JPH07222357A - コンデンサの電圧制御方法 - Google Patents
コンデンサの電圧制御方法Info
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- JPH07222357A JPH07222357A JP6027335A JP2733594A JPH07222357A JP H07222357 A JPH07222357 A JP H07222357A JP 6027335 A JP6027335 A JP 6027335A JP 2733594 A JP2733594 A JP 2733594A JP H07222357 A JPH07222357 A JP H07222357A
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- power source
- capacitors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 各コンデンサの負担電圧を短時間でより均一
にするとともに、分圧抵抗による漏れ電流を最小限に抑
える。 【構成】 複数のコンデンサC1,C2を直列に接続し
てなる蓄電手段を有し、同蓄電手段の両端子に所定の充
電電源V1を接続して使用するにあたって、コンデンサ
C1,C2の各々に、スイッチ手段S1,S2を介して
均圧(分圧)抵抗R1,R2を並列に接続し、充電電源
V1より供給される充電電圧が変化している間はスイッ
チ手段S1,S2をオンとし、それ以外で蓄電手段の電
圧保持動作時にはスイッチ手段S1,S2をオフとし
て、各コンデンサC1,C2の負担電圧を均等に制御す
る。
にするとともに、分圧抵抗による漏れ電流を最小限に抑
える。 【構成】 複数のコンデンサC1,C2を直列に接続し
てなる蓄電手段を有し、同蓄電手段の両端子に所定の充
電電源V1を接続して使用するにあたって、コンデンサ
C1,C2の各々に、スイッチ手段S1,S2を介して
均圧(分圧)抵抗R1,R2を並列に接続し、充電電源
V1より供給される充電電圧が変化している間はスイッ
チ手段S1,S2をオンとし、それ以外で蓄電手段の電
圧保持動作時にはスイッチ手段S1,S2をオフとし
て、各コンデンサC1,C2の負担電圧を均等に制御す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンデンサの電圧制御方
法に関し、さらに詳しく言えば、複数のコンデンサを直
列に接続して使用する際、個々のコンデンサが負担する
電圧が均等になるように制御するコンデンサの電圧制御
方法に関するものである。
法に関し、さらに詳しく言えば、複数のコンデンサを直
列に接続して使用する際、個々のコンデンサが負担する
電圧が均等になるように制御するコンデンサの電圧制御
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、その静電容量
が大きくとれることから、近年電気自動車用の動力源な
どとして注目されているが、耐電圧を上げるにはその複
数個を直列に接続して使用される。
が大きくとれることから、近年電気自動車用の動力源な
どとして注目されているが、耐電圧を上げるにはその複
数個を直列に接続して使用される。
【0003】その際、各コンデンサに加わる電圧を均一
にするには、その各々に対して並列に抵抗による分圧回
路を設ければよいことが知られている。この方法は、静
電容量および漏れ電流が必ずしも均等でないコンデンサ
を直列にして使用する際の手段として有効である。
にするには、その各々に対して並列に抵抗による分圧回
路を設ければよいことが知られている。この方法は、静
電容量および漏れ電流が必ずしも均等でないコンデンサ
を直列にして使用する際の手段として有効である。
【0004】すなわち、複数個のコンデンサを直列に接
続し、それに直流電圧を印加したときの電圧配分を考察
すると、その直流電圧が例えばステップ状に加えられ
た場合、それぞれのコンデンサの初期電圧がゼロであれ
ば、充電電圧はその静電容量に反比例して負担される。
各コンデンサの初期電圧がゼロでないときには、各コ
ンデンサの初期電圧に上述の電圧が追加された状態で負
担される。それぞれのコンデンサに漏れ電流がある
と、上述の負担電圧は時間の経過とともに、徐々に変化
し、十分な時間が経過すると、最終の負担電圧は各コン
デンサの等価漏洩抵抗の比に配分されることになる。
続し、それに直流電圧を印加したときの電圧配分を考察
すると、その直流電圧が例えばステップ状に加えられ
た場合、それぞれのコンデンサの初期電圧がゼロであれ
ば、充電電圧はその静電容量に反比例して負担される。
各コンデンサの初期電圧がゼロでないときには、各コ
ンデンサの初期電圧に上述の電圧が追加された状態で負
担される。それぞれのコンデンサに漏れ電流がある
と、上述の負担電圧は時間の経過とともに、徐々に変化
し、十分な時間が経過すると、最終の負担電圧は各コン
デンサの等価漏洩抵抗の比に配分されることになる。
【0005】そこで、各コンデンサに対して均圧抵抗
(equalizing resistor)として同
一の値の抵抗を接続すれば、上記にしたがい、所定時
間経過後の各コンデンサの負担電圧は同一な値に収斂す
ることになる。
(equalizing resistor)として同
一の値の抵抗を接続すれば、上記にしたがい、所定時
間経過後の各コンデンサの負担電圧は同一な値に収斂す
ることになる。
【0006】この場合、収斂に要する時間は、抵抗値と
コンデンサの静電容量の積に比例することから、静電容
量を一定とすれば、均圧抵抗の値が低いほど早いことに
なる。このことは、ランダムな電源の投入に対して、均
圧抵抗の値が小さいほど、各コンデンサに異なった初期
電圧が残る確率が小さくなることを意味し、したがって
各コンデンサの負担する電圧はより均一になる。
コンデンサの静電容量の積に比例することから、静電容
量を一定とすれば、均圧抵抗の値が低いほど早いことに
なる。このことは、ランダムな電源の投入に対して、均
圧抵抗の値が小さいほど、各コンデンサに異なった初期
電圧が残る確率が小さくなることを意味し、したがって
各コンデンサの負担する電圧はより均一になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、抵抗値
の低い均圧抵抗を用いると、それに流れる電流が大きく
なるため、各コンデンサの見かけの漏洩電流が増加した
のと等しくなる。このため、コンデンサの長時間にわた
る蓄電能力を利用する用途にあっては、コンデンサを直
列に接続しても抵抗値の低い均圧抵抗を用いては保持時
間の低下を招き、かと言って1個のコンデンサでは耐電
圧が足りない、という事態が生ずる。
の低い均圧抵抗を用いると、それに流れる電流が大きく
なるため、各コンデンサの見かけの漏洩電流が増加した
のと等しくなる。このため、コンデンサの長時間にわた
る蓄電能力を利用する用途にあっては、コンデンサを直
列に接続しても抵抗値の低い均圧抵抗を用いては保持時
間の低下を招き、かと言って1個のコンデンサでは耐電
圧が足りない、という事態が生ずる。
【0008】もっとも、この対策としては充分に余裕を
見て多数のコンデンサを直列に接続すればよいのである
が、これによるとその合成された静電容量が減少するば
かりでなく、また、個数を節約すれば信頼性に問題が生
ずるおそれがある。
見て多数のコンデンサを直列に接続すればよいのである
が、これによるとその合成された静電容量が減少するば
かりでなく、また、個数を節約すれば信頼性に問題が生
ずるおそれがある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、その構成上の特徴は、複数
のコンデンサを直列に接続してなる蓄電手段を有し、同
蓄電手段の両端子に所定の充電電源を接続して使用する
際のコンデンサの電圧制御方法において、上記コンデン
サの各々に、スイッチ手段を介して均圧(分圧)抵抗を
並列に接続し、上記充電電源より供給される充電電圧が
変化している間は上記スイッチ手段をオンとし、それ以
外で上記蓄電手段の電圧保持動作時には上記スイッチ手
段をオフとして、各コンデンサの負担電圧を均等に制御
するようにしたことにある。
するためになされたもので、その構成上の特徴は、複数
のコンデンサを直列に接続してなる蓄電手段を有し、同
蓄電手段の両端子に所定の充電電源を接続して使用する
際のコンデンサの電圧制御方法において、上記コンデン
サの各々に、スイッチ手段を介して均圧(分圧)抵抗を
並列に接続し、上記充電電源より供給される充電電圧が
変化している間は上記スイッチ手段をオンとし、それ以
外で上記蓄電手段の電圧保持動作時には上記スイッチ手
段をオフとして、各コンデンサの負担電圧を均等に制御
するようにしたことにある。
【0010】この場合、上記均圧抵抗はその抵抗値が充
分に低いものであってよく、また、上記コンデンサとし
ては、電気自動車などの動力源などの用途からすれば静
電容量の大きな電気二重層コンデンサであることが望ま
しい。さらに、コンデンサを効率よく充電するには、上
記充電電源は定電流電源もしくはこれに相当する特性を
有する電源であることが好ましい。
分に低いものであってよく、また、上記コンデンサとし
ては、電気自動車などの動力源などの用途からすれば静
電容量の大きな電気二重層コンデンサであることが望ま
しい。さらに、コンデンサを効率よく充電するには、上
記充電電源は定電流電源もしくはこれに相当する特性を
有する電源であることが好ましい。
【0011】
【作用】上記構成によると、充電電圧が変動している場
合には、スイッチがオンとされるため、抵抗値の低い抵
抗によって各コンデンサの負担電圧は短時間かつ正確に
それらの抵抗値の比により分圧される。
合には、スイッチがオンとされるため、抵抗値の低い抵
抗によって各コンデンサの負担電圧は短時間かつ正確に
それらの抵抗値の比により分圧される。
【0012】これに対して、充電電圧が遮断されるか、
もしくは充電電圧の変動が少なくなって、各コンデンサ
が電圧保持状態となると、スイッチがオフとされるた
め、均圧(分圧)抵抗による電力消費はなくなり、各コ
ンデンサの静電容量とそれらの漏洩電流のみによる長い
時定数で、長期間安定な電圧が維持される。
もしくは充電電圧の変動が少なくなって、各コンデンサ
が電圧保持状態となると、スイッチがオフとされるた
め、均圧(分圧)抵抗による電力消費はなくなり、各コ
ンデンサの静電容量とそれらの漏洩電流のみによる長い
時定数で、長期間安定な電圧が維持される。
【0013】
【実施例】まず、図1を参照して本発明の動作原理につ
いて説明する。同図には説明の便宜上、蓄電手段として
2つのコンデンサ、好ましくは電気二重層コンデンサC
1,C2を直列に接続した例が示されている。
いて説明する。同図には説明の便宜上、蓄電手段として
2つのコンデンサ、好ましくは電気二重層コンデンサC
1,C2を直列に接続した例が示されている。
【0014】本発明においては、各コンデンサC1,C
2に対してそれぞれスイッチ手段S1,S2を介して抵
抗値が充分に低い均圧抵抗R1,R2が並列的に接続さ
れている。なお、この蓄電手段の両端子間には、充電電
源V1と負荷RLとがそれぞれ並列に接続される。
2に対してそれぞれスイッチ手段S1,S2を介して抵
抗値が充分に低い均圧抵抗R1,R2が並列的に接続さ
れている。なお、この蓄電手段の両端子間には、充電電
源V1と負荷RLとがそれぞれ並列に接続される。
【0015】各スイッチ手段S1,S2は、均圧抵抗R
1,R2の均圧動作を効果的にするため、充電電源V1
からの充電電圧Vが変化する状況下ではともにオンとさ
れ、これに対して、充電電圧Vが遮断されるか、その変
動が少なくなって各コンデンサC1,C2が電圧の保持
動作に入った場合にはオフとされる。
1,R2の均圧動作を効果的にするため、充電電源V1
からの充電電圧Vが変化する状況下ではともにオンとさ
れ、これに対して、充電電圧Vが遮断されるか、その変
動が少なくなって各コンデンサC1,C2が電圧の保持
動作に入った場合にはオフとされる。
【0016】実際には、図2に示されているように、ス
イッチS1,S2としては例えばMOSFETが用いら
れ、また、充電電源V1には定電流型の充電器Iが用い
られる。この充電器Iにより、コンデンサC1,C2を
充電し、その端子電圧が適当な電圧にまで上昇した時点
で充電器Iを外し、以後はコンデンサC1,C2の電荷
で負荷RLに電圧を供給する。
イッチS1,S2としては例えばMOSFETが用いら
れ、また、充電電源V1には定電流型の充電器Iが用い
られる。この充電器Iにより、コンデンサC1,C2を
充電し、その端子電圧が適当な電圧にまで上昇した時点
で充電器Iを外し、以後はコンデンサC1,C2の電荷
で負荷RLに電圧を供給する。
【0017】この場合、本実施例においては、充電中は
MOSFETのゲートに所定の電圧VSを加えて、スイ
ッチS1,S2をともにオンとする。これにより、抵抗
R1,R2の均圧動作により、各コンデンサC1,C2
の負担電圧が均等に保たれる。
MOSFETのゲートに所定の電圧VSを加えて、スイ
ッチS1,S2をともにオンとする。これにより、抵抗
R1,R2の均圧動作により、各コンデンサC1,C2
の負担電圧が均等に保たれる。
【0018】そして、充電が終了すると、上記ゲート電
圧VSを所定の電位にまで下げて、スイッチS1,S2
をともにオフとする。この結果、各コンデンサC1,C
2はその電荷を抵抗R1,R2で失うことなく、電荷を
長時間にわたって負荷RLに供給することができる。
圧VSを所定の電位にまで下げて、スイッチS1,S2
をともにオフとする。この結果、各コンデンサC1,C
2はその電荷を抵抗R1,R2で失うことなく、電荷を
長時間にわたって負荷RLに供給することができる。
【0019】なお、図示されていないが、スイッチS
1,S2のオンオフ制御は、中央演算処理ユニット(C
PU)などにて行なわれる。また、コンデンサC1,C
2の定格が等しい場合には、抵抗R1,R2も等しい抵
抗値のものが用いられるが、耐電圧や静電容量の異なる
コンデンサを直列に接続する場合には、それぞれの負担
電圧を抵抗R1,R2の抵抗値により変え、各負担電圧
がその範囲内に収まるようにすることも可能である。
1,S2のオンオフ制御は、中央演算処理ユニット(C
PU)などにて行なわれる。また、コンデンサC1,C
2の定格が等しい場合には、抵抗R1,R2も等しい抵
抗値のものが用いられるが、耐電圧や静電容量の異なる
コンデンサを直列に接続する場合には、それぞれの負担
電圧を抵抗R1,R2の抵抗値により変え、各負担電圧
がその範囲内に収まるようにすることも可能である。
【0020】さらには、各コンデンサの端子間電圧を監
視し、それが一定値以上に不均一になった場合、電圧の
高い方のコンデンサに属するスイッチをオンにして、各
コンデンサの電圧バランスをとるようにすることも可能
である。
視し、それが一定値以上に不均一になった場合、電圧の
高い方のコンデンサに属するスイッチをオンにして、各
コンデンサの電圧バランスをとるようにすることも可能
である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のコンデンサを直列に接続してなる蓄電手段を有
し、同蓄電手段の両端子に所定の充電電源を接続して使
用するにあたって、コンデンサの各々に、スイッチ手段
を介して均圧抵抗を並列に接続し、充電電源より供給さ
れる充電電圧が変化している間は上記スイッチ手段をオ
ンとし、それ以外で上記蓄電手段の電圧保持動作時には
上記スイッチ手段をオフとするようにしたことにより、
均圧(分圧)抵抗として十分に低い抵抗値の抵抗体を用
いることが可能となる。
複数のコンデンサを直列に接続してなる蓄電手段を有
し、同蓄電手段の両端子に所定の充電電源を接続して使
用するにあたって、コンデンサの各々に、スイッチ手段
を介して均圧抵抗を並列に接続し、充電電源より供給さ
れる充電電圧が変化している間は上記スイッチ手段をオ
ンとし、それ以外で上記蓄電手段の電圧保持動作時には
上記スイッチ手段をオフとするようにしたことにより、
均圧(分圧)抵抗として十分に低い抵抗値の抵抗体を用
いることが可能となる。
【0022】したがって、充電時には短時間の内に各コ
ンデンサの負担電圧がより均一に保たれることになる。
また、各コンデンサが電圧保持状態にあるときには、均
圧(分圧)抵抗による漏れ電流の問題も生じない。
ンデンサの負担電圧がより均一に保たれることになる。
また、各コンデンサが電圧保持状態にあるときには、均
圧(分圧)抵抗による漏れ電流の問題も生じない。
【図1】本発明の動作原理を説明するための概略的な回
路図。
路図。
【図2】本発明の実施例を説明するための概略的な回路
図。
図。
C1,C2 コンデンサ R1,R2 均圧(分圧)抵抗 S1,S2 スイッチ V1 充電電源 I 定電流型充電器 RL 負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 廸夫 神奈川県横浜市南区南太田町3丁目303番 の24 (72)発明者 森本 剛 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 平塚 和也 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項1】 複数のコンデンサを直列に接続してなる
蓄電手段を有し、同蓄電手段の両端子に所定の充電電源
を接続して使用する際のコンデンサの電圧制御方法にお
いて、上記コンデンサの各々に、スイッチ手段を介して
均圧抵抗を並列に接続し、上記充電電源より供給される
充電電圧が変化している間は上記スイッチ手段をオンと
し、それ以外で上記蓄電手段の電圧保持動作時には上記
スイッチ手段をオフとして、各コンデンサの負担電圧を
均等に制御するようにしたことを特徴とするコンデンサ
の電圧制御方法。 - 【請求項2】 上記均圧抵抗には充分に抵抗値の低い抵
抗体が用いられることを特徴とする請求項1に記載のコ
ンデンサの電圧制御方法。 - 【請求項3】 上記コンデンサは電気二重層コンデンサ
であることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサの
電圧制御方法。 - 【請求項4】 上記充電電源は定電流電源であることを
特徴とする請求項1に記載のコンデンサの電圧制御方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02733594A JP3309259B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | コンデンサの電圧制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02733594A JP3309259B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | コンデンサの電圧制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07222357A true JPH07222357A (ja) | 1995-08-18 |
JP3309259B2 JP3309259B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=12218200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02733594A Expired - Fee Related JP3309259B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | コンデンサの電圧制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3309259B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09233608A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-05 | Jeol Ltd | ハイブリッド電気自動車 |
EP1593135A1 (en) * | 2003-02-13 | 2005-11-09 | Energy Storage Systems Pty, Ltd | A resistive balance for an energy storage device |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP02733594A patent/JP3309259B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09233608A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-05 | Jeol Ltd | ハイブリッド電気自動車 |
EP1593135A1 (en) * | 2003-02-13 | 2005-11-09 | Energy Storage Systems Pty, Ltd | A resistive balance for an energy storage device |
EP1593135A4 (en) * | 2003-02-13 | 2009-11-25 | Cap Xx Ltd | RESISTANCE TO AN ENERGY STORAGE SYSTEM |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3309259B2 (ja) | 2002-07-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020410 |
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