JP2010148223A

JP2010148223A - カスケード電力供給装置

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Publication number: JP2010148223A
Application number: JP2008322123A
Authority: JP
Inventors: Tai-Her Yang; 泰和楊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-07-01
Also published as: CN1433118A; CN101453129A; US6437544B1; CN100369346C

Abstract

【課題】軽くて携帯便利で緊急時の予備に使え自由に直流電力供給システムと組合わせ可能なカスケード電力供給装置を提供する。
【解決手段】蓄電容量が負荷電圧と等しいか又はより小さい充放電装置１０５の充電放電可能な二次電池又は超電気容量又は他の充放電装置により緊急補助充電装置１０１の緊急充電電源を構成し、そして充電用連結式導電装置１０２を設置し、ニーズにより充電操作回路１０８をオプションで設置し、それにニーズにより出力側に逆圧防止ダイオード１１０を設置して第一蓄電放電ユニットを構成して使い捨て式一次電池に代わり、更に出力連結する負荷１１３に設けたセカンドクラス充放電装置１０６と少なくとも二級充電放電可能な二次電池を構成し、若しくは他の充放電装置であり、それが直列電力供給機能をもち、重さが軽く、携帯も便利で、緊急時の予備に使え自由に直流電力供給システムと組合わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は一種の緊急補助充電装置におけるカスケード電力供給装置に関し、特に少なくとも二組の充放電装置が直列して構成し、緊急補助充電及び各種の応用回路の組合わせに対応するものに関する。

従来の充放電装置を充電電源にした充電装置は、単一電圧出力電源を充電電源とする。

蓄電容量が負荷電圧と等しいか又はより小さい充放電装置における充電放電可能な二次電池或いは超電気容量又は他の充放電装置により、緊急補助電力供給装置の緊急充電電源を構成し、そして充電用連結式導電装置を設置し、それにニーズによりオプションで充電制御回路を、そしてニーズにより出力側に逆圧防止ダイオードを設置して、第一蓄電放電ユニットを構成し、使い捨て式一次電池に代わり、更に出力連結する負荷に設けられるセカンドクラス充放電装置と、少なくとも二級充電放電可能な二次電池を構成し、或いは他の充放電装置が直列電力供給機能となるより軽くて携帯便利な、そして緊急時の予備に使え、自由に直流電力供給システムと組合わせ可能なものを提供する。

上記目的を達成するため、本発明に係る緊急補助充電装置におけるカスケード電力供給装置は、蓄電容量が負荷電圧と等しいか又はより小さい充放電装置の充電放電可能な二次電池又は超電気容量又は他の充放電装置により緊急補助充電装置の緊急充電電源を構成し、そして充電用連結式導電装置を設置し、ニーズにより充電操作回路をオプションで設置し、それにニーズにより出力側に逆圧防止ダイオードを設置して第一蓄電放電ユニットを構成して使い捨て式一次電池に代わり、更に出力連結する負荷に設けたセカンドクラス充放電装置と少なくとも二級充電放電可能な二次電池を構成し、若しくは他の充放電装置であり、それが直列電力供給機能をもち、重さが軽く、携帯も便利で、緊急時の予備に使え自由に直流電力供給システムと組合わせる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせを図１の回路ブロック図で示す。主に少なくとも二級充電放電可能な二次電池を構成し、若しくは他の充放電装置であり、それがカスケード電力供給機能をもち、重さが軽く、携帯も便利で、緊急時の予備に使え自由に直流電力供給システムと組合わせるものである。その主な構成は、充電電源１００と、連結式導電装置１０２と、連結式導電装置１０３と、緊急補助電力供給装置１０１と、充電制御回路１０８と、隔離ダイオード１１０と、負荷ユニット１０４と、を備える。
充電電源１００は、各種の直流或いは交流を直流に整流した直流電源により構成され、緊急補助電力供給装置１０１に対し充電し、若しくは負荷に設けられたセカンドクラス充放電装置に対し充電し、若しくは負荷に対し電力を供給する。

