(57)【要約】【課題】電池試験装置において、系統へ逆潮流することなく、充放電試験におけるエネルギー効率を向上させる。【解決手段】電池試験装置は、インダクタンス（１２）と、前記インダクタンスの一方端に接続される第１のスイッチ（１）と、インダクタンスの他方端に接続される第２のスイッチ（２）と、第１のスイッチ及びインダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第３のスイッチ（３）と、第２のスイッチ及びインダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第４のスイッチ（４）と、切替回路とを備える。切替回路は、第１のスイッチ及び第４のスイッチの同時オン／オフを繰り返す第１動作と、第２のスイッチ及び第３のスイッチの同時オン／オフを繰り返す第２動作とを、交互に実行する。【選択図】図１
2016170000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電池及び第２の電池の充放電試験を行う電池試験装置であって、
インダクタンスと、
前記インダクタンスの一方端と前記第１の電池が接続される端子との間に接続される第１のスイッチと、
前記インダクタンスの他方端と前記第２の電池が接続される端子との間に接続される第２のスイッチと、
前記第１のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第３のスイッチと、
前記第２のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第４のスイッチと、
前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチがオフの状態で前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチを同時にオンする動作と、前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチをオフする動作とを繰り返す第１動作と、
前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチがオフの状態で前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを同時にオンする動作と、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチをオフする動作とを繰り返す第２動作とを、
交互に実行する切替回路と、を備える、電池試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池試験装置であって、
前記切替回路は、前記第１の電池の端子の電圧又は前記第２の電池の端子の電圧が予め設定された設定電圧に達した場合、前記第１動作と第２動作とを切り替える、電池試験装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電池試験装置であって、
前記第１の電池の端子及び前記第２の電池の端子にダイオードを介して接続される補助電源をさらに備える、電池試験装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池試験装置であって、
前記切替回路は、
前記第１のスイッチにおいて、前記第１の電池へ電流を流す方向の電圧を検出する第１検出回路と、前記第２のスイッチにおいて、前記第２の電池へ電流を流す方向の電圧を検出する第２検出回路とを含み、
前記第１動作の前記第１のスイッチのオフ期間において、前記第２検出回路による検出結果に応じて前記第２のスイッチをオンし、前記第２動作の前記第２のスイッチのオフ期間において、前記第１検出回路の検出結果に応じて前記第１のスイッチをオンする、電池試験装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池試験装置であって、
前記切替回路は、前記第１〜第４のスイッチのオン／オフをＰＷＭにより制御する、電池試験装置。
【請求項６】
請求項２に記載の電池試験装置であって、
前記切替回路は、前記設定電圧を外部から入力される信号に基づいて変更する、電池試験装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池試験装置であって、
前記切替回路は、前記第１動作と前記第２動作との切替状態を外部へ出力する、電池試験装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電池試験装置であって、
前記切替回路から出力された前記切替状態に基づいて、前記第１動作と前記第２動作とが切り替わる間隔を表すデータを記録する制御部をさらに備える、電池試験装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電池試験装置であって、
前記インダクタンスを流れる電流を電流検出信号として検出し、前記電流検出信号と基準信号との比較結果に基づいて、前記切替回路による第１〜４のスイッチのオン／オフを制御する信号を生成する制御部をさらに備える、電池試験装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電池試験装置であって、
前記第１スイッチと前記第１の電池が接続される端子との間に挿入された第１フィルタと、
前記第２スイッチと前記第２の電池が接続される端子との間に挿入された第２フィルタと、をさらに備える、電池試験装置。
【請求項１１】
第１の電池及び第２の電池の充放電試験を行う電池試験装置の動作方法であって、
前記電池試験装置は、
インダクタンスと、
前記インダクタンスの一方端と前記第１の電池が接続される端子との間に接続される第１のスイッチと、
前記インダクタンスの他方端と前記第２の電池が接続される端子との間に接続される第２のスイッチと、
前記第１のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第３のスイッチと、
前記第２のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第４のスイッチと、
を備え、
前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチがオフの状態で前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチを同時にオンする動作と、前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチをオフする動作とを繰り返す第１動作と、
前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチがオフの状態で前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを同時にオンする動作と、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチをオフする動作とを繰り返す第２動作とを、
前記第１動作と前記第２動作とを交互に切り替える切替動作とを含む、電池試験装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の充放電試験を行う電池試験装置及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池寿命計測等における電池の充放電試験では、１つの電池の充電及び放電が繰り返される。従来、充放電試験で電池から放電される電力は、電池に接続された負荷等で消費されていた。これに対して、放電時のエネルギーを有効活用するために、例えば、下記特許文献１には、電源回生式の充放電試験装置が開示されている。この充放電試験装置では、放電動作時に電力を交流電源側に回生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９３６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のような電源回生式を用いることにより、エネルギー効率は良くなる。しかし、発電所以外で系統に逆潮流することは規制されることが多い。例えば、充放電の規模が大きくなると、回生量が受電量を上回って電力会社との契約に違反する事態が発生し得る。また、電力系統においては、力率やひずみ量など厳しく制限されている。そのため、電池の試験で放電した電力を回生する場合、系統連携のための複雑な制御が必要になる。
【０００５】
そこで、本願は、系統へ逆潮流することなく、充放電試験におけるエネルギー効率を向上させる電池試験装置及びその動作方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に開示する電池試験装置は、第１の電池及び第２の電池の充放電試験を行う電池試験装置に関する。電池試験装置は、インダクタンスと、前記インダクタンスの一方端と前記第１の電池が接続される端子との間に接続される第１のスイッチと、前記インダクタンスの他方端と前記第２の電池が接続される端子との間に接続される第２のスイッチと、前記第１のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第３のスイッチと、前記第２のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第４のスイッチと、切替回路とを備える。切替回路は、第１動作と第２動作とを交互に実行する。前記第１動作は、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチがオフの状態で前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチを同時にオンする動作と、前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチをオフする動作とを繰り返す動作である。前記第２動作は、前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチがオフの状態で前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを同時にオンする動作と、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチをオフする動作とを繰り返す動作である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る電池試験装置によれば、系統への逆潮流をすることなく、充放電試験におけるエネルギー効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態１における電池試験装置の回路構成図である。
【図２】図２は、実施形態２における電池試験装置の回路構成図である。
【図３】図３は、実施形態３における電池試験装置の回路構成図である。
【図４】図４は、第１の電池電圧と、第２の電池電圧の時間変化の例を示すグラフである。
【図５】図５は、ＭＯＳトランジスタのゲート電圧、第１の電池Ｖ１及び第２の電池３２の電圧及び電流、並びに、インダクタンス１２を流れる電流の波形を示すグラフである。
【図６】図６は、実施形態４における電池試験装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図７】図７は、変調されたＰＷＭ信号の一例を示す図である。
【図８】図８は、図７に示すＰＷＭ信号によってＭＯＳトランジスタ１〜４を駆動した場合のインダクタンス１２に流れる電流の例を示す図である。
【図９】図９は、実施形態５における電池試験装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態における電池試験装置は、第１の電池及び第２の電池の充放電試験を行う電池試験装置に関する。電池試験装置は、インダクタンスと、前記インダクタンスの一方端と前記第１の電池が接続される端子との間に接続される第１のスイッチと、前記インダクタンスの他方端と前記第２の電池が接続される端子との間に接続される第２のスイッチと、前記第１のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第３のスイッチと、前記第２のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第４のスイッチと、切替回路とを備える。切替回路は、第１動作と第２動作とを交互に実行する。前記第１動作は、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチがオフの状態で前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチを同時にオンする動作と、前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチをオフする動作とを繰り返す動作である。前記第２動作は、前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチがオフの状態で前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを同時にオンする動作と、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチをオフする動作とを繰り返す動作である。
【００１０】
上記構成によれば、第１動作において、第１及び第４のスイッチのオン期間に、第２及び第３のスイッチはオフになっている。そのため、第１及び第４のスイッチのオン期間に、第１の電池からインダクタンスへ流れる電流によってエネルギーが供給される。第１及び第４のスイッチのオフ期間では、インダクタンスに蓄積されたエネルギーは、インダクタンスから第２の電池へ流れる電流によって第２の電池へ供給される。これを繰り返すことで、第１の電池の放電及び第２の電池の充電が同時に行われる。
