JPH0928005A - Power unit for driving motor - Google Patents

Power unit for driving motor

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JPH0928005A
JPH0928005A JP7174843A JP17484395A JPH0928005A JP H0928005 A JPH0928005 A JP H0928005A JP 7174843 A JP7174843 A JP 7174843A JP 17484395 A JP17484395 A JP 17484395A JP H0928005 A JPH0928005 A JP H0928005A
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motor
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power
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哲夫 福田
Nobuyuki Kasuga
信幸 春日
Nobuto Onuma
伸人 大沼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a power converter make only voltage drop operations by making the electrical energy stored in the capacitor of a motor driving hybrid power unit composed of the capacitor and a battery usable until the energy becomes zero and, at the same time, eliminating the necessity of generating a high voltage from the capacitor. SOLUTION: A serial circuit is constituted of a battery 26 and capacitor 24. A chopper 28 for propulsion power supplies the voltage of the serial circuit to a motor 30 after dropping the voltage and a chopper 32 for regeneration supplies a charging voltage to the capacitor 24 by dropping a voltage from the motor 30. A control circuit 34 controls the voltage dropping operations of the choppers 28 and 32. When the motor 30 makes propulsion power, the motor 30 is driven with a drive voltage from the chopper 34 and, when motor 30 makes regeneration, the capacitor 24 is charged with the charging voltage from the chopper 34 so that the power can be reutilized when the motor 30 make propulsion power.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ駆動用電源
装置、特に、電気自動車、電気スクータ、電気自転車等
の動力用モータを駆動するのに適した電源装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply for driving a motor, and more particularly to a power supply suitable for driving a power motor for an electric vehicle, an electric scooter, an electric bicycle or the like.

【従来の技術】電気自動車、電気スクータ、電気自転車
等の動力用モータを駆動する電源装置としては、電池及
びコンデンサを並列接続し、この並列回路からの出力を
電力変換器を介してモータに供給するハイブリッド電源
装置が従来から用いられている。この場合、モータの負
荷変動に対して、電池は、長時間にわたり小電流をモー
タへ流す機能を果たし、コンデンサは、短時間に大電流
をモータへ流す機能を果たす。かかる従来のモータ駆動
用電源装置の一例を図3に示す。高電圧を発生するため
に直列接続された複数個の電池のグループ10及び複数
個のコンデンサのグループ12は、マイナス(−)側が
共通電位となり、プラス(+)側が電流制御回路14を
介して並列接続されている。なお、電流制御回路14
は、電池グループ10から過電流が流れるのを防止する
ためのものであり、電池グループ10及びコンデンサ・
グループ12の並列回路からの電圧は、電力変換器であ
るモータ駆動回路16を介して直流モータ18の両端に
供給される。モータ駆動回路16は、チョッパ又はイン
バータと、その制御回路とから構成されており、電圧を
降圧又は昇圧できる。モータ18を回転駆動して力行さ
せる場合、モータ駆動回路16は、電池グループ10及
びコンデンサ・グループ12からの電圧を降圧してモー
タ18へ供給する。この際、降圧の程度を制御すること
により、モータの回転速度や、トルク等を制御できる。
また、モータ18への駆動電圧を停止して、回生させる
場合、モータ18が発電機として機能するので、モータ
駆動回路16は、モータ18の発電電圧を昇圧してコン
デンサ・グループ12を充電(蓄電)する。この充電し
たエネルギーをモータの力行時に再利用して、電源装置
全体の効率を改善している。従来のモータ駆動用電源装
置の他の例を図4に示した。図3の従来例との相違点
は、電池グループ10及びコンデンサ・グループ12の
プラス側を半導体素子のスイッチ20により、交互に高
速で選択し、選択された電圧をモータ駆動回路16に供
給する点である。なお、半導体スイッチ20には、パワ
ー・トランジスタ、絶縁ゲート・トランジスタ(IGB
T)、電界効果トランジスタ(FET)などを利用で
き、スイッチ制御回路22で、スイッチ20の高速切換
を制御する。この従来技術も図3の場合と同様に、モー
タ18の力行時には、モータ駆動回路16がスイッチ2
0の出力電圧を降圧してモータ18に供給する。また、
モータ18の回生時には、モータ18の発電電圧をモー
タ駆動回路16が昇圧し、スイッチ20を介してコンデ
ンサ・グループ12を充電する。この充電したエネルギ
ー(蓄電エネルギー)は、モータの力行時に再利用され
る。また、特開平5−30608号公報は、特にその図
5において、別の従来のモータ駆動用電源装置を開示し
ている。この電源装置では、モータの力行時に電池及び
コンデンサが直列接続され、電池の電圧とコンデンサに
充電された電圧との和によりモータを駆動する。また、
モータの回生時には、電池及びコンデンサを並列接続し
て、モータの発電電圧をコンデンサに重点的に充電して
いる。この際、電池側には、レベリング回路が直列接続
されて、電池への充電を抑制している。このような構成
により、力行時には、電池及びコンデンサによりモータ
に多くの電流を供給し、回生時には、重点的にコンデン
サを充電している。
2. Description of the Related Art As a power supply device for driving a power motor of an electric vehicle, an electric scooter, an electric bicycle, etc., a battery and a capacitor are connected in parallel, and the output from this parallel circuit is supplied to the motor via a power converter. A hybrid power supply device has been conventionally used. In this case, the battery has a function of supplying a small current to the motor for a long time, and the capacitor has a function of supplying a large current to the motor in a short time in response to a load change of the motor. An example of such a conventional motor driving power supply device is shown in FIG. In the group 10 of a plurality of batteries and the group 12 of a plurality of capacitors connected in series to generate a high voltage, the negative (-) side has a common potential, and the positive (+) side has a current control circuit 14 in parallel. It is connected. The current control circuit 14
Is for preventing an overcurrent from flowing from the battery group 10, and the battery group 10 and the capacitor
The voltage from the parallel circuit of the group 12 is supplied to both ends of the DC motor 18 via the motor drive circuit 16 which is a power converter. The motor drive circuit 16 includes a chopper or an inverter and a control circuit for the chopper or the inverter, and can step down or boost the voltage. When the motor 18 is rotationally driven for power running, the motor drive circuit 16 steps down the voltage from the battery group 10 and the capacitor group 12 and supplies it to the motor 18. At this time, the rotation speed, torque, etc. of the motor can be controlled by controlling the degree of step-down.
Further, when the drive voltage to the motor 18 is stopped and regenerated, the motor 18 functions as a generator, so the motor drive circuit 16 boosts the generated voltage of the motor 18 to charge the capacitor group 12 (charge storage). ) Do. This charged energy is reused during power running of the motor to improve the efficiency of the entire power supply device. Another example of a conventional motor drive power supply device is shown in FIG. The difference from the conventional example of FIG. 3 is that the positive sides of the battery group 10 and the capacitor group 12 are alternately selected at high speed by the switch 20 of the semiconductor element, and the selected voltage is supplied to the motor drive circuit 16. Is. The semiconductor switch 20 includes a power transistor and an insulated gate transistor (IGB
T), a field effect transistor (FET), etc. can be used, and the switch control circuit 22 controls high-speed switching of the switch 20. In this conventional technique, as in the case of FIG.
The output voltage of 0 is stepped down and supplied to the motor 18. Also,
When the motor 18 is regenerated, the motor drive circuit 16 boosts the generated voltage of the motor 18, and the capacitor group 12 is charged via the switch 20. This charged energy (stored energy) is reused when the motor is running. Further, Japanese Patent Laying-Open No. 5-30608 discloses another conventional motor driving power source device, particularly in FIG. In this power supply device, a battery and a capacitor are connected in series during power running of the motor, and the motor is driven by the sum of the voltage of the battery and the voltage charged in the capacitor. Also,
At the time of regeneration of the motor, a battery and a capacitor are connected in parallel to charge the capacitor with the generated voltage of the motor. At this time, a leveling circuit is connected in series on the battery side to suppress charging of the battery. With such a configuration, a large amount of current is supplied to the motor by the battery and the capacitor during power running, and the capacitor is predominantly charged during regeneration.

