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JP2001128379A - Charging device and charging method - Google Patents

Charging device and charging method

Info

Publication number
JP2001128379A
JP2001128379A JP30297099A JP30297099A JP2001128379A JP 2001128379 A JP2001128379 A JP 2001128379A JP 30297099 A JP30297099 A JP 30297099A JP 30297099 A JP30297099 A JP 30297099A JP 2001128379 A JP2001128379 A JP 2001128379A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
capacitor
voltage
capacitors
switch
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.)
Pending
Application number
JP30297099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Someya
薫 染谷
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.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer 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 Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP30297099A priority Critical patent/JP2001128379A/en
Publication of JP2001128379A publication Critical patent/JP2001128379A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンデンサブロックを構成する電気二重層コ
ンデンサの接続数を増やしつつ、電気二重層コンデンサ
の各々に並列的に接続される電圧モニタ回路の個数、及
び、回路構成素子の増加を極力抑制して、装置規模の小
型化、及び、低コスト化を図ることができる充電装置及
び充電方法を提供する。 【解決手段】 充電電流IAをコンデンサブロック20
に供給する充電制御回路10と、複数のコンデンサを積
層(スタック)したコンデンサスタックCS1〜CSn
から構成されるコンデンサブロック20と、コンデンサ
ブロック20に充電された電圧を検出、監視する電圧モ
ニタ回路30と、を備え、充電動作時には、コンデンサ
スタックCS1〜CSnを直列接続して充電電流IAを
供給し、電圧監視動作時には、コンデンサスタックCS
1〜CSnの各層毎にコンデンサを並列接続して、個別
に充電電圧を検出、監視する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the number of electric double layer capacitors constituting a capacitor block, increase the number of voltage monitor circuits connected in parallel to each of the electric double layer capacitors, and increase the number of circuit constituent elements. Provided is a charging device and a charging method capable of minimizing the size of the device and reducing the cost by minimizing the increase. SOLUTION: A charging current IA is supplied to a capacitor block 20.
Control circuit 10 for supplying power to the capacitors and capacitor stacks CS1 to CSn in which a plurality of capacitors are stacked (stacked)
And a voltage monitor circuit 30 for detecting and monitoring the voltage charged in the capacitor block 20. During the charging operation, the capacitor stacks CS1 to CSn are connected in series to supply the charging current IA. During the voltage monitoring operation, the capacitor stack CS
A capacitor is connected in parallel for each of the layers 1 to CSn, and the charging voltage is individually detected and monitored.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、充電装置及び充電
方法に関し、特に、複数の電気二重層コンデンサを電力
素子として備えたコンデンサブロックに、電気エネルギ
ーを蓄積する充電装置及び充電方法に関する。
The present invention relates to a charging device and a charging method, and more particularly to a charging device and a charging method for storing electric energy in a capacitor block having a plurality of electric double layer capacitors as power elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電気自動車等の駆動用電源とし
て、電気二重層コンデンサを備えた充電装置を適用する
ことが研究されている。例えば、特開平11−1228
11号公報には、図13に示すように、複数の電気二重
層コンデンサC11〜C14を備えたコンデンサバンク
(又は、コンデンサブロック)20Aに対して、電源回
路10Aから所定の充電電流IBを供給することによ
り、電気二重層コンデンサC11〜C14の各々に電流
値に応じた電荷を蓄積する技術が記載されている。ここ
で、複数の電気二重層コンデンサC11〜C14を直列
に接続して充電動作を行うことにより、充電電流の電流
値を低減しつつ、高容量のコンデンサバンクを有する充
電装置を構成できることが記載されている。
2. Description of the Related Art In recent years, it has been studied to apply a charging device provided with an electric double layer capacitor as a power source for driving an electric vehicle or the like. For example, JP-A-11-1228
As shown in FIG. 13, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11 (A), a predetermined charging current IB is supplied from a power supply circuit 10A to a capacitor bank (or capacitor block) 20A having a plurality of electric double layer capacitors C11 to C14. Thus, a technique is described in which electric charges corresponding to current values are stored in each of the electric double layer capacitors C11 to C14. Here, it is described that by performing a charging operation by connecting a plurality of electric double layer capacitors C11 to C14 in series, a charging device having a high-capacity capacitor bank can be configured while reducing the current value of the charging current. ing.

【0003】ところで、一般に、電気二重層コンデンサ
を含むコンデンサの両端電圧(充電電圧)Vは、Qを電
荷量、Cをコンデンサ容量とすると、次式のように表さ
れる。 V=Q/C ……(11) また、電荷量Qは、IBをコンデンサに流れる電流(充
電電流)、tを充電時間とすると、次式のように表され
る。 Q=IB・t ……(12)
In general, a voltage (charging voltage) V between both ends of a capacitor including an electric double layer capacitor is represented by the following equation, where Q is a charge amount and C is a capacitor capacitance. V = Q / C (11) The charge amount Q is expressed by the following equation, where IB is a current flowing through the capacitor (charging current), and t is a charging time. Q = IB · t (12)

【0004】このように、コンデンサに蓄積される電荷
量Qは、充電時間tの経過に比例して上昇するので、コ
ンデンサの充電電圧Vも、充電時間tとともに上昇し、
充電電圧Vがコンデンサの耐圧を越えると、コンデンサ
の破壊や充電装置の故障や不良を生じる問題を有してい
る。そこで、従来においては、図13に示すように、充
電電圧が電気二重層コンデンサの耐圧以上にならないよ
うに、各電気二重層コンデンサC11〜C14毎に、充
電電圧値を検出、監視し、充電電圧値が耐圧保証電圧
(基準電圧)を越えたとき、電気二重層コンデンサへの
充電動作を停止(詳しくは、充電電流をバイパス)する
電圧モニタ回路30a〜30dが設けられていた。
As described above, the amount of charge Q stored in the capacitor increases in proportion to the elapse of the charging time t, so that the charging voltage V of the capacitor also increases with the charging time t,
When the charging voltage V exceeds the withstand voltage of the capacitor, there is a problem that the capacitor is destroyed, and the charging device is broken or defective. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 13, the charging voltage value is detected and monitored for each of the electric double layer capacitors C11 to C14 so that the charging voltage does not exceed the withstand voltage of the electric double layer capacitor. Voltage monitor circuits 30a to 30d for stopping the charging operation of the electric double layer capacitor when the value exceeds the withstand voltage (reference voltage) (specifically, bypassing the charging current) are provided.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術においては、次に示すような問題点を有して
いた。 (1)複数の電気二重層コンデンサを直列接続する構成
においては、充電電圧の検出、監視に際し、各電気二重
層コンデンサ毎に電圧モニタ回路を並列的に接続(並列
モニタ)する必要があるため、コンデンサの数が増加す
るに伴って、電圧モニタ回路が同数必要となり、充電装
置の規模が極端に大型化し、製品コストが増大してしま
うという問題を有していた。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. (1) In a configuration in which a plurality of electric double layer capacitors are connected in series, a voltage monitor circuit must be connected in parallel (parallel monitor) for each electric double layer capacitor when detecting and monitoring the charging voltage. As the number of capacitors increases, the same number of voltage monitor circuits is required, and the scale of the charging device becomes extremely large, resulting in an increase in product cost.

【0006】(2)また、充電電圧の検出、監視に際
し、電圧モニタ回路により充電電流をバイパスする場
合、電圧モニタ回路の消費電力、及び、接続数(すなわ
ち、二重層コンデンサの数)に応じた熱量Wが発生する
ため、充電装置の小型化を一層困難なものにしていた。
なお、充電電流のバイパスにより発生する熱量Wは、I
Bを充電電流、VLを耐圧保証電圧、nを電圧モニタ回
路(電気二重層コンデンサ)の数とすると、次式により
表され、電圧モニタ回路の数nに比例して熱量Wが増大
する。 W=IB・VL・n ……(13)
(2) In the case where the charging current is bypassed by the voltage monitoring circuit in detecting and monitoring the charging voltage, the charging current depends on the power consumption of the voltage monitoring circuit and the number of connections (ie, the number of double-layer capacitors). Since the amount of heat W is generated, miniaturization of the charging device has been made more difficult.
The amount of heat W generated by the charging current bypass is I
If B is a charging current, VL is a withstand voltage, and n is the number of voltage monitoring circuits (electric double layer capacitors), the heat quantity W increases in proportion to the number n of the voltage monitoring circuits as represented by the following equation. W = IB · VL · n (13)

【0007】(3)特に、現在利用可能な電気二重層コ
ンデンサの1個あたりの耐圧は、概ね3V程度と非常に
低いため、上述したような電気自動車等の駆動用電源へ
の適用を検討した場合、電気二重層コンデンサの接続数
を多くして耐圧を高める必要があり、上記(1)、
(2)の問題の発生が避けられない。そこで、本発明
は、上記問題点に鑑み、コンデンサブロックを構成する
電気二重層コンデンサの接続数を増やしつつ、電気二重
層コンデンサの各々に並列的に接続される電圧モニタ回
路の個数、及び、回路構成素子の増加を極力抑制して、
装置規模の小型化、及び、低コスト化を図ることができ
る充電装置及び充電方法を提供することを目的とする。
(3) In particular, since the withstand voltage per electric double-layer capacitor currently available is very low, about 3 V, application to a drive power supply for an electric vehicle as described above was studied. In this case, it is necessary to increase the withstand voltage by increasing the number of connected electric double layer capacitors.
The problem (2) is inevitable. Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and while increasing the number of electric double layer capacitors constituting a capacitor block, the number of voltage monitor circuits connected in parallel to each of the electric double layer capacitors, and By minimizing the increase in constituent elements,
It is an object of the present invention to provide a charging device and a charging method capable of reducing the size of the device and reducing the cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の充電装置
は、複数のコンデンサを積層したコンデンサスタックを
備えたコンデンサブロックと、前記コンデンサブロック
に所定の充電電流を供給し、前記複数のコンデンサを充
電する充電制御手段と、前記コンデンサに充電された電
圧を検出、監視する電圧監視手段と、を備え、前記コン
デンサブロックは、前記複数のコンデンサを充電する充
電動作時には、複数の前記コンデンサスタックを直列接
続し、前記複数のコンデンサに充電された電圧を検出、
監視する電圧監視動作時には、前記複数のコンデンサス
タックを構成する各層毎の前記コンデンサ相互を並列に
接続することを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a charging apparatus comprising: a capacitor block having a capacitor stack in which a plurality of capacitors are stacked; a predetermined charging current supplied to the capacitor block; Charge control means for charging, and voltage monitoring means for detecting and monitoring the voltage charged in the capacitor, wherein the capacitor block connects a plurality of the capacitor stacks in series during a charging operation for charging the plurality of capacitors. Connect and detect the voltage charged in the plurality of capacitors,
At the time of the voltage monitoring operation to be monitored, the capacitors of each layer constituting the plurality of capacitor stacks are connected in parallel.

【0009】請求項2記載の充電装置は、請求項1記載
の充電装置において、前記コンデンサブロックは、複数
の前記コンデンサスタックを直列に接続する第1のスイ
ッチ手段と、前記複数のコンデンサスタックを構成する
各層毎の前記コンデンサ相互を並列に接続する第2のス
イッチ手段と、を備え、前記充電動作時には、前記第1
のスイッチ手段をオン制御するとともに、前記第2のス
イッチ手段をオフ制御して、前記複数のコンデンサを直
列接続し、前記電圧監視動作時には、前記第1のスイッ
チ手段をオフ制御するとともに、前記第2のスイッチ手
段をオン制御して、前記複数のコンデンサスタックを構
成する各層毎の前記コンデンサ相互を並列に接続するこ
とを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the charging apparatus according to the first aspect, the capacitor block includes a first switch for connecting a plurality of the capacitor stacks in series, and the plurality of capacitor stacks. A second switch means for connecting the capacitors of each layer in parallel to each other, wherein the first operation is performed during the charging operation.
And the second switch means is turned off to connect the plurality of capacitors in series. During the voltage monitoring operation, the first switch means is turned off and the second switch means is turned off. The second switch means is turned on to connect the capacitors of each layer constituting the plurality of capacitor stacks in parallel.

【0010】請求項3記載の充電装置は、請求項1又は
2記載の充電装置において、前記コンデンサブロック
は、前記複数のコンデンサを充電する充電動作時に、前
記充電された電圧を検出、監視する電圧監視動作を、所
定の時間間隔で繰り返し実行することを特徴としてい
る。請求項4記載の充電装置は、請求項1乃至3のいず
れかに記載の充電装置において、前記電圧監視手段は、
前記電圧監視動作時に検出された充電電圧と、予め設定
された基準電圧とを比較し、前記充電電圧が前記基準電
圧以上となったとき、前記充電制御手段から前記コンデ
ンサブロックへ供給される前記充電電流を遮断すること
を特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the charging apparatus according to the first or second aspect, the capacitor block detects and monitors the charged voltage during a charging operation for charging the plurality of capacitors. The monitoring operation is repeatedly performed at predetermined time intervals. The charging device according to claim 4 is the charging device according to any one of claims 1 to 3, wherein the voltage monitoring unit includes:
The charge voltage detected at the time of the voltage monitoring operation is compared with a preset reference voltage, and when the charge voltage is equal to or higher than the reference voltage, the charge supplied from the charge control unit to the capacitor block is It is characterized by interrupting current.

【0011】請求項5記載の充電装置は、請求項1乃至
4のいずれかに記載の充電装置において、前記電圧監視
手段は、前記電圧監視動作時に、前記複数のコンデンサ
スタックを構成する各層毎の前記コンデンサの並列接続
に対応して接続される複数の電圧監視部を備えているこ
とを特徴としている。請求項6記載の充電方法は、複数
のコンデンサを積層したコンデンサスタックを直列接続
して、前記複数のコンデンサを充電する手順と、所定の
時間間隔で、前記複数のコンデンサスタックを構成する
各層毎の前記コンデンサ相互を並列に接続して、前記コ
ンデンサに充電された電圧を検出、監視する手順と、前
記検出された充電電圧と、予め設定された基準電圧とを
比較し、前記充電電圧が前記基準電圧以上となったと
き、前記コンデンサに供給される充電電流を遮断する手
順と、を含むことを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the charging device according to any one of the first to fourth aspects, the voltage monitoring means performs the voltage monitoring operation for each of the layers constituting the plurality of capacitor stacks during the voltage monitoring operation. It is characterized by comprising a plurality of voltage monitoring units connected corresponding to the parallel connection of the capacitors. The charging method according to claim 6, further comprising the steps of: connecting a capacitor stack in which a plurality of capacitors are stacked in series, and charging the plurality of capacitors; and at a predetermined time interval, for each layer constituting the plurality of capacitor stacks. The procedure of connecting the capacitors in parallel, detecting and monitoring the voltage charged in the capacitor, comparing the detected charging voltage with a preset reference voltage, and comparing the charging voltage with the reference voltage. Shutting off the charging current supplied to the capacitor when the voltage becomes equal to or higher than the voltage.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の充電装置及び充電
方法について、実施の形態を示して詳しく説明する。図
1は、本発明に係る充電装置の一実施形態を示す概略構
成図である。図1に示すように、本実施形態に係る充電
装置は、充電制御手段を構成する充電制御回路10と、
複数の電気二重層コンデンサ(以下、単にコンデンサと
いう)を積層(スタック)したコンデンサスタックから
構成されるコンデンサブロック20と、電圧監視手段を
構成する電圧モニタ回路30と、を有して構成されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a charging device and a charging method according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the charging device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the charging device according to the present embodiment includes a charging control circuit 10 that configures a charging control unit,
It comprises a capacitor block 20 composed of a capacitor stack in which a plurality of electric double layer capacitors (hereinafter simply referred to as capacitors) are stacked (stacked), and a voltage monitor circuit 30 constituting voltage monitoring means. .

【0013】充電制御回路10は、コンデンサブロック
20が接続された高電位側電源線HL及び低電位側電源
線LL間に、商用の交流電源(例えば、AC100V)
に基づく所定の電圧を印加し、コンデンサブロック20
に充電電流IAを供給する。なお、コンデンサブロック
20を構成するコンデンサスタックの接続状態を設定す
るスイッチ手段を切り換え制御する制御信号を生成、出
力するスイッチ制御手段(詳しくは後述する)を備えて
いてもよい。
The charge control circuit 10 includes a commercial AC power supply (for example, AC 100 V) between the high-potential power line HL and the low-potential power line LL to which the capacitor block 20 is connected.
Is applied to the capacitor block 20.
Is supplied with a charging current IA. Note that a switch control unit (which will be described in detail later) that generates and outputs a control signal that controls switching of a switch unit that sets the connection state of the capacitor stack that forms the capacitor block 20 may be provided.

【0014】コンデンサブロック20は、上記高電位側
電源線HL及び低電位側電源線LL間に、複数のコンデ
ンサC11〜C31、C12〜C32、C13〜C3
3、・・・C1n〜C3nを、各々直列に接続(積層)
したコンデンサスタックCS1、CS2、CS3、・・
・CSnと、各コンデンサスタックCS1、CS2、C
S3、・・・CSnを構成するコンデンサC11〜C3
1、C12〜C32、C13〜C33、・・・C1n〜
C3nの各層毎の並列接続を制御する切換スイッチ群S
WA11〜SWA1m、SWA21〜SWA2m、SW
A31〜SWA3mと、各コンデンサスタックCS1、
CS2、CS3、・・・CSn相互の直列接続を制御す
る切換スイッチ群SWB1〜SWBmと、各コンデンサ
スタックCS1、CS2、CS3、・・・CSnと低電
位側電源線LLとの接続を制御する切換スイッチ群SW
A44〜SWA4mと、を有している。
The capacitor block 20 includes a plurality of capacitors C11 to C31, C12 to C32, C13 to C3 between the high potential side power line HL and the low potential side power line LL.
3,... C1n to C3n are respectively connected in series (laminated)
Capacitor stacks CS1, CS2, CS3, ...
・ CSn and each capacitor stack CS1, CS2, C
S3,... Capacitors C11 to C3 constituting CSn
1, C12 to C32, C13 to C33, ..., C1n
Changeover switch group S for controlling the parallel connection of each layer of C3n
WA11-SWA1m, SWA21-SWA2m, SW
A31 to SWA3m and each capacitor stack CS1,
CS2, CS3,..., CSn, changeover switches SWB1 to SWBm for controlling series connection of each other, and switching for controlling connection between each capacitor stack CS1, CS2, CS3,. Switch group SW
A44 to SWA4m.

【0015】具体的には、コンデンサスタックCS1
は、高電位側電源線HLに設けられた接点N11と低電
位側電源線LL側に設けられた接点N41間に、コンデ
ンサC11〜C31が、各々接点N21及びN31を介
して直列に接続された構成を有し、コンデンサスタック
CS2は、高電位側電源線HLに設けられた接点N12
と低電位側電源線LL側に設けられた接点N42間に、
コンデンサC12〜C32が、各々接点N22及びN3
2を介して直列に接続された構成を有し、コンデンサス
タックCS3は、高電位側電源線HLに設けられた接点
N13と低電位側電源線LL側に設けられた接点N43
間に、コンデンサC13〜C33が、各々接点N23及
びN33を介して直列に接続された構成を有し、そし
て、コンデンサスタックCSnは、高電位側電源線HL
に設けられた接点N1nと低電位側電源線LL側に設け
られた接点N4n間にコンデンサC1n〜C3nが、各
々接点N2n及びN3nを介して直列に接続された構成
を有している。
Specifically, the capacitor stack CS1
The capacitors C11 to C31 are connected in series via the contacts N21 and N31 between a contact N11 provided on the high potential power supply line HL and a contact N41 provided on the low potential power supply line LL. The capacitor stack CS2 includes a contact N12 provided on the high-potential-side power supply line HL.
And the contact N42 provided on the low potential side power supply line LL side,
Capacitors C12 to C32 are connected to contacts N22 and N3, respectively.
The capacitor stack CS3 includes a contact N13 provided on the high-potential power line HL and a contact N43 provided on the low-potential power line LL.
The capacitors C13 to C33 have a configuration in which the capacitors C13 to C33 are connected in series via contacts N23 and N33, respectively, and the capacitor stack CSn includes a high-potential-side power supply line HL.
Are connected in series via contacts N2n and N3n, respectively, between a contact N1n provided on the power supply line LL side and a contact N4n provided on the low potential side power supply line LL side.

