JPH0755029B2 - 充電器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は昇圧トランスを備えたスイッチングレギュレー
タ回路を用いた充電器に関するものである。

［背景技術］ 従来、この種の充電器としては第２図に示すものがあ
り、これは直流電源Ｅの両端に昇圧トランスＴの１次巻
線L₁とスイッチングトランジスタQ₁との直列回路を接続
し、このスイッチングトランジスタQ₁のベース・エミッ
タ間に昇圧トランスＴの３次巻線である帰還巻線L₃、コ
ンデンサC₃、ベース抵抗R₃の直列回路を接続し、直流電
源Ｅが供給されたとき起動抵抗R₁にてスイッチングトラ
ンジスタQ₁を起動し、このとき１次巻線L₁に流れる電流
を帰還巻線L₃に誘起することによりスイッチングトラン
ジスタQ₁に正帰還をかけてスイッチングトランジスタQ₁
を発振させ、このスイッチングトランジスタQ₁の発振に
て１次巻線L₁に流れる電流によって昇圧トランスＴの２
次巻線L₂に電圧を誘起し、この誘起電圧をダイオードD₁
にて半波整流するとともにコンデンサC₁にて平滑して電
圧変換された直流電圧を得るものである。ここで、上記
スイッチングレギュレータ回路１では２次巻線L₂に蓄積
されたエネルギをスイッチングトランジスタQ₁がオフさ
れたときに蓄電池B₁に放出するようになっている。ま
た、本従来例では蓄電池B₁が切り離されたときスイッチ
ングレギュレータ回路１出力が異常に上昇することを防
止するための出力開放保護回路３と、蓄電池B₁が過充電
されることを防止する充電制御回路２′とを備えてい
る。出力開放保護回路３は具体的にはスイッチングレギ
ュレータ回路１出力にツエナダイオードZDとコンデンサ
C₂との直列回路を接続して、スイッチングトランジスタ
Q₁のベース・エミッタ間に接続されたトランジスタQ₂の
ベースをツエナダイオードZDとコンデンサC₂の接続点に
接続して形成してある。動作としては蓄電池B₁が切り離
されてスイッチングレギュレータ回路１出力が無負荷状
態となったときには開放端子間の電圧は異常に上昇す
る。この開放端子間の電圧がツエナダイオードZDのツエ
ナ電圧以上に上昇すると、コンデンサC₂が充電され、こ
のコンデンサC₂の両端電圧がトランジスタQ₃のしきい値
以上に上昇したときトランジスタQ₃が導通することによ
り、スイッチングトランジスタQ₁に帰還巻線L₃にて供給
されるベース電流をバイパスしてスイッチングトランジ
スタQ₁のスイッチングを停止させるものである。したが
って、スイッチングトランジスタQ₁のスイッチングの停
止によりスイッチングレギュレータ回路１出力も生じな
くなる。また充電制御回路２′は具体的にはスイッチン
グレギュレータ回路１の出力電圧と基準電圧とを比較す
るコンパレータCPと、このコンパレータCP出力にてスイ
ッチングトランジスタQ₁のベース・エミッタ間を短絡す
るトランジスタQ₂とから成り、この充電制御回路２′で
はスイッチングレギュレータ回路１の出力電圧を検出し
ているためにコンパレータCPの電源電圧はスイッチング
レギュレータ回路１出力より高くする必要がある。そこ
で昇圧トランスＴに４次巻線L₄を設け、この４次巻線L₄
にて昇圧電圧を得てダイオードD₂及びコンデンサC₅にて
整流平滑した電圧を電源としていた。この充電制御回路
２′の動作は、スイッチングレギュレータ回路１出力が
基準電圧にて決まる所定電圧以上に上昇したときコンパ
レータCP出力がハイレベルとなり、トランジスタQ₂を導
通することによりスイッチングトランジスタQ₁の遮断を
速くすることによりスイッチングトランジスタQ₁のオン
周期を短くして蓄電池B₁に流れる充電電流を小さくし、
蓄電池B₁が発熱するなどにより劣化することを防止する
ものである。

