JPH06339232A - 充電装置 - Google Patents

充電装置

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JPH06339232A
JPH06339232A JP5124047A JP12404793A JPH06339232A JP H06339232 A JPH06339232 A JP H06339232A JP 5124047 A JP5124047 A JP 5124047A JP 12404793 A JP12404793 A JP 12404793A JP H06339232 A JPH06339232 A JP H06339232A
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Yoshikatsu Miyauchi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非接触方式の充電装置でありながら、満充電
後における1次側の電源部の発振動作を確実に停止させ
る。 【構成】 蓄電池Bが満充電になると、充電制御回路P
Cの出力端子からハイレベル信号が出力され、トランジ
スタQ2,Q1がオンする。ダイオードD0,トランジ
スタQ2,Q1により、2次コイルL0の両端電圧が制
限され、第2コイルLCの両端電圧も制限される。従っ
て、FET3の発振によるエネルギーは第1コイルL1
を介して検知コイルL3に伝達される。検知コイルL3
の両端電圧がツェナーダイオードZDのツェナー電圧を
越えると、トランジスタQ10がオンしてFET3の発
振が停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁誘導方式により1
次側と2次側が分離された充電式電気機器の充電装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電源部と負荷部とが別体で構成さ
れ、電源部側に1次コイルを、蓄電池を有する負荷部側
に2次コイルを備える、接点を有しない非接触式の充電
装置が用いられている。この充電装置で内蔵蓄電池の充
電を行うときは、負荷部を電源部に装着して行ってい
る。この従来の充電装置について、図8に基づき説明す
る。図8は従来の充電装置の負荷部側を示す回路図であ
る。
【0003】不図示の電源部側の1次コイルにより、負
荷部21側の2次コイルL0に誘起された電力は、ダイ
オードD10で整流され、コンデンサC0により平滑さ
れる。充電制御回路PCの出力端子P11からローレベ
ル信号が出力されており、トランジスタQX1はオン
し、ダイオードD11を介して蓄電池Bに充電電流が供
給される。そして、充電制御回路PCの入力端子P12
により蓄電池Bの満充電を検出すると、出力端子P11
からハイレベル信号を出力してトランジスタQX1をオ
フにすることにより、充電電流の供給を停止していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の充電装置では、蓄電池Bの満充電を検出し、トラン
ジスタQX1がオフになっても、2次コイルL0に誘起
される電力は変化しない。従って、負荷部21を電源部
に装着している期間中は、電源部側が作動した状態が継
続して発熱、電力ロスを生じる等の問題があった。
【0005】本発明は、上記問題を解決するもので、蓄
電池の満充電に伴う2次側の状態変化を1次側の電源部
で検出することにより、電源部側で、負荷部への電力伝
達制御を確実に行う充電装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、1次コイルと発振制御されて該1次コイ
ルへの電源供給をスイッチングするスイッチング素子と
を有する電源部と、該電源部に着脱可能で2次コイルと
該2次コイルに並列接続された蓄電池とを有する負荷部
とからなり、電磁誘導により電力を負荷部に伝達供給す
る電源装置において、上記負荷部は、上記蓄電池の満充
電を検出して2次コイルの出力負荷を変更する制御手段
を備え、上記電源部は、上記制御手段による制御動作に
伴う負荷の変化を上記2次コイルを介して1次コイルに
現れる電圧変化から検出する検出手段と、上記検出手段
が上記電圧変化を検出すると、上記スイッチング素子の
発振動作を停止させる発振停止手段とを備えたものであ
る(請求項1)。
【0007】また、上記1次コイルは、第1コイルと上
記2次コイルに磁気結合可能な第2コイルとが直列接続
されてなり、かつ、上記検出手段は、上記第1コイルに
磁気結合された検知コイルからなり、一方、上記制御手
段は、満充電検出信号に基づいて上記2次コイルを短絡
