JP6751679B2 - 充電装置 - Google Patents
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Description
このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、入力電源の電力供給能力が変動しても二次電池の充電を継続可能な充電装置の小型化及び低コスト化を実現することにある。
本発明の第1の態様は、入力電源から供給される直流電力の電圧を変換するDC−DCコンバータと、前記DC−DCコンバータが出力する直流電圧で二次電池を充電する充電回路と、前記入力電源の電圧を検出する電源電圧検出回路と、前記DC−DCコンバータの出力電圧を設定する出力電圧設定回路と、前記入力電源の電圧に基づいて、前記充電回路及び前記出力電圧設定回路を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記入力電源の電圧を監視しながら前記DC−DCコンバータの出力電圧を所定電圧ずつ段階的に上昇させ、前記DC−DCコンバータの出力電圧が定格充電電圧まで上昇する前に前記入力電源の電圧が第1閾値以下に低下した場合には、その時点より一段階低い電圧に前記DC−DCコンバータの出力電圧を維持する、充電装置である。
本発明の第2の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記制御装置は、前記DC−DCコンバータの出力電圧が前記定格充電電圧より低い電圧に維持されている状態では、前記第1閾値電圧より高い第2閾値電圧以上に前記入力電源の電圧が上昇したことを条件として、前記DC−DCコンバータの出力電圧を所定電圧ずつ段階的に上昇させる、充電装置である。
本発明の第3の態様は、前述した本発明の第1の態様又は第2の態様において、前記出力電圧設定回路は、前記DC−DCコンバータの出力電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路の分圧比を変更する分圧比変更回路と、前記分圧比変更回路を制御するDAコンバータと、を含み、前記DC−DCコンバータは、前記分圧回路の分圧点の電圧が所定電圧に維持されるように出力電圧を制御する、充電装置である。
尚、本発明は、以下説明する実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
本発明に係る充電装置10の構成について、図1〜図4を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る充電装置10の構成を図示した回路図である。
Vout=R3×i3+Vfe ・・・(1)
トランジスタQ2がOFFしている状態(図2)では、i3=i4となる。また電圧Vfeは、以下の式(2)で表される。
Vfe=R4×i4 ・・・(2)
他方、トランジスタQ2がONしている状態(図3)では、二次電池20の充電電流が定電流制御となる。そしてi4=i3+i5となるため、電圧Vfeは、以下の式(3)で表される。
Vfe=R4×(i3+i5) ・・・(3)
DC−DCコンバータ11は、分圧回路141の分圧点の電圧Vfeが一定の電圧に維持されるように出力電圧を制御するため、トランジスタQ2のベース電流IQ2Bが減少するに従って電流i5が減少すると、それによって電流i3が増加していく。そして電流i3が増加していくと、それに従って充電電圧Voutが上昇していくことになる。
DAコンバータ143は、デジタル入力値が0の状態では出力電圧が0Vであり、そのためトランジスタQ2がONしている状態になる(図3)。そしてDAコンバータ143のデジタル入力値を1ビットずつ増加させていくに従って、トランジスタQ2のベース電流IQ2Bが段階的に減少していく。DC−DCコンバータ11の出力電圧は、デジタル入力値を1ビットずつ増加させていくに従って、定格電圧の1/15の電圧ずつ段階的に上昇していく。それによって二次電池20の充電電流Ioutは、最大値の1/15の電流ずつ段階的に増加し、例えば二次電池20の充電電流Ioutの最大値を4Aとすると約0.267Aずつ増加していくことになる。
この場合、DC−DCコンバータ11の出力電圧は、デジタル入力値を1ビットずつ増加させていくに従って、定格電圧の1/63の電圧ずつ段階的に上昇していく。それによって二次電池20の充電電流Ioutは、最大値の1/63の電流ずつ段階的に増加し、例えば二次電池20の充電電流Ioutの最大値を4Aとすると約0.063Aずつ増加していくことになる。
この場合、DC−DCコンバータ11の出力電圧は、デジタル入力値を1ビットずつ増加させていくに従って、定格電圧の1/255の電圧ずつ段階的に上昇していく。それによって二次電池20の充電電流Ioutは、最大値の1/255の電流ずつ段階的に増加し、例えば二次電池20の充電電流Ioutの最大値を4Aとすると約0.015686Aずつ増加していくことになる。
充電装置10の動作について、図7〜図9を参照しながら説明する。
図7は、充電装置10の動作を図示したタイミングチャートであり、入力電源の電力供給能力に十分な余裕がある場合の充電制御の一例を図示したものである。
11 DC−DCコンバータ
12 充電回路
13 電源電圧検出回路
14 出力電圧設定回路
15 充電制御部
20 二次電池
141 分圧回路
142 分圧比変更回路
143 DAコンバータ
Claims (3)
- 入力電源から供給される直流電力の電圧を変換するDC−DCコンバータと、
前記DC−DCコンバータが出力する直流電圧で二次電池を充電する充電回路と、
前記入力電源の電圧を検出する電源電圧検出回路と、
前記DC−DCコンバータの出力電圧を設定する出力電圧設定回路と、
前記入力電源の電圧に基づいて、前記充電回路及び前記出力電圧設定回路を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記入力電源の電圧を監視しながら前記DC−DCコンバータの出力電圧を所定電圧ずつ段階的に上昇させ、前記DC−DCコンバータの出力電圧が定格充電電圧まで上昇する前に前記入力電源の電圧が第1閾値以下に低下した場合には、その時点より一段階低い電圧に前記DC−DCコンバータの出力電圧を維持する、充電装置。 - 請求項1に記載の充電装置において、前記制御装置は、前記DC−DCコンバータの出力電圧が前記定格充電電圧より低い電圧に維持されている状態では、前記第1閾値電圧より高い第2閾値電圧以上に前記入力電源の電圧が上昇したことを条件として、前記DC−DCコンバータの出力電圧を所定電圧ずつ段階的に上昇させる、充電装置。
- 請求項1又は2に記載の充電装置において、前記出力電圧設定回路は、前記DC−DCコンバータの出力電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路の分圧比を変更する分圧比変更回路と、前記分圧比変更回路を制御するDAコンバータと、を含み、
前記DC−DCコンバータは、前記分圧回路の分圧点の電圧が所定電圧に維持されるように出力電圧を制御する、充電装置。
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