(57)【要約】【課題】電流制限抵抗を用いず少電流でコンデンサを充電することにより、簡素化および小型化を図ったコンデンサ充電回路を提供する。【解決手段】ＭＯＳＦＥＴＱ１は、コンデンサＣ１の充電経路上に設けられている。ＦＥＴ制御回路３００が、ＭＯＳＦＥＴＱ１を間欠的にオンすると共に、そのオン時間を徐々に長くする。【選択図】図１
2005080387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリからコンデンサに充電する充電回路において、
前記コンデンサの充電経路上に設けられた第１スイッチ手段と、
前記第１スイッチ手段を間欠的にオンすると共に、当該オン時間を徐々に長くする第１スイッチ手段制御手段と
を備えたことを特徴とするコンデンサ充電回路。
【請求項２】
請求項１記載のコンデンサ充電回路であって、
前記バッテリの供給電圧から前記第１スイッチ手段制御手段の動作電圧を生成する電源手段と、
前記バッテリとは異なる低電圧源から電源供給を受けて動作し、前記コンデンサへの充電開始を指示する制御手段とを備え、
前記電源手段は、前記充電開始の指示に応じて動作電圧の生成を開始する
ことを特徴とするコンデンサ充電回路。
【請求項３】
請求項２記載のコンデンサ充電回路であって、
前記第１スイッチ手段に流れる電流を検出する電流検出手段をさらに備え、
前記第１スイッチ手段制御手段は、前記検出された電流が第１閾値を下回るとハイインピーダンスを出力する第１コンパレータと、一端が第１コンパレータの出力に接続され、他端が前記バッテリのマイナス端子に接続された制御用コンデンサと、前記制御用コンデンサの一端に定電流を供給する定電流回路と、前記第１コンパレータの出力が第２閾値を上回ったときハイインピーダンスを出力する第２コンパレータとを有し、
前記第２閾値は、前記コンデンサの両端電圧の増加に従って、又は、前記コンデンサの充電時間の経過に従って低くなる
ことを特徴とするコンデンサ充電回路。
【請求項４】
請求項２又は３記載のコンデンサ充電回路であって、
前記制御手段は、前記充電開始を指示するときに、前記バッテリのプラス端子と前記コンデンサの一端との間に設けられた第２スイッチ手段をオンし、
前記電源手段は、前記第２スイッチ手段のオンに応じて前記バッテリからの電源が供給され、前記動作電圧の生成を開始する
ことを特徴とするコンデンサ充電回路。
【請求項５】
請求項４記載のコンデンサ充電回路であって、
前記電源手段は、前記コンデンサが満充電状態となったとき、前記動作電圧の生成を停止する
ことを特徴とするコンデンサ充電回路。
【請求項６】
請求項１〜５何れか１項記載のコンデンサ充電回路であって、
前記コンデンサの充電経路上に設けられたコイルと、
前記第１スイッチ手段がオフのとき、前記コイルの逆起電力により流れる電流を前記コンデンサに流すダイオードと
をさらに備えたことを特徴とするコンデンサ充電回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンデンサ充電回路に係わり、特に、電気自動車などに搭載される高電圧バッテリからコンデンサに充電するためのコンデンサ充電回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したコンデンサ充電回路として図７に示すものが従来から知られている。同図に示すように、電気自動車には高電圧バッテリとモータ制御回路３００との間にリレーＲＹ２が設けられている。モータ制御装置３００には、コンデンサＣ１の両端が接続されいる。また、このコンデンサＣ１に充電するためのリレーＲＹ１及び電流制限用の抵抗Ｒ１から構成される直列回路が、上述したリレーＲＹ２と並列に設けられている。
【０００３】
上述した構成のコンデンサ充電回路の動作タイミングを図８に示すタイミングチャートを用いて説明する。最初は、コンデンサＣ１に電荷がたまっていないので、電圧ＶＣ１は０［Ｖ］である（図８（ｅ））。リレー制御回路１００は、イグニッション信号が与えられると（図８（ａ））、リレーＲＹ１にＲＹ１駆動信号を出力する（図８（ｂ））。
【０００４】
