JPS5963935A - 自動電圧切換式充電器 - Google Patents

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】

本発明は入力電源電圧が１００Ｖの場合で、も２６０Ｖ
の場合でも何らの切換操作を要することなく自在に適合
して使用することができる自動電圧切換式充電器に関す
るものである。 従来、この種の自動電圧切換式充電器にあっては、第１
図及び第２図に示すように接続される交流電源の電圧に
応じてトランジスタインバータのスイッチングトランジ
スタのオン時間を制御してトランジスタインバータから
２次電池への充電電流を一定にするようにしたものが捉
東されている０即ち第１図ブロック図において、交流電
源ＡＣの出力″は整流回路ｆ１’＋で整流された後、ト
ランジスタインバータ（２）に供給されるものであり、
このトランジスタインバータ（２）の出力により２次電
池（３）が充電される。トランジスタインバータ（２）
は電力変換部（４）と、スイッチ都（６）と、起動回路
（６）と、起動加速回路（７）と、２次出力整流回路（
８）とによシ構成されてお一部、このトランジスタイン
バータ（２）自体の構成は一般通常のものである。さら
にこの第１図従来例向路にあっては、電力変換部（４）
の出力の一部を整流する整流回路（１３）によりスイッ
チオン時間Ｉｌｊ演算回ＷＪｔ１２）を作動し、このス
イッチオン時間ＩＩＪ演算回路（１２）及び充電完了電
圧検出回路（ｌｌ）のいずれかの出力によりオア回路（
ｌＯ）を介してスイッチンジ制御回路（９）を作動し、
これによりトランジスタインバータ（２）のスイッチ都
（５）の動作を制御し、入力電圧の変化にかかわシなく
、一定の充電電流ケ２次゛ＩＲ池に供給できるようにし
ていた。 と１ころがかかる従来例にあっては、急速充電専用のも
のであって、任意の充電時間を有するよ２な充電器にお
いては上述のような従来技術を利用して高低各種の入力
電圧に対して安定に略一定の出力電流を得るようにする
こ七が困難である問題があった。 本発り」は上述の点に鑑みて提供したものであって、８
時間充電用等のような比較的長時聞の充電時間を要する
ような充電器において、しかも入力電圧の変化に対して
常に略一定の出力電流を得ることができるようにした自
動電圧切換式充電器を提供することを目的とするもので
ある。、以下本発明の一実施例を図面により詳述する。 第３図は本発明のｖＪｌの実施例回路を示す。この第３
図実施例回路において、交流電源ＡＣよりヒユーズ抵抗
Ｒ１を通って整流ブリッジ（Ｚｅｃにはいる。 整流ブリッジＲｅｃの出力端にはまず平滑用のコンデン
サＣ１が並列に接続される。また整流ブリッジＲｅｃの
ｅ側は、発振トランスの１次巻１１ＪＬｓを経て＼スイ
ッチンク用のトランジスタＴｒ＋からそのトラ■側は、
スイッチンジ用のトランジスタＴｒｔのベース起動用の
抵抗Ｒ２から、発振トランスの２次巻線Ｌ２やトランジ
スタＴｒｌのベースコンデンサＣ２及びベース抵抗Ｒ３
より成る起動加速回路（７）を経てトランジスタＴｒｌ
のベースにつながる。１次巻線Ｌ１に並列に接続される
コンデンサＣ３と抵抗Ｒ４の直列回路は、トランジスタ
Ｔｒｌがオンからオフになる時、１次巻線Ｌ１に発生す
る高電圧スパイクを吸収するスパイク１汲収用の回路で
あり、この回路と１次巻線Ｌｌとによシミ力変換部（４
）が構成され、スイッチ都（５）はトランジスタＴｒｌ
、起動回路（６）は抵抗Ｒ２，２次出力整流回路（８）
は３次巻線Ｌ３とタイオードＤｏにより夫々構成される
。またトランジスタＴｒｌ及びタイオードＤｉ、Ｄ２は
、トランジスタＴｒ１の１三ツタ抵抗ＲＥＤ、、　ＲＥ
２により、それに流れる１次電流を検知して動作するし
４１し−ション改善回路０５１である。さらに２本の１
三ツタ抵抗ＲＥ＋νＲＥ２とｔ−夕駆動も兼ねたスイッ
チＳＷとにより、エミッタ抵抗切替回路（

【６）を構成
Ｌ−Ｃいる。かく′Ｃ発振トランスの出力巻１ＪＬ３に
発生する電圧をタイオードＤｏにより整流して２次電池
（３）への充電電流を流すようにしである。またこの第
３図実施例において木兄り］の要旨に係るベース電圧安
定回路（１４）は、並列制御型定電圧回路として構成さ
れているものであつ゛（％　ｔ’ランジスタＴｒ３と、
ツェナータイオードＤ３、タイオードＤ４、抵抗Ｒ５に
よシ構成されており、タイオードＤ４はショット士タイ
オードが使用されることが望ましい。 かくてこの第３図実施例回路において、交流入力は、ヒ
ユーズ抵抗Ｒ１を通り整流ブリッジＲｅｃにより全波整
流され、コンブ：／寸Ｃ１により平滑される。この入力
電圧をトラ？７．；スタＴｒ＋によりオン・オフさせて
高周波交流を発生させ、１次巻線Ｌｌによって蓄積され
た磁気エネル甲−を、トランジスタＴｒ１がオフの期間
に、３次巻線Ｌ３により放出することにより電力変換を
行うものである。かくて時刻１＝０においで、抵抗Ｒ２
よシ２次巻線Ｌ２、抵抗Ｒ３を通ってトランジスタＴｒ
ｔのベースに起動電流ＩＢＳが流れ、トランジスタＴｒ
ｔはオンし、コレクタ電流ＩＣが流れ、１次巻線Ｌｌに
誘等起電力が発生する。即ち ＩＣ ＶＩＮ””Ｌｔ　　　　　（Ｌｔ：　１次巻線のインタ
フタンス）（１）］■＝ となり、この式ｆ１＋より となる。トランジスタ’Ｉ”ｒｌが導通領域にはいると
、２次巻線Ｌ２には、トランス作用によりトランジスタ
Ｔｒ＋に正帰還がかかるような電圧が発生し、］レクタ
電流は、（３）式に従って増加の一途をたどるが１　ト
ランジスタ’ｐｒ＋が飽和してＩＣ＝　ｈｐＨ・■Ｂに
なるとコレクタ電流の増加はストップし、１次２次巻線
ＬＬ、Ｌ２のトランス作用によシトランジスタＴＩ’ｌ
は急故にオフする。ここでトランジスタ’ｌ’ｒｔがカ
ットオフになる直前まではトランスには励磁電流が流れ
ておシ、これがトランジスタのカットオフにより急に電
流が断たれる為、逆起電圧を発生し、３次巻線Ｌ３を通
して放出される。 第４図は第３図回路において、ベース電圧安定回路（１
４）がない場合における、各部の電圧・電流波形を夫々
入力電圧が１５０Ｖ以下の場合〔第４図（イノ〕と、１
５ｏＶ以上の場合〔同図（Ｏ）〕に分けて示しており、
第４図イ）ｔｌ）において（ａ）はコレクタ電流Ｉｃ、
、　（ｂ）はトランジスタＴｒ＋のコレクター工三ツタ
電圧ＶＣＥ　％　（ｃ）は出力電流工０、（ｄ）はトラ
ンジスタＴｒ】のベース回路電圧ＶＸを夫々示している
。かくてコノヨうなベース電圧安定回路（Ｉ４）を有し
ていない回路にあっては、入力電圧が１００Ｖ付近では
もちろん特性的な問題がないが、この入力電圧が′１５
゜７以上になると問題が生じてくる。即ち前記（３）式
に示したように、コレクタ電流ｌＣは入力電圧Ｖ工Ｎに
比例して大きくなり、したがって１次巻線Ｌ１に蓄えら
れるエネル４か大きくなり、出力巻線Ｌ３から放出され
る出力電流が入力電圧ＶＩＮに比例して非常に大きくな
る。また、トランジスタＴｒｌがオン状惑からカットオ
フするときのトランジスタＴｒ＋Ｋかかる制電圧スパイ
クも比例して高くなシ、それによりこのトランジスタ’
ｌ’ｒｌに耐圧の高い性能が必要になる問題があるので
ある。 そこで本発明においては第３図に示すようなベース電圧
安定回路０４）を、トランジスタＴｒ＋のベースと起動
加速回路（７）との間に挿入接続したものである。第５
図はこの場合における各部電流・電圧波形を、第５図（
イ２の電圧が直流１５０Ｖ以下の場合と、同図（０）の
入力電圧が直流１５０ｖ以上の場合とに分けて夫々示し
たものであり、同図イ）（ロ）において、（ａ）はコレ
クタ電流、（ｂ）はコレクタエミッタ電圧ＶＣＥ　％　
（Ｃ）は出力電流工０、（ｄ）はトランジスタＴｒ３の
コレクタ・１三ツタ電圧ｖＸを夫々示すものである。ま
た第６図は商用周波入力の場合における第５図と同様の
各部波形を示している。かくて第４図と第５図、第６図
との比較からも明らかなように１ベ一ス電圧安定回路（
１４）の並列制御型定電圧回路上しての動作により入力
電圧が高くなるに比例してトランジスタＴ　ｒ　ｓのオ
フ期間が長くなシ、オン期間が短かくなることになる。 これはトランジスタＴｒ＋のベースの２次巻線での誘起
電圧は入力電圧に比例して高くなるが、上記ベース電圧
安定回路（１４）の影響によ＃）第５図（［］ｌの（ｄ
）に示すように、トランジスタＴｒｌがオフからオシに
なるときのツェナー電圧をＶｚ、　　ｌ−ランジスタＴ
ｒ３のベース・１三ツタ電圧をＶＩ３Ｆとすると％　　
（ＶＺ＋ＶＢＥ　）なる電圧で上記誘起電圧はクランプ
され、入力電圧が質化しても常に一定値となる。このよ
うにしてベースの電圧が一定になることにしム　３次巻
線Ｌ３から放出される出力電流Ｉｉ１の放電期間が艮く
