JPH0632759Y2 - 充電回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は充電回路，特に負荷あるいは入力電圧の変動
が大きい小型電気機器に使用して好適なインバータ式の
充電回路に関する。

〔従来の技術〕

従来この種の充電回路として、第４図に示す如く、一次
コイル70と直列に繋がれた抵抗71による電圧降下値およ
び二次電池72の端子電圧の加算値の大小を検出して一次
コイル70に直列に介装されたスイッチング用トランジス
タ73のオフ時期を規制することにより、入力電圧の変動
にかかわらず出力コイル74からの出力電流を一定に維持
可能とするとともに、二次電池72の充電が進むにつれて
充電電流を減少させ、もって過充電を防止せんとするも
のが提案されている（例えば特開昭57−22342号公
報）。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記充電回路は何れも、ツェナーダイオー
ド75を単独であるいはトランジスタ76と組み合わせるこ
とにより、トランジスタ73のオフ時期を制御するための
スイッチング素子として用いているが、該ダイオード75
がオンした直後のツェナー電圧は未だ不安定であり、し
かもトランジスタ76のターンオン電圧のばらつきとも相
まって、上記オフ時期制御が安定して行えない問題があ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は上記問題に鑑みてなされたものであって、第１
図に示す如く同一鉄心に一次コイル（26）と出力コイル
（29）と帰還コイル（30）とを巻回し、一次コイル（2
6）への通電回路をオンオフ規制する制御用スイッチン
グ素子（25）を、前記帰還コイル（30）を備えた帰還部
（28）から制御信号を供給することにより、前記出力コ
イル（29）から所定の充電電流を二次電池（37）を含む
負荷（22）に出力可能とするインバータ式の充電回路で
あって、そのベース・エミッタ間に印加される電圧が設
定値を超えるとオンする検出用トランジスタ（53）と、
該検出用トランジスタ（53）のオン動作と連動してオン
し、前記帰還部（28）の両端を直接的に短絡してバイパ
ス可能とする制御部（42）とを備え、前記検出用トラン
ジスタ（53）のベース・エミッタ間に対し、一次コイル
（26）に流れる電流値に比例した電圧V1と二次電池（3
7）の端子電圧V2との加算値から、定電圧素子（55）に
常時通電して形成した基準電圧V3を引いた差電圧V4を印
加可能としている。

〔作用〕

かかる構成により、一次コイル26に流れる電流に比例し
た電圧値V1と二次電池37の端子電圧V2の加算値から定電
圧素子55に常時通電して形成した安定した基準電圧V3の
差がとられ、かかる差電圧V4のみが常時検出用トランジ
スタ53のベース・エミッタ間に印加される。従って二次
電池37の端子電圧V2の変動あるいは一次コイル26の電流
変動分にのみ対応した電圧値が直接的に検出用トランジ
スタ53のベース・エミッタ間に印加検出され、安定した
出力電流制御が行われる。

更に、検出用トランジスタ53がオンするのと連動して制
御部42がオンし、該制御部42で帰還部28を短絡してスイ
ッチング素子25の制御信号をバイパスする結果、スイッ
チング素子25は急峻にオフするのである。

〔実施例〕

以下本考案を、充電と平行してモータ駆動をも可能とす
る小型電気機器に実施した一例に基づいて説明する。

第２図に示す如く、電源プラグ等を介して入力された商
用交流電圧11は、ダイオードブリッジ12を備えた整流回
路13によって全波整流された後、フィルター回路14およ
び温度ヒューズ15を介して充電部20に印加される。

充電部20は、商用交流電圧より周波数の高いパルス電圧
を発生するインバータ回路21と、該インバータ回路21よ
り発生されたパルス電圧を印加する負荷22と、負荷22の
大小に応じてインバータ回路21からの出力を調整する出
力切換部23と、出力の切り換え状態を表示する表示部24
とから構成される。

インバータ回路21は、スイッチング用トランジスタ25の
コレクタ側に、一次コイル26と該一次コイル26の両端に
接続されてスイッチング用トランジスタ25のオフ時に発
生する衝撃電圧を吸収する衝撃吸収部27とを介装すると
ともに、ベース側に帰還部28を備え、更に一次コイル26
と同一鉄心上に出力コイル29を巻いている。帰還部28
は、一次コイル26と同一鉄心上に巻かれた帰還コイル3
0,抵抗31およびコンデンサ32を直列接続したものから構
成され、両端をスイッチング用トランジスタ25のベース
およびエミッタ側に各々接続するとともに、ベース端に
は更に、抵抗33を介して前記全波整流電圧が印加され
る。

従って、インバータ回路21への電圧印加と同時に、抵抗
33を通じて帰還部28のコンデンサ32が放電されてスイッ
チング用トランジスタ25へベース電流が流れると、該ト
ランジスタ25はオフ状態から能動状態に移行してコレク
タ電流が流れ始める。かかるコレクタ電流の増加は、一
次コイル26により帰還コイル30側へベース電圧を増加さ
せる方向に帰還されてベース電流を更に増加し、その結
果、スイッチング用トランジスタ25は急激にオン状態に
移る。オン後は、一次コイル26に流れるコレクタ電流の
増加により略一定の帰還電圧がベース端に出力されてベ
ース電流を維持し、スイッチング用トランジスタ25のオ
ン状態を保つ。しかしコンデンサ32の充電が進むにつれ
てベース電流が減少すると、一次コイル26に流れる電流
の増加が止まって帰還電圧が減少するので、コンデンサ
32の充電電圧が阻止電圧として働き、スイッチング用ト
ランジスタ25は急激にオフ状態に戻る。オフと同時に、
帰還部28のコンデンサ32の電荷はダイオード34および抵
抗35を通じて放電されるとともに、オン時に一次コイル
26側に蓄えられたエネルギーは、出力コイル29に接続さ
れた負荷22に向けて整流用ダイオード36により選択的に
取り出される。

負荷22は、出力コイル29に常時接続される二次電池37
と、スイッチ38を介して接続されるモータ39とからな
り、スイッチ38の切り換え操作により二次電池37の充電
を単独で、あるいは充電とモータ39の駆動とを同時に並
行して実行可能とする。

出力切換部23は、スイッチング用トランジスタ25のエミ
ッタ側に直列に介装される第１および第２の２組の検出
部40,41と、両検出部40,41による電流検知と連動してス
イッチング用トランジスタ25のオフ時期を規制する制御
部42とから構成される。

第１検出部40は、スイッチング用トランジスタ25のエミ
ッタ側に介装された抵抗43と、該抵抗43の両端にスイッ
チ44を介してエミッタ・ベース端が接続されて抵抗43に
おける電圧降下量が所定値となった時オンするトランジ
スタ45とから成り、検出感度を第２検出部41の感度より
高く設定することにより出力コイル29からの出力電流を
制限して、低電流による長時間充電を可能とする。すな
わち、スイッチ44がオンされた状態で抵抗43に流れる電
流が設定値となってトランジスタ45がオンすると、出力
コイル29の両端が抵抗46を介して制御部42のトランジス
タ47のベース・エミッタ間に接続されて、出力コイル29
から出力される安定した電圧が制御部42に印加される。
すると制御部42のトランジスタ47がオンし、スイッチン
グ用トランジスタ25のベース電流をバイパスして該トラ
ンジスタ25のオン期間を第２検出部41による制御時より
も短時間に規制することにより、出力コイル29から取り
出される電流値を0.1C程度に制限して二次電池37の過充
電を防止する。

表示部42は、発光ダイオード50と電流制限用抵抗51を直
列接続したものを、出力コイル29の一端とスイッチ44に
接続したものであって、スイッチ44をオンして二次電池
37の充電のみを行わせている場合に、発光ダイオード50
を発光表示させて充電中であることを知らせる。

第２検出部41は、大電流による急速充電あるいは負荷駆
動と充電とを同時に行ういわゆるフローティング充電を
可能とする。上記スイッチング用トランジスタ25のエミ
ッタ端と二次電池37のプラス側端子間に、第１検出部40
における抵抗43より抵抗値の小さい抵抗52を介装すると
ともに、検出用トランジスタ53のエミッタ端をスイッチ
ング用トランジスタ25のエミッタ端に、コレクタ側を制
御部42のトランジスタ47のベース端に各々つなぐ。更に
検出用トランジスタ53のベース端は、ツェナーダイオー
ド等の定電圧素子55を介して二次電池37のマイナス側端
子に接続するとともに、定電圧素子55のカソード側と二
次電池37のプラス側端子を抵抗56で接続することによ
り、常時通電してトランジスタ53のベース端に基準電圧
V3を印加可能としている。

