(57)【要約】【課題】  様々な条件に適応できる柔軟性を有し、高効率で動作モードの安定的な切替が出来る双方向性コンバータを提供する。また、様々な条件で電源供給を行い、効率良く動作することの出来る電子装置を提供する。【解決手段】  電源入力端子（Ｔ０，Ｔ１）と２次電池（Ｅ２）との間にリアクトル（Ｌ１）と４つのスイッチ（Ｓ１〜Ｓ４）を有する双方向性コンバータ（２０）を備え、双方向性コンバータ（２０）を介してシステム回路（１００）に動作電圧が供給される電子装置（１０）である。そして、システム回路（１００）の動作状態が表わされるステータス信号が双方向性コンバータ（２０）のマイクロコンピュータ（２４）に送信され、このステータス信号に基づいて双方向性コンバータ（２０）の動作モードの切り替え制御が行われるようにした。【選択図】        図１
2008035675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の入出力端子と他方の入出力端子との間に直列に接続されたリアクトルと、
前記リアクトルの一方の端子と前記一方の入出力端子との間に直列接続された第１スイッチ、および、前記リアクトルの一方の端子と基準電位点との間に接続された第２スイッチと、
前記リアクトルの他方の端子と前記他方の入出力端子との間に直列接続された第３スイッチ、および、前記リアクトルの他方の端子と基準電位点との間に接続された第４スイッチと、
前記第１〜第４スイッチのスイッチング制御を行うスイッチング制御回路とを備え、
前記スイッチング制御回路のスイッチング制御によって一方の入出力端子から他方の入出力端子への昇降圧出力と、他方の入出力端子から一方の入出力端子への昇降圧出力とが可能にされていることを特徴とする双方向性コンバータ。
【請求項２】
前記スイッチング制御回路は、
前記第１スイッチおよび第２スイッチをスイッチング動作させて一方の入出力端子から他方の入出力端子へ降圧出力を行う第１降圧モードと、
前記第３スイッチおよび第４スイッチをスイッチング動作させて一方の入出力端子から他方の入出力端子へ昇圧出力を行う第１昇圧モードと、
前記第１スイッチと第４スイッチをオンして前記リアクトルに電流を流した後、これらをオフする一方、前記第２スイッチと第３スイッチをオンして電流を出力させる第１昇降圧モードと、
前記第３スイッチおよび第４スイッチをスイッチング動作させて他方の入出力端子から一方の入出力端子へ降圧出力を行う第２降圧モードと、
前記第１スイッチおよび第２スイッチをスイッチング動作させて他方の入出力端子から一方の入出力端子へ昇圧出力を行う第２昇圧モードと、
前記第２スイッチと第３スイッチをオンして前記リアクトルに電流を流した後、これらをオフする一方、前記第１スイッチと第４スイッチをオンして電流を出力させる第２昇降圧モードと、
の各制御モードを切り替えて実行可能であることを特徴とする請求項１記載の双方向性コンバータ。
【請求項３】
入出力間の損失を算出する損失算出回路と、
複数の前記制御モードで試行を行って損失の低くなる制御モードを割り出す試行手段と、
該試行手段により割り出された損失の低くなる制御モードを試行時の入出力電圧や電流に対応させて記憶する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段に記憶された内容に基づいて各制御モードの切り替えが行われることを特徴とする請求項２記載の双方向性コンバータ。
【請求項４】
入出力間の損失を算出する損失算出回路と、
複数の前記制御モードで試行を行って損失の低くなる制御モードを割り出す試行手段とを備え、
入力側又は出力側の電圧又は電流が所定量変化した場合に、一旦、前記試行手段により損失の低くなる制御モードを割り出す処理を実行し、その後、この処理で割り出した制御モードの動作に移行することを特徴とする請求項２記載の双方向性コンバータ。
【請求項５】
入力電圧を昇圧して出力する場合に、一旦、降圧モードで動作させてから、昇圧モードに切り替えて所要の電圧を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の双方向性コンバータ。
【請求項６】