【００１１】
第２動作において、第２及び第３のスイッチのオン期間に、第１及び第４のスイッチはオフになっている。そのため、第２及び第３のスイッチのオン期間に、第２の電池からインダクタンスへ流れる電流によりエネルギーが供給される。第２及び第３スイッチのオフ期間に、インダクタンスから第２の電池へ流れる電流によりエネルギーが供給される。これを繰り返すことで、第２の電池の放電及び第１の電池の充電が同時に行われる。
【００１２】
上記第１動作及び第２動作では、インダクタンスを介するので、第１の電池の電圧と第２の電池の電圧のいかんに関わらず、互いに充放電ができる。また、一方の電池の充電電流は、他方の電池の放電電流によって供給される。
【００１３】
切替部は、第１動作と第２動作との交互に切り替えることができる。これにより、第１の電池の放電及び第２の電池の充電と、第２の電池の放電及び第１の電池の充電とを交互に実行できる。すなわち、第１の電池及び第２の電池間のエネルギーの移動を双方向で繰り返すことができる。そのため、基本的に外部から充電のための電流を常に供給する必要がない。その結果、系統への逆潮流をすることなく、充放電試験におけるエネルギー効率を向上させることができる。
【００１４】
前記切替回路は、前記第１の電池の端子の電圧又は前記第２の電池の端子の電圧が予め設定された設定電圧に達した場合、前記第１動作と第２動作とを切り替えることができる。これにより、第１及び第２の電池に対して、一定の電圧に達するまでの充電と放電とを繰り返すことができる。
【００１５】
前記電池試験装置は、前記第１の電池の端子及び前記第２の電池の端子にダイオードを介して接続される補助電源をさらに備えることができる。補助電源により、一方の電池の充電中に、他方の電池が最低電圧に達するのを防ぐことができる。
【００１６】
前記切替回路は、前記第１のスイッチにおいて、前記第１の電池へ電流を流す方向の電圧を検出する第１検出回路と、前記第２のスイッチにおいて、前記第２の電池へ電流を流す方向の電圧を検出する第２検出回路とを含んでもよい。この場合、前記切替回路は、前記第１動作の前記第１のスイッチのオフ期間において、前記第２検出回路による検出結果に応じて前記第２のスイッチをオンし、前記第２動作の前記第２のスイッチのオフ期間において、前記第１検出回路の検出結果に応じて前記第１のスイッチをオンすることができる。
【００１７】
第１のスイッチのオフ期間では、インダクタンスから第２の電池へ、第２のスイッチを通って電流が流れる。この期間において、切替回路により、第２検出回路で検出された第２のスイッチの電圧に応じて第２のスイッチがオンされる。そのため、インダクタンスから第２の電池へ電流が流れるタイミングで第２のスイッチをオンすることができる。これにより、インダクタンスから第２の電池へのエネルギーの供給の際の損失が少なくなる。同様に、第２のスイッチのオフ期間において、切替回路により、第１検出回路で検出された第１のスイッチの電圧に応じて第１のスイッチがオンされる。そのため、インダクタンスから第１の電池へ電流が流れるタイミングで第１のスイッチをオンすることができる。これにより、インダクタンスから第１の電池へのエネルギーの供給の際の損失が少なくなる。
【００１８】
前記切替回路は、前記第１〜第４のスイッチのオン／オフをＰＷＭにより制御することができる。これにより、第１及び第２の電池へ流れる電流又は印加する電圧の波形をＰＷＭによって制御することが可能になる。
【００１９】
前記切替回路は、前記設定電圧を外部から入力される信号に基づいて変更することができる。これにより、第１及び第２の電池の充電電圧の最大値を制御することができる。
【００２０】
前記切替回路は、前記第１動作と前記第２動作との切替状態を外部へ出力することができる。これにより、第１及び第２の電池の充放電状態を外部から監視することができる。
【００２１】
前記電池試験装置は、前記切替回路から出力された前記切替状態に基づいて、前記第１動作と前記第２動作とが切り替わる間隔を表すデータを記録する制御部をさらに備えてもよい。制御部により、第１及び第２の電池の充放電サイクルの時間を記録することができる。
【００２２】
前記電池試験装置は、前記インダクタンスを流れる電流を電流検出信号として検出し、前記電流検出信号と基準信号との比較結果に基づいて、前記切替回路による第１〜４のスイッチのオン／オフを制御する信号を生成する制御部をさらに備えてもよい。これにより、インダクタンスの電流を制御信号へフィードバックすることができる。
【００２３】
前記電池試験装置は、前記第１スイッチと前記第１の電池が接続される端子との間に挿入された第１フィルタと、前記第２スイッチと前記第２の電池が接続される端子との間に挿入された第２フィルタと、をさらに備えてもよい。これにより、第１及び第２の電池に流れる電流又は電圧の周波数を制御することができる。例えば、第１及び第２の電池に流れる電流又は電圧の高周波リップルを除去することができる。
【００２４】
本発明の実施形態における電池試験装置の動作方法は、第１の電池及び第２の電池の充放電試験を行う電池試験装置の動作方法に関する。前記電池試験装置は、インダクタンスと、前記インダクタンスの一方端と前記第１の電池が接続される端子との間に接続される第１のスイッチと、前記インダクタンスの他方端と前記第２の電池が接続される端子との間に接続される第２のスイッチと、前記第１のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第３のスイッチと、前記第２のスイッチ及び前記インダクタンスの間のノードとグランドとの間に接続される第４のスイッチと、を備える。前記動作方法は、第１動作と、第２動作と、前記第１動作と前記第２動作とを交互に切り替える切替動作とを含む。前記第１動作は、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチがオフの状態で前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチを同時にオンする動作と、前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチをオフする動作とを繰り返す動作である。前記第２動作は、前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチがオフの状態で前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを同時にオンする動作と、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチをオフする動作とを繰り返す動作である。
【００２５】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。
【００２６】
［実施形態１］
（電池試験装置の構成例）
図１は、実施形態１における電池試験装置の回路構成図である。図１に示す電池試験装置は、インダクタンス１２、４つのＭＯＳトランジスタ１〜４、電池３１，３２がそれぞれ接続される端子ｐ１，ｐ２、コンパレータ５，６、フリップフロップ７、アンドゲート８，９、及びインバータゲート１０，１１を備える。
【００２７】
インダクタンス１２、及び４つのＭＯＳトランジスタ１〜４は、端子ｐ１，ｐ２間で電荷移送する電荷移送コンバータを構成する。
【００２８】
ＭＯＳトランジスタ１は、第１のスイッチの一例であり、インダクタンス１２の一方端と第１の電池３１の端子ｐ１との間に接続される。ＭＯＳトランジスタ２は、第２のスイッチの一例であり、インダクタンス１２の他方端と第２の電池３２の端子ｐ２との間に接続される。ＭＯＳトランジスタ３は、第３のスイッチの一例であり、ＭＯＳトランジスタ１とインダクタンス１２との間のノードと、グランドとの間に接続される。ＭＯＳトランジスタ４は、第４のスイッチの一例であり、ＭＯＳトランジスタ２とインダクタンス１２との間のノードと、グランドとの間に接続される。ＭＯＳトランジスタ１〜４は、ボデーダイオード（寄生ダイオード）を含む。
【００２９】
本例では、図１に示す例では、ＭＯＳトランジスタ１，２は、ｐ型であり、ＭＯＳトランジスタ３，４は、ｎ型である。ＭＯＳトランジスタ１のソースは端子ｐ１に、ドレインはインダクタンス１２に、ゲートは、インバータゲート１０を介してアンドゲート８に接続される。ＭＯＳトランジスタ２のソースは端子ｐ２に、ドレインはインダクタンス１２に、ゲートは、インバータゲート１１を介してアンドゲート９に接続される。ＭＯＳトランジスタ３のソースはグランドに、ドレインはインダクタンス１２及びＭＯＳトランジスタ１のドレインに、ゲートはアンドゲート９に、接続される。ＭＯＳトランジスタ４のソースはグランドに、ドレインはインダクタンス１２及びＭＯＳトランジスタ２のドレインに、ゲートはアンドゲート８に、接続される。
【００３０】
コンパレータ５，６、フリップフロップ７、アンドゲート８，９及びインバータゲート１０，１１は、切替回路を構成する。切替回路は、ＭＯＳトランジスタ１及びＭＯＳトランジスタ４の同時オン／オフを繰り返す第１動作と、ＭＯＳトランジスタ２及びＭＯＳトランジスタ３の同時オン／オフを繰り返す第２動作とを、交互に実行する。
【００３１】
コンパレータ５，６は、第１及び第２の電池３１，３２それぞれの電圧の最大値ＶＭＡＸを検出する。最大値ＶＭＡＸは、予め設定された設定電圧の一例である。コンパレータ５の２つの入力端子には、第２の電池３２の端子ｐ２と電圧ＶＭＡＸの供給線が接続される。コンパレータ５の出力端子は、フリップフロップ７のＳ端子に接続される。コンパレータ５は、第２の電池３２の端子電圧とＶＭＡＸを入力し、これらの比較結果を出力する。コンパレータ６の２つの入力端子は、第１の電池３１の端子ｐ１と電圧ＶＭＡＸの供給線が接続される。コンパレータ６の出力端子は、フリップフロップ７のＲ端子に接続される。コンパレータ６は、第１の電池３１の端子電圧とＶＭＡＸを入力し、これらの比較結果を出力する。
【００３２】
フリップフロップ７は、最大電圧ＶＭＡＸを検出した電池を記憶し、次に最大電圧ＶＭＡＸが検出されるまで、第１動作又は第２動作の状態を保持する。フリップフロップ７は、コンパレータ５,６による電池における最大電圧ＶＭＡＸの検出結果に応じて、第１動作又は第２動作のいずれかを示す信号を出力する。フリップフロップ７のＳ端子には、コンパレータ５からの信号が入力され，Ｒ端子には、コンパレータ６からの信号が入力される。フリップフロップ７の２つの出力端子Ｑ１,Ｑ２は、アンドゲート８，９にそれぞれ接続される。ここでは、一方の端子Ｑ１から出力される信号をＶ２Ｖ１、他方の端子Ｑ２から出力される信号をＶ１Ｖ２とする。
【００３３】
フリップフロップ７の入力値と出力値の関係は、例えば、下記表１のようにすることができる。
【表１】
2016170000.tif 000003
【００３４】
アンドゲート８，９は、電荷移送コンバータを駆動するＰＷＭ（パルス幅変調）信号を、フリップフロップ７からの出力信号に応じて選択的にＭＯＳトランジスタ１〜４に供給する制御ゲートである。
【００３５】
アンドゲート８の入力端子は、ＰＷＭ信号供給線及びフリップフロップ７の一方の出力端子Ｑ１に接続される。アンドゲート８の出力端子は、ＭＯＳトランジスタ１，４に接続される。ＭＯＳトランジスタ１とアンドゲート８の間にはインバータゲート１０が挿入される。アンドゲート８の２つの入力端子には、それぞれ、ＰＷＭ信号と、フリップフロップ７の出力信号Ｖ１Ｖ２が入力される。
【００３６】
アンドゲート９の入力端子は、ＰＷＭ信号供給線及びフリップフロップ７の他方の出力端子Ｑ２に接続される。アンドゲート９の出力端子は、ＭＯＳトランジスタ２，３に接続される。ＭＯＳトランジスタ２とアンドゲート９の間にはインバータゲート１１が挿入される。アンドゲート９の２つの入力端子には、それぞれ、ＰＷＭ信号と、フリップフロップ７の出力信号Ｖ２Ｖ１が入力される。
【００３７】
インバータゲート１０，１１は、ＭＯＳトランジスタ１、２の動作特性に合わせるための信号反転ゲートである。
【００３８】
アンドゲート８,９の入力値と出力値の関係、及びＭＯＳトランジスタ１〜４の動作は、例えば、下記表２のように設定することができる。
【表２】
2016170000.tif 000004
【００３９】
上記の切替回路にＰＷＭ信号が入力されると、フリップフロップ７の状態に応じて、ＭＯＳトランジスタ１〜４のうちＭＯＳトランジスタ１，４又はＭＯＳトランジスタ２，３のいずれかの組み合わせが駆動される。
【００４０】
（動作例）
第２の電池３２の電圧が最大電圧ＶＭＡＸに達すると、コンパレータ５が「１」を出力し、コンパレータ６が「０」を出力する。これにより、フリップフロップ７がセット状態になる。フリップフロップ７は、セット状態において、一方の端子Ｑ１からの出力信号Ｖ２Ｖ１が「１」となり、他方の端子Ｑ２からの出力信号Ｖ１Ｖ２が「０」となる。これにより、第２動作が開始される。その後、第１の電池３１又は第２の電池３２で最大電圧ＶＭＡＸが検出されるまで、コンパレータ５及びコンパレータ６の出力はいずれも「０」となり、フリップフリップ７のセット状態が維持される。フリップフロップ７がセット状態である間は、第２動作が続くことになる。「１」の信号Ｖ２Ｖ１を入力するアンドゲート９が、ＰＷＭ信号を通過させる。このＰＷＭ信号により、ＭＯＳトランジスタ２，３が駆動される。このとき、「０」の信号Ｖ１Ｖ２を入力するアンドゲート８は、「０」を出力する。そのため、ＭＯＳトランジスタ１,４はオフの状態が維持される。
【００４１】
ＰＷＭ信号のパルスがハイレベルの期間、ＭＯＳトランジスタ１,４はオフ（非導通状態）のまま、ＭＯＳトランジスタ２，３がオン（導通状態）となる。この時、インダクタンス１２に第２の電池３２から電流が流れ、エネルギーがインダクタンス１２に蓄積される。ＰＷＭ信号のハイレベル期間が終了して、ＰＷＭ信号がローレベルになると、ＭＯＳトランジスタ２，３はオフになる。ＭＯＳトランジスタ１,４もオフのままである。この時、インダクタンス１２にフライバックで電圧が発生し、インダクタンス１２から第１の電池３１への電流が、ＭＯＳトランジスタ１，４のボデーダイオードを通して流れる。これにより、ＰＷＭ信号のハイレベル期間においてインダクタンス１２に蓄積されたエネルギー（電荷）が、第１の電池３１へ移送される。これにより、第１の電池３１が充電され、第２の電池３２が放電される。このように、ＭＯＳトランジスタ２，３のオン／オフを繰り返すことにより、第２の電池３２から第１の電池３１へのエネルギー（電荷）が移送される。
