JP2000181553A - Power source circuit using capacitor - Google Patents

Power source circuit using capacitor

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JP2000181553A
JP2000181553A JP10354165A JP35416598A JP2000181553A JP 2000181553 A JP2000181553 A JP 2000181553A JP 10354165 A JP10354165 A JP 10354165A JP 35416598 A JP35416598 A JP 35416598A JP 2000181553 A JP2000181553 A JP 2000181553A
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Japan
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capacitor
switching
power supply
double layer
electric double
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JP10354165A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunio Nemoto
邦男 根本
Masaaki Imamura
雅明 今村
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Elna Co Ltd
Original Assignee
Elna Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power source circuit with which the withstand voltage of an electric double layer capacitor is increased and a large charging/ discharging current is provided only by adding a simple electric circuit without increasing the number of capacitors. SOLUTION: Concerning the power source circuit using the electric double layer capacitor provided with an electric double layer capacitor 10, a chargeable battery 58 and a switching means for separately charging the electric double layer capacitor 10 and the battery 58 and discharging the electric double layer capacitor 10 and battery 58 while serially connecting them, the main part for charging/discharging is the electric double layer capacitor 10 a large charging/ discharging current can be provided, the battery 58 performs a role of voltage support and just about 1/100 ability thereof is used so that the service life can be prolonged.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、簡単な電気回路を
付加することによって電気二重層コンデンサの耐電圧を
高めるとともに、大電流出力を得るようにしたコンデン
サを用いた電源回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply circuit using a capacitor capable of increasing a withstand voltage of an electric double layer capacitor by adding a simple electric circuit and obtaining a large current output.

【0002】[0002]

【従来の技術】電解液である電気の導体は、分解電圧以
下では絶縁物の役割をする。この現象を利用したのが電
気二重層コンデンサ10である。この電気二重層コンデ
ンサ10は、具体的には、図7において、活性炭をアル
ミニウム箔に塗った分極性プラス電極13、電解液を含
浸したセパレータ15、分極性プラス電極13と同様の
分極性マイナス電極14、さらに前記同様のセパレータ
15を順次重ね合わせて円柱状に巻きつけ、これを封口
ゴム17とともに円筒状アルミニウム容器12内に収納
し、前記電極13、14に接続したリード線18、19
を下端から導出してなるものである。全体の形状は、円
筒状以外に構成したものもある。
2. Description of the Related Art An electric conductor, which is an electrolytic solution, acts as an insulator below a decomposition voltage. The electric double layer capacitor 10 utilizes this phenomenon. This electric double layer capacitor 10 is, specifically, a polarizable plus electrode 13 in which activated carbon is applied to an aluminum foil, a separator 15 impregnated with an electrolytic solution, and a polarizable minus electrode similar to the polarizable plus electrode 13 in FIG. 14. Further, the same separator 15 as described above is sequentially superimposed and wound in a cylindrical shape, and this is housed in a cylindrical aluminum container 12 together with a sealing rubber 17, and lead wires 18 and 19 connected to the electrodes 13 and 14, respectively.
Is derived from the lower end. The overall shape may be other than cylindrical.

【0003】この電気二重層コンデンサ10は、大容量
のコンデンサを小型に作れること、短時間で充電できる
こと、寿命をきわめて長くできることなどの利点を有す
る。しかし、耐電圧が2Vとか3Vと低いこと、高価で
あることなどの問題点もある。
[0003] The electric double layer capacitor 10 has such advantages that a large-capacity capacitor can be made compact, that it can be charged in a short time, and that its life can be extremely extended. However, there are also problems such as low withstand voltage of 2V or 3V and high cost.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】耐電圧を2倍にするに
は、図6(a)に示すように、端子A、B間に同一定格
の電気二重層コンデンサ10を2個直列接続した直列回
路11とすればよい。しかし、これでは、容量が半分に
なってしまう。耐電圧をn倍にする場合も同様である。
In order to double the withstand voltage, as shown in FIG. 6 (a), two electric double layer capacitors 10 of the same rating are connected in series between terminals A and B. The circuit 11 may be used. However, this reduces the capacity by half. The same applies when the withstand voltage is increased by n times.

【0005】耐電圧が2倍で、容量も変わりがないよう
にするには、図6(b)に示すように、まず、電気二重
層コンデンサ10を2個直列接続した直列回路11を2
個作り、これら2個の直列回路11を端子A、B間に並
列接続すればよい。しかし、これでは、高価な電気二重
層コンデンサ10を4個も使用しなければならない。耐
電圧をさらにあげるには、電気二重層コンデンサ10の
数がますます多くなるという問題点があった。
In order to ensure that the withstand voltage is doubled and the capacity remains unchanged, first, as shown in FIG. 6B, a series circuit 11 in which two electric double layer capacitors 10 are connected in series
Then, these two series circuits 11 may be connected in parallel between the terminals A and B. However, in this case, four expensive electric double layer capacitors 10 must be used. In order to further increase the withstand voltage, there has been a problem that the number of the electric double layer capacitors 10 increases more and more.

【0006】本出願人は、これらを改善するために定電
圧回路20を付加した回路として、図4及び図5に示す
ようなものをすでに提案した。図4は、定電圧回路20
として、トランジスタ31と抵抗26と2端子ツェナー
ダイオード29とからなる例を示し、出力端子24とコ
モン端子25の間に電気二重層コンデンサ10が挿入さ
れる。このような構成において、入力端子23に入力電
圧Viが印加されると、トランジスタ31がオンして電
気二重層コンデンサ10に大きな電流が流れて電気二重
層コンデンサ10に充電される。このとき、電気二重層
コンデンサ10に印加される電圧Voは、 Vo=Vz(ツェナー電圧)−Vbe となる。ここで、2端子ツェナーダイオード29を適正
に選定することにより、入力電圧Viが電気二重層コン
デンサ10の耐電圧以上であっても、電気二重層コンデ
ンサ10に印加される電圧は、2端子ツェナーダイオー
ド29によって耐電圧以下に抑えられる。入力端子23
からの入力電圧がなくなるか低下すると、電気二重層コ
ンデンサ10の電荷が出力端子24側へ放電される。こ
のような回路では、充電電流を大きくする場合には、ト
ランジスタをダーリントン接続とする程度であり、それ
程大きな電流が得られない。
The present applicant has already proposed a circuit shown in FIGS. 4 and 5 as a circuit to which a constant voltage circuit 20 is added to improve these. FIG. 4 shows a constant voltage circuit 20.
As an example, an example including a transistor 31, a resistor 26 and a two-terminal Zener diode 29 is shown, and the electric double layer capacitor 10 is inserted between the output terminal 24 and the common terminal 25. In such a configuration, when the input voltage Vi is applied to the input terminal 23, the transistor 31 is turned on, and a large current flows through the electric double layer capacitor 10 to charge the electric double layer capacitor 10. At this time, the voltage Vo applied to the electric double layer capacitor 10 is as follows: Vo = Vz (Zener voltage) -Vbe. Here, by properly selecting the two-terminal Zener diode 29, even if the input voltage Vi is equal to or higher than the withstand voltage of the electric double layer capacitor 10, the voltage applied to the electric double layer capacitor 10 can be adjusted. 29 suppresses the breakdown voltage to below. Input terminal 23
When the input voltage from is lost or decreased, the electric double layer capacitor 10 is discharged to the output terminal 24 side. In such a circuit, when the charging current is increased, the transistor is only connected in a Darlington connection, and a large current cannot be obtained.

