JP4436284B2 - Voltage equalization device for storage element - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリ等を構成する複数の蓄電素子の各端子電圧を均等化するための蓄電素子の電圧均等化装置に関する。 The present invention relates to a voltage equalization apparatus for a storage element for equalizing terminal voltages of a plurality of storage elements constituting a battery or the like.
一般に、モータにより走行する電気自動車或いはエンジンとモータを併用して走行するハイブリッド自動車には、多数(例えば、100個前後)の蓄電素子を直列に接続したバッテリを搭載する。そして、このバッテリには、充電容量の確保,各蓄電素子の長寿命化及び安全性等を考慮して、各蓄電素子の各端子電圧を均等化する電圧均等化装置を接続している。 In general, a battery in which a large number (for example, around 100) of power storage elements are connected in series is mounted on an electric vehicle that runs by a motor or a hybrid vehicle that runs by using an engine and a motor together. The battery is connected with a voltage equalizing device that equalizes each terminal voltage of each power storage element in consideration of securing charging capacity, extending the life of each power storage element, safety, and the like.
従来、この種の電圧均等化装置、特に、正側半波電流と負側半波電流を交互に繰り返す全波電流を流して均等化するタイプとしては、米国特許第4084124号で開示される電圧均等化装置が知られている。この電圧均等化装置は、センタタップを有する一次巻線及び各蓄電素子に対応したセンタタップを有する複数の二次巻線を巻装したトランスを備え、一次巻線には所定の電源手段から全波電流(一次電流)を流すとともに、各二次巻線から対応する各蓄電素子に対しては全波整流回路を介して二次電流を流すように構成したものである。
しかし、上述した特許文献1で開示される従来の電圧均等化装置は、センタタップを有する複数の二次巻線を巻装したトランスを用いるため、主要部品となるトランスの大型化を招き、この結果、電圧均等化装置自身の大型化、更には重量アップ及びコストアップを招く問題があった。
However, the conventional voltage equalizing apparatus disclosed in
特に、前述した電気自動車等に搭載するバッテリは、10個前後の蓄電素子を接続したモジュールを用意し、さらに、このモジュールを10台前後接続して構成するため、バッテリ全体では、100個前後の蓄電素子が含まれ、この結果、トランスの二次巻線も100前後必要となる。一方、センタタップを有する二次巻線を巻装した場合、センタタップの無い単純巻線に比べて実質二倍の巻数量を含むことになる。結局、二次巻線全体ではかなりの巻数量に達することから、この種のバッテリにとっては無視できない重要な問題となる。 In particular, since the battery mounted on the above-described electric vehicle or the like is prepared by connecting a module with about 10 storage elements and further connected with about 10 modules, the battery as a whole has about 100 units. As a result, about 100 secondary windings of the transformer are required. On the other hand, when a secondary winding having a center tap is wound, the number of windings is substantially twice that of a simple winding without a center tap. In the end, the total number of turns in the secondary winding reaches a considerable amount, which is an important problem for this type of battery.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した蓄電素子の電圧均等化装置の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a voltage equalizing apparatus for a storage element that solves the problems existing in the background art.
本発明は、上述した課題を解決するため、直列接続した複数の蓄電素子B…の各端子電圧V…を均等化する蓄電素子の電圧均等化装置1a,1bを構成するに際して、一次巻線2f及び少なくとも各蓄電素子B…に対応した複数の二次巻線2s…を有するトランス2と、一次巻線2fに対して正側半波電流Ixと負側半波電流Iyを交互に繰り返す全波電流Ioを流す電源手段3と、各二次巻線2s…から対応する各蓄電素子B…に対して正側半波電流Ixに対応した二次電流ix…を流す第一整流手段4…と、各二次巻線2s(2ss)から対応する各蓄電素子B…とは異なる他の各蓄電素子B…に対してそれぞれ負側半波電流Iyに対応した二次電流iy…を流すとともに、二次巻線2sと同一に構成した一つの補助巻線2ssを設け、この補助巻線2ssから隣の二次巻線2sに対応する蓄電素子Bに対して負側半波電流Iyに対応した二次電流iyを流す第二整流手段5…とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the primary winding 2f when configuring the voltage equalizing devices 1a and 1b for the power storage elements that equalize the terminal voltages V of the plurality of power storage elements B connected in series. And a
この場合、発明の好適な態様により、一次側の構成は、一次巻線2fを、センタタップ2ctにより分けた第一巻線2fxと第二巻線2fyにより構成するとともに、一次巻線2fに給電する直流電源Efをスイッチ手段11でON/OFFすることにより第一巻線2fxと第二巻線2fyに対して交互に半波電流IxとIyを流す電源手段3を備えて構成できる。また、他の構成としては、一次巻線2fを、センタタップの無い単純巻線により構成するとともに、この一次巻線2fに対して全波電流Ioを流す電源手段3を備えて構成できる。なお、この電源手段3は、一次巻線2fとこの一次巻線2fに給電する直流電源Ef間に接続し、ON/OFFすることにより一次巻線2fに対して全波電流Ioを流すスイッチ手段12,13を備えて構成できる。他方、直流電源Efには、蓄電素子B…を利用できる。 In this case, according to a preferred aspect of the present invention, the primary side configuration is such that the primary winding 2f is constituted by the first winding 2fx and the second winding 2fy separated by the center tap 2ct, and the primary winding 2f is fed. The DC power source Ef to be turned on / off by the switch means 11 can be configured to include power source means 3 for flowing half-wave currents Ix and Iy alternately to the first winding 2fx and the second winding 2fy. As another configuration, the primary winding 2f can be configured by a simple winding without a center tap, and can be configured by including power supply means 3 for flowing a full-wave current Io to the primary winding 2f. The power supply means 3 is connected between the primary winding 2f and a DC power supply Ef that supplies power to the primary winding 2f, and is turned on / off to switch the full-wave current Io to the primary winding 2f. 12 and 13 can be configured. On the other hand, the storage elements B... Can be used for the DC power source Ef.
このような構成を有する本発明に係る蓄電素子の電圧均等化装置1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
According to the
(1) 全波電流Ioを流して均等化するタイプの電圧均等化装置1であっても、センタタップの無い単純巻線を用いた二次巻線2s…を巻装したトランス2を備えるため、二次巻線2s…の巻数量は、センタタップを有する二次巻線を巻装した従来の電圧均等化装置に比べて半分となり、主要部品であるトランス2の大幅な小型軽量化に貢献できる。この結果、電圧均等化装置1自身の小型コンパクト化,軽量化及びコストダウンを実現することができる。
(1) Even if the
(2) 第二整流手段5…に、二次巻線2sと同一に構成した一つの補助巻線2ssを含め、この補助巻線2ssから隣の二次巻線2sに対応する蓄電素子Bに対して負側半波電流Iyに対応した二次電流iyを流すようにしたため、主要部品となるトランス2は、実質的に二次巻線2sを一つ追加するという比較的容易な手法により構成することができる。
(2) The second rectifying means 5... Includes one
(3) 好適な態様により、一次側の構成は、一次巻線2fを、センタタップ2ctにより分けた第一巻線2fxと第二巻線2fyにより構成するとともに、一次巻線2fに給電する直流電源Efをスイッチ手段11でON/OFFすることにより第一巻線2fxと第二巻線2fyに対して交互に半波電流IxとIyを流す電源手段3を備えた構成、或いは一次巻線2fを、センタタップの無い単純巻線により構成するとともに、この一次巻線2fに対して全波電流Ioを流す電源手段3を備えた構成を採用できるなど、用途や目的等に応じた最適な回路構成を選択できる。 (3) According to a preferred embodiment, the primary side configuration is such that the primary winding 2f is constituted by a first winding 2fx and a second winding 2fy separated by a center tap 2ct, and a direct current is supplied to the primary winding 2f. The power supply Ef is turned on / off by the switch means 11 so that the first winding 2fx and the second winding 2fy are provided with the power supply means 3 for alternately flowing half-wave currents Ix and Iy to the first winding 2fx or the primary winding 2f. Can be configured with a simple winding without a center tap, and a configuration provided with power supply means 3 for supplying a full-wave current Io to the primary winding 2f can be adopted. You can select the configuration.
(4) 好適な態様により、電源手段3を構成するに際し、一次巻線2fとこの一次巻線2fに給電する直流電源Ef間に接続し、ON/OFFすることにより一次巻線2fに対して全波電流Ioを流すスイッチ手段12,13を備えて構成すれば、必要な全波電流Ioを容易かつ確実に得ることができる。 (4) When configuring the power supply means 3 according to a preferred mode, the primary winding 2f is connected to the primary winding 2f by connecting the primary winding 2f and the DC power supply Ef that supplies power to the primary winding 2f, and turning on / off. If the switch means 12 and 13 for flowing the full-wave current Io are provided, the necessary full-wave current Io can be obtained easily and reliably.
(5) 好適な態様により、直流電源Efに、蓄電素子B…を利用すれば、別途(追加)の直流電源が不要になるため、より実施の容易化に寄与できる。 (5) According to a preferred embodiment, if the power storage elements B... Are used for the DC power source Ef, a separate (additional) DC power source is unnecessary, which can contribute to easier implementation.
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る蓄電素子の電圧均等化装置1の構成について、図1を参照して説明する。
First, the structure of the
図1中、21はバッテリ、特に、モータにより走行する電気自動車或いはエンジンとモータを併用して走行するハイブリッド自動車に搭載するバッテリを示す。このバッテリ21は、複数の蓄電素子B…を直列に接続して構成したものであり、この蓄電素子B…には、リチウムイオン電池等のイオン電池や電気二重層コンデンサ等の各種蓄電素子を利用することができる。なお、各蓄電素子B…は、1個のセルにより構成してもよいし、複数個のセル、例えば、直列接続,並列接続又はこれらの組合わせからなる複数個のセルにより構成してもよい。図1は、4個の蓄電素子B…を用いたバッテリ21を例示するが、通常、10個前後の蓄電素子B…を直列に接続することによりモジュールとして構成し、さらに、このモジュールを10台前後直列に接続することによりバッテリ21を構成しており、全蓄電素子B…は合計100個前後用いられる。
In FIG. 1,
一方、このバッテリ21には、本実施形態に係る電圧均等化装置1を接続する。図1に示す電圧均等化装置1が一台のモジュールとなる。電圧均等化装置1は、鉄心を有するトランス2を備え、このトランス2は、一次巻線2fと、各蓄電素子B…に対応した複数(例示は四つ)の二次巻線2s…と、この二次巻線2sと同一に構成した一つの補助巻線2ssを有する。トランス2には、このような一つの補助巻線2ssが追加されるが、前述したように、通常、一台のモジュールに使用するトランス2には、10前後の二次巻線2s…が含まれるため、追加する巻数量は1/10程度となる。このように、二次巻線2s…に、当該二次巻線2sと同一に構成した一つの補助巻線2ssを含めれば、主要部品となるトランス2は、実質的に二次巻線2sを一つ追加するという比較的容易な手法により構成することができる。
On the other hand, the
また、一次巻線2fは、センタタップ2ctにより分けた第一巻線2fxと第二巻線2fyにより構成し、センタタップ2ctは、バッテリ21の正極端子21pに接続する。さらに、一次巻線2fの巻始端子は第一スイッチ(スイッチ素子)Sxを介してバッテリ21の負極端子21nに接続するとともに、一次巻線2fの巻終端子は第二スイッチ(スイッチ素子)Syを介してバッテリ21の負極端子21nに接続する。22は、第一スイッチSxと第二スイッチSyをそれぞれ切換制御(ON/OFF制御)する制御回路である。この制御回路22は、内蔵するパルス発振器から発振する周波数が100〔kHz〕程度のパルス制御信号Px,Pyを出力し、このパルス制御信号Px,Pyにより第一スイッチSxと第二スイッチSyを交互にON/OFF制御する(図2参照)。
Further, the primary winding 2 f is configured by a first winding 2 fx and a second winding 2 fy separated by a
このような一次側の構成により、一次巻線2fに給電する直流電源Efをスイッチ手段11でON/OFFすることにより第一巻線2fxと第二巻線2fyに対して交互に半波電流IxとIy(一次電流)を流す電源手段3が構成される。この場合、直流電源Efは、バッテリ21(蓄電素子B…)が兼用するとともに、スイッチ手段11は、第一スイッチSxと第二スイッチSyにより構成する。なお、半波電流IxとIyが全波電流Ioを構成する。このように、直流電源Efとして蓄電素子B…(バッテリ21)を利用すれば、別途(追加)の直流電源が不要になり、より実施の容易化に寄与できる。 With such a configuration on the primary side, the DC power supply Ef for supplying power to the primary winding 2f is turned on / off by the switch means 11, whereby the half-wave current Ix is alternately supplied to the first winding 2fx and the second winding 2fy. And Iy (primary current) are supplied. In this case, the DC power source Ef is also used by the battery 21 (storage element B...), And the switch means 11 is constituted by the first switch Sx and the second switch Sy. Half-wave currents Ix and Iy constitute full-wave current Io. As described above, if the storage elements B... (Battery 21) are used as the DC power supply Ef, a separate (additional) DC power supply becomes unnecessary, which can contribute to easier implementation.
他方、各二次巻線2s…の巻始端子は、対応する蓄電素子B…の負極側に接続するとともに、各二次巻線2s…の巻終端子は、順方向の第一ダイオード(第一整流手段)4…を介して対応する蓄電素子B…の正極側に接続する。また、各二次巻線2s…の巻始端子は、順方向の第二ダイオード(第二整流手段)5…を介して、他の各蓄電素子B…、即ち、隣(正極側)に位置する各蓄電素子B…に対応する各二次巻線2s…の巻終端子に接続する。この際、バッテリ21における最も正極側に位置する蓄電素子Bに対応する二次巻線2sの巻始端子に接続した第二ダイオード(第二整流手段)5…は、補助巻線2ssの巻終端子に接続するとともに、補助巻線2ssの巻始端子は、正極端子21pに接続する。
On the other hand, the winding start terminal of each secondary winding 2s... Is connected to the negative electrode side of the corresponding storage element B... And the winding end terminal of each secondary winding 2s. One rectifying means) is connected to the positive electrode side of the corresponding storage element B. Moreover, the winding start terminal of each secondary winding 2s ... is located in other each electrical storage element B ..., ie, the next (positive electrode side) via the 2nd diode (2nd rectification means) 5 ... of a forward direction. Are connected to the winding end terminals of the secondary windings 2s corresponding to the respective storage elements B. At this time, the second diode (second rectifying means) 5 connected to the winding start terminal of the secondary winding 2s corresponding to the power storage element B located on the most positive electrode side in the
次に、このような構成を有する電圧均等化装置1の動作について、図2に示すタイムチャート及び図1を参照して説明する。
Next, the operation of the
まず、電圧均等化装置1の作動時には、制御回路22から第一スイッチSxと第二スイッチSyに対してパルス制御信号Px,Pyが付与される。これにより、第一スイッチSxと第二スイッチSyは、パルス制御信号Px,Pyにそれぞれ同期して交互にON/OFF制御される。第一スイッチSxと第二スイッチSyのON/OFF状態(パルス制御信号Px,Py)を図2(a),(b)に示す。
First, when the
今、第一スイッチSxがON(第二スイッチSyがOFF)したものとする。この場合、トランス2の一次巻線2f(第一巻線2fx)には正側半波電流Ix(全波電流Ioの正側)が一次電流として流れる。図1に点線矢印で示すように、正側半波電流Ixが流れる経路は、バッテリ21(直流電源Ef)の正極側(正極端子21p)→一次巻線2fのセンタタップ2ct→第一巻線2fx→第一スイッチSx→バッテリ21(直流電源Ef)の負極側(負極端子21n)となる。また、図2(c)には、正側半波電流Ixが流れるタイミングを示す。
Now, assume that the first switch Sx is turned on (the second switch Sy is turned off). In this case, the positive half-wave current Ix (the positive side of the full-wave current Io) flows as a primary current in the primary winding 2f (first winding 2fx) of the
これにより、トランス2の二次巻線2s…には、正側半波電流Ixに対応した二次電流ix…が流れる。図1に点線矢印で示すように、このときの二次電流ix(他の二次電流ix…も同じ)が流れる経路は、二次巻線2sの巻終端子→第一ダイオード4→蓄電素子Bの正極側→蓄電素子Bの負極側→二次巻線2sの巻始端子となる。図2(e)には、二次電流ixが流れるタイミングを示す。
As a result, secondary currents ix corresponding to the positive half-wave current Ix flow through the secondary windings 2s of the
そして、この場合、全ての二次巻線2s…は並列に接続した状態となるため、各蓄電素子B…の端子電圧V…間にバラツキが存在すれば、端子電圧Vの一番低い蓄電素子Bに対して二次電流ix…が集中して流れることになり、この結果、一番低い端子電圧Vの蓄電素子Bの端子電圧が上昇する電圧均等化作用が生じる。 In this case, since all the secondary windings 2s are connected in parallel, if there is a variation between the terminal voltages V of the respective storage elements B, the storage element having the lowest terminal voltage V is provided. Secondary currents ix... Flow in a concentrated manner with respect to B, and as a result, a voltage equalizing action occurs in which the terminal voltage of the storage element B having the lowest terminal voltage V increases.
次いで、第二スイッチSyがON(第一スイッチSxがOFF)したものとする。この場合、トランス2の一次巻線2fには、負側半波電流Iy(全波電流Ioの負側)が一次電流として流れる。図1に点線矢印で示すように、負側半波電流Iyが流れる経路は、バッテリ21(直流電源Ef)の正極側(正極端子21p)→一次巻線2fのセンタタップ2ct→第二巻線2fy→第二スイッチSy→バッテリ21(直流電源Ef)の負極側(負極端子21n)となる。また、図2(d)には、負側半波電流Iyが流れるタイミングを示す。
Next, it is assumed that the second switch Sy is turned on (the first switch Sx is turned off). In this case, the negative half-wave current Iy (the negative side of the full-wave current Io) flows as a primary current in the primary winding 2f of the
これにより、トランス2の二次巻線2s…には、負側半波電流Iyに対応した二次電流iy…が流れる。図1に点線矢印で示すように、このときの二次電流iy(他の二次電流iy…も同じ)が流れる経路は、上述した二次電流ixが流れた二次巻線2sとは異なる他の(隣の)二次巻線2s(蓄電素子Bから見た場合は上位電圧側)の巻始端子→蓄電素子Bの正極側→蓄電素子Bの負極側→第二ダイオード5→上述した二次電流ixを流した二次巻線2sとは異なる他の(隣の)二次巻線2s(蓄電素子Bから見た場合は上位電圧側)の巻終端子となる。なお、各蓄電素子B…に流れる二次電流iy…は、他の(隣の)二次巻線2s…を利用するため、最上位電圧側に位置する蓄電素子Bに対しては、図1に示すように、補助巻線2ssを利用して二次電流Iyが流れる。図2(f)には、二次電流iyが流れるタイミングを示す。
As a result, secondary currents iy corresponding to the negative half-wave current Iy flow through the secondary windings 2s of the
この場合も、全ての二次巻線2s…は並列に接続した状態となるため、各蓄電素子B…の端子電圧V…間にバラツキが存在すれば、端子電圧Vの一番低い蓄電素子Bに対して二次電流iy…が集中して流れることになり、この結果、一番低い端子電圧Vの蓄電素子Bの端子電圧が上昇する電圧均等化作用が生じる。よって、このような二次電流ix…とiy…の充電作用が交互に繰り返されることにより、全ての蓄電素子B…の端子電圧V…が均等化する電圧均等化処理が行われる。 Also in this case, since all the secondary windings 2s are connected in parallel, if there is a variation between the terminal voltages V of the respective storage elements B, the storage element B having the lowest terminal voltage V is present. Secondary current iy ... flows in a concentrated manner, and as a result, a voltage equalizing action occurs in which the terminal voltage of the storage element B having the lowest terminal voltage V rises. Therefore, the voltage equalization process for equalizing the terminal voltages V of all the storage elements B is performed by alternately repeating the charging operation of the secondary currents ix.
このような本実施形態に係る電圧均等化装置1によれば、全波電流Ioを流して均等化するタイプの電圧均等化装置1であっても、センタタップの無い単純巻線を用いた二次巻線2s…を巻装したトランス2を備えるため、二次巻線2s…の巻数量は、センタタップを有する二次巻線を巻装した従来の電圧均等化装置に比べて半分となり、主要部品であるトランス2の大幅な小型軽量化に貢献できる。この結果、電圧均等化装置1自身の小型コンパクト化,軽量化及びコストダウンを実現することができる。
According to the
次に、本発明の変更実施形態に係る電圧均等化装置1bについて、図3を参照して説明する。 Next, a voltage equalizing apparatus 1b according to a modified embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図3に示す電圧均等化装置1bも、基本的な構成は、図1に示した電圧均等化装置1aと同じとなるが以下の点において相違する。即ち、トランス2の二次側の回路構成は、第一ダイオード4…の接続個所を蓄電素子Bから見て負極側に変更したこと、補助巻線2ssから流す二次電流iyを、最下位電圧側に位置する蓄電素子Bに対して流すこと、が相違する。
The basic structure of the voltage equalizing apparatus 1b shown in FIG. 3 is the same as that of the voltage equalizing apparatus 1a shown in FIG. 1, but is different in the following points. That is, the circuit configuration on the secondary side of the
また、トランス2の一次側の回路構成は、一次巻線2fを、センタタップの無い単純巻線により構成するとともに、この一次巻線2fに対して全波電流Ioを流す一次電源回路25(電源手段3)を備えた点が異なる。したがって、一次電源回路25には、別途の直流電源を内蔵するとともに、全波電流Ioの生成回路を内蔵する。その他、図3において、図1と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
Further, the circuit configuration on the primary side of the
図3に示す電圧均等化装置1bでは、一次電源回路25から図3に示す正パルスと負パルスに基づく全波電流Ioが流れ、この全波電流Ioに対応して、二次巻線2s…(補助巻線2ss)には、図1に示した実施形態と同様の二次電流ix…とiy…が交互に流れ、この結果、同実施形態と同様の電圧均等化処理が行われる。
In the voltage equalizing apparatus 1b shown in FIG. 3, the full-wave current Io based on the positive pulse and the negative pulse shown in FIG. 3 flows from the primary
他方、図4及び図5には、トランス2の一次側の回路構成に係わる変更例を示す。したがって、図4及び図5において、トランス2の二次側の回路は図示を省略したが、この二次側の回路構成は、図1又は図3に示した回路構成をそのまま用いることができる。
On the other hand, FIGS. 4 and 5 show modified examples related to the circuit configuration of the primary side of the
図4は、一次巻線2fをセンタタップの無い単純巻線により構成するとともに、この一次巻線2fに対して全波電流Ioを流す電源手段3を備える。この電源手段3は、一次巻線2fとこの一次巻線2fに給電する直流電源Ef間に接続し、ON/OFFすることにより一次巻線2fに対して全波電流Ioを流すスイッチ手段12を備えて構成する。図4において、第一スイッチ(スイッチ素子)S1,第二スイッチ(スイッチ素子)S2,第三スイッチ(スイッチ素子)S3及び第四スイッチ(スイッチ素子)S4がスイッチ手段12を構成し、各スイッチS1〜S4は、制御回路27によりON/OFF制御される。その他、図4において、図1及び図3と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
In FIG. 4, the primary winding 2 f is configured by a simple winding without a center tap, and power supply means 3 is provided for flowing a full-wave current Io to the primary winding 2 f. This power supply means 3 is connected between a primary winding 2f and a DC power supply Ef that feeds power to the primary winding 2f, and is turned on / off to switch means 12 that causes full-wave current Io to flow to the primary winding 2f. Prepare and configure. In FIG. 4, a first switch (switch element) S1, a second switch (switch element) S2, a third switch (switch element) S3 and a fourth switch (switch element) S4 constitute the switch means 12, and each switch S1 -S4 is ON / OFF controlled by the
図4に示す変更例では、四つの各スイッチS1〜S4によりいわゆるフルブリッジが構成され、第一スイッチS1と第四スイッチS4、さらに第二スイッチS2と第三スイッチS3は、それぞれ同期してON/OFF制御されるとともに、(第一スイッチS1及び第四スイッチS4)と(第二スイッチS2及び第三スイッチS3)は、交互にON/OFF制御される。この結果、一次巻線2fには、図3に示した実施形態と同様の全波電流Io、即ち、正側半波電流Ixと負側半波電流Iyが交互に流れる。 In the modification shown in FIG. 4, a so-called full bridge is configured by four switches S1 to S4, and the first switch S1 and the fourth switch S4, and the second switch S2 and the third switch S3 are turned on in synchronization with each other. The (first switch S1 and fourth switch S4) and (second switch S2 and third switch S3) are alternately ON / OFF controlled. As a result, the full-wave current Io, that is, the positive half-wave current Ix and the negative half-wave current Iy similar to those in the embodiment shown in FIG.
図5も、一次巻線2fをセンタタップの無い単純巻線により構成するとともに、この一次巻線2fに対して全波電流Ioを流す電源手段3を備える。この電源手段3は、一次巻線2fとこの一次巻線2fに給電する直流電源Ef間に接続し、ON/OFFすることにより一次巻線2fに対して全波電流Ioを流すスイッチ手段13を備えて構成する。図5において、第一スイッチ(スイッチ素子)Smと第二スイッチ(スイッチ素子)Snがスイッチ手段13を構成し、各スイッチSmとSnは、制御回路28によりON/OFF制御される。また、Cm,Cnは、コンデンサを用いた蓄電部を示す。その他、図5において、図1及び図3と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
In FIG. 5 also, the primary winding 2f is constituted by a simple winding without a center tap, and the power supply means 3 for supplying a full-wave current Io to the primary winding 2f is provided. This power supply means 3 is connected between the primary winding 2f and a DC power supply Ef that feeds power to the primary winding 2f, and is turned on / off to switch means 13 that causes the full-wave current Io to flow to the primary winding 2f. Prepare and configure. In FIG. 5, a first switch (switch element) Sm and a second switch (switch element) Sn constitute switch means 13, and each switch Sm and Sn is ON / OFF controlled by a
図5に示す変更例では、二つの各スイッチSmとSnによりいわゆるハーフブリッジが構成され、第一スイッチSmと第二スイッチSnは交互にON/OFF制御される。この結果、一次巻線2fには、図3に示した実施形態と同様の全波電流Io、即ち、正側半波電流Ixと負側半波電流Iyが交互に流れる。この場合、第一スイッチSmと第二スイッチSnがON/OFFすることにより、蓄電部CmとCnに対して充電/放電が繰り返されため、正側半波電流Ixには、蓄電部Cmの放電電流Imが含まれるとともに、負側半波電流Iyには、蓄電部Cnの放電電流Inが含まれる。 In the modification shown in FIG. 5, a so-called half bridge is constituted by two switches Sm and Sn, and the first switch Sm and the second switch Sn are alternately turned ON / OFF. As a result, the full-wave current Io, that is, the positive half-wave current Ix and the negative half-wave current Iy similar to those in the embodiment shown in FIG. In this case, since the first switch Sm and the second switch Sn are turned on / off, the power storage units Cm and Cn are repeatedly charged / discharged. Therefore, the positive half-wave current Ix includes the discharge of the power storage unit Cm. The current Im is included, and the negative half-wave current Iy includes the discharge current In of the power storage unit Cn.
このような変更例のように、電源手段3を構成するに際して、一次巻線2fとこの一次巻線2fに給電する直流電源Ef間に接続し、ON/OFFすることにより一次巻線2fに対して全波電流Ioを流すスイッチ手段12,13を備えて構成すれば、必要な全波電流Ioを容易かつ確実に得ることができる。また、トランス2に対する一次側の構成は、各種構成を採用できるため、用途や目的等に応じた最適な回路構成を選択できる。
When the power supply means 3 is configured as in such a modification, it is connected between the primary winding 2f and the DC power supply Ef that feeds power to the primary winding 2f, and is turned on / off to turn off the primary winding 2f. If the switch means 12 and 13 for supplying the full-wave current Io are provided, the necessary full-wave current Io can be obtained easily and reliably. Moreover, since the structure of the primary side with respect to the
以上、最良の実施形態(変更実施形態)について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の回路構成,部品,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。 Although the best embodiment (modified embodiment) has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and the present invention is not limited to such a detailed circuit configuration, parts, quantity, numerical value, and the like. Any change, addition, or deletion can be made without departing from the scope of the above.
例えば、第一整流手段4…と第二整流手段5…は、ダイオードを用いた場合を例示したが、トランジスタを用いてもよい。この場合、一方のトランジスタをONしたときに他方のトランジスタをOFFにすればよい。このように、第一整流手段4…と第二整流手段5…は、ダイオードを用いた場合と同様の機能を発揮させることができる他の部品又は回路により置換することができる。また、電源手段3は、例示に限定されるものではなく、全波電流Ioを流すことができる各種構成の電源手段3により置換することができるとともに、電源手段3(直流電源Ef)は、蓄電素子B…を直接利用する場合と別途の直流電源を用いる場合の双方が含まれる。なお、電圧均等化装置1a,1bを接続する対象として、電気自動車或いはハイブリッド自動車に搭載するバッテリ21を例示したが、複数の蓄電素子を備える場合の各種用途を対象とすることができる。
For example, although the case where the first rectifying means 4... And the second rectifying means 5 are diodes is exemplified, transistors may be used. In this case, when one transistor is turned on, the other transistor may be turned off. Thus, the first rectifying means 4... And the second rectifying means 5... Can be replaced by other components or circuits that can exhibit the same function as when diodes are used. Further, the power supply means 3 is not limited to the example, and can be replaced by the power supply means 3 having various configurations capable of flowing the full-wave current Io, and the power supply means 3 (DC power supply Ef) Both the case where the elements B... Are used directly and the case where a separate DC power source is used are included. In addition, although the
1a 電圧均等化装置
1b 電圧均等化装置
2 トランス
2f 一次巻線
2s… 二次巻線
2ss 補助巻線
2ct センタタップ
2fx 第一巻線
2fy 第二巻線
3 電源手段
4… 第一整流手段
5… 第二整流手段
11 スイッチ手段
12 スイッチ手段
13 スイッチ手段
Io 全波電流
Ix 正側半波電流
Iy 負側半波電流
ix… 二次電流
iy… 二次電流
B… 蓄電素子
V… 端子電圧
Ef 直流電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Voltage equalization apparatus 1b
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