JPH0834675B2 - 充電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は充電及び交流駆動式の電気かみそり等に用い
られる充電装置に係り、その充電回路部の構成に関する
ものである。

（ロ）従来の技術 従来の電力変換回路は、例えば特公昭55−33270号公
報に開示されているように、トランス駆動用トランジス
タの一方の主電極と電源端子との間にトランスの一次巻
線が接続され、前記トランス駆動用トランジスタのベー
スが、ベース電流供給用の抵抗に接続されるとともにコ
ンデンサを介して前記トランスの帰還巻線に接続されて
なるブロツキング発振回路と、前記トランスの二次側巻
線に接続される整流手段と、前記整流手段の出力が所定
値を越えたときにこれを検出する検出手段と、前記検出
手段の出力で発光する発光素子と、前記発光素子の発光
により前記トランス駆動用トランジスタを遮断させる受
光素子とからなる電力変換回路において、前記トランス
駆動用トランジスタの他方の主電極とベースとの間に、
前記トランス駆動用トランジスタの他方の主電極を流れ
る電流が所定値に達したときに前記トランス駆動用トラ
ンジスタを遮断方向へ向わせる制御回路部を有し、かつ
前記受光素子の出力が前記制御回路部を動作せしめるよ
うに接続されている。斯かる技術に依ればフオトカプラ
によってトランスの１次側と２次側とを絶縁することが
でき、１次側の電力を２次側へ消費電力を少なくして常
時安定に供給することができる。しかし乍ら電池の充電
表示の場合は急速充電中、細流充電中の出力電流の調整
も必要であり、上記回路に単純に充電電池を接続するだ
けではこのような負荷駆動時の出力電流に影響を与える
ことなく電流調整は行えないという問題点があった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、負荷を充電電池に
よって駆動し、且つ商用交流の整流出力にて直接負荷を
駆動できる充電装置においてインバータ回路のトランス
の１次側と２次側とを絶縁し、且つ急速充電中、細流充
電中及び負荷駆動時において出力電力の値を明確に区別
することである。更に負荷の交流駆動時の電池電圧の放
電による低下を補償することも目的とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 スイツチング用トランジスタを１次コイルに接続する
パルストランスと、該スイツチング用トランジスタのベ
ース電流を制御するコントロール用トランジスタと、該
コントロール用トランジスタのベースに夫々ベース電流
制限用抵抗を介して並列接続される複数個のフオトカプ
ラの受光素子と、前記パルストランスの２次コイルに第
１の整流器を介して接続される充電電池と、該電池に切
換スイツチを介して接続される負荷と、前記パルストラ
ンスの２次コイルに第１整流器と並列な第２の整流器を
介して前記電池に対して並列に接続される複数個のフオ
トカプラの発光素子と、一方の発光素子に調整用トラン
ジスタを介して接続される限流抵抗と、前記パルストラ
ンスの２次コイルに接続されて前記調整用トランジスタ
を制御するタイマー回路とを具備し、また前記フオトカ
プラの発光素子に並列に切換スイツチのオフ時に該発光
素子を点灯せしめるコンデンサを接続する充電装置であ
る。

（ホ）作用 急速充電中、細流充電中及び負荷駆動中に対応してパ
ルストランスの２次側に接続されたフオトカプラの発光
素子が導通し、該発光素子の導通に対応してパルストラ
ンスの１次側に接続されたフオトカプラの受光素子が導
通してコントロール用トランジスタを制御し、スイツチ
ング用トランジスタの導通期間を制御する。

そして負荷の使用前にコンデンサの放電によりフオト
カプラの発光素子が点灯し、フオトカプラの受光素子が
導通してパルストランスの２次側出力を増加せしめ放電
により容量の減った電池を負荷の使用が可能な程度に急
速充電する。

（ヘ）実施例 以下本発明の充電装置を図面の一実施回路図に基き詳
細に説明する。

第１図の実施回路図において、（IN）は100V、50/60H
zの商用交流電源に接続可能な電源入力端子、（BD）は
該入力端子（IN）に入力された交流を直流に変換し直流
電源となるブリツジ整流器、（TR）は１次側に前記整流
器（BD）の出力を入力するとともに２次側高周波数の交
流を誘導するインバータ用パルストランス、（Ｂ）は該
トランス（TR）の２次出力により充電されるニツケル・
カドミウム充電電池である。

前記整流器（BD）の出力はこれに接続される平滑コン
デンサ（C1）にて平滑され、前記トランス（TR）の１次
コイル（PN）、発振トランジスタ（Q1）及び抵抗（R1）
から成る直列回路が該整流器（BD）に接続されている。
前記トランジスタ（Q1）のベース端子は起動抵抗（R9）
と発振回路（TM）を介して前記パルストランス（TR）の
帰還コイル（CN）のセンタータツプに接続され、そのエ
ミツタ端子は同じく帰還コイル（CN）の一端に接続され
る。

（R4）（R5）は前記帰還コイル（CN）の両端間に接続
されるコンデンサ（C2）に並列に接続されて分圧回路を
構成する抵抗であり、その分圧点（ｂ）は前記トランジ
スタ（Q1）のベースバイアス回路に主電流回路を接続し
て成るコントロール用トランジスタ（Q2）のベースに接
続されている。そしてこのトランジスタ（Q2）のエミツ
タ端子は前記帰還コイル（CN）の一端にその出力調整用
ダイオード（D1）を経て接続されている。（IPC1）（IP
C2）は夫々限流抵抗（R2）（R3）と共に前記抵抗（R5）
に並列に接続されたフオトカプラの受光素子であり、各
受光素子（IPC1）（IPC2）の導通によって抵抗（R2）及
び（R3）を電流が流れることにより分圧点（ｂ）の電圧
を調整するためのものである。

次に前記トランス（TR）の２次コイル（SN）の一出力
端子には整流用ダイオード（D2）とダイオード（D6）と
が互いに並列に分岐接続され、夫々に平滑用コンデンサ
（C3）（C4）が接続されるとともに一方のダイオード
（D2）のカソード側が前記電池（Ｂ）の正極端子に接続
され、他方のダイオード（D3）のカーソド側は、タイマ
ー回路（TM）の入力端子（Vcc）に接続されて電源を供
給すると共にスイツチ（SW2）を経てタイマー回路（T
M）の作動端子（ｅ）に接続されている。

前記電池（Ｂ）の負極側には、〜の端子を有する
切換スイツチ（SW1）が接続されており、負荷としての
モータ（Ｍ）がこの切換スイツチ（SW1）を介して前記
電池（Ｂ）に接続されている。

（OPC1）（OPC2）は電源制限用抵抗（R6）、（R7）及
び逆流防止ダイオード（D4）（D5）を介して互いに並列
な直列回路を構成し前記ダイオード（D3）と前記切換ス
イツチ（SW1）の端子との間に介挿されるフオトカプ
ラの発光素子である。

前記タイマー回路（TM）の出力端子（ｄ）は調整用ト
ランジスタ（Q3）のベース端子に接続され、このトラン
ジスタ（Q3）のコレクタ端子は前記発光素子（OPC2）に
接続されるとともにそのエミツタ端子は前記切換スイツ
チ（SW1）の、端子と電池出力電流制御用抵抗（R
8）を介して端子に同時に接続される。尚前記電池
（Ｂ）の負極は切換スイツチ（SW1）の端子に接続さ
れ、モータ（Ｍ）の負極は端子と端子に同時に接続
されるとともに前記パルストランス（TR）の２次コイル
（SN）の他の出力端子は端子及び端子に同時に接続
されている。

以上の構成を有する充電装置においてその動作を以下
に説明する。

切換スイツチ（SW1）をＣの位置にスライドさせ、端
子、、、を短絡した場合電池（Ｂ）からの出力
は直接モータ（Ｍ）に印加されるので、該モータ（Ｍ）
は高速で回転駆動する。また切換スイツチ（SW1）をＢ
の位置にスライドさせ、端子、、、を短絡した
場合電池（Ｂ）からの出力は抵抗（R8）を通ってモータ
（Ｍ）に印加されるので、該モータ（Ｍ）は低速で回転
駆動する。更に前記切換スイツチ（SW1）をＡの位置に
スライドさせ、端子とと、とを短絡した場合入
力端子（IN）に商用交流が供給されていればパルストラ
ンス（TR）の２次側出力によって電池（Ｂ）は充電され
るが、モータ（Ｍ）は停止している。但し切換スイツチ
（SW1）がＢ及びＣの位置にあるときでも商用交流が入
力端子（IN）に接続されていれば前記モータ（Ｍ）は商
用交流にて駆動され、電池（Ｂ）は浮動充電される。

ところで切換スイツチ（SW1）がＢ及びＣ位置にあっ
て商用交流が入力されている場合、フオトカプラの発光
素子（OPC1）（OPC2）にはダイオード（D3）及び抵抗
（R6）または（R7）、ダイオード（D4）または（D5）を
介して電流が流れ、発光素子（OPC1）（OPC2）が点灯す
る。そしてフオトカプラの受光素子（IPC1）（IPC2）が
導通し、抵抗（R2）、（R3）、（R5）が並列となり、ト
ランジスタ（Q2）のベース電圧が低下する。これによっ
てトランジスタ（Q1）のベース電流が増加し、該トラン
ジスタ（Q1）の飽和電圧が上昇し、パルストランス（T
R）の１次コイル（PN）に流れる電流が増加する。この
結果２次コイル（SN）から出力される電流が増加する。
従って前記抵抗（R8）とは無関係にモータ（Ｍ）に大出
力を供給できる。尚このときの電流経路は２次コイル
（SN）→ダイオード（D2）→モータ（Ｍ）→端子→端
子または→２次コイル（SN）である。

また商用交流が入力された状態で切換スイツチ（SW
1）がＡの位置にあった場合、通常フオトカプラの受光
素子（IPC1）（1PC2）は導通せず、トランジスタ（Q2）
のベース電圧が高く、コレクタ飽和電流が大きい為、ト
ランジスタ（Q1）のコレクタ電流が減少し、パルストラ
ンス（TR）の１次コイル（PN）には少しの電流しか流れ
ない。そしてパルストランス（TR）の２次コイル（SN）
には微少電流が流れ、電池（Ｂ）は細流（常時）充電状
態となる。この状態のときスイツチ（SW2）を開成する
と、タイマー回路（TM）が作動し、同時にタイマー回路
（TM）の出力端子（ｄ）は「High」出力となってトラン
ジスタ（Q3）が導通する。よってフォトカプラの発光素
子（OPC2）のみが点灯し、その受光素子（IPC2）が導通
して抵抗（R3）、（R5）が並列状態となりトランジスタ
（Q2）のベース電圧がモータ（Ｍ）の駆動時と細流充電
時の中間値をとり、パルストランス（TR）の２次コイル
（SN）から電池（Ｂ）に対して急速充電電流（大電流）
が供給される。このタイマー回路（TM）はスイツチ（SW
2）が閉成してから一定時間経過後にその出力端子
（ｄ）が「Low」出力となり、細流充電状態に戻る。

尚前記発光素子（OPC1）（OPC2）の点灯はそのときの
充電装置の状態を表示することができ、夫々の状態によ
って区別して整理すると次表のようになる。

次に第２図は第１図と主要部を共通する他の実施例で
あり、異なるところは第１図の発光素子（OPC1）（OPC
2）に対して並列にコンデンサ（C5）及び抵抗（R10）を
接続するとともに、この抵抗（R10）及びダイオード（D
4）（D5）を切換スイツチ（SW1）の端子に接続し、抵
抗（R8）をモータ（Ｍ）の負極、切換スイツチ（SW1）
の端子及び端子、を介してトランジスタ（Q3）の
エミツタ端子に接続し、発光素子（OPC1）とダイオード
（D4）の接続点を切換スイツチ（SW1）の端子に接続
し、電池（Ｂ）の負極端子の切換スイツチ（SW1）の端
子、及び２次コイル（SN）に接続したことである。

この例において商用交流なしで切換スイツチ（SW1）
をＡ、Ｂ、Ｃの位置に移動させた場合は第１図の例と同
じであるから説明は省略する。

商用交流が入力されている場合、切換スイツチ（SW
1）がＣ位置にあれば、発光素子（OPC1）（OPC2）は端
子、が短絡されているので点灯状態となり、受光素
子（IPC1）（IPC2）が導通してパルストランス（TR）の
発振出力は大きく、モータ（Ｍ）は強駆動される。この
とき同時にコンデンサ（C5）が充電される。また切換ス
イツチ（SW1）がＢの位置にあれば発光素子（OPC2）は
消灯で、一方の発光素子（OPC1）は端子→を介して
点灯するが、パルストランス（TR）の発振出力は若干小
さく、モータ（Ｍ）は抵抗（R8）を直列に介挿している
ため弱駆動される。

更に切換スイツチ（SW1）がＡの位置のとき、通常は
発光素子（OPC1）（OPC2）は両方共オフしており、パル
ストランス（TR）の小さな出力で電池（Ｂ）が細流充電
される。

さて、モータ（Ｍ）と電池（Ｂ）が切換スイツチ（SW
1）を介して並列接続状態にあるため、切換スイッチ（S
W1）がＣの位置では、前述のとおりモータ（Ｍ）が強駆
動されると同時に電池（Ｂ）は浮動充電される。しかし
ながら電池電圧が高い時は、この電池（Ｂ）は逆に放電
されて電圧が低下する。従って一旦切換スイッチ（SW
1）をＡ位置に切換えてモータ（Ｍ）を停止させると、
切換スイッチ（SW1）をＢ又はＣ位置に戻してもこのモ
ータ（Ｍ）が再起動しないことがある。しかしながら第
２図に示す実施例では、切換スイッチ（SW1）がＣ位置
にある時にコンデンサ（C5）に蓄えられた電荷がＡ位置
に切換えた時に放電して、発光素子（OPC1）が該コンデ
ンサ（C5）及び抵抗（R10）で決まる時定数による一定
時間だけ点灯し、大電流を電池（Ｂ）に供給して該電池
（Ｂ）を短時間に急速充電できるようにしている。この
ことにより、電池電圧が回後して再始動に備えることが
できる。

また切換スイッチ（SE1）がＡ位置にあってもコンデ
ンサC5が充電されていない時は、スイッチ（SW2）を閉
成して強制的に急速充電を行う。スイツチ（SW2）を閉
成すると、タイマー回路（TM）が作動し、同時にタイマ
ー回路（TM）の出力端子（ｄ）は「High」出力となって
トランジスタ（Q3）が導通する。よってトランジスタ
（Q3）→切換スイツチ（SW1）の端子→端子→抵抗
（R8）→モータ（Ｍ）→電池（Ｂ）→２次コイル（SN）
と電流が流れて発光素子（OPC2）のみ点灯し、電池
（Ｂ）は第１図の例と同様、設定された時間の急速充電
が行われる。

なお電池（Ｂ）の電圧が高い時は前記電流が流れずに
発光素子（OPC2）が点灯しない場合もあるが、その時は
急速充電は必要がないので問題は生じない。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成したことにより複数個のフ
ォトカプラの導通・非導通によって、急速充電時、細流
充電時及び負荷駆動時の夫々に最適なパルストランスの
１次側入力を得ることができ、負荷起動時の大きな２次
出力及び電池の充電に最適な２次出力を自動的に調節し
て供給できる効果がある。

また前記フオトカプラの発光素子に並列に切換スイツ
チのオフ時に該発光素子を点灯せしめるコンデンサを接
続すれば発光素子がオフ時であっても所定の時間だけ該
発光素子を点灯せしめてパルストランス発振出力を大に
し電池を急速に充電できるので、交流使用中のパルスト
ランスの誤発振等電池の電圧低下が原因となる種々の問
題点を解決できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明充電装置の一実施回路図、第２図は他の
実施回路図である。 （Q1）……スイツチング用トランジスタ、（PN）……１
次コイル、（TR）……パルストランス、（Q2）……コン
トロール用トランジスタ、（IPC1）（IPC2）……受光素
子、（SN）……２次コイル、（D2）……第１整流器、
（Ｂ）……充電電池、（SW1）……切換スイツチ、
（Ｍ）……負荷、（D3）……第２整流器、（OPC1）（OP
C2）……発光素子、（Q3）……調整用トランジスタ、
（R8）……限流抵抗、（TM）……タイマー回路、（C5）
……コンデンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スイッチング用トランジスタを１次コイル
   に接続するパルストランスと、前記スイッチング用トラ
   ンジスタの導通度合を変更するフォトカプラの受光素子
   と、前記パルストランスの２次コイルに整流器を介して
   接続される充電電池と、該電池に切換スイッチを介して
   接続される負荷と、同じく前記パルストランスの２次コ
   イルに整流器を介して接続されるフォトカプラの発光素
   子と、該発光素子と前記切換スイッチとの間に介在され
   る調整用トランジスタと、該トランジスタを制御するタ
   イマ回路とを具備する充電装置。
2. 【請求項２】前記フォトカプラの発光素子に並列に、切
   換スイッチのオフ時にも該発光素子を一定時間点灯せし
   めるコンデンサを接続することを特徴とする請求項第１
   の充電装置。