WO2024034602A1 - バッテリ充電装置 - Google Patents

バッテリ充電装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024034602A1
WO2024034602A1 PCT/JP2023/028909 JP2023028909W WO2024034602A1 WO 2024034602 A1 WO2024034602 A1 WO 2024034602A1 JP 2023028909 W JP2023028909 W JP 2023028909W WO 2024034602 A1 WO2024034602 A1 WO 2024034602A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
battery
charging device
set voltage
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/028909
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
豊隆 ▲高▼嶋
勇気 星野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2024540484A priority Critical patent/JP7734855B2/ja
Publication of WO2024034602A1 publication Critical patent/WO2024034602A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering

Definitions

  • the present invention relates to a battery charging device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-126531 filed in Japan on August 8, 2022, the contents of which are incorporated herein.
  • the present invention was made to solve the above problem, and its purpose is to reduce the ripple current of the current supplied to the load side without increasing the capacitance of the capacitor connected in parallel to the load side.
  • the purpose of the present invention is to provide a battery charging device that can perform the following tasks.
  • one aspect of the present invention provides a generator that generates power according to the rotation of a rotor and outputs an AC signal corresponding to the generated power, and a generator that outputs an AC signal according to the generated electric power.
  • a switching element that rectifies and supplies charging power to the battery, a diode that is connected between an output line of the switching element and a load section and supplies operating power to the load section, and a diode that is connected to the output line of the diode.
  • a capacitor connected in parallel with the load section, a voltage control section that controls conduction of the switching element so that the voltage supplied to the load section becomes a set voltage of an output target, and the battery.
  • the battery charging device includes a switching control section that lowers the set voltage when the battery charging device is in an abnormal state that makes it unusable.
  • the switching control unit is configured such that the voltage of the output line of the diode is changed to the voltage of the output line of the switching element during a period in which the switching element is in a non-conducting state. If it is larger than that, it may be determined that the abnormal state is present.
  • the switching control section may determine whether or not the alternating current signal is in the abnormal state during a period when the alternating current signal is a negative voltage.
  • the switching control unit sets the set voltage to a first set voltage for charging the battery in a normal state in which the battery can be used; In the case of the abnormal state, the set voltage may be switched to a second set voltage that allows the load section to operate and is lower than the first set voltage.
  • the switching element is a thyristor
  • the voltage control section controls the switching element so that the voltage supplied to the load section becomes the set voltage.
  • the conduction timing of the element may be controlled.
  • the abnormal state may include a state in which the battery is disconnected from its own device.
  • the voltage control section controls the conduction of the switching element so that the voltage supplied to the load section becomes the set voltage of the output target
  • the switching control section controls the conduction of the switching element so that the voltage supplied to the load section is in an abnormal state where the battery is unusable. If this happens, lower the set voltage.
  • the battery charging device can reduce the ripple current of the current supplied to the load section when the battery is in an abnormal state where it cannot be used, and there is no need to increase the capacitance of the capacitor. That is, the battery charging device can reduce the ripple current of the current supplied to the load section without increasing the capacitance of the capacitor.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a battery charging device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a first diagram illustrating a battery abnormality determination process of the battery charging device according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a second diagram illustrating a battery abnormality determination process of the battery charging device according to the present embodiment.
  • 3 is a flowchart illustrating an example of the operation of the battery charging device according to the present embodiment.
  • 5 is a timing chart showing an example of the operation of the battery charging device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of ripple current of a capacitor of the battery charging device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a battery charging device 1 according to this embodiment.
  • a battery charging device 1 is connected to a battery 3 and an FI load section 4, and includes a generator 2 and a regulator 10.
  • the battery charging device 1 is mounted on a vehicle such as a motorcycle, for example, and is a device that half-wave rectifies AC power generated by a generator 2 and charges the battery 3.
  • an FI load section 4 is connected to the battery charging device 1 via a diode 12, and the power generated by the generator 2 or the output power of the battery 3 is supplied to the FI load section 4.
  • the generator 2 is, for example, a single-phase magnetic AC generator, which generates power according to the rotation of a rotor (not shown), and outputs an AC signal according to the generated power.
  • the rotor is, for example, a crankshaft connected to a rotating shaft of an internal combustion engine of a motorcycle.
  • the generator 2 is connected to the thyristor 11 via a power supply line to send an AC signal corresponding to the generated power.
  • the battery 3 is, for example, a lead-acid battery, and the + (plus) electrode (positive electrode) is connected to the cathode terminal (output line L1) of the thyristor 11, and the - (minus) electrode (negative electrode) is connected to the ground terminal ( It is connected to the ground line L2).
  • the battery 3 charges the power generated by the generator 2 supplied via the thyristor 11 and supplies the charged power to the FI load section 4 via the diode 12.
  • the FI load section 4 is, for example, an electrical component of a motorcycle, such as an ECU (Engine Control Unit), a fuel pump, an injection, and various sensors.
  • the FI load section 4 operates by being supplied with the power generated by the generator 2 or the output power of the battery 3 via the diode 12, and consumes power.
  • the FI load section 4 is an example of a load section.
  • the regulator 10 rectifies the AC power generated by the generator 2 to generate DC power for charging the battery 3 and DC power to be supplied to the load section (for example, the FI load section 4).
  • the regulator 10 includes a thyristor 11, diodes (12, 15, 16), a capacitor 13, a switching control section 14, and a voltage control section 17.
  • the thyristor 11 (an example of a switching element) is a silicon-controlled commutator that rectifies the AC signal output from the generator 2 and supplies it to the battery 3 as charging power.
  • the thyristor 11 has an anode terminal connected to the output line of the generator 2, a cathode terminal connected to the positive electrode of the battery 3 via the node N1 (output line L1), and a gate terminal (control terminal) outputted by the voltage control unit 17. They are respectively connected to the signal lines of the control signal S2.
  • the thyristor 11 When the thyristor 11 is turned on by the control signal S2 of the voltage control unit 17, it supplies the positive voltage of the AC signal output by the generator 2 to the + electrode of the battery 3, and charges the battery 3. , supplies operating power to the FI load section 4. That is, the thyristor 11 rectifies the AC signal output from the generator 2 and supplies it to the battery 3 as charging power. The thyristor 11 is controlled to be on during the positive voltage period of the AC signal, and supplies DC power (DC voltage) to the battery 3 and the FI load section 4 through half-wave rectification.
  • the diode 12 is connected between the output line L1 of the thyristor 11 and the FI load section 4, and supplies operating power to the FI load section 4.
  • the diode 12 has an anode terminal connected to the output line L1, and a cathode terminal connected to the FI load unit 4 via the node N2 (output line L3), thereby preventing backflow of current from the FI load unit 4. do.
  • the output line L3 (node N2) of the diode 12 is connected to the capacitor 13, the switching control section 14, and the diode 15.
  • the capacitor 13 is, for example, an electrolytic capacitor, and is connected to the output line L3 of the diode 12 and in parallel with the FI load section 4. Capacitor 13 is connected between output line L3 and ground line L2, and smoothes the voltage half-wave rectified by thyristor 11 via diode 12.
  • the switching control unit 14 lowers the set voltage of the voltage control unit 17, which will be described later, when the battery 3 is in an abnormal state that makes it unusable.
  • Abnormal conditions in which the battery 3 cannot be used include, for example, when the battery 3 is disconnected, when a fuse (not shown) blows, or when the performance of the battery 3 deteriorates and outputs a usable voltage. If it is not possible, etc.
  • the abnormal state in which the battery 3 cannot be used may include, for example, a case where the output voltage of the battery 3 fluctuates significantly up and down in response to changes in the load.
  • the switching control unit 14 determines that the thyristor 11 is in an abnormal state. It is determined that there is. Furthermore, the switching control unit 14 determines whether or not the AC signal is in an abnormal state during a period when the voltage is negative. When the switching control unit 14 determines that there is an abnormal state, the switching control unit 14 outputs a signal that lowers the set voltage of the voltage control unit 17 to the signal line of the switching signal S1.
  • the switching control unit 14 sets the set voltage of the voltage control unit 17 to the set voltage V1 (first set voltage) for charging the battery 3 in a normal state where the battery 3 can be used.
  • the switching control unit 14 switches the set voltage of the voltage control unit 17 to the set voltage V2 (second set voltage) in the case of an abnormal state.
  • the set voltage V2 is a voltage that can operate the FI load section 4 and is lower than the set voltage V1.
  • the diode 15 has an anode terminal connected to the output line L3 (node N2) and a cathode terminal connected to the node N3. Note that the node N3 is connected to the voltage control section 17. Diode 15 prevents current from flowing backward from output line L1 (node N1).
  • the diode 16 has an anode terminal connected to the output line L1 (node N1) and a cathode terminal connected to the node N3. Diode 16 prevents current from flowing backward from output line L3 (node N2). Note that the node N3 is supplied with the larger voltage of the voltage VB and the voltage VC.
  • the voltage control section 17 controls conduction of the thyristor 11 so that the voltage VC supplied to the FI load section 4 becomes the set voltage of the output target.
  • the voltage control unit 17 controls the thyristor so that, for example, the larger voltage of the voltage VB and the voltage VC (the voltage of the node N3) becomes the set voltage of the output target using the diode 15 and the diode 16 described above.
  • Voltage control section 17 outputs control signal S2 to the gate terminal of thyristor 11 so that the voltage at node N3 becomes the set voltage. Note that the voltage control section 17 controls the conduction timing (on timing) of the thyristor 11 using the control signal S2 so that the voltage VC supplied to the FI load section 4 becomes the set voltage.
  • the voltage control section 17 switches the set voltage according to the switching signal S1 of the switching control section 14. For example, when the switching signal S1 is a signal for switching to the set voltage V1, which is a high voltage at which the battery 3 is in a normal state, the voltage control unit 17 switches the setting voltage to the set voltage V1. Further, for example, when the switching signal S1 is a signal for switching to the set voltage V1, which is a low voltage at which the battery 3 is in an abnormal state, the voltage control unit 17 switches the setting voltage to the set voltage V2.
  • 2A and 2B are diagrams illustrating the battery abnormality determination process of the battery charging device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2A shows an example in which the thyristor 11 is in an off state and the battery 3 is in a normal state.
  • the capacitor 13 is charged with a voltage VC, and the voltage VC is expressed by the following equation (1).
  • the load unit 5 indicates a load connected to the output line L1.
  • FIG. 2B shows an example of an abnormal state in which the thyristor 11 is in an off state and the battery 3 is disconnected.
  • the voltage at the node N2 becomes the voltage VC charged in the capacitor 13 when the thyristor 11 is turned on.
  • the voltage VB of the node N1 is discharged through the load section 5 and becomes 0V. Therefore, the relationship between voltage VC and voltage VB is expressed by the following equation (2).
  • the voltage VC of the capacitor 13 (the voltage at the node N2) becomes a voltage larger than the voltage VB.
  • the switching control unit 14 uses the characteristics shown in FIGS. 2A and 2B described above to determine an abnormal state in which the battery 3 cannot be used, and when it is determined that the battery 3 is in an abnormal state, the set voltage is changed to the set voltage V1.
  • a switching signal S1 is outputted to the voltage control section 17 to lower the voltage from the set voltage V2 to the set voltage V2.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the battery charging device 1 according to this embodiment.
  • the switching control unit 14 of the battery charging device 1 first determines whether the thyristor 11 is in the off period (step S101). The switching control unit 14 determines whether or not the thyristor 11 is in an off period, based on the control signal S2 of the thyristor 11, for example. When the thyristor 11 is in the off period (step S101: YES), the switching control unit 14 advances the process to step S102. Further, when the thyristor 11 is not in the off period (step S101: NO), the switching control unit 14 returns the process to step S101.
  • step S102 the switching control unit 14 determines whether the voltage VC (the voltage at the node N2) is greater than the voltage VB (the voltage at the node N1).
  • the switching control unit 14 advances the process to step S103.
  • the switching control unit 14 advances the process to step S104.
  • step S103 the switching control unit 14 switches the set voltage of the voltage control unit 17 to the lower set voltage V2. That is, the switching control unit 14 outputs a switching signal S1 for switching the set voltage to the set voltage V2 to the voltage control unit 17, and causes the voltage control unit 17 to switch the set voltage to the set voltage V2. After the process in step S103, the switching control unit 14 returns the process to step S101.
  • step S104 the switching control unit 14 switches the set voltage of the voltage control unit 17 to the high set voltage V1. That is, the switching control unit 14 outputs a switching signal S1 for switching the set voltage to the set voltage V1 to the voltage control unit 17, and causes the voltage control unit 17 to switch the set voltage to the set voltage V1. After the process in step S104, the switching control unit 14 returns the process to step S101.
  • FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of the battery charging device 1 according to this embodiment.
  • waveform W1 shows the waveform of the output voltage of generator 2
  • waveform W2 shows the waveform of voltage VB (voltage at node N1).
  • waveform W3 shows the waveform of switching signal S1
  • waveform W4 shows the waveform of voltage VC (voltage of node N2).
  • the horizontal axis of each waveform indicates time.
  • a period TR1 indicates a period in which the battery 3 is in a normal state and is normally connected to the battery charging device 1.
  • voltage VB has a substantially constant voltage waveform, as shown by waveform W2a.
  • the switching control unit 14 since the voltage VC is smaller than the voltage VB, the switching control unit 14 outputs a switching signal S1 (for example, Low state) that switches the set voltage to the set voltage V1. do. Further, in this case, the voltage VC becomes a voltage as shown in the waveform W4a.
  • period TR2 indicates a period of an abnormal state in which the battery 3 is disconnected.
  • the voltage VB has a waveform like the waveform W2b, and becomes 0V during the off period TR3 of the thyristor 11.
  • the switching control unit 14 sends a switching signal S1 (for example, Outputs a high state).
  • the voltage VC is lower than the voltage of the waveform W4b in the period TR1, as shown in the waveform W4b.
  • the off period TR3 of the thyristor 11 corresponds to a period in which the AC signal output from the generator 2 has a negative voltage.
  • the voltage control unit 17 switches the set voltage to the set voltage V2 and performs control to output a voltage VC lower than that in the period TR1 (see waveform W4b).
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the ripple current of the capacitor 13 of the battery charging device 1 according to this embodiment.
  • waveform W5 shows the ripple current of capacitor 13 in battery charging device 1 of this embodiment when battery 3 is not connected.
  • waveform W6 shows the ripple current of capacitor 13 when battery 3 is not connected and when the set voltage is left as set voltage V1. Waveform W6 corresponds to the ripple current of capacitor 13 in battery charging device 1 of the prior art.
  • the ripple current of the capacitor 13 is reduced compared to the conventional technology (waveform W6) by lowering the set voltage to the set voltage V2. be able to.
  • the battery charging device 1 includes the generator 2, the thyristor 11 (switching element), the diode 12, the capacitor 13, the voltage control section 17, and the switching control section 14. .
  • the generator 2 generates power according to the rotation of the rotor, and outputs an alternating current signal according to the generated power.
  • the thyristor 11 rectifies the AC signal output from the generator 2 and supplies it to the battery 3 as charging power.
  • the diode 12 is connected between the output line L1 of the thyristor 11 and the FI load section 4 (load section), and supplies operating power to the FI load section 4.
  • the capacitor 13 is connected to the output line L3 of the diode 12 and in parallel with the FI load section 4.
  • the voltage control section 17 controls conduction of the thyristor 11 so that the voltage supplied to the FI load section 4 becomes the set voltage of the output target.
  • the switching control unit 14 lowers the set voltage (for example, switches to the set voltage V2) when the battery 3 is in an abnormal state where it cannot be used.
  • the battery charging device 1 according to the present embodiment supplies power to the FI load unit 4 side, for example, as shown in the waveform W5 shown in FIG.
  • the current ripple current Irp can be reduced. Therefore, in the battery charging device 1 according to this embodiment, there is no need to increase the capacity of the capacitor 13. That is, the battery charging device 1 according to the present embodiment can reduce the ripple current Irp of the current supplied to the load section side (FI load section 4 side) without increasing the capacitance of the capacitor 13.
  • the switching control unit 14 controls the switching control unit 14 when the voltage VC of the output line L3 of the diode 12 is higher than the voltage VB of the output line L1 of the thyristor 11 during the period when the thyristor 11 is in the off state (non-conducting state). It is determined that there is an abnormal state.
  • the battery charging device 1 uses a simple method of comparing the voltage VC of the output line L3 and the voltage VB of the output line L1 during the period when the thyristor 11 is in the off state (non-conducting state). It can be easily determined that the battery 3 is in an abnormal state where it cannot be used.
  • the switching control unit 14 determines whether or not the alternating current signal output by the generator 2 is in an abnormal state during a period when the voltage is negative.
  • the battery charging device 1 can compare, for example, the voltage VC of the output line L3 and the voltage VB of the output line L1 during a period in which the AC signal output from the generator 2 is a negative voltage. , it is possible to easily determine that the battery 3 is in an abnormal state where it cannot be used.
  • the switching control unit 14 sets the set voltage to the set voltage V1 (first set voltage) for charging the battery 3 in a normal state where the battery 3 can be used.
  • the switching control unit 14 switches the set voltage to a set voltage V2 (second set voltage) that allows the FI load unit 4 to operate and is lower than the set voltage V1.
  • the battery charging device 1 according to the present embodiment switches the set voltage of the voltage control unit 17 to the set voltage V2 that enables the operation of the FI load unit 4 and is lower than the set voltage V1, thereby increasing the ripple current Irp of the capacitor 13. can be reduced. Therefore, the battery charging device 1 according to the present embodiment can appropriately operate the FI load section 4 even in an abnormal state such as, for example, when the battery 3 is disconnected. That is, the battery charging device 1 according to the present embodiment can appropriately operate a vehicle (for example, a motorcycle) equipped with the battery charging device 1 even in an abnormal state in which the battery 3 is disconnected.
  • a vehicle for example, a motorcycle
  • the above-mentioned switching element is the thyristor 11 (silicon controlled commutator).
  • the voltage control section 17 controls the conduction timing of the thyristor 11 so that the voltage VC supplied to the FI load section 4 becomes the set voltage.
  • the battery charging device 1 uses the thyristor 11 (silicon-controlled commutator) as a switching element to appropriately rectify the AC signal output from the generator 2 with a simple configuration. can.
  • thyristor 11 silicon-controlled commutator
  • the abnormal state includes a state in which the battery 3 is disconnected from its own device (battery charging device 1).
  • the battery charging device 1 according to the present embodiment does not increase the capacity of the capacitor 13 even when the battery 3 is in an abnormal state where it is disconnected from its own device (battery charging device 1).
  • the load units such as the FI load unit 4 can be operated appropriately.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
  • the switching element is the thyristor 11, but the switching element is not limited to this.
  • other switching elements such as other silicon controlled commutators.
  • the generator 2 is a single-phase magnetic AC generator, but the generator 2 is not limited to this, and can generate AC signals of multiple phases (for example, 3 phases). It may be a generator that outputs power, or it may be another generator.
  • the processing of the switching control section 14 and the voltage control section 17 may be realized by software processing, or may be realized by hardware processing such as an electronic circuit. That is, the switching control section 14 and the voltage control section 17 may be realized by circuit means, or may be realized by software processing that causes a CPU (Central Processing Unit) to execute a program.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the battery charging device 1 it is better to realize the processing of the switching control section 14 and the voltage control section 17 by hardware processing such as an electronic circuit, in order to prevent the occurrence of an abnormal state in which the battery 3 cannot operate normally. Therefore, the set voltage of the voltage control section 17 can be quickly switched. That is, the battery charging device 1 can quickly respond to the occurrence of an abnormal state.
  • the switching control section 14 and the voltage control section 17 are realized with different configurations, but the present invention is not limited to this.
  • a part of the switching control section 14 or All of them may be provided in the voltage control section 17.
  • the switching control unit 14 determines whether the voltage VC of the output line L3 is larger than the voltage VB of the output line L1
  • the voltage control unit 17 determines whether the voltage VC of the output line L1 is higher than the voltage VB of the output line L1
  • An abnormal state such as connection of the battery 3 may be determined based on the determination result of whether the voltage is higher than the voltage VB.
  • part or all of the functions of the switching control section 14 and the voltage control section 17 may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration).
  • LSI Large Scale Integration
  • Each of the above-mentioned functions may be implemented as an individual processor, or some or all of them may be integrated into a processor.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, but may be realized using a dedicated circuit or a general-purpose processor. Further, if an integrated circuit technology that replaces LSI emerges due to advances in semiconductor technology, an integrated circuit based on this technology may be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Abstract

バッテリ充電装置は、回転子の回転に応じて発電し、発電した電力に応じた交流信号を出力する発電機と、前記発電機が出力する前記交流信号を整流して充電電力としてバッテリに供給するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の出力線と負荷部との間に接続され、前記負荷部に動作電力を供給するダイオードと、前記ダイオードの出力線に接続され、且つ、前記負荷部と並列に接続されるコンデンサと、前記負荷部に供給する電圧が、出力目標の設定電圧になるように、前記スイッチング素子の導通を制御する電圧制御部と、前記バッテリが使用不可能な異常状態になった場合に、前記設定電圧を低下させる切替制御部とを備える。

Description

バッテリ充電装置
　本発明は、バッテリ充電装置に関する。
　本願は、２０２２年８月８日に、日本に出願された特願２０２２－１２６５３１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、自動二輪車などの内燃機関の回転を利用して、バッテリを充電するバッテリ充電装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような従来のバッテリ充電装置では、発電機が出力する交流信号を、例えば、サイリスタなどのスイッチング素子により半波整流して、バッテリを充電するとともに、ダイオードを介して、負荷部に電力を供給していた。
国際公開第２０１６／１３２４４０号
　ところで、例えば、自動二輪車において、近年、ＦＩ（Fuel Injection：電子制御燃料噴射装置）による電子制御やセンサの増加などにより、発電機及びバッテリに接続される負荷が増大している。しかしながら、上述した従来のバッテリ充電装置では、例えば、バッテリが未接続の状態になった場合に、負荷部に供給する電流のリプル電流が増大するため、負荷部に並列して接続するコンデンサの容量を増大させる必要が生じるという問題があった。
　本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、負荷部に並列して接続するコンデンサの容量を増大させずに、負荷部側に供給する電流のリプル電流を低減することができるバッテリ充電装置を提供することにある。
　上記問題を解決するために、本発明の一態様は、回転子の回転に応じて発電し、発電した電力に応じた交流信号を出力する発電機と、前記発電機が出力する前記交流信号を整流して充電電力としてバッテリに供給するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の出力線と負荷部との間に接続され、前記負荷部に動作電力を供給するダイオードと、前記ダイオードの出力線に接続され、且つ、前記負荷部と並列に接続されるコンデンサと、前記負荷部に供給する電圧が、出力目標の設定電圧になるように、前記スイッチング素子の導通を制御する電圧制御部と、前記バッテリが使用不可能な異常状態になった場合に、前記設定電圧を低下させる切替制御部とを備えるバッテリ充電装置である。
　また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記切替制御部は、前記スイッチング素子が非導通状態の期間において、前記ダイオードの出力線の電圧が、前記スイッチング素子の出力線の電圧より大きい場合に、前記異常状態であると判定してもよい。
　また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記切替制御部は、前記交流信号が負電圧の期間に、前記異常状態であるか否かを判定してもよい。
　また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記切替制御部は、前記バッテリが使用可能な正常状態において、前記設定電圧を、前記バッテリを充電する第１設定電圧に設定し、前記異常状態である場合に、前記設定電圧を、前記負荷部を動作可能で、前記第１設定電圧より低い第２設定電圧に切り替えてもよい。
　また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記スイッチング素子は、サイリスタであり、前記電圧制御部は、前記負荷部に供給する電圧が、前記設定電圧になるように、前記スイッチング素子の導通タイミングを制御してもよい。
　また、本発明の一態様は、上記のバッテリ充電装置において、前記異常状態は、前記バッテリが自装置との接続が外れた状態を含んでもよい。
　本発明によれば、電圧制御部が、負荷部に供給する電圧が、出力目標の設定電圧になるように、スイッチング素子の導通を制御し、切替制御部が、バッテリが使用不可能な異常状態になった場合に、設定電圧を低下させる。これにより、バッテリ充電装置は、バッテリが使用不可能な異常状態 になった場合に、負荷部側に供給する電流のリプル電流を低減することができ、コンデンサの容量を増大させる必要がない。すなわち、バッテリ充電装置は、コンデンサの容量を増大させずに、負荷部側に供給する電流のリプル電流を低減することができる。
本実施形態によるバッテリ充電装置の一例を示すブロック図である。 本実施形態によるバッテリ充電装置のバッテリの異常判定処理を説明する第１の図である。 本実施形態によるバッテリ充電装置のバッテリの異常判定処理を説明する第２の図である。 本実施形態によるバッテリ充電装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態によるバッテリ充電装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本実施形態によるバッテリ充電装置のコンデンサのリプル電流の一例を示す図である。
　以下、本発明の一実施形態によるバッテリ充電装置について、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態によるバッテリ充電装置１の一例を示すブロック図である。
　図１に示すように、バッテリ充電装置１は、バッテリ３及びＦＩ負荷部４に接続され、発電機２と、レギュレータ１０とを備えている。バッテリ充電装置１は、例えば、自動二輪車などの車両に搭載され、発電機２で発電した交流電力を半波整流して、バッテリ３に充電する装置である。また、バッテリ充電装置１には、ダイオード１２を介して、ＦＩ負荷部４が接続され、発電機２が発電した電力、又はバッテリ３の出力電力をＦＩ負荷部４に供給する。
　発電機２は、例えば、単相磁石式交流発電機であり、回転子（不図示）の回転に応じて発電し、発電した電力に応じた交流信号を出力する。ここで、回転子は、例えば、自動二輪車の内燃機関（エンジン）の回転軸に接続されたクランクシャフトなどである。発電機２は、発電した電力に応じた交流信号を、電力供給線を介して、サイリスタ１１に接続されている。
　バッテリ３は、例えば、鉛蓄電池であり、＋（プラス）電極（正極）が、サイリスタ１１のカソード端子（出力線Ｌ１）に接続されており、－（マイナス）電極（負極）が、グランド端子（グランド線Ｌ２）に接続されている。バッテリ３は、サイリスタ１１を介して供給された発電機２の発電電力を充電するとともに、充電した電力を、ダイオード１２を介して、ＦＩ負荷部４に供給する。
　ＦＩ負荷部４は、例えば、自動二輪車の電装部品であり、ＥＣＵ（Engine Control Unit）、フューエルポンプ、インジェクション、各種センサ類などである。ＦＩ負荷部４は、ダイオード１２を介して、発電機２の発電電力又はバッテリ３の出力電力を供給されて動作し、電力を消費する。本実施形態において、ＦＩ負荷部４は、負荷部の一例である。
　レギュレータ１０は、発電機２が発電した交流電力を整流して、バッテリ３を充電する直流電力、及び負荷部（例えば、ＦＩ負荷部４）に供給する直流電力を生成する。レギュレータ１０は、サイリスタ１１と、ダイオード（１２、１５、１６）と、コンデンサ１３と、切替制御部１４と、電圧制御部１７とを備えている。
　サイリスタ１１（スイッチング素子の一例）は、発電機２が出力する交流信号を整流して充電電力としてバッテリ３に供給するシリコン制御整流子である。サイリスタ１１は、アノード端子が発電機２の出力線に、カソード端子がノードＮ１（出力線Ｌ１）を介してバッテリ３の＋電極に、ゲート端子（制御端子）が、電圧制御部１７が出力する制御信号Ｓ２の信号線に、それぞれ接続されている。
　サイリスタ１１は、電圧制御部１７の制御信号Ｓ２によって、オン状態にされることで、発電機２が出力する交流信号の正電圧をバッテリ３の＋電極に供給して、バッテリ３を充電するとともに、ＦＩ負荷部４に動作電力を供給する。すなわち、サイリスタ１１は、発電機２が出力する交流信号を整流して充電電力としてバッテリ３に供給する。サイリスタ１１は、交流信号の正電圧の期間にオン状態に制御されて、半波整流により、バッテリ３及びＦＩ負荷部４に直流電力（直流電圧）を供給する。
　ダイオード１２は、サイリスタ１１の出力線Ｌ１とＦＩ負荷部４との間に接続され、ＦＩ負荷部４に動作電力を供給する。ダイオード１２は、アノード端子が、出力線Ｌ１に、カソード端子が、ノードＮ２（出力線Ｌ３）を介してＦＩ負荷部４に、それぞれ接続されており、ＦＩ負荷部４からの電流の逆流を防止する。また、ダイオード１２の出力線Ｌ３（ノードＮ２）は、コンデンサ１３、切替制御部１４、及びダイオード１５に接続されている。
　コンデンサ１３は、例えば、電解コンデンサであり、ダイオード１２の出力線Ｌ３に接続され、且つ、ＦＩ負荷部４と並列に接続される。コンデンサ１３は、出力線Ｌ３とグランド線Ｌ２との間に接続され、サイリスタ１１が半波整流した電圧をダイオード１２を介して平滑化する。
　切替制御部１４は、バッテリ３が使用不可能な異常状態になった場合に、後述する電圧制御部１７の設定電圧を低下させる。ここでのバッテリ３が使用不可能な異常状態とは、例えば、バッテリ３の接続が外れた場合、フューズ（不図示）が切れた場合、バッテリ３の性能が劣化して使用可能な電圧を出力できない場合、等である。なお、バッテリ３が使用不可能な異常状態には、例えば、負荷の変動に応じて、バッテリ３の出力電圧が、上下に大きく変動する場合などを含めてもよい。
　切替制御部１４は、例えば、サイリスタ１１がオフ状態（非導通状態）の期間において、ダイオード１２の出力線Ｌ３の電圧ＶＣが、サイリスタ１１の出力線Ｌ１の電圧ＶＢより大きい場合に、異常状態であると判定する。また、切替制御部１４は、交流信号が負電圧の期間に、異常状態であるか否かを判定する。切替制御部１４は、異常状態であると判定した場合に、切替信号Ｓ１の信号線に、電圧制御部１７の設定電圧を低下させる信号を出力する。
　具体的に、切替制御部１４は、バッテリ３が使用可能な正常状態において、電圧制御部１７の設定電圧を、バッテリ３を充電する設定電圧Ｖ１（第１設定電圧）に設定する。また、切替制御部１４は、異常状態である場合に、電圧制御部１７の設定電圧を、設定電圧Ｖ２（第２設定電圧）に切り替える。設定電圧Ｖ２は、ＦＩ負荷部４を動作可能で、設定電圧Ｖ１より低い電圧である。
　ダイオード１５は、アノード端子が出力線Ｌ３（ノードＮ２）に、カソード端子がノードＮ３に、それぞれ接続されている。なお、ノードＮ３は、電圧制御部１７に接続されている。ダイオード１５は、出力線Ｌ１（ノードＮ１）からの電流の逆流を防止する。
　ダイオード１６は、アノード端子が出力線Ｌ１（ノードＮ１）に、カソード端子がノードＮ３に、それぞれ接続されている。ダイオード１６は、出力線Ｌ３（ノードＮ２）からの電流の逆流を防止する。なお、ノードＮ３には、電圧ＶＢと、電圧ＶＣとのうちの大きい方の電圧が供給される。
　電圧制御部１７は、ＦＩ負荷部４に供給する電圧ＶＣが、出力目標の設定電圧になるように、サイリスタ１１の導通を制御する。電圧制御部１７は、上述したダイオード１５及びダイオード１６により、例えば、電圧ＶＢと、電圧ＶＣとのうちの大きい方の電圧（ノードＮ３の電圧）が、出力目標の設定電圧になるように、サイリスタ１１の導通を制御する。電圧制御部１７は、ノードＮ３の電圧が設定電圧になるように、制御信号Ｓ２をサイリスタ１１のゲート端子に出力する。なお、電圧制御部１７は、制御信号Ｓ２によって、ＦＩ負荷部４に供給する電圧ＶＣが、設定電圧になるように、サイリスタ１１の導通タイミング（オンタイミング）を制御する。
　また、電圧制御部１７は、切替制御部１４の切替信号Ｓ１に応じて、設定電圧を切り替える。例えば、切替信号Ｓ１が、バッテリ３が正常状態の高い電圧である設定電圧Ｖ１に切り替える信号である場合に、電圧制御部１７は、設定電圧の設定を設定電圧Ｖ１に切り替える。また、例えば、切替信号Ｓ１が、バッテリ３が異常状態の低い電圧である設定電圧Ｖ１に切り替える信号である場合に、電圧制御部１７は、設定電圧の設定を設定電圧Ｖ２に切り替える。
　次に、図面を参照して、本実施形態によるバッテリ充電装置１の動作について説明する。
　図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態によるバッテリ充電装置１のバッテリの異常判定処理を説明する図である。
　図２Ａは、サイリスタ１１がオフ状態で、且つ、バッテリ３が正常な状態の一例を示している。この場合、コンデンサ１３には、電圧ＶＣが充電され、電圧ＶＣは、以下の式（１）により表される。
　ＶＣ＝ＶＢ－ＶＦ＜ＶＢ　・・・　（１）
　式（１）に示すように、サイリスタ１１がオフ状態で、且つ、バッテリ３が正常な状態の場合、コンデンサ１３の電圧ＶＣ（ノードＮ２の電圧）は、電圧ＶＢ（ノードＮ１の電圧）から、順方向電圧ＶＦを減算した電圧になり、電圧ＶＣは、電圧ＶＢより小さい電圧になる。なお、電圧ＶＢは、バッテリ３の出力電圧である。また、図２Ａ及び図２Ｂにおいて、負荷部５は、出力線Ｌ１に接続されている負荷を示している。
　また、図２Ｂは、サイリスタ１１がオフ状態で、且つ、バッテリ３が外れた異常な状態の一例を示している。この場合、ノードＮ２の電圧は、サイリスタ１１がオン状態になった際にコンデンサ１３に充電された電圧ＶＣになる。また、ノードＮ１の電圧ＶＢは、バッテリ３が接続されていないため、負荷部５を介して放電され、０Ｖになる。そのため、電圧ＶＣと、電圧ＶＢとの関係は、下記の式（２）により表される。
　ＶＣ＞ＶＢ＝０Ｖ・・・　（２）
　式（２）に示すように、サイリスタ１１がオフ状態で、且つ、バッテリ３が外れた異常な状態の場合、コンデンサ１３の電圧ＶＣ（ノードＮ２の電圧）は、電圧ＶＢより大きい電圧になる。
　切替制御部１４は、上述した図２Ａ及び図２Ｂに示す特性を利用して、バッテリ３が使用不可能な異常状態を判定し、異常状態であると判定した場合に、設定電圧を設定電圧Ｖ１から設定電圧Ｖ２に低下させる切替信号Ｓ１を電圧制御部１７に出力する。
　次に、図３を参照して、本実施形態における切替制御部１４の切替処理の詳細について説明する。
　図３は、本実施形態によるバッテリ充電装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
　図３に示すように、バッテリ充電装置１の切替制御部１４は、まず、サイリスタ１１がオフ期間であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。切替制御部１４は、例えば、サイリスタ１１の制御信号Ｓ２に基づいて、サイリスタ１１がオフ期間であるか否かを判定する。切替制御部１４は、サイリスタ１１がオフ期間である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０２に進める。また、切替制御部１４は、サイリスタ１１がオフ期間でない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０１に戻す。
　ステップＳ１０２において、切替制御部１４は、電圧ＶＣ（ノードＮ２の電圧）が、電圧ＶＢ（ノードＮ１の電圧）より大きいか否かを判定する。切替制御部１４は、電圧ＶＣが電圧ＶＢより大きい（ＶＣ＞ＶＢ）場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０３に進める。また、切替制御部１４は、電圧ＶＣが電圧ＶＢ以下（ＶＣ≦ＶＢ）の場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０４に進める。
　ステップＳ１０３において、切替制御部１４は、電圧制御部１７の設定電圧を低い設定電圧Ｖ２に切り替える。すなわち、切替制御部１４は、設定電圧を設定電圧Ｖ２に切り替える切替信号Ｓ１を、電圧制御部１７に出力し、設定電圧を設定電圧Ｖ２に切り替えさせる。ステップＳ１０３の処理後に、切替制御部１４は、処理をステップＳ１０１に戻す。
　ステップＳ１０４において、切替制御部１４は、電圧制御部１７の設定電圧を高い設定電圧Ｖ１に切り替える。すなわち、切替制御部１４は、設定電圧を設定電圧Ｖ１に切り替える切替信号Ｓ１を、電圧制御部１７に出力し、設定電圧を設定電圧Ｖ１に切り替えさせる。ステップＳ１０４の処理後に、切替制御部１４は、処理をステップＳ１０１に戻す。
　次に、図４を参照して、バッテリ充電装置１の動作の一例について説明する。
　図４は、本実施形態によるバッテリ充電装置１の動作の一例を示すタイミングチャートである。
　図４において、波形Ｗ１は、発電機２の出力電圧の波形を示し、波形Ｗ２は、電圧ＶＢ（ノードＮ１の電圧）の波形を示している。また、波形Ｗ３は、切替信号Ｓ１の波形を示し、波形Ｗ４は、電圧ＶＣ（ノードＮ２の電圧）の波形を示している。また、各波形の横軸は時間を示している。
　また、図４において、期間ＴＲ１は、バッテリ３がバッテリ充電装置１に正常に接続されている正常状態の期間を示している。この場合、電圧ＶＢは、波形Ｗ２ａに示すように、ほぼ一定の電圧波形となる。また、この場合、切替制御部１４は、図２Ａに示すように、電圧ＶＣは、電圧ＶＢより小さいため、設定電圧を設定電圧Ｖ１に切り替える切替信号Ｓ１（例えば、Ｌｏｗ（ロー）状態）を出力する。また、この場合、電圧ＶＣは、波形Ｗ４ａに示すような電圧となる。
　また、期間ＴＲ２は、バッテリ３の接続が外れた異常状態の期間を示している。この場合、電圧ＶＢは、波形Ｗ２ｂのような波形になり、サイリスタ１１のオフ期間ＴＲ３に、０Ｖになる。また、この場合、サイリスタ１１のオフ期間ＴＲ３において、切替制御部１４は、図２Ｂに示すように、電圧ＶＣは、電圧ＶＢより大きいため、設定電圧を設定電圧Ｖ２に切り替える切替信号Ｓ１（例えば、Ｈｉｇｈ（ハイ）状態）を出力する。また、この場合、電圧ＶＣは、波形Ｗ４ｂに示すように、期間ＴＲ１の波形Ｗ４ｂの電圧より低い電圧となる。なお、サイリスタ１１のオフ期間ＴＲ３は、発電機２が出力する交流信号が負電圧の期間に対応する。
　このように、期間ＴＲ２において、電圧制御部１７は、設定電圧を設定電圧Ｖ２に切り替えて、期間ＴＲ１よりも低い、電圧ＶＣを出力するように制御する（波形Ｗ４ｂを参照）。
　また、次に、図５を参照して、本実施形態によるバッテリ充電装置１の効果について説明する。
　図５は、本実施形態によるバッテリ充電装置１のコンデンサ１３のリプル電流の一例を示す図である。
　図５において、グラフは、横軸が発電機２の回転数（ｒ／ｍｉｎ）を示し、縦軸は、コンデンサ１３のリプル電流Ｉｒｐの実効値（Ａｒｍｓ）を示している。
　また、波形Ｗ５は、バッテリ３が接続されていない場合の本実施形態のバッテリ充電装置１におけるコンデンサ１３のリプル電流を示している。また、波形Ｗ６は、比較のために、バッテリ３が接続されていない場合、且つ、設定電圧を設定電圧Ｖ１のままにした場合におけるコンデンサ１３のリプル電流を示している。波形Ｗ６は、従来技術のバッテリ充電装置１におけるコンデンサ１３のリプル電流に相当する。
　図５の波形Ｗ５に示すように、本実施形態によるバッテリ充電装置１では、設定電圧を設定電圧Ｖ２に低下させることで、従来技術（波形Ｗ６）に比べて、コンデンサ１３のリプル電流を低減することができる。
　以上説明したように、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、発電機２と、サイリスタ１１（スイッチング素子）と、ダイオード１２と、コンデンサ１３と、電圧制御部１７と、切替制御部１４とを備える。発電機２は、回転子の回転に応じて発電し、発電した電力に応じた交流信号を出力する。サイリスタ１１は、発電機２が出力する交流信号を整流して充電電力としてバッテリ３に供給する。ダイオード１２は、サイリスタ１１の出力線Ｌ１とＦＩ負荷部４（負荷部）との間に接続され、ＦＩ負荷部４に動作電力を供給する。コンデンサ１３は、ダイオード１２の出力線Ｌ３に接続され、且つ、ＦＩ負荷部４と並列に接続される。電圧制御部１７は、ＦＩ負荷部４に供給する電圧が、出力目標の設定電圧になるように、サイリスタ１１の導通を制御する。切替制御部１４は、バッテリ３が使用不可能な異常状態になった場合に、設定電圧を低下させる（例えば、設定電圧Ｖ２に切り替える）。
　これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、バッテリ３が使用不可能な異常状態になった場合に、例えば、上述した図５に示す波形Ｗ５のように、ＦＩ負荷部４側に供給する電流のリプル電流Ｉｒｐを低減することができる。そのため、本実施形態によるバッテリ充電装置１では、コンデンサ１３の容量を増大させる必要がない。すなわち、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、コンデンサ１３の容量を増大させずに、負荷部側（ＦＩ負荷部４側）に供給する電流のリプル電流Ｉｒｐを低減することができる。
　また、本実施形態では、切替制御部１４は、サイリスタ１１がオフ状態（非導通状態）の期間において、ダイオード１２の出力線Ｌ３の電圧ＶＣが、サイリスタ１１の出力線Ｌ１の電圧ＶＢより大きい場合に、異常状態であると判定する。
　これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、サイリスタ１１がオフ状態（非導通状態）の期間において、出力線Ｌ３の電圧ＶＣと、出力線Ｌ１の電圧ＶＢとを比較する簡易な手法により、バッテリ３が使用不可能な異常状態であることを簡単に判定することができる。
　また、本実施形態では、切替制御部１４は、発電機２が出力する交流信号が負電圧の期間に、異常状態であるか否かを判定する。
　これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、発電機２が出力する交流信号が負電圧の期間に、例えば、出力線Ｌ３の電圧ＶＣと、出力線Ｌ１の電圧ＶＢとを比較することで、バッテリ３が使用不可能な異常状態であることを簡単に判定することができる。
　また、本実施形態では、切替制御部１４は、バッテリ３が使用可能な正常状態において、設定電圧を、バッテリ３を充電する設定電圧Ｖ１（第１設定電圧）に設定する。切替制御部１４は、バッテリ３が異常状態である場合に、設定電圧を、ＦＩ負荷部４を動作可能で、設定電圧Ｖ１より低い設定電圧Ｖ２（第２設定電圧）に切り替える。
　これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、電圧制御部１７の設定電圧を、ＦＩ負荷部４を動作可能で、設定電圧Ｖ１より低い設定電圧Ｖ２に切り替えることで、コンデンサ１３のリプル電流Ｉｒｐを低減することができる。よって、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、例えば、バッテリ３の接続が外れたような異常状態であっても、ＦＩ負荷部４を適切に動作させることができる。すなわち、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、バッテリ３が外れた異常状態であっても、バッテリ充電装置１を装備した車両（例えば、自動二輪車）を適切に動作させることができる。
　また、本実施形態では、上述したスイッチング素子は、サイリスタ１１（シリコン制御整流子）である。電圧制御部１７は、ＦＩ負荷部４に供給する電圧ＶＣが、設定電圧になるように、サイリスタ１１の導通タイミングを制御する。
　これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、スイッチング素子として、サイリスタ１１（シリコン制御整流子）を用いることで、発電機２が出力する交流信号を、簡易な構成により適切に整流することができる。
　また、本実施形態では、異常状態は、バッテリ３が自装置（バッテリ充電装置１）との接続が外れた状態を含む。
　これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１は、バッテリ３が自装置（バッテリ充電装置１）との接続が外れた異常状態になった場合であっても、コンデンサ１３の容量を増大させずに、ＦＩ負荷部４などの負荷部を適切に動作させることができる。
　なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　例えば、上記の実施形態において、スイッチング素子が、サイリスタ１１である例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）トランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、他のシリコン制御整流子などの他のスイッチング素子であってもよい。
　また、上記の実施形態において、発電機２は、単相磁石式交流発電機である例を説明したが、これに限定されるものではなく、複数相（例えば、３相など）の交流信号を出力する発電機であってもよいし、他の発電機であってもよい。
　また、上記の実施形態において、切替制御部１４及び電圧制御部１７の処理は、ソフトウェア処理により実現されてもよいし、電子回路などのハードウェア処理により実現されてもよい。すなわち、切替制御部１４及び電圧制御部１７は、回路手段により実現されてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にプログラムを実行させるソフトウェア処理により実現されてもよい。
　なお、バッテリ充電装置１は、切替制御部１４及び電圧制御部１７の処理が、電子回路などのハードウェア処理により実現された方が、バッテリ３が正常に動作不可能な異常状態の発生に対して、電圧制御部１７の設定電圧を迅速に切り替えることができる。すなわち、バッテリ充電装置１は、異常状態の発生に対して、迅速に対応することができる。
　また、上記の実施形態において、切替制御部１４と、電圧制御部１７とを異なる構成に実現する例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、切替制御部１４の一部又は全部を、電圧制御部１７が備えるようにしてもよい。例えば、切替制御部１４は、出力線Ｌ３の電圧ＶＣが、出力線Ｌ１の電圧ＶＢより大きいか否かを判定し、電圧制御部１７が、サイリスタ１１がオフ状態の期間に、出力線Ｌ１の電圧ＶＢより大きいか否かの判定結果に基づいて、バッテリ３の接続などの異常状態を判定するようにしてもよい。
　また、上記の実施形態において、切替制御部１４及び電圧制御部１７の機能の一部又は全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
　１　バッテリ充電装置
　２　発電機
　３　バッテリ
　４　ＦＩ負荷部
　５　負荷部
　１０　レギュレータ
　１１　サイリスタ
　１２、１５、１６　ダイオード
　１３　コンデンサ
　１４　切替制御部
　１７　電圧制御部

Claims (6)

  1. 　回転子の回転に応じて発電し、発電した電力に応じた交流信号を出力する発電機と、
    　前記発電機が出力する前記交流信号を整流して充電電力としてバッテリに供給するスイッチング素子と、
    　前記スイッチング素子の出力線と負荷部との間に接続され、前記負荷部に動作電力を供給するダイオードと、
    　前記ダイオードの出力線に接続され、且つ、前記負荷部と並列に接続されるコンデンサと、
    　前記負荷部に供給する電圧が、出力目標の設定電圧になるように、前記スイッチング素子の導通を制御する電圧制御部と、
    　前記バッテリが使用不可能な異常状態になった場合に、前記設定電圧を低下させる切替制御部と
    　を備えるバッテリ充電装置。
  2. 　前記切替制御部は、前記スイッチング素子が非導通状態の期間において、前記ダイオードの出力線の電圧が、前記スイッチング素子の出力線の電圧より大きい場合に、前記異常状態であると判定する
    　請求項１に記載のバッテリ充電装置。
  3. 　前記切替制御部は、前記交流信号が負電圧の期間に、前記異常状態であるか否かを判定する
    　請求項１に記載のバッテリ充電装置。
  4. 　前記切替制御部は、
    　前記バッテリが使用可能な正常状態において、前記設定電圧を、前記バッテリを充電する第１設定電圧に設定し、
    　前記異常状態である場合に、前記設定電圧を、前記負荷部を動作可能で、前記第１設定電圧より低い第２設定電圧に切り替える
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバッテリ充電装置。
  5. 　前記スイッチング素子は、サイリスタであり、
    　前記電圧制御部は、
    　前記負荷部に供給する電圧が、前記設定電圧になるように、前記スイッチング素子の導通タイミングを制御する
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバッテリ充電装置。
  6. 　前記異常状態は、前記バッテリが自装置との接続が外れた状態を含む
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバッテリ充電装置。
PCT/JP2023/028909 2022-08-08 2023-08-08 バッテリ充電装置 Ceased WO2024034602A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024540484A JP7734855B2 (ja) 2022-08-08 2023-08-08 バッテリ充電装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-126531 2022-08-08
JP2022126531 2022-08-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024034602A1 true WO2024034602A1 (ja) 2024-02-15

Family

ID=89851815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/028909 Ceased WO2024034602A1 (ja) 2022-08-08 2023-08-08 バッテリ充電装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7734855B2 (ja)
WO (1) WO2024034602A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011061950A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Denso Corp 電力変換装置
JP2013020755A (ja) * 2011-07-08 2013-01-31 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 制御装置、及び制御方法
WO2019163078A1 (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 新電元工業株式会社 車両用ｌｅｄ点灯制御装置、及び、車両用ｌｅｄ点灯制御装置の制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011061950A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Denso Corp 電力変換装置
JP2013020755A (ja) * 2011-07-08 2013-01-31 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 制御装置、及び制御方法
WO2019163078A1 (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 新電元工業株式会社 車両用ｌｅｄ点灯制御装置、及び、車両用ｌｅｄ点灯制御装置の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2024034602A1 (ja) 2024-02-15
JP7734855B2 (ja) 2025-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0777309B1 (en) Generating apparatus for vehicle
EP0464694A2 (en) Power source unit for an automotive vehicle
JPH0624432B2 (ja) 電界効果トランジスタを利用する電気装置
JPH04325839A (ja) 車両用電源装置
EP3790156A1 (en) A multi-input power converter, a controlling method thereof and an uninterrupted power supply including the same
US12301051B2 (en) Power device terminal backup switch unit
JP7734855B2 (ja) バッテリ充電装置
JPH07337021A (ja) 直流−交流変換装置
JPWO2018084309A1 (ja) 排ガスエネルギー回収装置
JP2025168261A (ja) バイク用の発電システム及び方法
JP7621140B2 (ja) 電源装置、及び電源制御方法
JP7446133B2 (ja) バッテリ充電装置、及び電流制御装置
WO2022121659A1 (zh) 充电装置及充电系统
JP7450771B2 (ja) バッテリ充電装置、及び電流制御装置
CN106464181B (zh) 电力转换装置
WO2020222261A1 (en) A system and a method for protecting a regulator rectifier device and a respective protection device
WO2024128215A1 (ja) バッテリ充電装置、制御装置、及び保護方法
WO2023275934A1 (ja) バッテリ充電装置、及び電流制御装置
WO2024024934A1 (ja) バッテリ充電装置
JPS62250876A (ja) 電圧形インバ−タ装置
US20240405578A1 (en) Power supply device, control device, and control method
KR0123466Y1 (ko) 차량용 배터리의 충전 제어회로
CN100386940C (zh) 电力系统
CN121238967A (zh) 供电电路、桥臂驱动电路、功率单元、功率模块及其控制方法、控制装置和制冷设备
SU540335A1 (ru) Бесконтактный регул тор напр жени дл автомобильных генераторов

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23852564

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2024540484

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202517008969

Country of ref document: IN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202517008969

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23852564

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1