[发明专利]蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及在主电源的电压下降时将蓄电单元的电力供给到负荷的作为备用电源的蓄电装置。

背景技术

直流电源即主电源由对商用交流电源进行整流的整流电路和车辆用电池等构成。作为备用电源的蓄电装置有电容器等的蓄电元件，在主电源的电压下降了时，通过将蓄电元件中储蓄的电力供给到负荷而补偿电压下降。因此，负荷能够继续动作。这样的蓄电装置被用于主电源的瞬间性电压下降对策和作为紧急用的电源。在蓄电元件发生特性下降时，蓄电装置有可能在电压下降时不能向负荷供给足够的电力。因此，蓄电元件的特性下降判断十分重要。

一般地，电容器的特性下降加重时，蓄电能力下降，所以电容值变小。因此，作为蓄电元件，例如在使用了电容器的情况下，可以通过调查电容值来判断特性下降。

下面，参照图9，说明一例测量电容器的电容值的方法。图9是电容器的性能(电容值)测量装置的概略结构图。测量电路100由恒流源110和示波器120构成。在恒流源110上连接要求电容值的电容器即样本200。而且，在样本200的两端还连接了用于观测该样本的电压的示波器120。

样本200的电容值C如下那样求。将恒流源110的电流设为I，将在时间t期间的充电中发生变化的样本200的电压设为V时，C·V＝I·t的关系成立。由于电容值C和电流I是固定的，所以V＝I·t/C，电压V对时间t有一阶的相关。因此，在将样本200通过恒流源110以恒电流充电时，其电压时间性地直线变化。利用这种性质，通过示波器120计测电压V对时间t的变化，可以根据C＝I·t/C来测量电容值C。再有，也可以取代示波器120而通过A/D变换器将电压V变换为数字数据来测量。

只要使用上述测量装置，就可以测量电容器的电容值C，但在作为备用电源的蓄电装置中装入包含示波器120的测量装置并不现实。此外，通过A/D变换器将电压V作为数字数据取入的结构，可以装载到蓄电装置。但是，根据蓄电装置的规格，有可能在精度方面不足。其理由如下。

在图9中取代示波器120而使用A/D变换器的结构中，计测直至比在包含电容器的电路中包含的非线性元件的工作电压低的电压(具体地说，为0.3V)为止的电压V的时间变化。因此，A/D变换器至少能够计测0.3V的电压才可以。

另一方面，在A/D变换器是10比特的A/D变换器，电平移动器(levelshifter)也内置的情况下，假设在将它的驱动电压设为5V时，通过电平移动器而将输入电压例如放大到10倍，从而以10比特的分辨率取入电压V的结构。这种情况下，可以将满标度(full scale)下5V为止的输入电压以大约4.9mV(5V/(2¹⁰-1))的分辨率取入。再有，将该分辨率称为1LSB。

在普通的A/D变换器中具有±5LSB左右的误差，所以上述A/D变换器的输出误差约为±0.49％(±5LSB×4.9mV/5000mV×100)。作为测量电容器的电容值C的性能测量装置，该误差达到了足够的精度。

相对于此，作为备用对象的负荷例如需要50V左右的高电压，即使在用上述普通的A/D变换器检测高电压的情况下，取入的电压V也是5V为止。因此，需要将高电压的值通过电阻分压等方式降低1位数后输入到A/D变换器。这种情况下的取入电压精度为上述那样的±5LSB×4.9mV＝±24.5mV。因此，对于原来的高电压(50V)，成为其10倍的±245mV的取入误差。

在以该取入误差求电压V时，电压V的误差如下那样。电压V是时间t的前后两点之间的电压绝对值的差分，所以例如电压V为2V的情况下，如电压绝对值从48V至50V那样，需要取入差分为2V的两点之间的电压绝对值。这里，取入48V时的误差为上述那样的±245mV，取入50V时的误差也为±245mV。因此，两者的差分即电压V的误差最大为±490mV。

即，对于电压V即2V，误差最大也为±490mV。这种情况下，误差也达到±24.5％(±0.49V/2V×100)。因此，使用这样的电压V计算电容值C时，误差增大，作为结果，特性下降判断的精度不足。

如果增大电压V，则相对的误差减小，但时间t增大，所以为了求电容值C并进行特性下降判断而需要时间。而且，在两点之间的电压绝对值中必须使一方为低值，所以在电压绝对值从低值至高值为止充电的期间主电源的电压下降时，可能没有足够的备用的可能性高。

此外，为了提高电容值C的测量精度，例如提高A/D变换器的分辨率(比特数)即可，但电路结构复杂。

发明内容