するスイッチを備えてなり、上記2次コイルの短絡に伴
い発生する、上記第1コイルを介して誘起される上記検
知コイルの誘起電圧の電圧変化が所定レベルに達すると
上記発振停止手段が動作するようになされている(請求
項2)。
【0008】
【作用】請求項1記載の発明によれば、負荷部が電源部
に装着されると、スイッチング素子の発振により発生す
る電力が1次コイルから2次コイルに電磁誘導によって
伝達され、蓄電池が充電される。そして、蓄電池が満充
電になると、これを検出して制御手段により、2次コイ
ルの出力負荷が変更される。上記負荷の変化は上記2次
コイルを介して1次コイルに電圧変化として現れ、この
電圧変化が電源部の検出手段により検出される。そし
て、検出手段により、この電圧変化が検出されると、上
記スイッチング素子の発振動作が停止され、負荷部への
電力伝達が停止される。
【0009】また、請求項2記載の発明によれば、負荷
部が電源部に装着されると、スイッチング素子の発振に
より発生する電力が第2コイルから2次コイルに伝達さ
れ、蓄電池が充電される。そして、蓄電池が満充電にな
ると、2次コイルの両端電圧が低レベルに制限され、す
なわち2次コイルの両端が短絡乃至はほぼ短絡状態にさ
れるので、第2コイルの両端電圧も制限される。よっ
て、スイッチング素子の発振により発生する電力が第1
コイルから検知コイルに伝達されることとなる。そし
て、検知コイルの誘起電圧が上昇して所定レベルを越え
ると、スイッチング素子の発振が停止される。
【0010】
【実施例】本発明に係る充電装置の第1実施例につい
て、図1〜図5に基づき説明する。図2は本発明が適用
される電気機器の一例であるコードレス電話器を示す斜
視図である。受話器としての負荷部2は、図2に示すよ
うに、電源部1の上に載置されることにより、蓄電池を
内蔵する負荷部2が電源部1に装着されるようになって
おり、これにより、後述するようにして電力伝達及びそ
の制御が行われる。
【0011】次に、この電源部1及び負荷部2の回路構
成について説明する。図1は本発明に係る充電装置の第
1実施例を示す回路図である。
【0012】入力端子間には、コードKを介して商用電
源等の交流電源が接続可能になっている。そして、この
交流電源から整流ダイオードBD及びコンデンサC1で
整流、平滑されて直流電源が得られるようになってい
る。この直流電源には、第2コイルLC、第1コイルL
1及びスイッチング素子としての電界効果トランジスタ
(FET)3が直列接続されている。
【0013】FET3は、そのソース、アース間に抵抗
R2,R3が直列接続され、ゲート、ドレイン間に帰還
コイルL2及びコンデンサC2からなる直列発振回路が
接続され、ゲート、アース間にダイオードD2及びトラ
ンジスタQ10からなる直列回路が接続されている。
【0014】検知コイルL3は整流用ダイオードD1及
び平滑用コンデンサC3に接続され、発生平滑電圧V3
が生じるようになされている。更にツェナーダイオード
ZD、抵抗を介して抵抗R2,R3の接続点に接続され
ている。ツェナーダイオードZDは所定のツェナー電圧
のものが採用されている。すなわち、このツェナー電圧
は、後述するように充電中は上記発生平滑電圧V3では
オンせず、満充電後に生じる発生平滑電圧V3でオンす
るような値に設定されているものである。そして、ツェ
ナーダイオードZDがオンすると、トランジスタQ10
がオンして、FET3のゲートをアースに落すようにし
ている。
【0015】また、直流電源の正極と、帰還コイルL2
及びコンデンサC2の接続点との間には、FET3を起
動させる起動抵抗R1が接続されている。
【0016】負荷部2の2次コイルL0は、第2コイル
LCに磁気結合されており、さらにダイオードD0、平
滑用のコンデンサC0を介して蓄電池Bに並列接続され
ている。また、トランジスタQ1は、そのエミッタが蓄
電池Bの正極に、ベースがトランジスタQ2のコレクタ
に、コレクタがトランジスタQ2のベースに、それぞれ
接続されている。また、トランジスタQ2のエミッタは
アースに接続されている。さらに、蓄電池Bの正極とト
ランジスタQ2のベース間には、ベース抵抗RXが接続
されている。
【0017】充電制御回路PCは、蓄電池Bの電圧を検
出すべく入力端子P1が蓄電池Bの正極に接続され、こ
の検出電圧から蓄電池Bの満充電を検出するものであ
る。また、出力端子P2がトランジスタQ2のベースに
接続され、満充電を検出するまではローレベル信号を出
力し、蓄電池Bの満充電を検出すると、ハイレベル信号
を出力するようになっている。
【0018】次に、図3,図4に基づき各コイルの位置
関係について説明する。図3は第1コイルL1と第2コ
イルLCの配置関係を示す電源部の一部断面図で、図4
は第1実施例の電源部1と負荷部2の装着を示す概略斜
視図である。
【0019】電源部1の内部には、上記各回路部品が載
置されたプリント配線基板PBが配設されている。この
プリント配線基板PB上に密着して、第1コイルL1、
帰還コイルL2及び検知コイルL3が巻回されたコアが
配置されている。一方、第2コイルLCは、プリント配
線基板PBから離れて、電源部1のフレーム11の上面
略中央に設けられた突出部12にコアに巻回された状態
で配設されている。このように、第1コイルL1、帰還
コイルL2及び検知コイルL3は互いに磁気結合され、
第2コイルLCは、これらの各コイルとは磁気結合され
ないように配設されている。
【0020】また、図4に示すように、負荷部2のフレ
ーム21の下面には、少なくとも突出部12の周径に比
して僅かに大径の凹部22が設けられており、フレーム
21内であって凹部22に2次コイルL0が巻回されて
いる。そして、電源部1の突出部12に負荷部2の凹部
22が遊嵌されて負荷部2が電源部1に装着されると、
第2コイルLCと2次コイルL0とが磁気結合されるよ
うになっている。
【0021】次に、この回路の動作について図1,図5
に基づき説明する。図5は第1実施例の動作を示す各部
の電圧波形図である。
【0022】電源部1のコードKを交流電源に接続し、
電源部1に負荷部2を装着すると、起動抵抗R1を介し
てゲート電圧が印加され、FET3がオンし始める。そ
して、第1コイルL1の誘起電圧による帰還コイルL2
の誘起電圧によりFET3が急激にオンする。そして、
FET3のソース電流が増大して抵抗R3に発生する電
圧が所定レベルまで上昇すると、トランジスタQ10が
オンし、FET3のゲート電圧が低下して、FET3が
オフになる。このようにして、FET3の発振が開始さ
れる。発振動作が開始されると、第2コイルLCに発生
する電圧により2次コイルL0に電圧が誘起され、ダイ
オードD0、コンデンサC0を介して蓄電池Bに充電電
流が供給される(図5の「充電エリア」参照)。
【0023】充電が継続されて、充電制御回路PCが蓄
電池Bの満充電を検出すると(図5の「充電完了」参
照)、出力端子P2からハイレベル信号が出力され、ト
ランジスタQ2がオンし、さらにトランジスタQ1がオ
ンして2次コイルL0の出力側の負荷状態が変化する。
すなわち、ダイオードD0の順方向電圧をVd0、トラン
ジスタQ1のベース−エミッタ間の電圧をVbe、トラン
ジスタQ2のコレクタ−エミッタ間の飽和電圧をVce(s
at)とすると、2次コイルL0の両端電圧は、Vd0+Vb
e+Vce(sat)で制限、すなわち実質短絡状態にされるの
で、これ以降、2次コイルL0の発振が行われなくなる
(図5の「発振OFF」参照)。これによって、2次コ
イルL0に磁気結合されている第2コイルLCも発振し
なくなる。
【0024】そこで、FET3のスイッチングによる1
次側の発振は、第2コイルLCに磁気結合されていない
第1コイルL1で行われる。その結果、第1コイルL1
の誘起電圧は、充電中に比べて上昇するので、検知コイ
ルL3で誘起される電圧も上昇する。この検知コイルL
3から得られる発生平滑電圧V3が、ツェナーダイオー
ドZDのツェナー電圧及びそのアノード側に接続された
抵抗の発生電圧の和を越えることとなって、トランジス
タQ10がオンし、FET3の発振を停止させることと
なる。
【0025】負荷部2のトランジスタQ1のエミッタに
は、蓄電池Bの電池電圧が印加されているのでトランジ
スタQ1はオフ状態にラッチされ、これにより発振の停
止が継続される。
【0026】次に、本発明に係る充電装置の第2実施例
について、図6の回路図及び図7の電圧波形図に基づき
説明する。なお、第1実施例と同一物は同一符号を付
し、説明を省略する。
【0027】第2実施例では、第1実施例の負荷部2の
回路に、トランジスタQ1のエミッタと蓄電池Bの正極
との間に充電方向を順方向にしてダイオードD01を接
続したもので、これにより電源部1として第1実施例と
は異なる電力伝達制御を行わすようにしたものである。
【0028】第2実施例の回路の動作を説明すると、電
源部1は、充電制御回路PCが蓄電池Bの満充電を検出
してFET3の発振が停止するまでは(図7の「充電エ
リア」〜「充電完了」参照)、第1実施例と同様の動作
を行う。しかしながら、第2実施例では、ダイオードD
01がトランジスタQ1のエミッタから蓄電池Bの正極
に向けて順方向に接続されているので、トランジスタQ
1のエミッタに蓄電池Bの電圧が印加されない。このた
め、FET3の発振が停止すると、第2コイルLC、す
なわち2次コイルL0に起電力が発生しないので、コン
デンサC0の充電電荷が放電されてしまうと、トランジ
スタQ1のエミッタに電圧が印加されなくなってトラン
ジスタQ1がオフに戻ることとなる。
【0029】従って、2次コイルL0の両端電圧が制限
されなくなるので、1次側のエネルギーは、再び第2コ
イルLCを介して2次コイルL0に伝達可能となる。こ
のため、トランジスタQ10がオフになって、FET3
の発振が再開される。この発振の再開により、2次コイ
ルL0で誘起され、ダイオードD0、コンデンサC0で
整流、平滑された電圧がトランジスタQ1のエミッタに
印加されることとなる。一方、充電制御回路PCの出力
端子P2からは継続してハイレベル信号が出力されてい
るので、トランジスタQ1がオンし、このオンへの変化
が第1コイルL1、検知コイルL3を介して電圧変化と
して検出されて再度FET3の発振が停止することとな
る。そして、かかる発振とその停止とが間欠的に繰り返
されることとなる(図7の「発振OFF」、「発振ON
(補充電エリア)」参照)。
【0030】このように、蓄電池Bの満充電後は、FE
T3の発振を間欠的に行うことにより、トリクル充電を
行わすことができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電磁誘導により本体部から負荷部へ電力を伝達供給する
電源装置において、蓄電池の満充電を検出して2次コイ
ルの出力負荷を変更させ、この負荷変化を上記2次コイ
ルを介して1次コイルに現れる電圧変化から電源側で検
出し、スイッチング素子の発振動作を停止させるように
したので、非接触方式の充電装置でありながら、満充電
後における電源部の発振動作を確実に停止させ得る。こ
れにより発熱や電力ロス等の問題もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る充電装置の第1実施例を示す回路
図である。
【図2】本発明に係る充電装置が適用される電気機器の
外観を示す斜視図である。
【図3】第1コイルと第2コイルの位置関係を示す電源
部の一部断面図である。
【図4】第1実施例の電源部と負荷部の装着を示す概略
斜視図である。
【図5】第1実施例の動作を示す各部の電圧波形図であ
る。
【図6】本発明に係る充電装置の第2実施例を示す回路
図である。
【図7】第2実施例の動作を示す各部の電圧波形図であ
る。
【図8】従来の充電装置の負荷部を示す回路図である。
【符号の説明】
1 電源部 2 負荷部 3 電界効果トランジスタ(FET) 11,21 フレーム 12 突出部 22 凹部 B 蓄電池 BD 整流ダイオード C0,C1,C2,C3 コンデンサ D0,D01,D1,D2 ダイオード K コード L1 第1コイル L2 帰還コイル L3 検知コイル LC 第2コイル L0 2次コイル PC 充電制御回路 P1 入力端子 P2 出力端子 Q1,Q2,Q10 トランジスタ R1,R2,R3,RX 抵抗 ZD ツェナーダイオード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1次コイルと発振制御されて該1次コイ
    ルへの電源供給をスイッチングするスイッチング素子と
    を有する電源部と、該電源部に着脱可能で2次コイルと
    該2次コイルに並列接続された蓄電池とを有する負荷部
    とからなり、電磁誘導により電力を負荷部に伝達供給す
    る電源装置において、上記負荷部は、上記蓄電池の満充
    電を検出して2次コイルの出力負荷を変更する制御手段
    を備え、上記電源部は、上記制御手段による制御動作に
    伴う負荷の変化を上記2次コイルを介して1次コイルに
    現れる電圧変化から検出する検出手段と、上記検出手段
    が上記電圧変化を検出すると、上記スイッチング素子の
    発振動作を停止させる発振停止手段とを備えたことを特
    徴とする充電装置。
  2. 【請求項2】 上記1次コイルは、第1コイルと上記2
    次コイルに磁気結合可能な第2コイルとが直列接続され
    てなり、かつ、上記検出手段は、上記第1コイルに磁気
    結合された検知コイルからなり、一方、上記制御手段
    は、満充電検出信号に基づいて上記2次コイルを短絡す
    るスイッチを備えてなり、上記2次コイルの短絡に伴い
    発生する、上記第1コイルを介して誘起される上記検知
    コイルの誘起電圧の電圧変化が所定レベルに達すると上
    記発振停止手段が動作するようになされていることを特
    徴とする請求項1記載の充電装置。
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