JP6345137B2 - Charger - Google Patents

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Description

本発明は、交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出する装置に係わり、特にその抽出した電力を使用してバッテリに充電する充電装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for extracting electric power from a magnetic field generated around a wiring through which an alternating current flows by electromagnetic induction, and more particularly, to a charging apparatus for charging a battery using the extracted electric power.

例えば、特許文献1には、交流電流に基づき電線の回りに発生する磁界をトランスにより電力に変換し、この変換された電力を整流器により直流に変換し、そして、この変換された直流に基づく電力を電力貯蔵装置に蓄える技術が記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses that a magnetic field generated around an electric wire based on an alternating current is converted into electric power by a transformer, the converted electric power is converted into direct current by a rectifier, and the electric power based on the converted direct current is converted. Is described.

特開2000−245078号公報JP 2000-245078

前述した特許文献1の技術では、交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から電磁誘導で電力を抽出することが可能である。しかし、特許文献1には、抽出した電力をバッテリに充電する場合に、抽出した電力を無駄なく有効に利用する手法については示されていなかった。   In the technique of Patent Document 1 described above, it is possible to extract electric power by electromagnetic induction from a magnetic field generated around a wiring through which an alternating current flows. However, Patent Document 1 does not disclose a method for effectively using the extracted power without waste when charging the extracted power to the battery.

また、バッテリの充電は、一般的にバッテリの保護および充電時間短縮のために、最初ある一定電流の定電流動作で充電し、バッテリ電圧がある閾値電圧になると定電圧動作に切り替える。しかし、このとき最大電力はバッテリ電圧が閾値電圧になった瞬間だけであり、電磁誘導で電力を抽出するシステムでは、主に定電流動作の時には抽出した電力を有効に利用できていない課題があった。また、逆に、主に定電圧動作の時には充電に必要な電力以上の電力を交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から無駄に抽出し、交流電流の流れる配線側の電力を無駄に消費しているという課題があった。   In general, the battery is charged by a constant current operation at a certain constant current for the purpose of battery protection and shortening the charging time, and is switched to a constant voltage operation when the battery voltage reaches a certain threshold voltage. However, the maximum power at this time is only at the moment when the battery voltage reaches the threshold voltage, and the system that extracts power by electromagnetic induction has a problem that the extracted power cannot be effectively used mainly during constant current operation. It was. On the other hand, when operating at constant voltage, power more than that required for charging is extracted from the magnetic field generated around the wiring where AC current flows, and power on the wiring side where AC current flows is wasted. There was a problem of doing.

本発明の目的は、交流電流の流れる配線側から無駄なく電力を抽出し、抽出した電力を効率よく使用する充電装置を提供するものである。   An object of the present invention is to provide a charging device that efficiently extracts electric power from a wiring side through which an alternating current flows and efficiently uses the extracted electric power.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。   Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

(1)充電装置は、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部と、前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部と、前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部と、バッテリと、前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部と、前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記整合部におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御部と、を有する。前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する。   (1) The charging device includes an extraction unit that extracts power from a wiring through which an alternating current flows, a matching unit that matches impedance with the output impedance of the extraction unit, and rectifies the extracted power extracted by the extraction unit from alternating current to direct current A rectifying unit, a battery, a charging unit that charges the battery using the rectified extracted power rectified by the rectifying unit, and a charging current, a charging voltage that the charging unit uses to charge the battery, Alternatively, the control unit controls both the charging current and the charging voltage, or performs impedance adjustment for impedance matching in the matching unit. The control unit measures the rectified extracted power and the necessary power necessary for charging the battery, and controls the rectified extracted power and the necessary power to be equal.

(2)充電装置は、ギャップ長を調整できるトロイダルコアで構成され、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部と、前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部と、前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部と、バッテリと、前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部と、前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記トロイダルコアのギャップ長の調整を行う制御部と、を有する。前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する。   (2) The charging device includes a toroidal core capable of adjusting a gap length, an extraction unit that extracts power from a wiring through which an alternating current flows, a matching unit that matches impedance with an output impedance of the extraction unit, and the extraction unit A rectifying unit that rectifies the extracted power extracted in AC from DC to DC, a battery, a charging unit that charges the battery using the rectified extracted power rectified by the rectifying unit, and the charging unit charges the battery And a control unit that controls the charging current, the charging voltage, or both the charging current and the charging voltage used for the adjustment, or adjusts the gap length of the toroidal core. The control unit measures the rectified extracted power and the necessary power necessary for charging the battery, and controls the rectified extracted power and the necessary power to be equal.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。   Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

すなわち、交流電流の流れる配線側から無駄なく電力を抽出し、抽出した電力を効率よく使用することができる。   That is, power can be extracted without waste from the wiring side through which the alternating current flows, and the extracted power can be used efficiently.

本発明の実施の形態1に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示す充電装置における整合部の動作の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of operation | movement of the matching part in the charging device shown in FIG. (a)(b)(c)は図1に示す充電装置の動作の一例を示す説明図である。(A) (b) (c) is explanatory drawing which shows an example of operation | movement of the charging device shown in FIG. (a)(b)は図1に示す充電装置の動作の別の一例を示す説明図である。(A) (b) is explanatory drawing which shows another example of operation | movement of the charging device shown in FIG. (a)(b)は図1に示す充電装置の動作のさらに別の一例を示す説明図である。(A) (b) is explanatory drawing which shows another example of operation | movement of the charging device shown in FIG. 図1に示す充電装置における制御部の制御フローの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control flow of the control part in the charging device shown in FIG. (a)(b)(c)は図1に示す充電装置の動作のさらに別の一例を示す説明図である。(A) (b) (c) is explanatory drawing which shows another example of operation | movement of the charging device shown in FIG. 図1に示す充電装置における制御部の制御フローの別の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another example of the control flow of the control part in the charging device shown in FIG. 図1に示す充電装置における整合部の動作の別の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of operation | movement of the matching part in the charging device shown in FIG. 図1に示す充電装置における整合部の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a structure of the matching part in the charging device shown in FIG. 本発明の実施の形態2に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charging device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charging device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図12に示す充電装置における保護部の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a structure of the protection part in the charging device shown in FIG. 図12に示す充電装置における制御部の制御フローの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control flow of the control part in the charging device shown in FIG. 本発明の実施の形態4に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charging device which concerns on Embodiment 4 of this invention. 図15に示す充電装置における保護部の構成の一例を示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a protection unit in the charging device illustrated in FIG. 15. 本発明の実施の形態5に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charging device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 図17に示す充電装置における抽出部の動作の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of operation | movement of the extraction part in the charging device shown in FIG. 図17に示す充電装置における制御部の制御フローの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control flow of the control part in the charging device shown in FIG. 本発明の実施の形態6に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charging device which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charging device which concerns on Embodiment 7 of this invention. 図21に示す充電装置における制御部の制御フローの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control flow of the control part in the charging device shown in FIG. 本発明の実施の形態8に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charging device which concerns on Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態9に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charging device which concerns on Embodiment 9 of this invention.

以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant and one is the other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

[実施の形態の概要]
まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に実施の形態の対応する構成要素の符号等を付して説明する。
[Outline of the embodiment]
First, an outline of the embodiment will be described. In the outline of the present embodiment, as an example, the reference numerals of the corresponding components of the embodiment are given in parentheses.

(1)充電装置は、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部(101)と、前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部(102)と、前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部(103)と、バッテリ(105)と、前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部(104)と、前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記整合部におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御部(106)と、を有する。前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する。   (1) The charging device includes an extraction unit (101) that extracts power from a wiring through which an alternating current flows, a matching unit (102) that matches impedance with an output impedance of the extraction unit, and an extracted power extracted by the extraction unit A rectifying unit (103) for rectifying the battery from AC to DC, a battery (105), a charging unit (104) for charging the battery using the rectified extracted power rectified by the rectifying unit, and the charging unit A control unit (106) for controlling a charging current used for charging the battery, a charging voltage, or both a charging current and a charging voltage, or performing impedance adjustment for impedance matching in the matching unit; Have The control unit measures the rectified extracted power and the necessary power necessary for charging the battery, and controls the rectified extracted power and the necessary power to be equal.

(2)充電装置は、ギャップ長を調整できるトロイダルコアで構成され、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部(1701)と、前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部(1102)と、前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部(103)と、バッテリ(105)と、前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部(104)と、前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記トロイダルコアのギャップ長の調整を行う制御部(106)と、を有する。前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する。   (2) The charging device includes a toroidal core capable of adjusting the gap length, and an extraction unit (1701) that extracts power from a wiring through which an alternating current flows, and a matching unit (1102) that performs impedance matching with the output impedance of the extraction unit ), A rectifying unit (103) that rectifies the extracted power extracted by the extracting unit from alternating current to direct current, a battery (105), and charging the battery using the rectified extracted power rectified by the rectifying unit Control the charging unit (104) and the charging current, charging voltage, or both charging current and charging voltage used by the charging unit to charge the battery, or adjust the gap length of the toroidal core And a control unit (106) for performing. The control unit measures the rectified extracted power and the necessary power necessary for charging the battery, and controls the rectified extracted power and the necessary power to be equal.

以下、上述した実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本発明は、実施の形態を説明するための図示例に限定されるものではない。   Hereinafter, each embodiment based on the outline | summary of embodiment mentioned above is described in detail based on drawing. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. Further, the present invention is not limited to the illustrated examples for describing the embodiments.

[実施の形態1]
本実施の形態1に係る充電装置について、図1〜図10を用いて説明する。
[Embodiment 1]
A charging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

<充電装置の構成>
まず、本実施の形態1に係る充電装置の構成を、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態1に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図1では、交流電流の流れる配線として商用周波数50Hzまたは60Hzの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の構成を示している。
<Configuration of charging device>
First, the configuration of the charging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the charging apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, a commercial power line carrying a commercial current from a commercial power supply having a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz is considered as a wiring through which an alternating current flows, and power is extracted by electromagnetic induction from a magnetic field generated around the commercial power line. The structure of the charging device which charges a battery is shown.

充電装置は、抽出部101と、整合部102と、整流部103と、充電部104と、バッテリ105と、制御部106とで構成される。   The charging device includes an extraction unit 101, a matching unit 102, a rectifying unit 103, a charging unit 104, a battery 105, and a control unit 106.

抽出部101は、交流電流の流れる配線である商用電源線107に取り付けられ、この商用電源線107から電力を抽出する抽出部である。この抽出部101による動作は、充電方法における抽出ステップの動作である。   The extraction unit 101 is an extraction unit that is attached to a commercial power line 107 that is a wiring through which an alternating current flows, and extracts power from the commercial power line 107. The operation by the extraction unit 101 is an operation of an extraction step in the charging method.

整合部102は、抽出部101に接続され、この抽出部101の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部である。この整合部102による動作は、充電方法における整合ステップの動作である。   The matching unit 102 is connected to the extraction unit 101 and is a matching unit that performs impedance matching with the output impedance of the extraction unit 101. The operation by the matching unit 102 is the operation of the matching step in the charging method.

整流部103は、抽出部101に接続された整合部102に接続され、この抽出部101で抽出して整合部102でインピーダンス整合がとられた抽出電力を交流から直流に整流する整流部である。この整流部103による動作は、充電方法における整流ステップの動作である。   The rectifying unit 103 is connected to the matching unit 102 connected to the extracting unit 101, and is a rectifying unit that rectifies the extracted power extracted by the extracting unit 101 and impedance matched by the matching unit 102 from AC to DC. . The operation by the rectifying unit 103 is an operation of a rectifying step in the charging method.

充電部104は、整流部103に接続され、この整流部103で整流された整流抽出電力を利用してバッテリ105に充電する充電部である。この充電部104による動作は、充電方法における充電ステップの動作である。   The charging unit 104 is connected to the rectifying unit 103 and is a charging unit that charges the battery 105 using the rectified and extracted power rectified by the rectifying unit 103. The operation by the charging unit 104 is an operation of a charging step in the charging method.

バッテリ105は、充電部104に接続され、この充電部104により充電されるバッテリである。このバッテリ105には、例えばモータや電燈などの負荷が接続されている。   The battery 105 is a battery connected to the charging unit 104 and charged by the charging unit 104. For example, a load such as a motor or an electric lamp is connected to the battery 105.

制御部106は、充電部104の入力側(監視線108)および出力側(監視線109)に接続され、さらに、充電部104および整合部102に接続され、この充電部104がバッテリ105に充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、整合部102におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御部である。この制御部106による動作は、充電方法における制御ステップの動作である。   Control unit 106 is connected to the input side (monitoring line 108) and output side (monitoring line 109) of charging unit 104, and is further connected to charging unit 104 and matching unit 102. Charging unit 104 charges battery 105. It is a control unit that controls the charging current, the charging voltage, or both the charging current and the charging voltage used for performing the adjustment, or performs impedance adjustment for impedance matching in the matching unit 102. The operation by the control unit 106 is an operation of a control step in the charging method.

図1において、抽出部101は、例えばトロイダルコア101aの中心に商用電源線107を通し、トロイダルコア101aに巻き線101bを巻きつけることで構成される。この構成により、巻き線101bの両端に起電力を生じさせることができる。トロイダルコア101aの材料は比透磁率が大きく、磁気飽和を起こしにくい材料、商用周波数では例えばケイ素鋼などを使用する。また、トロイダルコア101aはドーナツ形の例を示している。   In FIG. 1, the extraction unit 101 is configured, for example, by passing a commercial power line 107 through the center of a toroidal core 101a and winding a winding 101b around the toroidal core 101a. With this configuration, an electromotive force can be generated at both ends of the winding 101b. The material of the toroidal core 101a has a high relative magnetic permeability and hardly causes magnetic saturation. For example, silicon steel is used at commercial frequencies. Further, the toroidal core 101a shows an example of a donut shape.

巻き線101bで生じた起電力は、整合部102で巻き線101bの出力インピーダンスとインピーダンス整合をとることで、最大電力を抽出することができる。この抽出された電力は商用周波数の交流であり、整流部103で整流されて直流となり、充電部104に入力される。そして、充電部104は、入力された直流をバッテリ105の充電特性に合わせるような充電電流、充電電圧として、バッテリ105を充電する。   The electromotive force generated in the winding 101b can be extracted with the matching unit 102 by matching impedance with the output impedance of the winding 101b. This extracted electric power is commercial frequency alternating current, which is rectified by the rectifying unit 103 to become direct current and is input to the charging unit 104. The charging unit 104 charges the battery 105 with a charging current and a charging voltage that match the input direct current with the charging characteristics of the battery 105.

<整合部の動作>
図1に示した充電装置における整合部102の動作を、図2を用いて説明する。図2は、充電装置における整合部102の動作の一例を示す説明図である。図2では、整合部102の入力インピーダンスと抽出電力との関係を示したものであり、横軸に整合部102の入力インピーダンス、縦軸に抽出電力を示している。
<Operation of matching unit>
The operation of the matching unit 102 in the charging device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the matching unit 102 in the charging device. FIG. 2 shows the relationship between the input impedance of the matching unit 102 and the extracted power. The horizontal axis represents the input impedance of the matching unit 102 and the vertical axis represents the extracted power.

整合部102の入力インピーダンスが抽出部101の出力インピーダンス、すなわち巻き線101bの出力インピーダンスと等しくなったときに整合点201となり、最大電力が抽出される。   When the input impedance of the matching unit 102 becomes equal to the output impedance of the extraction unit 101, that is, the output impedance of the winding 101b, the matching point 201 is obtained, and the maximum power is extracted.

整合部102は、制御部106から制御を受け、入力インピーダンスを変化させる機能202,203を持つ。最も入力インピーダンスの低い点204から最も入力インピーダンスの高い点205まで可変することができる。整合点201は点204と点205の間のインピーダンスにある。最も入力インピーダンスの低い点204や最も入力インピーダンスの高い点205では整合点201よりも抽出できる電力が少なくなる。なお、整合部102の出力インピーダンスと整流部103の入力インピーダンスとは、常に整合がとれているものとする。   The matching unit 102 has functions 202 and 203 that change the input impedance under the control of the control unit 106. It can be varied from the point 204 having the lowest input impedance to the point 205 having the highest input impedance. Matching point 201 is in the impedance between point 204 and point 205. The point 204 having the lowest input impedance and the point 205 having the highest input impedance have less power that can be extracted than the matching point 201. Note that it is assumed that the output impedance of the matching unit 102 and the input impedance of the rectifying unit 103 are always matched.

<充電部と制御部の動作>
図1に示した充電装置における充電部104と制御部106の動作を、図3を用いて説明する。図3は、充電装置の動作の一例を示す説明図である。図3は、充電部104の入出力の電圧、電流、電力の状態を示したものである。
<Operation of charging unit and control unit>
The operation of the charging unit 104 and the control unit 106 in the charging apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the charging device. FIG. 3 shows the input / output voltage, current, and power states of the charging unit 104.

図3(c)は、バッテリ105へ充電するバッテリ電圧V[B]304とバッテリ電流I[B]305を示している。バッテリ105が完全に放電されている状態とすれば、充電部104は、まず充電部104の出力である充電電流I[C]を電流値I[O]に設定した定電流動作を行う。その後、バッテリ電圧V[B]が、定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値V[O]になったら、定電流動作から、満充電と考える電圧値V[E]より少し高い電圧であるV[D]の電圧値に、充電部104の出力である充電電圧V[C]を設定し、定電圧動作に移行する。バッテリ電圧V[B]が電圧値V[E]になったら満充電状態になったと判断し、充電動作を停止する。これらの動作は、バッテリ電圧V[B]を監視線109により制御部106が測定、監視することで、充電部104を制御する。   FIG. 3C shows a battery voltage V [B] 304 and a battery current I [B] 305 for charging the battery 105. Assuming that the battery 105 is completely discharged, the charging unit 104 first performs a constant current operation in which the charging current I [C] that is the output of the charging unit 104 is set to the current value I [O]. Thereafter, when the battery voltage V [B] reaches a voltage value V [O] that is a threshold voltage for switching from constant current operation to constant voltage operation, the voltage value V [E] that is considered to be fully charged from the constant current operation. The charging voltage V [C], which is the output of the charging unit 104, is set to the voltage value of V [D], which is a little higher voltage, and a constant voltage operation is performed. When battery voltage V [B] reaches voltage value V [E], it is determined that the battery is fully charged, and the charging operation is stopped. In these operations, the control unit 106 measures and monitors the battery voltage V [B] through the monitoring line 109, thereby controlling the charging unit 104.

図3(a)は、充電部104に供給される抽出電力P[x]301と充電部104が必要とする必要電力P[n]302を示している。   FIG. 3A shows the extracted power P [x] 301 supplied to the charging unit 104 and the necessary power P [n] 302 required by the charging unit 104.

図3(a)に示す抽出電力P[x]301は、抽出部101で抽出され、整合部102、整流部103を介して充電部104に入力されたものである。図3(a)の例では、抽出電力P[x]301は一定の電力P1としている。必要電力P[n]302は、図3(c)のバッテリ電圧V[B]304とバッテリ電流I[B]305の積であり、定電流期間である時刻t1から時刻t2までは、バッテリ電圧V[B]304の上昇に伴って必要電力P[n]302は大きくなる。定電圧期間である時刻t2から時刻t3までは、バッテリ電圧V[B]304の上昇が緩やかになり、またバッテリ電流I[B]も減少してくるので、全体としては必要電力P[n]302はだんだん少なくなる。満充電となった時刻t3以降は、電力は必要なくなる。   The extracted power P [x] 301 illustrated in FIG. 3A is extracted by the extraction unit 101 and input to the charging unit 104 via the matching unit 102 and the rectification unit 103. In the example of FIG. 3A, the extracted power P [x] 301 is a constant power P1. The required power P [n] 302 is the product of the battery voltage V [B] 304 and the battery current I [B] 305 in FIG. 3C, and from the time t1 to the time t2, which is a constant current period, The required power P [n] 302 increases as V [B] 304 increases. From time t2 to time t3, which is a constant voltage period, the battery voltage V [B] 304 rises gradually and the battery current I [B] also decreases. 302 gradually decreases. Electric power is no longer necessary after time t3 when the battery is fully charged.

図3(b)は、充電部104の入力電圧である供給電圧V[S]303を示したものであり、監視線108により制御部106が測定、監視している。図3(a)で示すように、抽出電力P[x]301は一定の電力P1であるとすれば、定電流期間である時刻t1から時刻t2は、抽出電力P[x]301と必要電力P[n]302との差分の電圧となり、電圧は減少していき、時刻t2で最小値となる。その後、定電圧期間である時刻t2から時刻t3は、抽出電力P[x]301と必要電力P[n]302との差分が大きくなるため、その差分に応じて電圧は高くなっていく。   FIG. 3B shows a supply voltage V [S] 303 that is an input voltage of the charging unit 104, and the control unit 106 measures and monitors the monitoring line 108. As shown in FIG. 3A, if the extracted power P [x] 301 is a constant power P1, the extracted power P [x] 301 and the necessary power are required from time t1 to time t2, which is a constant current period. The voltage becomes a difference voltage from P [n] 302, the voltage decreases, and reaches a minimum value at time t2. Thereafter, the difference between the extracted power P [x] 301 and the necessary power P [n] 302 increases from time t2 to time t3, which are constant voltage periods, and the voltage increases according to the difference.

ここで、満充電となる時刻t3は、制御部106が監視線109によりバッテリ電圧V[B]を測定、監視し、バッテリ電圧V[B]が電圧値V[E]になったことにより制御部106が認識する。この時、バッテリ電流I[B]は電流値I[E]になる。制御部106は、時刻t3で満充電となったことを認識し、整合部102に対して整合状態をずらすように指示を出す。図2でいえば、整合点201であったところから点204または点205に移動するように制御する。これにより、抽出電力は減少し、図3(a)に示すように抽出電力P[x]301は電力P0に減少し、図3(b)に示す供給電圧V[S]303も減少する。   Here, at time t3 when the battery is fully charged, the control unit 106 measures and monitors the battery voltage V [B] through the monitoring line 109, and is controlled by the battery voltage V [B] having reached the voltage value V [E]. The unit 106 recognizes. At this time, the battery current I [B] becomes the current value I [E]. The control unit 106 recognizes that the battery is fully charged at time t3, and instructs the matching unit 102 to shift the matching state. In FIG. 2, control is performed so that the point 204 or the point 205 is moved from the matching point 201. As a result, the extracted power decreases, the extracted power P [x] 301 decreases to the power P0 as shown in FIG. 3A, and the supply voltage V [S] 303 shown in FIG. 3B also decreases.

図3(a)よりわかるように、必要電力P[n]302の最大値である最大必要電力は、定電流動作から定電圧動作に切り替わる時刻t2の時点の電力である。したがって、抽出電力P[x]301は最大必要電力以上の電力とする必要があり、抽出部101は、整合部102や整流部103での損失も考慮した分の電力が抽出可能な設計とする必要がある。バッテリ電圧V[E]はバッテリ105によって決まっているため、最大必要電力は、定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値I[O]によって決まる。   As can be seen from FIG. 3A, the maximum required power, which is the maximum value of the required power P [n] 302, is the power at the time t2 when the constant current operation is switched to the constant voltage operation. Accordingly, the extracted power P [x] 301 needs to be greater than or equal to the maximum necessary power, and the extraction unit 101 is designed to extract the amount of power in consideration of the loss in the matching unit 102 and the rectification unit 103. There is a need. Since the battery voltage V [E] is determined by the battery 105, the maximum required power is determined by the set current value I [O] of the charging current I [C] during the constant current operation.

図4は、定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値によって変化するバッテリ電圧、バッテリ電流、必要電力の状態を示したものである。図4(b)はバッテリ電圧V[B]とバッテリ電流I[B]を示し、図4(a)は必要電力P[n]を示している。   FIG. 4 shows the state of the battery voltage, the battery current, and the required power that change depending on the set current value of the charging current I [C] during the constant current operation. FIG. 4B shows the battery voltage V [B] and the battery current I [B], and FIG. 4A shows the required power P [n].

I[O]maxは、バッテリ105で許される最大充電電流値である。設定電流値はI[O]max以下でなければならない。定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値がI[O]maxの場合のバッテリ電流I[B]を402に、バッテリ電圧V[B]を401に、必要電力P[n]を403にそれぞれ示す。I[O]maxより小さい設定電流値I[O]の場合のバッテリ電流I[B]305、バッテリ電圧V[B]304、必要電力P[n]302と比較すると、以下のことがわかる。   I [O] max is a maximum charging current value allowed by the battery 105. The set current value must be I [O] max or less. When the set current value of the charging current I [C] during constant current operation is I [O] max, the battery current I [B] is 402, the battery voltage V [B] is 401, and the required power P [n] Are respectively indicated at 403. Compared with the battery current I [B] 305, the battery voltage V [B] 304, and the required power P [n] 302 when the set current value I [O] is smaller than I [O] max, the following can be understood.

(1)時刻t1のときのバッテリ電圧はバッテリ105が放電した電圧と同じであるが、I[O]maxの方がI[O]より大きいので、時刻t1のときの必要電力P[n]は、I[O]maxのときの必要電力P[n]P5の方がI[O]のときの必要電力P[n]P3よりも大きい。   (1) The battery voltage at time t1 is the same as the voltage discharged from the battery 105, but I [O] max is greater than I [O], so the necessary power P [n] at time t1 The required power P [n] P5 when I [O] max is larger than the required power P [n] P3 when I [O].

(2)定電流動作から定電圧動作に切り替わる時間は、I[O]maxのときは時刻t4で、I[O]のときの時刻t2と比較して短い時間である。   (2) The time for switching from constant current operation to constant voltage operation is time t4 when I [O] max, and is shorter than time t2 when I [O].

(3)定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値V[O]は同じであるが、I[O]maxの方がI[O]より大きいので、時刻t4でのI[O]maxのときの最大必要電力P4の方が時刻t2でのI[O]のときの最大必要電力P2よりも大きい。   (3) The voltage value V [O], which is the threshold voltage for switching from constant current operation to constant voltage operation, is the same, but I [O] max is greater than I [O], so I at time t4 The maximum required power P4 when [O] max is larger than the maximum required power P2 when I [O] at time t2.

(4)バッテリ105が満充電になる時間は、I[O]maxのときは時刻t5で、I[O]のときの時刻t3と比較して短い時間である。   (4) The time when the battery 105 is fully charged is time t5 when I [O] max, and is shorter than time t3 when I [O].

以上より、バッテリ105を満充電にする時間を短くするためには、定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値をI[O]maxとすればよいが、そのときの最大必要電力が大きくなる。これに対応するためには、抽出部101でのトロイダルコア101aの規模を大きくする必要があり、抽出部101のサイズが大きくなり、重量も重くなる。したがって、定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値は、抽出部101のサイズ・重量や、バッテリ105が満充電になるまでの時間をどこまで長くしてよいかなど、充電装置の全体仕様により決められる。   From the above, in order to shorten the time for fully charging the battery 105, the set current value of the charging current I [C] at the constant current operation may be set to I [O] max. Electric power increases. In order to cope with this, it is necessary to increase the scale of the toroidal core 101a in the extraction unit 101, the size of the extraction unit 101 increases, and the weight also increases. Accordingly, the set current value of the charging current I [C] during the constant current operation is determined by the charging device such as the size and weight of the extraction unit 101 and the length of time until the battery 105 is fully charged. Determined by overall specifications.

<定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値がI[O]maxより小さいI[O]の場合の抽出した電力を効率よく使用する充電方法>
図1に示した充電装置において、定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値がI[O]maxより小さいI[O]の場合の抽出した電力を効率よく使用する充電方法について、図5、図6を用いて詳細に説明する。図6は、充電装置における制御部106の制御フローの一例を示すフローチャートである。図5は、図6の制御フローを行ったときのバッテリ電圧、バッテリ電流、必要電力、抽出電力の状態を示したものである。図5(b)はバッテリ電圧V[B]とバッテリ電流I[B]を示し、図5(a)は必要電力P[n]と抽出電力P[x]を示している。
<Charging method for efficiently using the extracted power when the set current value of the charging current I [C] during constant current operation is I [O] smaller than I [O] max>
In the charging apparatus shown in FIG. 1, a charging method for efficiently using the extracted power when the set current value of the charging current I [C] during constant current operation is smaller than I [O] max is I [O]. This will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a control flow of the control unit 106 in the charging apparatus. FIG. 5 shows the state of the battery voltage, battery current, required power, and extracted power when the control flow of FIG. 6 is performed. FIG. 5B shows the battery voltage V [B] and the battery current I [B], and FIG. 5A shows the necessary power P [n] and the extracted power P [x].

図5の例では、抽出電力P[x]504は、定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値がI[O]の場合の定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の時刻t2での電力、すなわち必要電力P[n]302の最大値である最大必要電力P2で一定とする。また、バッテリ電圧V[B]は502、バッテリ電流I[B]は503、必要電力P[n]は501となる。   In the example of FIG. 5, the extracted power P [x] 504 is the threshold time for switching from the constant current operation to the constant voltage operation when the set current value of the charging current I [C] during the constant current operation is I [O]. The power at t2, that is, the maximum required power P2, which is the maximum value of the required power P [n] 302, is constant. Further, the battery voltage V [B] is 502, the battery current I [B] is 503, and the necessary power P [n] is 501.

ステップ601において、制御部106による制御がスタートする。   In step 601, control by the control unit 106 starts.

ステップ602において、制御部106は、定電流動作の設定電流値(充電電流I[C])をI[O]maxに初期設定する。また、定電圧動作の設定電圧値(充電電圧V[C])を、満充電と考える電圧値V[E]より少し高い電圧であるV[D]に設定する。なお、定電流動作の設定電流値の初期設定値は、I[O]max以下であればどのような値でもよい。図5では、初期設定値はI[O]maxで説明する。   In step 602, control unit 106 initially sets a set current value (charging current I [C]) for constant current operation to I [O] max. Further, the set voltage value (charge voltage V [C]) for the constant voltage operation is set to V [D], which is a voltage slightly higher than the voltage value V [E] considered to be fully charged. The initial set value of the set current value for constant current operation may be any value as long as it is I [O] max or less. In FIG. 5, the initial setting value will be described as I [O] max.

ステップ603において、制御部106は、整合部102を制御して、抽出部101で生じた起電力を最大電力で抽出できるように、図2におけるインピーダンス整合点201にインピーダンス調整する。調整のためのアルゴリズムとしては、最急降下法などが知られている。   In step 603, the control unit 106 controls the matching unit 102 to adjust the impedance to the impedance matching point 201 in FIG. 2 so that the electromotive force generated in the extraction unit 101 can be extracted with the maximum power. As an algorithm for adjustment, the steepest descent method is known.

ステップ604において、制御部106で、監視線109によりバッテリ電圧V[B]を測定する。   In step 604, the control unit 106 measures the battery voltage V [B] using the monitoring line 109.

ステップ605において、制御部106は、現在のバッテリ105の充電状況を判断するために、バッテリ電圧V[B]が、充電部104を定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値V[O]に対して大きいか小さいかを比較する。   In step 605, the control unit 106 determines the current charging state of the battery 105, and the battery voltage V [B] is a voltage value that is a threshold voltage for switching the charging unit 104 from the constant current operation to the constant voltage operation. Compare whether V [O] is large or small.

ステップ605の結果、バッテリ電圧V[B]が電圧値V[O]より小さい場合、バッテリ105はかなり放電しており定電流動作の領域であると判断され、ステップ606において、制御部106は、充電部104を制御して、充電電流I[C]をそのときの電流設定値とした定電流動作とし、バッテリ105を充電させる。   When the battery voltage V [B] is smaller than the voltage value V [O] as a result of Step 605, it is determined that the battery 105 is considerably discharged and is a constant current operation region. In Step 606, the control unit 106 The charging unit 104 is controlled to perform a constant current operation with the charging current I [C] as a current set value at that time, and the battery 105 is charged.

ステップ607において、制御部106は、抽出電力P[x]と必要電力P[n]を測定する。例えば、監視線108により抽出電力P[x]を、監視線109により必要電力P[n]をそれぞれ測定する。抽出電力P[x]は、電力を直接測定してもよいし、供給電圧V[S]と充電部104の入力電流である供給電流との積をとって求めてもよい。必要電力P[n]は、電力を直接測定してもよいし、バッテリ電圧V[B]とバッテリ電流I[B]とを測定してその積をとって求めてもよい。また、バッテリ電圧V[B]を測定し、そのときに設定している定電流値との積をとって求めてもよい。   In step 607, the control unit 106 measures the extracted power P [x] and the necessary power P [n]. For example, the extracted power P [x] is measured by the monitoring line 108 and the necessary power P [n] is measured by the monitoring line 109. The extracted power P [x] may be obtained by directly measuring the power or by taking the product of the supply voltage V [S] and the supply current that is the input current of the charging unit 104. The required power P [n] may be obtained by directly measuring the power or by measuring the battery voltage V [B] and the battery current I [B] and taking the product thereof. Alternatively, the battery voltage V [B] may be measured and obtained by taking the product with the constant current value set at that time.

ステップ608において、制御部106は、測定した抽出電力P[x]と測定した必要電力P[n]との大きさを比較する。   In step 608, the control unit 106 compares the measured extracted power P [x] with the measured required power P [n].

ステップ608の結果、測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]以上の場合、ステップ609において、現在設定されている定電流動作の設定電流値(I[C])がI[O]maxより小さいかどうかを確認する。I[C]がI[O]maxより小さい場合はステップ610へ、I[C]がI[O]max以上の場合はステップ611に移る。   As a result of step 608, if the measured extracted power P [x] is greater than or equal to the measured required power P [n], in step 609, the currently set current value (I [C]) of the constant current operation is set to I [O] Check whether it is smaller than max. If I [C] is smaller than I [O] max, the process proceeds to step 610. If I [C] is greater than or equal to I [O] max, the process proceeds to step 611.

ステップ610において、定電流動作の設定電流値をαの値だけ加算し、ステップ604に戻る。   In step 610, the set current value for constant current operation is added by the value α, and the flow returns to step 604.

ステップ611において、定電流動作の設定電流値をαの値だけ減算し、ステップ604に戻る。   In step 611, the set current value for constant current operation is subtracted by the value α, and the flow returns to step 604.

ステップ604からステップ611で、定電流動作の設定電流値をI[O]maxを最大値として、抽出電力P[x]と必要電力P[n]とがほぼ等しくなるように定電流動作の設定電流値に調整される。ステップ610,611のαの値が小さければ、抽出電力P[x]と必要電力P[n]との差を小さく抑えることができるが調整に時間がかかる。αの値を大きくすれば、調整にかかる時間は短くなるが抽出電力P[x]と必要電力P[n]との差が大きくなる。   In steps 604 to 611, the constant current operation is set so that the extracted power P [x] and the required power P [n] are substantially equal with the set current value of the constant current operation set to I [O] max as the maximum value. It is adjusted to the current value. If the value of α in steps 610 and 611 is small, the difference between the extracted power P [x] and the required power P [n] can be suppressed to a small value, but adjustment takes time. Increasing the value of α shortens the time required for adjustment, but increases the difference between the extracted power P [x] and the required power P [n].

ステップ604からステップ611の動作を、図5を用いて説明する。時刻t1から時刻t6では、定電流動作の設定電流値は最大のI[O]maxであり、必要電力P[n]403であるが、抽出電力P[x]504の方が大きい。時刻t6から時刻t7では、時刻t6で必要電力P[n]403と抽出電力P[x]504とが等しくなる。このあと、抽出電力P[x]504しか使用しない定電流動作の設定電流値に調整され、時刻t7でバッテリ電圧502は定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値V[O]になる。時刻t7は、時刻t4と時刻t2との間になる。時刻t7で、ステップ605におけるバッテリ電圧V[B]が電圧値V[O]以上になり、ステップ612に移る。   The operation from step 604 to step 611 will be described with reference to FIG. From time t1 to time t6, the set current value of the constant current operation is the maximum I [O] max and is the required power P [n] 403, but the extracted power P [x] 504 is larger. From time t6 to time t7, the required power P [n] 403 and the extracted power P [x] 504 are equal at time t6. Thereafter, the battery voltage 502 is adjusted to a set current value for constant current operation that uses only the extracted power P [x] 504, and the battery voltage 502 is a threshold voltage for switching from constant current operation to constant voltage operation at time t7. ]become. Time t7 is between time t4 and time t2. At time t7, the battery voltage V [B] in step 605 becomes equal to or higher than the voltage value V [O], and the process proceeds to step 612.

ステップ605の結果、バッテリ電圧V[B]が電圧値V[O]以上の場合、バッテリ105はかなり充電された、または、あまり放電していない定電圧動作の領域であると判断され、ステップ612において、制御部106は、充電部104を制御して、満充電と考える電圧値V[E]より少し高い電圧であるV[D]に充電電圧V[C]を設定して定電圧動作とし、バッテリ105を充電させる。   If the battery voltage V [B] is equal to or higher than the voltage value V [O] as a result of Step 605, it is determined that the battery 105 is a region of constant voltage operation that is considerably charged or not discharged very much, and Step 612 , The control unit 106 controls the charging unit 104 to set the charging voltage V [C] to V [D], which is a voltage slightly higher than the voltage value V [E] considered to be fully charged, to achieve constant voltage operation. The battery 105 is charged.

ステップ613において、バッテリ105が満充電になったかどうかを判断するために、制御部106で、監視線109によりバッテリ電圧V[B]を測定する。   In step 613, in order to determine whether or not the battery 105 is fully charged, the control unit 106 measures the battery voltage V [B] using the monitoring line 109.

ステップ614において、制御部106は、バッテリ電圧V[B]が、満充電と考える電圧値V[E]に対して大きいか小さいかを比較し、バッテリ電圧V[B]が電圧値V[E]未満の場合、バッテリ105は満充電でないと判断され、ステップ604へ戻る。   In step 614, the control unit 106 compares the battery voltage V [B] with respect to the voltage value V [E] considered to be fully charged, and compares the battery voltage V [B] with the voltage value V [E]. ], It is determined that the battery 105 is not fully charged, and the process returns to step 604.

ステップ614の結果、バッテリ電圧V[B]が電圧値V[E]以上の場合、ステップ615において、バッテリ105は満充電であると判断され、充電を停止する。   If the battery voltage V [B] is equal to or higher than the voltage value V [E] as a result of step 614, it is determined in step 615 that the battery 105 is fully charged, and charging is stopped.

ステップ616において、バッテリ105の充電状態を常時確認するために、制御部106で、監視線109によりバッテリ電圧V[B]を測定する。   In step 616, in order to constantly check the state of charge of the battery 105, the control unit 106 measures the battery voltage V [B] using the monitoring line 109.

ステップ617において、バッテリ電圧V[B]の電圧が、満充電と考える電圧値V[E]に対して大きいか小さいかを比較し、バッテリ電圧V[B]が電圧値V[E]以上の場合、バッテリ105は満充電であると判断され、ステップ616に戻り、バッテリ105の充電状態の監視モードに入る。バッテリ電圧V[B]が電圧値V[E]未満の場合、バッテリ105は満充電でないと判断され、バッテリ105の充電状態の監視モードから外れ、ステップ602へ戻る。   In step 617, whether the voltage of the battery voltage V [B] is larger or smaller than the voltage value V [E] considered to be fully charged is compared, and the battery voltage V [B] is equal to or higher than the voltage value V [E]. If so, the battery 105 is determined to be fully charged, and the process returns to step 616 to enter the battery 105 charge state monitoring mode. If the battery voltage V [B] is less than the voltage value V [E], it is determined that the battery 105 is not fully charged, the battery 105 is out of the charge state monitoring mode, and the process returns to step 602.

図1には図示していないが、バッテリ105にはモータや電燈などの負荷が接続されており、常時、バッテリ105の電力を消費する可能性がある。したがって、ステップ616、ステップ617のバッテリ105の充電状態の監視モードが必要になる。   Although not shown in FIG. 1, a load such as a motor or an electric lamp is connected to the battery 105, and there is a possibility that the power of the battery 105 is always consumed. Accordingly, the monitoring mode of the state of charge of the battery 105 in steps 616 and 617 is required.

ステップ612からステップ615の動作を、図5を用いて説明する。時刻t7から時刻t8では、時刻t7で、バッテリ電圧V[B]が、定電流動作から定電圧動作に切り替える閾値の電圧である電圧値V[O]になり、定電流動作から、満充電と考える電圧値V[E]より少し高い電圧であるV[D]の電圧値に充電電圧V[C]を設定し、定電圧動作に移行する。そして、時刻t8で、バッテリ電圧V[B]が電圧値V[E]になり、満充電状態になったと判断し、充電動作を停止する。時刻t8は、時刻t5と時刻t3との間になる。これはすなわち、図6の制御フローを行った場合は、行わなかった場合よりも短い時間で満充電になることを示している。また、必要電力P[n]501の最大値はP2で同じであり、すなわち、抽出部101のサイズ・重量は同じである。   The operation from step 612 to step 615 will be described with reference to FIG. From time t7 to time t8, at time t7, the battery voltage V [B] becomes a voltage value V [O] that is a threshold voltage for switching from constant current operation to constant voltage operation. The charging voltage V [C] is set to the voltage value of V [D], which is a voltage slightly higher than the voltage value V [E] to be considered, and the operation proceeds to the constant voltage operation. At time t8, the battery voltage V [B] becomes the voltage value V [E], and it is determined that the battery is fully charged, and the charging operation is stopped. Time t8 is between time t5 and time t3. That is, when the control flow of FIG. 6 is performed, the battery is fully charged in a shorter time than when the control flow is not performed. Further, the maximum value of the required power P [n] 501 is the same at P2, that is, the size and weight of the extraction unit 101 are the same.

つまり、図6の制御フローを行った場合は、抽出部101のサイズ・重量が同じでも、定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値をI[O]と一定値にしたときよりも短い時間で満充電とすることができ、これはすなわち、抽出した電力を効率よく使用することができる効果がある。   That is, when the control flow of FIG. 6 is performed, even when the size and weight of the extraction unit 101 are the same, the set current value of the charging current I [C] during constant current operation is set to a constant value of I [O]. The battery can be fully charged in a shorter period of time, which means that the extracted power can be used efficiently.

なお、定電圧動作の設定電圧値であるV[D]に対しても、これがバッテリ105の許す最大電圧V[D]max未満であれば、充電電圧V[C]の設定電圧値を調整することで、設定電圧値をV[D]と一定値にしたときよりも短い時間で満充電とすることができ、これはすなわち、抽出した電力を効率よく使用することができる効果がある。   Note that the set voltage value of the charging voltage V [C] is adjusted if V [D], which is the set voltage value of the constant voltage operation, is less than the maximum voltage V [D] max allowed by the battery 105. As a result, the set voltage value can be fully charged in a shorter time than when the set voltage value is set to V [D], which is effective in efficiently using the extracted power.

<定電圧動作時の抽出電力P[x]を効率よく抽出する方法>
次に、定電圧動作時の抽出電力P[x]を効率よく抽出する方法について、図7、図8を用いて詳細に説明する。図8は、充電装置における制御部106の制御フローの一例を示すフローチャートである。図7は、図8の制御フローを行ったときのバッテリ電圧、バッテリ電流、必要電力、抽出電力の状態を示したものである。図7(c)はバッテリ電圧V[B]とバッテリ電流I[B]を示し、図7(b)は供給電圧V[S]を示し、図7(a)は必要電力P[n]と抽出電力P[x]を示している。図7において、時刻t2までの定電流動作は、図3と同様である。また、図8において、図6と同一符号は同一内容を表し、説明は省略する。
<Method for Efficiently Extracting Extracted Power P [x] During Constant Voltage Operation>
Next, a method for efficiently extracting the extracted power P [x] during the constant voltage operation will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a control flow of the control unit 106 in the charging apparatus. FIG. 7 shows the state of the battery voltage, battery current, required power, and extracted power when the control flow of FIG. 8 is performed. FIG. 7C shows the battery voltage V [B] and the battery current I [B], FIG. 7B shows the supply voltage V [S], and FIG. 7A shows the required power P [n]. The extracted power P [x] is shown. In FIG. 7, the constant current operation up to time t2 is the same as in FIG. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG.

ステップ612後のステップ801において、制御部106で、抽出電力P[x]と必要電力P[n]を測定する。例えば、監視線108により抽出電力P[x]を、監視線109により必要電力P[n]をそれぞれ測定する。抽出電力P[x]は、電力を直接測定してもよいし、供給電圧V[S]と充電部104の入力電流である供給電流との積をとって求めてもよい。必要電力P[n]は、電力を直接測定してもよいし、バッテリ電圧V[B]とバッテリ電流I[B]とを測定してその積をとって求めてもよい。また、バッテリ電圧V[B]を測定し、そのときに設定している定電流値との積をとって求めてもよい。   In Step 801 after Step 612, the control unit 106 measures the extracted power P [x] and the necessary power P [n]. For example, the extracted power P [x] is measured by the monitoring line 108 and the necessary power P [n] is measured by the monitoring line 109. The extracted power P [x] may be obtained by directly measuring the power or by taking the product of the supply voltage V [S] and the supply current that is the input current of the charging unit 104. The required power P [n] may be obtained by directly measuring the power or by measuring the battery voltage V [B] and the battery current I [B] and taking the product thereof. Alternatively, the battery voltage V [B] may be measured and obtained by taking the product with the constant current value set at that time.

ステップ802において、制御部106は、測定した抽出電力P[x]と測定した必要電力P[n]との大きさを比較する。   In step 802, the control unit 106 compares the measured extracted power P [x] with the measured required power P [n].

ステップ802の結果、測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]未満の場合、ステップ803において、整合部102が整合状態にあるかどうかを確認する。整合状態であると判断された場合は、これ以上抽出電力を大きくできないため、充電部104は、設定電圧V[D]の定電圧動作で、抽出電力P[x]の範囲でバッテリ電流I[B]を流す。そして、ステップ613に移る。   If the measured extracted power P [x] is less than the measured required power P [n] as a result of Step 802, it is confirmed in Step 803 whether the matching unit 102 is in a matching state. If it is determined that the current state is the matching state, the extracted power cannot be increased any more. Therefore, the charging unit 104 operates at a constant voltage of the set voltage V [D], and the battery current I [[ B]. Then, the process proceeds to step 613.

ステップ803の結果、整合状態でないと判断された場合は、ステップ804において、制御部106は、整合部102を制御して、抽出部101で生じた起電力を最大電力で抽出できるように、図2におけるインピーダンス整合点201にインピーダンス調整する。そして、ステップ801に戻る。   As a result of step 803, if it is determined that the matching state is not established, in step 804, the control unit 106 controls the matching unit 102 so that the electromotive force generated in the extraction unit 101 can be extracted with the maximum power. The impedance is adjusted to the impedance matching point 201 in FIG. Then, the process returns to step 801.

ステップ802の結果、測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]以上の場合、ステップ805において、制御部106は、整合部102に対して整合状態から少し(入力インピーダンスd)ずらすように指示を出す。この指示に基づく整合部102の動作を、図9を用いて説明する。図9は、整合部102の入力インピーダンスと抽出電力との関係を示したものであり、横軸に整合部102の入力インピーダンス、縦軸に抽出電力を示している。図9の例では、整合点201であったところから点204の方向に入力インピーダンスdだけ小さくする([−]方向)。その結果、抽出部101での抽出電力は減少する。この処理を行った後、ステップ806に移る。   If, as a result of step 802, the measured extracted power P [x] is equal to or greater than the measured required power P [n], in step 805, the control unit 106 slightly changes from the matching state to the matching unit 102 (input impedance d). Give instructions to stagger. The operation of the matching unit 102 based on this instruction will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows the relationship between the input impedance of the matching unit 102 and the extracted power. The horizontal axis represents the input impedance of the matching unit 102 and the vertical axis represents the extracted power. In the example of FIG. 9, the input impedance d is reduced from the matching point 201 to the point 204 ([−] direction). As a result, the extracted power in the extraction unit 101 decreases. After performing this process, the process proceeds to step 806.

ステップ806において、ステップ801と同様、制御部106で、抽出電力P[x]と必要電力P[n]を測定する。   In step 806, as in step 801, the control unit 106 measures the extracted power P [x] and the required power P [n].

ステップ807において、制御部106は、測定した抽出電力P[x]と測定した必要電力P[n]との大きさを比較する。測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]以上の場合、ステップ805に戻る。   In step 807, the control unit 106 compares the measured extracted power P [x] with the measured required power P [n]. If the measured extracted power P [x] is equal to or greater than the measured required power P [n], the process returns to Step 805.

ステップ807の結果、測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]未満の場合、ステップ808において、制御部106は、整合部102に対して整合状態に少し(入力インピーダンスd)戻すように指示を出す。図9を用いて説明すると、整合点201より離れたところの点から整合点201の方向に入力インピーダンスdだけ大きくする([+]方向)。その結果、抽出部101での抽出電力は増加する。ステップ808では、測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]未満であるが、ステップ805で入力インピーダンスdだけ小さくする前では測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]以上であり、その状態に戻すためにある。そして、ステップ613に移る。   If the measured extracted power P [x] is less than the measured required power P [n] as a result of Step 807, the control unit 106 slightly enters the matching state with respect to the matching unit 102 (input impedance d) in Step 808. Give instructions to return. Referring to FIG. 9, the input impedance d is increased from the point far from the matching point 201 toward the matching point 201 ([+] direction). As a result, the extraction power in the extraction unit 101 increases. In step 808, the measured extracted power P [x] is less than the measured required power P [n]. However, before the input impedance d is reduced in step 805, the measured extracted power P [x] is measured. P [n] or more, to return to that state. Then, the process proceeds to step 613.

ステップ805、ステップ806、ステップ807を繰り返すことで、最終的に測定した抽出電力P[x]と測定した必要電力P[n]とをほぼ等しい状態にすることができる。図7の701に抽出電力P[x]の推移を示す。抽出電力P[x]が必要電力P[n]とほぼ等しい状態になるまで繰り返される。   By repeating Step 805, Step 806, and Step 807, the finally measured extracted power P [x] and the measured required power P [n] can be made substantially equal. 701 in FIG. 7 shows the transition of the extracted power P [x]. The process is repeated until the extracted power P [x] is approximately equal to the required power P [n].

図8の制御フローを行った場合は、定電圧動作時の抽出電力P[x]を必要電力P[n]とほぼ等しい状態にすることができるので、これはすなわち、抽出した電力を全て充電に使用することであり、効率よく電力を抽出して使用することができる効果がある。   When the control flow of FIG. 8 is performed, the extracted power P [x] during the constant voltage operation can be made substantially equal to the required power P [n], which means that all the extracted power is charged. This has the effect of efficiently extracting and using electric power.

また、図6の制御フローのステップ608のnoとステップ611との間に、ステップ801からステップ808の処理を入れることで、定電流動作の場合にも抽出電力P[x]を必要電力P[n]とほぼ等しい状態にすることができる。図5の例でいえば、時刻t1から時刻t6の間の抽出電力P[x]を必要電力P[n]501とほぼ等しい状態にすることができる。   Also, by inserting the processing from step 801 to step 808 between step 608 no and step 611 in the control flow of FIG. 6, the extracted power P [x] can be used as the required power P [ n]. In the example of FIG. 5, the extracted power P [x] between time t1 and time t6 can be made substantially equal to the required power P [n] 501.

<整合部の構成>
図10は、整合部102の構成の一例を示す回路図である。図10は、π型のインピーダンスマッチング回路の例である。整合部102は、スイッチ1001、コンデンサ1002a,1002b,1002c,1002d、インダクタ1003、コンデンサ1004、および、制御信号入力端子1005で構成される。整合部102において、インダクタ1003の一端が抽出部101に接続され、他端が整流部103に接続されている。インダクタ1003の一端とグランドとの間に、4回路のスイッチ1001とコンデンサ1002a,1002b,1002c,1002dが接続されている。インダクタ1003の他端とグランドとの間に、コンデンサ1004が接続されている。
<Configuration of matching section>
FIG. 10 is a circuit diagram illustrating an example of the configuration of the matching unit 102. FIG. 10 is an example of a π-type impedance matching circuit. The matching unit 102 includes a switch 1001, capacitors 1002a, 1002b, 1002c, and 1002d, an inductor 1003, a capacitor 1004, and a control signal input terminal 1005. In the matching unit 102, one end of the inductor 1003 is connected to the extraction unit 101, and the other end is connected to the rectification unit 103. Between one end of the inductor 1003 and the ground, a four-circuit switch 1001 and capacitors 1002a, 1002b, 1002c, and 1002d are connected. A capacitor 1004 is connected between the other end of the inductor 1003 and the ground.

コンデンサ1002a,1002b,1002c,1002dは、スイッチ1001で制御信号入力端子1005から入力される制御部106からの制御信号によりそれぞれ選択される。コンデンサ1002a,1002b,1002c,1002dの容量を、例えばそれぞれC、2C、4C、8Cとすれば、スイッチ1001の選択により、容量Cから容量15Cまで容量C単位での可変ステップとすることが可能である。   Capacitors 1002a, 1002b, 1002c, and 1002d are selected by a control signal from the control unit 106 that is input from the control signal input terminal 1005 by the switch 1001, respectively. If the capacities of the capacitors 1002a, 1002b, 1002c, and 1002d are, for example, C, 2C, 4C, and 8C, respectively, it is possible to make variable steps in units of the capacity C from the capacity C to the capacity 15C by selecting the switch 1001. is there.

インダクタ1003のインダクタンスとコンデンサ1004の容量は、コンデンサ1002a,1002b,1002c,1002dで可変可能な容量の最小値と最大値との間で、整合部102の入力インピーダンスが、図2における整合点201と、例えば点204を含むような値に設定する。   The inductance of the inductor 1003 and the capacitance of the capacitor 1004 are between the minimum value and the maximum value of the capacitance that can be varied by the capacitors 1002a, 1002b, 1002c, and 1002d. For example, a value including the point 204 is set.

スイッチ1001は、図10ではスイッチを4回路しか示していないが、更にスイッチ回路を増やすことも可能である。また、スイッチ1001およびコンデンサ1002a,1002b,1002c,1002dと並列に、インダクタ1003におけるコンデンサ1004の接続されているのとは反対側の端子とグランド間にコンデンサを配置し、スイッチ1001とコンデンサ1002a,1002b,1002c,1002dの容量調整は配置したコンデンサ容量の補正用としてもよい。更に、スイッチ1001およびコンデンサ1002a,1002b,1002c,1002dと、コンデンサ1004を入れ替えた配置としてもよい。また更に、コンデンサ1004もスイッチとコンデンサで構成し、制御部106で制御してもよい。   The switch 1001 shows only four switches in FIG. 10, but the number of switch circuits can be further increased. Further, in parallel with the switch 1001 and the capacitors 1002a, 1002b, 1002c, and 1002d, a capacitor is disposed between the terminal on the opposite side of the inductor 1003 where the capacitor 1004 is connected and the ground, and the switch 1001 and the capacitors 1002a and 1002b are connected. , 1002c, 1002d may be used for correcting the capacitance of the arranged capacitors. Furthermore, the switch 1001 and the capacitors 1002a, 1002b, 1002c, and 1002d may be replaced with the capacitor 1004. Furthermore, the capacitor 1004 may also be configured by a switch and a capacitor and controlled by the control unit 106.

以上により、スイッチ1001の選択を制御部106で制御することにより、入力インピーダンスを変化させることができる。   As described above, the selection of the switch 1001 is controlled by the control unit 106, whereby the input impedance can be changed.

<実施の形態1の効果>
以上説明した本実施の形態1に係る充電装置によれば、交流電流の流れる商用電源線107側から無駄なく電力を抽出し、抽出した電力を効率よく使用することができる。すなわち、図1の充電装置の構成によれば、抽出部101のサイズ・重量が同じでも、定電流動作時の充電電流I[C]の設定電流値や定電圧動作時の充電電圧V[C]の設定電圧値を調整することで抽出電力P[x]に必要電力P[n]を近づけるようにし、抽出した電力を効率よく使用することができる。また、定電圧動作時や定電流動作時の抽出電力P[x]を必要電力P[n]とほぼ等しい状態にすることができるので、抽出した電力を全て充電に使用することで、効率よく電力を抽出して使用することができる。詳細には、以下の通りである。
<Effect of Embodiment 1>
According to the charging device according to the first embodiment described above, power can be extracted without waste from the commercial power line 107 side through which an alternating current flows, and the extracted power can be used efficiently. That is, according to the configuration of the charging device of FIG. 1, even if the size and weight of the extraction unit 101 are the same, the set current value of the charging current I [C] during the constant current operation and the charging voltage V [C during the constant voltage operation. ] Is adjusted so that the required power P [n] approaches the extracted power P [x], and the extracted power can be used efficiently. In addition, the extracted power P [x] at the time of constant voltage operation or constant current operation can be made substantially equal to the required power P [n], so that all the extracted power can be efficiently used for charging. Electric power can be extracted and used. The details are as follows.

(1)充電装置は、抽出部101、整合部102、整流部103、充電部104、バッテリ105および制御部106を有することで、制御部106により、整流部103で整流後の抽出電力P[x]と、充電部104がバッテリ105に充電するのに必要な必要電力P[n]とを測定し、抽出電力P[x]と必要電力P[n]とが等しくなるように制御することができる。   (1) The charging device includes the extraction unit 101, the matching unit 102, the rectification unit 103, the charging unit 104, the battery 105, and the control unit 106, so that the control unit 106 allows the extracted power P [ x] and the necessary power P [n] required for the charging unit 104 to charge the battery 105 are measured, and the extracted power P [x] and the necessary power P [n] are controlled to be equal. Can do.

(2)制御部106により、充電部104の充電電流I[C]、充電電圧V[C]、もしくは充電電流I[C]と充電電圧V[C]との両方を増減して調整することで必要電力P[n]を増減し、抽出電力P[x]と必要電力P[n]とが等しくなるように調整することができる。または、制御部106により、整合部102の入力インピーダンスを調整することで抽出電力P[x]を増減し、抽出電力P[x]と必要電力P[n]とが等しくなるように調整することができる。この結果、商用電源線107側から無駄なく電力を抽出し、抽出した電力を効率よく使用することができる。   (2) The controller 106 increases or decreases the charging current I [C], the charging voltage V [C], or both the charging current I [C] and the charging voltage V [C] of the charging unit 104 and adjusts them. The required power P [n] can be increased or decreased to adjust the extracted power P [x] and the required power P [n] to be equal. Alternatively, the control unit 106 adjusts the input impedance of the matching unit 102 to increase or decrease the extracted power P [x], and adjust the extracted power P [x] and the required power P [n] to be equal. Can do. As a result, power can be extracted without waste from the commercial power line 107 side, and the extracted power can be used efficiently.

[実施の形態2]
本実施の形態2に係る充電装置について、図11を用いて説明する。本実施の形態2では、前記実施の形態1と異なる点を主に説明する。
[Embodiment 2]
A charging apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

図11は、本実施の形態2に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図11では、交流電流の流れる配線として商用周波数50Hzまたは60Hzの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図11において、図1と同一符号は同一機能を表す。   FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of the charging apparatus according to the second embodiment. In FIG. 11, a commercial power line carrying a commercial current from a commercial power supply with a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz is considered as a wiring through which an alternating current flows, and power is extracted by electromagnetic induction from a magnetic field generated around the commercial power line. 2 shows another configuration of a charging device that charges a battery. 11, the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same functions.

図11に示す充電装置では、整合部1102は、図1の整合部102で行っていた制御部106から入力インピーダンスを調整する機能を除いたもので、整合部1102の前段のブロック、図11では抽出部101と、整合部1102の後段のブロック、図11では整流部103との間のインピーダンスマッチングを行う。そして、整流部103と充電部104との間に、整流部103から見た負荷インピーダンスが制御部106からの制御信号で調整可能な負荷調整部1101を設ける。この負荷調整部1101による動作は、充電方法における負荷調整ステップの動作である。   In the charging device shown in FIG. 11, the matching unit 1102 is obtained by removing the function of adjusting the input impedance from the control unit 106 performed in the matching unit 102 in FIG. Impedance matching is performed between the extraction unit 101 and the subsequent block of the matching unit 1102, which is the rectifying unit 103 in FIG. A load adjustment unit 1101 is provided between the rectification unit 103 and the charging unit 104 so that the load impedance viewed from the rectification unit 103 can be adjusted by a control signal from the control unit 106. The operation by the load adjustment unit 1101 is an operation of a load adjustment step in the charging method.

負荷調整部1101の負荷インピーダンスを変化させると、整合部1102から後段を見た出力インピーダンスが整流部103を介して変化し、その出力インピーダンスの変化は結果的に整合部1102の入力インピーダンスを変化させる。すなわち、負荷調整部1101の負荷インピーダンスを変化させることで、図2または図9で説明した整合部102の入力インピーダンスと抽出電力との関係を、整合部1102でも実現できる。したがって、図8の制御フローのフローチャートを用いることで、図1と同様の効果を得ることが可能である。すなわち、制御部106は、負荷調整部1101の入力インピーダンスである負荷インピーダンスを調整することで抽出電力を増減し、抽出電力と必要電力とが等しくなるように調整することができる。   When the load impedance of the load adjustment unit 1101 is changed, the output impedance viewed from the matching unit 1102 is changed via the rectification unit 103, and the change in the output impedance results in the input impedance of the matching unit 1102 being changed. . That is, by changing the load impedance of the load adjustment unit 1101, the matching unit 1102 can also realize the relationship between the input impedance of the matching unit 102 and the extracted power described with reference to FIG. Therefore, by using the flowchart of the control flow in FIG. 8, it is possible to obtain the same effect as in FIG. That is, the control unit 106 can increase or decrease the extracted power by adjusting the load impedance, which is the input impedance of the load adjusting unit 1101, and can adjust the extracted power and the required power to be equal.

負荷調整部1101の構成は、図10と同様の構成で実現可能である。すなわち、スイッチ、コンデンサ、インダクタなどで構成されるπ型のインピーダンスマッチング回路などで実現できる。   The configuration of the load adjustment unit 1101 can be realized by the same configuration as that in FIG. That is, it can be realized by a π-type impedance matching circuit composed of switches, capacitors, inductors, and the like.

図11の構成によれば、整流部103で整流を行った後段の直流となったところの負荷調整部1101で負荷インピーダンス調整を行うため、虚数領域での解析を考慮しなくてよくなり、回路構成が簡単になる効果がある。また、負荷調整部1101の出力インピーダンスを、定電圧源などを用いることで低インピーダンスとし、負荷調整部1101の後段のインピーダンス変化を受けにくくする構成をとることが可能である。   According to the configuration of FIG. 11, since the load impedance adjustment is performed by the load adjustment unit 1101 where the direct current is rectified by the rectification unit 103, the analysis in the imaginary number region does not have to be taken into consideration. This has the effect of simplifying the configuration. In addition, the output impedance of the load adjustment unit 1101 can be set to a low impedance by using a constant voltage source or the like, and can be configured to be less susceptible to impedance changes at the subsequent stage of the load adjustment unit 1101.

なお、図11の構成では、整合部1102では制御部106からの制御を行わないとしたが、図1の整合部102とし、制御を併用することも可能である。   In the configuration of FIG. 11, the matching unit 1102 does not perform control from the control unit 106, but the matching unit 102 of FIG.

[実施の形態3]
本実施の形態3に係る充電装置について、図12〜図14を用いて説明する。本実施の形態3では、前記実施の形態1,2と異なる点を主に説明する。
[Embodiment 3]
A charging apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, differences from the first and second embodiments will be mainly described.

図12は、本実施の形態3に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図12では、交流電流の流れる配線として商用周波数50Hzまたは60Hzの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図12において、図11と同一符号は同一機能を表す。   FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the charging apparatus according to the third embodiment. In FIG. 12, a commercial power supply line through which a commercial current flows from a commercial power supply with a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz is considered as a wiring through which an alternating current flows, and power is extracted by electromagnetic induction from a magnetic field generated around the commercial power supply line. 2 shows another configuration of a charging device that charges a battery. 12, the same reference numerals as those in FIG. 11 represent the same functions.

図12に示す充電装置では、保護部1201は、図11の負荷調整部1101と保護機能を一つにしたものである。   In the charging apparatus shown in FIG. 12, the protection unit 1201 is a combination of the load adjustment unit 1101 of FIG. 11 and the protection function.

保護部1201の構成の一例を図13に示す。図13は、保護部1201の構成の一例を示す回路図である。保護部1201は、FET1301、抵抗1302、コンデンサ1303、ダイオード1304、ダイオード1305、抵抗1306、抵抗1307、制御信号入力端子1308、信号線1309、可変抵抗1310、および、制御信号入力端子1311で構成される。保護部1201において、信号線1309は整流部103と充電部104との間に接続されている。信号線1309とグランドとの間に、可変抵抗1310とFET1301が直列に接続されている。FET1301のゲートとグランドとの間に、抵抗1302とコンデンサ1303が並列に接続されている。信号線1309とグランドとの間に、抵抗1307と抵抗1306が直列に接続されている。抵抗1307と抵抗1306との接続点から、ダイオード1305が順方向でFET1301のゲートに接続されている。制御信号入力端子1308から、ダイオード1304が順方向でFET1301のゲートに接続されている。   An example of the configuration of the protection unit 1201 is shown in FIG. FIG. 13 is a circuit diagram illustrating an example of the configuration of the protection unit 1201. The protection unit 1201 includes an FET 1301, a resistor 1302, a capacitor 1303, a diode 1304, a diode 1305, a resistor 1306, a resistor 1307, a control signal input terminal 1308, a signal line 1309, a variable resistor 1310, and a control signal input terminal 1311. . In the protection unit 1201, the signal line 1309 is connected between the rectification unit 103 and the charging unit 104. A variable resistor 1310 and an FET 1301 are connected in series between the signal line 1309 and the ground. A resistor 1302 and a capacitor 1303 are connected in parallel between the gate of the FET 1301 and the ground. A resistor 1307 and a resistor 1306 are connected in series between the signal line 1309 and the ground. A diode 1305 is connected to the gate of the FET 1301 in the forward direction from a connection point between the resistor 1307 and the resistor 1306. From the control signal input terminal 1308, the diode 1304 is connected to the gate of the FET 1301 in the forward direction.

まず、信号線1309の過電圧保護動作を説明する。信号線1309の電圧Vを抵抗1307と抵抗1306とで分圧した電圧により、ダイオード1305に電流が流れ、コンデンサ1303に電荷が蓄積し、コンデンサ1303の電圧がFET1301のゲート電圧VGのスレッシュホールドを越えると、FET1301がオンし、信号線1309をシャントする。すなわち、抵抗1307と抵抗1306との分圧比で信号線1309の過電圧値を設定する。抵抗1302とコンデンサ1303は、その定数によって決まる時定数でコンデンサ1303にたまった電荷が放電し、FET1301をオフにする。   First, the overvoltage protection operation of the signal line 1309 will be described. A voltage obtained by dividing the voltage V of the signal line 1309 by the resistor 1307 and the resistor 1306 causes a current to flow through the diode 1305, the electric charge is accumulated in the capacitor 1303, and the voltage of the capacitor 1303 exceeds the threshold of the gate voltage VG of the FET 1301. Then, the FET 1301 is turned on, and the signal line 1309 is shunted. That is, the overvoltage value of the signal line 1309 is set by the voltage division ratio between the resistor 1307 and the resistor 1306. The resistor 1302 and the capacitor 1303 discharge the electric charge accumulated in the capacitor 1303 with a time constant determined by the constant, thereby turning off the FET 1301.

制御信号入力端子1308に、ダイオード1304を介してFET1301のゲート電圧VGのスレッシュホールドを越える制御電圧を制御部106から与えることで、保護部1201のFET1301をオンさせて、制御部106から信号線1309をシャントさせることができる。   A control voltage exceeding the threshold of the gate voltage VG of the FET 1301 is applied from the control unit 106 to the control signal input terminal 1308 via the diode 1304, so that the FET 1301 of the protection unit 1201 is turned on, and the signal line 1309 is transmitted from the control unit 106. Can be shunted.

図13の保護部1201の構成によれば、ダイオード1304,1305で、過電圧保護動作の電圧と制御部106からの制御電圧の逆流をそれぞれ防ぎ、簡単な構成で信号線1309の過電圧保護動作に加えて制御部106から保護動作を制御できる効果がある。   According to the configuration of the protection unit 1201 in FIG. 13, the diodes 1304 and 1305 prevent the backflow of the voltage of the overvoltage protection operation and the control voltage from the control unit 106, respectively, and in addition to the overvoltage protection operation of the signal line 1309 with a simple configuration. Thus, the control unit 106 can control the protection operation.

また、図13の例では、FET1301と信号線1309との間に可変抵抗1310を配置する。可変抵抗1310は、制御部106からの制御信号を制御信号入力端子1311から入力することで、可変抵抗1310の抵抗値を可変することができる。   In the example of FIG. 13, a variable resistor 1310 is disposed between the FET 1301 and the signal line 1309. The variable resistor 1310 can change the resistance value of the variable resistor 1310 by inputting a control signal from the control unit 106 from the control signal input terminal 1311.

通常は、可変抵抗1310の抵抗値は0Ωとなっており、過電圧保護動作を行っている。負荷インピーダンスを変化させる場合は、制御部106から抵抗値設定の制御信号を制御信号入力端子1311から入力することで、可変抵抗1310に抵抗値を設定する。そして、制御信号入力端子1308に、ダイオード1304を介してFET1301のゲート電圧VGのスレッシュホールドを越える制御電圧を制御部106から与えることで、保護部1201のFET1301をオンさせて、信号線1309とグランドとの間に可変抵抗1310を接続し、設定した抵抗値の負荷とする。必要であれば、そのあと、可変抵抗1310の抵抗値を制御部106からの制御信号を制御信号入力端子1311から入力して調整する。   Normally, the resistance value of the variable resistor 1310 is 0Ω, and an overvoltage protection operation is performed. When changing the load impedance, a resistance value setting control signal is input from the control unit 106 from the control signal input terminal 1311, thereby setting a resistance value in the variable resistor 1310. A control voltage exceeding the threshold of the gate voltage VG of the FET 1301 is applied from the control unit 106 to the control signal input terminal 1308 via the diode 1304, so that the FET 1301 of the protection unit 1201 is turned on, and the signal line 1309 and the ground are connected. A variable resistor 1310 is connected between and a load having a set resistance value. If necessary, after that, the resistance value of the variable resistor 1310 is adjusted by inputting a control signal from the control unit 106 from the control signal input terminal 1311.

図12、図13の構成において、定電圧動作時の抽出電力P[x]を効率よく抽出する方法について、図14を用いて詳細に説明する。図14は、制御部106の制御フローを示すフローチャートであり、図6、図8と同一符号は同一機能を示す。   A method for efficiently extracting the extracted power P [x] during the constant voltage operation in the configurations of FIGS. 12 and 13 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart showing a control flow of the control unit 106, and the same reference numerals as those in FIGS. 6 and 8 denote the same functions.

ステップ805、ステップ808の部分で、上記制御部106からの制御を行うことにより、図9に示す整合部1102の入力インピーダンスと抽出部101の抽出電力との関係とすることが可能である。これにより、図14の制御フローを用いることで、図1と同様の効果を得ることが可能である。また、保護機能として以下を行う。   By performing control from the control unit 106 in steps 805 and 808, the relationship between the input impedance of the matching unit 1102 and the extracted power of the extraction unit 101 shown in FIG. Thereby, by using the control flow of FIG. 14, it is possible to obtain the same effect as that of FIG. In addition, the following is performed as a protection function.

ステップ1401において、ステップ614の結果、バッテリ電圧V[B]が電圧値V[E]以上の場合、バッテリ105は満充電であると判断される。   In step 1401, when the battery voltage V [B] is equal to or higher than the voltage value V [E] as a result of step 614, it is determined that the battery 105 is fully charged.

ステップ1402において、バッテリ105は満充電なので電力は必要なく、必要電力P[n]は0となる。ここで、制御部106は、保護部1201に対して整合部1102の整合状態をずらすように指示を出す。図9でいえば、整合点201であったところから点204に移動するように制御する。これにより、抽出電力P[x]は減少する。   In step 1402, since the battery 105 is fully charged, no power is required, and the required power P [n] is zero. Here, the control unit 106 instructs the protection unit 1201 to shift the alignment state of the alignment unit 1102. In FIG. 9, control is performed so as to move from the match point 201 to the point 204. As a result, the extracted power P [x] decreases.

ステップ1403において、制御部106は、保護部1201に対して整合部1102の整合状態をずらすように指示を出したあと、保護部1201に対して保護をonにするように指示を出す。保護部1201は、これを受け、回路をシャントする。   In step 1403, the control unit 106 instructs the protection unit 1201 to shift the alignment state of the alignment unit 1102, and then instructs the protection unit 1201 to turn protection on. The protection unit 1201 receives this and shunts the circuit.

図12の構成によれば、図13のような過電圧保護と共通の簡単な構成で負荷インピーダンスを変化させることができ、整合部1102の入力インピーダンスを調整できる効果がある。なお、ダイオード1304を介した制御信号入力端子1308からの制御部106からの制御電圧を調整することで、FET1301に可変抵抗1310の機能とシャントの機能を持たせ、可変抵抗1310をなくし、負荷インピーダンスを変化させ、整合部1102の入力インピーダンスを調整することも可能である。   According to the configuration of FIG. 12, the load impedance can be changed with a simple configuration common to the overvoltage protection as shown in FIG. 13, and the input impedance of the matching unit 1102 can be adjusted. By adjusting the control voltage from the control unit 106 from the control signal input terminal 1308 via the diode 1304, the FET 1301 has the function of the variable resistor 1310 and the function of the shunt, the variable resistor 1310 is eliminated, and the load impedance It is also possible to adjust the input impedance of the matching unit 1102 by changing.

なお、図12の構成では、整合部1102では制御部106からの制御を行わないとしたが、図1の整合部102とし、制御を併用することも可能である。   In the configuration of FIG. 12, the matching unit 1102 does not perform control from the control unit 106, but the matching unit 102 of FIG. 1 can be used and control can be used together.

[実施の形態4]
本実施の形態4に係る充電装置について、図15、図16を用いて説明する。本実施の形態4では、前記実施の形態1〜3と異なる点を主に説明する。
[Embodiment 4]
A charging apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. In the fourth embodiment, differences from the first to third embodiments will be mainly described.

図15は、本実施の形態4に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図15では、交流電流の流れる配線として商用周波数50Hzまたは60Hzの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図15において、図11と同一符号は同一機能を表す。   FIG. 15 is a block diagram showing an example of the configuration of the charging apparatus according to the fourth embodiment. In FIG. 15, a commercial power line carrying a commercial current from a commercial power supply having a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz is considered as a wiring through which an alternating current flows, and power is extracted by electromagnetic induction from a magnetic field generated around the commercial power line. 2 shows another configuration of a charging device that charges a battery. 15, the same reference numerals as those in FIG. 11 represent the same functions.

図15に示す充電装置では、保護部1501を整合部1102の前段に配置し、保護機能と抽出部101との整合をずらす機能を持たせたものである。   In the charging apparatus shown in FIG. 15, the protection unit 1501 is disposed in front of the matching unit 1102 and has a function of shifting the matching between the protection function and the extraction unit 101.

保護部1501の構成の一例を図16に示す。図16は、保護部1501の構成の一例を示す回路図であり、図13と同一符号は同一機能を表す。図16では、信号線1602とグランドとの間に可変抵抗1310とリレー1601を配置する。可変抵抗1310は、制御部106からの制御信号を制御信号入力端子1311から入力することで、可変抵抗1310の抵抗値を可変することができる。   An example of the configuration of the protection unit 1501 is shown in FIG. FIG. 16 is a circuit diagram illustrating an example of the configuration of the protection unit 1501, and the same reference numerals as those in FIG. 13 represent the same functions. In FIG. 16, a variable resistor 1310 and a relay 1601 are arranged between the signal line 1602 and the ground. The variable resistor 1310 can change the resistance value of the variable resistor 1310 by inputting a control signal from the control unit 106 from the control signal input terminal 1311.

リレー1601は、通常オフになっており、このとき、抽出部101と整合部1102とは整合がとれており、図2、図9の整合点201となっている。   The relay 1601 is normally off. At this time, the extraction unit 101 and the matching unit 1102 are matched, and the matching point 201 in FIGS. 2 and 9 is obtained.

整合をずらす場合は、制御部106から抵抗値設定の制御信号を制御信号入力端子1311から入力することで、可変抵抗1310に抵抗値を設定し、そして、制御信号入力端子1308にリレー1601をオンにする制御電圧を制御部106から与えることでリレー1601をオンさせて、信号線1602とグランドとの間に可変抵抗1310を接続し、設定した抵抗値の負荷とする。必要であれば、そのあと、可変抵抗1310の抵抗値を、制御部106からの制御信号を制御信号入力端子1311から入力して調整する。   When shifting the matching, a resistance value setting control signal is input from the control unit 106 from the control signal input terminal 1311, the resistance value is set to the variable resistor 1310, and the relay 1601 is turned on to the control signal input terminal 1308. When the control voltage is applied from the control unit 106, the relay 1601 is turned on, and the variable resistor 1310 is connected between the signal line 1602 and the ground, and a load having a set resistance value is obtained. If necessary, after that, the resistance value of the variable resistor 1310 is adjusted by inputting a control signal from the control unit 106 from the control signal input terminal 1311.

図15の構成によれば、図16のような簡単な構成で負荷インピーダンスを変化させることができ、抽出部101との整合を調整できる効果がある。したがって、図14の制御フローを用いることで、図1と同様の効果を得ることが可能である。   According to the configuration shown in FIG. 15, the load impedance can be changed with a simple configuration as shown in FIG. Therefore, by using the control flow of FIG. 14, it is possible to obtain the same effect as that of FIG.

なお、図15の構成では、整合部1102では制御部106からの制御を行わないとしたが、図1の整合部102とし、制御を併用することも可能である。また、図11や図12の実施の形態と併用することも可能である。   In the configuration of FIG. 15, the matching unit 1102 does not perform control from the control unit 106, but the matching unit 102 of FIG. 1 can be used and control can be used together. Also, it can be used in combination with the embodiment of FIG. 11 or FIG.

[実施の形態5]
本実施の形態5に係る充電装置について、図17〜図19を用いて説明する。本実施の形態5では、前記実施の形態1〜4と異なる点を主に説明する。
[Embodiment 5]
A charging apparatus according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. In the fifth embodiment, differences from the first to fourth embodiments will be mainly described.

図17は、本実施の形態5に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図17では、交流電流の流れる配線として商用周波数50Hzまたは60Hzの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図17において、図11と同一符号は同一機能を表す。   FIG. 17 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the charging apparatus according to the fifth embodiment. In FIG. 17, a commercial power line carrying a commercial current from a commercial power supply having a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz is considered as a wiring through which an alternating current flows, and power is extracted by electromagnetic induction from a magnetic field generated around the commercial power line. 2 shows another configuration of a charging device that charges a battery. In FIG. 17, the same reference numerals as those in FIG. 11 represent the same functions.

図17に示す充電装置では、抽出部1701は、商用電源線107に取り付けられ、ギャップ長を調整できるトロイダルコア1701aの中心に商用電源線107を通し、トロイダルコア1701aに巻き線1701bを巻きつけることで構成される。この構成により、巻き線1701bの両端に起電力を生じさせることができる。1701cはトロイダルコア1701aのギャップを示す。   In the charging device shown in FIG. 17, the extraction unit 1701 is attached to the commercial power line 107, passes the commercial power line 107 through the center of the toroidal core 1701a whose gap length can be adjusted, and winds the winding 1701b around the toroidal core 1701a. Consists of. With this configuration, an electromotive force can be generated at both ends of the winding 1701b. Reference numeral 1701c denotes a gap of the toroidal core 1701a.

図17の例では、抽出部1701のトロイダルコア1701aに制御部106からの制御信号により、ギャップ1701cのギャップ長を調整できる機能を設けたものである。   In the example of FIG. 17, the toroidal core 1701 a of the extraction unit 1701 is provided with a function that can adjust the gap length of the gap 1701 c by a control signal from the control unit 106.

図18は、抽出部1701の動作の一例を示す説明図である。図18では、トロイダルコア1701aのギャップ長と抽出電力との関係を示したものであり、横軸にギャップ長、縦軸に抽出電力を示している。一般的に、ギャップ長を大きくすると比透磁率が小さくなり、その結果、抽出電力は少なくなる。点1801はギャップ長を最も狭めたときであり、抽出電力は最大である。点1802はギャップ長を最も広げたときであり、抽出電力は最小となる。δは、ギャップ長を少しずつ広げるときの長さである。   FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the extraction unit 1701. FIG. 18 shows the relationship between the gap length of the toroidal core 1701a and the extracted power, where the horizontal axis indicates the gap length and the vertical axis indicates the extracted power. In general, when the gap length is increased, the relative permeability is decreased, and as a result, the extracted power is decreased. A point 1801 is when the gap length is the narrowest, and the extracted power is maximum. A point 1802 is when the gap length is maximized, and the extracted power is minimized. δ is a length when the gap length is gradually increased.

図17に示す充電装置において、定電圧動作時の抽出電力P[x]を効率よく抽出する方法について、図19を用いて詳細に説明する。図19は、制御部106の制御フローの一例を示すフローチャートであり、図6、図8、図14と同一符号は同一機能を示す。   A method for efficiently extracting the extracted power P [x] during the constant voltage operation in the charging device shown in FIG. 17 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of a control flow of the control unit 106, and the same reference numerals as those in FIGS. 6, 8, and 14 indicate the same functions.

ほとんどの動作は図6、図8、図14で説明した動作と同様であり、異なる点は以下である。   Most of the operations are the same as those described with reference to FIGS. 6, 8, and 14, and the differences are as follows.

ステップ602後のステップ1901において、ギャップ長を最小とする。図18でいえば点1801とし、抽出電力を最大にする。なお、このとき抽出部1701と整合部1102とは整合のとれた状態である。   In step 1901 after step 602, the gap length is minimized. In FIG. 18, the point is 1801, and the extracted power is maximized. At this time, the extraction unit 1701 and the matching unit 1102 are in a matched state.

ステップ802(no)後のステップ1902において、図8ではステップ803で整合部102が整合状態にあるかどうかを確認していたのに対し、図19ではギャップ長が最小の長さかどうか、すなわち、点1801で抽出電力が最大かどうかを確認する。ギャップ長が最小の長さの点1801であると確認された場合は、これ以上抽出電力を大きくできないため、充電部104は設定電圧V[D]の定電圧動作で抽出電力P[x]の範囲でバッテリ電流I[B]を流す。そして、ステップ613に移る。   In step 1902 after step 802 (no), in FIG. 8, it was confirmed in step 803 whether the alignment unit 102 is in an alignment state, whereas in FIG. 19, whether the gap length is the minimum length, that is, At point 1801, it is confirmed whether the extracted power is maximum. When it is confirmed that the gap length is the minimum point 1801, the extracted power cannot be increased any more. Therefore, the charging unit 104 performs the extraction power P [x] with the constant voltage operation of the set voltage V [D]. The battery current I [B] is allowed to flow within the range. Then, the process proceeds to step 613.

ステップ1902の結果、ギャップ長が最小の長さでないと確認された場合は、ステップ1903において、制御部106は抽出部1701を制御して、抽出部1701で生じた起電力を最大電力で抽出できるように、図18におけるギャップ長を最小に、すなわち点1801に調整する。そして、ステップ801に戻る。   As a result of step 1902, when it is confirmed that the gap length is not the minimum length, in step 1903, the control unit 106 can extract the electromotive force generated by the extraction unit 1701 with the maximum power by controlling the extraction unit 1701. Thus, the gap length in FIG. Then, the process returns to step 801.

ステップ802(yes)後のステップ1904において、図8ではステップ805で整合部102の整合を少しずらしていたのに対し、図19ではギャップ長を少し広げる。図18では、例えばギャップ長が最小の点1801からギャップ長をδだけ広げる。その結果、抽出部1701での抽出電力は減少する。この処理を行った後、ステップ806に移る。   In step 1904 after step 802 (yes), the alignment of the alignment unit 102 is slightly shifted in step 805 in FIG. 8, whereas in FIG. 19, the gap length is slightly increased. In FIG. 18, for example, the gap length is increased by δ from the point 1801 having the smallest gap length. As a result, the extraction power in the extraction unit 1701 decreases. After performing this process, the process proceeds to step 806.

ステップ1905において、ステップ807の結果、測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]未満の場合、図8では制御部106は整合部102に対して整合状態に少し戻すように指示を出していたのに対し、図19ではギャップ長をδだけ狭める。図18を用いて説明すると、点1801より離れたところの点から、点1801の方向にギャップ長をδだけ狭める。その結果、抽出部1701での抽出電力は増加する。ステップ1905では、測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]未満であるが、ステップ1904でギャップ長をδだけ広げる前では測定した抽出電力P[x]が測定した必要電力P[n]以上であり、その状態に戻すためにある。そして、ステップ613に移る。   In step 1905, if the measured extracted power P [x] is less than the measured required power P [n] as a result of step 807, the control unit 106 slightly returns the matching unit 102 to the matching state in FIG. In contrast to giving an instruction, in FIG. 19, the gap length is narrowed by δ. Referring to FIG. 18, the gap length is narrowed by δ in the direction of the point 1801 from a point far from the point 1801. As a result, the extraction power in the extraction unit 1701 increases. In step 1905, the measured extracted power P [x] is less than the measured required power P [n], but before the gap length is increased by δ in step 1904, the measured extracted power P [x] is the measured required power. P [n] or more, to return to that state. Then, the process proceeds to step 613.

ステップ1401後のステップ1906において、バッテリ105は満充電なので電力は必要なく、必要電力P[n]は0となる。ここで、図14では制御部106は保護部1201に対して整合部1102の整合状態をずらし抽出電力P[x]は減少させるが、図19ではギャップ長を最大にして、すなわち図18では点1802にして、抽出電力を最小にする。   In Step 1906 after Step 1401, since the battery 105 is fully charged, no power is required, and the required power P [n] is zero. Here, in FIG. 14, the control unit 106 shifts the matching state of the matching unit 1102 with respect to the protection unit 1201 to reduce the extracted power P [x]. However, in FIG. 19, the gap length is maximized, that is, in FIG. At 1802, the extracted power is minimized.

図17の構成によれば、トロイダルコア1701aのギャップ長を最小にしたときが抽出部1701の抽出電力の最大値、トロイダルコア1701aのギャップ長を最大にしたときが抽出部1701の抽出電力の最小値となり、また、一般的にその間は単調減少となるため、抽出電力の増減の制御を行いやすい効果がある。これにより、図19の制御フローを用いることで、図1と同様の効果を得ることが可能である。   According to the configuration of FIG. 17, when the gap length of the toroidal core 1701a is minimized, the maximum value of the extraction power of the extraction unit 1701 is maximized, and when the gap length of the toroidal core 1701a is maximized, the extraction power of the extraction unit 1701 is minimum. In general, the value is monotonously decreased during this period, so that the increase / decrease of the extracted power can be easily controlled. Thus, the same effect as in FIG. 1 can be obtained by using the control flow in FIG.

なお、図17の構成では、整合部1102では制御部106からの制御を行わないとしたが、図1の整合部102とし、制御を併用することも可能である。また、図11、図12や図15の実施の形態と併用することも可能である。   In the configuration of FIG. 17, the matching unit 1102 does not perform control from the control unit 106, but the matching unit 102 of FIG. 1 can be used and control can be used together. Further, it can be used in combination with the embodiment shown in FIGS.

[実施の形態6]
本実施の形態6に係る充電装置について、図20を用いて説明する。本実施の形態6では、前記実施の形態1〜5と異なる点を主に説明する。
[Embodiment 6]
A charging apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment, differences from the first to fifth embodiments will be mainly described.

図20は、本実施の形態6に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図20では、交流電流の流れる配線として商用周波数50Hzまたは60Hzの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図20において、図11と同一符号は同一機能を表す。   FIG. 20 is a block diagram showing an example of the configuration of the charging apparatus according to the sixth embodiment. In FIG. 20, a commercial power supply line through which a commercial current flows from a commercial power supply having a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz is considered as a wiring through which an alternating current flows, and power is extracted by electromagnetic induction from a magnetic field generated around the commercial power supply line. 2 shows another configuration of a charging device that charges a battery. 20, the same reference numerals as those in FIG. 11 represent the same functions.

図20に示す充電装置では、商用電源線107の電流量を測定する電流検出部2001を設ける。電流検出部2001は、商用電源線107に取り付け、商用電源線107に流れる電流値を測定する。この電流検出部2001による動作は、充電方法における電流検出ステップの動作である。測定した商用電源線107に流れる電流値は監視線2002により制御部106に入力される。制御部106では、測定した商用電源線107に流れる電流値から抽出部101で抽出される抽出電力に換算し、さらに、抽出部101で抽出され、整合部1102、整流部103、負荷調整部1101を介して充電部104に入力される抽出電力P[x]に換算する。すなわち、図6、図8、図14、図19で示す抽出電力P[x]の測定に使用できる。   In the charging device shown in FIG. 20, a current detection unit 2001 that measures the amount of current of the commercial power line 107 is provided. The current detection unit 2001 is attached to the commercial power line 107 and measures the value of the current flowing through the commercial power line 107. The operation of the current detection unit 2001 is an operation of a current detection step in the charging method. The measured current value flowing through the commercial power line 107 is input to the control unit 106 through the monitoring line 2002. The control unit 106 converts the measured current value flowing through the commercial power line 107 into the extracted power extracted by the extraction unit 101, further extracts the extraction unit 101, and matches the matching unit 1102, the rectification unit 103, and the load adjustment unit 1101. Is converted into the extracted power P [x] input to the charging unit 104 via That is, it can be used for the measurement of the extracted power P [x] shown in FIG. 6, FIG. 8, FIG. 14, and FIG.

図20の構成によれば、直接、商用電源線107に流れる電流値を測定し、充電部104に入力される抽出電力P[x]に換算することができるので、正確な抽出電力P[x]を求めることができる効果がある。   According to the configuration of FIG. 20, since the value of the current flowing through the commercial power line 107 can be directly measured and converted into the extracted power P [x] input to the charging unit 104, the accurate extracted power P [x ] Can be obtained.

なお、図20の構成では、整合部1102では制御部106からの制御を行わないとしたが、図1の整合部102とし、制御を併用することも可能である。また、監視線108を用いた図11、図12や図15、さらに図17の実施の形態と併用することも可能である。   In the configuration of FIG. 20, the matching unit 1102 does not perform control from the control unit 106, but the matching unit 102 of FIG. 1 can be used and control can be used together. Further, the embodiment shown in FIGS. 11, 12, 15, and 17 using the monitoring line 108 can be used together.

[実施の形態7]
本実施の形態7に係る充電装置について、図21、図22を用いて説明する。本実施の形態7では、前記実施の形態1〜6と異なる点を主に説明する。
[Embodiment 7]
A charging apparatus according to the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. In the seventh embodiment, differences from the first to sixth embodiments will be mainly described.

図21は、本実施の形態7に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図21では、交流電流の流れる配線として商用周波数50Hzまたは60Hzの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図21において、図1と同一符号は同一機能を表す。   FIG. 21 is a block diagram showing an example of the configuration of the charging apparatus according to the seventh embodiment. In FIG. 21, a commercial power supply line through which a commercial current flows from a commercial power supply having a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz is considered as a wiring through which an alternating current flows, and power is extracted from a magnetic field generated around the commercial power supply line by electromagnetic induction. 2 shows another configuration of a charging device that charges a battery. In FIG. 21, the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same functions.

図21に示す充電装置では、図1における整流部103と充電部104との間に、保護部2101を配置したものである。保護部2101は、整流部103と充電部104との間に接続されると共に制御部106に接続され、この制御部106からの保護制御信号で充電部104の前段を短絡して充電部104を保護する保護部である。保護部2101の構成は、図13、図16に示した通りである。   In the charging device shown in FIG. 21, a protection unit 2101 is disposed between the rectifying unit 103 and the charging unit 104 in FIG. 1. The protection unit 2101 is connected between the rectification unit 103 and the charging unit 104 and is also connected to the control unit 106. The protection unit 210 short-circuits the previous stage of the charging unit 104 with a protection control signal from the control unit 106 to connect the charging unit 104. It is a protection part to protect. The configuration of the protection unit 2101 is as shown in FIGS.

図21の構成において、定電圧動作時の抽出電力P[x]を効率よく抽出する方法について、図22を用いて詳細に説明する。図22は、制御部106の制御フローを示すフローチャートであり、図6と同一符号は同一機能を示す。保護部2101による保護機能として以下を行う。   In the configuration of FIG. 21, a method for efficiently extracting the extracted power P [x] during the constant voltage operation will be described in detail with reference to FIG. FIG. 22 is a flowchart showing a control flow of the control unit 106, and the same reference numerals as those in FIG. 6 indicate the same functions. The protection function performed by the protection unit 2101 is as follows.

ステップ615後のステップ2201において、バッテリ105は満充電なので電力は必要なく、必要電力P[n]は0となる。ここで、制御部106は、保護部2101に対して整合部102の整合状態をずらすように指示を出す。図9でいえば、整合点201であったところから点204に移動するように制御する。これにより、抽出電力P[x]は減少する。   In step 2201 after step 615, the battery 105 is fully charged, so no power is required, and the required power P [n] is zero. Here, the control unit 106 instructs the protection unit 2101 to shift the alignment state of the alignment unit 102. In FIG. 9, control is performed so as to move from the match point 201 to the point 204. As a result, the extracted power P [x] decreases.

ステップ2202において、制御部106は、保護部2101に対して整合部102の整合状態をずらすように指示を出したあと、保護部2101に対して保護をonにするように指示を出す。保護部2101は、これを受け、回路をシャントする。そして、ステップ616に移る。   In step 2202, the control unit 106 instructs the protection unit 2101 to shift the alignment state of the alignment unit 102, and then instructs the protection unit 2101 to turn protection on. In response to this, the protection unit 2101 shunts the circuit. Then, the process proceeds to step 616.

図21の構成によれば、整流部103と充電部104との間に保護部2101を配置することで、図1の構成による効果に加えて、保護部2101により充電部104を保護できる効果がある。   According to the configuration of FIG. 21, by arranging the protection unit 2101 between the rectification unit 103 and the charging unit 104, in addition to the effect of the configuration of FIG. 1, the protection unit 2101 can protect the charging unit 104. is there.

[実施の形態8]
本実施の形態8に係る充電装置について、図23を用いて説明する。本実施の形態8では、前記実施の形態1〜7と異なる点を主に説明する。
[Embodiment 8]
A charging apparatus according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. In the eighth embodiment, differences from the first to seventh embodiments will be mainly described.

図23は、本実施の形態8に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図23では、交流電流の流れる配線として商用周波数50Hzまたは60Hzの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図23において、図11と同一符号は同一機能を表す。   FIG. 23 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the charging apparatus according to the eighth embodiment. In FIG. 23, a commercial power line carrying a commercial current from a commercial power supply having a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz is considered as a wiring through which an alternating current flows, and power is extracted by electromagnetic induction from a magnetic field generated around the commercial power line. 2 shows another configuration of a charging device that charges a battery. 23, the same reference numerals as those in FIG. 11 represent the same functions.

図23に示す充電装置では、図11における負荷調整部1101と充電部104との間に、保護部2301を配置したものである。保護部2301は、負荷調整部1101と充電部104との間に接続されると共に制御部106に接続され、この制御部106からの保護制御信号で充電部104の前段を短絡して充電部104を保護する保護部である。保護部2301の構成は、図13、図16に示した通りである。   In the charging device shown in FIG. 23, a protection unit 2301 is arranged between the load adjustment unit 1101 and the charging unit 104 in FIG. 11. The protection unit 2301 is connected between the load adjustment unit 1101 and the charging unit 104 and is connected to the control unit 106. The protection unit 2301 shorts the previous stage of the charging unit 104 with a protection control signal from the control unit 106. It is the protection part which protects. The configuration of the protection unit 2301 is as shown in FIGS.

図23の構成によれば、負荷調整部1101と充電部104との間に保護部2301を配置することで、図11の構成による効果に加えて、保護部2301により充電部104を保護できる効果がある。   According to the configuration of FIG. 23, the protection unit 2301 is disposed between the load adjustment unit 1101 and the charging unit 104, so that the charging unit 104 can be protected by the protection unit 2301 in addition to the effect of the configuration of FIG. 11. There is.

[実施の形態9]
本実施の形態9に係る充電装置について、図24を用いて説明する。本実施の形態9では、前記実施の形態1〜8と異なる点を主に説明する。
[Embodiment 9]
A charging apparatus according to the ninth embodiment will be described with reference to FIG. In the ninth embodiment, differences from the first to eighth embodiments will be mainly described.

図24は、本実施の形態9に係る充電装置の構成の一例を示すブロック図である。図24では、交流電流の流れる配線として商用周波数50Hzまたは60Hzの商用電源からの商用電流の流れる商用電源線を考え、商用電源線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してその電力をバッテリに充電する充電装置の別の構成を示している。図24において、図20と同一符号は同一機能を表す。   FIG. 24 is a block diagram showing an example of the configuration of the charging apparatus according to the ninth embodiment. In FIG. 24, a commercial power line carrying a commercial current from a commercial power supply having a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz is considered as a wiring through which an alternating current flows, and power is extracted by electromagnetic induction from a magnetic field generated around the commercial power line. 2 shows another configuration of a charging device that charges a battery. 24, the same reference numerals as those in FIG. 20 represent the same functions.

図24に示す充電装置では、図20における負荷調整部1101と充電部104との間に、保護部2401を配置したものである。保護部2401は、負荷調整部1101と充電部104との間に接続されると共に制御部106に接続され、この制御部106からの保護制御信号で充電部104の前段を短絡して充電部104を保護する保護部である。保護部2401の構成は、図13、図16に示した通りである。   In the charging device shown in FIG. 24, a protection unit 2401 is arranged between the load adjustment unit 1101 and the charging unit 104 in FIG. The protection unit 2401 is connected between the load adjustment unit 1101 and the charging unit 104 and is connected to the control unit 106. The protection unit 2401 short-circuits the previous stage of the charging unit 104 with a protection control signal from the control unit 106. It is the protection part which protects. The configuration of the protection unit 2401 is as shown in FIGS.

図24の構成によれば、負荷調整部1101と充電部104との間に保護部2401を配置することで、図20の構成による効果に加えて、保護部2401により充電部104を保護できる効果がある。   According to the configuration of FIG. 24, the protection unit 2401 is disposed between the load adjustment unit 1101 and the charging unit 104, so that the charging unit 104 can be protected by the protection unit 2401 in addition to the effect of the configuration of FIG. 20. There is.

[付記]
本発明は、充電方法として、以下の特徴を有する。
[Appendix]
The present invention has the following characteristics as a charging method.

(1)交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してバッテリに充電する充電装置における充電方法であって、
抽出部が前記交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出ステップと、
整合部が前記抽出ステップの出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合ステップと、
整流部が前記抽出ステップで抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流ステップと、
充電部が前記整流ステップで整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電ステップと、
制御部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記整合部におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する、充電方法。
(1) A charging method in a charging device for charging a battery by extracting electric power from a magnetic field generated around a wiring through which an alternating current flows by electromagnetic induction,
An extraction step in which the extraction unit extracts power from the wiring in which the alternating current flows;
A matching step in which the matching unit performs impedance matching with the output impedance of the extraction step;
A rectification step in which the rectification unit rectifies the extracted power extracted in the extraction step from alternating current to direct current;
A charging step in which the charging unit charges the battery using the rectified extracted power rectified in the rectification step;
A control step of controlling a charging current, a charging voltage, or both a charging current and a charging voltage used for charging the battery by the control unit, or performing an impedance adjustment for impedance matching in the matching unit;
Have
In the control step, the rectified and extracted power and the necessary power required for charging the battery are measured, and the rectified and extracted power is controlled to be equal to the necessary power.

(2)前記(1)に記載の充電方法において、
前記制御ステップでは、前記充電ステップの前記充電電流、前記充電電圧、もしくは前記充電電流と前記充電電圧との両方を増減して調整することで前記必要電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
(2) In the charging method according to (1),
In the control step, the required power is increased or decreased by adjusting the charging current, the charging voltage, or both the charging current and the charging voltage in the charging step, and the rectified extracted power and the necessary power A charging method that adjusts the power to be equal.

(3)前記(1)に記載の充電方法において、
前記制御ステップでは、前記整合ステップの入力インピーダンスを調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
(3) In the charging method according to (1),
In the control step, the extracted power is increased or decreased by adjusting the input impedance of the matching step, and the rectified extracted power and the required power are adjusted to be equal.

(4)前記(1)に記載の充電方法において、
さらに、前記整流ステップのあとに負荷調整ステップを有し、
前記制御ステップでは、前記負荷調整ステップの負荷インピーダンスを調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
(4) In the charging method according to (1),
Furthermore, it has a load adjustment step after the rectification step,
In the control step, the extracted power is increased or decreased by adjusting a load impedance of the load adjusting step, and the rectified extracted power and the necessary power are adjusted to be equal.

(5)前記(1)に記載の充電方法において、
さらに、保護部が前記制御部からの保護制御信号で前記充電部の前段を短絡して前記充電部を保護する保護ステップを有する、充電方法。
(5) In the charging method according to (1),
Furthermore, the protection part has the protection step which short-circuits the front | former stage of the said charging part by the protection control signal from the said control part, and protects the said charging part.

(6)前記(1)に記載の充電方法において、
さらに、電流検出部が前記交流電流の流れる配線の電流量を測定する電流検出ステップを有する、充電方法。
(6) In the charging method according to (1),
The charging method further includes a current detection step in which the current detection unit measures a current amount of the wiring through which the alternating current flows.

(7)交流電流の流れる配線の回りに発生する磁界から電力を電磁誘導で抽出してバッテリに充電する充電装置における充電方法であって、
ギャップ長を調整できるトロイダルコアで構成された抽出部が前記交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出ステップと、
整合部が前記抽出ステップの出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合ステップと、
整流部が前記抽出ステップで抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流ステップと、
充電部が前記整流ステップで整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電ステップと、
制御部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記トロイダルコアのギャップ長の調整を行う制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する、充電方法。
(7) A charging method in a charging device for charging a battery by extracting electric power from a magnetic field generated around a wiring through which an alternating current flows by electromagnetic induction,
An extraction step in which an extraction unit configured with a toroidal core capable of adjusting the gap length extracts electric power from the wiring in which the alternating current flows; and
A matching step in which the matching unit performs impedance matching with the output impedance of the extraction step;
A rectification step in which the rectification unit rectifies the extracted power extracted in the extraction step from alternating current to direct current;
A charging step in which the charging unit charges the battery using the rectified extracted power rectified in the rectification step;
A control step for controlling a charging current, a charging voltage, or both a charging current and a charging voltage used for charging the battery by the control unit, or adjusting a gap length of the toroidal core;
Have
In the control step, the rectified and extracted power and the necessary power required for charging the battery are measured, and the rectified and extracted power is controlled to be equal to the necessary power.

(8)前記(7)に記載の充電方法において、
前記制御ステップでは、前記充電ステップの前記充電電流、前記充電電圧、もしくは前記充電電流と前記充電電圧との両方を増減して調整することで前記必要電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
(8) In the charging method according to (7),
In the control step, the required power is increased or decreased by adjusting the charging current, the charging voltage, or both the charging current and the charging voltage in the charging step, and the rectified extracted power and the necessary power A charging method that adjusts the power to be equal.

(9)前記(7)に記載の充電方法において、
前記制御ステップでは、前記トロイダルコアのギャップ長を調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電方法。
(9) In the charging method according to (7),
In the control step, the extracted power is increased / decreased by adjusting a gap length of the toroidal core, and the rectified extracted power and the required power are adjusted to be equal to each other.

(10)前記(7)に記載の充電方法において、
さらに、保護部が前記制御部からの保護制御信号で前記充電部の前段を短絡して前記充電部を保護する保護ステップを有する、充電方法。
(10) In the charging method according to (7),
Furthermore, the protection part has the protection step which short-circuits the front | former stage of the said charging part by the protection control signal from the said control part, and protects the said charging part.

(11)前記(7)に記載の充電方法において、
さらに、電流検出部が前記交流電流の流れる配線の電流量を測定する電流検出ステップを有する、充電方法。
(11) In the charging method according to (7),
The charging method further includes a current detection step in which the current detection unit measures a current amount of the wiring through which the alternating current flows.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

前記実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、各実施の形態の構成を組み合わせることが可能である。   The above embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the described configurations. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment. In addition, the configurations of the embodiments can be combined.

101…抽出部、101a…トロイダルコア、101b…巻き線、102…整合部、103…整流部、104…充電部、105…バッテリ、106…制御部、107…商用電源線、1101…負荷調整部、1102…整合部、1201…保護部、1501…保護部、1701…抽出部、1701a…トロイダルコア、1701b…巻き線、1701c…ギャップ、2001…電流検出部、2101…保護部、2301…保護部、2401…保護部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Extraction part, 101a ... Toroidal core, 101b ... Winding, 102 ... Matching part, 103 ... Rectification part, 104 ... Charging part, 105 ... Battery, 106 ... Control part, 107 ... Commercial power line, 1101 ... Load adjustment part DESCRIPTION OF SYMBOLS 1102 ... Matching part, 1201 ... Protection part, 1501 ... Protection part, 1701 ... Extraction part, 1701a ... Toroidal core, 1701b ... Winding, 1701c ... Gap, 2001 ... Current detection part, 2101 ... Protection part, 2301 ... Protection part 2401... Protection unit.

Claims (10)

交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部と、
前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部と、
バッテリと、
前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部と、
前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記整合部におけるインピーダンス整合のためのインピーダンス調整を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御し、前記充電部の前記充電電流、前記充電電圧、もしくは前記充電電流と前記充電電圧との両方を増減して調整することで前記必要電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
An extraction unit for extracting electric power from the wiring through which an alternating current flows;
A matching unit for impedance matching with the output impedance of the extraction unit;
A rectifier that rectifies the extracted power extracted by the extraction unit from alternating current to direct current; and
Battery,
A charging unit that charges the battery using the rectified extracted power rectified by the rectifying unit;
A control unit that controls a charging current, a charging voltage, or both a charging current and a charging voltage that the charging unit uses to charge the battery, or that performs impedance adjustment for impedance matching in the matching unit; ,
Have
The control unit measures the rectified and extracted power and the necessary power necessary for charging the battery, controls the rectified and extracted power and the necessary power to be equal, and controls the charging of the charging unit. Increasing or decreasing the required power by adjusting the current, the charging voltage, or both the charging current and the charging voltage, and adjusting the rectified extracted power and the required power to be equal. apparatus.
請求項1に記載の充電装置において、
前記制御部は、前記整合部の入力インピーダンスを調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
The charging device according to claim 1,
The control unit adjusts the input impedance of the matching unit to increase or decrease the extracted power, and adjusts the rectified extracted power and the required power to be equal.
請求項1に記載の充電装置において、
さらに、前記整流部の後段に負荷調整部を有し、
前記制御部は、前記負荷調整部の入力インピーダンスである負荷インピーダンスを調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
The charging device according to claim 1,
Furthermore, it has a load adjustment unit in the subsequent stage of the rectification unit,
The said control part is a charging device which adjusts so that the said rectification extraction power and the said required power may become equal by increasing / decreasing the said extraction electric power by adjusting the load impedance which is the input impedance of the said load adjustment part.
請求項1に記載の充電装置において、
さらに、前記制御部からの保護制御信号で前記充電部の前段を短絡して前記充電部を保護する保護部を有する、充電装置。
The charging device according to claim 1,
Furthermore, the charging apparatus which has a protection part which short-circuits the front | former stage of the said charging part with the protection control signal from the said control part, and protects the said charging part.
請求項1に記載の充電装置において、
さらに、前記交流電流の流れる配線の電流量を測定する電流検出部を有する、充電装置。
The charging device according to claim 1,
The charging device further includes a current detection unit that measures a current amount of the wiring through which the alternating current flows.
ギャップ長を調整できるトロイダルコアで構成され、交流電流の流れる配線から電力を抽出する抽出部と、
前記抽出部の出力インピーダンスとインピーダンス整合をとる整合部と、
前記抽出部で抽出した抽出電力を交流から直流に整流する整流部と、
バッテリと、
前記整流部で整流された整流抽出電力を利用して前記バッテリに充電する充電部と、
前記充電部が前記バッテリに充電するのに使用する充電電流、充電電圧、もしくは充電電流と充電電圧との両方を制御する、または、前記トロイダルコアのギャップ長の調整を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記整流抽出電力と、前記バッテリに充電するのに必要な必要電力とを測定し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように制御する、充電装置。
An extraction unit that is composed of a toroidal core that can adjust the gap length and extracts electric power from a wiring in which an alternating current flows;
A matching unit for impedance matching with the output impedance of the extraction unit;
A rectifier that rectifies the extracted power extracted by the extraction unit from alternating current to direct current; and
Battery,
A charging unit that charges the battery using the rectified extracted power rectified by the rectifying unit;
A control unit for controlling the charging current, the charging voltage, or both the charging current and the charging voltage used for charging the battery by the charging unit, or adjusting the gap length of the toroidal core;
Have
The said control part measures the said rectification extraction electric power and required electric power required in order to charge the said battery, and controls the said rectification extraction electric power and the said required electric power to become equal.
請求項に記載の充電装置において、
前記制御部は、前記充電部の前記充電電流、前記充電電圧、もしくは前記充電電流と前記充電電圧との両方を増減して調整することで前記必要電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
The charging device according to claim 6 ,
The control unit increases / decreases the required power by increasing / decreasing and adjusting the charging current, the charging voltage, or both the charging current and the charging voltage of the charging unit, and the rectified extracted power and the required A charging device that adjusts power to be equal.
請求項に記載の充電装置において、
前記制御部は、前記トロイダルコアのギャップ長を調整することで前記抽出電力を増減し、前記整流抽出電力と前記必要電力とが等しくなるように調整する、充電装置。
The charging device according to claim 6 ,
The said control part is a charging device which adjusts the said extraction electric power to increase / decrease by adjusting the gap length of the said toroidal core, and the said rectification extraction electric power and the said required electric power become equal.
請求項に記載の充電装置において、
さらに、前記制御部からの保護制御信号で前記充電部の前段を短絡して前記充電部を保護する保護部を有する、充電装置。
The charging device according to claim 6 ,
Furthermore, the charging apparatus which has a protection part which short-circuits the front | former stage of the said charging part with the protection control signal from the said control part, and protects the said charging part.
請求項に記載の充電装置において、
さらに、前記交流電流の流れる配線の電流量を測定する電流検出部を有する、充電装置。

The charging device according to claim 6 ,
The charging device further includes a current detection unit that measures a current amount of the wiring through which the alternating current flows.

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