(57)【要約】【課題】  低消費電力で電源電圧を監視回路に供給する。【解決手段】  電源供給装置は、複数の充電池セルの充電状態を監視する充電監視装置に電源電圧を供給する電源供給装置であって、前記充電監視装置に電源電圧を供給する第１の容量素子と、前記充電池セルから充電され、前記第１の容量素子に充電する第２の容量素子と、前記第１の容量素子と前記第２の容量素子とを接続する第１のスイッチ、及び前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続する第２のスイッチを含むスイッチ群と、前記スイッチ群を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１のスイッチによって前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続し、前記充電池セルによる前記第２の容量素子の充電を行う第１の制御と、前記第２のスイッチによって前記第２の容量素子と前記第１の容量素子とを接続し、前記第２の容量素子による前記第１の容量素子の充電を行う第２の制御とを、繰り返し行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の充電池セルの充電状態を監視する充電監視装置に電源電圧を供給する電源供給装置であって、
前記充電監視装置に電源電圧を供給する第１の容量素子と、
前記充電池セルから充電され、前記第１の容量素子に充電する第２の容量素子と、
前記第１の容量素子と前記第２の容量素子とを接続する第１のスイッチ、及び前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続する第２のスイッチを含むスイッチ群と、
前記スイッチ群を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１のスイッチによって前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続し、前記充電池セルによる前記第２の容量素子の充電を行う第１の制御と、
前記第２のスイッチによって前記第２の容量素子と前記第１の容量素子とを接続し、前記第２の容量素子による前記第１の容量素子の充電を行う第２の制御とを、繰り返し行う、
電源供給装置。
【請求項２】
前記第２の容量素子に充電する前記充電池セルは、前記複数の充電池セルのうち、最も電圧の大きい充電池セルである請求項１記載の電源供給装置。
【請求項３】
前記第２の容量素子に充電する前記充電池セルは、前記複数の充電池セルのうち、最も電圧の大きい充電池セルと、該最も電圧の大きい充電池セルと直列された充電池セルとを含む２以上の充電池セルである請求項１記載の電源供給装置。
【請求項４】
前記スイッチ群は、電源回路と前記第1の容量素子及び前記第２の容量素子とを接続するスイッチを有し、
前記制御部は、前記充電監視装置が前記複数の充電池セルの状態の監視を始めるまでの起動期間は、前記電源回路、前記第１の容量素子、及び前記第２の容量素子が並列接続されるように前記スイッチ群を制御し、前記第１の容量素子が所定の電圧となった後に前記第１の制御及び前記第２の制御を繰り返す請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源供給装置。
【請求項５】
前記第１の制御及び前記第２の制御を繰り返している間に、前記第１の容量素子の電圧が第１の値より小さくなった場合、前記制御部は、前記第１の容量素子と前記電源回路とを接続するよう前記スイッチ群を制御し、
前記第１の容量素子と前記電源回路とが接続している間に、前記第１の容量素子の電圧が第２の値より大きくなった場合、前記制御部は、前記第１の制御及び前記第２の制御を繰り返す
請求項４に記載の電源供給装置。
【請求項６】
前記電源回路は、前記複数の充電池セルのうち直列接続された２つ以上の所定の電池セルである請求項４または請求項５に記載の電源供給装置。
【請求項７】
前記電源回路は、前記複数の充電池セルであり、
前記電源回路の電圧を降圧する降圧回路を備え、前記制御部は、前記第１の容量素子と前記電源回路とが前記降圧回路を介して接続されるように前記スイッチ群を制御する請求項４〜６のいずれか１項に記載の電源供給装置。
【請求項８】
前記第１の制御及び前記第２の制御を繰り返している間に、前記第１の容量素子の電圧が第３の値より大きくなった場合、前記制御部は、前記第２の容量素子の両端が開放されるように前記スイッチ群を制御し、
前記第２の容量素子の両端が開放される間に、前記第１の容量素子の電圧が第４の値より小さくなった場合、前記制御部は、前記第１の制御及び前記第２の制御を繰り返す
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源供給装置。
【請求項９】
前記第１の制御及び前記第２の制御を繰り返している間に、前記第１の容量素子の電圧が第３の値より大きくなった場合、前記制御部は、前記第２の容量素子と前記複数の充電池セルのうち電圧が最も小さい充電池セルとを接続するよう前記スイッチ群を制御し、
前記第２の容量素子と前記複数の充電池セルのうち最も電圧が小さい充電池セルとが接続する間に、前記第１の容量素子の電圧が第４の値より大きくなった場合、前記制御部は、前記第１の制御及び前記第２の制御を繰り返す
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源供給装置。
【請求項１０】
複数の充電池セルの充電状態を監視する充電監視装置に第１の容量素子に充電された電源電圧を供給する電源供給装置の前記第１の容量素子への充電方法であって、
前記充電池セルと第２の容量素子とが接続され、前記第２の容量素子が前記充電池セルから充電される第１のステップと、
前記第２の容量素子と前記第１の容量素子とが接続され、前記第１の容量素子が前記第２の容量素子から充電される第２のステップを備え、
前記第１のステップ及び前記第２のステップを繰り返すことで前記第１の容量素子を充電する充電方法。
【請求項１１】
複数の充電池セルと、
前記複数の充電池セルの充電状態を監視する充電監視装置と、
前記充電監視装置に電源電圧を供給する電源供給装置とを備え、
前記電源供給装置は、
前記充電監視装置に電源電圧を供給する第１の容量素子と、
前記充電池セルから充電され、前記第１の容量素子に充電する第２の容量素子と、
前記第１の容量素子と前記第２の容量素子とを接続する第１のスイッチ、及び前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続する第２のスイッチを含むスイッチ群と、
前記スイッチ群を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１のスイッチによって前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続し、前記充電池セルによる前記第２の容量素子の充電を行う第１の制御と、
前記第２のスイッチによって前記第２の容量素子と前記第１の容量素子とを接続し、前記第２の容量素子による前記第１の容量素子の充電を行う第２の制御とを、繰り返し行う
充電池セルユニット。
【請求項１２】
複数の充電池セルと、
前記複数の充電池セルの充電状態を監視する充電監視装置と、
前記充電監視装置に電源電圧を供給する電源供給装置と、を備え、
前記電源供給装置は、
前記充電監視装置に電源電圧を供給する第１の容量素子と、
前記充電池セルから充電され、前記第１の容量素子に充電する第２の容量素子と、
前記第１の容量素子と前記第２の容量素子とを接続する第１のスイッチ、及び前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続する第２のスイッチを含むスイッチ群と、
