(57)【要約】【課題】放電に伴う蓄電用バッテリーの電圧低下があっても、充放電を適切に遂行し得る双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置を実現することを目的とする。【解決手段】蓄電用バッテリーへ充放電する双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置において、蓄電用バッテリーへの充電時に充電電圧を嵩上げするように、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータと並列に接続されたステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電用バッテリーへ充放電する双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置において、
前記蓄電用バッテリーへの充電時に前記双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータからの充電電圧を嵩上げするように、前記双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータと入力側が並列に接続されて出力側が直列に接続されたステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータを備える
ことを特徴とする蓄電用バッテリーの充放電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電用バッテリーの充放電制御装置において、
前記ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータの前記蓄電用バッテリー側の出力端子において、前記蓄電用バッテリーの放電時に短絡されて電流経路を形成するスイッチ素子を備え、
前記スイッチ素子は、前記蓄電用バッテリーの放電時には短絡され前記蓄電用バッテリーの充電時には開放される
ことを特徴とする蓄電用バッテリーの充放電制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の蓄電用バッテリーの充放電制御装置において、
前記双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが備える絶縁型トランスの巻線比は、前記蓄電用バッテリーの放電終止電圧においても前記蓄電用バッテリーから負荷に所望の電圧が供給可能な巻線比である
ことを特徴とする蓄電用バッテリーの充放電制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の蓄電用バッテリーの充放電制御装置において、
前記双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータは、トランスの商用電源側に配置され、充電時にオンオフ駆動される四つのスイッチング素子で構成されたブリッジ回路と、
前記トランスの商用電源側に備えられたブリッジ回路を構成する四つのスイッチング素子を駆動する充電用ブリッジ制御回路とを備え、
前記充電用ブリッジ制御回路は、前記蓄電用バッテリーへの充電時に、前記ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子を所望の嵩上げ電圧が生成されるようにオンオフ制御する
ことを特徴とする蓄電用バッテリーの充放電制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄電用バッテリーの充放電制御装置において、
前記所望の嵩上げ電圧は、前記蓄電用バッテリーの放電終止電圧と満充電電圧との差よりも大きく、
前記充電用ブリッジ制御回路は、前記蓄電用バッテリーの放電時には停止される
ことを特徴とする蓄電用バッテリーの充放電制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の蓄電用バッテリーの充放電制御装置において、
前記双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータは、トランスの前記蓄電用バッテリー側に配され、放電時にオンオフ駆動される四つのスイッチング素子で構成されたブリッジ回路と、
前記トランスの蓄電用バッテリー側に備えられたブリッジ回路を構成する四つのスイッチング素子を駆動する放電用ブリッジ制御回路とを備える
ことを特徴とする蓄電用バッテリーの充放電制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の蓄電用バッテリーの充放電制御装置において、
前記放電用ブリッジ制御回路は、前記ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータの前記蓄電用バッテリー側の出力端子間に配置されたスイッチ素子を、前記蓄電用バッテリーからの放電時に短絡し、
前記放電用ブリッジ制御回路は、前記スイッチ素子を、前記蓄電用バッテリーの充電時に開放する
ことを特徴とする蓄電用バッテリーの充放電制御装置。
【請求項８】
無線装置に供給する電圧を商用電源から生成する電源ユニットと、前記電源ユニットと前記無線装置との間に一次側が接続された請求項７に記載の蓄電用バッテリーの充放電制御装置と、前記蓄電用バッテリーの充放電制御装置の二次側に接続された蓄電用バッテリーと、を備える
ことを特徴とする無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池への充放電を適切に遂行し得る双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置及びそれを備える無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電力の変換を行う電力変換装置は、通常はＤＣ／ＤＣコンバータと称され、非絶縁型のものと絶縁型のものが知られている。絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば変圧器（以下、適宜トランスと称する）と、トランスの一次側に接続されて直流電力を交流電力に変換する第１変換器と、トランスの二次側に接続されて交流電力を直流電力に変換する第２変換器とを備える。
【０００３】
また、トランスの一次側から二次側へ直流電力を伝送するとともに、トランスの二次側から一次側に直流電力を伝送することが可能な双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータが知られている。
【０００４】
双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、トランスの一次側及び二次側の双方にスイッチング回路（ブリッジ回路）が設けられており、トランスの一次側に設けられたスイッチング回路を駆動するタイミングと、トランスの二次側に設けられたスイッチング回路を駆動するタイミングとを変えることで、一次側から二次側への直流電力の伝送、或いは、二次側から一次側への直流電力の伝送が可能である。
【０００５】
また、双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いることで、例えば二次側に設けられたリチウムイオンバッテリ等の二次電池を必要に応じて充電するとともに、当該二次電池に充電されている直流電力を必要に応じて一次側に取り出すことが可能な充電装置を実現することができる。
【０００６】
また、上述のように、直流電力の変換を行う電力変換装置及び当該装置を備える充電装置に関する発明であって、広い電圧範囲に亘って出力電圧が可変である電力変換装置、及び当該装置を備えることにより広い電圧範囲に亘って効率良く充電を行うことが可能な充電装置を提供することを目的とし、直流電力の入出力が行われる一次側入出力端（Ｔ１１、Ｔ１２）と二次側入出力端（Ｔ２１、Ｔ２２）との間に設けられた高周波トランス（２２）と、前記一次側入出力端と前記高周波トランスとの間に設けられて直流電力と交流電力との変換を行う第１電力変換回路（２１）と、前記二次側入出力端と前記高周波トランスとの間に設けられて直流電力と交流電力との変換を行う第２電力変換回路（２３）とを備え、直流電力の変換を行う電力変換装置（１３、５０）において、前記一次側入出力端及び前記二次側入出力端に対する前記高周波トランスの一次側と二次側との配置を入れ替え可能な入替回路（２５ａ、２５ｂ）を備える電力変換装置とする技術思想が、下記特許文献１に開示されている。
