JP6618184B2 - High voltage generator - Google Patents
High voltage generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP6618184B2 JP6618184B2 JP2016056049A JP2016056049A JP6618184B2 JP 6618184 B2 JP6618184 B2 JP 6618184B2 JP 2016056049 A JP2016056049 A JP 2016056049A JP 2016056049 A JP2016056049 A JP 2016056049A JP 6618184 B2 JP6618184 B2 JP 6618184B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- battery
- state
- output
- positive electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
本発明は、交流電源を用いて二次電池に充電するための充電装置及び二次電池を用いて交流機器に交流電力を供給するための放電装置並びに該放電装置を利用して高電圧の直流電力を生成する高電圧発生装置に関する。 The present invention relates to a charging device for charging a secondary battery using an AC power source, a discharging device for supplying AC power to an AC device using the secondary battery, and a high voltage direct current using the discharging device. The present invention relates to a high voltage generator that generates electric power.
電池とは、正極活物質と負極活物質とが電解質を介して化学反応することにより生じた化学エネルギーを電気エネルギーとして利用するものであり、一次電池と二次電池に大別される。一次電池は1回放電すると充電することができない、いわば使い切りの電池を指し、二次電池は充電・放電を繰り返し行うことができる電池を指す。このような性質から二次電池は蓄電池とも称される。 A battery uses chemical energy generated by a chemical reaction between a positive electrode active material and a negative electrode active material via an electrolyte as electric energy, and is roughly classified into a primary battery and a secondary battery. A primary battery refers to a battery that can not be charged once discharged, so to speak, a secondary battery refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged. Due to such properties, the secondary battery is also referred to as a storage battery.
二次電池は、携帯情報端末、携帯電子機器、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の小型民生機器用電源として、また、電気自転車やハイブリッドカー(Hybrid Electric Vehicle(HEV))、ドローンと呼ばれる無人飛行機等のバッテリーとして、さらには、太陽光発電や風力発電等の自然エネルギー(再生可能エネルギー)を利用した発電装置に組み込まれる蓄電装置として、様々な分野で利用されている(特許文献1、2等参照)。
Secondary batteries are used as power sources for small consumer devices such as personal digital assistants, portable electronic devices, portable music players, and digital cameras, as well as electric bicycles, hybrid electric vehicles (HEV), unmanned airplanes called drones, etc. In addition, the battery is used in various fields as a power storage device incorporated in a power generation device using natural energy (renewable energy) such as solar power generation or wind power generation (see
二次電池の充電は、例えば商用交流電源に接続された充電装置に二次電池をセットすることにより行われる。充電装置は交流電流を直流電流に変換するパワーコンディショナ(コンバータ)を備えており、商用交流電源からの交流電流を直流電流に変換した後、二次電池の正極−負極間に供給する。
一方、上述した小型民生機器や電気自動車等は通常、交流電流で駆動される。このような交流駆動機器を二次電池から放出される直流電流によって駆動するためには、パワーコンディショナ(インバータ)等によって直流電流を交流電流に変換する必要がある。
The secondary battery is charged by, for example, setting the secondary battery in a charging device connected to a commercial AC power source. The charging device includes a power conditioner (converter) that converts an alternating current into a direct current. The alternating current from a commercial alternating current power source is converted into a direct current, and then supplied between the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery.
On the other hand, the above-described small consumer devices and electric vehicles are usually driven by alternating current. In order to drive such an AC drive device with a DC current discharged from the secondary battery, it is necessary to convert the DC current into an AC current by a power conditioner (inverter) or the like.
つまり、交流駆動機器の駆動に二次電池を用いるためには、交流電力から直流電力への変換(充電)と、直流電力から交流電力への変換(放電)という2段階の電力変換が必要となる。インバータによる直流から交流、あるいはコンバータによる交流から直流への電力変換効率は共に80%〜90%程度であり、100%になることはない。従って、電力の利用効率が悪いという問題があった。 In other words, in order to use a secondary battery for driving an AC drive device, it is necessary to perform two-stage power conversion: conversion from AC power to DC power (charging) and conversion from DC power to AC power (discharge). Become. The power conversion efficiency from DC to AC by the inverter or from AC to DC by the converter is about 80% to 90%, and does not reach 100%. Therefore, there has been a problem that power utilization efficiency is poor.
本発明が解決しようとする課題は、充電時及び放電時の電力エネルギーの損失を無くしてエネルギー利用効率を高めることができる充電装置及び放電装置並びに高電圧発生装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a charging device, a discharging device, and a high voltage generating device that can increase the energy utilization efficiency by eliminating the loss of power energy during charging and discharging.
上記課題を解決するために成された本発明は、
交流電源を用いて第1電池及び第2電池から成る一対の二次電池を充電するための充電装置であって、
a) 一方の端部が前記交流電源の一対の出力端の一方に接続され、他方の端部が前記第1電池の正極に接続される第1正極用端子と、一方の端部が前記交流電源の他方の出力端に接続され、他方の端部が前記第1電池の負極に接続される第1負極用端子と、
b) 一方の端部が前記交流電源の一方の出力端に接続され、他方の端部が前記第2電池の負極に接続される第2負極用端子と、一方の端部が前記交流電源の他方の出力端に接続され、他方の端部が前記第2電池の正極に接続される第2正極用端子と、
c) 前記交流電源の他方の出力端から電子が出るときは、前記交流電源の一対の出力端と前記第1電池が接続状態となり、且つ前記交流電源の一対の出力端と前記第2電池が非接続状態となる第1状態に切り替え、前記交流電源の一方の出力端から電子が出るときは、前記交流電源の一対の出力端と前記第2電池が接続状態となり、且つ前記交流電源の一対の出力端と前記第1電池が非接続状態となる第2状態に切り替えるスイッチング手段と
を備えることを特徴とする。
The present invention made to solve the above problems
A charging device for charging a pair of secondary batteries composed of a first battery and a second battery using an AC power source,
a) One end is connected to one of the pair of output ends of the AC power source, the other end is connected to the positive electrode of the first battery, and one end is the AC A first negative electrode terminal connected to the other output end of the power source, the other end connected to the negative electrode of the first battery;
b) One end is connected to one output end of the AC power source, the other end is connected to the negative electrode terminal of the second battery, and one end is connected to the AC power source. A second positive terminal connected to the other output end, the other end connected to the positive electrode of the second battery;
c) When electrons are emitted from the other output terminal of the AC power supply, the pair of output terminals of the AC power supply and the first battery are connected, and the pair of output terminals of the AC power supply and the second battery are connected. When electrons are emitted from one output end of the AC power source when the first state is switched to the disconnected state, the pair of output ends of the AC power source and the second battery are connected, and the pair of AC power sources And switching means for switching to a second state where the first battery is in a disconnected state.
前記スイッチング手段は、交流電源から二次電池に向かって移動する電子の向きに応じて、すなわち、交流電源から出力される電力波形の周期に応じて第1状態と第2状態に切り替える。この場合、スイッチング手段は、例えば、交流電源の一方の出力端と第1正極用端子の間、及び交流電源の一方の出力端と第2負極用端子の間に設けたスイッチ回路、あるいは、交流電源の他方の出力端と第1負極用端子の間、及び交流電源の他方の出力端と第2正極用端子の間に設けたスイッチ回路と、交流電源の電力波形の周期を検出する検出回路と該検出回路の検出結果に応じてスイッチ回路をオンオフする制御回路とから構成することができる。スイッチ回路としてダイオードを用いた場合は、検出回路及び制御回路を省略することができる。 The switching means switches between the first state and the second state according to the direction of electrons moving from the AC power source toward the secondary battery, that is, according to the period of the power waveform output from the AC power source. In this case, the switching means is, for example, a switch circuit provided between one output end of the AC power source and the first positive electrode terminal, and between one output end of the AC power source and the second negative electrode terminal, or AC A switch circuit provided between the other output terminal of the power supply and the first negative electrode terminal, and between the other output terminal of the AC power supply and the second positive electrode terminal, and a detection circuit for detecting the period of the power waveform of the AC power supply And a control circuit for turning on and off the switch circuit in accordance with the detection result of the detection circuit. When a diode is used as the switch circuit, the detection circuit and the control circuit can be omitted.
また、本発明は、第1電池及び第2電池から成る一対の二次電池から放電するための放電装置であって、
a) 一方の端部が負荷の一対の入力端のうちの一方に接続され、他方の端部が前記第1電池の正極に接続される第1正極用端子と、一方の端部が前記負荷の他方の入力端に接続され、他方の端部が前記第1電池の負極に接続される第1負極用端子と、
b) 一方の端部が前記負荷の一方の入力端に接続され、他方の端部が前記第2電池の負極に接続される第2負極用端子と、一方の端部が前記負荷の他方の入力端に接続され、他方の端部が前記第2電池の正極に接続される第2正極用端子と、
c) 前記負荷の一対の入力端と前記第1電池が接続状態になり、且つ前記負荷の一対の入力端と前記第2電池が非接続状態になる第1状態と、前記負荷の一対の入力端と前記第2電池が接続状態になり、且つ前記負荷の一対の入力端と前記第1電池が非接続状態になる第2状態とに交互に切り替えるスイッチング手段と
を備えることを特徴とする。
Further, the present invention is a discharge device for discharging from a pair of secondary batteries comprising a first battery and a second battery,
a) One end is connected to one of the pair of input ends of the load, the other end is connected to the positive electrode of the first battery, and one end is connected to the load. A first negative electrode terminal connected to the other input terminal of the first battery, and having the other end connected to the negative electrode of the first battery;
b) One end is connected to one input end of the load, the other end is connected to the negative terminal of the second battery, and one end is the other end of the load. A second positive electrode terminal connected to the input end and having the other end connected to the positive electrode of the second battery;
c) a first state in which the pair of input terminals of the load and the first battery are connected, and a pair of input terminals of the load and the second battery are in a disconnected state; and a pair of inputs of the load And switching means for alternately switching between a pair of input terminals of the load and a second state in which the first battery is in a non-connected state.
