(57)【要約】【課題】燃料電池や太陽電池等の電圧の低い直流電源を主電源とした場合でも、二次電池への充電制御が可能であり、いかなる状況でも、負荷である機器を使用可能な状態に維持し、エネルギーが有限な直流電源からの電力供給を最小限にして高効率化を図ることができる、一次電源とする二次電池の充電回路、該充電回路における電源切換方法及び二次電池の充電回路を有する電源装置を得る。【解決手段】電源切換回路部１２によって、燃料電池や太陽電池等の第１直流電源２で発電することにより生成された第１電圧Ｖ１、ＡＣアダプタ等の第２直流電源３で外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧Ｖ２、及び二次電池４の電圧である二次電池電圧Ｖｂの各電圧値の検出を行い、最も大きい電圧値の電圧を充電回路部１１に電源として出力し、充電回路部１１は、電源切換回路部１２から入力された電圧を電源にして作動するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源を電源にして二次電池の充電を行う二次電池の充電回路において、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を備えることを特徴とする二次電池の充電回路。
【請求項２】
前記電源切換回路部は、
前記第１電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第１電圧検出回路と、
前記第２電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第２電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する二次電池電圧検出回路と、
入力された制御信号に応じて、前記第１電圧、前記二次電池の電圧又は前記第２電圧のいずれか１つを選択して前記充電回路部に電源として供給する切換スイッチと、
前記第１電圧検出回路、第２電圧検出回路及び二次電池電圧検出回路から入力された各信号に応じて前記切換スイッチの切換制御を行う電源切換制御回路と、
を備え、
前記電源切換制御回路は、前記第１電圧検出回路からの信号より前記第１電圧を、前記第２電圧検出回路からの信号より前記第２電圧を、前記二次電池電圧検出回路からの信号より前記二次電池の電圧をそれぞれ検出し、前記第１電圧、前記二次電池の電圧及び前記第２電圧の内、最も大きい電圧を選択し、前記切換スイッチに対して、該選択した電圧を前記充電回路部に出力させることを特徴とする請求項１記載の二次電池の充電回路。
【請求項３】
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源を電源にして二次電池の充電を行う二次電池の充電回路において、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１電圧を所定の昇圧比で昇圧して第３電圧を生成し出力する昇圧回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び該昇圧回路部からの第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を備えることを特徴とする二次電池の充電回路。
【請求項４】
前記電源切換回路部は、
前記第１電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第１電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する二次電池電圧検出回路と、
入力された制御信号に応じて、前記第１電圧、前記二次電池の電圧又は前記第３電圧のいずれか１つを選択して前記充電回路部に電源として供給する切換スイッチと、
前記第１電圧検出回路及び二次電池電圧検出回路から入力された各信号に応じて前記切換スイッチの切換制御を行う電源切換制御回路と、
を備え、
前記電源切換制御回路は、前記第１電圧検出回路からの信号より前記第１電圧及び第３電圧をそれぞれ検出すると共に、二次電池電圧検出回路からの信号より前記二次電池の電圧を検出し、前記第１電圧、前記二次電池の電圧及び前記第３電圧の内、最も大きい電圧を選択し、前記切換スイッチに対して、該選択した電圧を前記充電回路部に出力させることを特徴とする請求項３記載の二次電池の充電回路。
【請求項５】
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源を電源にして二次電池の充電を行う二次電池の充電回路において、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１電圧を所定の昇圧比で昇圧して第３電圧を生成し出力する昇圧回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧、及び前記昇圧回路部からの第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を備えることを特徴とする二次電池の充電回路。
【請求項６】
前記電源切換回路部は、
前記第１電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第１電圧検出回路と、
前記第２電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第２電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する二次電池電圧検出回路と、
入力された制御信号に応じて、前記第１電圧、前記二次電池の電圧、前記第２電圧又は前記第３電圧のいずれか１つを選択して前記充電回路部に電源として供給する切換スイッチと、
前記第１電圧検出回路、第２電圧検出回路及び二次電池電圧検出回路から入力された各信号に応じて前記切換スイッチの切換制御を行う電源切換制御回路と、
を備え、
前記電源切換制御回路は、前記第１電圧検出回路からの信号より前記第１電圧及び第３電圧を、前記第２電圧検出回路からの信号より前記第２電圧を、二次電池電圧検出回路からの信号より前記二次電池の電圧をそれぞれ検出し、前記第１電圧、第２電圧、前記二次電池の電圧及び前記第３電圧の内、最も大きい電圧を選択し、前記切換スイッチに対して、該選択した電圧を前記充電回路部に出力させることを特徴とする請求項５記載の二次電池の充電回路。
【請求項７】
前記充電回路部は、前記第１電圧を昇圧し該昇圧した電圧を電源にし、前記二次電池に対して、定電流充電又は定電圧充電を行うことを特徴とする請求項３、４、５又は６記載の二次電池の充電回路。
【請求項８】
前記充電回路部は、
一端に前記第１電圧が入力されたインダクタと、
該インダクタの他端と接地電圧との間に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じてスイッチングするスイッチング素子と、
前記インダクタの他端に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じて前記スイッチング素子と相反するスイッチングを行い、前記二次電池への充電電流供給制御を行う同期整流用スイッチング素子と、
前記二次電池に供給される充電電流の検出を行い、該検出した電流値を示す信号を生成して出力する電流検出回路部と、
前記二次電池の電圧と該電流検出回路部からの信号に応じて、前記スイッチング素子及び該同期整流用スイッチング素子の動作制御を行う制御回路部と、
を備えることを特徴とする請求項７記載の二次電池の充電回路。
【請求項９】
前記制御回路部は、
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧源回路部と、
所定の基準電流を生成して出力する基準電流源回路部と、
前記二次電池の電圧に比例した電圧が前記基準電圧になるように前記スイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記二次電池に対して定電圧充電を行う充電電圧制御回路部と、
前記電流検出回路部で検出された電流が前記基準電流になるように前記スイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記二次電池に対して定電流充電を行う充電電流制御回路部と、
所定のシーケンスに従って、前記充電電圧制御回路部又は該充電電流制御回路部のいずれか一方を使用して前記二次電池の充電を行わせるように、前記充電電圧制御回路部及び充電電流制御回路部の動作制御をそれぞれ行う充電動作選択回路部と、
を備えることを特徴とする請求項８記載の二次電池の充電回路。
【請求項１０】
前記電流検出回路部は、
前記二次電池への充電電流を電圧に変換する抵抗と、
該抵抗の両端電圧から該充電電流の電流値を示す信号を生成して出力する電流検出回路部と、
を備え、
前記昇圧回路部、スイッチング素子、同期整流用スイッチング素子、電流検出回路部、制御回路部及び電源切換回路部は、１つのＩＣに集積されることを特徴とする請求項９記載の二次電池の充電回路。
【請求項１１】
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源を電源にして二次電池の充電を行う二次電池の充電回路において、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、及び前記二次電池の電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を備えることを特徴とする二次電池の充電回路。
【請求項１２】
前記電源切換回路部は、
前記第１電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第１電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する二次電池電圧検出回路と、
