JP2001292536A - 電源装置及び電気二重層コンデンサの充電方法 - Google Patents
電源装置及び電気二重層コンデンサの充電方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐電圧を上回る電池と併用される電気二重層
コンデンサを簡易な手段及び方法で充電できる電源装置
を提供する。 【構成】 マイコン３０は、電圧検出器４１を介して電
気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃが所定の第1閾
値Ｖ１よりも低いことを検知すると、電圧検出器４２〜
４５を介して端子電圧の１番高い電池を検出し、該電池
をその他の電池とを直列接続する組合せの中から、その
充電電圧Ｖchargeが耐電圧Ｖmax を超えない範囲で最大
となる組合せを、電池個数がより少なく且つ端子電圧の
より高い電池を含むことを優先条件として選定する。そ
して、選定した組合せの電池が直列接続するように第１
スイッチ群１１のスイッチ状態を変更し、直列接続した
電池と電気二重層コンデンサ２０が並列接続するように
第３スイッチ群１５のスイッチ状態を変更して電気二重
層コンデンサ２０を充電する。
コンデンサを簡易な手段及び方法で充電できる電源装置
を提供する。 【構成】 マイコン３０は、電圧検出器４１を介して電
気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃが所定の第1閾
値Ｖ１よりも低いことを検知すると、電圧検出器４２〜
４５を介して端子電圧の１番高い電池を検出し、該電池
をその他の電池とを直列接続する組合せの中から、その
充電電圧Ｖchargeが耐電圧Ｖmax を超えない範囲で最大
となる組合せを、電池個数がより少なく且つ端子電圧の
より高い電池を含むことを優先条件として選定する。そ
して、選定した組合せの電池が直列接続するように第１
スイッチ群１１のスイッチ状態を変更し、直列接続した
電池と電気二重層コンデンサ２０が並列接続するように
第３スイッチ群１５のスイッチ状態を変更して電気二重
層コンデンサ２０を充電する。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、電気二重層コンデンサを
備えた電源装置に関する。
備えた電源装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】電気二重層コンデンサ
は、二次電池と比較して急速充放電が可能である、有効
寿命が長い、使用温度範囲が広い、などの特徴を有する
大容量コンデンサであり、電池と併用されて電子機器の
バックアップ用電源等に利用されている。しかし、電気
二重層コンデンサの耐電圧は一般的に１〜３Ｖと低いた
め、電池に並列接続して併用する場合には、電気二重層
コンデンサの耐電圧の合計が電池の端子電圧を超えるま
で電気二重層コンデンサを複数個直列接続する必要があ
る。また、電気二重層コンデンサの耐電圧を超える電源
（電池電圧）で電気二重層コンデンサを充電する際に
は、電池電圧を電圧変換器等で耐電圧よりも低くして供
給する必要があるため、電気二重層コンデンサを搭載す
る電子機器の大型化とコストの増大を招いていた。
は、二次電池と比較して急速充放電が可能である、有効
寿命が長い、使用温度範囲が広い、などの特徴を有する
大容量コンデンサであり、電池と併用されて電子機器の
バックアップ用電源等に利用されている。しかし、電気
二重層コンデンサの耐電圧は一般的に１〜３Ｖと低いた
め、電池に並列接続して併用する場合には、電気二重層
コンデンサの耐電圧の合計が電池の端子電圧を超えるま
で電気二重層コンデンサを複数個直列接続する必要があ
る。また、電気二重層コンデンサの耐電圧を超える電源
（電池電圧）で電気二重層コンデンサを充電する際に
は、電池電圧を電圧変換器等で耐電圧よりも低くして供
給する必要があるため、電気二重層コンデンサを搭載す
る電子機器の大型化とコストの増大を招いていた。
【０００３】
【発明の目的】本発明は、耐電圧を上回る電池と併用さ
れる電気二重層コンデンサを簡易な手段及び方法で充電
できる電源装置を提供することを目的とする。
れる電気二重層コンデンサを簡易な手段及び方法で充電
できる電源装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】本発明は、負荷に電力を供給する複数個
の電池と、該電池に並列接続される電気二重層コンデン
サと、該電池の端子電圧及び前記電気二重層コンデンサ
の端子電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段
によって検出された各電池の端子電圧に基づいて、前記
電池の組合せの中から、前記電気二重層コンデンサの耐
電圧を超えない範囲で最大となる充電電圧を供給する組
合せを選定する選定手段と、該選定された組合せの電池
で前記電気二重層コンデンサを充電する制御手段とを備
えたことを特徴としている。この構成によれば、併用す
る電池の端子電圧が電気二重層コンデンサの耐電圧より
高くても、電気二重層コンデンサの耐電圧の合計が電池
の端子電圧を超えるまで電気二重層コンデンサを直列接
続する必要がなく、また電圧変換器等を用いずに電気二
重層コンデンサの充電が可能となる。そのため、装置の
小型化及び低コスト化が図れ、さらには本電源装置を搭
載する電子機器の小型化及び低コスト化に貢献すること
ができる。
の電池と、該電池に並列接続される電気二重層コンデン
サと、該電池の端子電圧及び前記電気二重層コンデンサ
の端子電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段
によって検出された各電池の端子電圧に基づいて、前記
電池の組合せの中から、前記電気二重層コンデンサの耐
電圧を超えない範囲で最大となる充電電圧を供給する組
合せを選定する選定手段と、該選定された組合せの電池
で前記電気二重層コンデンサを充電する制御手段とを備
えたことを特徴としている。この構成によれば、併用す
る電池の端子電圧が電気二重層コンデンサの耐電圧より
高くても、電気二重層コンデンサの耐電圧の合計が電池
の端子電圧を超えるまで電気二重層コンデンサを直列接
続する必要がなく、また電圧変換器等を用いずに電気二
重層コンデンサの充電が可能となる。そのため、装置の
小型化及び低コスト化が図れ、さらには本電源装置を搭
載する電子機器の小型化及び低コスト化に貢献すること
ができる。
【０００５】前記選定手段は、グランド側から前記電池
を順に直列接続する組合せの中から、該直列電圧が前記
耐電圧を超えない範囲で最大となる組合せを選定するこ
とが好ましい。この構成によれば、耐電圧に近い充電電
圧で前記電気二重層コンデンサを充電するので、１充電
あたりの充電効率の向上を図ることができる。また前記
選定手段は、前記電圧検出手段の検出結果に基づいて端
子電圧の１番高い電池を検出し、該検出した電池とその
他の電池とを直列接続する組合せの中から、該直列電圧
が前記耐電圧を超えない範囲で最大となる組合せを、電
池個数の少ない組合せであること及びより端子電圧の高
い電池を含む組合せであることを優先条件として選定す
ることが好ましい。この構成によれば、耐電圧に近い充
電電圧で前記電気二重層コンデンサを充電するので１充
電あたりの充電効率の向上を図ることができ、また、端
子電圧の１番高い電池と他の電池とを、端子電圧の高い
ものを優先的に組合せて充電するので、電池残量のばら
つきを抑え、電池全体の使用効率をあげることができ
る。
を順に直列接続する組合せの中から、該直列電圧が前記
耐電圧を超えない範囲で最大となる組合せを選定するこ
とが好ましい。この構成によれば、耐電圧に近い充電電
圧で前記電気二重層コンデンサを充電するので、１充電
あたりの充電効率の向上を図ることができる。また前記
選定手段は、前記電圧検出手段の検出結果に基づいて端
子電圧の１番高い電池を検出し、該検出した電池とその
他の電池とを直列接続する組合せの中から、該直列電圧
が前記耐電圧を超えない範囲で最大となる組合せを、電
池個数の少ない組合せであること及びより端子電圧の高
い電池を含む組合せであることを優先条件として選定す
ることが好ましい。この構成によれば、耐電圧に近い充
電電圧で前記電気二重層コンデンサを充電するので１充
電あたりの充電効率の向上を図ることができ、また、端
子電圧の１番高い電池と他の電池とを、端子電圧の高い
ものを優先的に組合せて充電するので、電池残量のばら
つきを抑え、電池全体の使用効率をあげることができ
る。
【０００６】また本発明は、電池の電極に接する一対の
電気接点端子を複数備え、複数の電池を脱着可能である
電池収納部と、前記電気接点端子を介して電池に並列接
続可能な電気二重層コンデンサと、前記電池収納部に装
着された各電池の端子電圧を前記電気接点端子を介して
検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段によって検出
された各電池の端子電圧に基づいて、前記電気接点端子
の所定の直列接続態様の中から、前記電気二重層コンデ
ンサの耐電圧を越えない範囲で最大となる電圧が得られ
る前記電気接点端子の直列接続態様を選定する選定手段
と、該選定された直列接続態様で前記電気接点端子を接
続し、該直列接続した電気接点端子列の一端部を前記電
気二重層コンデンサの一端部に接続し、前記直列接続し
た電気接点端子列の他端部を前記電気二重層コンデンサ
の他端部に接続する制御手段とを備えたことに特徴を有
