(57)【要約】   【課題】  定格電圧の異なる電池を充電したり、供給電圧の異なる電源で発光ダイオードを点灯することのできる電子回路を提供する。  【解決手段】  交流電源８を直流にする整流器２と、整流器２の負荷側端子に並列に接続されたコンデンサー３と、整流器２の一方の負荷側端子に直列に接続された１個以上の定電流ダイオード１と、コンデンサー３に対して並列に、定電流ダイオード１に対して直列に接続された、少なくとも１つ以上の電池５を充電させたり、少なくとも１つ以上の発光ダイオード６を点灯させる時に、定電流ダイオード１を可変抵抗として用いることを特徴とする電子回路。  【選択図】図１
0003137560.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
交流電源８を直流にする整流器２と、整流器２の負荷側端子に並列に接続されたコンデンサー３と、整流器２の一方の負荷側端子に直列に接続された１個以上の定電流ダイオード１と、コンデンサー３に対して並列に、定電流ダイオード１に対して直列に接続された、少なくとも１つ以上の電池５を充電させたり、少なくとも１つ以上の発光ダイオード６を点灯させる時に、定電流ダイオード１を可変抵抗として用いることを特徴とする電子回路。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、公称電圧の異なる１個以上の電池を充電したり、供給電圧の異なる電源で１個以上の発光ダイオードを点灯することのできる電子回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来に見られる多数個の電池に電気を補充する充電器は、図７に示すように、交流電源８からの電圧を降圧変圧器１１で、所定の電圧に降下させた後、整流器２１で直流に整流する。この整流器２１の負荷側端子には、並列にコンデンサー３１が接続され、また、整流器の負荷側端子の一方に抵抗４１が直列に接続した充電回路が構成されている。そして、充電される電池５１，５２，・・・５ｎが、抵抗４１と直列に、コンデンサー３と並列に接続されて充電される。
【０００３】
ここで、交流電源８からの電圧を降圧変圧器１１で降下させた所定の電圧Ｖは、あまり大きな値を用いると電池を過充電するので好ましくなく、充電される電池の定格電圧Ｖｚより若干高めの値（Ｖｚ＋Δα）に設定される。したがって、定格電圧の異なる電池を充電するには、異なる降圧変圧器１１に取り替える不便があった。
【０００４】
また、図８に示すように、従来に見られる多数個の発光ダイオード（以下ＬＥＤと呼ぶ）を点灯するＬＥＤ灯は、交流電源８からの電圧を降圧変圧器１１で、所定の電圧に降下させた後、整流器２１で直流に整流する。この整流器２１の負荷側端子には、並列にコンデンサー３１が接続され、また、整流器の負荷側端子の一方に抵抗４１が直列に接続した電子回路が構成されている。そして、点灯されるＬＥＤ６１，６２，・・・６ｎが、抵抗４１と直列に、コンデンサー３と並列に接続されてＬＥＤ灯として点灯される。
【０００５】
従来のＬＥＤ灯は、図８に示した交流電源８、降圧変圧器１１、整流器２１、コンデンサー３および抵抗４１の接続構成であり、前記図７の電池の代わりにＬＥＤを直列に接続したものである。この場合、電子回路の点灯電流は、取付けたＬＥＤの数と抵抗によって変化する。かつ、従来の電灯器具は、内部に装着した電圧安定器の電圧損失によって、ＬＥＤ灯への負荷電圧が変化するので、ＬＥＤ灯の明るさが必要以上に明るくなったり暗かったりするような不便な問題がある。
【特許文献１】登録実用新案第３０４０９４６号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、抵抗４１を用いた電子回路は、あまり便利ではない。例えば、異なる定格電圧の電池を充電するたびに、異なる降圧変圧器１１に取り替える不便がある。また、電池の代わりにＬＥＤを直列に接続した電子回路の点灯電流は、取付けたＬＥＤの数や、電灯器具の電圧安定器や内部電圧損失の負荷電圧によって、ＬＥＤ灯への点灯電流が変化するので、ＬＥＤ灯の明るさが必要以上に明るくなったり暗かったりするような不便な問題がある。
【０００７】
そこで、本考案の目的は、異なる降圧変圧器１１に取り替えなくても、種々の定格電圧の電池を充電でき、かつ、抵抗とＬＥＤと電灯器具の電圧安定器の内部電圧損失によって、ＬＥＤ灯への負荷電圧が変化しても、ＬＥＤ灯がほぼ一定の明るさで点灯できる電子回路を提供することである。
【０００８】
また、本考案の他の目的は、上記電子回路を有すると共に、充電する電池の個数による制限がない充電器、例えば複数の電池でも、１個の電池でも同じように充電することが可能な充電器や、制限のないＬＥＤ個数によるＬＥＤ灯が可能な電子回路を提供することである。
【０００９】
更に、本考案の他の目的は、上記電子回路を有すると共に、アルカリ、リチウム、Ｎｉ−Ｃｄ、Ｎｉ−ＭＨｘなどの電池の種類によらず充電することが可能な電池用充電器や、内部電圧とゲート電圧Ｖｆ（電流が流れ始める電圧）が異なるＬＥＤであっても、明るく点灯させる電子回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記諸目的を達成するための請求項１記載の本考案は、交流電源８を直流にする整流器２と、整流器２の負荷側端子に並列に接続されたコンデンサー３と、整流器２の一方の負荷側端子に直列に接続された１個以上の定電流ダイオード１と、コンデンサー３に対して並列に、定電流ダイオード１に対して直列に接続された、少なくとも１つ以上の電池５を充電させる時、または、少なくとも１つ以上の発光ダイオード６を点灯させる時に、定電流ダイオード１を可変抵抗として用いることを特徴とする電子回路である。
【考案の効果】
【００１１】
以上のべたように、本考案によれば、電池の定格電圧が異なっても、電池の個数によらず充電が可能になる。また、ＬＥＤの個数によらず、暗くもなく、明るすぎない適切な明るさで点灯することが可能になる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して、本考案の実施の形態を説明する。
【実施例】
【００１３】
上記諸目的を達成するための請求項１記載の本考案は、交流電源８を直流にする整流器２と、整流器２の負荷側端子に並列に接続されたコンデンサー３と、整流器２の一方の負荷側端子に直列に接続された１個以上の定電流ダイオード１と、コンデンサー３に対して並列に、定電流ダイオード１に対して直列に接続された、少なくとも１つ以上の電池５を充電させる時、または、少なくとも１つ以上の発光ダイオード６を点灯させる時に、定電流ダイオード１を可変抵抗として用いることを特徴とする電子回路である。
【００１４】
実施の形態１
図１は、本考案による充電器の構成を示す回路図である。なお、この回路図では充電される電池が接続されている状態を示す。
【００１５】
図１の充電器は、交流電源８、整流器２、コンデンサー３、定電流ダイオード１、電池５を主要部品として構成している。なお、電池５と並列な定電圧ダイオード７およびトランジスター９は、電池５が過充電にならないように、定格電圧より大幅に増加させないための補助的な放電部品である。
【００１６】
交流電源８からの電圧は、整流器２により直流に整流される。この整流器２の負荷側端子には、並列にコンデンサー３が接続され、また整流器２の負荷側端子の一方に１個以上の定電流ダイオード１が直列に接続されている。そして、充電される電池５１、５２、・・・、５ｎが、定電流ダイオード１と直列に、コンデンサー３と並列に接続されている。
【００１７】
ここで、交流電源８（例えば、１００Ｖ）からの高い電圧は、整流器２で直流に整流されても高いままであるが、可変抵抗の役割をはたす定電流ダイオードを経ると格段に低くなり、充電される電池の定格電圧（例えば、１．５〜２４Ｖ）より若干高めの電圧までに減圧されて、電池５に充電される。
【００１８】
電池の充電は、電池５１、５２、・・・、５ｎがセットされた後、充電電流Ｉ（＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉｎ）が流される。充電中の電池の電圧は、定格値より若干高くなるが、充電完了後、徐々に減少した後、一定値に落ち着き、電池には、その定格電圧の特性による電圧が残存し、例えば、定格電圧１．５Ｖのアルカリ乾電池では、１．４〜１．６Ｖである。
【００１９】
充電完了後の各電池の端子電圧は、それぞれ電池ごとに並列に接続されているので、各電池間に電位差があれば、高い電圧から低い電圧の電池に電流が充電され、ほぼ、同程度の電位になっていく。
【００２０】
なお、定格電圧より大幅に増加させないための補助的な放電部品である定電圧ダイオード７およびトランジスター９は、電池５に並列に接続され、電池５が過充電にならないようにする。定電圧ダイオード７は、電池５の充電電圧が所定電圧を越えると同時に、微電流Ｉｚ０が定電圧ダイオード７からトランジスター９に流れ、増幅された放電電流Ｉｚ１が迂回した放電回路に流れるので、電池５への充電電流（＝Ｉ−Ｉｚ０−Ｉｚ１）が減少されて、電池が過充電防止される。
【００２１】
図２のＡ線は、上記充電器における充電中の電池の端子間電圧の時間変化を示している。まず、充電の初期段階ｔ１では充電に伴い電圧曲線Ａが上昇する。この間電池の端子電圧はＶ1であり定格電圧Ｖzより低い値である。充電が進んだｔ２では電池の端子電圧は次第に高くなり、定格電圧Ｖzと同じか、わずかに高い電圧Ｖ2となる（Ｖz＝＜Ｖ2）。
【００２２】
図３のＢ線は、電池への充電電流の時間変化を示している。充電が進んだｔ２以降では、放電電流が多くなるので、充電電流が少なくなり、電池が過充電防止される。
【００２３】
実施の形態２
図４は、本考案の他の形態のＬＥＤ灯の構成を示す回路である。
【００２４】
このＬＥＤ灯において、交流電源８、定電流ダイオード１、整流器２、コンデンサー３などの構成は、前期実施の形態１と同様であり、電池５の代わりに、１個以上のＬＥＤ６がコンデンサー３に並行に接続されている。
【００２５】
ここで、交流電源８（例えば、１００Ｖ）からの高い電圧は、整流器２で直流に整流されても高いままであるが、可変抵抗の役割をはたす定電流ダイオード１により減圧され、２〜４Ｖのゲート電圧Ｖｆ（電流が流れ始める電圧）が異なる１個以上のＬＥＤ６であっても、明るく点灯させる。
【００２６】
ＬＥＤ灯（１００Ｖ電源）に、ＬＥＤ６１、６２、・・・、６ｎがセットされた後、点灯電流が流される。点灯中のＬＥＤの電圧は、抵抗や電圧安定器により、変化（９５〜１１０Ｖ）するが、可変抵抗の役割を果たす定電流ダイオード１により、適切な点灯電流（例えば、２０〜２３ｍＡ）がＬＥＤに流れるので、明るく点灯する。
【００２７】
図５は、上記ＬＥＤ灯の電圧に対するＬＥＤの点灯電流の変化を示している。
【００２８】
電源電圧が９５Ｖ（Ｃ点）〜１１０Ｖ（Ｄ点）に変化するとき、可変抵抗の役割を果たす定電流ダイオード１を２個並列にし、Ｅ線（２９個のＬＥＤを直列接続したとき）の電流は２３〜１４ｍＡとなり、Ｊ線（３１個のＬＥＤ）では、１７〜２５ｍＡとなる。Ｆ線（３０個のＬＥＤ）の電流は、２２〜２０ｍＡとなるので、暗すぎず（２０ｍＡ以下）、適切な明るさのＨ線の領域（２０〜２２ｍＡ）になり、過電流（例えば、２５ｍＡ以上）による輝度劣化が早まらない好ましいＬＥＤ灯となる。
【００２９】
図６は、定電流ダイオード１の電流Ｉと抵抗Ωの関係を示している。この横軸の抵抗Ωに電流Ｉを乗ずると、電圧Ｖに換算できる。実施の形態１では、領域ＩＩＩの高い可変抵抗値を使って、充電される電池の定格電圧まで減圧している。実施の形態２では、領域Ｉの低い可変抵抗値を使ってＬＥＤに適切な電流を流している。いずれも、定電流ダイオード１の最も有効な領域ＩＩ（高電流域）に限定されない領域の可変抵抗値を用いている。
【００３０】
この考案は、図１，図４において、電池５またはＬＥＤ６を別々に用いた実施の形態１，２を示したが、電池５およびＬＥＤ６を電子回路に組み合わせた実施の形態は、当然可能である。また、実施例では、定電流ダイオード１のみで電圧調整しているが、抵抗を定電流ダイオード１に直列または並列に配置して、定電流ダイオード１の負荷を分担・軽減することも可能である。この定電流ダイオード１は整流器２の一方の負荷側端子に直列に接続されるが、通常の使用電圧２５〜１００Ｖ（１５〜０．２ｍＡ）の１個以上の定電流ダイオード１そのものは、直列配列して高電圧に耐えさせたり、並列配置して高電流を流したりできる。なお、電子回路では、半導体の発熱を低減するために、銅，アルミ，プラスチックなどの熱伝導体で放熱して、熱劣化損傷を防止することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この考案は、近年の地球環境保全の見地より、使い捨てられる電池を再利用するための充電器や、消費電力の少ないＬＥＤ灯を明るく点灯させることを容易する電子回路に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本考案を適用した実施の形態１の充電器の構成を示す回路図である。
【図２】本考案を適用した実施の形態１の充電器における充電中の電池の端子間電圧の時間変化を示す図面である。
【図３】本考案を適用した実施の形態１の充電器における充電中の電池への充電電流の時間変化を示している。
【図４】本考案を適用した実施の形態２の発光ダイオード灯の構成を示す回路図である。
【図５】本考案を適用した実施の形態２の発光ダイオード灯における点灯中のダイオードの端子間電圧と電流の関係を示す図面である。
【図６】定電流ダイオードの抵抗と電流の関係を示す図面である。
【図７】従来の充電器の構成を示す回路図である。
【図８】従来の発光ダイオード灯の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  定電流ダイオード（ＣＲＤ）
２  整流器
３  コンデンサー
４  抵抗
５  電池  
６  発光ダイオード（ＬＥＤ）
７  定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）
８  交流電源
９  トランジスター
１１  変圧器
【図１】
0003137560.tif 000003
【図２】
0003137560.tif 000004
【図３】
0003137560.tif 000005
【図４】
0003137560.tif 000006
【図５】
0003137560.tif 000007
【図６】
0003137560.tif 000008
【図７】
0003137560.tif 000009
【図８】
0003137560.tif 000010