JPH10108360A

JPH10108360A - コンデンサ電源

Info

Publication number: JPH10108360A
Application number: JP8252558A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hiyama; 智樋山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】放電時の電極端子間電圧の変動幅が小さいコン
デンサ電源を提供する。【解決手段】複数のコンデンサを直列接続してコンデン
サブロックを構成し、該コンデンサブロックを複数個直
列に接続して、一対の電極端子１、２から電圧を出力す
るコンデンサユニット３と、コンデンサユニット３の残
電荷量を検出する第１の残電荷量検出手段４と、電極端
子１、２間の電流経路に流れる電流を各コンデンサブロ
ックの箇所でバイパスさせるバイパス手段６と、バイパ
ス手段６と接続され、電極端子１、２からの放電開始時
に、所定数のコンデンサブロックをバイパスさせてお
き、放電開始後、第１の残電荷量検出手段４によって検
出されるコンデンサユニット３の残電荷量の減少に応じ
て、前記バイパスをさせておいたコンデンサブロックの
バイパスを解除するバイパス制御手段７とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、複数のコンデン
サを接続して構成され、電気自動車等の電源として使用
されるコンデンサ電源に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンデンサ電源は、該コンデンサ
電源を構成するコンデンサを満充電レベルまで充電した
後、該コンデンサ電源の一対の電極端子を電気モーター
等の負荷に接続して、該負荷を駆動させていた。そして
この場合、負荷によって電力が消費されるにつれて、コ
ンデンサ電源の残電荷量が減少し、該コンデンサ電源の
電極端子間電圧が低下するので、放電開始から放電終了
までの該コンデンサ電源の電極間電圧の変動が大きくな
る。そのため、負荷を安定して動作させるためには、コ
ンデンサ電源と負荷の間に電流安定化回路を設け、放電
開始直後のようにコンデンサ電源の電極間電圧が高いと
きでも、放電が進み該コンデンサ電源の電極間電圧が低
下したときでも、負荷に流れる電流が一定となるように
する必要があった。そして、前記電流安定化回路として
トランジスタ等の半導体素子を用い、該半導体素子を可
変抵抗として動作させたときには、コンデンサ電源の電
極端子間電圧が高いときは、負荷に供給する電流を抑え
るため、該半導体素子での電圧降下を大きくする必要が
ある。そのため、該半導体素子での電力消費量が増加
し、コンデンサに充電されていた電荷のうち、無駄にな
ってしまう電荷の量が多くなるという不都合があった。

【０００３】また、コンデンサブロックと負荷の間にト
ランジスタ等の半導体素子を設け、該半導体素子をスイ
ッチングして、該半導体素子のオン時間とオフ時間の比
を変化させることで、負荷に供給する電力を調整するい
わゆるＰＷＭ制御で負荷の動作の安定化を図ることも行
われるが、この場合高耐圧の半導体素子が必要となる。
しかし、トランジスタ等の半導体素子の場合、耐圧が高
くなるにつれて入力容量が増加するため、スイッチング
時間が長くなる。そして、放電開始時のように、コンデ
ンサ電源の電極端子間電圧が高いときは、該半導体素子
のオン時間を短く、オフ時間を長くして、負荷に供給す
る電力を小さくしなければならない。ところが、高耐圧
の半導体素子では高速スイッチング動作が難しいため、
ＰＷＭ制御のスイッチング間隔を短くすることができ
ず、負荷の動作が不安定になるという不都合があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記不都合
を解消し、放電時の電極端子間電圧の変動幅が小さいコ
ンデンサ電源を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の実施態様
は、上記目的を達成するため、複数のコンデンサを直列
に接続して一対の電極端子から電圧を出力するコンデン
サブロックと、該コンデンサブロックの残電荷量を検出
する第１の残電荷量検出手段と、該電極端子間の電流経
路に流れる電流を各コンデンサの箇所でバイパスさせる
バイパス手段と、該バイパス手段と接続され、該電極端
子からの放電開始時に、所定数のコンデンサをバイパス
させておき、放電開始後、前記第１の残電荷量検出手段
により検出された残電荷量の減少に応じて、前記バイパ
スをさせておいたコンデンサのバイパスを解除するバイ
パス制御手段とからなることを特徴とする。

