[发明专利]充电装置及充电方法

说明书

本申请基于2012年9月3日提出的日本专利申请2012-193198并享受其优先权，该申请的全部内容通过参照而包含于此。

技术领域

本发明涉及能够进行快速充电的充电装置及充电方法。

背景技术

近年来，开发了各种具备双电层电容的充电装置。例如在日本专利第3738617号公报中公开了如下的充电装置：对多个双电层电容每隔一定周期进行串并联连接的切换控制，在多个双电层电容串联连接的情况下进行充电，另一方面，在多个双电层电容并联连接的情况下，监视充电电压，当充电电压超过基准电压时使充电停止。

但是，在上述专利第3738617号公报所公开的技术中，对多个双电层电容每隔一定周期进行串并联连接的切换控制，在多个双电层电容串联连接的情况下进行充电，所以无法进行连续的充电动作，存在无法进行快速充电的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够进行快速充电的充电装置及充电方法。

为了达成上述目的，本发明的充电装置的特征在于，具备：监视单元，监视多个电容器元件中的第1电容器元件的端子间电压；串联充电单元，将所述多个电容器元件串联连接而进行充电，直到由所述监视单元监视的所述第1电容器元件的端子间电压达到第1电压；并联放电单元，在由所述监视单元监视的所述第1电容器元件的端子间电压达到第1电压的情况下，将所述多个电容器元件并联连接，从而使该第1电容器元件的端子间电压向其他电容器元件的端子间电压接近；以及串并联切换单元，反复进行如下串并联切换动作：当由所述监视单元监视的所述第1电容器元件的端子间电压降低至第2电压时，通过所述串联充电单元使所述多个电容器元件串联连接而进行充电，当所述第1电容器元件的端子间电压达到第1电压时，通过所述并联放电单元使所述多个电容器元件并联连接，从而使所述第1电容器元件的端子间电压向其他电容器元件的端子间电压接近。

附图说明

图1是表示一个实施方式的充电装置10的概略构成的电路图。

图2是表示在充电时形成的串联电路的图。

图3是表示充电初期状态下的各电容器元件的端子间电压的上升特性的曲线图。

图4是表示在充电结束时形成的并联电路的图。

图5是表示从串联电路切换到并联电路时的充放电特性的曲线图。

图6是表示图5所示的充放电特性的放大图。

图7A、图7B是表示并联电路的等价电路的图。

图8是表示随着充电时的串并联切换动作而变化的电容器端子间电压的曲线图。

图9是用于说明充电装置10的具体构成的整体电路图。

图10是表示对图9的电路要素10-3进行LSI化而成的构成的电路图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示一个实施方式的充电装置10的概略构成的电路图。充电装置10具备设置于未图示的电源侧（电力输入端侧）和负载侧（积蓄电力供给侧）之间的开关元件SW11～SW1n、开关元件SW21～SW2n、开关元件30、电容器元件C1～Cn、Cr及电压监视部20。

开关元件SW11～SW1n在非充电时设定为断开，在充电时设定为接通，使电容器元件C1～Cn、Cr相对于电源串联连接。开关元件SW21～SW2n在充电时设定为断开，而在非充电时设定为接通，使电容器元件C1～Cn、Cr相对于电源并联连接。在向负载侧（积蓄电力供给侧）供电的情况下开关元件30设定为接通。

使用双电层电容的电容器元件C1～Cn、Cr通过在充电时设定为接通的开关元件SW11～SW1n而被串联连接的状态下，如图2所示，被供给恒定电流I0。电压监视部20基于随时监测的电容器元件Cr的端子间电压Vr，对开关元件SW11～SW1n及开关元件SW21～SW2n进行接通或断开控制，由此反复进行后述的串并联切换动作，从而能够进行快速充电。

如图2所示，在充电时，通过设定为接通的开关元件SW11～SW1n而使电容器元件C1～Cn、Cr被串联连接，形成串联充电电路，从电源侧向该串联充电电路供给恒定电流I0。如果各电容器元件C1～Cn、Cr的电容相同，则各自的端子间电压相同，但是各电容器元件C1～Cn、Cr的电容不同时，如下式（1）所示，产生与电容的倒数成正比的端子间电压。

Q＝C1V1＝C2V2＝…CnVn＝CrVr…（1）