ＲＹ１駆動信号が出力されるとリレーＲＹ１は通電し、コンデンサＣ１を充電する電流ＩＣ１が抵抗Ｒ１を通じて流れる。コンデンサＣ１の充電が進むとともに、電圧ＶＣ１が上昇する（図８（ｅ））。リレー制御回路１００は、予め設定されたコンデンサＣ１の満充電時間を迎えたところでＲＹ１駆動信号を止め（図８（ｂ））、リレーＲＹ２にＲＹ２駆動信号を出力する（図８（ｃ））。以上により充電動作が完了する。
【特許文献１】特開平１０−２８３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、充電し始めは、リレーＲＹ１および抵抗Ｒ１を通じてコンデンサＣ１に高電流がながれる。このため、リレーＲＹ１および抵抗Ｒ１の電流容量を大きくする必要があり、回路が大型化する。さらに、電流容量を大きくすると抵抗Ｒ１から無視できない発熱があるので、放熱手段が必要となり回路がさらに複雑化、大型化するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、電流制限抵抗を用いず少電流でコンデンサを充電することにより、簡素化および小型化を図ったコンデンサ充電回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、バッテリＶ１からコンデンサＣ１に充電する充電回路において、前記コンデンサＣ１の充電経路上に設けられた第１スイッチ手段Ｑ１と、前記第１スイッチ手段Ｑ１を間欠的にオンすると共に、当該オン時間を徐々に長くする第１スイッチ手段制御手段３００とを備えたことを特徴とするコンデンサ充電回路に存する。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、第１スイッチ手段Ｑ１は、コンデンサＣ１の充電経路上に設けられている。第１スイッチ手段制御手段３００が、第１スイッチ手段Ｑ１を間欠的にオンすると共に、当該オン時間を徐々に長くする。従って、第１スイッチ手段Ｑ１を間欠的にオンすることにより、電流制限抵抗を用いることなく、少電流でコンデンサＣ１を充電することができる。しかも、そのオン時間を徐々に長くすることにより、迅速にコンデンサＣ１を充電することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１記載のコンデンサ充電回路であって、前記バッテリＶ１の供給電圧から前記第１スイッチ手段制御手段３００の動作電圧を生成する電源手段２００と、前記バッテリＶ１とは異なる低電圧源Ｖ２から電源供給を受けて動作し、前記コンデンサＣ１への充電開始を指示する制御手段１００とを備え、前記電源手段２００は、前記充電開始の指示に応じて動作電圧の生成を開始することを特徴とするコンデンサ充電回路に存する。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、バッテリＶ１とは異なる低電圧源Ｖ２から電源供給を受けて動作する制御手段１００が、コンデンサＣ１への充電開始を指示する。この充電開始の指示に応じて、電源手段２００は、バッテリＶ１の供給電源から第１スイッチ手段制御手段３００の動作電圧の生成を開始する。この動作電圧の供給を受けて第１スイッチ手段制御手段３００が第１スイッチ手段Ｑ１のオンオフ制御を開始し、コンデンサが小電流で充電される。
【００１１】
従って、第１スイッチ手段制御手段３００が低電圧源Ｖ２から電源供給を受けて動作するものであった場合、バッテリＶ１と絶縁を図りつつ、第１スイッチ手段Ｑ１のオンオフを指示するために、フォトＭＯＳなどの高価なスイッチを用いる必要ある。しかしながら、第１スイッチ手段制御手段３００は、バッテリＶ１から電源供給を受けているので、フォトＭＯＳなどの高価なスイッチを用いる必要がなく、第１スイッチ手段Ｑ１をオンオフすることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のコンデンサ充電回路であって、前記第１スイッチ手段に流れる電流を検出する電流検出手段をさらに備え、前記第１スイッチ手段制御手段は、前記検出された電流が第１閾値を下回るとハイインピーダンスを出力する第１コンパレータと、一端が第１コンパレータの出力に接続され、他端が前記バッテリのマイナス端子に接続された制御用コンデンサと、前記制御用コンデンサの一端に定電流を供給する定電流回路と、前記第１コンパレータの出力が第２閾値を上回ったときハイインピーダンスを出力する第２コンパレータとを有し、前記第２閾値は、前記コンデンサの両端電圧の増加に従って、又は、前記コンデンサの充電時間の経過に従って低くなることを特徴とするコンデンサ充電回路に存する。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、検出された電流が第１閾値を上回ると第１コンパレータの出力がＬｏとなり、制御用コンデンサに定電流が供給されない。このため、第１コンパレータの出力は第２閾値を上回らず第２コンパレータの出力はＬｏとなり、第１スイッチ手段がオフされる。一方、第１スイッチ手段がオフされ、検出された電流が第１閾値を下回ると第１コンパレータの出力がハイインピーダンスとなり、制御用コンデンサに定電流が供給される。
【００１４】
これにより、第１コンパレータの出力は徐々に上昇し、第２閾値を上回ると第２コンパレータはハイインピーダンスを出力し、第１スイッチ手段がオンされる。第２閾値はコンデンサの両端電圧の増加に従って、又は、コンデンサの充電時間の経過に従って低くなるため、第１スイッチ手段のオフからオンまでの時間は徐々に短くなり、この結果第１スイッチ手段のオン時間が徐々に長くなる。従って、マイクロコンピュータなどを用いずに第１スイッチ手段を間欠的にオンすると共に、そのオン時間を徐々に長くすることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項２又は３記載のコンデンサ充電回路であって、前記制御手段１００は、前記充電開始を指示するときに、前記バッテリＶ１のプラス端子と前記コンデンサＣ１の一端との間に設けられた第２スイッチ手段ＲＹ２をオンし、前記電源手段２００は、前記第２スイッチ手段ＲＹ２のオンに応じて前記バッテリＶ１からの電源が供給され、前記動作電圧の生成を開始することを特徴とするコンデンサ充電回路に存する。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、制御手段１００は、充電開始を指示するときに、バッテリＶ１のプラス端子とコンデンサＣ１の一端との間に設けられた第２スイッチ手段ＲＹ２をオンする。電源手段２００が、第２スイッチ手段ＲＹ２のオンに応じてバッテリＶ１からの電源が供給され、動作電圧の生成を開始する。従って、プラス端子とコンデンサＣ１の一端との間に設けられた第２スイッチ手段ＲＹ２を流用して充電開始の指示を電源手段２００に送信することができる。このため、充電開始を指示するためのスイッチ手段と、プラス端子とコンデンサＣ１の一端との間に設けたスイッチ手段ＲＹ２とを別々に設ける必要がない。
【００１７】
請求項５記載の発明は、図１の基本構成図によれば、請求項４記載のコンデンサ充電回路であって、前記電源手段２００は、前記コンデンサＣ１が満充電状態となったとき、前記動作電圧の生成を停止することを特徴とするコンデンサ充電回路に存する。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、電源手段２００は、コンデンサＣ１が満充電状態となったとき、動作電圧の生成を停止する。従って、コンデンサＣ１が満充電状態となり、充電が完了しているとみなせたときに電源手段２００による動作電圧の生成を停止することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１〜５何れか１項記載のコンデンサ充電回路であって、前記コンデンサＣ１の充電経路上に設けられたコイルＬ１と、前記第１スイッチ手段Ｑ１がオフのとき、前記コイルＬ１の逆起電力により流れる電流を前記コンデンサＣ１に流すダイオードＤ１とをさらに備えたことを特徴とするコンデンサ充電回路に存する。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、コイルＬ１とダイオードＤ１を設けることにより、第１スイッチ手段Ｑ１をオフしても、そのときコイルＬ１に発生する逆起電力によって、コイルＬ１→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１の充電経路でコンデンサＣ１を充電することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、第１スイッチ手段を間欠的にオンすることにより、電流制限抵抗を用いることなく、少電流でコンデンサを充電することができるので、電流制限抵抗を設ける必要がなく、このため、この電流制限抵抗での発熱を防止するための放電手段も必要なく、簡素化及び小型化を図ることができる。しかも、そのオン時間を徐々に長くすることにより、迅速にコンデンサを充電することができるコンデンサ充電回路を得ることができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、第１スイッチ手段制御手段は、バッテリから電源供給を受けているので、フォトＭＯＳなどの高価なスイッチを用いる必要がなく、第１スイッチ手段をオンオフすることができるので、コストダウンを図ったコンデンサ充電回路を得ることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、マイクロコンピュータなどを用いずに第１スイッチ手段を間欠的にオンすると共に、そのオン時間を徐々に長くすることができるので、コストダウンを図ったコンデンサ充電回路を得ることができる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、プラス端子とコンデンサの一端との間に設けられた第２スイッチ手段を流用して充電開始の指示を電源手段に送信することができる。このため、充電開始を指示するためのスイッチ手段と、プラス端子とコンデンサの一端との間に設けたスイッチ手段とを別々に設ける必要がないので、コストダウンを図ったコンデンサ充電回路を得ることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、コンデンサが満充電状態となり、充電が完了しているとみなせたときに電源手段による動作電圧の生成を停止することができるので、省電力化を図ったコンデンサ充電回路を得ることができる。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、コイルとダイオードを設けることにより、第１スイッチ手段をオフしても、そのときコイルに発生する逆起電力によって、コイル→ダイオード→コンデンサの充電経路でコンデンサを充電することができるので、コンデンサを迅速に充電することができるコンデンサ充電回路を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明のコンデンサ充電回路を図面に基づいて説明する。図２は、本発明のコンデンサ充電回路を示す回路図である。図３は、図２に示すコンデンサ充電回路の各部の信号、電圧及び電流を示すタイミングチャートである。
【００２８】
図２において、高電圧バッテリＶ１（＝バッテリ）は、直列に接続された複数のバッテリから構成される。この高電圧バッテリＶ１の両端には、コンデンサＣ１が接続されている。このコンデンサＣ１には、例えば電気自動車のモータ制御回路に並列に接続され、モータ始動時に高圧バッテリＶ１の両端電圧が下がったときに、足りなくなった電荷を補充する。
【００２９】
また、上述した高電圧バッテリＶ１のプラス端子とコンデンサＣ１の上側端子との間にはリレーＲＹ２（＝第２スイッチ手段）が設けられている。このリレーＲＹ２は、リレー制御回路１００（＝制御手段）からのＲＹ２駆動信号に従い、オンオフするリレーである。一方、高電圧バッテリＶ１のマイナスとコンデンサの下側端子電圧ＶＣ１との間にはリレーＲＹ３が設けられている。このリレーＲＹ３は、リレー制御回路１００からのＲＹ３駆動信号に従い、オンオフするリレーである。上述したリレー制御回路１００は、高電圧バッテリＶ１とは異なる低電圧源である１２ＶバッテリＶ２からの電源供給を受けて動作する回路であり、高電圧バッテリＶ１とは絶縁されている。
【００３０】
また、コイルＬ１、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴＱ１（＝第１スイッチ手段）、電流検出用抵抗Ｒ１（＝電流検出手段）及びダイオードＤ２からなる直列回路が、上述したリレーＲＹ３と並列に設けられている。そして、このＭＯＳＦＥＴＱ１とコイルＬ１との接続点は、逆流防止用のダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１の一端と接続されている。従って、リレーＲＹ２及びＭＯＳＦＥＴＱ１がオンすると、高電圧バッテリＶ１→リレーＲＹ２→コイルＬ１→コンデンサＣ１→ＭＯＳＦＥＴＱ１→電流検出用抵抗Ｒ１→ダイオードＤ２からなる充電経路上に充電電流ＩＣ１が流れる。
【００３１】
一方、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンからオフになると、コイルＬ１に発生する逆起電力により、コイルＬ１→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１からなる充電経路に充電電流ＩＣ１が流れる。また、上述した電流検出用抵抗Ｒ１の両端には、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流ＩＦＥＴに応じた電圧降下が発生する。
【００３２】
このコンデンサ充電回路は、リレーＲＹ２のオンに応じて高電圧バッテリＶ１からの電源供給を受けて、後述する第１スイッチ手段制御手段としてのＦＥＴ制御回路３００の動作電圧の生成を開始すると共に、コンデンサＣ１が満充電状態になると動作電圧の生成を停止する電源回路２００（＝電源手段）を備えている。この電源回路２００は、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３、抵抗Ｒ８〜Ｒ１０、ツェナーダイオードＺＤ１から構成されている。
【００３３】
ところで、初期状態においては、コンデンサＣ１には電荷がなくコンデンサＣ１の両端電圧は０［Ｖ］であり、図３（ｇ）に示すように、リレーＲＹ２をオンすると下側端子電圧ＶＣ１は高圧バッテリＶ１の電圧となる。そして、コンデンサＣ１が充電されるに従って、コンデンサＣ１の両端電圧が上昇し、これに伴って下側端子電圧ＶＣ１は減少する。その後、満充電状態となると、コンデンサＣ１の両端電圧は高電圧バッテリＶ１とほぼ等しくなり、下側端子電圧ＶＣ１はほぼ０［Ｖ］となる。
【００３４】
従って、コンデンサＣ１が満充電状態になっておらず、下側端子電圧ＶＣ１がトランジスタＴｒ２のベース−エミッタ間のバイアス電圧より高い間は、トランジスタＴｒ２はオンする。一方、コンデンサＣ１が満充電状態となり、下側端子電圧ＶＣ１がトランジスタＴｒ２のベース−エミッタ間のバイアス電圧より低くなると、トランジスタＴｒ２はオフする。
【００３５】
このため、リレーＲＹ２がオンすると、コンデンサＣ１が満充電状態になっていない間は、トランジスタＴｒ２がオンし抵抗Ｒ９に電流が流れ、トランジスタＴｒ１にベース電流が流れる。トランジスタＴｒ１にベース電流が流れるとトランジスタＴｒ１がオンして、抵抗Ｒ８を通じてツェナーダイオードＺＤ１とトランジスタＴｒ３のベースに電流が流れる。このツェナーダイオードＺＤ１によりトランジスタＴｒ１のベース電圧はほぼ一定ＶＺＤ１（＝ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧）に保たれ、トランジスタＴｒ３のエミッタから後述するＦＥＴ制御回路３００の動作に必要な電圧が供給される。
【００３６】
一方、コンデンサＣ１が満充電状態となると、トランジスタＴｒ２がオフして、トランジスタＴｒ１がオフする。これにより、ＦＥＴ制御回路３００の動作に必要な電圧の供給も停止される。
【００３７】
また、このコンデンサ充電回路は、上記電源回路２００から動作電圧の供給を受けている間、ＭＯＳＦＥＴＱ１を間欠的にオンすると共に、そのオン時間を徐々に長くするＦＥＴ制御回路３００を備えている。
【００３８】
このＦＥＴ制御回路３００は、正転入力に基準電圧Ｖ３（＝第１閾値に相当）が供給され、反転入力に抵抗Ｒ１の両端電圧が供給されるコンパレータＣＰ１（＝第１コンパレータ）と、一端がコンパレータＣＰ１出力に、他端が高電圧バッテリＶ１のマイナス端子に接続されたコンデンサＣ２（＝制御用コンデンサ）と、このコンデンサＣ２の一端に定電流を供給する定電流回路ＣＣ１と、正転入力にコンパレータＣＰ１出力が供給され、反転入力に下側端子電圧Ｖ１を抵抗Ｒ５及びＲ６で分圧した分圧値（＝第２閾値に相当）が供給されるコンパレータＣＰ２（＝第２コンパレータ）とから構成されている。
【００３９】
上述した抵抗Ｒ６に、ツェナーダイオードＺＤ２を並列に接続することにより、上記分圧値が電源回路２００の出力電圧が超えないようにされている。さらに、上述した抵抗Ｒ６に、基準電圧Ｖ４及びダイオードＤ３からなる直列回路を並列に接続することにより、上記分圧値がコンパレータＣＰ２の最低入力電圧及びコンパレータＣＰ１のＬｏ出力電圧を下回らないようにされている。
【００４０】
以上の構成により、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流ＩＦＥＴが抵抗Ｒ１を流れ、
ＩＦＥＴ＞Ｖ３／Ｒ１  …（１）
を満たさないとき、コンパレータＣＰ１の出力はハイインピーダンスでコンパレータＣＰ２の出力もハイインピーダンスとなるので、電源回路２００の電圧が抵抗Ｒ３及びＲ４を介してＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートにかかり、ＭＯＳＦＥＴＱ１はオンする。
【００４１】
一方、このＭＯＳＦＥＴＱ１がオンしてコンデンサＣ１が充電されると電流ＩＦＥＴが増加し、式（１）を満たすと（図３（ｅ））、コンパレータＣＰ１の出力がＬｏになり、コンパレータＣＰ２の出力もＬｏになるので、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート電圧ＶＧは抵抗Ｒ３を介してＬｏに下げられオフする（図３（ｄ））。
【００４２】
このＭＯＳＦＥＴＱ１のオフにより電流ＩＦＥＴは下がり再び式（１）を満たさなくなると、コンパレータＣＰ１の出力はハイインピーダンスになる。これにより、定電流ＣＣ１からコンデンサＣ２に充電電流が供給され始めるのでコンパレータＣＰ２の正転入力の電圧は徐々に上昇し、反転入力の電圧を超えるとコンパレータＣＰ２の出力はハイインピーダンスとなりＭＯＳＦＥＴＱ１は再びオンする。このコンデンサＣ２により、ＭＯＳＦＥＴＱ１はオフ状態になると時間をおいてオンへ転じる。
【００４３】
また、コンパレータＣＰ２の反転入力には、下側端子電圧ＶＣ１を分圧した分圧値が供給されている。この下側端子電圧ＶＣ１は、図３（ｇ）についてすでに説明したようにコンデンサＣ１の充電が進むに従って低くなる。このため、コンパレータＣＰ２の反転入力に供給される分圧値もコンデンサＣ１の充電が進むに連れて低くなる。従って、コンデンサＣ１の両端電圧の増加につれて、つまり充電が進むにつれてＭＯＳＦＥＴＱ１はオフからオンへ転じるまでの待ち時間は短くなり、オン時間が長くなる。
【００４４】
以上のようにＦＥＴ制御回路３００を構成することにより、マイクロコンピュータなどを用いずにＭＯＳＦＥＴＱ１を間欠的にオンオフすると共に、そのオン時間を徐々に長くすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００４５】
上述した構成のコンデンサ充電回路の動作について、以下説明する。まず、リレー制御回路１００は、イグニッション信号が与えられると（図３（ａ））、ＲＹ２駆動信号をリレーＲＹ２に出力する（図３（ｂ））。リレーＲＹ２は、ＲＹ２駆動信号の出力に応じてオンする。初期状態において、コンデンサＣ１には電荷がなく、コンデンサＣ１の両端電圧は０［Ｖ］で、下側端子電圧ＶＣ１は高電圧バッテリＶ１と同じ電圧である（図３（ｇ））。
【００４６】
また、リレーＲＹ２がオンすると、上述した電源回路２００に高電圧バッテリＶ１からの電源が供給され、ＦＥＴ制御回路３００の動作に必要な動作電圧が生成される。これにより、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート電圧ＶＧがＭＯＳＦＥＴＱ１の動作に十分な値となり、ＭＯＳＦＥＴＱ１はオンする。このＭＯＳＦＥＴＱ１のオンにより、高電圧バッテリＶ１→リレーＲＹ２→コイルＬ１→コンデンサＣ１→ＭＯＳＦＥＴＱ１→抵抗Ｒ１→ダイオードＤ２→高電圧バッテリＶ１からなる充電経路上に充電電流ＩＣ１が流れる。このとき、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流ＩＦＥＴは充電電流ＩＣ１と等しくなる。
【００４７】
そして、充電電流ＩＣ１、つまり電流ＩＦＥＴが増加して、上述した式（１）を満たさなくなるＦＥＴ制御回路３００は、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオフする。コンデンサＣ２により設定された待ち時間経過までオフ状態を維持する。また、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオフして、電流ＩＦＥＴが下がるとコイルＬ１に逆起電力が発生するので、コイルＬ１→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１の充電経路で充電電流ＩＣ１が流れる。その結果、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオフされても、充電電流ＩＣ１は流れ続け、三角波状になる（図３（ｄ）〜（ｆ））。
【００４８】
以上のようにコイルＬ１とダイオードＤ１を設けることにより、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオフしても、そのときコイルＬ１に発生する逆起電力によって、コンデンサＣ１を充電することができるので、コンデンサＣ１を迅速に充電することができる。
【００４９】
そして、充電が進むにつれて下側端子電圧ＶＣ１は下がり、コンデンサＣ１が満充電状態となり、下側端子電圧ＶＣ１がトランジスタＴｒ２のベース−エミッタ間のバイアス電圧より下がると電源回路２００は、ＦＥＴ制御回路３００の動作電圧の生成を停止する。これにより、ＭＯＳＦＥＴＱ１はオフとなるとともに、リレー制御回路１００からＲＹ３駆動信号が出力されてリレーＲＹ３がオンすることにより（図３（ｃ））、充電動作が終了する。
【００５０】
上述したコンデンサ充電回路によれば、コンデンサＣ１の充電経路上に設けられたＭＯＳＦＥＴＱ１を間欠的にオンすることにより、電流制限抵抗を用いることなく、少電流でコンデンサＣ１を充電することができる。しかも、そのオン時間を徐々に長くすることにより、迅速にコンデンサＣ１を充電することができる。
【００５１】
また、上述したコンデンサ充電回路によれば、電源回路２００は、高電圧バッテリＶ１の供給電源からＦＥＴ制御回路３００の動作電圧の生成を開始する。この動作電圧の供給を受けてＦＥＴ制御回路３００がＭＯＳＦＥＴＱ１のオンオフ制御を開始し、コンデンサＣ１が小電流で充電される。
【００５２】
ところで、ＦＥＴ制御回路３００が１２ＶバッテリＶ２から電源供給を受けて動作するものであった場合、高電圧バッテリＶ１と絶縁を図りつつ、ＭＯＳＦＥＴＱ１のオンオフを指示するために、フォトＭＯＳなどの高価なスイッチを用いる必要ある。しかしながら、ＦＥＴ制御回路３００は、高電圧バッテリＶ１から電源供給を受けているので、フォトＭＯＳなどの高価なスイッチを用いる必要がなく、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオンオフすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００５３】
なお、上述した実施形態では、第１スイッチ手段として、ＭＯＳＦＥＴＱ１を用いていた。しかしながら、例えば、第１スイッチ手段として、ＭＯＳＦＥＴの代わりにＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いることも考えられる。
【００５４】
また、上述した実施形態では、ＦＥＴ制御回路３００においては、下側端子電圧ＶＣ１により、ＭＯＳＦＥＴＱ１のオフからオンへ転じる時間が徐々に短くなるように制御していた。しかしながら、例えば、イグニッション信号が出力されてからの経過時間をカウントして、そのカウント時間により、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオフからオンへ転じる時間を徐々に短くなるように制御することも考えられる。
【００５５】
また、上述した実施形態では、コイルＬ１、ＭＯＳＦＥＴＱ１、電流検出用の抵抗Ｒ１及びダイオードＤ２からなる直列回路をリレーＲＹ３と並列に設け、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンしたとき高電圧バッテリＶ１→リレーＲＹ２→コンデンサＣ１→コイルＬ１→ＭＯＳＦＥＴＱ１→抵抗Ｒ１→ダイオードＤ２から充電経路を構成させていた。
【００５６】
しかしながら、例えば、図４に示すように、上記直列回路をリレーＲＹ２と並列に設けることも考えられる。この場合、高電圧バッテリＶ１→ダイオードＤ２→抵抗Ｒ１→ＭＯＳＦＥＴＱ１→コイルＬ１→コンデンサＣ１→リレーＲＹ３から充電経路が構成される。また、図４においては、ＭＯＳＦＥＴＱ１の動作に必要なゲート電圧ＶＧを得るため、コンデンサＣ１０とダイオードＤ１０が追加されている。
【００５７】
また、上述した実施形態では、電流検出用の抵抗Ｒ１をＭＯＳＦＥＴＱ１のソース側に設けていた。しかしながら、例えば、図５に示すように、ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン側に設けることも考えられる。
【００５８】
さらに、上述した実施形態では、電源回路２００は、高電圧バッテリＶ１の両端に設けられたリレーの一つであるリレーＲＹ２がオンされると、電源回路２００が動作電圧を生成するようになっていた。しかしながら、例えば、図６に示すように、リレーＲＹ２とは別にリレーＲＹ１を設け、このリレーＲＹ１がオンされると電源回路２００が動作電圧の生成を開始し、このリレーＲＹ１がオフされると電源回路２００が動作電圧の生成を停止するようにすることも考えられる。
【００５９】
しかし、この場合、リレーＲＹ２とは別途にリレーＲＹ１を設ける必要があるため、コスト的には上述した実施形態のように、リレーＲＹ２がオンされると電源回路２００が動作電圧を生成するようにした方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明のコンデンサ充電回路の基本構成図である。
【図２】本発明のコンデンサ充電回路の一実施の形態を示す回路図である。
【図３】図２に示すコンデンサ充電回路の各部の信号、電圧及び電流を示すタイミングチャートである。
【図４】他の実施形態における本発明のコンデンサ充電回路を示す回路図である。
【図５】他の実施形態における本発明のコンデンサ充電回路を示す回路図である。
【図６】他の実施形態における本発明のコンデンサ充電回路を示す回路図である。
【図７】従来のコンデンサ充電回路の一例を示す回路図である。
【図８】図７に示すコンデンサ充電回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
Ｖ１    高電圧バッテリ（バッテリ）
Ｖ２    １２Ｖバッテリ（低電圧源）
Ｃ１    コンデンサ
Ｃ２    コンデンサ（制御用コンデンサ）
Ｑ１    ＭＯＳＦＥＴ（第１スイッチ手段）
Ｒ１    電流検出用抵抗（電流検出手段）
Ｌ１    コイル
Ｄ１    ダイオード
ＣＰ１  コンパレータ（第１コンパレータ）
ＣＰ２  コンパレータ（第２コンパレータ）
ＣＣ１  定演流回路
ＲＹ２  リレー（第２スイッチ手段）
１００  リレー制御回路（制御手段）
２００  電源回路（電源手段）
３００  ＦＥＴ制御回路（第１スイッチ手段制御手段）
【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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