JP5739014B1 - バッテリ充電装置、および、バッテリ充電装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

バッテリ充電装置は、一端が第１のバッテリ端子に接続され、他端が第１の発電機端子に接続された第１のスイッチ素子と、一端が第１のバッテリ端子に接続され、他端が第２の発電機端子に接続された第２のスイッチ素子と、を備える。制御回路が第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子の制御を停止して第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子がオフしている場合において、検出回路は、バッテリの逆接続の状態を検出したときには、第１のスイッチ素子または第２のスイッチ素子の少なくとも何れかを強制的にオンする。

Description

本発明は、バッテリ充電装置、および、バッテリ充電装置の制御方法に関する。

従来、例えば、特開２００９−１１８６０７号公報、特開２００９−１１８６０８号公報に記載のように、ショート式レギュレータ・レクチファイアが適用されたバッテリ充電装置３００がある（図３）。

この従来のバッテリ充電装置３００は、交流発電機Ｇの第１の出力Ｇａが接続される第１の発電機端子ＴＧ１と、交流発電機Ｇの第２の出力Ｇｂが接続される第２の発電機端子ＴＧ２と、を備える。また、バッテリ充電装置３００は、バッテリＢの正極側が接続される第１のバッテリ端子ＴＢ１と、バッテリＢの負極側が接続され、且つ第１のバッテリ端子ＴＢ１との間に、バッテリＢとヒューズＦとが直列に接続される第２のバッテリ端子ＴＢ２と、を備える。

さらに、バッテリ充電装置３００は、４つのダイオードＡ１〜Ａ４および２つのサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２を有し、交流発電機Ｇの出力電流を整流して第１のバッテリ端子ＴＢ１に出力する整流回路３００Ａを備える。

さらに、バッテリ充電装置３００は、交流発電機Ｇの出力電流を整流するように、整流回路ＡのサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２を制御する制御回路ＣＯＮを備える。

この従来のバッテリ充電装置３００では、バッテリＢの逆接続時に、レクチファイア（第オードＡ１〜Ａ４）部を経由してバッテリＢからの電流ＩがヒューズＦに流れる。

そして、この電流Ｉにより、ヒューズＦが溶断される。したがって、電子機器Ｄに逆電圧が印加されるのが抑制される。

一方、例えば、オープン式レギュレータ・レクチファイアを採用する従来のバッテリ充電装置４００がある（図４）。

この従来のバッテリ充電装置４００は、既述のバッテリ充電装置３００と同様に、第１の発電機端子ＴＧ１と、第２の発電機端子ＴＧ２と、第１のバッテリ端子ＴＢ１と、第２のバッテリ端子ＴＢ２と、を備える。さらに、このバッテリ充電装置４００は、２つのダイオードＥ１、Ｅ２および２つのサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２を有し、交流発電機Ｇの出力電流を整流して第１のバッテリ端子ＴＢ１に出力する整流回路４００Ａを備える。さらに、バッテリ充電装置４００は、交流発電機Ｇの出力電流を整流するように、整流回路４００ＡのサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２を制御する制御回路ＣＯＮを備える。

このバッテリ充電装置４００では、レクチファイア部がサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２で構成されている。このサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２は、交流発電機Ｇの出力電流を整流する通常動作時において、制御回路ＣＯＮによりオン／オフが制御される。

しかし、交流発電機Ｇが電流を出力しない（回転していない）場合、制御回路ＣＯＮはサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２を制御せず、バッテリＢが逆接続されても、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２は動作しない（オフしている）。この場合、バッテリＢの逆接続時に、ヒューズＦに電流Ｉを流す経路が確保されない（図４）。

すなわち、バッテリＢの逆接続時に、ヒューズＦが溶断されない。したがって、電子機器Ｄに逆電圧が印加されてしまう。

ここで、オープン式レギュレータ・レクチファイアを採用する他の従来のバッテリ充電装置５００では、既述の従来のバッテリ充電装置４００と比較して、カソードが第１のバッテリ端子ＴＢ１に接続され、アノードが第２のバッテリ端子ＴＢ２に接続された追加ダイオードｄａをさらに備える（図５）。

この追加ダイオードｄａにより、バッテリＢの逆接続時に、ヒューズＦに電流Ｉを流す経路が確保される。

そして、この電流Ｉにより、ヒューズＦが溶断される。したがって、電子機器Ｄに逆電圧が印加されるのが抑制される。

しかし、既述の図５に示すオープン式レギュレータ・レクチファイアを採用する従来のバッテリ充電装置５００において、該追加ダイオードｄａは、通常動作時は使用されないにも拘わらず、ヒューズＦの溶断に耐える電流容量を有する必要がある。

したがって、このような追加ダイオードｄａを設けることにより、バッテリ充電装置５００の製造コストが増加する問題がある。

本発明の一態様に係る実施例に従ったバッテリ充電装置は、
交流発電機によるバッテリの充電を制御するバッテリ充電装置であって、
前記交流発電機の第１の出力が接続される第１の発電機端子と、
前記交流発電機の第２の出力が接続される第２の発電機端子と、
前記バッテリの正常接続時には、前記バッテリの正極側が接続される第１のバッテリ端子と、
前記バッテリの正常接続時には、前記バッテリの負極側が接続され、且つ前記第１のバッテリ端子との間に、前記バッテリとヒューズとが直列に接続される第２のバッテリ端子と、
一端が前記第１のバッテリ端子に接続され、他端が前記第１の発電機端子に接続された第１のスイッチ素子と、一端が前記第１のバッテリ端子に接続され、他端が前記第２の発電機端子に接続された第２のスイッチ素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１の整流素子と、一端が前記第２の発電機端子に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第２の整流素子と、を有し、且つ前記交流発電機の出力電流を整流して前記第１のバッテリ端子に出力する整流回路と、
前記第１のバッテリ端子に前記バッテリの負極側が接続され且つ前記第２のバッテリ端子に前記バッテリの正極側が接続された前記バッテリの逆接続の状態を、検出し、この検出結果に基づいて、前記第１のスイッチ素子又は前記第２のスイッチ素子の何れかを制御する検出回路と、
前記交流発電機の出力電流を整流するように、前記整流回路の前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路が前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の制御を停止して前記第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子がオフしている場合において、
前記検出回路は、前記バッテリの逆接続の状態を検出したときには、前記第１のスイッチ素子または前記第２のスイッチ素子の少なくとも何れかを強制的にオンする
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記検出回路は、
前記第１のバッテリ端子又は前記第２のバッテリ端子の電圧の極性が前記正常接続時と異なることを検出することにより、前記バッテリが逆接続された状態であることを検出する
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記検出回路は、
前記第１のバッテリ端子又は前記第２のバッテリ端子の電圧の大きさが予め設定された閾値以上であることを検出することにより、前記バッテリが逆接続された状態であることを検出する
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記制御回路が前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の制御を停止して前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子がオフしている場合において、
前記検出回路が、前記バッテリの逆接続の状態を検出したときに、前記第１のスイッチ素子又は前記第２のスイッチ素子の何れかを強制的にオンすることにより、前記第１のバッテリ端子と前記第２のバッテリ端子との間に接続された前記ヒューズに電流が流れて、前記ヒューズが溶断される
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記第１のスイッチ素子は、カソードが前記第１のバッテリ端子に接続され、アノードが前記第１の発電機端子に接続された第１のサイリスタであり、
前記第２のスイッチ素子は、カソードが前記第１のバッテリ端子に接続され、アノードが前記第２の発電機端子に接続された第２のサイリスタであり、
前記第１の整流素子は、カソードが前記第１の発電機端子に接続され、アノードが前記第２のバッテリ端子に接続された第１の整流用ダイオードであり、
前記第２の整流素子は、カソードが前記第２の発電機端子に接続され、アノードが前記第２のバッテリ端子に接続された第２の整流用ダイオードである
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記検出回路は、
カソードが前記第２のバッテリ端子に接続されたツェナーダイオードと、
カソードが前記第１のサイリスタのゲートに接続され、アノードが前記ツェナーダイオードのアノードに接続された第１の検出用ダイオードと、
カソードが前記第２のサイリスタのゲートに接続され、アノードが前記ツェナーダイオードのアノードに接続された第２の検出用ダイオードと、を有する
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記検出回路は、
前記第１のサイリスタのゲートと前記第１の検出用ダイオードのカソードとの間に接続された第１の検出用抵抗と、
前記第２のサイリスタのゲートと前記第２の検出用ダイオードのカソードとの間に接続された第２の検出用抵抗と、をさらに有する
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記第１のバッテリ端子と前記第２のバッテリ端子との間で、前記ヒューズと並列に電子機器が接続されている
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記制御回路が前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の制御を停止して前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子がオフしている場合において、
前記検出回路は、
前記バッテリの逆接続の状態を検出したときには、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の両方を強制的にオンする
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記検出回路は、
逆接続された前記バッテリから供給される電流により駆動することを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記制御回路は、
前記交流発電機の回転が停止して出力電流が出力されない場合に、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の制御を停止する
ことを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記制御回路は、
少なくとも前記交流発電機から出力される出力電流により駆動することを特徴とする。

前記バッテリ充電装置において、
前記検出回路は、
前記バッテリの前記正常接続時には、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子を制御しないことを特徴とする。

本発明の一態様に係る実施例に従ったバッテリ充電装置の制御方法は、
交流発電機の第１の出力が接続される第１の発電機端子と、前記交流発電機の第２の出力が接続される第２の発電機端子と、バッテリの正常接続時には、前記バッテリの正極側が接続される第１のバッテリ端子と、バッテリの正常接続時には、前記バッテリの負極側が接続され、且つ前記第１のバッテリ端子との間に、前記バッテリとヒューズとが直列に接続される第２のバッテリ端子と、一端が前記第１のバッテリ端子に接続され、他端が前記第１の発電機端子に接続された第１のスイッチ素子と、一端が前記第１のバッテリ端子に接続され、他端が前記第２の発電機端子に接続された第２のスイッチ素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１の整流素子と、一端が前記第２の発電機端子に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第２の整流素子と、を有し、且つ前記交流発電機の出力電流を整流して前記第１のバッテリ端子に出力する整流回路と、前記第１のバッテリ端子に前記バッテリの負極側が接続され且つ前記第２のバッテリ端子に前記バッテリの正極側が接続された前記バッテリの逆接続の状態を、検出し、この検出結果に基づいて、前記第１のスイッチ素子又は前記第２のスイッチ素子の何れかを制御する検出回路と、前記交流発電機の出力電流を整流するように、前記整流回路の前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子を制御する制御回路と、を備えたバッテリ充電装置の制御方法において、
前記制御回路が前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の制御を停止して前記第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子がオフしている場合において、
前記検出回路は、前記バッテリの逆接続の状態を検出したときには、前記第１のスイッチ素子または前記第２のスイッチ素子の少なくとも何れかを強制的にオンする
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係るバッテリ充電装置は、第１のバッテリ端子にバッテリの負極側が接続され且つ第２のバッテリ端子にバッテリの正極側が接続されたバッテリの逆接続の状態を、検出し、この検出結果に基づいて、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子の何れかを制御する検出回路を備える。

そして、制御回路が第１および第２のスイッチ素子の制御を停止して第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子がオフしている場合において、検出回路は、バッテリの逆接続の状態を検出したときには、第１のスイッチ素子または第２のスイッチ素子の少なくとも何れかを強制的にオンする。

これにより、バッテリの逆接続時に、ヒューズＦに電流を流す経路が確保される。この電流により、ヒューズが溶断される。したがって、電子機器に逆電圧が印加されるのが抑制される。

さらに、バッテリの逆接続時に、ヒューズＦに電流を流す経路が確保するための追加のダイオード等が不要である。これにより、バッテリ充電装置の製造コストを削減することができる。

図１は、本発明の一態様である実施例１に係るバッテリ充電装置の構成の一例を示す回路図である。 図２は、バッテリの逆接続時における、図１に示すバッテリ充電装置の動作の一例を示す図である。 図３は、従来のバッテリ充電装置の構成の一例を示す回路図である。 図４は、従来のバッテリ充電装置の構成の他の例を示す回路図である。 図５は、従来のバッテリ充電装置の構成のさらに他の例を示す回路図である。

以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。なお、以下では、一例として、交流発電機が単相交流発電機である場合について説明するが、交流発電機が三相交流発電機である場合も同様に説明される。

図１に示すように、交流発電機Ｇは、第１の出力Ｇａと第２の出力Ｇｂに交流電圧を出力するようになっている。そして、バッテリ充電装置１００は、交流発電機ＧによるバッテリＢの充電を制御するようになっている。なお、バッテリＢに充電された電力がバッテリＢに並列に接続された電子機器Ｄに供給される。

この図１に示すバッテリ充電装置１００は、交流発電機Ｇの第１の出力Ｇａが接続される第１の発電機端子ＴＧ１と、交流発電機Ｇの第２の出力Ｇｂが接続される第２の発電機端子ＴＧ２と、を備える。また、バッテリ充電装置１００は、バッテリＢの正極側が接続される第１のバッテリ端子ＴＢ１と、バッテリＢの負極側が接続され、且つ第１のバッテリ端子ＴＢ１との間に、バッテリＢとヒューズＦとが直列に接続される第２のバッテリ端子ＴＢ２と、を備える。

さらに、バッテリ充電装置１００は、一端が第１のバッテリ端子ＴＢ１に接続され、他端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続された第１のスイッチ素子ＳＷ１と、一端が第１のバッテリ端子ＴＢ１に接続され、他端が第２の発電機端子ＴＧ２に接続された第２のスイッチ素子ＳＷ２と、一端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続され、他端が第２のバッテリ端子ＴＢ２に接続された第１の整流素子Ｅ１と、一端が第２の発電機端子ＴＧ２に接続され、他端が第２のバッテリ端子ＴＢ２に接続された第２の整流素子Ｅ２と、を有する整流回路Ａを備える。

さらに、バッテリ充電装置１００は、第１のバッテリ端子ＴＢ１にバッテリＢの負極側が接続され且つ第２のバッテリ端子ＴＢ２にバッテリＢの正極側が接続されたバッテリＢの逆接続の状態を、検出し、この検出結果に基づいて、第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２の何れかを制御する検出回路ＤＣを備える。

さらに、バッテリ充電装置１００は、交流発電機Ｇの出力電流を整流するように、整流回路Ａの第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２を制御する制御回路ＣＯＮを備える。

ここで、図１に示すバッテリＢは、バッテリ充電装置１００に正常接続された状態である。すなわち、第１のバッテリ端子ＴＢ１は、バッテリＢの正常接続時には、バッテリＢの正極側が（ヒューズＦを介して）接続されている。また、第２のバッテリ端子ＴＢ２は、バッテリＢの正常接続時には、バッテリＢの負極側が接続されている。そして、この第２のバッテリ端子ＴＢ２は、第１のバッテリ端子ＴＢ１との間に、バッテリＢとヒューズＦとが直列に接続されている。このヒューズＦは、規定値以上の電流が流れると溶断するようになっている。

そして、これらの第１のバッテリ端子ＴＢ１と第２のバッテリ端子ＴＢ２との間で、ヒューズＦと並列に電子機器Ｄが接続されている。

なお、図１に示す例では、第１のバッテリ端子ＴＢ１とバッテリＢの正極との間にヒューズＦが接続されているが、このヒューズＦがバッテリＢの負極と第２のバッテリ端子ＴＢ２との間に接続されていてもよい。

そして、バッテリＢの正常接続時とは反対のバッテリＢの逆接続時は、第１のバッテリ端子ＴＢ１はバッテリＢの負極側が接続され、第２のバッテリ端子ＴＢ２はバッテリＢの正極側が接続された状態になる（図２）。
また、既述のように、整流回路Ａは、一端が第１のバッテリ端子ＴＢ１に接続され、他端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続された第１のスイッチ素子ＳＷ１と、一端が第１のバッテリ端子ＴＢ１に接続され、他端が第２の発電機端子ＴＧ２に接続された第２のスイッチ素子ＳＷ２と、一端が第１の発電機端子ＴＧ１に接続され、他端が第２のバッテリ端子ＴＢ２に接続された第１の整流素子Ｅ１と、一端が第２の発電機端子ＴＧ２に接続され、他端が第２のバッテリ端子ＴＢ２に接続された第２の整流素子Ｅ２と、を有する。

この整流回路Ａは、交流発電機Ｇの出力電流を整流して第１のバッテリ端子ＴＢ１に出力するようになっている。

そして、第１のスイッチ素子ＳＷ１は、例えば、図１に示すように、カソードが第１のバッテリ端子ＴＢ１に接続され、アノードが第１の発電機端子ＴＧ１に接続された第１のサイリスタである。

また、第２のスイッチ素子ＳＷ２は、例えば、図１に示すように、カソードが第１のバッテリ端子ＴＢ１に接続され、アノードが第２の発電機端子ＴＧ２に接続された第２のサイリスタである。

また、第１の整流素子Ｅ１は、例えば、図１に示すように、カソードが第１の発電機端子ＴＧ１に接続され、アノードが第２のバッテリ端子ＴＢ２に接続された第１の整流用ダイオードである。

また、第２の整流素子Ｅ２は、例えば、図１に示すように、カソードが第２の発電機端子ＴＧ２に接続され、アノードが第２のバッテリ端子ＴＢ２に接続された第２の整流用ダイオードである。

ここで、制御回路ＣＯＮは、交流発電機Ｇの出力電流を整流するように、整流回路Ａの第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２を制御するようになっている。

なお、この制御回路ＣＯＮは、少なくとも交流発電機Ｇから出力される出力電流により駆動する。

そして、制御回路ＣＯＮは、交流発電機Ｇの回転が停止して出力電流が出力されない場合に、第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２の制御を停止する。これにより、第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２がオフする。

また、検出回路ＤＣは、第１のバッテリ端子ＴＢ１にバッテリＢの負極側が接続され且つ第２のバッテリ端子ＴＢ２にバッテリＢの正極側が接続されたバッテリＢの逆接続の状態を、検出し、この検出結果に基づいて、第１のスイッチ素子ＳＷ１又は第２のスイッチ素子ＳＷ２の何れかを制御するようになっている。

なお、検出回路ＤＣは、第１のバッテリ端子ＴＢ１にバッテリＢの負極側が接続され且つ第２のバッテリ端子ＴＢ２にバッテリＢの正極側が接続されたバッテリＢの逆接続の状態を、検出し、この検出結果に基づいて、第１のスイッチ素子ＳＷ１又は第２のスイッチ素子ＳＷ２の何れかを制御するようにしてもよい。

この検出回路ＤＣは、例えば、第１のバッテリ端子ＴＢ１又は第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧の極性が正常接続時と異なることを検出することにより、バッテリＢが逆接続された状態であることを検出するようになっている。

例えば、図１、図２の例では、正常接続時は、第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧の極性が負になり、逆接続時は、第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧の極性が正になる。この場合、検出回路ＤＣは、第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧の極性が正であることを検出することにより、バッテリＢが逆接続された状態であることを検出する。
そして、より具体的には、検出回路ＤＣは、第１のバッテリ端子ＴＢ１又は第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧の極性が正常接続時と異なり且つ第１のバッテリ端子ＴＢ１又は第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧の大きさが予め設定された閾値以上であることを検出することにより、バッテリＢが逆接続された状態であることを検出するようにしてもよい。

これにより、例えば、第１のバッテリ端子ＴＢ１又は第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧がノイズ等により変化しても、該閾値以下の場合は、検出回路ＤＣはバッテリＢが逆接続された状態であると判定しない。すなわち、検出回路ＤＣがノイズ等によりバッテリＢの逆接続の誤検出するのを抑制することができる。

そして、検出回路ＤＣは、バッテリＢの逆接続の状態を検出したときには、第１のスイッチ素子ＳＷ１または第２のスイッチ素子ＳＷ２の少なくとも何れかを強制的にオンする。

なお、検出回路ＤＣは、バッテリＢの逆接続の状態を検出したときには、第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２の両方を強制的にオンするようにしてもよい。

これにより、第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２の両方を強制的にオンすることにより、第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２の一方のみをオンする場合よりも、ヒューズＦに流れる電流Ｉを増加する。すなわち、より確実に、ヒューズＦを溶断することができる。

なお、この検出回路ＤＣは、例えば、逆接続されたバッテリＢから供給される電流により駆動するようになっている。そして、検出回路ＤＣは、バッテリＢの正常接続時には、第１のスイッチ素子ＳＷ１と第２のスイッチ素子ＳＷ２を制御しない。

ここで、この検出回路ＤＣは、例えば、図１に示すように、カソードが第２のバッテリ端子ＴＢ２に接続されたツェナーダイオードＺと、カソードが第１のサイリスタ（第１のスイッチ素子ＳＷ１）のゲートに接続され、アノードがツェナーダイオードＺのアノードに接続された第１の検出用ダイオードｄ１と、カソードが第２のサイリスタ（第２のスイッチ素子ＳＷ２）のゲートに接続され、アノードがツェナーダイオードＺのアノードに接続された第２の検出用ダイオードｄ２と、を有する。

なお、例えば、図１に示すように、検出回路ＤＣは、第１のサイリスタ（第１のスイッチ素子ＳＷ１）のゲートと第１の検出用ダイオードｄ１のカソードとの間に接続された第１の検出用抵抗ｒ１と、第２のサイリスタ（第２のスイッチ素子ＳＷ２）のゲートと第２の検出用ダイオードｄ２のカソードとの間に接続された第２の検出用抵抗ｒ２と、をさらに有するようにしてもよい。なお、図１の例において、ツェナーダイオードＺは、必要に応じて、省略されていてもよい。

また、第１の検出用抵抗ｒ１は、第１の検出用ダイオードｄ１のアノードとツェナーダイオードＺのアノードとの間に接続されていてもよい。同様に、第２の検出用抵抗ｒ２は、第２の検出用ダイオードｄ２のアノードとツェナーダイオードＺのアノードとの間に接続されていてもよい。

そして、例えば、第１の検出用ダイオードｄ１および第２の検出用ダイオードｄ２は、バッテリＢの逆接続時に、ツェナーダイオードＺに印加される電圧が降伏電圧を超えると、電流が流れる。これにより、第１のサイリスタ（第１のスイッチ素子ＳＷ１）および第２のサイリスタ（第２のスイッチ素子ＳＷ２）のゲートに制御電流が供給されて、第１のサイリスタ（第１のスイッチ素子ＳＷ１）および第２のサイリスタ（第２のスイッチ素子ＳＷ２）がオンする。

次に、以上のような構成を有するバッテリ充電装置１００の制御方法の一例について説明する。

既述のように、例えば、交流発電機Ｇの出力電流を停止したときは、この制御回路ＣＯＮが第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２の制御を停止する。これにより、第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２がオフする。

このとき、検出回路ＤＣは、逆接続されたバッテリＢから供給される電流により駆動する（図２）。

そして、検出回路ＤＣは、第１のバッテリ端子ＴＢ１又は第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧の極性が正常接続時と異なることを検出することにより、バッテリＢが逆接続された状態であることを検出する。

より具体的には、検出回路ＤＣは、第１のバッテリ端子ＴＢ１又は第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧の極性が正常接続時と異なり、且つ第１のバッテリ端子ＴＢ１又は第２のバッテリ端子ＴＢ２の電圧の大きさが予め設定された閾値以上であることを検出することにより、バッテリＢが逆接続された状態であることを検出する。

そして、検出回路ＤＣは、バッテリＢの逆接続の状態を検出すると、第１のスイッチ素子ＳＷ１または第２のスイッチ素子ＳＷ２の少なくとも何れかを強制的にオンする。

すなわち、制御回路ＣＯＮが第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２の制御を停止して第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２がオフしている場合において、検出回路ＤＣは、バッテリＢの逆接続の状態を検出したときには、第１のスイッチ素子ＳＷ１または第２のスイッチ素子ＳＷ２の少なくとも何れかを強制的にオンする。

これにより、バッテリＢの逆接続時に、ヒューズＦに電流Ｉを流す経路が確保される（図２）。そして、第１のバッテリ端子ＴＢ１と第２のバッテリ端子ＴＢ２との間に接続されたヒューズＦに電流Ｉが流れて、ヒューズＦが溶断される。したがって、電子機器Ｄに逆電圧が印加されるのが抑制される。

以上のように、本発明の一態様に係るバッテリ充電装置１００は、第１のバッテリ端子ＴＢ１にバッテリＢの負極側が接続され且つ第２のバッテリ端子ＴＢ２にバッテリＢの正極側が接続されたバッテリＢの逆接続の状態を、検出し、この検出結果に基づいて、第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２の何れかを制御する検出回路ＤＣを備える（図１）。

そして、制御回路ＣＯＮが第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２の制御を停止して第１のスイッチ素子ＳＷ１および第２のスイッチ素子ＳＷ２がオフしている場合において、検出回路ＤＣは、バッテリＢの逆接続の状態を検出したときには、第１のスイッチ素子ＳＷ１または第２のスイッチ素子ＳＷ２の少なくとも何れかを強制的にオンする。

これにより、バッテリＢの逆接続時に、ヒューズＦに電流Ｉを流す経路が確保される（図２）。この電流Ｉにより、ヒューズＦが溶断される。したがって、電子機器Ｄに逆電圧が印加されるのが抑制される。

さらに、バッテリＢの逆接続時に、ヒューズＦに電流Ｉを流す経路が確保するための追加のダイオード等が不要である。これにより、バッテリ充電装置１００の製造コストを削減することができる。

なお、実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。

１００ バッテリ充電装置
Ｇ 交流発電機
Ｇａ 第１の出力
ＴＧ１ 第１の発電機端子
Ｇｂ 第２の出力
ＴＧ２ 第２の発電機端子ＴＧ２
Ｂ バッテリ
ＴＢ１ 第１のバッテリ端子
Ｆ ヒューズ
ＴＢ２ 第２のバッテリ端子
ＳＷ１ 第１のスイッチ素子
ＳＷ２ 第２のスイッチ素子
Ｅ１ 第１の整流素子
Ｅ２ 第２の整流素子
Ａ 整流回路
ＤＣ 検出回路
ＣＯＮ 制御回路

Claims (13)

1. 交流発電機によるバッテリの充電を制御するバッテリ充電装置であって、
   前記交流発電機の第１の出力が接続される第１の発電機端子と、
   前記交流発電機の第２の出力が接続される第２の発電機端子と、
   前記バッテリの正常接続時には、前記バッテリの正極側が接続される第１のバッテリ端子と、
   前記バッテリの正常接続時には、前記バッテリの負極側が接続され、且つ前記第１のバッテリ端子との間に、前記バッテリとヒューズとが直列に接続される第２のバッテリ端子と、
   一端が前記第１のバッテリ端子に接続され、他端が前記第１の発電機端子に接続された第１のスイッチ素子と、一端が前記第１のバッテリ端子に接続され、他端が前記第２の発電機端子に接続された第２のスイッチ素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１の整流素子と、一端が前記第２の発電機端子に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第２の整流素子と、を有し、且つ前記交流発電機の出力電流を整流して前記第１のバッテリ端子に出力する整流回路と、
   前記第１のバッテリ端子に前記バッテリの負極側が接続され且つ前記第２のバッテリ端子に前記バッテリの正極側が接続された前記バッテリの逆接続の状態を、検出し、この検出結果に基づいて、前記第１のスイッチ素子又は前記第２のスイッチ素子の何れかを制御する検出回路と、
   前記交流発電機の出力電流を整流するように、前記整流回路の前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路が前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の制御を停止して前記第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子がオフしている場合において、
   前記検出回路が前記バッテリの逆接続の状態を検出したときに前記第１のスイッチ素子または前記第２のスイッチ素子の少なくとも何れかを強制的にオンすることにより、前記第１のバッテリ端子と前記第２のバッテリ端子との間に接続された前記ヒューズに電流が流れて、前記ヒューズが溶断される
   ことを特徴とするバッテリ充電装置。
2. 前記検出回路は、
   前記第１のバッテリ端子又は前記第２のバッテリ端子の電圧の極性が前記正常接続時と異なることを検出することにより、前記バッテリが逆接続された状態であることを検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
3. 前記検出回路は、
   前記第１のバッテリ端子又は前記第２のバッテリ端子の電圧の大きさが予め設定された閾値以上であることを検出することにより、前記バッテリが逆接続された状態であることを検出する
   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１のスイッチ素子は、カソードが前記第１のバッテリ端子に接続され、アノードが前記第１の発電機端子に接続された第１のサイリスタであり、
   前記第２のスイッチ素子は、カソードが前記第１のバッテリ端子に接続され、アノードが前記第２の発電機端子に接続された第２のサイリスタであり、
   前記第１の整流素子は、カソードが前記第１の発電機端子に接続され、アノードが前記第２のバッテリ端子に接続された第１の整流用ダイオードであり、
   前記第２の整流素子は、カソードが前記第２の発電機端子に接続され、アノードが前記第２のバッテリ端子に接続された第２の整流用ダイオードである
   ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
5. 前記検出回路は、
   カソードが前記第２のバッテリ端子に接続されたツェナーダイオードと、
   カソードが前記第１のサイリスタのゲートに接続され、アノードが前記ツェナーダイオードのアノードに接続された第１の検出用ダイオードと、
   カソードが前記第２のサイリスタのゲートに接続され、アノードが前記ツェナーダイオードのアノードに接続された第２の検出用ダイオードと、を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載のバッテリ充電装置。
6. 前記検出回路は、
   前記第１のサイリスタのゲートと前記第１の検出用ダイオードのカソードとの間に接続された第１の検出用抵抗と、
   前記第２のサイリスタのゲートと前記第２の検出用ダイオードのカソードとの間に接続された第２の検出用抵抗と、をさらに有する
   ことを特徴とする請求項５に記載のバッテリ充電装置。
7. 前記第１のバッテリ端子と前記第２のバッテリ端子との間で、前記ヒューズと並列に電子機器が接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
8. 前記制御回路が前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の制御を停止して前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子がオフしている場合において、
   前記検出回路は、
   前記バッテリの逆接続の状態を検出したときには、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の両方を強制的にオンする
   ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
9. 前記検出回路は、
   逆接続された前記バッテリから供給される電流により駆動することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
10. 前記制御回路は、
    前記交流発電機の回転が停止して出力電流が出力されない場合に、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の制御を停止する
    ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
11. 前記制御回路は、
    少なくとも前記交流発電機から出力される出力電流により駆動することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
12. 前記検出回路は、
    前記バッテリの前記正常接続時には、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子を制御しないことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
13. 交流発電機の第１の出力が接続される第１の発電機端子と、前記交流発電機の第２の出力が接続される第２の発電機端子と、バッテリの正常接続時には、前記バッテリの正極側が接続される第１のバッテリ端子と、バッテリの正常接続時には、前記バッテリの負極側が接続され、且つ前記第１のバッテリ端子との間に、前記バッテリとヒューズとが直列に接続される第２のバッテリ端子と、一端が前記第１のバッテリ端子に接続され、他端が前記第１の発電機端子に接続された第１のスイッチ素子と、一端が前記第１のバッテリ端子に接続され、他端が前記第２の発電機端子に接続された第２のスイッチ素子と、一端が前記第１の発電機端子に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１の整流素子と、一端が前記第２の発電機端子に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第２の整流素子と、を有し、且つ前記交流発電機の出力電流を整流して前記第１のバッテリ端子に出力する整流回路と、前記第１のバッテリ端子に前記バッテリの負極側が接続され且つ前記第２のバッテリ端子に前記バッテリの正極側が接続された前記バッテリの逆接続の状態を、検出し、この検出結果に基づいて、前記第１のスイッチ素子又は前記第２のスイッチ素子の何れかを制御する検出回路と、前記交流発電機の出力電流を整流するように、前記整流回路の前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子を制御する制御回路と、を備えたバッテリ充電装置の制御方法において、
    前記制御回路が前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子の制御を停止して前記第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子がオフしている場合において、
    前記検出回路が前記バッテリの逆接続の状態を検出したときに前記第１のスイッチ素子または前記第２のスイッチ素子の少なくとも何れかを強制的にオンすることにより、前記第１のバッテリ端子と前記第２のバッテリ端子との間に接続された前記ヒューズに電流が流れて、前記ヒューズが溶断される
    ことを特徴とするバッテリ充電装置の制御方法。

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