JP2001211561A - 磁気結合自律形バッテリィ等化回路 - Google Patents

磁気結合自律形バッテリィ等化回路

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JP2001211561A JP2000370963A JP2000370963A JP2001211561A JP 2001211561 A JP2001211561 A JP 2001211561A JP 2000370963 A JP2000370963 A JP 2000370963A JP 2000370963 A JP2000370963 A JP 2000370963A JP 2001211561 A JP2001211561 A JP 2001211561A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少くとも第１と第２の直列接続されたバッテ
リィ間のチャージ（充電）を等しくするバッテリィ等化
回路。 【解決手段】 第１のバッテリィの負端子と第２のもの
の正端子とは共通ノードに接続され、第１のものの正端
子と第２のものの負端子とに接続されるスイッチング回
路は、それぞれ第１と第２のバッテリィと並列に変圧器
の第１と第２の巻線を同時に接続するようにした磁気結
合自律形バッテリィ等化回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はバッテリィ等化技
術に係り、より特定すると、磁気的に結合されたバッテ
リィ等化回路であって、バッテリィに対して自律的な
（オートノマスな）接続をするのに適した回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】単一のバッテリィから得られるよりも高
い電圧を生成するために、複数のバッテリィが一般に直
列に接続されて、相対的に大きな全電圧が負荷をドライ
ブするために利用可能となる。再充電可能なバッテリィ
を利用することが望ましいことであるから、バッテリィ
充電器回路が開発されていて、これが直列ストリング内
にあるすべてのバッテリィを一度に充電するようにして
いる。
【０００３】一のバッテリィが他のバッテリィの充電よ
りも高い充電（チャージ）状態にあるということがな
く、直列ストリング内の各バッテリィを完全充電するに
は注意を要するところである。もし一のバッテリィ上に
直列となっている他のバッテリィに対して比較的低い電
荷があるという差が存在すると、バッテリィの直列スト
リングの全有効容量はチャージ（充電）の低状態をもつ
バッテリィの容量にまで低減される。
【０００４】バッテリィ等化回路が開発されていて、直
列ストリング内のすべてのバッテリィが実質的に同じ充
電状態を得ることを確かとしている。米合衆国特許No.
5,479,083(Brainard)は従来形のバッテリィ等化回路を
示し、この回路は１対の直列接続されたトランジスタが
１対の直列接続されたバッテリィをまたいで接続された
ものである。インダクタＬがこの１対のトランジスタと
バッテリィとの間に接続されている。発振器がゲート駆
動信号をトランジスタに向けて作り、トランジスタが実
質的に等接続期間にわたりオンとオフとに交番でバイア
スされるようにする。インダクタは非分散性シャントと
して動作し、このシャントは各バッテリィと並列に交番
に切換えられて（スイッチされて）、一方のバッテリィ
上の過剰チャージが他のバッテリィへ転送されるように
している。不運にも、Brainard等化回路内の部品公差は
バッテリィ間で得られる等化の程度に影響を及ぼし、と
くに公差で発振器のデュティサイクルとトランジスタに
よりバッテリィに与えられる結果的なデュティサイクル
とで影響が著しい。したがって満足な等化を得るために
は、各バッテリィのチャージの測定値が得られて、それ
が必要とされるデュティサイクルを変更するために発振
器に帰還されなければならない（Brainar特許の図３参
照）。
【０００５】米合衆国特許No.5,710,504(Pascual)は適
当な等化を達成するために各バッテリィからの帰還機構
を必要としないバッテリィ等化回路を開示する。しかし
Pascual特許の回路は回路内にあるすべてのスイッチン
グデバイスが同期されていることを求めていて、どのく
らいの数が直列組合せの中にあるかを問わない。直列結
合されたバッテリィの数が比較的大きいときには一番上
のバッテリィから一番下のバッテリィまでの高端子電圧
をもたらし、Pascual回路のトポロジイは好ましくない
故障状態を結果することになる。
【０００６】Pascual特許の図１を見ると、複数の直列
接続されたバッテリィが示されていて、すべてのスイッ
チ１６が制御線１８と制御ユニット１２を介して同期さ
れている。一番上のバッテリィから一番下のバッテリィ
までの全電圧が実質的に大きい（例えば６００Ｖ）と仮
定すると、実用回路は、等化回路の配線を介した一番上
のバッテリィ端子から一番下のバッテリィ端子までの故
障に耐えられるように設計されていなければならない。
しばしば直列接続されたバッテリィは何アンペアもの
（１０００アンペアとかそれ以上に達するような）電流
を送出して、故障でも生き残り、しかもバッテリィに何
の損傷も生じないような設計をすることをむずかしくし
ている。
【０００７】米合衆国特許No.5,821,729(Schmidt)が開
示した方法と装置では、複数のバッテリィ間でチャージ
（電荷）を交換するための変成器（トランスフォーマ）
巻線が所定時間間隔にわたり各バッテリィと並列に接続
されている。各バッテリィは同じ巻線のセンスで巻線の
それぞれの１つに同時に接続されている。不運にも、Sc
hmidt装置はスイッチング素子の精密なタイミングを要
求するものであり、このスイッチング素子は巻線をそれ
ぞれのバッテリィに接続する。実際に、もしスイッチン
グ素子のタイミングがきちんと制御されていないとする
と、変圧器巻線の共通磁気コアが飽和することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで新しいバッテリ
ィ等化回路であって自律的動作（すなわち直列接続され
たバッテリィに作用する他の等化回路との同期を必要と
しない動作）をすることができ、しかも閉ループ補償と
か複雑な制御回路とかを満足な等化を達成するために必
要としない回路が当該技術分野で求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明によると、先行
技術の不都合を克服するために、バッテリィ等化回路が
用意されていて、少くとも第１と第２の直列接続された
バッテリィ間でチャージを等化するようにし、各バッテ
リィには正端と負端とがあって、第２のバッテリィの正
端は共通ノードにある第１のバッテリィの負端に接続さ
れている。この発明のバッテリィ等化回路は次の構成で
ある：（ｉ）第１のバッテリィの正端は正ノードに、ま
た（ii）第２のバッテリィの負端は負のノードに接続で
きるようにしたスイッチング回路；第１と第２の磁気的
に結合された巻線を有し、各巻線はその巻線の極性を規
定する第１端と反対の第２端とを有する変圧器（トラン
スフォーマ）；変圧器の巻線から正と負とのノードに向
けて接続された変圧器リセット回路；及び第１と第２の
巻線を並列に第１と第２のバッテリィとそれぞれ同時に
接続するように動作することができるスイッチング回路
とがあり、ここでの接続は同じ極性となっていて、チャ
ージが第１と第２のバッテリィ間で、両者間のチャージ
不均衡（インバランス）の関数として、転送されるよう
にしてあり、また該変圧器リセット回路は第１と第２の
巻線の一方を第１と第２のバッテリィの一方と反対極性
で接続するように動作できるものとし、変圧器からその
バッテリィへのリセット電流が両者間のチャージ不均等
を減少させるように流す構成である。
【００１０】この発明の別な特徴によると、このバッテ
リィ等化回路は第１のスイッチングトランジスタを含
み、それが一端で正ノードにある第１のバッテリィの正
端に接続可能であり；第２のスイッチングトランジスタ
があって、これが一端で負ノードにある第２のバッテリ
ィの負端に接続可能であり；第１と第２の磁気的に結合
された巻線を有する変圧器があって、各巻線にはその巻
線の極性を定義する第１の端と反対の第２の端とがあっ
て；（ｉ）第１の巻線の第１の端は第１のスイッチング
トランジスタの反対端に接続され、（ii）第２の巻線の
第１の端は第２のスイッチングトランジスタの反対端に
接続され、また（iii）第１の巻線の第２端は第２の巻
線の第１端に接続されている；第１のダイオードがあっ
て、そのアノードは第２の巻線の第２端に接続され、ま
たカソードは正ノードに接続されている；第２のダイオ
ードは負ノードから接続されたアノードと第１の巻線の
第１の端に接続されたカソードとを有している。駆動回
路はスイッチングトランジスタをオンとオフとにそれぞ
れオンとオフの時間に実質的に同時にバイアスし、しか
もデュティサイクルは約５０％よりも小さいものとする
ように動作可能である。
【００１１】この発明は、さらに、第１と第２の直列接
続されたバッテリィ間でチャージを等化する方法を提供
しており、それには次の段階を使用することに依ってい
る：変圧器の第１と第２の磁気的に結合された巻線の異
なる１つを第１と第２のバッテリィの関係する１つと並
列にそれぞれ同時に接続すること、この接続は同じ極性
で行なわれて、より多くチャージをもっている第１と第
２のバッテリィの一方が第１と第２の巻線の対応する一
方に電流を送って、誘導電流が第１と第２の巻線の他方
から流れ出てより少いチャージをもつ第１と第２のバッ
テリィの他方に流れるようにして、それにより第１と第
２のバッテリィ間のチャージが等しくなるようにする；
第１と第２の変圧器巻線を第１と第２のバッテリィから
同時に接続をはずすこと；またリセット電流のための電
流経路を用意して、第１と第２の巻線の対応する一方を
通って少い方のチャージをもつ第１と第２のバッテリィ
の他方にリセット電流が流れるようにし、それによって
第１と第２のバッテリィ間のチャージが等しくなるよう
にすること。
【００１２】この発明のさらに別な特徴によると、この
バッテリィ等化回路には次のものが含まれている：第１
と第２の磁気的に結合された巻線を有する変圧器であっ
て、各巻線はその巻線の極性を規定する第１の端と反対
側の第２の端とを有している；第１のキャパシタ；変圧
器の第１の巻線から正ノードへ向けて接続された変圧
器；及びオンの時間では（ｉ）第１と第２の巻線を並列
に第１と第２のバッテリィにそれぞれ同じ極性で並列に
同時に接続し、かつ（ii）第１のキャパシタを並列に第
１の巻線と接続するように動作できるスイッチング回
路。
【００１３】この発明の別な特徴によると、このバッテ
リィ等化回路は次のものを含んでいる：第１と第２の磁
気的に結合された巻線を有する変圧器であって、各巻線
はその巻線の極性を規定する第１の端と反対側の第２の
端とを有する変圧器；第１のキャパシタ；正ノードから
共通ノードに接続された第２のキャパシタ；変圧器の第
１の巻線から正ノードへ向けて接続された変圧器リセッ
ト回路；オンの時間に（ｉ）第１と第２の巻線を第１と
第２のバッテリィに並列にそれぞれ同じ極性で同時に接
続し、また（ii）第１のキャパシタを第１の巻線と並列
に接続するように動作できるスイッチング回路。
【００１４】この発明の他の目的、特徴及び利点はここ
に教示するところを添付の図面を参照して読むことによ
り当業者にとって明らかになると考える。
【００１５】
【発明の実施の形態】この発明を説明する目的で図面を
示したが、これは現在好ましいとされている形態にすぎ
ず、この発明に示した構成や機器に限定されないことが
理解できよう。
【００１６】添付の図面を参照すると、同じ素子には同
じ数字が付与されており、図１にはこの発明を第１の観
点でとらえた特徴をもつチャージ（充電）等化回路１０
０が示されている。
【００１７】チャージ等化回路１００は各直列接続され
たバッテリィ１０２，１０４上に含まれるチャージ（電
荷）を等しくするように動作する。バッテリィ１０２は
正端をもち、それが正ノード１０６に接続され、また負
端があって、それが共通ノード１１０に接続されてい
る。バッテリィ１０４は共通ノード１１０に接続された
正端と、負ノード１０８に接続された負端とを含んでい
る。
【００１８】当業者が理解するところであろうが、チャ
ージ等化回路でこの発明のものは２つの完全に独立した
バッテリィ、例えば別個のバッテリィ１０２と１０４で
動作する必要はなく、特定の単一のバッテリィユニット
内部での個別のセルで動作することもできる。このよう
な場合には、バッテリィ１０２とバッテリィ１０４とは
個別の直列接続されたセルで１個のバッテリィユニット
内部にあるものと考えられる。
【００１９】この発明によるチャージ等化回路１００は
正ノード１０６と負ノード１０８とによって直列接続さ
れたバッテリィ１０２，１０４と接続できるスイッチン
グ回路１１２を含んでいる。このチャージ等化回路１０
０はまた変圧器Ｔ１と、変圧器リセット回路１１４と、
ゲート駆動（ドライブ）回路１１６を含んでいる。変圧
器Ｔ１は上側の巻線１１８と下側の巻線１２０とを含
み、共通のコア上に巻かれている。各巻線１１８，１２
０はドット（点）で示した端（エンド）を含み、その巻
線に関する極性（センス）を示している。
【００２０】スイッチング回路１１２は上側と下側のス
イッチングトランジスタＱ１，Ｑ２を含んでいるのが好
く、その各々は制御された導電回路（例えばソース・ド
レイン回路）を有し、それが変圧器Ｔ１の上側と下側の
巻線１１８，１２０の関連する１つと直列に接続されて
いる。トランジスタＱ１とＱ２とはMOSFETデバイスであ
るのが好いが、当業者であれば他の形式のスイッチング
トランジスタがこの発明の範囲を逸脱せずに利用できる
ことは理解できよう。トランジスタＱ１のドレインは正
のノード１０６に接続されていて、またトランジスタＱ
１のソースは上側巻線１１８の一端に接続されている。
トランジスタＱ２のソースは負のノード１０８に接続さ
れていて、またトランジスタＱ２のドレインは下側巻線
１２０の下側端に接続されている。上側と下側の巻線１
１８，１２０は一緒に共通ノード１１０に接続されてい
る。
【００２１】ゲート駆動回路１１６は２つの出力を有
し、各出力は選定されたデュティサイクルでトランジス
タＱ１とＱ２のそれぞれ一方をオンとオフとにバイアス
するためのものである。このデュティサイクルは約５０
％よりも小さいことが望ましく、それは変圧器Ｔ１が飽
和しないことを確保するためである。実際に、この回路
は５０％よりも小さなどんなデュティサイクルに対して
も完全に動作し、例えばデュティサイクル１０％、２０
％あるいは４９％ですべて使用可能である。
【００２２】変圧器リセット回路１１４が変圧器Ｔ１の
巻線１１８，１２０から正と負のノード１０６，１０８
に接続されている。リセット回路１１４は１対のダイオ
ードＤ１，Ｄ２を含んでいるのがよい。ダイオードＤ１
のアノードは下側巻線１２０とスイッチングトランジス
タＱ２との接合点に接続され、またそのカソードは正ノ
ード１０６に接続されている。ダイオードＤ２のアノー
ドは負ノード１０８に接続され、またそのカソードはト
ランジスタＱ１のソースと上側巻線との接合点に接続さ
れている。
【００２３】スイッチング回路１１２は実質的には同時
に上側と下側の巻線１１８，１２０を上側と下側のバッ
テリィ１０２，１０４に、それぞれ同じ極性で（すなわ
ち、各巻線のドットがそれぞれのバッテリィの正端に接
続された状態で）並列に接続するように動作できるのが
よい。言い換えると、ゲート駆動回路はトランジスタＱ
１とＱ２とを同じにオンにすることである：トランジス
タＱ１の導通は上側の巻線１１８が上側バッテリィ１０
２の正端に接続され；また実質的に同時に、トランジス
タＱ２の導通が下側巻線１２０を下側バッテリィ１０４
と並列に接続するようにし、下側巻線１２０のドット端
が下側バッテリィ１０４の正端に接続されるようにして
いる。
【００２４】トランジスタＱ１とＱ２がオンのときは
（すなわちオン時間中は）、上側バッテリィ１０２と下
側バッテリィ１０４とはそれぞれ電流を上側巻線１１８
と下側巻線１２０とに駆動させようとする。例えば上側
バッテリィ１０２が多くのチャージ（すなわちより高い
電位）をもっているとすると、電流は上側バッテリィ１
０２の正端から、トランジスタＱ１を通って、上側巻線
１１８に入り、上側バッテリィ１０２の負端に入るよう
に戻る。下側バッテリィ１０４はそこで下側巻線１２０
のドット端から出て下側バッテリィ１０４の正端に流れ
込む誘導電流に対抗することはできなくなる。これが実
効的にチャージ（電荷）を上側バッテリィ１０２から下
側バッテリィ１０４へ向けてオン時間中に転送する。当
業者は理解できると考えるが、もし下側バッテリィ１０
４が上側バッテリィ１０２よりも多くのチャージをもっ
ていたとすると、そのときは電流の向きは変圧器Ｔ１の
上側と下側の巻線１１８，１２０で反対となり、誘導さ
れた電流が上側バッテリィ１０２の正端子に向って流れ
込むことが駆動電流（この場合は下側バッテリィ１０４
の正端から出て下側巻線１２０のドット端に入って流れ
る）に応答して行なわれる。
【００２５】再び、上側バッテリィ１０２が下側バッテ
リィ１０４よりも大きいと仮定すると、スイッチング回
路１１２のオンの時間中では、バッテリィ１０２から上
側巻線１１８のドット端に流れ込む駆動電流は変圧器Ｔ
１の磁化インダクタンスに作用するので、変圧器Ｔ１内
にエネルギーを貯える。ゲート駆動回路１１６がトラン
ジスタＱ１とＱ２とをオフにバイアスすると（すなわち
オフの時間中）、は変圧器リセット回路１１４が低い方
のチャージを持つバッテリィ（ここでは下側バッテリィ
１０４）へ向けた電流（言い換えると変圧器Ｔ１のコア
内の磁界を壊すことによって誘導される電流）を直接リ
セットするように好都合に動作できる。とくに、リセッ
ト電流は変圧器Ｔ１の上側巻線１１８の下側端から出
て、下側バッテリィ１０４の正端に入り、ダイオードＤ
２を通って、上側巻線１１８のドット端に入るように流
れて戻る。効果的なのは、オフ時間中に、変圧器リセッ
ト回路１１４が下側バッテリィ１０４と並列にオン時間
中とは反対の極性で上側巻線１１８と接続するように動
作することである。好都合なのは、リセット電流がオフ
の時間中は上側バッテリィ１０２と下側バッテリィ１０
４との間のチャージを等しくするために使用されること
である。
【００２６】当業者はリセット電流が上側と下側の各バ
ッテリィ１０２，１０４にダイオードＤ１とＤ２とを経
て向けられるようになることで、そのときの条件は上側
と下側とのバッテリィ１０２と１０４とが実質的に同じ
チャージである（すなわち両者が等化されている）こと
を理解できよう。
【００２７】ここで図２を参照することとし、この図は
図１のチャージ等化回路１００のもっと詳細な模式図で
ある。当業者は図２の特定部品が例としての目的でのみ
記述されていることと、他の数多くの修正と変形とがこ
の発明の範囲を逸脱しないで作られることとを理解でき
よう。
【００２８】図３を参照すると、ここにはチャージ等化
回路２００がこの発明の別な特徴により示されている。
このチャージ等化回路２００は上側と下側とのバッテリ
ィ２０２，２０４を含んでいる直列接続対のバッテリィ
に、正と負と共通とのノード（それぞれ２０６，２０
８，２１０）で接続可能とされている。チャージ等化回
路はスイッチング回路２１２と、変圧器Ｔ１と、変圧器
リセット回路２１４と、ゲート駆動回路２１６とを含ん
でいる。
【００２９】変圧器Ｔ１の上側と下側の各巻線２１８，
２２０はパランティックリーケージ（寄生洩れ）インダ
クタンス（Ｌleak）でそこに直列に接続されたものとし
て示してある。当業者が理解できることであるが、実用
上の変圧器では、いずれものリーケージインダクタンス
も非理想的な回路素子であり、一般には回路性能を劣化
する結果をもたらす。変圧器を利用する電荷等化回路の
場合には、リーケージインダクタンスは一般に一方のバ
ッテリィから抽き出し他方のバッテリィに供給できる電
流とチャージ（電荷）の大きさを制限する。実際に、よ
り多くのチャージをもっているバッテリィからの駆動電
流はそのバッテリィと変圧器巻線と、スイッチング回路
と、変圧器動作によって反射された他の回路部品のイン
ピーダンスとの組合せたインピーダンスによって制限さ
れている。
【００３０】不運なことに、寄生リーケージインダクタ
ンスは変圧器内での対応する負の効果なしでは低減でき
ず、磁化インダクタンスを減らしたり、磁化エネルギー
を増すといったことがなければならない。リーケージイ
ンダクタンスを磁化インダクタンスを対応して低減した
り（また磁化エネルギーを増す）といったことをせずに
減らすとする先行技術の方法は変圧器の磁化インダクタ
ンス対リーケージインダクタンス比を同軸巻線を使用す
るといった複雑な巻線構成によっての改良に絞られてい
た。
【００３１】スイッチング回路２１２は変圧器Ｔ１の上
側と下側の巻線２１８，２２０と直列に接続された上側
と下側のスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２を含んで
いるのがよい。トランジスタＱ１，Ｑ２はMOSFETデバイ