前記スイッチ群を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１のスイッチによって前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続し、前記充電池セルによる前記第２の容量素子の充電を行う第１の制御と、
前記第２のスイッチによって前記第２の容量素子と前記第１の容量素子とを接続し、前記第２の容量素子による前記第１の容量素子の充電を行う第２の制御とを、繰り返し行う
充電池セルユニットを複数有する充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源供給装置、充電方法、充電池モジュール、及び充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池パックなど充電・放電を繰り返し行える充電装置が知られている。充電装置には、充電池セルが複数直列接続された充電池セルユニットを複数直列接続した構成を有するものがある。充電装置の充放電を行うと、各充電池セルが充放電され、各充電池セルの充電状態が変化する。充放電を繰り返すことによって、各充電池セルの充電状態は、セルによってばらつきが生じる。各セルの充電状態がばらついたまま充放電を繰り返すと、充電池セルの寿命が短くなってしまう。特許文献１には、各充電池セルの充電状態を監視し、充電状態に応じて充電装置の充放電を制御することで充電池セルの寿命を延ばす方法が開示されている。
【０００３】
各充電池セルの充電状態を監視する監視回路を小型化、低コスト化するために、監視回路のＬＳＩ（Large Scale Integration）化が望まれている。監視回路をＬＳＩ化するためには、回路を低耐圧のＭＯＳトランジスタ等で構成する必要がある。監視回路を低耐圧回路で構成すると、監視回路に供給する電圧も低圧とする必要がある。そこで、特許文献２では、低電圧駆動の監視回路に、充電池セルユニットの電圧を降圧して低圧の電源電圧を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８２９４５３号
【特許文献２】特開２０１０−１２４５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に開示されるように、充電池セルユニットの電圧を降圧して監視回路に電源電圧を供給する場合、ＤＣ−ＤＣコンバータやシリーズレギュレータ等の降圧回路が必要となる。
【０００６】
ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて充電池セルユニットの電圧を降圧する場合、外付けのコイルや大容量のキャパシタが必要となり、部品点数、実装面積等が増大することからＬＳＩ化が難しいという問題がある。
【０００７】
また、シリーズレギュレータを用いる場合、ＤＣ−ＤＣコンバータと比較してＬＳＩ化は容易であるが、供給元の充電池セルユニットの電圧に対する出力電圧（電源電圧）の差がそのまま損失となり、消費電力が増大するという問題がある。例えば、３Ｖの充電池セルを１６個直列接続した充電池セルユニットの場合、供給元である充電池セルユニットの電圧は４８Ｖである。このとき、監視回路が降圧後の電源電圧３Ｖで５ｍＡ消費すると、降圧回路で（４８Ｖ−３Ｖ）×５ｍＡ＝２２５ｍＷ消費することになる。このようにシリーズレギュレータを用いると、多くの電力が消費され効率が悪いという問題がある。また、消費された電力が熱に変換されるとこの熱による問題も発生する。
【０００８】
本開示は、上述の点を鑑みてなされたものであり、低消費電力で電源電圧を監視回路に供給できる電源供給装置、充電方法を提供するものである。
【０００９】
また、本開示は、かかる電源供給装置を備えた充電池モジュール、充電装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示に係る電源供給装置は、複数の充電池セルの充電状態を監視する充電監視装置に電源電圧を供給する電源供給装置であって、前記充電監視装置に電源電圧を供給する第１の容量素子と、前記充電池セルから充電され、前記第１の容量素子に充電する第２の容量素子と、前記第１の容量素子と前記第２の容量素子とを接続する第１のスイッチ、及び前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続する第２のスイッチを含むスイッチ群と、前記スイッチ群を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１のスイッチによって前記充電池セルと前記第２の容量素子とを接続し、前記充電池セルによる前記第２の容量素子の充電を行う第１の制御と、前記第２のスイッチによって前記第２の容量素子と前記第１の容量素子とを接続し、前記第２の容量素子による前記第１の容量素子の充電を行う第２の制御とを、繰り返し行う。
【００１１】
第２の容量素子をチャージポンプとして利用し、充電池セルから第２の容量素子を介して第１の容量素子を充電することで、低消費電力で第１の容量素子を充電することができる。これにより、電源供給装置は、低消費電力で電源電圧を監視回路に供給できる。
【００１２】
本開示に係る充電方法は、複数の充電池セルの充電状態を監視する充電監視装置に第１の容量素子に充電された電源電圧を供給する電源供給装置の前記第１の容量素子への充電方法であって、前記充電池セルと第２の容量素子とが接続され、前記第２の容量素子が前記充電池セルから充電される第１のステップと、前記第２の容量素子と前記第１の容量素子とが接続され、前記第１の容量素子が前記第２の容量素子から充電される第２のステップを備え、前記第１のステップ及び前記第２のステップを繰り返すことで前記第１の容量素子を充電する。
【００１３】
本開示に係る充電池モジュールは、複数の充電池セルと、前記複数の充電池セルの充電状態を監視する充電監視装置と、前記充電監視装置に電源電圧を供給する上述した電源供給装置とを備える。
【００１４】
本開示に係る充電装置は、上述した充電池セルユニットを複数有する。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、低消費電力で電源電圧を監視回路に供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る充電装置を示す図。
【図２】第１実施形態に係る充電池モジュールを示す図。
【図３】第１実施形態に係る充電池モジュールを示す図。
【図４】第１実施形態に係る電源供給装置の動作を示すタイミングチャート。
【図５】第１実施形態に係る起動時充電動作時における電源供給装置を示す図。
【図６】第１実施形態に係る起動時充電動作を示すフローチャート。
【図７】第１実施形態に係る通常充電処理時における電源供給装置を示す図。
【図８】第１実施形態に係る通常充電処理時における電源供給装置を示す図。
【図９】第１実施形態に係る上限監視処理を示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態に係る下限監視処理を示すフローチャート。
【図１１】第１実施形態に係る電源監視部を示す図。
【図１２】第１実施形態の変形例に係る上限監視処理を示すフローチャート。
【図１３】第１実施形態の変形例に係る上限監視処理時における電源供給装置を示す図。
【図１４】第２実施形態に係る充電池モジュールを示す図。
【図１５】第３実施形態に係る充電池モジュールを示す図。
【図１６】第３実施形態に係る起動時充電動作時における電源供給装置を示す図。
【図１７】第３実施形態に係る通常充電処理時における電源供給装置を示す図。
【図１８】第３実施形態に係る通常充電処理時における電源供給装置を示す図。
【図１９】第４実施形態に係る充電池モジュールを示す図。
【図２０】第５実施形態に係る充電池モジュールを示す図。
