(57)【要約】【課題】安価なオペアンプを用いてロスのない回路を実現することができる充電装置およびその充電電流検出回路を提供すること。【解決手段】検出抵抗７を、電源３の下流側における電源電圧側に配設し、かつ、オペアンプ１４による入力電圧範囲の制限分を補う補助電圧を生成する補助電源手段１６を備えたこと。【選択図】      図１
2005033856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池に充電電流を供給する電源と、前記電源の下流側に配設され、前記充電電流を検出可能とされた検出抵抗と、前記電源から電圧を印加されるオペアンプと
を有する充電装置において、
前記検出抵抗を、前記電源の下流側における電源電圧側に配設し、かつ、前記オペアンプによる入力電圧範囲の制限分を補う補助電圧を生成する補助電源手段を備えたことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記補助電源手段は、
交流成分を含んだ信号を発生する信号発生手段と、
この信号発生手段から出力された信号をＡＣ結合するＡＣ結合コンデンサと、
ＡＣ結合した信号を電源の電圧にクランプする第１ダイオードと、
前記ＡＣ結合コンデンサおよび前記第１ダイオードの下流に位置する整流用の第２ダイオードと
を有することを特徴とする充電装置。
【請求項３】
電源から二次電池に充電電流を供給するようにされ、前記電源から電圧を印加されるオペアンプを備えた充電装置に配設され、前記充電電流を検出する検出抵抗を備えた充電電流検出回路において、
前記検出抵抗を、前記電源の下流側における電源電圧側に配設し、かつ、前記オペアンプによる入力電圧範囲の制限分を補う補助電圧を生成する補助電源手段を備えたことを特徴とする充電電流検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、充電装置およびその充電電流検出回路に係り、特に、電源から二次電池に充電電流を供給することによって二次電池を充電する充電装置およびその充電電流検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、二次電池を充電する充電装置には、電源から二次電池に対して供給される充電電流を検出する充電電流検出回路が設けられていた。
【０００３】
図２は、このような充電電流検出回路１を備えたＡＣアダプタ等の充電装置２の一例を示したものである。
【０００４】
前記充電装置２は、所定電圧（図２において２４Ｖ）の電源３を有しており、この電源３によって二次電池４に対して充電電流を供給するようことにより、前記二次電池４を充電するようになっている。
【０００５】
前記電源３の下流側における電源電圧側（２４Ｖ側）には、充電電流の供給を制御する制御用トランジスタ６が、そのエミッタを介して接続されており、この制御用トランジスタ６のコレクタは、前記二次電池４の正極側に接続されている。
【０００６】
一方、前記電源３のグランド側（０Ｖ側）は、前記二次電池４の負極側に接続されている。
【０００７】
そして、前記電源３の下流側におけるグランド側には、充電電流検出回路１の主要素としての検出抵抗７が配設されており、この検出抵抗７による電圧降下によって、充電電流の値を検出するようになっている。
【０００８】
前記検出抵抗７の上流側は、可変電池５の負極に接続され、下流側は、前記オペアンプ９の非反転入力端子に接続されている。また、前記可変電池５の正極は、前記オペアンプ９の反転入力端子に接続されている。さらに、前記オペアンプ９の出力側は、抵抗８を経て前記制御用トランジスタ６のベースに接続されている。
【０００９】
前記可変電池５は、前記オペアンプ９に対して充電電流設定用信号を出力するようになっている。そして、前記オペアンプ９は、前記充電電流設定用信号の入力を受けて、この信号の設定電圧と前記検出抵抗７による電圧降下とが等しくなるように前記制御用トランジスタ６を通電制御するようになっている。
【００１０】
そして、前記オペアンプ９は、前記電源３から印加される電圧によって駆動され、駆動時において前記制御用トランジスタ６を通電制御することによって、二次電池４に対する充電電流の供給を制御するようになっている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平０５−１３７２７６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２に示した充電装置２においては、検出抵抗７が、電源３の下流側におけるグランド側（０Ｖ側）に配設されているが、このような場合は、入力電圧がほぼ０Ｖまで動作可能な安価なオペアンプ９を使用することができる。
【００１３】
しかし、回路の都合上、電源電圧側（２４Ｖ側）に検出抵抗７を配設したくなる場合がある。
【００１４】
その場合において、一般的な安価なオペアンプ９では、仕様上、電源電圧（例えば２４Ｖ）よりも入力電圧範囲（例えば２１Ｖ）が低く制限されているため、電源電圧（２４Ｖ）のみではオペアンプ９を駆動するための電圧が不足し、オペアンプ９を適正に駆動することができない。
【００１５】
これに対し、検出抵抗７を電源電圧側に配設する回路構成を採用した場合に、電源電圧の下で適正に動くオペアンプ１０は、高価なレール・トゥ・レールオペアンプとなってしまう（図３参照）。
【００１６】
また、従来は、検出抵抗７がグランド側（０Ｖ側）に配設されていたことにより、二次電池４のグランドと、充電装置２に接続された電子機器等のシステムのグランドとが直接接続されずに検出抵抗７を介して接続された状態になっていた。
【００１７】
そのため、システムを二次電池４を介さずに充電装置２の電源３の電力によって直接動作させ、かつ、充電装置２で二次電池４を充電させ、さらに、二次電池４によってシステムを動作させようとする場合に、検出抵抗７による電圧降下によってロスが生じてしまっていた。
【００１８】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、安価なオペアンプを用いてロスのない回路を実現することができる充電装置およびその充電電流検出回路を提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明に係る充電装置の特徴は、二次電池に充電電流を供給する電源と、前記電源の下流側に配設され、前記充電電流を検出可能とされた検出抵抗と、前記電源から電圧を印加されるオペアンプとを有する充電装置において、前記検出抵抗を、前記電源の下流側における電源電圧側に配設し、かつ、前記オペアンプによる入力電圧範囲の制限分を補う補助電圧を生成する補助電源手段を備えた点にある。
【００２０】
そして、このような構成によれば、安価なオペアンプを用いた場合においても、簡易な構成を用いてオペアンプによる入力電圧範囲の制限分を補うことによってオペアンプを適正に駆動することができ、また、システムのグランドと電池のグランドとを直接接続することができるため、ロスのない回路を構成することが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る充電装置の特徴は、前記補助電源手段が、交流成分を含んだ信号を発生する信号発生手段と、この信号発生手段から出力された信号をＡＣ結合するＡＣ結合コンデンサと、ＡＣ結合した信号を電源の電圧にクランプする第１ダイオードと、前記ＡＣ結合コンデンサおよび前記第１ダイオードの下流に位置する整流用の第２ダイオードとを有する点にある。
【００２２】
そして、このような構成によれば、補助電源手段をさらに簡易な構成によって安価に構成することが可能となる。
【００２３】
さらに、本発明に係る充電検出回路の特徴は、電源から二次電池に充電電流を供給するようにされ、前記電源から電圧を印加されるオペアンプを備えた充電装置に配設され、前記充電電流を検出する検出抵抗を備えた充電電流検出回路において、前記検出抵抗を、前記電源の下流側における電源電圧側に配設し、かつ、前記オペアンプによる入力電圧範囲の制限分を補う補助電圧を生成する補助電源手段を備えた点にある。
【００２４】
そして、このような構成によれば、安価なオペアンプを用いた場合においても、簡易な構成を用いてオペアンプによる入力電圧範囲の制限分を補うことによってオペアンプを適正に駆動することができ、また、システムのグランドと二次電池のグランドとを直接接続することができるため、ロスのない回路を構成することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る充電装置およびその充電電流検出回路の実施形態について、図１を参照して説明する。
【００２６】
なお、従来と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態における充電装置１２は、二次電池４に充電電流を供給する電源３と、前記電源３の下流側に配設され、前記充電電流を検出可能とされた検出抵抗７と、前記電源３から電圧を印加されるオペアンプ１４とを有している。
【００２８】
ただし、本実施形態において、充電電流検出回路１５を構成する検出抵抗７は、前記電源３の下流側における電源電圧側（２４Ｖ側）に配設されている。
【００２９】
また、本実施形態における充電装置１２は、補助電圧手段１６を有しており、この補助電圧手段１６は、前記オペアンプ１４による入力電圧範囲の制限分を補う補助電圧を生成するようになっている。
【００３０】
これにより、安価なオペアンプ１４を用いた場合においても、簡易な構成によってオペアンプ１４による入力電圧範囲の制限分を補うことができ、オペアンプ１４を適正に駆動することができるようになっている。
【００３１】
また、図１に示すように、システムのグランドと二次電池４のグランドとを直接接続することができるため、ロスの少ない電気回路を構成することができるようになっている。
【００３２】
さらに、前記補助電源手段１６の構成について更に詳述すると、この補助電源手段１６は、交流成分を含んだ信号を発生するクロック等の信号発生手段１７を有しており、この信号発生手段１７は、所定振幅の信号を出力するようになっている。
【００３３】
前記信号発生手段１７の下流側には、ＡＣ結合コンデンサ１９が接続されており、このＡＣ結合コンデンサ１９は、前記信号発生手段１７から出力された信号をＡＣ結合して交流成分を取り出すようになっている。
【００３４】
前記ＡＣ結合コンデンサ１９の下流側には、前記ＡＣ結合コンデンサ１９がＡＣ結合した信号を電源３の電圧にクランプする第１ダイオード２０が、カソード（陰極）を介して連結されており、この第１ダイオード２０のアノード（陽極）は、電源３の電源電圧側（図１において２４Ｖ側）に接続されている。
【００３５】
さらに、前記第１ダイオード２０のカソード側の下流側には、第２ダイオード２１がアノードを介して接続されており、この第２ダイオード２１は、前記第１ダイオード２０によってクランプされた信号を整流するようになっている。
【００３６】
そして、前記第２ダイオード２１の下流側には、平滑用のコンデンサ２２が接続されており、このコンデンサ２２によって波形が平滑化された電圧が、オペアンプ１４に印加されるようになっている。
【００３７】
これにより、さらに簡易な構成によって補助電源手段１６を安価に構成することができるようになっている。
【００３８】
なお、前記検出抵抗７の上流側は、前記第１ダイオード２０のアノードおよび可変電池５の正極に接続されており、下流側は、オペアンプ１４の反転入力端子に接続されている。また、前記可変電池５の負極は、前記オペアンプ１４の非反転入力端子に接続されている。
【００３９】
さらに、前記オペアンプ１４の出力側は、抵抗２４を介して制御用トランジスタ６のベースに接続されており、この制御用トランジスタ６のエミッタには、前記電源３が、コレクタには二次電池４の正極側に接続されている。
【００４０】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４１】
本実施形態においては、従来と同様に、前記電源３によって前記二次電池４に対して充電電流を供給し、その際に、前記検出抵抗７を用いて充電電流を検出する。
【００４２】
このとき、前記オペアンプ１４には、前記電源３の電圧を上回る電圧が生成される。
【００４３】
すなわち、前記補助電圧手段１６の信号発生手段１７は、所定の振幅（例えば３Ｖ振幅）の交流信号を出力すると、この信号は、前記ＡＣ結合コンデンサ１９によってＡＣ結合された後、前記第１ダイオード２０によって電源３の電圧にクランプされる。
【００４４】
次いで、第２ダイオード２１によって整流され、コンデンサ２２によって波形を平滑化されることによって、電源電圧（２４Ｖ）に所定の補助電圧（３Ｖ）が付加された電圧（２７Ｖ）が生成されてオペアンプ１４に印加される。
【００４５】
これにより、オペアンプ１４の入力電圧範囲が電源電圧（２４Ｖ）よりも低い範囲（２１Ｖ）に制限されている場合であっても、補助電圧（３Ｖ）によって制限分を補うことができるため、オペアンプ１４を適正に駆動することができる。
【００４６】
したがって、本実施形態によれば、補助電源手段１６を設けたことによってオペアンプ１４による入力電圧範囲の制限分を補うことができるため、検出抵抗７を電源電圧側に設けた場合においても、安価なオペアンプ１４で適正に対応することができる。また、二次電池４のグランドとシステムのグランドとを直接接続することができるため、ロスの少ないない電気回路を実現することができる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る充電装置によれば、検出抵抗を電源電圧側に配設した場合においても、安価なオペアンプを用いることができ、ロスの少ない充電を行うことができる充電装置を実現することができる。
【００４９】
また、本発明に係る充電装置によれば、さらに安価な充電装置を実現することができる。
【００５０】
さらに、本発明に係る充電電流検出回路によれば、検出抵抗を電源電圧側に配設した場合においても、安価なオペアンプを用いることができ、ロスの少ない回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る充電装置およびその充電電流検出回路の実施形態を示す電気回路図
【図２】従来の充電装置およびその充電電流検出回路の一例を示す電気回路図
【図３】従来の充電装置およびその充電電流検出回路の図２と異なる他の一例を示す電気回路図
【符号の説明】
３  電源
４  二次電池
７  検出用抵抗
１４  オペアンプ
１５  充電電流検出回路
１６  補助電源手段
１７  信号発生手段
１９  ＡＣ結合コンデンサ
２０  第１ダイオード
２１  第２ダイオード
【図１】
2005033856.tif 000003
【図２】
2005033856.tif 000004
【図３】
2005033856.tif 000005