JPH0993809A - 電源装置 - Google Patents
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- JPH0993809A JPH0993809A JP7252269A JP25226995A JPH0993809A JP H0993809 A JPH0993809 A JP H0993809A JP 7252269 A JP7252269 A JP 7252269A JP 25226995 A JP25226995 A JP 25226995A JP H0993809 A JPH0993809 A JP H0993809A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気二重層コンデンサを電源として利用する
電源装置で、電気二重層コンデンサの蓄積電荷を有効に
利用する。 【解決手段】 出力電圧が一定になるように制御される
ＤＣ−ＤＣコンバータ７を介して電気二重層コンデンサ
１から負荷Ｌに電力を供給する。このようにすると、負
荷Ｌに印加する電圧をある程度の期間所定の電圧に維持
して、電気二重層コンデンサ１から負荷Ｌに所定の値の
電流を供給することができる。これにより、電気二重層
コンデンサ１の蓄積電荷を十分に放電することができ
る。
電源装置で、電気二重層コンデンサの蓄積電荷を有効に
利用する。 【解決手段】 出力電圧が一定になるように制御される
ＤＣ−ＤＣコンバータ７を介して電気二重層コンデンサ
１から負荷Ｌに電力を供給する。このようにすると、負
荷Ｌに印加する電圧をある程度の期間所定の電圧に維持
して、電気二重層コンデンサ１から負荷Ｌに所定の値の
電流を供給することができる。これにより、電気二重層
コンデンサ１の蓄積電荷を十分に放電することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サを蓄電素子として利用する電源装置に関するものであ
り、特に電気二重層コンデンサの利用効果を高める技術
に関するものである。
サを蓄電素子として利用する電源装置に関するものであ
り、特に電気二重層コンデンサの利用効果を高める技術
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から二次電池が種々の用途に用いら
れているが、二次電池は一般に充放電におけるパワー密
度（単位重量当りの最大出力：Ｗ／ｋｇ）が他のエネル
ギ源と比較して低い。これは、二次電池が充電時には電
気エネルギを化学エネルギに変換して貯蔵し、また放電
時には逆の変換をすることで作動するためである。つま
り、二次電池のパワー密度は電気化学反応の速度によっ
て決定されるが、この電気化学反応の速度を大きくする
ことには限りがあるため、パワー密度を高くすることが
できないためである。
れているが、二次電池は一般に充放電におけるパワー密
度（単位重量当りの最大出力：Ｗ／ｋｇ）が他のエネル
ギ源と比較して低い。これは、二次電池が充電時には電
気エネルギを化学エネルギに変換して貯蔵し、また放電
時には逆の変換をすることで作動するためである。つま
り、二次電池のパワー密度は電気化学反応の速度によっ
て決定されるが、この電気化学反応の速度を大きくする
ことには限りがあるため、パワー密度を高くすることが
できないためである。
【０００３】このように二次電池のパワー密度が低いこ
とは、小型電気機器を使用する上では余り問題にならな
いが、電気自動車に代表される、電気エネルギを動力と
して用いる場合、すなわちパワー用途では問題になる。
たとえば電気自動車において、安全上から、また交通の
円滑化という点から、速やかな加速が必要な場合に、パ
ワー密度が低い二次電池では、必要な加速が得られない
ことが考えられる。
とは、小型電気機器を使用する上では余り問題にならな
いが、電気自動車に代表される、電気エネルギを動力と
して用いる場合、すなわちパワー用途では問題になる。
たとえば電気自動車において、安全上から、また交通の
円滑化という点から、速やかな加速が必要な場合に、パ
ワー密度が低い二次電池では、必要な加速が得られない
ことが考えられる。
【０００４】こういった二次電池に対し、別の充放電可
能な電源として電気二重層コンデンサが注目を浴びてい
る。これは電解液に電子伝導性物質を接触させたときに
界面に形成される電気二重層に電荷を静電荷として蓄積
するもので、セラミック等の誘電体を使用したコンデン
サに比較して、非常に大きな容量が得られる。最近各社
から発表されている電気二重層コンデンサでは、数百Ｆ
から千数百Ｆのものがある。これらは、内部抵抗が小さ
く、短時間に大電流放電が可能であり、パワー密度は、
最大数千Ｗ／ｋｇとなり、この点では二次電池よりはる
かに優れている。また、充放電に化学反応が伴わないた
め、充放電サイクル時の寿命性能も優れており、通常の
使用条件ではほとんど性能劣化しない。このように二次
電池に対して多くの利点がある電気二重層コンデンサで
あるが、大容量化されたとは言え依然としてパワー用途
には容量が小さいという欠点が残っている。具体的に
は、現在最も大容量と考えられる松下電子部品株式会社
の電気二重層コンデンサEECW2R3A158N型（1500F)でも数