前記スイッチング手段は、例えば、負荷の一方の入力端と第1正極用端子の間、及び負荷の一方の入力端と第2負極用端子の間に設けたスイッチ回路、あるいは、負荷の他方の入力端と第1負極用端子の間、及び負荷の他方の入力端と第2正極用端子の間に設けたスイッチ回路と、前記スイッチ回路をオンオフする制御回路とから構成することができる。 The switching means is, for example, a switch circuit provided between one input terminal of the load and the first positive terminal, and between one input terminal of the load and the second negative terminal, or the other input of the load. A switch circuit provided between the terminal and the first negative electrode terminal, and between the other input terminal of the load and the second positive electrode terminal, and a control circuit for turning on and off the switch circuit can be configured.
また、本発明に係る高電圧発生装置は、
a) 第1電池及び第2電池から成る一対の電池と、
b) 第1出力端子及び第2出力端子から成る一対の出力端子と、
c) 前記第1電池の正極及び負極にそれぞれ接続される第1正極用端子及び第1負極端子と、前記第2電池の正極及び負極にそれぞれ接続される第2正極用端子及び第2負極用端子と、
d) 前記第1出力端子と前記第1正極用端子及び前記第2負極用端子との間に設けられた、前記第1出力端子と前記第1正極用端子が接続状態になり、且つ前記第1出力端子と前記第2負極用端子が非接続状態になる第1状態と、前記第1出力端子と前記第2負極用端子が接続状態になり、且つ前記第1出力端子と前記第1正極用端子が非接続状態になる第2状態とに交互に切り替える第1スイッチング手段と、
e) 前記第2出力端子と前記第1負極用端子及び前記第2正極用端子の間に設けられた、前記第2出力端子と前記第1負極用端子が接続状態になり、且つ前記第2出力端子と前記第2正極用端子が非接続状態になる第1状態と、前記第2出力端子と前記第2正極用端子が接続状態になり、且つ前記第2出力端子と前記第1負極端子が非接続状態になる第2状態とに交互に切り替える第2スイッチング手段と、
f) 前記第1スイッチング手段と前記第2スイッチング手段が、同期して前記第1状態から前記第2状態に、及び第2状態から前記第1状態に切り替えるよう前記第1スイッチング手段及び前記第2スイッチング手段を制御する制御手段と、
g) 前記第1及び前記第2出力端子に接続された高電圧生成回路と
を備えることを特徴とする。
The high voltage generator according to the present invention is
a) a pair of batteries comprising a first battery and a second battery;
b) a pair of output terminals comprising a first output terminal and a second output terminal ;
c) First positive electrode terminal and first negative electrode terminal connected to the positive electrode and negative electrode of the first battery, respectively, and second positive electrode terminal and second negative electrode connected to the positive electrode and negative electrode of the second battery, respectively. A terminal,
d) provided between said first output terminal and the first positive electrode terminal and the second negative terminal, wherein the first output terminal the first positive electrode terminal are in connected state and the second A first state in which one output terminal and the second negative terminal are disconnected; a first output terminal and the second negative terminal are connected; and the first output terminal and the first positive terminal First switching means for alternately switching to a second state in which the terminal for connection is disconnected ,
e) provided between the second said output terminal first negative electrode terminal and the second positive electrode terminal, wherein the second output terminal a first negative electrode terminal are in connected state and the second A first state in which the output terminal and the second positive terminal are disconnected; a second output terminal and the second positive terminal are connected; and the second output terminal and the first negative terminal A second switching means for alternately switching to a second state in which is disconnected.
f) The first switching means and the second switching means synchronously switch from the first state to the second state and from the second state to the first state. Control means for controlling the switching means;
and g) a high voltage generation circuit connected to the first and second output terminals.
前記高電圧生成回路は、コッククロフト・ウォルトン回路またはそれと同様の多段整流コンデンサ(キャパシタ)回路から構成することができる。 The high voltage generation circuit can be constituted by a Cockcroft-Walton circuit or a multistage rectifier capacitor (capacitor) circuit similar to the Cockcroft-Walton circuit.