【0007】図4における電気二重層コンデンサ10に
対する印加電圧は、2端子ツェナーダイオード29の定
格により選定されるが、図5は、図3における2端子ツ
ェナーダイオード29に代えて、アノードとカソードの
他に、リファレンス端子を有する3端子ツェナーダイオ
ード30を用いた、いわゆるシャントレギュレータの例
を示し、この3端子ツェナーダイオード30におけるリ
ファレンス端子とアノード端子間に電気二重層コンデン
サ10が接続される。この3端子ツェナーダイオード3
0を用いた定電圧回路20は、出力電圧Voが電気二重
層コンデンサ10の耐電圧を越えないように、自由に設
定できるものであるが、依然として、大きな充電電流が
得られない。
The voltage applied to the electric double layer capacitor 10 in FIG. 4 is selected according to the rating of the two-terminal Zener diode 29. FIG. 2 shows an example of a so-called shunt regulator using a three-terminal Zener diode 30 having a reference terminal. An electric double layer capacitor 10 is connected between a reference terminal and an anode terminal of the three-terminal Zener diode 30. This three-terminal Zener diode 3
The constant voltage circuit 20 using 0 can be freely set so that the output voltage Vo does not exceed the withstand voltage of the electric double layer capacitor 10, but still cannot obtain a large charging current.

【0008】本発明は、コンデンサの数を増やすことな
く、簡単な電気回路を付加するだけで電気二重層コンデ
ンサの耐電圧を高めるとともに、大きな充放電電流を得
るようにした電源回路を得ることを目的とするものであ
る。
An object of the present invention is to provide a power supply circuit capable of increasing the withstand voltage of an electric double layer capacitor and obtaining a large charge / discharge current by simply adding a simple electric circuit without increasing the number of capacitors. It is the purpose.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、コンデンサ1
0と、充電可能な電池58と、充電は、前記コンデンサ
10と電池58とを別個に行い、放電は、前記コンデン
サ10と電池58とを直列接続して行うための切換え手
段とを具備してなることを特徴とするコンデンサを用い
た電源回路である。
According to the present invention, a capacitor 1 is provided.
0, a rechargeable battery 58, and switching means for performing the charging separately with the capacitor 10 and the battery 58 and performing the discharging by connecting the capacitor 10 and the battery 58 in series. A power supply circuit using a capacitor.

【0010】このような構成とすることにより、電気二
重層コンデンサ10の耐電圧を高めて、しかも電池58
の補助により出力電圧を高め、かつ、大電流を流すこと
ができる。即ち、充放電の主体は、電気二重層コンデン
サ10であり、電池58は、電圧補助の役割で、その能
力の100分の1程度しか使用せず、したがって、寿命
を延ばすことができる。
With such a configuration, the withstand voltage of the electric double layer capacitor 10 can be increased, and
The output voltage can be increased and a large current can flow with the help of the above. That is, the main body of charging and discharging is the electric double layer capacitor 10, and the battery 58 uses only about 1/100 of its capacity in the role of assisting the voltage, so that the life can be extended.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。図3において、本発明によるコンデンサ
を用いた電源回路9の入力側の入力端子23には、商用
AC電源70から力率改善用コンデンサ67、全波整流
回路69、平滑用電解コンデンサ68が結合され、出力
側の出力端子24とコモン端子25には、負荷71が結
合される。この図3において、全波整流回路69の直後
に平滑用の電解コンデンサ68が結合されたいわゆるコ
ンデンサインプット型の電源では、正弦波の入力電圧波
形に対して、コンデンサ68への入力電流は、このコン
デンサ68の電圧が低下したときだけしか流れないの
で、導通角の狭い波形となり、力率が悪くなる。そこ
で、商用AC電源70と直列に力率改善用コンデンサ6
7が挿入されることにより、この力率改善用コンデンサ
67に蓄積された電荷が商用AC電源70の反転毎に出
力側に供給され、力率が改善された電源回路が得られ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 3, a power factor improving capacitor 67, a full-wave rectifier circuit 69, and a smoothing electrolytic capacitor 68 from a commercial AC power source 70 are coupled to an input terminal 23 on the input side of a power supply circuit 9 using a capacitor according to the present invention. The load 71 is coupled to the output terminal 24 and the common terminal 25 on the output side. In FIG. 3, in a so-called capacitor input type power supply in which a smoothing electrolytic capacitor 68 is coupled immediately after a full-wave rectifier circuit 69, an input current to the capacitor 68 with respect to a sine wave input voltage waveform is Since the current flows only when the voltage of the capacitor 68 decreases, the waveform has a narrow conduction angle, and the power factor deteriorates. Therefore, the power factor improving capacitor 6 is connected in series with the commercial AC power supply 70.
By inserting the power supply 7, the electric charge accumulated in the power factor improving capacitor 67 is supplied to the output side every time the commercial AC power supply 70 is inverted, and a power supply circuit with an improved power factor is obtained.

【0012】本発明によるコンデンサを用いた電源回路
9の詳細を図1により説明する。前記入力端子23とコ
モン端子25との間には、最大電流値以上を流さないた
めのヒューズ16、第1切換え接点27aのノーマル・
オープン(NO)接点、後述の第1、第2リレーコイル
21、22の駆動電圧用の1〜5個の直列のダイオード
47、電源として用いられる電気二重層コンデンサ1
0、第1切換え接点27bのノーマル・クローズ(N
C)接点、複数個の電池58が順次直列に接続されてい
る。この電池58は、リチウム電池、アルカリ電池、鉛
電池などのメモリ効果のない充電電池、即ち、残存電圧
があっても充電に不都合のない充電電池が用いられる。
The details of the power supply circuit 9 using the capacitor according to the present invention will be described with reference to FIG. Between the input terminal 23 and the common terminal 25, a fuse 16 for preventing a current of more than the maximum value from flowing and a normal switch of the first switching contact 27a.
Open (NO) contact, 1 to 5 series diodes 47 for driving voltage of first and second relay coils 21 and 22 described later, electric double layer capacitor 1 used as power supply
0, normal closing of the first switching contact 27b (N
C) A contact and a plurality of batteries 58 are sequentially connected in series. As the battery 58, a rechargeable battery having no memory effect, such as a lithium battery, an alkaline battery, or a lead battery, that is, a rechargeable battery which does not cause any inconvenience in charging even if there is a residual voltage is used.

【0013】このように、本発明では、電気二重層コン
デンサ10と電池58とを第1切換え接点27bを介し
て直列に接続している。これは、前記電気二重層コンデ
ンサ10が誘電体の利用による充放電作用であって、充
放電の繰り返し寿命が半永久的であるのに対し、電池5
8が化学反応の利用による充放電作用であり、充放電の
繰り返し寿命が短いが、電池58は、逆に充電容量が電
気二重層コンデンサ10の数10倍から100倍以上で
あり、これらそれぞれの特性を利用するため、前記電気
二重層コンデンサ10と電池58は、充電時には個別に
行い、放電時には直列に接続して利用しているためであ
り、これが本発明の基本的原理である。なお、前記電気
二重層コンデンサ10と並列に、この電気二重層コンデ
ンサ10への逆電流を防止するためのダイオード73が
接続されている。
As described above, in the present invention, the electric double layer capacitor 10 and the battery 58 are connected in series via the first switching contact 27b. This is because the electric double layer capacitor 10 is a charging / discharging action using a dielectric material, and the repetition life of charging / discharging is semi-permanent, whereas the battery 5
Reference numeral 8 denotes a charge / discharge action by utilizing a chemical reaction, and the charge / discharge cycle life is short. However, the charge capacity of the battery 58 is several tens to 100 times or more that of the electric double layer capacitor 10. This is because the electric double layer capacitor 10 and the battery 58 are used separately during charging and connected in series during discharging in order to utilize the characteristics. This is the basic principle of the present invention. In addition, a diode 73 for preventing a reverse current to the electric double layer capacitor 10 is connected in parallel with the electric double layer capacitor 10.

