JP5194004B2 - 電荷均等化装置および方法 - Google Patents
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Description
が図1に示されている。
TSの1次巻線および再分配スイッチCSWに繋がる閉ループが形成される。よって、電荷充電装置Cdumpに蓄えられた電荷が第2変圧器TSの1次巻線に磁気エネルギーに変換されて蓄えられる。
tは自動車用バッテリーから構成されたが、キャパシタおよび自動車用バッテリーのいずれか一つから構成でき、その容量は過充電されたバッテリーの数に比例して決定される。
給される。この際、電荷充電装置Batは第1半導体スイッチング素子D1を介して供給された電荷を充電する。
電装置Batは、陽極が半導体スイッチング素子D1〜Dnの共通端に接続され、陰極は変圧器T1〜Tnの2次巻線の他端に接続される。
Bnそれぞれの電圧を検出する。
荷充電装置Batに供給される。この際、電荷充電装置Batは半導体スイッチング素子D2〜Dnを介して供給された電荷を充電する。
20:センシング部
24:マイクロプロセッサ
26:スイッチ駆動回路部
Claims (19)
- 直列接続されたN個のバッテリーにそれぞれ並列接続され、N個のバッテリーのうち過充電されたバッテリーの電圧を低めるN個の第1変圧器と、
前記第1変圧器から供給されるエネルギーを蓄える電荷充電装置と、
前記電荷充電装置に蓄えられたエネルギーを前記直列接続されたN個のバッテリーに再分配する第2変圧器と、
前記直列接続されたN個のバッテリーそれぞれの電圧を検出するとともに、過充電されたバッテリーからエネルギーを放電させるための第1駆動信号、および前記電荷充電装置に蓄えられたエネルギーを前記第2変圧器に供給するための第2駆動信号を生成する電圧検出および駆動信号生成部と、
前記第2変圧器の1次巻線の他端と前記電荷充電装置の陰極との間に接続され、前記第2駆動信号によって駆動される再分配スイッチと、
前記第2変圧器の2次巻線の一端と前記直列接続されたN個のバッテリーのうち第1バッテリーの陽極との間に接続された第2半導体スイッチング素子と
を含むことを特徴とする、電荷均等化装置。 - 前記N個の第1変圧器の1次巻線にそれぞれ直列に接続され、前記第1駆動信号によって駆動されるN個の放電スイッチと、
前記N個の第1変圧器の2次巻線の一端と前記電荷充電装置の陽極との間にそれぞれ接続されたN個の第1半導体スイッチング素子とをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の電荷均等化装置。 - 前記第1変圧器の1次巻線と2次巻線との巻線比はN1:N2であり、N2はN1より大きいことを特徴とする、請求項1に記載の電荷均等化装置。
- 前記第2変圧器の1次巻線と2次巻線との巻線比はN2:N3であり、N3はN2より大きいことを特徴とする、請求項3に記載の電荷均等化装置。
- 前記第2変圧器は、前記第1変圧器より容量が大きいことを特徴とする、請求項4に記載の電荷均等化装置。
- 前記N個の第1変圧器の2次巻線の他端は、前記電荷充電装置の陰極に共通に接続されることを特徴とする、請求項1に記載の電荷均等化装置。
- 前記第1変圧器および前記第2変圧器は、前記1次巻線に形成されたドットの位置と、前記2次巻線に形成されたドットの位置とが互いに異なることを特徴とする、請求項1に記載の電荷均等化装置。
- 前記第1変圧器および前記第2変圧器は、前記1次巻線に形成されたドットの位置と、前記2次巻線に形成されたドットの位置とが互いに同一であることを特徴とする、請求項1に記載の電荷均等化装置。
- 前記電荷充電装置の容量は、前記過充電されたバッテリーの数に比例することを特徴とする、請求項1に記載の電荷均等化装置。
- 前記電荷充電装置は、キャパシタであることを特徴とする、請求項9に記載の電荷均等化装置。
- 前記電荷充電装置は、自動車用バッテリーであることを特徴とする、請求項9に記載の電荷均等化装置。
- 前記第1半導体スイッチング素子および前記第2半導体スイッチング素子は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、BJT(Bipolar Junction Transistor)、リレーおよびダイオードのいずれか一つであることを特徴とする、請求項2に記載の電荷均等化装置。
- 前記第1半導体スイッチング素子および前記第2半導体スイッチング素子は、ダイオードであることを特徴とする、請求項12に記載の電荷均等化装置。
- 前記放電スイッチおよび前記再分配スイッチは、MOSFET、BJTおよびリレーのいずれか一つであることを特徴とする、請求項2に記載の電荷均等化装置。
- 前記放電スイッチおよび前記再分配スイッチは、N型のMOSFETであることを特徴とする、請求項14に記載の電荷均等化装置。
- 前記電圧検出および駆動信号生成部は、
N個のバッテリー電圧を検出するセンシング部と、
前記センシング部で検出された電圧に応じて、充電制御スイッチおよび前記再分配スイッチのオン/オフ時間を設定するマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサから入力される信号に応じて、前記充電制御スイッチおよび再分配スイッチを駆動させるための第1駆動信号および第2駆動信号を生成するスイッチ駆動回路部とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の電荷均等化装置。 - (a)直列接続されたN個のバッテリーそれぞれの電圧を検出する段階と、
(b)前記検出された電圧を第1基準電圧と比較し、前記第1基準電圧より大きい電圧に過充電されたバッテリーからエネルギーを放電させ、前記過充電されたバッテリーからのエネルギーを電荷充電装置に蓄える段階と、
(c)前記電荷充電装置の電圧を検出し、前記検出された電圧と第2基準電圧とを比較した後、前記検出された電圧と前記第2基準電圧とが同一の場合、前記検出された電圧を前記直列接続されたN個のバッテリーに再分配し、前記直列接続されたN個のバッテリーに前記過充電されたバッテリーから回収されたエネルギーを再充電する段階とを含むことを特徴とする、電荷均等化方法。 - 前記(b)段階は、過充電されたバッテリーからエネルギーを放電させてキャパシタに蓄える段階を含むことを特徴とする、請求項17に記載の電荷均等化方法。
- 前記(b)段階は、過充電されたバッテリーからエネルギーを放電させて自動車用バッテリーに蓄える段階を含むことを特徴とする、請求項17に記載の電荷均等化方法。
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