入力電圧を昇圧して出力する場合に、順に、降圧モード、昇降圧モードで動作させてから、昇圧モードに切り替えて所要の電圧を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の双方向性コンバータ。
【請求項７】
電荷を蓄積する容量素子と、
該容量素子から出力側へ電流を出力させたり遮断したりするスイッチ回路と、
を備え、
前記制御モードの切替を行う際に前記スイッチ回路を動作させて前記容量素子から出力側へ電流を供給させることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の双方向性コンバータ。
【請求項８】
電源入力端子と２次電池との間に請求項１〜７の何れかに記載の双方向性コンバータを備え、当該双方向性コンバータを介してシステム回路に動作電圧が供給されるように構成された電子装置において、
前記双方向性コンバータには、前記システム回路の動作状態を表わすステータス信号が送信され、このステータス信号に基づいて前記双方向性コンバータの制御モードが切り替えられることを特徴とする電子装置。
【請求項９】
前記リアクトルの一端と他端とからそれぞれスイッチ又はダイオードを介して前記システム回路に電源が供給されるように構成されていることを特徴とする請求項８記載の電子装置。
【請求項１０】
前記双方向性コンバータへ前記電源入力端子と前記２次電池との両方から電圧が入力されている場合に、前記２次電池側よりも前記電源入力端子側の入力に基づく前記システム回路への電源供給が優先的に行われるように構成されていることを特徴とする請求項９記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電源入力端子或いは負荷と２次電池との間で電流の入出力を双方向に切り替えて行うことの出来る双方向性コンバータ、並びに、このような双方向性コンバータを備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、外部電源を入力して２次電池に充電を行ったり、２次電池から負荷へ電源供給を行ったりするのに、種々の双方向性コンバータが用いられている。
【０００３】
また、本願発明に関連する従来技術として、双方向で降圧動作や昇圧動作が可能なＤＣ／ＤＣコンバータについての開示が特許文献１になされている。
【特許文献１】特開２００１−２９２５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、双方向性コンバータを用いて２次電池に充電を行ったり２次電池から電力供給を行わせるのに、入力電源の電圧値が所定値に予め定められていたり、２次電池から電源供給を行う際の電池電圧もある程度狭い範囲に限られているような場合には、双方向性コンバータを予め定められた降圧動作や昇圧動作が行えるように設計すれば良い。
【０００５】
しかしながら、様々な電圧値の電源入力を可能としたり、２次電池からの電源供給を規定された最低充電率までフルに行えるようにするには、様々な入力電圧と出力電圧の組み合わせに柔軟に対応することの出来る双方向性コンバータを用意する必要がある。
【０００６】
また、双方向性コンバータを様々な条件で様々な制御モードを切り替えて動作させる場合には、何らの工夫もなく切替制御を行ったのでは、電力の変換効率が悪くなったり、切替時に安定した動作が得られないなどの問題が発生することがある。
【０００７】
この発明の目的は、様々な条件に適応できる柔軟性を有し、高効率な動作や制御モードの安定的な切替が可能な双方向性コンバータを提供することにある。
【０００８】
この発明の他の目的は、上記のような双方向性コンバータにより、様々な条件の電源供給を受けて効率良く動作することの出来る電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、一方の入出力端子と他方の入出力端子との間に直列に接続されたリアクトルと、前記リアクトルの一方の端子と前記一方の入出力端子との間に直列接続された第１スイッチ、および、前記リアクトルの一方の端子と基準電位点との間に接続された第２スイッチと、前記リアクトルの他方の端子と前記他方の入出力端子との間に直列接続された第３スイッチ、および、前記リアクトルの他方の端子と基準電位点との間に接続された第４スイッチと、前記第１〜第４スイッチのスイッチング制御を行うスイッチング制御回路とを備え、前記スイッチング制御回路のスイッチング制御によって一方の入出力端子から他方の入出力端子への昇降圧出力と、他方の入出力端子から一方の入出力端子への昇降圧出力とが可能にされている双方向性インバータである。