スがよいが、しかし、当業者が理解できるように、この
発明の範囲を逸脱しないで他の形式のスイッチングトラ
ンジスタが利用できる。スイッチング回路２１２は、上
側と下側の巻線２１８，２２０（及び関係するリーケー
ジインダクタンス）を並列に上側と下側のバッテリィ２
０２，２０４に、それぞれ、同じ極性で同時に接続する
ように動作できるのがよい。トランジスタＱ２は図１の
等化回路と実質的には同じやり方で変圧器１と下側バッ
テリィ２０４とに接続されている。しかしトランジスタ
Ｑ１は上側と下側の巻線２１８，２２０との間に接続さ
れていて、ドレインは上側巻線２１８の下端に、またソ
ースは下側巻線のドット端に向けて接続されており、リ
ーケージインダクタンスは下側巻線２２０全体にわたっ
て分散されていると理解される。上側巻線２１８のドッ
ト端は正のノード２０６と上側バッテリィの正端とに、
上側バッテリィ２０２が等化回路２００に接続されたと
きに、接続されている。
【００３２】上側のキャパシタＣ１は正ノード２０６か
ら、（ｉ）トランジスタＱ１のソースと、（ii）下側巻
線２２０のドット端と、（iii）共通ノード２１０との
接合に接続されている。当業者は、上側キャパシタＣ１
が実効的には上側バッテリィ２０２と並列に接続されて
いることを理解するであろう。下側キャパシタＣ２は上
側巻線２１８とトランジスタＱ１のドレインとの接合か
ら、下側巻線２２０とトランジスタＱ２のドレインとの
接合へと接続されている。
【００３３】好ましいのは、変圧器リセット回路２１４
がダイオードを含む、そのアノードが下側巻線２２０
と、キャパシタＣ２と、トランジスタＱ２のドレインと
の接合に接続されていることである。ダイオードＤ１は
またカソードが正ノードに接続されている。
【００３４】ゲート駆動回路２１６はトランジスタＱ１
とＱ２とを次のようにバイアスするように動作すること
ができるのがよい：（ｉ）オン時間中は実質的に同時に
オン；（ii）オフ時間中は実質的に同時にオフ。トラン
ジスタＱ１とＱ２とがオンのときは、上側と下側との巻
線２１８，２２０とは並列に上側と下側のバッテリィ２
０２，２０４にそれぞれ接続されている。さらに、下側
キャパシタＣ２は並列に下側バッテリィ２０４と接続さ
れている。こうして上側キャパシタＣ１と下側キャパシ
タＣ２とは充電もしくは放電をすることになってそれら
の端子電圧がバッテリィ２０２と２０４のそれぞれの電
圧と整合がとれるようにする。トランジスタＱ１とＱ２
とがオンのとき（すなわちオン時間中は）上側のバッテ
リィ２０２と下側のバッテリィ２０４とは上側の巻線２
１８と下側の巻線２２０とにそれぞれ電流を送るように
試みる。例えば、上側のバッテリィ２０２がより多いチ
ャージをもっている（すなわち、より大きな電圧をまた
いでもっている）とすると、電流が上側バッテリィ２０
２の正端から上側巻線２１８に入り、トランジスタＱ１
を通って上側バッテリィ２０２の負端に戻る。そこで下
側のバッテリィ２０４は下側巻線２２０のドット端を出
て下側バッテリィ２０４の正端に入るように流れる誘導
電流に対抗することができなくなる。これが上側バッテ
リィ２０２から下側バッテリィ２０４へオンの時間中に
チャージを転送する。もし下側のバッテリィ２０４が上
側のバッテリィ２０２よりも多くのチャージをもってい
たとすると、そのときは電流の流れる方向は変圧器Ｔ１
の上側と下側の巻線２１８，２２０で反対となり、誘導
された電流は、下側バッテリィ２０４の正端から出て下
側巻線２２０のドット端に入って流れる駆動電流に応答
して、上側バッテリィ２０２の正端子に流れ込む。
【００３５】上側バッテリィ２０２が下側バッテリィ２
０４よりも多くのチャージをもっていると仮定すると、
上側バッテリィ２０２によって上側巻線２１８へ駆動さ
れる電流のそれぞれの大きさは、（ｉ）上側バッテリィ
２０２と、上側巻線２１８（リーケージインダクタンス
を含んでいる）と、トランジスタＱ１との組合せたイン
ピーダンス、及び（ii）下側バッテリィ２０４と、下側
巻線２２０と、下側キャパシタＣ２とのインピーダンス
の反射並列組合せとの関数となる。好都合なのは、下側
キャパシタＣ２が下側巻線２２０（及びそのリーケージ
インダクタンス）とスイッチング回路２１２のオンの時
間中は実効的に並列となっていて、それによって上側巻
線２１８に向けて反射されたインピーダンスを低減する
ことである。その結果、上側バッテリィ２０２から下側
巻線２１８に向う駆動電流の振幅は下側のキャパシタＣ
２がないときよりも大きくなる。
【００３６】再び上側バッテリィ２０２が下側バッテリ
ィ２０４よりも多くのチャージを有しているとし、ゲー
ト駆動回路２１６が実質的に同時に上側と下側の巻線２
１８，２２０を上側と下側のバッテリィ２０２，２０４
からそれぞれ実質的に同時に接続を解除するときには
（すなわちオフの磁化内では）、変圧器リセット回路２
１４はリセット電流に対する電流経路を用意するように
動作可能であることが好ましく、キャパシタＣ２を通
り、またダイオードＤ１を通って上側巻線２１８のドッ
ト端に流れるようにする。これがキャパシタＣ２をオン
時間中に変圧器Ｔ１内に貯えられたエネルギーでキャパ
シタＣ２を充電する。したがって、ゲート駆動回路２１
６が、トランジスタＱ１とＱ２とをオンにし、これによ
ってキャパシタＣ２を並列に下側バッテリィ２０４に接
続し、リセット電流からキャパシタＣ２上に積み上げら
れたチャージが下側バッテリィ２０４を充電し、それに
よってバッテリィ２０２と２０４とを等化する傾向をと
る。
【００３７】下側バッテリィ２０４が上側バッテリィ２
０２よりも多いチャージをもつときには、オンの時間中
に下側のバッテリィ２０４が電流を下側巻線２２０のド
ット端内に送り、それによって誘導電流が上側巻線２１
８のドット端から出て、（ｉ）上側キャパシタＣ１、及
び（ii）上側バッテリィ２０２の少くとも一方の内に流
れ込むようにし、それによって上側と下側とのバッテリ
ィ２０２，２０４上のチャージを等化する傾向をとる。
【００３８】スイッチング回路２１６がトランジスタＱ
１とＱ２とをオフとすると、変圧器リセット回路２１４
はリセット電流のための電流経路を用意するように動作
可能となるのがよく、リセット電流が下側巻線２２０の
ドット端に入り、ダイオードＤ１を通って、（ｉ）キャ
パシタＣ１と、（ii）上側バッテリィ２０２との少くと
も１つに入るように流して、それによりオフ時間中に上
側と下側のバッテリィ２０２，２０４上のチャージを等
化する傾向をとる。当業者は上側キャパシタＣ１へ向け
てリセット電流を介して転送されるチャージは終局的に
は上側バッテリィ２０２へ転送され、その程度は上側キ
ャパシタＣ１をまたぐ端子電圧が上側バッテリィ２０２
の電圧を越えることになることは理解できよう。
【００３９】ここで図４を参照すると、等化用電流対上
側と下側のバッテリィ２０２，２０４間の電圧差が次の
３条件の下で示されている：すなわち、（ｉ）リーケー
ジインダクタンスなし（すなわち、理想的な条件）；
（ii）リーケージインダクタンスがあるが補償回路は何
もない（すなわち、図１の回路）；及び（iii）リーケ