Ｗｈ／ｋｇ以下と考えられ、鉛、ニッケルカドミウム等
の二次電池の数十Ｗｈ／ｋｇに遠く及ばない。
能な電源として電気二重層コンデンサが注目を浴びてい
る。これは電解液に電子伝導性物質を接触させたときに
界面に形成される電気二重層に電荷を静電荷として蓄積
するもので、セラミック等の誘電体を使用したコンデン
サに比較して、非常に大きな容量が得られる。最近各社
から発表されている電気二重層コンデンサでは、数百Ｆ
から千数百Ｆのものがある。これらは、内部抵抗が小さ
く、短時間に大電流放電が可能であり、パワー密度は、
最大数千Ｗ／ｋｇとなり、この点では二次電池よりはる
かに優れている。また、充放電に化学反応が伴わないた
め、充放電サイクル時の寿命性能も優れており、通常の
使用条件ではほとんど性能劣化しない。このように二次
電池に対して多くの利点がある電気二重層コンデンサで
あるが、大容量化されたとは言え依然としてパワー用途
には容量が小さいという欠点が残っている。具体的に
は、現在最も大容量と考えられる松下電子部品株式会社
の電気二重層コンデンサEECW2R3A158N型（1500F)でも数
Ｗｈ／ｋｇ以下と考えられ、鉛、ニッケルカドミウム等
の二次電池の数十Ｗｈ／ｋｇに遠く及ばない。
【０００５】このようにエネルギ密度は高いが、パワー
密度が低い二次電池、またその全く逆の特性を持つ電気
二重層コンデンサの両者を組み合わせて、ハイブリット
化電源として、新たな特性を引き出そうとする試みは既
になされている。たとえば、特開平４−３４０３２８号
にあるように、二次電池と電気二重層コンデンサの両者
を負荷に対して並列に接続することにより、急速充電、
大電力放電を可能にするというものがある。また特開平
４−１１２６３１号にあるように、二次電池と有機溶液
系電解液を使用した電気二重層コンデンサとを並列に接
続するというものがある。
密度が低い二次電池、またその全く逆の特性を持つ電気
二重層コンデンサの両者を組み合わせて、ハイブリット
化電源として、新たな特性を引き出そうとする試みは既
になされている。たとえば、特開平４−３４０３２８号
にあるように、二次電池と電気二重層コンデンサの両者
を負荷に対して並列に接続することにより、急速充電、
大電力放電を可能にするというものがある。また特開平
４−１１２６３１号にあるように、二次電池と有機溶液
系電解液を使用した電気二重層コンデンサとを並列に接
続するというものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】電気二重層コンデンサ
は、例えば抵抗負荷に放電した場合、図１に示すように
端子電圧Ｖは指数曲線的に低下し、同様に放電電流Ｉも
低下する。言い換えると、放電することにより端子電圧
が降下すると、電気二重層コンデンサは十分に電力を供
給できなくなる。従来は、このような特性を有する電気
二重層コンデンサをそのまま電源またはその一部として
利用していた。そのため電気二重層コンデンサを有効に
活用することができなかった。
は、例えば抵抗負荷に放電した場合、図１に示すように
端子電圧Ｖは指数曲線的に低下し、同様に放電電流Ｉも
低下する。言い換えると、放電することにより端子電圧
が降下すると、電気二重層コンデンサは十分に電力を供
給できなくなる。従来は、このような特性を有する電気
二重層コンデンサをそのまま電源またはその一部として
利用していた。そのため電気二重層コンデンサを有効に
活用することができなかった。
【０００７】本発明の目的は、電気二重層コンデンサを
電源として利用する電源装置で、電気二重層コンデンサ
の蓄積電気エネルギを有効に利用できる電源装置を提供
することにある。
電源として利用する電源装置で、電気二重層コンデンサ
の蓄積電気エネルギを有効に利用できる電源装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、電気二重層コンデンサを電源として含む
電源装置を対象として、出力電圧が一定になるように制
御されるＤＣ−ＤＣコンバータを介して電気二重層コン
デンサから負荷に電力を供給する。
決するために、電気二重層コンデンサを電源として含む
電源装置を対象として、出力電圧が一定になるように制
御されるＤＣ−ＤＣコンバータを介して電気二重層コン
デンサから負荷に電力を供給する。
【０００９】また、電源装置が電気二重層コンデンサと
二次電池を電源として含む場合でも、出力電圧が一定に
なるように制御されるＤＣ−ＤＣコンバータを介して電
気二重層コンデンサから負荷に電力を供給する。
二次電池を電源として含む場合でも、出力電圧が一定に
なるように制御されるＤＣ−ＤＣコンバータを介して電
気二重層コンデンサから負荷に電力を供給する。
【００１０】本発明のようにＤＣ−ＤＣコンバータを用
いると、負荷に印加する電圧をある程度の期間一定の値
に保持することができる。これにより、図２に示すよう
に、負荷に印加する出力電圧Ｖo をある程度の期間所定
の電圧に維持して、電気二重層コンデンサから負荷にあ
る程度の期間所定の値の電流Ｉo を供給することができ
る。
いると、負荷に印加する電圧をある程度の期間一定の値
に保持することができる。これにより、図２に示すよう
に、負荷に印加する出力電圧Ｖo をある程度の期間所定
の電圧に維持して、電気二重層コンデンサから負荷にあ
る程度の期間所定の値の電流Ｉo を供給することができ
る。
【００１１】以上の手段により、電気二重層コンデンサ
の蓄積電気エネルギを十分に利用することができる。し
たがって本発明をハイブリッド電源に用いた場合でも、
ハイブリッド電源の目的を十分に達成することができ
る。
の蓄積電気エネルギを十分に利用することができる。し
たがって本発明をハイブリッド電源に用いた場合でも、
ハイブリッド電源の目的を十分に達成することができ
る。
【００１２】電源として二次電池と電気二重層コンデン
サを併用するハイブリッド電源装置では、二次電池は逆
流防止用ダイオードを介して電気二重層コンデンサに対
して並列接続するとよい。このようにすると、電気二重
層コンデンサからの放電電流の一部が二次電池に逆流す
ることがなく、全放電電流を負荷に有効に供給すること
ができる。
サを併用するハイブリッド電源装置では、二次電池は逆
流防止用ダイオードを介して電気二重層コンデンサに対
して並列接続するとよい。このようにすると、電気二重
層コンデンサからの放電電流の一部が二次電池に逆流す
ることがなく、全放電電流を負荷に有効に供給すること
ができる。
【００１３】更に、本発明は電気二重層コンデンサ及び
二次電池を電源として含む電源装置を対象として、下記
のような手段も採用する。
二次電池を電源として含む電源装置を対象として、下記
のような手段も採用する。
【００１４】出力電圧が一定になるように制御される第
１のＤＣ−ＤＣコンバータを介して電気二重層コンデン
サから負荷に電力を供給する。また、出力電圧が一定に
なるように制御される第２のＤＣ−ＤＣコンバータを介
して二次電池から負荷に電力を供給するようにする。こ
のようにすると、電気二重層コンデンサ及び二次電池の
各蓄積電気エネルギを、それぞれ負荷に最大限供給する
ことができて、各蓄積電気エネルギを有効に利用するこ
とができる。
１のＤＣ−ＤＣコンバータを介して電気二重層コンデン
サから負荷に電力を供給する。また、出力電圧が一定に
なるように制御される第２のＤＣ−ＤＣコンバータを介
して二次電池から負荷に電力を供給するようにする。こ
のようにすると、電気二重層コンデンサ及び二次電池の
各蓄積電気エネルギを、それぞれ負荷に最大限供給する
ことができて、各蓄積電気エネルギを有効に利用するこ
とができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
【００１６】図３は本発明の一実施例である電気二重層
コンデンサを蓄電素子とする電源装置を示したものであ
る。図３において、１は電気二重層コンデンサであり、
このコンデンサは、分極性電極に大比表面積の活性炭粉
末または活性炭繊維、及びこれらを主成分とし他に結着
剤及び導電剤を添加して成型した電極を用い、電解液に
有機または無機の電解液を用いたものである。２はスイ
ッチングトランジスタ、３はトランス、４は制御回路、
５はダイオード、６は平滑用コンデンサであり、これら
は図示のように相互接続されてレギュレーティングＤＣ
−ＤＣコンバータ回路７を構成している。Ｌはこのコン
バータ回路の出力側に接続された負荷である。すなわ
ち、本実施例は電気二重層コンデンサ１からＤＣ−ＤＣ
コンバータ７を介して負荷Ｌに電力を供給するものであ
る。
コンデンサを蓄電素子とする電源装置を示したものであ
る。図３において、１は電気二重層コンデンサであり、
このコンデンサは、分極性電極に大比表面積の活性炭粉
末または活性炭繊維、及びこれらを主成分とし他に結着
剤及び導電剤を添加して成型した電極を用い、電解液に
有機または無機の電解液を用いたものである。２はスイ
ッチングトランジスタ、３はトランス、４は制御回路、
５はダイオード、６は平滑用コンデンサであり、これら
は図示のように相互接続されてレギュレーティングＤＣ
−ＤＣコンバータ回路７を構成している。Ｌはこのコン
バータ回路の出力側に接続された負荷である。すなわ
ち、本実施例は電気二重層コンデンサ１からＤＣ−ＤＣ
コンバータ７を介して負荷Ｌに電力を供給するものであ
る。
【００１７】本実施例の動作を説明すると、電気二重層
コンデンサ１の出力がスイッチングトランジスタ２の作
用で交流化（パルス化）され、この交流（パルス電流）
がトランス３で昇圧又は降圧される。そして、トランス
３の出力がダイオード５、平滑用コンデンサ６の整流平
滑回路により整流されて直流出力となる。制御回路４
は、直流出力電圧を検知し、スイッチングトランジスタ
２の出力パルスのデューティ比を変化させて、直流出力
電圧を一定に保つように制御する。ＤＣ−ＤＣコンバー
タ回路７の出力電圧が上記のように制御されるので、負
荷Ｌに供給される電流は負荷が変化しない限り実質的に
一定となる。上記の出力電圧を定電圧制御するには限界
があり、電気二重層コンデンサ１の蓄積電荷がある程度
以下に減少すると、出力電圧は一定値から徐々に減少す
るようになる。これにつれて、出力電流も減少するよう
になる。図２は、負荷Ｌが抵抗の場合における、ＤＣ−
ＤＣコンバータ回路７の出力電圧−出力電流特性を示し
たものである。図のＶo ，Ｉo はそれぞれコンバータ回
路７の出力電圧及び出力電流でり、Ｖi ，Ｉi はそれぞ
れ電気二重層コンデンサ１からコンバータ回路７に入力
される電圧及び電流を示したものである。図２と図１の
特性曲線を比較して明らかなように、電気二重層コンデ
ンサ単独よりも、電気二重層コンデンサからＤＣ−ＤＣ
コンバータを介して負荷に給電するほうが、所要の定電
圧・定電流給電を一定期間行うことができる。これによ
り、電気二重層コンデンサにおける前述の欠点を改善す
るこができて、電源としての利用価値が増大する。
コンデンサ１の出力がスイッチングトランジスタ２の作
用で交流化（パルス化）され、この交流（パルス電流）
がトランス３で昇圧又は降圧される。そして、トランス
３の出力がダイオード５、平滑用コンデンサ６の整流平
滑回路により整流されて直流出力となる。制御回路４
は、直流出力電圧を検知し、スイッチングトランジスタ
２の出力パルスのデューティ比を変化させて、直流出力
電圧を一定に保つように制御する。ＤＣ−ＤＣコンバー
タ回路７の出力電圧が上記のように制御されるので、負
荷Ｌに供給される電流は負荷が変化しない限り実質的に
一定となる。上記の出力電圧を定電圧制御するには限界
があり、電気二重層コンデンサ１の蓄積電荷がある程度
以下に減少すると、出力電圧は一定値から徐々に減少す
るようになる。これにつれて、出力電流も減少するよう
になる。図２は、負荷Ｌが抵抗の場合における、ＤＣ−
ＤＣコンバータ回路７の出力電圧−出力電流特性を示し
たものである。図のＶo ，Ｉo はそれぞれコンバータ回
路７の出力電圧及び出力電流でり、Ｖi ，Ｉi はそれぞ
れ電気二重層コンデンサ１からコンバータ回路７に入力
される電圧及び電流を示したものである。図２と図１の
特性曲線を比較して明らかなように、電気二重層コンデ
ンサ単独よりも、電気二重層コンデンサからＤＣ−ＤＣ
コンバータを介して負荷に給電するほうが、所要の定電
圧・定電流給電を一定期間行うことができる。これによ
り、電気二重層コンデンサにおける前述の欠点を改善す
るこができて、電源としての利用価値が増大する。
【００１８】次に、電源として電気二重層コンデンサと
二次電池を併用するハイブリッド型の電源装置の実施例
を図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図４（Ａ）及び（Ｂ）
の８は、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル
水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池であり、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ回路７の出力端に並列接続されてい
る。
二次電池を併用するハイブリッド型の電源装置の実施例
を図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図４（Ａ）及び（Ｂ）
の８は、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル
水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池であり、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ回路７の出力端に並列接続されてい
る。
【００１９】図４（Ａ）及び（Ｂ）に示したハイブリッ
ド型の電源装置は、電気自動車のモータを起動する場合
のように、短時間のうちに大きなパワーを必要とする場
合に、まずパワー密度の高い電気二重層コンデンサ１か
らＤＣ−ＤＣコンバータ回路７を介して、図３の実施例
と同様に動作してモータに十分な起動電力を供給し、起
動後には主に二次電池８から所要の駆動電力を供給する
場合に用いる。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路７の特性を適
宜に選定することにより、電気二重層コンデンサ１及び
二次電池８から負荷への電力供給の相関関係をある程度
所望のように設定することができる。
ド型の電源装置は、電気自動車のモータを起動する場合
のように、短時間のうちに大きなパワーを必要とする場
合に、まずパワー密度の高い電気二重層コンデンサ１か
らＤＣ−ＤＣコンバータ回路７を介して、図３の実施例
と同様に動作してモータに十分な起動電力を供給し、起
動後には主に二次電池８から所要の駆動電力を供給する
場合に用いる。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路７の特性を適
宜に選定することにより、電気二重層コンデンサ１及び
二次電池８から負荷への電力供給の相関関係をある程度
所望のように設定することができる。
【００２０】またより積極的に、起動電力と起動後の駆
動電力の分担を分離するために、図４（Ａ）の回路では
スイッチＳＷを設けている。電気二重層コンデンサ１か
らＤＣ−ＤＣコンバータ回路７を介して負荷Ｌに電力を
供給している間は、スイッチＳＷをオフとし、二次電池
８から負荷Ｌに電力を供給する場合には、スイッチＳＷ
をオンとする。このようにすると、スイッチＳＷの切り
替えで、二次電池８の電圧の影響を受けることなく、電
気二重層コンデンサ１からＤＣ／ＤＣコンバータ７を介
して負荷Ｌに電力を十分に供給することができる。な
お、図４（Ａ）及び（Ｂ）の実施例では、負荷Ｌとして
用いたモータが回生運転される場合、二次電池８の回生
充電が可能である。しかしながら、モータの起動電流が
二次電池８に一部分逆流する難点もある。図５の実施例
はこの難点を解消するために、逆流防止ダイオード９を
付加したものである。回生充電が容易になのは、二次電
池８に比べて電気二重層コンデンサ１であるが、図４及
び図５の実施例ではＤＣ／ＤＣコンバータ７があるため
に、電気二重層コンデンサ１を回生充電することができ
ない。これを可能にするためには、回生充電用の充電回
路を別に設ければよい。
動電力の分担を分離するために、図４（Ａ）の回路では
スイッチＳＷを設けている。電気二重層コンデンサ１か
らＤＣ−ＤＣコンバータ回路７を介して負荷Ｌに電力を
供給している間は、スイッチＳＷをオフとし、二次電池
８から負荷Ｌに電力を供給する場合には、スイッチＳＷ
をオンとする。このようにすると、スイッチＳＷの切り
替えで、二次電池８の電圧の影響を受けることなく、電
気二重層コンデンサ１からＤＣ／ＤＣコンバータ７を介
して負荷Ｌに電力を十分に供給することができる。な
お、図４（Ａ）及び（Ｂ）の実施例では、負荷Ｌとして
用いたモータが回生運転される場合、二次電池８の回生
充電が可能である。しかしながら、モータの起動電流が
二次電池８に一部分逆流する難点もある。図５の実施例
はこの難点を解消するために、逆流防止ダイオード９を
付加したものである。回生充電が容易になのは、二次電
池８に比べて電気二重層コンデンサ１であるが、図４及
び図５の実施例ではＤＣ／ＤＣコンバータ７があるため
に、電気二重層コンデンサ１を回生充電することができ
ない。これを可能にするためには、回生充電用の充電回
路を別に設ければよい。
【００２１】次に、本発明の他の実施例を図６により説
明する。図６の１０はスイッチングトランジスタ、１１
はトランス、１２は制御回路、１３は整流用ダイオー
ド、１４は平滑用コンデンサである。これらは図示のよ
うに接続されて、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構
成している。すなわち、本実施例は二次電池８の電力を
図４（Ａ）及び（Ｂ），図５の実施例のように直接では
なくＤＣ−Ｃコンバータ回路１５を介して負荷Ｌに供給
するようにしたものである。
明する。図６の１０はスイッチングトランジスタ、１１
はトランス、１２は制御回路、１３は整流用ダイオー
ド、１４は平滑用コンデンサである。これらは図示のよ
うに接続されて、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構
成している。すなわち、本実施例は二次電池８の電力を
図４（Ａ）及び（Ｂ），図５の実施例のように直接では
なくＤＣ−Ｃコンバータ回路１５を介して負荷Ｌに供給
するようにしたものである。
【００２２】本実施例では、二次電池８の電力がスイッ
チングトランジスタ１０の作用で交流化（パルス化）さ
れ、この交流（パルス電流）がトランス１１で昇圧又は
降圧される。そしてトランス１１の出力がダイオード１
３、平滑用コンデンサ１４の整流平滑回路により整流さ
れて直流出力となる。制御回路１２は直流出力電圧を検
知し、スイッチングトランジスタ１０の出力パルスのデ
ューティ比を変化させ、直流出力電圧を一定に保つよう
に制御する。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１５の出力電圧
が上記のように制御されるので、二次電池８から負荷Ｌ
に供給される電流は負荷が変化しない限り一定となる。
他方、電気二重層コンデンサ１からの電力も、図３の実
施例と同様に第１のＤＣ−ＤＣコンバータ７を介して負
荷Ｌに供給される。
チングトランジスタ１０の作用で交流化（パルス化）さ
れ、この交流（パルス電流）がトランス１１で昇圧又は
降圧される。そしてトランス１１の出力がダイオード１
３、平滑用コンデンサ１４の整流平滑回路により整流さ
れて直流出力となる。制御回路１２は直流出力電圧を検
知し、スイッチングトランジスタ１０の出力パルスのデ
ューティ比を変化させ、直流出力電圧を一定に保つよう
に制御する。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１５の出力電圧
が上記のように制御されるので、二次電池８から負荷Ｌ
に供給される電流は負荷が変化しない限り一定となる。
他方、電気二重層コンデンサ１からの電力も、図３の実
施例と同様に第１のＤＣ−ＤＣコンバータ７を介して負
荷Ｌに供給される。
【００２３】本実施例においては、電気二重層コンデン
サ１の電力の利用効率を良好にできるとともに、二次電
池８の電力の利用効率も改善することができる。また図
４（Ｂ）の例と同様に、第１及び第２のＤＣ−ＤＣコン
バータ回路７，１５の各出力電圧特性を適宜に選定する
ことにより、電気二重層コンデンサ１及び二次電池８か
ら負荷への電力供給の相関関係をある程度所望のように
設定することができる。
サ１の電力の利用効率を良好にできるとともに、二次電
池８の電力の利用効率も改善することができる。また図
４（Ｂ）の例と同様に、第１及び第２のＤＣ−ＤＣコン
バータ回路７，１５の各出力電圧特性を適宜に選定する
ことにより、電気二重層コンデンサ１及び二次電池８か
ら負荷への電力供給の相関関係をある程度所望のように
設定することができる。
【００２４】図７は、図６の実施例における二次電池８
と電気二重層コンデンサ１をそれぞれ交流電源１７から
充電回路１８と充電回路１９を介して充電するようにし
た実施例を示したものである。
と電気二重層コンデンサ１をそれぞれ交流電源１７から
充電回路１８と充電回路１９を介して充電するようにし
た実施例を示したものである。
【００２５】本電源装置全体の動作は次のようになる。
二次電池８は交流電源１７により、充電回路１８を用い
て充電される。二次電池８と同様に、大容量の電気二重
層コンデンサ１は、交流電源１７により、充電回路１８
を用いて充電される。それぞれの充電回路は、端子電圧
を検知し、二次電池８、電気二重層コンデンサ１を規定
容量まで満充電する。充電後は、二次電池、電気二重層
コンデンサ共に充電回路から切り離される。
二次電池８は交流電源１７により、充電回路１８を用い
て充電される。二次電池８と同様に、大容量の電気二重
層コンデンサ１は、交流電源１７により、充電回路１８
を用いて充電される。それぞれの充電回路は、端子電圧
を検知し、二次電池８、電気二重層コンデンサ１を規定
容量まで満充電する。充電後は、二次電池、電気二重層
コンデンサ共に充電回路から切り離される。
【００２６】放電時には負荷の種類によって差はあるも
のの、制御回路４により、電源の電圧降下が激しい電気
二重層コンデンサ１を、まず選択的に先に放電する。こ
の際には先に述べたように、パワー密度が高い電気二重
層コンデンサの特性が発揮され、電池単独の時よりも大
電流での放電が可能である。その後、電気二重層コンデ
ンサの電荷が無くなってくると、今度は制御回路１２に
より、二次電池を放電するが、この場合には、電気二重
層コンデンサからの放電のように大電流放電はできない
ものの、二次電池のエネルギ密度の高さを生かした長時
間放電が可能である。
のの、制御回路４により、電源の電圧降下が激しい電気
二重層コンデンサ１を、まず選択的に先に放電する。こ
の際には先に述べたように、パワー密度が高い電気二重
層コンデンサの特性が発揮され、電池単独の時よりも大
電流での放電が可能である。その後、電気二重層コンデ
ンサの電荷が無くなってくると、今度は制御回路１２に
より、二次電池を放電するが、この場合には、電気二重
層コンデンサからの放電のように大電流放電はできない
ものの、二次電池のエネルギ密度の高さを生かした長時
間放電が可能である。
【００２７】この電源装置の以上のような特性は、モー
タを使用する電気自動車には最適である。すなわち、現
在のモータでは、始動時にはラッシュカレントと呼ばれ
る定常負荷時の数倍にも及ぶ電流が流れることが不可避
である。また非常な高負荷時にも同様な大電流が流れ
る。こういった電流は大電流ではあるが、極短時間であ
るため、電気二重層コンデンサの放電によりまかなうこ
とができる。この際にはレギュレーティングＤＣ−ＤＣ
コンバータ回路による電圧降下がないため、電気自動車
においては二次電池のみのときよりも加速力を良くする
ことができる。また、市街地走行での頻繁な加速と減速
の繰り返しにおいては、電気二重層コンデンサの寿命性
能と、パワー密度の高さを生かした回生充電システムと
組み合わせることにより、二次電池の負担を減らして二
次電池の長寿命化を図れる。
タを使用する電気自動車には最適である。すなわち、現
在のモータでは、始動時にはラッシュカレントと呼ばれ
る定常負荷時の数倍にも及ぶ電流が流れることが不可避
である。また非常な高負荷時にも同様な大電流が流れ
る。こういった電流は大電流ではあるが、極短時間であ
るため、電気二重層コンデンサの放電によりまかなうこ
とができる。この際にはレギュレーティングＤＣ−ＤＣ
コンバータ回路による電圧降下がないため、電気自動車
においては二次電池のみのときよりも加速力を良くする
ことができる。また、市街地走行での頻繁な加速と減速
の繰り返しにおいては、電気二重層コンデンサの寿命性
能と、パワー密度の高さを生かした回生充電システムと
組み合わせることにより、二次電池の負担を減らして二
次電池の長寿命化を図れる。
【００２８】次に、電気二重層コンデンサを電源とし
て、負荷に十分な交流電力を供給できるようにした実施
例を図８に示す。同図において、図３の実施例と同一部
分には同符号を付してある。２２はＤＣ−ＤＣコンバー
タ回路７の出力側と負荷Ｌとの間に縦続接続されたＤＣ
−ＡＣ変換用インバータ回路であり、スイッチングトラ
ンジスタ２０ａ〜２０ｆと制御回路２１を図示のように
接続して構成したものである。
て、負荷に十分な交流電力を供給できるようにした実施
例を図８に示す。同図において、図３の実施例と同一部
分には同符号を付してある。２２はＤＣ−ＤＣコンバー
タ回路７の出力側と負荷Ｌとの間に縦続接続されたＤＣ
−ＡＣ変換用インバータ回路であり、スイッチングトラ
ンジスタ２０ａ〜２０ｆと制御回路２１を図示のように
接続して構成したものである。
【００２９】図８の実施例では、図３の実施例における
と同様に動作するＤＣ−ＤＣコンバータ回路７の直流出
力が、インバータ回路２２により交流電力に変換され
て、短時間のうちに負荷Ｌに大きい交流電力が供給され
る。
と同様に動作するＤＣ−ＤＣコンバータ回路７の直流出
力が、インバータ回路２２により交流電力に変換され
て、短時間のうちに負荷Ｌに大きい交流電力が供給され
る。
【００３０】なお、図８の実施例の外に、図４〜図６の
各実施例におけるＤＣ−ＤＣコンバータ回路７の出力側
に、それぞれ図８の実施例と同様のインバータ回路２２
を縦続接続することにより、それぞれ負荷Ｌに十分な交
流電力を供給する電源装置を得ることができる。
各実施例におけるＤＣ−ＤＣコンバータ回路７の出力側
に、それぞれ図８の実施例と同様のインバータ回路２２
を縦続接続することにより、それぞれ負荷Ｌに十分な交
流電力を供給する電源装置を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電
気二重層コンデンサを電源として含む電源装置で、出力
電圧が一定になるように制御されるＤＣ−ＤＣコンバー
タを介して電気二重層コンデンサから負荷に電力を供給
するようにしたので、負荷に印加する電圧をある程度の
期間所定の電圧に維持して、電気二重層コンデンサから
負荷にある程度の期間所定の値の電流を供給することが
できる。これにより、本発明によれば、電気二重層コン
デンサの蓄積電荷を十分に放電利用することができる。
気二重層コンデンサを電源として含む電源装置で、出力
電圧が一定になるように制御されるＤＣ−ＤＣコンバー
タを介して電気二重層コンデンサから負荷に電力を供給
するようにしたので、負荷に印加する電圧をある程度の
期間所定の電圧に維持して、電気二重層コンデンサから
負荷にある程度の期間所定の値の電流を供給することが
できる。これにより、本発明によれば、電気二重層コン
デンサの蓄積電荷を十分に放電利用することができる。
【図１】 電気二重層コンデンサの出力特性を示す特性
曲線図である。
曲線図である。
【図２】 本発明におけるＤＣ−ＤＣコンバータの入出
力特性を示す特性曲線図である。
力特性を示す特性曲線図である。
【図３】 電気二重層コンデンサを電源とする本発明の
実施例を示す回路図である。
実施例を示す回路図である。
【図４】 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ電気二重層コン
デンサ及び二次電池を電源とする本発明の異なる実施例
を示す回路図である。
デンサ及び二次電池を電源とする本発明の異なる実施例
を示す回路図である。
【図５】 電気二重層コンデンサ及び二次電池を電源と
する本発明の異なる実施例を示す回路図である。
する本発明の異なる実施例を示す回路図である。
【図６】 電気二重層コンデンサ及び二次電池を電源と
する本発明の異なる実施例を示す回路図である。
する本発明の異なる実施例を示す回路図である。
【図７】 電気二重層コンデンサ及び二次電池を電源と
する本発明の異なる実施例を示す回路図である。
する本発明の異なる実施例を示す回路図である。
【図８】 電気二重層コンデンサ及び二次電池を電源と
して負荷に交流電力を供給する本発明の実施例を示す回
路図である。
して負荷に交流電力を供給する本発明の実施例を示す回
路図である。
１ 電気二重層コンデンサ ４，１２，２１ 制御回路 ５，１３ 整流用ダイオード ６，１４ 平滑用コンデンサ ７，１５ ＤＣ−ＤＣコンバータ回路 ８ 二次電池 ９ 逆流防止用ダイオード ２２ インバータ Ｌ 負荷
Claims (4)
- 【請求項１】 電気二重層コンデンサを電源として含む
電源装置であって、出力電圧が一定になるように制御さ
れるＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記電気二重層コン
デンサから負荷に電力を供給するように構成したことを
特徴とする電源装置。 - 【請求項２】 電気二重層コンデンサ及び二次電池を電
源として含む電源装置であって、 出力電圧が一定になるように制御されるＤＣ−ＤＣコン
バータを介して前記電気二重層コンデンサから負荷に電
力を供給するように構成したことを特徴とする電源装
置。 - 【請求項３】 前記二次電池は逆流防止用ダイオードを
介して前記電気二重層コンデンサに対して並列接続され
ている請求項２に記載の電源装置。 - 【請求項４】 電気二重層コンデンサ及び二次電池を電
源として含む電源装置であって、 出力電圧が一定になるように制御される第１のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータを介して前記電気二重層コンデンサから負
荷に電力を供給し、 出力電圧が一定になるように制御される第２のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータを介して前記二次電池から前記負荷に電力
を供給するように構成したことを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7252269A JPH0993809A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7252269A JPH0993809A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0993809A true JPH0993809A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17234894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7252269A Pending JPH0993809A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0993809A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6020719A (en) * | 1997-11-12 | 2000-02-01 | Nec Corporation | Secondary battery unit using electric double layer condenser |
| EP1268335A1 (de) | 2000-03-31 | 2003-01-02 | Inventio Ag | Einrichtung und verfahren zur reduktion der netzanschlussleistung von aufzugsanlagen |
| JP2008168763A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Daido Signal Co Ltd | モータ駆動の信号保安装置 |
| JP2010004587A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Meidensha Corp | 物流用搬送車の充電装置及び充電システム |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04138675A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電気機器 |
| JPH0759271A (ja) * | 1991-09-13 | 1995-03-03 | S Ii Project Kk | 太陽発電ー蓄電システム |
| JPH0787687A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-03-31 | Okamura Kenkyusho:Kk | 定電力消費型電気機器 |
| JPH07241032A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Kyocera Corp | 蓄電装置 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP7252269A patent/JPH0993809A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04138675A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電気機器 |
| JPH0759271A (ja) * | 1991-09-13 | 1995-03-03 | S Ii Project Kk | 太陽発電ー蓄電システム |
| JPH0787687A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-03-31 | Okamura Kenkyusho:Kk | 定電力消費型電気機器 |
| JPH07241032A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Kyocera Corp | 蓄電装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6020719A (en) * | 1997-11-12 | 2000-02-01 | Nec Corporation | Secondary battery unit using electric double layer condenser |
| EP1268335A1 (de) | 2000-03-31 | 2003-01-02 | Inventio Ag | Einrichtung und verfahren zur reduktion der netzanschlussleistung von aufzugsanlagen |
| JP2008168763A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Daido Signal Co Ltd | モータ駆動の信号保安装置 |
| JP2010004587A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Meidensha Corp | 物流用搬送車の充電装置及び充電システム |
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