JP3250249B2 - 定電流充電回路 - Google Patents

定電流充電回路

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JP3250249B2
JP3250249B2 JP03821092A JP3821092A JP3250249B2 JP 3250249 B2 JP3250249 B2 JP 3250249B2 JP 03821092 A JP03821092 A JP 03821092A JP 3821092 A JP3821092 A JP 3821092A JP 3250249 B2 JP3250249 B2 JP 3250249B2
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光輝 畑谷
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、NiCd電池のような
2次電池を充電するための定電流充電回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の定電流充電回路の回路図を図2に
示す。充電端子T1は2次電池Bに接続されており、電
源端子T2は充電電源Eに接続されている。電源端子T
2に印加される充電電源Eの電位は、検知回路Cにより
検知される。検知回路Cの検知出力は、オペアンプA1
の制御信号となっており、電源端子T2に充電電源Eが
接続されているときには、オペアンプA1が動作し、電
源端子T2に充電電源Eが接続されていないときには、
オペアンプA1は不動作となる。オペアンプA1の反転
入力端子には、基準電圧Vkの負極が接続されてい
る。基準電圧Vkの正極は接地されている。オペアンプ
A1の非反転入力端子は、抵抗R1を介して接地され
ると共に、第1のMOSトランジスタQ1のドレインに
接続されている。オペアンプA1の出力端子は、第1
及び第2のMOSトランジスタQ1とQ2のゲートに接
続されている。第1及び第2のMOSトランジスタQ1
とQ2のソースは、電源端子T2に接続されている。第
2のMOSトランジスタQ2のドレインは、充電端子T
1に接続されている。第1及び第2のMOSトランジス
タQ1,Q2はカレントミラー回路を構成している。
【0003】以下、上記回路の動作について説明する。
まず、電源端子T2に充電電源Eが接続されていないと
きには、電源端子T2が開放状態であるので、MOSト
ランジスタQ1,Q2は非導通状態となり、2次電池B
への充電は行われない。次に、電源端子T2に充電電源
Eが接続されて、その電位が十分に高いことが検知回路
Cにより検知されると、オペアンプA1は動作状態とな
り、反転入力端子と非反転入力端子の間の電位差が
無くなるように、出力端子の電位が設定される。これ
により、抵抗R1の両端には、基準電圧Vkと同じ電圧
が印加され、MOSトランジスタQ1には、一定の電流
I1=Vk/R1が流れる。そして、これと比例する電
流I2がMOSトランジスタQ2を介して2次電池Bに
流れて、2次電池Bが充電電源Eにより定電流で充電さ
れる。ここで、充電電流出力用のMOSトランジスタQ
2の基板電位は、電源端子T2と同じ電位である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術で
は、電源端子T2に十分な電位の充電電源Eが接続され
ている場合には正常に動作するが、電源端子T2が開放
状態であるときには、充電電流出力用のMOSトランジ
スタQ2のドレイン・ソース間の寄生ダイオードが導通
してしまい、基板からドレインに向かって逆方向電流が
流れてしまう。このため、2次電池Bからの消費電流も
増加し、また、寄生ダイオードでの電圧降下が小さく、
2次電池Bの能力が十分にある場合には0Vであるはず
の電源端子T2にかなりの電位が生じてしまい、これを
検知回路Cが検知して誤動作が起こるという欠点があっ
た。
【0005】本発明は上述のような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、MOSトランジ
スタを用いたカレントミラー回路により2次電池を充電
する定電流充電回路において、充電電流出力用のMOS
トランジスタの寄生ダイオードが導通することを防止す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る定電流充電
回路は、上記の課題を解決するために、図1に示すよう
に、ゲート及びソースを共通接続されてカレントミラー
回路を構成する第1及び第2のMOSトランジスタQ
1,Q2と、第1のMOSトランジスタQ1のドレイン
を一方の入力端子に接続され他方の入力端子に基準電圧
Vkを印加され出力端子を第1及び第2のMOSトラン
ジスタQ1,Q2のゲートに接続されたオペアンプA1
と、第1のMOSトランジスタQ1のドレインを接地す
る抵抗R1と、第2のMOSトランジスタQ2のドレイ
ンと接地電位の間に接続される2次電池Bと、第1及び
第2のMOSトランジスタQ1,Q2のソースと接地電
位の間に接続される充電電源Eとを備える定電流充電回
路において、第2のMOSトランジスタQ2のソース電
位とドレイン電位を比較する電圧比較回路1と、この電
圧比較回路1の出力に基づいて第2のMOSトランジス
タQ2のドレイン・ソース間の逆方向寄生ダイオードが
導通しない極性に第1及び第2のMOSトランジスタQ
1,Q2の基板電位を切り替える基板電位設定回路2を
設けたことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】図1の回路では、電源端子T2に充電電源Eが
接続されているときには、オペアンプA2の出力はHi
ghレベルとなり、MOSトランジスタQ4が導通し、
MOSトランジスタQ3が非導通となるために、MOS
トランジスタQ1とQ2の基板電位は電源端子T2と同
一電位となる。また、電源端子T2に充電電源Eが接続
されていないときには、オペアンプA2の出力はLow
レベルとなり、MOSトランジスタQ3が導通し、MO
SトランジスタQ4が非導通となるために、MOSトラ
ンジスタQ1,Q2の基板電位は充電端子T1と同一電
位となり、これら2つのMOSトランジスタQ1,Q2
