JPS6176033A

JPS6176033A - 充電器のスイツチ構造

Info

Publication number: JPS6176033A
Application number: JP19622784A
Authority: JP
Inventors: 薫古川; 前川　多喜夫
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1984-09-19
Filing date: 1984-09-19
Publication date: 1986-04-18
Also published as: JPH053212B2

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】［技術分野］本発明は、交流電源から充電回路を通して蓄電池を充電
することができ、蓄電池でモータのような負荷を駆動で
きるとともに、蓄電池の容量がないときは交流電源から
充電回路を通して、充電電流とは異なる出力電流で負荷
を駆動できる充電器のスイッチ構造に関するものである
。

［背景技術Ｊ第５図はブロック図を、第６図は具体回路図を示すもの
であり、第６図の一点鎖線で囲まれたリンギングチッー
クコンバータからなる充電器は充電回路１と出力電流切
替プロ・ツク２とから構成されている。充電回路１は出
力トランジスタＱ１、制御用トランジスタＱ２、発振用
トランスＴ等から構成され、出力電流切替ブロック２は
トランジスタＱ１のエミッタに接続されているエミッタ
抵抗ＲＥ、抵抗ＲＡＣ等から構成されて〜・る、尚、本
回路の動作を概略的に説明すると次の如くである。

つまり、スイッチＳＷをオフにし、交流電源（商用型ｆ
ｉ）ＡＣを加わえろと、充電回路１は電池３を充電する
。交流電＠ＡＣを加わえずスイッチＳＷをオンにすると
、電池３からモータＭに電流が流れ、モータＭが回転す
る。電池３の容量がなくなったときに、交流電源ＡＣを
加わえ、スイッチＳＷをオンとすると、出力電流切替ブ
ロック２が動作し、充電時とは異なる電流を出力し、モ
ータＭをドライブすることができるようになっているも
のである。

今、交流電源ＡＣからの電源はグイオードプリ７ノＤＢ
にて整流されて、充電回路１の入力端に印加される。そ
して、ベース抵抗Ｒ１、Ｒ２を介してトランジスタＱ１
のベースに電流が流れ、トランジスタＱ、を起動し始め
る。トランジスタＱ１のオン時にトランスＴの１次巻線
り、に薔えられたエネルギーを、出力巻ＭＬ、を通して
放出し、電池３を充電する。トランジスタＱ、のベース
に接続されている帰還巻線Ｌ３は、トランジスタＱ１に
正帰還をかけ自励でトランノスタＱ、９：発振させる。

トランジスタＱ２は、トランジスタＱ１がオフするタイ
ミングを決めろものであり、トランジスタＱ、がオンし
、エミッタ電流が徐々に増加し、エミッタ抵抗Ｒεの両
端電圧が上昇してトランジスタＱ２がオンすると、トラ
ンジスタＱ１のベース電流をバイパスさせてトランジス
タＱ１を飽和させてから巻＃ａＬ、〜Ｌ、の極性を反転
させ、トランジスタＱ、を急速にオフに向かうような働
きをしている。

そして、トランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧Ｖ
ＢＥをエミッタ電流とエミッタ抵抗ＲＩ！の値との積が
越えることで、トランジスタＱ１はオフし、エミッタ抵
抗ＲＥの値により１次巻線Ｌ１に蓄えられるエネルギー
が制御され、出力巻線Ｌ２が放出するエネルギー（電流
）が決定される。

このようにして定まる電流で、スイッチＳＷがオフの時
は電池３を充電する。ここで、スイッチＳＷは３接点を
有し、エミッタ抵抗ＲＥと並列に接続されるべく抵抗Ｒ
ＡＣに接続される抵抗接点■と。

ＭＬＭ３および出力巻線Ｌ２に接続される電池後、α■
と、負荷であるモータＭに接続されるモータ接点■と、
各接点■■■を接続する可動接点■とから構成されてい
る０本充電回路１は電ａ３が空のときに充電回路１の出
力で、負荷のモータＭを駆動できるようになっている。

