JP2001218382A - 等化機能を有するキャパシタモジュール - Google Patents
等化機能を有するキャパシタモジュールInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子回路で低損失に直列に接続された複数の
キャパシタの電圧の差を補正できるようにする。 【解決手段】 直列に接続された複数のキャパシタを等
化する等化機能を有するキャパシタモジュールであっ
て、直列に接続された２個のキャパシタＣ１、Ｃ２間に
制御回路Ｕ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ９を接続し、２個のキャ
パシタＣ１、Ｃ２の電圧の差に応じて電流を補正し電圧
が等しくなるように制御する。制御回路は、漏れ電流の
部分だけ等化する回路であり、あるいはＯＰアンプを使
ってリニア回路で２個のキャパシタの電圧を等しくなる
ように制御する回路である。
キャパシタの電圧の差を補正できるようにする。 【解決手段】 直列に接続された複数のキャパシタを等
化する等化機能を有するキャパシタモジュールであっ
て、直列に接続された２個のキャパシタＣ１、Ｃ２間に
制御回路Ｕ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ９を接続し、２個のキャ
パシタＣ１、Ｃ２の電圧の差に応じて電流を補正し電圧
が等しくなるように制御する。制御回路は、漏れ電流の
部分だけ等化する回路であり、あるいはＯＰアンプを使
ってリニア回路で２個のキャパシタの電圧を等しくなる
ように制御する回路である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直列に接続された
複数のキャパシタを等化する等化機能を有するキャパシ
タモジュールに関する。
複数のキャパシタを等化する等化機能を有するキャパシ
タモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】キャパ
シタを直列にした蓄電装置では、各キャパシタの静電容
量及び漏れ電流の不均一さによって生じる分担電圧の差
が問題となっていた。これによるキャパシタの損壊を防
ぐため、安全なレベルまで使用電圧を下げれば、蓄電容
量はよく知られたＣＶ2 ／２の性質から電圧の二乗に比
例してしまい、蓄電能力が大幅に低下してしまう。
シタを直列にした蓄電装置では、各キャパシタの静電容
量及び漏れ電流の不均一さによって生じる分担電圧の差
が問題となっていた。これによるキャパシタの損壊を防
ぐため、安全なレベルまで使用電圧を下げれば、蓄電容
量はよく知られたＣＶ2 ／２の性質から電圧の二乗に比
例してしまい、蓄電能力が大幅に低下してしまう。
【０００３】このような問題を解決する手段として、発
明者はいくつかの「並列モニタ」と呼ばれるキャパシタ
の充電状態を監視し制御する手段とその特別な制御方法
を提案してきた（例えば特願平１０−３２４７４３号、
特願平１１−９９７４号、岡村廸夫著「電気二重層キャ
パシタと蓄電システム」日刊工業新聞社１９９９年３月
３１日初版第１刷発行、ｐ１４５〜１５９参照）。
明者はいくつかの「並列モニタ」と呼ばれるキャパシタ
の充電状態を監視し制御する手段とその特別な制御方法
を提案してきた（例えば特願平１０−３２４７４３号、
特願平１１−９９７４号、岡村廸夫著「電気二重層キャ
パシタと蓄電システム」日刊工業新聞社１９９９年３月
３１日初版第１刷発行、ｐ１４５〜１５９参照）。
【０００４】しかし、これまでの方法は、キャパシタ
の静電容量のバラツキと、漏れ電流の不均等という２
つの原因によって生じるキャパシタ電圧の不均等を、両
方とも完全に解決しようとしていたため、回路や制御が
複雑になったり、急速な等化の際に一時的な発熱が生じ
たりする問題があった。
の静電容量のバラツキと、漏れ電流の不均等という２
つの原因によって生じるキャパシタ電圧の不均等を、両
方とも完全に解決しようとしていたため、回路や制御が
複雑になったり、急速な等化の際に一時的な発熱が生じ
たりする問題があった。
【０００５】近年のキャパシタの製造技術の進歩に伴
い、キャパシタの静電容量の個々のバラツキや使用期間
中の劣化による静電容量の低下は極めて少なく制御でき
るようになりつつある。しかし、キャパシタ個々の漏れ
電流については、温度変化を含む種々の使用条件でバラ
ツキを１０％以下といった微少範囲内に品質管理するの
は相変わらず困難である。
い、キャパシタの静電容量の個々のバラツキや使用期間
中の劣化による静電容量の低下は極めて少なく制御でき
るようになりつつある。しかし、キャパシタ個々の漏れ
電流については、温度変化を含む種々の使用条件でバラ
ツキを１０％以下といった微少範囲内に品質管理するの
は相変わらず困難である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、電子回路で低損失に直列に接続さ
れた複数のキャパシタの電圧の差を補正できるようにす
るものである。
決するものであって、電子回路で低損失に直列に接続さ
れた複数のキャパシタの電圧の差を補正できるようにす
るものである。
【０００７】そのために本発明は、直列に接続された複
数のキャパシタを等化する等化機能を有するキャパシタ
モジュールであって、直列に接続された２個のキャパシ
タ間で電圧の差に応じて電流を補正し電圧が等しくなる
ように制御する制御回路を備えたことを特徴とし、前記
制御回路は、漏れ電流の部分だけ等化する回路であり、
ＯＰアンプを使ってリニア回路で２個のキャパシタの電
圧を等しくなるように制御する回路であることを特徴と
するものである。
数のキャパシタを等化する等化機能を有するキャパシタ
モジュールであって、直列に接続された２個のキャパシ
タ間で電圧の差に応じて電流を補正し電圧が等しくなる
ように制御する制御回路を備えたことを特徴とし、前記
制御回路は、漏れ電流の部分だけ等化する回路であり、
ＯＰアンプを使ってリニア回路で２個のキャパシタの電
圧を等しくなるように制御する回路であることを特徴と
するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る等化機能を
有するキャパシタモジュールの実施の形態を説明するた
めの図、図２は図１に示す回路による動作をシミュレー
ションプログラム（ＳＰＩＣＥ）で解析した結果を示す
図である。図中、Ｃ１、Ｃ２はキャパシタ、Ｕ２はＯＰ
アンプ、Ｄ１、Ｄ２はダイオード、Ｉｓは電流源、Ｖｓ
は電圧源、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ９、Ｒｓは抵抗
を示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る等化機能を
有するキャパシタモジュールの実施の形態を説明するた
めの図、図２は図１に示す回路による動作をシミュレー
ションプログラム（ＳＰＩＣＥ）で解析した結果を示す
図である。図中、Ｃ１、Ｃ２はキャパシタ、Ｕ２はＯＰ
アンプ、Ｄ１、Ｄ２はダイオード、Ｉｓは電流源、Ｖｓ
は電圧源、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ９、Ｒｓは抵抗
を示す。
【０００９】図１において、直列に接続したキャパシタ
Ｃ１、Ｃ２に対して、本発明に係る等化機能を有するキ
ャパシタモジュールは、抵抗Ｒ４、Ｒ５、Ｒ９とＯＰア
ンプ（演算増幅器）Ｕ２からなる漏れ電流の補償回路
（制御回路）を備え、補償回路は、キャパシタＣ１、Ｃ
２に蓄積された電力で作動し、キャパシタＣ１、Ｃ２相
互の電圧を比較してその差を微少な電流によって補正す
るように動作し、漏れ電流の部分だけ等化する。つま
り、大きな電流によって補正すると、発熱等が解消でき
ないという問題が残るが、徐々に電圧の差がなくなる方
向に電流を補正するものである。その検証のために、図
１では、キャパシタＣ１、Ｃ２の静電容量を異なるもの
とし、漏れ抵抗を模擬するため抵抗Ｒ１、Ｒ２を並列に
接続して、その値はそれぞれ１０ｋΩ、２０ｋΩと２倍
の差をつけている。抵抗Ｒ４、Ｒ５は、キャパシタの漏
れ抵抗Ｒ１、Ｒ２より十分大きな同一の値の抵抗であ
り、ＯＰアンプＵ２は、非反転入力を抵抗Ｒ４、Ｒ５の
接続点（２つのキャパシタＣ１、Ｃ２への印加電圧の中
点）とし、反転入力をキャパシタＣ１、Ｃ２の接続点と
して、この２つの入力間の電圧を比較する。ＯＰアンプ
Ｕ２の出力は、比較結果にしたがって、抵抗Ｒ９を介し
て電圧の低い方のキャパシタＣ１又はＣ２に対して電流
を補うものであり、抵抗Ｒ９は、その動作があまり急速
に、極端にならないように制限するための抵抗である。
Ｃ１、Ｃ２に対して、本発明に係る等化機能を有するキ
ャパシタモジュールは、抵抗Ｒ４、Ｒ５、Ｒ９とＯＰア
ンプ（演算増幅器）Ｕ２からなる漏れ電流の補償回路
（制御回路）を備え、補償回路は、キャパシタＣ１、Ｃ
２に蓄積された電力で作動し、キャパシタＣ１、Ｃ２相
互の電圧を比較してその差を微少な電流によって補正す
るように動作し、漏れ電流の部分だけ等化する。つま
り、大きな電流によって補正すると、発熱等が解消でき
ないという問題が残るが、徐々に電圧の差がなくなる方
向に電流を補正するものである。その検証のために、図
１では、キャパシタＣ１、Ｃ２の静電容量を異なるもの
とし、漏れ抵抗を模擬するため抵抗Ｒ１、Ｒ２を並列に
接続して、その値はそれぞれ１０ｋΩ、２０ｋΩと２倍
の差をつけている。抵抗Ｒ４、Ｒ５は、キャパシタの漏
れ抵抗Ｒ１、Ｒ２より十分大きな同一の値の抵抗であ
り、ＯＰアンプＵ２は、非反転入力を抵抗Ｒ４、Ｒ５の
接続点（２つのキャパシタＣ１、Ｃ２への印加電圧の中
点）とし、反転入力をキャパシタＣ１、Ｃ２の接続点と
して、この２つの入力間の電圧を比較する。ＯＰアンプ
Ｕ２の出力は、比較結果にしたがって、抵抗Ｒ９を介し
て電圧の低い方のキャパシタＣ１又はＣ２に対して電流
を補うものであり、抵抗Ｒ９は、その動作があまり急速
に、極端にならないように制限するための抵抗である。
【００１０】ダイオードＤ１から左の電流源Ｉｓ、電圧
源Ｖｓ、ダイオードＤ２、抵抗Ｒｓを含む回路は、充電
器で約３Ｖに達すると定電圧充電となる。ＯＰアンプＵ
２の電源は、キャパシタＣ１、Ｃ２から得られ、充電器
が取り外されることがあっても、補償回路は、常にキャ
パシタＣ１、Ｃ２に接続される。現在実用されている有
機系電解液を用いた電気二重層キャパシタでは、キャパ
シタの耐電圧が２．５〜３Ｖであるから、ＯＰアンプＵ
２は、最大５〜６Ｖ程度の電源電圧のものを使用するこ
とができる。
源Ｖｓ、ダイオードＤ２、抵抗Ｒｓを含む回路は、充電
器で約３Ｖに達すると定電圧充電となる。ＯＰアンプＵ
２の電源は、キャパシタＣ１、Ｃ２から得られ、充電器
が取り外されることがあっても、補償回路は、常にキャ
パシタＣ１、Ｃ２に接続される。現在実用されている有
機系電解液を用いた電気二重層キャパシタでは、キャパ
シタの耐電圧が２．５〜３Ｖであるから、ＯＰアンプＵ
２は、最大５〜６Ｖ程度の電源電圧のものを使用するこ
とができる。
【００１１】次に、動作を説明する。ＯＰアンプＵ２
は、２つのキャパシタＣ１、Ｃ２への印加電圧の中点の
電圧とキャパシタＣ１、Ｃ２の接続点の電圧とを比較す
ることにより、キャパシタＣ１、Ｃ２のうち電圧の低い
方に流れる電流を補う。例えば２つのキャパシタＣ１、
Ｃ２への印加電圧の中点の電圧に対して、キャパシタＣ
１、Ｃ２の接続点の電圧が低いときは、キャパシタＣ１
の電圧がキャパシタＣ２の電圧より低い場合であり、Ｏ
ＰアンプＵ２の出力によりキャパシタＣ１に流れる電流
を補い、逆にキャパシタＣ１、Ｃ２の接続点の電圧が高
いときは、キャパシタＣ１の電圧よりキャパシタＣ２の
電圧が低い場合であり、ＯＰアンプＵ２の出力によりキ
ャパシタＣ２に流れる電流を補うように動作する。
は、２つのキャパシタＣ１、Ｃ２への印加電圧の中点の
電圧とキャパシタＣ１、Ｃ２の接続点の電圧とを比較す
ることにより、キャパシタＣ１、Ｃ２のうち電圧の低い
方に流れる電流を補う。例えば２つのキャパシタＣ１、
Ｃ２への印加電圧の中点の電圧に対して、キャパシタＣ
１、Ｃ２の接続点の電圧が低いときは、キャパシタＣ１
の電圧がキャパシタＣ２の電圧より低い場合であり、Ｏ
ＰアンプＵ２の出力によりキャパシタＣ１に流れる電流
を補い、逆にキャパシタＣ１、Ｃ２の接続点の電圧が高
いときは、キャパシタＣ１の電圧よりキャパシタＣ２の
電圧が低い場合であり、ＯＰアンプＵ２の出力によりキ
ャパシタＣ２に流れる電流を補うように動作する。
【００１２】この回路の動作としては、あたかも均圧抵
抗のようにキャパシタの全放電に至る範囲で動作するこ
とが望ましい。現在の集積化されたＯＰアンプの素子の
進歩によって、最低動作電圧１．７Ｖを保証し、無出力
時の消費電流２０μＡ程度のＯＰアンプが大量生産され
ている。これらを使用すると回路の動作は、最悪でも１
セル当たり０．８５Ｖまで均等な電圧で放電されるか
ら、それ以後のバラツキが例えば２０％あっても０．１
８Ｖ程度の差が残るだけとなる。これは、次回使用時に
再び等化されるから、大きな支障とはならない。ＯＰア
ンプの消費電流自体が漏れ電流となる問題も、数１００
Ｆ以上という一般的な実用レベルのキャパシタでは、キ
ャパシタの最小漏れ電流よりも１桁小さい。
抗のようにキャパシタの全放電に至る範囲で動作するこ
とが望ましい。現在の集積化されたＯＰアンプの素子の
進歩によって、最低動作電圧１．７Ｖを保証し、無出力
時の消費電流２０μＡ程度のＯＰアンプが大量生産され
ている。これらを使用すると回路の動作は、最悪でも１
セル当たり０．８５Ｖまで均等な電圧で放電されるか
ら、それ以後のバラツキが例えば２０％あっても０．１
８Ｖ程度の差が残るだけとなる。これは、次回使用時に
再び等化されるから、大きな支障とはならない。ＯＰア
ンプの消費電流自体が漏れ電流となる問題も、数１００
Ｆ以上という一般的な実用レベルのキャパシタでは、キ
ャパシタの最小漏れ電流よりも１桁小さい。
【００１３】キャパシタＣ１は残留電圧０．２Ｖ、キャ
パシタＣ２はゼロ、そして、キャパシタＣ１の静電容量
を１０％少なくして、シミュレーションプログラム（Ｓ
ＰＩＣＥ）で解析すると、その結果を図２に示したよう
に、充電はＣ１が１０％早く、２つのキャパシタの電圧
差は充電が完了する６．５ｋｓ（キロ秒）あたりまで広
がったが、それ以後時間の経過に伴って補正電流の効果
で２つのキャパシタの電圧Ｖ（１，０）、Ｖ（２，１）
の差が縮まり、２０ｋｓで補正が完了すると、抵抗Ｒ９
を流れる電流が、定常的な漏れ電流の差分である７４μ
Ａに低下していることが分かる。
パシタＣ２はゼロ、そして、キャパシタＣ１の静電容量
を１０％少なくして、シミュレーションプログラム（Ｓ
ＰＩＣＥ）で解析すると、その結果を図２に示したよう
に、充電はＣ１が１０％早く、２つのキャパシタの電圧
差は充電が完了する６．５ｋｓ（キロ秒）あたりまで広
がったが、それ以後時間の経過に伴って補正電流の効果
で２つのキャパシタの電圧Ｖ（１，０）、Ｖ（２，１）
の差が縮まり、２０ｋｓで補正が完了すると、抵抗Ｒ９
を流れる電流が、定常的な漏れ電流の差分である７４μ
Ａに低下していることが分かる。
【００１４】上記のように本発明は、直列に接続された
キャパシタに蓄積された電力だけで作動しキャパシタ相
互の電圧を比較してその差を微少な電流によって補正す
るように動作する電子回路（ＯＰアンプ）を内蔵し、こ
の電子回路により、アクティブな抵抗を合成しキャパシ
タの漏れ電流を自動的に等化するものである。キャパシ
タを直列にした場合に問題となる、漏れ電流の固体差に
よって生じる残留電圧が不均一になる減少を、均圧抵抗
を用いる場合のように電流を多く流すことなく解決する
方法である。キャパシタの漏れ電流を、常時接続された
電子回路から供給する微少電流によって自動補正するた
め、並列モニタに見られる一時的な発熱や外部制御回路
とのやりとりがなく、簡潔で安価、しかも均一な直列キ
ャパシタと考えることができるので、使い易くなる。
キャパシタに蓄積された電力だけで作動しキャパシタ相
互の電圧を比較してその差を微少な電流によって補正す
るように動作する電子回路（ＯＰアンプ）を内蔵し、こ
の電子回路により、アクティブな抵抗を合成しキャパシ
タの漏れ電流を自動的に等化するものである。キャパシ
タを直列にした場合に問題となる、漏れ電流の固体差に
よって生じる残留電圧が不均一になる減少を、均圧抵抗
を用いる場合のように電流を多く流すことなく解決する
方法である。キャパシタの漏れ電流を、常時接続された
電子回路から供給する微少電流によって自動補正するた
め、並列モニタに見られる一時的な発熱や外部制御回路
とのやりとりがなく、簡潔で安価、しかも均一な直列キ
ャパシタと考えることができるので、使い易くなる。
【００１５】図３は図１に示す例を３個のキャパシタの
直列回路に適用した例を示す図、図４は図３に示す回路
における各部の電圧、電流の推移を示す図である。上記
本発明によれば、図３に示すように直列に接続した３個
のキャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３のうち、抵抗Ｒ４、Ｒ
５、Ｒ９、ＯＰアンプＵ２からなる２個のキャパシタＣ
１、Ｃ２の漏れ電流を比較する回路に対し、抵抗Ｒ１
４、Ｒ１５、Ｒ１９、ＯＰアンプＵ３からなる２個のキ
ャパシタＣ２、Ｃ３の漏れ電流を比較する回路をキャパ
シタ１個分ずつずらせて重ねることにより同様に適用で
き、さらに４個、……と多数のキャパシタを直列に接続
した系に同様に適用できる。
直列回路に適用した例を示す図、図４は図３に示す回路
における各部の電圧、電流の推移を示す図である。上記
本発明によれば、図３に示すように直列に接続した３個
のキャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３のうち、抵抗Ｒ４、Ｒ
５、Ｒ９、ＯＰアンプＵ２からなる２個のキャパシタＣ
１、Ｃ２の漏れ電流を比較する回路に対し、抵抗Ｒ１
４、Ｒ１５、Ｒ１９、ＯＰアンプＵ３からなる２個のキ
ャパシタＣ２、Ｃ３の漏れ電流を比較する回路をキャパ
シタ１個分ずつずらせて重ねることにより同様に適用で
き、さらに４個、……と多数のキャパシタを直列に接続
した系に同様に適用できる。
【００１６】実用上、キャパシタ単セルをまとめたモジ
ュールは、例えば１０個のセルを直列にして１つの容器
に入れるが、そこに本発明の方式を適用するには、各モ
ジュールの最上部に１個余分のＯＰアンプ回路を設け、
動作しないようにしておく。そして、モジュールを直列
にする際に、そのＯＰアンプを生かして上にくるモジュ
ールの最下段のキャパシタの上端の端子、図３に示す回
路ではノード１に接続すればよい。これを上下逆にして
も構成可能であるが、モジュールを製造するときしっか
りと標準規格を定めておけば、別々に作ったものでも任
意にモジュールを直列にし、相互間の電圧配分を均等化
することができる。
ュールは、例えば１０個のセルを直列にして１つの容器
に入れるが、そこに本発明の方式を適用するには、各モ
ジュールの最上部に１個余分のＯＰアンプ回路を設け、
動作しないようにしておく。そして、モジュールを直列
にする際に、そのＯＰアンプを生かして上にくるモジュ
ールの最下段のキャパシタの上端の端子、図３に示す回
路ではノード１に接続すればよい。これを上下逆にして
も構成可能であるが、モジュールを製造するときしっか
りと標準規格を定めておけば、別々に作ったものでも任
意にモジュールを直列にし、相互間の電圧配分を均等化
することができる。
【００１７】図３に示す回路を動作させた場合の各部の
電圧、電流の推移を示したのが図４であり、シミュレー
ションプログラム（ＳＰＩＣＥ）でトランジェント解析
した結果である。ここで、補正電流が２つあって、抵抗
Ｒ９を流れる最初の補正電流は１．５ｋｓあたりで定常
値に落ちつき、他方抵抗Ｒ１９を流れる電流は２９ｋｓ
あたりまで流れてその後定常的な漏れ電流の補正に入る
ことが認められる。
電圧、電流の推移を示したのが図４であり、シミュレー
ションプログラム（ＳＰＩＣＥ）でトランジェント解析
した結果である。ここで、補正電流が２つあって、抵抗
Ｒ９を流れる最初の補正電流は１．５ｋｓあたりで定常
値に落ちつき、他方抵抗Ｒ１９を流れる電流は２９ｋｓ
あたりまで流れてその後定常的な漏れ電流の補正に入る
ことが認められる。
【００１８】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、ＯＰアンプを使ってリニア回路で２
個のキャパシタの電圧を等しくなるように制御したが、
スイッチング方式を採用してもよい。また、漏れ電流を
補償する場合には、その効果が静電容量のバラツキによ
る電圧配分を均等化できないが、原理的に電圧均等化方
式であるのに「漏れ電流」に留まる原因は補正をＯＰア
ンプの出力電流に限定しているからで、大出力にして電
圧差を補正できるようにすることにより、等化する対象
を漏れ電流だけでなく、静電容量の差を補償できるよう
にしてもよい。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、ＯＰアンプを使ってリニア回路で２
個のキャパシタの電圧を等しくなるように制御したが、
スイッチング方式を採用してもよい。また、漏れ電流を
補償する場合には、その効果が静電容量のバラツキによ
る電圧配分を均等化できないが、原理的に電圧均等化方
式であるのに「漏れ電流」に留まる原因は補正をＯＰア
ンプの出力電流に限定しているからで、大出力にして電
圧差を補正できるようにすることにより、等化する対象
を漏れ電流だけでなく、静電容量の差を補償できるよう
にしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、直列に接続された複数のキャパシタを等化す
る等化機能を有するキャパシタモジュールとして、直列
に接続された２個のキャパシタ間で電圧の差に応じて電
流を補正し電圧が等しくなるように制御する制御回路を
備えるので、制御回路として、直列に接続されたキャパ
シタに蓄電された電力だけで作動しキャパシタ相互の電
圧を比較してその差を微小な電流によって補正するよう
に動作する電子回路を内蔵し、キャパシタの漏れ電流を
自動的に等化することができる。ＯＰアンプが極めて安
価に手に入る現在では、キャパシタの電圧等化が安価に
簡単に実現でき、キャパシタの電圧配分の問題が解決さ
れ、１個の高電圧キャパシタのように扱える効果は大で
ある。
によれば、直列に接続された複数のキャパシタを等化す
る等化機能を有するキャパシタモジュールとして、直列
に接続された２個のキャパシタ間で電圧の差に応じて電
流を補正し電圧が等しくなるように制御する制御回路を
備えるので、制御回路として、直列に接続されたキャパ
シタに蓄電された電力だけで作動しキャパシタ相互の電
圧を比較してその差を微小な電流によって補正するよう
に動作する電子回路を内蔵し、キャパシタの漏れ電流を
自動的に等化することができる。ＯＰアンプが極めて安
価に手に入る現在では、キャパシタの電圧等化が安価に
簡単に実現でき、キャパシタの電圧配分の問題が解決さ
れ、１個の高電圧キャパシタのように扱える効果は大で
ある。
【図１】 本発明に係る等化機能を有するキャパシタモ
ジュールの実施の形態を説明するための図である。
ジュールの実施の形態を説明するための図である。
【図２】 図１に示す回路による動作をシミュレーショ
ンプログラム（ＳＰＩＣＥ）で解析した結果を示す図で
ある。
ンプログラム（ＳＰＩＣＥ）で解析した結果を示す図で
ある。
【図３】 図１に示す例を３個のキャパシタの直列回路
に適用した例を示す図である。
に適用した例を示す図である。
【図４】 図３に示す回路における各部の電圧、電流の
推移を示す図である。
推移を示す図である。
Ｃ１、Ｃ２…キャパシタ、Ｕ２…ＯＰアンプ、Ｄ１、Ｄ
２…ダイオード、Ｉｓ…電流源、Ｖｓ…電圧源、Ｒ１、
Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ９、Ｒｓ…抵抗
２…ダイオード、Ｉｓ…電流源、Ｖｓ…電圧源、Ｒ１、
Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ９、Ｒｓ…抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 政章 神奈川県横浜市金沢区福浦１丁目１番１号 株式会社パワーシステム内 Ｆターム(参考） 5G003 AA04 BA03 CA11 CC02 DA04 DA15 5G065 EA02 HA17 JA01 LA01 NA01 NA02
Claims (3)
- 【請求項１】 直列に接続された複数のキャパシタを等
化する等化機能を有するキャパシタモジュールであっ
て、直列に接続された２個のキャパシタ間で電圧の差に
応じて電流を補正し電圧が等しくなるように制御する制
御回路を備えたことを特徴とする等化機能を有するキャ
パシタモジュール。 - 【請求項２】 前記制御回路は、漏れ電流の部分だけ等
化する回路であることを特徴とする請求項１記載の等化
機能を有するキャパシタモジュール。 - 【請求項３】 前記制御回路は、ＯＰアンプを使ってリ
ニア回路で２個のキャパシタの電圧を等しくなるように
制御する回路であることを特徴とする請求項１記載の等
化機能を有するキャパシタモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000028492A JP2001218382A (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 等化機能を有するキャパシタモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000028492A JP2001218382A (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 等化機能を有するキャパシタモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001218382A true JP2001218382A (ja) | 2001-08-10 |
Family
ID=18553887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000028492A Pending JP2001218382A (ja) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | 等化機能を有するキャパシタモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001218382A (ja) |
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