(57)【要約】【課題】低消費電力の冷却装置付充電装置を提供する。【解決手段】単一の電源回路を有する充電装置１００に、冷却装置４２と、冷却装置４２駆動用の定電圧回路として、充電ラインの電圧を所定の電圧に変換するDC／DCコンバータ４１を設けた。充電待機中等の冷却装置を駆動しない場合には、冷却装置停止回路４３から信号を出力してDC／DCコンバータ４１のスイッチング動作を停止させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を充電する充電装置であって、
前記電池を充電する充電回路と、
前記充電回路の動作を制御する充電制御回路と、
前記電池を冷却する冷却装置と、
前記充電回路に電源を供給する第１電源回路と、
前記充電制御回路に対して動作電力を供給する第２電源回路と、
前記冷却装置を駆動するものであって、前記充電回路に接続され、前記充電回路の出力電力を用いて動作する第３電源回路と、
前記冷却装置を停止すべきと判断したときに、前記第３電源回路の動作を停止させる停止回路と、を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記第３電源回路は、
前記充電回路から出力される電圧を所定電圧に変換するDC／DCコンバータを備えることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
電池を充電する充電装置であって、
電源からの電力を変換して２種類の電力を出力するものであって、第1の電力を出力する第1出力巻き線と第2の電力を出力する第2出力巻き線とを有する電力変換トランスと、
前記第1出力巻き線に接続され、前記第1出力巻き線から出力される電力を前記電池に供給する充電回路と、
前記充電回路の動作を制御する充電制御回路と、
電池を冷却する冷却装置と、
前記第２出力巻き線に接続され、前記第２出力巻き線から出力される電力を前記充電制御回路に供給する第１電源回路と、
前記冷却装置を駆動するものであって、前記充電回路に接続され、前記充電回路からの電源供給を受けて動作する第２電源回路と、
前記冷却装置を停止すべきと判断したときに、前記第２電源の動作を停止させる停止回路と、を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項４】
前記第２電源回路は、
前記充電回路から出力される電圧を所定電圧に変換するDC／DCコンバータを備えることを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等を充電するための充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定格容量が大きい電池であっても比較的大きい電流で充電できる、冷却装置付充電装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のような充電装置においては、電池の温度上昇による充電不足を避けるため、冷却ファン等の冷却装置を充電装置に設けている。その理由としては、大きい定格容量の電池を大電流で充電すると、電池の発熱が大きくなってしまい、満充電前に電池のサイクル寿命の低減を抑制する目的で設定された設定温度（例えば６０℃）を越えてしまい充電が停止され、充電不足となる恐れがあるためである。
【０００４】
冷却装置の駆動手段としては、充電用の電源回路の駆動状態にかかわらず動作し、マイコン等の制御系に電力を供給する電源回路（以下補助電源回路とする）の出力側と制御系用の定電圧回路間の電力ラインに冷却装置用の定電圧回路を設け、これを電源として冷却装置を駆動する手段が開示されている。（特許文献１の図１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７１７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような充電装置における冷却装置駆動手段は、電池の充電が待機される充電待機時等の冷却装置が駆動しないときでも冷却装置用の定電圧回路は所定の電圧を出力し続けるため、損失が発生し低消費化の妨げになっている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却装置を駆動しないときの消費電力を低減することができる充電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、電池を充電する充電装置であって、電池を充電する充電回路と、充電回路の動作を制御する充電制御回路と、電池を冷却する冷却装置と、充電回路に電源を供給する第１電源回路と、充電制御回路に対して動作電力を供給する第２電源回路と、冷却装置を駆動するものであって、充電回路に接続され、充電回路の出力電力を用いて動作する第３電源回路と、冷却装置を停止すべきと判断したときに、第３電源回路の動作を停止させる停止回路と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明では、第３電源回路は、充電回路から出力される電圧を所定電圧に変換するDC／DCコンバータを備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明では、電池を充電する充電装置であって、電源からの電力を変換して２種類の電力を出力するものであって、第1の電力を出力する第1出力巻き線と第2の電力を出力する第2出力巻き線とを有する電力変換トランスと、第1出力巻き線に接続され、第1出力巻き線から出力される電力を電池に供給する充電回路と、充電回路の動作を制御する充電制御回路と、電池を冷却する冷却装置と、第２出力巻き線に接続され、第２出力巻き線から出力される電力を充電制御回路に供給する第１電源回路と、冷却装置を駆動するものであって、充電回路に接続され、充電回路からの電源供給を受けて動作する第２電源回路と、冷却装置を停止すべきと判断したときに、第２電源の動作を停止させる停止回路と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明では、第２電源回路は、充電回路から出力される電圧を所定電圧に変換するDC／DCコンバータを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の充電装置によれば、充電制御回路の電源（第１電源回路）と冷却装置の電源（第２電源回路）とを別の電源系統から受け取る構成としたため、冷却装置が停止されているときの不要な電力消費を低減し低消費化を図ることができる。また、冷却装置が停止されているときの、第２出力巻線の負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る充電装置にリチウム電池を接続した場合の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る冷却装置駆動部であるＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る充電装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図１乃至図３を参照して詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態による充電装置１００は、整流平滑回路２、スイッチング回路５、および変圧器１０よりなる単一のスイッチング電源を有し、このスイッチング電源の出力側に電池５０が接続されて充電が行われるように構成されている。電池５０は、充電時に主に動作する第１のフィードバック回路２４および充電用フィードバック回路２３、電池を冷却する冷却装置（例えば冷却ファン）４２に電力を供給し駆動するＤＣ／ＤＣコンバータ４１、充電待機時（電池が充電装置本体に接続されていない状態、あるいは電池の充電が完了しても電池が接続されており充電が行われない状態）に主に動作する第２のフィードバック回路２５および電圧降下回路２２、電池５０への充電電流の供給経路の接続をオンオフする充電電流遮断回路２７０、および充電装置１００の動作を制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）３２から主に構成された充電回路を介してスイッチング電源に接続されている。充電装置１００において、電池５０の充電を行っていない充電待機中は、第２のフィードバック回路２５および電圧降下回路２２が動作しており、充電電流遮断回路２７０は電池５０へ充電電流が供給される経路を遮断している。充電を行っている間は、第１のフィードバック回路２４および充電用フィードバック回路２３が動作しており、充電電流遮断回路２７０は電池５０へ充電電流が供給される経路を接続している。
【００１６】
以下、電池５０および充電装置１００の構成を詳細に説明する。電池５０は、例えばリチウム電池等の充電可能な電池である。電池５０は、複数の素電池５２を直列接続した電池組５７と、電池組５７に近接して配置され電池組５７の温度を検出するサーミスタ５８とを有している。特に電池５０がリチウム電池で構成される場合、各素電池５２の電池電圧を検出し例えば過放電状態、過充電状態を検知して充電禁止信号を出力する保護ＩＣ回路５１を備えている。
【００１７】
電池組５７は接続端子５３と接続端子５４との間に接続され、電池５０が充電装置１００に接続された状態において、互いに接続された接続端子５３と接続端子３５、および互いに接続された接続端子５４と接続端子３６を介して充電電流が供給されるように構成されている。このとき、サーミスタ５８は、互いに接続された接続端子３８と接続端子５６を介してマイコン３２に電池温度に応じた信号を出力する。また、保護ＩＣ回路５１の出力端子６０は接続端子５５と接続されており、出力端子６０から出力された充電禁止信号は、互いに接続された接続端子３７および接続端子５５とダイオード３４とを介して第２のフィードバック回路２５に入力される。以上のように構成された電池５０は、接続端子５３、５４、５５、５６を介して充電装置１００に接続された状態でスイッチング電源から充電電流が供給されることによって充電される。
【００１８】
スイッチング電源は、上記のように整流平滑回路２、スイッチング回路５および変圧器１０によって構成されている。整流平滑回路２は、商用電源等の交流電源１から入力される交流を整流する全波整流回路６、および全波整流回路６の出力を平滑化する平滑用コンデンサ７とで構成され、交流電源１から入力される交流を直流に変換する。
【００１９】
スイッチング回路５は、抵抗８、ＭＯＳＦＥＴ９、スイッチングレギュレータ１１を有しており、整流平滑回路２の出力をスイッチングするタイミングを調整することによって、変圧器１０から出力される電圧を制御するための回路である。抵抗８は、整流平滑回路２とスイッチングレギュレータ１１との間に接続されており、整流平滑回路２の出力電圧をスイッチングレギュレータ１１に入力する起動抵抗である。ＭＯＳＦＥＴ９は、ドレイン端子が変圧器１０の巻線１０１を介して全波整流回路６の出力側の一端に接続され、ソース端子が全波整流回路６の出力側の他端に接続され、ゲート端子がスイッチングレギュレータ１１の出力端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ９は、ゲート端子に入力された信号によりドレイン端子とソース端子との間の接続をオンオフするスイッチング素子である。スイッチングレギュレータ１１は、入力信号に応じてＰＷＭ制御されたパルス信号を出力する集積回路（以下、ＩＣという）である。スイッチングレギュレータ１１には、電源として巻線１０３に発生した電圧が平滑用コンデンサ１２およびダイオード１４で平滑化されて印加されているとともに、スイッチングのタイミングを制御する信号がフォトカプラ１３を介して入力されている。スイッチングレギュレータ１１は、ＰＷＭ制御された出力をＭＯＳＦＥＴ９のゲート端子に出力し、ＭＯＳＦＥＴ９が、ゲート端子に入力された信号に応じてスイッチング動作することによって、変圧器１０の１次側に印加される電圧を制御する。
【００２０】
変圧器１０は、１次側の巻線１０１、２次側の巻線１０２、１０３、１０４により構成されている。巻線１０１は、上記のようにスイッチング回路５により所定のタイミングでオンオフするパルス電圧を印加されている。巻線１０１に上記のパルス電圧が印加されることによって、２次側の巻線１０２、１０３、１０４に、巻線１０１との巻線比に応じた電圧が誘導される。その結果、巻線１０２は、電池５０の充電電流を供給するための電力を出力し、巻線１０３は、レギュレータ１１に所定の電圧を供給するための電力を出力し、巻線１０４は、充電装置１００の動作を制御するマイコン３２など制御系に供給する電力を出力する。
【００２１】
上記のようなスイッチング電源から電力を供給されることにより電池５０を充電するための充電回路は、電池５０に充電電流を供給する電力供給系として、整流平滑回路２１０、充電用フィードバック回路２３および第１のフィードバック回路２４、電圧降下回路２２および第２のフィードバック回路２５、充電電流逆流防止回路４０、充電電流遮断回路２７０を有しており、制御系としてマイコン３２および定電圧回路２８０を主に有している。
【００２２】
整流平滑回路２１０は、巻線１０２に接続されたダイオード２０と、巻線１０２の両端にダイオード２０を介して接続されたコンデンサ２１とから構成され、巻線１０２からの出力電圧を平滑化することによって直流に変換する。
【００２３】
第１のフィードバック回路２４は、ダイオード４０およびダイオード２０を介して巻線１０２に接続された抵抗２４１と、抵抗２４１に直列に接続されたツェナーダイオード２４２とから構成されている。ツェナーダイオード２４２のツェナー電圧は、電池５０の最大電圧よりも大きい電圧、すなわち電池電圧１８ボルトのニッケル水素電池の充電時の最大電圧である２５ボルト程度を考慮し、例えば３０ボルトに設定されている。第１のフィードバック回路２４の動作時には、ダイオード２０およびダイオード４０を介して巻線１０２の出力電圧が印加される。このときツェナーダイオード２４２にツェナー電圧以上の電圧が印加されると、フォトカプラ１３を介してスイッチングレギュレータ１１に出力電圧を抑制させる信号を入力することによって、変圧器１０の１次側の巻線１０１の電圧を制御する。その結果、第１のフィードバック回路２４の動作時に巻線１０２から出力される電圧は、ツェナーダイオード２４２のツェナー電圧とほぼ同等に保たれる。
【００２４】
充電用フィードバック回路２３は、抵抗２３１乃至２３７、ダイオード２３８および比較器２３０とから構成されている。抵抗２３１および抵抗２３２ａは、５ボルトの電位点と基準電位点との間に互いに直列に接続され、抵抗２３３、２３４、２３７は、抵抗２３１と抵抗２３２ａの接続点と基準電位点との間に互いに直列に接続され、それぞれの抵抗値に応じて５ボルトの電圧を分圧している。これによって抵抗２３３と抵抗２３４との接続点に所定電圧を生成し、比較器２３０の反転入力端子に印加している。抵抗２３５は比較器２３０の非反転入力端子と接続端子３６との間に接続され、電池５０に流れる充電電流に応じた電流が抵抗２３７に流入することによって生ずる、電池５０の充電電流に応じた電圧を比較器２３０の非反転入力端子に印加している。比較器２３０は、２つの入力端子に印加される電圧の差に応じた電圧を出力する。また、比較器２３０の出力端子は抵抗２３６およびダイオード２３８を介してフォトカプラ１３に接続されており、フォトカプラ１３を介してスイッチングレギュレータ１１に比較器２３０の出力に応じて、出力電圧を制御する信号を入力することによって、変圧器１０の巻線１０２の出力電圧を制御し、電池５０の充電を定電流制御する。 また、抵抗２３１と２３２ａとの接点に接続され、マイコン３２の出力ポート３２６ｂ、３２６ｃ、３２６ｄにそれぞれ接続されている抵抗２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄは、特にリチウムイオン電池の充電モードにおいて充電電流を段階的に変化させるために設けられている。出力ポート３２６ｂ、３２６ｃ、３２６ｄ全ての信号がハイレベル（以下、Ｈとする）のとき充電電流は、抵抗２３１と２３２ａのそれぞれの抵抗値に応じて５ボルトの電圧を分圧した値により決まり、ことのき充電電流は最大となる。出力ポート３２６ｂの出力がＨで、３２６ｃ、３２６ｄの出力がローレベル（以下、Ｌとする）のとき充電電流は、抵抗２３１の抵抗値と、抵抗２３２ａと２３２ｂとを並列合成した抵抗値に応じて５ボルトを分圧した値により決まる。出力ポート３２６ｃの出力のみがＬのときや、３２６ｄの出力のみがＬのときも同様に、抵抗２３１の抵抗値と、抵抗２３２ａと２３２ｃ或いは２３２ａと２３２ｂとを並列合成した抵抗値に応じて５ボルトを分圧した値により充電電流が決まる。電流設定値をＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４とし、Ｉ１が最大電流値、以下、Ｉ２＞Ｉ３＞Ｉ４とする。各電流設定値に応じた抵抗値を抵抗２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄに割り振る。出力ポート３２６ｂ、３２６ｃ、３２６ｄの出力をそれぞれ（Ｈ、Ｈ、Ｈ）、（Ｌ、Ｈ、Ｈ）、（Ｈ、Ｌ、Ｈ）、（Ｈ、Ｈ、Ｌ）などと切替え、充電電流を段階的に制御する。次に、充電電流を切替えるタイミングについて説明する。電圧検出回路４４で端子３５に印加される電圧を検出し、電圧検出回路４４の出力をマイコン３２の入力ポート３２５で読み込む。まず最大電流値Ｉ１で充電し、充電電圧が所定の値に達したら充電電流値をＩ２に一段階下げる。このとき充電電圧は数ボルト下がる。充電電流値Ｉ２で暫く充電すると、充電電圧は再び所定の値に達するため、次は充電電流値をＩ３に一段階下げる。このとき充電電圧は再び数ボルト下がる。このように��て充電電流を段階的に切替え、充電電圧が所定の電圧を超えないように充電制御する。充電電流の段階制御については更に細かく制御してもよい。
【００２５】
第２のフィードバック回路２５は、ＭＯＳＦＥＴ２５３、ツェナーダイオード２５８およびＭＯＳＦＥＴ２５１、抵抗２５５、２５７、２５９とで構成されている。ＭＯＳＦＥＴ２５３のソース端子はダイオード２８を介して巻線１０４に接続され、ドレイン端子側には、抵抗２５９およびツェナーダイオード２５８が直列に接続されている。抵抗２５７は、ＭＯＳＦＥＴ２５３のソース−ゲート間に接続され、抵抗２５５およびＭＯＳＦＥＴ２５１は、ゲート端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２５１のゲート端子は、ダイオード３３を介してマイコン３２の出力ポート３２１に接続されているとともに、ダイオード３４を介して接続端子３７に接続されており、電池５０の装着時には互いに接続された接続端子３７および接続端子５５を介して保護ＩＣ回路５１の充電禁止信号出力端子６０に接続される。第２のフィードバック回路２５は、マイコン３２の出力ポート３２１の出力がＨ、または保護ＩＣ回路５１の出力端子６０から充電禁止信号が出力されている場合に動作する。そしてツェナーダイオード２５８に印加される電圧が例えば８ボルト等のツェナー電圧を超えるとツェナーダイオード２５８からフォトカプラ１３を介してスイッチングレギュレータ１１に出力を抑制する信号が出力され、巻線１０１に印加される電圧を制御する。その結果、巻線１０４から出力される電圧は、ツェナーダイオード２５８のツェナー電圧とほぼ同等に保たれる。
【００２６】
電圧降下回路２２は、ダイオード２０を介して巻線１０２の一端に接続された抵抗２２３と、ドレイン端子を抵抗２２３に接続され、ソース端子を巻線１０２の他端に接続されたＭＯＳＦＥＴ２２１とで構成されている。ＭＯＳＦＥＴ２２１のゲート端子は、ダイオード３３を介してマイコン３２の出力ポート３２１に接続されるとともに、ダイオード３４を介して接続端子３７に接続されており、電池５０の装着時には接続端子５５を介して保護ＩＣ回路５１の充電禁止信号出力端子６０に接続される。電圧降下回路２２は、マイコン３２の出力ポート３２１の出力がＨ信号、または保護ＩＣ回路５１の出力端子６０から充電禁止信号が出力されている場合に動作する。このとき巻線１０４で発生している電力以上の消費となる抵抗値を抵抗２２３に設定することによって、巻線１０２の出力電圧を低下させる。
【００２７】
ダイオード４０は、電池５０側から巻線１０２側への電流を防止する逆流電流防止回路である。ダイオード４０は、ダイオード２０を介して巻線１０２の一端と接続され、リレー２６を介して電池５０の接続端子５３が接続される接続端子３５との間に接続されている。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、例えば図２に示すような一般的な昇降圧チョッパ回路であり、スイッチングレギュレータ４１０、トランジスタ４１１、インダクタ４１２、ダイオード４１３及び４１２、コンデンサ４１５、抵抗４１８及び４１９から構成される。入力部を充電ラインである平滑回路２１０の出力部に接続され、平滑回路２１０の出力電圧を所定の電圧（たとえば１２Ｖ）に昇降圧変換し、冷却装置４２に電力を供給する。スイッチングレギュレータ４１０はトランジスタ４１０ａ、発振器４１０ｂ、比較器４１０ｃなどから構成される。発振器４１０ｂは、比較器４１０ｃからの出力信号に基づきトランジスタ４１１及び４１０ａのスイッチング動作を制御する。比較器４１０ｃには所定の基準電圧が設定されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の出力部に発生する電圧を抵抗４１８と４１９で分圧した値と基準電圧を比較し、その分圧値が基準電圧に達したら発振器４１０ｂにＨ信号を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の出力電圧が一定に保たれるように動作する。
【００２９】
冷却装置４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１から電力を得て駆動し、充電中または電池温度が所定の温度を超えているときに充電を一時停止する電池高温待機中に電池を冷却する。
【００３０】
冷却装置停止回路４３は、充電待機中に冷却装置４２を駆動させないため、マイコン３２の出力信号に基づきＤＣ／ＤＣコンバータ４１にスイッチング動作を停止させる信号を出力する。図２に示すようにマイコン３２の出力ポート３２４からＬ信号が出力されるとトランジスタ４３０がオンし、スイッチングレギュレータ４１０の比較器４１０ｃに基準電圧を超える電圧が印加される。このとき、比較器４１０ｃはＨ信号を出力し続けるためトランジスタ４１１及び４１０ａはスイッチングしなくなる。従ってこのとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の出力部に電圧は発生しない。
【００３１】
充電電流遮断回路２７０は、一端がダイオード２０およびダイオード４０を介して巻線１０２に接続されるとともに、他端が電池５０の接続端子５３が接続される接続端子３５と接続されたリレー２６と、リレー２６の動作を制御するＭＯＳＦＥＴ２７とにより構成されている。ＭＯＳＦＥＴ２７は、ドレイン端子にリレー２６を介して５ボルトの電位を与えられ、ソース端子は基準電位点に接続されており、ゲート端子は、マイコン３２の出力ポート３２２と接続されている。リレー２６は、ＭＯＳＦＥＴ２７のゲート端子にＨ信号が入力されると接点を閉じることによって、巻線１０２から電池５０への充電電流の供給経路を接続する。
【００３２】
充電装置１００の動作を制御するマイコン３２は、巻線１０４から定電圧回路２８０を介して電力を供給されている。定電圧回路２８０は、整流および平滑用のダイオード２８、コンデンサ２９およびコンデンサ３１、３端子レギュレータ３０によって構成されている。３端子レギュレータ３０は、所定電圧以上の電圧を印加されると所定電圧を出力する集積回路である。３端子レギュレータ３０の第１の端子は、ダイオード２８を介して巻線１０４に接続されると共にコンデンサ２９を介して基準電位点に接続され、さらに第２のフィードバック回路２５に接続されている。３端子レギュレータ３０の第２の端子は基準電位点に接続され、第３の端子はコンデンサ３１を介して基準電位点に接続されるとともに５ボルトの電位点に接続され、さらにマイコン３２に接続されている。３端子レギュレータ３０は、第１の端子への入力電圧が５ボルトを超えると、マイコン３２に５ボルトの一定電圧を印加する。
【００３３】
マイコン３２は、出力ポート３２１、出力ポート３２２、入力ポート３２３、出力ポート３２４、入力ポート３２５、出力ポート３２６ｂ、３２６ｃ、３２６ｄを有している。出力ポート３２１は、ダイオード３３を介してＭＯＳＦＥＴ２２１およびＭＯＳＦＥＴ２５１のゲート端子に駆動信号を出力する。出力ポート３２２は、ＭＯＳＦＥＴ２７のゲート端子に駆動信号を出力する。入力ポート３２３は、電池５０の装着時に互いに接続される接続端子３８および接続端子５６を介してサーミスタ５８と接続され、サーミスタ５８が検出した電池５０の温度に応じた信号に基づいて電池の装着の有無を判別する。出力ポート３２４は抵抗４３２を介してトランジスタ４３０のベース端子に駆動信号を出力する。入力ポート３２５は端子３５に印加される電圧を電圧検出回路４４を介して読み込む。出力ポート３２６ｂ、３２６ｃ、３２６ｄは、特にリチウムイオン電池を充電するとき、入力ポート３２５で読み込まれた値に応じて、充電電流を段階制御するための信号を充電用フィードバック回路へ出力する。
【００３４】
以上のように構成される充電装置１００により電池５０を充電する際の動作を、図１乃至図３を参照しながら説明する。まず、電源１から交流電源が投入されると、整流平滑回路２の動作により直流に変換され、起動抵抗８に電圧が生じることによってスイッチングレギュレータ１１が動作を開始する。スイッチングレギュレータ１１の動作によりＭＯＳＦＥＴ９のゲート端子にＰＷＭ制御された信号が入力され、ＭＯＳＦＥＴ９がスイッチング動作を開始することによって、変圧器１０の２次側に同じコアに巻かれた巻線１０２、１０３、１０４から出力電圧が発生する。
【００３５】
巻線１０２から出力される電圧が上昇して、第１のフィードバック回路２４のツェナーダイオード２４３にツェナー電圧を超える電圧が印加されると、フォトカプラ１３を介してスイッチングレギュレータ１１に出力電圧を控える信号が伝達される。スイッチングレギュレータ１１は、ＭＯＳＦＥＴ９のスイッチングのタイミングを制御することによって巻線１０１に印加される電圧のパルス幅を制御し、巻線１０２から出力される電圧を第１のフィードバック回路２４で設定された電圧値に保つように制御する。このとき、スイッチングレギュレータ１１に電圧を供給する巻線１０３、およびマイコン３２に電圧を供給する巻線１０４の出力電圧は、それぞれ巻線１０１との巻き数比に応じた電圧となる。巻線１０４の出力電圧が５ボルトを超えると、定電圧回路２８０によってマイコン３２に所定電圧（５ボルト）が印加される。
【００３６】
図３に示すように、マイコン３２に所定電圧が印加されて動作を開始すると(Ｓ１)、出力ポート３２１から出力信号が第２のフィードバック回路２５に出力され、このＨ信号を入力されてＭＯＳＦＥＴ２５１がオン状態となることによって、第２のフィードバック回路２５が動作を開始する(Ｓ２)。第２の電圧フィードバック回路２５は、フォトカプラ１３を介してスイッチングレギュレータ１１に電圧制御信号を出力し、ツェナーダイオード２５８のツェナー電圧に応じて設定される例えば８ボルトの電圧に巻線１０４の出力電圧を制御する。このとき同時に電圧降下回路２２のＭＯＳＦＥＴ２２１はＨ信号を入力されてオン状態となり、電圧降下回路２２の両端電圧は、充電のために接続するいかなる電池の電池電圧よりも低い例えば５ボルト程度の電圧に降下される。このとき出力ポート３２４から冷却装置停止回路４３にＬ信号が出力され、冷却装置４２の停止状態を維持する。この状態で電池５０の装着を待つ。
【００３７】
マイコン３２は、入力ポート３２３に所定の入力があるか否かを検出することにより、電池５０が装着されているか否かの検出を繰り返す（Ｓ３：ＮＯ）。入力ポート３２３に所定信号が入力されて電池の装着が検出されると（Ｓ３：ＹＥＳ）、出力ポート３２２からＨ信号をＭＯＳＦＥＴ２７のゲート端子に出力し、リレー２６の接続をオンして充電装置１００から電池５０への充電電流の供給経路を接続する（Ｓ４）。このとき、上記のように電圧降下回路２２の両端電圧が電池５０の電池電圧よりも低い電圧に降下されているとともに、ダイオード４０によって電池５０側から充電装置１００への逆流電流が防止されるので、リレー２６には全く電流が流れないことになる。
【００３８】
続いてマイコン３２は出力ポート３２１からＬ信号をＭＯＳＦＥＴ２５１およびＭＯＳＦＥＴ２２１に出力し、第２のフィードバック回路２５および電圧降下回路２２の動作を停止させることによって、第１のフィードバック回路２４を動作状態に切り換える（Ｓ５）。
このとき同時に出力ポート３２４から冷却装置停止回路にＨ信号を出力し、冷却装置４２を駆動する。
【００３９】
第１のフィードバック回路２４は、ツェナーダイオード２４３のツェナー電圧に応じた信号を、フォトカプラ１３を介してスイッチングレギュレータ１１に出力することによって、巻線１０２の出力電圧を電池５０の充電が可能な例えば３０ボルトの設定電圧に制御する。また、充電用フィードバック回路２３は、電池５０の充電電流と設定電流値との差に応じた信号をフォトカプラ１３を介してスイッチングレギュレータ１１に出力することによって、電池５０の充電電流が所定の電流になるように制御する。この状態で電池５０に定電流による充電が行われる。
【００４０】
充電動作状態において、マイコン３２は電池５０が満充電であるか否かの判別を行う（Ｓ６）。満充電の判別は、例えばサーミスタ５８からの出力に基づいて温度検出を行い、電池５０の充電開始からの温度上昇地が所定の温度上昇値以上になるのを検出して判別するΔＴ検出法、充電時における所定時間あたりの電池温度上昇率（温度勾配）が所定値以上になるのを検出して判別するｄＴ／ｄｔ検出法等公知の方法の１つないし複数の満充電検出法を用いて行えばよい。満充電でない場合には、繰り返して判別を行う（Ｓ６：ＹＥＳ）。
【００４１】
マイコン３２が電池５０が満充電であると判別すると（Ｓ６：ＹＥＳ）、出力ポート３２１からＨ信号を出力し、第１フィードバック回路２４および充電用フィードバック回路２３の動作から第２のフィードバック回路２５および電圧降下回路２２の動作に切り換える（Ｓ７）。このとき、電圧降下回路２２により電池５０に印加される電圧は５ボルト程度に低下するため、充電電流はゼロとなる。このとき出力ポート３２４から冷却装置停止回路４３にＬ信号が出力され、冷却装置４２の駆動を停止する。
【００４２】
続いてマイコン３２は出力ポート３２２からＬ信号を出力して充電電流遮断回路２６０をオフし（Ｓ８）、電池５０の取り外しを監視する状態となる（Ｓ９）。電池５０が取り外されない場合には、監視を繰り返す（Ｓ９：ＹＥＳ）。取り外された場合には（Ｓ９：ＮＯ）、Ｓ３に戻り、再び電池の装着を監視する。
【００４３】
本実施形態では、充電待機中あるいは充電中の電池の冷却が不要な場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の動作が停止されており、冷却装置４２も停止した状態となっている。このとき、巻き線１０４から出力される電力は、マイクロコンピュータ３０で消費される電力と３端子レギュレータ３０で消費される電力となる。従来技術のように、出力電圧の異なる2つの３端子レギュレータを直列に接続する構成では、冷却ファンを停止させていたとしても、冷却ファン駆動用の電圧を出力するための３端子レギュレータが常に動作しているため、不要な電力を消費していたが、本実施形態のように冷却装置の電源を電力供給系である充電回路から受けることで、冷却装置停止時には、冷却装置駆動用の電源を停止させて消費電力の低減を図ることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、巻き線１０４側の出力電圧（負荷）が低減されるため、巻き線１０２の出力電圧も同時に低減される。上述したように、各巻き線１０２，１０４から出力される電圧は、巻き線１０１との巻き数比によって決定される。巻き線１０４の出力電圧はツェナーダイオード２５８のツェナー電圧によって決定されており、この電圧はマイクロコンピュータ３２を駆動するのに必要な電圧に設定されている。制御系を駆動する巻き線１０４には、マイクロコンピュータ３２のみが接続されているため、冷却装置を巻き線１０４からの出力を用いて駆動する場合に比べて出力電圧を低く設定できる。従って、充電待機時においては、巻き線１０２から出力される電圧も低く抑えられ、巻き線１０２の出力電圧を降下させるための抵抗２２３及びＦＥＴ２２１を小容量のものとすることができ、部品コストを低減することができる。
【００４５】
本実施形態では、共通の変圧器１０に出力巻き線１０２，１０４を設け、それぞれの巻き線１０２，１０４を用いて充電回路とマイクロコンピュータ３２に電力を供給する構成を示したが、たとえば、特開２００４−１７１７９５号公報の図１に記載されているように、整流平滑回路３０（充電回路）及びマイコン５０（充電制御回路）にそれぞれ対応するスイッチング回路２０（第１電源回路），定電圧源７０（第２電源回路）を設け、２０（第１電源回路），７０（第２電源回路）を独立して動作させて整流平滑回路３０及びマイコン５０に電力供給を行う構成とし、充電回路３０からの出力をＤＣ／ＤＣコンバータ（第３電源回路）により電力変換して冷却ファン６を駆動するための電力を取り出す構成としても良い。このような構成とすれば、３端子レギュレータ７３での電力消費が低減されるとともに、充電待機中等の冷却ファン６を駆動しないときの定電圧源７０の出力電力はマイコン５０を駆動するだけの電力で済むため、充電装置全体の省電力化を図ることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１…交流電源  
２…整流平滑回路  
５…スイッチング回路  
１０…変圧器
２２…電圧降下回路（充電回路）
２３…充電用フィードバック回路（充電回路）
２４…第１のフィードバック回路（充電回路）
２５…第２のフィードバック回路（充電回路）
３２…マイクロコンピュータ（充電制御回路）
４０…充電電流逆流防止回路（充電回路）
４１…ＤＣ／ＤＣコンバータ  （第２電源回路）
４２…冷却装置  
４３…冷却装置停止回路（停止回路）  
５０…電池  
１０１…入力巻き線  
１０２…出力巻き線（第1出力巻き線）
１０３…出力巻き線  
１０４…出力巻き線（第２出力巻き線）  
２１０…整流平滑回路（充電回路）
２７０…充電電流遮断回路（充電回路）
２８０…定電圧回路（第１電源回路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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