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JPH0261224B2 - - Google Patents
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JPH0261224B2 - - Google Patents

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JPH0261224B2
JPH0261224B2 JP58023143A JP2314383A JPH0261224B2 JP H0261224 B2 JPH0261224 B2 JP H0261224B2 JP 58023143 A JP58023143 A JP 58023143A JP 2314383 A JP2314383 A JP 2314383A JP H0261224 B2 JPH0261224 B2 JP H0261224B2
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transistor
voltage
battery
base
oscillation
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Takio Maekawa
Osamu Yanoo
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、急速充電回路に関するものである。[Detailed description of the invention] [Technical field] The present invention relates to a quick charging circuit.

[背景技術] 従来の充電回路は、第1図のように、トランジ
スタQ0のコレクタにトランスT′の1次コイルL10
を接続し、ベースにトランスT′の2次コイルL20
をベースを順バイアスする極性に接続して発振回
路を形成し、トランスT′の3次コイルL30の両端
に整流ダイオードD10と電池Bの直列回路を接続
して発振回路の出力を3次コイルL30より得て整
流ダイオードD10で整流して電池Bを充電してい
た。R10は発振起動抵抗、C10は発振用コンデン
サ、D20はトランジスタQ0の逆バイアス用ダイオ
ード、C20,R30はスパイク電圧吸収用のコンデン
サ、抵抗R20は電流制限抵抗であり、SWは負荷
Lをオン、オフするスイツチである。DBはダイ
オードブリツジ、Eは交流電源である。
[Background Art] As shown in Figure 1, a conventional charging circuit connects the primary coil L10 of a transformer T' to the collector of a transistor Q0 .
Connect the secondary coil L 20 of the transformer T′ to the base.
is connected to the polarity that forward biases the base to form an oscillation circuit, and a series circuit of a rectifier diode D 10 and battery B is connected across the tertiary coil L 30 of the transformer T' to convert the output of the oscillation circuit into a tertiary one. The voltage was obtained from coil L 30 and rectified by rectifier diode D 10 to charge battery B. R 10 is the oscillation starting resistor, C 10 is the oscillation capacitor, D 20 is the reverse bias diode of transistor Q 0 , C 20 and R 30 are the spike voltage absorption capacitor, resistor R 20 is the current limiting resistor, and SW is a switch that turns the load L on and off. DB is a diode bridge, and E is an AC power supply.

このものにあつては、トランスT′に3個のコ
イルL10,L20,L30を必要とするため、トランス
T′および回路が複雑になつて小型化に不向きで
ある上、トランスT′のコイルが細いため断線不
良が発生しやすく、又、各コイルの極性処理を誤
つたりしてトランスT′の信頼性が低いという欠
点を有していた。
In this case, the transformer T′ requires three coils L 10 , L 20 , and L 30 , so the transformer
T′ and the circuit become complicated, making it unsuitable for miniaturization. Furthermore, the thin coil of the transformer T′ tends to cause disconnection, and the polarity of each coil may be incorrectly processed, making the transformer T′ unreliable. It had the disadvantage of low performance.

また、トランスT′のコイルが3巻線あるため
第1図に示すコイルL10,L30の結合係数が悪くな
り、リーケージインダクタンスが増大し、トラン
ジスタQ0がカツトオフしたときのスパイク電圧
が非常に高くなり、そのため、トランジスタQ0
のコレクタ・エミツタ間電圧VCEの耐圧を上げた
り、スパイク電圧を吸収するための抵抗R30、コ
ンデンサC20等の部品が必要となり、安価で小型
のものが作成できないという問題があつた。
In addition, since the coil of transformer T' has three windings, the coupling coefficient between coils L 10 and L 30 shown in Figure 1 deteriorates, leakage inductance increases, and the spike voltage when transistor Q 0 is cut off becomes very large. becomes higher, so the transistor Q 0
This required parts such as a resistor R 30 and a capacitor C 20 to increase the breakdown voltage of the collector-emitter voltage V CE and to absorb spike voltages, which caused the problem that it was not possible to create a small and inexpensive product.

そこで、第1図に示す回路を改良したのが第2
図に示す回路であり、この回路では、発振用トラ
ンスのコイルを2巻線として、損失がなく損失対
策をする必要がない小型で安価な急速充電回路構
成としている。
Therefore, the second circuit is an improvement on the circuit shown in Figure 1.
This is the circuit shown in the figure, in which the coil of the oscillation transformer has two windings, resulting in a small and inexpensive quick charging circuit configuration with no loss and no need to take measures against loss.

