JP2002320302A - 電源装置 - Google Patents
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- JP2002320302A JP2002320302A JP2001120813A JP2001120813A JP2002320302A JP 2002320302 A JP2002320302 A JP 2002320302A JP 2001120813 A JP2001120813 A JP 2001120813A JP 2001120813 A JP2001120813 A JP 2001120813A JP 2002320302 A JP2002320302 A JP 2002320302A
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- capacitor
- switching element
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
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- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バッテリーの容量を少なくして、所望の必要
最大電力を負荷に供給することができ、回生動作の際バ
ッテリーへの過大電流の流入を抑制するとともキャパシ
ターへ損傷を与えることなく高い効率で回生エネルギー
を回収する。 【解決手段】 バッテリー１１とキャパシター１５との
間には、キャパシターの充放電の際、充電経路及び放電
経路を規定してバッテリーとキャパシターとに印加され
る電流電圧を調整する電流電圧変換器１３が挿入されて
いる。コントローラー１２はモーター１４の駆動制御又
は回生制動を行っており、電流電圧変換器はコントロー
ラーからの制御信号（ＰＷＭ信号）に基づいてキャパシ
ターを選択的に放電経路又は充電経路に接続する。
最大電力を負荷に供給することができ、回生動作の際バ
ッテリーへの過大電流の流入を抑制するとともキャパシ
ターへ損傷を与えることなく高い効率で回生エネルギー
を回収する。 【解決手段】 バッテリー１１とキャパシター１５との
間には、キャパシターの充放電の際、充電経路及び放電
経路を規定してバッテリーとキャパシターとに印加され
る電流電圧を調整する電流電圧変換器１３が挿入されて
いる。コントローラー１２はモーター１４の駆動制御又
は回生制動を行っており、電流電圧変換器はコントロー
ラーからの制御信号（ＰＷＭ信号）に基づいてキャパシ
ターを選択的に放電経路又は充電経路に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源から負荷に電
力を供給するための電源装置に関し、特に、バッテリー
からモーター（直流モーター）に電力を供給する際に用
いられる電源装置に関する。
力を供給するための電源装置に関し、特に、バッテリー
からモーター（直流モーター）に電力を供給する際に用
いられる電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電源から負荷に電力を供給する
際には電源装置が用いられており、電源装置から負荷に
供給される電力量（単位時間当たりに消費される電力）
は、負荷の状態に応じて異なる。例えば、負荷としてモ
ーターを例に上げると、モーターの加速時（例えば、始
動時）には、電源装置からモーターに対して大電力が供
給され、定常状態においては、電源装置からモーターに
供給される電力は少ない（つまり、小電力である）。言
い換えると、電源装置は、モーター等の負荷に対してそ
の最大消費電力を供給できる能力を有している必要があ
る。
際には電源装置が用いられており、電源装置から負荷に
供給される電力量（単位時間当たりに消費される電力）
は、負荷の状態に応じて異なる。例えば、負荷としてモ
ーターを例に上げると、モーターの加速時（例えば、始
動時）には、電源装置からモーターに対して大電力が供
給され、定常状態においては、電源装置からモーターに
供給される電力は少ない（つまり、小電力である）。言
い換えると、電源装置は、モーター等の負荷に対してそ
の最大消費電力を供給できる能力を有している必要があ
る。
【０００３】ところで、電気自動車（例えば、フォーク
リフト）等では、バッテリーを電源装置として用いてお
り、前述のように、加速時等におけるモーターの最大消
費電力を考慮すると、バッテリーの容量を極めて大きく
する必要がある。ところが、バッテリーの容量を大きく
すると、不可避的にバッテリー自体が大型化してしま
い、フォークリフト等にバッテリーへを搭載することが
難しくなってしまう。
リフト）等では、バッテリーを電源装置として用いてお
り、前述のように、加速時等におけるモーターの最大消
費電力を考慮すると、バッテリーの容量を極めて大きく
する必要がある。ところが、バッテリーの容量を大きく
すると、不可避的にバッテリー自体が大型化してしま
い、フォークリフト等にバッテリーへを搭載することが
難しくなってしまう。
【０００４】上述のような不具合を防止するため、例え
ば、特開平６−２７０６９５号公報に記載された電力供
給装置が知られている（以下特開平６−２７０６９５号
公報に記載された電力供給装置を従来例と呼ぶ）。
ば、特開平６−２７０６９５号公報に記載された電力供
給装置が知られている（以下特開平６−２７０６９５号
公報に記載された電力供給装置を従来例と呼ぶ）。
【０００５】従来例では、バッテリーに対してコンデン
サー（キャパシター）を並列に接続するとともに、例え
ば、パルス幅調整コントローラーを直流モーターとキャ
パシターとの間に直列に接続しており、制御入力に応じ
て電源（バッテリー）のパルス幅を調整するようにして
いる。
サー（キャパシター）を並列に接続するとともに、例え
ば、パルス幅調整コントローラーを直流モーターとキャ
パシターとの間に直列に接続しており、制御入力に応じ
て電源（バッテリー）のパルス幅を調整するようにして
いる。
【０００６】具体的には、従来例では、バッテリーとキ
ャパシターとを並列に接続して、バッテリー及びキャパ
シターの内部抵抗値を予め規定された関係に設定し、直
流モーターの必要最大電力をキャパシターによって満た
して、その分、バッテリーの必要最大電力を小さくして
いる。
ャパシターとを並列に接続して、バッテリー及びキャパ
シターの内部抵抗値を予め規定された関係に設定し、直
流モーターの必要最大電力をキャパシターによって満た
して、その分、バッテリーの必要最大電力を小さくして
いる。
【０００７】このように、従来例では、バッテリーに並
列に接続されたキャパシターによって直流モーターの必
要最大電力を満たし、バッテリーでは通常の作動モード
でキャパシターを充電している。そして、上述のよう
に、バッテリー及びキャパシターの内部抵抗値を予め規
定された関係に設定することによって、回生電流はキャ
パシターを充電することになるから、回生電流によって
バッテリーが損傷することもないとしている。
列に接続されたキャパシターによって直流モーターの必
要最大電力を満たし、バッテリーでは通常の作動モード
でキャパシターを充電している。そして、上述のよう
に、バッテリー及びキャパシターの内部抵抗値を予め規
定された関係に設定することによって、回生電流はキャ
パシターを充電することになるから、回生電流によって
バッテリーが損傷することもないとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来例
では、バッテリーとキャパシターとを並列に接続して、
バッテリー及びキャパシターの内部抵抗値を予め規定さ
れた関係に設定し、キャパシターによって直流モーター
