JP3482980B2 - Power supply - Google Patents

Power supply

Info

Publication number
JP3482980B2
JP3482980B2 JP12443896A JP12443896A JP3482980B2 JP 3482980 B2 JP3482980 B2 JP 3482980B2 JP 12443896 A JP12443896 A JP 12443896A JP 12443896 A JP12443896 A JP 12443896A JP 3482980 B2 JP3482980 B2 JP 3482980B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
electric double
double layer
layer capacitor
secondary battery
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
Application number
JP12443896A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09308104A (en
Inventor
美昭 町山
弘毅 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority to JP12443896A priority Critical patent/JP3482980B2/en
Publication of JPH09308104A publication Critical patent/JPH09308104A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3482980B2 publication Critical patent/JP3482980B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To utilize the accumulated energy of an electric double layer capacitor effectively, and besides, to charge the electric double layer capacitor by a secondary battery, in a power unit which utilizes the electric double layer capacitor and the secondary battery as a power supply. SOLUTION: Power is supplied from an electric double layer capacitor 2 to load L via a DC-DC converter 9 controlled so that the output voltage may be constant. A circuit which charges the electric double layer capacitor 2 by the secondary battery 1 includes a switching element 10 for charge control. A charge current is let flow to the electric double layer capacitor 2 during ON period by turning on or turning off the switching element 10, according to the control signal from the control circuit 8a. The control circuit 8a outputs a control signal to charge the electric double layer capacitor 2 by turning on or turning off the switching element 10 for charge control without hindering the electric double layer capacitor from supplying power to load L.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サを蓄電素子として利用する電源装置に関するものであ
り、特に電気二重層コンデンサの利用効果を高める技術
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device that uses an electric double layer capacitor as a storage element, and more particularly to a technique for enhancing the effect of using the electric double layer capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から二次電池が種々の用途に用いら
れているが、二次電池は一般にエネルギ密度(Wh/k
g)は高いが、充放電におけるパワー密度(単位重量当
りの最大出力:W/kg)が他のエネルギ源と比較して
低い。これは、二次電池が充電時には電気エネルギを化
学エネルギに変換して貯蔵し、また放電時には逆の変換
をすることで作動するためである。つまり、二次電池の
パワー密度は電気化学反応の速度によって決定される
が、この電気化学反応の速度を大きくすることには限り
があるため、パワー密度を高くすることができないので
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a secondary battery has been used for various purposes, but the secondary battery generally has an energy density (Wh / k).
g) is high, but the power density in charging and discharging (maximum output per unit weight: W / kg) is low compared to other energy sources. This is because the secondary battery operates by converting electrical energy into chemical energy and storing it during charging, and reversely converting it during discharging. That is, although the power density of the secondary battery is determined by the speed of the electrochemical reaction, increasing the speed of the electrochemical reaction is limited, so that the power density cannot be increased.

【0003】このように二次電池のパワー密度が低いこ
とは、小型電気機器を使用する上では余り問題にならな
いが、電気自動車に代表される、電気エネルギを動力と
して用いる場合、すなわちパワー用途では問題になる。
たとえば電気自動車において、安全上から、また交通の
円滑化という点から、速やかな加速が必要な場合に、パ
ワー密度が低い二次電池では、必要な加速が得られない
ことが考えられる。
The low power density of the secondary battery does not pose a problem when using small electric equipment, but in the case of using electric energy as power, which is represented by an electric vehicle, that is, in power applications. It becomes a problem.
For example, in an electric vehicle, when quick acceleration is required for safety and smooth traffic, a secondary battery having a low power density may not provide the required acceleration.

【0004】こういった二次電池に対し、別の充放電可
能な電源として電気二重層コンデンサが注目を浴びてい
る。これは電解液に電子伝導性物質を接触させたときに
界面に形成される電気二重層に電荷を静電荷として蓄積
するもので、セラミック等の誘電体を使用したコンデン
サに比較して、非常に大きな容量が得られる。最近各社
から発表されている電気二重層コンデンサでは、数百F
から千数百Fのものがある。これらは、内部抵抗が小さ
く、短時間に大電流放電が可能であり、パワー密度は、
最大数千W/kgとなり、この点では二次電池よりはる
かに優れている。また、充放電に化学反応が伴わないた
め、充放電サイクル時の寿命性能も優れており、通常の
使用条件ではほとんど性能が劣化しない。このように二
次電池に対して多くの利点がある電気二重層コンデンサ
であるが、大容量化されたとは言え依然として二次電池
に比しエネルギ密度が低いので、パワー用途には容量が
小さいという欠点が残っている。
Electric double-layer capacitors have been attracting attention as another chargeable / dischargeable power source for such secondary batteries. This is to store electric charge as an electrostatic charge in the electric double layer formed at the interface when the electron conductive substance is brought into contact with the electrolytic solution, which is much higher than that of a capacitor using a dielectric such as ceramic. Large capacity can be obtained. The electric double layer capacitors recently announced by various companies are several hundred F
There are a few thousand to hundreds of degrees. These have a low internal resistance, can discharge a large current in a short time, and have a power density of
The maximum is several thousand W / kg, which is far superior to the secondary battery in this respect. In addition, since the charge / discharge does not involve a chemical reaction, the life performance during charge / discharge cycles is excellent, and the performance hardly deteriorates under normal use conditions. Although the electric double layer capacitor has many advantages over the secondary battery as described above, it has a large capacity but still has a lower energy density than the secondary battery, and therefore has a small capacity for power applications. The drawbacks remain.

【0005】このようにエネルギ密度は高いが、パワー
密度が低い二次電池、またその全く逆の特性を持つ電気
二重層コンデンサの両者を組み合わせて、ハイブリット
化電源として、新たな特性を引き出そうとする試みは既
になされている。たとえば、特開平4−340328号
にあるように、二次電池と電気二重層コンデンサの両者
を負荷に対して並列に接続することにより、急速充電、
大電力放電を可能にするというものがある。また特開平
4−112631号にあるように、二次電池と有機溶液
系電解液を使用した電気二重層コンデンサとを並列に接
続するというものがある。
As described above, a secondary battery having a high energy density but a low power density, and an electric double layer capacitor having a completely opposite characteristic thereof are combined to obtain new characteristics as a hybrid power source. Attempts have already been made. For example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-340328, by connecting both a secondary battery and an electric double layer capacitor in parallel to a load, rapid charging,
There is one that enables high power discharge. Further, as disclosed in JP-A-4-112163, there is one in which a secondary battery and an electric double layer capacitor using an organic solution electrolyte are connected in parallel.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】二次電池の放電中の端
子電圧はほぼ一定であるが、電気二重層コンデンサの端
子電圧は放電により降下する。先に述べた二つの先願に
おいては、二次電池と電気二重層コンデンサを負荷に対
して単純に並列接続しており、電気二重層コンデンサの
端子電圧が、常に二次電池の端子電圧と等しくなってい
るため、電気二重層コンデンサは、二次電池の放電過電
圧低下分しか電気二重層コンデンサを放電できず、目的
とする効果が十分に得られない難点があった。
Although the terminal voltage of the secondary battery during discharging is substantially constant, the terminal voltage of the electric double layer capacitor drops due to discharging. In the above-mentioned two prior applications, the secondary battery and the electric double layer capacitor are simply connected in parallel to the load, and the terminal voltage of the electric double layer capacitor is always equal to the terminal voltage of the secondary battery. Therefore, the electric double layer capacitor can discharge the electric double layer capacitor only by the amount of decrease in discharge overvoltage of the secondary battery, and there is a drawback that the intended effect is not sufficiently obtained.

【0007】そこで出願人は、平成7年9月29日に出
願した特願平7−252269号により、電気二重層コ
ンデンサと負荷との間にDC−DCコンバータを配置し
て、負荷に印加する電圧をある程度の期間一定の値に保
持することにより、電気二重層コンデンサから負荷にあ
る程度の期間所定の値の電流を供給できるようにして、
電気二重層コンデンサの蓄積電気エネルギをできるだけ
利用することを提案した。先に提案した電源装置を、電
気二重層コンデンサを充電する専用電源を有しない機器
で使用する場合には、電気二重層コンデンサを再充電す
るのが難しいという問題があった。
Therefore, the applicant, according to Japanese Patent Application No. 7-252269 filed on September 29, 1995, arranges a DC-DC converter between the electric double layer capacitor and the load and applies it to the load. By holding the voltage at a constant value for a certain period of time, it becomes possible to supply a current of a predetermined value from the electric double layer capacitor to the load for a certain period of time.
It was proposed to utilize the stored electric energy of the electric double layer capacitor as much as possible. When the previously proposed power supply device is used in a device that does not have a dedicated power source for charging the electric double layer capacitor, there is a problem that it is difficult to recharge the electric double layer capacitor.

【0008】本発明の目的は、電気二重層コンデンサ及
び二次電池を電源として利用する電源装置で、電気二重
層コンデンサの蓄積電気エネルギを有効に利用できると
ともに、二次電池により適切に負荷に給電し且つ電気二
重層コンデンサを充電できる電源装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is a power supply device that uses an electric double layer capacitor and a secondary battery as a power source, which can effectively use the stored electric energy of the electric double layer capacitor and can appropriately supply a load to the load by the secondary battery. And to provide a power supply device capable of charging an electric double layer capacitor.

【0009】本発明の他の目的は、二次電池から負荷へ
の給電及び電気二重層コンデンサからの放電に影響を与
えずに、電気二重層コンデンサを二次電池により充電で
きる電源装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a power supply device capable of charging an electric double layer capacitor with a secondary battery without affecting the power supply from the secondary battery to a load and the discharge from the electric double layer capacitor. That is.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、電気二重層コンデンサ及び二次電池を電
源として含み、電気二重層コンデンサが二次電池により
充電される電源装置を対象として、出力電圧が一定にな
るように制御されるDC−DCコンバータを介して電気
二重層コンデンサから負荷に電力を供給する。
In order to solve the above problems, the present invention is directed to a power supply device including an electric double layer capacitor and a secondary battery as a power source, the electric double layer capacitor being charged by the secondary battery. As, the electric power is supplied to the load from the electric double layer capacitor via the DC-DC converter controlled so that the output voltage becomes constant.

【0011】DC−DCコンバータが動作状態にあると
きには、負荷に印加する電圧をある程度の期間一定の値
に保持して、電気二重層コンデンサから負荷に電流を供
給する。これにより、電気二重層コンデンサの動作電圧
幅を大きくすることができ、電気二重層コンデンサが蓄
えている電気エネルギが有効に使用される。そして電気
二重層コンデンサからの放電を終了した後は、DC−D
Cコンバータが非動作状態になって二次電池から負荷に
電流を供給するとともに、二次電池が電気二重層コンデ
ンサを充電する。これにより電気二重層コンデンサは再
充電されて、再度使用可能になる。
When the DC-DC converter is in operation, the voltage applied to the load is held at a constant value for a certain period of time, and the electric double layer capacitor supplies current to the load. As a result, the operating voltage range of the electric double layer capacitor can be increased, and the electric energy stored in the electric double layer capacitor can be effectively used. After finishing the discharge from the electric double layer capacitor, DC-D
The C converter goes into a non-operating state to supply current from the secondary battery to the load, and the secondary battery charges the electric double layer capacitor. As a result, the electric double layer capacitor is recharged and can be used again.

【0012】また、本発明は、電気二重層コンデンサ及
び二次電池を電源として含み、電気二重層コンデンサが
二次電池により充電され、出力電圧が一定になるように
制御されるDC−DCコンバータを介して電気二重層コ
ンデンサから負荷に電力を供給する電源装置を対象とす
る。そして、二次電池を電源として電気二重層コンデン
サを充電する充電回路は、充電制御手段から出力される
制御信号に応じて充電制御用スイッチング素子をオン・
オフしてオン期間に二次電池から電気二重層コンデンサ
に充電電流を流すようにする。
The present invention also provides a DC-DC converter including an electric double layer capacitor and a secondary battery as a power source, the electric double layer capacitor being charged by the secondary battery and controlled so that the output voltage becomes constant. A power supply device that supplies electric power from an electric double layer capacitor to a load through the power supply device. Then, the charging circuit that charges the electric double layer capacitor using the secondary battery as a power source turns on the switching element for charging control according to the control signal output from the charging control means.
The charging current is made to flow from the secondary battery to the electric double layer capacitor during the OFF period and the ON period.

【0013】充電制御手段は、DC−DCコンバータを
通して電気二重層コンデンサから負荷に電力を供給する
ことを阻害することなく、充電制御用スイッチング素子
をオン・オフさせて二次電池から電気二重層コンデンサ
に充電電流を流すことができるように制御信号を出力す
る。
The charging control means turns on / off the switching element for charging control without disturbing the supply of electric power from the electric double layer capacitor to the load through the DC-DC converter, and the electric double layer capacitor from the secondary battery. A control signal is output so that the charging current can be supplied to.

【0014】二次電池と電気二重層コンデンサとを並列
に接続しておくと、電気二重層コンデンサの電圧は二次
電池の電圧以下に下がることはなく、電気二重層コンデ
ンサの蓄積電荷を十分に放電できない。充電回路に充電
制御用スイッチング素子を設けると、このスイッチング
素子をオフ状態にしている間は電気二重層コンデンサは
二次電池の影響を受けることなく放電できる。そしてD
C−DCコンバータの電圧調整用スイッチング素子がオ
フ状態にあるときには、電気二重層コンデンサからの放
電が停止されているので、このときに充電制御用スイッ
チング素子をオン状態にして二次電池で電気二重層コン
デンサを充電すれば、電気二重層コンデンサからの放電
に影響を与えずに、電気二重層コンデンサを充電でき
る。DC−DCコンバータを非動作状態にして、二次電
池から負荷に電力を供給している間は、二次電池から負
荷への電力の供給状況を考慮して、充電制御用スイッチ
ング素子をオン・オフさせて電気二重層コンデンサを再
充電することができるので、二次電池から負荷への電力
の供給に影響を与えることなく、電気二重層コンデンサ
を再充電できる。
When the secondary battery and the electric double layer capacitor are connected in parallel, the voltage of the electric double layer capacitor does not drop below the voltage of the secondary battery, and the accumulated charge of the electric double layer capacitor is sufficient. Cannot discharge. When the charging control switching element is provided in the charging circuit, the electric double layer capacitor can be discharged without being affected by the secondary battery while the switching element is in the OFF state. And D
When the voltage adjustment switching element of the C-DC converter is in the off state, the discharge from the electric double layer capacitor is stopped. At this time, therefore, the charging control switching element is turned on and the secondary battery is used to generate electric power. If the multi-layer capacitor is charged, the electric double-layer capacitor can be charged without affecting the discharge from the electric double-layer capacitor. While the DC-DC converter is in the non-operating state and the power is being supplied from the secondary battery to the load, the charging control switching element is turned on in consideration of the power supply status from the secondary battery to the load. Since the electric double layer capacitor can be turned off and recharged, the electric double layer capacitor can be recharged without affecting the supply of power from the secondary battery to the load.

【0015】また、本発明において、DC−DCコンバ
ータは出力電圧を一定するためにオン・オフ制御される
電圧調整用スイッチング素子を含み、二次電池を電源と
して電気二重層コンデンサを充電する充電回路は、充電
制御手段から出力される制御信号に応じてオン・オフし
てオン期間に二次電池から電気二重層コンデンサに充電
電流を流す充電制御用スイッチング素子を含むものとす
る。そして、充電制御手段は、DC−DCコンバータの
電圧調整用スイッチング素子がオン状態にあるときに充
電制御用スイッチング素子をオフ状態とし、電圧調整用
スイッチング素子がオフ状態にあるときに充電制御用ス
イッチング素子をオン状態とするように制御信号を出力
するようにするとよい。
Further, in the present invention, the DC-DC converter includes a voltage adjusting switching element that is on / off controlled to keep the output voltage constant, and uses a secondary battery as a power source to charge the electric double layer capacitor. Includes a charge control switching element that is turned on / off in accordance with a control signal output from the charge control means and causes a charge current to flow from the secondary battery to the electric double layer capacitor during the on period. Then, the charge control means turns off the charge control switching element when the voltage adjustment switching element of the DC-DC converter is in the on state, and switches the charge control switching element when the voltage adjustment switching element is in the off state. A control signal may be output so that the element is turned on.

【0016】このようにすると、DC−DCコンバータ
の電圧調整用スイッチング素子がオフ状態にあって、電
気二重層コンデンサからの放電が停止されているとき
に、充電制御用スイッチング素子がオン状態になって二
次電池で電気二重層コンデンサを充電するので、電気二
重層コンデンサからの放電に影響を与えずに、電気二重
層コンデンサを充電できる。またDC−DCコンバータ
が非動作状態にあって、二次電池から負荷に電力を供給
している間は、充電制御用スイッチング素子がオン状態
になって、二次電池で電気二重層コンデンサを再充電す
る。
With this configuration, when the switching element for adjusting the voltage of the DC-DC converter is in the off state and the discharge from the electric double layer capacitor is stopped, the switching element for the charge control is in the on state. Since the electric double layer capacitor is charged by the secondary battery, the electric double layer capacitor can be charged without affecting discharge from the electric double layer capacitor. Also, while the DC-DC converter is in the non-operating state and the power is being supplied from the secondary battery to the load, the charging control switching element is in the ON state, and the electric double layer capacitor is reactivated by the secondary battery. To charge.

【0017】 充電制御手段から充電制御用スイッチン
グ素子に出力される制御信号は、電圧調整用スイッチン
グ素子を制御する制御信号と位相が反転しているものを
用いるのが好ましい。このようにするとDC−DCコン
バータの制御回路の一部を利用して充電制御手段を構成
することができる。またDC−DCコンバータの電圧調
整用スイッチング素子と充電制御用スイッチング素子が
同時にオン状態になることを確実に防止できる。
From the charging control means to the charging control switch
As the control signal output to the switching element, it is preferable to use a control signal whose phase is inverted from that of the control signal for controlling the voltage adjustment switching element. By doing so, the charging control means can be configured by utilizing a part of the control circuit of the DC-DC converter. Further, it is possible to reliably prevent the voltage adjustment switching element and the charge control switching element of the DC-DC converter from being turned on at the same time.

【0018】充電制御手段は、DC−DCコンバータが
非動作状態にあるときには、二次電池から負荷に流れる
放電電流が大きいときに、充電制御用スイッチング素子
のオン状態が短くなり、放電電流が小さいときには充電
制御用スイッチング素子のオン状態が長くなるような制
御信号を出力するようにするとよい。このようにする
と、二次電池から負荷への電力の供給に影響を与えず
に、電気二重層コンデンサを再充電することができる。
When the DC-DC converter is in a non-operating state, the charge control means shortens the ON state of the charge control switching element and reduces the discharge current when the discharge current flowing from the secondary battery to the load is large. At times, it is preferable to output a control signal that prolongs the ON state of the charging control switching element. In this way, the electric double layer capacitor can be recharged without affecting the supply of electric power from the secondary battery to the load.

【0019】更に本発明は、電気二重層コンデンサ及び
二次電池を電源として含み、電気二重層コンデンサが二
次電池により充電され、出力電圧が一定になるように制
御される第1のDC−DCコンバータを介して電気二重
層コンデンサから負荷に電力を供給し、出力電圧が一定
になるように制御される第2のDC−DCコンバータを
介して二次電池から負荷に電力を供給し、第1のDC−
DCコンバータ及び第2のDC−DCコンバータを選択
的に動作させる電源装置を対象とする。そして、第1及
び第2のDC−DCコンバータは出力電圧を一定にする
ためにオン・オフ制御される電圧調整用スイッチング素
子をそれぞれ含み、二次電池を電源として電気二重層コ
ンデンサを充電する充電回路は、充電制御手段から出力
される制御信号に応じてオン・オフしてオン期間に二次
電池から電気二重層コンデンサに充電電流を流す充電制
御用スイッチング素子を含むものとする。
The present invention further includes a first DC-DC which includes an electric double layer capacitor and a secondary battery as a power source, and the electric double layer capacitor is charged by the secondary battery and controlled so that the output voltage becomes constant. Electric power is supplied from the electric double layer capacitor to the load via the converter, and electric power is supplied from the secondary battery to the load via the second DC-DC converter controlled so that the output voltage becomes constant. DC-
A power supply device for selectively operating the DC converter and the second DC-DC converter is intended. The first and second DC-DC converters each include a voltage adjustment switching element that is on / off controlled to keep the output voltage constant, and charge the electric double layer capacitor using the secondary battery as a power source. The circuit includes a charge control switching element that is turned on / off in accordance with a control signal output from the charge control means and flows a charge current from the secondary battery to the electric double layer capacitor during the on period.

【0020】そして、充電制御手段は、第1のDC−D
Cコンバータが動作状態にあるときには、第1のDC−
DCコンバータの電圧調整用スイッチング素子がオン状
態にあるときに充電制御用スイッチング素子をオフ状態
とし、電圧調整用スイッチング素子がオフ状態にあると
きに充電制御用スイッチング素子をオン状態とするよう
に制御信号を出力し、第2のDC−DCコンバータが動
作状態にあるときには、第2のDC−DCコンバータの
電圧調整用スイッチング素子がオン状態にあるときに充
電制御用スイッチング素子をオフ状態とし、電圧調整用
スイッチング素子がオフ状態にあるときに充電制御用ス
イッチング素子をオン状態とするように制御信号を出力
するようにする。
Then, the charge control means is the first DC-D.
When the C converter is in operation, the first DC-
Control so that the charging control switching element is turned off when the voltage adjustment switching element of the DC converter is on, and the charging control switching element is turned on when the voltage adjustment switching element is off. When the second DC-DC converter outputs a signal and the second DC-DC converter is in the operating state, the voltage control switching element of the second DC-DC converter is in the ON state, and the charging control switching element is in the OFF state. A control signal is output so that the charging control switching element is turned on when the adjustment switching element is off.

【0021】このようにすると、第1及び第2のDC−
DCコンバータの各電圧調整用スイッチング素子と充電
制御用スイッチング素子が同時にオン状態になることが
なく、二次電池による電気二重層コンデンサの充電動作
が、負荷への電力の供給に影響を与えない。
In this way, the first and second DC-
The voltage adjustment switching element and the charge control switching element of the DC converter do not turn on at the same time, and the charging operation of the electric double layer capacitor by the secondary battery does not affect the power supply to the load.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図1において、1は二次電池、2は電気二
重層コンデンサであり、両者はスイッチ3を介して並列
接続されるとともに、負荷Lにも並列接続されている。
9は電気二重層コンデンサ2の電圧を入力とするDC−
DCコンバータであり、このコンバータはFET,バイ
ポーラ形トランジスタ等の電圧調整用スイッチング素子
4,ダイオード5,平滑用コンデンサ6,トランス7,
及び制御回路8等を図示のように相互接続してなるパル
ス幅制御方式のものである。
In FIG. 1, 1 is a secondary battery and 2 is an electric double layer capacitor, both of which are connected in parallel via a switch 3 and also to a load L in parallel.
9 is a DC- which receives the voltage of the electric double layer capacitor 2 as an input
This is a DC converter, and this converter is a voltage adjusting switching element 4, a diode 5, a smoothing capacitor 6, a transformer 7, a FET, a bipolar transistor, etc.
And a pulse width control system in which the control circuit 8 and the like are interconnected as shown in the drawing.

【0024】図1の電源装置の動作を説明すると、二次
電池1は回路から切り離した状態で別途電源により予め
充電しておく。スイッチ3をオンにすると、二次電池1
から電気二重層コンデンサ2へ電流が流れ、コンデンサ
2が充電される。電気二重層コンデンサ2は、誘電体を
用いた電解コンデンサ等に比べ、桁違いに容量が大き
く、また内部抵抗も無視できない程度には存在するた
め、充電には数秒から数分の時間を要する。放電時に
は、電気二重層コンデンサ2の出力がFETからなる電
圧調整用スイッチング素子4のオン・オフによってパル
ス電流となり、このパルス電流がトランス7で昇圧また
は降圧される。そして、トランス7の出力がダイオード
5,平滑用コンデンサ6の整流平滑作用により整流され
て、負荷に必要な一定電圧まで昇圧または降圧された直
流出力となる。制御回路8はこの直流出力電圧を検知
し、スイッチング素子4の出力パルスのデューティ比を
変化させて、直流出力電圧を一定に保つように制御する
制御信号を出力する。これにより、電気二重層コンデン
サ2の動作電圧幅を大きくすることができ、コンデンサ
2が蓄えている電気エネルギを有効に使うことができ
る。
The operation of the power supply device shown in FIG. 1 will be described. The secondary battery 1 is preliminarily charged by a power supply separately from the circuit. When the switch 3 is turned on, the secondary battery 1
Current flows from the electric double layer capacitor 2 to the capacitor 2 and the capacitor 2 is charged. The electric double layer capacitor 2 has an order of magnitude larger capacity than an electrolytic capacitor using a dielectric and has an internal resistance that cannot be ignored. Therefore, charging takes several seconds to several minutes. At the time of discharging, the output of the electric double layer capacitor 2 becomes a pulse current by turning on / off the voltage adjustment switching element 4 formed of an FET, and this pulse current is stepped up or stepped down by the transformer 7. Then, the output of the transformer 7 is rectified by the rectifying and smoothing action of the diode 5 and the smoothing capacitor 6, and becomes a DC output that is stepped up or stepped down to a constant voltage required for the load. The control circuit 8 detects this DC output voltage, changes the duty ratio of the output pulse of the switching element 4, and outputs a control signal for controlling the DC output voltage so as to keep it constant. Thereby, the operating voltage width of the electric double layer capacitor 2 can be increased, and the electric energy stored in the capacitor 2 can be effectively used.

【0025】しかし、上記の直流出力電圧を定電圧制御
するには限界があり、電気二重層コンデンサ2の蓄積電
荷がある程度以下に減少すると、出力電圧は一定値から
徐々に減少するようになる。これにつれて、出力電流も
減少するようになる。制御回路8は、出力電圧が一定値
から減少し始めたことを検知するとDC−DCコンバー
タ9を非動作状態にするために、スイッチング素子4へ
の制御信号の出力を停止する。DC−DCコンバータ9
を非動作状態にして電気二重層コンデンサ2からの放電
が終了すると、二次電池1から負荷Lに本格的に電流が
供給される。DC−DCコンバータ9が動作状態にある
ときにも、スイッチング素子4がオフ状態にあるときに
は、コンデンサ2は二次電池1によって充電される。ま
たDC−DCコンバータ9が非動作状態になっている期
間に、電気二重層コンデンサ2は二次電池1により充電
される。これにより、電気二重層コンデンサ2は再充電
されて、再度使用可能になる。
However, there is a limit to the constant voltage control of the DC output voltage, and when the accumulated charge of the electric double layer capacitor 2 decreases to a certain level or less, the output voltage gradually decreases from a constant value. Along with this, the output current also decreases. When the control circuit 8 detects that the output voltage has started to decrease from a constant value, the control circuit 8 stops the output of the control signal to the switching element 4 in order to make the DC-DC converter 9 inoperative. DC-DC converter 9
When the discharge from the electric double layer capacitor 2 is completed by making the non-operating state, current is supplied from the secondary battery 1 to the load L in earnest. Even when the DC-DC converter 9 is in the operating state, the capacitor 2 is charged by the secondary battery 1 when the switching element 4 is in the off state. The electric double layer capacitor 2 is charged by the secondary battery 1 while the DC-DC converter 9 is in the non-operating state. As a result, the electric double layer capacitor 2 is recharged and can be used again.

【0026】図1に示したような電源装置は、電気自動
車のモータを起動する場合のように、短時間のうちに大
きなパワーを必要とする場合に、先ずパワー密度の高い
電気二重層コンデンサ2からDC−DCコンバータ9を
介してモータに十分な起動電力を供給し、起動後には主
に二次電池1から所要の駆動電力を供給するような場合
に有効に用いられる。DC−DCコンバータ9の特性を
適宜に選定することにより、電気二重層コンデンサ2及
び二次電池1から負荷Lへの電力供給の相間関数をある
程度所望のように設定することができる。これにより、
エネルギ密度に優れた二次電池1の特長と、パワー密度
に優れた電気二重層コンデンサ2の特長を兼ね備えた電
源装置となる。
The power supply device as shown in FIG. 1 first requires an electric double layer capacitor 2 having a high power density when a large amount of power is required in a short time such as when starting a motor of an electric vehicle. Is used effectively when sufficient starting power is supplied to the motor via the DC-DC converter 9 and required driving power is supplied mainly from the secondary battery 1 after starting. By appropriately selecting the characteristics of the DC-DC converter 9, the interphase function of the power supply from the electric double layer capacitor 2 and the secondary battery 1 to the load L can be set to a desired level to some extent. This allows
The power supply device has both the features of the secondary battery 1 having excellent energy density and the features of the electric double layer capacitor 2 having excellent power density.

【0027】図1の電源装置では、二次電池1と電気二
重層コンデンサ2とが並列接続されているので、コンデ
ンサ2は二次電池1から常時再充電可能な状態にある。
この実施例では、コンデンサ2の充電電流は特に制御し
ていないので、コンデンサ2の放電が終了し、二次電池
1が放電開始したときに、全負荷がある程度大きい場合
にも、二次電池1の放電電流の一部がコンデンサ2の充
電に使われてしまうということが起こりうる。従って、
ハイブリッド電源の効果が十分現れない場合がある。
In the power supply device of FIG. 1, since the secondary battery 1 and the electric double layer capacitor 2 are connected in parallel, the capacitor 2 is always rechargeable from the secondary battery 1.
In this embodiment, since the charging current of the capacitor 2 is not particularly controlled, even when the total load is large to some extent when the discharging of the capacitor 2 is started and the discharging of the secondary battery 1 is started, It is possible that a part of the discharge current will be used to charge the capacitor 2. Therefore,
The effect of the hybrid power source may not be fully exhibited.

【0028】図2はこの欠点を解消した実施例である。
これは充電電流を制御するためにFET、バイポーラ型
トランジスタ等の充電制御用スイッチング素子10を充
電用回路に付加したものである。この実施例では、制御
回路8aの一部が、コンデンサ2の充電をFETからな
るスイッチング素子10を用いてチョッパ制御する充電
制御手段を構成している。すなわち、充電回路のスイッ
チング素子10を高速でオン−オフし、オフ時間に対す
るオン時間の割合を変化させることによって、充電電流
を制御する。オン時間の割合が大きいと、二次電池1に
とって充電の負荷が大きくなる。スイッチング素子10
がオフの状態のときに、電気二重層コンデンサ2は二次
電池1からは充電されない。
FIG. 2 shows an embodiment in which this drawback is eliminated.
This is one in which a charging control switching element 10 such as an FET or a bipolar transistor is added to a charging circuit in order to control the charging current. In this embodiment, a part of the control circuit 8a constitutes a charge control means for controlling the charging of the capacitor 2 by the chopper using the switching element 10 composed of FET. That is, the charging current is controlled by turning the switching element 10 of the charging circuit on and off at a high speed and changing the ratio of the on time to the off time. When the ratio of the on-time is large, the charging load on the secondary battery 1 is large. Switching element 10
When is off, the electric double layer capacitor 2 is not charged from the secondary battery 1.

【0029】そこでスイッチング素子4がオフ状態にあ
るときには、コンデンサ2からの放電が停止しているの
で、このときにスイッチング素子10をオン状態にして
二次電池1でコンデンサ2を充電すれば、コンデンサ2
からの放電に影響を与えずに、コンデンサ2を充電でき
る。図中の制御回路8aにはスイッチング素子10のオ
ン・オフを制御する充電制御手段が含まれており、この
充電制御手段は、放電の負荷が小さいときには、コンデ
ンサ2の充電を多くし、放電の負荷が大きいときにはコ
ンデンサ2の充電を少なくするようにスイッチング素子
10を制御する。
Therefore, when the switching element 4 is in the off state, the discharge from the capacitor 2 is stopped, so if the switching element 10 is turned on at this time and the secondary battery 1 charges the capacitor 2, Two
The capacitor 2 can be charged without affecting the discharge from. The control circuit 8a in the figure includes a charge control means for controlling ON / OFF of the switching element 10. This charge control means increases the charging of the capacitor 2 and discharges the capacitor 2 when the load of discharge is small. When the load is large, the switching element 10 is controlled so that the capacitor 2 is less charged.

【0030】これを実現する方法はいくつか考えられる
が、簡単で効果的な制御方法を以下に記す。図6に示す
ように、DC−DCコンバータ9は、放電の負荷Lの大
きさにより、DC−DCコンバータ9のオフ時間に対す
るオン時間の割合が変化する。即ち負荷Lが大きいとき
(高負荷時)には、スイッチング素子4のオン時間の割
合が大きくなり、負荷Lが小さいとき(低負荷時)には
スイッチング素子4のオン時間の割合が小さくなる。こ
れを利用して、DC−DCコンバータ9が動作状態にあ
るときには、DC−DCコンバータ9の電圧調整用スイ
ッチング素子4がオン状態にあるときに充電制御用スイ
ッチング素子10をオフ状態とし、電圧調整用スイッチ
ング素子4がオフ状態にあるときに充電制御用スイッチ
ング素子10をオン状態とするように、制御回路8aに
含まれる充電制御手段は制御信号を出力する。このよう
な制御信号を出力する充電制御手段は、コンパレータ等
を用いたインバータ回路等によって構成することができ
る。即ち、DC−DCコンバータのスイッチング素子4
に出力する制御信号をインバータ回路で反転させた波形
をスイッチング素子10の制御信号として出力するよう
に構成する。即ちDC−DCコンバータ9の電圧調整用
スイッチング素子4がオン状態にあるときに充電制御用
スイッチング素子10をオフ状態とし、スイッチング素
子4がオフ状態にあるときにスイッチング素子10をオ
ン状態とするように制御する。こうすることで、DC−
DCコンバータ9のパルス制御方式でオン時間の割合が
大きいときには、充電電流のオン時間の割合が小さくな
り、オン時間の割合が小さいときには、充電電流のオン
時間の割合が大きくなるように制御できる。この結果、
放電の全負荷が大きいときは、パワー密度に優れた電気
二重層コンデンサ2が選択的に放電され、また放電の全
負荷が小さいときは二次電池1から電気二重層コンデン
サ2が有効に充電されることになる。またDC−DCコ
ンバータ9の電圧調整用スイッチング素子4を継続的に
オフ状態にして、二次電池1から負荷Lに電力を供給し
ている間においては、スイッチング素子10がオン状態
となりコンデンサ2は二次電池1により完全に充電され
る。
There are several possible methods for realizing this, but a simple and effective control method will be described below. As shown in FIG. 6, in the DC-DC converter 9, the ratio of the on-time to the off-time of the DC-DC converter 9 changes depending on the magnitude of the discharge load L. That is, when the load L is large (high load), the proportion of the ON time of the switching element 4 is large, and when the load L is small (low load), the proportion of the ON time of the switching element 4 is small. Utilizing this, when the DC-DC converter 9 is in the operating state, the charging control switching element 10 is turned off when the voltage adjustment switching element 4 of the DC-DC converter 9 is on, and the voltage adjustment is performed. The charging control means included in the control circuit 8a outputs a control signal so that the charging control switching element 10 is turned on when the switching element 4 is off. The charging control unit that outputs such a control signal can be configured by an inverter circuit that uses a comparator or the like. That is, the switching element 4 of the DC-DC converter
The inverter circuit is configured to invert a waveform of the control signal to be output to the switching element 10 and output the waveform as the control signal of the switching element 10. That is, the charging control switching element 10 is turned off when the voltage adjustment switching element 4 of the DC-DC converter 9 is on, and the switching element 10 is turned on when the switching element 4 is off. To control. By doing this, DC-
In the pulse control method of the DC converter 9, when the ratio of the on time is large, the ratio of the on time of the charging current is small, and when the ratio of the on time is small, the ratio of the on time of the charging current can be increased. As a result,
When the total load of discharge is large, the electric double layer capacitor 2 having excellent power density is selectively discharged, and when the total load of discharge is small, the electric double layer capacitor 2 is effectively charged from the secondary battery 1. Will be. Further, while the voltage adjustment switching element 4 of the DC-DC converter 9 is continuously turned off and the secondary battery 1 is supplying power to the load L, the switching element 10 is turned on and the capacitor 2 It is completely charged by the secondary battery 1.

【0031】なお図3の実施例では、コンデンサ2の充
電回路に、ダイオード11を付加しているが、こうする
ことで、電気二重層コンデンサ2からの放電電流は、充
電回路を通らずにDC−DCコンバータ9のみを通るこ
とになり、電気二重層コンデンサ2はより低い電圧まで
放電でき、ハイブリッド電源の効果をより高めることが
できる。
In the embodiment of FIG. 3, the diode 11 is added to the charging circuit of the capacitor 2, but by doing so, the discharge current from the electric double layer capacitor 2 does not pass through the charging circuit and is DC. Since only the DC converter 9 is passed, the electric double layer capacitor 2 can be discharged to a lower voltage, and the effect of the hybrid power source can be further enhanced.

【0032】本発明では以上のような実施例で、二次電
池と電気二重層コンデンサを併用したハイブリッド電源
装置を構成することを示したが、更に優れたハイブリッ
ド電源装置とするための構成を以下に示す。図4の実施
例においては、二次電池1にダイオード12を介して、
DC−DCコンバータ出力と並列接続したものである。
二次電池1は放電中の電圧変化は少ないが、全くないわ
けではなく、放電していくにつれ、電圧は徐々に低下す
る。二次電池1とDC−DCコンバータ9の出力を単純
に並列接続した場合には、放電時にDC−DCコンバー
タ9の出力より二次電池1の電圧が低くなった場合に
は、二次電池へ電流が流れ込むことが考えられる。ま
た、負荷Lとして用いたモータの起動電流が二次電池1
に一部分逆流する難点もある。図4のようにすることで
二次電池1へ電流が流れ込むことを防ぐことができる。
なおDC−DCコンバータ9の内部にはダイオードが組
み込まれているために、逆の現象は起こらない。
In the present invention, it has been shown in the above embodiments that a hybrid power supply device using both a secondary battery and an electric double layer capacitor is constructed. The structure for making a more excellent hybrid power supply device is as follows. Shown in. In the embodiment shown in FIG. 4, the secondary battery 1 is connected to the secondary battery 1 through the diode 12.
It is connected in parallel with the output of the DC-DC converter.
Although the secondary battery 1 has little voltage change during discharging, it is not completely absent, and the voltage gradually decreases as it discharges. When the outputs of the secondary battery 1 and the DC-DC converter 9 are simply connected in parallel, when the voltage of the secondary battery 1 becomes lower than the output of the DC-DC converter 9 during discharging, the secondary battery is switched to the secondary battery. It is conceivable that current will flow in. In addition, the starting current of the motor used as the load L is the secondary battery 1
There is also a drawback that it partially flows backwards. With the configuration shown in FIG. 4, it is possible to prevent current from flowing into the secondary battery 1.
Since a diode is incorporated inside the DC-DC converter 9, the reverse phenomenon does not occur.

【0033】次に、二次電池1及び電気二重層コンデン
サ2それぞれよりの負荷への電力供給を良好に行い得る
とともに、電気二重層コンデンサ2を良好に再充電でき
る本発明の他の実施例を図5により説明する。図5の4
´は電圧調整用スイッチング素子、5´はダイオード、
7´はトランス、8bは充電制御手段を有する制御回路
であり、これらは平滑用コンデンサ6とともに図示のよ
うに相互接続されて、第2のDC−DCコンバータ9´
を構成している。その他の構成は図2のものと同じであ
る。すなわち、図5の実施例では、二次電池1の電力
を、出力電圧が一定になるように制御されるDC−DC
コンバータ9´を介して負荷Lに供給するようにしたも
のである。制御回路8bは、DC−DCコンバータ9´
を制御するための制御信号を出力する。これにより、二
次電池1から負荷Lに供給される電流は負荷Lが変化し
ない限り一定となる。なお制御回路8bと制御回路8a
とは、一方が動作をしているときには他方が動作を停止
するように構成されている。したがって2つのDC−D
Cコンバータが同時に動作することはない。
Next, another embodiment of the present invention will be described in which power can be satisfactorily supplied to the loads from the secondary battery 1 and the electric double layer capacitor 2, respectively, and the electric double layer capacitor 2 can be recharged well. This will be described with reference to FIG. 4 of FIG.
′ Is a switching element for voltage adjustment, 5 ′ is a diode,
Reference numeral 7'denotes a transformer, and 8b is a control circuit having a charging control means, which are interconnected together with the smoothing capacitor 6 as shown in the drawing to form a second DC-DC converter 9 '.
Are configured. Other configurations are the same as those in FIG. That is, in the embodiment of FIG. 5, the electric power of the secondary battery 1 is controlled by the DC-DC control so that the output voltage becomes constant.
The load L is supplied via the converter 9 '. The control circuit 8b includes a DC-DC converter 9 '.
Output a control signal for controlling. As a result, the current supplied from the secondary battery 1 to the load L becomes constant as long as the load L does not change. The control circuit 8b and the control circuit 8a
Is configured such that when one is operating, the other is inactive. Therefore two DC-D
The C converter does not operate at the same time.

【0034】他方、電気二重層コンデンサ2からの電力
も前述の実施例と同様に第1のDC−DCコンバータ9
を介して負荷Lに供給される。すなわち、図5の実施例
においては、電気二重層コンデンサ2の電力の利用効率
を良好にできるとともに、二次電池1の電力の利用効率
も改善することができる。また、第1及び第2のDC−
DCコンバータ9,9´の各出力電圧特性を適宜に選定
することにより、コンデンサ2及び二次電池1から負荷
Lへの電力供給の相関関係をある程度所望のように設定
できる。
On the other hand, the electric power from the electric double layer capacitor 2 is also the first DC-DC converter 9 as in the above-mentioned embodiment.
Is supplied to the load L via. That is, in the embodiment of FIG. 5, the power utilization efficiency of the electric double layer capacitor 2 can be improved, and the power utilization efficiency of the secondary battery 1 can be improved. Also, the first and second DC-
By appropriately selecting the output voltage characteristics of the DC converters 9 and 9 ', the correlation of the power supply from the capacitor 2 and the secondary battery 1 to the load L can be set to a desired degree to some extent.

【0035】更に、図5の実施例においては、図2の実
施例と同様に、第1のDC−DCコンバータ9が動作状
態にあって、電圧調整用スイッチング素子4がオン状態
にあるときに、充電制御用スイッチング素子10をオフ
状態とし、電圧調整用スイッチング素子4がオフ状態に
あるときに、充電制御用スイッチング素子10をオン状
態とするように制御回路8aの充電制御手段から制御信
号を出力する。また、第2のDC−DCコンバータ9´
が動作状態にあるときには、電圧調整用スイッチング素
子4´がオン状態にあるときに、充電制御用スイッチン
グ素子10をオフ状態とし、スイッチング素子4´がオ
フ状態にあるときに、スイッチング素子10をオン状態
とするように制御回路8bの充電制御手段から制御信号
が出力される。前述の通り、制御回路8bは制御回路8
aが非動作状態にあるときに制御信号を出力する。制御
回路8bの充電制御手段は、図2の実施例で説明した制
御回路8aに含まれる充電制御手段と同様に、スイッチ
ング素子4´の制御信号の反転信号をスイッチング素子
10の制御信号として出力する。この例では、制御回路
8a及び8bにそれぞれ含まれる2つの充電制御手段に
よって、請求項で特定する充電制御手段が構成されてい
る。このようにすると、二次電池による電気二重層コン
デンサの充電動作が、負荷への電力供給に影響を与えな
い。
Further, in the embodiment of FIG. 5, similarly to the embodiment of FIG. 2, when the first DC-DC converter 9 is in the operating state and the voltage adjusting switching element 4 is in the ON state. The charge control means of the control circuit 8a outputs a control signal so that the charge control switching element 10 is turned off and the charge control switching element 10 is turned on when the voltage adjustment switching element 4 is off. Output. In addition, the second DC-DC converter 9 '
Is in an operating state, the charging control switching element 10 is turned off when the voltage adjustment switching element 4'is in an on state, and the switching element 10 is turned on when the switching element 4'is in an off state. A control signal is output from the charging control means of the control circuit 8b so that the control circuit 8b is brought into the state. As described above, the control circuit 8b is the control circuit 8
A control signal is output when a is in a non-operating state. The charge control means of the control circuit 8b outputs an inverted signal of the control signal of the switching element 4'as a control signal of the switching element 10 as in the charge control means included in the control circuit 8a described in the embodiment of FIG. . In this example, the two charging control means included in each of the control circuits 8a and 8b constitute the charging control means specified in the claims. In this way, the charging operation of the electric double layer capacitor by the secondary battery does not affect the power supply to the load.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の電源装置に
よれば、電気二重層コンデンサ及び二次電池を電源とし
て含み、電気二重層コンデンサが二次電池により充電さ
れる電源装置で、出力電圧が一定になるように制御され
るDC−DCコンバータを介して電気二重層コンデンサ
から負荷に電力を供給するようにしたので、負荷に印加
する電圧をある程度の期間所定の電圧に維持して、電気
二重層コンデンサから負荷にある程度の期間所定の値の
電流を供給することができる。これにより、電気二重層
コンデンサの蓄積電荷を十分に放電利用することができ
る。そして、電気二重層コンデンサからの放電を終了し
た後は、二次電池により適切に負荷に給電できるととも
に、電気二重層コンデンサを確実に再充電できる。従っ
て、本発明によれば、高エネルギ密度の二次電池,高出
力密度の電気二重層コンデンサの両者を適切に利用し
て、変動する負荷に対して応答性に優れた電源装置を得
ることができる。また、変動する負荷に対して、二次電
池にかかる負荷を平準化できるので、二次電池の寿命が
向上するという利点もある。
As described above, according to the power supply device of the present invention, the power supply device includes an electric double layer capacitor and a secondary battery as a power source, and the electric double layer capacitor is charged by the secondary battery. Since the electric double layer capacitor supplies the electric power to the load through the DC-DC converter whose voltage is controlled to be constant, the voltage applied to the load is maintained at a predetermined voltage for a certain period, It is possible to supply a predetermined value of current from the electric double layer capacitor to the load for a certain period of time. As a result, the electric charge accumulated in the electric double layer capacitor can be sufficiently discharged and used. Then, after the discharge from the electric double layer capacitor is completed, the secondary battery can appropriately supply power to the load, and the electric double layer capacitor can be reliably recharged. Therefore, according to the present invention, it is possible to appropriately use both the high energy density secondary battery and the high output density electric double layer capacitor to obtain a power supply device having excellent responsiveness to a fluctuating load. it can. Further, since the load on the secondary battery can be leveled with respect to the fluctuating load, there is an advantage that the life of the secondary battery is improved.

【0037】また、本発明の電源装置によれば、電気二
重層コンデンサは二次電池の影響を受けることなく放電
することができる。また、電気二重層コンデンサからの
放電に影響を与えずに、電気二重層コンデンサを充電す
ることができる。更に、二次電池から負荷への電力の供
給に影響を与えることなく、電気二重層コンデンサを再
充電することができる。
Further, according to the power supply device of the present invention, the electric double layer capacitor can be discharged without being affected by the secondary battery. Further, the electric double layer capacitor can be charged without affecting the discharge from the electric double layer capacitor. Further, the electric double layer capacitor can be recharged without affecting the supply of electric power from the secondary battery to the load.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の電源装置の実施の形態の一例としての
実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example as an example of an embodiment of a power supply device of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の一例としての異なる実施
例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing another example as an example of the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の一例としての異なる実施
例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another example as an example of the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態の一例としての異なる実施
例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing another example as an example of the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態の一例としての異なる実施
例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing another example as an example of the embodiment of the present invention.

【図6】図2の実施例の電源装置における、高負荷時と
低負荷時において、電気二重層コンデンサからDC−D
Cコンバータへの電流をオン・オフするスイッチング素
子及び二次電池から電気二重層コンデンサを充電する電
流をオン・オフするスイッチング素子の、それぞれのゲ
ート/ソース間電圧波形を示す波形図である。
6 is a diagram illustrating a case where the electric double layer capacitor in the power supply device of the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a waveform diagram showing respective gate / source voltage waveforms of a switching element that turns on / off a current to a C converter and a switching element that turns on / off a current that charges an electric double layer capacitor from a secondary battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 二次電池 2 電気二重層コンデンサ 3 スイッチ 4,4´ 電圧調整用スイッチング素子 5,5´,11,12 ダイオード 6 平滑用コンデンサ 7,7´ トランス 8 制御回路 8a,8b 充電制御手段を有する制御回路 9,9´ DC−DCコンバータ 10 充電制御用スイッチング素子 L 負荷 1 secondary battery 2 Electric double layer capacitor 3 switches 4,4 'Switching element for voltage adjustment 5,5 ', 11,12 Diode 6 Smoothing capacitor 7,7 'transformer 8 control circuit 8a, 8b Control circuit having charge control means 9,9 'DC-DC converter 10 Switching element for charge control L load

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−158013(JP,A) 特開 平7−87687(JP,A) 特開 平4−193033(JP,A) 特開 昭50−153228(JP,A) 特開 平4−340328(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 1/00 H02J 7/00 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-50-158013 (JP, A) JP-A-7-87687 (JP, A) JP-A-4-193033 (JP, A) JP-A-50-153228 (JP , A) JP-A-4-340328 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 1/00 H02J 7/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電気二重層コンデンサ及び二次電池を電
源として含み、前記電気二重層コンデンサが前記二次電
池により充電され、出力電圧が一定になるように制御さ
れるDC−DCコンバータを介して前記電気二重層コン
デンサから負荷に電力を供給する電源装置であって、 前記DC−DCコンバータは前記出力電圧を一定するた
めにオン・オフ制御される電圧調整用スイッチング素子
を含んでおり、 前記二次電池を電源として前記電気二重層コンデンサを
充電する充電回路は、充電制御手段から出力される制御
信号に応じてオン・オフしてオン期間に前記二次電池か
ら前記電気二重層コンデンサに充電電流を流す充電制御
用スイッチング素子を含んでおり、 前記充電制御手段は、前記DC−DCコンバータの前記
電圧調整用スイッチング素子がオン状態にあるときに前
記充電制御用スイッチング素子をオフ状態とし、前記電
圧調整用スイッチング素子がオフ状態にあるときに前記
充電制御用スイッチング素子をオン状態とするように前
記制御信号を出力 することを特徴とする電源装置。
1. An electric double layer capacitor and a secondary battery are electrically charged.
And the electric double layer capacitor is
It is charged by the pond and controlled so that the output voltage is constant.
The electric double layer converter via a DC-DC converter
A power supply device for supplying power from a capacitor to a load, wherein the DC-DC converter keeps the output voltage constant.
ON / OFF controlled voltage adjustment switching element
The electric double layer capacitor using the secondary battery as a power source.
The charging circuit for charging is controlled by the charging control means.
Turn on / off according to the signal, and the secondary battery is turned on during the on period.
Charging control to supply charging current to the electric double layer capacitor
A switching element for the DC-DC converter.
When the switching element for voltage adjustment is in the ON state
The charging control switching element is turned off, and
When the switching element for pressure adjustment is in the off state,
Before turning on the charging control switching element,
A power supply device characterized by outputting a control signal .
【請求項2】 前記充電制御手段から前記充電制御用ス
イッチング素子に出力される前記制御信号は、前記電圧
調整用スイッチング素子を制御する制御信号と位相が反
転している請求項1に記載の電源装置。
2. A charging control switch from the charging control means.
The control signal output to the switching element is the voltage
The phase is opposite to the control signal for controlling the adjustment switching element.
The power supply device according to claim 1, which is rotating .
【請求項3】 前記充電制御手段は、前記DC−DCコ
ンバータが非動作状態にあるときには、前記二次電池か
ら前記負荷に流れる放電電流が大きいときに、前記充電
制御用スイッチング素子のオン状態が短くなり、前記放
電電流が小さいときには前記充電制御用スイッチング素
子のオン状態が長くなるような前記制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
3. The charging control means is the DC-DC controller.
If the inverter is inactive,
When the discharge current flowing from the
The ON state of the control switching element becomes shorter,
When the charging current is small, the charging control switching element
Outputs the control signal to prolong the ON state of the child
The power supply device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 電気二重層コンデンサ及び二次電池を電
源として含み、前記電気二重層コンデンサが前記二次電
池により充電され、出力電圧が一定になるように制御さ
れる第1のDC−DCコンバータを介して前記電気二重
層コンデンサから負荷に電力を供給し、出力電圧が一定
になるように制御される第2のDC−DCコンバータを
介して前記二次電池から負荷に電力を供給し、前記第1
のDC−DCコンバータ及び第2のDC−DCコンバー
タを選択的に動作させる電源装置であって、 前記第1及び第2のDC−DCコンバータは前記出力電
圧を一定にするためにオン・オフ制御される電圧調整用
スイッチング素子をそれぞれ含んでおり、 前記二次電池を電源として前記電気二重層コンデンサを
充電する充電回路は、充電制御手段から出力される制御
信号に応じてオン・オフしてオン期間に前記二次電池か
ら前記電気二重層コンデンサに充電電流を流す充電制御
用スイッチング素子を含んでおり、 前記充電制御手段は、前記第1のDC−DCコンバータ
が動作状態にあるときには、前記第1のDC−DCコン
バータの前記電圧調整用スイッチング素子がオン状態に
あるときに前記充電制御用スイッチング素子をオフ状態
とし、前記電圧調整用スイッチング素子がオフ状態にあ
るときに前記充電制御用スイッチング素子をオン状態と
するように前記制御信号を出力し、前記第2のDC−D
Cコンバータが動作状態にあるときには、前記第2のD
C−DCコンバータの前記電圧調整用スイッチング素子
がオン状態にあるときに前記充電制御用スイッチング素
子をオフ状態とし、前記電圧調整用スイッチング素子が
オフ状態にあるときに前記充電制御用スイッチング素子
をオン状態とするように前記制御信号を出力することを
特徴とする電源装置。
4. An electric double layer capacitor and a secondary battery are electrically charged.
And the electric double layer capacitor is
It is charged by the pond and controlled so that the output voltage is constant.
The electric double via a first DC-DC converter
Power is supplied from the layer capacitor to the load, and the output voltage is constant
The second DC-DC converter controlled to become
Power is supplied to the load from the secondary battery via the first battery.
DC-DC converter and second DC-DC converter
A power supply device for selectively operating the power supply, wherein the first and second DC-DC converters are the output power supplies.
For voltage adjustment that is on / off controlled to keep the pressure constant
Each of the switching elements includes a switching element, and the electric double layer capacitor is powered by the secondary battery.
The charging circuit for charging is controlled by the charging control means.
Turn on / off according to the signal, and the secondary battery is turned on during the on period.
Charging control to supply charging current to the electric double layer capacitor
A switching element, and the charge control means includes the first DC-DC converter.
Is operating, the first DC-DC converter is
The voltage adjustment switching element of the barter is turned on.
The charging control switching element is turned off at a certain time.
The voltage adjustment switching element is in the off state.
When the charging control switching element is turned on
To output the control signal to the second DC-D
When the C converter is in operation, the second D
Switching element for voltage adjustment of C-DC converter
The switching element for charge control when the
And the switching element for voltage adjustment is turned off.
The charging control switching element when in the off state
To output the control signal so that
Characteristic power supply device.
JP12443896A 1996-05-20 1996-05-20 Power supply Expired - Fee Related JP3482980B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12443896A JP3482980B2 (en) 1996-05-20 1996-05-20 Power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12443896A JP3482980B2 (en) 1996-05-20 1996-05-20 Power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09308104A JPH09308104A (en) 1997-11-28
JP3482980B2 true JP3482980B2 (en) 2004-01-06

Family

ID=14885508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12443896A Expired - Fee Related JP3482980B2 (en) 1996-05-20 1996-05-20 Power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3482980B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI237916B (en) * 2002-05-13 2005-08-11 Sun Bridge Corp Cordless device system
JP4894165B2 (en) * 2005-05-19 2012-03-14 パナソニック株式会社 Secondary battery discharge circuit, and secondary battery pack and electronic device having the same
JP5050718B2 (en) * 2007-08-06 2012-10-17 富士電機株式会社 Power conversion device and power conversion control method
JP5577775B2 (en) * 2010-03-17 2014-08-27 トヨタ自動車株式会社 Electric vehicle power supply
CN103503271A (en) * 2010-07-01 2014-01-08 K.S.国际株式会社 Thin-film capacitor discharging apparatus
JP5840425B2 (en) * 2011-08-31 2016-01-06 株式会社東芝 Electric railway vehicle charging system
JP6173412B2 (en) * 2015-11-28 2017-08-02 本田技研工業株式会社 Power supply system, transport equipment, and power transmission method
JP6932023B2 (en) * 2017-04-17 2021-09-08 株式会社今仙電機製作所 Power system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09308104A (en) 1997-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4893368B2 (en) Power supply
US8039987B2 (en) Power source device and vehicle with power source device
EP2058918B1 (en) Hybrid power source
JPH11289676A (en) Power unit for secondary battery charging and discharging device
JP5082339B2 (en) Power converter
US20040140139A1 (en) Hybrid drive
JP5326706B2 (en) Power supply
CA2430357A1 (en) Hybrid power supply system
JP3552087B2 (en) Electric vehicle power system
JP2002325377A (en) Electric power device for automobile
JP5446054B2 (en) Power system
CN105706284B (en) Dual power supply load driving fuel cell system
JP2003102132A (en) Storage power supply and control method for charging the same
JP3755043B2 (en) Chargeable / dischargeable power supply
JP3908907B2 (en) Automatic vehicle energy supply device
JP3482980B2 (en) Power supply
JP2003143713A (en) Hybrid power supply system
JP3293683B2 (en) DC power supply
JP4435179B2 (en) Power supply
JP3541238B2 (en) Power supply for motor drive
JP2004304931A (en) Charging method and charging device for electric storage device
JP2008061364A (en) Power storage device
JP2004236384A (en) Power supply system for fuel cell vehicle
JPH0993809A (en) Power supply
JP3558159B2 (en) Electric vehicle power system

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: 20030917

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081017

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091017

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees