電源装置
【課題】蓄電池が自己放電により大きな電圧降下を起こしても出力電圧の変動を抑制する。
【解決手段】蓄電池８と、蓄電池８の正電位出力側へ順に直列接続された第１のスイッチ９と充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１と出力端子１２と、充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１との間に正電位端子を接続されるとともに負電位端子を接地接続されたキャパシタ１４と、キャパシタ１４の正電位端子と蓄電池８の正電位出力側との間に接続されたキャパシタ電圧検出回路１５と、充電回路１０の入力側と蓄電池８の正電位出力側との間に接続されて前記キャパシタ電圧検出回路１５からの信号により制御される第２のスイッチ１６とを備え、通常起動モードと、非常起動モードと、放置モードとを設けた。
【解決手段】蓄電池８と、蓄電池８の正電位出力側へ順に直列接続された第１のスイッチ９と充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１と出力端子１２と、充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１との間に正電位端子を接続されるとともに負電位端子を接地接続されたキャパシタ１４と、キャパシタ１４の正電位端子と蓄電池８の正電位出力側との間に接続されたキャパシタ電圧検出回路１５と、充電回路１０の入力側と蓄電池８の正電位出力側との間に接続されて前記キャパシタ電圧検出回路１５からの信号により制御される第２のスイッチ１６とを備え、通常起動モードと、非常起動モードと、放置モードとを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種車両の起動の際に補助給電用に使用される電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の電源装置について図面を用いて説明する。図４は従来の電源装置の構成を示すブロック図である。この電源装置では蓄電池１から負荷２へ所定の電圧を印加する際に、予め蓄電池１の電圧を負荷側スイッチ３が切断された状態で電圧検出器４によって検出し、その電圧が負荷２へ印加するにあたって負荷２が動作するために適切な値である場合は負荷側スイッチ３を接続するものであった。
【０００３】
また、仮に上記の電圧が負荷２へ印加するにあたって負荷２が動作するためには不十分で低い値である場合は、電圧検出器４からＤＣＤＣコンバータ５とコンバータ側スイッチ６とへ指示を出し、キャパシタ７に蓄えられた電荷による電圧をＤＣＤＣコンバータ５により任意の重畳用電圧としたうえでコンバータ側スイッチ６を接続し、負荷２へ印加する電圧を重畳後の適切な値として負荷側スイッチ３を接続するものであった。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５８８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電源装置では、蓄電池１が長期間にわたり放置されて自己放電を起こすことなどにより、蓄電池の端子電圧が降下した場合、特にその電圧降下が大きな値である時は電圧降下の絶対値のみならず電圧降下の変動幅もまたその時々によって大きく異なるという点を鑑み、その降下幅に対応するためのキャパシタ７の定数やＤＣＤＣコンバータ５の昇圧幅の設定は場合に応じて変動させる必要がある。しかしながら、これに対しては制御が非常に難しく、その結果として負荷２へ印加する電圧を適切な値へ設定することもまた難しくなるものであった。
【０００７】
そこで本発明は、蓄電池が自己放電により大きな電圧降下を起こしても安定した電圧の供給が可能な電源装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そしてこの目的を達成するために、本発明の蓄電装置は、蓄電池と、この蓄電池の正電位出力側へ順に直列接続された第１のスイッチと充電回路とＤＣＤＣコンバータと出力端子と、前記充電回路と前記ＤＣＤＣコンバータとの間に正電位端子を接続されるとともに負電位端子を接地接続されたキャパシタと、このキャパシタの正電位端子と前記蓄電池の正電位出力側との間に接続された電圧検出回路と、前記充電回路の入力側と前記蓄電池の正電位出力側との間に接続されて前記電圧検出回路からの信号により制御される第２のスイッチとを備え、前記蓄電池の出力電圧が蓄電池閾値以上の際に前記出力端子への電圧出力が要求された場合の、前記第１のスイッチを接続状態とするとともに前記第２のスイッチを開放状態としたうえで前記キャパシタを充電しつつ前記ＤＣＤＣコンバータを短絡状態とする通常起動モードと、前記蓄電池の出力電圧が前記蓄電池閾値以下の際に前記出力端子への電圧出力が要求された場合の、前記第１のスイッチを開放状態とするとともに前記キャパシタの電位を前記ＤＣＤＣコンバータにより昇圧させる非常起動モードと、前記通常起動モードおよび前記非常起動モード以外の常時において、前記キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることを前記電圧検出回路により検出されると前記第２のスイッチを短絡状態として前記キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第２閾値以上となるまで充電される放置モードとを設けたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、蓄電池が自己放電などにより大きな電圧降下を起こしても電源装置からは車両の起動に必要な電圧の供給が可能となり、長期間にわたって蓄電池への充電が行われなかった場合においても安定した車両の起動ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における電源装置のブロック図
【図２】本発明の一実施形態における電源装置の動作時の時間と電圧との関係図
【図３】本発明の一実施形態における電源装置でのＤＣＤＣコンバータ部のブロック図
【図４】従来の電源装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は本発明の電源装置の構成を示す回路ブロック図である。ここでは、蓄電池８と、この蓄電池８の正電位出力側に順に第１のスイッチ９と充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１と出力端子１２とからなる直列接続の回路とを接続し、負荷１３へ出力電圧を印加している。そして、充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１との間にキャパシタ１４を接続しており、このキャパシタ１４の正電位端子側を充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１との間に、負電位端子側を接地接続している。また、キャパシタ１４の正電位端子側と蓄電池８の正電位出力側との間にはキャパシタ電圧検出回路１５を、充電回路１０の入力側と蓄電池８の正電位出力側との間には第２のスイッチ１６をそれぞれ接続し、第２のスイッチ１６はキャパシタ電圧検出回路１５からの信号によって、その接続、開放を制御されている。
【００１３】
そして、上記の回路構成は以下の個別の機能モードによって動作することとなる。
【００１４】
まず、蓄電池８の出力電圧が蓄電池閾値以上である場合となる通常起動モードについて説明する。ここで、通常起動モードとは電源起動指示端子１７へ起動を指示する信号が入力された際、これと同時に蓄電池電圧検出回路１８が動作し、この蓄電池電圧検出回路１８によって蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以上であることが検出された状態の動作を示している。また蓄電池閾値とは、その電圧を蓄電池８が有することによって負荷１３が動作する出力電圧を出力端子１２から取り出すことが可能となる値であり、この閾値は負荷の特性に応じて任意に設定すればよい。
【００１５】
そして、蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以上であることを検出すると、起動が指示されるまでは開放状態であった第１のスイッチ９を接続状態として、この電圧を充電回路１０の内部に設けた分圧回路（図示せず）によって降下させ、その降下後の電圧をＤＣＤＣコンバータ１１へ入力する。このときＤＣＤＣコンバータ１１は電圧変換機能を有さない短絡状態となるよう、蓄電池電圧検出回路１８からの制御信号によって制御され、充電回路１０からの電圧がそのまま出力端子１２の出力電圧として負荷１３へ印加されることとなる。ここでは同時にキャパシタ１４に対しても、充電回路１０からの電圧により電荷の蓄積である充電が行われることとなる。
【００１６】
また、キャパシタ電圧検出回路１５は、キャパシタ１４が充電状態にあることを検出することや、あるいは蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以上であることを検出することによって第２のスイッチ１６を開放状態として制御している。またさらに、第１のスイッチ９と第２のスイッチ１６とが同時に短絡状態となることは無く、通常起動モードでは第２のスイッチ１６は常に開放状態としている。
【００１７】
ここで、充電回路１０では例えば、蓄電池８の規格値電圧を１２（Ｖ）とした場合、充電回路１０の出力側の電圧が５（Ｖ）となるように分圧降下させ、この５（Ｖ）を出力端子１２から負荷１３へ印加するようにしている。また、キャパシタ１４への充電電圧は、上記の充電回路１０の出力側の電圧よりも低い値を上限値となるようキャパシタ１４の定数を決定するとよい。そして、ここでのキャパシタ１４の定数あるいは充電電圧は、キャパシタ１４の充電電圧を適用したＤＣＤＣコンバータ１１の動作時における昇圧の度合いやＤＣＤＣコンバータ１１の安定動作範囲に応じて決定すればよい。
【００１８】
次に、蓄電池８の出力電圧が蓄電池閾値以下である場合となる非常起動モードについて説明する。ここで、非常起動モードとは電源起動指示端子１７へ起動を指示する信号が入力された際、これと同時に蓄電池電圧検出回路１８が動作し、この蓄電池電圧検出回路１８によって蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以下であることが検出された状態の動作を示している。また蓄電池閾値とは、先に述べたものと同様である。
【００１９】
そして、蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以下であることを検出すると、起動が指示されるまで開放状態であった第１のスイッチ９を引き続き開放状態とするとともにＤＣＤＣコンバータ１１を動作状態とするように蓄電池電圧検出回路１８からの制御信号によって制御し、キャパシタ１４における充電電圧をＤＣＤＣコンバータ１１によって昇圧することで負荷１３が動作可能となる出力電圧を出力端子１２へ供給することとなる。つまり、蓄電池８と負荷１３とは遮断された状態であり、蓄電池８から負荷１３へは直接の電力供給は行わないこととなる。また、非常起動モードでも第２のスイッチ１６は常に開放状態である。
【００２０】
ここで、ＤＣＤＣコンバータ１１で昇圧させるための電圧に対応するキャパシタ１４への予めの充電は、先に述べた通常起動モードにおいて負荷１３への電力の供給と並行して行われた電荷の蓄積を適用する場合と、次に説明する放置モードにおいて行われる電荷の蓄積を適用する場合との何れかを適用することとなる。
【００２１】
しかしながら実際には、通常起動モードにおいて負荷１３への電力の供給と並行して行われた電荷の蓄積をそのまま適用する期間は非常に限られている。それは非常起動モードの動作を行う際、その前に電源装置が通常の動作をしていた時に充電していた電荷が十分残っていた場合のみであり、キャパシタ電圧検出回路がキャパシタ１４の電圧を検出する検出動作によって電圧不足の検出を行うまでの期間となる。その一方で、以下で説明する放置モードにおいて行われる電荷の蓄積を適用する期間は上記の期間に比較して非常に長いものとなる。
【００２２】
ここで、先に述べた通常起動モードおよび非常起動モード以外の状態である放置モードについて説明する。またここで、放置モードとは電源起動指示端子１７へ起動を指示する信号が何ら存在しない放置された状態のモードを示しているものである。そして、特にその時における第１のスイッチ９を開放した状態で、かつ、第２のスイッチ１６を時機に応じて接続することでのキャパシタ１４に対する予めの充電が蓄電池８によって行われることが重要な機能となっている。
【００２３】
この状態においては、常時連続して、あるいは一定期間毎に蓄電池８の電圧とキャパシタ１４の正電位端子の電位をキャパシタ電圧検出回路１５によって検出している。そこで、キャパシタ１４の正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることが検出された際には当初は開放状態であった第２のスイッチ１６を短絡状態へと切り替えてキャパシタ１４を充電する回路接続とするものである。また、キャパシタ１４に対しては、その正電位端子の電位が上記のキャパシタ第１閾値よりも高い値であるキャパシタ第２閾値となることがキャパシタ電圧検出回路１５によって検出されるまで、第２のスイッチ１６を短絡状態としてキャパシタ１４の充電を継続する。実際にはこの充電は瞬間的に行われることとなるため、キャパシタ第２閾値の検出は行わずに充電時間を設定することで対応し、検出動作に要する電力を抑制しても問題ない。この動作においは、蓄電池８の電圧がキャパシタ第２閾値よりも高い値を保持している際は、当然ながらキャパシタ１４の充電をキャパシタ第２閾値に達するまで行うことは可能である。
【００２４】
またここで、キャパシタ第１閾値は先にも述べたように、キャパシタ１４の充電電圧を適用したＤＣＤＣコンバータ１１における定電圧出力のための動作が可能となる下限値よりも高い値とすればよく、キャパシタ第２閾値はキャパシタ第１閾値よりも高い値であるとともに、キャパシタ１４の定格電圧値と同等もしくはそれ以下であり、ＤＣＤＣコンバータ１１における定電圧出力動作が可能な値であればよい。あるいは、キャパシタ１４の充電がキャパシタ第２閾値まで達することができない場合、つまり、蓄電池８の電圧がキャパシタ第２閾値以下へと低下している場合は、キャパシタ１４の充電電圧値はその時の蓄電池８の電圧相当である充電可能上限値であって構わない。また、仮にキャパシタ１４の正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることが検出された場合であっても、蓄電池８の電圧がキャパシタ１４の正電位端子の電位よりも低いことを検出すると、第２のスイッチ１６は開放状態として、蓄電池８とキャパシタ１４との接続は行わない。
【００２５】
ここで、キャパシタ１４の電圧についての充電の要否判断基準は、キャパシタ第１閾値とキャパシタ第２閾値との２つの値を設定してここで説明しているが、この値は単一の値として、この値以下もしくはそれ以上という点でキャパシタ電圧検出回路１５による判断を行っても構わないが、次に説明するように、キャパシタ１４の電圧を定期的に時間間隔を設けて検出することで小電力化を図り、これによって放置モードの特長を効果的にする点で２つの値は異なるものとするのが望ましい。そして、これらの決定については蓄電池８の自己放電特性に応じて２つの値の間隔を決定すればよい。そして、この放置モードでキャパシタ１４に蓄えられた電荷が、非常起動モードにおける電力として適用されることが可能となる。
【００２６】
また、放置モードにおけるキャパシタ電圧検出回路１５の動作については、検出動作を連続して行うよりも、一定時間の間隔を開けて定期的に行うことが望ましい。これは、微弱ではあるもののキャパシタ電圧検出回路１５の動作や第２のスイッチ１６の動作にあたっては蓄電池８からの電力供給を受けることで可能となるものであるため、蓄電池８の長寿命化という観点でも一定間隔毎に行うのがよい。ここでは、説明の便宜上、キャパシタ電圧検出回路１５と蓄電池電圧検出回路１８とを個別の検出回路として示しているものの、単一の検出回路により構成しても構わないが、蓄電池電圧検出回路１８は電源起動指示端子１７であるところの車両でのアクセサリースイッチに接続する部分であるため、耐ノイズや突入性の信号に対応するための機能をもたせた上で独立していることが望ましい。これは同様に、キャパシタ電圧検出回路１５は蓄電池電圧検出回路１８に比較して小さな電力に対応し、かつキャパシタ１４の電圧変動に対して感度良く対応できる特性を有していることが望ましい。
【００２７】
また、第１のスイッチ９および第２のスイッチ１６に関しても単一のスイッチ素子ではなく、それぞれによって使い分けを行うのが望ましい。ここでの第１のスイッチ９は、蓄電池８が通常に動作可能な蓄電池閾値以上の状態の際に接続（動作）し、それ以後は蓄電池８に電力を供給する発電機（図示せず）が動作する電源装置の連続運転の状態で連続して接続を行うため、大きな電流に対応可能なものであれば、第２のスイッチ１６に比較して電力の消費量が大きなものであっても構わない。そして、第２のスイッチ１６は蓄電池８が蓄電池閾値以下の状態の際に時限的かつ限られた容量のキャパシタ１４に対しての接続を行うため、消費電力が小さく、短時間の動作に対応が可能な電流や電力容量のものであれば構わない。
【００２８】
そして、この放電モードにおいては限られた蓄電池８からの電力によってキャパシタ１４への充電を行うため、充電回路１０においては分圧回路（図示せず）はその中で接続されずに、分圧回路（図示せず）相当の部位は短絡されて電力損失を可能な限り低減した接続としている。
【００２９】
以上の構成により、通常起動モードと非常起動モードとでは、それぞれが複数の電圧を重畳させて必要な電圧を得るものではなく、それぞれのモードに対応した異なる蓄電素子からのエネルギーの供給を受けて電圧の出力を行うものとしている。これにより、各モードにおける電圧の供給源が独立し、そのうち通常起動モードでは適切な充電回路１０の中の分圧回路（図示せず）における分圧比の設定とすること、あるいは非常起動モードではキャパシタ１４の充電電圧の変動幅を、ＤＣＤＣコンバータ１１における定圧出力のための許容範囲内とすることで、いずれの場合においても出力電圧値を精度良く、かつ容易な回路構成によって得ることを可能とするものである。
【００３０】
また、キャパシタ１４には蓄電池８に比較して長期にわたり、ＤＣＤＣコンバータ１１を動作させて所望の電圧を出力端子１２へ供給するための十分な電荷が蓄積された状態とすることができるため、通常起動モードに比較して非常起動モードは長期間の放置後の対応が可能となるものである。
【００３１】
一般に、長期間に渡って電源装置が放置された状態に該当する、上記の通常起動モードの動作が行われない場合、蓄電池８は自己放電を起こすため、図２に示す蓄電池電圧の曲線のように、その電圧が徐々に低下することとなる。この状態が継続することにより何れかの時期に、図１に示す負荷１３へ供給すべき電圧の下限となる蓄電池閾値を図２に示すように下回ることとなる（図中Ａ点）。しかしながら、蓄電池閾値を図１に示す蓄電池８の電圧が下回ってもキャパシタ１４には、ＤＣＤＣコンバータ１１によって昇圧させることにより負荷１３を動作させるために十分な電圧を供給することのできる充電電圧が蓄えられることとなる。
【００３２】
また、図２については先にも述べたように蓄電池電圧がキャパシタ第２閾値以下である場合は、キャパシタ電圧値をその時の蓄電池電圧相当である充電可能上限値であって構わない（図中Ｂ点）。そして、蓄電池電圧がキャパシタ第１閾値を下回った時点（図中Ｃ点）以後は充電動作が行われない。これらは図１に示すキャパシタ電圧検出回路１５と蓄電池電圧検出回路１８とを相互に関連して動作させることで制御している。
【００３３】
つまり、蓄電池８の自己放電後であっても少なくともその電圧が、ＤＣＤＣコンバータ１１の動作下限値以上であればキャパシタ１４に蓄積したエネルギーによって電源装置の起動が可能となる。そしてそれだけでなく、一定期間毎のキャパシタ１４の電圧に対するキャパシタ電圧検出回路１５での検出動作に伴うキャパシタ１４への充電動作によって、蓄電池８の自己放電後においては、より長い期間においてキャパシタ１４に蓄積したエネルギーでの電源装置の起動が車両でのアクセサリースイッチに該当する起動指示信号に応答する形態で可能となる。起動指示信号によって負荷１３へ電圧を印加するにあたって、そこで供給する電力は例えば、５（Ｖ）、２００（ｍＡ）程度であり、時間としても短時間であるため、充電の素子としてはキャパシタ１４での対応が可能であり、耐電圧として２〜３（Ｖ）、容量としては３０〜４０（Ｆ）の自己放電を起こし難い電気二重層コンデンサを適用することが望ましい。
【００３４】
これについて図２を用いて説明すると、蓄電池電圧が蓄電池閾値（ＶＢ）よりも高い期間は通常起動モードによる対応が可能な期間であり、蓄電池電圧が蓄電池閾値（ＶＢ）よりも低くなった時点のＴ１から、キャパシタ電圧がＤＣＤＣコンバータ動作下限値（ＶＤ）より低くなるＴ４までの期間が非常起動モードによる対応が可能な期間である。そして、Ｔ１〜Ｔ２においてのキャパシタの自己放電による電位低下を蓄電池電圧からの充電により蓄電する一連の動作や期間が、放置モードの動作によるものに該当することとなる。また、Ｔ２以後のキャパシタ電圧が蓄電池電圧よりも高くなった期間もまた放置モードのもとで判定を行っている期間でもある。ここでは曲線を簡略化したものとして示しているが、特にキャパシタ第１閾値とキャパシタ第２閾値との間隔が小さい場合、実際にはＴ１からＴ２の期間内にも定期的に複数回のキャパシタ電圧は充放電を繰り返し行っている可能性が非常に高いこととなる。このキャパシタ第１閾値とキャパシタ第２閾値との間隔については図１に示すＤＣＤＣコンバータ１１の安定動作範囲が広い場合は、当然ながら図２に示すキャパシタ第１閾値とキャパシタ第２閾値との間隔もまた広くできると同時に、キャパシタ電圧に対する検出動作期間を長く設定でき、一層の小電力化を図ることが可能となる。
【００３５】
以上のように、放置モードを設けることにより非常起動モードの対応可能期間を、Ｔ１〜Ｔ３であったものに比べてＴ１〜Ｔ４へと長くすることが可能となる。
【００３６】
そして、この機能を維持するために、図１に示すキャパシタ１４の自己放電曲線の傾きを蓄電池８の自己放電曲線の傾きよりも小さくすること、つまり、キャパシタ１４の方が自己放電の進行度合いを蓄電池８よりも遅くすることが必要であることは言うまでもない。厳密には図２に示すように、キャパシタ第２閾値からキャパシタ第１閾値に至るキャパシタの自己放電の傾斜が、キャパシタ第２閾値へと低下した以降の蓄電池における自己放電の傾斜よりも小さいことが必要である。
【００３７】
ここでは電源装置の起動について述べているが、この図１に示す電源装置全体としての起動と、これにより車両全体のシステムの起動が行われることにより、発電機（図示せず）なども当然ながら起動されることとなり、その結果として電圧が低下した蓄電池８に対して本来のあるべき基準の電圧にまで充電が行われ、電源装置全体が初期の状態へ移ることとなる。そして、キャパシタ１４はＤＣＤＣコンバータ１１を介して電力を供給することで上記の発電機（図示せず）が起動する状態へ移行するための瞬時的な電力を蓄える容量があればよい。
【００３８】
また、上記のように非常起動モードは蓄電池８の電圧が低下した状態である、つまりは電力が不足気味の状態での起動となるため、図３に示すようにＤＣＤＣコンバータ１１を起動させる際においても例えば０．４（Ｖ）程度の低電圧起動、小電力起動であることが求められる。ここでは、ＤＣＤＣコンバータ１１の動作を制御する制御部１９に対して、これを動作させるための電圧を、ＤＣＤＣコンバータ１１の外部から得て一旦は昇圧回路部２０へ入力し、この昇圧回路部２０の出力電圧を制御部１９のための動作電圧としている。これにより、図１に示す蓄電池８への負担の抑制ができ、蓄電池８の自己放電後の電圧が低下した状態であっても電圧によって、ＤＣＤＣコンバータ１１を動作させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の電源装置は、車両用電源における安定起動を可能とする効果を有し、各種車両において有用である。
【符号の説明】
【００４０】
８ 蓄電池
９ 第１のスイッチ
１０ 充電回路
１１ ＤＣＤＣコンバータ
１２ 出力端子
１３ 負荷
１４ キャパシタ
１５ キャパシタ電圧検出回路
１６ 第２のスイッチ
１７ 電源起動指示端子
１８ 蓄電池電圧検出回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種車両の起動の際に補助給電用に使用される電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の電源装置について図面を用いて説明する。図４は従来の電源装置の構成を示すブロック図である。この電源装置では蓄電池１から負荷２へ所定の電圧を印加する際に、予め蓄電池１の電圧を負荷側スイッチ３が切断された状態で電圧検出器４によって検出し、その電圧が負荷２へ印加するにあたって負荷２が動作するために適切な値である場合は負荷側スイッチ３を接続するものであった。
【０００３】
また、仮に上記の電圧が負荷２へ印加するにあたって負荷２が動作するためには不十分で低い値である場合は、電圧検出器４からＤＣＤＣコンバータ５とコンバータ側スイッチ６とへ指示を出し、キャパシタ７に蓄えられた電荷による電圧をＤＣＤＣコンバータ５により任意の重畳用電圧としたうえでコンバータ側スイッチ６を接続し、負荷２へ印加する電圧を重畳後の適切な値として負荷側スイッチ３を接続するものであった。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５８８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電源装置では、蓄電池１が長期間にわたり放置されて自己放電を起こすことなどにより、蓄電池の端子電圧が降下した場合、特にその電圧降下が大きな値である時は電圧降下の絶対値のみならず電圧降下の変動幅もまたその時々によって大きく異なるという点を鑑み、その降下幅に対応するためのキャパシタ７の定数やＤＣＤＣコンバータ５の昇圧幅の設定は場合に応じて変動させる必要がある。しかしながら、これに対しては制御が非常に難しく、その結果として負荷２へ印加する電圧を適切な値へ設定することもまた難しくなるものであった。
【０００７】
そこで本発明は、蓄電池が自己放電により大きな電圧降下を起こしても安定した電圧の供給が可能な電源装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そしてこの目的を達成するために、本発明の蓄電装置は、蓄電池と、この蓄電池の正電位出力側へ順に直列接続された第１のスイッチと充電回路とＤＣＤＣコンバータと出力端子と、前記充電回路と前記ＤＣＤＣコンバータとの間に正電位端子を接続されるとともに負電位端子を接地接続されたキャパシタと、このキャパシタの正電位端子と前記蓄電池の正電位出力側との間に接続された電圧検出回路と、前記充電回路の入力側と前記蓄電池の正電位出力側との間に接続されて前記電圧検出回路からの信号により制御される第２のスイッチとを備え、前記蓄電池の出力電圧が蓄電池閾値以上の際に前記出力端子への電圧出力が要求された場合の、前記第１のスイッチを接続状態とするとともに前記第２のスイッチを開放状態としたうえで前記キャパシタを充電しつつ前記ＤＣＤＣコンバータを短絡状態とする通常起動モードと、前記蓄電池の出力電圧が前記蓄電池閾値以下の際に前記出力端子への電圧出力が要求された場合の、前記第１のスイッチを開放状態とするとともに前記キャパシタの電位を前記ＤＣＤＣコンバータにより昇圧させる非常起動モードと、前記通常起動モードおよび前記非常起動モード以外の常時において、前記キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることを前記電圧検出回路により検出されると前記第２のスイッチを短絡状態として前記キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第２閾値以上となるまで充電される放置モードとを設けたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、蓄電池が自己放電などにより大きな電圧降下を起こしても電源装置からは車両の起動に必要な電圧の供給が可能となり、長期間にわたって蓄電池への充電が行われなかった場合においても安定した車両の起動ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における電源装置のブロック図
【図２】本発明の一実施形態における電源装置の動作時の時間と電圧との関係図
【図３】本発明の一実施形態における電源装置でのＤＣＤＣコンバータ部のブロック図
【図４】従来の電源装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は本発明の電源装置の構成を示す回路ブロック図である。ここでは、蓄電池８と、この蓄電池８の正電位出力側に順に第１のスイッチ９と充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１と出力端子１２とからなる直列接続の回路とを接続し、負荷１３へ出力電圧を印加している。そして、充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１との間にキャパシタ１４を接続しており、このキャパシタ１４の正電位端子側を充電回路１０とＤＣＤＣコンバータ１１との間に、負電位端子側を接地接続している。また、キャパシタ１４の正電位端子側と蓄電池８の正電位出力側との間にはキャパシタ電圧検出回路１５を、充電回路１０の入力側と蓄電池８の正電位出力側との間には第２のスイッチ１６をそれぞれ接続し、第２のスイッチ１６はキャパシタ電圧検出回路１５からの信号によって、その接続、開放を制御されている。
【００１３】
そして、上記の回路構成は以下の個別の機能モードによって動作することとなる。
【００１４】
まず、蓄電池８の出力電圧が蓄電池閾値以上である場合となる通常起動モードについて説明する。ここで、通常起動モードとは電源起動指示端子１７へ起動を指示する信号が入力された際、これと同時に蓄電池電圧検出回路１８が動作し、この蓄電池電圧検出回路１８によって蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以上であることが検出された状態の動作を示している。また蓄電池閾値とは、その電圧を蓄電池８が有することによって負荷１３が動作する出力電圧を出力端子１２から取り出すことが可能となる値であり、この閾値は負荷の特性に応じて任意に設定すればよい。
【００１５】
そして、蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以上であることを検出すると、起動が指示されるまでは開放状態であった第１のスイッチ９を接続状態として、この電圧を充電回路１０の内部に設けた分圧回路（図示せず）によって降下させ、その降下後の電圧をＤＣＤＣコンバータ１１へ入力する。このときＤＣＤＣコンバータ１１は電圧変換機能を有さない短絡状態となるよう、蓄電池電圧検出回路１８からの制御信号によって制御され、充電回路１０からの電圧がそのまま出力端子１２の出力電圧として負荷１３へ印加されることとなる。ここでは同時にキャパシタ１４に対しても、充電回路１０からの電圧により電荷の蓄積である充電が行われることとなる。
【００１６】
また、キャパシタ電圧検出回路１５は、キャパシタ１４が充電状態にあることを検出することや、あるいは蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以上であることを検出することによって第２のスイッチ１６を開放状態として制御している。またさらに、第１のスイッチ９と第２のスイッチ１６とが同時に短絡状態となることは無く、通常起動モードでは第２のスイッチ１６は常に開放状態としている。
【００１７】
ここで、充電回路１０では例えば、蓄電池８の規格値電圧を１２（Ｖ）とした場合、充電回路１０の出力側の電圧が５（Ｖ）となるように分圧降下させ、この５（Ｖ）を出力端子１２から負荷１３へ印加するようにしている。また、キャパシタ１４への充電電圧は、上記の充電回路１０の出力側の電圧よりも低い値を上限値となるようキャパシタ１４の定数を決定するとよい。そして、ここでのキャパシタ１４の定数あるいは充電電圧は、キャパシタ１４の充電電圧を適用したＤＣＤＣコンバータ１１の動作時における昇圧の度合いやＤＣＤＣコンバータ１１の安定動作範囲に応じて決定すればよい。
【００１８】
次に、蓄電池８の出力電圧が蓄電池閾値以下である場合となる非常起動モードについて説明する。ここで、非常起動モードとは電源起動指示端子１７へ起動を指示する信号が入力された際、これと同時に蓄電池電圧検出回路１８が動作し、この蓄電池電圧検出回路１８によって蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以下であることが検出された状態の動作を示している。また蓄電池閾値とは、先に述べたものと同様である。
【００１９】