ージインダクタンスと図３の回路ありである。好都合な
のは、図３の回路を流れている等化電流の振幅は実質的
に図１の回路を流れるものよりも実質的に大きい。した
がって、上側と下側とのバッテリィ２０２，２０４の間
の等化は図３の回路を用いてもっと素早く達成される。
【００４０】図５をここで参照すると、図３の等化器回
路２００の代りの実施例が示されている。図５の等化器
回路２００は実質的に図３の回路と似ていて、例外は上
側キャパシタＣ１が利用されていないことである。図５
の回路の動作は図３の回路の動作と実質的に同じである
が、誘導電流も、リセット電流も、あるいは充電電流も
いずれもキャパシタＣ１を通って流れないことを除く。
キャパシタＣ２についての充電及び／又は放電電流はし
かし図３の回路の場合と同じである。
【００４１】ここで図６を参照すると、そこには図５の
等化回路２００を実施するためのより詳細な模式図が示
されている。当業者はこの特定の回路部品と構成とが例
として示してあることと、この発明の範囲を逸脱せずに
数多くの修正と変形が作れることとは理解できよう。
【００４２】最も好ましいのは、この発明のチャージ等
化回路が回路カード上で実施されて、このカードがバッ
テリィ１０２，１０４の近くに置かれることである。バ
ッテリィの数が２を越えて、例えば３，４，５，６など
となるときには、１つのチャージ等化回路３００が各バ
ッテリィ対に対して採用されてよい。
【００４３】好都合なのは、同期もしくは他の制御信号
は、一切、他のバッテリィ対についてのチャージ等化回
路間で共用される必要がないことである（言い換える
と、各チャージ等化回路は自律的（オートノマス））で
ある。チャージ等化回路はこうしてバッテリィに分散さ
れて、便利でしかも安全な動作にあてられる。
【００４４】この発明はその特定の実施例と関係して記
述されてきたが、数多くの他の変形及び修正と他の使用
とが当業者にとって明らかとなろう。そこでこの発明が
ここでの特定の開示によっては制限されず、添付のクレ
ームのみによって限定されるのが好い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１つの特徴によるバッテリィ（充
電）等化回路の模式図。
【図２】図１の充電等化回路のより詳細な回路図。
【図３】この発明の他の特徴によるバッテリィ等化回路
の模式図。
【図４】図１と図３との回路で達成できる等化電流振幅
の比較を示すグラフ。
【図５】図３のバッテリィ（充電）等化回路の別の実施
例を示す図。
【図６】図５の充電等化回路のより詳細な模式図。
フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・アンダース・ピーターソン アメリカ合衆国、ニューヨーク州 13850、 ベスタル、パインブルッフ・ドライブ 2629 (72)発明者 ガレイ・ジョージ・ローデン アメリカ合衆国、ニューヨーク州 13732、 アパラチン、ジェウェット・ヒル・ロード 1068

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくも第１と第２の直列接続されたバ
    ッテリィ間でチャージを等化させるバッテリィ等化回路
    であり、各バッテリィが正端と負端を含み、前記第２の
    バッテリィの前記正端が前記第１のバッテリィの前記負
    端に共通ノードのところで接続されており、前記バッテ
    リィ等化回路が：（ｉ）前記第１のバッテリィの前記正
    端を正ノードで、（ｉｉ）前記第２のバッテリィの前記
    負端を負ノードで、接続可能なスイッチング回路と；第
    １と第２の磁気的に結合された巻線を有する変圧器であ
    って、各巻線が前記巻線の極性を定める第１の端と反対
    側の第２の端を有する変圧器と；前記変圧器の前記巻線
    から前記正ノードと前記負ノードに接続された変圧器リ
    セット回路とを備え、 前記スイッチング回路が、前記第１の巻線と前記第２の
    巻線をそれぞれ前記第１のバッテリィと前記第２のバッ
    テリィと並列に、かつ、チャージが、前記第１のバッテ
    リィと前記第２のバッテリィ間でこれらの間の不平衡の
    関数として伝達されるように、同じ極性で同時に接続す
    るように動作可能であり；前記変圧器リセット回路が、
    前記第１の巻線と前記第２の巻線の内の一方を前記第１
    と前記第２のバッテリィの内の一方と並列に、かつ反対
    の極性で接続し、前記変圧器からのリセット電流をその
    バッテリィに出力し、これによってこれらの間における
    前記チャージの不平衡を減少させるように動作可能であ
    るバッテリィ等化回路。
  2. 【請求項２】 前記変圧器リセット回路がさらに、前記
    第１の巻線と前記第２の巻線をそれぞれ前記第２のバッ
    テリィと前記第１のバッテリィと並列に、かつ反対の極
    性で接続し、前記変圧器からのリセット電流を前記バッ
    テリィに向けて、チャージの不平衡が存在しない場合に
    出力するように動作可能である請求項１記載のバッテリ
    ィ等化回路。
  3. 【請求項３】 前記スイッチング回路が、一方の端が前
    記正端に接続された第１のスイッチングトランジスタ
    と、一方の端が前記負ノードに接続された第２のスイッ
    チングトランジスタとを含み、；前記変圧器の前記第１
    の巻線の前記第１の端が前記第１のスイッチングトラン
    ジスタの反対側端に接続され、前記第２の巻線の前記第
    １の端が前記第２のスイッチングトランジスタの反対側
    端に接続され、前記第１の巻線の前記第２の端が前記第
    ２の巻線の前記第１の端に接続される請求項１記載のバ
    ッテリィ等化回路。
  4. 【請求項４】 前記第のスイッチングトランジスタと前
    記第２のスイッチングトランジスタを、約５０％未満の
    デューティサイクルで実質的に同時のオン／オフするよ
    うにバイアスするように動作可能な駆動回路をさらに備
    える請求項１記載のバッテリィ等化回路。
  5. 【請求項５】 前記変圧器リセット回路が：前記第２の
    巻線の前記第２の端に接続されたアノードと前記正ノー
    ドに接続されたカソードを有する第１のダイオードと；
    前記負端から接続されたアノードと前記第１の巻線の前
    記第１の端に接続されたカソードを有する第２のダイオ
    ードとを備える請求項１記載のバッテリィ等化回路。
  6. 【請求項６】 前記第１のスイッチングトランジスタと
    前記第２のスイッチングトランジスタが：（ｉ）前記第
    １のスイッチングトランジスタのドレインが正ノードに
    接続され、前記第１のスイッチングトランジスタのソー
    スが前記第１の巻線の前記第１の端に接続され；（ｉ
    ｉ）前記第２のスイッチングトランジスタのドレインが
    前記第２の巻線の前記第２の端に接続され、前記第２の
    スイッチングトランジスタのソースが前記負ノードに接
    続されるように接続されたＭＯＳＦＥＴである請求項１
    記載のバッテリィ等化回路。
  7. 【請求項７】 前記第１のバッテリィと前記第２のバッ
    テリィがバッテリィユニットの少なくとも１部を形成す
    るバッテリィセルである請求項１記載のバッテリィ等化
    回路。
  8. 【請求項８】 少なくとも第１と第２の直列接続された
    バッテリィ間におけるチャージを等化させるバッテリィ
    等化回路であり、各バッテリィが正端と負端を含み、前
    記第２のバッテリィの前記正端が前記第１のバッテリィ
    の前記負端に共有ノードのところで接続され、前記バッ
    テリィ等化回路が：一方の端が前記第１のバッテリィの
    前記正端に正ノードで接続可能な第１のスイッチングト
    ランジスタと；一方の端が前記第２のバッテリィの前記
    負端に負ノードで接続可能な第２のスイッチングトラン
    ジスタと；第１と第２の磁気的に結合された巻線を有す
    る変圧器であり、各巻線が：（ｉ）前記第１の巻線の前
    記第１の端が前記第１のスイッチングトランジスタの反
    対側の端に接続され；（ｉｉ）前記第２の巻線の前記第
    １の端が前記第２のスイッチングトランジスタの反対側
    の端に接続され；（ｉｉｉ）前記第１の巻線の前記第２
    の端が前記第２の巻線の前記第１の端に接続されるよう
    に前記巻線の極性を定める第１の端と反対側の第２のの
    端を有する前記変圧器と；前記第２の巻線の前記第２の
    端に接続されたアノードと前記第１の巻線の前記第１の
    端に接続されたカソードを有する第１のダイオードと；
    前記負ノードから接続されたアノードと前記第１の巻線
    の前記第１の端に接続されたカソードを有する第２のダ
    イオードと；オン時とオフ時で実質的に同時に、かつオ
    ン時には同じ極性で、前記トランジスタをそれぞれオン
    ／オフするようにバイアスするように動作する駆動回路
    とを備えるバッテリィ等化回路。
  9. 【請求項９】 前記第１のスイッチングトランジスタと
    前記第２のスイッチングトランジスタが、前記第１の巻
    線と前記第２の巻線をそれぞれ前記第１のバッテリィと
    前記第２のバッテリィと、前記オン時に同じ極性で同時
    に接続し；前記第１のバッテリィと前記第２のバッテリ
    ィの内のより大きいチャージを有するどちらか一方が前
    記第１の巻線と前記第２の巻線の内の対応する一方に対
    して、誘導電流が前記第１の巻線と前記第２の巻線の内
    の他方から流出して、前記第１のバッテリィと前記第２
    のバッテリィの内のどちらかより少ないチャージを有す
    る他方中に流入するようにして、前記第１のバッテリィ
    と前記第２のバッテリィ間においてチャージがオン時に
    等化する傾向を持つように電流を駆動する請求項８記載
    のバッテリィ等化回路。
  10. 【請求項１０】 前記第１のスイッチングトランジスタ
    と前記第２のスイッチングトランジスタが、前記第１の
    巻線と前記第２の巻線を前記第１のバッテリィと前記第
    ２のバッテリィからオフ時にそれぞれ接続を断ち；前記
    第１のダイオードと前記第２のダイオードの内の一方
    が、前記第１の巻線と前記第２の巻線の内の対応する一
    方を介してリセット電流が前記第１のバッテリィと前記
    第２のバッテリィの内のより少ないチャージを有する他
    方に、前記第１のバッテリィと前記第２のバッテリィ間
    でチャージがオフ時に等化する傾向を持つように流入す
    るための経路となる請求項９記載のバッテリィ等化回
    路。
  11. 【請求項１１】 少なくとも第１と第２の直列接続され
    たバッテリィ間でチャージを等化させる方法であり、各
    バッテリィが正端と負端を含み、前記第２のバッテリィ
    の前記正端が前記第１のバッテリィの前記負端に共通ノ
    ードで接続されており、前記方法が：変圧器の第１と第
    ２の磁気的に結合された巻線をそれぞれ前記第１のバッ
    テリィと前記第２のバッテリィと並列に、前記第１のバ
    ッテリィと前記第２のバッテリィの内のより大きいチャ
    ージを有する一方が前記第１の巻線と前記第２の巻線の
    内の対応する一方に対して電流を駆動するように同じ極
    性で、同時に接続するステップと；誘導電流が前記第１
    の巻線と前記第２の巻線の内の他方から流出して前記第
    １のバッテリィと前記第２のバッテリィの内のより少な
    いチャージを有する他方に対して、前記第１のバッテリ
    ィと前記第２のバッテリィ間でチャージが等化する傾向
    を持つように、流入させるステップと；前記変圧器の前
    記第１の巻線と前記第２の巻線を前記第１のバッテリィ
    と前記第２のバッテリィから同時に接続を断つステップ
    と；前記第１の巻線と前記第２の巻線の内の対応する一
    方を介してリセット電流が、前記第１のバッテリィと前
    記第２のバッテリィの内のより少ないチャージを有する
    他方に、前記第１のバッテリィと前記第２のバッテリィ
    間でチャージが等化する傾向を持つように流入するため
    の電流経路を提供するステップとを含む方法。
  12. 【請求項１２】 前記第１の巻線と前記第２の巻線を前
    記第１のバッテリィと前記第２のバッテリィから同時に
    接続を断つ前記ステップが前記第１のスイッチングトラ
    ンジスタと前記第２のスイッチングトランジスタを用い
    て実行される請求項１１項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記第１の巻線及び前記第２の巻線を
    前記第１のバッテリィ及び前記第２のバッテリィと並列
    にそして同時に接続する前記ステップが：一方の端が前
    記第１のバッテリィの前記正端に対して正ノードのとこ
    ろで接続された第１のスイッチングトランジスタと；一
    方の端が前記第２のバッテリィの前記負端に対して負ノ
    ードのところで接続された第２のスイッチングトランジ
    スタと；を用いて実行され；前記変圧器の各巻線が前記
    巻線の極性を定める第１の端と反対側の第２のの端を：
    （ｉ）前記第１の巻線の前記第１の端が前記第１のスイ
    ッチングトランジスタの反対側の端に接続され；（ｉ
    ｉ）前記第２の巻線の前記第１の端が前記第２のスイッ
    チングトランジスタの反対側の端に接続され；（ｉｉ
    ｉ）前記第１の巻線の前記第２の端が前記第２の巻線の
    前記第１の端に接続されるように含んでいる請求項１１
    記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記第１の巻線と前記第２の巻線の内
    の対応する一方中をリセット電流が流れる電流経路を提
    供するステップが：前記第２の巻線の前記第２の端に接
    続されたアノードと前記正ノードに接続されたカソード
