特許 6074875 循環電流防止装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6074875

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】循環電流防止装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20170130BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20170130BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20170130BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H02J7/00 302C

   H02J7/02 J

   H01M10/44 P

   H01M10/48 P

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-205213(P2012-205213)

(22)【出願日】2012年9月19日

(65)【公開番号】特開2014-60878(P2014-60878A)

(43)【公開日】2014年4月3日

【審査請求日】2015年8月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】304060900

【氏名又は名称】山本 一詞

(72)【発明者】

【氏名】山本 一詞

【審査官】 桑江 晃

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１７５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１０６００７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００ − ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ − ７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２ − １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部機器と接続するための１つの入出力端子と複数の二次電池から構成され、
前記入出力端子を流れる電流の方向を測定する電流測定部と、
充電用スイッチング素子と、
放電用スイッチング素子と、
前記電流測定部に於ける電流の方向が、前記複数の二次電池の充電時に前記入出力端子を流れる電流の方向であるか、又は前記複数の二次電池の放電時に前記入出力端子を流れる電流の方向であるかを判定して、排他的に前記充電用スイッチング素子と前記放電用スイッチング素子とを導通させるように制御を行う制御部と、
充電用ダイオードおよび放電用ダイオードの組と
を備え、
前記二次電池の各々に対して、前記充電用ダイオードおよび前記放電用ダイオードの組が1組接続され、
前記複数の二次電池は、前記充電用ダイオードを介して並列接続され、
前記充電用スイッチング素子と前記複数の二次電池とは前記充電用ダイオードを介して接続され、
前記複数の二次電池は、前記放電用ダイオードを介して並列接続され、
前記放電用スイッチング素子と前記複数の二次電池とは前記放電用ダイオードを介して接続され、
前記制御部が前記充電用スイッチング素子を導通させることにより、前記複数の二次電池が同時に充電され、
前記制御部が前記放電用スイッチング素子を導通させることにより、前記複数の二次電池が同時に放電される、循環電流防止装置。

【請求項2】

請求項１に記載の循環電流防止装置に於いて、
前記電流測定部と前記入出力端子の間に負荷抵抗を設け、
前記制御部は、前記入出力端子に外部機器が無接続である時に、前記放電用スイッチング素子を導通させて、前記入出力端子に電圧を発生させることを特徴とする循環電流防止装置。

【請求項3】

請求項１に記載の循環電流防止装置に於いて、
前記電流測定部と前記充電用スイッチング素子の間に負荷抵抗を設け、
前記制御部は、前記二次電池の満充電時に、前記充電用スイッチング素子を導通させて、前記電流測定部の安定化を図ることを特徴とする循環電流防止装置。

【請求項4】

外部機器と接続するための１つの入出力端子と複数の二次電池から構成され、
前記入出力端子を流れる電流の方向を測定する電流測定部と、
一方向にのみ電流を流す充電用スイッチング素子と、
一方向にのみ電流を流す放電用スイッチング素子と、
前記電流測定部に於ける電流の方向が、前記複数の二次電池の充電時に前記入出力端子を流れる電流の方向であるか、又は前記複数の二次電池の放電時に前記入出力端子を流れる電流の方向であるかを判定して、排他的に前記充電用スイッチング素子と前記放電用スイッチング素子とを導通させるように制御を行う制御部と
を備え、
前記二次電池の各々に対して、前記充電用スイッチング素子および前記放電用スイッチング素子の組が１組接続され、
前記複数の二次電池は前記充電用スイッチング素子を介して並列接続され、
前記複数の二次電池は前記放電用スイッチング素子を介して並列接続され、
前記制御部が前記充電用スイッチング素子を導通させることにより、前記複数の二次電池が同時に充電され、
前記制御部が前記放電用スイッチング素子を導通させることにより、前記複数の二次電池が同時に放電される、循環電流防止装置。

