JP6115273B2 - 電源回路、電源システムおよび蓄電装置 - Google Patents

Description

本開示は、高電圧から低電圧を形成するのに好適な電源回路、電源システムおよび蓄電装置に関する。

負荷に対して直列に電圧制御用の半導体素子を接続し、定電圧源によって一定の電圧を半導体素子に供給して、負荷に印加される電圧を一定に保つようにしたシリーズレギュレータが知られている（例えば特許文献１を参照）。シリーズレギュレータは、例えば負荷が変動する場合にも、一定の電圧を印可することができる。

特開２００３−２５９６３２号公報

特許文献１に記載されているようなシリーズレギュレータは、入力電圧と出力電圧との電圧差が非常に大きいと、素子が破壊されるおそれがあった。例えばリチウムイオン２次電池を使用する蓄電システムの場合には、数百Ｖ以上の高電圧からシステムのコントロール回路の電源電圧例えば１２Ｖを形成することが必要とされる。このように大きな電圧差は、従来のシリーズレギュレータでは、素子の破損を招く問題があった。

したがって、本開示は、高電圧から充分低い電圧の電源を形成できる電源回路、電源システムおよび蓄電装置の提供を目的とするものである。

本開示は、５００Ｖ以上の高電圧が入力電圧とされる、第１の半導体素子と第１の定電圧源とからなる第１のシリーズレギュレータと、第２の半導体素子と第２の定電圧源とからなる第２のシリーズレギュレータとが縦続接続され、
入力電圧および出力電圧の少なくとも一方の値を検出する検出部と、検出部によって値が基準値よりも大であることが検出されると、第１および第２の定電圧源の少なくとも一方を制御して第１および第２の半導体素子の少なくとも一方をオフとする電源回路である。

本開示は、二つのシリーズレギュレータが縦続接続されているので、高圧の入力電圧から安定な低圧の出力電圧を形成することができる。

本開示を適用できる蓄電システムの説明に用いるブロック図である。 本開示の第１の実施の形態の接続図である。 本開示の第２の実施の形態の接続図である。 本開示の応用例の一例のブロック図である。 本開示の応用例の他の例のブロック図である。

以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
なお、以下の説明は、下記の順序でもって行われる。
＜１．第１の実施の形態＞
＜２．第２の実施の形態＞
＜３．応用例＞
＜４．変形例＞

＜１．第１の実施の形態＞
「蓄電システムの一例」
図１に示すように、蓄電システムには、電力を制御するためにコントロール回路１が設けられている。コントロール回路１は、マイクロコンピュータによって構成されている。コントロール回路１は、充電管理、放電管理、劣化抑制等のための管理を行う。管理のために、蓄電素子例えば電池セルからの電圧、電流、温度等の情報がフィードバック信号として供給され、各種のコントロール信号を出力する。コントロール回路１に対して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２から電源電圧が供給される。

蓄電システムの端子Ｂ＋およびＢ−に対して図示しないが、蓄電装置が接続される。蓄電装置は、大出力を発生するために多数の蓄電素子例えば電池セルを使用する場合、複数のモジュールから構成されている。蓄電システムの端子ＥＢ＋およびＥＢ−には、図示しないが、外部電力供給装置または負荷が接続される。正極側の端子Ｂ＋およびＥＢ＋間には、直列に充電制御スイッチＱｃおよび放電制御スイッチＱｄが接続されている。

充電制御スイッチＱｃは、蓄電装置を充電する場合にオンとされ、放電制御スイッチＱｄは、蓄電装置を放電する場合にオンとされる。充電制御スイッチＱｃに対して並列で放電電流に対して順方向のダイオードＤｄが接続され、放電制御スイッチＱｄに対して並列で充電電流に対して順方向のダイオードＤｃが接続されている。

充電制御スイッチＱｃと放電制御スイッチＱｄとの接続点から取り出された電圧Ｖ_c が高電圧レギュレータ３に供給される。高電圧レギュレータ３は、接続点の高圧が入力され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に対する電圧Ｖ_o を出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、コントロール回路１の動作電源を形成する。高圧入力は、＋５００Ｖ以上の変動を有する電圧であり、コントロール回路１の動作電源電圧は、例えば＋１２Ｖである。

高電圧レギュレータ３は、後述するように、二つのレギュレータが縦続接続されたものである。一例として、高電圧レギュレータ３に対する入力電圧Ｖ_c が約８００Ｖであり、初段のレギュレータによって、８００Ｖから約６００Ｖの安定な電圧が形成され、後段のレギュレータによって、約６００Ｖの電圧から約４００Ｖの出力電圧Ｖ_o が形成される。この出力電圧Ｖ_o からＤＣ−ＤＣコンバータ２によってコントロール回路１の電源例えば＋１２Ｖが形成される。

「高電圧レギュレータ」
本開示は、高電圧レギュレータ３に対して適用される。図２は、本開示による高電圧レギュレータの第１の実施の形態の接続を示す。入力電圧Ｖ_c が供給される入力端子１１が抵抗Ｒ_1Lおよび抵抗Ｒｓを介して第１の半導体素子例えばＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor):絶縁ゲートバイポーラトランジスタ：ＭＯＳＦＥＴをゲート部に組み込んだバイポーラトランジスタ）１のコレクタに接続される。ＩＧＢＴは、入力電極としてのコレクタと、出力電極としてのエミッタと、制御電極としてのゲートとを有する。

入力電圧Ｖ_c は、変動する直流電圧である。抵抗Ｒ_1Lおよび抵抗Ｒｓは、入力突入電流を制限するために接続されている。抵抗Ｒｓに代えてヒューズを使用しても良い。本開示は、比較的高電圧例えば＋５００Ｖ以上の入力電圧Ｖ_c からコントロール回路の電源電圧を形成するのに適している。

抵抗Ｒ_1Lおよび抵抗Ｒｓの接続点と接地電位間に、抵抗Ｒ_B1および複数（ｍ個）のツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mの直列回路が設けられる。ツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mの直列回路は、第１の定電圧源である。抵抗Ｒ_B1は、ツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mに対するバイアス抵抗である。抵抗Ｒ_B1およびツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mの直列回路の接続点の電圧Ｖ_G1が抵抗Ｒ_G!を介してＩＧＢＴ１のゲートに供給される。抵抗Ｒ_G!は、ＩＧＢＴ１の寄生容量に蓄積されている電荷によってＩＧＢＴ１がオフ時に過大なゲート電流が流れることを抑えるために接続されている。

ＩＧＢＴ１のエミッタから必要に応じて出力電圧Ｖ_oiが取り出される。ＩＧＢＴ１のエミッタが第２のシリーズレギュレータを構成するＩＧＢＴ２のコレクタと接続される。ＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間に逆方向に二つのツェナーダイオードがＺ_P1およびＺ_P2が直列に挿入されている。これらのツェナーダイオードＺ_P1およびＺ_P2は、ＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間に過大な電圧が印加されることを防止するために設けられている。

第２のシリーズレギュレータは、第１のシリーズレギュレータと同様に、ＩＧＢＴ２と、ｎ個のツェナーダイオードＺ₂₁〜Ｚ_2nが直列接続された定電圧源（電圧Ｖ_G2を発生する）とを有する。第１のシリーズレギュレータと第２のシリーズレギュレータとが縦続接続される。第２のシリーズレギュレータに対して負荷Ｚ_L が接続されている。負荷Ｚ_L に対して出力電圧Ｖ_o が印加される。負荷Ｚ_L は、例えば図１におけるＤＣ−ＤＣコンバータ２の回路に相当する。第２のシリーズレギュレータは、第１のシリーズレギュレータと同様に、ＩＧＢＴ２と関連して、バイアス抵抗Ｒ_B2、ゲート電流抑制用の抵抗Ｒ_G2、ゲート・エミッタ間電圧制限用のツェナーダイオードＺ_P3およびＺ_P4を有する。

さらに、第２のシリーズレギュレータの定電圧源を構成するツェナーダイオードＺ₂₁〜Ｚ_2nの直列回路を短絡させるスイッチＳＷ２が設けられている。コントロール回路（図示を省略）が設けられており、入力電圧Ｖ_c が極めて大きくなり、初段のＩＧＢＴ１が破損して短絡するおそれをコントロール回路が検出すると、スイッチＳＷ２をオンとするコントロール信号が発生する。スイッチＳＷ２がオンすると、ＩＧＢＴ２がオフとなり、過大な出力電圧が生じることが防止できる。

上述した高電圧レギュレータの動作について説明する。
電圧および電流に関する記号は、下記に示すような値を表している。
Ｖ_c ：可変入力電圧
Ｖ_GE1 ：ＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間電圧
Ｖ_GE2 ：ＩＧＢＴ２のゲート・エミッタ間電圧
Ｉ_B1：ツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mを流れる電流
Ｉ_B2：ツェナーダイオードＺ₂₁〜Ｚ_2mを流れる電流
Ｉ_L ：負荷電流
Ｖ_G1：ＩＧＢＴ１のゲート電圧
Ｖ_G2：ＩＧＢＴ２のゲート電圧
Ｖ_Z11 〜Ｖ_Z1m ：ツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mのそれぞれのツェナー電圧
Ｖ_Z21 〜Ｖ_Z2m ：ツェナーダイオードＺ₂₁〜Ｚ_2mのそれぞれのツェナー電圧
Ｖ_o ：安定化された出力電圧
Ｐ_i ：入力電力
Ｐ_o ：出力電力

初段のシリーズレギュレータによって入力電圧が安定化され、出力電圧Ｖoiが生成される。ツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mの直列回路によって、ＩＧＢＴ１のゲート電圧が形成されるので、下記の関係が成り立つ。
Ｖoi＝Ｖ_G1−Ｖ_GE1 （１）

第２のシリーズレギュレータによって下記のように、安定化された出力電圧Ｖo が形成される。
Ｖ_o ＝Ｖ_G2−Ｖ_GE2 （２）
ここで、
Ｖ_G1＝Ｖ_Z11＋Ｖ_Z11＋・・・・＋Ｖ_Z1m （３）
Ｖ_G2＝Ｖ_Z11＋Ｖ_Z11＋・・・・＋Ｖ_Z1m （４）
である。

Ｐ_i ＝Ｖ_c ×（Ｉ_B1＋Ｉ_B2＋Ｉ_L ） （５）
Ｐ_o ＝Ｖ_o ×Ｉ_L （６）

具体的電圧値の一例を下記に示す。
Ｖ_G1＝６１０Ｖとされ、初段のシリーズレギュレータの安定化出力電圧Ｖoiが（６１０−５．５＝６０５．５Ｖ）とされる。
Ｖ_G2＝３７６Ｖとされ、初段のシリーズレギュレータの安定化出力電圧Ｖoiが（３７６−５．５＝３７０．５Ｖ）とされる。
このように、各シリーズレギュレータにおいてほぼ２００Ｖ程度の電圧降下が発生する。

上述した本開示の第１の実施の形態は、下記のような作用効果を奏することができる。
・負荷が軽い場合には、損失を小さくできる。
・複雑なスイッチング制御を必要としないで、回路構成が簡単である。
・危険な異常電圧に対する保護を行うことができる。
・ＩＧＢＴが縦続接続されているので、各ＩＧＢＴに対する損失を軽減できる。

「第２の実施の形態」
図３を参照して本開示の第３の実施の形態について説明する。上述した第１の実施の形態と相違する点につい主に説明する。
追加された回路および回路素子は、以下の通りである。
入力電圧Ｖc が異常に高くなることを検出するためのコントロール回路１２が設けられる。
入力端子１１と接地間に検出抵抗Ｒ_s1およびＲ_s2の直列回路が挿入され、これらの抵抗の接続点に検出電圧Ｖ_SNS が取り出され、検出電圧Ｖ_SNS がコントロール回路１２に供給される。

コントロール回路１２に対して基準電圧Ｖ_REF が供給され、コントロール回路１２において、基準電圧Ｖ_REF と検出電圧Ｖ_SNS とが比較される。Ｖ_SNS ＞Ｖ_REF の場合に、入力電圧Ｖc が異常に高いと判定され、スイッチをオンとするためのコントロール信号が発生する。ここで、異常な入力電圧とは、実使用時の電圧およびツェナーダイオードの仕様によって適宜設定される。例えば実使用電圧の２倍程度とされる。通常、８００Ｖであれば、１．６ｋＶでスイッチをオンとする。なお、図示しないが、入力電圧ではなく出力電圧が異常時にスイッチＳＷ１若しくはＳＷ２がオンとなるようにしても良い。出力電圧の異常とは、例えば想定される出力電圧の２倍程度の値の出力電圧である。

スイッチＳＷ１がツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mの直列回路と並列に接続され、スイッチＳＷ２がツェナーダイオードＺ₂₁〜Ｚ_2mの直列回路と並列に接続される。これらのスイッチＳＷ１およびＳＷ２がコントロール回路１２の出力によって制御される。コントロール回路１２によって異常な入力電圧が検出されると、スイッチＳＷ１およびＳＷ２の両方がオンとなる。したがって、ＩＧＢＴ１およびＩＧＢＴ２の両方がオフとされる。

ツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mの内で、Ｚ₁₁を除く他のツェナーダイオードのそれぞれと並列にスイッチＳ₁₂，Ｓ₁₃，・・・，Ｓ_1mが接続される。同様に、ツェナーダイオードＺ₂₁〜Ｚ_2mの内で、Ｚ₂₁を除く他のツェナーダイオードのそれぞれと並列にスイッチＳ₂₂，Ｓ₂₃，・・・，Ｓ_2mが接続される。

これらのスイッチは、図示しないコントロール回路によって生成されるコントロール信号によって個別に制御可能とされている。すなわち、スイッチの接続状態に応じてＩＧＢＴ１のゲート電圧Ｖ_G1と、ＩＧＢＴ２のゲート電圧Ｖ_G2とが変化する。式（１）および式（２）から分かるように、出力電圧Ｖ_oiは、電圧Ｖ_G1によって定まり、出力電圧Ｖ_o は、電圧Ｖ_G2によって定まる。したがって、スイッチＳ₁₂〜Ｓ_1m並びにスイッチＳ₂₂〜Ｓ_2mを制御することによって、所望の出力電圧が形成される。

スイッチＳ₁₂〜Ｓ_1m並びにスイッチＳ₂₂〜Ｓ_2mに対する制御を時間方向で変化させるようにしても良い。例えば負荷Ｚ_L に対する電源供給の開始時に、電圧Ｖ_G1および／または電圧Ｖ_G2を徐々に大とすることによって、出力電圧を徐々に大とすること（ソフトスタート）が可能となる。逆に、出力電圧を徐々に小とするようにしても良い。

コンデンサＣ₁₁がツェナーダイオードＺ₁₁〜Ｚ_1mの直列回路と並列に接続され、コンデンサＣ₂₁がツェナーダイオードＺ₂₁〜Ｚ_2mの直列回路と並列に接続される。これらのコンデンサＣ₁₁およびＣ₂₁は、ツェナーダイオードの直列回路のそれぞれに対して急激に過大な電流が流れることを防止してツェナーダイオードを保護する機能を有する。

上述した本開示の第２の実施の形態は、第１の実施の形態の奏する作用効果に追加して下記のような作用効果を奏することができる。
・負荷に加わる出力電圧を徐々に大きくするような時間方向の出力電圧制御が可能となる。
・ツェナーダイオードの直列回路に急激な大電流が流れることを防止して、ツェナーダイオードを保護することができる。

＜３．応用例＞
「応用例としての住宅における電力貯蔵装置」
本開示を住宅用の電力貯蔵装置に適用した例について、図４を参照して説明する。例えば住宅１０１用の電力貯蔵装置１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の電力貯蔵装置を使用できる。

住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。

蓄電装置１０３は、２次電池、またはキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン２次電池によって構成されている。リチウムイオン２次電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。

各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。

パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌ
ｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線通信規格によるセンサネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されても良い。

各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。

以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、電力貯蔵装置１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

「応用例としての車両における電力貯蔵装置」
本開示を車両用の電力貯蔵装置に適用した例について、図５を参照して説明する。図５に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、電池２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。

ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。電池２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。

エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力を電池２０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力が電池２０８に蓄積される。

電池２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、２次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残容量に関する情報に基づき、電池残容量表示を行う情報処理装置などがある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力が何れも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用可能である。

＜４．変形例＞
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。例えば上述した電圧の値、電流の値は、一例であり、他の値を採用しても良い。さらに、出力電圧を監視して出力電圧が異常に大きい値となる場合に、半導体素子をオフとするようにしても良い。さらに、半導体素子としては、ＩＧＢＴ以外のＦＥＴ(Field Effect Transistor)等の素子を使用しても良い。さらに、シリーズレギュレータを３段以上、縦続接続しても良い。また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

１・・・コントロール回路
２・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ
３・・・高電圧レギュレータ
Ｚ₁₁〜Ｚ_1m、Ｚ₂₁〜Ｚ_2m、Ｚ_P1〜Ｚ_P4・・・ツェナーダイオード
ＳＷ１、ＳＷ２・・・スイッチ
Ｓ₁₂〜Ｚ_1m、Ｓ₂₂〜Ｓ_2m・・・スイッチ
Ｒ_G1，Ｒ_G1・・・ゲート電流制限用抵抗
Ｚ_L ・・・負荷

Claims (8)

1. ５００Ｖ以上の高電圧が入力電圧とされる、第１の半導体素子と第１の定電圧源とからなる第１のシリーズレギュレータと、第２の半導体素子と第２の定電圧源とからなる第２のシリーズレギュレータとが縦続接続され、
   入力電圧および出力電圧の少なくとも一方の値を検出する検出部と、前記検出部によって前記値が基準値よりも大であることが検出されると、前記第１および第２の定電圧源の少なくとも一方を制御して前記第１および第２の半導体素子の少なくとも一方をオフとする電源回路。
2. 前記第１および第２の半導体素子は、入力電極と出力電極と制御電極とをそれぞれ有し、
   前記第１および第２の半導体素子のそれぞれの制御電極に対して前記第１および第２の定電圧源がそれぞれ接続される請求項１に記載の電源回路。
3. 前記第１および第２の定電圧源による電圧値を可変するスイッチを設けてなる請求項１又は２に記載の電源回路。
4. 前記スイッチによって前記電圧値を時間方向で変化させる請求項３に記載の電源回路。
5. 前記第１および第２の定電圧源とそれぞれ並列にコンデンサを設けてなる請求項１から４までのいずれかに記載の電源回路。
6. 前記第１および第２の制御電極に対して電流制限素子が接続されてなる請求項５に記載の電源回路。
7. 蓄電部と、前記蓄電部の充放電を制御するスイッチ素子と、前記スイッチ素子を制御するコントロール回路と、前記蓄電部の電圧から前記コントロール回路の動作電源を形成する電源回路とを備え、
   前記電源回路が請求項１に記載の構成を有する電源システム。
8. 請求項７に記載の電源システムが備えられ、
   外部電力系統から形成される直流電源が前記蓄電部の充電電源として使用され、
   前記蓄電部の出力電源が電子機器に対して供給される蓄電装置。

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