JP2002034172A - 充電器システム - Google Patents
充電器システムInfo
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- JP2002034172A JP2002034172A JP2000215255A JP2000215255A JP2002034172A JP 2002034172 A JP2002034172 A JP 2002034172A JP 2000215255 A JP2000215255 A JP 2000215255A JP 2000215255 A JP2000215255 A JP 2000215255A JP 2002034172 A JP2002034172 A JP 2002034172A
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- charging
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧変動の大きな発電機を使用しても充電器
入力電圧の大幅な上昇を防ぎ、充電器の損失を軽減し高
効率な変換を可能にする。 【解決手段】 電圧変動の大きな発電機１を使用して二
次電池６を充電する充電器システムであって、発電機１
の出力により二次電池を定電流充電し、定電流値切り換
え回路を有する充電電流制御手段５と、発電機の出力電
圧を抑制する過電圧抑制手段４と、発電機１の出力電圧
を検出して該検出した電圧に応じて充電電流制御手段５
及び過電圧抑制手段４を制御する電圧検出制御手段３と
を備え、電圧検出制御手段３は、第１の電圧と該第１の
電圧より高い第２の電圧とを検出し、発電機の出力電圧
が第１の電圧以上のとき電流を大きくするように充電電
流制御手段５を制御し、第２の電圧以上のとき出力電圧
を抑制するように過電圧抑制手段４を制御する。
入力電圧の大幅な上昇を防ぎ、充電器の損失を軽減し高
効率な変換を可能にする。 【解決手段】 電圧変動の大きな発電機１を使用して二
次電池６を充電する充電器システムであって、発電機１
の出力により二次電池を定電流充電し、定電流値切り換
え回路を有する充電電流制御手段５と、発電機の出力電
圧を抑制する過電圧抑制手段４と、発電機１の出力電圧
を検出して該検出した電圧に応じて充電電流制御手段５
及び過電圧抑制手段４を制御する電圧検出制御手段３と
を備え、電圧検出制御手段３は、第１の電圧と該第１の
電圧より高い第２の電圧とを検出し、発電機の出力電圧
が第１の電圧以上のとき電流を大きくするように充電電
流制御手段５を制御し、第２の電圧以上のとき出力電圧
を抑制するように過電圧抑制手段４を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧変動の大きな
発電機を使用して二次電池を充電する充電器システムに
関する。
発電機を使用して二次電池を充電する充電器システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】リチウ
ムイオン（Ｌｉ-ion）二次電池用充電器システムとし
て、出力電圧変動が大きい発電機を使用すると様々な問
題が生じる。出力電圧変動が大きい発電機として、例え
ばモータで駆動される発電機で、その駆動するモータの
回転数の変動が大きい場合がある。このような発電機の
出力電圧により二次電池を充電する場合、回転数の変動
により出力電圧が変化し、回転数が大きくなるほど出力
電圧が高くなり、充電器による変換損失が大きくなる。
そのため、損失が大きい時には、発熱に伴い熱破壊を起
こす恐れがある。また、モータの回転数が小さくなり発
電機の出力電圧が低くなると、充電器の動作が不安定に
なる。
ムイオン（Ｌｉ-ion）二次電池用充電器システムとし
て、出力電圧変動が大きい発電機を使用すると様々な問
題が生じる。出力電圧変動が大きい発電機として、例え
ばモータで駆動される発電機で、その駆動するモータの
回転数の変動が大きい場合がある。このような発電機の
出力電圧により二次電池を充電する場合、回転数の変動
により出力電圧が変化し、回転数が大きくなるほど出力
電圧が高くなり、充電器による変換損失が大きくなる。
そのため、損失が大きい時には、発熱に伴い熱破壊を起
こす恐れがある。また、モータの回転数が小さくなり発
電機の出力電圧が低くなると、充電器の動作が不安定に
なる。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、電圧変動の大きな発電機を使用し
ても充電器入力電圧の大幅な上昇を防ぎ、充電器の損失
を軽減し高効率な変換を可能にするものである。
決するものであって、電圧変動の大きな発電機を使用し
ても充電器入力電圧の大幅な上昇を防ぎ、充電器の損失
を軽減し高効率な変換を可能にするものである。
【０００４】そのために本発明は、電圧変動の大きな発
電機を使用して二次電池を充電する充電器システムであ
って、前記発電機の出力により二次電池を定電流充電
し、定電流値切り換え回路を有する充電電流制御手段
と、前記発電機の出力電圧を抑制する過電圧抑制手段
と、前記発電機の出力電圧を検出して該検出した電圧に
応じて前記充電電流制御手段及び前記過電圧抑制手段を
制御する電圧検出制御手段とを備え、前記電圧検出制御
手段は、第１の電圧と該第１の電圧より高い第２の電圧
とを検出し、前記発電機の出力電圧が前記第１の電圧以
上のとき電流を大きくするように前記充電電流制御手段
を制御し、前記第２の電圧以上のとき前記出力電圧を抑
制するように前記過電圧抑制手段を制御することを特徴
とするものである。
電機を使用して二次電池を充電する充電器システムであ
って、前記発電機の出力により二次電池を定電流充電
し、定電流値切り換え回路を有する充電電流制御手段
と、前記発電機の出力電圧を抑制する過電圧抑制手段
と、前記発電機の出力電圧を検出して該検出した電圧に
応じて前記充電電流制御手段及び前記過電圧抑制手段を
制御する電圧検出制御手段とを備え、前記電圧検出制御
手段は、第１の電圧と該第１の電圧より高い第２の電圧
とを検出し、前記発電機の出力電圧が前記第１の電圧以
上のとき電流を大きくするように前記充電電流制御手段
を制御し、前記第２の電圧以上のとき前記出力電圧を抑
制するように前記過電圧抑制手段を制御することを特徴
とするものである。
【０００５】また、前記過電圧抑制手段は、発電機に対
して負荷電流を与え発電機に対する負荷を大きくするこ
とで出力電圧を抑制し、前記電圧検出手段は、前記充電
電流制御手段及び前記過電圧抑制手段のそれぞれに分離
して設けた２つの電圧変動検出回路からなることを特徴
とするものである。
して負荷電流を与え発電機に対する負荷を大きくするこ
とで出力電圧を抑制し、前記電圧検出手段は、前記充電
電流制御手段及び前記過電圧抑制手段のそれぞれに分離
して設けた２つの電圧変動検出回路からなることを特徴
とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る充電器シス
テムの実施の形態を示す図、図２は本発明に係る充電器
システムの制御フローを説明するための図であり、１は
発電機、２は整流回路、３は電圧検出回路、４は過電圧
抑制回路、５は充電電流制御回路、６は二次電池を示
す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る充電器シス
テムの実施の形態を示す図、図２は本発明に係る充電器
システムの制御フローを説明するための図であり、１は
発電機、２は整流回路、３は電圧検出回路、４は過電圧
抑制回路、５は充電電流制御回路、６は二次電池を示
す。
【０００７】図１において、発電機１は、例えばモータ
駆動され回転数により出力電圧が変化し、回転数が大き
いほど電圧が高くなり、負荷（電流）により出力電圧が
抑制され、負荷が大きいほど出力電圧は低くなる。整流
回路２は、発電機の交流出力を直流に全波整流するもの
である。電圧検出回路３は、発電機の出力電圧を検出す
るものであり、充電電流を切り換える第１の電圧とそれ
より遙に高い過電圧を判定する第２の電圧を検出する。
過電圧抑制回路４は、電圧検出回路３で第２の電圧が検
出されたことを条件に電圧を抑制するものであり、充電
電流制御回路５は、充電電流を制御して、通常動作では
小電力モードによる充電を行い、電圧検出回路３で第１
の電圧が検出されたことを条件に定電流値を上げて大電
力モードによる充電を行うように切り換え制御するもの
である。二次電池６は、例えばリチウムイオン（Ｌｉ-i
on）二次電池である。
駆動され回転数により出力電圧が変化し、回転数が大き
いほど電圧が高くなり、負荷（電流）により出力電圧が
抑制され、負荷が大きいほど出力電圧は低くなる。整流
回路２は、発電機の交流出力を直流に全波整流するもの
である。電圧検出回路３は、発電機の出力電圧を検出す
るものであり、充電電流を切り換える第１の電圧とそれ
より遙に高い過電圧を判定する第２の電圧を検出する。
過電圧抑制回路４は、電圧検出回路３で第２の電圧が検
出されたことを条件に電圧を抑制するものであり、充電
電流制御回路５は、充電電流を制御して、通常動作では
小電力モードによる充電を行い、電圧検出回路３で第１
の電圧が検出されたことを条件に定電流値を上げて大電
力モードによる充電を行うように切り換え制御するもの
である。二次電池６は、例えばリチウムイオン（Ｌｉ-i
on）二次電池である。
【０００８】本発明に係る充電器システムでは、電圧検
出回路により上記のように２種類の電圧、つまり、定電
流値を切り換える第１の電圧、例えば７Ｖ、過電圧を抑
制するための第２の電圧、例えば１４Ｖを検出して、発
電機の出力電圧が高い時に充電器による変換損失を抑え
るように制御し、出力電圧変動の大きな発電機を使用し
てリチウムイオン二次電池を高効率で充電できるように
したものである。その動作フローを説明すると、図２に
示すようにまず、発電機が運転され電圧を出力している
と（ステップＳ１１）、出力電圧（第１の電圧、第２の
電圧）を検出する（ステップＳ１２）。出力電圧が第１
の電圧、例えば７Ｖ以上であるか否かを判定し（ステッ
プＳ１３）、７Ｖに達していなければ小電力モードによ
る通常動作で充電を行い（ステップＳ１４）、７Ｖ以上
である場合には、定電流値切り換え回路を動作させ（ス
テップＳ１５）、電流値を上げる（ステップＳ１６）。
さらに出力電圧が第２の電圧、例えば１４Ｖ以上である
か否かを判定し（ステップＳ１７）、１４Ｖに達してい
なければステップＳ１２に戻って同様の動作を繰り返し
実行し、１４Ｖ以上である場合には、過電圧抑制回路を
動作させ（ステップＳ１８）、発電機出力に負荷をかけ
る（ステップＳ１９）。つまり、発電機に対して負荷電
流を与え、発電機に対する負荷が大きくなることで出力
電圧が抑制され、充電器入力電圧が大幅に上昇するのを
軽減する。
出回路により上記のように２種類の電圧、つまり、定電
流値を切り換える第１の電圧、例えば７Ｖ、過電圧を抑
制するための第２の電圧、例えば１４Ｖを検出して、発
電機の出力電圧が高い時に充電器による変換損失を抑え
るように制御し、出力電圧変動の大きな発電機を使用し
てリチウムイオン二次電池を高効率で充電できるように
したものである。その動作フローを説明すると、図２に
示すようにまず、発電機が運転され電圧を出力している
と（ステップＳ１１）、出力電圧（第１の電圧、第２の
電圧）を検出する（ステップＳ１２）。出力電圧が第１
の電圧、例えば７Ｖ以上であるか否かを判定し（ステッ
プＳ１３）、７Ｖに達していなければ小電力モードによ
る通常動作で充電を行い（ステップＳ１４）、７Ｖ以上
である場合には、定電流値切り換え回路を動作させ（ス
テップＳ１５）、電流値を上げる（ステップＳ１６）。
さらに出力電圧が第２の電圧、例えば１４Ｖ以上である
か否かを判定し（ステップＳ１７）、１４Ｖに達してい
なければステップＳ１２に戻って同様の動作を繰り返し
実行し、１４Ｖ以上である場合には、過電圧抑制回路を
動作させ（ステップＳ１８）、発電機出力に負荷をかけ
る（ステップＳ１９）。つまり、発電機に対して負荷電
流を与え、発電機に対する負荷が大きくなることで出力
電圧が抑制され、充電器入力電圧が大幅に上昇するのを
軽減する。
【０００９】図３は本発明に係る充電器システムの具体
的な回路構成例を示す図であり、１１は発電機、１２は
全波整流器、１３は過電圧抑制回路、１４は定電流充電
モード切り換え回路、１５は充電器、１６は二次電池、
１７、１８はツェナーダイオードを示す。
的な回路構成例を示す図であり、１１は発電機、１２は
全波整流器、１３は過電圧抑制回路、１４は定電流充電
モード切り換え回路、１５は充電器、１６は二次電池、
１７、１８はツェナーダイオードを示す。
【００１０】図３において、充電器１５は、ＣＣ／ＣＶ
（定電流／定電圧）により充電制御を行い、 電力損失＝（入力電圧−出力電圧）×定電流値 であり、例えば単セル用充電器であれば、動作電圧領域
は、動作最低電圧約６Ｖ〜素子耐圧約１８Ｖである。過
電圧抑制回路１３は、ツェナーダイオード１７を含む電
圧変動検知回路を有し、この電圧変動検知回路で出力電
圧が１４Ｖ以上になったことを検知すると、負荷電流を
与え、発電機に対する負荷が大きくなることで出力電圧
を抑制して、充電器入力電圧が大幅に上昇するのを軽減
する。定電流充電モード切り換え回路１４は、同じくツ
ェナーダイオード１８を含む電圧変動検知回路を有し、
この電圧変動検知回路で出力電圧が７Ｖ以上になったこ
とを検知すると、負荷電流を大きくする。これにより発
電機出力電圧を抑制することができ、充電器１５による
損失を抑える。
（定電流／定電圧）により充電制御を行い、 電力損失＝（入力電圧−出力電圧）×定電流値 であり、例えば単セル用充電器であれば、動作電圧領域
は、動作最低電圧約６Ｖ〜素子耐圧約１８Ｖである。過
電圧抑制回路１３は、ツェナーダイオード１７を含む電
圧変動検知回路を有し、この電圧変動検知回路で出力電
圧が１４Ｖ以上になったことを検知すると、負荷電流を
与え、発電機に対する負荷が大きくなることで出力電圧
を抑制して、充電器入力電圧が大幅に上昇するのを軽減
する。定電流充電モード切り換え回路１４は、同じくツ
ェナーダイオード１８を含む電圧変動検知回路を有し、
この電圧変動検知回路で出力電圧が７Ｖ以上になったこ
とを検知すると、負荷電流を大きくする。これにより発
電機出力電圧を抑制することができ、充電器１５による
損失を抑える。
【００１１】このように上記の構成では、ツェナーダイ
オード１７、１８を２個所で定電流用と過電圧用に分離
して電圧検出に用い、定電流充電モード切り換えでは、
発電機出力電圧を抑制し充電器による損失を抑えること
で発熱を軽減し、逆に、負荷電流を小さくし発電機に対
する負荷を軽減することで低回転時の動作を可能にして
いる。したがって、発電機は、回転数の許容範囲が拡が
り連続動作が可能になるとともに、充電器での損失を軽
減することにより高効率な変換が可能になる。また、過
電圧抑制回路では、発電機に対し負荷電流を与え、発電
機に対する負荷を大きくすることで出力電圧を抑制し、
充電器入力電圧が大幅に上昇するのを軽減することが可
能となる。
オード１７、１８を２個所で定電流用と過電圧用に分離
して電圧検出に用い、定電流充電モード切り換えでは、
発電機出力電圧を抑制し充電器による損失を抑えること
で発熱を軽減し、逆に、負荷電流を小さくし発電機に対
する負荷を軽減することで低回転時の動作を可能にして
いる。したがって、発電機は、回転数の許容範囲が拡が
り連続動作が可能になるとともに、充電器での損失を軽
減することにより高効率な変換が可能になる。また、過
電圧抑制回路では、発電機に対し負荷電流を与え、発電
機に対する負荷を大きくすることで出力電圧を抑制し、
充電器入力電圧が大幅に上昇するのを軽減することが可
能となる。
【００１２】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、電圧検出素子としてツェナーダイオ
ードを用いたが、ダイオード、トランジスタその他の半
導体素子を用いてもよい。また、発電機として交流発電
機を用いて全波整流器で直流に整流したが、直流発電機
を用いてもよいことはいうまでもない。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、電圧検出素子としてツェナーダイオ
ードを用いたが、ダイオード、トランジスタその他の半
導体素子を用いてもよい。また、発電機として交流発電
機を用いて全波整流器で直流に整流したが、直流発電機
を用いてもよいことはいうまでもない。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電圧変動の大きな発電機を使用して二次電池
を充電する充電器システムであって、発電機の出力電圧
を検出する電圧検出手段と、発電機の出力により二次電
池を定電流充電し、定電流値切り換え回路を有する充電
電流制御手段と、発電機の出力電圧を抑制する過電圧抑
制手段と、発電機の出力電圧を検出して該検出した電圧
に応じて充電電流制御手段及び過電圧抑制手段を制御す
る電圧検出制御手段とを備え、電圧検出制御手段は、第
１の電圧と該第１の電圧より高い第２の電圧とを検出
し、発電機の出力電圧が第１の電圧以上のとき電流を大
きくするように充電電流制御手段を制御し、第２の電圧
以上のとき出力電圧を抑制するように過電圧抑制手段を
制御するので、回転数が大きくなっても出力電圧を抑制
して充電器による損失を抑え、高効率な変換が可能にな
る。逆に、回転数が小さくなっても、発電機に対する負
荷が軽減されるので、低回転時の動作も可能になり、回
転数の許容範囲が広がり、電圧変動の大きな発電機を使
用しても連続動作が可能になる。
によれば、電圧変動の大きな発電機を使用して二次電池
を充電する充電器システムであって、発電機の出力電圧
を検出する電圧検出手段と、発電機の出力により二次電
池を定電流充電し、定電流値切り換え回路を有する充電
電流制御手段と、発電機の出力電圧を抑制する過電圧抑
制手段と、発電機の出力電圧を検出して該検出した電圧
に応じて充電電流制御手段及び過電圧抑制手段を制御す
る電圧検出制御手段とを備え、電圧検出制御手段は、第
１の電圧と該第１の電圧より高い第２の電圧とを検出
し、発電機の出力電圧が第１の電圧以上のとき電流を大
きくするように充電電流制御手段を制御し、第２の電圧
以上のとき出力電圧を抑制するように過電圧抑制手段を
制御するので、回転数が大きくなっても出力電圧を抑制
して充電器による損失を抑え、高効率な変換が可能にな
る。逆に、回転数が小さくなっても、発電機に対する負
荷が軽減されるので、低回転時の動作も可能になり、回
転数の許容範囲が広がり、電圧変動の大きな発電機を使
用しても連続動作が可能になる。
【図１】 本発明に係る充電器システムの実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図２】 本発明に係る充電器システムの制御フローを
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】 本発明に係る充電器システムの具体的な回路
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
１…発電機、２…整流回路、３…電圧検出回路、４…過
電圧抑制回路、５…充電電流制御回路、６…二次電池
電圧抑制回路、５…充電電流制御回路、６…二次電池
Claims (3)
- 【請求項１】 電圧変動の大きな発電機を使用して二次
電池を充電する充電器システムであって、前記発電機の
出力により二次電池を定電流充電し、定電流値切り換え
回路を有する充電電流制御手段と、前記発電機の出力電
圧を抑制する過電圧抑制手段と、前記発電機の出力電圧
を検出して該検出した電圧に応じて前記充電電流制御手
段及び前記過電圧抑制手段を制御する電圧検出制御手段
とを備え、前記電圧検出制御手段は、第１の電圧と該第
１の電圧より高い第２の電圧とを検出し、前記発電機の
出力電圧が前記第１の電圧以上のとき電流を大きくする
ように前記充電電流制御手段を制御し、前記第２の電圧
以上のとき前記出力電圧を抑制するように前記過電圧抑
制手段を制御することを特徴とする充電器システム。 - 【請求項２】 前記過電圧抑制手段は、発電機に対して
負荷電流を与え発電機に対する負荷を大きくすることで
出力電圧を抑制することを特徴とする請求項１記載の充
電器システム。 - 【請求項３】 前記電圧検出手段は、前記充電電流制御
手段及び前記過電圧抑制手段のそれぞれに分離して設け
た２つの電圧変動検出回路からなることを特徴とする請
求項１記載の充電器システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000215255A JP2002034172A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 充電器システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000215255A JP2002034172A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 充電器システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002034172A true JP2002034172A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18710701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000215255A Pending JP2002034172A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 充電器システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002034172A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101487574B1 (ko) | 2011-08-04 | 2015-01-29 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지의 과전압 보호 장치, 보호 방법 및 전지 팩 |
| WO2015189983A1 (ja) * | 2014-06-13 | 2015-12-17 | 日産自動車株式会社 | 充電制御装置及び充電制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03203530A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-05 | Kyocera Corp | 太陽光発電装置における充電制御方式 |
| JPH10229650A (ja) * | 1996-10-02 | 1998-08-25 | Canon Inc | 充電装置および充電方法 |
-
2000
- 2000-07-17 JP JP2000215255A patent/JP2002034172A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JPWO2015189983A1 (ja) * | 2014-06-13 | 2017-04-20 | 日産自動車株式会社 | 充電制御装置及び充電制御方法 |
| US9742217B2 (en) | 2014-06-13 | 2017-08-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Charge control apparatus and charge control method |
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