(57)【要約】【課題】  大電流供給は電気二重層コンデンサを用いることで、鉛電池の寿命を飛躍的に延ばすことができ、更に、充電を効率化し、電気二重層コンデンサの寿命を監視できる電源装置を提供する。【解決手段】  鉛電池１、キャパシタ４、コイル１５、第１のスイッチ素子１１、第２のスイッチ素子１２、制御部１６、電流センサー１７を備え、制御部１６が鉛電池１の電圧（入力電圧）とキャパシタ４の電圧（出力電圧）を測定し、その電圧比率を演算し、鉛電池１からの入力電流を測定し、目標電流との電流比率を演算し、第１又は第２のスイッチ素子１１，１２を電流比率／電圧比率でオン／オフ制御することで、出力電圧と入力電圧の大小と差に応じて、単純降圧動作、降圧促進動作、単純昇圧動作、昇圧促進動作を行い、ＬＥＤ６がキャパシタ４の寿命を報知する。【選択図】        図２
2014060890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛電池と電気二重層コンデンサを備える電源装置であって、
前記鉛電池と前記電気二重層コンデンサとを接続し、電力を蓄えて放出するコイルと、
前記鉛電池からの電流を測定する電流センサーと、
前記鉛電池と前記コイルとの間の接続をオン／オフし、オンにより前記鉛電池からの電流を前記コイルに流す第１のスイッチ素子と、
前記コイルと前記電気二重層コンデンサとの間に接続し、オンにより前記コイルに電流を流し、オフにより前記コイルの電力を前記電気二重層コンデンサに放出する第２のスイッチ素子と、
前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子のオン／オフを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記鉛電池の電圧を入力電圧として測定し、前記電気二重層コンデンサの電圧を出力電圧として測定し、前記電流センサーからの入力により入力電流を測定し、
前記出力電圧が前記入力電圧より低く、且つ、前記出力電圧と前記入力電圧の差が第１の電圧より大きい場合に、第２のスイッチ素子をオフとし、入力電流が一定となるように入力電流と目標電流の第１の比率に応じて前記第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、前記第１のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返す第１の降圧処理を実行し、
前記出力電圧が前記入力電圧より高く、且つ、前記出力電圧と前記入力電圧の差が第２の電圧より大きい場合に、前記第１のスイッチ素子をオンとし、前記出力電圧に対する前記入力電圧の第２の比率に応じて前記第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、前記第２のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返す第１の昇圧処理を実行し、
前記出力電圧が前記入力電圧より低く、且つ、前記出力電圧と前記入力電圧の差が前記第１の電圧以下の場合に、前記第１の比率に応じて前記第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、前記第１のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返すと共に、前記第１のスイッチ素子のオンに同期して前記第２のスイッチ素子をオンする第２の降圧処理を実行し、
前記出力電圧が前記入力電圧より高く、且つ、前記出力電圧と前記入力電圧の差が前記第２の電圧以下の場合に、前記第２の比率に応じて前記第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、前記第２のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返すと共に、前記第２のスイッチ素子のオンに同期して前記第１のスイッチ素子をオンする第２の昇圧処理を実行することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
制御部は、
出力電圧が入力電圧より低く、且つ、前記出力電圧と前記入力電圧の差が第１の電圧以下の場合に、前記第１のスイッチ素子のオフに同期して第２のスイッチ素子をオフする第２の降圧処理を実行し、
前記出力電圧が前記入力電圧より高く、且つ、前記出力電圧と前記入力電圧の差が第２の電圧以下の場合に、前記第２のスイッチ素子のオフに同期して前記第１のスイッチ素子をオフする第２の昇圧処理を実行することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
制御部は、第２の降圧処理において、第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を第１の比率に応じて決定し、第１のスイッチ素子のオンに同期して前記第２のスイッチ素子をオンし、前記第１のスイッチ素子のオフとは異なるタイミングで前記第２のスイッチ素子をオフする制御を行うことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
制御部は、第２の昇圧処理において、第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を第２の比率に応じて決定し、第２のスイッチ素子のオンに同期して前記第１のスイッチ素子をオンし、前記第２のスイッチ素子のオフとは異なるタイミングで前記第１のスイッチ素子をオフする制御を行うことを特徴とする請求項１又は３記載の電源装置。
【請求項５】
制御部は、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、前記出力電圧と前記入力電圧の差が第１の電圧以下で第３の電圧より大きい場合に、例外区間として、第１のスイッチ素子をオンにし、第２のスイッチ素子をオフにする例外動作処理を実行することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の電源装置。
【請求項６】
電気二重層コンデンサの寿命を報知する報知部を有し、
制御部は、前記電気二重層コンデンサの充電開始時に予想充電時間を演算し、充電開始から充電完了までの実充電時間を計測し、前記予想充電時間と前記実充電時間の比率を演算し、当該比率が特定の範囲を超えていれば、前記電気二重層コンデンサの寿命が近づいたことを前記報知部に出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の電源装置。
【請求項７】
電気二重層コンデンサの電圧を監視し、前記電気二重層コンデンサの電圧が特定値を下回ったことを検出すると、前記制御部に起動信号を出力する電圧監視部を有し、
前記制御部は、前記電気二重層コンデンサの充電終了を検出すると、自らスリープ状態に移行し、前記起動信号により起動して前記電気二重層コンデンサの充電を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジン始動時のスタータや大電力を要する電装系システム用の電源装置に係り、特に、電気二重層コンデンサを搭載し、鉛電池の過負荷を軽減して、電気二重層コンデンサへの充電を効率的に行う電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来、車両のアイドリングストップシステムのエンジン始動用には鉛電池が一般的には用いられる。具体的には、鉛電池から自動車のエンジンを始動する起動装置（スタータモータ）に電流を供給（放電）し、エンジンが始動した後は、そのエンジンの回転力によって作動する発電機から鉛電池に電流が必要に応じて常時供給（充電）されるようになっている。
また、トラック搭載型のリフターやクレーンやウィングなどの大電流を要する電装系の電源としても安価な鉛電池が用いられる。
【０００３】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００１−３１３０８２号公報「走行車両用電源システム」（新神戸電機株式会社）［特許文献１］、特開平１０−１８４５０６号公報「電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置」（富士重工株式会社）［特許文献２］、特開平０７−３０５６７２号公報「エンジン始動装置」（いすゞ自動車株式会社）［特許文献３］、特開平０８−２４０１７１号公報「車両エンジン始動用電源装置」（澤藤電機株式会社）［特許文献４］がある。
【０００４】
特許文献１には、自動車等に使用される走行車両用電源システムが記載され、非水系二次電池群と水溶液系二次電池群とを組み合わせ、非水系二次電池群の充電状態を基準にして水溶液系二次電池群の充電状態を制御するバッテリコントローラ５を備えて、自動車等の走行車輌の減速時におけるエネルギーを回生エネルギーとして充分に受け入れることができることが示されている。
【０００５】
特許文献２には、車両用電源装置において、エンジン始動時にオルタネータが高電圧による発電を行うと共に、鉛蓄電池をオルタネータから切り離して電気二重層コンデンサのみへの高電圧充電が為され、始動完了時にはオルタネータが通常電圧による発電を行うと共に鉛蓄電池に通常電圧の充電を行うことが示されている、
【０００６】
特許文献３には、エンジン始動装置において、エンジンの温度、始動用コンデンサの電圧及び温度に応じて、始動用コンデンサ単独で始動させてエンジンを始動させるか、バッテリと始動用コンデンサを併用してエンジンを始動させるかを判断して制御することが示されている。
【０００７】
特許文献４には、車両エンジン始動用電源装置において、バッテリと、そのバッテリの電圧を変換する昇圧チョッパと、変換された電圧を充放電する大静電容量の電気二重層コンデンサとを備え、その電気二重層コンデンサをスタータの電源としたことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３１３０８２号公報
【特許文献２】特開平１０−１８４５０６号公報
【特許文献３】特開平０７−３０５６７２号公報
【特許文献４】特開平０８−２４０１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の電源装置として用いられる鉛電池は、エンジン始動時や車載電装系が必要とする大電流を供給することは可能であるが、大電流を流すことで鉛電池の寿命に大きく影響を及ぼすという問題点があった。
【００１０】
具体的には、アイドリングストップシステムにおいては、その機能を搭載していないものと比較し、エンジン始動の回数は圧倒的に多くなるため、鉛電池への負荷は大きくなり、鉛電池の寿命は短くなり、そのため、鉛電池の交換が頻繁に行われる必要があった。
【００１１】
尚、特許文献１〜４には、鉛電池の負荷を軽減し、電気二重層コンデンサの充電を効率的に行うことについて記載されていない。
【００１２】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、エンジン始動時や車載電装系への大電流供給は電気二重層コンデンサを用いることで、鉛電池の寿命を飛躍的に延ばすことができ、更に、充電を効率化し、電気二重層コンデンサの寿命を監視できる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、鉛電池と電気二重層コンデンサを備える電源装置であって、鉛電池と電気二重層コンデンサとを接続し、電力を蓄えて放出するコイルと、鉛電池からの電流を測定する電流センサーと、鉛電池とコイルとの間の接続をオン／オフし、オンにより鉛電池からの電流をコイルに流す第１のスイッチ素子と、コイルと電気二重層コンデンサとの間に接続し、オンによりコイルに電流を流し、オフによりコイルの電力を電気二重層コンデンサに放出する第２のスイッチ素子と、第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子のオン／オフを制御する制御部とを備え、制御部が、鉛電池の電圧を入力電圧として測定し、電気二重層コンデンサの電圧を出力電圧として測定し、電流センサーからの入力により入力電流を測定し、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧より大きい場合に、第２のスイッチ素子をオフとし、入力電流が一定となるように入力電流と目標電流の第１の比率に応じて第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第１のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返す第１の降圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より高く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第２の電圧より大きい場合に、第１のスイッチ素子をオンとし、出力電圧に対する入力電圧の第２の比率に応じて第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第２のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返す第１の昇圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧以下の場合に、第１の比率に応じて第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第１のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返すと共に、第１のスイッチ素子のオンに同期して第２のスイッチ素子をオンする第２の降圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より高く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第２の電圧以下の場合に、第２の比率に応じて第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第２のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返すと共に、第２のスイッチ素子のオンに同期して第１のスイッチ素子をオンする第２の昇圧処理を実行することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記電源装置において、制御部が、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧以下の場合に、第１のスイッチ素子のオフに同期して第２のスイッチ素子をオフする第２の降圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より高く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第２の電圧以下の場合に、第２のスイッチ素子のオフに同期して第１のスイッチ素子をオフする第２の昇圧処理を実行することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記電源装置において、制御部が、第２の降圧処理において、第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を第１の比率に応じて決定し、第１のスイッチ素子のオンに同期して第２のスイッチ素子をオンし、第１のスイッチ素子のオフとは異なるタイミングで第２のスイッチ素子をオフする制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記電源装置において、制御部が、第２の昇圧処理において、第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を第２の比率に応じて決定し、第２のスイッチ素子のオンに同期して第１のスイッチ素子をオンし、第２のスイッチ素子のオフとは異なるタイミングで第１のスイッチ素子をオフする制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、上記電源装置において、制御部が、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧以下で第３の電圧より大きい場合に、例外区間として、第１のスイッチ素子をオンにし、第２のスイッチ素子をオフにする例外動作処理を実行することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記電源装置において、電気二重層コンデンサの寿命を報知する報知部を有し、制御部が、電気二重層コンデンサの充電開始時に予想充電時間を演算し、充電開始から充電完了までの実充電時間を計測し、予想充電時間と実充電時間の比率を演算し、当該比率が特定の範囲を超えていれば、電気二重層コンデンサの寿命が近づいたことを報知部に出力することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記電源装置において、電気二重層コンデンサの電圧を監視し、電気二重層コンデンサの電圧が特定値を下回ったことを検出すると、制御部に起動信号を出力する電圧監視部を有し、制御部が、電気二重層コンデンサの充電終了を検出すると、自らスリープスリープ状態に移行し、起動信号により起動して電気二重層コンデンサの充電を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、制御部が、鉛電池の電圧を入力電圧として測定し、電気二重層コンデンサの電圧を出力電圧として測定し、電流センサーからの入力により入力電流を測定し、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧より大きい場合に、第２のスイッチ素子をオフとし、入力電流が一定となるように入力電流と目標電流の第１の比率に応じて第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第１のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返す第１の降圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より高く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第２の電圧より大きい場合に、第１のスイッチ素子をオンとし、出力電圧に対する入力電圧の第２の比率に応じて第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第２のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返す第１の昇圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧以下の場合に、第１の比率に応じて第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第１のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返すと共に、第１のスイッチ素子のオンに同期して第２のスイッチ素子をオンする第２の降圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より高く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第２の電圧以下の場合に、第２の比率に応じて第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第２のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返すと共に、第２のスイッチ素子のオンに同期して第１のスイッチ素子をオンする第２の昇圧処理を実行する電源装置としているので、鉛電池の寿命を飛躍的に延ばすことができ、更に、損失を少なくし、電気二重層コンデンサの充電を効率よく行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源装置の構成ブロック図である。
【図２】コントローラを中心とした具体的な構成を示す図である。
【図３】制御部におけるスイッチ制御処理（１）を示す概略図である。
【図４】制御部におけるスイッチ制御処理（２）を示す概略図である。
【図５】制御部におけるスイッチ制御フローチャートである。
【図６】別のスイッチ制御のタイミングチャートである。
【図７】キャパシタ電圧監視部の制御フローチャートである。
【図８】制御部でのキャパシタ寿命表示処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る電源装置（本電源装置）は、鉛電池と、電気二重層コンデンサと、コイルと、第１のスイッチ素子と、第２のスイッチ素子と、電流センサーと、制御部とを備え、制御部が、鉛電池の電圧を入力電圧として測定し、電気二重層コンデンサの電圧を出力電圧として測定し、鉛電池からの入力電流を電流センサーにより測定し、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧より大きい場合に、第２のスイッチ素子をオフとし、入力電流が一定となるように入力電流と目標電流の第１の比率（Ｒ1 ）に応じて第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第１のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返す第１の降圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より高く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第２の電圧より大きい場合に、第１のスイッチ素子をオンとし、出力電圧に対する入力電圧の第２の比率（Ｒ2 ）に応じて第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第２のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返す第１の昇圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧以下の場合に、第１の比率（Ｒ1 ）に応じて第１のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第１のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返すと共に、第１のスイッチ素子のオンに同期して第２のスイッチ素子をオンする第２の降圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より高く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第２の電圧以下の場合に、第２の比率（Ｒ2 ）に応じて第２のスイッチ素子のオンとオフの時間を決定し、第２のスイッチ素子のオン／オフ動作を繰り返すと共に、第２のスイッチ素子のオンに同期して第１のスイッチ素子をオンする第２の昇圧処理を実行するものであり、鉛電池の寿命を飛躍的に延ばすことができ、更に、損失を少なくし、電気二重層コンデンサの充電を効率よく行うことができるものである。
【００２３】
更に、本電源装置は、電気二重層コンデンサの寿命を報知する報知部を備え、電気二重層コンデンサの電圧を監視する電圧監視部によって制御部をスリープ状態から起動状態に移行でき、電気二重層コンデンサの電圧低下によって制御部を起動して電気二重層コンデンサの充電を行わせるものである。
【００２４】
尚、電源装置において、鉛電池を入力とした充電回路で、出力先が電気二重層コンデンサである場合に、電気二重層コンデンサは、電力（エネルギー）の供給量に比例して電圧が降下し、鉛電池は放電深度により電圧の降下はあるが、電気二重層コンデンサと比較すると電圧降下は大きくない。
【００２５】
このため、電気二重層コンデンサのエネルギー放出量により、鉛電池の充電回路は降圧動作、昇圧動作の切り替えを行わなくてはならない。しかしながら、一般的な降圧動作や昇圧動作では、入力電圧と出力電圧の比率によってスイッチング素子のオン若しくはオフの時間を変動させて動作する。このため、入力電圧と出力電圧との差が少ない場合、スイッチング素子は、９０数パーセントの割合でオン若しくはオフの状態となるため、回路上のダイオードやトランジスタの損失により、充電が効率よく行われないことになる。
そこで、本電源装置では、鉛電池と電気二重層コンデンサを備え、効率よく短時間で目標の電圧まで充電できるようにしたものである。
【００２６】
［本電源装置の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る電源装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電源装置の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る電源装置（本電源装置）は、図１に示すように、鉛電池１と、スタータ２と、電装系システム３と、電気二重層コンデンサ（Ｕ−ＣＡＰ：ウルトラキャパシタ）４と、コントローラ５と、インジケータとしてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）６と、キャパシタ電圧監視部７と、発電機８とを基本的に有している。
【００２７】
［本電源装置の各部］
本電源装置の各部について具体的に説明する。
鉛電池１は、発電機８からの電流が供給されて電気が蓄積され、蓄積された電気によってコントローラ５に駆動電圧を供給している。
【００２８】
スタータ２は、電気二重層コンデンサ４から供給される電力によってモータを始動させ、エンジンを動作させる。
電装系システム３は、電気二重層コンデンサ４から供給される電力によって電装系の機器を動作させる。
電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ：Electric Double Layer Capacitor）４は、数十ファラッドから数千ファラッド以上の非常に大きな静電容量を有し、急速充放電に優れ、寿命が長い蓄電デバイスで、ウルトラキャパシタ（Ｕ−ＣＡＰ）と呼ばれる。以下、電気二重層コンデンサ４を単に「キャパシタ」と称することがある。
【００２９】
コントローラ５は、特徴的な制御を行うものであり、鉛電池１から入力される入力電圧と電気二重層コンデンサ４に出力する出力電圧の電圧値と鉛電池１から入力される入力電流を測定し、入力電流及び入力電圧と出力電圧の比率（電圧比率）により演算を行い、当該比率の値に応じて電気二重層コンデンサ４への降圧動作と昇圧動作の充電動作を制御するもので、最適な充電を実現するものである。
尚、コントローラ５における充電動作の詳細な制御について後述する。
【００３０】
ＬＥＤ６は、外部インジケータ（報知部）であり、電気二重層コンデンサ４が寿命になったとコントローラ５で判断された場合に、その寿命を知らせる（報知する）ために表示する。
電気二重層コンデンサ４は、鉛電池１と比較して圧倒的に寿命が長いが、寿命が半永久ではない。本電源装置は、業務用車両への適用が考えられるため、電気二重層コンデンサ４の状態を外部から容易に確認するための手段（報知手段）が必要で、ＬＥＤ６がその手段となっている。
【００３１】
キャパシタ電圧監視部７は、キャパシタ４の充電電圧を監視し、特定の電圧値を下回った場合に、コントローラ５に再起動トリガ（起動信号）を出力してキャパシタ４の充電を行わせる。
発電機８は、エンジンの回転力によって作動し、発生させた電流を鉛電池１に供給して、鉛電池１の充電を行う。
【００３２】
［本電源装置の動作概略］
本電源装置の動作概略について説明する。
発電機８で発生した電気を鉛電池１が蓄積し、鉛電池１からコントローラ５に電源が供給され、コントローラ５が鉛電池１の電圧（入力電圧）とキャパシタ４の電圧（出力電圧）と入力電流に基づいてキャパシタ４の降圧と昇圧の充電の制御を行い、また、キャパシタ４の寿命を判断してＬＥＤ６に寿命である旨の表示を行わせる。
【００３３】
キャパシタ４は、スタータ２及び電装系システム３への電源を供給し、キャパシタ電圧監視部７は、キャパシタ４の電圧を監視し、キャパシタ４の電圧が降下すると、コントローラ５にキャパシタ４の充電を行わせる。
このキャパシタ電圧監視部７の動作は、コントローラ５がスリープ状態のときに特に有効である。
【００３４】
［コントローラを中心とした具体的な構成：図２］
次に、本電源装置におけるコントローラを中心とした具体的な構成について図２を参照しながら説明する。図２は、コントローラを中心とした具体的な構成を示す図である。
図２に示すように、コントローラ５に含まれない構成としては、鉛電池１と、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）４と、キャパシタ電圧監視部７があり、その他の構成部分がコントローラ５に含まれるものである。
【００３５】
コントローラ５内の構成としては、第１のスイッチ素子１１と、第２のスイッチ素子１２と、第１のダイオード１３と、第２のダイオード１４と、コイル１５と、制御部１６と、電流センサー１７とを備えている。
第１のスイッチ素子１１は、ＰＮＰ型トランジスタである。第２のスイッチ素子１２は、ＮＰＮ型トランジスタである。
尚、第１のスイッチ素子１１をＰチャネル型電界効果トランジスタ若しくはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）とし、第２のスイッチ素子１２をＮチャネル型電界効果トランジスタ若しくはＩＧＢＴとしてもよい。
【００３６】
鉛電池１の一端が電流センサー１７を経由して第１のスイッチ素子１１のエミッタに接続し、そのコレクタがコイル１５の一端に接続し、そのゲートが制御部１６に接続している。
また、コイル１５の一端には第１のダイオード１３のカソードが接続し、第１のダイオード１３のアノードが鉛電池１の他端（グランド側）に接続している。
【００３７】
コイル１５の他端は、第２のスイッチ素子１２のコレクタに接続し、そのエミッタがグランド側に接続し、そのゲートは制御部１６に接続している。
また、コイル１５の他端は、第２のダイオード１４のアノードに接続し、第２のダイオード１４のカソードはキャパシタ４の一端に接続している。そして、キャパシタ４の他端はグランド側に接続している。
【００３８】
更に、キャパシタ４には、並列にキャパシタ電圧監視部７が接続されている。
また、鉛電池１の一端側の電圧（入力電圧Ｖin ）を制御部１６が検出するために、鉛電池１の一端と第１のスイッチ素子１１のエミッタとの間の点が制御部１６に接続している。
また、キャパシタ４の一端側の電圧（出力電圧Ｖout ）を制御部１６が検出するために、キャパシタ４の一端と第２のダイオード１４カソードとの間の点が制御部１６に接続している。
ここで、「入力電圧」とは、鉛電池１からコントローラ５に対する入力電圧であり、「出力電圧」とは、コントローラ５からキャパシタ４への出力電圧である。
【００３９】
そして、鉛電池１と、電流センサー１７と、第１のスイッチ素子１１と、第１のダイオード１３と、コイル１５とでキャパシタ４に対する降圧回路を構成し、鉛電池１と、コイル１５と、第２のスイッチ素子１２と、第２のダイオード１４とでキャパシタ４に対する昇圧回路を構成している。
従って、第２のスイッチ素子１２がオフで第１のスイッチ素子１１がオン／オフを繰り返すことにより、通常、降圧回路として動作して、コイル１５への電力（エネルギー）の蓄積と放出を繰り返して、キャパシタ４に対して降圧動作を行い、第１のスイッチ素子１１がオフで第２のスイッチ素子１２がオン／オフを繰り返すことにより、通常、昇圧回路として動作して、コイル１５への電力の蓄積と放出を繰り返してキャパシタ４に対する昇圧動作を行う。
尚、本電源装置では、通常の降圧回路と昇圧回路としての動作に加えて、入力電圧と出力電圧の比率等に応じて特殊な降圧及び昇圧の処理を行うものである。
【００４０】
［スイッチ制御の概略：図３、図４］
次に、本電源装置の制御部１６におけるスイッチ制御の概略について図３を参照しながら説明する。図３は、制御部におけるスイッチ制御処理（１）を示す概略図であり、図４は、制御部におけるスイッチ制御処理（２）を示す概略図である。
尚、図３、図４における電圧Ｖ2 〜Ｖout の範囲及びＶout 〜Ｖ1 の範囲は、入力電圧Ｖinと出力電圧Ｖout の差が少ない領域であり、出力電圧と入力電圧の比率によってオン／オフの時間を変動させた場合に、第１のスイッチ素子１１で９０％以上がオンとなり、第２のスイッチ素子１２で９０％以上がオンになり、コイル１５に電力が蓄えられるものの、コイル１５に蓄えられた電力をキャパシタ４に放出され難くなり、回路上のダイオードやトランジスタの損失により充電が効率的に行われない領域（範囲）である。
【００４１】
よって、降圧動作で、第１のスイッチ素子１１を例えば８５％オンするポイントを電圧Ｖ1 とし、昇圧動作で第２のスイッチ素子１２を例えば２５％オンするポイントを電圧Ｖ2 としている。
また、電圧Ｖ3 は、入力電圧と出力電圧との差がほとんどなくなった場合で、降圧動作で、第１のスイッチ素子１１を例えば９５％オンするポイントを電圧Ｖ3 としている。
尚、上記の根拠に基づかず、電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 を任意に決定してもよい。
【００４２】
図３に示すように、出力電圧Ｖout が入力電圧Ｖin より低く、且つ、出力電圧Ｖout に対して入力電圧Ｖin の差が電圧Ｖ1 より大きい場合は、本電源装置は、単純な降圧回路として動作（単純降圧動作）する。
また、出力電圧Ｖout が入力電圧Ｖin より高く、且つ、出力電圧Ｖout に対して入力電圧Ｖin の差が電圧Ｖ2 より大きい場合は、本電源装置は、単純な昇圧回路として動作（単純昇圧動作）する。
【００４３】
また、出力電圧Ｖout が入力電圧Ｖin より低く、且つ、出力電圧Ｖoutに対して入力電圧Ｖin の差が電圧Ｖ1 以下で電圧Ｖ3 より大きい場合には、本電源装置は、降圧を促進する動作（降圧促進動作）を行う。
また、出力電圧Ｖout が入力電圧Ｖin より高く、且つ、出力電圧Ｖout に対して入力電圧Ｖin の差が電圧Ｖ2 以下である場合には、昇圧を促進する動作（昇圧促進動作）を行う。
尚、出力電圧Ｖout が入力電圧Ｖin より低く、且つ、出力電圧Ｖoutと入力電圧Ｖinの差が電圧Ｖ3 未満の場合には、例外動作を行うようにしてもよい。
【００４４】
［単純降圧動作］
単純な降圧回路としての動作とは、第２のスイッチ素子１２をオフの状態に固定にして、入力電流の値により、入力電流と目標電流の比率Ｒ1を演算し、その比率Ｒ1 に応じて第１のスイッチ素子１１をオンの状態にする時間ｔ1と、第１のスイッチ素子１１をオフの状態にする時間ｔ2 を調整し、時間ｔ1 と時間ｔ2 を繰り返して、コイル１５に電力を蓄えて放出する処理を繰り返して降圧処理を行うものである。
【００４５】
［単純昇圧動作］
また、単純な昇圧回路としての動作とは、第１のスイッチ素子１１をオンの状態に固定にして、入力電圧Ｖinに対する出力電圧Ｖout の比率Ｒ2 を演算し、その比率Ｒ2 に応じて第２のスイッチ素子１２をオンの状態にする時間ｔ3 と、第２のスイッチ素子１２をオフの状態にする時間ｔ4を調整し、時間ｔ3 と時間ｔ4 を繰り返して、コイル１５に電力を蓄えて放出する処理を繰り返して昇圧処理を行うものである。
【００４６】
［降圧促進動作］
降圧促進動作とは、第２のスイッチ素子１２を特定割合でオン／オフさせた状態で、入力電流値により演算された入力電流と目標電流との比率Ｒ1 に応じて、第１のスイッチ素子１１をオンの状態にする時間ｔ1と、第１のスイッチ素子１１をオフの状態にする時間ｔ2 を調整し、時間ｔ1 と時間ｔ2 を繰り返して、コイル１５に電力を蓄えて放出する処理を繰り返して降圧処理を促進するものである。
【００４７】
具体的には、入力電流が目標電流に近づく程に、比率Ｒ1 は大きくなり、時間ｔ1 を長くして時間ｔ2 を短くする。
ここで、第２のスイッチ素子１２は、第１のスイッチ素子１１におけるオンのタイミングに同期してオンし、第１のスイッチ素子１１におけるオフのタイミングに同期してオフにする同時オン／オフの動作を繰り返すものとする。
【００４８】
また、上記同時オン／オフの動作に代えて、第２のスイッチ素子１２は、第１のスイッチ素子１１におけるオンのタイミングに同期してオンし、第１のスイッチ素子１１におけるオフのタイミングとは異なるタイミング（早いタイミング）でオフするオン／オフ動作を繰り返してもよい。ここで、第２のスイッチ素子１２のオン時間とオフ時間を上記比率Ｒ1 に応じて決定して変更するようにしてもよい。
【００４９】
例えば、第２のスイッチ素子１２を２５％オンとし、７５％オフとする割合でオン／オフを繰り返している状態（時間ｔ3 ＜時間ｔ4 ）において、比率Ｒ1 に応じて、第１のスイッチ素子１１を７０〜８５％オンとし、３０〜１５％オフとする割合に変化させる。比率Ｒ1 によって変化するが、時間ｔ1 ＞時間ｔ2 の関係は保たれる。
【００５０】
［昇圧促進動作］
昇圧促進動作とは、第１のスイッチ素子１１を特定割合でオン／オフさせた状態で、入力電圧Ｖinに対する出力電圧Ｖoutの比率Ｒ2 を演算し、その比率Ｒ2 に応じて、第２のスイッチ素子１２をオンの状態にする時間ｔ3と、第２のスイッチ素子１２をオフの状態にする時間ｔ4 を調整し、時間ｔ3 と時間ｔ4 を繰り返して、コイル１５に電力を蓄えて放出する処理を繰り返して昇圧処理を促進するものである。
【００５１】
具体的には、入力電圧Ｖinが出力電圧Ｖout に近づく程に、比率Ｒ2 は大きくなり、時間ｔ3 を長くして時間ｔ4 を短くする。
ここで、第１のスイッチ素子１１は、第２のスイッチ素子１２におけるオンのタイミングに同期してオンし、第２のスイッチ素子１２におけるオフのタイミングに同期してオフにする同時オン／オフの動作を繰り返すものとする。
【００５２】
また、上記同時オン／オフの動作に代えて、第１のスイッチ素子１１は、第２のスイッチ素子１２におけるオンのタイミングに同期してオンし、第２のスイッチ素子１２におけるオフのタイミングとは異なるタイミング（遅いタイミング）でオフするオン／オフ動作を繰り返してもよい。ここで、第１のスイッチ素子１１のオン時間とオフ時間を上記比率Ｒ2 に応じて決定して変更するようにしてもよい。
【００５３】
例えば、第１のスイッチ素子１１を８５％オンとし、１５％オフとする割合でオン／オフを繰り返している状態（時間ｔ1 ＞時間ｔ2 ）において、比率Ｒ2 （Ｖin／Ｖout）に応じて、第２のスイッチ素子１２を１５〜２５％オンとし、８５〜７５％オフとする割合に変化させる。比率Ｒ2 によって変化するが、時間ｔ3 ＜時間ｔ4 の関係は保たれる。
【００５４】
［例外区間の動作］
例外区間の動作とは、入力電圧Ｖinが出力電圧Ｖout 以上で電圧Ｖ3 以下の場合に、すなわち、入力電圧と出力電圧との差がほとんどなくなった場合の区間では、電力の放出が少なくなるため、第１のスイッチ素子１１をオンにし、第２のスイッチ素子１２をオフの状態にして、第１のスイッチ素子１１が抵抗を持つため、そのデバイスの損失を利用して電流制限を行い、コイル１５からの電力の放出を行う。
本実施の形態では、例外区間での動作を行うようにしているが、例外区間を設けず、降圧促進動作を行ってもよい。
【００５５】
［制御部のスイッチ制御：図５］
次に、本電源装置における制御部１６の第１のスイッチ素子１１と第２のスイッチ素子１２に対するスイッチ制御の処理について図５を参照しながら説明する。図５は、制御部におけるスイッチ制御フローチャートである。
図５に示すように、制御部１６は、入力電圧（Ｖin：鉛電池１の一端側の電圧）と出力電圧（Ｖout：キャパシタ４の一端側の電圧）を入力して測定し（Ｓ１）、そして、出力電圧Ｖout より入力電圧Ｖinの値が小さいか否か（Ｖout ＞Ｖin）を判定する（Ｓ２）。
【００５６】
判定処理Ｓ２で、Ｖout ≦Ｖinの場合は「降圧動作」を行い、Ｖout ＞Ｖinの場合は「昇圧動作」を行う。
「降圧動作」と判定された場合に、電流センサー１７からの入力電流を測定し、測定した入力電流Ｉinと目標電流値Ｉe の比率（Ｒ1 ）を演算し（Ｓ３）、更に、出力電圧Ｖout と入力電圧Ｖinの差Ｄ1 が特定の値ｘ1 より大きいか否かを判定する（Ｓ４）。
【００５７】
判定処理Ｓ４でＤ1 ＞ｘ1 の場合（Ｙｅｓの場合）には、降圧動作１の処理として、図３の「単純降圧動作」を行う。
また、判定処理Ｓ４でＤ1 ≦ｘ1 の場合（Ｎｏの場合）には、電圧差Ｄ1 が特定の値ｘ1 以下で特定の値ｘ2 より大きいか否か（ｘ2 ＜Ｄ1 ≦ｘ1 ）を判定する（Ｓ６）。
【００５８】
判定処理Ｓ６で、ｘ2 ＜Ｄ1 ≦ｘ1 の場合（Ｙｅｓの場合）には、降圧動作２の処理として、図３の「降圧促進動作」を行う。
また、Ｄ1 ≦ｘ2 の場合（Ｎｏの場合）には、降圧動作３の処理として、図３の「例外動作」を行うようにしてもよい。
その後、入力電圧と出力電圧に変動があるので、処理Ｓ１に戻る。
【００５９】
また、判定処理Ｓ２で「昇圧動作」と判定された場合には、入力電圧Ｖin／出力電圧Ｖoutの比率（Ｒ2 ）を演算し（Ｓ９）、その比率Ｒ2 が特定の値ｘ3 より大きいか否かを判定する（Ｓ１０）。
【００６０】
判定処理Ｓ１０でＲ2 ＞ｘ3 の場合（Ｙｅｓの場合）には、昇圧動作１の処理として、図４の「単純昇圧動作」を行う。
また、Ｒ2 ≦ｘ3 の場合（Ｎｏの場合）には、昇圧動作２の処理として、図４の「昇圧促進動作」を行う。
【００６１】
［スイッチ制御のタイミング］
次に、制御部１６による第１のスイッチ素子１１と第２のスイッチ素子１２におけるオン／オフの制御タイミングについて説明する。
［単純降圧動作のスイッチ制御］
単純降圧動作では、第２のスイッチ素子１２はオフに固定で、第１のスイッチ素子１１のオン期間（時間ｔ1 ）とオフ期間（時間ｔ2 ）は、入力電流Ｉinと目標電流Ｉe との比率Ｒ1 の値によって決定される。また、比率Ｒ1 が変更になれば、その値に応じてオン／オフの時間配分も変更になる。
【００６２】
［単純昇圧動作のスイッチ制御］
単純昇圧動作では、第１のスイッチ素子１１はオンに固定で、第２のスイッチ素子１２のオン期間（時間ｔ3 ）とオフ期間（時間ｔ4 ）は、比率Ｒ2 （Ｖin／Ｖout）の値によって決定される。また、比率Ｒ2 が変更になれば、その値に応じてオン／オフの時間配分も変更になる。
【００６３】
［降圧促進動作のスイッチ制御］
降圧促進動作では、第１のスイッチ素子１１のオン期間（時間ｔ1 ）とオフ期間（時間ｔ2 ）は、比率Ｒ1 によって決定され、比率Ｒ1 の変更によりオン／オフの時間配分も変更になる。また、第２のスイッチ素子１２は、第１のスイッチ素子１１のオン／オフのタイミングに同期してオン／オフを繰り返す。
【００６４】
［昇圧促進動作のスイッチ制御］
昇圧促進動作では、第２のスイッチ素子１２のオン期間（時間ｔ3 ）とオフ期間（時間ｔ4 ）は、比率Ｒ2 によって決定され、比率Ｒ2 の変更によりオン／オフの時間配分も変更になる。また、第１のスイッチ素子１１は、第２のスイッチ素子１２のオン／オフのタイミングに同期してオン／オフを繰り返す。
【００６５】
［例外動作のスイッチ制御］
例外動作では、制御部１６は、第１のスイッチ素子１１をオンにし、第２のスイッチ素子１２をオフにする制御を行う。
【００６６】
［降圧促進動作の別のスイッチ制御：図６］
降圧促進動作における別のスイッチ制御について図６を参照しながら説明する。図６は、別のスイッチ制御のタイミングチャートである。
図６に示すように、降圧促進動作の別のスイッチ制御として、第１のスイッチ素子１１のオン時間ｔ1 とオフ時間ｔ2 は、入力電流Ｉinと目標電流値Ｉe の比率Ｒ1 によって決まるものであり、第２のスイッチ素子１２のオンを第１のスイッチ素子１１のオンに同期させ、第２のスイッチ素子１２のオフを第１のスイッチ素子１１のオフより早いタイミングで行うようにしてもよい。
【００６７】
この場合、第２のスイッチ素子１２でのオン時間ｔ3 とオフ時間ｔ4 は、比率Ｒ1 の値によって決定し、変更するようにしてもよい。
第１のスイッチ素子１１と第２のスイッチ素子１２の同時オン／オフの制御と比較して、鉛電池１から入力される電流を制御して、鉛電池１及びデバイスへの負荷を軽減することができる。
【００６８】
［昇圧促進動作の別のスイッチ制御］
昇圧促進動作における別のスイッチ制御について説明する。
昇圧促進動作の別のスイッチ制御として、第２のスイッチ素子１２のオン時間ｔ3 とオフ時間ｔ4 は、出力電圧に対する入力電圧の比率Ｒ2 によって決まるものであり、第１のスイッチ素子１１のオンを第２のスイッチ素子１２のオンに同期させ、第１のスイッチ素子１１のオフを第２のスイッチ素子１２のオフより早いタイミングで行うようにしてもよい。
【００６９】
この場合、第１のスイッチ素子１１でのオン時間ｔ1 とオフ時間ｔ2 は、比率Ｒ2 の値によって決定し、変更するようにしてもよい。
第１のスイッチ素子１１と第２のスイッチ素子１２の同時オン／オフの制御と比較して、コイル１５に効率よく電力を蓄えて放出する昇圧動作をよりスムーズに行うことができる。
【００７０】
［鉛電池の負荷を考慮した制御］
また、制御部１６が、入力電圧の変動を監視して、鉛電池１の負荷にならないように、キャパシタ４への充電電流の入力を抑制する制御を行うようにしてもよい。
具体的には、充電電流が多く流れることになり、入力電圧が低下することで、鉛電池１に負荷が掛かり、鉛電池１の寿命が短くなってしまう。
そこで、第１のスイッチ素子１１のオン時間ｔ1 を短くし、オフ時間ｔ2 を長くしてオン／オフ動作を繰り返すようにすれば、コイル１５にエネルギーをゆっくり蓄積できるので、鉛電池１の負荷を軽減できる効果がある。
【００７１】
［制御部のスリープ］
キャパシタ電圧監視部７は、キャパシタ４の電圧を監視し、充電完了の電圧を検出した場合には、制御部１６にスリープ指示信号を出力し、制御部１６をスリープ状態に遷移させ、制御部１６における消費電力を抑制するようにしてもよい。この場合、コントローラ５の全体がスリープ状態となる。
尚、制御部１６がキャパシタ４の電圧を監視し、充電完了の電圧を検出すると、自ら（自動的に）スリープ状態に遷移してもよい。
【００７２】
また、キャパシタ電圧監視部７は、キャパシタ４の電圧を監視し、決められた一定の電圧値を下回った時に、制御部１６に対して再起動トリガ信号（起動信号）を出力し、制御部１６を再起動して充電状態に戻すようにしてもよい。
キャパシタ電圧監視部７の処理については後述する。
【００７３】
尚、スリープ状態にある制御部１６は、内部に用意されたタイマーにより定期的に起動され、充電状態に戻すようにしてもよい。この場合、タイマーだけはスリープにならないよう設計しておく。また、タイマーをキャパシタ電圧監視部７に内蔵させ、タイムアップで起動信号を制御部１６に出力して、制御部１６を再起動させ、充電状態に戻してもよい。
また、スリープ状態にある制御部１６は、例えばスイッチ等の外部からの信号を受けて起動し、充電状態に戻るようにしてもよい。
【００７４】
［キャパシタ電圧監視部の制御処理：図７］
次に、本電源装置のキャパシタ電圧監視部７の制御処理について図７を参照しながら説明する。図７は、キャパシタ電圧監視部の制御フローチャートである。
キャパシタ電圧監視部７は、図７に示すように、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）４の電圧を測定し（Ｓ３１）、次に、キャパシタ４への充電が完了したか否かを判定する（Ｓ３２）。
【００７５】
そして、キャパシタ４への充電が完了していなければ（Ｎｏの場合）、処理Ｓ３１に戻り、キャパシタ４への充電が完了していれば（Ｙｅｓの場合）、制御部１６にスリープ指示信号を出力して制御部１６をスリープ状態にする（Ｓ３３）。
【００７６】
更に、キャパシタ電圧監視部７は、キャパシタ４の電圧が一定の電圧を下回ったか否かを判定し（Ｓ３４）、下回っていなければ（Ｎｏの場合）、当該判定処理Ｓ３４を繰り返す（Ｓ３４）。
そして、キャパシタ４の電圧が一定の電圧を下回った場合（Ｙｅｓの場合）、制御部１６に再起動トリガを出力し（Ｓ３５）、処理Ｓ３１に戻る。
【００７７】
このようにして、キャパシタ電圧監視部７は、キャパシタ４の電圧を監視して、充電状態になると制御部１６をスリープ状態に移行させ、キャパシタ４の電圧が一定値を下回れば制御部１６を起動してキャパシタ４の充電を行わせるようにしているので、制御部１６の省電力を図ることができると共にキャパシタ４の充電を効率的に行うことができる。
【００７８】
［キャパシタ寿命表示処理：図８］
次に、本電源装置の制御部１６でのキャパシタ寿命表示処理について図８を参照しながら説明する。図８は、制御部でのキャパシタ寿命表示処理のフローチャートである。
図８に示すように、制御部１６は、キャパシタ４の充電開始時の出力電圧を測定し（Ｓ４１）、エネルギー量を演算する（Ｓ４２）。
【００７９】
次に、制御部１６は、予想充電時間を算出し（Ｓ４３）、定電力充電処理を開始する（Ｓ４４）。
そして、制御部１６は、充電開始から充電完了までの時間（実充電時間）をカウントする（Ｓ４５）。
更に、制御部１６は、処理Ｓ４５でカウントした実充電時間と処理Ｓ４３で算出した予想充電時間とを比較し、実充電時間／予想充電時間の比率を演算する（Ｓ４６）。
【００８０】
次に、制御部１６は、実充電時間／予想充電時間の比率が特定の範囲を超えたか否かを判定し（Ｓ４７）、特定の範囲を超えていれば（Ｙｅｓの場合）、外部インジケータに表示出力して（Ｓ４８）キャパシタ４の寿命（キャパシタ４が寿命に近づきつつあること）を報知し、処理を終了する。また、特定の範囲を超えていなければ（Ｎｏの場合）、そのまま処理を終了する。
【００８１】
このように、制御部１６は、実充電時間／予想充電時間の比率を演算し、その比率に基づいてキャパシタ４の寿命が近いことをＬＥＤ６の外部インジケータ（報知部）に報知するようにしているので、ユーザはキャパシタ４の寿命を容易に認識することができる。
【００８２】
［実施の形態の効果］
本電源装置によれば、制御部１６が、鉛電池１の電圧を入力電圧として測定し、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）４の電圧を出力電圧として測定し、鉛電池１からの入力電流を電流センサー１７により測定し、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧Ｖ1 より大きい場合に、第２のスイッチ素子をオフとし、入力電流が一定となるように入力電流と目標電流の第１の比率Ｒ1 に応じて第１のスイッチ素子１１のオンとオフの時間を決定し、第１のスイッチ素子１１のオン／オフ動作を繰り返す単純降圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より高く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第２の電圧Ｖ2 より大きい場合に、第１のスイッチ素子をオンとし、出力電圧に対する入力電圧の第２の比率Ｒ2 に応じて第２のスイッチ素子１２のオンとオフの時間を決定し、第２のスイッチ素子１２のオン／オフ動作を繰り返す単純昇圧処理を実行し、出力電圧が入力電圧より低く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第１の電圧Ｖ1 以下の場合に、第１の比率Ｒ1 に応じて第１のスイッチ素子１１のオンとオフの時間を決定し、第１のスイッチ素子１１のオン／オフ動作を繰り返すと共に、第１のスイッチ素子１１のオンに同期して第２のスイッチ素子１２をオンする降圧促進処理を実行し、出力電圧が入力電圧より高く、且つ、出力電圧と入力電圧の差が第２の電圧Ｖ2 以下の場合に、第２の比率Ｒ2 に応じて第２のスイッチ素子１２のオンとオフの時間を決定し、第２のスイッチ素子１２のオン／オフ動作を繰り返すと共に、第２のスイッチ素子１２のオンに同期して第１のスイッチ素子１１をオンする昇圧促進処理を実行するものであり、鉛電池１の寿命を飛躍的に延ばすことができ、更に、損失を少なくし、キャパシタ４の充電を効率よく行うことができる効果がある。
【００８３】
また、本電源装置によれば、電圧監視部がキャパシタ４の電圧を監視し、キャパシタ４の充電終了を検出すると、制御部１６にスリープ指示信号を出力し、キャパシタ４の電圧が特定値を下回ったことを検出すると、制御部１６に起動信号を出力し、制御部１６がスリープ指示信号によりスリープ状態に移行し、起動信号により起動してキャパシタ４の充電を行うようにしているので、制御部１６の省電力を図り、キャパシタ４の充電を効率的に行うことができる効果がある。
【００８４】
また、本電源装置によれば、制御部１６が実充電時間／予想充電時間の比率を演算し、その比率に基づいてキャパシタ４の寿命が近いことをＬＥＤ６の外部インジケータに報知するようにしているので、ユーザはキャパシタ４の寿命を容易に認識することができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、エンジン始動時や車載電装系への大電流供給は電気二重層コンデンサを用いることで、鉛電池の寿命を飛躍的に延ばすことができ、更に、充電を効率化し、電気二重層コンデンサの寿命を監視できる電源装置に好適である。
【符号の説明】
【００８６】
１...鉛電池、  ２...スタータ、  ３...電装系システム、  ４...電気二重層コンデンサ（Ｕ−ＣＡＰ）、  ５...コントローラ、  ６...ＬＥＤ、  ７...キャパシタ電圧監視部、  ８...発電機、  １１...第１のスイッチ素子、  １２...第２のスイッチ素子、  １３...第１のダイオード、  １４...第２のダイオード、  １５...コイル、  １６...制御部、  １７...電流センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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