JP3663576B2 - Battery charge voltage temperature correction circuit - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチング電源に関するものであって、特に温度補正回路を備えたバッテリ充電用のＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術による温度補正回路を備えたフライバック・コンバータの回路構成を示すブロック図は、図３に示す通りである。図３において、トランス１０８の１次側には主スイッチ素子１０７が接続してあり、また、伝達素子（以下、フォトカプラという）１０１の出力信号を入力して主スイッチ素子１０７をＰＷＭ制御する制御回路１２０が設けてある。
【０００３】
トランス１０８の２次側には、ダイオード１０９と並列コンデンサ１１０より成る整流回路が設けてあり、さらに、フォトカプラ１０１と抵抗１０２およびシャント・レギュレータ１０３より成る直列回路と、３つの抵抗１１３，１１６，１１７より成る直列回路が２次出力回路に並列接続してある。
また、抵抗１１３と１１６の接続点には温度継電器（低温）１０６によって作動するスイッチ１１１が接続してあり、抵抗１１６と１１７の接続点には温度継電器（高温）１０５によって作動するスイッチ１１２と抵抗１１８より成る直列回路が接続してある。
さらに、抵抗１１６と１１７の接続点には、抵抗１１４とコンデンサ１１５より成る直列回路を介してシャント・レギュレータ１０３の入力端子が接続してあり、また、レファレンス端子が前記接続点に直結してある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術による温度補正回路においては、バッテリ温度検出用に２つの温度継電器１０５（高温）と１０６（低温）が設けてある。予め設定してある高温が検出されたときは温度継電器１０５の作動に伴ってスイッチ１１２がオンとなり、低温が検出されたときは温度継電器１０６の作動に伴ってスイッチ１１１がオンとなる。
スイッチ１１１もしくは１１２がオンとなることによって、３つの直列抵抗１１３，１１６，１１７およびスイッチ１１２を介して並列接続となる抵抗１１８の合成抵抗が変化し、これに伴ってシャント・レギュレータ１０３のレファレンス端子電圧も変化する。
図２（ｂ）はバッテリ充電電圧とバッテリ温度との関係を示す特性曲線であって、バッテリ温度は温度継電器１０５と１０６の設定温度によって低温、常温、高温に分割され、夫々の温度に対応した３段階のバッテリ充電電圧によって充電されていた。このため、温度継電器の設定温度によって充電電圧が急激に変化してしまう欠点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来技術の欠点を解消するためになされたものであって、バッテリ温度に逆比例してバッテリ充電電圧が変化する温度補正回路を提供しようとするものであって、温度検出用サーミスタの抵抗変化に基づいてオペアンプの出力電圧を変化させてＭＯＳ−ＦＥＴのゲート端子に入力させる。ＭＯＳ−ＦＥＴのオン抵抗の変化に伴ってシャント・レギュレータのレファレンス端子電圧を変化させ、レファレンス端子電圧が基準値を超えたときにオンとなる伝達素子の出力信号を制御回路に入力させ、制御回路をＰＷＭ制御してバッテリ充電電圧を連続的に変化させるようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るバッテリ充電電圧の温度補正回路の回路構成を示すブロック図であり、図２（ａ）は、本発明によるバッテリ充電電圧とバッテリ温度との関係を示す特性曲線である。
【０００７】
図１において、トランス８の１次側には主スイッチ素子９と、フォトカプラ１の出力信号を入力して主スイッチ素子９をＰＷＭ制御する制御回路２５が設けてある。
一方、トランス８の２次側にはダイオード１０と並列コンデンサ１１より成る整流回路が設けてあり、フォトカプラ１と抵抗２およびシャント・レギュレータ３より成る直列回路と、２つの抵抗１４と１５より成る直列回路が２次出力回路に並列接続してある。
また、抵抗１４と１５の中間接続点とシャント・レギュレータ３の入力端子との間には、抵抗１２とコンデンサ１３より成る直列回路が接続してあり、シャント・レギュレータ３のレファレンス端子も前記中間接続点に直結してある。
【０００８】
負帰還抵抗１９を備えたオペアンプ６の反転入力端子には、抵抗２０を介して基準電圧２１が接続してあり、非反転入力端子には抵抗２２を介してバッテリ温度検出用サーミスタ５が接続してある。
２次出力回路のプラス側に抵抗１６を介してソース端子を接続し、ドレイン端子を抵抗１４と１５の中間接続点に接続したＭＯＳ−ＦＥＴ７のゲート端子は、抵抗１７を介して２次出力回路のプラス側に接続してあり、また、抵抗１８を介してオペアンプ６の出力端子に接続してある。
上述したように、温度検出用サーミスタ５の検出抵抗に基づいて出力電圧を変化させるオペアンプ６と、オペアンプ６の出力電圧をゲート端子に入力してオン抵抗を変化させるＭＯＳ−ＦＥＴ７と、フォトカプラ１と抵抗２より成る直列回路を介して２次出力回路に並列接続したシャント・レギュレータ３と、抵抗１２とコンデンサ１３より成る直列回路を介してシャント・レギュレータ３の入力端子に接続した２つの抵抗１４と１５より成る直列回路の中間接続点に、シャント・レギュレータ３のレファレンス端子を直接接続して、バッテリ充電電圧の温度補正回路を構成している。
【０００９】
次に本発明によるバッテリ充電電圧の温度補正回路の動作を説明する。
バッテリ温度検出用サーミスタ５の抵抗率は負の温度依存性を示すので、バッテリ温度の上昇／降下に伴って抵抗値を減少／増加させる。このため、オペアンプ６の非反転入力端子に接続してある抵抗値が変化して、オペアンプ６の電圧増幅率の変化に伴ってその出力電圧が減少／増加となる。ＭＯＳ−ＦＥＴ７のオン抵抗はゲート電圧によって制御されるので、オペアンプ６の出力電圧をゲート端子に入力したＭＯＳ−ＦＥＴ７のオン抵抗は減少／増加となる。
この結果、前記レファレンス端子に印加される２次出力電圧が変化し、レファレンス端子電圧が基準値に達すると、シャント・レギュレータ３に直列接続してあるフォトカプラ１もオンとなり、その出力信号は制御回路２５に入力する。
即ち、バッテリ温度が低い場合には、バッテリ温度検出用サーミスタ５、オペアンプ６、ＭＯＳ−ＦＥＴ７を介してシャント・レギュレータ３のレファレンス端子電圧は、２次出力電圧が増加しないと基準値に達しないので、バッテリ充電電圧は高くなるようにＰＷＭ制御される。
バッテリ温度が高い場合にはバッテリ充電電圧は低くなるように制御されるので、バッテリ温度とバッテリ充電電圧との関係は、図２（ａ）に示すようになる。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるバッテリ充電電圧の温度補正回路によると、バッテリ温度とバッテリ充電電圧との関係は、段落のないスムースな逆比例特性を示すようになるので、バッテリの維持・管理を円滑にさせる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバッテリ充電電圧の温度補正回路の回路構成を示すブロック図。
【図２】バッテリ温度とバッテリ充電電圧との関係を示す特性曲線。
【図３】従来技術によるバッテリ充電電圧と温度補正回路の回路特性を示すブロック図。
【符号の説明】
１ フォトカプラ
３ シャント・レギュレータ
５ バッテリ温度検出用サーミスタ
６ オペアンプ
７ ＭＯＳ−ＦＥＴ
８ トランス
９ 主スイッチ素子
２１ 基準電圧
２５ 制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a switching power supply, and more particularly to a DC / DC converter for battery charging provided with a temperature correction circuit.
[0002]
[Prior art]
A block diagram showing a circuit configuration of a flyback converter provided with a temperature correction circuit according to the prior art is as shown in FIG. In FIG. 3, a
[0003]
On the secondary side of the transformer 108, a rectifier circuit including a
A switch 111 operated by a temperature relay (low temperature) 106 is connected to a connection point between the resistors 113 and 116, and a switch 112 and a resistor operated by the temperature relay (high temperature) 105 are connected to a connection point between the resistors 116 and 117. A series circuit consisting of 118 is connected.
Further, the input terminal of the shunt regulator 103 is connected to the connection point between the resistors 116 and 117 via a series circuit including the resistor 114 and the capacitor 115, and the reference terminal is directly connected to the connection point. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the temperature correction circuit according to the prior art, two temperature relays 105 (high temperature) and 106 (low temperature) are provided for battery temperature detection. When a preset high temperature is detected, the switch 112 is turned on with the operation of the
When the switch 111 or 112 is turned on, the combined resistance of the three series resistors 113, 116, 117 and the resistor 118 connected in parallel via the switch 112 is changed, and accordingly, the reference terminal of the shunt regulator 103 is changed. The voltage also changes.
FIG. 2B is a characteristic curve showing the relationship between the battery charging voltage and the battery temperature. The battery temperature is divided into a low temperature, a normal temperature, and a high temperature depending on the set temperatures of the
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-described drawbacks of the prior art, and is intended to provide a temperature correction circuit in which the battery charging voltage changes in inverse proportion to the battery temperature. The output voltage of the operational amplifier is changed on the basis of the resistance change of the thermistor and is input to the gate terminal of the MOS-FET. The reference terminal voltage of the shunt regulator is changed in accordance with the change in the on-resistance of the MOS-FET, and the output signal of the transmission element that is turned on when the reference terminal voltage exceeds the reference value is input to the control circuit. The battery charge voltage is continuously changed by PWM control.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a battery charge voltage temperature correction circuit according to the present invention, and FIG. 2A is a characteristic curve showing the relationship between the battery charge voltage and the battery temperature according to the present invention. .
