JPH1118322A - ターンオン機能を持つ並列モニタ - Google Patents
ターンオン機能を持つ並列モニタInfo
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- JPH1118322A JPH1118322A JP9166910A JP16691097A JPH1118322A JP H1118322 A JPH1118322 A JP H1118322A JP 9166910 A JP9166910 A JP 9166910A JP 16691097 A JP16691097 A JP 16691097A JP H1118322 A JPH1118322 A JP H1118322A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/16—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for capacitors
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力エネルギーを貯蔵するコンデンサの故障
に対し、異常な発熱を防ぐと共に、保守の負担を軽減
し、運転効率を上げる。 【解決手段】 複数のコンデンサＣ1 〜ＣN を直列に接
続して電力エネルギーを貯蔵する電力エネルギー貯蔵装
置の各コンデンサＣ1 〜ＣN に並列に接続して充電時の
充電電圧に応じて充電電流をバイパスする並列モニタ３
1 〜３N において、コンデンサＣ1 〜ＣN が充電異常状
態にあることを検出する検出手段４1 〜４N と、該検出
手段の検出信号に基づきターンオンしてコンデンサＣ1
〜ＣN の端子間を短絡するターンオン手段Ｑ1 〜ＱN と
を有し、コンデンサＣ1 〜ＣN の故障により充電異常状
態になった場合に当該コンデンサの端子間を短絡する。
に対し、異常な発熱を防ぐと共に、保守の負担を軽減
し、運転効率を上げる。 【解決手段】 複数のコンデンサＣ1 〜ＣN を直列に接
続して電力エネルギーを貯蔵する電力エネルギー貯蔵装
置の各コンデンサＣ1 〜ＣN に並列に接続して充電時の
充電電圧に応じて充電電流をバイパスする並列モニタ３
1 〜３N において、コンデンサＣ1 〜ＣN が充電異常状
態にあることを検出する検出手段４1 〜４N と、該検出
手段の検出信号に基づきターンオンしてコンデンサＣ1
〜ＣN の端子間を短絡するターンオン手段Ｑ1 〜ＱN と
を有し、コンデンサＣ1 〜ＣN の故障により充電異常状
態になった場合に当該コンデンサの端子間を短絡する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のコンデンサ
を直列に接続して電力エネルギーを貯蔵する電力エネル
ギー貯蔵装置の各コンデンサに並列に接続して充電時の
充電電圧に応じて充電電流をバイパスするターンオン機
能を持つ並列モニタに関する。
を直列に接続して電力エネルギーを貯蔵する電力エネル
ギー貯蔵装置の各コンデンサに並列に接続して充電時の
充電電圧に応じて充電電流をバイパスするターンオン機
能を持つ並列モニタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＥＣＳ（Energy Capacitor System)は、
コンデンサと並列モニタと電流ポンプからなる電力エネ
ルギー貯蔵システムとして既に各種文献（例えば電子技
術、１９９４−１２、ｐ１〜３、電学論Ｂ、１１５巻５
号、平成７年 ｐ５０４〜６１０など）で紹介されてい
る。ここで、並列モニタは、複数のコンデンサが直列に
接続されたコンデンサバンクの各コンデンサの端子間に
接続され、コンデンサバンクの充電電圧が並列モニタの
設定値を越えると充電電流をバイパスする装置である。
コンデンサと並列モニタと電流ポンプからなる電力エネ
ルギー貯蔵システムとして既に各種文献（例えば電子技
術、１９９４−１２、ｐ１〜３、電学論Ｂ、１１５巻５
号、平成７年 ｐ５０４〜６１０など）で紹介されてい
る。ここで、並列モニタは、複数のコンデンサが直列に
接続されたコンデンサバンクの各コンデンサの端子間に
接続され、コンデンサバンクの充電電圧が並列モニタの
設定値を越えると充電電流をバイパスする装置である。
