(57)【要約】【課題】急激な負荷変動が発生する場合であっても、ゼロクロス制御を行う。【解決手段】バッテリ充電装置は、発電機が出力する三相の交流電圧を整流してバッテリを充電する、各相に対応した整流素子からなる整流部と、整流素子ごとに設けられ、オフ状態で交流電圧を整流してバッテリを充電させ、オン状態で発電機の各相の出力をバッテリの負側と短絡させるスイッチ部と、交流電圧の各相のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部と、ゼロクロス検出部が検出した各相のゼロクロスの検出結果に基づいて、各相に対応したスイッチ部をオン／オフするゲート信号を出力するスイッチ制御部と、ゼロクロス検出部のゼロクロスの検出基準を変更する検出基準変更部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機が出力する三相の交流電圧を整流してバッテリを充電する、各相に対応した整流素子からなる整流部と、
前記整流素子ごとに設けられ、オフ状態で前記交流電圧を整流して前記バッテリを充電させ、オン状態で前記発電機の各相の出力をバッテリの負側と短絡させるスイッチ部と、
前記交流電圧の各相のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部と、
前記ゼロクロス検出部が検出した各相のゼロクロスの検出結果に基づいて、各相に対応した前記スイッチ部をオン／オフするゲート信号を出力するスイッチ制御部と、
前記ゼロクロス検出部の前記ゼロクロスの検出基準を変更する検出基準変更部と
を備えることを特徴とするバッテリ充電装置。
【請求項２】
前記ゼロクロス検出部は、前記交流電圧の各相と基準電圧とを比較して、各相のゼロクロスを検出し、
前記検出基準変更部は、
前記基準電圧を変更する基準電圧変更部を備え、
前記基準電圧変更部が前記基準電圧を変更することで、前記ゼロクロスの検出基準を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
【請求項３】
前記検出基準変更部は、
所定の負電圧であるオフセット電圧を生成する電圧生成部を備え、
前記電圧生成部が生成した前記オフセット電圧を、前記ゼロクロス検出部が前記交流電圧の各相のゼロクロスを検出する検出ノードに、抵抗を介して供給して、前記ゼロクロスの検出基準を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
【請求項４】
前記検出基準変更部は、前記バッテリに接続される負荷部の負荷変動に応じて、前記ゼロクロスの検出基準を変更する
ことを特徴とする請求項１から請求項３にいずれか一項に記載のバッテリ充電装置。
【請求項５】
前記検出基準変更部は、前記交流電圧の各相における下限値に応じて、前記ゼロクロスの検出基準を変更する
ことを特徴とする請求項１から請求項３にいずれか一項に記載のバッテリ充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の二輪車用のバッテリ充電装置では、永久磁石三相交流発電機（ＡＣＧ）が使用され、ＡＣＧの出力を整流するＦＥＴ（Field Effect Transistor）ショート式のレギュレータが用いられている。ＦＥＴショート式のレギュレータでは、発熱を低減するために、負電流の流入時に０Ａ（アンペア）になるゼロクロスを検出してスイッチングするゼロクロス制御が一般的である。
ところで、このようなバッテリ充電装置では、ＡＣＧの相間における負荷に偏りがあると、ＡＣＧの交流出力が持ち上がり、正の電圧領域のみで振幅することがあり、ゼロクロスの検出ができずにゼロクロス制御が困難になる場合がある。この対策として、特許文献１では、三相単位で同期した状態によりスイッチングを制御することで、三相間の負荷の偏りの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再公表ＷＯ２０１０／０７３５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、例えば、レース用二輪車などのようにバッテリの電圧が高く、急激な負荷変動が発生する場合には、相間負荷の偏りの発生を充分に抑制することができずに、ゼロクロス制御が困難になる場合があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、急激な負荷変動が発生する場合であっても、ゼロクロス制御を行うことができるバッテリ充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、発電機が出力する三相の交流電圧を整流してバッテリを充電する、各相に対応した整流素子からなる整流部と、前記整流素子ごとに設けられ、オフ状態で前記交流電圧を整流して前記バッテリを充電させ、オン状態で前記発電機の各相の出力をバッテリの負側と短絡させるスイッチ部と、前記交流電圧の各相のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部と、前記ゼロクロス検出部が検出した各相のゼロクロスの検出結果に基づいて、各相に対応した前記スイッチ部をオン／オフするゲート信号を出力するスイッチ制御部と、前記ゼロクロス検出部の前記ゼロクロスの検出基準を変更する検出基準変更部とを備えることを特徴とするバッテリ充電装置である。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記ゼロクロス検出部は、前記交流電圧の各相と基準電圧とを比較して、各相のゼロクロスを検出し、前記検出基準変更部は、前記基準電圧を変更する基準電圧変更部を備え、前記基準電圧変更部が前記基準電圧を変更することで、前記ゼロクロスの検出基準を変更することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記検出基準変更部は、所定の負電圧であるオフセット電圧を生成する電圧生成部を備え、前記電圧生成部が生成した前記オフセット電圧を、前記ゼロクロス検出部が前記交流電圧の各相のゼロクロスを検出する検出ノードに、抵抗を介して供給して、前記ゼロクロスの検出基準を変更することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記検出基準変更部は、前記バッテリに接続される負荷部の負荷変動に応じて、前記ゼロクロスの検出基準を変更することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記検出基準変更部は、前記交流電圧の各相における下限値に応じて、前記ゼロクロスの検出基準を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、バッテリ充電装置は、検出基準変更部が、ゼロクロス検出部のゼロクロスの検出基準を変更する。これにより、バッテリ充電装置では、例えば、急激な負荷変動が発生し、発電機の各相の出力が持ち上がって、正の電圧領域のみで振幅するようになったとしても、検出基準変更部によってゼロクロス検出部のゼロクロスの検出基準を変更することで、適切にゼロクロスを検出することができる。よって、バッテリ充電装置は、急激な負荷変動が発生する場合であっても、ゼロクロス制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態によるバッテリ充電装置の一例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態におけるゲート検出部の一例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態におけるゲート検出部の処理の一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態における電圧生成部の一例を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態によるバッテリ充電装置の動作の一例を説明する図である。
【図６】第２の実施形態によるバッテリ充電装置の一例を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態によるバッテリ充電装置の動作の一例を説明する図である。
【図８】第３の実施形態によるバッテリ充電装置の一例を示すブロック図である。
【図９】第４の実施形態によるバッテリ充電装置の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態によるバッテリ充電装置について図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態によるバッテリ充電装置１の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、バッテリ充電装置１は、整流部２０と、制御回路３０と、検出基準変更部５０と、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）と、抵抗Ｒ１〜Ｒ６とを備えている。
バッテリ充電装置１は、ＡＣＧ２から供給されるＵ相、Ｖ相、及びＷ相の三相の交流信号を整流して、バッテリ３を充電する。
【００１５】
ＡＣＧ２（発電機の一例）は、永久磁石三相交流発電機であり、例えば、二輪車などのエンジンの回転エネルギーに基づいて交流電力を発電し、発電した交流電力として、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相の交流信号を出力する。
バッテリ３は、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの二次電池であり、負荷部に電力を供給するとともに、バッテリ充電装置１の制御に基づいて、ＡＣＧ２が発電した電力が充電される。バッテリ３は、プラス側端子（正極端子）が電源線Ｌ１に、マイナス側端子（負極端子）が電源線Ｌ２にそれぞれ接続されている。
【００１６】
コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、平滑コンデンサであり、電源線Ｌ１と電源線Ｌ２との間に接続されている。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、電源線Ｌ１と電源線Ｌ２との間の直流電圧のノイズを除去し、平滑化する。
【００１７】
整流部２０は、ＡＣＧ２が出力する三相の交流電圧を整流してバッテリ３を充電する。整流部２０は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相に対応したダイオードＤ１〜Ｄ３（整流素子）からなる。例えば、整流部２０は、ダイオードＤ１〜Ｄ３と、スイッチ部１０とを備え、ＡＣＧ２から出力されるＵ相、Ｖ相、及びＷ相の交流電圧を整流して直流電圧を生成し、バッテリ３を充電する。
【００１８】
ダイオードＤ１〜Ｄ３（整流素子の一例）の各々は、カソード端子がバッテリ３のプラス側端子（電源線Ｌ１）に接続されている。
ダイオードＤ１は、アノード端子がＡＣＧ２のＵ相出力線（ノードＮ１）に接続されている。また、ダイオードＤ２は、アノード端子がＡＣＧ２のＶ相出力線（ノードＮ２）に接続されている。また、ダイオードＤ３は、アノード端子がＡＣＧ２のＷ相出力線（ノードＮ３）に接続されている。
【００１９】
スイッチ部１０は、ダイオードＤ１〜Ｄ３ごとに設けられ、オフ状態で交流電圧を整流してバッテリ３を充電させ、オン状態でＡＣＧ２の各相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）の出力をバッテリ３のマイナス側端子（負側）と短絡させる。スイッチ部１０には、（ＭＯＳトランジスタ（Metal-Oxide-Semiconductor field effect transistor）１１〜１３が含まれる。
【００２０】
ＭＯＳトランジスタ１１は、ドレイン端子がダイオードＤ１のアノード端子（ノードＮ１）に、ゲート端子が後述する制御回路３０の制御信号Ｓ１の信号線に、ソース端子が電源線Ｌ２に、それぞれ接続されている。ＭＯＳトランジスタ１１は、オン状態になることにより、Ｕ相出力線（ノードＮ１）をバッテリ３のマイナス側端子（電源線Ｌ２）に短絡する。
【００２１】
ＭＯＳトランジスタ１２は、ドレイン端子がダイオードＤ２のアノード端子（ノードＮ２）に、ゲート端子が後述する制御回路３０の制御信号Ｓ２の信号線に、ソース端子が電源線Ｌ２に、それぞれ接続されている。ＭＯＳトランジスタ１２は、オン状態になることにより、Ｖ相出力線（ノードＮ２）をバッテリ３のマイナス側端子（電源線Ｌ２）に短絡する。
【００２２】
ＭＯＳトランジスタ１３は、ドレイン端子がダイオードＤ３のアノード端子（ノードＮ３）に、ゲート端子が後述する制御回路３０の制御信号Ｓ３の信号線に、ソース端子が電源線Ｌ２に、それぞれ接続されている。ＭＯＳトランジスタ１３は、オン状態になることにより、Ｗ相出力線（ノードＮ３）をバッテリ３のマイナス側端子（電源線Ｌ２）に短絡する。
【００２３】
ＭＯＳトランジスタ１１〜１３は、例えば、ＮチャネルＭＯＳトランジスタであり、ゲート端子がＨ状態（ハイ状態）である場合にオン状態になり、Ｌ状態（ロウ状態）になる。すなわち、制御信号Ｓ１がＨ状態の場合に、ＭＯＳトランジスタ１１は、オン状態になり、ダイオードＤ１のアノード端子に接続されたＵ相出力線を電源線Ｌ２に接続させるため、Ｕ相出力線がバッテリ３のマイナス側端子とショートし、Ｕ相の交流電圧がバッテリ３のマイナス側端子の電圧になる。そのため、この場合、ダイオードＤ１からＵ相の交流電圧が出力されない状態になる。
【００２４】
また、制御信号Ｓ１がＬ状態の場合に、ＭＯＳトランジスタ１１は、オフ状態になり、ダイオードＤ１のアノード端子に接続されたＵ相出力線と電源線Ｌ２とが非接続状態になるため、ダイオードＤ１からＵ相の交流電圧が出力される状態になる。
【００２５】
同様に、制御信号Ｓ２がＨ状態の場合に、ＭＯＳトランジスタ１２は、オン状態になり、ダイオードＤ２のアノード端子に接続されたＶ相出力線を電源線Ｌ２に接続させるため、Ｖ相出力線がバッテリ３のマイナス側端子とショートし、Ｖ相の交流電圧がバッテリ３のマイナス側端子の電圧になる。そのため、この場合、ダイオードＤ２からＶ相の交流電圧が出力されない状態になる。
【００２６】
また、制御信号Ｓ２がＬ状態の場合に、ＭＯＳトランジスタ１２は、オフ状態になり、ダイオードＤ２のアノード端子に接続されたＶ相出力線と電源線Ｌ２とが非接続状態になるため、ダイオードＤ２からＶ相の交流電圧が出力される状態になる。
【００２７】
同様に、制御信号Ｓ３がＨ状態の場合に、ＭＯＳトランジスタ１３は、オン状態になり、ダイオードＤ３のアノード端子に接続されたＷ相出力線を電源線Ｌ２に接続させるため、Ｗ相出力線がバッテリ３のマイナス側端子とショートし、Ｗ相の交流電圧がバッテリ３のマイナス側端子の電圧になる。そのため、この場合、ダイオードＤ３からＷ相の交流電圧が出力されない状態になる。
【００２８】
また、制御信号Ｓ３がＬ状態の場合に、ＭＯＳトランジスタ１３は、オフ状態になり、ダイオードＤ３のアノード端子に接続されたＷ相出力線と電源線Ｌ２とが非接続状態になるため、ダイオードＤ２からＷ相の交流電圧が出力される状態になる。
【００２９】
抵抗Ｒ１は、ノードＮ１とノードＮ４との間に接続され、抵抗Ｒ２は、ノードＮ２とノードＮ５との間に接続され、抵抗Ｒ３は、ノードＮ３とノードＮ６との間に接続されている。すなわち、Ｕ相の出力信号は、抵抗Ｒ１を介して制御回路３０に供給され、Ｖ相の出力信号は、抵抗Ｒ２を介して制御回路３０に供給され、Ｗ相の出力信号は、抵抗Ｒ３を介して制御回路３０に供給される。
【００３０】
制御回路３０（スイッチ制御部の一例）は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の出力信号に応じて、スイッチ部１０（ＭＯＳトランジスタ１１〜１３）を制御する。制御回路３０は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の交流電圧の正電位の位相に対応して制御信号Ｓ１〜Ｓ３をＬ状態に制御するとともに、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の交流電圧の負電位の位相に対応して制御信号Ｓ１〜Ｓ３をＨ状態に制御する。
【００３１】
制御回路３０は、バッテリ３の充電電圧が、予め設定された閾値電圧以上の場合に充電を停止し、予め設定された閾値電圧未満の場合充電を行うように整流部２０の制御を行う。さらに、制御回路３０は、ＡＣＧ２から供給される三相の交流電圧において偏励磁発生の要因となる励磁電流の偏りの有無を検出し、この励磁電流の偏りを解消するように、整流部２０の制御を行う。
制御回路３０は、コンパレータ３１〜３３と、ゲート制御部３４〜３６と、ゲート検出部３７と、充電許可部３８と、充電電圧検出部４０と、ゲートドライバＤＲ１〜ＤＲ３とを備えている。
【００３２】
コンパレータ３１〜３３（ゼロクロス検出部の一例）は、交流電圧の各相のゼロクロスを検出する。すなわち、コンパレータ３１〜３３は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の交流電圧の位相を検出する。コンパレータ３１〜３３は、非反転入力端子（＋端子）が接地（バッテリ３のマイナス側端子（０Ｖ）に接続）されている。
【００３３】
コンパレータ３１は、反転入力端子（−端子）がノードＮ１に接続され、Ｕ相の交流電圧が供給されており、出力端子がゲート制御部３４に接続されている。コンパレータ３１は、接地電位とＵ相の交流電圧との電圧値の比較を行い、Ｕ相の交流電圧が接地電位より低い場合にＨ状態の信号を出力端子から出力し、Ｕ相の交流電圧が接地電位より高い場合にＬ状態の信号を出力端子から出力する。これにより、コンパレータ３１は、Ｕ相の電圧値が負電位（負の極性）の位相の検出を行う。
【００３４】
同様に、コンパレータ３２は、反転入力端子（−端子）がノードＮ２に接続され、Ｖ相の交流電圧が供給されており、出力端子がゲート制御部３５に接続されている。コンパレータ３２は、接地電位とＶ相の交流電圧との電圧値の比較を行い、Ｖ相の交流電圧が接地電位より低い場合にＨ状態の信号を出力端子から出力し、Ｖ相の交流電圧が接地電位より高い場合にＬ状態の信号を出力端子から出力する。これにより、コンパレータ３２は、Ｖ相の電圧値が負電位（負の極性）の位相の検出を行う。
【００３５】
同様に、コンパレータ３３は、反転入力端子（−端子）がノードＮ３に接続され、Ｗ相の交流電圧が供給されており、出力端子がゲート制御部３６に接続されている。コンパレータ３３は、接地電位とＷ相の交流電圧との電圧値の比較を行い、Ｗ相の交流電圧が接地電位より低い場合にＨ状態の信号を出力端子から出力し、Ｗ相の交流電圧が接地電位より高い場合にＬ状態の信号を出力端子から出力する。これにより、コンパレータ３３は、Ｗ相の電圧値が負電位（負の極性）の位相の検出を行う。
【００３６】
充電電圧検出部４０は、バッテリ３の充電されている充電電圧値を検出するものであり、この充電電圧値と、満充電を示す設定されている閾値電圧値とを比較する。充電電圧検出部４０は、比較結果において、充電電圧値が閾値電圧値未満である場合に、Ｈ状態の充電信号を出力し、充電電圧値が閾値電圧以上である場合に、Ｌ状態を出力とし、充電信号を出力を行わない。
また、充電電圧検出部４０は、基準電源４１と、コンパレータ４２とを備えている。
【００３７】
基準電源４１は、充電電圧の電圧値Ｖｅが満充電か否かを検出する上記閾値電圧としての基準電圧値Ｖｒｅｆを生成する。
コンパレータ４２は、反転入力端子（−端子）に電源線Ｌ１が接続され、バッテリ３の充電電圧が反転入力端子（−端子）に供給される。また、図示しないがバッテリ３の充電電圧を分圧し、電圧値Ｖeとして基準電圧値Ｖレｆと比較するように構成してもよい。
【００３８】
コンパレータ４２は、反転入力端子（−端子）に電圧値Ｖｅが供給され、非反転入力端子（＋端子）に基準電圧Ｖｒｅｆが供給されており、電圧値Ｖｅと電圧値Ｖｒｅｆとを比較する。コンパレータ４２は、電圧値Ｖｅが電圧値Ｖｒｅｆ未満の場合に、満充電でなく充電を行う必要があると判定し、出力端子からＨ状態の充電信号を出力する。また、コンパレータ４２は、電圧値Ｖｅが電圧値Ｖｒｅｆ以上の場合も、満充電となり充電を停止する必要があると判定し、出力端子からＬ状態を出力する。すなわち、この場合、コンパレータ４２は、充電信号の出力を行わない。
なお、充電電圧検出部４０の出力がＨ状態の場合に、充電信号を出力している状態とする。
【００３９】
ゲート制御部３４は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給され、且つ、充電許可部３８から充電許可信号が供給され、コンパレータ３１からの出力がＨ状態である場合に、出力端子からＨ状態の信号（制御信号Ｓ１）を出力する。また、ゲート制御部３４は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給され、且つ、充電許可部３８から充電許可信号が供給され、コンパレータ３１からの出力がＬ状態である場合に、出力端子からＬ状態の信号を出力する。
【００４０】
また、ゲート制御部３４は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給されていないか、又は、充電許可部３８から充電許可信号が供給されていないかのいずれかの場合に、コンパレータ３１の出力の状態に関係なく、出力端子からＨ状態の信号を出力し、非充電の状態にする。
【００４１】
また、同様に、ゲート制御部３５は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給され、且つ、充電許可部３８から充電許可信号が供給され、コンパレータ３２からの出力がＨ状態である場合に、出力端子からＨ状態の信号（制御信号Ｓ２）を出力する。また、ゲート制御部３５は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給され、且つ、充電許可部３８から充電許可信号が供給され、コンパレータ３１からの出力がＬ状態である場合に、出力端子からＬ状態の信号を出力する。
【００４２】
また、ゲート制御部３５は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給されていないか、又は、充電許可部３８から充電許可信号が供給されていないかのいずれかの場合に、コンパレータ３２の出力の状態に関係なく、出力端子からＨ状態の信号を出力し、非充電の状態にする。
【００４３】
また、同様に、ゲート制御部３６は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給され、且つ、充電許可部３８から充電許可信号が供給され、コンパレータ３３からの出力がＨ状態である場合に、出力端子からＨ状態の信号（制御信号Ｓ３）を出力する。また、ゲート制御部３６は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給され、且つ、充電許可部３８から充電許可信号が供給され、コンパレータ３２からの出力がＬ状態である場合に、出力端子からＬ状態の信号を出力する。
【００４４】
また、ゲート制御部３６は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給されていないか、又は、充電許可部３８から充電許可信号が供給されていないかのいずれかの場合に、コンパレータ３３の出力の状態に関係なく、出力端子からＨ状態の信号を出力し、非充電の状態にする。
【００４５】
このように、ゲート制御部３４〜３６の各々は、充電状態において、対応する各相の交流電圧が負電位の場合、それぞれＭＯＳトランジスタ１１〜１３の各ゲート端子に対して正バイアス（Ｈ状態）を印加し、ＭＯＳトランジスタ１１〜１３に整流電流が流れて、同期整流が行われる。また、ゲート制御部３４〜３６の各々は、非充電状態において、ＭＯＳトランジスタ１１〜１３の各ゲート端子に、同時に正バイアスを印加されて、ＡＣＧ２の各相をバッテリ３のマイナス側端子と短絡させて、過充電を防止する。
【００４６】
充電許可部３８は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給された状態において、ゲート検出部３７からゲート正常信号Ｇが供給されると充電許可信号の出力（Ｈ状態の出力）を行う。また、充電許可部３８は、充電信号が供給されていない状態において、ゲート検出部３７からゲート正常信号Ｇが供給されると、充電許可信号を停止（Ｌ状態を出力）する。
すなわち、充電許可部３８は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給されている場合に、ゲート正常信号Ｇが供給されると充電許可信号をＨ状態にて出力されるよう設定し、充電信号が供給されていない場合に、ゲート検出部３７からゲート正常信号Ｇが供給されると、充電許可信号をＬ状態にて出力されるよう設定する。
【００４７】
また、充電許可部３８は、充電電圧検出部４０から充電信号が供給されている場合に、ゲート検出部３７からゲート異常信号Ｂが供給されると充電許可信号をＬ状態にて出力するよう設定する。
これにより、ゲート制御部３４〜３６は、ＭＯＳトランジスタ１１〜１３のゲート端子に、三相交流の正電位の位相に対応してＬ状態の電圧を印加し、負電位の位相に対応してＨ状態の電圧を印加するようにし、バッテリ３に対する充電を行わせる制御を行う。
【００４８】
また、充電許可部３８は、満充電信号が供給されると、ゲート制御部３４〜３６に対して充電許可信号を出力しないようにする。
これにより、ゲート制御部３４〜３６は、ＭＯＳトランジスタ１１〜１３のゲート端子に、三相交流の負電位の位相に関係なく、Ｈ状態の電圧を印加するようにし、バッテリ３に対する充電を停止させる制御を行う。
この場合、後述するゲート検出部３７は、上述したゲート正常信号Ｇあるいはゲート異常信号Ｂを、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三相単位に出力する。このため、バッテリ充電装置１では、充電状態、及び非充電状態の切替の制御が、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三相単位で同期した状態により行われることになり、三相間における励磁電流の偏りの発生を抑制することができる。
【００４９】
ゲート検出部３７は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三相単位に励磁電流の偏りの検出を行うため、ゲート制御部３４〜３６から、制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が順番に出力されているか否かの判定を行う。すなわち、ゲート検出部３７は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三相単位の順番に制御信号Ｓ１、Ｓ２及びＳ３が、いずれも欠けずに供給されているか否かの判定を行う。
【００５０】
例えば、Ｕ相の供給に対応し、ゲート制御部３４から制御信号Ｓ１にＨ状態が出力された場合、すなわちＵ相から充電が開始された場合に、ゲート検出部３７は、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３の順番で制御信号が供給されていることを検出すると、ゲート正常信号Ｇを出力する。同様に、Ｗ相の供給に対応し、ゲート制御部３６から制御信号Ｓ３にＨ状態が出力された場合、すなわちＷ相から充電が開始された場合、Ｓ３→Ｓ１→Ｓ２の順番で制御信号が出力されていることを検出すると、ゲート検出部３７は、ゲート異常信号Ｂを出力する。
【００５１】
すなわち、ゲート検出部３７は、充電状態において、常に制御信号Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３の順番により巡回していることを検出し、制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれかの制御信号が欠損し、制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が順番に出力されない場合に、ゲート制御部３４〜３６に対してゲート異常信号Ｂを出力し、異常状態として充電を停止させる。
【００５２】
したがって、Ｕ相の供給に対応し、ゲート制御部３４から制御信号Ｓ１にＨ状態が出力された場合において、Ｕ相からの制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が順番に出力されているか否かの周期的な検出が開始された場合に、最初に検出した制御信号が再度出力されると、ゲート検出部３７は、ゲート異常信号Ｂを出力する。ここで、最初に検出した制御信号が再度出力されるとは、例えば、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ１、あるいはＳ１→Ｓ３→Ｓ１などのように、途中の番号の制御信号が供給されずに、最初に検出した制御信号（この例では、Ｓ１）が再度出力されることを示す。
【００５３】
ここで、図２を参照して、ゲート検出部３７の構成例について説明する。
図２は、本実施形態におけるゲート検出部３７の一例を示すブロック図である。
図２に示すように、ゲート検出部３７は、ラッチ３７１、ラッチ３７２、及びラッチ３７３と、正常確認部３７４とを備えている。
【００５４】
ラッチ３７１は、制御信号Ｓ１にＨ状態が供給されると、出力としてラッチ信号にＨ状態を出力する。また、ラッチ３７２は、制御信号Ｓ２にＨ状態が供給されると、出力としてラッチ信号にＨ状態を出力する。また、ラッチ３７３は、制御信号Ｓ３にＨ状態が供給されると、出力としてラッチ信号にＨ状態を出力する。
【００５５】
正常確認部３７４は、ラッチ３７１〜３７３の順番（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の位相の順番）において、最初にＨ状態を出力したラッチから順に、３つのラッチ全てからのＨ状態のラッチ信号が供給されると、ゲート正常信号Ｇを出力する。また、正常確認部３７４は、最初にＨ状態のラッチ信号を出力したラッチ以外の２つのラッチのいずれかあるいは双方のＨ状態の出力が供給されずに、最初にＨ状態のラッチ信号を出力したラッチから再度Ｈ状態が供給されると、ゲート異常信号Ｂを出力する。すなわち、正常確認部３７４は、ラッチ３７１→ラッチ３７２→ラッチ３７３の巡回において、３つのラッチが順番に全てＨ状態のラッチ信号を出力するか否かにより、ゲート正常信号Ｇ又はゲート異常信号Ｂを、ゲート制御部３４〜３６の各々に出力する。
【００５６】
例えば、ラッチ３７２から最初にＨ状態のラッチ信号が供給され、次にラッチ３７３からＨ状態のラッチ信号が供給され、ラッチ３７１からＨ状態のラッチ信号が供給されずに、ラッチ３７１からＨ状態のラッチ信号が抜けた状態において、再度、Ｈ状態のラッチ信号がラッチ３７２から供給されると、ゲート検出部３７はゲート異常信号Ｂを出力する。
【００５７】
すなわち、正常確認部３７４は、図３のテーブルに示す論理にて動作している。
正常確認部３７４は、制御信号Ｓ１に対応したラッチ３７１からＨ状態のラッチ信号が順番に供給されたか否かの検出を行う場合、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３の順番に供給されると、ラッチ３７１〜３７３に対してリセット信号を出力するとともに、ゲート正常信号Ｇを充電許可部３８に対して出力する。正常確認部３７４は、このゲート正常信号Ｇを次のラッチ信号が順番に供給されることを検出する周期、すなわち次のラッチ信号が供給されるまで保持する。
【００５８】
また、正常確認部３７４は、制御信号Ｓ１に対応したラッチ３７１からＨ状態のラッチ信号が供給された場合、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ１、Ｓ１→Ｓ３→Ｓ１あるいはＳ１→Ｓ１の順番に供給されると、すなわち順番に供給される制御信号に対応したラッチ信号のいずれかあるいは双方が抜け、最初に供給された制御信号に対応したラッチ信号が供給されると、ラッチ３７１〜３７３に対してリセット信号を出力するとともに、パルス状のゲート異常信号Ｂを出力する。
【００５９】
このように、図３に示すように、正常確認部３７４は、制御信号Ｓ２又は制御信号Ｓ３からＨ状態の制御信号の供給が開始された場合も同様に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の位相の順番に制御信号が供給されず、最初に供給された相の制御信号の間にある相の、いずれかあるいは双方の相に対応した制御信号が供給されずに、最初に供給された相の制御信号が供給された場合に、ゲート異常として検出する。
【００６０】
なお、ゲート制御部３４〜３６の全てには、上記ゲート異常信号Ｂが供給されており、ゲート制御部３４〜３６は、このゲート異常信号Ｂが供給されると、充電電圧検出部４０から充電信号及び充電許可部３８から充電許可信号が供給されていない状態であっても、かつ対応する位相検出信号が供給されていない場合でも、予め設定した時間幅、例えば、三相の周期の整数倍の時間幅の期間により、それぞれ強制的に制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）にＨ状態を出力する。
【００６１】
この処理により、何らかの原因により、ゼロクロスが検出されない場合であっても、一旦、ＡＣＧ２における交流電圧の三相間における偏励磁を発生させる要因となる励磁電流の偏りをリセットすることができ、三相間における電圧値を均等とすることができ、三相単位の同期した充電制御を再開することが可能となる。
【００６２】
次に、図１に戻り、ゲートドライバＤＲ１〜ＤＲ３の各々は、ＭＯＳトランジスタ１１〜１３のゲート端子に対して制御信号Ｓ１、Ｓ２及びＳ３を出力する。すなわち、ゲートドライバＤＲ１は、ゲート制御部３４が出力する制御信号Ｓ１を、ＭＯＳトランジスタ１１の制御用の出力信号に変換し、制御信号Ｓ１をＭＯＳトランジスタ１１のゲート端子に供給する。また、ゲートドライバＤＲ２は、ゲート制御部３５が出力する制御信号Ｓ２を、ＭＯＳトランジスタ１２の制御用の出力信号に変換し、制御信号Ｓ２をＭＯＳトランジスタ１２のゲート端子に供給する。また、ゲートドライバＤＲ３は、ゲート制御部３６が出力する制御信号Ｓ３を、ＭＯＳトランジスタ１３の制御用の出力信号に変換し、制御信号Ｓ３をＭＯＳトランジスタ１３のゲート端子に供給する。
【００６３】
検出基準変更部５０は、上述したコンパレータ３１〜３３のゼロクロスの検出基準を変更する。検出基準変更部５０は、コンパレータ３１〜３３が交流電圧の各相のゼロクロスを検出する検出ノードであるノードＮ４〜Ｎ６に、例えば、マイナス電圧（所定の負電圧）であるオフセット電圧を、抵抗（後述する抵抗Ｒ４〜Ｒ６）を介して供給して、ゼロクロスの検出基準を変更する。
また、検出基準変更部５０は、電圧生成部５１を備える。
【００６４】
電圧生成部５１は、所定の負電圧であるオフセット電圧を生成する。電圧生成部５１は、例えば、図４に示すような、チャージポンプ回路を利用して、負電圧（例えば、−５Ｖ）を生成する。
【００６５】
図４は、本実施形態における電圧生成部５１の一例を示すブロック図である。
図４に示すように、電圧生成部５１は、電源回路５１１と、タイマＩＣ５１２、抵抗Ｒ７〜Ｒ９と、コンデンサＣ３〜Ｃ６と、ダイオード（Ｄ４、Ｄ５）とを備えている。
電源回路５１１は、例えば、５Ｖの直流電圧を生成する。また、コンデンサＣ５は、平滑コンデンサであり、電源回路５１１が生成した５Ｖの電源線とＧＮＤ電源線との間に接続されている。
【００６６】
タイマＩＣ５１２は、例えば、テキサスインスツルメンツ社製のＮＥ５５５のようなタイマＩＣであり、抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒ９と、コンデンサＣ６とによるモード設定により、５Ｖのクロック信号を生成するクロック生成回路（発振回路）として機能する。タイマＩＣ５１２は、ＯＵＴ端子から５Ｖのクロック信号を出力する。
【００６７】
抵抗Ｒ８と、抵抗Ｒ９と、コンデンサＣ６とは、−５Ｖの電源線とＧＮＤ電源線との間に直列に接続されている。抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９との間のノードがタイマＩＣ５１２のＤＩＳ端子に接続され、抵抗Ｒ９とコンデンサＣ６との間のノードが、タイマＩＣ５１２のＴＨＲＳ端子及びＴＲＩＧ端子に接続されている。抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒ９の抵抗値と、コンデンサＣ６の静電容量値とにより、タイマＩＣ５１２がＯＵＴ端子から出力するクロック信号の周波数が決定される。
【００６８】
ダイオードＤ４は、カソード端子がノードＮ８に、アノード端子がノードＮ７にそれぞれ接続されている。また、ダイオードＤ５は、カソード端子がノードＮ７に、アノード端子がＧＮＤ電源線にそれぞれ接続されている。ダイオードＤ４とダイオードＤ５とは、ノードＮ８とＧＮＤ電源線との間に、ノードＮ８からＧＮＤ電源線に順方向に直列に接続されている。
【００６９】
コンデンサＣ４は、タイマＩＣ５１２のＯＵＴ端子と、ノードＮ７との間に接続されており、ノードＮ７に、クロック信号を供給する。
コンデンサＣ３及び抵抗Ｒ７は、ノードＮ８とＧＮＤ電源線との間に接続されている。
ダイオードＤ４及びダイオードＤ５と、コンデンサＣ３及び抵抗Ｒ７と、コンデンサＣ４とは、直列接続されたダイオード（Ｄ４、Ｄ５）の間（ノードＮ７）にコンデンサＣ４を介してクロック信号が入力されて、ノードＮ８に−５Ｖを生成するチャージポンプ回路を構成する。
【００７０】
電圧生成部５１は、ノードＮ８から−５Ｖを抵抗Ｒ４〜Ｒ６を介してオフセット電圧を、検出ノード（ノードＮ４〜Ｎ６）に供給して、ゼロクロスの検出基準を変更する。
抵抗Ｒ４〜Ｒ６は、電圧生成部５１のノードＮ８と、検出ノード（ノードＮ４〜Ｎ６）との間に接続され、適切な負電圧のオフセット電圧を供給するための調整用の抵抗である。抵抗Ｒ４は、ノードＮ８とノードＮ４との間に接続され、コンパレータ３１によるＵ相のゼロクロスの検出基準を変更するオフセット電圧を調整する。また、抵抗Ｒ５は、ノードＮ８とノードＮ５との間に接続され、コンパレータ３２によるＶ相のゼロクロスの検出基準を変更するオフセット電圧を調整する。また、抵抗Ｒ６は、ノードＮ８とノードＮ６との間に接続され、コンパレータ３３によるＷ相のゼロクロスの検出基準を変更するオフセット電圧を調整する。
【００７１】
このように、検出基準変更部５０は、電圧生成部５１が生成したオフセット電圧を、コンパレータ３１〜３３が交流電圧の各相のゼロクロスを検出する検出ノードに、抵抗を介して供給して、ゼロクロスの検出基準を変更する。
【００７２】
次に、図５を参照して、本実施形態による検出基準変更部５０の動作について説明する。
図５は、本実施形態によるバッテリ充電装置１の動作の一例を説明する図である。
図５（ａ）は、比較のために、本実施形態による検出基準変更部５０を用いない場合のゼロクロス制御の動作の一例を示している。また、図５（ｂ）は、検出基準変更部５０を用いた場合の本実施形態におけるゼロクロス制御の動作の一例を示している。
【００７３】
図５（ａ）において、波形Ｗ１は、ノードＮ４の電圧波形を示している。また、グラフの横軸は、時間を示している。また、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の期間ＴＲ１及び時刻Ｔ３以降の期間ＴＲ３がＭＯＳトランジスタ１１のオフ期間である。また、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の期間ＴＲ２がＭＯＳトランジスタ１１のオン期間である。
また、図５（ｂ）において、波形Ｗ２は、本実施形態の検出基準変更部５０を用いた場合の、図５（ａ）の波形Ｗ１に対応する波形を示している。
【００７４】
図５（ａ）において、例えば、レース用二輪車などのようにバッテリの電圧が高く、急激な負荷変動が発生する場合には、充電許可部３８の制御だけでは、相間負荷の偏りの発生を充分に抑制することができないことがある。すなわち、波形Ｗ１のゼロクロスのポイントである時刻Ｔ３のように、ＡＣＧ２の交流出力が持ち上がり、ゼロクロス制御のための十分な負の電圧領域の振幅が得られない場合が発生するため、従来技術では、ゼロクロス制御が困難になることがあった。
【００７５】
これに対して、図５（ｂ）に示すように、本実施形態の検出基準変更部５０を用いた場合には、波形Ｗ２に示すように、検出基準変更部５０が、所定の負電圧であるオフセット電圧を供給して、検出ノード（ノードＮ４）の電位を負電圧側にシフトさせるため、負の電圧領域の振幅が十分に確保される。これにより、バッテリ充電装置１は、例えば、レース用二輪車などのようにバッテリの電圧が高く、急激な負荷変動が発生する場合であっても、適切にゼロクロス制御を行うことができる。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、整流部２０と、スイッチ部１０と、コンパレータ３１〜３３（ゼロクロス検出部）と、制御回路３０（スイッチ制御部）と、検出基準変更部５０とを備える。整流部２０は、ＡＣＧ２（発電機）が出力する三相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電圧を整流してバッテリ３を充電する、各相に対応したダイオードＤ１〜Ｄ３（整流素子）からなる。スイッチ部１０（ＭＯＳトランジスタ１１〜１３）は、ダイオードＤ１〜Ｄ３ごとに設けられ、オフ状態で交流電圧を整流してバッテリ３を充電させ、オン状態でＡＣＧ２の各相の出力をバッテリ３の負側と短絡させる。コンパレータ３１〜３３（ゼロクロス検出部）は、交流電圧の各相のゼロクロスを検出する。制御回路３０（スイッチ制御部）は、コンパレータ３１〜３３が検出した各相のゼロクロスの検出結果に基づいて、各相に対応したスイッチ部１０をオン／オフするゲート信号を出力する。検出基準変更部５０は、コンパレータ３１〜３３のゼロクロスの検出基準を変更する。
【００７７】
これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、例えば、急激な負荷変動が発生し、ＡＣＧ２の各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力が持ち上がって、正の電圧領域のみで振幅するようになったとしても、検出基準変更部５０によってコンパレータ３１〜３３のゼロクロスの検出基準を変更することで、適切にゼロクロスを検出することができる。よって、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、急激な負荷変動が発生する場合であっても、ゼロクロス制御を行うことができる（図５（ｂ）参照）。
【００７８】
また、本実施形態では、検出基準変更部５０は、所定の負電圧であるオフセット電圧を生成する電圧生成部５１を備え、電圧生成部５１が生成したオフセット電圧を、コンパレータ３１〜３３が交流電圧の各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のゼロクロスを検出する検出ノード（例えば、ノードＮ４〜Ｎ６）に、抵抗（例えば、抵抗Ｒ４〜Ｒ６）を介して供給して、ゼロクロスの検出基準を変更する。
これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、電圧生成部５１を備え、検出ノード（例えば、ノードＮ４〜Ｎ６）に、抵抗（例えば、抵抗Ｒ４〜Ｒ６）を介して、所定の負電圧であるオフセット電圧を供給することで、簡易な構成で容易にゼロクロスの検出基準を変更することができる。
【００７９】
［第２の実施形態］
次に、図面を参照して、第２の実施形態によるバッテリ充電装置１ａについて説明する。
本実施形態では、第１の実施形態のオフセット電圧の代わりに、コンパレータ３１〜３３の基準電圧を変更してゼロクロスの検出基準を変更する変形例について説明する。
【００８０】
図６は、本実施形態によるバッテリ充電装置１ａの一例を示すブロック図である。
図６に示すように、バッテリ充電装置１ａは、整流部２０と、制御回路３０と、検出基準変更部５０ａと、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）とを備えている。
なお、図６において、図１と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００８１】
本実施形態におけるコンパレータ３１〜３３の非反転端子（＋端子）には、接地（０Ｖ）の代わりに、基準電圧が供給される。コンパレータ３１は、検出基準変更部５０ａから供給される基準電圧とＵ相の交流電圧との電圧値の比較を行い、Ｕ相の交流電圧が基準電圧より低い場合にＨ状態の信号を出力端子から出力し、Ｕ相の交流電圧が基準電圧より高い場合にＬ状態の信号を出力端子から出力する。
【００８２】
また、コンパレータ３２は、検出基準変更部５０ａから供給される基準電圧とＶ相の交流電圧との電圧値の比較を行い、Ｖ相の交流電圧が基準電圧より低い場合にＨ状態の信号を出力端子から出力し、Ｖ相の交流電圧が基準電圧より高い場合にＬ状態の信号を出力端子から出力する。
また、コンパレータ３３は、検出基準変更部５０ａから供給される基準電圧とＷ相の交流電圧との電圧値の比較を行い、Ｗ相の交流電圧が基準電圧より低い場合にＨ状態の信号を出力端子から出力し、Ｗ相の交流電圧が基準電圧より高い場合にＬ状態の信号を出力端子から出力する。
【００８３】
検出基準変更部５０ａは、コンパレータ３１〜３３の非反転端子（＋端子）に所定の基準電圧を変更することで、コンパレータ３１〜３３のゼロクロスの検出基準を変更する。また、検出基準変更部５０ａは、基準電圧生成部５１ａを備える。
基準電圧生成部５１ａ（基準電圧変更部の一例）は、所定の正電圧を生成して、ゼロクロス検出の検出基準を０Ｖから所定の正電圧に変更する。
【００８４】
次に、図７を参照して、本実施形態によるバッテリ充電装置１ａの動作について説明する。
図７は、本実施形態によるバッテリ充電装置１ａの動作の一例を説明する図である。
図７において、波形Ｗ３は、本実施形態におけるノードＮ４の電圧波形を示している。また、グラフの横軸は、時間を示している。また、期間ＴＲ１〜期間ＴＲ３は、図５と同様である。
【００８５】
図７に示すように、バッテリ充電装置１ａの基準電圧生成部５１ａは、基準電圧を０Ｖから０Ｖより高い所定の正電圧に変更する。基準電圧生成部５１ａは、基準電圧を所定の正電圧に変更することで、上述した図５（ｂ）と同様に、各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力の基準電圧以下の電圧領域の振幅が十分に確保される。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態によるバッテリ充電装置１ａでは、コンパレータ３１〜３３は、交流電圧の各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）と基準電圧とを比較して、各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のゼロクロスを検出し、検出基準変更部５０ａを備える。検出基準変更部５０ａは、基準電圧を変更する基準電圧生成部５１ａを備え、基準電圧生成部５１ａが基準電圧を変更することで、ゼロクロスの検出基準を変更する。
これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１ａは、コンパレータ３１〜３３のゼロクロスを検出する基準電圧を変更することで、例えば、急激な負荷変動が発生し、ＡＣＧ２の各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力が持ち上がって、正の電圧領域のみで振幅するようになったとしても、適切にゼロクロスを検出することができる。よって、本実施形態によるバッテリ充電装置１ａは、上述した第１の実施形態と同様に、急激な負荷変動が発生する場合であっても、ゼロクロス制御を行うことができる。
【００８７】
［第３の実施形態］
次に、図面を参照して、第３の実施形態によるバッテリ充電装置１ｂについて説明する。
本実施形態では、バッテリ３に接続される負荷部４の負荷変動に応じて、ゼロクロスの検出基準を変更する変形例について説明する。なお、本実施形態では、一例として、第２の実施形態において、負荷変動に応じてゼロクロスの検出基準を変更する場合について説明する。
【００８８】
図８は、本実施形態によるバッテリ充電装置１ｂの一例を示すブロック図である。
図８に示すように、バッテリ充電装置１ｂは、整流部２０と、制御回路３０と、検出基準変更部５０ｂと、電流検出部６０と、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）とを備えている。
なお、図８において、図６と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００８９】
電流検出部６０は、例えば、シャント抵抗などを用いて、負荷部４に流れる電流値を検出する。
【００９０】
検出基準変更部５０ｂは、バッテリ３に接続される負荷部４の負荷変動に応じて、ゼロクロスの検出基準を変更する。検出基準変更部５０ｂは、例えば、電流検出部６０が検出した電流値に基づいて、負荷変動を検出し、当該負荷変動に応じて、ゼロクロスの基準電圧を高める変更を行う。
また、検出基準変更部５０ｂは、基準電圧生成部５１ｂと、変更判定部５２とを備える。
【００９１】
変更判定部５２は、電流検出部６０が検出した電流値を取得し、取得した電流値の変化に基づいて、負荷変動を検出する。変更判定部５２は、負荷変動に応じて、ゼロクロスの基準電圧を変更させる指示を基準電圧生成部５１ｂに出力する。なお、変更判定部５２は、負荷変動が所定の閾値以上になった場合に、ゼロクロスの基準電圧を変更させる指示を基準電圧生成部５１ｂに出力するようにしてもよい。
【００９２】
基準電圧生成部５１ｂ（基準電圧変更部の一例）は、変更判定部５２の指示に基づいてゼロクロス検出の検出基準を変更する。基準電圧生成部５１ｂは、例えば、変更判定部５２からの指示に応じて、ゼロクロス検出の検出基準を０Ｖから所定の正電圧に変更する。なお、基準電圧生成部５１ｂは、複数種類の基準電圧を生成可能であり、変更判定部５２の指示に基づいて、複数種類の基準電圧を切り替えて出力するようにしてもよい。なお、基準電圧には、０Ｖ（接地電圧）が含まれる。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態によるバッテリ充電装置１ｂは、検出基準変更部５０ｂを備え、検出基準変更部５０ｂは、バッテリ３に接続される負荷部４の負荷変動に応じて、ゼロクロスの検出基準を変更する。
これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１ｂは、第２の実施形態と同様の効果を奏し、急激な負荷変動が発生する場合であっても、ゼロクロス制御を行うことができる。また、本実施形態によるバッテリ充電装置１ｂは、負荷変動に応じて、ゼロクロスの検出基準を変更するため、負荷変動が発生していない正常な状態の場合に、０Ｖを検出基準にすることが可能であり、スイッチングによる消費電力をさらに低減することができる。
