JPS5925533A - 急速充電回路 - Google Patents

急速充電回路

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JPS5925533A
JPS5925533A JP57134509A JP13450982A JPS5925533A JP S5925533 A JPS5925533 A JP S5925533A JP 57134509 A JP57134509 A JP 57134509A JP 13450982 A JP13450982 A JP 13450982A JP S5925533 A JPS5925533 A JP S5925533A
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charging
quick charging
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澄夫 和田
悟 田舎片
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型電気機器等に組み込み使用される急速充電
回路に関するものである。
一般にニッカド電池のような２次電池を用いた充電式商
品、特にその小物商品においてはコードレス使用が可能
で小型化や軽量化ができる他繰返し使用ができるという
メリットがある。このような充電式商品、特に電気かみ
そり、電気歯づラシ、電気７Ｓリカン等においては、そ
の電池を満充電して何回使えるかで使用能力が示されて
おり、１７２回使用可能というような１回以下の使用条
件はユーザにとって意味がないばかりか何回かの使用の
後１／２回使用で機能が停止することはかえってユーザ
にとって迷惑である問題がある。以下電気かみそりに例
をとって述べると宙、気かみそりの使用に際し１回の使
用時間は最大３分であることが解っている。又、このよ
うな商品の定格充電時間は現在提供されている最も短い
もので約１時間である。この理由は、１時間以内の充電
時間を得ようとすると、その為の電力変換回路が大型化
し小物商品に適さない問題がある他、大電流での満充電
までの充電は電池の寿命の低下や内圧上昇による月ス発
生が心配さり、る問題があり、さらに過充電防止回路が
複雑になり大型化や高価格化するなどによるものである
。しかしてこのような電気かみそりにおいて、電１池の
残エネル甲がセロになった状態で次の１回の使用分を充
電するのに必要な充電時間は約５分である。つまり、１
回使用する為に５分間待たなければならない問題があり
、この時間は朝の出動前の使用者におｔ）では貴重な時
間であった。
本発明は玉述の点に鑑みて提供したものであって、今電
気かみそりにおける例で述べれば、電池の残エネル甲が
ぜ口でも１回分もしくは数回分の使用分に相当す不充電
、容量を１分程度の短時間で充電し、その後Ｖｉ電池の
満タンまでの充電々流を切換えて充電する機能を有する
ようにし、もって大電流充電を行うことによる種々の問
題を解決しながらしがも必要最小限の薇の充電を極く短
時間で行うことができるようにして使用性を向上した急
速充電回路を提供することを目的上するものである。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　〜以下大発明の
一実施例を図面により詳述する。
第１図及び第３図は本発明の第１の実施例の夫々異なる
具体回路例の回路図を示すものであって、これら第１図
及び第３図の回路はいずれもオン・オフ方式と呼ばれる
電力変換回路音用Ｇ１て０る。
まずこのオン・オフ方式の回路動作につＧ１て説明する
と、整流づり・ソジＲｅｆにより整流され、コシチ、７
すＣ５ｕにより平滑された商用電源をコイルし１に介し
てトランジスタＱでスイッチングすることによりコイル
Ｌ＋に蓄積された磁気エネルギをトランジスタＱがオフ
期間［２次コイルし２を介してタイオードＤｏで整流し
、電池Ｂを充電するものである。ここでさらにトランジ
スタＱのベースを充電制餌１回路Ａの出力で制御するこ
とにより出力電１流を制御している。充電制御回路Ａは
同波数固定、）＼ルス幅変調回路等により構成されて０