[0007]
In FIG. 1, on the primary side of the
On the other hand, a rectifier circuit including a
A series circuit composed of a
[0008]
A reference voltage 21 is connected to the inverting input terminal of the
The gate terminal of the MOS-FET 7 having the source terminal connected to the positive side of the secondary output circuit via the resistor 16 and the drain terminal connected to the intermediate connection point of the resistors 14 and 15 is connected to the secondary output circuit via the
As described above, the
[0009]
Next, the operation of the battery charge voltage temperature correction circuit according to the present invention will be described.
Since the resistivity of the battery
As a result, when the secondary output voltage applied to the reference terminal changes and the reference terminal voltage reaches the reference value, the
That is, when the battery temperature is low, the reference terminal voltage of the
Since the battery charging voltage is controlled to be low when the battery temperature is high, the relationship between the battery temperature and the battery charging voltage is as shown in FIG.
[0010]
【The invention's effect】
As described above, according to the temperature correction circuit for the battery charge voltage according to the present invention, the relationship between the battery temperature and the battery charge voltage shows a smooth inverse proportional characteristic without a paragraph, so that the maintenance and management of the battery Has the effect of smoothing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a temperature correction circuit for a battery charge voltage according to the present invention.
FIG. 2 is a characteristic curve showing the relationship between battery temperature and battery charge voltage.
FIG. 3 is a block diagram showing circuit characteristics of a battery charge voltage and a temperature correction circuit according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
8 Transformer 9 Main switch element 21
Claims (1)
温度検出用サーミスタの検出抵抗に基づいて出力電圧の増幅率を可変とするオペアンプと、
抵抗（１７）を介して２次出力回路のプラス側に接続すると共に抵抗（１８）を介してオペアンプの出力端子に接続したゲート端子と、抵抗（１６）を介して２次出力回路のプラス側に接続したソース端子と、２次出力回路に並列接続した２つの抵抗（１４）と（１５）より成る直列回路の中間接続点に接続したドレイン端子とを備えたＭＯＳ−ＦＥＴと、
伝達素子と抵抗（１２）より成る直列回路を介して２次出力回路に並列接続したシャント・レギュレータと、
２つの抵抗（１４）と（１５）の中間接続点に抵抗（１２）とコンデンサ（１３）より成る直列回路を介してシャント・レギュレータの入力端子を接続すると共に、前記中間接続点にシャント・レギュレータのレファレンス端子を直接接続することによってバッテリ充電電圧の温度補正回路を構成し、
前記サーミスタの検出抵抗に基づくオペアンプ出力電圧をＭＯＳ−ＦＥＴのゲート端子に入力させてＭＯＳ−ＦＥＴのオン抵抗を可変とし、前記オン抵抗の変化に伴ってシャント・レギュレータのレファレンス端子への印加電圧を変化させ、
シャント・レギュレータのレファレンス端子電圧が基準値を超えたときにオンとなる伝達素子の出力信号を制御回路に入力させることにより、バッテリ充電電圧をＰＷＭ制御するようにしたことを特徴とするバッテリ充電電圧の温度補正回路。In the temperature correction circuit for the battery charge voltage provided in the secondary output circuit of the DC / DC converter,
An operational amplifier that makes the amplification factor of the output voltage variable based on the detection resistor of the temperature detection thermistor,
A gate terminal connected to the positive side of the secondary output circuit through the resistor (17) and connected to the output terminal of the operational amplifier through the resistor (18), and a positive side of the secondary output circuit through the resistor (16) A MOS-FET comprising a source terminal connected to the second output circuit and a drain terminal connected to an intermediate connection point of a series circuit consisting of two resistors (14) and (15) connected in parallel to the secondary output circuit;
A shunt regulator connected in parallel to the secondary output circuit through a series circuit comprising a transmission element and a resistor (12);
An input terminal of the shunt regulator is connected to an intermediate connection point between the two resistors (14) and (15) through a series circuit including a resistor (12) and a capacitor (13), and the shunt regulator is connected to the intermediate connection point. The battery charge voltage temperature compensation circuit is configured by directly connecting the reference terminal of
The operational amplifier output voltage based on the detection resistance of the thermistor is input to the gate terminal of the MOS-FET to make the on-resistance of the MOS-FET variable, and the applied voltage to the reference terminal of the shunt regulator is changed with the change of the on-resistance. Change
The battery charging voltage is characterized in that the battery charging voltage is PWM controlled by inputting the output signal of the transfer element that is turned on when the reference terminal voltage of the shunt regulator exceeds the reference value to the control circuit. Temperature correction circuit.
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