DE112016000602T5

DE112016000602T5 - Energieversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE112016000602T5
Application number: DE112016000602.0T
Authority: DE
Inventors: Takahiko Yamamuro; Yohei TAN; Tatsuya Kitamura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-10-19
Also published as: CN107005047B; CN107005047A; WO2016125589A1; US10038224B2; JP6444435B2; US20170373353A1; JPWO2016125589A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bietet eine Energieversorgungseinrichtung, bei der Verbindungen von einer Vielzahl von Batterieeinrichtungen (3, 4 und 5) mittels eines Schalters geschaltet und angesteuert werden, und bei der eine Vielzahl von benötigten Gleichspannungen ausgegeben wird. Die Energieversorgungseinrichtung weist Folgendes auf: einen ersten Schaltkreis (9), der derart ausgebildet ist, dass der erste Schaltkreis (9) der Vielzahl von Batterieeinrichtungen (3, 4, 5) zugehörig ist, und wobei der erste Schaltkreis (9) Folgendes aufweist: einen Schalter (9g, 9h oder 9i) zum Verbinden des Minuspol-Anschlusses, mittels dessen Minuspol-Anschlüsse der Batterieeinrichtungen (3, 4 und 5) mit einer ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtungen verbunden werden, und einen ersten Schalter (9a, 9b und 9c) zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses, mittels dessen Pluspol-Anschlüsse der Batterieeinrichtungen (3, 4 und 5) mit der ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung verbunden sind, und einen Schalter zum Umgehen (9d, 9e und 9f), mittels dessen die Batterieeinrichtungen (3, 4 und 5) umgangen werden; und einen zweiten Schaltkreis (10 oder 24), der derart ausgebildet ist, dass der zweite Schaltkreis (10 oder 24) der Vielzahl von Batterieeinrichtungen (3, 4 und 5) zugehörig ist, und wobei der zweite Schaltkreis (10 oder 24) Folgendes aufweist: einen zweiten Schalter (10f, 10b oder 10d) zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses, mittels dessen Pluspol-Anschlüsse der Batterieeinrichtungen (3, 4 und 5) mit einer zweiten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung verbunden sind, und einen Schalter (10a, 10c oder 10e) zum Verbinden, mittels dessen die Minuspol-Anschlüsse der Batterieeinrichtungen (3, 4 und 5) mit einem Pluspol-Anschluss der anderen Batterieeinrichtung verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungseinrichtung, bei der Verbindungen von einer Vielzahl von Batterieeinrichtungen durch einen Schalter geschaltet und gesteuert werden und bei der eine Vielzahl von Gleichspannungen von der Vielzahl von Batterieeinrichtungen ausgegeben wird.
Stand der Technik
Bei herkömmlichen Energieversorgungseinrichtungen, bei denen eine Vielzahl von Batterieeinrichtungen in Reihe geschaltet ist, sind Abgriffe mit den Batterieeinrichtungen an beiden Enden und mit einer Batterieeinrichtung an einer mittleren Position verbunden, wobei eine Vielzahl von Gleichspannungen abgegriffen werden kann (z. B. Patentdokument 1).
Stand der Technik Dokumente
Patentdokument

Patentdokument 1: Offengelegte Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2007-006 567 A1 (1)

Zusammenfassung der Erfindung
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Bei dem Patentdokument 1 ist eine Vielzahl von Batterieeinrichtungen in Reihe geschaltet. Zudem sind Abgriffe mit den Batterieeinrichtungen an beiden Enden und mit der Batterieeinrichtung an einer mittleren Position verbunden, wobei eine Vielzahl von Gleichspannungen abgegriffen wird. Allerdings ist die Batterieeinrichtung, die mit der Masse verbunden ist, derart festgelegt, dass ein Problem dahingehend besteht, dass ein Pluspol und ein Minuspol der Batterieeinrichtung, die sich bezogen auf die oben beschriebene Batterieeinrichtung nahe der Masse befindet, kurzgeschlossen werden, und zwar, wenn eine Gleichspannung von der Batterieeinrichtung an der mittleren Position abgegriffen wird. Dadurch wird verursacht, dass eine Schaltung defekt ist oder Feuer fängt.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die obenstehenden Probleme zu lösen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Energieversorgungseinrichtung zu schaffen, bei der eine Schaltung nicht leicht defekt wird.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine Energieversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:
eine Vielzahl von Batterieeinrichtungen, die Pluspol-Anschlüsse und Minuspol-Anschlüsse aufweist;
eine erste Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung, die zwischen einem ersten Pluspol des Anschlusses und einem Minuspol des Anschlusses ausgebildet ist;
einen ersten Schaltkreis, der derart ausgebildet ist, dass der erste Schaltkreis jeder Batterieeinrichtung der Vielzahl von Batterieeinrichtungen zugehörig ist, und wobei der erste Schaltkreis Folgendes aufweist: einen Schalter zum Verbinden des Minuspol-Anschlusses, durch den ein Minuspol-Anschluss der entsprechenden Batterieeinrichtung mit der ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung verbunden wird, einen ersten Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses, durch den ein Pluspol-Anschluss der entsprechenden Batterieeinrichtung mit der ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung verbunden wird, und ein Schalter zum Umgehen, durch den die entsprechende Batterieeinrichtung umgangen wird (bypass);
eine zweite Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung, die zwischen einem zweiten Pluspol des Anschlusses und dem Minuspol des Anschlusses ausgebildet ist;
einen zweiten Schaltkreis, der derart ausgebildet ist, dass der zweite Schaltkreis jeder Batterieeinrichtung der Vielzahl von Batterieeinrichtungen zugehörig ist, und wobei der zweite Schaltkreis Folgendes aufweist: einen zweiten Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses, durch den ein Pluspol-Anschluss der entsprechenden Batterieeinrichtung mit der zweiten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung verbunden wird, und einen Schalter zum Verbinden, durch den der Pluspol-Anschluss der entsprechenden Batterieeinrichtung mit dem Minuspol-Anschluss der anderen Batterieeinrichtung verbunden wird; und
eine Steuerungsschaltung, die einen Öffnungs-/Schließ-Vorgang von jedem Schalter der Schalter des ersten Schaltkreises und des zweiten Schaltkreises steuert;
wobei die Öffnungs-/Schließ-Vorgänge der Schalter des ersten Schaltkreises durch die Steuerungsschaltung gesteuert werden, und eine Batterieeinrichtung oder eine Vielzahl von benötigten Batterieeinrichtungen zwischen dem ersten Pluspol des Anschlusses und dem Minuspol des Anschlusses verbunden ist; und
wobei die Öffnungs-/Schließ-Vorgänge der Schalter des zweiten Schaltkreises durch die Steuerungsschaltung gesteuert werden, und eine Batterieeinrichtung oder eine Vielzahl von benötigten Batterieeinrichtungen zwischen den zweiten Pluspol des Anschlusses und den Minuspol des Anschlusses geschaltet ist.
Wirkungen der Erfindung
Bei einer Energieversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Batterieeinrichtung, die mit einem Minuspol des Anschlusses verbunden ist, durch einen ersten Schaltkreis und einen zweiten Schaltkreis derart ausgewählt werden, dass die Batterieeinrichtung selten kurzgeschlossen wird. Ferner kann eine Gleichspannung von einer Batterieeinrichtung an einer mittleren Position abgegriffen werden.
Weitere Ziele, Eigenschaften, Aspekt und Wirkungen der vorliegenden Erfindung, die in den obigen Erklärungen nicht angegeben sind, werden durch die nachstehende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
In den Figuren zeigt:
1 ein Schaltdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
3 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
4 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
5 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
6 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
7 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
8 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
9 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
10 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
11 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
12 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
13 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
14 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
15 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
16 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
17 ein Schaltungsdiagramm, das die andere Konfiguration der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
18 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 4 darstellt;
19 ein Schaltungsdiagramm, das die andere Konfiguration der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 4 darstellt;
20 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 5 darstellt;
21 ein Schaltungsdiagramm, das die andere Konfiguration der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 5 darstellt;
22 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6 darstellt;
23 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6 darstellt;
24 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6 darstellt;
25 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6 darstellt;
26 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 7 darstellt;
27 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 7 darstellt;
28 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 7 darstellt;
29 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 8 darstellt;
30 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 8 darstellt;
31 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 8 darstellt;
32 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 9 darstellt;
33 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 9 darstellt;
34 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 9 darstellt;
35 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 10 darstellt;
36 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 10 darstellt;
37 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 10 darstellt;
38 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 11 darstellt;
39 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 11 darstellt; und
40 ein Diagramm, das einen Schaltungsvorgang der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 11 darstellt.
Ausführungsformen der Erfindung
Ausführungsform 1
1 ein Schaltungsdiagramm, das eine Konfiguration einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. In 1 wird beispielsweise eine Nickelmetall-Hybrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie als Batterieeinrichtung verwendet.
Ein erster Schaltkreis 9 (erster Schaltkreis) ist folgendermaßen ausgebildet: ein Drain-Anschluss eines MOSFET 9a (erster Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses) ist mit einem Pluspol-Anschluss einer Batterieeinrichtung 3 verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 9a (erster Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses) ist mit einem Drain-Anschluss eines MOSFET 9d (Schalter zum Umgehen) verbunden. Ferner ist ein Verbindungspunkt des Source-Anschlusses des MOSFET 9a und des Drain-Anschlusses des MOSFET 9d mit einem Pluspol 1a (erster Pluspol des Anschlusses) eines ersten Abgriffanschlusses 1 verbunden.
Ein Drain-Anschluss eines MOSFET 9g (Schalter zum Verbinden des Minuspol-Anschlusses) ist mit einem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 9g ist mit einem Source-Anschluss des MOSFET 9d verbunden. Ein Drain-Anschluss eines MOSFET 9b (erster Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses) ist mit einem Pluspol-Anschluss einer Batterieeinrichtung 4 verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 9b ist mit einem Drain-Anschluss eines MOSFET 9e (Schalter zum Umgehen) verbunden. Ferner ist ein Verbindungspunkt des Source-Anschlusses des MOSFET 9b und des Drain-Anschlusses des MOSFET 9e mit einem Source-Anschluss des MOSFET 9d verbunden.
Ein Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 ist mit einem Drain-Anschluss eines MOSFET 9h (Schalter zum Verbinden des Minuspol-Anschlusses) verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 9h ist mit einem Source-Anschluss des MOSFET 9e verbunden. Ein Pluspol-Anschluss einer Batterieeinrichtung 5 ist mit einem Drain-Anschluss eines MOSFET 9c (erster Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses) verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 9c ist mit einem Drain-Anschluss eines MOSFET 9f (Schalter zum Umgehen) verbunden.
Ferner ist ein Verbindungspunkt des Source-Anschlusses des MOSFET 9c und des Drain-Anschlusses des MOSFET 9f mit einem Source-Anschluss des MOSFET 9e verbunden. Ein Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 ist mit einem Drain-Anschluss eines MOSFET 9i (Schalter zum Verbinden eines Minuspol-Anschlusses) verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 9i ist mit einem Source-Anschluss des MOSFET 9f verbunden. Ferner ist ein Verbindungspunkt des Source-Anschlusses des MOSFET 9i und des Source-Anschlusses des MOSFET 9f mit einer Masse 7 verbunden. Die Masse 7 ist mit einem Minuspol 1b (Minuspol des Anschlusses) des ersten Abgriffanschlusses 1 verbunden.
Ein zweiter Schaltkreis 10 (zweiter Schaltkreis) ist folgendermaßen ausgebildet: Der Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 ist mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10a (Schalter zum Verbinden) verbunden, und ein Drain-Anschluss des MOSFET 10a ist mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10b (zweiter Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses) verbunden. Ferner ist ein Verbindungspunkt des Drain-Anschlusses des MOSFET 10a und des Source-Anschlusses des MOSFET 10b mit dem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 verbunden.
Der Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 ist mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10c (Schalter zum Verbinden) verbunden, und ein Drain-Anschluss des MOSFET 10c ist mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10d (zweiter Schalter zum Verbinden des Pluspol Anschlusses) verbunden. Ferner ist ein Verbindungspunkt des Drain-Anschlusses des MOSFET 10c und des Source-Anschlusses des MOSFET 10d mit einem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden.
Der Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 ist mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10e (Schalter zum Verbinden) verbunden, und ein Drain-Anschluss des MOSFET 10e ist mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10f (zweiter Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses) verbunden. Ferner ist ein Verbindungspunkt des Drain-Anschlusses des MOSFET 10e und des Source-Anschlusses des MOSFET 10f mit einem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 verbunden.
Ein Drain-Anschluss des MOSFET 10b, ein Drain-Anschluss des MOSFET 10d und ein Drain-Anschluss des MOSFET 10f sind verbunden. Ferner ist ein Verbindungspunkt des Drain-Anschlusses des MOSFET 10b, des Drain-Anschlusses des MOSFET 10d und des Drain-Anschlusses des MOSFET 10f mit einem Pluspol 2a (zweiter Pluspol des Anschlusses) eines zweiten Abgriffanschlusses 2 verbunden. Eine Masse 8 ist mit einem Minuspol 2b (Minuspol des Anschlusses) des zweiten Abgriffanschlusses 2 verbunden. Die Masse 7 und die Masse 8 sind mit einem identischen elektrischen Referenzpotential vorgegeben.
Eine Steuerungsschaltung 6 führt eine Einschalt-/Ausschalt-Ansteuerung für jeden MOSFET der MOSFETs durch, die den ersten Schaltkreis 9 und den zweiten Schaltkreis 10 bilden. Die Steuerungsschaltung 6 wird beispielsweise durch Verwendung einer Prozessschaltung ausgebildet, und die Prozessschaltung weist eine CPU auf, durch die ein Programm durchgeführt wird, das in einem Speicher gespeichert ist.
Im Folgenden wird ein Vorgang beschrieben, bei welchem eine Gleichspannung aus der Batterieeinrichtung 3, der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 zu dem ersten Abgriffanschluss 1 und dem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt wird.
Wie in 2 dargestellt, sind in dem ersten Schaltkreis 9 der MOSFET 9c, der MOSFET 9d, der MOSFET 9e und der MOSFET 9i eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner ist die Masse 7 mit dem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden und eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 wird an den Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt.
Ein erster elektrischer Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Im zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10a, der MOSFET 10c und der MOSFET 10f eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Ein zweiter elektrischer Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10f und dann zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
In diesem Fall ist der MOSFET 10d in dem zweiten Schaltkreis 10 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, wobei eine Gleichspannung von lediglich der Batterieeinrichtung 5 an den Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt werden kann. Darüber hinaus sind in dem zweiten Schaltkreis 10 der MOSFET 10c und der MOSFET 10b eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, so dass eine Gleichspannung an den Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt werden kann, wobei die Batterieeinrichtung 5 und die Batterieeinrichtung 4 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Ferner sind, wie in 3 dargestellt, in dem ersten Schaltkreis 9 der MOSFET 9b, der MOSFET 9d, der MOSFET 9f und der MOSFET 9h eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei ist die Masse 7 mit dem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 verbunden, und eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 4 wird an den Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt.
Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Bei dem zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10a, der MOSFET 10d und der MOSFET 10e eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, so dass eine Gleichspannung an den Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt werden kann, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und dann zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Ferner sind, wie in 4 dargestellt, in dem ersten Schaltkreis 9 der MOSFET 9a, der MOSFET 9e, der MOSFET 9f und der MOSFET 9g eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei ist die Masse 7 mit dem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 verbunden, und eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 3 wird an den Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt.
Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In dem zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10b, der MOSFET 10c und der MOSFET 10e eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei wird eine Gleichspannung an den Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10b, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10b und dann zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Darüber hinaus sind, wie in 5 gezeigt, in dem ersten Schaltkreis 9, der MOSFET 9b, der MOSFET 9c, der MOSFET 9d, der MOSFET 9h und der MOSFET 9i eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei ist die Masse 7 mit dem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden, und eine Gleichspannung wird an den Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In dem zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10a, der MOSFET 10c und der MOSFET 10f eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, dabei wird eine Gleichspannung an den Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10f und dann zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Darüber hinaus sind, wie in 6 gezeigt, in dem ersten Schaltkreis 9 der MOSFET 9a, der MOSFET 9b, der MOSFET 9f, der MOSFET 9g und der MOSFET 9h eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei ist die Masse 7 mit dem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 verbunden, und eine Gleichspannung wird an den Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 4 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In dem zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10a, der MOSFET 10d und der MOSFET 10e eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei wird eine Gleichspannung an den Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol. der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Darüber hinaus sind, wie in 7 gezeigt, in dem ersten Schaltkreis 9 der MOSFET 9a, der MOSFET 9b, der MOSFET 9c, der MOSFET 9g, der MOSFET 9h und der MOSFET 9i eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei ist die Masse 7 mit dem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden, und eine Gleichspannung wird an den Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zum Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss dem 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In dem zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10a, der MOSFET 10c und der MOSFET 10f eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei wird eine Gleichspannung an den Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10f und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Bei einer ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung, die zwischen dem ersten Pluspol 1a des Anschlusses und dem Minuspol 1b des Anschlusses ausgebildet ist, wird, wenn einer der MOSFETs 9a bis 9i eingeschaltet ist, der eingeschaltete MOSFET verwendet.
Ferner wird, wenn irgendeine der Batterieeinrichtungen 3 bis 5 erregt wird, die erregte Batterieeinrichtung verwendet, wobei die erste Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung ausgebildet wird. Allerdings sind die elektrischen Strompfade, die konstant an die erste Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung abgeführt werden, ein elektrischer Strompfad 1c, ein elektrischer Strompfad 1d, ein elektrischer Strompfad 1e und ein elektrischer Strompfad 1f, die in der folgenden Beschreibung dargestellt werden.