スイッチＳＷがオンにされると、充電回路１の負荷とし
て電池３とモータＭとがＩｉｌ＆される。

また、スイッチＳＷの１つの接点、つまり抵抗接点■に
抵抗ＲＡｃが接続されており、スイッチＳＷがオンとな
ることで、エミッタ抵抗Ｒ５に該抵抗ＲｋＣが並列に入
り合成抵抗としてはエミッタ抵抗ＲＥだけの場合の値よ
り小となる。そして、このエミッタ抵抗ＲＩ！と抵抗Ｒ
ＡＣの合成抵抗により、トランジスタＱ２がオンすると
きの１次巻線Ｌ１およびトランジスタＱ１を流れる電流
値が大軽（なり、出力巻線Ｌ２からの出力も増える。こ
のようにして電池３への充電電流とは異なる出力（電流
）でモータＭを駆動できるようにしている。

ここで、第６図に示すスイッチＳＷの３按点■〜■が同
時に入り、同時に切れれば良いが、実際にはわずかな時
間差が発生する０例元ば、ｔｐＪｉ図および第２図にス
イッチＳＷのストロークが５１１ＩＩｌで、これをｏ　
、　２　ｓｅｃで移動させ、スイッチＳＷをオンからオ
フ、オフからオンさせた場合、可動接点■の７オークの
接点部分がストローク方向に１μｍずれていれば、４０
μｓの時間的なずれになる。リンギングチ１−クフンパ
ータのトランジスタＱ、の発振は、１０μｓ〜３０μｓ
の周期で発振しており、上記４０μｓのずれは大き（１
，＠１［ｊＪおよび第３図のような可動接点■の７オー
りの接点ずれを１μｍのずれで抑えるのは非常に難しい
ことである。

次に上記時間差が発生することによる状態および問題を
述べる。今、スイッチＳＷがオンのとき、抵抗ＲＡＣと
モータＭとが先に接続されると、トランジスタＱｔの、
ベースとグランド間には、抵抗Ｒ１゜とモータＭのイン
ピーダンスが入ったことになり、モータＭのインピーダ
ンスによっては、抵抗ＲＡＣがエミッタ抵抗Ｒεと並列
に入ったときよりも大きな電流がトランジスタＱ、を通
って流れたときに、トランジスタＱ２をオンするような
条件となる。また、スイッチＳＷがオフ時に、抵抗ＲＡ
Ｃと電池３との間が先に切れ、抵抗ＲＡＣとモータＭと
がまだ接続されている場合を考えると、電池３（出力巻
線Ｌｌ）とモータＭとの間がオフとなっているため、モ
ータＭを駆動する電流がオフとなりモータＭは停止する
。つまり、電流は抵抗ＲＡＣを通るため、モータＭを駆
動でさる程の電流は流れてこないからである。そして、
モータＭが停止するとさ、それまでモータＭへ流れてい
た電流が急速に減少するため、モータＭ内部のイングク
タンス分によりスパイク電圧が発生し、その極性は一端
子に十の電圧が、十端子に−の電圧が発生する。−電圧
が発生した十端子に抵抗ＲＡＣが接続されており、抵抗
ＲＡＣの！端はトランジスタＱ２のベースとトランジス
タＱ、のエミッタに接ａされているため、トランジスタ
Ｑ１がオン時はトランジスタＱ、を通ってより大きな電
流が流れないとトランジスタＱ２はオンし、トランジス
タＱ、をオフにすることができない、＊た、トランジス
タＱ、がオフであっても、トランジスタＱ１のエミッタ
の電位が下がるために、オンになるタイミングでな（で
もトラ７ノスタＱ、がオンし、トランジスタＱ１に大き
な電流が流れることになろ、このように、同時に入ろべ
きスイッチＳＷのわずかなタイミングのずれにより、ト
ランジスタＱ、、１大巻線り、に大きな電流が流れ、ト
ランジスタＱ　ｌ　１１次８線り、にストレスを加えて
、劣化を加速したり、または破壊したりすることになる
０士なわち、スイッチＳＷの開閉時におり１て抵抗ＲＡ
ＣとモータＭとが最初に閉、最後に開となることにより
上記の問題が発生するものである。

１発明の目的１本発明は上述の点に鑑みて提供したものであって、スイ
ッチの開閉１こよりスイッチングトランジスタに過大な
ストレスが加わるのを防止することを目的とした充電器
のスイッチ構造を提供するものである。

［発明の開示１（実施例１）以下、本発明の一実施例を図面により説明する。尚、回
路的には従来と同様であり、従って具体回路図は第６図
に示される。第１図はスイッチＳＷのＶ＃遺を示す図で
あり、絶縁材からなる基台４の上面に図中左からモータ
Ｍ１ｍＩＮ続されるモータ接点■、抵抗Ｒあ。にＩｉ絞
される抵抗接点■、電ａ３に接続される電池接点■が並
んで固着されている。ここでモータ接点■は他の接点■
■より短く形成されている。可動接点■は略Ｅ字形に形
成されて、先端を曲成した各７オーりは各接点■〜■に
対応し、且つ７オークの突出方向にスライド自在に基台
４上面に配設しである１図中の線イはスイッチＳＷのオ
ン位置を示し、線口はスイッチＳＷのオフ位置を示す０
本実施例では、モータ接点■を短かく形成することで、
スイッチＳＷの開閉において閉時は電池３と抵抗ＲＡＣ
が先に閉じ、後でモータＭが閉とし、開時はモータＭが
先に開となり、後で電ａ３と抵抗ＲＡＣが閏となる。

すなわち、スイッチＳＷの開閉における閉時において、
電池３と抵抗ＲＡＣが先に閑となるため、エミ’ｌり抵
抗ＲＥと抵抗ＲＡＣとの合成抵抗がトランジスタＱ２の
ベース・エミッタ間に入り、出力巻線Ｌ２の出力が増加
する。この電流はすべて電池３への充電電流として、充
電電流が流れてし・る状態にまずしておき、その後、モ
ータＭを接続しモータＭをドライブする。すなわち、＃
Ｓ２図（、）のＡに示すように、時刻ｔｌ’ｔ’電池接
点■と可動後、弘■とが接続され、次いで、時刻［２で
抵抗接点■と可動接点■とが接続（第２図（ａ）Ｃ）さ
れる、尚、この電池接点■と抵抗接５く■とはどちらが
先に可動接点■に接続されても良い、更に、時刻り、で
モータ接点■と可動接点■とが接続される（第２図（ａ
）Ｂ）９時刻し、からし、までの時間Ｔ１あるいはスト
ローク分だけモータＭが後でオンとなる。従って、モー
タＭが後から接続されるために、トランノスタＱ１に流
れる電流はエミッタ抵抗Ｒ６と抵抗ＲＡＣとによって規
制され、モータＭのインピーダンスには影響されないこ
とになる。

次にスイッチＳＷの開時においては、まずモータ接点■
が可動接点■より離れ（第２図（ｂ）Ｂの時刻１１）、
次いで、抵抗接点■が可動接点■より離れ（第２図（ｂ
）Ｃの時刻ｔｓ）、最後に電池後１ｇ、■が可動接点■
より離れる（第２図（ｂ）Ａの＊＃、）。

尚、時刻し４からｔ６までの時間Ｔ２あるいはストロー
ク分だけモータＭが先にオフとなる。この時スパイクは
発生するが、エミッタ抵抗ＲεとモータＭとは接続され
ておらず、充電回路１へは何ら影響しない、尚、第２図
に示す横軸は時間もしくはスイッチＳＷのストロークを
示している。＊た、接、臣のオン、オフする上記時間差
Ｔ、、Ｔ２は０（ゼロ）以上であれば良い。

（実施例２）第３図は他の実施例を示し、スイッチＳＷの抵抗接点■
を、モータ接点■および電池接点■より短く形成し、電
池３とモータＭとを先に閉じ、後でエミッタ抵抗ＲＥを
閉とし、開時はエミッタ抵抗Ｒ１１：を先に開にし、後
で電池３とモータＭとを開とするようにしたものである
。すなわち、まず、電ａ接点■と可動接点■とを先に閉
じ（第４図（ａ）Ａの時刻１＋）、次いでモータ接点■
と可動接点■とを接続しく第４図（ａ）Ｂの時刻ｔｚ）
、更に抵抗接点■と可動接点■とを接続する（第４図（
＆）Ｃのａ！刻ｔｆｆ）、つまり、電池３とモータＭと
を先に閉にし、出力電流は小さいままであるが、これで
モータＭを回転させておき、後で抵抗ＲＡＣを接続して
正規の出力電流にてモータＭを駆動する。

スイッチＳＷの開時は、抵抗接点■が可動接点■より離
れ（第４図（ｂ）ｃの時刻１＋）、次いでモータ接点■
が可動接点■より離れ（第４図（ｂ）Ｂの時刻Ｌｓ）、
最後に電池接嘉■が可動接点■より離れる（第４図（ｂ
）Ａの時刻ｔ６）、つまり、スイッチ５Ｗｆ）閉時は抵
抗ＲＡＣを先に切り、このため、出力電流は下がるが、
まだモータＭは回転させておき、後に電池３とモータＭ
とを切る。モータＭのスパイクは抵抗ＲＡＣが先に開と
なっているために、充電回路１には影響しないものであ
る。尚、第４図に示す横軸は時間もしくはスイッチＳＷ
のストロークを示している。また、接点のオン、オフす
る上記時間差Ｔ、、Ｔ、はＯ（ゼロ）以上であれば良い
、また、スイッチＳＷのｌ］ｌ！Ｉ閉時において、電池
接点■とモータ接点■はどちらが先にオンまたはオフに
なっても良い。

［発明の効果］本発明は上述のように、スイフチングトランノスタの発
振出力電流で被充電用の電池を充電するとともに、負荷
を電池の充電電流とは異なる電流で駆動可能な充電回路
と、この充電回路と電池および負荷とを開閉する多接点
からなるスイッチとを有し、このスイッチの開閉により
電池の充電と、電ａ容量がないときの負荷の交ｔｉＬｔ
ｔλからの駆動とを行なう充電器において、上記スイッ
チを、充電回路を構成し出力電流を切り替える出力電流
切替ブロックと負荷とが開時は最初に開となり、閉時は
最後に閉となる構成としたものであるから、スイッチの
開閉時において、出力電流切替ブロックと負荷とが最初
に閑、最後に開となっていてスパイク電圧を発生させて
、スイッチングトランノ入り等にストレスを与えていた
従来と比べて、最後に出力電流切替ブロックと負荷とを
切ることで、負荷によってスパイク電圧が発生しても充
？Ｆ１回路には何ら影響がな（、スイッチの開閉時にス
イノチングトランノスタに過大なストレスが加わること
を防止でさる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（＊）（ｂ）は本発明の一実施例のスイッチの平
面図および側面図、第２図は同上のスイッチの開閉にお
ける動作説明図、第３図（、）（ｂ）は同上の他の実施
例の平面図および側面図、第４図は同上のスイッチの開
閉における動作説明図、第５図は光電器のブロック図、
第６図は光電器の具体回路図である。１は充電回路、２は出力電流切替ブロック、３は電池、
Ｑｌはスイッチングトランノスタである出力トランクス
り、ＳＷはスイッチ、ＲＥはエミッタ抵抗を示す。代理人　弁理士　石　１）艮　七Ｉｌｌ　図＠２０（ｂ）第３因（０）　　　　　　　　　（ｂ）（０）（ｂ）第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スイッチングトランジスタの発振出力電流で被充
電用の電池を充電するとともに、負荷を電池の充電電流
とは異なる電流で駆動可能な充電回路と、この充電回路
と電池および負荷とを開閉する多接点からなるスイッチ
とを有し、このスイッチの開閉により電池の充電と、電
池容量がないときの負荷の交流電源からの駆動とを行な
う充電器において、上記スイッチを、充電回路を構成し
出力電流を切り替える出力電流切替ブロックと負荷とが
開時は最初に開となり、閉時は最後に閉となる構成とし
て成ることを特徴とする充電器のスイッチ構造。
（２）充電回路の出力トランジスタのエミッタに接続さ
れ、出力電流切替ブロックを構成するエミッタ抵抗の値
をスイッチの開閉で変化するようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の充電器のスイッチ構造。
（３）スイッチの接点が電池と負荷とエミッタ抵抗とに
接続されており、スイッチ開閉の閉時に負荷への接点が
最後に閉となり、開時は最初に開となるようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲１項記載の充電器のスイッ
チ構造。
（４）スイッチの接点が電池と負荷とエミッタ抵抗に接
続されており、スイッチ開閉の閉時にエミッタ抵抗への
接点が最初に閉となり、開時は最後に開となるようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の充電器
のスイッチ構造。