連結式導電装置１０２は、特定構造であり、正極に正極、負極に負極をカップリングすることにより分離電力中断又は結合導電する連結式導電装置であり、その構造はプラグ、コンセント形態或いは組み込み結合構造形態と類似するものであり、充電電源１００の電力を緊急補助電力供給装置１０１へ輸送する。
連結式導電装置１０３は、特定構造であり、正極に正極、負極に負極をカップリングすることにより分離電力中断又は結合導電する連結式導電装置であり、その構造はプラグ、コンセント形態或いは組み込み結合構造形態と類似するものであり、緊急補助電力供給装置１０１を負荷ユニット１０４へ輸送する。

緊急補助電力供給装置１０１は、各種の充電放電可能な二次電池又は超電気容量又は他の充放電装置１０５により構成され、その蓄電容量は負荷ユニット１０４に設置された充放電装置１０６と等しいか又はより小さく、その充電出力端にあり、直接連結式導電装置１０２と繋ぐコンタクト１０７端を繋げ、或いは充電入力端とコンタクト１０７との間にニーズに応じオプションで充電制御回路１０８を設置出来る。出力端に直接連結式導電装置１０３と繋ぐコンタクト１０９を繋げ、或いは出力端とコンタクト１０９との間にニーズに応じオプションで隔離ダイオード１１０を設置出来る。上記コンタクト１０７の相対コンタクト１１１端が充電電源１００へ行き、コンタクト１０９の相対コンタクト１１２端が負荷ユニット１０４へ行く。
充電制御回路１０８は、機電又は固体電子素子により構成した制御可充電電流、電圧、充電時間など、上記の一部又は全部機能により構成された充電制御回路である。

隔離ダイオード１１０は、ニーズにより設置するかどうかを選択する一個又は一個以上のダイオード素子であり、緊急補助電力供給装置１０１とその出力端との間に直列或いは並列し、又はニーズにより一個又は一個以上のダイオードが直列或いは並列にすることを選択し、順方向電圧の降下によりその出力電圧値を調節するものであり、ニーズにより設置するかどうかを選択できる。
負荷ユニット１０４は、各種の充電放電可能な二次電池又は超電気容量又は他充放電装置からなる充放電装置１０６を有し、駆動された各種の通信、情報、家電、パソコン、計器、電動ツールなど、充放電装置により駆動された負荷１１３と結合し構成される。

また、本発明の第１実施形態の緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせは下記のように動作してもよい。
（１）充電電源１００は、図２に示すように、緊急補助電力供給装置１０１に対し電力供給し、緊急補助電力供給装置１０１内の充放電装置１０５が負荷ユニット１０４内の充放電装置１０６に対し充電し、或いは同時に負荷１１３に対し電力供給する。
（２）緊急補助電力供給装置１０１内の充放電装置１０５は、図３に示すように、負荷ユニット１０４の充放電装置１０６に対し充電し、或いは同時に負荷１１３に対し電力供給する。
（３）負荷ユニット１０４内の充放電装置１０６の電力により負荷１１３を、図４に示すように、駆動させる。
（４）図５に示すように、充電電源１００の入力により負荷ユニット１０４内の充放電装置１０６に対し充電し、そして同時に負荷１１３に対し電力供給する。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせでは、緊急補助電力供給装置１０１と連結式導電装置１０３との間にニーズにより各種の出力電圧、電流の制御装置及び保護装置を追加する。図６に示すのは、第２実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせにおいて、緊急補助電力供給装置に出力電圧、電流の制御装置及び保護装置を追加した回路ブロック図である。

その主な構成は、緊急補助電力供給装置１０１と、連結式導電装置１０２と、連結式導電装置１０３と、過電流切断回路装置１１４と、限流保護装置１１５と、電流検出回路１１６と、スイッチ装置１１７と、電圧検出回路１１８と、センターコントロール装置１１９、機体１２０と、を備える。
緊急補助電力供給装置１０１は、各種の充電放電可能な二次電池又は超電気容量又は他の充放電装置１０５により構成され、その蓄電容量は負荷ユニット１０４に設けられた充放電装置１０６より小さいか又は等しく、充電入力端に直接連結式導電装置１０２のコンタクト１０７端を繋げることにし、或いは充電入力端とコンタクト１０７との間にニーズによりオプションで充電制御回路１０８を設ける。出力端に直接連結式導電装置１０３のコンタクト１０９を繋げることにし、或いは出力端とコンタクト１０９との間にニーズによりオプションで隔離ダイオード１１０を設ける。

過電流切断回路装置１１４は、緊急補助電力供給装置１０１と出力インターフェイスの連結式導電装置１０３との間に、更にニーズによりオプションで電源と直列するショート保護ヒューズ、或いは機電式又は固体電子式過電流切断回路装置（CURRENT BREAKER）を設置するかしないかを選択できる。
限流保護装置１１５は、緊急補助電力供給装置１０１と出力インターフェイスとなる連結式導電装置１０３との間に、更にニーズによりオプションで電源直列限流保護用の正温度係数抵抗（ＰＴＣ）又は抵抗素子、或いは機電式又は固体電子素子構成抵抗値が電流値の増加につれて抵抗も上がりそして電流値の減少につれて抵抗も下がる限流保護装置を設置するかしないかを選択できる。

電流検出回路１１６は、緊急補助電力供給装置１０１と出力インターフェイスとなる連結式導電装置１０３との間に、ニーズによりオプションで電源と直列するアナログ式デジタル式出力電流検出装置、或いはランプ明暗表示の電流検出装置、或いは制御の参考になるアナログ又はデジタル信号の検出回路のために提供されるものでさらに一歩進んで表示装置をも含んだものを設置するかしないかを選択できる。
スイッチ装置１１７は、緊急補助電力供給装置１０１と出力インターフェイスとなる連結式導電装置１０３との間に、ニーズによりオプションで電源と直列する人工制御スイッチ又は信号により制御する固体、或いはスイッチ回路装置を制御するものを設置するかしないかを選択できる。

電圧検出回路１１８は、緊急補助電力供給装置１０１の出力端に電源と並列する機電式又は固体電子素子で構成されたアナログ又はデジタル式電圧検出装置、或いはランプ明暗表示の出力電圧検出装置又は制御の参考になるアナログ又はデジタル電圧信号における検出装置、を設置することにより、充放電装置１０５の電圧値を検出、表示し、或いは、電圧≡に対する充放電装置１０５の蓄電量値を表示する。この装置はニーズにより設置するかしないかを選択できる。

センターコントロール装置１１９は、緊急補助電力供給装置１０１の出力端が一歩進んで、センターコントロール装置１１９を設置することができ、出力電流値及び一次電池電圧値を参照し、限流保護装置又はスイッチ装置を制御し、電流が大きすぎる時、限流保護装置を制御し抵抗値を大きくさせ電流値を抑える。そして電流が設定値まで達する時にスイッチを制御し出力を切断させる。この装置はニーズにより設置するかしないかを選択できる。
機体１２０は、為由絶縁又は中に絶縁材料が入る非絶縁材料により構成され、前記の各装置を入れ一体構造にするものである。

その他、図７に示すように、連結式導電装置１０２及び連結式導電装置１０３と緊急補助電力供給装置１０１の入力端及び出力端とを離し、分離構造にし、そしてリード（或いは第二プラグコンセントセット）と緊急補助電力供給装置１０１と繋ぐ。図７に示すのは緊急補助電力供給装置出力端がリードにより、分離された連結式導電装置と連結した状態を示す回路ブロック図である。

