发明名称 充电装置及其充电方法
摘要 本发明是一种充电装置,用来将电能储存在多个电双层电容器,该充电装置之构成具有:电源电路;电容器群组,具备有多个电容器;控制电路,用来变换该多个电容器之互相连接之状态;和电压监视电路,用来监视电容器之充电电压;当充电电压达到指定值之前重复的实行充电动作,使该电容器群组中之多个电容器成为串联连接状态用来进行充电;和电压监视动作,使该多个电容器成为并联连接状态,利用电压监视电路用来监视充电电压。在对多个电容器进行充电时,经由串联连接的进行充电可以减小充电电流,使电源电路小型化,和在电压监视时,经由使电容器并联连接,可以使各个电容器之电压均一化,可以使各个电容器均等的被充电。另外,因为电压监视电路可以是单一个之电路,所以可以使充电装置大幅的小型化和低成本化,和可以大幅的抑制来自电压监视电路之发热量,因此可以使充电装置更进一步的小型化。
申请公布号 TW483214 申请公布日期 2002.04.11
申请号 TW089116743 申请日期 2000.08.18
申请人 尾计算机股份有限公司 发明人 染谷 薰;角 忍
分类号 H02J7/10;H01G9/155;H02J1/00 主分类号 H02J7/10
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼;何秋远 台北巿敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种充电装置,其特征是具备有: 电容器群组(20),具有多个电容器,具备有连接变换 装置用来变换该多个电容器之连接状态; 电源装置(10~10C),用来将指定之充电电流供给到该 电容器; 电压监视装置(30),用来检测和监视被充电在该电 容器之电压;和 连接控制装置(40,50,60),用来控制该电容器群组(20) 之该连接变换装置,在对该多个电容器进行充电之 充电动作时,使该多个电容器形成串联连接和连接 到该电源装置(10~10C),用来将指定之充电电流供给 到该多个电容器藉以进行充电,在检测和监视被充 电在该多个电容器之电压之电压监视动作时,使该 多个电容器互相并联连接和切断该电源装置,利用 该电压监视装置(30)用来进行该多个电容器之充电 电压之检测和监视。2.如申请专利范围第1项之充 电装置,其中 该电容器为电双层电容器。3.如申请专利范围第1 项之充电装置,其中 该电容器群组中之该连接控制装置(40,50,60)以指定 之时间间隔重复的实行:充电动作,使该多个电容 器形成串联连接和连接到该电源装置(10~10C)藉以 进行充电;和电压监视动作,使该多个电容器形成 并联连接和与该电源电路(10~10c)分离,利用该电压 监视装置(30)用来检测和监视被充电在该多个电容 器之电压。4.如申请专利范围第1项之充电装置,其 中 该电容器群组中之连接变换装置由变换开关构成, 用来使该电容器群组中之该多个电容器互相连接; 该连接控制装置(40,50,60)用来控制该变换开关,在 该充电动作时使该多个电容器形成串联连接,在该 电压监视动作时使该多个电容器形成并联连接。5 .如申请专利范围第4项之充电装置,其中 该连接控制装置(40,50)根据该电容器群组中之该多 个电容器之充电状态用来控制该变换开关,控制成 使该多个电容器变换成为串联连接状态或并联连 接状态。6.如申请专利范围第1项之充电装置,其中 该电源装置(10~10C)根据供给自商用电源之交流电 压,用来供给该充电电流。7.如申请专利范围第6项 之充电装置,其中该电源装置(10B)具备有: 整流装置(11),用来对该交流电压进行整流,藉以产 生和输出具有指定之电压周期之脉流;和 充电控制装置,用来使该整流装置所产生之该脉流 之输入电压,和预先设定之基准电压进行比较,当 该输入电压低于该基准电压时,就供给该充电电流 。8.如申请专利范围第7项之充电装置,其中 该充电控制装置在该充电电流之供给路径上具有: 电流限制装置(12),用来限制该充电电流之値;开关 装置(13),用来使该充电电流之供给断续;和逆流阻 止装置(16),用来阻止来自该多个电容器之电流之 逆流;使该整流装置所产生之该脉流之输入电压和 预先设定之基准电压进行比较,当该输入电压低于 该基准电压时,使该开关装置导通藉以供给该充电 电流。9.如申请专利范围第6项之充电装置,其中该 电源装置 (10C)具备有: 整流装置(11),用来对该交流电压进行整流藉以产 生和输出具有指定之电压周期之脉流;和 检测该整流装置所产生之该脉流之输入电压和对 该电容器之输出电压之差分,当该差分在指定之电 压范围内时就供给该充电电流。10.如申请专利范 围第9项之充电装置,其中 该充电控制装置在该充电电流之供给路径上具有: 电流限制装置(12),用来限制该充电电流之値;开关 装置(13),用来使该充电电流之供给断续;和逆流阻 止装置(16),用来阻止来自该多个电容器之电流之 逆流;检测该整流装置所产生之该脉流之输入电压 和对该电容器之输出电压之差分,当该差分在指定 之电压范围内时,就使该开关装置导通,用来供给 该充电电压。11.如申请专利范围第6项之充电装置 ,其中 该电容器群组中之连接变换装置由变换开关构成, 用来使该电容器群组中之该多个电容器互相连接; 该连接控制装置(40,50,60)根据该电源装置(10~10C)之 交流电压之波形,用来控制该变换开关,控制成使 该多个电容器变换成为串联连接状态或并联连接 状态。12.如申请专利范围第6项之充电装置,其中 该电容器群组中之连接变换装置由变换开关构成, 用来使该电容器群组中之该多个电容器互相连接; 该连接控制装置(40,50,60)根据该电源装置(10~10C)之 交流电压之波形和该多个电容器之充电状态,用来 控制该变换开关,控制成使该多个电容器变换成为 串联连接状态或并联连接状态。13.如申请专利范 围第1项之充电装置,其中 该电压监视装置(30)使该电压监视动作时所检测到 之充电电压和预先设定之基准电压进行比较,当该 充电电压大于该基准电压时,就中断从该电源装置 (10~10C)朝向该多个电容器之充电电流之供给。14. 如申请专利范围第1项之充电装置,其中 该电压监视装置(30)具有单一个之构造,在该电压 监视动作时,被并联连接之该多个电容器共同连接 。15.一种充电装置之充电方法,用来将指定之充电 电流供给到具有多个电容器之电容器群组,藉以对 该多个电容器进行充电,其特征是所包含之步骤有 : 使该电容器群组中之多个电容器形成串联连接和 从电源装置供给充电电流藉以进行充电; 以指定之时序将该多个电容器变换成为并联连接 状态,检测和监视被充电之电压;和 使该检测到之充电电压和预先设定之基准电压进 行比较,当该充电电压高于该基准电压时,就中断 从该电源装置(10~10C)朝向该多个电容器之充电电 流之供给。16.如申请专利范围第15项之充电装置 之充电方法,其中 该电容器为电双层电容器。17.如申请专利范围第 15项之充电装置之充电方法,其中 该电容器群组具有变换开关,用来变换该多个电容 器之连接状态; 对该多个电容器进行充电之步骤包含有控制该变 换开关藉以使该多个电容器成为串联连接之步骤; 检测和监视该被充电之电压之步骤包含有控制该 变换开关藉以使该多个电容器成为并联连接之步 骤。18.如申请专利范围第17项之充电装置之充电 方法,其中 控制该变换开关藉以使该多个电容器成为串联连 接之步骤,和使该多个电容器成为并联连接之步骤 是根据该多个电容器之充电状态进行。19.如申请 专利范围第15项之充电装置之充电方法,其中 该充电电流之供给是根据供给自商用电源之交流 电压。20.如申请专利范围第19项之充电装置之充 电方法,其中供给该充电电流之步骤包含有: 对该交流电压进行整流藉以产生具有指定之电压 周期之脉流之步骤;和 使该脉流之输入电压和预先设定之基准电压进行 比较,当该输入电压低于该基准电压时就供给该充 电电流之步骤。21.如申请专利范围第19项之充电 装置之充电方法,其中供给该充电电流之步骤包含 有: 对该交流电压进行整流藉以产生具有指定之电压 周期之脉流之步骤;和 检测该脉流之输入电压和对该电容器之输出电压 之差分,当该差分在指定之电压范围内时就供给该 充电电流之步骤。22.如申请专利范围第19项之充 电装置之充电方法,其中 控制该变换开关藉以使该多个电容器成为串联连 接之步骤,和使该多个电容器成为并联连接之步骤 之进行是根据对该交流电压整流所产生之脉流之 产生时序。23.如申请专利范围第19项之充电装置 之充电方法,其中 控制该变换开关藉以使该多个电容器成为串联连 接之步骤,和使该多个电容器成为并联连接之步骤 之进行是根据对该交流电压整流所产生之脉流之 产生时序,和该多个电容器之充电状态。图式简单 说明: 第1图是电路构造图,用来表示本发明之充电装置 之实施形态之构造。 第2图是电路构造图,用来表示本发明之充电装置 之实施形态之充电动作时之状态。 第3图是等値电路,用来表示本发明之充电装置之 实施形态之充电动作时,电容器之连接状态。 第4图是电路构造图,用来表示本发明之充电装置 之实施形态之电压监视动作时之状态。 第5图是等値电路,用来表示本发明之充电装置之 实施形态之电压监视动作时,电容器之连接状态。 第6(A)图、第6(B)图是电路构造图,用来表示本发明 之充电装置之实施形态之放电动作时之状态。 第7(A)图、第7(B)图是电路图,用来表示本发明之充 电装置之构成电容器群组之电容器之连接状态之 作用。 第 8图是流程图,用来表示本发明之充电装置之电 容器群组之充电方法之步骤。 第9(A)图~第9(E)图是时序图,用来表示本发明之充电 装置之构成电容器群组之电容器之控制时序。 第10图是电路构造图,用来表示本实施形态之充电 装置中之电容器群组之连接控制装置之第1实施例 。 第11图是电路构造图,用来表示本实施形态之充电 装置中之电容器群组之连接控制装置之第2实施例 。 第12(A)图~第12(D)图是波形图,用来表示在连接控制 装置之第2实施例中,充电电流和第1控制信号及第2 控制信号之信号波形。 第13图是电路图,用来表示本发明之充电装置之实 施形态中之电容器群组之变换开关之实施例。 第14图是电路图,用来表示在连接控制装置之第2实 施例中,变换开关使用第13图之构造时之主要部份 。 第15(A)图、第15(B)图是构造图和电路图之具体例, 用来表示本发明之充电装置之电源电路之第1实施 形态。 第16(A)图~第16(D)图是电压电流波形图,用来表示 电源电路之第1实施形态之动作。 第17(A)图、第17(B)图是构造图和电路图之具体例, 用来表示本发明之充电装置之电源电路之第2实施 形态。 第18(A)图~第18(D)图是电压电流波形图,用来表示 电源电路之第2实施形态之动作。 第19(A)图、第19(B)图是构造图,用来表示充电装置 之习知之构造之主要部份。
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