DE4422999A1

DE4422999A1 - Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät mit einem elektrischen Zweischicht-Kondensator

Info

Publication number: DE4422999A1
Application number: DE4422999A
Authority: DE
Inventors: Michio Okamura; Takeshi Morimoto; Kazuya Hiratsuka
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Elna Co Ltd; Okamura Laboratory Inc
Current assignee: POWER SYSTEMS CO., LTD., YOKOHAMA, JP
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1995-01-12
Also published as: US5604426A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät, welche Leistungsversorgung einen elektrischen Zweischicht-Kondensator beinhaltet.

Wenn elektrische Geräte nach ihrem Muster des Verbrauches der elektrischen Leistung klassifiziert werden, so gibt es elektrische Geräte des Typs konstanter Last, welche kontinuierlich eine relativ konstante elektrische Leistung verbrauchen, und elektrische Geräte des Typs einer Spitzenlast, welche intermittierend eine relativ große elektrische Leistung verbrauchen. Die elektrischen Geräte des Typs konstanter Last beinhalten elektrische Vorrichtungen, wie etwa Tischlampen, Taschenlampen, Personal Computer, Textverarbeitungsgeräte, tragbare Telephone und codelose Telephone, welche elektrische Leistung mit einer relativ konstanten Rate während der Verwendung verbrauchen.

Auf der anderen Seite sind elektrische Geräte des Typs einer Spitzenlast elektrische Vorrichtungen, wie etwa elektrische Schraubenzieher, elektrische Bohrer, elektrische Punkt-Schweißgeräte, elektrische Fahrrzeuge und elektrische Roller, welche eine große elektrische Leistung für eine kurze Zeit erfordern. Diese Geräte verbrauchen intermittierend eine relativ große elektrische Leistung während der Verwendung, wobei dies mit anderen Worten bedeutet, daß sie eine hohe Spitzenleistung kurzer Dauer wiederholt mit gewissen Zeitintervallen verbrauchen.

In jeder dieser Typen von elektrischen Geräten werden Energiequellen, wie etwa marktübliche Wechselspannung-Versorgungsleitungen, Batterien, Solarzellen oder dgl., verwendet. In einigen Fällen werden speziell für diesen Zweck entwickelte Generatoren verwendet.

Wenn die elektrische Leistung von einer marktüblichen Wechselspannungs-Versorgungsleitung erhalten werden soll, so ist dies nachteilig, weil man nicht ohne Kabel auskommen kann.

Wenn eine Batterie als Versorgungsquelle verwendet wird, so kann auf der anderen Seite das Gerät ohne ein Kabel mitgenommen werden. Es ist insbesondere eine aufladbare Batterie bzw. Sekundärbatterie vorteilhaft, da sie die Energie speichern kann und kein Sonnenlicht erfordert, wie dies bei einer Solarzelle der Fall ist.

Die aufladbare Batterie weist jedoch ein beträchtliches Problem auf, daß eine Beladung eine große Zeitdauer erfordert, und es ist gewöhnlich die für die Beladung erforderliche Zeit länger als die Zeit der Verwendung. Darüber hinaus ist es auf Grund der Natur der aufladbaren Batterien schwierig, die gesamte Kapazität zu nützen, d. h. es ist eine Beladung und Entladung zu 100% der Kapazität nahezu unmöglich.

Die aufladbare Batterie weist eine weitere Beschränkung dahingehend auf, daß die Verwendungsdauer (Zyklenzahl) durch ein wiederholtes Beladen und Entladen in kurzer Zeit ablaufen wird. Es gibt eine Tendenz einer Verkürzung der Verwendungsdauer, wenn die Beladungszeit dadurch verkürzt wird, daß der Beladungsstrom erhöht wird, oder wenn die Energiedichte der Batterie erhöht wird.

Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 161280/1993 offenbart eine Hilfs-Leistungsversorgung für ein Fahrzeug, welche mit einem elektrischen Zweischicht-Kondensator mit einer großen Kapazität zusätzlich zu einer Batterie (einer aufladbaren Batterie) ausgestattet ist. Die Hilfs-Leistungsversorgung ist so ausgebildet, daß eine Ausgangsleistung einer Nutzbremse von einer Bremseinrichtung zum Zeitpunkt des Bremsens des Fahrzeuges in dem Kondensator über einen Gleichrichter gespeichert wird und daß die Batterie mit der im Kondensator gespeicherten Energie entsprechend den Anforderungen beladen wird.

Obwohl der elektrische Zweischicht-Kondensator wirkungsvoll elektrische Energie von der Brems- oder Verzögerungseinrichtung speichern kann, selbst wenn die Energie groß und intermittierend ist, so besteht ein Problem eines Beladungsmangels, wenn die Batterie mit elektrischer Energie von dem Kondensator beladen wird.

Es ist das erste Ziel der vorliegenden Erfindung, den obengenannten Nachteil der bekannten Technik zu vermeiden und eine Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät des Typs konstanter Last zu schaffen, welche Leistungsversorgung eine konstante elektrische Leistung für eine relativ lange Zeit bereitstellen kann und welche schnell beladen werden kann.

Es ist das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät des Typs der Spitzenlast zu schaffen, welche Leistungsversorgung fähig ist, entsprechend den Anforderungen eine geringe elektrische Leistung für eine relativ lange Zeit und eine groß elektrische Leistung für eine kurze Zeit bereit zu stellen.

Es ist weiter das dritte Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät des Typs, der Spitzenlast zu schaffen, welche Leistungsversorgung eine wirkungsvolle Verwendung der zum Zeitpunkt einer Nutzbremsung erzeugten, abgegebenen, elektrischen Leistung, insbesondere wie etwa ein Elektroauto, ermöglicht.

Zur Erreichung des ersten Zieles der vorliegenden Erfindung wird eine Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät des Typs einer konstanten Last geschaffen, welches kontinuierlich eine relativ konstante elektrische Leistung verbraucht, wobei die Leistungsversorgung einen elektrischen Zweischicht-Kondensator und einen Schaltregler zur Umwandlung der elektrischen Leistung mit veränderbarer Spannung des Kondensators in eine elektrische Leistung mit einer relativ konstanten Spannung beinhaltet.

Für elektrische Geräte, wie etwa Staubsauger, elektrische Haarschneider und dgl., welche kontinuierlich für eine kurze Zeit verwendet werden, ist es bevorzugt, einen elektrischen Zweischicht-Kondensator mit einem relativ geringen inneren Widerstand oder eine Kombination von elektrischen Zweischicht-Kondensatoren zu verwenden, welche parallel miteinander verbunden sind, um dadurch den äquivalenten inneren Widerstand zu verringern.

