特開 2023-5643 バッテリ充電装置、保護装置、及び保護方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023005643

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】バッテリ充電装置、保護装置、及び保護方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20230111BHJP

   H02J 7/14 20060101ALI20230111BHJP

   H02H 7/06 20060101ALI20230111BHJP

   H02H 7/122 20060101ALI20230111BHJP

   H02H 7/125 20060101ALI20230111BHJP

   H02M 7/12 20060101ALI20230111BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 S

H02J7/14 E

H02H7/06 A

H02H7/122

H02H7/125

H02M7/12 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021107681

(22)【出願日】2021-06-29

(71)【出願人】

【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】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(72)【発明者】

【氏名】細田 享

【テーマコード（参考）】

5G053

5G060

5G503

5H006

【Ｆターム（参考）】

5G053AA04

5G053BA04

5G053CA02

5G053EA01

5G053EB01

5G053EB02

5G053EB04

5G053EB05

5G053EC01

5G053EC03

5G053FA05

5G060AA01

5G060DA01

5G060DA03

5G060DB07

5G060DB08

5G060DB09

5G503AA07

5G503BB01

5G503CC02

5G503FA14

5G503GA01

5G503GB03

5G503GB06

5G503GD03

5G503GD06

5H006AA04

5H006CA02

5H006CB01

5H006CB08

5H006DA04

5H006DB01

5H006DB07

5H006DC02

5H006DC05

5H006FA04

(57)【要約】

【課題】発電中に電源電圧の供給が停止した場合に、スイッチング素子を保護する。
【解決手段】バッテリ充電装置は、導通状態を制御されることで、発電機が発電した交流電圧を整流して、充電電圧をバッテリに供給するスイッチング素子と、前記バッテリから出力される電源電圧を昇圧した制御電圧により、前記スイッチング素子の制御信号を生成する制御信号生成部と、前記バッテリに接続されている電源線であって、前記スイッチング素子の前記バッテリ側の端子に接続されている電源線の電圧を基準にした前記制御電圧を示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、前記制御信号生成部に前記制御電圧の供給を停止させて、前記スイッチング素子を非導通状態にする保護処理部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導通状態を制御されることで、発電機が発電した交流電圧を整流して、充電電圧をバッテリに供給するスイッチング素子と、
前記バッテリから出力される電源電圧を昇圧した制御電圧により、前記スイッチング素子の制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記バッテリに接続されている電源線であって、前記スイッチング素子の前記バッテリ側の端子に接続されている電源線の電圧を基準にした前記制御電圧を示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、前記制御信号生成部に前記制御電圧の供給を停止させて、前記スイッチング素子を非導通状態にする保護処理部と
を備えることを特徴とするバッテリ充電装置。

【請求項2】

前記保護処理部は、
前記制御電圧が供給される信号線と、前記制御信号生成部との間に接続された遮断スイッチを備え、
前記差分電圧が、前記所定の閾値電圧以下になった場合に、前記遮断スイッチの導通を遮断する
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。

【請求項3】

前記所定の閾値電圧には、第１の閾値電圧と、前記第１の閾値電圧より低い第２の閾値電圧とが含まれ、
前記保護処理部は、
前記差分電圧が、前記第２の閾値電圧以下になった場合に、前記遮断スイッチの導通を遮断し、前記差分電圧が、前記第１の閾値電圧より高くなった場合に、前記遮断スイッチを導通させる
ことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ充電装置。

【請求項4】

前記保護処理部は、
前記遮断スイッチの前記制御電圧の供給側における前記差分電圧が、前記第１の閾値電圧以下になった場合、且つ、前記遮断スイッチの前記制御信号生成部側における前記差分電圧が、前記第２の閾値電圧以下になった場合に、前記遮断スイッチの導通を遮断し、
前記遮断スイッチの前記制御電圧の供給側における前記差分電圧が、前記第１の閾値電圧より高くなった場合、又は、前記遮断スイッチの前記制御信号生成部側における前記差分電圧が、前記第２の閾値電圧より高くなった場合に、前記遮断スイッチを導通させる
ことを特徴とする請求項３に記載のバッテリ充電装置。

【請求項5】

前記保護処理部は、
ツェナーダイオードを利用して、前記差分電圧が、前記所定の閾値電圧以下になったことを検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバッテリ充電装置。

【請求項6】

導通状態を制御されることで、発電機が発電した交流電圧を整流して、高電位側の電源線に供給するスイッチング素子を保護する保護装置であって、
前記スイッチング素子に接続されている前記高電位側の電源線の電圧を基準にした、電源電圧を昇圧した制御電圧を示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、前記制御電圧により前記スイッチング素子の制御信号を生成する制御信号生成部に、前記制御電圧の供給を停止させて、前記スイッチング素子を非導通状態にする保護処理部を備える
ことを特徴とする保護装置。

【請求項7】

導通状態を制御されることで、発電機が発電した交流電圧を整流して、充電電圧をバッテリに供給するスイッチング素子と、前記バッテリから出力される電源電圧を昇圧した制御電圧により、前記スイッチング素子の制御信号を生成する制御信号生成部とを備えるバッテリ充電装置の保護方法であって、
保護処理部が、前記バッテリに接続されている電源線であって、前記スイッチング素子の前記バッテリ側の端子に接続されている電源線の電圧を基準にした前記制御電圧を示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、前記制御信号生成部に前記制御電圧の供給を停止させて、前記スイッチング素子を非導通状態にする保護処理ステップを含む
ことを特徴とする保護方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリ充電装置、保護装置、及び保護方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電源電圧より高い電圧のスイッチングを行う場合に、電源電圧を昇圧して、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などのスイッチング素子のスイッチングの制御信号に使用することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。例えば、従来のバッテリ充電装置では、発電機が発電した交流電圧をバッテリの充電電圧に変換するためのスイッチング素子を、バッテリから出力される電源電圧から昇圧した制御電源を用いて制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２４６２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、例えば、二輪車などに搭載するバッテリ充電装置では、発電機の発電中に、メインスイッチがオフされて、バッテリの電源電圧が遮断されることがある。このように、発電中に電源電圧の供給が停止した場合に、従来のバッテリ充電装置では、制御電圧が低下し、ＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子が、飽和領域から外れた領域である不飽和領域でスイッチングされる。この場合、制御電圧の低下により、スイッチング素子の抵抗が増大するため、スイッチング素子が発熱し、スイッチング素子の劣化や故障が生じる可能性がある。

【0005】

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、発電中に電源電圧の供給が停止した場合に、スイッチング素子を保護することができるバッテリ充電装置、保護装置、及び保護方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、導通状態を制御されることで、発電機が発電した交流電圧を整流して、充電電圧をバッテリに供給するスイッチング素子と、前記バッテリから出力される電源電圧を昇圧した制御電圧により、前記スイッチング素子の制御信号を生成する制御信号生成部と、前記バッテリに接続されている電源線であって、前記スイッチング素子の前記バッテリ側の端子に接続されている電源線の電圧を基準にした前記制御電圧を示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、前記制御信号生成部に前記制御電圧の供給を停止させて、前記スイッチング素子を非導通状態にする保護処理部とを備えることを特徴とするバッテリ充電装置である。

【0007】

また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記保護処理部は、前記制御電圧が供給される信号線と、前記制御信号生成部との間に接続された遮断スイッチを備え、前記差分電圧が、前記所定の閾値電圧以下になった場合に、前記遮断スイッチの導通を遮断することを特徴とする。

【0008】

また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記所定の閾値電圧には、第１の閾値電圧と、前記第１の閾値電圧より低い第２の閾値電圧とが含まれ、前記保護処理部は、前記差分電圧が、前記第２の閾値電圧以下になった場合に、前記遮断スイッチの導通を遮断し、前記差分電圧が、前記第１の閾値電圧より高くなった場合に、前記遮断スイッチを導通させることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記保護処理部は、前記遮断スイッチの前記制御電圧の供給側における前記差分電圧が、前記第１の閾値電圧以下になった場合、且つ、前記遮断スイッチの前記制御信号生成部側における前記差分電圧が、前記第２の閾値電圧以下になった場合に、前記遮断スイッチの導通を遮断し、前記遮断スイッチの前記制御電圧の供給側における前記差分電圧が、前記第１の閾値電圧より高くなった場合、又は、前記遮断スイッチの前記制御信号生成部側における前記差分電圧が、前記第２の閾値電圧より高くなった場合に、前記遮断スイッチを導通させることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記保護処理部は、ツェナーダイオードを利用して、前記差分電圧が、前記所定の閾値電圧以下になったことを検出することを特徴とする。

【0011】

また、本発明の一態様は、導通状態を制御されることで、発電機が発電した交流電圧を整流して、高電位側の電源線に供給するスイッチング素子を保護する保護装置であって、前記スイッチング素子に接続されている前記高電位側の電源線の電圧を基準にした、電源電圧を昇圧した制御電圧を示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、前記制御電圧により前記スイッチング素子の制御信号を生成する制御信号生成部に、前記制御電圧の供給を停止させて、前記スイッチング素子を非導通状態にする保護処理部を備えることを特徴とする保護装置である。

【0012】

また、本発明の一態様は、導通状態を制御されることで、発電機が発電した交流電圧を整流して、充電電圧をバッテリに供給するスイッチング素子と、前記バッテリから出力される電源電圧を昇圧した制御電圧により、前記スイッチング素子の制御信号を生成する制御信号生成部とを備えるバッテリ充電装置の保護方法であって、保護処理部が、前記バッテリに接続されている電源線であって、前記スイッチング素子の前記バッテリ側の端子に接続されている電源線の電圧を基準にした前記制御電圧を示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、前記制御信号生成部に前記制御電圧の供給を停止させて、前記スイッチング素子を非導通状態にする保護処理ステップを含むことを特徴とする保護方法である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、保護処理部が、スイッチング素子のバッテリ側の端子に接続されている電源線の電圧を基準にした制御電圧を示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、制御信号生成部に制御電圧の供給を停止させて、スイッチング素子を非導通状態にする。これにより、バッテリ充電装置は、スイッチング素子が飽和領域から外れた領域である不飽和領域において導通状態になることを抑制することができ、スイッチング素子の発熱を低減することができる。よって、バッテリ充電装置は、発電中に電源電圧の供給が停止した場合に、スイッチング素子を保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態によるバッテリ充電装置の一例を示すブロック図である。

【図2】本実施形態における保護処理部の構成例を説明する回路図である。

【図3】本実施形態によるバッテリ充電装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】本実施形態による保護処理部の動作の一例を説明するタイミングチャーとである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態によるバッテリ充電装置、保護装置、及び保護方法について、図面を参照して説明する。

【0016】

図１は、本実施形態によるバッテリ充電装置１の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、バッテリ充電装置１は、ダイオード１１と、コンデンサ（１２、１５～１７）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、レギュレータ１４と、スイッチング素子（２１～２３、３１～３３）と、ゲートドライバ４０と、抵抗（１８、４２～４４）と、保護処理部５０とを備えている。

【0017】

バッテリ充電装置１は、発電機２と接続されるとともに、メインスイッチ部６を介して、バッテリ３と接続されている。バッテリ充電装置１は、例えば、自動二輪車などの車両に搭載され、発電機２で発電した交流電力を整流して、バッテリ３に充電する装置である。なお、メインスイッチ部６は、メインスイッチ４と、メインリレー５とを備え、バッテリ充電装置１へのバッテリ３の電圧（電源電圧）の供給を制御する。

【0018】

発電機２は、例えば、スターターモーターとＡＣＧ（交流発電機）を一体化させクランクと直結したＡＣＧスターターである。ここで、クランクシャフトは、例えば、自動二輪車の内燃機関（エンジン）の回転軸に接続された回転子である。

【0019】

バッテリ３は、例えば、鉛蓄電池であり、－（マイナス）電極（負極）が、グランド端子（グランド線Ｌ１）に接続されており、＋（プラス）電極（正極）が、電源線Ｌ２に接続されている。バッテリ３の＋電極は、電源線Ｌ２を介して、メインスイッチ４及びメインリレー５に接続されている。なお、本実施形態において、バッテリ３の出力電圧を電圧ＶＢＡＴと定義する。

【0020】

メインスイッチ４は、例えば、自動二輪車などの車両のメインスイッチであり、第１端がバッテリ３の＋電極（電源線Ｌ２）に、第２端が内部電源を供給するノードＮ１に、それぞれ接続されている。メインスイッチ４は、利用者の手動によるオン状態（接続状態）とオフ状態（非接続状態）とに切り替えられる。

【0021】

メインリレー５（メインスイッチの一例）は、電源線Ｌ２と、電源線Ｌ３との間に接続されている。メインスイッチ４がオン状態されて、ノードＮ１が、電圧ＶＢＡＴになることで、メインリレー５は、オン状態になり、電源線Ｌ２と、電源線Ｌ３とが接続される。また、メインスイッチ４がオフ状態されることにより、メインリレー５は、オフ状態になり、電源線Ｌ２と、電源線Ｌ３とが切断される。なお、本実施形態において、電源線Ｌ３の電圧を、電圧ＶＰと定義する。
このように、メインスイッチ部６は、バッテリ３と電源線Ｌ３（後述するスイッチング素子２１～スイッチング素子２３）との接続、及びバッテリ３とノードＮ１（後述するＤＣ／ＤＣコンバータ１３）との接続を制御する。

【0022】

ダイオード１１は、アノード端子がノードＮ１に、カソード端子がノードＮ２にそれぞれ接続されている。ダイオード１１は、バッテリ３の出力電圧ＶＢＡＴをＤＣ／ＤＣコンバータ１３に供給し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３からバッテリ３への電流の逆流を防止する。

【0023】

コンデンサ１２は、ノードＮ１とグランド線Ｌ１との間に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に供給するバッテリ３の出力電圧ＶＢＡＴを平滑化する平滑コンデンサである。

【0024】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、例えば、バッテリ３の出力電圧ＶＢＡＴから、高電圧と低電圧とを生成する電源装置である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、バッテリ３の出力電圧ＶＢＡＴを昇圧して、電圧ＶＢＡＴよりも高い電圧ＶＨを、制御電圧として生成し、信号線Ｌ４に出力する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、バッテリ３の出力電圧ＶＢＡＴから、電圧ＶＨよりも低い電圧を生成し、ノードＮ３に出力する。なお、電圧ＶＢＡＴ（電源電圧）は、メインスイッチ４を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に供給される。

【0025】

レギュレータ１４は、例えば、ＥＣＵ（Engine Control Unit）用の電圧ＶＬを生成する降圧型のレギュレータである。レギュレータ１４は、生成した電圧ＶＬの電源を、ＥＣＵなどの内部電源として供給する。

【0026】

コンデンサ１５は、ノードＮ３とグランド線Ｌ１との間に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が出力する出力電圧を平滑化する平滑コンデンサである。
コンデンサ１６は、レギュレータ１４の出力線とグランド線Ｌ１との間に接続され、レギュレータ１４が出力する出力電圧ＶＬを平滑化する平滑コンデンサである。

【0027】

コンデンサ１７は、電源線Ｌ３とグランド線Ｌ１との間に接続され、バッテリの出力電圧又はを発電機２が発電した交流電圧を整流した電圧である電圧ＶＰを平滑化する平滑コンデンサである。

【0028】

スイッチング素子２１～スイッチング素子２３は、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴであり、発電機２をスターターモーターとして使用する場合に、スターターモーターを駆動するハイサイド（ハイ側）のスイッチング素子である。なお、本実施形態において、スイッチング素子２１～スイッチング素子２３は、バッテリ充電装置１が備える任意のハイサイドのスイッチング素子を示す場合、又は特に区別しない場合に、スイッチング素子２０として説明する。
スイッチング素子２０は、オン状態を制御されることで、発電機２が発電した交流電圧を整流して、充電電圧をバッテリ３に供給する。

【0029】

また、スイッチング素子２０は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴであるため、オン抵抗を低減させうために、ゲート端子に供給する制御信号の電圧は、ソース端子とドレイン端子との間の電圧であるソース－ドレイン電圧より高い電圧を供給する必要がある。スイッチング素子２０は、ソース－ドレイン電圧に比べてゲート電圧が低下した場合に、飽和領域での導通動作（不飽和動作）となり、スイッチング素子２０のオン抵抗が増大して、発熱の原因となる。

【0030】

スイッチング素子２１は、ドレイン端子が電源線Ｌ３（高電位側の電源線）に、ソース端子がノードＮ６に、制御端子（ゲート端子）が、ノードＮ５に接続されている。なお、ノードＮ６は、発電機２をスターターモーターとして駆動する際の駆動信号Ｗの信号線である。また、ノードＮ５は、ゲートドライバ４０が出力する制御信号であり、制御電圧ＶＨにより駆動される制御信号の信号線である。

【0031】

スイッチング素子２２は、ドレイン端子が電源線Ｌ３に、ソース端子がノードＮ７に、制御端子（ゲート端子）が、ノードＮ５と同様のゲートドライバ４０の制御信号の出力線に接続されている。なお、ノードＮ７は、発電機２をスターターモーターとして駆動する際の駆動信号Ｖの信号線である。また、スイッチング素子２２のゲート端子は、ゲートドライバ４０が出力する制御信号により、制御電圧ＶＨにより駆動される。

【0032】

スイッチング素子２３は、ドレイン端子が電源線Ｌ３に、ソース端子がノードＮ８に、制御端子（ゲート端子）が、ノードＮ５と同様のゲートドライバ４０の制御信号の出力線に接続されている。なお、ノードＮ８は、発電機２をスターターモーターとして駆動する際の駆動信号Ｕの信号線である。また、スイッチング素子２３のゲート端子は、ゲートドライバ４０が出力する制御信号により、制御電圧ＶＨにより駆動される。

【0033】

スイッチング素子３１～スイッチング素子３３は、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴであり、発電機２をスターターモーターとして使用する場合に、スターターモーターを駆動するロウサイド（ロウ側）のスイッチング素子である。なお、本実施形態において、スイッチング素子３１～スイッチング素子３３は、バッテリ充電装置１が備える任意のロウサイドのスイッチング素子を示す場合、又は特に区別しない場合に、スイッチング素子３０として説明する。

【0034】

スイッチング素子３１は、ドレイン端子がノードＮ６に、ソース端子が抵抗１８を介してグランド線Ｌ１（低電位側の電源線）に、制御端子（ゲート端子）が、ゲートドライバ４０の制御信号の出力線に接続されている。なお、ノードＮ６は、発電機２をスターターモーターとして駆動する際の駆動信号Ｗの信号線である。

【0035】

スイッチング素子３２は、ドレイン端子がノードＮ７に、ソース端子が抵抗１８を介してグランド線Ｌ１に、制御端子（ゲート端子）が、ゲートドライバ４０の制御信号の出力線に接続されている。なお、ノードＮ７は、発電機２をスターターモーターとして駆動する際の駆動信号Ｖの信号線である。

【0036】

スイッチング素子３３は、ドレイン端子がノードＮ８に、ソース端子が抵抗１８を介してグランド線Ｌ１に、制御端子（ゲート端子）が、ゲートドライバ４０の制御信号の出力線に接続されている。なお、ノードＮ８は、発電機２をスターターモーターとして駆動する際の駆動信号Ｕの信号線である。

【0037】

スイッチング素子２０（２１～２３）とスイッチング素子３０（３１～３３）とは、発電機２をスターターモーターとして駆動する際に、インバータ回路として機能する。また、スイッチング素子２０（２１～２３）とスイッチング素子３０（３１～３３）とは、発電機２からバッテリ３を充電する場合に、発電機２が発電した交流電圧を整流する整流回路として機能する。

【0038】

抵抗１８は、スイッチング素子３０（３１～３３）と、グランド線Ｌ１との間に接続されている。抵抗１８は、例えば、シャント抵抗であり、発電機２をスターターモーターとして駆動する際に、インバータ回路を流れる電流を検出する際に利用される。

【0039】

ゲートドライバ４０（制御信号生成部の一例）は、バッテリ３から出力される電源電圧（電圧ＶＢＡＴ）を昇圧した制御電圧（電圧ＶＨ）により、スイッチング素子２０の制御信号を生成する。なお、説明の都合上、図示を省略しているが、スイッチング素子２２、スイッチング素子２３、及びスイッチング素子３１～スイッチング素子３３のそれぞれのゲート端子に制御信号を出力する。ゲートドライバ４０は、不図示の制御部による制御に基づいて、スイッチング素子２０の制御信号を生成する。
また、ゲートドライバ４０は、制御スイッチ４１と、抵抗４２～抵抗４４とを備える。

【0040】

抵抗４２は、第１端が、後述する保護処理部５０に出力信号線（制御電圧ＶＨの制御信号線）に接続され、第２端が、ノードＮ４に接続されている。また、抵抗４３は、第１端が、ノードＮ４に接続され、第２端が、ノードＮ５（スイッチング素子２１のゲート端子）に接続されている。また、抵抗４４は、第１端が、ノードＮ５に接続され、第２端が、駆動信号Ｗの信号線に接続されている。
抵抗４２と、抵抗４３と、抵抗４４とは、保護処理部５０に出力信号線（制御電圧ＶＨの制御信号線）と、駆動信号Ｗの信号線との間に、直列に接続されている。

【0041】

制御スイッチ４１は、スイッチング素子２１を制御するスイッチであり、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴである。制御スイッチ４１は、ソース端子がノードＮ６に、ドレイン端子がノードＮ４に、ゲート端子がゲートドライバ４０内の制御信号線に、それぞれ接続されている。制御スイッチ４１は、オン状態である場合に、スイッチング素子２１のゲート端子であるノードＮ５を、駆動信号Ｗの信号線であるノードＮ６と同電位にして、スイッチング素子２１をオフ状態にする。また、制御スイッチ４１は、オフ状態である場合に、スイッチング素子２１のゲート端子であるノードＮ５を、高電圧にして、スイッチング素子２１をオン状態にする。

【0042】

なお、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、オン状態を制御されることで、発電機２が発電した交流電圧を整流して、充電電圧をバッテリ３に供給するスイッチング素子２０を保護する保護装置１０を備えている。保護装置１０は、保護処理部５０を備える。

【0043】

保護処理部５０は、電源線Ｌ３の電圧を基準にした制御電圧を示す差分電圧（例えば、差分電圧ΔＶ１）が、所定の閾値電圧以下（例えば、閾値電圧Ｖｔｈ１以下）になった場合に、ゲートドライバ４０に制御電圧ＶＨの供給を停止させて、スイッチング素子２１をオフ状態にする。ここで、電源線Ｌ３は、メインスイッチ部６（メインリレー５）を介してバッテリ３に接続されている電源線であって、スイッチング素子２１のバッテリ３側の端子（ドレイン端子）に接続されている。また、差分電圧ΔＶ１及び閾値電圧Ｖｔｈ１の詳細については後述する。

【0044】

ここで、図２を参照して、保護処理部５０の詳細な構成について説明する。
図２は、本実施形態における保護処理部５０の構成例を説明する回路図である。

【0045】

図２に示すように、保護処理部５０は、遮断スイッチ５１と、スイッチ（５２、６１、６３）と、抵抗（５３～５６、５９、６０、６４、６５、６８）と、ダイオード（５８、６２、６７）と、ツェナーダイオード（５７、６６）とを備えている。

【0046】

遮断スイッチ５１は、例えば、ＰＮＰのバイポーラトランジスタであり、制御電圧ＶＨが供給される信号線Ｌ４と、ゲートドライバ４０との間に接続されている。遮断スイッチ５１は、エミッタ端子が信号線Ｌ４に、コレクタ端子が信号線Ｌ５に、ベース端子がノードＮ１４に、それぞれ接続されている。

【0047】

スイッチ５２は、例えば、ＰＮＰのバイポーラトランジスタであり、エミッタ端子が信号線Ｌ４に、コレクタ端子がノードＮ１２に、ベース端子がノードＮ１１に、それぞれ接続されている。

【0048】

抵抗５３と抵抗５４とは、ノードＮ１２とノードＮ１６との間に直列に接続されている。抵抗５３は、第１端がノードＮ１２に、第２端がノードＮ１３（スイッチ６１のベース端子）に接続されている。また、抵抗５４は、第１端がノードＮ１３に、第２端がノードＮ１６に接続されている。

【0049】

抵抗５５と抵抗５６とは、電源線Ｌ３と信号線Ｌ４との間に、ツェナーダイオード５７及びダイオード５８を介して、直列に接続されている。抵抗５５は、第１端が信号線Ｌ４に、第２端がノードＮ１１に接続されている。また、抵抗５６は、第１端がノードＮ１１に、第２端がツェナーダイオード５７のカソード端子に接続されている。

【0050】

ツェナーダイオード５７は、差分電圧ΔＶ１が閾値電圧Ｖｔｈ１（第１の閾値電圧）より高くなると、オン状態になり、差分電圧ΔＶ１が閾値電圧Ｖｔｈ１以下になると、オフ状態になる。ツェナーダイオード５７は、アノード端子がダイオード５８のアノード端子に、カソード端子が抵抗５６の第２端に接続されている。ここで、差分電圧ΔＶ１は、スイッチング素子２０のバッテリ３側の端子に接続されている電源線Ｌ３の電圧を基準にした制御電圧ＶＨを示す差分電圧であり、信号線Ｌ４の電圧ＶＰから電圧ＶＨを減算した値（電圧ＶＰ－電圧ＶＨ）である。すなわち、差分電圧ΔＶ１は、遮断スイッチ５１のＤＣ／ＤＣコンバータ１３側における差分電圧である。

【0051】

なお、ツェナーダイオード５７がオン状態である場合に、上述したスイッチ５２が、オン状態になり、ツェナーダイオード５７がオフ状態である場合に、上述したスイッチ５２が、オフ状態になる。

【0052】

ダイオード５８は、アノード端子がツェナーダイオード５７のアノード端子に、カソード端子が電源線Ｌ３に接続されている。ダイオード５８は、電源線Ｌ３の電圧ＶＰが信号線Ｌ４に逆流するのを防止する。

【0053】

スイッチ６３は、例えば、ＰＮＰのバイポーラトランジスタであり、エミッタ端子が信号線Ｌ５に、コレクタ端子がノードＮ１２に、ベース端子がノードＮ１７に、それぞれ接続されている。

【0054】

抵抗６４と抵抗６５とは、電源線Ｌ３と信号線Ｌ５との間に、ツェナーダイオード６６及びダイオード６７を介して、直列に接続されている。抵抗６４は、第１端が信号線Ｌ５に、第２端がノードＮ１７に接続されている。また、抵抗６５は、第１端がノードＮ１７に、第２端がツェナーダイオード６６のカソード端子に接続されている。

【0055】

ツェナーダイオード６６は、差分電圧ΔＶ２が閾値電圧Ｖｔｈ２（第２の閾値電圧）より高くなると、オン状態になり、差分電圧ΔＶ２が閾値電圧Ｖｔｈ２以下になると、オフ状態になる。ツェナーダイオード６６は、アノード端子がダイオード６７のアノード端子に、カソード端子が抵抗６５の第２端に接続されている。ここで、差分電圧ΔＶ２は、スイッチング素子２０のバッテリ３側の端子に接続されている電源線Ｌ３の電圧を基準にした制御電圧ＶＨを示す差分電圧であり、信号線Ｌ５の電圧ＶＰから電圧ＶＨを減算した値（電圧ＶＰ－電圧ＶＨ）である。すなわち、差分電圧ΔＶ２は、遮断スイッチ５１のゲートドライバ４０側における差分電圧である。また、閾値電圧Ｖｔｈ２は、閾値電圧Ｖｔｈ１より低い（小さい値）である。

【0056】

なお、ツェナーダイオード６６がオン状態である場合に、上述したスイッチ６３が、オン状態になり、ツェナーダイオード６６がオフ状態である場合に、上述したスイッチ６３が、オフ状態になる。

【0057】

ダイオード６７は、アノード端子がツェナーダイオード６６のアノード端子に、カソード端子が電源線Ｌ３に接続されている。ダイオード６７は、電源線Ｌ３の電圧ＶＰが信号線Ｌ５に逆流するのを防止する。

【0058】

抵抗５９は、第１端が信号線Ｌ４に接続され、第２端がノードＮ１４に接続されている。
抵抗６０は、第１端がノードＮ１４に接続され、第２端がノードＮ１５に接続されている。

【0059】

スイッチ６１は、例えば、ＮＰＮのバイポーラトランジスタであり、エミッタ端子がノードＮ１６に、コレクタ端子がノードＮ１５に、ベース端子がノードＮ１３に、それぞれ接続されている。スイッチ６１は、スイッチ５２とスイッチ６３とのいずれかがオン状態になった場合に、オン状態になり、スイッチ５２とスイッチ６３との両方がオフ状態になった場合に、オフ状態になる。

【0060】

また、スイッチ６１がオン状態である場合に、上述した遮断スイッチ５１は、オン状態になる。また、スイッチ６１がオフ状態である場合に、上述した遮断スイッチ５１は、オフ状態になり、ゲートドライバ４０に制御電圧ＶＨの供給を停止する。

【0061】

ダイオード６２は、アノード端子がノードＮ１６に、カソード端子がグランド線Ｌ１に接続されている。ダイオード６７は、グランド線Ｌ１の電圧ＶＰが信号線Ｌ４に逆流するのを防止する。

【0062】

抵抗６８は、信号線Ｌ５とグランド線Ｌ１との間に接続される。抵抗６８は、遮断スイッチ５１がオフ状態になった場合に、スイッチング素子２０のゲート端子をグランド線Ｌ１の電位に固定するプルダウン抵抗として機能する。ゲート端子が、グランド線Ｌ１の電位に固定されることで、スイッチング素子２０は、オフ状態になる。

【0063】

次に、図面を参照して、本実施形態によるバッテリ充電装置１の動作について説明する。
まず、図３を参照して、本実施形態におけるバッテリ充電装置１の動作の一例について説明する。

【0064】

図３は、本実施形態によるバッテリ充電装置１の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、バッテリ充電装置１の保護処理部５０の処理の概要について説明する。
本実施形態によるバッテリ充電装置１の保護処理部５０は、電源線Ｌ３の電圧ＶＰを基準にした制御電圧ＶＨを示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、ゲートドライバ４０に制御電圧ＶＨの供給を停止させて、スイッチング素子２０をオフ状態にする。

【0065】

ここで、差分電圧には、遮断スイッチ５１のＤＣ／ＤＣコンバータ１３側の信号線Ｌ４に基づく差分電圧ΔＶ１と、遮断スイッチ５１のゲートドライバ４０側の信号線Ｌ５に基づく差分電圧ΔＶ１とが含まれる。また、所定の閾値電圧には、ツェナーダイオード５７による閾値電圧Ｖｔｈ１（第１の閾値電圧）と、ツェナーダイオード６６による閾値電圧Ｖｔｈ２（第２の閾値電圧）とが含まれる。

【0066】

また、所定の閾値電圧は、スイッチング素子２０が飽和領域での導通動作（不飽和動作）にならないように設定されている。また。閾値電圧Ｖｔｈ１は、閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高く設定されている。（Ｖｔｈ１＞Ｖｔｈ２）

【0067】

図３に示すように、保護処理部５０は、スイッチング素子２０を保護する処理において、まず、差分電圧ΔＶ１が閾値電圧Ｖｔｈ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。保護処理部５０は、ツェナーダイオード５７により、差分電圧ΔＶ１が閾値電圧Ｖｔｈ１以下であるか否かを判定する。保護処理部５０は、差分電圧ΔＶ１が閾値電圧Ｖｔｈ１以下である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０２に進める。また、保護処理部５０は、差分電圧ΔＶ１が閾値電圧Ｖｔｈ１より高い場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０４に進める。

【0068】

ステップＳ１０２において、保護処理部５０は、差分電圧ΔＶ２が閾値電圧Ｖｔｈ２以下であるか否かを判定する。保護処理部５０は、ツェナーダイオード６６により、差分電圧ΔＶ２が閾値電圧Ｖｔｈ２以下であるか否かを判定する。保護処理部５０は、差分電圧ΔＶ２が閾値電圧Ｖｔｈ２以下である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０３に進める。また、保護処理部５０は、差分電圧ΔＶ２が閾値電圧Ｖｔｈ２より高い場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０４に進める。

【0069】

ステップＳ１０３において、保護処理部５０は、遮断スイッチ５１をオン状態からオフ状態にする。保護処理部５０は、遮断スイッチ５１をオン状態からオフ状態にすることで、ゲートドライバ４０に制御電圧ＶＨの供給を停止させて、スイッチング素子２０をオフ状態にする。ステップＳ１０３の処理後に、保護処理部５０は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0070】

また、ステップＳ１０４において、保護処理部５０は、遮断スイッチ５１をオフ状態からオン状態にする。保護処理部５０は、遮断スイッチ５１をオフ状態からオン状態にすることで、ゲートドライバ４０に制御電圧ＶＨの供給を行い、スイッチング素子２０のオフ状態を解除する。ステップＳ１０４の処理後に、保護処理部５０は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0071】

次に、図４を参照して、保護処理部５０の動作の詳細について説明する。
本実施形態では、保護処理部５０は、上述した図３に示す処理を、図２に示す回路により実現している。そこで、図４を参照して、保護処理部５０の動作の詳細について説明する。

【0072】

図４は、本実施形態による保護処理部５０の動作の一例を説明するタイミングチャーとである。
図４において、波形Ｗ１～波形Ｗ９の各波形は、上から順に、制御電圧ＶＨ、電源電圧ＶＰ、メインスイッチ４の状態、差分電圧ΔＶ１、差分電圧ΔＶ２、スイッチ５２の状態、スイッチ６３の状態、スイッチ６１の状態、及び遮断スイッチ５１の状態の波形を示している。また、各波形の横軸は、時間を示している。

【0073】

図４に示すように、時刻Ｔ１において、例えば、自動二輪車などの車両が移動中にメインスイッチ４がオフ状態にされる（波形Ｗ３を参照）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３へのバッテリ３の出力電圧ＶＢＡＴの供給が停止されるとともに、メインリレー５がオフ状態にされて、電源線Ｌ３とバッテリ３との接続が遮断される。

【0074】

これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作が停止し、制御電圧ＶＨが低下する（波形Ｗ１を参照）。また、電源線Ｌ３の電源電圧ＶＰは、発電機２が発電中であるため、バッテリ３の出力電圧ＶＢＡＴによるクランプが外れて上昇する（波形Ｗ２を参照）。その結果、差分電圧ΔＶ１及び差分電圧ΔＶ２は、低下する（波形Ｗ４及び波形Ｗ５を参照）。

【0075】

次に、時刻Ｔ２において、差分電圧ΔＶ１が閾値電圧Ｖｔｈ１以下になると、ツェナーダイオード５７はオフ状態になり、ノードＮ１１が制御電圧ＶＨになり、スイッチ５２がオン状態からオフ状態になる（波形Ｗ６を参照）。

【0076】

次に、時刻Ｔ３において、差分電圧ΔＶ２が閾値電圧Ｖｔｈ２以下になると、ツェナーダイオード６６はオフ状態になり、ノードＮ１７が制御電圧ＶＨになり、スイッチ６３がオン状態からオフ状態になる（波形Ｗ７を参照）。これにより、スイッチ５２とスイッチ６３との両方がオフ状態になるため、ノードＮ１３がグランド線Ｌ１の電位になり、その結果、スイッチ６１がオン状態からオフ状態になる（波形Ｗ８を参照）。

【0077】

これにより、ノードＮ１４が制御電圧ＶＨになり、遮断スイッチ５１がオン状態からオフ状態になる（波形Ｗ９を参照）。遮断スイッチ５１がオフ状態になると、ゲートドライバ４０への制御電圧ＶＨの供給が停止し、信号線Ｌ５は、抵抗６８によって、グランド線Ｌ１の電位に固定される。これにより、スイッチング素子２０のゲート端子であるノードＮ５が、グランド線Ｌ１の電位に固定され、スイッチング素子２０は、オフ状態になる。

【0078】

また、時刻Ｔ４において、メインスイッチ４がオン状態にされる（波形Ｗ３を参照）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３へのバッテリ３の出力電圧ＶＢＡＴの供給が開始されるとともに、メインリレー５がオン状態にされて、電源線Ｌ３とバッテリ３との間が接続される。

【0079】

これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が動作を開始し、制御電圧ＶＨが上昇する（波形Ｗ１を参照）。また、電源線Ｌ３の電源電圧ＶＰは、上昇してバッテリ３の出力電圧ＶＢＡＴでクランプされる（波形Ｗ２を参照）。その結果、差分電圧ΔＶ１及び差分電圧ΔＶ２は、上昇する（波形Ｗ４及び波形Ｗ５を参照）。

【0080】

次に、時刻Ｔ５において、差分電圧ΔＶ１が閾値電圧Ｖｔｈ１より高くなると、ツェナーダイオード５７はオン状態になり、ノードＮ１１の電圧が低下してベース電流が流れ、スイッチ５２がオフ状態からオン状態になる（波形Ｗ６を参照）。これにより、ノードＮ１３の電圧が上昇し、その結果、ベース電流が流れスイッチ６１がオフ状態からオン状態になる（波形Ｗ８を参照）。

【0081】

これにより、ノードＮ１４の電圧が低下し、遮断スイッチ５１がオフ状態からオン状態になる（波形Ｗ９を参照）。遮断スイッチ５１がオン状態になると、ゲートドライバ４０への制御電圧ＶＨの供給が開始され、スイッチング素子２０のゲート端子であるノードＮ５が、制御電圧ＶＨにより供給可能になり、スイッチング素子２０は、正常な動作可能な状態（不飽和動作でない状態）になる。

【0082】

なお、時刻Ｔ６において、差分電圧ΔＶ２が閾値電圧Ｖｔｈ２より高くなると、ツェナーダイオード６６はオン状態になり、ノードＮ１７の電圧が低下してベース電流が流れ、スイッチ６３がオフ状態からオン状態になる（波形Ｗ７を参照）。

【0083】

以上説明したように、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、スイッチング素子２０と、ゲートドライバ４０（制御信号生成部）と、保護処理部５０とを備える。スイッチング素子２０は、導通状態を制御されることで、発電機２が発電した交流電圧を整流して、充電電圧をバッテリ３に供給する。ゲートドライバ４０は、バッテリ３から出力される電源電圧ＶＢＡＴを昇圧した制御電圧ＶＨにより、スイッチング素子２０の制御信号を生成する。保護処理部５０は、バッテリ３に接続されている電源線Ｌ３であって、スイッチング素子２０のバッテリ３側の端子に接続されている電源線Ｌ３の電圧ＶＰを基準にした制御電圧ＶＨを示す差分電圧（差分電圧ΔＶ２）が、所定の閾値電圧以下（閾値電圧Ｖｔｈ２以下）になった場合に、ゲートドライバ４０に制御電圧ＶＨの供給を停止させて、スイッチング素子２０をオフ状態にする。

【0084】

これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、スイッチング素子２０が飽和領域から外れた領域である不飽和領域においてオン状態になることを抑制することができ、スイッチング素子２０の発熱を低減することができる。よって、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、発電機２が発電中に電源電圧ＶＢＡＴの供給が停止した場合に、スイッチング素子２０を保護することができる。

【0085】

なお、不飽和領域におけるスイッチング素子２０では、ゲート電圧が低いことによるオン抵抗が増大し、スイッチング素子２０が異常な発熱して故障の原因になる。本実施形態によるバッテリ充電装置１は、このようなスイッチング素子２０の異常な発熱による故障を防止することができる。

【0086】

また、本実施形態では、保護処理部５０は、制御電圧ＶＨが供給される信号線Ｌ４と、ゲートドライバ４０との間に接続された遮断スイッチ５１を備える。保護処理部５０は、差分電圧（差分電圧ΔＶ２）が、所定の閾値電圧以下（閾値電圧Ｖｔｈ２以下）になった場合に、遮断スイッチ５１の導通を遮断する。

【0087】

これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、遮断スイッチ５１を制御することで、簡易、且つ、迅速に、ゲートドライバ４０に制御電圧ＶＨの供給を停止させて、スイッチング素子２０をオフ状態にすることができる。

【0088】

また、本実施形態では、上述した所定の閾値電圧には、閾値電圧Ｖｔｈ１（第１の閾値電圧）と、閾値電圧Ｖｔｈ１より低い閾値電圧Ｖｔｈ２（第２の閾値電圧）とが含まれる。保護処理部５０は、差分電圧ΔＶ２が、閾値電圧Ｖｔｈ２以下になった場合に、遮断スイッチ５１の導通を遮断し、差分電圧ΔＶ１が、閾値電圧Ｖｔｈ１より高くなった場合に、遮断スイッチ５１を導通（オン状態に）させる。

【0089】

これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、遮断スイッチ５１のオフ状態への制御と、オン状態への制御とに、ヒステリシスを持たせることができ、例えば、所定の閾値電圧付近におけるノイズによる誤動作を低減することができる。

【0090】

また、本実施形態では、保護処理部５０は、遮断スイッチ５１の制御電圧ＶＨの供給側における差分電圧ΔＶ１が、閾値電圧Ｖｔｈ１以下（第１の閾値電圧以下）になった場合、且つ、遮断スイッチ５１のゲートドライバ４０側（制御信号生成部側）における差分電圧ΔＶ２が、閾値電圧Ｖｔｈ２以下（第２の閾値電圧以下）になった場合に、遮断スイッチ５１の導通を遮断する。また、保護処理部５０は、遮断スイッチ５１の制御電圧ＶＨの供給側における差分電圧ΔＶ１が、閾値電圧Ｖｔｈ１より高くなった場合、又は、遮断スイッチ５１のゲートドライバ４０側における差分電圧ΔＶ２が、閾値電圧Ｖｔｈ２（第２の閾値電圧）より高くなった場合に、遮断スイッチ５１を導通させる。

【0091】

これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、遮断スイッチ５１の両端における差分電圧（差分電圧ΔＶ１及び差分電圧ΔＶ２）により、遮断スイッチ５１の導通を遮断し、遮断スイッチ５１の制御電圧ＶＨの供給側の差分電圧ΔＶ１、又は、遮断スイッチ５１のゲートドライバ４０側の差分電圧ΔＶ２により、遮断スイッチ５１を導通させるため、簡易な構成で確実に遮断スイッチ５１を制御することができる。

【0092】

また、本実施形態では、保護処理部５０は、ツェナーダイオード（５７、６６）を利用して、差分電圧（差分電圧ΔＶ１及び差分電圧ΔＶ２）が、所定の閾値電圧（閾値電圧Ｖｔｈ１及び閾値電圧Ｖｔｈ２）以下になったことを検出する。

【0093】

これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、ツェナーダイオード（５７、６６）を利用することにより、差分電圧が所定の閾値電圧以下になったことを検出する構成を簡略化することができる。

【0094】

また、本実施形態による保護装置１０は、導通状態を制御されることで、発電機２が発電した交流電圧を整流して、高電位側の電源線（例えば、電源線Ｌ３）に供給するスイッチング素子２０を保護する保護装置であって、保護処理部５０を備える。保護処理部５０は、スイッチング素子２０に接続されている高電位側の電源線（例えば、電源線Ｌ３）の電圧を基準にした、電源電圧ＶＢＡＴを昇圧した制御電圧を示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、制御電圧によりスイッチング素子２０の制御信号を生成するゲートドライバ４０に、制御電圧の供給を停止させて、スイッチング素子２０を非導通状態にする。

【0095】

これにより、本実施形態による保護装置１０は、上述したバッテリ充電装置１と同様の効果を奏し、発電機２が発電中に電源電圧ＶＢＡＴの供給が停止した場合に、スイッチング素子２０を保護することができる。

【0096】

また、本実施形態による保護方法は、導通状態を制御されることで、発電機２が発電した交流電圧を整流して、充電電圧をバッテリ３に供給するスイッチング素子２０と、バッテリ３から出力される電源電圧ＶＢＡＴを昇圧した制御電圧ＶＨにより、スイッチング素子２０の制御信号を生成するゲートドライバ４０とを備えるバッテリ充電装置１の保護方法であって、保護処理ステップを含む。保護処理ステップにおいて、保護処理部５０が、メインスイッチ部６（メインリレー５）を介してバッテリ３に接続されている電源線であって、スイッチング素子２０のバッテリ３側の端子に接続されている電源線Ｌ３の電圧を基準にした制御電圧ＶＨを示す差分電圧が、所定の閾値電圧以下になった場合に、ゲートドライバ４０に制御電圧ＶＨの供給を停止させて、スイッチング素子２０をオフ状態にする。

【0097】

これにより、本実施形態による保護方法は、上述したバッテリ充電装置１と同様の効果を奏し、発電機２が発電中に電源電圧ＶＢＡＴの供給が停止した場合に、スイッチング素子２０を保護することができる。

【0098】

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の実施形態において、差分電圧に、差分電圧ΔＶ１と、差分電圧ΔＶ２との２種類を用いて制御する例を説明したが、これに限定されるものではなく、いずれか一方を用いるようにしてもよい。

【0099】

また、上記の実施形態において、保護処理部５０は、遮断スイッチ５１を用いて、ゲートドライバ４０に制御電圧ＶＨの供給を停止させて、スイッチング素子２０をオフ状態にする例を説明したが、これに限定されるものではない。保護処理部５０は、例えば、他の論理回路などを用いて、スイッチング素子２０のゲート電圧を制御して、スイッチング素子２０をオフ状態にするようにしてもよい。

【0100】

また、上記の実施形態において、発電機２が、スターターモーターとＡＣＧ（交流発電機）を一体化させクランクと直結したＡＣＧスターターである例を説明したが、これに限定されるものではない。発電機２は、例えば、単相磁石式交流発電機など単独の発電機であり、且つ、他の方式の発電機であってもよい。

【0101】

また、上記の実施形態において、バッテリ充電装置１及び保護装置１０は、自動二輪車などの車両用途に使用される例を説明したが、これに限定されるものではなく、他の用途に適用されてもよい。

【0102】

また、上記の実施形態において、保護処理部５０は、ツェナーダイオード（５７、６６）を利用して、差分電圧（差分電圧ΔＶ１及び差分電圧ΔＶ２）が、所定の閾値電圧（閾値電圧Ｖｔｈ１及び閾値電圧Ｖｔｈ２）以下になったことを検出する例を説明したが、これに限定されるものではない。保護処理部５０は、例えば、コンパレータやＡＤＣなどの他の手段を用いて、差分電圧が、所定の閾値電圧以下になったことを検出するようにしてもよい。

【0103】

また、上記の実施形態において、保護処理部５０は、図２に示すような回路構成により実現する例を説明したが、これに限定されるものではなく、保護処理部５０は、例えば、図３に示すような処理を、コンピュータに実行させるソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。

【0104】

また、上記の実施形態において、スイッチング素子２０に接続されている高電位側の電源線Ｌ３は、メインスイッチ部６のメインリレー５を介して、バッテリ３に接続される例を説明したが、これに限定されるものではなく、メインリレー５を備えずに、電源線Ｌ３が直接バッテリに接続される形態であってもよい。

【0105】

また、上記の実施形態において、保護装置１０は、バッテリ充電装置１（バッテリ３の充電の用途）に適用する例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、バッテリを備えない用途に適用してもよい。

【0106】

なお、上述のバッテリ充電装置１は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した保護処理部５０の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0107】

１ バッテリ充電装置
２ 発電機
３ バッテリ
４ メインスイッチ
５ メインリレー
６ メインスイッチ部
１０ 保護装置
１１、５８、６２、６７ ダイオード
１２、１５、１６、１７ コンデンサ
１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４ レギュレータ
２０、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３３ スイッチング素子
４０ ゲートドライバ
４１ 制御スイッチ
１８、４２、４３、４４、５３、５４、５５、５６、５９、６０、６４、６５、６８ 抵抗
５０ 保護処理部
５１ 遮断スイッチ
５２、６１、６３ スイッチ
５７、６６ ツェナーダイオード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】