なる。 即ちトランジスタＴｒ＋のオフ期間が長くなることによ
りそのオン期間が短かくなシ、従ってトランジスタＴｒ
ｌのコレクタ電流の平均値は入力電圧に対して略一定七
なるのである。また２次巻線Ｌ２に発生する誘起電圧は
、電流として完全に放出されるので、トランス作用によ
り１次巻線Ｌ１に発生する高電圧スパイクが押えられる
ことになるものであり、第４図と第５図、第６図とにお
ける図中（０）の（ｂ）の比較によシ示されるとおりで
ある。さらにベース電圧安定回路（１４）のタイオード
Ｄ４は、トランジスタＴｒｔがオフ、即ちトランジスタ
Ｔ　ｒ　ｒのべ−スが逆バイアスされＣいるとき、その
逆バイアス値をタイオードＤ４の順電圧ＶＦにクランプ
し、必要以上の逆バイアスがかかることによる自励発振
の不安定化が生（〜るのを防止している。 第７図は本発明の第２の実施例の回路図を示し、ベース
電圧安定回路（１４）をツェナータイオードＤ３のみに
より構成した例を示し、第３図実施例回路のものに比べ
てやや機能が劣るとはいうものの略同等の効果を突する
ものである。 本発明は上述のように、スイツチンジ用のトランジスタ
のベースとその起動加速回路との間にベース電圧安定回
路を設けたものであるから、入力電圧が高くなった場合
には上記トランジスタのオフ期間が、長くなってそのオ
ン期間が短かくなり、コレクタ電流の平均値を略一定化
することができ、入力電源電圧の大中な変化に対しても
略一定の出力電流を供給することが可能になり、各種の
電源電圧の回路に対して自在に使用することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のブロック図１第２図は同上の具体回路
例図、第３図は本発明の第１の実施例の回路図、第４図
（イ）（ロ）の（ａン〜（山は夫々比較例の入力電圧が
ＤＣ１５０Ｖ以下及びＤＣ１５０Ｖ以上のときの動作説
り」図、第５図（イ）（０の（ａ）〜（ｄ）は夫々本亮
明の第１の実施例の入力電圧がＤＣ１５０Ｖ以下及びＤ
Ｃ１５０Ｖ以上のときの動作説明図、第６図（イノ（−
のｔａ）〜（ｄ）は大々本発り］の第１の実施例の入力
電圧が　０１５０Ｖ以下及び　Ｃ１５０Ｖ以上のときの
動作説明図、第７図は本発明の第２の実施例の回路図で
あり、ＡＣは交流電源、Ｌ３は発振トランスの３次巻線
、（２）はトランジスタインバータ、（３）は２次電池
、Ｔｒ＋はトランジスタ、（６）は起動加速回路、＋１
４）はベース電圧安定回路、Ｔｒ、＋は（制御用の）ト
ランジスタ、ＤＪはツェナータイオード、Ｒ５は抵抗、
Ｄ４はタイオードである。 代理人　弁理士　　石　１）長　七 篇４ （イ） （ロン 第 （イ） ｃ ＣＥ ｘ ５図 （ロ） （イ） Ｉｃ ＣＥ ｘ ６図 （ロ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源を整流して得られた直流を駆動電源とし
   てづ０ツ士ンク発振動作し、発振トランスに設けた出力
   用の３次巻線に高周波出力を発生するトランジスタイン
   バータを有し、前記高周波出力を整流して２次電池を充
   電するインバータ方式の充電器において、スイッチ：／
   夕月のトランジスタのベースとその起動加速回路との間
   にベース電圧安定回路を設け、入力電圧の変化ｆ対して
   出力電流を略一定化して成ることを特徴とする自動電圧
   切換式充電器。
2. （２）上記ベース電圧安定回路を、スイッチンタ用のト
   ランジスタのベース０エミツタに夫々コレクダエニツタ
   が接続された制御用のトランジスタと、上記制御用のト
   ランジスタのコレクダエミッタ間に接続されたツェナダ
   イオードと、上記制御用のトランジスタの１三ツタ・ベ
   ース間に接続された抵抗と、上記制御用のトランジスタ
   のコレクタ・エミッタ間に並列接続されたタイオードと
   により構成して成ることを特徴とする特許請求の範囲＠
   １項記載の自動電圧切換式充電器。
3. （３）　　ベース電圧安定回路を、カソードをスイッチ
   ンタ用のトランジスタのベースに接続するとともにアノ
   ードをその１三ツタに接続したツェナータイオードによ
   り構成して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の自動電圧νＪ換式充電器。