JP3430283B2 - バッテリチャージャ - Google Patents
バッテリチャージャInfo
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Description
に関し、特にリチュームイオンバッテリ等の蓄電池を短
時間で充電するのに好適なバッテリチャージャに関する
ものである。
例を示す図である。図示するように、従来のバッテリチ
ャージャ100は電源端子1、整流回路2、PWM制御
部3、パルス電源部4、ダイオード5、電圧検出部7、
基準電圧発生器8、抵抗器9、抵抗器10、スイッチ1
1、充電端子14を具備する。バッテリ200はケーシ
ング22にバッテリ素子21が収納された構成であり、
該ケーシング22に充放電用の端子23,23を設け、
バッテリ素子21の電極がそれぞれ電線24、25で接
続されている。バッテリチャージャ100の充電端子1
4,14にバッテリ200の端子23,23を接続し、
充電するようになっている。
3はPWM制御回路3−1、ホトカプラ3−2を具備
し、パルス電源部4は出力トランス4−1及びトランジ
スタ4−2を具備する。電源端子1に供給されたAC電
源は整流回路2で直流に変換され、パルス電源部4へ供
給される。PWM制御部3のPWM制御回路3−1から
のパルス信号によりトランジスタ4−2をON・OFF
制御し、整流回路2からの直流出力をON・OFFす
る。PWM制御部3はPWM制御回路3−1のパルス信
号のパルス幅を制御することにより、パルス電源部4の
ON・OFF時間を制御し、パルス電源部4で直流をO
N・OFFした出力は高周波整流用のダイオード5、ス
イッチ11を介して充電端子14へ供給される。
分圧され、該分圧された電圧と基準電圧Vr1とが電圧検
出部7で比較され、その差電圧が増幅されPWM制御部
3のホトカプラ3−2へ入力される。PWM制御部3で
は該ホトカプラ3−2で信号を受け、PWM制御回路3
−1の出力信号のパルス幅を制御し、前記出力電圧V1
を分圧した電圧と基準電圧Vr1の差電圧が0になるよう
に制御する。同様に、充電初期には充電電流Iは定電流
制御回路で一定に制御されるが、ここでは回路の図示は
省略する。
性を示す図である。充電初期の定電流充電領域では充電
電流Iを一定に制御し、出力電圧V1が設定電圧に達し
た後は前記説明したように一定電圧に制御される(定電
圧充電領域)。充電電流Iが満電流I0まで減衰すると
充電完了と判定しスイッチ11はオフされる。
来構成のバッテリチャージャ100では高周波整流用の
ダイオード5の発熱が大きく、ショットキーダイオード
を使用した場合でも順方向電圧が0.4Vあり、例えば
充電電流が3Aの時は1.2Wの電力(熱)損失とな
る。また、バッテリ200はスイッチ11の抵抗(接触
抵抗)値Rs、基板パターンの抵抗値Rf、充電端子1
4の接触抵抗の抵抗値Rcが直列に挿入されたことにな
り、バッテリ200の端子23、23間に印加される充
電電圧Vbは出力電圧V1より前記抵抗値による電圧降
下{I(Rs+Rf+Rc)}分だけ低下し図4のVb
に示すように、 Vb=V1−I(Rs+Rf+Rc) となる。即ち、定電圧領域では充電電圧Vbが徐々に上
昇し出力電圧V1に近づくので充電電流Iの減衰も遅く
充電完了時間tも長くなると云う問題があった。
で、上記問題点を除去し熱損失が少なく、且つ充電時間
を大幅に短縮できるバッテリチャージャを提供すること
を目的とする。
請求項1に記載の発明は、交流を直流に変換する整流回
路、該整流回路の直流出力をON・OFFするパルス電
源部、該パルス電源部を制御するPWM制御部、該パル
ス電源部の出力を整流する高周波整流回路、出力電圧V
1 と第1の基準電圧V r1 とを比較しその差V 1 −V r1 を該
PWM制御部にフィードバックする第1のフィードバッ
ク回路とを具備し、該PWM制御部からのパルス信号の
パルス幅を制御し、パルス電源部のON・OFF時間を
制御して出力電圧V 1 を制御し、スイッチを通して充電
端子に接続されたバッテリーに出力するように構成され
たバッテリチャージャにおいて、スイッチよりバッテリ
側で且つバッテリの電極近傍からバッテリ電圧Vbを取
り出し、該バッテリ電圧Vbと第2の基準電圧V r2 とを
比較し差電圧Vb−V r2 を前記PWM制御部にフィード
バックする第2のフィードバック回路を第1のフィード
バック回路とは別途に設けたことを特徴とする。
に記載のバッテリチャージャにおいて、前記高周波整流
回路にFETを使用し、該FETをパルス電源部の出力
によりON−OFFするように構成することを特徴とす
る。