るものであって、コンパレータＣｐｓ、抵抗Ｒｆ１〜Ｒ
ｆ＊、コンデンサＣｆ　ｌ−ランジスタＱｆ１Ｑｆ２及
びツェナータイオードＺｆにより構成された同波数固定
回路Ａ１と、コンパレータＣｐ２、抵抗Ｒｆ＋ｏ〜Ｒｆ
１２及び抵抗ＲＥにより構成されたパ）しス幅変調回路
Ａ２とより成る。同波数固定回路Ａ１は、抵抗Ｒｆ１、
コンデンサＣｆより成るコンデンサＣｆの充電回路と、
抵抗Ｒｆｔ　、　Ｒｆ＜で分圧して得た基準電圧とをコ
ンパレτりＣｐ＋に入力しコンデンサＣｆを抵抗Ｒｆｓ
よりトランジスタＱｆ＋で放電、し、抵抗Ｒｆ４と抵抗
Ｒｆｓ及びトランジスタＱｆｘの合成抵抗と抵抗Ｒｆ２
とより得た基準電圧に対するコンデンサＣｆの放物、特
性を一定にすることにより放電時間を一定にし、このこ
とにより同期を一定にしたパルス波形がコシパレータＣ
ｐ　ｒの出力として得られるようにしである。かくてこ
のパルスをツェナータイＸオードＺｆにより安定化し、
抵抵Ｒｆｒｏ　Ｒｆｎで分圧して得た基準電圧とコイル
し１を流れた１次電流を抵抗ＲＥで検出して得た電圧と
をコンパレータＣＩ）２で比較して、出力電、流を制御
するようにしである。第２の充電容量検出用の検出ｔｙ
すＳ２はトランジスタＱＢＩ　ＱＥＩとツエナータイ才
−ドＺ、と抵抗ＲＢ１〜ＲＢｓとより成る。即ちツェナ
ータイオードＺＢＫより安定化された電圧を抵抗ＲＢ２
１＜Ｂ３ＶＣより分圧し、トランジスタＱＢ２０ベース
・１三ツタより抵抗ＲＢａを介して電池電圧と比較し電
池電圧−が上昇してトランジスタＱＢ２のベース電流が
流れなくなるとトランジスタＱＥ２がオンからオフに・
トランジスタＱＢＩはオフからオシに夫々反転しトラン
ジスタＱのベースをクラ−、）づして発振を停止させ、
出力充電々流をゼロにする。充電々流がぜＯＫなること
により電池電圧が降下し再びトランジスタＱＢ１ＱＢ　
２が反転して発振を始める。
このくり返しを電池のもつ時定数でくり返し間欠発振と
なし出力電流を低下させるのである。次に第１の充電容
量検出用の検出センサｓ２である第１図実施例回路のタ
イマ回路の動作について説明する。このタイーマ回路は
タイマＩＣｆｆ１と、抵抗Ｒｔ。
〜Ｒ（ｓとコシヂンサＣｉとトランジスタＱｔより成り
、タイマＩＣ＋１）は汎用品として一般に供給されてい
るもので、電源端子ＶＣＣと、この電源電圧からタイマ
用の基準発振を安定させる為の基準電源端子Ｖｒｅｆと
１発振用のコンヂシサＣｔと抵抗Ｒｔｓを接続する端子
ｔと、出力端子Ｏｕｔとを有している。
かくてこのタイマＩＣｍの動作は、充電器が電源を投入
されると同時に内部の分局回路をクリアして抵抗Ｒ１３
とコンヂシサＣｔとにより設定さｈた基準発振を分固し
、所定の数をカウントすると出力端子Ｏｕｔが′Ｈ′か
ら′Ｌ″に変化するものである。
出力端子Ｏｕｔが′Ｈ′からＩ　Ｌ　Ｉに変化すること
により、トランジスタＱｔは導通し、光電制御回路Ａの
抵抗Ｒｆ１１と並列に抵抗Ｒ【１が押入されることにな
り］ンパし一タＣｐｓの（＋１端子の基準電圧をＦける
ことになる。これによりコンパレータＣ１）２の検出レ
ベルが上り出力の充電々流を切換えることができるので
ある。ここでタイマ回路の限時時間は側光ば１分程度に
設定され、必要な分の充電容量が急速に得られるように
している。
第３図１−を第１の充電容量検出用の検出センサＳ＋と
じて電池電圧による出力制御回路を設けたものであって
、この出力制御回路は、電池電圧と抵抗ＲＥ［発生した
１次電流の電圧降下とを加えたものを、演算増幅器ＯＰ
工と抵抗Ｒｐｚ　Ｒｐｓとにより構成された同相増幅回
路に入力し、その増幅された成分を、抵抗Ｒｐ＋Ｒｐｚ
Ｋより分圧したものをコンパレータＣｐｓの（−）端子
に加え、電、池電圧の上昇とともに、出力充電々流が減
少するようにしたものである。
なおこの場合電池温度を電池電圧の補正項として加える
と、制御の精度が向上する効果がある。
第２図及び第４図は、それぞｈ第１図及び第３図回路の
充電々流の経時波形であり、これら＠２図及び第４図に
おいて斜線部は第１の平均充電々流による充電部分部で
、ＴａＶｉ第１の平均充電々流による第１の充電容量に
達する時間、Ｔ！は第２の平均充電々流による満充電の