【0014】前記ヒューズ16の出力側には、定電流第
1切換え部駆動部62、第1切換え部63、定電流第2
切換え部駆動部65、第2切換え部66が接続され、前
記第1切換え接点27aのNC接点には、定電圧電源部
59を介して充電部60、充放電電圧検出部61が順次
接続され、前記ダイオード47のカソードと電気二重層
コンデンサ10の接続点には、FET74を介して充放
電切換え部64が接続されるとともに、出力端子24が
接続されている。このFET74のゲートは、抵抗75
を介して前記ヒューズ16の出力側に接続されるととも
に、抵抗76を介して前記コモン端子25に接続されて
いる。
On the output side of the fuse 16, a constant current first switching section driving section 62, a first switching section 63, and a constant current second switching section 63 are connected.
The switching section driving section 65 and the second switching section 66 are connected, and the charging section 60 and the charging / discharging voltage detecting section 61 are sequentially connected to the NC contact of the first switching contact 27a via the constant voltage power supply section 59, A connection point between the cathode of the diode 47 and the electric double layer capacitor 10 is connected to a charge / discharge switching unit 64 via an FET 74 and the output terminal 24. The gate of this FET 74 is connected to a resistor 75
And to the common terminal 25 via a resistor 76.

【0015】前記第1切換え部63は、第1リレーコイ
ル21、第1切換え接点27a、第1切換え接点27
b、チャタリング防止用コンデンサ32及びダイオード
34aからなる。この第1切換え部63は、発熱防止の
ため、機械的接点を有するリレーが用いられるが、半導
体素子であって、発熱の少ないトライアックなどのソリ
ッドステートリレーを用いることもできる。前記定電圧
電源部59は、例えば5Vの安定化電圧を得るためのレ
ギュレータ49、平滑用のコンデンサ50、コンデンサ
51からなる。前記充電部60は、前記電池58に流す
電流を制限するための定電流のトランジスタ43、定電
流化検出用のトランジスタ44及び前記トランジスタ4
3のベース電流供給用の抵抗52、前記定電流化検出用
トランジスタ44のベース・エミッタ間抵抗53からな
り、この抵抗53は、トランジスタ44のVbe(ベー
ス・エミッタ間電圧)/Io(限流値)できまる抵抗値
であり、例えば、0.7Vの電圧降下があると、トラン
ジスタ44は、Ioに見合ったスイッチ動作をするもの
である。この結果、電池58には、Io+Ib(トラン
ジスタ43のベース電流)の充電電流が流れる。また、
前記トランジスタ44のエミッタと前記電池58のプラ
ス側の間には、この電池58の放電防止用のダイオード
72が接続されている。
The first switching section 63 includes a first relay coil 21, a first switching contact 27a, a first switching contact 27
b, comprising a capacitor 32 for preventing chattering and a diode 34a. As the first switching unit 63, a relay having mechanical contacts is used to prevent heat generation. However, a solid state relay such as a triac, which is a semiconductor element and generates little heat, can be used. The constant voltage power supply unit 59 includes a regulator 49 for obtaining a stabilized voltage of, for example, 5 V, a smoothing capacitor 50, and a capacitor 51. The charging unit 60 includes a constant current transistor 43 for limiting a current flowing to the battery 58, a constant current detection transistor 44, and the transistor 4
3, a base current supply resistor 52, and a base-emitter resistor 53 of the constant current detection transistor 44. The resistance 53 is Vbe (base-emitter voltage) / Io (current limiting value) of the transistor 44. ) A resistance value that can be determined. For example, if there is a voltage drop of 0.7 V, the transistor 44 performs a switching operation corresponding to Io. As a result, a charging current of Io + Ib (base current of the transistor 43) flows through the battery 58. Also,
A diode 72 for preventing discharge of the battery 58 is connected between the emitter of the transistor 44 and the plus side of the battery 58.

【0016】前記充放電電圧検出部61は、分圧用の抵
抗54、抵抗55と、この分圧された電圧が一定値以上
になるとオンする3端子ツェナーダイオード45からな
る。前記定電流第1切換え部駆動部62は、定電流ダイ
オード35、フォトカプラ39、第2切換え接点28
b、定電流ダイオード36、ダイオード48、トランジ
スタ41からなる。前記第2切換え部66は、第2リレ
ーコイル22、第2切換え接点28a、第2切換え接点
28b、チャタリング防止用コンデンサ33及びダイオ
ード34bからなる。この第2切換え部66についても
前記第1切換え部63と同様、機械的接点リレーやソリ
ッドステートリレーを用いることができる。前記充放電
切換え部64は、第2切換え接点28a、分圧用の抵抗
56、抵抗57と、この分圧された電圧が一定値以上に
なるとオンする3端子ツェナーダイオード46からな
る。前記定電流第2切換え部駆動部65は、定電流ダイ
オード37、フォトカプラ40、定電流ダイオード3
8、トランジスタ42からなる。
The charge / discharge voltage detector 61 comprises a voltage dividing resistor 54 and a voltage dividing resistor 55, and a three-terminal Zener diode 45 which is turned on when the divided voltage exceeds a predetermined value. The constant current first switching section driving section 62 includes a constant current diode 35, a photocoupler 39, and a second switching contact 28.
b, a constant current diode 36, a diode 48, and a transistor 41. The second switching unit 66 includes a second relay coil 22, a second switching contact 28a, a second switching contact 28b, a chattering preventing capacitor 33, and a diode 34b. As with the first switching unit 63, a mechanical contact relay or a solid state relay can be used for the second switching unit 66. The charging / discharging switching section 64 includes a second switching contact 28a, a voltage dividing resistor 56, a resistor 57, and a three-terminal Zener diode 46 that is turned on when the divided voltage exceeds a predetermined value. The constant current second switching section driving section 65 includes a constant current diode 37, a photocoupler 40, and a constant current diode 3.
8. It comprises a transistor 42.

【0017】以上のような構成による作用を図2の波形
図を用いて説明する。 (1)電池58の充電 図2(a)のt1時に、入力端子23に、例えば、5〜
30Vの直流電圧Viが印加される。また、電流は、例
えば、最高値として数10Aから、最低値として第1リ
レーコイル21、第2リレーコイル22の駆動と電気二
重層コンデンサ10、電池58の充電のために0.3A
程度までが供給される。
The operation of the above configuration will be described with reference to the waveform diagram of FIG. (1) Charging of Battery 58 At time t1 in FIG.
A DC voltage Vi of 30 V is applied. The current is, for example, from several tens A as the maximum value to 0.3 A as the minimum value for driving the first relay coil 21 and the second relay coil 22 and charging the electric double layer capacitor 10 and the battery 58.
Up to a degree is supplied.

【0018】入力端子23からヒューズ16を介して直
流電圧ViがFET74に印加され、また、第1切換え
接点27aのNC接点を経て定電圧電源部59のレギュ
レータ49で例えば5Vを得て、コンデンサ50で安定
化し、コンデンサ51で平滑にして充電部60に印加す
る。この充電部60のトランジスタ43に抵抗52を介
してベース電流が供給されると、このトランジスタ43
がオンし、このトランジスタ43のエミッタから抵抗5
3に電流が流れる。ここでの電圧降下がバイアス電圧
(例えば0.7V)を越えると、図2(b)のようにト
ランジスタ44がオンし、ダイオード72を介して電池
58、コモン端子25へ充電電流が流れて図2(j)の
ように電池58に充電を開始する。このときの充電電流
値I2は、I2=Io(トランジスタ44の限流値)+I
b(トランジスタ43のベース電流値)となる。
A DC voltage Vi is applied to the FET 74 from the input terminal 23 via the fuse 16, and a voltage of, for example, 5 V is obtained by the regulator 49 of the constant voltage power supply 59 through the NC contact of the first switching contact 27a. , And smoothed by the capacitor 51 and applied to the charging unit 60. When a base current is supplied to the transistor 43 of the charging unit 60 via the resistor 52, the transistor 43
Is turned on, and the resistor 5
Current flows through 3. When the voltage drop exceeds a bias voltage (for example, 0.7 V), the transistor 44 is turned on as shown in FIG. 2B, and a charging current flows to the battery 58 and the common terminal 25 via the diode 72. Charging of the battery 58 is started as in 2 (j). The charging current value I 2 at this time is I 2 = Io (current limiting value of transistor 44) + I
b (base current value of the transistor 43).

【0019】電池58は、初期の充電電圧値が0Vであ
ったものが、次第に充電されて図2(j)のt2時に、
設定値、例えば、3Vに達したものとする。この電圧
は、充放電電圧検出部61の抵抗54と抵抗55で分圧
されて抵抗55の両端間の電圧2.5Vが3端子ツェナ
ーダイオード45のゲート(リファレンス端子)とアノ
ード間に印加されて3端子ツェナーダイオード45が図
2(d)のように、オンする。この3端子ツェナーダイ
オード45がオンすると、定電流第1切換え部駆動部6
2のフォトカプラ39は、定電流ダイオード35を経て
供給された定電流によりオンする。このフォトカプラ3
9のオンにより、トランジスタ41は、ダイオード4
8、定電流ダイオード36を介してベース電流が流れて
オンする。このトランジスタ41のオンにより、第1切
換え部63の第1リレーコイル21に、第2切換え接点
28bのNC接点を介して電流が流れ、この第1リレー
コイル21を励磁する。そのため、図2(e)(f)の
ように、第1切換え接点27aと第1切換え接点27b
がそれぞれNO接点に切り換わる。第1切換え接点27
aがNO接点に切り換わると、トランジスタ41へ定電
圧電源部59からダイオード48を経ての電流が流れな
くなるが、第1リレーコイル21、第2切換え接点28
bからの電流でそのままオンし続け、第1リレーコイル
21は、励磁され続ける。なお、第1リレーコイル21
の励磁は、コンデンサ32に充電してから行われるの
で、チャタリングが防止され、確実に第1切換え接点2
7aと第1切換え接点27bをそれぞれNO接点に切り
換える。
The battery 58, whose initial charging voltage value was 0 V, was gradually charged, and at time t2 in FIG.
It is assumed that a set value, for example, 3V has been reached. This voltage is divided by the resistor 54 and the resistor 55 of the charge / discharge voltage detector 61, and a voltage of 2.5 V across the resistor 55 is applied between the gate (reference terminal) of the three-terminal Zener diode 45 and the anode. The three-terminal Zener diode 45 is turned on as shown in FIG. When the three-terminal Zener diode 45 is turned on, the constant current first switching section driving section 6
The second photocoupler 39 is turned on by the constant current supplied via the constant current diode 35. This photo coupler 3
9 turns on, the transistor 41 becomes the diode 4
8. A base current flows through the constant current diode 36 to turn on. When the transistor 41 is turned on, a current flows through the first relay coil 21 of the first switching unit 63 via the NC contact of the second switching contact 28b, and excites the first relay coil 21. Therefore, as shown in FIGS. 2E and 2F, the first switching contact 27a and the first switching contact 27b
Respectively switch to NO contacts. First switching contact 27
When a is switched to the NO contact, no current flows through the diode 48 from the constant voltage power supply unit 59 to the transistor 41, but the first relay coil 21 and the second switching contact 28
The first relay coil 21 continues to be energized by the current from “b”. The first relay coil 21
Is performed after charging the capacitor 32, chattering is prevented, and the first switching contact 2
7a and the first switching contact 27b are respectively switched to NO contacts.

【0020】(2)電気二重層コンデンサ10の充電 第1切換え接点27a、第1切換え接点27bがそれぞ
れNO接点に切り換わると、入力端子23、第1切換え
接点27aのNO接点、ダイオード47、電気二重層コ
ンデンサ10、第1切換え接点27bのNO接点、コモ
ン端子25の回路が形成されて、電気二重層コンデンサ
10が図2(k)のように、充電を開始する。この電気
二重層コンデンサ10には、数10Aを流すことができ
るので、急速に所定の電圧、例えば2.5Vまで充電さ
れる。このとき、第1切換え接点27aのNO接点と第
1切換え接点27bのNO接点を流れる電流値は、もち
ろん許容範囲内に設定される。前記電気二重層コンデン
サ10には、ダイオード47が直列に挿入されているた
め、このダイオード47の個数分、例えば5個の場合に
は、5×0.7V=3.5Vのしきい値電圧が発生し、
この電圧と電気二重層コンデンサ10の充電電圧とを合
計した電圧が第1リレーコイル21と第2リレーコイル
22の駆動電圧として印加されている。このことは、電
気二重層コンデンサ10の充電中は、インピーダンスが
小さいので、第1リレーコイル21と第2リレーコイル
22の印加電圧も小さくなるが、ダイオード47はそれ
を防止している。
(2) Charging of the electric double layer capacitor 10 When the first switching contact 27a and the first switching contact 27b are respectively switched to NO contacts, the input terminal 23, the NO contact of the first switching contact 27a, the diode 47, and the The circuit of the double layer capacitor 10, the NO contact of the first switching contact 27b, and the common terminal 25 is formed, and the electric double layer capacitor 10 starts charging as shown in FIG. 2 (k). Since several tens of amperes can flow through the electric double layer capacitor 10, it is rapidly charged to a predetermined voltage, for example, 2.5V. At this time, the current value flowing through the NO contact of the first switching contact 27a and the NO contact of the first switching contact 27b is, of course, set within an allowable range. Since the diodes 47 are inserted in series in the electric double layer capacitor 10, a threshold voltage equal to the number of the diodes 47, for example, 5 × 0.7 V = 3.5 V in the case of five diodes 47. Occurs
The sum of this voltage and the charging voltage of the electric double layer capacitor 10 is applied as a drive voltage for the first relay coil 21 and the second relay coil 22. This means that while the electric double layer capacitor 10 is being charged, the impedance is small, so that the voltages applied to the first relay coil 21 and the second relay coil 22 are also small, but the diode 47 prevents this.

【0021】電気二重層コンデンサ10の電圧が図2
(k)のt3時に、2.5Vに達すると、この2.5V
がオンしているFET74、第2切換え接点28aのN
C接点を介して3端子ツェナーダイオード46のゲート
(リファレンス端子)に加えられ、図2(g)のよう
に、充放電切換え部64の3端子ツェナーダイオード4
6がオンし、定電流第2切換え部駆動部65のフォトカ
プラ40に定電流ダイオード37を介して定電流が流れ
てオンする。そのため、第2切換え部66の第2リレー
コイル22、定電流ダイオード38、フォトカプラ40
を介してトランジスタ42にベース電流が流れてオン
し、第2リレーコイル22が励磁される。この第2リレ
ーコイル22の励磁は、コンデンサ33に先に充電され
てから行われるので、チャタリングのない安定した動作
をする。この第2リレーコイル22の励磁で、図2
(h)(i)のように、第2切換え接点28a、第2切
換え接点28bがそれぞれNO接点へ切り換わる。即
ち、電気二重層コンデンサ10の充電時に第2切換え接
点28bがオフする。第2切換え接点28bがNO接点
へ切り換わると、第1リレーコイル21が解磁され、図
2(e)(f)のように、第1切換え接点27a、第1
切換え接点27bは、NC接点に戻り、電気二重層コン
デンサ10と電池58は、第1切換え接点27bのNC
接点を介して直列に接続される。
When the voltage of the electric double layer capacitor 10 is
At time t3 of (k), when the voltage reaches 2.5 V, this 2.5 V
74 is ON, N of the second switching contact 28a
It is applied to the gate (reference terminal) of the three-terminal Zener diode 46 via the C contact, and as shown in FIG.
6 turns on, and a constant current flows through the constant current diode 37 to the photocoupler 40 of the constant current second switching section drive section 65 to turn on. Therefore, the second relay coil 22 of the second switching unit 66, the constant current diode 38, the photocoupler 40
, A base current flows through the transistor 42 to turn on, and the second relay coil 22 is excited. Since the excitation of the second relay coil 22 is performed after the capacitor 33 is charged first, a stable operation without chattering is performed. By the excitation of the second relay coil 22, FIG.
(H) As shown in (i), the second switching contact 28a and the second switching contact 28b are respectively switched to NO contacts. That is, the second switching contact 28b is turned off when the electric double layer capacitor 10 is charged. When the second switching contact 28b is switched to the NO contact, the first relay coil 21 is demagnetized, and the first switching contact 27a, the first switching coil 27a, as shown in FIGS.
The switching contact 27b returns to the NC contact, and the electric double layer capacitor 10 and the battery 58 are connected to the NC of the first switching contact 27b.
They are connected in series via contacts.