上記をまとめて見ると、本発明は一歩進んで蓄電容量が負荷電圧と等しいか又はより小さい充放電装置の充電放電可能な二次電池或いは超電気容量又は他の充放電装置により緊急補助充電装置の緊急充電電源を構成し、そして充電用連結式導電装置を設置し、ニーズにより充電操作回路をオプションで設置し、それにニーズにより出力側に逆圧防止ダイオードを設置して第一蓄電放電ユニットを構成し使い捨て式一次電池に代わり、更に出力連結する負荷に設けたセカンドクラス充放電装置と少なくとも二級充電放電可能な二次電池を構成し、若しくは他の充放電装置であり、それが直列電力供給機能をもち、重さが軽く、携帯も便利に、そして緊急時の予備に使える自由に直流電力供給システムと組合わせるものである。

本発明の第１実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせを示す回路ブロック図である。本発明の第１実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせの応用例を示す回路ブロック図である。本発明の第１実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせの他の応用例を示す回路ブロック図である。本発明の第１実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせのさらに他の応用例を示す回路ブロック図である。本発明の第１実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせのまたさらに他の応用例を示す回路ブロック図である。本発明の第２実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせを示す回路ブロック図である。本発明の第２実施形態による緊急補助充電装置における直列電力供給組み合わせの応用例を示す回路ブロック図である。

符号の説明

１００：充電電源、１０１：緊急補助電力供給装置、１０２：連結式導電装置、１０３：連結式導電装置、１０４：負荷ユニット、１０５：他の充放電装置、１０６：充放電装置、１０７、１０９、１１１、１１２：コンタクト、１０８：充電制御回路、１１０：隔離ダイオード、１１３：負荷、１１４：過電流切断回路装置、１１５：限流保護装置、１１６：電流検出回路、１１７：スイッチ装置、１１８：電圧検回路、１１９：センターコントロール装置、１２０：機体

Claims

緊急補助充電装置におけるカスケード電力供給装置であって、
蓄電容量が負荷電圧と等しいか又はより小さい充放電装置の充電放電可能な二次電池又は超電気容量又は他の充放電装置により前記緊急補助充電装置の緊急充電電源を構成し、そして充電用連結式導電装置を設置し、ニーズにより充電操作回路をオプションで設置し、さらにニーズにより出力側に逆圧防止ダイオードを設置して第一蓄電放電ユニットを構成し使い捨て式一次電池に代わり、また更に出力連結する負荷に設けたセカンドクラス充放電装置と少なくとも二級充電放電可能な二次電池を構成し、若しくは他の充放電装置であり、それがカスケード電力供給機能をもち、重さが軽く、携帯も便利に、そして緊急時の予備に使える自由に直流電力供給システムと組合わせるものであり、
各種の直流或いは交流を直流に整流した直流電源により構成され、緊急補助電力供給裝置（１０１）に対し充電し、若しくは負荷に設けられたセカンドクラス充放電装置に対し充電し、若しくは負荷に対し電力を供給する充電電源（１００）と、
特定構造であり、正極に正極、負極に負極をカップリングすることにより分離電力中断又は結合導電する連結式導電装置であり、構造はプラグ、コンセント形態或いは組み込み結合構造形態と類似するものであり、前記充電電源（１００）の電力を緊急補助電力供給裝置（１０１）へ輸送する第一連結式導電装置（１０２）と、
特定構造であり、正極に正極、負極に負極をカップリングすることにより分離電力中断又は結合導電する連結式導電装置であり、構造はプラグ、コンセント形態或いは組み込み結合構造形態と類似するものであり、前記緊急補助電力供給裝置（１０１）を負荷ユニット（１０４）へ輸送する第二連結式導電装置（１０３）と、
各種の充電放電可能な二次電池又は超電気容量又は他の第一充放電装置（１０５）により構成され、蓄電容量は前記負荷ユニット（１０４）に設置された第二充放電装置（１０６）と等しいか又はより小さく、その充電出力端にあり、直接前記第一連結式導電装置（１０２）と繋ぐ第一コンタクト（１０７）端を繋げ、或いは充電入力端と前記第一コンタクト（１０７）との間にニーズに応じ、オプションで充電制御回路（１０８）を設置可能であり、出力端に直接前記第二連結式導電装置（１０３）と繋ぐ第二コンタクト（１０９）を繋げ、或いは出力端と前記第二コンタクト（１０９）との間にニーズに応じ、オプションで隔離ダイオード（１１０）を設置可能であり、前記第一コンタクト（１０７）の第一相対コンタクト（１１１）端が前記充電電源（１００）へ行き、前記第二コンタクト（１０９）の第二相対コンタクト（１１２）端が前記負荷ユニット（１０４）へ行く緊急補助電力供給裝置（１０１）と、
機電又は固体電子素子により構成した制御可充電電流、電圧、充電時間の一部又は全部機能により構成された充電制御回路（１０８）と、
ニーズにより設置するかどうかを選択する一個又は一個以上のダイオード素子であり、前記緊急補助電力供給裝置（１０１）とその出力端との間に直列或いは並列し、又はニーズにより一個又は一個以上のダイオードが直列或いは並列するということを選択し、順方向電圧の降下によりその出力電圧値を調節するものであり、ニーズにより設置するかどうかを選択可能な前記隔離ダイオード（１１０）と、
各種な充電放電可能な二次電池又は超電気容量又は他充放電装置からなる前記第二充放電装置（１０６）を有し、そして、駆動された各種な通信、情報、家電、パソコン、計器、電動ツールのいずれかである充放電装置により駆動された負荷（１１３）と結合し構成された前記負荷ユニット（１０４）と、
を備えることを特徴とするカスケード電力供給装置。
前記充電電源（１００）が前記緊急補助電力供給裝置（１０１）に対し電力供給し、前記緊急補助電力供給裝置（１０１）内の前記第一充放電装置（１０５）が前記負荷ユニット（１０４）内の前記第二充放電装置（１０６）に対し充電し、或いは同時に前記負荷（１１３）に対し電力供給することを特徴とする請求項１に記載のカスケード電力供給装置。
前記緊急補助電力供給裝置（１０１）内の前記第一充放電装置（１０５）が前記負荷ユニット（１０４）の前記第二充放電装置（１０６）に対し充電し、或いは同時に前記負荷（１１３）に対し電力供給することを特徴とする請求項１に記載のカスケード電力供給装置。
前記負荷ユニット（１０４）内の前記第二充放電装置（１０６）の電力により前記負荷（１１３）を駆動させることを特徴とする請求項１に記載のカスケード電力供給装置。
前記充電電源（１００）入力により前記負荷ユニット（１０４）内の前記第二充放電装置（１０６）に対し充電し、そして同時に前記負荷（１１３）に対し電力供給することを特徴とする請求項１に記載のカスケード電力供給装置。
前記緊急補助電力供給裝置（１０１）と前記第二連結式導電装置（１０３）との間にニーズにより各種の出力電圧、電流の制御装置及び保護装置を追加可能であって、
各種の充電放電可能な二次電池又は超電気容量又は他の前記第一充放電装置（１０５）により構成され、その蓄電容量は前記負荷ユニット（１０４）に設けられた前記第二充放電装置（１０６）より小さいか又は等しく、充電入力端に直接前記第一連結式導電装置（１０２）の前記第一コンタクト（１０７）端を繋げることにし、或いは充電入力端と前記第一コンタクト（１０７）との間にニーズによりオプションで前記充電制御回路（１０８）を設け、出力端に直接前記第二連結式導電装置（１０３）の前記第二コンタクト（１０９）を繋げることにし、或いは出力端と前記第二コンタクト（１０９）との間にニーズによりオプションで前記隔離ダイオード（１１０）を設ける前記緊急補助電力供給裝置（１０１）と、
特定構造であり、正極に正極、負極に負極をカップリングすることにより分離電力中断又は結合導電する連結式導電装置であり、構造はプラグ、コンセント形態或いは組み込み結合構造形態と類似するものであり、前記充電電源（１００）の電力を前記緊急補助電力供給裝置（１０１）へ輸送する前記第一連結式導電装置（１０２）と、
特定構造であり、正極に正極、負極に負極をカップリングすることにより分離電力中断又は結合導電する連結式導電装置であり、構造はプラグ、コンセント形態或いは組み込み結合構造形態と類似するものであり、前記緊急補助電力供給裝置（１０１）を前記負荷ユニット（１０４）へ輸送する前記第二連結式導電装置（１０３）と、
前記緊急補助電力供給裝置（１０１）と出力インターフェイスの前記第二連結式導電装置（１０３）との間に、更にニーズによりオプションで電源と直列するショート保護ヒューズ、或いは機電式又は固体電子式過電流切断回路装置を設置するかしないかを選択可能な過電流切断回路裝置（１１４）と、
前記緊急補助電力供給裝置（１０１）と出力インターフェイスとなる前記第二連結式導電装置（１０３）との間に、更にニーズによりオプションで電源直列限流保護用の正温度係数抵抗（ＰＴＣ）又は抵抗素子或いは機電式又は固体電子素子構成抵抗値が電流値の増加につれて抵抗も上がりそして電流値の減少につれて抵抗も下がる限流保護裝置を設置するかしないかを選択可能な限流保護装置（１１５）と、
前記緊急補助電力供給裝置（１０１）と出力インターフェイスとなる前記第二連結式導電装置（１０３）との間に、ニーズによりオプションで電源と直列するアナログ式デジタル式出力電流検出裝置、或いはランプ明暗表示の電流検出裝置、或いは制御の参考になるアナログ又はデジタル信号の検出回路のために提供されるもので或いは一歩進んで表示裝置をも含んだものを設置するかしないかを選択可能な電流検出回路（１１６）と、
前記緊急補助電力供給裝置（１０１）と出力インターフェイスとなる前記第二連結式導電装置（１０３）との間に、ニーズによりオプションで電源と直列する人工制御スイッチ又は信号により制御する固体或いはスイッチ回路裝置を制御するものを設置するかしないかを選択可能なスイッチ裝置（１１７）と、
前記緊急補助電力供給裝置（１０１）の出力端に電源と並列する機電式又は固体電子素子で構成されたアナログ又はデジタル式電圧検出及び表示裝置、或いはランプ明暗表示の出力電圧検出裝置又は制御の参考になるアナログ又はデジタル電圧信号における検出表示裝置、を設置することにより、前記第一充放電装置（１０５）の電圧値を検出、表示し、或いは、電圧値に対する前記第一充放電装置（１０５）の蓄電量値を表示し、ニーズにより設置するかしないかを選択可能な電圧検出及び表示回路（１１８）と、
前記緊急補助電力供給裝置（１０１）の出力端は一歩進んで、センターコントロール裝置（１１９）を設置可能であり、出力電流値及び一次電池電圧値を参照し、限流保護裝置又はスイッチ裝置を制御し、電流が大きすぎる時、限流保護裝置を制御し抵抗値を大きくさせ電流値を抑え、電流が設定値まで達する時にスイッチを制御し出力を切断させるものであり、ニーズにより設置するかしないかを選択可能な前記センターコントロール裝置（１１９）と、
絶縁又は中に絶縁材料が入る非絶縁材料により構成され、前記の各装置を入れ一体構造にする機体（１２０）と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のカスケード電力供給装置。
一歩進んで前記第一連結式導電装置（１０２）及び前記第二連結式導電装置（１０３）と前記緊急補助電力供給裝置（１０１）の入力端及び出力端とを離して分離構造にし、そしてリード（或いは第二プラグコンセントセット）と前記緊急補助電力供給裝置（１０１）と繋ぐことを特徴とする請求項６に記載のカスケード電力供給装置。