【発明が解決しようとする課題】ところで、モータを駆
動するための電圧をコンデンサから得るには、コンデン
サは、大容量でなければならない。しかし、大容量のコ
ンデンサであっても、コンデンサの充電(蓄電)エネル
ギーは電池に比べると1桁以上小さいため、コンデンサ
に蓄積されたエネルギーを有効利用する必要がある。コ
ンデンサのエネルギーは、静電容量と、電圧の2乗との
積の半分であるので、コンデンサの蓄電エネルギーを総
て使用することは、コンデンサの電圧がゼロになるまで
使うということである。しかし、図3及び図4に示した
何れの従来技術でも、コンデンサの電圧でモータ駆動回
路及びモータを駆動しているが、これらを駆動するため
には、ある程度以上の電圧が必要である。よって、コン
デンサの電圧がゼロになる前に、モータ駆動回路及びモ
ータが動作しなくなるので、コンデンサの蓄電エネルギ
ーを使いきることができない。これは、コンデンサの端
子に昇圧回路を設けても、結局は同じであり、コンデン
サの蓄電エネルギーを使いきることができない。また、
大容量コンデンサの主流は、電気二重層コンデンサであ
るが、このコンデンサは、電解液の電気分解を防止する
ために、1セル当たりの電圧を1〜5ボルト程度にしか
できない。よって、モータを駆動するためには、モータ
が必要とする電圧まで高くしなければならないので、複
数個の電気二重層コンデンサを直列接続しなければなら
ない。なお、電気自動車、電気スクータ、電気自転車で
あれば、モータの駆動電圧としては、24〜300ボル
ト程度が必要である。ところで、複数のコンデンサを直
列接続すると、各コンデンサでの電圧のバランスの問題
が生じる。図5を参照して、この問題を更に説明する。
なお、説明上、コンデンサが破壊・劣化せずに使用でき
る電圧範囲の下限及び上限を夫々0及び3ボルトとす
る。静電容量が全く等しい3個のコンデンサを図5A
(初期状態)に示すように直列接続すると、総てのコン
デンサの電圧は夫々ゼロ・ボルトである。次に、図5B
(充電状態)に示すように、9ボルトの電池で充電する
と、すべてのコンデンサの静電容量が等しいので、夫々
のコンデンサの電圧が3ボルトになる。電池を非接続に
してコンデンサを放置すると、図5C(自己放電状態)
に示すように、コンデンサは内部抵抗により自己放電す
るが、この自己放電のバラツキが非常に大きい。時間が
経つにしたがって、この電圧のバラツキが更に大きくな
り、最悪の場合は、図5Dに示すように、あるコンデン
サでは、その電圧がゼロ・ボルトになってしまう。この
状態では、放電すると、ゼロ・ボルトのコンデンサが下
限を守れなくなり、また、充電すると、3ボルトのコン
デンサが上限を守れなくなるので、充電及び放電ができ
なくなってしまう。そこで、この問題を解決するために
は、使用前に総てのコンデンサの電圧を下限に揃える
か、上限に揃える必要がある。従来技術では、図5Eに
示すように、各コンデンサに抵抗器を並列接続して、使
用後にコンデンサに残ったエネルギーを抵抗器により放
電して、コンデンサ電圧を下限に揃えていた。また、別
の従来技術では、図5Fに示すように、各コンデンサ
に、例えば、3ボルトのツェナー・ダイオードを並列接
続し、使用前に各コンデンサを上限電圧にまで充電し
て、揃えていた。しかし、これら図5E及びFに示す従
来技術では、各コンデンサに余分な外付け部品が必要と
なるばかりでなく、エネルギーの損失も生じた。さら
に、図3及び図4に示した従来技術では、電力変換器
(モータ駆動回路)が、モータの力行時及び回生時のい
ずれか一方で必ず昇圧を行わなければならなかった。し
かし、一般に昇圧は、降圧よりも効率が悪く、電源装置
全体の効率が低下してしまった。また、上述した特開平
5−30608号公報の図5に開示された従来の電源装
置では、電池及びコンデンサの接続関係を、モータの駆
動モードに応じて、直列接続及び並列接続の間で選択的
に切り替える回路が必要となり、構成が複雑となった。
さらに、この従来技術では、コンデンサが高電圧を発生
する必要があるために、多数のコンデンサを直列接続し
なければならず、上述の各コンデンサの電圧のバラツキ
の問題が生じた。したがって、本発明の目的は、コンデ
ンサが蓄えた電気エネルギーをゼロになるまで使用でき
ると共に、コンデンサが高圧を発生する必要がなく、ま
た電力変換器が降圧動作のみでよく、構成が簡単なモー
タ駆動用電源装置を提供することにある。
By the way, in order to obtain the voltage for driving the motor from the capacitor, the capacitor must have a large capacity. However, even with a large-capacity capacitor, the charging (storage) energy of the capacitor is smaller than that of a battery by one digit or more, so it is necessary to effectively use the energy stored in the capacitor. Since the energy of the capacitor is half the product of the electrostatic capacity and the square of the voltage, using all the stored energy of the capacitor means using it until the voltage of the capacitor becomes zero. However, in any of the conventional techniques shown in FIGS. 3 and 4, the motor drive circuit and the motor are driven by the voltage of the capacitor, but a certain or more voltage is required to drive these. Therefore, since the motor drive circuit and the motor do not operate before the voltage of the capacitor becomes zero, the energy stored in the capacitor cannot be used up. This is the same even if a booster circuit is provided at the terminal of the capacitor, and the stored energy of the capacitor cannot be used up. Also,
The mainstream of large-capacity capacitors is electric double layer capacitors, but this capacitor can only have a voltage of about 1 to 5 volts per cell in order to prevent electrolysis of the electrolytic solution. Therefore, in order to drive the motor, the voltage must be increased to the level required by the motor, so that a plurality of electric double layer capacitors must be connected in series. In the case of an electric vehicle, an electric scooter, or an electric bicycle, the drive voltage of the motor needs to be about 24 to 300 volts. By the way, when a plurality of capacitors are connected in series, there arises a problem of voltage balance between the capacitors. This problem will be further described with reference to FIG.
For the sake of explanation, the lower and upper limits of the voltage range in which the capacitor can be used without being destroyed or deteriorated are 0 and 3 volts, respectively. Fig. 5A shows three capacitors with the same capacitance.
When connected in series as shown (initial state), the voltage on all capacitors is zero volts respectively. Next, FIG. 5B
As shown in (charging state), when the battery is charged with a 9-volt battery, the electrostatic capacitances of all the capacitors are equal, so that the voltage of each capacitor becomes 3 V. Figure 5C (self-discharge state) when the capacitor is left unconnected with the battery disconnected
As shown in, the capacitor self-discharges due to the internal resistance, but the variation in this self-discharge is very large. As time goes by, this variation in voltage becomes even greater, and in the worst case, as shown in FIG. 5D, a certain capacitor has a voltage of zero volt. In this state, when discharged, the zero-volt capacitor cannot keep the lower limit, and when charged, the three-volt capacitor cannot keep the upper limit, so charging and discharging cannot be performed. Therefore, in order to solve this problem, it is necessary to adjust the voltage of all capacitors to the lower limit or the upper limit before use. In the conventional technique, as shown in FIG. 5E, a resistor is connected in parallel to each capacitor, and the energy remaining in the capacitor after use is discharged by the resistor to make the capacitor voltage equal to the lower limit. In another conventional technique, as shown in FIG. 5F, for example, a Zener diode of 3 V is connected in parallel to each capacitor, and each capacitor is charged up to the upper limit voltage before use, so that the capacitors are aligned. However, in the conventional techniques shown in FIGS. 5E and 5F, not only extra external parts are required for each capacitor, but also energy loss occurs. Furthermore, in the prior art shown in FIG. 3 and FIG. 4, the power converter (motor drive circuit) must always perform boosting during either power running or regeneration of the motor. However, step-up is generally less efficient than step-down, and the efficiency of the entire power supply device is reduced. Further, in the conventional power supply device disclosed in FIG. 5 of JP-A-5-30608, the connection relationship between the battery and the capacitor is selectively selected between the series connection and the parallel connection according to the driving mode of the motor. A circuit to switch to was required, and the configuration became complicated.
Further, in this conventional technique, a large number of capacitors have to be connected in series because the capacitors need to generate a high voltage, which causes the above-mentioned problem of voltage variations among the capacitors. Therefore, the object of the present invention is to use the electric energy stored in the capacitor until it becomes zero, the capacitor does not need to generate high voltage, and the power converter only needs to perform the step-down operation. To provide a power supply device for use.

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1記載の発明に係るモータ駆動用電源装
置は、電池26及びコンデンサ24の直列回路と、この
直列回路の電圧を受け、モータ30に駆動電圧を供給す
る第1電力変換器28、34と、モータ30からの電圧
を受け、コンデンサ24に充電電圧を供給する第2電力
変換器32、34とを具え、モータ30の力行時に第1
電力変換器28、34からの駆動電圧によりモータ30
を駆動し、モータ30の回生時に第2電力変換器32、
34からの充電電圧によりコンデンサ24を充電するこ
とを特徴としている。なお、参照番号は、図1又は図2
に示す本発明の実施例との対応関係を示すものである。
前記請求項1記載の直列回路は、コンデンサ24及び1
グループ(1個の場合を含む)の電池26が直列接続さ
れた回路であり、電池のコンデンサと反対側の端部が第
1電力変換器28を介してモータ30の一端に結合さ
れ、コンデンサ24の電池側の端部が第2電力変換器3
2を介してモータ30の一端に結合され、コンデンサ2
4の電池と反対側の端部がモータ30の他端に結合され
ていることを特徴としている。さらに、前記請求項1記
載の直列回路は、第1グループ(1個の場合を含む)の
電池261と、コンデンサ24と、第2グループ(1個
の場合を含む)の電池262とが順次直列接続された回
路であり、これら第1及び第2グループの電池261、
262のコンデンサと反対側の2個の端部とが第1電力
変換器281、282を介してモータ30の両端に夫々
結合され、コンデンサの両端部が第2電力変換器32を
介してモータ30の両端に結合されていることを特徴と
している。また、前記請求項1記載の第1及び第2電力
変換器は、電圧の降圧を行うチョッパ回路28、32又
はインバータと、その制御回路34とから構成されるこ
とを特徴としている。前記請求項1記載の発明は、コン
デンサ24の両端に極性反転防止用ダイオード36を接
続したことを特徴としている。更に前記請求項1記載の
発明は、コンデンサ24が電気二重層コンデンサである
ことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a motor drive power source apparatus according to the invention of claim 1 receives a series circuit of a battery 26 and a capacitor 24, and a voltage of this series circuit. , A first power converter 28, 34 for supplying a drive voltage to the motor 30 and a second power converter 32, 34 for receiving a voltage from the motor 30 and supplying a charging voltage to the capacitor 24. 1st during powering
The motor 30 is driven by the drive voltage from the power converters 28 and 34.
To drive the second power converter 32 when the motor 30 is regenerated,
It is characterized in that the capacitor 24 is charged by the charging voltage from 34. In addition, the reference numbers refer to FIG. 1 or FIG.
3 shows a correspondence relationship with the embodiment of the present invention shown in FIG.
The series circuit according to claim 1 includes capacitors 24 and 1
This is a circuit in which the batteries 26 of the group (including the case of one) are connected in series, and the end of the battery opposite to the capacitor is coupled to one end of the motor 30 via the first power converter 28 and the capacitor 24 is connected. The battery side end of the second power converter 3
2 is connected to one end of the motor 30 via a capacitor 2
The other end of the battery 4 is connected to the other end of the motor 30. Further, in the series circuit according to claim 1, a first group (including one case) battery 261, a capacitor 24, and a second group (including one case) battery 262 are sequentially connected in series. Connected circuit, these first and second groups of batteries 261,
The capacitor 262 and two opposite ends thereof are respectively coupled to both ends of the motor 30 via the first power converters 281 and 282, and both ends of the capacitor are coupled to the motor 30 via the second power converter 32. It is characterized by being connected to both ends of. Further, the first and second power converters according to the first aspect are characterized by being configured by the chopper circuits 28, 32 or inverters for stepping down the voltage and the control circuit 34 thereof. The invention according to claim 1 is characterized in that a polarity reversal prevention diode 36 is connected to both ends of the capacitor 24. Further, the invention according to claim 1 is characterized in that the capacitor 24 is an electric double layer capacitor.

【発明の実施の形態及び実施例】図1は、本発明の好適
な第1実施例のブロック図である。例えば、一般的な大
容量コンデンサである1個の電気二重層コンデンサ24
と、例えば、蓄電池である複数の電池26を直列接続
し、直列回路とする。この直列回路の電池グループ26
のコンデンサの反対端(プラス端)を力行用降圧チョッ
パ28を介して、直流モータ30の一端(プラス端)に
結合する。コンデンサ24及び電池グループ26の共通
接続点は、回生用降圧チョッパ32を介して直流モータ
30の一端に結合する。コンデンサ24の他端(マイナ
ス端)は、モータ30の他端(マイナス端)に結合す
る。チョッパ制御回路34は、チョッパ28及び32の
チョッピング動作を制御し、これらチョッパ28及び3
2並びに制御回路34が電力変換器を構成する。また、
コンデンサ24の両端には、バイパス・ダイオード36
を接続する。なお、チョッパ28及び32には、パワー
トランジスタ、絶縁ゲート・トランジスタ(IGBT)
及び電界効果トランジスタ(FET)などのスイッチン
グ半導体素子を利用できる。また、これらチョッパに
は、導通の際に通過させる電流の方向性があり、チョッ
パ28では、電池グループ26からモータ30への方向
であり、チョッパ32では、モータ30からコンデンサ
24の方向である。次に、図1の実施例の動作を説明す
る。コンデンサ24は、電気エネルギーにより、ある電
圧まで充電されているとする。モータ力行時に、コンデ
ンサ24の電圧及び電池グループ26の電圧が加算され
て、この加算電圧が力行用降圧チョッパ28により降圧
されて、直流モータ30に供給される。よって、コンデ
ンサ24及び電池グループ26からの電流が、チョッパ
28及びモータ30を介してコンデンサ24に戻り、閉
回路が形成され、モータ30が回転する。この際、大電
力が必要な場合に、コンデンサ24の電気エネルギーが
電力供給を助ける。また、チョッパ28は、制御回路3
4からのパルス信号の制御により導通及び非導通を繰り
返し、導通のときのみ入力を出力に通過させるので、導
通及び非導通の時間比を制御することにより、降圧の割
合を制御できる(即ち、導通時に通過した電気エネルギ
ーの全時間に対する平均値がモータ30へ供給される電
圧に対応する)。この制御により、モータ30の回転状
態を制御する。この際、コンデンサ24及び電池グルー
プ26は直列接続なので、コンデンサ24の電圧が順次
低下していっても、電池グループ26の上端の電圧は、
常に少なくとも電池の電圧だけは十分にあるので、コン
デンサ24の電圧がゼロになるまで、このコンデンサ2
4の電気エネルギーを利用できる。また、チョッパ32
には方向性があるので、コンデンサ24の電圧がチョッ
パ32を介してモータ30には供給されない。モータ3
0の回生時には、チョッパ28が非導通状態のままにな
り、電池グループ26からの電圧がチョッパ28を通過
せず、モータ30に駆動電圧が供給されない。よって、
モータ30は、発電機として機能し、発電電圧をチョッ
パ32を介してコンデンサ24に供給し、このコンデン
サ24を充電する。この充電電圧が、モータの力行時に
再利用される。なお、モータ30の発電電圧が高いの
で、チョッパ28と同じ原理で、チョッパ32は、制御
回路34の制御に応じて、この発電電圧を降圧する。と
ころで、モータ30の力行時には、大容量コンデンサ2
4の放電が進むにつれて、充電電圧が低下し、蓄電量が
ゼロになると、極性が反転してしまう。ダイオード36
は、コンデンサ24の極性が反転しようとすると導通し
て、この極性反転を防止する。なお、コンデンサ24の
極性が反転しない期間中は、ダイオード36は非導通な
ので、図1の装置の動作に影響しない。図2は、本発明
の好適な第2実施例のブロック図である。図1の実施例
との相違点のみを以下に説明する。コンデンサ及び電池
の直列回路は、電池の第1グループ261と、コンデン
サ24と、電池の第2グループ262とから構成されて
いる。すなわち、コンデンサ24が電池グループ261
及び262の間に配置されており、図1の実施例のコン
デンサ24のマイナス側に更に電池グループが配置され
ているのと等価である。よって、力行用降圧チョッパ
は、2個のチョッパ281及び282で構成され、電池
グループ261のマイナス端がチョッパ281を介して
モータ30のマイナス端に結合され、電池グループ26
2のプラス端がチョッパ282を介してモータ30のプ
ラス端に結合されている。また、コンデンサ24の両端
は、2個のチョッパからなる回生用チョッパ32を介し
てモータ30の両端に結合する。これら4個のチョッパ
は、制御回路34により制御されるが、チョッパ281
及び282は同時に導通及び非導通になる。また、2個
のチョッパ32も同時に導通及び非導通になる。これら
チョッパ281、282及び32にも導通方向がある点
に留意されたい。図2の実施例の動作は、図1の実施例
の動作と同様であり、モータ30の力行時には、電池グ
ループ261、コンデンサ24及び電池グループ262
から、チョッパ282を介してモータ30に電流が流
れ、モータ30からの戻り電流がチョッパ281を介し
て電池グループ261に戻る。なお、チョッパ281及
び282による降圧の程度は、制御回路34からの導通
制御期間及び非導通制御期間の比により決まる。モータ
の回生時には、チョッパ281及び282が非導通にな
り、モータ30の発電電圧がチョッパ32により降圧さ
れて、コンデンサ24を充電する。この充電によるエネ
ルギーがモータの力行時に利用される。以上に、本発明
の好適な二つの実施例について説明したが、当業者に
は、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変形及び
変更が可能である。例えば、電力変換器は、チョッパの
代わりにインバータを用いて、入力電圧を降圧をしても
よい。また、コンデンサとしては、複数のコンデンサを
並列接続したものを用いてもよい。さらに、1個のコン
デンサの代わりに、少数のコンデンサを直列接続して用
いてもよい。なお、少数コンデンサの直列接続の場合、
各コンデンサの電圧のバラツキは、多数のコンデンサの
直列接続の場合よりも少ないので、さほど問題にならな
い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a first preferred embodiment of the present invention. For example, one electric double layer capacitor 24 which is a general large capacity capacitor
And, for example, a plurality of batteries 26, which are storage batteries, are connected in series to form a series circuit. Battery group 26 of this series circuit
The opposite end (plus end) of the capacitor is coupled to one end (plus end) of the DC motor 30 via the power running step-down chopper 28. The common connection point of the capacitor 24 and the battery group 26 is coupled to one end of the DC motor 30 via the regenerative step-down chopper 32. The other end (minus end) of the capacitor 24 is coupled to the other end (minus end) of the motor 30. The chopper control circuit 34 controls the chopping operation of the choppers 28 and 32, and the choppers 28 and 3 are controlled.
2 and the control circuit 34 constitute a power converter. Also,
Bypass diode 36 is placed across capacitor 24.
Connect. The choppers 28 and 32 include a power transistor and an insulated gate transistor (IGBT).
And switching semiconductor devices such as field effect transistors (FETs). In addition, these choppers have a directivity of a current to be passed when conducting, in the chopper 28, in the direction from the battery group 26 to the motor 30, and in the chopper 32, in the direction from the motor 30 to the capacitor 24. Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. It is assumed that the capacitor 24 is charged to a certain voltage with electric energy. During power running of the motor, the voltage of the capacitor 24 and the voltage of the battery group 26 are added, and the added voltage is stepped down by the step-down chopper 28 for power running and supplied to the DC motor 30. Therefore, the current from the capacitor 24 and the battery group 26 returns to the capacitor 24 via the chopper 28 and the motor 30, a closed circuit is formed, and the motor 30 rotates. At this time, when a large amount of electric power is required, the electric energy of the capacitor 24 helps supply electric power. In addition, the chopper 28 is connected to the control circuit 3
Conduction and non-conduction are repeated by controlling the pulse signal from No. 4, and the input is passed to the output only when it is in conduction. Therefore, the rate of step-down can be controlled by controlling the time ratio of conduction and non-conduction (that is, conduction). The average value of the electrical energy passed through at any given time corresponds to the voltage supplied to the motor 30). By this control, the rotation state of the motor 30 is controlled. At this time, since the capacitor 24 and the battery group 26 are connected in series, the voltage at the upper end of the battery group 26 is
Since at least the voltage of the battery is always sufficient, this capacitor 2 is charged until the voltage of the capacitor 24 becomes zero.
4 electric energy is available. Also, the chopper 32
Is directional, the voltage of the capacitor 24 is not supplied to the motor 30 via the chopper 32. Motor 3
At the time of regeneration of 0, the chopper 28 remains in the non-conductive state, the voltage from the battery group 26 does not pass through the chopper 28, and the drive voltage is not supplied to the motor 30. Therefore,
The motor 30 functions as a generator, supplies the generated voltage to the capacitor 24 via the chopper 32, and charges the capacitor 24. This charging voltage is reused when the motor is running. Since the generated voltage of the motor 30 is high, the chopper 32 steps down the generated voltage according to the control of the control circuit 34 according to the same principle as the chopper 28. By the way, during power running of the motor 30, the large-capacity capacitor 2
As the discharge of No. 4 progresses, the charging voltage decreases, and when the amount of stored electricity becomes zero, the polarity is reversed. Diode 36
When the polarity of the capacitor 24 is about to be reversed, the capacitor conducts to prevent this polarity reversal. During the period when the polarity of the capacitor 24 is not reversed, the diode 36 is non-conducting, so that the operation of the device of FIG. 1 is not affected. FIG. 2 is a block diagram of a second preferred embodiment of the present invention. Only the differences from the embodiment of FIG. 1 will be described below. The series circuit of capacitors and batteries is made up of a first group of batteries 261, a capacitor 24, and a second group of batteries 262. That is, the capacitor 24 is the battery group 261.
, And 262, which is equivalent to a further battery group being placed on the negative side of the capacitor 24 in the embodiment of FIG. Therefore, the step-down chopper for power running is composed of two choppers 281 and 282, and the negative end of the battery group 261 is connected to the negative end of the motor 30 via the chopper 281.
The positive end of 2 is coupled to the positive end of the motor 30 via the chopper 282. Further, both ends of the capacitor 24 are coupled to both ends of the motor 30 via a regenerative chopper 32 composed of two choppers. These four choppers are controlled by the control circuit 34, but the chopper 281
And 282 are conducting and non-conducting at the same time. In addition, the two choppers 32 also become conductive and non-conductive at the same time. It should be noted that these choppers 281, 282 and 32 also have a conduction direction. The operation of the embodiment of FIG. 2 is similar to the operation of the embodiment of FIG. 1, and when the motor 30 is in the power running mode, the battery group 261, the capacitor 24, and the battery group 262.
From the above, a current flows to the motor 30 via the chopper 282, and a return current from the motor 30 returns to the battery group 261 via the chopper 281. The degree of step-down by the choppers 281 and 282 is determined by the ratio of the conduction control period and the non-conduction control period from the control circuit 34. During regeneration of the motor, the choppers 281 and 282 become non-conductive, the generated voltage of the motor 30 is stepped down by the chopper 32, and the capacitor 24 is charged. The energy generated by this charging is used during power running of the motor. Although the two preferred embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art can make various modifications and changes without departing from the gist of the present invention. For example, the power converter may use an inverter instead of the chopper to step down the input voltage. Further, as the capacitor, one having a plurality of capacitors connected in parallel may be used. Further, a small number of capacitors may be connected in series instead of one capacitor. If a small number of capacitors are connected in series,
Since the variation in the voltage of each capacitor is smaller than that in the case where a large number of capacitors are connected in series, it does not matter so much.

