図面 (/)

技術 充電装置

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 西村真司伊吹康夫浅川広次
出願日 2012年7月3日 (8年4ヶ月経過) 出願番号 2012-149577
公開日 2014年1月23日 (6年9ヶ月経過) 公開番号 2014-014198
状態 特許登録済
技術分野 二次電池の保守(充放電、状態検知) 電池等の充放電回路
主要キーワード 経路切替制御 充電用回路 小電流用 バッテリー残量 ショットキーバリアダイオード 電流制御用 デューティー比 NPN型
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年1月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

大電流と小電流での充電を可能としながらも、簡略化及び小型化を図ることができる充電装置を提供する。

解決手段

充電装置は、充電端子6a,6bに接続される蓄電池11を大電流で充電するための大電流充電用回路1と、蓄電池11を小電流で充電するための小電流充電回路2とを備える。電源端子5a,5bと充電端子6a,6bとの間に大電流充電用回路1と小電流充電用回路2とが直列に接続されるとともに、大電流充電用回路1と充電端子6aとがスイッチング素子としてのFET12を介して接続される。

概要

背景

充電装置としては、例えば、充電端子に接続される蓄電池大電流充電するための大電流充電用回路と、蓄電池を小電流で充電するための小電流充電回路とを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の充電装置では、トランス2次巻線を2種類独立して設けることで大電流と小電流の充電電流を生成可能とし、その後段の多数のスイッチング素子にて経路切り替えて蓄電池に対する充電電流を大電流と小電流のいずれかに切り替えるようにしている。

概要

大電流と小電流での充電を可能としながらも、簡略化及び小型化をることができる充電装置を提供する。充電装置は、充電端子6a,6bに接続される蓄電池11を大電流で充電するための大電流充電用回路1と、蓄電池11を小電流で充電するための小電流充電用回路2とを備える。電源端子5a,5bと充電端子6a,6bとの間に大電流充電用回路1と小電流充電用回路2とが直列に接続されるとともに、大電流充電用回路1と充電端子6aとがスイッチング素子としてのFET12を介して接続される。

目的

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大電流と小電流での充電を可能としながらも、簡略化及び小型化を図ることができる充電装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

充電端子に接続される蓄電池大電流充電するための大電流充電用回路と、前記蓄電池を小電流で充電するための小電流充電回路とを備えた充電装置であって、電源端子と前記充電端子との間に前記大電流充電用回路と前記小電流充電用回路とが直列に接続されるとともに、前記大電流充電用回路と前記充電端子とがスイッチング素子を介して接続されたことを特徴とする充電装置。

請求項2

請求項1に記載の充電装置において、前記蓄電池の電圧値を検出し、検出した電圧値が予め設定された値より小さいときに前記スイッチング素子をオンし、検出した電圧値が予め設定された値以上のときに前記スイッチング素子をオフする経路切替制御部を備えたことを特徴とする充電装置。

請求項3

請求項2に記載の充電装置において、前記小電流充電用回路は、前記蓄電池の電圧値を検出し、検出した電圧値に応じて複数段階又は無段階で充電電流可変制御する電流制御用ICを有することを特徴とする充電装置。

請求項4

請求項2に記載の充電装置において、前記小電流充電用回路は、前記大電流充電用回路と前記充電端子との間に接続された抵抗を有することを特徴とする充電装置。

請求項5

請求項4に記載の充電装置において、前記小電流充電用回路は、前記大電流充電用回路と前記充電端子との間に接続された小電流用スイッチング素子を有し、該小電流用スイッチング素子がPWM制御されることで複数段階又は無段階で充電電流が可変制御されることを特徴とする充電装置。

技術分野

0001

本発明は、電気機器等の蓄電池充電するための充電装置に関するものである。

背景技術

0002

充電装置としては、例えば、充電端子に接続される蓄電池を大電流で充電するための大電流充電用回路と、蓄電池を小電流で充電するための小電流充電回路とを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の充電装置では、トランス2次巻線を2種類独立して設けることで大電流と小電流の充電電流を生成可能とし、その後段の多数のスイッチング素子にて経路切り替えて蓄電池に対する充電電流を大電流と小電流のいずれかに切り替えるようにしている。

先行技術

0003

特開昭56−53550号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記のような充電装置では、トランスの2次巻線を2種類独立して設けているため、トランスが複雑且つ大型化してしまい、ひいては充電装置が複雑且つ大型化してしまうという問題がある。

0005

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大電流と小電流での充電を可能としながらも、簡略化及び小型化を図ることができる充電装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明の充電装置は、充電端子に接続される蓄電池を大電流で充電するための大電流充電用回路と、前記蓄電池を小電流で充電するための小電流充電用回路とを備えた充電装置であって、電源端子と前記充電端子との間に前記大電流充電用回路と前記小電流充電用回路とが直列に接続されるとともに、前記大電流充電用回路と前記充電端子とがスイッチング素子を介して接続されたことを特徴とする。

0007

この充電装置においては、前記蓄電池の電圧値を検出し、検出した電圧値が予め設定された値より小さいときに前記スイッチング素子をオンし、検出した電圧値が予め設定された値以上のときに前記スイッチング素子をオフする経路切替制御部を備えることが好ましい。

0008

この充電装置においては、前記小電流充電用回路は、前記蓄電池の電圧値を検出し、検出した電圧値に応じて複数段階又は無段階で充電電流を可変制御する電流制御用ICを有することが好ましい。

0009

この充電装置においては、前記小電流充電用回路は、前記大電流充電用回路と前記充電端子との間に接続された抵抗を有することが好ましい。
この充電装置においては、前記小電流充電用回路は、前記大電流充電用回路と前記充電端子との間に接続された小電流用スイッチング素子を有し、該小電流用スイッチング素子がPWM制御されることで複数段階又は無段階で充電電流が可変制御されることが好ましい。

発明の効果

0010

本発明によれば、大電流と小電流での充電を可能としながらも、簡略化及び小型化を図ることができる充電装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0011

一実施形態における充電装置の回路図。
別例における充電装置の回路図。

実施例

0012

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図1に従って説明する。
図1に示すように、充電装置は、大電流充電用回路1と、小電流充電用回路2と、スイッチ部3と、経路切替制御部4とを備え、電源端子5a,5bと充電端子6a,6bとの間に大電流充電用回路1と小電流充電用回路2とが直列に接続されている。

0013

詳述すると、大電流充電用回路1は、内部に図示しないトランスを有したアダプターであって、トランスの1次巻線が、一対の電源端子5a,5bを介して交流電源7に接続されることになる。

0014

又、大電流充電用回路1は、トランスの2次巻線の一方の端子高電位側の配線8によってショットキーバリアダイオードDを介して小電流充電用回路2に接続されている。又、大電流充電用回路1は、トランスの2次巻線の他方の端子が低電位側の配線9によって小電流充電用回路2及び低電位側の充電端子6bに接続されている。

0015

本実施形態の小電流充電用回路2は、電流制御用IC10を有し、該電流制御用IC10には、前記配線8,9及び前記充電端子6a,6bが接続されている。電流制御用IC10は、大電流充電用回路1からの大電流を小電流の充電電流に変換して充電端子6a,6bに出力するためのものである。また、本実施形態の電流制御用IC10は、充電端子6a,6bに接続された蓄電池11の電圧値を検出し、検出した電圧値に応じて無段階で充電電流を可変制御する。詳しくは、電流制御用IC10は、検出した電圧値が高いほど小さな電流値の充電電流を充電端子6a,6b、ひいては蓄電池11に出力する。

0016

又、大電流充電用回路1と充電端子6aとは、スイッチ部3を構成するスイッチング素子としてのPチャネル型FET電界効果トランジスタ)12を介して接続されている。

0017

詳述すると、前記ショットキーバリアダイオードDと前記小電流充電用回路2とを接続する高電位側の配線8は、FET12を介して高電位側の充電端子6aに接続されている。尚、FET12のゲートソース間には抵抗R1が接続されている。又、FET12のゲートは、後述するトランジスタ13を介して低電位側の配線9(充電端子6b)に接続されている。

0018

経路切替制御部4は、NPN型の前記トランジスタ13とマイコン14とを有し、蓄電池11の電圧値を検出し、検出した電圧値が予め設定された値より小さいときにFET12をオンし、検出した電圧値が予め設定された値以上のときにFET12をオフする。

0019

詳述すると、マイコン14は、一対の充電端子6a,6bに接続されるとともに、抵抗R2を介してトランジスタ13のベースに接続されている。そして、マイコン14は、蓄電池11の電圧値を検出し、検出した電圧値が予め設定された値より小さいときにのみトランジスタ13にベース電流を供給し、トランジスタ13をオンさせて前記FET12をオンさせる。尚、トランジスタ13のベース・エミッタ間には抵抗R3が接続されている。

0020

次に、上記のように構成された充電装置の作用について説明する。
例えば、充電端子6a,6bにバッテリー残量が極少ない蓄電池11が接続されて、マイコン14にて蓄電池11の電圧値が予め設定された値より小さいと判定されると、トランジスタ13にベース電流が供給される。すると、トランジスタ13がオン状態とされるとともにFET12がオン状態とされる。

0021

すると、大電流充電用回路1からFET12を介して(小電流充電用回路2を介さず)直接的に大電流が蓄電池11に流れ、大電流で蓄電池11が充電される。
又、例えば、充電端子6a,6bにバッテリー残量が比較的多い蓄電池11が接続された場合や、上記したように大電流での充電が行われて時間が経過した場合等、マイコン14にて蓄電池11の電圧値が予め設定された値以上と判定されると、トランジスタ13にはベース電流が供給されずトランジスタ13及びFET12がオフ状態とされる。

0022

すると、電流制御用IC10にて大電流充電用回路1からの大電流が小電流の充電電流に変換されて(即ち、大電流充電用回路1の出力を電源として)電流制御用IC10から小電流が蓄電池11に流れ、小電流で蓄電池11が充電される。又、このとき、電流制御用IC10にて蓄電池11の電圧値が検出され、検出された電圧値に応じて無段階で充電電流が可変制御される。詳しくは、検出した蓄電池11の電圧値が高いほど電流制御用IC10から小さな電流値の充電電流が蓄電池11に出力される。

0023

次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
(1)電源端子5a,5bと充電端子6a,6bとの間に大電流充電用回路1と小電流充電用回路2とが直列に接続されるとともに、大電流充電用回路1と充電端子6aとがスイッチング素子としてのFET12を介して接続される。よって、例えば、FET12をオン状態とすることで大電流充電用回路1からの大電流で直接的に蓄電池11を充電することができ、FET12をオフ状態とすることで小電流充電用回路2を介して小電流で蓄電池11を充電することができる。そして、このような構成にすると、大電流充電用回路1に通常の(2次巻線が1つの)トランスを1つ用いるだけでよいため、充電装置の簡略化及び小型化を図ることができる。

0024

(2)蓄電池11の電圧値を検出し、検出した電圧値が予め設定された値より小さいときにFET12をオンし、検出した電圧値が予め設定された値以上のときにFET12をオフする経路切替制御部4を備える。よって、単純に充電を開始した時間からの経過時間に応じてスイッチング素子(FET12)を制御する場合に比べて、最適な充電を行うことができる。即ち、充電を開始したときの蓄電池11のバッテリー残量がどのような場合でも、蓄電池11の電圧値が小さいときには大電流充電用回路1からの大電流で直接的に蓄電池11を充電することができる。又、蓄電池11の電圧値が大きいときには小電流充電用回路2を介して小電流で蓄電池11を充電することができる。よって、自動的に精度良く急速充電が可能となるとともに過充電を防止することができる。

0025

(3)小電流充電用回路2は、蓄電池11の電圧値を検出し、検出した電圧値に応じて無段階で充電電流を可変制御する電流制御用IC10を有するため、一定の小電流で充電する場合に比べて、より最適な充電を行うことができる。又、例えば、(電流制御用)ICを用いることで、複数の素子を組み合わせることなく簡単な回路構成とすることができる。

0026

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、小電流充電用回路2は、電流制御用IC10を備えたものとしたが、同様の機能を有すれば他の構成に変更してもよい。

0027

例えば、図2に示すように、変更してもよい。この例の小電流充電用回路21は、上記実施形態の電流制御用IC10(図1参照)に替えて、大電流充電用回路1と充電端子6aとの間に接続された抵抗R11及び小電流用スイッチング素子としてのPチャネル型のFET(電界効果トランジスタ)22と、FET22を制御するためのNPN型のトランジスタ23とを備える。

0028

詳述すると、前記高電位側の配線8は、FET22及び抵抗R11を介して前記高電位側の充電端子6aに接続されている。尚、FET22のゲート・ソース間には抵抗R12が接続されている。又、FET22のゲートは、トランジスタ23を介して低電位側の配線9(充電端子6b)に接続されている。又、トランジスタ23のベース・エミッタ間には抵抗R13が接続されている。

0029

又、この例のマイコン14は、抵抗R14を介してトランジスタ23のベースに接続されている。そして、この例のマイコン14は、上記実施形態の動作に加えて、検出した蓄電池11の電圧値が予め設定された値以上のときにのみトランジスタ23にベース電流を供給し、トランジスタ23をオンさせて前記FET22をオンさせる。又、この例のマイコン14は、検出した蓄電池11の電圧値に応じてFET22をPWM制御することで無段階で充電電流を可変制御する。詳しくは、マイコン14は、検出した電圧値が高いほど小さいデューティー比でFET22をオンさせて、小電流で蓄電池11を充電させる。

0030

このようにしても、上記実施形態の効果(1)、(2)と略同様の効果を得ることができる。
又、小電流充電用回路21は、大電流充電用回路1と充電端子6aとの間に接続された抵抗R1を有するものであるため、極簡単な素子で大電流充電用回路1からの大電流を小電流にすることができる。

0031

又、小電流充電用回路21は、大電流充電用回路1と充電端子6aとの間に接続されたFET22を有し、該FET22が(経路切替制御部4の一部を構成するマイコン14に)PWM制御されることで無段階で充電電流(小電流)が可変制御される。よって、一定の小電流で充電する場合に比べて、より最適な充電を行うことができる。又、例えば、同様の効果を得るために専用の電流制御用IC10を用いた構成(図1参照)に比べて、安価とすることができる。

0032

・上記実施形態では、検出した蓄電池11の電圧値が予め設定された値より小さいときにFET12(スイッチング素子)をオンし、検出した電圧値が予め設定された値以上のときにFET12をオフする経路切替制御部4を備えるとしたが、これに限定されず、FET12(スイッチング素子)を他の手段で制御する構成に変更してもよい。

0033

例えば、充電を開始した時間からの経過時間に応じてスイッチング素子(FET12)を制御する制御部を備えた構成に変更してもよい。又、例えば、使用者が自身の意思で選択してスイッチング素子(FET12)を制御可能な構成に変更してもよい。

0034

・上記実施形態では、小電流充電用回路2(21)は、検出した蓄電池11の電圧値に応じて無段階で充電電流を可変制御可能なものとしたが、これに限定されず、例えば、一定の電流値の小電流で充電する小電流充電用回路に変更してもよい。又、例えば、小電流充電用回路2(21)を、検出した蓄電池11の電圧値に応じて複数段階で充電電流を可変制御するものに変更してもよい。

0035

・上記実施形態では、スイッチング素子をFET12としたが、同様の機能を有する他のスイッチング素子に変更してもよい。

0036

1…大電流充電用回路、2,21…小電流充電用回路、4…経路切替制御部、5a,5b…電源端子、6a,6b…充電端子、10…電流制御用IC、11…蓄電池、12…FET(スイッチング素子)、22…FET(小電流用スイッチング素子)、R11…抵抗。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