(57)【要約】【課題】充電モード変更時に、バッテリへ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる制御回路、充電装置および無停電電源装置を得ること。【解決手段】Ａ／Ｄ変換器２１が、バッテリの端子電圧値をデジタル値に変換し、デジタルフィルタ（図１では補償器２３）が、所定の基準値とバッテリの端子電圧のデジタル値との差に基づいてデジタル制御信号を生成する。リミッタ回路（図１では逆演算処理器２４）は、デジタルフィルタから出力されたデジタル制御信号のデジタル値が電力供給回路（図１では充電回路）の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、デジタルフィルタから出力されるデジタル制御信号の値が電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、デジタルフィルタの内部変数の値を変更する。【選択図】　図１
2004147371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル制御信号に基づいて動作しバッテリへ電力を供給する電力供給回路へ、上記バッテリの端子電圧のデジタル値に基づいて演算した上記デジタル制御信号を供給する制御回路において、
上記バッテリの端子電圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
所定の基準値と上記バッテリの端子電圧のデジタル値との差に基づいて上記デジタル制御信号を生成するデジタルフィルタと、
上記デジタルフィルタから出力された上記デジタル制御信号のデジタル値が上記電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、上記デジタルフィルタから出力されるデジタル制御信号の値が上記電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、上記デジタルフィルタの内部変数の値を変更するリミッタ回路と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【請求項２】
前記バッテリを充電する場合に、定電流充電の後に定電圧充電を行うように前記デジタル制御信号を前記電力供給回路に供給することを特徴とする請求項１記載の制御回路。
【請求項３】
前記デジタルフィルタは、１次のＩＩＲフィルタであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の制御回路。
【請求項４】
前記Ａ／Ｄ変換器、前記デジタルフィルタおよび前記リミッタ回路は、デジタルシグナルプロセッサとして実装されることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の制御回路。
【請求項５】
バッテリを充電する充電装置において、
デジタル制御信号に基づいて動作し上記バッテリへ電力を供給する電力供給回路と、
上記バッテリの端子電圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
所定の基準値と上記バッテリの端子電圧のデジタル値との差に基づいて上記デジタル制御信号を生成するデジタルフィルタと、
上記デジタルフィルタから出力された上記デジタル制御信号のデジタル値が上記電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、上記デジタルフィルタから出力されるデジタル制御信号の値が上記電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、上記デジタルフィルタの内部変数の値を変更するリミッタ回路と、
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項６】
バッテリと、
商用交流電源に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータと、
デジタル制御信号に基づいて動作し充電時に上記ＡＣ／ＤＣコンバータによる変換後の電力を上記バッテリへ供給する電力供給回路と、
上記バッテリに充電された直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣコンバータと、
上記バッテリの端子電圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、所定の基準値と上記バッテリの端子電圧のデジタル値との差に基づいて上記デジタル制御信号を生成するデジタルフィルタと、上記デジタルフィルタから出力された上記デジタル制御信号のデジタル値が上記電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、上記デジタルフィルタから出力されるデジタル制御信号の値が上記電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、上記デジタルフィルタの内部変数の値を変更するリミッタ回路とを有する制御回路と、
