JP2014236566A - バッテリ充電装置およびバッテリ充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機停止時のバッテリの放電電流を抑制することができるバッテリ充電装置およびバッテリ充電制御方法を提供する。【解決手段】本発明によるバッテリ充電装置は、発電機の出力電圧を整流して直流電圧を生成し、前記直流電圧によりバッテリを充電するバッテリ充電装置（１００）であって、前記発電機の回転の停止を検出する検出部（１３０）と、前記検出部が前記発電機の回転の停止を検出した場合、当該バッテリ充電装置の内部に形成された前記バッテリの放電経路を遮断する遮断部（１４０）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリ充電装置およびバッテリ充電制御方法に関する。

バッテリの逆接続による過電流を防止するための逆接防止回路を備えたバッテリ充電装置が知られている（特許文献１）。バッテリの逆接続とは、バッテリ充電装置の高電圧端子にバッテリの負電極が接続され、バッテリ充電装置の低電圧端子にバッテリの正電極が接続された状態を指す。

図５に、従来技術によるバッテリ充電装置の構成例を示す。同図に示すバッテリ充電装置は、交流発電機Ｇの交流出力電圧から所望の直流電圧を発生させてバッテリＢを充電するものであり、整流部２、電圧調整部３、制御部４、逆接防止回路５を備えている。整流部２は、交流発電機Ｇの交流出力電圧を整流するためのものであり、フルブリッジ回路から構成されている。このフルブリッジ回路の高電圧出力ノードは、高電圧ラインＨＬを介して高電圧端子Ｔ１に接続され、その低電圧出力ノードは、低電圧ラインＬＬを介して低電圧端子Ｔ２に接続されている。高電圧端子Ｔ１にはバッテリＢの正電極が接続され、低電圧端子Ｔ２にはバッテリＢの負電極が接続される。図５の例は、バッテリ充電装置に対しバッテリＢが正常に接続された状態を示している。

電圧調整部３は、交流発電機Ｇが発生させた交流出力電圧を調整するためのものであり、整流部２を構成するフルブリッジ回路の入力ノードと低電圧ラインＬＬとの間に接続されたサイリスタを備えている。
制御部４は、整流部２を構成するフルブリッジ回路の高電圧出力ノードと低電圧出力ノードとの間の電圧（即ち、整流部２の出力電圧）が所望の電圧となるように、電圧調整部３を構成するサイリスタの導通を制御するためのものである。

逆接続防止回路５は、バッテリＢの逆接続による過電流を防止するためのものであり、ｎチャネル型の電界効果トランジスタＭ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とから構成されている。電界効果トランジスタＭ１のソースとドレインとの間にはボディダイオードＤ１が形成されている。電界効果トランジスタＭ１の電流路は、低電圧ラインＬＬ上に介挿されている。即ち、電界効果トランジスタＭ１のソースが整流部２の低電圧出力ノードに接続され、そのドレインが低電圧端子Ｔ２に接続されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２は、電界効果トランジスタＭ１のゲートをバイアスするためのものであり、高電圧端子Ｔ１と電界効果トランジスタＭ１のソースとの間に直列接続されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間の接続点には、電界効果トランジスタＭ１のゲートが接続されている。

上記のバッテリ充電装置によれば、交流発電機Ｇの交流出力電圧が、制御部４の制御の下、電圧調整部３により調整され、整流部２により整流される。これにより高電圧ラインＨＬと低電圧ラインＬＬとの間に直流電圧が発生し、低電圧ラインＬＬに対して高電圧ラインＨＬの電圧が高くなる。ここで、バッテリ充電装置に対しバッテリＢが正常に接続されている場合、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間の接続点に接続された電界効果トランジスタＭ１のゲートの電圧がソースの電圧に対して高くなり、電界効果トランジスタＭ１がオン状態になる。これにより、電界効果トランジスタＭ１を介して整流部２の低電圧出力ノードが低電圧端子Ｔ２と電気的に接続される。従ってこの場合、整流部２によって高電圧ラインＨＬと低電圧ラインとの間に発生された直流電圧は、高電圧端子Ｔ１および低電圧端子Ｔ２を介してバッテリＢに供給され、これによりバッテリＢの充電が行われる。

これに対し、バッテリＢが逆接続された場合、即ち、高電圧端子Ｔ１にバッテリＢの負電極が接続され、低電圧端子Ｔ２にバッテリＢの正電極が接続された場合、低電圧ラインＬＬに対して高電圧ラインＨＬの電圧が低くなる。これにより、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間の接続点に接続された電界効果トランジスタＭ１のゲートの電圧がソースの電圧に対して低くなり、電界効果トランジスタＭ１がオフ状態になる。従ってこの場合、バッテリＢの正電極が接続された低電圧端子Ｔ２が整流部２の低電圧ノードから電気的に切り離され、これによりバッテリＢの逆接続による過電流が防止される。ここで、仮に逆接防止回路５が備えられていなければ、整流部２を構成するフルブリッジ回路の各ダイオードがバッテリＢにより順方向にバイアスされるため、過電流が発生し、この過電流がバッテリ充電装置に影響を及ぼすおそれがある。

特開２００９−１１８６０７号公報

上述の従来技術によれば、交流発電機Ｇの回転が停止してバッテリＢの充電が行われなくなると、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２と電界効果トランジスタＭ１のボディダイオードＤ１とによって形成される電流経路を通じてバッテリＢの正極から負極に向けて放電電流Ｉｄが流れる。このため、バッテリＢが放電し、バッテリ電圧が低下するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発電機停止時のバッテリの放電電流を抑制することができるバッテリ充電装置およびバッテリ充電制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によるバッテリ充電装置は、発電機の出力電圧を整流して直流電圧を生成し、前記直流電圧によりバッテリを充電するバッテリ充電装置であって、前記発電機の回転の停止を検出する検出部と、前記検出部が前記発電機の回転の停止を検出した場合、当該バッテリ充電装置の内部に形成された前記バッテリの放電経路を遮断する遮断部と、を備えたバッテリ充電装置の構成を有する。

本発明の一態様によるバッテリ充電制御方法は、発電機の出力電圧を整流して直流電圧を生成し、前記直流電圧によりバッテリを充電するバッテリ充電装置におけるバッテリ充電制御方法であって、前記発電機の回転の停止を検出する段階と、前記発電機の回転の停止が検出された場合、前記バッテリ充電装置の内部に形成された前記バッテリの放電経路を遮断する段階と、を含むバッテリ充電制御方法の構成を有する。

本発明の一態様によれば、発電機停止時のバッテリの放電電流を抑制することができる。

本発明の第１実施形態によるバッテリ充電装置の構成例を示す図である。 本発明の第１実施形態の変形例によるバッテリ充電装置の構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態によるバッテリ充電装置の構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態の変形例によるバッテリ充電装置の構成例を示す図である。 従来技術によるバッテリ充電装置の構成例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
[第１実施形態]
（構成の説明）
図１に、本発明の第１実施形態によるバッテリ充電装置１００の構成例を示す。
概略的には、バッテリ充電装置１００は、交流発電機Ｇの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流出力電圧を整流して直流電圧を生成し、この直流電圧によりバッテリＢを充電するものであり、整流部１１０、制御部１２０、検出部１３０、遮断部１４０、逆接防止回路１５０を備えている。交流発電機Ｇは、例えば、車両のエンジン等の回転を用いて３相交流電圧を発生させるものであるが、この例に限定されない。また、バッテリＢは、例えば、車両の各種の電装機器の電源として用いられるものであるが、この例に限定されない。

整流部１１０は、交流発電機Ｇの交流出力電圧を整流するためのものであり、ダイオードＤ１１１〜Ｄ１１３と、ｎチャネル型の電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３とから構成される。ここで、ダイオードＤ１１１〜Ｄ１１３の各アノードは、それぞれ、交流発電機ＧのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各出力部に接続されている。また、ダイオードＤ１１１〜Ｄ１１３の各カソードは、整流部１１０の高電圧出力ノードを形成し、高電圧ラインＨＬを通じて出力端子Ｔ１に共通接続されている。バッテリ充電装置１００に対してバッテリＢが正常に接続された状態では、高電圧端子Ｔ１にはバッテリＢの正電極が接続される。

電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３の各ドレインは、それぞれ、交流発電機ＧのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各出力部に接続されている。また、電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３の各ソースは、整流部１１０の低電圧出力ノードを形成し、低電圧ラインＬＬを通じて低電圧端子Ｔ２に共通接続されている。低電圧ラインＬＬ上には、逆接防止回路１５０を構成する電界効果トランジスタＭ１の電流路が介挿されている。即ち、電界効果トランジスタＭ１のソースは整流部１１０の低電圧出力ノードに接続され、そのドレインは低電圧端子Ｔ２に接続されている。バッテリ充電装置１００に対してバッテリＢが正常に接続された状態では、低電圧端子Ｔ２にはバッテリＢの負電極が接続される。電界効果トランジスタＭ１の電流路は、低電圧ラインＬＬの一部を構成している。電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３の各ゲートには、制御部１２０から、これら電界効果トランジスタの導通を制御するための制御信号が共通に印加される。

本実施形態では、電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３は、前述の図５に示す電圧調整部３のサイリスタに対応する要素であり、交流発電機Ｇが発生させた交流出力電圧を調整するためのものである。また、ダイオードＤ１１１〜Ｄ１１３は、電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３のボディダイオード（図示省略）と共に、前述の図５に示す整流部２に対応するフルブリッジ回路を構成している。

制御部１２０は、整流部１１０の高電圧出力ノードと低電圧出力ノードとの間の電圧、即ち、整流部１１０の出力電圧が所望の電圧となるように、整流部１１０の電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３の導通を制御するためのものである。高電圧端子Ｔ１と低電圧端子Ｔ２との間にバッテリＢが正常に接続された状態では、高電圧出力ノードと低電圧出力ノードとの間の電圧がバッテリＢのバッテリ電圧と概ね等しくなるので、制御部１２０は、バッテリＢの電圧（バッテリ電圧）が所定の目標値となるように、電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３の導通を制御するものであるとも言える。制御部１２０は、例えば制御用ＩＣ(Integrated Cirecuit)を用いて実現される。制御部１２０を構成する制御用ＩＣの電源ノードは、遮断部１４０を介して高電圧端子Ｔ１に接続され、そのグランドノードは、逆接防止回路１５０の電界効果トランジスタＭ１の電流路を介して低電圧端子Ｔ２に接続される。本実施形態では、交流発電機Ｇの回転が停止した場合、制御部１２０と逆接防止回路１５０は、バッテリ充電装置１００の内部におけるバッテリＢの放電経路を形成する。即ち、上記放電経路は、バッテリ充電装置１００に対してバッテリが逆接続された場合に発生する異常電流を防止するための保護回路として機能する逆接防止回路１５０を含んでいる。

検出部１３０は、交流発電機Ｇの回転の停止を検出するためのものであり、ダイオードＤ１３１〜Ｄ１３３（整流素子）と、コンデンサＣ１３１〜Ｃ１３４（容量素子）と、抵抗Ｒ１３１〜Ｒ１３４と、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタＱ１３０（第２のスイッチ素子）とを備えている。ここで、ダイオードＤ１３１〜Ｄ１３３は、交流発電機Ｇの交流出力電圧を整流するためのものである。コンデンサＣ１３１〜Ｃ１３３は、ダイオードＤ１３１〜Ｄ１３３により整流された脈流電圧の直流成分を遮断するものである。抵抗Ｒ１３１〜Ｒ１３３は、コンデンサＣ１３４に流れ込む電流を調整するためのものである。コンデンサＣ１３４は、抵抗Ｒ１３１〜Ｒ１３３を介して印加される電圧を保持するためのものである。抵抗Ｒ１３４は、バイポーラトランジスタＱ１３０のベース電流を調整するためのものである。バイポーラトランジスタ１３０は、コンデンサＣ１３４に保持された電圧が一定値を下回った場合、遮断部１４０のバイポーラトランジスタ１４０（第１のスイッチ素子）をオフ状態に駆動するものである。

検出部１３０の各構成要素の接続関係を具体的に説明する。
ダイオードＤ１３１，Ｄ１３２，Ｄ１３３の各アノードは、それぞれ、交流発電機ＧのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各出力部に接続されている。このうち、ダイオードＤ１３１のカソードはコンデンサＣ１３１の一端に接続され、コンデンサＣ１３１の他端は抵抗Ｒ１３１の一端に接続されている。ダイオードＤ１３２のカソードはコンデンサＣ１３２の一端に接続され、コンデンサＣ１３２の他端は抵抗Ｒ１３２の一端に接続されている。ダイオードＤ１３３のカソードはコンデンサＣ１３３の一端に接続され、コンデンサＣ１３３の他端は抵抗Ｒ１３３の一端に接続されている。

抵抗Ｒ１３１，Ｒ１３２，Ｒ１３３の各他端は抵抗Ｒ１３４の一端に共通接続され、抵抗Ｒ１３４の他端はバイポーラトランジスタＱ１３０のベースに接続されている。抵抗Ｒ１３１，Ｒ１３２，Ｒ１３３の各他端と抵抗Ｒ１３４の一端との間の接続点にはコンデンサＣ１３４の一端が接続され、コンデンサＣ１３４の他端は、バイポーラトランジスタＱ１３０のエミッタと共に低電圧ラインＬＬに接続され、逆接防止回路１５０の電界効果トランジスタＭ１の電流路を介して低電圧端子Ｔ２に接続されている。バイポーラトランジスタＱ１３０のコレクタは検出部１３０の出力部を形成する。

遮断部１４０は、検出部１３０が交流発電機Ｇの回転の停止を検出した場合、バッテリ充電装置１００の内部に形成されたバッテリＢの上記放電経路を遮断するためのものであり、バッテリＢの上記放電経路に介挿された電流路を有するｐｎｐ型のバイポーラトランジスタＱ１４０（第１のスイッチ素子）から構成されている。バイポーラトランジスタＱ１４０のエミッタは出力端子Ｔ１（高電圧ラインＨＬ）に接続され、そのベースは、検出部１３０の出力部を形成するバイポーラトランジスタＱ１３０のコレクタに接続されている。バイポーラトランジスタＱ１４０のコレクタは、制御部１２０を構成する制御用ＩＣの電源ノードに接続されると共に、後述する逆接防止回路１５０の抵抗Ｒ１の一端に接続されている。

逆接防止回路１５０は、バッテリＢの逆接続による過電流（異常電流）を防止するためのものであり、前述した図５に示す逆接防止回路５と同一の構成を有している。即ち、逆接防止回路１５０は、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、ｎチャネル型の電界効果トランジスタＭ１とから構成され、電界効果トランジスタＭ１のソースとドレインとの間にはボディダイオードＤ１が形成されている。ここで、電界効果トランジスタＭ１は、整流部１１０の低電圧出力ノードから低電圧端子Ｔ２に至る低電圧ラインＬＬ上に介挿されている。具体的には、電界効果トランジスタＭ１のソースは、整流部１１０の低電圧出力ノードに接続され、そのドレインは低電圧端子Ｔ２に接続されている。従って、電界効果トランジスタＭ１の電流路は低電圧ラインＬＬの一部を構成している。

抵抗Ｒ１，Ｒ２は、電界効果トランジスタＭ１のゲートをバイアスするためのものであり、遮断部１４０のバイポーラトランジスタＱ１４０のコレクタと電界効果トランジスタＭ１のソースとの間に直列接続されている。具体的には、抵抗Ｒ１の一端はバイポーラトランジスタＱ１４０のコレクタに接続され、抵抗Ｒ１の他端は抵抗Ｒ２の一端に接続され、抵抗Ｒ２の他端は電界効果トランジスタＭ１のソースに接続されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間の接続点には電界効果トランジスタＭ１のゲートが接続されている。

本実施形態では、図１から理解されるように、遮断部１４０を構成するバイポーラトランジスタＱ１４０の電流路は、高電圧ラインＨＬと低電圧ラインＬＬとの間に、抵抗Ｒ１，Ｒ２が形成する電流経路に対して直列接続されると共に、制御部１２０の電源ノードとグランドノードの間に形成される電流経路に対して直列接続されている。従って、遮断部１４０は、そのバイポーラトランジスタＱ１４０をオフさせた場合、制御部１２０および逆接防止回路１５０の双方の電流経路を遮断するように構成されている。
なお、図１の例は、バッテリ充電装置１００に対しバッテリＢが正常に接続された状態を示している。

（動作の説明）
次に、第１実施形態によるバッテリ充電装置１００の動作を説明する。
ここではバッテリＢが正常に接続されているものとし、検出部１３０および遮断部１４０によるバッテリＢの放電電流の遮断に着目してバッテリ充電装置１００の動作を説明する。その他の動作、例えば交流発電機Ｇから所望の電圧を生成するための電力変換動作や、逆接防止回路１５０の動作等は従来装置と同様である。

Ａ．交流発電機Ｇが回転している場合
検出部１３０は、交流発電機Ｇの回転に伴う交流出力電圧の上昇から、交流発電機Ｇが回転していることを検出する。具体的には、検出部１３０において、交流発電機ＧのＵ相の交流出力電圧は、ダイオードＤ１３１により半波整流されてコンデンサＣ１３１に供給される。コンデンサＣ１３１は、ダイオードＤ１３１により整流して得られた脈流電圧から直流成分を除去する。直流成分が除去された脈流電圧は抵抗Ｒ１３１を通じてコンデンサＣ１３４に供給される。コンデンサＣ１３４は、抵抗Ｒ１３１を通じて供給される脈流電圧を平滑化して保持する。同様に、交流発電機ＧのＶ相およびＷ相の各交流出力電圧は、それぞれ、ダイオードＤ１３２およびダイオードＤ１３３により整流されてコンデンサＣ１３２およびコンデンサＣ１３３に供給される。コンデンサＣ１３２およびコンデンサＣ１３３は、それぞれ、ダイオードＤ１３２およびダイオードＤ１３３により整流して得られた脈流電圧から直流成分を除去する。これら直流成分が除去された脈流電圧は、それぞれ、抵抗Ｒ１３２および抵抗Ｒ１３３を通じてコンデンサＣ１３４に供給される。

コンデンサＣ１３４に保持された電圧は、抵抗Ｒ１３４を介してバイポーラトランジスタＱ１３０のベースに印加される。ここで、バイポーラトランジスタＱ１３０のベースに印加される電圧は交流発電機Ｇの回転に応じて上昇する。バイポーラトランジスタＱ１３０のベースの電圧が上昇して、そのエミッタとベースとの間が順方向にバイアスされると、バイポーラトランジスタＱ１３０がオン状態になる。バイポーラトランジスタＱ１３０がオン状態になると、遮断部１４０を構成するバイポーラトランジスタＱ１４０のベースの電圧が低下し、そのエミッタとベースとの間が順方向にバイアスされ、バイポーラトランジスタＱ１４０がオン状態になる。これにより、遮断部１４０のバイポーラトランジスタＱ１４０を介して、高電圧ラインＨＬから制御部１２０および逆接防止回路１５０に動作電圧が供給される。

一方、上述のように遮断部１４０のバイポーラトランジスタＱ１４０がオン状態になると、逆接防止回路１５０において、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間の接続点に接続された電界効果トランジスタＭ１のゲートの電圧が上昇し、この電界効果トランジスタＭ１がオン状態になる。これにより、電界効果トランジスタＭ１を介して、制御部１２０を構成する制御用ＩＣのグランドノードと低電圧端子Ｔ２との間が電気的に接続される。この結果、制御部１２０が給電された状態になり、制御部１２０は、バッテリＢの電圧（バッテリ電圧）が所定の電圧（目標値）となるように、整流部１１０の電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３の導通を制御する。これによりバッテリＢの充電が実施される。

Ｂ．交流発電機Ｇの回転が停止した場合
交流発電機Ｇの回転が停止すると、検出部１３０は、交流発電機Ｇの回転の停止に伴う交流出力電圧の低下から、交流発電機Ｇの回転が停止したことを検出する。具体的には、交流発電機Ｇの回転が停止すると、交流発電機ＧのＵ相の交流出力電圧は一定の低電圧（例えば、０Ｖ）となる。この場合、検出部１３０において、ダイオードＤ１３１、コンデンサＣ１３１、抵抗Ｒ１３１を介してコンデンサＣ１３４に供給される電圧が低下する。同様に、交流発電機ＧのＶ相およびＷ相の各交流出力電圧も一定の低電圧となり、ダイオードＤ１３２，Ｄ１３３、コンデンサＣ１３２，Ｃ１３３、抵抗Ｒ１３２，Ｒ１３３を介してコンデンサＣ１３４に供給される電圧も低下する。これにより、コンデンサＣ１３４に保持される電圧が低下する。

コンデンサＣ１３４に保持される電圧が低下すると、抵抗Ｒ１３４を介してバイポーラトランジスタＱ１３０のベースに印加される電圧が低下する。ここで、バイポーラトランジスタＱ１３０のベースに印加される電圧が低下して、そのエミッタとベースとの間が順方向にバイアスされなくなると、バイポーラトランジスタＱ１３０がオフ状態になる。バイポーラトランジスタＱ１３０がオフ状態になると、遮断部１４０を構成するバイポーラトランジスタＱ１４０のエミッタとベースとの間が順方向にバイアスされなくなり、そのベース電流が消失するため、バイポーラトランジスタＱ１４０がオフ状態になる。バイポーラトランジスタＱ１４０がオフ状態になると、上述した制御部１２０が形成する電流経路と逆接防止回路１５０が形成する電流経路による放電電流Ｉｄが遮断される。これにより、制御部１２０および逆接防止回路１５０によるバッテリＢの放電電流が抑制される。

なお、この場合、遮断部１４０のバイポーラトランジスタＱ１４０がオフ状態になると、逆接防止回路１５０において、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間の接続点に接続された電界効果トランジスタＭ１のゲートの電圧が、抵抗Ｒ２を通じてソースの電圧とほぼ等しくなるため、電界効果トランジスタＭ１がオフ状態になる。従ってこの場合においても、バッテリＢの逆接続による過電流が防止される。

以上、第１実施形態によれば、交流発電機Ｇの回転が停止した場合に、遮断部１４０により、バッテリ充電装置１００の内部に形成される電流経路を遮断するので、バッテリＢの放電電流を抑制することができ、バッテリ電圧の低下を抑制することが可能になる。
また、第１実施形態によれば、遮断部１４０により制御部１２０が形成する電流経路を遮断するように構成したので、交流発電機Ｇの回転が停止しているときにバッテリＢが逆接続された場合においても、制御部１２０を構成する制御用ＩＣを過電流から保護することができる。
また、上述した第１実施形態では、逆接防止回路１５０と制御部１２０が形成する電流経路を遮断するものとしたが、逆接防止回路１５０の有無とは関係なく、交流発電機Ｇが停止した場合にバッテリ充電装置１００の内部に形成される任意の電流経路を遮断してバッテリＢの放電を抑制するように構成することができる。

なお、第１実施形態では、検出部１３０は、交流発電機Ｇの回転の停止を検出するものとしているが、本実施形態において、交流発電機Ｇの回転の停止とは、バッテリＢを有意に充電できない程度に、交流発電機Ｇの回転が低下した状態を含む。従って、交流発電機Ｇが完全に停止した状態になくても、バッテリＢの充電が実施されなければ、即ち、バッテリＢの充電電流が放電電流を下回る状態にあれば、交流発電機Ｇの回転は停止しているものとして取り扱われる。なお、このような定義によらず、交流発電機Ｇの回転の停止の定義は、例えば充電対象の特性に応じて任意に定めることができる。

＜第１実施形態の変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の変形例を説明する。
図２に、本発明の第１実施形態の変形例によるバッテリ充電装置１００ａの構成例を示す。図２に示す変形例によるバッテリ充電装置１００ａは、上述の図１に示すバッテリ充電装置１００の構成において、整流部１１０に代えて整流部１１０ａを備えている。整流部１１０ａは、図１の整流部１１０の構成において、電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３に代えて、ダイオードＤ１１４〜Ｄ１１６とサイリスタＴ１１１〜Ｔ１１３とを備えている。その他の構成は、図１に示すバッテリ充電装置１００と同様である。

図２に示すバッテリ充電装置１００ａにおいて、ダイオードＤ１１４〜Ｄ１１６の各カソードは、それぞれ、ダイオードＤ１１１〜Ｄ１１３の各アノードに接続されている。ダイオードＤ１１４〜Ｄ１１６の各アノードは、整流部１１０ａの低電圧出力ノードを形成し、逆接防止回路１５０の電界効果トランジスタＭ１のソースが接続された低電圧ラインＬＬに共通接続されている。サイリスタＴ１１１〜Ｔ１１３の各アノードは、それぞれ、ダイオードＤ１１４〜Ｄ１１６のカソードに接続され、サイリスタＴ１１１〜Ｔ１１３の各カソードは、それぞれ、ダイオードＤ１１４〜Ｄ１１６のアノードに接続されている。また、サイリスタＴ１１１〜Ｔ１１３の各制御ゲートには、制御部１２０から、これらサイリスタの導通を制御するための制御信号が共通に印加される。

本変形例では、ダイオードＤ１１４〜Ｄ１１６が、図１に示す電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３のボディダイオードとして機能し、サイリスタＴ１１１〜Ｔ１１３が、図１に示す電界効果トランジスタＦ１１１〜Ｆ１１３として機能する。従って、本変形例によるバッテリ充電装置１００ａは、図１に示すバッテリ充電装置１００と同様に動作し、交流発電機Ｇの交流出力電圧を所望の電圧に変換してバッテリＢを充電する。交流発電機Ｇの回転が停止した場合の動作も図１のバッテリ充電装置１００と同様である。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図３に、第２実施形態によるバッテリ充電装置２００の構成例を示す。バッテリ充電装置２００は、図１に示す第１実施形態によるバッテリ充電装置１００の構成において、逆接防止回路１５０に代えて、高電圧ラインＨＬ側に設けられた逆接防止回路２５０を備えている。逆接防止回路２５０は、抵抗Ｒ５１，Ｒ５２、ｐチャネル型の電界効果トランジスタＭ５１、ボディダイオードＤ５１を備えており、これらは、図１に示す逆接防止回路１５０が備える抵抗Ｒ１，Ｒ２、ｎチャネル型の電界効果トランジスタＭ１、ボディダイオードＤ１に対応した構成要素である。

第２実施形態では、電界効果トランジスタＭ５１は、整流部１１０の高電圧出力ノードから高電圧端子Ｔ１に至る高電圧ラインＨＬ上に介挿されている。具体的には、電界効果トランジスタＭ５１のソースは、整流部１１０の高電圧出力ノードに接続され、そのドレインは高電圧端子Ｔ１に接続されている。電界効果トランジスタＭ５１の電流路は高電圧ラインＨＬの一部を構成している。

抵抗Ｒ５１，Ｒ５２は、電界効果トランジスタＭ５１のゲートをバイアスするためのものであり、電界効果トランジスタＭ５１のソースと、検出部１３０のバイポーラトランジスタＱ１３０のコレクタとの間に直列接続されている。具体的には、抵抗Ｒ５２の一端は電界効果トランジスタＭ５１のソースに接続され、抵抗Ｒ５２の他端は抵抗Ｒ５１の一端に接続され、抵抗Ｒ５１の他端はバイポーラトランジスタＱ１３０のコレクタに接続されている。抵抗Ｒ５１と抵抗Ｒ５２との間の接続点には電界効果トランジスタＭ５１のゲートが接続されている。

第２実施形態では、図３から理解されるように、遮断部１４０を構成するバイポーラトランジスタＱ１４０の電流路は、制御部１２０の電源ノードとグランドノードの間に形成される電流経路に対して直列接続されている。また、検出部１３０を構成するバイポーラトランジスタＱ１３０は、電界効果トランジスタＭ５１のソースと低電圧端子Ｔ２（低電圧ラインＬＬ）との間に、抵抗Ｒ５１，Ｒ５２が形成する電流経路に対して直列接続されている。従って、交流発電機Ｇの回転が停止した場合、検出部１３０がバイポーラトランジスタＱ１３０をオフさせ、これに伴って遮断部１４０のバイポーラトランジスタＱ１４０がオフされることにより、制御部１２０および逆接防止回路１５０によって形成される各電流経路を流れる放電電流が遮断される。この場合、検出部１３０のバイポーラトランジスタＱ１３０は、遮断部１４０のバイポーラトランジスタＱ１４０の機能の一部を兼ねる。

従って、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、交流発電機Ｇの回転が停止した場合に、遮断部１４０により、バッテリ充電装置１００ａの内部に形成される放電経路が遮断されるので、バッテリＢの放電を抑制し、バッテリ電圧の低下を抑制することが可能になる。
また、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、遮断部１４０により制御部１２０が形成する電流経路も遮断するように構成したので、交流発電機Ｇの回転が停止しているときにバッテリＢが逆接続された場合において、制御部１２０を構成する制御用ＩＣを過電流から保護することができる。

＜第２実施形態の変形例＞
次に、第２実施形態の変形例を説明する。
図４に、第２実施形態の変形例によるバッテリ充電装置２００ａの構成例を示す。バッテリ充電装置２００ａは、前述した図２に示す第１実施形態の変形例によるバッテリ充電装置１００ａに対応したものであり、上述の図３に示すバッテリ充電装置２００の構成において、整流部１１０に代えて、図２に示す整流部１１０ａを備えている。その他の構成は、図３に示すバッテリ充電装置２００と同様である。
図４に示すバッテリ充電装置２００ａによっても、図３に示すバッテリ充電装置２００と同様に、交流発電機Ｇの交流出力電圧を所望の電圧に変換してバッテリＢを充電することができる。また、交流発電機Ｇの回転が停止した場合の動作についても図３に示すバッテリ充電装置２００と同様である。

上述した第１実施形態および第２実施形態では、本発明をバッテリ充電装置として表現したが、本発明は、バッテリ充電制御方法として表現することもできる。この場合、本発明によるバッテリ充電制御方法は、発電機の出力電圧を整流して直流電圧を生成し、前記直流電圧によりバッテリを充電するバッテリ充電装置におけるバッテリ充電制御方法であって、前記発電機の回転の停止を検出する段階と、前記発電機の回転の停止が検出された場合、前記バッテリ充電装置の内部に形成された前記バッテリの放電経路を遮断する段階と、を含むバッテリ充電制御方法として表現することができる。

以上、本発明の実施形態および変形例を説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形、置換、付加などが可能である。
例えば、上述の各実施形態および各変形例では、交流発電機ＧのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各交流出力電圧を整流して、交流発電機Ｇの回転の停止を検出するように、検出部１３０を構成したが、必ずしも３相の全てを用いる必要はなく、一部の相だけを用いて交流発電機Ｇの回転の停止を検出してもよい。
また、例えば、上述の実施形態では、遮断部１４０をバイポーラトランジスタから構成したが、電界効果トランジスタやサイリスタなど、他のスイッチ素子を用いることも可能である。その他の構成要素についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意の要素に置き換えることが可能である。

１００，１００ａ，２００，２００ａ…バッテリ充電装置、１１０，１１０ａ…整流部、１２０…制御部、１３０…検出部、１４０…遮断部、１５０，２５０…逆接防止回路、Ｂ…バッテリ、Ｃ１３１〜Ｃ１３４…コンデンサ、Ｄ１１１〜Ｄ１１６，Ｄ１３１〜Ｄ１３３…ダイオード、Ｆ１１１〜Ｆ１１３…電界効果トランジスタ、Ｇ…交流発電機、Ｑ１３０，Ｑ１４０…バイポーラトランジスタ、Ｒ１３１〜Ｒ１３４…抵抗、Ｔ１，Ｔ２…出力端子，Ｔ１１１〜Ｔ１１３…サイリスタ。

Claims (6)

1. 発電機の出力電圧を整流して直流電圧を生成し、前記直流電圧によりバッテリを充電するバッテリ充電装置であって、
   前記発電機の回転の停止を検出する検出部と、
   前記検出部が前記発電機の回転の停止を検出した場合、当該バッテリ充電装置の内部に形成された前記バッテリの放電経路を遮断する遮断部と、
   を備えたバッテリ充電装置。
2. 前記遮断部は、
   前記バッテリの放電経路に介挿された電流路を有する第１のスイッチ素子から構成された請求項１に記載のバッテリ充電装置。
3. 前記検出部は、
   前記発電機の出力電圧を整流するための整流素子と、
   前記整流素子により整流された電圧を保持するための容量素子と、
   前記容量素子に保持された電圧が一定値を下回った場合に前記第１のスイッチ素子をオフ状態に駆動する第２のスイッチ素子と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ充電装置。
4. 前記第２のスイッチ素子は、
   前記第１のスイッチ素子を兼ねたことを特徴とする請求項３に記載のバッテリ充電装置。
5. 前記放電経路は、
   当該バッテリ充電装置に対して前記バッテリが逆接続された場合に発生する異常電流を防止するための保護回路を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のバッテリ充電装置。
6. 発電機の出力電圧を整流して直流電圧を生成し、前記直流電圧によりバッテリを充電するバッテリ充電装置におけるバッテリ充電制御方法であって、
   前記発電機の回転の停止を検出する段階と、
   前記発電機の回転の停止が検出された場合、前記バッテリ充電装置の内部に形成された前記バッテリの放電経路を遮断する段階と、
   を含むバッテリ充電制御方法。

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