入力された制御信号に応じて、前記第１電圧又は前記二次電池の電圧のいずれか１つを選択して前記充電回路部に電源として供給する切換スイッチと、
前記第１電圧検出回路及び二次電池電圧検出回路から入力された各信号に応じて前記切換スイッチの切換制御を行う電源切換制御回路と、
を備え、
前記電源切換制御回路は、前記第１電圧検出回路からの信号より前記第１電圧を、前記二次電池電圧検出回路からの信号より前記二次電池の電圧をそれぞれ検出し、前記第１電圧及び前記二次電池の電圧の内、最も大きい電圧を選択し、前記切換スイッチに対して、該選択した電圧を前記充電回路部に出力させることを特徴とする請求項１１記載の二次電池の充電回路。
【請求項１３】
前記充電回路部は、前記第１電圧を昇圧し該昇圧した電圧を電源にし、前記二次電池に対して、定電流充電又は定電圧充電を行うことを特徴とする請求項１、２、１１又は１２記載の二次電池の充電回路。
【請求項１４】
前記充電回路部は、
一端に前記第１電圧が入力されたインダクタと、
該インダクタの他端と接地電圧との間に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じてスイッチングするスイッチング素子と、
前記インダクタの他端に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じて前記スイッチング素子と相反するスイッチングを行い、前記二次電池への充電電流供給制御を行う同期整流用スイッチング素子と、
前記二次電池に供給される充電電流の検出を行い、該検出した電流値を示す信号を生成して出力する電流検出回路部と、
前記二次電池の電圧と該電流検出回路部からの信号に応じて、前記スイッチング素子及び該同期整流用スイッチング素子の動作制御を行う制御回路部と、
を備えることを特徴とする請求項１３記載の二次電池の充電回路。
【請求項１５】
前記制御回路部は、
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧源回路部と、
所定の基準電流を生成して出力する基準電流源回路部と、
前記二次電池の電圧に比例した電圧が前記基準電圧になるように前記スイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記二次電池に対して定電圧充電を行う充電電圧制御回路部と、
前記電流検出回路部で検出された電流が前記基準電流になるように前記スイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記二次電池に対して定電流充電を行う充電電流制御回路部と、
所定のシーケンスに従って、前記充電電圧制御回路部又は該充電電流制御回路部のいずれか一方を使用して前記二次電池の充電を行わせるように、前記充電電圧制御回路部及び充電電流制御回路部の動作制御をそれぞれ行う充電動作選択回路部と、
を備えることを特徴とする請求項１４記載の二次電池の充電回路。
【請求項１６】
前記電流検出回路部は、
前記二次電池への充電電流を電圧に変換する抵抗と、
該抵抗の両端電圧から該充電電流の電流値を示す信号を生成して出力する電流検出回路部と、
を備え、
前記スイッチング素子、同期整流用スイッチング素子、電流検出回路部、制御回路部及び電源切換回路部は、１つのＩＣに集積されることを特徴とする請求項１５記載の二次電池の充電回路。
【請求項１７】
前記切換スイッチは、少なくともスイッチ素子と、逆流を防止するダイオードとを有することを特徴とする請求項２、４、６又は１２記載の二次電池の充電回路。
【請求項１８】
前記二次電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６又は１７記載の二次電池の充電回路。
【請求項１９】
前記二次電池は、電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６又は１７記載の二次電池の充電回路。
【請求項２０】
燃料電池や太陽電池といったような発電した電圧を出力する第１直流電源から供給された第１電圧を用いて二次電池の充電を行う二次電池の充電回路における電源切換方法において、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路に電源として供給することを特徴とする二次電池の充電回路における電源切換方法。
【請求項２１】
燃料電池や太陽電池といったような発電した電圧を出力する第１直流電源から供給された第１電圧を用いて二次電池の充電を行う二次電池の充電回路における電源切換方法において、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び該第１電圧を昇圧した第３電圧の内、最も電圧の大きい電圧を前記充電回路に電源として供給することを特徴とする二次電池の充電回路における電源切換方法。
【請求項２２】
燃料電池や太陽電池といったような発電した電圧を出力する第１直流電源から供給された第１電圧を用いて二次電池の充電を行う二次電池の充電回路における電源切換方法において、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧、及び該第１電圧を昇圧した第３電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路に電源として供給することを特徴とする二次電池の充電回路における電源切換方法。
【請求項２３】
燃料電池や太陽電池といったような発電した電圧を出力する第１直流電源から供給された第１電圧を用いて二次電池の充電を行う二次電池の充電回路における電源切換方法において、
前記第１直流電源からの第１電圧及び前記二次電池の電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路に電源として供給することを特徴とする二次電池の充電回路における電源切換方法。
【請求項２４】
二次電池の充電を行うと共に、該二次電池の電圧を負荷に供給する電源装置において、
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源と、
該第１直流電源を電源にして前記二次電池の充電を行う充電回路と、
外部から供給された電源を基にして第２電圧を生成し出力する第２直流電源と、
を備え、
前記充電回路は、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び前記第２直流電源からの第２電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を有することを特徴とする電源装置。
【請求項２５】
二次電池の充電を行うと共に、該二次電池の電圧を負荷に供給する電源装置において、
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源と、
該第１直流電源を電源にして前記二次電池の充電を行う充電回路と、
を備え、
前記充電回路は、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１電圧を所定の昇圧比で昇圧した第３電圧を生成して出力する昇圧回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び該昇圧回路部からの第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を有することを特徴とする電源装置。
【請求項２６】
二次電池の充電を行うと共に、該二次電池の電圧を負荷に供給する電源装置において、
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源と、
該第１直流電源を電源にして前記二次電池の充電を行う充電回路と、
外部から供給された電源を基にして第２電圧を生成し出力する第２直流電源と、
を備え、
前記充電回路は、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１電圧を所定の昇圧比で昇圧した第３電圧を生成して出力する昇圧回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧、及び前記昇圧回路部からの第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を有することを特徴とする電源装置。
【請求項２７】
二次電池の充電を行うと共に、該二次電池の電圧を負荷に供給する電源装置において、
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源と、
該第１直流電源を電源にして前記二次電池の充電を行う充電回路と、
を備え、
前記充電回路は、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧及び前記二次電池の電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を有することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やノートパソコン等の小型携帯電子機器に使用する二次電池の充電回路、二次電池の充電回路における電源切換方法及び電源装置に関し、特に、燃料電池や太陽電池等の電圧の低い直流電源を一次電源として使用し、該直流電源から出力される電圧を昇圧して二次電池の充電を行う二次電池の充電回路、二次電池の充電回路における電源切換方法及び電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境とエネルギーに対する関心が高まっており、このような状況の下で、携帯機器の電源として環境負荷の低い燃料電池や太陽電池を採用するようになってきている。また、特に携帯電話においては、地上波デジタル放送の導入や次世代通信規格の導入により、これまで以上に機器の消費電力が増化する傾向にあり、携帯電話の待ち受け時間が短くなることが容易に予測することができる。更に、ノートパソコンにおいても連続動作時間の延長が望まれており、機器の低消費電力化と同時にエネルギー密度の高い電池の採用が必要になってきている。