Zur Erreichung des zweiten Zieles der vorliegenden Erfindung wird eine Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät des Typs einer Spitzenlast geschaffen, welches intermittierend eine relativ große elektrische Leistung verbraucht, wobei die Leistungsversorgung einen ersten elektrischen Zweischicht-Kondensator des Typs einer hohen Energiedichte, einen zweiten elektrischen Zweischicht-Kondensator des Typs einer hohen Leistungsdichte und einen Schaltregler des Stromausgangstyps umfaßt, worin der erste Kondensator mit dem zweiten Kondensator unter Zwischenschaltung des Schaltreglers verbunden ist, so daß der zweite Kondensator durch den ersten Kondensator über den Schaltregler beladen wird, wobei erforderlichenfalls ein lang andauernder Ausgang geringer Leistung und ein kurz andauernder Ausgang großer Leistung abgeleitet werden kann.

Der elektrische Zweischicht-Kondensator eines Typs hoher Energiedichte, welcher in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist eine große Kapazität und einen inneren Widerstand von mehr als 50 Ω.F auf. Der elektrische Zweischicht-Kondensator eines Typs hoher Leistungsdichte weist einen inneren Widerstand von weniger als 50 Ω.F auf.

Weiters wird zur Erreichung des dritten Zieles der vorliegenden Erfindung eine Leistungsversorgung geschaffen, welche zu einer wirkungsvollen Nutzbremsung zum Bremszeitpunkt fähig ist, wobei die Leistungsversorgung einen zweiten Schaltregler des Stromausgangstyps umfaßt, welcher eine gesonderte Ausgangsleistung der Nutzbremsung des elektrischen Gerätes über den zweiten Kondensator zu dem ersten Kondensator rückführt, wobei entsprechend den Anforderungen ein lang andauernder Ausgang geringer Leistung und ein kurz andauernder Ausgang großer Leistung abgeleitet werden kann, und die zusätzliche Ausgangsleistung der Nutzbremsung, welche dem zweiten Kondensator zugeführt wird, in dem ersten Kondensator großer Kapazität über den zweiten Schaltregler gespeichert wird.

In diesem Fall kann ein Schaltregler für zwei Richtungen anstelle des ersten und des zweiten Schaltreglers verwendet werden.

Weiters kann ein einziger Schaltregler für zwei Richtungen anstelle der ersten und zweiten Schaltregler verwendet werden, wobei in einem normalen Betrieb der Eingangsanschluß des Schaltreglers mit dem ersten Kondensator verbunden ist und der Ausgangsanschluß des Schaltreglers mit dem zweiten Kondensator verbunden ist, und während des Nutzbremsungsvorganges der Eingangsanschluß des Schaltreglers mit dem zweiten Kondensator verbunden ist und der Ausgangsanschluß mit dem ersten Kondensator durch Wechseln der Verbindungen verbunden ist.

In den erwarteten Anwendungen sollte genug Zeit vorhanden sein, um zwischen Beladung und Entladung umzuschalten. Derart kann durch Ersetzen der Eingangs- und Ausgangsverbindungen der einzelne Schaltregler für eine Richtung durch einen Schaltregler für zwei Richtungen ersetzt werden.

In der vorangehenden Beschreibung wurden viele elektrische Zweischicht-Kondensatoren als ein einzelner elektrischer Zweischicht-Kondensator ausgedrückt. Es kann jedoch ein einzelner elektrischer Zweischicht-Kondensator, wie beschrieben, eine Kombination von mehreren elektrischen Zweischicht-Kondensatoren sein, welche in Serie und/oder parallel geschaltet sind.

Tatsächlich kann die Nennarbeitsspannung und -kapazität eines einzelnen elektrischen Zweischicht-Kondensators unzureichend sein, und es ist ein gewöhnlicher Weg, eine Mehrzahl von elektrischen Zweischicht-Kondensatoren in Serie miteinander zu verbinden, um eine große Nennarbeitsspannung zu erhalten, oder parallel zu schalten, um eine große Kapazität zu erhalten.

Diese Bedingung ist für alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufrecht erhalten und durchgeführt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein elektrisches Gerät mit einer erfindungsgemäßen Leistungsversorgung der oben erwähnten Art.

Eine vollkommenere Würdigung der Erfindung und viele der dadurch erzielbaren Vorteile werden unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den beigeschlossenen Zeichnungen ersichtlich werden, in welche:

Fig. 1 ein Modell eines Schaltdiagramms ist, welches eine Ausführungsform eines elektrischen Gerätes des Typs konstanter Last zeigt, auf welches die vorliegende Erfindung angewandt ist;

Fig. 2 ein Schaltdiagramm ist, welches unterschiedliche Arten von Schaltreglern zeigt, welche als eine Leistungsversorgung für das elektrische Gerät der vorliegenden Erfindung verwendbar sind;

Fig. 3 ein Graph ist, welcher eine Eingangsspannung und eine Ausgangsspannung des Schaltreglers in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zeigt;

Fig. 4 ein Graph ist, welcher einen Eingangsstrom und einen Ausgangsstrom des Schaltreglers und die elektrische Energie in einem elektrischen Zweischicht- Kondensator in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zeigt;

Fig. 5 ein Schaltdiagramm ist, welches eine Ausführungsform einer Leistungs versorgung zeigt, welche für ein elektrisches Gerät des Typs einer Spitzenlast gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ist;

Fig. 6 ein Schaltdiagramm ist, welches die Struktur der Schaltung des in der in Fig. 5 gezeigten Leistungsversorgung installierten Schaltreglers zeigt;

Fig. 7 ein Graph ist, welcher die Wellenformen in jedem Abschnitt in dem in Fig. 6 gezeigten Schaltregler zeigt;

Fig. 8 ein Graph ist, welcher eine Änderung der Spannungen über die Anschlüsse eines ersten elektrischen Zweischicht-Kondensators in der in Fig. 5 gezeigten Leistungsversorgung zeigt;

Fig. 9 ein Graph ist, welcher einen Beladestrom zu einem Zeitpunkt einer Be schleunigung in der in Fig. 5 gezeigten Leistungsversorgung und die Änderung eines jeden Stromes zeigt, welcher in dem ersten Kondensator und dem zweiten Kondensator fließt, welcher dem Beladestrom entspricht;

Fig. 10 ein Schaltdiagramm ist, welches eine andere Ausführungsform der Leistungsversorgung zeigt, welche für das elektrische Gerät des Typs einer Spitzenlast verwendet wird;

Fig. 11 ein Graph ist, welcher die Änderungen der Spannungen über die An schlüsse des ersten Kondensators und des zweiten Kondensators in der in Fig. 10 gezeigten Leistungsversorgung zeigt;

Fig. 12 ein Graph ist, welcher einen Strom zeigt, welcher in den und aus dem zweiten Kondensator in der in Fig. 10 gezeigten Leistungsversorgung fließt und

Fig. 13 ein Schaltdiagramm ist, welches eine andere Ausführungsform der Leistungsversorgung zeigt, welche für das elektrische Gerät des Typs einer Spitzenlast gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Wenn ein elektrischer Zweischicht-Kondensator für eine Leistungsversorgung ver wendet wird, so ist die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung V zu der gespeicherten Energie Q ausgedrückt wie folgt

Q=kV².

Die gespeicherte Energie Q steht mit dem Quadrat der Ausgangsspannung V in Zusammenhang. Um die Ausgangsspannung zu erhalten, wird eine Gleichung von V = aus der obigen Gleichung abgeleitet. Derart nimmt die Ausgangsspannung V des elektrischen Zweischicht-Kondensators in Abhängig keit von der Quadratwurzel der verbleibenden Energie Q ab, während im Gegen satz dazu eine aufladbare Batterie im wesentlichen eine konstante Spannungs charakteristik aufweist. Da ein Schaltregler als ein Gleichstrom-Gleichstrom- Wandler betrieben werden kann, um einen konstanten Spannungsausgang zu ergeben, kann jedoch der Regler einen konstanten Spannungsausgang an eine Last liefern (elektrisches Gerät des Typs konstanter Last). Da der innere Wider stand des elektrischen Zweischicht-Kondensators geringer ist als jene der auf ladbaren Batterie und da es nicht notwendig ist, auf die entsprechende chemische Reaktion zu warten, kann weiters die Beladung des Kondensators in einer sehr kurzen Zeit im Vergleich zu der aufladbaren Batterie erfolgen.

Wenn andererseits ein erster elektrischer Zweischicht-Kondensator des Typs einer hohen Energiedichte und ein zweiter elektrischer Zweischicht-Kondensator des Typs einer hohen Leistungsdichte kombiniert werden, so ist es möglich, daß entsprechend den Anforderungen ein Ausgang großer Leistung für eine kurze Zeit und ein Ausgang geringer Leistung für eine lange Zeit abgegeben werden können.

Da ein Schaltregler des Stromausgangstyps zwischen dem ersten Kondensator und dem zweiten Kondensator eingeschaltet ist, kann weiters der Wirkungsgrad der Beladung für den zweiten Kondensator, welcher mit elektrischer Leistung des ersten Kondensators beladen werden soll, erhöht werden. Wenn die Konstruktion beispielsweise so getroffen ist, daß der Schaltregler bis zu einem Niveau von einem Viertel der maximalen Beladespannung betreibbar ist, so kann eine Menge von 94% der in dem elektrischen Zweischicht-Kondensator geladenen elektrischen Leistung genutzt werden.

Wenn andererseits eine Ausgangsleistung einer Nutzbremsung erhältlich ist, so kann eine zusätzliche Menge an elektrischer Leistung in dem ersten Kondensator mit einer hohen Kapazität über den zweiten Schaltregler gespeichert werden und es ist derart eine effizientere Nutzung der Energie erhältlich.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Leistungsversorgung, welche für ein elektrisches Gerät des Typs konstanter Last gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, an Hand eines Beispieles einer Schaltung für eine Taschenlampe unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

Die Taschenlampe weist einen elektrischen Zweischicht-Kondensator 1 in einer Leistungsversorgung auf, welche mit einer Lampe 3 als eine Last unter Zwischenschaltung eines Schaltreglers 2 verbunden ist. In dieser Ausführungs form ist ein Leistungsversorgungsschalter 4 zwischen dem elektrischen Zwei schicht-Kondensator 1 und dem Schaltregler 2 angeordnet. Die Bezugszeichen 5, 5 bezeichnen Beladeanschlüsse, welche verwendet werden, wenn der elektrische Zweischicht-Kondensator 1 beladen wird.

Der elektrische Zweischicht-Kondensator 1 ist vorzugsweise von einem Typ einer Energiespeicherung, welcher eine große Kapazität, wie etwa eine Kapazität pro Volumen von 10 Wh/l-100 Wh/l, und insbesondere von 25 Wh/l oder höher, aufweist.

Als Schaltregler 2 können vorzugsweise Vorrichtungen vom sogenannten Zerhackertyp, wie sie in Fig. 2A, 2B und 2G gezeigt sind, verwendet werden.

Fig. 2A zeigt einen Schaltregler vom Spannungsabwärtstyp worin ein Schaltelement SW mit Hilfe einer Pulsbreiten-Steuerschaltung (nicht dargestellt) ein- und ausgeschaltet wird, wodurch folgende Ausgangsspannung erhältlich ist:

V_o = T_on × V_i/(T_on + T_off),

wobei T_on eine Einschaltzeit ist, T_off eine Ausschaltzeit ist, V_i eine Eingangsspannung von dem elektrischen Zweischicht-Kondensator 1 ist und V_o eine Ausgangsspannung ist. In Fig. 2A bezeichnet ein Bezugszeichen D eine Schwungrad-Diode, welche die Energie in einer Drosselspule L (die Energie, welche gespeichert ist, wenn sich das Schaltelement SW in einem Ein schaltzustand befindet) entlädt, wenn sich das Schaltelement SW in einem Aus schaltzustand befindet.

Fig. 2B zeigt einen Schaltregler vom Spannungsaufwärtstyp. In diesem Fall kann eine Ausgangsspannung V_o erhalten werden, welche höher ist als die Eingangs spannung V_i, wie dies durch die folgende Gleichung ausgedrückt ist:

V_o = {(T_on × V_i)²/I/_o x L(T_on + T_off)} + V_i,

worin I_o ein Eingangsstrom ist und L die Induktivität einer Drosselspule ist.

Fig. 2C zeigt einen Schaltregler vom Polaritätsänderungstyp, welcher eine negative Ausgangsspannung V_o erzeugt, welche eine zur Eingangsspannung V_i entgegengesetzte Polarität aufweist. In diesem Fall ist die Ausgangsspannung V_o ausgedrückt durch:

V_o =-(T_on × V_i)²/2I_o × L(T_on + T_off).