【図２１】第６実施形態に係る充電池モジュールを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る充電装置１を示す図である。充電装置１は、充電監視モジュール１１と充電池セルユニット１２とを有する複数の充電池モジュール１０と、充電監視制御部３とを備える。複数の充電池モジュール１０をあわせて充電ユニット２とも称する。
【００１８】
各充電池モジュール１０と充電監視制御部３とは、例えばＢＵＳなどの信号線で接続されている。充電監視制御部３は、各充電監視モジュール１１に充電池セルユニット１２の監視を開始させる指示や、監視を終了させる指示等を行う。充電監視制御部３は、充電監視モジュール１１から通知される各充電池セルユニット１２の充電状態を元に、充電装置１に充電を行うか否かを決定したり、図示しない外部装置に充電装置１の充電状態を通知したりする。
【００１９】
次に、図２を用いて充電池モジュール１０の詳細を説明する。充電池モジュール１０の充電池セルユニット１２は、複数の充電池セルＣ１，Ｃ２，・・・，Ｃ１６を有する。充電池セルＣ１，Ｃ２，・・・，Ｃ１６は、例えばリチウムイオン電池セルのように充・放電を繰り返し行える二次電池セルである。
充電池セルＣ１，Ｃ２，・・・，Ｃ１６は、充電池セルユニット１２の負極端子Ｖ−側から順に直列に接続されている。１つの充電池セルは、中心電位が３．２Ｖ、下限電位が２．５Ｖ，上限電位が４Ｖとする。なお、充電池セルの電位や充電池セルの接続数（本実施形態では１６）は一例であり、上述した以外の電圧範囲や接続数としてもよい。
【００２０】
充電監視モジュール１１は、充電監視装置１１０と、充電監視装置１１０に電源電圧を供給する電源供給装置１００を備えている。
【００２１】
充電監視装置１１０は、充電状態を測定する充電池セルを選択する測定セル選択部１１１と、測定セル選択部１１１が選択した充電池セルの電圧をデジタルの電圧信号に変換するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１１２と、ＡＤＣ１１２が出力する電圧信号に信号処理を施し、測定した充電状態を充電監視制御部３に出力するロジック回路１１３とを備える。
【００２２】
測定セル選択部１１１は、図示しない複数のスイッチを有しており、例えばロジック回路１１３からの指示に従ってスイッチをオン・オフすることで測定する充電池を選択する。ＡＤＣ１１２及びロジック回路１１３は、例えばＭＯＳトランジスタなどで構成される低耐圧の回路である。ＡＤＣ１１２及びロジック回路１１３は、いずれも電源供給装置１００から供給される電源電圧によって動作する。ＡＤＣ１１２やロジック回路１１３など充電監視装置１１０が有する低耐圧で動作する構成要素をあわせて低耐圧回路と称する。本実施形態では、低耐圧回路の最大動作電圧を３．６Ｖ、最小動作電圧を２．７Ｖとして説明する。
【００２３】
電源供給装置１００は、電源監視部１０１と、セル選択部１０２と、第１、第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２と、第１のキャパシタＣ＿Ｖと、第２のキャパシタＣ＿ｆとを有している。
【００２４】
第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆを除く電源供給装置１００、及び充電監視装置１１０（図２の一点鎖線内に示す部分）は、いずれもＭＯＳトランジスタ等で構成でき、容易にＬＳＩ化することができる。
【００２５】
図３を用いて電源供給装置１００の詳細を説明する。図３は、充電池モジュール１０を示す図であるが、簡略化のため測定セル選択部１１１の図示を省略している。
【００２６】
セル選択部１０２は、複数のスイッチで構成される。セル選択部１０２は、各充電池セルの負極端子側を選択するＬｏｗスイッチＳＬ０〜ＳＬ１５と、各充電池セルの正極端子側を選択するＨｉｇｈスイッチＳＨ１〜ＳＨ１６とを有する。
【００２７】
ＬｏｗスイッチＳＬ０〜ＳＬ１５は、一端が充電池セルユニット１２の負極端子Ｖ−側から順に充電池セルの負極端子に接続され、他端が第２のキャパシタＣ＿ｆの一端に接続される。例えば、ＬｏｗスイッチＳＬ０は、一端が充電池セルＣ１の負極端子に、他端が第２のキャパシタＣ＿ｆの一端に接続される。ＬｏｗスイッチＳＬ１は、一端が充電池セルＣ２の負極端子に、他端が第２のキャパシタＣ＿ｆの一端に接続される。このようにＬｏｗスイッチＳＬ０〜ＳＬ１５は、直列接続された充電池セルＣ１〜Ｃ１６の負極端子にそれぞれ接続される。
【００２８】
ＨｉｇｈスイッチＳＨ１〜ＳＨ１６は、一端が充電池セルユニット１２の負極端子Ｖ−側から順に充電池セルの正極端子に接続され、他端が第２のキャパシタＣ＿ｆの他端に接続される。例えば、ＨｉｇｈスイッチＳＨ１は、一端が充電池セルＣ１の正極端子に接続され、他端が第２のキャパシタＣ＿ｆの他端に接続される。ＨｉｇｈスイッチＳＨ１６は、一端が充電池セルＣ１６の正極端子に接続され、他端が第２のキャパシタＣ＿ｆの他端に接続される。このようにＨｉｇｈスイッチＳＨ１〜ＳＨ１６は、直列接続された充電池セルＣ１〜Ｃ１６の正極端子にそれぞれ接続される。
【００２９】
第１のキャパシタＣ＿Ｖは、一端が充電池セルユニット１２の負極端子Ｖ−に接続され、他端が第１のスイッチＳＷ１を介して充電池セルＣ２の正極端子に接続される。また、第１のキャパシタＣ＿Ｖの他端には、第２のスイッチＳＷ２を介して第２のキャパシタＣ＿ｆの他端が接続される。第１のキャパシタＣ＿Ｖの他端は、低耐圧回路に接続されており、第１のキャパシタＣ＿Ｖは、低耐圧回路に電源電圧ＶＤＤを供給する。
【００３０】
第２のキャパシタＣ＿ｆの一端は、ＬｏｗスイッチＳＬ０〜ＳＬ１５の他端に接続される。第２のキャパシタＣ＿ｆの他端は、ＨｉｇｈスイッチＳＨ１〜ＳＨ１６の他端及び第２のスイッチＳＷ２を介して第１のキャパシタＣ＿Ｖの他端に接続される。第２のキャパシタＣ＿ｆは、第１のキャパシタＣ＿Ｖを充電するチャージポンプとして動作する。
【００３１】
電源監視部１０１は、電源電圧ＶＤＤの値や、ロジック回路１１３が有するクロック信号に基づいてセル選択部１０２及び第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２を制御する制御部として動作する。セル選択部１０２及び第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２をまとめてスイッチ群とも称する。電源監視部１０１は、スイッチ群を制御することで、第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆの充放電を制御する。
【００３２】
次に、図４を用いて電源供給装置１００の動作について説明する。図４は、スイッチ群の動作及び第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆの充電状態を示すタイミングチャートである。
【００３３】
（起動時充電動作）
例えば、充電装置１が図示しないコンセントなどの外部電源やＰＣなどの外部装置に接続され充放電を開始するなどして、充電監視装置１１０が充電池セルユニット１２の充電状態の監視を始める場合、電源監視部１０１は、まず第１のキャパシタＣ＿Ｖに一定電圧が充電されるようにスイッチ群を制御する。具体的には、図４に示すように、電源監視部１０１は、時刻ｔ１のタイミングで第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、及びＬｏｗスイッチＳＬ０をオンし、それ以外のスイッチをオフするようにスイッチ群を制御する。
【００３４】
図５に時刻ｔ１における充電池モジュール１０の回路図を示す。第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、及びＬｏｗスイッチＳＬ０をオンし、その他のスイッチをオフとすることで、図５（ａ）の破線で示すように第１のキャパシタＣ＿Ｖ、第２のキャパシタＣ＿ｆ、及び充電池セルＣ１，Ｃ２が並列接続される。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す充電池モジュール１０の接続状態を示す等価回路である。第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆは、充電池セルＣ１，Ｃ２から充電される。
【００３５】
このように、充電監視装置１１０が充電池セルユニット１２の充電状態の監視を始める場合、電源監視部１０１は、まず第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆに、電圧が一定値以上であり安定した電源である電源回路から充電を行う。これは、充電監視装置１１０が充電状態の監視を停止している場合、第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆの充放電も停止しており、第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆの電圧が低下している可能性があるためである。
【００３６】
そこで、充電監視装置１１０が充電池セルユニット１２の充電状態の監視を始める場合、図４に示すように一定の電圧Ｖｓを保持している電源回路から第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆの充電を行う。これにより、図４に示すように短期間で第１のキャパシタＣ＿Ｖの電圧を所定の電源電圧まで上昇させることができる。なお、本実施形態では、電源回路を直列接続された充電池セルＣ１，Ｃ２としている。これ以外の充電池セルを電源回路としてもよく、例えば３つ以上直列接続された充電池セルを電源回路としてもよい。また、充電監視装置１１０が充電池セルユニット１２の充電状態の監視を始める場合に、第１のキャパシタＣ＿Ｖが所定の電源電圧になるまでの動作を起動時充電動作と称する。
【００３７】
図６を用いて起動時充電動作の詳細を説明する。まず電源監視部１０１は、充電池セルユニット１２の充電状態の監視を始める場合、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、及びＬｏｗスイッチＳＬ０をオンし、その他のスイッチをオフするようにスイッチ群を制御する（ステップＳ１０１）。これにより、図５に示すように第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆに電源回路である充電池セルＣ１，Ｃ２から充電が開始される。
【００３８】
第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆに充電が開始されると、図４に示すように第１のキャパシタＣ＿Ｖの電圧及び第２のキャパシタＣ＿ｆの電圧が上昇する。電源監視部１０１は、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電圧、具体的には第１のキャパシタＣ＿Ｖの他端の電源電圧ＶＤＤを監視する。電源監視部１０１は、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１以上か否かを判断する（図６のステップＳ１０２）。本実施形態では、第１の電圧Ｖｍｉｎ１を低耐圧回路の最低動作電圧である２．７Ｖより大きい２．９Ｖとする。
【００３９】
第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１を超えない場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、電源監視部１０１はステップＳ１０１に戻り第１のキャパシタＣ＿Ｖへの充電を継続する。一方、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１以上となった場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、電源監視部１０１は第１のスイッチＳＷ１をオフし、起動時充電動作を終了する（ステップＳ１０３）。
【００４０】
（通常充電動作）
図４に戻る。図４に示すように時刻ｔ２で第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆの電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１となると、電源監視部１０１は起動充電動作から通常充電動作に移行する。電源監視部１０１は、通常充電動作時に通常充電処理、上限監視処理、及び下限監視処理の３つの処理を行う。
【００４１】
（通常充電処理）
通常充電処理について説明する。通常充電処理では、ロジック回路１１３が生成するクロック信号に基づいて、第２のキャパシタＣ＿ｆがチャージポンプ動作を行う。クロック信号は、ロジック回路１１３に電源電圧が供給されてから生成されるため、図４に示すように時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は生成されず、ロジック回路１１３に最低動作電圧以上の電源電圧ＶＤＤが供給されロジック回路１１３が動作開始した後の時刻ｔ２以降に生成される。
【００４２】
まず電源監視部１０１は、クロック信号がＬｏｗの期間（第１の期間）、所定の充電池セルから第２のキャパシタＣ＿ｆが充電されるようにスイッチ群を制御する（第１の制御）。具体的には、電源監視部１０１は、クロック信号の立ち下がり時に、複数の充電池セルＣ１〜Ｃ１６のうち電圧が最も高い充電池セルと第２のキャパシタＣ＿ｆとを接続するようスイッチ群を制御する。ここでは、充電池セルＣ３が最も電圧が高い充電池セルとして説明する。
【００４３】
電源監視部１０１は、クロック信号の立ち下がり時（時刻ｔ２）にＬｏｗスイッチＳＬ２及びＨｉｇｈスイッチＳＨ３をオンとし、それ以外のスイッチをオフとするようにスイッチ群を制御する。これにより、図７（ａ）に示すように第２のキャパシタＣ＿ｆの一端が充電池セルＣ３の負極端子に接続され、第２のキャパシタＣ＿ｆの他端が充電池セルＣ３の正極端子に接続される。図７（ｂ）は図７（ａ）に示す充電池モジュール１０の接続状態を示す等価回路である。このように第２のキャパシタＣ＿ｆと充電池セルＣ３とを接続することで、第２のキャパシタＣ＿ｆの電位が充電池セルＣ３の電位相当となるように第２のキャパシタＣ＿ｆを充電する。
【００４４】
図４に戻る。次に電源監視部１０１は、クロック信号がＨｉｇｈの期間（第２の期間）、第１のキャパシタＣ＿Ｖが第２のキャパシタＣ＿ｆから充電されるようにスイッチ群を制御する（第２の制御）。具体的には、電源監視部１０１は、クロック信号の立ち上がり時に、第１のキャパシタＣ＿Ｖと第２のキャパシタＣ＿ｆとが接続するようスイッチ群を制御する。
【００４５】
電源監視部１０１は、クロック信号の立ち上がり時（時刻ｔ３）に第２スイッチＳＷ２、及びＬｏｗスイッチＳＬ０をオンとし、それ以外のスイッチをオフとするようにスイッチ群を制御する。これにより、図８（ａ）に示すように第１のキャパシタＣ＿Ｖの一端が第２のキャパシタＣ＿ｆの一端に接続され、第１のキャパシタＣ＿Ｖの他端が第２のキャパシタＣ＿ｆの他端に接続される。図８（ｂ）は図８（ａ）に示す充電池モジュール１０の接続状態を示す等価回路である。このように第１のキャパシタＣ＿Ｖと第２のキャパシタＣ＿ｆとを接続することで、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電位が第２のキャパシタＣ＿ｆの電位相当となるように、第２のキャパシタＣ＿ｆから第１のキャパシタＣ＿Ｖに充電を行う。
【００４６】
