JPS6016140A - 充電装置 - 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】 本発明はインバータを使用した蓄電池の充電装置、特に
短時間充電のため充電々流を制御する急速充電用の充電
装置に関する。

近年、充電装置もその充電時間の短縮が望まれて、１時
間位で充電完了する短時間充電装置が普及し、特に電気
かみそり、電動工具等の携帯機器に用いられている。し
かし短時間に蓄電池を充電する場合、周知の様に充電完
了までは１０以上の大電流にて充電し、完了後は０．２
Ｃ以下の小電流に切替えるか、完全に充電々流を遮断し
て過充電による蓄電池の劣化を防ぐ必要がある。そのた
めこの種の充電装置には蓄電池に充電々流を供給する充
電々源平段と、蓄電池の充電完了を検出する充電完了検
出手段、さらに充電々流を制御する充電々流制御手段が
必要であり、従来では第１図に示すように、充電々源平
段１に商用電源を整流した直流電源にて動作するインバ
ータを用いその出力を整流して充電々流とし、充電完了
検出手段２には蓄電池の端子電圧を検出する電圧スイッ
チング回路を複数のトランジスター構成により再生帰還
回路として構成する例えば、シュミット回路、二安定マ
ルチ回路等により構成し、さらにその出力により動作す
るトランジスタ等のスイッチン・グ素子を前記インバー
ターを構成する発振トランジスタＴ　ｒ、のベースに接
続して充電々流制御手段３を構成していた。しかしなが
ら従来の充電完了検出手段と充電々流制御手段は、第１
図の回路図からも解かるように回路構成が複雑で、安定
した動作を行なうためには枚数の各素子それぞれのバラ
ツキを補正するため調整作業が必要となり、コスト的に
高価なものとなっていた。

本発明は上述した問題点を改良し、素子数の少ない簡単
な回路構成により安定動作する充電装置を安価に提供出
来るものである。

本発明は、前述した充電完了検出手段と充電々流制御手
段をシリコン制御整流素子（以後ＳＯＲとする）により
行なわせるものである。すなわち再生帰還により、２安
定動作をする半導体スイッチを用いるものであるが、ト
ランジスタのように能動領域を有するものは従来のよう
に複数素子の組み合せにより帰還回路を構成する必要が
あり、単一素子での構成は不可能である。

よってターンオン、ターンオフの明確なＳＯＲを利用し
たものである。しかし、ただ単純に回路構成した場合は
第２図に示すような回路構成となるが、この場合は次に
示す問題点がある。すなわち第２図に於て、１はａ、ｂ
端子より入力される商用電源をダイオードブリッジＤ−
Ｂにより全波整流されフィルターＬ　、　Ｃ，を通った
直流電源により動作し、抵抗Ｒ８・Ｒ１，コンデンサＣ
，・Ｃ１、トランジスタＴｒ１及び発振トランスＴによ
るブロッキング発振器で構成された充電々源平段、Ｂは
充電々源平段の出力をダイオードＤにより整流した充電
々流により充電される蓄電池、４はＳＯＲと、蓄電池Ｂ
の両端に並列に接続した電圧検出用分割抵抗Ｒ１，Ｒ４
により構成された充電完了検出制御手段である。この充
電装置により充電を開始した場合、充電が進むにつれて
蓄電池Ｂの端子電圧は徐々に上昇し、蓄電池３両端に並
列に接続した分割抵抗Ｒ８，Ｒ４で設定したＲ４の両端
の電位も上昇する。このＲ４の両端はＳＯＲのゲートＧ
、カソードＣに接続されており、前述の抵抗Ｒ４両端の
電位がＳＯＲのゲートＧにゲートトリガ電流工ＧＴに達
したときＳＣＲはターンオンし・発振トランジスタＴ　
ｒ、のベース電位をアース電位に近づけ発振を停止する
よう動作させたい。

しかし、発振停止の条件として１．’　Ｓ　ＯＲターン
オン時のアノードＡ、カソードＯ間の電圧すなわちオン
電圧ｖ１！と発振トランジスタＴ　ｒ、のベース・エミ
ッタ飽和電圧ｙｎｍ（ｓａｔ）が’Ｖｌ！＜’ＶＢＩ（
ｓａｔ）の必要がある。しかるに通常素子の場合Ｖ　ｖ
　＝　１〜２　Ｖであり、’ＶＢＩｎ＝Ｏ，ｌＶである
。

よってこの回路構成ではＳＣＲがターンオンしても発振
トランジスタをオフさせることが出来ず、よって蓄電池
には１０以上の大電流が流れつづけてしまう。このよう
に単純に構成した場合不可能であったものを本発明の回
路構成とすることにより可能となるものである。本発明
回路構成の要旨は、商用電源を整流した直流電源により
動作させるインバータで構成した充電々源平段のアース
ラインと前記直流電源のアースラインとを整流素子を介
して接続したことにある。すなわち第３図に本発明の一
実施例により詳しく説明すれば、ブロッキング発振回路
で構成した充電々源平段１のアースライン５と直流電源
のアースライン乙の間にダイオードＤ１のアノードを充
電々源平段１のアースラインに、カソードを直流電源の
アースライン６に接続する。さらに蓄電池の■端子を前
記直流電源のアースラインに接続し、ＳＯＲのカソード
Ｃは蓄電池Ｂのｅ端子に接続する０以上の構成によれば
、先に述べたブロッキング発振回路で構成した充電々源
平段１の発振停止の条件としてのＶ’Ｆ＜Ｖｎｌ（ｓａ
ｔ）の関係は、ｙｎｍ（ｓａｔ）Ｋダイオードの順方向
損失ｖＤ１！と蓄電池電圧ＶＢが加わることとなりＶ　
１’＜Ｖ　Ｂｌ（ｓａｔ）　＋ＶＤ１１１＋ＶＢが条件
となる。よって、通常Ｖ　Ｄ　ｐ　＝　０．６　ＶＶＢ
＝１．２Ｖとすれば、Ｖ　Ｆ　：　２　Ｖとしても充分
光の条件式を満足し、ＳＯＲがターンオンすることによ
り発振を停止し、充電々流を遮断することが・出来る。

第３図でダイオードＤ、が無かった場合、先の条件式は
ｙｙ（ｙｉｚｅ（ｓａｔ）＋’ＶＢとなりこれでも発振
停止が可能である。しかし、ＳＣＲは一度ターンオンす
るとアノードＡ、カソードＣ間の電圧をターンオフ電圧
まで下げるか、逆電圧を印加しなければターンオフしな
い。よってこの場合は、蓄電池Ｂの電圧が抵抗Ｒ２を介
してＳＯＲのアノードＡ、カソードＣ間に常に印加され
ているため、ＳＣＲは蓄電池がほとんど空となるまでタ
ーンオフせず、途中からの充電が不可能となってしまう
。

なお、ＳＣＲのカソードＣはＶνの電圧値によっては第
２図に示すごとく直流電源のアースラインに接続しても
良い。

以上述べた様に本発明によれば、従来非常に複雑な回路
構成によっていた充電完了検出手段及び充電々流制御手
段をＳＯＲの単一素子で行なわせることが可能となり、
コスト的に安価でしかも素子数が少ないため組立工数削
減、回路スペース減・さらに複数素子のバラツキによる
検出精度の悪さを無くし確実な回路動作を行なうことが
出来、小型携帯用充電装置として理想的な回路構成を提
供出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の充電装置の回路図。 第２図はＳＯＲを使用した充電装置の回路図の例０ 第３図は本発明充電装置の一実施例の回路図。 １；充電々源平段 ２；充電完了検出手段 ３；充電々流制御手段 ４；充電完了検出制御手段 ５；充電完了検出手段のアースライン ６；直流電源のアースライン Ｄ、；ダイオード ＳＯＲ；シリコン制御整流素子 以　上 出願人　株式会社諏訪精工舎 代理人　弁理士　最上　務 ｄＪΣ ｔ３　ｊΔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　商用電源を整流した直流電源により動作するイン
   バータで構成した充電々源平段のアースラインと前記直
   流電源のアースラインとをダイオード等の整流素子を介
   して接続したことを特徴とする充電装置。 ２、　インバータを構成する発振トランジスタのベース
   と直流電源のアースライン間にＥＩＯＲ等の再生帰還二
   安定動作素子を接続した特許請求の範囲第１項記載の充
   電装置。