Neben den oben genannten Schaltreglern ist es möglich, einen Schaltregler, wie etwa einen mit einem Transformator zu verwenden, welcher allgemein als ein Sperrwandler, als ein Spannungswandler und als ein Brückenwandler bezeichnet wird.

Als nächstes wird der Betrieb (beispielsweise kann der Betrieb unter Verwendung eines Simulationsprogramms "SPICE" verfolgt werden) der Taschenlampe gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Graphen der Fig. 3 und 4 beschrieben, welche ein Resultat der Analyse von jedem Teil der Taschenlampe im Betrieb zeigen.

Als Leistungsversorgung wurde ein elektrischer Zweischicht-Kondensator 1 einer Nennspannung von 10 V und einer Kapazität von 200 F (einem inneren Widerstand von 0,1 Ω) verwendet und es wurde eine Lampe 3 mit 10 Ω (einer Nennspannung von 5 V, eines Nennstromes von 500 mA und einer elektrischen Leistung von 2,5 W) als eine Last an den Kondensator 1 durch Zwischen schaltung eines Spannungsabwärts-Schaltreglers 2 (welcher unter Bezugnahme auf Fig. 2A beschrieben wurde) angeschlossen.

Fig. 3 ist ein Graph bzw. Diagramm, welcher(s) die Änderung einer Eingangs spannung V_i, welche von dem elektrischen Zweischicht-Kondensator 1 dem Schaltregler 2 zugeführt wird, mit der Zeit und eine Änderung einer Ausgangs spannung V_o des Schaltreglers 2 mit der Zeit zeigt.

In dem in Fig. 2A gezeigten Schaltregler nimmt die Eingangsspannung V_i des Schaltreglers 2, und insbesondere eine Spannung über die Anschlüsse des elektrischen Zweischicht-Kondensators 1, in Abhängigkeit von der Quadratwurzel der Restenergie ab. Es wird jedoch die Ausgangsspannung V_o des Schaltreglers 2 bei ungefähr 5 V durch eine Rückkopplungssteuerung gehalten, bis die Eingangsspannung V_i auf 1,56 V abgesunken ist.

Fig. 4 ist ein Graph, welcher jeden Wechsel einer Menge der verbrauchten elektrischen Leistung S, eines Entladestromes I_i und eines Laststromes I_o mit der Zeit zeigt. Insbesondere bezeichnet ein Symbol I_i den Entladestrom des elektrischen Zweischicht-Kondensators 1 und es bezeichnet ein Symbol I_o einen in die elektrische Lampe 3 fließenden Laststrom. Der Entladestrom I_i bezeichnet eine in Fig. 4 gezeigte Kurve, da die elektrische Lastleistung konstant ist, während die Anschlußspannung verringert wird, und sie zeigt einen raschen Anstieg in der abschließenden Stufe der Entladung. In dem Graph der Fig. 4 zeigt die Y-Achse auf der rechten Seite eine Strom (I)-Niveau-Achse mit einer Skalierung von Ampere (A) und es zeigt die Y-Achse auf der linken Seite eine Menge an verbrauchter elektrischer Leistung (S) mit einer Skalierung von Joule als Einheit. Weiters ist die Zeit-Achse mit Kilo-Sekunden (Ks) skaliert.

In dieser Ausführungsform wurde die elektrische Entladung des elektrischen Zweischicht-Kondensators 1 fortgesetzt, bis die Eingangsspannung und der Entladestrom eine Höhe von 1,56 V bzw. 1,82 A erreichen. Die Nutzung der elektrischen Leistung des elektrischen Zweischicht-Kondensators während des Betriebs wird von der Kurve der verbrauchten elektrischen Leistung S (= V_i × I_i) in Fig. 4 abgelesen. Die Kurve bezeichnet einen integrierten Wert der elektrischen Leistung, d. h. eine elektrische Energie. Wenn daher eine Marke auf 1904 s gesetzt wird, bei welcher die Anschlußspannung des elektrischen Zweischicht- Kondensators 1 1,56 V erreicht hat, um die Y-Achse an der linken Seite, welche eine Einheit von Joule in dem Graph der Fig. 4 bezeichnet, abzulesen, so ist der abgelesene Wert 4877 J. Es ist daher verständlich, daß die Nutzungsrate der elektrischen Leistung 97,55% der geladenen Energie beträgt.

Die oben erwähnte Erklärung basiert auf der Annahme der Verwendung eines idealen Schaltreglers 2, welcher wirkungsvoll in einem Bereich zwischen dem maximalen Eingang von 10 V und 0,29 A und dem minimalen Eingang von 1,56 V und 1,82 A betreibbar ist. So beträgt beispielsweise, selbst wenn ein Schalter für die Leistungsversorgung 4 ausgeschaltet wird, um die elektrische Entladung bei einer Zeit von ungefähr 1820 s zu unterbrechen, zu welcher der Entladestrom 1 A wird (denn die Eingangsspannung V_i 2,65 V beträgt), die zu nutzende Energie 4648 J. In diesem Fall beträgt der erhaltene Wirkungsgrad der Nutzung der elektrischen Leistung 93%. Im praktischen Gebrauch wird ein Bereich von 94% bis 85% bevorzugt.

In der oben erwähnten Ausführungsform ist die Verwendung einer Taschenlampe beispielhaft dargestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf elektrische Geräte anwendbar, welche eine geringe elektrische Leistung über eine lange Zeit verbrauchen (mehr als 1 bis 2 Stunden), wie etwa Personal Computer, Textverarbeitungsanlagen, codelose Telephone, codelose Telefaxgeräte, trag bare Radios, Fernsehgeräte, Kassettenrekorder, CD-Spieler, Uhren und dgl.

Die vorliegende Erfindung ist auch für elektrische Geräte, wie etwa medizinische Einrichtungen, welche direkt mit dem menschlichen Körper verbunden sind, sowie etwa eintauchbare Motorpumpen, elektrische Zahnbürsten, Schaumbäder, Elektro-Kardiographen, Überwachungsgeräte für medizinische Zwecke und dgl., anwendbar, da es möglich ist, leicht die vollkommene Isolierung anzubringen, um einen elektrischen Schlag im Vergleich mit einem Fall einer Verwendung eines üblichen Leitungskabels als Leistungsversorgung zu vermeiden.

Weiters kann die vorliegende Erfindung für elektrische Geräte, wie etwa Staub sauger, Rasenmäher, elektrische Heckenscheren, elektrische Haarschneide geräte, verwendet werden, wobei die Leistung für eine Last während der Verwendung konstant ist, wobei jedoch die Last kontinuierlich für eine kurze Zeit, z. B. unter einer Stunde, verwendet wird. In diesem Fall können ein elektrischer Zweischicht-Kondensator mit einem relativ geringen inneren Widerstand oder eine Vielzahl von parallel zueinander geschalteten, elektrischen Zweischicht- Kondensatoren verwendet werden, um dadurch den äquivalenten inneren Wider stand herabzusetzen.

In der vorliegenden Erfindung kann, wenn eine rasche elektrische Beladung erforderlich ist, das elektrische Gerät in einer kurzen Zeit, wie etwa 15 Minuten, beladen werden, so daß ein vollkommen beladener Zustand (ein Zustand einer Beladung auf eine Nennspannung) erhältlich ist. Alternativ kann das elektrische Gerät innerhalb von 1 bis 2 Stunden mit elektrischer Leistung in der Nacht beladen werden, um die Gebühr der elektrischen Leistung zu verringern. Derart kann das elektrische Gerät der vorliegenden Erfindung entsprechend den An forderungen verwendet werden. Das elektrische Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch als eine hilfsweise Leistungsversorgung für eine Klima anlage verwendet werden, welche während des Tages verwendet wird, wenn der Verbrauch elektrischer Leistung übermäßig hoch ist.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines elektrischen Gerätes des Typs einer Spitzenlast mit einer Leistungsversorgung unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Die Leistungsversorgung umfaßt einen ersten elektrischen Zwei schicht-Kondensator PS-B eines Typs einer hohen Energiedichte mit einer großen Kapazität und einem hohen inneren Widerstand und einen zweiten elektrischen Zweischicht-Kondensator PS-A eines Typs einer hohen Leistungs dichte mit einer relativ kleinen Kapazität und einem geringen inneren Widerstand. Ein Schaltregler SR eines Typs eines konstanten Stromausgangs ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensator angeschlossen, um den zweiten Kondensator PS-A mit Energie des ersten Kondensators PS-B zu beladen. In Fig. 5 bezeichnet ein Symbol EIN einen Beladeanschluß und ein Symbol AUS bezeichnet einen mit einer Last (nicht dargestellt) verbundenen Ausgangs anschluß.

Der Schaltregler SR wird so betrieben, daß der zweite Kondensator PS-A mit elektrischer Leistung vom ersten Kondensator PS-B mit seiner Funktion eines konstanten Stromausgangs beladen wird und daß der zweite Kondensator PS-A auf einer vorgegebenen Spannung bzw. Sollspannung gehalten wird.

Ein Beispiel der Konstruktion des Schaltreglers SR ist in Fig. 6 gezeigt. Es ist aus reichend, daß die Stromkapazität des Schaltreglers SR gering ist und etwa ein Drittel bis ein Zehntel im Vergleich zu einem einer Last zugeführten Strom be trägt.

Der in Fig. 6 gezeigte Schaltregler SR ist im Prinzip derselbe wie der in Fig. 2A gezeigte Spannungsabwärts-Schaltregler, worin eine Diode D1 als eine Schwung rad-Diode bezeichnet ist, welche eine elektrische Schaltung für das Entladen einer in einer Drosselspule L1 gespeicherten Energie bildet, wenn ein Schaltele ment S1 ausgeschaltet wird.

In dieser Ausführungsform beziehen sich die auf der linken Seite in Fig. 6 ge zeigten Symbole V1 und R1 auf den ersten Kondensator PS-B und es beziehen sich die Symbole C2 und R2 auf der rechten Seite in Fig. 6 auf den mit einer Last zu verbindenden zweiten Kondensator PS-A. Das Symbol C1 bezeichnet einen Kondensator mit einem geringen inneren Widerstand und einer Kapazität von ungefähr 0,2-2 µF, wobei dies verhindert, daß jedes Mal ein Ausgleichsstrom in den ersten Kondensator PS-B fließt, wenn das Schaltelement S1 ein- und aus geschaltet wird.

Die Betriebsweise des Schaltreglers SR wird beschrieben. Ein Ausgangsstrom (ein dem zweiten Kondensator PS-A zugeführter Beladestrom) wird durch einen Stromsensor V2 festgestellt bzw. detektiert. Wenn der Ausgangsstrom einen vor bestimmten Wert überschreitet, wird eine Steuerschaltung U1 betätigt, um das Schaltelement S1 auszuschalten. In diesem Fall folgt der durch die in der Drosselspule L1 gespeicherte Energie bewirkte Strom durch die Diode D1, selbst wenn das Schaltelement S1 ausgeschaltet ist. Wenn jedoch eine Menge des Stromes unter dem vorbestimmten Wert liegt und der Strom durch den Strom sensor V2 festgestellt wird, so wird die Steuerschaltung U1 betätigt, um das Schaltelement S1 einzuschalten. Durch Wiederholung dieser Vorgänge wird der zweite Kondensator PS-A im Durchschnitt mit einem konstanten Strom beladen.

Fig. 7 ist ein Graph, welcher die Wellenformen des Stromes zeigt, welche an Stellen in dem in Fig. 6 gezeigten Schaltregler SR auftreten, wobei ein Symbol a einen in dem Stromsensor V2 fließenden Strom darstellt, ein Symbol b einen im Kondensator C1 fließenden Strom darstellt, ein Symbol c einen in der Drossel spule L1 fließenden Strom darstellt, ein Symbol d eine Ausgangsspannung über die Anschlüsse von PS-A darstellt und ein Symbol e in der Steuerschaltung U1 erzeugte Taktgeberimpulse darstellt. Die Einheit der Zeitachse sind Mikro sekunden (µs).

Die Fig. 8 und 9 sind Graphen, welche ein Resultat der Analyse von jedem Ab schnitt der Leistungsversorgung zeigen, welche durch das oben genannte Simulationsprogramm "SPICE" erhalten wurde. Eine Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die Graphen der Fig. 8 und 9 vorgenommen. Die für jede der Zeitachsen der Graphen verwendete Einheit sind Kilosekunden (Ks).

In dem Graph der Fig. 8 bezeichnet ein Symbol VB eine Spannung, welche an den ersten Kondensator PS-B angelegt wird, und es bezeichnet ein Symbol VA eine Spannung, welche entsprechend den Anforderungen durch die Last (nicht dargestellt) vom zweiten Kondensator PS-A geliefert werden soll.

Der untere Teil der Fig. 9 zeigt einen in der verwendeten Last fließenden Last strom IL. In dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel wurden Spitzenlasten durch Lieferung eines Stromes von 10 A während 11 s bis 40 s nach Beginn des Be triebes, eines Stromes von 15 A während 501 s bis 530 s und eines Stromes von 8 A während 1001 s bis 1060 s angelegt.

Der obere Bereich des Graphen der Fig. 9 zeigt einen Ausgangsstrom IC-B von dem ersten Kondensator PS-B und einen Ausgangsstrom IC-A von dem zweiten Kondensator PS-A. Im Hinblick auf die Wellenformen der Ausgangsströme wird gefunden, daß die Lastströme, welche jeweils ein Maximum aufweisen, im wesentlichen als ein Strom IC-A von dem zweiten Kondensator PS-A geliefert werden. Es ist verständlich, daß, wenn die Spannung am zweiten Kondensator PS-A abnimmt, der zweite Kondensator PS-A mit elektrischer Leistung von dem ersten Kondensator PS-B über den Schaltregler SR mit einem konstanten Stromausgang von 2 A beladen wird. In den Figuren weist die Richtung des in die elektrischen Zweischicht-Kondensatoren fließenden Stromes einen positiven Wert auf und es weist die Richtung des aus den elektrischen Zweischicht-Konden satoren fließenden Stromes einen negativen Wert auf.

Wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, ist der zweite Kondensator PS-A, welcher durch die Spitzenlasten entladen wurde, auf einen vollkommen beladenen Zustand (ein beladener Zustand auf eine Nennspannung) während 300 s bis 500 s nach dem Start wiederhergestellt. Im Gegensatz dazu wird die Spannung des ersten Kondensators PS-B schrittweise durch die Entladung der elektrischen Leistung jedes Mal verringert, wenn der zweite Kondensator PS-A von dem ersten Kondensator PS-B beladen wird, wobei das Ausmaß der Abnahme einem zum Beladen des Kondensators PS-A verwendeten Ausmaß entspricht. Die Leistungs versorgung kann ohne Beladung verwendet werden, bis die Anschlußspannung des ersten Kondensators PS-B unter Belastung eine untere Grenze erreicht, unter welcher Spannung der Schaltregler SR nicht funktionieren kann.

Eine Ausgangsleistung einer Nutzbremsung kann durch Verwendung eines Motors als ein Generator, wenn der Motor abgebremst wird, oder durch Ver wendung eines speziell ausgebildeten Generators für das Bremsen erhalten werden. In diesem Fall kann die Ausgangsleistung der Nutzbremse wirkungsvoll unter Bildung einer Schaltungsstruktur, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Die Basisstruktur der in Fig. 10 gezeigten Schaltung ist im wesentlichen dieselbe wie die Struktur in Fig. 5. In der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform ist jedoch ein zweiter Schaltregler SR2 zusätzlich zu dem ersten Schaltregler SR zum Be laden des zweiten Kondensators PS-A mit elektrischer Leistung von dem ersten Kondensator PS-B vorgesehen. Der zweite Schaltregler SR2 ist ein sogenannter Energierückführungs-Schaltregler, welcher derart funktioniert, daß, wenn eine Ausgangsleistung der Nutzbremse in dem zweiten Kondensator PS-A während des regenerativen Bremsens bzw. Nutzbremsens in dem zweiten Kondensator PS-A gespeichert ist und die Anschlußspannung des Kondensators PS-A über mäßig ansteigt, eine zusätzliche Menge an elektrischer Leistung zu dem ersten Kondensator PS-B wieder rückgespeichert wird.

Der Energierückführungs-Schaltregler SR2 ist auch vom Stromausgangstyp. Da die Ausgangsleistung der Nutzbremse im allgemeinen gering ist und die Hälfte bis ein Zehntel der elektrischen Leistung zum Fahren beträgt, kann der Nenn-Aus gangsstrom des Schaltreglers SR2 gering sein und etwa die Hälfte bis ein Zehntel des Nenn-Ausgangsstromes des Schaltreglers SR betragen.

Die in Fig. 10 gezeigte Leistungsversorgung wurde unter Verwendung des oben erwähnten Simulationsprogramms betrieben und es wurde eine Analyse durchge führt, inwieweit eine Ausgangsleistung der Nutzbremse absorbiert wurde. In diesem Fall wurden als erster Kondensator PS-B ein Kondensator mit einer Nenn spannung von 50 V und einer Kapazität von 100 F (einem inneren Widerstand von 0,5 Ω) und als zweiter Kondensator PS-A eine Kombination von Konden satoren mit einer Nennspannung von 50 V und einer Kapazität von 25 F (einem inneren Widerstand von 0,1 Ω) verwendet.

Fig. 11 ist ein Graph, welcher eine Spannung über die Anschlüsse des ersten Kondensators PS-B und eine Spannung über den Anschluß des zweiten Kondensators PS-A zeigt, wobei die Spannungen entwickelt werden, wenn eine Ausgangsleistung der Nutzbremse erhalten wird. In diesem Fall wurde der Schalt regler SR2 zur Rückführung der elektrischen Energie betrieben, wenn die An schlußspannung des zweiten Kondensators PS-A 45 V übersteigt. Der Aus gangsstrom war 0,5 A.

Fig. 12 ist ein Graph, welcher die Wellenform eines Stromes zeigt, welcher in den zweiten Kondensator PS-A eintritt und aus diesem entladen wird, wobei der negative Wert das Entladen und der positive Wert das Beladen anzeigt. Die erste Spitze, welche sich in der negativen Richtung von einem Niveau von 0 A erstreckt, stellt einen Laststrom dar, wobei 20 A für 10 s ausgehend von dem Zeitpunkt 100 s abgezogen werden und 2 A für 70 s danach abgezogen werden. Sämtliche dieser Entladeströme werden durch den Beladestrom von 1 A von dem ersten Kondensator PS-B abgezogen. In derselben Weise erscheinen Lastströme auf Grund einer Beschleunigung zu den Zeitpunkten von 800 s und 1500 s.

Eine trapezförmige Wellenform mit einem Stromwert von 1 A während 180 s-430 s, welche unmittelbar nach der ersten Spitze des Laststromes auf Grund der Be schleunigung auftritt, zeigt einen Beladestrom von dem ersten Kondensator PS-B über den Schaltregler SR durch Feststellung der Entladung des zweiten Konden sators PS-A. Der Beladestrom endet zu dem Zeitpunkt von 430 s, wenn der zweite Kondensator PS-A seinen vollkommen beladenen Zustand (einen Sollwert von 45 V) erreicht. Nach den zweiten und dritten Spitzen des Laststromes werden Beladeströme von dem ersten Kondensator PS-B zur Verfügung gestellt, um die Spannung des zweiten Kondensators PS-A wieder herzustellen.

In dem Graph der Fig. 12 wird ein Strom von 6 A auf Grund der Nutzbremsung für 10 s ausgehend von dem Zeitpunkt von 500 s wiedergewonnen, und es wird der erste Kondensator PS-B mit der Ausgangsleistung der Nutzbremse durch die Funktion des Schaltreglers SR2 zur Rückführung elektrischer Leistung (siehe Fig. 11) beladen. Nach der ersten Spitze des Nutzbremsstromes erfolgt eine Ent ladung von 0,5 A während der Zeit von 525 s bis 700 s auf Grund der Nutz bremsung. Dies deshalb, da die Sollspannung des zweiten Kondensators PS-A 45 V beträgt, und die den vorherbestimmten Wert des Kondensators PS-A über steigende elektrische Leistung zu dem ersten Kondensator PS-B durch die Funk tionsweise des Schaltreglers SR2 rückgeführt wird. Nach der ersten Spitze der Nutzbremse werden die zweite Spitze von 8A zu der Zeit von 1000 s und die dritte Spitze von 6 A der Nutzbremse bei 1800 s beobachtet. Eine zusätzliche Menge an elektrischer Leistung wird zurück in den ersten Kondensator PS-B durch die Funktion des Schaltreglers SR2 für die Rückführung elektrischer Leistung gespeichert.

Durch Kombination des ersten Kondensators PS-B eines Typs einer hohen Energiedichte und des zweiten Kondensators PS-A eines Typs einer hohen Leistungsdichte und durch Anschließen des Schaltreglers SR2 für die Rück führung elektrischer Leistung zusätzlich zu dem Schaltregler SR für die Ent ladung, welcher zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensator ange schlossen ist, ist es möglich, wirkungsvoll die Ausgangsleistung der Nutzbremse unter unterschiedlichen Bedingungen und für eine lange Zeitdauer zu absor bieren.

In der Ausführungsform, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist, ist ein Block des Schalt reglers SR für die Beladung parallel zu einem Block eines Schaltreglers SR2 für die Rückführung elektrischer Leistung angeschlossen. Die beiden Schaltregler SR und SR2 können jedoch auf derselben Schaltplatte in einem einzigen Körper zur Ausbildung eines Schaltreglers für zwei Richtungen (eines Gleichstrom-Gleich strom-Wandlers) zusammen gebaut werden.

Neben der oben erwähnten Ausführungsform ist es weiters möglich, daß ein einzelner Schaltregler die Funktionen sowohl des Beladens als auch der Rück führung elektrischer Leistung durchführt. Fig. 13 zeigt eine bevorzugte Ausfüh rungsform dieses Falles. In Fig. 13 sind doppelte Durchgangsschalter S1a und S1b an einer Eingangsseite EIN und einer Ausgangsseite AUS eines Schalt reglers SR vorgesehen. Jeder der doppelten Durchgangsschalter S1a und S1b ist mit zwei Kontakten , versehen, wobei der Kontakt für den doppelten Durch gangsschalter S1a mit dem ersten Kondensator PS-B zu verbinden ist und der Kontakt des Schalters S1a mit dem zweiten Kondensator PS-A zu verbinden ist. Andererseits ist der Kontakt für den doppelten Durchgangsschalter S1b mit dem zweiten Kondensator PS-A zu verbinden und es ist der Kontakt des Schalters S1b mit dem ersten Kondensator PS-B zu verbinden.

Diese doppelten Durchgangsschalter S1a und S1b werden mit Hilfe einer Steuer einrichtung (nicht dargestellt) geschaltet und im normalen Betrieb sind die Eingangsseite EIN und die Ausgangsseite AUS des Schaltreglers SR mit dem Kontakt verbunden. Andererseits sind bei einem Vorgang einer Nutzbremsung die Schalter S1a und S1b mit dem Kontakt verbunden, wobei die Eingangsseite EIN mit dem zweiten Kondensator PS-A und die Ausgangsseite AUS mit dem ersten Kondensator PS-B verbunden ist. Mit der oben erwähnten Anordnung können beide Funktionen des Beladens und der Rückführung elektrischer Energie durch einen einzelnen Schaltregler SR durchgeführt werden. In der in Fig. 13 ge zeigten Ausführungsform sind die doppelten Durchgangsschalter S1a bzw. S1b von mechanischen Schaltern gebildet. Sie können jedoch auch von elektro nischen Schaltern gebildet sein.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können die folgenden Effekte erhalten werden. In einem elektrischen Gerät, welches kontinuierlich eine relativ konstante elektrische Leistung verbraucht, umfaßt eine Leistungsversorgung einen elektrischen Zweischicht-Kondensator und einen Schaltregler, so daß die elektrische Leistung von dem elektrischen Zweischicht-Kondensator dem Schalt regler zugeführt wird, um eine konstante Spannung zu bilden, um dadurch eine relativ konstante elektrische Leistung zu liefern. Es ist demgemäß möglich, ein elektrisches Gerät eines Typs eines konstanten Stromes mit einem hohen Nutzungsgrad der elektrischen Leistung über eine relativ lange Zeit zu betreiben.

Darüberhinaus kann durch Verwendung eines elektrischen Zweischicht-Konden sators mit einem relativ geringen inneren Widerstand oder einer Kombination von mehreren elektrischen Zweischicht-Kondensatoren, welche parallel geschaltet sind, um den äquivalenten inneren Widerstand zu verringern, die Leistungs versorgung für ein elektrisches Gerät angewandt werden, welches kontinuierlich für eine kurze Zeit verwendet werden soll.

Darüberhinaus ist eine Beladezeit für den elektrischen Zweischicht-Kondensator sehr kurz im Vergleich mit einer aufladbaren Batterie bzw. Sekundärbatterie. Bei spielsweise wird es praktisch innerhalb von 5 Minuten verwendbar und es kann in einen vollkommen beladenen Zustand innerhalb von 15 Minuten gebracht werden, obwohl dies vom Nennwert abhängt. Eine konventionelle aufladbare Batterie würde eine Beladezeit von ungefähr 6 bis 8 Stunden erfordern.

In der vorliegenden Erfindung kann durch Verwendung des elektrischen Zwei schicht-Kondensators ein hoher Nutzungsgrad der elektrischen Leistung erhalten werden. Wenn der Schaltregler konstruiert ist, um bis zu einem Ausmaß von einem Viertel der maximalen Beladespannung betrieben zu werden, so ist es möglich, bis zu 94% der elektrischen Leistung, welche in dem elektrischen Zwei schicht-Kondensator geladen wurde, zu nutzen. Andererseits weist eine bekannte Sekundärbatterie einen Beladewirkungsgrad von ungefähr 60% bis 80% auf. In einer konventionellen Bleibatterie ist die Lebensdauer kurz, außer die Ent ladungstiefe ist auf weniger als 60% beschränkt und eine rasche Entladung wird vermieden. Darüberhinaus hat der elektrische Zweischicht-Kondensator eine lange Lebensdauer und es ist eine Zyklusanzahl von 10000 möglich, wobei dies im wesentlichen keine Grenze im praktischen Gebrauch bedeutet.

In einem elektrischen Gerät, welches eine relativ große elektrische Leistung inter mittierend verbraucht, beinhaltet eine Leistungsversorgung einen ersten elek trischen Zweischicht-Kondensator eines Typs einer hohen Energiedichte, einen zweiten elektrischen Zweischicht-Kondensator eines Typs einer hohen Leistungs dichte und einen Schaltregler vom Stromausgangstyp, worin der erste Konden sator mit dem zweiten Kondensator unter Zwischenschaltung des Schaltreglers verbunden ist, so daß der zweite Kondensator durch den ersten Kondensator über den Schaltregler beladen wird, wobei entsprechend den Anforderungen ein langandauernder Ausgang geringer Leistung und ein kurz andauernder Ausgang großer Leistung abgeleitet werden kann.

Weiters ist zusätzlich zu dem ersten Schaltregler ein zweiter Stromausgangs- Schaltregler vorgesehen, um eine zusätzliche Ausgangsleistung der Nutzbremse des elektrischen Gerätes von dem zweiten Kondensator zu dem ersten Konden sator rückzuführen, wodurch die überschüssige Menge an Ausgangsleistung der Nutzbremse in dem ersten Kondensator mit einer großen Kapazität über den zweiten Schaltregler während des Nutzbremsvorganges gespeichert wird. Dem entsprechend kann die Ausgangsleistung der Nutzbremse wirkungsvoll genutzt werden.

Naturgemäß sind eine Vielzahl von Anpassungen und Änderungen der vor liegenden Erfindung im Licht der obigen Lehren möglich. Es ist daher verständ lich, daß innerhalb des Rahmens der angeschlossenen Ansprüche die Erfindung anders, als dies hier beschrieben wurde, durchgeführt werden kann.

Claims

1. Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät (3), welches kontinuierlich eine relativ konstante elektrische Leistung verbraucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsversorgung eine elektrischen Zweischicht-Kondensator (1) und einen Schaltregler (2) zur Umwandlung der elektrischen Leistung mit veränderbarer Spannung des Kondensators (1) in eine elektrische Leistung mit einer relativ konstanten Spannung beinhaltet.

2. Leistungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Gerät kontinuierlich für eine kurze Zeit verwendet wird und daß der elektrische Zweischicht-Kondensator (1) in der Leistungsversorgung einen relativ geringen inneren Widerstand aufweist oder eine Kombination von elektrischen Zweischicht-Kondensatoren (1) ist, in welcher eine Mehrzahl von elektrischen Zweischicht-Kondensatoren (1) parallel miteinander verbunden sind, um den äquivalenten inneren Widerstand zu verringern.

3. Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät, welches intermittierend eine relativ große elektrische Leistung verbraucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsversorgung einen ersten elektrischen Zweischicht-Kondensator (PS-B) des Typs einer hohen Energiedichte, einen zweiten elektrischen Zweischicht-Kondensator (PS-A) des Typs einer hohen Leistungsdichte und einen Schaltregler (SR) des Stromausgangstyps umfaßt, worin der erste Kondensator (PS-B) mit dem zweiten Kondensator (PS-A) unter Zwischenschaltung des Schaltreglers (SR) verbunden ist, so daß der zweite Kondensator (PS-A) durch den ersten Kondensator (PS-B) über den Schaltregler (SR) beladbar ist, wobei entsprechend den Anforderungen ein lang andauernder Ausgang geringer Leistung und ein kurz andauernder Ausgang großer Leistung abgeleitet werden kann.

4. Leistungsversorgung nach Anspruch 3, welche zu einer wirkungsvollen Nutzbremsung zum Bremszeitpunkt fähig ist, dadurch gekennzeichnet ist, daß die Leistungsversorgung einen zweiten Stromausgang-Schaltregler (SR2) umfaßt, welcher eine zusätzliche Ausgangsleistung der Nutzbremsung des elektrischen Gerätes über den zweiten Kondensator (PS-A) zu dem ersten Kondensator (PS-B) rückführt, wobei entsprechend den Anforderungen ein lang andauernder Ausgang geringer Leistung und ein kurz andauernder Ausgang großer Leistung abgeleitet werden kann, und die zusätzliche Ausgangsleistung der Nutzbremsung, welche dem zweiten Kondensator (PS-A) zugeführt wird, in dem ersten Kondensator (PS-B) großer Kapazität über den zweiten Schaltregler (SR2) gespeichert wird.

5. Leistungsversorgung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltregler (SR, S1a, S1b) für zwei Richtungen für die ersten und zweiten Schaltregler (SR, SR2) verwendet wird.

6. Leistungsversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem normalen Betrieb ein Eingangsanschluß (EIN) des Schaltreglers mit dem ersten Kondensator (PS-B) verbunden ist und ein Ausgangsanschluß (AUS) des Schaltreglers mit dem zweiten Kondensator (PS-A) verbunden ist, und während der Nutzbremsung der Eingangsanschluß (EIN) des Schaltreglers mit dem zweiten Kondensator (PS-A) verbunden ist und der Ausgangsanschluß (AUS) mit dem ersten Kondensator (PS-B) durch Wechseln der Verbindungen verbunden ist (Fig. 13).

7. Elektrisches Gerät mit einer Leistungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.