DE112014006339B4

DE112014006339B4 - Entladungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112014006339B4
Application number: DE112014006339.8T
Authority: DE
Inventors: Toru DAIGO; Nobuhiro Kihara; Yuji Kuramoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2034-02-07
Also published as: JPWO2015118636A1; JP6184530B2; CN105981275B; WO2015118636A1; DE112014006339T5; US10056774B2; US20160329733A1; CN105981275A

Abstract

Entladungsvorrichtung, umfassend: eine Schalteinheit (2), die konfiguriert ist, ein erstes Schaltelement (21) und ein zweites Schaltelement (22), die in Reihe verbunden sind, zu beinhalten;ein erstes Stromspeicherelement (3), das parallel mit beiden Enden der Schalteinheit (2) verbunden ist, in welchem das erste Schaltelement (21) und das zweite Schaltelement (22) in Reihe verbunden sind;ein zweites Stromspeicherelement (4), das parallel mit beiden Enden des zweiten Schaltelements (22) verbunden ist, das ein Teil der Schalteinheit (2) ist; undeine Steuereinheit, die das Ein/Aus-Schalten des ersten Schaltelements (21) und des zweiten Schaltelements (22) steuert,wobei die Entladungsvorrichtung in das erste Stromspeicherelement (3) geladene Energie entlädt, wobeidie Steuereinheit das Ein/Aus-Schalten des ersten Schaltelements (21) und des zweiten Schaltelements (22) auf solche Weise steuert, dass ein Teil der in das erste Stromspeicherelement (3) geladenen Energie zumindest einmal durch das zweite Stromspeicherelement (4) geladen und entladen wird und die in das erste Stromspeicherelement (3) geladene Energie entladen wird, während sie durch das erste Schaltelement (21) oder/und das zweite Schaltelement (22) verbraucht wird, um die folgenden Schritte in Abfolge durchzuführen,einen ersten Schritt, in dem die in dem ersten Stromspeicherelement geladene Energie in Energie aufgeteilt wird, die in das zweite Stromspeicherelement geladen wird,einen zweiten Schritt, in dem die durch Ausführen des ersten Schrittes in das zweite Stromspeicherelement geladene Energie entladen wird; undeinen dritten Schritt, in dem die im ersten Stromspeicherelement nach Ausführen des zweiten Schrittes geladene Energie entladen wird.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Entladungsvorrichtung für ein Stromspeicherelement, das parallel zu einem Schaltelement verbunden ist, welches durch Empfangen eines Steuersignals angetrieben wird.
HINTERGRUND
Ein Wechselrichter oder dergleichen, der einen Motor steuert, schaltet einen aktuellen Zufuhrpfad, der von einer Stromquelle zu den Spulen des Motors fließt, durch Steuern einer Schaltvorrichtung, wodurch der Antrieb des Motors gesteuert wird. Weiter justiert ein Transformator oder dergleichen durch Steuern der Schaltvorrichtung die aus der Stromquelle dem Reaktor (Spule) zugeführte Strommenge und die von der Stromquelle erzeugte Spannung wird in eine beliebige Spannung umgewandelt und ausgegeben.
Als eine spezifische Konfiguration der Schaltvorrichtung sind ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement in Reihe verbunden und ist weiter der Kontaktpunkt des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements mit einer Drosselspule verbunden, die ein Ausgangsabschnitt ist. Um Variationen bei der Stromquelle im ersten Schaltelement und dem zweiten Schaltelement zu glätten, die in Reihe verbunden sind, ist ein Stromspeicherelement parallel verbunden und wird das Antreiben des Motors gesteuert und wird Strom zugeführt, durch Steuern der Schaltvorrichtung. Um die Energie, welche im Stromspeicherelement gesammelt worden ist, zu entladen, wenn eine Stromspeicherung nicht erforderlich ist, wird eine Entladungsvorrichtung benötigt.
Ein Verfahren, in welchem ein Entladungswiderstand mit dem Stromspeicherelement verbunden ist, ist als Entladungsvorrichtung dieser Art gegeben. Jedoch führt ein konstantes Hindurchführen von Strom durch den Entladungswiderstand zur Erzeugung von Wärme im Widerstand und Absinken bei der Effizienz des Wechselrichters. Daher wird ein Verfahren verwendet, in welchem die Schaltelemente und dergleichen in Reihe mit dem Entladungswiderstand verbunden sind und die Entladung gestartet wird, indem Strom durch die Schaltelemente durch ein Entladungssignal passieren gelassen wird, welches nur ausgegeben wird, wenn eine Entladung nötig ist. Weiterhin ist ein Verfahren zum Bestimmen, ob, oder ob nicht, ein Entladungssignal auszugeben ist, durch Detektieren der Variation bei der Spannung zwischen den zwei Enden eines Kondensators durch eine differenzielle Schaltung vorgeschlagen worden (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
Zitateliste
Patentliteratur

PTL 1 Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2006 - 042 459 A
PTL 2 WO 2011/ 016 199 A1

Aus DE 100 29 122 A1 ist ein Wechselstromgenerator bekannt, der eine Gleichspannung in einen dreiphasigen Wechselstrom umwandelt. Dies geschieht mit Hilfe von Schaltelementen, die von einem Ansteuerschaltungsabschnitt angesteuert werden. Dämpfungskondensatoren dienen zum Unterdrücken einer Stoßspannung, die in den Schaltelementen während eines Schaltvorgangs auftritt. Ein Glättungskondensator ist vorgesehen, um eine Spannungsschwankung der Gleichspannungsquelle während des Schaltvorgangs zu glätten. Ähnliche Schaltungen sind bekannt aus US 2014 / 0 319 919 A1 , aus US 2009 / 0 316 443 A1 und aus US 6 349 044 B1 .
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch ergeben sich aus dem Stand der Technik die folgenden Probleme.
Zuerst wird die Beziehung zwischen dem, ein Schaltelement passierendem Strom und dem Speicherelement zum Glätten von Stromquellenvariationen beschrieben. Da die Energievariation größer wird, je größer der das Schaltelement passierende Strom ist, wird dann auch die Stromvariation größer. Um nicht die Energievariation an die Stromquelle zu übertragen, ist ein mit einer Kapazität zum Akzeptieren von Energievariation versehenes Stromspeicherelement notwendig. Daher, je größer der das Schaltelement passierende Strom, desto größer die Kapazität des Stromspeicherelements, um die Stromquellenvariation zu glätten und desto größer die im Stromspeicherelement geladene Energie.
In der in Patentdokument 1 gezeigten Entladungsvorrichtung, wenn die in das Stromspeicherelement geladene Energie groß ist, passiert dann ein großer Strom während der Entladung den Entladungswiderstand und die im Entladungswiderstand erzeugte Wärmemenge wird groß. Als Ergebnis davon steigen die Temperatur des Entladungswiderstands und die Temperatur innerhalb des Gehäuses der Entladungsvorrichtung aufgrund der Wärmeerzeugung im Entladungswiderstand an, und es gibt das Problem, dass die maximale zulässige Temperatur der die Entladungsvorrichtung bildenden Komponenten einschließlich des Entladungswiderstandes überschritten wird. Darüber hinaus tritt auch ein Problem damit auf, dass eine Wärmeabstrahlungsvorrichtung zum Abstrahlen der durch den Ladungswiderstand erzeugten Wärme von großer Größe gemacht sein muss.
Ein Strom fließt nur durch den Entladungswiderstand, wenn das Schaltelement Ein ist. Daher, um die in dem Entladungswiderstand erzeugte Wärmemenge zu reduzieren, ist es auch möglich, dass Ein/Aus-Schalten des in Reihe mit dem Entladungswiderstand verbundenen Schaltelementes zu steuern und die den Entladungswiderstand passierende Strommenge zu beschränken, was somit die erzeugte Wärmemenge reduziert. Da jedoch die Leistung das Produkt aus Widerstand und Quadrat des Stroms ist, erzeugt dann der Entladungswiderstand Wärme direkt proportional zum Quadrat des Stroms.
Daher wird, wenn der Strom groß ist, dann der Entladungswiderstand heiß, selbst falls Strom einen kurzen Zeitraum lang passieren lassen wird. Um hohe Temperaturen zu verhindern ist es notwendig, dass ein Ausschalten des Schaltelements, das in Reihe mit dem Entladungswiderstand verbunden ist, bei hoher Geschwindigkeit Ein/Aus zu schalten, gemäß der in das Stromspeicherelement geladenen Energie. Als Ergebnis davon, um eine Hochgeschwindigkeitssteuerung des Schaltelements zu erzielen, ist es notwendig, einen teuren Hochleistungssteuer-IC zu verwenden und es gibt ein Problem damit, dass die Kosten hoch werden.
Beispielsweise wird während des Normalbetriebs zum Antreiben des Motors der Wechselrichter in einem Zustand verwendet, in welchem das Stromspeicherelement mit Energie geladen worden ist. Daher wird ein Entladen des Stromspeicherelementes zu anderen Zeiten als beim Normalbetrieb ausgeführt, beispielsweise wenn der Motor gestoppt worden ist und der Wechselrichter (Stromspeicherelement) von der Hauptstromquelle getrennt worden ist. Daher muss in einem Wechselrichter, der einen Motor bei niedriger Geschwindigkeit steuert, obwohl es möglich ist, den Motor ausreichend mit einem preisgünstigem Niedriggeschwindigkeitssteuer-IC während des Normalbetriebs zu steuern, nichtsdestoweniger immer noch ein teurer Hochleistungssteuer-IC verwendet werden, um nur das Stromspeicherelement zu entladen.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um Probleme wie die vorstehenden zu lösen, wobei eine Aufgabe derselben darin besteht, eine Entladungsvorrichtung zu erhalten, die in einem Stromspeicherelement gespeicherte Energie entladen kann, indem das Ein/Aus-Schalten eines Relativ-Niedriggeschwindigkeits-Schaltelements, das mit einem Steuer-IC relativ niedriger Leistung kompatibel ist, gesteuert wird, selbst falls der durch das Schaltelement durchgeleitete Strom groß ist und die in dem Stromspeicherelement zum Glätten der Stromquellenvariationen gespeicherte Energie groß ist.
Problemlösung
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie im Patentanspruch 1 angegeben. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der Entladungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, indem ein Verfahren eingesetzt wird, bei dem das Ein/AusSchalten des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements auf solche Weise gesteuert wird, das ein Teil der in das erste Stromspeicherelement geladenen Energie zumindest einmal durch das zweite Stromspeicherelement geladen und entladen wird, und die in das erste Stromspeicherelement geladene Energie entladen wird, während sie durch ein oder alle des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements verbraucht wird, ist es möglich, eine Entladungsvorrichtung zu erhalten, die in einem Stromspeicherelement gespeicherte Energie entladen kann, durch Steuern von Ein/Aus-Schalten eines Relativ-Niedriggeschwindigkeits-Schaltelements, das mit einem Steuer-IC relativ niedriger Leistungsfähigkeit kompatibel ist, selbst wenn der durch das Schaltelement geleitete Strom groß ist und die im Stromspeicherelement zum Glätten der Stromquellenvariationen gespeicherte Energie groß ist.
Figurenliste

