JP3309259B2 - コンデンサの電圧制御方法 - Google Patents
コンデンサの電圧制御方法Info
- Publication number
- JP3309259B2 JP3309259B2 JP02733594A JP2733594A JP3309259B2 JP 3309259 B2 JP3309259 B2 JP 3309259B2 JP 02733594 A JP02733594 A JP 02733594A JP 2733594 A JP2733594 A JP 2733594A JP 3309259 B2 JP3309259 B2 JP 3309259B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- capacitor
- capacitors
- control method
- charging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンデンサの電圧制御方
法に関し、さらに詳しく言えば、複数のコンデンサを直
列に接続して使用する際、個々のコンデンサが負担する
電圧が均等になるように制御するコンデンサの電圧制御
方法に関するものである。
法に関し、さらに詳しく言えば、複数のコンデンサを直
列に接続して使用する際、個々のコンデンサが負担する
電圧が均等になるように制御するコンデンサの電圧制御
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、その静電容量
が大きくとれることから、近年電気自動車用の動力源な
どとして注目されているが、耐電圧を上げるにはその複
数個を直列に接続して使用される。
が大きくとれることから、近年電気自動車用の動力源な
どとして注目されているが、耐電圧を上げるにはその複
数個を直列に接続して使用される。
【０００３】その際、各コンデンサに加わる電圧を均一
にするには、その各々に対して並列に抵抗による分圧回
路を設ければよいことが知られている。この方法は、静
電容量および漏れ電流が必ずしも均等でないコンデンサ
を直列にして使用する際の手段として有効である。
にするには、その各々に対して並列に抵抗による分圧回
路を設ければよいことが知られている。この方法は、静
電容量および漏れ電流が必ずしも均等でないコンデンサ
を直列にして使用する際の手段として有効である。
【０００４】すなわち、複数個のコンデンサを直列に接
続し、それに直流電圧を印加したときの電圧配分を考察
すると、その直流電圧が例えばステップ状に加えられ
た場合、それぞれのコンデンサの初期電圧がゼロであれ
ば、充電電圧はその静電容量に反比例して負担される。
各コンデンサの初期電圧がゼロでないときには、各コ
ンデンサの初期電圧に上述の電圧が追加された状態で負
担される。それぞれのコンデンサに漏れ電流がある
と、上述の負担電圧は時間の経過とともに、徐々に変化
し、十分な時間が経過すると、最終の負担電圧は各コン
デンサの等価漏洩抵抗の比に配分されることになる。
続し、それに直流電圧を印加したときの電圧配分を考察
すると、その直流電圧が例えばステップ状に加えられ
た場合、それぞれのコンデンサの初期電圧がゼロであれ
ば、充電電圧はその静電容量に反比例して負担される。
各コンデンサの初期電圧がゼロでないときには、各コ
ンデンサの初期電圧に上述の電圧が追加された状態で負
担される。それぞれのコンデンサに漏れ電流がある
と、上述の負担電圧は時間の経過とともに、徐々に変化
し、十分な時間が経過すると、最終の負担電圧は各コン
デンサの等価漏洩抵抗の比に配分されることになる。
【０００５】そこで、各コンデンサに対して均圧抵抗
（ｅｑｕａｌｉｚｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）として同
一の値の抵抗を接続すれば、上記にしたがい、所定時
間経過後の各コンデンサの負担電圧は同一な値に収斂す
ることになる。
（ｅｑｕａｌｉｚｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）として同
一の値の抵抗を接続すれば、上記にしたがい、所定時
間経過後の各コンデンサの負担電圧は同一な値に収斂す
ることになる。
【０００６】この場合、収斂に要する時間は、抵抗値と
コンデンサの静電容量の積に比例することから、静電容
量を一定とすれば、均圧抵抗の値が低いほど早いことに
なる。このことは、ランダムな電源の投入に対して、均
圧抵抗の値が小さいほど、各コンデンサに異なった初期
電圧が残る確率が小さくなることを意味し、したがって
各コンデンサの負担する電圧はより均一になる。
コンデンサの静電容量の積に比例することから、静電容
量を一定とすれば、均圧抵抗の値が低いほど早いことに
なる。このことは、ランダムな電源の投入に対して、均
圧抵抗の値が小さいほど、各コンデンサに異なった初期
電圧が残る確率が小さくなることを意味し、したがって
各コンデンサの負担する電圧はより均一になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、抵抗値
の低い均圧抵抗を用いると、それに流れる電流が大きく
なるため、各コンデンサの見かけの漏洩電流が増加した
のと等しくなる。このため、コンデンサの長時間にわた
る蓄電能力を利用する用途にあっては、コンデンサを直
列に接続しても抵抗値の低い均圧抵抗を用いては保持時
間の低下を招き、かと言って１個のコンデンサでは耐電
圧が足りない、という事態が生ずる。
の低い均圧抵抗を用いると、それに流れる電流が大きく
なるため、各コンデンサの見かけの漏洩電流が増加した
のと等しくなる。このため、コンデンサの長時間にわた
る蓄電能力を利用する用途にあっては、コンデンサを直
列に接続しても抵抗値の低い均圧抵抗を用いては保持時
間の低下を招き、かと言って１個のコンデンサでは耐電
圧が足りない、という事態が生ずる。
【０００８】もっとも、この対策としては充分に余裕を
見て多数のコンデンサを直列に接続すればよいのである
が、これによるとその合成された静電容量が減少するば
かりでなく、また、個数を節約すれば信頼性に問題が生
ずるおそれがある。
見て多数のコンデンサを直列に接続すればよいのである
が、これによるとその合成された静電容量が減少するば
かりでなく、また、個数を節約すれば信頼性に問題が生
ずるおそれがある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、その構成上の特徴は、複
数の静電容量の大きな動力源用電気二重層コンデンサを
直列に接続してなる蓄電手段を有し、上記蓄電手段の両
端子に所定の充電電源を接続して使用する際のコンデン
サの電圧制御方法において、上記電気二重層コンデンサ
の各々に、スイッチ手段を介して抵抗値の低い抵抗体か
らなる均圧（分圧）抵抗を並列に接続し、上記充電電源
より供給される充電電圧が変化している間は上記スイッ
チ手段をオンとし、それ以外で上記蓄電手段の電圧保持
動作時には上記スイッチ手段をオフとして、上記各電気
二重層コンデンサの負担電圧を均等に制御するようにし
たことにある。
決するためになされたもので、その構成上の特徴は、複
数の静電容量の大きな動力源用電気二重層コンデンサを
直列に接続してなる蓄電手段を有し、上記蓄電手段の両
端子に所定の充電電源を接続して使用する際のコンデン
サの電圧制御方法において、上記電気二重層コンデンサ
の各々に、スイッチ手段を介して抵抗値の低い抵抗体か
らなる均圧（分圧）抵抗を並列に接続し、上記充電電源
より供給される充電電圧が変化している間は上記スイッ
チ手段をオンとし、それ以外で上記蓄電手段の電圧保持
動作時には上記スイッチ手段をオフとして、上記各電気
二重層コンデンサの負担電圧を均等に制御するようにし
たことにある。
【００１０】この場合、上記充電電源は定電流電源もし
くはこれに相当する特性を有する電源であることが好ま
しい。
くはこれに相当する特性を有する電源であることが好ま
しい。
【００１１】
【作用】上記構成によると、充電電圧が変動している場
合には、スイッチがオンとされるため、抵抗値の低い抵
抗によって各コンデンサの負担電圧は短時間かつ正確に
それらの抵抗値の比により分圧される。
合には、スイッチがオンとされるため、抵抗値の低い抵
抗によって各コンデンサの負担電圧は短時間かつ正確に
それらの抵抗値の比により分圧される。
【００１２】これに対して、充電電圧が遮断されるか、
もしくは充電電圧の変動が少なくなって、各コンデンサ
が電圧保持状態となると、スイッチがオフとされるた
め、均圧（分圧）抵抗による電力消費はなくなり、各コ
ンデンサの静電容量とそれらの漏洩電流のみによる長い
時定数で、長期間安定な電圧が維持される。
もしくは充電電圧の変動が少なくなって、各コンデンサ
が電圧保持状態となると、スイッチがオフとされるた
め、均圧（分圧）抵抗による電力消費はなくなり、各コ
ンデンサの静電容量とそれらの漏洩電流のみによる長い
時定数で、長期間安定な電圧が維持される。
【００１３】
【発明の実施の形態】まず、図１を参照して、本発明の
動作原理について説明する。同図には説明の便宜上、蓄
電手段として２つの静電容量の大きな動力源用電気二重
層コンデンサ（以下、単にコンデンサという）Ｃ１，Ｃ
２を直列に接続した例が示されている。
動作原理について説明する。同図には説明の便宜上、蓄
電手段として２つの静電容量の大きな動力源用電気二重
層コンデンサ（以下、単にコンデンサという）Ｃ１，Ｃ
２を直列に接続した例が示されている。
【００１４】本発明においては、各コンデンサＣ１，Ｃ
