JPH09121480A - 大容量コンデンサへの定電流充電装置 - Google Patents
大容量コンデンサへの定電流充電装置Info
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- JPH09121480A JPH09121480A JP27949395A JP27949395A JPH09121480A JP H09121480 A JPH09121480 A JP H09121480A JP 27949395 A JP27949395 A JP 27949395A JP 27949395 A JP27949395 A JP 27949395A JP H09121480 A JPH09121480 A JP H09121480A
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Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単かつ安価な方法で、充電を効率的かつス
ピーディーに行うことができる大容量コンデンサへの定
電流充電装置を提供すること。 【解決手段】 トランジスタＴｒ1がＯＦＦ状態になる
と、増幅器ＡＭＰ1の＋端子に電圧が印加され、その出
力電圧は上昇し、ＦＥＴ・Ｔｒ3はＯＮ状態になる。こ
れにより、抵抗Ｒ18に充電電流Ｉ1が流れ、両端に電位
差が生じる。増幅器ＡＭＰ2は、この電位差を検知し、
その出力電圧が上昇する。増幅器ＡＭＰ1の−端子の電
圧が、＋端子の電圧より大きくなると、その出力電圧は
０〔Ｖ〕になり、ＦＥＴ・Ｔｒ3はＯＦＦ状態になる。
これにより、充電電流Ｉ1が流れず、増幅器ＡＭＰ2の出
力電圧が低下する。その結果、増幅器ＡＭＰ1の−端子
の電圧が、＋端子の電圧より小さくなると、その出力電
圧は再度上昇し、ＦＥＴ・Ｔｒ3はＯＮ状態になる。こ
の動作を繰り返し、コンデンサＣの充電を行う。
ピーディーに行うことができる大容量コンデンサへの定
電流充電装置を提供すること。 【解決手段】 トランジスタＴｒ1がＯＦＦ状態になる
と、増幅器ＡＭＰ1の＋端子に電圧が印加され、その出
力電圧は上昇し、ＦＥＴ・Ｔｒ3はＯＮ状態になる。こ
れにより、抵抗Ｒ18に充電電流Ｉ1が流れ、両端に電位
差が生じる。増幅器ＡＭＰ2は、この電位差を検知し、
その出力電圧が上昇する。増幅器ＡＭＰ1の−端子の電
圧が、＋端子の電圧より大きくなると、その出力電圧は
０〔Ｖ〕になり、ＦＥＴ・Ｔｒ3はＯＦＦ状態になる。
これにより、充電電流Ｉ1が流れず、増幅器ＡＭＰ2の出
力電圧が低下する。その結果、増幅器ＡＭＰ1の−端子
の電圧が、＋端子の電圧より小さくなると、その出力電
圧は再度上昇し、ＦＥＴ・Ｔｒ3はＯＮ状態になる。こ
の動作を繰り返し、コンデンサＣの充電を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、大容量コンデン
サへ、安全かつ確実に、電荷を蓄える為の充電装置に関
する。
サへ、安全かつ確実に、電荷を蓄える為の充電装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】大容量コンデンサに対して充電を行う場
合には、充電開始時における電源投入の際に、大量の充
電電流が該大容量コンデンサに一気に流れ込むことを防
止する必要がある。図２は、従来の大容量コンデンサへ
の定電流充電装置の構成例を示すブロック図である。こ
の図において、１０１は電源装置、１０２はコンデンサ
充電用スイッチ素子、１０３は負荷動作用メインスイッ
チ素子、１０４は電流制限抵抗、１０５はコンデンサ、
１０６は負荷である。このような構成において、コンデ
ンサ充電時には、コンデンサ充電用スイッチ素子１０２
をＯＮにし、負荷動作用メインスイッチ素子１０３をＯ
ＦＦにする。これによって、電源装置１０１から出力さ
れた電流は、電流制限抵抗１０４で制限されながら、コ
ンデンサ１０５に流れ込み、該コンデンサ１０５を充電
する。コンデンサ１０５の充電が完了すると、今度は、
負荷動作用メインスイッチ素子１０３をＯＮにし、コン
デンサ充電用スイッチ素子１０２をＯＦＦにする。これ
によって、電源装置１０１から出力された電流は、負荷
１０６を動作させる。
合には、充電開始時における電源投入の際に、大量の充
電電流が該大容量コンデンサに一気に流れ込むことを防
止する必要がある。図２は、従来の大容量コンデンサへ
の定電流充電装置の構成例を示すブロック図である。こ
の図において、１０１は電源装置、１０２はコンデンサ
充電用スイッチ素子、１０３は負荷動作用メインスイッ
チ素子、１０４は電流制限抵抗、１０５はコンデンサ、
１０６は負荷である。このような構成において、コンデ
ンサ充電時には、コンデンサ充電用スイッチ素子１０２
をＯＮにし、負荷動作用メインスイッチ素子１０３をＯ
ＦＦにする。これによって、電源装置１０１から出力さ
れた電流は、電流制限抵抗１０４で制限されながら、コ
ンデンサ１０５に流れ込み、該コンデンサ１０５を充電
する。コンデンサ１０５の充電が完了すると、今度は、
負荷動作用メインスイッチ素子１０３をＯＮにし、コン
デンサ充電用スイッチ素子１０２をＯＦＦにする。これ
によって、電源装置１０１から出力された電流は、負荷
１０６を動作させる。
【０００３】図３は、従来の大容量コンデンサへの定電