【０００６】かかる第１の実施態様によれば、放電開始
後、前記第１の残電荷量検出手段によって検出される前
記コンデンサブロックの残電荷量が所定値以下となった
ときに、放電開始時にバイパスさせておいたコンデンサ
のバイパスが解除される。そのため、バイパスを解除さ
れたコンデンサの端子間電圧分だけ、コンデンサ電源の
電極間電圧を上昇させることができる。そしてこのよう
に、放電開始時にバイパスさせておいたサブユニットの
バイパスを順次解除することで、コンデンサブロックの
電極間電圧の降下を抑制し、該電極間電圧の変動を抑え
ながらコンデンサブロックの放電を行うことができる。

【０００７】また、前記第１の実施態様において、前記
コンデンサの残電荷量を検出する第２の残電荷量検出手
段を設け、前記バイパス制御手段は、該第２の残電荷量
検出手段によって検出される残電荷量が所定値以下とな
ったコンデンサをバイパスさせることを特徴とする。

【０００８】かかる実施態様によれば、放電開始後、残
電荷量が少なくなり、前記第２の残電荷量検出手段によ
って検出される残電荷量が所定値以下となったコンデン
サをバイパスさせることで、該コンデンサに他のコンデ
ンサから放電される電荷が流れることで、発熱による無
駄な電力が消費されるのを防止し、さらに放電が進んだ
場合にコンデンサの逆充電を防止することにより、充電
電荷を有効に利用することができる。

【０００９】また、本発明の第２の実施態様は、複数の
コンデンサを直列接続してコンデンサブロックを構成
し、該コンデンサブロックを複数個直列に接続して、一
対の電極端子から電圧を出力するコンデンサユニット
と、該コンデンサユニットの残電荷量を検出する第１の
残電荷量検出手段と、該電極端子間の電流経路に流れる
電流を各コンデンサブロックの箇所でバイパスさせるバ
イパス手段と、該バイパス手段と接続され、該電極端子
からの放電開始時に、所定数のコンデンサブロックをバ
イパスさせておき、放電開始後、前記第１の残電荷量検
出手段によって検出される残電荷量の減少に応じて、前
記バイパスをさせておいたコンデンサブロックのバイパ
スを解除するバイパス制御手段とからなることを特徴と
する。

【００１０】かかる第２の実施態様によれば、前記コン
デンサブロック単位のバイパス制御を行うことで、多数
のコンデンサが接続された高電圧出力タイプのコンデン
サ電源に対しても、前記電極間電圧の降下を抑制し、該
電極間電圧の変動を抑えながら前記コンデンサユニット
の放電を行うことができる。

【００１１】また、前記第２の実施態様において、前記
コンデンサブロックの残電荷量を検出する第２の残電荷
量検出手段を設け、前記バイパス制御手段は、該第２の
残電荷量検出手段によって検出される残電荷量が所定値
以下となったコンデンサブロックをバイパスさせること
を特徴とする。

【００１２】かかる実施態様によれば、前記コンデンサ
ブロック単位のバイパス制御を行うことで、多数のコン
デンサが接続された高電圧出力タイプのコンデンサ電源
に対しても、放電開始後、残電荷量が少なくなり、前記
第２の残電荷量検出手段によって検出される残電荷量が
所定値以下となったコンデンサブロックをバイパスさせ
ることで、該コンデンサブロックに他のコンデンサブロ
ックから放電される電荷が流れることで、発熱による無
駄な電力が消費されるのを防止することができる。

【００１３】また、本発明の第３の実施態様は、複数の
コンデンサを直列接続したコンデンサブロックを複数個
並列に接続して、一対の電極端子から電圧を出力するよ
うに構成されたコンデンサユニットと、該コンデンサユ
ニットの残電荷量を検出する残電荷量検出手段と、該コ
ンデンサユニットを構成する前記複数のコンデンサブロ
ック間の接続形態を、並列から直列及び直列から並列に
切換える接続切換手段と、該接続切換手段と接続され、
該コンデンサユニットの放電開始時は該複数のコンデン
サブロック間の接続形態を並列接続とし、放電開始後、
該コンデンサユニットの残電荷量が所定値以下となった
ときに、該複数のコンデンサブロック間の接続形態を直
列接続に切り換える切換制御手段とからなることを特徴
とする。

