JP6444435B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
この発明の前記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
図1は、この発明の実施の形態1による電源装置の構成を示す回路図を示す。図1において、蓄電デバイスとしては、例えばニッケル水素バッテリや、リチウムイオンバッテリが用いられる。
なお、図7の第1スイッチ回路9において、MOSFET9aとMOSFET9cとMOSFET9eとMOSFET9gとMOSFET9iをオンさせ、それ以外のMOSFETをオフさせることで、グランド7は蓄電デバイス5の負極端に接続され、第1取出し口1の正極1aに蓄電デバイス3と蓄電デバイス5が直列接続された直流電圧を取り出すことができる。つまり、バイパス用スイッチMOSFET9eをオンさせることにより、蓄電デバイス4をバイパスさせ、蓄電デバイス3と蓄電デバイス5の直列接続された直流電圧を取り出すことができる。
この発明の実施の形態2による電源装置の回路図を、図8に示す。実施の形態1と異なる点は平滑リアクトル11と平滑コンデンサ12を追加した点である。具体的には、平滑リアクトル11はMOSFET9aのソース端子とMOSFET9dのドレイン端子の接続点と第1取出し口1の正極1aとの間に接続され、平滑コンデンサ12は第1取出し口1の正極1aと負極1bの間に接続される。なお、平滑リアクトル11は、負極1bと接続された所望の蓄電デバイスと第1取出し口1の正極1aの電流通路に設けてもよい。
この発明の実施の形態3による電源装置の回路図を、図16と図17に示す。この発明の実施の形態3における第1のスイッチ回路9及び第2のスイッチ回路10の動作は、実施の形態1で示したものと同様であるため、説明は省略する。異なる点は直流出力電圧を調整可能に構成した可変電圧電源装置である充電装置13を追加した点である。具体的には充電装置13の正極と第1取出し口1の正極1aが接続され、充電装置13の負極と第1取出し口1の負極1bが接続される。
この発明の実施の形態4による電源装置の回路図を、図18と図19に示す。この発明の実施の形態4における第1のスイッチ回路9及び第2のスイッチ回路10の動作は、実施の形態1〜2で示したものと同様であるため、説明は省略する。異なる点は、電動発電機14と電動発電機14を駆動するインバータ15から構成される第1の負荷16と、インバータ15の直流母線と低圧蓄電デバイス18を接続するDC/DCコンバータ17と、低圧蓄電デバイス18に接続する低圧電装品19から構成される第2の負荷20と、電気負荷から構成される第3の負荷21を追加した点である。
実施の形態5による電源装置の回路図を、図20と図21に示す。実施の形態5における第1のスイッチ回路9及び第2のスイッチ回路10の動作は、実施の形態1〜2で示したものと同様であるため、説明は省略する。異なる点は第3の負荷21が低圧蓄電デバイス18より高い入力電圧を要する高圧電装品22で構成される点である。その結果、高圧電装品22の入力電圧は蓄電デバイス3と蓄電デバイス4と蓄電デバイス5を直列接続した電圧になり、DC/DCコンバータを追加することなく高圧電装品22を使用することができる。
この発明の実施の形態6による電源装置の回路図を図22に示す。実施の形態1と異なる点は第3のスイッチ回路23(第3スイッチ回路)を追加するとともに、第2のスイッチ回路24に短絡防止用のMOSFET10gを追加した点である。具体的には、第3のスイッチ回路は逆直列接続されたMOSFET23aとMOSFET23bで構成され、MOSFET23aはドレイン端子が蓄電デバイス3の正極端に接続され、MOSFET23bのドレイン端子は蓄電デバイス5の正極端に接続される。また、第2のスイッチ回路24のMOSFET10gはドレイン端子がMOSFET10eのドレイン端子に接続され、蓄電デバイス3の正極端に接続され、ソース端子はMOSFET10fのソース端子に接続される。
この発明の実施の形態7による電源装置の回路図を図26に示す。実施の形態6と異なる点は第3のスイッチ回路23が蓄電デバイス3と蓄電デバイス4に接続された点である。具体的には、逆直列接続されたMOSFET23aとMOSFET23bにおいて、MOSFET23aはドレイン端子が蓄電デバイス3の正極端に接続され、MOSFET23bはドレイン端子が蓄電デバイス4の正極端に接続される。
この発明の実施の形態8による電源装置の回路図を図29に示す。実施の形態6と異なる点は第3のスイッチ回路23が蓄電デバイス4と蓄電デバイス5に接続された点である。具体的には、MOSFET23aはドレイン端子が蓄電デバイス4の正極端に接続され、MOSFET23bのドレイン端子は蓄電デバイス5の正極端に接続される。
この発明の実施の形態9による電源装置の回路図を図32に示す。実施の形態6と異なる点は第2のスイッチ回路24に短絡防止用のMOSFET10hを追加した点である。具体的には、MOSFET10hはドレイン端子がMOSFET10aのドレイン端子に接続され、蓄電デバイス4の正極端に接続され、ソース端子はMOSFET10bのソース端子に接続される。
この発明の実施の形態10による電源装置の回路図を図35に示す。実施の形態7と異なる点は第2のスイッチ回路24にMOSFET10hを追加した点である。具体的には、MOSFET10hはドレイン端子がMOSFET10aのドレイン端子に接続され、蓄電デバイス4の正極端に接続され、ソース端子はMOSFET10bのソース端子に接続される。
この発明の実施の形態11による電源装置の回路図を図38に示す。実施の形態8と異なる点は第2のスイッチ回路24に短絡防止用のMOSFET10hを追加した点である。具体的には、MOSFET10hはドレイン端子がMOSFET10aのドレイン端子に接続され、蓄電デバイス4の正極端に接続され、ソース端子はMOSFET10bのソース端子に接続される。
2:第2取出し口、 2a:正極、 2b:負極
3、4、5:蓄電デバイス
6:制御回路、 7:グランド、 8:グランド
9:第1のスイッチ回路
9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i:MOSFET
10、24:第2のスイッチ回路
10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h:MOSFET
11:平滑リアクトル、 12:平滑コンデンサ、 13:充電装置
14:電動発電機、 15:インバータ
15g:平滑コンデンサ
16:第1の負荷
17:DC/DCコンバータ
17a、17e:平滑コンデンサ
17d:平滑リアクトル
18:低圧蓄電デバイス、 19:低圧電装品
20:第2の負荷、 21:第3の負荷、 22:高圧電装品
23:第3のスイッチ回路
23a、23b:MOSFET
25:第1の電流
26;第2の電流
Claims (10)
- 正極端と負極端を有する複数の蓄電デバイス、
複数のスイッチを有する第1スイッチ回路、
第1端子正極と第1端子負極、
複数のスイッチを有する第2スイッチ回路、
第2端子正極と第2端子負極、
前記第1スイッチ回路と前記第2スイッチ回路の複数のスイッチのそれぞれの開閉を制御する制御回路を備え、
前記蓄電デバイスの1つ又は複数の電力を前記第1端子正極と前記第1端子負極間に出力すると共に、
前記蓄電デバイスの1つ又は複数の電力を前記第2端子正極と前記第2端子負極間に出力する電源装置であって、
前記第1端子負極と前記第2端子負極は互いに接続され同じ電位であり、
前記第1スイッチ回路の複数のスイッチは、複数の前記蓄電デバイスにそれぞれ対応する複数の第1スイッチ組を含み、各第1スイッチ組は、対応する蓄電デバイスの負極端に一端が接続される負極端接続用スイッチと、対応する蓄電デバイスの正極端に一端が接続される第1正極端接続用スイッチと、前記負極端接続用スイッチの他端と前記第1正極端接続用スイッチの他端間に接続されるバイパス用スイッチとを含み、
前記第1端子正極と前記第1端子負極間には、複数の前記第1スイッチ組の複数の前記バイパス用スイッチが直列に接続され、
前記第2スイッチ回路の複数のスイッチは、複数の前記蓄電デバイスにそれぞれ対応する複数の第2スイッチ組を含み、各第2スイッチ組は、対応する蓄電デバイスの正極端を前記第2端子正極に接続する第2正極端接続用スイッチと、対応する蓄電デバイスの負極端を他の蓄電デバイスの正極端に接続する接続用スイッチとを含み、
複数の前記蓄電デバイスと、複数の前記第2スイッチ組の複数の前記接続用スイッチは、前記蓄電デバイスと前記接続用スイッチが交互に接続される電源装置。 - 前記第1端子正極と前記第1端子負極間に平滑コンデンサが接続され、前記第1端子正極と前記第1端子負極間の電流経路に平滑リアクトルが設けられたことを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- 前記第1端子正極と前記第1端子負極間に、直流電圧を可変しうる可変電源装置である充電装置を接続したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電源装置。
- 複数の前記蓄電デバイスのうちの一の蓄電デバイスの正極端と他の蓄電デバイスの正極端との間に設けられ、前記一の蓄電デバイスの正極端と前記他の蓄電デバイスの正極端とを接続する接続用スイッチを有する第3スイッチ回路を備え、
前記制御回路は、前記第3スイッチ回路の前記接続用スイッチの開閉を制御して、前記第1端子正極と前記第1端子負極間に複数個の蓄電デバイスを並列接続するようにした請求項1記載の電源装置。 - 前記第3スイッチ回路の前記接続用スイッチの開閉を前記制御回路で制御して、前記第1端子正極と前記第1端子負極間及び前記第2端子正極と前記第2端子負極間に複数個の蓄電デバイスを並列接続するようにした請求項4記載の電源装置。
- 前記第1端子正極と前記第1端子負極間に平滑コンデンサが接続され、前記第1端子正極と前記第1端子負極間の電流経路に平滑リアクトルが設けられたことを特徴とする請求項4又は請求項5記載の電源装置。
- 前記第1端子正極と前記第1端子負極間に、直流電圧を可変しうる可変電源装置である充電装置を接続したことを特徴とする請求項4又は請求項5記載の電源装置。
- 前記制御回路は、
前記第1端子正極と前記第1端子負極間に接続される蓄電デバイスに対応する前記第1スイッチ回路の前記負極端接続用スイッチ及び前記第1正極端接続用スイッチをオンに制御すると共に、当該蓄電デバイスに対応する前記第1スイッチ回路の前記バイパス用スイッチをオフに制御し、
前記第1端子正極と前記第1端子負極間に接続されない蓄電デバイスに対応する前記第1スイッチ回路の前記負極端接続用スイッチ及び前記第1正極端接続用スイッチをオフに制御すると共に、当該蓄電デバイスに対応する前記第1スイッチ回路の前記バイパス用スイッチをオンに制御するようにしたことを特徴とする請求項1記載の電源装置。 - 前記制御回路は、
前記第2端子正極と前記第2端子負極間に接続される蓄電デバイスであって、
前記第2スイッチ回路を介して正極端が前記第2端子正極に接続される前記蓄電デバイスに対しては、前記第2スイッチ回路の対応する前記第2正極端接続用スイッチ及び前記接続用スイッチをオンに制御し、
負極端が前記第1端子負極に接続される前記蓄電デバイスに対しては、前記第2スイッチ回路の対応する前記第2正極端接続用スイッチ及び前記接続用スイッチをオフに制御し、
その他の前記蓄電デバイスに対しては、前記第2スイッチ回路の対応する前記第2正極端接続用スイッチをオフに制御すると共に、当該蓄電デバイスに対応する前記接続用スイッチをオンに制御するようにしたことを特徴とする請求項8記載の電源装置。 - 前記制御回路は、
前記第1端子正極と前記第1端子負極間に並列接続される蓄電デバイスのうち、
一の前記蓄電デバイスに対応する前記第1スイッチ回路の前記負極端接続用スイッチ及び前記第1正極端接続用スイッチをオンに制御すると共に、当該蓄電デバイスに対応する前記第1スイッチ回路の前記バイパス用スイッチをオフに制御し、
他の前記蓄電デバイスに対応する前記第1スイッチ回路の前記負極端接続用スイッチ及び前記バイパス用スイッチをオンに制御すると共に、当該蓄電デバイスに対応する前記第1スイッチ回路の前記第1正極端接続用スイッチをオフに制御し、
前記第3スイッチ回路の前記接続用スイッチをオンに制御するようにしたことを特徴とする請求項4記載の電源装置。
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