JP6801708B2

JP6801708B2 - 電源装置、充電装置、制御方法、電子機器および電動車両

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Description

本技術は、電源装置、充電装置、制御方法、電子機器および電動車両に関する。

二次電池例えばリチウムイオン二次電池の充電方式として定電流充電と定電圧充電を組み合わせたＣＣＣＶ(Constant Current Constant Voltage: 定電流定電圧）充電方式が知られている。ＣＣＣＶ充電方式では、電池電圧が所定の電圧に到達するまでは定電流で充電し、所定電圧に達した後は定電圧で充電する。そして、充電電流がほぼ０に収束した時点で充電が完了する。充電用の電源回路として、例えば、高効率、低ノイズの共振型コンバータが使用される。

例えば、特許文献１に記載されているように、力率改善コンバータと直列共振コンバータを直列接続した構成が知られている。力率改善コンバータの出力は一定電圧に固定され、充電制御は直列共振コンバータの出力を制御することで行われる。特許文献１に記載のものは、予備充電のための低電圧かつ低電流での定電流特性を実現するためのものである。特許文献１では、力率改善コンバータの出力を２段階に切り替え、それぞれの出力に対し、ＤＣ−ＤＣコンバータにより出力電圧を制御している。その結果、低い出力電圧を出力できるようにしている。

特開２０１４−１３５８４６号公報

特許文献１に記載のように、ＤＣ−ＤＣコンバータ（例えば、共振型コンバータ）を用いた電源回路の場合には、十分高い効率を維持しながら、出力を制御することが望まれている。

したがって、本技術は、かかる点に鑑みてなされた電源装置、充電装置、制御方法、電子機器および電動車両を提供するものである。

上述した課題を解決するために、本技術は、例えば、
昇圧および降圧の両方の制御が可能な第１の電源回路と、
第１の電源回路の出力が供給され、周波数またはパルス幅によって出力が制御される第２の電源回路と、
第１および第２の電源回路を制御する制御部とを備え、
制御部は、第１の電源回路の出力を可変とし、それにより第２の電源回路の出力が可変となる第１の制御と、第１の電源回路の出力を一定とし、第２の電源回路の出力を所定の出力とする第２の制御とを切り替えて実行するように構成され、
第２の電源回路の出力を所定電流として二次電池を充電する第１の充電状態と、二次電池の電圧が所定電圧に到達すると、第２の電源回路の出力電圧を所定電圧として二次電池を充電する第２の充電状態とが切り替えられ、
第１の充電状態の際に第１の制御が実行され、第２の充電状態の際に第２の制御が実行されるように構成された
電源装置である。
上述した電源装置から、電力の供給を受ける電子機器でもよい。
上述した電源装置を有する電動車両でもよい。

本技術は、例えば、
昇圧および降圧の両方の制御が可能な第１の電源回路と、
第１の電源回路の出力が供給され、周波数またはパルス幅によって出力が制御される第２の電源回路と、
第１および第２の電源回路を制御する制御部とを備え、
制御部は、第１の電源回路の出力を可変とし、それにより第２の電源回路の出力が可変となる第１の制御と、第１の電源回路の出力を一定とし、第２の電源回路の出力を所定の出力とする第２の制御とを切り替えて実行するように構成され、
第２の電源回路の出力を所定電流として二次電池を充電する第１の充電状態と、二次電池の電圧が所定電圧に到達すると、第２の電源回路の出力電圧を所定電圧として二次電池を充電する第２の充電状態とが切り替えられ、
第１の充電状態の際に第１の制御が実行され、第２の充電状態の際に第２の制御が実行されるように構成された
充電装置である。

本技術は、例えば、
制御部が、昇圧および降圧の両方の制御が可能な第１の電源回路と、第１の電源回路の出力が供給され、周波数またはパルス幅によって出力が制御される第２の電源回路とに対して第１および第２の制御を実行し、
第１の制御は、第１の電源回路の出力を可変とし、それにより第２の電源回路の出力が可変となる制御であり、
第２の制御は、第１の電源回路の出力を一定とし、第２の電源回路の出力を所定の出力とする制御であり、
第２の電源回路の出力を所定電流として二次電池を充電する第１の充電状態と、二次電池の電圧が所定電圧に到達すると、第２の電源回路の出力電圧を所定電圧として二次電池を充電する第２の充電状態とが切り替えられ、
第１の充電状態の際に第１の制御が実行され、第２の充電状態の際に第２の制御が実行される
制御方法である。

少なくとも一つの実施形態によれば、十分高い効率を維持しながら、出力を制御することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であっても良い。

図１は、本技術の一実施形態に係る充電装置のブロック図である。図２は、定電流定電圧充電方式を説明するための略線図である。図３は、本技術の一実施形態に係るＥＭＩフィルタの接続図である。図４は、本技術の一実施形態に係る昇降圧型力率改善コンバータの接続図である。図５は、本技術の一実施形態に係る周波数変調型ＤＣ−ＤＣコンバータの接続図である。図６は、本技術の一実施形態の説明に用いる略線図である。図７は、本技術の応用例を示すブロック図である。図８は、本技術の他の応用例を示すブロック図である。

以下、本技術の一実施形態について説明する。なお、説明は次の順序にしたがってなされる。
＜１．一実施形態＞
＜２．応用例＞
＜３．変形例＞
以下に説明する実施の形態は、本技術の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本技術の範囲は、以下の説明において、特に本技術を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限定されないものとする。

「一般的な充電用の電源回路について」
上述したように、一般的な充電用の電源回路では、高効率、低ノイズの共振型コンバータが使用される。しかしながら、ＬＬＣ電流共振型ＤＣ−ＤＣコンバータは、周波数変調で出力電圧を制御する方式である。すなわち、周波数を上昇させると、出力電力が小さくなり、周波数を下げると、出力電力が大きくなる。かかるＬＬＣ電流共振型ＤＣ−ＤＣコンバータは、入力電圧を一定にした条件で幅広い出力電圧に調整することに不向きである。特に出力電力が小さい条件で出力電圧を低下することは、特性上周波数を上げることで制御しているために、無限に周波数を上げることができずに制御不能となる。この対策のために、幅広く出力電圧を調整するために後段に非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータを設けたり、間欠発振で制御することによって見かけ上の出力電圧を低下させることで充電動作を実現させたりしている。

しかしながら、後段にＤＣ−ＤＣコンバータを追加した場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率が加算されるため全体効率は低下し回路規模も大きくなる。また、間欠発振による制御の状態での出力リップル電圧が増大し、充電装置の特性としては好ましくない。また、周波数変調タイプの方式は一番高い効率を発揮する周波数があり、その周波数から外れるとコンバータの出力変換効率は低下するため、充電動作全域で高効率を維持することが難しい。以下、かかる点に鑑みてなされた本技術の詳細について説明する。

＜１．一実施形態＞
「充電装置の構成例」
図１は、本技術の一実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。なお、以下では、電源装置が充電機能を有する充電装置である例について説明する。商用電源がプラグを介して充電装置１に対して供給される。充電装置１のＥＭＩ(Electro Magnetic Interference)フィルタ２を介して、交流電源が第１の電源回路の一例である昇降圧力率改善回路３に対して供給される。昇降圧力率改善回路３の出力に対して第２の電源回路の一例である絶縁型周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ（以下、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータと適宜称する）４が接続される。周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の一例は、ＬＬＣ電流共振型コンバータである。

周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力端子の一端がスイッチ５を介して出力端子６ａとして導出される。周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力端子の他端が電流検出部８を介して出力端子６ｂとして導出される。周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力端子６ａが電池７の正極と接続され、出力端子６ｂが電池７の負極と接続される。電池７は、例えばリチウムイオン二次電池である。なお、図１では、１個のリチウムイオン二次電池が示されているが、これは単セルでもよいし、複数のリチウムイオン二次電池セルからなるモジュール構造のものでもよい。