【請求項5】

請求項４に記載の循環電流防止装置に於いて、
前記電流測定部と前記入出力端子の間に負荷抵抗を設け、
前記制御部は、前記入出力端子に外部機器が無接続である時に、前記放電用スイッチング素子を導通させて、前記入出力端子に電圧を発生させることを特徴とする循環電流防止装置。

【請求項6】

請求項４に記載の循環電流防止装置に於いて、
前記電流測定部と前記充電用スイッチング素子の間に負荷抵抗を設け、前記制御部は、前記二次電池の満充電時に、前記充電用スイッチング素子を導通させて、前記電流測定部の安定化を図ることを特徴とする循環電流防止装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

複数台の二次電池を並列に接続して使用する場合に於いて、電池間に流れる循環電流を防止する循環電流防止装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図5は電池Ａ(102)と電池Ｂ(101)を並列にして負荷抵抗105に接続した時の様子を等価回路で示したしたものである。電池Ａ(102)は内部抵抗Ａ(104)を有しており、電池Ｂ(102)は内部抵抗Ｂ(104)を有している。電池Ａの電圧をEa、内部抵抗Ａの抵抗値をra、電池Ｂの電圧をEb、内部抵抗Ｂの抵抗値をrbとし、負荷抵抗をRとすると、電池に起電圧差(Eb>Ea)があると、キルヒホッフの原理により電池ＡにはIaの電流が流れ込むことになる。このIaを循環電流と呼んでいる。

【0003】

循環電流Iaが流れると、電池Ａの内部抵抗Ａで電力が消費され、本来電池Ａと電池Ｂが持つ合算電力量に較べて少ない電力量しか負荷抵抗には取り出せない。従って一般的に電池は並列接続では使えない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許公開平１１−０４６４５５号公報

【特許文献2】特許公開２００９−２４７１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

やむを得ず大容量の電池が必要な場合には、同じ種類、かつ同じ電力量の電池を並列にして使用する。即ち、起電力や内部抵抗を極力一致させて使用し、循環電流を極力少なくして使用する。しかし、電池の劣化が均一ではなく、いずれバランスが崩れて循環電流が発生し寿命は短くなる。また、一般にこの方法では電池を一斉に交換する必要もあり、経済的とは言い難い。

【0006】

別の方法として、上記「特許文献１」または上記「特許文献２」のように複数の電池を順番にスイッチで切り替えて使用する方法がある。この方法では同時に複数の電池を並列接続することが無いため、循環電流は発生しないが、個々の電池で放電制御や充電制御を行う必要があり、充放電制御装置（以下チャージコントローラという）が複雑になるという欠点がある。

【0007】

先行文献で開示された内容は、住宅用や産業用といった数kW以上の電力を扱うものであり、充電回路と放電回路を分離してもシステム全体のコストパフォーマンスには大きな影響は無い。しかし、独立電源用として数百W程度のシステムの場合、市販のチャージコントローラは充放電機能を兼ね備えるものが多く、二次電池の接続端子は充放電用を兼ねて1組しか用意されていないのが一般的である。

【0008】

そこで本発明は、複数台の二次電池を並列にして使用する際に、電池間に循環電流を生じさせることなく、起電力や内部抵抗の違う同種の電池を混在使用でき、かつ一台のチャージコントローラで使用できるようにする。

【0009】

即ち、複数の二次電池があたかも一つの二次電池として扱えるような、電池の並列接続機能を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明による循環電流防止装置は、チャージコントローラなどの外部機器と接続するための１つの入出力端子と複数の二次電池から構成され、入出力端子を流れる電流を測定する電流測定部と、充電用スイッチング素子と、放電用スイッチング素子と、から構成され、電流測定部における電流の方向を判定して、排他的に充電用スイッチング素子と放電用スイッチング素子とを導通させるように制御を行う。

【0011】

本発明による循環電流防止装置は、充電用ダイオードと放電用ダイオードを有し、充電用スイッチング素子と二次電池とは充電用ダイオードを介して接続され、放電用スイッチング素子と二次電池とは放電用ダイオードを介して接続されるものとし、かつ、複数の二次電池の各々に対して、充電用ダイオードおよび放電用ダイオードが1組接続され、複数の二次電池は前記充電用ダイオードを介して並列接続され、複数の二次電池は放電用ダイオードを介して並列接続されるように構成される。

【0012】

本発明による循環電流防止装置は、充電用スイッチング素子と放電用スイッチング素子に一方向にのみ電流を流す素子を使用し、複数の二次電池の各々に対して、充電用スイッチング素子および放電用スイッチング素子が１組接続され、複数の二次電池は充電用スイッチング素子を介して並列接続され、複数の二次電池は放電用スイッチング素子を介して並列接続されるように構成される。

【0013】

本発明による循環電流防止装置は、電流測定部と入出力端子の間に負荷抵抗を設け、入出力端子に外部機器が無接続である時に、放電用スイッチング素子を導通させて、入出力端子に電圧を発生させる。

【0014】

本発明による循環電流防止装置は、電流測定部と充電用スイッチング素子の間に負荷抵抗を設け、二次電池の満充電時に、充電用スイッチング素子を導通させて、電流測定部の安定化を図る。

【発明の効果】

【0015】

本発明の循環電流防止装置を用いれば、既存のチャージコントローラを交換または改造することなく、二次電池の並列化による循環電流が防止でき、電池交換等のメンテナンス性およびコストパフォーマンスが向上する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の基本ブロック図である。

【図2】本発明の具体例１ブロック図である。

【図5】循環電流の説明図である。

【図6】放電専用の循環電流防止回路である。

【図7】充電専用の循環電流防止回路である。

【図8】チャージコントローラの接続図である。

【図3】本発明の具体例２ブロック図である。

【図4】試作品の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（基本原理）
図６は本発明による放電制御回路の原理を示す。図６は電池201、逆流防止ダイオード203、電池202、逆流防止ダイオード204と負荷抵抗205を備える。ダイオード203は電池201に電流が流れることを防止する。ダイオード204は電池202に電流が流れることを防止する。負荷抵抗は各ダイオード（203と204）を介して各電池（201と202）に接続される。電池201から取り出す電流Iaと電池202から取り出す電流Ibの和Ｉが負荷抵抗205に流れる電流となる。

【0018】

図６のように各電池からダイオードを介して出力させると、電池に電流が流れ込むことはなく、電池間の循環電流は生じない。一般には電池には起電力や内部抵抗の違いがあるが、この方法では出力電圧の高い電池から順番に電力が取出され、電池容量が減るに従い出力電圧が低下し、何処かで全ての電池の出力電圧が均衡する。均衡後は全ての電池から電力が取出されるようになる。

【0019】

図７は本発明による充電制御回路の原理を示す。図７は電池301、逆流防止ダイオード303、電池302、逆流防止ダイオード304と電源305を備える。ダイオード303は電池301から電流が流れ出すことを防止する。ダイオード304は電池302から電流が流れ出すことを防止する。電源は各ダイオード（303と304）を介して各電池（301と302）に接続される。電池301に流れる電流Iaと電池302に流れる電流Ibの和Ｉが電源から流れる電流となる。

【0020】

図７のように各電池に一つずつのダイオードを介して充電すると、ダイオードにより電池間を流れる循環電流は阻止される。この場合、各電池には均等な充電電圧が印加されるが、端子電圧の低い電池には多くの電流が流れて充電され電池電圧が高くなる。電圧が高くなると充電電流は減って行くので、結果的には全ての電池の端子電圧は均衡する。

【0021】

図８は市販のチャージコントローラの周辺機器接続図を示す。市販のチャージコントーラーには３つの端子がある。電源入力端子、二次電池接続端子と負荷接続端子である。二次電池接続端子は、共通端子として充電時にも放電時にも使用される。

【0022】

図８に於いて、充電時は電源からの電力が二次電池と負荷に供給される。この時、チャージコントローラは二次電池の端子電圧から蓄電容量を察知し、二次電池への充電電圧や充電電流を決定する。チャージコントローラは、電源容量＞負荷容量の時は余剰電力を二次電池に充電する。チャージコントローラは、電源容量＜負荷容量の時は二次電池から電力を取り出し負荷に供給する。

【0023】

また、二次電池の電圧が一定電圧を下回った場合には、二次電池からの放電を止めて二次電池を過放電から保護する。このようにチャージコントローラは電源電力の過不足と二次電池の充放電を調整しながら、負荷に無停電で電力を供給する。このようなチャージコントローラは、自動車のオルタネーター、ソーラー発電や風力発電による独立電源に利用されている。

【0024】

図８のような市販のチャージコントローラでは、二次電池接続端子は充電端子と放電端子を兼ね備えるので、図６と図７の基本的な循環電流防止回路はそのままでは適用できない。そこで充電状態と放電状態を判別し、それぞれの場合に図６または図７の循環電流防止回路を適用させたのが本発明である。

【実施例1】

【0025】

図1に本発明の基本的な動作を実現する回路ブロック図を示す。本装置01は入出力端子014を介してチャージコントローラ022（外部機器）に接続される。入出力端子014に流れる電流の値および電流の方向（AまたはB）は電流測定部02によって計測され、測定された電流は制御回路05により判定される。制御回路05は、電流測定部02に於ける電流の方向を判定して、排他的に充電用スイッチング素子08と放電用スイッチング素子09とを導通させるように制御を行う。

【0026】

即ち、電流がA方向（充電状態）の時は、充電用スイッチング素子08が導通され、放電用スイッチング素子09が遮断される。電流がB方向（放電状態）の時は、充電用スイッチング素子08が遮断され、放電用スイッチング素子09が導通される。

【0027】

充電用スイッチング素子08と複数の二次電池（二次電池1(031)および二次電池2(032)）、放電用スイッチング素子09と複数の二次電池（二次電池1(031)および二次電池2(032)）が接続される。このように充電用スイッチング素子08と放電用スイッチング素子09が充電状態と放電状態を切替えることで、チャージコントローラ022からは、本装置01は図８の一般的な接続図に示すような１つの二次電池のように扱われる。

【実施例2】

【0028】

図２に逆流防止素子としてダイオードを使用した回路ブロック図を示す。電流測定部2からは電流の方向と電流量に応じて両極性のアナログ電圧が出力される。制御回路5は、電流の極性を判定するコンパレータ6と、コンパレータ6の信号を反転する反転器7から構成される。これにより、コンパレータ6の出力信号と反転器7の出力信号は排他的に出力制御される。

【0029】

二次電池１(31)は充電用ダイオード１(10)を介して充電用スイッチング素子8に接続される。同様に二次電池２(32)は充電用ダイオード２(11)を介して充電用スイッチング素子8に接続される。かつ、二次電池１(31)は放電用ダイオード１(12)を介して放電用スイッチング素子9に接続される。同様に二次電池２(32)は放電用ダイオード２(13)を介して放電用スイッチング素子9に接続される。

【0030】

これにより、複数の二次電池（二次電池1(31)および二次電池2(32)）の各々に対して、充電用ダイオード（10および11）および放電用ダイオード（12および13）が1組接続されることになる。

【0031】

充電用スイッチング素子8はコンパレータ6の出力により制御され、放電用スイッチング素子9は反転器7の出力により制御される。この時、充電用スイッチング素子8と放電用スイッチング素子9は排他制御される。

【0032】

図２により本装置1の動作原理を説明する。本装置1は、チャージコントローラ22および二次電池1(31)および二次電池2(32)の間に直列に接続される。チャージコントローラ22には、電源21（太陽電池やオルタネーター）と負荷23が接続される。

【0033】

本装置1の電流計測部2によって電流方向が検出され、コンパレータ6と反転回路7からなる制御回路5によって充電状態か放電状態かが判定される。放電状態と判定された状態では、反転器7から放電用スイッチング素子9が導通され、同時に充電用スイッチング素子8は遮断されている。充電状態と判定された状態では、コンパレータ6から充電用スイッチング素子8が導通され、同時に放電用スイッチング素子9は遮断されている。

【0034】

先ず放電動作について説明する。初期状態、即ち電流計測部2で電流が計測されない状態では、放電用スイッチング素子9が導通になるように設計される。同時に充電用スイッチング素子8は遮断される。二次電池1（31）および二次電池2（32）からの電流は、入出力端子14に向けてA1およびA2方向に流れる。チャージコントローラ22は本装置1から負荷機器23に向けて電流を流す。

【0035】

この時、複数の二次電池（二次電池1(31)および二次電池2(32)）は放電用スイッチング素子9を介して並列接続されている。即ち、二次電池１(31)からの電流は放電用ダイオード１(12)、二次電池２(32)からの電流は放電用ダイオード２(13)を通じて入出力端子14に供給されている。かつ、充電用スイッチング素子8が遮断されるため、複数の二次電池間の循環電流経路は流れない。図６と同等の状態が実現される。

【0036】

次に充電動作について説明する。チャージコントローラ22が充電状態の時は、（二次池電圧＜チャージコントローラの出力電圧）となる。この時、チャージコントローラ22からの充電電流はB1の方向に流れる。この電流が電流計測部2によって計測され、制御回路５によって、充電用スイッチング素子8が導通される。同時に放電用スイッチング素子9は遮断される。

【0037】

充電電流はB2の経路で充電用ダイオード１(10)を通じて、二次電池１(31)に流れ、充電用ダイオード２(11)を通じて、二次電池２(32)に流れる。即ち、複数の二次電池（二次電池1(31)および二次電池2(32)）は充電用ダイオード（10および11）を介して並列接続されている。この時、放電用スイッチング素子9は遮断されているため、複数の二次電池間の循環電流経路が断たれる。図７と同等の状態が実現される。

【実施例3】

【0038】

図３は本発明の他の実施例である。図2で用いたスイッチング素子とダイオードを一方向スイッチング素子に置き変えた例である。図２の充電用スイチング素子8と充電用ダイオード10を図３の充電用一方向スイッチング素子410に、図２の充電用スイチング素子8と充電用ダイオード11を図３の充電用一方向スイッチング素子411に、図２の放電用スイチング素子9と放電用ダイオード12を図３の放電用一方向スイッチング素子412に、図２の放電用スイチング素子9と放電用ダイオード13を図３の放電用一方向スイッチング素子413に置き換えた形態である。このように構成することで、電流が半導体素子を通過する回数を半分にできるので、本装置内での電圧降下が少なくて済むメリットがある。

【実施例4】

【0039】

図２または図３に於いて、放電計測用負荷3（または403）の役割を説明する。無負荷時、即ちチャーコントローラ22（または422）が入出力端子14（または414）に接続されていない状態で、電流測定部2（または402）やコンパレータ6（または406）の精度が悪いと入出力端子14（または414）に電圧が出力されないことがある。

【0040】

この状態ではチャージコントローラ22（または422）が接続されても、電池だと認識されず、正しく動作しない場合が考えられる。そこで、無負荷時でも確実に放電状態を維持させるため、本装置1（または401）内部に放電計測用負荷3（または403）を設けて確実に放電状態と認識させる。

【実施例5】

【0041】

図２または図３に於いて、充電計測用負荷4（または404）の役割を説明する。チャージコントローラ22（または422）が充電状態では、充電電流は放電用負荷抵3（または403）に流れるが、電流測定部2（または402）を通じて二次電池１（31または431）や二次電池２（32または432）に流れない状況は起こりえる。

【0042】

その場合、放電用計測用負荷に電流が流れるため、チャージコントローラ22（または422）は充電だと判定しても、電流測定部2（または402）に電流が流れないため、充電用スイッチング素子8（410または411）が導通しない可能性がある。充電計測用負荷4（または404）を設けることで、電圧が均衡する状態でもチャージコントローラ22（または422）から充電計測用負荷4（または404）に電流を積極的に流すことで、電流測定部2（または402）が確実に充電状態を検出させる。

【実施例6】

【0043】

図４は本発明を実証するために使用した実験機の回路図である。SENS1は汎用電流センサである。電流の方向を判定することが目的のため、電流0付近を正確に計測する必要があり、電源として正負両電源を用い、電流量によって出力が正方向または負方向にリニアにセンサ出力電圧が変化する素子を使用している。図４では端子5から端子6に電流が流れると正電圧が出力される。即ち、充電時は端子3の出力は正電圧、放電時は端子3の出力は負電圧となる。電流が流れない時はGNDレベル=0Vである。

【0044】

IC1は２回路入りの汎用オペアンプで、内部にオペアンプ1とオペアンプ2が共通電源として内蔵されている。コンパレータ―（比較器）として0V付近を正確に判定動作するように正負両電源を用いている。SENS1からの信号はオペアンプ1の差動入力の正端子3に入力される。差動入力の負端子2はGND=0Vに接地されている。オペアンプの原理により、正端子3に正電圧が印加されると出力端子1はLoレベル（電源の負電圧付近）からHiレベル（電源の正電圧付近）まで立ち上がる。逆に正端子3に負電圧が印加されると出力端子1はLoレベルのままである。即ち、SENS1が充電を検出すると、出力端子1はHiレベルになる。放電を検出すると、出力端子1はLoレベルになる。

【0045】

オペアンプ2の差動入力の負端子6には上記出力端子1からの信号が入力される。差動入力の正端子5はGNDに接続されているため、オペアンプの原理により、負端子6に正電圧が印加されると出力端子7はHiレベル（電源の正電圧付近）からLoレベル（電源の負電圧付近）まで立ち下がる。即ち、端子1と7はお互いにHi/Loが反転している。言い換えると、SENS1が放電を検出すると、出力端子7はHiレベルになり、充電を検出するとLoレベルになる。

【0046】

SW-REG1は絶縁型のDC/DCコンバータである。二次電池の+12Vを電源として、±15Vの正負電源を汎用電流センサおよびオペアンプに供給する。

【0047】

オペアンプの出力端子1は抵抗器R4を介してパワーMOS-FET Q2のゲートに接続されている。Q2はＰ型FETであるためゲート電圧がGND以下になると電流をドレインDからソースSに流す性質がある。オペアンプの出力端子1はセンサーが放電を検出した時に負電圧を出力するため、Q2は放電時にONとなる。

【0048】

オペアンプの出力端子7は抵抗器R5を介してパワーMOS-FET Q1のゲートに接続されている。Q1はＰ型FETであるためゲート電圧がGND以下になると電流をドレインDからソースSに流す性質がある。オペアンプの出力端子7はセンサーが充電を検出した時に負電圧を出力するため、Q1は充電時にONとなる。

【0049】

オペアンプの動作は非常に高速なため、0V付近を検出すると出力は不安定になり易い。その為に電流センサーが電流0を検出することを避ける必要がある。この状態は本発明の装置がチャージコントローラに接続していない時に起こる。従って、電流センサーの検出端子5側に負荷として抵抗器R8とLED D3を直列にした負荷を接続し、常時数mA程度の電流を流しておく。これにより、本装置の出力端子Vccには常に電池電圧が発生し、チャージコントローラから見れば一つの電池のように見える。

【0050】

逆にVcc端子がチャージコントローラに接続され、充電モードでは、通常は三段階充電が実施される。第一段階のバルク充電では蓄電池の最大許容電圧で充電され、第二段階の吸収充電では定電流で充電されるので、電流判定は容易である。最後のフロート充電では蓄電池の満充電電圧でキープされるため電流判定が難しくなる可能性があり、電流センサーの検出端子6側に抵抗器R9とLED D4を直列にした負荷を接続し、常時数mA程度の電流を流しておく。これにより電流検出が安定する。

【0051】

蓄電池間の循環電流を防止するために、ダイオードSBD1とSBD2が使用されている。SBD1およびSBD2はブリッジダイオードと呼ばれるタイプで、内部に各4個のショットキーバリアダイオードが内蔵されている。SBDの正出力端子は纏めてパワーMOS-FET Q2のドレインDに接続され、SBDの負入力端子は纏めてパワーMOS-FET Q1のソースSに接続されている。前述のように、Q1とQ2は放電状態と充電状態で交互にONされ、同時にONされることは無いため、SBDの正出力と負入力間に循環電流が発生することは無い。

【0052】

なお、図4の回路図に於いてV1,V2,V3,V4は二次電池を、F1,F2,F3,F4は過電流防止用ヒューズを表している。

【0053】

実際の回路設計においては、図2や図3の電流計測部2（または402）は、電流トランスやホールセンサー、もしくはシャント抵抗器で構成されるが、ゼロ電流付近を正確に検出できる必要がある。また制御回路５（または405）はマイコン等で構成しても同等の効果を発揮できる。

【0054】

なお、実使用においては、電流計測部2（または402）、スイッチング素子8,9、ダイオード10,11,12,13、一方向スイッチング素子410,411,412,413には抵抗成分があるため順方向の電圧低下を生ずる。チャージコントローラ22（または422）の充電電圧は、そのことを考慮して決めるべきである。更に電力利用効率の観点から、順方向電圧低下の少ない素子を利用すべきである。

【0055】

また、本発明は請求項１である限りは、実施例１、実施例２には限定されない。例えば、スイッチング素子はMOS-FETの他、IGBT、サイリスタなどを利用出来る。電流センサにはカレントコイル方式やシャント抵抗による電圧検出方式などを利用出来る。

【産業上の利用可能性】

【0056】

太陽光発電や風力発電による二次電池設備、キャンピングカーやヨットの二次電池設備など、二次電池を大量に必要とする機器に適用可能である。

【符号の説明】

【0057】

01 本装置
02 電流測定部
05 制御回路
08 充電用スイッチング素子
09 放電用スイッチング素子
021 外部電源（発電機、太陽電池等）
022 汎用チャージコントローラ（充放電制御装置）
023 負荷機器
031 二次電池１
032 二次電池２
1 本発明による装置本体
2 電流計測部
3 放電状態を計測するための負荷
4 充電状態を計測するための負荷
5 スイッチ素子を制御するための回路
6 充電状態を検出するコンパレータ
7 放電状態を制御する信号反転器
8 充電用スイッチング素子
9 放電用スイッチング素子
10 二次電池１用の充電用逆流防止ダイオード
11 二次電池２用の充電用逆流防止ダイオード
12 二次電池１用の放電用逆流防止ダイオード
13 二次電池２用の放電用逆流防止ダイオード
21 外部電源（発電機、太陽電池等）
22 汎用チャージコントローラ（充放電制御装置）
23 負荷機器
31 二次電池１
32 二次電池２
101 電池A
102 電池B
103 電池Aの内部抵抗A
104 電池Bの内部抵抗B
105 負荷抵抗
201 電池A
202 電池B
203 電池Aに充電を防止するダイオードA
204 電池Bに充電を防止するダイオードB
205 負荷
301 電池A
302 電池B
303 電池Aから放電を防止するダイオードA
304 電池Bから放電を防止するダイオードB
305 電池を充電するための電源
401 本発明による装置（他の形態）
402 電流計測部
403 放電状態を計測するための負荷
404 充電状態を計測するための負荷
405 スイッチ素子を制御するための回路
406 充電状態を検出するコンパレータ
407 放電状態を制御する信号反転器
410 二次電池１用の充電用一方向スイッチング素子
411 二次電池２用の充電用一方向スイッチング素子
412 二次電池１用の放電用一方向スイッチング素子
413 二次電池２用の放電用一方向スイッチング素子
421 外部電源（発電機、太陽電池等）
422 汎用チャージコントローラ（充放電制御装置）
423 負荷機器
431 二次電池１
432 二次電池２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】