本発明に係る充電装置は、交流電源から出力される交流電力を第1電池及び第2電池から成る一対の二次電池に対して交互に充電することを特徴とする。また、本発明に係る放電装置は、第1電池及び第2電池から成る一対の二次電池から交互に放電することで交流電力を生成することを特徴とする。さらに、本発明に係る高電圧発生装置は、第1電池及び第2電池から成る一対の二次電池から交互に放電することにより交流電力を生成し、この交流電力をコッククロフト・ウォルトン回路のような多段整流コンデンサ(キャパシタ)回路で高電圧の直流電力を生成することを特徴とする。充電装置、放電装置、及び高電圧発生装置のいずれにおいても、第1電池及び第2電池として1個の二次電池を用いても良く、並列接続あるいは直列接続された複数の二次電池から成る電池群を用いても良い。 The charging device according to the present invention is characterized in that AC power output from an AC power source is alternately charged to a pair of secondary batteries including a first battery and a second battery. Moreover, the discharge device according to the present invention is characterized in that AC power is generated by alternately discharging from a pair of secondary batteries including a first battery and a second battery. Furthermore, the high voltage generator according to the present invention generates AC power by alternately discharging a pair of secondary batteries including the first battery and the second battery, and the AC power is generated as in a Cockcroft-Walton circuit. A high voltage DC power is generated by a multi-stage rectifier capacitor circuit. In any of the charging device, the discharging device, and the high voltage generating device, one secondary battery may be used as the first battery and the second battery, and the secondary battery includes a plurality of secondary batteries connected in parallel or in series. A battery group may be used.
上記充電装置を用いて充電される二次電池、上記放電装置を用いて放電される二次電池、及び上記高電圧発生装置を用いて高電圧の直流電力を生成する二次電池としては、例えばリチウム二次電池、ナトリウム硫黄二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池、さらには次世代二次電池といわれる全固体電池、ナトリウムイオン電池、リチウム―空気電池、多価イオン電池、有機正極電池、硫黄系電池などが挙げられる。 Examples of a secondary battery that is charged using the charging device, a secondary battery that is discharged using the discharging device, and a secondary battery that generates high-voltage DC power using the high-voltage generating device include: Lithium secondary battery, sodium sulfur secondary battery, nickel metal hydride secondary battery, nickel cadmium battery, lead acid battery, and all-solid-state battery called next generation secondary battery, sodium ion battery, lithium-air battery, multivalent ion battery , Organic positive electrode battery, sulfur battery and the like.
本発明によれば、交流電源から供給される交流電力をパワーコンディショナを介することなく二次電池に充電することができる。また、交流駆動機器に対して、パワーコンディショナを介することなく二次電池から交流電力を放電することができる。このため、充電時及び放電時における電力エネルギーの損失を無くすことができる。 According to the present invention, it is possible to charge a secondary battery with AC power supplied from an AC power supply without going through a power conditioner. Further, AC power can be discharged from the secondary battery to the AC driving device without using a power conditioner. For this reason, the loss of electric power energy at the time of charge and discharge can be eliminated.
また、従来は交流電流(単相交流)を直流電流に変換するために4個のダイオードが必要であり、直流電流を交流電流に変換するために4個のトランジスタが必要であった。さらに、直流から交流、交流から直流への変換のためのアルゴリズムや回路構成が異なるため、充電機能と放電機能を兼ね備えた装置を構成することが難しく、また、そのような装置は大形化せざるを得ない。
これに対して、本発明では、2個の電池群に対して2〜3個のスイッチ回路を接続し、これらスイッチ回路のオンオフを切り換えることにより交流電流(単相交流)から直流電流、直流電流から交流電流に変換する。しかも、交流から直流への変換、及び直流から交流への変換を同じアルゴリズムで且つ同じ回路構成で行うため、双方向変換機能、つまり充電機能と放電機能を兼ね備えた装置を簡単に且つコンパクトに構成することができる。
Conventionally, four diodes are required to convert alternating current (single-phase alternating current) into direct current, and four transistors are required to convert direct current into alternating current. Furthermore, since the algorithms and circuit configurations for conversion from direct current to alternating current and alternating current to direct current are different, it is difficult to construct a device that has both a charging function and a discharging function. I must.
On the other hand, in the present invention, two to three switch circuits are connected to two battery groups, and these switch circuits are switched on and off to change from an alternating current (single-phase alternating current) to a direct current, To AC current. In addition, since conversion from AC to DC and conversion from DC to AC are performed with the same algorithm and the same circuit configuration, a bidirectional conversion function, that is, a device having both a charging function and a discharging function, can be easily and compactly configured. can do.