の寄生ダイオードが導通することはない。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例の回路図である。本
実施例では、Nチャンネル型のMOSトランジスタQ
1,Q2のゲートとソースを共通としてカレントミラー
回路を構成している。MOSトランジスQ1,Q2のゲ
ートには、オペアンプA1の出力端子が接続されてい
る。オペアンプA1の反転入力端子は、基準電圧Vk
の負極に接続されている。基準電圧Vkの正極は、接地
されており、抵抗R1を介してMOSトランジスタQ1
のドレインに接続されている。オペアンプA1の非反転
入力端子には、MOSトランジスタQ1のドレイン電
位がフィードバックされている。オペアンプA2の反転
入力端子には、電源端子T2を介して充電電源Eが接
続されており、オペアンプA2の非反転入力端子に
は、充電端子T1を介して2次電池Bが接続されてい
る。MOSトランジスタQ3のソースは2次電池Bに接
続されており、ゲートはインバータN1を介してオペア
ンプA2の出力端子に接続されている。MOSトラン
ジスタQ4のソースは電源端子T2を介して充電電源E
に接続されており、ゲートはオペアンプA2の出力端子
に接続されている。そして、MOSトランジスタQ
3,Q4の各ドレインは、共にMOSトランジスタQ1
とQ2の基板に接続されている。また、電源端子T2を
介して充電電源Eが検知回路Cに接続され、その出力は
オペアンプA1に接続されている。
【0009】以下、本実施例の動作について説明する。
オペアンプA1は入力インピーダンスが高く、反転入力
端子と非反転入力端子は仮想短絡(イマジナリーシ
ョート)の状態となり、同じ電位となる。反転入力端子
には、基準電圧Vkが接続されているので、非反転入
力端子には基準電圧Vkと同じ電圧が加わる。したが
って、抵抗R1の両端には、基準電圧Vkと同じ電圧が
加わることになり、トランジスタQ1のドレイン・ソー
ス間に電流I1=Vk/R1が流れる。そして、カレン
トミラー回路により、電流I1に比例した電流I2=I
1×(W2×L1)/(L2×W1)が充電電源Eから
2次電池Bに充電電流として流れる。ここで、L1,L
2はMOSトランジスタQ1,Q2のチャンネル長であ
り、W1,W2はチャンネル幅である。2次電池Bが充
電されている期間は、電源端子T2の電位は充電端子T
1の電位よりも低いので、オペアンプA2の出力はHi
ghレベルとなり、トランジスタQ4は導通し、トラン
ジスタQ3は非導通の状態にある。したがって、トラン
ジスタQ1とQ2の基板電位は、電源端子T2と同一電
位となる。
【0010】一方、電源端子T2に充電電源Eが接続さ
れていないとき、すなわち、電源端子T2が開放状態の
ときには、電源端子T2の電位は充電端子T1の電位よ
りも高くなるので、オペアンプA2の出力はLowレベ
ルとなり、トランジスタQ3は導通し、トランジスタQ
4は非導通の状態となる。したがって、このときのトラ
ンジスタQ1とQ2の基板電位は充電端子T1と同一電
位となる。これにより、MOSトランジスタQ1とQ2
の基板電位は常に最低電位に保たれ、その寄生ダイオー
ドが導通することはない。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、第1及び第2のMOS
トランジスタによりカレントミラー回路を構成し、第1
のMOSトランジスタのドレイン電位をオペアンプによ
り基準電位に設定し、第1のMOSトランジスタのドレ
インに流れる第1の電流を抵抗により規定し、この第1
の電流と比例する第2の電流を第2のMOSトランジス
タのドレイン・ソース間に流し、この第2の電流により
充電電源から2次電池を充電するように構成された定電
流充電回路において、第2のMOSトランジスタのドレ
イン電位とソース電位を比較し、その比較結果に基づい
て、第2のMOSトランジスタの基板電位を切り替え
て、第2のMOSトランジスタのドレイン・ソース間の
逆方向の寄生ダイオードに電流が流れないように構成し
たので、充電回路に充電電源が接続されていないとき
に、第2のMOSトランジスタの寄生ダイオードを介し
て2次電池から電流が流れることを防止でき、誤動作の
可能性を無くすことができると共に、無用な消費電流を
抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】従来例の回路図である。
【符号の説明】
1 電圧比較回路 2 基板電位設定回路 A1 第1のオペアンプ A2 第2のオペアンプ Q1 第1のMOSトランジスタ Q2 第2のMOSトランジスタ Q3 第3のMOSトランジスタ Q4 第4のMOSトランジスタ B 2次電池 E 充電電源 Vk 基準電圧 N1 インバータ R1 抵抗 C 検知回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−261340(JP,A) 特開 昭64−47233(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲート及びソースを共通接続されてカ
    レントミラー回路を構成する第1及び第2のMOSトラ
    ンジスタと、第1のMOSトランジスタのドレインを一
    方の入力端子に接続され他方の入力端子に基準電圧を印
    加され出力端子を第1及び第2のMOSトランジスタの
    ゲートに接続されたオペアンプと、第1のMOSトラン
    ジスタのドレインを接地する抵抗と、第2のMOSトラ
    ンジスタのドレインと接地電位の間に接続される2次電
    池と、第1及び第2のMOSトランジスタのソースと接
    地電位の間に接続される充電電源とを備える定電流充電
    回路において、第2のMOSトランジスタのソース電位
    とドレイン電位を比較する電圧比較回路と、この電圧比
    較回路の出力に基づいて第2のMOSトランジスタのド
    レイン・ソース間の逆方向寄生ダイオードが導通しない
    極性に第1及び第2のMOSトランジスタの基板電位を
    切り替える基板電位設定回路を設けたことを特徴とする
    定電流充電回路。
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