検出時間である。
なお木発り」において、第１の平均充電々流による充電
容量を、当該電気機器の１回使用分に相当するｇ量Ｖｃ
設定すると、即ち、第２図、第ｑ図中参 の斜線部の面積を１回使用分として設定すると、第２図
、第４図中の′ｒ１時間を短かくすることかでき、軍、
子部品の定格容量を大型のものにする必要かないだめ、
回路の小型化及び安価化が得られるものである。
第５図〜第７図は、第１及び第２の充電容量を検知する
第１及び第２の検出センサの出力状態を報知するだめの
報知手段を設けた夫々異なる実施例を示し、これら第５
図〜第７図回路において、ＤＬ＋は第１の充電容量報知
の為の例えば緑色の発光タイオード、ＤＬ！は第２の充
電容量報知と、電源の通電表示の為の例えば赤色の発光
タイオードであり、表示の状態は各々以下の様なもので
あるなお第６図及び第７図の回路においては充電制御回
路Ａ等の電、源をコイルＬＩ　Ｌ２の同一コアに巻いた
コイルし３より供給し、商用電源電圧を降圧するだめの
大型の回路部品の必要をなくしている。
大蛇用はと述のように構成したものであるη・ら′、と
りあえず緊急に必要な分の充電容量を極く短時間で急速
に得ることができるようになり、使用性が大巾に向土さ
れる効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は大発明の第１の実施例の回路図、第２図は同と
の動作説明図、第３図は本発明の第２の実施例の回路図
、第４図は同との動作説明図、第５図〜第７図は大発明
の夫々異なる別の実施例の回路図であり、Ｂは電池、Ｓ
＋及びＳ２Ｖ′ｉ夫々第１及び第２の検出センサ、１）
ＬＩ　ＤＬｓ　ｌ’ｊ夫々発光タイ　オードである。 代理人　弁理士　　石　１）五　七

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １１）　　電気機器の使用Ｎ回分（Ｎは１以との数）に
    相当するエネル４を比較的短時間に充電する第１の平均
    充電々流と、電池の定格充電容量の少なくとも８０％以
    上を比較的長時間を要して充電する第２の平均充電々流
    とを順次切換的に供給する充電１部を形成し、電池への
    充電々流を制御する出力電流制御手段を設けて成ること
    を特徴さする急速充電回路。 ＋２１Ｎ＝１に設定して成ることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の急速充電回路。 ＋３１＠１及び第２の平均充電々流による充電容量を夫
    々検出揃御するだめの第１及び第２の検出しンサを設け
    、出力充電々流を不連続に切換えるようにして成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の急速充電回路
    。 １４）　　第１の検出センサをタイマで構成するととも
    に第２の検出センサを電池電圧検出センサにより構成し
    て成ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の急
    速充電回路。 １６１　　第１の検出センサを構成するタイマを１分間
    タイマで形成して成ることを特徴とする特許請求の範囲
    第４項記載の急速充電回路。 ＋［ｉｌ＠１及び第２の平均充電々流の設定値と、・第
    １及び第２の検出しンサからの出力信号値とを比較する
    第１及び第２の比較手段を設け、これら第１及び第２の
    比較手段より一致出力が生じたとき夫々これを報知する
    第１及び第２の報知手段を具備して成ることを特徴とす
    る特許請求の範囲第３項記載の急速充電回路。 １７）　　第１の報知手段を第１の発光色の発光タイオ
    ードの点灯状態として構成するとともに第２の報知手段
    を第２の発光色の発光タイオードの点灯状態として構成
    し、通電表示を第２の発光色の発光タイオードの点滅に
    より行うようにして成ることを特徴とする特許請求の範
    囲第６項記載の急速充電回路。
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