【０００３】
太陽電池や燃料電池は、リチウムイオン電池と比較するとエネルギー密度は高いが、１セルあたりの発電電圧は一般的に０.３Ｖ〜１.２３Ｖと低く、このような低い電圧で負荷を駆動することはできなかった。更に、太陽電池や燃料電池は、出力密度が非常に低いため、発電電圧を昇圧回路で昇圧し、負荷と並列に接続された出力密度の高い二次電池に蓄電して、該二次電池から負荷に電力を供給する、いわゆるハイブリッド構成がとられていた。しかし、このような低い電圧で昇圧回路とその制御回路を駆動することは非常に難しかった。
【０００４】
そこで、昇圧コンバータの制御回路を駆動する電圧の供給手段として蓄電手段を備え、昇圧コンバータを起動するときに該蓄電手段の電力を制御回路に供給し、起動後は昇圧コンバータの出力で制御回路を駆動し、スイッチと逆流防止手段を用いて前記蓄電手段を負荷及び制御回路と切り離すことで、電圧の低い直流電源を主電源として負荷を駆動することができ、蓄電手段の容量を小さくできるという、発電電圧が昇圧回路の起動電圧よりも低い場合でも負荷を駆動することを可能にする技術があった（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１４７４０９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、前記のような技術を使用した場合、主電源の出力電圧がない状態で携帯機器を長時間放置しておくと、逆流防止手段やスイッチの微小な漏れ電流、又は蓄電手段の自然放電によって、蓄電手段の電圧が制御回路を起動できない電圧まで低下する可能性があった。このような状態になると、昇圧コンバータを起動することができなくなり、主電源から負荷への電力供給もできないため、永久に機器を使用することができなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、充電回路の駆動電圧よりも低い電圧の直流電源を主電源とした場合でも、二次電池への充電制御が可能であり、いかなる状況においても負荷である機器を使用可能な状態に維持し、エネルギーが有限な直流電源からの電力供給を最小限にして高効率化を図ることができる、燃料電池や太陽電池等の電圧の低い直流電源を一次電源とする二次電池の充電回路、該充電回路における電源切換方法及び二次電池の充電回路を有する電源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る二次電池の充電回路は、燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源を電源にして二次電池の充電を行う二次電池の充電回路において、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を備えるものである。
【０００８】
具体的には、前記電源切換回路部は、
前記第１電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第１電圧検出回路と、
前記第２電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第２電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する二次電池電圧検出回路と、
入力された制御信号に応じて、前記第１電圧、前記二次電池の電圧又は前記第２電圧のいずれか１つを選択して前記充電回路部に電源として供給する切換スイッチと、
前記第１電圧検出回路、第２電圧検出回路及び二次電池電圧検出回路から入力された各信号に応じて前記切換スイッチの切換制御を行う電源切換制御回路と、
を備え、
前記電源切換制御回路は、前記第１電圧検出回路からの信号より前記第１電圧を、前記第２電圧検出回路からの信号より前記第２電圧を、前記二次電池電圧検出回路からの信号より前記二次電池の電圧をそれぞれ検出し、前記第１電圧、前記二次電池の電圧及び前記第２電圧の内、最も大きい電圧を選択し、前記切換スイッチに対して、該選択した電圧を前記充電回路部に出力させるようにした。
【０００９】
また、この発明に係る二次電池の充電回路は、燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源を電源にして二次電池の充電を行う二次電池の充電回路において、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１電圧を所定の昇圧比で昇圧して第３電圧を生成し出力する昇圧回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び該昇圧回路部からの第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を備えるものである。
【００１０】
具体的には、前記電源切換回路部は、
前記第１電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第１電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する二次電池電圧検出回路と、
入力された制御信号に応じて、前記第１電圧、前記二次電池の電圧又は前記第３電圧のいずれか１つを選択して前記充電回路部に電源として供給する切換スイッチと、
前記第１電圧検出回路及び二次電池電圧検出回路から入力された各信号に応じて前記切換スイッチの切換制御を行う電源切換制御回路と、
を備え、
前記電源切換制御回路は、前記第１電圧検出回路からの信号より前記第１電圧及び第３電圧をそれぞれ検出すると共に、二次電池電圧検出回路からの信号より前記二次電池の電圧を検出し、前記第１電圧、前記二次電池の電圧及び前記第３電圧の内、最も大きい電圧を選択し、前記切換スイッチに対して、該選択した電圧を前記充電回路部に出力させるようにした。
【００１１】
また、この発明に係る二次電池の充電回路は、燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源を電源にして二次電池の充電を行う二次電池の充電回路において、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１電圧を所定の昇圧比で昇圧して第３電圧を生成し出力する昇圧回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧、及び前記昇圧回路部からの第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を備えるものである。
【００１２】
具体的には、前記電源切換回路部は、
前記第１電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第１電圧検出回路と、
前記第２電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第２電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する二次電池電圧検出回路と、
入力された制御信号に応じて、前記第１電圧、前記二次電池の電圧、前記第２電圧又は前記第３電圧のいずれか１つを選択して前記充電回路部に電源として供給する切換スイッチと、
前記第１電圧検出回路、第２電圧検出回路及び二次電池電圧検出回路から入力された各信号に応じて前記切換スイッチの切換制御を行う電源切換制御回路と、
を備え、
前記電源切換制御回路は、前記第１電圧検出回路からの信号より前記第１電圧及び第３電圧を、前記第２電圧検出回路からの信号より前記第２電圧を、二次電池電圧検出回路からの信号より前記二次電池の電圧をそれぞれ検出し、前記第１電圧、第２電圧、前記二次電池の電圧及び前記第３電圧の内、最も大きい電圧を選択し、前記切換スイッチに対して、該選択した電圧を前記充電回路部に出力させるようにした。
【００１３】
また、前記充電回路部は、前記第１電圧を昇圧し該昇圧した電圧を電源にし、前記二次電池に対して、定電流充電又は定電圧充電を行うようにした。
【００１４】
また、前記充電回路部は、
一端に前記第１電圧が入力されたインダクタと、
該インダクタの他端と接地電圧との間に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じてスイッチングするスイッチング素子と、
前記インダクタの他端に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じて前記スイッチング素子と相反するスイッチングを行い、前記二次電池への充電電流供給制御を行う同期整流用スイッチング素子と、
前記二次電池に供給される充電電流の検出を行い、該検出した電流値を示す信号を生成して出力する電流検出回路部と、
前記二次電池の電圧と該電流検出回路部からの信号に応じて、前記スイッチング素子及び該同期整流用スイッチング素子の動作制御を行う制御回路部と、
を備えるようにした。
【００１５】
また、前記制御回路部は、
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧源回路部と、
所定の基準電流を生成して出力する基準電流源回路部と、
前記二次電池の電圧に比例した電圧が前記基準電圧になるように前記スイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記二次電池に対して定電圧充電を行う充電電圧制御回路部と、
前記電流検出回路部で検出された電流が前記基準電流になるように前記スイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記二次電池に対して定電流充電を行う充電電流制御回路部と、