【０００７】
また、このような構成に基づいて特許文献１には、電力変換装置の一次側入出力端及び二次側入出力端に対する高周波トランスの一次側と二次側との配置を入れ替え可能な入替回路を設けているため、広い電圧範囲に亘って出力電圧を可変にすることができるという効果がある。これにより、充電装置においては、広い電圧範囲に亘って効率良く充電を行うことが可能であるという効果があることが記載されている。
【０００８】
また、図９は、バックアップ蓄電池を備える従来の電源装置の構成を説明する図である。図９に示すように、従来、電源障害がない通常時に蓄電池に充電するための充電用電源ユニットと、電源障害発生時に蓄電池から放電させてバックアップするための放電用電源ユニットと、を別個独立にそれぞれ備えた構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−０２１８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来公知の双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、蓄電用バッテリーの放電開始時の電圧（以下、適宜満充電電圧と称する）と、放電に伴い低減された放電終止時の蓄電用バッテリーの電圧（以下、適宜放電終止電圧と称する）との電圧差に対応することができなかった。
【００１１】
例えば、蓄電用バッテリーの放電時に放電終止電圧近傍の比較的低い蓄電用バッテリーの電圧値の場合でも、負荷に供給する所望の出力電圧を出力できるように双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータのトランス巻線比を設定すると、蓄電用バッテリーの充電時には当該比較的低い電圧値が蓄電用バッテリーに供給されることとなり、蓄電用バッテリーを満充電電圧にまでフル充電することが極めて困難となる。
【００１２】
他方、蓄電用バッテリーの充電時に満充電電圧にまでフル充電が可能なように比較的高い電圧値が蓄電用バッテリーに供給されるように双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータのトランス巻線比を設定すると、蓄電用バッテリーの放電時に放電終止電圧近傍の比較的低い蓄電用バッテリーの電圧値となった場合に、電圧不足により負荷に供給する所望の出力電圧を出力することが極めて困難となる。
【００１３】
本発明は、上述した問題点に鑑み為された発明であって、放電に伴う蓄電用バッテリーの電圧低下があっても、充放電を適切に遂行し得る双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置及び無線システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、蓄電用バッテリーへ充放電する双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置であって、蓄電用バッテリーへの充電時に双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータからの充電電圧を嵩上げするように、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータと入力側が並列に接続されて出力側が直列に接続されたステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
放電に伴う蓄電用バッテリーの電圧低下があっても、充放電を適切に遂行し得る双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置及び無線システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一の実施形態の蓄電用バッテリーの充放電制御装置を備える無線システムの構成概要を説明する図である。
【図２】充電時における、図１に示す蓄電用バッテリーの充放電制御装置のさらに詳細な構成概念を説明する図である。
【図３】放電時における、図１に示す蓄電用バッテリーの充放電制御装置のさらに詳細な構成概念を説明する図である。
【図４】蓄電用バッテリーへの充電時と蓄電用バッテリーの放電時との蓄電用バッテリーの充放電制御装置の電気的特性を説明する図であり、（ａ）が充電時の電気的特性を示し、（ｂ）が放電時の電気的特性を示す図である。
【図５】蓄電用バッテリーの充放電制御装置の作動状況の本発明に関連する部分について説明するフローチャートである。
【図６】蓄電用バッテリーの充放電制御装置の充電時における構成概念をさらに理解容易となるように説明する図である。
【図７】第二の実施形態の蓄電用バッテリーの充放電制御装置を備える正電圧給電方式の無線システムの構成概要を説明する図である。
【図８】第三の実施形態の蓄電用バッテリーの充放電制御装置を備える負電圧給電方式の無線システムの構成概要を説明する図である。
【図９】バックアップ蓄電池を備える従来の電源装置の構成概要を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態で例示する蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、放電時用コンバータと蓄電時用コンバータとを兼備えた双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える。そして、放電時には、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの二次側のスイッチング素子を駆動して、当該二次側に接続されたリチウムイオン電池等の二次電池（蓄電用バッテリー）の電力を、絶縁型トランスで負荷に適切な電圧（例えば４８Ｖ）に変換した後、負荷に供給する。
【００１８】
また、蓄電用バッテリーの電圧は、放電処理の進行に伴い次第に低下することが知られている。このため、蓄電用バッテリーの電圧が放電開始時の満充電電圧（例えば５４Ｖ）の時のみならず、その後にある程度電圧低下して放電を取りやめる放電終止電圧（例えば３８Ｖ）となるまでの間は放電処理が継続できるように、絶縁型トランスの一次側と二次側との巻線比（例えば４８：３８）が決められている。
【００１９】
一方、商用電源に何らの障害がなく（すなわち正常時）、商用電源から負荷へ電力が供給されるとともに当該商用電源から蓄電用バッテリーへの充電が遂行される充電時には、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの一次側のスイッチング素子を駆動して、充電電圧を生成する。
【００２０】
ここで、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが備える絶縁型トランスの一次側と二次側との巻線比は、上述のように放電時に放電終止電圧を負荷供給電圧に昇圧可能なように設定されているため、その逆方向である充電時においては、負荷供給電圧（例えば４８Ｖ）に接続された双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが、放電終止電圧（例えば３８Ｖ）に相当する充電電圧しか生成できない。
【００２１】
このため、本実施形態で例示する蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、蓄電用バッテリーを満充電電圧（例えば５４Ｖ）にまで充電するためにさらに必要となる、嵩上げ電圧（５４Ｖ−３８Ｖ＝１６Ｖ）を生成するステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータを備える。
【００２２】
ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータは、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータと入力が並列に接続される一方、出力が直列に接続されることで双方の出力電圧が加算される配線構成とする。また、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータは、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータと同様に商用電源から負荷への電力供給ラインに接続されて、負荷供給電圧（例えば４８Ｖ）に基づいて、嵩上げ電圧（例えば１６Ｖ）を生成する。
【００２３】
これにより、放電時に蓄電用バッテリーの電圧低下が生じる場合においても、所定の放電終止電圧までの間は放電継続して長時間のバックアップ機能を発揮させるとともに、充電時には適切に満充電電圧にまで蓄電用バッテリーを充電させることが可能な蓄電用バッテリーの充放電制御装置を実現することができる。そこで、以下図面に基づいてさらに詳細に説明する。
【００２４】
（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態の蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００を備える無線システム１０００の構成概要を説明する図である。図１においては、負荷の典型例として無線装置１３００を例示して示しているが、負荷は任意であってよく無線装置１３００に限定されるものではない。一方、無線装置１３００は、商用電源１１００に障害が発生するような不測の事態や自然災害発生時等においても、被災者等の連絡手段としてその運用・稼働が強く求められる重要なインフラの代表的な典型例である。
【００２５】
図１から理解できるように、無線システム１０００は、商用電源１１００と商用電源１１００からの電力を無線装置１３００への入力に対応した適切な電力に変換する電源ユニット１２００とを備える。電源ユニット１２００は、例えばＡＣ−ＤＣコンバータ等で構成してもよい。
【００２６】
また、電源ユニット１２００から無線装置１３００に電力を供給する配線には、電源ユニット１２００から電力供給が途絶えた場合にこれに代わってバックアップ電力を供給できるように、蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００が接続される。また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００には、障害発生時のバックアップ電源となる蓄電用バッテリー１４００が接続される。蓄電用バッテリー１４００は、無線装置１３００等の消費電力に対応した所望の電気的特性や容量となるように、リチウムイオン電池等の複数の二次電池が並列または／および直列に接続された構成としてもよい。
【００２７】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００は、障害発生時に、蓄電用バッテリー１４００の電力を無線装置１３００に適した電力へと変換してバックアップ電力として供給する双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０を備える。
【００２８】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００は、蓄電用バッテリー１４００への充電時（通常時）に、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０で生成する充電電圧に追加して、蓄電用バッテリー１４００の満充電電圧にまで嵩上げするための充電電圧を生成するステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０を備える。ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０は非絶縁型とすることができる。また、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０は、その一次側と二次側とに各々ブリッジ回路（典型的にはフルブリッジ回路）が配された絶縁型トランス１５１１を備える。
【００２９】
図２は、充電時における、図１に示す蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００のさらに詳細な構成概念を説明する図である。図２においては、図１と同一の箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図２においては説明の便宜上、蓄電用バッテリー１４００も掲載している。
【００３０】
図２に示すように、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０は、充電時に駆動される一次側の四つのスイッチング素子１５１２（１）、スイッチング素子１５１２（２）、スイッチング素子１５１２（３）、スイッチング素子１５１２（４）を備える。
【００３１】
図２から理解できるように、四つのスイッチング素子１５１２（１）、スイッチング素子１５１２（２）、スイッチング素子１５１２（３）、スイッチング素子１５１２（４）はブリッジを構成し、対角の位置にあるスイッチング素子１５１２（１）、スイッチング素子１５１２（４）と、スイッチング素子１５１２（２）、スイッチング素子１５１２（３）と、が各々ペアとなって、同期してオンオフ駆動されて、無線装置１３００への電源供給ラインの電圧から充電電圧を生成する。
【００３２】
四つのスイッチング素子１５１２（１）、スイッチング素子１５１２（２）、スイッチング素子１５１２（３）、スイッチング素子１５１２（４）は、充電用ブリッジ制御回路２１００により、図２に示すように、スイッチング素子１５１２（１）、スイッチング素子１５１２（４）を一組とし、スイッチング素子１５１２（２）、スイッチング素子１５１２（３）を他の一組として交互に排他的にオンオフ制御される。
【００３３】
また、図２において、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０は、四つのスイッチング素子１５１２（１）、スイッチング素子１５１２（２）、スイッチング素子１５１２（３）、スイッチング素子１５１２（４）の蓄電用バッテリー１４００側に、絶縁型トランス１５１１を備える。絶縁型トランス１５１１を介して一次側（商用電源１１００側）から二次側（蓄電用バッテリー１４００側）に伝達される電圧は、絶縁型トランス１５１１の巻線比に依存し、通常は、蓄電用バッテリー１４００の満充電電圧よりも低い電圧値である。
【００３４】
また、蓄電用バッテリー１４００の放電可能時間を比較的長時間としてバックアップ電源として機能可能な期間を比較的長く維持するために、蓄電用バッテリー１４００の電圧が放電によりある程度低下しても、蓄電用バッテリー１４００の電力が残存する間は利用可能とするように、絶縁型トランス１５１１の巻線比が決定される。
【００３５】
すなわち、蓄電用バッテリー１４００の電圧が満充電電圧（例えば５４Ｖ）から放電を停止させる放電終止電圧（例えば３６Ｖ）となるまでの間は、無線装置１３００への電力供給（例えば４８Ｖ）が可能なように、絶縁型トランス１５１１の巻線比は例えば４８：３６と設定される。
【００３６】
このため、充電時に双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０の一次側に供給される例えば４８Ｖの負荷供給電圧に基づいて、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０が二次側の蓄電用バッテリー１４００に供給可能な電圧は、一般には３６Ｖ（図２におけるＶ１）となる。一方、蓄電用バッテリー１４００が万一に備え、バックアップ機能を不足なく十二分に発揮するように準備しておくためには、満充電電圧（例えば５４Ｖ）まで充電されることが求められる。
【００３７】
このため、蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００は、例えば４８Ｖの負荷供給電圧に基づいて、蓄電用バッテリー１４００の満充電電圧（例えば５４Ｖ）と双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０が二次側に供給可能な電圧（例えば３６Ｖ）との差（例えば１８Ｖであり、図２におけるＶ２）を補填して嵩上げするステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０を設ける構成とする。
【００３８】
ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０が備えるスイッチング素子１５２１は、充電時に、充電用ブリッジ制御回路２１００により、所望の嵩上げ電圧となるようにオンオフ制御される。また、例えば生成するべき嵩上げ電圧が比較的小さくてよい場合には、充電用ブリッジ制御回路２１００は、スイッチング素子１５２１のオン期間を比較的短くしスイッチング素子１５２１のオフ期間を比較的長くしてもよい。
【００３９】
また、例えば生成するべき嵩上げ電圧が比較的大きい場合には、充電用ブリッジ制御回路２１００は、スイッチング素子１５２１のオン期間を比較的長くしスイッチング素子１５２１のオフ期間を比較的短くしてもよい。
【００４０】
また、図２に示すように、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０の出力端に設けられたスイッチ素子２３００は、充電時には、後述する放電用ブリッジ制御回路２２００によりオフ（開放）とされる。これにより、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０の出力端が、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０の出力端に対して直列に接続されて、各々の生成電圧が加算されて、蓄電用バッテリー１４００を満充電電圧にまで充電するために必要充分な電圧が供給される。
【００４１】
また、図３は、放電時における、図１に示す蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００のさらに詳細な構成概念を説明する図である。図３においては、図１及び図２と同一の箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図３においては説明の便宜上、蓄電用バッテリー１４００も掲載している。
【００４２】
図３に示すように、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０は、放電時に駆動される二次側の四つのスイッチング素子１５１３（１）、スイッチング素子１５１３（２）、スイッチング素子１５１３（３）、スイッチング素子１５１３（４）を備える。
【００４３】
図３から理解できるように、四つのスイッチング素子１５１３（１）、スイッチング素子１５１３（２）、スイッチング素子１５１３（３）、スイッチング素子１５１３（４）はブリッジを構成する。また、電源障害発生時には、対角の位置にあるスイッチング素子１５１３（１）、スイッチング素子１５１３（４）と、スイッチング素子１５１３（２）、スイッチング素子１５１３（３）と、が各々ペアとなって、同期してオンオフ駆動されて、蓄電用バッテリー１４００の電圧（例えば５４Ｖ乃至３６Ｖ）から無線装置１３００への供給電圧（例えば４８Ｖ）を生成する。
【００４４】
四つのスイッチング素子１５１３（１）、スイッチング素子１５１３（２）、スイッチング素子１５１３（３）、スイッチング素子１５１３（４）は、放電用ブリッジ制御回路２２００により、スイッチング素子１５１３（１）、スイッチング素子１５１３（４）を一組として図３の信号ｂにより駆動され、スイッチング素子１５１３（２）、スイッチング素子１５１３（３）を他の一組として図３の信号ａにより駆動される。図３に示す信号ａと信号ｂとは、交互に排他的に対応するスイッチング素子をオンオフ制御する。
【００４５】
なお、蓄電用バッテリー１４００の放電時には、四つのスイッチング素子１５１２（１）、スイッチング素子１５１２（２）、スイッチング素子１５１２（３）、スイッチング素子１５１２（４）及びスイッチング素子１５２１を駆動する必要がないので、充電用ブリッジ制御回路２１００は停止またはスリープされてもよい。
【００４６】
また、例えば図３に示すように、放電用ブリッジ制御回路２２００からの指示に基づいて充電用ブリッジ制御回路２１００の駆動信号を放電時には遮断する遮断部２１１０を設けてもよい。遮断部２１１０を設けた場合には、充電用ブリッジ制御回路２１００を停止またはスリープさせる必要はないが、省電力の観点からは充電用ブリッジ制御回路２１００を放電時に停止またはスリープさせることが好ましい。バックアップ電源からの放電による電力供給が必要となる場面は、一般には電力資源が不足していると考えられることから、無駄な消費電力は極力抑制することが望ましいといえる。
【００４７】
また、図３において、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０は、四つのスイッチング素子１５１３（１）、スイッチング素子１５１３（２）、スイッチング素子１５１３（３）、スイッチング素子１５１３（４）の無線装置１３００側に、絶縁型トランス１５１１を備える。絶縁型トランス１５１１を介して二次側（蓄電用バッテリー１４００側）から一次側（無線装置１３００側）に伝達される電圧は、絶縁型トランス１５１１の巻線比に依存し、通常は蓄電用バッテリー１４００の放電終止電圧時においても無線装置１３００の稼働に必要とされる電圧を伝達できるような巻線比（例えば４８：３６）に設定される。
【００４８】
また、図３に示すように、放電用ブリッジ制御回路２２００は、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０の出力端に設けられたスイッチ素子２３００を、放電時にはオン（短絡）とする。これにより、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０の出力端が短絡接続されて、蓄電用バッテリー１４００への放電用の還流電流経路が形成される。なお、図２及び図３に示すように、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０は、いわゆる回生コンバータであってもよい。
【００４９】
図４は、蓄電用バッテリー１４００への充電時と蓄電用バッテリー１４００の放電時との蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００の電気的特性を説明する図であり、（ａ）が充電時の電気的特性を示し、（ｂ）が放電時の電気的特性を示す図である。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、蓄電用バッテリー１４００への充電時には、負荷供給電圧に基づいて双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０が生成した充電電圧（Ｖ１）と、負荷供給電圧に基づいてステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０が生成した充電電圧（Ｖ２）とが、加算された電圧（（Ｖ１＋Ｖ２）例えば５４Ｖ）が、蓄電用バッテリー１４００へ印加される。
【００５１】
また、図４（ｂ）に示すように、蓄電用バッテリー１４００の放電時には、蓄電用バッテリー１４００の電圧が満充電電圧から放電終止電圧（＜満充電電圧）までの間において、放電によるバックアップが可能となる。また、蓄電用バッテリー１４００の放電時には、蓄電用バッテリー１４００の電圧が満充電電圧から放電終止電圧まで変化したとしても、当該変化した蓄電用バッテリー１４００の電圧に基づいて、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０が、無線装置１３００の稼働に必要な電圧（例えば４８Ｖ）を供給可能である。
【００５２】
図５は、蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００の作動状況の本発明に関連する部分について説明するフローチャートである。そこで、図５に示す各ステップに基づいて、蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００の作動状況の本発明に関連する部分について以下に順次説明する。
【００５３】
（ステップＳ５１０）
商用電源１１００及び電源ユニット１２００に異常がないか否か無線システム１０００が判断する。このため、無線システム１０００は、無線装置１３００へ所望の電力が正常に供給されているか否かを判断する電力供給監視部を備えていてもよい。また、大規模自然災害等による電力供給障害の典型例は商用電源１１００からの電力供給が途絶えるものであると思われるが、例えば落雷等により電源ユニット１２００が障害を受けた場合にも無線装置１３００が継続稼働できるようにバックアップ可能であることが好ましい。
【００５４】
商用電源１１００及び電源ユニット１２００に異常がないと無線システム１０００が判断した場合には、ステップＳ５２０へと進み、商用電源１１００及び電源ユニット１２００に異常がないと無線システム１０００が判断した場合でなければ、ステップＳ５５０へと進む。
【００５５】
（ステップＳ５２０）
充電用ブリッジ制御回路２１００が、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０の一次側の四つのスイッチング素子１５１２（１）、スイッチング素子１５１２（２）、スイッチング素子１５１２（３）、スイッチング素子１５１２（４）を駆動して、蓄電用バッテリー１４００の充電電圧（Ｖ１）を生成する。
【００５６】
（ステップＳ５３０）
充電用ブリッジ制御回路２１００が、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０のスイッチング素子１５２１を駆動して、蓄電用バッテリー１４００の充電電圧（Ｖ２）を生成する。ステップＳ５２０とステップＳ５３０とは、同時に進行されることができる。
【００５７】
（ステップＳ５４０）
ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０の出力端に設けられたスイッチ素子２３００が、放電用ブリッジ制御回路２２００によりオフ（開放）とされて、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０が生成した充電電圧（Ｖ１）と、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０が生成した充電電圧（Ｖ２）と、が加算されて蓄電用バッテリー１４００へ印加される。
【００５８】
これにより、蓄電用バッテリー１４００は、満充電電圧にまで必要充分に充電されるものとなる。なお、蓄電用バッテリー１４００の定格充電量等がある場合には必ずしも満充電である必要はなく、バックアップ準備として適切な蓄電用バッテリー１４００の電気的特性となる充電状態や充電電圧にまで充電するものとできる。
【００５９】
（ステップＳ５５０）
放電用ブリッジ制御回路２２００が、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５１０の二次側の四つのスイッチング素子１５１３（１）、スイッチング素子１５１３（２）、スイッチング素子１５１３（３）、スイッチング素子１５１３（４）を駆動して、蓄電用バッテリー１４００の電圧から無線装置１３００への供給電圧を生成する。
【００６０】
（ステップＳ５６０）
放電用ブリッジ制御回路２２００が、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０の出力端に設けられたスイッチ素子２３００をオン（短絡）とし、蓄電用バッテリー１４００に環流する電流経路を形成する。ステップＳ５５０とステップＳ５６０とは、同時に進行されることができる。
【００６１】
（ステップＳ５７０）
無線システム１０００は、蓄電用バッテリー１４００の電圧が放電を取り止めるべき所定の放電終止電圧以下となっているか否かを判断する。このため、無線システム１０００は、蓄電用バッテリー１４００の出力電圧監視部を備えていてもよい。
【００６２】
無線システム１０００が、蓄電用バッテリー１４００の電圧が放電を取り止めるべき所定の放電終止電圧以下となっていると判断した場合には、ステップＳ５８０へと進む。また、無線システム１０００が、蓄電用バッテリー１４００の電圧が放電を取り止めるべき所定の放電終止電圧以下となっていると判断した場合でなければ、ステップＳ５７０で待機して放電によるバックアップを継続する。
【００６３】
なお、この待機の間等に、商用電源１１００等の復旧が為されて通常の電力供給が再開された場合については図５に示していないが、この場合には図５に示すフローチャートのステップ位置に拘わらず、速やかに蓄電用バッテリー１４００からのバックアップ供給を停止することができる。
【００６４】
（ステップＳ５８０）
蓄電用バッテリー１４００の電圧が放電を取り止めるべき所定の放電終止電圧以下となれば、蓄電用バッテリー１４００によるバックアップ放電を終了する。なお、この場合には、第二の蓄電用バッテリーの充放電制御装置または／および第二の蓄電用バッテリーへと切り替えて引き続き電源バックアップを継続して遂行可能なように構成してもよい。また、第三の蓄電用バッテリー、第四の蓄電用バッテリー・・と複数の蓄電用バッテリーを備える構成とし、バックアップ継続時間をさらに長時間としてもよい。
【００６５】
図６は、蓄電用バッテリーの充放電制御装置１５００の充電時における構成概念をさらに理解容易となるように説明する図である。図６から理解できるように、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ１５２０を図６においては、直感的に理解できるようにチョッパ回路として説明している。図６の詳細な説明については、図２に関する上述の説明と重複するので、ここでは省略する。
【００６６】
（第二の実施形態）
図７は、第二の実施形態の蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００を備える正電圧給電方式の無線システム７０００の構成概要を説明する図である。図７においては、負荷の典型例として無線装置７３００を例示して示しているが、負荷は任意であってよく無線装置７３００に限定されるものではない。一方、無線装置７３００は、商用電源７１００に障害が発生するような不測の事態や自然災害発生時等においても、被災者等の連絡手段としてその運用・稼働が強く求められる重要なインフラの代表的な典型例である。
【００６７】
図７から理解できるように、無線システム７０００は、商用電源７１００と商用電源７１００からの電力を無線装置７３００への入力に対応した適切な電力に変換する電源ユニット７２００とを備える。電源ユニット７２００は、例えばＡＣ−ＤＣコンバータ等で構成してもよい。
【００６８】
また、電源ユニット７２００から無線装置７３００に電力を供給する配線には、電源ユニット７２００から電力供給が途絶えた場合にこれに代わってバックアップ電力を供給できるように、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）が接続される。
【００６９】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）には、障害発生時のバックアップ電源となる蓄電用バッテリー７４００が接続される。蓄電用バッテリー７４００は、無線装置７３００等の消費電力に対応した所望の電気的特性や容量となるように、リチウムイオン電池等の複数の二次電池が並列または／および直列に接続された構成としてもよい。
【００７０】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）は、障害発生時に、蓄電用バッテリー７４００の電力を無線装置７３００に適した電力へと変換してバックアップ電力として供給する双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ７５１０を備える。
【００７１】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）は、蓄電用バッテリー７４００への充電時（通常時）に、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ７５１０で生成する充電電圧に追加して、蓄電用バッテリー７４００の満充電電圧にまで嵩上げするための充電電圧を生成するステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ７５２０を備える。ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ７５２０は非絶縁型とすることができる。また、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ７５１０は、その一次側と二次側とに各々ブリッジ回路が配された絶縁型トランス７５１１を備える。
【００７２】
また、図７から理解できるように、無線システム７０００は、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）と並列接続とされた蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（２）を備える。図７において、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（２）は、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）とともに、蓄電用バッテリー７４００の電力を放電させることができる。なお、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（２）の詳細な構成内容は、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）の構成内容と同じであってもよいので、ここでは説明を省略する。
【００７３】
このため、無線システム７０００は、より短時間で効率的に蓄電用バッテリー７４００を放電させることが可能となり、より大きな消費電力の無線装置７３００に対しても必要充分な電力を供給できるものとなる。
【００７４】
但し、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（２）との二経路で、蓄電用バッテリー７４００を放電させることにより、蓄電用バッテリー７４００の放電は比較的急速に遂行されるのでバックアップ可能時間は比較的短いものとなる。
【００７５】
図７においては、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（２）との二つを例示して示したが、三つ以上の蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００を備えた無線システムとして構成してもよい。
【００７６】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（２）とは、各々蓄電用バッテリー７４００等を備えていてもよい。すなわち、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（２）とは、出力側（無線装置７３００側）が互いに並列に接続されて、入力側（蓄電用バッテリー側）がそれぞれ対応する個別の蓄電用バッテリーに接続される構成としてもよい。
【００７７】
このように、蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置７５００（２）とが、各々対応する個別の蓄電用バッテリーに接続される場合には、第一の実施形態に対して放電期間の低減を招来することなく、放電電力を増大させることが可能となる。
【００７８】
（第三の実施形態）
図８は、第三の実施形態の蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００を備える負電圧給電方式の無線システム８０００の構成概要を説明する図である。図８においては、負荷の典型例として無線装置８３００を例示して示しているが、負荷は任意であってよく無線装置８３００に限定されるものではない。一方、無線装置８３００は、商用電源８１００に障害が発生するような不測の事態や自然災害発生時等においても、被災者等の連絡手段としてその運用・稼働が強く求められる重要なインフラの代表的な典型例である。負電圧給電方式は、固定電話等への給電方式として広く用いられている。
【００７９】
図８から理解できるように、無線システム８０００は、商用電源８１００と商用電源８１００からの電力を無線装置８３００への入力に対応した適切な電力に変換する電源ユニット８２００とを備える。電源ユニット８２００は、例えばＡＣ−ＤＣコンバータ等で構成してもよく、負電圧を供給する。
【００８０】
また、電源ユニット８２００から無線装置８３００に電力を供給する配線には、電源ユニット８２００から電力供給が途絶えた場合にこれに代わってバックアップ電力を供給できるように、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）が接続される。
【００８１】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）には、障害発生時のバックアップ電源となる蓄電用バッテリー８４００が接続される。蓄電用バッテリー８４００は、無線装置８３００等の消費電力に対応した所望の電気的特性や容量となるように、リチウムイオン電池等の複数の二次電池が並列または／および直列に接続された構成としてもよい。
【００８２】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）は、障害発生時に、蓄電用バッテリー８４００の電力を無線装置８３００に適した電力へと変換してバックアップ電力として負電圧で供給する双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ８５１０を備える。
【００８３】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）は、蓄電用バッテリー８４００への充電時（通常時）に、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ８５１０で生成する充電電圧に追加して、蓄電用バッテリー８４００の満充電電圧にまで嵩上げするための充電電圧を生成するステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ８５２０を備える。ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ８５２０は非絶縁型とすることができる。また、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ８５１０は、その一次側と二次側とに各々ブリッジ回路が配された絶縁型トランス８５１１を備える。
【００８４】
また、図８から理解できるように、無線システム８０００は、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）と並列接続とされた蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（２）を備える。図８において、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（２）は、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）とともに、蓄電用バッテリー８４００の電力を放電させることができる。なお、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（２）の詳細な構成内容は、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）の構成内容と同じであってもよいので、ここでは説明を省略する。
【００８５】
このため、無線システム８０００は、より短時間で効率的に蓄電用バッテリー８４００を放電させることが可能となり、より大きな消費電力の無線装置８３００に対しても必要充分な電力を供給できるものとなる。
【００８６】
但し、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（２）との二経路で、蓄電用バッテリー８４００を放電させることにより、蓄電用バッテリー８４００の放電は比較的急速に遂行されるのでバックアップ可能時間は比較的短いものとなる。
【００８７】
また、図８においては、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（２）との二つを例示して示したが、三つ以上の蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００を備えた無線システムとして構成してもよい。
【００８８】
また、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（２）とは、各々蓄電用バッテリー８４００等を備えていてもよい。すなわち、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（２）とは、出力側（無線装置８３００側）が互いに並列に接続されて、入力側（蓄電用バッテリー側）がそれぞれ個別の蓄電用バッテリーに接続される構成としてもよい。
【００８９】
このように、蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（１）と蓄電用バッテリーの充放電制御装置８５００（２）とが、各々個別の蓄電用バッテリーに接続される場合には、第一の実施形態に対して放電期間の低減を招来することなく放電電力を増大させることが可能となる。
【００９０】
本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、蓄電用バッテリーへ充放電する双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置において、蓄電用バッテリーへの充電時に双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータからの充電電圧を嵩上げするように、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータと入力側が並列に接続されて出力側が直列に接続されたステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータを備えることを特徴とする。
【００９１】
これにより、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータのトランスの巻線比が、蓄電用バッテリーの放電時に蓄電用バッテリーの電圧低下に対応して設定されている場合であっても、負荷に対する供給電圧に基づいて適切な蓄電用バッテリーの充電電圧を生成して充電動作を遂行することが可能となる。
【００９２】
例えば、放電時の蓄電用バッテリーの放電終止電圧が３６Ｖである場合でも負荷への供給電圧が４８Ｖとなるように、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータのトランスの巻線比が４：３で設けられている場合には、充電時においても負荷への供給電圧が４８Ｖに基づいて生成される双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータからの充電電圧は３６Ｖとなる。
【００９３】
一方、蓄電用バッテリーの満充電電圧は例えば５４Ｖであって、負荷への供給電圧が４８Ｖに基づいて生成される双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータからの充電電圧３６Ｖでは、蓄電用バッテリーを満充電電圧にまでフル充電することはできない。
【００９４】
本願発明においては、蓄電用バッテリーを満充電電圧にまでフル充電するために不足する少なくとも１８Ｖ（＝５４Ｖ−３６Ｖ）の電圧を、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータと入力側が並列に接続されたステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータが、負荷への供給電圧が４８Ｖに基づいて生成する。
【００９５】
そして、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータにより生成された電圧は、当該ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータと出力側が直列に接続された双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの出力に加算された上で、充電電圧として蓄電用バッテリーに供給されるものとなる。
【００９６】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、好ましくは双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが回生コンバータであることを特徴とする。これにより、余剰電力を適切に蓄電用バッテリーへと回生させて、電力ロスが低減された省電力な蓄電用バッテリーの充放電制御装置を実現することができる。
【００９７】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくはステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータの蓄電用バッテリー側の出力端子において、蓄電用バッテリーの放電時に短絡されて電流経路を形成するスイッチ素子を備えることを特徴とする。これにより、蓄電用バッテリーの放電時に電流経路が迅速に形成されて遅滞なく適切な放電処理が可能となる。
【００９８】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくはスイッチ素子が、蓄電用バッテリーの放電時には短絡され蓄電用バッテリーの充電時には開放されることを特徴とする。これにより、充電時の充電電圧の嵩上げ処理と、放電時の電流経路の形成とをスムースに切り替えることが可能となり、電源異常等が発生して負荷への電力供給が滞ることが懸念される場合でも、速やかに切り替えてバックアップ電源から電力供給することが可能となる。
【００９９】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは蓄電用バッテリーが、正常時に使用する商用電源から負荷への電力供給が滞った場合に、商用電源に替えて負荷に電力を供給するバックアップ電源であることを特徴とする。これにより、電源に障害が発生した場合でも負荷に電力を供給し続けることが可能となるので、例えば大規模な災害発生時等において特に必要とされる災害用インフラ等の稼働維持に好適な充放電制御装置を実現できる。
【０１００】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが備える絶縁型トランスの巻線比が、蓄電用バッテリーの放電終止電圧においても蓄電用バッテリーから負荷に所望の電圧が供給可能な巻線比であることを特徴とする。これにより、蓄電用バッテリーの出力電圧が満充電電圧（例えば５４Ｖ）から放電に伴い次第に低下した場合でも、所定の放電終止電圧（例えば３６Ｖ）まではバックアップ電源として利用することが可能となる。このため、蓄電用バッテリーの蓄電電力をバックアップ電源として充分に余すことなく利用することが可能となり、バックアップ可能時間も蓄電用バッテリーの電気的性能に対応して最大限引き伸ばすことが可能となる。
【０１０１】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが、充電時にオンオフ駆動される四つのスイッチング素子で構成されたブリッジ回路をトランスの商用電源側に備えることを特徴とする。また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくはトランスの商用電源側に備えられたブリッジ回路を構成する四つのスイッチング素子を駆動する充電用ブリッジ制御回路を備えることを特徴とする。
【０１０２】
これにより、蓄電用バッテリーの充電時に、ブリッジ回路が備える四つのスイッチング素子を適切に駆動させて、蓄電用バッテリーに対応する所望の充電特性において充電動作を遂行することが可能となる。また、充電に使用する電力は、負荷に供給されている電力供給ラインから並列分岐させて得ることができるので、負荷に供給される電圧（例えば４８Ｖ）に基づいて充電に必要な電圧の全部または一部を、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが生成できるものとなる。
【０１０３】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは充電用ブリッジ制御回路が、蓄電用バッテリーへの充電時に、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子を所望の嵩上げ電圧が生成されるようにオンオフ制御することを特徴とする。
【０１０４】
これにより、蓄電用バッテリーへの充電時に、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータが嵩上げする電圧（例えば、５４Ｖ−３６Ｖ＝１８Ｖ）を生成することが可能となる。ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータは、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ生成分のみでは不足する蓄電用バッテリーへ満充電するための充電電圧を、負荷に供給される電圧（例えば４８Ｖ）に基づいて、生成することができる。
【０１０５】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは所望の嵩上げ電圧は、蓄電用バッテリーの放電終止電圧と満充電電圧との差よりも大きいことを特徴とする。これにより、双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ生成分の電圧にステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータが生成分の電圧を加算して、蓄電用バッテリーへ満充電するための必要かつ充分な充電電圧とすることが可能となる。
【０１０６】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは充電用ブリッジ制御回路が、蓄電用バッテリーの放電時には停止されることを特徴とする。これにより、充電時と放電時との制御回路切り替えがスムースに遂行されて、かつ不要な制御回路が不要な電力を消費することを回避できるので、省電力かつ省エネルギーな制御を実現できる。
【０１０７】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが、放電時にオンオフ駆動される四つのスイッチング素子で構成されたブリッジ回路をトランスの蓄電用バッテリー側に備えることを特徴とする。また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくはトランスの蓄電用バッテリー側に備えられたブリッジ回路を構成する四つのスイッチング素子を駆動する放電用ブリッジ制御回路を備えることを特徴とする。
【０１０８】
これにより、蓄電用バッテリーの放電時に、ブリッジ回路が備える四つのスイッチング素子を適切に駆動させて、負荷に対応する所望の電気特性に合致するように蓄電用バッテリーの放電動作を遂行することが可能となる。また、蓄電用バッテリーの電圧は、トランスの巻線比に対応するように昇圧されて出力されるので、蓄電用バッテリーの電圧が放電に伴い低下したとしても、放電終止電圧までは双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが負荷に供給される電圧（例えば４８Ｖ）を生成できるものとなる。
【０１０９】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは放電用ブリッジ制御回路が、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータの蓄電用バッテリー側の出力端子間に配置されたスイッチ素子を、蓄電用バッテリーからの放電時に短絡することを特徴とする。これにより、蓄電用バッテリーへ還流する電流経路が形成されるので、スムースな放電動作が可能となる。
【０１１０】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは放電用ブリッジ制御回路が、スイッチ素子を、蓄電用バッテリーの充電時に開放することを特徴とする。これにより、蓄電用バッテリーの充電時には、ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータの蓄電用バッテリー側の出力端子間が短絡されることなく、高圧側が双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの低圧側に直列接続されるので、確実かつ安定した充電電圧の嵩上げ処理が遂行可能となる。
【０１１１】
また、本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、さらに好ましくは蓄電用バッテリーが、無線装置に電力を供給するためのバックアップ電源であることを特徴とする。無線装置は代表的な災害時インフラの一つであり、電源障害が発生するような大規模な災害発生時には、特にその安定した稼働が強く求められる負荷の一つである。このため、バックアップ電源としての蓄電用バッテリーに対して、安定的かつ遅滞なく省資源で充電処理及び放電処理を遂行できる本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置にとりわけ好適である。
【０１１２】
上述の各実施形態で例示した無線システム１０００，７０００，８０００等は、実施形態での説明に限定されるものではなく、実施形態で説明する技術思想の範囲内かつ自明な範囲内で、適宜その構成や動作及び動作方法等を変更することができる。また、説明の便宜上実施形態においては個別に説明した事項であっても、その構成を自明な範囲内で適宜組み合わせて適用し、またその動作も適宜組み合わせてアレンジしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明の蓄電用バッテリーの充放電制御装置は、リチウムイオン電池などの各種二次電池に充放電を遂行する双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える蓄電用バッテリーの充放電制御装置として幅広く適用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０００・・無線システム、１１００・・商用電源、１２００・・電源ユニット、１３００・・無線装置、１４００・・蓄電用バッテリー、１５００・・蓄電用バッテリーの充放電制御装置、１５１０・・双方向絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ、１５１１・・絶縁型トランス、１５２０・・ステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータ。
【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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【図９】
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