流充電装置の他の構成例を示すブロック図である。この
図において、２０１は電源装置、２０２はスイッチ素
子、２０３はコンデンサ、２０４は負荷、２０５はマイ
クロコンピュータ、２０６は電流検出装置である。この
ような構成において、マイクロコンピュータ２０５は、
スイッチ素子２０２に制御信号を与え、該スイッチ素子
２０２をＯＮ状態にする。これによって、電源装置２０
１から出力された電流は、コンデンサ２０３に流れ込
み、該コンデンサ２０３を充電する。このとき、充電回
路には電流制限抵抗（図２参照）が接続されていないの
で、上記充電電流は大電流となる。
流充電装置の他の構成例を示すブロック図である。この
図において、２０１は電源装置、２０２はスイッチ素
子、２０３はコンデンサ、２０４は負荷、２０５はマイ
クロコンピュータ、２０６は電流検出装置である。この
ような構成において、マイクロコンピュータ２０５は、
スイッチ素子２０２に制御信号を与え、該スイッチ素子
２０２をＯＮ状態にする。これによって、電源装置２０
１から出力された電流は、コンデンサ２０３に流れ込
み、該コンデンサ２０３を充電する。このとき、充電回
路には電流制限抵抗（図２参照）が接続されていないの
で、上記充電電流は大電流となる。
【０００４】電流検出装置２０６は、この充電電流値を
検出し、マイクロコンピュータ２０５に通知する。マイ
クロコンピュータ２０５は、電流検出装置２０６から通
知された電流値が、予め定められた基準電流値より大き
い場合には、スイッチ素子２０２をＯＦＦ状態にするよ
うに制御信号を出力する。この制御信号により、スイッ
チ素子２０２はＯＦＦ状態となるので、充電回路は切断
され、コンデンサ２０３には電流が流れ込まなくなる。
これにより、電流検出装置２０６の検出電流値はゼロに
なるので、この値はマイクロコンピュータ２０５に通知
される。
検出し、マイクロコンピュータ２０５に通知する。マイ
クロコンピュータ２０５は、電流検出装置２０６から通
知された電流値が、予め定められた基準電流値より大き
い場合には、スイッチ素子２０２をＯＦＦ状態にするよ
うに制御信号を出力する。この制御信号により、スイッ
チ素子２０２はＯＦＦ状態となるので、充電回路は切断
され、コンデンサ２０３には電流が流れ込まなくなる。
これにより、電流検出装置２０６の検出電流値はゼロに
なるので、この値はマイクロコンピュータ２０５に通知
される。
【０００５】マイクロコンピュータ２０５は、通知され
た電流値（ゼロ）に基づき、スイッチ素子２０２を再び
ＯＮ状態にするように制御信号を出力する。この結果、
スイッチ素子２０２は再びＯＮ状態となり、充電電流が
流れる。以上述べた動作の繰り返しにより、マイクロコ
ンピュータ２０５は、電流検出装置２０６が検出する電
流値に基づいて、スイッチ素子２０２をＯＮ／ＯＦＦ制
御しながら、コンデンサ２０３に対する充電を少しずつ
行う。
た電流値（ゼロ）に基づき、スイッチ素子２０２を再び
ＯＮ状態にするように制御信号を出力する。この結果、
スイッチ素子２０２は再びＯＮ状態となり、充電電流が
流れる。以上述べた動作の繰り返しにより、マイクロコ
ンピュータ２０５は、電流検出装置２０６が検出する電
流値に基づいて、スイッチ素子２０２をＯＮ／ＯＦＦ制
御しながら、コンデンサ２０３に対する充電を少しずつ
行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した電
流制限抵抗を用いて充電電流を制限しながら充電を行う
従来の定電流充電装置においては、該電流制限抵抗によ
る電圧降下、および、該電流制限抵抗の発熱により、充
電効率が低い、という欠点があった。また、上述した充
電電流値を監視しながら該充電電流をＯＮ／ＯＦＦして
充電を行う従来の定電流充電装置においては、充電電流
値を監視するための装置（図３に示すマイクロコンピュ
ータ２０５，電流検出装置２０６等）が必要となるの
で、装置が大きくかつ高価なものになる、という欠点が
あった。
流制限抵抗を用いて充電電流を制限しながら充電を行う
従来の定電流充電装置においては、該電流制限抵抗によ
る電圧降下、および、該電流制限抵抗の発熱により、充
電効率が低い、という欠点があった。また、上述した充
電電流値を監視しながら該充電電流をＯＮ／ＯＦＦして
充電を行う従来の定電流充電装置においては、充電電流
値を監視するための装置（図３に示すマイクロコンピュ
ータ２０５，電流検出装置２０６等）が必要となるの
で、装置が大きくかつ高価なものになる、という欠点が
あった。
【０００７】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、簡単かつ安価な方法で、コンデンサへの充電
を効率的かつスピーディーに行うことができる大容量コ
ンデンサへの定電流充電装置を提供することを目的とす
る。
たもので、簡単かつ安価な方法で、コンデンサへの充電
を効率的かつスピーディーに行うことができる大容量コ
ンデンサへの定電流充電装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電源とコンデンサとが接続された該コンデンサへの充電
回路を流れる充電電流を制御する定電流充電装置におい
て、外部からの入力信号に基づいて開閉することによ
り、前記充電回路を開状態または閉状態にするスイッチ
ング手段と、前記充電回路を流れる充電電流を検出し、
該充電電流に比例した電圧を発生する電流検出手段と、
外部から充電開始信号が入力されると、所定の基準電圧
を出力する基準電圧生成手段と、前記電流検出手段の出
力電圧が前記基準電圧よりも大きい又は等しい場合に
は、前記スイッチング手段を開状態とし、前記電流検出
手段の出力電圧が前記基準電圧よりも小さい場合には、
前記スイッチング手段を閉状態とする開閉制御手段とを
具備することを特徴とする。
電源とコンデンサとが接続された該コンデンサへの充電
回路を流れる充電電流を制御する定電流充電装置におい
て、外部からの入力信号に基づいて開閉することによ
り、前記充電回路を開状態または閉状態にするスイッチ
ング手段と、前記充電回路を流れる充電電流を検出し、
該充電電流に比例した電圧を発生する電流検出手段と、
外部から充電開始信号が入力されると、所定の基準電圧
を出力する基準電圧生成手段と、前記電流検出手段の出
力電圧が前記基準電圧よりも大きい又は等しい場合に
は、前記スイッチング手段を開状態とし、前記電流検出
手段の出力電圧が前記基準電圧よりも小さい場合には、
前記スイッチング手段を閉状態とする開閉制御手段とを
具備することを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の大
容量コンデンサへの定電流充電装置において、前記スイ
ッチング手段はＦＥＴまたは前記ＦＥＴの機能を含むＩ
ＧＢＴであり、前記電流検出手段は、前記充電回路に直
列に挿入した抵抗と、該抵抗両端の電位差を増幅する差
動増幅器とからなり、前記基準電圧生成手段は、抵抗の
組み合わせによる分圧回路と、前記充電開始信号が入力
されると、該抵抗の接続を切り換えるトランジスタとか
らなり、前記開閉制御手段は、前記基準電圧と、前記電
流検出手段の出力電圧との電位差を増幅する差動増幅器
であることを特徴とする。
容量コンデンサへの定電流充電装置において、前記スイ
ッチング手段はＦＥＴまたは前記ＦＥＴの機能を含むＩ
ＧＢＴであり、前記電流検出手段は、前記充電回路に直
列に挿入した抵抗と、該抵抗両端の電位差を増幅する差
動増幅器とからなり、前記基準電圧生成手段は、抵抗の
組み合わせによる分圧回路と、前記充電開始信号が入力
されると、該抵抗の接続を切り換えるトランジスタとか
らなり、前記開閉制御手段は、前記基準電圧と、前記電
流検出手段の出力電圧との電位差を増幅する差動増幅器
であることを特徴とする。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の大
容量コンデンサへの定電流充電装置において、充電時と
充電完了時とで、前記基準電圧生成手段が出力する基準
電圧値を変化させる基準電圧制御手段を具備することを
特徴とする。
容量コンデンサへの定電流充電装置において、充電時と
充電完了時とで、前記基準電圧生成手段が出力する基準
電圧値を変化させる基準電圧制御手段を具備することを
特徴とする。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の大
容量コンデンサへの定電流充電装置において、前記スイ
ッチング手段はＦＥＴまたは前記ＦＥＴの機能を含むＩ
ＧＢＴであり、前記電流検出手段は、前記充電回路に直
列に挿入した抵抗と、該抵抗両端の電位差を増幅する差
動増幅器とからなり、前記基準電圧生成手段は、抵抗の
組み合わせによる分圧回路と、前記充電開始信号が入力
されると、該抵抗の接続を切り換えるトランジスタとか
らなり、前記開閉制御手段は、前記基準電圧と、前記電
流検出手段の出力電圧との電位差を増幅する差動増幅器
であり、前記基準電圧制御手段は、前記開閉制御手段の
出力電圧が所定電圧以上であるか否かを判定する比較器
と、該比較器の出力電圧に応じて、前記基準電圧生成手
段を構成する抵抗の接続を切り換えるトランジスタとか
らなることを特徴とする。
容量コンデンサへの定電流充電装置において、前記スイ
ッチング手段はＦＥＴまたは前記ＦＥＴの機能を含むＩ
ＧＢＴであり、前記電流検出手段は、前記充電回路に直
列に挿入した抵抗と、該抵抗両端の電位差を増幅する差
動増幅器とからなり、前記基準電圧生成手段は、抵抗の
組み合わせによる分圧回路と、前記充電開始信号が入力
されると、該抵抗の接続を切り換えるトランジスタとか
らなり、前記開閉制御手段は、前記基準電圧と、前記電
流検出手段の出力電圧との電位差を増幅する差動増幅器
であり、前記基準電圧制御手段は、前記開閉制御手段の
出力電圧が所定電圧以上であるか否かを判定する比較器
と、該比較器の出力電圧に応じて、前記基準電圧生成手
段を構成する抵抗の接続を切り換えるトランジスタとか
らなることを特徴とする。
【００１２】請求項５記載の発明は、請求項２または請
求項４記載の大容量コンデンサへの定電流充電装置にお
いて、前記開閉制御手段である差動増幅器の出力端子
と、前記スイッチング手段であるＦＥＴまたは前記ＦＥ
Ｔの機能を含むＩＧＢＴのベース（またはゲート）との
間を結ぶ信号線に、一方の端子を接地したコンデンサの
他方の端子を接続することを特徴とする。
求項４記載の大容量コンデンサへの定電流充電装置にお
いて、前記開閉制御手段である差動増幅器の出力端子
と、前記スイッチング手段であるＦＥＴまたは前記ＦＥ
Ｔの機能を含むＩＧＢＴのベース（またはゲート）との
間を結ぶ信号線に、一方の端子を接地したコンデンサの
他方の端子を接続することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。図１は、この発明の一実
施形態による定電流充電装置の構成例を示す回路図であ
る。この図において、Ｂａｔは電源装置であり、コンデ
ンサＣ，ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3，抵抗Ｒ18が
直列に接続された充電回路に対して電流Ｉ1を出力す
る。負荷ＬｄはコンデンサＣと並列に接続されている。
負荷Ｌｄは、本実施形態では、具体的一例として、モー
タ回転用のインバータ回路であるとする。コンデンサＣ
は、負荷Ｌｄの動作によって電源装置Ｂａｔの電源電圧
が変動した場合に、該電源電圧の変動を補償する。本実
施形態では、具体的一例として、コンデンサＣは、容量
値４４００μＦの電界コンデンサであるとする。Ｒ1〜
Ｒ19は抵抗であり、このうち抵抗Ｒ18は、充電回路に対
して直列に挿入されており、該充電回路に充電電流Ｉ1
が流れると、その両端に電位差を生じる。ダイオードＤ
は電流を一方向へ（図１に示す例では、トランジスタＴ
ｒ2側からトランジスタＴｒ1側へ）のみ流す。
の実施形態について説明する。図１は、この発明の一実
施形態による定電流充電装置の構成例を示す回路図であ
る。この図において、Ｂａｔは電源装置であり、コンデ
ンサＣ，ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3，抵抗Ｒ18が
直列に接続された充電回路に対して電流Ｉ1を出力す
る。負荷ＬｄはコンデンサＣと並列に接続されている。
負荷Ｌｄは、本実施形態では、具体的一例として、モー
タ回転用のインバータ回路であるとする。コンデンサＣ
は、負荷Ｌｄの動作によって電源装置Ｂａｔの電源電圧
が変動した場合に、該電源電圧の変動を補償する。本実
施形態では、具体的一例として、コンデンサＣは、容量
値４４００μＦの電界コンデンサであるとする。Ｒ1〜
Ｒ19は抵抗であり、このうち抵抗Ｒ18は、充電回路に対
して直列に挿入されており、該充電回路に充電電流Ｉ1
が流れると、その両端に電位差を生じる。ダイオードＤ
は電流を一方向へ（図１に示す例では、トランジスタＴ
ｒ2側からトランジスタＴｒ1側へ）のみ流す。
【００１４】トランジスタＴｒ1は、端子Ａの印加電圧
に応じてＯＮ／ＯＦＦし、また、トランジスタＴｒ2
は、比較器ＣＯＭ1の出力電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦす
る。そして、トランジスタＴｒ1，Ｔｒ2のＯＮ／ＯＦＦ
によって、１５〔Ｖ〕の電圧に対する、抵抗Ｒ4，Ｒ5，
Ｒ6，Ｒ7による分圧比が変化し、これによって、増幅器
ＡＭＰ1の＋端子の印加電圧が制御される。ＦＥＴ（ま
たはＩＧＢＴ）Ｔｒ3は、増幅器ＡＭＰ1の出力電圧に応
じてＯＮ／ＯＦＦし、充電回路の接続および遮断を行う
スイッチング素子である。本実施形態では、具体的一例
として、ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3はパワーＦＥ
Ｔモジュールであるとする。
に応じてＯＮ／ＯＦＦし、また、トランジスタＴｒ2
は、比較器ＣＯＭ1の出力電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦす
る。そして、トランジスタＴｒ1，Ｔｒ2のＯＮ／ＯＦＦ
によって、１５〔Ｖ〕の電圧に対する、抵抗Ｒ4，Ｒ5，
Ｒ6，Ｒ7による分圧比が変化し、これによって、増幅器
ＡＭＰ1の＋端子の印加電圧が制御される。ＦＥＴ（ま
たはＩＧＢＴ）Ｔｒ3は、増幅器ＡＭＰ1の出力電圧に応
じてＯＮ／ＯＦＦし、充電回路の接続および遮断を行う
スイッチング素子である。本実施形態では、具体的一例
として、ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3はパワーＦＥ
Ｔモジュールであるとする。
【００１５】増幅器ＡＭＰ1，ＡＭＰ2は、その＋端子と
−端子との間の電位差に比例した電圧を出力する差動増
幅器である。但し、増幅器ＡＭＰ1，ＡＭＰ2は、その−
端子の印加電圧が＋端子の印加電圧より大きい場合に
は、その出力電圧を０〔Ｖ〕にする。具体的には、増幅
器ＡＭＰ2は、抵抗Ｒ18の両端に生じる電位差を検知す
る。また、増幅器ＡＭＰ1は、トランジスタＴｒ1，Ｔｒ
2のＯＮ／ＯＦＦによって生じる抵抗Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ
7の分圧電圧と、増幅器ＡＭＰ2の出力電圧との電位差を
検知する。
−端子との間の電位差に比例した電圧を出力する差動増
幅器である。但し、増幅器ＡＭＰ1，ＡＭＰ2は、その−
端子の印加電圧が＋端子の印加電圧より大きい場合に
は、その出力電圧を０〔Ｖ〕にする。具体的には、増幅
器ＡＭＰ2は、抵抗Ｒ18の両端に生じる電位差を検知す
る。また、増幅器ＡＭＰ1は、トランジスタＴｒ1，Ｔｒ
2のＯＮ／ＯＦＦによって生じる抵抗Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ
7の分圧電圧と、増幅器ＡＭＰ2の出力電圧との電位差を
検知する。
【００１６】比較器ＣＯＭ1は、その−端子の印加電圧
（増幅器ＡＭＰ1の出力電圧）と、＋端子に印加される
基準電圧（１５〔Ｖ〕の電圧を抵抗Ｒ10と抵抗Ｒ11とで
分圧した電圧）とを比較し、−端子の印加電圧が＋端子
の印加電圧より大きい場合には、その出力電圧を０
〔Ｖ〕にする。また、Ｃ1は、ＦＥＴ（またはＩＧＢ
Ｔ）Ｔｒ3のゲート・ソース間電圧ＶGSの立ち上がりを
緩やかにすると共に、ダイオードＤ2，抵抗Ｒ20を通し
て該ゲート・ソース間電圧ＶGSの立ち上がりを遅く立ち
下がりを速くすることにより、ＦＥＴ（またはＩＧＢ
Ｔ）Ｔｒ3の発振を防ぐ。
（増幅器ＡＭＰ1の出力電圧）と、＋端子に印加される
基準電圧（１５〔Ｖ〕の電圧を抵抗Ｒ10と抵抗Ｒ11とで
分圧した電圧）とを比較し、−端子の印加電圧が＋端子
の印加電圧より大きい場合には、その出力電圧を０
〔Ｖ〕にする。また、Ｃ1は、ＦＥＴ（またはＩＧＢ
Ｔ）Ｔｒ3のゲート・ソース間電圧ＶGSの立ち上がりを
緩やかにすると共に、ダイオードＤ2，抵抗Ｒ20を通し
て該ゲート・ソース間電圧ＶGSの立ち上がりを遅く立ち
下がりを速くすることにより、ＦＥＴ（またはＩＧＢ
Ｔ）Ｔｒ3の発振を防ぐ。
【００１７】次に、上記構成による大容量コンデンサへ
の定電流充電装置の動作を説明する。 充電開始前は、図１に示す端子Ａに所定の電圧を印
加しておく。これにより、トランジスタＴｒ1はＯＮ状
態になる。トランジスタＴｒ1がＯＮ状態になると、増
幅器ＡＭＰ1の＋端子に印加される電圧は０〔Ｖ〕にな
り、故に、増幅器ＡＭＰ1の出力電圧も０〔Ｖ〕にな
る。
の定電流充電装置の動作を説明する。 充電開始前は、図１に示す端子Ａに所定の電圧を印
加しておく。これにより、トランジスタＴｒ1はＯＮ状
態になる。トランジスタＴｒ1がＯＮ状態になると、増
幅器ＡＭＰ1の＋端子に印加される電圧は０〔Ｖ〕にな
り、故に、増幅器ＡＭＰ1の出力電圧も０〔Ｖ〕にな
る。
【００１８】増幅器ＡＭＰ1の出力電圧が０〔Ｖ〕であ
るので、ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3はＯＦＦ状態
になり、故に、コンデンサＣに対する充電電流Ｉ1は流
れない。充電電流Ｉ1が流れていないので、抵抗Ｒ18の
両端に電位差は生じず、このため、増幅器ＡＭＰ2の＋
端子と−端子との間にも電位差は生じず、故に、増幅器
ＡＭＰ2の出力電圧は０〔Ｖ〕になる。以上の結果、増
幅器ＡＭＰ1の−端子に印加される電圧は０〔Ｖ〕とな
る。
るので、ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3はＯＦＦ状態
になり、故に、コンデンサＣに対する充電電流Ｉ1は流
れない。充電電流Ｉ1が流れていないので、抵抗Ｒ18の
両端に電位差は生じず、このため、増幅器ＡＭＰ2の＋
端子と−端子との間にも電位差は生じず、故に、増幅器
ＡＭＰ2の出力電圧は０〔Ｖ〕になる。以上の結果、増
幅器ＡＭＰ1の−端子に印加される電圧は０〔Ｖ〕とな
る。
【００１９】一方、増幅器ＡＭＰ1の出力電圧が０
〔Ｖ〕であるので、比較器ＣＯＭ1の−端子に印加され
る電圧も０〔Ｖ〕になる。これに対して、比較器ＣＯＭ
1の＋端子には、１５〔Ｖ〕の電圧を抵抗Ｒ10と抵抗Ｒ1
1とで分圧した電圧が印加されている。このため、比較
器ＣＯＭ1の出力電圧は１５〔Ｖ〕になり、トランジス
タＴｒ2はＯＦＦ状態になる。
〔Ｖ〕であるので、比較器ＣＯＭ1の−端子に印加され
る電圧も０〔Ｖ〕になる。これに対して、比較器ＣＯＭ
1の＋端子には、１５〔Ｖ〕の電圧を抵抗Ｒ10と抵抗Ｒ1
1とで分圧した電圧が印加されている。このため、比較
器ＣＯＭ1の出力電圧は１５〔Ｖ〕になり、トランジス
タＴｒ2はＯＦＦ状態になる。
【００２０】 次に、充電を開始する場合には、図１
に示す端子Ａの印加電圧を０〔Ｖ〕にする。これによ
り、トランジスタＴｒ1はＯＦＦ状態になる。トランジ
スタＴｒ1がＯＦＦ状態になると、先に述べたように、
この時点において、トランジスタＴｒ2はＯＦＦ状態で
あるので、増幅器ＡＭＰ1の＋端子に、１５〔Ｖ〕の電
圧を抵抗Ｒ5と抵抗Ｒ6とで分圧した電圧が印加される。
また、先に述べたように、この時点において、増幅器Ａ
ＭＰ1の−端子に印加されている電圧は０〔Ｖ〕である
ので、増幅器ＡＭＰ1の出力電圧は徐々に上昇し、ＦＥ
Ｔ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3はＯＮ状態になる。
に示す端子Ａの印加電圧を０〔Ｖ〕にする。これによ
り、トランジスタＴｒ1はＯＦＦ状態になる。トランジ
スタＴｒ1がＯＦＦ状態になると、先に述べたように、
この時点において、トランジスタＴｒ2はＯＦＦ状態で
あるので、増幅器ＡＭＰ1の＋端子に、１５〔Ｖ〕の電
圧を抵抗Ｒ5と抵抗Ｒ6とで分圧した電圧が印加される。
また、先に述べたように、この時点において、増幅器Ａ
ＭＰ1の−端子に印加されている電圧は０〔Ｖ〕である
ので、増幅器ＡＭＰ1の出力電圧は徐々に上昇し、ＦＥ
Ｔ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3はＯＮ状態になる。
【００２１】 ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3がＯ
Ｎ状態になると、充電回路に充電電流Ｉ1が流れ、該抵
抗Ｒ18の両端に電位差が生じる。これにより、増幅器Ａ
ＭＰ2の＋端子と−端子との間に電位差が生じ、増幅器
ＡＭＰ2の出力電圧が上昇する。この結果、増幅器ＡＭ
Ｐ2の出力端子から増幅器ＡＭＰ1の−端子に印加される
電圧が、抵抗Ｒ5と抵抗Ｒ６との分圧により増幅器ＡＭ
Ｐ1の＋端子に印加される電圧より大きくなると、増幅
器ＡＭＰ1の出力電圧は０〔Ｖ〕になり、ＦＥＴ（また
はＩＧＢＴ）Ｔｒ3はＯＦＦ状態になる。
Ｎ状態になると、充電回路に充電電流Ｉ1が流れ、該抵
抗Ｒ18の両端に電位差が生じる。これにより、増幅器Ａ
ＭＰ2の＋端子と−端子との間に電位差が生じ、増幅器
ＡＭＰ2の出力電圧が上昇する。この結果、増幅器ＡＭ
Ｐ2の出力端子から増幅器ＡＭＰ1の−端子に印加される
電圧が、抵抗Ｒ5と抵抗Ｒ６との分圧により増幅器ＡＭ
Ｐ1の＋端子に印加される電圧より大きくなると、増幅
器ＡＭＰ1の出力電圧は０〔Ｖ〕になり、ＦＥＴ（また
はＩＧＢＴ）Ｔｒ3はＯＦＦ状態になる。
【００２２】 ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3がＯ
ＦＦ状態になると、充電回路に充電電流Ｉ1が流れなく
なり、該抵抗Ｒ18の両端電圧が減少する。これにより、
増幅器ＡＭＰ2の＋端子と−端子との間の電位差が減少
し、増幅器ＡＭＰ2の出力電圧が低下する。この結果、
増幅器ＡＭＰ2の出力端子から増幅器ＡＭＰ1の−端子に
印加される電圧が、抵抗Ｒ5と抵抗Ｒ６との分圧により
増幅器ＡＭＰ1の＋端子に印加される電圧より小さくな
ると、増幅器ＡＭＰ1の出力電圧は再度上昇し、ＦＥＴ
（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3がＯＮ状態になる。
ＦＦ状態になると、充電回路に充電電流Ｉ1が流れなく
なり、該抵抗Ｒ18の両端電圧が減少する。これにより、
増幅器ＡＭＰ2の＋端子と−端子との間の電位差が減少
し、増幅器ＡＭＰ2の出力電圧が低下する。この結果、
増幅器ＡＭＰ2の出力端子から増幅器ＡＭＰ1の−端子に
印加される電圧が、抵抗Ｒ5と抵抗Ｒ６との分圧により
増幅器ＡＭＰ1の＋端子に印加される電圧より小さくな
ると、増幅器ＡＭＰ1の出力電圧は再度上昇し、ＦＥＴ
（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3がＯＮ状態になる。
【００２３】 以降、上述した，の動作を繰り返
し、これにより、コンデンサＣに対して充電電流Ｉ1が
少しずつ流れ込み、やがて、充電が完了する。コンデン
サＣに対する充電が完了すると、充電電流Ｉ1は流れな
くなるので、抵抗Ｒ18の両端電圧は０〔Ｖ〕になる。こ
れにより、増幅器ＡＭＰ2の＋端子と−端子との間の電
位差が０〔Ｖ〕になり、増幅器ＡＭＰ2の出力電圧も０
〔Ｖ〕になる。この結果、増幅器ＡＭＰ2の出力端子か
ら増幅器ＡＭＰ1の−端子に印加される電圧が、抵抗Ｒ5
と抵抗Ｒ６との分圧により増幅器ＡＭＰ1の＋端子に印
加される電圧より小さくなると、増幅器ＡＭＰ1の出力
電圧は１５〔Ｖ〕まで上昇し、ＦＥＴ（またはＩＧＢ
Ｔ）Ｔｒ3は常時ＯＮ状態になる。
し、これにより、コンデンサＣに対して充電電流Ｉ1が
少しずつ流れ込み、やがて、充電が完了する。コンデン
サＣに対する充電が完了すると、充電電流Ｉ1は流れな
くなるので、抵抗Ｒ18の両端電圧は０〔Ｖ〕になる。こ
れにより、増幅器ＡＭＰ2の＋端子と−端子との間の電
位差が０〔Ｖ〕になり、増幅器ＡＭＰ2の出力電圧も０
〔Ｖ〕になる。この結果、増幅器ＡＭＰ2の出力端子か
ら増幅器ＡＭＰ1の−端子に印加される電圧が、抵抗Ｒ5
と抵抗Ｒ６との分圧により増幅器ＡＭＰ1の＋端子に印
加される電圧より小さくなると、増幅器ＡＭＰ1の出力
電圧は１５〔Ｖ〕まで上昇し、ＦＥＴ（またはＩＧＢ
Ｔ）Ｔｒ3は常時ＯＮ状態になる。
【００２４】 増幅器ＡＭＰ1の出力電圧が１５
〔Ｖ〕になると、比較器ＣＯＭ1の−端子に印加される
電圧も１５〔Ｖ〕になり、該電圧は、抵抗Ｒ10と抵抗Ｒ
11との分圧により比較器ＣＯＭ1の＋端子に印加される
電圧より大きくなる。これにより、比較器ＣＯＭ1の出
力電圧は０〔Ｖ〕になり、トランジスタＴｒ2はＯＮ状
態になる。一方、で述べたように、端子Ａの印加電圧
は０〔Ｖ〕であるので、トランジスタＴｒ1はＯＦＦ状
態である。この結果、増幅器ＡＭＰ1の＋端子には、１
５〔Ｖ〕の電圧を抵抗Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7で分圧した電
圧が印加される。このとき、抵抗Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7の
抵抗値を予め計算および調整しておき、上記電圧が希望
する値になるように設定することによって、負荷を動作
させた時に抵抗Ｒ18に流れる電流を制御することができ
る。また、端子Ｂの状態を監視することによって、コン
デンサＣへの充電が完了したか否かを判断することも可
能である。
〔Ｖ〕になると、比較器ＣＯＭ1の−端子に印加される
電圧も１５〔Ｖ〕になり、該電圧は、抵抗Ｒ10と抵抗Ｒ
11との分圧により比較器ＣＯＭ1の＋端子に印加される
電圧より大きくなる。これにより、比較器ＣＯＭ1の出
力電圧は０〔Ｖ〕になり、トランジスタＴｒ2はＯＮ状
態になる。一方、で述べたように、端子Ａの印加電圧
は０〔Ｖ〕であるので、トランジスタＴｒ1はＯＦＦ状
態である。この結果、増幅器ＡＭＰ1の＋端子には、１
５〔Ｖ〕の電圧を抵抗Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7で分圧した電
圧が印加される。このとき、抵抗Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7の
抵抗値を予め計算および調整しておき、上記電圧が希望
する値になるように設定することによって、負荷を動作
させた時に抵抗Ｒ18に流れる電流を制御することができ
る。また、端子Ｂの状態を監視することによって、コン
デンサＣへの充電が完了したか否かを判断することも可
能である。
【００２５】次に、請求項記載の発明と本実施形態との
対応関係を説明する。 スイッチング手段……ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3 電流検出手段……抵抗Ｒ18，増幅器ＡＭＰ2 基準電圧生成手段……抵抗Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，トラン
ジスタＴｒ1 開閉制御手段……増幅器ＡＭＰ1 基準電圧制御手段……比較器ＣＯＭ1，トランジスタＴ
ｒ2
対応関係を説明する。 スイッチング手段……ＦＥＴ（またはＩＧＢＴ）Ｔｒ3 電流検出手段……抵抗Ｒ18，増幅器ＡＭＰ2 基準電圧生成手段……抵抗Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，トラン
ジスタＴｒ1 開閉制御手段……増幅器ＡＭＰ1 基準電圧制御手段……比較器ＣＯＭ1，トランジスタＴ
ｒ2
【００２６】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、簡単かつ安価な方法で、コンデンサへの充電を効率
的かつスピーディーに行うことができる。さらに、この
発明によれば、最初に充電開始信号のみを与えておく
と、あとは、外部からの制御を必要とせずに独立して、
コンデンサの充電を行う。故に、電源装置の電圧が数百
ボルトと高く、マイクロコンピュータ等の電源，アース
と絶縁して、充電電流を制御したい場合などであって
も、本装置と上記マイクロコンピュータ等との間の接続
に絶縁されたスイッチング素子（リレー，フォトカプ
ラ，フォトＭＯＳリレー等）を用いることにより、安全
かつ確実に充電電流を制御することができる、という効
果がある。
ば、簡単かつ安価な方法で、コンデンサへの充電を効率
的かつスピーディーに行うことができる。さらに、この
発明によれば、最初に充電開始信号のみを与えておく
と、あとは、外部からの制御を必要とせずに独立して、
コンデンサの充電を行う。故に、電源装置の電圧が数百
ボルトと高く、マイクロコンピュータ等の電源，アース
と絶縁して、充電電流を制御したい場合などであって
も、本装置と上記マイクロコンピュータ等との間の接続
に絶縁されたスイッチング素子（リレー，フォトカプ
ラ，フォトＭＯＳリレー等）を用いることにより、安全
かつ確実に充電電流を制御することができる、という効
果がある。
【図１】この発明の一実施形態による大容量コンデンサ
への定電流充電装置の構成を示す回路図である。
への定電流充電装置の構成を示す回路図である。
【図２】従来の大容量コンデンサへの定電流充電装置の
構成例を示すブロック図である。
構成例を示すブロック図である。
【図３】従来の大容量コンデンサへの定電流充電装置の
構成例を示すブロック図である。
構成例を示すブロック図である。
Ｂａｔ……電源装置、 Ｌｄ……負荷、 Ｃ……コンデ
ンサ、Ｔｒ1，Ｔｒ2……トランジスタ、 Ｔｒ3……Ｆ
ＥＴ（またはＩＧＢＴ）、ＡＭＰ1，ＡＭＰ2……増幅
器、 ＣＯＭ1……比較器
ンサ、Ｔｒ1，Ｔｒ2……トランジスタ、 Ｔｒ3……Ｆ
ＥＴ（またはＩＧＢＴ）、ＡＭＰ1，ＡＭＰ2……増幅
器、 ＣＯＭ1……比較器
Claims (5)
- 【請求項１】 電源とコンデンサとが接続された該コン
デンサへの充電回路を流れる充電電流を制御する定電流
充電装置において、 外部からの入力信号に基づいて開閉することにより、前
記充電回路を開状態または閉状態にするスイッチング手
段と、 前記充電回路を流れる充電電流を検出し、該充電電流に
比例した電圧を発生する電流検出手段と、 外部から充電開始信号が入力されると、所定の基準電圧
を出力する基準電圧生成手段と、 前記電流検出手段の出力電圧が前記基準電圧よりも大き
い又は等しい場合には、前記スイッチング手段を開状態
とし、前記電流検出手段の出力電圧が前記基準電圧より
も小さい場合には、前記スイッチング手段を閉状態とす
る開閉制御手段とを具備することを特徴とする大容量コ
ンデンサへの定電流充電装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の大容量コンデンサへの定
電流充電装置において、 前記スイッチング手段はＦＥＴまたは前記ＦＥＴの機能
を含むＩＧＢＴであり、 前記電流検出手段は、前記充電回路に直列に挿入した抵
抗と、該抵抗両端の電位差を増幅する差動増幅器とから
なり、 前記基準電圧生成手段は、抵抗の組み合わせによる分圧
回路と、前記充電開始信号が入力されると、該抵抗の接
続を切り換えるトランジスタとからなり、 前記開閉制御手段は、前記基準電圧と、前記電流検出手
段の出力電圧との電位差を増幅する差動増幅器であるこ
とを特徴とする大容量コンデンサへの定電流充電装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の大容量コンデンサへの定
電流充電装置において、 充電時と充電完了時とで、前記基準電圧生成手段が出力
する基準電圧値を変化させる基準電圧制御手段を具備す
ることを特徴とする大容量コンデンサへの定電流充電装
置。 - 【請求項４】 請求項３記載の大容量コンデンサへの定
電流充電装置において、 前記スイッチング手段はＦＥＴまたは前記ＦＥＴの機能
を含むＩＧＢＴであり、 前記電流検出手段は、前記充電回路に直列に挿入した抵
抗と、該抵抗両端の電位差を増幅する差動増幅器とから
なり、 前記基準電圧生成手段は、抵抗の組み合わせによる分圧
回路と、前記充電開始信号が入力されると、該抵抗の接
続を切り換えるトランジスタとからなり、 前記開閉制御手段は、前記基準電圧と、前記電流検出手
段の出力電圧との電位差を増幅する差動増幅器であり、 前記基準電圧制御手段は、前記開閉制御手段の出力電圧
が所定電圧以上であるか否かを判定する比較器と、該比
較器の出力電圧に応じて、前記基準電圧生成手段を構成
する抵抗の接続を切り換えるトランジスタとからなるこ
とを特徴とする大容量コンデンサへの定電流充電装置。 - 【請求項５】 請求項２または請求項４記載の大容量コ
ンデンサへの定電流充電装置において、 前記開閉制御手段である差動増幅器の出力端子と、前記
スイッチング手段であるＦＥＴまたは前記ＦＥＴの機能
を含むＩＧＢＴのベース（またはゲート）との間を結ぶ
信号線に、一方の端子を接地したコンデンサの他方の端
子を接続することを特徴とする大容量コンデンサへの定
電流充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27949395A JP3573847B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 大容量コンデンサへの定電流充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27949395A JP3573847B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 大容量コンデンサへの定電流充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09121480A true JPH09121480A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3573847B2 JP3573847B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=17611822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27949395A Expired - Fee Related JP3573847B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 大容量コンデンサへの定電流充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573847B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111722077A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-09-29 | 深圳市众能达自动化设备有限公司 | 一种模拟电容器工作状况的测试装置及方法 |
| CN117200393A (zh) * | 2023-09-12 | 2023-12-08 | 陕西太瓦时代能源科技有限公司 | 一种储能电站的运行数据处理方法及系统 |
| CN117519380A (zh) * | 2023-11-07 | 2024-02-06 | 杭州中恒电气股份有限公司 | 高压充电电路的恒流控制方法、系统、装置和电子设备 |
-
1995
- 1995-10-26 JP JP27949395A patent/JP3573847B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111722077A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-09-29 | 深圳市众能达自动化设备有限公司 | 一种模拟电容器工作状况的测试装置及方法 |
| CN117200393A (zh) * | 2023-09-12 | 2023-12-08 | 陕西太瓦时代能源科技有限公司 | 一种储能电站的运行数据处理方法及系统 |
| CN117200393B (zh) * | 2023-09-12 | 2024-04-26 | 陕西太瓦时代能源科技有限公司 | 一种储能电站的运行数据处理方法及系统 |
| CN117519380A (zh) * | 2023-11-07 | 2024-02-06 | 杭州中恒电气股份有限公司 | 高压充电电路的恒流控制方法、系统、装置和电子设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3573847B2 (ja) | 2004-10-06 |
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