【００４２】
第２動作において、エネルギー（電荷）を受け取る側の第１の電池３１の端子ｐ１の電圧は徐々に上昇する。端子ｐ１の電圧が最大電圧ＶＭＡＸに達すると、コンパレータ６が、「１」を出力し、フリップフロップ７がリセット状態に切り替る。フリップフロップ７は、リセット状態において、一方の端子Ｑ１から出力信号Ｖ２Ｖ１として「０」を出力し、他方の端子Ｑ２から出力信号Ｖ１Ｖ２として「１」を出力する。これにより、第１動作が開始される。フリップフロップ７がリセット状態である間は、第１動作が続くことになる。この「１」の信号Ｖ１Ｖ２を入力するアンドゲート８が、ＰＷＭ信号を通過する。このＰＷＭ信号により、ＭＯＳトランジスタ１，４が駆動される。すなわち、ＰＷＭ信号により、ＭＯＳトランジスタ１，４がオン／オフを繰り返すことにより、第１の電池３１から第２の電池３２へ電荷が移送される。「０」の信号Ｖ１Ｖ２を入力するアンドゲート９は、「０」を出力する。そのため、ＭＯＳトランジスタ２,３はオフの状態が維持される。
【００４３】
第１動作において、第２の電池３２の端子ｐ２の電圧が徐々に上昇し、最大電圧ＶＭＡＸに達すると、コンパレータ５が「１」を出力し、フリップフロップ７がセット状態に切り替る。これにより、第１動作が第２動作に切り替る。
【００４４】
このようにして、第１動作及び第２動作が交互に実行される。第１動作及び第２動作を交互に繰り返すことで、電池の充放電を継続的に行うことができる。これにより、例えば、第１の電池３１及び第２の電池３２における充放電の繰り返しによる電池寿命への影響調査を、少ないエネルギー消費で、簡便に行うことができる。
【００４５】
［実施形態２］
図２は、実施形態２における電池試験装置の回路構成図である。図２に示す電池試験装置は、図２に示す構成に、可変電源３３及びダイオード１３，１４を追加した構成である。
【００４６】
可変電源３３は、補助電源の一例であり、第１の電池３１の端子ｐ１にダイオード１４を介して接続され、第２の電池３２の端子ｐ２にダイオード１３を介して接続される。ダイオード１３，１４は、可変電源３３から第１の電池３１又は第２の電池３２へ向かう方向を順方向とする。
【００４７】
可変電源３３の端子電圧が、第１の電池３１の端子ｐ１の電圧又は第２の電池３２の端子ｐ２の電圧より高くなると、可変電源３３から第１の電池３１又は第２の電池３２へ電流が流れる。そのため、充放電動作において、第１の電池３１又は第２の電池３２の電圧が下がり、可変電源３３の電圧が相対的に高くなると、第１の電池３１又は第２の電池３２へ可変電源３３から電流が流れ込む。これにより、第１動作及び第２動作の繰り返しにおいて、第１の電池３１及び第２の電池３２の電圧が、可変電源３３の端子電圧より低くならないようにすることができる。
【００４８】
完全に同一の電池が２つ以上存在することはほぼないので、例えば、第１の電池３１及び第２の電池３２に蓄電容量に差がある場合がある。この場合、容量の小さい電池は、充電時には、他方の電池が最低電圧になる前に、設定された電圧の最大値ＶＭＡＸに到達する。放電時には、容量の小さい電池は、他方の電池がＶＭＡＸに達する前に、最低電圧に達する。この場合、フル充電の試験ができなくなってしまう。そこで、図２に示すように、可変電源３３とダイオード１３，１４を設けることで、第１の電池３１及び第２の電池３２の端子電圧が最低電圧になるとき、これ以上電圧を低下させないために可変電源３３から電荷を補充することが可能になる。
【００４９】
なお、本実施形態では、補助電源として、可変電源を用いているが、補助電源はこれに限られず、例えば、一定電圧の電源であってもよい。
【００５０】
［実施形態３］
（回路構成例）
図３は、実施形態３における電池試験装置の回路構成図である。図３に示す電池試験装置は、図２に示す切替回路に、コンパレータ１７，１８、アンドゲート１５，１６、及び、オアゲート１９，２０を追加した構成である。これらの追加された構成により、ＭＯＳトランジスタ１，２において、ドレインからソースへ電流を流す電圧が印加されているときに、ＭＯＳトランジスタ１，２がオンになる制御が実現される。
【００５１】
コンパレータ１７は、第１検出回路の一例であって、ＭＯＳトランジスタ１のソースードレイン間の電圧、すなわちインダクタンス１２から第１の電池３１へ電流を流す向きの電圧を検出する。コンパレータ１７の２つの入力端子は、ＭＯＳトランジスタ１のソース及びドレインにそれぞれ接続され、出力端子は、アンドゲート１６に接続される。ＭＯＳトランジスタ１に、インダクタンス１２から第１の電池３１へ電流を流す向きの電圧がかかっている間、コンパレータ１７の出力する信号Ｉ２Ｉ１は「１」（ハイレベル）となり、この電圧がかかっていない時は「０」（ローレベル）となる。
【００５２】
コンパレータ１８は、第２検出回路の一例であって、ＭＯＳトランジスタ２のソースードレイン間の電圧、すなわちインダクタンス１２から第２の電池３２へ電流を流す向きの電圧を検出する。コンパレータ１８の２つの入力端子は、ＭＯＳトランジスタ２のソース及びドレインにそれぞれ接続され、出力端子は、アンドゲート１５に接続される。ＭＯＳトランジスタ２に、インダクタンス１２から第１の電池３１へ電流を流す向きの電圧がかかっている間、コンパレータ１９の出力する信号Ｉ１Ｉ２は「１」（ハイレベル）となり、この電圧がかかっていない時は「０」（ローレベル）となる。なお、信号Ｉ１Ｉ２,Ｉ２Ｉ１の電圧検出の有無を示す値「１」（ハイレベル）,「０」（ローレベル）は一例であり、これらに限られない。
【００５３】
アンドゲート１５，１６及びオアゲート１９，２０は、コンパレータ１７，１８の出力信号に応じて、第１動作時におけるＭＯＳトランジスタ２,３のオン／オフ及び第２動作時におけるＭＯＳトランジスタ１,４のオン／オフを切り替える制御ゲートである。
【００５４】
アンドゲート１５の２つの入力端子は、フリップフロップ７のＶ１Ｖ２信号が出力される端子と、コンパレータ１８の信号Ｉ１Ｉ２が出力される端子に接続される。アンドゲート１５の出力端子は、オアゲート２０に接続される。オアゲート２０の２つの入力端子は、それぞれ、アンドゲート９の出力端子と、アンドゲート１５の出力端子とに接続される。オアゲート２０の出力端子は、ＭＯＳトランジスタ２，３のゲートに接続される。オアゲート２０とＭＯＳトランジスタ２の間には、インバータゲート１１が挿入される。
【００５５】
アンドゲート１６の２つの入力端子は、フリップフロップ７のＶ２Ｖ１信号が出力される端子と、コンパレータ１７の信号Ｉ２Ｉ１が出力される端子に接続される。アンドゲート１６の出力端子は、オアゲート１９に接続される。オアゲート１９の２つの入力端子は、それぞれ、アンドゲート８の出力端子と、アンドゲート１６の出力端子に接続される。オアゲート１９の２つの入力端子は、アンドゲート８とアンドゲート１６の出力端子に接続される。オアゲート１９の出力端子は、ＭＯＳトランジスタ１，４のゲートに接続される。オアゲート１９とＭＯＳトランジスタ１の間には、インバータゲート１０が挿入される。
【００５６】
信号Ｖ１Ｖ２,Ｖ２Ｖ１,Ｉ１Ｉ２,Ｉ２Ｉ１の値と、アンドゲート８,９,１５，１６及び、オアゲート１９，２０の出力値の関係は、例えば、下記表３のように設定することができる。
【表３】
2016170000.tif 000005
【００５７】
上記表３によれば、第１動作時、すなわち信号Ｖ１Ｖ２＝「１」かつ信号Ｖ２Ｖ１＝「０」の時にオアゲート１９の出力がＰＷＭ信号となり、ＭＯＳトランジスタ１,４がＰＷＭ信号に応じてオン／オフする。この第１動作時において、コンパレータ１８の信号Ｉ１Ｉ２＝「０」の場合は、オアゲート２０の出力が「０」となってＭＯＳトランジスタ２,３はオフとなり、信号Ｉ１Ｉ２が「１」の場合は、オアゲート２０の出力が「１」となってＭＯＳトランジスタ２,３がオンになる。
【００５８】
第２動作時、すなわち信号Ｖ１Ｖ２＝「０」かつ信号Ｖ２Ｖ１＝「１」の時にオアゲート２０の出力がＰＷＭ信号となり、ＭＯＳトランジスタ２,３がＰＷＭ信号に応じてオン／オフする。この第１動作時において、コンパレータ１７の信号Ｉ２Ｉ１＝「０」の場合は、オアゲート１９の出力が「０」となってＭＯＳトランジスタ１,４はオフとなり、信号Ｉ２Ｉ１が「１」の場合は、オアゲート１９の出力が「１」となってＭＯＳトランジスタ１,４がオンになる。
【００５９】
（動作例）
本実施形態では、コンパレータ１７，１８がＭＯＳトランジスタ１，２のソース−ドレイン間の電圧を監視する。コンパレータ１７，１８は、ＭＯＳトランジスタ１，２のボデーダイオードを通過する電流により発生する電圧を検出する。切替回路は、この電圧が検出されたＭＯＳトランジスタ１又は２をオンにし、そのＭＯＳトランジスタ１又は２のボデーダイオードを通過する電流が０になると、そのＭＯＳトランジスタ１又は２をオフにする。このコンパレータ１７,１８による検出結果に基づく制御は、ＭＯＳトランジスタ１又は２に対応して動作するＭＯＳトランジスタ３又は４に対しても同様に行われる。これにより、電荷移送コンバータの転送効率がより高くなる。以下、動作の具体例を説明する。
【００６０】
フリップフロップ７がセット状態である場合、アンドゲート９がＰＷＭ信号を通過して、ＭＯＳトランジスタ２，３を駆動する。すなわち、第２動作が実行される。ＰＷＭ信号のパルスがハイレベルの時、ＭＯＳトランジスタ２，３がオン（導通状態）になる。このとき、コンパレータ１７,１８の出力信号Ｉ１Ｉ２,Ｉ２Ｉ１はいずれもローレベルであり、ＭＯＳトランジスタ１,４はオフ（非導通状態）となる。そのため、インダクタンス１２に第２の電池３２から電流が流れ、エネルギーがインダクタンス１２に蓄積される。
【００６１】
ＰＷＭ信号のハイレベル期間が終了し、ローレベルになると、ＭＯＳトランジスタ２，３はオフされる。すると、インダクタンス１２にはフライバック電圧が発生する。すなわち、インダクタンス１２から第１の電池３１へ、ＭＯＳトランジスタ１，４を通って電流が流れる。この時、ＭＯＳトランジスタ１のソース−ドレイン間には、ドレイン側がプラスの電圧が発生する。この電圧が発生している間、コンパレータ１７はハイレベルの信号Ｉ２Ｉ１を出力する。
【００６２】
このハイレベルの信号Ｉ２Ｉ１は、アンドゲート１６に入力される。アンドゲート１６には、ハイレベルの信号Ｉ２Ｉ１と、信号Ｖ２Ｖ１が入力される。ここで、第２動作時は、フリップフロップ７から出力された信号Ｖ２Ｖ１は「１」（ハイレベル）になっている。そのため、アンドゲート１６の出力信号はハイレベルとなる。これにより、オアゲート１９からの出力信号もハイレベルとなり、ＭＯＳトランジスタ１及びＭＯＳトランジスタ４がオンになる。
【００６３】
このＭＯＳトランジスタ１，４のオン状態は、ＭＯＳトランジスタ１に還流電流が流れている間継続する。ＭＯＳトランジスタ１の還流電流が停止すると、ＭＯＳトランジスタ１，４はオフになる。具体的には、ＭＯＳトランジスタ１の還流電流が停止すると、コンパレータ１７はローレベルの信号Ｉ２Ｉ１を出力する。このローレベルの信号Ｉ２Ｉ１は、アンドゲート１６に入力され、アンドゲート１６の出力が「０」になる。そのため、オアゲート１９の出力も「０」になり、ＭＯＳトランジスタ１，４がオフになる。
【００６４】
上記と同様に、第１動作時においても、ＭＯＳトランジスタ２に還流電流が流れている間、ＭＯＳトランジスタ２，３がオンになる。このように、本実施形態では、インダクタンス１２から第１の電池３１又は第２の電池３２へ流れる電流が通過するＭＯＳトランジスタを、その電流が流れる間だけオンになるように制御できる。そのため、インダクタンス１２から電池３１，３２へ流れる電流は、ＭＯＳトランジスタのボデーダイオードには流れない。その結果、低消費電力で第１の電池３１及び第２の電池３２の充放電を行うことができる。
【００６５】
一般的に、ＭＯＳトランジスタのボデーダイオードは、シリコンのＰＮ接合で構成されるので、半導体の持つエネルギーレベルがオフセットとして発生する。そのため、ボデーダイオードを電流が通過する際、エネルギー損失が発生する。そこで、上記の図３に示すような構成とすることで、インダクタンス１２から電池３１，３２へ流れる電流がＭＯＳトランジスタを通るときの損失を低減することができる。その結果、図１に示す回路の構成要素を大きく変更せず、効率を大幅に改善することができる。
【００６６】
なお、図３の構成の代わりに、例えば、ＰＷＭ信号を用いてＭＯＳトランジスタ１，４のオン／オフとＭＯＳトランジスタ２,３のオン／オフとを反転制御する構成とすることもできる。すなわち、第１動作及び第２動作において、ＭＯＳトランジスタ１,４がオンのときは、常にＭＯＳトランジスタ２,３をオフとし、ＭＯＳトランジスタ１,４がオフのときは、常にＭＯＳトランジスタ２,３をオンにする制御も可能である。この場合も、インダクタンス１２から第１の電池３１又は第２の電池３２へ流れる電流がＭＯＳトランジスタを通るときの損失を低減することができる。
【００６７】
しかし、この反転制御の場合、電池電圧の状態によっては、例えば、インダクタンス１２から第１の電池３１へのフライバック電流が終了した後もＭＯＳトランジスタ１が導通したままになる状況が発生し得る。その場合、第１の電池３１からインダクタンス１２への逆流が発生する。この逆流は、第１の電池３１へ移送した電荷を戻すことになり、転送効率を悪化させる。
【００６８】
これに対して、図３に示す構成では、ＭＯＳトランジスタ１,２の還流電流を検出する検出回路（コンパレータ１７,１８）が設けられる。これにより、ＭＯＳトランジスタ１,２を、フライバック電流の通過期間のみ導通する理想的なダイオードとして機能させることができる。そのため、上記のような逆流による効率の悪化を防止できる。
【００６９】
（波形例）