【0016】また、高電位側電源線HLに設けられた接
点N11と接点N12間、接点N12と接点N13間、
接点N13と接点N14間、そして、接点N1mと接点
N1n間には、各々切換スイッチSWA11、SWA1
2、SWA13、・・・SWA1mが設けられている。
同様に、低電位側電源線LL側に設けられた接点N41
と接点N42間、接点N42と接点N43間、接点N4
3と接点N44間、そして、接点N14と接点N4n間
には、各々切換スイッチSWA41、SWA42、SW
A43、・・・SWA4mが設けられている。
Also, between the contact N11 and the contact N12 provided on the high potential side power supply line HL, between the contact N12 and the contact N13,
Between the contact N13 and the contact N14, and between the contact N1m and the contact N1n, changeover switches SWA11 and SWA1 are provided, respectively.
2, SWA13,..., SWA1m.
Similarly, a contact N41 provided on the low potential side power supply line LL side
And contact N42, between contact N42 and contact N43, and contact N4
3 and the contact N44, and between the contact N14 and the contact N4n, changeover switches SWA41, SWA42, SW
A43,... SWA4m are provided.

【0017】また、接点N21と接点N22間、接点N
22と接点N23間、接点N23と接点N24間、そし
て、接点N2mと接点N2n間には、各々切換スイッチ
SWA21、SWA22、SWA23、・・・SWA2
mが設けられている。同様に、接点N31と接点N32
間、接点N32と接点N33間、接点N33と接点N3
4間、そして、接点N3mと接点N3n間には、各々切
換スイッチSWA31、SWA32、SWA33、・・
・SWA3mが設けられている。さらに、接点N41と
接点N12間、接点N42と接点N13間、接点N43
と接点N14間、そして、接点N4mと接点N1n間に
は、各々切換スイッチSWB1、SWB2、SWB3、
・・・SWBmが設けられている。なお、低電位側電源
線LLは、接点N4nに接続されている。
Also, the contact N21 between the contact N21 and the contact N22,
, SWA2, SWA23,... SWA2 between the contact N23 and the contact N23, between the contact N23 and the contact N24, and between the contact N2m and the contact N2n.
m is provided. Similarly, the contacts N31 and N32
Between the contacts N32 and N33, between the contacts N33 and N3
4, and between the contacts N3m and N3n, the changeover switches SWA31, SWA32, SWA33,.
-SWA3m is provided. Furthermore, the contact N41 and the contact N12, the contact N42 and the contact N13, the contact N43
Between the contact N14 and the contact N4m, and between the contact N4m and the contact N1n, the changeover switches SWB1, SWB2, SWB3,
... SWBm is provided. Note that the low-potential-side power supply line LL is connected to the contact N4n.

【0018】そして、高電位側電源線HLには、充電制
御回路10からコンデンサブロック20への充電電流の
供給を制御するスイッチSWC1、及び、コンデンサブ
ロック20と負荷40との接続を制御するスイッチSW
C2が設けられている。ここで、切換スイッチ群SWA
11〜SWA1m、SWA21〜SWA2m、SWA3
1〜SWA3m、SWA44〜SWA4mは、同一の切
換制御信号に基づいて、所定のタイミングで一斉にON
/OFF制御される。また、切換スイッチ群SWB1〜
2SWBm及びスイッチSWC1は、上記切換スイッチ
群SWA11〜SWA1m、SWA21〜SWA2m、
SWA31〜SWA3m、SWA44〜SWA4mと
は、逆のタイミングで一斉にON/OFF制御される。
A switch SWC1 for controlling the supply of the charging current from the charge control circuit 10 to the capacitor block 20 and a switch SWC for controlling the connection between the capacitor block 20 and the load 40 are provided on the high potential side power supply line HL.
C2 is provided. Here, the changeover switch group SWA
11 to SWA1m, SWA21 to SWA2m, SWA3
1 to SWA3m and SWA44 to SWA4m are simultaneously turned on at a predetermined timing based on the same switching control signal.
/ OFF control. Further, the changeover switch group SWB1
2SWBm and the switch SWC1 are the changeover switch groups SWA11 to SWA1m, SWA21 to SWA2m,
The SWA 31 to SWA 3 m and the SWA 44 to SWA 4 m are simultaneously ON / OFF controlled at opposite timings.

【0019】電圧モニタ回路30は、高電位側電源線H
Lに設けられた接点N1nと接点N2n間にモニタ回路
31が接続され、接点N2nと接点N3n間にモニタ回
路32が接続され、接点N3nと接点N4n間にモニタ
回路33が接続された構成を有し、モニタ回路31、3
2、33は、各々、コンデンサスタックCS1〜CSn
の各層毎のコンデンサC11〜C1n、C21〜C2
n、C31〜C3nに蓄積された電荷量を、モニタ電圧
(充電電圧)値として検出するとともに、あらかじめ定
められた基準電圧(耐圧保証電圧)値と比較し、モニタ
電圧値が、基準電圧値に達したか否かを判定する。モニ
タ電圧値が、基準電圧値以上となった場合には、切換制
御信号PSをスイッチSWC1に出力し、充電制御回路
10からコンデンサブロック20への充電電流IAの供
給を遮断する。なお、本実施形態においては、コンデン
サブロックを構成するコンデンサスタックとして、各々
3個の電気二重層コンデンサを積層する場合を示した
が、本発明はこれに限定されるものではないことはいう
までもない。
The voltage monitor circuit 30 includes a high potential side power supply line H
The monitor circuit 31 is connected between the contact N1n and the contact N2n provided at L, the monitor circuit 32 is connected between the contact N2n and the contact N3n, and the monitor circuit 33 is connected between the contact N3n and the contact N4n. And monitor circuits 31, 3
2 and 33 are capacitor stacks CS1 to CSn, respectively.
Capacitors C11 to C1n and C21 to C2
n, the amount of charge accumulated in C31 to C3n is detected as a monitor voltage (charge voltage) value, and is compared with a predetermined reference voltage (guaranteed withstand voltage) value. It is determined whether or not it has reached. When the monitor voltage value becomes equal to or higher than the reference voltage value, the switching control signal PS is output to the switch SWC1, and the supply of the charging current IA from the charging control circuit 10 to the capacitor block 20 is cut off. In this embodiment, three electric double-layer capacitors are stacked as the capacitor stacks constituting the capacitor block. However, it is needless to say that the present invention is not limited to this. Absent.

【0020】次に、上述した構成を有する充電装置にお
ける動作状態について、図面を参照して説明する。 (充電動作)図2は、本実施形態に係る充電装置の充電
動作時の接続状態を示す概略回路であり、図3は、充電
動作時の接続状態を示す等価回路である。充電動作は、
図2に示すように、高電位側電源線HLに設けられたス
イッチSWC1をON状態に切り換え制御して、充電制
御回路10とコンデンサブロック20とを電気的に導通
するとともに、コンデンサブロック20の切換スイッチ
SWB1〜SWBmをON状態に、また、切換スイッチ
SWA11〜SWA1m、SWA21〜SWA2m、S
WA31〜SWA3m及びSWA41〜SWA4mをO
FF状態に、一斉に切り換え制御することにより実現さ
れる。ここで、スイッチSWC1、及び、切換スイッチ
SWB1〜SWBmからなるスイッチグループは、本発
明における第1のスイッチ手段を構成し、また、切換ス
イッチSWA11〜SWA1m、SWA21〜SWA2
m、SWA31〜SWA3m及びSWA41〜SWA4
mからなるスイッチグループは、本発明における第2の
スイッチ手段を構成する。
Next, an operation state of the charging device having the above-described configuration will be described with reference to the drawings. (Charging Operation) FIG. 2 is a schematic circuit showing a connection state during the charging operation of the charging device according to the present embodiment, and FIG. 3 is an equivalent circuit showing a connection state during the charging operation. The charging operation is
As shown in FIG. 2, the switch SWC <b> 1 provided on the high-potential-side power supply line HL is controlled to be turned on so that the charge control circuit 10 and the capacitor block 20 are electrically connected. The switches SWB1 to SWBm are turned on, and the changeover switches SWA11 to SWA1m, SWA21 to SWA2m, S
WA31-SWA3m and SWA41-SWA4m
This is realized by simultaneously controlling the switching to the FF state. Here, the switch group consisting of the switch SWC1 and the changeover switches SWB1 to SWBm constitutes first switch means in the present invention, and the changeover switches SWA11 to SWA1m, SWA21 to SWA2
m, SWA31 to SWA3m and SWA41 to SWA4
The switch group consisting of m forms the second switch means in the present invention.

【0021】このような切換スイッチSWA11〜SW
A1m、SWA21〜SWA2m、SWA31〜SWA
3m、SWA41〜SWA4m、及び、SWB1〜SW
Bmの切り換え制御により、コンデンサブロック20
は、図3に示す等価回路のように、高電位側電源線HL
と低電位側電源線LLとの間に、各コンデンサC11、
C21、C31、C12、C22、・・・C2n、C3
n(以下、各コンデンサC11〜C3nと略記する)が
直列接続された状態となり、充電制御回路10から高電
位側電源線HLに供給される充電電流IAにより、コン
デンサC11〜C3nに充電が開始される。
Such switches SWA11-SW
A1m, SWA21 to SWA2m, SWA31 to SWA
3m, SWA41 to SWA4m, and SWB1 to SW
Bm switching control allows the capacitor block 20
Is a high-potential-side power supply line HL as in the equivalent circuit shown in FIG.
And each of the capacitors C11,
C21, C31, C12, C22, ..., C2n, C3
n (hereinafter, abbreviated as respective capacitors C11 to C3n) are connected in series, and charging of the capacitors C11 to C3n is started by the charging current IA supplied from the charging control circuit 10 to the high potential side power supply line HL. You.

【0022】(電圧監視動作)図4は、本実施形態に係
る充電装置の電圧監視動作時の接続状態を示す概略回路
であり、図5は、電圧監視動作時の接続状態を示す等価
回路である。電圧監視動作は、図4に示すように、高電
位側電源線HLに設けられたスイッチSWC1をOFF
状態に切り換え制御して、充電制御回路10とコンデン
サブロック20とを電気的に遮断するとともに、コンデ
ンサブロック20の切換スイッチSWB1〜SWBmを
OFF状態に、また、切換スイッチSWA11〜SWA
1m、SWA21〜SWA2m、SWA31〜SWA3
m及びSWA41〜SWA4mをON状態に、一斉に切
り換え制御することにより実現される。
(Voltage Monitoring Operation) FIG. 4 is a schematic circuit showing a connection state during the voltage monitoring operation of the charging apparatus according to the present embodiment, and FIG. 5 is an equivalent circuit showing a connection state during the voltage monitoring operation. is there. As shown in FIG. 4, the voltage monitoring operation is performed by turning off the switch SWC1 provided on the high potential side power supply line HL.
The switching control is switched to the state, the charge control circuit 10 and the capacitor block 20 are electrically cut off, the changeover switches SWB1 to SWBm of the capacitor block 20 are turned off, and the changeover switches SWA11 to SWA are changed.
1m, SWA21 to SWA2m, SWA31 to SWA3
m and SWA41 to SWA4m are simultaneously controlled to be in the ON state.

【0023】このような切換スイッチSWA11〜SW
A1m、SWA21〜SWA2m、SWA31〜SWA
3m及びSWA41〜SWA4m、及び、SWB1〜S
WBmの切り換え制御により、コンデンサブロック20
は、図5に示す等価回路のように、高電位側電源線HL
と接点N21〜N2nを接続する信号線L1との間に、
同一層のコンデンサC11〜C1nが並列接続され、信
号線L1と接点N31〜N3nを接続する信号線L2と
の間に、同一層のコンデンサC21〜C2nが並列接続
され、さらに、信号線L2と低電位側電源線LLとの間
に、同一層のコンデンサC31〜C3nが並列接続され
た状態となる。並列接続されたコンデンサ群C11〜C
1n、C21〜C2n、C31〜C3nは、各々個別の
モニタ回路31、32、33に接続され、各コンデンサ
群C11〜C1n、C21〜C2n、C31〜C3nに
充電された電圧が均一化されて充電電圧として検出され
る。そして、モニタ回路31、32、33により検出さ
れた各コンデンサ群C11〜C1n、C21〜C2n、
C31〜C3nの両端電圧が、いずれか一箇所でも、コ
ンデンサの耐圧を保証するために予め設定された基準電
圧以上になったとき、モニタ回路31、32、33から
スイッチSWC1に切換制御信号PSを出力してOFF
状態を継続し、充電電流の供給を遮断し、充電動作を停
止する。
Such changeover switches SWA11 to SWA
A1m, SWA21 to SWA2m, SWA31 to SWA
3m and SWA41 to SWA4m and SWB1 to S
The WBm switching control allows the capacitor block 20
Is a high-potential-side power supply line HL, as in the equivalent circuit shown in FIG.
And a signal line L1 connecting the contacts N21 to N2n,
Capacitors C11 to C1n of the same layer are connected in parallel, and capacitors C21 to C2n of the same layer are connected in parallel between the signal line L1 and the signal line L2 connecting the contacts N31 to N3n. Capacitors C31 to C3n of the same layer are connected in parallel with potential side power supply line LL. Capacitor groups C11 to C connected in parallel
1n, C21 to C2n, and C31 to C3n are connected to individual monitor circuits 31, 32, and 33, respectively, and the voltages charged in the capacitor groups C11 to C1n, C21 to C2n, and C31 to C3n are equalized and charged. Detected as voltage. Each of the capacitor groups C11 to C1n, C21 to C2n, detected by the monitor circuits 31, 32, 33,
When the voltage between both ends of C31 to C3n becomes equal to or higher than a reference voltage set in advance to guarantee the withstand voltage of the capacitor at any one point, the monitor circuit 31, 32, 33 sends the switching control signal PS to the switch SWC1. Output and OFF
The state is continued, the supply of the charging current is cut off, and the charging operation is stopped.

【0024】(放電動作)図6は、本実施形態に係る充
電装置の放電動作状態を示す概略構成図である。図6に
示すように、充電制御回路10に高電位側電源線HL及
び低電位側電源線LLとを介して、コンデンサブロック
20と電圧モニタ回路30が並列に接続された構成にお
いて、放電動作は、充電制御回路10とコンデンサブロ
ック20との間の高電位側電源線HLに設けられたスイ
ッチSWC1をOFF状態に切り換え制御して、充電制
御回路10とコンデンサブロック20とを電気的に遮断
するとともに、コンデンサブロック20と負荷40との
間に設けられたスイッチSWC2をON状態に切り換え
制御して、コンデンサブロック20と負荷40とを電気
的に接続することにより実現される。この場合における
コンデンサブロック20を構成するコンデンサC11〜
C31、C12〜C32、C13〜C33、・・・C1
n〜C3nの接続状態は、負荷40の状態に応じて、適
宜直列接続状態、あるいは、並列接続状態に切り換え制
御されて、適切な放電電圧が負荷40に対して供給され
る。
(Discharge Operation) FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a discharge operation state of the charging device according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, in the configuration in which the capacitor block 20 and the voltage monitor circuit 30 are connected in parallel to the charge control circuit 10 via the high-potential-side power supply line HL and the low-potential-side power supply line LL, a discharging operation is performed. The switch SWC1 provided on the high-potential-side power supply line HL between the charge control circuit 10 and the capacitor block 20 is controlled to be turned off so that the charge control circuit 10 and the capacitor block 20 are electrically disconnected. The switch SWC2 provided between the capacitor block 20 and the load 40 is controlled to be turned on, and the capacitor block 20 and the load 40 are electrically connected. In this case, the capacitors C11 to C11 constituting the capacitor block 20
C31, C12 to C32, C13 to C33, ... C1
The connection state of n to C3n is controlled to be appropriately switched to a series connection state or a parallel connection state according to the state of the load 40, and an appropriate discharge voltage is supplied to the load 40.

【0025】次に、コンデンサブロックを構成するコン
デンサの接続状態とその作用について、図面を参照して
説明する。図7は、本実施形態に適用されるコンデンサ
ブロックを構成するコンデンサの接続状態による作用を
示す概略回路図である。例えば、容量がC(F)のコン
デンサの両端に充電電圧V(V)が生じている場合にお
ける蓄積エネルギーEは、一般に、次式により表され
る。 E=1/2・CV2 ……(1) すなわち、(1)式より、蓄積エネルギーEは、充電電
圧Vの2乗に比例する。ここで、充電電流をI(A)、
充電時間をt(s)とすると、コンデンサに蓄積される
電荷量Qは、次式により表される。 Q=∫Idt=I・t ……(2)
Next, the connection state of the capacitors constituting the capacitor block and its operation will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic circuit diagram showing the operation depending on the connection state of the capacitors constituting the capacitor block applied to the present embodiment. For example, the stored energy E in the case where a charging voltage V (V) is generated between both ends of a capacitor having a capacitance of C (F) is generally represented by the following equation. E = 1 / · CV 2 (1) That is, from equation (1), the stored energy E is proportional to the square of the charging voltage V. Here, the charging current is I (A),
Assuming that the charging time is t (s), the charge amount Q stored in the capacitor is expressed by the following equation. Q = ∫Id = I · t (2)

【0026】また、電荷量Qと容量C及び両端電圧Vと
の関係は、一般に、次式により表される。 Q=CV ……(3) したがって、(2)式及び(3)式により、上記(1)
式は、次式のように表される。 E=(1/2)C・(Q/C)2=(1/2C)・(I・t)2 ……(4) すなわち、上記(4)式より、蓄積エネルギーEが一定
であれば、充電電流Iと充電時間(t)は、反比例する
ことが導かれる。さらに、上記(4)式を変形すると、
充電電流Iは、次式により表される。 I=√(2EC)/t ……(5) 上記(5)式より、充電動作における充電電流Iは、蓄
積エネルギーE及び充電時間tを一定とした場合、コン
デンサの容量Cの平方根(ルート)に比例して、増減す
ることが導かれる。
The relationship between the charge amount Q, the capacitance C, and the voltage V between both ends is generally expressed by the following equation. Q = CV (3) Therefore, according to the equations (2) and (3), the above (1)
The equation is expressed as the following equation. E = (1 /) C · (Q / C) 2 = (1 / C) · (I · t) 2 (4) That is, from the above equation (4), if the stored energy E is constant, , The charging current I and the charging time (t) are inversely proportional. Further, by transforming the above equation (4),
The charging current I is represented by the following equation. I = √ (2EC) / t (5) From the above equation (5), when the stored energy E and the charging time t are constant, the charging current I in the charging operation is a square root (root) of the capacitance C of the capacitor. Is proportionally increased or decreased.

【0027】ここで、図7(a)に示すように、容量C
のコンデンサブロック20が容量C/nのn個(図では
4個)のコンデンサC1〜C4(本発明におけるコンデ
ンサスタックCS1、CS2、CS3、・・・CSnに
相当する)の並列接続により構成されているものとし、
これらのコンデンサC1〜C4に蓄積するエネルギーE
を一定に保ったまま、図7(b)に示すように、直列に
接続状態を切り換えた場合を検討すると、コンデンサブ
ロック20の容量Cは、1/(n2)倍になり、この場
合の容量C/(n2)を上記(5)式に適用すると、 √(2EC)/t=√(2EC/n2)/t=I/n ……(6) となり、コンデンサをn分割して、直列接続することに
より、充電電流Iが1/n倍になる。
Here, as shown in FIG.
Is constituted by parallel connection of n (four in the figure) capacitors C1 to C4 (corresponding to the capacitor stacks CS1, CS2, CS3,..., CSn in the present invention) having a capacitance C / n. And
Energy E stored in these capacitors C1 to C4
7B, the capacitance C of the capacitor block 20 becomes 1 / (n 2 ) times, as shown in FIG. 7B. When the capacitance C / (n 2 ) is applied to the above equation (5), √ (2EC) / t = √ (2EC / n 2 ) / t = I / n (6) , The charging current I becomes 1 / n times.

【0028】一般に、単一のコンデンサを急速充電する
には、大きな充電電流を流す必要があり、そのためには
充電制御回路の大型化を避けることはできないが、本発
明に係る充電装置においては、上述したように、コンデ
ンサブロック20に蓄積するエネルギー量を一定とした
場合、コンデンサブロック20を複数のコンデンサ(本
実施形態においては、n個のコンデンサスタック)に分
割して構成し、直列に接続することにより、コンデンサ
ブロック20としての容量値を1/(n2)倍に減少す
ることができるので、充電時間を一定とした場合には、
コンデンサによる分割割合に応じて、充電電流Iを1/
n倍に低減することができ、充電装置の小型化を図るこ
とができる。また、充電電流Iを一定とした場合には、
充電時間tを1/nに短縮することができ、急速充電が
可能な充電装置を提供することができる。
In general, in order to rapidly charge a single capacitor, it is necessary to flow a large charging current. For this reason, it is unavoidable to increase the size of the charging control circuit. However, in the charging device according to the present invention, As described above, when the amount of energy stored in the capacitor block 20 is constant, the capacitor block 20 is divided into a plurality of capacitors (in this embodiment, n capacitor stacks), and is connected in series. Accordingly, the capacitance value of the capacitor block 20 can be reduced by a factor of 1 / (n 2 ). Therefore, when the charging time is fixed,
The charging current I is reduced by 1 /
It can be reduced by a factor of n and the size of the charging device can be reduced. When the charging current I is fixed,
The charging time t can be reduced to 1 / n, and a charging device capable of quick charging can be provided.

【0029】また、本実施形態に係る充電装置によれ
ば、電圧監視動作時には、コンデンサスタックを構成す
る各層毎のコンデンサの並列接続に対応してモニタ回路
を設ければよいので、従来技術に示したように、各コン
デンサ毎にモニタ回路を設けることなく、高電圧の充電
装置を実現しつつ、装置の小型化、低コスト化を図るこ
とができる。また、本実施形態に適用されるモニタ回路
は、コンデンサブロックに充電された電圧を検出し、基
準電圧以上となった場合に、コンデンサブロックへの充
電電流の供給を遮断する機能を有するものであって、従
来技術に示したように、各コンデンサ毎に並列接続し、
充電電流をバイパスするものではないので、モニタ回路
からの発熱を大幅に抑制することもできる。さらに、本
実施形態に適用されるコンデンサブロックに設けられる
スイッチ数Nswは、コンデンサスタック数をa、各コン
デンサスタックを構成するコンデンサ積層数をbとする
と、次式により表されるので、比較的少ないスイッチ数
で上記充電動作及び電圧監視動作におけるコンデンサの
接続状態の切換制御を行うことができ、スイッチによる
抵抗損失を極力削減することができる。 Nsw=(a−1)×(b+2) ……(7)
Further, according to the charging apparatus of the present embodiment, at the time of the voltage monitoring operation, the monitor circuit may be provided in correspondence with the parallel connection of the capacitors of each layer constituting the capacitor stack. As described above, it is possible to realize a high-voltage charging device without providing a monitor circuit for each capacitor, and to reduce the size and cost of the device. In addition, the monitor circuit applied to the present embodiment has a function of detecting the voltage charged in the capacitor block and interrupting the supply of the charging current to the capacitor block when the voltage exceeds the reference voltage. Therefore, as shown in the prior art, each capacitor is connected in parallel,
Since the charge current is not bypassed, heat generation from the monitor circuit can be significantly suppressed. Furthermore, the number of switches Nsw provided in the capacitor block applied to the present embodiment is relatively small because the number of capacitor stacks is represented by a and the number of stacked capacitors constituting each capacitor stack is represented by b, as follows: Switching control of the connection state of the capacitor in the charging operation and the voltage monitoring operation can be performed by the number of switches, and resistance loss due to the switches can be reduced as much as possible. Nsw = (a-1) × (b + 2) (7)

【0030】次に、本実施形態に係る充電装置の充電方
法について、図面を参照して説明する。図8は、本実施
形態に適用されるコンデンサブロックの充電方法の手順
を示すフローチャートであり、図9は、本実施形態に適
用されるコンデンサブロックに設けられる切換スイッチ
の制御タイミングを示すタイミングチャートである。 (S101、S102)まず、スイッチSWC1、及
び、切換スイッチSWB1〜SWBmをON状態、ま
た、切換スイッチSWA11〜SWA1m、SWA21
〜SWA2m、SWA31〜SWA3m及びSWA41
〜SWA4mをOFF状態に切り換えることにより、コ
ンデンサスタックCS1、CS2、CS3、・・・CS
nを直列接続状態にするとともに、充電制御回路10と
コンデンサブロック20とを接続して、高電位側電源線
HLを介して充電電流IAを供給し、充電動作を開始す
る。
Next, a method for charging the charging device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of a method of charging a capacitor block applied to the present embodiment, and FIG. 9 is a timing chart illustrating control timing of a changeover switch provided in the capacitor block applied to the present embodiment. is there. (S101, S102) First, the switch SWC1 and the changeover switches SWB1 to SWBm are turned on, and the changeover switches SWA11 to SWA1m and SWA21 are turned on.
To SWA2m, SWA31 to SWA3m and SWA41
.. CS by switching SWA4m to OFF state.
n is connected in series, the charging control circuit 10 and the capacitor block 20 are connected, the charging current IA is supplied via the high-potential power supply line HL, and the charging operation is started.

【0031】(S103、S104)次いで、充電動作
開始後、所定の時間経過後に、スイッチSWC1、及
び、切換スイッチSWB1〜SWBmをOFF状態、ま
た、切換スイッチSWA11〜SWA1m、SWA21
〜SWA2m、SWA31〜SWA3m及びSWA41
〜SWA4mをON状態に切り換えることにより、充電
制御回路10とコンデンサブロック20とを電気的に切
り離して充電動作を中断するとともに、コンデンサスタ
ックCS1、CS2、CS3、・・・CSnを構成する
コンデンサを、各層毎に並列接続し、各々並列接続され
たコンデンサ群C11〜C1n、C21〜C2n、C3
1〜C3nを、個別のモニタ回路31、32、33に接
続して、充電された電圧を検出する電圧監視動作を実行
する。
(S103, S104) Next, after a predetermined time has elapsed after the start of the charging operation, the switch SWC1 and the changeover switches SWB1 to SWBm are turned off, and the changeover switches SWA11 to SWA1m, SWA21 are turned off.
To SWA2m, SWA31 to SWA3m and SWA41
SWA4m to the ON state, the charging control circuit 10 and the capacitor block 20 are electrically disconnected to interrupt the charging operation, and the capacitors forming the capacitor stacks CS1, CS2, CS3,. Capacitor groups C11-C1n, C21-C2n, C3 connected in parallel for each layer
1 to C3n are connected to the individual monitor circuits 31, 32, and 33 to execute a voltage monitoring operation for detecting a charged voltage.

【0032】(S105)ここで、各モニタ回路31、
32、33は、検出した充電電圧(検出電圧)Vmと、
各コンデンサC11〜C3nの耐圧に基づいて予め設定
された基準電圧(耐圧保証電圧)Vsとを比較し、検出
電圧Vmが基準電圧Vs以上でない場合には、所定時間
の電圧監視動作終了後、再び、スイッチSWC1、及
び、切換スイッチSWB1〜SWBmをON状態、ま
た、切換スイッチSWA11〜SWA1m、SWA21
〜SWA2m、SWA31〜SWA3m及びSWA41
〜SWA4mをOFF状態に切り換え制御して、充電動
作を再開、継続する。 (S106)一方、検出電圧Vmが基準電圧Vs以上と
なった場合には、各モニタ回路31、32、33からス
イッチSWC1に切換制御信号PSを出力して、スイッ
チSWC1をOFF状態として、充電制御回路10から
供給される充電電流Iを遮断し、充電動作を終了する。
(S105) Here, each monitor circuit 31,
32, 33 are the detected charging voltage (detected voltage) Vm,
Based on the withstand voltage of each of the capacitors C11 to C3n, a reference voltage (withstand voltage assurance voltage) Vs is compared with a preset voltage. , Switch SWC1, and changeover switches SWB1 to SWBm are in the ON state, and changeover switches SWA11 to SWA1m, SWA21
To SWA2m, SWA31 to SWA3m and SWA41
SWA4m is controlled to switch to the OFF state, and the charging operation is resumed and continued. (S106) On the other hand, when the detection voltage Vm becomes equal to or higher than the reference voltage Vs, the switching control signal PS is output from each of the monitor circuits 31, 32, and 33 to the switch SWC1, the switch SWC1 is turned off, and the charge control is performed. The charging current I supplied from the circuit 10 is cut off, and the charging operation ends.

【0033】このように、本実施形態に係る充電方法
は、図9に示すように、スイッチSWC1、及び、切換
スイッチSWB1〜SWBmからなる第1のスイッチグ
ループ(第1のスイッチ手段)と、切換スイッチSWA
11〜SWA1m、SWA21〜SWA2m、SWA3
1〜SWA3m及びSWA41〜SWA4mからなる第
2のスイッチグループ(第2のスイッチ手段)を、各々
逆のタイミングで(相補的に)一斉にON、OFF制御
し、各コンデンサC11〜C3nを直列接続したとき、
充電動作を実行し、充電動作時に所定のタイミングでコ
ンデンサスタックCS1〜CSnの各層毎に各コンデン
サC11〜C3nを並列接続して、電圧監視動作を実行
する。なお、上記(12)式に示したように、コンデン
サの充電電圧は、充電時間に比例して上昇するので、電
圧監視動作は、一定の時間間隔毎に実行することが望ま
しい。
As described above, the charging method according to the present embodiment, as shown in FIG. 9, uses the first switch group (first switch means) including the switch SWC1 and the changeover switches SWB1 to SWBm, Switch SWA
11 to SWA1m, SWA21 to SWA2m, SWA3
The second switch group (second switch means) composed of SWA1 to SWA3m and SWA41 to SWA4m is simultaneously turned on and off (complementarily) at opposite timings, and the capacitors C11 to C3n are connected in series. When
The charging operation is performed, and the capacitors C11 to C3n are connected in parallel for each layer of the capacitor stacks CS1 to CSn at a predetermined timing during the charging operation, and the voltage monitoring operation is performed. As shown in the above equation (12), since the charging voltage of the capacitor increases in proportion to the charging time, it is desirable to execute the voltage monitoring operation at regular time intervals.

【0034】次に、本実施形態に係る充電装置に適用さ
れる切換スイッチ及びその制御手段の例について、簡単
に説明する。図10は、本実施形態に係る充電装置に適
用される切換スイッチの例を示す回路構成図である。上
述した実施形態に示したスイッチSWC1、SWC2、
及び、切換スイッチSWA11〜SWA1m、SWA2
1〜SWA2m、SWA31〜SWA3m、SWA41
〜SWA4m、SWB1〜SWBmに適用される構成と
しては、図10に示すように、各々の切換スイッチのオ
ン/OFF制御を行う制御信号に基づいて、所定の波長
の光を発光するフォトダイオードPDと、フォトダイオ
ードPDからの光を受光して電気的に導通するフォトト
ランジスタPSから構成される、いわゆるフォトカプラ
(光結合トランジスタともいう)を利用することができ
る。
Next, an example of the changeover switch applied to the charging device according to the present embodiment and an example of its control means will be briefly described. FIG. 10 is a circuit configuration diagram illustrating an example of a changeover switch applied to the charging device according to the present embodiment. The switches SWC1, SWC2,
And changeover switches SWA11 to SWA1m, SWA2
1 to SWA2m, SWA31 to SWA3m, SWA41
SWA4m and SWB1 to SWBm, as shown in FIG. 10, a photodiode PD that emits light of a predetermined wavelength based on a control signal for performing ON / OFF control of each switch. A so-called photocoupler (also referred to as an optical coupling transistor) including a phototransistor PS that receives light from the photodiode PD and conducts electricity electrically can be used.

【0035】このような構成を有する切換スイッチによ
れば、入力側(制御信号)と出力側(スイッチ動作)を
電気的に分離することができるとともに、制御信号に的
確に対応したON、OFF動作を実現することができ
る。また、本実施形態に適用される切換スイッチをON
/OFF制御する制御信号を生成、出力する制御手段と
しては、例えば、マイクロコンピュータ(以下、マイコ
ンという)を適用することができ、図9に示したタイミ
ングで制御信号を、スイッチSWC1、及び、切換スイ
ッチSWB1〜SWBm、SWA11〜SWA1m、S
WA21〜SWA2m、SWA31〜SWA3m、SW
A41〜SWA4mに供給することにより、各スイッチ
グループのON/OFF動作を一斉に制御する。
According to the changeover switch having such a configuration, the input side (control signal) and the output side (switch operation) can be electrically separated, and the ON / OFF operation corresponding to the control signal accurately. Can be realized. Further, the changeover switch applied to the present embodiment is turned on.
As a control unit for generating and outputting a control signal for performing the / OFF control, for example, a microcomputer (hereinafter, referred to as a microcomputer) can be applied. The control signal is transmitted to the switch SWC1 and the switch SWC1 at the timing shown in FIG. Switches SWB1 to SWBm, SWA11 to SWA1m, S
WA21-SWA2m, SWA31-SWA3m, SW
By supplying the signals to A41 to SWA4m, the ON / OFF operation of each switch group is controlled simultaneously.

【0036】このようなスイッチ制御手段を適用した場
合、切換スイッチの切り換え制御、及び、動作状態の切
り換え制御を、充電制御回路の電流供給能力やコンデン
サブロックの充電能力に対応させて、任意のタイミング
に設定することができるので、適切な充電動作及び電圧
監視動作を実現することができる。なお、各スイッチグ
ループに供給される制御信号のタイミングは、図9に示
したように、一定の時間間隔で、充電動作及び電圧監視
動作を繰り返す上記充電方法の手順に対応するものであ
ってもよいし、コンデンサの充電電圧が、充電時間に比
例して上昇することに基づいて、充電電圧が基準電圧に
達するまでの所要時間を予測演算し、充電動作開始後、
所要時間の経過を検出して、電圧監視動作を実行するも
のであってもよい。
When such switch control means is applied, the switching control of the changeover switch and the switching control of the operation state can be performed at an arbitrary timing in accordance with the current supply capacity of the charge control circuit and the charge capacity of the capacitor block. , The appropriate charging operation and voltage monitoring operation can be realized. Note that the timing of the control signal supplied to each switch group may correspond to the procedure of the above-described charging method in which the charging operation and the voltage monitoring operation are repeated at regular time intervals as shown in FIG. Alternatively, based on the fact that the charging voltage of the capacitor rises in proportion to the charging time, the required time until the charging voltage reaches the reference voltage is estimated and calculated, and after the charging operation starts,
The voltage monitoring operation may be performed by detecting the elapse of the required time.

【0037】図11は、本実施形態に適用されるスイッ
チ制御手段の他の実施例を示す概略構成図であり、図1
2は、制御信号の信号波形を示す波形図である。図11
に示すように、本実施例におけるスイッチ制御手段は、
充電制御回路10に供給される商用交流電源の交流信号
に基づいて、ダイオードD1及び保護抵抗R1を介して
生成される電圧波形を、第1の制御信号SC1として出
力する第1の信号生成部と、上記交流信号に基づいて、
ダイオードD2及び保護抵抗R2を介して生成される電
圧波形を、第2の制御信号SC2として出力する第2の
信号生成部と、を有して構成されている。
FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of the switch control means applied to this embodiment.
2 is a waveform diagram showing a signal waveform of a control signal. FIG.
As shown in FIG.
A first signal generation unit that outputs a voltage waveform generated through a diode D1 and a protection resistor R1 as a first control signal SC1 based on an AC signal of a commercial AC power supply supplied to the charge control circuit 10; , Based on the AC signal,
A second signal generation unit that outputs a voltage waveform generated via the diode D2 and the protection resistor R2 as a second control signal SC2.

【0038】第1の信号生成部は、上記交流信号の入力
方向に対して、順方向に接続されたダイオードD1によ
り、図12に示すように、正弦交流信号の正の電圧成分
のみを通過して、一定の周期で正の電圧波形を有する制
御信号SC1を生成し、第1のスイッチグループのスイ
ッチSWC1及び切換スイッチSWB1〜SWBmを一
斉にON/OFF制御する信号としてコンデンサブロッ
ク20に供給される。一方、第2の信号生成部は、上記
交流信号の入力方向に対して、逆方向に接続されたダイ
オードD2により、図12に示すように、正弦交流信号
の負の電圧成分のみを通過、極性反転して、一定の周期
で正の電圧波形を有する制御信号SC2を生成し、第2
のスイッチグループの切換スイッチSWA11〜SWA
1m、SWA21〜SWA2m、SWA31〜SWA3
m、SWA41〜SWA4mを一斉にON/OFF制御
する信号としてコンデンサブロック20に供給される。
The first signal generator passes only the positive voltage component of the sine AC signal as shown in FIG. 12 by the diode D1 connected in the forward direction with respect to the input direction of the AC signal. Thus, a control signal SC1 having a positive voltage waveform is generated at a constant cycle, and supplied to the capacitor block 20 as a signal for simultaneously turning on / off the switches SWC1 and the changeover switches SWB1 to SWBm of the first switch group. . On the other hand, the second signal generator passes only the negative voltage component of the sine AC signal by the diode D2 connected in the opposite direction to the input direction of the AC signal, as shown in FIG. Invert to generate a control signal SC2 having a positive voltage waveform at a constant cycle,
Switches SWA11 to SWA of the switch groups
1m, SWA21 to SWA2m, SWA31 to SWA3
m and SWA41 to SWA4m are supplied to the capacitor block 20 as a signal for simultaneously controlling ON / OFF.

【0039】すなわち、制御信号SC1により、交流信
号に基づいて充電制御回路10からコンデンサブロック
20に供給される充電電流に同期して、スイッチSWC
1及び切換スイッチSWB1〜SWBmが一斉にON制
御され、コンデンサスタックCS1〜CSnを直列接続
状態として、充電動作が実行される。一方、切換制御信
号SC2により、切換制御信号SC1と逆のタイミング
で、切換スイッチSWA11〜SWA1m、SWA21
〜SWA2m、SWA31〜SWA3m、SWA41〜
SWA4mが一斉にON制御され、コンデンサスタック
CS1〜CSnを構成する各層毎のコンデンサC11〜
C3nを並列接続状態として、各層毎のコンデンサに対
応して接続されたモニタ回路31、32、33により、
電圧監視動作が実行される。
That is, the switch SWC is synchronized with the charging current supplied from the charging control circuit 10 to the capacitor block 20 based on the AC signal by the control signal SC1.
1 and the changeover switches SWB1 to SWBm are simultaneously ON-controlled, and the capacitor stacks CS1 to CSn are connected in series to perform a charging operation. On the other hand, the switching switches SWA11 to SWA1m and SWA21 are switched by the switching control signal SC2 at a timing opposite to that of the switching control signal SC1.
~ SWA2m, SWA31 ~ SWA3m, SWA41 ~
The SWA 4m is simultaneously turned ON, and the capacitors C11 to C11 of the respective layers constituting the capacitor stacks CS1 to CSn.
By setting C3n in a parallel connection state, monitor circuits 31, 32, and 33 connected corresponding to the capacitors of each layer,
A voltage monitoring operation is performed.

【0040】したがって、本実施例に係るスイッチ制御
手段を適用した場合、商用交流電源により供給される交
流信号を用いて、切換スイッチの切り換え制御、及び、
動作状態の切り換え制御を行う機能を有しているので、
商用交流電源に同期してコンデンサの接続状態を定期的
に切り換え、充電動作と電圧監視動作を繰り返し実行す
ることができ、簡易な構成、及び、制御方法でコンデン
サブロックへの充電動作を良好に行うことができる。な
お、上述した各実施例においては、スイッチ制御手段と
して、マイコンを適用する例、及び、商用交流電源を適
用した例を示したが、本発明に係る充電装置は、これに
限定されるものではなく、商用交流電源から生成される
脈流に基づいて生成される制御信号を、マイコンにより
所定のタイミングで切換スイッチに供給するものであっ
てもよい。この場合、コンデンサの接続状態を切り換え
る制御信号のDutyを、マイコンにより切換タイミン
グを任意に変更して設定することができ、一層高速な充
電動作や充電電流の低減を実現した充電装置を提供する
ことができる。
Therefore, when the switch control means according to this embodiment is applied, the switching control of the changeover switch is performed by using the AC signal supplied from the commercial AC power supply, and
Since it has a function to control the switching of the operating state,
The connection state of the capacitor is periodically switched in synchronization with the commercial AC power supply, so that the charging operation and the voltage monitoring operation can be repeatedly performed, and the charging operation to the capacitor block is performed satisfactorily with a simple configuration and a control method. be able to. In each of the above-described embodiments, an example in which a microcomputer is applied as the switch control means and an example in which a commercial AC power supply is applied have been described. However, the charging device according to the present invention is not limited thereto. Alternatively, the control signal generated based on the pulsating flow generated from the commercial AC power supply may be supplied to the changeover switch by the microcomputer at a predetermined timing. In this case, the duty of the control signal for switching the connection state of the capacitor can be set by arbitrarily changing the switching timing by the microcomputer, and a charging device that achieves a faster charging operation and a reduced charging current is provided. Can be.

【0041】[0041]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、複数のコ
ンデンサを積層したコンデンサスタックを備えたコンデ
ンサブロックと、複数のコンデンサに充電電流を供給す
る充電制御手段と、コンデンサに充電された電圧を検
出、監視する電圧監視手段と、を備え、充電動作時に
は、複数のコンデンサスタックを直列接続し、電圧監視
動作時には、複数のコンデンサスタックを構成する各層
毎のコンデンサ相互を並列に接続するように構成してい
るので、コンデンサを並列に接続した状態で充電を行う
場合と比較して、同等のエネルギー量を低電流、あるい
は、短時間で充電することができ、充電装置の小型化
や、充電性能の向上を図ることができる。また、コンデ
ンサブロックを複数のコンデンサを積層したコンデンサ
スタックにより構成しているので、コンデンサ1個当た
りの耐圧が低くても、実用に適した高電圧を実現するこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention, a capacitor block including a capacitor stack in which a plurality of capacitors are stacked, charge control means for supplying a charging current to the plurality of capacitors, and a voltage charged in the capacitors Voltage monitoring means for detecting and monitoring the power supply.When the charging operation is performed, a plurality of capacitor stacks are connected in series, and during the voltage monitoring operation, the capacitors of each layer constituting the plurality of capacitor stacks are connected in parallel. With this configuration, the same amount of energy can be charged at a lower current or in a shorter time than when charging is performed with a capacitor connected in parallel. Performance can be improved. Further, since the capacitor block is constituted by a capacitor stack in which a plurality of capacitors are stacked, a high voltage suitable for practical use can be realized even if the withstand voltage per capacitor is low.

【0042】請求項2記載の発明によれば、複数のコン
デンサスタックを直列に接続する第1のスイッチ手段
と、複数のコンデンサスタックを構成する各層毎のコン
デンサ相互を並列に接続する第2のスイッチ手段と、を
備え、充電動作時には、第1のスイッチ手段をオン制御
して、コンデンサを直列接続し、電圧監視動作時には、
第2のスイッチ手段をオン制御して、コンデンサスタッ
クを構成する各層毎のコンデンサ相互を並列に接続する
ように構成されているので、充電装置の動作状態に応じ
てスイッチ手段へ供給する制御信号を操作することによ
り、簡易にコンデンサの接続状態を切り換えることがで
き、適切な充電動作及び電圧監視動作を行うことができ
る充電装置を提供することができる。
According to the second aspect of the present invention, the first switch means for connecting a plurality of capacitor stacks in series and the second switch for connecting the capacitors for each layer constituting the plurality of capacitor stacks in parallel. Means for turning on the first switch means during the charging operation, connecting the capacitors in series, and during the voltage monitoring operation,
Since the second switch is turned on to connect the capacitors of each layer constituting the capacitor stack in parallel with each other, a control signal to be supplied to the switch according to the operation state of the charging device is provided. By operating the charging device, it is possible to provide a charging device capable of easily switching the connection state of the capacitor and performing appropriate charging operation and voltage monitoring operation.

【0043】請求項3記載の発明によれば、コンデンサ
ブロックは、コンデンサを充電する充電動作時に、所定
の時間間隔で充電された電圧を検出、監視する電圧監視
動作を繰り返し実行するように構成されているので、充
電時間の経過に伴って上昇するコンデンサの充電電圧を
定期的に検出、監視することができ、適切な充電動作及
び電圧監視動作を実現することができる。また、電圧監
視動作時に、コンデンサスタックを構成する各層毎にコ
ンデンサを並列接続するので、個々のコンデンサにおけ
る充電電圧のバラツキを均一化することができ、充電性
能の向上を図ることができる。
According to the third aspect of the present invention, the capacitor block is configured to repeatedly execute a voltage monitoring operation for detecting and monitoring the charged voltage at predetermined time intervals during a charging operation for charging the capacitor. As a result, the charging voltage of the capacitor, which rises as the charging time elapses, can be periodically detected and monitored, and appropriate charging operation and voltage monitoring operation can be realized. Further, at the time of the voltage monitoring operation, the capacitors are connected in parallel for each layer constituting the capacitor stack, so that the variation of the charging voltage in each capacitor can be made uniform, and the charging performance can be improved.

【0044】請求項4記載の発明によれば、電圧監視手
段は、電圧監視動作時に検出された充電電圧と、予め設
定された基準電圧とを比較し、充電電圧が基準電圧以上
となったとき、充電制御手段からコンデンサブロックへ
供給される充電電流を遮断するように構成されているの
で、充電時間の経過に伴って上昇するコンデンサの充電
電圧が、コンデンサの耐圧を越える前に、充電動作を停
止することができ、コンデンサの破壊や充電装置の故障
や不良の発生を防止することができる。また、電圧監視
手段は、コンデンサブロックに供給される電流をバイパ
スする構成ではなく、電源手段からの電流の供給を遮断
する構成を有しているので、充電装置の発熱量を大幅に
抑制することができる。請求項5記載の発明によれば、
電圧監視手段は、電圧監視動作時に、コンデンサスタッ
クを構成する各層毎のコンデンサの並列接続に対応して
接続される複数の電圧監視部を備えているいるので、各
コンデンサ毎に電圧監視手段を必要とすることなく、コ
ンデンサスタックの積層数に対応した数の電圧監視手段
により、各コンデンサの充電電圧を均一化しつつ、充電
電圧を適切に検出することができ、充電装置の小型化及
び低コスト化を図ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the voltage monitoring means compares the charging voltage detected during the voltage monitoring operation with a predetermined reference voltage, and when the charging voltage becomes equal to or higher than the reference voltage. Since the charging current supplied from the charging control means to the capacitor block is interrupted, the charging operation is performed before the charging voltage of the capacitor, which rises with the elapse of the charging time, exceeds the withstand voltage of the capacitor. It can be stopped, and the destruction of the capacitor and the occurrence of failure or failure of the charging device can be prevented. In addition, the voltage monitoring means has a configuration in which the supply of current from the power supply means is interrupted instead of a configuration in which the current supplied to the capacitor block is bypassed. Can be. According to the invention described in claim 5,
The voltage monitoring means includes a plurality of voltage monitoring units connected in parallel with the capacitors of each layer constituting the capacitor stack during the voltage monitoring operation, so that a voltage monitoring means is required for each capacitor. The number of voltage monitoring means corresponding to the number of stacked capacitor stacks makes it possible to detect the charging voltage appropriately while equalizing the charging voltage of each capacitor, thereby reducing the size and cost of the charging device. Can be achieved.

【0045】請求項6記載の発明によれば、複数のコン
デンサを積層したコンデンサスタックを直列接続して、
複数のコンデンサを充電する手順と、所定の時間間隔
で、複数のコンデンサスタックを構成する各層毎のコン
デンサ相互を並列に接続して、コンデンサに充電された
電圧を検出、監視する手順と、検出された充電電圧と、
予め設定された基準電圧とを比較し、充電電圧が基準電
圧以上となったとき、コンデンサに供給される充電電流
を遮断する手順と、を含んでいるので、コンデンサを並
列に接続した状態で充電を行う場合と比較して、同等の
エネルギー量を低電流、あるいは、短時間で充電するこ
とができるとともに、充電時間の経過に伴って上昇する
コンデンサの充電電圧を定期的に監視し、充電電圧がコ
ンデンサの耐圧を越える前に充電動作を停止して、コン
デンサの破壊や充電装置の故障や不良の発生を防止する
ことができ、適切な充電動作を実現することができる。
According to the sixth aspect of the invention, a capacitor stack in which a plurality of capacitors are stacked is connected in series,
A procedure for charging a plurality of capacitors, a procedure for connecting capacitors in each layer constituting a plurality of capacitor stacks in parallel at predetermined time intervals, and detecting and monitoring a voltage charged in the capacitors. Charging voltage,
Comparing with a preset reference voltage, and interrupting the charging current supplied to the capacitor when the charging voltage becomes equal to or higher than the reference voltage, so that charging is performed with the capacitor connected in parallel. Compared to the case where the same amount of energy can be charged at a low current or in a short time, and the charging voltage of the capacitor, which rises as the charging time elapses, is periodically monitored, and the charging voltage is Before the voltage exceeds the withstand voltage of the capacitor, the charging operation is stopped, so that the destruction of the capacitor and the failure or failure of the charging device can be prevented, and an appropriate charging operation can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る充電装置の一実施形態を示す概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a charging device according to the present invention.

【図2】一実施形態に係る充電装置の充電動作時の接続
状態を示す概略回路である。
FIG. 2 is a schematic circuit illustrating a connection state during a charging operation of the charging device according to the embodiment.

【図3】一実施形態に係る充電装置の充電動作時の接続
状態を示す等価回路である。
FIG. 3 is an equivalent circuit showing a connection state during a charging operation of the charging device according to one embodiment.

【図4】一実施形態に係る充電装置の電圧監視動作時の
接続状態を示す概略回路である。
FIG. 4 is a schematic circuit illustrating a connection state during a voltage monitoring operation of the charging device according to the embodiment.

【図5】一実施形態に係る充電装置の電圧監視動作時の
接続状態を示す等価回路である。
FIG. 5 is an equivalent circuit showing a connection state during a voltage monitoring operation of the charging device according to one embodiment.

【図6】一実施形態に係る充電装置の放電動作状態を示
す概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a discharging operation state of the charging device according to one embodiment.

【図7】一実施形態に適用されるコンデンサブロックを
構成するコンデンサの接続状態による作用を示す概略回
路図である。
FIG. 7 is a schematic circuit diagram showing an operation according to a connection state of capacitors constituting a capacitor block applied to one embodiment.

【図8】一実施形態に適用されるコンデンサブロックの
充電方法の手順を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of a method of charging a capacitor block applied to one embodiment.

【図9】一実施形態に適用されるコンデンサブロックを
構成するコンデンサの制御タイミングを示すタイミング
チャートである。
FIG. 9 is a timing chart showing control timings of capacitors constituting a capacitor block applied to one embodiment.

【図10】一実施形態に係る充電装置に適用される切換
スイッチの具体例を示す回路構成図である。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram showing a specific example of a changeover switch applied to the charging device according to one embodiment.

【図11】一実施形態に係る充電装置に適用されるスイ
ッチ制御手段の他の実施例を示す概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing another example of the switch control means applied to the charging device according to one embodiment.

【図12】他の実施例に係るスイッチ制御手段による制
御信号の信号波形を示す波形図である。
FIG. 12 is a waveform diagram showing a signal waveform of a control signal by a switch control unit according to another embodiment.

【図13】従来技術における充電装置を示す概略構成図
である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a conventional charging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 充電制御回路 20 コンデンサブロック 30 電圧モニタ回路 40 負荷 C11〜C3n 電気二重層コンデンサ CS1〜CSn コンデンサスタック HL 高電位側電源線 LL 低電位側電源線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Charge control circuit 20 Capacitor block 30 Voltage monitor circuit 40 Load C11-C3n Electric double layer capacitor CS1-CSn Capacitor stack HL High potential side power line LL Low potential side power line

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のコンデンサを積層したコンデンサ
スタックを備えたコンデンサブロックと、 前記コンデンサブロックに所定の充電電流を供給し、前
記複数のコンデンサを充電する充電制御手段と、 前記コンデンサに充電された電圧を検出、監視する電圧
監視手段と、を備え、 前記コンデンサブロックは、前記複数のコンデンサを充
電する充電動作時には、複数の前記コンデンサスタック
を直列接続し、 前記複数のコンデンサに充電された電圧を検出、監視す
る電圧監視動作時には、前記複数のコンデンサスタック
を構成する各層毎の前記コンデンサ相互を並列に接続す
ることを特徴とする充電装置。
A capacitor block including a capacitor stack in which a plurality of capacitors are stacked; a charging control unit configured to supply a predetermined charging current to the capacitor block to charge the plurality of capacitors; Voltage monitoring means for detecting and monitoring a voltage, wherein the capacitor block connects a plurality of the capacitor stacks in series during a charging operation for charging the plurality of capacitors, and outputs a voltage charged in the plurality of capacitors. A charging device, wherein, during a voltage monitoring operation for detecting and monitoring, the capacitors for each layer constituting the plurality of capacitor stacks are connected in parallel.
【請求項2】 前記コンデンサブロックは、 複数の前記コンデンサスタックを直列に接続する第1の
スイッチ手段と、 前記複数のコンデンサスタックを構成する各層毎の前記
コンデンサ相互を並列に接続する第2のスイッチ手段
と、を備え、 前記充電動作時には、前記第1のスイッチ手段をオン制
御するとともに、前記第2のスイッチ手段をオフ制御し
て、前記複数のコンデンサを直列接続し、 前記電圧監視動作時には、前記第1のスイッチ手段をオ
フ制御するとともに、前記第2のスイッチ手段をオン制
御して、前記複数のコンデンサスタックを構成する各層
毎の前記コンデンサ相互を並列に接続することを特徴と
する請求項1記載の充電装置。
2. The capacitor block comprises: a first switch for connecting a plurality of capacitor stacks in series; and a second switch for connecting the capacitors of each layer constituting the plurality of capacitor stacks in parallel. Means for turning on the first switch means and turning off the second switch means at the time of the charging operation to connect the plurality of capacitors in series, at the time of the voltage monitoring operation, 2. The method according to claim 1, wherein the first switch is turned off and the second switch is turned on to connect the capacitors of each of the plurality of capacitor stacks in parallel. 2. The charging device according to 1.
【請求項3】 前記コンデンサブロックは、前記複数の
コンデンサを充電する充電動作時に、前記充電された電
圧を検出、監視する電圧監視動作を、所定の時間間隔で
繰り返し実行することを特徴とする請求項1又は2記載
の充電装置。
3. The method according to claim 2, wherein the capacitor block repeatedly performs a voltage monitoring operation for detecting and monitoring the charged voltage at a predetermined time interval during a charging operation for charging the plurality of capacitors. Item 3. The charging device according to Item 1 or 2.
【請求項4】 前記電圧監視手段は、前記電圧監視動作
時に検出された充電電圧と、予め設定された基準電圧と
を比較し、前記充電電圧が前記基準電圧以上となったと
き、前記充電制御手段から前記コンデンサブロックへ供
給される前記充電電流を遮断することを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載の充電装置。
4. The voltage monitoring means compares a charging voltage detected during the voltage monitoring operation with a preset reference voltage, and when the charging voltage becomes equal to or higher than the reference voltage, the charging control means The charging device according to any one of claims 1 to 3, wherein the charging current supplied from the means to the capacitor block is cut off.
【請求項5】 前記電圧監視手段は、前記電圧監視動作
時に、前記複数のコンデンサスタックを構成する各層毎
の前記コンデンサの並列接続に対応して接続される複数
の電圧監視部を備えていることを特徴とする請求項1乃
至4のいずれかに記載の充電装置。
5. The voltage monitoring means includes a plurality of voltage monitoring units connected in parallel with the parallel connection of the capacitors for each layer constituting the plurality of capacitor stacks during the voltage monitoring operation. The charging device according to claim 1, wherein:
【請求項6】 複数のコンデンサを積層したコンデンサ
スタックを直列接続して、前記複数のコンデンサを充電
する手順と、 所定の時間間隔で、前記複数のコンデンサスタックを構
成する各層毎の前記コンデンサ相互を並列に接続して、
前記コンデンサに充電された電圧を検出、監視する手順
と、 前記検出された充電電圧と、予め設定された基準電圧と
を比較し、前記充電電圧が前記基準電圧以上となったと
き、前記コンデンサに供給される充電電流を遮断する手
順と、を含むことを特徴とする充電方法。
6. A method of charging a plurality of capacitors by connecting in series a capacitor stack in which a plurality of capacitors are stacked, and connecting the capacitors of each layer constituting the plurality of capacitor stacks at predetermined time intervals. Connect in parallel,
The procedure of detecting and monitoring the voltage charged in the capacitor, and comparing the detected charging voltage with a preset reference voltage, when the charging voltage is equal to or higher than the reference voltage, A step of interrupting the supplied charging current.
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