JP3349181B2 - 電力供給装置 - Google Patents

電力供給装置

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JP3349181B2
JP3349181B2 JP33840692A JP33840692A JP3349181B2 JP 3349181 B2 JP3349181 B2 JP 3349181B2 JP 33840692 A JP33840692 A JP 33840692A JP 33840692 A JP33840692 A JP 33840692A JP 3349181 B2 JP3349181 B2 JP 3349181B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力供給装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする問題点】電池
は携帯性及び可動性を有しているため、広く各種の器
具、例えば電動乗り物等に応用されている。しかし、ほ
とんどの電池は燃料、熱エネルギー又は太陽エネルギー
により電力が供給されるかどうかにかかわらず単一の基
本電圧に物理的に制限されている。一般的に言えば、直
列接続の複合電池を利用することにより、又は負荷の必
要に応じてその出力にステップ電圧を供給することによ
り、又は直列リニア素子を用いてその出力を制御するこ
とにより、又はスイッチを用いて電源を操作することに
より電池の電圧及び容量を選択できるようにしてある。
【０００３】米国特許第４１７５２４９号明細書、フラ
ンス特許第２３９７７３７号明細書、英国特許第２０１
５８３４号明細書及びヨーロッパ特許第０２５０７１８
号明細書は公知の電力供給装置を開示している。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】本発明は複数のほぼ同
じ独立直流電源から成る制御された出力電圧を有する電
力供給装置であって、該独立直流電源は正出力端子と接
地出力端子との間に必要とする広範囲の出力電圧を供給
するため中央制御装置により直列又は並列に互いに接続
される各独立直流電源は正端子と負端子とを有してい
る。更に電力供給装置は電気機械式スイッチ及び／又は
固体スイッチである複数のスイッチ手段を備え、スイッ
チ手段の各々は１つの独立直流電源の負端子と次の独立
直流電源の正端子との間に接続され、スイッチ手段の各
々は独立直流電源間に直列接続又は並列接続を備えるた
めに中央制御装置によりスイッチ−オン及びスイッチ−
オフされ得る。電力供給装置は複数の一対のダイオード
をも備え、各一対のダイオードはスイッチ手段と連係
し、各一対のダイオードは第１ダイオードと第２ダイオ
ードとを備え、各ダイオードはアノード端子とカソード
端子とを有し、各一対のダイオードの第１ダイオードは
そのカソード端子によりスイッチ手段と１つの独立直流
電源の負端子との双方に接続され、各一対のダイオード
の第２ダイオードはそのアノード端子によりスイッチ手
段と次の独立直流電源の正端子との双方に接続されてい
る。第１ダイオードの全てのアノード端子は共に接地さ
れ、第２ダイオードの全てのカソード端子は共に正端子
に接続されている。電力供給装置は必要とする出力電圧
波形の大きさと形状を制御するために少なくとも１つの
スイッチ手段を制御する制御手段をも有し、該制御手段
は中央制御装置を介してスイッチ手段を制御する。必要
とする出力電圧波形の大きさと形状を制御するための制
御手段は電源を装置の出力に選択的に接続させるか又は
非接続させるために接地と接地出力端子との間に接続さ
せた固体スイッチを有し、そしてスイッチ手段が中央制
御装置によりスイッチされる前に回路をスイッチ−オフ
する作動をなし、そしてその後すぐにスイッチ−オン
し、それにより非スパークのスイッチングを達成する。
【０００５】
【実施例】次に本発明を添付図面に示した実施例につい
て詳細に説明する。
【０００６】図１は電池Ｕ１乃至Ｕ６を有するステップ
複合電圧電源の実施例を示し、各電池Ｕ１乃至Ｕ６は線
形及び二次蓄電池、太陽電池、燃料電池、又は熱電池を
含む同じ電圧及び容量、又は少なくとも同じ電圧の２つ
又はそれ以上の電池ユニットから形成されている。電池
Ｕ１乃至Ｕ６は電池間に配置させた複数の手動２極２投
スイッチＳＷ２０１乃至ＳＷ１０５により、ドラム形ス
イッチにより、又はマグネット又は機械的作動リレー等
のような他の電気機械式スイッチにより直列接続におい
て互いに接続されている。各２極スイッチＳＷ１０１乃
至ＳＷ１０５の２極の共通接点は常開接点と直列に配置
され、極ａの共通接点は極ｂの常閉接点に接続され、極
ｂの共通接点は極ａの常閉接点と接続している。各一対
の接続接点はそれぞれ隣接する電池の正極と負極との間
にそれぞれ接続され、各出力側の共通接点はダイオード
Ｄ１０１ｂ乃至Ｄ１０５ｂを介して電源の正端子に接続
されている。各スイッチの入力側の共通接点はダイオー
ドＤ１０１ａ乃至Ｄ１０５を介して電源の負端子に接続
されている。
【０００７】図１に示した回路は電流検知装置ＣＴ１０
０と、電圧検知装置ＶＴ１００と、リニア形態又はスイ
ッチ形態の固体スイッチＳＳＳ１００と、入力装置Ｉ１
００から作動命令を受ける中央制御装置ＣＣＵとを含ん
でいる。
【０００８】この回路の作動は次の通りである。
【０００９】１）オン／オフスイッチと、全常開接点又
は全常閉接点とに対称的に接続させた共通分割器を使用
することにより、回路は複合電圧出力について多様の選
択を提供することができる。
【００１０】２）出力時に、全てのダイオードの接点が
閉鎖されているので、ダイオードは順方向バイアスの電
圧効果及び熱損失を除去することができる。
【００１１】３）オン又はオフされた時に、ダイオード
はスイッチ電圧を減少させるために線形ステップ電圧を
供給し、スイッチ接点の寿命を長くさせるために過渡電
流経路として使用される。
【００１２】４）電源のオン−オフスイッチ又は固体ス
イッチ素子は電源が出力側から反対に入力される際に、
外部入力電圧の状態に適合させるため入力電圧及び電流
を制御するか又は固体スイッチ素子を制御するような２
相導電素子又は逆相装置になるように選択させることが
できる。
【００１３】図１に示した実施例は電圧ＥＢをそれぞれ
有する６個の電池Ｕ１乃至Ｕ６間に接続させた５個のス
イッチＳＷ１０１−ＳＷ１０５によって構成されてい
る。各スイッチＳＷ１０１乃至ＳＷ１０５はその入力端
が負出力に連通するようにそれぞれダイオードＤ１０１
ａ−１０５ａを接続させ、各ダイオードＤ１０１ｂ−１
０５ｂは正出力端に連通している。共通接点ＣＯＭ１０
１ａ乃至ＣＯＭ１０５ｂが常閉接点ＮＣ１０１ａ乃至Ｎ
Ｃ１０５ｂに接続している時には、全ての電池Ｕ１乃至
Ｕ６は直列に接続されているので、出力電圧は６×ＥＢ
である。スイッチＳＷ１０３が制御され、その共通接点
ＣＯＭ１０３ａ及びＣＯＭ１０３ｂが常開接点ＮＯ１０
３ａ及びＮＯ１０３ｂと接続された時には、電池Ｕ１と
Ｕ２とＵ３およびＵ４とＵ５とＵ６が２つの直列接続ユ
ニットを形成するため互いに直列に接続されるので、出
力電圧は３×ＥＢとなる。スイッチＳＷ１０２及びＳＷ
１０４が制御され、その共通接点ＣＯＭ１０２ａ，ＣＯ
Ｍ１０２ｂ，ＣＯＭ１０４ａ及びＣＯＭ１０４ｂが常開
接点ＮＯ１０２ａ，ＮＯ１０２ｂ，ＮＯ１０４ａ及びＮ
Ｏ１０２ｂに接続した時に電池Ｕ１とＵ２、Ｕ３とＵ
４、Ｕ５とＵ６がそれぞれ互いに直列に接続し、３つの
並列接続ユニットを形成するため出力電圧は２×ＥＢと
なる。スイッチＳＷ１０１乃至ＳＷ１０５の全てが制御
され、共通接点ＣＯＭ１０１ａ乃至ＣＯＭ１０５ｂが常
開接点ＮＯ１０１ａ乃至ＣＯＭ１０５ｂと接続された場
合に、出力電圧はＥＢであり、電池Ｕ１乃至Ｕ６は並列
になる。電池の数が２４まで増加された場合に、１×Ｅ
Ｂ、２×ＥＢ、３×ＥＢ、４×ＥＢ、６×ＥＢ、８×Ｅ
Ｂ、１２×ＥＢ、２４×ＥＢ、の複合電圧レベルが得ら
れる。電池の数が３６まで増加された場合には、１×Ｅ
Ｂ、２×ＥＢ、３×ＥＢ、４×ＥＢ、６×ＥＢ、９×Ｅ
Ｂ、１８×ＥＢ、３６×ＥＢの電圧レベルが得られる。
スイッチは手動操作で行うこともできるし、複合電圧を
切替えるためスイッチを制御し、又は出力端において固
体スイッチＳＳＳ１００を直線形状に調整して、入力値
に対して電気機械スイッチ及び固体スイッチの作動を調
整及び制御することができるように中央制御装置ＣＣＵ
及び入力ユニットＩ１００によって行うこともできる。
【００１４】ステップ電圧出力は線形固体スイッチＳＳ
Ｓ１００により直接調整され得るか、又は電気機械スイ
ッチＳＷ１０１乃至ＳＷ１０５の１つを制御し、必要な
出力値よりも高い出力を形成し、その後線形出力電圧の
調節が得られるように線形固体スイッチの駆動電流を制
御するため中央制御装置ＣＣＵを使用することによって
調整され得る。図２から明らかなように、１つの電池の
電圧よりも大きい電圧の調整が必要である場合に、電気
機械スイッチによって行うことができ、そしてその熱損
失は比較的減少される。
【００１５】ステップ電圧出力は固体スイッチにより直
接調整することもでき、又電気機械スイッチの１つを制
御し、必要な出力値よりも高い出力を形成し、かつ平均
出力電圧の調節が得られるように固体スイッチの駆動パ
ルス幅を制御するため中央制御装置ＣＣＵにより調整す
ることもできる。図３から明らかなように、１つの電池
の電圧レベルより大きい電圧の調節が必要である場合
に、電気機械スイッチにより行うことができる。それは
真性ステップ電圧を有するため、リプル波の値は電圧の
直接調整により備えられたものよりも低い。
【００１６】実施例において、出力電流回路は電流検知
装置ＣＴ１００と直列に接続され、その出力電流値を測
定すると共に電気機械スイッチ及び固体スイッチＳＳＳ
１００を相対的及び相互に制御するため入力ユニットＩ
１００の命令又は中央制御装置ＣＣＵに予め定めた設定
値により中央制御装置ＣＣＵにフィードバックする。出
力端子は電圧検知装置ＶＴ１００に接続され、その出力
電圧値を測定すると共に固体スイッチと電気機械スイッ
チを互いに制御することにより、又は中央制御装置ＣＣ
Ｕに予め定めた値により入力装置Ｉ１００からの指示で
出力電圧を制御するため、中央制御装置ＣＣＵに対して
フィードバックを行う。その結果、不安定な電力電圧、
例えば残存する貯蔵電力の減少が生じる電池の電圧降下
又は太陽電池が受光量の変化のために起きる電圧の不安
定による電池の電圧降下により生じる負荷側の電圧変化
に対して複合電圧供給を調節することができる。
【００１７】電気機械スイッチ及び固体スイッチ用の上
述した作動順序の設定は電磁式、機械式又は流動制御式
形態を含み、その作動は機械的命令入力により又は適切
な回路により設定させるか又は遅延させることができ
る。電力容量が比較的少い場合でも十分であるこの実施
例の変形例において、図４に示した通り、ダイオードは
省略され得るし、２極２投スイッチは直接ターンオン及
びターンオフさせることができる。
【００１８】回路効率が重要ではなく、かつ適用が空間
的に制限されている場合に、オン−オフ切替え式の複合
電圧出力機能を得られるように１極１投スイッチをダイ
オードに接続させることができ、更に図５に示した実施
例において同じ機能を発生させるために固体スイッチ
と、出力電圧電流検知装置と、入力ユニットと、中央制
御装置ＣＣＵを接続させることができる。この実施例に
おいて、平均出力電圧を安定させるためにダイオードＤ
１０００及びＤ１００１が使用されかつ必要に応じて回
路に配置することができる。
【００１９】別の変形例において、回路中の電池間に直
列に接続した電気機械式スイッチは図６に示したように
固体スイッチに変えることができ、該固体スイッチは複
合電圧出力を形成できるようにダイオードに接続させる
ことができる。図６の回路において、出力電圧を平均に
するためにダイオードＤ１０００及びＤ１００１が備え
られ、かつ必要に応じて回路に配置されている。この回
路には、次の作動順序によって固体スイッチの電圧降
下、電圧損失及び発熱を減少させるようにスイッチユニ
ットＳＳＵ１０１−ＳＳＵ１０５を形成するため固体ス
イッチの両側に電気機械スイッチの接点を更に配置させ
ることができる。
【００２０】その「オン」位置において、ユニットＳＳ
Ｕ１０１乃至ＳＳＵ１０５の各固体スイッチの作動は対
応する電気機械式スイッチの作動前に生じる。その「オ
フ」位置において、各固体スイッチの作動は対応する電
気機械スイッチの作動後に発生する。
【００２１】固体スイッチＳＳＳ１００が線形制御又は
ＰＷＭ（パルス幅変調）スイッチ制御として使用される
時に、直列に接続されている電気機械スイッチは作動し
ない。固体スイッチと電気機械スイッチは中央制御装置
ＣＣＵによって作動され得るか、又は手動で、電磁的
に、機械式で、又は流動体で制御され得る。電気機械ス
イッチを制御することにより出力は必要な出力値より卓
越し、その時点で中央制御装置ＣＣＵは各線形固体スイ
ッチの駆動電流を制御するか、又は互いに直列又は並列
接続の電池間に比較的高い電圧を有する電池を制御する
ことにより、線形出力電圧の調節を達成させるために電
池の基礎電圧が使用できる。図７に示すように、電圧の
大きい調節が必要であれば、少ない熱損失を達成させる
ために電気機械スイッチが使用できる。
【００２２】電気機械スイッチを制御することにより、
出力は必要な出力値より高くし、それにより中央制御装
置ＣＣＵは各固体スイッチにパルス電流を出力させるよ
うにするか、又は各線形固体スイッチの駆動電流を制御
するか、又は互いに直列又は並列接続の電池間に高い電
圧レベルを有する電池の制御を行って平均出力電圧の調
整を達成する。例えば中央制御装置ＣＣＵがスイッチユ
ニットＳＳＵ１０１，ＳＳＵ１０２，ＳＳＵ１０３，Ｓ
ＳＵ１０４，ＳＳＵ１０５を互いに接続させるようにし
た時に、スイッチユニットＳＳＵ１０３は図８に示した
出力を得るためのパルスにより制御され得る。１つの電
池のものよりも大きい電圧の調整を行うことが所望され
ている場合に、電気機械スイッチにより行うことができ
る。ステップ基礎電圧を有しているため、リプル波の値
は全電圧の調整により直接得られるものよりも少ない。
【００２３】線形又はパルス制御リプル幅とステップ基
礎電圧が同じ電圧の電池から形成される場合に、平均電
気消費を得るため、中央制御装置ＣＣＵは基礎電圧の供
給を変更し、幅調整又は同じ作用に対する変調を制御す
るために電池間のスイッチを行うように固体スイッチの
制御を周期的に交互に行うために使用され得る。
【００２４】更に出力回路には電流検知装置ＣＴ１００
がその出力電流値を測定し、中央制御装置ＣＣＵにフィ
ードバックし、中央制御装置ＣＣＵに予め定めた入力命
令又は設定値により、電気機械スイッチ及び固体スイッ
チを相対的に及び相互に制御させるように直列に接続さ
れ得る。出力端には電圧検知装置ＶＴ１００がその出力
電圧値を測定し、中央制御装置ＣＣＵにフィードバック
し、中央制御装置ＣＣＵに予め入力命令又は設定値によ
り電気機械スイッチ及び固体スイッチを相対的に又は相
互に制御させるように並列に接続される。従来の電圧回
路と同様に、この回路は標準電位を有しているため、不
安定な負荷により生じる電圧の変化を調整させることに
加えて、不安定な電源電圧により生じる負荷側の電圧変
化、例えば電池の貯蔵容量の減少に伴う電圧降下又は太
陽電池が受光量変化のために生じる電圧の不安定を調整
させることができる。
【００２５】上述した実施例に示した通り、回路に直列
接続の固体スイッチＳＳＳ１００を備えることにより、
該固体スイッチＳＳＳ１００は線形及びパルス制御のス
テップ電圧間の定数調整素子として機能し、電池とダイ
オードに直列に配置させた線形調整又はＰＷＭ（パルス
幅変調）調整制御をなす手段により及び複合電圧出力を
切替えるオン−オフスイッチの適切な制御により低圧ス
テップが電圧最小となり、そして高ステップが連続線形
又はＰＷＭ（パルス幅変調）調整出力電圧用のピークと
なり、従って、高ステップは低リプル波電圧出力に形成
され得るか、又はゆっくり上昇する電圧か又はゆっくり
降下する電圧に形成され得る。
【００２６】前記回路の他の応用例が図９に示されてい
る。この実施例は同じ電圧及び同じ容量、又は少なくと
も同じ電圧の２つ又はそれ以上の電池ユニットとその出
力電圧を変えられるように電池間の直列及び並列接続を
変更するための分岐接続スイッチとを有している。出力
する時に、回路はその電圧降下及び熱損失を除去するよ
うにダイオードの端部を分流し、そして電流検知装置と
線形又はスイッチ式の固体スイッチとを備え、更に出力
電圧を調整するか、又は出力電流値の限度を設定するた
めに電気機械スイッチと固体スイッチを制御させるよう
に入力装置からの作動順序を受ける中央処理装置（ＣＣ
Ｕ）を設けてあり、該回路は電池とダイオードに直列に
配置させた固体スイッチの線形調整又はＰＷＭ（パルス
幅変調）制御の手段により、複合電圧出力を段階的に切
替える電気機械スイッチの制御と結合させ、低電圧が最
小電圧となり、高電圧がピーク電圧となり、最小電圧と
ピーク電圧との間に低リプル波又はＰＷＭ制御の電圧出
力が得られる。１つの電気機械スイッチがターンオンさ
れた時に、固体スイッチの作動時間はオン位置で一時停
止し、電気機械スイッチがターンオフされた場合に、固
体スイッチは電気機械スイッチが電源をカットオフする
前に電源を切り、それにより電気機械スイッチがターン
オン及びターンオフする時に火花（スパーク）から電気
機械スイッチを保護する。
【００２７】特に、図９の実施例において、電池Ｕ１の
正極とスイッチＳＷ２０２は共通接点ＣＯＭ２０２ａを
有し、ダイオードＤ２０２ａに直列に接続されかつ更に
電池Ｕ２の正極に直列に接続されている。直列接続スイ
ッチＳＷ２０１の共通接点ＣＯＭ２０１ａはダイオード
Ｄ２０１ａと直列に接続され、その後電源の正出力端子
に接続されている。電池Ｕ１の負極は回路の負出力端に
接続されると共にスイッチＳＷ２０２の共通接点ＣＯＭ
２０２と直列にかつ直列接続のダイオードＤ２０２ｂと
直列に接続されている。ダイオードＤ２０２ｂの正出力
端は更にスイッチＳＷ２０２の常開接点ＮＯ２０２ａと
常閉接点ＮＣ２０２ｂとに接続され、該常開接点ＮＯ２
０２ａと常閉接点ＮＣ２０２ｂは共に電池Ｕ２の負極に
接続されている。電池Ｕ１の負端はスイッチＳＷ２０１
の共通接点ＣＯＭ２０１ｂに直列に接続され、そして更
に直列接続のダイオードＤ２０１ｂに接続され、ダイオ
ードＤ２０１ｂの正出力端はスイッチＳＷ２０１の常閉
接点ＮＣ２０１ｂと、常開接点ＮＯ２０１ａと、直列接
続スイッチＳＷ２０３の共通接点ＣＯＭ２０３ｂと、電
池Ｕ３の負極とに接続された後、更に直列接続のダイオ
ードＤ２０３に接続されている。最後にダイオードＤ２
０３ｂの正出力端はスイッチＳＷ２０３の常閉接点ＮＣ
２０３ｂと、常開接点ＮＯ２０３ａと、電池Ｕ４の負極
に接続されている。
【００２８】電池Ｕ３の正端子は直接接続スイッチＳＷ
２０３の共通接点ＣＯＭ２０３ａと接続された後に、ダ
イオードＤ２０３ａに直列に接続され、ダイオードＤ２
０３ａの正出力端は直列接続のスイッチＳＷ２０３の常
閉接点ＮＣ２０３ａと、電池Ｕ４の正端子と、回路の性
出力端子とに接続されている。
【００２９】最後に、スイッチＳＷ２０２の常閉接点Ｎ
Ｃ２０２ａとスイッチＳＷ２０１の常閉接点ＮＣ２０１
ａは回路の正出力端に接続されている。
【００３０】この実施例の回路の制御は下記の特徴を有
している。
【００３１】（１）スイッチＳＷ２０１，ＳＷ２０２及
びＳＷ２０３が全て作動しない時に、電池Ｕ１−Ｕ４は
スイッチ接点に接続され、そして全て並列接続のため、
電圧を出力し、即ち図９の低電圧出力状態の回路図であ
る図１０に示した通り、単一電池の電圧の１倍を出力す
る。
【００３２】（２）スイッチＳＷ２０２とＳＷ２０３が
作動する時に、電池Ｕ１は電池Ｕ２と直列に接続され、
電池Ｕ３は電池Ｕ４と直列に接続され、そしてこれら２
つの一対の直列接続電池は互いに並列に接続し、図９の
回路において中電圧出力状態の図である図１１に示した
通り、単一電池のものの２倍の電圧を出力する。
【００３３】（３）スイッチＳＷ２０１，ＳＷ２０２及
びＳＷ２０３がすべて作動した時に、電池Ｕ１乃至Ｕ４
はすべて直列に接続されるので、図９の回路において高
電圧出力状態の図である図１２に示した通り、単一電池
のものの４倍の電圧を出力する。
【００３４】図１３は各一対のダイオードＤ３０１ａと
Ｄ３０１ｂ、Ｄ３０２ａとＤ３０２ｂ、Ｄ３０３ａとＤ
３０３ｂと結合した単極スイッチＳＷ３０１，ＳＷ３０
２及びＳＷ３０３を有する実施例を示す。この回路は電
流検知装置ＣＴ１００と、線形又は開閉式の固体スイッ
チＳＳＳ１００と、出力電圧を調節するため又は出力電
流値の限度値を設定するために電気機械スイッチ及び固
体スイッチ素子を制御させるように入力装置Ｉ１００か
らの命令を受けるための中央処理装置（ＣＣＵ）とを有
している。電池とダイオードに直列に配置された固体ス
イッチの線形調整又はＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行
うと共に基礎ステップ複合電圧出力を供給するオン−オ
フスイッチの適切な制御を行うことにより、低電圧が最
小になり、高電圧がピークとなり、そして最小電圧とピ
ーク電圧との間に低リプル波電圧出力が形成され、線形
調整又はパルス変調により制御される。前述した実施例
と同様に、電気機械スイッチがターンオンされた時に、
固体スイッチの作動時間は、オン位置で一時停止し、電
気機械スイッチがターンオフオンされた時に固体スイッ
チの作動時間は電気機械スイッチが電源をカットオフす
る前に電源を選考してカットオフし、それにより電気機
械スイッチのターンオン−オフ時に火花（スパーク）か
ら電気機械スイッチを保護する。この実施例は図９のも
のと類似するが、しかし図９の２極２投スイッチに代え
て単極単投スイッチＳＷ３０１，ＳＷ３０２及びＳＷ３
０３を使用する。この回路は直列接続スイッチがダイオ
ードの順方向バイアス電圧降下を除去することができな
い点を除き同じ方法で作動し、すべての機能は図９に示
した回路と同じである。
【００３５】変形例において、線形又は固体スイッチ部
材ＳＷ４０１，ＳＷ４０２及びＳＷ４０３がスイッチＳ
Ｗ３０１，ＳＷ３０２及びＳＷ３０３に代えて使用され
ている。従って、図１４に関し、ダイオードＤ４０１
ａ，Ｄ４０１ｂ，Ｄ４０２ａ，Ｄ４０２ｂ，Ｄ４０３
ａ，Ｄ４０３ｂの配置及び作用は図９及び図１３の回路
と同じであり，そしてこの回路のスイッチ機能は図１３
のものと同じである。この実施例において、スイッチ部
材はスイッチとして機能し、直列接続固体スイッチＳＳ
Ｓ１００は図７に示した通り線形機能を備えるため、又
は図８に示した通りＰＷＭ（パルス幅変調）制御のステ
ップ電圧間の連続調節素子として作用させるため回路に
負荷され得る。
【００３６】図９乃至図１４のステップ複合電圧供給は
多くの利点を有している。例えばそれらの回路制御は複
数の独立直流電源又は整流を備えた多数の交流電源のス
テップ複合電圧制御にとって適切である。それらはスパ
ーク（火花）を除去でき、フィードバック制御及び線形
又はパルス変調を用いて電圧と電流を一定に調整するこ
とができる。
【００３７】実際には、隣接する電池間のスイッチ部材
は電気機械スイッチと又は固体スイッチ素子にさせるこ
とができる。
【００３８】これらの実施例の各々は、各ステップ電圧
間（図７及び図８の通り）の出力の線形又はパルス変調
制御のために１つの固体スイッチ部材を使用するために
変形させることができる。これは図１５に示した回路で
達成され得る。従って、図１５は各ステップ電圧間を線
形調整するために使用されている一般的な固体スイッチ
部材を制御するためのオン−オフスイッチを有するステ
ップ複合電圧供給装置を示す。この実施例において、電
源は電池Ｕ１乃至Ｕ４を有し、各電池はＥＢの電圧を有
しかつ同じ電圧及び同じ容量又は少なくとも同じ電圧の
少なくとも２つ又はそれ以上の電池ユニットから形成さ
れている。前述した通り、電池Ｕ１乃至Ｕ４は下記の
（１）乃至（３）の機能を備えるために直列又は並列に
接続され得る。
【００３９】（１）電池Ｕ１−Ｕ４が並列に接続された
時に、電源の電圧出力はＥＢとなる。 （２）電池Ｕ１
及びＵ２が直列に接続され、そして直列接続の電池ユニ
ットＵ３及びＵ４と並列に接続された時に、電圧出力は
２×ＥＢである。
【００４０】（３）電池Ｕ１乃至Ｕ４が直列に接続され
た時に、電圧出力は４×ＥＢである。
【００４１】各制御スイッチＳＷ５０１は電池Ｕ１とＵ
２との間に及び電池Ｕ３とＵ４との間に位置付けされて
いる。固体スイッチＳＳＳ１００は２つの一対の電池Ｕ
１，Ｕ２とＵ３，Ｕ４との間に位置付けされ、スイッチ
ＳＷ５０２がそれらの間に介在してる。ダイオードＤ５
０１はスイッチＳＷ５０１と電池Ｕ２とに接続され、ダ
イオードＤ５０６はスイッチＳＷ５０２と一対の電池Ｕ
３，Ｕ４に接続されている。スイッチＳＷ５０３はダイ
オードＤ５０６と並列に接続されている。このスイッチ
ＳＷ５０３は電池がすべて並列している時にダイオード
Ｄ５０６の熱損失を除去するように閉鎖されている。ダ
イオードＤ５０３は電池Ｕ３と隣接スイッチＳＷ５０１
に並列に接続されている。ダイオードＤ５０４は電池Ｕ
３及びＵ４の正端子に接続されている。ダイオードＤ５
０５は２つのスイッチＳＷ５０２と一対の電池Ｕ１，Ｕ
２に接続されている。スイッチＳＷ５０３はダイオード
Ｄ５０５と並列に接続されている。このスイッチＳＷ５
０３はすべての電池が並列している時にダイオードＤ５
０５の熱損失を除去するように閉鎖されてる。ダイオー
ドＤ５０２は電池Ｕ１と隣接のスイッチＳＷ５０１に並
列に接続されている。固体スイッチＳＳＳ１００の対向
端は制御スイッチＳＷ５０４の２つの独立接点に直列に
それぞれ接続されている。これら２つの独立接点は出力
回路と直列に接続している出力スイッチＳＷ５００の対
向端に接続されている。固体スイッチＳＳＳ１００がス
テップ電圧間のその線形又はパルス変調を調整する時
に、特に電池がすべて並列である時に、スイッチＳＷ５
００はターンオン及びターンオフされ、電流を選択的に
出力する。固体スイッチＳＳＳ１００が出力を調整する
時に、スイッチＳＷ１００が開放し、そして固体スイッ
チＳＳＳ１００の出力がスイッチＳＷ５０４をターンオ
ン及びターンオフする。出力回路において、固体スイッ
チＳＳＳ１００は低電圧において線形又はパルス変調出
力を開始するが、しかし低電圧において、それは多量の
出力を連続的に始動させる。出力スイッチＳＷ５００は
順方向バイアス電圧を除去するために閉鎖され得る。こ
の機能を必要としない場合に、出力スイッチＳＷ５００
は直列制御スイッチＳＷ５０２により構成させた一組の
常開接点に取り替えることができ、そして制御スイッチ
ＳＷ５０４は直列オン−オフスイッチＳＷ５０３により
構成された２組の独立常開接点に交換され得る（図１６
に示した通り）。更に補助スイッチＳＷ５０５が固体ス
イッチＳＳＳ１００の両端に並列に接続されているの
で、その接点は固体スイッチＳＳＳ１００がすべてのス
テップ電圧範囲において導通している時に順方向バイア
ス電圧及び熱損失を除去するように閉鎖される。
【００４２】この回路はステップ複合電圧出力を供給す
るために制御され得るし、電池の数も電圧出力を増大さ
せるために増加され得る。この回路は図１、図４、図５
の回路のものと同じ方法でスイッチが行われるが、その
電池が２つの対称直列セットＡ及びＢに区分けされ、各
セットの電池の一端が電圧電源の正端子と負端子とに接
続されていることのみが相違する。２つの電池セットの
端部はオン−オフスイッチと直列している固体スイッチ
ＳＳＳ１００の対向側に接続され、そして図１５に示し
た通りダイオード又はオン−オフスイッチにより設定さ
れたものと同じ極性の端部に接続されている。電池セッ
トＡの負端はスイッチＳＷ５０３とダイオードＤ５０６
を介して電源の負端子に接続されている。電源ユニット
が低電圧出力を有している時に、電池Ｕ１の負端はダイ
オードＤ５０１に接続され、電池セットＢの正端はスイ
ッチＳＷ５０３とダイオードＤ５０５により電源の正出
力端子に接続されている。電源ユニットが低電圧出力を
有している時に、電池Ｕ４の正端はダイオードＤ５０４
により接続されている。実際には、ダイオード及び／又
はスイッチは電流導通素子として使用させるために自由
に選択され得る。２相操作が必要な場合に、回路構成は
電力又は始動送相電荷入力を供給することができる。２
相固体スイッチが使用された時に、線形又はパルス変調
入力を調整することができる。下記の表１は各スイッチ
の状態を示す。
【００４３】
【表１】 図１６はこの回路の作動を示す。高出力電流において、
ダイオードは順方向バイアス電圧降下のため電力の損失
及び発熱を形成する。この熱損失と電圧降下を避けるた
め、始動制御スイッチＳＷ５０１は図１９に示すよう
に、２極２投制御スイッチＳＷ５３１に変えることがで
きる。低電圧を出力する時に、出力調節の要求がない場
合に、図２０に示すように、スイッチＳＷ５００をスイ
ッチＳＷ５０２に代え、そしてスイッチＳＷ５０３をス
イッチＳＷ５０４に変えることができる。その他、経済
的に関する限り、低コストの電力供給回路が図２１乃至
図２３に示されている。
【００４４】図２１に示した実施例は図２０に示したも
のを基礎とし、図２０のスイッチＳＷ５０２を２極２投
スイッチに代え、スイッチＳＷ５０３を省略している。
固体スイッチＳＳＳ１００の端子は電池の各部分に接続
させた同期スイッチＳＷ１０２に接続されている。
【００４５】図２２は図５に示した実施例に基く低コス
トの実施例を示している。しかし、この実施例におい
て、線形又はパルス変調電圧を調整するためには電池Ｕ
４とＵ５との間に接続されている。
【００４６】図２３は図１３の回路の変形例を示し、図
１３のスイッチＳＷ３０１は固体スイッチＳＳＳ１００
に交換されている。実際には、本発明の電源は交流出力
電圧を供給するためにブリッジスイッチ部材と結合され
得る。この実施例においては直流出力を交流出力に変換
するために低コストで非常に効率的な構成を提供するこ
とにある。
【００４７】図２４に示した通り、４つのブリッジ接続
の液晶（又は電気機械スイッチ）は本発明の電源Ｐｏに
接続されている出力端子と入力端子とを有している。ブ
リッジスイッチ部材は中央制御装置（ＣＣＵ）により制
御されるので、その２つのスイッチ部材ＳＷＦがオン−
位置にある時に、出力に接続された負荷に電流を流通さ
せ、他の２つのスイッチ部材ＳＷＲがオン−位置にある
場合、電流は逆方向に負荷を流通する。
【００４８】電流導通周期はゼロから低に、低から高
に、高から低に、低からゼロに向けるステップ電圧電源
を含んでいる。このサイクルは正弦波直流出力を得るた
めに繰り返される。
【００４９】この回路は複数の電力ユニット（Ｐｏ′，
Ｐｏ″）を接続させかつ２つのスイッチ部材を接続させ
ることによりブリッジ回路（図２５に示した通り）に形
成され得る。電力ユニットＰｏ′とＰｏ″構成された電
力ユニットは接点を介して負荷に出力電圧を供給する。
ブリッジスイッチ部材は２つのスイッチＳＷＦとＳＷＲ
とにより形成され得る。一方のスイッチＳＷＦは電力ユ
ニットＰｏの正端子に接続され、他方のスイッチＳＷＲ
は電力ユニットＰｏの負端子に接続されている。２つの
スイッチ部材の他の端子は負荷の他端に共に接続されて
いる。出力のタイミング図が図２６に示されている。
【００５０】上記回路は単ユニット単相の実施例、又は
複ユニット多相の実施例を含むことができる。
【００５１】電力波形は負荷の要求に応じて三角波形、
矩形波形、凹み波形、微分波形、又は積分波形を含む。
中央制御装置により、又はブリッジ回路を同期に作動さ
せることによって、出力電圧における変換に必要な波形
を制御することにより直流パルスを直接出力することが
できる。
【００５２】本装置の電力ユニットは電力を供給するこ
とができ、かつ電力を貯蔵することができるので、電力
ユニットを制御しかつ固体スイッチを調整するために２
相導電素子が使用される。
【００５３】上記回路はＤＣ−ＤＣ変換器を形成するた
めに更に変形され得る。異なる電圧入力及び異なる電圧
出力を受け入れられるように、その直列及び並列接続を
再構成することによりダイナミックフィードバック機能
を行うこともできる。それは次の形態を含む。 １）低電圧入力及び高電圧出力、 ２）高電圧入力及び低電圧出力、 ３）同電圧入力及び同電圧出力、 ４）長時間小電流入力及び短時間大電流出力、 ５）短時間大電流入力及び長時間小電流出力、 ６）電力ユニットは直流入力出力の相互作用を行うため
に電池又は容量により構成されている。 ７）直流出力は直流入力をそのブリッジスイッチ回路に
適合させることにより始動される。
【００５４】図２７に示すように、その主要な構成は下
記の通りである。２相直列及び並列スイッチによりステ
ップ電圧制御出力を始動できる電力ユニットＰｏは２相
分配制御スイッチＳＷ７０１に接続されている。スイッ
チＳＷ７０１は中央制御装置（ＣＣＵ）から制御を受
け、ステップ電圧の出力のために又は出力端子からのダ
イナミックフィードバックのために電力ユニットとの選
択的接続を備えるため、そして必要な場合に入力端子と
出力端子との間の接続を行うために電気機械スイッチ又
は固体スイッチにすることができる。
【００５５】出力が直流出力である場合に、補助蓄電池
ＳＣを接続することが必要であると判断することができ
る。出力が交流出力である場合に、電気誘導及び電気容
量の並列ＬＣ共振蓄電器を接続することが必要である。
【００５６】図２８に示した別の実施例は主電力ユニッ
トＰｏ、中央制御装置（ＣＣＵ）及び正出力端子Ｖｍと
接地されている負出力端子Ｖｃとを有する制御インター
フェースを備えている。補助電力ユニットＰＣは分配制
御スイッチＳＷ８０１に接続された出力を形成するため
主電力ユニットＰｏと負出力端子Ｖｃとの間に接続され
ている。分配制御スイッチＳＷ８０１は出力端子をステ
ップ電圧Ｖｍ＋Ｖｃ、又はステップ電圧Ｖｍ、又は単一
電圧Ｖｃになるように切替えることができる。電圧Ｖｃ
が他の負荷と結合させる必要がある場合に、必要に応じ
てその容量を大きくするように選択させることができ
る。そのような回路は各種波形の直流入力を受け入れる
ことができ、そして制御出力オン−オフスイッチにより
必要な波形を出力することができる。
【００５７】上記応用例の制御方法は直列及び並列スイ
ッチ部材を結合させるために電力ユニットを制御する中
央操作制御装置（ＣＣＵ）により切替え機能を形成す
る。本装置には直流−直流変換器、異なる入力−出力電
圧の直流無停電電源装置、直流−交流無停電電源装置、
充電機、電気化学装置その他の直流電源装置を装着でき
る。
【００５８】この回路の機能を説明するため、下記の例
を示す。１２個の１２Ｖの蓄電池で図２２の回路を構成
し、そしてそれに６Ｖの補助電池を付加した場合に、可
能な出力は、下記の通りである。 １）１２個の電池を並列に接続させた場合に、その出力
は１２Ｖである。 ２）直列接続の電池を２つ構成で６組を並列に接続させ
た場合に、その出力は２４Ｖである。 ３）直列接続の電池を３つ構成で４組を並列に接続させ
た場合に、その出力は２６Ｖである。 ４）直列接続の電池を４つ構成で３組を並列に接続させ
た場合に、その出力は４８Ｖである。 ５）直列接続の電池を６つ構成で２組を並列に接続させ
た場合に、その出力は７２Ｖである。 ６）すべての電池を直列に接続させた場合に、その出力
は１４４Ｖである。
【００５９】補助電池が付加される場合に、それは６
Ｖ、１８Ｖ、３０Ｖ、４２Ｖ、５４Ｖ、７８Ｖ、１５０
Ｖを含むように電位ステップを増加する。
【００６０】実際には、必要に応じて補助電力ユニット
の電圧を選択することができるか、又は複合電圧供給装
置にすることができる。主電力ユニット及び補助電池は
蓄電池、燃料電池、熱電池又はその他電気機械電池、又
は太陽電池、又は交流電源整流の直流電力ユニットにさ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイオードに並列に接続させた２極２投スイッ
チにより構成させた電力供給装置の第一実施例の回路図
である。
【図２】線形調整させた複合電圧波形のグラフ図であ
る。
【図３】パルス変調させた複合電圧波形のグラフ図であ
る。
【図４】２極２投スイッチによって構成させた電力供給
装置の第２実施例の回路図である。
【図５】１極スイッチとダイオードによって構成させた
電力供給装置の第３実施例の回路図である。
【図６】固体スイッチとダイオードによって構成させた
電力供給装置の第４実施例の回路図である。
【図７】線形調整させた複合電圧波形のグラフ図であ
る。
【図８】パルス調整させた複合電圧波形のグラフ図であ
る。
【図９】分岐スイッチ回路とダイオードによって構成さ
せた電力供給装置の第５実施例の回路図である。
【図１０】図９のスイッチ回路の低電圧を示す回路図で
ある。
【図１１】図９のスイッチ回路の中電圧を示す回路図で
ある。
【図１２】図９のスイッチ回路の高電圧を示す回路図で
ある。
【図１３】ダイオードと結合させた担当スイッチにより
構成させた電力供給装置の第６実施例の回路図である。
【図１４】固体スイッチ部材によって構成させた電力供
給装置の第７実施例の回路図である。
【図１５】オン−オフスイッチと出力スイッチを含む電
力供給装置の第８実施例の回路図である。
【図１６】図１５の実施例の変形例を示す回路図であ
る。
【図１７】図１５の回路のために線形調整された複合電
圧波形のグラフ図である。
【図１８】図１５の回路のためにパルス変調された複合
電圧波形のグラフ図である。
【図１９】本発明の電力供給装置の第９実施例の回路図
である。
【図２０】図１９の実施例の変形例の回路図である。
【図２１】本発明の電力供給装置の第１０実施例の回路
図である
【図２２】本発明の電力供給装置の第１１実施例の回路
図である
【図２３】本発明の電力供給装置の第１２実施例の回路
図である
【図２４】制御可能な複合電圧の直流−交流変換回路用
のブリッジ式交流回路のブロック図である。
【図２５】中間タップを有する制御可能な複合電圧の直
流−交流変換回路用のブリッジ式交流回路のブロック図
である。
【図２６】図２５の回路の出力電圧のグラフ図である。
【図２７】２相オン−オフスイッチ回路と出力蓄電素子
とを有する直流−直流複合電圧制御回路のブロック図で
ある。
【図２８】補助電力ユニットを含有する複合電圧供給回
路のブロック図である。
【符号の説明】
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６ 電池 ＳＷ１０１，ＳＷ１０２，ＳＷ１０３ スイッチ ＳＷ１０４，ＳＷ１０５ スイッチ Ｄ１０１ａ，Ｄ１０２ａ，Ｄ１０３ａ ダイオード Ｄ１０４ａ，Ｄ１０５ａ ダイオード Ｄ１０１ｂ，Ｄ１０２ｂ，Ｄ１０３ｂ ダイオード Ｄ１０４ｂ，Ｄ１０５ｂ ダイオード ＣＣＵ 中央制御装置 ＶＴ 電圧検知装置 Ｉ１００ 入力ユニット ＣＴ１００ 電流検知装置 ＳＳＳ１００ 固体スイッチ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−107422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−126931（ＪＰ，Ａ) 仏国特許出願公開2397737（ＦＲ，Ａ １) 英国特許出願公開1071973（ＧＢ，Ａ) 英国特許出願公開2130029（ＧＢ，Ａ) 米国特許3100851（ＵＳ，Ａ) 米国特許4175249（ＵＳ，Ａ) 米国特許4733342（ＵＳ，Ａ) 米国特許5045990（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/36

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正出力端子と接地出力端子との間に必要
    な出力電圧を供給するために中央制御装置（ＣＣＵ）に
    より直列又は並列に互いに接続される複数の同じ独立直
    流電源（Ｕ１−Ｕ６）から成る電力供給装置であって、
    各独立直流電源には正端子と負端子とを設け、更に電気
    機械スイッチ及び／又は固体スイッチである複数のスイ
    ッチ手段（ＳＷ１０１−ＳＷ１０５，ＳＳＵ１００−Ｓ
    ＳＵ１０５，ＳＷ２０１−ＳＷ２０５，ＳＷ３０１−Ｓ
    Ｗ３０５，ＳＷ４０１−ＳＷ４０５，ＳＷ５０１−ＳＷ
    ５０５）を備え、該スイッチ手段の各々を一つの独立直
    流電源（Ｕ１−Ｕ６）の負端子と次の独立直流電源の正
    端子との間に接続させ、独立直流電源（Ｕ１−Ｕ６）間
    に直列及び／又は並列接続を備えるためスイッチ手段の
    各々を中央制御装置によりターンオン及びターンオフ可
    能にし、複数の一対のダイオード（Ｄ１０１ａ，Ｄ１０
    １ｂ）を設け、各一対のダイオードをスイッチ手段に連
    係させ、各一対のダイオードには第１ダイオード（Ｄ１
    ０１ａ）と第２ダイオード（Ｄ１０１ｂ）とを備え、ダ
    イオードの各々にはアノード端子とカソード端とを設
    け、一対のダイオードの第１ダイオードをそのカソード
    端子によりスイッチ手段と独立直流電源の負端子との双
    方に接続させ、一対のダイオードの第２ダイオードをそ
    のアノード端子によりスイッチ手段と次の独立直流電源
    の正端子との双方に接続し、すべての第１ダイオードの
    アノード端子を共に接地させ、全ての第２ダイオードの
    カソード端子を共に正出力端子に接続し、必要とする出
    力電圧波形の大きさと形状を制御するために少なくとも
    １つのスイッチ手段を制御する制御手段（Ｉ１００）を
    設け、該制御手段により中央制御装置を介してスイッチ
    手段（ＳＷ１０１−ＳＷ１０５）を制御可能にし、必要
    とする出力電圧波形の大きさと形状を制御するための制
    御手段には電源を電力消費装置の出力に選択的に接続及
    び非接続させるため接地と接地出力端子との間に接続さ
    せた固体スイッチ（ＳＳＳ１００）を設け、スイッチ手
    段が中央制御装置によりスイッチされる前に、火花のな
    いスイッチングを達成させるために回路をスイッチ−オ
    フしその後すぐにスイッチ−オンするように制御手段を
    作動可能にしたことを特徴とする電力供給装置。
  2. 【請求項２】 各独立直流電源（Ｕ１−Ｕ６）には端子
    電圧ＥＢを備え、必要とする出力電圧にはＮ＝１，２，
    ３，…であるＮ×ＥＢの値を備え、出力電圧の１つの値
    から出力電圧の別の値に切り換える独立直流電源（Ｕ１
    −Ｕ６）の直列−並列の再配置中に生じる出力電圧波形
    の形状の乱れとスパークの発生を防止するため、少なく
    ともスイッチ手段（ＳＷ１０１−ＳＷ１０５等）の１つ
    を固体スイッチ（ＳＳＳ１００）により予め定めた順番
    で作動させるように制御可能とし、それによりスパーク
    のないスイッチングと低リプル出力電圧を備えたことを
    特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
  3. 【請求項３】 出力電圧波形を線形、チョッピング、又
    はパルス幅変調形状としたことを特徴とする請求項１又
    は２に記載の電力供給装置。
  4. 【請求項４】 予め定めた必要とする出力電圧によって
    中央制御装置用の作動順序を設定するために入力装置を
    備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
    に記載の電力供給装置。
  5. 【請求項５】 出力端子の出力電圧を測定すると共に中
    央制御装置（ＣＣＵ）にフィードバックするための電圧
    検知装置（ＶＴ１００）を備えたことを特徴とする請求
    項１乃至４のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  6. 【請求項６】 各独立直流電源（Ｕ１−Ｕ６）を独立電
    池ユニットから構成するか、又は直流電力を供給するた
    め整流させた出力を有する交流電源から構成したことを
    特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力
    供給装置。
  7. 【請求項７】 各直流電源（Ｕ１−Ｕ６）が太陽電源で
    あることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に
    記載の電力供給装置。
  8. 【請求項８】 各スイッチ手段（ＳＷ１０１−ＳＷ１０
    ５等）には連続的に配置させた電源（Ｕ１−Ｕ６）間に
    互いに並列に配置させた２つのスイッチを備えたことを
    特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電力
    供給装置。
  9. 【請求項９】 各スイッチ（ＳＷ１０１−ＳＷ１０５
    等）には連続する電源（Ｕ１−Ｕ６）間に配置させた１
    つのスイッチを備えたことを特徴とする請求項１乃至７
    のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  10. 【請求項１０】 スイッチ手段（ＳＷ１０１−ＳＷ１０
    ５等）の各々をその入力及び出力に電気機械スイッチ接
    点を備えた固体スイッチにより構成したことを特徴とす
    る請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電力供給装
    置。
  11. 【請求項１１】 スイッチ手段（ＳＷ１０１−ＳＷ１０
    ５等）の各々を第１及び第２共通接点と、第１及び第２
    常閉接点と、第１及び第２常開接点とを有する電気機械
    スイッチから構成し、各電気機械スイッチの第１共通接
    点を該スイッチの第２常閉接点に接続し、第２共通接点
    を該スイッチの第１状閉接点に接続させたことを特徴と
    する請求項８に記載の電力供給装置。
  12. 【請求項１２】 電気機械スイッチの各々を各一対の電
    池（Ｕ１−Ｕ６）間に接続させ各電池の負端子を各スイ
    ッチの第１共通接点と第２常閉接点の双方に接続させ、
    隣接する電池の正端子を該スイッチの第１常閉接点と第
    ２共通接点の双方に接続し、各電気機械スイッチが中央
    制御装置（ＣＣＵ）により駆動された時に、共通接点を
    常開接点又は常閉接点に接続させ、各電池の直列又は並
    列接続を備えることを特徴とする請求項１１に記載の電
    力供給装置。
  13. 【請求項１３】 固体スイッチ（ＳＳＳ１００）と直列
    に接続させた電流検知装置（ＣＴ１００）を備え、該電
    流検知装置（ＣＴ１００）が中央制御装置（ＣＣＵ）に
    フィードバック信号を供給することを特徴とする請求項
    １乃至１２のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  14. 【請求項１４】 固体スイッチ（ＳＳＳ１００）をイン
    ピーダンスが低いところのオン状態からインピーダンス
    がオフ電流をカットする十分に高いところのオフ状態に
    インピーダンス特性を線形的に変えるように配設させた
    装置から構成したことを特徴とする請求項１乃至１３の
    いずれか１項に記載の電力供給装置。
  15. 【請求項１５】 固体スイッチ（ＳＳＳ１００）がチョ
    ッパ波スイッチであることを特徴とする請求項１乃至１
    ３のいずれか１項に記載の電力供給装置
  16. 【請求項１６】 固体スイッチ（ＳＳＳ１００）がパル
    ス幅変調スイッチであることを特徴とする請求項１乃至
    １３のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  17. 【請求項１７】 電圧出力の極性を反対にするブリッジ
    回路を形成するために共に接続させた複数のスイッチユ
    ニットから構成した直流−交流変換器から成り、ブリッ
    ジ回路を電源（Ｕ１−Ｕ６）と正及び接地出力端との間
    に位置決めし、交流ステップ作用出力電圧が出力端子間
    に形成されるようにかつステップ作用出力電圧がブリッ
    ジ回路と同期に制御されるように中央制御装置（ＣＣ
    Ｕ）がブリッジ回路を制御し、それによりステップ作用
    出力電圧のゼロ地点とブリッジ回路の反対極性との間に
    同期関係を維持させることを特徴とする請求項１乃至１
    ６のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  18. 【請求項１８】 電源（Ｕ１−Ｕ６）を第１、第２、第
    ３、第４、第５及び第６電池から構成し、第１電池（Ｕ
    １）の負端子と第２電池（Ｕ２）に正端子との間に第１
    スイッチ手段を備え、第２電池（Ｕ２）の負端子と第３
    電池（Ｕ３）の正端子との間に第２スイッチ手段（ＳＳ
    Ｓ１００）を備え、第３電池（Ｕ３）の負端子と第４電
    池（Ｕ４）の正端子との間に第３スイッチ手段を備え、
    第４電池（Ｕ４）の負端子と第５電池（Ｕ５）の正端子
    との間に第４スイッチ手段を備え、第５電池（Ｕ５）の
    負端子と第６電池（Ｕ６）の正端子との間に第５スイッ
    チ手段を備え、５つのスイッチ手段の少なくとも１つを
    中央制御装置（ＣＣＵ）により駆動可能にし、各電池を
    直列及び／又は並列配置に接続させることを特徴とする
    請求項１７に記載の電力供給装置。
  19. 【請求項１９】 第１、第２、第３、第４及び第５スイ
    ッチ手段の第１作動位置において、第１、第２、第３、
    第４、第５及び第６電池（Ｕ１−Ｕ６）を並列接続さ
    せ、出力電圧を各電池の端子電圧とし、第１、第３及び
    第５スイッチ手段を第２作動位置に位置決めしたとき、
    第１及び第２電池（Ｕ１，Ｕ２）と、第３及び第４電池
    （Ｕ３，Ｕ４）と、第５電池及び第６電池（Ｕ５，Ｕ
    ６）とをそれぞれ直列に接続させ、直列接続の第１及び
    第２電池（Ｕ１，Ｕ２）を直列接続の第３及び第４電池
    （Ｕ３，Ｕ４）と並列に接続させると共に直列接続の第
    ５及び第６電池（Ｕ５，Ｕ６）と並列に接続させ、出力
    電圧を各電池の端子電圧の2倍とし、５つの全てのスイ
    ッチ手段を第２作動位置に位置決めしたとき、第１、第
    ２、第３、第４、第５及び第６電池（Ｕ１−Ｕ６）を直
    列に接続させ、出力電圧を各電池の端子電圧の６倍にし
    たことを特徴とする請求項１８に記載の電力供給装置。
  20. 【請求項２０】 電源を第１、第２、第３及び第４電池
    （Ｕ１−Ｕ４）により構成し、第１及び第２電池（Ｕ
    １，Ｕ２）間に第１スイッチ手段（ＳＷ３０２）を備
    え、第２及び第３電池（Ｕ２，Ｕ３）間に第２スイッチ
    手段（ＳＳＳ１００）を備え、第３及び第４電池（Ｕ
    ３，Ｕ４）間に第３スイッチ手段（ＳＷ３０３）を備
    え、各スイッチ手段の各々には第１及び第２手段を設け
    たことを特徴とする請求項１７に記載の電力供給装置。
  21. 【請求項２１】 分流ダイオードには第１、第２、第
    ３、第４、第５及び第６ダイオードを備え、第１電池
    （Ｕ１）の正端子を第１スイッチ手段（ＳＷ３０２）の
    第１接点と第１ダイオードのアノード端子とに接続さ
    せ、第１電池（Ｕ１）の負端子を第２ダイオードのアノ
    ード端子と、第４ダイオードのアノード端子と、接地出
    力端子とに接続し、第２電池（Ｕ２）の正端子を第１ダ
    イオードのカソード端子と、第３ダイオードのアノード
    端子と、第２スイッチ手段（ＳＳＳ１００）の第１接点
    とに接続させ、第２電池（Ｕ２）の負端子を第１スイッ
    チ手段（ＳＷ３０２）の第２接点と、第２ダイオードの
    カソード端子とに接続し、第３電池（Ｕ３）の正端子を
    第５ダイオードのアノード端子と第３スイッチ手段（Ｓ
    Ｗ３０３）の第１接点とに接続させ、第３電池（Ｕ３）
    の負端子を第２スイッチ手段（ＳＳＳ１００）の第２接
    点と、第６ダイオードのアノード端子と、第４ダイオー
    ドのカソード端子とに接続し、第４電池（Ｕ４）の正端
    子を第５ダイオードのカソード端子と、第３ダイオード
    のカソード端子と、正出力端子とに接続させ、第４電池
    （Ｕ４）の負端子を第３スイッチ手段（ＳＷ３０３）の
    第２接点と、第６ダイオードのカソード端子とに接続
    し、第１、第２及び第３スイッチ手段（ＳＷ３０２，Ｓ
    Ｗ３０３，ＳＳＳ１００）の第１作動位置において、第
    １、第２、第３及び第４電池（Ｕ１−Ｕ４）を並列に接
    続させ、出力端子間の電圧を各電池の端子電圧とし、第
    １及び第３スイッチ手段（ＳＷ３０２，ＳＷ３０３）を
    第２作動位置に位置付けさせた時に、第１及び第２電池
    （Ｕ１，Ｕ２）を直列に接続させると共に第３及び第４
    電池（Ｕ３，Ｕ４）を直列に接続させ、直列接続の第１
    及び第２電池（Ｕ１，Ｕ２）を直列接続の第３及び第４
    電池（Ｕ３，Ｕ４）と並列に接続させ、出力端子間の電
    圧を各電池の端子電圧の２倍とし、第１、第２及び第３
    スイッチ手段を第２作動位置に位置付けした時に第１、
    第２、第３及び第４電池（Ｕ１−Ｕ４）を全て直列に接
    続させ、出力端子間の電圧を各電池の端子電圧の４倍と
    したことを特徴とする請求項２０に記載の電力供給装
    置。
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