【００１４】かかる第３の実施態様によれば、前記コン
デンサユニットの残電荷量が減少して、該コンデンサユ
ニットの電極端子間電圧が低下したときに、前記コンデ
ンサブロック間の接続形態を並列接続から直列接続に切
り換えることで、該コンデンサユニットの電極端子間電
圧を上昇させることができる。したがって、放電開始か
ら終了までの該コンデンサユニットの電極端子間電圧の
変動幅を小さくすることができる。

【００１５】また、前記第３の実施態様において、電極
端子間の電流経路に流れる電流を前記コンデンサブロッ
クを構成する各コンデンサの箇所でバイパスさせるバイ
パス手段と、該電極端子からの放電開始時に、所定数の
コンデンサをバイパスさせておき、放電開始後、前記コ
ンデンサユニットの残電荷量に応じて各コンデンサのバ
イパスとバイパス解除を行うバイパス制御手段とを設け
たことを特徴とする。

【００１６】かかる実施態様によれば、前記コンデンサ
ユニットの残電荷量に応じて各コンデンサブロックのバ
イパスとバイパス解除を行うことで、前記コンデンサユ
ニットの電極端子間電圧の変動幅を小さくすることがで
きると共に、各コンデンサブロックの残電荷量が同時に
零となるように、効率の良い放電を行うことができる。

【００１７】また、本発明の第４の実施態様は、複数の
コンデンサを直列接続してコンデンサブロックを構成
し、該コンデンサブロックを複数個直列に接続したコン
デンサユニットを複数個並列に接続して、一対の電極端
子から電圧を出力するように構成されたコンデンサグル
ープと、該コンデンサグループの残電荷量を検出する残
電荷量検出手段と、該コンデンサグループを構成する前
記複数のコンデンサユニット間の接続形態を、並列から
直列及び直列から並列に切換える接続切換手段と、該接
続切換手段と接続され、該コンデンサグループの放電開
始時は該複数のコンデンサユニット間の接続形態を並列
接続とし、放電開始後、該コンデンサグループの残電荷
量が所定値以下となったときに、該複数のコンデンサユ
ニット間の接続形態を直列接続に切り換える切換制御手
段とからなることを特徴とする。

【００１８】かかる第４の実施態様によれば、前記コン
デンサユニット単位で並列から直列への接続形態の切換
を行うことで、多数のコンデンサユニットが接続された
高電圧出力タイプのコンデンサ電源に対しても、放電開
始から終了までの該コンデンサグループの電極端子間電
圧の変動幅を小さくすることができる。

【００１９】また、前記第４の実施態様において、前記
電極端子間の電流経路に流れる電流を前記コンデンサユ
ニットを構成する各コンデンサブロックの箇所でバイパ
スさせるバイパス手段と、該電極端子からの放電開始時
に、所定数のコンデンサブロックをバイパスさせてお
き、放電開始後、前記コンデンサグループの残電荷量に
応じて各コンデンサブロックのバイパスとバイパス解除
を行うバイパス制御手段とを設けたことを特徴とする。

【００２０】かかる実施態様によれば、前記コンデンサ
グループの残電荷量に応じて各コンデンサブロック単位
のバイパスとバイパス解除を行うことで、前記コンデン
サグループの電極端子間電圧の変動幅を小さくすること
ができると共に、各コンデンサブロックの残電荷量が同
時に零となるように、効率の良い放電を行うことができ
る。

【００２１】また、前記第１、第２の実施態様におい
て、前記残電荷量検出手段の代わりに端子間の電圧を検
出する電圧検出手段を設け、前記バイパス制御手段は、
残電荷量の減少の代わりに該電圧検出手段によって検出
される端子間電圧の降下に応じてバイパス制御を行うこ
とを特徴とする。

【００２２】かかる実施態様によれば、前記コンデンサ
ブロック及び該コンデンサブロックを構成するコンデン
サの端子間電圧の降下に応じて該コンデンサのバイパス
制御を行うことで該コンデンサブロックの電極端子間電
圧の変動を抑えながら放電を行うことができる。また前
記コンデンサユニット及び該コンデンサユニットを構成
するコンデンサブロックの残電荷量の減少に応じて該コ
ンデンサブロックのバイパス制御を行うことで、該コン
デンサユニットの電極端子間電圧の変動を抑えながら放
電を行うことができる。

【００２３】また、前記第３、第４の実施態様におい
て、前記残電荷量検出手段の代わりに端子間の電圧を検
出する電圧検出手段を設け、前記切換制御手段は、残電
荷量の減少の代わりに該電圧検出手段によって検出され
る端子間電圧の降下に応じて接続形態の切換を行うこと
を特徴とする。

【００２４】かかる実施態様によれば、前記コンデンサ
ユニットの端子間電圧の降下に応じて、該コンデンサユ
ニットを構成するコンデンサブロックの接続形態を並列
から直列に切り換えることで、該コンデンサユニットの
電極端子間電圧の変動を抑えながら放電を行うことがで
きる。また、前記コンデンサグループの端子間電圧の降
下に応じて、該コンデンサグループを構成するコンデン
サユニットの接続形態を並列から直列に切り換えること
で、該コンデンサグループの電極端子間電圧の変動を抑
えながら放電を行うことができる。

【００２５】また、前記第３、第４の実施態様におい
て、前記残電荷量検出手段の代わりに端子間の電圧を検
出する電圧検出手段を設け、前記切換制御手段は、残電
荷量の減少の代わりに該電圧検出手段によって検出され
る端子間電圧の降下に応じて接続形態の切換を行い、前
記バイパス制御手段は、残電荷量の減少の代わりに該電
圧検出によって検出される端子間電圧の降下に応じてバ
イパス制御を行うことを特徴とする。

【００２６】かかる実施態様によれば、前記コンデンサ
ユニットの端子間電圧の降下に応じて、該コンデンサユ
ニットを構成するコンデンサブロックの接続形態の切換
と、該コンデンサブロックを構成するコンデンサのバイ
パス制御を行うことで、該コンデンサユニットの電極端
子間電圧の変動幅を小さくすることができると共に、各
コンデンサの残電荷量が同時に零となるように、効率の
良い放電を行うことができる。また、前記コンデンサグ
ループの端子間電圧の降下に応じて、該コンデンサグル
ープを構成するコンデンサユニットの接続形態の切換
と、該コンデンサユニットを構成するコンデンサブロッ
クのバイパス制御を行うことで、該コンデンサグループ
の電極端子間電圧の変動幅を小さくすることができると
共に、各コンデンサブロックの残電荷量が同時に零とな
るように、効率の良い放電を行うことができる。

【００２７】また、前記第１、第２の実施態様におい
て、前記第１の残電荷量検出手段は、前記第２の残電荷
量検出手段の検出値を元に演算により残電荷量を算出す
ることを特徴とする。

【００２８】かかる実施態様によれば、前記第１の実施
態様では、前記第１の残電荷量検出手段は前記第２の残
電荷量検出手段によって検出される複数のコンデンサの
電荷量から、該コンデンサを接続して構成されるコンデ
ンサブロックの電荷量を算出するので、該コンデンサブ
ロックの電荷量を直接検出する手段は不要となる。ま
た、前記第２の実施態様では、前記第１の残電荷量検出
手段は前記第２の残電荷量検出手段によって検出される
複数のコンデンサブロックの電荷量から、該コンデンサ
ブロックを接続して構成されるコンデンサユニットの電
荷量を算出するので、該コンデンサユニットの電荷量を
直接検出する手段は不要となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１〜図５
を参照して説明する。

【００３０】図１は本発明の第１の実施例のコンデンサ
電源の構成図である。図１を参照して、ａ〜ｄは複数の
コンデンサが直列に接続されたコンデンサブロックであ
り、４個のコンデンサブロックが直列に接続されて、一
対の電極端子１、２から電圧が取り出されるコンデンサ
ユニット３を構成する。４はコンデンサユニット３の残
電荷量を検出する第１の残電荷量検出手段であり、５は
コンデンサブロックａ〜ｄの残電荷量を検出する第２の
残電荷量検出手段である。６は電極端子２、３間の電流
経路に流れる電流をコンデンサブロックａ〜ｄの箇所で
バイパスさせるバイパス手段である。７はバイパス制御
手段であり、第１の残電荷量検出手段４、第２の残電荷
量検出手段５及びバイパス手段６と接続され、第１の残
電荷量検出手段４によって検出されるコンデンサユニッ
ト３の残電荷量と、第２の残電荷量検出手段５によって
検出されるコンデンサブロックａからｄの残電荷量に応
じて、コンデンサブロックａ〜ｄのバイパスとバイパス
解除を行う。

【００３１】次に、図１に示したコンデンサ電源の動作
を図２、図３を参照して説明する。図２は放電開始後の
コンデンサユニット３の残電荷量の変化を示すグラフで
あり、縦軸は残電荷量、横軸は時間を示す。図３はコン
デンサブロックａ〜ｄの残電荷量の変化を示すグラフで
あり、縦軸は残電荷量、横軸は時間を示す。放電開始時
は、各コンデンサブロックは満充電され、残電荷量はＱ
_Lとなっている。そして、放電開始時、バイパス制御手
段７はバイパス手段６によってコンデンサブロックｃ、
ｄをバイパスする。このときコンデンサユニット３の残
電荷量はＱ_H（２×Ｑ_L）となる。そして放電開始後、
バイパス制御手段６は、コンデンサユニット３の残電荷
量がＱ_L以下となったときにバイパスしてあったコンデ
ンサブロックのバイパスを解除し、また残電荷量が所定
値以下となったコンデンサブロックをバイパスさせるよ
うに、バイパス手段６の制御を行う。

【００３２】放電開始後、第１の残電荷量検出手段４に
よって検出されるコンデンサユニット３の残電荷量が低
下してＱ_Lとなったｔ₁で、バイパス制御手段７はコン
デンサブロックｃのバイパスを解除する。そのため、コ
ンデンサユニット３の残電荷量は再びＱ_Hまで上昇す
る。その後、バイパス制御手段７は、ｔ₂において、残
電荷量がＱ_E以下となったコンデンサブロックａ、ｂを
バイパスさせ、またコンデンサブロックａ、ｂをバイパ
スさせることでコンデンサユニット３の残電荷量がＱ_L
以下となるので、コンデンサブロックｄのバイパスを解
除する。そのため、コンデンサユニット３の残電荷量が
コンデンサブロックｄの残電荷量Ｑ_Lだけ上昇する。

【００３３】このように、バイパスさせておいたコンデ
ンサブロックｃ、ｄのバイパスを、第１の残電荷量検出
手段４によって検出されるコンデンサユニット３の残電
荷量に応じて、順次解除することで、コンデンサユニッ
ト３の残電荷量の減少を抑制しながら放電を行うことが
できる。そしてコンデンサユニット３の残電荷量と電極
端子１，２間の電圧は比例するので、放電時における電
極端子１、２間の電圧変動を小さくすることができる。
また、残電荷量が所定値（Ｑ_E）以下となったコンデン
サブロックａ、ｂをバイパスさせることで、コンデンサ
ブロックａ、ｂに他のコンデンサブロックｃ、ｄから放
電される電荷が流れることで、発熱による無駄な電力が
消費されるのを防止することができる。

【００３４】尚、本実施例では、残電荷量が所定値以下
となったコンデンサブロックをバイパスさせたが、該コ
ンデンサブロックのバイパスを行わないようにすること
もできる。この場合は、第２の残電荷量検出手段４は不
要となる。また、コンデンサブロックａからｄは４個の
コンデンサが直列に接続された構成となっているが、コ
ンデンサが３個以下、或いは５個以上であっても、ま
た、直列ではなく並列に接続された構成であるときに
も、本発明の適用が可能である。

【００３５】また、第１の残電荷量検出手段４を省略
し、第２の残電荷量検出手段５によるコンデンサブロッ
クａからｄの残電荷量の検出値の和をコンデンサユニッ
ト３の残電荷量とみなしてもよい。

【００３６】次に図４は、本発明の第２の実施例のコン
デンサ電源の構成図である。図４を参照して、Ａ〜Ｆは
複数のコンデンサが直列に接続されたコンデンサブロッ
クであり、コンデンサブロックＡ、Ｂ、Ｃを直列に接続
したコンデンサユニット４０と、コンデンサブロック
Ｄ、Ｅ、Ｆを直列に接続したコンデンサユニット４１と
が並列に接続され、一対の電極端子４２、４３から電圧
を取り出すコンデンサグループ４４を構成する。４５は
電圧検出手段であり、コンデンサブロックＡからＦの端
子間電圧を検出する。電圧検出手段４５は残電荷量算出
手段４６と共に残電荷量検出手段を構成し、残電荷量算
出手段４６は電圧検出手段４５によって検出される各コ
ンデンサブロックの端子間電圧から、コンデンサグルー
プ４４全体の残電荷量を算出する。残電荷量算出手段４
６は、切換制御手段４７と接続され、切換制御手段４７
は、残電荷量算出手段４６によって算出されるコンデン
サグループ４４全体の残電荷量に応じて、切換手段４８
を介してコンデンサユニット４０と４１の接続形態を並
列から直列に切り換える。

【００３７】また、コンデンサブロックＡからＦは、バ
イパス手段４９により電極端子４２、４３間の電流経路
からバイパスされる。バイパス制御手段５０は、バイパ
ス手段４９と残電荷量算出手段４６に接続され、残電荷
量算出手段４６によって算出されるコンデンサグループ
４４の残電荷量に応じて、バイパス手段４９を介してコ
ンデンサブロックトＡ〜Ｆのバイパス及びバイパス解除
を行う。

【００３８】以下、図５、図６を参照して、図４に示し
たコンデンサ電源の動作を説明する。図５は、切換制御
手段４７によるコンデンサユニット４０、４１の接続形
態の切換と、バイパス制御手段５０によるコンデンサブ
ロックＡ〜Ｆのバイパス及びバイパス解除による、コン
デンサブロックＡ〜Ｆの端子間電圧の変化と電極端子４
２、４３間の電圧の変化を示しており、図中斜線でカバ
ーされたコンデンサブロックは、バイパスされているこ
とを示している。また、図６の６０は本実施例のコンデ
ンサ電源の放電による電極端子４２、４３間の電圧の変
化を示し、６１は６個のコンデンサブロックを直列に接
続したコンデンサ電源の放電による電極端子間電圧の変
化を示している。尚、図６の縦軸は電圧、横軸は満充電
時を１００％としたときのコンデンサ電源の残電荷量で
ある。

【００３９】放電開始時のＳＴＥＰではコンデンサユ
ニット４０と４１は並列に接続され、コンデンサブロッ
クＡとＤがバイパスされている。そして、残電荷量算出
手段４６で算出されるコンデンサグループ４４の残電荷
量が８８％となったＳＴＥＰで、バイパス制御手段５
０は、バイパス手段４９を介して、それまでバイパスさ
れていたコンデンサブロックＡとＤのバイパスを解除
し、コンデンサブロックＢとＥをバイパスする。これに
より、図６のＰ１に示したように、電極端子４２、４３
間の電圧が上昇する。また、同様にしてコンデンサグル
ープの残電荷量が７６％となったＳＴＥＰ、６４パー
セントになったＳＴＥＰで図５に示したように、コン
デンサブロックのバイパスとバイパス解除が行われ、図
６のＰ２、Ｐ３に示したように、電極端子４２、４３間
の電圧が上昇する。そのため、電極端子４２、４３間の
電圧降下が抑制される。

【００４０】そして、残電荷量算出手段４６で算出され
るコンデンサグループ４４の残電荷量が３２％となった
ＳＴＥＰで、切換制御手段４７は、切換手段４８によ
り、コンデンサユニット４０と４１の接続形態を並列接
続から直列接続に切り換える。これにより、図６のＰ４
に示したように、電極端子４２、４３間の電圧が上昇す
る。以後、ＳＴＥＰからＳＴＥＰ13では、残電荷量算
出手段４６によって算出されるコンデンサグループ４４
の残電荷量に応じて、コンデンサブロックＡからＦのバ
イパスとバイパス解除が図５に示したように行われる。
その結果、ＳＴＥＰで放電を開始してから、コンデン
サグループの残電荷量が５％となるＳＴＥＰ15までの、
電極端子４２、４３間の電圧変動は２０７Ｖに抑えら
る。これは、図６の６１に示したサブブロック６個を直
列に接続した場合の電極端子間の電圧変動である９１３
Ｖの１／４以下である。

【００４１】したがって、電極端子４２、４３に接続さ
れたモータ等の負荷への供給電力を制御するのに、半導
体素子を可変抵抗として用いた場合に、該半導体素子で
の電圧降下が小さくなるので、該半導体素子で消費され
る電力量を減少させることができる。また、ＰＷＭ制御
を行うときに、高耐圧の半導体素子を使用する必要がな
くなるので、低耐圧でスイッチング時間の短い半導体素
子を用いた高速スイッチング動作が可能となり、負荷を
安定して駆動させることができる。また、各コンデンサ
ブロックの残電荷量の均一性を保ちながら、そして、各
コンデンサブロックの残電荷量が同時に零となるように
放電が行われるので、放電効率を高めることができる。

【００４２】尚、本第２の実施例では、複数のコンデン
サブロックＡ，Ｂ，Ｃ及びＤ，Ｅ，Ｆが直列に接続され
たコンデンサユニット４０、４１を複数個接続したコン
デンサグループ４４を対象として説明したが、コンデン
サブロックを１個のコンデンサに置き換えた構成を有す
るコンデンサ電源に対しても本発明の適用が可能であ
る。

【００４３】また、上記第１、第２の実施例ではコンデ
ンサの残電荷量を検出し、残電荷量の減少に応じてコン
デンサのバイパス制御と接続形態の切換（直列から並
列）をおこなったが、残電荷量検出手段の代わりにコン
デンサの端子間電圧を検出する電圧検出手段を設け、該
電圧検出手段によって検出されるコンデンサの端子間電
圧の降下に応じてコンデンサのバイパス制御と接続形態
の切換を行っても、残電荷量による場合と同様に電極端
子間電圧の変動を抑えながら放電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成図。

【図２】図１記載のコンデンサ電源の放電グラフ。

【図３】図１記載のコンデンサ電源のコンデンサユニッ
トの放電グラフ。

【図４】本発明の第２の実施例の構成図。

【図５】図４記載のコンデンサ電源の動作図。

【図６】図４記載のコンデンサ電源の放電グラフ。

【符号の説明】

１，２…電極端子、３…コンデンサユニット、４…第１
の残電荷量検出手段、５…第２の残電荷量検出手段、６
…バイパス手段、７…バイパス制御手段、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ…コンデンサブロック、４０，４１…コンデンサユニ
ット、４２，４３…電極端子、４４…コンデンサグルー
プ、４５…電圧検出手段、４６…残電荷量算出手段、４
７…切換制御手段、４８…切換手段、４９…バイパス手
段、５０…バイパス制御手段、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ
…コンデンサブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のコンデンサを直列に接続して一対の
電極端子から電圧を出力するコンデンサブロックと、該
コンデンサブロックの残電荷量を検出する第１の残電荷
量検出手段と、該電極端子間の電流経路に流れる電流を
各コンデンサの箇所でバイパスさせるバイパス手段と、
該バイパス手段と接続され、該電極端子からの放電開始
時に、所定数のコンデンサをバイパスさせておき、放電
開始後、前記第１の残電荷量検出手段により検出された
残電荷量の減少に応じて、前記バイパスをさせておいた
コンデンサのバイパスを解除するバイパス制御手段とか
らなることを特徴とするコンデンサ電源。
【請求項２】前記コンデンサの残電荷量を検出する第２
の残電荷量検出手段を設け、前記バイパス制御手段は、
該第２の残電荷量検出手段によって検出される残電荷量
が所定値以下となったコンデンサをバイパスさせること
を特徴とする請求項１記載のコンデンサ電源。
【請求項３】複数のコンデンサを直列接続してコンデン
サブロックを構成し、該コンデンサブロックを複数個直
列に接続して、一対の電極端子から電圧を出力するコン
デンサユニットと、該コンデンサユニットの残電荷量を
検出する第１の残電荷量検出手段と、該電極端子間の電
流経路に流れる電流を各コンデンサブロックの箇所でバ
イパスさせるバイパス手段と、該バイパス手段と接続さ
れ、該電極端子からの放電開始時に、所定数のコンデン
サブロックをバイパスさせておき、放電開始後、前記第
１の残電荷量検出手段によって検出される残電荷量の減
少に応じて、前記バイパスをさせておいたコンデンサブ
ロックのバイパスを解除するバイパス制御手段とからな
ることを特徴とするコンデンサ電源。
【請求項４】前記コンデンサブロックの残電荷量を検出
する第２の残電荷量検出手段を設け、前記バイパス制御
手段は、該第２の残電荷量検出手段によって検出される
残電荷量が所定値以下となったコンデンサブロックをバ
イパスさせることを特徴とする請求項３記載のコンデン
サ電源。
【請求項５】複数のコンデンサを直列接続したコンデン
サブロックを複数個並列に接続して、一対の電極端子か
ら電圧を出力するように構成されたコンデンサユニット
と、該コンデンサユニットの残電荷量を検出する残電荷
量検出手段と、該コンデンサユニットを構成する前記複
数のコンデンサブロック間の接続形態を、並列から直列
及び直列から並列に切換える接続切換手段と、該接続切
換手段と接続され、該コンデンサユニットの放電開始時
は該複数のコンデンサブロック間の接続形態を並列接続
とし、放電開始後、該コンデンサユニットの残電荷量が
所定値以下となったときに、該複数のコンデンサブロッ
ク間の接続形態を直列接続に切り換える切換制御手段と
からなることを特徴とするコンデンサ電源。
【請求項６】前記電極端子間の電流経路に流れる電流を
前記コンデンサブロックを構成する各コンデンサの箇所
でバイパスさせるバイパス手段と、該電極端子からの放
電開始時に、所定数のコンデンサをバイパスさせてお
き、放電開始後、前記コンデンサユニットの残電荷量に
応じて各コンデンサのバイパスとバイパス解除を行うバ
イパス制御手段とを設けたことを特徴とする請求項５記
載のコンデンサ電源。
【請求項７】複数のコンデンサを直列接続してコンデン
サブロックを構成し、該コンデンサブロックを複数個直
列に接続したコンデンサユニットを複数個並列に接続し
て、一対の電極端子から電圧を出力するように構成され
たコンデンサグループと、該コンデンサグループの残電
荷量を検出する残電荷量検出手段と、該コンデンサグル
ープを構成する前記複数のコンデンサユニット間の接続
形態を、並列から直列及び直列から並列に切換える接続
切換手段と、該接続切換手段と接続され、該コンデンサ
グループの放電開始時は該複数のコンデンサユニット間
の接続形態を並列接続とし、放電開始後、該コンデンサ
グループの残電荷量が所定値以下となったときに、該複
数のコンデンサユニット間の接続形態を直列接続に切り
換える切換制御手段とからなることを特徴とするコンデ
ンサ電源。
【請求項８】前記電極端子間の電流経路に流れる電流を
前記コンデンサユニットを構成する各コンデンサブロッ
クの箇所でバイパスさせるバイパス手段と、該電極端子
からの放電開始時に、所定数のコンデンサブロックをバ
イパスさせておき、放電開始後、前記コンデンサグルー
プの残電荷量に応じて各コンデンサブロックのバイパス
とバイパス解除を行うバイパス制御手段とを設けたこと
を特徴とする請求項７記載のコンデンサ電源。
【請求項９】前記残電荷量検出手段の代わりに端子間の
電圧を検出する電圧検出手段を設け、前記バイパス制御
手段は、残電荷量の減少の代わりに該電圧検出手段によ
って検出される端子間電圧の降下に応じてバイパス制御
を行うことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか
１項記載のコンデンサ電源。
【請求項１０】前記残電荷量検出手段の代わりに端子間
の電圧を検出する電圧検出手段を設け、前記切換制御手
段は、残電荷量の減少の代わりに該電圧検出手段によっ
て検出される端子間電圧の降下に応じて接続形態の切換
を行うことを特徴とする請求項５又は７記載のコンデン
サ電源。
【請求項１１】前記残電荷量検出手段の代わりに端子間
の電圧を検出する電圧検出手段を設け、前記切換制御手
段は、残電荷量の減少の代わりに該電圧検出手段によっ
て検出される端子間電圧の降下に応じて接続形態の切換
を行い、前記バイパス制御手段は、残電荷量の減少の代
わりに該電圧検出によって検出される端子間電圧の降下
に応じてバイパス制御を行うことを特徴とする請求項６
又は８記載のコンデンサ電源。
【請求項１２】前記第１の残電荷量検出手段は、前記第
２の残電荷量検出手段の検出値を元に演算により残電荷
量を算出することを特徴とする請求項２又は４記載のコ
ンデンサ電源。