[發(fā)明專利]充電裝置及充電方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310367194.4
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103683911A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 染谷薫
• 申請（專利權(quán)）人: 卡西歐計算機株式會社
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 戚宏梅;楊謙

本申請基于2012年9月3日提出的日本專利申請2012-193198并享受其優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過參照而包含于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能夠進(jìn)行快速充電的充電裝置及充電方法。

背景技術(shù)

近年來，開發(fā)了各種具備雙電層電容的充電裝置。例如在日本專利第3738617號公報中公開了如下的充電裝置：對多個雙電層電容每隔一定周期進(jìn)行串并聯(lián)連接的切換控制，在多個雙電層電容串聯(lián)連接的情況下進(jìn)行充電，另一方面，在多個雙電層電容并聯(lián)連接的情況下，監(jiān)視充電電壓，當(dāng)充電電壓超過基準(zhǔn)電壓時使充電停止。

但是，在上述專利第3738617號公報所公開的技術(shù)中，對多個雙電層電容每隔一定周期進(jìn)行串并聯(lián)連接的切換控制，在多個雙電層電容串聯(lián)連接的情況下進(jìn)行充電，所以無法進(jìn)行連續(xù)的充電動作，存在無法進(jìn)行快速充電的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于提供一種能夠進(jìn)行快速充電的充電裝置及充電方法。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的充電裝置的特征在于，具備：監(jiān)視單元，監(jiān)視多個電容器元件中的第1電容器元件的端子間電壓；串聯(lián)充電單元，將所述多個電容器元件串聯(lián)連接而進(jìn)行充電，直到由所述監(jiān)視單元監(jiān)視的所述第1電容器元件的端子間電壓達(dá)到第1電壓；并聯(lián)放電單元，在由所述監(jiān)視單元監(jiān)視的所述第1電容器元件的端子間電壓達(dá)到第1電壓的情況下，將所述多個電容器元件并聯(lián)連接，從而使該第1電容器元件的端子間電壓向其他電容器元件的端子間電壓接近；以及串并聯(lián)切換單元，反復(fù)進(jìn)行如下串并聯(lián)切換動作：當(dāng)由所述監(jiān)視單元監(jiān)視的所述第1電容器元件的端子間電壓降低至第2電壓時，通過所述串聯(lián)充電單元使所述多個電容器元件串聯(lián)連接而進(jìn)行充電，當(dāng)所述第1電容器元件的端子間電壓達(dá)到第1電壓時，通過所述并聯(lián)放電單元使所述多個電容器元件并聯(lián)連接，從而使所述第1電容器元件的端子間電壓向其他電容器元件的端子間電壓接近。

附圖說明

圖1是表示一個實施方式的充電裝置10的概略構(gòu)成的電路圖。

圖2是表示在充電時形成的串聯(lián)電路的圖。

圖3是表示充電初期狀態(tài)下的各電容器元件的端子間電壓的上升特性的曲線圖。

圖4是表示在充電結(jié)束時形成的并聯(lián)電路的圖。

圖5是表示從串聯(lián)電路切換到并聯(lián)電路時的充放電特性的曲線圖。

圖6是表示圖5所示的充放電特性的放大圖。

圖7A、圖7B是表示并聯(lián)電路的等價電路的圖。

圖8是表示隨著充電時的串并聯(lián)切換動作而變化的電容器端子間電壓的曲線圖。

圖9是用于說明充電裝置10的具體構(gòu)成的整體電路圖。

圖10是表示對圖9的電路要素10-3進(jìn)行LSI化而成的構(gòu)成的電路圖。

具體實施方式

以下參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示一個實施方式的充電裝置10的概略構(gòu)成的電路圖。充電裝置10具備設(shè)置于未圖示的電源側(cè)（電力輸入端側(cè)）和負(fù)載側(cè)（積蓄電力供給側(cè)）之間的開關(guān)元件SW11～SW1n、開關(guān)元件SW21～SW2n、開關(guān)元件30、電容器元件C1～Cn、Cr及電壓監(jiān)視部20。

開關(guān)元件SW11～SW1n在非充電時設(shè)定為斷開，在充電時設(shè)定為接通，使電容器元件C1～Cn、Cr相對于電源串聯(lián)連接。開關(guān)元件SW21～SW2n在充電時設(shè)定為斷開，而在非充電時設(shè)定為接通，使電容器元件C1～Cn、Cr相對于電源并聯(lián)連接。在向負(fù)載側(cè)（積蓄電力供給側(cè)）供電的情況下開關(guān)元件30設(shè)定為接通。

使用雙電層電容的電容器元件C1～Cn、Cr通過在充電時設(shè)定為接通的開關(guān)元件SW11～SW1n而被串聯(lián)連接的狀態(tài)下，如圖2所示，被供給恒定電流I0。電壓監(jiān)視部20基于隨時監(jiān)測的電容器元件Cr的端子間電壓Vr，對開關(guān)元件SW11～SW1n及開關(guān)元件SW21～SW2n進(jìn)行接通或斷開控制，由此反復(fù)進(jìn)行后述的串并聯(lián)切換動作，從而能夠進(jìn)行快速充電。

如圖2所示，在充電時，通過設(shè)定為接通的開關(guān)元件SW11～SW1n而使電容器元件C1～Cn、Cr被串聯(lián)連接，形成串聯(lián)充電電路，從電源側(cè)向該串聯(lián)充電電路供給恒定電流I0。如果各電容器元件C1～Cn、Cr的電容相同，則各自的端子間電壓相同，但是各電容器元件C1～Cn、Cr的電容不同時，如下式（1）所示，產(chǎn)生與電容的倒數(shù)成正比的端子間電壓。

Q＝C1V1＝C2V2＝…CnVn＝CrVr…（1）