すなわち、この他の従来例では、第2図に示す
ように、発振回路、被充電用電池Bを含む充電ブ
ロツクと、充電制御ブロツクとから構成されてい
る。充電ブロツクは以下のように構成されてい
る。トランジスタQのコレクタに発振用のトラン
スTの1次コイルL1を接続し、トランジスタQ
のベースにはトランスTの2次コイルL2を順バ
イアスする極性に接続してある。トランスTは1
次コイルL1と2次コイルL2とからなる2巻線の
ものを用いている。2次コイルL2の両端には、
電池Bと整流用ダイオードD2との直列回路が接
続してある。Eは交流電源、D1は電源整流用ダ
イオードである。ここでは、半波整流している
が、全波整流を行つても良い。C1は雑音防止用
コンデンサ、R1は発振起動用抵抗、R2はベース
順バイアス制限抵抗、R3は充電電流制限抵抗、
C2は発振用コンデンサ、D3は通電表示用発光ダ
イオード、SWはスイツチで、電池Bと負荷Lと
の間に挿入接続してある。
That is, in this other conventional example, as shown in FIG. 2, it is composed of an oscillation circuit, a charging block including a battery to be charged B, and a charging control block. The charging block is constructed as follows. Connect the primary coil L1 of the oscillation transformer T to the collector of the transistor Q, and
The base of is connected to the polarity that forward biases the secondary coil L2 of the transformer T. Transformer T is 1
A two-winding coil consisting of a secondary coil L1 and a secondary coil L2 is used. At both ends of the secondary coil L2 ,
A series circuit of battery B and rectifier diode D2 is connected. E is an AC power supply, and D1 is a power rectification diode. Although half-wave rectification is performed here, full-wave rectification may also be performed. C 1 is a capacitor for noise prevention, R 1 is a resistor for starting oscillation, R 2 is a base forward bias limiting resistor, R 3 is a charging current limiting resistor,
C2 is a capacitor for oscillation, D3 is a light emitting diode for displaying power, and SW is a switch, which is inserted and connected between battery B and load L.

充電制御ブロツクは、基準電圧V1を発生させ
る基準電圧発生ブロツク1、基準電圧V1と電池
Bの電圧とを比較する電池電圧比較ブロツク2、
電池Bの電圧が基準電圧V1より高い場合にトラ
ンジスタQのベース電流をバイパスさせて発振を
停止せしめる発振起動電流バイパスブロツク3と
から構成されている。
The charging control block includes a reference voltage generation block 1 that generates a reference voltage V1 , a battery voltage comparison block 2 that compares the reference voltage V1 and the voltage of battery B,
The oscillation starting current bypass block 3 bypasses the base current of the transistor Q to stop oscillation when the voltage of the battery B is higher than the reference voltage V1 .

今、交流電源EをダイオードD1により半波
(あるいは全波)整流した電源により、抵抗R1
通してトランジスタQにベース電流を供給する
と、コレクタ電流iCが1次コイルL1を通して流れ
始め、1次コイルL1に電圧が発生する。この電
圧により2次コイルL2にトランジスタQを順バ
イアスするような電圧が発生してトランジスタQ
は急速にオンになつてコレクタ電流iCは、iC
(VL1/X1)tによつて増加する。尚、VL1は1次
コイルL1への印加電圧、X1は1次コイルL1のイ
ンダクタンスである。そして、iC=hFE・IB(hFE
トランジスタQの電流増幅率、IBはベース電流)
になるまで増加すると、1次コイルL1での電流
変化が止まる。すると、更に電流を流そうとして
1次コイルL1での発生電圧の極性が反転し、こ
の電圧が前述のように2次コイルL2に誘起され、
トランジスタQを逆バイアスしてトランジスタQ
はオフになる。このとき、2次コイルL2に発生
する電圧をダイオードD2を通して電池Bを充電
する。同様に発光ダイオードD3に電流を分流さ
せて、発光ダイオードD3を点灯させて通電表示
を行う。
Now, when AC power supply E is half-wave (or full-wave) rectified by diode D 1 and a base current is supplied to transistor Q through resistor R 1 , collector current i C starts flowing through primary coil L 1 and 1 A voltage is generated in the next coil L1 . This voltage generates a voltage in the secondary coil L 2 that forward biases the transistor Q.
turns on rapidly and the collector current i C is i C =
(V L1 /X 1 ) increases by t. Note that V L1 is the voltage applied to the primary coil L 1 , and X 1 is the inductance of the primary coil L 1 . Then, i C = h FE・I B (h FE is the current amplification factor of transistor Q, I B is the base current)
When the current increases to , the current change in the primary coil L1 stops. Then, in an attempt to cause more current to flow, the polarity of the voltage generated in the primary coil L1 is reversed, and this voltage is induced in the secondary coil L2 as described above.
Transistor Q is reverse biased
is turned off. At this time, the voltage generated in the secondary coil L2 is passed through the diode D2 to charge the battery B. Similarly, a current is shunted to the light emitting diode D3 , and the light emitting diode D3 is turned on to indicate energization.

