(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部と、
前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部と、
バッテリと、
前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部と、
前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記整合部におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御し、前記充電部の前記充電電流、前記充電電圧、もしくは前記充電電流と前記充電電圧との両方を増減して調整することで前記必要電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電装置において、
前記制御部は、前記整合部の入力インピーダンスを調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
【請求項３】
請求項１に記載の充電装置において、
さらに、前記整流部の後段に負荷調整部を有し、
前記制御部は、前記負荷調整部の入力インピーダンスである負荷インピーダンスを調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
【請求項４】
請求項１に記載の充電装置において、
さらに、前記制御部からの保護制御信号で前記充電部の前段を短絡して前記充電部を保護する保護部を有する、充電装置。
【請求項５】
請求項１に記載の充電装置において、
さらに、前記交流電流の流れる配線の電流量を測定する電流検出部を有する、充電装置。
【請求項６】
ギャップ長を調整できるトロイダルコアで構成され、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部と、
前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部と、
バッテリと、
前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部と、
前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記トロイダルコアのギャップ長の調整を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する、充電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の充電装置において、
前記制御部は、前記充電部の前記充電電流、前記充電電圧、もしくは前記充電電流と前記充電電圧との両方を増減して調整することで前記必要電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
【請求項８】
請求項６に記載の充電装置において、
前記制御部は、前記トロイダルコアのギャップ長を調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
【請求項９】
請求項６に記載の充電装置において、
さらに、前記制御部からの保護制御信号で前記充電部の前段を短絡して前記充電部を保護する保護部を有する、充電装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の充電装置において、
さらに、前記交流電流の流れる配線の電流量を測定する電流検出部を有する、充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出する装置に係わり、特にその抽出した電力を使用してバッテリに充電する充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、交流電流に基づき電線の回りに発生する磁界をトランスにより電力に変換し、この変換された電力を整流器により直流に変換し、そして、この変換された直流に基づく電力を電力貯蔵装置に蓄える技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４５０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した特許文献１の技術では、交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から電磁誘導で電力を抽出することが可能である。しかし、特許文献１には、抽出した電力をバッテリに充電する場合に、抽出した電力を無駄なく有効に利用する手法については示されていなかった。
【０００５】
また、バッテリの充電は、一般的にバッテリの保護および充電時間短縮のために、最初ある一定電流の定電流動作で充電し、バッテリ電圧がある閾値電圧になると定電圧動作に切り替える。しかし、このとき最大電力はバッテリ電圧が閾値電圧になった瞬間だけであり、電磁誘導で電力を抽出するシステムでは、主に定電流動作の時には抽出した電力を有効に利用できていない課題があった。また、逆に、主に定電圧動作の時には充電に必要な電力以上の電力を交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から無駄に抽出し、交流電流の流れる配線側の電力を無駄に消費しているという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、交流電流の流れる配線側から無駄なく電力を抽出し、抽出した電力を効率よく使用する充電装置を提供するものである。
【０００７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【０００９】
（１）充電装置は、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部と、前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部と、前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部と、バッテリと、前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部と、前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記整合部におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御部と、を有する。前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する。
【００１０】
（２）充電装置は、ギャップ長を調整できるトロイダルコアで構成され、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部と、前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部と、前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部と、バッテリと、前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部と、前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記トロイダルコアのギャップ長の調整を行う制御部と、を有する。前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【００１２】
すなわち、交流電流の流れる配線側から無駄なく電力を抽出し、抽出した電力を効率よく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す充電装置における整合部の動作の一例を示す説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は図１に示す充電装置の動作の一例を示す説明図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は図１に示す充電装置の動作の別の一例を示す説明図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は図１に示す充電装置の動作のさらに別の一例を示す説明図である。
【図６】図１に示す充電装置における制御部の制御フローの一例を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は図１に示す充電装置の動作のさらに別の一例を示す説明図である。
【図８】図１に示す充電装置における制御部の制御フローの別の一例を示すフローチャートである。
【図９】図１に示す充電装置における整合部の動作の別の一例を示す説明図である。
【図１０】図１に示す充電装置における整合部の構成の一例を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す充電装置における保護部の構成の一例を示す回路図である。
【図１４】図１２に示す充電装置における制御部の制御フローの一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】図１５に示す充電装置における保護部の構成の一例を示す回路図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】図１７に示す充電装置における抽出部の動作の一例を示す説明図である。
【図１９】図１７に示す充電装置における制御部の制御フローの一例を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態６に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２１】本発明の実施の形態７に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】図２１に示す充電装置における制御部の制御フローの一例を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の実施の形態８に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の実施の形態９に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００１５】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１６】
［実施の形態の概要］
まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に実施の形態の対応する構成要素の符号等を付して説明する。
【００１７】
（１）充電装置は、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部（１０１）と、前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部（１０２）と、前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部（１０３）と、バッテリ（１０５）と、前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部（１０４）と、前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記整合部におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御部（１０６）と、を有する。前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する。
【００１８】
（２）充電装置は、ギャップ長を調整できるトロイダルコアで構成され、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部（１７０１）と、前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部（１１０２）と、前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部（１０３）と、バッテリ（１０５）と、前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部（１０４）と、前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記トロイダルコアのギャップ長の調整を行う制御部（１０６）と、を有する。前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する。
【００１９】
以下、上述した実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本発明は、実施の形態を説明するための図示例に限定されるものではない。
【００２０】
［実施の形態１］
本実施の形態１に係る充電装置について、図１〜図１０を用いて説明する。
【００２１】
＜充電装置の構成＞
まず、本実施の形態１に係る充電装置の構成を、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態１に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図１では、交流電流の流れる配線として商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の構成を示している。
【００２２】
充電装置は、抽出部１０１と、整合部１０２と、整流部１０３と、充電部１０４と、バッテリ１０５と、制御部１０６とで構成される。
【００２３】
抽出部１０１は、交流電流の流れる配線である商用電源線１０７に取り付けられ、この商用電源線１０７から電力を抽出する抽出部である。この抽出部１０１による動作は、充電方法における抽出ステップの動作である。
【００２４】
整合部１０２は、抽出部１０１に接続され、この抽出部１０１の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部である。この整合部１０２による動作は、充電方法における整合ステップの動作である。
【００２５】
整流部１０３は、抽出部１０１に接続された整合部１０２に接続され、この抽出部１０１で抽出して整合部１０２でインピーダンス整合がとられた抽出電力を交流から直流に整流する整流部である。この整流部１０３による動作は、充電方法における整流ステップの動作である。
【００２６】
充電部１０４は、整流部１０３に接続され、この整流部１０３で整流された整流抽出電力を利用してバッテリ１０５に充電する充電部である。この充電部１０４による動作は、充電方法における充電ステップの動作である。
【００２７】
バッテリ１０５は、充電部１０４に接続され、この充電部１０４により充電されるバッテリである。このバッテリ１０５には、例えばモータや電燈などの負荷が接続されている。
【００２８】
制御部１０６は、充電部１０４の入力側（監視線１０８）および出力側（監視線１０９）に接続され、さらに、充電部１０４および整合部１０２に接続され、この充電部１０４がバッテリ１０５に充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、整合部１０２におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御部である。この制御部１０６による動作は、充電方法における制御ステップの動作である。
【００２９】
図１において、抽出部１０１は、例えばトロイダルコア１０１ａの中心に商用電源線１０７を通し、トロイダルコア１０１ａに巻き線１０１ｂを巻きつけることで構成される。この構成により、巻き線１０１ｂの両端に起電力を生じさせることができる。トロイダルコア１０１ａの材料は比透磁率が大きく、磁気飽和を起こしにくい材料、商用周波数では例えばケイ素鋼などを使用する。また、トロイダルコア１０１ａはドーナツ形の例を示している。
【００３０】
巻き線１０１ｂで生じた起電力は、整合部１０２で巻き線１０１ｂの出力インピーダンスとインピーダンス整合をとることで、最大電力を抽出することができる。この抽出された電力は商用周波数の交流であり、整流部１０３で整流されて直流となり、充電部１０４に入力される。そして、充電部１０４は、入力された直流をバッテリ１０５の充電特性に合わせるような充電電流、充電電圧として、バッテリ１０５を充電する。
【００３１】
＜整合部の動作＞
図１に示した充電装置における整合部１０２の動作を、図２を用いて説明する。図２は、充電装置における整合部１０２の動作の一例を示す説明図である。図２では、整合部１０２の入力インピーダンスと抽出電力との関係を示したものであり、横軸に整合部１０２の入力インピーダンス、縦軸に抽出電力を示している。
【００３２】
整合部１０２の入力インピーダンスが抽出部１０１の出力インピーダンス、すなわち巻き線１０１ｂの出力インピーダンスと等しくなったときに整合点２０１となり、最大電力が抽出される。
【００３３】
整合部１０２は、制御部１０６から制御を受け、入力インピーダンスを変化させる機能２０２，２０３を持つ。最も入力インピーダンスの低い点２０４から最も入力インピーダンスの高い点２０５まで可変することができる。整合点２０１は点２０４と点２０５の間のインピーダンスにある。最も入力インピーダンスの低い点２０４や最も入力インピーダンスの高い点２０５では整合点２０１よりも抽出できる電力が少なくなる。なお、整合部１０２の出力インピーダンスと整流部１０３の入力インピーダンスとは、常に整合がとれているものとする。
【００３４】
＜充電部と制御部の動作＞
図１に示した充電装置における充電部１０４と制御部１０６の動作を、図３を用いて説明する。図３は、充電装置の動作の一例を示す説明図である。図３は、充電部１０４の入出力の電圧、電流、電力の状態を示したものである。
【００３５】
図３（ｃ）は、バッテリ１０５へ充電するバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］３０４とバッテリ電流Ｉ［Ｂ］３０５を示している。バッテリ１０５が完全に放電されている状態とすれば、充電部１０４は、まず充電部１０４の出力である充電電流Ｉ［Ｃ］を電流値Ｉ［Ｏ］に設定した定電流動作を行う。その後、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が、定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値Ｖ［Ｏ］になったら、定電流動作から、満充電と考える電圧値Ｖ［Ｅ］より少し高い電圧であるＶ［Ｄ］の電圧値に、充電部１０４の出力である充電電圧Ｖ［Ｃ］を設定し、定電圧動作に移行する。バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｅ］になったら満充電状態になったと判断し、充電動作を停止する。これらの動作は、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］を監視線１０９により制御部１０６が測定、監視することで、充電部１０４を制御する。
【００３６】
図３（ａ）は、充電部１０４に供給される抽出電力Ｐ［ｘ］３０１と充電部１０４が必要とする必要電力Ｐ［ｎ］３０２を示している。
【００３７】
図３（ａ）に示す抽出電力Ｐ［ｘ］３０１は、抽出部１０１で抽出され、整合部１０２、整流部１０３を介して充電部１０４に入力されたものである。図３（ａ）の例では、抽出電力Ｐ［ｘ］３０１は一定の電力Ｐ１としている。必要電力Ｐ［ｎ］３０２は、図３（ｃ）のバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］３０４とバッテリ電流Ｉ［Ｂ］３０５の積であり、定電流期間である時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］３０４の上昇に伴って必要電力Ｐ［ｎ］３０２は大きくなる。定電圧期間である時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］３０４の上昇が緩やかになり、またバッテリ電流Ｉ［Ｂ］も減少してくるので、全体としては必要電力Ｐ［ｎ］３０２はだんだん少なくなる。満充電となった時刻ｔ３以降は、電力は必要なくなる。
【００３８】
図３（ｂ）は、充電部１０４の入力電圧である供給電圧Ｖ［Ｓ］３０３を示したものであり、監視線１０８により制御部１０６が測定、監視している。図３（ａ）で示すように、抽出電力Ｐ［ｘ］３０１は一定の電力Ｐ１であるとすれば、定電流期間である時刻ｔ１から時刻ｔ２は、抽出電力Ｐ［ｘ］３０１と必要電力Ｐ［ｎ］３０２との差分の電圧となり、電圧は減少していき、時刻ｔ２で最小値となる。その後、定電圧期間である時刻ｔ２から時刻ｔ３は、抽出電力Ｐ［ｘ］３０１と必要電力Ｐ［ｎ］３０２との差分が大きくなるため、その差分に応じて電圧は高くなっていく。
【００３９】
ここで、満充電となる時刻ｔ３は、制御部１０６が監視線１０９によりバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］を測定、監視し、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｅ］になったことにより制御部１０６が認識する。この時、バッテリ電流Ｉ［Ｂ］は電流値Ｉ［Ｅ］になる。制御部１０６は、時刻ｔ３で満充電となったことを認識し、整合部１０２に対して整合状態をずらすように指示を出す。図２でいえば、整合点２０１であったところから点２０４または点２０５に移動するように制御する。これにより、抽出電力は減少し、図３（ａ）に示すように抽出電力Ｐ［ｘ］３０１は電力Ｐ０に減少し、図３（ｂ）に示す供給電圧Ｖ［Ｓ］３０３も減少する。
【００４０】
図３（ａ）よりわかるように、必要電力Ｐ［ｎ］３０２の最大値である最大必要電力は、定電流動作から定電圧動作に切り替わる時刻ｔ２の時点の電力である。したがって、抽出電力Ｐ［ｘ］３０１は最大必要電力以上の電力とする必要があり、抽出部１０１は、整合部１０２や整流部１０３での損失も考慮した分の電力が抽出可能な設計とする必要がある。バッテリ電圧Ｖ［Ｅ］はバッテリ１０５によって決まっているため、最大必要電力は、定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値Ｉ［Ｏ］によって決まる。
【００４１】
図４は、定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値によって変化するバッテリ電圧、バッテリ電流、必要電力の状態を示したものである。図４（ｂ）はバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］とバッテリ電流Ｉ［Ｂ］を示し、図４（ａ）は必要電力Ｐ［ｎ］を示している。
【００４２】
Ｉ［Ｏ］ｍａｘは、バッテリ１０５で許される最大充電電流値である。設定電流値はＩ［Ｏ］ｍａｘ以下でなければならない。定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値がＩ［Ｏ］ｍａｘの場合のバッテリ電流Ｉ［Ｂ］を４０２に、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］を４０１に、必要電力Ｐ［ｎ］を４０３にそれぞれ示す。Ｉ［Ｏ］ｍａｘより小さい設定電流値Ｉ［Ｏ］の場合のバッテリ電流Ｉ［Ｂ］３０５、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］３０４、必要電力Ｐ［ｎ］３０２と比較すると、以下のことがわかる。
【００４３】
（１）時刻ｔ１のときのバッテリ電圧はバッテリ１０５が放電した電圧と同じであるが、Ｉ［Ｏ］ｍａｘの方がＩ［Ｏ］より大きいので、時刻ｔ１のときの必要電力Ｐ［ｎ］は、Ｉ［Ｏ］ｍａｘのときの必要電力Ｐ［ｎ］Ｐ５の方がＩ［Ｏ］のときの必要電力Ｐ［ｎ］Ｐ３よりも大きい。
【００４４】
（２）定電流動作から定電圧動作に切り替わる時間は、Ｉ［Ｏ］ｍａｘのときは時刻ｔ４で、Ｉ［Ｏ］のときの時刻ｔ２と比較して短い時間である。
【００４５】
（３）定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値Ｖ［Ｏ］は同じであるが、Ｉ［Ｏ］ｍａｘの方がＩ［Ｏ］より大きいので、時刻ｔ４でのＩ［Ｏ］ｍａｘのときの最大必要電力Ｐ４の方が時刻ｔ２でのＩ［Ｏ］のときの最大必要電力Ｐ２よりも大きい。
【００４６】
（４）バッテリ１０５が満充電になる時間は、Ｉ［Ｏ］ｍａｘのときは時刻ｔ５で、Ｉ［Ｏ］のときの時刻ｔ３と比較して短い時間である。
【００４７】
以上より、バッテリ１０５を満充電にする時間を短くするためには、定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値をＩ［Ｏ］ｍａｘとすればよいが、そのときの最大必要電力が大きくなる。これに対応するためには、抽出部１０１でのトロイダルコア１０１ａの規模を大きくする必要があり、抽出部１０１のサイズが大きくなり、重量も重くなる。したがって、定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値は、抽出部１０１のサイズ・重量や、バッテリ１０５が満充電になるまでの時間をどこまで長くしてよいかなど、充電装置の全体仕様により決められる。
【００４８】
＜定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値がＩ［Ｏ］ｍａｘより小さいＩ［Ｏ］の場合の抽出した電力を効率よく使用する充電方法＞
図１に示した充電装置において、定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値がＩ［Ｏ］ｍａｘより小さいＩ［Ｏ］の場合の抽出した電力を効率よく使用する充電方法について、図５、図６を用いて詳細に説明する。図６は、充電装置における制御部１０６の制御フローの一例を示すフローチャートである。図５は、図６の制御フローを行ったときのバッテリ電圧、バッテリ電流、必要電力、抽出電力の状態を示したものである。図５（ｂ）はバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］とバッテリ電流Ｉ［Ｂ］を示し、図５（ａ）は必要電力Ｐ［ｎ］と抽出電力Ｐ［ｘ］を示している。
【００４９】
図５の例では、抽出電力Ｐ［ｘ］５０４は、定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値がＩ［Ｏ］の場合の定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の時刻ｔ２での電力、すなわち必要電力Ｐ［ｎ］３０２の最大値である最大必要電力Ｐ２で一定とする。また、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］は５０２、バッテリ電流Ｉ［Ｂ］は５０３、必要電力Ｐ［ｎ］は５０１となる。
【００５０】
ステップ６０１において、制御部１０６による制御がスタートする。
【００５１】
ステップ６０２において、制御部１０６は、定電流動作の設定電流値（充電電流Ｉ［Ｃ］）をＩ［Ｏ］ｍａｘに初期設定する。また、定電圧動作の設定電圧値（充電電圧Ｖ［Ｃ］）を、満充電と考える電圧値Ｖ［Ｅ］より少し高い電圧であるＶ［Ｄ］に設定する。なお、定電流動作の設定電流値の初期設定値は、Ｉ［Ｏ］ｍａｘ以下であればどのような値でもよい。図５では、初期設定値はＩ［Ｏ］ｍａｘで説明する。
【００５２】
ステップ６０３において、制御部１０６は、整合部１０２を制御して、抽出部１０１で生じた起電力を最大電力で抽出できるように、図２におけるインピーダンス整合点２０１にインピーダンス調整する。調整のためのアルゴリズムとしては、最急降下法などが知られている。
【００５３】
ステップ６０４において、制御部１０６で、監視線１０９によりバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］を測定する。
【００５４】
ステップ６０５において、制御部１０６は、現在のバッテリ１０５の充電状況を判断するために、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が、充電部１０４を定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値Ｖ［Ｏ］に対して大きいか小さいかを比較する。
【００５５】
ステップ６０５の結果、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｏ］より小さい場合、バッテリ１０５はかなり放電しており定電流動作の領域であると判断され、ステップ６０６において、制御部１０６は、充電部１０４を制御して、充電電流Ｉ［Ｃ］をそのときの電流設定値とした定電流動作とし、バッテリ１０５を充電させる。
【００５６】
ステップ６０７において、制御部１０６は、抽出電力Ｐ［ｘ］と必要電力Ｐ［ｎ］を測定する。例えば、監視線１０８により抽出電力Ｐ［ｘ］を、監視線１０９により必要電力Ｐ［ｎ］をそれぞれ測定する。抽出電力Ｐ［ｘ］は、電力を直接測定してもよいし、供給電圧Ｖ［Ｓ］と充電部１０４の入力電流である供給電流との積をとって求めてもよい。必要電力Ｐ［ｎ］は、電力を直接測定してもよいし、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］とバッテリ電流Ｉ［Ｂ］とを測定してその積をとって求めてもよい。また、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］を測定し、そのときに設定している定電流値との積をとって求めてもよい。
【００５７】
ステップ６０８において、制御部１０６は、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］と測定した必要電力Ｐ［ｎ］との大きさを比較する。
【００５８】
ステップ６０８の結果、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］以上の場合、ステップ６０９において、現在設定されている定電流動作の設定電流値（Ｉ［Ｃ］）がＩ［Ｏ］ｍａｘより小さいかどうかを確認する。Ｉ［Ｃ］がＩ［Ｏ］ｍａｘより小さい場合はステップ６１０へ、Ｉ［Ｃ］がＩ［Ｏ］ｍａｘ以上の場合はステップ６１１に移る。
【００５９】
ステップ６１０において、定電流動作の設定電流値をαの値だけ加算し、ステップ６０４に戻る。
【００６０】
ステップ６１１において、定電流動作の設定電流値をαの値だけ減算し、ステップ６０４に戻る。
【００６１】
ステップ６０４からステップ６１１で、定電流動作の設定電流値をＩ［Ｏ］ｍａｘを最大値として、抽出電力Ｐ［ｘ］と必要電力Ｐ［ｎ］とがほぼ等しくなるように定電流動作の設定電流値に調整される。ステップ６１０，６１１のαの値が小さければ、抽出電力Ｐ［ｘ］と必要電力Ｐ［ｎ］との差を小さく抑えることができるが調整に時間がかかる。αの値を大きくすれば、調整にかかる時間は短くなるが抽出電力Ｐ［ｘ］と必要電力Ｐ［ｎ］との差が大きくなる。
【００６２】
ステップ６０４からステップ６１１の動作を、図５を用いて説明する。時刻ｔ１から時刻ｔ６では、定電流動作の設定電流値は最大のＩ［Ｏ］ｍａｘであり、必要電力Ｐ［ｎ］４０３であるが、抽出電力Ｐ［ｘ］５０４の方が大きい。時刻ｔ６から時刻ｔ７では、時刻ｔ６で必要電力Ｐ［ｎ］４０３と抽出電力Ｐ［ｘ］５０４とが等しくなる。このあと、抽出電力Ｐ［ｘ］５０４しか使用しない定電流動作の設定電流値に調整され、時刻ｔ７でバッテリ電圧５０２は定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値Ｖ［Ｏ］になる。時刻ｔ７は、時刻ｔ４と時刻ｔ２との間になる。時刻ｔ７で、ステップ６０５におけるバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｏ］以上になり、ステップ６１２に移る。
【００６３】
ステップ６０５の結果、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｏ］以上の場合、バッテリ１０５はかなり充電された、または、あまり放電していない定電圧動作の領域であると判断され、ステップ６１２において、制御部１０６は、充電部１０４を制御して、満充電と考える電圧値Ｖ［Ｅ］より少し高い電圧であるＶ［Ｄ］に充電電圧Ｖ［Ｃ］を設定して定電圧動作とし、バッテリ１０５を充電させる。
【００６４】
ステップ６１３において、バッテリ１０５が満充電になったかどうかを判断するために、制御部１０６で、監視線１０９によりバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］を測定する。
【００６５】
ステップ６１４において、制御部１０６は、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が、満充電と考える電圧値Ｖ［Ｅ］に対して大きいか小さいかを比較し、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｅ］未満の場合、バッテリ１０５は満充電でないと判断され、ステップ６０４へ戻る。
【００６６】
ステップ６１４の結果、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｅ］以上の場合、ステップ６１５において、バッテリ１０５は満充電であると判断され、充電を停止する。
【００６７】
ステップ６１６において、バッテリ１０５の充電状態を常時確認するために、制御部１０６で、監視線１０９によりバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］を測定する。
【００６８】
ステップ６１７において、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］の電圧が、満充電と考える電圧値Ｖ［Ｅ］に対して大きいか小さいかを比較し、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｅ］以上の場合、バッテリ１０５は満充電であると判断され、ステップ６１６に戻り、バッテリ１０５の充電状態の監視モードに入る。バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｅ］未満の場合、バッテリ１０５は満充電でないと判断され、バッテリ１０５の充電状態の監視モードから外れ、ステップ６０２へ戻る。
【００６９】
図１には図示していないが、バッテリ１０５にはモータや電燈などの負荷が接続されており、常時、バッテリ１０５の電力を消費する可能性がある。したがって、ステップ６１６、ステップ６１７のバッテリ１０５の充電状態の監視モードが必要になる。
【００７０】
ステップ６１２からステップ６１５の動作を、図５を用いて説明する。時刻ｔ７から時刻ｔ８では、時刻ｔ７で、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が、定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値Ｖ［Ｏ］になり、定電流動作から、満充電と考える電圧値Ｖ［Ｅ］より少し高い電圧であるＶ［Ｄ］の電圧値に充電電圧Ｖ［Ｃ］を設定し、定電圧動作に移行する。そして、時刻ｔ８で、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｅ］になり、満充電状態になったと判断し、充電動作を停止する。時刻ｔ８は、時刻ｔ５と時刻ｔ３との間になる。これはすなわち、図６の制御フローを行った場合は、行わなかった場合よりも短い時間で満充電になることを示している。また、必要電力Ｐ［ｎ］５０１の最大値はＰ２で同じであり、すなわち、抽出部１０１のサイズ・重量は同じである。
【００７１】
つまり、図６の制御フローを行った場合は、抽出部１０１のサイズ・重量が同じでも、定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値をＩ［Ｏ］と一定値にしたときよりも短い時間で満充電とすることができ、これはすなわち、抽出した電力を効率よく使用することができる効果がある。
【００７２】
なお、定電圧動作の設定電圧値であるＶ［Ｄ］に対しても、これがバッテリ１０５の許す最大電圧Ｖ［Ｄ］ｍａｘ未満であれば、充電電圧Ｖ［Ｃ］の設定電圧値を調整することで、設定電圧値をＶ［Ｄ］と一定値にしたときよりも短い時間で満充電とすることができ、これはすなわち、抽出した電力を効率よく使用することができる効果がある。
【００７３】
＜定電圧動作時の抽出電力Ｐ［ｘ］を効率よく抽出する方法＞
次に、定電圧動作時の抽出電力Ｐ［ｘ］を効率よく抽出する方法について、図７、図８を用いて詳細に説明する。図８は、充電装置における制御部１０６の制御フローの一例を示すフローチャートである。図７は、図８の制御フローを行ったときのバッテリ電圧、バッテリ電流、必要電力、抽出電力の状態を示したものである。図７（ｃ）はバッテリ電圧Ｖ［Ｂ］とバッテリ電流Ｉ［Ｂ］を示し、図７（ｂ）は供給電圧Ｖ［Ｓ］を示し、図７（ａ）は必要電力Ｐ［ｎ］と抽出電力Ｐ［ｘ］を示している。図７において、時刻ｔ２までの定電流動作は、図３と同様である。また、図８において、図６と同一符号は同一内容を表し、説明は省略する。
【００７４】
ステップ６１２後のステップ８０１において、制御部１０６で、抽出電力Ｐ［ｘ］と必要電力Ｐ［ｎ］を測定する。例えば、監視線１０８により抽出電力Ｐ［ｘ］を、監視線１０９により必要電力Ｐ［ｎ］をそれぞれ測定する。抽出電力Ｐ［ｘ］は、電力を直接測定してもよいし、供給電圧Ｖ［Ｓ］と充電部１０４の入力電流である供給電流との積をとって求めてもよい。必要電力Ｐ［ｎ］は、電力を直接測定してもよいし、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］とバッテリ電流Ｉ［Ｂ］とを測定してその積をとって求めてもよい。また、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］を測定し、そのときに設定している定電流値との積をとって求めてもよい。
【００７５】
ステップ８０２において、制御部１０６は、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］と測定した必要電力Ｐ［ｎ］との大きさを比較する。
【００７６】
ステップ８０２の結果、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］未満の場合、ステップ８０３において、整合部１０２が整合状態にあるかどうかを確認する。整合状態であると判断された場合は、これ以上抽出電力を大きくできないため、充電部１０４は、設定電圧Ｖ［Ｄ］の定電圧動作で、抽出電力Ｐ［ｘ］の範囲でバッテリ電流Ｉ［Ｂ］を流す。そして、ステップ６１３に移る。
【００７７】
ステップ８０３の結果、整合状態でないと判断された場合は、ステップ８０４において、制御部１０６は、整合部１０２を制御して、抽出部１０１で生じた起電力を最大電力で抽出できるように、図２におけるインピーダンス整合点２０１にインピーダンス調整する。そして、ステップ８０１に戻る。
【００７８】
ステップ８０２の結果、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］以上の場合、ステップ８０５において、制御部１０６は、整合部１０２に対して整合状態から少し（入力インピーダンスｄ）ずらすように指示を出す。この指示に基づく整合部１０２の動作を、図９を用いて説明する。図９は、整合部１０２の入力インピーダンスと抽出電力との関係を示したものであり、横軸に整合部１０２の入力インピーダンス、縦軸に抽出電力を示している。図９の例では、整合点２０１であったところから点２０４の方向に入力インピーダンスｄだけ小さくする（［−］方向）。その結果、抽出部１０１での抽出電力は減少する。この処理を行った後、ステップ８０６に移る。
【００７９】
ステップ８０６において、ステップ８０１と同様、制御部１０６で、抽出電力Ｐ［ｘ］と必要電力Ｐ［ｎ］を測定する。
【００８０】
ステップ８０７において、制御部１０６は、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］と測定した必要電力Ｐ［ｎ］との大きさを比較する。測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］以上の場合、ステップ８０５に戻る。
【００８１】
ステップ８０７の結果、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］未満の場合、ステップ８０８において、制御部１０６は、整合部１０２に対して整合状態に少し（入力インピーダンスｄ）戻すように指示を出す。図９を用いて説明すると、整合点２０１より離れたところの点から整合点２０１の方向に入力インピーダンスｄだけ大きくする（［＋］方向）。その結果、抽出部１０１での抽出電力は増加する。ステップ８０８では、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］未満であるが、ステップ８０５で入力インピーダンスｄだけ小さくする前では測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］以上であり、その状態に戻すためにある。そして、ステップ６１３に移る。
【００８２】
ステップ８０５、ステップ８０６、ステップ８０７を繰り返すことで、最終的に測定した抽出電力Ｐ［ｘ］と測定した必要電力Ｐ［ｎ］とをほぼ等しい状態にすることができる。図７の７０１に抽出電力Ｐ［ｘ］の推移を示す。抽出電力Ｐ［ｘ］が必要電力Ｐ［ｎ］とほぼ等しい状態になるまで繰り返される。
【００８３】
図８の制御フローを行った場合は、定電圧動作時の抽出電力Ｐ［ｘ］を必要電力Ｐ［ｎ］とほぼ等しい状態にすることができるので、これはすなわち、抽出した電力を全て充電に使用することであり、効率よく電力を抽出して使用することができる効果がある。
【００８４】
また、図６の制御フローのステップ６０８のｎｏとステップ６１１との間に、ステップ８０１からステップ８０８の処理を入れることで、定電流動作の場合にも抽出電力Ｐ［ｘ］を必要電力Ｐ［ｎ］とほぼ等しい状態にすることができる。図５の例でいえば、時刻ｔ１から時刻ｔ６の間の抽出電力Ｐ［ｘ］を必要電力Ｐ［ｎ］５０１とほぼ等しい状態にすることができる。
【００８５】
＜整合部の構成＞
図１０は、整合部１０２の構成の一例を示す回路図である。図１０は、π型のインピーダンスマッチング回路の例である。整合部１０２は、スイッチ１００１、コンデンサ１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄ、インダクタ１００３、コンデンサ１００４、および、制御信号入力端子１００５で構成される。整合部１０２において、インダクタ１００３の一端が抽出部１０１に接続され、他端が整流部１０３に接続されている。インダクタ１００３の一端とグランドとの間に、４回路のスイッチ１００１とコンデンサ１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄが接続されている。インダクタ１００３の他端とグランドとの間に、コンデンサ１００４が接続されている。
【００８６】
コンデンサ１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄは、スイッチ１００１で制御信号入力端子１００５から入力される制御部１０６からの制御信号によりそれぞれ選択される。コンデンサ１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄの容量を、例えばそれぞれＣ、２Ｃ、４Ｃ、８Ｃとすれば、スイッチ１００１の選択により、容量Ｃから容量１５Ｃまで容量Ｃ単位での可変ステップとすることが可能である。
【００８７】
インダクタ１００３のインダクタンスとコンデンサ１００４の容量は、コンデンサ１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄで可変可能な容量の最小値と最大値との間で、整合部１０２の入力インピーダンスが、図２における整合点２０１と、例えば点２０４を含むような値に設定する。
【００８８】
スイッチ１００１は、図１０ではスイッチを４回路しか示していないが、更にスイッチ回路を増やすことも可能である。また、スイッチ１００１およびコンデンサ１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄと並列に、インダクタ１００３におけるコンデンサ１００４の接続されているのとは反対側の端子とグランド間にコンデンサを配置し、スイッチ１００１とコンデンサ１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄの容量調整は配置したコンデンサ容量の補正用としてもよい。更に、スイッチ１００１およびコンデンサ１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄと、コンデンサ１００４を入れ替えた配置としてもよい。また更に、コンデンサ１００４もスイッチとコンデンサで構成し、制御部１０６で制御してもよい。
【００８９】
以上により、スイッチ１００１の選択を制御部１０６で制御することにより、入力インピーダンスを変化させることができる。
【００９０】
＜実施の形態１の効果＞
以上説明した本実施の形態１に係る充電装置によれば、交流電流の流れる商用電源線１０７側から無駄なく電力を抽出し、抽出した電力を効率よく使用することができる。すなわち、図１の充電装置の構成によれば、抽出部１０１のサイズ・重量が同じでも、定電流動作時の充電電流Ｉ［Ｃ］の設定電流値や定電圧動作時の充電電圧Ｖ［Ｃ］の設定電圧値を調整することで抽出電力Ｐ［ｘ］に必要電力Ｐ［ｎ］を近づけるようにし、抽出した電力を効率よく使用することができる。また、定電圧動作時や定電流動作時の抽出電力Ｐ［ｘ］を必要電力Ｐ［ｎ］とほぼ等しい状態にすることができるので、抽出した電力を全て充電に使用することで、効率よく電力を抽出して使用することができる。詳細には、以下の通りである。
【００９１】
（１）充電装置は、抽出部１０１、整合部１０２、整流部１０３、充電部１０４、バッテリ１０５および制御部１０６を有することで、制御部１０６により、整流部１０３で整流後の抽出電力Ｐ［ｘ］と、充電部１０４がバッテリ１０５に充電するのに必要な必要電力Ｐ［ｎ］とを測定し、抽出電力Ｐ［ｘ］と必要電力Ｐ［ｎ］とが等しくなるように制御することができる。
【００９２】
（２）制御部１０６により、充電部１０４の充電電流Ｉ［Ｃ］、充電電圧Ｖ［Ｃ］、もしくは充電電流Ｉ［Ｃ］と充電電圧Ｖ［Ｃ］との両方を増減して調整することで必要電力Ｐ［ｎ］を増減し、抽出電力Ｐ［ｘ］と必要電力Ｐ［ｎ］とが等しくなるように調整することができる。または、制御部１０６により、整合部１０２の入力インピーダンスを調整することで抽出電力Ｐ［ｘ］を増減し、抽出電力Ｐ［ｘ］と必要電力Ｐ［ｎ］とが等しくなるように調整することができる。この結果、商用電源線１０７側から無駄なく電力を抽出し、抽出した電力を効率よく使用することができる。
【００９３】
［実施の形態２］
本実施の形態２に係る充電装置について、図１１を用いて説明する。本実施の形態２では、前記実施の形態１と異なる点を主に説明する。
【００９４】
図１１は、本実施の形態２に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図１１では、交流電流の流れる配線として商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図１１において、図１と同一符号は同一機能を表す。
【００９５】
図１１に示す充電装置では、整合部１１０２は、図１の整合部１０２で行っていた制御部１０６から入力インピーダンスを調整する機能を除いたもので、整合部１１０２の前段のブロック、図１１では抽出部１０１と、整合部１１０２の後段のブロック、図１１では整流部１０３との間のインピーダンスマッチングを行う。そして、整流部１０３と充電部１０４との間に、整流部１０３から見た負荷インピーダンスが制御部１０６からの制御信号で調整可能な負荷調整部１１０１を設ける。この負荷調整部１１０１による動作は、充電方法における負荷調整ステップの動作である。
【００９６】
負荷調整部１１０１の負荷インピーダンスを変化させると、整合部１１０２から後段を見た出力インピーダンスが整流部１０３を介して変化し、その出力インピーダンスの変化は結果的に整合部１１０２の入力インピーダンスを変化させる。すなわち、負荷調整部１１０１の負荷インピーダンスを変化させることで、図２または図９で説明した整合部１０２の入力インピーダンスと抽出電力との関係を、整合部１１０２でも実現できる。したがって、図８の制御フローのフローチャートを用いることで、図１と同様の効果を得ることが可能である。すなわち、制御部１０６は、負荷調整部１１０１の入力インピーダンスである負荷インピーダンスを調整することで抽出電力を増減し、抽出電力と必要電力とが等しくなるように調整することができる。
【００９７】
負荷調整部１１０１の構成は、図１０と同様の構成で実現可能である。すなわち、スイッチ、コンデンサ、インダクタなどで構成されるπ型のインピーダンスマッチング回路などで実現できる。
【００９８】
図１１の構成によれば、整流部１０３で整流を行った後段の直流となったところの負荷調整部１１０１で負荷インピーダンス調整を行うため、虚数領域での解析を考慮しなくてよくなり、回路構成が簡単になる効果がある。また、負荷調整部１１０１の出力インピーダンスを、定電圧源などを用いることで低インピーダンスとし、負荷調整部１１０１の後段のインピーダンス変化を受けにくくする構成をとることが可能である。
【００９９】
なお、図１１の構成では、整合部１１０２では制御部１０６からの制御を行わないとしたが、図１の整合部１０２とし、制御を併用することも可能である。
【０１００】
［実施の形態３］
本実施の形態３に係る充電装置について、図１２〜図１４を用いて説明する。本実施の形態３では、前記実施の形態１，２と異なる点を主に説明する。
【０１０１】
図１２は、本実施の形態３に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図１２では、交流電流の流れる配線として商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図１２において、図１１と同一符号は同一機能を表す。
【０１０２】
図１２に示す充電装置では、保護部１２０１は、図１１の負荷調整部１１０１と保護機能を一つにしたものである。
【０１０３】
保護部１２０１の構成の一例を図１３に示す。図１３は、保護部１２０１の構成の一例を示す回路図である。保護部１２０１は、ＦＥＴ１３０１、抵抗１３０２、コンデンサ１３０３、ダイオード１３０４、ダイオード１３０５、抵抗１３０６、抵抗１３０７、制御信号入力端子１３０８、信号線１３０９、可変抵抗１３１０、および、制御信号入力端子１３１１で構成される。保護部１２０１において、信号線１３０９は整流部１０３と充電部１０４との間に接続されている。信号線１３０９とグランドとの間に、可変抵抗１３１０とＦＥＴ１３０１が直列に接続されている。ＦＥＴ１３０１のゲートとグランドとの間に、抵抗１３０２とコンデンサ１３０３が並列に接続されている。信号線１３０９とグランドとの間に、抵抗１３０７と抵抗１３０６が直列に接続されている。抵抗１３０７と抵抗１３０６との接続点から、ダイオード１３０５が順方向でＦＥＴ１３０１のゲートに接続されている。制御信号入力端子１３０８から、ダイオード１３０４が順方向でＦＥＴ１３０１のゲートに接続されている。
【０１０４】
まず、信号線１３０９の過電圧保護動作を説明する。信号線１３０９の電圧Ｖを抵抗１３０７と抵抗１３０６とで分圧した電圧により、ダイオード１３０５に電流が流れ、コンデンサ１３０３に電荷が蓄積し、コンデンサ１３０３の電圧がＦＥＴ１３０１のゲート電圧ＶＧのスレッシュホールドを越えると、ＦＥＴ１３０１がオンし、信号線１３０９をシャントする。すなわち、抵抗１３０７と抵抗１３０６との分圧比で信号線１３０９の過電圧値を設定する。抵抗１３０２とコンデンサ１３０３は、その定数によって決まる時定数でコンデンサ１３０３にたまった電荷が放電し、ＦＥＴ１３０１をオフにする。
【０１０５】
制御信号入力端子１３０８に、ダイオード１３０４を介してＦＥＴ１３０１のゲート電圧ＶＧのスレッシュホールドを越える制御電圧を制御部１０６から与えることで、保護部１２０１のＦＥＴ１３０１をオンさせて、制御部１０６から信号線１３０９をシャントさせることができる。
【０１０６】
図１３の保護部１２０１の構成によれば、ダイオード１３０４，１３０５で、過電圧保護動作の電圧と制御部１０６からの制御電圧の逆流をそれぞれ防ぎ、簡単な構成で信号線１３０９の過電圧保護動作に加えて制御部１０６から保護動作を制御できる効果がある。
【０１０７】
また、図１３の例では、ＦＥＴ１３０１と信号線１３０９との間に可変抵抗１３１０を配置する。可変抵抗１３１０は、制御部１０６からの制御信号を制御信号入力端子１３１１から入力することで、可変抵抗１３１０の抵抗値を可変することができる。
【０１０８】
通常は、可変抵抗１３１０の抵抗値は０Ωとなっており、過電圧保護動作を行っている。負荷インピーダンスを変化させる場合は、制御部１０６から抵抗値設定の制御信号を制御信号入力端子１３１１から入力することで、可変抵抗１３１０に抵抗値を設定する。そして、制御信号入力端子１３０８に、ダイオード１３０４を介してＦＥＴ１３０１のゲート電圧ＶＧのスレッシュホールドを越える制御電圧を制御部１０６から与えることで、保護部１２０１のＦＥＴ１３０１をオンさせて、信号線１３０９とグランドとの間に可変抵抗１３１０を接続し、設定した抵抗値の負荷とする。必要であれば、そのあと、可変抵抗１３１０の抵抗値を制御部１０６からの制御信号を制御信号入力端子１３１１から入力して調整する。
【０１０９】
図１２、図１３の構成において、定電圧動作時の抽出電力Ｐ［ｘ］を効率よく抽出する方法について、図１４を用いて詳細に説明する。図１４は、制御部１０６の制御フローを示すフローチャートであり、図６、図８と同一符号は同一機能を示す。
【０１１０】
ステップ８０５、ステップ８０８の部分で、上記制御部１０６からの制御を行うことにより、図９に示す整合部１１０２の入力インピーダンスと抽出部１０１の抽出電力との関係とすることが可能である。これにより、図１４の制御フローを用いることで、図１と同様の効果を得ることが可能である。また、保護機能として以下を行う。
【０１１１】
ステップ１４０１において、ステップ６１４の結果、バッテリ電圧Ｖ［Ｂ］が電圧値Ｖ［Ｅ］以上の場合、バッテリ１０５は満充電であると判断される。
【０１１２】
ステップ１４０２において、バッテリ１０５は満充電なので電力は必要なく、必要電力Ｐ［ｎ］は０となる。ここで、制御部１０６は、保護部１２０１に対して整合部１１０２の整合状態をずらすように指示を出す。図９でいえば、整合点２０１であったところから点２０４に移動するように制御する。これにより、抽出電力Ｐ［ｘ］は減少する。
【０１１３】
ステップ１４０３において、制御部１０６は、保護部１２０１に対して整合部１１０２の整合状態をずらすように指示を出したあと、保護部１２０１に対して保護をｏｎにするように指示を出す。保護部１２０１は、これを受け、回路をシャントする。
【０１１４】
図１２の構成によれば、図１３のような過電圧保護と共通の簡単な構成で負荷インピーダンスを変化させることができ、整合部１１０２の入力インピーダンスを調整できる効果がある。なお、ダイオード１３０４を介した制御信号入力端子１３０８からの制御部１０６からの制御電圧を調整することで、ＦＥＴ１３０１に可変抵抗１３１０の機能とシャントの機能を持たせ、可変抵抗１３１０をなくし、負荷インピーダンスを変化させ、整合部１１０２の入力インピーダンスを調整することも可能である。
【０１１５】
なお、図１２の構成では、整合部１１０２では制御部１０６からの制御を行わないとしたが、図１の整合部１０２とし、制御を併用することも可能である。
【０１１６】
［実施の形態４］
本実施の形態４に係る充電装置について、図１５、図１６を用いて説明する。本実施の形態４では、前記実施の形態１〜３と異なる点を主に説明する。
【０１１７】
図１５は、本実施の形態４に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図１５では、交流電流の流れる配線として商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図１５において、図１１と同一符号は同一機能を表す。
【０１１８】
図１５に示す充電装置では、保護部１５０１を整合部１１０２の前段に配置し、保護機能と抽出部１０１との整合をずらす機能を持たせたものである。
【０１１９】
保護部１５０１の構成の一例を図１６に示す。図１６は、保護部１５０１の構成の一例を示す回路図であり、図１３と同一符号は同一機能を表す。図１６では、信号線１６０２とグランドとの間に可変抵抗１３１０とリレー１６０１を配置する。可変抵抗１３１０は、制御部１０６からの制御信号を制御信号入力端子１３１１から入力することで、可変抵抗１３１０の抵抗値を可変することができる。
【０１２０】
リレー１６０１は、通常オフになっており、このとき、抽出部１０１と整合部１１０２とは整合がとれており、図２、図９の整合点２０１となっている。
【０１２１】
整合をずらす場合は、制御部１０６から抵抗値設定の制御信号を制御信号入力端子１３１１から入力することで、可変抵抗１３１０に抵抗値を設定し、そして、制御信号入力端子１３０８にリレー１６０１をオンにする制御電圧を制御部１０６から与えることでリレー１６０１をオンさせて、信号線１６０２とグランドとの間に可変抵抗１３１０を接続し、設定した抵抗値の負荷とする。必要であれば、そのあと、可変抵抗１３１０の抵抗値を、制御部１０６からの制御信号を制御信号入力端子１３１１から入力して調整する。
【０１２２】
図１５の構成によれば、図１６のような簡単な構成で負荷インピーダンスを変化させることができ、抽出部１０１との整合を調整できる効果がある。したがって、図１４の制御フローを用いることで、図１と同様の効果を得ることが可能である。
【０１２３】
なお、図１５の構成では、整合部１１０２では制御部１０６からの制御を行わないとしたが、図１の整合部１０２とし、制御を併用することも可能である。また、図１１や図１２の実施の形態と併用することも可能である。
【０１２４】
［実施の形態５］
本実施の形態５に係る充電装置について、図１７〜図１９を用いて説明する。本実施の形態５では、前記実施の形態１〜４と異なる点を主に説明する。
【０１２５】
図１７は、本実施の形態５に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図１７では、交流電流の流れる配線として商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図１７において、図１１と同一符号は同一機能を表す。
【０１２６】
図１７に示す充電装置では、抽出部１７０１は、商用電源線１０７に取り付けられ、ギャップ長を調整できるトロイダルコア１７０１ａの中心に商用電源線１０７を通し、トロイダルコア１７０１ａに巻き線１７０１ｂを巻きつけることで構成される。この構成により、巻き線１７０１ｂの両端に起電力を生じさせることができる。１７０１ｃはトロイダルコア１７０１ａのギャップを示す。
【０１２７】
図１７の例では、抽出部１７０１のトロイダルコア１７０１ａに制御部１０６からの制御信号により、ギャップ１７０１ｃのギャップ長を調整できる機能を設けたものである。
【０１２８】
図１８は、抽出部１７０１の動作の一例を示す説明図である。図１８では、トロイダルコア１７０１ａのギャップ長と抽出電力との関係を示したものであり、横軸にギャップ長、縦軸に抽出電力を示している。一般的に、ギャップ長を大きくすると比透磁率が小さくなり、その結果、抽出電力は少なくなる。点１８０１はギャップ長を最も狭めたときであり、抽出電力は最大である。点１８０２はギャップ長を最も広げたときであり、抽出電力は最小となる。δは、ギャップ長を少しずつ広げるときの長さである。
【０１２９】
図１７に示す充電装置において、定電圧動作時の抽出電力Ｐ［ｘ］を効率よく抽出する方法について、図１９を用いて詳細に説明する。図１９は、制御部１０６の制御フローの一例を示すフローチャートであり、図６、図８、図１４と同一符号は同一機能を示す。
【０１３０】
ほとんどの動作は図６、図８、図１４で説明した動作と同様であり、異なる点は以下である。
【０１３１】
ステップ６０２後のステップ１９０１において、ギャップ長を最小とする。図１８でいえば点１８０１とし、抽出電力を最大にする。なお、このとき抽出部１７０１と整合部１１０２とは整合のとれた状態である。
【０１３２】
ステップ８０２（ｎｏ）後のステップ１９０２において、図８ではステップ８０３で整合部１０２が整合状態にあるかどうかを確認していたのに対し、図１９ではギャップ長が最小の長さかどうか、すなわち、点１８０１で抽出電力が最大かどうかを確認する。ギャップ長が最小の長さの点１８０１であると確認された場合は、これ以上抽出電力を大きくできないため、充電部１０４は設定電圧Ｖ［Ｄ］の定電圧動作で抽出電力Ｐ［ｘ］の範囲でバッテリ電流Ｉ［Ｂ］を流す。そして、ステップ６１３に移る。
【０１３３】
ステップ１９０２の結果、ギャップ長が最小の長さでないと確認された場合は、ステップ１９０３において、制御部１０６は抽出部１７０１を制御して、抽出部１７０１で生じた起電力を最大電力で抽出できるように、図１８におけるギャップ長を最小に、すなわち点１８０１に調整する。そして、ステップ８０１に戻る。
【０１３４】
ステップ８０２（ｙｅｓ）後のステップ１９０４において、図８ではステップ８０５で整合部１０２の整合を少しずらしていたのに対し、図１９ではギャップ長を少し広げる。図１８では、例えばギャップ長が最小の点１８０１からギャップ長をδだけ広げる。その結果、抽出部１７０１での抽出電力は減少する。この処理を行った後、ステップ８０６に移る。
【０１３５】
ステップ１９０５において、ステップ８０７の結果、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］未満の場合、図８では制御部１０６は整合部１０２に対して整合状態に少し戻すように指示を出していたのに対し、図１９ではギャップ長をδだけ狭める。図１８を用いて説明すると、点１８０１より離れたところの点から、点１８０１の方向にギャップ長をδだけ狭める。その結果、抽出部１７０１での抽出電力は増加する。ステップ１９０５では、測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］未満であるが、ステップ１９０４でギャップ長をδだけ広げる前では測定した抽出電力Ｐ［ｘ］が測定した必要電力Ｐ［ｎ］以上であり、その状態に戻すためにある。そして、ステップ６１３に移る。
【０１３６】
ステップ１４０１後のステップ１９０６において、バッテリ１０５は満充電なので電力は必要なく、必要電力Ｐ［ｎ］は０となる。ここで、図１４では制御部１０６は保護部１２０１に対して整合部１１０２の整合状態をずらし抽出電力Ｐ［ｘ］は減少させるが、図１９ではギャップ長を最大にして、すなわち図１８では点１８０２にして、抽出電力を最小にする。
【０１３７】
図１７の構成によれば、トロイダルコア１７０１ａのギャップ長を最小にしたときが抽出部１７０１の抽出電力の最大値、トロイダルコア１７０１ａのギャップ長を最大にしたときが抽出部１７０１の抽出電力の最小値となり、また、一般的にその間は単調減少となるため、抽出電力の増減の制御を行いやすい効果がある。これにより、図１９の制御フローを用いることで、図１と同様の効果を得ることが可能である。
【０１３８】
なお、図１７の構成では、整合部１１０２では制御部１０６からの制御を行わないとしたが、図１の整合部１０２とし、制御を併用することも可能である。また、図１１、図１２や図１５の実施の形態と併用することも可能である。
【０１３９】
［実施の形態６］
本実施の形態６に係る充電装置について、図２０を用いて説明する。本実施の形態６では、前記実施の形態１〜５と異なる点を主に説明する。
【０１４０】
図２０は、本実施の形態６に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図２０では、交流電流の流れる配線として商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図２０において、図１１と同一符号は同一機能を表す。
【０１４１】
図２０に示す充電装置では、商用電源線１０７の電流量を測定する電流検出部２００１を設ける。電流検出部２００１は、商用電源線１０７に取り付け、商用電源線１０７に流れる電流値を測定する。この電流検出部２００１による動作は、充電方法における電流検出ステップの動作である。測定した商用電源線１０７に流れる電流値は監視線２００２により制御部１０６に入力される。制御部１０６では、測定した商用電源線１０７に流れる電流値から抽出部１０１で抽出される抽出電力に換算し、さらに、抽出部１０１で抽出され、整合部１１０２、整流部１０３、負荷調整部１１０１を介して充電部１０４に入力される抽出電力Ｐ［ｘ］に換算する。すなわち、図６、図８、図１４、図１９で示す抽出電力Ｐ［ｘ］の測定に使用できる。
【０１４２】
図２０の構成によれば、直接、商用電源線１０７に流れる電流値を測定し、充電部１０４に入力される抽出電力Ｐ［ｘ］に換算することができるので、正確な抽出電力Ｐ［ｘ］を求めることができる効果がある。
【０１４３】
なお、図２０の構成では、整合部１１０２では制御部１０６からの制御を行わないとしたが、図１の整合部１０２とし、制御を併用することも可能である。また、監視線１０８を用いた図１１、図１２や図１５、さらに図１７の実施の形態と併用することも可能である。
【０１４４】
［実施の形態７］
本実施の形態７に係る充電装置について、図２１、図２２を用いて説明する。本実施の形態７では、前記実施の形態１〜６と異なる点を主に説明する。
【０１４５】
図２１は、本実施の形態７に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図２１では、交流電流の流れる配線として商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図２１において、図１と同一符号は同一機能を表す。
【０１４６】
図２１に示す充電装置では、図１における整流部１０３と充電部１０４との間に、保護部２１０１を配置したものである。保護部２１０１は、整流部１０３と充電部１０４との間に接続されると共に制御部１０６に接続され、この制御部１０６からの保護制御信号で充電部１０４の前段を短絡して充電部１０４を保護する保護部である。保護部２１０１の構成は、図１３、図１６に示した通りである。
【０１４７】
図２１の構成において、定電圧動作時の抽出電力Ｐ［ｘ］を効率よく抽出する方法について、図２２を用いて詳細に説明する。図２２は、制御部１０６の制御フローを示すフローチャートであり、図６と同一符号は同一機能を示す。保護部２１０１による保護機能として以下を行う。
【０１４８】
ステップ６１５後のステップ２２０１において、バッテリ１０５は満充電なので電力は必要なく、必要電力Ｐ［ｎ］は０となる。ここで、制御部１０６は、保護部２１０１に対して整合部１０２の整合状態をずらすように指示を出す。図９でいえば、整合点２０１であったところから点２０４に移動するように制御する。これにより、抽出電力Ｐ［ｘ］は減少する。
【０１４９】
ステップ２２０２において、制御部１０６は、保護部２１０１に対して整合部１０２の整合状態をずらすように指示を出したあと、保護部２１０１に対して保護をｏｎにするように指示を出す。保護部２１０１は、これを受け、回路をシャントする。そして、ステップ６１６に移る。
【０１５０】
図２１の構成によれば、整流部１０３と充電部１０４との間に保護部２１０１を配置することで、図１の構成による効果に加えて、保護部２１０１により充電部１０４を保護できる効果がある。
【０１５１】
［実施の形態８］
本実施の形態８に係る充電装置について、図２３を用いて説明する。本実施の形態８では、前記実施の形態１〜７と異なる点を主に説明する。
【０１５２】
図２３は、本実施の形態８に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図２３では、交流電流の流れる配線として商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図２３において、図１１と同一符号は同一機能を表す。
【０１５３】
図２３に示す充電装置では、図１１における負荷調整部１１０１と充電部１０４との間に、保護部２３０１を配置したものである。保護部２３０１は、負荷調整部１１０１と充電部１０４との間に接続されると共に制御部１０６に接続され、この制御部１０６からの保護制御信号で充電部１０４の前段を短絡して充電部１０４を保護する保護部である。保護部２３０１の構成は、図１３、図１６に示した通りである。
【０１５４】
図２３の構成によれば、負荷調整部１１０１と充電部１０４との間に保護部２３０１を配置することで、図１１の構成による効果に加えて、保護部２３０１により充電部１０４を保護できる効果がある。
【０１５５】
［実施の形態９］
本実施の形態９に係る充電装置について、図２４を用いて説明する。本実施の形態９では、前記実施の形態１〜８と異なる点を主に説明する。
【０１５６】
図２４は、本実施の形態９に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図２４では、交流電流の流れる配線として商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図２４において、図２０と同一符号は同一機能を表す。
【０１５７】
図２４に示す充電装置では、図２０における負荷調整部１１０１と充電部１０４との間に、保護部２４０１を配置したものである。保護部２４０１は、負荷調整部１１０１と充電部１０４との間に接続されると共に制御部１０６に接続され、この制御部１０６からの保護制御信号で充電部１０４の前段を短絡して充電部１０４を保護する保護部である。保護部２４０１の構成は、図１３、図１６に示した通りである。
【０１５８】
図２４の構成によれば、負荷調整部１１０１と充電部１０４との間に保護部２４０１を配置することで、図２０の構成による効果に加えて、保護部２４０１により充電部１０４を保護できる効果がある。
【０１５９】
［付記］
本発明は、充電方法として、以下の特徴を有する。
【０１６０】
（１）交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してバッテリに充電する充電装置における充電方法であって、
抽出部が前記交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出ステップと、
整合部が前記抽出ステップの出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合ステップと、
整流部が前記抽出ステップで抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流ステップと、
充電部が前記整流ステップで整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電ステップと、
制御部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記整合部におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する、充電方法。
【０１６１】
（２）前記（１）に記載の充電方法において、
前記制御ステップでは、前記充電ステップの前記充電電流、前記充電電圧、もしくは前記充電電流と前記充電電圧との両方を増減して調整することで前記必要電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
【０１６２】
（３）前記（１）に記載の充電方法において、
前記制御ステップでは、前記整合ステップの入力インピーダンスを調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
【０１６３】
（４）前記（１）に記載の充電方法において、
さらに、前記整流ステップのあとに負荷調整ステップを有し、
前記制御ステップでは、前記負荷調整ステップの負荷インピーダンスを調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
【０１６４】
（５）前記（１）に記載の充電方法において、
さらに、保護部が前記制御部からの保護制御信号で前記充電部の前段を短絡して前記充電部を保護する保護ステップを有する、充電方法。
【０１６５】
（６）前記（１）に記載の充電方法において、
さらに、電流検出部が前記交流電流の流れる配線の電流量を測定する電流検出ステップを有する、充電方法。
【０１６６】
（７）交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してバッテリに充電する充電装置における充電方法であって、
ギャップ長を調整できるトロイダルコアで構成された抽出部が前記交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出ステップと、
整合部が前記抽出ステップの出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合ステップと、
整流部が前記抽出ステップで抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流ステップと、
充電部が前記整流ステップで整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電ステップと、
制御部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記トロイダルコアのギャップ長の調整を行う制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する、充電方法。
【０１６７】
（８）前記（７）に記載の充電方法において、
前記制御ステップでは、前記充電ステップの前記充電電流、前記充電電圧、もしくは前記充電電流と前記充電電圧との両方を増減して調整することで前記必要電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
【０１６８】
（９）前記（７）に記載の充電方法において、
前記制御ステップでは、前記トロイダルコアのギャップ長を調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
【０１６９】
（１０）前記（７）に記載の充電方法において、
さらに、保護部が前記制御部からの保護制御信号で前記充電部の前段を短絡して前記充電部を保護する保護ステップを有する、充電方法。
【０１７０】
（１１）前記（７）に記載の充電方法において、
さらに、電流検出部が前記交流電流の流れる配線の電流量を測定する電流検出ステップを有する、充電方法。
【０１７１】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１７２】
前記実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、各実施の形態の構成を組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１７３】
１０１…抽出部、１０１ａ…トロイダルコア、１０１ｂ…巻き線、１０２…整合部、１０３…整流部、１０４…充電部、１０５…バッテリ、１０６…制御部、１０７…商用電源線、１１０１…負荷調整部、１１０２…整合部、１２０１…保護部、１５０１…保護部、１７０１…抽出部、１７０１ａ…トロイダルコア、１７０１ｂ…巻き線、１７０１ｃ…ギャップ、２００１…電流検出部、２１０１…保護部、２３０１…保護部、２４０１…保護部。
【図１】
0006345137.tif 000002
【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】
0006345137.tif 000008
【図８】
0006345137.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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