Außerdem ist der elektrische Strompfad 1c von dem Pluspol 1a zu einem Verbindungspunkt des MOSFET 9a und des MOSFET 9d verlängert, und der elektrische Strompfad 1d ist von einem Verbindungspunkt des MOSFET 9d und des MOSFET 9g zu einem Verbindungspunkt des MOSFET 9b und des MOSFET 9e verlängert. Ferner ist der elektrische Strompfad 1e von einem Verbindungspunkt des MOSFET 9e und des MOSFET 9h zu einem Verbindungspunkt des MOSFET 9c und des MOSFET 9f verlängert, und der elektrische Strompfad 1f ist von einem Verbindungspunkt des MOSFET 9f und des MOSFET 9i zu dem Minuspol 1b verlängert.
Außerdem sind, wie in 7 dargestellt, in dem ersten Schaltkreis 9 zum Verbinden der Batterieeinrichtung der MOSFET 9a, der MOSFET 9c, der MOSFET 9e, der MOSFET 9g und der MOSFET 9i eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, wobei die Masse 7 mit dem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist, und eine Gleichspannung an den positive Anschluss 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt wird, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind. In anderen Worten ist der Schalter des MOSFET 9e zum Umgehen eingeschaltet, wobei die Batterieeinrichtung 4 umgangen wird und eine Gleichspannung abgeführt werden kann, für die die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 5 in Reihe geschaltet sind.
In einer zweiten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung, die zwischen dem zweiten Pluspol 2a des Anschlusses und dem Minuspol 2b des Anschlusses ausgebildet ist, wird der eingeschaltete MOSFET verwendet, wenn irgendeiner der MOSFETs 10a bis 10f eingeschaltet ist. Ferner wird die erregte Batterieeinrichtung verwendet, wenn irgendeine der Batterieeinrichtungen 3 bis 5 erregt ist, wobei die zweite Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung gebildet wird.
Allerdings sind die elektrischen Strompfade, die konstant zu der zweiten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung abgeführt werden, ein elektrischer Strompfad 2c und ein elektrischer Strompfad 2d, die in der folgenden Beschreibung dargestellt sind. Außerdem ist der elektrische Strompfad 2c von dem Pluspol 2a zu dem Verbindungspunkt des MOSFET 10b, des MOSFET 10d und des MOSFET 10f verlängert, und der elektrische Strompfad 2d ist von dem Minuspol 2b zu der Masse 8 verlängert.
Daher kann eine Batterieeinrichtung, die mit einer Masse verbunden ist, derart durch den ersten Schaltkreis 9 ausgewählt werden, dass die Batterieeinrichtung nicht kurzgeschlossen ist und eine Gleichspannung von einer Batterieeinrichtung an einem Mittelpunkt abgegriffen werden kann. Obwohl die Energieversorgungseinrichtung unter Verwendung eines MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) als Schalter dargestellt worden ist, kann bei der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auch eine ähnliche Wirkung erreicht werden, selbst wenn ein Bipolartransistor, ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (insulation-type bipolar transistor) (IGBT), ein Siliciumcarbid-Transistor oder ein Siliciumcarbid-MOSFET verwendet wird.
Ausführungsform 2
In 8 ist ein Schaltungsdiagramm einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 2, bei der eine Glättungsdrossel 11 und ein Glättungskondensator 12 hinzugefügt werden, unterscheidet sich von der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1. Insbesondere ist die Glättungsdrossel 11 zwischen einen Verbindungspunkt eines Source-Anschlusses eines MOSFET 9a und eines Drain-Anschlusses eines MOSFET 9d und einen Pluspol 1a eines ersten Abgriffanschlusses 1 geschaltet.
Ferner ist der Glättungskondensator 12 zwischen den Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 und einen Minuspol 1b geschaltet. Außerdem kann die Glättungsdrossel 11 an einem elektrischen Strompfad zwischen einer benötigen Batterieeinrichtung, die mit dem Minuspol 1b verbunden ist, und dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses ausgebildet sein.
Im Folgenden wird ein Vorgang beschrieben, bei dem eine Spannung von einer Batterieeinrichtung 3, einer Batterieeinrichtung 4 und einer Batterieeinrichtung 5 zu dem ersten Abgriffanschluss 1 und einem Abgriffanschluss 2 abgeführt wird. In einem ersten Schaltkreis 9 sind, wie in 9 gezeigt, der MOSFET 9a, ein MOSFET 9b, ein MOSFET 9c, ein MOSFET 9g, ein MOSFET 9h und ein MOSFET 9i eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, dabei wird dem ersten Abgriffanschluss 1 Energie zugeführt.
Ein erster elektrischer Strom 25 fließt von einer Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1. In diesem Fall wird die Glättungsdrossel 11 erregt, und Energie in der Glättungsdrossel 11 gespeichert. Im Folgenden wird ein Zustand, in dem die Glättungsdrossel 11 erregt ist, als ein erregter Zustand definiert.
In einem zweiten Schaltkreis 10 sind ein MOSFET 10a, ein MOSFET 10c und ein MOSFET 10f eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dadurch wird eine Gleichspannung an den zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Ein zweiter elektrischer Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10f, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10f und zu einem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Nachdem der in 9 dargestellte Vorgang durchgeführt worden ist, sind in dem ersten Schaltkreis 9, wie in 10 gezeigt, der MOSFET 9d, ein MOSFET 9e und ein MOSFET 9f eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, dadurch fließt Energie mittels der Glättungsdrossel 11 zurück, und zwar unter Verwendung der gespeicherten Energie, um dem ersten Abgriffanschluss 1 weiterhin Energie zuzuführen. Im Folgenden wird ein Zustand, bei dem Energie mittels der Glättungsdrossel 11 zurückfließt, und zwar unter Verwendung der gespeicherten Energie, als ein Rückflusszustand definiert.
Die abgelaufene Zeitspanne, in der die Glättungsdrossel 11 in einen erregten Zustand versetzt ist, die Glättungsdrossel 11 von dem erregten Zustand zu einem Rückflusszustand übergeht und die Glättungsdrossel 11 wieder von dem Rückflusszustand zu dem erregten Zustand übergeht, wird als ein Zyklus bezeichnet wird.
In 10 fließt der erste elektrische Strom 25 von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9f, einem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, einem Source-Anschluss des MOSFET 9e, einem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, einem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Ein zweiter elektrischer Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10f und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Die MOSFETs in dem ersten Schaltkreis 9 werden von der Steuerungsschaltung 6 derart geschaltet, dass ein Vorgang (erregter Zustand), der in 9 dargestellt ist, und ein Vorgang (Rückflusszustand), der in 10 dargestellt ist, wiederholt werden. In diesem Fall wird ein Verhältnis des Vorgangs (erregter Zustand), der in 9 dargestellt ist, während einem Zyklus erhöht, so dass eine Anstiegs-Zustand-Spannung an den ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt werden kann, wobei die Anstiegs-Zustand-Spannung von 0 V bis zu einer Gleichspannung variiert wird, für die die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 in Reihe geschaltet sind.
Darüber hinaus sind, wie in 11 dargestellt, in dem ersten Schaltkreis der MOSFET 9b, der MOSFET 9c, der MOSFET 9d, der MOSFET 9h und der MOSFET 9i eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, so dass dem ersten Abgriffanschluss 1 Energie zugeführt wird. In diesem Fall ist die Glättungsdrossel 11 erregt, und die Energie wird in der Glättungsdrossel 11 gespeichert.
Der erste elektrische Strom fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Im zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10a, der MOSFET 10c und der MOSFET 10f eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dadurch wird eine Gleichspannung zu dem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10f und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
In einem Zyklus, der den in 11 gezeigten Vorgang (erregter Zustand) und den in 10 gezeigten Vorgang (Rückflusszustand) aufweist, gilt Folgendes: Es wird ein Vorgang durchgeführt, der ähnlich zu dem oben beschriebenen Vorgang ist, so dass eine Anstiegs-Zustand-Spannung zu dem ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt werden kann, wobei die Anstiegs-Zustand-Spannung von 0 V bis zu einer Gleichspannung variiert wird, für die die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 in Reihe geschaltet sind.
Darüber hinaus sind, wie in 12 gezeigt, in dem ersten Schaltkreis 9 der MOSFET 9a, der MOSFET 9b, der MOSFET 9f, der MOSFET 9g und der MOSFET 9h eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, so dass dem ersten Abgriffanschluss 1 Energie zugeführt wird. Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In diesem Fall ist die Glättungsdrossel 11 erregt, und die Energie wird in der Glättungsdrossel 11 gespeichert. Im zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10a, der MOSFET 10d und der MOSFET 10e eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dadurch wird eine Gleichspannung an den zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
In einem Zyklus, der den in 12 dargestellten Vorgang (erregter Zustand) und den in 10 dargestellten Vorgang (Rückflusszustand) aufweist, gilt Folgendes: Es wird ein Vorgang durchgeführt, der ähnlich ist zu dem oben beschriebenen Vorgang, so dass eine Anstiegs-Zustand-Spannung an den ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt werden kann, wobei die Anstiegs-Zustand-Spannung von 0 V bis zu einer Gleichspannung variiert, für die die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 4 in Reihe geschaltet sind.
Darüber hinaus sind, wie in 13 gezeigt, der MOSFET 9c, der MOSFET 9d, der MOSFET 9e und der MOSFET 9i in dem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, so dass dem ersten Abgriffanschluss 1 Energie zugeführt wird.
In diesem Fall ist die Glättungsdrossel 11 erregt, und die Energie wird in der Glättungsdrossel 11 gespeichert. Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d, zu der Glättungsdrossel 11 und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Im zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10a, der MOSFET 10c und der MOSFET 10f eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dadurch wird eine Gleichspannung zu dem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10f und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
In einem Zyklus, der den in 13 dargestellten Vorgang (erregter Zustand) und den in 10 dargestellten Vorgang (Rückflusszustand) aufweist, gilt Folgendes: Es wird ein Vorgang durchgeführt, der ähnlich zu dem oben beschriebenen Vorgang ist, so dass eine Anstiegs-Zustand-Spannung zu dem ersten Abgriffanschluss 1 zugeführt werden kann, wobei die Anstiegs-Zustand-Spannung von 0 V bis zu einer Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 variiert wird.
Ferner sind, wie in 14 dargestellt, der MOSFET 9b, der MOSFET 9d, der MOSFET 9f und der MOSFET 9h in dem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, so dass dem Abgriffanschluss 1 Energie zugeführt werden kann. In diesem Fall ist die Glättungsdrossel 11 erregt, und die Energie wird in der Glättungsdrossel 11 gespeichert. Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d, zu der Glättungsdrossel 11 und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1. In dem zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10a, der MOSFET 10d und der MOSFET 10e eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei wird eine Gleichspannung zu dem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10a, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
In einem Zyklus, der den in 14 dargestellten Vorgang (erregten Zustand) und den in 10 dargestellten Vorgang (Rückflusszustand) aufweist, gilt Folgendes: Es wird ein Vorgang durchgeführt, der ähnlich ist zu dem oben beschriebenen Vorgang, so dass eine Anstiegs-Zustand-Spannung zu dem ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt werden kann, wobei die Anstiegs-Zustand-Spannung von 0 V bis zu einer Gleichspannung der Batterieeinrichtung 4 variiert wird.
Darüber hinaus sind, wie in 15 dargestellt, der MOSFET 9a, der MOSFET 9e, der MOSFET 9f und der MOSFET 9g in dem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, so dass dem ersten Abgriffanschluss 1 Energie zugeführt wird. In diesem Fall ist die Glättungsdrossel 11 erregt, und die Energie wird in der Glättungsdrossel 11 gespeichert.
Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a, zu der Glättungsdrossel 11, und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In dem zweiten Schaltkreis 10 sind der MOSFET 10d, der MOSFET 10c und der MOSFET 10e eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dadurch wird eine Gleichspannung zu dem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10e, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Source-Anschluss dem MOSFET 10b, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10b und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
In einem Zyklus, der den in 15 dargestellten Vorgang (erregten Zustand) und den in 10 dargestellt Vorgang (Rückflusszustand) aufweist, gilt Folgendes: Es wird ein Vorgang durchgeführt, der ähnlich zu dem oben beschriebenen Vorgang ist, so dass eine Anstiegs-Zustand-Spannung zu dem ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt werden kann, wobei die Anstiegs-Zustand-Spannung von 0 V bis zu einer Gleichspannung der Batterieeinrichtung 3 variiert wird.
Folglich werden die MOSFETs, die den ersten Schaltkreis 9 ausbilden, geschaltet, wobei eine Anstiegs-Zustand-Spannung an dem ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt werden kann, so dass ein Einschaltstrom zu dem ersten Abgriffanschluss 1 unterdrückt werden kann. Obwohl die Energieversorgungseinrichtung unter Verwendung eines MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) als Schalter dargestellt worden ist, kann bei der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung auch eine ähnliche Wirkung erreicht werden, selbst wenn ein Bipolartransistor, ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (insulation-type bipolar transistor) (IGBT), ein Siliciumcarbid-Transistor oder ein Siliciumcarbid-MOSFET verwendet wird.
Ausführungsform 3
In 16 und 17 sind Schaltungsdiagramme einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Vorgänge eines ersten Schaltkreises 9 und eines zweiten Schaltkreises 10 bei der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung sind ähnlich zu den Vorgängen, die bei der Ausführungsform 1 dargestellt worden sind. Daher wird eine Erklärung hierzu weggelassen.
Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 3 unterscheidet sich von der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1. Bei der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 3 wird eine Ladeeinrichtung 13 hinzugefügt, die als eine variable Energieversorgungseinrichtung verwendet wird, die dazu ausgebildet ist, eine DC-Ausgangsspannung zu regulieren. Insbesondere ist ein Pluspol der Ladeeinrichtung 13 mit einem Pluspol 1a eines ersten Abgriffanschlusses 1, und ein Minuspol der Ladeeinrichtung 13 ist mit einem Minuspol 1b des ersten Abgriffanschlusses 1 verbunden.
Die Ladeeinrichtung 13 gibt derart eine Gleichspannung aus, dass die ausgegebene Gleichspannung höher ist als die Gleichspannung, die zu dem ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt wird. Folglich kann eine elektrische Energie zu einer Batterieeinrichtung 3, einer Batterieeinrichtung 4 und einer Batterieeinrichtung 5 derart von der Ladeeinrichtung 13 zugeführt werden, dass die Batterieeinrichtungen geladen werden können. Insbesondere gilt für einen Verbindungszustand, der beispielsweise in 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 14 oder 15 dargestellt ist, Folgendes: eine Gleichspannung wird von der Ladeeinrichtung 13 derart ausgegeben, dass die ausgegebene Gleichspannung höher ist als eine Gleichspannung, die zu dem ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt wird, wobei eine oder eine Vielzahl von Batterieeinrichtung 3, der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5, die miteinander verbunden sind, geladen werden können.
Ausführungsform 4
In 18 und 19 sind Schaltungsdiagramme einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Vorgänge eines ersten Schaltkreises 9 und eines zweiten Schaltkreises 10 bei der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung sind ähnlich zu Vorgängen, die bei der Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 dargestellt sind. Daher wird eine Erklärung hiervon weggelassen.
Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 4 unterscheidet sich von den Energieversorgungseinrichtungen gemäß Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2. Im Einzelnen sind bei der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 3 eine erste Last 16, ein DC/DC-Umsetzer 17, eine zweite Last 20 und eine dritte Last 21 hinzugefügt.
Dabei setzt sich die erste Last 16 aus einem elektrischen Generator 14 und einem Wechselrichter 15 zum Ansteuern des elektrischen Generators 14 zusammen, wobei eine DC-Sammelleitung des Wechselrichters 15 mittels des DC/DC-Umsetzers 17 mit einer Niederspannungs-Batterieeinrichtung 18 verbunden ist. Ferner setzt sich die zweite Last 20 aus einer elektrischen Niederspannungs-Komponente 19 zusammen, die mit der Niederspannungs-Batterieeinrichtung 18 verbunden ist, und die dritte Last 21 setzt sich aus einer elektrischen Last zusammen.
Im Folgenden wird eine Verbindungsbedingung zwischen jedem Element der Konfigurationselemente in 18 beschrieben. Ein Pluspol 1a eines ersten Abgriffanschlusses 1, ein Pluspol des Wechselrichters 15 auf der DC-Sammelleitungsseite und ein Pluspol des DC/DC-Umsetzers 17 auf der DC-Sammelleitungsseite sind verbunden. Ferner ist ein Minuspol 1b des ersten Abgriffanschlusses 1, ein Minuspol des Wechselrichters 15 auf der DC-Sammelleitungsseite und ein Minuspol des DC/DC-Umsetzers 17 auf der DC-Sammelleitungsseite verbunden.
Ein Verbindungspunkt eines Source-Anschlusses eines MOSFET 15a und eines Drain-Anschlusses eines MOSFET 15b, und ein Verbindungspunkt eines Source-Anschlusses eines MOSFET 15c und eines Drain-Anschlusses eines MOSFET 15d, und ein Verbindungspunkt eines Source-Anschlusses eines MOSFET 15e und eines Drain-Anschlusses eines MOSFET 15f, die den Wechselrichter 15 bilden, sind mit dem elektrischen Generator 14 verbunden. Die Niederspannungs-Batterieeinrichtung 18 und die elektrische Niederspannungs-Komponente 19 sind parallel zu einem Glättungskondensator 17 geschaltet, der den DC/DC-Umsetzer 17 bildet.
Ein Pluspol 2a eines zweiten Abgriffanschlusses 2 und ein Pluspol der dritten Last 21 sind verbunden. Ferner sind ein Minuspol 2b des zweiten Abgriffanschlusses 2 und ein Minuspol der dritten Last 21 verbunden. Obwohl sowohl der Wechselrichter 15 als auch der DC/DC-Umsetzer 17 eine Funktion zum Steuern aufweisen, sind der Wechselrichter 15 und der DC/DC-Umsetzer 17 mit einer Steuerungsschaltung 6 verbunden, um jedem der Konfigurationselemente einen Betriebszustand zu befehlen.
Im Folgenden wird eine Schaltungskonfiguration von jedem der Konfigurationselemente beschrieben. In dem Wechselrichter 15 sind der Source-Anschluss des MOSFET 15a und der Drain-Anschluss des MOSFET 15b verbunden. Ferner sind der Source-Anschluss des MOSFET 15c und der Drain-Anschluss des MOSFET 15d verbunden, und der Source-Anschluss des MOSFET 15e und der Drain-Anschluss des MOSFET 15f sind entsprechend verbunden. Ein Drain-Anschluss des MOSFET 15a, ein Drain-Anschluss des MOSFET 15c und ein Drain-Anschluss des MOSFET 15e sind verbunden.
Ferner sind ein Source-Anschluss des MOSFET 15b, ein Source-Anschluss des MOSFET 15d und ein Source-Anschluss des MOSFET 15f verbunden. Der Drain-Anschluss des MOSFET 15a und der eine Anschluss eines Glättungskondensators 15g sind verbunden, und der Source-Anschluss des MOSFET 15b und der andere Anschluss des Glättungskondensators 15g sind verbunden.
Bei dem DC/DC-Umsetzer 17 sind ein Source-Anschluss eines MOSFET 17b und ein Drain-Anschluss eines MOSFET 17c verbunden, und ein Verbindungspunkt des Source-Anschlusses des MOSFET 17b und des Drain-Anschlusses des MOSFET 17c sind mit dem einen Anschluss einer Glättungsdrossel 17d verbunden. Der andere Anschluss der Glättungsdrossel 17d ist mit dem einen Anschluss eines Glättungskondensators 17e verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 17c ist mit dem anderen Anschluss des Glättungskondensators 17e verbunden.
Ein Drain-Anschluss des MOSFET 17b ist mit dem einen Anschluss eines Glättungskondensators 17a verbunden, und ein Source-Anschluss eines MOSFET 17c ist mit dem anderen Anschluss des Glättungskondensators 17a verbunden. Somit wird die oben beschriebene Schaltung ausgebildet, wobei die Steuerungsschaltung 6 jedes der Konfigurationselemente ansteuert, während die Steuerungsschaltung 6 einen Betriebszustand von jedem der Konfigurationselemente überwacht.
Der erste Schaltkreis 9 und der zweite Schaltkreis 10 werden beispielsweise derart betrieben, dass eine Gleichspannung sich verringert, die zu dem ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt wird, wenn der elektrische Generator 14 gestartet wird. Folglich kann verhindert werden, dass ein exzessiver elektrischer Strom zu dem elektrischen Generator 14 und dem Wechselrichter 15 fließt, und es kann verhindert werden, dass der elektrische Generator 14 und der Wechselrichter 15 defekt werden. Darüber hinaus wird die Gleichspannung verringert, die zu dem ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt wird, wobei ein Erzeugungsverlust der MOSFETs reduziert werden kann, die den Wechselrichter 15 zusammensetzen. Ferner kann eine Kühleinrichtung des Wechselrichters 15 vereinfacht werden, und die Größe des Wechselrichters 15 kann verkleinert werden.
Darüber hinaus werden der erste Schaltkreis 9 und der zweite Schaltkreis 10 ähnlich wie oben beschrieben betrieben, und zwar, wenn die elektrische Niederspannungs-Komponente beispielsweise eine hohe Last ist. Folglich wird die Eingangsspannung des DC/DC-Umsetzers 17 verringert, und ein Erzeugungsverlust des DC/DC-Umsetzers 17 kann reduziert werden. Ferner kann ein Kühler des DC/DC-Umsetzers 17 vereinfacht werden, und der DC/DC-Umsetzer 17 kann kleiner ausgebildet werden.
Darüber hinaus werden der erste Schaltkreis 9 und der zweite Schaltkreis 10 beispielsweise derart betrieben, dass eine Gleichspannung, die zu dem ersten Abgriffanschluss 1 abgeführt wird, erhöht wird, wenn der elektrische Generator 14 elektrische Energie erzeugt. Folglich wird eine DC-Sammelleitungsspannung erhöht, und elektrische Erzeugungsenergie des elektrischen Generators 14 kann aggressiv zu der Batterieeinrichtung 3, der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 zurückgegeben werden, und die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 können geladen werden.
Obwohl die Energieversorgungseinrichtung unter Verwendung eines MOSFET (field-effect transistor; Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) als Schalter dargestellt worden ist, kann bei der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung auch eine ähnliche Wirkung erreicht werden, selbst wenn ein Bipolartransistor, ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (insulation-type bipolar transistor) (IGBT), ein Siliciumcarbid-Transistor oder ein Siliciumcarbid-MOSFET verwendet wird.
Obwohl ferner eine Schaltungskonfiguration des DC/DC-Umsetzers 17 unter Verwendung einer Heruntersetz-Chopperschaltung der nicht isolierenden Art (non-insulation type step-down chopper circuit) erklärt worden ist, ist es bei der Ausführungsform 4 zweckmäßig, dass der DC/DC-Umsetzer 17 heruntergesetzt werden kann (step-downed), und ein Schaltungsverfahren der nicht-isolierenden Art oder der isolierenden Art wird nicht ausdrücklich benötigt.
Ausführungsform 5
In 20 und in 21 sind Schaltungsdiagramme einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 5 dargestellt. Vorgänge eines ersten Schaltkreises 9 und eines zweiten Schaltkreises 10 bei der Ausführungsform 5 sind ähnlich zu Vorgängen, die bei der Ausführungsform 1 und der Ausführungsform 2 beschrieben worden sind. Daher wird eine Erklärung hiervon weggelassen. Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 5 unterscheidet sich von den Energieversorgungseinrichtungen gemäß Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2.
Bei der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 5 setzt sich eine dritte Last 21 aus einer elektrischen Hochspannungs-Komponente 22 zusammen, die eine Eingangsspannung benötigt, die höher ist als eine Eingangsspannung einer Niederspannungs-Batterieeinrichtung 18. Folglich wird eine Eingangsspannung der elektrischen Hochspannungs-Komponente 22 als eine Spannung vorgegeben, für die eine Batterieeinrichtung 3, eine Batterieeinrichtung 4 und eine Batterieeinrichtung 5 in Reihe geschaltet sind. Ferner kann die elektrischen Hochspannungs-Komponente 22 ohne Hinzufügen eines DC/DC-Umsetzers verwendet werden.
Ausführungsform 6
In 22 ist ein Schaltungsdiagramm einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6 unterscheidet sich von der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1. Bei der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6 wird ein dritter Schaltkreis 23 (dritter Schaltkreis) hinzugefügt, und ein MOSFET 10g wird in einem zweiten Schaltkreis 24 hinzugefügt, wobei mittels des MOSFET 10g ein Kurzschluss verhindert wird. Insbesondere setzt sich der dritte Schaltkreis 23 aus einem MOSFET 23a und einem MOSFET 23b zusammen, die anti-seriell geschaltet sind.
Ferner ist ein Drain-Anschluss des MOSFET 23a mit einem Pluspol-Anschluss einer Batterieeinrichtung 3 und ein Drain-Anschluss des MOSFET 23b mit einem Pluspol-Anschluss einer Batterieeinrichtung 5 verbunden. Ferner ist ein Drain-Anschluss des MOSFET 10g in dem zweiten Schaltkreis 24 mit einem Drain-Anschluss eines MOSFET 10e und dem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 10g ist mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10f verbunden.
Im Folgenden wird ein Vorgang beschrieben, bei dem eine Spannung von der Batterieeinrichtung 3, einer Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 zu einem ersten Abgriffanschluss 1 und einem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt wird. Wie in 23 dargestellt, sind ein MOSFET 9a, ein MOSFET 9b, ein MOSFET 9c, ein MOSFET 9g, ein MOSFET 9h und ein MOSFET 9i in dem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind in dem dritten Schaltkreis 23 der MOSFET 23a und der MOSFET 23b ausgeschaltet, wobei eine Masse 7 mit einem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist, und wobei eine Gleichspannung zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt wird, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Ein erster elektrischer Strom 25 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In diesem Fall sind ein MOSFET 10b und ein MOSFET 10c in dem zweiten Schaltkreis 24 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei wird eine Gleichspannung an den Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für Gleichspannung in Reihe geschaltet sind. Ein zweiter elektrischer Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10c, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10b, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10b und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Wie in 24 dargestellt, ist ferner ein MOSFET 10d in dem zweiten Schaltkreis 24 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei kann eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt werden. Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10d und einem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
In dem ersten Schaltkreis 9 sind ferner der MOSFET 9a, der MOSFET 9c, der MOSFET 9e, der MOSFET 9g und der MOSFET 9i eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Dabei ist die Masse 7 mit dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5 verbunden, und eine Gleichspannung wird zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Der erste elektrische Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Wie in 25 dargestellt, sind in diesem Fall in dem ersten Schaltkreis 9 der MOSFET 9a, der MOSFET 9e, der MOSFET 9f, der MOSFET 9g und der MOSFET 9i eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind in dem dritten Schaltkreis 23 der MOSFET 23a und der MOSFET 23b eingeschaltet, wobei die Masse 7 mit den Minuspol-Anschlüssen der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist, und der Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 mit dem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist.
Folglich wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind. Ferner kann ein zugelassener elektrischer Strom gemäß der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 5 erweitert werden.
Der eine elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Der andere elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Ferner wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind, und ein zulässiger elektrischer Strom kann gemäß der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 5 erweitert werden. Der eine elektrische Strom des zweiten elektrischen Stroms 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Obwohl ein elektrischer Strompfad nicht klar angezeigt ist, fließt der andere elektrische Strom des zweiten elektrischen Stroms 26 von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Außerdem ist die Ladeeinrichtung 13, die in der Energieversorgungseinrichtung in 16 angezeigt ist, mit dem ersten Abgriffanschluss 1 verbunden, der in der Energieversorgungseinrichtung in 22 angezeigt ist, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 geladen werden können. Insbesondere ist der Pluspol der Ladeeinrichtung 13 mit dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 verbunden, und der Minuspol der Ladeeinrichtung 13 ist mit dem Minuspol 1b des ersten Abgriffanschlusses 1 verbunden.
In diesem Fall ist eine Vielzahl von Batterieeinrichtungen in Patentdokument 1 derart in Reihe geschaltet, dass ein elektrischer Strom, der einer Last zugeführt werden kann, auf einen zulässigen Strom für eine Batterieeinrichtung begrenzt wird. Wenn ein Ladezustand verursacht wird, bei dem ein hoher elektrischer Strom selbst bei einer niedrigen Spannung benötigt wird, ist es daher nötig, dass eine Batterieeinrichtung parallelgeschaltet hinzugefügt wird und ein zulässiger elektrischer Strom erhöht wird.
Da eine Batterieeinrichtung der Energieversorgungseinrichtung hinzugefügt werden muss, entsteht ein Problem dahingehend, dass die Energieversorgungseinrichtung groß und teuer wird. Bei der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6 wird allerdings eine Gleichspannung abgeführt, für die eine Vielzahl von Batterieeinrichtungen (insbesondere die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 5) parallelgeschaltet sind, und ein zulässiger elektrischer Strom kann aufgrund der Parallelverbindung einer Vielzahl von Batterieeinrichtungen (insbesondere der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 5) erweitert werden.
Daher wird eine Energieversorgungseinrichtung erhalten, mittels derer ein zulässiger elektrischer Ausgangsstrom wenn nötig erweitert werden kann und die gleichzeitig eine klein ist und niedrige Kosten verursacht. Die oben beschriebene Wirkung wird selbst in den folgenden Ausführungsformen 7 bis 11 ähnlich erreicht.
Ausführungsform 7
In 26 ist ein Schaltungsdiagramm einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 7 unterscheidet sich von der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6. In der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 7 ist ein dritter Schaltkreis 23 mit einer Batterieeinrichtung 3 und einer Batterieeinrichtung 4 verbunden.
Insbesondere ist in einem MOSFET 23a und einem MOSFET 23b, die anti-seriell geschaltet sind, ein Drain-Anschluss des MOSFET 23a mit einem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 verbunden und ein Drain-Anschluss des MOSFET 23b mit einem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 verbunden.
Im Folgenden wird ein Vorgang beschrieben, bei dem eine Spannung von der Batterieeinrichtung 3, der Batterieeinrichtung 4 und einer Batterieeinrichtung 5 zu einem ersten Abgriffanschluss 1 und einem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt wird. Wie in 27 dargestellt, sind der MOSFET 9a, ein MOSFET 9b, ein MOSFET 9f, ein MOSFET 9g, ein MOSFET 9h und ein MOSFET 9i in einem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind der MOSFET 23a und der MOSFET 23b in dem dritten Schaltkreis 23 ausgeschaltet, wobei eine Masse 7 mit den Minuspol-Anschlüssen der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist. Dabei wird eine Gleichspannung zu einem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 4 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Ein erster elektrischer Strom 25 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In diesem Fall ist ein MOSFET 10d in einem zweiten Schaltkreis 24 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, so dass eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 zu einem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt wird. Ein zweiter elektrischer Strom 26 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Außerdem wird ein MOSFET 10g hinzugefügt, um einen Kurzschluss zu verhindern. Wenn beispielsweise der MOSFET 10g nicht in 27 enthalten ist, wird eine Spannung der Batterieeinrichtung 5 an einen Drain-Anschluss eines MOSFET 10f angelegt, und eine Spannung, für die die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 in Reihe geschaltet sind, wird an einen Source-Anschluss des MOSFET 10f angelegt. Dadurch wird ein Kurschluss verursacht. Der Kurzschluss wird mittels des MOSFET 10g verhindert. Ein Kurzschluss wird auf ähnliche Art mittels eines MOSFET 10h zum Verhindern eines Kurschlusses verhindert, der in der folgenden Beschreibung beschrieben wird.
In diesem Fall sind, wie in 28 dargestellt, der MOSFET 9a, der MOSFET 9e, der MOSFET 9f, der MOSFET 9g, der MOSFET 9h und der MOSFET 9i in einem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind der MOSFET 23a und der MOSFET 23b in dem dritten Schaltkreis 23 eingeschaltet, wobei die Masse 7 mit den Minuspol-Anschlüssen der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 4 verbunden ist, und der Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 mit dem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 verbunden ist.
Folglich wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 4 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind. Ferner kann ein zugelassener elektrischer Strom aufgrund der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 4 erweitert werden.
Der eine elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Der andere elektrische Strom des ersten elektrischen Strom 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1. Ferner wird eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 von dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgegriffen bzw. abgeführt.
Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Außerdem ist die in der Energieversorgungseinrichtung 16 gezeigte Ladeeinrichtung 13 mit dem ersten Abgriffanschluss 1 der Energieversorgungseinrichtung in 26 verbunden, wobei die Batterieeinrichtung 3, die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 geladen werden können. Insbesondere ist der Pluspol der Ladeeinrichtung 13 mit dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 verbunden, und der Minuspol der Ladeeinrichtung 13 ist mit dem Minuspol 1b des ersten Abgriffanschlusses 1 verbunden.
Ausführungsform 8
In 29 ist ein Schaltungsdiagramm einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 8 unterscheidet sich von der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6. Bei der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 8 ist ein dritter Schaltkreis 23 mit einer Batterieeinrichtung 4 und einer Batterieeinrichtung 5 verbunden. Insbesondere ist ein Drain-Anschluss des MOSFET 23a mit einem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 verbunden, und ein Drain-Anschluss des MOSFET 23b ist mit einem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden.
Im Folgenden wird ein Vorgang beschrieben, bei dem eine Spannung von einer Batterieeinrichtung 3, der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 zu einem ersten Abgriffanschluss 1 und einem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt wird. Wie in 30 dargestellt, sind ein MOSFET 9a, ein MOSFET 9b, ein MOSFET 9f, ein MOSFET 9g, ein MOSFET 9h und ein MOSFET 9i in einem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind der MOSFET 23a und der MOSFET 23b in dem dritten Schaltkreis 23 ausgeschaltet, wobei eine Masse 7 mit den Minuspol-Anschlüssen der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist. Ferner wird eine Gleichspannung zu einem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 4 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Ein erster elektrischer Strom 25 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In diesem Fall ist ein MOSFET 10d in einem zweiten Schaltkreis 24 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, wobei eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 zu einem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt wird. Ein zweiter elektrischer Strom 26 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
In diesem Fall sind, wie in 31 dargestellt, der MOSFET 9b, der MOSFET 9d, der MOSFET 9f, der MOSFET 9h und der MOSFET 9i in dem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind der MOSFET 23a und der MOSFET 23b in dem dritten Schaltkreis 23 eingeschaltet, wobei die Masse 7 mit den Minuspol-Anschlüssen der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist, und der Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 mit dem Pluspol-Anschluss Batterieeinrichtung 5 verbunden ist.
Folglich wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind, und ein zulässiger elektrischer Strom kann aufgrund der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 erweitert werden.
Der eine elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Der andere elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Ferner wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind, und ein zulässiger elektrischer Strom aufgrund der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 5 erweitert werden kann.
Ferner wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung parallel verbunden sind, und ein zulässiger elektrischer Strom aufgrund der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 erweitert werden kann. Der eine elektrische Strom des zweiten elektrischen Stroms 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Obwohl ein elektrischer Strompfad nicht klar angezeigt wird, fließt der andere elektrische Strom des zweiten elektrischen Stroms 26 von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Ausführungsform 9
In 32 wird Schaltungsdiagramm einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 9 unterscheidet sich von der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 6. Bei der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 9 wird ein MOSFET 10h, mittels dessen ein Kurzschluss verhindert wird, in einem zweiten Schaltkreis 24 hinzugefügt. Insbesondere ist ein Drain-Anschluss des MOSFET 10h mit einem Drain-Anschluss des MOSFET 10a und einem Pluspol-Anschluss einer Batterieeinrichtung 4 verbunden. Ferner ist ein Source-Anschluss des MOSFET 10h mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10b verbunden.
Im Folgenden wird ein Vorgang beschrieben, bei dem eine Spannung von einer Batterieeinrichtung 3, der Batterieeinrichtung 4 und einer Batterieeinrichtung 5 zu einem ersten Abgriffanschluss 1 und einem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt wird. Wie in 33 dargestellt, sind ein MOSFET 9b, ein MOSFET 9c, ein MOSFET 9d, ein MOSFET 9h und ein MOSFET 9i in einem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet.
Ferner sind ein MOSFET 23a und ein MOSFET 23b in einem dritten Schaltkreis 23 ausgeschaltet, wobei eine Masse 7 mit einem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist, und eine Gleichspannung zu einem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt wird, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Ein erster elektrischer Strom 25 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In diesem Fall ist ein MOSFET 10d in dem zweiten Schaltkreis 24 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, wobei eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 zu einem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt wird. Ein zweiter elektrischer Strom 26 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Wie in 34 dargestellt, sind in diesem Fall der MOSFET 9a, der MOSFET 9e, der MOSFET 9f, der MOSFET 9g und der MOSFET 9i in dem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind der MOSFET 23a und der MOSFET 23b in dem dritten Schaltkreis 23 eingeschaltet, wobei die Masse 7 mit den Minuspol-Anschlüssen der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist, und der Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 mit dem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist.
Folglich wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind, und ein zulässiger elektrischer Strom kann aufgrund der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 5 erweitert werden.
Der eine elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Der andere elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Ferner wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind, und ein zulässiger elektrischer Strom kann aufgrund der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 5 erweitert werden.
Der eine elektrische Strom des zweiten elektrischen Stroms 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Obwohl ein elektrischer Strompfad nicht klar angezeigt ist, fließt der andere elektrische Strom des zweiten elektrischen Stroms 26 von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Ausführungsform 10
In 35 ist ein Schaltungsdiagramm einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 10 unterscheidet sich von der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 7. Bei der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 10 wird ein MOSFET 10h in einem zweiten Schaltkreis 24 hinzugefügt. Insbesondere ist ein Drain-Anschluss des MOSFET 10h mit einem Drain-Anschluss eines MOSFET 10a und einem Pluspol-Anschluss einer Batterieeinrichtung 4 verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 10h ist mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10b verbunden.
Im Folgenden wird ein Vorgang beschrieben, bei dem eine Spannung von einer Batterieeinrichtung 3, der Batterieeinrichtung 4 und einer Batterieeinrichtung 5 zu einem ersten Abgriffanschluss 1 und einem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt wird. Wie in 36 dargestellt, sind ein MOSFET 9b, ein MOSFET 9c, ein MOSFET 9d, ein MOSFET 9h und ein MOSFET 9i in einem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind ein MOSFET 23a und ein MOSFET 23b in einem dritten Schaltkreis 23 ausgeschaltet, wobei eine Masse 7 mit einem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist.
Dabei wird eine Gleichspannung zu einem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind. Ein erster elektrischer Strom 25 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET h, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
In diesem Fall ist ein MOSFET 10d in dem zweiten Schaltkreis 24 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, wobei eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 zu einem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt wird. Ein zweiter elektrischer Strom 26 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Wie in 37 dargestellt, sind in diesem Fall der MOSFET 9a, der MOSFET 9e, der MOSFET 9f, der MOSFET 9g, der MOSFET 9h und der MOSFET 9i in einem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind der MOSFET 23a und der MOSFET 23b in dem dritten Schaltkreis 23 eingeschaltet, wobei die Masse 7 mit den Minuspol-Anschlüssen der Batterieeinrichtung 3, der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist, und der Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 3 mit dem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 verbunden ist.
Folglich wird ein Gleichspannung zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 3 und die Batterieeinrichtung 4 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind, und ein zulässiger elektrischer Strom aufgrund der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 3 und der Batterieeinrichtung 4 erweitert werden kann.
Der eine elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9e, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9g, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 3, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Der andere elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9a und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Ferner wird eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 von dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgegriffen bzw. abgeführt. Der zweite elektrische Strom 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Ausführungsform 11
In 38 ist ein Schaltungsdiagramm einer Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 11 dargestellt. Die Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 11 unterscheidet sich von der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 8. Bei der Energieversorgungseinrichtung gemäß Ausführungsform 11 wird ein MOSFET 10h, mittels dessen ein Kurzschluss verhindert wird, in einem zweiten Schaltkreis 24 hinzugefügt. Insbesondere ist ein Drain-Anschluss des MOSFET 10h mit einem Drain-Anschluss des MOSFET 10a und einem Pluspol-Anschluss einer Batterieeinrichtung 4 verbunden, und ein Source-Anschluss des MOSFET 10h ist mit einem Source-Anschluss eines MOSFET 10b verbunden.
Im Folgenden wird ein Vorgang beschrieben, bei dem eine Spannung von einer Batterieeinrichtung 3, der Batterieeinrichtung 4 und einer Batterieeinrichtung 5 zu einem ersten Abgriffanschluss 1 und einem zweiten Abgriffanschluss 2 abgeführt wird. Wie in 39 dargestellt, sind ein MOSFET 9b, ein MOSFET 9c, ein MOSFET 9d, ein MOSFET 9h und ein MOSFET 9i in einem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet.
Ferner sind ein MOSFET 23a und ein MOSFET 23b in einem dritten Schaltkreis 23 ausgeschaltet, wobei eine Masse 7 mit einem Minuspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist, und eine Gleichspannung zu einem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt wird, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung in Reihe geschaltet sind.
Ein erster elektrischer Strom 25 fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9c, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu einem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1
In diesem Fall ist ein MOSFET 10d in dem zweiten Schaltkreis 24 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet, wobei eine Gleichspannung der Batterieeinrichtung 5 zu einem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt wird. Ein zweiter elektrischer Strom fließt von der Masse 7 zu einem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu einem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu einem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Wie in 40 dargestellt, sind in diesem Fall der MOSFET 9b, der MOSFET 9d, der MOSFET 9f, der MOSFET 9h und der MOSFET 9i in dem ersten Schaltkreis 9 eingeschaltet, und die anderen MOSFETs sind ausgeschaltet. Ferner sind der MOSFET 23a und der MOSFET 23b in dem dritten Schaltkreis 23 eingeschaltet, wobei die Masse 7 mit den Minuspol-Anschlüssen der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist, und der Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 4 mit dem Pluspol-Anschluss der Batterieeinrichtung 5 verbunden ist.
Folglich wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind, und ein zulässiger elektrischer Strom aufgrund der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 erweitert werden kann.
Der eine elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Der andere elektrische Strom des ersten elektrischen Stroms 25 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9d und zu dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1.
Ferner wird eine Gleichspannung zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2 abgeführt, wobei die Batterieeinrichtung 4 und die Batterieeinrichtung 5 für die Gleichspannung parallelgeschaltet sind, und ein zulässiger elektrischer Strom aufgrund der Parallelverbindung der Batterieeinrichtung 4 und der Batterieeinrichtung 5 erweitert werden kann.
Der eine elektrische Strom des zweiten elektrischen Stroms 26 fließt von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9i, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 5, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Obwohl ein elektrischer Strompfad nicht klar angezeigt wird, fließt der andere elektrische Strom des zweiten elektrischen Stroms 26 von der Masse 7 zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9f, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 9h, zu dem Minuspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Pluspol der Batterieeinrichtung 4, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23a, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 23b, zu dem Source-Anschluss des MOSFET 10d, zu dem Drain-Anschluss des MOSFET 10d und zu dem Pluspol 2a des zweiten Abgriffanschlusses 2.
Obwohl die Energieversorgungseinrichtung unter Verwendung eines MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) als Schalter dargestellt worden ist, kann bei der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung auch eine ähnliche Wirkung erreicht werden, selbst wenn ein Bipolartransistor, ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (insulation-type bipolar transistor) (IGBT), ein Siliciumcarbid-Transistor oder ein Siliciumcarbid-MOSFET verwendet wird. Obwohl der zweite Schaltkreis und der dritte zweite Schaltkreis unter Verwendung von MOSFETs erklärt worden sind, die antiseriell geschaltet sind, ist es ferner nicht nötig zu erwähnen, dass andere Zweiwege-Charakteristik-Schalter verwendet werden können.
Ferner können die in 8 dargestellte Glättungsdrossel 11 und der Glättungskondensator 12 in den 22, 26, 29, 32, 35 oder 38 hinzugefügt werden. Insbesondere ist die Glättungsdrossel 11 zwischen einen Verbindungspunkt des Source-Anschlusses des MOSFET 9a und des Drain-Anschlusses des MOSFET 9d und den Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 geschaltet, und der Glättungskondensator 12 ist zwischen den Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 und dem Minuspol 1b geschaltet. Ferner kann die Glättungsdrossel 11 an dem elektrischen Strompfad zwischen einer benötigten Batterieeinrichtung, die mit dem Minuspol 1b verbunden ist, und dem Pluspol 1a des ersten Abgriffanschlusses 1 ausgebildet sein.
Ferner ist es möglich, alle Ausführungsformen frei miteinander zu kombinieren oder geeignet zu modifizieren oder dabei Merkmale wegzulassen, und zwar ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: erster Abgriffanschluss
1a: Pluspol
1b: Minuspol
2: zweiter Abgriffanschluss
2a: Pluspol
2b: Minuspol
3, 4 und 5: Batterieeinrichtungen
6: Steuerungsschaltung
7: Masse
8: Masse
9: erster Schaltkreis
9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g, 9h und 9i: MOSFETs
10 und 24: zweite Schaltkreise
10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g und 10h: MOSFETs
11: Glättungsdrossel
12: Glättungskondensator
13: Ladeeinrichtung
14: elektrischer Generator
15: Wechselrichter
15g: Glättungskondensator
16: erste Last
17: DC/DC-Umsetzer
17a, 17e: Glättungskondensatoren
17d: Glättungsdrossel
18: Niederspannungs-Batterieeinrichtung
19: elektrische Niederspannungs-Komponente
20: zweite Last
21: dritte Last
22: elektrische Hochspannungs-Komponente
23: dritter Schaltkreis
23a, 23b: MOSFETs
25: erster elektrischer Strom
26: zweiter elektrischer Strom

Claims

Energieversorgungseinrichtung, die Folgendes aufweist: – eine Vielzahl von Batterieeinrichtungen, die Pluspol-Anschlüsse und Minuspol-Anschlüsse aufweist; – eine erste Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung, die zwischen einem ersten Pluspol des Anschlusses und einem Minuspol des Anschlusses ausgebildet ist; – einen ersten Schaltkreis, der derart ausgebildet ist, dass der erste Schaltkreis jeder Batterieeinrichtung der Vielzahl von Batterieeinrichtungen zugehörig ist, und Folgendes aufweist: einen Schalter zum Verbinden des Minuspol-Anschlusses, mittels dessen ein Minuspol-Anschluss der entsprechenden Batterieeinrichtung mit der ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung verbunden wird, einen ersten Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses, mittels dessen ein Pluspol-Anschluss der entsprechenden Batterieeinrichtung mit der ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung verbunden wird, und einen Schalter zum Umgehen, mittels dessen die entsprechende Batterieeinrichtung umgangen wird; – eine zweite Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung, die zwischen einem zweiten Pluspol des Anschlusses und dem Minuspol des Anschlusses ausgebildet ist; – einem zweiten Schaltkreis, der derart ausgebildet ist, dass der zweite Schaltkreis jeder Batterieeinrichtung der Vielzahl von Batterieeinrichtungen zugehörig ist, und wobei der zweite Schaltkreis Folgendes aufweist: einen zweiten Schalter zum Verbinden des Pluspol-Anschlusses, mittels dessen ein Pluspol-Anschluss der entsprechenden Batterieeinrichtung mit der zweiten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung verbunden wird, und ein Schalter zum Verbinden, mittels dessen der Pluspol-Anschluss der entsprechenden Batterieeinrichtung mit dem Minuspol-Anschluss der anderen Batterieeinrichtung verbunden wird; und – eine Steuerungsschaltung, die einen Öffnungs-/Schließ-Vorgang von jedem Schalter der Schalter des ersten Schaltkreises und des zweiten Schaltkreises steuert; – wobei die Öffnungs-/Schließ-Vorgänge der Schalter des ersten Schaltkreises mittels der Steuerungsschaltung gesteuert werden, und wobei eine oder eine Vielzahl von benötigten Batterieeinrichtungen zwischen den ersten Pluspol des Anschlusses und den Minuspol des Anschlusses geschaltet ist; und – wobei die Öffnungs-/Schließ-Vorgänge der Schalter des zweiten Schaltkreises mittels der Steuerungsschaltung gesteuert werden und eine oder eine Vielzahl von benötigten Batterieeinrichtungen zwischen den zweiten Pluspol des Anschlusses und den Minuspol des Anschlusses geschaltet ist.
Energieversorgungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Glättungskondensator zwischen den ersten Pluspol des Anschlusses der ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung und den Minuspol des Anschlusses geschaltet ist, und wobei eine Glättungsdrossel an einem elektrischen Strompfad einer verbundenen Batterieeinrichtung in der ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung ausgebildet ist.
Energieversorgungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine Ladeeinrichtung mit dem ersten Pluspol des Anschlusses und dem Minuspol des Anschlusses verbunden ist, wobei die Ladeeinrichtung als eine variable Energieversorgungseinrichtung verwendet wird, mittels derer eine Gleichspannung variiert werden kann.
Energieversorgungseinrichtung gemäß Anspruch 1, die einen dritten Schaltkreis aufweist, der derart ausgebildet ist, dass der dritte Schaltkreis jeder Batterieeinrichtung der Vielzahl von Batterieeinrichtungen zugehörig ist, und wobei der dritte Schaltkreis einen Schalter zum Verbinden aufweist, mittels dessen die Pluspol-Anschlüsse der entsprechenden Batterieeinrichtungen miteinander verbunden werden; und wobei die Steuerungsschaltung einen Öffnungs-/Schließ-Vorgang von jedem Schalter der Schalter des ersten Schaltkreises und des zweiten Schaltkreises steuert, und einen Öffnungs-/Schließ-Vorgang von jedem Schalter der Schalter des dritten Schaltkreises steuert; und wobei die Öffnungs-/Schließ-Vorgänge der Schalter des ersten Schaltkreises mittels der Steuerungsschaltung gesteuert werden, und eine oder eine Vielzahl von benötigten Batterieeinrichtungen zwischen den ersten Pluspol des Anschlusses und den Minuspol des Anschlusses geschaltet ist; und wobei die Öffnungs-/Schließ-Vorgänge der Schalter des zweiten Schaltkreises mittels der Steuerungsschaltung gesteuert werden, und eine oder eine Vielzahl von benötigten Batterieeinrichtungen zwischen den zweiten Pluspol des Anschlusses und den Minuspol des Anschlusses geschaltet ist; und wobei die Öffnungs-/Schließ-Vorgänge der Schalter des dritten Schaltkreises mittels der Steuerungsschaltung gesteuert werden, und eine Vielzahl von benötigten Batterieeinrichtungen parallel zwischen den ersten Pluspol des Anschluss und den Minuspol des Anschluss geschaltet ist.
Energieversorgungseinrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Öffnungs-/Schließ-Vorgänge der Schalter des dritten Schaltkreises mittels der Steuerungsschaltung gesteuert werden, und eine Vielzahl von benötigen Batterieeinrichtungen zwischen den ersten Pluspol des Anschlusses und den Minuspol des Anschlusses parallelgeschaltet ist, und zwischen den zweiten Pluspol des Anschlusses und den Minuspol des Anschlusses parallelgeschaltet ist.
Energieversorgungseinrichtung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei ein Glättungskondensator zwischen den ersten Pluspol des Anschlusses der ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung und den Minuspol des Anschlusses geschaltet ist, und wobei eine Glättungsdrossel an einem elektrischen Strompfad einer verbundenen Batterieeinrichtung in der ersten Schaltung zum Verbinden der Batterieeinrichtung ausgebildet ist.
Energieversorgungseinrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei eine Ladeeinrichtung mit dem ersten Pluspol des Anschlusses und dem Minuspol des Anschlusses verbunden ist, wobei die Ladeeinrichtung als eine variable Energieversorgungseinrichtung verwendet wird, mittels derer eine Gleichspannung variiert werden kann.