【０００３】上記並列モニタを備えたコンデンサバンク
は、充電する際にコンデンサバンクの充電電圧が設定値
以上に上昇しないように充電電流をバイパスして一定に
保つので、コンデンサバンク内のすべてのコンデンサ
は、設定された電圧まで均等に充電され、コンデンサの
蓄積能力をほぼ１００パーセント発揮させることができ
る。したがって、並列モニタは、コンデンサの特性のバ
ラツキや残留電荷の大小がある場合にも、最大電圧の均
等化、逆流防止、充電終止電圧の検出と制御などを行
い、耐電圧いっぱいまで使えるようにするものとして、
きわめて大きな役割を持ち、エネルギー密度の有効利用
の手段として不可欠な装置である。
は、充電する際にコンデンサバンクの充電電圧が設定値
以上に上昇しないように充電電流をバイパスして一定に
保つので、コンデンサバンク内のすべてのコンデンサ
は、設定された電圧まで均等に充電され、コンデンサの
蓄積能力をほぼ１００パーセント発揮させることができ
る。したがって、並列モニタは、コンデンサの特性のバ
ラツキや残留電荷の大小がある場合にも、最大電圧の均
等化、逆流防止、充電終止電圧の検出と制御などを行
い、耐電圧いっぱいまで使えるようにするものとして、
きわめて大きな役割を持ち、エネルギー密度の有効利用
の手段として不可欠な装置である。
【０００４】コンデンサの放電時のコンデンサの端子電
圧は満充電時に比べ下がるばかりであるので、並列モニ
タは常時オフとなっており、放電時の動作には何ら関与
しない。つまり、並列モニタに電流が流れるのは、その
接続を途中で変更しない限り、コンデンサの充電時だけ
である。したがって、並列モニタが電力を消費するの
は、特定のコンデンサが定格を越えて充電されていると
きだけであり、この低損失性が並列モニタの特徴であ
る。
圧は満充電時に比べ下がるばかりであるので、並列モニ
タは常時オフとなっており、放電時の動作には何ら関与
しない。つまり、並列モニタに電流が流れるのは、その
接続を途中で変更しない限り、コンデンサの充電時だけ
である。したがって、並列モニタが電力を消費するの
は、特定のコンデンサが定格を越えて充電されていると
きだけであり、この低損失性が並列モニタの特徴であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＥＣＳの利用
範囲が、ごく急速な充放電の側に拡張されるに伴い、そ
の許容電流、電力をさらに巨大化する必要が生じ、その
結果不経済となる場合が生じてきた。並列モニタにおい
て最も大きな電流をバイパスした場合、その電流は充電
電流そのものとなる。コンデンサの端子間電圧は、並列
モニタが正常ながぎり、その設定電圧にとどまるから、
並列モニタが負担する最大電力は、設定電圧と最大充電
電流との積となる。
範囲が、ごく急速な充放電の側に拡張されるに伴い、そ
の許容電流、電力をさらに巨大化する必要が生じ、その
結果不経済となる場合が生じてきた。並列モニタにおい
て最も大きな電流をバイパスした場合、その電流は充電
電流そのものとなる。コンデンサの端子間電圧は、並列
モニタが正常ながぎり、その設定電圧にとどまるから、
並列モニタが負担する最大電力は、設定電圧と最大充電
電流との積となる。
【０００６】一例としてコンデンサの定格電圧、つまり
並列モニタの設定電圧を３Ｖ、充電電流を１０Ａの定電
流とすれば、並列モニタ１個当たりの発熱は最大、すな
わち１００％バイパス状態で３０Ｗとなる。別の例とし
て、電気自動車の回生制動のような、短時間に生じる大
電流で充電される場合を想定し、そのときの充電電流を
１００Ａとすれば、並列モニタの発熱は３００Ｗとな
る。
並列モニタの設定電圧を３Ｖ、充電電流を１０Ａの定電
流とすれば、並列モニタ１個当たりの発熱は最大、すな
わち１００％バイパス状態で３０Ｗとなる。別の例とし
て、電気自動車の回生制動のような、短時間に生じる大
電流で充電される場合を想定し、そのときの充電電流を
１００Ａとすれば、並列モニタの発熱は３００Ｗとな
る。
【０００７】並列モニタの定格は、充電電流が大きいほ
ど大きくする必要がある。並列モニタの放熱器の温度上
昇は、瞬間的な発熱があっても、時間が短ければ設定値
内に収める手段があるが、電子回路部の最大電流、電力
の定格はそれに応じたものが必要となる。このため大電
流充電、ごく急速な充電、ＥＣＳで標準としている１５
