CN109168326A - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明以能够抑制发热及噪声的结构实现能够利用来自电源部的电力对蓄电部进行充电的电源装置。电源装置(1)具备控制部(53)，该控制部(53)基于由电压检测电路(40)检测出的检测值来判断蓄电部的输出状态。在规定的充电条件成立时蓄电部(92)的输出状态符合规定的高电压状态的情况下，控制部(53)使第一充电电路(20)及第二充电电路(30)中的仅第一充电电路(20)进行动作，在符合规定的低电压状态的情况下，控制部(53)仅使第二充电电路(30)进行动作。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及电源装置。
背景技术
作为利用来自电源部的电力对蓄电部进行充电的技术，提出了如专利文献1、2那样的技术。在专利文献1中公开了如下结构：蓄电池与电双层电容器经由路径切断用开关元件及电流限制电阻连接，一边通过该电流限制电阻限制电流一边进行电双层电容器的充电。在专利文献2中公开了蓄电池与电双层电容器经由降压DC-DC变换器连接的结构，该技术形成一边通过开关元件的开关动作控制电流一边进行电双层电容器的充电的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4862074号公报
专利文献2：日本专利第5618024号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1的充电方式(通过电阻部来限制充电电流的方式)中，若将电阻部的电阻值设置得大则充电电流小，因此蓄电部的充电花费时间。因此，在提高充电速度的情况下，需要将电阻部的电阻值抑制得小到某种程度，但是若电阻值小，则在蓄电部(充电对象)的电压小的情况下大的充电电流流动，充电时的发热成为问题。另一方面，在专利文献2的充电方式(通过开关元件的开和关来控制充电电流的方式)中，存在伴随开关动作的噪声产生等问题。
本发明基于上述情况完成，其目的在于以能够抑制发热及噪声产生的结构实现能够利用来自电源部的电力对蓄电部进行充电的电源装置。
用于解决课题的技术方案
第一发明的电源装置具有：
第一充电电路，具有开关部和电阻部，所述开关部设置于电源部与蓄电部之间的第一通电路径上并且将所述第一通电路径切换为通电状态和非通电状态，所述电阻部在所述开关部处于通电状态时流动有基于来自所述电源部的电力的充电电流；
第二充电电路，具备在所述电源部与所述蓄电部之间的第二通电路径上设置的开关元件，通过所述开关元件进行接通断开动作来变换施加于与所述电源部电连接的输入侧导电路径的输入电压，并向与所述蓄电部电连接的输出侧导电路径输出；
检测部，检测反映了所述蓄电部的输出电压的值；及
控制部，基于由所述检测部检测出的检测值来判断所述蓄电部的输出状态，在规定的充电条件成立时所述蓄电部的输出状态符合规定的高电压状态的情况下，仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第一充电电路进行动作，在所述规定的充电条件成立时不符合所述规定的高电压状态的情况下，至少使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第二充电电路进行动作。
第二发明的电源装置具有：
第一充电电路，具有开关部及电阻部，所述开关部设置于电源部与蓄电部之间的第一通电路径上并且将所述第一通电路径切换为通电状态和非通电状态，所述电阻部在所述开关部处于通电状态时流动有基于来自所述电源部的电力的充电电流；
第二充电电路，具备在所述电源部与所述蓄电部之间的第二通电路径上设置的开关元件，通过所述开关元件进行接通断开动作来变换施加于与所述电源部电连接的输入侧导电路径的输入电压，并向与所述蓄电部电连接的输出侧导电路径输出；
检测部，检测反映了所述蓄电部的输出电压的值；及
控制部，基于由所述检测部检测出的检测值来判断所述蓄电部的输出状态，在规定的充电条件成立时所述蓄电部的输出状态符合规定的低电压状态的情况下，仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第二充电电路进行动作，在所述规定的充电条件成立时不符合所述规定的低电压状态的情况下，至少使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第一充电电路进行动作。
发明效果
在第一发明的电源装置中，控制部基于由检测部检测出的检测值来判断蓄电部的输出状态。并且，在规定的充电条件成立时蓄电部的输出状态符合规定的高电压状态的情况下，仅使第一充电电路及第二充电电路中的第一充电电路进行动作，在不符合的情况下，至少使第一充电电路及第二充电电路中的第二充电电路进行动作。
即，在蓄电部的输出状态相对高的情况下，能够不使第二充电电路进行动作而使第一充电电路进行动作来向蓄电部供给充电电流，因此能够一边抑制由开关动作引起的噪声一边进行充电。另外，在蓄电部的输出状态相对高的情况下，与蓄电部的输出低的情况相比，能够抑制在电阻部流动的充电电流，因此与蓄电部的输出低的情况相比能够抑制发热量。
另外，在蓄电部的输出状态不符合规定的高电压状态的情况下，能够至少使第二充电电路进行动作而向蓄电部供给充电电流。如此，在如果使第一充电电路进行动作就会使发热增大的状态时，通过使给予蓄电部的充电电流的一部分或全部由第二充电电路产生，能够抑制由第一充电电路的动作引起的发热。