ここで、電池Bに流れる電流iは、i=−
(V2/X2)tによつて流れる。ここで、V2はト
ランジスタQのオフ時に発生する1次コイルL1
の電圧のL2/L1であり、X2は2次コイルL2のイ
ンダクタンスである。そして、1次コイルL1
蓄積されたエネルギーが放出されると、前述と同
様にして再度発振が開始されて発振を続ける。抵
抗R3は、トランジスタQがオンになり流れる電
流iCによつてR3×iCの電位でトランジスタQのベ
ース電位を制御し、1次コイルL1に蓄積される
エネルギーを調整して充電電流iの制御を行うも
のである。第3図a〜dは上述の動作における各
部の電圧電流波形を示すものであり、同図aはト
ランジスタQのコレクタ・エミツタ間電圧VCE
同図bはトランジスタQのベース・エミツタ間電
圧、同図cはトランジスタQのコレクタ電流iC
同図dは電池Bの充電電流である。
Here, the current i flowing through battery B is i=-
(V 2 /X 2 ) flows by t. Here, V 2 is the primary coil L 1 generated when transistor Q is turned off.
L 2 /L 1 of the voltage, and X 2 is the inductance of the secondary coil L 2 . Then, when the energy stored in the primary coil L1 is released, oscillation starts again and continues in the same manner as described above. The resistor R 3 controls the base potential of the transistor Q at a potential of R 3 ×i C by the current i C that flows when the transistor Q is turned on, and adjusts the energy stored in the primary coil L 1 for charging. It controls the current i. Figures 3a to 3d show the voltage and current waveforms of various parts during the above operation, and Figure 3a shows the collector-emitter voltage V CE of the transistor Q,
The figure b shows the base-emitter voltage of the transistor Q, the figure c shows the collector current i C of the transistor Q,
d in the figure is the charging current of battery B.

以上によつて電池Bが充電されていくと、電池
Bの電圧は第4図に示すような特性を示す。電池
Bを急速充電する場合には、容量の80〜100%の
所で充電をストツプしてやらないと、電池Bは過
充電領域に入り、電池Bの劣化を生じる。それを
制御するための充電制御が必要であり、これが第
2図に示す充電制御ブロツクである。基準電圧発
生ブロツク1にて直流の基準電圧V1を発生させ、
電池電圧比較ブロツク2にて基準電圧V1と電池
電圧VBとを比較してゆき、V1>VBのときは、発
振起動電流バイパスブロツク3は動作せず、上述
の動作を繰り返して充電電流は流れ続ける。そし
て、V1≦VBとなると、発振起動電流バイパスブ
ロツク3が動作して、トランジスタQの起動電流
をトランジスタQに流さず、発振起動電流バイパ
スブロツク3にてバイパスさせて、トランジスタ
Qの発振を停止させ、電池Bへの充電をストツプ
させて過充電を防止するものである。尚、第2図
に示す回路において、電池Bがオープンになると
いつた異常時は、トランジスタQと電池Bとが直
列に接続されているために、発振起動電流が流れ
ず、発振を開始しない。従つて、回路が破壊され
るということはない。
As battery B is charged in the manner described above, the voltage of battery B exhibits characteristics as shown in FIG. When rapidly charging battery B, unless charging is stopped at 80 to 100% of its capacity, battery B will enter the overcharge region, causing deterioration of battery B. Charging control is required to control this, and this is the charging control block shown in FIG. Generate a DC reference voltage V 1 in the reference voltage generation block 1,
The battery voltage comparison block 2 compares the reference voltage V 1 and the battery voltage V B , and when V 1 > V B , the oscillation starting current bypass block 3 does not operate, and the above operation is repeated to charge the battery. The current continues to flow. Then, when V 1 ≦ V B , the oscillation starting current bypass block 3 operates, and the starting current of the transistor Q does not flow to the transistor Q, but is bypassed by the oscillation starting current bypass block 3, and the oscillation of the transistor Q is stopped. This prevents overcharging by stopping charging of battery B. In the circuit shown in FIG. 2, in the event of an abnormality when battery B becomes open, the oscillation starting current does not flow and oscillation does not start because transistor Q and battery B are connected in series. Therefore, the circuit will not be destroyed.

この従来例では、第2図に示すような構成とす
ることにより、第1図の場合と比べて、充電ブロ
ツクのトランスTを1次コイルL1と2次コイル
L2との2巻線として、3巻線より少なくなつて、
トランスTの作成が容易となり、信頼性が向上
し、また、トランスTを小型化できてコストダウ
ンを図ることができる。更に、トランスTは1次
コイルL1と2次コイルL2だけからなつているた
め、コイルのリーケージインダクタンスが減少
し、1次コイルL1に発生する逆起電圧が小さく
なり、そのエネルギーを吸収するための1次コイ
ルに並列に用いていた抵抗、コンデンサが不要と
なり、また、トランジスタの耐圧の低いものが使
用でき、より小型で安価な回路を構成することが
できる。
In this conventional example, by adopting the configuration shown in Fig. 2, the transformer T of the charging block is connected to the primary coil L1 and the secondary coil, compared to the case shown in Fig. 1.
As 2 windings with L 2 , less than 3 windings,
The transformer T can be easily manufactured, reliability is improved, and the transformer T can be made smaller and costs can be reduced. Furthermore, since the transformer T consists of only the primary coil L1 and the secondary coil L2 , the leakage inductance of the coil is reduced, the back electromotive force generated in the primary coil L1 is reduced, and its energy is absorbed. The resistor and capacitor used in parallel with the primary coil for this purpose are no longer required, and transistors with low breakdown voltage can be used, making it possible to construct a smaller and cheaper circuit.

ところが、第2図の回路においても以下のよう
な問題を有している。すなわち、トランジスタQ
がオンしているときのキヤリア蓄積効果により、
トランジスタQのオンからオフへの移行時間が遅
くなり、トランジスタQの発生する損失が大きい
という問題がある。
However, the circuit shown in FIG. 2 also has the following problems. That is, transistor Q
Due to the carrier accumulation effect when is on,
There is a problem that the transition time from on to off of the transistor Q is delayed, and the loss generated by the transistor Q is large.

また、スイツチSWオンで、電池Bが過放電さ
れ、電池電圧が低いと発振開始電圧が下がり、充
電電流が極端に多くなり、回路の発熱があるとい
う問題もあつた。すなわち、第2図の従来の回路
においては、ダイオードD1で整流された電圧か
ら抵抗R1を通してトランジスタQにベース電流
が流れて始めて発振を開始する。その電圧は電池
Bの電圧VBと、トランジスタQのベース・エミ
ツタ間電圧VBEの電圧の和で決まる。発振開始電
圧をVsとすれば、Vs=VB+VBEであり、VBEは一
定であるが、電池電圧VBが変化すれば、発振開
始電圧Vsも変化する。従つて、電池電圧VBが低
いと、発振開始電圧Vsが下がることになる。そ
して、第2図において、電池Bが負荷Lに接続さ
れ、そのまま放置されて、過放電されると、電池
電圧VBはほとんど0Vになつてしまう。その状態
で充電されると、Vs≒VBEとなつてしまい、正常
な時より発振開始電圧Vsが低下することになる。
In addition, when the switch SW was turned on, battery B was over-discharged, and when the battery voltage was low, the oscillation start voltage decreased, the charging current became extremely large, and the circuit generated heat. That is, in the conventional circuit shown in FIG. 2, oscillation begins only when the base current flows from the voltage rectified by the diode D1 to the transistor Q through the resistor R1 . The voltage is determined by the sum of the voltage V B of battery B and the base-emitter voltage V BE of transistor Q. If the oscillation start voltage is Vs, then Vs=V B +V BE , and V BE is constant, but if the battery voltage V B changes, the oscillation start voltage Vs also changes. Therefore, if the battery voltage V B is low, the oscillation start voltage Vs will be lowered. In FIG. 2, if battery B is connected to load L and left as it is to be over-discharged, battery voltage V B will become almost 0V. If it is charged in that state, Vs≒ VBE , and the oscillation start voltage Vs will be lower than in normal conditions.

そして、発振開始電圧が低いと、その分取り出
せる発振回路の出力が増大し、整流ダイオード
D2の定格オーバーにより、発熱したり、破壊し
たりする問題につながるものであり、その出力で
電池電圧が正常な約1.2〜1.3Vまで復帰してくる
間の時間、若しくは電池の異常でシヨートの電池
を充電した場合、上記の問題が発生し、更には充
電器の破壊につながる問題を有している。
When the oscillation start voltage is low, the output of the oscillation circuit that can be extracted increases accordingly, and the rectifier diode
Exceeding the rating of D 2 will lead to problems such as heat generation and destruction, and the time it takes for the battery voltage to return to the normal level of approximately 1.2 to 1.3V, or due to battery abnormality, may occur. When charging a battery, the above-mentioned problems occur, and furthermore, there is a problem that leads to the destruction of the charger.

[発明の目的] 本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであ
つて、トランジスタの損失を少なくすると共に、
発振開始電圧の低下を防止して極端な充電電流の
増加をなくした急速充電回路を提供することを目
的としたものである。
[Object of the Invention] The present invention has been provided in view of the above-mentioned points.
The object of the present invention is to provide a quick charging circuit that prevents a drop in oscillation start voltage and eliminates an extreme increase in charging current.

[発明の開示] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。第5図に具体回路図を示し、トランスTの2
次コイルL2と整流ダイオードD2と電池Bとの直
列回路を、トランジスタQのベース・エミツタ及
び抵抗R3とに並列に接続し、また充電電流整流
用ダイオードD4をトランジスタQのベース・エ
ミツタと抵抗R3との回路に並列に接続したもの
である。尚、同一符号を示す部材は第2図の場合
と同様の働きをなす。また、電池Bの負極は回路
全体のアースラインに接続してあり、トランジス
タQのエミツタは、抵抗R3を介してアースライ
ンに接続してある。
[Disclosure of the Invention] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. A specific circuit diagram is shown in Fig. 5, and 2 of the transformer T.
A series circuit consisting of a secondary coil L 2 , a rectifier diode D 2 and a battery B is connected in parallel to the base-emitter of transistor Q and a resistor R 3 , and a charging current rectifying diode D 4 is connected to the base-emitter of transistor Q. and resistor R3 are connected in parallel to the circuit. Incidentally, members having the same reference numerals perform the same functions as in the case of FIG. 2. Further, the negative electrode of battery B is connected to the ground line of the entire circuit, and the emitter of transistor Q is connected to the ground line via resistor R3 .

ここで、トランジスタQがオフして、2次コイ
ルL2のエネルギーを、ダイオードD2,D4で整流
して電池Bに充電する時、ダイオードD4の順方
向降下電圧VfによつてトランジスタQのベー
ス・エミツタ間が逆バイアスされ、トランジスタ
Qがオンしているときのキヤリア蓄積を速く打ち
消せるため、トランジスタQのオンからオフへの
移行時間が速くなり、トランジスタQで発生する
損失が少ないという長所がある。第6図aはトラ
ンジスタQのベース・エミツタ間電圧VCE、同図
bはトランジスタQのコレクタ電流を夫々示すも
のであるが、図中のt1の期間においてVCE×iC
損失が発生するため、この期間(時間)は短いほ
どよい。従つて、キヤリア蓄積を速く打ち消して
トランジスタQをオンからオフへ速く移行させる
ことで、トランジスタQの損失を少なくさせるこ
とができる。
Here, when the transistor Q is turned off and the energy of the secondary coil L 2 is rectified by the diodes D 2 and D 4 to charge the battery B, the transistor Q is Since the base and emitter of the transistor are reverse biased, carrier accumulation when transistor Q is on can be quickly canceled out, so the transition time from transistor Q on to off is faster, and the loss that occurs in transistor Q is reduced. It has its advantages. Figure 6a shows the base-emitter voltage V CE of transistor Q, and Figure 6 b shows the collector current of transistor Q. In the period t 1 in the figure, a loss of V CE ×i C occurs. Therefore, the shorter this period (time) is, the better. Therefore, the loss of the transistor Q can be reduced by quickly canceling the carrier accumulation and quickly transitioning the transistor Q from on to off.

また、第2図においては、スイツチSWがオン
されて電池Bが過放電され、電池電圧VBが低い
と、発振開始電圧が下がり充電電流iが極端に多
くなり、回路の発熱等があるが、第5図に示す実
施例では、発振開始電圧の低下を防止しているた
め、極端な充電電流の増加もなく安全である。
In addition, in Fig. 2, when the switch SW is turned on and battery B is over-discharged and the battery voltage V B is low, the oscillation start voltage decreases and the charging current i becomes extremely large, causing heat generation in the circuit, etc. In the embodiment shown in FIG. 5, since the oscillation starting voltage is prevented from decreasing, there is no extreme increase in the charging current and it is safe.

以下に電池電圧VBが低くても発振開始電圧が
下がらない、つまり、電池電圧VBの影響を受け
ない理由について説明する。すなわち、第5図に
おいて、抵抗R1を介して入力電圧が印加された
場合、電池Bの内部抵抗等により、ダイオード
D2と電池電圧VBの合計電圧の方が、トランジス
タQのベース・エミツタ間電圧VBEより大きいた
め、入力電圧がトランジスタQのベース・エミツ
タ間電圧VBEを越えた時点で発振開始となる。つ
まり、発振回路の発振開始電圧は電池電圧VB
影響を受けない。また、電池Bがシヨートしてい
る場合、ダイオードD2の順方向降下電圧により、
トランジスタQのベース電位が低く抑えられ、ト
ランジスタQは発振を開始しない。ここで、例え
ば、整流ダイオードD2に順方向降下電圧の低い
シヨツトキーバリアダイオードを使用した場合に
は、このダイオードの順方向降下電圧は、バイポ
ーラ型のトランジスタQのベース・エミツタ間電
圧VBEより小さいため、シヨートされた電池Bを
充電する場合においても、トランジスタQのベー
ス電位が上昇しないため、発振の開始を確実に防
止できて、安全に保つことが可能となる。
The reason why the oscillation start voltage does not decrease even if the battery voltage V B is low, that is, it is not affected by the battery voltage V B will be explained below. In other words, in Fig. 5, when the input voltage is applied through the resistor R1 , the internal resistance of battery B causes the diode to
Since the total voltage of D 2 and the battery voltage V B is greater than the base-emitter voltage V BE of transistor Q, oscillation starts when the input voltage exceeds the base-emitter voltage V BE of transistor Q. . In other words, the oscillation start voltage of the oscillation circuit is not affected by the battery voltage V B. Also, when battery B is shorted, due to the forward voltage drop of diode D2 ,
The base potential of transistor Q is kept low, and transistor Q does not start oscillating. Here, for example, if a shot key barrier diode with a low forward voltage drop is used as the rectifier diode D2 , the forward voltage drop of this diode is equal to the base-emitter voltage VBE of the bipolar transistor Q. Since it is smaller, the base potential of the transistor Q does not rise even when charging the battery B that has been shot, so the start of oscillation can be reliably prevented and safety can be maintained.

