特許 6076747 スイッチング電源装置

(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】6076747

(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】スイッチング電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20170130BHJP

【ＦＩ】

   H02M3/28 F

   H02M3/28 T

   H02M3/28 Q

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-2469(P2013-2469)

(22)【出願日】2013年1月10日

(65)【公開番号】特開2014-135847(P2014-135847A)

(43)【公開日】2014年7月24日

【審査請求日】2015年6月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086807

【弁理士】

【氏名又は名称】柿本 恭成

(74)【代理人】

【識別番号】100076222

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健一

【審査官】 高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２０４１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１１８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３１２２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８５３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０６９１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ３／００ − ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電力を入力し、出力側に蓄電池が接続される直列共振コンバータと、
前記蓄電池の端子間電圧値を検出し、この検出結果から前記蓄電池に対する予備充電が必要か否かを判定し、この判定結果が予備充電必要な場合には主回路切り離し信号を出力する予備充電判定回路と、
前記予備充電判定回路からの前記主回路切り離し信号が入力されると、前記直列共振コンバータの主回路の出力側を切り離す切り離し回路と、
を備えるスイッチング電源装置であって、
前記直列共振コンバータは、
第１巻線数の１次巻線及び第２巻線数の２次巻線を持った変圧器を有する前記主回路と、
前記１次巻線と電磁的に結合されて前記変圧器の２次側に設けられた第３巻線数の補助巻線を有し、前記主回路の出力側に並列接続された巻線回路と、
を備え、
前記切り離し回路がオン状態のときは、前記主回路の出力側から通常充電時の充電電流が前記蓄電池へ供給され、前記切り離し回路がオフ状態のときは、前記巻線回路の出力側から予備充電時の充電電流が前記蓄電池へ供給されるようにしたことを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項2】

前記予備充電判定回路は、
前記端子間電圧値を計測して端子間電圧値信号を出力する電圧計と、
前記端子間電圧値信号と予備充電判定電圧値とを比較して、前記端子間電圧値信号が前記予備充電判定電圧値未満の場合に、前記主回路切り離し信号を出力する予備充電判定部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。

【請求項3】

前記補助巻線の前記第３巻線数は、
前記２次巻線の前記第２巻線数より少ないことを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。

【請求項4】

前記切り離し回路は、
前記予備充電判定回路から入力される前記主回路切り離し信号の有無に従ってオン／オフ制御される回路であって、オン状態における抵抗値がオフ状態における抵抗値より小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のスイッチング電源装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項記載のスイッチング電源装置は、更に、
交流電力を入力し、前記交流電力における電流と電圧の位相が一致するようにスイッチング制御して力率を改善し、所定の直流電圧を出力して前記直列共振コンバータに前記直流電圧を与える力率改善回路、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項6】

前記予備充電判定回路は、更に、
前記蓄電池の種類を検出する種類検出部と、
前記蓄電池の種類に対応した充電制御情報が格納された充電テーブルと、
を有し、
前記種類検出部により検出された前記蓄電池の種類に応じた前記充電制御情報を前記充電テーブルから読み出し、前記充電テーブルにより、前記予備充電判定電圧値と、予備充電時における充電電流である予備充電電流値と、通常充電時における充電電流である通常充電電流値と、を変更することを特徴とする請求項２記載のスイッチング電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、予備充電が必要な蓄電池を充電し得るスイッチング電源装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、下記特許文献１には、電子機器の小型化、高性能化に有効なスイッチング電源装置が記載されている。又、下記特許文献２には、２次電池を高い効率で充電できる共振形充電装置が記載されている。この共振形充電装置では、定電流特性を満足させるために、直列共振コンバータ（以下「ＬＬＣ」という。）を用いて定電流回路が構成されている。

【0003】

一方、リチウムイオン電池のように、セル電圧が低い蓄電池を充電する場合、一般に、蓄電池の劣化を回避するために、低電圧かつ低電流で充電を行う予備充電が行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−９７３０３号公報

【特許文献2】特開２０１２−８５３７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のスイッチング電源装置では、ＬＬＣを用いて定電流回路を構成した場合、定電流特性を満足させる条件は、外部のＬＣ共振定数により決定され、通常充電を満足するＬＣ共振定数に設定した場合、予備充電のための低電圧かつ低電流での定電流特性を実現できない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のスイッチング電源装置は、直流（以下「ＤＣ」という。）電力を入力し、出力側に蓄電池が接続されるＬＬＣと、前記蓄電池の端子間電圧値を検出し、この検出結果から前記蓄電池に対する予備充電が必要か否かを判定し、この判定結果が予備充電必要な場合には主回路切り離し信号を出力する予備充電判定回路と、前記予備充電判定回路からの前記主回路切り離し信号が入力されると、前記ＬＬＣの主回路の出力側を切り離す切り離し回路と、を備えるスイッチング電源装置であって、前記ＬＬＣは、第１巻線数の１次巻線及び第２巻線数の２次巻線を持った変圧器を有する前記主回路と、前記１次巻線と電磁的に結合されて前記変圧器の２次側に設けられた第３巻線数の補助巻線を有し、前記主回路の出力側に並列接続された巻線回路と、を備えている。そして、前記切り離し回路がオン状態のときは、前記主回路の出力側から通常充電時の充電電流が前記蓄電池へ供給され、前記切り離し回路がオフ状態のときは、前記巻線回路の出力側から予備充電時の充電電流が前記蓄電池へ供給されるようにしたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明のスイッチング電源装置によれば、出力側に蓄電池が接続されるＬＬＣと、予備充電判定回路と、切り離し回路と、を備え、予備充電判定回路が、蓄電池に対する予備充電が必要であると判定した場合に、切り離し回路がＬＬＣの主回路の出力側を切り離すようにしている。これにより、蓄電池に対する予備充電が必要な場合には、ＬＬＣにおけるＬＣ共振定数が通常充電を満足するＬＣ共振定数に設定されていても、巻線回路により低電圧かつ低電流の予備充電を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は本発明の実施例１におけるスイッチング電源装置２０の構成の概略を示すブロック図である。

【図2】図２は図１中の予備充電判定回路６０の例を示す回路図である。

【図3】図３は比較例のスイッチング電源装置２０Ａの構成の概略を示すブロック図である。

【図4】図４は図３中のＬＬＣ４０Ａのスイッチング周波数ｆｓｗに対する出力電圧Ｖｏの関係を示す特性図である。

【図5】図５（ａ），（ｂ）は図３中の予備充電回路８０の例を示す回路図である。

【図6】図６は図１中のスイッチング電源装置２０の充電電圧Ｖbatt及び充電電流Ｉbattの時間的推移を示す図である。

【図7】図７は本発明の実施例１の充電制御処理を示すフローチャートである。

【図8】図８は本発明の実施例２におけるスイッチング電源装置２０Ｂの構成の概略を示すブロック図である。

【図9】図９は本発明の実施例３におけるスイッチング電源装置２０Ｃの構成の概略を示すブロック図である。

【図10】図１０は図９中の電圧検出回路６０Ａの例を示すブロック図である。

【図11】図１１は図１０中の充電テーブル６５の例を示す図である。

【図12】図１２は本発明の実施例３の充電制御処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

【実施例1】

【0010】

（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１におけるスイッチング電源装置２０の構成の概略を示すブロック図である。

【0011】

スイッチング電源装置２０は、ＬＬＣ４０、予備充電判定回路６０、及び切り離し回路７０と、を備えている。

【0012】

ＬＬＣ４０は、入力されるＤＣ電圧Ｖin、及びＤＣ電流Ｉinをスイッチングし、スイッチングされたＤＣ電圧Ｖin及びＤＣ電流Ｉinを直列共振により電圧変換させた後、整流して第２のＤＣ電圧Ｖo及び第２のＤＣ電流Iｏを出力する回路である。このＬＬＣ４０は、２つのスイッチ４２ａ，４２ｂ、直列共振用のコンデンサ４３、インダクタ４４、第１巻線数としての巻線数ｎ１の１次巻線４５ａと第２巻線数としての巻線数ｎ２の２次巻線４５ｂとを有する変換変圧器（以下「変換トランス」という。）４５、整流用ダイオード４６、平滑用コンデンサ４７及び出力電流を計測する電流検出回路４８と、その２つのスイッチ４２ａ，４２ｂをオンオフ制御するＬＬＣ制御回路４１等とから構成されている。ＬＬＣ４０の第１及び第２の出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２には、蓄電池２１が接続されるようになっている。ＬＬＣ４０の出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２に蓄電池２１が接続された場合、電流検出回路４８は、スイッチング電源２０から蓄電池２１へ供給される充電電流を計測する。

【0013】

第１及び第２の出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２には、更に、巻線回路５０が並列接続されている。この巻線回路５０は、予備充電時に第１の出力端子ＯＵＴ１と第２の出力端子ＯＵＴ２との端子間に、低電圧かつ低電流を出力する回路であり、ＬＬＣ４０中の変換トランス４５の１次巻線と電磁的に結合された第３巻線数（ｎ３）の補助巻線としての予備巻線を有するインダクタ５１と、整流用ダイオード５２と、平滑用コンデンサ５３と、より構成されている。

【0014】

変換トランス４５の２次巻線４５ｂ及び補助巻線５１の電圧をそれぞれＶｂ及びＶｃとすると、
Ｖｂ／ｎ２＝Ｖｃ／ｎ３ ・・・（１）
Ｖｃ＝（ｎ３／ｎ２）・Ｖｂ ・・・（２）
となる。ここで、例えば、ｎ３／ｎ２＝１／３とすれば、変換トランス４５の２次巻線４５ｂの電圧Ｖｂの１／３の電圧Ｖｃを巻線回路５０の出力端子から取り出すことができる。

【0015】

予備充電判定回路６０は、蓄電池２１の端子間電圧値Ｖbattを検出し、この検出結果から蓄電池２１に対する予備充電が必要か否かを判定し、この判定結果が予備充電必要な場合には主回路切り離し信号Ｓ６０を出力する回路である。更に、切り離し回路７０は、予備充電判定回路６０からの主回路切り離し信号Ｓ６０が入力されると、ＬＬＣ４０の主回路の出力を切り離す回路である。

【0016】

図２は、図１中の予備充電判定回路６０の例を示す回路図である。
予備充電判定回路６０は、蓄電池２１の端子間電圧値Ｖbattを計測し、端子間電圧値信号Ｓ６１を出力する電圧計６１と、端子間電圧値信号Ｓ６１と予備充電判定電圧Ｖ１とを比較して、予備充電が必要な場合に主回路切り離し信号Ｓ６０を出力する予備充電判定部６２と、から構成されている。予備充電判定部６２は、例えば、比較器であるコンパレータ６２ａと、予備充電判定電圧Ｖ１を生成してコンパレータ６２ａの一方の入力端子に供給するＤＣ電源６２ｂと、コンパレータ６２ａの出力端子をＤＣ電圧Ｖccでプルアップする抵抗６２ｃとにより構成されている。

【0017】

（実施例１の動作）
本実施例１のスイッチング電源装置２０動作を、（Ｉ）従来の比較例の動作と、（II）実施例１の動作と、(III)実施例１における充電制御の処理と、に分けて説明する。

【0018】

（Ｉ） 比較例の動作
図３は、比較例のスイッチング電源装置２０Ａの構成の概略を示すブロック図であり、実施例１を示す図１と共通の要素には共通の符号が付されている。

【0019】

比較例のスイッチング電源装置２０Ａは、出力側に巻線回路５０が接続されていない以外は実施例１と同様のＬＬＣ４０Ａに、予備充電回路８０が追加された構成である。

【0020】

図４は、図３中のＬＬＣ４０Ａのスイッチング周波数ｆｓｗに対する出力電圧Ｖｏの関係を示す特性図である。

【0021】

図３に示されたＬＬＣ４０Ａのスイッチング周波数ｆｓｗに対する予備充電回路８０の前の電圧Ｖｏの特性が図４中の曲線Ｑに示されている。曲線Ｑを見ると、スイッチング周波数ｆｓｗを高くしていっても、出力電圧Ｖｏを予備充電判定電圧Ｖ１まで電圧を下げることができない。

【0022】

予備充電回路８０は、出力電圧Ｖｏを予備充電判定電圧Ｖ１まで下げるための回路である。
図５（ａ），（ｂ）は、図３中の予備充電回路８０の例を示す回路図である。

【0023】

図５（ａ）には、ドロッパタイプの予備充電回路８０が示されている。このドロッパタイプの予備充電回路８０により、図３中のＬＬＣ４０Ａの出力電圧Ｖｏを予備充電判定電圧Ｖ１まで下げると、熱損失が大きくなり、スイッチング電源装置２０Ａの効率が低下する。

【0024】

図５（ｂ）には、降圧コンバータタイプの予備充電回路８０が示されている。この降圧コンバータタイプの予備充電回路８０により、図３中のＬＬＣ４０Ａの出力電圧Ｖｏを予備充電判定電圧Ｖ１まで下げると、ドロッパタイプの予備充電回路８０よりも損失は小さく、スイッチング電源装置２０Ａの効率の低下は少ないが、部品点数が増加する。

【0025】

そこで、本実施例１では、図１及び図２に示されたようなスイッチング電源装置２０の構成を採用して、予備充電回路８０を追加することなく、出力電圧Ｖｏを予備充電判定電圧Ｖ１まで下げるようにしている。

【0026】

（II） 実施例１の動作
図１及び図２に基づいて、実施例１のスイッチング電源装置２０の動作を説明する。
通常充電時には、図２において、電圧計６１から予備充電判定部６２へ与えられる端子間電圧信号Ｓ６１は、予備充電判定電圧Ｖ１以上であるため、予備充電判定部６２内のコンパレータ６２ａの出力である主回路切り離し信号Ｓ６０は、ハイレベル（以下「Ｈレベル」という。）であり、切り離し回路７０はオン状態となる。

【0027】

図１において、切り離し回路７０がオン状態のとき、変換トランス４５、整流用ダイオード４６、及び平滑用コンデンサ４７等から構成されるＬＬＣ４０の主回路から、通常充電時の充電電流Ｉbattが蓄電池２１へ供給される。

【0028】

一方、予備充電時には、図２において、電圧計６１から予備充電判定部６２へ与えられる端子間電圧信号Ｓ６１は、予備充電判定電圧Ｖ１未満であるため、予備充電判定部６２内のコンパレータ６２ａの出力である主回路切り離し信号Ｓ６０は、ローレベル（以下「Ｌレベル」という。）であり、切り離し回路７０はオフ状態となる。

【0029】

図１において、切り離し回路７０がオフ状態のとき、ＬＬＣ４０の主回路は蓄電池２１から切り離され、巻線数ｎ３の予備巻線であるインダクタ５１、整流用ダイオード５２、及び平滑用コンデンサ５３等より構成されている巻線回路５０から、予備充電時の充電電流Ｉbattが蓄電池２１へ供給される。

【0030】

巻線数ｎ３の補助巻線５１の巻線回路５０から蓄電池２１へ供給される電圧Ｖｃは、ＬＬＣ４０内の変換トランス４５の１次巻線４５ａ及び２次巻線４５ｂの巻線数をそれぞれｎ１，ｎ２とし、通常充電時の充電電圧をＶｂとすると、前記（２）式により、
Ｖｃ＝（ｎ３／ｎ２）・Ｖｂ
となる。

【0031】

従って、巻線回路５０内の補助巻線５１の巻線数ｎ３を、
ｎ３＝（Ｖｃ／Ｖｂ）・ｎ２ ・・・（３）
即ち、変換トランス４５の２次巻線の巻線数ｎ２に、（予備充電電圧／通常充電電圧）を乗じた巻線数としておけば、予備充電時に、巻線回路５０から蓄電池２１へ予備充電電圧Ｖｃを供給することができる。

【0032】

(III) 実施例１における充電制御の処理
図６（ａ），（ｂ）は、図１中のスイッチング電源装置２０の充電電圧Ｖbatt及び充電電流Ｉbattの時間的推移を示す図であり、図６（ａ）は、蓄電池２１の充電時間に対する端子間電圧値Ｖbattの時間的推移を示す図であり、図６（ｂ）は、蓄電池２１の充電時間に対する充電電流値Ｉbattの時間的推移を示す図である。

【0033】

蓄電池２１の端子間電圧値Ｖbattが予備充電判定電圧Ｖ１未満の予備充電期間Ｔｙにおいては、充電電流値Ｉbattは予備充電電流Ｉｙを示している。予備充電期間ＴｙにおけるＶ０〜Ｖ１は、予備充電電圧である。

【0034】

予備充電が継続し、蓄電池２１の端子間電圧値Ｖbattが予備充電判定電圧Ｖ１以上になると、充電電流値Ｉbattが予備充電電流Ｉｙから通常充電電流Ｉｓに変化して、通常充電期間Ｔｓへ移行する。

【0035】

通常充電期間Ｔｓにおいて、蓄電池２１の端子間電圧値Ｖbattは、予備充電判定電圧Ｖ１からＶ２へ上昇して行く。蓄電池２１の端子間電圧値ＶbattがＶ２に達すると、充電電流値Ｉbattは、除々に減少して行く。

【0036】

図７は、本発明の実施例１の充電制御処理を示すフローチャートである。
図１、図２、及び図６を参照しつつ、図７に示されたフローチャートに基づいて、本実施例１のスイッチング電源装置２０における充電制御処理について説明する。

【0037】

図１、図２において、ＬＬＣ４０の出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２に蓄電池２１が接続されると、予備充電制御回路６０における充電制御の処理が開始され、ステップＳＴ１へ進む。ステップＳＴ１において、電圧計６１は、蓄電池２１の端子間電圧Ｖbattを計測して、端子間電圧値信号Ｓ６１を予備充電制御回路６０内の予備充電判定部６２へ与え、ステップＳＴ２へ進む。

【0038】

ステップＳＴ２において、図２中の予備充電判定部６２内のコンパレータ６２ａは、端子間電圧値信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１未満か否かを判定し、端子間電圧値信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１未満であれば（Ｙ）、ステップＳＴ３へ進み、端子間電圧値信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１以上であれば（Ｎ）、ステップＳＴ７へ進む。

【0039】

ステップＳＴ３において、図１中の予備充電判定回路６０が主回路切り離し信号Ｓ６０を出力すると、切り離し回路７０はオフ状態となる。その後、ＬＬＣ４０が起動され、ＬＬＣ制御部４１により、ＬＬＣ４０のスイッチング周波数ｆｓｗが制御され、巻線回路５０の出力電圧Ｖｃとして、ＤＣ電圧Ｖ１が蓄電池２１に供給される。この時、図６に示されたように、予備充電電流Ｉｙが蓄電池２１に供給され、ステップＳＴ４へ進む。

【0040】

ステップＳＴ４において、図２中の電圧計６１は、蓄電池２１の端子間電圧Ｖbattを計測して、端子間電圧値信号Ｓ６１を予備充電判定回路６０内の予備充電判定部６２へ与え、ステップＳＴ５へ進む。ステップＳＴ５において、図２中の予備充電判定部６２内のコンパレータ６２ａは、端子間電圧値信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１以上か否かを判定し、端子間電圧値信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１以上（Ｙ）となるまで、ステップＳＴ４、ＳＴ５の処理を繰り返し、端子間電圧値信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１以上であれば（Ｙ）、ステップＳＴ６へ進む。

【0041】

ステップＳＴ６において、図１中の予備充電判定回路６０が主回路切り離し信号Ｓ６０の論理レベルがＬレベルからＨレベルに変化すると、切り離し回路７０はオン状態となる。その後、ＬＬＣ４０の主回路の出力電圧Ｖｏとして、ＤＣ電圧Ｖ１〜Ｖ２が蓄電池２１に供給され、図６に示されたように、通常充電電流Ｉｓが蓄電池２１に供給され、充電制御の処理が終了する。

【0042】

ステップＳＴ７において、図１中の予備充電判定回路６０が主回路切り離し信号Ｓ６０の論理レベルがＬレベルからＨレベルに変化すると、切り離し回路７０はオン状態とされ、その後、ＬＬＣ４０が起動され、ＬＬＣ４０の主回路の出力電圧Ｖｏとして、ＤＣ電圧Ｖ１〜Ｖ２が蓄電池２１に供給され、図６に示されたように、通常充電電流Ｉｓが蓄電池２１に供給され、充電制御の処理が終了する。

【0043】

図７に示されたフローチャートの充電制御処理に従った充電電圧Ｖbatt及び充電電流Ｉbattの時間的推移が、図６（ａ），（ｂ）に示されている。

【0044】

（実施例１の効果）
本実施例１のスイッチング電源装置２０によれば、予備充電判定回路６０により、前記充電池２１の端子間電圧値Ｖbattに基づいて予備充電が必要か否かを判定し、予備充電判定回路６０が必要な場合には、主回路切り離し信号Ｓ６０を出力して、ＬＬＣ４０の主回路を切り離すようにしている。これにより、スイッチング電源装置２０は、比較例のスイッチング電源装置２０Ａのような予備充電回路８０を追加することなく、予備充電のための低電圧かつ低電流での定電流特性を実現できる。

【実施例2】

【0045】

（実施例２の構成及び動作）
図８は、本発明の実施例２におけるスイッチング電源装置２０Ｂの構成の概略を示すブロック図であり、実施例１を示す図１と共通の要素には共通の符号が付されている。

【0046】

スイッチング電源装置２０Ｂは、実施例１と同様のＬＬＣ４０、予備充電判定回路６０、及び切り離し回路７０に、交流（以下「ＡＣ」という。）電源１０と、入力部１１及び力率改善回路（以下「ＰＦＣ」という。）３０が追加されている。

【0047】

入力部１１は、図示しない不要輻射対策用（ＥＭＩ）フィルタ、ダイオードブリッジ等により構成されて、入力されるＡＣ電圧及びＡＣ電流を全波整流した電圧Ｖｉｎ及びＩｉを図１と同様のスイッチング源装置２０へ入力するものである。

【0048】

ＰＦＣ３０は、ＡＣ電力を入力し、ＡＣ電力における電流と電圧の位相が一致するように、ＡＣ電力における電流及び電圧をスイッチング制御して力率を改善し、所定の第１のＤＣ電圧Ｖpfc、及び第１のＤＣ電流ＩpfcをＬＬＣ４０へ出力する回路である。

【0049】

ＰＦＣ３０は、インダクタ３２、スイッチ３３、整流用ダイオード３４、及び平滑用コンデンサ３５と、そのスイッチ３３をオンオフ制御するＰＦＣ制御回路３１等とから構成されている。

【0050】

ＰＦＣ制御回路３１は、図示しない誤差増幅器、及び誤差増幅器の一方の入力端子に入力する基準電圧源を有し、第１のＤＣ電圧Ｖpfcを一定の比率で分圧した電圧を図示しない誤差増幅器の他方の入力端子に入力して、図示しない誤差増幅器の入力端子間の電圧差が零に近づくように、スイッチ３３をオンオフ制御する回路である。実施例２のその他の構成及び動作は、実施例１と同様である。

【0051】

（実施例２の効果）
本実施例２のスイッチング電源装置２０Ｂによれば、実施例１のスイッチング電源装置２０の入力側に、ＰＦＣ３０を備え、ＰＦＣ３０が供給されるＡＣ電力を効率良くＤＣ電圧Ｖpfc及びＤＣ電流Ｉpfcに変換して、ＬＬＣ４０へ入力している。これにより、商用電源の入力から、低電圧かつ低電流の予備充電を効率良く行うことができる。

【実施例3】

【0052】

（実施例３の構成）
図９は、本発明の実施例３におけるスイッチング電源装置２０Ｃの構成の概略を示すブロック図であり、実施例２を示す図８と共通の要素には共通の符号が付されている。

【0053】

本発明の実施例３のスイッチング電源装置２０Ｂは、実施例２と同様のＰＦＣ３０、ＬＬＣ４０、及び切り離し回路７０と、実施例２の予備充電判定回路６０とは構成及び機能が異なる予備充電判定回路６０Ａと、により構成されている。

【0054】

図１０は、図９中の予備充電判定回路６０Ａの例を示すブロック図である。
予備充電制御回路６０Ａは、実施例１と同様の電圧計６１に、実施例１とは機能が異なる予備充電判定部６２Ａと、新たに追加された種類検出部６４及び充電制御情報が格納された充電テーブル６５と、により構成されている。

【0055】

種類検出部６４は、蓄電池２１から与えられる蓄電池信号Ｓ２１に基づいて、蓄電池２１の種類及び予備充電が必要種類か否かを判定する。更に、種類検出部６４は、充電テーブル６５を参照して、蓄電池２１の種類に応じた充電制御情報を取得して、予備充電が必要な種類か否かの情報及び充電制御情報からなる種類検出信号Ｓ６４を予備充電判定部６２Ａへ与えるものである。予備充電判定部６２Ａは、種類検出部６４から与えられた種類検出信号Ｓ６４により、予備充電が必要な種類の場合に、端子間電圧信号Ｓ６１から予備充電が必要か否かを判定するものである。

【0056】

例えば、蓄電池２１の種類やセル数に応じて電池パックの形状を変え、電池パックの形状に応じて蓄電池２１の種類やセル数の情報を表す方法や、蓄電池２１に正極と負極以外に識別端子を設け、負極と識別端子と間に蓄電池２１の種類やセル数に応じて異なる抵抗値を接続する方法等の公知の方法により、蓄電池２１から蓄電池信号Ｓ２１を得ることができる。

【0057】

図１１は、図１０中の充電テーブル６５の例を示す図である。
図１１に示された充電テーブル６５の例では、蓄電池２１の種類Ａ，Ｂ，Ｃに対応した予備充電判定電圧Ｖ１、予備充電電流Ｉｙ、通常充電電流Ｉｓの各値が格納されている。

【0058】

図１１において、種類Ａ，Ｂ，Ｃは、予備充電が必要な電池であり、種類Ａ，Ｂ，Ｃの予備充電判定電圧Ｖ１は、それぞれ２．０Ｖ、４．０Ｖ、６．０Ｖである。種類Ａ，Ｂ，Ｃの予備充電電流Ｉｙは、それぞれ５０ｍＡ、７０ｍＡ、１３０ｍＡである。更に、種類Ａ，Ｂ，Ｃの通常充電電流Ｉｓは、それぞれ２．０Ａ、２．５Ａ、３．０Ａである。図１１において、種類Ｄは、予備充電が不要な電池であり、種類Ｄの通常充電電流Ｉｓは、３．０Ａである。

【0059】

図１１において示した予備充電判定電圧Ｖ１、予備充電電流Ｉｙ、及び通常充電電流Ｉｓの値は、本実施例３の構成を説明するための仮の値である。予備充電判定電圧Ｖ１、予備充電電流Ｉｙ、及び通常充電電流Ｉｓの実際の値は、蓄電池２１の種類及びセル数等により個別に設計され、又は実験により決定される。

【0060】

（実施例３の動作）
図１２は、本発明の実施例２の充電制御処理を示すフローチャートである。
図９〜図１１を参照しつつ、図１２に基づいて、実施例２の充電制御の処理を説明する。

【0061】

図９において、ＬＬＣ４０の出力に蓄電池２１が接続されると、予備充電判定回路６０Ａにおける充電制御の処理が開始され、ステップＳＴ２１へ進む。ステップＳＴ２１において、図１０中の種類検出部６４は、蓄電池２１から入力される蓄電池信号Ｓ２１に基づいて、蓄電池２１の種類を検出し、ステップＳＴ２２へ進む。

【0062】

ステップＳＴ２２において、種類検出部６４は、充電テーブル６５を参照して、蓄電池２１の種類に応じた充電制御情報を読み出し、ステップＳＴ２３へ進む。ステップＳＴ２３において、種類検出部６４は、予備充電が必要な蓄電池か否かを判定し、必要な場合は（Ｙ）、ステップＳＴ１へ進み、必要でない場合は（Ｎ）、ステップＳＴ６へ進む。図１１において、電池の種類がＡであれば、予備充電が必要であるので、ステップＳＴ１へ進み、電池の種類がＤであれば、予備充電が不要であるので、ステップＳＴ７へ進む。

【0063】

ステップＳＴ１に進むと、ステップＳＴ１〜ＳＴ５において、実施例１と同様の処理が行われ、ステップＳＴ６へ進む。但し、図１２中のステップＳＴ２及びＳＴ５において、端子間電圧信号Ｓ６１と、図１１に示された蓄電池の種類に応じて変更された予備充電判定電圧Ｖ１とが比較される。

【0064】

ステップＳＴ７において、切り離し回路７０をオン状態にし、ＬＬＣ４０を起動して、予備充電判定回路６０Ａにおける充電制御の処理を終了する。

【0065】

（実施例３の効果）
本発明の実施例３によれば、実施例１、２の構成に加え、新たに追加された種類検出部６４及び充電テーブル６５により、予備充電が必要な蓄電池か否かを判定し、必要な場合のみ、切り離し回路７０をオフ状態にして、予備充電を行うようにしている。これにより、蓄電池２１の予備充電が不要な蓄電池である場合は、直ちに、通常充電制御電圧Ｖｓに設定して、ＬＬＣ４０を起動するので充電時間を短縮することができる。

【0066】

（変形例）
本発明は、上記実施例１〜３に限定されず、種々の利用形態や変形例が可能である。この利用形態や変形例として、例えば、次の（１），（２）のようなものがある。

【0067】

（１） 実施例１〜３では、電圧計６１から出力される端子間電圧値信号Ｓ６１と予備充電判定電圧Ｖ１とを比較して予備充電が必要か否かを判定する予備充電判定部６２として、コンパレータ６２ａを用いたアナログ回路例を記載したが、予備充電判定部６２はアナログ回路に限定されない。例えば、同様の機能をデジタル回路で構成しても、同様の機能をソフトウェアにより実行する構成としても良い。

【0068】

（２） 実施例１では、予備充電判定部６２は、端子間電圧値信号Ｓ６１のみに基づいて、予備充電が必要か否かを判定する例を説明したが、電流検出回路４８の電流検出結果も加味して、予備充電が必要か否かを判定するようにしても良い。電流検出結果を加味して予備充電が必要か否かを判定するようにすれば、予備充電が必要な蓄電池２１の劣化をより確実に回避することができる。

【符号の説明】

【0069】

２０，２０Ａ，２０Ｂ スイッチング電源装置
２１ 蓄電池
３０，３０Ａ ＰＦＣ
３１ ＰＦＣ制御回路
３１ｄ 誤差増幅器
３１ｅ スイッチング制御部
４０，４０Ａ ＬＬＣ
４１ ＬＬＣ制御回路
４８ 電流検出回路
４９ 電圧検出回路
５０ 巻線回路
６０，６０Ａ 予備充電判定回路
６２，６２Ａ 予備充電判定部
６４ 種類検出部
６５ 充電テーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】