(57)【要約】【課題】直列に接続された電気二重層コンデンサを無駄なく低発熱で効率よく充電し得る装置を提供する。【解決手段】複数個の電気二重層コンデンサＣ１〜Ｃ５を直列接続しその両端に電源電流を供給する充電装置であって、各電気二重層コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出回路２ａ〜２ｅと、一次側を各電気二重層コンデンサと並列に接続した昇圧インバータ３ａ〜３ｅを具備し、電気二重層コンデンサの両端電圧が所定の設定電圧以上になると電圧検出回路からの信号により昇圧インバータを作動させその二次側の昇圧した電力を直列接続された前記電気二重層コンデンサの両端にフィードバックする。各電気二重層コンデンサの両端電圧が総て所定の設定電圧以上になったときに電源供給を停止させる充電監視回路５を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の電気二重層コンデンサを直列接続しその両端に電源電流を供給する充電装置であって、各電気二重層コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出回路と、一次側を各電気二重層コンデンサと並列に接続した昇圧インバータを具備し、電気二重層コンデンサの両端電圧が所定の設定電圧以上になると電圧検出回路からの信号により昇圧インバータを作動させその二次側の昇圧した電力を直列接続された前記電気二重層コンデンサの両端にフィードバックすることを特徴とした電気二重層コンデンサ充電装置。
【請求項２】
各電気二重層コンデンサの両端電圧が総て所定の設定電圧以上になったときに電源供給を停止させる充電監視回路を設けた請求項１に記載の電気二重層コンデンサ充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直列に接続された電気二重層コンデンサを効率よく充電する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように活性炭を電極とする電気二重層コンデンサは化学反応を伴わないので寿命が極めて長く半永久的に使用できる電池として注目されている。このように電気二重層コンデンサは小型で大容量であるが耐電圧が低い。そのため図２に示したように複数個の電気二重層コンデンサＣ１〜Ｃ５を直列接続することにより高耐圧として使用される。ところが直列接続された電気二重層コンデンサＣ１〜Ｃ５の両端に充電用の電源電流を供給した際、一般にコンデンサの電気容量には製品によって相当なバラツキがあるため、容量の小さい電気二重層コンデンサは早く充電され所定の電圧に達するので、容量の大きい電気二重層コンデンサが充電途中であっても充電を停止せざるをえないので定格の８０％程度の電圧までしか使用できないという問題があった。
【０００３】
この問題を回避するために、図３に示したように各電気二重層コンデンサＣ１〜Ｃ５の両端に抵抗器Ｒ１〜Ｒ５を接続して電流をバイパスする方法や、下記特許文献１に示されたように各電気二重層コンデンサに並列に電流制御手段を設け、各電気二重層コンデンサの両端電圧を監視していて設定値を超えた場合にのみ該電流制御手段を導通させてバイパス電流を流すという技術思想も知られている。
【特許文献１】実用新案登録第２５７５３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記バイパス電流は、図３に示した回路は勿論のこと、特許文献１に示された回路であっても、発熱を伴い電力を無駄に消費している時期があることに変わりはなかった。特に電気二重層コンデンサは高温に弱いため発熱はなおも問題となるものであった。また、太陽電池や風力発電等の自然エネルギーによって発電された電力を電気二重層コンデンサに充電するに際しては、このような電力の無駄な消費は効率を著しく低下させるという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、このような電気二重層コンデンサ充電の際の発熱と無駄な電力消費を一層小さくし、常に効率よく充電し得る装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために請求項１に記載の発明は、複数個の電気二重層コンデンサを直列接続しその両端に電源電流を供給する充電装置であって、各電気二重層コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出回路と、一次側を各電気二重層コンデンサと並列に接続した昇圧インバータを具備し、電気二重層コンデンサの両端電圧が所定の設定電圧以上になると電圧検出回路からの信号により昇圧インバータを作動させその二次側の昇圧した電力を直列接続された前記電気二重層コンデンサの両端にフィードバックすることを特徴とする。
【０００７】
また請求項２に記載の発明は、上記電気二重層コンデンサ充電装置において、各電気二重層コンデンサの両端電圧が総て所定の設定電圧以上になったときに電源供給を停止させる充電監視回路を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明では、充電が完了した電気二重層コンデンサに印加される電力を無駄にすることなく、昇圧インバータによって未充電の電気二重層コンデンサに電力を供給する。このため、無駄な電力消費や発熱のより少ない充電が可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、直列接続された総ての電気二重層コンデンサに効率よく充電をすることができ、無駄な電力消費および過充電が防止される。
【実施例１】
【００１０】
次に本発明の実施例を図１のブロック回路図に従い説明する。図において、１は直列接続された５つの電気二重層コンデンサＣ１〜Ｃ５の両端に所定の充電用電源電流を供給する充電制御スイッチ、２ａ〜２ｅは該各電気二重層コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出回路、３ａ〜３ｅはスイッチング回路とトランジスタＱと昇圧トランスＴとからなる昇圧インバータで、該昇圧トランスの一次側を該各電気二重層コンデンサと並列に接続するとともに、該昇圧トランスの二次側を直列接続された前記電気二重層コンデンサＣ１〜Ｃ５の両端に夫々逆流防止用ダイオード４ａ〜４ｅを介して接続している。また、このトランジスタＱは昇圧トランスＴの一次側電流を制御し得るように直列に接続され、このトランジスタにスイッチング回路からオン・オフ信号が入力することによりこの昇圧トランスの一次側電流を断続させる。そして前記各電圧検出回路２ａ〜２ｅは、該各電気二重層コンデンサの両端電圧を所定の設定電圧（２．５Ｖ）と比較し、設定電圧以上になると充電完了信号を発信し該スイッチング回路を作動させることにより、トランジスタを高速度でオン・オフさせ昇圧トランスの一次側に断続電流を流し、その二次側の電圧を昇圧させる。
【００１１】
また、５はアンド機能を有する充電監視回路で、該充電監視回路は電圧検出回路２ａ〜２ｅからの信号を受け充電制御スイッチ１を開閉し得るように接続される。
【００１２】
このため、充電制御スイッチ１を閉じることにより各電気二重層コンデンサＣ１〜Ｃ５に充電が開始される。そのとき昇圧インバータ３ａ〜３ｅは非作動状態にある。そして容量の小さい電気二重層コンデンサから順に充電が完了し、該電気二重層コンデンサの両端電圧が所定の設定電圧（２．５Ｖ）以上になるとその電圧検出回路からの昇圧インバータを作動させる充電完了信号が発信せられ、該昇圧インバータはその二次側の電圧を基準電圧（１２．５Ｖ）以上に昇圧し、逆流防止用ダイオード４ａ〜４ｅを通過することによりその昇圧した電力を直列接続された電気二重層コンデンサＣ１〜Ｃ５の両端にフィードバックするようになる。このため充電が完了した電気二重層コンデンサに印加される電力が無駄になることがなく、また、昇圧インバータ３ａ〜３ｅは一次側の直流電流を断続することにより二次側にその昇圧電流を出力するものであるので、抵抗器で消費させる場合のように発熱する割合も少ない。
【００１３】
また、電圧検出回路２ａ〜２ｅは各電気二重層コンデンサの両端電圧が所定の設定電圧（２．５Ｖ）以上になると充電監視回路５にも充電完了信号を出力し、該充電監視回路５は総ての電圧検出回路２ａ〜２ｅから充電完了信号を受けると充電制御スイッチ１を開き電源電流の供給を停止させる。このためたとえ電気容量に大きなバラツキがあっても総ての電気二重層コンデンサに効率よく充電をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
このように本発明に係る充電装置は、直列接続された電気二重層コンデンサを効率よく充電させるものであり、熱損失も少ないので、一般の電力だけでなく、特に太陽電池や風力発電等による発電電力を貯蔵するのに有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例である電気二重層コンデンサ充電装置のブロック回路図。
【図２】電気二重層コンデンサの直列接続を説明する回路図。
【図３】電気二重層コンデンサの従来の充電を説明する回路図。
【符号の説明】
【００１６】
Ｃ１〜Ｃ５    電気二重層コンデンサ
１            充電制御スイッチ
２ａ〜２ｅ    電圧検出回路
３ａ〜３ｅ    昇圧インバータ
４ａ〜４ｅ    逆流防止用ダイオード
５            充電監視回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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