JP3368527B2 - スイッチング装置 - Google Patents
スイッチング装置Info
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- JP3368527B2 JP3368527B2 JP26388097A JP26388097A JP3368527B2 JP 3368527 B2 JP3368527 B2 JP 3368527B2 JP 26388097 A JP26388097 A JP 26388097A JP 26388097 A JP26388097 A JP 26388097A JP 3368527 B2 JP3368527 B2 JP 3368527B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切換頻度の高いス
イッチング対象に用いて好適の、スイッチング装置に関
する。
イッチング対象に用いて好適の、スイッチング装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、さまざまなスイッチング装置が開
発されている。例えば、実公平４−４１６３２号公報で
は、２個のＭＯＳＦＥＴを直列に接続しているスイッチ
回路において、制御電圧ＶC のパルス状のサージ電圧な
どに起因するノイズ成分からスイッチ回路を保護するこ
とを目的として、各ＭＯＳＦＥＴのゲート側端子と、各
ＭＯＳＦＥＴのソース側どうしの間に直列接続された２
つの抵抗の相互間の端子との間にコンデンサを接続して
いる。
発されている。例えば、実公平４−４１６３２号公報で
は、２個のＭＯＳＦＥＴを直列に接続しているスイッチ
回路において、制御電圧ＶC のパルス状のサージ電圧な
どに起因するノイズ成分からスイッチ回路を保護するこ
とを目的として、各ＭＯＳＦＥＴのゲート側端子と、各
ＭＯＳＦＥＴのソース側どうしの間に直列接続された２
つの抵抗の相互間の端子との間にコンデンサを接続して
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スイッチン
グ対象が切換頻度の高いものであれば、スイッチング動
作に要する電力を極力抑制するようにして、極めて低電
力でスイッチ制御ができるようにしたい。このようなス
イッチング対象の１つとして、蓄電装置の電圧均衡化回
路がある。
グ対象が切換頻度の高いものであれば、スイッチング動
作に要する電力を極力抑制するようにして、極めて低電
力でスイッチ制御ができるようにしたい。このようなス
イッチング対象の１つとして、蓄電装置の電圧均衡化回
路がある。
【０００４】ここで、かかる蓄電装置について説明す
る。すなわち、例えば、現在の電気自動車の電源として
は、多数の蓄電池（以下、バッテリという）を直列接続
したもの（組電池）を使用している。このように多数の
組電池を直列接続した組電池の場合、組電池の出力は、
最も低い電圧の電池に依存するため、各組電池を均等に
使用することができず、各電池の能力を最大限に発揮さ
せることができない。
る。すなわち、例えば、現在の電気自動車の電源として
は、多数の蓄電池（以下、バッテリという）を直列接続
したもの（組電池）を使用している。このように多数の
組電池を直列接続した組電池の場合、組電池の出力は、
最も低い電圧の電池に依存するため、各組電池を均等に
使用することができず、各電池の能力を最大限に発揮さ
せることができない。
【０００５】ところで、図５に示すように、リチウムイ
オン電池の場合、放電量に依存して出力電圧が決定する
が、このリチウムイオン電池のように、放電量に依存し
て出力電圧が決定されるものでは、各電池の電圧を等し
くすることで、各電池の放電量（逆に言うと、充電量又
は残存容量）を等しくすることができ、各電池の電圧が
等しくなるように調整しながら、充電を行なうようにす
ればよい。
オン電池の場合、放電量に依存して出力電圧が決定する
が、このリチウムイオン電池のように、放電量に依存し
て出力電圧が決定されるものでは、各電池の電圧を等し
くすることで、各電池の放電量（逆に言うと、充電量又
は残存容量）を等しくすることができ、各電池の電圧が
等しくなるように調整しながら、充電を行なうようにす
ればよい。
【０００６】そこで、蓄電池（バッテリ）の電圧均衡化
回路が従来から提供されており、図６に示すように構成
されている。図６に示す回路は、組電池の電圧均衡化回
路の１セル分（あるいは１モジュール分）を抜粋したも
のであり、各バッテリに同回路が装備される。そして、
このような回路をそなえた状態での充電動作が行なわれ
るが、充電動作の末期に該回路による放電動作が行なわ
れる。
回路が従来から提供されており、図６に示すように構成
されている。図６に示す回路は、組電池の電圧均衡化回
路の１セル分（あるいは１モジュール分）を抜粋したも
のであり、各バッテリに同回路が装備される。そして、
このような回路をそなえた状態での充電動作が行なわれ
るが、充電動作の末期に該回路による放電動作が行なわ
れる。
【０００７】すなわち、充電の進行によりバッテリ１０
１の端子電圧が上昇するが、この状態を電圧監視回路
（電圧検出回路）１０４が監視しており、セルの両端電
圧ＶＢが設定電圧以上になった場合に放電スイッチ１０
２をオン状態（閉状態）に移行させる。これにより、放
電抵抗器１０３への通電が行なわれ、電気エネルギが熱
に変換されることにより消費される。
１の端子電圧が上昇するが、この状態を電圧監視回路
（電圧検出回路）１０４が監視しており、セルの両端電
圧ＶＢが設定電圧以上になった場合に放電スイッチ１０
２をオン状態（閉状態）に移行させる。これにより、放
電抵抗器１０３への通電が行なわれ、電気エネルギが熱
に変換されることにより消費される。
【０００８】この消費により、セル電圧ＶＢが設定電圧
以下の電圧になれば、放電スイッチ１０２をオフ状態
（開状態）に移行させることが行なわれる。このような
放電スイッチ１０２のオン，オフが繰り返されることに
より、バッテリセルの電圧ＶＢは、設定電圧に調整され
る。なお、実際の回路では、放電スイッチ１０２の代わ
りにパワートランジスタ等の電力素子を使用し、オンオ
フ制御ではなく、リニア制御により電圧を調整する等の
方法が一般的である。
以下の電圧になれば、放電スイッチ１０２をオフ状態
（開状態）に移行させることが行なわれる。このような
放電スイッチ１０２のオン，オフが繰り返されることに
より、バッテリセルの電圧ＶＢは、設定電圧に調整され
る。なお、実際の回路では、放電スイッチ１０２の代わ
りにパワートランジスタ等の電力素子を使用し、オンオ
フ制御ではなく、リニア制御により電圧を調整する等の
方法が一般的である。
【０００９】しかしながら、上述の回路による場合、設
定電圧を超過したエネルギが放電抵抗器１０３により熱
の形で浪費されてしまい、電力損失が大きくなるととも
に、放熱対策を考慮しなければならないことが大きな問
題となる。また、満充電に近づいた時セル電圧ＶＢが上
昇した場合にだけ均衡化が可能であり、放電時や車両を
使用していない間の空き時間などを利用した電圧均衡化
を行なえず、ハイブリッド電気自動車のように発電走行
時に満充電まで充電しないものには利用できない。
定電圧を超過したエネルギが放電抵抗器１０３により熱
の形で浪費されてしまい、電力損失が大きくなるととも
に、放熱対策を考慮しなければならないことが大きな問
題となる。また、満充電に近づいた時セル電圧ＶＢが上
昇した場合にだけ均衡化が可能であり、放電時や車両を
使用していない間の空き時間などを利用した電圧均衡化
を行なえず、ハイブリッド電気自動車のように発電走行
時に満充電まで充電しないものには利用できない。
【００１０】さらに、放電抵抗器や放熱板およびスイッ
チング用の素子など大容量のものを使用しなければなら
ず、装置が大型化したり、放熱のために冷却装置が必要
になるなど構造が単純にならないという課題もある。こ
れに対して、特開平６−３１９２８７号公報には、放電
方式ではない均衡化回路を用いた技術が開示されてい
る。この技術は、直列接続された組電池の両端にコンデ
ンサを接続して、各バッテリセル（充電単電池）を略均
一に充電するものであるが、大容量コンデンサが必要で
あり、各バッテリセルの端子電圧を検出しながら所要の
充電対象となるバッテリセルを選択する制御は制御ロジ
ックが複雑である。
チング用の素子など大容量のものを使用しなければなら
ず、装置が大型化したり、放熱のために冷却装置が必要
になるなど構造が単純にならないという課題もある。こ
れに対して、特開平６−３１９２８７号公報には、放電
方式ではない均衡化回路を用いた技術が開示されてい
る。この技術は、直列接続された組電池の両端にコンデ
ンサを接続して、各バッテリセル（充電単電池）を略均
一に充電するものであるが、大容量コンデンサが必要で
あり、各バッテリセルの端子電圧を検出しながら所要の
充電対象となるバッテリセルを選択する制御は制御ロジ
ックが複雑である。
【００１１】そこで、直列に接続されたバッテリに対し
て、各バッテリと対応した数のコンデンサを設け、各コ
ンデンサを対応したバッテリとそれぞれ並列接続させる
第１の接続モードと、上記の各コンデンサを対応するバ
ッテリに隣接したバッテリとそれぞれ並列接続させる第
２の接続モードとを交互に切り換えるようにすること
で、各バッテリの電圧の均衡化を図ることが考えられ
る。
て、各バッテリと対応した数のコンデンサを設け、各コ
ンデンサを対応したバッテリとそれぞれ並列接続させる
第１の接続モードと、上記の各コンデンサを対応するバ
ッテリに隣接したバッテリとそれぞれ並列接続させる第
２の接続モードとを交互に切り換えるようにすること
で、各バッテリの電圧の均衡化を図ることが考えられ
る。
【００１２】この場合は、コンデンサを介して電荷をバ
ッテリ間で移動させることにより、各バッテリの電圧が
均衡化されるのである。しかしながら、このような構成
では、各バッテリの電圧が均衡化されるまでモード切換
のためのスイッチングを繰り返して長時間駆動させる必
要があるが、このスイッチングに大きな駆動消費電力を
要してしまうと、バッテリの長寿命化という本来の目的
に反してしまう。したがって、このモード切換スイッチ
は出来るだけ駆動消費電力が小さいものが要望されてい
た。
ッテリ間で移動させることにより、各バッテリの電圧が
均衡化されるのである。しかしながら、このような構成
では、各バッテリの電圧が均衡化されるまでモード切換
のためのスイッチングを繰り返して長時間駆動させる必
要があるが、このスイッチングに大きな駆動消費電力を
要してしまうと、バッテリの長寿命化という本来の目的
に反してしまう。したがって、このモード切換スイッチ
は出来るだけ駆動消費電力が小さいものが要望されてい
た。
【００１３】このように、省電型のスイッチング装置が
要望される現状において、前述の実公平４−４１６３２
号公報の技術は立ち上がりの速いサージパルスが入力さ
れたときのＭＯＳＦＥＴの破壊防止を目的としており、
かかる技術では、スイッチの低消費電力化を十分に達成
することができない。本発明は、上述の課題に鑑み創案
されたもので、繰り返し長時間使用しても消費電力を抑
制することができるようにした、スイッチング装置を提
供することを目的とする。
要望される現状において、前述の実公平４−４１６３２
号公報の技術は立ち上がりの速いサージパルスが入力さ
れたときのＭＯＳＦＥＴの破壊防止を目的としており、
かかる技術では、スイッチの低消費電力化を十分に達成
することができない。本発明は、上述の課題に鑑み創案
されたもので、繰り返し長時間使用しても消費電力を抑
制することができるようにした、スイッチング装置を提
供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明のスイッチング装置では、第
１の端子と、第２の端子と、該第１の端子及び該第２の
端子に接続可能な第３の端子とをそなえたスイッチング
装置であって、該第１の端子と該第３の端子との間に、
ゲートに印加される電圧によって該第１の端子と該第３
の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第１の
ＭＯＳＦＥＴと、該第１のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソ
ースとの間に接続された第１のコンデンサと、第１のパ
ルス状信号の入力により該第１のコンデンサの充電を行
ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第１
の充電手段と、第２のパルス状信号の入力により該第１
のコンデンサの放電を行ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを
非導通状態に保持する第１の放電手段とをそなえ、該第
２の端子と該第３の端子との間に、ゲートに印加される
電圧によって該第２の端子と該第３の端子とを導通状態
又は非導通状態に制御可能な第２のＭＯＳＦＥＴと、該
第２のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続さ
れた第２のコンデンサと、該第２のパルス状信号の入力
により該第２のコンデンサの充電を行ない、該第２のＭ
ＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第２の充電手段と、該
第１のパルス状信号の入力により該第２のコンデンサの
放電を行ない、該第２のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保
持する第２の放電手段とをそなえていることを特徴とし
ている。
に、請求項１記載の本発明のスイッチング装置では、第
１の端子と、第２の端子と、該第１の端子及び該第２の
端子に接続可能な第３の端子とをそなえたスイッチング
装置であって、該第１の端子と該第３の端子との間に、
ゲートに印加される電圧によって該第１の端子と該第３
の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第１の
ＭＯＳＦＥＴと、該第１のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソ
ースとの間に接続された第１のコンデンサと、第１のパ
ルス状信号の入力により該第１のコンデンサの充電を行
ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第１
の充電手段と、第２のパルス状信号の入力により該第１
のコンデンサの放電を行ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを
非導通状態に保持する第１の放電手段とをそなえ、該第
２の端子と該第３の端子との間に、ゲートに印加される
電圧によって該第２の端子と該第３の端子とを導通状態
又は非導通状態に制御可能な第２のＭＯＳＦＥＴと、該
第２のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続さ
れた第２のコンデンサと、該第２のパルス状信号の入力
により該第２のコンデンサの充電を行ない、該第２のＭ
ＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第２の充電手段と、該
第１のパルス状信号の入力により該第２のコンデンサの
放電を行ない、該第２のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保
持する第２の放電手段とをそなえていることを特徴とし
ている。
【００１５】該第１の充電手段は、該第１のコンデンサ
に並列に接続された第１のフォトダイオードと、該第１
のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成し、該
第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、
該第１の放電手段は、該第１のコンデンサに並列に接続
された第１のフォトトランジスタと、該第１のフォトト
ランジスタとともにフォトカプラを構成し、該第２のパ
ルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、該第２の
充電手段は、該第２のコンデンサに並列に接続された第
２のフォトダイオードと、該第２のフォトダイオードと
ともにフォトカプラを構成し、該第２のパルス状信号に
より発光するＬＥＤとをそなえ、該第２の放電手段は、
該第２のコンデンサに並列に接続された第２のフォトト
ランジスタと、該第２のフォトトランジスタとともにフ
ォトカプラを構成し、該第１のパルス状信号により発光
するＬＥＤとをそなえていることが好ましい（請求項
２）。
に並列に接続された第１のフォトダイオードと、該第１
のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成し、該
第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、
該第１の放電手段は、該第１のコンデンサに並列に接続
された第１のフォトトランジスタと、該第１のフォトト
ランジスタとともにフォトカプラを構成し、該第２のパ
ルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、該第２の
充電手段は、該第２のコンデンサに並列に接続された第
２のフォトダイオードと、該第２のフォトダイオードと
ともにフォトカプラを構成し、該第２のパルス状信号に
より発光するＬＥＤとをそなえ、該第２の放電手段は、
該第２のコンデンサに並列に接続された第２のフォトト
ランジスタと、該第２のフォトトランジスタとともにフ
ォトカプラを構成し、該第１のパルス状信号により発光
するＬＥＤとをそなえていることが好ましい（請求項
２）。
【００１６】請求項３記載の本発明のスイッチング装置
では、直列に接続された第１，第２の蓄電池と、該第１
の蓄電池又は該第２の蓄電池に並列に接続可能な蓄電器
とをそなえ、該蓄電器と該第１の蓄電池との接続、及
び、該蓄電器と該第２の蓄電池との接続の何れかに切り
換えるスイッチング装置であって、該第１の蓄電池の正
極に接続された第１の端子と、該第１の蓄電池の負極に
接続された第２の端子と、該蓄電器の一端に接続された
第３の端子と、該第２の蓄電池の正極に接続された第４
の端子と、該第２の蓄電池の負極に接続された第５の端
子と、該蓄電器の他端に接続された第６の端子とをそな
え、該第１の端子と該第３の端子との間に、ゲートに印
加される電圧によって該第１の端子と該第３の端子とを
導通状態又は非導通状態に制御可能な第１のＭＯＳＦＥ
Ｔと、該第１のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間
に接続された第１のコンデンサと、第１のパルス状信号
の入力により該第１のコンデンサの充電を行ない、該第
１のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第１の充電手段
と、第２のパルス状信号の入力により該第１のコンデン
サの放電を行ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを非導通状態
に保持する第１の放電手段とをそなえ、該第２の端子と
該第３の端子との間に、ゲートに印加される電圧によっ
て該第２の端子と該第３の端子とを導通状態又は非導通
状態に制御可能な第２のＭＯＳＦＥＴと、該第２のＭＯ
ＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続された第２の
コンデンサと、該第２のパルス状信号の入力により該第
２のコンデンサの充電を行ない、該第２のＭＯＳＦＥＴ
を導通状態に保持する第２の充電手段と、該第１のパル
ス状信号の入力により該第２のコンデンサの放電を行な
い、該第２のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保持する第２
の放電手段とをそなえ、該第４の端子と該第６の端子と
の間に、ゲートに印加される電圧によって該第４の端子
と該第６の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能
な第３のＭＯＳＦＥＴと、該第３のＭＯＳＦＥＴの該ゲ
ートとソースとの間に接続された第３のコンデンサと、
該第１のパルス状信号の入力により該第３のコンデンサ
の充電を行ない、該第３のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保
持する第３の充電手段と、該第２のパルス状信号の入力
により該第３のコンデンサの放電を行ない、該第３のＭ
ＯＳＦＥＴを非導通状態に保持する第３の放電手段とを
そなえ、該第５の端子と該第６ の端子との間に、ゲート
に印加される電圧によって該第５の端子と該第６の端子
とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第４のＭＯＳ
ＦＥＴと、該第４のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースと
の間に接続された第４のコンデンサと、該第２のパルス
状信号の入力により該第４のコンデンサの充電を行な
い、該第４のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第４の
充電手段と、該第１のパルス状信号の入力により該第４
のコンデンサの放電を行ない、該第４のＭＯＳＦＥＴを
非導通状態に保持する第４の放電手段とをそなえている
ことを特徴としている。
では、直列に接続された第１，第２の蓄電池と、該第１
の蓄電池又は該第２の蓄電池に並列に接続可能な蓄電器
とをそなえ、該蓄電器と該第１の蓄電池との接続、及
び、該蓄電器と該第２の蓄電池との接続の何れかに切り
換えるスイッチング装置であって、該第１の蓄電池の正
極に接続された第１の端子と、該第１の蓄電池の負極に
接続された第２の端子と、該蓄電器の一端に接続された
第３の端子と、該第２の蓄電池の正極に接続された第４
の端子と、該第２の蓄電池の負極に接続された第５の端
子と、該蓄電器の他端に接続された第６の端子とをそな
え、該第１の端子と該第３の端子との間に、ゲートに印
加される電圧によって該第１の端子と該第３の端子とを
導通状態又は非導通状態に制御可能な第１のＭＯＳＦＥ
Ｔと、該第１のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間
に接続された第１のコンデンサと、第１のパルス状信号
の入力により該第１のコンデンサの充電を行ない、該第
１のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第１の充電手段
と、第２のパルス状信号の入力により該第１のコンデン
サの放電を行ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを非導通状態
に保持する第１の放電手段とをそなえ、該第２の端子と
該第３の端子との間に、ゲートに印加される電圧によっ
て該第２の端子と該第３の端子とを導通状態又は非導通
状態に制御可能な第２のＭＯＳＦＥＴと、該第２のＭＯ
ＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続された第２の
コンデンサと、該第２のパルス状信号の入力により該第
２のコンデンサの充電を行ない、該第２のＭＯＳＦＥＴ
を導通状態に保持する第２の充電手段と、該第１のパル
ス状信号の入力により該第２のコンデンサの放電を行な
い、該第２のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保持する第２
の放電手段とをそなえ、該第４の端子と該第６の端子と
の間に、ゲートに印加される電圧によって該第４の端子
と該第６の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能
な第３のＭＯＳＦＥＴと、該第３のＭＯＳＦＥＴの該ゲ
ートとソースとの間に接続された第３のコンデンサと、
該第１のパルス状信号の入力により該第３のコンデンサ
の充電を行ない、該第３のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保
持する第３の充電手段と、該第２のパルス状信号の入力
により該第３のコンデンサの放電を行ない、該第３のＭ
ＯＳＦＥＴを非導通状態に保持する第３の放電手段とを
そなえ、該第５の端子と該第６ の端子との間に、ゲート
に印加される電圧によって該第５の端子と該第６の端子
とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第４のＭＯＳ
ＦＥＴと、該第４のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースと
の間に接続された第４のコンデンサと、該第２のパルス
状信号の入力により該第４のコンデンサの充電を行な
い、該第４のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第４の
充電手段と、該第１のパルス状信号の入力により該第４
のコンデンサの放電を行ない、該第４のＭＯＳＦＥＴを
非導通状態に保持する第４の放電手段とをそなえている
ことを特徴としている。
【００１７】該第１の充電手段は、該第１のコンデンサ
に並列に接続された第１のフォトダイオードと、該第１
のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成し、該
第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、
該第１の放電手段は、該第１のコンデンサに並列に接続
された第１のフォトトランジスタと、該第１のフォトト
ランジスタとともにフォトカプラを構成し、該第２のパ
ルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、該第２の
充電手段は、該第２のコンデンサに並列に接続された第
２のフォトダイオードと、該第２のフォトダイオードと
ともにフォトカプラを構成し、該第２のパルス状信号に
より発光するＬＥＤとをそなえ、該第２の放電手段は、
該第２のコンデンサに並列に接続された第２のフォトト
ランジスタと、該第２のフォトトランジスタとともにフ
ォトカプラを構成し、該第１のパルス状信号により発光
するＬＥＤとをそなえ、該第３の充電手段は、該第３の
コンデンサに並列に接続された第３のフォトダイオード
と、該第３のフォトダイオードとともにフォトカプラを
構成し、該第１のパルス状信号により発光するＬＥＤと
をそなえ、該第３の放電手段は、該第３のコンデンサに
並列に接続された第３のフォトトランジスタと、該第３
のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構成し、
該第２のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそな
え、該第４の充電手段は、該第４のコンデンサに並列に
接続された第４のフォトダイオードと、該第４のフォト
ダイオードとともにフォトカプラを構成し、該第２のパ
ルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、該第４の
放電手段は、該第４のコンデンサに並列に接続された第
４のフォトトランジスタと、該第４のフォトトランジス
タとともにフォトカプラを構成し、該第１のパルス状信
号により発光するＬＥＤとをそなえていることが好まし
い（請求項４）。
に並列に接続された第１のフォトダイオードと、該第１
のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成し、該
第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、
該第１の放電手段は、該第１のコンデンサに並列に接続
された第１のフォトトランジスタと、該第１のフォトト
ランジスタとともにフォトカプラを構成し、該第２のパ
ルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、該第２の
充電手段は、該第２のコンデンサに並列に接続された第
２のフォトダイオードと、該第２のフォトダイオードと
ともにフォトカプラを構成し、該第２のパルス状信号に
より発光するＬＥＤとをそなえ、該第２の放電手段は、
該第２のコンデンサに並列に接続された第２のフォトト
ランジスタと、該第２のフォトトランジスタとともにフ
ォトカプラを構成し、該第１のパルス状信号により発光
するＬＥＤとをそなえ、該第３の充電手段は、該第３の
コンデンサに並列に接続された第３のフォトダイオード
と、該第３のフォトダイオードとともにフォトカプラを
構成し、該第１のパルス状信号により発光するＬＥＤと
をそなえ、該第３の放電手段は、該第３のコンデンサに
並列に接続された第３のフォトトランジスタと、該第３
のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構成し、
該第２のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそな
え、該第４の充電手段は、該第４のコンデンサに並列に
接続された第４のフォトダイオードと、該第４のフォト
ダイオードとともにフォトカプラを構成し、該第２のパ
ルス状信号により発光するＬＥＤとをそなえ、該第４の
放電手段は、該第４のコンデンサに並列に接続された第
４のフォトトランジスタと、該第４のフォトトランジス
タとともにフォトカプラを構成し、該第１のパルス状信
号により発光するＬＥＤとをそなえていることが好まし
い（請求項４）。
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態としてのスイッチング装置を説明すると、図１〜
図３は本発明の一実施形態としてのスイッチング装置を
示すものである。まず、本実施形態のスイッチング装置
が適用される蓄電装置の電圧均衡化装置について説明す
ると、図２はその模式的回路構成図である。
施形態としてのスイッチング装置を説明すると、図１〜
図３は本発明の一実施形態としてのスイッチング装置を
示すものである。まず、本実施形態のスイッチング装置
が適用される蓄電装置の電圧均衡化装置について説明す
ると、図２はその模式的回路構成図である。
【００２０】図２に示すように、本スイッチング装置が
適用される蓄電装置では、複数の蓄電手段としての第１
の蓄電池（バッテリセル）Ｂ１１，第２の蓄電池Ｂ１２
が直列に接続されており、これにより組電池が構成され
ている。なお、この例では、２個のバッテリを接続した
例を示しているが、勿論、バッテリ数はこれに限定され
るものではない。そして、電圧均衡化装置としては、こ
れらの蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２に対して蓄電器（コンデン
サ）Ｃ１１が並列接続されて設けられ、さらに、蓄電器
Ｃ１１と各蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２との間には、接続切換
手段としてのスイッチＳ１１，Ｓ１２が介装された構成
になっている。
適用される蓄電装置では、複数の蓄電手段としての第１
の蓄電池（バッテリセル）Ｂ１１，第２の蓄電池Ｂ１２
が直列に接続されており、これにより組電池が構成され
ている。なお、この例では、２個のバッテリを接続した
例を示しているが、勿論、バッテリ数はこれに限定され
るものではない。そして、電圧均衡化装置としては、こ
れらの蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２に対して蓄電器（コンデン
サ）Ｃ１１が並列接続されて設けられ、さらに、蓄電器
Ｃ１１と各蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２との間には、接続切換
手段としてのスイッチＳ１１，Ｓ１２が介装された構成
になっている。
【００２１】ここで、蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２の相互間に
は端子（第２の端子）Ｓ１１Ｂ，端子（第４の端子）Ｓ
１２Ａが、蓄電池Ｂ１１の一端側（端子Ａ側）には端子
（第１の端子）Ｓ１１Ａが、蓄電池Ｂ１２の他端側（端
子Ｂ側）には端子（第５の端子）Ｓ１２Ｂがそれぞれ接
続されている。また、蓄電器Ｃ１１の一端側には端子Ｓ
１１Ａ又は端子Ｓ１１Ｂに選択的に接続切り換え可能な
スイッチ（第３の端子）Ｓ１１が、又、蓄電器Ｃ１１の
他端側には端子Ｓ１２Ａ又は端子Ｓ１２Ｂに選択的に接
続切り換え可能なスイッチ（第６の端子）Ｓ１２がそれ
ぞれ設けられている。
は端子（第２の端子）Ｓ１１Ｂ，端子（第４の端子）Ｓ
１２Ａが、蓄電池Ｂ１１の一端側（端子Ａ側）には端子
（第１の端子）Ｓ１１Ａが、蓄電池Ｂ１２の他端側（端
子Ｂ側）には端子（第５の端子）Ｓ１２Ｂがそれぞれ接
続されている。また、蓄電器Ｃ１１の一端側には端子Ｓ
１１Ａ又は端子Ｓ１１Ｂに選択的に接続切り換え可能な
スイッチ（第３の端子）Ｓ１１が、又、蓄電器Ｃ１１の
他端側には端子Ｓ１２Ａ又は端子Ｓ１２Ｂに選択的に接
続切り換え可能なスイッチ（第６の端子）Ｓ１２がそれ
ぞれ設けられている。
【００２２】そして、これらのスイッチＳ１１，Ｓ１２
は連動して切り換えられるように構成され、それぞれが
端子Ｓ１１Ａ，Ｓ１２Ａに接続した状態（第１の接続モ
ードＭ１）と、それぞれが端子Ｓ１１Ｂ，Ｓ１２Ｂに接
続した状態（第２の接続モードＭ２）との間で、一斉に
同期して切り換えられるように構成されている。なお、
第１の接続モードＭ１では、蓄電器Ｃ１１は蓄電池Ｂ１
１と並列接続された状態となり、第２の接続モードＭ２
では、蓄電器Ｃ１１は蓄電池Ｂ１２と並列接続された状
態となる。
は連動して切り換えられるように構成され、それぞれが
端子Ｓ１１Ａ，Ｓ１２Ａに接続した状態（第１の接続モ
ードＭ１）と、それぞれが端子Ｓ１１Ｂ，Ｓ１２Ｂに接
続した状態（第２の接続モードＭ２）との間で、一斉に
同期して切り換えられるように構成されている。なお、
第１の接続モードＭ１では、蓄電器Ｃ１１は蓄電池Ｂ１
１と並列接続された状態となり、第２の接続モードＭ２
では、蓄電器Ｃ１１は蓄電池Ｂ１２と並列接続された状
態となる。
【００２３】ここで、電圧均衡化原理について説明する
と、まずはじめに、蓄電池Ｂ１１の電圧がＶ１、蓄電池
Ｂ１２の電圧がＶ２（Ｖ１＞Ｖ２）であったものとす
る。図２に示すように、スイッチＳ１１，Ｓ１２が上側
へ揺動され、それぞれ端子Ｓ１１Ａ，Ｓ１２Ａに接続さ
れて、コンデンサＣ１１と蓄電池Ｂ１１とが並列接続に
なると、蓄電池Ｂ１１の電圧及びコンデンサＣ１１の電
位差はそれぞれＶ１′となる。このＶ１′は、Ｖ１より
も蓄電池Ｂ１１からコンデンサＣ１１へ流入した電荷に
応じた分（微小量）ｖ1だけ低い電圧（＝Ｖ１−ｖ1）で
ある。
と、まずはじめに、蓄電池Ｂ１１の電圧がＶ１、蓄電池
Ｂ１２の電圧がＶ２（Ｖ１＞Ｖ２）であったものとす
る。図２に示すように、スイッチＳ１１，Ｓ１２が上側
へ揺動され、それぞれ端子Ｓ１１Ａ，Ｓ１２Ａに接続さ
れて、コンデンサＣ１１と蓄電池Ｂ１１とが並列接続に
なると、蓄電池Ｂ１１の電圧及びコンデンサＣ１１の電
位差はそれぞれＶ１′となる。このＶ１′は、Ｖ１より
も蓄電池Ｂ１１からコンデンサＣ１１へ流入した電荷に
応じた分（微小量）ｖ1だけ低い電圧（＝Ｖ１−ｖ1）で
ある。
【００２４】次に、スイッチＳ１１，Ｓ１２が下側へ揺
動され、端子Ｓ１１Ｂ，Ｓ１２Ｂに接続されて、コンデ
ンサＣ１１と蓄電池Ｂ１２とが並列接続になると、蓄電
池Ｂ１２の電圧及びコンデンサＣ１１の電位差はそれぞ
れＶ２′となる。このＶ２′は、Ｖ２よりもコンデンサ
Ｃ１１から蓄電池Ｂ１２へ流入した電荷分（微小量）ｖ
2だけ高い電圧（＝Ｖ２＋ｖ2）である。
動され、端子Ｓ１１Ｂ，Ｓ１２Ｂに接続されて、コンデ
ンサＣ１１と蓄電池Ｂ１２とが並列接続になると、蓄電
池Ｂ１２の電圧及びコンデンサＣ１１の電位差はそれぞ
れＶ２′となる。このＶ２′は、Ｖ２よりもコンデンサ
Ｃ１１から蓄電池Ｂ１２へ流入した電荷分（微小量）ｖ
2だけ高い電圧（＝Ｖ２＋ｖ2）である。
【００２５】このようにして、コンデンサＣ１１を介
し、蓄電池Ｂ１１から蓄電池Ｂ１２へ電荷が移送されて
蓄電池Ｂ１１の電圧はＶ１から徐々に減少し、蓄電池Ｂ
１２の電圧はＶ２から徐々に増加して、やがて蓄電池Ｂ
１１，蓄電池Ｂ１２の電圧は等しい値Ｖ12（Ｖ１＞Ｖ12
＞Ｖ２）となるのである。次に、本スイッチング装置の
構成について詳細に説明すると、図１はその回路構成図
であり、ここでは図２におけるスイッチＳ１１に対応し
た部分を例に説明する。
し、蓄電池Ｂ１１から蓄電池Ｂ１２へ電荷が移送されて
蓄電池Ｂ１１の電圧はＶ１から徐々に減少し、蓄電池Ｂ
１２の電圧はＶ２から徐々に増加して、やがて蓄電池Ｂ
１１，蓄電池Ｂ１２の電圧は等しい値Ｖ12（Ｖ１＞Ｖ12
＞Ｖ２）となるのである。次に、本スイッチング装置の
構成について詳細に説明すると、図１はその回路構成図
であり、ここでは図２におけるスイッチＳ１１に対応し
た部分を例に説明する。
【００２６】図１に示すように、本スイッチング装置で
は、スイッチＳ１１の端子としてパワーＭＯＳＦＥＴ
（第１のＭＯＳＦＥＴ）１Ａ，２Ａ、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔ（第２のＭＯＳＦＥＴ）１Ｂ，２Ｂ（以下、各パワー
ＭＯＳＦＥＴを単にＭＯＳＦＥＴという）が用いられて
おり、図２における端子Ｓ１１ＡとしてはＭＯＳＦＥＴ
１Ａ，２Ａが、端子Ｓ１１ＢとしてはＭＯＳＦＥＴ１
Ｂ，２Ｂがそれぞれ過電流防止用のヒューズ２０Ａ，２
０Ｂとともに配設されている。そして、それぞれの２つ
のＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａ及びＭＯＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂ
はソースを互いに連結されドレイン側を回路に接続され
ている。
は、スイッチＳ１１の端子としてパワーＭＯＳＦＥＴ
（第１のＭＯＳＦＥＴ）１Ａ，２Ａ、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔ（第２のＭＯＳＦＥＴ）１Ｂ，２Ｂ（以下、各パワー
ＭＯＳＦＥＴを単にＭＯＳＦＥＴという）が用いられて
おり、図２における端子Ｓ１１ＡとしてはＭＯＳＦＥＴ
１Ａ，２Ａが、端子Ｓ１１ＢとしてはＭＯＳＦＥＴ１
Ｂ，２Ｂがそれぞれ過電流防止用のヒューズ２０Ａ，２
０Ｂとともに配設されている。そして、それぞれの２つ
のＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａ及びＭＯＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂ
はソースを互いに連結されドレイン側を回路に接続され
ている。
【００２７】まず、端子Ｓ１１Ａ、つまりＭＯＳＦＥＴ
１Ａ，２Ａのスイッチングを行なうスイッチング回路Ｓ
Ｃ１１Ａについて説明すると、図１に示すように、ＭＯ
ＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのソースとゲートとの間にはコンデ
ンサ（第１のコンデンサ）３Ａが接続されている。この
コンデンサ３Ａは、ＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのゲートに
電圧を印加するために設けられたものであり、コンデン
サ３Ａの充電電圧がＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのソース−
ゲート間の閾値電圧よりも高ければ、ＭＯＳＦＥＴ１
Ａ，２Ａは導通状態になり端子Ｓ１１Ａがオンになった
ことになる。なお、ＭＯＳＦＥＴ１Ａとコンデンサ３Ａ
との間には抵抗７Ａが、ＭＯＳＦＥＴ２Ａとコンデンサ
３Ａとの間には抵抗８Ａが緩衝用に接続されている。
１Ａ，２Ａのスイッチングを行なうスイッチング回路Ｓ
Ｃ１１Ａについて説明すると、図１に示すように、ＭＯ
ＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのソースとゲートとの間にはコンデ
ンサ（第１のコンデンサ）３Ａが接続されている。この
コンデンサ３Ａは、ＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのゲートに
電圧を印加するために設けられたものであり、コンデン
サ３Ａの充電電圧がＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのソース−
ゲート間の閾値電圧よりも高ければ、ＭＯＳＦＥＴ１
Ａ，２Ａは導通状態になり端子Ｓ１１Ａがオンになった
ことになる。なお、ＭＯＳＦＥＴ１Ａとコンデンサ３Ａ
との間には抵抗７Ａが、ＭＯＳＦＥＴ２Ａとコンデンサ
３Ａとの間には抵抗８Ａが緩衝用に接続されている。
【００２８】コンデンサ３Ａの充電は、コンデンサ３Ａ
と並列に接続された充電手段４Ａにより行なわれるよう
になっている。そして、この充電手段（第１の充電手
段）４Ａは直列に接続された複数個のフォトダイオード
（第１のフォトダイオード）４０Ａと、フォトダイオー
ド４０Ａの近傍に配設されたＬＥＤ４１Ａとで構成され
ている。ＬＥＤ４１Ａはフォトダイオード４０Ａに光を
照射できるように位置決めされており、１２Ｖ電源２０
ａ，２０ｂにトランジスタ６Ａ及び緩衝用の抵抗１２Ａ
とともに直列に接続されている。そして、トランジスタ
６Ａのベースに駆動信号パルス（第１のパルス状信号）
１を印加してトランジスタ６Ａを導通状態にすることに
より、ＬＥＤ４１Ａは電源を供給されて発光するように
なっている。
と並列に接続された充電手段４Ａにより行なわれるよう
になっている。そして、この充電手段（第１の充電手
段）４Ａは直列に接続された複数個のフォトダイオード
（第１のフォトダイオード）４０Ａと、フォトダイオー
ド４０Ａの近傍に配設されたＬＥＤ４１Ａとで構成され
ている。ＬＥＤ４１Ａはフォトダイオード４０Ａに光を
照射できるように位置決めされており、１２Ｖ電源２０
ａ，２０ｂにトランジスタ６Ａ及び緩衝用の抵抗１２Ａ
とともに直列に接続されている。そして、トランジスタ
６Ａのベースに駆動信号パルス（第１のパルス状信号）
１を印加してトランジスタ６Ａを導通状態にすることに
より、ＬＥＤ４１Ａは電源を供給されて発光するように
なっている。
【００２９】そして、ＬＥＤ４１Ａとフォトダイオード
４０Ａとは光学的に結合された状態（フォトカプラ）に
なっており、ＬＥＤ４１Ａが発光した光はフォトダイオ
ード４０Ａに照射され、フォトダイオード４０Ａはこの
光を受けて起電力を発生し、この光起電力によりコンデ
ンサ３Ａの充電が行なわれるようになっている。なお、
フォトダイオード４０Ａとコンデンサ３Ａとの間には逆
電圧防止用のダイオード１０Ａと緩衝用の抵抗１４Ａが
直列に接続されている。
４０Ａとは光学的に結合された状態（フォトカプラ）に
なっており、ＬＥＤ４１Ａが発光した光はフォトダイオ
ード４０Ａに照射され、フォトダイオード４０Ａはこの
光を受けて起電力を発生し、この光起電力によりコンデ
ンサ３Ａの充電が行なわれるようになっている。なお、
フォトダイオード４０Ａとコンデンサ３Ａとの間には逆
電圧防止用のダイオード１０Ａと緩衝用の抵抗１４Ａが
直列に接続されている。
【００３０】一方、コンデンサ３Ａの放電は、上述の充
電手段４Ａとともにコンデンサ３Ａと並列に接続された
放電手段（第１の放電手段）５Ａにより行なわれるよう
になっている。そして、この放電手段５Ａは、コンデン
サ３Ａと並列に接続されたフォトトランジスタ（第１の
フォトトランジスタ）５０Ａと、フォトトランジスタ５
０Ａの近傍に配設されたＬＥＤ５１Ａとで構成されてい
る。
電手段４Ａとともにコンデンサ３Ａと並列に接続された
放電手段（第１の放電手段）５Ａにより行なわれるよう
になっている。そして、この放電手段５Ａは、コンデン
サ３Ａと並列に接続されたフォトトランジスタ（第１の
フォトトランジスタ）５０Ａと、フォトトランジスタ５
０Ａの近傍に配設されたＬＥＤ５１Ａとで構成されてい
る。
【００３１】ＬＥＤ５１Ａはフォトトランジスタ５０Ａ
に光を照射できるように位置決めされており、ＬＥＤ４
１Ａと同様に、１２Ｖ電源２０ａ，２０ｂにトランジス
タ６Ｂ及び緩衝用の抵抗１３Ａとともに直列に接続され
ている。そして、トランジスタ６Ｂのベースに駆動信号
パルス（第２のパルス状信号）２を印加してトランジス
タ６Ｂをオンすることにより、ＬＥＤ５１Ａは電源を供
給されて発光するようになっている。
に光を照射できるように位置決めされており、ＬＥＤ４
１Ａと同様に、１２Ｖ電源２０ａ，２０ｂにトランジス
タ６Ｂ及び緩衝用の抵抗１３Ａとともに直列に接続され
ている。そして、トランジスタ６Ｂのベースに駆動信号
パルス（第２のパルス状信号）２を印加してトランジス
タ６Ｂをオンすることにより、ＬＥＤ５１Ａは電源を供
給されて発光するようになっている。
【００３２】そして、ＬＥＤ５１Ａとフォトトランジス
タ５０Ａとは光学的に結合された状態（フォトカプラ）
になっており、ＬＥＤ５１Ａが発光した光はフォトトラ
ンジスタ５０Ａに照射され、フォトトランジスタ５０Ａ
はこの光を受けて導通状態になり、これによりコンデン
サ３Ａの両端が短絡されて放電が行なわれるようになっ
ている。
タ５０Ａとは光学的に結合された状態（フォトカプラ）
になっており、ＬＥＤ５１Ａが発光した光はフォトトラ
ンジスタ５０Ａに照射され、フォトトランジスタ５０Ａ
はこの光を受けて導通状態になり、これによりコンデン
サ３Ａの両端が短絡されて放電が行なわれるようになっ
ている。
【００３３】また、これらの充電手段４Ａ，放電手段５
Ａとともにコンデンサ３Ａには抵抗９Ａが接続されてい
るが、この抵抗９Ａは端子Ｓ１１Ａのオフ時にＭＯＳＦ
ＥＴ１Ｂ，２Ｂの作用によりコンデンサ３Ａが充電され
てしまうことを防止するために設けられた抵抗値の大き
い抵抗である。次に、端子Ｓ１１Ｂ、つまりＭＯＳＦＥ
Ｔ１Ｂ，２Ｂのスイッチングを行なうスイッチング回路
ＳＣ１１Ｂについて説明すると、図２に示すように、ス
イッチング回路ＳＣ１１Ｂは上述のスイッチング回路Ｓ
Ｃ１１Ａと同構成である。ただし、ＬＥＤ４１Ｂ，ＬＥ
Ｄ５１ＢはそれぞれＬＥＤ５１Ａ，ＬＥＤ４１Ａと並列
に１２Ｖ電源２０ａ，２０ｂに接続されており、トラン
ジスタ６Ａが導通状態になることによりＬＥＤ４１Ａ，
ＬＥＤ５１Ｂへ同時に電源供給が行なわれ、トランジス
タ６Ｂが導通状態になることによりＬＥＤ４１Ｂ，ＬＥ
Ｄ５１Ａへ同時に電源供給が行なわれるようになってい
る。
Ａとともにコンデンサ３Ａには抵抗９Ａが接続されてい
るが、この抵抗９Ａは端子Ｓ１１Ａのオフ時にＭＯＳＦ
ＥＴ１Ｂ，２Ｂの作用によりコンデンサ３Ａが充電され
てしまうことを防止するために設けられた抵抗値の大き
い抵抗である。次に、端子Ｓ１１Ｂ、つまりＭＯＳＦＥ
Ｔ１Ｂ，２Ｂのスイッチングを行なうスイッチング回路
ＳＣ１１Ｂについて説明すると、図２に示すように、ス
イッチング回路ＳＣ１１Ｂは上述のスイッチング回路Ｓ
Ｃ１１Ａと同構成である。ただし、ＬＥＤ４１Ｂ，ＬＥ
Ｄ５１ＢはそれぞれＬＥＤ５１Ａ，ＬＥＤ４１Ａと並列
に１２Ｖ電源２０ａ，２０ｂに接続されており、トラン
ジスタ６Ａが導通状態になることによりＬＥＤ４１Ａ，
ＬＥＤ５１Ｂへ同時に電源供給が行なわれ、トランジス
タ６Ｂが導通状態になることによりＬＥＤ４１Ｂ，ＬＥ
Ｄ５１Ａへ同時に電源供給が行なわれるようになってい
る。
【００３４】本発明の一実施形態としてのスイッチング
回路は上述のごとく構成されているので、図３（ａ）に
示すような駆動信号パルス１，２をトランジスタ６Ａ，
６Ｂに入力することにより、以下のような動作を行な
う。なお、図３（ａ）における実線で示すパルスはトラ
ンジスタ６Ａに入力するパルス１（充電信号）を示し、
点線で示すパルスはトランジスタ６Ｂに入力するパルス
２（放電信号）を示している。また、図３（ｂ）は図３
（ａ）に対応した端子Ｓ１１Ａ，Ｓ１１Ｂのオンオフの
タイミング図であり、実線は端子Ｓ１１Ａ、点線は端子
Ｓ１１Ｂのタイミング図を示す。
回路は上述のごとく構成されているので、図３（ａ）に
示すような駆動信号パルス１，２をトランジスタ６Ａ，
６Ｂに入力することにより、以下のような動作を行な
う。なお、図３（ａ）における実線で示すパルスはトラ
ンジスタ６Ａに入力するパルス１（充電信号）を示し、
点線で示すパルスはトランジスタ６Ｂに入力するパルス
２（放電信号）を示している。また、図３（ｂ）は図３
（ａ）に対応した端子Ｓ１１Ａ，Ｓ１１Ｂのオンオフの
タイミング図であり、実線は端子Ｓ１１Ａ、点線は端子
Ｓ１１Ｂのタイミング図を示す。
【００３５】図３（ａ）に示すように、トランジスタ６
Ａ，トランジスタ６Ｂには１ｓｅｃ毎に交互に駆動信号
パルス１，２（５Ｖ，１０ｍｓｅｃ）が印加される。ま
ず、トランジスタ６Ａのベースに駆動信号パルス１が印
加されると（時点ｔ1）、トランジスタ６Ａはこの駆動
信号パルス１が印加されている間はエミッタ−コレクタ
間が導通状態になり、トランジスタ６Ａと直列に互いに
並列に接続されたＬＥＤ４１Ａ，ＬＥＤ５１Ｂに電源が
供給され、ＬＥＤ４１Ａ，ＬＥＤ５１Ｂは光を発生す
る。
Ａ，トランジスタ６Ｂには１ｓｅｃ毎に交互に駆動信号
パルス１，２（５Ｖ，１０ｍｓｅｃ）が印加される。ま
ず、トランジスタ６Ａのベースに駆動信号パルス１が印
加されると（時点ｔ1）、トランジスタ６Ａはこの駆動
信号パルス１が印加されている間はエミッタ−コレクタ
間が導通状態になり、トランジスタ６Ａと直列に互いに
並列に接続されたＬＥＤ４１Ａ，ＬＥＤ５１Ｂに電源が
供給され、ＬＥＤ４１Ａ，ＬＥＤ５１Ｂは光を発生す
る。
【００３６】ＬＥＤ４１Ａの発光により、フォトダイオ
ード４０Ａは光を照射されて光起電力を発生し、ＭＯＳ
ＦＥＴ１Ａ，２Ａのゲートに電圧を印加する。また、同
時にＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａと並列に接続されているコ
ンデンサ３Ａの充電も行なう。この光起電力がＭＯＳＦ
ＥＴ１Ａ，２Ａのソース−ゲート間の閾値電圧よりも高
くなったときＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａは導通状態とな
り、端子Ｓ１１Ａがオンになるが、トランジスタ６Ａの
ベースに駆動信号パルス１が入力されてから、フォトダ
イオード４０Ａの光起電力が閾値電圧を越えるまでには
微小な時間を要し、駆動信号パルス１の入力からＭＯＳ
ＦＥＴ１Ａ，２Ａが導通状態になるまでには若干のタイ
ムラグが発生する（時点ｔ3）。なお、ＭＯＳＦＥＴ１
Ａ，２Ａはソースを互いに連結されているので双方のソ
ース−ゲート間の電圧は同一であり光起電力が閾値電圧
を越えたとき同時に導通状態になる。
ード４０Ａは光を照射されて光起電力を発生し、ＭＯＳ
ＦＥＴ１Ａ，２Ａのゲートに電圧を印加する。また、同
時にＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａと並列に接続されているコ
ンデンサ３Ａの充電も行なう。この光起電力がＭＯＳＦ
ＥＴ１Ａ，２Ａのソース−ゲート間の閾値電圧よりも高
くなったときＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａは導通状態とな
り、端子Ｓ１１Ａがオンになるが、トランジスタ６Ａの
ベースに駆動信号パルス１が入力されてから、フォトダ
イオード４０Ａの光起電力が閾値電圧を越えるまでには
微小な時間を要し、駆動信号パルス１の入力からＭＯＳ
ＦＥＴ１Ａ，２Ａが導通状態になるまでには若干のタイ
ムラグが発生する（時点ｔ3）。なお、ＭＯＳＦＥＴ１
Ａ，２Ａはソースを互いに連結されているので双方のソ
ース−ゲート間の電圧は同一であり光起電力が閾値電圧
を越えたとき同時に導通状態になる。
【００３７】そして、フォトダイオード４０Ａが光起電
力を発生するのは、ＬＥＤ４１Ａから光を照射されてい
る間、つまりトランジスタ６Ａのベースに入力された駆
動信号パルスの幅の時間だけであり、その後はフォトダ
イオード４０ＡによるＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのゲート
への印加電圧は消滅する。ところが、フォトダイオード
４０Ａが光起電力を発生している間にコンデンサ３Ａは
充電が行なわれており、フォトダイオード４０Ａの光起
電力が消滅した後は、このコンデンサ３Ａに充電された
電荷によりＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのソース−ゲート間
の電圧が保持される。したがって、ＭＯＳＦＥＴ１Ａ，
２Ａはこのコンデンサ３Ａの電圧により導通状態に保持
される。
力を発生するのは、ＬＥＤ４１Ａから光を照射されてい
る間、つまりトランジスタ６Ａのベースに入力された駆
動信号パルスの幅の時間だけであり、その後はフォトダ
イオード４０ＡによるＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのゲート
への印加電圧は消滅する。ところが、フォトダイオード
４０Ａが光起電力を発生している間にコンデンサ３Ａは
充電が行なわれており、フォトダイオード４０Ａの光起
電力が消滅した後は、このコンデンサ３Ａに充電された
電荷によりＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａのソース−ゲート間
の電圧が保持される。したがって、ＭＯＳＦＥＴ１Ａ，
２Ａはこのコンデンサ３Ａの電圧により導通状態に保持
される。
【００３８】一方、ＬＥＤ５１Ｂの発光により、フォト
トランジスタ５０Ｂのエミッタ−コレクタ間が導通状態
になる。これによりコンデンサ（第２のコンデンサ）３
Ｂの両端は短絡状態となり、充電手段（第２の充電手
段）４Ｂにより充電されて蓄えられていた電荷は急激に
放電される。そして、このコンデンサ３Ｂの放電により
コンデンサ３Ｂの両端の電圧、すなわちＭＯＳＦＥＴ１
Ｂ，２Ｂのソース−ゲート間電圧も急激に下降し、ＭＯ
ＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂ（端子Ｓ１１Ｂ）は非導通状態とな
る（時点ｔ2）。なお、このコンデンサ３Ｂの放電によ
るソース−ゲート間電圧の下降は、前述のフォトダイオ
ード４０Ａの光起電力の上昇よりも急激であるため、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂが非導通状態になるタイミング
（時点ｔ2）はＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａが導通状態にな
るタイミング（時点ｔ3）よりも若干（約４ｍｓｅｃ）
早い。
トランジスタ５０Ｂのエミッタ−コレクタ間が導通状態
になる。これによりコンデンサ（第２のコンデンサ）３
Ｂの両端は短絡状態となり、充電手段（第２の充電手
段）４Ｂにより充電されて蓄えられていた電荷は急激に
放電される。そして、このコンデンサ３Ｂの放電により
コンデンサ３Ｂの両端の電圧、すなわちＭＯＳＦＥＴ１
Ｂ，２Ｂのソース−ゲート間電圧も急激に下降し、ＭＯ
ＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂ（端子Ｓ１１Ｂ）は非導通状態とな
る（時点ｔ2）。なお、このコンデンサ３Ｂの放電によ
るソース−ゲート間電圧の下降は、前述のフォトダイオ
ード４０Ａの光起電力の上昇よりも急激であるため、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂが非導通状態になるタイミング
（時点ｔ2）はＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａが導通状態にな
るタイミング（時点ｔ3）よりも若干（約４ｍｓｅｃ）
早い。
【００３９】そして、トランジスタ６Ａに駆動信号パル
ス１が入力されてから１ｓｅｃ後には、トランジスタ６
Ｂに駆動信号パルス２が入力される（時点ｔ4 ）。この
駆動信号パルス２によりトランジスタ６Ｂが導通状態と
なり、放電手段５Ａはコンデンサ３Ａの放電を行ない、
充電手段４ＢはＭＯＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂのゲートへの電
圧の印加とコンデンサ３Ｂの充電とを行なう。そして、
これにより、まずＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａ（端子Ｓ１１
Ａ）が非導通状態となり（時点ｔ5 ）、遅れてＭＯＳＦ
ＥＴ１Ｂ，２Ｂ（端子Ｓ１１Ｂ）が導通状態になる（時
点ｔ6 ）。
ス１が入力されてから１ｓｅｃ後には、トランジスタ６
Ｂに駆動信号パルス２が入力される（時点ｔ4 ）。この
駆動信号パルス２によりトランジスタ６Ｂが導通状態と
なり、放電手段５Ａはコンデンサ３Ａの放電を行ない、
充電手段４ＢはＭＯＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂのゲートへの電
圧の印加とコンデンサ３Ｂの充電とを行なう。そして、
これにより、まずＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２Ａ（端子Ｓ１１
Ａ）が非導通状態となり（時点ｔ5 ）、遅れてＭＯＳＦ
ＥＴ１Ｂ，２Ｂ（端子Ｓ１１Ｂ）が導通状態になる（時
点ｔ6 ）。
【００４０】以上のスイッチＳ１１と同様の動作をスイ
ッチＳ１２についても行なうことにより、蓄電池Ｂ１
１，Ｂ１２と蓄電器Ｃ１１との接続の切換（第１接続モ
ードと第２接続モードとの切換）が行なわれる。なお、
スイッチＳ１２の接続切換はスイッチＳ１１と同じくト
ランジスタ６Ａ，６Ｂへの駆動信号パルス１，２の入力
により行なわれ、これによりスイッチＳ１１と同期して
接続切換が行なわれる。
ッチＳ１２についても行なうことにより、蓄電池Ｂ１
１，Ｂ１２と蓄電器Ｃ１１との接続の切換（第１接続モ
ードと第２接続モードとの切換）が行なわれる。なお、
スイッチＳ１２の接続切換はスイッチＳ１１と同じくト
ランジスタ６Ａ，６Ｂへの駆動信号パルス１，２の入力
により行なわれ、これによりスイッチＳ１１と同期して
接続切換が行なわれる。
【００４１】このように、本発明の一実施形態としての
スイッチング装置によれば、トランジスタ６Ａ，６Ｂに
交互に駆動信号パルスを入力することにより、ＭＯＳＦ
ＥＴ１Ａ，２Ａ，ＭＯＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂを導通状態又
は非導通状態にすることができ、これにより端子Ｓ１１
Ａ，Ｓ１１Ｂのオン又はオフができるので、低消費電力
でスイッチＳ１１を駆動することができる。
スイッチング装置によれば、トランジスタ６Ａ，６Ｂに
交互に駆動信号パルスを入力することにより、ＭＯＳＦ
ＥＴ１Ａ，２Ａ，ＭＯＳＦＥＴ１Ｂ，２Ｂを導通状態又
は非導通状態にすることができ、これにより端子Ｓ１１
Ａ，Ｓ１１Ｂのオン又はオフができるので、低消費電力
でスイッチＳ１１を駆動することができる。
【００４２】また、ＭＯＳＦＥＴ１Ａ，２ＡとＭＯＳＦ
ＥＴ１Ｂ，２Ｂとは、同一の駆動信号パルス１，２によ
り導通状態又は非導通状態となり、かつ非導通状態にな
るタイミングが導通状態になるタイミングよりも早いた
め、蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２や蓄電器Ｃ１１がショートす
ることがなく安全である。さらに、駆動信号パルス１，
２のパルス間隔を変化させることによりスイッチＳ１
１，Ｓ１２の切換間隔を調整することができ、また駆動
信号パルス１，２の入力を連続して行なうことにより繰
り返しスイッチＳ１１，Ｓ１２の接続切換を行なうこと
ができる。これにより、蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２や蓄電器
Ｃ１１の性能に応じて効率よく蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２の
電圧均衡化を行なうことができる。
ＥＴ１Ｂ，２Ｂとは、同一の駆動信号パルス１，２によ
り導通状態又は非導通状態となり、かつ非導通状態にな
るタイミングが導通状態になるタイミングよりも早いた
め、蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２や蓄電器Ｃ１１がショートす
ることがなく安全である。さらに、駆動信号パルス１，
２のパルス間隔を変化させることによりスイッチＳ１
１，Ｓ１２の切換間隔を調整することができ、また駆動
信号パルス１，２の入力を連続して行なうことにより繰
り返しスイッチＳ１１，Ｓ１２の接続切換を行なうこと
ができる。これにより、蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２や蓄電器
Ｃ１１の性能に応じて効率よく蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２の
電圧均衡化を行なうことができる。
【００４３】なお、図１，図２では２つの蓄電池を直列
接続した場合の回路構成図を示しているが、図４は複数
の（３つ以上）の蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３を直列
接続した場合の回路構成図であって、これら複数の蓄電
池Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３に直列接続された複数の蓄電
器Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を並列に配設し、その間に本
スイッチング装置に係るスイッチＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１
３を接続した場合の蓄電装置の回路構成図である。した
がって、図４に示すように、この電圧均衡化装置は図１
に示す構成要素に加えて、端子Ｓ１２ＡとスイッチＳ１
２との間に、第３のＭＯＳＦＥＴと、この第３のＭＯＳ
ＦＥＴのゲートとソースとの間に接続された第３のコン
デンサと、トランジスタ６Ａへの駆動信号パルス１の入
力により第３のコンデンサの充電を行ない、第３のＭＯ
ＳＦＥＴを導通状態に保持する第３の充電手段４Ａ′
と、トランジスタ６Ｂへの駆動信号パルス２の入力によ
り第３のコンデンサの放電を行ない、第３のＭＯＳＦＥ
Ｔを非導通状態に保持する第３の放電手段５Ａ′とをそ
なえて構成されている。また、第３の充電手段４Ａ′
は、第３のコンデンサに並列に接続された第３のフォト
ダイオードと、第３のフォトダイオードとともにフォト
カプラを構成し、トランジスタ６Ａへの駆動信号パルス
１により発光するＬＥＤとをそなえて構成され、第３の
放電手段５Ａ′は、第３のコンデンサに並列に接続され
た第３のフォトトランジスタと、この第３のフォトトラ
ンジスタとともにフォトカプラを構成し、トランジスタ
６Ｂへの駆動信号パルス２により発光するＬＥＤとをそ
なえて構成されている。 また、端子Ｓ１２Ｂとスイッチ
Ｓ１２との間に、第４のＭＯＳＦＥＴと、この第４のＭ
ＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に接続された第４の
コンデンサと、トランジスタ６Ｂへの駆動信号パルス２
の入力により第４のコンデンサの充電を行ない、第４の
ＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第４の充電手段４
Ｂ′と、トランジスタ６Ａへの駆動信号パルス１の入力
により第４のコンデンサの放電を行ない、第４のＭＯＳ
ＦＥＴを非導通状態に保持する第４の放電手段５Ｂ′と
をそなえて構成されている。また、第４の充電手段４
Ｂ′は、第４のコンデンサに並列に接続された第４のフ
ォトダイオードと、この第４のフォトダイオードととも
にフォトカプラを構成し、トランジスタ６Ｂへの駆動信
号パルス２により発光するＬＥＤとをそなえて構成さ
れ、第４の放電手段５Ｂ′は、第４のコンデンサに並列
に接続された第４のフォトトランジスタと、第４のフォ
トトランジスタとともにフォトカプラを構成し、トラン
ジスタ６Ａへの駆動信号パルス１により発光するＬＥＤ
とをそなえて構成されている。 さらに、端子Ｓ１３Ａと
スイッチＳ１３との間に、第５のＭＯＳＦＥＴと、この
第５のＭＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に接続され
た第５のコンデンサと、トランジスタ６Ａへの駆動信号
パルス１の入力により第５のコンデンサの充電を行な
い、第５のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第５の充
電手段４Ａ″と、トランジスタ６Ｂへの駆動信号パルス
２の入力により第５のコンデンサの放電を行ない、第５
のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保持する第５の放電手段
５Ａ″とをそなえて構成されている。また、第５の充電
手段４Ａ″は、第５のコンデンサに並列に接続された第
５のフォトダイオードと、この第５のフォトダイオード
とともにフォトカプラを構成し、トランジスタ６Ａへの
駆動信号パルス１により発光するＬＥＤとをそなえて構
成され、第５の放電手段５Ａ″は、第５のコンデンサに
並列に接続された第５のフォトトランジスタと、この第
５のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構成
し、トランジスタ６Ｂへの駆動信号パルス２により発光
するＬＥＤとをそなえて構成されている。 また、端子Ｓ
１３ＢとスイッチＳ１３との間に、第６のＭＯＳＦＥＴ
と、この第６のＭＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に
接続された第６のコンデンサと、トランジスタ６Ｂへの
駆動信号パルス２の入力により第６のコンデンサの充電
を行ない、第６のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第
６の充電手段４Ｂ″と、トランジスタ６Ａへの駆動信号
パルス１の入力により第６のコンデンサの放電を行な
い、第６のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保持する第６の
放電手段５Ｂ″とをそなえて構成されている。また、第
６の充電手段４Ｂ″は、第６のコンデンサに並列に接続
された第６のフォトダイオードと、この第６のフォトダ
イオードとともにフォトカプラを構成し、トランジスタ
６Ｂへの駆動信号パルス２により発光するＬＥＤとをそ
なえて構成され、第６の放電手段５Ｂ″は、第６のコン
デンサに並列に接続された第６のフォトトランジスタ
と、第６のフォトトランジスタとと もにフォトカプラを
構成し、トランジスタ６Ａへの駆動信号パルス１により
発光するＬＥＤとをそなえて構成されている。ただし、
ここでは蓄電池数は３つのみ示しているが、さらに同様
な構成で増設することももちろん可能である。
接続した場合の回路構成図を示しているが、図４は複数
の（３つ以上）の蓄電池Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３を直列
接続した場合の回路構成図であって、これら複数の蓄電
池Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３に直列接続された複数の蓄電
器Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を並列に配設し、その間に本
スイッチング装置に係るスイッチＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１
３を接続した場合の蓄電装置の回路構成図である。した
がって、図４に示すように、この電圧均衡化装置は図１
に示す構成要素に加えて、端子Ｓ１２ＡとスイッチＳ１
２との間に、第３のＭＯＳＦＥＴと、この第３のＭＯＳ
ＦＥＴのゲートとソースとの間に接続された第３のコン
デンサと、トランジスタ６Ａへの駆動信号パルス１の入
力により第３のコンデンサの充電を行ない、第３のＭＯ
ＳＦＥＴを導通状態に保持する第３の充電手段４Ａ′
と、トランジスタ６Ｂへの駆動信号パルス２の入力によ
り第３のコンデンサの放電を行ない、第３のＭＯＳＦＥ
Ｔを非導通状態に保持する第３の放電手段５Ａ′とをそ
なえて構成されている。また、第３の充電手段４Ａ′
は、第３のコンデンサに並列に接続された第３のフォト
ダイオードと、第３のフォトダイオードとともにフォト
カプラを構成し、トランジスタ６Ａへの駆動信号パルス
１により発光するＬＥＤとをそなえて構成され、第３の
放電手段５Ａ′は、第３のコンデンサに並列に接続され
た第３のフォトトランジスタと、この第３のフォトトラ
ンジスタとともにフォトカプラを構成し、トランジスタ
６Ｂへの駆動信号パルス２により発光するＬＥＤとをそ
なえて構成されている。 また、端子Ｓ１２Ｂとスイッチ
Ｓ１２との間に、第４のＭＯＳＦＥＴと、この第４のＭ
ＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に接続された第４の
コンデンサと、トランジスタ６Ｂへの駆動信号パルス２
の入力により第４のコンデンサの充電を行ない、第４の
ＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第４の充電手段４
Ｂ′と、トランジスタ６Ａへの駆動信号パルス１の入力
により第４のコンデンサの放電を行ない、第４のＭＯＳ
ＦＥＴを非導通状態に保持する第４の放電手段５Ｂ′と
をそなえて構成されている。また、第４の充電手段４
Ｂ′は、第４のコンデンサに並列に接続された第４のフ
ォトダイオードと、この第４のフォトダイオードととも
にフォトカプラを構成し、トランジスタ６Ｂへの駆動信
号パルス２により発光するＬＥＤとをそなえて構成さ
れ、第４の放電手段５Ｂ′は、第４のコンデンサに並列
に接続された第４のフォトトランジスタと、第４のフォ
トトランジスタとともにフォトカプラを構成し、トラン
ジスタ６Ａへの駆動信号パルス１により発光するＬＥＤ
とをそなえて構成されている。 さらに、端子Ｓ１３Ａと
スイッチＳ１３との間に、第５のＭＯＳＦＥＴと、この
第５のＭＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に接続され
た第５のコンデンサと、トランジスタ６Ａへの駆動信号
パルス１の入力により第５のコンデンサの充電を行な
い、第５のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第５の充
電手段４Ａ″と、トランジスタ６Ｂへの駆動信号パルス
２の入力により第５のコンデンサの放電を行ない、第５
のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保持する第５の放電手段
５Ａ″とをそなえて構成されている。また、第５の充電
手段４Ａ″は、第５のコンデンサに並列に接続された第
５のフォトダイオードと、この第５のフォトダイオード
とともにフォトカプラを構成し、トランジスタ６Ａへの
駆動信号パルス１により発光するＬＥＤとをそなえて構
成され、第５の放電手段５Ａ″は、第５のコンデンサに
並列に接続された第５のフォトトランジスタと、この第
５のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構成
し、トランジスタ６Ｂへの駆動信号パルス２により発光
するＬＥＤとをそなえて構成されている。 また、端子Ｓ
１３ＢとスイッチＳ１３との間に、第６のＭＯＳＦＥＴ
と、この第６のＭＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に
接続された第６のコンデンサと、トランジスタ６Ｂへの
駆動信号パルス２の入力により第６のコンデンサの充電
を行ない、第６のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持する第
６の充電手段４Ｂ″と、トランジスタ６Ａへの駆動信号
パルス１の入力により第６のコンデンサの放電を行な
い、第６のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保持する第６の
放電手段５Ｂ″とをそなえて構成されている。また、第
６の充電手段４Ｂ″は、第６のコンデンサに並列に接続
された第６のフォトダイオードと、この第６のフォトダ
イオードとともにフォトカプラを構成し、トランジスタ
６Ｂへの駆動信号パルス２により発光するＬＥＤとをそ
なえて構成され、第６の放電手段５Ｂ″は、第６のコン
デンサに並列に接続された第６のフォトトランジスタ
と、第６のフォトトランジスタとと もにフォトカプラを
構成し、トランジスタ６Ａへの駆動信号パルス１により
発光するＬＥＤとをそなえて構成されている。ただし、
ここでは蓄電池数は３つのみ示しているが、さらに同様
な構成で増設することももちろん可能である。
【００４４】この場合、図４に示すように、各スイッチ
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３における第１の充電手段４Ａ，
第３の充電手段４Ａ′，第５の充電手段４Ａ″及び第２
の放電手段５Ｂ，第４の放電手段５Ｂ′，第６の放電手
段５Ｂ″への駆動信号パルス１を一つのトランジスタ６
Ａから入力し、第２の充電手段４Ｂ，第４の充電手段４
Ｂ′，第６の充電手段４Ｂ″及び第１の放電手段５Ａ，
第３の放電手段５Ａ′，第５の放電手段５Ａ″への駆動
信号パルス２を一つのトランジスタ６Ｂから入力する。
これにより、各スイッチＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３を一斉
に作動させることができ、効率よく第１の接続モードと
第２の接続モードとの切換を行なうことができる。ま
た、各スイッチＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３が同時に切り換
わることなく連動して切り換わることにより各蓄電池Ｂ
１１，Ｂ１２，Ｂ１３や蓄電器Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３
がショートすることがなく安全である。
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３における第１の充電手段４Ａ，
第３の充電手段４Ａ′，第５の充電手段４Ａ″及び第２
の放電手段５Ｂ，第４の放電手段５Ｂ′，第６の放電手
段５Ｂ″への駆動信号パルス１を一つのトランジスタ６
Ａから入力し、第２の充電手段４Ｂ，第４の充電手段４
Ｂ′，第６の充電手段４Ｂ″及び第１の放電手段５Ａ，
第３の放電手段５Ａ′，第５の放電手段５Ａ″への駆動
信号パルス２を一つのトランジスタ６Ｂから入力する。
これにより、各スイッチＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３を一斉
に作動させることができ、効率よく第１の接続モードと
第２の接続モードとの切換を行なうことができる。ま
た、各スイッチＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３が同時に切り換
わることなく連動して切り換わることにより各蓄電池Ｂ
１１，Ｂ１２，Ｂ１３や蓄電器Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３
がショートすることがなく安全である。
【００４５】以上、本実施形態では、蓄電装置の電圧均
衡化装置に本スイッチング装置を用いる場合を説明した
が、本スイッチング装置の用途は当然ながらこれに限定
されることなく、種々のスイッチング対象に対して適用
可能であり、特に、切換頻度の高いスイッチング対象に
ついて適用することが効果的である。そして、本発明の
スイッチング装置の構成は上述した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
衡化装置に本スイッチング装置を用いる場合を説明した
が、本スイッチング装置の用途は当然ながらこれに限定
されることなく、種々のスイッチング対象に対して適用
可能であり、特に、切換頻度の高いスイッチング対象に
ついて適用することが効果的である。そして、本発明の
スイッチング装置の構成は上述した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
【００４６】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４記載
の本発明のスイッチング装置によれば、第１のパルス状
信号及び第２のパルス状信号を入力することでＭＯＳＦ
ＥＴを導通状態と非導通状態とに切り換え、コンデンサ
によりその状態を保持することによりスイッチングを行
なうことができるので、スイッチングに必要な駆動電力
は少なくて済み、低消費電力化が可能である。
の本発明のスイッチング装置によれば、第１のパルス状
信号及び第２のパルス状信号を入力することでＭＯＳＦ
ＥＴを導通状態と非導通状態とに切り換え、コンデンサ
によりその状態を保持することによりスイッチングを行
なうことができるので、スイッチングに必要な駆動電力
は少なくて済み、低消費電力化が可能である。
【００４７】特に、請求項３，４記載の本発明のスイッ
チング装置によれば、蓄電装置の電圧均衡化を省電力で
行なうことができる。
チング装置によれば、蓄電装置の電圧均衡化を省電力で
行なうことができる。
【００４８】また、第１のパルス状信号及び第２のパル
ス状信号のパルス間隔を変化させることによりスイッチ
ング回路の切換間隔を調整することができ、また第１の
パルス状信号及び第２のパルス状信号の入力を連続して
行なうことにより繰り返しスイッチング回路の接続切換
を行なうことができる。これにより、蓄電池や蓄電器の
性能に応じて効率よく複数の蓄電池の電圧均衡化を行な
うことができる。
ス状信号のパルス間隔を変化させることによりスイッチ
ング回路の切換間隔を調整することができ、また第１の
パルス状信号及び第２のパルス状信号の入力を連続して
行なうことにより繰り返しスイッチング回路の接続切換
を行なうことができる。これにより、蓄電池や蓄電器の
性能に応じて効率よく複数の蓄電池の電圧均衡化を行な
うことができる。
【図１】本発明の一実施形態としてのスイッチング装置
の回路構成図である。
の回路構成図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのスイッチング装置
が適用される蓄電装置の模式的な回路構成図である。
が適用される蓄電装置の模式的な回路構成図である。
【図３】本発明の一実施形態としてのスイッチング装置
のスイッチの切換タイミングを示す図であり、（ａ）は
駆動信号パルスの入力タイミングを示す図、（ｂ）は
（ａ）に対応したスイッチの切換タイミングを示す図で
ある。
のスイッチの切換タイミングを示す図であり、（ａ）は
駆動信号パルスの入力タイミングを示す図、（ｂ）は
（ａ）に対応したスイッチの切換タイミングを示す図で
ある。
【図４】本発明の一実施形態としてのスイッチング装置
が適用された蓄電装置の具体的な回路構成図である。
が適用された蓄電装置の具体的な回路構成図である。
【図５】本発明の課題を説明するための図であって、電
池の特性を示すグラフである。
池の特性を示すグラフである。
【図６】本発明の課題を説明するための図であって、従
来の蓄電装置の模式的回路構成図である。
来の蓄電装置の模式的回路構成図である。
【符号の説明】１ 駆動信号パルス（第１のパルス状信号） ２ 駆動信号パルス（第２のパルス状信号）
１Ａ，２Ａ ＭＯＳＦＥＴ（第１のＭＯＳＦＥＴ） １Ｂ，２Ｂ ＭＯＳＦＥＴ（第２のＭＯＳＦＥＴ）
３Ａ コンデンサ（第１のコンデンサ） ３Ｂ コンデンサ（第２のコンデンサ）
４Ａ 充電手段（第１の充電手段） ４Ｂ 充電手段（第２の充電手段） ４Ａ′ 充電手段（第３の充電手段） ４Ｂ′ 充電手段（第４の充電手段） ４Ａ″ 充電手段（第５の充電手段） ４Ｂ″ 充電手段（第６の充電手段）
５Ａ 放電手段（第１の放電手段） ５Ｂ 放電手段（第２の放電手段） ５Ａ′ 放電手段（第３の放電手段） ５Ｂ′ 放電手段（第４の放電手段） ５Ａ″ 放電手段（第５の放電手段） ５Ｂ″ 放電手段（第６の放電手段）
６Ａ，６Ｂ トランジスタ
４０Ａ フォトダイオード（第１のフォトダイオード） ４０Ｂ フォトダイオード（第２のフォトダイオード）
５０Ａ フォトトランジスタ（第１のフォトトランジス
タ） ５０Ｂ フォトトランジスタ（第２のフォトトランジス
タ） ４１Ａ，４１Ｂ，５１Ａ，５１Ｂ ＬＥＤ Ｂ１１ 蓄電池（第１の蓄電池、蓄電手段）Ｂ１２ 蓄電池（第２の蓄電池、蓄電手段） Ｂ１３ 蓄電池（蓄電手段） Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３ 蓄電器（コンデンサ） Ｓ１１ スイッチ（第３の端子） Ｓ１２ スイッチ（第６の端子） Ｓ１１Ａ 端子（第１の端子） Ｓ１１Ｂ 端子（第２の端子） Ｓ１２Ａ 端子（第４の端子） Ｓ１２Ｂ 端子（第５の端子）
タ） ５０Ｂ フォトトランジスタ（第２のフォトトランジス
タ） ４１Ａ，４１Ｂ，５１Ａ，５１Ｂ ＬＥＤ Ｂ１１ 蓄電池（第１の蓄電池、蓄電手段）Ｂ１２ 蓄電池（第２の蓄電池、蓄電手段） Ｂ１３ 蓄電池（蓄電手段） Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３ 蓄電器（コンデンサ） Ｓ１１ スイッチ（第３の端子） Ｓ１２ スイッチ（第６の端子） Ｓ１１Ａ 端子（第１の端子） Ｓ１１Ｂ 端子（第２の端子） Ｓ１２Ａ 端子（第４の端子） Ｓ１２Ｂ 端子（第５の端子）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−236626（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−98698（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−319287（ＪＰ，Ａ)
特表2000−511398（ＪＰ，Ａ)
米国特許6064178（ＵＳ，Ａ)
英国特許出願公開2293059（ＧＢ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 1/00
H02J 7/00 - 7/02
H03K 17/687
H03K 17/78
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の端子と、第２の端子と、該第１の
端子及び該第２の端子に接続可能な第３の端子とをそな
えたスイッチング装置であって、 該第１の端子と該第３の端子との間に、 ゲートに印加される電圧によって該第１の端子と該第３
の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第１の
ＭＯＳＦＥＴと、 該第１のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続
された第１のコンデンサと、 第１のパルス状信号の入力により該第１のコンデンサの
充電を行ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持
する第１の充電手段と、 第２のパルス状信号の入力により該第１のコンデンサの
放電を行ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保
持する第１の放電手段とをそなえ、 該第２の端子と該第３の端子との間に、 ゲートに印加される電圧によって該第２の端子と該第３
の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第２の
ＭＯＳＦＥＴと、 該第２のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続
された第２のコンデンサと、 該第２のパルス状信号の入力により該第２のコンデンサ
の充電を行ない、該第２のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保
持する第２の充電手段と、 該第１のパルス状信号の入力により該第２のコンデンサ
の放電を行ない、該第２のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に
保持する第２の放電手段とをそなえていることを特徴と
する、スイッチング装置。 - 【請求項２】 該第１の充電手段は、 該第１のコンデンサに並列に接続された第１のフォトダ
イオードと、 該第１のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成
し、該第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそ
なえ、 該第１の放電手段は、 該第１のコンデンサに並列に接続された第１のフォトト
ランジスタと、 該第１のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構
成し、該第２のパルス 状信号により発光するＬＥＤとを
そなえ、 該第２の充電手段は、 該第２のコンデンサに並列に接続された第２のフォトダ
イオードと、 該第２のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成
し、該第２のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそ
なえ、 該第２の放電手段は、 該第２のコンデンサに並列に接続された第２のフォトト
ランジスタと、 該第２のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構
成し、該第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとを
そなえていることを特徴とする、請求項１記載のスイッ
チング装置。 - 【請求項３】 直列に接続された第１，第２の蓄電池
と、該第１の蓄電池又は該第２の蓄電池に並列に接続可
能な蓄電器とをそなえ、該蓄電器と該第１の蓄電池との
接続、及び、該蓄電器と該第２の蓄電池との接続の何れ
かに切り換える スイッチング装置であって、 該第１の蓄電池の正極に接続された第１の端子と、 該第１の蓄電池の負極に接続された第２の端子と、 該蓄電器の一端に接続された第３の端子と、 該第２の蓄電池の正極に接続された第４の端子と、 該第２の蓄電池の負極に接続された第５の端子と、 該蓄電器の他端に接続された第６の端子とをそなえ、 該第１の端子と該第３の端子との間に、 ゲートに印加される電圧によって該第１の端子と該第３
の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第１の
ＭＯＳＦＥＴと、 該第１のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続
された第１のコンデンサと、 第１のパルス状信号の入力により該第１のコンデンサの
充電を行ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保持
する第１の充電手段と、 第２のパルス状信号の入力により該第１のコンデンサの
放電を行ない、該第１のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に保
持する第１の放電手段とをそなえ、 該第２の端子と該第３の端子との間に、 ゲートに印加される電圧によって該第２の端子と該第３
の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第２の
ＭＯＳＦＥＴと、 該第２のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続
された第２のコンデンサと、 該第２のパルス状信号の入力により該第２のコンデンサ
の充電を行ない、該第２のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保
持する第２の充電手段と、 該第１のパルス状信号の入力により該第２のコンデンサ
の放電を行ない、該第２のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に
保持する第２の放電手段とをそなえ、 該第４の端子と該第６の端子との間に、 ゲートに印加される電圧によって該第４の端子と該第６
の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第３の
ＭＯＳＦＥＴと、 該第３のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続
された第３のコンデンサと、 該第１のパルス状信号の入力により該第３のコンデンサ
の充電を行ない、該第３のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保
持する第３の充電手段と、 該第２のパルス状信号の入力により該第３のコンデンサ
の放電を行ない、該第３のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に
保持する第３の放電手段とをそなえ、 該第５の端子と該第６の端子との間に、 ゲートに印加される電圧によって該第５の端子と該第６
の端子とを導通状態又は非導通状態に制御可能な第４の
ＭＯＳＦＥＴと、 該第４のＭＯＳＦＥＴの該ゲートとソースとの間に接続
された第４のコンデンサと、 該第２のパルス状信号の入力により該第４のコンデンサ
の充電を行ない、該第４のＭＯＳＦＥＴを導通状態に保
持する第４の充電手段と、 該第１のパルス状信号の入力により該第４のコンデンサ
の放電を行ない、該第４のＭＯＳＦＥＴを非導通状態に
保持する第４の放電手段とをそなえていることを特徴と
する、スイッチング装置。 - 【請求項４】 該第１の充電手段は、 該第１のコンデンサに並列に接続された第１のフォトダ
イオードと、 該第１のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成
し、該第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそ
なえ、 該第１の放電手段は、 該第１のコンデンサに並列に接続された第１のフォトト
ランジスタと、 該第１のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構
成し、該第２のパルス状信号により発光するＬＥＤとを
そなえ、 該第２の充電手段は、 該第２のコンデンサに並列に接続された第２のフォトダ
イオードと、 該第２のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成
し、該第２のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそ
なえ、 該第２の放電手段は、 該第２のコンデンサに並列に接続された第２のフォトト
ランジスタと、 該第２のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構
成し、該第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとを
そなえ、 該第３の充電手段は、 該第３のコンデンサに並列に接続された第３のフォトダ
イオードと、 該第３のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成
し、該第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそ
なえ、 該第３の放電手段は、 該第３のコンデンサに並列に接続された第３のフォトト
ランジスタと、 該第３のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構
成し、該第２のパルス状信号により発光するＬＥＤとを
そなえ、 該第４の充電手段は、 該第４のコンデンサに並列に接続された第４のフォトダ
イオードと、 該第４のフォトダイオードとともにフォトカプラを構成
し、該第２のパルス状信号により発光するＬＥＤとをそ
なえ、 該第４の放電手段は、 該第４のコンデンサに並列に接続された第４のフォトト
ランジスタと、 該第４のフォトトランジスタとともにフォトカプラを構
成し、該第１のパルス状信号により発光するＬＥＤとを
そなえていることを特徴とする、請求項３記載のスイッ
チング装置。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP26388097A JP3368527B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | スイッチング装置 |
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| JPH11103525A JPH11103525A (ja) | 1999-04-13 |
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|---|---|---|---|
| JP26388097A Expired - Fee Related JP3368527B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | スイッチング装置 |
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1997
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