【発明の効果】本発明のモータ駆動用電源装置によれ
ば、コンデンサ及び電池を直列接続しているので、コン
デンサの蓄電電圧が低下しても、直列回路全体の電圧は
電力変換器及びモータを駆動するのに十分な程高く、モ
ータの力行時にコンデンサの蓄電エネルギーを完全にゼ
ロになるまで使用できる。また、コンデンサの電圧が電
池電圧のように高い必要がなく、低くてもよいので、多
数のコンデンサを直列接続する必要がない。よって、コ
ンデンサの電圧のバランスの問題が小さくなり、大容量
のコンデンサを低電圧仕様のまま使えるため、コンデン
サは、1個又は少数でもよい。この場合、特殊なコンデ
ンサは不要であり、安価で一般的な電気二重層コンデン
サを使用できるので、電源装置全体を安価にできる。さ
らに、電力変換器は、昇圧を行わず、降圧のみの動作で
よいので、全体の効率が改善し、消費電力を低下でき
る。また、コンデンサ及び電池の接続関係を力行時及び
回生時に応じて切り替える必要がないので、接続切換回
路を要する従来技術よりも構成が簡単となるという効果
もある。
According to the motor drive power supply device of the present invention, since the capacitor and the battery are connected in series, even if the storage voltage of the capacitor is lowered, the voltage of the entire series circuit is the same as that of the power converter and the motor. It is high enough to drive and can be used until the stored energy in the capacitor is completely zero during powering of the motor. Further, the voltage of the capacitor does not need to be as high as the battery voltage and may be low, so that it is not necessary to connect a large number of capacitors in series. Therefore, the problem of the voltage balance of the capacitors is reduced, and a large-capacity capacitor can be used with the low-voltage specification, so that the number of capacitors may be one or a small number. In this case, a special capacitor is not necessary, and an inexpensive general electric double layer capacitor can be used, so that the entire power supply device can be inexpensive. Furthermore, since the power converter does not need to perform step-up operation but only step-down operation, it is possible to improve overall efficiency and reduce power consumption. Further, since it is not necessary to switch the connection relationship between the capacitor and the battery in accordance with power running and regeneration, there is also an effect that the configuration is simpler than that of the conventional technique requiring a connection switching circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のモータ駆動用電源装置の好適な一実施
例のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a preferred embodiment of a power supply device for driving a motor according to the present invention.

【図2】本発明のモータ駆動用電源装置の好適な他の実
施例のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of another preferred embodiment of the motor driving power supply device of the present invention.

【図3】従来のモータ駆動用電源装置の一例のブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram of an example of a conventional motor drive power supply device.

【図4】従来のモータ駆動用電源装置の他の例のブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram of another example of a conventional motor drive power supply device.

【図5】コンデンサの充電及び放電の動作並びに従来の
コンデンサ回路を説明する回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram for explaining operations of charging and discharging a capacitor and a conventional capacitor circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

24 コンデンサ 26 電池 261 電池 262 電池 28 第1電力変換器を構成する力行用降圧チョッパ 281 第1電力変換器を構成する力行用降圧チョッパ 282 第1電力変換器を構成する力行用降圧チョッパ 30 モータ 32 第2電力変換器を構成する回生用降圧チョッパ 34 電力変換器の一部であるチョッパ制御回路 36 ダイオード 24 Capacitor 26 Battery 261 Battery 262 Battery 28 Powering step-down chopper 281 that constitutes the first power converter 281 Powering step-down chopper 282 that constitutes the first power converter 302 Powering step-down chopper 30 that constitutes the first power converter 30 Motor 32 Regenerative step-down chopper that constitutes the second power converter 34 Chopper control circuit that is a part of the power converter 36 Diode

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年7月14日[Submission date] July 14, 1995

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 モータ駆動用電源装置Patent application title: Motor drive power supply device

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ駆動用電源
装置、特に、電気自動車、電気スクータ、電気自転車等
の動力用モータを駆動するのに適した電源装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply for driving a motor, and more particularly to a power supply suitable for driving a power motor for an electric vehicle, an electric scooter, an electric bicycle or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気自動車、電気スクータ、電気自転車
等の動力用モータを駆動する電源装置としては、電池及
びコンデンサを並列接続し、この並列回路からの出力を
電力変換器を介してモータに供給するハイブリッド電源
装置が従来から用いられている。この場合、モータの負
荷変動に対して、電池は、長時間にわたり小電流をモー
タへ流す機能を果たし、コンデンサは、短時間に大電流
をモータへ流す機能を果たす。
2. Description of the Related Art As a power supply device for driving a power motor of an electric vehicle, an electric scooter, an electric bicycle, etc., a battery and a capacitor are connected in parallel, and the output from this parallel circuit is supplied to the motor via a power converter. A hybrid power supply device has been conventionally used. In this case, the battery has a function of supplying a small current to the motor for a long time, and the capacitor has a function of supplying a large current to the motor in a short time in response to a load change of the motor.

【0003】かかる従来のモータ駆動用電源装置の一例
を図3に示す。高電圧を発生するために直列接続された
複数個の電池のグループ10及び複数個のコンデンサの
グループ12は、マイナス(−)側が共通電位となり、
プラス(+)側が電流制御回路14を介して並列接続さ
れている。なお、電流制御回路14は、電池グループ1
0から過電流が流れるのを防止するためのものであり、
電池グループ10及びコンデンサ・グループ12の並列
回路からの電圧は、電力変換器であるモータ駆動回路1
6を介して直流モータ18の両端に供給される。モータ
駆動回路16は、チョッパ又はインバータと、その制御
回路とから構成されており、電圧を降圧又は昇圧でき
る。モータ18を回転駆動して力行させる場合、モータ
駆動回路16は、電池グループ10及びコンデンサ・グ
ループ12からの電圧を降圧してモータ18へ供給す
る。この際、降圧の程度を制御することにより、モータ
の回転速度や、トルク等を制御できる。また、モータ1
8への駆動電圧を停止して、回生させる場合、モータ1
8が発電機として機能するので、モータ駆動回路16
は、モータ18の発電電圧を昇圧してコンデンサ・グル
ープ12を充電(蓄電)する。この充電したエネルギー
をモータの力行時に再利用して、電源装置全体の効率を
改善している。
An example of such a conventional motor-driving power supply device is shown in FIG. In the group 10 of a plurality of batteries and the group 12 of a plurality of capacitors connected in series to generate a high voltage, the negative (−) side has a common potential,
The plus (+) side is connected in parallel via the current control circuit 14. The current control circuit 14 is used for the battery group 1
It is to prevent overcurrent from flowing from 0,
The voltage from the parallel circuit of the battery group 10 and the capacitor group 12 is the motor drive circuit 1 which is a power converter.
It is supplied to both ends of the DC motor 18 via 6. The motor drive circuit 16 includes a chopper or an inverter and a control circuit for the chopper or the inverter, and can step down or boost the voltage. When the motor 18 is rotationally driven for power running, the motor drive circuit 16 steps down the voltage from the battery group 10 and the capacitor group 12 and supplies it to the motor 18. At this time, the rotation speed, torque, etc. of the motor can be controlled by controlling the degree of step-down. Motor 1
When the drive voltage to 8 is stopped and regenerated, the motor 1
Since 8 functions as a generator, the motor drive circuit 16
Charges the power generation voltage of the motor 18 to charge (store) the capacitor group 12. This charged energy is reused during power running of the motor to improve the efficiency of the entire power supply device.

【0004】従来のモータ駆動用電源装置の他の例を図
4に示した。図3の従来例との相違点は、電池グループ
10及びコンデンサ・グループ12のプラス側を半導体
素子のスイッチ20により、交互に高速で選択し、選択
された電圧をモータ駆動回路16に供給する点である。
なお、半導体スイッチ20には、パワー・トランジス
タ、絶縁ゲート・トランジスタ(IGBT)、電界効果
トランジスタ(FET)などを利用でき、スイッチ制御
回路22で、スイッチ20の高速切換を制御する。この
従来技術も図3の場合と同様に、モータ18の力行時に
は、モータ駆動回路16がスイッチ20の出力電圧を降
圧してモータ18に供給する。また、モータ18の回生
時には、モータ18の発電電圧をモータ駆動回路16が
昇圧し、スイッチ20を介してコンデンサ・グループ1
2を充電する。この充電したエネルギー(蓄電エネルギ
ー)は、モータの力行時に再利用される。
Another example of a conventional motor drive power supply device is shown in FIG. The difference from the conventional example of FIG. 3 is that the positive sides of the battery group 10 and the capacitor group 12 are alternately selected at high speed by the switch 20 of the semiconductor element, and the selected voltage is supplied to the motor drive circuit 16. Is.
A power transistor, an insulated gate transistor (IGBT), a field effect transistor (FET), or the like can be used as the semiconductor switch 20, and the switch control circuit 22 controls high-speed switching of the switch 20. In this conventional technique, as in the case of FIG. 3, the motor drive circuit 16 steps down the output voltage of the switch 20 and supplies it to the motor 18 when the motor 18 is in the power mode. Further, when the motor 18 is regenerated, the motor drive circuit 16 boosts the generated voltage of the motor 18, and the capacitor group 1 is switched through the switch 20.
Charge 2. This charged energy (stored energy) is reused when the motor is running.

【0005】また、特開平5−30608号公報は、特
にその図5において、別の従来のモータ駆動用電源装置
を開示している。この電源装置では、モータの力行時に
電池及びコンデンサが直列接続され、電池の電圧とコン
デンサに充電された電圧との和によりモータを駆動す
る。また、モータの回生時には、電池及びコンデンサを
並列接続して、モータの発電電圧をコンデンサに重点的
に充電している。この際、電池側には、レベリング回路
が直列接続されて、電池への充電を抑制している。この
ような構成により、力行時には、電池及びコンデンサに
よりモータに多くの電流を供給し、回生時には、重点的
にコンデンサを充電している。
Further, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-30608 discloses another conventional motor drive power source device, particularly in FIG. In this power supply device, a battery and a capacitor are connected in series during power running of the motor, and the motor is driven by the sum of the voltage of the battery and the voltage charged in the capacitor. Further, when the motor is regenerated, a battery and a capacitor are connected in parallel, and the generated voltage of the motor is predominantly charged in the capacitor. At this time, a leveling circuit is connected in series on the battery side to suppress charging of the battery. With such a configuration, a large amount of current is supplied to the motor by the battery and the capacitor during power running, and the capacitor is predominantly charged during regeneration.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、モータを駆
動するための電圧をコンデンサから得るには、コンデン
サは、大容量でなければならない。しかし、大容量のコ
ンデンサであっても、コンデンサの充電(蓄電)エネル
ギーは電池に比べると1桁以上小さいため、コンデンサ
に蓄積されたエネルギーを有効利用する必要がある。コ
ンデンサのエネルギーは、静電容量と、電圧の2乗との
積の半分であるので、コンデンサの蓄電エネルギーを総
て使用することは、コンデンサの電圧がゼロになるまで
使うということである。しかし、図3及び図4に示した
何れの従来技術でも、コンデンサの電圧でモータ駆動回
路及びモータを駆動しているが、これらを駆動するため
には、ある程度以上の電圧が必要である。よって、コン
デンサの電圧がゼロになる前に、モータ駆動回路及びモ
ータが動作しなくなるので、コンデンサの蓄電エネルギ
ーを使いきることができない。これは、コンデンサの端
子に昇圧回路を設けても、結局は同じであり、コンデン
サの蓄電エネルギーを使いきることができない。
By the way, in order to obtain the voltage for driving the motor from the capacitor, the capacitor must have a large capacity. However, even with a large-capacity capacitor, the charging (storage) energy of the capacitor is smaller than that of a battery by one digit or more, so it is necessary to effectively use the energy stored in the capacitor. Since the energy of the capacitor is half the product of the electrostatic capacity and the square of the voltage, using all the stored energy of the capacitor means using it until the voltage of the capacitor becomes zero. However, in any of the conventional techniques shown in FIGS. 3 and 4, the motor drive circuit and the motor are driven by the voltage of the capacitor, but a certain or more voltage is required to drive these. Therefore, since the motor drive circuit and the motor do not operate before the voltage of the capacitor becomes zero, the energy stored in the capacitor cannot be used up. This is the same even if a booster circuit is provided at the terminal of the capacitor, and the stored energy of the capacitor cannot be used up.

【0007】また、大容量コンデンサの主流は、電気二
重層コンデンサであるが、このコンデンサは、電解液の
電気分解を防止するために、1セル当たりの電圧を1〜
5ボルト程度にしかできない。よって、モータを駆動す
るためには、モータが必要とする電圧まで高くしなけれ
ばならないので、複数個の電気二重層コンデンサを直列
接続しなければならない。なお、電気自動車、電気スク
ータ、電気自転車であれば、モータの駆動電圧として
は、24〜300ボルト程度が必要である。
The mainstream of large-capacity capacitors is electric double-layer capacitors, but this capacitor has a voltage of 1 to 1 per cell in order to prevent electrolysis of the electrolytic solution.
Can only do about 5 volts. Therefore, in order to drive the motor, the voltage must be increased to the level required by the motor, so that a plurality of electric double layer capacitors must be connected in series. In the case of an electric vehicle, an electric scooter, or an electric bicycle, the drive voltage of the motor needs to be about 24 to 300 volts.

【0008】ところで、複数のコンデンサを直列接続す
ると、各コンデンサでの電圧のバランスの問題が生じ
る。図5を参照して、この問題を更に説明する。なお、
説明上、コンデンサが破壊・劣化せずに使用できる電圧
範囲の下限及び上限を夫々0及び3ボルトとする。静電
容量が全く等しい3個のコンデンサを図5A(初期状
態)に示すように直列接続すると、総てのコンデンサの
電圧は夫々ゼロ・ボルトである。次に、図5B(充電状
態)に示すように、9ボルトの電池で充電すると、すべ
てのコンデンサの静電容量が等しいので、夫々のコンデ
ンサの電圧が3ボルトになる。電池を非接続にしてコン
デンサを放置すると、図5C(自己放電状態)に示すよ
うに、コンデンサは内部抵抗により自己放電するが、こ
の自己放電のバラツキが非常に大きい。時間が経つにし
たがって、この電圧のバラツキが更に大きくなり、最悪
の場合は、図5Dに示すように、あるコンデンサでは、
その電圧がゼロ・ボルトになってしまう。この状態で
は、放電すると、ゼロ・ボルトのコンデンサが下限を守
れなくなり、また、充電すると、3ボルトのコンデンサ
が上限を守れなくなるので、充電及び放電ができなくな
ってしまう。
By the way, when a plurality of capacitors are connected in series, there arises a problem of voltage balance among the capacitors. This problem will be further described with reference to FIG. In addition,
For the sake of explanation, the lower and upper limits of the voltage range in which the capacitor can be used without being destroyed or deteriorated are 0 and 3 volts, respectively. When three capacitors having exactly the same capacitance are connected in series as shown in FIG. 5A (initial state), the voltage of all capacitors is zero volt. Next, as shown in FIG. 5B (charged state), when the battery is charged by a 9-volt battery, the electrostatic capacitances of all the capacitors are equal, so that the voltage of each capacitor becomes 3 V. When the battery is not connected and the capacitor is left as it is, as shown in FIG. 5C (self-discharge state), the capacitor self-discharges due to the internal resistance, but the self-discharge varies greatly. As time goes by, the variation of this voltage becomes larger, and in the worst case, as shown in FIG.
The voltage becomes zero volts. In this state, when discharged, the zero-volt capacitor cannot keep the lower limit, and when charged, the three-volt capacitor cannot keep the upper limit, so charging and discharging cannot be performed.

【0009】そこで、この問題を解決するためには、使
用前に総てのコンデンサの電圧を下限に揃えるか、上限
に揃える必要がある。従来技術では、図5Eに示すよう
に、各コンデンサに抵抗器を並列接続して、使用後にコ
ンデンサに残ったエネルギーを抵抗器により放電して、
コンデンサ電圧を下限に揃えていた。また、別の従来技
術では、図5Fに示すように、各コンデンサに、例え
ば、3ボルトのツェナー・ダイオードを並列接続し、使
用前に各コンデンサを上限電圧にまで充電して、揃えて
いた。しかし、これら図5E及びFに示す従来技術で
は、各コンデンサに余分な外付け部品が必要となるばか
りでなく、エネルギーの損失も生じた。
Therefore, in order to solve this problem, it is necessary to adjust the voltage of all capacitors to the lower limit or the upper limit before use. In the prior art, as shown in FIG. 5E, a resistor is connected in parallel to each capacitor, and the energy remaining in the capacitor after use is discharged by the resistor,
The capacitor voltage was adjusted to the lower limit. In another conventional technique, as shown in FIG. 5F, for example, a Zener diode of 3 V is connected in parallel to each capacitor, and each capacitor is charged up to the upper limit voltage before use, so that the capacitors are aligned. However, in the conventional techniques shown in FIGS. 5E and 5F, not only extra external parts are required for each capacitor, but also energy loss occurs.

【0010】さらに、図3及び図4に示した従来技術で
は、電力変換器(モータ駆動回路)が、モータの力行時
及び回生時のいずれか一方で必ず昇圧を行わなければな
らなかった。しかし、一般に昇圧は、降圧よりも効率が
悪く、電源装置全体の効率が低下してしまった。また、
上述した特開平5−30608号公報の図5に開示され
た従来の電源装置では、電池及びコンデンサの接続関係
を、モータの駆動モードに応じて、直列接続及び並列接
続の間で選択的に切り替える回路が必要となり、構成が
複雑となった。さらに、この従来技術では、コンデンサ
が高電圧を発生する必要があるために、多数のコンデン
サを直列接続しなければならず、上述の各コンデンサの
電圧のバラツキの問題が生じた。
Furthermore, in the prior art shown in FIGS. 3 and 4, the power converter (motor drive circuit) must always perform boosting during either power running or regeneration of the motor. However, step-up is generally less efficient than step-down, and the efficiency of the entire power supply device is reduced. Also,
In the conventional power supply device disclosed in FIG. 5 of JP-A-5-30608 described above, the connection relationship between the battery and the capacitor is selectively switched between series connection and parallel connection according to the drive mode of the motor. A circuit was required and the configuration became complicated. Further, in this conventional technique, a large number of capacitors have to be connected in series because the capacitors need to generate a high voltage, which causes the above-mentioned problem of voltage variations among the capacitors.

【0011】したがって、本発明の目的は、コンデンサ
が蓄えた電気エネルギーをゼロになるまで使用できると
共に、コンデンサが高圧を発生する必要がなく、また電
力変換器が降圧動作のみでよく、構成が簡単なモータ駆
動用電源装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is that the electric energy stored in the capacitor can be used until it reaches zero, the capacitor does not need to generate a high voltage, and the power converter only needs a step-down operation. Another object of the present invention is to provide a power supply device for driving a motor.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1記載の発明に係るモータ駆動用電源装
置は、電池26及びコンデンサ24の直列回路と、この
直列回路の電圧を受け、モータ30に駆動電圧を供給す
る第1電力変換器28、34と、モータ30からの電圧
を受け、コンデンサ24に充電電圧を供給する第2電力
変換器32、34とを具え、モータ30の力行時に第1
電力変換器28、34からの駆動電圧によりモータ30
を駆動し、モータ30の回生時に第2電力変換器32、
34からの充電電圧によりコンデンサ24を充電するこ
とを特徴としている。なお、参照番号は、図1又は図2
に示す本発明の実施例との対応関係を示すものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a motor drive power source apparatus according to the invention of claim 1 receives a series circuit of a battery 26 and a capacitor 24, and a voltage of this series circuit. , A first power converter 28, 34 for supplying a drive voltage to the motor 30 and a second power converter 32, 34 for receiving a voltage from the motor 30 and supplying a charging voltage to the capacitor 24. 1st during powering
The motor 30 is driven by the drive voltage from the power converters 28 and 34.
To drive the second power converter 32 when the motor 30 is regenerated,
It is characterized in that the capacitor 24 is charged by the charging voltage from 34. In addition, the reference numbers refer to FIG. 1 or FIG.
3 shows a correspondence relationship with the embodiment of the present invention shown in FIG.

【0013】前記請求項1記載の直列回路は、コンデン
サ24及び1グループ(1個の場合を含む)の電池26
が直列接続された回路であり、電池のコンデンサと反対
側の端部が第1電力変換器28を介してモータ30の一
端に結合され、コンデンサ24の電池側の端部が第2電
力変換器32を介してモータ30の一端に結合され、コ
ンデンサ24の電池と反対側の端部がモータ30の他端
に結合されていることを特徴としている。
The series circuit according to the first aspect of the present invention comprises a capacitor 24 and a battery 26 of one group (including one case).
Is a circuit connected in series, the end of the battery opposite to the capacitor is coupled to one end of the motor 30 via the first power converter 28, and the end of the capacitor 24 on the battery side is the second power converter. It is characterized in that it is coupled to one end of the motor 30 via 32, and the end of the capacitor 24 opposite to the battery is coupled to the other end of the motor 30.

【0014】さらに、前記請求項1記載の直列回路は、
第1グループ(1個の場合を含む)の電池261と、コ
ンデンサ24と、第2グループ(1個の場合を含む)の
電池262とが順次直列接続された回路であり、これら
第1及び第2グループの電池261、262のコンデン
サと反対側の2個の端部とが第1電力変換器281、2
82を介してモータ30の両端に夫々結合され、コンデ
ンサの両端部が第2電力変換器32を介してモータ30
の両端に結合されていることを特徴としている。
Further, the series circuit according to claim 1 is
This is a circuit in which a battery 261 of the first group (including the case of one), a capacitor 24, and a battery 262 of the second group (including the case of one) are sequentially connected in series. The capacitors of the two groups of batteries 261 and 262 and the two opposite ends are the first power converters 281 and 2 respectively.
82 is coupled to both ends of the motor 30 respectively, and both ends of the capacitor are coupled to the motor 30 via the second power converter 32.
It is characterized by being connected to both ends of.

【0015】また、前記請求項1記載の第1及び第2電
力変換器は、電圧の降圧を行うチョッパ回路28、32
又はインバータと、その制御回路34とから構成される
ことを特徴としている。前記請求項1記載の発明は、コ
ンデンサ24の両端に極性反転防止用ダイオード36を
接続したことを特徴としている。
Further, in the first and second power converters according to the first aspect, the chopper circuits 28 and 32 for stepping down the voltage.
Alternatively, it is characterized by comprising an inverter and its control circuit 34. The invention according to claim 1 is characterized in that a polarity reversal prevention diode 36 is connected to both ends of the capacitor 24.

【0016】更に前記請求項1記載の発明は、コンデン
サ24が電気二重層コンデンサであることを特徴として
いる。
Further, the invention according to claim 1 is characterized in that the capacitor 24 is an electric double layer capacitor.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態及び実施例】図1は、本発明の好適
な第1実施例のブロック図である。例えば、一般的な大
容量コンデンサである1個の電気二重層コンデンサ24
と、例えば、蓄電池である複数の電池26を直列接続
し、直列回路とする。この直列回路の電池グループ26
のコンデンサの反対端(プラス端)を力行用降圧チョッ
パ28を介して、直流モータ30の一端(プラス端)に
結合する。コンデンサ24及び電池グループ26の共通
接続点は、回生用降圧チョッパ32を介して直流モータ
30の一端に結合する。コンデンサ24の他端(マイナ
ス端)は、モータ30の他端(マイナス端)に結合す
る。チョッパ制御回路34は、チョッパ28及び32の
チョッピング動作を制御し、これらチョッパ28及び3
2並びに制御回路34が電力変換器を構成する。また、
コンデンサ24の両端には、バイパス・ダイオード36
を接続する。なお、チョッパ28及び32には、パワー
トランジスタ、絶縁ゲート・トランジスタ(IGBT)
及び電界効果トランジスタ(FET)などのスイッチン
グ半導体素子を利用できる。また、これらチョッパに
は、導通の際に通過させる電流の方向性があり、チョッ
パ28では、電池グループ26からモータ30への方向
であり、チョッパ32では、モータ30からコンデンサ
24の方向である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a first preferred embodiment of the present invention. For example, one electric double layer capacitor 24 which is a general large capacity capacitor
And, for example, a plurality of batteries 26, which are storage batteries, are connected in series to form a series circuit. Battery group 26 of this series circuit
The opposite end (plus end) of the capacitor is coupled to one end (plus end) of the DC motor 30 via the power running step-down chopper 28. The common connection point of the capacitor 24 and the battery group 26 is coupled to one end of the DC motor 30 via the regenerative step-down chopper 32. The other end (minus end) of the capacitor 24 is coupled to the other end (minus end) of the motor 30. The chopper control circuit 34 controls the chopping operation of the choppers 28 and 32, and the choppers 28 and 3 are controlled.
2 and the control circuit 34 constitute a power converter. Also,
Bypass diode 36 is placed across capacitor 24.
Connect. The choppers 28 and 32 include a power transistor and an insulated gate transistor (IGBT).
And switching semiconductor devices such as field effect transistors (FETs). In addition, these choppers have a directivity of a current to be passed when conducting, in the chopper 28, in the direction from the battery group 26 to the motor 30, and in the chopper 32, in the direction from the motor 30 to the capacitor 24.

【0018】次に、図1の実施例の動作を説明する。コ
ンデンサ24は、電気エネルギーにより、ある電圧まで
充電されているとする。モータ力行時に、コンデンサ2
4の電圧及び電池グループ26の電圧が加算されて、こ
の加算電圧が力行用降圧チョッパ28により降圧され
て、直流モータ30に供給される。よって、コンデンサ
24及び電池グループ26からの電流が、チョッパ28
及びモータ30を介してコンデンサ24に戻り、閉回路
が形成され、モータ30が回転する。この際、大電力が
必要な場合に、コンデンサ24の電気エネルギーが電力
供給を助ける。また、チョッパ28は、制御回路34か
らのパルス信号の制御により導通及び非導通を繰り返
し、導通のときのみ入力を出力に通過させるので、導通
及び非導通の時間比を制御することにより、降圧の割合
を制御できる(即ち、導通時に通過した電気エネルギー
の全時間に対する平均値がモータ30へ供給される電圧
に対応する)。この制御により、モータ30の回転状態
を制御する。この際、コンデンサ24及び電池グループ
26は直列接続なので、コンデンサ24の電圧が順次低
下していっても、電池グループ26の上端の電圧は、常
に少なくとも電池の電圧だけは十分にあるので、コンデ
ンサ24の電圧がゼロになるまで、このコンデンサ24
の電気エネルギーを利用できる。また、チョッパ32に
は方向性があるので、コンデンサ24の電圧がチョッパ
32を介してモータ30には供給されない。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. It is assumed that the capacitor 24 is charged to a certain voltage with electric energy. Capacitor 2 when the motor is running
The voltage of No. 4 and the voltage of the battery group 26 are added, and the added voltage is stepped down by the power running step-down chopper 28 and supplied to the DC motor 30. Therefore, the current from the capacitor 24 and the battery group 26 is transferred to the chopper 28.
And, it returns to the condenser 24 through the motor 30 to form a closed circuit, and the motor 30 rotates. At this time, when a large amount of electric power is required, the electric energy of the capacitor 24 helps supply electric power. Further, the chopper 28 repeats conduction and non-conduction by the control of the pulse signal from the control circuit 34, and passes the input to the output only when it is in conduction. Therefore, the chopper 28 controls the time ratio of conduction and non-conduction to reduce the voltage. The rate can be controlled (ie the average value of the electrical energy passed during conduction over time corresponds to the voltage supplied to the motor 30). By this control, the rotation state of the motor 30 is controlled. At this time, since the capacitor 24 and the battery group 26 are connected in series, even if the voltage of the capacitor 24 gradually decreases, the voltage at the upper end of the battery group 26 is always at least the voltage of the battery. This capacitor 24 until the voltage of
The electric energy of can be used. Further, since the chopper 32 is directional, the voltage of the capacitor 24 is not supplied to the motor 30 via the chopper 32.

【0019】モータ30の回生時には、チョッパ28が
非導通状態のままになり、電池グループ26からの電圧
がチョッパ28を通過せず、モータ30に駆動電圧が供
給されない。よって、モータ30は、発電機として機能
し、発電電圧をチョッパ32を介してコンデンサ24に
供給し、このコンデンサ24を充電する。この充電電圧
が、モータの力行時に再利用される。なお、モータ30
の発電電圧が高いので、チョッパ28と同じ原理で、チ
ョッパ32は、制御回路34の制御に応じて、この発電
電圧を降圧する。
During regeneration of the motor 30, the chopper 28 remains in a non-conducting state, the voltage from the battery group 26 does not pass through the chopper 28, and the drive voltage is not supplied to the motor 30. Therefore, the motor 30 functions as a generator, supplies the generated voltage to the capacitor 24 via the chopper 32, and charges the capacitor 24. This charging voltage is reused when the motor is running. The motor 30
Since the generated voltage is high, the chopper 32 steps down the generated voltage according to the control of the control circuit 34 according to the same principle as the chopper 28.

【0020】ところで、モータ30の力行時には、大容
量コンデンサ24の放電が進むにつれて、充電電圧が低
下し、蓄電量がゼロになると、極性が反転してしまう。
ダイオード36は、コンデンサ24の極性が反転しよう
とすると導通して、この極性反転を防止する。なお、コ
ンデンサ24の極性が反転しない期間中は、ダイオード
36は非導通なので、図1の装置の動作に影響しない。
By the way, during the power running of the motor 30, the charging voltage decreases as the discharging of the large-capacity capacitor 24 progresses, and the polarity is reversed when the charged amount becomes zero.
The diode 36 conducts when the polarity of the capacitor 24 is about to be reversed, and prevents this polarity reversal. During the period when the polarity of the capacitor 24 is not reversed, the diode 36 is non-conducting, so that the operation of the device of FIG. 1 is not affected.

【0021】図2は、本発明の好適な第2実施例のブロ
ック図である。図1の実施例との相違点のみを以下に説
明する。コンデンサ及び電池の直列回路は、電池の第1
グループ261と、コンデンサ24と、電池の第2グル
ープ262とから構成されている。すなわち、コンデン
サ24が電池グループ261及び262の間に配置され
ており、図1の実施例のコンデンサ24のマイナス側に
更に電池グループが配置されているのと等価である。よ
って、力行用降圧チョッパは、2個のチョッパ281及
び282で構成され、電池グループ261のマイナス端
がチョッパ281を介してモータ30のマイナス端に結
合され、電池グループ262のプラス端がチョッパ28
2を介してモータ30のプラス端に結合されている。ま
た、コンデンサ24の両端は、2個のチョッパからなる
回生用チョッパ32を介してモータ30の両端に結合す
る。これら4個のチョッパは、制御回路34により制御
されるが、チョッパ281及び282は同時に導通及び
非導通になる。また、2個のチョッパ32も同時に導通
及び非導通になる。これらチョッパ281、282及び
32にも導通方向がある点に留意されたい。
FIG. 2 is a block diagram of a second preferred embodiment of the present invention. Only the differences from the embodiment of FIG. 1 will be described below. The series circuit of the capacitor and the battery is the first of the battery.
It is composed of a group 261, a capacitor 24 and a second group 262 of batteries. That is, the capacitor 24 is arranged between the battery groups 261 and 262, which is equivalent to a further battery group being arranged on the negative side of the capacitor 24 in the embodiment of FIG. Therefore, the step-down chopper for power running is composed of two choppers 281 and 282, the negative end of the battery group 261 is coupled to the negative end of the motor 30 via the chopper 281, and the positive end of the battery group 262 is connected to the chopper 28.
It is connected to the positive end of the motor 30 via 2. Further, both ends of the capacitor 24 are coupled to both ends of the motor 30 via a regenerative chopper 32 composed of two choppers. Although these four choppers are controlled by the control circuit 34, the choppers 281 and 282 are turned on and off at the same time. In addition, the two choppers 32 also become conductive and non-conductive at the same time. It should be noted that these choppers 281, 282 and 32 also have a conduction direction.

【0022】図2の実施例の動作は、図1の実施例の動
作と同様であり、モータ30の力行時には、電池グルー
プ261、コンデンサ24及び電池グループ262か
ら、チョッパ282を介してモータ30に電流が流れ、
モータ30からの戻り電流がチョッパ281を介して電
池グループ261に戻る。なお、チョッパ281及び2
82による降圧の程度は、制御回路34からの導通制御
期間及び非導通制御期間の比により決まる。モータの回
生時には、チョッパ281及び282が非導通になり、
モータ30の発電電圧がチョッパ32により降圧され
て、コンデンサ24を充電する。この充電によるエネル
ギーがモータの力行時に利用される。
The operation of the embodiment of FIG. 2 is similar to that of the embodiment of FIG. 1, and when the motor 30 is in the power running mode, the battery group 261, the capacitor 24 and the battery group 262 are transferred to the motor 30 via the chopper 282. Current flows,
The return current from the motor 30 returns to the battery group 261 via the chopper 281. The choppers 281 and 2
The degree of step-down by 82 is determined by the ratio of the conduction control period and the non-conduction control period from the control circuit 34. When the motor is regenerated, the choppers 281 and 282 become non-conductive,
The generated voltage of the motor 30 is stepped down by the chopper 32 to charge the capacitor 24. The energy generated by this charging is used during power running of the motor.

【0023】以上に、本発明の好適な二つの実施例につ
いて説明したが、当業者には、本発明の要旨を逸脱する
ことなく、種々の変形及び変更が可能である。例えば、
電力変換器は、チョッパの代わりにインバータを用い
て、入力電圧を降圧をしてもよい。また、コンデンサと
しては、複数のコンデンサを並列接続したものを用いて
もよい。さらに、1個のコンデンサの代わりに、少数の
コンデンサを直列接続して用いてもよい。なお、少数コ
ンデンサの直列接続の場合、各コンデンサの電圧のバラ
ツキは、多数のコンデンサの直列接続の場合よりも少な
いので、さほど問題にならない。
Although two preferred embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art can make various modifications and changes without departing from the gist of the present invention. For example,
The power converter may use an inverter instead of the chopper to step down the input voltage. Further, as the capacitor, one having a plurality of capacitors connected in parallel may be used. Further, a small number of capacitors may be connected in series instead of one capacitor. In the case of connecting a small number of capacitors in series, the variation in the voltage of each capacitor is smaller than that in the case of connecting a large number of capacitors in series, so it is not a serious problem.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明のモータ駆動用電源装置によれ
ば、コンデンサ及び電池を直列接続しているので、コン
デンサの蓄電電圧が低下しても、直列回路全体の電圧は
電力変換器及びモータを駆動するのに十分な程高く、モ
ータの力行時にコンデンサの蓄電エネルギーを完全にゼ
ロになるまで使用できる。また、コンデンサの電圧が電
池電圧のように高い必要がなく、低くてもよいので、多
数のコンデンサを直列接続する必要がない。よって、コ
ンデンサの電圧のバランスの問題が小さくなり、大容量
のコンデンサを低電圧仕様のまま使えるため、コンデン
サは、1個又は少数でもよい。この場合、特殊なコンデ
ンサは不要であり、安価で一般的な電気二重層コンデン
サを使用できるので、電源装置全体を安価にできる。さ
らに、電力変換器は、昇圧を行わず、降圧のみの動作で
よいので、全体の効率が改善し、消費電力を低下でき
る。
According to the motor drive power supply device of the present invention, since the capacitor and the battery are connected in series, even if the storage voltage of the capacitor is lowered, the voltage of the entire series circuit is the same as that of the power converter and the motor. It is high enough to drive and can be used until the stored energy in the capacitor is completely zero during powering of the motor. Further, the voltage of the capacitor does not need to be as high as the battery voltage and may be low, so that it is not necessary to connect a large number of capacitors in series. Therefore, the problem of the voltage balance of the capacitors is reduced, and a large-capacity capacitor can be used with the low-voltage specification, so that the number of capacitors may be one or a small number. In this case, a special capacitor is not necessary, and an inexpensive general electric double layer capacitor can be used, so that the entire power supply device can be inexpensive. Furthermore, since the power converter does not need to perform step-up operation but only step-down operation, it is possible to improve overall efficiency and reduce power consumption.

【0025】また、コンデンサ及び電池の接続関係を力
行時及び回生時に応じて切り替える必要がないので、接
続切換回路を要する従来技術よりも構成が簡単となると
いう効果もある。
Further, since it is not necessary to switch the connection relationship between the capacitor and the battery in accordance with power running and regeneration, there is an effect that the configuration is simpler than that of the prior art which requires a connection switching circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のモータ駆動用電源装置の好適な一実施
例のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a preferred embodiment of a power supply device for driving a motor according to the present invention.

【図2】本発明のモータ駆動用電源装置の好適な他の実
施例のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of another preferred embodiment of the motor driving power supply device of the present invention.

【図3】従来のモータ駆動用電源装置の一例のブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram of an example of a conventional motor drive power supply device.

【図4】従来のモータ駆動用電源装置の他の例のブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram of another example of a conventional motor drive power supply device.

【図5】コンデンサの充電及び放電の動作並びに従来の
コンデンサ回路を説明する回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram for explaining operations of charging and discharging a capacitor and a conventional capacitor circuit.

【符号の説明】 24 コンデンサ 26 電池 261 電池 262 電池 28 第1電力変換器を構成する力行用降圧チョッパ 281 第1電力変換器を構成する力行用降圧チョッパ 282 第1電力変換器を構成する力行用降圧チョッパ 30 モータ 32 第2電力変換器を構成する回生用降圧チョッパ 34 電力変換器の一部であるチョッパ制御回路 36 ダイオード[Explanation of reference numerals] 24 capacitor 26 battery 261 battery 262 battery 28 power-running step-down chopper 281 that constitutes the first power converter 281 power-running step-down chopper that constitutes the first power converter 282 for power running that constitutes the first power converter Step-down chopper 30 Motor 32 Step-down chopper for regeneration that constitutes the second power converter 34 Chopper control circuit that is a part of the power converter 36 Diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沼 伸人 神奈川県横浜市港北区新吉田町4415−2 株式会社東京アールアンドデー横浜事業所 内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuhito Onuma 4415-2 Shinyoshida-cho, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Tokyo R & D Yokohama Works

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電池及びコンデンサの直列回路と、 該直列回路の電圧を受け、モータに駆動電圧を供給する
第1電力変換器と、 上記モータからの電圧を受け、上記コンデンサに充電電
圧を供給する第2電力変換器とを具え、 上記モータの力行時に上記第1電力変換器からの駆動電
圧により上記モータを駆動し、上記モータの回生時に上
記第2電力変換器からの充電電圧により上記コンデンサ
を充電することを特徴とするモータ駆動用電源装置。
1. A series circuit of a battery and a capacitor, a first power converter that receives a voltage of the series circuit and supplies a driving voltage to a motor, and a voltage from the motor that supplies a charging voltage to the capacitor. A second power converter for driving the motor with the drive voltage from the first power converter when the motor is running, and the capacitor with the charging voltage from the second power converter when the motor is regenerated. A power supply device for driving a motor, characterized in that:
【請求項2】 請求項1に記載した直列回路は、コンデ
ンサ及び1グループ(1個の場合を含む)の電池が直列
接続された回路であり、上記1グループの電池の上記コ
ンデンサと反対側の端部とが上記第1電力変換器を介し
て上記モータの一端に結合され、上記コンデンサの上記
電池側の端部が上記第2電力変換器を介して上記モータ
の上記一端に結合され、上記コンデンサの上記電池と反
対側の端部が上記モータの他端に結合されていることを
特徴とするモータ駆動用電源装置。
2. The series circuit according to claim 1 is a circuit in which a capacitor and a battery of one group (including a case of one) are connected in series, and a capacitor on the opposite side of the capacitor of the battery of the one group. An end portion is coupled to one end of the motor via the first power converter, an end portion of the capacitor on the battery side is coupled to the one end of the motor via the second power converter, A power supply device for driving a motor, wherein an end of the capacitor opposite to the battery is coupled to the other end of the motor.
【請求項3】 請求項1に記載した直列回路は、第1グ
ループ(1個の場合を含む)の電池と、コンデンサと、
第2グループ(1個の場合を含む)の電池が順次直列接
続された回路であり、上記第1及び第2グループの電池
の上記コンデンサと反対側の2個の端部が上記第1電力
変換器を介して上記モータの両端に夫々結合され、上記
コンデンサの両端部が上記第2電力変換器を介して上記
モータの両端に結合されていることを特徴とするモータ
駆動用電源装置。
3. The series circuit according to claim 1, wherein a battery of a first group (including the case of one), a capacitor, and
A battery of a second group (including a case of one) is sequentially connected in series, and two ends of the batteries of the first and second groups on the side opposite to the capacitor have the first power conversion. A power supply device for driving a motor, characterized in that both ends of the motor are coupled to each other via a power supply device, and both ends of the capacitor are coupled to both ends of the motor via the second power converter.
【請求項4】 請求項1に記載した第1及び第2電力変
換器は、電圧の降圧を行うチョッパ回路又はインバータ
回路とその制御回路とから構成されていることを特徴と
するモータ駆動用電源装置。
4. The power source for driving a motor, wherein the first and second power converters according to claim 1 are composed of a chopper circuit or an inverter circuit for stepping down a voltage and a control circuit thereof. apparatus.
【請求項5】 請求項1に記載したコンデンサの両端に
極性反転防止用ダイオードを接続したことを特徴とする
モータ駆動用電源装置。
5. A motor drive power supply device comprising a polarity reversal prevention diode connected to both ends of the capacitor according to claim 1.
【請求項6】 請求項1に記載した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モータ駆動用電
源装置。
6. A power supply device for driving a motor, wherein the capacitor according to claim 1 is an electric double layer capacitor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007005315A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Samsung Sdi Co Ltd Flow rate correction method of fuel supply unit for fuel cell system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007005315A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Samsung Sdi Co Ltd Flow rate correction method of fuel supply unit for fuel cell system
US7757668B2 (en) 2005-06-24 2010-07-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of correcting flow rate in fuel supply unit of fuel cell system
JP4558683B2 (en) * 2005-06-24 2010-10-06 三星エスディアイ株式会社 Flow rate correction method for fuel supply system for fuel cell system

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