そして、蓄電池８の電圧が蓄電池閾値以下であることを検出すると、起動が指示されるまで開放状態であった第１のスイッチ９を引き続き開放状態とするとともにＤＣＤＣコンバータ１１を動作状態とするように蓄電池電圧検出回路１８からの制御信号によって制御し、キャパシタ１４における充電電圧をＤＣＤＣコンバータ１１によって昇圧することで負荷１３が動作可能となる出力電圧を出力端子１２へ供給することとなる。つまり、蓄電池８と負荷１３とは遮断された状態であり、蓄電池８から負荷１３へは直接の電力供給は行わないこととなる。また、非常起動モードでも第２のスイッチ１６は常に開放状態である。
【００２０】
ここで、ＤＣＤＣコンバータ１１で昇圧させるための電圧に対応するキャパシタ１４への予めの充電は、先に述べた通常起動モードにおいて負荷１３への電力の供給と並行して行われた電荷の蓄積を適用する場合と、次に説明する放置モードにおいて行われる電荷の蓄積を適用する場合との何れかを適用することとなる。
【００２１】
しかしながら実際には、通常起動モードにおいて負荷１３への電力の供給と並行して行われた電荷の蓄積をそのまま適用する期間は非常に限られている。それは非常起動モードの動作を行う際、その前に電源装置が通常の動作をしていた時に充電していた電荷が十分残っていた場合のみであり、キャパシタ電圧検出回路がキャパシタ１４の電圧を検出する検出動作によって電圧不足の検出を行うまでの期間となる。その一方で、以下で説明する放置モードにおいて行われる電荷の蓄積を適用する期間は上記の期間に比較して非常に長いものとなる。
【００２２】
ここで、先に述べた通常起動モードおよび非常起動モード以外の状態である放置モードについて説明する。またここで、放置モードとは電源起動指示端子１７へ起動を指示する信号が何ら存在しない放置された状態のモードを示しているものである。そして、特にその時における第１のスイッチ９を開放した状態で、かつ、第２のスイッチ１６を時機に応じて接続することでのキャパシタ１４に対する予めの充電が蓄電池８によって行われることが重要な機能となっている。
【００２３】
この状態においては、常時連続して、あるいは一定期間毎に蓄電池８の電圧とキャパシタ１４の正電位端子の電位をキャパシタ電圧検出回路１５によって検出している。そこで、キャパシタ１４の正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることが検出された際には当初は開放状態であった第２のスイッチ１６を短絡状態へと切り替えてキャパシタ１４を充電する回路接続とするものである。また、キャパシタ１４に対しては、その正電位端子の電位が上記のキャパシタ第１閾値よりも高い値であるキャパシタ第２閾値となることがキャパシタ電圧検出回路１５によって検出されるまで、第２のスイッチ１６を短絡状態としてキャパシタ１４の充電を継続する。実際にはこの充電は瞬間的に行われることとなるため、キャパシタ第２閾値の検出は行わずに充電時間を設定することで対応し、検出動作に要する電力を抑制しても問題ない。この動作においは、蓄電池８の電圧がキャパシタ第２閾値よりも高い値を保持している際は、当然ながらキャパシタ１４の充電をキャパシタ第２閾値に達するまで行うことは可能である。
【００２４】
またここで、キャパシタ第１閾値は先にも述べたように、キャパシタ１４の充電電圧を適用したＤＣＤＣコンバータ１１における定電圧出力のための動作が可能となる下限値よりも高い値とすればよく、キャパシタ第２閾値はキャパシタ第１閾値よりも高い値であるとともに、キャパシタ１４の定格電圧値と同等もしくはそれ以下であり、ＤＣＤＣコンバータ１１における定電圧出力動作が可能な値であればよい。あるいは、キャパシタ１４の充電がキャパシタ第２閾値まで達することができない場合、つまり、蓄電池８の電圧がキャパシタ第２閾値以下へと低下している場合は、キャパシタ１４の充電電圧値はその時の蓄電池８の電圧相当である充電可能上限値であって構わない。また、仮にキャパシタ１４の正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることが検出された場合であっても、蓄電池８の電圧がキャパシタ１４の正電位端子の電位よりも低いことを検出すると、第２のスイッチ１６は開放状態として、蓄電池８とキャパシタ１４との接続は行わない。
【００２５】
ここで、キャパシタ１４の電圧についての充電の要否判断基準は、キャパシタ第１閾値とキャパシタ第２閾値との２つの値を設定してここで説明しているが、この値は単一の値として、この値以下もしくはそれ以上という点でキャパシタ電圧検出回路１５による判断を行っても構わないが、次に説明するように、キャパシタ１４の電圧を定期的に時間間隔を設けて検出することで小電力化を図り、これによって放置モードの特長を効果的にする点で２つの値は異なるものとするのが望ましい。そして、これらの決定については蓄電池８の自己放電特性に応じて２つの値の間隔を決定すればよい。そして、この放置モードでキャパシタ１４に蓄えられた電荷が、非常起動モードにおける電力として適用されることが可能となる。
【００２６】
また、放置モードにおけるキャパシタ電圧検出回路１５の動作については、検出動作を連続して行うよりも、一定時間の間隔を開けて定期的に行うことが望ましい。これは、微弱ではあるもののキャパシタ電圧検出回路１５の動作や第２のスイッチ１６の動作にあたっては蓄電池８からの電力供給を受けることで可能となるものであるため、蓄電池８の長寿命化という観点でも一定間隔毎に行うのがよい。ここでは、説明の便宜上、キャパシタ電圧検出回路１５と蓄電池電圧検出回路１８とを個別の検出回路として示しているものの、単一の検出回路により構成しても構わないが、蓄電池電圧検出回路１８は電源起動指示端子１７であるところの車両でのアクセサリースイッチに接続する部分であるため、耐ノイズや突入性の信号に対応するための機能をもたせた上で独立していることが望ましい。これは同様に、キャパシタ電圧検出回路１５は蓄電池電圧検出回路１８に比較して小さな電力に対応し、かつキャパシタ１４の電圧変動に対して感度良く対応できる特性を有していることが望ましい。
【００２７】
また、第１のスイッチ９および第２のスイッチ１６に関しても単一のスイッチ素子ではなく、それぞれによって使い分けを行うのが望ましい。ここでの第１のスイッチ９は、蓄電池８が通常に動作可能な蓄電池閾値以上の状態の際に接続（動作）し、それ以後は蓄電池８に電力を供給する発電機（図示せず）が動作する電源装置の連続運転の状態で連続して接続を行うため、大きな電流に対応可能なものであれば、第２のスイッチ１６に比較して電力の消費量が大きなものであっても構わない。そして、第２のスイッチ１６は蓄電池８が蓄電池閾値以下の状態の際に時限的かつ限られた容量のキャパシタ１４に対しての接続を行うため、消費電力が小さく、短時間の動作に対応が可能な電流や電力容量のものであれば構わない。
【００２８】
そして、この放電モードにおいては限られた蓄電池８からの電力によってキャパシタ１４への充電を行うため、充電回路１０においては分圧回路（図示せず）はその中で接続されずに、分圧回路（図示せず）相当の部位は短絡されて電力損失を可能な限り低減した接続としている。
【００２９】
以上の構成により、通常起動モードと非常起動モードとでは、それぞれが複数の電圧を重畳させて必要な電圧を得るものではなく、それぞれのモードに対応した異なる蓄電素子からのエネルギーの供給を受けて電圧の出力を行うものとしている。これにより、各モードにおける電圧の供給源が独立し、そのうち通常起動モードでは適切な充電回路１０の中の分圧回路（図示せず）における分圧比の設定とすること、あるいは非常起動モードではキャパシタ１４の充電電圧の変動幅を、ＤＣＤＣコンバータ１１における定圧出力のための許容範囲内とすることで、いずれの場合においても出力電圧値を精度良く、かつ容易な回路構成によって得ることを可能とするものである。
【００３０】
また、キャパシタ１４には蓄電池８に比較して長期にわたり、ＤＣＤＣコンバータ１１を動作させて所望の電圧を出力端子１２へ供給するための十分な電荷が蓄積された状態とすることができるため、通常起動モードに比較して非常起動モードは長期間の放置後の対応が可能となるものである。
【００３１】
一般に、長期間に渡って電源装置が放置された状態に該当する、上記の通常起動モードの動作が行われない場合、蓄電池８は自己放電を起こすため、図２に示す蓄電池電圧の曲線のように、その電圧が徐々に低下することとなる。この状態が継続することにより何れかの時期に、図１に示す負荷１３へ供給すべき電圧の下限となる蓄電池閾値を図２に示すように下回ることとなる（図中Ａ点）。しかしながら、蓄電池閾値を図１に示す蓄電池８の電圧が下回ってもキャパシタ１４には、ＤＣＤＣコンバータ１１によって昇圧させることにより負荷１３を動作させるために十分な電圧を供給することのできる充電電圧が蓄えられることとなる。
【００３２】
また、図２については先にも述べたように蓄電池電圧がキャパシタ第２閾値以下である場合は、キャパシタ電圧値をその時の蓄電池電圧相当である充電可能上限値であって構わない（図中Ｂ点）。そして、蓄電池電圧がキャパシタ第１閾値を下回った時点（図中Ｃ点）以後は充電動作が行われない。これらは図１に示すキャパシタ電圧検出回路１５と蓄電池電圧検出回路１８とを相互に関連して動作させることで制御している。
【００３３】
つまり、蓄電池８の自己放電後であっても少なくともその電圧が、ＤＣＤＣコンバータ１１の動作下限値以上であればキャパシタ１４に蓄積したエネルギーによって電源装置の起動が可能となる。そしてそれだけでなく、一定期間毎のキャパシタ１４の電圧に対するキャパシタ電圧検出回路１５での検出動作に伴うキャパシタ１４への充電動作によって、蓄電池８の自己放電後においては、より長い期間においてキャパシタ１４に蓄積したエネルギーでの電源装置の起動が車両でのアクセサリースイッチに該当する起動指示信号に応答する形態で可能となる。起動指示信号によって負荷１３へ電圧を印加するにあたって、そこで供給する電力は例えば、５（Ｖ）、２００（ｍＡ）程度であり、時間としても短時間であるため、充電の素子としてはキャパシタ１４での対応が可能であり、耐電圧として２〜３（Ｖ）、容量としては３０〜４０（Ｆ）の自己放電を起こし難い電気二重層コンデンサを適用することが望ましい。
【００３４】
これについて図２を用いて説明すると、蓄電池電圧が蓄電池閾値（ＶＢ）よりも高い期間は通常起動モードによる対応が可能な期間であり、蓄電池電圧が蓄電池閾値（ＶＢ）よりも低くなった時点のＴ１から、キャパシタ電圧がＤＣＤＣコンバータ動作下限値（ＶＤ）より低くなるＴ４までの期間が非常起動モードによる対応が可能な期間である。そして、Ｔ１〜Ｔ２においてのキャパシタの自己放電による電位低下を蓄電池電圧からの充電により蓄電する一連の動作や期間が、放置モードの動作によるものに該当することとなる。また、Ｔ２以後のキャパシタ電圧が蓄電池電圧よりも高くなった期間もまた放置モードのもとで判定を行っている期間でもある。ここでは曲線を簡略化したものとして示しているが、特にキャパシタ第１閾値とキャパシタ第２閾値との間隔が小さい場合、実際にはＴ１からＴ２の期間内にも定期的に複数回のキャパシタ電圧は充放電を繰り返し行っている可能性が非常に高いこととなる。このキャパシタ第１閾値とキャパシタ第２閾値との間隔については図１に示すＤＣＤＣコンバータ１１の安定動作範囲が広い場合は、当然ながら図２に示すキャパシタ第１閾値とキャパシタ第２閾値との間隔もまた広くできると同時に、キャパシタ電圧に対する検出動作期間を長く設定でき、一層の小電力化を図ることが可能となる。
【００３５】
以上のように、放置モードを設けることにより非常起動モードの対応可能期間を、Ｔ１〜Ｔ３であったものに比べてＴ１〜Ｔ４へと長くすることが可能となる。
【００３６】
そして、この機能を維持するために、図１に示すキャパシタ１４の自己放電曲線の傾きを蓄電池８の自己放電曲線の傾きよりも小さくすること、つまり、キャパシタ１４の方が自己放電の進行度合いを蓄電池８よりも遅くすることが必要であることは言うまでもない。厳密には図２に示すように、キャパシタ第２閾値からキャパシタ第１閾値に至るキャパシタの自己放電の傾斜が、キャパシタ第２閾値へと低下した以降の蓄電池における自己放電の傾斜よりも小さいことが必要である。
【００３７】
ここでは電源装置の起動について述べているが、この図１に示す電源装置全体としての起動と、これにより車両全体のシステムの起動が行われることにより、発電機（図示せず）なども当然ながら起動されることとなり、その結果として電圧が低下した蓄電池８に対して本来のあるべき基準の電圧にまで充電が行われ、電源装置全体が初期の状態へ移ることとなる。そして、キャパシタ１４はＤＣＤＣコンバータ１１を介して電力を供給することで上記の発電機（図示せず）が起動する状態へ移行するための瞬時的な電力を蓄える容量があればよい。
【００３８】
また、上記のように非常起動モードは蓄電池８の電圧が低下した状態である、つまりは電力が不足気味の状態での起動となるため、図３に示すようにＤＣＤＣコンバータ１１を起動させる際においても例えば０．４（Ｖ）程度の低電圧起動、小電力起動であることが求められる。ここでは、ＤＣＤＣコンバータ１１の動作を制御する制御部１９に対して、これを動作させるための電圧を、ＤＣＤＣコンバータ１１の外部から得て一旦は昇圧回路部２０へ入力し、この昇圧回路部２０の出力電圧を制御部１９のための動作電圧としている。これにより、図１に示す蓄電池８への負担の抑制ができ、蓄電池８の自己放電後の電圧が低下した状態であっても電圧によって、ＤＣＤＣコンバータ１１を動作させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の電源装置は、車両用電源における安定起動を可能とする効果を有し、各種車両において有用である。
【符号の説明】
【００４０】
８ 蓄電池
９ 第１のスイッチ
１０ 充電回路
１１ ＤＣＤＣコンバータ
１２ 出力端子
１３ 負荷
１４ キャパシタ
１５ キャパシタ電圧検出回路
１６ 第２のスイッチ
１７ 電源起動指示端子
１８ 蓄電池電圧検出回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池と、
この蓄電池の正電位出力側へ順に直列接続された第１のスイッチと充電回路とＤＣＤＣコンバータと出力端子と、
前記充電回路と前記ＤＣＤＣコンバータとの間に正電位端子を接続されるとともに負電位端子を接地接続されたキャパシタと、
このキャパシタの正電位端子と前記蓄電池の正電位出力側との間に接続された電圧検出回路と、
前記充電回路の入力側と前記蓄電池の正電位出力側との間に接続されて前記電圧検出回路からの信号により制御される第２のスイッチとを備え、
前記蓄電池の出力電圧が蓄電池閾値以上の際に前記出力端子への電圧出力が要求された場合の、前記第１のスイッチを接続状態とするとともに前記第２のスイッチを開放状態としたうえで前記キャパシタを充電しつつ前記ＤＣＤＣコンバータを短絡状態とする通常起動モードと、
前記蓄電池の出力電圧が前記蓄電池閾値以下の際に前記出力端子への電圧出力が要求された場合の、前記第１のスイッチを開放状態とするとともに前記キャパシタの電位を前記ＤＣＤＣコンバータにより昇圧させる非常起動モードと、
前記通常起動モードおよび前記非常起動モード以外の常時において、前記キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることを前記電圧検出回路により検出されると前記第２のスイッチを短絡状態として前記キャパシタの正電位端子の電位が前記キャパシタ第１閾値以上となるまで充電される放置モードとを設けた電源装置。
【請求項２】
電圧検出回路によるキャパシタ電圧の検出は定期的な間欠動作で行われる請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
放置モードでは、キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることを電圧検出回路により検出されると第２のスイッチを短絡状態として前記キャパシタの正電位端子の電位が前記キャパシタ第１閾値以上として設定したキャパシタ第２閾値以上となるまで充電される請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
放置モードでは、キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることを前記電圧検出回路により検出されると前記第２のスイッチを短絡状態として前記キャパシタの正電位端子の電位が前記キャパシタ第１閾値以上、あるいは蓄電池の出力電位となるまで充電される請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
第２のスイッチは第１のスイッチよりも消費電力を小さくした請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
ＤＣＤＣコンバータを制御するＤＣＤＣコンバータ制御部は、このＤＣＤＣコンバータの外部から得た電圧を昇圧する昇圧回路部から電力供給がおこなわれる請求項１に記載の電源装置。
【請求項１】
蓄電池と、
この蓄電池の正電位出力側へ順に直列接続された第１のスイッチと充電回路とＤＣＤＣコンバータと出力端子と、
前記充電回路と前記ＤＣＤＣコンバータとの間に正電位端子を接続されるとともに負電位端子を接地接続されたキャパシタと、
このキャパシタの正電位端子と前記蓄電池の正電位出力側との間に接続された電圧検出回路と、
前記充電回路の入力側と前記蓄電池の正電位出力側との間に接続されて前記電圧検出回路からの信号により制御される第２のスイッチとを備え、
前記蓄電池の出力電圧が蓄電池閾値以上の際に前記出力端子への電圧出力が要求された場合の、前記第１のスイッチを接続状態とするとともに前記第２のスイッチを開放状態としたうえで前記キャパシタを充電しつつ前記ＤＣＤＣコンバータを短絡状態とする通常起動モードと、
前記蓄電池の出力電圧が前記蓄電池閾値以下の際に前記出力端子への電圧出力が要求された場合の、前記第１のスイッチを開放状態とするとともに前記キャパシタの電位を前記ＤＣＤＣコンバータにより昇圧させる非常起動モードと、
前記通常起動モードおよび前記非常起動モード以外の常時において、前記キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることを前記電圧検出回路により検出されると前記第２のスイッチを短絡状態として前記キャパシタの正電位端子の電位が前記キャパシタ第１閾値以上となるまで充電される放置モードとを設けた電源装置。
【請求項２】
電圧検出回路によるキャパシタ電圧の検出は定期的な間欠動作で行われる請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
放置モードでは、キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることを電圧検出回路により検出されると第２のスイッチを短絡状態として前記キャパシタの正電位端子の電位が前記キャパシタ第１閾値以上として設定したキャパシタ第２閾値以上となるまで充電される請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
放置モードでは、キャパシタの正電位端子の電位がキャパシタ第１閾値以下であることを前記電圧検出回路により検出されると前記第２のスイッチを短絡状態として前記キャパシタの正電位端子の電位が前記キャパシタ第１閾値以上、あるいは蓄電池の出力電位となるまで充電される請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
第２のスイッチは第１のスイッチよりも消費電力を小さくした請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
ＤＣＤＣコンバータを制御するＤＣＤＣコンバータ制御部は、このＤＣＤＣコンバータの外部から得た電圧を昇圧する昇圧回路部から電力供給がおこなわれる請求項１に記載の電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２５７３５５（Ｐ２０１２−２５７３５５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７８９１（Ｐ２０１１−１２７８９１）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]