面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明のバッテリ
チャージャの構成例を示す図である。図示するように、
本発明のバッテリーチャージャ100は高周波整流回路
としてFET(電界効果トランジスタ)30を使用して
発熱を抑え、更に、電圧降下の影響を少なくするために
バッテリ素子21の電極に近い部分よりバッテリ電圧V
bを取り出す電圧端子26、26を設け、該電圧端子2
6、26間に取り出したバッテリ電圧Vbと基準電圧V
r2の差をフィードバックする手段(後に詳述)を設けた
ものである。同図で図3と同じ符号は同じ機能をもつも
のであり、ここでの説明は省略する。
ET30のドレインD及びダイオード32と抵抗器31
の回路を介してゲートGに印加する。FET30はパル
ス出力電圧が正電圧の時のみドレインDとソースS間が
導通され、パルス出力が0の場合は開放されるから、図
3のダイオード5と同じ整流機能を持つ。ドレインDと
ソースS間の導通時、ドレインD−ソースS間の電圧降
下は0.1V以下となり、例えば充電電流が3Aとすれ
ばFET30での電力損失は0.3W以下となる。
に電圧端子26、26を設け、電圧降下の影響を少なく
するためにバッテリ素子21の両極の近傍からバッテリ
電圧Vbを導いている。なお、抵抗器27は端子26、
26間が短絡された場合、短絡電流を制限するための短
絡電流制限用の抵抗器である。
時にバッテリ200の電圧端子26、26に接続される
電圧端子19、19及び電圧検出部15を設け、充電時
に該電圧端子19、19に印加されるバッテリ電圧Vb
を抵抗器17と抵抗器18を介して分圧し、該分圧した
電圧と基準電圧Vr2を電圧検出部15に入力し、電圧検
出部15では前記分圧した電圧と基準電圧Vr2とを比較
し、その差電圧eを増幅してPWM制御部3へフィード
バックするように構成している。
特性を示す図である。充電初期の定電流充電領域では充
電電流Iを一定に制御し、バッテリ電圧Vbが設定電圧
に達した後は一定電圧で制御される(定電圧充電領
域)。以下、数式を用いて説明する。
の抵抗値をR1、抵抗器10の抵抗値をR2とすると充
電端子14、14を開放した時、即ちバッテリ200を
バッテリチャージャ100から外した時、該バッテリチ
ャージャ100の出力電圧V1は V1=Vr1(1+R1/R2) となるように制御される。
r2、抵抗器17の抵抗値をR3、抵抗器18の抵抗値を
R4、抵抗器27の抵抗値をR5とすると、バッテリチ
ャージャ100にバッテリ200を接続した時のバッテ
リ電圧Vbは、該バッテリ電圧Vbを抵抗器17と抵抗
器18で分圧した電圧と基準電圧発生器16の設定電圧
Vr2の差電圧eが小さくなる様に、即ち、 Vb=Vr2(1+(R3+R5)/R4) に近づくように制御される。尚、抵抗器17、抵抗器1
8、抵抗器27は電圧回路なので抵抗値を高くすること
により、電圧端子19、19と電圧端子26、26の接
触抵抗の影響を小さくすることができる。
触)抵抗値をRs、基板パターンの抵抗値をRf、充電
端子14の接触抵抗の抵抗値をRcとすると、出力電圧
V1は V1=Vb+I(Rs+Rf+Rc) の関係があり、電圧検出部7の設定(V1の設定)と電
圧検出部15の設定(Vbの設定)を V1−I(Rs+Rf+Rc)≧Vb に設定すれば、PWM制御部3は出力電圧Vbを電圧検
出器15で制御するようになっている。従って、バッテ
リ電圧Vbは図2に示す様に上昇し、定電圧充電領域で
は設定値で制御されるので、充電電流の減衰も速くなり
充電完了時間(満電流I0に減少する時間)も短くな
る。そして出力電圧V1は図示するように設定電圧を電
圧降下分、即ち{I(Rs+Rf+Rc)}だけ上昇す
ることになる。
電源部4の出力の高周波にFET30を使用したので、
電力損失が従来のダイオードを用いた場合の1.2Wか
ら0.3W以下に減少し、熱の発生も少なくなくなる。
また、バッテリ素子21の両電極の近傍より電圧端子2
6、26へバッテリ電圧Vbを取り出し、このバッテリ
電圧Vbを出力電圧として制御するので電圧降下等によ
る充電電流の影響もなくなり充電完了時間tも短縮さ
れ、且つ電圧電流が正確に適正に制御されるので、バッ
テリ素子21の過充電や不足充電がなくなる。
明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
よりバッテリ側で且つバッテリの電極近傍からバッテリ
電圧Vbを取り出し、該バッテリ電圧Vbと第2の基準
電圧V r2 とを比較し差電圧Vb−V r2 をPWM制御部に
フィードバックする第2のフィードバック回路を第1の
フィードバック回路とは別途に設けたことにより、バッ
テリチャージャにバッテリが装着されていないとき、即
ちバッテリが装着され ず、スイッチがOFFの状態のと
きは、第1のフィードバック回路で出力電圧V 1 を制御
することになるから、出力電圧V 1 が異常に高くなるこ
とがなく、安全性が確保できる。また、バッテリチャー
ジャにバッテリが装着されているとき、即ちバッテリが
装着され、スイッチがONの状態のときは、第2のフィ
ードバック回路でバッテリ電圧Vbを制御することにな
るから、 接触抵抗や基板パターンの抵抗による電圧降下
の影響がなくなり、充電完了時間も短縮できる。
項1に記載の発明の効果に加え、高周波整流回路にFE
Tを使用し、該FETをパルス電源部の出力によりON
・OFFするように構成したので、高周波整流回路の損
失が減少し発熱量も少なくなる。
である。
図である。
ある。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 交流を直流に変換する整流回路、該整流
回路の直流出力をON・OFFするパルス電源部、該パ
ルス電源部を制御するPWM制御部、該パルス電源部の
出力を整流する高周波整流回路、出力電圧V 1 と第1の
基準電圧V r1 とを比較しその差V 1 −V r1 を該PWM制
御部にフィードバックする第1のフィードバック回路と
を具備し、該PWM制御部からのパルス信号のパルス幅
を制御し、パルス電源部のON・OFF時間を制御して
出力電圧V 1 を制御し、スイッチを通して充電端子に接
続されたバッテリーに出力するように構成されたバッテ
リチャージャにおいて、前記スイッチよりバッテリ側で且つ 前記バッテリの電極
近傍からバッテリ電圧Vbを取り出し、該バッテリ電圧
Vbと第2の基準電圧V r2 とを比較し差電圧Vb−V r2
を前記PWM制御部にフィードバックする第2のフィー
ドバック回路を前記第1のフィードバック回路とは別途
に設けたことを特徴とするバッテリチャージャ。 - 【請求項2】 前記高周波整流回路にFETを使用し、
該FETを前記パルス電源部の出力によりON・OFF
するように構成することを特徴とする請求項1記載のバ
ッテリチャージャ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33041196A JP3430283B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | バッテリチャージャ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33041196A JP3430283B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | バッテリチャージャ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10164769A JPH10164769A (ja) | 1998-06-19 |
JP3430283B2 true JP3430283B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=18232309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33041196A Expired - Fee Related JP3430283B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | バッテリチャージャ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3430283B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140051963A (ko) * | 2011-08-10 | 2014-05-02 | 셴젠 리크파워 일렉트로닉스 씨오., 엘티디. | 지능형 인식 충전방법, 충전장치 및 커넥터 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP33041196A patent/JP3430283B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10164769A (ja) | 1998-06-19 |
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