JP5416836B2 - Power storage device using capacitor - Google Patents

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Description

本発明は、電気二重層キャパシタ(Electric Double-Layer Capacitor、以下ではEDLCと記す)などのキャパシタを用いた蓄電装置の蓄電開始時において、当該蓄電装置用の制御回路に対して、その初期駆動用の電源を供給する電源装置に関するものである。   The present invention provides an initial drive for a control circuit for a power storage device at the start of power storage of the power storage device using a capacitor such as an electric double-layer capacitor (hereinafter referred to as EDLC). It is related with the power supply device which supplies the power supply of.

EDLCなどのキャパシタを用いた蓄電装置では、キャパシタ単体の定格電圧が2.3〜4.0[V]程度と低いので、必要な出力電圧を得るために、複数個のキャパシタを直列接続して用いることが多い。また蓄電容量を増加させるために並列接続して用いることも多い。すなわちキャパシタを用いた蓄電装置では、複数個のキャパシタを直並列接続して用いることが多い。
しかし、キャパシタは静電容量誤差が大きいので、複数個のキャパシタを直列接続して用いた場合、充電時に静電容量の小さなキャパシタから満充電となり、さらに充電を継続し続ければ、静電容量の小さなキャパシタの端子間電圧は定格電圧を超え、劣化や破壊の原因となる。
In a power storage device using a capacitor such as an EDLC, the rated voltage of the capacitor alone is as low as about 2.3 to 4.0 [V]. Therefore, in order to obtain a required output voltage, a plurality of capacitors are connected in series. Often used. In many cases, they are connected in parallel to increase the storage capacity. That is, in a power storage device using a capacitor, a plurality of capacitors are often used in series-parallel connection.
However, since a capacitor has a large capacitance error, when a plurality of capacitors are connected in series, the capacitor having a small capacitance is fully charged at the time of charging, and if the charging is continued, the capacitance is reduced. The voltage across the terminals of small capacitors exceeds the rated voltage, causing deterioration and destruction.

そこで、キャパシタを用いた蓄電装置では、その充電過程において、蓄電部を構成するキャパシタの静電容量誤差等に起因する各キャパシタの端子間電圧のばらつきを抑制したり、各キャパシタの過充電を防止するための制御を行う必要がある。
したがって、一般的にキャパシタを用いた蓄電装置は、直並列接続された複数個のキャパシタによって構成される蓄電部と、蓄電部のキャパシタの端子間電圧のばらつきを抑制したり、各キャパシタの過充電を防止するための制御部から構成される。
Therefore, in a power storage device using a capacitor, during the charging process, it is possible to suppress variations in the voltage between terminals of each capacitor due to capacitance error of the capacitors constituting the power storage unit, and to prevent overcharging of each capacitor. It is necessary to perform control to do this.
Therefore, in general, a power storage device using capacitors suppresses variations in the voltage between the terminals of the power storage unit composed of a plurality of capacitors connected in series and in parallel, and overcharges of each capacitor. It is comprised from the control part for preventing.

キャパシタを用いた蓄電装置の制御部の機能については、上述の他にも、蓄電部への入力電流制御や負荷への出力電流制御など、様々な目的のために様々な機能がこれまでに提案されているが、どのような制御部もアナログ回路や論理回路、あるいはマイクロプロセッサやPLD、FPGAなどの制御素子によって構成されているので、制御部自体の電源が必要である。
In addition to the functions described above, various functions have been proposed for various purposes such as input current control to the power storage unit and output current control to the load. However, since any control unit is configured by an analog circuit, a logic circuit, or a control element such as a microprocessor, PLD, or FPGA, a power source for the control unit itself is required.

特許3418951(特開平11−215695)直並列切換型電源装置Patent 3341951 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-215695) Series-parallel switching power supply 特許3487780(特開2000−253572)接続切り換え制御キャパシタ電源装置Patent 3487780 (JP 2000-253572) Connection switching control capacitor power supply 特許4368924 キャパシタを用いた蓄電装置とその制御方法 PCT/JP2005/019208 キャパシタを用いた蓄電装置とその制御方法 WO2007046138 Charge Storing Device Using Capacitor and Its Control MethodPatent 4789924 Power storage device using capacitor and control method thereof PCT / JP2005 / 019208 Power storage device using capacitor and control method thereof WO2007046138 Charge Storing Device Using Capacitor and Its Control Method 特許第3854592号(特開2005−80469) 蓄電器の充電装置Patent No. 3854592 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-80469) Battery Charger Device 特許第3764633号(特開2002−10510) 電気エネルギ貯蔵装置、セルエネルギ量調節装置およびセルエネルギ量調整方法Patent No. 3746633 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-10510) Electrical energy storage device, cell energy amount adjusting device, and cell energy amount adjusting method 特開2007−252078 均等蓄放電回路JP2007-252078 Equal storage / discharge circuit 特開2006−296179 キャパシタの蓄電装置、及びその充放電方法Patent application title: Capacitor power storage device and charge / discharge method thereof 特開2007−006552 組電池用均等化回路Patent application title: Equalizing circuit for assembled battery 特開2006−109620 蓄電器の電圧制御装置及びそれを備えた蓄電器モジュールJP-A-2006-109620 Voltage control device for capacitor and capacitor module provided with the same

しかし、このような制御部の回路の電源については余り示唆されていない。制御部の電源として一次電池あるいは二次電池を用いる方法があるが、キャパシタを用いた蓄電装置は、そもそもキャパシタのサイクル寿命が電池より極めて長く、保守を余り必要としないことが特徴であるから、制御回路の電源としてキャパシタよりはるかに寿命の短い電池を用いることは、キャパシタを用いた蓄電装置の特徴を損なうことになる。   However, there is not much suggestion about the power supply of the circuit of such a control unit. Although there is a method of using a primary battery or a secondary battery as a power source for the control unit, the power storage device using a capacitor is characterized in that the cycle life of the capacitor is extremely longer than that of the battery in the first place, and requires little maintenance. Use of a battery having a life much shorter than that of a capacitor as the power source of the control circuit impairs the characteristics of the power storage device using the capacitor.

また制御回路の電源として、蓄電部のキャパシタに蓄積された電力のみを用いることを前提としている蓄電装置もあるが、この方法では、蓄電部のキャパシタが完全放電状態の場合には、無制御の状態で蓄電部のキャパシタへの充電が開始され、キャパシタに電荷が徐々に蓄積されて、蓄電部の出力電圧が制御回路の電源として利用し得る値に達してから制御回路が稼働状態になる。
すなわち、蓄電部のキャパシタへの充電開始直後から暫くの間、制御回路を稼働させることはできず、しかも、蓄電部が大きな静電容量のキャパシタによって構成されている場合には、蓄電部の出力電圧が制御回路の電源として利用し得る値に達するまでに比較的長い時間を必要とするので、長時間、無制御の状態が継続されることになる。
There is also a power storage device that presupposes that only the electric power stored in the capacitor of the power storage unit is used as the power source of the control circuit. However, in this method, when the capacitor of the power storage unit is in a fully discharged state, there is no control. In this state, charging of the capacitor of the power storage unit is started, electric charges are gradually accumulated in the capacitor, and the control circuit enters an operating state after the output voltage of the power storage unit reaches a value that can be used as the power source of the control circuit.
That is, the control circuit cannot be operated for a while immediately after the start of charging of the capacitor of the power storage unit, and if the power storage unit is configured by a capacitor with a large capacitance, the output of the power storage unit Since a relatively long time is required until the voltage reaches a value that can be used as the power source of the control circuit, the uncontrolled state is continued for a long time.

しかし、制御回路は蓄電部への充電開始時から稼働状態にあることが好ましい。その理由を以下に記す。
これまで、キャパシタを用いた蓄電装置に関して、蓄電部を構成するキャパシタの静電容量誤差や自己放電に起因する端子間電圧のばらつきを抑制し、全てのキャパシタの端子間電圧を揃え(以下では、均圧化と呼ぶ)たり、キャパシタの過充電を防止するための様々な方法が提案されている。
However, the control circuit is preferably in an operating state from the start of charging the power storage unit. The reason is described below.
Until now, regarding power storage devices using capacitors, it is possible to suppress variations in terminal voltages caused by capacitance errors and self-discharge of the capacitors constituting the power storage unit, and to align the voltages between terminals of all capacitors (below, Various methods have been proposed to prevent overcharging of the capacitor.

例えば、特許文献1〜特許文献3のような抵抗を用いた均圧化回路(並列モニタとも呼ばれる)を用いる方法や、特許文献4〜特許文献7のようなトランスやコイルを用いた均圧化回路、特許文献8もしくは特許文献9のようなキャパシタを用いた均圧化回路などがある。これらの均圧化回路を制御しているのが制御部である。   For example, a method using a voltage equalization circuit (also called a parallel monitor) using resistors as in Patent Documents 1 to 3, or a voltage equalization using a transformer or coil as in Patent Documents 4 to 7. There is a circuit, a voltage equalizing circuit using a capacitor as in Patent Document 8 or Patent Document 9, and the like. The control unit controls these pressure equalizing circuits.

しかし、いずれの均圧化回路を用いるにしても、制御部の電源として蓄電部のキャパシタに蓄積された電力を用いる方法をとれば、完全放電状態にある蓄電部のキャパシタへの充電が開始され、電荷が徐々に蓄積されて、その電圧が制御回路の電源として利用し得る値に達するまでの間、無制御状態が継続されることになり、均圧化回路は動作しない。
無制御状態が長時間続くと、蓄電部のキャパシタの端子間電圧のばらつきは大きくなる。したがって、蓄電部のキャパシタの電圧が制御回路の電源として利用し得る値に達し、制御回路が動作可能となった段階で均圧化回路を動作させても、均圧化が間に合わなかったり、拡大したキャパシタ間の端子間電圧のばらつきを抑制するために蓄電部に蓄積された多くのエネルギーを無駄に消費しなければならないという事態が起こり得る。
また、特許文献1〜特許文献3のように、蓄電部において直並列切り換えと呼ばれる制御方法が用いられる場合には、一般的に蓄電部の全てのキャパシタを直列接続に切り換えて充電が開始されるが、蓄電部のキャパシタが完全放電状態にあり、制御部が稼働していない場合には、その切り換え制御すら行えず、蓄電部の充電自体が行えないことになる。
以上の理由により、蓄電部のキャパシタへの充電開始と同時に制御部を稼働させ、均圧化動作を行わせることにより、充電開始時からキャパシタ間の端子間電圧のばらつきを抑制しておくことが好ましい。そうすることにより、蓄電部のキャパシタに入力される電力エネルギーを無駄なく蓄積することができ、充電時間を短縮することも可能となる。
However, regardless of which voltage equalization circuit is used, charging the capacitor of the power storage unit in a fully discharged state is started by using the method of using the power stored in the capacitor of the power storage unit as the power source of the control unit. Until the electric charge is gradually accumulated and the voltage reaches a value that can be used as the power source of the control circuit, the non-control state is continued, and the voltage equalizing circuit does not operate.
When the non-control state continues for a long time, the variation in the voltage between the terminals of the capacitor of the power storage unit increases. Therefore, even if the voltage equalization circuit is operated when the voltage of the capacitor of the power storage unit has reached a value that can be used as the power supply of the control circuit and the control circuit becomes operable, the voltage equalization is not in time or expanded. In order to suppress the variation in the voltage between the terminals between the capacitors, a large amount of energy stored in the power storage unit must be consumed.
When a control method called serial-parallel switching is used in the power storage unit as in Patent Documents 1 to 3, charging is generally started by switching all capacitors of the power storage unit to series connection. However, when the capacitor of the power storage unit is in a completely discharged state and the control unit is not operating, even the switching control cannot be performed, and the power storage unit itself cannot be charged.
For the above reasons, it is possible to suppress variations in the inter-terminal voltage between capacitors from the start of charging by operating the control unit simultaneously with the start of charging of the capacitor of the power storage unit and performing a pressure equalizing operation. preferable. By doing so, the power energy input to the capacitor of the power storage unit can be stored without waste, and the charging time can be shortened.

そこで本発明では、EDLC等のキャパシタを蓄電部に用いた蓄電装置において、蓄電部のキャパシタに充電を開始する時点から制御回路を動作させるための初期駆動用電源を提案している。この制御回路の初期駆動用電源にも蓄電素子が必要であるが、その蓄電素子として、サイクル寿命の長いEDLC等のキャパシタを用いる。
この初期駆動用電源は、少なくとも、蓄電部の出力電圧が制御回路の駆動電圧に達するまでの間、制御回路に駆動用電力を供給する回路であり、蓄電部の出力電圧が制御回路の駆動電圧に達した後も制御回路に駆動用電力を供給する回路構成とすることもできるし、蓄電部の出力電圧が制御回路の駆動電圧に達した後は、制御回路の駆動用電力を蓄電部から供給する回路構成とすることもできる。
Therefore, the present invention proposes an initial driving power source for operating a control circuit from the time when charging of the capacitor of the power storage unit is started in a power storage device using a capacitor such as an EDLC for the power storage unit. The power source for initial drive of this control circuit also requires a power storage element, and a capacitor such as an EDLC having a long cycle life is used as the power storage element.
This initial drive power supply is a circuit that supplies drive power to the control circuit until at least the output voltage of the power storage unit reaches the drive voltage of the control circuit, and the output voltage of the power storage unit is the drive voltage of the control circuit. It is possible to adopt a circuit configuration that supplies drive power to the control circuit even after reaching the control circuit.After the output voltage of the power storage unit reaches the drive voltage of the control circuit, the drive power of the control circuit is supplied from the power storage unit. A circuit configuration to be supplied may be employed.

本発明の請求項1に係るキャパシタを用いた蓄電装置では、
キャパシタを用いた主蓄電部を備えた蓄電装置における、直流電源から主蓄電部への蓄電と、主蓄電部から負荷への放電を制御するための制御回路を備え、
前記直流電源から電源の供給が開始される初期状態において前記制御回路の電源となる副蓄電部を備えた蓄電装置において、
前記副蓄電部にはキャパシタを用い、
前記主蓄電部は、メーク接点動作をする充電用メーク接点スイッチを介して前記直流電源と接続され、
前記副蓄電部の端子間電圧を検出する検出回路を備え、
前記制御回路は、前記検出回路によって検出された前記副蓄電部の端子間電圧が、制御回路の動作電圧以上になってから前記副蓄電部から電源が供給されて動作を開始し、その後、前記充電用メーク接点スイッチを閉じて、前記直流電源から前記主蓄電部への蓄電を開始するとともに、所定の蓄電制御を開始するように構成され、
前記副蓄電部は、ブレーク接点動作をするブレーク接点スイッチを介して前記直流電源と接続され、
前記制御回路は、前記検出回路によって検出された前記副蓄電部の端子間電圧が充電完了電圧以上になってから、前記ブレーク接点スイッチを開くように構成されている。
請求項2では、
負荷は、放電用メーク接点スイッチを介して前記主蓄電部と接続され、
前記制御回路は、主蓄電部の出力電圧が、所定の放電可能電圧以上になってから、放電用メーク接点スイッチを閉じて放電可能状態とするように構成されている。
請求項3では、
前記制御回路の電源は、前記副蓄電部の端子間電圧を所定の動作電圧に変換する電圧変換手段の出力電圧に接続され、
前記電圧変換手段は、前記副蓄電部の端子間電圧が、所定の前記変換可能電圧以上になってから、前記出力電圧を前記制御回路の電源として供給するように構成されている。
請求項4では、
前記電圧変換手段は、副蓄電部の出力電圧を、制御回路の動作電圧に変換する電圧変換手段である。
請求項5では、
主蓄電部の出力電圧を降圧して、副蓄電部に充電する降圧型電圧変換手段を備えている。
請求項6では、
前記ブレーク接点スイッチは、
直流電源と副蓄電部との間に直列接続されたサイリスタと、
前記サイリスタのソースとゲートに並列接続されて、直流電源の供給開始時にはオン状態であって前記サイリスタをターンオンし、制御回路からのブレーク制御信号によりオフされるディプレッション型nMOSFETと、
前記サイリスタのソースとドレインに並列接続されて、制御回路からのブレーク制御信号によりオンされて前記サイリスタをターンオフした後、オフされるエンハンスメント型nMOSFETと
を含んでいる。
請求項7では、
前記ブレーク接点スイッチは、
直流電源と副蓄電部との間に直列接続されたサイリスタと、
前記サイリスタのソースとゲートに並列接続されて、直流電源の供給によりオンされて前記サイリスタをターンオンし、制御回路からのブレーク制御信号によりオフされるエンハンスメント型nMOSFETと、
前記サイリスタのソースとドレインに並列接続されて、制御回路からのブレーク制御信号によりオンされて前記サイリスタをターンオフした後、オフされるエンハンスメント型nMOSFETと
を含んでいる。
In the power storage device using the capacitor according to claim 1 of the present invention,
In a power storage device including a main power storage unit using a capacitor, a control circuit for controlling power storage from a DC power source to the main power storage unit, and discharging from the main power storage unit to a load,
In a power storage device including a sub power storage unit serving as a power source for the control circuit in an initial state in which power supply from the DC power source is started,
A capacitor is used for the sub power storage unit,
The main power storage unit is connected to the DC power source via a make contact switch for charging that performs a make contact operation,
A detection circuit for detecting a voltage between terminals of the sub power storage unit;
The control circuit starts operation by supplying power from the sub power storage unit after the inter-terminal voltage of the sub power storage unit detected by the detection circuit is equal to or higher than the operation voltage of the control circuit, The charging make contact switch is closed to start power storage from the DC power source to the main power storage unit, and to start predetermined power storage control,
The sub power storage unit is connected to the DC power source via a break contact switch that performs a break contact operation.
The control circuit is configured to open the break contact switch after the inter-terminal voltage of the sub power storage unit detected by the detection circuit becomes equal to or higher than a charging completion voltage.
In claim 2,
The load is connected to the main power storage unit via a discharge make contact switch,
The control circuit is configured to close the discharge make contact switch to be in a dischargeable state after the output voltage of the main power storage unit becomes equal to or higher than a predetermined dischargeable voltage.
In claim 3,
The power source of the control circuit is connected to the output voltage of voltage conversion means for converting the voltage between the terminals of the sub power storage unit into a predetermined operating voltage,
The voltage conversion unit is configured to supply the output voltage as a power source of the control circuit after the voltage between the terminals of the sub power storage unit becomes equal to or higher than the predetermined convertible voltage.
In claim 4,
The voltage conversion means is voltage conversion means for converting the output voltage of the sub power storage unit into an operating voltage of the control circuit.
In claim 5,
Step-down voltage conversion means for stepping down the output voltage of the main power storage unit and charging the sub power storage unit is provided.
In claim 6,
The break contact switch is
A thyristor connected in series between the DC power supply and the sub power storage unit;
A depletion-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and gate of the thyristor, is turned on when DC power supply starts, turns on the thyristor, and is turned off by a break control signal from a control circuit;
It includes an enhancement type nMOSFET that is connected in parallel to the source and drain of the thyristor and turned off after being turned on by a break control signal from a control circuit to turn off the thyristor.
In claim 7,
The break contact switch is
A thyristor connected in series between the DC power supply and the sub power storage unit;
An enhancement-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and gate of the thyristor, is turned on by supplying a DC power supply to turn on the thyristor, and is turned off by a break control signal from a control circuit;
It includes an enhancement type nMOSFET that is connected in parallel to the source and drain of the thyristor and turned off after being turned on by a break control signal from a control circuit to turn off the thyristor.

本発明の請求項1に係るキャパシタを用いた蓄電装置によれば、
検出回路によって検出された副蓄電部の端子間電圧が、制御回路の動作電圧以上になってから、副蓄電部から制御回路へ電源が供給されて、制御回路は動作開始するので、制御回路は確実な動作が可能となる。
そして、制御回路が確実な動作を開始してから、充電用メーク接点スイッチを閉じて、直流電源から主蓄電部への蓄電を開始するとともに、制御回路による所定の蓄電制御を開始するように構成されているので、主蓄電部への適正な蓄電が行える。
さらに、
副蓄電部は、ブレーク接点動作をするブレーク接点スイッチを介して前記直流電源と接続されているので、直流電源から電源が供給開始されたときには前記ブレーク接点スイッチはオン状態であって、直流電源から副蓄電部への充電が確実に開始される。
そして、前記検出回路によって検出された前記副蓄電部の端子間電圧が充電完了電圧以上になってから、前記ブレーク接点スイッチを開いて、副蓄電部への充電を終了するので、副蓄電部への適正な充電が行える。
請求項2では、
主蓄電部の出力電圧が、所定の放電可能電圧以上になってから、放電用メーク接点スイッチを閉じて放電可能状態とするので、確実な放電が可能となる。
請求項3では、
副蓄電部の端子間電圧が、電圧変換手段における所定の前記変換可能電圧以上になってから、前記副蓄電部からの出力電圧を前記制御回路の電源として供給するので、制御回路は確実に動作する。
請求項4では、
電圧変換手段によって、副蓄電部の出力電圧を、制御回路の動作電圧に変換するので、副蓄電部の定格電圧が制御回路の動作電圧と異なる場合でも、制御回路を適正に駆動することができる。
請求項5では、
主蓄電部の放電電圧を降圧して、副蓄電部に充電する降圧型電圧変換手段を備えているので、主蓄電部の定格電圧が、副蓄電部の定格電圧より高い場合でも、適正な充電電圧を副蓄電部へ供給することができる。
請求項6では、
前記ブレーク接点スイッチは、
直流電源と副蓄電部との間に直列接続されたサイリスタと、
前記サイリスタのソースとゲートに並列接続されて、直流電源の供給開始時にはオン状態であって前記サイリスタをターンオンし、制御回路からのブレーク制御信号によりオフされるディプレッション型nMOSFETと、
前記サイリスタのソースとドレインに並列接続されて、制御回路からのブレーク制御信号によりオンされて前記サイリスタをターンオフした後、オフされるエンハンスメント型nMOSFETと
を含んでおり、
直流電源の供給開始時にはディプレッション型nMOSFETがオン状態であってサイリスタをターンオンして副蓄電部への充電を開始し、
制御回路からのブレーク制御信号によりディプレッション型nMOSFETをOFFすると共に、エンハンスメント型nMOSFETがオンされて前記サイリスタのソース電流を保持電流以下にして前記サイリスタをターンオフした後、エンハンスメント型nMOSFETがオフされて副蓄電部への充電を終了するので、
副蓄電部が満充電になったときに制御回路からブレーク制御信号を出力することにより、副蓄電部への適正な充電が行える。
請求項7では、
前記ブレーク接点スイッチは、
直流電源と副蓄電部との間に直列接続されたサイリスタと、
前記サイリスタのソースとゲートに並列接続されて、直流電源の供給開始時にはオン状態であって前記サイリスタをターンオンし、制御回路からのブレーク制御信号によりオフされるディプレッション型nMOSFETと、
前記サイリスタのソースとドレインに並列接続されて、制御回路からのブレーク制御信号によりオンされて前記サイリスタをターンオフした後、オフされるエンハンスメント型nMOSFETと
を含んでおり、
直流電源の供給開始時にはディプレッション型nMOSFETがオン状態であってサイリスタをターンオンして副蓄電部への充電を開始し、
制御回路からのブレーク制御信号によりディプレッション型nMOSFETをOFFすると共に、エンハンスメント型nMOSFETがオンされて前記サイリスタのソース電流を保持電流以下にして前記サイリスタをターンオフした後、エンハンスメント型nMOSFETがオフされて副蓄電部への充電を終了するので、
副蓄電部が満充電になったときに制御回路からブレーク制御信号を出力することにより、副蓄電部への適正な充電が行える。
請求項8では、
前記ブレーク接点スイッチは、
直流電源と副蓄電部との間に直列接続されたサイリスタと、
前記サイリスタのソースとゲートに並列接続されて、直流電源の供給によりオンされて前記サイリスタをターンオンし、制御回路からのブレーク制御信号によりオフされるエンハンスメント型nMOSFET(図4中に符号「45」を付して示した。)と、
前記サイリスタのソースとドレインに並列接続されて、制御回路からのブレーク制御信号によりオンされて前記サイリスタをターンオフした後、オフされるエンハンスメント型nMOSFET(図4中に符号「46」を付して示した。)と
を含んでおり、
直流電源の供給開始時には(図4にて符号「45」を付した)エンハンスメント型nMOSFETがオンされてサイリスタをターンオンして副蓄電部への充電を開始し、
制御回路からの(図4の「第3の」)ブレーク制御信号により(図4にて符号「45」を付した)エンハンスメント型nMOSFETをオフし、さらに(図4の「第4の」)ブレーク制御信号により(図4にて符号「46」を付した)エンハンスメント型nMOSFETがオンされて前記サイリスタのソース電流を保持電流以下にしてターンオフした後、(図4の「第4の」)ブレーク制御信号を停止することにより、(図4にて符号「46」を付した)エンハンスメント型nMOSFETがオフされて副蓄電部への充電を終了するので、
副蓄電部が満充電になったときに制御回路から出力される(図4の「第4の」)ブレーク制御信号を停止することにより、副蓄電部への適正な充電が行える。
According to the power storage device using the capacitor according to claim 1 of the present invention,
After the voltage between the terminals of the sub power storage unit detected by the detection circuit becomes equal to or higher than the operating voltage of the control circuit, power is supplied from the sub power storage unit to the control circuit, and the control circuit starts operation. Reliable operation is possible.
Then, after the control circuit starts a reliable operation, the charging make contact switch is closed to start power storage from the DC power source to the main power storage unit and to start predetermined power storage control by the control circuit Therefore, proper power storage to the main power storage unit can be performed.
further,
Since the sub power storage unit is connected to the DC power supply via a break contact switch that performs a break contact operation, when the power supply is started from the DC power supply, the break contact switch is in an on state, and the DC power supply Charging to the sub power storage unit is surely started.
Then, after the voltage between the terminals of the sub power storage unit detected by the detection circuit becomes equal to or higher than the charging completion voltage, the break contact switch is opened to finish charging the sub power storage unit. Can be charged properly.
In claim 2,
After the output voltage of the main power storage unit becomes equal to or higher than a predetermined dischargeable voltage, the discharge make contact switch is closed to enable discharge, so that reliable discharge is possible.
In claim 3,
Since the output voltage from the sub power storage unit is supplied as the power source of the control circuit after the voltage between the terminals of the sub power storage unit becomes equal to or higher than the predetermined convertible voltage in the voltage conversion means, the control circuit operates reliably. To do.
In claim 4,
Since the voltage conversion means converts the output voltage of the sub power storage unit into the operating voltage of the control circuit, the control circuit can be driven properly even when the rated voltage of the sub power storage unit is different from the operating voltage of the control circuit. .
In claim 5,
Since it includes step-down voltage conversion means that steps down the discharge voltage of the main power storage unit and charges the sub power storage unit, proper charging is possible even when the rated voltage of the main power storage unit is higher than the rated voltage of the sub power storage unit. The voltage can be supplied to the sub power storage unit.
In claim 6,
The break contact switch is
A thyristor connected in series between the DC power supply and the sub power storage unit;
A depletion-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and gate of the thyristor, is turned on when DC power supply starts, turns on the thyristor, and is turned off by a break control signal from a control circuit;
An enhancement-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and drain of the thyristor, turned on by a break control signal from a control circuit to turn off the thyristor, and then turned off.
At the start of supplying DC power, the depletion type nMOSFET is in an ON state, the thyristor is turned on, and charging of the sub power storage unit is started.
The depletion-type nMOSFET is turned off by a break control signal from the control circuit, and the enhancement-type nMOSFET is turned on to turn off the thyristor by setting the source current of the thyristor below the holding current, and then the enhancement-type nMOSFET is turned off and the secondary power storage To finish charging the
By outputting a break control signal from the control circuit when the sub power storage unit is fully charged, the sub power storage unit can be appropriately charged.
In claim 7,
The break contact switch is
A thyristor connected in series between the DC power supply and the sub power storage unit;
A depletion-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and gate of the thyristor, is turned on when DC power supply starts, turns on the thyristor, and is turned off by a break control signal from a control circuit;
An enhancement-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and drain of the thyristor, turned on by a break control signal from a control circuit to turn off the thyristor, and then turned off.
At the start of supplying DC power, the depletion type nMOSFET is in an ON state, the thyristor is turned on, and charging of the sub power storage unit is started.
The depletion-type nMOSFET is turned off by a break control signal from the control circuit, and the enhancement-type nMOSFET is turned on to turn off the thyristor by setting the source current of the thyristor below the holding current, and then the enhancement-type nMOSFET is turned off and the secondary power storage To finish charging the
By outputting a break control signal from the control circuit when the sub power storage unit is fully charged, the sub power storage unit can be appropriately charged.
In claim 8,
The break contact switch is
A thyristor connected in series between the DC power supply and the sub power storage unit;
An enhancement type nMOSFET that is connected in parallel to the source and gate of the thyristor, is turned on by supplying a DC power supply to turn on the thyristor, and is turned off by a break control signal from a control circuit (reference numeral “45” in FIG. 4). Attached)
An enhancement type nMOSFET connected in parallel to the source and drain of the thyristor, turned on by a break control signal from a control circuit to turn off the thyristor, and then turned off (indicated by reference numeral “46” in FIG. 4). And)
At the start of supplying DC power (indicated by reference numeral “45” in FIG. 4), the enhancement type nMOSFET is turned on to turn on the thyristor and start charging the sub power storage unit,
The enhancement type nMOSFET is turned off (labeled “45” in FIG. 4) by a break control signal (“third” in FIG. 4) from the control circuit, and then the “fourth” in FIG. 4) break. After the enhancement type nMOSFET is turned on by the control signal (indicated by reference numeral “46” in FIG. 4) to turn off the source current of the thyristor below the holding current (“fourth” in FIG. 4), the break control By stopping the signal, the enhancement type nMOSFET (labeled “46” in FIG. 4) is turned off and charging of the sub power storage unit is completed.
By stopping the break control signal ("fourth" in FIG. 4) output from the control circuit when the sub power storage unit is fully charged, the sub power storage unit can be appropriately charged.

キャパシタを用いた蓄電装置の実施例1のブロック図である。It is a block diagram of Example 1 of a power storage device using a capacitor. キャパシタを用いた蓄電装置の実施例2のブロック図である。It is a block diagram of Example 2 of the electrical storage apparatus using a capacitor. キャパシタを用いた蓄電装置の実施例3のブロック図である。It is a block diagram of Example 3 of a power storage device using a capacitor. キャパシタを用いた蓄電装置の実施例4のブロック図である。It is a block diagram of Example 4 of the electrical storage apparatus using a capacitor. 主蓄電部の説明図である。It is explanatory drawing of a main electrical storage part.

以下に、本発明に係るキャパシタを用いた蓄電装置を、実施例を示した図面を参照して説明する。   Hereinafter, a power storage device using a capacitor according to the present invention will be described with reference to the drawings showing examples.

図1にキャパシタを用いた蓄電装置の制御回路の初期駆動用電源用の蓄電素子として、EDLCを用いた蓄電システムの構成例を示す。   FIG. 1 shows a configuration example of a power storage system using an EDLC as a power storage element for an initial driving power source of a control circuit of a power storage device using a capacitor.

<各要素の説明>
図1において、
DCは、直流電源であり、電流源であることが望ましいが、電圧源であってもよい。前記直流電源DCとしては、例えばソーラーパネルや風力発電装置等の自然エネルギーを利用した小規模発電装置を利用することが多いが、他の電力供給源を利用することも可能であり、交流電源である場合には直流化して利用する。
SW1は、ブレーク接点スイッチであり、ブレーク制御信号が入力されない状態では接点が閉じて導通し、ブレーク制御信号が入力されると接点が開いて遮断するように構成された開閉スイッチで構成されている。
SW2は、主蓄電部の充電用メーク接点スイッチであり、充電制御信号が入力されない状態では接点が開いて遮断し、充電制御信号が入力されると接点が閉じて、主蓄電部の蓄電のために導通するように構成された開閉スイッチで構成されている。
SW3は、放電用メーク接点スイッチであり、放電制御信号が入力されない状態では接点が開いて遮断し、放電制御信号が入力されると接点が閉じて放電のために導通するように構成された開閉スイッチで構成されている。
<Description of each element>
In FIG.
DC is a direct current power source and is preferably a current source, but may be a voltage source. As the DC power source DC, for example, a small-scale power generation device using natural energy such as a solar panel or a wind power generation device is often used, but other power supply sources can also be used. In some cases, DC is used.
SW1 is a break contact switch, and is composed of an open / close switch configured to close and conduct when no break control signal is input, and to open and shut off when the break control signal is input. .
SW2 is a make contact switch for charging the main power storage unit. When no charge control signal is input, the contact opens and shuts off, and when the charge control signal is input, the contact closes to store the main power storage unit. It is comprised with the opening-and-closing switch comprised so that it may conduct.
SW3 is a make-up contact switch for discharge, and is an open / close switch configured to open and shut off when no discharge control signal is input, and to close when the discharge control signal is input and to conduct for discharge. It consists of switches.

1は制御回路であり、所定の制御プログラムに基づいて、前記ブレーク制御信号、前記充電制御信号、前記放電制御信号、および、後述する蓄電部制御信号を出力し、また、後述する端子間電圧検出信号、蓄電部状態信号が入力される。   Reference numeral 1 denotes a control circuit that outputs the break control signal, the charge control signal, the discharge control signal, and a power storage unit control signal described later based on a predetermined control program, and detects a voltage between terminals described later. A signal and a power storage unit state signal are input.

Cstは前記制御回路1の初期駆動用電源としてのEDLCであり、特許請求の範囲に記載された副蓄電部に相当し、以下では、単に「スタート・キャパシタCst」と記す。
2は端子間電圧検出回路であり、前記スタート・キャパシタCstの端子間電圧を検出して、前記制御回路1に対して端子間電圧検出信号を出力する。
3は電圧変換手段としてのDC−DCコンバータであり、前記スタート・キャパシタCstに蓄電された電圧を、前記制御回路1が必要とする直流電圧に変換して前記制御回路1の動作電源として供給する。
Cst is an EDLC as an initial driving power source of the control circuit 1 and corresponds to the sub power storage unit described in the claims. Hereinafter, it is simply referred to as “start capacitor Cst”.
An inter-terminal voltage detection circuit 2 detects the inter-terminal voltage of the start capacitor Cst and outputs an inter-terminal voltage detection signal to the control circuit 1.
Reference numeral 3 denotes a DC-DC converter as voltage conversion means, which converts the voltage stored in the start capacitor Cst into a DC voltage required by the control circuit 1 and supplies it as an operating power source for the control circuit 1. .

Cmは蓄電部であり、特許請求の範囲に記載された主蓄電部に相当し、この実施例ではEDLCが所定数直列接続されて構成されており、蓄電した電力を、前記放電用メーク接点SW3を介して負荷Rに供給するように構成されている。
D1、D2、D3、D4、D5、D6は、それぞれ逆流防止ダイオードである。
Cm is a power storage unit and corresponds to the main power storage unit described in the claims. In this embodiment, a predetermined number of EDLCs are connected in series, and the stored power is supplied to the discharge make contact SW3. It is comprised so that it may supply to load R via.
D1, D2, D3, D4, D5, and D6 are backflow prevention diodes, respectively.

<各要素の相互接続状態の説明>
前記直流電源DCの+側の出力端子DC+には、逆流防止ダイオードD1のアノード端子が接続され、前記逆流防止ダイオードD1のカソード端子には前記ブレーク接点スイッチSW1の一端と、前記メーク接点スイッチSW2の一端とが共に接続されている。
前記ブレーク接点スイッチSW1の他端には、逆流防止ダイオードD2のアノード端子が接続され、この逆流防止ダイオードD2のカソード端子には前記スタート・キャパシタCstの一端Cst+が接続されている。なお、前記直流電源DCの−側の出力端子DC−はアース側の配線(アース記号で表記。)に接続され、前記スタート・キャパシタCstの他端Cst−も前記アース側の配線に接続されている。
<Description of the interconnection state of each element>
The anode terminal of the backflow prevention diode D1 is connected to the output terminal DC + on the + side of the DC power source DC. The cathode terminal of the backflow prevention diode D1 is connected to one end of the break contact switch SW1 and the make contact switch SW2. One end is connected together.
The other end of the break contact switch SW1 is connected to the anode terminal of the backflow prevention diode D2. The cathode terminal of the backflow prevention diode D2 is connected to one end Cst + of the start capacitor Cst. The negative output terminal DC− of the DC power source DC is connected to a ground side wiring (indicated by a ground symbol), and the other end Cst− of the start capacitor Cst is also connected to the ground side wiring. Yes.

前記充電用メーク接点スイッチSW2の他端には逆流防止ダイオードD5のアノード端子が接続され、この逆流防止ダイオードD5のカソード端子には、前記蓄電部Cmの+側の端子Cm+と、前記放電用メーク接点SW3の一端とが共に接続されている。なお、前記蓄電部Cmの−側の端子Cm−も前記アース側の配線に接続されている。
前記放電用メーク接点SW3の他端には逆流防止ダイオードD6のアノード端子が接続され、この逆流防止ダイオードD6のカソード端子は、+側の放電用出力端子T+に接続されており、この+側の放電用出力端子T+に負荷Rの一端を接続し得るように構成されている。なお、−側の放電用出力端子T−には前記負荷Rの他端を接続し得るように構成されている。
An anode terminal of a backflow prevention diode D5 is connected to the other end of the charging make contact switch SW2, and a cathode terminal of the backflow prevention diode D5 is connected to a positive terminal Cm + of the power storage unit Cm and the discharging make. One end of the contact SW3 is connected together. The negative terminal Cm− of the power storage unit Cm is also connected to the ground wiring.
The anode terminal of the backflow prevention diode D6 is connected to the other end of the discharge make contact SW3, and the cathode terminal of the backflow prevention diode D6 is connected to the + side discharge output terminal T +. One end of the load R can be connected to the discharge output terminal T +. Note that the other end of the load R can be connected to the negative discharge output terminal T-.

前記制御回路1のブレーク制御信号出力端子11は、前記ブレーク接点スイッチSW1の制御信号入力端子B1に接続され、前記制御回路1の充電制御信号出力端子12は、前記充電用メーク接点スイッチSW2の制御信号入力端子M1に接続され、前記制御回路1の放電制御信号出力端子13は、前記放電用メーク接点スイッチSW3の制御信号入力端子M2に接続されている。
端子間電圧検出回路2の検出端子21、22は前記スタート・キャパシタCstの両極に接続され、検出信号出力端子23は前記制御回路1の検出電圧入力端子14と接続されて、端子間電圧検出信号が前記制御回路1へ出力される。
The break control signal output terminal 11 of the control circuit 1 is connected to the control signal input terminal B1 of the break contact switch SW1, and the charge control signal output terminal 12 of the control circuit 1 controls the make contact switch SW2 for charging. Connected to the signal input terminal M1, the discharge control signal output terminal 13 of the control circuit 1 is connected to the control signal input terminal M2 of the discharge make contact switch SW3.
The detection terminals 21 and 22 of the inter-terminal voltage detection circuit 2 are connected to both poles of the start capacitor Cst, and the detection signal output terminal 23 is connected to the detection voltage input terminal 14 of the control circuit 1 to detect the inter-terminal voltage detection signal. Is output to the control circuit 1.

DC−DCコンバータ3の入力端子31は逆流防止ダイオードD3を介して前記スタート・キャパシタCstの+側の端子に接続され、入力端子32は前記スタート・キャパシタCstの−側の端子に接続されている。
前記入力端子31は、前記蓄電部Cmの+側の端子とも逆流防止ダイオードD4を介して接続されている。
上記何れの逆流防止ダイオードD3、D4も前記入力端子31への方向を順方向として接続されている。
DC−DCコンバータ3の出力端子33は、前記制御回路1の電源端子15と接続され、DC−DCコンバータ3で電圧変換した直流電力を前記制御回路1へ供給するように構成されている。
An input terminal 31 of the DC-DC converter 3 is connected to a positive terminal of the start capacitor Cst via a backflow prevention diode D3, and an input terminal 32 is connected to a negative terminal of the start capacitor Cst. .
The input terminal 31 is also connected to a positive terminal of the power storage unit Cm via a backflow prevention diode D4.
Any of the backflow prevention diodes D3 and D4 is connected with the direction toward the input terminal 31 as the forward direction.
The output terminal 33 of the DC-DC converter 3 is connected to the power supply terminal 15 of the control circuit 1 and is configured to supply the control circuit 1 with the DC power converted by the DC-DC converter 3.

前記蓄電部Cmの制御信号入力端子Cm1は、前記制御回路1の制御信号出力端子16と複数の信号線で接続され、蓄電部制御信号が制御回路1から蓄電部Cmへ伝達されるように構成されている。前記蓄電部Cmの状態信号出力端子Cm2は、前記制御回路1の状態信号入力端子17と複数の信号線で接続され、蓄電部状態信号が蓄電部Cmから制御回路へ伝達されるように構成されている。   The control signal input terminal Cm1 of the power storage unit Cm is connected to the control signal output terminal 16 of the control circuit 1 through a plurality of signal lines, and the power storage unit control signal is transmitted from the control circuit 1 to the power storage unit Cm. Has been. The state signal output terminal Cm2 of the power storage unit Cm is connected to the state signal input terminal 17 of the control circuit 1 through a plurality of signal lines, and is configured to transmit the power storage unit state signal from the power storage unit Cm to the control circuit. ing.

<動作の説明>
同図は、制御回路の初期駆動用電源としてのEDLCであるCst(以下ではスタート・キャパシタと記す)の定格電圧と、蓄電部Cmの定格出力電圧が、DC−DCコンバータの入力電圧範囲内に収まる場合の構成を示している。なお、図中の直流電源DCは電流源であることが好ましいが、電圧源であってもよい。
また、図1の蓄電部Cmは複数個のキャパシタが直列接続された構成となっているが、これに限られるわけではなく、蓄電部Cmは何らかの制御を必要とする複数個のキャパシタが直並列接続された構成であればよい。以下では図1に示した蓄電装置10の動作について説明する。
図1において、ブレーク接点スイッチSW1はブレーク接点(normally-closed contact)として動作をするスイッチであり、充電用メーク接点スイッチSW2と、放電用メーク接点スイッチSW3はメーク接点(normally-open contact)として動作をするスイッチである。
<Description of operation>
The figure shows that the rated voltage of Cst (hereinafter referred to as start capacitor), which is an EDLC as the power source for initial drive of the control circuit, and the rated output voltage of the power storage unit Cm are within the input voltage range of the DC-DC converter. The configuration when it fits is shown. The DC power source DC in the figure is preferably a current source, but may be a voltage source.
1 has a configuration in which a plurality of capacitors are connected in series. However, the present invention is not limited to this, and the power storage unit Cm includes a plurality of capacitors that need some control in series and parallel. Any connected configuration may be used. Hereinafter, an operation of power storage device 10 shown in FIG. 1 will be described.
In FIG. 1, the break contact switch SW1 is a switch that operates as a normally-closed contact, and the make-up contact switch SW2 for charging and the make-contact switch SW3 for discharge operate as normally-open contacts. It is a switch to do.

<初期充電動作の説明>
蓄電部Cmの充電を開始する前に、まず、制御回路1の初期駆動用電源としてのキャパシタCst(スタート・キャパシタ)が充電される。すなわち、制御回路1に電源が供給されていない初期状態では、スイッチSW2とSW3はメーク接点なので開放状態、SW1はブレーク接点なのでON状態、すなわち閉じており、直流電源DCからの電流はスタート・キャパシタCstのみに流入し、蓄電部Cmのキャパシタには流入しない。
図1のように、スタート・キャパシタCstの両端子には、逆流防止用ダイオードD3を介して、DC−DCコンバータ3が接続されており、スタート・キャパシタCstの出力電圧が制御回路1の正常な駆動に必要な一定の駆動電圧になるように設定されている。なお、スタート・キャパシタCstを1個のEDLCで構成する場合、一般的にその定格電圧は制御回路1の駆動電圧に満たないことも多い。そのような場合には、このDC−DCコンバータ3として昇圧型DC−DCコンバータを用いればよい。
<Description of initial charging operation>
Before starting to charge the power storage unit Cm, first, a capacitor Cst (start capacitor) as an initial driving power source of the control circuit 1 is charged. That is, in the initial state where no power is supplied to the control circuit 1, the switches SW2 and SW3 are open because they are make contacts, and the switch 1 is closed because SW1 is a break contact. It flows into only Cst and does not flow into the capacitor of the power storage unit Cm.
As shown in FIG. 1, a DC-DC converter 3 is connected to both terminals of the start capacitor Cst via a backflow prevention diode D3, and the output voltage of the start capacitor Cst is normal for the control circuit 1. It is set so as to be a constant driving voltage necessary for driving. When the start capacitor Cst is constituted by one EDLC, the rated voltage is generally less than the drive voltage of the control circuit 1 in many cases. In such a case, a step-up DC-DC converter may be used as the DC-DC converter 3.

スタート・キャパシタCstに直流電源DCからの電流が流入し、電荷が蓄積され、その端子間電圧がDC−DCコンバータ3の動作可能電圧にまで上昇すると、DC−DCコンバータ3が作動して制御回路1に電力が供給されるので、制御回路1は蓄電部Cmを制御することが可能な状態となる。しかし、この時点ではまだ制御回路1は蓄電部Cmの制御動作を開始しない。
引き続きスタート・キャパシタCstに直流電源DCからの電流が流入し、やがてスタート・キャパシタCstが満充電になると、スタート・キャパシタCstの端子間電圧検出回路2によってその満充電が検出され、その満充電検出信号がスタート・キャパシタCstの端子間電圧検出信号として、前記検出信号出力端子23から、既に動作可能な状態にある制御回路1に入力される。スタート・キャパシタCstの満充電検出信号が制御回路1に入力されると、制御回路1は後に述べる一連の制御動作を開始する。
なお、DC−DCコンバータ3が入力電圧監視機能を持つタイプの場合には、その入力電圧監視機能によってスタート・キャパシタCstの満充電を検出し、その満充電検出信号を、図中破線で示したように、既に動作可能な状態にある制御回路1に入力するような構成としてもよい。
また、上記のように端子間電圧検出回路2によってスタート・キャパシタCstの満充電を検出するのではなく、満充電電圧以下の所定の電圧を検出するようにし、端子間電圧検出信号として、所定電圧検出信号を出力するようにしても良い。
When the current from the DC power source DC flows into the start capacitor Cst, the electric charge is accumulated, and the voltage between the terminals rises to the operable voltage of the DC-DC converter 3, the DC-DC converter 3 is activated to control the circuit. Since electric power is supplied to 1, the control circuit 1 is in a state where the power storage unit Cm can be controlled. However, at this time, the control circuit 1 does not yet start the control operation of the power storage unit Cm.
When the current from the DC power source DC continues to flow into the start capacitor Cst and eventually the start capacitor Cst becomes fully charged, the full charge is detected by the voltage detection circuit 2 between the terminals of the start capacitor Cst, and the full charge is detected. A signal is input as a voltage detection signal between terminals of the start capacitor Cst from the detection signal output terminal 23 to the control circuit 1 which is already operable. When the full charge detection signal of the start capacitor Cst is input to the control circuit 1, the control circuit 1 starts a series of control operations described later.
In the case where the DC-DC converter 3 is of a type having an input voltage monitoring function, full charge of the start capacitor Cst is detected by the input voltage monitoring function, and the full charge detection signal is indicated by a broken line in the figure. Thus, the configuration may be such that the input is made to the control circuit 1 already in an operable state.
Further, instead of detecting the full charge of the start capacitor Cst by the inter-terminal voltage detection circuit 2 as described above, a predetermined voltage equal to or lower than the full charge voltage is detected, and the predetermined voltage is used as the inter-terminal voltage detection signal. A detection signal may be output.

スタート・キャパシタCstの満充電検出信号が制御回路1に入力されると、制御回路1は後に述べる一連の制御動作を開始する。
但し、DC−DCコンバータ3および制御回路1で消費される電力は、スタート・キャパシタCstへの流入電力より小さく、またスタート・キャパシタCstの静電容量は、少なくとも蓄電部Cmへの充電開始から、蓄電部Cmの出力電圧Vtがスタート・キャパシタCstの端子間電圧より大きくなるまでの間、制御回路1の動作を保証できるような電力を蓄積できるような静電容量に設定されているとする。したがって、直流電源DCから電力が供給されている限り、制御回路1は一旦、動作可能になるとその動作が停止することはない。
なお、直流電源DCが太陽電池等の場合には、スタート・キャパシタCstの静電容量は、夜間あるいは無日照保証期間の間、制御回路1の動作を保証できるような電力を蓄積できるような静電容量に設定されているとする.
When the full charge detection signal of the start capacitor Cst is input to the control circuit 1, the control circuit 1 starts a series of control operations described later.
However, the power consumed by the DC-DC converter 3 and the control circuit 1 is smaller than the inflow power to the start capacitor Cst, and the capacitance of the start capacitor Cst is at least from the start of charging the power storage unit Cm. Assume that the capacitance is set such that the electric power that can guarantee the operation of the control circuit 1 can be accumulated until the output voltage Vt of the power storage unit Cm becomes larger than the voltage between the terminals of the start capacitor Cst. Therefore, as long as power is supplied from the direct current power source DC, the control circuit 1 does not stop its operation once it is operable.
When the DC power source DC is a solar battery or the like, the electrostatic capacity of the start capacitor Cst is such that the power that can guarantee the operation of the control circuit 1 can be stored at night or during the non-sunshine guarantee period. Assume that the capacitance is set.

スタート・キャパシタCstの満充電検出信号が制御回路1に入力されると、制御回路1はまず、ブレーク接点スイッチSw1をOFFにする信号を送出し、スタート・キャパシタCstへの充電を停止する。このブレーク接点スイッチSW1をOFFにする信号は、制御回路1による電力消費や自己放電等によりスタート・キャパシタCstの電荷が減少し、再び直流電源DCからスタート・キャパシタCstを充電する必要が生じるまでの間、制御回路1から送出し続けられる。   When the full charge detection signal of the start capacitor Cst is input to the control circuit 1, the control circuit 1 first sends a signal for turning off the break contact switch Sw1, and stops charging the start capacitor Cst. This signal for turning off the break contact switch SW1 is a time until the charge of the start capacitor Cst decreases due to power consumption or self-discharge by the control circuit 1, and the start capacitor Cst needs to be charged again from the DC power source DC. In the meantime, transmission from the control circuit 1 is continued.

制御回路1はブレーク接点スイッチSW1をOFFにするブレーク制御信号を送出してスタート・キャパシタCstへの充電を停止した後、充電用メーク接点スイッチSW2をONにする充電制御信号を送出し、直流電源DCからの電流を蓄電部Cmのキャパシタに導くと共に、蓄電部Cmの制御を開始する。   The control circuit 1 sends a break control signal for turning off the break contact switch SW1, stops charging the start capacitor Cst, and then sends a charge control signal for turning on the make contact switch SW2 for charging. The current from DC is guided to the capacitor of the power storage unit Cm, and control of the power storage unit Cm is started.

<蓄電部への充電動作の説明>
制御回路1から蓄電部Cmへ送出される蓄電部制御信号は、蓄電部Cmの構成や蓄電部Cmの制御方式によって異なるが、基本的には制御回路1は蓄電部Cmの状態を示す蓄電部状態信号を取り込み、それらの信号に応じた蓄電部制御信号を決定し、蓄電部Cmに送出する。(一般的には制御回路1から複数本の信号線を経由して蓄電部制御信号が蓄電部Cmに送出される。)
直流電源DCから蓄電部Cmのキャパシタに充電電流が流入し、電荷が蓄積されていくと、蓄電部Cmの出力電圧Vtが上昇する。スタート・キャパシタCstと蓄電部Cmの出力はそれぞれ逆流防止用ダイオードD3、D4を介してDC−DCコンバータ3の入力端子31に接続されているので、蓄電部Cmのキャパシタに電荷が蓄積され、やがて蓄電部Cmの出力電圧Vtがスタート・キャパシタCstの端子間電圧より大きくなると、2つの逆流防止ダイオードD3、D4の作用により、スタート・キャパシタCstからではなく、蓄電部CmからDC−DCコンバータ3に電力が供給されるようになる。
以後、負荷への放電等により蓄電部Cmの出力電圧Vtがスタート・キャパシタCstの端子間電圧以下になるまで、蓄電部CmからDC−DCコンバータ3を介して制御回路1に電力が供給される。
<Description of charging operation to power storage unit>
The power storage unit control signal sent from the control circuit 1 to the power storage unit Cm differs depending on the configuration of the power storage unit Cm and the control method of the power storage unit Cm, but basically the control circuit 1 indicates the state of the power storage unit Cm. A state signal is taken in, a power storage unit control signal corresponding to these signals is determined, and sent to the power storage unit Cm. (Generally, a power storage unit control signal is sent from the control circuit 1 to the power storage unit Cm via a plurality of signal lines.)
When a charging current flows from the DC power source DC into the capacitor of the power storage unit Cm and electric charges are accumulated, the output voltage Vt of the power storage unit Cm increases. Since the outputs of the start capacitor Cst and the power storage unit Cm are connected to the input terminal 31 of the DC-DC converter 3 via the backflow prevention diodes D3 and D4, respectively, charges are accumulated in the capacitor of the power storage unit Cm, and eventually When the output voltage Vt of the power storage unit Cm becomes larger than the voltage between the terminals of the start capacitor Cst, the two backflow prevention diodes D3 and D4 act on the DC-DC converter 3 not from the start capacitor Cst but from the power storage unit Cm. Electric power is supplied.
Thereafter, power is supplied from the power storage unit Cm to the control circuit 1 via the DC-DC converter 3 until the output voltage Vt of the power storage unit Cm becomes equal to or lower than the voltage across the terminals of the start capacitor Cst due to discharge to the load or the like. .

<蓄電部への充電完了>
制御回路1からの蓄電部制御信号によって蓄電部Cmが制御され、蓄電部Cmへの蓄電が進んで、蓄電部Cmが満充電状態になると、蓄電部Cm内の満充電検出回路(図中には記載されていない)から制御回路1に対して、蓄電部Cmの満充電検出信号が蓄電部状態信号として送出される。その蓄電部状態信号を受け取った制御回路1は充電用メーク接点スイッチSW2をOFFにする充電制御信号を送出し、蓄電部Cmへの充電を停止する。続いて制御回路は放電用メーク接点スイッチSW3をONにする放電制御信号を送出し、負荷Rへの放電を開始する。
<Completion of charging to power storage unit>
When the power storage unit Cm is controlled by the power storage unit control signal from the control circuit 1 and the power storage to the power storage unit Cm proceeds and the power storage unit Cm is in a fully charged state, a full charge detection circuit in the power storage unit Cm (in the drawing) Is not described), the full charge detection signal of the power storage unit Cm is sent to the control circuit 1 as a power storage unit state signal. Receiving the power storage unit state signal, the control circuit 1 sends out a charge control signal for turning off the charging make contact switch SW2, and stops charging the power storage unit Cm. Subsequently, the control circuit sends a discharge control signal for turning on the discharge make contact switch SW3, and starts discharging to the load R.

なお、蓄電部Cmが満充電状態に達しなくとも、蓄電部Cmから制御回路1へ送出される蓄電部状態信号により、蓄電部Cmに充分な電力が蓄積されていると判断される場合には、放電用メーク接点スイッチSW3をONにし、放電を開始する構成としてもよい。
また、充電用メーク接点スイッチSW2や放電用メーク接点SW3および逆流防止用ダイオードが蓄電部Cm内に組み込まれている構成や、さらに蓄電部Cmが充電と放電を同時に行えるような構成となっている場合もある。このような場合には、蓄電部Cm内に組み込まれている充電用メーク接点スイッチSW2および放電用メーク接点SW3のON、OFF信号などの、蓄電部Cmの制御に必要な信号は制御回路1から蓄電部Cmに送出される蓄電部制御信号に含まれているとする。
Even when the power storage unit Cm does not reach the fully charged state, when it is determined by the power storage unit state signal sent from the power storage unit Cm to the control circuit 1 that sufficient power is stored in the power storage unit Cm. Alternatively, the discharging make contact switch SW3 may be turned on to start discharging.
In addition, the charging make contact switch SW2, the discharging make contact SW3, and the backflow prevention diode are incorporated in the power storage unit Cm, and the power storage unit Cm can be charged and discharged simultaneously. In some cases. In such a case, signals necessary for controlling the power storage unit Cm, such as ON / OFF signals of the charging make contact switch SW2 and the discharging make contact SW3 incorporated in the power storage unit Cm, are transmitted from the control circuit 1. It is assumed that it is included in the power storage unit control signal sent to the power storage unit Cm.

<スタート・キャパシタへの再充電>
なお、蓄電部Cmからの電力供給によって制御回路1が動作中に、スタート・キャパシタCstの端子間電圧が自己放電等によって、DC−DCコンバータ3の動作可能電圧範囲内の設定された電圧以下に低下した場合には、スタート・キャパシタCstの端子間電圧検出回路2がこれを検知し、スタート・キャパシタCstの低電圧検出信号を制御回路1に入力する。
このスタート・キャパシタCstの低電圧検出信号が、スタート・キャパシタCstの端子間電圧検出信号として制御回路1に入力されると、制御回路1はブレーク接点スイッチSW1をOFFにするブレーク制御信号を停止してブレーク接点スイッチSW1をONにし、直流電源DCからの電流をスタート・キャパシタCstへ流入させてスタート・キャパシタCstの充電を行う。スタート・キャパシタCstが再び満充電になって以降の制御回路1の動作は上述と同様である。
こうすることにより、スタート・キャパシタCstの端子間電圧が常に、DC−DCコンバータ3の動作可能電圧範囲内の設定された電圧以上になるように構成されている。
<Recharging the start capacitor>
In addition, while the control circuit 1 is in operation by supplying power from the power storage unit Cm, the voltage between the terminals of the start capacitor Cst falls below a set voltage within the operable voltage range of the DC-DC converter 3 due to self-discharge or the like. When the voltage drops, the voltage detection circuit 2 between the terminals of the start capacitor Cst detects this and inputs a low voltage detection signal of the start capacitor Cst to the control circuit 1.
When the low voltage detection signal of the start capacitor Cst is input to the control circuit 1 as the voltage detection signal between the terminals of the start capacitor Cst, the control circuit 1 stops the break control signal for turning off the break contact switch SW1. Then, the break contact switch SW1 is turned ON, and the current from the DC power source DC is caused to flow into the start capacitor Cst to charge the start capacitor Cst. The operation of the control circuit 1 after the start capacitor Cst is fully charged is the same as described above.
By doing so, the voltage between the terminals of the start capacitor Cst is always set to be equal to or higher than a set voltage within the operable voltage range of the DC-DC converter 3.

なお、一定時間毎に制御回路1がブレーク接点スイッチSW1をOFFにするブレーク制御信号を停止し、ブレーク接点スイッチSW1をONにして直流電源DCからの電流をスタート・キャパシタCstへ流入させることによりスタート・キャパシタCstの充電を行い、スタート・キャパシタCstの端子間電圧が常に、DC−DCコンバータ3の動作可能電圧範囲内の設定された電圧以上になるように構成してもよい。
The control circuit 1 stops the break control signal for turning off the break contact switch SW1 at regular intervals, and turns on the break contact switch SW1 to start the current from the DC power source DC into the start capacitor Cst. The capacitor Cst may be charged so that the voltage between the terminals of the start capacitor Cst is always equal to or higher than a set voltage within the operable voltage range of the DC-DC converter 3.

図1はスタート・キャパシタCstの定格電圧と蓄電部Cmの定格出力電圧が、DC−DCコンバータ3の入力電圧範囲内に収まる場合の構成例であった。しかし、このような条件が満たされる場合は限られており、蓄電部Cmの定格出力電圧の方が、スタート・キャパシタCstの定格電圧より高い場合が多い。
図2は蓄電部Cmの定格出力電圧が、スタート・キャパシタCstの定格電圧より大きく、電圧変換手段としてのDC−DCコンバータ3Aの入力電圧範囲内に収まらない場合の構成を示している。但し、図2中において、降圧型電圧変換手段としての降圧型DC−DCコンバータ3Bの許容入力電圧範囲は、スタート・キャパシタCstの定格電圧より高く、出力電圧は、スタート・キャパシタCstの定格電圧に設定され、かつ、DC−DCコンバータ3Aの入力可能電圧範囲内に設定されているとする。
以下では蓄電装置10Aが図2のように構成されている場合の動作について説明する。
FIG. 1 shows a configuration example in which the rated voltage of the start capacitor Cst and the rated output voltage of the power storage unit Cm are within the input voltage range of the DC-DC converter 3. However, such a condition is not always satisfied, and the rated output voltage of the power storage unit Cm is often higher than the rated voltage of the start capacitor Cst.
FIG. 2 shows a configuration in the case where the rated output voltage of the power storage unit Cm is larger than the rated voltage of the start capacitor Cst and does not fall within the input voltage range of the DC-DC converter 3A as voltage conversion means. However, in FIG. 2, the allowable input voltage range of the step-down DC-DC converter 3B as the step-down voltage converting means is higher than the rated voltage of the start capacitor Cst, and the output voltage is the rated voltage of the start capacitor Cst. It is assumed that it is set and is set within the input allowable voltage range of the DC-DC converter 3A.
Hereinafter, the operation when the power storage device 10A is configured as shown in FIG. 2 will be described.

スタート・キャパシタCstの充電から始まり、蓄電部Cmの充電が開始され、蓄電部Cmの出力電圧Vtがスタート・キャパシタCstの端子間電圧より大きくなるまでの過程については図1の場合の説明と同様であるので、説明を省略する。
図2において、蓄電部Cmに電荷が蓄積されてゆき、蓄電部Cmの出力電圧Vtがスタート・キャパシタCstの端子間電圧より大きくなると、蓄電部Cmの出力電圧Vtは降圧型DC−DCコンバータ3Bによって、スタート・キャパシタCstの定格電圧まで降圧され出力される。
The process starting from the charging of the start capacitor Cst, the charging of the power storage unit Cm is started, and the output voltage Vt of the power storage unit Cm becomes larger than the voltage across the terminals of the start capacitor Cst is the same as in the case of FIG. Therefore, explanation is omitted.
In FIG. 2, when charge is accumulated in the power storage unit Cm and the output voltage Vt of the power storage unit Cm becomes larger than the voltage across the terminals of the start capacitor Cst, the output voltage Vt of the power storage unit Cm is reduced to the step-down DC-DC converter 3B. Thus, the voltage is stepped down to the rated voltage of the start capacitor Cst and output.

降圧型DC−DCコンバータ3Bの出力端子31Aは、逆流防止用ダイオードD3を介して、スタート・キャパシタCstとDC−DCコンバータ3Aに並列接続されているので、スタート・キャパシタCstの端子間電圧が制御回路1による電力消費や自己放電等により低下している場合には、降圧型DC−DCコンバータ3Bの出力によってスタート・キャパシタCstが充電されるとともに、降圧型DC−DCコンバータ3Bの出力がDC−DCコンバータ3Aによって制御回路1の駆動電圧にまで昇圧され、制御回路1へ電力が供給される。これ以後の制御回路1の動作は図1の場合と同様である。
Since the output terminal 31A of the step-down DC-DC converter 3B is connected in parallel to the start capacitor Cst and the DC-DC converter 3A via the backflow prevention diode D3, the voltage between the terminals of the start capacitor Cst is controlled. When the voltage is reduced due to power consumption by the circuit 1 or self-discharge, the start capacitor Cst is charged by the output of the step-down DC-DC converter 3B, and the output of the step-down DC-DC converter 3B is DC- The voltage is boosted to the drive voltage of the control circuit 1 by the DC converter 3A, and power is supplied to the control circuit 1. The subsequent operation of the control circuit 1 is the same as in FIG.

図3は、図2に示した実施例2の、より具体的な回路構成例を示している。図のように、蓄電装置10Bの回路はスタート・キャパシタCst、サイリスタTh、ディプレッション型nMOSFET41、エンハンスメント型nMOSFET42などから構成されている。
図3において破線で囲った回路部分である、サイリスタTh、ディプレッション型nMOSFET41、およびエンハンスメント型nMOSFET42などから構成されている回路が、図2中のブレーク接点スイッチSW1に相当する。すなわち、図2中のブレーク接点スイッチSW1として、ゲート・ソース間電圧が0[V]の状態であってもドレイン電流が流れるディプレッション型nMOSFET41が用いられている。
FIG. 3 shows a more specific circuit configuration example of the second embodiment shown in FIG. As illustrated, the circuit of the power storage device 10B includes a start capacitor Cst, a thyristor Th, a depletion type nMOSFET 41, an enhancement type nMOSFET 42, and the like.
A circuit portion surrounded by a broken line in FIG. 3 and including a thyristor Th, a depletion type nMOSFET 41, an enhancement type nMOSFET 42, and the like corresponds to the break contact switch SW1 in FIG. That is, a depletion type nMOSFET 41 in which a drain current flows even when the gate-source voltage is 0 [V] is used as the break contact switch SW1 in FIG.

しかし、一般的にディプレッション型のFETは数mA程度のドレイン電流しか流すことができず、ON抵抗も大きい。そこで、このディプレッション型nMOSFETと、大電力系でも使用されるサイリスタThを組み合わせることにより、比較的大きな電流でスタート・キャパシタCstの充電を可能にしている。
すなわち、制御回路1Bの電源に電力が供給されず制御回路1Bが稼働していない状態では、図3のMOSFETドライバ43に制御回路1Bからの信号は入力されない。したがってMOSFETドライバ43の出力はOFF状態にあり、ディプレッション型nMOSFET41のソース−ドレイン間は導通状態(ON状態)になっている。したがってトランジスタTrのベースに電流が流れるので、トランジスタTrもON状態にあり、サイリスタThのゲートに電流が流入する。
サイリスタThはアノードとカソード間に電圧を印加した状態でゲート電流が流入すると、アノード−カソード間が導通(ターンオン)するので、スタート・キャパシタCstに直流電源DCからの電流が流れ、スタート・キャパシタCstには電荷が蓄積される。
However, in general, a depletion type FET can only flow a drain current of about several mA and has a large ON resistance. Therefore, by combining this depletion type nMOSFET and a thyristor Th that is also used in a high power system, the start capacitor Cst can be charged with a relatively large current.
That is, in the state where the power is not supplied to the power source of the control circuit 1B and the control circuit 1B is not operating, the signal from the control circuit 1B is not input to the MOSFET driver 43 of FIG. Therefore, the output of the MOSFET driver 43 is in an OFF state, and the source-drain of the depletion type nMOSFET 41 is in a conductive state (ON state). Accordingly, since a current flows through the base of the transistor Tr, the transistor Tr is also in an ON state, and a current flows into the gate of the thyristor Th.
When a gate current flows in a state where a voltage is applied between the anode and the cathode, the thyristor Th conducts (turns on) between the anode and the cathode, so that the current from the DC power source DC flows to the start capacitor Cst, and the start capacitor Cst. A charge is accumulated in.

サイリスタThのゲート電流を流す素子としてディプレッション型nMOSFET41とトランジスタTrを組み合わせて用いているのは、ディプレッション型nMOSFET41の出力電流だけではサイリスタThのターンオン電流に満たないため、トランジスタTrを用いて前記出力電流を増幅する必要があるからである。
このようにして、ターンオンしたサイリスタThを経由してスタート・キャパシタCstに電流を流すことにより、ディプレッション型nMOSFETだけでは行えなかった大電流での充電を可能にし、スタート・キャパシタCstへの充電を速くしている。
The combination of the depletion type nMOSFET 41 and the transistor Tr is used as an element for flowing the gate current of the thyristor Th because the output current of the depletion type nMOSFET 41 alone does not satisfy the turn-on current of the thyristor Th. This is because it is necessary to amplify.
In this way, by supplying a current to the start capacitor Cst via the turned-on thyristor Th, it is possible to charge with a large current that could not be achieved with only the depletion type nMOSFET, and to charge the start capacitor Cst quickly. doing.

スタート・キャパシタCstが満充電になると、スタート・キャパシタCstへの充電電流を停止させなければならないが、そのためにはサイリスタThを停止させる必要がある。しかし、サイリスタThのアノード−カソード間が導通した状態で、ゲート電流を停止するだけではサイリスタThは遮断(ターンオフ)しない。サイリスタThを遮断(ターンオフ)するためには、ゲート電流を停止させ、アノード−カソード間に流れる電流を保持電流以下にする必要がある。
そこで、まず稼働状態になった制御回路1Bからの第1のブレーク制御信号により、MOSFETドライバ43をON状態にすることにより、ディプレッション型nMOSFET41をOFFにしてトランジスタTrのベース電流を停止することにより、サイリスタThのゲートに流れる電流を停止し、次に、制御回路1Bからの第2のブレーク制御信号によりMOSFETドライバ44をON状態にすることにより、サイリスタThのソース−ドレイン間に並列接続されたエンハンスメント型nMOSFET42をONにする。
こうすることにより、直流電源DCからの電流がON抵抗の小さなエンハンスメント型nMOSFET42にバイパスするので、サイリスタThのソースへ流れ込む電流が保持電流を下回り、サイリスタThがOFFとなる。その後、制御回路1Bからの第2のブレーク制御信号を停止することにより、MOSFETドライバ44をOFF状態にし、エンハンスメント型nMOSFET42をOFFにすることにより、スタート・キャパシタCstへの充電を停止する。
When the start capacitor Cst is fully charged, the charging current to the start capacitor Cst must be stopped. For this purpose, the thyristor Th must be stopped. However, the thyristor Th is not cut off (turned off) only by stopping the gate current in a state where the anode and the cathode of the thyristor Th are conductive. In order to cut off (turn off) the thyristor Th, it is necessary to stop the gate current and make the current flowing between the anode and the cathode equal to or less than the holding current.
Therefore, by first turning on the MOSFET driver 43 by the first break control signal from the control circuit 1B that is in the operating state, the depletion type nMOSFET 41 is turned off and the base current of the transistor Tr is stopped. The current flowing through the gate of the thyristor Th is stopped, and then the MOSFET driver 44 is turned on by the second break control signal from the control circuit 1B, whereby the enhancement connected in parallel between the source and drain of the thyristor Th The type nMOSFET 42 is turned on.
By doing so, the current from the DC power source DC is bypassed to the enhancement type nMOSFET 42 having a small ON resistance, so that the current flowing into the source of the thyristor Th falls below the holding current, and the thyristor Th is turned off. Thereafter, by stopping the second break control signal from the control circuit 1B, the MOSFET driver 44 is turned off, and the enhancement type nMOSFET 42 is turned off, thereby stopping the charging of the start capacitor Cst.

なおスタート・キャパシタCstは、蓄電部Cmの出力電圧が制御回路1Bの駆動電圧以上になるまでの間、それに蓄積された電力によって制御回路1Bを駆動するために用いられるものであるが、一般的にスタート・キャパシタCstの定格電圧は制御回路1Bの駆動電圧に満たないことが多い。そこで上記の例では、スタート・キャパシタCstの出力電圧をDC−DCコンバータ3Aにより制御回路1Bの駆動可能電圧まで昇圧している。
しかしDC−DCコンバータを用いず、複数個のキャパシタを直列接続したものをスタート・キャパシタCstとすることにより、その出力電圧が制御回路1Bの駆動可能電圧になるようにしても良い。
The start capacitor Cst is used to drive the control circuit 1B with the electric power accumulated until the output voltage of the power storage unit Cm becomes equal to or higher than the drive voltage of the control circuit 1B. In many cases, the rated voltage of the start capacitor Cst is less than the drive voltage of the control circuit 1B. Therefore, in the above example, the output voltage of the start capacitor Cst is boosted to the drivable voltage of the control circuit 1B by the DC-DC converter 3A.
However, instead of using a DC-DC converter, a plurality of capacitors connected in series may be used as the start capacitor Cst so that the output voltage becomes the driveable voltage of the control circuit 1B.

先にも述べたように、スタート・キャパシタCstの静電容量は、少なくとも蓄電部Cmへの充電開始から、蓄電部Cmの出力電圧Vtがスタート・キャパシタCstの端子間電圧より大きくなるまでの間、制御回路1Bの動作を保証できるような電力を蓄積できるような静電容量に設定されている必要がある。
しかし、実施例3で示した図3の回路では、蓄電部Cmへの充電を継続している間、サイリスタThのゲート信号が入力されないように、ディプレッション型nMOSFET41をOFFに維持し続けなければならない。そのためにはMOSFETドライバ43をON状態に維持するために制御回路1Bからの第1のブレーク制御信号を出力し続けなければならないが、一般的にMOSFETドライバ43をON状態に維持し続けるため必要とされる電流は大きく、制御回路1Bによる電力消費が増大するので、大きな静電容量のスタート・キャパシタCstが必要となる。
As described above, the capacitance of the start capacitor Cst is at least from the start of charging the power storage unit Cm until the output voltage Vt of the power storage unit Cm becomes higher than the voltage across the terminals of the start capacitor Cst. Therefore, it is necessary to set the capacitance so that the electric power that can guarantee the operation of the control circuit 1B can be stored.
However, in the circuit of FIG. 3 shown in the third embodiment, the depletion-type nMOSFET 41 must be kept OFF so that the gate signal of the thyristor Th is not input while the power storage unit Cm is continuously charged. . For this purpose, the first break control signal from the control circuit 1B must be continuously output in order to keep the MOSFET driver 43 in the ON state. However, this is generally necessary to keep the MOSFET driver 43 in the ON state. Since the electric current consumed is large and the power consumption by the control circuit 1B is increased, a large start capacitor Cst is required.

図4は、そのような制御回路1Bによる電力消費を抑制し、スタート・キャパシタCstの静電容量を抑制することを可能とした蓄電装置10Cの回路構成例を示したものである。
D0〜D3,D5,D6は逆流防止ダイオードである。図4において破線で囲んだ部分が、図2中のブレーク接点スイッチSW1に相当する。
実施例3と実施例4との大きな違いはこのブレーク接点スイッチSW1に相当する部分であるので、以下ではこの部分の動作を中心に説明する。
FIG. 4 shows a circuit configuration example of a power storage device 10C that can suppress power consumption by the control circuit 1B and can suppress the capacitance of the start capacitor Cst.
D0 to D3, D5, and D6 are backflow prevention diodes. A portion surrounded by a broken line in FIG. 4 corresponds to the break contact switch SW1 in FIG.
Since the major difference between the third embodiment and the fourth embodiment is a portion corresponding to the break contact switch SW1, the operation of this portion will be mainly described below.

すなわち、制御回路1Bが稼働していない状態では、図4中のトランジスタTrのベースに電流が流れないので、トランジスタTrはOFF状態にあり、MOSFETドライバ47の入力側には,直流電源DCから逆流防止ダイオードD0を介して電流が流入し、MOSFETドライバ47はON状態になる。
したがって、エンハンスメント型nMOSFET45のソース電圧よりゲート電圧が高くなり、ドレイン−ソース間が導通状態となり、サイリスタThのゲートに電流が流入し、サイリスタThのアノード−カソード間が導通(ターンオン)し、スタート・キャパシタCstに直流電源DCからの電流が流れ、スタート・キャパシタCstへ電荷が蓄積される。
That is, when the control circuit 1B is not in operation, no current flows through the base of the transistor Tr in FIG. 4, so that the transistor Tr is in an OFF state, and a reverse current flows from the DC power source DC to the input side of the MOSFET driver 47. Current flows through the prevention diode D0, and the MOSFET driver 47 is turned on.
Accordingly, the gate voltage becomes higher than the source voltage of the enhancement-type nMOSFET 45, the drain-source becomes conductive, the current flows into the gate of the thyristor Th, and the anode-cathode of the thyristor Th becomes conductive (turned on). A current from the DC power source DC flows through the capacitor Cst, and charges are accumulated in the start capacitor Cst.

なお、実施例3の場合と異なり、図4の回路ではサイリスタThのゲート電流を流す素子として、エンハンスメント型nMOSFET45が用いられているので、トランジスタ等で電流を増幅することなく、サイリスタThをターンオンさせるのに充分な電流を流すことができる。   Unlike the case of the third embodiment, since the enhancement type nMOSFET 45 is used as an element for flowing the gate current of the thyristor Th in the circuit of FIG. 4, the thyristor Th is turned on without amplifying the current with a transistor or the like. Sufficient current can flow.

スタート・キャパシタCstが満充電になると、スタート・キャパシタCstへの充電電流を停止させなければならないが、そのためにはサイリスタThを停止させる必要がある。しかし、サイリスタThのアノード−カソード間が導通した状態で、ゲート電流を停止するだけではサイリスタThは遮断(ターンオフ)しない。サイリスタThを遮断(ターンオフ)するためには、ゲート電流を停止させ、アノード−カソード間に流れる電流を保持電流以下にする必要がある。
そこで、まず稼働状態になった制御回路1Bからの第3のブレーク制御信号により、図4中のトランジスタTrをON状態にすることにより、MOSFETドライバ47をOFFにし、エンハンスメント型nMOSFET45をOFFにすることにより、サイリスタThのゲートに流れる電流を停止する。
When the start capacitor Cst is fully charged, the charging current to the start capacitor Cst must be stopped. For this purpose, the thyristor Th must be stopped. However, the thyristor Th is not cut off (turned off) only by stopping the gate current in a state where the anode and the cathode of the thyristor Th are conductive. In order to cut off (turn off) the thyristor Th, it is necessary to stop the gate current and make the current flowing between the anode and the cathode equal to or less than the holding current.
Therefore, first, by turning on the transistor Tr in FIG. 4 by the third break control signal from the control circuit 1B that is in the operating state, the MOSFET driver 47 is turned off and the enhancement type nMOSFET 45 is turned off. Thus, the current flowing through the gate of the thyristor Th is stopped.

次に、制御回路1Bからの第4のブレーク制御信号によりMOSFETドライバ48をON状態にすることにより、エンハンスメント型nMOSFET46をONにする。こうすることにより、直流電源DCからの電流がON抵抗の小さなエンハンスメント型nMOSFET46にバイパスするので、サイリスタThのソースへ流れ込む電流が保持電流を下回り、サイリスタThがOFFとなる。
その後、制御回路1Bからの第4のブレーク制御信号を停止し、MOSFETドライバ48をOFF状態にすることにより、エンハンスメント型nMOSFET46をOFFにする。こうすることにより、スタート・キャパシタCstへの充電が停止する。
Next, the enhancement type nMOSFET 46 is turned on by turning on the MOSFET driver 48 by the fourth break control signal from the control circuit 1B. By doing so, the current from the DC power source DC is bypassed to the enhancement type nMOSFET 46 having a small ON resistance, so that the current flowing into the source of the thyristor Th falls below the holding current, and the thyristor Th is turned off.
Thereafter, the fourth break control signal from the control circuit 1B is stopped, and the enhancement type nMOSFET 46 is turned off by turning off the MOSFET driver 48. By doing so, charging of the start capacitor Cst is stopped.

上記のように、この実施例では制御回路1Bからの出力電流(第3〜4のブレーク制御制御信号)が必要となるのは、トランジスタTrをON状態にし、MOSFETドライバ47をOFFし、さらにMOSFETドライバ48をON状態にすることによりサイリスタThのソースへ流れ込む電流が保持電流を下回り、サイリスタThがOFFとなるのに必要な時間だけであるので、制御回路1Bによる電力消費を抑制することができ、実施例3の場合よりスタート・キャパシタCstの静電容量を小さく抑えることができる。
As described above, in this embodiment, the output current (third to fourth break control control signals) from the control circuit 1B is necessary because the transistor Tr is turned on, the MOSFET driver 47 is turned off, and the MOSFET When the driver 48 is turned on, the current flowing into the source of the thyristor Th is less than the holding current, and only the time necessary for the thyristor Th to be turned off is required, so that power consumption by the control circuit 1B can be suppressed. Further, the capacitance of the start capacitor Cst can be suppressed smaller than in the case of the third embodiment.

<スタート・キャパシタの静電容量>
次にスタート・キャパシタCstの静電容量について検討する。以上に述べたような制御回路の初期駆動用回路を用いた蓄電装置では、スタート・キャパシタCstが満充電、すなわち定格電圧になれば、蓄電部Cmへの充電が開始され、
スタート・キャパシタCstの端子間電圧<蓄電部出力電圧Vt ・・・(1)
となった時点で、制御回路1,1Bへの電力は蓄電部Cmから供給される。
制御回路1,1Bの電力消費が少ない場合には、スタート・キャパシタCstが満充電になった後、蓄電部Cmが式(1)の条件を満たすまでの間に、スタート・キャパシタCstに蓄積された電荷の減少は少ないと考えられる。
そこで計算を簡単化するために、以下ではスタート・キャパシタCstが満充電、すなわち定格電圧に達した後、式(1)を満たすまで、スタート・キャパシタCstの端子間電圧が低下しないと仮定すると、蓄電部Cmの出力電圧がスタート・キャパシタCstの満充電電圧以上になるまでの間、スタート・キャパシタCstに蓄積された電荷によって制御回路1,1Bが駆動できれば良いことになる。
<Capacitance of start capacitor>
Next, the capacitance of the start capacitor Cst will be examined. In the power storage device using the initial drive circuit of the control circuit as described above, when the start capacitor Cst is fully charged, that is, when the rated voltage is reached, charging of the power storage unit Cm is started.
Voltage between terminals of start capacitor Cst <storage unit output voltage Vt (1)
At that time, power to the control circuits 1 and 1B is supplied from the power storage unit Cm.
When the power consumption of the control circuits 1 and 1B is small, after the start capacitor Cst is fully charged, the power storage unit Cm is accumulated in the start capacitor Cst until the condition of the expression (1) is satisfied. The decrease in charge is thought to be small.
Therefore, in order to simplify the calculation, it is assumed below that the start capacitor Cst is fully charged, that is, after reaching the rated voltage, the voltage across the terminals of the start capacitor Cst does not decrease until the expression (1) is satisfied. It is sufficient that the control circuits 1 and 1B can be driven by the charge accumulated in the start capacitor Cst until the output voltage of the power storage unit Cm becomes equal to or higher than the full charge voltage of the start capacitor Cst.

そこで、蓄電部Cmをn個のキャパシタの直列構成とし、
蓄電部Cmを構成する各キャパシタの定格電圧をVa[V]、
蓄電部Cmを構成する各キャパシタの静電容量をC[F]、
蓄電部Cmの出力電圧をVt[V]、
スタート・キャパシタCstの定格電圧をVa[V]、
スタート・キャパシタCstの静電容量をCs[F]、
DC−DCコンバータ3Aの許容入力電圧範囲の下限値をVss
[V]、
直流電源DCの出力電流、すなわち充電電流をI[A]、
制御回路1,1Bの消費電力をP[W]、
安全係数をS(>1)
とする。また以下では計算を簡単化するために、図5のように蓄電部Cmの各キャパシタへの流入電荷のみを考え、スタート・キャパシタCstへの流入電荷は無視して考える。
Therefore, the power storage unit Cm has a series configuration of n capacitors,
The rated voltage of each capacitor constituting the power storage unit Cm is Va [V],
The capacitance of each capacitor constituting the power storage unit Cm is C [F],
The output voltage of the power storage unit Cm is Vt [V],
The rated voltage of the start capacitor Cst is Va [V],
The capacitance of the start capacitor Cst is Cs [F],
The lower limit value of the allowable input voltage range of the DC-DC converter 3A is Vss.
[V],
The output current of the DC power supply DC, that is, the charging current is I [A],
The power consumption of the control circuits 1 and 1B is P [W],
Safety factor is S (> 1)
And In the following, in order to simplify the calculation, only the charge flowing into each capacitor of the power storage unit Cm is considered as shown in FIG. 5, and the charge flowing into the start capacitor Cst is ignored.

まず、図5のように蓄電部Cmを構成するn個のキャパシタを全て直列接続して、充電電流I[A]で充電を開始し、
スタート・キャパシタの満充電電圧=蓄電部Cmの出力電圧Vt・・・(2)
となるまでに要する時間t[sec]を求める。
満充電状態におけるスタート・キャパシタCstの端子間電圧を定格電圧Va[V]に等しいとすると、蓄電部Cmの各キャパシタに静電容量誤差がなければ、式(2)が成立する時点で、
蓄電部Cmの各キャパシタの端子間電圧Vc[V]=Va/n[V]
となる。したがって、式(2)が成立するまでに要する時間t[sec]は
C(Va/n)=Itより、
t=CVa/(nI) [秒] ・・・・・(3)
となる。
First, as shown in FIG. 5, all n capacitors constituting the power storage unit Cm are connected in series, and charging is started with a charging current I [A].
Full charge voltage of start capacitor = Output voltage Vt of power storage unit Cm (2)
The time t [sec] required to become is obtained.
Assuming that the voltage across the terminals of the start capacitor Cst in the fully charged state is equal to the rated voltage Va [V], if there is no capacitance error in each capacitor of the power storage unit Cm,
Terminal voltage Vc [V] = Va / n [V] of each capacitor of power storage unit Cm
It becomes. Therefore, the time t [sec] required until the expression (2) is established is C (Va / n) = It,
t = CVa / (nI) [seconds] (3)
It becomes.

ここで、スタート・キャパシタCstが満充電になった後、制御回路1,1Bが駆動されて蓄電部Cmへの充電が開始されてから、制御回路1,1Bの駆動電力がスタート・キャパシタCstの電力から蓄電部Cmの電力供給に切り換わるまでの間に、スタート・キャパシタCstから制御回路1,1Bに供給されるエネルギー量Ucは
Uc=Pt ・・・・(4)
となる。
また、スタート・キャパシタCstの端子間電圧が、満充電電圧すなわち定格電圧Va[V]から、DC−DCコンバータ3Aの許容入力電圧範囲の下限値Vss[V]に低下するまでの間に、スタート・キャパシタCstから制御回路1,1Bに供給可能なエネルギー量Usは
Us=Cs(Va2−Vss2)/2 [J] ・・・・・(5)
である。
Here, after the start capacitor Cst is fully charged, after the control circuits 1 and 1B are driven and charging of the power storage unit Cm is started, the drive power of the control circuits 1 and 1B is supplied to the start capacitor Cst. The amount of energy Uc supplied from the start capacitor Cst to the control circuits 1 and 1B before the power is switched to the power supply of the power storage unit Cm is Uc = Pt (4)
It becomes.
The start capacitor Cst is started until the voltage between the terminals of the start capacitor Cst drops from the full charge voltage, that is, the rated voltage Va [V] to the lower limit value Vss [V] of the allowable input voltage range of the DC-DC converter 3A. The amount of energy Us that can be supplied from the capacitor Cst to the control circuits 1 and 1B is Us = Cs (Va 2 −Vss 2 ) / 2 [J] (5)
It is.

したがって、スタート・キャパシタCstが満充電になり、制御回路1,1Bの駆動が開始された時点から、充電電流I[A]で蓄電部Cmへの充電が開始され、蓄電部Cmの出力電圧がVa[V]に達した時点で、蓄電部Cmからのエネルギーによって制御回路1,1Bの駆動が開始されるようになるまでの間、スタート・キャパシタCstから制御回路1,1Bに対して電力を供給し続けるためには、少なくともUc=Usが成立しなければならない。したがって、式(4)(5)より、
Pt=Cs(Va2−Vss2)/2 ・・・・(6)
となる。したがって、スタート・キャパシタCstの静電容量Csは
Cs=2Pt/(Va2−Vss2) ・・・・(7)
となる。
Accordingly, charging of the power storage unit Cm is started with the charging current I [A] from the time when the start capacitor Cst is fully charged and driving of the control circuits 1 and 1B is started, and the output voltage of the power storage unit Cm is When Va [V] is reached, power is supplied from the start capacitor Cst to the control circuits 1 and 1B until the drive of the control circuits 1 and 1B is started by the energy from the power storage unit Cm. In order to continue supplying, at least Uc = Us must be established. Therefore, from the equations (4) and (5),
Pt = Cs (Va 2 −Vss 2 ) / 2 (6)
It becomes. Therefore, the capacitance Cs of the start capacitor Cst is Cs = 2Pt / (Va 2 −Vss 2 ) (7)
It becomes.

しかし、実際には余裕をみておかなければならないので、スタート・キャパシタCstの静電容量Csは、安全係数S(>1)を掛けて式(7)を修正した次式
Cs=2SPt/(Va2−Vss2) ・・・・(8)
とすることが好ましい。
例えば、
蓄電部Cmを構成する各キャパシタの定格電圧Va=2.7[V]、
蓄電部Cmを構成する各キャパシタの静電容量C=600[F]、
蓄電部Cmを構成するキャパシタの個数を10個とし、全てを直列接続、
スタート・キャパシタCstの定格電圧Va=2.7[V]、
DC−DCコンバータ3Aの許容入力電圧範囲の下限値Vss
=0.9[V]、
充電電流をI=2[A]、
制御回路1,1Bの消費電力をP=0.2[W]、
安全係数をS=10
とすると、スタート・キャパシタCstが満充電になった後、式(2)が成立するまでに要する時間t[秒]は式(3)より、
t=CVa/(nI)
=600×2.7/(10×2)
=81 [sec]
となる。
However, in actuality, a margin must be taken into account, so that the capacitance Cs of the start capacitor Cst is obtained by multiplying the safety factor S (> 1) and modifying the equation (7) as follows: Cs = 2SPt / (Va 2 −Vss 2 ) (8)
It is preferable that
For example,
Rated voltage Va = 2.7 [V] of each capacitor constituting power storage unit Cm,
Capacitance C = 600 [F] of each capacitor constituting the power storage unit Cm,
The number of capacitors constituting the power storage unit Cm is 10, and all are connected in series.
Rated voltage Va of the start capacitor Cst = 2.7 [V],
Lower limit value Vss of allowable input voltage range of DC-DC converter 3A
= 0.9 [V],
The charging current is I = 2 [A],
The power consumption of the control circuits 1 and 1B is P = 0.2 [W],
Safety factor is S = 10
Then, after the start capacitor Cst is fully charged, the time t [second] required until the expression (2) is satisfied is obtained from the expression (3):
t = CVa / (nI)
= 600 × 2.7 / (10 × 2)
= 81 [sec]
It becomes.

したがって、少なくともスタート・キャパシタCstの静電容量Csは式(7)より、
Cs=2Pt/(Va2−Vss2
=2×0.2×81/(2.72−0.92
=32.4/6.48
=5.0 [F]
となるが、安全係数S=10とすると、スタート・キャパシタCstの静電容量は(8)式より、
Cs=2SPt/(Va2−Vss2
=2×10×0.2×81/(2.72−0.92
=50.0 [F]
となる。
Therefore, at least the capacitance Cs of the start capacitor Cst is obtained from the equation (7):
Cs = 2Pt / (Va 2 −Vss 2 )
= 2 × 0.2 × 81 / (2.7 2 −0.9 2 )
= 32.4 / 6.48
= 5.0 [F]
However, if the safety factor S = 10, the capacitance of the start capacitor Cst is calculated from the equation (8):
Cs = 2SPt / (Va 2 −Vss 2 )
= 2 × 10 × 0.2 × 81 / (2.7 2 −0.9 2 )
= 50.0 [F]
It becomes.

本発明に係るキャパシタを用いた蓄電装置は、送電設備の整っていない地域や離島などにおける電力供給システムに広く利用することができる。
The power storage device using the capacitor according to the present invention can be widely used in a power supply system in a region where there is no power transmission facility or in a remote island.

10、10A、10B、10C キャパシタを用いた蓄電装置
1、1B 制御回路
2、2A 端子間電圧検出回路
3、3A、3B 電圧変換手段、DC−DCコンバータ
DC 直流電源
SW1 ブレーク接点スイッチ
SW2 充電用メーク接点スイッチ
SW3 放電用メーク接点スイッチ
Cst 副蓄電部、スタート・キャパシタ
Cm 主蓄電部、蓄電部
R 負荷
D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6 逆流防止用ダイオード
10, 10A, 10B, 10C Power storage device 1 using capacitors, 1B Control circuit 2, 2A Terminal voltage detection circuit 3, 3A, 3B Voltage conversion means, DC-DC converter DC DC power supply SW1 Break contact switch SW2 Make for charging Contact switch SW3 Discharge make contact switch Cst Sub power storage unit, start capacitor Cm Main power storage unit, power storage unit R Loads D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 Backflow prevention diode

Claims (7)

キャパシタを用いた主蓄電部を備えた蓄電装置における、直流電源から主蓄電部への蓄電と、主蓄電部から負荷への放電を制御するための制御回路を備え、
前記直流電源から電源の供給が開始される初期状態において前記制御回路の電源となる副蓄電部を備えた蓄電装置において、
前記副蓄電部にはキャパシタを用い、
前記主蓄電部は、メーク接点動作をする充電用メーク接点スイッチを介して前記直流電源と接続され、
前記副蓄電部の端子間電圧を検出する検出回路を備え、
前記制御回路は、前記検出回路によって検出された前記副蓄電部の端子間電圧が、制御回路の動作電圧以上になってから前記副蓄電部から電源が供給されて動作開始し、その後、前記充電用メーク接点スイッチを閉じて、前記直流電源から前記主蓄電部への蓄電を開始するとともに、所定の蓄電制御を開始するように構成され、
前記副蓄電部は、ブレーク接点動作をするブレーク接点スイッチを介して前記直流電源と接続され、
前記制御回路は、前記検出回路によって検出された前記副蓄電部の端子間電圧が充電完了電圧以上になってから、前記ブレーク接点スイッチを開くように構成されていることを特徴とするキャパシタを用いた蓄電装置。
In a power storage device including a main power storage unit using a capacitor, a control circuit for controlling power storage from a DC power source to the main power storage unit, and discharging from the main power storage unit to a load,
In a power storage device including a sub power storage unit serving as a power source for the control circuit in an initial state in which power supply from the DC power source is started,
A capacitor is used for the sub power storage unit,
The main power storage unit is connected to the DC power source via a make contact switch for charging that performs a make contact operation,
A detection circuit for detecting a voltage between terminals of the sub power storage unit;
The control circuit starts to operate when power is supplied from the sub power storage unit after the inter-terminal voltage of the sub power storage unit detected by the detection circuit becomes equal to or higher than the operation voltage of the control circuit, and then the charging The make contact switch is closed, and the power storage from the DC power source to the main power storage unit is started, and predetermined power storage control is started.
The sub power storage unit is connected to the DC power source via a break contact switch that performs a break contact operation.
The control circuit is configured to open the break contact switch after the inter-terminal voltage of the sub power storage unit detected by the detection circuit becomes equal to or higher than a charging completion voltage. Power storage device.
負荷は、放電用メーク接点スイッチを介して前記主蓄電部と接続され、
前記制御回路は、主蓄電部の出力電圧が、所定の放電可能電圧以上になってから、放電用メーク接点スイッチを閉じて放電可能状態とするように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のキャパシタを用いた蓄電装置。
The load is connected to the main power storage unit via a discharge make contact switch,
The control circuit is configured to close the discharge make contact switch to be in a dischargeable state after the output voltage of the main power storage unit becomes equal to or higher than a predetermined dischargeable voltage. A power storage device using the capacitor according to 2.
前記制御回路の電源は、前記副蓄電部の端子間電圧を所定の動作電圧に変換する電圧変換手段の出力電圧に接続され、
前記電圧変換手段は、前記副蓄電部の端子間電圧が、所定の前記変換可能電圧以上になってから、前記出力電圧を前記制御回路の電源として供給するように構成されていることを特徴とする請求項2乃至3の何れか1項に記載のキャパシタを用いた蓄電装置。
The power source of the control circuit is connected to the output voltage of voltage conversion means for converting the voltage between the terminals of the sub power storage unit into a predetermined operating voltage,
The voltage conversion means is configured to supply the output voltage as a power source of the control circuit after the voltage between the terminals of the sub power storage unit becomes equal to or higher than the predetermined convertible voltage. A power storage device using the capacitor according to any one of claims 2 to 3.
前記電圧変換手段は、副蓄電部の出力電圧を、制御回路の動作電圧に変換する電圧変換手段であることを特徴とする請求項4に記載のキャパシタを用いた蓄電装置。5. The power storage device using a capacitor according to claim 4, wherein the voltage conversion unit is a voltage conversion unit that converts an output voltage of the sub power storage unit into an operating voltage of the control circuit. 主蓄電部の出力電圧を降圧して、副蓄電部に充電する降圧型電圧変換手段を備えていることを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項に記載のキャパシタを用いた蓄電装置。6. The power storage device using the capacitor according to claim 2, further comprising step-down voltage conversion means for stepping down the output voltage of the main power storage unit and charging the sub power storage unit. . 前記ブレーク接点スイッチは、
直流電源と副蓄電部との間に直列接続されたサイリスタと、
前記サイリスタのソースとゲートに並列接続されて、直流電源の供給開始時にはオン状態であって前記サイリスタをターンオンし、制御回路からのブレーク制御信号によりオフされるディプレッション型nMOSFETと、
前記サイリスタのソースとドレインに並列接続されて、制御回路からのブレーク制御信号によりオンされて前記サイリスタをターンオフした後、オフされるエンハンスメント型nMOSFETと
を含んでいることを特徴とする請求項2乃至6の何れか1項に記載のキャパシタを用いた蓄電装置。
The break contact switch is
A thyristor connected in series between the DC power supply and the sub power storage unit;
A depletion-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and gate of the thyristor, is turned on when DC power supply starts, turns on the thyristor, and is turned off by a break control signal from a control circuit;
3. An enhancement-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and drain of the thyristor, and is turned on after the thyristor is turned off by a break control signal from a control circuit, and then turned off. A power storage device using the capacitor according to claim 6.
前記ブレーク接点スイッチは、
直流電源と副蓄電部との間に直列接続されたサイリスタと、
前記サイリスタのソースとゲートに並列接続されて、直流電源の供給によりオンされて前記サイリスタをターンオンし、制御回路からのブレーク制御信号によりオフされるエンハンスメント型nMOSFETと、
前記サイリスタのソースとドレインに並列接続されて、制御回路からのブレーク制御信号によりオンされて前記サイリスタをターンオフした後、オフされるエンハンスメント型nMOSFETと
を含んでいることを特徴とする請求項2乃至6の何れか1項に記載のキャパシタを用いた蓄電装置。
The break contact switch is
A thyristor connected in series between the DC power supply and the sub power storage unit;
An enhancement-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and gate of the thyristor, is turned on by supplying a DC power supply to turn on the thyristor, and is turned off by a break control signal from a control circuit;
3. An enhancement-type nMOSFET that is connected in parallel to the source and drain of the thyristor, and is turned on after the thyristor is turned off by a break control signal from a control circuit, and then turned off. A power storage device using the capacitor according to claim 6.
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