出力端子６ａの電圧（電池電圧）が、充電制御回路９に供給される。充電制御回路９がスイッチ５に対するコントロール信号、定電圧制御回路１０に対するコントロール信号、定電流制御回路１１に対するコントロール信号を出力する。定電圧制御回路１０は周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４を制御する。定電流制御回路１１は昇降圧力率改善回路３を制御する。充電制御回路９、定電圧制御回路１０および定電流制御回路１１が有する制御機能が制御部に対応している。これらの回路が１つのマイクロコンピュータ等により構成されていてもよい。

ＣＣＣＶ充電方式では、図２に示すように、電池電圧が所定の電圧に到達するまでは定電流で充電し、所定電圧に達した後は定電圧で充電する。そして、充電電流がほぼ０に収束した時点で充電が完了する。定電流で充電する第１のモードを定電流充電モードと称し、定電圧で充電する第２のモードを定電圧充電モードと称する。

昇降圧力率改善回路３は、昇圧および降圧の両方の制御が可能であり、通常、出力電圧が一定になるように制御される。定電流充電モードでは出力電流を検出する電流検出部８からの信号を受け、その出力が定電流になるように制御する定電流制御回路１１からの信号が昇降圧力率改善回路３の制御に介入しその出力電圧を変化させるように制御する。

周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、出力電圧を一定にするように、例えば周波数変調により定電圧制御される。一方、定電流充電モードでは、効率が最大となる共振周波数付近の一定周波数で動作するように制御される。定電流制御と定電圧制御はそれぞれ充電制御回路９により制御される。

充電装置１は、定電流充電モードおよび定電圧充電モードのモード間で制御が切り替えられる。定電流充電モード時には定電流制御回路１１により昇降圧力率改善回路３が制御され、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４は一定周波数で固定制御される。定電圧充電モード時には昇降圧力率改善回路３の出力は一定電圧になるように制御され、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４は出力電圧を一定にするように定電圧制御回路１０により制御される。なお、充電装置１における動作の詳細は後述する。

図３は、ＥＭＩフィルタ２の具体的な構成例を示す。ＥＭＩフィルタ２は、電磁障害（ＥＭＩ）を防ぐために、エミッション対策やイミュニティ対策を行う際に使われるノイズ対策部品であり、ローパスフィルタの構成とされている。

図４は、昇降圧力率改善回路３の具体例（概略構成）を示す。商用電源を整流するブリッジ構成の整流回路２１の出力がＦＥＴ２２、ダイオード２３およびコイル２４からなる降圧型スイッチング電源回路に供給される。さらに、ＦＥＴ２５、ダイオード２６およびコンデンサ２７からなり、コイル２４を降圧型スイッチング電源回路と共用する昇圧型スイッチング電源回路が接続されている。出力端子２８ａおよび２８ｂに昇降圧力率改善回路３の出力が取り出される。

ＦＥＴ２２およびＦＥＴ２５のスイッチングを制御するドライブ回路２９が設けられている。ドライブ回路２９はＰＦＣ(Power Factor Correction:力率改善回路）制御回路の構成とされている。降圧型スイッチング電源回路および昇圧型スイッチング電源回路を接続することによって、出力を広範囲に変化させることができる。

図５は、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の具体例（概略構成）を示す。図５に示す構成は、ＬＬＣ電流共振型（全波整流型）ＤＣ−ＤＣコンバータの例である。ＬＬＣ電流共振型ＤＣ−ＤＣコンバータにおけるスイッチング駆動では、２個のスイッチング素子が交互にＯＮ／ＯＦＦすると共に、両者がＯＦＦ期間となるデッドバンドを形成するようにしている。

図５に示す構成では、スイッチング素子としてＦＥＴ３２ａおよび３２ｂが使用されている。ＦＥＴ３２ａおよび３２ｂが直列接続され、ＦＥＴ３２ａのドレインおよびＦＥＴ３２ｂのソースのそれぞれと接続された端子３１ａおよび３１ｂに対して昇降圧力率改善回路３の出力が供給される。

ＦＥＴ３２ａと並列にトランス３３の１次コイルとトランス３３のリーケージインダクタンス成分と共振コンデンサ３４からなる直列共振回路が接続される。ＦＥＴ３２ａおよび３２ｂを駆動するためにドライブ回路３５が設けられている。ドライブ回路３５によってＦＥＴ３２ａおよび３２ｂをスイッチング駆動するためのドライブパルスが生成される。ＦＥＴ３２ａおよび３２ｂが逆相でスイッチングされる。

トランス３３のセンタータップが２次側接地電位とされる。整流ダイオード３６ａおよび３６ｂおよび平滑コンデンサ３７によって２次側に誘起された交流電圧が整流され、出力端子３８ａおよび３８ｂに出力電圧が取り出される。図示しないが、出力電圧が検出され、検出結果に応じてＦＥＴ３２ａおよび３２ｂのドライブパルスの周波数が制御され、出力電圧が所定の値となるように制御される。

なお、図３に示すＥＭＩフィルタ２の構成、図４に示す昇降圧力率改善回路３の構成、並びに図５に示す周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の構成は、一例であって、他の構成を使用することができる。

「充電装置の動作例」
上述した本技術の一実施形態に係る充電装置１の動作例について説明する。充電が必要な電池７を充電装置１の出力に接続した時に、充電制御回路９が電池の状態を検出する。検出の結果、定電流充電が必要と判定された場合、充電制御回路９は周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の定電圧制御回路１０に対して、ある周波数（例えば、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の効率がよくなる値であり共振周波数近くの周波数）に固定して動作するように指示する。定電流制御回路１１は昇降圧力率改善回路３に対して電流検出部８からの信号を基に指定された出力になるように制御し、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の電圧が電池７に充電可能な電圧になったところでスイッチ５をＯＮし、充電を開始する。

この状態のまま、定電流で充電を続け、電池電圧がある一定の電圧に到達し、充電モードを定電圧充電モードに切り替えることが必要と判断された場合、充電制御回路９は定電流制御回路１１と定電圧制御回路１０に指示を出力する。定電流制御回路１１は電流検出部８からの信号による制御を停止し、昇降圧力率改善回路３がその出力電圧を一定に固定する制御を行う。定電圧制御回路１０は、周波数を調整する制御を実行して、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力電圧を一定にする周波数変調制御を行う。

周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４としてＬＬＣ電流共振型の回路を用い、スイッチング周波数を固定し、負荷電流を一定にした状態で入力電圧を変化させた場合の電圧特性を図６に示す。スイッチング周波数を固定とすることによって、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力電力が一定に制御される。図６のグラフから、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４を固定周波数で動作させ、入力電圧を昇降圧力率改善回路３によって調整することによって、充電装置の定電流充電動作を行わせることができることがわかる。

ＬＬＣ電流共振型ＤＣ−ＤＣコンバータのような周波数によって出力を制御する方式の回路は、出力電圧を一定に制御するための入力電圧範囲を狭くすることで高効率を実現しやすいことが知られている。しかしながら、充電装置にこの回路に使う場合は、定電流充電期間で出力電圧を幅広く変化させなければならないため、高効率を実現しにくく、かつ設計が非常に複雑になり面倒である。本技術では、定電流充電モードでは、ＤＣ−ＤＣコンバータ（昇降圧力率改善回路３）が制御され、定電圧充電モードでは、ＤＣ−ＤＣコンバータ（周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４）が制御される。この制御により、周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ４を高い効率が実現できる周波数に固定して動作させ、入力電圧である力率改善回路の出力電圧を変化させることで、十分高い効率を維持しながら、定電流充電モードでの充電を行うことができる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータの追加が不要であり回路規模が大きくなることを防止できる。また、間欠発振による制御を実行する必要もない。

＜２．応用例＞
上述した本技術の一実施形態は、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置などの機器に搭載または電力を供給するための電池の充電装置や上述した充電装置の各構成を有する電源装置として実現することができる。以下、応用例について説明する。

電子機器として、例えばノート型パソコン、スマートフォン、タブレット端末、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、ウェアラブル端末、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機などが挙げられる。

また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などが挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。

蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源などが挙げられる。

以下では、上述した適用例のうち、上述した本技術の充電装置（電源装置）を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。

この蓄電システムは、例えば充電装置（電源装置）から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。以下、蓄電システムについて説明する。

「応用例としての住宅における蓄電システム」
本技術が適用可能な蓄電システムの例について、図７を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８などを介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内の発電装置１０４などの独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置であるエアコン１０５ｂ、テレビジョン受信機であるテレビ１０５ｃ、バス（風呂）１０５ｄなどである。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。

蓄電装置１０３に対して、本技術の充電装置（電源装置）が適用される。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。

各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサなどである。各種のセンサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社などに送信することができる。

パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter：非同期シリアル通信用送受信回路）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants）などに、表示されても良い。

各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory)などで構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内の発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種のセンサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能などを備えていても良い。

以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２のみならず、家庭内の発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内の発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

「応用例としての車両における蓄電システム」
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図８を参照して説明する。図８に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。このハイブリッド車両２００に、上述した本技術の充電装置（電源装置）が適用される。

ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。

エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両２００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。

バッテリー２０８は、ハイブリッド車両２００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。

＜３．変形例＞
以上、本技術の一実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。

前段の第１の電源回路は、ＰＦＣ制御方式を使用しない電源回路であってもよい。後段の第２の電源回路も周波数ではなく、パルス幅で出力を制御する電源回路であってもよい。また、ＬＬＣ電流共振型コンバータは、フルブリッジ型、ハーフブリッジ型等、適宜の方式のものを適用することができる。

二次電池は、リチウムイオン二次電池以外の電池でもよく、充電方式も二次電池に応じてＣＣＣＶ以外の方式を適用することができる。なお、定電流制御における定電流とは、所定値の電流で充電がなされていれば足り、固定且つ単一の値の電流でなくてもよく、値が異なる複数の所定値の電流で充電がなされてもよい。

なお、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
昇圧および降圧の両方の制御が可能な第１の電源回路と、
前記第１の電源回路の出力が供給され、周波数またはパルス幅によって出力が制御される第２の電源回路と、
前記第１および第２の電源回路を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の電源回路の出力を可変とし、それにより前記第２の電源回路の出力が可変となる第１の制御と、前記第１の電源回路の出力を一定とし、前記第２の電源回路の出力を所定の出力とする第２の制御とを切り替えて実行するように構成された
電源装置。
（２）
前記第２の電源回路の出力を所定電流として二次電池を充電する第１の充電状態と、二次電池の電圧が所定電圧に到達すると、前記第２の電源回路の出力電圧を所定電圧として二次電池を充電する第２の充電状態とが切り替えられ、
前記第１の充電状態の際に前記第１の制御が実行され、前記第２の充電状態の際に前記第２の制御が実行されるように構成された
（１）に記載の電源装置。
（３）
前記第１の充電状態では、前記第２の電源回路の周波数またはパルス幅を効率の良い値に固定し、前記第１の電源回路の出力電圧を可変することによって、前記出力を所定電流にする制御が実行され、
前記第２の状態では、前記第１の電源回路の出力が一定の値に固定制御され、前記第２の電源回路の周波数またはパルス幅を調整することによって、前記出力を所定電圧にする制御が実行されるように構成された
（２）に記載の電源装置。
（４）
前記第１の電源回路が力率改善コンバータであり、
前記第２の電源回路が周波数変調で制御されるＤＣ−ＤＣコンバータである（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の電源装置。
（５）
昇圧および降圧の両方の制御が可能な第１の電源回路と、
前記第１の電源回路の出力が供給され、周波数またはパルス幅によって出力が制御される第２の電源回路と、
前記第１および第２の電源回路を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の電源回路の出力を可変とし、それにより前記第２の電源回路の出力が可変となる第１の制御と、前記第１の電源回路の出力を一定とし、前記第２の電源回路の出力を所定の出力とする第２の制御とを切り替えて実行するように構成された
充電装置。
（６）
制御部が、昇圧および降圧の両方の制御が可能な第１の電源回路と、前記第１の電源回路の出力が供給され、周波数またはパルス幅によって出力が制御される第２の電源回路とに対して第１および第２の制御を実行し、
前記第１の制御は、前記第１の電源回路の出力を可変とし、それにより前記第２の電源回路の出力が可変となる制御であり、
前記第２の制御は、前記第１の電源回路の出力を一定とし、前記第２の電源回路の出力を所定の出力とする制御である
制御方法。
（７）
（１）乃至（４）のいずれかに記載の電源装置から、電力の供給を受ける電子機器。
（８）
（１）乃至（４）のいずれかに記載の電源装置を有する電動車両。

１・・・充電装置
３・・・昇降圧力率改善回路
４・・・周波数変調制御ＤＣ−ＤＣコンバータ
７・・・電池
９・・・充電制御回路
１０・・・定電圧制御回路
１１・・・定電流制御回路

Claims

昇圧および降圧の両方の制御が可能な第１の電源回路と、
前記第１の電源回路の出力が供給され、周波数またはパルス幅によって出力が制御される第２の電源回路と、
前記第１および第２の電源回路を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の電源回路の出力を可変とし、それにより前記第２の電源回路の出力が可変となる第１の制御と、前記第１の電源回路の出力を一定とし、前記第２の電源回路の出力を所定の出力とする第２の制御とを切り替えて実行するように構成され、
前記第２の電源回路の出力を所定電流として二次電池を充電する第１の充電状態と、二次電池の電圧が所定電圧に到達すると、前記第２の電源回路の出力電圧を所定電圧として二次電池を充電する第２の充電状態とが切り替えられ、
前記第１の充電状態の際に前記第１の制御が実行され、前記第２の充電状態の際に前記第２の制御が実行されるように構成された
電源装置。
前記第１の充電状態では、前記第２の電源回路の周波数またはパルス幅を効率の良い値に固定し、前記第１の電源回路の出力電圧を可変することによって、前記出力を所定電流にする制御が実行され、
前記第２の充電状態では、前記第１の電源回路の出力が一定の値に固定制御され、前記第２の電源回路の周波数またはパルス幅を調整することによって、前記出力を所定電圧にする制御が実行されるように構成された
請求項１に記載の電源装置。
前記第１の電源回路が力率改善コンバータであり、
前記第２の電源回路が周波数変調で制御されるＤＣ−ＤＣコンバータである請求項１または２に記載の電源装置。
昇圧および降圧の両方の制御が可能な第１の電源回路と、
前記第１の電源回路の出力が供給され、周波数またはパルス幅によって出力が制御される第２の電源回路と、
前記第１および第２の電源回路を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の電源回路の出力を可変とし、それにより前記第２の電源回路の出力が可変となる第１の制御と、前記第１の電源回路の出力を一定とし、前記第２の電源回路の出力を所定の出力とする第２の制御とを切り替えて実行するように構成され、
前記第２の電源回路の出力を所定電流として二次電池を充電する第１の充電状態と、二次電池の電圧が所定電圧に到達すると、前記第２の電源回路の出力電圧を所定電圧として二次電池を充電する第２の充電状態とが切り替えられ、
前記第１の充電状態の際に前記第１の制御が実行され、前記第２の充電状態の際に前記第２の制御が実行されるように構成された
充電装置。
制御部が、昇圧および降圧の両方の制御が可能な第１の電源回路と、前記第１の電源回路の出力が供給され、周波数またはパルス幅によって出力が制御される第２の電源回路とに対して第１および第２の制御を実行し、
前記第１の制御は、前記第１の電源回路の出力を可変とし、それにより前記第２の電源回路の出力が可変となる制御であり、
前記第２の制御は、前記第１の電源回路の出力を一定とし、前記第２の電源回路の出力を所定の出力とする制御であり、
前記第２の電源回路の出力を所定電流として二次電池を充電する第１の充電状態と、二次電池の電圧が所定電圧に到達すると、前記第２の電源回路の出力電圧を所定電圧として二次電池を充電する第２の充電状態とが切り替えられ、
前記第１の充電状態の際に前記第１の制御が実行され、前記第２の充電状態の際に前記第２の制御が実行される
制御方法。
請求項１から３までの何れかに記載の電源装置から、電力の供給を受ける電子機器。
請求項１から３までの何れかに記載の電源装置を有する電動車両。