２に対してそれぞれスイッチ手段Ｓ１，Ｓ２を介して抵
抗値が充分に低い均圧抵抗Ｒ１，Ｒ２が並列的に接続さ
れている。なお、この蓄電手段の両端子間には、充電電
源Ｖ１と負荷ＲＬとがそれぞれ並列に接続される。
２に対してそれぞれスイッチ手段Ｓ１，Ｓ２を介して抵
抗値が充分に低い均圧抵抗Ｒ１，Ｒ２が並列的に接続さ
れている。なお、この蓄電手段の両端子間には、充電電
源Ｖ１と負荷ＲＬとがそれぞれ並列に接続される。
【００１５】各スイッチ手段Ｓ１，Ｓ２は、均圧抵抗Ｒ
１，Ｒ２の均圧動作を効果的にするため、充電電源Ｖ１
からの充電電圧Ｖが変化する状況下ではともにオンとさ
れ、これに対して、充電電圧Ｖが遮断されるか、その変
動が少なくなって各コンデンサＣ１，Ｃ２が電圧の保持
動作に入った場合にはオフとされる。
１，Ｒ２の均圧動作を効果的にするため、充電電源Ｖ１
からの充電電圧Ｖが変化する状況下ではともにオンとさ
れ、これに対して、充電電圧Ｖが遮断されるか、その変
動が少なくなって各コンデンサＣ１，Ｃ２が電圧の保持
動作に入った場合にはオフとされる。
【００１６】実際には、図２に示されているように、ス
イッチＳ１，Ｓ２としては例えばＭＯＳＦＥＴが用いら
れ、また、充電電源Ｖ１には定電流型の充電器Ｉが用い
られる。この充電器Ｉにより、コンデンサＣ１，Ｃ２を
充電し、その端子電圧が適当な電圧にまで上昇した時点
で充電器Ｉを外し、以後はコンデンサＣ１，Ｃ２の電荷
で負荷ＲＬに電圧を供給する。
イッチＳ１，Ｓ２としては例えばＭＯＳＦＥＴが用いら
れ、また、充電電源Ｖ１には定電流型の充電器Ｉが用い
られる。この充電器Ｉにより、コンデンサＣ１，Ｃ２を
充電し、その端子電圧が適当な電圧にまで上昇した時点
で充電器Ｉを外し、以後はコンデンサＣ１，Ｃ２の電荷
で負荷ＲＬに電圧を供給する。
【００１７】この場合、本実施例においては、充電中は
ＭＯＳＦＥＴのゲートに所定の電圧ＶＳを加えて、スイ
ッチＳ１，Ｓ２をともにオンとする。これにより、抵抗
Ｒ１，Ｒ２の均圧動作により、各コンデンサＣ１，Ｃ２
の負担電圧が均等に保たれる。
ＭＯＳＦＥＴのゲートに所定の電圧ＶＳを加えて、スイ
ッチＳ１，Ｓ２をともにオンとする。これにより、抵抗
Ｒ１，Ｒ２の均圧動作により、各コンデンサＣ１，Ｃ２
の負担電圧が均等に保たれる。
【００１８】そして、充電が終了すると、上記ゲート電
圧ＶＳを所定の電位にまで下げて、スイッチＳ１，Ｓ２
をともにオフとする。この結果、各コンデンサＣ１，Ｃ
２はその電荷を抵抗Ｒ１，Ｒ２で失うことなく、電荷を
長時間にわたって負荷ＲＬに供給することができる。
圧ＶＳを所定の電位にまで下げて、スイッチＳ１，Ｓ２
をともにオフとする。この結果、各コンデンサＣ１，Ｃ
２はその電荷を抵抗Ｒ１，Ｒ２で失うことなく、電荷を
長時間にわたって負荷ＲＬに供給することができる。
【００１９】なお、図示されていないが、スイッチＳ
１，Ｓ２のオンオフ制御は、中央演算処理ユニット（Ｃ
ＰＵ）などにて行なわれる。また、コンデンサＣ１，Ｃ
２の定格が等しい場合には、抵抗Ｒ１，Ｒ２も等しい抵
抗値のものが用いられるが、耐電圧や静電容量の異なる
コンデンサを直列に接続する場合には、それぞれの負担
電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値により変え、各負担電圧
がその範囲内に収まるようにすることも可能である。
１，Ｓ２のオンオフ制御は、中央演算処理ユニット（Ｃ
ＰＵ）などにて行なわれる。また、コンデンサＣ１，Ｃ
２の定格が等しい場合には、抵抗Ｒ１，Ｒ２も等しい抵
抗値のものが用いられるが、耐電圧や静電容量の異なる
コンデンサを直列に接続する場合には、それぞれの負担
電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値により変え、各負担電圧
がその範囲内に収まるようにすることも可能である。
【００２０】さらには、各コンデンサの端子間電圧を監
視し、それが一定値以上に不均一になった場合、電圧の
高い方のコンデンサに属するスイッチをオンにして、各
コンデンサの電圧バランスをとるようにすることも可能
である。
視し、それが一定値以上に不均一になった場合、電圧の
高い方のコンデンサに属するスイッチをオンにして、各
コンデンサの電圧バランスをとるようにすることも可能
である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の静電容量の大きな動力源用電気二重層コンデンサ
を直列に接続してなる蓄電手段を有し、上記蓄電手段の
両端子に所定の充電電源を接続して使用するにあたっ
て、上記電気二重層コンデンサの各々に、スイッチ手段
を介して均圧抵抗を並列に接続し、上記充電電源より供
給される充電電圧が変化している間は上記スイッチ手段
をオンとし、それ以外で上記蓄電手段の電圧保持動作時
