JP2003111298A - 給電器 - Google Patents
給電器Info
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- JP2003111298A JP2003111298A JP2001338687A JP2001338687A JP2003111298A JP 2003111298 A JP2003111298 A JP 2003111298A JP 2001338687 A JP2001338687 A JP 2001338687A JP 2001338687 A JP2001338687 A JP 2001338687A JP 2003111298 A JP2003111298 A JP 2003111298A
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
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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
- 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
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】小型電子機器に内蔵されるバッテリーが容量不
足となってしまったとき、その電源として電池を用い小
型軽量でしかも電力効率を向上して、出来るだけ長時間
使用出来る装置を安価に提供する。 【構成】トランス１３とトランジスター１１から成るブ
ロッキング発振回路で、電源電池１の電圧Ｖ１をスイッ
チング変換方式で変圧して負荷バッテリー２０を充電し
たり、又フロート充電をして負荷としての電子機器にそ
の動作電流を供給したりするもので、これに入出力の電
圧検出に３ケのツエナーダイオード２、１７、１８を設
けてトランジスター５を駆動することによりトランジス
ター１１のベースバイアスＶｐを調整するだけの簡単な
制御回路構成で、優れた定電圧特性・過電流防止機能を
発揮出来るばかりでなく、トランジスター１５とダイオ
ード１６から交互に出力電流Ｉ１、Ｉ２を給電して電流
効率を向上させ、リップル成分も半減出来るようになし
たものである。
足となってしまったとき、その電源として電池を用い小
型軽量でしかも電力効率を向上して、出来るだけ長時間
使用出来る装置を安価に提供する。 【構成】トランス１３とトランジスター１１から成るブ
ロッキング発振回路で、電源電池１の電圧Ｖ１をスイッ
チング変換方式で変圧して負荷バッテリー２０を充電し
たり、又フロート充電をして負荷としての電子機器にそ
の動作電流を供給したりするもので、これに入出力の電
圧検出に３ケのツエナーダイオード２、１７、１８を設
けてトランジスター５を駆動することによりトランジス
ター１１のベースバイアスＶｐを調整するだけの簡単な
制御回路構成で、優れた定電圧特性・過電流防止機能を
発揮出来るばかりでなく、トランジスター１５とダイオ
ード１６から交互に出力電流Ｉ１、Ｉ２を給電して電流
効率を向上させ、リップル成分も半減出来るようになし
たものである。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電話機等の可搬式小型電
子機器を使用中に電源のバッテリー等が容量不足となっ
てしまったとき、小型電池を用いて非常充電を行えるよ
うになす緊急充電用の給電器を開発せんとするものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】携帯用電子機器を使いながらそのバッテ
リーを充電する場合は、その充電特性は電圧特性やノイ
ズ対策が複雑となり又、高効率でしかも出来るだけ小型
軽量化することが望まれるので、この改善が必要とされ
て居るものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】１次２次共に電池の放
電特性は一般に、その放電電流が小さい程全体の放電エ
ネルギー積は多くなる。従って給電開始の初期からその
動作電流は当該電子機器の必要最小限の電流だけを給電
するようにして電池寿命が出来るだけ長くなるようにな
し、電池電圧が低下してしまった時は必要十分の電圧を
確保出来るようにその変圧比を向上させて安定な給電が
行えるようにして、常にその電子機器の動作状態に応じ
て最良の電力効率で給電出来るような簡単な制御回路を
提供せんとするものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】第１図は本発明の原理を
説明する為に示した実施例の概略回路図である。この回
路は基本的にブロッキング発振型のＤＣ−ＤＣコンバー
ターでその発振周期をコントロールするだけでなく、発
振のＯＮ期間とＯＦＦ期間の比率も変化させることによ
り出力特性を制御するものである。１は電源電池でその
電圧Ｖ１を発振トランジスター１１（以下トランジスタ
ー１１と記す）と、発振トランス１３（以下トランス１
３と記す）で交流に変換しこれをトランジスター１５と
ダイオード１６で整流して負荷バッテリー２０を充電せ
んとするものである。トランジスター１１がＯＮの期間
は、トランス１３の２次コイルＳの出力をトランジスタ
ー１５から出力し、ＯＦＦ期間は１次コイルＰのフライ
バック電圧をダイオード１６から、と２つの回路からＯ
Ｎ、ＯＦＦ交互に出力を供給するもので、トランジスタ
ー１５からの出力Ｉ１は低インピーダンス負荷に、ダイ
オード１６からの出力はＩ２は高インピーダンス負荷に
優れた性能を発揮するものであるから、発振のＯＮ、Ｏ
ＦＦ各期間の長さとその周期比率をトランジスター５に
よってトランジスター１１のベースバイアス電圧Ｖｐを
制御して両出力Ｉ１、Ｉ２が常に最良の状態で効率よく
作動するようになすものである。 【０００５】充電開始期で電池電圧Ｖ１がツエナーダイ
オード２のツエナー電圧より充分に高いときは、抵抗３
を通してトランジスター５のベースに通電するので、点
Ｐの電圧Ｖｐが低下する。これはトランジスター１１の
ベースバイアス電圧として作用するので、発振のＯＮ期
間は短くなりＯＦＦ期間は長くなって出力は低下して、
始動初期の過電流を防止し定電流作用も発揮する。抵抗
３はこの感度調節をするものである。 【０００６】電池電圧Ｖ１が未だ充分高い値となって居
る時に負荷の出力電圧Ｖ２が上がって負荷として接続さ
れた電子機器が正常の動作を行える電圧に達すれば、こ
れ以上は当該機器が必要とする電流のみを給電すればよ
いわけで、このときツエナダイオート１８が通電するよ
うにしておけば抵抗１９を通してトランジスター５は駆
動されて更にベース電圧Ｖｐを低下させて発振を弱くす
る。しかしこの状態では、発振のＯＮ期間はあまり短く
せず、ＯＦＦ期間だけが十分に長くなるようにして両出
力Ｉ１、Ｉ２が等しくなるように抵抗７とコンデンサー
８のベース帰遷回路定数を設定して置けば発振は安定し
て電池電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２が大幅に変動しても常に
最良の状態で負荷に給電出来るよう作動する。 【０００７】トランス１３のＰコイルを流れる電流Ｉ０
は出力電流Ｉ１とＩ２合成となるわけであるが、各電流
の交流成分は大きな位相差を有して居るのでＩ０の絶体
値は単純加算値より小さい値となるから、電池から流入
する電流は非常に少ないものとなって電流効率は大幅に
改善され、トランス１３もトランジスター１１も小容量
のものとすることが出来、更にリップルも低減される利
点も有するので効果的である。 【０００８】負荷バッテリー２０（以下バッテリー２０
と記す）が充分に充電され定格値に達すれば、ツエナダ
イオード１７が通電して発振を更に低下させて充電は完
了する。 【０００９】負荷電流が大きく流れてバッテリー２０へ
の充電が十分に行われない内に電源の電池容量が減少し
て、電圧Ｖ１がツエナダイオード２のツエナー電圧以下
になってしまったときは、トランジスター５のベース電
流は減少し発振は強くなって出力は増大する。更に電池
電圧Ｖ１が低下してトランス１３の２次コイルＳからの
出力電圧がバッテリー２０の電圧Ｖ２より低くなれば、
電流Ｉ１は０となりＰコイルの電流Ｉ０は全部励磁電流
として作用するので、大きなフライバック電圧を発生し
て出力電流Ｉ２で充電を継続するからトランス１３の２
次コイルＳの変圧比は小さいものでも良い事となる。 【００１０】バッテリー２０が過放電状態のとき、充電
を開始すると電流Ｉ１が過電流となり発振の起動が不安
定となり易いので、一般の公知な方法では正帰遷作用を
強くして安定化する方法が採られて居るが、これは発振
のための電力損失が大きくなって効率が低下する。抵抗
２１とコンデンサー２２はトランジスター１５の突入電
流を制御して発振起動を安定化するために設けたもの
で、これは又２次コイルＳをベース帰遷用コイルとして
共用できる特徴も発揮して有効に作用する。 【００１１】 【発明の効果】前各項に詳述せる如く本発明はブロッキ
ング発振式のＤＣ−ＤＣコンバーターで、その発振トラ
ンスの巻数比によって変圧された出力電流Ｉ１と、磁気
回路のフライバック電圧による出力電流Ｉ２を交互に出
力しこの両出力電流の強さとその比率をベースバイアス
電圧Ｖｐを制御するだけの簡単な回路で、電池電圧Ｖ１
やバッテリー電圧Ｖ２がどんなに厳しい状態であって
も、常に変換効率の優れた充電動作が行えるようになし
たものであるから、装置は小型軽量で、しかも安価な部
品だけを用いて簡単な回路で組み立てることが出来るの
でその応用効果は大きいものである。
子機器を使用中に電源のバッテリー等が容量不足となっ
てしまったとき、小型電池を用いて非常充電を行えるよ
うになす緊急充電用の給電器を開発せんとするものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】携帯用電子機器を使いながらそのバッテ
リーを充電する場合は、その充電特性は電圧特性やノイ
ズ対策が複雑となり又、高効率でしかも出来るだけ小型
軽量化することが望まれるので、この改善が必要とされ
て居るものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】１次２次共に電池の放
電特性は一般に、その放電電流が小さい程全体の放電エ
ネルギー積は多くなる。従って給電開始の初期からその
動作電流は当該電子機器の必要最小限の電流だけを給電
するようにして電池寿命が出来るだけ長くなるようにな
し、電池電圧が低下してしまった時は必要十分の電圧を
確保出来るようにその変圧比を向上させて安定な給電が
行えるようにして、常にその電子機器の動作状態に応じ
て最良の電力効率で給電出来るような簡単な制御回路を
提供せんとするものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】第１図は本発明の原理を
説明する為に示した実施例の概略回路図である。この回
路は基本的にブロッキング発振型のＤＣ−ＤＣコンバー
ターでその発振周期をコントロールするだけでなく、発
振のＯＮ期間とＯＦＦ期間の比率も変化させることによ
り出力特性を制御するものである。１は電源電池でその
電圧Ｖ１を発振トランジスター１１（以下トランジスタ
ー１１と記す）と、発振トランス１３（以下トランス１
３と記す）で交流に変換しこれをトランジスター１５と
ダイオード１６で整流して負荷バッテリー２０を充電せ
んとするものである。トランジスター１１がＯＮの期間
は、トランス１３の２次コイルＳの出力をトランジスタ
ー１５から出力し、ＯＦＦ期間は１次コイルＰのフライ
バック電圧をダイオード１６から、と２つの回路からＯ
Ｎ、ＯＦＦ交互に出力を供給するもので、トランジスタ
ー１５からの出力Ｉ１は低インピーダンス負荷に、ダイ
オード１６からの出力はＩ２は高インピーダンス負荷に
優れた性能を発揮するものであるから、発振のＯＮ、Ｏ
ＦＦ各期間の長さとその周期比率をトランジスター５に
よってトランジスター１１のベースバイアス電圧Ｖｐを
制御して両出力Ｉ１、Ｉ２が常に最良の状態で効率よく
作動するようになすものである。 【０００５】充電開始期で電池電圧Ｖ１がツエナーダイ
オード２のツエナー電圧より充分に高いときは、抵抗３
を通してトランジスター５のベースに通電するので、点
Ｐの電圧Ｖｐが低下する。これはトランジスター１１の
ベースバイアス電圧として作用するので、発振のＯＮ期
間は短くなりＯＦＦ期間は長くなって出力は低下して、
始動初期の過電流を防止し定電流作用も発揮する。抵抗
３はこの感度調節をするものである。 【０００６】電池電圧Ｖ１が未だ充分高い値となって居
る時に負荷の出力電圧Ｖ２が上がって負荷として接続さ
れた電子機器が正常の動作を行える電圧に達すれば、こ
れ以上は当該機器が必要とする電流のみを給電すればよ
いわけで、このときツエナダイオート１８が通電するよ
うにしておけば抵抗１９を通してトランジスター５は駆
動されて更にベース電圧Ｖｐを低下させて発振を弱くす
る。しかしこの状態では、発振のＯＮ期間はあまり短く
せず、ＯＦＦ期間だけが十分に長くなるようにして両出
力Ｉ１、Ｉ２が等しくなるように抵抗７とコンデンサー
８のベース帰遷回路定数を設定して置けば発振は安定し
て電池電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２が大幅に変動しても常に
最良の状態で負荷に給電出来るよう作動する。 【０００７】トランス１３のＰコイルを流れる電流Ｉ０
は出力電流Ｉ１とＩ２合成となるわけであるが、各電流
の交流成分は大きな位相差を有して居るのでＩ０の絶体
値は単純加算値より小さい値となるから、電池から流入
する電流は非常に少ないものとなって電流効率は大幅に
改善され、トランス１３もトランジスター１１も小容量
のものとすることが出来、更にリップルも低減される利
点も有するので効果的である。 【０００８】負荷バッテリー２０（以下バッテリー２０
と記す）が充分に充電され定格値に達すれば、ツエナダ
イオード１７が通電して発振を更に低下させて充電は完
了する。 【０００９】負荷電流が大きく流れてバッテリー２０へ
の充電が十分に行われない内に電源の電池容量が減少し
て、電圧Ｖ１がツエナダイオード２のツエナー電圧以下
になってしまったときは、トランジスター５のベース電
流は減少し発振は強くなって出力は増大する。更に電池
電圧Ｖ１が低下してトランス１３の２次コイルＳからの
出力電圧がバッテリー２０の電圧Ｖ２より低くなれば、
電流Ｉ１は０となりＰコイルの電流Ｉ０は全部励磁電流
として作用するので、大きなフライバック電圧を発生し
て出力電流Ｉ２で充電を継続するからトランス１３の２
次コイルＳの変圧比は小さいものでも良い事となる。 【００１０】バッテリー２０が過放電状態のとき、充電
を開始すると電流Ｉ１が過電流となり発振の起動が不安
定となり易いので、一般の公知な方法では正帰遷作用を
強くして安定化する方法が採られて居るが、これは発振
のための電力損失が大きくなって効率が低下する。抵抗
２１とコンデンサー２２はトランジスター１５の突入電
流を制御して発振起動を安定化するために設けたもの
で、これは又２次コイルＳをベース帰遷用コイルとして
共用できる特徴も発揮して有効に作用する。 【００１１】 【発明の効果】前各項に詳述せる如く本発明はブロッキ
ング発振式のＤＣ−ＤＣコンバーターで、その発振トラ
ンスの巻数比によって変圧された出力電流Ｉ１と、磁気
回路のフライバック電圧による出力電流Ｉ２を交互に出
力しこの両出力電流の強さとその比率をベースバイアス
電圧Ｖｐを制御するだけの簡単な回路で、電池電圧Ｖ１
やバッテリー電圧Ｖ２がどんなに厳しい状態であって
も、常に変換効率の優れた充電動作が行えるようになし
たものであるから、装置は小型軽量で、しかも安価な部
品だけを用いて簡単な回路で組み立てることが出来るの
でその応用効果は大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動作原理を示すための実施例における
概略回路図で各部電子部品の構成を示したものである。 【符号の説明】 １ 電源電池 ２ ツエナーダイオード ５ トランジスター ８ コンデンサー １１ 発振トランジスター １３ 発振トランス １５ トランジスター １６ ダイオード １７ ツエナーダイオード １９ 抵抗 ２０ 負荷バッテリー
概略回路図で各部電子部品の構成を示したものである。 【符号の説明】 １ 電源電池 ２ ツエナーダイオード ５ トランジスター ８ コンデンサー １１ 発振トランジスター １３ 発振トランス １５ トランジスター １６ ダイオード １７ ツエナーダイオード １９ 抵抗 ２０ 負荷バッテリー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】ブロッキング発振式のＤＣ−ＤＣコンバー
ターで、発振トランス（１３）の２次コイル（Ｓ）から
の出力電流（Ｉ１）と１次コイル（Ｐ）からのフライバ
ック出力電流Ｉ２とを交互に出力するようになし、電源
や負荷の状態が色々と変化しても常に最良の状態で給電
作動が出来るようにするために、ツエナーダイオード
（２）と抵抗（３）との直列回路により電源電圧
（Ｖ１）を検出し、又ツエナーダイオード（１８）と抵
抗１９の直列回路にツエナーダイオード（１７）を並列
に設けた直並列回路により負荷電圧（Ｖ２）を検出し
て、これをトランジスター（５）のベースに入力させる
ことによって発振トランジスター（１１）のベースバイ
アス電圧（Ｖｐ）を制御して、常に本給電器が最良の電
圧電流変換機能を発揮出来るようになした給電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001338687A JP2003111298A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 給電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001338687A JP2003111298A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 給電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003111298A true JP2003111298A (ja) | 2003-04-11 |
Family
ID=19153142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001338687A Pending JP2003111298A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 給電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003111298A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009138180A1 (de) | 2008-05-15 | 2009-11-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spannungswandlerschaltung und verfahren zum getakteten zuführen von energie zu einem energiespeicher |
| DE102008023515A1 (de) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spannungswandlerschaltung und Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher |
| US7977920B2 (en) | 2008-05-15 | 2011-07-12 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Voltage-converter circuit and method for clocked supply of energy to an energy storage |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001338687A patent/JP2003111298A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009138180A1 (de) | 2008-05-15 | 2009-11-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spannungswandlerschaltung und verfahren zum getakteten zuführen von energie zu einem energiespeicher |
| DE102008023515A1 (de) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spannungswandlerschaltung und Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher |
| US7977920B2 (en) | 2008-05-15 | 2011-07-12 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Voltage-converter circuit and method for clocked supply of energy to an energy storage |
| US8498134B2 (en) | 2008-05-15 | 2013-07-30 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Voltage converter circuit and method for a clock supply of energy to an energy storage |
| EP2765694A2 (de) | 2008-05-15 | 2014-08-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spannungswandlerschaltung und Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher |
| EP2765694A3 (de) * | 2008-05-15 | 2015-03-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spannungswandlerschaltung und Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher |
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