〜Ｒ_OFF5をマニュア
ル設定する第２実施例について説明する。

【００３７】図２は、本発明に係る電源回路の第２実施
例が適用された充電装置の外観図である。また、図３
は、第２実施例の要部回路図である。

【００３８】図２において、５は充電装置の本体で、５
１は電池パック装着部、５２は表示部、５３は切換スイ
ッチ群である。切換スイッチ群５３の２．４Ｖ用，７．
２Ｖ用，……，２４Ｖ用の各スイッチは、図３における
ＳＷ１〜ＳＷ５にそれぞれ対応している。ＳＷ１〜ＳＷ
５は、互いに連動しており、いずれかのスイッチがオン
状態になると、他のスイッチはオフ状態になるようにな
っている。なお、全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５がオフ
状態のときは、ＰＷＭ制御回路１１のＴＯＦＦ端子に抵
抗Ｒ_OFF0（＞Ｒ_OFF1）設定されるようになっている。

【００３９】次に、本発明に係る電源回路の第３実施例
について説明する。第３実施例は、電池パックに装着さ
れている温度センサーの電池電圧を利用して装着された
電池パックの種類を検知するものである。

【００４０】図４は、電池パックに内蔵された温度セン
サーの出力電圧から当該電池パックの種類を検知するた
めの回路図で、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ２．４Ｖ用、
７．２Ｖ用、９．６Ｖ用、１２Ｖ用及び２４Ｖ用の回路
図である。

【００４１】図４において、Ｅは電池、ＳＷ６はスイッ
チ、６は温度センサー、ＲＴ１〜ＲＴ５は抵抗、ｃ−
ｃ′端子は温度センサー６の出力電圧を検出するための
端子である。

【００４２】電池パックの温度を検出するときは、スイ
ッチＳＷ６をオフにし、電池Ｅに温度センサー６及び抵
抗ＲＴ１〜ＲＴ５を直列に接続する。例えば２．４Ｖ用
電池パックの場合、スイッチＳＷ６をオフにすると、温
度センサー６と抵抗ＲＴ１の直列回路に電流が流れ、ｃ
−ｃ′端子には、温度センサー６の出力電圧に抵抗ＲＴ
１における電圧降下分が加算されて出力される。すなわ
ち、ｃ−ｃ′端子からは、温度センサー６の出力電圧に
抵抗ＲＴ１における電圧降下分がオフセット電圧として
加算されて出力される。他の種類の電池パックについて
も同様に、ｃ−ｃ′端子から温度センサー６の出力電圧
に抵抗ＲＴ２〜ＲＴ５における電圧降下分のオフセット
電圧が加算されて出力される。

【００４３】第３実施例では、各電池パックに内蔵され
た温度センサー６の温度特性は略同一であるが、単位電
池のセル数が多くなるほどオフセット電圧を大きくし各
電池パックのｃ−ｃ′端子から出力される温度センサー
６の出力電圧の変動範囲が重ならないようにしている。
すなわち、抵抗ＲＴ１〜ＲＴ５は、例えば基準となる抵
抗Ｒｒを設定し、単位電池のセル数が多くなるほど抵抗
値が大きくなるように、すなわち、ＲＴ１＜ＲＴ２＜Ｒ
Ｔ３＜ＲＴ４＜ＲＴ５となるように、この抵抗Ｒｒを複
数個直列接続して構成されている。

【００４４】図５は、各電池パックのｃ−ｃ′端子から
出力される温度センサー６の出力電圧の温度特性を示す
図である。同図に示すように、各電池パックの出力電圧
は、抵抗ＲＴ１〜ＲＴ５におけるオフセット電圧により
変動範囲が互いに重なることがないようになっているの
で、この出力電圧範囲から装着された電池パックの種類
が識別される。例えば図１における変換回路３の出力電
圧に代えて上記各電池パックの温度センサー６の出力電
圧を２次側制御回路２４に入力し、この出力電圧の変動
範囲から電池パックの種類を識別させるようするとよ
い。

【００４５】次に、本発明に係る電源回路の第４実施例
について説明する。図６に、本発明に係る電源回路の第
４実施例の回路図を示す。同図において、変換回路部３
及び整流平滑回路部４は、図１に示す変換回路部３及び
整流平滑回路部４と同一である。制御回路部２′は、図
１に示す制御回路部２において、電池パック検知回路２
３、２次側制御回路２４及びフォトカプラーＰＣ１〜Ｐ
Ｃ５を除去すると共に、フォトカプラーＰＣ_SFTの駆動
制御をオペアンプＯＰ１からなる正転増幅回路７で行う
ようにしたものである。

【００４６】すなわち、抵抗ＲＢ１及びＲＢ２からの出
力電圧は、オペアンプＯＰ１、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ
２３からなる正転増幅回路７により増幅され、出力抵抗
Ｒ２４を介してフォトカプラーＰＣ_SFTの入力側に入力
され、該フォトカプラーＰＣ_S _FTを介してＰＷＭ制御回
路１１のＳＯＦＴ端子にフィードバックされている。な
お、フォトカプラーＰＣ_SFTの出力回路のコレクタは、
抵抗Ｒ２５を介してＶｃｃ端子に接続され、同出力回路
のエミッタはダイオードＤ２２を介してＰＷＭ制御回路
１１のＳＯＦＴ端子に接続されている。

【００４７】また、駆動回路部１′は、図１に示す駆動
回路部１において、抵抗Ｒ_OFF1〜Ｒ_OFF5に代えて抵抗Ｒ
_OFFをＴＯＦＦ端子に接続し、かつ、ＳＯＦＴ端子と１
次側の負極間に抵抗Ｒ１２とツェナーダイオードＺ１２
の並列回路を接続するとともに、抵抗Ｒ_SFT2を除去した
ものである。

【００４８】上記構成において、電池電圧が正転増幅回
路７を介してフォトカプラーＰＣ_SF _Tに入力されると、
該入力電圧に応じた出流が上記抵抗Ｒ１２に流れ込み、
ＰＷＭ制御回路１１のＳＯＦＴ端子に入力される電圧Ｖ
_SOFTが変化する。電池電圧が高い程、電圧Ｖ_SOFTは高く
なり、これによりＶＯＵＴ端子から出力されるスイッチ
ングパルスの周波数が高くなる。一方、電池電圧が低い
場合、スイッチングパルスの周波数が低下してオン期間
が相対的に広がることになる。なお、電圧Ｖ_SO _FTがＲＥ
Ｇ端子からの出力電圧値に一致するときに、スイッチン
グパルスの周波数は最大となる。

【００４９】上記のように、電池電圧を検出し、この検
出結果に応じてスイッチングパルスの周波数が好適に設
定されるようにしているので、上記第１実施例と同様の
効果を得ることができる。

【００５０】次に、本発明に係る電源回路の第５実施例
について説明する。第５実施例は、フォトカプラーＰＣ
_FBの出力回路に流れるフィードバック電流を検出し、該
電流が所定値以下のときのみ、電池電圧に応じてスイッ
チングパルスの周波数を変化させるようにしたものであ
る。

【００５１】図７に、本発明に係る電源回路の第５実施
例の回路図を示す。同図は、図６において、フォトカプ
ラーＰＣ_FBのエミッタと１次側の負極間に抵抗Ｒ２６を
挿入し、フォトカプラーＰＣ_FBに流れる電流を該抵抗Ｒ
２６で電圧変換して検出するようにしている。上記抵抗
Ｒ２６で検出された電圧Ｖ_FBはオペアンプＯＰ２の正転
端子に入力され、一方、オペアンプＯＰ２の反転端子に
は、Ｖｃｃ電圧を抵抗Ｒ２７及びＲ２８で分圧した基準
電圧Ｖ_REFが入力されている。そして、オペアンプＯＰ
２の出力は、ダイオードＤ２３を介してＳＯＦＴ端子に
入力されている。

【００５２】上記構成において、フォトカプラーＰＣ_FB
には変換回路部３の出力電流に応じた電流が流れ、この
電流は抵抗１４で電圧Ｖ_FBに変換されて検出される。そ
して、オペアンプＯＰ２の出力端子は、上記電圧Ｖ_FBが
上記基準電圧Ｖ_REF以下のときは、ローレベルにあり、
上記基準電圧Ｖ_REFを越えると、ハイレベルになる。

【００５３】オペアンプＯＰ２からハイレベルが出力さ
れると、抵抗Ｒ１２の電圧が上昇し、上記ＳＯＦＴ端子
の入力電圧Ｖ_SOFTはＲＥＧ端子からの出力電圧値まで上
昇する。この結果、ＶＯＵＴ端子から出力されるスイッ
チングパルスの周波数は最大周波数となる。

【００５４】一方、オペアンプＯＰ２からローレベルが
出力されているとき、すなわち、変換回路部３の出力電
流が所定値より小さいときは、フォトカプラーＰＣ_SFT
を介して流れる電池電圧に応じた電流が抵抗Ｒ１２に流
れ込み、該抵抗Ｒ１２における電圧により電圧Ｖ_SOFTが
決定される。この結果、ＳＯＦＴ端子の電圧Ｖ_SOFTは電
池電圧に応じて変動し、ＶＯＵＴ端子から出力されるス
イッチングパルスの周波数が好適に調整される。なお、
電池電圧に応じた電流はダイオードＤ２３により阻止さ
れ、オペアンプＯＰ２等からなるフィードバック電流の
検出回路には流れない。

【００５５】上記のように第５実施例では、出力電流が
所定値よりも低下したとき、電池電圧の大小に応じてス
イッチングパルスの周波数を変更するようにしているの
で、スイッチングパルスのオンデューティ比が所定値よ
りも小さくなることはなく、スイッチングパルスのパル
ス幅が狭くなることによる間歇発振の発生を確実に防止
することができる。

【００５６】図８は、本発明に係る電源回路のＡＣライ
ンの構造を示す図で、（ａ）はＡＣ入力端子にフェライ
トコアを装着する前の状態を示す斜視図、（ｂ）はＡＣ
入力端子にフェライトコアを装着した状態を示す斜視図
である。

【００５７】同図において、４１，４２，４３は接続端
子、Ｆはヒューズ、４４，４５はフェライトコア、４６
は上記接続端子４１〜４３を支持する基板である。な
お、端子４１及び端子４２は、それぞれ図１のａ端子と
ａ′端子とに対応している。

【００５８】同図（ｂ）に示すように、フェライトコア
４４，４５は端子４１及び端子４２の外周部に磁路が形
成されるように取り付けられる。このようにすることに
より、ＡＣラインに含まれる高周波成分のエネルギー
は、フェライトコア４４，４５を流れるうず電流により
熱消費され、電源回路内に流入しない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、発振トランスの１次巻線に流入される直流
電圧をスイッチング手段により所定周期で断続させて該
発振トランスの２次側から所望の出力電流を出力させる
とともに、２次側出力電流を検出し、該２次側出力電流
に応じて上記スイッチング手段の駆動を制御するスイッ
チングパルスのオンデューティ比を変化させることによ
り２次側出力電流を所望の電流値に保持する電源回路に
おいて、上記発振トランスの２次側出力電圧を検出する
出力電圧検出手段と、上記出力電圧検出手段で検出され
た２次側出力出流に応じて上記スイッチングパルスの周
波数を変化させる周波数制御手段とを設けたので、２次
側出力電圧が低く、２次側出力電流を定電流制御すべく
上記スイッチングパルスのオンデューティ比が小さくな
る場合も２次側出力電圧の低下に応じて上記スイッチン
グパルスの周波数が低くなり、スイッチングパルスのパ
ルス幅は所定幅より狭くなることはない。これにより広
範囲の出力電圧に対して間歇発振を起こすことなく確実
に上記スイッチング手段の駆動制御をすることができ
る。

【００６０】また、請求項２記載の発明によれば、上記
スイッチングパルスのオンデューティ比が予め設定され
た基準値以下になるときにのみ上記発振トランスの２次
側出力電圧に応じてスイッチングパルスの周波数を変化
させるようにしたので、２次側出力電圧が低い場合にも
上記スイッチングパルスのオンデューティ比は上記基準
値よりも低下することがなく、スイッチングパルスのパ
ルス幅を所定幅よりも広い幅に保持することができる。
これにより広範囲の出力電圧に対して間歇発振を起こす
ことなくより確実に上記スイッチング手段の駆動制御を
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源回路の第１実施例の回路図で
ある。

【図２】本発明に係る電源回路の第２実施例の外観図で
ある。

【図３】本発明に係る電源回路の第２実施例の要部回路
図である。

【図４】電池パックに内蔵された温度センサの出力電圧
から電池パックの種類を検知するための図で、（ａ）は
２．４Ｖ電池パック用の回路図、（ｂ）は７．２Ｖ電池
パック用の回路図、（ｃ）は９．６Ｖ電池パック用の回
路図、（ｄ）は１２Ｖ電池パック用の回路図、（ｅ）は
２４Ｖ電池パック用の回路図回路図である。

【図５】電池パックから出力される温度センサーの出力
電圧特性を示す図である。

【図６】本発明に係る電源回路の第４実施例の回路図で
ある。

【図７】本発明に係る電源回路の第５実施例の回路図で
ある。

【図８】電源回路のＡＣラインの構造を示す図で、
（ａ）はＡＣ入力端子にフェライトコアを装着する前の
状態を示す斜視図、（ｂ）はＡＣ入力端子にフェライト
コアを装着した状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，１′，１″ 駆動回路部１１ＰＷＭ制御回路２，２′，２″ 制御回路部２１２次側電源回路２２定電流制御回路２３電池パック検知回路２４２次側制御回路３変換回路部４整流平滑回路部４１，４２，４３端子４４，４５フェライトコア４６基板５本体５１電池パック装着部５２表示部５３スイッチ群６温度センサー７正転増幅回路Ｄ２１〜Ｄ２３ダイオードＲ_OFF1〜Ｒ_OFF5，Ｒ_SFT1，Ｒ_SFT2 抵抗ＲＢ１，ＲＢ２，ＲＴ１〜ＲＴ５，Ｒ１２，Ｒ２１〜Ｒ
２８抵抗ＰＣ１〜ＰＣ５，ＰＣ_SFT，ＰＣ_FB フォトカプラーＴ１，Ｔ２トランスＳＷ１〜ＳＷ６スイッチＯＰ１，ＯＰ２オペアンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発振トランスと、上記発振トランスの１
次巻線に直列に接続され、該１次巻線に印加される直流
電圧を断続するスイッチング手段と、上記スイッチング
手段をオン・オフ駆動すべくスイッチングパルスを発生
するパルス発生手段と、上記発振トランスの２次側出力
電流を検出する電流検出手段と、上記２次側出力電流を
所望の電流値に保持すべく上記電流検出手段で検出され
た２次側出力電流に応じて上記スイッチングパルスのオ
ンデューティ比を変化させるＰＷＭ制御手段とを有する
電源回路において、上記発振トランスの２次側出力電圧
を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段の検出結
果に応じて上記スイッチングパルスの周波数を変化させ
る周波数制御手段とを備えたことを特徴とする電源回
路。
【請求項２】請求項１記載の電源回路において、上記
スイッチングパルスのオンデューティ比が予め設定され
た基準値以下になったことを検出するオンデューティ比
検出手段を備え、上記周波数制御手段は、上記オンデュ
ーティ比検出手段が上記スイッチングパルスのオンデュ
ーティ比が上記基準値以下になったことを検出したとき
のみ上記スイッチングパルスの周波数を低下させること
を特徴とする電源回路。