(57)【要約】      （修正有）【課題】電気二重層キャパシタからの電力供給アシストに基づいて、負荷の消費電力変動時のバッテリー出力電圧の変動を抑制できる高性能な電源システムを提供すること。【解決手段】少なくとも、電気二重層キャパシタと電流スイッチが直列接続された回路要素が、主バッテリーと並列接続されており、さらに、主バッテリーの出力電圧を経時的に監視する手段と、所定の閾値電圧を発生する手段と、主バッテリーの出力電圧と閾値電圧の比較結果に基づく適切なタイミングで電流スイッチを高抵抗状態から低抵抗状態に切り替える制御手段、とを少なくとも有している事を特徴とする電源システム。【選択図】図４
2007282347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、電気二重層キャパシタと電流スイッチが直列接続された回路要素が、主バッテリーと並列接続されており、さらに、主バッテリーの出力電圧を経時的に監視する手段と、所定の閾値電圧を発生する手段と、主バッテリーの出力電圧と閾値電圧の比較結果に基づく適切なタイミングで電流スイッチを高抵抗状態から低抵抗状態に切り替える制御手段、とを少なくとも有している事を特徴とする電源システム。
【請求項２】
電流スイッチは、相対的に高い閾値電圧で高抵抗状態から低抵抗状態への切り替え動作が為される第１の電流スイッチと、相対的に低い閾値電圧で高抵抗状態から低抵抗状態への切り替え動作が為される第２の電流スイッチとを並列に接続して構成され、第１の電流スイッチの低抵抗状態の直流抵抗値は１〜１０００００Ωの範囲で制御され、第２の電流スイッチの低抵抗状態の直流抵抗値は３００ｍΩ以下の値で制御される、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
電流スイッチは、所定の閾値電圧で高抵抗状態から低抵抗状態への切り替え動作が為される第１の電流スイッチと、第１の電流スイッチの切り替え動作が為された後、所定時間経過後に高抵抗状態から低抵抗状態への切り替え動作が為される第２の電流スイッチとを並列に接続して構成され、第１の電流スイッチの低抵抗状態の直流抵抗値は１〜１０００００Ωの範囲で制御され、第２の電流スイッチの低抵抗状態の直流抵抗値は３００ｍΩ以下の値で制御される、請求項１に記載の電源システム。
【請求項４】
閾値電圧は電気二重層キャパシタの耐電圧以下の範囲に設定される、請求項１〜３のいずれかに記載の電源システム。
【請求項５】
電気二重層キャパシタの容量（Ｃ）と内部抵抗（Ｒ）との積（ＣＲ積）が０．００１〜１（Ｆ・Ω）の範囲にある、請求項１〜４のいずれかに記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種のバッテリーとその補助電源としての電気二重層キャパシタを並列に接続してなる電源システムに関し、特に電気二重層キャパシタからの電力供給アシストに基づいて、負荷の消費電力変動時のバッテリー出力電圧の変動を抑制できる高性能な電源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、広く利用されてきている各種の携帯機器（携帯電話、携帯情報端末、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯オーディオ、ゲーム機、携帯電動工具等）においては、その性能、機能の高度化により、消費電力が増大の一歩をたどる傾向が観られている。
こうした状況に基づき、これら機器に内蔵されるバッテリー（アルカリ電池、ニッケルカドミウム電池、マンガン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等）に対しても、バッテリー交換なく、もしくは再充電することなく、連続使用できる時間をできる限り長くする事を目的に、各種の検討が為されている。
【０００３】
これらの検討の一つの方向性としては、バッテリー容量（容量密度）そのものの更なる向上であり、燃料電池に代表される容量密度の高い新しい電池の開発が進んでいる。
また一方、これらの機器の中には、瞬時的に大きな消費電力を必要とするアプリケーション（電波送信、モーター駆動等）を有するものが多く、こうした電力ピーク時に内蔵バッテリーに大きな負担がかかり、出力電圧が大きく低下したり、寿命が短くなったりする問題がある事から、前記と少し異なるアプローチとして、主電源としてのバッテリーと、電気二重層キャパシタ等に代表される容量型素子による補助電源を組み合わせた電源システムの提案が為されてきている。
【０００４】
例えば、キャパシタとリチウムイオン電池（８５０ｍＡｈ）を組み合わせたハイブリッド電源が開示されており、ハイブリット電源はリチウムイオン単電池に比べ、低温における大電流負荷時（１．５Ａ  ０．５ｍｓｅｃ）の容量が向上することが記載されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
また、キャパシタとリチウムイオン電池を組み合わせたハイブリット電源も開示されており（特許文献２参照）、２Ｃ負荷時においてもリチウムイオン電池には０．８Ｃ負荷しかかからないと記載されており、キャパシタとバッテリーの組み合わせ効果に関しては当業者が認めるところである。
【０００６】
しかしながら電源システムにキャパシタを組み込む事に関するコストアップや実装スペースの増加等のマイナス面を考慮すると、これまでに得られた主バッテリーとキャパシタの組み合わせ効果は必ずしも十分なものとは言えなかった為、更に効果を高める新たな手法の提案が強く求められていた。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２９４１３５号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術では達成し得なかった、電気二重層キャパシタからの電力供給アシストに基づいて、負荷の消費電力変動時のバッテリー出力電圧の変動を抑制できる高性能な電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電源システムは、
１．少なくとも、電気二重層キャパシタと電流スイッチが直列接続された回路要素が、主バッテリーと並列接続されており、さらに、主バッテリーの出力電圧を経時的に監視する手段と、所定の閾値電圧を発生する手段と、主バッテリーの出力電圧と閾値電圧の比較結果に基づく適切なタイミングで電流スイッチを高抵抗状態から低抵抗状態に切り替える制御手段、とを少なくとも有している事を特徴とする電源システム。
【００１０】
２．電流スイッチは、相対的に高い閾値電圧で高抵抗状態から低抵抗状態への切り替え動作が為される第１の電流スイッチと、相対的に低い閾値電圧で高抵抗状態から低抵抗状態への切り替え動作が為される第２の電流スイッチとを並列に接続して構成され、第１の電流スイッチの低抵抗状態の直流抵抗値は１〜１０００００Ωの範囲で制御され、第２の電流スイッチの低抵抗状態の直流抵抗値は３００ｍΩ以下の値で制御される、前記１の電源システム。
【００１１】
３．電流スイッチは、所定の閾値電圧で高抵抗状態から低抵抗状態への切り替え動作が為される第１の電流スイッチと、第１の電流スイッチの切り替え動作が為された後、所定時間経過後に高抵抗状態から低抵抗状態への切り替え動作が為される第２の電流スイッチとを並列に接続して構成され、第１の電流スイッチの低抵抗状態の直流抵抗値は１〜１０００００Ωの範囲で制御され、第２の電流スイッチの低抵抗状態の直流抵抗値は３００ｍΩ以下の値で制御される前記１の電源システム。
【００１２】
４．閾値電圧は電気二重層キャパシタの耐電圧値以下の範囲に設定される１〜３のいずれかの電源システム。
【００１３】
５．電気二重層キャパシタの容量（Ｃ）と内部抵抗（Ｒ）との積（ＣＲ積）が０．００１〜１（Ｆ・Ω）の範囲にある前記１〜４のいずれかの電源システム。
である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電気二重層キャパシタからの電力供給アシストに基づいて、負荷の消費電力変動時のバッテリー出力電圧の変動を抑制できる高性能な電源システムを提供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】
【００１５】
以下において、本発明を更に詳しく説明する。
まず始めに、従来から提案されている主バッテリーと電気二重層キャパシタを並列接続した電源システムの構成と動作について説明する。この従来の電源システムの回路の構成例を図１に示した。尚、ここでは一例として、負荷４における電力消費がパルス状のパターンであり、大きな時間変動を有するような状況を考える事にする。
【００１６】
図２に示す電圧波形は、電力供給源（電源部３）がバッテリー１のみであって、キャパシタ２が接続されていない場合の電源電圧（Ｖｃ）の挙動を模式的に表したものである。非通電区間（スイッチ素子３がオフ動作である状態）の電源電圧をＶ１とすると、通電区間（スイッチ素子３がオン動作である状態）の電源電圧はバッテリーの内部抵抗と出力電流の積で表される電圧降下の相当分低下して、Ｖ２となる。
【００１７】
一方、図３の実線はバッテリーが使用され、バッテリーの残存容量が減り、非通電区間の電源電圧がＶ１からＶ３に低下した状態を示している。この時、通電区間の電源電圧は図のようにＶ２からＶ４に低下し、基準電圧Ｖ０を下回っている。
【００１８】
さて通常、バッテリーを有する電源システムでは、バッテリー容量の残量を出力電圧の変化としてモニターし、所定の残量となった時点で、バッテリー交換等の警告を出すようなシステムが用いられている。すなわち電源電圧が終端電圧（カットオフ電圧）Ｖ０に接近した際に、まず何だかの警報（「バッテリー交換」等の画面表示、ランプ点灯等）が発せられる。そして、さらにバッテリー容量が消費されて、電源電圧がＶ０を下回った時点で、バッテリーの使用終了（システムオフ）の処置が為されるようになっている。
【００１９】
これに対し、キャパシタ２がバッテリー１に並列に接続された場合のバッテリー出力電圧の挙動が図３の破線に示されている。ここではキャパシタ２による出力電流のアシスト効果によって、通電区間の電源電圧が全般的に上昇している事が見て取れる。これは逆に見れば、通電区間の電源電圧が終端電圧Ｖ０に初めて達する際の非通電区間の電源電圧値が相対的に低くなる事を意味している。この事は、すなわちバッテリーの使用開始から使用終了に至るまでに、相対的により多くのバッテリー容量を消費することが可能、つまりバッテリーの使用時間を増加できるという事を意味している。
【００２０】
また更にキャパシタ２の出力電流のアシスト効果により、バッテリー１の出力電流が減少し、バッテリー１の内部抵抗に起因した電力損失（ジュール発熱損失）が低減されることによって、バッテリー１が初期に有している容量をより無駄なく利用することが可能になる。
【００２１】
さて以下に、本発明の電源システムの意図する所を説明する。
一般に携帯機器に用いられるバッテリー電源電圧の初期値は、電気二重層キャパシタの単一の耐電圧を上回っている場合が多い。有機系電解液を用いた一般のキャパシタの耐電圧が２．５〜２．７Ｖであるのに対し、たとえばアルカリ乾電池２直列で構成された電源の初期電圧は３〜３．２Ｖ、リチウム二次電池で構成された電源の初期電圧は４〜４．４Ｖ程度であるので、これらのバッテリーと並列にキャパシタを接続する場合には、キャパシタを２つ以上直列に接続する必要が生ずるが、単一使用の場合に比べ、トータルの内部抵抗の増加、実装スペースの増加等が伴い、好ましくない場合が多い。
【００２２】
しかしながら実際上、多くの携帯機器ではバッテリー終端電圧（Ｖ０）がキャパシタ単一の耐電圧以下の値に設定されている場合が多いので（２〜２．２Ｖ程度）、たとえばバッテリー電源電圧がキャパシタの耐電圧を超えている期間では実質的に両者の電気的接続を行わず、バッテリーの消費が進み、その電圧がキャパシタの耐電圧以下になった時に初めて、両者を電気的に接続するような電源システムが理想的であると考えられる。
このような電源システムの一例を図４に示した。
【００２３】
この制御手段は、
ａ）バッテリー出力電圧の監視手段７、ｂ）閾値電圧の発生手段６、ｃ）スイッチングタイミング制御手段８、ｄ）電流スイッチ５、を少なくとも含んで構成されている。
監視手段７は、例えば、バッテリー出力電圧の時間変動を監視し、その結果をモニター電圧の形で出力する回路を含むものである。監視手段７は、所定時間内でのバッテリー出力電圧の積分値もしくは平均値、最大値、最小値等を算出する手段を含んでいる事がより好ましい。具体的には、公知の積分回路、最大値、最小値のピークホールド回路等を用いたアナログ回路や、アナログデジタル変換回路とロジックＩＣとメモリーＩＣ等を組み合わせて構成したデジタル回路等が好ましく用いられる。
【００２４】
閾値電圧の発生手段６は、終端電圧Ｖ０より少なくとも高い電圧であって、かつキャパシタ１の耐電圧以下の電圧範囲において、所定の閾値電圧を発生させる手段を含むものであり、相対的に電圧が高い閾値電圧（ＶＨ）と、相対的に低い閾値電圧（ＶＬ）の少なくとも２つ以上の閾値電圧を発生させる手段を含んでいても良い。
【００２５】
具体的には、例えば、ツェナーダイオードや３端子レギュレータ等その他の定電圧源を利用したアナログ回路が好ましく用いられ、また公知のデジタル／ロジック回路上での数値情報設定による閾値電圧の発生も可能である。
【００２６】
スイッチングタイミング制御手段８は、監視手段７によるモニター電圧と、閾値電圧発生手段６による閾値電圧を比較して、あらかじめ定めたアルゴリズム等に則って、電流スイッチ５のスイッチングのタイミングを判断し、制御信号を電流スイッチ５に送る役割を有する。尚、スイッチングのタイミングは、少なくともバッテリー出力電圧が、キャパシタの耐電圧以下となる範囲で設定される。
【００２７】
具体的には、例えば、アナログ回路では公知のコンパレータ素子もしくは回路が好ましく用いられ、また公知のデジタル／ロジック回路上での数値情報処理を行う事によっても実現できる。
【００２８】
尚、前記のアルゴリズムについては、多様な設定が可能であるが、最も単純には、バッテリー出力電圧の瞬時値と閾値電圧の比較を行い、前者が後者を上回っている場合には、制御信号として電流スイッチ５に対してオフ制御信号（高抵抗状態の制御信号）を、下回っている場合にはオン制御信号（低抵抗状態の制御信号）を出力するような設定が可能である。
【００２９】
しかしながらバッテリー電圧ラインへの外乱ノイズやバッテリー出力電圧の異常変動等の影響を排除して、バッテリー容量の使用状況を正しく把握するためには、例えば、前述のように、所定時間内におけるバッテリー出力電圧の平均値や積分値を算出し、その算出値をモニター電圧とした上で、閾値電圧の大小関係を比較する形を基本とするアルゴリズムを用いた方がより好ましい場合もある。
【００３０】
また負荷消費電力の変動パターンやその大きさが比較的一定である場合には、例えば、前述のように、所定時間内のバッテリー出力電圧の最大値、最小値等のモニターを継続的に行っておくことにより、その変動パターンや最大変動幅を予測する事が可能となる場合がある。そのような場合には、バッテリーとキャパシタを接続すべき閾値電圧値を所定のアルゴリズムに基づいて最適に調整する事が可能になるので、このようなアルゴリズムも好ましく用いられる。
【００３１】
電流スイッチ５の抵抗値は、スイッチングタイミング制御手段８からの制御信号に基づいて、低抵抗状態（オン状態）、高抵抗状態（オフ状態）に対応した値に制御される。こうしたスイッチング動作を司る素子としては、各種の可変抵抗素子が好ましい。可変抵抗素子としては、具体的には、公知のリレー素子や、トランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子が好適に用いられる。尚、後者のスイッチング素子は通常、大きな電流を流せる方向は一方向に限定される場合が多いため、両方向に電流を流す必要のある場合には、例えば、電流を流せる向きが相異なり、それぞれ同じ閾値電圧で制御可能な２種の素子を並列に接続して用いるか、これら２種の素子が一体化して形成されたバイポーラ型の素子（例えばテキサスインスツルメント製  POWER-DISTRIBUTION SWICHES  TPS2024Pなど）を用いる方法等が好ましい。
【００３２】
これら電流スイッチは、そのオン状態（低抵抗状態）における抵抗値が大きいと、キャパシタの充放電電流の大きさが有意に制限されてしまうので、できる限り小さいものを用いる事が好ましく、直流抵抗値として少なくとも３００ｍΩ以下、より好ましくは２００ｍΩ以下、更に好ましくは１００ｍΩ以下、最も好ましくは５０ｍΩ以下である。
一方、オフ状態（高抵抗状態）の直流抵抗値は少なくとも１ＭΩ以上、より好ましくは１０ＭΩ以上、更に好ましくは１００ＭΩ以上である。
【００３３】
ところでバッテリーとキャパシタを最初に接続する際において、キャパシタの残存容量が少ない場合には、キャパシタの充電の為にバッテリーからキャパシタに大電流の供給が為され、それに伴ってバッテリーの電圧降下が発生し、出力電圧が大きく低下する可能性がある。バッテリーとキャパシタを接続するタイミングはバッテリーの終端電圧に近い領域であるので、ここで出力電圧の大きな低下が生じると、終端電圧に一瞬到達してしまい、システムシャットダウンの処置が自動的に為される恐れがある。
【００３４】
このような懸念を回避する方法としては、例えば、キャパシタとバッテリーを最初に接続する際のキャパシタ充電電流を制限する事が好ましい。
これを実現する一つの方法として、相対的に高い閾値電圧で動作する第１の電流スイッチと相対的に低い閾値電圧で動作する第２の電流スイッチを並列接続して用い、第１の電流スイッチとしては第２の電流スイッチよりも低抵抗状態の直流抵抗値が高く、所定の抵抗値範囲にあるものを用い、第２の電流スイッチとしては低抵抗状態の直流抵抗値として、できる限り低い抵抗値が実現できるものを用いるといった方法が挙げられる。
【００３５】
また、もう一つの実現方法として、所定の閾値電圧で動作する第１の電流スイッチと、その動作後、所定時間経過後に動作する第２の電流スイッチとを並列接続して用い、第１の電流スイッチとしては第２の電流スイッチよりも低抵抗状態の直流抵抗値が高く、所定の抵抗値範囲にあるものを用い、第２の電流スイッチとしては低抵抗状態の直流抵抗値として、できる限り低い抵抗値が実現できるものを用いるといった方法が挙げられる。
【００３６】
前者の方法に関する電源システムの一例を図５に示した。
ここで、電流スイッチ５Ａは相対的に高い閾値電圧で作動する第１の電流スイッチであり、５Ｂは相対的に低い閾値電圧で作動する第２の電流スイッチである。両者の閾値電圧について、相対的に高い方の閾値電圧をＶＨ、低い方の閾値電圧をＶＬとした場合、モニター電圧がＶＨを上回っている時には、スイッチングタイミング制御手段８は、双方の電流スイッチに対してオフ制御信号を、モニター電圧がＶＨ以下となって、かつＶＬを上回っている時には、電流スイッチ５Ｂにオフ制御信号、５Ａに対してオン制御信号を出力し、モニター電圧が基準電圧ＶＬ以下となった時には、双方の電流スイッチに対してオン制御信号を出力するように構成される。
【００３７】
第１の電流スイッチ５Ａは、バッテリー１からキャパシタ２への初期充電の制御のみの目的で設けられているが、前述のキャパシタ２への充電電流を制限する目的において、電流スイッチ５Ａの抵抗値は所定の範囲に選択される。第１の電流スイッチ５Ａの低抵抗状態における直流抵抗値は１〜１０００００Ωの範囲に制御される事が好ましい。１Ａ未満では、キャパシタ充電電流値が大きくなり過ぎ、好ましくなく、１０００００Ω超ではキャパシタ充電時間が非常に増大するので好ましくない。上記抵抗値は、より好ましくは５〜１００００Ω、更に好ましくは１０〜１０００Ωの範囲である。
【００３８】
尚、電流スイッチ５Ａの低抵抗状態における好適な抵抗値を実現する方法としては、例えば、オン抵抗の小さいスイッチング素子に、前記の好適な抵抗値範囲にある固定抵抗素子を直列に接続する方法、もしくは制御信号の電圧値により抵抗値が線形的に変化可能なスイッチング素子（一部のトランジスタ等）を単独で用いる事によって実現できる。
【００３９】
尚、閾値電圧ＶＨと閾値電圧ＶＬで、それぞれの好適な抵抗値範囲に抵抗値を制御可能な素子を用いる事が可能な場合には、電流スイッチを複数並列に設ける必要は必ずしもなく、一つに纏める事も可能である。
【００４０】
さて一方、電流スイッチ５Ｂは、キャパシタ２の実質的な充放電開始のタイミングをコントロールしており、バッテリー１とキャパシタ２と負荷４との間に生ずる充放電電流の大部分が電流スイッチ５Ｂを通して流れる。電流スイッチ５Ｂは、低抵抗状態での抵抗値はできる限り小さい値を取る事が好ましく、直流抵抗値として少なくとも３００ｍΩ以下、より好ましくは２００ｍΩ以下、更に好ましくは１００ｍΩ以下、最も好ましくは５０ｍΩ以下に制御可能である事が好ましい。
【００４１】
また後者の方法に関する電源システムの模式図を図６に示した。
前者の方法との大きな相違は、スイッチングタイミング制御手段８と第２の電流スイッチとの間に遅延回路９を設け、第２の電流スイッチについては閾値電圧に基づく制御を行わない点にある。
【００４２】
遅延回路９は公知のように電気信号の伝達を所定時間遅延させる電気回路であり、例えば、前段の回路からＯＮ信号を受けると、抵抗Ｒを介してキャパシタンスＣに充電が開始させ、キャパシタンンスＣが所定の充電電圧に達した時点で後段の回路に対しＯＮ信号を発するといった回路である。遅延時間については、キャパシタンスＣと抵抗Ｒの値（ＣとＲの値を乗じたＣＲ値）を設定することにより、適切な値に設定する事ができる。
【００４３】
すなわち前者の方法では、相対的に異なる閾値電圧を設定しておき、第２の電流スイッチは第１の電流スイッチよりも相対的に低い閾値電圧で作動するように設計が為されているが、後者の方法においては閾値電圧は単一の値に設定されており、この閾値電圧は第１の電流スイッチの制御のみに関わっている。第２の電流スイッチは単に、第１の電流スイッチよりも所定の時間だけ遅れてスイッチング動作を為すように制御されている。より具体的には、スイッチングタイミング制御手段８が第１の電流スイッチに対して、ＯＮ状態（低抵抗状態）の制御信号を発した時間（Ｔ０）の後、遅延回路９で設定された遅延時間（Ｔ１）の経過後に、遅延回路９から第２の電流スイッチに向けてＯＮ状態（低抵抗状態）の制御信号が発せられるといった制御が為される。
【００４４】
尚、遅延回路９で設定する遅延時間は第１の電流スイッチを通じた電気二重層キャパシタへの充電に要する時間を基に適切な値に設定する事が好ましいが、実使用上、概ね１０秒前後から１０分前後の時間に設定する事が好ましい。
【００４５】
尚、図５、図６の模式図には記載していないが、例えば、電流スイッチ５Ａの内部において、固定抵抗素子と並列に、オン抵抗の小さなスイッチング素子を接続し、閾値電圧ＶＬにおいてオン状態となるように制御しておくと、電流スイッチ５Ｂがオン状態となって、キャパシタの実質的な充放電が開始されると同時に、電流スイッチ５Ａの抵抗値も電流スイッチ５Ｂとほぼ同等レベルまで抵抗値が低下し、キャパシタの直列抵抗の低減が為されるので、本電源システムにおいて、キャパシタがよりスムーズに充放電を行う事が可能となる。
【００４６】
更に、本発明の電源システムにおいては、バッテリーとキャパシタの電気的接続が為された後の段階においても、機器の電源がＯＮである時（アプリケーション使用時）は電流スイッチを低抵抗状態で制御する一方で、電源ＯＦＦ時（アプリケーション不使用時）には電流スイッチを高抵抗状態に戻すといった制御を行う事も好ましく行われる。これによりキャパシタの接続された回路を通した電流漏洩を防ぐ事が可能になり、キャパシタに充電された電荷量の自然減少を抑制することができる。
【００４７】
このような機能の実現は、前記の電源システムに、機器電源のＯＮ／ＯＦＦ情報のモニター回路とそれに基づき電流スイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御信号とを対応させる制御回路を追加すること等により可能になる。
【００４８】
これらの各種の電気的制御手段に関しては、機器自身がバッテリー監視用の周辺回路（残存容量モニター回路、充放電制御回路、各種保護回路等）を有している場合には、ここで用いられている処理回路（ＣＰＵ、メモリー等の数値情報処置回路も含む）や素子をそのまま利用する事が可能であり、もしくは機器の他のアプリケーションで用いられている処理回路や素子を部分的に利用する事も好ましく行われる。
【００４９】
さて本発明の電源システムに用いる電気二重層キャパシタとしては、内部抵抗ができる限り小さなキャパシタが好適である。キャパシタの内部抵抗はキャパシタの内部構造、すなわち電極の仕様（厚み、面積、材料組成、モロフォルジー等）、電解液の種類、セパレータの仕様、捲回・スタック方法、外部端子の引き出し方法等に依存するが、同等の内部構造を有するキャパシタでは電極面積の増加（容量の増加）に伴い、内部抵抗が低下する傾向にある事から、キャパシタの内部構造由来の内部抵抗の大小を表す指標として、容量（Ｃ）と内部抵抗（Ｒ）の積（ＣＲ積）をここでは用いる。本発明ではＣＲ積が０．００１〜１（Ｆ・Ω）のキャパシタを用いる事が好ましい。尚、ＣＲ積の上限値は、より好ましくは０．７５（Ｆ・Ω）、更に好ましくは０．５（Ｆ・Ω）、最も好ましくは０．２５（Ｆ・Ω）である。
【００５０】
またキャパシタは、耐電圧や容量値等の必要に応じ、２つ以上のキャパシタを直列、もしくは並列に接続して用いられる。この場合、これら複数接続されたキャパシタ全体が有する容量値と内部抵抗値を乗じたＣＲ積の値が前記範囲にある事が好ましい。
【００５１】
尚、前記キャパシタの容量値としては、電圧０．５Ｖ、１Ｖ、１．５Ｖ、２Ｖでそれぞれ測定した微分容量値（ｄＱ／ｄＶ）の平均値を用い、内部抵抗値は周波数１ｋＨｚの正弦波により測定した値を用いる。
【００５２】
尚、キャパシタの外装形態としては、公知の円筒型や角型の金属缶タイプ、プラスチックモールドタイプ、フィルムラミネートタイプ等を用いる事ができるが、機器内での実装体積の低減にはフィルムラミネート型や基板表面への表面実装可能な平面状モールドタイプの外装形態が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】バッテリーとキャパシタを並列に接続した電源システムについて、従来の回路構成の例を表す模式図である。
【図２】図１の電源システムにおいて、電源部がバッテリーのみで構成された場合の、電源電圧の時間変動の挙動を表す模式図である。
【図３】図１の電源システムにおいて、電源部がバッテリーとキャパシタが並列に接続されて構成された場合の、電源電圧の時間変動の挙動を表す模式図である。
【図４】本発明の電源システムの回路構成の一例を表す模式図である。
【図５】本発明の電源システムの回路構成の他の一例を表す模式図である。
【図６】本発明の電源システムの回路構成の他の一例を表す模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
１．バッテリー
２．キャパシタ
３．電源部
４．負荷
５．電流スイッチ
５Ａ．第１の電流スイッチ
５Ｂ．第２の電流スイッチ
６．閾値電圧の発生手段
７．バッテリー電圧の監視手段
８．スイッチングタイミング制御手段
９．遅延回路
【図１】
2007282347.tif 000003
【図２】
2007282347.tif 000004
【図３】
2007282347.tif 000005
【図４】
2007282347.tif 000006
【図５】
2007282347.tif 000007
【図６】
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