JP5793673B2 - Charger - Google Patents
Charger Download PDFInfo
- Publication number
- JP5793673B2 JP5793673B2 JP2011205309A JP2011205309A JP5793673B2 JP 5793673 B2 JP5793673 B2 JP 5793673B2 JP 2011205309 A JP2011205309 A JP 2011205309A JP 2011205309 A JP2011205309 A JP 2011205309A JP 5793673 B2 JP5793673 B2 JP 5793673B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- switching
- secondary battery
- control
- state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
本発明は、二次電池を充電する充電器に関するものである。 The present invention relates to a charger for charging a secondary battery.
近年、家電製品の消費電力の低下が求められている中で、待機電力を削減する充電器がある(例えば、特許文献1参照)。この充電器は、二次電池が装着されていないときは、充電電流を供給する回路(充電電力供給回路)の動作を停止させ、充電制御を行うマイコンの電源を確保するための電源回路(充電装置駆動電力供給回路)のみを動作させる。そして、二次電池が装着されると充電電流を供給する回路(充電電力供給回路)を動作させて充電を行うものである。それによって、二次電池が装着されていない待機中の電力を削減することができる。 In recent years, there has been a demand for reducing power consumption of home appliances, and there is a charger that reduces standby power (see, for example, Patent Document 1). When no secondary battery is installed, this charger stops the operation of the circuit that supplies the charging current (charging power supply circuit), and the power supply circuit (charging) that secures the power supply for the microcomputer that performs charging control Only the device driving power supply circuit) is operated. When a secondary battery is mounted, charging is performed by operating a circuit for supplying a charging current (charging power supply circuit). As a result, it is possible to reduce the standby power in which the secondary battery is not attached.
しかし、上記の充電器は、充電電力供給回路と充電装置駆動電力供給回路との2つの電源回路(トランス)を備える必要があり、材料費の増加を伴う。 However, the above charger needs to include two power supply circuits (transformers) including a charging power supply circuit and a charging device driving power supply circuit, which is accompanied by an increase in material cost.
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、単一の電源回路で二次電池が装着されていない待機時の電力を削減することができる充電器提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide a charger capable of reducing standby power when a secondary battery is not mounted with a single power supply circuit. .
本発明の充電器は、二次電池が接続される接続部と、スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子がスイッチングされることで、外部電源から第1,第2の制御電圧および、前記接続部に接続された前記二次電池に印加する出力電圧を生成する電源部と、前記第1の制御電圧を動作電源とし、前記二次電池の状態に応じたパラメータを生成する充電制御部と、前記第2の制御電圧を動作電源とし、前記パラメータに基づいて前記スイッチング素子のスイッチング制御を行うスイッチング制御部と、前記接続部の接続端子間に設けられたインピーダンス素子と、当該インピーダンス素子に流れる電流を検出する電流検出素子とを有し、前記インピーダンス素子に流れる電流が所定値以上であれば前記接続部に前記二次電池が接続されていると判断する接続検出部とを備え、前記スイッチング制御部は、前記スイッチング制御を第1の状態と第2の状態とに切り替え可能で、前記スイッチング制御が前記第1の状態である場合における前記第1,第2の制御電圧および前記出力電圧は、前記スイッチング制御が前記第2の状態である場合に比べて低く、前記接続検出部が、前記二次電池が接続されていないと判断した場合、前記スイッチング制御部は前記スイッチング制御を第1の状態とし、前記第1の状態における前記第1の制御電圧は前記充電制御部の動作可能電圧の範囲より低く、前記第1の状態における前記第2の制御電圧は前記スイッチング制御部の動作可能電圧の範囲内であり、前記第1の状態における前記出力電圧より高い電圧が充電された前記二次電池が前記接続部に接続され、前記接続検出部が、前記二次電池が接続されていると判断した場合、前記スイッチング制御部は前記スイッチング制御を前記第2の状態に切り替え、前記第2の状態における前記第1の制御電圧は前記充電制御部の動作可能電圧の範囲内であり、前記第2の状態における前記第2の制御電圧は前記スイッチング制御部の動作可能電圧の範囲内であることを特徴とする。 The charger according to the present invention includes a connection portion to which a secondary battery is connected and a switching element. When the switching element is switched, the first and second control voltages from the external power source and the connection portion are provided. A power supply unit that generates an output voltage to be applied to the secondary battery connected to the battery, a charge control unit that uses the first control voltage as an operating power source and generates a parameter according to the state of the secondary battery, and Using a second control voltage as an operating power supply, a switching control unit that performs switching control of the switching element based on the parameter, an impedance element provided between connection terminals of the connection unit, and a current flowing through the impedance element And a secondary battery connected to the connecting portion if the current flowing through the impedance element is equal to or greater than a predetermined value. A connection detection unit for determining, wherein the switching control unit is capable of switching the switching control between a first state and a second state, and the first in the case where the switching control is in the first state. , The second control voltage and the output voltage are lower than when the switching control is in the second state, and when the connection detection unit determines that the secondary battery is not connected, The switching control unit sets the switching control to a first state, and the first control voltage in the first state is lower than an operable voltage range of the charge control unit, and the second control in the first state The control voltage is within the range of the operable voltage of the switching control unit, and the secondary battery charged with a voltage higher than the output voltage in the first state is connected to the secondary battery. And the connection detection unit determines that the secondary battery is connected, the switching control unit switches the switching control to the second state, and the first state in the second state The control voltage is within the range of the operable voltage of the charge control unit, and the second control voltage in the second state is within the range of the operable voltage of the switching control unit.
