JPS6345816Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、蓄電池に対して定電流充電と放電
を連続的に繰り返し行う充放電制御回路の特性、
性能確認に使用する擬似蓄電池回路に関する。

第１図は従来の擬似蓄電池回路の回路図であ
る。この第１図における１は定電圧電源部であ
り、その正側の出力端はダイオードCR₁を通して
擬似蓄電池回路の正端子t₁に接続され、定電圧電
源部１の負側の出力端は擬似蓄電池回路の負端子
t₂に接続されている。この定電圧電源部１の正側
と負側の出力端間には電圧Vpsが発生するように
なつている。

また、２は基準電圧部で、その出力はトランジ
スタQ₁のベースに加えられ、トランジスタQ₁の
コレクタは抵抗R₁を介して正端子t₁に接続され、
エミツタは可変抵抗VR₁を介して負端子t₂に接続
されている。

このような従来の擬似蓄電池回路において、充
電状態では、基準電圧部２、トランジスタQ₁、
抵抗R₁、可変抵抗VR₁により構成される定電流
回路により模擬され、この定電流回路固有の定電
流値は基準電圧部２、可変抵抗VR₁の抵抗値によ
り決定される。この充電電流値をI_S-CHGとする。

次に、この擬似蓄電池回路に接続する充放電制
御回路（正端子t₁と負端子t₂間に接続される）の
定電流充電電流値をI_C-CHGとする。この擬似蓄電
池回路は正端子t₁と負端子t₂間に接続する充放電
制御回路の特性確認を目的とするものであり、一
般にI_C-CHG＜I_S-CHGに設定する。

この場合、トランジスタQ₁に流入する電流は
I_S-CHG一定であり、充放電制御回路からはトラン
ジスタQ₁に定電流充電電流I_C-CHGが流入し、残り
の電流値（I_S-CHG−I_C-CHG）は定電圧電源部１から
流入するため充電時における擬似蓄電池回路を正
端子t₁と負端子t₂間の端子間電圧V_CHGは、 V_CHG＝Vps−VF …(1) となる。ただし、VFはダイオードCR₁順方向電
圧降下である。

また、第１図の擬似蓄電池回路において、放電
状態は、定電圧電源部１により模擬され、放電時
における擬似蓄電池回路の正端子t₁と負端子t₂間
の端子間電圧V_DISCHGは、 V_DISCHG＝Vps−VF …(2) となり、擬似蓄電池回路内部のハーネスロスおよ
びダイオードCR₁に流れる伝流値による順方向電
圧降下VFの変動を無視すれば、V_CHG＝V_DISCHGと
なる。また、このときトランジスタQ₁にはI_S-CHG
の電流が定電圧電源部１から流れ込んでいる。

一般に、実際の蓄電池においては、V_CHG＞
V_DISCHGであり、第１図に示す従来の擬似蓄電池回
路では、V_CHG＝V_DISCHGの関係が決定されているた
め、実際の蓄電池のV_CHG，V_DISCHGの関係を模擬す
ることはできない。また、V_CHG，V_DISCHGを独立に
設定することもできない。

一方、定電圧電源部１によつて生じる擬似蓄電
池回路内電力損失P_DISSは充電時に P_DISS ＝Vps×（I_S-CHG−I_C-CHG） …(3) であり、また、放電時に、 P_DISS ＝（Vps×I_S-CHG）＋（VF×I_OUT） …(4) である。この(4)式において、I_OUTは充放電制御回
路に対して出力する電流値である。

この(3)，(4)式より明らかなように、第１図の擬
似蓄電池回路では多量の熱を発生し、また、定電
圧電源部１は放電時に充放電制御回路へ出力する
電流値I_OUT以外に電流値I_S-CHGを供給しなければな
らず、出力電流容量が大きな電源を使用しなけれ
ばならない欠点があつた。

この考案は上記従来の欠点を除去するためにな
されたもので、充電時には充放電制御回路を接続
する１対の端子間のトランジスタを電圧制御回路
で制御しかつ放電時にはこのトランジスタをオフ
とすることにより、充放電制御回路に対する充電
時端子電圧と放電時端子電圧とが独立に設定でき
るように、さらに、擬似蓄電池回路内電力損失の
低下を可能にできる擬似蓄電池回路を提供するこ
とを目的とする。

以下、この考案の擬似蓄電池回路の実施例につ
いて図面にもとづき説明する。第２図はその一実
施例の構成を示すブロツク図である。この第２図
において、第１図と同一部分には同一符号を付し
て述べることにする。

この第２図において、定電圧電源部１の正側の
出力端は第１のダイオードCR₁を通して擬似蓄電
池回路の正端子t₁に接続されており、また定電圧
電源部１の負側の出力端は擬似蓄電池回路の負端
子t₂に接続されている。

ダイオードCR₁のカソードと負端子t₂間には電
圧検出用の抵抗R₂とR₃の直列回路が接続されて
おり、この抵抗R₂とR₃との接続点は第１の増幅
器A₁の非反転入力端に接続されている。この第
１の増幅器A₁の反転入力端には、放電時のトラ
ンジスタQ₁のオフとなる点を制御するための第
１の基準電圧部３の出力端が接続されている。こ
の第１の増幅器A₁の出力はトランジスタQ₁のベ
ースに供給するようになつている。

トランジスタQ₁はコレクタ正端子t₁に接続さ
れ、エミツタは電流検出用の抵抗R₄を介して負
端子に接続されている。抵抗R₄の両端は第３の
増幅器A₃の反転入力端Ａ１２および非反転入力
端Ａ１１に接続されている。第３の増幅器A₃の
出力は第２の増幅器A₂の反転入力端Ａ２２に送
出するようになつており、増幅器A₂の非反転入
力端Ａ２１には充電時のトランジスタQ₁に流れ
る電流値を制御するための第２の基準電圧部４の
出力が印加するようになつている。増幅器A₂の
出力は第２のダイオードCR₂を介してトランジス
タQ₁のベースに供給するようになつている。

上記トランジスタQ₁、抵抗R₄、増幅器A₃，
A₂、基準電圧部４とにより定電流制御回路７が
構成されており、また、基準電圧部３、抵抗R₂
とR₃、第１の増幅器A₁により電圧制御回路６が
構成されている。

また、基準電圧部３は放電時のトランジスタ
Q₁の非導通点を基準電圧Vref₁で制御するための
ものであり、基準電圧部４は充電時のトランジス
タQ₁に流れる電流値が基準電圧Vref₂で制御可能
になつている。

次に、以上のように構成されたこの考案の擬似
蓄電池回路の動作について説明する。充電状態で
は、上述のように基準電圧部４、抵抗R₄、増幅
器A₃，A₂、トランジスタQ₁により構成される定
電流制御回路７と、基準電圧部３、抵抗R₂，R₃、
第１の増幅器A₁により構成される電圧制御回路
６により模擬される。

前記定電流制御回路７の動作は、トランジスタ
Q₁のエミツタに流れる電流が大きくなると、抵
抗R₄間の電圧が高くなり、第３の増幅器A₃の出
力も高くなる。この増幅器A₃の出力が高くなる
と第２の増幅器A₂の出力は低くなる。すると、
第１の増幅器A₁の出力の１部はダイオードCR₂
を通つて流れるためトランジスタQ₁のベースに
加わる電圧が低くなり、トランジスタQ₁のエミ
ツタに流れる電流は小さくなる。すると、抵抗
R₄の両端間の電圧は低くなり、第３の増幅器A₃
の出力も低くなる。この増幅器A₃の出力が低く
なると、第２の増幅器A₂の出力は高くなりダイ
オードCR₂は逆バイアスされる。したがつて、第
１の増幅器A₁の出力はすべてトランジスタQ₁の
ベースに加えれるためトランジスタQ₁のベース
に加えられる電圧が高くなつてトランジスタQ₁
のエミツタに流れる電流が増大する。このように
して定電流動作をする。

この定電流制御回路７固有の定電流値は、増幅
器A₁の出力が（＋）側に飽和している場合、基
準電圧部４の基準電圧Vref₂により決定され、こ
の電流値をI_S-CHGとすると、電流値I_S-CHGの値はこ
の擬似蓄電池回路の正端子t₁、負端子t₂に接続す
る充放電制御回路５の定電流充電値I_C-CHGに対し
て一般にI_S-CHG＞I_C-CHGと設定する。

いま充放電制御回路５より定電流充電値I_C-CHG
なる電流がこの第２図の擬似蓄電池回路に流入し
た場合、I_S-CHG＞I_C-CHGより増幅器A₃の出力は低く
なるため、増幅器A₂の出力は（＋）側に飽和し、
ダイオードCR₂は逆バイアスされる。これにより
擬似蓄電池回路の電圧（擬似蓄電池電圧）は第１
の増幅器A₁の出力によつてトランジスタQ₁を制
御することにより、基準電圧部３の基準電圧；
Vref₁によつて決定される定電圧V_BAT-STM-CHG（第
２図の回路ではVref₁（R₂＋R₃）／R₃）に設定される。

このときの定電圧電源部１の出力電圧Vpsを
Vps＜V_BAT-SIM-CHGと設定することにより、定電
圧電源部１からトランジスタQ₁への電流の流入
量を「０」とすることができる。したがつて、擬
似蓄電池回路内の電力損失を低下することができ
る。また、定電圧電源部１についても電流容量の
小さな定電圧電源部に置換することができる。

一方、放電時においては、擬似蓄電池電圧は
（Vps−VF）となり、Vps−VF＜V_BAT-SIM-CHGで
あるから、第１の増幅器A₁の出力は（−）側に
飽和し、トランジスタQ₁はカツトオフ状態とな
る。これにより放電時においても、 定電圧電源部１からトランジスタQ₁への電流
の流入量を「０」とすることができる。

したがつて、放電時においても、擬似蓄電池回
路内の電力損失を低下することができる。また、
定電圧電源部１についても電流容量の小さな電源
に置換することができる。

なお、第３図に擬似蓄電池回路のＶ−Ｉ特性を
示し、イは充電状態、ロは放電状態を示す。

また、第４図及び第５図は充放電制御回路のＶ
−Ｉ特性で、第４図が充電状態、第５図が放電状
態を示す。

以上説明から明らかなように擬似蓄電池回路に
おいては、（充電時擬似蓄電池電圧）＞（放電時擬
似蓄電池電圧）となるが、この関係は実際の蓄電
池と同様のものである。また、定電圧電源部１の
端子電圧Vpsと擬似蓄電池電圧V_BAT-SIM-CHGはそ
れぞれ独立に設定できることから、充電時の擬似
蓄電池電圧と放電時電圧とは独立に設定すること
ができる。

尚、充放電制御回路５の正常な充電動作（充電
電流Icを一定の値とする機能）を確認する為に
は、Is＞Icであることが必要である。そして、充
放電制御回路５の充電動作不具合時（充電電流Ic
が正常時の定電流充電値以上となつた場合）、充
放電制御回路５からの充電電流が過大となつて、
該当回路に対し、ダメージを与えることのないよ
う、擬似蓄電池回路への流入電流が一定値Isとな
るような定電流制御回路７を設けている。したが
つて、定電流制御回路７は充放電制御回路５の充
電動作不具合時に保護回路としての効果がある。

以上詳述したように、この考案の擬似蓄電池回
路によれば、充電時に充放電制御回路より定電流
充電値の電流が流入した場合、充放電制御回路を
接続する１対の端子間のトランジスタを電圧制御
回路の出力により制御し、擬似蓄電池電圧を設定
し、放電時には電圧制御回路の出力によりこのト
ランジスタを非導通として定電圧電源部からトラ
ンジスタへ流れる電流をなくすようにしたので、
充放電制御回路に対する充電時端子電圧と放電時
端子電圧とが独立に設定できる。これにともな
い、擬似蓄電池回路内の電力損失の低下を可能と
することができるものである。また、この電力損
失の低下により定電圧電源部の容量を小さなもの
とすることができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の擬似蓄電池回路の回路図、第２
図はこの考案の擬似蓄電池回路の一実施例の回路
図、第３図は第２図の擬似蓄電池回路のＶ−Ｉ特
性の一例を示す特性図、第４図及び第５図は第２
図の充放電制御回路のＶ−Ｉ特性の一例を示す特
性図である。 １……定電圧電源部、３……第１の基準電圧
部、４……第２の基準電圧部、R₂〜R₄……抵抗、
Q₁……トランジスタ、CR₁……第１のダイオー
ド、CR₂……第２のダイオード、A₁〜A₃……第
１〜第３の増幅器、５……充放電制御回路、６…
…電圧制御回路、７……定電流制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 充放電制御回路を接続する１対の端子に第１の
   ダイオードを介して定電圧を印加する定電圧電源
   部と、 前記１対の端子間に接続されたトランジスタ
   と、このトランジスタの非制御電極に流れる電流
   に対する電圧を検出する第３の増幅器と、この第
   ３の増幅器の出力端が反転入力端に接続され非反
   転入力端に第２の基準電圧部が接続された第２の
   増幅器とよりなる定電流制御回路と、 前記第１のダイオードのカソードと前記１対の
   端子のうちの負端子間に直列に接続された抵抗
   R₂とR₃と、この抵抗R₂とR₃の接続点が非反転入
   力端に接続され反転入力端に第１の基準電圧部が
   接続され出力端が前記トランジスタの制御電極に
   接続された第１の増幅器とよりなる電圧制御回路
   と、 前記第２の増幅器の出力端がカソードに接続さ
   れアノードが前記トランジスタの制御電極に接続
   された第２のダイオードとを具備し、充電状態に
   おいて、前記定電流制御回路の定電流値I_S-CHGと
   前記充放電制御回路の定電流充電値I_C-CHGとの関
   係をI_S-CHG＞I_C-CHGとし、かつ定電圧電源部の出力
   電圧Vpsと前記１対の端子間の擬似蓄電池電圧
   V_BAT-STM-CHGとの関係をVps＜V_BAT-STM-CHGとする
   ことを特徴とする擬似蓄電池回路。