因此，本发明的目的在于以能够抑制发热及噪声的结构实现能够利用来自电源部的电力对蓄电部进行充电的电源装置。
在第二发明的电源装置中，控制部基于由检测部检测出的检测值来判断蓄电部的输出状态。并且，在规定的充电条件成立时蓄电部的输出状态符合规定的低电压状态的情况下，仅使第一充电电路及第二充电电路中的第二充电电路进行动作，在不符合的情况下，至少使第一充电电路及第二充电电路中的第一充电电路进行动作。
在该结构中，在蓄电部的输出状态相对低的情况下，能够不使第一充电电路进行动作而使第二充电电路进行动作来向蓄电部供给充电电流。即，在电源部与蓄电部的电位差相对大的状态下、即如果使第一充电电路进行动作就会在电阻部流动大的电流而使发热增大的状态时，通过仅使第二充电电路进行动作，能够抑制在电阻部的发热。
另外，在蓄电部的输出状态不符合规定的低电压状态的情况下，能够至少使第一充电电路进行动作而向蓄电部供给充电电流。如此，在蓄电部的输出相对高的状态下、即在使第一充电电路进行动作时在电阻部流动的充电电流相对低而发热被抑制的状态时，通过使给予蓄电部的充电电流的一部分或全部由第一充电电路产生，能够实现第二充电电路的动作停止或动作的减轻。
因此，本发明的目的在于以能够抑制发热及噪声的结构实现能够利用来自电源部的电力对蓄电部进行充电的电源装置。
附图说明
图1是例示出包含实施例1的电源装置的车载电源系统的框图。
图2是将图1的车载电源系统具体化并进行例示的电路图。
图3是例示出由实施例1的电源装置进行的充电控制的流程的流程图。
图4是例示出包含其他实施例的电源装置的车载电源系统的电路图。
具体实施方式
在此，示出发明的优选例子。
控制部可以是如下的结构：基于由检测部检测出的检测值来判断蓄电部的输出状态，在规定的充电条件成立时，在蓄电部的输出状态符合规定的中间电压状态的情况下使第一充电电路及第二充电电路均进行动作，在蓄电部的输出为比中间电压状态高的电压状态的情况下仅使第一充电电路及第二充电电路中的第一充电电路进行动作，在蓄电部的输出为比中间电压状态低的电压状态的情况下仅使第一充电电路及第二充电电路中的第二充电电路进行动作。
在该结构中，在中间电压状态、比中间电压状态高的电压状态及比中间电压状态低的电压状态中的比中间电压状态低的电压状态时，即，在三个状态中蓄电部的电压最低的状态时，能够不使第一充电电路进行动作而使第二充电电路进行动作来向蓄电部供给充电电流。即，在如果使第一充电电路进行动作就会在电阻部流动大的电流的状态下，不使第一充电电路进行动作而使第二充电电路进行动作，能够抑制发热量。
另外，在中间电压状态时，能够使第一充电电路和第二充电电路均进行动作，因此能够相对于蓄电部供给更多的充电电流，能够更迅速地使充电量上升。
在比中间电压状态高的电压状态时、即在三个状态中蓄电部的电压最高的状态时，能够不使第二充电电路进行动作而使第一充电电路进行动作来向蓄电部供给充电电流。由此，能够一边抑制由第二充电电路的动作引起的噪声一边进行充电。并且，由于蓄电部的电压为最高的状态，因此在电阻部流动的电流更低，发热被抑制。
控制部也可以是如下的结构：在使第一充电电路及第二充电电路的至少任一个进行动作时基于由检测部检测出的检测值来判断蓄电部是否达到规定的充满电状态，在判断为蓄电部达到规定的充满电状态的情况下，在使第一充电电路及第二充电电路的动作停止后，在第一充电电路及第二充电电路的动作停止中监视由检测部检测出的检测值，在监视中蓄电部变为规定的输出降低状态的情况下，仅使第一充电电路及第二充电电路中的第一充电电路进行动作。
在蓄电部达到充满电状态后，在接近充满电的电压状态下相对于蓄电部补充充电电流的情况下，通过使第一充电电路进行动作来供给充电电流，能够一边抑制开关噪声一边对蓄电部进行充电。若是相对高的电压状态下的补充，由于使第一充电电路进行动作时的发热量被抑制，因此是有利的。
第二充电电路也可以是如下的结构，包含：线圈部；开关元件，构成为N沟道型FET并且漏极与输入侧导电路径电连接且源极与线圈部的一端电连接，根据从外部给予栅极的控制信号来进行接通断开动作；及第二开关元件或二极管，一端与开关元件的源极与线圈部之间的连接部电连接，另一端与大地电连接，线圈部的另一端经由输出侧导电路径而与蓄电部电连接。并且，控制部也可以是如下的结构：在规定的充电条件成立时蓄电部的输出电压大于规定阈值的情况下，仅使第一充电电路及第二充电电路中的所述第一充电电路进行动作。
在该结构中，通过控制构成第二充电电路的一部分的开关元件(N沟道型FET)的接通断开，能够进行电压变换，能够向蓄电部供给充电电流。但是，在该第二充电电路的结构的情况下，当蓄电部的输出电压高到一定程度时，为了可靠地驱动开关元件(N沟道型FET)，相应的手段(例如，充电泵电路等)是必要的。相对于此，在上述结构中，在蓄电部的输出电压大于规定阈值而无法驱动开关元件的可能性高的状况下，由于不使第二充电电路进行动作而使第一充电电路进行动作，因此容易实现结构的简化。
电源装置也可以具备电源部侧检测部，该电源部侧检测部检测反映了电源部的输出电压的值。控制部也可以是如下结构：在规定的充电条件成立时电源部侧检测部的检测值所表示的电压值与检测部的检测值所表示的电压值之差处于第一范围内的情况下，仅使第一充电电路及第二充电电路中的第一充电电路进行动作，在规定的充电条件成立时电源部侧检测部的检测值所表示的电压值与检测部的检测值所表示的电压值之差处于第二范围内的情况下，仅使第一充电电路及第二充电电路中的第二充电电路进行动作，其中，所述第二范围是值比第一范围大的范围。