図４は、本実施形態における第１の電池３１の端子ｐ１電圧と、第２の電池３２の端子ｐ２電圧の時間変化の例を示すグラフである。図４に示す例では、第１動作期間Ｔ１では、ＭＯＳトランジスタ１,４のオン／オフの繰り返しにより、第１の電池３１から第２の電池３２へ電荷が移送される。すなわち第１の電池３１は放電され、第２の電池３２は充電される。そのため、第１動作期間Ｔ１で、第１の電池３１の電圧が降下し、第２の電池３２の電圧が上昇する。第２の電池３２の電圧がＶＭＡＸに達すると、第１動作が第２動作に切り替わる。第２動作期間Ｔ２では、第２の電池３２の電圧が降下し、第１の電池３１の電圧が上昇する。第１の電池３１の電圧がＶＭＡＸに達すると第２動作は第１動作に切り替わる。このようにして、第１動作期間Ｔ１及び第２動作期間Ｔ２が繰り返される。
【００７０】
図５のグラフは、上段から順に、本実施形態におけるＭＯＳトランジスタ１,２のゲート電圧、第１の電池Ｖ１及び第２の電池３２の電圧、第１の電池Ｖ１及び第２の電池３２の電流、並びに、インダクタンス１２を流れる電流の波形を示す。図５のグラフは、第１動作時の波形例を示す。
【００７１】
図５の一番上のグラフでは、縦軸は電圧、横軸は時間、実線の波形Ｖｇ１は、ＭＯＳトランジスタ１のゲート電圧波形、破線の波形Ｖｇ２は、ＭＯＳトランジスタ２のゲート電圧波形を示す。上から２番目のグラフでは、縦軸は電圧、横軸は時間、実線の波形Ｖ２は、第２の電池３２（充電側電池）の電圧波形、破線の波形Ｖ１は、第１の電池３１（放電側電池）の電圧波形を示す。上から３番目のグラフでは、縦軸は電流、横軸は時間、実線の波形Ｉ２は第２の電池３２（充電側電池）の電流波形、破線Ｉ１の波形は、第１の電池３１（放電側電池）の電流波形を示す。一番下のグラフでは、縦軸は電流、横軸は時間、実線の波形Ｉ１２は、インダクタンス１２に流れる電流波形を示す。
【００７２】
図５に示すように、第１動作において、ＭＯＳトランジスタ１で、ゲート電圧がハイレベルすなわちオン（導通）の時に、第１の電池３１からインダクタンス１２へ電流が流れ出して、電圧が降下する。この時、インダクタンス１２に流れる電流は上昇する。
【００７３】
ＭＯＳトランジスタ１のゲート電圧がハイレベルからローレベルになるタイミングで、ＭＯＳトランジスタ２の電圧がハイレベルになりＭＯＳトランジスタ２はオンになる。この時、インダクタンス１２から第２の電池３２へ流れ込む電流が発生し、この電流による第２の電池３２の電圧上昇が発生する。この第２の電池３２への電流は、ＭＯＳトランジスタ１の電圧がローレベルの期間において、次第に低下して０になる。これに合わせてインダクタンス１２の電流も次第に低下して０になる。これは、インダクタンス１２に蓄積されたエネルギーが全て、第２の電池３１へ流れきったことに相当する。
【００７４】
インダクタンス１２の電流及びＭＯＳトランジスタ２の電流が０になると、ＭＯＳトランジスタ２のゲート電圧が降下してＭＯＳトランジスタ２はオフになる。この後、ＭＯＳトランジスタ１,２がいずれもオフで、電池３１，３２の電流が変化しない期間が少しの間継続する。このとき、第１の電池３１の電圧は、前回のＭＯＳトランジスタ２のオフタイミングの電圧よりも、インダクタンス１２へ流れ出した電流に応じて、低くなっている。逆に、第２の電池３２の電圧は、前回より高くなっている。すなわち、第１の電池３１から第２の電池３２へ電荷が移送されている。
【００７５】
ＰＷＭ信号によって、ＭＯＳトランジスタ１のゲート電圧は、再びハイレベルになると、上記の動作が繰り返される。
【００７６】
［実施形態４］
（回路構成例）
図６は、実施形態４における電池試験装置の構成例を示す機能ブロック図である。図６に示す図において、電荷移送コンバータ２１のブロックには、図３に示す回路のうち、ダイオード１３,１４、可変電源３３、第１の電池３１とその端子ｐ１、及び、第２の電池３２とその端子ｐ２を除いた構成が含まれる。
【００７７】
図６に示す例では、電荷移送コンバータ２１は、制御マイコン２２と接続される。制御マイコン２２は、制御部の一例である。制御マイコン２２は、電荷移送コンバータ２１から、第１動作と第２動作との切替を示す信号Ｖ２Ｖ１、及びインダクタンス１２を流れる電流の検出値を含む電流検出信号ＩＳＥＮＳＥを受信する。また、制御マイコン２２は、電荷移送コンバータ２１に対して、ＭＯＳトランジスタ１〜４のオン／オフを制御するＰＷＭ信号、及び、設定電圧の値ＶＭＡＸを示す信号を出力する。
【００７８】
（設定電圧の制御例）
設定電圧の値ＶＭＡＸは、電荷移送コンバータ２１における電池３１，３２の充放電において、電池３１，３２の電圧の上限値を示すものである。制御マイコン２２は、例えば、電荷移送コンバータ２１のコンパレータ５,６（図３参照）にＶＭＡＸの電圧信号を入力する。
【００７９】
制御マイコン２２は、ＶＭＡＸの値を予めメモリ等に記録しておくことができる。また、制御マイコン２２は、ＶＭＡＸの値を、ユーザから受け付けることもできる。この場合、例えば、制御マイコン２２が、ディスプレイと入力装置又はそれらが一体となったタッチパネル等のユーザインタフェースを備えてもよい。または、制御マイコン２２に有線又は無線により接続されるＰＣ２３等のコンピュータを介して、ＶＭＡＸ値のユーザ入力を受け付けることができる。
【００８０】
制御マイコン２２により設定電圧の値ＶＭＡＸを制御することで、接続される電池３１，３２の容量に応じた適切な充放電試験が可能になる。すなわち、接続される電池３１，３２が、上限電圧を超えて充電されないようにＶＭＡＸを設定することができる。また、多様な目的に応じた試験が可能になる。例えば、設定電圧の値ＶＭＡＸを電池容量の８０％に設定することができる。これにより、容量の１００％まで充電せずに８０％の充電を繰り返すことで寿命を延ばす運用の確認を行う等の試験が可能になる。
【００８１】
（ＰＷＭ制御の例）
制御マイコン２２は、ＭＯＳトランジスタ１〜４を駆動するＰＷＭ信号を電荷移送コンバータ２１に出力する。制御マイコン２２からのＰＷＭ信号は、アンドゲート８,９,１５,１６（図３参照）に入力される。アンドゲート８,９,１５,１６は、上述のとおり、第１及び第２の電池３１，３２の電圧及び、ＭＯＳトランジスタ１,２の電圧の検出結果に応じて、オン／オフ駆動するＭＯＳトランジスタを切り替えるための制御ゲートである。
【００８２】
制御マイコン２２は、例えば、ＰＷＭ信号を制御することにより、電池３１，３２へ流れる電流波形を、実際の電池使用時の電流波形に近づけることができる。例えば、ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply）は、出力が正弦波（ＳＩＮ波）であることが多い。この場合、電池には、全波整流波形の電流が流れる。電池試験装置においても、ＰＷＭ信号を制御することにより、これと同様の電流を、電池３１，３２に流すことができる。
【００８３】
図７は、変調されたＰＷＭ信号の一例を示す図である。図７に示す例では、ＰＷＭ信号のパルス幅が、周期的に変化する。例えば、ＰＷＭ信号のパルス幅を、正弦波の振幅又はその平方根に従うよう変化させることができる。
【００８４】
図８は、図７に示すＰＷＭ信号によってＭＯＳトランジスタ１〜４を駆動した場合のインダクタンス１２に流れる電流の例を示す図である。この例では、電荷移送コンバータ２１のインダクタンス１２に流れる電流量は、ＰＷＭ信号のパルス幅に比例する。従って、移動電荷量は、駆動パルス幅の二乗で変化する。そのため、ＰＷＭ信号を用いて直接波形制御する場合は、目標電流波形の平方根のパルス幅のＰＷＭ信号を用いて制御することができる。
【００８５】
また、制御マイコン２２は、インダクタンス１２を流れる電流を示す電流検出信号ＩＳＥＮＳＥを、電荷移送コンバータ２１から受け取ることができる。電流検出信号ＩＳＥＮＳＥは、例えば、インダクタンス１２を流れる電流の検出結果として、電荷移送コンバータ２１から出力される。制御マイコン２２は、電流検出信号ＩＳＥＮＳＥにより、インダクタンス１２を流れる電流の波形及び電流量を取得することができる。
【００８６】
また、制御マイコン２２は、電池３１，３２の電流の波形制御する際に、電流検出信号ＩＳＥＮＳＥをセンス信号として用いることができる。すなわち、電池３１，３２に流れる電流量を、流したい電流量に近づけるための帰還信号として電流検出信号ＩＳＥＮＳＥを用いることができる。例えば、制御マイコン２２は、電流検出信号ＩＳＥＮＳＥと基準信号（期待信号）との比較結果に基づいてＰＷＭ信号を生成し、電荷移送コンバータ２１へ出力することができる。具体的には、予め決められた期待信号と、帰還信号（電流検出信号ＩＳＥＮＳＥ）とを比較した結果の誤差出力に基づいてＰＷＭ信号を生成することができる。
【００８７】
（切替信号の処理例）
制御マイコン２２は、電荷移送コンバータ２１から、第１動作と前記第２動作との切替を示す信号Ｖ１Ｖ２,Ｖ２Ｖ１を受信する。例えば、フリップフロップ７の２つの出力端子から出力される信号Ｖ１Ｖ２及び信号Ｖ２Ｖ１を、制御マイコン２２で受信することができる。制御マイコン２２では、信号Ｖ１Ｖ２及び信号Ｖ２Ｖ１に基づく演算を実行することにより、電池３１，３２の充放電に関する様々なデータを生成し記録することができる。
【００８８】
本例では、第１動作の期間には、信号Ｖ１Ｖ２＝「１」、Ｖ２Ｖ１＝「０」が出力され、第２動作の期間には、信号Ｖ１Ｖ２＝「０」、Ｖ２Ｖ１＝「１」が出力される。すなわち、信号Ｖ１Ｖ２と信号Ｖ２Ｖ１の値は、第１動作と第２動作が切り替る度に反転する。制御マイコン２２は、これらの信号Ｖ１Ｖ２,Ｖ２Ｖ１の値が切り替るインターバルを計測することができる。これにより、第１動作と第２動作が切り替る間隔を示すデータを得ることができる。この計測されたインターバルから、制御マイコン２２は、第１の電池３１及び第２の電池３２の容量の変化を計算することができる。これにより、電池３１，３２の容量変化に関する情報を取得することができる。
【００８９】
また、制御マイコン２２は、信号Ｖ１Ｖ２の値と信号Ｖ２Ｖ１の値が反転する回数をカウントすることができる。この回数により、第１の電池３１及び第２の電池３２それぞれの充放電サイクル数を得ることができる。また、制御マイコン２２は、電池３１，３２の充放電サイクル数及び上記の容量変化に基づいて、電池の劣化度合いを判断することができる。例えば、充放電サイクル数及び容量の変化量に基づいて、電池３１，３２の劣化度合いを示す値を計算することができる。これにより、制御マイコン２２は、電池３１，３２の劣化の様子を把握することができる。
【００９０】
なお、上記の制御マイコン２２による処理の一部は、ＰＣ２３により実行されてもよい。すなわち、制御部は、例えば、制御マイコン２２等の１台のコンピュータにより実装されてもよいし、制御マイコン２２とＰＣ２３等のように複数のコンピュータにより実装されてもよい。
【００９１】
［実施形態５］
図９は、実施形態５における電池試験装置の構成例を示す機能ブロック図である。図９に示す図において、電荷移送コンバータ２１のブロックには、図３に示す回路のうち、ダイオード１３,１４、可変電源３３、第１の電池３１とその端子ｐ１、及び、第２の電池３２とその端子ｐ２を除いた構成が含まれる。
【００９２】
図９に示す構成は、図６に示す構成に、フィルタ２４を追加した構成である。フィルタ２４は、電荷移送コンバータ２１と電池３１，３２との間に設けられる。具体的には、フィルタ２４は、ＭＯＳトランジスタ１（図３参照）と第１の電池３１が接続される端子ｐ１との間に挿入される。また、フィルタ２４は、ＭＯＳトランジスタ２（図３参照）と第２の電池３２が接続される端子ｐ２との間にも挿入される。
【００９３】
フィルタ２４は、例えば、高周波成分を通過させない特性を有するものとすることができる。これにより、電池３１，３２へ流れる電流の高周波リップルを除去することができる。
【００９４】
例えば、電荷移送コンバータ２１は、変調されたＰＷＭ信号により駆動されると、電荷移送コンバータ２１を経由する電流は、高周波の変調電流となる。この場合、高周波リップルによる電池寿命への影響の調査を、電池試験装置による試験の目的の一つとすることができる。この場合、フィルタ２４を挿入した状態での充放電試験と、フィルタ２４を挿入しない状態での充放電試験とを行うことができる。これにより、他の条件を同じにして、高周波リップルのない状態とある状態で試験ができる。そのため、効果的な比較評価が可能になる。
【００９５】
なお、フィルタ２４は、例えば、コンデンサ又は、コンデンサとインダクタンスの組み合わせにより構成することができる。この場合、フィルタ２４として挿入するコンデンサの等価直列抵抗（ＥＳＲ）の値は、試験対象の電池３１，３２のＥＳＲと等価であることが好ましい。すなわち、フィルタ２４のコンデンサのＥＳＲは、電池のＥＳＲに合わせるよう選択することができる。コンデンサのＥＳＲの値が大きいと、リップル電流による電圧ドロップが大きくなり、動作状態が変わってしまう可能性があるためある。
【００９６】
以上、実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００９７】
上記実施形態では、第１〜第４のスイッチとして、ＭＯＳトランジスタを用いている。第１〜第４のスイッチは、例えば、バイポーラトランジスタ等のその他の半導体スイッチを用いることができる。また、本発明の電池試験装置用いて、電池又は電気二重層キャパシタの充放電試験を行うことができる。
【符号の説明】
【００９８】
１〜４：ＭＯＳトランジスタ（第１〜第４のスイッチの一例）、５,６：コンパレータ、７：フリップフロップ、８,９,１５,１６：アンドゲート、１０,１１：インバータゲート、１２：インダクタンス、１３,１４：ダイオード、３１：第１の電池、３２：第２の電池、３３：可変電源（補助電源の一例）
【図１】
2016170000.tif 000006
【図２】
2016170000.tif 000007
【図３】
2016170000.tif 000008
【図４】
2016170000.tif 000009
【図５】
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【図６】
2016170000.tif 000011
【図７】
2016170000.tif 000012
【図８】
2016170000.tif 000013
【図９】
2016170000.tif 000014