を備えることを特徴とする無停電電源装置。
【請求項７】
デジタル制御信号に基づいて動作し前記バッテリの電力出力時に前記バッテリから直流電力を所定の電圧で前記ＤＣ／ＡＣコンバータに供給する電力出力回路を備え、
前記制御回路は、前記バッテリの電力出力時に前記電力出力回路に対する前記デジタル制御信号を生成し、前記電力出力回路に供給すること、
を特徴とする請求項６記載の無停電電源装置。
【請求項８】
デジタル制御信号に基づいて動作しバッテリへ電力を供給する電力供給回路へ、上記バッテリの端子電圧のデジタル値に基づいて演算した上記デジタル制御信号を供給する制御方法において、
所定の基準値と上記バッテリの端子電圧のデジタル値との差に基づいて上記デジタル制御信号を生成するデジタルフィルタから出力された上記デジタル制御信号のデジタル値を監視し、
上記デジタル制御信号のデジタル値が上記電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、上記デジタルフィルタから出力されるデジタル制御信号の値が上記電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、上記デジタルフィルタの内部変数の値を変更すること、
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル制御信号に基づいて動作しバッテリへ電力を供給する電力供給回路へ、バッテリの端子電圧のデジタル値に基づいて演算したデジタル制御信号を供給する制御回路および制御方法、並びにバッテリの充電装置および充電装置を備えた無停電電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の充電装置１０１を示すブロック図である。この従来の充電装置１０１では、充電回路１１が、出力電圧値を制御しつつ、整流後の電源電力をバッテリ２に供給する。その間、制御回路１１１は、電圧値検出回路１３で検出された充電対象のバッテリ２の端子電圧Ｖｂに基づいて、バッテリ２の充電状態に応じた制御信号を生成し、その制御信号を充電回路１１に供給する。このような制御回路１１１には、デジタル回路として実現されるものもある（特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、充電回路１１の構成例を示す回路図である。図６において、パルス発生回路３３は、制御回路１１１からの制御信号の値に応じたデューティ比のパルスを発生し、トランジスタなどのスイッチング素子３２のゲートに供給する。これにより、トランス３１の１次側の電流値が変化し、トランス３１の２次側に電流が誘起される。そして、トランス３１の２次側に誘起された電流が、ダイオード３４およびコンデンサ３５により整流および平滑される。これにより、制御信号の値に応じた直流電力が、充電回路１１からバッテリ２へ供給される。
【０００４】
このようにして、従来の充電装置は、バッテリ２の端子電圧に応じてバッテリ２に供給される直流電力を調整しつつ充電を行っていく。
【０００５】
なお、充電には、主に、急速充電と呼ばれる定電流充電と、フロート充電と呼ばれる定電圧充電の２種類があり、定電流充電では、各部の定格内で可能な限り大きな電流値で直流電力をバッテリ２に供給していき、定電圧充電では、所望の一定の電圧値で直流電力をバッテリ２に供給していく。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−９８４７５号公報（実施例欄）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の充電回路１１にデジタル制御信号を供給する際に、パルス発生回路３３の出力パルス信号のデューティ比を０パーセントから１００パーセントまでの範囲で制御するためのデジタル制御信号の値の範囲を、図７に示すように、０から２のｎ乗（ｎはデジタル制御信号のビット数）の全範囲とせずに、一部の範囲ＮＬ〜ＮＨ（０＜ＮＬ＜ＮＨ＜Ｎｍａｘ、Ｎｍａｘ＝２のｎ乗）とすることがある。
【０００８】
これは、パルス発生回路３３の出力信号のデューティ比を０パーセントから１００パーセントまでの範囲で正確に制御するために上述の範囲の下限値ＮＬや上限値ＮＨを調整できるようにする目的や、複数種類の充電回路１１へ制御回路を対応させる場合に、充電回路１１の種類ごとにデジタル制御信号の値とデューティ比の値との対応関係に違いがあっても調整できるようにする目的や、充電回路以外の回路へも、異なる範囲の値のデジタル制御信号を供給させる目的などのためにそのように設計されている。
【０００９】
しかしながら、そのようにデューティ比の制御のためのデジタル制御信号の値の範囲を、全範囲の一部（ＮＬ〜ＮＨの範囲）とすると、制御回路１０１を含む制御系の特性によっては、図８に示すように、急速充電時に、デジタル制御信号の値が上限値ＮＨを超えてしまう場合がある。その場合、デジタル制御信号の値が上限値ＮＨを超えているときには、単に、デューティ比が、最大値である１００パーセントとなるだけであるが、充電モードが急速充電からフロート充電へ移行した場合に、デジタル制御信号の値が上限値ＮＨ以下のフロート充電時の最適値にすぐには戻らず、最適値に戻るまでの期間ｄＴにおいては、充電回路１１の制御を正確に行えないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、充電モード変更時に、バッテリへ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる制御回路、充電装置および無停電電源装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の制御回路は、デジタル制御信号に基づいて動作しバッテリへ電力を供給する電力供給回路へ、バッテリの端子電圧のデジタル値に基づいて演算したデジタル制御信号を供給する制御回路であって、バッテリの端子電圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、所定の基準値とバッテリの端子電圧のデジタル値との差に基づいてデジタル制御信号を生成するデジタルフィルタと、デジタルフィルタから出力されたデジタル制御信号のデジタル値が電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、デジタルフィルタから出力されるデジタル制御信号の値が電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、デジタルフィルタの内部変数の値を変更するリミッタ回路とを備える。
【００１２】
この制御回路を利用すると、充電モード変更時に、バッテリへ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる。
【００１３】
さらに、本発明の制御回路は、上記発明の制御回路に加え、バッテリを充電する場合に、定電流充電の後に定電圧充電を行うようにデジタル制御信号を電力供給回路に供給するようにしたものである。
【００１４】
この制御回路を利用すると、急速充電（定電流充電）からフロート充電（定電圧充電）への充電モード変更時に、バッテリへ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる。
【００１５】
さらに、本発明の制御回路は、上記発明の制御回路のいずれかに加え、デジタルフィルタとして、１次のＩＩＲフィルタを使用したものである。
【００１６】
この制御回路を利用すると、デジタルフィルタの内部変数の変更後の値を簡単に演算することができる。
【００１７】
さらに、本発明の制御回路は、上記発明の制御回路のいずれかに加え、Ａ／Ｄ変換器、デジタルフィルタおよびリミッタ回路を、デジタルシグナルプロセッサとして実装したものである。
【００１８】
この制御回路を利用すると、Ａ／Ｄ変換器、デジタルフィルタおよびリミッタ回路をデジタル化でき、各種調整が簡単になる。
【００１９】
本発明の充電装置は、デジタル制御信号に基づいて動作しバッテリへ電力を供給する電力供給回路と、バッテリの端子電圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、所定の基準値とバッテリの端子電圧のデジタル値との差に基づいてデジタル制御信号を生成するデジタルフィルタと、デジタルフィルタから出力されたデジタル制御信号のデジタル値が電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、デジタルフィルタから出力されるデジタル制御信号の値が電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、デジタルフィルタの内部変数の値を変更するリミッタ回路とを備える。
【００２０】
この充電装置を利用すると、充電モード変更時に、バッテリへ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる。
【００２１】
本発明の無停電電源装置は、バッテリと、商用交流電源に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータと、デジタル制御信号に基づいて動作し充電時にＡＣ／ＤＣコンバータによる変換後の電力をバッテリへ供給する電力供給回路と、バッテリに充電された直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣコンバータと、バッテリの端子電圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、所定の基準値とバッテリの端子電圧のデジタル値との差に基づいてデジタル制御信号を生成するデジタルフィルタと、デジタルフィルタから出力されたデジタル制御信号のデジタル値が電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、デジタルフィルタから出力されるデジタル制御信号の値が電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、デジタルフィルタの内部変数の値を変更するリミッタ回路とを有する制御回路とを備える。
【００２２】
この無停電電源装置を利用すると、充電モード変更時に、バッテリへ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる。
【００２３】
さらに、本発明の無停電電源装置は、上記発明の無停電電源装置に加え、デジタル制御信号に基づいて動作しバッテリの電力出力時にバッテリから直流電力を所定の電圧でＤＣ／ＡＣコンバータに供給する電力出力回路を備え、制御回路が、バッテリの電力出力時に電力出力回路に対するデジタル制御信号を生成し、電力出力回路に供給するようにしたものである。
【００２４】
この無停電電源装置を利用すると、デジタル制御信号を生成する制御回路を、電力供給回路と電力出力回路に対して簡単に併用することができ、装置内の回路規模やコストを低減することができる。
【００２５】
本発明の制御方法は、デジタル制御信号に基づいて動作しバッテリへ電力を供給する電力供給回路へ、バッテリの端子電圧のデジタル値に基づいて演算したデジタル制御信号を供給する制御方法であって、所定の基準値とバッテリの端子電圧のデジタル値との差に基づいてデジタル制御信号を生成するデジタルフィルタから出力されたデジタル制御信号のデジタル値を監視し、デジタル制御信号のデジタル値が電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、デジタルフィルタから出力されるデジタル制御信号の値が電力供給回路の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、デジタルフィルタの内部変数の値を変更する。
【００２６】
この制御方法を利用すると、充電モード変更時に、バッテリへ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る充電装置の構成を示すブロック図である。図１において、充電装置１は、この実施の形態１に係る充電装置である。また、バッテリ２は、充電装置１により充電されるバッテリ（蓄電池）である。
【００２９】
充電装置１において、充電回路１１は、制御回路１２からのデジタル制御信号に基づいて動作しバッテリ２へ電力を供給する電力供給回路である。また、制御回路１２は、充電回路１１へ、バッテリ２の端子電圧のデジタル値に基づいて演算したデジタル制御信号を供給する回路である。また、電圧値検出回路１３は、バッテリ２の端子電圧Ｖｂの値を検出する回路である。
【００３０】
制御回路１２において、Ａ／Ｄ変換器２１は、バッテリ２の端子電圧値をデジタル値に変換する回路である。また、減算器２２は、所定の基準値Ｖｒｅｆとバッテリ２の端子電圧のデジタル値との差を演算する回路である。なお、所定の基準値Ｖｒｅｆは、制御回路１２内のレジスタなどに記憶されている。
【００３１】
また、補償器２３は、充電回路１１、バッテリ２、制御回路１２というフィードバック制御系の安定を図るための補償器であって、所定の基準値Ｖｒｅｆとバッテリ２の端子電圧Ｖｂのデジタル値との差に基づいてデジタル制御信号を生成するデジタルフィルタである。実施の形態１に係る充電装置１では、補償器２３として、１次のＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタが使用されている。図２は、図１における補償器２３の構成例を示す回路図である。
【００３２】
図２において、係数器４１は、時刻ｎの入力Ｘ（ｎ）（時刻ｎにおける基準値Ｖｒｅｆとバッテリ２の端子電圧Ｖｂのデジタル値との差）に所定の係数Ｃ１を乗算する回路である。加算器４２は、係数器４１の出力（Ｃ１・Ｘ（ｎ））と係数器４３の出力（Ａ１・Ｘ１（ｎ−１））との和（Ｃ１・Ｘ（ｎ）＋Ａ１・Ｘ１（ｎ−１）＝Ｘ１（ｎ））を計算する回路である。係数器４３は、遅延器４４の出力Ｘ１（ｎ−１）に所定の係数Ａ１を乗算する回路である。遅延器４４は、加算器４２の出力（Ｘ１（ｎ））を１クロック（時刻ｎから時刻ｎ＋１の間）だけ保持する回路である。係数器４５は、遅延器４４の出力Ｘ１（ｎ−１）に所定の係数Ｂ１を乗算する回路である。加算器４６は、加算器４２の出力（Ｘ１（ｎ））と係数器４５の出力（Ｂ１・Ｘ１（ｎ−１））との和を演算する回路である。これにより、補償器２３の出力Ｙ（ｎ）は、（Ａ１＋Ｂ１）・Ｘ１（ｎ−１）＋Ｃ１・Ｘ（ｎ）となる。なお、係数器４１，４３，４５の係数Ａ１，Ｂ１，Ｃ１は、所望する補償器２３のフィルタ特性に応じて決定すればよい。
【００３３】
図１に戻り、逆演算処理器２４は、補償器２３から出力されたデジタル制御信号のデジタル値が充電回路１１の制御範囲（デューティ比０パーセントから１００パーセントの範囲）に対応する範囲（ＮＬ〜ＮＨ）の外になった場合に、補償器２３から出力されるデジタル制御信号の値が充電回路１１の制御範囲に対応する範囲の上限値ＮＨまたは下限値ＮＬになるように、補償器２３のデジタルフィルタの内部変数の値を変更するリミッタ回路である。この実施の形態１においては、逆演算処理器２４は、時刻ｎでは、図２に示す補償器２３の内部変数Ｘ１（ｎ−１）を変更する。すなわち、逆演算処理器２４は、遅延器４４に保持されている内部変数の過去の値を変更する。
【００３４】
なお、上述のＡ／Ｄ変換器２１、減算器２２、補償器２３および逆演算処理器２４は、実施の形態１ではデジタルシグナルプロセッサとして実装される。ただし、デジタルシグナルプロセッサの代わりに、マイクロプロセッサや、個々に独立したデジタル回路で実装するようにしてもよい。
【００３５】
次に、上記装置の動作について説明する。
【００３６】
まず、充電が開始されると、制御回路１２は、電圧値検出回路１３により検出されるバッテリ２の端子電圧Ｖｂの値と基準電圧Ｖｒｅｆとの差に応じてデジタル制御信号を生成し、充電回路１１に供給する。
【００３７】
充電回路１１（図６参照）では、パルス発生回路３３が、そのデジタル制御信号をアナログ信号に変換し、その値（電圧値）に応じたデューティ比でパルス信号を発生し、スイッチング素子３２のゲートに供給する。これにより、そのパルス信号に応じて１次側のスイッチング素子３２がオン／オフし、トランス３１の２次側に電流が誘起する。トランス３１の２次側で誘起した電流は、ダイオード３４およびコンデンサ３５により整流および平滑され、直流電流としてバッテリ２へ出力される。
【００３８】
このようにして、バッテリ２への充電が行われる。そして、充電中の期間、制御回路１２では、Ａ／Ｄ変換器２１が、電圧値検出回路１３からのアナログ電圧値信号をデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号を減算器２２に供給する。減算器２２が、その検出電圧のデジタル値と基準電圧値Ｖｒｅｆとの差を演算し、その演算結果を補償器２３に供給する。補償器２３は、各クロックで、そのバッテリ２の端子電圧と基準電圧値との差を入力として、所定のフィルタ特性でフィルタリングしたデジタル値をデジタル制御信号として出力し充電回路１１のパルス発生回路３３に供給する。
【００３９】
そして、逆演算処理器２４は、その補償器２３の出力値を監視しており、そのデジタル制御信号の値が下限値ＮＬから上限値ＮＨまでの範囲の外側になった場合（すなわち、デジタル制御信号の値が下限値ＮＬより小さくなった場合、または、デジタル制御信号の値が上限値ＮＨより大きくなった場合）に、補償器２３から出力されるデジタル制御信号の値がその上限値ＮＨ（デジタル制御信号の値が上限値ＮＨより大きくなった場合）または下限値ＮＬ（デジタル制御信号の値が下限値ＮＬより小さくなった場合）になるように、補償器２３のデジタルフィルタの内部変数の値を変更する。デジタル制御信号の値が下限値ＮＬから上限値ＮＨまでの範囲にあるときには、逆演算処理器２４は、補償器２３に対して特に何もしない。
【００４０】
なお、ここでは、デジタル制御信号の値が上限値ＮＨより大きくなった場合と下限値ＮＬより小さくなった場合の両方の場合に、逆演算処理器２４が補償器２３の内部変数の値を変更しているが、デジタル制御信号の値が上限値ＮＨより大きくなった場合と下限値ＮＬより小さくなった場合のうちのいずれか一方の場合のみ、逆演算処理器２４が補償器２３の内部変数の値を上述のように変更するようにしてもよい。
【００４１】
実施の形態１では、逆演算処理器２４は、デジタル制御信号の値が上限値ＮＨより大きくなった場合、補償器２３への入力Ｘ（ｎ）が０である（すなわち、バッテリ２の端子電圧が基準電圧Ｖｒｅｆである）と仮定して、内部変数Ｘ１（ｎ−１）の値を変更する。すなわち、デジタル制御信号の値をＹ（ｎ）とすると、逆演算処理器２４は、内部変数Ｘ１（ｎ−１）の値を、Ｙ（ｎ）／（Ａ１＋Ｂ１）とする。なお、Ａ１およびＢ１は、図２における係数器４３，４５の係数である。
【００４２】
このように、補償器２３の内部変数の値を操作することで、デジタル制御信号の値は、上限値ＮＨおよび下限値ＮＬをほとんど超えることなく上限値ＮＨまたは下限値ＮＬに制御されるとともに、補償器２３の内部状態も、デジタル制御信号が上限値ＮＨまたは下限値ＮＬである場合のものとなる。
【００４３】
図３は、実施の形態１に係る充電装置における補償器２３の出力特性を示す図である。上述のように実施の形態１に係る充電装置１が動作するため、充電の初期に急速充電を行い、その後にフロート充電に移行する場合には、図３に示すように、デジタル制御信号の値は、急速充電中には、従来（図３における破線、図８）のように上限値ＮＨを超えることなく推移していき、時刻Ｔｃで充電モードがフロート充電に移行すると、補償器２３の内部状態も、デジタル制御信号が上限値ＮＨまたは下限値ＮＬである場合のものとなっているため、デジタル制御信号の値は、上限値ＮＨからフロート充電時の基準電圧Ｖｒｅｆ’に向かって即座に移行する。このため、従来のような遅延時間ｄＴが発生しない。
【００４４】
以上のように、上記実施の形態１によれば、Ａ／Ｄ変換器２１が、バッテリ２の端子電圧値をデジタル値に変換し、補償器２３が、所定の基準値Ｖｒｅｆとバッテリ２の端子電圧のデジタル値との差に基づいてデジタル制御信号を生成し、逆演算処理器２４が、補償器２３から出力されたデジタル制御信号のデジタル値が充電回路１１の制御範囲に対応する範囲の外になった場合に、補償器２３から出力されるデジタル制御信号の値が充電回路１１の制御範囲に対応する範囲の上限値または下限値になるように、補償器２３のデジタルフィルタの内部変数の値を変更する。これにより、充電モード変更時に、バッテリ２へ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる。
【００４５】
さらに、上記実施の形態１では、バッテリ２を充電する場合に、定電流充電の後に定電圧充電を行うようにデジタル制御信号を充電回路１１に供給するが、急速充電（定電流充電）からフロート充電（定電圧充電）への充電モード変更時に、バッテリへ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる。それにより、急速充電でバッテリ２の電圧値が必要以上に高くなってバッテリ２に接続された回路へ悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００４６】
さらに、上記実施の形態１では、補償器２３のデジタルフィルタとして、１次のＩＩＲフィルタを使用したので、逆演算処理器２４においてそのデジタルフィルタの内部変数の変更後の値を簡単に演算することができる。
【００４７】
さらに、上記実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換器２１、補償器２３および逆演算処理器２４をデジタルシグナルプロセッサとして実装したので、各種調整が簡単になる。すなわち、デジタル化されているため、パルス発生回路３３の出力信号のデューティ比を０パーセントから１００パーセントまでの範囲で正確に制御するための上述の範囲の下限値ＮＬや上限値ＮＨの調整、複数種類の充電回路１１へ制御回路を対応させる場合に、充電回路１１の種類ごとにデジタル制御信号の値とデューティ比の値との対応関係に違いに応じた調整などを簡単に行える。また、１チップのデジタルシグナルプロセッサでＡ／Ｄ変換器２１、補償器２３および逆演算処理器２４を構成することで、それらの実装が簡単になる。
【００４８】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る無停電電源装置は、内蔵バッテリへの充電に実施の形態１における充電回路１１および制御回路１２を適用したものである。
【００４９】
図４は、本発明の実施の形態２に係る無停電電源装置の構成を示すブロック図である。図４において、ＡＣ／ＤＣコンバータ５１は、図示せぬ商用交流電源に接続され、交流電力を直流電力に変換する回路である。また、ＤＣ／ＡＣコンバータ５２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５１により生成された直流電力および／またはバッテリ２に充電された直流電力を交流電力に変換する回路である。また、コンデンサ５３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５１とＤＣ／ＡＣコンバータ５２とを接続する線路に接続されたコンデンサである。
【００５０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５４は、デジタル制御信号に基づいて動作しバッテリ２の電力出力時にバッテリ２から直流電力を所定の電圧でＤＣ／ＡＣコンバータ５２に供給する電力出力回路である。
【００５１】
なお、図４におけるその他の構成要素については、実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。
【００５２】
次に、上記装置の動作について説明する。
【００５３】
実施の形態２に係る無停電電源装置では、ＡＤ／ＤＣコンバータ５１により整流された直流電力が、充電回路１１によりバッテリ２に蓄積され、必要に応じて、バッテリ２に蓄積された直流電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４によりＤＣ／ＡＣコンバータ５２に供給され、ＤＣ／ＡＣコンバータ５２により交流電力に変換され、その交流電力が出力される。
【００５４】
バッテリ２の充電時には、制御回路１２は、充電回路１１を動作させ、バッテリ２に電力を供給していき、実施の形態１の場合と同様にして、電圧値検出回路１３により検出されたバッテリ２の端子電圧の値に応じたデジタル制御信号を生成し、充電回路１１に供給する。その際、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４は、停止させておく。
【００５５】
バッテリ２から電力を出力する時には、制御回路１２は、充電回路１１を停止させておき、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４を動作させる。その際、制御回路１２は、充電時と同様にして、電圧値検出回路１３により検出されたバッテリ２の端子電圧の値に応じたデジタル制御信号を生成し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４に供給する。その際、制御回路１２は、基準電圧Ｖｒｅｆとバッテリ２の端子電圧との差に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆになるように、デジタル制御信号を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５４は、そのデジタル制御信号の値に応じたデューティ比のパルス信号を発生し、そのパルス信号でスイッチング素子を駆動して、ＤＣ／ＡＣコンバータ５２への出力電圧を基準電圧Ｖｒｅｆに制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５４におけるデジタル制御信号とパルス信号のデューティ比との対応関係が、充電回路１１におけるデジタル制御信号とパルス信号のデューティ比との対応関係と異なる場合には、上述のデジタル制御信号の上限値ＮＨおよび／または下限値ＮＬをバッテリ２から電力を出力する時に変更するようにすればよい。
【００５６】
なお、充電回路１１および制御回路１２の詳細な動作については、実施の形態１の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００５７】
以上のように、上記実施の形態２によれば、実施の形態１に係る充電装置の構成を無停電電源装置の内蔵バッテリ（バッテリ２）の充電に適用したので、無停電電源装置において充電モード変更時に、バッテリ２へ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる。
【００５８】
さらに、上記実施の形態２によれば、制御回路１２が、バッテリの電力出力時にＤＣ／ＤＣコンバータ５４に対するデジタル制御信号を生成し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４に供給するため、デジタル制御信号を生成する制御回路１２を、充電回路１１とＤＣ／ＤＣコンバータ５４に対して簡単に併用することができ、装置内の回路規模やコストを低減することができる。
【００５９】
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００６０】
例えば、上述の各実施の形態における補償器２３のフィルタの次数を、２以上としてもよい。その場合において、逆演算処理器２４は、デジタル制御信号の値が上述の範囲の外となった場合には、必要に応じて、補償器２３のフィルタにおける１つの内部変数を変更するようにしてもよいし、複数の内部変数を変更するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述の各実施の形態における補償器２３のフィルタは、他の形態のＩＩＲフィルタとしてもよいし、可能であれば、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタなどの他の形式のデジタルフィルタとしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、充電モード変更時に、バッテリへ印加される電圧値の制御を迅速に追随させることができる制御回路、充電装置および無停電電源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る充電装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１における補償器の構成例を示す回路図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る充電装置における補償器の出力特性を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２に係る無停電電源装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、従来の充電装置を示すブロック図である。
【図６】図６は、充電回路の構成例を示す回路図である。
【図７】図７は、充電回路におけるデジタル制御信号の値と、スイッチング素子へのパルス信号のデューティ比との対応関係を示す図である。
【図８】図８は、従来の充電装置における制御回路の出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１　充電装置
２　バッテリ
１１　充電回路（電力供給回路）
１２　制御回路
２１　Ａ／Ｄ変換器
２３　補償器（デジタルフィルタ）
２４　逆演算処理器（リミッタ回路）
５１　ＡＣ／ＤＣコンバータ
５２　ＤＣ／ＡＣコンバータ
５４　ＤＣ／ＤＣコンバータ（電力出力回路）
【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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