の必要最大電力を満たしているものの、従来例では、バ
ッテリーとキャパシターとが直接的に並列に接続されて
いるため、バッテリーとキャパシターとの内部抵抗に起
因する電圧降下の差が小さく、大電流放電特性を得るた
めには、キャパシターの容量を大きくしなければならな
いという問題点がある。
では、バッテリーとキャパシターとを並列に接続して、
バッテリー及びキャパシターの内部抵抗値を予め規定さ
れた関係に設定し、キャパシターによって直流モーター
の必要最大電力を満たしているものの、従来例では、バ
ッテリーとキャパシターとが直接的に並列に接続されて
いるため、バッテリーとキャパシターとの内部抵抗に起
因する電圧降下の差が小さく、大電流放電特性を得るた
めには、キャパシターの容量を大きくしなければならな
いという問題点がある。
【０００９】加えて、キャパシターへの充電電流は、電
力供給装置の内部インピーダンスと直流モーターの回転
数とに基づいて決定されることを考えると、従来例の場
合、直流モーターの回転数によっては、無制限に、つま
り、過大な回生電流がキャパシターに印加されてしま
い、キャパシターが損傷してしまうという問題点があ
る。
力供給装置の内部インピーダンスと直流モーターの回転
数とに基づいて決定されることを考えると、従来例の場
合、直流モーターの回転数によっては、無制限に、つま
り、過大な回生電流がキャパシターに印加されてしま
い、キャパシターが損傷してしまうという問題点があ
る。
【００１０】本発明の第１の目的は、バッテリー等の電
源の容量を少なくして、しかもキャパシターの容量が小
さくても所望の必要最大電力を負荷に供給することので
きる電源装置を提供することにある。
源の容量を少なくして、しかもキャパシターの容量が小
さくても所望の必要最大電力を負荷に供給することので
きる電源装置を提供することにある。
【００１１】本発明の第２の目的は、回生動作の際バッ
テリー等の電源へ過大電流が流入することを抑制すると
ともキャパシターへ損傷を与えることのない電源装置を
提供することにある。
テリー等の電源へ過大電流が流入することを抑制すると
ともキャパシターへ損傷を与えることのない電源装置を
提供することにある。
【００１２】本発明の第３の目的は、高い効率で回生電
流、つまり、回生エネルギーを回収することのできる電
源装置を提供することにある。
流、つまり、回生エネルギーを回収することのできる電
源装置を提供することにある。
【００１３】本発明の第４の目的は、フォークリフト等
の電気自動車に搭載される小型の電源装置に提供するこ
とにある。
の電気自動車に搭載される小型の電源装置に提供するこ
とにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電源か
ら負荷に対して電力を供給する際に用いられる電源装置
であって、前記電源を補助するためキャパシターと、前
記電源と前記キャパシターとの間に挿入され前記キャパ
シターの充放電の際充電経路及び放電経路を規定して前
記電源と前記キャパシターとに印加される電流電圧を調
整する変換手段と、前記負荷に流れる電流を制御するコ
ントローラーとを有することを特徴とする電源装置が得
られる。
ら負荷に対して電力を供給する際に用いられる電源装置
であって、前記電源を補助するためキャパシターと、前
記電源と前記キャパシターとの間に挿入され前記キャパ
シターの充放電の際充電経路及び放電経路を規定して前
記電源と前記キャパシターとに印加される電流電圧を調
整する変換手段と、前記負荷に流れる電流を制御するコ
ントローラーとを有することを特徴とする電源装置が得
られる。
【００１５】例えば、前記負荷はモーターであり、前記
コントローラーは制御指令又は制動指令に基づいて前記
モーターの駆動制御又は回生制動を行う。そして、前記
変換手段は、前記モーターが駆動制御されている際前記
キャパシターを前記放電経路に接続し、前記モーターが
回生制動されている際前記キャパシターを前記充電経路
に接続する。つまり、前記変換手段は、前記コントロー
ラーからの制御信号に基づいて前記キャパシターを選択
的に前記放電経路又は前記充電経路に接続する。
コントローラーは制御指令又は制動指令に基づいて前記
モーターの駆動制御又は回生制動を行う。そして、前記
変換手段は、前記モーターが駆動制御されている際前記
キャパシターを前記放電経路に接続し、前記モーターが
回生制動されている際前記キャパシターを前記充電経路
に接続する。つまり、前記変換手段は、前記コントロー
ラーからの制御信号に基づいて前記キャパシターを選択
的に前記放電経路又は前記充電経路に接続する。
【００１６】前記変換手段は、前記制御信号に基づいて
前記キャパシターを選択的に前記放電経路又は前記充電
経路に接続するスイッチ手段と、前記放電経路又は前記
充電経路に配置されたインダクター部とを有している。
例えば、前記スイッチ手段は、第１及び第２のスイッチ
ング素子を有し、該第１及び該第２のスイッチング素子
の各々はトランジスターと該トランジスターのコレクタ
ーに陽極が接続されエミッタに陰極が接続されたダイオ
ードとを備えており、前記第１のスイッチング素子のエ
ミッタと前記第２のスイッチング素子のコレクターとが
接続されて前記電源に並列に接続されており、前記第１
及び前記第２のスイッチング素子の接続点に前記インダ
クター部を介して前記キャパシターが接続され、前記キ
ャパシターは前記第２のスイッチング素子と並列に接続
されている。そして、前記コントローラーは前記モータ
ーを駆動制御する際前記第２のスイッチング素子に前記
制御信号を与え、前記モーターを回生制動する際前記第
１のスイッチング素子に前記制御信号を与える。
前記キャパシターを選択的に前記放電経路又は前記充電
経路に接続するスイッチ手段と、前記放電経路又は前記
充電経路に配置されたインダクター部とを有している。
例えば、前記スイッチ手段は、第１及び第２のスイッチ
ング素子を有し、該第１及び該第２のスイッチング素子
の各々はトランジスターと該トランジスターのコレクタ
ーに陽極が接続されエミッタに陰極が接続されたダイオ
ードとを備えており、前記第１のスイッチング素子のエ
ミッタと前記第２のスイッチング素子のコレクターとが
接続されて前記電源に並列に接続されており、前記第１
及び前記第２のスイッチング素子の接続点に前記インダ
クター部を介して前記キャパシターが接続され、前記キ
ャパシターは前記第２のスイッチング素子と並列に接続
されている。そして、前記コントローラーは前記モータ
ーを駆動制御する際前記第２のスイッチング素子に前記
制御信号を与え、前記モーターを回生制動する際前記第
１のスイッチング素子に前記制御信号を与える。
【００１７】さらに、前記スイッチ手段は、第１乃至第
４のスイッチング素子を有し、該第１乃至該第４のスイ
ッチング素子の各々はトランジスターと該トランジスタ
ーのコレクターに陽極が接続されエミッタに陰極が接続
されたダイオードとを備えており、前記第１のスイッチ
ング素子のエミッタと前記第２のスイッチング素子のコ
レクターとが接続されて前記第２のスイッチング素子の
エミッタが前記電源に接続され、前記キャパシターが前
記第１及び前記第２のスイッチング素子の直列回路に並
列に接続されており、前記第３のスイッチング素子のエ
ミッタと前記第４のスイッチング素子のコレクターとが
接続されて前記電源に並列に接続されており、前記第１
及び前記第２のスイッチング素子の接続点と前記第３及
び前記第４のスイッチング素子の接続点との間に前記イ
ンダクター部が挿入されるようにしてもよい。この際に
は、前記コントローラーは前記モーターを駆動制御する
際前記第１のスイッチング素子をオン状態とするととも
に前記第４のスイッチング素子に前記制御信号を与え、
前記モーターを回生制動する際前記第３のスイッチング
素子をオン状態とするとともに前記第２のスイッチング
素子に前記制御信号を与える。
４のスイッチング素子を有し、該第１乃至該第４のスイ
ッチング素子の各々はトランジスターと該トランジスタ
ーのコレクターに陽極が接続されエミッタに陰極が接続
されたダイオードとを備えており、前記第１のスイッチ
ング素子のエミッタと前記第２のスイッチング素子のコ
レクターとが接続されて前記第２のスイッチング素子の
エミッタが前記電源に接続され、前記キャパシターが前
記第１及び前記第２のスイッチング素子の直列回路に並
列に接続されており、前記第３のスイッチング素子のエ
ミッタと前記第４のスイッチング素子のコレクターとが
接続されて前記電源に並列に接続されており、前記第１
及び前記第２のスイッチング素子の接続点と前記第３及
び前記第４のスイッチング素子の接続点との間に前記イ
ンダクター部が挿入されるようにしてもよい。この際に
は、前記コントローラーは前記モーターを駆動制御する
際前記第１のスイッチング素子をオン状態とするととも
に前記第４のスイッチング素子に前記制御信号を与え、
前記モーターを回生制動する際前記第３のスイッチング
素子をオン状態とするとともに前記第２のスイッチング
素子に前記制御信号を与える。
【００１８】また、インダクター部が第１及び第２のイ
ンダクターを備え、前記スイッチ手段は、前記モーター
が駆動制御される際前記キャパシターからの放電電流を
前記第１のインダクターを介して前記電源に与え、前記
モーターが回生制動される際前記モーターからの回生電
流を前記第２のインダクターを介して前記キャパシター
に与えるようにしてよい。例えば、前記スイッチ手段
は、第１及び第２のスイッチング素子を有し、該第１及
び該第２のスイッチング素子の各々はトランジスターと
該トランジスターのコレクターに陽極が接続されエミッ
タに陰極が接続されたダイオードとを備えており、前記
電源は前記第１のインダクターに直列に接続され該第１
のインダクターには第１のダイオードが直列に接続され
ており、前記第１のスイッチング素子のコレクターと前
記電源が接続され前記第１のスイッチング素子のエミッ
タが前記第２のインダクターを介して前記キャパシター
に接続されており、前記キャパシターと前記第１のダイ
オードが接続されるとともに前記第１のインダクターと
前記第１のダイオードとの第１の接続点と前記第２のイ
ンダクターと前記キャパシターとの第２の接続点との間
には前記第２のスイッチング素子がそのエミッタを前記
第１の接続点に接続されそのコレクターが前記第２の接
続点に接続されて挿入されており、前記第１のダイオー
ドはその陽極が前記第１のコイルに接続されている。こ
の際、前記第２のインダクターと前記キャパシターとが
直列に接続された直列回路に第２のダイオードを並列に
接続して、前記第２のダイオードの陽極を前記第２のイ
ンダクターに接続するようにしてもよい。この場合に
は、前記コントローラーは前記モーターを駆動制御する
際前記第２のスイッチング素子に前記制御信号を与え、
前記モーターを回生制動する際前記第１のスイッチング
素子に前記制御信号を与える。なお、前記制御信号は、
例えば、パルス幅変調信号である。
ンダクターを備え、前記スイッチ手段は、前記モーター
が駆動制御される際前記キャパシターからの放電電流を
前記第１のインダクターを介して前記電源に与え、前記
モーターが回生制動される際前記モーターからの回生電
流を前記第２のインダクターを介して前記キャパシター
に与えるようにしてよい。例えば、前記スイッチ手段
は、第１及び第２のスイッチング素子を有し、該第１及
び該第２のスイッチング素子の各々はトランジスターと
該トランジスターのコレクターに陽極が接続されエミッ
タに陰極が接続されたダイオードとを備えており、前記
電源は前記第１のインダクターに直列に接続され該第１
のインダクターには第１のダイオードが直列に接続され
ており、前記第１のスイッチング素子のコレクターと前
記電源が接続され前記第１のスイッチング素子のエミッ
タが前記第２のインダクターを介して前記キャパシター
に接続されており、前記キャパシターと前記第１のダイ
オードが接続されるとともに前記第１のインダクターと
前記第１のダイオードとの第１の接続点と前記第２のイ
ンダクターと前記キャパシターとの第２の接続点との間
には前記第２のスイッチング素子がそのエミッタを前記
第１の接続点に接続されそのコレクターが前記第２の接
続点に接続されて挿入されており、前記第１のダイオー
ドはその陽極が前記第１のコイルに接続されている。こ
の際、前記第２のインダクターと前記キャパシターとが
直列に接続された直列回路に第２のダイオードを並列に
接続して、前記第２のダイオードの陽極を前記第２のイ
ンダクターに接続するようにしてもよい。この場合に
は、前記コントローラーは前記モーターを駆動制御する
際前記第２のスイッチング素子に前記制御信号を与え、
前記モーターを回生制動する際前記第１のスイッチング
素子に前記制御信号を与える。なお、前記制御信号は、
例えば、パルス幅変調信号である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下本発明について実施の形態に
基づいて説明する。なお、この実施の形態では、電源と
してバッテリーを用い、負荷として直流モーターを用い
た電源装置について説明するが、本発明はこの実施の形
態に限定されるものではない。又、本実施の形態に記載
する製品の寸法、形状、構成、その相対配置等は特に特
定的な記載がない限りは、本発明をそれのみに限定する
趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
基づいて説明する。なお、この実施の形態では、電源と
してバッテリーを用い、負荷として直流モーターを用い
た電源装置について説明するが、本発明はこの実施の形
態に限定されるものではない。又、本実施の形態に記載
する製品の寸法、形状、構成、その相対配置等は特に特
定的な記載がない限りは、本発明をそれのみに限定する
趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２０】図１を参照して、図示の電源装置では、電
源としてバッテリー１１が用いられており、バッテリー
１１はコントローラー１２に接続されるとともに電流電
圧変換器１３に接続されている。図示のように、コント
ローラー１２には直流モーター１４が接続されている。
さらに、キャパシター１５が電流電圧変換器１３に接続
されるとともにコントローラー１２に接続されている。
なお、図示されていないが、コントローラー１２には、
例えば、制御操作部（制御レバー等）が接続されてお
り、この制御操作部を操作することによって、コントロ
ーラー１２を介して直流モーター１４が駆動制御され
る。
源としてバッテリー１１が用いられており、バッテリー
１１はコントローラー１２に接続されるとともに電流電
圧変換器１３に接続されている。図示のように、コント
ローラー１２には直流モーター１４が接続されている。
さらに、キャパシター１５が電流電圧変換器１３に接続
されるとともにコントローラー１２に接続されている。
なお、図示されていないが、コントローラー１２には、
例えば、制御操作部（制御レバー等）が接続されてお
り、この制御操作部を操作することによって、コントロ
ーラー１２を介して直流モーター１４が駆動制御され
る。
【００２１】図示の例では、バッテリー１１とキャパシ
ター１５との間に電流電圧変換器１３が配置されてお
り、後述するように、電流電圧変換器１３は、充放電の
際、バッテリー１１とキャパシター１５に加わる電流電
圧を調整する。
ター１５との間に電流電圧変換器１３が配置されてお
り、後述するように、電流電圧変換器１３は、充放電の
際、バッテリー１１とキャパシター１５に加わる電流電
圧を調整する。
【００２２】ここで、図２を参照して、図２は図１に示
す電源装置の具体的な一例（第１の例）であり、図示の
例では、電流電圧変換器１３はスイッチング素子である
絶縁ゲートバイポーラ半導体素子（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ
Ｇａｔｅ ＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ス
イッチング素子）１３ａ及び１３ｂと及びコイル（イン
ダクター）１３ｃを備えている。そして、スイッチング
素子１３ａのエミッタは接続点Ａでスイッチング素子１
３ｂのコレクターに接続されている。なお、スイッチン
グ素子は、図示のように、トランジスターとダイオード
とで表され、トランジスターのコレクターにダイオード
の陽極（アノード）が接続され、トランジスターのエミ
ッタにダイオードの陰極（カソード）が接続されてい
る。以下の説明では、スイッチング素子がオンすると
は、そのトランジスターがオンしている状態を意味し、
オフするとは、そのトランジスターがオフしている状態
を意味するものとする。
す電源装置の具体的な一例（第１の例）であり、図示の
例では、電流電圧変換器１３はスイッチング素子である
絶縁ゲートバイポーラ半導体素子（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ
Ｇａｔｅ ＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ス
イッチング素子）１３ａ及び１３ｂと及びコイル（イン
ダクター）１３ｃを備えている。そして、スイッチング
素子１３ａのエミッタは接続点Ａでスイッチング素子１
３ｂのコレクターに接続されている。なお、スイッチン
グ素子は、図示のように、トランジスターとダイオード
とで表され、トランジスターのコレクターにダイオード
の陽極（アノード）が接続され、トランジスターのエミ
ッタにダイオードの陰極（カソード）が接続されてい
る。以下の説明では、スイッチング素子がオンすると
は、そのトランジスターがオンしている状態を意味し、
オフするとは、そのトランジスターがオフしている状態
を意味するものとする。
【００２３】上記の接続点Ａにはインダクター１３ｃが
接続され、このインダクター１３ｃはキャパシター１５
に接続されており、さらにキャパシター１５はバッテリ
ー電源ライン（負側電源ライン）１１ａに接続されてい
る。また、スイッチング素子１３ａのコレクターはバッ
テリー電源ライン（正側電源ライン）１１ｂに接続さ
れ、スイッチング素子１３ｂのエミッタは負側電源ライ
ン１１ａに接続されている。
接続され、このインダクター１３ｃはキャパシター１５
に接続されており、さらにキャパシター１５はバッテリ
ー電源ライン（負側電源ライン）１１ａに接続されてい
る。また、スイッチング素子１３ａのコレクターはバッ
テリー電源ライン（正側電源ライン）１１ｂに接続さ
れ、スイッチング素子１３ｂのエミッタは負側電源ライ
ン１１ａに接続されている。
【００２４】いま、直流モーター１４を駆動（始動）す
る際には、制御操作部からコントローラー１２に駆動指
令が与えられる。この駆動指令に応答して、コントロー
ラー１２では、モーター電源ライン１４ａ及び１４ｂを
それぞれバッテリー電源ライン１１ａ及び１１ｂに接続
する。この際、コントローラー１２は、スイッチング素
子１３ｂのゲートに制御信号（スイッチ信号）を送る。
この制御信号は、例えば、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信
号）であり、このＰＷＭ信号に応じて、つまり、パルス
幅に応じて、スイッチング素子１３ｂはオンオフ制御さ
れることになる。一方、スイッチング素子１３ａには制
御信号は与えられず、その結果、スイッチング素子１３
ａはオフとなっている。スイッチング素子１３ｂがオン
オフ制御される前の状態では、キャパシター１５に蓄え
られた電荷（キャパシター１５からの電流）はインダク
ター１３ｃに流れない。つまり、キャパシター１５は放
電しない。スイッチング素子１３ｂがオンオフ制御され
ると、このオンオフ制御に応じてインダクター１３ｃは
電流が流れる。これによって、キャパシター１５からイ
ンダクター１３ｃ及びスイッチング素子１３ａ（ダイオ
ードの部分）を介してバッテリー電源ライン１１ｂに達
する電流路が形成され、キャパシター１５に蓄積された
電荷が電流としてバッテリー電源ライン１１ｂに供給さ
れる。
る際には、制御操作部からコントローラー１２に駆動指
令が与えられる。この駆動指令に応答して、コントロー
ラー１２では、モーター電源ライン１４ａ及び１４ｂを
それぞれバッテリー電源ライン１１ａ及び１１ｂに接続
する。この際、コントローラー１２は、スイッチング素
子１３ｂのゲートに制御信号（スイッチ信号）を送る。
この制御信号は、例えば、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信
号）であり、このＰＷＭ信号に応じて、つまり、パルス
幅に応じて、スイッチング素子１３ｂはオンオフ制御さ
れることになる。一方、スイッチング素子１３ａには制
御信号は与えられず、その結果、スイッチング素子１３
ａはオフとなっている。スイッチング素子１３ｂがオン
オフ制御される前の状態では、キャパシター１５に蓄え
られた電荷（キャパシター１５からの電流）はインダク
ター１３ｃに流れない。つまり、キャパシター１５は放
電しない。スイッチング素子１３ｂがオンオフ制御され
ると、このオンオフ制御に応じてインダクター１３ｃは
電流が流れる。これによって、キャパシター１５からイ
ンダクター１３ｃ及びスイッチング素子１３ａ（ダイオ
ードの部分）を介してバッテリー電源ライン１１ｂに達
する電流路が形成され、キャパシター１５に蓄積された
電荷が電流としてバッテリー電源ライン１１ｂに供給さ
れる。
【００２５】直流モーター１４の始動時には、大電流が
必要となり（一般には直流モーター１４の必要最大電流
が必要となる）、上述のように、スイッチング素子１３
ｂがオンオフ制御されると、キャパシター１５に蓄積さ
れた電荷がインダクター１３ｃ及びスイッチング素子１
３ａ（ダイオード部分）を介して放電され、電流（以下
この電流をキャパシター電流と呼ぶ）としてバッテリー
電源ライン１１ｂに供給される。
必要となり（一般には直流モーター１４の必要最大電流
が必要となる）、上述のように、スイッチング素子１３
ｂがオンオフ制御されると、キャパシター１５に蓄積さ
れた電荷がインダクター１３ｃ及びスイッチング素子１
３ａ（ダイオード部分）を介して放電され、電流（以下
この電流をキャパシター電流と呼ぶ）としてバッテリー
電源ライン１１ｂに供給される。
【００２６】一方、バッテリー１１からは電源ライン１
１ａ及び１１ｂを介して電流（以下この電流をバッテリ
ー電流と呼ぶ）が供給されており、前述のキャパシター
電流とバッテリー電流とが合流してモーター電流として
コントローラー１２から直流モーター１４に供給され
る。
１ａ及び１１ｂを介して電流（以下この電流をバッテリ
ー電流と呼ぶ）が供給されており、前述のキャパシター
電流とバッテリー電流とが合流してモーター電流として
コントローラー１２から直流モーター１４に供給され
る。
【００２７】直流モーター１４の始動後所定の時間が経
過すると、つまり、過渡状態から定常状態となると、バ
ッテリー１１のみからモーター電流が供給されることに
なる。つまり、バッテリー電流に応じてモーター電流が
直流モーター１４に供給されることになる。
過すると、つまり、過渡状態から定常状態となると、バ
ッテリー１１のみからモーター電流が供給されることに
なる。つまり、バッテリー電流に応じてモーター電流が
直流モーター１４に供給されることになる。
【００２８】一例として、フォークリフトを例に上げる
と、制御操作部からコントローラー１２に制御指令が与
えられており、コントローラー１２では、この制御指令
に基づいてモーター電流を調整する。フォークリフトに
かかる負荷が少ないときには、つまり、直流モーター１
４にかかる負荷が少ないときには、モーター電流は小さ
く制御され、一方、直流モーター１４にかかる負荷が大
きいときには、モーター電流は大きくなる。そして、モ
ーター電流がバッテリー電流を越えると、再び、キャパ
シター１５に蓄積された電荷がインダクター１３ｃ及び
スイッチング素子１３ａを介して放電され、キャパシタ
ー電流としてバッテリー電源ライン１１ｂに供給される
ことになる。
と、制御操作部からコントローラー１２に制御指令が与
えられており、コントローラー１２では、この制御指令
に基づいてモーター電流を調整する。フォークリフトに
かかる負荷が少ないときには、つまり、直流モーター１
４にかかる負荷が少ないときには、モーター電流は小さ
く制御され、一方、直流モーター１４にかかる負荷が大
きいときには、モーター電流は大きくなる。そして、モ
ーター電流がバッテリー電流を越えると、再び、キャパ
シター１５に蓄積された電荷がインダクター１３ｃ及び
スイッチング素子１３ａを介して放電され、キャパシタ
ー電流としてバッテリー電源ライン１１ｂに供給される
ことになる。
【００２９】ところで、図示の例では、例えば、フォー
クリフトを制動する際には、つまり、直流モーター１４
を制動する際には、所謂回生制動を用いており、制御操
作部から制動指令が与えられると、コントローラー１２
は直流モーター１４が発電機として動作するように結線
を切り換えるとともに、スイッチング素子１３ａのゲー
トに制御信号（ＰＷＭ信号）を送り、スイッチング素子
１３ｂへの制御信号の送出を停止する。この結果、スイ
ッチング素子１３ａはパルス幅に応じてオンオフ制御さ
れ、スイッチング素子１３ｂはオフ状態となる。
クリフトを制動する際には、つまり、直流モーター１４
を制動する際には、所謂回生制動を用いており、制御操
作部から制動指令が与えられると、コントローラー１２
は直流モーター１４が発電機として動作するように結線
を切り換えるとともに、スイッチング素子１３ａのゲー
トに制御信号（ＰＷＭ信号）を送り、スイッチング素子
１３ｂへの制御信号の送出を停止する。この結果、スイ
ッチング素子１３ａはパルス幅に応じてオンオフ制御さ
れ、スイッチング素子１３ｂはオフ状態となる。
【００３０】スイッチング素子１３ａがオンオフ制御さ
れると、直流モーター１４からの電流、つまり、回生電
流はスイッチング素子１３ａ及びインダクター１３ｃを
介してキャパシター１５に与えられ、回生電流によって
キャパシター１５が充電されることになる。
れると、直流モーター１４からの電流、つまり、回生電
流はスイッチング素子１３ａ及びインダクター１３ｃを
介してキャパシター１５に与えられ、回生電流によって
キャパシター１５が充電されることになる。
【００３１】上述のように、図２に示す例では、スイッ
チング素子１３ａ及び１３ｂを備えて、これらスイッチ
ング素子１３ａ及び１３ｂの接続点Ａがインダクター１
３ｃを介してキャパシター１５に接続し、充放電の際、
スイッチング素子１３ａ及び１３ｂを選択的にＰＷＭ制
御するようにしたから、回生電流を効率的にキャパシタ
ー１５に蓄積できるばかりでなく、バッテリー１１へ過
大な電流が加わることを抑制できる。
チング素子１３ａ及び１３ｂを備えて、これらスイッチ
ング素子１３ａ及び１３ｂの接続点Ａがインダクター１
３ｃを介してキャパシター１５に接続し、充放電の際、
スイッチング素子１３ａ及び１３ｂを選択的にＰＷＭ制
御するようにしたから、回生電流を効率的にキャパシタ
ー１５に蓄積できるばかりでなく、バッテリー１１へ過
大な電流が加わることを抑制できる。
【００３２】さらに、インダクター１３ｃを介して接続
点Ａにキャパシター１５が接続されている結果、過大な
電流がキャパシター１５に印加されることがなく、キャ
パシター１５の損傷を防止することができる。
点Ａにキャパシター１５が接続されている結果、過大な
電流がキャパシター１５に印加されることがなく、キャ
パシター１５の損傷を防止することができる。
【００３３】加えて、キャパシター１５からの放電によ
って、バッテリー電力を補っているから、バッテリーの
容量を少なくして、所望の必要最大電力を負荷に供給す
ることのでき、その結果、バッテリー自体が小さくなる
から、電源装置自体を小型化できる。
って、バッテリー電力を補っているから、バッテリーの
容量を少なくして、所望の必要最大電力を負荷に供給す
ることのでき、その結果、バッテリー自体が小さくなる
から、電源装置自体を小型化できる。
【００３４】次に、図３を参照して、図３は図１に示す
電源装置の具体的な他の（第２の例）であり、図示の例
では、電流電圧変換器１３は、図２に示したスイッチン
グ素子１３ａ及び１３ｂとインダクター１３ｃの他に、
スイッチング素子１３ｄ及び１３ｅ備えている。そし
て、スイッチング素子１３ｄのエミッタは接続点Ｂでス
イッチング素子１３ｅのコレクターに接続されている。
電源装置の具体的な他の（第２の例）であり、図示の例
では、電流電圧変換器１３は、図２に示したスイッチン
グ素子１３ａ及び１３ｂとインダクター１３ｃの他に、
スイッチング素子１３ｄ及び１３ｅ備えている。そし
て、スイッチング素子１３ｄのエミッタは接続点Ｂでス
イッチング素子１３ｅのコレクターに接続されている。
【００３５】図３に示す例では、接続点Ａと接続点Ｂと
の間にインダクター１３ｃが接続されており、キャパシ
ター１５はスイッチング素子１３ａのコレクターとバッ
テリー電源ライン１１ａに接続されている。そして、ス
イッチング素子１３ｂのエミッタはバッテリー電源ライ
ン１１ａに接続され、スイッチング素子１３ｄのコレク
ターはバッテリー電源ライン１１ｂに、スイッチング素
子１３ｅのエミッタはバッテリー電源ライン１１ａに接
続されている。
の間にインダクター１３ｃが接続されており、キャパシ
ター１５はスイッチング素子１３ａのコレクターとバッ
テリー電源ライン１１ａに接続されている。そして、ス
イッチング素子１３ｂのエミッタはバッテリー電源ライ
ン１１ａに接続され、スイッチング素子１３ｄのコレク
ターはバッテリー電源ライン１１ｂに、スイッチング素
子１３ｅのエミッタはバッテリー電源ライン１１ａに接
続されている。
【００３６】図３に示す電源装置では、直流モーター１
４を始動する際には、コントローラー１２によってスイ
ッチング素子１３ａがオンとされ、スイッチング素子１
３ｅに制御信号（ＰＷＭ信号）が与えられて、スイッチ
ング素子１３ｅがパルス幅に応じてオンオフ制御され
る。なお、スイッチング素子１３ｂ及び１３ｄはオフと
される。
４を始動する際には、コントローラー１２によってスイ
ッチング素子１３ａがオンとされ、スイッチング素子１
３ｅに制御信号（ＰＷＭ信号）が与えられて、スイッチ
ング素子１３ｅがパルス幅に応じてオンオフ制御され
る。なお、スイッチング素子１３ｂ及び１３ｄはオフと
される。
【００３７】スイッチング素子１３ｅがオンオフ制御さ
れると、インダクター１３ｃに電流が流れ、キャパシタ
ー１５に蓄積された電荷がスイッチング素子１３ａ（ト
ランジスター部分）、インダクター１３ｃ、及びスイッ
チング素子１３ｄ（ダイオード部分）を介して放電さ
れ、キャパシター電流がバッテリー電源ライン１１ｂに
供給される。また、前述のように、バッテリー１１から
は電源ライン１１ａ及び１１ｂを介してバッテリー電流
が供給されることになる。
れると、インダクター１３ｃに電流が流れ、キャパシタ
ー１５に蓄積された電荷がスイッチング素子１３ａ（ト
ランジスター部分）、インダクター１３ｃ、及びスイッ
チング素子１３ｄ（ダイオード部分）を介して放電さ
れ、キャパシター電流がバッテリー電源ライン１１ｂに
供給される。また、前述のように、バッテリー１１から
は電源ライン１１ａ及び１１ｂを介してバッテリー電流
が供給されることになる。
【００３８】そして、制御操作部から与えられる制御指
令に応じてコントローラー１２はモーター電流を制御す
ることになる。この際、モーター電流がバッテリー電流
を越えると、再び、キャパシター１５に蓄積された電荷
がキャパシター電流としてバッテリー電源ライン１１ｂ
に供給されることになる。
令に応じてコントローラー１２はモーター電流を制御す
ることになる。この際、モーター電流がバッテリー電流
を越えると、再び、キャパシター１５に蓄積された電荷
がキャパシター電流としてバッテリー電源ライン１１ｂ
に供給されることになる。
【００３９】制御操作部から制動指令が与えられると、
図２で説明したように、コントローラー１２は直流モー
ター１２が発電機として動作するように結線を切り換え
るとともに、スイッチング素子１３ｂのゲートに制御信
号（ＰＷＭ信号）を送り、スイッチング素子１３ｄをオ
ンとする。この際、コントローラー１２はスイッチング
素子１３ａ及び１３ｅをオフとする。この結果、スイッ
チング素子１３ｂはパルス幅に応じてオンオフ制御され
ることになる。
図２で説明したように、コントローラー１２は直流モー
ター１２が発電機として動作するように結線を切り換え
るとともに、スイッチング素子１３ｂのゲートに制御信
号（ＰＷＭ信号）を送り、スイッチング素子１３ｄをオ
ンとする。この際、コントローラー１２はスイッチング
素子１３ａ及び１３ｅをオフとする。この結果、スイッ
チング素子１３ｂはパルス幅に応じてオンオフ制御され
ることになる。
【００４０】スイッチング素子１３ｂがオンオフ制御さ
れる結果、直流モーター１４からの電流、つまり、回生
電流はスイッチング素子１３ｄ（トランジスター部
分）、インダクター１３ｃ、及びスイッチング素子１３
ａ（ダイオード部分）を介してキャパシター１５に与え
られ、回生電流によってキャパシター１５が充電される
ことになる。
れる結果、直流モーター１４からの電流、つまり、回生
電流はスイッチング素子１３ｄ（トランジスター部
分）、インダクター１３ｃ、及びスイッチング素子１３
ａ（ダイオード部分）を介してキャパシター１５に与え
られ、回生電流によってキャパシター１５が充電される
ことになる。
【００４１】このように、図３に示す例では、スイッチ
ング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｄ、及び１３ｅを備え
て、接続点Ａ及びＢ間にインダクター１３ｃを接続し、
さらに、スイッチング素子１３ａのコレクター及びバッ
テリー電源ライン１１ａにキャパシター１５を接続して
おり、そして、キャパシター１５の放電の際、スイッチ
ング素子１３ａをオン状態とするとともにスイッチング
素子１３ｅをＰＷＭ制御し、充電の際、スイッチング素
子１３ｂをＰＷＭ制御するとともにスイッチング素子１
３ｄをオン状態とするようにしたから、図２に示す電源
装置と同様な利点があるばかりでなく、キャパシター充
電電流がバッテリー１１に制約されず、その結果、キャ
パシターの容量を小さくできる。
ング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｄ、及び１３ｅを備え
て、接続点Ａ及びＢ間にインダクター１３ｃを接続し、
さらに、スイッチング素子１３ａのコレクター及びバッ
テリー電源ライン１１ａにキャパシター１５を接続して
おり、そして、キャパシター１５の放電の際、スイッチ
ング素子１３ａをオン状態とするとともにスイッチング
素子１３ｅをＰＷＭ制御し、充電の際、スイッチング素
子１３ｂをＰＷＭ制御するとともにスイッチング素子１
３ｄをオン状態とするようにしたから、図２に示す電源
装置と同様な利点があるばかりでなく、キャパシター充
電電流がバッテリー１１に制約されず、その結果、キャ
パシターの容量を小さくできる。
【００４２】さらに、図４を参照して、図４は図１に示
す電源装置の具体的なさらに他の（第３の例）であり、
図示の例では、電流電圧変換器１３は、図２に示したス
イッチング素子１３ａ及び１３ｂとインダクター１３ｃ
の他に、インダクター１３１及びダイオード１３２及び
１３３を備えている。
す電源装置の具体的なさらに他の（第３の例）であり、
図示の例では、電流電圧変換器１３は、図２に示したス
イッチング素子１３ａ及び１３ｂとインダクター１３ｃ
の他に、インダクター１３１及びダイオード１３２及び
１３３を備えている。
【００４３】図４に示す例では、バッテリー１１に直列
にインダクター１３１が接続され、インダクター１３１
はダイオード１３２の陽極に接続されている。そして、
ダイオード１３２の陰極はバッテリー電源ライン１１ａ
に接続されている。さらに、インダクター１３１はスイ
ッチング素子１３ｂのエミッタに接続されている。
にインダクター１３１が接続され、インダクター１３１
はダイオード１３２の陽極に接続されている。そして、
ダイオード１３２の陰極はバッテリー電源ライン１１ａ
に接続されている。さらに、インダクター１３１はスイ
ッチング素子１３ｂのエミッタに接続されている。
【００４４】さらに、スイッチング素子１３ａがバッテ
リー電源ライン１１ｂに挿入されており、スイッチング
素子１３ａはそのコレクターが直流モーター側に位置し
ている。スイッチング素子１３ａのエミッタはインダク
ター１３ｃに接続され、インダクター１３ｃにはキャパ
シター１５が接続されている。そして、キャパシター１
５はバッテリー電源ライン１１ａに接続されている。
リー電源ライン１１ｂに挿入されており、スイッチング
素子１３ａはそのコレクターが直流モーター側に位置し
ている。スイッチング素子１３ａのエミッタはインダク
ター１３ｃに接続され、インダクター１３ｃにはキャパ
シター１５が接続されている。そして、キャパシター１
５はバッテリー電源ライン１１ａに接続されている。
【００４５】スイッチング素子１３ｂのコレクターは、
図示のように、キャパシター１５とインダクター１３ｃ
との接続点Ｃに接続されており、インダクター１３ｃと
キャパシター１５とで構成される直列回路に並列にダイ
オード１３３が接続されている。なお、ダイオード１３
３はその陽極側がインダクター１３ｃに接続されてい
る。また、図示の例では、バッテリー電源ライン１１ａ
及び１１ｂ間にキャパシター１６が挿入されている。
図示のように、キャパシター１５とインダクター１３ｃ
との接続点Ｃに接続されており、インダクター１３ｃと
キャパシター１５とで構成される直列回路に並列にダイ
オード１３３が接続されている。なお、ダイオード１３
３はその陽極側がインダクター１３ｃに接続されてい
る。また、図示の例では、バッテリー電源ライン１１ａ
及び１１ｂ間にキャパシター１６が挿入されている。
【００４６】図４に示す電源装置では、直流モーター１
４を始動する際には、コントローラー１２によってスイ
ッチング素子１３ｂに制御信号（ＰＷＭ信号）が与えら
れて、スイッチング素子１３ｂがパルス幅に応じてオン
オフ制御される。一方、スイッチング素子１３ａはオフ
とされる。
４を始動する際には、コントローラー１２によってスイ
ッチング素子１３ｂに制御信号（ＰＷＭ信号）が与えら
れて、スイッチング素子１３ｂがパルス幅に応じてオン
オフ制御される。一方、スイッチング素子１３ａはオフ
とされる。
【００４７】スイッチング素子１３ｂのオンオフ制御に
よって、インダクター１３１に電流が流れ、キャパシタ
ー１５に蓄積された電荷がスイッチング素子１３ｂ（ト
ランジスター部分）及びインダクター１３１を介して放
電され、キャパシター電流がバッテリー電流とともにバ
ッテリー電源ライン１１ｂに供給される。そして、直流
モーター１４、ダイオード１３２、インダクター１３
１、及びバッテリー１１に至る閉回路が形成されて、直
流モーター１４に電流が流れる。
よって、インダクター１３１に電流が流れ、キャパシタ
ー１５に蓄積された電荷がスイッチング素子１３ｂ（ト
ランジスター部分）及びインダクター１３１を介して放
電され、キャパシター電流がバッテリー電流とともにバ
ッテリー電源ライン１１ｂに供給される。そして、直流
モーター１４、ダイオード１３２、インダクター１３
１、及びバッテリー１１に至る閉回路が形成されて、直
流モーター１４に電流が流れる。
【００４８】図２で説明したように、制御操作部から与
えられる制御指令に応じてコントローラー１２はモータ
ー電流を制御することになる。この際、モーター電流が
バッテリー電流を越えると、再び、キャパシター１５に
蓄積された電荷がキャパシター電流としてバッテリー電
源ライン１１ｂに供給されることになる。
えられる制御指令に応じてコントローラー１２はモータ
ー電流を制御することになる。この際、モーター電流が
バッテリー電流を越えると、再び、キャパシター１５に
蓄積された電荷がキャパシター電流としてバッテリー電
源ライン１１ｂに供給されることになる。
【００４９】一方、制御操作部から制動指令が与えられ
ると、図２で説明したように、コントローラー１２は直
流モーター１２が発電機として動作するように結線を切
り換えるとともに、スイッチング素子１３ａのゲートに
制御信号（ＰＷＭ信号）を送り、スイッチング素子１３
ｂをオフとする。この結果、スイッチング素子１３ａは
パルス幅に応じてオンオフ制御されることになる。
ると、図２で説明したように、コントローラー１２は直
流モーター１２が発電機として動作するように結線を切
り換えるとともに、スイッチング素子１３ａのゲートに
制御信号（ＰＷＭ信号）を送り、スイッチング素子１３
ｂをオフとする。この結果、スイッチング素子１３ａは
パルス幅に応じてオンオフ制御されることになる。
【００５０】スイッチング素子１３ａがオンオフ制御さ
れると、インダクター１３ｃに電流が流れ、直流モータ
ー１４からの電流、つまり、回生電流はスイッチング素
子１３ａ（トランジスター部分）及びインダクター１３
ｃを介してキャパシター１５に与えられ、回生電流によ
ってキャパシター１５が充電されることになる。この
際、インダクター１３ｃに蓄積されたエネルギーが電流
としてキャパシター１５、ダイオード１３３、およびイ
ンダクター１３ｃを通って流れ、これによってもキャパ
シター１５が充電されることになる。
れると、インダクター１３ｃに電流が流れ、直流モータ
ー１４からの電流、つまり、回生電流はスイッチング素
子１３ａ（トランジスター部分）及びインダクター１３
ｃを介してキャパシター１５に与えられ、回生電流によ
ってキャパシター１５が充電されることになる。この
際、インダクター１３ｃに蓄積されたエネルギーが電流
としてキャパシター１５、ダイオード１３３、およびイ
ンダクター１３ｃを通って流れ、これによってもキャパ
シター１５が充電されることになる。
【００５１】このように、図４に示す例では、キャパシ
ター１５が放電する際には、インダクター１３１を通る
経路で電流を流し、キャパシター１５を充電する際に
は、インダクター１３ｃを通る経路で電流を流すように
したから、つまり、放電回路と充電回路とが独立してい
るから、放電特性及び充電特性を別々に設定できるばか
りでなく、キャパシター１５の充放電を切り換える際の
応答を素早くすることができる。そして、図４に示す例
では、図２に示す電源装置と同様な利点もある。
ター１５が放電する際には、インダクター１３１を通る
経路で電流を流し、キャパシター１５を充電する際に
は、インダクター１３ｃを通る経路で電流を流すように
したから、つまり、放電回路と充電回路とが独立してい
るから、放電特性及び充電特性を別々に設定できるばか
りでなく、キャパシター１５の充放電を切り換える際の
応答を素早くすることができる。そして、図４に示す例
では、図２に示す電源装置と同様な利点もある。
【００５２】さらに、上述の図２乃至図４で説明した例
のいずれについても、直流モーター１４を駆動制御する
際、キャパシター１５からの放電電流を補助的に用いて
いるから、バッテリー１１は予め規定された負荷条件近
傍で使用されることになり、その結果、バッテリー１１
の寿命を長期化することが可能となる。また、例えば、
フォークリフトにおいて、急加速又は高負荷作業時にお
けるバッテリーの電圧降下がキャパシターの放電で補助
されるから、加速性能等を良好にすることができる。
のいずれについても、直流モーター１４を駆動制御する
際、キャパシター１５からの放電電流を補助的に用いて
いるから、バッテリー１１は予め規定された負荷条件近
傍で使用されることになり、その結果、バッテリー１１
の寿命を長期化することが可能となる。また、例えば、
フォークリフトにおいて、急加速又は高負荷作業時にお
けるバッテリーの電圧降下がキャパシターの放電で補助
されるから、加速性能等を良好にすることができる。
【００５３】なお、第１乃至第３の例にあげたキャパシ
ター１３ｃとして、例えば、電気二重層コンデンサを用
いることが望ましい。電気二重層コンデンサはエネルギ
ー密度が高く、このため、回生エネルギーを効率的に回
収することができる。
ター１３ｃとして、例えば、電気二重層コンデンサを用
いることが望ましい。電気二重層コンデンサはエネルギ
ー密度が高く、このため、回生エネルギーを効率的に回
収することができる。
【００５４】上述の例では、スイッチング素子としてス
イッチング素子を用いたが、他のスイッチング素子を用
いても同様にして本発明を適用することができる。
イッチング素子を用いたが、他のスイッチング素子を用
いても同様にして本発明を適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、充放
電用キャパシター（補助キャパシター）とバッテリーと
の間に電流電圧変換器を配置するようにしたから、バッ
テリー等の電源の容量を少なくして、所望の必要最大電
力を負荷に供給することができるという効果がある。
電用キャパシター（補助キャパシター）とバッテリーと
の間に電流電圧変換器を配置するようにしたから、バッ
テリー等の電源の容量を少なくして、所望の必要最大電
力を負荷に供給することができるという効果がある。
【００５６】さらに、本発明では、回生動作の際バッテ
リー等の電源へ過大電流が流入することを抑制できるば
かりでなくキャパシターに損傷を与えることがほとんど
なく、高い効率で回生電流、つまり、回生エネルギーを
回収することのできるという効果もある。
リー等の電源へ過大電流が流入することを抑制できるば
かりでなくキャパシターに損傷を与えることがほとんど
なく、高い効率で回生電流、つまり、回生エネルギーを
回収することのできるという効果もある。
【００５７】加えて、本発明による電源装置では、キャ
パシター充電電流がバッテリー等の電源に制約されず、
その結果、キャパシターの容量を小さくできる。
パシター充電電流がバッテリー等の電源に制約されず、
その結果、キャパシターの容量を小さくできる。
【００５８】また、本発明による電源装置では、キャパ
シターからの放電によって、バッテリー電力を補ってい
るから、バッテリーの容量を少なくして、所望の必要最
大電力を負荷に供給することのでき、その結果、バッテ
リー自体が小さくなるから、電源装置自体を小型化でき
るという効果がある。
シターからの放電によって、バッテリー電力を補ってい
るから、バッテリーの容量を少なくして、所望の必要最
大電力を負荷に供給することのでき、その結果、バッテ
リー自体が小さくなるから、電源装置自体を小型化でき
るという効果がある。
【図１】 本発明による電源装置の構成を概略的に示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】 図１に示す電源装置の第１の例を示す回路図
である。
である。
【図３】 図１に示す電源装置の第２の例を示す回路図
である。
である。
【図４】 図１に示す電源装置の第３の例を示す回路図
である。
である。
１１ バッテリー １１ａ、１１ｂ バッテリー電源ライン １２ コントローラー １３ 電流電圧変換器 １３ａ、１３ｂ、１３ｄ、１３ｅ スイッチング素子 １３ｃ、１３１ コイル（インダクター） １３２、１３３ ダイオード １４ 直流モーター １４ａ、１４ｂ モーター電源ライン １５ キャパシター １６ コンデンサー（キャパシター）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相場 謙一 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱 重工業株式会社産業機器事業部内 (72)発明者 小林 真一 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱 重工業株式会社産業機器事業部内 Ｆターム(参考） 3D035 AA00 AA05 5H115 PA15 PC06 PG04 PG05 PI13 PI16 PO02 PO17 PU02 PV03 PV23 SE03 SE06 TI05 TO13
Claims (14)
- 【請求項１】 電源から負荷に対して電力を供給する際
に用いられる電源装置であって、前記電源を補助するた
めキャパシターと、前記電源と前記キャパシターとの間
に挿入され前記キャパシターの充放電の際充電経路及び
放電経路を規定して前記電源と前記キャパシターとに印
加される電流電圧を調整する変換手段と、前記負荷に流
れる電流を制御するコントローラーとを有することを特
徴とする電源装置。 - 【請求項２】 前記負荷はモーターであり、前記コント
ローラーは制御指令又は制動指令に基づいて前記モータ
ーの駆動制御又は回生制動を行うようにしたことを特徴
とする請求項１に記載の電源装置。 - 【請求項３】 前記変換手段は、前記モーターが駆動制
御されている際前記キャパシターを前記放電経路に接続
し、前記モーターが回生制動されている際前記キャパシ
ターを前記充電経路に接続するようにしたことを特徴と
する請求項２に記載の電源装置。 - 【請求項４】 前記変換手段は、前記コントローラーか
らの制御信号に基づいて前記キャパシターを選択的に前
記放電経路又は前記充電経路に接続するようにしたこと
を特徴とする請求項２に記載の電源装置。 - 【請求項５】 前記変換手段は、前記制御信号に基づい
て前記キャパシターを選択的に前記放電経路又は前記充
電経路に接続するスイッチ手段と、前記放電経路又は前
記充電経路に配置されたインダクター部とを有すること
を特徴とする請求項４に記載の電源装置。 - 【請求項６】 前記スイッチ手段は、第１及び第２のス
イッチング素子を有し、該第１及び該第２のスイッチン
グ素子の各々はトランジスターと該トランジスターのコ
レクターに陽極が接続されエミッタに陰極が接続された
ダイオードとを備えており、前記第１のスイッチング素
子のエミッタと前記第２のスイッチング素子のコレクタ
ーとが接続されて前記電源に並列に接続されており、前
記第１及び前記第２のスイッチング素子の接続点に前記
インダクター部を介して前記キャパシターが接続され、
前記キャパシターは前記第２のスイッチング素子と並列
に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の電
源装置。 - 【請求項７】 前記コントローラーは前記モーターを駆
動制御する際前記第２のスイッチング素子に前記制御信
号を与え、前記モーターを回生制動する際前記第１のス
イッチング素子に前記制御信号を与えるようにしたこと
を特徴とする請求項６に記載の電源装置。 - 【請求項８】 前記スイッチ手段は、第１乃至第４のス
イッチング素子を有し、該第１乃至該第４のスイッチン
グ素子の各々はトランジスターと該トランジスターのコ
レクターに陽極が接続されエミッタに陰極が接続された
ダイオードとを備えており、前記第１のスイッチング素
子のエミッタと前記第２のスイッチング素子のコレクタ
ーとが接続されて前記第２のスイッチング素子のエミッ
タが前記電源に接続され、前記キャパシターが前記第１
及び前記第２のスイッチング素子の直列回路に並列に接
続されており、前記第３のスイッチング素子のエミッタ
と前記第４のスイッチング素子のコレクターとが接続さ
れて前記電源に並列に接続されており、前記第１及び前
記第２のスイッチング素子の接続点と前記第３及び前記
第４のスイッチング素子の接続点との間に前記インダク
ター部が挿入されていることを特徴とする請求項５に記
載の電源装置。 - 【請求項９】 前記コントローラーは前記モーターを駆
動制御する際前記第１のスイッチング素子をオン状態と
するとともに前記第４のスイッチング素子に前記制御信
号を与え、前記モーターを回生制動する際前記第３のス
イッチング素子をオン状態とするとともに前記第２のス
イッチング素子に前記制御信号を与えるようにしたこと
を特徴とする請求項８に記載の電源装置。 - 【請求項１０】 前記インダクター部は第１及び第２の
インダクターを備えており、前記スイッチ手段は、前記
モーターが駆動制御される際前記キャパシターからの放
電電流を前記第１のインダクターを介して前記電源に与
え、前記モーターが回生制動される際前記モーターから
の回生電流を前記第２のインダクターを介して前記キャ
パシターに与えるようにしたことを特徴とする請求項５
に記載の電源装置。 - 【請求項１１】 前記スイッチ手段は、第１及び第２の
スイッチング素子を有し、該第１及び該第２のスイッチ
ング素子の各々はトランジスターと該トランジスターの
コレクターに陽極が接続されエミッタに陰極が接続され
たダイオードとを備えており、前記電源は前記第１のイ
ンダクターに直列に接続され該第１のインダクターには
第１のダイオードが直列に接続されており、前記第１の
スイッチング素子のコレクターと前記電源が接続され前
記第１のスイッチング素子のエミッタが前記第２のイン
ダクターを介して前記キャパシターに接続されており、
前記キャパシターと前記第１のダイオードが接続される
とともに前記第１のインダクターと前記第１のダイオー
ドとの第１の接続点と前記第２のインダクターと前記キ
ャパシターとの第２の接続点との間には前記第２のスイ
ッチング素子がそのエミッタを前記第１の接続点に接続
されそのコレクターが前記第２の接続点に接続されて挿
入され、前記第１のダイオードはその陽極が前記第１の
インダクターに接続されていることを特徴とする請求項
１０に記載の電源装置。 - 【請求項１２】 前記コントローラーは前記モーターを
駆動制御する際前記第２のスイッチング素子に前記制御
信号を与え、前記モーターを回生制動する際前記第１の
スイッチング素子に前記制御信号を与えるようにしたこ
とを特徴とする請求項１１に記載の電源装置。 - 【請求項１３】 前記第２のインダクターと前記キャパ
シターとが直列に接続された直列回路には第２のダイオ
ードが並列に接続されており、前記第２のダイオードの
陽極が前記第２のインダクターに接続されていることを
特徴とする請求項１１又は１２に記載の電源装置。 - 【請求項１４】 前記制御信号はパルス幅変調信号であ
ることを特徴とする請求項７、９、１２のいずれかに記
載の電源装置。
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2001
- 2001-04-19 JP JP2001120813A patent/JP3794933B2/ja not_active Expired - Fee Related
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