    を有する第１のダイオードと；前記負ノードから接続さ
    れたアノードと前記第１の巻線の前記第１の端に接続さ
    れたカソードを有する第２のダイオードとを用いて実行
    される請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 少なくとも第１と第２の直列接続され
    たバッテリィ間でチャージを等化させるバッテリィ等化
    回路であり、各バッテリィが正端と負端を含み、前記第
    １のバッテリィの前記負端が前記等化回路の負ノードに
    接続可能であり、前記第１のバッテリィの前記正端が前
    記第２のバッテリィの前記負端に接続され、また、前記
    等化回路の共有ノードに接続可能であり、また、前記第
    ２のバッテリィの前記正端が前記等化回路の正ノードに
    接続可能であり、前記バッテリィ等化回路が：第１と第
    ２の磁気的に結合された巻線を有する変圧器であり、各
    巻線が前記巻線の曲線を定める第１の端と反対側の第２
    のの端を有する前記変圧器と；第１のキャパシタと；前
    記変圧器の前記第１の巻線から前記正ノードに接続され
    た変圧器リセット回路と；オン時に：（ｉ）前記第１の
    巻線及び前記第２の巻線を前記第１のバッテリィ及び前
    記第２のバッテリィとそれぞれ並列に同時にそして同じ
    極性で接続し；（ｉｉ）前記第１のキャパシタを前記第
    １の巻線と並列に接続するように動作可能であるスイッ
    チング回路とを備えるバッテリィ等化回路。
  16. 【請求項１６】 オン時に、前記第１のバッテリィと前
    記第２のバッテリィの内のより大きいチャージを有する
    一方が前記第１の巻線と前記第２の巻線の内の対応する
    一方に対して電流を駆動し、また、誘導された電流が、
    前記第１の巻線徒然貴台２の巻線の内の他方から流出し
    て、前記第１のバッテリィと前記第２のバッテリィの内
    のより少ないチャージを有する他方に、前記第１のバッ
    テリィと前記第２のバッテリィ間でチャージがオン時に
    等化するように流入する請求項１５記載のバッテリィ等
    化回路。
  17. 【請求項１７】 （ｉ）オン時と；（ｉｉ）前記第２の
    バッテリィが前記第１のバッテリィより大きいチャージ
    を有するときに；前記第２のバッテリィが前記第２の巻
    線中に電流を駆動し、また、誘導された電流が前記第１
    の巻線から流出して前記第１のバッテリィと前記第１の
    キャパシタの内の少なくとも一方を充電する請求項１５
    記載のバッテリィ等化回路。
  18. 【請求項１８】 前記第２の巻線中に駆動される前記電
    流と前記第１の巻線から流出する前記誘導電流のそれぞ
    れの大きさが前記第１のキャパシタと前記第１の巻線と
    前記第１のバッテリィのインピーダンスの並列組合せの
    関数である請求項１７記載のバッテリィ等化回路。
  19. 【請求項１９】 前記スイッチング回路が前記変圧器の
    前記第１の巻線と前記第２の巻線をオフ時に前記第１の
    バッテリィと前記第２のバッテリィから接続を断ち；前
    記変圧器が、リセット電流が前記第２の巻線を通って前
    記第１のキャパシタに、前記第１のキャパシタがオフ時
    に充電するように流入する電流経路となるように動作可
    能である請求項１７記載のバッテリィ等化回路。
  20. 【請求項２０】 前記オフ時の前記リセット電流による
    前記第１のキャパシタ上の前記チャージの内の少なくと
    も１部が前記オン時に前記第１のバッテリィを充電する
    請求項１９記載のバッテリィ等化回路。
  21. 【請求項２１】 （ｉ）オン時と；（ｉｉ）前記第１の
    場照りが前記第２のバッテリィより大きいチャージを有
    するときに；前記第１のバッテリィが前記第１の巻線中
    に電流を駆動し、また、誘導された電流が前記第２の巻
    線から流出して第２のバッテリィを充電する請求項１５
    記載のバッテリィ等化回路。
  22. 【請求項２２】 前記スイッチング回路が、オフ時に前
    記変圧器の前記第１の巻線と前記第２の巻線を前記第１
    のバッテリィと前記第２のバッテリィから同時に接続を
    断つように動作可能であり；前記変圧器リセット回路
    が、リセット電流が前記第１の巻線中を流れて前記第２
    のバッテリィ中に、前記第１のバッテリィと前記第２の
    バッテリィ間でチャージが前記オフ時に等化する傾向を
    持つように流入する電流経路を提供するように動作可能
    である請求項２１記載のバッテリィ等化回路。
  23. 【請求項２３】 前記スイッチング回路が、前記負ノー
    ドから前記変圧器の前記第１の巻線の前記第２の端に接
    続された第１のスイッチングトランジスタと、前記変圧
    器の前記第２の巻線の前記第２の端から：（ｉ）前記共
    通ノードと；（ｉｉ）前記第１のマイ線の前記第１の端
    とに接続された第２のスイッチングトランジスタとを含
    み；前記変圧器の前記第２の巻線の前記第１の端が前記
    正ノードに接続される請求項１５記載のバッテリィ等化
    回路。
  24. 【請求項２４】 ５０％未満のデューティサイクルで実
    質的に同時に前記第１のスイッチングトランジスタと前
    記第２のスイッチングトランジスタをオン／オフにバイ
    アスするように動作可能な駆動回路をさらに備える請求
    項１５記載のバッテリィ等化回路。
  25. 【請求項２５】 前記変圧器リセット回路が、前記第１
    の巻線の前記第２の端に接続されたアノードと前記正ノ
    ードに接続されたカソードを有するダイオードを備え
    る、請求項１５記載のバッテリィ等化回路。
  26. 【請求項２６】 前記第１のスイッチングトランジスタ
    と前記第２のスイッチングトランジスタが：（ｉ）前記
    第１のスイッチングトランジスタのソースが前記負ノー
    ドに接続され、前記第１のスイッチングトランジスタの
    ドレインが前記第１の巻線の前記第２の端に接続され；
    （ｉｉ）前記第２のスイッチングトランジスタのドレイ
    ンが前記第２の巻線の前記第２の端に接続され、前記第
    ２のスイッチングトランジスタのソースが前記共通ノー
    ドに接続される；ように接続されたＭＯＳＦＥＴである
    請求項１５記載のバッテリィ等化回路。
  27. 【請求項２７】 前記第１のバッテリィと前記第２のバ
    ッテリィがバッテリィユニットの少なくとも１部を形成
    するバッテリィセルである請求項１５記載のバッテリィ
    等化回路。
  28. 【請求項２８】 少なくとも第１と第２の直列接続され
    たバッテリィ間でチャージを等化させるバッテリィ等化
    回路であり、各バッテリィが正端と負端を含み、前記第
    １のバッテリィの前記負端が前記等化回路の負ノードに
    接続可能であり、前記第１のバッテリィの前記正端が前
    記第２のバッテリィの前記負端に接続されていて前記等
    化回路の共通ノードに接続可能であり、また、前記第２
    のバッテリィの前記正端が前記等化回路の正ノードに接
    続可能であり、前記バッテリィ等化回路が：第１と第２
    の磁気的に結合された巻線を有する変圧器であり、各巻
    線が前記巻線の極性を定める第１の端と反対側の第２の
    端を有する、前記変圧器と；第１のキャパシタと；前記
    正ノードから前記共通ノードに接続された第２のキャパ
    シタと；前記変圧器の前記第１の巻線から前記正ノード
    に接続された変圧器リセット回路と；オン時に：（ｉ）
    前記第１の巻線及び前記第２の巻線をそれぞれ前記第１
    のバッテリィ及び前記第２のバッテリィと同じ極性で同
    時に並列に接続させ；（ｉｉ）前記第１のキャパシタを
    前記第１の巻線と並列に接続させるように動作可能なス
    イッチング回路とを備えるバッテリィ等化回路。
  29. 【請求項２９】 前記オン時に、前記第１のバッテリィ
    と前記第２のバッテリィの内の大きいチャージを有する
    一方が前記第１の巻線と前記第２の巻線の内の対応する
    一方の中に電流を駆動し、また、誘導された電流が前記
    第１の巻線と前記第２の巻線の内の他方から流出して、
    前記第１のバッテリィと前記第２のバッテリィの内の少
    ないチャージを有する他方に、前記第１のバッテリィと
    前記第２のバッテリィ間でチャージが前記オン時に等化
    する傾向を持つように流入する請求項２８記載のバッテ
    リィ等化回路。
  30. 【請求項３０】 （ｉ）オン時と；（ｉｉ）前記第２の
    バッテリィが前記第１のバッテリィより大きいチャージ
    を有するときに；前記第２のバッテリィが前記第２の巻
    線中に電流を駆動し、また、誘導された電流が前記第１
    の巻線から流出して、前記第１のバッテリィと前記第１
    のキャパシタの内の少なくとも一方を充電する請求項２
    ８記載のバッテリィ等化回路。
  31. 【請求項３１】 前記第２の巻線中に駆動される前記電
    流と前記第１の巻線から流出する前記誘導電流のそれぞ
    れの大きさが、前記第１のキャパシタと前記第１の巻線
    と前記第１のバッテリィのインピーダンスの並列組合せ
    の関数である請求項３０記載のバッテリィ等化回路。
  32. 【請求項３２】 オフ時に、前記スイッチング回路が、
    前記変圧器の前記第１の巻線と前記第２の巻線を前記第
    １のバッテリィと前記第２のバッテリィから同時に接続
    を断つように動作可能であり；前記変圧器リセット回路
    が、リセット電流が前記第２の巻線中を流れて前記第１
    のキャパシタ中に、前記第１のキャパシタが前記オフ時
    に充電するように流入する電流経路を提供するように動
    作可能である請求項３０記載のバッテリィ等化回路。
  33. 【請求項３３】 前記オフ時に前記リセット電流によっ
    て蓄積された前記第１のキャパシタ上の前記チャージの
    少なくとも１部が前記オン時に前記第１のバッテリィに
    充電する請求項３２記載のバッテリィ等化回路。
  34. 【請求項３４】 （ｉ）オン時と；（ｉｉ）前記第１の
    バッテリィが前記第２のバッテリィより大きいチャージ
    を有するときに；前記第１のバッテリィが前記第１の巻
    線中に電流を駆動し、また、誘導された電流が前記第２
    の巻線から流出して、前記第２のバッテリィと前記第２
    のキャパシタの内の少なくとも一方を充電する請求項２
    ８記載のバッテリィ等化回路。
  35. 【請求項３５】 前記第１の巻線中に駆動される前記電
    流と前記第２の巻線から流出する前記誘導電流のそれぞ
    れの大きさが、前記第２のキャパシタと前記第２の巻線
    と前記第２のバッテリィのインピーダンスの並列組合せ
    の関数である請求項３４記載のバッテリィ等化回路。
  36. 【請求項３６】 オフ時に、前記スイッチング回路が、
    前記変圧器の前記第１の巻線及び前記第２の巻線を前記
    第１のバッテリィと前記第２のバッテリィから同時に接
    続を断ち；前記変圧器リセット回路が、リセット電流が
    前記第１の巻線中を通って前記第２のバッテリィと前記
    第２のキャパシタの内の少なくとも一方の中に、前記第
    ２のバッテリィが前記オフ時に充電するように流入する
    電流経路を提供するように動作可能である請求項３４記
    載のバッテリィ等化回路。
  37. 【請求項３７】 前記オフ時に前記リセット電流によっ
    て前記第２のキャパシタ上に蓄積された前記チャージの
    内の少なくとも１部が前記オン時に前記第２のバッテリ
    ィを充電する請求項３６記載のバッテリィ等化回路。
  38. 【請求項３８】 前記スイッチング回路が前記負ノード
    から前記変圧器の前記第１の巻線の前記第２の端に接続
    された第１のスイッチングトランジスタと、前記変圧器
    の前記第２の巻線の前記第２の端から：（ｉ）前記共通
    モードと；（ｉｉ）前記第１の巻線の前記第１の端とに
    接続された第２のスイッチングトランジスタとを含み；
    前記変圧器の前記第２の巻線の前記第１の端が前記正ノ
    ードに接続された請求項２８記載のバッテリィ等化回
    路。
  39. 【請求項３９】 約５０％未満のデューティサイクルで
    実質的に同時に前記第１のスイッチングトランジスタと
    前記第２のスイッチングトランジスタをオン／オフする
    ようにバイアスするように動作可能である駆動回路をさ
    らに備える請求項２８記載のバッテリィ等化回路。
  40. 【請求項４０】 前記変圧器リセット回路が、前記第１
    の巻線の前記第２の端に接続されたアノードと前記正ノ
    ードに接続されたカソードを有するダイオードを備える
    請求項２８記載のバッテリィ等化回路。
  41. 【請求項４１】 前記第１のスイッチングトランジスタ
    と前記第２のスイッチングトランジスタが：（ｉ）前記
    第１のスイッチングトランジスタのソースが前記負ノー
    ドに接続され、また、前記第１のスイッチングトランジ
    スタのドレインが前記第１の巻線の前記第２の端に接続
    され、また、（ｉｉ）前記第２のスイッチングトランジ
    スタのドレインが前記第２の巻線の前記第２の端に接続
    され、前記第２のスイッチングトランジスタのソーが前
    記共通ノードに接続されるように接続されたＭＯＳＦＥ
    Ｔである請求項２８記載のバッテリィ等化回路。
  42. 【請求項４２】 前記第１のバッテリィと前記第２のバ
    ッテリィがバッテリィユニットの少なくとも１部を形成
    する請求項２８記載のバッテリィ等化回路。
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