かかる構成により二次電池37のマイナス側端子に対する
検出用トランジスタ53のベース端の電位が一定に維持さ
れ、その結果、ベース・エミッタ間には一次コイル26の
電流変化分および二次電池37の電圧変動分に対応する電
圧V4が印加される。従って、二次電池37の充電が進んで
端子電圧V2が上昇するにつれてトランジスタ53がオンす
るのに要する抵抗52における降下電圧値V1が下がり、一
次コイル26に流れる電流を適切に制御して二次電池37の
過充電を未然に防止する。

なお上記定電圧素子55は、基準電圧V3を発生しうるもの
であればダイオードの順方向電圧なども利用できる。ま
た定電圧素子55に通電するための抵抗56の接続位置も、
二次電池37のプラス極側にかえて、第３図の如く、イン
バータ回路21の入力電圧を抵抗59およびコンデンサ60で
平滑した電圧側に接続し、かかる平滑電圧により電流電
圧を印加時にのみ基準電圧V3を発生させることも可能で
ある。

〔考案の効果〕

本考案は上記の如く、同一鉄心に一次コイル（26）と出
力コイル（29）と帰還コイル（30）とを巻回し、一次コ
イル（26）への通電回路をオンオフ規制する制御用スイ
ッチング素子（25）を、前記帰還コイル（30）を備えた
帰還部（28）から制御信号を供給することにより、前記
出力コイル（29）から所定の充電電流を二次電池（37）
を含む負荷（22）に出力可能とするインバータ式の充電
回路であって、そのベース・エミッタ間に印加される電
圧が設定値を超えるとオンする検出用トランジスタ（5
3）と、該検出用トランジスタ（53）のオン動作と連動
してオンし、前記帰還部（28）の両端を直接的に短絡し
てバイパス可能とする制御部（42）とを備え、前記検出
用トランジスタ（53）のベース・エミッタ間に対し、一
次コイル（26）に流れる電流値に比例した電圧V1と二次
電池（37）の端子電圧V2との加算値から、定電圧素子
（55）に常時通電して形成した基準電圧V3を引いた差電
圧V4を印加可能としたので、前記ベース・エミッタ間に
は、一次コイル26に流れる電流値の変化分および二次電
池37の電圧変動分に対応した電圧値が選択して印加さ
れ、入力電圧あるいは二次電池37の端子電圧V2の変動に
適切に対応した出力電流制御が行えるとともに、スイッ
チング素子25の急峻なオフ動作がなされ、インバータ回
路における発熱を可及的に減少させることができる利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の概略を示すブロック図である。第２図
は本考案を実施した一例を示す電気回路図である。第３
図は他の実施例を、第４図は従来例を各々示す電気回路
図である。 22……負荷,26……一次コイル,29……出力コイル,37…
…二次電池,53……スイッチング素子,55……定電圧素
子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】同一鉄心に一次コイル（26）と出力コイル
   （29）と帰還コイル（30）とを巻回し、 一次コイル（26）への通電回路をオンオフ規制する制御
   用スイッチング素子（25）を、前記帰還コイル（30）を
   備えた帰還部（28）から制御信号を供給することによ
   り、前記出力コイル（29）から所定の充電電流を二次電
   池（37）を含む負荷（22）に出力可能とするインバータ
   式の充電回路であって、 そのベース・エミッタ間に印加される電圧が設定値を超
   えるとオンする検出用トランジスタ（53）と、 該検出用トランジスタ（53）のオン動作と連動してオン
   し、前記帰還部（28）の両端を直接的に短絡してバイパ
   ス可能とする制御部（42）とを備え、 前記検出用トランジスタ（53）のベース・エミッタ間に
   対し、一次コイル（26）に流れる電流値に比例した電圧
   V1と二次電池（37）の端子電圧V2との加算値から、定電
   圧素子（55）に常時通電して形成した基準電圧V3を引い
   た差電圧V4を印加可能としたことを特徴とする充電回
   路。