【００１０】
また、前記スイッチング制御回路は、前記第１スイッチおよび第２スイッチをスイッチング動作させて一方の入出力端子から他方の入出力端子へ降圧出力を行う第１降圧モードと、前記第３スイッチおよび第４スイッチをスイッチング動作させて一方の入出力端子から他方の入出力端子へ昇圧出力を行う第１昇圧モードと、前記第１スイッチと第４スイッチをオンして前記リアクトルに電流を流した後、これらをオフする一方、前記第２スイッチと第３スイッチをオンして電流を出力させる第１昇降圧モードと、前記第３スイッチおよび第４スイッチをスイッチング動作させて他方の入出力端子から一方の入出力端子へ降圧出力を行う第２降圧モードと、前記第１スイッチおよび第２スイッチをスイッチング動作させて他方の入出力端子から一方の入出力端子へ昇圧出力を行う第２昇圧モードと、前記第２スイッチと第３スイッチをオンして前記リアクトルに電流を流した後、これらをオフする一方、前記第１スイッチと第４スイッチをオンして電流を出力させる第２昇降圧モードとの各制御モードを切り替えて実行可能にしたものである。
【００１１】
このような手段によれば、降圧から昇圧までほぼ連続的に電圧変換が可能であり、入力電圧や出力電圧の様々な組み合わせに柔軟に対応することが出来る。すなわち、昇圧モードと降圧モードだけだと、入力電圧と出力電圧とが近い電圧となる範囲で高効率な動作や安定した動作が得られないが、上記の昇降圧モードによりこのような範囲でも効率良く安定した動作が得られる。
【００１２】
望ましくは、入出力間の損失を算出する損失算出回路（２４）と、複数の前記制御モードで試行を行って損失の低くなる制御モードを割り出す試行手段（２４）と、該試行手段により割り出された損失の低くなる制御モードを試行時の入出力電圧や電流に対応させて記憶する記憶手段（２４）とを備え、前記記憶手段に記憶された内容に基づいて各制御モードの切り替えが行われるように構成すると良い。
【００１３】
また望ましくは、入出力間の損失を算出する損失算出回路（２４）と、複数の前記制御モードで試行を行って損失の低くなる制御モードを割り出す試行手段（２４）とを備え、入力側又は出力側の電圧又は電流が所定量変化した場合に、一旦、前記試行手段により損失の低くなる制御モードを割り出す処理を実行し、その後、この処理で割り出した制御モードの動作に移行するように構成すると良い。
【００１４】
このような構成により、どのような条件であっても変換効率の高い動作に適宜切り替えて実行することが出来る。
【００１５】
さらに望ましくは、入力電圧を昇圧して出力する場合に、一旦、降圧モードで動作させてから、昇圧モードに切り替えて所要の電圧を出力するように構成すると良い。
【００１６】
また望ましくは、入力電圧を昇圧して出力する場合に、順に、降圧モード、昇降圧モードで動作させてから、昇圧モードに切り替えて所要の電圧を出力するように構成すると良い。
【００１７】
このような構成により、高い電圧を出力するときに徐々に電圧を上げて所要の電圧にすることが出来るので、例えば負荷側に容量素子などがある場合に、大きな突入電流が流れるのを防止して、安定したスタート動作を得ることが出来る。
【００１８】
さらに望ましくは、電荷を蓄積する容量素子（２５）と、該容量素子から出力側へ電流を出力させたり遮断したりするスイッチ回路（２６）とを備え、前記制御モードの切替を行う際に前記スイッチ回路を動作させて前記容量素子から出力側へ電流を供給させるように構成すると良い。
【００１９】
このような構成により、制御モードの切替時における電流の瞬断を無くして、制御モードの切替時でも負荷の安定した動作を得ることが出来る。
【００２０】
また、本発明は、上記目的を達成するため、電源入力端子と２次電池との間に上述した双方向性コンバータを備え、当該双方向性コンバータを介してシステム回路に動作電圧が供給されるように構成された電子装置において、前記双方向性コンバータには、前記システム回路の動作状態を表わすステータス信号が送信され、このステータス信号に基づいて前記双方向性コンバータの制御モードが切り替えられるようにしたものである。
【００２１】
また、前記リアクトルの一端と他端とからそれぞれスイッチ又はダイオードを介して前記システム回路に電源が供給されるように構成したものである。
【００２２】
このような構成により、電源入力端子側や２次電池側からシステム回路へ双方向性コンバータを介して必要な電力供給を行うことが可能となる。
【００２３】
また望ましくは、前記双方向性コンバータへ前記電源入力端子と前記２次電池との両方から電圧が入力されている場合に、前記２次電池側よりも前記電源入力端子側の入力に基づく前記システム回路への電源供給が優先的に行われるように構成すると良い。
【００２４】
このような構成により、外部電源の入力のない必要なときだけ２次電池の電力が使用されるようにして、システムの使用可能時間の長時間化を図ることが出来る。
【００２５】
なお、この項目の説明において、実施形態との対応関係を示す符号を括弧書きで記したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明の双方向性コンバータによれば、様々な条件に適応して柔軟に電圧変換が可能であり、更に、常に高い変換効率で動作し、また、制御モードの安定的な切替を行うことが出来るという効果がある。
【００２７】
また、本発明の電子装置によれば、様々な電源供給を受けてシステム動作を行ったり、或いは、２次電池に蓄電したり、或いは、２次電池からの電力により動作することが可能であり、さらに、その間の電圧変換も高効率に行うことができ、また、状態の変化時にも安定した制御モードの切り替えを行うことが出来るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１実施形態の双方向性コンバータを備えた電子装置の構成を示すブロック図である。
【００３０】
この実施形態の電子装置１０は、例えば携帯電話などであり、２次電池Ｅ２を内蔵し、外部電源電圧Ｅ１の供給を受けて電子装置１０としての動作をしたり、２次電池Ｅ２に充電を行ったり、或は、外部電源電圧Ｅ１の供給がないときに２次電池Ｅ２の放電により電子装置１０としての動作を行うように構成されたものである。外部電源電圧Ｅ１は、例えば、電源入力端子Ｔ０，Ｔ１に接続／切断可能にされたＡＣアダプターなどにより供給される。
【００３１】
この電子装置１０は、電子装置１０としての機能動作を行うシステム回路１００と、２次電池Ｅ２と、外部電源電圧Ｅ１から電流を入力して適宜電圧を変換して２次電池Ｅ２へ出力したり、２次電池Ｅ２の電圧を変換してシステム回路１００へ出力したりする双方向性コンバータ２０等を備えている。
【００３２】
システム回路１００は、例えば、電力消費が少ない待機モードや、通常の電力消費が行われる通話モードや、大きな電力消費が行われるテレビ出力モードなど、複数種類の動作モードを有しており、これらの動作モードを表わすステータス信号が双方向性コンバータ２０のマイクロコンピュータ２４に送信されるようになっている。
【００３３】
双方向性コンバータ２０は、電流を流してエネルギーを蓄積するリアクトルＬ１と、このリアクトルＬ１の一端側に入出力端子との間に直列に接続された第１スイッチＳ１、および基準電位点（例えばフレームグランド）との間に接続された第２スイッチＳ２と、リアクトルＬ１の他端側に入出力端子との間に直列に接続された第３スイッチＳ３、および基準電位点（例えばフレームグランド）との間に接続された第４スイッチＳ４とを備え、これら第１〜第４スイッチＳ１〜Ｓ４のスイッチング制御により入出力動作を行うものである。第１〜第４スイッチＳ１〜Ｓ４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴなどから構成することができる。
【００３４】
また、双方向性コンバータ２０には、第１〜第４スイッチＳ１〜Ｓ４を所定パターンでスイッチング制御するＳＷ制御回路２１と、一方と他方の入出力の電圧や電流をそれぞれ検出するＶＩ検出回路２２，２３と、ＳＷ制御回路２１へモード切替信号を送ってスイッチング制御のモード切替を行ったりＶＩ検出回路２２，２３の検出信号を入力して最適なスイッチング制御モードの選定を行ったりする主制御手段としてのマイクロコンピュータ２４等が設けられている。
【００３５】
なお、図示は省略するが、上記構成とは別に、入出力の電圧の検出或いは電圧に加えて電流の検出を行う検出回路が設けられ、これらの検出信号がＳＷ制御回路２１に入力されるようになっている。そして、ＳＷ制御回路２１が、これらの検出信号に基づきＰＷＭ（パルス幅変調）制御やＰＦＭ（パルス周波数変調）制御等のスイッチング制御を行って、出力電圧や電流の調整が行われるようになっている。また、２次電池Ｅ２の前段やシステム回路１００の前段に平滑回路を設けてスイッチング制御により発生した脈流電圧を平滑して出力させるようにしても良い。
【００３６】
図２には、図１の双方向性コンバータ２０の複数の制御モードについて説明する図を示す。
【００３７】
上記の双方向性コンバータ２０は、双方向にそれぞれ昇圧、降圧、昇降圧を行う各制御モードの動作が可能である。例えば、外部電源電圧Ｅ１から２次電池Ｅ２側を入力方向、その逆を出力方向と見なして、図２（ａ）に示すように、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２とを交互にオンオフさせ、第３スイッチＳ３を常時オン、第４スイッチＳ４を常時オフさせることで、２次電池Ｅ２の電圧を昇圧して出力側に供給する出力・昇圧モードが可能である。
【００３８】
さらに、第１スイッチＳ１を常時オン、第２スイッチＳ２を常時オフさせ、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４とを交互にオンオフさせることで、２次電池Ｅ２の電圧を降圧して出力側の供給する出力・降圧モードが可能である。また、図２（ｂ）に示すように、出力・降圧モードにおいてリアクトルＬ１の電流がゼロとなったときに第３スイッチＳ３をオフする期間を設けて小電力出力に対応させることも出来る。
【００３９】
また、図２（ｄ）に示すように、第１〜第４スイッチＳ１〜Ｓ４を交互にスイッチング動作させることで、入力電圧と出力電圧の電圧値が近い場合の出力を行う出力・昇降圧モードの動作も可能である。出力・昇降圧モードでは、先ず、第２と第３スイッチＳ２，Ｓ３を同時にオンさせて２次電池Ｅ２の電圧によりリアクトルＬ１に電流を流し、その後、第２と第３スイッチＳ２，Ｓ３をオフさせるとともに第１と第４スイッチＳ１，Ｓ４を同時にオンさせることで、リアクトルＬ１の起電力を用いて出力側に電流を出力する。
【００４０】
また、上記の動作を入力側と出力側とで逆転させることで、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、入力・昇圧モード、入力・降圧モード、入力・昇降圧モードの各動作が可能となっている。
【００４１】
図３には、昇圧動作に切り替る際の動作の流れを説明するフローチャートの第１例を、図４には、昇圧動作に切り替る際の動作の流れを説明するフローチャートの第２例をそれぞれ示す。
【００４２】
上記構成の双方向性コンバータ２０は、ＶＩ検出回路２２，２３の検出信号に基づき、外部電源電圧Ｅ１の入力や切断、外部電源電圧Ｅ１の電圧値の変化、２次電池Ｅ２の充電率や満充電となったことがマイクロコンピュータ２４により認識され、マイクロコンピュータ２４がこの認識に基づきそれに適したスイッチング制御モードのモード切替信号をＳＷ制御回路２１に出力して、スイッチング制御モードの切り替えを行うようになっているる。
【００４３】
また、マイクロコンピュータ２４には、システム回路１００の動作モードが変化したときに、システム回路１００からステータス信号を受信して、このステータス信号に応じたスイッチング制御モードの切替を行うようになっている。また、昇圧出力を行う場合には、特別な制御モードの切替処理を行うようになっている。
【００４４】
すなわち、図３や図４のフローチャートに示すように、システム回路１００の動作モードが変化してシステム回路１００からステータス信号を受信したら（ステップＪ１）、先ず、マイクロコンピュータ２４はその変化に適したスイッチング制御モードの解析を行い（ステップＪ２）、例えば、システム回路１００へ２次電池Ｅ２の電圧を昇圧して出力する必要が生じたと判断されたとする。すると、マイクロコンピュータ２４は直ぐに昇圧モードに切り替えるのではなく、短い時間ごとに降圧モードの動作（ステップＪ３，Ｊ４）や昇降圧モードの動作（ステップＪ５，Ｊ６）を経て徐々に出力電圧を上昇させて所要の電圧値の出力を行う制御モードの切替処理を行う。
【００４５】
このように徐々に電圧値を上げることで、いきなり高い電圧がシステム回路１００に印加されて、例えば、システム回路１００内部の容量素子へ大きな突入電流が流れて回路に過度な負担を与えるといった不都合を回避することが出来る。
【００４６】
図５には、双方向性コンバータ２０の全体的な動作の流れを説明するフローチャートを示す。
【００４７】
また、マイクロコンピュータ２４は、スイッチング制御モードの切替が必要になったときに、双方向性コンバータ２０での損失が一番小さくなるような最適なスイッチング制御モードを選択してそれに切り替えるような制御処理を行うようになっている。また、このような最適なスイッチング制御モードを各制御モードで試行することで見つけ出す試行処理や、見つけ出した各状況毎の最適なスイッチング制御モードを各状況のデータと対応させて内部メモリに記憶しておく機能も有している。
【００４８】
すなわち、図５に示すように、入出力電圧の変化や或いはシステム回路１００からのステータス信号の入力があった場合に（ステップＪ１１）、先ず、以前に現在の状況と同様の状況で試行して見つけた最適なスイッチング制御モードの記憶が内部メモリにないか確認し（ステップＪ１２）、これがあれば、そのスイッチング制御モードへの切替信号をＳＷ制御回路２１に出力して、このスイッチング制御モードの動作に移行する（ステップＪ１６）。
【００４９】
一方、最適なスイッチング制御モードの記憶がない場合には、試行処理として現在の外部電源電圧Ｅ１の電圧値や２次電池Ｅ２の電圧値ならびにシステム回路１００の状態から、可能なスイッチング制御モードをΔＴ時間（例えば５秒）ずつ切り替えて実行させ（ステップＪ１３）、その間のＶＩ検出回路２２，２３の検出信号を入力して電力差又は電流差を算出して双方向性コンバータ２０における損失を検出し（ステップＪ１４）、それにより、損失が最低となる最適なスイッチング制御モードを割り出す。
【００５０】
そして、この最適なスイッチング制御モードをこのときの状況を示すデータと対応させて内部メモリに記憶させる（ステップＪ１５）。そして、このスイッチング制御モードへの切替信号をＳＷ制御回路２１に出力して、このスイッチング制御モードの動作に移行させる（ステップＪ１６）。
【００５１】
このような制御処理により、例えば、昇圧モードや昇降圧モードのどちらかで電圧変換が可能なような場合に、電源電圧やシステムの動作モードなどの各状況に合わせて損失の低い方のスイッチング制御モードが選定されるので、常に高効率な電圧変換処理が実現される。
【００５２】
以上のように、この実施形態の双方向性コンバータ２０並びに電子装置１０によれば、順方向と逆方向の入出力、並びに、降圧から昇圧までほぼ連続的な電圧変換が可能であり、入力電圧や出力電圧の様々な組み合わせに柔軟に対応することが出来る。
【００５３】
また、高い電圧をシステム回路１００に供給するときに徐々に電圧を上げて所要の電圧にすることが出来るので、急激な突入電流が流れるのを防止して、安定したスタート動作を得ることが出来る。
【００５４】
また、複数の制御モードでの電圧供給が可能なときに損失の低い方が自動的に選定されるので常に高効率な動作を実現できるという効果が得られる。
【００５５】
［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２実施形態の双方向性コンバータを備えた電子装置の構成を示すブロック図である。
【００５６】
第２実施形態の電子装置１０Ａは、第１実施形態の構成に加えて、スイッチング制御モードの切り替え時にシステム回路１００への電流供給が瞬断されないように、切替時に瞬間的な電流供給を行わせる手段を設けたものである。
【００５７】
すなわち、この実施形態の双方向性コンバータには、システム回路１００の電源ラインに、出力電圧により電荷を蓄えるコンデンサ等のミニ容量器２５と、マイクロコンピュータ２４の信号に基づきオンオフしてミニ容量器２５からの電流をシステム回路１００側へ放電可能なスイッチ回路２６とが、それぞれ接続されている。
【００５８】
そして、マイクロコンピュータ２４は、モード切替信号を出力してスイッチング制御モードの切り替えを行うときに、スイッチ回路２６をオンさせてミニ容量器２５からの電流をシステム回路１００に出力させる制御を行うようになっている。これにより、スイッチング制御モードの切替時にシステム回路１００への電流供給が瞬断されるといった不都合を回避できるという効果が得られる。
【００５９】
［第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３実施形態の電子装置の構成を示すブロック図である。
【００６０】
第３実施形態の電子装置１０Ｂは、電源供給先のシステム回路（負荷）１００の接続位置を第１実施形態と異ならせたものである。そして、外部電源電圧Ｅ１と２次電池Ｅ２の両方から電圧入力があるときに、何れか一方から選択的にシステム回路１００へ電源供給させることを可能としたものである。
【００６１】
この実施形態の双方向性コンバータは、図７に示すように、リアクトルＬ１の両端からそれぞれ第５と第６のスイッチＳ５，Ｓ６を介して電源線を設け、これをシステム回路１００に接続したものである。また、システム回路１００への出力電圧を検出する電圧検出回路２１３を設け、これをＳＷ制御回路２１にフィードバックさせている。その他の構成は、第１実施形態のものと同様である。
【００６２】
図８には、図７の双方向性コンバータの動作の一例を説明する図を示す。
【００６３】
このような構成の双方向性コンバータによれば、例えば、２次電池Ｅ２側に接続された第３スイッチＳ３をオフとし、システム回路１００側に接続された第６スイッチＳ６をスイッチング動作させることで、外部電源電圧Ｅ１を入力としシステム回路（負荷）１００側を出力とした双方向性コンバータの動作を得ることが出来る。
【００６４】
例えば、昇圧モードであれば、図８（ａ）に示すように、第４スイッチＳ４と第６スイッチＳ６とをスイッチング動作させるとともに、第１スイッチＳ１を常時オンに、その他のスイッチＳ２，Ｓ３を常時オフとすることで、外部電源電圧Ｅ１を昇圧してシステム回路１００に出力することが出来る。その他、図２に示したような降圧モードや昇降圧モードも、システム回路１００側を出力として同様に実現可能である。
【００６５】
また、例えば、外部電源電圧Ｅ１側に接続された第１スイッチＳ１をオフとし、システム回路１００側に接続された第５スイッチＳ５をスイッチング動作させることで、２次電池Ｅ２側を入力としシステム回路（負荷）１００側を出力とした双方向性コンバータの動作が得られる。
【００６６】
例えば、昇圧モードであれば、図８（ｂ）に示すように、第２スイッチＳ２と第５スイッチＳ５のスイッチング動作により、２次電池Ｅ２の電圧を昇圧してシステム回路１００に出力することが出来る。その他、図２に示したように、降圧モードや昇降圧モードも２次電池Ｅ２を入力、システム回路１００側を出力として同様に実現可能である。
【００６７】
各スイッチング制御モードにおけるスイッチング制御は、電圧検出回路２１３からの信号に基づきＳＷ制御回路２１によりパルス変調等の制御がなされ、それにより、所要の電圧をシステム回路１００に供給することが出来る。
【００６８】
第５と第６のスイッチＳ５，Ｓ６は、例えばＭＯＳＦＥＴなどから構成できるが、システム回路１００側が入力となることはないので、第５と第６のスイッチＳ５，Ｓ６をダイオードから構成することも出来る。
【００６９】
図９には、第３実施形態の双方向性コンバータの全体的な動作の流れを説明するフローチャートを示す。
【００７０】
この実施形態の双方向性コンバータでは、第１実施形態と同様に、外部電源電圧Ｅ１の入力の有無やその電圧値、２次電池Ｅ２の電圧値、システム回路１００の動作モードを表わすステータス信号が、マイクロコンピュータ２４によりそれぞれ認識されて、双方向性コンバータのスイッチング制御モードが適宜選定される。
【００７１】
さらに、この実施形態では、第１実施形態と異なる制御処理として、次のようなスイッチング制御モードの選定処理がなされるようになっている。すなわち、２次電池Ｅ２の電圧が既定値ある状態で外部電源電圧Ｅ１の入力があり、システム回路１００への電力供給を２次電池Ｅ２側と外部電源電圧Ｅ１側との両方で行える状況になった場合に、外部電源電圧Ｅ１を優先的に使用してシステム回路１００への電力供給を行うようにしたものである。
【００７２】
詳細には、図９のフローチャートに示すように、システム回路（負荷）１００に電流供給している状態で（ステップＪ２１）、電源入力に変化があってマイクロコンピュータ２４がそれを検出したら（ステップＪ２２）、先ず、マイクロコンピュータ２４内で電源入力に応じた分岐処理を行う（ステップＪ２３）。
【００７３】
そして、外部電源電圧Ｅ１と２次電池Ｅ２の電圧入力がありと判断されたら、先ず、外部電源電圧Ｅ１が既定電圧以上のものか判別し（ステップＪ２４）、既定電圧以上であれば、２次電池Ｅ２側からの放電を行わせる第３スイッチＳ３をオフさせ（ステップＪ２５）、外部電源電圧Ｅ１を入力とする第１スイッチＳ１をオンさせて（ステップＪ２６）、外部電源電圧Ｅ１を入力とするスイッチング制御モードで動作するようにＳＷ制御回路２１にモード切替信号を出力する（ステップＪ２７）。
【００７４】
一方、ステップＪ２４の判別処理で、外部電源電圧Ｅ１が既定電圧以下だと判別されたら、外部電源電圧Ｅ１から入力を行わせる第１スイッチＳ１をオフさせ（ステップＪ２８）、２次電池Ｅ２から放電を行わせる第３スイッチＳ３をオンさせて（ステップＪ２９）、２次電池Ｅ２を入力とするスイッチング制御モードで動作するようにＳＷ制御回路２１にモード切替信号を出力する（ステップＪ３０）。
【００７５】
そして、次に、電源入力やシステムステータスの変化が発生するまで、このスイッチング制御モードでの電流供給を継続する。
【００７６】
このような制御処理により、外部電源電圧Ｅ１が使用できるときには、２次電池Ｅ２より外部電源電圧Ｅ１が優先的に使用されてシステムが動作するので、外部電源電圧Ｅ１の入力が切断されてからの２次電池Ｅ２による動作を長時間もたせることが出来る。
【００７７】
なお、この実施形態の双方向性コンバータにおいては、外部電源電圧Ｅ１の入力があったときに、第３スイッチＳ３のオンオフによる２次電池Ｅ２側への入力と、第５スイッチＳ５のオンオフによるシステム回路１００側への入力とを、交互に切り替えて実行させることで、システム回路１００の動作と２次電池Ｅ２への充電とを並行して行わせることも出来る。
【００７８】
以上、本発明を実施する最良の形態を説明してきたが、本発明は、上記第１〜第３の実施形態に限られるものではなく、例えば、具体的な回路構成や制御方式など実施形態で示した細部等は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態の双方向性コンバータを備えた電子装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の双方向性コンバータの複数の制御モードを説明する図である。
【図３】昇圧動作に切り替る際の動作の流れを説明するフローチャートの第１例である。
【図４】昇圧動作に切り替る際の動作の流れを説明するフローチャートの第２例である。
【図５】図１の双方向性コンバータの全体的な動作の流れを説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態の双方向性コンバータを備えた電子装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態の電子装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７の双方向性コンバータの動作の一例を説明する図である。
【図９】図７の双方向性コンバータの全体的な動作の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１０，１０Ａ，１０Ｂ    電子装置
２０    双方向性コンバータ
２１    ＳＷ制御回路
２２，２３  ＶＩ検出回路
２４    マイクロコンピュータ
２５    ミニ容量器
２６    スイッチ回路
１００  システム回路
２１１〜２１３  電圧検出回路
Ｅ１    外部電源電圧
Ｅ２    ２次電池
Ｌ１    リアクトル
Ｓ１〜Ｓ４  スイッチ
Ｓ５，Ｓ６  スイッチ
【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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