しかし、上述の充電器においては充電制御回路２′用に
４次巻線L₄を必要とすることにより昇圧トランスＴの形
状が大型化し、装置の大型化を招くとともに、充電制御
回路２′と出力開放保護回路３との両方を備える必要が
あり、回路構成が複雑となる問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて試されたものであり、その目
的とするところは、充電制御回路と出力開放保護回路と
を共用して回路構成を簡単にして装置の小型化を実現で
きる充電器を提供することにある。

［発明の開示］ （実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す図であり、本実施例で
は従来例と同様のスイッチングレギュレータ回路１の出
力に抵抗R₄,R₅からなる分圧回路４を接続し、この分圧
回路４の抵抗R₄,R₅の分圧点の電圧と基準電圧とを比較
するコンパレータCP出力にてトランジスタQ₂を制御して
従来例にて説明した充電制御回路２′及び出力開放保護
回路３との働きを兼用する充電制御回路２を備えたもの
である。具体的には上記分圧回路４と蓄電池B₁との間に
はダイオードD₄を接続する。このダイオードD₄は蓄電池
B₁が所定値以上に充電されたときに蓄電池B₁に充電され
た電荷が分圧回路４の抵抗R₄,R₅を介して放電されるこ
とを防止するための逆流阻止用のダイオードである。ま
た、分圧回路４の抵抗R₅の両端にはコンデンサC₄を接続
してあり、スイッチングレギュレータ回路１出力に含ま
れたリップル成分等のノイズによりコンパレータCPが誤
動作したり安定動作しなかったりすることを防止してい
る。さらにコンパレータCPの電源は充電制御回路２が分
圧回路４出力を監視して過充電状態等を検出するように
しているから電源電圧を高くする必要もなくなるから直
流電源Ｅの電圧を用いている。

以下動作について説明する。スイッチングレギュレータ
回路１にて昇圧された電圧が蓄電池B₁の両端に印加され
ると同時に、この電圧は分圧回路４にも印加される。し
たがって、この分圧回路４の抵抗R₄,R₅にて分圧した電
圧をコンパレータCPにて監視し、この分圧電圧が基準値
より高くなったときコンパレータCP出力がハイレベルと
なり、トランジスタQ₂を導通することによりスイッチン
グトランジスタQ₁のベース電流をバイパスし、スイッチ
ングトランジスタQ₁を遮断状態にしてスイッチングトラ
ンジスタQ₁のスイッチング制御を行うものである。

今、蓄電池B₁をスイッチングレギュレータ回路１出力に
接続して充電しているとし、ほぼ蓄電池B₁が満充電状態
に達したとすると、分圧回路４及びスイッチング制御回
路２は上述の動作にてスイッチングトランジスタQ₁のベ
ース電流をバイパスさせ、スイッチングトランジスタQ₁
のオフ状態への移行を通常のスイッチングレギュレータ
回路１のスイッチング周期より速める。このために昇圧
トランスＴの２次巻線L₂に蓄積されるエネルギが小さく
なり、蓄電池B₁の充電電流も小さくなる。したがって、
蓄電池B₁が過充電されなくなるものである。

次に蓄電池B₁がスイッチングレギュレータ回路１出力か
ら切り離された状態でスイッチングレギュレータ回路１
が動作しているとき、上記と同様にしてスイッチグレギ
ュレータ回路１出力は分圧回路４にて検出され、今度は
蓄電池B₁がスイッチングレギュレータ回路１出力に接続
されていないので、常時基準電圧を超えた分圧電圧がコ
ンパレータCPに印加される。このためコンパレータCP出
力がハイレベル状態を維持し、トランジスタQ₂が導通状
態を保持するためにスイッチングトランジスタQ₁のスイ
ッチングは完全に停止される。したがって、スイッチン
グレギュレータ回路１の出力電圧が異常に上昇して回路
部品を破損することを防止できる。このように分圧回路
４にてスイッチングレギュレータ回路１の出力電圧を分
圧した電圧の監視を行うことにより、例えば電池電圧が
12Vでコンパレータの電源が10Vのとき分圧回路４にて1/
2に分圧すると基準電圧を6Vとすることができ、コンパ
レータCPの電圧電圧を殊更に高くする必要がなく、この
ため昇圧トランスＴに４次巻線L₄を設ける必要がなくな
る。また充電制御及び出力開放保護動作を兼ねる充電制
御回路２とすることにより、回路構成を簡素化でき、装
置の小型化及びコストの低減に有効となるものである。

ところで、第２図の従来例で、充電制御回路２′を出力
開放保護回路と共用した場合、蓄電池B₁が切り離される
と、開放端子間の電圧が上昇してコンパレータCPの出力
で、トランジスタQ₂が導通し、トランジスタQ₁をオフし
て発振を停止させることになる。しかし、コンパレータ
CPの電源を４次巻線L₄からとっているため、発振が停止
すると、コンパレータCPの電源が無くなる。このため、
コンパレータCP出力が無くなり、発振が再スタートして
しまう。そして、スイッチングレギュレータ回路１の動
作が開始されることにより、開放端子間の電圧が上昇す
るというように、上記動作が繰り返される。従って、出
力開放保護の機能を果たさない。なお、充電制御の場合
でも発振，停止が繰り返される。この場合には間欠充電
となって補充電されることになるが、充電電流が大きく
ないときは過充電の恐れは少ない。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、直流電源に昇圧トランスの１次
巻線と直列接続したスイッチング素子をオン，オフさ
せ、昇圧トランスの２次巻線に誘起される昇圧電圧を整
流平滑して蓄電池を充電する出力を得るスイッチングレ
ギュレータ回路と、このスイッチングレギュレータ回路
の出力電圧を分圧する抵抗からなる分圧回路と、分圧回
路出力を基準電圧と比較し上記スイッチングレギュレー
タ回路のスイッチング素子のスイッチングを制御する充
電制御回路とを備え、上記充電制御回路の電源を直流電
源から直接得ているので、分圧回路にてスイッチングレ
ギュレータ回路の出力電圧を分圧した電圧をスイッチン
グ制御にて監視を行うことにより、分圧回路の分圧比を
適当に選べば充電制御回路の電圧電圧を殊更に高くする
必要がなくなり、従来のように昇圧トランスに４次巻線
を設けたりして充電制御回路の電源電圧を得る必要がな
く、また充電制御及び出力開放保護動作を兼ねる充電制
御回路とすることにより、回路構成を簡素化でき、装置
の小型化及びコストの低減に有効である効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路構成図、第２図は従来
例を示す回路構成図である。 １はスイッチングレギュレータ回路、２は充電制御回
路、４は分圧回路、Ｅは直流電源、Ｔは昇圧トランス、
L₁は１次巻線、L₂は２次巻線、Q₁はスイッチングトラン
ジスタ、Q₂はトランジスタ、CPはコンパレータ、D₁,D₄
はダイオード、C₁,C₄はコンデンサ、R₄,R₅は抵抗であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源に昇圧トランスの１次巻線と直列
   接続したスイッチング素子をオン，オフさせ、昇圧トラ
   ンスの２次巻線に誘起される昇圧電圧を整流平滑して蓄
   電池を充電する出力を得るスイッチングレギュレータ回
   路と、このスイッチングレギュレータ回路の出力電圧を
   分圧する抵抗からなる分圧回路と、この分圧回路出力を
   基準電圧と比較し上記スイッチングレギュレータ回路の
   スイッチング素子のスイッチングを制御する充電制御回
   路とを備え、上記充電制御回路の電源を直流電源から直
   接得て成ることを特徴とする充電器。
2. 【請求項２】上記分圧回路と蓄電池との間に逆流防止用
   のダイオードを挿入して成る特許請求の範囲第１項記載
   の充電器。
3. 【請求項３】上記分圧回路の分圧点と蓄電池の負極との
   間にコンデンサを挿入して成る特許請求の範囲第１項記
   載の充電器。