(57)【要約】【課題】蓄電デバイスの蓄電電力の有効利用を図ることができる電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】電気二重層コンデンサＣから成る蓄電デバイス２とバッテリ８を併用して携帯機器７を駆動する。電源装置１は、蓄電デバイス２の出力電流Ｉｃの電流値を所定の上限値以下に制限する電流制限回路３と、前記上限値を変更するための制御回路６と、を備える。制御回路６は、蓄電デバイス２の温度Ｔｃまたは蓄電デバイス２の出力電圧Ｖｃなどに応じて、前記上限値を変更する。例えば、低温時において前記上限値を比較的小さくすることにより、電気二重層コンデンサＣの内部抵抗の影響を低減させ、電源装置１及び携帯機器７の使用可能時間の延長を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電電力に応じて出力電圧が変化する蓄電デバイスを備え、外部の電力源を併用しつつ負荷機器に電力供給を行う電源装置において、
前記蓄電デバイスの出力電流の電流値を所定の上限値以下に制限する電流制限回路と、
前記上限値を変更するための制御回路と、を備えた
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記蓄電デバイスの温度に応じて前記上限値を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記蓄電デバイスの温度が所定の第１温度であるとき前記上限値を所定の第１上限値に設定し、前記蓄電デバイスの温度が前記第１温度よりも低い所定の第２温度であるとき前記上限値を前記第１上限値よりも小さい所定の第２上限値に設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記蓄電デバイスの前記出力電圧に応じて前記上限値を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記蓄電デバイスの前記出力電圧と前記蓄電デバイスの前記出力電流とに応じて前記上限値を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
前記電流制限回路は、前記蓄電デバイスの前記出力電圧を、電圧値の異なる、指示された設定電圧に変換して出力する電圧変換回路を備え、
前記制御回路は、前記設定電圧に応じて前記上限値を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記設定電圧に応じて前記上限値を定めた上で、前記蓄電デバイスの前記出力電圧に応じて更に前記上限値を変更する
ことを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記制御回路が前記上限値を変更したにも拘らず、前記蓄電デバイスの前記出力電圧が所定電圧以下となったとき、前記制御回路は、前記蓄電デバイスが劣化状態にあると判断する
ことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに記載の電源装置。
【請求項９】
前記蓄電デバイスの内部抵抗の抵抗値は、前記蓄電デバイスの劣化に伴って増大し、
前記内部抵抗の抵抗値が所定の劣化閾値より小さい場合において、前記蓄電デバイスの前記出力電流の電流値が設定された前記上限値と等しくなったとしても、前記蓄電デバイスの前記出力電圧が前記所定電圧よりも高くなるように、前記上限値は設定されている
ことを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気二重層コンデンサ等の蓄電デバイスを用いた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサに代表される蓄電デバイスは、リチウムイオン二次電池に代表される二次電池と比較して、寿命が長く、また、大電流で充放電が可能であることから、電力回生用デバイス或いは急速充電デバイスとして注目されている。また、その特性を利用し、二次電池と機能を補完し合いながら１つの負荷機器を駆動する、といった利用法も有望視されている。しかしながら、大電流を扱うが故に内部抵抗が出力特性に大きく影響し、例えば、低温時における取り扱いが問題となる。
【０００３】
尚、電気二重層コンデンサに代表される蓄電デバイスに関連する技術として、下記のような従来技術が存在する。
【０００４】
電気二重層コンデンサ内蔵電源装置において、使用下限電圧を設定しておき、電気二重層コンデンサの端子間電圧が使用下限電圧以下になると、電気二重層コンデンサの放電を停止させる（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
コンデンサの内部抵抗が低温時に大きくなることを考慮し、低温時に電力源としてのコンデンサの最低蓄電電圧（使用下限電圧）を比較的高くする（例えば、下記特許文献２参照）。
【０００６】
二次電池の端子間電圧と充放電電流とに基づいて内部抵抗を計算し、その計算結果に基づいて二次電池の劣化の程度を判定する（例えば、下記特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１９７２７７号公報
【特許文献２】特開２００３−２１９５６４号公報
【特許文献３】特開２００２−７５４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、電気二重層コンデンサに代表される蓄電デバイスを電力源として用いる場合、例えば、低温時における取り扱いが問題となる。仮に、上記特許文献１のように、使用下限電圧を温度に関係なく固定しておくと、低温時には使用下限電圧に早く達してしまい、電力を有効に取り出すことができない。また、上記特許文献２のように、低温時に使用下限電圧を高く設定した場合も、蓄電電力の有効利用が図れない。
【０００９】
低温時を例として蓄電電力の有効利用に関する問題を述べたが、これ以外の状況においても、蓄電デバイスの特性に合わせて蓄電デバイスの出力制御を適切に行うことは、蓄電電力の有効利用の観点から非常に重要である。
【００１０】
また、劣化した蓄電デバイスを用いていては負荷を適切に駆動することはできないため、蓄電デバイスの劣化を簡便な手法にて判断する技術も切望されている。尚、特許文献３の手法では、複雑な演算が必要なるため、回路が複雑化してしまう。
【００１１】
そこで本発明は、蓄電デバイスの蓄電電力の有効利用を図ることができる電源装置を提供することを目的とする。また、本発明は、蓄電デバイスの劣化を容易に判断することができる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明に係る電源装置は、蓄電電力に応じて出力電圧が変化する蓄電デバイスを備え、外部の電力源を併用しつつ負荷機器に電力供給を行う電源装置において、前記蓄電デバイスの出力電流の電流値を所定の上限値以下に制限する電流制限回路と、前記上限値を変更するための制御回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
そして例えば、前記制御回路は、前記蓄電デバイスの温度に応じて前記上限値を変更する。
【００１４】
具体的には例えば、前記制御回路は、前記蓄電デバイスの温度が所定の第１温度であるとき前記上限値を所定の第１上限値に設定し、前記蓄電デバイスの温度が前記第１温度よりも低い所定の第２温度であるとき前記上限値を前記第１上限値よりも小さい所定の第２上限値に設定する。
【００１５】
また例えば、前記制御回路は、前記蓄電デバイスの前記出力電圧に応じて前記上限値を変更する。
【００１６】
また例えば、前記制御回路は、前記蓄電デバイスの前記出力電圧と前記蓄電デバイスの前記出力電流とに応じて前記上限値を変更する。
【００１７】
また例えば、前記電流制限回路は、前記蓄電デバイスの前記出力電圧を、電圧値の異なる、指示された設定電圧に変換して出力する電圧変換回路を備え、前記制御回路は、前記設定電圧に応じて前記上限値を変更する。
【００１８】
そして例えば、前記制御回路は、前記設定電圧に応じて前記上限値を定めた上で、前記蓄電デバイスの前記出力電圧に応じて更に前記上限値を変更する。
【００１９】
蓄電デバイスの特性を考慮し、蓄電デバイスの温度、蓄電デバイスの出力電圧または上記設定電圧などに応じて、上記上限値を変更することにより、蓄電デバイスの蓄電電力を有効に取り出すことが可能となる。この結果、電源装置及び負荷機器の使用可能時間の延長を期待することができる。
【００２０】
また例えば、前記制御回路が前記上限値を変更したにも拘らず、前記蓄電デバイスの前記出力電圧が所定電圧以下となったとき、前記制御回路は、前記蓄電デバイスが劣化状態にあると判断する。
【００２１】
これにより、蓄電デバイスの出力電圧を参照することによって、容易に蓄電デバイスの劣化判定が可能となる。
【００２２】
また例えば、前記蓄電デバイスの内部抵抗の抵抗値は、前記蓄電デバイスの劣化に伴って増大し、前記内部抵抗の抵抗値が所定の劣化閾値より小さい場合において、前記蓄電デバイスの前記出力電流の電流値が設定された前記上限値と等しくなったとしても、前記蓄電デバイスの前記出力電圧が前記所定電圧よりも高くなるように、前記上限値は設定されている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、蓄電デバイスの蓄電電力を有効に取り出すことが可能となる。また、本発明によれば、蓄電デバイスの劣化を容易に判断することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付してある。図１は、本発明の実施の形態に係る電源装置１の概略ブロック図である。
【００２５】
電源装置１は、蓄電デバイス２と、電流制限回路３と、温度検出器４と、電圧検出器５と、制御回路６と、を有して構成される。
【００２６】
蓄電デバイス２は、電気二重層コンデンサ（電気二重層キャパシタ）Ｃから構成される。電気二重層コンデンサＣは、単一の電気二重層コンデンサから構成される。尚、複数の電気二重層コンデンサを並列接続することによって、電気二重層コンデンサＣを構成してもかまわない。この場合、後述の制御を最適なものとするために、複数の電気二重層コンデンサの特性（内部抵抗値や内部抵抗値の温度依存性など）を同じにしておくことが望ましい。複数の電気二重層コンデンサ間における特性のばらつきが無視できない場合は、単一の電気二重層コンデンサにて電気二重層コンデンサＣを構成することが望ましい。電気二重層コンデンサＣ（以下、単に「コンデンサＣ」という）の正極は電流制限回路３に接続されている。コンデンサＣの負極は、基準電位（例えば０Ｖ）に固定されたグランドラインＧＮＤに接続されている。
【００２７】
今、蓄電デバイス２の出力電圧、すなわちコンデンサＣの両端子間電圧をＶｃで表し、蓄電デバイス２の出力電流、すなわちコンデンサＣの放電電流をＩｃで表す。
【００２８】
蓄電デバイス２から出力される電力は、電流制限回路３を介して、電源装置１の負荷機器としての携帯機器７に供給される。その際、電流制限回路３は、蓄電デバイス２の出力電流Ｉｃの電流値に制限を加える。つまり、電流制限回路３は、蓄電デバイス２からの出力電流Ｉｃの電流値を所定の上限値以下に制限する機能を有する。この上限値を、以下、上限値ＩLと表記する。
【００２９】
電流制限回路３は、蓄電デバイス２の出力電圧Ｖｃを入力電圧とする、リニアレギュレータ或いはスイッチングレギュレータである。但し、電流制限回路３から出力される電圧は、必ずしも一定電圧である必要はない。電流制限回路３から出力される電圧をＶｏで表記する。電圧Ｖｏは、電源装置１の出力電圧となっている。蓄電デバイス２から電流制限回路３に流入する電流Ｉｃの電流値と、電流制限回路３から携帯機器７へ流出する電流値は、異なりうる。
【００３０】
グランドラインＧＮＤを基準として、電流制限回路３の出力電圧Ｖｏは、携帯機器７に設けられた電圧入力端子９を介して携帯機器７に供給される。負荷機器としての携帯機器７は、例えば、携帯電話機や携帯情報端末である。携帯機器７には、電力源としてのバッテリ８が内蔵されており、携帯機器７は、バッテリ８から供給される電力と電源装置１から供給される電力（電圧はＶｏ）とを併用して駆動する。バッテリ８は、リチウムイオン二次電池等の二次電池または一次電池である。バッテリ８が二次電池である場合、電源装置１の出力する電圧Ｖｏを用いてバッテリ８を充電することも可能である。
【００３１】
電流制限回路３には、蓄電デバイス２の出力電流Ｉｃの電流値を検出する電流検出器（図１において不図示）が内蔵されている。その電流検出器の検出結果、すなわち検出された出力電流Ｉｃの電流値を特定する情報は制御回路６に伝達される。
【００３２】
温度検出器４は、蓄電デバイス２の温度を検出する。この検出した温度をＴｃで表す。温度検出器４の検出結果、すなわち検出された温度Ｔｃを特定する情報は制御回路６に伝達される。温度検出器４は、例えば、コンデンサＣの表面に熱結合するように配置されたサーミスタ（不図示）にて構成される。
【００３３】
電圧検出器５は、蓄電デバイス２の出力電圧Ｖｃの電圧値を検出する。電圧検出器５の検出結果、すなわち検出された出力電圧Ｖｃの電圧値を特定する情報は制御回路６に伝達される。
【００３４】
出力電流Ｉｃ、温度Ｔｃ及び出力電圧Ｖｃは、例えば所定のサンプリング周期にて逐次検出される。制御回路６は、検出された各値に基づいて上限値ＩLを設定し、出力電流Ｉｃの電流値が上限値ＩLを超えないように電流制限回路３を制御する。
【００３５】
尚、電源装置１とバッテリ８とを並列使用して携帯機器７は駆動するため、出力電流Ｉｃに上限値ＩLを設けても、更には後述するように該上限値ＩLを変更しても、携帯機器７の動作に支障はない。
【００３６】
以下に、制御回路６による上限値ＩLの設定手法（変更手法）として、第１、第２及び第３設定手法を例示する。制御回路６は、第１〜第３設定手法の内、任意の設定手法を採用可能である。また、それらを組み合わせた設定手法をも採用可能である。
【００３７】
また、コンデンサＣの放電終止電圧（使用下限電圧）をＶｃ_min、で表す。後に図８を用いて例示するように、コンデンサＣの出力電圧Ｖｃにて昇圧チョッパ回路等の電圧変換回路を駆動する。電圧Ｖｃが低下すると、昇圧比率の増大や電流Ｉｃの増大を伴いながら昇圧チョッパ回路等の回路効率が低下する。これを回避するために予め設定されているのが、放電終止電圧Ｖｃ_minである。電圧Ｖｃが放電終止電圧Ｖｃ_min以下になると、電源装置１（例えば制御回路６）は、コンデンサＣによる放電を停止させる。
【００３８】
［第１設定手法］
第１設定手法について説明する。まず、コンデンサＣの特性について説明する。
【００３９】
図２に示す如く、コンデンサＣには、容量成分に直列に接続された内部抵抗Ｒｃが含まれている、と等価的に考えることができる。この内部抵抗Ｒｃの抵抗値は、図３に示す如く、低温時に大きくなる特性がある。内部抵抗Ｒｃの抵抗値が大きい値となっているにもかかわらず、高温時と変わらぬコンデンサＣの放電を許容すると、電圧Ｖｃが放電終止電圧Ｖｃ_minに達するまでの時間が短くなってしまう。つまり、電源装置１及び携帯機器７の使用可能時間が短くなってしまう。
【００４０】
図４は、コンデンサＣを一定電流で放電させた場合における電圧Ｖｃの時間変化を表した図である。実線６１は内部抵抗Ｒｃの抵抗値がゼロである場合におけるそれを、実線６２は内部抵抗Ｒｃの抵抗値が比較的小さい場合におけるそれを、実線６３は内部抵抗Ｒｃの抵抗値が比較的大きい場合におけるそれを、表している。内部抵抗Ｒｃの抵抗値が比較的小さい場合と比較的大きい場合とを比較した場合、後者の方が使用可能時間が短くなる（図４において、短くなる時間を符号６４で表す）。
【００４１】
上記の事情を考慮し、第１設定手法においては、コンデンサＣの温度Ｔｃに応じて上限値ＩLを変更する。具体的には、温度Ｔｃが低くなるにつれて、上限値ＩLを小さくする。
【００４２】
例えば、室温（例えば２５℃）をＴ1で表し、それよりも低い温度（例えば０℃）をＴ2で表す（Ｔ1＞Ｔ2を満たす）。そして、Ｔｃ＝Ｔ2の時における上限値ＩLがＴｃ＝Ｔ1の時における上限値ＩLよりも小さくなるように、制御回路６は温度Ｔｃに応じて上限値ＩLを変更する。
【００４３】
この際、例えば、上限値ＩLを変更すべき閾値温度を複数定めておき、温度Ｔｃと各閾値温度との比較結果に応じて上限値ＩLを段階的に切り替えるようにする。また例えば、設定されるべき上限値ＩLを温度Ｔｃの関数として表しておき、その関数に従い、検出された温度Ｔｃに応じて上限値ＩLを連続的に変更するようにしてもよい。尚、その関数を設定する際、内部抵抗Ｒｃの抵抗値と温度Ｔｃとの関係を表す関数を考慮するとよい。
【００４４】
図５に、低温時における電圧Ｖｃの時間変化を表す。実線６５は、第１設定手法を用いることなく上限値ＩLを不変とした場合におけるそれを、実線６６は、第１設定手法を用いて上限値ＩLを小さくした場合におけるそれを、表している。図５からも分かるように、第１設定手法を用いることにより、符号６７で表される時間相当分、電源装置１及び携帯機器７の使用可能時間を延長することが可能となる。
【００４５】
［第２設定手法］
次に、第２設定手法について説明する。
【００４６】
周知の如く、コンデンサＣの端子電圧（出力電圧Ｖｃ）はコンデンサＣの蓄電電力（蓄えている電力）に応じて変化し、端子電圧は蓄電電力が少ないほど低くなる。一方、内部抵抗Ｒｃの影響により、放電電流が大きくなるほど、端子電圧の低下は大きい。従って、特に蓄電電力が少ないときに大電流放電すると、放電終止電圧Ｖｃ_minに達するまでの時間が短くなり、電源装置１及び携帯機器７の使用可能時間が短くなってしまう。
【００４７】
上記の事情を考慮し、第２設定手法においては、コンデンサＣの端子電圧（即ち蓄電デバイス２の出力電圧Ｖｃ）に応じて上限値ＩLを変更する。具体的には、電圧Ｖｃが低くなるにつれて、上限値ＩLを小さくする。
【００４８】
この際、例えば、上限値ＩLを変更すべき閾値電圧を複数定めておき、電圧Ｖｃと各閾値電圧との比較結果に応じて上限値ＩLを段階的に切り替えるようにする。また例えば、設定されるべき上限値ＩLを電圧Ｖｃの関数として表しておき、その関数に従い、検出された電圧Ｖｃに応じて上限値ＩLを連続的に変更するようにしてもよい。
【００４９】
図６は、Ｉｃ＝ＩLの条件下でコンデンサＣを放電させた場合における、電圧Ｖｃの時間変化を表した図である。実線６９は、第２設定手法を用いることなく上限値ＩLを不変とした場合におけるそれを、実線７０は、電圧Ｖｃに応じて上限値ＩLを変更していった場合におけるそれを、表している。図６からも分かるように、第２設定手法を用いることにより、符号７１で表される時間相当分、電源装置１及び携帯機器７の使用可能時間を延長することが可能となる。
【００５０】
また、コンデンサＣの蓄電電力が同じであっても、電圧Ｖｃは、内部抵抗Ｒｃの影響により電流Ｉｃに応じて変化しうる。このため、電圧Ｖｃに応じて上限値ＩLを設定する際、更に電流Ｉｃの検出結果を考慮するようにしてもよい。つまり、電圧Ｖｃと電流Ｉｃとに応じて上限値ＩLを決定するようにしてもよい。これにより、より適切に上限値ＩLを変更することが可能となり、電源装置１及び携帯機器７の使用可能時間を更に延長することが可能となる。
【００５１】
例えば、まず、電圧Ｖｃに応じて上限値ＩLの基準値を定める一方で、同じタイミングにおける電流Ｉｃの検出値（電流値）を参照して、電流Ｉｃの検出値に応じた補正値を定める。そして、上記基準値に上記補正値を加算して得られる値を、最終的に上限値ＩLとして採用する。上記補正値は、例えば、電流Ｉｃの検出値が増加するに従って増加する正の値である。
【００５２】
また更に、温度Ｔｃを考慮して、最終的な上限値ＩLを決定するようにしてもよい。
【００５３】
［第３設定手法］
次に、第３設定手法について説明する。第１または第２設定手法を採用する場合、電流制限回路３は、定電圧回路等の電圧変換回路として機能する必要はないが、第３設定手法は、電流制限回路３が定電圧回路として機能することを前提として、採用される。電流制限回路３を定電圧回路として機能させるために、公知または周知の様々な回路構成を電流制限回路３に適用することができる。電源装置１に定電圧回路を組み込むことによって、電源装置１の汎用性が高まる。
【００５４】
第３設定手法を採用する際、電流制限回路３は、電圧Ｖｃを電圧値の異なる電圧Ｖｏに変換して出力する。この際、電圧Ｖｏの電圧値は、図示されない電圧設定回路によって、所定の範囲内の任意の電圧値に設定される。電圧設定回路にて設定された電圧（以下、設定電圧Ｖｓという）の電圧値を特定する情報は、制御回路６に伝達される。電圧Ｖｏの電圧値を検出するための電圧検出器（不図示）から送られてくる電圧Ｖｏの検出値（電圧値）を参照しつつ、制御回路６は、電圧Ｖｏが設定電圧Ｖｓに等しくなるように、定電圧回路として機能する電流制御回路３を制御する。
【００５５】
ところで、定電圧回路を昇圧回路として構成する場合、設定電圧Ｖｓ（＝Ｖｏ）を高くすると昇圧比率が高くなって昇圧回路の回路効率が低下する傾向がある。このため、同じ電力をコンデンサＣから出力させる場合でも、設定電圧Ｖｓを高くすると、コンデンサＣからの出力電流Ｉｃが大きくなってしまう。従って、設定電圧Ｖｓに関係なく上限値ＩLを不変としておくと、設定電圧Ｖｓが高い場合に、放電終止電圧Ｖｃ_minに達するまでの時間が短くなり、電源装置１及び携帯機器７の使用可能時間が短くなってしまう。
【００５６】
上記の事情を考慮し、第３設定手法においては、上記の設定電圧Ｖｓに応じて上限値ＩLを変更する。具体的には、設定電圧Ｖｓが高くなるにつれて、上限値ＩLを小さくする。これにより、電源装置１及び携帯機器７の使用可能時間を延長することが可能となる。
【００５７】
この際、例えば、上限値ＩLを変更すべき閾値電圧を複数定めておき、設定電圧Ｖｓと各閾値電圧との比較結果に応じて上限値ＩLを段階的に切り替えるようにする。また例えば、設定されるべき上限値ＩLを設定電圧Ｖｓの関数として表しておき、その関数に従い、設定電圧Ｖｓに応じて上限値ＩLを連続的に変更するようにしてもよい。
【００５８】
また、設定電圧Ｖｓに応じて上限値ＩLを設定（変更）した上で、更に、蓄電デバイス２の出力電圧Ｖｃに応じて該上限値ＩLを変更するようにしてもよい。
【００５９】
例えば、設定電圧Ｖｓに応じて上限値ＩLを或る第１上限値ＩL1に設定したとする。そして、第１上限値ＩL1の制限の下で電源装置１を動作させている際に、制御回路６は、出力電圧Ｖｃの検出値（電圧値）を参照し、出力電圧Ｖｃの検出値に応じて、上限値ＩLを第１上限値ＩL1から他の値へと更に変更する。但し、この際、上限値ＩLが第１上限値ＩL1を上回らないようにする。具体的には、第１上限値ＩL1を基準として、電圧Ｖｃが低くなるにつれて、上限値ＩLを小さくする。
【００６０】
尚、蓄電デバイス２の出力電流Ｉｃまたは温度Ｔｃを更に考慮して、最終的な上限値ＩLを設定するようにしてもよい。
【００６１】
［劣化判断］
図７に、或る条件下でコンデンサＣを放電した場合における、コンデンサＣの累計放電時間（充放電回数）と内部抵抗Ｒｃの抵抗値との関係を表す。コンデンサＣは、その特性上、使用するにつれて徐々に内部抵抗Ｒｃの抵抗値の増加を伴って劣化していく。そして、内部抵抗Ｒｃの抵抗値は遂には所定の劣化閾値ＲTHに達し、更に放電を継続すると、その抵抗値は更に増大していく。
【００６２】
電源装置１では、内部抵抗Ｒｃの抵抗値が劣化閾値ＲTHよりも小さい場合、コンデンサＣは正常状態にあると判断し、内部抵抗Ｒｃの抵抗値が劣化閾値ＲTHよりも大きい場合、コンデンサＣは劣化状態にあると判断する。
【００６３】
そして、制御回路６は、コンデンサＣが正常状態にあるとの仮定した上で、上述した手法を用いて上限値ＩLを設定する。「実際にコンデンサＣが正常状態にある場合（即ち、Ｒｃ＜ＲTHの場合）は、電流Ｉｃの電流値が設定した上限値ＩLと等しくなったとしても、電圧Ｖｃが放電終止電圧Ｖｃ_minよりも高く維持される」ように、制御回路６は上限値ＩLを設定する。このため、コンデンサＣが正常状態にある場合、上述してきた上限値ＩLの変更制御により、電圧Ｖｃが放電終止電圧Ｖｃ_min以下になることはない。
【００６４】
これを利用して、制御回路６は、電圧Ｖｃに基づいてコンデンサＣが劣化状態にあるか否かを判断することが可能である。つまり、上述してきたような上限値ＩLの変更を行っているにも拘らず、電圧Ｖｃが放電終止電圧Ｖｃ_min以下になった場合、制御回路６は、コンデンサＣが劣化状態に陥っていると判断することができる。
【００６５】
そして、コンデンサＣが劣化状態に陥っていると判断した場合、制御回路６は、コンデンサＣの放電を停止させると共に、コンデンサＣが劣化状態にあることを特定するための劣化信号を出力する。該劣化信号は、例えば電源装置１または携帯機器７に設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）、液晶ディスプレイ等の表示部、スピーカ等を含む音声出力部などに伝達される。そして、ユーザに対して、コンデンサＣが劣化していることに関する報知或いはコンデンサＣを交換すべき旨の報知が、例えば視覚的または聴覚的に、行われる。
【００６６】
［電流制限回路］
図８に、電流制限回路３の一例としての昇圧チョッパ回路の回路図を示す。図８の昇圧チョッパ回路は、電流検出器１５と、インダクタ１６と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等から成るスイッチ１７と、ダイオード１８と、コンデンサ１９と、を有して構成される。
【００６７】
電流制限回路３の入力側には一対の入力端子１１及び１２が備えられ、電流制限回路３の出力側には一対の出力端子１３及び１４が備えられている。負電圧側の入力端子１２と負電圧側の出力端子１４は、共に基準電位（例えば０Ｖ）に固定されたグランドラインＧＮＤに接続されている。正電圧側の入力端子１１は、蓄電デバイス２の正電圧出力端子（即ち、コンデンサＣの正極）に接続され、正電圧側の出力端子１３は、携帯機器７の電圧入力端子９に接続される。入力端子１１には電圧Ｖｃが印可され、入力端子１１を介して蓄電デバイス２の出力電流Ｉｃが流れる。
【００６８】
入力端子１１は、電流検出器１５を介してインダクタ１６の一端に接続されている。インダクタ１６の他端は、ダイオード１８のアノードとスイッチ１７の一方の端子１７ａ（例えばＦＥＴのドレイン）に接続されている。スイッチ１７の他方の端子１７ｂ（例えばＦＥＴのソース）はグランドラインＧＮＤに接続されている。制御回路６は、スイッチ１７の制御端子（例えばＦＥＴのゲート）に制御信号を与えることによってスイッチ１７の両端子１７ａ、１７ｂ間を導通または非導通させる。以下、スイッチ１７に関し、両端子１７ａ、１７ｂ間が導通している状態を「オン」と表現し、両端子１７ａ、１７ｂ間が非導通となっている状態を「オフ」と表現する。
【００６９】
ダイオード１８のカソードは、コンデンサ１９の一端と出力端子１３に接続されている。コンデンサ１９の他端はグランドラインＧＮＤに接続されている。グランドラインＧＮＤを基準として、出力端子１３に表れる電圧は上記の電圧Ｖｏである。
【００７０】
電流検出器１５は、例えば入力端子１１とインダクタ１６とを接続する線路に直列に介在するシャント抵抗からなり、その線路に流れる電流、すなわち蓄電デバイス２の出力電流Ｉｃの電流値を検出する。電流検出器１５の検出結果、すなわち検出された出力電流Ｉｃの電流値を特定する情報は制御回路６に伝達される。また、出力端子１３に表れる電圧Ｖｏの電圧値は、図示されない電圧検出器によって検出され、検出された電圧Ｖｏの電圧値を特定する情報も制御回路６に伝達される。
【００７１】
制御回路６は、上述してきた手法を用いて上限値ＩLを設定し、出力電流Ｉｃが上限値ＩLを超えないようにスイッチ１７をオン／オフ制御する。
【００７２】
上記の上限値ＩLの制限の下、制御回路６は、例えば、スイッチ１７を所定の周波数にてオン／オフし、電圧Ｖｏの電圧値を参照しながらスイッチ１７をオンとするデューティ比を制御することによって、電圧Ｖｏを一定電圧（例えば、上記の設定電圧Ｖｓ）に保つ。
【００７３】
尚、スイッチ１７のオンからオフへの切り替え、またはオフからオンの切り替えに伴って、入力端子１１に表れる電圧や電流及び出力端子１３に表れる電圧には、リプル（リプル電圧またはリプル電流）が表れるが、Ｖｃ、Ｉｃ及びＶｏについて議論するときは、そのようなリプルを無視して考える。つまり、Ｖｃ、Ｉｃ及びＶｏは、そのようなリプルの周波数成分を除去した値（リプル成分を無視した平均的な値）である。
【００７４】
＜＜変形等＞＞
上記のようにコンデンサＣの特性に合わせて、コンデンサＣの放電電流（Ｉｃ）の上限値ＩLを変更することにより、内部抵抗による電圧降下の影響を低減してコンデンサＣの蓄電電力を有効に取り出すことが可能となる。この結果、電源装置１及び携帯機器７の使用可能時間の延長を図ることができる。
【００７５】
尚、上限値ＩLを設定するに際して電圧Ｖｃの検出値を参照しない手法を用いる場合は、図１の電圧検出器５は省略可能である。同様に、上限値ＩLを設定するに際して温度Ｔｃの検出値を参照しない手法を用いる場合は、図１の温度検出器４は省略可能である。
【００７６】
また、図１に示すコンデンサＣを充電するための充電装置は、図１の電源装置１に内蔵される、或いは、電源装置１の外部に設けられる。
【００７７】
蓄電デバイス２として電気二重層コンデンサＣを例示したが、蓄電電力に応じて出力電圧が変化する任意の蓄電デバイスを、本発明に係る蓄電デバイスとして用いることが可能である。例えば、本発明に係る蓄電デバイスは、電気二重層コンデンサ以外に分類されるコンデンサまたは二次電池であってもよいし、コンデンサである或いは電池であると明確に分類することのできない蓄電デバイスであってもよい。
【００７８】
また、電源装置１の典型的な負荷として携帯機器７を例示したが、電源装置１の負荷の携帯性は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源装置１の概略ブロック図である。
【図２】図１のコンデンサの内部等価回路図である。
【図３】図２の内部抵抗の温度依存性を表す図である。
【図４】図１のコンデンサを一定電流で放電させた場合における、コンデンサの出力電圧の時間変化を表した図である。
【図５】図１の制御回路による、上限値の第１設定手法を説明するための図である。
【図６】図１の制御回路による、上限値の第２設定手法を説明するための図である。
【図７】図１のコンデンサの累計放電時間と内部抵抗との関係を表す図である。
【図８】図１の電流制限回路の一例としての昇圧チョッパ回路の回路図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  電源装置
２  蓄電デバイス
３  電流制限回路
４  温度検出器
５  電圧検出器
６  制御回路
７  携帯機器
８  バッテリ
９  電圧入力端子
１５  電流検出器
Ｃ  電気二重層コンデンサ
【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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