【００９４】
［第４の実施形態］
次に、図面を参照して、第４の実施形態によるバッテリ充電装置１ｃについて説明する。
本実施形態では、ＡＣＧ２の交流電圧の各相における下限値に応じて、ゼロクロスの検出基準を変更する変形例について説明する。なお、本実施形態では、一例として、第２の実施形態において、交流電圧の各相における下限値に応じてゼロクロスの検出基準を変更する場合について説明する。
【００９５】
図９は、本実施形態によるバッテリ充電装置１ｃの一例を示すブロック図である。
図９に示すように、バッテリ充電装置１ｃは、整流部２０と、制御回路３０と、検出基準変更部５０ｃと、電圧検出部６１と、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）とを備えている。
なお、図９において、図８と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００９６】
電圧検出部６１は、例えば、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）やコンパレータなどを用いて、ＡＣＧ２の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力電圧を検出する。
【００９７】
検出基準変更部５０ｃは、交流電圧の各相における下限値に応じて、ゼロクロスの検出基準を変更する。検出基準変更部５０ｃは、例えば、電圧検出部６１が検出した各相の電圧値に基づいて、各相の下限値（下限電圧値）を検出し、当該下限電圧値に応じて、ゼロクロスの基準電圧を高める変更を行う。
また、検出基準変更部５０ｃは、基準電圧生成部５１ｂと、変更判定部５２ａとを備える。
【００９８】
変更判定部５２ａは、電圧検出部６１が検出した各相の電圧値を取得し、取得した各相の電圧値に基づいて、下限電圧値を検出する。変更判定部５２ａは、下限電圧値に応じて、ゼロクロスの基準電圧を変更させる指示を基準電圧生成部５１ｂに出力する。なお、変更判定部５２ａは、下限電圧値が所定の閾値以上になった場合に、ゼロクロスの基準電圧を変更させる指示を基準電圧生成部５１ｂに出力するようにしてもよい。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態によるバッテリ充電装置１ｃは、検出基準変更部５０ｃを備え、検出基準変更部５０ｃは、ＡＣＧ２の交流電圧の各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）における下限値に応じて、ゼロクロスの検出基準を変更する。
これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１ｃは、第２の実施形態と同様の効果を奏し、急激な負荷変動が発生する場合であっても、ゼロクロス制御を行うことができる。また、本実施形態によるバッテリ充電装置１ｃは、ＡＣＧ２の交流電圧の各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）における下限値に応じて、ゼロクロスの検出基準を変更するため、負荷変動が発生していない正常な状態の場合に、０Ｖを検出基準にすることが可能であり、スイッチングによる消費電力をさらに低減することができる。
【０１００】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、バッテリ充電装置１（１ａ〜１ｃ）は、ゲート検出部３７及び充電許可部３８を備え、三相間における励磁電流の偏りの発生を抑制する機能を有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ゲート検出部３７及び充電許可部３８を備えない形態であってもよい。
【０１０１】
また、上記の第２及び第３の実施形態において、第２の実施形態に適用する例を説明したが、これに限定されるものではなく、第１の実施形態に適用してもよい。すなわち、第１の実施形態に、第３の実施形態の電流検出部６０及び変更判定部５２を適用するようにしてもよい。また、第１の実施形態に、第４の実施形態の電圧検出部６１及び変更判定部５２ａを適用するようにしてもよい。なお、この場合、電圧生成部５１は、複数種類のオフセット電圧を生成可能であり、これらのオフセット電圧を切り替えて出力するようにしてもよい。
【０１０２】
また、上記の各実施形態において、検出基準変更部５０（５０ａ〜５０ｃ）は、ゼロクロスの検出基準を三相同時に変更する例を説明したが、これに限定されるものではなく、三相を個別に変更するようにしてもよい。
【０１０３】
なお、上述したバッテリ充電装置１（１ａ〜１ｃ）が備える各構成は、内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したバッテリ充電装置１（１ａ〜１ｃ）が備える各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述したバッテリ充電装置１（１ａ〜１ｃ）が備える各構成における処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１０４】
また、上述した機能の一部又は全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  バッテリ充電装置
２  ＡＣＧ
３  バッテリ
１０  スイッチ部
１１、１２、１３  ＭＯＳトランジスタ
２０  整流部
３０  制御回路
３１、３２、３３、４２  コンパレータ
３４、３５、３６  ゲート制御部
３７  ゲート検出部
３８  充電許可部
４０  充電電圧検出部
４１  基準電源
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ  検出基準変更部
５１  電圧生成部
５１ａ、５１ｂ  基準電圧生成部
５２、５２ａ  変更判定部
６０  電流検出部
６１  電圧検出部
３７１、３７２、３７３  ラッチ
３７４  正常確認部
５１１  電源回路
５１２  タイマＩＣ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６  コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２，Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５  ダイオード
ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３  ゲートドライバ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９  抵抗
【図１】
2020174495.tif 000003
【図２】
2020174495.tif 000004
【図３】
2020174495.tif 000005
【図４】
2020174495.tif 000006
【図５】
2020174495.tif 000007
【図６】
2020174495.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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