电源部侧的电压值与蓄电部侧的电压值之差越大，则在使第一充电电路进行动作时在电阻部流动的电流越大。因此，如上述结构那样，通过在电源部侧的电压值与蓄电部侧的电压值之差相对小的情况下仅使第一充电电路进行动作，在相对大的情况下仅使第二充电电路进行动作，从而能够进行更恰当地考虑到电源部与蓄电部的电位差的切换。尤其是在电源部的电压发生变动的情况下，其效果显著。
<实施例1>
以下，对将本发明具体化而得到的实施例1进行说明。
图1所示的车载电源系统100构成为具备作为主电源的电源部91、作为辅助电源的蓄电部92、控制向蓄电部92的充电的电源装置1及进行来自蓄电部92的放电路径的切换的放电电路94等的车辆用的电源系统。该车载电源系统100是能够在规定的时期通过电源部91对蓄电部92进行充电的系统。另外，该车载电源系统100是能够使用来自电源部91或蓄电部92的电力对负载95供给电流的系统，例如，在电源部91处于正常状态时(例如，电源部91的输出电压为规定的异常电压以上的情况等)，能够通过电源部91的电力来使负载95进行动作，在规定的时期(例如，电源部91的输出电压降低到小于规定的异常电压的情况等)，使放电电路94的开关部进行接通动作而使蓄电部92放电，能够通过蓄电部92的电力来使负载95进行动作。
电源部91由众所周知的蓄电单元构成，在图1的例子中，电源部91构成为铅电池。电源部91构成对电线部81施加与自身的充电量对应的输出电压的结构。电源部91的高电位侧的端子与电线部81电连接，电源部91的低电位侧的端子与大地电连接。在电源部91中，充满电时的输出电压例如为12V，在充满电时高电位侧的端子保持在12V左右。此外，在与电源部91连接的电线部81例如还连接有交流发电机等。
蓄电部92由众所周知的蓄电单元构成，在图1的例子中，蓄电部92构成为电双层电容器。蓄电部92呈对电线部82施加与自身的充电量对应的输出电压的结构。蓄电部92的高电位侧的端子与电线部82电连接，蓄电部92的低电位侧的端子与大地电连接。
负载95是接受来自电源部91的电力供给而进行动作的车载部件。在图1的结构中，在放电电路94切换为放电状态时，能够从蓄电部92对负载95供给电力。负载95可以是各种各样的车载用电气部件，诸如电动机等致动器、灯等显示装置、音频设备及导航系统等。在图1中仅例示出一个负载95，但能够从电源部91及蓄电部92接受电力供给的负载的个数不被限定。
如图1所示，电源装置1具备第一充电电路20、第二充电电路30、电压检测电路40及控制装置50等。
第一充电电路20构成为进行电阻充电的电阻充电电路。第一充电电路20具备二极管22、电阻部24及开关部26。第一充电电路20是能够向电源部91与蓄电部92之间的第一通电路径71流动充电电流的电路。在图2的例子中，以二极管22、电阻部24及开关部26串联连接的形式构成第一通电路径71。
二极管22中，阳极与第一导电路径11电连接，阴极与开关部26的发射极电连接，具有防止电流从蓄电部92侧向电源部91侧流入的功能。
电阻部24的一端与开关部26的集电极电连接，另一端经由第二导电路径12而与蓄电部92的高电位侧的端子电连接。电阻部24构成如下的结构：在开关部26处于接通状态时、即开关部26处于通电状态时，流动有基于来自电源部91的电力的充电电流。
开关部26构成为PNP型的双极晶体管，发射极与二极管22的阴极电连接，集电极与电阻部24的一端电连接。在开关部26的基极连接驱动电路51，构成来自驱动电路51的驱动信号被输入基极的结构。开关部26具有将第一通电路径71切换为通电状态和非通电状态的功能。具体而言，在从驱动电路51相对于开关部26的基极输入有接通信号时开关部26处于接通状态，在该接通状态时第一通电路径71处于通电状态。在从驱动电路51相对于开关部26的基极输入有断开信号时开关部26处于断开状态，在该断开状态时第一通电路径71处于非通电状态。即，在第一充电电路20中，仅在相对于开关部26的基极输入有接通信号的情况下充电电流经由电阻部24流动。
第二充电电路30构成为具备开关元件32的开关式的充电电路，该开关元件32设置于电源部91与蓄电部92之间的第二通电路径72。第二充电电路30构成为同步整流式的DC-DC变换器，通过开关元件32进行接通断开动作来变换施加于与电源部91电连接的第一导电路径11的输入电压，并向与蓄电部92电连接的第二导电路径12输出。
第二充电电路30可以是将施加于第一导电路径11的输入电压降压并将降压后的输出电压向第二导电路径12施加的降压式的DC-DC变换器，也可以是将施加于第一导电路径11的输入电压升压并将升压后的输出电压向第二导电路径12施加的升压式的DC-DC变换器。以下，将蓄电部92的充满电时的输出电压比电源部91的充满电时的输出电压低且第二充电电路30作为降压型DC-DC变换器发挥功能的例子作为代表例进行说明。在该例子中，开关元件32、34根据从控制装置50相对于开关元件32、34互补地输出PWM信号这一情况来进行开关动作，施加于输入侧导电路径即第一导电路径11的直流电压降压并向输出侧导电路径即第二导电路径12输出。
第二充电电路30具备分别构成为N沟道型的MOSFET的开关元件32、34和线圈部36。高压侧的开关元件32设置于第一导电路径11与第二导电路径12之间，在开关元件32与地面之间设置有低压侧的开关元件34。在高压侧的开关元件32的漏极电连接有第一导电路径11，在源极电连接有低压侧的开关元件34的漏极及线圈部36的一端。在开关元件32的栅极连接有来自控制装置50的第一信号线，在该栅极输入来自控制装置50的接通信号(驱动信号)或断开信号(非驱动信号)。开关元件32根据从外部给予栅极的控制信号(PWM信号)而进行接通断开动作。低压侧的开关元件34相当于第二开关元件的一例，漏极与将开关元件32和线圈部36连接的连接部电连接，源极与大地电连接，在栅极连接有来自控制装置50的第二信号线。在开关元件34的栅极输入来自控制装置50的接通信号(驱动信号)或断开信号(非驱动信号)。开关元件34根据从外部给予栅极的控制信号(PWM信号)而进行接通断开动作，与开关元件32同步地进行动作。线圈部36的另一端与输出侧导电路径即第二导电路径12连接。即，线圈部36经由第二导电路径12与蓄电部92电连接。此外，可以将开关元件34变更为二极管，不必为同步整流式。
电压检测电路40相当于检测部的一例，具有检测反映出蓄电部92的输出电压的值的功能。在图2的例子中，电压检测电路40构成如下的结构：通过在第二导电路径12与地面之间串联连接的电阻R1和电阻R2构成分压电路，将施加于第二导电路径12的电压分压。由电阻R1和电阻R2构成的分压电路将通过对第二导电路径12的电压值进行分压而得到的分压值向控制部53输入。由电阻R3和电容器C1构成的电路是除去输入噪声的滤波电路。控制部53根据从电压检测电路40输入的输入值(检测值)而掌握第二导电路径12的电压值。在图2的例子中，示出了电压检测电路40的一例，但若是能够检测第二导电路径12的电压值的结构，也可以使用众所周知的其他电压检测电路。
在第二充电电路30还设置有检测在线圈部36流动的电感电流的未图示的电流检测电路等。控制部53能够通过基于电流检测电路的检测值进行反馈控制而控制输出电流。
控制装置50具备控制部53、驱动电路51、52等。控制部53例如构成为微型计算机，具有CPU等计算装置、ROM和RAM等存储器装置等。驱动电路51具有根据来自控制部53的信号来切换相对于开关部56的接通信号和断开信号的功能。驱动电路52具有输出与来自控制部53的信号对应的PWM信号的功能，例如构成如下的结构：将由控制部53生成的PWM信号向开关元件32、34各自的栅极互补地分配。
接着，对由控制部53进行的充电控制进行说明。
控制部2例如在规定的开始条件成立时(例如点火信号从断开切换为接通时)开始图3所示的充电控制。控制部53在开始图3的充电控制后，首先进行步骤S1的处理，确认从电压检测电路40输入的检测值(表示第二导电路径12的电压的值)。在步骤S1的处理之后，控制部53进行步骤S2的处理，判断第二导电路径12的电压值VC(以下，也称为电容器电压VC)是否为第一阈值电压V1以下。在步骤S2的处理中，在判断为第二导电路径12的电压值VC为第一阈值电压V1以下的情况下，控制部53进行步骤S5的处理，仅使第一充电电路20及第二充电电路30中的第二充电电路30进行动作来进行蓄电部92的充电。
在步骤S5中执行的第二充电电路30的动作即是开关方式下的充电动作。具体而言，控制部53以众所周知的方式进行反馈控制，使用PID计算方式等众所周知的计算方式并以短的时间间隔进行反馈计算，所述反馈计算是基于由电压检测电路40确定的第二导电路径12的电压值(输出电压值)和预先设定的目标电压值以使输出电压值接近目标电压值的方式生成新的占空比的计算。控制部53在每次通过这样的反馈计算更新占空比时，将新设定的占空比的PWM信号向驱动电路52输出。驱动电路52将由控制部53生成的PWM信号相对于开关元件32、34各自的栅极以设定了死区时间的形式互补地分配。由此，将开关元件32设为接通状态并将开关元件34设为断开状态的第一状态和将开关元件32设为断开状态并将开关元件34设为接通状态的第二状态交替地切换，当该切换反复进行时，施加于第一导电路径11的输入电压(直流电压)降压，降压后的输出电压被向第二导电路径12施加。向第二导电路径12施加的输出电压根据向开关元件32的栅极给予的PWM信号的占空比比确定。
在步骤S5的开始时间点未执行这样的开关方式下的充电动作(仅由第二充电电路30进行的充电动作)的情况下，控制部53在步骤S5使开关方式下的充电动作开始，在步骤S5的开始时间点已正在执行的情况下，控制部53使开关方式下的充电动作持续。控制部53使这样的开关方式下的充电动作持续到步骤S6、S7、S8中的任一个处理被执行为止。此外，控制部53在从步骤S2转移到步骤S5的处理并进行了第一充电电路20的动作开始或动作持续后，返回步骤S1，进行步骤S1之后的处理。
如此，控制部53基于由电压检测电路40检测出的检测值来判断蓄电部92的输出状态，在规定的充电条件成立时蓄电部92的输出状态符合规定的低电压状态的情况下，使第一充电电路20及第二充电电路30中的仅第二充电电路30进行动作。在该例子中，由电压检测电路40检测出的第二导电路径12的电压(电容器电压)VC为第一阈值电压V1以下的状态是“规定的低电压状态”。另外，第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)为第一阈值电压V1以下的状态也相当于蓄电部92的输出比后述的中间电压状态低的电压状态。另外，在本结构中，第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)为充电目标电压Vtgt以下时是“规定的充电条件成立时”。
在步骤S2的处理中，在判断为不是“第二导电路径12的电压值VC为第一阈值电压V1以下”的情况下，控制部53进行步骤S3的处理，判断是否是“第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)大于第一阈值电压V1且为第二阈值电压V2以下”。在步骤S3的处理中，在判断为是“第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)大于第一阈值电压V1且为第二阈值电压V2以下”的情况下，控制部53进行步骤S6的处理，使第一充电电路20和第二充电电路30均进行动作来进行蓄电部92的充电。
在使第二充电电路30进行动作的情况下，控制部53以与在步骤S5中实施的上述的动作方式相同的方式驱动第二充电电路30。另外，在使第一充电电路20进行动作的情况下，控制部53相对于驱动电路51给予驱动信号，驱动电路51在被给予该驱动信号期间相对于开关部26输出接通信号。在像这样通过控制部53使第一充电电路20进行动作的指示持续，进行使第一充电电路20动作的控制的期间，开关部26持续处于接通的状态，充电电流从电源部91向蓄电部92流动。
如此，在规定的充电条件成立时蓄电部93的输出状态符合规定的中间电压状态的情况下，控制部53使第一充电电路20及第二充电电路30均进行动作。在该例子中，由电压检测电路40检测出的第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)超过第一阈值电压V1且为第二阈值电压V2以下的状态是“规定的中间电压状态”。
在步骤S3的处理中，在判断为不是“第二导电路径12的电压值VC大于第一阈值电压V1且为第二阈值电压V2以下”的情况下，控制部53进行步骤S4的处理，判断是否是“第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)大于第二阈值电压V2且为充电目标电压Vtgt以下”。在步骤S4的处理中，在判断为是“第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)大于第二阈值电压V2且为充电目标电压Vtgt以下”的情况下，控制部53进行步骤S7的处理，仅使第一充电电路20及第二充电电路30中的第一充电电路20进行动作来进行蓄电部92的充电。
如此，控制部53基于由电压检测电路40检测出的检测值来判断蓄电部92的输出状态，在规定的充电条件成立时蓄电部92的输出状态符合规定的高电压状态的情况下，仅使第一充电电路20及第二充电电路30中的第一充电电路20进行动作。在该例子中，由电压检测电路40检测出的第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)超过第二阈值电压V2且为充电目标电压Vtgt以下的状态是“规定的高电压状态”。另外，第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)超过第二阈值电压V2的状态也相当于蓄电部92的输出比后述的中间电压状态高的电压状态。
在步骤S4的处理中，在判断为不是“第二导电路径12的电压值VC大于第二阈值电压V2且为充电目标电压Vtgt以下”的情况下，控制部53进行步骤S8的处理，使第一充电电路20及第二充电电路30均停止。控制部53在通过步骤S8的处理使第一充电电路20及第二充电电路30停止后仍持续地监视第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)，但在第二导电路径12的电压值VC超过充电目标电压Vtgt期间，由于在步骤S2、S3、S4中均做出否的判断，因此第一充电电路20及第二充电电路30的停止状态持续。
如此，控制部53在使第一充电电路20及第二充电电路30的至少任一个进行动作时基于由电压检测电路40检测出的检测值来判断蓄电部92是否达到规定的充满电状态，在判断为蓄电部92达到规定的充满电状态的情况下，使第一充电电路20及第二充电电路30的动作停止。此外，“由电压检测电路40检测出的第二导电路径12的电压值VC超过充电目标电压Vtgt的状态”相当于“蓄电部92达到规定的充满电状态的状态”的一例。
在步骤S8中使第一充电电路20及第二充电电路30的动作停止后，控制部53监视在第一充电电路20及第二充电电路30的动作停止中由电压检测电路40检测出的第二导电路径12的电压值VC(电容器电压)。并且，在由于漏电流等而在监视中第二导电路径12的电压值VC为充电目标电压Vtgt以下的情况下，只要第二导电路径12的电压值VC未降低到第二阈值电压V2以下，控制部53就在步骤S4中进行是的判断(即，向步骤S7转移)，在步骤S7中进行使用第一充电电路20的充电(电阻方式下的充电)。如此，在第一充电电路20及第二充电电路30的动作停止中由电压检测电路40检测出的检测值(第二导电路径12的电压值VC)为充电目标电压Vtgt以下的情况(即，蓄电部92为规定的输出降低状态的情况)下，仅使第一充电电路20及第二充电电路30中的第一充电电路20进行动作来进行蓄电部92的充电。
如上所述，在电源装置1中，控制部53基于由电压检测电路40检测出的检测值来判断蓄电部92的输出状态。并且，在规定的充电条件成立时蓄电部92的输出状态符合规定的高电压状态的情况下，仅使第一充电电路20及第二充电电路30中的第一充电电路20进行动作，在不符合的情况下，至少使第一充电电路20及第二充电电路30中的第二充电电路30进行动作。
即，在蓄电部92的输出状态相对高的情况下，能够不使第二充电电路30进行动作而使第一充电电路20进行动作来向蓄电部92供给充电电流，因此能够一边抑制由开关动作引起的噪声一边进行充电。另外，在蓄电部92的输出状态相对高的情况下，与蓄电部92的输出低的情况相比，能够抑制在电阻部24流动的充电电流，因此与蓄电部92的输出低的情况相比能够抑制发热量。另外，在蓄电部92的输出状态不符合规定的高电压状态的情况下，能够使至少第二充电电路30进行动作来向蓄电部92供给充电电流。如此，在如果使第一充电电路20进行动作就会使发热增大的状态时，通过使给予蓄电部92的充电电流的一部分或全部由第二充电电路30产生，能够抑制由第一充电电路20的动作引起的发热。
此外，控制部53基于由电压检测电路40检测出的检测值来判断蓄电部92的输出状态。并且，在规定的充电条件成立时蓄电部92的输出状态符合规定的低电压状态的情况下，使第一充电电路20及第二充电电路30中的仅第二充电电路30进行动作，在不符合的情况下，使第一充电电路20及第二充电电路30中的至少第一充电电路20进行动作。
在该结构中，在蓄电部92的输出状态相对低的情况下，能够不使第一充电电路20进行动作而使第二充电电路30进行动作来向蓄电部92供给充电电流。也就是说，在电源部91与蓄电部92的电位差相对大的状态、即如果使第一充电电路20进行动作就会在电阻部24流动大的电流而使发热增大的状态时，通过仅使第二充电电路30进行动作，能够抑制在电阻部24的发热。另外，在蓄电部92的输出状态不符合规定的低电压状态的情况下，能够至少使第一充电电路20进行动作来向蓄电部92供给充电电流。如此，在蓄电部92的输出相对高的状态、即在使第一充电电路20进行动作时在电阻部24流动的充电电流相对低而发热被抑的状态时，通过使给予蓄电部92的充电电流的一部分或全部由第一充电电路20产生，能够实现第二充电电路30的动作停止或动作的减轻。
控制部53基于由电压检测电路40检测出的检测值来判断蓄电部92的输出状态，在规定的充电条件成立时蓄电部92的输出状态符合规定的中间电压状态的情况下，使第一充电电路20及第二充电电路30均进行动作。另外，在蓄电部92的输出为比中间电压状态高的电压状态的情况下，仅使第一充电电路20及第二充电电路30中的第一充电电路20进行动作，在蓄电部92的输出为比中间电压状态低的电压状态的情况下，仅使第一充电电路20及第二充电电路30中的第二充电电路30进行动作。
在该结构中，在中间电压状态、比中间电压状态高的电压状态及比中间电压状态低的电压状态中的比中间电压状态低的电压状态时，即，在三个状态中蓄电部92的电压最低的状态时，能够不使第一充电电路20进行动作而使第二充电电路30进行动作来向蓄电部92供给充电电流。即，在如果使第一充电电路20进行动作就会在电阻部24流动大的电流的状态下，不使第一充电电路20进行动作而使第二充电电路30进行动作，能够抑制发热量。另外，在中间电压状态时，能够使第一充电电路20和第二充电电路30均进行动作，因此能够相对于蓄电部92供给更多的充电电流，能够更迅速地使充电量上升。另外，在比中间电压状态高的电压状态时、即在三个状态中蓄电部92的电压最高的状态时，能够不使第二充电电路30进行动作而使第一充电电路20进行动作来向蓄电部92供给充电电流。由此，能够一边抑制由第二充电电路30的动作引起的噪声一边进行充电。并且，由于蓄电部92的电压为最高的状态，因此在电阻部24流动的电流更低，发热被抑制。
控制部53在使第一充电电路20及第二充电电路30的至少任一个进行动作时基于由电压检测电路40检测出的检测值来判断蓄电部92是否达到规定的充满电状态。并且，在判断为蓄电部92达到规定的充满电状态的情况下，在使第一充电电路20及第二充电电路30的动作停止后，在第一充电电路20及第二充电电路30的动作停止中监视由电压检测电路40检测出的检测值，在监视中蓄电部92变为规定的输出降低状态的情况下，仅使第一充电电路20及第二充电电路30中的第一充电电路20进行动作。
在蓄电部92达到充满电状态后，在接近充满电的电压状态下相对于蓄电部92补充充电电流的情况下，通过使第一充电电路20进行动作来供给充电电流，能够一边抑制开关噪声一边对蓄电部92进行充电。若是相对高的电压状态下的补充，由于使第一充电电路20进行动作时的发热量被抑制，因此是有利的。
第二充电电路30包含：线圈部36；开关元件32，构成为N沟道型FET并且漏极与第一导电路径11电连接且源极与线圈部36的一端电连接，根据从外部给予栅极的控制信号来进行接通断开动作；及第二开关元件34，一端与开关元件32的源极与线圈部之间的连接部电连接，另一端与大地电连接。并且，线圈部36的另一端经由第二导电路径12而与蓄电部92电连接。在规定的充电条件成立时蓄电部92的输出电压(第二导电路径12的电压值VC)大于规定阈值(第二阈值电压V2)的情况下，仅控制部53使第一充电电路20及第二充电电路30中的所述第一充电电路20进行动作。
在该结构中，通过控制构成第二充电电路30的一部分的开关元件32(N沟道型FET)的接通断开，能够进行电压变换，能够向蓄电部92供给充电电流。但是，在该第二充电电路30的结构的情况下，当蓄电部92的输出电压高到一定程度时，为了可靠地驱动开关元件32(N沟道型FET)，相应的手段(例如，充电泵电路等)是必要的。相对于此，在本结构的电源装置1中，在蓄电部92的输出电压(第二导电路径12的电压值VC)大于规定阈值(第二阈值电压V2)而无法驱动开关元件32的可能性提高的状况下，由于不使第二充电电路30进行动作而使第一充电电路20进行动作，因此充电泵电路等变得不必要，容易实现结构的简化。
<其他实施例>
本发明不被上述记述及根据附图说明的实施例限定，例如如下的实施例也包含于本发明的技术范围内。
(1)在上述的实施例中，电源部91及蓄电部92的具体例只不过是一例，在任一个例子中，电源部91及蓄电部92的种类、产生电压不被上述的例子限定，能够进行各种变更。
(2)在上述的实施例中示出了负载95的一例，但在任一个例子中，负载的数、种类不被特别地限定。
(3)在上述的实施例中，示出了开关部26构成为PNP型的双极晶体管的例子，但在任一个例子中，开关部26也可以构成为NPN型的双极晶体管。另外，开关部26不限定于双极晶体管，也可以是其他的开关单元(MOSFET等众所周知的半导体开关等)。
(4)在上述的实施例中，示出了第一充电电路的一例，但在任一个例子中，若是能够通过将开关部持续地设为接通状态而经由电阻部流动充电电流且通过将开关部持续地设为断开状态而停止充电电流的供给的结构，则能够将符合这样的方式的众所周知的各种充电电路采用为第一充电电路。
(5)在上述的实施例中，示出了第二充电电路的一例，但在任一个例子中，若是通过开关元件的接通断开动作进行电压变换而生成所期望的电压或电流的充电电路，则能够将符合这样的方式的众所周知的各种充电电路采用为第二充电电路。
(6)在上述的实施例中，例示出了通过蓄电部92的输出电压(具体而言，电压检测电路40的检测电压)来掌握蓄电部92的输出状态的结构，但不被该例子限定。例如，在任一个例子中，也可以将图2所示的车载电源系统100变更为图4所示的车载电源系统200。在图4所示的车载电源系统200中，电源装置201的电路结构与图2所示的电源装置1的电路结构的不同点在于设置有第二电压检测电路240。第二电压检测电路240相当于电源部侧电压检测部的一例，具有检测反映了电源部91的输出电压的值(具体而言，电源部91的输出电压值)的功能，构成与电压检测电路40相同的电路结构。具体而言，第二电压检测电路240与第一导电路径11电连接，构成将表示第一导电路径11的电压值的检测值向控制部53输入的结构。在图4的例子中，控制部53也进行与图3同样的充电控制，在图4的例子中，控制部53在图3的步骤S1中检测第二电压检测电路240的检测值所表示的电压值与电压检测电路40的检测值所表示的电压值之差，通过该差来掌握蓄电部92的输出状态。并且，在步骤S2中，判断第二电压检测电路240所表示的电压值与电压检测电路40所表示的电压值之差(即，电源部91与蓄电部92的输出电压差)是否为“第一阈值以上”，在为第一阈值以上的情况(即，蓄电部92的输出电压相对低的情况)下，以与实施例1同样的方式进行S5的处理。另外，在步骤S3中，判断第二电压检测电路240所表示的电压值与电压检测电路40所表示的电压值之差是否为“小于第一阈值且第二阈值以上”，在为“小于第一阈值且第二阈值以上”的情况(即，蓄电部92的输出电压为中等程度的情况)下，以与实施例1同样的方式进行S6的处理。另外，在步骤S4中，判断第二电压检测电路240所表示的电压值与电压检测电路40所表示的电压值之差是否为“小于第二阈值且第三阈值以上”，在为“小于第二阈值且第三阈值以上”的情况(即，蓄电部92的输出电压相对高的情况)下，以与实施例1同样的方式进行S7的处理。在第二电压检测电路240所表示的电压值与电压检测电路40所表示的电压值之差小于第三阈值期间，反复执行S8的处理，在该期间使第一充电电路20及第二充电电路30均停止，将充电停止。此外，第一阈值大于第二阈值，第二阈值大于第三阈值。
在该例子中，第二电压检测电路240所表示的电压值与电压检测电路40所表示的电压值之差为第三阈值以上时相当于“规定的充电条件成立时”。并且，在规定的充电条件成立时第二电压检测电路240所示的电压值与电压检测电路40的检测值所示的电压值之差处于第一范围内的情况(即，第二阈值以上且小于第三阈值的情况)下，使第一充电电路20及第二充电电路30中的仅第一充电电路20进行动作。此外，在该例子中，第二电压检测电路240所表示的电压值与电压检测电路40的检测值所表示的电压值之差处于第一范围内的情况相当于规定的高电压状态。另外，在规定的充电条件成立时第二电压检测电路240的检测值所表示的电压值与电压检测电路40的检测值所表示的电压值之差处于作为值比第一范围大的范围的第二范围内的情况(即，第一阈值以上的情况)下，使第一充电电路20及第二充电电路30中的仅第二充电电路30进行动作。此外，在该例子中，第二电压检测电路240所表示的电压值与电压检测电路40的检测值所表示的电压值之差处于第二范围内的情况相当于规定的低电压状态。
电源部91侧的电压值与蓄电部92侧的电压值之差越大，则在使第一充电电路20进行动作时在电阻部24流动的电流越大。因此，如上述结构那样，通过在电源部91侧的电压值与蓄电部92侧的电压值之差相对小的情况下仅使第一充电电路20进行动作，在相对大的情况下仅使第二充电电路30进行动作，从而能够进行更恰当地考虑到电源部91与蓄电部92的电位差的切换。尤其是在电源部91的电压发生变动的情况下，其效果显著。
(7)在实施例1中，将第二导电路径12的电压(电容器电压)VC为充电目标电压以下时设为“规定的充电条件成立时”，但不被该例子限定。例如，也可以将第二导电路径12的电压(电容器电压)VC为充电目标电压以下且不符合规定的异常状态(例如，电源装置1的温度为规定温度以上的状态、检测到接地等的状态等)的情况设为“规定的充电条件成立时”。或者，也可以在上述的条件以外的条件下预先确定“规定的充电条件”。
标号说明
1、201电源装置
11第一导电路径(输入侧导电路径)
12第二导电路径(输出侧导电路径)
20第一充电电路
24电阻部
26开关部
30第二充电电路
32开关元件
34开关元件(第二开关元件)
36线圈部
40电压检测电路(检测部)
71第一通电路径
72第二通电路径
91电源部
92蓄电部
240第二电压检测电路(电源部侧检测部)

Claims (6)

1.一种电源装置，具有：
第一充电电路，具有开关部和电阻部，所述开关部设置于电源部与蓄电部之间的第一通电路径上并且用于在通电状态与非通电状态之间对所述第一通电路径进行切换，所述电阻部在所述开关部处于通电状态时基于来自所述电源部的电力的充电电流从该电阻部通过；
第二充电电路，具备在所述电源部与所述蓄电部之间的第二通电路径上设置的开关元件，通过所述开关元件进行接通断开动作来变换施加于与所述电源部电连接的输入侧导电路径的输入电压，并向与所述蓄电部电连接的输出侧导电路径输出；
检测部，检测反映了所述蓄电部的输出电压的值；及
控制部，基于由所述检测部检测出的检测值来判断所述蓄电部的输出状态，在规定的充电条件成立时所述蓄电部的输出状态符合规定的高电压状态的情况下，仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第一充电电路进行动作，在所述规定的充电条件成立时不符合所述规定的高电压状态的情况下，至少使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第二充电电路进行动作。
2.一种电源装置，具有：
第一充电电路，具有开关部及电阻部，所述开关部设置于电源部与蓄电部之间的第一通电路径上并且用于在通电状态与非通电状态之间对所述第一通电路径进行切换，所述电阻部在所述开关部处于通电状态时基于来自所述电源部的电力的充电电流从该电阻部通过；
第二充电电路，具备在所述电源部与所述蓄电部之间的第二通电路径上设置的开关元件，通过所述开关元件进行接通断开动作来变换施加于与所述电源部电连接的输入侧导电路径的输入电压，并向与所述蓄电部电连接的输出侧导电路径输出；
检测部，检测反映了所述蓄电部的输出电压的值；及
控制部，基于由所述检测部检测出的检测值来判断所述蓄电部的输出状态，在规定的充电条件成立时所述蓄电部的输出状态符合规定的低电压状态的情况下，仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第二充电电路进行动作，在所述规定的充电条件成立时不符合所述规定的低电压状态的情况下，至少使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第一充电电路进行动作。
3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其中，
所述控制部基于由所述检测部检测出的检测值来判断所述蓄电部的输出状态，在所述规定的充电条件成立时，在所述蓄电部的输出状态符合规定的中间电压状态的情况下使所述第一充电电路及所述第二充电电路均进行动作，在所述蓄电部的输出为比所述中间电压状态高的电压状态的情况下仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第一充电电路进行动作，在所述蓄电部的输出为比所述中间电压状态低的电压状态的情况下仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第二充电电路进行动作。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电源装置，其中，
所述控制部在使所述第一充电电路及所述第二充电电路的至少任一个进行动作时基于由所述检测部检测出的检测值来判断所述蓄电部是否达到规定的充满电状态，在判断为所述蓄电部达到所述规定的充满电状态的情况下，在使所述第一充电电路及所述第二充电电路的动作停止后，在所述第一充电电路及所述第二充电电路的动作停止中监视由所述检测部检测出的检测值，在监视中所述蓄电部变为规定的输出降低状态的情况下，仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第一充电电路进行动作。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电源装置，其中，
所述第二充电电路包含：
线圈部；
所述开关元件，构成为N沟道型FET，并且漏极与所述输入侧导电路径电连接且源极与所述线圈部的一端电连接，根据从外部给予栅极的控制信号来进行接通断开动作；及
第二开关元件或二极管，一端与所述开关元件的源极与所述线圈部之间的连接部电连接，另一端与大地电连接，
所述线圈部的另一端经由所述输出侧导电路径而与所述蓄电部电连接，
在所述规定的充电条件成立时所述蓄电部的输出电压大于规定阈值的情况下，所述控制部仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第一充电电路进行动作。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电源装置，其中，
具备电源部侧检测部，该电源部侧检测部检测反映了所述电源部的输出电压的值，
在所述规定的充电条件成立时所述电源部侧检测部的检测值所表示的电压值与所述检测部的检测值所表示的电压值之差处于第一范围内的情况下，所述控制部仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第一充电电路进行动作，在所述规定的充电条件成立时所述电源部侧检测部的检测值所表示的电压值与所述检测部的检测值所表示的电压值之差处于第二范围内的情况下，所述控制部仅使所述第一充电电路及所述第二充电电路中的所述第二充电电路进行动作，其中，所述第二范围是值比所述第一范围大的范围。
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