する。この構成によっても、併用する電池の端子電圧が
電気二重層コンデンサの耐電圧より高くても、電気二重
層コンデンサを複数個直列接続する必要がなく、また電
圧変換器等を用いずに電気二重層コンデンサの充電が可
能となる。
電気接点端子を複数備え、複数の電池を脱着可能である
電池収納部と、前記電気接点端子を介して電池に並列接
続可能な電気二重層コンデンサと、前記電池収納部に装
着された各電池の端子電圧を前記電気接点端子を介して
検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段によって検出
された各電池の端子電圧に基づいて、前記電気接点端子
の所定の直列接続態様の中から、前記電気二重層コンデ
ンサの耐電圧を越えない範囲で最大となる電圧が得られ
る前記電気接点端子の直列接続態様を選定する選定手段
と、該選定された直列接続態様で前記電気接点端子を接
続し、該直列接続した電気接点端子列の一端部を前記電
気二重層コンデンサの一端部に接続し、前記直列接続し
た電気接点端子列の他端部を前記電気二重層コンデンサ
の他端部に接続する制御手段とを備えたことに特徴を有
する。この構成によっても、併用する電池の端子電圧が
電気二重層コンデンサの耐電圧より高くても、電気二重
層コンデンサを複数個直列接続する必要がなく、また電
圧変換器等を用いずに電気二重層コンデンサの充電が可
能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を説
明する。図１は、本発明を適用した電源装置の第１実施
形態の主要構成をブロックで示す図である。本電源装置
１００は、直列接続された４個の電池（二次電池、充電
池）Ｅ１〜Ｅ４と、これら電池Ｅ１〜Ｅ４に並列接続可
能な電気二重層コンデンサ２０を備え、電気二重層コン
デンサ２０を電池Ｅ１〜Ｅ４の補助電源として併用する
ことができる。
明する。図１は、本発明を適用した電源装置の第１実施
形態の主要構成をブロックで示す図である。本電源装置
１００は、直列接続された４個の電池（二次電池、充電
池）Ｅ１〜Ｅ４と、これら電池Ｅ１〜Ｅ４に並列接続可
能な電気二重層コンデンサ２０を備え、電気二重層コン
デンサ２０を電池Ｅ１〜Ｅ４の補助電源として併用する
ことができる。
【０００８】電池Ｅ１〜Ｅ４は、本電源装置１００に接
続された第１負荷６１の駆動電源として機能するととも
に、スイッチ群７０を介して電気二重層コンデンサ２０
を充電する充電電源としての機能も有する。電気二重層
コンデンサ２０は、スイッチ群７０を介して接続される
電池Ｅ１〜Ｅ４からの電力供給を受けて一定電圧以上に
保持され、スイッチ８０のオン状態で第２負荷６３を駆
動する。
続された第１負荷６１の駆動電源として機能するととも
に、スイッチ群７０を介して電気二重層コンデンサ２０
を充電する充電電源としての機能も有する。電気二重層
コンデンサ２０は、スイッチ群７０を介して接続される
電池Ｅ１〜Ｅ４からの電力供給を受けて一定電圧以上に
保持され、スイッチ８０のオン状態で第２負荷６３を駆
動する。
【０００９】また電源装置１００には、装置全体の動作
を総括的に制御するほか、電気二重層コンデンサ２０の
充電処理を制御するマイコン３０が備えられている。マ
イコン３０は、Ａ／Ｄ変換器３０ａ、比較器３０ｂ、及
び各種データを格納するＲＡＭ３０ｃを内蔵している。
マイコン３０には、電圧検出器４１〜４５、ＤＣ／ＤＣ
変換器５１、周辺メモリ部５３、操作部５５が接続され
ている。
を総括的に制御するほか、電気二重層コンデンサ２０の
充電処理を制御するマイコン３０が備えられている。マ
イコン３０は、Ａ／Ｄ変換器３０ａ、比較器３０ｂ、及
び各種データを格納するＲＡＭ３０ｃを内蔵している。
マイコン３０には、電圧検出器４１〜４５、ＤＣ／ＤＣ
変換器５１、周辺メモリ部５３、操作部５５が接続され
ている。
【００１０】電圧検出器４１は、電気二重層コンデンサ
２０の端子電圧Ｖｃを検出してマイコン３０に出力する
ものである。電圧検出器４２〜４５は、電池Ｅ１〜Ｅ４
の各端子間に各々接続されていて、電池Ｅ１〜Ｅ４の各
端子電圧Ｖｅ１〜Ｖｅ４を検出してマイコン３０に出力
するものである。マイコン３０は、電圧検出器４１を介
して入力した電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃ
が、電気二重層コンデンサ２０の充電を要するか否かの
判断基準となる閾値Ｖ１よりも低い場合に、電気二重層
コンデンサ２０の充電を実行する。マイコン３０は、先
ず、電圧検出器４２〜４５を介して入力した端子電圧Ｖ
ｅ１〜Ｖｅ４に基づき、電池Ｅ１〜Ｅ４をグランド側か
ら順に直列接続した場合（スイッチ群７０のＳＷ７１〜
７４を順にオンさせた場合）の各合計電圧（直列電圧）
Ｖtotalを求め、次に、その合計電圧Ｖtotalが耐電圧Ｖ
maxを超えない範囲で最大となる組合せを求める。そし
て、求めた組合せの電池が電気二重層コンデンサ２０に
並列接続されるようにスイッチ群７０をオンし、電気二
重層コンデンサ２０を充電する。
２０の端子電圧Ｖｃを検出してマイコン３０に出力する
ものである。電圧検出器４２〜４５は、電池Ｅ１〜Ｅ４
の各端子間に各々接続されていて、電池Ｅ１〜Ｅ４の各
端子電圧Ｖｅ１〜Ｖｅ４を検出してマイコン３０に出力
するものである。マイコン３０は、電圧検出器４１を介
して入力した電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃ
が、電気二重層コンデンサ２０の充電を要するか否かの
判断基準となる閾値Ｖ１よりも低い場合に、電気二重層
コンデンサ２０の充電を実行する。マイコン３０は、先
ず、電圧検出器４２〜４５を介して入力した端子電圧Ｖ
ｅ１〜Ｖｅ４に基づき、電池Ｅ１〜Ｅ４をグランド側か
ら順に直列接続した場合（スイッチ群７０のＳＷ７１〜
７４を順にオンさせた場合）の各合計電圧（直列電圧）
Ｖtotalを求め、次に、その合計電圧Ｖtotalが耐電圧Ｖ
maxを超えない範囲で最大となる組合せを求める。そし
て、求めた組合せの電池が電気二重層コンデンサ２０に
並列接続されるようにスイッチ群７０をオンし、電気二
重層コンデンサ２０を充電する。
【００１１】ＤＣ／ＤＣ変換器５１は、電池Ｅ１〜Ｅ４
から出力される電圧を一定の電圧に変換してマイコン３
０に供給する機能を有する。周辺メモリ部５３には、閾
値Ｖ１、電気二重層コンデンサ２０の耐電圧Ｖmaxなど
の充電制御用データ、書き換え可能な各種パラメータ等
が格納されている。マイコン３０は、必要に応じて周辺
メモリ部５３に対してデータ等の読み出しまたは書き込
みを行う。操作部５５には、本電源装置１００の動作を
操作できる各種の操作部材が設けられている。使用者に
よって操作部５５が操作されると、その操作に応じてマ
イコン３０が動作する。
から出力される電圧を一定の電圧に変換してマイコン３
０に供給する機能を有する。周辺メモリ部５３には、閾
値Ｖ１、電気二重層コンデンサ２０の耐電圧Ｖmaxなど
の充電制御用データ、書き換え可能な各種パラメータ等
が格納されている。マイコン３０は、必要に応じて周辺
メモリ部５３に対してデータ等の読み出しまたは書き込
みを行う。操作部５５には、本電源装置１００の動作を
操作できる各種の操作部材が設けられている。使用者に
よって操作部５５が操作されると、その操作に応じてマ
イコン３０が動作する。
【００１２】マイコン３０は、第１負荷６１との間で信
号の授受を行い、操作部５５の操作に対応した態様で第
１負荷６１を駆動させることができる。また、マイコン
３０は、電気二重層コンデンサ２０と第２負荷６３を接
続するスイッチ８０の開閉を切換えて第２負荷６３の電
源をオン／オフすることができる。
号の授受を行い、操作部５５の操作に対応した態様で第
１負荷６１を駆動させることができる。また、マイコン
３０は、電気二重層コンデンサ２０と第２負荷６３を接
続するスイッチ８０の開閉を切換えて第２負荷６３の電
源をオン／オフすることができる。
【００１３】以上の構成に基づき、第１実施形態におけ
るマイコン３０の充電制御動作について、図２に示され
るフローチャートを参照し、より詳細に説明する。この
充電制御動作は、本電源装置１００の主電源がオンされ
ると開始される。デフォルトでは、スイッチ群７０のス
イッチ状態はいずれもオフとなっている。この処理に入
ると先ず、電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃを
電圧検出器４１を介して検出する（Ｓ１１）。検出した
端子電圧Ｖｃは、Ａ／Ｄ変換器３０ａを介してデジタル
値に変換し、ＲＡＭ３０ｃにメモリする。続いて、検出
した端子電圧Ｖｃと電気二重層コンデンサ２０の充電を
要するか否かの判断基準となる閾値Ｖ１を比較器３０ｂ
で比較する（Ｓ１３）。端子電圧Ｖｃが閾値Ｖ１以上で
あった場合は、電気二重層コンデンサ２０を充電する必
要がないため、Ｓ１１へ戻る（Ｓ１３；Ｙ）。
るマイコン３０の充電制御動作について、図２に示され
るフローチャートを参照し、より詳細に説明する。この
充電制御動作は、本電源装置１００の主電源がオンされ
ると開始される。デフォルトでは、スイッチ群７０のス
イッチ状態はいずれもオフとなっている。この処理に入
ると先ず、電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃを
電圧検出器４１を介して検出する（Ｓ１１）。検出した
端子電圧Ｖｃは、Ａ／Ｄ変換器３０ａを介してデジタル
値に変換し、ＲＡＭ３０ｃにメモリする。続いて、検出
した端子電圧Ｖｃと電気二重層コンデンサ２０の充電を
要するか否かの判断基準となる閾値Ｖ１を比較器３０ｂ
で比較する（Ｓ１３）。端子電圧Ｖｃが閾値Ｖ１以上で
あった場合は、電気二重層コンデンサ２０を充電する必
要がないため、Ｓ１１へ戻る（Ｓ１３；Ｙ）。
【００１４】端子電圧Ｖｃが閾値Ｖ１よりも低かった場
合には（Ｓ１３；Ｎ）、電気二重層コンデンサ２０を充
電する充電電圧Ｖchargeを設定するため、Ｓ１５〜Ｓ３
１の処理を実行する。先ず、変数ｎに本実施形態では４
を、合計電圧Ｖtotal及び充電電圧Ｖchargeに０を設定
してＲＡＭ３０ｃにメモリし（Ｓ１５）、電池Ｅｎの端
子電圧Ｖｅｎを検出する（Ｓ１７）。変数ｎは、電源装
置１００が備えた電池を識別する番号である。本実施形
態では、グランド側から接続順に電池Ｅ４、Ｅ３、Ｅ
２、Ｅ１と、グランド側に接続された電池ほど変数ｎの
値が大きくなるよう設定してある。検出した電池Ｅｎの
端子電圧Ｖｅｎは、電気二重層コンデンサ２０の端子電
圧Ｖｃと同様、Ａ／Ｄ変換器３０ａを介してデジタル値
に変換し、ＲＡＭ３０ｃにメモリする。
合には（Ｓ１３；Ｎ）、電気二重層コンデンサ２０を充
電する充電電圧Ｖchargeを設定するため、Ｓ１５〜Ｓ３
１の処理を実行する。先ず、変数ｎに本実施形態では４
を、合計電圧Ｖtotal及び充電電圧Ｖchargeに０を設定
してＲＡＭ３０ｃにメモリし（Ｓ１５）、電池Ｅｎの端
子電圧Ｖｅｎを検出する（Ｓ１７）。変数ｎは、電源装
置１００が備えた電池を識別する番号である。本実施形
態では、グランド側から接続順に電池Ｅ４、Ｅ３、Ｅ
２、Ｅ１と、グランド側に接続された電池ほど変数ｎの
値が大きくなるよう設定してある。検出した電池Ｅｎの
端子電圧Ｖｅｎは、電気二重層コンデンサ２０の端子電
圧Ｖｃと同様、Ａ／Ｄ変換器３０ａを介してデジタル値
に変換し、ＲＡＭ３０ｃにメモリする。
【００１５】続いて、電池Ｅｎの端子電圧Ｖｅｎと合計
電圧Ｖtotalの和を調整電圧ＶｒとしてＲＡＭ３０ｃに
メモリし（Ｓ１９）、この調整電圧Ｖｒと耐電圧Ｖmax
を比較器３０ｂで比較する（Ｓ２１）。調整電圧Ｖｒが
耐電圧Ｖmax よりも大きい場合には（Ｓ２１；Ｙ）、耐
電圧Ｖmax以下で充電を行うため、Ｓ３１へ進んで、メ
モリしてある合計電圧Ｖtotalを充電電圧Ｖchargeとし
てメモリし、Ｓ３３へ進む。
電圧Ｖtotalの和を調整電圧ＶｒとしてＲＡＭ３０ｃに
メモリし（Ｓ１９）、この調整電圧Ｖｒと耐電圧Ｖmax
を比較器３０ｂで比較する（Ｓ２１）。調整電圧Ｖｒが
耐電圧Ｖmax よりも大きい場合には（Ｓ２１；Ｙ）、耐
電圧Ｖmax以下で充電を行うため、Ｓ３１へ進んで、メ
モリしてある合計電圧Ｖtotalを充電電圧Ｖchargeとし
てメモリし、Ｓ３３へ進む。
【００１６】調整電圧Ｖｒが耐電圧Ｖmax以下である場
合には（Ｓ２１；Ｎ）、耐電圧Ｖmaxにより近い合計電
圧Ｖtotalを検出するため、この調整電圧Ｖｒを、ＲＡ
Ｍ３０ｃにメモリしてある合計電圧Ｖtotalに上書きし
（Ｓ２３）、この上書きした合計電圧Ｖtotalと耐電圧
Ｖmax を比較器３０ｂで比較する（Ｓ２５）。合計電圧
Ｖtotalが耐電圧Ｖmaxとほぼ等しいと把握できる範囲内
の値であれば（Ｓ２５；Ｙ）、耐電圧Ｖmaxを超えない
範囲で最大となる合計電圧Ｖtotalを検出できたので、
この合計電圧Ｖtotalを充電電圧Ｖcharge としてメモリ
し（Ｓ３１）、Ｓ３３へ進む。
合には（Ｓ２１；Ｎ）、耐電圧Ｖmaxにより近い合計電
圧Ｖtotalを検出するため、この調整電圧Ｖｒを、ＲＡ
Ｍ３０ｃにメモリしてある合計電圧Ｖtotalに上書きし
（Ｓ２３）、この上書きした合計電圧Ｖtotalと耐電圧
Ｖmax を比較器３０ｂで比較する（Ｓ２５）。合計電圧
Ｖtotalが耐電圧Ｖmaxとほぼ等しいと把握できる範囲内
の値であれば（Ｓ２５；Ｙ）、耐電圧Ｖmaxを超えない
範囲で最大となる合計電圧Ｖtotalを検出できたので、
この合計電圧Ｖtotalを充電電圧Ｖcharge としてメモリ
し（Ｓ３１）、Ｓ３３へ進む。
【００１７】合計電圧Ｖtotalが耐電圧Ｖmaxとほぼ等し
いと把握できる範囲外の値であれば（２５；Ｎ）、耐電
圧Ｖmax により近い合計電圧Ｖtotalを得るため、変数
ｎを１減算し（Ｓ２７）、変数ｎが０であるかどうかを
チェックする（Ｓ２９）。変数ｎが０であったときは
（Ｓ２９；Ｙ）、現在メモリされている合計電圧Ｖtota
lは全電池Ｅ１〜Ｅ４の直列電圧であって、それ以上の
電圧を電気二重層コンデンサ１へ供給することはできな
いため、この合計電圧Ｖtotalを充電電圧Ｖchargeとし
てメモリし（Ｓ３１）、Ｓ３３へ進む。変数ｎが０でな
かったときは（Ｓ２９；Ｎ）、Ｓ１７へ戻り、Ｓ２１，
Ｓ２５，Ｓ２９のいずれかで「イエス」と判断されるま
で、Ｓ１７〜Ｓ２９の処理を繰り返し実行し、耐電圧Ｖ
max を超えない範囲で最大となる充電電圧Ｖchargeを設
定する。
いと把握できる範囲外の値であれば（２５；Ｎ）、耐電
圧Ｖmax により近い合計電圧Ｖtotalを得るため、変数
ｎを１減算し（Ｓ２７）、変数ｎが０であるかどうかを
チェックする（Ｓ２９）。変数ｎが０であったときは
（Ｓ２９；Ｙ）、現在メモリされている合計電圧Ｖtota
lは全電池Ｅ１〜Ｅ４の直列電圧であって、それ以上の
電圧を電気二重層コンデンサ１へ供給することはできな
いため、この合計電圧Ｖtotalを充電電圧Ｖchargeとし
てメモリし（Ｓ３１）、Ｓ３３へ進む。変数ｎが０でな
かったときは（Ｓ２９；Ｎ）、Ｓ１７へ戻り、Ｓ２１，
Ｓ２５，Ｓ２９のいずれかで「イエス」と判断されるま
で、Ｓ１７〜Ｓ２９の処理を繰り返し実行し、耐電圧Ｖ
max を超えない範囲で最大となる充電電圧Ｖchargeを設
定する。
【００１８】Ｓ３３では、設定した充電電圧Ｖchargeと
なる組合せの電池と電気二重層コンデンサ２０とが並列
接続されるようにスイッチ群７０をオンし、充電を開始
する。そして、電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖ
ｃを電圧検出器４１を介して検出しながら、端子電圧Ｖ
ｃが充電電圧Ｖchargeとほぼ等しくなるまで充電を続け
（Ｓ３５；Ｎ）、端子電圧Ｖｃが充電電圧Ｖchargeとほ
ぼ等しくなったときは（Ｓ３５；Ｙ）、スイッチ群７０
をオフして電気二重層コンデンサ２０の充電を終了し
（Ｓ３７）、Ｓ１１へ戻る。
なる組合せの電池と電気二重層コンデンサ２０とが並列
接続されるようにスイッチ群７０をオンし、充電を開始
する。そして、電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖ
ｃを電圧検出器４１を介して検出しながら、端子電圧Ｖ
ｃが充電電圧Ｖchargeとほぼ等しくなるまで充電を続け
（Ｓ３５；Ｎ）、端子電圧Ｖｃが充電電圧Ｖchargeとほ
ぼ等しくなったときは（Ｓ３５；Ｙ）、スイッチ群７０
をオフして電気二重層コンデンサ２０の充電を終了し
（Ｓ３７）、Ｓ１１へ戻る。
【００１９】以上のように、本第１実施形態では、電池
Ｅ１〜Ｅ４をグランド側から順に直列接続して組合せ、
電気二重層コンデンサ２０の耐電圧Ｖmaxを超えない範
囲で最大となる充電電圧Ｖchargeで充電を行うので、併
用する電池の端子電圧の合計が耐電圧Ｖmaxより高くて
も、耐電圧Ｖmaxが電池の端子電圧の合計を超えるまで
電気二重層コンデンサを複数個直列接続する必要がな
く、また電圧変換器等を用いずに電気二重層コンデンサ
２０を充電することができる。そのため電源装置１００
の小型化及び低コスト化を図ることができ、さらには本
電源装置を搭載する電子機器の小型化及び低コスト化に
貢献することができる。また、スイッチ８０をオンして
第２負荷６３に電気二重層コンデンサ２０を接続すれ
ば、電圧変換器等を用いずに第２負荷６３を駆動するこ
とができ、また本電源装置１００に電池Ｅ１〜Ｅ４が装
着されていない状態（電池Ｅ１〜Ｅ４の残量がない場合
も含む）でも第２負荷６３を駆動することができる。第
２負荷６３がバックアップを必要とする負荷である場合
には、電気二重層コンデンサ２０がバックアップ用電源
として機能するので、別個にバックアップ用電源を設け
る必要がない。さらに本実施形態では、耐電圧Ｖmaxに
近い充電電圧Ｖchargeで電気二重層コンデンサ２０を充
電するので、１充電あたりの充電効率を向上させること
ができる。
Ｅ１〜Ｅ４をグランド側から順に直列接続して組合せ、
電気二重層コンデンサ２０の耐電圧Ｖmaxを超えない範
囲で最大となる充電電圧Ｖchargeで充電を行うので、併
用する電池の端子電圧の合計が耐電圧Ｖmaxより高くて
も、耐電圧Ｖmaxが電池の端子電圧の合計を超えるまで
電気二重層コンデンサを複数個直列接続する必要がな
く、また電圧変換器等を用いずに電気二重層コンデンサ
２０を充電することができる。そのため電源装置１００
の小型化及び低コスト化を図ることができ、さらには本
電源装置を搭載する電子機器の小型化及び低コスト化に
貢献することができる。また、スイッチ８０をオンして
第２負荷６３に電気二重層コンデンサ２０を接続すれ
ば、電圧変換器等を用いずに第２負荷６３を駆動するこ
とができ、また本電源装置１００に電池Ｅ１〜Ｅ４が装
着されていない状態（電池Ｅ１〜Ｅ４の残量がない場合
も含む）でも第２負荷６３を駆動することができる。第
２負荷６３がバックアップを必要とする負荷である場合
には、電気二重層コンデンサ２０がバックアップ用電源
として機能するので、別個にバックアップ用電源を設け
る必要がない。さらに本実施形態では、耐電圧Ｖmaxに
近い充電電圧Ｖchargeで電気二重層コンデンサ２０を充
電するので、１充電あたりの充電効率を向上させること
ができる。
【００２０】図３〜図７は、本発明を適用した電源装置
の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態は、
耐電圧Ｖmaxを超えない範囲で最大となる充電電圧Ｖcha
rgeで充電する点では第１実施形態と共通するが、電池
をグランド側から順に直列接続して最大となる充電電圧
Ｖchargeを設定する第１実施形態とは異なり、端子電圧
の１番高い電池と他の電池とを直列接続して最大となる
充電電圧Ｖchargeを設定するようにしたものである。
の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態は、
耐電圧Ｖmaxを超えない範囲で最大となる充電電圧Ｖcha
rgeで充電する点では第１実施形態と共通するが、電池
をグランド側から順に直列接続して最大となる充電電圧
Ｖchargeを設定する第１実施形態とは異なり、端子電圧
の１番高い電池と他の電池とを直列接続して最大となる
充電電圧Ｖchargeを設定するようにしたものである。
【００２１】図３は、第２実施形態における電源装置１
００の主要構成をブロックで示す図である。図３におい
て図１のブロック図の符号と同一符号のブロックの機能
は同一であるため、これらの機能の説明は省略する。図
３のブロック図には、電池収納部１０、昇圧回路５７、
表示部５９が設けられているが、これらについて以下に
説明する。
００の主要構成をブロックで示す図である。図３におい
て図１のブロック図の符号と同一符号のブロックの機能
は同一であるため、これらの機能の説明は省略する。図
３のブロック図には、電池収納部１０、昇圧回路５７、
表示部５９が設けられているが、これらについて以下に
説明する。
【００２２】電池収納部１０は、４個の電池Ｅ１〜Ｅ４
を脱着可能であって、詳細は図示しないが、装填された
各電池の電極に当接する一対の電気接点端子（不図示）
とは異なる位置に接点端子１０ａ〜１０ｄを備えている
（図４参照）。接点端子１０ａ〜１０ｄは、各電池の正
電極と電圧検出器４２〜４５とを接続する。接点端子１
０ａ〜１０ｄには、電池Ｅ１〜Ｅ４を任意の組合せで直
列接続可能な第１スイッチ群１１、直列接続された電池
Ｅ１〜Ｅ４と負荷６１とを接続可能な第２スイッチ群１
３、直列接続された電池Ｅ１〜Ｅ４と電気二重層コンデ
ンサとを並列接続可能な第３スイッチ群１５が接続され
ている。電圧検出器４２〜４５は、グランドから直列接
続した電池Ｅ１〜Ｅ４の正電極までの電圧Ｖｅ１´〜Ｖ
ｅ４´を検出してマイコン３０に出力する。電圧Ｖｅ１
´は、グランドから電池Ｅ１までを直列接続した場合の
直列電圧、即ち電池Ｅ１〜Ｅ４の合計電圧であり、電圧
Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´の中で最高電圧となる。
を脱着可能であって、詳細は図示しないが、装填された
各電池の電極に当接する一対の電気接点端子（不図示）
とは異なる位置に接点端子１０ａ〜１０ｄを備えている
（図４参照）。接点端子１０ａ〜１０ｄは、各電池の正
電極と電圧検出器４２〜４５とを接続する。接点端子１
０ａ〜１０ｄには、電池Ｅ１〜Ｅ４を任意の組合せで直
列接続可能な第１スイッチ群１１、直列接続された電池
Ｅ１〜Ｅ４と負荷６１とを接続可能な第２スイッチ群１
３、直列接続された電池Ｅ１〜Ｅ４と電気二重層コンデ
ンサとを並列接続可能な第３スイッチ群１５が接続され
ている。電圧検出器４２〜４５は、グランドから直列接
続した電池Ｅ１〜Ｅ４の正電極までの電圧Ｖｅ１´〜Ｖ
ｅ４´を検出してマイコン３０に出力する。電圧Ｖｅ１
´は、グランドから電池Ｅ１までを直列接続した場合の
直列電圧、即ち電池Ｅ１〜Ｅ４の合計電圧であり、電圧
Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´の中で最高電圧となる。
【００２３】マイコン３０は、電圧検出器４１を介して
検出した電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃが、
電気二重層コンデンサ２０の充電を要するか否かの判断
基準となる第１閾値Ｖ１よりも低い場合に、電気二重層
コンデンサ２０を充電する。詳細は後述するが、マイコ
ン３０は、先ず、電圧検出器４２〜４５を介して検出し
た電圧Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´に基づいて電池Ｅ１〜Ｅ４の
各端子電圧Ｖｅ１〜Ｖｅ４を算出し、端子電圧の１番高
い電池を検出する。次に、検出した電池とその他の電池
とを直列接続する組合せの中から、その直列電圧が前記
耐電圧を超えない範囲で最大となる組合せを、電池個数
がより少ないこと及び端子電圧のより高い電池を含むこ
とを優先条件として、選択する。そして、選択した組合
せの電池が直列接続するように第１スイッチ群１１をオ
ンし、その直列接続した電池と電気二重層コンデンサ２
０とが並列接続されるように第３スイッチ群１５をオン
し、電気二重層コンデンサ２０を充電する。
検出した電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃが、
電気二重層コンデンサ２０の充電を要するか否かの判断
基準となる第１閾値Ｖ１よりも低い場合に、電気二重層
コンデンサ２０を充電する。詳細は後述するが、マイコ
ン３０は、先ず、電圧検出器４２〜４５を介して検出し
た電圧Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´に基づいて電池Ｅ１〜Ｅ４の
各端子電圧Ｖｅ１〜Ｖｅ４を算出し、端子電圧の１番高
い電池を検出する。次に、検出した電池とその他の電池
とを直列接続する組合せの中から、その直列電圧が前記
耐電圧を超えない範囲で最大となる組合せを、電池個数
がより少ないこと及び端子電圧のより高い電池を含むこ
とを優先条件として、選択する。そして、選択した組合
せの電池が直列接続するように第１スイッチ群１１をオ
ンし、その直列接続した電池と電気二重層コンデンサ２
０とが並列接続されるように第３スイッチ群１５をオン
し、電気二重層コンデンサ２０を充電する。
【００２４】昇圧回路５７は、電池Ｅ１〜Ｅ４（電池収
納部１０）から出力された電圧を昇圧する回路である。
マイコン３０は、電気二重層コンデンサ２０の充電時に
昇圧回路５７を駆動させて第１負荷６１を安定に動作さ
せる。またマイコン３０は、グランドから電池Ｅ１まで
の直列電圧Ｖｅ１´が、昇圧回路５７の駆動を要するか
否かの判断基準となる第２閾値Ｖ２未満であった場合に
は、電池残量が少ないため、昇圧回路５７を駆動させて
第１負荷６１を安定動作させる。表示部５９は、マイコ
ン３０からの制御信号に基づいて種々の情報を表示す
る。マイコン３０は、グランドから電池Ｅ１までの直列
電圧Ｖｅ１´が、電気二重層コンデンサ２０の充電が可
能か否かの判断基準となる第３閾値Ｖ３未満であった場
合には、表示部５９に「Low Battery」と表示させ、電
池残量がない旨を使用者に報知する。さらにマイコン３
０は、第１負荷６１から出力された信号に基づいて表示
部５９に表示させることができる。なお第１〜第３閾値
Ｖ１〜Ｖ３は周辺メモリ部５３にメモリされていて、第
３閾値Ｖ３は第２閾値Ｖ２よりも低く設定されている。
納部１０）から出力された電圧を昇圧する回路である。
マイコン３０は、電気二重層コンデンサ２０の充電時に
昇圧回路５７を駆動させて第１負荷６１を安定に動作さ
せる。またマイコン３０は、グランドから電池Ｅ１まで
の直列電圧Ｖｅ１´が、昇圧回路５７の駆動を要するか
否かの判断基準となる第２閾値Ｖ２未満であった場合に
は、電池残量が少ないため、昇圧回路５７を駆動させて
第１負荷６１を安定動作させる。表示部５９は、マイコ
ン３０からの制御信号に基づいて種々の情報を表示す
る。マイコン３０は、グランドから電池Ｅ１までの直列
電圧Ｖｅ１´が、電気二重層コンデンサ２０の充電が可
能か否かの判断基準となる第３閾値Ｖ３未満であった場
合には、表示部５９に「Low Battery」と表示させ、電
池残量がない旨を使用者に報知する。さらにマイコン３
０は、第１負荷６１から出力された信号に基づいて表示
部５９に表示させることができる。なお第１〜第３閾値
Ｖ１〜Ｖ３は周辺メモリ部５３にメモリされていて、第
３閾値Ｖ３は第２閾値Ｖ２よりも低く設定されている。
【００２５】図５〜図７に示されるフローチャートを参
照して、第２実施形態におけるマイコン３０の充電制御
動作を詳細に説明する。この充電制御処理は、本電源装
置１００の主電源がオンされると開始される。なお、デ
フォルトでは、第１スイッチ群１１のスイッチＳＷ１０
〜１３及び第２スイッチ群１３のスイッチＳＷ３１のみ
がオン状態で、その他のスイッチはオフ状態である。
照して、第２実施形態におけるマイコン３０の充電制御
動作を詳細に説明する。この充電制御処理は、本電源装
置１００の主電源がオンされると開始される。なお、デ
フォルトでは、第１スイッチ群１１のスイッチＳＷ１０
〜１３及び第２スイッチ群１３のスイッチＳＷ３１のみ
がオン状態で、その他のスイッチはオフ状態である。
【００２６】この処理に入ると先ず、電気二重層コンデ
ンサ２０の端子電圧Ｖｃを電圧検出器４１を介して検出
する（Ｓ１１１）。検出した端子電圧Ｖｃは、Ａ／Ｄ変
換器３０ａを介してデジタル値に変換し、ＲＡＭ３０ｃ
にメモリする。続いて、検出した端子電圧Ｖｃと、電気
二重層コンデンサ２０の充電を要するか否かの判断基準
となる第１閾値Ｖ１を比較器３０ｂで比較する（Ｓ１１
３）。電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃが第１
閾値Ｖ１以上であった場合は、電気二重層コンデンサ２
０を充電する必要がないため、Ｓ１１１へ戻る（Ｓ１１
３；Ｙ）。
ンサ２０の端子電圧Ｖｃを電圧検出器４１を介して検出
する（Ｓ１１１）。検出した端子電圧Ｖｃは、Ａ／Ｄ変
換器３０ａを介してデジタル値に変換し、ＲＡＭ３０ｃ
にメモリする。続いて、検出した端子電圧Ｖｃと、電気
二重層コンデンサ２０の充電を要するか否かの判断基準
となる第１閾値Ｖ１を比較器３０ｂで比較する（Ｓ１１
３）。電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃが第１
閾値Ｖ１以上であった場合は、電気二重層コンデンサ２
０を充電する必要がないため、Ｓ１１１へ戻る（Ｓ１１
３；Ｙ）。
【００２７】電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃ
が第１閾値Ｖ１よりも低かった場合には、電気二重層コ
ンデンサ２０を充電する充電電圧Ｖchargeを設定するた
め、先ず、グランドから各電池Ｅ１〜Ｅ４の正電極まで
の直列電圧Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´を電圧検出器４２〜４５
を介して検出する（Ｓ１１３；Ｎ、Ｓ１１５）。検出し
た各直列電圧Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´は、電気二重層コンデ
ンサ２０の端子電圧Ｖｃと同様、Ａ／Ｄ変換器３０ａを
介してデジタル値に変換し、ＲＡＭ３０ｃにメモリす
る。次に、グランドから電池Ｅ１までの直列電圧Ｖｅ１
´と、昇圧回路５７の駆動を要するか否かの判断基準と
なる第２閾値Ｖ２を比較器３０ｂで比較する（Ｓ１１
７）。
が第１閾値Ｖ１よりも低かった場合には、電気二重層コ
ンデンサ２０を充電する充電電圧Ｖchargeを設定するた
め、先ず、グランドから各電池Ｅ１〜Ｅ４の正電極まで
の直列電圧Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´を電圧検出器４２〜４５
を介して検出する（Ｓ１１３；Ｎ、Ｓ１１５）。検出し
た各直列電圧Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´は、電気二重層コンデ
ンサ２０の端子電圧Ｖｃと同様、Ａ／Ｄ変換器３０ａを
介してデジタル値に変換し、ＲＡＭ３０ｃにメモリす
る。次に、グランドから電池Ｅ１までの直列電圧Ｖｅ１
´と、昇圧回路５７の駆動を要するか否かの判断基準と
なる第２閾値Ｖ２を比較器３０ｂで比較する（Ｓ１１
７）。
【００２８】直列電圧Ｖｅ１´が第２閾値Ｖ２以上であ
った場合は、昇圧回路５７を駆動しなくても第１負荷６
１を安定に動作させることができるので、昇圧フラグを
クリアし、Ｓ１２９へ進む（Ｓ１１７；Ｙ、Ｓ１２
０）。昇圧フラグは定常時（充電時以外）に昇圧回路５
７の駆動を要する場合にセットされるフラグで、デフォ
ルトではクリアされている。直列電圧Ｖｅ１´が第２閾
値Ｖ２よりも低かった場合には、昇圧フラグをセット
し、次に直列電圧Ｖｅ１´と、電気二重層コンデンサ２
０の充電が可能か否かの判断基準となる第３閾値Ｖ３を
比較器３０ｂで比較する（Ｓ１１７；Ｎ、Ｓ１１９、Ｓ
１２１）。直列電圧Ｖｅ１´が第３閾値Ｖ３よりも低か
った場合には、電気二重層コンデンサ２０の充電が困難
であるほど電池が消耗しているので、表示部５９に「Lo
w Battery」と表示させ、電気二重層コンデンサ２０の
充電を禁止して、この処理から抜ける（Ｓ１２１；Ｎ、
Ｓ１２３、Ｓ１２５）。直列電圧Ｖｅ１´が第３閾値Ｖ
３以上であった場合は、電気二重層コンデンサ２０の充
電は可能であるけれども電池Ｅ１〜Ｅ４の残量が少ない
ので、昇圧回路５７を駆動して第１負荷６１を安定動作
させる（Ｓ１２１；Ｙ、Ｓ１２７）。
った場合は、昇圧回路５７を駆動しなくても第１負荷６
１を安定に動作させることができるので、昇圧フラグを
クリアし、Ｓ１２９へ進む（Ｓ１１７；Ｙ、Ｓ１２
０）。昇圧フラグは定常時（充電時以外）に昇圧回路５
７の駆動を要する場合にセットされるフラグで、デフォ
ルトではクリアされている。直列電圧Ｖｅ１´が第２閾
値Ｖ２よりも低かった場合には、昇圧フラグをセット
し、次に直列電圧Ｖｅ１´と、電気二重層コンデンサ２
０の充電が可能か否かの判断基準となる第３閾値Ｖ３を
比較器３０ｂで比較する（Ｓ１１７；Ｎ、Ｓ１１９、Ｓ
１２１）。直列電圧Ｖｅ１´が第３閾値Ｖ３よりも低か
った場合には、電気二重層コンデンサ２０の充電が困難
であるほど電池が消耗しているので、表示部５９に「Lo
w Battery」と表示させ、電気二重層コンデンサ２０の
充電を禁止して、この処理から抜ける（Ｓ１２１；Ｎ、
Ｓ１２３、Ｓ１２５）。直列電圧Ｖｅ１´が第３閾値Ｖ
３以上であった場合は、電気二重層コンデンサ２０の充
電は可能であるけれども電池Ｅ１〜Ｅ４の残量が少ない
ので、昇圧回路５７を駆動して第１負荷６１を安定動作
させる（Ｓ１２１；Ｙ、Ｓ１２７）。
【００２９】次に、検出した直列電圧Ｖｅ１´〜Ｖｅ４
´に基づいて電池Ｅ１〜Ｅ４の各端子電圧Ｖｅ１〜Ｖｅ
４を算出し、その大小関係を比較器３０ｂで比較し、端
子電圧の高いものから順に並べる（Ｓ１２９）。直列電
圧Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´は、グランドから各電池Ｅ１〜Ｅ
４の正電極までの直列電圧であるため、例えば電池Ｅ１
の端子電圧Ｖｅ１は、直列電圧Ｖｅ１´から直列電圧Ｖ
ｅ２´を引いた値となる。一実施例として、電池Ｅ１の
端子電圧Ｖｅ１＝１．５０Ｖ、電池Ｅ２の端子電圧Ｖｅ
２＝１．４５Ｖ、電池Ｅ３の端子電圧Ｖｅ３＝１．４２
Ｖ、電池Ｅ４の端子電圧Ｖｅ４＝１．２０Ｖであった場
合を想定すると、この場合にＳ１２９では、Ｖｅ１＞Ｖ
ｅ２＞Ｖｅ３＞Ｖｅ４という結果を得る。
´に基づいて電池Ｅ１〜Ｅ４の各端子電圧Ｖｅ１〜Ｖｅ
４を算出し、その大小関係を比較器３０ｂで比較し、端
子電圧の高いものから順に並べる（Ｓ１２９）。直列電
圧Ｖｅ１´〜Ｖｅ４´は、グランドから各電池Ｅ１〜Ｅ
４の正電極までの直列電圧であるため、例えば電池Ｅ１
の端子電圧Ｖｅ１は、直列電圧Ｖｅ１´から直列電圧Ｖ
ｅ２´を引いた値となる。一実施例として、電池Ｅ１の
端子電圧Ｖｅ１＝１．５０Ｖ、電池Ｅ２の端子電圧Ｖｅ
２＝１．４５Ｖ、電池Ｅ３の端子電圧Ｖｅ３＝１．４２
Ｖ、電池Ｅ４の端子電圧Ｖｅ４＝１．２０Ｖであった場
合を想定すると、この場合にＳ１２９では、Ｖｅ１＞Ｖ
ｅ２＞Ｖｅ３＞Ｖｅ４という結果を得る。
【００３０】続いて、端子電圧の１番高い電池と、他の
電池の端子電圧との差を、電圧差Ｖdefとして検出する
（Ｓ１３１）。上記実施例の場合、電池Ｅ１の端子電圧
Ｖｅ１が１番高かったので、電池Ｅ１の端子電圧Ｖｅ１
から電池Ｅ２の端子電圧Ｖｅ２を引いた差０．０５Ｖを
電圧差Ｖdef１としてメモリし、電池Ｅ１の端子電圧Ｖ
ｅ１から電池Ｅ３の端子電圧Ｖｅ３を引いた差０．０８
Ｖを電圧差Ｖdef２としてメモリし、電池Ｅ１の端子電
圧Ｖｅ１から電池Ｅ４の端子電圧Ｖｅ４を引いた差０．
３Ｖを電圧差Ｖdef３としてメモリする。
電池の端子電圧との差を、電圧差Ｖdefとして検出する
（Ｓ１３１）。上記実施例の場合、電池Ｅ１の端子電圧
Ｖｅ１が１番高かったので、電池Ｅ１の端子電圧Ｖｅ１
から電池Ｅ２の端子電圧Ｖｅ２を引いた差０．０５Ｖを
電圧差Ｖdef１としてメモリし、電池Ｅ１の端子電圧Ｖ
ｅ１から電池Ｅ３の端子電圧Ｖｅ３を引いた差０．０８
Ｖを電圧差Ｖdef２としてメモリし、電池Ｅ１の端子電
圧Ｖｅ１から電池Ｅ４の端子電圧Ｖｅ４を引いた差０．
３Ｖを電圧差Ｖdef３としてメモリする。
【００３１】そして、検出した電圧差Ｖdef１〜３と、
充電に使用する電池の組合せの候補として適当か否かの
判断基準となる基準値Ｖdef'とを比較し、基準値Ｖdef'
よりも電圧差が大きい電池は組合せの候補から除外する
（Ｓ１３３）。基準値Ｖdef'を０．２Ｖに設定すれば、
上記実施例では、電圧差Ｖdef１（０．０５Ｖ）及びＶd
ef２（０．０８Ｖ）は基準値Ｖdef'未満となるが、電圧
差Ｖdef３（０．３Ｖ）は基準値Ｖdef'を超えるので、
電池Ｅ４を組合せの候補から除外する。
充電に使用する電池の組合せの候補として適当か否かの
判断基準となる基準値Ｖdef'とを比較し、基準値Ｖdef'
よりも電圧差が大きい電池は組合せの候補から除外する
（Ｓ１３３）。基準値Ｖdef'を０．２Ｖに設定すれば、
上記実施例では、電圧差Ｖdef１（０．０５Ｖ）及びＶd
ef２（０．０８Ｖ）は基準値Ｖdef'未満となるが、電圧
差Ｖdef３（０．３Ｖ）は基準値Ｖdef'を超えるので、
電池Ｅ４を組合せの候補から除外する。
【００３２】続いて、周辺メモリ部５３から耐電圧Ｖma
x を読み出し（Ｓ１３５）、合計電圧の上限値を耐電圧
Ｖmax 、下限値を電気二重層コンデンサ２０の端子電圧
Ｖｃとする範囲で電池の組合せ表を生成する（Ｓ１３
７）。上記実施例の場合に生成される組合せ表を表１に
示した。ただし、耐電圧Ｖmax＝３．０Ｖ、Ｓ１１１で
検出した電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃ＝
１．２Ｖとする。
x を読み出し（Ｓ１３５）、合計電圧の上限値を耐電圧
Ｖmax 、下限値を電気二重層コンデンサ２０の端子電圧
Ｖｃとする範囲で電池の組合せ表を生成する（Ｓ１３
７）。上記実施例の場合に生成される組合せ表を表１に
示した。ただし、耐電圧Ｖmax＝３．０Ｖ、Ｓ１１１で
検出した電気二重層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃ＝
１．２Ｖとする。
【表１】
【００３３】次に、生成した組合せ表から、耐電圧Ｖma
xを超えない範囲で最大となる充電電圧Ｖchargeを供給
可能な組合せを選択する組合せ選択処理を実行し（Ｓ１
３９）、選択した組合せＶselectの直列電圧（合計電
圧）を充電電圧Ｖchargeに決定し（Ｓ１４１）、昇圧回
路５７を駆動する（Ｓ１４３）。ここで昇圧回路５７を
駆動するのは、電気二重層コンデンサ２０を充電するこ
とによって低下する第１負荷６１への入力電圧を昇圧し
て第１負荷６１を安定動作させるためである。
xを超えない範囲で最大となる充電電圧Ｖchargeを供給
可能な組合せを選択する組合せ選択処理を実行し（Ｓ１
３９）、選択した組合せＶselectの直列電圧（合計電
圧）を充電電圧Ｖchargeに決定し（Ｓ１４１）、昇圧回
路５７を駆動する（Ｓ１４３）。ここで昇圧回路５７を
駆動するのは、電気二重層コンデンサ２０を充電するこ
とによって低下する第１負荷６１への入力電圧を昇圧し
て第１負荷６１を安定動作させるためである。
【００３４】そして、選択した組合せＶselectの電池が
直列接続されるように第１スイッチ群１１（スイッチＳ
Ｗ１０〜１９）の各スイッチ状態を変更し（Ｓ１４
５）、Ｓ１４５で直列接続した電池と電気二重層コンデ
ンサ２０が並列接続されるように第３スイッチ群１５
（スイッチＳＷ５１〜５４）のスイッチ状態を変更する
とともに、Ｓ１４５で直列接続した電池と第１負荷６１
が接続されるように第２スイッチ群１３（スイッチＳＷ
３１〜３４）のスイッチ状態を変更して電気二重層コン
デンサ２０の充電を開始する（Ｓ１４７）。
直列接続されるように第１スイッチ群１１（スイッチＳ
Ｗ１０〜１９）の各スイッチ状態を変更し（Ｓ１４
５）、Ｓ１４５で直列接続した電池と電気二重層コンデ
ンサ２０が並列接続されるように第３スイッチ群１５
（スイッチＳＷ５１〜５４）のスイッチ状態を変更する
とともに、Ｓ１４５で直列接続した電池と第１負荷６１
が接続されるように第２スイッチ群１３（スイッチＳＷ
３１〜３４）のスイッチ状態を変更して電気二重層コン
デンサ２０の充電を開始する（Ｓ１４７）。
【００３５】続いて、電気二重層コンデンサ２０の端子
電圧Ｖｃを電圧検出器４１を介して検出しながら、端子
電圧Ｖｃが充電電圧Ｖchargeとほぼ等しくなるまで充電
を続ける（Ｓ１４９、Ｓ１５１；Ｎ）。そして電気二重
層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃが充電電圧Ｖchargeと
ほぼ等しくなったときは（Ｓ１５１；Ｙ）、電池Ｅ１〜
Ｅ４を定常時（充電時以外）の組合せに戻す（Ｓ１５
３）。即ち、第１スイッチ群１１のＳＷ１０〜ＳＷ１３
をオンして電池Ｅ１〜Ｅ４を直列接続するとともに、第
２スイッチ群のＳＷ３１をオンして電池Ｅ１〜Ｅ４と第
１負荷６１とを接続する。続いて、昇圧フラグがセット
されているかどうかをチェックする（Ｓ１５５）。昇圧
フラグがセットされているときは（Ｓ１５５；Ｙ）、電
池Ｅ１〜Ｅ４の残量が少ないため定常時でも昇圧回路５
７の駆動を要するので、昇圧回路５７を駆動したままＳ
１１１へ戻る。昇圧フラグがセットされていないときは
（Ｓ１５５；Ｎ）、定常時には昇圧回路５７を駆動させ
なくても第１負荷６１を安定動作させることができるの
で、昇圧回路５７の駆動を停止し、Ｓ１１１へ戻る（Ｓ
１５７）。
電圧Ｖｃを電圧検出器４１を介して検出しながら、端子
電圧Ｖｃが充電電圧Ｖchargeとほぼ等しくなるまで充電
を続ける（Ｓ１４９、Ｓ１５１；Ｎ）。そして電気二重
層コンデンサ２０の端子電圧Ｖｃが充電電圧Ｖchargeと
ほぼ等しくなったときは（Ｓ１５１；Ｙ）、電池Ｅ１〜
Ｅ４を定常時（充電時以外）の組合せに戻す（Ｓ１５
３）。即ち、第１スイッチ群１１のＳＷ１０〜ＳＷ１３
をオンして電池Ｅ１〜Ｅ４を直列接続するとともに、第
２スイッチ群のＳＷ３１をオンして電池Ｅ１〜Ｅ４と第
１負荷６１とを接続する。続いて、昇圧フラグがセット
されているかどうかをチェックする（Ｓ１５５）。昇圧
フラグがセットされているときは（Ｓ１５５；Ｙ）、電
池Ｅ１〜Ｅ４の残量が少ないため定常時でも昇圧回路５
７の駆動を要するので、昇圧回路５７を駆動したままＳ
１１１へ戻る。昇圧フラグがセットされていないときは
（Ｓ１５５；Ｎ）、定常時には昇圧回路５７を駆動させ
なくても第１負荷６１を安定動作させることができるの
で、昇圧回路５７の駆動を停止し、Ｓ１１１へ戻る（Ｓ
１５７）。
【００３６】充電制御処理のＳ１３９で実行される組合
せ選択処理の詳細について、図６に示したフローチャー
トを参照して説明する。この処理は、充電制御処理のＳ
１３７で生成した組合せ表から、電気二重層コンデンサ
２０の耐電圧Ｖmaxを超えない範囲で最大となる充電電
圧Ｖchargeを供給する組合せを、電池個数が少ないこと
及び端子電圧のより高い電池を含むことを優先条件とし
て、選択する処理である。
せ選択処理の詳細について、図６に示したフローチャー
トを参照して説明する。この処理は、充電制御処理のＳ
１３７で生成した組合せ表から、電気二重層コンデンサ
２０の耐電圧Ｖmaxを超えない範囲で最大となる充電電
圧Ｖchargeを供給する組合せを、電池個数が少ないこと
及び端子電圧のより高い電池を含むことを優先条件とし
て、選択する処理である。
【００３７】この処理に入ると先ず、充電制御処理のＳ
１３７で生成した組合せ表の組合せ個数を変数ｍにメモ
リする（Ｓ２０１）。表１の組合せ表の場合は、６個の
組合せがあるので、変数ｍに６をメモリする。次に、選
択組合せＶselectとして、充電制御処理のＳ１３７で生
成した組合せ表のｍ番目の組合せＮo.ｍと組合せＮo.ｍ
に含まれる電池及び該電池の電池電圧（直列電圧）をメ
モリし（Ｓ２０３）、変数ｍを１減算して（Ｓ２０
５）、変数ｍが０かどうかをチェックする（Ｓ２０
７）。変数ｍが０でなかったときは（Ｓ２０７；Ｎ）、
メモリされている選択組合せＶselectとｍ番目の組合せ
Ｎo.ｍとを比較するＳ２０９〜Ｓ２１９の処理を実行し
てＳ２０５へ戻る。
１３７で生成した組合せ表の組合せ個数を変数ｍにメモ
リする（Ｓ２０１）。表１の組合せ表の場合は、６個の
組合せがあるので、変数ｍに６をメモリする。次に、選
択組合せＶselectとして、充電制御処理のＳ１３７で生
成した組合せ表のｍ番目の組合せＮo.ｍと組合せＮo.ｍ
に含まれる電池及び該電池の電池電圧（直列電圧）をメ
モリし（Ｓ２０３）、変数ｍを１減算して（Ｓ２０
５）、変数ｍが０かどうかをチェックする（Ｓ２０
７）。変数ｍが０でなかったときは（Ｓ２０７；Ｎ）、
メモリされている選択組合せＶselectとｍ番目の組合せ
Ｎo.ｍとを比較するＳ２０９〜Ｓ２１９の処理を実行し
てＳ２０５へ戻る。
【００３８】Ｓ２０９では、組合せＮo.ｍの電池電圧
が、選択組合せＶselectの電池電圧以上であるかどうか
をチェックする。組合せＮo.ｍの電池電圧が選択組合せ
Ｖselectの電池電圧以上でなかったときは、Ｓ２０５へ
戻る（Ｓ２０９；Ｎ）。組合せＮo.ｍの電池電圧が選択
組合せＶselectの電池電圧以上であったときは、耐電圧
Ｖmaxにより近い電池電圧となる組合せを選択するた
め、組合せＮo.ｍの電池電圧が選択組合せＶselectの電
池電圧よりも高いか否かをチェックする（Ｓ２０９；
Ｙ、Ｓ２１１）。組合せＮo.ｍの電池電圧が選択組合せ
Ｖselectの電池電圧よりも高かったときは、選択組合せ
Ｖselectに、この組合せＮo.ｍと組合せＮo.ｍに含まれ
る電池及び該電池の電池電圧（直列電圧）を上書きメモ
リし、Ｓ２０５へ戻る（Ｓ２１１；Ｙ、Ｓ２１９）。
が、選択組合せＶselectの電池電圧以上であるかどうか
をチェックする。組合せＮo.ｍの電池電圧が選択組合せ
Ｖselectの電池電圧以上でなかったときは、Ｓ２０５へ
戻る（Ｓ２０９；Ｎ）。組合せＮo.ｍの電池電圧が選択
組合せＶselectの電池電圧以上であったときは、耐電圧
Ｖmaxにより近い電池電圧となる組合せを選択するた
め、組合せＮo.ｍの電池電圧が選択組合せＶselectの電
池電圧よりも高いか否かをチェックする（Ｓ２０９；
Ｙ、Ｓ２１１）。組合せＮo.ｍの電池電圧が選択組合せ
Ｖselectの電池電圧よりも高かったときは、選択組合せ
Ｖselectに、この組合せＮo.ｍと組合せＮo.ｍに含まれ
る電池及び該電池の電池電圧（直列電圧）を上書きメモ
リし、Ｓ２０５へ戻る（Ｓ２１１；Ｙ、Ｓ２１９）。
【００３９】組合せＮo.ｍの電池電圧が選択組合せＶse
lectの電池電圧以上であり、かつ選択組合せＶselectの
電池電圧よりも高くなかったとき、即ち組合せＮo.ｍの
電池電圧と選択組合せＶselectの電池電圧とが等しかっ
たときは、電池個数がより少ない組合せを選択するた
め、組合せＮo.ｍの電池個数と選択組合せＶselectの電
池個数とが同じか否かをチェックする（Ｓ２１１；Ｎ、
Ｓ２１３）。組合せＮo.ｍの電池個数と選択組合せＶse
lectの電池個数とが同じでなかったときは、組合せＮo.
ｍの電池個数が選択組合せＶselectの電池個数よりも少
ないか否かをチェックする（Ｓ２１３；Ｎ、Ｓ２１
５）。組合せＮo.ｍの電池個数が選択組合せＶselectの
電池個数よりも少なかったときは、選択組合せＶselect
に、この組合せＮo.ｍと組合せＮo.ｍに含まれる電池及
び該電池の電池電圧を上書きメモリし、Ｓ２０５へ戻る
（Ｓ２１５；Ｙ、Ｓ２１９）。組合せＮo.ｍの電池個数
が選択組合せＶselectの電池個数よりも少なくなかった
ときは、そのままＳ２０５へ戻る（Ｓ２１５；Ｎ）。組
合せＮo.ｍの電池個数と選択組合せＶselectの電池個数
とが同じであったときは、端子電圧のより高い電池を含
む組合せを選択するため、組合せＮo.ｍが選択組合せＶ
selectの電池よりも端子電圧の高い電池を含むか否かを
チェックする（Ｓ２１３；Ｙ、Ｓ２１７）。組合せＮo.
ｍが選択組合せＶselectの電池よりも端子電圧の高い電
池を含むときは、選択組合せＶselectに、この組合せＮ
o.ｍと組合せＮo.ｍに含まれる電池及び該電池の電池電
圧を上書きメモリし、Ｓ２０５へ戻る（Ｓ２１７；Ｙ、
Ｓ２１９）。組合せＮo.ｍが選択組合せＶselectの電池
よりも端子電圧の高い電池を含まないときは、そのまま
Ｓ２０５へ戻る（Ｓ２１７；Ｎ）。
lectの電池電圧以上であり、かつ選択組合せＶselectの
電池電圧よりも高くなかったとき、即ち組合せＮo.ｍの
電池電圧と選択組合せＶselectの電池電圧とが等しかっ
たときは、電池個数がより少ない組合せを選択するた
め、組合せＮo.ｍの電池個数と選択組合せＶselectの電
池個数とが同じか否かをチェックする（Ｓ２１１；Ｎ、
Ｓ２１３）。組合せＮo.ｍの電池個数と選択組合せＶse
lectの電池個数とが同じでなかったときは、組合せＮo.
ｍの電池個数が選択組合せＶselectの電池個数よりも少
ないか否かをチェックする（Ｓ２１３；Ｎ、Ｓ２１
５）。組合せＮo.ｍの電池個数が選択組合せＶselectの
電池個数よりも少なかったときは、選択組合せＶselect
に、この組合せＮo.ｍと組合せＮo.ｍに含まれる電池及
び該電池の電池電圧を上書きメモリし、Ｓ２０５へ戻る
（Ｓ２１５；Ｙ、Ｓ２１９）。組合せＮo.ｍの電池個数
が選択組合せＶselectの電池個数よりも少なくなかった
ときは、そのままＳ２０５へ戻る（Ｓ２１５；Ｎ）。組
合せＮo.ｍの電池個数と選択組合せＶselectの電池個数
とが同じであったときは、端子電圧のより高い電池を含
む組合せを選択するため、組合せＮo.ｍが選択組合せＶ
selectの電池よりも端子電圧の高い電池を含むか否かを
チェックする（Ｓ２１３；Ｙ、Ｓ２１７）。組合せＮo.
ｍが選択組合せＶselectの電池よりも端子電圧の高い電
池を含むときは、選択組合せＶselectに、この組合せＮ
o.ｍと組合せＮo.ｍに含まれる電池及び該電池の電池電
圧を上書きメモリし、Ｓ２０５へ戻る（Ｓ２１７；Ｙ、
Ｓ２１９）。組合せＮo.ｍが選択組合せＶselectの電池
よりも端子電圧の高い電池を含まないときは、そのまま
Ｓ２０５へ戻る（Ｓ２１７；Ｎ）。
【００４０】以上のＳ２０５〜Ｓ２１９の処理を繰返
し、変数ｍが０になったときは、生成した全組合せと選
択組合せＶselectとを比較したので、リターンする（Ｓ
２０７；Ｎ）。このとき、選択組合せＶselectには、電
気二重層コンデンサ２０の耐電圧Ｖmaxを超えない範囲
で最大となる充電電圧Ｖchargeを供給する組合せであっ
て、電池個数が最も少なく、かつ端子電圧の最も高い電
池を含む組合せがメモリされている。
し、変数ｍが０になったときは、生成した全組合せと選
択組合せＶselectとを比較したので、リターンする（Ｓ
２０７；Ｎ）。このとき、選択組合せＶselectには、電
気二重層コンデンサ２０の耐電圧Ｖmaxを超えない範囲
で最大となる充電電圧Ｖchargeを供給する組合せであっ
て、電池個数が最も少なく、かつ端子電圧の最も高い電
池を含む組合せがメモリされている。
【００４１】以上のように、第２実施形態では、端子電
圧の１番高い電池と他の電池とを組合せて直列接続し、
耐電圧Ｖmaxに近い充電電圧Ｖchargeで充電を行うの
で、併用する電池の端子電圧が耐電圧Ｖmaxより高くて
も、電気二重層コンデンサを複数個直列接続する必要が
なく、また、電圧変換器等を用いずに電気二重層コンデ
ンサ２０を充電することができる。また第２実施形態で
は、端子電圧の１番高い電池と他の電池とを、端子電圧
の高いものを優先的に組合せて充電するので、電池残量
のばらつきを抑え、電池全体の使用効率をあげることが
できる。そのため、新品の電池と中古の電池が混在して
いても、端子電圧の低い電池はＳ１３３の処理によって
電池の組合せ候補から除外されるため使われず、また、
電池の端子電圧が終止電圧レベル（安全保障レベル）付
近となれば電池残量なしと判断されるため、終止電圧レ
ベル以下の電池の使用を防止して電池の液漏れ・機器の
誤動作・機器の故障という事態を回避することができ
る。また、端子電圧が所定レベル以下である電池がある
場合に、端子電圧が所定レベル以下である電池と該電池
の残量が少ないことを示す表示を表示部５９に表示させ
る構成にすれば、使用者に電池交換の注意を促すことが
できるので、新品の電池と中古の電池が混在している場
合にも終止電圧レベル以下の電池の使用を防止すること
ができる。
圧の１番高い電池と他の電池とを組合せて直列接続し、
耐電圧Ｖmaxに近い充電電圧Ｖchargeで充電を行うの
で、併用する電池の端子電圧が耐電圧Ｖmaxより高くて
も、電気二重層コンデンサを複数個直列接続する必要が
なく、また、電圧変換器等を用いずに電気二重層コンデ
ンサ２０を充電することができる。また第２実施形態で
は、端子電圧の１番高い電池と他の電池とを、端子電圧
の高いものを優先的に組合せて充電するので、電池残量
のばらつきを抑え、電池全体の使用効率をあげることが
できる。そのため、新品の電池と中古の電池が混在して
いても、端子電圧の低い電池はＳ１３３の処理によって
電池の組合せ候補から除外されるため使われず、また、
電池の端子電圧が終止電圧レベル（安全保障レベル）付
近となれば電池残量なしと判断されるため、終止電圧レ
ベル以下の電池の使用を防止して電池の液漏れ・機器の
誤動作・機器の故障という事態を回避することができ
る。また、端子電圧が所定レベル以下である電池がある
場合に、端子電圧が所定レベル以下である電池と該電池
の残量が少ないことを示す表示を表示部５９に表示させ
る構成にすれば、使用者に電池交換の注意を促すことが
できるので、新品の電池と中古の電池が混在している場
合にも終止電圧レベル以下の電池の使用を防止すること
ができる。
【００４２】さらに第２実施形態では、電気二重層コン
デンサ２０の充電時または電池電圧の低下時に昇圧回路
５７を駆動するので、第１負荷６１の入力電圧変動を防
止して第１負荷６１を安定動作させることができる。ま
た第２実施形態では、第1実施形態と同様に、スイッチ
８０をオンして第２負荷６３に電気二重層コンデンサ２
０を接続すれば、電圧変換器等を用いずに、また電池収
納部１０に電池Ｅ１〜Ｅ４が装着されていない状態でも
第２負荷６３を駆動させることができる。
デンサ２０の充電時または電池電圧の低下時に昇圧回路
５７を駆動するので、第１負荷６１の入力電圧変動を防
止して第１負荷６１を安定動作させることができる。ま
た第２実施形態では、第1実施形態と同様に、スイッチ
８０をオンして第２負荷６３に電気二重層コンデンサ２
０を接続すれば、電圧変換器等を用いずに、また電池収
納部１０に電池Ｅ１〜Ｅ４が装着されていない状態でも
第２負荷６３を駆動させることができる。
【００４３】以上の第２実施形態において、本電源装置
１００は、複数の電池を脱着可能な電池収納部１０を備
えているが、電池収納部１０を電源装置１００に脱着可
能な電池パックとして形成しても良いのは勿論である。
また説明の便宜上、４個の電池Ｅ１〜Ｅ４を備えた場合
について説明したが、これに限定されないのは勿論であ
り、電池は一次電池及び二次電池のどちらを使用しても
よい。また、電気二重層コンデンサ２０を積層すること
も可能である。その場合には、第２負荷６３としてより
消費電力の大きい負荷を駆動させることができ、実用的
である。
１００は、複数の電池を脱着可能な電池収納部１０を備
えているが、電池収納部１０を電源装置１００に脱着可
能な電池パックとして形成しても良いのは勿論である。
また説明の便宜上、４個の電池Ｅ１〜Ｅ４を備えた場合
について説明したが、これに限定されないのは勿論であ
り、電池は一次電池及び二次電池のどちらを使用しても
よい。また、電気二重層コンデンサ２０を積層すること
も可能である。その場合には、第２負荷６３としてより
消費電力の大きい負荷を駆動させることができ、実用的
である。
【００４４】
【発明の効果】本発明の電源装置は、電気二重層コンデ
ンサの耐電圧を超えない範囲で最大となる充電電圧を供
給する電池の組合せを設定し、該組合せの電池を用いて
充電を行うので、耐電圧を上回る電源と併用する際に
も、電気二重層コンデンサを複数個直列接続する必要が
なく、また電圧変換器等を用いずに電気二重層コンデン
サの充電が可能となる。
ンサの耐電圧を超えない範囲で最大となる充電電圧を供
給する電池の組合せを設定し、該組合せの電池を用いて
充電を行うので、耐電圧を上回る電源と併用する際に
も、電気二重層コンデンサを複数個直列接続する必要が
なく、また電圧変換器等を用いずに電気二重層コンデン
サの充電が可能となる。
【図１】 本発明の電気二重層コンデンサの充電装置の
第１実施形態の主要構成をブロックで示す図である。
第１実施形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】 第１実施形態における充電制御処理に関する
フローチャートを示す図である。
フローチャートを示す図である。
【図３】 本発明の電気二重層コンデンサの充電装置の
第２実施形態の主要構成をブロックで示す図である。
第２実施形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図４】 同充電装置の電池収納部の概要を説明する図
である。
である。
【図５】 第２実施形態における充電制御処理の一部に
関するフローチャートを示す図である。
関するフローチャートを示す図である。
【図６】 第２実施形態における充電制御処理の一部に
関するフローチャートを示す図である。
関するフローチャートを示す図である。
【図７】 第２実施形態における充電制御処理で実行さ
れる組合せ選択処理に関するフローチャートを示す図で
ある。
れる組合せ選択処理に関するフローチャートを示す図で
ある。
１００ 電源装置 １０ 電池収納部 １０ａ １０ｂ １０ｃ １０ｄ 接点端子 Ｅ１〜Ｅ４ 電池 １１ 第１スイッチ群（ＳＷ１０〜ＳＷ１９） １３ 第２スイッチ群（ＳＷ３１〜ＳＷ３４） １５ 第３スイッチ群（ＳＷ５１〜ＳＷ５４） ２０ 電気二重層コンデンサ ３０ マイコン ３０ａ Ａ／Ｄ変換器 ３０ｂ 比較器 ３０ｃ ＲＡＭ ４１〜４５ 電圧検出器 ５１ ＤＣ／ＤＣ変換器 ５３ 周辺メモリ部 ５５ 操作部 ５７ 昇圧回路 ５９ 表示部 ６１ 第１負荷 ６３ 第２負荷 ７０ スイッチ群（ＳＷ７１〜ＳＷ７４） ８０ スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０４ Ｈ０１Ｇ 9/00 ５３１
Claims (15)
- 【請求項１】 負荷に電力を供給する複数個の電池と、 前記電池に並列接続される電気二重層コンデンサと、 前記各電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、 該電圧検出手段によって検出された各電池の端子電圧に
基づいて、前記電池の所定の組合せの中から、前記電気
二重層コンデンサの耐電圧を超えない範囲で最大となる
充電電圧を供給する組合せを選定する選定手段と、 該選定された組合せの電池で前記電気二重層コンデンサ
を充電する制御手段と、を備えたことを特徴とする電源
装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電源装置において、前記
選定手段は、前記各電池をグランド側から順に直列接続
する組合せの中から、該直列電圧が前記耐電圧を超えな
い範囲で最大となる組合せを選定する電源装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の電源装置におい
て、前記各電池はそれぞれ直列接続されていて、 前記電源装置は、さらに、前記各電池のそれぞれを前記
電気二重層コンデンサに並列接続するスイッチ機構を備
え、 前記制御手段は、前記選定手段が選定した組合せの電池
と前記電気二重層コンデンサとが並列接続されるように
前記スイッチ機構を制御する電源装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の電源装置において、前記
選定手段は、前記電圧検出手段の検出結果に基づいて端
子電圧の１番高い電池を検出し、該検出した電池とその
他の電池とを直列接続する組合せの中から、該直列電圧
が前記耐電圧を超えない範囲で最大となる組合せを選定
する電源装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の電源装置において、前記
選定手段は、前記検出した端子電圧の１番高い電池とそ
の他の電池とを直列接続する組合せの中から、該直列電
圧が前記耐電圧を超えない範囲で最大となる組合せを、
電池個数の少ないこと及び端子電圧のより高い電池を含
むことを優先条件として選定する電源装置。 - 【請求項６】 請求項４または５記載の電源装置におい
て、前記選定手段は、前記検出した端子電圧の１番高い
電池との電圧差が所定値よりも大きい電池を、組合せの
候補から除外する電源装置。 - 【請求項７】 請求項４から６のいずれか一項記載の電
源装置は、前記電池を所定の組合せで直列接続する第１
スイッチ機構と、前記電池のそれぞれを前記電気二重層
コンデンサに並列接続する第２スイッチ機構とを備え、 前記制御手段は、前記選定された組合せの電池が直列接
続されるように前記第１スイッチ機構を制御し、該直列
接続された電池と前記電気二重層コンデンサとが並列接
続されるように前記第２スイッチ機構を制御する電源装
置。 - 【請求項８】 請求項２から７のいずれか一項に記載の
電源装置は、前記直列接続された電池の出力電圧を所定
の電圧レベルまで昇圧する昇圧回路を備え、 前記電気二重層コンデンサの充電時は、前記制御手段に
よって前記昇圧回路を駆動し、前記直列接続された電池
の出力電圧を昇圧して前記負荷に供給する電源装置。 - 【請求項９】 請求項８記載の電源装置において、前記
電池すべての合計端子電圧が所定の閾値よりも低い場合
は、前記制御手段によって前記昇圧回路を駆動し、前記
電池の出力電圧を昇圧して前記負荷に供給する電源装
置。 - 【請求項１０】 請求項１から９のいずれか一項に記載
の電源装置は、種々の情報を表示する表示部を備え、 前記電池すべての合計電圧が所定の閾値よりも低い場合
は、前記制御手段によって、該表示部に電池残量がない
旨を表示させるとともに前記電気二重層コンデンサの充
電を禁止させる電源装置。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の電源装置において、
前記制御手段は、前記電圧検出手段を介して端子電圧が
所定の閾値よりも低い電池を検出した場合は、該検出し
た端子電圧が所定の閾値よりも低い電池を報知する表示
を前記表示部に表示させる電源装置。 - 【請求項１２】 電池の電極に接する一対の電気接点端
子を複数備え、複数の電池を脱着可能である電池収納部
と、 前記電気接点端子を介して電池に並列接続可能な電気二
重層コンデンサと、 前記電池収納部に装着された各電池の端子電圧を前記電
気接点端子を介して検出する電圧検出手段と、 該電圧検出手段によって検出された各電池の端子電圧に
基づいて、前記電気接点端子の所定の直列接続態様の中
から、前記電気二重層コンデンサの耐電圧を越えない範
囲で最大となる電圧が得られる前記電気接点端子の直列
接続態様を選定する選定手段と、 該選定された直列接続態様で前記電気接点端子を接続
し、該直列接続した電気接点端子列の一端部を前記電気
二重層コンデンサの一端部に接続し、前記直列接続した
電気接点端子列の他端部を前記電気二重層コンデンサの
他端部に接続する制御手段と、を備えたことを特徴とす
る電源装置。 - 【請求項１３】 複数個の電池を直列接続するととも
に、この直列接続された電池群に電気二重層コンデンサ
を並列接続して前記電池群から負荷に電力供給する電源
装置において、前記各電池の端子電圧を検出し、該検出
した各電池の端子電圧に基づいて、前記電池の所定の組
合せの中から前記電気二重層コンデンサの耐電圧を超え
ない範囲で最大となる充電電圧を供給する組合せを選定
し、選定した組合せの電池を前記電気二重層コンデンサ
に並列接続することにより前記電気二重層コンデンサを
充電することを特徴とする電気二重層コンデンサの充電
方法。 - 【請求項１４】 請求項１３記載の電気二重層コンデン
サの充電方法は、前記各電池をグランド側から順に直列
接続する組合せの中から、該直列電圧が前記耐電圧を超
えない範囲で最大となる組合せを選定し、選定した組合
せの電池を前記電気二重層コンデンサに並列接続するこ
とにより前記電気二重層コンデンサを充電する電気二重
層コンデンサの充電方法。 - 【請求項１５】 請求項１３記載の電気二重層コンデン
サの充電方法は、検出した各電池の端子電圧に基づいて
端子電圧の１番高い電池を検出し、該検出した電池とそ
の他の電池とを直列接続する組合せの中から、該直列電
圧が前記耐電圧を超えない範囲で最大となる組合せを選
定し、選定した組合せで直列接続した電池を前記電気二
重層コンデンサに並列接続することにより前記電気二重
層コンデンサを充電する電気二重層コンデンサの充電方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000103170A JP3679681B2 (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | 電源装置及び電気二重層コンデンサの充電方法 |
| US09/824,249 US6429623B2 (en) | 2000-04-05 | 2001-04-03 | Power-supply unit incorporating an electric double layer capacitor, and a method of charging the electric double layer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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