以下、本発明のいくつかの実施形態について図面を用いて説明する。
<第1実施形態>
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る充電装置は、交流電源1から出力される交流電力を二次電池から成る第1電池2及び二次電池から成る第2電池3に充電するための装置であり、交流電源1の一対の出力端1a、1bに接続される第1及び第2出力線11、12と、第1電池2の正極及び負極に接続される第1正極用端子13及び第1負極用端子14と、第2電池3の正極及び負極に接続される第2正極用端子15及び第2負極用端子16とを備えている。なお、図1では、第1電池2及び第2電池3をそれぞれ1個の二次電池として示したが、第1電池2及び及び第2電池3は、並列接続あるいは直列接続された複数の二次電池から成る電池群としても良い。他の実施形態でも同様である。
Hereinafter, several embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the charging device according to the first embodiment of the present invention applies AC power output from an
第1出力線11は出力線111と出力線112に分岐しており、出力線111の端部に第1正極用端子13が、出力線112の端部に第2負極用端子16が接続されている。また、出力線111には第1スイッチ回路17が、出力線112には第2スイッチ回路18がそれぞれ設けられている。第1スイッチ回路17及び第2スイッチ回路18はいずれも1回路1接点スイッチからなる。第1スイッチ回路17は交流電源1の出力端1aと第1正極用端子13とを接続状態、非接続状態に切り替え、第2スイッチ回路18は交流電源1の出力端1aと第2負極用端子16とを接続状態、非接続状態に切り替える。
The
第1負極用端子14と第2正極用端子15の間には1回路2接点スイッチから成る第3スイッチ回路19が設けられている。第1負極用端子14と第2正極用端子15は第3スイッチ回路19を介して第2出力線12に接続されている。第3スイッチ回路19は、第2出力線12と第1負極用端子14が接続された状態と、第2出力線12と第2正極用端子15が接続された状態に切り替える。
Between the first
第1〜第3スイッチ回路17〜19の動作は制御回路20によって制御される。本実施形態では、制御回路20、第1〜第3スイッチ回路17〜19がスイッチング手段として機能する。制御回路20は交流電源1から出力される電力波形に同期して第1〜第3スイッチ回路17〜19の動作を制御する。具体的には、制御回路20は、交流電源1から出力される交流電流の方向を検出する検出部を備えており、図1(a)に示すように、交流電源1の出力端1bから外部回路を通り、出力端1aに向かって電子が移動する期間は、第1スイッチ回路17を閉鎖するとともに第2スイッチ回路18を開放し、第3スイッチ回路19を、出力線路12と第1負極用端子14が接続された第1状態にする。これにより、第1電池2の正極から負極に向かってカチオンが電解質中を移動し、該第1電池2が充電される。
The operations of the first to
一方、図1(b)に示すように、交流電源1の出力端1aから外部回路を通り、出力端1bに向かって電子が移動する期間は、第1スイッチ回路17を開放するとともに第2スイッチ回路18を閉鎖する。また、第3スイッチ回路19を、出力線路12と第2正極用端子15が接続された第2状態にする。これにより、第2電池3の正極から負極に向かってカチオンが移動し、該第2電池3が充電される。
On the other hand, as shown in FIG. 1B, during the period in which electrons move from the
このように本実施形態では、出力線11及び12における電子の移動方向に応じて第1状態と第2状態に交互に切り替え、2個の二次電池のいずれかの負極に電子を供給するようにしたため、交流電源からの交流電流を直流電流に変換するためのパワーコンディショナを用いることなく、交流電力を二次電池に充電することができる。
As described above, in this embodiment, the first state and the second state are alternately switched according to the moving direction of the electrons in the
なお、上記の実施形態では、3個のスイッチ回路17〜19と制御回路20からスイッチング手段を構成したが、図2(a)、(b)に示すように、2個のスイッチ回路と制御回路からスイッチング手段を構成しても良い。すなわち、図2(a)は、出力線11と出力線111,112の分岐部に設けた1回路2接点スイッチから成るスイッチ回路31と前記スイッチ回路19、及び制御回路20からスイッチング手段を構成した例を示す。また、図2(b)は、スイッチ回路19を無くしてスイッチ回路17,18と制御回路20からスイッチング手段を構成した例を示す。
In the above embodiment, the switching means is constituted by the three
図2(a)、(b)に示すいずれの例においても、その他の構成は第1実施形態と同じであるため、同じ符号を付し、説明を省略する。これら図2(a)及び(b)に示す構成においても、第1実施形態と同様の作用、効果が得られる。
なお、図2(b)に示す例では、スイッチ回路としてダイオードスイッチを用いた場合、制御回路及び検出部は不要になる。また、第1電池2のアノード材料と第2電池3のカソード材料が、同一の電極活物質で構成されていることが望ましい。
In any of the examples shown in FIGS. 2A and 2B, the other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. Also in the configurations shown in FIGS. 2A and 2B, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained.
In the example shown in FIG. 2B, when a diode switch is used as the switch circuit, the control circuit and the detection unit are not necessary. Moreover, it is desirable that the anode material of the
<第2実施形態>
図3に示すように、本発明の第2実施形態に係る放電装置は、第1電池2及び第2電池3から成る2個の二次電池を用いて負荷41に交流電力を供給するための装置であり、負荷411の一対の入力端41a、41bに接続される第1及び第2出力線51、52と、第1電池2の正極及び負極に接続される第1正極用端子53及び第1負極用端子54と、第2電池3の正極及び負極に接続される第2正極用端子55及び第2負極用端子56とを備えている。
Second Embodiment
As shown in FIG. 3, the discharge device according to the second embodiment of the present invention is for supplying AC power to a
第1出力線51は出力線511と出力線512に分岐しており、出力線511の端部に第1正極用端子53が、出力線512の端部に第2負極用端子56が接続されている。また、出力線511には第1スイッチ回路57が、出力線512には第2スイッチ回路58がそれぞれ設けられている。第1スイッチ回路57及び第2スイッチ回路58はいずれも1回路1接点スイッチからなる。第1スイッチ回路57は負荷41の入力端41aと第1正極用端子53とを接続状態、非接続状態に切り替え、第2スイッチ回路58は負荷41の入力端41aと第2負極用端子56とを接続状態、非接続状態に切り替える。
The
第1負極用端子54と第2正極用端子55の間には1回路2接点スイッチから成る第3スイッチ回路59が設けられている。第1負極用端子54と第2正極用端子55は第3スイッチ回路59を介して第2出力線路512に接続されている。第3スイッチ回路59は、第2出力線52と第1負極用端子54が接続された状態と、第2出力線52と第2正極用端子55が接続された状態に切り替える。
Between the first
第1〜第3スイッチ回路57〜59の動作は制御回路60によって制御される。本実施形態では、制御回路60、第1〜第3スイッチ回路57〜59がスイッチング手段として機能する。制御回路60は、図3(a)に示す、第1スイッチ回路57を閉鎖するとともに第2スイッチ回路58を開放し、第3スイッチ回路59を、出力線路52と第1負極用端子54が接続された第1状態と、図3(b)に示す、第1スイッチ回路57を開放するとともに第2スイッチ回路58を閉鎖し、第3スイッチ回路59を、出力線路52と第2正極用端子55が接続された第2状態に交互に切り替える。これにより、第1電池2及び第2電池3が交互に放電し、互いに逆方向に流れる交流電流が負荷に供給される。
The operations of the first to
なお、上記の第2実施形態では、3個のスイッチ回路57〜59と制御回路60からスイッチング手段を構成したが、図4(a)、(b)に示すように、2個のスイッチ回路と制御回路からスイッチング手段を構成しても良い。すなわち、図4(a)は、出力線51と出力線511,512の分岐部に設けた1回路2接点スイッチから成るスイッチ回路61と前記スイッチ回路59、及び制御回路60からスイッチング手段を構成した例を示す。また、図4(b)は、スイッチ回路59を無くしてスイッチ回路57,58と制御回路60からスイッチング手段を構成した例を示す。
図4(a)、(b)に示すいずれの例においても、上記の第2実施形態と同様の作用、効果が得られる。
In the second embodiment, the switching means is constituted by the three
In any of the examples shown in FIGS. 4A and 4B, the same operations and effects as in the second embodiment can be obtained.
また、図1、2及び図3、4の比較から分かるように、本発明に係る充電装置と放電装置の基本的な構成は同じである。従って、図1に示す充電装置あるいは放電装置は、充放電装置として使用することが可能である。 Moreover, as can be seen from the comparison of FIGS. 1, 2 and FIGS. Therefore, the charging device or discharging device shown in FIG. 1 can be used as a charging / discharging device.
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態に係る高電圧発生装置100は、第1電池2及び第2電池3から交流電力を生成する交流電力生成部110と、該交流電力生成部110にて生成された交流電力から高電圧の直流電力を生成する高電圧生成部120とから構成されている。交流電力生成部110は、一対の出力線104、105と、第1電池2の正極及び負極に接続される第1正極用端子153及び第1負極用端子154と、第2電池3の正極及び負極に接続される第2正極用端子155及び第2負極用端子156とを備えている。
<Third Embodiment>
The high-
一対の出力線104のうちの一方(出力線104)と第1正極用端子153及び第2負極用端子156はそれぞれ分岐線1041、1042を介して接続されている。分岐線1041、1042にはそれぞれ第1スイッチ回路157、及び第2スイッチ回路158がそれぞれ設けられている。他方の出力線105と第1負極用端子154、及び第2正極用端子155の間には、第3スイッチ回路159が設けられている。
One of the pair of output lines 104 (output line 104) and the first
第1スイッチ回路157及び第2スイッチ回路158はいずれも1回路1接点スイッチからなる。第1スイッチ回路157は出力線104と第1正極用端子153とを接続状態、非接続状態に切り替え、第2スイッチ回路148は出力線104と第2負極用端子156とを接続状態、非接続状態に切り替える。
Each of the
第3スイッチ回路159は1回路2接点スイッチから成る。第3スイッチ回路159は、他方の出力線152と第1負極用端子154が接続された状態と、第2出力線路152と第2正極用端子155が接続された状態に切り替える。
The
高電圧生成部120は、多段に直列接続された複数のダイオードD1〜Dnと複数のコンデンサ(キャパシタ)C1〜Cnとを備えたコッククロフト・ウォルトン回路(CW回路)から構成されている。CW回路の一対の入力端子には前記交流電力生成部110の一対の出力端子が接続されている。
The high
第1〜第3スイッチ回路157〜159の動作は制御回路160によって制御される。本実施形態では、制御回路160、第1〜第3スイッチ回路157〜159がスイッチング手段として機能する。制御回路160は、図5(a)に示す第1状態(第1スイッチ回路157が閉鎖され、第2スイッチ回路158が開放され、且つ第3スイッチ回路159が、出力線105と第1負極用端子154を接続する状態)と、図5(b)に示す第2状態(第1スイッチ回路157が開放され、第2スイッチ回路158が閉鎖され、且つ第3スイッチ回路159が、出力線105と第2正極用端子55を接続する状態)に交互に切り替える。この結果、第1電池2及び第2電池3が交互に放電し、一対の出力線104、105から交流電力が高電圧生成部120に供給される。これにより、高電圧生成部120から高電圧の直流電力が出力される。
The operations of the first to
なお、第3実施形態では、交流電力生成部110の構成として、図3に示す放電装置の回路構成と類似の構成を採用したが、図4に示す放電装置の回路構成と類似の構成を採用することも可能である。
In the third embodiment, a configuration similar to the circuit configuration of the discharge device illustrated in FIG. 3 is employed as the configuration of the AC
さらに、上記した第1〜第3実施形態では、いずれも1個の二次電池を第1電池及び第2電池として用いたが、並列接続あるいは直列接続された複数の二次電池から成る電池群を第1電池及び第2電池として用いても良い。この場合、二次電池としては、例えばリチウム二次電池、ナトリウム硫黄二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池が良く、さらには次世代二次電池といわれる全固体電池、ナトリウムイオン電池、リチウム―空気電池、多価イオン電池、有機正極電池、硫黄系電池などが良い。 Furthermore, in each of the first to third embodiments described above, one secondary battery is used as the first battery and the second battery, but a battery group including a plurality of secondary batteries connected in parallel or in series. May be used as the first battery and the second battery. In this case, as the secondary battery, for example, a lithium secondary battery, a sodium sulfur secondary battery, a nickel hydride secondary battery, a nickel cadmium battery, a lead storage battery, and an all-solid battery, sodium, which is called a next generation secondary battery, are preferable. An ion battery, a lithium-air battery, a polyvalent ion battery, an organic positive electrode battery, a sulfur battery, and the like are preferable.
1…交流電源
1a、1b…出力端
2…第1電池(二次電池)
3…第2電池(二次電池)
11、12、111、112…出力線
13…第1正極用端子
14…第1負極用端子
15…第2正極用端子
16…第2負極用端子
17〜19…スイッチ回路
20、60、160…制御回路
41…負荷
51、52、511、512…出力線
53、153…第1正極用端子
54、154…第1負極用端子
55、155…第2正極用端子
56、156…第2負極用端子
57〜59、157〜159…スイッチ回路
100…高電圧発生装置
104、105…出力線
110…交流電力生成部
120…高電圧生成部
DESCRIPTION OF
3. Second battery (secondary battery)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
b) 第1出力端子及び第2出力端子から成る一対の出力端子と、
c) 前記第1電池の正極及び負極にそれぞれ接続される第1正極用端子及び第1負極端子と、前記第2電池の正極及び負極にそれぞれ接続される第2正極用端子及び第2負極用端子と、
d) 前記第1出力端子と前記第1正極用端子及び前記第2負極用端子との間に設けられた、前記第1出力端子と前記第1正極用端子が接続状態になり、且つ前記第1出力端子と前記第2負極用端子が非接続状態になる第1状態と、前記第1出力端子と前記第2負極用端子が接続状態になり、且つ前記第1出力端子と前記第1正極用端子が非接続状態になる第2状態とに交互に切り替える第1スイッチング手段と、
e) 前記第2出力端子と前記第1負極用端子及び前記第2正極用端子の間に設けられた、前記第2出力端子と前記第1負極用端子が接続状態になり、且つ前記第2出力端子と前記第2正極用端子が非接続状態になる第1状態と、前記第2出力端子と前記第2正極用端子が接続状態になり、且つ前記第2出力端子と前記第1負極端子が非接続状態になる第2状態とに交互に切り替える第2スイッチング手段と、
f) 前記第1スイッチング手段と前記第2スイッチング手段が、同期して前記第1状態から前記第2状態に、及び第2状態から前記第1状態に切り替えるよう前記第1スイッチング手段及び前記第2スイッチング手段を制御する制御手段と、
g) 前記第1及び前記第2出力端子に接続された、多段整流コンデンサ回路を備える高電圧発生回路と
を備えることを特徴とする高電圧発生装置。 a) a pair of batteries comprising a first battery and a second battery;
b) a pair of output terminals comprising a first output terminal and a second output terminal ;
c) First positive electrode terminal and first negative electrode terminal connected to the positive electrode and negative electrode of the first battery, respectively, and second positive electrode terminal and second negative electrode connected to the positive electrode and negative electrode of the second battery, respectively. A terminal,
d) provided between said first output terminal and the first positive electrode terminal and the second negative terminal, wherein the first output terminal the first positive electrode terminal are in connected state and the second A first state in which one output terminal and the second negative terminal are disconnected; a first output terminal and the second negative terminal are connected; and the first output terminal and the first positive terminal First switching means for alternately switching to a second state in which the terminal for connection is disconnected ,
e) provided between the second said output terminal first negative electrode terminal and the second positive electrode terminal, wherein the second output terminal a first negative electrode terminal are in connected state and the second A first state in which the output terminal and the second positive terminal are disconnected; a second output terminal and the second positive terminal are connected; and the second output terminal and the first negative terminal A second switching means for alternately switching to a second state in which is disconnected.
f) The first switching means and the second switching means synchronously switch from the first state to the second state and from the second state to the first state. Control means for controlling the switching means;
g) a high voltage generation circuit comprising a multi-stage rectifier capacitor circuit connected to the first and second output terminals.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015055930 | 2015-03-19 | ||
JP2015055930 | 2015-03-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016178859A JP2016178859A (en) | 2016-10-06 |
JP6618184B2 true JP6618184B2 (en) | 2019-12-11 |
Family
ID=57070292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016056049A Active JP6618184B2 (en) | 2015-03-19 | 2016-03-18 | High voltage generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6618184B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7475083B2 (en) * | 2020-04-07 | 2024-04-26 | アーセーバイオード エス ア エール エル | Secondary battery pack, charging device and discharging device |
EP3960532A1 (en) * | 2020-08-27 | 2022-03-02 | Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. | A power supply system for an electric vehicle drivetrain |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62244233A (en) * | 1986-04-15 | 1987-10-24 | 三洋電機株式会社 | Charging type small size electric equipment |
JPS63319089A (en) * | 1987-06-19 | 1988-12-27 | スズキ株式会社 | Piezoelectric element drive |
JPH11122836A (en) * | 1997-10-07 | 1999-04-30 | Suma Denshi Sangyo:Kk | Charging equipment |
JP3396655B2 (en) * | 2000-02-29 | 2003-04-14 | 株式会社シマノ | Bicycle power supply |
HUP0700299A2 (en) * | 2007-04-24 | 2008-12-29 | Andras Fazakas | Recharger circuit for recharging two batteries |
US8907628B2 (en) * | 2011-02-04 | 2014-12-09 | John K. Grady | Automotive bipolar electrical system |
-
2016
- 2016-03-18 JP JP2016056049A patent/JP6618184B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016178859A (en) | 2016-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101094002B1 (en) | Power converting device | |
KR101168078B1 (en) | Multi-input bidirectional dc-dc converter | |
JP5333946B2 (en) | Energy storage system | |
WO2018157838A1 (en) | Combined dc-dc converter for use in hybrid power system | |
US9035496B2 (en) | Power control system and controlling method thereof | |
US20130300369A1 (en) | Battery having a Plurality of Battery Modules Arranged in Battery Strings, and Method for Operating the Battery | |
CN108768176B (en) | Three-level Boost circuit and inverter system | |
KR20120011363A (en) | Apparatus and method for charging balance and grid connected type battery charging and discharging system thereof | |
JP6618184B2 (en) | High voltage generator | |
US10618419B2 (en) | Energy storage arrangement comprising multiple energy stores | |
US9876368B2 (en) | Alternating current linked power converting apparatus | |
WO2013031934A1 (en) | Interconnected power system | |
CN104716680A (en) | Offline uninterruptible power supply with renewable energy and control method thereof | |
JP2016067131A (en) | Charger system | |
KR101400123B1 (en) | Current collector for charging of high capacity battery using portable generator | |
JP2016032374A (en) | Serial/parallel changeover power supply | |
Senesky et al. | Battery module balancing with a cascaded h-bridge multilevel inverter | |
JP5849518B2 (en) | Power system | |
JP2017042003A (en) | Power storage device | |
JP2020088985A (en) | Power conditioner device | |
JP4383391B2 (en) | Power storage circuit | |
Nayagam et al. | Implementation of high voltage gain interleaved boost converter combined with Switched Capacitor for the low power application | |
JP5077489B2 (en) | Power storage device and railway vehicle | |
KR102091614B1 (en) | Power conversion apparatus with fuel cell and battery for electric vehicle | |
JP3221884U (en) | Power storage system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20160406 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160406 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181023 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190729 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190806 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190930 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191023 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6618184 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |