JPH0884438A - バッテリ充電装置 - Google Patents
バッテリ充電装置Info
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- JPH0884438A JPH0884438A JP21684194A JP21684194A JPH0884438A JP H0884438 A JPH0884438 A JP H0884438A JP 21684194 A JP21684194 A JP 21684194A JP 21684194 A JP21684194 A JP 21684194A JP H0884438 A JPH0884438 A JP H0884438A
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- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】交流電源1から整流器2,6,トランス4,ス
イッチング素子5等を介し直流電源を得てバッテリ8を
定電流充電する急速充電器でトランス4の温度が所定温
度を越えたとき、その後の温度上昇に応じて出力電流I
O を下げ、トランス発熱の少ない低電圧バッテリの充電
時間を短縮する。 【構成】トランス4の温度が所定値以下の時、その温度
を検出するサーミスタ21の抵抗は大(温度検出電圧E
T 小)で、温度信号増幅器24の出力Eout(負)はダ
イオードD1 により阻止され、電流誤差増幅器10は検
出抵抗9からの電流検出信号9aのみを入力して基準電
圧11と比較し、出力電流IO を一定に制御する。トラ
ンス温度が所定値を越えると温度検出電圧ET の増加分
に比例する出力電圧Eout が加算器26にて電流検出信
号9aに加算され、以後はこの加算値が一定となるよう
電流IO が制御され、トランス温度上昇に応じ出力電流
IO が漸減する。
イッチング素子5等を介し直流電源を得てバッテリ8を
定電流充電する急速充電器でトランス4の温度が所定温
度を越えたとき、その後の温度上昇に応じて出力電流I
O を下げ、トランス発熱の少ない低電圧バッテリの充電
時間を短縮する。 【構成】トランス4の温度が所定値以下の時、その温度
を検出するサーミスタ21の抵抗は大(温度検出電圧E
T 小)で、温度信号増幅器24の出力Eout(負)はダ
イオードD1 により阻止され、電流誤差増幅器10は検
出抵抗9からの電流検出信号9aのみを入力して基準電
圧11と比較し、出力電流IO を一定に制御する。トラ
ンス温度が所定値を越えると温度検出電圧ET の増加分
に比例する出力電圧Eout が加算器26にて電流検出信
号9aに加算され、以後はこの加算値が一定となるよう
電流IO が制御され、トランス温度上昇に応じ出力電流
IO が漸減する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は商用交流電源からスイッ
チングトランスとスイッチング素子を介してバッテリ充
電用の直流電源を作り、複数本のバッテリを急速に充電
する急速充電器としてのバッテリ充電装置に関する。な
お、以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部
分を示す。
チングトランスとスイッチング素子を介してバッテリ充
電用の直流電源を作り、複数本のバッテリを急速に充電
する急速充電器としてのバッテリ充電装置に関する。な
お、以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部
分を示す。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の急速充電器の構成例を示す
ブロック回路図である。同図において1は商用の交流電
源、2は電源1の交流電圧を直流電圧に整流変換する整
流器、3は整流器2の出力する直流電圧を平滑化する平
滑回路、4は1次巻線4aに、この平滑化された直流電
圧をスイッチング素子5を介して所定周期で断続印加さ
れ、2次巻線4bにバッテリ充電のための低圧の交流電
圧を発生するスイッチングトランスである。
ブロック回路図である。同図において1は商用の交流電
源、2は電源1の交流電圧を直流電圧に整流変換する整
流器、3は整流器2の出力する直流電圧を平滑化する平
滑回路、4は1次巻線4aに、この平滑化された直流電
圧をスイッチング素子5を介して所定周期で断続印加さ
れ、2次巻線4bにバッテリ充電のための低圧の交流電
圧を発生するスイッチングトランスである。
【0003】6はトランス4の2次巻線4bの交流電圧
を整流する整流器、7はこの整流された直流電圧を平滑
化する平滑回路、8は充電される負荷となるバッテリ、
9はバッテリ8への充電出力電流IO を検出するための
電流検出抵抗、10は電流検出抵抗9の検出電圧として
の電流検出信号9aと基準電圧11とを比較し、その誤
差電圧を増幅する電流誤差増幅器、12は電流誤差増幅
器10の出力電圧を入力し前記の誤差電圧が0となるよ
うに(換言すれば充電出力電流IO が一定となるよう
に)、スイッチング素子5のスイッチングのオン/オフ
比を可変制御するスイッチング制御回路である。
を整流する整流器、7はこの整流された直流電圧を平滑
化する平滑回路、8は充電される負荷となるバッテリ、
9はバッテリ8への充電出力電流IO を検出するための
電流検出抵抗、10は電流検出抵抗9の検出電圧として
の電流検出信号9aと基準電圧11とを比較し、その誤
差電圧を増幅する電流誤差増幅器、12は電流誤差増幅
器10の出力電圧を入力し前記の誤差電圧が0となるよ
うに(換言すれば充電出力電流IO が一定となるよう
に)、スイッチング素子5のスイッチングのオン/オフ
比を可変制御するスイッチング制御回路である。
【0004】また13は、この装置の温度上昇を安全規
格内に納めるために、スイッチングトランス4の温度を
検出する温度センサで、スイッチング制御回路12は温
度センサ13の温度検出信号を入力し、スイッチングト
ランス4の温度がある設定温度に達したことを判別する
と、図3に示すように出力電流IO をより低い出力電流
IO1に切り換える。このため出力電流IO は同図の様
に、ステップ的に変化する。
格内に納めるために、スイッチングトランス4の温度を
検出する温度センサで、スイッチング制御回路12は温
度センサ13の温度検出信号を入力し、スイッチングト
ランス4の温度がある設定温度に達したことを判別する
と、図3に示すように出力電流IO をより低い出力電流
IO1に切り換える。このため出力電流IO は同図の様
に、ステップ的に変化する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電圧の異なるバッテリ
を定電流で充電する場合、一般に高電圧バッテリ(例え
ば12Vバッテリ)よりも低電圧バッテリ(例えば7.
2Vバッテリ)を充電する場合の方が扱う電力が小さく
(具体的には平均的な1次電流が小さい)、結果として
スイッチングトランス4の損失も低電圧バッテリの方か
小さく、トランス4の温度上昇も小さい。
を定電流で充電する場合、一般に高電圧バッテリ(例え
ば12Vバッテリ)よりも低電圧バッテリ(例えば7.
2Vバッテリ)を充電する場合の方が扱う電力が小さく
(具体的には平均的な1次電流が小さい)、結果として
スイッチングトランス4の損失も低電圧バッテリの方か
小さく、トランス4の温度上昇も小さい。
【0006】このため、従来方式では高電圧バッテリに
より出力電流IO を設定するため、この電流IO で低電
圧バッテリを連続充電する場合、図3に示す様に、電流
IO1に切り換えるまでの時間は延びるものの、切り換え
た電流IO1が高電圧バッテリの場合と同じであり、これ
は必要以上の電流減少となり、充電時間が延びるという
欠点があった。
より出力電流IO を設定するため、この電流IO で低電
圧バッテリを連続充電する場合、図3に示す様に、電流
IO1に切り換えるまでの時間は延びるものの、切り換え
た電流IO1が高電圧バッテリの場合と同じであり、これ
は必要以上の電流減少となり、充電時間が延びるという
欠点があった。
【0007】そこで本発明は、スイッチングトランスの
温度に応じた充電電流の制御は行うものの低電圧バッテ
リの充電時間の増加を防ぐことができるようなバッテリ
充電装置を提供することを課題とする。
温度に応じた充電電流の制御は行うものの低電圧バッテ
リの充電時間の増加を防ぐことができるようなバッテリ
充電装置を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに請求項1のバッテリ充電装置は、高圧直流電源をス
イッチングトランス(4など)の1次巻線(4aなど)
を経てスイッチング手段(スイッチング素子5など)を
介し繰返し開閉し、このときスイッチングトランスの2
次巻線(4bなど)に発生する電圧を(整流器6,平滑
回路7などを介し)整流し平滑化して低圧直流電源を作
りバッテリ(8など)を充電する装置であって、この装
置の充電出力電流(IO など)に比例する電圧としての
電流検出信号(9aなど)を検出出力する手段(電流検
出抵抗9など)と、前記電流検出信号を基準電圧(11
など)と比較し、この電流検出信号を一定とするように
前記スイッチング手段の開閉を制御する電流制御手段
(電流誤差増幅器10,スイッチング制御回路12な
ど)とを備えたバッテリ充電装置において、スイッチン
グトランスの温度が所定値を越えたときは、該温度と所
定値との差の大きさに応じて前記充電出力電流を低減す
る出力電流低減手段を備えたものとする。
めに請求項1のバッテリ充電装置は、高圧直流電源をス
イッチングトランス(4など)の1次巻線(4aなど)
を経てスイッチング手段(スイッチング素子5など)を
介し繰返し開閉し、このときスイッチングトランスの2
次巻線(4bなど)に発生する電圧を(整流器6,平滑
回路7などを介し)整流し平滑化して低圧直流電源を作
りバッテリ(8など)を充電する装置であって、この装
置の充電出力電流(IO など)に比例する電圧としての
電流検出信号(9aなど)を検出出力する手段(電流検
出抵抗9など)と、前記電流検出信号を基準電圧(11
など)と比較し、この電流検出信号を一定とするように
前記スイッチング手段の開閉を制御する電流制御手段
(電流誤差増幅器10,スイッチング制御回路12な
ど)とを備えたバッテリ充電装置において、スイッチン
グトランスの温度が所定値を越えたときは、該温度と所
定値との差の大きさに応じて前記充電出力電流を低減す
る出力電流低減手段を備えたものとする。
【0009】また、請求項2のバッテリ充電装置では、
請求項1に記載のバッテリ充電装置において、前記出力
電流低減手段は、スイッチングトランスの温度の増減に
応じて増減する温度検出電圧(ET など)を検出出力す
る手段(サーミスタ21,分圧抵抗22など)と、この
温度検出電圧が前記スイッチングトランスの温度の前記
所定値以上の温度領域に対応する値となるとき、この温
度検出電圧と温度の前記所定値に対応する温度検出電圧
との差を増幅した所定極性(正極性など)の出力信号
(Eout など)を生成出力する増幅手段(温度信号増幅
器24,温度基準電圧ER ,ダイオードD1 など)と、
この所定極性の出力信号を前記電流検出信号に対しこの
電流検出信号と同極性にして加算し、この加算された信
号を前記電流制御手段に前記電流検出信号に代えて与え
る手段(加算器26など)とを備えたものであるように
する。
請求項1に記載のバッテリ充電装置において、前記出力
電流低減手段は、スイッチングトランスの温度の増減に
応じて増減する温度検出電圧(ET など)を検出出力す
る手段(サーミスタ21,分圧抵抗22など)と、この
温度検出電圧が前記スイッチングトランスの温度の前記
所定値以上の温度領域に対応する値となるとき、この温
度検出電圧と温度の前記所定値に対応する温度検出電圧
との差を増幅した所定極性(正極性など)の出力信号
(Eout など)を生成出力する増幅手段(温度信号増幅
器24,温度基準電圧ER ,ダイオードD1 など)と、
この所定極性の出力信号を前記電流検出信号に対しこの
電流検出信号と同極性にして加算し、この加算された信
号を前記電流制御手段に前記電流検出信号に代えて与え
る手段(加算器26など)とを備えたものであるように
する。
【0010】また、請求項3のバッテリ充電装置では、
請求項1又は2に記載のバッテリ充電装置において、前
記高圧直流電源は商用交流電源(1など)を(整流器
2,平滑回路3などを介し)整流し平滑化して作られた
ものであり、このバッテリ充電装置は急速充電器である
ようにする。
請求項1又は2に記載のバッテリ充電装置において、前
記高圧直流電源は商用交流電源(1など)を(整流器
2,平滑回路3などを介し)整流し平滑化して作られた
ものであり、このバッテリ充電装置は急速充電器である
ようにする。
【0011】
【作用】スイッチングトランスの温度によって充電出力
電流を減少させる方法をステップ状に切り換える方式で
なく、スイッチングトランスの温度を制御回路にアナロ
グ的に加え、充電出力電流をスイッチングトランスの温
度上昇に対応して徐々に減少させる方式とすることで、
必要以上の充電出力電流減少を抑さえ、低電圧バッテリ
を連続充電する場合でも、必要以上に充電時間が延びる
のを防ぐ。
電流を減少させる方法をステップ状に切り換える方式で
なく、スイッチングトランスの温度を制御回路にアナロ
グ的に加え、充電出力電流をスイッチングトランスの温
度上昇に対応して徐々に減少させる方式とすることで、
必要以上の充電出力電流減少を抑さえ、低電圧バッテリ
を連続充電する場合でも、必要以上に充電時間が延びる
のを防ぐ。
【0012】
【実施例】図1は本発明の実施例としてのブロック回路
図で図4に対応するものである。同図において21はス
イッチングトランス4に取付けられ、その温度を検出す
るサーミスタ、22は定電圧電源VCCとグランドGND
間に、サーミスタ21と直列に設けられて定電圧電源V
CCの電圧を分圧する分圧抵抗、24はサーミスタ21と
分圧抵抗22との接続点aの電圧としての温度検出電圧
ET と所定の温度基準電圧ER との差電圧を増幅する温
度信号増幅器、26は電流検出信号9aに温度信号増幅
器24の出力電圧Eout を加算して電流誤差増幅器10
に入力する加算器である。なお、R1 ,R2 は増幅器2
4のゲイン設定用の抵抗、D1 は増幅器24の負の出力
を阻止するダイオードである。
図で図4に対応するものである。同図において21はス
イッチングトランス4に取付けられ、その温度を検出す
るサーミスタ、22は定電圧電源VCCとグランドGND
間に、サーミスタ21と直列に設けられて定電圧電源V
CCの電圧を分圧する分圧抵抗、24はサーミスタ21と
分圧抵抗22との接続点aの電圧としての温度検出電圧
ET と所定の温度基準電圧ER との差電圧を増幅する温
度信号増幅器、26は電流検出信号9aに温度信号増幅
器24の出力電圧Eout を加算して電流誤差増幅器10
に入力する加算器である。なお、R1 ,R2 は増幅器2
4のゲイン設定用の抵抗、D1 は増幅器24の負の出力
を阻止するダイオードである。
【0013】この温度信号増幅器24の出力電圧Eout
と温度検出電圧ET および温度基準電圧ER との間に
は、次式(1)の関係が成立つ。
と温度検出電圧ET および温度基準電圧ER との間に
は、次式(1)の関係が成立つ。
【0014】
【数1】 Eout =(ET −ER )(R2 /R1 )+ET =ET (R1 +R2 )/R1 −ER (R2 /R1 ) (1) 従って温度検出電圧ET の値が小さく、次式(2)の値
に達する迄は出力電圧Eout は負であり、ダイオードD
1 に阻止されて加算器26側には表れない。
に達する迄は出力電圧Eout は負であり、ダイオードD
1 に阻止されて加算器26側には表れない。
【0015】
【数2】 ET =ER ・R2 /(R1 +R2 ) (2) しかし温度検出電圧ET が(2)式の値を越えると、
(1)式のように温度検出電圧ET の増加分に比例する
増幅器出力電圧Eout が加算器26によって加算され
る。
(1)式のように温度検出電圧ET の増加分に比例する
増幅器出力電圧Eout が加算器26によって加算され
る。
【0016】図2は図1の回路に基づく充電出力電流対
時間の関係を示す特性図である。即ち充電開始後、スイ
ッチングトランス4の温度が上昇することによりサーミ
スタ21の抵抗が減少し、温度検出電圧ET が上昇する
が、この電圧ET が(2)式の値に達する迄は前述のよ
うに温度信号増幅器24の出力電圧Eout は、ダイオー
ドD1 に阻止されて電流誤差増幅器10の動作とは無関
係であり、図3,4の場合と同様、出力電流IO を一定
とする定電流制御が行われる。
時間の関係を示す特性図である。即ち充電開始後、スイ
ッチングトランス4の温度が上昇することによりサーミ
スタ21の抵抗が減少し、温度検出電圧ET が上昇する
が、この電圧ET が(2)式の値に達する迄は前述のよ
うに温度信号増幅器24の出力電圧Eout は、ダイオー
ドD1 に阻止されて電流誤差増幅器10の動作とは無関
係であり、図3,4の場合と同様、出力電流IO を一定
とする定電流制御が行われる。
【0017】トランス4の温度がさらに上昇して温度検
出電圧ET が(2)式の値を上回ると、(1)式に示す
温度信号増幅器24の出力電圧Eout が加算器26によ
って電流検出信号9aに加算され、電流誤差増幅器10
はこの加算信号を一定とするように出力電流IO を制御
する。従ってトランス4の温度の上昇と共に出力電流I
O が漸減し、やがてトランス4の温度上昇が止まると出
力電流IO も一定値に落着く。
出電圧ET が(2)式の値を上回ると、(1)式に示す
温度信号増幅器24の出力電圧Eout が加算器26によ
って電流検出信号9aに加算され、電流誤差増幅器10
はこの加算信号を一定とするように出力電流IO を制御
する。従ってトランス4の温度の上昇と共に出力電流I
O が漸減し、やがてトランス4の温度上昇が止まると出
力電流IO も一定値に落着く。
【0018】この時、出力電流減少の方法以外の条件を
合わせれば、高電圧バッテリ充電の場合、図1の回路に
おいても図3と同様に出力電流IO がIO1へと飽和する
ようにすることができる。しかし図1の回路で低電圧バ
ッテリを充電する場合、トランス4の損失(発熱)が高
電圧バッテリの場合より小さいため、充電開始後、温度
検出電圧ET が(2)式の値に達する時間が長くなり、
また出力電流IO が減少を開始したのちも、IO1より大
きい電流IO2へと飽和する。従って低電圧バッテリを充
電した場合、出力電流IO が従来のように必要以上に減
少することなく、バッテリの充電時間を短縮することが
できる。
合わせれば、高電圧バッテリ充電の場合、図1の回路に
おいても図3と同様に出力電流IO がIO1へと飽和する
ようにすることができる。しかし図1の回路で低電圧バ
ッテリを充電する場合、トランス4の損失(発熱)が高
電圧バッテリの場合より小さいため、充電開始後、温度
検出電圧ET が(2)式の値に達する時間が長くなり、
また出力電流IO が減少を開始したのちも、IO1より大
きい電流IO2へと飽和する。従って低電圧バッテリを充
電した場合、出力電流IO が従来のように必要以上に減
少することなく、バッテリの充電時間を短縮することが
できる。
【0019】
【発明の効果】本発明によればスイッチングトランスの
温度が所定温度を越えると、この温度の上昇に応じて充
電出力電流を減ずる制御を行うようにしたので、低電圧
バッテリを連続充電する場合、高電圧バッテリの充電に
比べてトランスの発熱が少なく、充電出力電流の減少制
御の際もその減少の程度が少ないので、従来のように必
要以上に充電出力電流を減少させることがなく充電時間
を短縮することができる。
温度が所定温度を越えると、この温度の上昇に応じて充
電出力電流を減ずる制御を行うようにしたので、低電圧
バッテリを連続充電する場合、高電圧バッテリの充電に
比べてトランスの発熱が少なく、充電出力電流の減少制
御の際もその減少の程度が少ないので、従来のように必
要以上に充電出力電流を減少させることがなく充電時間
を短縮することができる。
【図1】本発明の一実施例としての構成を示すブロック
回路図
回路図
【図2】図1の回路の充電時間に対する出力電流の推移
を示す特性図
を示す特性図
【図3】図2に対応する従来回路の特性図
【図4】図1に対応する従来の構成を示す回路図
【符号の説明】 1 交流電源 2 整流器 3 平滑回路 4 スイッチングトランス 5 スイッチング素子 6 整流器 7 平滑回路 8 バッテリ 9 電流検出抵抗 10 電流誤差増幅器 11 基準電圧 12 スイッチング制御回路 21 サーミスタ 22 分圧抵抗 24 温度信号増幅器 26 加算器 IO 充電出力電流 ET 温度検出電圧 ER 温度基準電圧 Eout 温度信号増幅器の出力電圧 R1 ,R2 温度信号増幅器のゲイン設定抵抗 D1 ダイオード
Claims (3)
- 【請求項1】高圧直流電源をスイッチングトランスの1
次巻線を経てスイッチング手段を介し繰返し開閉し、こ
のときスイッチングトランスの2次巻線に発生する電圧
を整流し平滑化して低圧直流電源を作りバッテリを充電
する装置であって、 この装置の充電出力電流に比例する電圧としての電流検
出信号を検出出力する手段と、 前記電流検出信号を基準電圧と比較し、この電流検出信
号を一定とするように前記スイッチング手段の開閉を制
御する電流制御手段とを備えたバッテリ充電装置におい
て、 スイッチングトランスの温度が所定値を越えたときは、
該温度と所定値との差の大きさに応じて前記充電出力電
流を低減する出力電流低減手段を備えたことを特徴とす
るバッテリ充電装置。 - 【請求項2】請求項1に記載のバッテリ充電装置におい
て、 前記出力電流低減手段は、 スイッチングトランスの温度の増減に応じて増減する温
度検出電圧を検出出力する手段と、 この温度検出電圧が前記スイッチングトランスの温度の
前記所定値以上の温度領域に対応する値となるとき、こ
の温度検出電圧と温度の前記所定値に対応する温度検出
電圧との差を増幅した所定極性の出力信号を生成出力す
る増幅手段と、 この所定極性の出力信号を前記電流検出信号に対しこの
電流検出信号と同極性にして加算し、この加算された信
号を前記電流制御手段に前記電流検出信号に代えて与え
る手段とを備えたものであることを特徴とするバッテリ
充電装置。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載のバッテリ充電装置
において、前記高圧直流電源は商用交流電源を整流し平
滑化して作られたものであり、このバッテリ充電装置は
急速充電器であることを特徴とするバッテリ充電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21684194A JPH0884438A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | バッテリ充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21684194A JPH0884438A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | バッテリ充電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0884438A true JPH0884438A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16694746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21684194A Pending JPH0884438A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | バッテリ充電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0884438A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100453883B1 (ko) * | 2002-04-16 | 2004-10-26 | 삼지전자 주식회사 | 배터리 충전 장치 |
US7061209B2 (en) | 2003-01-14 | 2006-06-13 | Makita Corporation | Battery chargers |
WO2006101188A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Denso Corporation | Dc-dc convertir system |
CN100458631C (zh) * | 2005-03-25 | 2009-02-04 | 深圳斯贝克动力电子有限公司 | 发热元件的温度控制方法和装置 |
US8203813B2 (en) | 2009-06-30 | 2012-06-19 | Fuji Electric Co., Ltd. | Distributed power supply system |
CN111934381A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-13 | 昂宝电子(上海)有限公司 | 功率调制电路和方法、pwm控制器、快充协议电路和*** |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP21684194A patent/JPH0884438A/ja active Pending
Cited By (8)
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