には上記スイッチ手段をオフとするようにしたことによ
り、均圧（分圧）抵抗として十分に低い抵抗値の抵抗体
を用いることができる。
複数の静電容量の大きな動力源用電気二重層コンデンサ
を直列に接続してなる蓄電手段を有し、上記蓄電手段の
両端子に所定の充電電源を接続して使用するにあたっ
て、上記電気二重層コンデンサの各々に、スイッチ手段
を介して均圧抵抗を並列に接続し、上記充電電源より供
給される充電電圧が変化している間は上記スイッチ手段
をオンとし、それ以外で上記蓄電手段の電圧保持動作時
には上記スイッチ手段をオフとするようにしたことによ
り、均圧（分圧）抵抗として十分に低い抵抗値の抵抗体
を用いることができる。
【００２２】したがって、充電時には短時間の内に各コ
ンデンサの負担電圧がより均一に保たれることになる。
また、各コンデンサが電圧保持状態にあるときには、均
圧（分圧）抵抗による漏れ電流の問題も生じない。
ンデンサの負担電圧がより均一に保たれることになる。
また、各コンデンサが電圧保持状態にあるときには、均
圧（分圧）抵抗による漏れ電流の問題も生じない。
【図１】本発明の動作原理を説明するための概略的な回
路図。
路図。
【図２】本発明の実施例を説明するための概略的な回路
図。
図。
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｒ１，Ｒ２ 均圧（分圧）抵抗 Ｓ１，Ｓ２ スイッチ Ｖ１ 充電電源 Ｉ 定電流型充電器 ＲＬ 負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 廸夫 神奈川県横浜市南区南太田町３丁目303 番の24 (72)発明者 森本 剛 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 平塚 和也 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−314132（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−253463（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−70641（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 1/00 - 1/16 H02J 7/00 - 7/36
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の静電容量の大きな動力源用電気二
重層コンデンサを直列に接続してなる蓄電手段を有し、
上記蓄電手段の両端子に所定の充電電源を接続して使用
する際のコンデンサの電圧制御方法において、 上記電気二重層コンデンサの各々に、スイッチ手段を介
して抵抗値の低い抵抗体からなる均圧抵抗を並列に接続
し、上記充電電源より供給される充電電圧が変化してい
る間は上記スイッチ手段をオンとし、それ以外で上記蓄
電手段の電圧保持動作時には上記スイッチ手段をオフと
して、上記各電気二重層コンデンサの負担電圧を均等に
制御するようにしたことを特徴とするコンデンサの電圧
制御方法。 - 【請求項２】 上記充電電源に定電流源を用いる請求項
１に記載のコンデンサの電圧制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02733594A JP3309259B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | コンデンサの電圧制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02733594A JP3309259B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | コンデンサの電圧制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07222357A JPH07222357A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3309259B2 true JP3309259B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=12218200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02733594A Expired - Fee Related JP3309259B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | コンデンサの電圧制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309259B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09233608A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-05 | Jeol Ltd | ハイブリッド電気自動車 |
| AU2003900633A0 (en) * | 2003-02-13 | 2003-02-27 | Energy Storage Systems Pty Ltd | A resistive balance for an energy storage device |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP02733594A patent/JP3309259B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07222357A (ja) | 1995-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110291706B (zh) | 供电装置以及包括供电装置的电池组 | |
| Hopkins et al. | Dynamic equalization during charging of serial energy storage elements | |
| DE69828169T2 (de) | Ausgleichssystem und verfahren für in serie geschaltete energiespeichervorrichtungen | |
| US20030214267A1 (en) | Ultracapacitor balancing circuit | |
| JP2001351697A (ja) | バッテリパック | |
| US7755325B2 (en) | System for equilibrating an energy storage device | |
| JP2001076766A (ja) | 蓄電システムおよび蓄電モジュール | |
| JP3309259B2 (ja) | コンデンサの電圧制御方法 | |
| JP3379432B2 (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JPH11206033A (ja) | 蓄電池またはバッテリ用の充電適合回路 | |
| CN108075533A (zh) | 电池充电电路以及电池充电方法 | |
| CN111971871A (zh) | 蓄电设备用的放电电路、蓄电系统以及具备其的车辆 | |
| JP2575358Y2 (ja) | 高耐圧電気２重層コンデンサ装置 | |
| US20190267816A1 (en) | Local analogue equilibrating system for a set of devices for storing electrical power via a capacitive effect, electrical installation, transport vehicle and rechargeable storage module comprising such a system | |
| CN202258818U (zh) | 超级电容器电压均衡电路、单级和二级超级电容器模块 | |
| US20220001770A1 (en) | Battery charging apparatus and method for vehicle | |
| JP3494051B2 (ja) | インバータ用平滑回路 | |
| JP2022044030A (ja) | 突入電流を低減させるための充電システム及び充電器 | |
| JPH0129022B2 (ja) | ||
| JP2001025162A (ja) | 電気二重層コンデンサ用均等充電装置 | |
| KR20100008258A (ko) | 에너지저장장치 모듈 | |
| CN215733590U (zh) | 充放电控制装置、半导体芯片、电池管理系统及用电设备 | |
| JP2000175363A (ja) | 電源装置 | |
| CN218158845U (zh) | 斜坡电压电路及其软启动电路、芯片及移动终端 | |
| KR101246145B1 (ko) | 전기에너지 저장장치의 전압균등화회로 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020410 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |