(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電手段に対して定電流モードによる充電および定電圧モードによる充電を行う充電装置を、パルス幅変調制御によって制御する充電制御装置であって、
前記充電装置の出力電流を測定した電流測定信号および予め設定された電流設定信号が入力される入力端子を備え、出力端子から前記電流測定信号および前記電流設定信号の差分に応じた第１差分信号を出力する電流誤差アンプと、
前記蓄電手段の充電電圧を測定した電圧測定信号および予め設定された電圧設定信号が入力される入力端子を備え、出力端子から前記電圧測定信号および前記電圧設定信号の差分に応じた第２差分信号を出力する電圧誤差アンプと、
前記第１差分信号と前記第２差分信号との大小関係に応じて、前記第１差分信号または前記第２差分信号のいずれか一方を出力する選択回路と、
前記選択回路の出力信号に基づいて生成したコントロール信号と所定のキャリア信号との大小比較を行い、前記コントロール信号と前記キャリア信号の波高値との大小関係が逆転した時点以降に、前記大小比較の結果に応じて生成したパルス信号を出力するパルス幅変調回路と、
前記選択回路の出力側と前記電流誤差アンプの入力端子との間に接続された帰還回路と、を備え、
前記帰還回路が、前記選択回路から出力された前記第２差分信号に対して微分動作を行うことにより、前記コントロール信号と前記キャリア信号の波高値との大小関係が逆転する前に、前記第１差分信号と前記第２差分信号との大小関係を逆転させ、前記充電装置に前記定電流モードによる充電を開始させる
ことを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
前記帰還回路は、コンデンサと抵抗とを直列接続した素子またはコンデンサ素子である
ことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記電圧誤差アンプの入力端子に接続されたストップ回路をさらに備え、
前記ストップ回路は、前記蓄電手段の放電が行われている間、前記電圧誤差アンプの出力が振り切れるように前記電圧誤差アンプの入力端子に電圧信号を入力する一方、前記蓄電手段の放電が終了した後に、前記電圧信号の入力を解除する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の充電制御装置。
【請求項４】
前記ストップ回路は、
直流電圧源と、
前記直流電圧源に直列接続された、第１抵抗および第１スイッチの並列回路と、
一端が前記並列回路に接続され、他端が前記電圧誤差アンプの入力端子に接続された第２抵抗と、を有し、
前記第１スイッチは、前記蓄電手段の放電が行われている間に閉状態となる一方、前記蓄電手段の放電が終了した後に開状態となる
ことを特徴とする請求項３に記載の充電制御装置。
【請求項５】
前記電流設定信号の電流値は、
前記電流測定信号の電流値がゼロの場合、前記出力電流の定格値よりも小さくなり、
前記電流測定信号の電流値がゼロよりも大きく、かつ前記定格値よりも小さい第１電流値以下の場合、前記電流測定信号の電流値が前記第１電流値のときに前記定格値となるように、前記電流測定信号の電流値に比例して増加し、
前記電流測定信号の電流値が前記第１電流値よりも大きい場合、前記定格値となる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の充電制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の充電制御装置を備え、蓄電手段に対して定電流モードによる充電および定電圧モードによる充電を行う充電装置であって、
前記充電制御装置の制御下でスイッチング動作を行うスイッチング回路と、
一次側が前記スイッチング回路に接続されたトランスと、
前記トランスの二次側に接続されたダイオードブリッジ回路と、を備えた
ことを特徴とする充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電制御装置および当該充電制御装置を備えた充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、定電流充電と定電圧充電とを切り替えて行う充電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この充電装置は、定電流制御部と、定電圧制御部と、定電流制御部の出力または定電圧制御部の出力の小さい方を出力する最小値回路と、最小値回路の出力に基づいてパルス信号を出力するＰＷＭ制御部とを備えている。
【０００３】
また、別の充電装置としては、スイッチ手段（例えば、ブリッジ接続されたＩＧＢＴ）を有するスイッチング回路と、一次側がスイッチング回路に接続されたトランスと、トランスの二次側に接続されたダイオードブリッジ回路とを備え、断続的に放電されるコンデンサに対して繰り返し充電を行うものがある。この充電装置は、コンデンサの充電電圧が予め設定された設定電圧であるときは、定電圧モードで動作する一方、コンデンサの充電電圧が低下した状態で充電を行っているときは、主に定電流モードで動作する。
【０００４】
図６に、この充電装置のスイッチング回路をパルス幅変調制御によって制御する充電制御装置１００Ｂを示す。充電制御装置１００Ｂは、誤差アンプ回路１０１Ｂと、パルス幅変調回路１０２とを備えている。
【０００５】
誤差アンプ回路１０１Ｂは、反転増幅回路を構成するオペアンプからなる電流誤差アンプ１０３と、同様に反転増幅回路を構成するオペアンプからなる電圧誤差アンプ１０４と、最大値回路を構成するダイオード１０５、１０６とを備えている。
【０００６】
電流誤差アンプ１０３の反転入力端子には、充電装置の出力電流を測定した電流測定信号が、増幅率マイナス１倍の極性反転回路１０７および抵抗Ｒ１を介して入力されるとともに、直流電圧源からなる電流設定信号発生回路１０８で生成された電流設定信号（例えば、電流値４５Ａに対応する信号）が、抵抗Ｒ６を介して入力される。電流誤差アンプ１０３の出力端子には、ダイオード１０５のアノードが接続されている。ダイオード１０５のカソードは、抵抗Ｒ２を介して電流誤差アンプ１０３の反転入力端子に接続されるとともに、パルス幅変調回路１０２に接続されている。電流誤差アンプ１０３は、ダイオード１０５がオン状態の場合、電流測定信号および電流設定信号の差分に応じた第１差分信号を出力する。
【０００７】
電圧誤差アンプ１０４の反転入力端子には、コンデンサの充電電圧を測定した電圧測定信号が、増幅率マイナス１倍の極性反転回路１０９および抵抗Ｒ３を介して入力されるとともに、直流電圧源からなる電圧設定信号発生回路１１０で生成された電圧設定信号（例えば、電圧値１２９Ｖに対応する信号）が、抵抗Ｒ４を介して入力される。電圧誤差アンプ１０４の出力端子には、ダイオード１０６のアノードが接続されている。ダイオード１０６のカソードは、積分回路（直流ゲインおよび応答調整インピーダンス）１１１を介して電圧誤差アンプ１０４の反転入力端子に接続されるとともに、パルス幅変調回路１０２に接続されている。電圧誤差アンプ１０４は、ダイオード１０６がオン状態の場合、電圧測定信号および電圧設定信号の差分に応じた第２差分信号を出力する。
【０００８】
最大値回路を構成するダイオード１０５、１０６は、電流誤差アンプ１０３の出力（第１差分信号）と電圧誤差アンプ１０４の出力（第２差分信号）の大きい方を出力する。すなわち、第１差分信号が第２差分信号よりも大きい場合、最大値回路ではダイオード１０５がオン状態、ダイオード１０６がオフ状態となり、パルス幅変調回路１０２に第１差分信号が入力される。一方、第２差分信号が第１差分信号よりも大きい場合、最大値回路ではダイオード１０６がオン状態、ダイオード１０５がオフ状態となり、パルス幅変調回路１０２に第２差分信号が入力される。
【０００９】
パルス幅変調回路１０２は、キャリア信号としてのこぎり波を生成する発振回路と、最大値回路の出力信号（第１差分信号または第２差分信号の大きい方）を抵抗で分圧してコントロール信号を生成する分圧回路と、のこぎり波とコントロール信号との大小比較を行うコンパレータと、のこぎり波がコントロール信号よりも大きいときに出力パルスを出力するパルス生成回路と、トグルフリップフロップを有し、パルス生成回路の出力パルスを位相が１８０°異なるＵ相のパルス信号とＶ相のパルス信号とに振り分けて出力する出力回路とを備えている。
【００１０】
コンデンサの充電電圧が設定電圧（例えば、１２９Ｖ）に達している場合、電流誤差アンプ１０３の反転入力端子に入力される電流測定信号はゼロになるため、電流誤差アンプ１０３の出力（第１差分信号）は、電流誤差アンプ１０３の動作領域を超えてマイナス側に振り切れた状態となる（図７（Ｃ）参照）。一方、電圧誤差アンプ１０４の反転入力端子に入力される電圧測定信号は電圧設定信号と釣り合うため、電圧誤差アンプ１０４の出力（第２差分信号）は、電圧誤差アンプ１０４の動作領域内に収まり、電圧誤差アンプ１０４は負帰還動作を行う。その結果、第２差分信号が第１差分信号よりも大きくなり、第２差分信号がパルス幅変調回路１０２に入力され、パルス幅変調回路１０２は第２差分信号に基づき動作する。具体的には、コンデンサの充電電圧が設定電圧に達している場合、出力電流は不要となり、パルス幅変調回路１０２はパルス信号を出力しない。このとき、充電装置は、定電圧モードで動作する。
【００１１】
また、コンデンサの充電電圧が低下した状態で充電装置が充電を行っている場合、電圧測定信号が小さくなり、電圧測定信号と電圧設定信号との差が大きくなるため、電圧誤差アンプ１０４の出力（第２差分信号）は、電圧誤差アンプ１０４の動作領域を超えてマイナス側に振り切れた状態となる。一方、電流測定信号は大きくなり、電流測定信号と電流設定信号が釣り合うため、電流誤差アンプ１０３の出力（第１差分信号）は、電流誤差アンプ１０３の動作領域内に収まり、電流誤差アンプ１０３は負帰還動作を行う。その結果、第１差分信号が第２差分信号よりも大きくなり、第１差分信号がパルス幅変調回路１０２に入力され、パルス幅変調回路１０２から第１差分信号に基づくパルス信号が出力される。このとき、充電装置は、定電流モードで動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１８９４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図７（Ａ）にコンデンサの充電電圧の時間変化を示し、図７（Ｂ）に出力電流の時間変化を示し、図７（Ｃ）に各信号の時間変化を示す。なお、図７（Ｂ）において、出力電流の太くなっているのは、出力電流が脈流になっているためであり、図７（Ｃ）において、第２差分信号が太くなっているのは、第２差分信号が脈流になっているためである（図４（Ｂ）および（Ｃ）も同様とする）。
【００１４】
図７に示すように、時間ｔ１１においてコントロール信号とキャリア信号（のこぎり波）の波高値との大小関係が逆転すると、充電装置が定電圧モードによる充電を開始するので、電流誤差アンプ１０３の反転入力端子に電流測定信号が入力される。これにより電流誤差アンプ１０３の反転入力端子の電圧がゼロからマイナス側に移行して、マイナス側に振り切れていた電流誤差アンプ１０３の出力は、移行時点の電圧誤差アンプ１０４の出力値を目標値として上昇する。そして、時間ｔ１２において電流誤差アンプ１０３の出力が当該目標値に到達し、第１差分信号と第２差分信号の大小関係が逆転すると、充電装置の動作モードが定電圧モードから定電流モードに切り替わる。
【００１５】
ところで、電流誤差アンプ１０３の出力上昇勾配はスルーレートで制限されるため、電流誤差アンプ１０３の動作に遅延時間が生まれる。すなわち、電流誤差アンプ１０３の出力が目標値に到達したときには、電圧誤差アンプ１０４の出力値は目標値よりも低下している。このため、電流誤差アンプ１０３の出力と電圧誤差アンプ１０４の出力との切り替わり点で段差が生じてしまい、その結果、パルス幅変調回路１０２で生成されるコントロール信号にも段差が生じてしまう。
【００１６】
コントロール信号に段差が生じ、かつ段差の傾きがのこぎり波の傾きとほぼ同じである場合、図８に示すように、のこぎり波とコントロール信号の大小関係がのこぎり波１周期内で複数回入れ替わってしまう。パルス幅変調回路１０２は、のこぎり波とコントロール信号の大小関係に応じてパルス信号を出力するので、のこぎり波とコントロール信号の大小関係がのこぎり波１周期内で複数回入れ替わると、のこぎり波１周期内で複数のパルス信号を出力してしまう。すなわち、連続ゲートが発生してしまう。
【００１７】
その結果、充電装置では、スイッチング回路のスイッチ手段のオン／オフが短時間で入れ替わり、スイッチング回路の出力電圧極性が短時間で入れ替わる。スイッチング回路の出力電圧は、トランスを介してダイオードブリッジ回路に入力されるので、ダイオードブリッジ回路では、ダイオードのオン／オフが短時間で入れ替わり、ダイオードに逆回復によるスパイク電圧が発生する。逆回復によるスパイク電圧は、ダイオードの通常動作時に発生するスパイク電圧に重畳される。重畳されたスパイク電圧がダイオードの許容逆電圧を超えると、ダイオードは破損に至り故障してしまう。すなわち、従来の充電制御装置１００Ｂでは、充電装置の動作モードが定電圧モードから定電流モードに切り替わる際に、充電装置を故障させるおそれがあった。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、充電装置の動作モードが定電圧モードから定電流モードに切り替わる際に発生する故障を防止することが可能な充電制御装置、および当該充電制御装置を備えた充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明に係る充電制御装置は、
蓄電手段に対して定電流モードによる充電および定電圧モードによる充電を行う充電装置を、パルス幅変調制御によって制御する充電制御装置であって、
充電装置の出力電流を測定した電流測定信号および予め設定された電流設定信号が入力される入力端子を備え、出力端子から電流測定信号および電流設定信号の差分に応じた第１差分信号を出力する電流誤差アンプと、
蓄電手段の充電電圧を測定した電圧測定信号および予め設定された電圧設定信号が入力される入力端子を備え、出力端子から電圧測定信号および電圧設定信号の差分に応じた第２差分信号を出力する電圧誤差アンプと、
第１差分信号と第２差分信号との大小関係に応じて、第１差分信号または第２差分信号のいずれか一方を出力する選択回路と、
選択回路の出力信号に基づいて生成したコントロール信号と所定のキャリア信号との大小比較を行い、コントロール信号とキャリア信号の波高値との大小関係が逆転した時点以降に、大小比較の結果に応じて生成したパルス信号を出力するパルス幅変調回路と、
選択回路の出力側と電流誤差アンプの入力端子との間に接続された帰還回路と、を備え、
帰還回路が、選択回路から出力された第２差分信号に対して微分動作を行うことにより、コントロール信号とキャリア信号の波高値との大小関係が逆転する前に、第１差分信号と第２差分信号との大小関係を逆転させ、充電装置に定電流モードによる充電を開始させることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、コントロール信号とキャリア信号の波高値との大小関係が逆転する前に、コントロール電圧に段差が生じるので、キャリア信号とコントロール信号との大小関係がキャリア信号１周期内で複数回入れ替わることにより連続ゲートが発生してしまうのを回避することができる。したがって、この構成によれば、充電装置の動作モードが定電圧モードから定電流モードに切り替わる際に発生する故障を防止することができる。
【００２１】
上記充電制御装置の帰還回路は、例えば、コンデンサと抵抗とを直列接続した素子またはコンデンサ素子であってもよい。
【００２２】
上記充電制御装置は、電圧誤差アンプの入力端子に接続されたストップ回路をさらに備え、
ストップ回路は、蓄電手段の放電が行われている間、電圧誤差アンプの出力が振り切れるように電圧誤差アンプの入力端子に電圧信号を入力する一方、蓄電手段の放電が終了した後に、電圧信号の入力を解除することが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、電圧信号の入力を解除した後の電圧誤差アンプの出力勾配が急峻になるので、帰還回路の微分動作による効果を大きくすることができる。したがって、この構成によれば、より確実に、コントロール信号とキャリア信号の波高値との大小関係が逆転する前に第１差分信号と第２差分信号との大小関係を逆転させることができる。
【００２４】
上記充電制御装置のストップ回路は、例えば、
直流電圧源と、
直流電圧源に直列接続された、第１抵抗および第１スイッチの並列回路と、
一端が並列回路に接続され、他端が電圧誤差アンプの入力端子に接続された第２抵抗と、を有し、
第１スイッチは、蓄電手段の放電が行われている間に閉状態となる一方、蓄電手段の放電が終了した後に開状態となるよう構成できる。
【００２５】
上記充電制御装置では、電流設定信号の電流値は、
電流測定信号の電流値がゼロの場合、出力電流の定格値よりも小さくなり、
電流測定信号の電流値がゼロよりも大きく、かつ定格値よりも小さい第１電流値以下の場合、電流測定信号の電流値が第１電流値のときに定格値となるように、電流測定信号の電流値に比例して増加し、
電流測定信号の電流値が第１電流値よりも大きい場合、定格値となることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、定電圧モード時における電流誤差アンプの出力（第１差分信号）の振り切れ量を減らし、電流測定信号と電流設定信号とが釣り合う状態になるまでの時間を短縮させることができる。すなわち、この構成によれば、第１差分信号と第２差分信号との大小関係が逆転するまで時間を短縮させることができる。したがって、この構成によれば、より確実に、コントロール信号とキャリア信号の波高値との大小関係が逆転する前に第１差分信号と第２差分信号との大小関係を逆転させることができる。
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明に係る充電装置は、
上記いずれかの充電制御装置を備え、蓄電手段に対して定電流モードによる充電および定電圧モードによる充電を行う充電装置であって、
充電制御装置の制御下でスイッチング動作を行うスイッチング回路と、
一次側がスイッチング回路に接続されたトランスと、
トランスの二次側に接続されたダイオードブリッジ回路と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、コントロール信号とキャリア信号の波高値との大小関係が逆転する前に、コントロール電圧に段差が生じるので、キャリア信号とコントロール信号との大小関係がキャリア信号１周期内で複数回入れ替わることにより連続ゲートが発生してしまうのを回避することができる。したがって、この構成によれば、動作モードが定電圧モードから定電流モードに切り替わる際に発生する故障、特にダイオードブリッジ回路の故障を防止することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、充電装置の動作モードが定電圧モードから定電流モードに切り替わる際に発生する故障を防止することが可能な充電制御装置、および当該充電制御装置を備えた充電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る充電装置の回路図である。
【図２】本発明に係る充電制御装置の回路図である。
【図３】本発明における電流設定信号と電流測定信号との関係を示す図である。
【図４】（Ａ）は、コンデンサの充電電圧の時間変化を示す図である。（Ｂ）は、本発明に係る充電装置の出力電流の時間変化を示す図である。（Ｃ）は、本発明における第１差分信号、第２差分信号、コントロール信号およびキャリア信号の波高値の時間変化を示す図である。
【図５】本発明におけるコントロール信号の段差、キャリア信号、およびパルス信号の関係を示す図である。
【図６】従来の充電制御装置の回路図である。
【図７】（Ａ）は、コンデンサの充電電圧の時間変化を示す図である。（Ｂ）は、従来の充電装置の出力電流の時間変化を示す図である。（Ｃ）は、従来の充電制御装置における第１差分信号、第２差分信号、コントロール信号およびキャリア信号の波高値の時間変化を示す図である。
【図８】従来の充電制御装置におけるコントロール信号の段差、キャリア信号、およびパルス信号の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る充電制御装置、および当該充電制御装置を備えた充電装置の実施形態について説明する。
【００３２】
［充電装置］
図１に、本発明の一実施形態に係る充電装置１を示す。充電装置１は、入力端Ｔ１、Ｔ１’に入力された直流の入力電圧に基づいて直流の出力電圧を生成し、当該出力電圧を出力端Ｔ２、Ｔ２’に接続されたコンデンサ（本発明の「蓄電手段」に相当）２に供給する。コンデンサ２には、コンデンサ２を断続的に放電させてパルス状の電流を取り出す負荷回路３が接続されている。充電装置１は、分圧回路Ｒ１１、Ｒ１２で分圧したコンデンサ２の充電電圧を監視しつつ、放電により低下したコンデンサ２の充電電圧が再び設定電圧（本実施形態では、１２９Ｖ）になるように、コンデンサ２を繰り返し充電する。
【００３３】
充電装置１は、スイッチング回路１０と、一次側がスイッチング回路１０に接続されたトランス２０と、ブリッジ接続されたダイオード３１〜３４を有し、トランス２０の二次側に接続されたダイオードブリッジ回路３０と、出力電流を測定する電流測定手段４０と、コンデンサ２の充電電圧を測定する電圧測定手段５０と、本発明の一実施形態に係る充電制御装置１００Ａとを備えている。
【００３４】
スイッチング回路１０は、ブリッジ接続されたスイッチ手段（本実施形態では、ＩＧＢＴ）１１〜１４を有する。スイッチ手段１１〜１４の各制御端子、すなわち、ＩＧＢＴ１１〜１４の各ゲートには、ＩＧＢＴ１１〜１４をスイッチング動作させるための駆動回路が接続されている。ＩＧＢＴ１１、１４のゲート（ゲートＵ）に接続された駆動回路には、充電制御装置１００ＡからＵ相のパルス信号が入力される。ＩＧＢＴ１２、１３のゲート（ゲートＶ）には、充電制御装置１００ＡからＶ相のパルス信号が入力される。Ｕ相とＶ相は、位相が１８０°異なる。
【００３５】
Ｕ相およびＶ相のパルス信号に応じたデューティ比でＩＧＢＴ１１〜１４がスイッチング動作を行うことにより、充電装置１は、コンデンサ２に対して定電流モードによる充電および定電圧モードによる充電を行うことができる。
【００３６】
［充電制御装置］
図２に、充電制御装置１００Ａの回路図を示す。なお、図２に示されている各構成要素のうち、図６と同一の符号を付した構成要素については従来技術で説明したものと同様なので、ここでは説明を一部省略する。
【００３７】
充電制御装置１００Ａは、誤差アンプ回路１０１Ａと、パルス幅変調回路１０２とを備えている。誤差アンプ回路１０１Ａは、帰還回路１２０、ストップ回路１３０および電流設定信号発生回路１４０を備えている点において、図６に示す従来の誤差アンプ回路１０１Ｂと大きく異なる。
【００３８】
帰還回路１２０は、コンデンサ１２１と抵抗１２２とを直列接続した素子からなる。帰還回路１２０は、ダイオード１０５のカソードと電流誤差アンプ１０３の反転入力端子とを接続する配線に介装され、電流誤差アンプ１０３の負帰還を構成する。帰還回路１２０は、第１差分信号に対しては積分動作を行い、第２差分信号に対しては微分動作を行う。
【００３９】
帰還回路１２０は、ダイオード１０６がオン状態で、かつダイオード１０５がオフ状態の場合、電圧誤差アンプ１０４の出力（第２差分信号）が低下している間、微分動作により電流誤差アンプ１０３の反転入力端子の電圧を押し下げる効果を有する。すなわち、帰還回路１２０は、微分動作により、電流誤差アンプ１０３の反転入力端子に電流測定信号を入力するのと等価の効果を有する。このため、電流誤差アンプ１０３の出力（第１差分信号）は、反転入力端子に電流測定信号が入力される前、換言すれば、充電装置１から出力電流が出力される前に上昇し始める。
【００４０】
ストップ回路１３０は、電圧誤差アンプ１０４の反転入力端子に接続されている。ストップ回路１３０は、負電圧を出力する直流電圧源１３１と、直流電圧源１３１に直列接続された、第１抵抗１３２および第１スイッチ１３３の並列回路と、一端が並列回路に接続され、他端が電圧誤差アンプ１０４の反転入力端子に接続された第２抵抗１３４とを有する。
【００４１】
第１スイッチ１３３は、ストップ信号が入力されている場合、閉状態（オン状態）になる一方、ストップ信号が入力されていない場合、開状態（オフ状態）になる。本実施形態では、コンデンサ２の放電が行われる直前にストップ信号が入力され、コンデンサ２の放電終了後にストップ信号が解除される（図４（Ｃ）参照）。また、本実施形態では、充電制御装置１００Ａの外部からストップ信号を入力しているが、充電制御装置１００Ａ内にストップ信号生成回路を設け、当該ストップ信号生成回路からコンデンサ２の放電に同期させてストップ信号を入力してもよい。
【００４２】
第２抵抗１３４は、ストップ信号が入力されている場合、すなわち第１抵抗１３２が第１スイッチ１３３により短絡されている場合に、電圧測定信号および電圧設定信号の電圧値にかかわらず電圧誤差アンプ１０４の出力（第２差分信号）がプラス側に振り切れるように、抵抗値が設定されている。
【００４３】
第１抵抗１３２は、ストップ信号が入力されていない場合、すなわち第１抵抗１３２が第１スイッチ１３３により短絡されていない場合に、直流電圧源１３１が電圧誤差アンプ１０４へ及ぼす影響を無視できるように、高い抵抗値が設定されている。
【００４４】
ストップ回路１３０は、ストップ信号が入力されている間に、電圧誤差アンプ１０４の反転入力端子にマイナス電圧の電圧信号を供給し、電圧誤差アンプ１０４の出力（第２差分信号）をプラス側に振り切らせることで、ストップ信号の入力が解除された後の電圧誤差アンプ１０４の出力勾配を急峻にする効果を有する。電圧誤差アンプ１０４の出力勾配が急峻になると、帰還回路１２０による微分動作の効果が高まる。
【００４５】
電流設定信号発生回路１４０は、直流電圧源１４１と、増幅率マイナス１倍の極性反転回路１４２とを有する。直流電圧源１４１から供給される電圧信号を電流測定信号に応じて変化させたものが、電流設定信号になる。具体的には図３に示すように、電流設定信号の電流値は、電流測定信号の電流値がゼロの場合、出力電流の定格値（本実施形態では、４５Ａ）よりも小さい１５Ａとなり、電流測定信号の電流値がゼロよりも大きく、かつ第１電流値（本実施形態では、２２Ａ）以下の場合、電流測定信号の電流値に比例して増加する値となり、電流測定信号の電流値が第１電流値よりも大きい場合、４５Ａとなる。なお、電流測定信号の電流値がゼロの場合における電流設定信号の電流値（１５Ａ）、および第１電流値（２２Ａ）は、適宜変更することができる。
【００４６】
上述したように、電流設定信号発生回路１４０では、電流測定信号の電流値が第１電流値よりも小さいときに、電流設定信号の電流値が出力電流の定格値（４５Ａ）よりも小さくなる。このため、電流設定信号発生回路１４０は、定電圧モード時における電流誤差アンプ１０３の出力（第１差分信号）の振り切れ量を減らし、電流測定信号と電流設定信号とが釣り合う状態になるまでの時間を短縮させる効果を有する。
【００４７】
次に、充電制御装置１００Ａの動作について説明する。
【００４８】
図４に示すように、コンデンサ２の充電電圧が設定電圧（１２９Ｖ）に達している場合、負荷回路３に放電指令が入力されると、ストップ回路１３０にストップ信号が入力される。次いで、負荷回路３によりコンデンサ２の放電が約１ｍｓ間行われ、放電が終了した後にストップ信号の入力が解除される。
【００４９】
電圧誤差アンプ１０４の出力（第２差分信号）は、ストップ回路１３０にストップ信号が入力されている間、プラス側に振り切れる。ストップ信号の入力が解除されると、電圧誤差アンプ１０４の出力は、電圧測定信号と電圧設定信号が釣り合う状態になるように、ストップ回路１３０のない従来の充電制御装置１００Ｂよりも急峻な勾配で低下していく。
【００５０】
このとき、電流誤差アンプ１０３の出力（第１差分信号）は、電流誤差アンプ１０３の動作領域を超えてマイナス側に振り切れた状態になっており、ダイオード１０５は、オフ状態になっている。このため、電圧誤差アンプ１０４の出力（第２差分信号）が、帰還回路１２０を通して、電流誤差アンプ１０３の反転入力端子に入力される。帰還回路１２０は、電圧誤差アンプ１０４の出力に対して微分動作を行うので、電圧誤差アンプ１０４の出力の低下量に応じて、電流誤差アンプ１０３の反転入力端子の電圧を押し下げる。
【００５１】
電流誤差アンプ１０３の反転入力端子の電圧が、プラス側からゼロをクロスしてマイナス側に移行すると、電流誤差アンプ１０３の出力（第１差分信号）は、マイナス側の振り切れ電圧からプラス側の振り切れ電圧に向かって上昇する。その上昇過程で、電流誤差アンプ１０３の出力が電圧誤差アンプ１０４の出力値に到達すると、その後、ダイオード１０５がオン状態になり、電流誤差アンプ１０３が負帰還動作を行う一方、ダイオード１０６はオフ状態になり、電圧誤差アンプ１０４の出力（第２差分信号）はマイナス側に振り切れた状態となる。電流誤差アンプ１０３の出力値が電圧誤差アンプ１０４の出力値を超えたとき、換言すれば、第１差分信号が第２差分信号よりも大きくなったときに、充電装置１の動作モードが、定電圧モードから定電流モードに切り替わる。なお、実際に定電流モードにより充電が開始されるのは、コントロール信号の電圧がキャリア信号の波高値電圧を下回ったとき（時間ｔ２）である（図４）。
【００５２】
充電制御装置１００Ａでは、帰還回路１２０により、電流誤差アンプ１０３の反転入力端子に電流測定信号が入力されているのと等価の状態をつくり出し、ストップ回路１３０により、電圧誤差アンプ１０４の出力勾配を急峻にして帰還回路１２０の微分動作による効果が高め、電流設定信号発生回路１４０により、電流誤差アンプ１０３の出力（第１差分信号）の振り切れ量を減らして電流測定信号と電流設定信号とが釣り合う状態になるまでの時間を短縮させている。
【００５３】
したがって、充電制御装置１００Ａでは、図４（Ｃ）に示すように、コントロール信号とキャリア信号（のこぎり波）の波高値との大小関係が逆転する前に、第１差分信号と第２差分信号との大小関係を逆転させることができる。図４（Ｃ）では、時間ｔ１において、第１差分信号と第２差分信号との大小関係が逆転し、時間ｔ２において、コントロール信号とキャリア信号（のこぎり波）の波高値との大小関係が逆転する。
【００５４】
充電装置１の動作モードが定電圧モードから定電流モードに切り替わる際、コントロール電圧に段差が生じる場合があるが、充電制御装置１００Ａでは、図５に示すように、パルス幅変調回路１０２がＵ相およびＶ相のパルス信号を出力する前に、コントロール電圧に段差が生じる。このため、充電制御装置１００Ａでは、連続ゲートが発生するのを回避することができ、ダイオードブリッジ回路３０を構成するダイオード３１〜３４に逆回復によるスパイク電圧が発生するのを抑制することができる。したがって、充電制御装置１００Ａによれば、充電装置１の動作モードが定電圧モードから定電流モードに切り替わる際に発生する故障、特にダイオードブリッジ回路３０の故障を防止することができる。
【００５５】
以上、本発明に係る充電制御装置および充電装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００５６】
例えば、上記実施形態に係る充電制御装置１００Ａは、帰還回路１２０と、ストップ回路１３０と、電流設定信号発生回路１４０とを備えているが、本発明に係る充電制御装置は、少なくとも帰還回路１２０を備えていればよく、ストップ回路１３０を省略してもよいし、電流設定信号発生回路１４０の代わりに従来の電流設定信号発生回路１０８を備えていてもよい。しかしながら、ストップ回路１３０および電流設定信号発生回路１４０を備えることで、より確実に、コントロール信号とキャリア信号の波高値との大小関係が逆転する前に第１差分信号と第２差分信号との大小関係を逆転させることができる。
【００５７】
上記実施形態では、帰還回路１２０をコンデンサ１２１と抵抗１２２とを直列接続した素子で構成しているが、第２差分信号に対して微分動作を行うのであれば、その構成を適宜変更することができる。例えば、帰還回路をコンデンサ素子のみで構成してもよい。
【００５８】
上記実施形態では、選択回路として、ダイオード１０５、１０６で構成された最大値回路を採用しているが、最大値回路に代えて、特許文献１に記載の最小値回路を採用してもよい。なお、最小値回路を採用する場合、パルス幅変調回路１０２の構成等を適宜変更する必要がある。
【００５９】
また、本発明のストップ回路は、コンデンサ２の放電が行われている間、電圧誤差アンプ１０４の出力がプラス側に振り切れるように電圧誤差アンプ１０４の反転入力端子に電圧信号を入力する一方、コンデンサ２の放電が終了した後に、電圧信号の入力を解除するのであれば、その構成を適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１    充電装置
２    コンデンサ
３    負荷回路
１０    スイッチング回路
２０    トランス
３０    ダイオードブリッジ回路
４０    電流測定手段
５０    電圧測定手段
１００Ａ    充電制御装置
１０１Ａ    誤差アンプ回路
１０２    パルス幅変調回路
１０３    電流誤差アンプ
１０４    電圧誤差アンプ
１０５、１０６    ダイオード（選択回路）
１０７、１０９    極性反転回路
１１０    電圧設定信号発生回路
１１１    積分回路
１２０    帰還回路
１２１    コンデンサ
１２２    抵抗
１３０    ストップ回路
１３１    直流電圧源
１３２    第１抵抗
１３３    第１スイッチ
１３４    第２抵抗
１４０    電流設定信号発生回路
１４１    直流電圧源
１４２    極性反転回路
【図１】
0006436458.tif 000002
【図２】
0006436458.tif 000003
【図３】
0006436458.tif 000004
【図４】
0006436458.tif 000005
【図５】
0006436458.tif 000006
【図６】
0006436458.tif 000007
【図７】
0006436458.tif 000008
【図８】
0006436458.tif 000009