JPH06225462A - 電池セット又は多セット独立直流電源の複電圧操作制御回路装置 - Google Patents

電池セット又は多セット独立直流電源の複電圧操作制御回路装置

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JPH06225462A
JPH06225462A JP33840692A JP33840692A JPH06225462A JP H06225462 A JPH06225462 A JP H06225462A JP 33840692 A JP33840692 A JP 33840692A JP 33840692 A JP33840692 A JP 33840692A JP H06225462 A JPH06225462 A JP H06225462A
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    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 多くの出力ステップ複電圧の効率の良い操作
制御回路を提供する。 【構成】 ２セット以上の同じ電圧、容量の電池ユニッ
トＵ１〜Ｕ６を直列又は並列に接続し、各電池ユニット
間にはスイッチ素子ＳＷ１０１〜ＳＷ１０５を配設し、
各スイッチ素子の一方の共同接点を他方の常閉接点に連
通させ、他方の共同接点を一方の常閉接点に連通させ、
互いに連設する接点を各電池ユニットのマイナス及びプ
ラス極に接続し、共通接点を各電池ユニットのプラス極
に接続し、その共同接点を正方向にダイオードを並列に
接続してそれ自身の常開接点に連通させ、更に第１電池
ユニットのプラス極及び出力プラス端に連通させ、各ス
イッチ素子の共同接点を各電池ユニットのマイナス端に
連通させ、その共同接点を常開接点の正方向にダイオー
ドを並列に接続してそれ自身の常開接点に連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電池セット又は多セット
独立直流電源の複電圧操作制御回路装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする問題点】電池
セットは機動性を有しているため、広く色々な器具例え
ば電動乗り物等に応用されているが、電池セットは蓄電
池、燃料電池、サーマル電池又はソーラ電池にかかわら
ずすべてその物理的基本電圧を有し、一般に直、並列に
よってその電圧及び容量を選択し、更に負荷の必要に応
じ、ステップ電圧で供給し、直列リニア素子で操作制御
するか又はキャリアスイッチで操作制御している。
【０００３】本発明は主に多くの出力ステップ複電圧の
効率の良い操作制御回路装置を提供するものである。
【０００４】
【問題点を解決しようとする課題】本発明による電池セ
ット又は多セット独立直流電源の複電圧操作制御回路装
置はリニア又はキャリア固態スイッチ素子を結合して、
スパークレスの複電圧の切替を受け、ステップ電圧をな
してリニア電圧調整又はステップ電圧を結合し、キャリ
ア感電圧調整の低い漣波ＰＷＭ電圧出力を結合し、リニ
ア調整をさせ、漣波ＰＷＭ調整操作制御をなす固態スイ
ッチ素子によって、バッテリセット及びダイオードセッ
トによって構成した複電圧出力を切替える電圧切替えス
イッチ点間に直列に連結し、低圧を底とし、次にステッ
プ高圧をピーク値とするリニアを形成し続けて、漣波Ｐ
ＷＭを調整し、出力電圧の回路を調整し、底電圧出力を
形成し、フィードバックによって電流制限、又は電流決
め、又は電圧決め出力調節、又はゆっくり電圧上昇等を
なす機能を形成する。
【０００５】本発明による電池セット又は多セット独立
直流電源の複電圧操作制御回路装置は主に電池セット及
びバッテリ間の両掛Ｃ接点に直列した機電スイッチセッ
トによって切替えが可能な複電圧出力を構成し、出力す
る場合、スイッチを接点セットを分岐ダイオードセット
の両端に並列に導通させ、ダイオードセットの正方向の
電圧降下及び熱損失を除去し、電流検知装置及びリニア
又は開閉固態スイッチ素子を結合させ、更に中央処理装
置（ＣＣＵ）を結合して操作命令入力装置の命令を受
け、機電スイッチセット及び固態スイッチ素子セットを
操作制御して、出力電圧電力の大きさを調節し、調節出
力で電圧決め、又は電流決めをなし、又は出力電流制限
値を設定し、並びにリニア調整をさせ、又は漣波ＰＷＭ
調整操作制御をなす固態スイッチ素子をバッテリーセッ
ト及びダイオードセットによって構成させた複電圧切替
え可能な電圧切替えスイッチ点間に直列に接続し、低圧
を底とし、次のステップ高圧をピーク値とするリニアで
続けて漣波ＰＷＭを調整し、出力電圧を調整する回路を
形成し、底電圧値からピーク値電圧値までの調整可能な
リニア又は機電スイッチセットを切替える場合にオンす
る際に、固態スイッチのオン作動時間が機電スイッチよ
り遅れることにより（電気抵抗性及び電気容量正負荷を
原則とする）、オフの場合固態スイッチのオフ作動時間
が機電スイッチに先立って電源を切り（電気感応、電気
容量、電気抵抗性負荷等すべてよい）、スパークレスの
機電スイッチの切替えセットを果たし、この機能は出力
側のプラス・マイナス極正の切替スイッチのスパークレ
ス切替を含む。
【０００６】次に本発明の電池セット又は多セット独立
直流電源の複電圧操作制御回路の構成及び作動について
説明する。
【０００７】２セット又は２セット以上の同じ電圧、同
じ容量又は少なくとも同じ電圧電池ユニットは１次又は
２次蓄電池又はソーラ電池又は燃料電池又はサーマル電
池を含み（又は互いに離隔を有し、交流電力の整流等の
方式によって構成した電力ユニット）、少なくとも両ナ
イフ以上の人工操作両掛スイッチ又はドラム形スイッ
チ、又はマグネット又は機力操作のブレーカ等の機電ス
イッチ素子をバッテリセットの一つ毎の電池ユニット間
に設置し、バッテリセットと順極性直列を有し、上記バ
ッテリーセットには単に１個又は２個以上の直列又は並
列の結線を含み、一つの電池ユニットに並列又は直列に
接続し、両ナイフスイッチの２セットナイフが同じでな
い共同接点及び常閉接点と相対並列を備え、即ちＡナイ
フの共同接点はＢナイフの常閉接点と連通し、Ｂナイフ
の共同接点はＡナイフの常閉接点と連通し、各通じ合う
接点はそれぞれ電池ユニットのマイナス極及びプラス極
のナイフセットに連通され、その共同接点（出力電流の
流れ方向による）は正方向に並列してダイオードが接続
され、更に常開接点から最後のセットのバッテリセット
のマイナス極及び出力マイナス端に通じ、上記機電スイ
ッチ素子は人力で直接引動かすスイッチセットとし、又
はマグネット力で駆動し、又はその他機力で駆動するも
のとする。
【０００８】上記の装置を操作する場合、次のような機
能と特色を有する。
【０００９】１）総電池ユニットの公約数の相対切替え
スイッチセットにスイッチ全開及び全閉を加えれば、最
も多くの複電圧出力を提供すると共にその選択に供する
こともできる。
【００１０】２）出力する場合、すべてのダイオードセ
ットの並列点はすべてオフを有して、ダイオードセット
の正方向の電圧降下及び熱損失を除去することができ
る。
【００１１】３）ダイオードセットはスイッチを切替え
る場合、１次ステップ電圧を提供してスイッチ接点間の
切替え電圧を減少し、並びに一時電流経路とするのに供
され、スイッチ接点の寿命を向上させることができる。
【００１２】４）電力ユニット切替えスイッチ又は固態
スイッチ素子は２方向導通素子又は反対方向装置として
選択し、出力端から反対方向に入力する際に、その入力
電圧及び電流又は切替え電力ユニットの直、並列状態を
操作制御し、固態スイッチ素子（ある場合）を操作制御
して外部入力電源の状態と合せることができる。
【００１３】
【実施例】図１に示した実施例において、本発明の複電
圧操作制御回路装置は６セットの電池ユニットＵ１〜Ｕ
６と交互に電池ユニットの中間介在させた５個のスイッ
チセットＳＷ１０１〜ＳＷ１０５によって構成され、各
スイッチセットＳＷ１０１〜ＳＷ１０５には更にそれぞ
れダイオードＤ１０１ａ〜１０５ａが設けられ、その入
力端は並列にマイナス出力端に連通し、ダイオードＤ１
０１ｂ〜１０５ｂの出力端は配列にプラス出力端に連通
し、操作スイッチセットＳＷ１０１〜１０５の共同接点
と常閉接点がすべてオフした場合、すべての電池ユニッ
トの直列出力電圧は６×ＥＢで（そのＥＢは一つの毎の
電池ユニットの電圧である）、スイッチＳＷ１０３の共
同接点ＣＯＭ１０３ａ及びＣＯＭ１０３ｂは常閉接点Ｎ
Ｃ１０３ａ及びＮＣ１０３ｂとオフし、常開接点ＮＯ１
０３ａ及びＮｏ１０３ｂとオンするものとスイッチ１０
３が操作制御された場合、出力電圧は３×ＥＢで、電池
ユニットはそれぞれ３セットの直列を有して並列し、ス
イッチＳＷ１０２及びＳＷ１０４の共同接点が操作制御
させて常開接点と導通した場合、出力電圧は２×ＥＢ
で、電池ユニットはそれぞれ２セット直列を有した後に
並列し、スイッチＳＷ１０１〜ＳＷ１０５のすべての共
同接点が操作制御されて常開接点と導通した場合、出力
電圧はＥＢで電池ユニットで構成するならば１×ＥＢ、
２×ＥＢ、３×ＥＢ、４×ＥＢ、６×ＥＢ、８×ＥＢ、
１２×ＥＢ、２４×ＥＢ等の複電圧ステップが得られ、
３６セットの電圧ユニットで構成するならば、１×Ｅ
Ｂ、２×ＥＢ、３×ＥＢ、４×ＥＢ、６×ＥＢ、９×Ｅ
Ｂ、１８×ＥＢ、３６×ＥＢ等の電池ユニット公約数に
より電池ユニット電圧倍数値として形成してステップ複
電圧出力が得られる。上記スイッチセットは手動で操作
させる以外に、更に中央制御器ＣＣＵ及び入力ユニット
Ｉ１００によってスイッチセットを操作して複電圧を切
替え、又は出力端でリニア又は開閉型固態医スイッチ素
子ＳＳＳ１００を直列に接続して、入力値と相対する機
電スイッチ操作状態及び固態スイッチ作業状態を調整及
び操作制御することができる。
【００１４】直接リニア固態スイッチ素子でステップ電
圧に対して出力マイクロ調整をなし、又は機電スイッチ
の操作により出力を必要な出力値より高くし、更に中央
制御器ＣＣＵによってリニア固態スイッチ素子の駆動電
流を操作制御してリニア出力電圧の調節を受け、図２に
示すように、一単位の電池ユニットの電圧ステップより
大きい電圧の調節が必要ならば、機電スイッチセットに
よって果されるので、その熱損失が比較的少なくなる。
【００１５】直接開閉式固態スイッチ素子でステップ電
圧に対して出力マイクロ調整をなし、又は機電スイッチ
の操作によって出力を必要な出力値より高くし、更に中
央制御器ＣＣＵにより開閉式固態スイッチ素子の駆動パ
ルス巾を操作制御してその出力電圧の平均値を調節し、
図３に示すように、一単位の出値ユニットの電圧ステッ
プより大きい電圧の調節が必要であれば、機電スイッチ
により果され、ステップ基礎電圧を有するため、その漣
波値は直接全電圧でキャリア調整するものよりも低い。
【００１６】更に出力回路に直列電流検知装置ＣＴ１０
０を加えて、その出力値を検知して中央制御器ＣＣＵに
フィードバックし、入力ユニットＩ１００の命令又は中
央制御器ＣＣＵに内蔵した設定値により機電スイッチセ
ット及び固態スイッチに対して相対的操作制御をなし、
従来の電圧安定回路のように、この回路には標準電位が
設けられているので、これにより負荷のために安定しな
い電圧変動を調節できる以外に、又これによって電源電
圧が安定しないために生じる負荷側の電圧変動、例えば
バッテリ貯蔵料の減少に伴って電圧が降下し、又はソー
ラ電池が受光量の変化のために起きる電圧の不安定を調
節することができる。
【００１７】なお、最も大切なのは、次に特定した操作
制御順序によって次の機能を果すことである。機電スイ
ッチセットを切替える場合、オンする際に、固態スイッ
チのオン作動時間が機電スイッチ（電気抵抗性及び電気
容量性負荷を原則する）より遅れることにより、オフす
る場合、固態スイッチのオフ作動時間が機電スイッチに
先立って電源を切り（電気感応、電気容量、電気抵抗性
負荷等すべてよい）、スパークレスの機電スイッチセッ
トの切替えを果し、このスイッチセットは出力側のプラ
ス・マイナス極性の切替えスイッチのスパークレスの切
替を含む。
【００１８】上記操作順序の設定は、人工又はマグネッ
ト又は機力又は流力操作制御方式を含み、上記スイッチ
操作順序によって機械的順序でロックし且つ遅延させる
か、又は回路で構成した順序でロックし且つ遅延させ
る。
【００１９】この回路は更に実際に応用する場合、パワ
ー容量が比較的低ければ、ダイオードを省くことがで
き、両ナイフの両掛スイッチで直接切替え、その残りの
機能は図１の実施例と同じくさせ、それを応用する場
合、同様に固態スイッチ素子及び出力電圧電流検知素子
を結合し、入力ユニットと中央制御器によって構成され
た各機能も又同じであり、図４はその電池セット又は多
セット独立直流電源の複伝津操作制御回路装置を直接両
掛スイッチで切替えスイッチとした回路図である。
【００２０】回路効率許容及びスペース制限がある応用
例において、片ナイフ片掛スイッチによってダイオード
を結合して構成した切替え式複電圧出力機能を有し、そ
れを応用する場合、同様に固態スイッチ素子及び出力電
圧電流検知素子を結合し、その入力ユニットと中央制御
器によって構成された各機能も又同じくし、図５はこの
電池セット又は多セット独立直流電源の複電圧操作制御
回路装置を片ナイフ片掛スイッチでダイオードセットを
結合して構成した回路図であり、図５中のダイオードＤ
１０００及びＤ１００１は電圧均一用ダイオードをバッ
テリセットと並列に接続する場合の電圧均一用に供さ
れ、必要に応じて設置することができる。
【００２１】上記回路中、電圧ユニット間に直列に接続
した機電式スイッチのスイッチセットも固態スイッチ素
子に代えることもでき、更にダイオードセットを構成し
て複電圧出力を構成し、図６はこの固態スイッチ素子に
よって電力ユニットセットに直列に接続した複電圧操作
制御回路装置の主な回路図であり、この回路中でその機
能は図５に延べる片ナイフ片掛けスイッチの機能と同じ
であり、図６中のダイオードＤ１０００及びＤ１００１
は電圧均一用で、ダイオードをバッテリセットに並列に
接続する場合の電圧均一用に供され、必要に応じて設置
するが、電池ユニット間のスイッチ素子に直列に接続し
ているため、中央制御器及び入力ユニット及出力電圧電
流検知素子を結合し、前記ステップ電圧間の連続調節又
は出力電圧及び電流の操作制御を構成し、固態スイッチ
素子の両側で機電スイッチの接点を並列に接続してスイ
ッチセットＳＳＵ１０１〜ＳＳＵ１０５を構成し、次の
操作順序によって固態スイッチ素子の電圧降下損失と発
熱を減少するものであり、この回路の操作順序は次の通
りである。
【００２２】オンする場合、固態スイッチのオン作動は
機電スイッチの前にある。
【００２３】オフする場合、固態スイッチのオフ作動は
機電スイッチの後に有る。
【００２４】その中の固態スイッチをリニア操作制御又
は漣波ＰＷＭスイッチとして操作性御する場合、それと
並列する機電スイッチは作動しない。
【００２５】上記固態スイッチと機電スイッチの操作制
御は中央制御器ＣＣＵによって操作制御し、人工又はマ
グネット又は機力又は流力で操作制御し、スイッチ作業
状態は機電スイッチの操作により出力を必要な出力値よ
り高くし、更に中央制御器ＣＣＵによって各リニア固態
スイッチ素子の駆動電流を操作制御し、直列に結合する
電池ユニットセット中の比較的高い電位ステップの電池
ユニットと、基礎電圧を供給する電池ユニットが直列に
結合する固態スイッチ素子のインピーダンスを操作性御
することによって、リニア出力電圧の調節を受け、図７
に示すように、一つの電圧ステップより大きい電圧の調
節が必要であれば、機電スイッチセットによって果たせ
られるので、その熱損失は比較的少なくなる。
【００２６】機電スイッチの操作により出力を必要な出
力値より高くし、更に中央制御器ＣＣＵの各固態スイッ
チ素子によってキャリア出力をなし、直列に結合する電
池ユニットセット中の比較的高い電位ステップの電池ユ
ニットと、基礎電圧を供給する電池ユニットが直列に結
合する固態スイッチ素子の駆動パルス巾を操作制御し
て、その出力電圧の平均値を操作制御し、例えば中央制
御器ＣＣＵでスイッチセットＳＳＵ１０１，１０２，１
０３，１０４，１０５を操作制御し、すべて導通してキ
ャリアでスイッチセットＳＳＵ１０３を操作制御すれ
ば、その出力は図８に示すように、電圧ステップより大
きい調節が必要であれば、機電スイッチセットによって
果たせられ、ステップ基礎電圧を有しているため、その
漣波値は直接全電圧でキャリア調節するものより低くな
る。
【００２７】前記リニア又はキャリア制御波の巾とステ
ップ基礎電圧をそれぞれ等しい電池ユニットとして構成
するならば、電気消費の平均を計るため、中央制御器Ｃ
ＣＵの周期の交替により、それにする固態スイッチ素子
を操作制御して、それに属するバッテリを交互に基礎電
圧の供給をなさせ、巾調整又はキャリアパルスの調整を
なして、電気消費量を均一にさせる。
【００２８】更に出力回路に電流検知器ＣＴ１００を加
えて、その出力電流値を検知して、中央制御器ＣＣＵに
フィードバックし、入力ユニットの命令又は中央制御器
ＣＣＵに内蔵した設定値により、機電スイッチセット及
び固態スイッチに対して相対的な操作制御をなし、出力
端で電圧検知装置ＶＴ１００を並列に接続して、その出
力電圧値を検知して中央制御器ＣＣＵにフィードバック
し、入力ユニットの命令又は中央制御器ＣＣＵに内蔵し
た設定値により機電スイッチセット及び固態スイッチに
対して相対的な操作制御をなし、従来の電圧安定回路の
ように、この回路には標準電位が設けられているため、
負荷が安定しないために電圧が変動するのを調整させる
以外に、又これによって電源電圧が安定しないために生
じる負荷側の電圧変動、例えばバッテリの貯蔵量の減少
に伴う電圧降下、又はソーラー電池が受光量変化のため
に生じる電圧不安定を調整させることができる。
【００２９】なお、上記スイッチ素子はなおスイッチ作
用として回路に固態スイッチ素子ＳＳＳ１００を加えて
リニア又はキャリア操作制御のステップ電圧間の連続調
節素子とし、リニア調整をなし、漣波値ＰＷＭの調整操
作制御をなす固態スイッチ素子によって、バッテリセッ
ト及びダイオードセットによって構成された複電圧出力
を切替える電圧切替えスイッチ点間に直列に接続し、低
圧を底とし、次のステップ高圧をピーク値とするリニア
で続けて漣波値ＰＷＭを調整し、出力電圧を調整する回
路を形成し、底電圧値からピーク値電圧値間での調整可
能なリニア又は漣波値ＰＷＭの操作制御の低い漣波電圧
出力、又はゆっくり電圧上昇又はゆっくり電圧降下を形
成する。
【００３０】前記回路のもう一つの応用形態は、図９に
示すような直列式複電圧回路装置の例で、その構成は主
に２セット又はそれ以上の同じ電圧、同じ容量、又は少
なくとも同じ電圧の電池ユニットによって構成され、更
に木の枝型連結のスイッチセットによってその直、並列
状態を切替え、その出力電圧を変え、その特徴は各スイ
ッチセット接点が分流ダイオードセットと並列分流を有
し、ダイオードセットによって次のステップ分圧を提供
し、接点セットを切替える場合、電圧差を抑えさせ、接
点セットによってダイオードの正方向電圧降下損失を除
去するのを特徴とし、電流検知装置及びリニア又は開閉
式固態スイッチ素子を結合し、更に中央処理装置（ＣＣ
Ｕ）を結合して操作命令入力装置の命令を受け、機電ス
イッチセット、固態スイッチセットを操作制御して出力
電圧を調節して、出力電流制限値を設定し、リニア調整
をなし、漣波値ＰＷＭの調整操作制御をなす固態スイッ
チ素子によって、バッテリセット及びダイオードセット
によって構成された複電圧出力を切替えられる電圧切替
えスイッチ点間に直列に接続し、低圧を底とし、次のス
テップ高圧ピーク値とするリニアで続けて漣波値ＰＷＭ
を調整し、出力電圧を調整する回路を形成し、底電圧値
からピーク値電圧値間迄の調整可能リニア又は漣波値Ｐ
ＷＭの操作制御の低い漣波電圧出力を形成し、機電スイ
ッチセットの切替えの際、オンの場合、固態スイッチの
オン作動時間が機電スイッチより遅いことにより（電気
抵抗性及び電気容量性負荷を原則する）、オフする場
合、固態スイッチのオフ作動時間が機電スイッチに先立
って電源を切り（電気感応、電気容量、電気抵抗性の負
荷等すべてよい）スパークレス機電スイッチの切替えセ
ットを果し、この機能は出力側のプラス・マイナス極の
切替えスイッチをスパークレス切替えを果たす。
【００３１】図９の実施例の構成は下記の通りである。
【００３２】電池ユニットＵ１のプラス極と直列スイッ
チＳＷ２０２の共同接点ＣＯＭ２０２ａを共に連結した
後、正方向にダイオードＤ２０２ａを直列に接続し、更
に電池ユニットＵ２のプラス極及び直列スイッチＳＷ２
０１の共同接点ＣＯＭ２０１ａと連結した後、更に正方
向にダイオードＤ２０１ａを直列に結線して更に出力プ
ラス極に接続させてある。
【００３３】電池ユニットＵ１のマイナス極は出力マイ
ナス極に通じると共に直列スイッチＳＷ２０２の共同接
点ＣＯＭ２０２と更に正方向にダイオードＤ２０２ｂと
直列に接続し、ダイオードＤ２０２ｂの出力は更にスイ
ッチＳＷ２０２の常開接点ＮＯ２０２ａ及び常閉接点Ｎ
Ｃ２０２ｂと共に連結した後電池ユニットＵ２のマイナ
ス極に通じている。
【００３４】電池ユニットＵ１のマイナス端は同時に直
列スイッチＳＷ２０１の共同接点ＣＯＭ２０１ｂに連通
して、更に正方向にダイオードＤ２０１ｂに直列に結線
し、ダイオードＤ２０１ｂの出力プラス端は直列スイッ
チＳＷ２０１の常閉接点ＮＣ２０１ｂ及び常開接点ＮＯ
２０１ａ及び直列スイッチＳＷ２０３の共同接点ＣＯＭ
２０３ｂと電池ユニットＵ３のマイナス極に連通した
後、更に正方向にダイオードセットＤ２０３に直列に結
線し、ダイオードＤ２０３ｂの出力プラス端は直列スイ
ッチＳＷ２０３の常閉接点ＮＣ２０３ｂ及び常開接点Ｎ
Ｏ２０３ａ及び電池ユニットＵ４のマイナス極に連通し
ている。
【００３５】電池ユニットＵ３のプラス極は直列スイッ
チＳＷ２０３の共同接点ＣＯＭ２０３ａと連結しあった
後更に正方向にダイオードＤ２０３ａと直列に連結し、
ダイオードＤ２０３ａの出力プラス端は直列スイッチＳ
Ｗ２０３の常閉接点ＮＣ２０３ａ及び電池ユニットＵ４
のプラス極と通じ合い、並びに出力プラス単に連通して
いる。
【００３６】直列スイッチＳＷ２０２の常閉接点ＮＣ２
０２ａは直列スイッチＳＷ２０１の常閉接点ＮＣ２０１
ａと通じ合った後に出力プラス端に連通している。
【００３７】上記回路の操作制御特性は下記の通りであ
る。
【００３８】（１）直列スイッチＳＷ２０１，ＳＷ２０
２，ＳＷ２０３がすべて作動しない場合、電池ユニット
Ｕ１〜Ｕ４はすべてスイッチ接点によって並列した低圧
出力を有し、１×電池ユニット電圧であって、図１０に
示すのは図９の回路の低圧出力状態の回路図である。
【００３９】（２）直列スイッチＳＷ２０２，ＳＷ２０
３が作動する場合、電池ユニットＵ１とＵ２が直列に連
結し、Ｕ３とＵ４が直列に連結して、後者が並列に接続
して、出力電圧を２′×電池ユニット電圧となさせ、図
１１に示すのは図９の回路が２′×電池電圧を有する出
力状態の回路図である。
【００４０】（３）直列スイッチＳＷ２０１，ＳＷ２０
２，ＳＷ２０３がすべて作動した場合、電池ユニットＵ
１〜Ｕ４はすべて直列に連結して、出力電圧を２2×電
池ユニット電圧となし、図１２は図９の回路が２2×電
池電圧を有する出力状態の回路図である。
【００４１】上記の回路側により、公約数で類推をなし
て拡張させられ、この回路の特色は電流案内ダイオード
と接点の並列設置にあり、接点を切替えさせる場合、接
点の両端のみで電圧ステップ差の切替えのスパークを生
じさせ、接点がオフした後ダイオードの正方向電圧降下
及び熱損失を除去する。
【００４２】図１３はこの電池セット又は多セット独立
直流電源のダイオード直列式電圧操作制御回路装置を片
極スイッチによって操作制御し、固態スイッチを加えた
応用例の回路図であり、電流検知装置及びリニア又は開
閉式固態スイッチ素子を結合し、更に中央処理装置（Ｃ
ＣＵ）を結合して操作命令の入力装置の命令を受け、機
電スイッチセット及び固態スイッチ素子を操作制御して
出力電圧を調節し、出力電流制限値を設定し、リニア調
整をなし、漣波値ＰＷＭの調整操作制御をなす固態スイ
ッチ素子によって、バッテリーセット及びダイオードセ
ットにより構成された複電圧出力を切替え電圧切替えス
イッチ点間に直列に連結し、低圧を底とし、次のステッ
プ高圧をピーク値とするリニアで続けて漣波値ＰＷＭを
調整し、出力電圧を調整する回路を形成し、底電圧値か
らピーク値電圧値間迄の調整可能なリニア又は漣波値Ｐ
ＷＭの操作制御の低い漣波値電圧出力を形成し、機電ス
イッチセットを切替える場合、オンする場合、固態スイ
ッチのオン作動時間が機電スイッチより遅れることによ
り（電気抵抗性及び電気容量性の負荷を原則とする）、
オフする場合、固態スイッチのオフ作動時間が機電スイ
ッチに先立って電源を切り（電気感応、電気容量、電気
抵抗性の負荷等すべてよい）、スパークレス機電スイッ
チセットの切替えを果たし、この機能は出力側のプラス
・マイナス極性の切替えスイッチのスパークレス切替え
を含み、この実施例中で、主に前記図９の回路中により
電流検知装置及びリニア又は開閉式固態スイッチ素子を
結合し、更に中央処理装置（ＣＣＵ）を結合し、図中の
直列スイッチＳＷ２０１及びＳＷ２０２及びＳＷ２０３
を片極常開スイッチに改め、それぞれ常開スイッチＳＷ
３０１により電池ユニットＵ２のプラス極及び電池ユニ
ットＵ３のマイナス極に並列に接続し、常開スイッチＳ
Ｗ３０２によって電池ユニットＵ１のプラス極及び電池
ユニットＵ２マイナス極に並列に連結し、常開スイッチ
ＳＷ３０３によって電池ユニットＵ３のプラス極及び電
気ユニットＵ４のマイナス極に並列に連結し、ダイオー
ドセットＤ３０１ａ，Ｄ３０１ｂ，Ｄ３０２ａ，Ｄ３０
３ａ，Ｄ３０３ｂは図９の接線と同じくし、直列スイッ
チセットはダイオードの正方向電圧降下を除去させられ
ない以外はその残りの機能は前記図９に延べた回路と同
じである。
【００４３】図１４はこの固態スイッチによって電力ユ
ニットセットに直列に接続した複電圧出力回路の主な回
路図であり、ダイオードセットＤ４０１ａ，Ｄ４０１
ｂ，Ｄ４０１ｂ，Ｄ４０２ａ，Ｄ４０２ｂ，Ｄ４０３
ａ，Ｄ４０３ｂの設置及び作用は図９及び図１３と同じ
であり、この回路中においてその機能は前記図１３と同
じである。
【００４４】なお、実際に応用する場合、上記の固態ス
イッチ素子はなお開閉作用とし、回路に固態スイッチ素
子ＳＳＳ１００を加えて図７に示すようなリニアとする
か、又は図８に示すようなキャリア操作制御のステップ
電圧間の連続調節素子とする。
【００４５】上記図９〜図１４に延べた各実施例中にお
いて、列挙した電池ユニットの説明を便利にするため、
この回路操作制御上の特長のため、それを交流整流によ
る多セット独立直流電源間の複電圧操作制御及びスパー
ク除去、電圧電流とのフィードバック操作制御及びリニ
ア又はキャリア式ステップ電圧間の連続調整に適用し、
応用中では別個に独立した直流電圧ユニットのみを電池
ユニットみなせばよい。
【００４６】上記各項の応用原理の記述に基づき、実際
の応用中において、各電池ユニット間のスイッチ素子は
機電スイッチと固態スイッチ素子により、必要な機能及
び経済性に応じて混合して使用される。
【００４７】前記の各実施例は、片セット固態スイッチ
素子に各ステップ電圧間のリニア又はキャリア電圧によ
り出力の操作制御を選択するならば（図７及び図８の通
り）、図１５に示すような回路例によって果たせられ、
その主な構成は次の通りである。
【００４８】２セット又は２セット以上の同じ電圧、同
じ容量又は少なくとも同じ電圧の電池ユニット及び１セ
ットの固態スイッチ素子により共同して直列に連結して
構成し、その固態スイッチ素子はその中間ステップに直
列に連結すれば、その前後ステップに直列に連結した電
池ユニットの数が同じになり、各直列素子間にそれぞれ
常開の直列スイッチセットを設け、更に固態スイッチ素
子を基準とし、その両端の直列スイッチ素子は同期して
駆動する同一セットの直列スイッチの両開閉接点（又は
同じでない直列スイッチセットが同期して駆動される）
であり、それが前に及び後に直列する電池ユニットの直
列スイッチセットの接点関係も同じ同期関係を有する。
【００４９】固態スイッチには切替えスイッチが設けら
れ、出力端に直列に出力スイッチと出力操作制御する選
択に供され、すべての電池ユニットが並列に接続した場
合、固態スイッチが出力スイッチに代わる迄切替えら
れ、出力電流に対してリニア又はキャリアの電圧操作作
業の調整に供され、出力したステップ電圧のリニア又は
キャリア調節機能はすべての電池ユニットが並列状態を
有し、その出力が図１７及び図１８に示す通りならば、
上記の切替えスイッチを省略させるか、出力スイッチは
必要に応じて適宜に設置するか、又は固態スイッチと電
池ユニット間の直列スイッチに接点を増設するかによっ
て代えることができる。
【００５０】固態スイッチが分割した前ステップ及び後
ステップの電池ユニットセット中で、各電池ユニットは
それぞれ一つの電極端を有し、ダイオード又はスイッチ
により直接等しくない極性の両出力端に連結し、前ステ
ップ及び後ステップの電池ユニットセット中で、各電池
ユニットのもう一つの電極端はダイオード又はスイッチ
に直列した後、前ステップに属する部分は共に並列に接
続した後、電流案内ダイオード又はその並列する操作制
御スイッチから後ステップセットの直接連結出力端に連
通し、後ステップに属する部分は共に並列に接続した
後、電流案内ダイオード又はその並列する操作制御スイ
ッチから前ステップセットの直接連結出力端に連通す
る。
【００５１】補助スイッチは固態スイッチ素子の両電力
連結端に並列に接続され、固態スイッチが全導通状態の
場合、この補助スイッチがオフして補助スイッチの電圧
降下及び熱損失を除去し、このスイッチは適宜に選択し
て設置することができる。
【００５２】中央制御ユニット及び入力操作制御及び設
定装置と電圧、電流操作制御装置は上記各素子セットを
操作制御して電圧出力をなし、電流を選択し、又は電圧
を制限し、又は電流を制限し、又は電圧を決め、又は電
流を決め、又はゆっくり増やし、又はゆっくり減る電圧
又は電流出力をなす。
【００５３】図１５に示すのはこの片セット固態スイッ
チ素子によって各ステップ電圧間のリニア又はキャリア
調節を行う回路例であり、図中は主に２セット又は以上
の同じ電圧、同じ容量又は少なくとも同じ電圧の電池ユ
ニットＵ１〜Ｕ４を含んでステップ切替え電源供給をな
すのに供され、（１）電池ユニットＵ１〜Ｕ４を並列に
接続してＥＢ出力をなし、（２）電池ユニットＵ１，Ｕ
２は並列にして更に電池ユニットＵ３，Ｕ４の並列セッ
トと直列に連接して２×ＥＢ出力をなし、（３）電池ユ
ニットＵ１〜Ｕ４が直列して４×ＥＢ出力をなすのを含
み、回路中の電池ユニット間に操作制御スイッチＳＷ５
０１，ＳＷ５０２が設けられ、電池ユニットＵ１及びＵ
２のマイナス端の間には更に一つの電流案内ダイオード
Ｄ５０１が連結され、電池ユニットＵ２のマイナス端と
出力マイナス端間には更にもう一つの電流案内ダイオー
ドＤ５０６が接合され、このダイオードの両端は更にス
イッチセットＳＷ５０３を接合して、すべての電池ユニ
ットが並列する際にオフするのに供され、ダイオードＤ
５０６の熱損失を軽減するようにし、電池ユニットＵ３
と出力マイナス端間にも電流ダイオードＤ５０３が並列
に接続され、電池ユニットＵ３及びＵ４のプラス端間に
は更にダイオードＤ５０４を接合し、電池ユニットＵ４
のプラス端と出力プラス端の間には更にもう一つの電流
案内ダイオードＤ５０５が接合され、このダイオードＤ
５０５の両端は更にスイッチセットＳＷ５０３を接合
し、すべての電池ユニットを並列に接続する際にオフす
るのに供され、ダイオードＤ５０５の熱損失を軽減する
ようにし、電池ユニットＵ２のプラス端と出力プラス端
間にも電流案内ダイオードＤ５０２を並列に接続し、更
に半分セット数の電池ユニットの直列接点間に固態スイ
ッチＳＳＳ１００が直列に接続され、並びに同じく操作
制御スイッチＳＷ５０２に属す独立常開接点と固態スイ
ッチＳＳＳ１００の両電力端には別にそれぞれ出力操作
制御スイッチＳＷ５０３の２セット独立常開接点が直列
に接続され、更にそれぞれは出力スイッチＳＷ５００の
接点の両端に連通し、出力スイッチＳＷ５００は出力回
路に直列に接続され、それと固態スイッチとの間の関係
はステップ電圧間でリニア又はキャリア調節をなす場
合、固態スイッチＳＳＳ１００及び操作制御スイッチＳ
Ｗ５０２，ＳＷ５０３の作動に合わせて出力スイッチＳ
Ｗ５００の開閉を操作制御して出力電流を通すのに供さ
れ、特に電池ユニットセットがすべて並列に接続されて
低圧を有して固態スイッチ素子によって出力電力の調整
をなしたい場合、出力スイッチＳＷ５００がオンを有し
て固態スイッチの出力によってスイッチＳＷ５０４のオ
フを操作制御して、固態スイッチを上記出力スイッチの
極性によって出力回路に直列に接続して低圧ステップの
リニア又はキャリア出力とし、低圧ステップで続けて最
大の出力をなした場合、出力スイッチＳＷ５００をオフ
して固態スイッチ素子の電圧降下損失を除去し、この機
能が必要でなければ、出力スイッチＳＷ５００は直列操
作制御スイッチＳＷ５０２によって１セットの常開接点
を増設したものに代えることができ、固態スイッチの出
力スイッチＳＷ５０４も並列切替えスイッチＳＷ５０３
によって２セットの独立常開接点を増設して代えること
ができる（図１６に示す通り）、なお固態スイッチＳＳ
Ｓ１００の両端接点を補助スイッチＳＷ５０５に並列に
接続するならば、各ステップの電圧範囲中で固態スイッ
チＳＳＳ１００がすべて導通した場合、この補助スイッ
チＳＷ５０５の接点をオフして電圧降下及び熱損失を除
去するのに供される。
【００５４】上記の回路中において各電池ユニット間で
直、並列の切替えをなして複電圧の出力を受けるため、
その基本切替え原則は図１、図４、図５の方式によって
果たされるが、ただ一つ同じでないものは、その電池ユ
ニットの直列セットを平均に二つの対称した直列セット
のＡセット及びＢセットに分け、各セットの電池ユニッ
トはそれぞれその一端をダイオード又はスイッチによっ
てそれぞれ等しくない極性の両出力端に連通し、各セッ
トのもう一端にはそれぞれ固態スイッチＳＳＳ１００が
連結され、両端に直列に接続した切替えスイッチの独立
常開接点セットはそれぞれ切替えスイッチ又はダイオー
ドによってもう１セットの同極出力端に連通すると共
に、ダイオード又は接点によって同セットのそれぞれ独
立した電池ユニットの同極性端に連通し、図１５に示し
た実施例のようのＡセットのマイナス端は電流案内ダイ
オードＤ５０６によって出力マイナス端又は増設スイッ
チＳＷ５０３に連通し、電池ユニットが並列して低圧を
なして出力する場合、出力マイナス端に連通するのに供
され、更にダイオードＤ５０１で電池セットＵ１のマイ
ナス端に連通し、Ｂセットのプラス端は電流案内ダイオ
ードＤ５０５によって出力プラス端に連通し、増設した
スイッチＳＷ５０３のもう一つの常開接点によって電池
ユニットで並列の低圧出力をなす場合、出力プラス端に
連通し、ダイオードＤ５０４によって電池ユニットＵ４
のプラス端に通じ、実際の応用例において、自由にダイ
オード又は操作制御スイッチ又は混合して使用するのを
選択して電力ユニット間の電流案内素子とし、２方向式
電流案内素子を選択すれば、この回路に電気を供給させ
るか又は充電させる反対方向の入力を構成させ、固態ス
イッチも又２方向性を選択した場合、入力に対してリニ
ア又はキャリア調整を行う。
【００５５】図１５及び図１６の各スイッチの作動は下
記の表１に示す通りである。
【００５６】
【表１】
【００５７】図１５に示した応用例において、出力電流
が比較的大きい場合に、ダイオードセットは正方向電圧
降下のためパワーの損失及び発熱を形成し、この熱損失
及び電圧降下を免れるため、両ナイフ両掛操作制御スイ
ッチセットＳＷ５３１によって操作制御スイッチＳＷ５
０１を変え、図１９に示すように、低圧並列出力をなす
場合、出力調節の要求がなければ、図２０に示すよう
に、スイッチＳＷ５０２によってスイッチＳＷ５００を
代え、そしてスイッチＳＷ５０３によってスイッチＳＷ
５０４を変え、図１９及び図２０の実施例は更に必要に
応じて並列分流ダイオードセットを付加することがで
き、両ナイフ両掛スイッチの各共同接点と常開接点間で
図２０に示すようにオフする場合のスパークを軽減し、
その原理と図１の実施例は同じである。
【００５８】上記の回路をスパークレスのオン又はオフ
の順序操作制御に応用し、並びに電圧又は電流の操作制
御調節（ゆっくりした増圧又はゆっくりした減圧、又は
電圧決め又はゆっくりした増流、又はゆっくりした減
流、又は電流決め、又は電流制限監視）の各機能はすべ
て前記の各例の通りなのでここでは説明しない。
【００５９】経済性を考慮して、図２１乃至図２３に示
す経済的な回路でこの電池セット又は多セット独立直流
電源の複電圧駆動回路を構成する。
【００６０】図２１に示した実施例は主に図２０を基礎
とし、両ナイフ両掛スイッチで図２０のスイッチＳＷ５
０２に代え、更にスイッチＳＷ５０３を省略して各電池
ユニットのプラス・マイナス極に連結した分流ダイオー
ドをそれぞれ両出力端に並列に結線させ、その回路の活
用原理は図１と同じであるが、固態スイッチ素子の両端
は同期スイッチセットＳＷ１０２に直列してその電池ユ
ニットセットの中段に設けられている。
【００６１】図２２に示すのはこの経済型回路例の２で
あり、図５から伸び、図中には電池ユニットの中段が保
持されて、この固態スイッチ素子ＳＳＳ１００が設けら
れ、リニア又はキャリア電圧の調節に供される外、その
他の回路機能は図５と同じである。
【００６２】図２３は図１３から伸びた回路例で、主に
図１３のスイッチＳＷ３０１を固態スイッチ素子ＳＳＳ
１００に変え、リニア又はキャリア電圧の調整をなし、
その他の機能は図１３と同じであり、その極性の交換周
期と半分毎の周期中の複電圧出力電圧値の関係を操作制
御することを特徴とする。
【００６３】上記の各回路で延べた複電圧操作制御回路
は実際の応用例において直接負荷に伝送するか又は貯蔵
電気エネルギーの入力を受ける外、更にブリッジスイッ
チ素子を結合し、次の操作制御順序によって交流の正弦
に近似した出力をなし、これに類似した機能は単に直流
の電圧から交流に変わる回路で従来技術に属するので余
計には説明せず、ここでは主にこの構成により複電圧の
結合を操作制御させる従来のブリッジスイッチ回路を特
定したステップ複電圧にして正弦に近似した交流出力を
構成し、従来の多セットコンバータ及び橋かけ結合トラ
ンスによって電圧波形が直列する高いコストの低い効率
方式に代わり、その構成及び操作制御は図２４に示すよ
うにブリッジスイッチ回路及びステップ電圧によって同
期して操作制御して構成する回路例を含む。
【００６４】４セットがブリッジ連結を有するサイリス
ター又はパワートランジスター、又は機電スイッチ素子
によって構成した方向交換回路セットはその出力端に負
荷を並列に接続し、その入力端は前記の電池セット又は
多セット独立直流電源の複電圧駆動回路Ｐｏに接続さ
れ、ブリッジスイッチ素子は中央制御器ＣＣＵの操作制
御を受けて、２セットスイッチ素子ＳＷＦのオン電流を
正方向に負荷に導通させ、もう２セットのスイッチ素子
ＳＷＲがオンする場合、電流は逆方向に負荷を通って、
一周期の橋かけ変化機能を構成し、一方向毎の電流案内
周期は、複電圧電源を含んでゼロから低くなり、低い所
から高くなり、更に高い所から低くなって又ゼロに変わ
り、そして方向を交換して上記電圧循環を繰返して正弦
に近似した交流出力を受ける。
【００６５】上記の回路も多セット電力素子の直列によ
って更に中間直列タップが設けられ、２セットのスイッ
チ素子によってブリッジ回路（図２５）を構成し、２セ
ットの電池セット又は多セット独立電源の複電圧駆動回
路を採用してＰｏを構成し、更にその中間連結点のタッ
プから負荷の一端に連通し、上記ブリッジスイッチ素子
は２セットによって構成され、その中の１セットのスイ
ッチ素子ＳＷＦは電源セットのプラス端に直列連結し、
もう１セットのスイッチ素子ＳＷＲはマイナス単に直列
に接続し、両スイッチ素子のもう一端は共に負荷のもう
一側に連通し、交互に上記両スイッチを導通することに
より負荷電圧極性の交替を構成し、更に上記の半分毎の
周期中で相対する直流複電圧電源セットに合せて、低い
所から高い所へ又低くなる正弦に近似する交流出力を構
成し、図２６は図２４及び図２５の出力波形例である。
【００６６】上記の回路は単セット単相又は多相位相差
を有する出力形態とすることができる。
【００６７】電力波形は負荷に応じて通常三角波形、四
角波形凹み波形、微分波形、積分波形を含むためにそれ
ぞれ適用し、中央制御ユニットにより複電圧出力順序に
対して必要な波形の操作制御をなし、直接パルス出力又
は極性と交換するブリッジ回路によって、同期に配合す
る上記特定波形の交流出力をなす。
【００６８】このシステムの電池ユニットは電源供給と
するほか、又電力貯蔵とするのに供されるので、電力ユ
ニットセットの直列及び並列操作制御スイッチは２方向
導通素子を採用し、電圧電流を調節する固態スイッチ素
子も２方向導通素子又は逆方向設置を採用して、この電
池セット又は多セット独立直流電源の複電圧操作制御回
路に外部入力電源と合せて匹敵結合する調整を備えさせ
る。
【００６９】上記の回路は直列及び並列状態の変化によ
ってそれぞれ等しくない電圧入力及び等しくない電圧出
力を受けられ、直流対直流のコンバータを構成し、又負
荷によって発電するダイナミックフィードバック機能と
し、その形態は、◆１）低圧入力、高圧出力、◆２）高
圧入力、低圧出力、◆３）同圧入力、同圧出力、◆４）
長い時間の小電流入力、短い時間の大電流出力、◆５）
短い時間の大電流入力、長い時間の小電流出力、◆６）
電力ユニットはバッテリ又は電気容量によって構成され
て、直流出力入力の交互操作をなすのに供され、出力端
には電気エネルギー貯蔵性質の電気容量又はバッテリが
並列され、◆７）直流入力でブリッジスイッチ回路に合
せて交流出力なすのを含む。
【００７０】その主な構成は図２７に示すように、主に
前記の２方向直列及び並列切替えスイッチを有し、複電
圧操作制御出力をなす電池ユニットＰｏを構成し、中央
制御ユニット（ＣＣＵ）の操作制御を受け、入力電圧を
連結して電池ユニットＰｏに対して充電し、又は電池ユ
ニットを連結して出力に対し複電圧出力をなし、又は出
力端によってダイナミックフィードバックをなし、並び
に特殊な状況の下に入力端と出力端の連結をなす選択に
供され、出力端が直流出力をなすならば、必要に応じて
補助蓄電ユニット、例えばＳＣ蓄電池、コンデンサー等
を設置し、交流出力ならば電気感応及び電気容量によっ
て構成した並列ＬＣ共振エネルギー貯蔵装置を設置す
る。
【００７１】前記の各複電圧切替え回路中、その複電圧
のためにリニア又は漣波ＰＷＭ調整スイッチ素子を結合
していなければ、その電力ユニットの公約数はステップ
の制限を受けるので、順極性によって基礎電圧を加えて
複電圧のステップ変動率（図２８に示す通り）を変えら
れるのを含み、その主な構成は次の通りである。
【００７２】電池ユニット及び操作制御器ＣＣＵ及び操
作制御インターフェースによって構成された主電池ユニ
ットＰｏはそのプラス出力端がＶｍで、そのマイナス端
がアースで、補助電力ユニットＰＣは順極性でアース
（又はプラス端）に直列に連結し、もう一つの出力端は
Ｖｃ（又はＶｍ）で上記の主な電力ユニットと両電圧の
出力を構成して分配操作制御スイッチＳＷ８０１に連通
している。
【００７３】分配操作制御スイッチＳＷ８０１は切替え
て出力端を複電圧ＶｍとしてＶｃ又は複電圧Ｖｍを加
え、又は単にＶｃを加えてその出力の多ステップ性を増
加させ、上記Ｖｃはその他負荷を併用する必要があれ
ば、必要に応じてその容量を大きくするように選択で
き、上記回路は各種波形の直流入力を受け、出力切替え
スイッチを操作制御することにより、必要な波形によっ
て出力する。
【００７４】上記の各項で応用する操作制御工程は中央
操作制御器ＣＣＵの操作制御によって電池ユニットの直
列及び並列の組合せをなすスイッチ素子に供して、上記
切替え機能を構成し、上記の装置によって直流対直流の
コンバータ、同じでない出力電圧の直流ＵＰＳ、又は直
流を交流に変えるＵＰＳ又は充電機、電気化学設備、電
気溶接機等の直流電源供給器を構成する。
【００７５】次に１例を挙げてこの回路の機能を説明す
る。
【００７６】１２セット１２Ｖの蓄電池で図２２の回路
を構成し、更に１セット６Ｖを加えた補助バッテリを例
にすると、元来の出力は、◆１）１２セットの並列出力
１２Ｖ、◆２）６セット毎に並列して、又出力２４Ｖ直
列、◆３）４セット毎に並列して、又出力３６Ｖ直列、
◆４）３セット毎に並列して、又出力４８Ｖ直列、◆
５）２セット毎に並列して、又出力７２Ｖ直列、◆６）
各セットに出力１４４Ｖ直列、◆であり、補助蓄電池を
加えた場合に、６Ｖ、１８Ｖ、３０Ｖ、４２Ｖ、５４
Ｖ、７８Ｖ、１５０Ｖ等のステップを増加する。
【００７７】実際の応用例において、必要に応じて補助
電力ユニットの電圧を選択し、補助電池ユニットを主電
池ユニットのように多ステップ化して、複電圧の多ステ
ップ化及びステップとステップとの間の変動率の合理化
を増やし、この応用例において、上記の主電池ユニット
及び補助電池ユニットはなお、蓄電池、燃料電池、サー
マル電池又はその他電気化学電池、又はソーラ電池、又
は交流電源整流によって得た直流電力ユニットを含む。
【００７８】
【発明の効果】本発明は主に一つのステップ複電圧を出
力させる操作制御回路装置を提供し、スパークレスの複
電圧の切替え及びステップリニア又はステップキャリア
式の低い漣波ＰＷＭ電圧出力、ゆっくりした増圧出力、
又はゆっくりした減圧出力が得られ、フィードバックに
よって電流制限、又は電圧決め、又は電流決めの出力調
節機能をなし、２方向型固態スイッチ素子を使用して逆
方向入力の電圧電流値を操作制御して回路を保護し、従
来のブリッジスイッチ素子で構成した正逆極性の出力イ
ンターフェースに合せて、半分毎の周期において回路の
低い所から高くなって又低い電位に戻る周期出力を完了
させ、両者の同期関係によって正弦に近似する交流出力
が得られ、その極正交換周期と半分毎の周期中の複電圧
の出力電圧値関係を操作制御することができ、その構成
が簡単で、確実に作動する。
【図面の簡単な説明】
【図１】両ナイフ両掛スイッチによってダイオードに並
列に接続して複電圧切替えを構成した本装置の回路図で
ある。
【図２】複電圧のリニア電圧調整波形のグラフ図であ
る。
【図３】複電圧のキャリア電圧調整波形のグラフ図であ
る。
【図４】両ナイフ両掛スイッチによって複電圧の切替え
回路を構成した本装置の回路図である。
【図５】片ナイフスイッチ及びダイオードセットによっ
て複電圧の切替え回路を構成した本装置の回路図であ
る。
【図６】固態スイッチ及びダイオードセットによって複
電圧の切替え回路を構成した本装置の回路図である。
【図７】複電圧のステップ基礎電圧及びリニア電圧調整
波形のグラフ図である。
【図８】複電圧のステップ基礎電圧及びキャリア電圧調
整波形のグラフ図である。
【図９】木の枝状スイッチ回路及び直列ダイオードセッ
トによって複電圧回路を構成した本装置の回路図であ
る。
【図１０】図９の低電圧の切替え回路図である。
【図１１】図９の中電圧の切替え回路図である。
【図１２】図９の高電圧の切替え回路図である。
【図１３】片掛スイッチによりダイオードを結合して複
電圧の切替えを構成した回路図である。
【図１４】固態スイッチ素子によって複電圧切替えを構
成した回路図である。
【図１５】切替えスイッチを設けて共同固態スイッチ素
子を操作制御する回路図である。
【図１６】図１５中の固態スイッチの切替えスイッチを
並列操作制御スイッチに代え、接点セットを増設し、直
列操作制御スイッチにより接点を増設して出力スイッチ
に代えた回路図である。
【図１７】図１５のリニア出力電圧調整波形のグラフ図
である。
【図１８】図１５のキャリア出力電圧調整波形のグラフ
図である。
【図１９】両ナイフ両掛けスイッチによって図１５中の
直列操作制御スイッチを代えた回路図である。
【図２０】 図１９中の固態スイッチの切替えスイッチ
を並列操作制御スイッチに変えて、接点セットを増設
し、直列制御スイッチにより接点を増設して出力スイッ
チに代えた回路図である。
【図２１】基礎電圧以上にリニア又はキャリア電圧の調
節機能を設けた第１経済型回路図である。
【図２２】基礎電圧以上にリニア又はキャリア電圧の調
節機能を設けた第２経済型回路図である。
【図２３】基礎電圧以上にリニア又はキャリア電圧の調
節機能を設けた第３経済型回路図である。
【図２４】この電池セット又は多セット独立直流電源の
複電圧の操作制御回路で、ブリッジスイッチによって直
流対直流の正弦に近似する出力回路を構成したブロック
図である。
【図２５】この電池セット又は多セット独立直流電源の
複電圧操作制御回路で、２２セットの直流電源及び出力
スイッチにより交互に切替えて、直流対直流の正弦に近
似する出力回路を構成したブロック図である。
【図２６】この電池セット又は多セット独立直流電源の
複電圧操作制御回路で、ブリッジスイッチ素子を結合し
て同期周期をなす正弦に近似した交流出力波形のグラフ
図である。
【図２７】この電池セット又は多セット独立直流電源の
複電圧操作制御回路で、２方向に導通する切替えスイッ
チ回路を有し、出力貯蔵素子を増設して直流対直流の変
流とした回路図である。
【図２８】片セット又は複電圧を制限させる補助電力ユ
ニットを増設し、主電池ユニットと交叉する多ステップ
電圧出力回路を構成したブロック図である。
【符号の説明】
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６ 電池
ユニット ＳＷ１０１，ＳＷ１０２，ＳＷ１０３ スイ
ッチセット ＳＷ１０４，ＳＷ１０５ スイ
ッチセット Ｄ１０１ａ，Ｄ１０２ａ，Ｄ１０３ａ ダイ
オード Ｄ１０４ａ，Ｄ１０５ａ ダイ
オード Ｄ１０１ｂ，Ｄ１０２ｂ，Ｄ１０３ｂ ダイ
オード Ｄ１０４ｂ，Ｄ１０５ｂ ダイ
オード ＣＣＵ 中央
制御器 ＶＴ 電圧
検知装置 Ｉ１００ 入力
ユニット ＣＴ１００ 電流
検知装置 ＳＳＳ１００ 固態
スイッチ素子

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２セット又は２セット以上の
    同じ電圧及び同じ容量の電池ユニットをお互いに直列又
    は並列に接続させ、各電池ユニット間に機電スイッチ素
    子を設置して、電池ユニットと順極性的に直列に接続
    し、各機電スイッチ素子の一方の共同接点を各機電スイ
    ッチ素子の他方の常閉接点と連通させ、各機電スイッチ
    素子の他方の共同接点を各機電スイッチ素子の一方の常
    閉接点と連通させ、互いに連通する接点を各電池ユニッ
    トのマイナス極及びプラス極に接続させ、各機電スイッ
    チ素子の共通接点を各電池ユニットのプラス極に接続
    し、その共同接点を正方向にダイオードを並列に接続し
    てそれ自身の常開接点に連通させ、更に第１電池ユニッ
    トのプラス極及び出力プラス端に接続させ、各機電スイ
    ッチ素子の共同接点を各電池ユニットのマイナス端に連
    通し、その共同接点を常開接点の正方向にダイオードセ
    ットを並列に接続してそれ自身の常開接点に連通し、更
    に常開接点から最後の電池ユニットのマイナス極及び出
    力マイナス端に接続させたことを特徴とする電池セット
    又は多セット独立直流電源の複電圧操作制御回路装置。
  2. 【請求項２】 機電スイッチ素子を両ナイフ両掛スイッ
    チによって直接切替え可能とした請求項１に記載の電池
    セット又は多セット独立直流電源の複電圧操作制御回路
    装置。
  3. 【請求項３】 その複電圧切替え用の機電スイッチ素子
    をダイオードを結合した片ナイフ片掛スイッチによって
    構成し、切替え式複電圧出力機能を有する請求項１に記
    載の電池セット又は多セット独立直流電源の複電圧操作
    制御回路装置。
  4. 【請求項４】 その複電圧切替え用の機電スイッチ素子
    を固態スイッチ素子から形成し、該固態スイッチ素子を
    更にダイオードと結合させて複電圧出力を構成する請求
    項１に記載の電池セット又は多セット独立直流電源の複
    電圧操作制御回路装置。
  5. 【請求項５】 その機電スイッチ素子を手動で操作可能
    とすると共に、更に中央制御器と入力ユニットＩ１００
    によって、切替えスイッチを操作制御して複電圧を切替
    え可能とし、出力端にリニア又は開閉型固態スイッチ素
    子を直列に接続し、入力値と相対する機電スイッチの操
    作状態及び固態スイッチの作業状態を調整可能とし、出
    力回路に電流検知装置を直列に付設し、その出力電力値
    を検知して中央制御器にフィードバックし、入力ユニッ
    トの命令又は中央制御器に内蔵した設定値によって、機
    電スイッチ素子及び固態スイッチ素子に対して相対的な
    操作制御をなし、出力端に電圧検知装置を並列に接続
    し、その出力電圧値を検知して中央制御器にフィードバ
    ックして入力ユニットの命令又は中央制御器に内蔵した
    設定値により、機電スイッチ素子及び固態スイッチ素子
    に対して相対的な操作制御をなす請求項１に記載の電池
    セット又は多セット独立直流電源の複電圧操作制御回路
    装置。
  6. 【請求項６】 機電スイッチセットを切替える場合に、
    オンする時の固態スイッチ素子のオン作動時間が機電ス
    イッチ素子より遅れることにより、オフする際に固態ス
    イッチ素子のオフ作動時間が機電スイッチ素子に先立っ
    て電源を切り、スパークレスで機電スイッチ素子を切替
    え、出力側のプラスとマイナス極性の切替えスイッチの
    スパークレスの切替えをも可能とし、上記操作順序の設
    定を手動、又はマグネット、又は機械力又は流力操作制
    御方式から構成し、スイッチ操作順序によって機械的順
    序でロックし且つ遅延させるか、又は回路で構成した順
    序に従ってロック又は遅延をなす請求項１乃至５のいず
    れか１項に記載の電池セット又は多セット独立直流電源
    の複電圧操作制御回路装置。
  7. 【請求項７】 その複電圧切替え回路を直列式複電圧回
    路によって構成し、少なくとも２セット又は２セット上
    の同じ電圧と同じ容量、又は同じ電圧で容量が異なる電
    池ユニットを互いに直列に接続し、更に木の枝型で連結
    したスイッチセットによって切替えてその直、並列状態
    を変え、その出力電圧を変更可能とし、各スイッチセッ
    トの接点を分流ダイオードセットと並列分流を有するよ
    うに接続し、ダイオードセットによって次のステップを
    提供して接点セットを切替える際に電圧差を抑え、接点
    セットによってダイオードの正方向の電圧降下の損失を
    除去し、電流検知装置及びリニア又は開閉式固態スイッ
    チ素子を結合し、更に中央処理装置（ＣＣＵ）を結合し
    て入力装置の命令を受け、機電スイッチセット、固態ス
    イッチ素子セットを操作制御し、出力電圧を調節し、出
    力電流制限値を設定し、リニア調整を行うか又は漣波Ｐ
    ＷＭの調整操作制御をなす固態スイッチ素子を電池スイ
    ッチ及びダイオードセットによって構成した切替え可能
    な複電圧出力の電圧切替えスイッチ点間に直列に接続
    し、低圧を底とし、次のステップ高圧をピーク値とする
    リニアで続けて漣波ＰＷＭを調整し出力電圧を調整する
    回路を形成し、底の電圧値からピーク値の電圧値まで調
    整可能なリニア又は漣波ＰＷＭ操作制御の低い漣波電圧
    出力を形成し、オンする場合固態スイッチがオン作動す
    る時間が機電スイッチより遅れることにより、オフする
    場合固態スイッチのオフの作動時間が機電スイッチに先
    立って電源を切り、スパークレスの機電スイッチセット
    の切替えを達成し、出力側のプラス・マイナス極性の切
    替えスイッチのスパークレス切替えを含み、電流導通ダ
    イオードと接点とを並列に接続し、接点を切替える場
    合、接点の両端のみで切替え、電圧ステップ差のスパー
    クを生じさせ、接点セットを閉じた後にダイオードの正
    方向の電圧降下及び熱損失を除去する請求項１に記載の
    電池セット又は他セット独立直流電源の複電圧操作制御
    回路装置。
  8. 【請求項８】 その電圧切替えスイッチ回路を片極スイ
    ッチによって操作制御させ、固態スイッチを直列に接続
    して構成し、電流検知装置及びリニア又は開閉式固態ス
    イッチ素子を結合させ、更に中央処理装置（ＣＣＵ）を
    結合して入力装置の操作制御の命令を受け、機電スイッ
    チセット、固態スイッチ素子セットを操作制御して出力
    を調節し、電流制限値の出力を設定し、リニアの調整を
    行うか、又は漣波ＰＷＭ調整操作制御をなす固態スイッ
    チ素子を電池セット及びダイオード設置により構成した
    複電圧出力を切替える電圧切替えスイッチ点間に直列に
    接続し、低圧を底とし、次のステップ高圧をピーク値と
    するリニアで続けて漣波ＰＷＭを調整し出力電圧の回路
    を調整し、底の電圧値からピーク値の電圧値までの調整
    可能なリニア又は漣波ＰＷＭ操作制御の低い漣波電圧出
    力を形成し、機電スイッチセットを切替える場合、オン
    の際に固態スイッチのオン作動時間が機電スイッチより
    遅れることにより、オフの際に固態スイッチのオフ作動
    時間が機電スイッチに先立って電源を切り、スパークレ
    スを有して機電スイッチセットを切替え、出力側のプラ
    ス・マイナス極性の切替えスイッチのスパークレス切替
    えを含む請求項７に記載の電池セット又は多セット独立
    直流電源の複電圧操作制御回路装置。
  9. 【請求項９】 固態スイッチ素子により電池ユニットセ
    ットに直列に接続して複電圧出力をなし、固態スイッチ
    素子でスイッチ作用を達成し、回路に固態スイッチ素子
    を直列に接続し、リニア又はキャリア操作制御のステッ
    プ電圧間の連続調節素子とする請求項１に記載の電池セ
    ット又は多セット独立直流電源の複電圧操作制御回路装
    置。
  10. 【請求項１０】 固態スイッチ素子の両側に機電スイッ
    チの接点を並列に接続してスイッチセットＳＳＵ１０１
    〜ＳＳＵ１０５を構成し、次の操作順序に従って固態ス
    イッチ素子の電圧降下損失と発熱を軽減し、その操作順
    序は次の通りにし、 オンする際、固態スイッチのオン作動は機電スイッチの
    前にあり、 オフする際、固態スイッチのオフ作動は機電スイッチの
    後にあり、 その中の固態スイッチをリニア操作制御又は漣波ＰＷＭ
    スイッチ操作制御とした場合、それと並列する機電スイ
    ッチは作動しない、 上記固態スイッチと機電スイッチの操作制御を中央制御
    器ＣＣＵによって操作制御させ、手動又はマグネット又
    は機力又は流力によって操作制御し、スイッチの作業状
    態は、 機電スイッチの操作により出力を必要な出力値より高く
    し、中央制御器ＣＣＵによって各リニア固態スイッチ素
    子の駆動電流を操作制御し、互いに直列する電池ユニッ
    トセット中の比較的高い電位ステップの電池ユニットと
    基礎電圧を供給する電池ユニットの互いに直列する固態
    スイッチ素子のインピーダンスを操作制御し、リニア出
    力電圧の調節を受け、電圧ステップより大きい電圧の調
    節が必要ならば機電スイッチセットによって行うので、
    その熱損失が比較的少なく、 機電スイッチを操作することにより出力を必要な出力値
    より高くし、中央制御器ＣＣＵの各固態スイッチ素子の
    邪魔電流の出力により、互いに直列する電池ユニットセ
    ット中の比較的高い電位ステップの電池ユニットと、基
    礎電圧を供給する電池ユニットとが互いに直列する固態
    スイッチ素子の駆動パルス巾を操作制御し、その出力電
    圧の平均値を調節し、一つの電圧ステップより大きい電
    圧の調節が必要ならば、機電スイッチセットによって達
    成させ、ステップ基礎電圧を有するので、その漣波値は
    直接合電圧でキャリア調節するものより低く、 リニア又はキャリア制御波巾とステップ基礎電圧をそれ
    ぞれ等しい電圧の電池ユニットにいよって構成するなら
    ば、電気消耗の平均を要求するため、中央制御ユニット
    ＣＣＵの周期によって交互にそれに属する固態スイッチ
    素子を操作制御し、それに属する電池ユニットに交互に
    基礎電圧を供給させ、パルスを調整し、キャリアパレス
    をなして電気消費量を均一にさせ、 上記回路の出力回路には電流検知装置ＣＴ１００を加
    え、その出力電流値を検知して中央制御器ＣＣＵにフィ
    ードバックし、入力ユニットのコマンド又は中央制御器
    ＣＣＵに内蔵した設定値により機電スイッチセット及び
    固態スイッチに対して相対的な操作制御をなし、出力端
    で電圧検知装置ＶＴ１００を並列に接続して、その出力
    電圧値を検知して中央制御器ＣＣＵにフィードバック
    し、入力ユニットのコマンド又は中央制御器ＣＣＵに内
    蔵した設定値により、機電スイッチセット及び固態スイ
    ッチに対して相対的な操作制御をなし、従来の電圧安定
    回路のように、この回路には標準電位が設けられている
    ので、負荷のために安定しない電圧変動を調節させる
    外、電源電圧が安定しないために生じる負荷側電圧変
    動、例えばバッテリが貯蔵量の減少に伴って電圧が降下
    し、又はソーラ電池が受光量の変化のために生じる電圧
    が安定しないのを調整させる請求項４乃至９のいずれか
    １項に記載の電池セット又は多セット独立直流電源の複
    電圧操作制御回路装置。
  11. 【請求項１１】 機電スイッチと固態スイッチ素子とを
    混合して構成した請求項１乃至１０のいずれか１項に記
    載の電池セット又は多セット独立直流電源の複電圧操作
    制御回路装置。
  12. 【請求項１２】 機電スイッチと固態スイッチ素子との
    制限回路は片セット固態スイッチ素子を各ステップ電圧
    間のリニア又はキャリア電圧とすることにより出力を操
    作制御し、その主な構成は次の通りである。２セット又
    は２セット以上の同じ電圧と同じ容量の電池ユニットと
    １セットの固態スイッチ素子とを共に直列に接続して成
    り、その固態スイッチ素子はその中間ステップに直列に
    接続させ、その前後ステップに直列した電池ユニット数
    を同じくし、 各直列素子間にはそれぞれ常開の直列スイッチセットを
    直列に接続させ、更に固態スイッチ素子を減速とし、そ
    の両端の直列スイッチ素子を同期して駆動する同一セッ
    トの直列スイッチの両スイッチ接点で、その前及び後に
    直列する電池ユニットの直列スイッチセットの接点関係
    も同じ同期関係を有し、 固態スイッチには切替えスイッチを設け、出力端の出力
    スイッチに直列して出力操作制御の選択をなし、すべて
    の電力ユニットが並列する場合、固態スイッチは出力ス
    イッチに代わり、出力電流に対してリニア又はキャリア
    の電圧を操作制御し、出力したステップ電圧のリニア又
    はキャリア調節機能がすべての電力ユニットを含まずに
    並列状態を有した場合、上記の切替えスイッチは省略さ
    せられ、出力スイッチは必要に応じて適宜に設置するか
    又は固態スイッチと電力ユニット間の直列スイッチによ
    って接点を増設するかを選択し、 固態スイッチが分割した前段及び後段の電池ユニットセ
    ット中において、各電池ユニットにはそれぞれ一つの電
    極端を有し、ダイオード又はスイッチにより直接同じで
    ない極性の両出力端に連結し、前段及び後段の電池ユニ
    ットセット中において、各電池ユニットのもう一つの電
    極端にはダイオード又はスイッチを直列に接続した後、
    前段部分に属する場合、共に並列した後に電流案内ダイ
    オード又はその並列する操作制御スイッチから後段セッ
    トの直列連結出力端に通じ、後段部分に属する場合、共
    に並列した後電流案内ダイオード又はその並列する操作
    制御スイッチから前段セットの直接連結出力端に通じ、 補助スイッチは固態スイッチ素子の両電力連結端に並列
    に接続し、固態スイッチが全導通状態の場合、この補助
    スイッチはオフして補助スイッチの電圧降下及び、熱損
    失を除去し、このスイッチは適宜に選択して設置し、 中央制御ユニット及び入力操作制御及び設定装置と電
    圧、電流操作制御装置は上記各素子セット間で電圧出
    力、電流選択又は電圧制限又は電流制限、又は電圧決
    め、又は電流決め、又はゆっくり増やし、又はゆっくり
    減らす電圧又は電流出力の操作制御に供させる請求項１
    １に記載の電池セット又は多セット独立直流電源の複電
    圧操作制御回路装置。
  13. 【請求項１３】 少なくとも２セット又は２セット以上
    の同じ電圧と同じ容量、又は少なくとも同じ電圧の電池
    ユニットＵ１〜Ｕ４を含んでステップ切替え電源として
    供給するのに供され、（１）電池ユニットＵ１〜Ｕ４を
    並列に接続してＥＢ出力をなし、（２）電池ユニットＵ
    １，Ｕ２は並列を有して更に電池ユニットＵ３，Ｕ４の
    並列セットと直列して２×ＥＢ出力をなし、（３）電池
    ユニットＵ１〜Ｕ４は直列して４×ＥＢ出力をなすのを
    含み、回路中は各電池ユニットに操作制御スイッチＳＷ
    ５０１，ＳＷ５０２を設け、電池ユニットＵ１及びＵ２
    のマイナス端の間には更に電流案内ダイオードＤ５０１
    を連結させ、電池ユニットＵ２のマイナス端と出力マイ
    ナス端の間には更に電流案内ダイオードＤ５０６を連結
    させ、このダイオードの両端は更にスイッチセットＳＷ
    ５０３を連結し、すべての電力ユニットを並列した場合
    にオフして、ダイオードＤ５０６の熱損失を軽減するの
    に供され、電池ユニットＵ３と出力マイナス端にも電流
    案内ダイオードＤ５０３を並列に接続し、電池ユニット
    Ｕ３及びＵ４のプラス端間には更にダイオードＤ５０４
    を連結し、電池ユニットＵ４のプラス端と出力プラス端
    の間には更にもう一つの電流案内ダイオードＤ５０５を
    連結し、このダイオードの両端は更にスイッチセットＳ
    Ｗ５０３を連結し、すべての電力ユニットが並列する場
    合にオフして、ダイオードＤ５０５の熱損失を軽減する
    のに供され、電力ユニットＵ２のプラス端と出力プラス
    端の間にも電流案内ダイオードＤ５０２を並列に接続
    し、更に半分セット数の電池ユニットの直列点には固態
    スイッチＳＳ１００を直列に接続させ、２セットの同じ
    くスイッチセットＳＷ５０２に属する独立常開接点と、
    固態スイッチの両電力端には別にそれぞれ出力制御スイ
    ッチＳＷ５０４の２セット独立常開接点を直列に接続さ
    せ、更にそれぞれ出力スイッチＳＷ５０４の接点の両端
    に通じ、出力スイッチＳＷ５００は出力回路に直列に接
    続し、それと固態スイッチ間の関係はステップ電圧間で
    リニア性又はキャリア調節をなす場合、固態スイッチＳ
    ＳＳ１００及びスイッチＳＷ５０２，ＳＷ５０３の作動
    に合せて出力スイッチＳＷ５００の開閉を操作し、出力
    電流を通すのに供され、特に電池ユニットセットがすべ
    て並列低圧を有して固態スイッチ素子によって出力電力
    を調節したい場合、スイッチＳＷ５００はオンを有して
    固態スイッチの出力操作制御スイッチＳＷ５０４によっ
    てオフして、固態スイッチを上記出力スイッチＳＷ５０
    ０に代え、その固態スイッチの極性によって出力回路に
    直列に接続して、低圧ステップのリニア又はキャリア出
    力となし、低圧ステップで続けて最も大きい出力をなし
    た場合、出力スイッチＳＷ５００をオフして固態スイッ
    チ素子の電圧降下損失を除去させ、この機能が必要でな
    ければ、出力スイッチＳＷ５００は直列操作制御スイッ
    チＳＷ５０２によって一セットの常開接点を増設し、固
    態スイッチの出力スイッチＳＷ５０４も並列切替えスイ
    ッチＳＷ５０３によって２セットの独立した常開接点を
    増設し、増設して固態スイッチ素子ＳＳＳ１００の両端
    の接点の補助スイッチＳＷ５０５に並列に接続させるな
    らば、各ステップ電圧範囲内で固態スイッチＳＳＳ１０
    ０がすべて導通した場合、この補助スイッチの接点をオ
    フして電圧降下及び熱損失を除去するのに供される請求
    項１２に記載の電池セット又は多セット独立直流電源の
    複電圧制御回路装置。
  14. 【請求項１４】 各電池ユニット間には直、並列の切替
    えをなして複電圧出力を受け、その基本切替え原則は、
    その電力ユニットの直列セットを平均に２対の相対する
    直列セットのＡセット及びＢセットに分け、各セットの
    電力ユニットはそれぞれ一端を有し、ダイオード又はス
    イッチをそれぞれ等しくない極性の両出力端に連通し、
    各セットのもう一端をそれぞれ切替えスイッチの独立常
    開接点セットに連結し、更にそれぞれ切替えスイッチ又
    はダイオードをもう１セットの同極出力端に通じ、ダイ
    オード又は接点を同じセットの各独立電力ユニットの同
    極性端に連通し、Ａセットのマイナス端は電流案内ダイ
    オードＤ５０６によって出力マイナス端に連通し、更に
    ダイオードＤ５０１で同じセットＵ１のマイナス端に通
    じ、Ｂセットのプラス端に通じ、増設したスイッチＳＷ
    ５０３のもう一つの常開接点を電力ユニットで低圧並列
    出力をなす場合出力プラス端に通じ、ダイオードＤ５０
    ４を電池ユニットＵ４のプラス端に連通し、実際の応用
    中において、自由にダイオード又は操作制御スイッチ又
    は混同して使用するのを選択でき、電力ユニット間の電
    流案内素子とし、２方向式の電流案内素子を選んだなら
    ば、この回路を電気供給又は充電される反対方向の入力
    をなさせ、固態スイッチも２方向性を選んだ場合、入力
    に対してリニア又はキャリアの調整を成させる請求項１
    ２に記載の操作制御回路装置。
  15. 【請求項１５】 両ナイフ両掛操作制御スイッチセット
    ＳＷ５３１によって操作制御スイッチＳＷ５０１に代
    え、低圧並列で出力する場合、出力調節の要求がなけれ
    ば、スイッチＳＷ５０２をスイッチＳＷ５００に代え、
    スイッチＳＷ５０３をスイッチＳＷ５０４に代え、更に
    必要に応じて並列分流ダイオードセットを加え、両ナイ
    フ両掛スイッチの各共同接点と常開接点との間で切断す
    るスパークを減少し、この回路はスパークレスのオン又
    はオフの順序操作制御に応用され、電圧又は電流の操作
    制御調節をなす請求項１２乃至１４のいずれか１項に記
    載の操作制御回路装置。
  16. 【請求項１６】 両ナイフ両掛スイッチをスイッチＳＷ
    ５０２に代え、更にスイッチＳＷ５０３を省略して、各
    電池ユニットのプラス・マイナス極に連結した分流ダイ
    オードをそれぞれ両端に同期スイッチセットＳＷ１０２
    を直列に接続してその電力ユニットセットの中段に連結
    した請求項１５に記載の操作制御回路装置。
  17. 【請求項１７】 電池ユニットの中段に固態スイッチ素
    子ＳＳＳ１００を連結させ、リニア又はキャリア電圧調
    節に供される請求項３に記載の電池セット又は多セット
    独立直流電源の複電圧操作制御回路装置。
  18. 【請求項１８】 電池ユニットを半分に分ける中間片極
    スイッチのスイッチＳＷ３０１を固態スイッチＳＳＳ１
    ００に代え、リニア又はキャリア電圧調節をなし、その
    残りの機能は請求項７と同じく、その極性を操作制御
    し、周期と半分毎の周期中の複電圧出力電圧値関係を交
    換することを特徴とする請求項７に記載の電池セット又
    は多セット独立直流電源の複電圧操作制御回路装置。
  19. 【請求項１９】 直接負荷に伝送し、又は反対方向に貯
    蔵電気エネルギーを受けて入力する外、更にブリッジ式
    スイッチ素子を結合し、次の操作制御順序によって交流
    をなして正弦の出力に近似し、その構成及び操作順序は
    次の通りである。４セットのブリッジ式連結を有するサ
    イリスター、又はパワートランジスタ、又は機電スイッ
    チ素子によって構成された方向交換回路セットはその出
    力端が負荷に並列に接続し、その入力端は電池セット又
    は多セット独立直流電源の複電圧駆動回路Ｐｏに接続さ
    れ、ブリッジ式スイッチ素子は中央制御器ＣＣＵの制御
    を受け、２セットスイッチ素子ＳＷＦのオン電流を正方
    向に負荷に通させ、別の２セットスイッチ素子ＳＷＲが
    オンする場合、電流は反対方向に負荷を通り、１周期の
    交流変化機能を構成し、 一方向毎の電流案内周期は複電圧電源を含み、ゼロから
    低くなり、低い所から高くなり、更に高い所から低くな
    って又ゼロになり、そして方向を変えて上記電気循環を
    繰返して、正弦に近似する交流出力を受け、 ２セットの電池セット又は多セット独立直流電源の複電
    圧駆動回路の直列接続を採用して複電圧駆動回路Ｐｏを
    構成し、更にその中間の直接接点タップから負荷の一端
    に通じ、上記ブリッジ式スイッチ素子は２セットによっ
    て構成され、その中の１セットのスイッチ素子ＳＷＦは
    電源セットのプラス端に直列に接続され、もう１セット
    のスイッチ素子ＳＷＲはマイナス端に直列に接続され、
    両スイッチ素子のもう一端は更に共に負荷のもう一側に
    通じ、交互に上記両スイッチを導通することにより、負
    荷電圧極性に対する交替を構成し、上記の半分毎の周期
    中で相対する直流複電圧電源セットに合せて、低い所か
    ら高くなり又低くなるのを有して、正弦に近似する交流
    出力を構成し、 上記回路は片セット単相又は多セットの多相位相差を有
    する出力形態とすることができる請求項１乃至１８のい
    ずれか１項に記載の電池セット又は多セット独立直流電
    源の複電圧操作制御回路装置。
  20. 【請求項２０】 その出力波形は三角波形、四角波形、
    凹み波形、微分波形、積分波形等を含み、中央制御ユニ
    ットにより複電圧の出力順序状態に対して、必要な波形
    に近似する操作制御と極性交換するブリッジ式回路をな
    し、同期して合せる上記特定波形の交流出力をなす請求
    項１９に記載の電池セット又は多セット独立直流電源の
    複電圧操作制御回路装置。
  21. 【請求項２１】 単独で直接に直流パルス出力をなす請
    求項１９又は２０に記載の複電圧操作制御回路装置。
  22. 【請求項２２】 電池ユニットの直、並列切替えスイッ
    チに２方向性導通素子を選択し、電圧電流の固態操作制
    御スイッチを調節して２方向性導通素子又は反対方向に
    設置するのを選択し、この複電圧操作制御回路に外部入
    力電源に合わせて匹敵結合をなす調整を有しする請求項
    １乃至２１のいずれか１項に記載の電池セット又は多セ
    ット独立直流電源の複電圧操作制御回路。
  23. 【請求項２３】 直、並列状態の変化によりそれぞれ同
    じでない電圧入力及び同じでない電圧出力を受けて、直
    流対直流のコンバータを構成し、負荷によって発電する
    ダイナミックフィードバック機能とし、その形態は、 （１）低圧入力、高圧出力、 （２）高圧入力、低圧出力、 （３）同圧入力、同圧出力、 （４）長い時間の小電流入力、短い時間の大電流出力、 （５）短い時間の大電流入力、長い時間の小電流出力、 （６）電池ユニットはバッテリ又は電気容量によって構
    成し、直流出力入力の交互操作に供され、その出力端に
    電気エネルギー貯蔵性質を有する電気容量又はバッテリ
    ーが並列され、 （７）直流入力でブリッジスイッチ回路に合せて交流出
    力をなし、その主な構成は、 ２方向直、並列切替えスイッチを有して複電圧操作制御
    出力をなし、電池ユニットによって電池ユニットセット
    Ｐｏを構成し、２方向分配操作制御スイッチＳＷ７０１
    は機電又は固態素子によって構成され、中央制御ユニッ
    ト（ＣＣＵ）の操作制御を受け、入力電圧連結を選択し
    て電池ユニットＰｏに対して充電し、電池ユニットを連
    結し、出力に対して複電圧出力をなし、出力端によって
    ダイナミックフィードバックをなし、特殊状況の下に入
    力端と出力端の連結をなし、 出力端が直流で出力するならば、必要に応じ補助蓄電ユ
    ニット、例えば蓄電機、コンデンサー等を設け、交流で
    出力するならば電気感応及び電気容量によって構成した
    並列ＬＣ共振エネルギー貯蔵装置を設けた請求項１乃至
    ２２のいずれか１項に記載の電池セット又は多セット独
    立直流電源の複電圧操作制御回路装置。
  24. 【請求項２４】 順極性により基礎電圧を加えて、複電
    圧のステップ変動率を変え、その主な構成は次の通りで
    ある。電池ユニット及び操作制御器ＣＣＵ及び操作制御
    インターフェースによって構成された主な電力ユニット
    Ｐｏは、そのプラス出力端が複電圧Ｖｍで、そのマイナ
    ス端がアースし、 補助電力ユニットＰＣは順極性でアース側に直列され、
    もう一つの出力端は複電圧Ｖｃ（又はＶｍ）で上記の主
    な電力ユニット両電圧の出力を構成して分配操作制御ス
    イッチＳＷ８０１に通じ、 分配操作制御スイッチＳＷ８０１は出力端を複電圧Ｖｍ
    に切替えさせて複電圧Ｖｃ又は複電圧Ｖｍを加え、又は
    複電圧Ｖｃのみでその出力の多ステップ性を増大させ、 上記の複電圧Ｖｃはその他の負荷を併用する必要があれ
    ば、必要に応じて選んでその容量を大きくさせ、 上記回路は各種波形の直流入力を受けられ、出力切替え
    スイッチの操作制御により、必要な波形で出力し、 上記の各項に応用される操作制御工程は中央制御器ＣＣ
    Ｕの操作制御により電力ユニットに供して直、並列の組
    合せをなすスイッチ素子で上記切替え機能を構成し、上
    記の装置により直流対直流のコンバータ、同じでない入
    力出力電圧の直流ＵＰＳ、又は直流を交流に変える直流
    ＵＰＳ又は充電機、電気化学設備、電気溶接機等の直流
    電源供給機を構成し、 必要に応じて補助電力ユニットの電圧を選択し、補助電
    力ユニットを主な電力ユニットのように多ステップ化し
    て複電圧の多ステップ化及び、ステップとステップとの
    間の変動率の合理化を増やし、この応用中において、上
    記の主な電力ユニット及び補助電力ユニットはなお蓄電
    池、燃料電池、サーマル電池又はその他電気化学電池又
    はソーラ電池を含み、交流電源整流によって直流電力ユ
    ニットが得られる請求項1乃至２３のいずれか１項に記
    載の電池セット又は多セット独立直流電源の複電圧操作
    制御回路装置。
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