この充電器において、前記接続検出部は、前記インピーダンス素子に直列接続されたコンデンサを備えることが好ましい。 In this charger, the connection detection unit preferably includes a capacitor connected in series to the impedance element.
以上説明したように、本発明では、単一の電源回路で二次電池が装着されていない待機時の電力を削減することができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, there is an effect that it is possible to reduce standby power when a secondary battery is not mounted with a single power supply circuit.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
本実施形態の充電器の回路構成図を図1に示す。本実施形態の充電器は、商用電源E1(外部電源)を入力電源として、二次電池E2(例えば、リチウムイオン(Li−Ion)電池)を充電するエネルギーや充電器を駆動するためのエネルギーを得る。以下に、本実施形態の充電器の構成について説明する。
(Embodiment)
The circuit block diagram of the charger of this embodiment is shown in FIG. The charger according to the present embodiment uses the commercial power source E1 (external power source) as an input power source to charge energy for charging the secondary battery E2 (for example, a lithium ion (Li-Ion) battery) or energy for driving the charger. obtain. Below, the structure of the charger of this embodiment is demonstrated.
電源接続部1は、一般的にコンセントプラグで構成されており、商用電源E1に接続され、電源接続部1を介して商用電源E1が出力する交流電圧が整流回路部2に供給される。
The power
電源接続部1は、一般的にコンセントプラグで構成されており、商用電源E1に接続され、整流回路部2に交流電圧を供給する。
The power
整流回路部2は、ダイオードD1〜D4からなるダイオードブリッジと平滑コンデンサC1とで構成されており、商用電源E1から供給される交流電圧を全波整流・平滑して電源回路部3に供給する。
The
電源回路部3は、トランスT1で構成されており、トランスT1は一次巻線n1と第1〜第3の二次巻線n21〜n23とを備え、一次巻線n1および第1〜第3の二次巻線n21〜n23は各々が絶縁されている。
The power
一次巻線n1は、一端が平滑コンデンサC1の正極に接続され、他端がスイッチング手段5を介して平滑コンデンサC1の負極に接続されている。スイッチング手段5は、MOSFETからなるスイッチング素子Q1で構成されており、ドレイン端子が一次巻線n1の他端に接続され、ソース端子が平滑コンデンサC1の負極に接続され、ゲート端子がスイッチング制御回路部4に接続されている。そして、スイッチング手段5(スイッチング素子Q1)は、スイッチング制御回路部4(スイッチング制御部)によってスイッチング制御されることによって、一次巻線n1に流れる電流を制御する。なお、電源回路部3とスイッチング手段5とで本願発明の電源部を構成している。
The primary winding n1 has one end connected to the positive electrode of the smoothing capacitor C1 and the other end connected to the negative electrode of the smoothing capacitor C1 via the switching means 5. The switching means 5 comprises a switching element Q1 made of a MOSFET, the drain terminal is connected to the other end of the primary winding n1, the source terminal is connected to the negative electrode of the smoothing capacitor C1, and the gate terminal is the switching control circuit unit. 4 is connected. The switching means 5 (switching element Q1) is controlled by the switching control circuit unit 4 (switching control unit) to control the current flowing through the primary winding n1. The power
第1の二次巻線n21は、両端間にダイオードD5と平滑コンデンサC2とが直列接続されており、二次電池E2に印加する出力電圧V1を平滑コンデンサC2の両端間に生成する。第1の二次巻線n21の一端はダイオードD5のアノードに接続され、ダイオードD5のカソードは平滑コンデンサC2の正極に接続され、平滑コンデンサC2の他端は第1の二次巻線n21の他端に接続されている。 A diode D5 and a smoothing capacitor C2 are connected in series between both ends of the first secondary winding n21, and an output voltage V1 applied to the secondary battery E2 is generated between both ends of the smoothing capacitor C2. One end of the first secondary winding n21 is connected to the anode of the diode D5, the cathode of the diode D5 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor C2, and the other end of the smoothing capacitor C2 is the other one of the first secondary winding n21. Connected to the end.
第2の二次巻線n22は、両端間にダイオードD6と平滑コンデンサC3とが直列接続されており、スイッチング制御回路部4の動作電源となる第2の制御電圧V3を平滑コンデンサC3の両端間に生成する。第2の二次巻線n22の一端はダイオードD6のアノードに接続され、ダイオードD6のカソードは平滑コンデンサC3の正極に接続され、平滑コンデンサC3の負極は第2の二次巻線n22の他端に接続されている。 A diode D6 and a smoothing capacitor C3 are connected in series between both ends of the second secondary winding n22, and a second control voltage V3 serving as an operation power supply for the switching control circuit unit 4 is applied between both ends of the smoothing capacitor C3. To generate. One end of the second secondary winding n22 is connected to the anode of the diode D6, the cathode of the diode D6 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor C3, and the negative electrode of the smoothing capacitor C3 is the other end of the second secondary winding n22. It is connected to the.
第3の二次巻線n23は、両端間にダイオードD7と平滑コンデンサC4とが直列接続されており、後述する充電制御回路部7(充電制御部)の動作電源となる第1の制御電圧V2を平滑コンデンサC4の両端間に生成する。第3の二次巻線n23の一端はダイオードD7のアノードに接続され、ダイオードD7のカソードは平滑コンデンサC4の正極に接続され、平滑コンデンサC4の負極は第3の二次巻線n23の他端に接続されている。 The third secondary winding n23 has a diode D7 and a smoothing capacitor C4 connected in series between both ends, and a first control voltage V2 serving as an operating power supply for a charge control circuit unit 7 (charge control unit) described later. Is generated between both ends of the smoothing capacitor C4. One end of the third secondary winding n23 is connected to the anode of the diode D7, the cathode of the diode D7 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor C4, and the negative electrode of the smoothing capacitor C4 is the other end of the third secondary winding n23. It is connected to the.
すなわち、電源回路部3とスイッチング手段5とでフライバックコンバータを構成しており、一次側のエネルギーを磁気エネルギーによって二次側に伝達する。スイッチング素子Q1がオンすると一次巻線n1に電流が流れ、この電流によって磁束が発生する。磁束はトランスT1の鉄心を介して第1〜第3の二次巻線n21〜n23に伝達される。本実施形態では、二次側(第1〜第3の二次巻線n21〜n23)に逆流防止用のダイオードD5〜D7を設けており、スイッチング素子Q1がオンしている間は二次側には電流が流れない。この間に蓄積された磁気エネルギーはスイッチング素子Q1がオフしたときに二次側へ電流として出力される。スイッチング素子Q1のオン期間を調整することで二次側へ伝達するエネルギーを調整、すなわち、第1,第2の制御電圧V2,V3および出力電圧V1を変動させることができる。このスイッチング素子Q1のオン期間の調整は、一般的にPWM制御を用いており、オン期間の目標値(パラメータ)は後述する充電制御回路部7が決定しており、二次電池E2の状態によって変化する。なお、本実施形態ではフライバックコンバータを用いて例を示したが、フォワードコンバータやプッシュプルコンバータなどを用いてもよい。
That is, the power
上記構成で、スイッチング素子Q1がスイッチングされることで第1,第2の制御電圧V2,V3および出力電圧V1が生成される。 With the above configuration, the switching element Q1 is switched to generate the first and second control voltages V2, V3 and the output voltage V1.
また、充電器は、二次電池E2が接続される電池接続部10(接続部)を備えている。電池接続部10は、二次電池E2を接続するために用いられる機械的接続部であり、二次電池E2の正極に接続される正極端子と、二次電池E2の負極に接続される負極端子とで構成される。正極端子は平滑コンデンサC2の正極に接続され、負極端子は抵抗R1を介して平滑コンデンサC2の負極に接続され、電池接続部10に二次電池E2が接続されると、電池接続部10を介して二次電池E2に出力電圧V2が印加される。なお、図1では正極端子および負極端子のみを記載しているが、一般的には二次電池E2の温度を検出するための温度検出端子や、二次電池E2の情報を得るための情報端子なども設けられる。
Further, the charger includes a battery connection unit 10 (connection unit) to which the secondary battery E2 is connected. The
また、本実施形態の充電器は、充電制御回路部7と電流検出部8と電圧検出部9とを備えており、充電制御回路部7は、電流検出部8と電圧検出部9との検出結果から二次電池E2の状態を判断し、スイッチング素子Q1のオン期間の目標値を決定する。
In addition, the charger of the present embodiment includes a charge control circuit unit 7, a
電流検出部8は抵抗R1で構成されており、平滑コンデンサC2の負極と電池接続部10の負極端子との間に介挿されている。電池接続部10に二次電池E2が接続されている場合、平滑コンデンサC2から二次電池E1に供給される充電電流I1が発生すると、この充電電流I1に応じた電圧が抵抗R1の両端間に発生する。充電制御回路部7は、抵抗R1の両端電圧を検出することで、充電電流I1を検出する。
The
電圧検出部9は、図示しない複数の抵抗からなる直列回路が電池接続部10の接続端子(正極端子,負極端子)間に接続されることで構成される。電圧検出部9は、電池接続部10に二次電池E2が接続されている場合、二次電池E2に充電されている二次電池電圧V4の分圧値を生成する。充電制御回路部7は、二次電池電圧V4の分圧値を検出することで、二次電池電圧V4を検出する。
The voltage detection unit 9 is configured by connecting a series circuit including a plurality of resistors (not shown) between connection terminals (positive terminal and negative terminal) of the
充電制御回路部7は、充電電流I1および二次電池電圧V4から二次電池E2の状態を判断し、スイッチング素子Q1のオン期間の目標値を決定する。そして、スイッチング制御回路部4は、スイッチング素子Q1のオン期間が充電制御回路部7が決定した目標値と一致するようにスイッチング素子Q1のスイッチング制御を行う。例えば、充電電流I1が目標電流値より多い場合は、スイッチング素子Q1のオン期間が短くなるようにスイッチング制御することで出力電圧V1を低減させて二次電池E2に供給するエネルギーを減少させる。また、充電電流I1が目標電流値より少ない場合は、スイッチング素子Q1のオン期間が長くなるようにスイッチング制御することで出力電圧V1を増加させて二次電池E2に供給するエネルギーを増加させる。 The charging control circuit unit 7 determines the state of the secondary battery E2 from the charging current I1 and the secondary battery voltage V4, and determines a target value for the ON period of the switching element Q1. Then, the switching control circuit unit 4 performs switching control of the switching element Q1 so that the ON period of the switching element Q1 matches the target value determined by the charge control circuit unit 7. For example, when the charging current I1 is larger than the target current value, the output voltage V1 is reduced and the energy supplied to the secondary battery E2 is reduced by switching control so that the ON period of the switching element Q1 is shortened. When the charging current I1 is smaller than the target current value, the output voltage V1 is increased to increase the energy supplied to the secondary battery E2 by performing switching control so that the ON period of the switching element Q1 becomes longer.
また、二次電池E2(特にリチウムイオン電池など)は過充電を行うと危険であるため、充電制御回路部7は、二次電池電圧V4が所定値に達すると充電電流I1の目標値を徐々に下げるCV充電制御を行う。 Further, since the secondary battery E2 (especially a lithium ion battery) is dangerous when overcharged, the charge control circuit unit 7 gradually sets the target value of the charging current I1 when the secondary battery voltage V4 reaches a predetermined value. CV charge control is performed to lower.
また、図1には記載していないが、二次電池E2の温度検出機能や異常検出機能が一般的には設けられており、充電制御回路部7は温度が所定温度を上回った場合や異常が発生した場合にスイッチング素子Q1のスイッチング制御を停止する等の処理を行う。 Although not shown in FIG. 1, a temperature detection function and an abnormality detection function for the secondary battery E2 are generally provided, and the charge control circuit unit 7 is used when the temperature exceeds a predetermined temperature or an abnormality occurs. In the event of occurrence of a failure, processing such as stopping switching control of the switching element Q1 is performed.
また、本実施形態の充電制御回路部7の電源電圧は定電圧(例えば5V)であるため、定電圧回路部6を用いて第1の制御電圧V2を5Vに変換して充電制御回路部7に印加することで充電制御回路部7を駆動している。定電圧回路部6は、三端子レギュレータ61で構成されている。三端子レギュレータ61は入力端子が平滑コンデンサC4の正極に接続されており、第1の制御電圧V2が三端子レギュレータ61の動作可能電圧の範囲内であれば5Vを生成する。三端子レギュレータ61の出力端子は、平滑コンデンサC5の正極および充電制御回路部7の電源端子に接続されており、生成した5Vを平滑して充電制御回路部7に印加している。充電制御回路部7は、三端子レギュレータ61から5Vが出力されると駆動する。すなわち、第1の制御電圧V2が三端子レギュレータ61の動作可能電圧の範囲内であれば充電制御回路部7が駆動し、範囲外であれば充電制御回路部7が停止する。したがって、三端子レギュレータ61の動作可能電圧の範囲が、本願発明の充電制御部の動作可能電圧の範囲に相当する。
Further, since the power supply voltage of the charge control circuit unit 7 of the present embodiment is a constant voltage (for example, 5V), the first control voltage V2 is converted to 5V using the constant
また、充電制御回路部7が決定したスイッチング素子Q1のオン期間の目標値は、情報伝達部12を用いてスイッチング制御回路部4に伝達される。情報伝達部12は、フォトカプラPC1と抵抗R2とで構成されており、フォトカプラPC1を用いることによって一次側と二次側とを絶縁している。充電制御回路部7の制御端子P71と制御電源Vccとの間に抵抗R2とフォトカプラPC1のダイオードD8とからなる直列回路が接続されている。なお、本実施形態では、三端子レギュレータ61が制御電源Vccを兼用している。
Further, the target value of the ON period of the switching element Q1 determined by the charge control circuit unit 7 is transmitted to the switching control circuit unit 4 using the
そして、充電制御回路部7はスイッチング素子Q1のオン期間の目標値に応じて制御端子P71の出力レベルを変動させる。それによって、制御電源VccからフォトカプラPC1のダイオードD8に流れる電流も変動する。例えば、オン期間の目標値を増加する場合、制御端子P71の出力レベルを増加することでダイオードD8に流れる電流が減少し、フォトカプラPC1のトランジスタTr1のベース電流も減少する。また、オン期間の目標値を減少する場合、制御端子P71の出力レベルを減少することでダイオードD8に流れる電流が増加し、トランジスタTr1のベース電流も増加する。 Then, the charging control circuit unit 7 varies the output level of the control terminal P71 according to the target value of the ON period of the switching element Q1. As a result, the current flowing from the control power supply Vcc to the diode D8 of the photocoupler PC1 also varies. For example, when the target value for the on period is increased, the current flowing through the diode D8 is decreased by increasing the output level of the control terminal P71, and the base current of the transistor Tr1 of the photocoupler PC1 is also decreased. When the target value for the on period is decreased, the current flowing through the diode D8 is increased by decreasing the output level of the control terminal P71, and the base current of the transistor Tr1 is also increased.
スイッチング制御回路部4は電源制御ICなどによって構成されており、第1の電流出力端子P41がフォトカプラPC1のトランジスタTr1のコレクタに接続されている。そして、スイッチング制御回路部4は、第1の電流出力端子P41が出力する電流I2を検出することで充電制御回路部7からオン期間の目標値を取得する。そして、取得したオン期間の目標値に基づいてスイッチング素子Q1のスイッチング制御を行う。 The switching control circuit unit 4 is configured by a power supply control IC or the like, and the first current output terminal P41 is connected to the collector of the transistor Tr1 of the photocoupler PC1. Then, the switching control circuit unit 4 acquires the target value of the on period from the charging control circuit unit 7 by detecting the current I2 output from the first current output terminal P41. Then, switching control of the switching element Q1 is performed based on the acquired target value of the ON period.
すなわち、スイッチング素子Q1のオン期間の目標値を増加するために、充電制御回路部7が制御端子P71の出力レベルを増加した場合、トランジスタTr1のベース電流が減少し、スイッチング制御回路部4の第1の電流出力端子P41が出力する電流I2が減少する。また、スイッチング素子Q1のオン期間の目標値を減少するために、充電制御回路部7が制御端子P71の出力レベルを減少した場合、スイッチング制御回路部4の第1の電流出力端子P41が出力する電流I2が増加する。そして、スイッチング制御回路部4は、電流I2の大きさが示すオン期間となるように、スイッチング素子Q1のスイッチング制御を行う。すなわち、本実施形態の充電器は、充電制御回路部7を用いて二次電池E2に供給する充電エネルギーのフィードバック制御を行っている。 That is, when the charging control circuit unit 7 increases the output level of the control terminal P71 in order to increase the target value of the ON period of the switching element Q1, the base current of the transistor Tr1 decreases, and the switching control circuit unit 4 The current I2 output from the first current output terminal P41 decreases. Further, when the charging control circuit unit 7 decreases the output level of the control terminal P71 in order to decrease the target value of the ON period of the switching element Q1, the first current output terminal P41 of the switching control circuit unit 4 outputs. The current I2 increases. And the switching control circuit part 4 performs switching control of the switching element Q1 so that it may become an ON period which the magnitude | size of the electric current I2 shows. That is, the charger of the present embodiment performs feedback control of the charging energy supplied to the secondary battery E2 using the charging control circuit unit 7.
また、スイッチング制御回路部4は、コンデンサC3の両端に生成される第2の制御電圧V3を動作電源としており、第2の制御電圧V3がスイッチング制御回路部4の動作可能電圧の範囲内である場合、スイッチング制御回路部4が駆動して、スイッチング素子Q1のスイッチング制御を行う。 Further, the switching control circuit unit 4 uses the second control voltage V3 generated at both ends of the capacitor C3 as an operating power supply, and the second control voltage V3 is within the range of the operable voltage of the switching control circuit unit 4. In this case, the switching control circuit unit 4 is driven to perform switching control of the switching element Q1.
なお、本実施形態の充電器は、電源接続部1が商用電源E1に接続された起動時において、所定期間の間スイッチング素子Q1をスイッチングするスイッチ部(図示なし)を備えている。このスイッチ部が所定期間の間スイッチング素子Q1をスイッチングすることで、第2の制御電圧V3がスイッチング制御回路部4の動作可能電圧の範囲内となってスイッチング制御回路部4が始動する。そして、スイッチング制御回路部4の始動後は、スイッチ部が停止し、スイッチング制御回路部4がスイッチング素子Q1のスイッチング制御を行う。
In addition, the charger of this embodiment is provided with the switch part (not shown) which switches the switching element Q1 for a predetermined period at the time of starting when the power
また、本実施形態の充電器は、二次電池E2が装着されたことを検出する電池装着検出部11と、電池装着信号伝達部13とを備えている。
In addition, the charger of the present embodiment includes a battery
電池装着検出部11(接続検出部)は、抵抗R3(インピーダンス素子)とフォトカプラPC2(電流検出素子)のダイオードD9とで構成されており、抵抗R3とダイオードD9とからなる直列回路が電池接続部10の正極端子と負極端子との間に接続されている。
The battery attachment detection unit 11 (connection detection unit) includes a resistor R3 (impedance element) and a diode D9 of a photocoupler PC2 (current detection element), and a series circuit including the resistor R3 and the diode D9 is connected to the battery. The
電池装着信号伝達部13は、フォトカプラPC2のトランジスタTr2で構成されており、トランジスタTr2のコレクタはスイッチング制御回路部4の第2の電流出力端子P42に接続されている。そして、スイッチング制御回路部4は、第2の電流出力端子P42が出力する電流I3に基づいて二次電池E2の装着有無を判断する。
The battery mounting
二次電池E2が電池接続部10に接続されると、予め二次電池E2に充電された二次電池電圧V4に応じた電流I4が、電池接続部10の正極端子→抵抗R3→ダイオードD9→電池接続部10の負極端子の経路で流れる。この電流I4によってトランジスタTr2のベース電流が増加し、第2の電流出力端子P42が出力する電流I3が増加する。電流I4が増加し、電流I3が所定値以上となった場合に、スイッチング制御回路部4は、二次電池E2が装着されたと判断する。
When the secondary battery E2 is connected to the
スイッチング制御回路部4は、二次電池E2の装着有無に応じて、スイッチング制御を第1の状態と第2の状態とに切り替えることで、第1,第2の制御電圧V2,V3および出力電圧V1を変動させる。以降、スイッチング制御が第1の状態における第1,第2の制御電圧V2,V3および出力電圧V1を、第1,第2の制御電圧V2a,V3aおよび出力電圧V1aと称す。また、スイッチング制御が第2の状態における第1,第2の制御電圧V2,V3および出力電圧V1を、第1,第2の制御電圧V2b,V3bおよび出力電圧V1bと称す。そして、スイッチング制御が第1の状態である場合における第1,第2の制御電圧V2a,V3aおよび出力電圧V1aは、スイッチング制御が第2の状態である場合における第1,第2の制御電圧V2b,V3bおよび出力電圧V1bに比べて低い。 The switching control circuit unit 4 switches the switching control between the first state and the second state in accordance with whether or not the secondary battery E2 is attached, so that the first and second control voltages V2 and V3 and the output voltage are switched. V1 is varied. Hereinafter, the first and second control voltages V2 and V3 and the output voltage V1 when the switching control is in the first state are referred to as first and second control voltages V2a and V3a and the output voltage V1a. The first and second control voltages V2 and V3 and the output voltage V1 when the switching control is in the second state are referred to as first and second control voltages V2b and V3b and the output voltage V1b. The first and second control voltages V2a and V3a and the output voltage V1a when the switching control is in the first state are the first and second control voltages V2b when the switching control is in the second state. , V3b and the output voltage V1b.
スイッチング制御回路部4は、二次電池E2が装着されていない場合、スイッチング制御を第1の状態とする。このときの第1の制御電圧V2aは、三端子レギュレータ61の動作可能電圧の範囲よりも低く、充電制御回路部7は停止し、第2の制御電圧V3aは、スイッチング制御回路部4の動作可能電圧の範囲内でスイッチング制御回路部4は駆動している。なお、第1の状態における出力電圧V1aは低く、このときの電流I4は小さいので第2の電流出力端子P42が出力する電流II3は所定値未満となる。したがって、二次電池E2の誤検出が防止することができる。
The switching control circuit unit 4 sets the switching control to the first state when the secondary battery E2 is not attached. At this time, the first control voltage V2a is lower than the operable voltage range of the three-
また、スイッチング制御回路部4は、二次電池E2が装着されている場合、スイッチング制御を第1の状態から第2の状態に切り替える。このときの第1の制御電圧V2bは、三端子レギュレータ61の動作可能電圧の範囲内で充電制御回路部7は駆動し、第2の制御電圧V3bは、スイッチング制御回路部4の動作可能電圧の範囲内でスイッチング制御回路部4は駆動している。
Moreover, the switching control circuit part 4 switches switching control from a 1st state to a 2nd state, when the secondary battery E2 is mounted | worn. At this time, the first control voltage V2b is driven by the charge control circuit unit 7 within the range of the operable voltage of the three-
次に、本実施形態の充電器の動作を図2(a)〜(c)を用いて説明する。 Next, operation | movement of the charger of this embodiment is demonstrated using Fig.2 (a)-(c).
時間t0において、電源接続部1が商用電源E1に接続されて起動すると、スイッチ部が所定期間の間スイッチング素子Q1をスイッチングすることでスイッチング制御回路部4を始動させる。
At time t0, when the power
スイッチング制御回路部4が始動すると、第2の電流出力端子P42が出力する電流I3を確認する。電流I3が所定値未満である場合、スイッチング制御回路部4は二次電池E2が装着されていないと判断し、スイッチング制御を第1の状態とする。したがって、第2の制御電圧V3aによってスイッチング制御回路部4は駆動しているが、第1の制御電圧V2aが三端子レギュレータ61の動作可能範囲よりも低いので、充電制御回路部7が停止状態のままとなる。
When the switching control circuit unit 4 is started, the current I3 output from the second current output terminal P42 is confirmed. When the current I3 is less than the predetermined value, the switching control circuit unit 4 determines that the secondary battery E2 is not attached and sets the switching control to the first state. Therefore, although the switching control circuit unit 4 is driven by the second control voltage V3a, the charge control circuit unit 7 is in the stopped state because the first control voltage V2a is lower than the operable range of the three-
そして、時間t1において、出力電圧V1aよりも高い二次電池電圧V4が充電された二次電池E2が電池接続部10に接続される。この二次電池E2によって、ダイオードD9に流れる電流I4が増加することによって、電流I3が所定値以上となり、スイッチング制御回路部4は、二次電池E2が接続されたと判断する。すると、スイッチング制御回路部4は、スイッチング制御を第1の状態から第2の状態に切り替える。それによって、第1の制御電圧V2bが三端子レギュレータ61の動作可能電圧の範囲内となり、充電制御回路部7が駆動が開始する。また、出力電圧V1も増加して、二次電池E2の充電が開始される。
Then, at time t1, the secondary battery E2 charged with the secondary battery voltage V4 higher than the output voltage V1a is connected to the
以降は、充電制御回路部7が二次電池E2の状態からオン期間の目標値を決定し、スイッチング制御回路部4は、スイッチング素子Q1のオン期間が目標値と一致するようにフィードバック制御を行う。 Thereafter, the charging control circuit unit 7 determines the target value of the on period from the state of the secondary battery E2, and the switching control circuit unit 4 performs feedback control so that the on period of the switching element Q1 matches the target value. .
このように、本実施形態では、二次電池E2が接続されていない待機時において、第1,第2の制御電圧V2,V3および出力電圧V1を低減し、充電制御回路部7を停止させることによって、消費電力を削減することができる。 As described above, in the present embodiment, the first and second control voltages V2 and V3 and the output voltage V1 are reduced and the charging control circuit unit 7 is stopped during standby when the secondary battery E2 is not connected. Therefore, power consumption can be reduced.
さらに、本実施形態では、充電制御回路部7の動作電源である第1の制御電圧V2,スイッチング制御回路部4の動作電源である第2の制御電圧V3と、二次電池E2に印加する出力電圧V1とを単一の電源回路(トランスT1)で生成している。そのため、従来のように、複数の電源回路(トランス)を備える必要がないので、材料費を削減することができる。 Further, in the present embodiment, the first control voltage V2 that is the operating power source of the charging control circuit unit 7, the second control voltage V3 that is the operating power source of the switching control circuit unit 4, and the output applied to the secondary battery E2. The voltage V1 is generated by a single power supply circuit (transformer T1). Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to provide a plurality of power supply circuits (transformers), so that material costs can be reduced.
また、図3に示すように、電池装着検出部11において、フォトカプラPC2のダイオードD9と電池接続部10の負極端子との間にコンデンサC6を接続してもよい。コンデンサC6を備えていない場合、電源接続部1が商用電源E1に未接続で、二次電池E2が装着されていると、二次電池E2から微小な電流I4が抵抗R3に流れて放電し続けることで深放電となってしまう。そこで、電池装着検出部11にコンデンサC6を設けることで、二次電池E2から抵抗R3に電流が流れ続けることを防止し、二次電池E2の深放電を防止することができる。
As shown in FIG. 3, in the battery
図4(a)〜(b)に示すように、時間t2において二次電池E2が装着されると、電流I4によってコンデンサC6が充電されるまでの所定時間のみ電流I4が流れて、その後は減少する。そのため、電源接続部1に商用電源E1が未接続である場合でも、二次電池E2の深放電を防止することができる。
As shown in FIGS. 4A to 4B, when the secondary battery E2 is mounted at time t2, the current I4 flows only for a predetermined time until the capacitor C6 is charged by the current I4, and then decreases. To do. Therefore, even when the commercial power supply E1 is not connected to the power
1 電源接続部
2 整流回路部
3 電源回路部
4 スイッチング制御回路部
5 スイッチング手段
6 定電圧回路部
7 充電制御回路部
8 電流検出部
9 電圧検出部
10 電池接続部
11 電池装着検出部
12 信号伝達部
13 電池装着信号伝達部
Q1 スイッチング素子
E2 二次電池
DESCRIPTION OF
Claims (2)
スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子がスイッチングされることで、外部電源から第1,第2の制御電圧および、前記接続部に接続された前記二次電池に印加する出力電圧を生成する電源部と、
前記第1の制御電圧を動作電源とし、前記二次電池の状態に応じたパラメータを生成する充電制御部と、
前記第2の制御電圧を動作電源とし、前記パラメータに基づいて前記スイッチング素子のスイッチング制御を行うスイッチング制御部と、
前記接続部の接続端子間に設けられたインピーダンス素子と、当該インピーダンス素子に流れる電流を検出する電流検出素子とを有し、前記インピーダンス素子に流れる電流が所定値以上であれば前記接続部に前記二次電池が接続されていると判断する接続検出部とを備え、
前記スイッチング制御部は、前記スイッチング制御を第1の状態と第2の状態とに切り替え可能で、前記スイッチング制御が前記第1の状態である場合における前記第1,第2の制御電圧および前記出力電圧は、前記スイッチング制御が前記第2の状態である場合に比べて低く、
前記接続検出部が、前記二次電池が接続されていないと判断した場合、前記スイッチング制御部は前記スイッチング制御を第1の状態とし、前記第1の状態における前記第1の制御電圧は前記充電制御部の動作可能電圧の範囲より低く、前記第1の状態における前記第2の制御電圧は前記スイッチング制御部の動作可能電圧の範囲内であり、
前記第1の状態における前記出力電圧より高い電圧が充電された前記二次電池が前記接続部に接続され、前記接続検出部が、前記二次電池が接続されていると判断した場合、前記スイッチング制御部は前記スイッチング制御を前記第2の状態に切り替え、前記第2の状態における前記第1の制御電圧は前記充電制御部の動作可能電圧の範囲内であり、前記第2の状態における前記第2の制御電圧は前記スイッチング制御部の動作可能電圧の範囲内であることを特徴とする充電器。 A connection part to which a secondary battery is connected;
A power supply unit having a switching element and generating the first and second control voltages and the output voltage applied to the secondary battery connected to the connection unit from an external power supply by switching the switching element When,
A charge control unit that uses the first control voltage as an operating power supply and generates a parameter according to a state of the secondary battery;
A switching control unit configured to use the second control voltage as an operation power supply and perform switching control of the switching element based on the parameter;
An impedance element provided between the connection terminals of the connection portion; and a current detection element that detects a current flowing through the impedance element; and if the current flowing through the impedance element is a predetermined value or more, the connection portion A connection detector that determines that a secondary battery is connected;
The switching control unit can switch the switching control between a first state and a second state, and the first and second control voltages and the output when the switching control is the first state. The voltage is lower than when the switching control is in the second state,
When the connection detection unit determines that the secondary battery is not connected, the switching control unit sets the switching control to the first state, and the first control voltage in the first state is the charge Lower than the range of operable voltage of the control unit, the second control voltage in the first state is within the range of operable voltage of the switching control unit;
When the secondary battery charged with a voltage higher than the output voltage in the first state is connected to the connection unit, and the connection detection unit determines that the secondary battery is connected, the switching The control unit switches the switching control to the second state, and the first control voltage in the second state is within an operable voltage range of the charge control unit, and the first control voltage in the second state is The charger is characterized in that the control voltage of 2 is within an operable voltage range of the switching control unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011205309A JP5793673B2 (en) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | Charger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011205309A JP5793673B2 (en) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | Charger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013070453A JP2013070453A (en) | 2013-04-18 |
JP5793673B2 true JP5793673B2 (en) | 2015-10-14 |
Family
ID=48475538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011205309A Active JP5793673B2 (en) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | Charger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5793673B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015065736A (en) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 日立工機株式会社 | Charger |
JP6846249B2 (en) * | 2017-03-27 | 2021-03-24 | Fdk株式会社 | Charging device |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4085794B2 (en) * | 2002-11-22 | 2008-05-14 | 日立工機株式会社 | Battery charger |
JP4536997B2 (en) * | 2002-11-29 | 2010-09-01 | 日立工機株式会社 | Charger |
JP4163640B2 (en) * | 2004-02-20 | 2008-10-08 | 株式会社マキタ | Charger |
JP4962793B2 (en) * | 2008-01-25 | 2012-06-27 | 日立工機株式会社 | Charger |
JP2009219219A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Panasonic Corp | Battery charger |
JP2011078246A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Koki Co Ltd | Charger and charging system |
-
2011
- 2011-09-20 JP JP2011205309A patent/JP5793673B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013070453A (en) | 2013-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4064377B2 (en) | Switching power supply device and semiconductor device for switching power supply | |
KR100597379B1 (en) | Starting method of power supply, starting circuit of power supply and power supply | |
JP6218467B2 (en) | Power supply device and image forming apparatus | |
CN101651354B (en) | Charging control apparatus and charging apparatus | |
TWI539732B (en) | DC / DC converter and the use of its power supply devices and electronic equipment | |
JPWO2005006527A1 (en) | Power supply device and control method of power supply device | |
US20150084581A1 (en) | Charging device configured to reduce power consumption during non-charging period | |
JP2008054435A (en) | Power circuit and power supply system | |
JP2011160508A (en) | Switching power unit | |
CN102195487B (en) | Power supply device and image forming apparatus | |
JP5793673B2 (en) | Charger | |
JP5631161B2 (en) | Control circuit | |
JP5277706B2 (en) | Switching power supply | |
JP2010098875A (en) | Power supply apparatus | |
JP6513546B2 (en) | LED power supply | |
JP2013070576A (en) | Switching power supply device | |
KR20210135952A (en) | Low heat wireless power receiving device | |
JP5891370B2 (en) | Charger | |
KR20150003425A (en) | Apparatus for Switching Mode Power Supply detecting the AC-off status | |
JP2006280179A (en) | DC stabilized power supply | |
JP5971227B2 (en) | Switching power supply | |
JP2013118780A (en) | Switching power supply device | |
JP2013187938A (en) | Control circuit and switching power supply having the same | |
JP2007330081A (en) | Switching regulator | |
JP2005033948A (en) | Ac adaptor and charging method therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20130513 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140611 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20141008 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150313 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5793673 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |