JP3663576B2 - バッテリ充電電圧の温度補正回路 - Google Patents
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Description
【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
Claims (1)
- DC/DCコンバータの2次出力回路に設けたバッテリ充電電圧の温度補正回路において、
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。
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