1 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer sich auf einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beziehende Entladungsvorrichtung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das eine Zeitantwortwellenform des Gesamtverlusts eines ersten Schaltelements gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Diagramm, welches das Steuersignal einer Schalteinheit und eine Zeitantwortwellenform der Temperatur des ersten Schaltelements, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein weiteres Beispiel einer sich auf einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beziehenden Entladungsvorrichtung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das eine Zeitantwortwellenform des passierenden Stroms im ersten Schaltelement gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Entladungsvorrichtung zeigt, die sich auf eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht.
7 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Entladungsvorrichtung zeigt, die sich auf eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht.
8 ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Entladungsvorrichtung zeigt, die sich auf eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Unten wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Entladungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden Bereiche, die gleich oder äquivalent sind, mit denselben Bezugszeichen markiert.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Entladungsvorrichtung zeigt, die sich auf eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. Die Entladungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist durch eine Steuereinheit 1, eine Schalteinheit 2, ein erstes Stromspeicherelement 3 und ein zweites Stromspeicherelement 4, welches dieselbe Kapazität aufweisen, und eine Stromquellenvorrichtung 5 konfiguriert. Hier ist die Schalteinheit 2 durch Verbinden des ersten Schaltelements 21 und das zweite Schaltelement 22 in Reihe konfiguriert. Weiterhin ist die Stromquellenvorrichtung 5 durch Verbinden eines Schaltelements 51 und einer Stromquelle 52 in Reihe konfiguriert.
Wie in 1 gezeigt, ist das erste Stromspeicherelement 3 parallel mit jeder der Schalteinheit 2, in welcher das erste Schaltelement 21 und das zweite Schaltelement 22 miteinander in Reihe verbunden sind, und der Stromquellenvorrichtung 5, in welcher das Schaltelements 51 und die Stromquelle 52 miteinander in Reihe verbunden sind, parallel verbunden. Andererseits ist das zweite Stromspeicherelement 4 parallel mit dem zweiten Schaltelement 22 verbunden.
In einer Schaltungskonfiguration dieser Art wird der folgende Zustand angenommen.

• Das erste Stromspeicherelement 3 ist mit Energie durch die Stromquellenvorrichtung 5 geladen worden und wird vom positiven Anschluss der Stromquelle 52 durch das Schaltelement 51 getrennt.
• Das zweite Stromspeicherelement 4 enthält keine Energie.
• Die Schalteinheit 2 empfängt ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 und das erste Schaltelement 21 ist aus und das zweite Schaltelement 22 ist ein.

Die Entladungsvorrichtung der ersten Ausführungsform führt einen Entladungsprozess durch die unten angegebenen Schritte 1 bis 3 durch, aus dem vorangenommen Zustand dieser Art.
(Schritt 1)
Zuerst empfängt die Schalteinheit 2 ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 und schaltet das erste Schaltelement 21 von aus nach ein und das zweite Schaltelement 22 von ein nach aus. Als Ergebnis davon werden das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 in Reihe über das erste Schaltelement 21 verbunden.
In diesem Fall, da die in das zweite Stromspeicherelement 4 geladene Energie leer ist, wird dann die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie in das zweite Stromspeicherelement 4 geladen, in Übereinstimmung mit dem leeren Bereich des zweiten Stromspeicherelements 4. Mit anderen Worten wird ein Teil der in das erste Stromspeicherelement 3 geladenen Energie zum zweiten Stromspeicherelement 4 geladen, bis die Potentialdifferenz zwischen dem ersten Stromspeicherelement 3 und dem zweiten Stromspeicherelement 4 ein Gleichgewicht erreicht.
Das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 weisen dieselbe Kapazität auf und daher, wenn die Potentialdifferenz dazwischen im Gleichgewicht ist, ist dieselbe Energiemenge in das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 geladen. Daher verbleibt die Hälfte der ursprünglich in das erste Stromspeicherelement 3 geladenen Energie im ersten Stromspeicherelement 3 und wird die verbleibende Hälfte in das zweite Stromspeicherelement 4 geladen.
In der tatsächlichen Ausübung gibt es einen Verlust des Ein-Widerstands des ersten Schaltelements 21 und die zwischen dem ersten Stromspeicherelement 3 und dem zweiten Stromspeicherelement 4 geteilte Energie ist die Energie, die ursprünglich in das erste Stromspeicherelement 3 geladen ist, minus der durch den Ein-Widerstand des ersten Schaltelements 21 erzeugten thermischen Energie. Mit anderen Worten ist die Summe der in das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 geladenen Energie kleiner als die Energie, die ursprünglich in das erste Stromspeicherelement 3 vor dem Schritt 1 geladen wurde.
(Schritt 2)
Daraufhin empfängt die Schalteinheit 2 ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 und schaltet das erste Schaltelement 21 von ein nach aus und das zweite Schaltelement 22 von aus nach ein. Als Ergebnis davon werden das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 getrennt und wird das zweite Stromspeicherelement 4 über das zweite Schaltelement 22 kurzgeschlossen.
In diesem Fall wird die in das zweite Stromspeicherelement 4 geladene Energie entladen. Mit anderen Worten wird Energie einer kleineren Größe als die in das erste Stromspeicherelement 3 vor dem Schritt 1 geladene Energie aus dem zweiten Stromspeicherelement 4 entladen.
(Schritt 3)
Als Nächstes empfängt die Schalteinheit 2 ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 und schaltet das erste Schaltelement 21 von aus nach ein. Als Ergebnis davon werden sowohl das erste Stromspeicherelement 3 als auch das zweite Stromspeicherelement 4 kurzgeschlossen.
In diesem Fall wird die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie entladen. Mit anderen Worten wird Energie einer kleineren Menge als die in das erste Stromspeicherelement 3 vor dem Schritt 1 geladene Energie aus dem ersten Stromspeicherelement 3 entladen.
Durch Wiederholen von Schritten 1 und 2 wird die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie in Energie unterteilt, die in das zweite Stromspeicherelement 4 geladen wird, und die Energie, die in das zweite Stromspeicherelement geladen ist, kann entladen werden.
Hier wird der Gesamtverlust im ersten Schaltelement 21 beschrieben.
2 ist ein Diagramm, das eine Zeitantwortwellenform des Gesamtverlustes des ersten Schaltelements 21 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 2 repräsentiert die horizontale Achse die Zeit und repräsentiert die vertikale Achse den Gesamtverlust des ersten Schaltelements 21. Weiterhin jeweils die in 2 gezeigten (a), (b) und (e) die unten angegebenen Inhalte. (b) und (c) werden weiter unten beschrieben.

(a) ist der Gesamtverlust des ersten Schaltelements 21 gemäß der ersten Ausführungsform.
(b) ist der Gesamtverlust des ersten Schaltelements 21, wenn Energie, die vor dem Schritt 1in das erste Stromspeicherelement 3 geladen worden ist, im Falle eines Abzweigkurzschlusses verbraucht wird, wenn das erste Schaltelement 21 und das zweite Schaltelement 22 eingeschaltet werden.
(e) ist der maximal gestattete Verlust in der maximal zulässigen Menge an erzeugter Wärme im ersten Schaltelement 21.

Die Wärmeerzeugung T[°C] wird durch Formel (1) unten angegeben, unter Verwendung des Wärmewiderstands Rth[Ω] und des Verlustes Ploss[W]. $T = Rth \times Ploss$
Falls der thermische Widerstand gleichförmig ist, kann dann der maximal zulässige Verlust in der maximal zulässigen Wärmeerzeugungsmenge leicht aus Formel (1) oben bestimmt werden.
Im Schritt 1 wird ein Teil der in das erste Stromspeicherelement 3 geladenen Energie zum zweiten Stromspeicherelement 4 geladen, bis die Spannungen des ersten Stromspeicherelements 3 und des zweiten Stromspeicherelements 4 gleichförmig sind. In diesem Fall erzeugt das erste Schaltelement 21 einen Verlust aufgrund des das erste Schaltelements 21 passierenden Stroms und des Ein-Widerstands des ersten Schaltelements 21 und erzeugt somit Wärme.
Wenn ein Armkurzschluss auftritt, wie in (b) gezeigt, erzeugt das erste Schaltelement 21 einen Verlust gleich oder übersteigend (e), wird die maximal zulässige Wärmeerzeugungsmenge überschritten und daher geht das erste Schaltelement 21 kaputt. Andererseits, im Falle der ersten Ausführungsform, da die Energie des ersten Stromspeicherelements 3 zu dem zweiten Stromspeicherelement 4 entladen wird, dann, weil das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 im Schritt 1 in Reihe verbunden werden, fällt dann die Spannung ab. Andererseits, da die Energie des ersten Stromspeicherelements 3 zum zweiten Stromspeicherelement 4 geladen wird, steigt die Spannung dann an. Folglich wird die Potentialdifferenz zwischen dem ersten Stromspeicherelement 3 und dem zweiten Stromspeicherelement 4 reduziert.
Auf diese Weise, da die Potentialdifferenz zwischen dem ersten Stromspeicherelement 3 und dem zweiten Stromspeicherelement 4 reduziert wird, wird dann die Bewegungsmenge von Energie zwischen dem ersten Stromspeicherelement 3 und dem zweiten Stromspeicherelement 4 klein, und wird auch der das erste Schaltelement 21 passierende Strom kleiner. Als Ergebnis davon wird der im ersten Schaltelement 21 aufgrund des, das erste Schaltelement 21 passierenden Stroms und des Ein-Widerstands des ersten Schaltelements 21 auftretende Verlust reduziert, und wird der Gesamtverlust (a), was (e) nicht übersteigt. Daher geht im Schritt 1 das erste Schaltelement 21 nicht kaputt.
Weiter wird in Schritt 2 die aus dem zweiten Stromspeicherelement 4 entladene Energie kleiner sein als die Energie, die vor dem Schritt 1 in das erste Stromspeicherelement 3 geladen worden war. Folglich übersteigt der Gesamtverlust des zweiten Schaltelements 22 (e) nicht und daher geht das zweite Schaltelement 22 nicht kaputt.
Ähnlich ist die in Schritt 3 entladene Energie kleiner als die Energie, die vor dem Schritt 1 in das erste Stromspeicherelement 3 geladen worden war. Folglich übersteigt der Gesamtverlust des ersten Schaltelements 21 und des zweiten Schaltelements 22 (e) nicht und daher gehen das erste Schaltelement 21 und das zweite Schaltelement 22 nicht kaputt.
Als Nächstes werden die Steuersignale aus der Steuereinheit 1, welche an der Schalteinheit 2 eingegeben werden, und das Laden des zweiten Stromspeicherelements 4 beschrieben. 3 ist ein Diagramm, welches die Steuersignale der Schalteinheit 2 und eine Zeitantwortwellenform der Temperatur des ersten Schaltelements 21 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 3 repräsentiert die horizontale Achse die Zeit und repräsentiert die vertikale Achse die Temperatur des ersten Schaltelements 21. Weiterhin zeigen die in 3 gezeigten (f) bis (j) jeweils die nachfolgenden Inhalte.

(f) zeigt die Variation über die Zeit des Ein/Aus-Zustands des Steuersignals aus der Steuereinheit 1, die am ersten Schaltelement 21 eingegeben wird. Wenn das Steuersignal (f) ein ist, schaltet dann das erste Schaltelement 21 ein und wenn das Steuersignal (f) aus ist, schaltet dann das erste Schaltelement 21 aus.
(g) zeigt die Variation über die Zeit des Ein/Aus-Zustands des Steuersignals aus der Steuereinheit 1, das am zweiten Schaltelement 22 eingegeben wird. Wenn dieses Steuersignal (g) ein ist, schaltet dann das zweite Schaltelement 22 ein und wenn das Steuersignal (g) aus ist, schaltet dann das zweite Schaltelement 22 aus.
(h) gibt die Temperatur des ersten Schaltelements 21 an.
(i) gibt die maximale Nenntemperatur des ersten Schaltelements 21 an.
(j) gibt die Zeit an, zu welcher das erste Schaltelement 21 die Temperatur des maximalen Gesamtverlustes erreicht.

Wenn das Steuersignal (f) im Schritt 1 ein ist, ist dann das erste Schaltelement 21 ein. Daher wird die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie zum zweiten Stromspeicherelement 4 geladen. In diesem Fall endet die Bewegung von Energie aus dem ersten Stromspeicherelement 3 zum zweiten Stromspeicherelement 4, wenn das Potential des ersten Stromspeicherelements 3 und das Potential des zweiten Stromspeicherelements 4 ein Gleichgewicht erreichen. Daher, selbst falls das erste Schaltelement 21 die Zeit (j) übersteigt und sich im Ein-Zustand fortsetzt, tritt keine Energiebewegung auf.
Weiter, da die Energiebewegung nicht auftritt, wenn die Zeit (j) überschritten wird, sinkt dann die Temperatur während der Ein-Periode des Steuersignals (f) nach Übersteigen der Zeit (j), und während der Aus-Periode des Steuersignals (f) im Schritt 2 ab. Als Ergebnis davon übersteigt die Temperatur des ersten Schaltelements 21 nicht die maximale Nenntemperatur (i).
Im Schritt 2, wenn das Steuersignal (g) ein ist, wird dann die Energie des zweiten Stromspeicherelements 4 entladen und steigt im Schritt 3 die Temperatur des ersten Schaltelements 21 wieder an. Jedoch ist die im Schritt 3 entladene Energie kleiner als die Energie, die im ersten Stromspeicherelement 3 vor dem Schritt 1 geladen wurde. Als Ergebnis davon übersteigt die Temperatur des ersten Schaltelements 21 nicht die maximale Nenntemperatur (i), selbst im Schritt 3.
Folglich ist es möglich, zu verhindern, dass das erste Schaltelement 21 kaputtgeht, als ein Ergebnis der Wärmeerzeugung aufgrund des das erste Schaltelement passierenden Stroms und des Ein-Widerstands des ersten Schaltelements 21. Mit anderen Worten kann das Steuersignal (f) für einen Zeitraum gleich oder länger als demjenigen eingeschaltet werden, während welchem Energie in das zweite Stromspeicherelement 4 geladen wird (mit anderen Worten ein Zeitraum gleich oder länger als der Zeitraum (j) in 3).
Auf diese Weise, selbst falls der die Schalteinheit 2 passierende Strom groß ist und die im ersten Stromspeicherelement 3 gespeicherte Energie, um die Stromquellenvariation zu glätten, groß ist, ist es immer noch möglich, die nachfolgenden Effekte zu erhalten, indem eine Schaltsteuerung der Schalteinheit 2 durch die Steuereinheit 1 gemäß Schritten 1 bis 3 implementiert wird.
(Wirkung 1) Im Schritt 1, wenn nur das erste Schaltelement 21 eingeschaltet wird, vorausgesetzt, dass die Spannung des ersten Stromspeicherelements 3 und die Spannung des zweiten Stromspeicherelements 4 im Gleichgewicht sind, dann, selbst falls der Ein-Zustand des ersten Schaltelements 21 sich danach fortsetzt, tritt Bewegung von Energie aus dem ersten Stromspeicherelement 3 zum zweiten Stromspeicherelement 4 nicht auf. Als Ergebnis davon kann der Zeitraum vom Start von Schritt 1 bis Übergang zu Schritt 2 auf einen Wert gleich oder größer als der Zeitraum (j), der in 3 angezeigt ist, eingestellt werden, und wird die Freiheit der Einstellung vergrößert. Daher erfordert das Timing des Schaltens von Schritt 1 zu Schritt 2 keine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung unter Verwendung eines Hochleistungssteuer-ICs.
(Wirkung 2) Nachdem die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie im Schritt 1 zum zweiten Stromspeicherelement 4 geteilt worden ist, wird im Schritt 2 nur das zweite Schaltelement 22 eingeschaltet, und daher wird die im zweiten Stromspeicherelement 4 gespeicherte Energie entladen und darüber hinaus, indem das erste Schaltelement 21 zu einem Ein-Zustand eingestellt wird, zusätzlich zum zweiten Schaltelement 22, ist es in Schritt 3 möglich, die in dem ersten Stromspeicherelement 3 gespeicherte verbleibende Energie zu entladen. Als Ergebnis davon, indem ein IC relativ niedriger Leistungsfähigkeit verwendet wird und die Verwendung eines Entladungswiderstands weggelassen wird, und indem das Ein/Aus-Schalten eines Relativ-Niedriggeschwindigkeits-Schaltelementes gesteuert wird, welches mit der Leistungsfähigkeit dieses ICs kompatibel ist, ist es möglich, zu verhindern, dass das erste Schaltelement 21 und das zweite Schaltelement 22 aufgrund Überschreitens der maximal zulässigen Wärmeerzeugungsmenge kaputtgehen.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird die Erläuterung unter der Annahme gemacht, dass das zweite Stromspeicherelement 4 vor dem Schritt 1 Energie-leer ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Voraussetzung dieser Art beschränkt. Wenn im zweiten Stromspeicherelement 4 Energie verbleibt, ist es möglich, die Energie aus dem zweiten Stromspeicherelement 4 zu entleeren, indem das zweite Schaltelement 22 vor Ausführen von Schritt 1 eingeschaltet wird.
Weiter, falls die Energiemenge im ersten Stromspeicherelement 3 niedrig ist, ist dann, selbst falls das erste Schaltelement 21 in einem Zustand eingeschaltet wird, in dem im zweiten Stromspeicherelement 4 Energie verbleibt, die Energiebewegung kleiner als die, wenn ein Armkurzschluss auftritt. Folglich, falls die Energiemenge im ersten Stromspeicherelement 3 klein ist, gibt es dann, selbst falls es im zweiten Stromspeicherelement 4 verbleibende Energie gibt, kein Problem, falls eine Steuerung gemäß oben beschriebenen Schritten 1 bis 3 ausgeführt wird.
Weiterhin setzt in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die Erläuterung voraus, dass das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 dieselbe Kapazität aufweisen. Jedoch ist die Erfindung nicht auf eine Voraussetzung dieser Art beschränkt. Die Kapazität des zweiten Stromspeicherelements 4 kann kleiner sein als die Kapazität des ersten Stromspeicherelements 3. Ein konkretes Beispiel davon wird unten beschrieben.
In 2 ist (c) der Gesamtverlust des ersten Schaltelements 21, wenn die Kapazität des zweiten Stromspeicherelements 4 kleiner ist als die Kapazität des ersten Stromspeicherelements 3 und die Menge an geladene Energie im zweiten Stromspeicherelement 4 niedriger ist als im ersten Stromspeicherelement 3. Wie aus der 2 zu ersehen, übersteigt (c) niemals (e) und daher geht das erste Schaltelement 21 nicht kaputt.
In der ersten Ausführungsform, falls die Kapazität des zweiten Stromspeicherelements 4 kleiner ist als die Kapazität des ersten Stromspeicherelements 3, weist dann das zweite Stromspeicherelement 4 eine kleinere Menge an geladener Energie auf als das erste Stromspeicherelement 3. Daher, in einem Prozess von Schritt 1, falls ein Teil der in das erste Stromspeicherelement 3 geladenen Energie nicht zum zweiten Stromspeicherelement 4 geladen werden kann, bis die Potentialdifferenz des ersten Stromspeicherelements 3 und des zweiten Stromspeicherelements 4 Gleichgewicht erreicht, ist es dann notwendig, die Schritte 1 und 2 mehrmals auszuführen.
Der Zustand der Schalteinheit 2 und der Energieladungszustand des zweiten Stromspeicherelements 4 zum Zeitpunkt, zu dem Schritt 2 endet, ähneln dem Zustand vor Schritt 1. Folglich ist es möglich, die Schritte 1 und 2 mehrmals zu wiederholen und die im ersten Stromspeicherelement 3 gespeicherte Energie kann entladen werden, während sie graduell zum zweiten Stromspeicherelement bewegt wird.
Auf diese Weise, selbst in Fällen, bei denen der die Schalteinheit 2 passierende Strom groß ist, die in dem ersten Stromspeicherelement 3 gespeicherte Energie zum Glätten der Stromquellenvariationen groß ist und die Kapazität des zweiten Stromspeicherelements 4 kleiner als die Kapazität des ersten Stromspeicherelements 3 ist, ist es möglich, zu verhindern, dass das erste Schaltelement 21 und das zweite Schaltelement 22 aufgrund des Übersteigens der maximal zulässigen Wärmeerzeugungsmenge kaputtgehen, indem Schritte 1 und 2 wiederholt werden. Mit anderen Worten, ähnlich einem Fall, bei dem die Kapazität des ersten Stromspeicherelements 3 und des zweiten Stromspeicherelements 4 gleich sind, ist es möglich, eine Entladungsvorrichtung zu erhalten, die ein Schaltelement relativ niedriger Geschwindigkeit einsetzt, welches durch einen IC mit relativ niedriger Leistungsfähigkeit gesteuert wird, und ohne Verwenden eines Entladungswiderstands.
Darüber hinaus wurde in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ein Fall, bei dem ein Entladungswiderstand nicht verwendet wird, beschrieben, aber die vorliegende Erfindung kann auch konfiguriert werden, indem ein Entladungswiderstand in Reihe mit dem zweiten Stromspeicherelement 4 verbunden wird. Davon wird ein konkretes Beispiel unten beschrieben.
4 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein weiteres Beispiel einer sich auf die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beziehende Entladungsvorrichtung zeigt. Wenn mit der zuvor in 1 illustrierten Konfiguration verglichen, unterscheidet sich die in 4 gezeigte Konfiguration darin, dass sie weiter einen Entladungswiderstand 6 umfasst, der in Reihe mit dem zweiten Stromspeicherelement 4 verbunden ist. Die Reihenschaltung, welche das zweite Stromspeicherelement 4 und den Entladungswiderstand 6 umfasst, ist parallel mit dem zweiten Schaltelement 22 verbunden. Daher stellt die unten gegebene Beschreibung auf das Verhalten des Entladungswiderstands 6 ab, was ein anderes Merkmal ist.
5 ist ein Diagramm, das eine Zeitantwortwellenform eines passierenden Stroms im ersten Schaltelement 21 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 5 repräsentiert die horizontale Achse die Zeit und repräsentiert die vertikale Achse den passierenden Strom im ersten Schaltelement 21. Weiterhin zeigen (k) und (I), die in 5 gezeigt sind, jeweils die folgenden Inhalte. (m) wird unten in der zweiten Ausführungsform beschrieben.
(k) zeigt den passierenden Strom im ersten Schaltelement 21 in der in 5 gezeigten Konfiguration der ersten Ausführungsform (mit anderen Worten, wenn es keinen Entladungswiderstand 6 gibt).

(1) zeigt den passierenden Strom im ersten Schaltelement 21 in der in 5 gezeigten Konfiguration der ersten Ausführungsform (mit anderen Worten, wenn es einen Entladungswiderstand 6 gibt).

Es ist zu sehen, dass der Strom beim Start des Entladens (Anlaufstrom) im Falle von (1) kleiner ist als im Falle von (k) .
In 5 ist der im ersten Schaltelement 21 passierende Strom in einem Fall gezeigt, bei dem Strom aus dem ersten Stromspeicherelement zum zweiten Stromspeicherelement 4 über das erste Schaltelement 21 und dem Entladungswiderstand 6 geladen wird, aber ähnliche vorteilhafte Effekte können durch den Entladungswiderstand 6 in Bezug auf den passierenden Strom im zweiten Schaltelement 22 erhalten werden, wenn der Strom aus dem zweiten Stromspeicherelement 4 über den Entladungswiderstand 6 und das zweite Schaltelement 22 geladen wird.
Weiterhin, indem ein Entladungswiderstand 6 verwendet wird, ist die durch die Schalteinheit 2 aufgenommene Energie die Gesamtenergie in der Konfiguration in 1, die keinen Entladungswiderstand 6 verwendet, minus dem Verlust aufgrund der durch die Wärmeerzeugung im Entladungswiderstand 6 erzeugten thermischen Energie. Folglich kann die Schalteinheit 2 in der Konfiguration in 4 ein Schaltelement mit einer niedrigeren Stromtoleranz als die Konfiguration in 1 verwenden.
Weiterhin ist in Patentdokument 1 der Entladungswiderstand 6 parallel mit dem ersten Stromspeicherelement 3 verbunden und die im ersten Stromspeicherelement 3 geladene Energie wird über den Entladungswiderstand 6 entladen. Andererseits ist in der Konfiguration in 4 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Entladungswiderstand 6 parallel mit dem zweiten Stromspeicherelement 4 verbunden und wird die in dem zweiten Stromspeicherelement 4 geladene Energie über den Entladungswiderstand 6 entladen.
Die in das Stromspeicherelement 4 geladene Energie ist kleiner als die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie. Daher, verglichen mit einem Fall, bei dem der Entladungswiderstand 6 parallel mit dem ersten Stromspeicherelement 3 verbunden ist, wie in Patentdokument 1, ermöglicht in der Konfiguration in 4 der Entladungswiderstand 6 eine Verkleinerung des Wärmeabstrahlers.
Weiterhin ist die Schaltungskonfiguration, in welcher der Entladungswiderstand 6 in Reihe mit dem zweiten Stromspeicherelement 4 verbunden ist, wie in 4 gezeigt, eine Entstörschaltung. Daher wird ein nützlicher Effekt dahingehend erhalten, dass das Schaltrauschen des zweiten Schaltelements 22 während normaler Schaltoperationen reduziert ist.
Auf diese Weise, selbst in Fällen, bei denen der die Schalteinheit 2 passierende Strom groß ist, die in dem ersten Stromspeicherelement 3 zum Glätten der Stromquellenvariationen gespeicherte Energie groß ist und der Entladungswiderstand 6 mit dem zweiten Stromspeicherelement 4 in Reihe verbunden ist, ist es noch möglich, zu verhindern, dass das erste Schaltelement 21 und das zweite Schaltelement 22 kaputtgehen, aufgrund des Übersteigens der maximalen zulässigen Wärmeerzeugungsmenge, durch Widerholen der Schritte 1 bis 3. Weiterhin, indem der Entladungswiderstand 6 bereitgestellt ist, ist es möglich, den Anlaufstrom an das erste Schaltelement 21 zu reduzieren und kann der Wärmeradiator im Entladungswiderstand 6 auch von kompakterer Größe gefertigt sein.
Der Anlaufstrom ist eine plötzliche Änderung beim Strom. Induktionselemente haben derweil einen Effekt des Unterdrückens plötzlicher Änderungen beim Strom. Daher, in Fällen, bei denen ein Induktionselement statt des Entladungswiderstands 6 verwendet wird, wird ein Effekt erhalten, dass der Anlaufstrom an das erste Schaltelement 21 kleiner gemacht werden kann als der oben angegebene (k) in 5. Ähnlich, in Bezug auf den passierenden Strom im zweiten Schaltelement 22 wird ein nützlicher Effekt bei Verwendung des Entladungswiderstands 6 erhalten, indem ein Induktionselement verwendet wird.
Weiterhin, aufgrund von Eisenverlust und Kupferverlust, verliert das Induktionselement Energie während des Ladens und Entladens durch das zweite Stromspeicherelement 4, ähnlich wie dann, wenn ein Entladungswiderstand 6 verwendet wird. Unter Verwendung eines Induktionselementes ist die durch die Schalteinheit 2 empfangene Energie die Gesamtenergie in der Konfiguration von 1, die kein Induktionselement verwendet, minus dem Eisenverlust und Kupferverlust, die durch das Induktionselement erzeugt werden. Folglich kann die Schalteinheit 2 in der Konfiguration in 4, die ein in Reihe mit dem zweiten Stromspeicherelement 4 verbundenes Induktionselement verwendet, ein Schaltelement mit einer niedrigeren Stromtoleranz als die Konfiguration in 1 verwenden.
Darüber hinaus kann eine Reihenschaltung, in der sowohl ein Ladungswiderstand als auch ein Induktionselement in Reihe mit dem zweiten Stromspeicherelement 4 verbunden sind, parallel mit dem zweiten Schaltelement 22 verbunden werden. Eine Konfiguration, die sowohl einen Entladungswiderstand als auch ein Induktionselement, die in Reihe verbunden sind, verwendet, gibt ähnlich nützliche Effekte wie dann, wenn nur ein Induktionselement verwendet wird, aufgrund des gestiegenen Kupferverlusts des Induktionselements.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine Entladungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Entladungsvorrichtung zeigt, die sich auf eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. Im Vergleich zur in 1 gezeigten Konfiguration der ersten Ausführungsform unterscheidet sich die in 6 der zweiten Ausführungsform gezeigte Konfiguration weiter darin, dass sie eine Spannungsdetektionseinheit 7 umfasst. Daher zentriert sich die unten gegebene Beschreibung auf das Verhalten der Spannungsdetektionseinheit 7, die der Unterscheidungspunkt ist.
Die Spannungsdetektionseinheit 7 in der zweiten Ausführungsform ist durch Spannungsteiler-Widerstände 71 bis 74 und Schaltelemente 75 und 76 konfiguriert. Die Spannungsteiler-Widerstände 71 und 72 sind zwischen dem Stromspeicherelement 3 und dem Schaltelement 75 verbunden und die Steuereinheit 1 detektiert die Spannung im Stromspeicherelement 3 durch Einlesen der Spannung, welche durch die Spannungsteiler-Widerstände 71 und 72 unterteilt worden ist.
Andererseits sind die Spannungsteiler-Widerstände 73 und 74 zwischen dem Stromspeicherelement 4 und dem Schaltelement 76 verbunden und detektiert die Steuereinheit 1 die Spannung im Stromspeicherelement 4 durch Einlesen der Spannung, welche durch die Spannungsteiler-Widerstände 73 und 74 geteilt worden ist. Die Steuereinheit 1 ist konfiguriert, in der Lage zu sein, das Umschalten der Schaltelemente 75 und 76 zu steuern.
Hier wird der nachfolgende Zustand vorausgesetzt.

• Das erste Stromspeicherelement 3 ist mit Energie durch die Stromquellenvorrichtung 5 geladen worden und vom Positivanschluss der Stromquelle 52 durch das Schaltelement 51 getrennt worden.
• Weiterhin ist die Spannung am zweiten Stromspeicherelement 4 eine beliebige Spannung, die niedriger ist als die Spannung des ersten Stromspeicherelements 3 und ist die in das zweite Stromspeicherelement 4 geladene Energie niedriger als die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie.
• Darüber hinaus hat die Schalteinheit 2 ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 erhalten und ist das erste Schaltelement 21 aus und ist das zweite Schaltelement 22 aus.

Die Entladungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform führt einen Entladungsprozess durch unten angegebene Schritte 1 bis 3 durch, aus dem angenommenen Zustand dieser Art.
(Schritt 1)
Zuerst schaltet die Spannungsdetektionseinheit 7 die Schaltelemente 75 und 76 durch Empfangen eines Steuersignals aus der Steuereinheit 1 ein. Als Ergebnis davon detektiert die Steuereinheit 1 die Spannung des ersten Stromspeicherelements 3 unter Verwendung der Spannungsteiler-Widerstände 71 und 72 und detektiert die Spannung des zweiten Stromspeicherelements 4 unter Verwendung der Spannungsteiler-Widerstände 73 und 74.
(Schritt 2)
Die Steuereinheit 1 vergleicht die Spannungen des ersten Stromspeicherelements 3 und des zweiten Stromspeicherelements 4 auf Basis des Spannungsdetektionsergebnisses. Hier wird vorausgesetzt, dass die Spannung des zweiten Stromspeicherelements 4 eine beliebige Spannung niedriger als die Spannung des ersten Stromspeicherelements 3 ist. Jedoch kann die Steuereinheit 1, falls die Spannung des Stromspeicherelements 4 die maximale Nennspannung des Stromspeicherelements 3 erreicht, das Schaltelement 76 einschalten und die Spannung des zweiten Stromspeicherelements 4 auf die maximale Nennspannung des ersten Stromspeicherelements 3 senken. Weiter führt die Steuereinheit 1 Schritt 4 aus, wenn die Spannung des zweiten Stromspeicherelements 4 die gleiche ist wie die Spannung des ersten Stromspeicherelements 3.
(Schritt 3)
Die Schalteinheit 2 empfängt ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 und schaltet das erste Schaltelement 21 von aus nach ein und das zweite Schaltelement 22 von ein nach aus. Als Ergebnis davon werden das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 in Reihe über das erste Schaltelement 21 verbunden.
In diesem Fall ist die Spannung des zweiten Stromspeicherelements 4 niedriger als die maximale Nennspannung des ersten Stromspeicherelements 3 und die in das zweite Stromspeicherelement 4 geladene Energie ist niedriger als die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie. Daher wird die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie zum zweiten Stromspeicherelement 4 geladen, in Übereinstimmung mit der Potentialdifferenz in Bezug auf das zweite Stromspeicherelement 4.
Mit anderen Worten wird ein Teil der in das erste Stromspeicherelement 3 geladenen Energie in das zweite Stromspeicherelement 4 geladen, bis die Potentialdifferenz zwischen dem ersten Stromspeicherelement 3 und dem zweiten Stromspeicherelement 4 ein Gleichgewicht erreicht. Das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 weisen dieselbe Kapazität auf und daher, wenn es keine Potentialdifferenz zwischen ihnen gibt, wird dieselbe Energie in das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 geladen.
Folglich verbleibt von der Energie, die ursprünglich in das erste Stromspeicherelement 3 geladen wurde, die Hälfte der Energie entsprechend der Potentialdifferenz im ersten Stromspeicherelement 3 und wird die verbleibende Energie, die Hälfte der Energie entsprechend der Potentialdifferenz, in das zweite Stromspeicherelement 4 geladen.
In der tatsächlichen Praxis gibt es einen Verlust aufgrund des Ein-Widerstands des ersten Schaltelements 21, und die zwischen dem ersten Stromspeicherelement 3 und dem zweiten Stromspeicherelement 4 geteilte Energie ist die Energie, welche der Potentialdifferenz der ursprünglich in das erste Stromspeicherelement 3 geladenen Energie entspricht, minus der durch den Ein-Widerstand des ersten Schaltelements 21 erzeugten thermischen Energie. Mit anderen Worten ist die Summe der in das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 geladenen Energie kleiner als die Energie, welche in das erste Stromspeicherelement 3 ursprünglich, vor Schritt 1, geladen worden war.
(Schritt 4)
Daraufhin empfängt die Schalteinheit 2 ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 und schaltet das erste Schaltelement 21 von ein nach aus und das zweite Schaltelement 22 von aus nach ein. Als Ergebnis davon werden das erste Stromspeicherelement 3 und das zweite Stromspeicherelement 4 getrennt und wird das zweite Stromspeicherelement 4 über das zweite Schaltelement 22 kurzgeschlossen.
In diesem Fall detektiert die Steuereinheit 1 die Spannung des ersten Stromspeicherelements 3 unter Verwendung der Spannungsteiler-Widerstände 71 und 72 und detektiert die Spannung des zweiten Stromspeicherelements 4 unter Verwendung der Spannungsteiler-Widerstände 73 und 74. Die Steuereinheit 1 hält das zweite Schaltelement 22 ein, bis die Spannung des ersten Stromspeicherelement 3 und die Spannung des zweiten Stromspeicherelement 4 eine beliebige Potentialdifferenz erreichen und schaltet dann das zweite Schaltelement 22 von ein nach aus, wenn die Spannungen die beliebige Potentialdifferenz erreicht haben. Als Ergebnis davon wird ein Teil der in das zweite Stromspeicherelement 4 geladenen Energie entladen. Mit anderen Worten wird die in das zweite Stromspeicherelement 4 geladene Spannung (nämlich ein weiterer Teil des Teils von Energie, die in das erste Stromspeicherelement 3 geladen ist) entladen.
Durch nachfolgendes Wiederholen von Schritten 3 und 4 wird die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie in Energie unterteilt, die in das zweite Stromspeicherelement 4 geladen wird und die Energie, die in das zweite Stromspeicherelement 4 geladen ist, kann entladen werden.
Hier wird der Gesamtverlust im ersten Schaltelement 21 beschrieben.
(d) in 2, die in der ersten Ausführungsform gezeigt ist, ist der Gesamtverlust des ersten Schaltelements 21, wenn die Spannung des zweiten Stromspeicherelements 4 in der zweiten Ausführungsform auf eine beliebige Spannung niedriger als die maximale Nennspannung des ersten Stromspeicherelements 3 gesteuert wird. Wie aus 2 zu ersehen, übersteigt (d) niemals (e) und daher geht das erste Schaltelement 21 nicht kaputt.
Weiterhin gibt das in der ersten Ausführungsform in 5 gezeigte (m) den passierenden Strom im ersten Schaltelement 21 an, wenn die Spannung des zweiten Stromspeicherelements 4 in der zweiten Ausführungsform auf eine beliebige niedrigere Spannung als die Spannung des ersten Stromspeicherelements 3 gesteuert wird. Es ist ersichtlich, dass der Strom am Start der Entladung (Anlaufstrom) kleiner im Falle von (m) ist als im Falle von (k). Folglich kann die Schalteinheit 2 in der Konfiguration in 6 ein Schaltelement verwenden, das eine niedrigere Stromtoleranz aufweist als die Konfiguration in 1 der ersten Ausführungsform.
Auf diese Weise, falls der die Schalteinheit 2 passierende Strom groß ist und die in ersten Stromspeicherelement 3 gespeicherte Energie, um die Stromquellenvariationen zu glätten, groß ist, wird dann, da die Konfiguration eine Spannungsdetektionseinheit 7 enthält, ein Entladungsprozess auf Basis des Steuerns des Schaltens der Schaltelemente gemäß Schritten 1 bis 4 ausgeführt. Folglich ist es möglich, ein IC relativ niedriger Leistung zu verwenden und das Ein/AusSchalten eines Relativ-Niedriggeschwindigkeits-Schaltelements zu steuern, welches mit der Leistung dieses ICs kompatibel ist.
Als Ergebnis davon kann der Anlaufstrom an das erste Schaltelement 21 und das zweite Schaltelement 22 reduziert werden und es ist möglich, einen Entladungsstrom zu erzielen, welcher das erste Schaltelement 21 und das zweite Schaltelement 22 daran hindert, kaputt zu gehen, aufgrund des Übersteigens der maximalen zulässigen Wärmeerzeugungsmenge, durch eine preisgünstige Konfiguration und ohne dass die Verwendung eines Entladungswiderstands notwendig wäre.
Dritte Ausführungsform
Als Nächstes wird in der dritten Ausführungsform ein Fall, bei dem die Entladungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung auf eine Mehrpegel-Zerhackerschaltung angewendet wird, beschrieben. 7 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Entladungsvorrichtung zeigt, die sich auf eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. Beim Vergleich mit der in 1 der ersten Ausführungsform gezeigten Konfiguration unterscheidet sich die in 7 gezeigte Konfiguration in Bezug auf die Zusammensetzung der Schalteinheit 2. In 7 gibt Bezugszeichen 2 die Schalteinheit 2 gemäß der dritten Ausführungsform an. Daher zentriert sich die unten gegebene Beschreibung auf die Konfiguration und das Verhalten der Schalteinheit 2, was der Unterscheidungspunkt ist.
Die Schalteinheit 2 in der dritten Ausführungsform ist konfiguriert, indem sie ein drittes Schaltelement 201 und ein viertes Schaltelement 202 zusätzlich zum ersten Schaltelement 21 und dem zweiten Schaltelement 22 enthält, und die vier Schaltelemente sind in Reihe in dieser Reihenfolge verbunden. Das zweite Stromspeicherelement 4 ist parallel mit der Reihenschaltung des zweiten Schaltelement 22 und des dritten Schaltelements 201 verbunden und weist dieselbe Kapazität wie das erste Stromspeicherelement 3 auf.
In einer Schaltungskonfiguration dieser Art wird der folgende Zustand angenommen.

• Das erste Stromspeicherelement 3 ist mit Energie durch die Stromquellenvorrichtung 5 geladen worden und wird vom positiven Anschluss der Stromquelle 52 durch das Schaltelement 51 getrennt.
• Das zweite Stromspeicherelement 4 ist Energie-leer.
• Die Schalteinheit 2 hat ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 empfangen und das erste Schaltelement 21 wird ausgeschaltet und das zweite Schaltelement 22 wird eingeschaltet und weiterhin sind das dritte Schaltelement 201 und das vierte Schaltelement 202 ein.

Wenn Schritte 1 bis 3 ähnlich zur ersten Ausführungsform ausgeführt werden, wird die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie in Energie unterteilt, die in das zweite Stromspeicherelement 4 geladen wird, und kann entladen werden.
Hier weist die Mehrpegel-Zerhackerschaltung die in Patentdokument 2 offenbarte Konfiguration auf. Daher kann die in 7 gezeigte Schaltungskonfiguration der dritten Ausführungsform dieselbe Schaltungskonfiguration wie die in Patentdokument 2 offenbarte Mehrpegel-Zerhackerschaltung annehmen und kann eine Entladung durchführen, der Mehrpegel-Zerhackerschaltung eine Schaltung hinzuzufügen.
Folglich ist es gemäß der dritten Ausführungsform, durch Verwenden der in 7 gezeigten Schaltungskonfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung, möglich, die Entladungsprozessfunktion der vorliegenden Erfindung zu verleihen, ohne zu der Mehrpegel-Zerhackerschaltung eine Schaltung hinzuzufügen.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine Entladungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 8 ist ein Schaltungsdiagramm, welches ein Beispiel einer Entladungsvorrichtung zeigt, die sich auf eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. Beim Vergleich mit der in 1 der ersten Ausführungsform gezeigten Konfiguration unterscheidet sich die in 8 der vierten Ausführungsform gezeigte Konfiguration darin, dass die Schalteinheit 2 und die Stromspeichereinheit 8 (entsprechend dem zweiten Stromspeicherelement) durch eine Drei-Stufen-Parallelschaltung konfiguriert sind. In 8 bezeichnet Bezugszeichen 2 die Schalteinheit 2 gemäß einer vierten Ausführungsform und bezeichnet Bezugszeichen 8 die Stromspeichereinheit 8 gemäß der vierten Ausführungsform, die zweite Stromspeicherelemente 81 bis 83, die in drei parallelen Linien angeordnet sind, umfasst.
In der Schalteinheit 2 gemäß der vierten Ausführungsform sind das erste Schaltelement 21 und das zweite Schaltelement 22 in Reihe verbunden, sind das erste Schaltelement 23 und das zweite Schaltelement 24 in Reihe verbunden und sind das erste Schaltelement 25 und das zweite Schaltelement 26 in Reihe verbunden, und diese drei seriell verbundenen Schaltungen sind gemeinsam parallel verbunden.
Weiter ist die Stromspeichereinheit 8, welche einem zweiten Stromspeicherelement in der vierten Ausführungsform entspricht, durch drei zweite Stromspeicherelemente 81 bis 83 konfiguriert, die parallel verbunden sind, und jedes der drei zweiten Stromspeicherelemente 81 bis 83 weist eine Kapazität von 1/3 derjenigen des ersten Stromspeicherelements 3 auf. Das zweite Stromspeicherelement 81 ist parallel mit dem zweiten Schaltelement 22 verbunden, das zweite Stromspeicherelement 82 ist parallel mit dem zweiten Schaltelement 24 verbunden und das zweite Stromspeicherelement 83 ist parallel mit dem zweiten Schaltelement 26 verbunden.
Mit anderen Worten entspricht die in 8 der vierten Ausführungsform gezeigte Konfiguration einem Fall, bei dem drei der Schaltungsteile, welche die Schalteinheit 2 und das zweite Stromspeicherelement 4 in den in 1 der ersten Ausführungsform gezeigten Konfiguration umfassen, parallel verbunden sind.
In der Schaltungskonfiguration dieser Art wird ein Zustand der nachfolgenden Art vorausgesetzt, ähnlich zur ersten Ausführungsform.

• Das erste Stromspeicherelement 3 ist mit Energie durch die Stromquellenvorrichtung 5 geladen worden und wird vom positiven Anschluss der Stromquelle 52 durch das Schaltelement 51 getrennt.
• Die drei zweiten Stromschaltelemente 81 bis 83, welche die Stromspeichereinheit 8 bilden, sind alle leer von Energie.
• Die Schalteinheit 2 hat ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 empfangen und die ersten Schaltelemente 21, 23, 25 sind aus und die zweiten Schaltelemente 22, 24, 26 sind ein.

Die Entladungsvorrichtung der vierten Ausführungsform führt einen Entladungsprozess durch die unten angegebenen Schritte 1 bis 3 durch, aus dem angenommenen Zustand dieser Art.
(Schritt 1)
Ähnlich zur ersten Ausführungsform empfängt die Schalteinheit 2 ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 und schaltet die ersten Schaltelemente 21, 23, 25 von aus zu ein und die zweiten Schaltelemente 22, 24, 26 von ein zu aus. Als Ergebnis davon werden das erste Stromspeicherelement 3 und die Stromspeichereinheit 8, die durch die drei zweiten Stromspeicherelemente 81 bis 83, die parallel verbunden sind, gebildet sind, über die ersten Schaltelemente 21, 23, 25 in Reihe verbunden.
In diesem Fall, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, da die in die Stromspeichereinheit 8 geladene Energie leer ist, wird dann die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie zu der Stromspeichereinheit 8 geladen, gemäß der leeren Kapazität der Stromspeichereinheit 8. Mit anderen Worten wird ein Teil der Energie, welche in das erste Stromspeicherelement 3 geladen worden ist, in die Stromspeichereinheit 8 geladen, so dass die Energie des ersten Stromspeicherelements 3 und der Stromspeichereinheit 8 gleich werden. In diesem Fall ist die in das erste Stromspeicherelement 3 und die Stromspeichereinheit 8 geladene Energie kleiner als die Energie, welche vor Schritt 1 in das erste Stromspeicherelement 3 geladen worden war.
(Schritt 2)
Nachfolgend, ähnlich zur ersten Ausführungsform, empfängt die Schalteinheit 2 ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 und schaltet die ersten Schaltelemente 21, 23, 25 von ein zu aus und die zweiten Schaltelemente 22, 24, 26 von aus zu ein. Als Ergebnis davon werden das erste Stromspeicherelement 3 und die Stromspeichereinheit 8 getrennt und wird die Stromspeichereinheit 8 über die zweiten Schaltelemente 22, 24, 26 kurzgeschlossen.
In diesem Fall wird ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die in die Stromspeichereinheit 8 geladene Energie entladen. Mit anderen Worten wird Energie einer kleineren Größe als der in das erste Stromspeicherelement 3 vor dem Schritt 1 geladenen Energie aus der Stromspeichereinheit 8 entladen.
(Schritt 3)
Als Nächstes wird, ähnlich zur ersten Ausführungsform, die Schalteinheit 2 ein Steuersignal aus der Steuereinheit 1 empfangen und schaltet die ersten Schaltelemente 21, 23, 25 von aus zu ein. Als Ergebnis davon werden sowohl das erste Stromspeicherelement 3 als auch die Stromspeichereinheit 8 kurzgeschlossen.
In diesem Fall, ähnlich zur ersten Ausführungsform, wird die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie entladen. Mit anderen Worten wird Energie einer kleineren Größe als der in das erste Stromspeicherelement 3 vor dem Schritt 1 geladenen Energie aus dem ersten Stromspeicherelement 3 entladen.
Ähnlich zur ersten Ausführungsform, indem Schritte 1 und 2 wiederholt werden, wird die in das erste Stromspeicherelement 3 geladene Energie in Energie unterteilt, die in die Stromspeichereinheit 8 geladen wird, und die in die Stromspeichereinheit 8 geladene Energie kann entladen werden.
Wenn die in der vierten Ausführungsform aus dem ersten Stromspeicherelement 3 zur Stromspeichereinheit 8 bewegte Energie und die in der ersten Ausführungsform aus dem ersten Stromspeicherelement 3 zum zweiten Stromspeicherelement 4 bewegte Energie gleich sind, sollte dann die Kapazität des zweiten Stromspeicherelements 4 in der ersten Ausführungsform und das Summentotal der Kapazitäten der drei zweiten Stromspeicherelemente 81 bis 83, welche die Stromspeichereinheit 8 in der vierten Ausführungsform bilden, gleich sein. Daher sollten die entsprechenden Kapazitäten der zweiten Stromspeicherelemente 81 bis 83 ein Drittel der Kapazität des zweiten Stromspeicherelements 4 in der ersten Ausführungsform sein.
Darüber hinaus ist die Schalteinheit 2 gemäß der vierten Ausführungsform eine Wechselrichter-Schaltungskonfiguration. Daher kann Strom entladen werden, indem eine Konfiguration angenommen wird, in welcher das in 8 der vierten Ausführungsform gezeigte zweite Stromspeicherelement 4 mit einer Wechselrichterschaltung verbunden ist.
Zusätzlich ist in der Konfiguration der Schalteinheit 2 und der Stromspeichereinheit 8 in der ersten Ausführungsform dieselbe Schaltungskonfiguration dreimal parallel verbunden. Daher, selbst wenn eine Schaltung ausfällt, kann eine Entladung über die verbleibende Schaltungen durchgeführt werden.
Auf diese Weise, gemäß der vierten Ausführungsform, falls der die Schalteinheit 2 passierende Strom groß ist und die in dem ersten Stromspeicherelement gespeicherte Energie, um die Stromquellvariationen zu glätten, groß ist, dann, da eine Konfiguration angenommen wird, in welcher drei Schaltungen, die alle eine Schalteinheit und ein zweites Stromspeicherelement umfassen, parallel verbunden sind, wird ein Entladungsprozess auf Basis einer Schaltsteuerung der Schaltelemente gemäß Schritten 1 bis 3 durchführt. Folglich ist es möglich, ein IC relativ niedriger Leistung zu verwenden und das Ein/Aus-Schalten eines Relativ-Niedriggeschwindigkeits-Schaltelementes zu steuern, welches kompatibel mit der Leistung dieses ICs ist.
Als Ergebnis davon kann der Anlaufstrom zum ersten Schaltelement und zum zweiten Schaltelement reduziert werden und es ist möglich, einen Entladungsstrom zu erzielen, der verhindert, dass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement aufgrund des Überschreitens der maximal zulässigen Wärmeerzeugungsmenge kaputtgehen, durch eine preisgünstige Konfiguration und ohne Notwendigkeit der Verwendung eines Entladungswiderstands. Darüber hinaus ist die Schaltungskonfiguration gemäß der vierten Ausführungsform eine Konfiguration, in der eine Stromspeichereinheit mit drei zweiten Stromspeicherelemente, die parallel verbunden sind, zu einer Wechselrichterschaltung hinzugefügt ist, und es ist möglich, eine Entladungsvorrichtung zu erhalten, die zum Entladen von Strom durch die verbleibenden Schaltungen in der Lage ist, selbst falls eine Schaltung kaputtgeht.
Wie oben beschrieben, können die ersten bis vierten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung frei innerhalb des Umfangs der Erfindung kombiniert werden, oder die Ausführungsformen können wie angenommen modifiziert oder weggelassen werden.

Claims

Entladungsvorrichtung, umfassend: eine Schalteinheit (2), die konfiguriert ist, ein erstes Schaltelement (21) und ein zweites Schaltelement (22), die in Reihe verbunden sind, zu beinhalten; ein erstes Stromspeicherelement (3), das parallel mit beiden Enden der Schalteinheit (2) verbunden ist, in welchem das erste Schaltelement (21) und das zweite Schaltelement (22) in Reihe verbunden sind; ein zweites Stromspeicherelement (4), das parallel mit beiden Enden des zweiten Schaltelements (22) verbunden ist, das ein Teil der Schalteinheit (2) ist; und eine Steuereinheit, die das Ein/Aus-Schalten des ersten Schaltelements (21) und des zweiten Schaltelements (22) steuert, wobei die Entladungsvorrichtung in das erste Stromspeicherelement (3) geladene Energie entlädt, wobei die Steuereinheit das Ein/Aus-Schalten des ersten Schaltelements (21) und des zweiten Schaltelements (22) auf solche Weise steuert, dass ein Teil der in das erste Stromspeicherelement (3) geladenen Energie zumindest einmal durch das zweite Stromspeicherelement (4) geladen und entladen wird und die in das erste Stromspeicherelement (3) geladene Energie entladen wird, während sie durch das erste Schaltelement (21) oder/und das zweite Schaltelement (22) verbraucht wird, um die folgenden Schritte in Abfolge durchzuführen, einen ersten Schritt, in dem die in dem ersten Stromspeicherelement geladene Energie in Energie aufgeteilt wird, die in das zweite Stromspeicherelement geladen wird, einen zweiten Schritt, in dem die durch Ausführen des ersten Schrittes in das zweite Stromspeicherelement geladene Energie entladen wird; und einen dritten Schritt, in dem die im ersten Stromspeicherelement nach Ausführen des zweiten Schrittes geladene Energie entladen wird.
Entladungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, umfassend eine Konfiguration, in der eine Mehrzahl von Basisschaltungen, die alle durch das erste Schaltelement (21), das zweite Schaltelement (22) und ein parallel mit beiden Enden des zweiten Schaltelements (22) verbundenes zweites Stromspeicherelement (81) konfiguriert sind, parallel verbunden sind, wobei die Steuereinheit durch Steuern des Ein/Aus-Schaltens des ersten Schaltelements (21) und des zweiten Schaltelements (22), die in zumindest einer der Mehrzahl von Basisschaltungen enthalten sind, die parallel verbunden sind, einen Teil der in das erste Stromspeicherelement (3) geladenen Energie veranlasst, zumindest einmal durch das zweite Stromspeicherelement (81) in der Basisschaltung geladen und entladen zu werden, zum Steuern des Ein/AusSchaltens, und die in das erste Stromspeicherelement (3) geladene Energie veranlasst, entladen zu werden, während sie im ersten Schaltelement (21) oder/und den zweiten Stromspeicherelemente (81-83) in der Basisschaltung zum Steuern des Ein/Aus-Schaltens verbraucht wird.
Entladungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Stromspeicherelement (4) eine kleinere Kapazität als das erste Stromspeicherelement (3) aufweist; und die Steuereinheit zumindest zweimal einen Betrieb des Ladens und Entladens eines Teils der in das erste Stromspeicherelement (3) geladenen Energie durch das zweite Stromspeicherelement (4) implementiert, durch Ausführen der ersten und zweiten Schritte.
Entladungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit das Ein/Aus-Schalten des ersten Schaltelements (21) und des zweiten Schaltelements (22) auf solche Weise steuert, dass beim Laden und Entladen eines Teils der in das erste Stromspeicherelement (3) geladenen Energie zumindest einmal durch das zweite Stromspeicherelement (4) die Spannung des zweiten Stromspeicherelements (4) eine beliebige Spannung wird, die niedriger als die Spannung des ersten Stromspeicherelements (3) ist.
Entladungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend einen in Reihe mit dem zweiten Stromspeicherelement (4) verbundenen Entladungswiderstand (6), wobei eine Reihenschaltung, die aus dem zweiten Stromspeicherelement (4) und dem Entladungswiderstand (6) gebildet ist, parallel mit beiden Enden des zweiten Schaltelements (22) verbunden ist; und die Steuereinheit durch Steuern des Ein/Aus-Schaltens des ersten Schaltelements (21) und des zweiten Schaltelements (22) die in das erste Stromspeicherelement (3) geladene Energie veranlasst, entladen zu werden, während sie in dem Entladungswiderstand (6), dem erstem Schaltelement (21) oder/und dem zweitem Schaltelement (22) verbraucht wird.
Entladungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend ein in Reihe mit dem zweiten Stromspeicherelement (4) verbundenes Induktionselement, wobei eine Reihenschaltung, die aus dem zweiten Stromspeicherelement (4) und dem Induktionselement gebildet ist, parallel mit beiden Enden des zweiten Schaltelements (22) verbunden ist; und die Steuereinheit durch Steuern des Ein/Aus-Schaltens des ersten Schaltelements (21) und des zweiten Schaltelements (22) die in das erste Stromspeicherelement (3) geladene Energie veranlasst, entladen zu werden, während sie in dem Induktionselement, dem ersten Schaltelement (21) oder/und dem zweiten Schaltelement (22) verbraucht wird.
Entladungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend einen Entladungswiderstand (6) und ein Induktionselement, die jeweils in Reihe mit dem zweiten Stromspeicherelement (4) verbunden sind, wobei eine Reihenschaltung, die aus dem zweiten Stromspeicherelement (4), dem Entladungswiderstand (6) und dem Induktionselement gebildet sind, parallel mit beiden Enden des zweiten Schaltelements (22) verbunden ist; und die Steuereinheit durch Steuern des Ein/Aus-Schaltens des ersten Schaltelements (21) und des zweiten Schaltelements (22) die in das erste Stromspeicherelement (3) geladene Energie veranlasst, entladen zu werden, während sie in dem Entladungswiderstand (6), dem Induktionselement, dem ersten Schaltelement (21) oder/und dem zweiten Schaltelement (22) verbraucht wird.
Entladungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schalteinheit (2) weiter ein drittes Schaltelement (201) und ein viertes Schaltelement (202) umfasst und eine Konfiguration aufweist, in welcher das erste Schaltelement (21), das zweite Schaltelement (22), das dritte Schaltelement (201) und das vierte Schaltelement (202) in dieser Reihenfolge in Serie verbunden sind; das zweite Stromspeicherelement parallel mit beiden Enden einer Reihenschaltung verbunden ist, welche durch das zweite Schaltelement (21) und das dritte Schaltelement (201) konfiguriert ist, die ein Teil der Schalteinheit (2) sind; und die Steuereinheit das Ein/Aus-Schalten des ersten Schaltelements (21), des zweiten Schaltelements (22), des dritten Schaltelements (201) und des vierten Schaltelements (202) auf solche Weise steuert, dass ein Teil der in das erste Stromspeicherelement (3) geladenen Energie zumindest einmal durch das zweite Stromspeicherelement (4) geladen und entladen wird und die in das erste Stromspeicherelement (3) geladene Energie entladen wird, während sie durch das erste Schaltelement (21), das zweite Schaltelement (22), das dritte Schaltelement (201) oder/und das vierte Schaltelement (202) verbraucht wird.