ここで、本実施例ではダイオードD4によりト
ランジスタQのベース・エミツタ間を逆バイアス
してキヤリア蓄積を早く打ち消すようにしている
が、このダイオードD4により逆バイアスが制限
されてダイオードが存在しない従来例よりかえつ
て逆バイアスが小さくなり、ダイオードD4によ
る効果が不明ではないか、という疑問が生じる虞
れがある。そこで、この疑問を解消するために以
下に説明する。
Here, in this embodiment, the diode D 4 reverse biases between the base and emitter of the transistor Q to quickly cancel out the carrier accumulation. The reverse bias is even smaller than in the example, and there is a risk that the effect of diode D4 may be unclear. Therefore, in order to resolve this question, the following explanation will be given.

すなわち、第2図に示す従来例の場合、トラン
ジスタQの逆バイアス電圧は、ダイオードD2
電池電圧VBの電圧となり、本発明のダイオード
D4に対して大きくなり、その分トランジスタQ
のベース・エミツタ間の逆バイアスが深くなる。
しかしながら、逆バイアスを深くかけると、次の
トランジスタQをオンさせるための順バイアス電
流も大きくする必要がある。従つて、従来例で
は、逆バイアス電圧は電池電圧VBの影響を受け
てしまうことになる。
That is, in the case of the conventional example shown in FIG. 2, the reverse bias voltage of the transistor Q is the voltage between the diode D2 and the battery voltage VB , and the diode of the present invention
It becomes larger than D 4 , and the transistor Q
The reverse bias between the base and emitter becomes deeper.
However, if the reverse bias is applied deeply, the forward bias current for turning on the next transistor Q must also be increased. Therefore, in the conventional example, the reverse bias voltage is affected by the battery voltage VB .

また、電池電圧VBが上昇するにつれて、逆バ
イアスの電圧は大きくなつていくが、トランジス
タQの順バイアスは、従来例においては、2次コ
イルL2と抵抗R2で決まり、電池電圧VBに関係な
く一定になつているため、トランジスタQのター
ンオンのスピードが遅くなつてしまい、トランジ
スタQの発熱が大きくなつてしまいという問題を
有している。本発明の場合は、順バイアスは従来
例と同様、2次コイルL2と抵抗R2で決まり一定
である上に、トランジスタQの逆バイアスは上述
のようにダイオードD4で一定に制限されるため、
電池電圧VBの影響を受けず、上記のように問題
が改善されることになる。
Also, as the battery voltage V B increases, the reverse bias voltage increases, but in the conventional example, the forward bias of the transistor Q is determined by the secondary coil L 2 and the resistor R 2 , and the battery voltage V B Since the current is constant regardless of the current, the turn-on speed of the transistor Q becomes slow and the heat generation of the transistor Q becomes large. In the case of the present invention, the forward bias is determined by the secondary coil L 2 and the resistor R 2 and is constant as in the conventional example, and the reverse bias of the transistor Q is limited to a constant by the diode D 4 as described above. For,
The problem is improved as described above without being affected by the battery voltage VB .

更に、充電される電池の本数が増加して、電池
電圧VBが増加すると、逆バイアス時にトランジ
スタQのエミツタ、ベース間の耐圧(約7V)を
オーバーしてしまうため、それだけのために、従
来例において保護用の素子(ダイオード)が、ト
ランジスタQのエミツタ、ベース間に必要にな
る。しかし、本発明では、ダイオードD4でその
役割を兼ねているために、安価に充電器が作成で
きるという特徴をもつている。
Furthermore, as the number of charged batteries increases and the battery voltage V B increases, the withstand voltage between the emitter and base of transistor Q (approximately 7V) will be exceeded during reverse bias. In this example, a protective element (diode) is required between the emitter and base of transistor Q. However, in the present invention, since the diode D4 also serves this role, the charger can be manufactured at low cost.

更に、第2図に示す従来例の回路では、トラン
ジスタQのオン時間は、従来例の動作説明の項で
説明したように、2次コイルL2とトランジスタ
QのhFEで決まり、これは、電池電圧VBの影響を
受けないが、第3図dに示す充電電流iは次式の
ように表せることから、電池電圧VBの変化によ
るオフ時間toffへの影響が大きい。
Furthermore, in the conventional circuit shown in FIG. 2, the on-time of the transistor Q is determined by the secondary coil L2 and the hFE of the transistor Q, as explained in the explanation of the operation of the conventional example, and this is determined by the secondary coil L2 and hFE of the transistor Q. Although it is not affected by the battery voltage VB , since the charging current i shown in FIG. 3d can be expressed as the following equation, the off-time toff is greatly influenced by a change in the battery voltage VB .

i=−(VB+VD2)/L2toff ただし、VBは電池電圧、VD2はダイオードD2
順方向降下電圧、L2は2次コイルL2のインダク
タンス、toffはトランジスタQのオフ時間であ
る。ここで、例えば、ダイオードD2にシヨツト
キーバリアダイオードを使用するとすれば、その
順方向降下電圧VD2は、約0.3〜0.4Vで、充電され
る電圧は1.0〜1.5Vまで変化するため、トランジ
スタQのオフ時間toffへの影響が大きい。従つ
て、電池電圧VBによつて発振周波数が変化し、
電池を充電する充電電流の変化が大きくなる。
i = - (V B + V D2 ) / L 2 toff where V B is the battery voltage, V D2 is the forward drop voltage of diode D 2 , L 2 is the inductance of secondary coil L 2 , and toff is the off-state of transistor Q. It's time. Here, for example, if a shot key barrier diode is used as diode D2 , its forward drop voltage V D2 is approximately 0.3 to 0.4V, and the charged voltage varies from 1.0 to 1.5V, so This has a large effect on the off-time toff of the transistor Q. Therefore, the oscillation frequency changes depending on the battery voltage V B ,
Changes in the charging current used to charge the battery become large.

本発明の場合は、トランジスタQのオン時間は
従来例と同様である。しかし、オフ時間は従来例
と異なり、電池電圧VBの影響は受けにくい。す
なわち、第5図から明らかなように、充電電流i
は、次式で示される。
In the case of the present invention, the on time of the transistor Q is the same as in the conventional example. However, unlike the conventional example, the off time is not easily affected by the battery voltage V B. That is, as is clear from FIG. 5, the charging current i
is expressed by the following equation.

i=−(VB+VD2+VD4)/L2toff ただし、VD4はダイオードD4の順方向降下電圧
である。従つて、上式から、ダイオードD4が入
つているため、充電電流iは、電池電圧VBの変
化がオフ時間への影響が従来例より少なく、電池
電圧VBの変化が充電電流iに与える影響が少な
いものである。
i=−(V B +V D2 +V D4 )/L 2 toff where V D4 is the forward voltage drop of the diode D 4 . Therefore, from the above equation, since the diode D4 is included, changes in the battery voltage VB have less influence on the off time than in the conventional example, and changes in the battery voltage VB have less effect on the charging current i. It has little impact.

電池電圧VBは充電するにつれて電圧が変化す
るが、充電電流は、その影響を受けにくく、定電
流で充電する方が電池の劣化、シヨート、多セル
の場合の電池シヨートに安定である。そのために
も、本発明のダイオードD4があれば、充電電流
の電池電圧VBによる影響が従来例より改善され
ることになる。
Although the battery voltage V B changes as it is charged, the charging current is less affected by this, and charging with a constant current is more stable against battery deterioration, shorting, and battery shorting in the case of multi-cell batteries. For this reason, if the diode D4 of the present invention is provided, the influence of the battery voltage VB on the charging current will be improved compared to the conventional example.

[発明の効果] 本発明は上述のように、発振用トランスの1次
コイルをトランジスタのコレクタに接続するとと
もに、2次コイルの一端をトランジスタのベース
に接続し、該2次コイルの他端を整流素子を介し
て被充電用電池の正極に接続すると共に、該電池
の負極を回路全体のアースラインに接続し、上記
トランジスタのエミツタを上記アースラインに接
続し、上記トランジスタのオフ時に該トランジス
タのベース・エミツタ間を逆バイアスせしめるダ
イオードを、トランジスタのベース・エミツタ間
に接続した充電ブロツクと、前記電池の電圧を検
出して所定の電圧より高くなつた場合にトランジ
スタのベース電流をバイパスさせて充電ブロツク
の発振を停止せしめる充電制御ブロツクとを具備
しているものであるから、ダイオードの順方向降
下電圧によつてトランジスタのベース・エミツタ
間が逆バイアスされ、トランジスタがオンしてい
るときのキヤリア蓄積を速く打ち消すことができ
て、トランジスタのオンからオフへの移行時間が
速くなり、トランジスタで発生する損失が少ない
という効果を奏するものである。また、逆バイア
ス用のダイオードにより、電池電圧の影響を受け
ずにトランジスタを一定値で逆バイアスするた
め、逆バイアスが深くかかる従来例とは異なり、
トランジスタのターンオンのスピードも早くな
り、それに伴うトランジスタの発熱を防止でき、
また、電池の本数が増加して電池電圧が増加する
と、逆バイアス時にトランジスタのエミツタ、ベ
ース間の耐圧をオーバーしてしまうために、従来
ではその分の保護素子が必要となるが、本発明で
はダイオードによりその役割を兼ねていること
で、安価に構成でき、しかも、電池の充電時に
は、電池と、整流素子とダイオードとが直列接続
された形となつて、上述の充電電流の式から電池
電圧の変化による充電電流の変化を少なくして、
定電流に近い電流で充電できるため、電池の劣
化、シヨート、多セルの場合の電池シヨートに対
して安定である。また、整流素子と電池との合計
電圧の方が、トランジスタのベース・エミツタ間
電位より大きくなるため、入力電圧がトランジス
タのベース・エミツタ間電圧を越えた時点で発振
開始となることから、電池電圧の影響を受けず、
そのため、発振開始電圧は低下しないため、従来
のように極端な充電電流の増加もなく安全であ
る。更には、回路全体のアースラインに電池の負
極を接続しているため、電池電圧の検出等の充電
制御を行う場合には、アースラインが共通になる
ので、回路構成を簡単にすることができる。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention connects the primary coil of the oscillation transformer to the collector of the transistor, connects one end of the secondary coil to the base of the transistor, and connects the other end of the secondary coil to the base of the transistor. It is connected to the positive electrode of the battery to be charged via a rectifying element, and the negative electrode of the battery is connected to the ground line of the entire circuit, and the emitter of the transistor is connected to the ground line, so that when the transistor is turned off, the transistor's A charging block connects a diode between the base and emitter of the transistor to reverse bias the base and emitter, and when the voltage of the battery is detected and becomes higher than a predetermined voltage, the base current of the transistor is bypassed and charged. Since it is equipped with a charge control block that stops the oscillation of the block, the forward voltage drop of the diode reverse biases the base-emitter of the transistor, preventing carrier accumulation when the transistor is on. This has the effect that the transition time from on to off of the transistor becomes faster, and the loss generated in the transistor is reduced. In addition, the reverse bias diode reverse biases the transistor at a constant value without being affected by the battery voltage, unlike conventional examples where the reverse bias is deep.
The turn-on speed of the transistor is also faster, which prevents the transistor from generating heat.
Additionally, as the number of batteries increases and the battery voltage increases, the withstand voltage between the emitter and base of the transistor will be exceeded during reverse biasing. Conventionally, a corresponding protection element is required, but with the present invention, By using a diode to fulfill this role, it can be constructed at low cost. Moreover, when charging a battery, the battery, rectifying element, and diode are connected in series, and the battery voltage can be determined from the above charging current equation. By reducing changes in charging current due to changes in
Since it can be charged with a current close to a constant current, it is stable against battery deterioration, shorting, and battery shorting in the case of multiple cells. In addition, since the total voltage of the rectifying element and the battery is greater than the potential between the base and emitter of the transistor, oscillation starts when the input voltage exceeds the voltage between the base and emitter of the transistor, so the battery voltage Not affected by
Therefore, since the oscillation start voltage does not drop, there is no extreme increase in charging current as in the conventional case, and it is safe. Furthermore, since the negative terminal of the battery is connected to the ground line of the entire circuit, when performing charge control such as battery voltage detection, the ground line is shared, simplifying the circuit configuration. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来例の具体回路図、第2図は他の従
来例の具体回路図、第3図は同上の動作波形図、
第4図は同上の電池の充電特性図、第5図は本発
明の実施例の具体回路図、第6図は同上の動作波
形図である。 Tはトランス、L1は1次コイル、L2は2次コ
イル、Qはトランジスタ、Bは電池、D4はダイ
オードである。
Fig. 1 is a specific circuit diagram of a conventional example, Fig. 2 is a specific circuit diagram of another conventional example, Fig. 3 is an operational waveform diagram of the same as above,
FIG. 4 is a charging characteristic diagram of the same battery as above, FIG. 5 is a specific circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an operation waveform diagram of the same as above. T is a transformer, L 1 is a primary coil, L 2 is a secondary coil, Q is a transistor, B is a battery, and D 4 is a diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 発振用トランスの1次コイルをトランジスタ
のコレクタに接続するとともに、2次コイルの一
端をトランジスタのベースに接続し、該2次コイ
ルの他端を整流素子を介して被充電用電池の正極
に接続すると共に、該電池の負極を回路全体のア
ースラインに接続し、上記トランジスタのエミツ
タを上記アースラインに接続し、上記トランジス
タのオフ時に該トランジスタのベース・エミツタ
間を逆バイアスせしめるダイオードを、トランジ
スタのベース・エミツタ間に接続した充電ブロツ
クと、前記電池の電圧を検出して所定の電圧より
高くなつた場合にトランジスタのベース電流をバ
イパスさせて充電ブロツクの発振を停止せしめる
充電制御ブロツクとを具備して成る急速充電回
路。
1 Connect the primary coil of the oscillation transformer to the collector of the transistor, connect one end of the secondary coil to the base of the transistor, and connect the other end of the secondary coil to the positive electrode of the battery to be charged via a rectifier. At the same time, the negative electrode of the battery is connected to the ground line of the entire circuit, the emitter of the transistor is connected to the ground line, and a diode is connected to the transistor, which reverse biases between the base and emitter of the transistor when the transistor is off. A charging block connected between the base and emitter of the battery, and a charging control block that detects the voltage of the battery and, when the voltage becomes higher than a predetermined voltage, bypasses the base current of the transistor and stops the oscillation of the charging block. A quick charging circuit made up of
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