【0022】このようにして、電気二重層コンデンサ1
0の充電電圧が2.5Vに達すると、電気二重層コンデ
ンサ10の2.5V+電池58の3V=5.5Vが図2
(l)のように、出力端子24を介して負荷71へ供給
される。同時に、前記5.5VがFET74を介して抵
抗56と抵抗57に印加、分圧されて3端子ツェナーダ
イオード46のゲート(リファレンス端子)に加えら
れ、この3端子ツェナーダイオード46は、依然として
オンし続ける。
Thus, the electric double layer capacitor 1
When the charging voltage of 0 reaches 2.5V, 2.5V of the electric double layer capacitor 10 + 3V = 5.5V of the battery 58 is calculated as shown in FIG.
As shown in (l), it is supplied to the load 71 via the output terminal 24. At the same time, the 5.5 V is applied to the resistor 56 and the resistor 57 via the FET 74, divided and applied to the gate (reference terminal) of the three-terminal Zener diode 46, and the three-terminal Zener diode 46 is still turned on. .

【0023】(3)負荷71への放電 電気二重層コンデンサ10の2.5V+電池58の3V
=5.5Vの電荷がDC−DCコンバータなどの負荷7
1へ放出されるが、まず電気二重層コンデンサ10に蓄
えられていた電荷が放出されて、電気二重層コンデンサ
10の両端子間が図2(k)のt4時に、0V近く(例
えば0.1V)になり、同時に電池58の電圧も3V以
下の例えば2.9Vとなり、合計3Vが抵抗56と抵抗
57で分圧されて2.5Vが3端子ツェナーダイオード
46のゲート(リファレンス端子)に加えられる。
(3) Discharge to load 71 2.5V of electric double layer capacitor 10 + 3V of battery 58
= 5.5V charge is applied to a load 7 such as a DC-DC converter.
1, the charge stored in the electric double layer capacitor 10 is first released, and the voltage between both terminals of the electric double layer capacitor 10 is close to 0 V (for example, 0.1 V) at t4 in FIG. ), And at the same time, the voltage of the battery 58 becomes 3 V or less, for example, 2.9 V. The total 3 V is divided by the resistors 56 and 57 and 2.5 V is applied to the gate (reference terminal) of the three-terminal Zener diode 46. .

【0024】更に負荷71に放電を続けると、抵抗56
と抵抗57で分圧された電圧は、2.5V以下となり、
図2(g)のように、3端子ツェナーダイオード46は
オフし、第2切換え部66の第2リレーコイル22は解
磁され、図2(h)(i)のように、第2切換え接点2
8a、第2切換え接点28bは、それぞれNC接点へ戻
り、電池58からの電荷が出力端子24を経て負荷71
に供給される。即ち、第2切換え接点28bがNC接点
へ戻る(オンする)と、電気二重層コンデンサ10は、
充電に備える。
When the discharge is further continued to the load 71, the resistance 56
And the voltage divided by the resistor 57 becomes 2.5 V or less,
As shown in FIG. 2 (g), the three-terminal Zener diode 46 is turned off, the second relay coil 22 of the second switching unit 66 is demagnetized, and the second switching contact is made as shown in FIG. 2 (h) (i). 2
8a and the second switching contact 28b return to the NC contact, respectively, and the electric charge from the battery 58 is transferred to the load 71 via the output terminal 24.
Supplied to That is, when the second switching contact 28b returns (turns on) to the NC contact, the electric double layer capacitor 10
Prepare for charging.

【0025】このように、電池58からの電荷が出力端
子24を経て負荷71に供給している場合において、図
2(j)のt4時に、電池58がエネルギーを消耗し、
電位が下がると、第1切換え接点27a、27bと第2
切換え接点28a、28bは、ともにNC接点へ戻り、
最初のt1〜t2時と同様、ダイオード48からの電流
が流れなくなって、充電部60のトランジスタ43とト
ランジスタ44がオンし、電池58に充電を開始する。
図2(j)のt5時(t2時と同じ)に、この電池58
の充電を完了すると、3端子ツェナーダイオード45が
オンし、第1リレーコイル21が励磁され、第1切換え
接点27a、第1切換え接点27bがそれぞれNO接点
へ切り換わり、放電し尽くされた電気二重層コンデンサ
10へ充電を開始し、充電を完了すると、前記した状態
に戻り、以下、同様の動作を繰り返す。図2(a)のt
6時に、入力Viがなくなると、FET74はオフする
ので、電気二重層コンデンサ10と電池58の充電電荷
は、出力Voとして出力するが、第2切換え接点28a
へは送られず、無駄な消費を防止する。
As described above, when the charge from the battery 58 is supplied to the load 71 via the output terminal 24, the battery 58 consumes energy at t4 in FIG.
When the potential drops, the first switching contacts 27a, 27b and the second
The switching contacts 28a and 28b both return to the NC contacts,
As in the case of the first t1 to t2, the current from the diode 48 stops flowing, the transistors 43 and 44 of the charging unit 60 are turned on, and the battery 58 starts charging.
At time t5 (same as time t2) in FIG.
Is completed, the three-terminal Zener diode 45 is turned on, the first relay coil 21 is excited, the first switching contact 27a and the first switching contact 27b are respectively switched to NO contacts, and the discharged electric power is discharged. When charging of the multilayer capacitor 10 is started and the charging is completed, the state returns to the above-described state, and the same operation is repeated thereafter. T in FIG. 2 (a)
At 6 o'clock, when the input Vi disappears, the FET 74 is turned off, and the charge of the electric double layer capacitor 10 and the battery 58 is output as the output Vo, but the second switching contact 28a
To avoid wasteful consumption.

【0026】ここで、電気二重層コンデンサ10と電池
58の充放電エネルギーの関係を見てみると、電池58
の容量は、電気二重層コンデンサ10よりも数10倍か
ら100倍以上大きい。例えば100倍大きいものとす
ると、電気二重層コンデンサ10の電荷が放電し尽くさ
れた後は、この電気二重層コンデンサ10と同等のエネ
ルギーが電池58から放出されるが、このことは、充放
電動作時には、常に、電気二重層コンデンサ10の容量
分だけが働くことになり、電池58の働きは、電気二重
層コンデンサ10と等価量である100分の1だけであ
り、電池58の寿命を著しく延ばすこととなる。そし
て、電気二重層コンデンサ10の充放電の寿命は、半永
久的であるから、100%のフル稼動が可能である。
Here, the relationship between the electric double layer capacitor 10 and the charge / discharge energy of the battery 58 will be described.
Is several tens to 100 times or more larger than the electric double layer capacitor 10. For example, assuming that the electric double layer capacitor 10 is 100 times larger, after the electric double layer capacitor 10 is completely discharged, the same energy as that of the electric double layer capacitor 10 is released from the battery 58. Sometimes, only the capacity of the electric double layer capacitor 10 works, and the operation of the battery 58 is only 1/100 which is equivalent to the electric double layer capacitor 10, and the life of the battery 58 is significantly extended. It will be. Since the charge and discharge life of the electric double layer capacitor 10 is semi-permanent, 100% full operation is possible.

【0027】以上のように、本発明では、電気二重層コ
ンデンサ10の耐電圧を高めて、しかも電池58の補助
により出力電圧を高め、かつ、大電流を流すことができ
る。即ち、充放電の主体は、電気二重層コンデンサ10
であり、電池58は、電圧補助の役割で、その能力の1
00分の1程度しか使用せず、したがって、寿命を延ば
すことができる。ちなみに、メモリ効果のないアルカリ
充電池では、フル充電からフル放電までを繰り返し使用
すると、寿命が著しく短いが、継ぎ足し充放電を行う
と、長寿命になる。このように、電気二重層コンデンサ
10と電池58の特性をそれぞれ最大限に引出してい
る。
As described above, according to the present invention, the withstand voltage of the electric double layer capacitor 10 can be increased, the output voltage can be increased with the assistance of the battery 58, and a large current can flow. That is, charging and discharging are mainly performed by the electric double layer capacitor 10.
The battery 58 is one of its capabilities in the role of a voltage assist.
Only about one-hundredth is used, thus extending the life. Incidentally, an alkaline rechargeable battery having no memory effect has a remarkably short life when used repeatedly from full charge to full discharge, but has a long life when recharged and recharged. As described above, the characteristics of the electric double layer capacitor 10 and the battery 58 are maximized.

【0028】前記実施例では、電池58を2個直列とし
たが、これに限られるものではなく、出力電圧を高くす
るときは、目的の電圧値になる数を直列に接続してもよ
い。また、放電電流の容量を大きくとるときは、複数個
を並列接続してもよい。更に、出力電圧を高くし、放電
容量を大きくするときは、直列と並列の組み合わせとす
ることもできる。
In the above embodiment, two batteries 58 are connected in series. However, the present invention is not limited to this. When increasing the output voltage, a number of batteries having a target voltage value may be connected in series. To increase the discharge current capacity, a plurality of discharge currents may be connected in parallel. Further, when increasing the output voltage and increasing the discharge capacity, a combination of series and parallel can be used.

【0029】前記実施例では、電気二重層コンデンサ1
0を1個としたが、これに限られるものではなく、負荷
電流を大きくするときは、複数個を並列接続とすること
ができる。しかし、電気二重層コンデンサ10の電池5
8に対する電圧比を大きく取りたいときは、電気二重層
コンデンサ10を直列接続とすることもできる。
In the above embodiment, the electric double layer capacitor 1
Although the number of 0s is one, the number is not limited to this, and when increasing the load current, a plurality of 0s can be connected in parallel. However, the battery 5 of the electric double layer capacitor 10
When it is desired to increase the voltage ratio with respect to 8, the electric double layer capacitor 10 can be connected in series.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は、電気二重層コンデンサ10
と、充電可能な電池58と、充電は、前記電気二重層コ
ンデンサ10と電池58とを別個に行い、放電は、前記
電気二重層コンデンサ10と電池58とを直列接続して
行うための切換え手段とを具備した構成としたので、電
気二重層コンデンサ10の耐電圧を高めて、しかも電池
58の補助により出力電圧を高め、かつ、大電流を流す
ことができる。即ち、充放電の主体は、電気二重層コン
デンサ10であり、電池58は、電圧補助の役割で、そ
の能力の100分の1程度しか使用せず、したがって、
寿命を延ばすことができる。
The present invention relates to an electric double layer capacitor 10
A rechargeable battery 58; and switching means for performing charging by separately performing the electric double layer capacitor 10 and the battery 58, and performing discharging by connecting the electric double layer capacitor 10 and the battery 58 in series. Therefore, the withstand voltage of the electric double layer capacitor 10 can be increased, the output voltage can be increased with the assistance of the battery 58, and a large current can flow. That is, the main body of charging and discharging is the electric double layer capacitor 10, and the battery 58 uses only about 1/100 of its capacity in the role of assisting the voltage.
Life can be extended.

【0031】また、電気二重層コンデンサ10として電
気二重層コンデンサ10を使用し、電池58として、
(種々の電池が使用できるが)特にメモリ効果のないア
ルカリ充電池を使用すれば、電気二重層コンデンサ10
が誘電体の利用による充放電作用であって、充放電の繰
り返し寿命が半永久的であるのに対し、電池58が化学
反応の利用による充放電作用であり、充放電の繰り返し
寿命が短いが、逆に電池58の充電容量が電気二重層コ
ンデンサ10の数10倍から100倍以上であるとい
う、それぞれの特性を最大限に引出している。
The electric double layer capacitor 10 is used as the electric double layer capacitor 10 and the battery 58 is
(Although various batteries can be used.) If an alkaline rechargeable battery having no memory effect is used, the electric double layer capacitor 10 can be used.
Is a charge / discharge action using a dielectric substance, and the charge / discharge repetition life is semi-permanent, whereas the battery 58 is a charge / discharge action using a chemical reaction, and the charge / discharge repetition life is short. Conversely, each characteristic that the charging capacity of the battery 58 is several tens to 100 times or more of the electric double layer capacitor 10 is brought out to the maximum.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるコンデンサを用いた電源回路の一
実施例を示す電気回路図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of a power supply circuit using a capacitor according to the present invention.

【図2】図1における各部の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram of each unit in FIG.

【図3】本発明のコンデンサを用いた電源回路に、無効
電力を有効利用した入力電源部分の一例を示すブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of an input power supply portion that makes effective use of reactive power in a power supply circuit using a capacitor according to the present invention.

【図4】本出願人が先に提案した回路で、トランジスタ
31と抵抗26と2端子ツェナーダイオード29とから
なる定電圧回路20を付加した電気回路図である。
FIG. 4 is an electric circuit diagram in which a constant voltage circuit 20 including a transistor 31, a resistor 26, and a two-terminal Zener diode 29 is added to the circuit previously proposed by the present applicant.

【図5】本出願人が先に提案した他の回路で、トランジ
スタ31と抵抗26と3端子ツェナーダイオード30と
からなる定電圧回路20を付加した電気回路図である。
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing another circuit previously proposed by the present applicant, to which a constant voltage circuit 20 including a transistor 31, a resistor 26 and a three-terminal Zener diode 30 is added.

【図6】電気二重層コンデンサ10の耐電圧を上げるた
めの回路例を示し、(a)は、同一定格の電気二重層コ
ンデンサ10を2個直列接続した直列回路11の例で、
(b)は、電気二重層コンデンサ10を2個直列接続し
た直列回路11を2個作り、これらを並列接続した例を
示している。
FIG. 6 shows an example of a circuit for increasing the withstand voltage of the electric double layer capacitor 10; FIG. 6A shows an example of a series circuit 11 in which two electric double layer capacitors 10 of the same rating are connected in series;
(B) shows an example in which two series circuits 11 in which two electric double layer capacitors 10 are connected in series are formed, and these are connected in parallel.

【図7】一般的な電気二重層コンデンサ10の一例を示
す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a general electric double layer capacitor 10.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9…コンデンサを用いた電源回路、10…電気二重層コ
ンデンサ、11…直列回路、12…円筒状アルミニウム
容器、13…分極性プラス電極、14…分極性マイナス
電極、15…セパレータ、16…ヒューズ、17…封口
ゴム、18…リード線、19…リード線、20…定電圧
回路、21…第1リレーコイル、22…第2リレーコイ
ル、23…入力端子、24…出力端子、25…コモン端
子、26…抵抗、27a…第1切換え接点a、27b…
第1切換え接点b、28a…第2切換え接点a、28b
…第2切換え接点28b、29…2端子ツェナーダイオ
ード、30…3端子ツェナーダイオード、31…トラン
ジスタ、32…コンデンサ、33…コンデンサ、34a
…ダイオードa、34b…ダイオードb、35…定電流
ダイオード、36…定電流ダイオード、37…定電流ダ
イオード、38…定電流ダイオード、39…フォトカプ
ラ、40…フォトカプラ、41…トランジスタ、42…
トランジスタ、43…トランジスタ、44…トランジス
タ、45…3端子ツェナーダイオード、46…3端子ツ
ェナーダイオード、47…ダイオード、48…ダイオー
ド、49…レギュレータ、50…コンデンサ、51…コ
ンデンサ、52…抵抗、53…抵抗、54…抵抗、55
…抵抗、56…抵抗、57…抵抗、58…電池、59…
定電圧電源部、60…充電部、61…充放電電圧検出
部、62…定電流第1切換え部駆動部、63…第1切換
え部、64…充放電切換え部、65…定電流第2切換え
部駆動部、66…第2切換え部、67…コンデンサ、6
8…平滑コンデンサ、69…全波整流回路、70…商用
AC電源、71…負荷、72…ダイオード、73…ダイ
オード、74…FET、75…抵抗、76…抵抗。
9 power supply circuit using a capacitor, 10 electric double layer capacitor, 11 series circuit, 12 cylindrical aluminum container, 13 polarizable positive electrode, 14 polarizable negative electrode, 15 separator, 16 fuse, 17 ... sealing rubber, 18 ... lead wire, 19 ... lead wire, 20 ... constant voltage circuit, 21 ... first relay coil, 22 ... second relay coil, 23 ... input terminal, 24 ... output terminal, 25 ... common terminal, 26: resistor, 27a: first switching contact a, 27b ...
First switching contacts b, 28a... Second switching contacts a, 28b
.. Second switching contact 28b, 29 two-terminal Zener diode, 30 three-terminal Zener diode, 31 transistor, 32 capacitor, 33 capacitor, 34a
... Diodes a and 34b Diodes b and 35 Constant current diodes, 36 Constant current diodes, 37 Constant current diodes, 38 Constant current diodes, 39 Photocouplers, 40 Photocouplers, 41 Transistors, 42
Transistor, 43 ... transistor, 44 ... transistor, 45 ... 3 terminal Zener diode, 46 ... 3 terminal Zener diode, 47 ... diode, 48 ... diode, 49 ... regulator, 50 ... capacitor, 51 ... capacitor, 52 ... resistor, 53 ... Resistance, 54 ... resistance, 55
... resistance, 56 ... resistance, 57 ... resistance, 58 ... battery, 59 ...
Constant voltage power supply section, 60 charging section, 61 charging / discharging voltage detecting section, 62 constant current first switching section drive section, 63 first switching section, 64 charging / discharging switching section, 65 constant current second switching section. Unit drive unit, 66 ... second switching unit, 67 ... condenser, 6
8 Smoothing capacitor, 69 Full-wave rectifier circuit, 70 Commercial AC power supply, 71 Load, 72 Diode, 73 Diode, 74 FET, 75 Resistor, 76 Resistor.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 9/06 505 H01G 9/00 301Z Fターム(参考) 5G003 AA01 BA05 CA02 DA07 5G015 FA08 GB02 HA13 JA05 JA06 JA07 JA34 JA35 JA37 JA53 JA55 JA57 JA61 5H430 BB01 BB09 BB11 BB12 EE02 EE08 EE12 EE17 FF04 FF08 FF13 GG08 HH03 JJ07 LA07Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H02J 9/06 505 H01G 9/00 301Z F-term (Reference) 5G003 AA01 BA05 CA02 DA07 5G015 FA08 GB02 HA13 JA05 JA06 JA07 JA34 JA35 JA37 JA53 JA55 JA57 JA61 5H430 BB01 BB09 BB11 BB12 EE02 EE08 EE12 EE17 FF04 FF08 FF13 GG08 HH03 JJ07 LA07

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンデンサ10と、充電可能な電池58
と、充電は、前記コンデンサ10と電池58とを別個に
行い、放電は、前記コンデンサ10と電池58とを直列
接続して行うための切換え手段とを具備してなることを
特徴とするコンデンサを用いた電源回路。
1. A capacitor 10 and a rechargeable battery 58
And charging means for separately performing the capacitor 10 and the battery 58, and discharging means for switching the capacitor 10 and the battery 58 by connecting them in series. Power supply circuit used.
【請求項2】 コンデンサ10は、電気二重層コンデン
サからなることを特徴とする請求項1記載のコンデンサ
を用いた電源回路。
2. The power supply circuit using a capacitor according to claim 1, wherein the capacitor is an electric double layer capacitor.
【請求項3】 電池58は、メモリ効果のない電池から
なることを特徴とする請求項1記載のコンデンサを用い
た電源回路。
3. The power supply circuit according to claim 1, wherein the battery 58 is a battery having no memory effect.
【請求項4】 入力端子23とコモン端子25との間
に、第1切換え接点27a、電気二重層コンデンサ1
0、第1切換え接点27b、電池58を直列に挿入し、
前記電気二重層コンデンサ10のプラス側から出力端子
24を導出し、前記電池58に、充電部60、充放電電
圧検出部61、定電流第1切換え部駆動部62及び第1
切換え部63を接続し、この第1切換え部63は、前記
第1切換え接点27aと第1切換え接点27bの切換え
を制御し、前記電気二重層コンデンサ10に、充放電切
換え部64、定電流第2切換え部駆動部65及び第2切
換え部66を接続し、この第2切換え部66は、前記第
1切換え部63と定電流第1切換え部駆動部62との切
換えと電気二重層コンデンサ10と充放電切換え部64
との切換えを制御してなることを特徴とするコンデンサ
を用いた電源回路。
4. A first switching contact 27a between the input terminal 23 and the common terminal 25,
0, the first switching contact 27b and the battery 58 are inserted in series,
The output terminal 24 is led out from the plus side of the electric double layer capacitor 10, and a charging unit 60, a charging / discharging voltage detecting unit 61, a constant current first switching unit driving unit 62 and a first
A switching unit 63 is connected, and the first switching unit 63 controls switching between the first switching contact 27a and the first switching contact 27b, and connects the electric double layer capacitor 10 with a charge / discharge switching unit 64, a constant current 2 switching section driving section 65 and a second switching section 66 are connected, and the second switching section 66 switches between the first switching section 63 and the constant current first switching section driving section 62 and the electric double layer capacitor 10. Charge / discharge switching unit 64
A power supply circuit using a capacitor, characterized by controlling switching of the power supply.
【請求項5】 電気二重層コンデンサ10は、複数個を
直列及び/又は並列に接続してなることを特徴とする請
求項4記載のコンデンサを用いた電源回路。
5. A power supply circuit using a capacitor according to claim 4, wherein a plurality of electric double layer capacitors 10 are connected in series and / or in parallel.
【請求項6】 電池58は、複数個を直列及び/又は並
列に接続してなることを特徴とする請求項4記載のコン
デンサを用いた電源回路。
6. The power supply circuit according to claim 4, wherein a plurality of batteries 58 are connected in series and / or in parallel.
【請求項7】 第1切換え接点27aと電気二重層コン
デンサ10との間に、電気二重層コンデンサ10の耐電
圧調整用の1又は複数個のダイオード47を挿入してな
ることを特徴とする請求項4記載のコンデンサを用いた
電源回路。
7. One or more diodes 47 for adjusting the withstand voltage of the electric double layer capacitor 10 are inserted between the first switching contact 27a and the electric double layer capacitor 10. Item 7. A power supply circuit using the capacitor according to Item 4.
【請求項8】 充電部60と定電流第1切換え部駆動部
62の前段に、動作安定化のために定電圧電源部59を
挿入してなることを特徴とする請求項4記載のコンデン
サを用いた電源回路。
8. A capacitor according to claim 4, wherein a constant voltage power supply unit 59 is inserted before the charging unit 60 and the constant current first switching unit driving unit 62 to stabilize the operation. Power supply circuit used.
【請求項9】 充電部60は、電池58に流す電流を制
限するための定電流のトランジスタ43、定電流化検出
用のトランジスタ44、前記トランジスタ43のベース
電流供給用の抵抗52及び、前記トランジスタ44のベ
ース・エミッタ間抵抗53からなることを特徴とする請
求項4記載のコンデンサを用いた電源回路。
9. The charging section 60 includes a constant current transistor 43 for limiting a current flowing to the battery 58, a constant current detection transistor 44, a base current supply resistor 52 of the transistor 43, and the transistor 43. 5. A power supply circuit using a capacitor according to claim 4, comprising 44 base-emitter resistors 53.
【請求項10】 充放電電圧検出部61は、電池58の
充電電圧を分圧するための抵抗54、55と、この分圧
された検出電圧値が所定値以上になるとオンする3端子
ツェナーダイオード45とからなることを特徴とする請
求項4記載のコンデンサを用いた電源回路。
10. A charge / discharge voltage detector 61 includes resistors 54 and 55 for dividing a charging voltage of a battery 58, and a three-terminal Zener diode 45 that is turned on when the divided detection voltage value becomes equal to or greater than a predetermined value. 5. A power supply circuit using a capacitor according to claim 4, wherein:
【請求項11】 定電流第1切換え部駆動部62は、充
放電電圧検出部61における3端子ツェナーダイオード
45のオンによりオンするフォトカプラ39と、このフ
ォトカプラ39のオンによりオンするトランジスタ41
と、前記電気二重層コンデンサ10の放電時にオンし、
充電時にオフする第2切換え接点28bとを具備してな
ることを特徴とする請求項4記載のコンデンサを用いた
電源回路。
11. A constant current first switching section drive section 62 includes a photocoupler 39 that is turned on when a three-terminal Zener diode 45 in a charge / discharge voltage detection section 61 is turned on, and a transistor 41 that is turned on when the photocoupler 39 is turned on.
When the electric double layer capacitor 10 is discharged,
The power supply circuit using a capacitor according to claim 4, further comprising a second switching contact (28b) that is turned off during charging.
【請求項12】 定電流第1切換え部駆動部62は、充
放電電圧検出部61における3端子ツェナーダイオード
45のオンによりオンするフォトカプラ39と、このフ
ォトカプラ39に定電流を供給する定電流ダイオード3
5と、前記フォトカプラ39のオンによりオンするトラ
ンジスタ41と、前記電気二重層コンデンサ10の放電
時にオンし、充電時にオフする第2切換え接点28b
と、前記トランジスタ41のベースに定電流を供給する
定電流ダイオード36とを具備してなることを特徴とす
る請求項4記載のコンデンサを用いた電源回路。
12. A constant current first switching section driving section 62 includes a photocoupler 39 that is turned on by turning on a three-terminal Zener diode 45 in a charge / discharge voltage detection section 61, and a constant current that supplies a constant current to the photocoupler 39. Diode 3
5, a transistor 41 which is turned on when the photocoupler 39 is turned on, and a second switching contact 28b which is turned on when the electric double layer capacitor 10 is discharged and turned off when charging.
The power supply circuit using a capacitor according to claim 4, further comprising: a constant current diode (36) for supplying a constant current to a base of the transistor (41).
【請求項13】 第1切換え部63は、第1リレーコイ
ル21、コンデンサ32及びダイオード34aを互いに
並列接続してなり、前記第1リレーコイル21の励磁に
より、前記第1切換え接点27aと第1切換え接点27
bの開閉を制御するようにしたことを特徴とする請求項
4記載のコンデンサを用いた電源回路。
13. The first switching section 63 includes a first relay coil 21, a capacitor 32, and a diode 34a connected in parallel with each other. When the first relay coil 21 is excited, the first switching contact 27a and the first switching contact 27a are connected to each other. Switching contact 27
5. A power supply circuit using a capacitor according to claim 4, wherein the opening and closing of b is controlled.
【請求項14】 充放電切換え部64は、分圧用の抵抗
56、57と、電気二重層コンデンサ10の検出電圧値
が所定値以上になるとオンする3端子ツェナーダイオー
ド46と、電気二重層コンデンサ10の充電時には、電
気二重層コンデンサ10のプラス側を3端子ツェナーダ
イオード46のゲートに直結し、電気二重層コンデンサ
10の放電時に分圧用の抵抗56、57に切り換える第
2切換え接点28aとからなることを特徴とする請求項
4記載のコンデンサを用いた電源回路。
14. A charge / discharge switching unit 64 includes: voltage dividing resistors 56 and 57; a three-terminal Zener diode 46 which is turned on when a detected voltage value of the electric double layer capacitor 10 becomes a predetermined value or more; When the electric double layer capacitor 10 is charged, the plus side of the electric double layer capacitor 10 is directly connected to the gate of the three-terminal Zener diode 46, and the second switching contact 28a switches to the voltage dividing resistors 56 and 57 when the electric double layer capacitor 10 is discharged. A power supply circuit using the capacitor according to claim 4.
【請求項15】 定電流第2切換え部駆動部65は、充
放電電圧検出部64における3端子ツェナーダイオード
46のオンによりオンするフォトカプラ40と、このフ
ォトカプラ40のオンによりオンするトランジスタ42
とを具備してなることを特徴とする請求項4記載のコン
デンサを用いた電源回路。
15. The constant current second switching section driving section 65 includes a photocoupler 40 that is turned on when the three-terminal Zener diode 46 in the charge / discharge voltage detection section 64 is turned on, and a transistor 42 that is turned on when the photocoupler 40 is turned on.
A power supply circuit using the capacitor according to claim 4, comprising:
【請求項16】 定電流第2切換え部駆動部65は、充
放電電圧検出部64における3端子ツェナーダイオード
46のオンによりオンするフォトカプラ40と、このフ
ォトカプラ40に定電流を供給する定電流ダイオード3
7と、前記フォトカプラ40のオンによりオンするトラ
ンジスタ42と、前記トランジスタ42のベースに定電
流を供給する定電流ダイオード38とを具備してなるこ
とを特徴とする請求項4記載のコンデンサを用いた電源
回路。
16. A constant current second switching section driving section 65 includes a photocoupler 40 that is turned on by turning on a three-terminal Zener diode 46 in a charge / discharge voltage detection section 64, and a constant current that supplies a constant current to the photocoupler 40. Diode 3
7. A capacitor according to claim 4, further comprising a transistor, a transistor turned on when the photocoupler is turned on, and a constant current diode for supplying a constant current to the base of the transistor. Power circuit.
【請求項17】 第2切換え部66は、第2リレーコイ
ル22、コンデンサ33及びダイオード34bを互いに
並列接続してなり、前記第2リレーコイル22の励磁に
より、前記第2切換え接点28aと第2切換え接点28
bの開閉を制御するようにしたことを特徴とする請求項
4記載のコンデンサを用いた電源回路。
17. The second switching section 66 includes a second relay coil 22, a capacitor 33, and a diode 34b connected in parallel to each other. When the second relay coil 22 is excited, the second switching contact 28a Switching contact 28
5. A power supply circuit using a capacitor according to claim 4, wherein the opening and closing of b is controlled.
【請求項18】 定電圧電源部59は、安定化電圧を得
るためのレギュレータ49、平滑用のコンデンサ50、
51からなることを特徴とする請求項4記載のコンデン
サを用いた電源回路。
18. A constant voltage power supply unit 59 includes a regulator 49 for obtaining a stabilized voltage, a smoothing capacitor 50,
A power supply circuit using a capacitor according to claim 4, comprising:
【請求項19】 入力端子23とコモン端子25との間
には、最大電流値以上を流さないためのヒューズ16を
挿入してなることを特徴とする請求項4記載のコンデン
サを用いた電源回路。
19. A power supply circuit using a capacitor according to claim 4, wherein a fuse is inserted between the input terminal and the common terminal to prevent a current from flowing beyond a maximum current value. .
【請求項20】 コンデンサを用いた電源回路の入力側
の入力端子23に、商用AC電源70からコンデンサ6
7、全波整流回路69、平滑コンデンサ68を結合し、
出力側の出力端子24とコモン端子25に、負荷71を
結合してなることを特徴とする請求項4記載のコンデン
サを用いた電源回路。
20. A commercial AC power supply 70 supplies a capacitor 6 to an input terminal 23 on the input side of a power supply circuit using a capacitor.
7. Combine the full-wave rectifier circuit 69 and the smoothing capacitor 68,
5. The power supply circuit using a capacitor according to claim 4, wherein a load 71 is connected to the output terminal 24 and the common terminal 25 on the output side.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008131716A (en) * 2006-11-20 2008-06-05 Tamagawa Seiki Co Ltd Power supply backup device
CN103072488A (en) * 2013-01-31 2013-05-01 郑州宇通客车股份有限公司 Composite power source

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