所定のシーケンスに従って、前記充電電圧制御回路部又は該充電電流制御回路部のいずれか一方を使用して前記二次電池の充電を行わせるように、前記充電電圧制御回路部及び充電電流制御回路部の動作制御をそれぞれ行う充電動作選択回路部と、
を備えるようにした。
【００１６】
また、前記電流検出回路部は、
前記二次電池への充電電流を電圧に変換する抵抗と、
該抵抗の両端電圧から該充電電流の電流値を示す信号を生成して出力する電流検出回路部と、
を備え、
前記昇圧回路部、スイッチング素子、同期整流用スイッチング素子、電流検出回路部、制御回路部及び電源切換回路部は、１つのＩＣに集積されるようにした。
【００１７】
また、この発明に係る二次電池の充電回路は、燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源を電源にして二次電池の充電を行う二次電池の充電回路において、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、及び前記二次電池の電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を備えるものである。
【００１８】
具体的には、前記電源切換回路部は、
前記第１電圧の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する第１電圧検出回路と、
前記二次電池の電圧検出を行い、該検出結果を示す信号を生成して出力する二次電池電圧検出回路と、
入力された制御信号に応じて、前記第１電圧又は前記二次電池の電圧のいずれか１つを選択して前記充電回路部に電源として供給する切換スイッチと、
前記第１電圧検出回路及び二次電池電圧検出回路から入力された各信号に応じて前記切換スイッチの切換制御を行う電源切換制御回路と、
を備え、
前記電源切換制御回路は、前記第１電圧検出回路からの信号より前記第１電圧を、前記二次電池電圧検出回路からの信号より前記二次電池の電圧をそれぞれ検出し、前記第１電圧及び前記二次電池の電圧の内、最も大きい電圧を選択し、前記切換スイッチに対して、該選択した電圧を前記充電回路部に出力させるようにした。
【００１９】
また、前記充電回路部は、前記第１電圧を昇圧し該昇圧した電圧を電源にし、前記二次電池に対して、定電流充電又は定電圧充電を行うようにした。
【００２０】
また、前記充電回路部は、
一端に前記第１電圧が入力されたインダクタと、
該インダクタの他端と接地電圧との間に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じてスイッチングするスイッチング素子と、
前記インダクタの他端に接続され、制御電極に入力された制御信号に応じて前記スイッチング素子と相反するスイッチングを行い、前記二次電池への充電電流供給制御を行う同期整流用スイッチング素子と、
前記二次電池に供給される充電電流の検出を行い、該検出した電流値を示す信号を生成して出力する電流検出回路部と、
前記二次電池の電圧と該電流検出回路部からの信号に応じて、前記スイッチング素子及び該同期整流用スイッチング素子の動作制御を行う制御回路部と、
を備えるようにした。
【００２１】
また、前記制御回路部は、
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧源回路部と、
所定の基準電流を生成して出力する基準電流源回路部と、
前記二次電池の電圧に比例した電圧が前記基準電圧になるように前記スイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記二次電池に対して定電圧充電を行う充電電圧制御回路部と、
前記電流検出回路部で検出された電流が前記基準電流になるように前記スイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記二次電池に対して定電流充電を行う充電電流制御回路部と、
所定のシーケンスに従って、前記充電電圧制御回路部又は該充電電流制御回路部のいずれか一方を使用して前記二次電池の充電を行わせるように、前記充電電圧制御回路部及び充電電流制御回路部の動作制御をそれぞれ行う充電動作選択回路部と、
を備えるようにした。
【００２２】
また、前記電流検出回路部は、
前記二次電池への充電電流を電圧に変換する抵抗と、
該抵抗の両端電圧から該充電電流の電流値を示す信号を生成して出力する電流検出回路部と、
を備え、
前記スイッチング素子、同期整流用スイッチング素子、電流検出回路部、制御回路部及び電源切換回路部は、１つのＩＣに集積されるようにした。
【００２３】
具体的には、前記切換スイッチは、少なくともスイッチ素子と、逆流を防止するダイオードとを有するようにした。
【００２４】
具体的には、前記二次電池は、リチウムイオン電池又は電気二重層コンデンサであるようにした。
【００２５】
また、この発明に係る二次電池の充電回路における電源切換方法は、燃料電池や太陽電池といったような発電した電圧を出力する第１直流電源から供給された第１電圧を用いて二次電池の充電を行う二次電池の充電回路における電源切換方法において、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路に電源として供給するようにした。
【００２６】
また、この発明に係る二次電池の充電回路における電源切換方法は、燃料電池や太陽電池といったような発電した電圧を出力する第１直流電源から供給された第１電圧を用いて二次電池の充電を行う二次電池の充電回路における電源切換方法において、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び該第１電圧を昇圧した第３電圧の内、最も電圧の大きい電圧を前記充電回路に電源として供給するようにした。
【００２７】
また、この発明に係る二次電池の充電回路における電源切換方法は、燃料電池や太陽電池といったような発電した電圧を出力する第１直流電源から供給された第１電圧を用いて二次電池の充電を行う二次電池の充電回路における電源切換方法において、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧、及び該第１電圧を昇圧した第３電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路に電源として供給するようにした。
【００２８】
また、この発明に係る二次電池の充電回路における電源切換方法は、燃料電池や太陽電池といったような発電した電圧を出力する第１直流電源から供給された第１電圧を用いて二次電池の充電を行う二次電池の充電回路における電源切換方法において、
前記第１直流電源からの第１電圧及び前記二次電池の電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路に電源として供給するようにした。
【００２９】
また、この発明に係る電源装置は、二次電池の充電を行うと共に、該二次電池の電圧を負荷に供給する電源装置において、
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源と、
該第１直流電源を電源にして前記二次電池の充電を行う充電回路と、
外部から供給された電源を基にして第２電圧を生成し出力する第２直流電源と、
を備え、
前記充電回路は、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び前記第２直流電源からの第２電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を有するものである。
【００３０】
また、この発明に係る電源装置は、二次電池の充電を行うと共に、該二次電池の電圧を負荷に供給する電源装置において、
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源と、
該第１直流電源を電源にして前記二次電池の充電を行う充電回路と、
を備え、
前記充電回路は、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１電圧を所定の昇圧比で昇圧した第３電圧を生成して出力する昇圧回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び該昇圧回路部からの第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を有するものである。
【００３１】
また、この発明に係る電源装置は、二次電池の充電を行うと共に、該二次電池の電圧を負荷に供給する電源装置において、
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源と、
該第１直流電源を電源にして前記二次電池の充電を行う充電回路と、
外部から供給された電源を基にして第２電圧を生成し出力する第２直流電源と、
を備え、
前記充電回路は、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１電圧を所定の昇圧比で昇圧した第３電圧を生成して出力する昇圧回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧、及び前記昇圧回路部からの第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を有するものである。
【００３２】
また、この発明に係る電源装置は、二次電池の充電を行うと共に、該二次電池の電圧を負荷に供給する電源装置において、
燃料電池や太陽電池といったような発電した第１電圧を出力する第１直流電源と、
該第１直流電源を電源にして前記二次電池の充電を行う充電回路と、
を備え、
前記充電回路は、
前記第１直流電源から供給された第１電圧を用いて前記二次電池の充電を行う充電回路部と、
前記第１直流電源からの第１電圧及び前記二次電池の電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を前記充電回路部に電源として供給する電源切換回路部と、
を有するものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の二次電池の充電回路、二次電池の充電回路における電源切換方法及び電源装置によれば、前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を、二次電池の充電を行う回路の電源にするようにした。このことから、燃料電池や太陽電池といった充電回路の駆動電圧よりも低い電圧の直流電源を主電源とした場合でも、二次電池への充電制御が可能であり、いかなる状況においても負荷である機器を使用可能な状態に維持し、エネルギーが有限な直流電源からの電力供給を最小限にして高効率化を図ることができる。
【００３４】
また、本発明の二次電池の充電回路、二次電池の充電回路における電源切換方法及び電源装置によれば、前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、及び該第１電圧を昇圧した第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を、二次電池の充電を行う回路の電源にするようにした。このことから、前記と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
また、本発明の二次電池の充電回路、二次電池の充電回路における電源切換方法及び電源装置によれば、前記第１直流電源からの第１電圧、前記二次電池の電圧、外部から供給された電源を基にして生成された第２電圧、及び前記第１電圧を昇圧した第３電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を、二次電池の充電を行う回路の電源にするようにした。このことから、前記と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
また、本発明の二次電池の充電回路、二次電池の充電回路における電源切換方法及び電源装置によれば、前記第１直流電源からの第１電圧、及び前記二次電池の電圧がそれぞれ入力され、該入力された各電圧の内、最も大きい電圧を、二次電池の充電を行う回路の電源にするようにした。このことから、前記と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における二次電池の充電回路を有する電源装置の構成例を示したブロック図である。
図１において、電源装置１は、発電した第１電圧Ｖ１を出力する燃料電池や太陽電池からなる第１直流電源２と、ＡＣアダプタ等のように外部から供給された電源を基にして所定の第２電圧Ｖ２を生成し出力する第２直流電源３と、リチウムイオン電池からなる二次電池４と、第１直流電源２からの第１電圧Ｖ１を昇圧した電圧で二次電池４の充電を行う充電回路５とを備えている。
【００３８】
充電回路５は、第１直流電源２から出力された第１電圧Ｖ１を昇圧した電圧で二次電池４の充電を行う充電回路部１１と、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２及び二次電池４の電池電圧である二次電池電圧Ｖｂをそれぞれ検出し、前記第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２又は二次電池電圧Ｖｂのいずれか１つを選択して充電回路部１１の電源として供給する電源切換回路部１２とを備えている。電源切換回路部１２は、第１直流電源２、第２直流電源３及び二次電池４からそれぞれ電圧が入力されており、該入力された第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２及び二次電池電圧Ｖｂの各電圧値の検出を行い、最も大きい電圧値の電圧を充電回路部１１に電源として出力する。充電回路部１１は、電源切換回路部１２から入力された電圧を電源にして作動する。
【００３９】
このような構成において、主電源である第１直流電源２に燃料電池を、二次電池４にリチウムイオン電池をそれぞれ使用した場合を例にして説明する。
第２直流電源３から第２電圧Ｖ２が入力されている場合、通常は、該第２電圧Ｖ２の電圧値が最も大きく、電源切換回路部１２は、該第２電圧Ｖ２を充電回路部１１に電源として出力する。一方、何らかの原因で、第２直流電源３から第２電圧Ｖ２が、燃料電池２からの第１電圧Ｖ１及び二次電池電圧Ｖｂよりも小さい場合は、入力されている第１電圧Ｖ１又は二次電池電圧Ｖｂの内、電圧値の大きい方の電圧を充電回路部１１に電源として出力する。充電されたリチウムイオン電池４の二次電池電圧Ｖｂは一般的にその放電特性によると３.２Ｖから４.４Ｖの間にあり、通常は、第１電圧Ｖ１よりも二次電池電圧Ｖｂが大きく、電源切換回路部１２は、二次電池電圧Ｖｂを充電回路部１１に電源として供給する。
【００４０】
次に、図２は、図１の充電回路部１１及び電源切換回路部１２の内部構成例を示した図である。
図２において、充電回路部１１は、インダクタＬ１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び充電制御回路１３で構成され、充電制御回路１３は、燃料電池２からの第１電圧Ｖ１の出力制御を行うためのスイッチング動作を行うＮＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子Ｍ１と、ＰＭＯＳトランジスタからなる同期整流用スイッチング素子Ｍ２とを備えている。更に、充電制御回路１３は、充電電流検出用の抵抗Ｒ１の両端電圧からリチウムイオン電池４への充電電流の検出を行い、該検出した電流値を示す信号Ｓｉを生成して出力する電流検出回路２１と、該電流検出回路２１からの信号Ｓｉ及び二次電池電圧Ｖｂに応じてスイッチング素子Ｍ１及び同期整流用スイッチング素子Ｍ２のスイッチング制御を行う制御回路２２とを備えている。
【００４１】
また、電源切換回路部１２は、燃料電池２からの第１電圧Ｖ１の電圧検出を行い該検出結果を示した信号Ｓ１を生成して出力する第１電圧検出回路３１と、リチウムイオン電池４の電圧検出を行い該検出結果を示した信号Ｓｂを生成して出力する二次電池電圧検出回路３３と、入力された制御信号に応じて第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２又は二次電池電圧Ｖｂのいずれか１つを排他的に出力する切換スイッチ３４と、該切換スイッチ３４に対して、第１電圧検出回路３１、第２電圧検出回路３２及び二次電池電圧検出回路３３から入力された各信号から、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２及び二次電池電圧Ｖｂの内、最も電圧値の大きい電圧を、制御回路２２を含む充電回路部１１を構成する素子の一部又はすべてに出力させる電源切換制御回路３５とを備えている。電源切換回路部１２及び充電制御回路１３は１つのＩＣに集積され、該ＩＣは端子Ｔ１〜Ｔ６を備えている。
【００４２】
第１電圧Ｖ１は、端子Ｔ１を介して、切換スイッチ３４の端子ｂ及び第１電圧検出回路３１にそれぞれ入力されている。端子Ｔ１と端子Ｔ２との間にはインダクタＬ１が外付けされており、端子Ｔ３と接地電圧との間には、抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ１の直列回路が外付けされている。端子Ｔ２と接地電圧との間にはスイッチング素子Ｍ１が接続され、端子Ｔ２と端子Ｔ３との間には同期整流用スイッチング素子Ｍ２が接続されている。スイッチング素子Ｍ１及び同期整流用スイッチング素子Ｍ２のゲートは、それぞれ制御回路２２に接続され、スイッチング素子Ｍ１及び同期整流用スイッチング素子Ｍ２は、制御回路２２によってスイッチング制御される。
【００４３】
端子Ｔ３と端子Ｔ４は外部で接続されており、端子Ｔ４と端子Ｔ５との間には抵抗Ｒ１が接続され、端子Ｔ４及びＴ５は電流検出回路２１にそれぞれ接続されている。また、二次電池電圧Ｖｂは、端子Ｔ５を介して、制御回路２２、切換スイッチ３４の端子ｃ及び二次電池電圧検出回路３３にそれぞれ入力され、負荷１０は、端子Ｔ５に接続されて電源が供給されている。制御回路２２は、切換スイッチ３４の共通端子ｃｏｍに接続され、該共通端子ｃｏｍから電源供給を受けている。切換スイッチ３４は、電源切換制御回路３５からの制御信号Ｓｃによって切換制御が行われる。第２電圧Ｖ２は、端子Ｔ６を介して、切換スイッチ３４の端子ａ及び第２電圧検出回路３２にそれぞれ入力されている。
【００４４】
このような構成において、制御回路２２は、リチウムイオン電池４に対して定電流充電又は定電圧充電のいずれかを行い、定電流充電を行う場合は、電流検出回路２１から入力された信号Ｓｉからリチウムイオン電池４への充電電流を検出し、該検出した充電電流が所定値で一定になるように、スイッチング素子Ｍ１に対してＰＷＭ制御又はＰＦＭ制御を行ってスイッチングさせる。同時に、制御回路２２は、同期整流用スイッチング素子Ｍ２に対してスイッチング素子Ｍ１と相反するスイッチング動作を行わせる。スイッチング素子Ｍ１がオンして導通状態になると共に同期整流用スイッチング素子Ｍ２がオフして遮断状態になると、インダクタＬ１にエネルギーが蓄えられる。
この後、スイッチング素子Ｍ１がオフして遮断状態になると共に同期整流用スイッチング素子Ｍ２がオンして導通状態になると、インダクタＬ１に蓄えられた該エネルギーが第１電圧Ｖ１に加算されて端子Ｔ３に出力され、更に抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ１で平滑されて第１電圧Ｖ１を昇圧しリチウムイオン電池４に供給される。
【００４５】
図３は、制御回路２２の内部構成例を示した概略のブロック図である。
図３において、制御回路２２は、リチウムイオン電池４に対して定電流充電を行うようにスイッチング素子Ｍ１及び同期整流用スイッチング素子Ｍ２のスイッチング制御を行う充電電流制御回路部４１と、リチウムイオン電池４に対して定電圧充電を行うようにスイッチング素子Ｍ１及び同期整流用スイッチング素子Ｍ２のスイッチング制御を行う充電電圧制御回路部４２とを備えている。また、制御回路２２は、所定の充電制御フローに沿うように充電電流制御回路部４１及び充電電圧制御回路部４２の動作制御を行うデジタル制御回路部４３と、充電電流制御回路部４１及び充電電圧制御回路部４２に所定の基準電圧を供給する基準電圧源回路部４４と、充電電流制御回路部４１及び充電電圧制御回路部４２に所定の基準電流を供給する基準電流源回路部４５とを備えている。
【００４６】
デジタル制御回路部４３は、燃料電池２の第１電圧Ｖ１をモニタし、燃料電池２から電力が供給可能か否かの判定を行っており、例えば、燃料電池２からの電力供給が不可能と判定した場合は、充電電圧制御回路部４２及び充電電流制御回路部４３に対して、スイッチング素子Ｍ１及び同期整流用スイッチング素子Ｍ２を共にオフさせてリチウムイオン電池４に対する充電を停止させる。また、デジタル制御回路部４３には、リチウムイオン電池４の温度検出を行う温度センサ等（図示せず）からの温度検出信号Ｓｔが入力されており、デジタル制御回路部４３は、該温度検出信号Ｓｔからリチウムイオン電池４の温度が異常、例えば所定値以上になった場合、充電電圧制御回路部４２及び充電電流制御回路部４３に対して、スイッチング素子Ｍ１及び同期整流用スイッチング素子Ｍ２を共にオフさせてリチウムイオン電池４に対する充電を停止させるようにする。
【００４７】
次に、電源切換回路部１２の動作について説明する。
電源切換制御回路３５は、第１電圧検出回路３１より入力された信号Ｓ１、第２電圧検出回路３２から入力された信号Ｓ２及び二次電池電圧検出回路３３から入力された信号Ｓｂから、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２及び二次電池電圧Ｖｂの内、最も大きい電圧値の電圧を、制御回路２２を含む充電回路部１１を構成する素子の一部又はすべてに供給するように切換スイッチ３４の切換制御を行う。例えば、第２電圧Ｖ２が最も大きい電圧値である場合、電源切換制御回路３５は、切換スイッチ３４に対して、共通端子ｃｏｍを端子ａに接続させる。なお、切換スイッチ３４は、スイッチ素子と共にダイオード素子を含み、異なる電源間の意図しない電流経路を遮断するようにし、また、ＭＯＳトランジスタで構成した場合は、ダイオードをＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードで代用するようにしてもよい。
【００４８】
このように、本第１の実施の形態における二次電池の充電回路は、電源切換回路部１２によって、燃料電池や太陽電池といったように発電することによって第１直流電源２で生成された第１電圧Ｖ１、ＡＣアダプタ等といったように外部から供給された電源を基にして第２直流電源３で生成された第２電圧Ｖ２、及び二次電池４の電圧である二次電池電圧Ｖｂの各電圧値の検出を行い、最も大きい電圧値の電圧を充電回路部１１に電源として出力し、充電回路部１１は、電源切換回路部１２から入力された電圧を電源にして作動するようにした。このことから、充電回路の駆動電圧よりも低い電圧の燃料電池や太陽電池といった直流電源を用いて二次電池の充電を行った場合でも、二次電池への充電制御が可能であり、いかなる状況においても負荷である機器を使用可能な状態に維持することができ、エネルギーが有限な直流電源からの電力供給を最小限にして高効率化を図ることができる。
【００４９】
第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、ＡＣアダプタ等といったように外部から供給された電源を基にして第２電圧Ｖ２を生成する第２直流電源を使用した場合を例にして説明したが、該第２直流電源の代わりに、第１直流電源からの第１電圧を昇圧して出力する昇圧回路を設けるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
図４は、本発明の第２の実施の形態における二次電池の充電回路を有する電源装置の構成例を示したブロック図であり、図４では、図１と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
【００５０】
図４における図１との相違点は、図１の第２直流電源３の代わりに昇圧回路７を設けたことにあり、これに伴って、図１の電源切換回路部１２を電源切換回路部１２ａにし、図１の充電回路５を充電回路５ａにし、図１の電源装置１を電源装置１ａにした。
図４において、電源装置１ａは、第１直流電源２と、該第１直流電源２から出力された第１電圧Ｖ１を昇圧して第３電圧Ｖ３を生成し出力する昇圧回路７と、二次電池４と、充電回路５ａとを備えている。昇圧回路７は、キャパシタタイプの昇圧回路であり、低い入力電圧でも動作することができる。
充電回路５ａは、充電回路部１１と、前記第１電圧Ｖ１及び前記二次電池４の電圧である二次電池電圧Ｖｂをそれぞれ検出し、前記第１電圧Ｖ１、第３電圧Ｖ３又は二次電池電圧Ｖｂのいずれか１つを選択して充電回路部１１の電源として供給する電源切換回路部１２ａとを備えている。
【００５１】
電源切換回路部１２ａは、記憶手段を用いる等して、あらかじめ昇圧回路７に設定された昇圧比が分かっており、第１電圧Ｖ１の電圧検出を行うことによって第３電圧Ｖ３の電圧検出を行うことができ、第３電圧Ｖ３の検出を行う回路が不要になり小型化を図ることができる。電源切換回路部１２ａは、第１直流電源２、昇圧回路７及び二次電池４からそれぞれ電圧が入力されており、第１電圧Ｖ１、第３電圧Ｖ３及び二次電池電圧Ｖｂの内、最も大きい電圧値の電圧を充電回路部１１に電源として出力する。充電回路部１１は、電源切換回路部１２ａから入力された電圧を電源にして作動する。
【００５２】
このような構成において、主電源である第１直流電源２に燃料電池を、二次電池４にリチウムイオン電池をそれぞれ使用した場合を例にして説明する。
充電されたリチウムイオン電池４の電圧Ｖｂは、一般的にその放電特性によると３.２Ｖから４.４Ｖの間にあり、充電回路部１１を駆動するのに十分な電圧を供給することができるため、電源切換回路部１２ａはリチウムイオン電池４が最適であると判断し、リチウムイオン電池４が充電回路部１１の電源として使用される。
次に、燃料電池２のエネルギーは有限であるため、燃料を補充しなければ出力電圧は低下していき、電力を供給することができない状態になる。仮に燃料を補充せずに燃料電池２がリチウムイオン電池４に電力を供給することができない状態になると、リチウムイオン電池４の電圧も低下していき、負荷１０をなす機器を駆動することができない状態になる。
【００５３】
このような状態になると、該機器からユーザーに燃料が不足している情報が伝わり、燃料電池２への燃料の補給が行われる。このとき、燃料電池２は燃料が補給されて電力を供給することができる状態になるが、一方で、リチウムイオン電池４は、過放電状態にあり、充電回路部１１を駆動するのに十分な電圧を供給することができない。このような状態では、電源切換回路部１２ａは、昇圧回路７が最適であると判断し、昇圧回路７が充電回路部１１の電源として使用される。例えば、燃料電池２が、複数のセルを直列にスタック状に配列された構成をとっており、充電回路部１１を駆動するのに十分な電圧を供給できる場合、電源切換回路部１２ａは、燃料電池２が最適であると判断し、燃料電池２を充電回路部１１の電源として使用するようにしてもよい。
【００５４】
携帯機器の小型化を図るために燃料電池２をスタック状に配列できず、燃料電池２が、充電回路部１１を駆動するために必要な電圧を供給することができない場合、電源切換回路部１２ａは、昇圧回路７が最適であると判断し、昇圧回路７が充電回路部１１の電源として使用される。
なお、電源切換回路部１２ａは、昇圧回路７からの第３電圧Ｖ３を、前記したように、昇圧比と昇圧回路７の入力電圧である第１電圧Ｖ１とから予測することができるため、通常は、昇圧回路７の動作を停止して、電源切換回路部１２ａが昇圧回路７を選択した場合のみ昇圧回路７を作動させるようにすることで、電源装置１ａの無効電力を大幅に低減させることができる。
【００５５】
次に、図５は、図４の充電回路部１１及び電源切換回路部１２ａの内部構成例を示した図であり、図５では、図２と同じもの又は同様のものは同じ符号で示している。なお、図５における充電回路部１１の構成及び動作は、図２の場合と同様であるのでその説明を省略する。
図５において、電源切換回路部１２ａは、燃料電池２からの第１電圧Ｖ１の電圧検出を行い該検出結果を示した信号Ｓ１を生成して出力する第１電圧検出回路３１と、二次電池電圧Ｖｂの検出を行い該検出結果を示した信号Ｓｂを生成して出力する二次電池電圧検出回路３３とを備えている。
【００５６】
更に、電源切換回路部１２ａは、入力された制御信号に応じて第１電圧Ｖ１、第３電圧Ｖ３又は二次電池電圧Ｖｂのいずれか１つを排他的に出力する切換スイッチ３４と、該切換スイッチ３４に対して、第１電圧検出回路３１及び二次電池電圧検出回路３３から入力された各信号から、第１電圧Ｖ１、第３電圧Ｖ３及び二次電池電圧Ｖｂの内、最も電圧値の大きい電圧を、制御回路２２を含む充電回路部１１を構成する素子の一部又はすべてに出力させる電源切換制御回路３５とを備えている。昇圧回路７、充電回路部１１におけるスイッチング素子Ｍ１、同期整流用スイッチング素子Ｍ２、電流検出回路２１及び制御回路２２、並びに電源切換回路部１２ａは１つのＩＣに集積され、該ＩＣは端子Ｔ１〜Ｔ５を備えている。
【００５７】
端子Ｔ３と端子Ｔ４は外部で接続されており、端子Ｔ４と端子Ｔ５との間には抵抗Ｒ１が接続され、端子Ｔ４及びＴ５は電流検出回路２１にそれぞれ接続されている。また、二次電池電圧Ｖｂは、端子Ｔ５を介して、制御回路２２、切換スイッチ３４の端子ｃ及び二次電池電圧検出回路３３にそれぞれ入力され、負荷１０は、端子Ｔ５に接続されて電源が供給されている。制御回路２２は、切換スイッチ３４の共通端子ｃｏｍに接続され、該共通端子ｃｏｍから電源供給を受けている。切換スイッチ３４は、電源切換制御回路３５からの制御信号Ｓｃによって切換制御が行われる。昇圧回路７は、電源切換制御回路３５からの制御信号Ｓｃに応じて駆動制御され、第３電圧Ｖ３は、切換スイッチ３４の端子ａに入力されている。
【００５８】
このような構成において、第１電圧検出回路３１と二次電池電圧検出回路３３により、それぞれ燃料電池２とリチウムイオン電池４の接続状態及び出力電圧を検出し該検出結果を示す信号Ｓ１及びＳｂが電源切換制御回路３５にそれぞれ出力される。電源切換制御回路３５は、該信号Ｓ１及びＳｂに応じて切換スイッチ回路３４を切り換えることにより、制御回路２２を含む充電回路部１１を構成する素子の一部又はすべての電源を、切換スイッチ回路３４を介して燃料電池２、リチウムイオン電池４又は昇圧回路７のいずれか最適な電源から電源供給が行われるようにする。
【００５９】
また、電源切換制御回路３５は、切換スイッチ３４に対して電源を昇圧回路７以外から供給させるようにしたときは、昇圧回路７の動作を停止させるようにする。
昇圧回路７は、入力電圧から出力電圧への昇圧比が任意に設定されており、入力電圧である燃料電池２の第１電圧Ｖ１を検出すれば、昇圧回路７からの第３電圧Ｖ３も前記昇圧比とから同時に検出することができる。このため、昇圧回路７の第３電圧Ｖ３を検出する回路は不要であるが、第３電圧Ｖ３を検出する回路を設けて、電源切換制御回路３５を簡略化するようにしてもよい。
【００６０】
このように、本第２の実施の形態における二次電池の充電回路は、電源切換回路部１２ａによって、燃料電池や太陽電池といったように発電することにより第１直流電源２で生成された第１電圧Ｖ１、該第１電圧Ｖ１を昇圧回路７で昇圧して生成された第３電圧Ｖ３、及び二次電池４の電圧である二次電池電圧Ｖｂの各電圧値の検出を行い、最も大きい電圧値の電圧を充電回路部１１に電源として出力し、充電回路部１１は、電源切換回路部１２ａから入力された電圧を電源にして作動するようにした。このことから、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、不要なときは昇圧回路７の動作を停止させるようにしたことから、燃料電池からの無効な電力消費を低減させることができ、機器の連続動作時間を大幅に向上させることができる。
【００６１】
第３の実施の形態．
前記第１の実施の形態の充電回路に前記第２の実施の形態の昇圧回路を備えるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第３の実施の形態とする。
図６は、本発明の第３の実施の形態における二次電池の充電回路を有する電源装置の構成例を示したブロック図であり、図６では、図１若しくは図４と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
図６における図１との相違点は、図１の電源装置１に図４の昇圧回路７を設けたことにあり、これに伴って、図１の電源切換回路部１２を電源切換回路部１２ｂにし、図１の電源装置１を電源装置１ｂにした。
【００６２】
図６において、電源装置１ｂは、第１直流電源２と、第２直流電源３と、二次電池４と、充電回路５ｂと、昇圧回路７とを備えている。
充電回路５ｂは、充電回路部１１と、前記第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３及び二次電池電圧Ｖｂをそれぞれ検出し、前記第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３又は二次電池電圧Ｖｂのいずれか１つを選択して充電回路部１１の電源として供給する電源切換回路部１２ｂとを備えている。
電源切換回路部１２ｂは、記憶手段を用いる等して、あらかじめ昇圧回路７に設定された昇圧比が分かっており、第１電圧Ｖ１の電圧検出を行うことによって第３電圧Ｖ３の電圧検出を行うことができ、第３電圧Ｖ３の検出を行う回路が不要になり小型化を図ることができる。電源切換回路部１２ｂは、第１直流電源２、第２直流電源３、昇圧回路７及び二次電池４からそれぞれ電圧が入力されており、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３及び二次電池電圧Ｖｂの内、最も大きい電圧値の電圧を充電回路部１１に電源として出力する。充電回路部１１は、電源切換回路部１２ｂから入力された電圧を電源にして作動する。
【００６３】
このような構成において、主電源である第１直流電源２に燃料電池を、二次電池４をリチウムイオン電池をそれぞれ使用した場合を例にして説明する。
第２直流電源３から第２電圧Ｖ２が入力されている場合、通常は、該第２電圧Ｖ２の電圧値が最も大きく、電源切換回路部１２ｂは、該第２電圧Ｖ２を充電回路部１１に電源として出力する。一方、何らかの原因で、第２直流電源３から第２電圧Ｖ２が、燃料電池２からの第１電圧Ｖ１及び二次電池電圧Ｖｂよりも小さい場合は、入力されている第１電圧Ｖ１、第３電圧Ｖ３又は二次電池電圧Ｖｂの内、電圧値の大きい方の電圧を充電回路部１１に電源として出力する。
【００６４】
充電されたリチウムイオン電池４の電圧Ｖｂは、一般的にその放電特性によると３.２Ｖから４.４Ｖの間にあり、充電回路部１１を駆動するのに十分な電圧を供給することができるため、電源切換回路部１２ｂはリチウムイオン電池４が最適であると判断し、リチウムイオン電池４が充電回路部１１の電源として使用される。
次に、燃料電池２のエネルギーは有限であるため、燃料を補充しなければ出力電圧は低下していき、電力を供給することができない状態になる。仮に燃料を補充せずに燃料電池２がリチウムイオン電池４に電力を供給することができない状態になると、リチウムイオン電池４の電圧も低下していき、負荷１０をなす機器を駆動することができない状態になる。
【００６５】
このような状態になると、該機器からユーザーに燃料が不足している情報が伝わり、燃料電池２への燃料の補給が行われる。このとき、燃料電池２は燃料が補給されて電力を供給することができる状態になるが、一方で、リチウムイオン電池４は、過放電状態にあり、充電回路部１１を駆動するのに十分な電圧を供給することができない。このような状態では、電源切換回路部１２ｂは、昇圧回路７が最適であると判断し、昇圧回路７が充電回路部１１の電源として使用される。例えば、燃料電池２が、複数のセルを直列にスタック状に配列された構成をとっており、充電回路部１１を駆動するのに十分な電圧を供給できる場合、電源切換回路部１２ｂは、燃料電池２が最適であると判断し、燃料電池２を充電回路部１１の電源として使用するようにしてもよい。
【００６６】
携帯機器の小型化を図るために燃料電池２をスタック状に配列できず、燃料電池２が、充電回路部１１を駆動するために必要な電圧を供給することができない場合、電源切換回路部１２ｂは、昇圧回路７が最適であると判断し、昇圧回路７が充電回路部１１の電源として使用される。
なお、電源切換回路部１２ｂは、昇圧回路７からの第３電圧Ｖ３は、前記したように、昇圧比と昇圧回路７の入力電圧である第１電圧Ｖ１とから予測することができるため、通常は、昇圧回路７の動作を停止して、電源切換回路部１２ｂが昇圧回路７を選択した場合のみ昇圧回路７を作動させるようにすることで、電源装置１ｂの無効電力を大幅に低減させることができる。
【００６７】
次に、図７は、図６の充電回路部１１及び電源切換回路部１２ｂの内部構成例を示した図であり、図７では、図２若しくは図４と同じもの又は同様のものは同じ符号で示している。なお、図７における充電回路部１１の構成及び動作は、図２の場合と同様であるのでその説明を省略する。
図７において、電源切換回路部１２ｂは、燃料電池２からの第１電圧Ｖ１の電圧検出を行い該検出結果を示した信号Ｓ１を生成して出力する第１電圧検出回路３１と、第２直流電源３からの第２電圧Ｖ２の電圧検出を行い該検出結果を示した信号Ｓ２を生成して出力する第２電圧検出回路３２と、二次電池電圧Ｖｂの検出を行い該検出結果を示した信号Ｓｂを生成して出力する二次電池電圧検出回路３３とを備えている。
【００６８】
更に、電源切換回路部１２ｂは、入力された制御信号に応じて第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３又は二次電池電圧Ｖｂのいずれか１つを排他的に出力する切換スイッチ３４ｂと、該切換スイッチ３４ｂに対して、第１電圧検出回路３１、第２電圧検出回路３２及び二次電池電圧検出回路３３から入力された各信号から、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３及び二次電池電圧Ｖｂの内、最も電圧値の大きい電圧を、制御回路２２を含む充電回路部１１を構成する素子の一部又はすべてに出力させる電源切換制御回路３５ｂとを備えている。昇圧回路７、充電回路部１１におけるスイッチング素子Ｍ１、同期整流用スイッチング素子Ｍ２、電流検出回路２１及び制御回路２２、並びに電源切換回路部１２ｂは１つのＩＣに集積され、該ＩＣは端子Ｔ１〜Ｔ６を備えている。
【００６９】
切換スイッチ３４ｂは、電源切換制御回路３５ｂからの制御信号Ｓｃによって切換制御が行われる。切換スイッチ３４ｂにおいて、端子ａには第２電圧Ｖ２が、端子ｂには第１電圧Ｖ１が、端子ｃには二次電池電圧Ｖｂが、端子ｄには昇圧回路７からの第３電圧Ｖ３がそれぞれ入力されている。制御回路２２は、切換スイッチ３４ｂの共通端子ｃｏｍに接続され、該共通端子ｃｏｍから電源供給を受けている。
このような構成において、第１電圧検出回路３１、第２電圧検出回路３２及び二次電池電圧検出回路３３により、燃料電池２、第２直流電源３及びリチウムイオン電池４の各接続状態並びに出力電圧を検出し該検出結果を示す信号Ｓ１、Ｓ２及びＳｂが電源切換制御回路３５ｂにそれぞれ出力される。電源切換制御回路３５ｂは、該信号Ｓ１、Ｓ２及びＳｂに応じて切換スイッチ回路３４ｂを切り換えることにより、制御回路２２を含む充電回路部１１を構成する素子の一部又はすべての電源を、切換スイッチ回路３４ｂを介して燃料電池２、第２直流電源３、リチウムイオン電池４又は昇圧回路７のいずれか最適な電源から電源供給が行われるようにする。
【００７０】
また、電源切換制御回路３５ｂは、切換スイッチ３４ｂに対して、制御回路２２の電源を昇圧回路７以外から供給させるようにしたときは、昇圧回路７の動作を停止させるようにする。
昇圧回路７は、入力電圧から出力電圧への昇圧比が任意に設定されており、入力電圧である燃料電池２の第１電圧Ｖ１を検出すれば、昇圧回路７からの第３電圧Ｖ３も前記昇圧比とから同時に検出することができる。このため、昇圧回路７の第３電圧Ｖ３を検出する回路は不要であるが、第３電圧Ｖ３を検出する回路を設けて、電源切換制御回路３５を簡略化するようにしてもよい。
【００７１】
このように、本第３の実施の形態における二次電池の充電回路は、電源切換回路部１２ｂによって、燃料電池や太陽電池といったように発電することにより第１直流電源２で生成された第１電圧Ｖ１、ＡＣアダプタ等のように外部から供給された電源を基にして第２直流電源で生成された第２電圧Ｖ２、第１電圧Ｖ１を昇圧回路７で昇圧して生成された第３電圧Ｖ３、及び二次電池４の電圧である二次電池電圧Ｖｂの各電圧値の検出を行い、最も大きい電圧値の電圧を充電回路部１１に電源として出力し、充電回路部１１は、電源切換回路部１２から入力された電圧を電源にして作動するようにした。このことから、前記第１及び第２の各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
第４実施の形態．
前記第１の実施の形態では、ＡＣアダプタ等といったように外部から供給された電源を基にして第２電圧Ｖ２を生成する第２直流電源を使用した場合を例にして説明したが、第２直流電源がなく第１直流電源のみである場合においても本発明は適用することができ、このようにしたものを本発明の第４の実施の形態とする。
図８は、本発明の第４の実施の形態における二次電池の充電回路を有する電源装置の構成例を示したブロック図であり、図８では、図１と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
【００７３】
図８における図１との相違点は、図１の第２直流電源３がなく、これに伴って、図１の電源切換回路部１２を電源切換回路部１２ｃにし、図１の充電回路５を充電回路５ｃにし、図１の電源装置１を電源装置１ｃにした。
図８において、電源装置１ｃは、第１直流電源２と、二次電池４と、充電回路５ｃとを備えている。
充電回路５ｃは、充電回路部１１と、前記第１電圧Ｖ１及び前記二次電池４の電圧である二次電池電圧Ｖｂをそれぞれ検出し、前記第１電圧Ｖ１又は二次電池電圧Ｖｂのいずれか１つを選択して充電回路部１１の電源として供給する電源切換回路部１２ｃとを備えている。
電源切換回路部１２ｃは、第１直流電源２及び二次電池４からそれぞれ電圧が入力されており、第１電圧Ｖ１及び二次電池電圧Ｖｂの内、最も大きい電圧値の電圧を充電回路部１１に電源として出力する。充電回路部１１は、電源切換回路部１２ｃから入力された電圧を電源にして作動する。
【００７４】
このような構成において、主電源である第１直流電源２に燃料電池を、二次電池４にリチウムイオン電池をそれぞれ使用した場合を例にして説明する。
充電されたリチウムイオン電池４の電圧Ｖｂは、一般的にその放電特性によると３.２Ｖから４.４Ｖの間にあり、充電回路部１１を駆動するのに十分な電圧を供給することができるため、電源切換回路部１２ｃはリチウムイオン電池４が最適であると判断し、リチウムイオン電池４が充電回路部１１の電源として使用される。
【００７５】
次に、燃料電池２のエネルギーは有限であるため、燃料を補充しなければ出力電圧は低下していき、電力を供給することができない状態になる。
仮に燃料を補充せずに燃料電池２がリチウムイオン電池４に電力を供給することができない状態になると、リチウムイオン電池４の電圧も低下していき、負荷１０をなす機器を駆動することができない状態になる。このような状態になると、該機器からユーザーに燃料が不足している情報が伝わり、燃料電池２への燃料の補給が行われる。このとき、燃料電池２は燃料が補給されて電力を供給することができる状態になるが、一方で、リチウムイオン電池４は、過放電状態にあり、充電回路部１１を駆動するのに十分な電圧を供給することができない。このような状態では、電源切換回路部１２ｃは、燃料電池２が最適であると判断し、燃料電池２が充電回路部１１の電源として使用される。
【００７６】
次に、図９は、図８の充電回路部１１及び電源切換回路部１２ｃの内部構成例を示した図であり、図９では、図２と同じもの又は同様のものは同じ符号で示している。なお、図９における充電回路部１１の構成及び動作は、図２の場合と同様であるのでその説明を省略する。
図９において、電源切換回路部１２ｃは、燃料電池２からの第１電圧Ｖ１の電圧検出を行い該検出結果を示した信号Ｓ１を生成して出力する第１電圧検出回路３１と、二次電池電圧Ｖｂの検出を行い該検出結果を示した信号Ｓｂを生成して出力する二次電池電圧検出回路３３とを備えている。
【００７７】
更に、電源切換回路部１２ｃは、入力された制御信号に応じて第１電圧Ｖ１又は二次電池電圧Ｖｂのいずれか１つを排他的に出力する切換スイッチ３４ｃと、該切換スイッチ３４ｃに対して、第１電圧検出回路３１及び二次電池電圧検出回路３３から入力された各信号から、第１電圧Ｖ１及び二次電池電圧Ｖｂの内、最も電圧値の大きい電圧を、制御回路２２を含む充電回路部１１を構成する素子の一部又はすべてに出力させる電源切換制御回路３５とを備えている。充電回路部１１におけるスイッチング素子Ｍ１、同期整流用スイッチング素子Ｍ２、電流検出回路２１及び制御回路２２、並びに電源切換回路部１２ｃは１つのＩＣに集積され、該ＩＣは端子Ｔ１〜Ｔ５を備えている。
【００７８】
端子Ｔ３と端子Ｔ４は外部で接続されており、端子Ｔ４と端子Ｔ５との間には抵抗Ｒ１が接続され、端子Ｔ４及びＴ５は電流検出回路２１にそれぞれ接続されている。また、二次電池電圧Ｖｂは、端子Ｔ５を介して、制御回路２２、切換スイッチ３４ｃの端子ｂ及び二次電池電圧検出回路３３にそれぞれ入力され、負荷１０は、端子Ｔ５に接続されて電源が供給されている。制御回路２２は、切換スイッチ３４ｃの共通端子ｃｏｍに接続され、該共通端子ｃｏｍから電源供給を受けている。切換スイッチ３４ｃは、電源切換制御回路３５からの制御信号Ｓｃによって切換制御が行われ、第１電圧Ｖ１は、切換スイッチ３４ｃの端子ａに入力されている。
【００７９】
このような構成において、第１電圧検出回路３１と二次電池電圧検出回路３３により、それぞれ燃料電池２とリチウムイオン電池４の接続状態及び出力電圧を検出し該検出結果を示す信号Ｓ１及びＳｂが電源切換制御回路３５にそれぞれ出力される。電源切換制御回路３５は、該信号Ｓ１及びＳｂに応じて切換スイッチ回路３４ｃを切り換えることにより、制御回路２２を含む充電回路部１１を構成する素子の一部又はすべての電源を、切換スイッチ回路３４ｃを介して燃料電池２又はリチウムイオン電池４のいずれか最適な電源から電源供給が行われるようにする。
【００８０】
このように、本第４の実施の形態における二次電池の充電回路は、電源切換回路部１２ｃによって、燃料電池や太陽電池といったように発電することにより第１直流電源２で生成された第１電圧Ｖ１、及び二次電池４の電圧である二次電池電圧Ｖｂの各電圧値の検出を行い、最も大きい電圧値の電圧を充電回路部１１に電源として出力し、充電回路部１１は、電源切換回路部１２ｃから入力された電圧を電源にして作動するようにした。このことから、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における二次電池の充電回路を有する電源装置の構成例を示したブロック図である。
【図２】図１の充電回路部１１及び電源切換回路部１２の内部構成例を示した図である。
【図３】制御回路２２の内部構成例を示した概略のブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における二次電池の充電回路を有する電源装置の構成例を示したブロック図である。
【図５】図４の充電回路部１１及び電源切換回路部１２ａの内部構成例を示した図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態における二次電池の充電回路を有する電源装置の構成例を示したブロック図である。
【図７】図６の充電回路部１１及び電源切換回路部１２ｂの内部構成例を示した図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態における二次電池の充電回路を有する電源装置の構成例を示したブロック図である。
【図９】図８の充電回路部１１及び電源切換回路部１２ｃの内部構成例を示した図である。
【符号の説明】
【００８２】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  電源装置
２  第１直流電源
３  第２直流電源
４  二次電池
５，５ａ，５ｂ，５ｃ  充電回路
７  昇圧回路
１０  負荷
１１  充電回路部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  電源切換回路部
１３  充電制御回路
２１  電流検出回路
２２  制御回路
３１  第１電圧検出回路
３２  第２電圧検出回路
３３  二次電池電圧検出回路
３４，３４ｂ，３４ｃ  切換スイッチ
３５  電源切換制御回路
Ｍ１  スイッチング素子
Ｍ２  同期整流用スイッチング素子
Ｌ１  インダクタ
Ｒ１，Ｒ２  抵抗
Ｃ１  コンデンサ
【図１】
2007221872.tif 000003
【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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【図９】
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