続いて電源監視部１０１は、次の第１の期間に第２のキャパシタＣ＿ｆと電圧が最大の充電池セルとを接続するようスイッチ群を制御する。このように、電源監視部１０１が、第２のキャパシタＣ＿ｆと電圧が最大の充電池セルとが接続する第１の期間と、第１のキャパシタＣ＿Ｖと第２のキャパシタＣ＿ｆとが接続する第２の期間とを繰り返すようにスイッチ群を制御する。これにより、第２のキャパシタＣ＿ｆがチャージポンプとして動作し、第１のキャパシタＣ＿Ｖが第２のキャパシタＣ＿ｆによって所定の電圧範囲に充電されるようになる。
【００４７】
なお、上述した通常充電処理では、第１の期間をクロック信号がＬｏｗの期間、第２の期間をクロック信号がＨｉｇｈの期間としたが、例えば第１の期間、第２の期間をそれぞれクロック信号の１周期（Ｈｉｇｈ及びＬｏｗの期間）とし１周期毎に第１の制御、第２の制御を繰り返すようにしてもよい。第１の制御を行う第１の期間と第２の制御を行う第２の期間の長さは、スイッチ群のＯＮ抵抗及び第２のキャパシタＣ＿ｆの容量値によって決定される。またスイッチ群のＯＮ抵抗及び第２のキャパシタＣ＿ｆの容量値は、充電監視装置１１０に必要な電源電圧等の値を満たすように決定される。本実施形態では、電源監視部１０１は、電圧が最大の充電池セルをロジック回路１１３からの通知を元に決定するが、起動充電動作から通常充電動作に切り替わったときなどに最大電圧の充電池セルが選択できなかった場合は、予め決められた充電池セルを選択するようにしてもよい。
【００４８】
（上限監視処理）
次に図９を用いて電源監視部１０１による上限監視処理を説明する。上限監視処理は、電源監視部１０１が通常充電処理を行っている場合に、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが所定値を上回っているか否かを監視する処理である。
【００４９】
電源監視部１０１は、通常充電処理を行っている間、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤを監視し、電源電圧ＶＤＤが第３の電圧Ｖｍａｘ１以上か否かを判断する（ステップＳ２０１）。第３の電圧Ｖｍａｘ１は、低耐圧回路の動作電圧の最大値３．６Ｖより小さい値とし、本実施形態では３．５Ｖとする。
【００５０】
電源電圧ＶＤＤが第３の電圧Ｖｍａｘ１より小さい場合（ステップＳ２０１のＮｏ）、電源監視部１０１は、電源電圧ＶＤＤの監視及び通常充電処理を継続する。一方、電源電圧ＶＤＤが第３の電圧Ｖｍａｘ１以上となった場合（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、電源監視部１０１は、通常充電処理を中断し、全てのスイッチをオフするようにスイッチ群を制御する（ステップＳ２０２）。
【００５１】
電源監視部１０１が全てのスイッチをオフすると、第１のキャパシタＣ＿Ｖは低耐圧に電源電圧を供給するが、第１のキャパシタＣ＿Ｖに第２のキャパシタＣ＿ｆから充電されることがない。従って、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが下降する。
【００５２】
電源監視部１０１は、全てのスイッチをオフとした後も電源電圧ＶＤＤを監視し、電源電圧ＶＤＤが第４の電圧Ｖｍａｘ２以下となったか否かを判断する（ステップＳ２０３）。電源電圧ＶＤＤが第４の電圧Ｖｍａｘ２より大きい場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、電源監視部１０１は、全てのスイッチをオフしたまま電源電圧ＶＤＤの監視を継続する。一方、電源電圧ＶＤＤが第４の電圧Ｖｍａｘ２以下となった場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、電源監視部１０１は、中断していた通常充電処理を再開するとともに、ステップＳ２０１に戻り電源電圧ＶＤＤの監視を継続する。第４の電圧Ｖｍａｘ２は、第３の電圧Ｖｍａｘ１より小さい値とし、本実施形態では３．４Ｖとする。
【００５３】
（下限監視処理）
図１０を用いて電源監視部１０１による下限監視処理を説明する。下限監視処理は、電源監視部１０１が通常充電処理を行っている場合に、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが所定値を下回っているか否かを監視する処理である。
【００５４】
電源監視部１０１は、通常充電処理を行っている間、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤを監視し、電源電圧ＶＤＤが第２の電圧Ｖｍｉｎ２以下か否かを判断する（ステップＳ３０１）。第２の電圧Ｖｍｉｎ２は、低耐圧回路の動作電圧の最小値２．７Ｖより大きい値とし、本実施形態では２．８Ｖとする。
【００５５】
電源電圧ＶＤＤが第２の電圧Ｖｍｉｎ２より大きい場合（ステップＳ３０１のＮｏ）、電源監視部１０１は、電源電圧ＶＤＤの監視及び通常充電処理を継続する。一方、電源電圧ＶＤＤが第２の電圧Ｖｍｉｎ２以下となった場合（ステップＳ３０１のＹｅｓ）、電源監視部１０１は、通常充電処理を中断し、第１のキャパシタＣ＿Ｖが安定電源である電源回路（本実施形態では充電池セルＣ１，Ｃ２）から充電されるようにスイッチ群を制御する。具体的には、電源監視部１０１は、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、及びＬｏｗスイッチＳＬ０をオンとし、それ以外のスイッチをオフとするようスイッチ群を制御する（ステップＳ３０２）。これにより、充電池モジュール１０は、図５に示す接続状態となり、第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆが電源回路である充電池セルＣ１，Ｃ２から充電され、電源電圧ＶＤＤが上昇する。
【００５６】
電源監視部１０１は、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、及びＬｏｗスイッチＳＬ０をオンとした後も電源電圧ＶＤＤを監視する。電源監視部１０１は、電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１以上となったか否かを判断する（ステップＳ３０３）。電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１より小さい場合（ステップＳ３０３のＮｏ）、電源監視部１０１は、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、及びＬｏｗスイッチＳＬ０をオンとしたまま電源電圧ＶＤＤの監視を継続する。一方、電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１以上となった場合（ステップＳ３０３のＹｅｓ）、電源監視部１０１は、中断していた通常充電処理を再開するとともに、ステップＳ３０１に戻り電源電圧ＶＤＤの監視を継続する。第１の電圧Ｖｍｉｎ１は、第２の電圧Ｖｍｉｎ２より大きい値とする。本実施形態では上述したように第１の電圧Ｖｍｉｎ１は２．９Ｖとする。
【００５７】
以上のように電源監視部１０１が通常充電処理を行いながら上限監視処理及び下限監視処理を行うことで、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが、低耐圧回路が動作できる適性電圧範囲内に収まるようにすることができる。また、電源電圧ＶＤＤが適正電圧範囲内か否か判断する閾値を上限、下限毎に２つずつ用いて判断にヒステリシスを持たせている。これにより、第１のキャパシタＣ＿Ｖの充電先を切り替えた時に電源電圧ＶＤＤが不安定動作を起こし適性電圧範囲から外れてしまうことを抑制することができる。
【００５８】
次に、図１１を用いて、電源監視部１０１の構成例を説明する。電源監視部１０１は、基準電圧生成部１２１、第１、第２のコンパレータ１２２，１２３、及び制御信号生成部１２４を備えている。
【００５９】
基準電圧生成部１２１は、起動充電動作、上限監視処理、及び下限監視処理で電源監視部１０１が判断に用いる基準電圧を生成する。後述するように第１，第２のコンパレータ１２２，１２３はヒステリシスを有しているため、基準電圧はこのヒステリシスを考慮して決定する。
【００６０】
第１のコンパレータ１２２は、電源電圧ＶＤＤが第３の電圧Ｖｍａｘ１以上か否か、第４の電圧Ｖｍａｘ２以下か否かを判断するための回路である。第１のコンパレータ１２２には電源電圧ＶＤＤ及び基準電圧生成部１２１が生成する基準電圧が入力される。第１のコンパレータ１２２は、電源電圧ＶＤＤが第３の電圧Ｖｍａｘ１以上となった場合にＨｉｇｈ信号を出力する。第１のコンパレータ１２２は、電源電圧ＶＤＤが第４の電圧Ｖｍａｘ２以下となった場合にＬｏｗ信号を出力する。このように第１のコンパレータ１２２はヒステリシスを有する。
【００６１】
第２のコンパレータ１２３は、電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１以上か否か、第２の電圧Ｖｍｉｎ２以下か否かを判断するための回路である。第２のコンパレータ１２３には電源電圧ＶＤＤ及び基準電圧生成部１２１が生成する基準電圧が入力される。第２のコンパレータ１２３は、電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１以上となった場合にＨｉｇｈ信号を出力する。第２のコンパレータ１２３は、電源電圧ＶＤＤが第２の電圧Ｖｍｉｎ２以下となった場合にＬｏｗ信号を出力する。このように第２のコンパレータ１２３はヒステリシスを有する。
【００６２】
制御信号生成部１２４は、第１、第２のコンパレータ１２２，１２３の出力及びロジック回路１１３から得られるクロック信号に基づき、スイッチ群を制御する制御信号を生成する。
【００６３】
制御信号生成部１２４は、例えば充電監視制御部３から充電池セルの監視を開始する指示を受けると起動充電動作を開始する。制御信号生成部１２４は、起動充電動作を開始すると、まず第１、第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２、及びＬｏｗスイッチＳＬ０をオンとし、それ以外のスイッチをオフする制御信号を生成する。これにより、第１のキャパシタＣ＿Ｖ及び第２のキャパシタＣ＿ｆが充電される。
【００６４】
起動充電動作中に第２のコンパレータ１２３からＨｉｇｈ信号が入力されると、制御信号生成部１２４は、電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１以上になったと判断し、起動充電動作を終了し通常充電動作に移行するようスイッチ群を制御する。具体的には、図４に示すようにＬｏｗスイッチＳＬ２及びＨｉｇｈスイッチＳＨ３をオンとし、それ以外のスイッチをオフとする制御信号を生成する。その後、制御信号生成部１２４は、クロック信号に基づき、第２のスイッチＳＷ２とＬｏｗスイッチＳＬ０をオンとしそれ以外のスイッチをオフとする制御信号と、ＬｏｗスイッチＳＬ２及びＨｉｇｈスイッチＳＨ３をオンとしそれ以外のスイッチをオフとする制御信号を交互に生成する。
【００６５】
制御信号生成部１２４は、通常充電処理中に第１のコンパレータ１２２からＨｉｇｈ信号が入力されると、電源電圧ＶＤＤが第３の電圧Ｖｍａｘ１以上になったと判断し、全てのスイッチをオフする制御信号を生成する。制御信号生成部１２４は、第１のコンパレータ１２２の出力がＨｉｇｈ信号からＬｏｗ信号に変わると、電源電圧ＶＤＤが第４の電圧Ｖｍａｘ２以下になったと判断し、通常充電処理に戻る。
【００６６】
制御信号生成部１２４は、通常充電処理中に第２のコンパレータ１２３からＬｏｗ信号が入力されると、電源電圧ＶＤＤが第２の電圧Ｖｍｉｎ２以下になったと判断し、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、及びＬｏｗスイッチＳＬ０をオンとし、それ以外のスイッチをオフとする制御信号を生成する。制御信号生成部１２４は、第２のコンパレータ１２３の出力がＬｏｗ信号からＨｉｇｈ信号に変わると、電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１以上になったと判断し、通常充電処理に戻る。
【００６７】
以上のように、第１実施形態の電源供給装置１００は、第２のキャパシタＣ＿ｆをチャージポンプとして用い、電圧が最大の充電池セルから第１のキャパシタＣ＿Ｖを充電する。これにより、降圧回路を用いることなく低耐圧回路に電源電圧を供給することができるため、電源供給装置１００は、電圧を降圧するときに発生する電力消費を抑制し低消費電力で電源電圧を監視回路に供給することができる。
【００６８】
また、図示は省略しているが、図１１に示す電源監視部１０１の各構成要素は、第１電源電位が充電池セルユニット１２の正極端子Ｖ＋に、第２電源電位が充電池セルユニット１２の負極端子Ｖ−に接続されており、充電池セルユニット１２から電源電圧の供給を受けている。しかしながら、電源監視部１０１の各構成要素は動作に大電流を必要とせず、例えば数μＡから数十μＡ程度の最小限の電流しか必要としない構成にできるため、電源供給装置１００の消費電力にほぼ影響を与えない構成とすることが可能である。
【００６９】
最大電圧の充電池セルから第２のキャパシタＣ＿ｆの充電を行うことで、最大電圧の充電池セルの電圧を下降するため、第２のキャパシタＣ＿ｆへの充電と共に複数の充電池セルのセルバランスも行うことができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、セル選択部１０２と測定セル選択部１１１とをそれぞれ設けているが、充電監視装置１１０と電源供給装置１００とでセル選択部１０２を共用するようにすることで、測定セル選択部１１１を省略してもよい。
【００７１】
（変形例１）
次に、第１実施形態の変形例を説明する。本変形例では、上限監視処理で電源電圧ＶＤＤが上限を超えた場合の処理が第１実施形態と異なる。
【００７２】
図１２を用いて、本変形例に係る上限監視処理を説明する。第１実施形態と同様に、ステップＳ２０１で、電源監視部１０１は、電源電圧ＶＤＤが第３の電圧Ｖｍａｘ１以上か否かを判断する。
【００７３】
電源電圧ＶＤＤが第３の電圧Ｖｍａｘ１以上となった場合（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、電源監視部１０１は、通常充電処理を中断し、第２のキャパシタＣ＿ｆと電圧が最も小さい充電池セルを接続するようスイッチ群を制御する（ステップＳ２０４）。ここでは、充電池セルＣ１６が最小電圧の充電池セルであるとして説明する。
【００７４】
電源監視部１０１は、第３の電圧Ｖｍａｘ１以上となった場合、通常充電処理を中断し、ＨｉｇｈスイッチＳＨ１６及びＬｏｗスイッチＳＬ１５をオンし、それ以外のスイッチをオフするようにスイッチ群を制御する。これにより、図１３に示すように第２のキャパシタＣ＿ｆと最小電圧セルである充電池セルＣ１６とが接続され、充電池セルＣ１６が第２のキャパシタＣ＿ｆによって充電される。第２のキャパシタＣ＿ｆと充電池セルＣ１６とが接続されている間、第１のキャパシタＣ＿Ｖに第２のキャパシタＣ＿ｆから充電されず、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが下降する。
【００７５】
電源監視部１０１は、第２のキャパシタＣ＿ｆと最小電圧セルである充電池セルＣ１６とを接続した後も電源電圧ＶＤＤを監視し、電源電圧ＶＤＤが第４の電圧Ｖｍａｘ２以上となったか否かを判断する（ステップＳ２０３）。以降の処理は、図９を用いて説明した上限監視処理と同様である。
【００７６】
以上のように、本変形例では、最小電圧の充電池セルに第２のキャパシタＣ＿ｆから充電を行うことで、各充電池セルの電圧を一定にするセルバランシングを行うことができる。
【００７７】
なお、本変形例では、第２のキャパシタＣ＿ｆは充電池セルＣ１６のみを充電しているが、最小電圧の充電池セルが充電池セルＣ１６から別の充電池セルに変わった場合は、電源監視部１０１は、第２のキャパシタＣ＿ｆの接続先を充電池セルＣ１６から別の充電池セルに切り替えるようにしてもよい。最小電圧の充電池セルは、ロジック回路１１３から通知されるものとする。
【００７８】
また、本変形例では、上限監視処理時に電源電圧ＶＤＤが第３の電圧Ｖｍａｘ１以上となった場合に、最小電圧の充電池セルへの充電を行うようにしているが、例えば第１のキャパシタＣ＿Ｖを第２のキャパシタＣ＿ｆから充電しているときに同時に最小電圧の充電池セルへの充電を行うようにしてもよい。また、通常充電動作を中断し、一定期間第２のキャパシタＣ＿ｆから最小電圧の充電池セルを充電するセルバランシング動作期間を設けるようにしてもよい。
【００７９】
（第２実施形態）
図１４を用いて第２実施形態に係る充電池モジュール２０を説明する。本実施形態に係る充電池モジュール２０は、第２のキャパシタＣ＿ｆへの充電を、最大電圧の充電池セル、及びこの最大電圧の充電池セルと直列接続された充電池セルから行う点で第１実施形態と異なる。これ以外の構成は第１実施形態の充電池モジュール１０の構成と同じであり、充電装置１に搭載される。
【００８０】
本実施形態に係る電源監視部２０１は、通常充電処理のクロック信号がＬｏｗの期間（第１の期間）、所定の充電池セルから第２のキャパシタＣ＿ｆが充電されるようにスイッチ群を制御する（第１の制御）。本実施形態では、電源監視部２０１は、所定の充電池セルとして最大電圧の充電池セル、及びこの最大電圧の充電池セルと直列接続された充電池セルを選択する。
ここでは、充電池セルＣ３が最大電圧の充電池セルとし、電源監視部２０１が、充電池セルＣ３と、充電池セルＣ３と直列接続された充電池セルＣ２を選択するものとして説明する。
【００８１】
電源監視部２０１は、通常充電処理中であってクロック信号クロック信号の立ち下がり時にＬｏｗスイッチＳＬ１及びＨｉｇｈスイッチＳＨ３をオンとし、それ以外のスイッチをオフとするようにスイッチ群を制御する。これにより、図１４（ａ）に示すように第２のキャパシタＣ＿ｆの一端が充電池セルＣ２の負極端子に接続され、第２のキャパシタＣ＿ｆの他端が充電池セルＣ３の正極端子に接続される。図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示す充電池モジュール２０の接続状態を示す等価回路である。このように第２のキャパシタＣ＿ｆと充電池セルＣ２，Ｃ３とを接続することで、充電池セルＣ２，Ｃ３から第２のキャパシタＣ＿ｆに充電が行われる。それ以外の動作は第１実施形態と同じである。
【００８２】
以上のように第２実施形態に係る充電池モジュール２０は、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、複数の充電池セルを用いて第２のキャパシタＣ＿ｆを充電するため、第１実施形態よりも高圧に第２のキャパシタＣ＿ｆを充電することができる。従って、本実施形態は、例えば、ＡＤＣ１１２やロジック回路１１３の消費電流が大きい場合や、ＡＤＣ１１２やロジック回路１１３以外の低耐圧回路にも電源電圧ＶＤＤを供給する場合など、低耐圧回路に供給する電源電圧ＶＤＤが大きい場合に有用である。
【００８３】
なお、上述した実施形態では、２つの充電池セルから第２のキャパシタＣ＿ｆに充電を行っているが直列接続された３つ以上の充電池セルから充電を行ってもよい。
【００８４】
（第３実施形態）
次に、図１５を用いて第３実施形態に係る充電池モジュール３０を説明する。本実施形態に係る充電池モジュール３０は、第３のキャパシタＣ＿ｆ２と、第３〜第５のスイッチＳＷ３〜ＳＷ５を備えている。これ以外の構成は第１実施形態の充電池モジュール１０の構成と同じであり、充電装置１に搭載される。
【００８５】
第３のキャパシタＣ＿ｆ２は、一端がＬｏｗスイッチＳＬ０〜ＳＬ１５の他端に、他端が第４のスイッチＳＷ４を介してＨｉｇｈスイッチＳＨ１〜ＳＨ１６の他端に接続される。第３のキャパシタＣ＿ｆ２の他端は、第５のスイッチＳＷ５を介して第２のキャパシタＣ＿ｆの一端に接続される。第３のキャパシタＣ＿ｆ２は、第１のキャパシタＣ＿Ｖを充電するチャージポンプとして動作する。
【００８６】
第３のスイッチＳＷ３は、一端が第２のキャパシタＣ＿ｆに、他端がＬｏｗスイッチＳＬ０〜ＳＬ１５の他端に接続されている。
【００８７】
電源監視部３０１は、電源電圧ＶＤＤの値や、ロジック回路１１３が有するクロック信号に基づいてセル選択部１０２及び第１〜第５のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５を制御する制御部として動作する。セル選択部１０２及び第１〜第５のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５をまとめてスイッチ群とも称する。電源監視部３０１は、スイッチ群を制御することで、第１〜第３のキャパシタＣ＿Ｖ，Ｃ＿ｆ，Ｃ＿ｆ２の充放電を制御する。
【００８８】
次に、充電池モジュール３０の動作について説明する。まず、図１６を用いて起動時充電動作について説明する。
【００８９】
（起動時充電動作）
電源監視部３０１は、ＬｏｗスイッチＳＬ０、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４をオンし、それ以外のスイッチをオフするようにスイッチ群を制御する。これにより、図１６（ａ）の破線で示すように、第１〜第３のキャパシタＣ＿Ｖ，Ｃ＿ｆ，Ｃ＿ｆ２、及び直列接続された２つの充電池セルＣ１，Ｃ２がそれぞれ並列接続される。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す充電池モジュール３０の接続状態を示す等価回路である。第１〜第３のキャパシタＣ＿Ｖ，Ｃ＿ｆ，Ｃ＿ｆ２がそれぞれ充電池セルＣ１，Ｃ２から充電される。それ以外の動作は第１実施形態と同様である
【００９０】
（通常充電動作）
第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが第１の電圧Ｖｍｉｎ１となると、電源監視部３０１は起動受電動作から通常充電動作に移行する。電源監視部３０１は、第１実施形態と同様に通常充電動作時に通常充電処理、上限監視処理、及び下限監視処理の３つの処理を行う。
【００９１】
（通常充電処理）
通常充電処理では、ロジック回路１１３が生成するクロック信号に基づいて、第２のキャパシタＣ＿ｆ及び第３のキャパシタＣ＿ｆ２がチャージポンプ動作を行う。まず電源監視部３０１は、クロック信号がＬｏｗの期間（第１の期間）、第２のキャパシタＣ＿ｆ及び第３のキャパシタＣ＿ｆ２を並列接続し最大電圧の充電池セルＣ３から充電を行う。具体的には、電源監視部３０１は、クロック信号の立ち下がり時にＬｏｗスイッチＳＬ２、ＨｉｇｈスイッチＳＨ３、及び第３、第４のスイッチＳＷ３，ＳＷ４をオンし、それ以外のスイッチをオフするようにスイッチ群を制御する。
【００９２】
これにより、図１７（ａ）に示すように第２、第３のキャパシタＣ＿ｆ，Ｃ＿ｆ２の一端がそれぞれ充電池セルＣ３の負極端子に接続され、他端がそれぞれ充電池セルＣ３の正極端子に接続される。図１７（ｂ）は図１７（ａ）に示す充電池モジュール３０の接続状態を示す等価回路である。このように第２、第３のキャパシタＣ＿ｆ，Ｃ＿ｆ２及び充電池セルＣ３をそれぞれ並列接続することで、第２、第３のキャパシタＣ＿ｆ，Ｃ＿ｆ２の電位が充電池セルＣ３の電位相当となるように第２、第３のキャパシタＣ＿ｆ，Ｃ＿ｆ２が充電される。
【００９３】
次に電源監視部３０１は、クロック信号がＨｉｇｈの期間（第２の期間）第２のキャパシタＣ＿ｆ及び第３のキャパシタＣ＿ｆ２を直列接続し第１のキャパシタＣ＿Ｖに充電を行う。具体的には電源監視部３０１は、クロック信号の立ち上がり時にＬｏｗスイッチＳＬ０、第２のスイッチＳＷ２、及び第５のスイッチＳＷ５をオンし、それ以外のスイッチをオフするようにスイッチ群を制御する。
【００９４】
これにより、図１８（ａ）に示すように、直列接続された第２のキャパシタＣ＿ｆ及び第３のキャパシタＣ＿ｆ２と、第１のキャパシタＣ＿Ｖとが並列接続される。図１８（ｂ）は図１８（ａ）に示す充電池モジュール３０の接続状態を示す等価回路である。このように、第２のキャパシタＣ＿ｆ及び第３のキャパシタＣ＿ｆ２を直列接続し、第１のキャパシタＣ＿Ｖに充電することで、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電位が、第２のキャパシタＣ＿ｆの電位及び第３のキャパシタＣ＿ｆ２の電位を合わせた電位相当となるように第１のキャパシタＣ＿Ｖが充電される。これにより、第１のキャパシタＣ＿Ｖに、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電位が充電池セルＣ３の電位の約２倍相当となるよう充電が行われる。
【００９５】
このように、第２のキャパシタＣ＿ｆに加え、第３のキャパシタＣ＿ｆ２を用いてチャージポンプ動作を行うことで、充電池セルＣ３の電圧を約２倍に昇圧して第１のキャパシタＣ＿Ｖに充電することができる。
【００９６】
なお、上述した実施形態では、２つのキャパシタ（第２のキャパシタＣ＿ｆ及び第３のキャパシタＣ＿ｆ２）を用いてチャージポンプ動作を行う場合について説明したが、３つ以上のキャパシタを用いてチャージポンプ動作を行うようにしてもよい。
【００９７】
以上のように、第３実施形態に係る充電池モジュール３０は、第１実施形態と同様の効果が得られると共に、第３のキャパシタＣ＿ｆ２を備えることで、充電池セルＣ３の電圧を昇圧して第１のキャパシタＣ＿Ｖに充電することができる。本実施形態は、例えば、ＡＤＣ１１２やロジック回路１１３の消費電流が大きい場合や、ＡＤＣ１１２やロジック回路１１３以外の低耐圧回路にも電源電圧ＶＤＤを供給する場合など、低耐圧回路に供給する電源電圧ＶＤＤが大きい場合に有用である。
【００９８】
（第４実施形態）
図１９を用いて第４実施形態に係る充電池モジュール４０を説明する。本実施形態に係る充電池モジュール４０は、電源回路として安定電源装置４００を用いる点で第１実施形態と異なる。これ以外の構成は第１実施形態の充電池モジュール１０の構成と同じであり、充電装置１に搭載される。
【００９９】
安定電源装置４００は、例えば定電圧回路で構成される。安定電源装置４００は、第１のスイッチＳＷ１を介して第１のキャパシタＣ＿Ｖに接続される。安定電源装置４００は、第１のキャパシタＣ＿Ｖに充電を行う。
【０１００】
電源監視部４０１は、下限監視処理で電源電圧ＶＤＤが第２の電圧Ｖｍｉｎ２以下となり電源回路から充電を行うと判断した場合（図１０のステップＳ３０１のＹｅｓ）や起動時充電動作を行う場合に、第１のスイッチＳＷ１をオンし、それ以外のスイッチをオフするようにスイッチ群を制御する。これにより、電源回路である安定電源装置４００から第１のキャパシタＣ＿Ｖに充電が行われる。
【０１０１】
以上のように、第４実施形態に係る充電池モジュール４０は、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、電源回路として安定電源装置４００を設けることで、第１のキャパシタＣ＿Ｖへの充電をより安定的に行うことができる。
【０１０２】
なお、本実施形態では、第１実施形態に係る充電池モジュール１０に安定電源装置４００を適用した場合について説明したが第２，第３実施形態に係る充電池モジュール２０，３０に安定電源装置４００を適用してもよい。
【０１０３】
（第５実施形態）
図２０を用いて第５実施形態に係る充電池モジュール５０を説明する。本実施形態に係る充電池モジュール５０は、電源回路として充電池セルユニット１２及び安定電源生成部５００を用いる点で第１実施形態と異なる。これ以外の構成は第１実施形態の充電池モジュール１０の構成と同じであり、充電装置１に搭載される。
【０１０４】
安定電源生成部５００は、例えば降圧回路で構成される。安定電源生成部５００は、第１のスイッチＳＷ１を介して第１のキャパシタＣ＿Ｖに接続される。安定電源生成部５００は、充電池セルユニット１２の電圧を降圧して、第１のキャパシタＣ＿Ｖに充電する。
【０１０５】
電源監視部５０１は、下限監視処理で電源電圧ＶＤＤが第２の電圧Ｖｍｉｎ２以下となり電源回路から充電を行うと判断した場合（図１０のステップＳ３０１のＹｅｓ）や起動時充電動作を行う場合に、第１のスイッチＳＷ１をオンし、それ以外のスイッチをオフするようにスイッチ群を制御する。これにより、電源回路である安定電源装置４００から第１のキャパシタＣ＿Ｖに充電が行われる。
【０１０６】
以上のように、第５実施形態に係る充電池モジュール５０は、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、電源回路として充電池セルユニット１２及び安定電源生成部５００を用いることで、第１のキャパシタＣ＿Ｖへの充電をより安定的に行うことができる。なお、安定電源生成部５００による充電期間は、第２のキャパシタＣ＿ｆによるチャージポンプ動作期間に比べて短いため、安定電源生成部５００で消費される電力が充電池モジュール５０全体の消費電力に与える影響は小さい。
【０１０７】
なお、本実施形態では、第１実施形態に係る充電池モジュール１０に安定電源生成部５００を適用した場合について説明したが第２，第３実施形態に係る充電池モジュール２０，３０に安定電源生成部５００を適用してもよい。
【０１０８】
（第６実施形態）
次に図２１を用いて第６実施形態に係る充電池モジュール６０を説明する。本実施形態に係る充電池モジュール６０は、ＬＤＯ（Ｌｏｗ  ＤＲＯＰ  ＯＵＴ）回路６００を備えている。これ以外の構成は第１実施形態の充電池モジュール１０の構成と同じであり、充電装置１に搭載される。
【０１０９】
ＬＤＯ回路６００は、ドロップアウト電圧が小さいリニアレギュレータであり、ＬＤＯ回路６００に入力される電圧と、ＬＤＯ回路６００が出力する電圧の差が小さくても一定の電圧を出力することができる回路である。ＬＤＯ回路６００は、第１のキャパシタＣ＿Ｖの電源電圧ＶＤＤが小さくなっても、一定の出力電圧を低耐圧回路に供給することができる。
【０１１０】
以上のように第６実施形態に係る充電池モジュール６０は、第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、第１のキャパシタＣ＿Ｖと低耐圧回路との間にＬＤＯ回路６００を設けることで、低耐圧回路に安定した電源電圧ＶＤＤを供給することができる。
【０１１１】
なお、本実施形態では、第１実施形態に係る充電池モジュール１０にＬＤＯ回路６００を適用した場合について説明したが第２〜第５実施形態に係る充電池モジュール２０〜５０にＬＤＯ回路６００を適用してもよい。
【０１１２】
最後に、上述した各実施形態の説明は本技術の一例であり、本技術は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本技術に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１３】
１０，２０，３０，４０，５０，６０  充電池モジュール
１００  電源供給装置
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１  電源監視部
１０２  セル選択部
１１０  充電監視装置
１１１  測定セル選択部
１１２  ＡＤＣ
１１３  ロジック回路
４００  安定電源装置
５００  安定電源生成部
６００  ＬＤＯ回路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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