分間を下回る、例えば３０秒充電などを行う場合には、
並列モニタの容量は巨大にならざるを得なかった。
ど大きくする必要がある。並列モニタの放熱器の温度上
昇は、瞬間的な発熱があっても、時間が短ければ設定値
内に収める手段があるが、電子回路部の最大電流、電力
の定格はそれに応じたものが必要となる。このため大電
流充電、ごく急速な充電、ＥＣＳで標準としている１５
分間を下回る、例えば３０秒充電などを行う場合には、
並列モニタの容量は巨大にならざるを得なかった。
【０００８】しかし、そうであるからといって並列モニ
タを省けば、コンデンサは、不均等充電のために蓄電能
力をいっぱいに使うことができない。また、均圧抵抗な
どをコンデンサに並列につなぐ方法では電力損失や自己
放電など、並列モニタが解決したはずの諸問題が再現す
るのが実状である。
タを省けば、コンデンサは、不均等充電のために蓄電能
力をいっぱいに使うことができない。また、均圧抵抗な
どをコンデンサに並列につなぐ方法では電力損失や自己
放電など、並列モニタが解決したはずの諸問題が再現す
るのが実状である。
【０００９】これまでのＥＣＳでは、多数のコンデンサ
を組み合わせた大型システムにおいて、故障したコンデ
ンサを検出し、そのコンデンサが動作しなくても並列に
設けたダイオードを経由して「放電」を可能とする方法
は既に提供されている。
を組み合わせた大型システムにおいて、故障したコンデ
ンサを検出し、そのコンデンサが動作しなくても並列に
設けたダイオードを経由して「放電」を可能とする方法
は既に提供されている。
【００１０】そこで提供されている方式では、故障した
コンデンサの検出と、それを放置してシステムの放電を
行うことは可能であるが、故障したコンデンサを放置し
た状態でそれを含む直列回路に「充電」を行おうとする
と、故障コンデンサが短絡していればよいが、開放にな
っている場合には、そのコンデンサに並列接続された並
列モニタが、システムの充電期間中の始めから終わりま
で設定電圧×充電電流だけの電力を負担し続けることに
なる。そのため、発熱量は正常時の場合よりも遙に多く
なり、それに耐えるよう並列モニタの放熱板を用意する
にしても、そのままで次の保守まで運転するには、装置
の設計から見ても消費エネルギーから見ても、あまりに
も不経済である。
コンデンサの検出と、それを放置してシステムの放電を
行うことは可能であるが、故障したコンデンサを放置し
た状態でそれを含む直列回路に「充電」を行おうとする
と、故障コンデンサが短絡していればよいが、開放にな
っている場合には、そのコンデンサに並列接続された並
列モニタが、システムの充電期間中の始めから終わりま
で設定電圧×充電電流だけの電力を負担し続けることに
なる。そのため、発熱量は正常時の場合よりも遙に多く
なり、それに耐えるよう並列モニタの放熱板を用意する
にしても、そのままで次の保守まで運転するには、装置
の設計から見ても消費エネルギーから見ても、あまりに
も不経済である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、電力エネルギーを貯蔵するコンデ
ンサの故障に対し、異常な発熱を防ぐと共に、保守の負
担を軽減し、運転効率を上げるようにするものである。
決するものであって、電力エネルギーを貯蔵するコンデ
ンサの故障に対し、異常な発熱を防ぐと共に、保守の負
担を軽減し、運転効率を上げるようにするものである。
【００１２】そのために本発明は、複数のコンデンサを
直列に接続して電力エネルギーを貯蔵する電力エネルギ
ー貯蔵装置の各コンデンサに並列に接続して充電時の充
電電圧に応じて充電電流をバイパスする並列モニタにお
いて、コンデンサが充電異常状態にあることを検出する
検出手段と、該検出手段の検出信号に基づきターンオン
してコンデンサの端子間を短絡するターンオン手段とを
有し、コンデンサの故障により充電異常状態になった場
合に当該コンデンサの端子間を短絡するように構成した
ことを特徴とするものである。
直列に接続して電力エネルギーを貯蔵する電力エネルギ
ー貯蔵装置の各コンデンサに並列に接続して充電時の充
電電圧に応じて充電電流をバイパスする並列モニタにお
いて、コンデンサが充電異常状態にあることを検出する
検出手段と、該検出手段の検出信号に基づきターンオン
してコンデンサの端子間を短絡するターンオン手段とを
有し、コンデンサの故障により充電異常状態になった場
合に当該コンデンサの端子間を短絡するように構成した
ことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るターンオン
機能を持つ並列モニタの実施の形態を示す図であり、１
は充電器、２は電流ポンプ、３1 〜３N は並列モニタ、
４1 〜４N はモニタ制御回路、Ｃ1 〜ＣN はコンデン
サ、Ｄ1 〜ＤN は半導体整流素子、Ｑ1 〜ＱN は半導体
制御素子を示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るターンオン
機能を持つ並列モニタの実施の形態を示す図であり、１
は充電器、２は電流ポンプ、３1 〜３N は並列モニタ、
４1 〜４N はモニタ制御回路、Ｃ1 〜ＣN はコンデン
サ、Ｄ1 〜ＤN は半導体整流素子、Ｑ1 〜ＱN は半導体
制御素子を示す。
【００１４】図１において、コンデンサＣ1 〜ＣN は、
充電器１を通して電源より充電されて電気エネルギーを
貯蔵するために直列に接続されたコンデンサバンクであ
り、その貯蔵されたエネルギーを負荷に給電するときに
エネルギーを有効に引き出すために電流制御を行うのが
電流ポンプ２である。並列モニタ３1 〜３N は、それぞ
れが充電電流に対して逆極性にコンデンサＣ1 〜ＣN に
並列接続される半導体整流素子Ｄ1 〜ＤN 、充電電流を
バイパスするようにコンデンサＣ1 〜ＣN に並列接続さ
れる半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN 、その半導体制御素子Ｑ
1 〜ＱN を制御するモニタ制御回路４1 〜４N からな
る。そして、並列モニタ３1 〜３N は、複数のコンデン
サＣ1 〜ＣN が直列に接続されたコンデンサバンクの各
コンデンサＣ1 〜ＣN の端子間に並列接続され半導体制
御素子Ｑ1 〜ＱN の制御により、充電電圧が設定値を越
えるとその設定値の電圧に保って充電電流をバイパスす
ると共に、並列接続したコンデンサＣ1 〜ＣN が故障し
て充電異常の状態となった場合には、ターンオンしてコ
ンデンサＣ1 〜ＣN を短絡する装置である。
充電器１を通して電源より充電されて電気エネルギーを
貯蔵するために直列に接続されたコンデンサバンクであ
り、その貯蔵されたエネルギーを負荷に給電するときに
エネルギーを有効に引き出すために電流制御を行うのが
電流ポンプ２である。並列モニタ３1 〜３N は、それぞ
れが充電電流に対して逆極性にコンデンサＣ1 〜ＣN に
並列接続される半導体整流素子Ｄ1 〜ＤN 、充電電流を
バイパスするようにコンデンサＣ1 〜ＣN に並列接続さ
れる半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN 、その半導体制御素子Ｑ
1 〜ＱN を制御するモニタ制御回路４1 〜４N からな
る。そして、並列モニタ３1 〜３N は、複数のコンデン
サＣ1 〜ＣN が直列に接続されたコンデンサバンクの各
コンデンサＣ1 〜ＣN の端子間に並列接続され半導体制
御素子Ｑ1 〜ＱN の制御により、充電電圧が設定値を越
えるとその設定値の電圧に保って充電電流をバイパスす
ると共に、並列接続したコンデンサＣ1 〜ＣN が故障し
て充電異常の状態となった場合には、ターンオンしてコ
ンデンサＣ1 〜ＣN を短絡する装置である。
【００１５】並列モニタ３1 〜３N において、コンデン
サＣ1 〜ＣN に直接並列接続され所定の充電電圧に保っ
て充電電流をバイパスし、或いはターンオンしてコンデ
ンサＣ1 〜ＣN を短絡するのが、例えばパワートランジ
スタからなる半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN であり、この半
導体制御素子Ｑ1 〜ＱN を制御するのがモニタ制御回路
４1 〜４N である。そのため、モニタ制御回路４1 〜４
N は、充電制御機能と異常制御機能とを有する。そし
て、充電制御機能では、コンデンサＣ1 〜ＣN の充電状
態に応じて半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN の導通度を制御
し、所定の充電電圧になると全充電電流をバイパスして
その充電電圧に維持する。また、異常制御機能では、コ
ンデンサＣ1 〜ＣN の故障による開放状態などの充電異
常の状態を判別し、半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN をターン
オンしてコンデンサＣ1 〜ＣN の端子間を短絡する。
サＣ1 〜ＣN に直接並列接続され所定の充電電圧に保っ
て充電電流をバイパスし、或いはターンオンしてコンデ
ンサＣ1 〜ＣN を短絡するのが、例えばパワートランジ
スタからなる半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN であり、この半
導体制御素子Ｑ1 〜ＱN を制御するのがモニタ制御回路
４1 〜４N である。そのため、モニタ制御回路４1 〜４
N は、充電制御機能と異常制御機能とを有する。そし
て、充電制御機能では、コンデンサＣ1 〜ＣN の充電状
態に応じて半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN の導通度を制御
し、所定の充電電圧になると全充電電流をバイパスして
その充電電圧に維持する。また、異常制御機能では、コ
ンデンサＣ1 〜ＣN の故障による開放状態などの充電異
常の状態を判別し、半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN をターン
オンしてコンデンサＣ1 〜ＣN の端子間を短絡する。
【００１６】コンデンサＣ1 〜ＣN の故障による充電異
常の状態の判別は、例えば半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN の
発熱による異常温度上昇を検出する方法もその１つであ
り、充電開始時から電圧が高い（開放状態である）こと
を検出する方法もその１つであり、充電開始から所定の
充電電圧に達するまでの時間の異常を検出する方法もそ
の１つである。すなわち、コンデンサＣ1 〜ＣN が故障
して実質的に充電ができない開放状態となった時の現象
を検出するものであり、温度や上昇や充電初期における
コンデンサの端子間電圧、信号処理回路の信号など、様
々な形態により充電異常の状態の判別を判別することが
でき、本発明は、これらの判別信号を使ってコンデンサ
Ｃ1 〜ＣN の端子間を短絡するものである。
常の状態の判別は、例えば半導体制御素子Ｑ1 〜ＱN の
発熱による異常温度上昇を検出する方法もその１つであ
り、充電開始時から電圧が高い（開放状態である）こと
を検出する方法もその１つであり、充電開始から所定の
充電電圧に達するまでの時間の異常を検出する方法もそ
の１つである。すなわち、コンデンサＣ1 〜ＣN が故障
して実質的に充電ができない開放状態となった時の現象
を検出するものであり、温度や上昇や充電初期における
コンデンサの端子間電圧、信号処理回路の信号など、様
々な形態により充電異常の状態の判別を判別することが
でき、本発明は、これらの判別信号を使ってコンデンサ
Ｃ1 〜ＣN の端子間を短絡するものである。
【００１７】したがって、異常制御機能としては、この
ような温度検出のために温度センサを設けて比較温度と
の判定処理を行う構成、充電器からの充電開始信号を受
けてコンデンサＣ1 〜ＣN の充電電圧或いはバイパス回
路を流れる充電電流や充電制御機能により生成される半
導体制御素子Ｑ1 〜ＱN のベースあるいはゲートへの制
御入力信号の判定処理を行う構成、充電開始時から時間
カウントを行い、充電制御機能により所定の充電電圧に
達したと判定されるまでの時間の判定処理の構成など、
多様な判別処理の構成を採用することができる。
ような温度検出のために温度センサを設けて比較温度と
の判定処理を行う構成、充電器からの充電開始信号を受
けてコンデンサＣ1 〜ＣN の充電電圧或いはバイパス回
路を流れる充電電流や充電制御機能により生成される半
導体制御素子Ｑ1 〜ＱN のベースあるいはゲートへの制
御入力信号の判定処理を行う構成、充電開始時から時間
カウントを行い、充電制御機能により所定の充電電圧に
達したと判定されるまでの時間の判定処理の構成など、
多様な判別処理の構成を採用することができる。
【００１８】図２は異常制御機能を実現する回路の構成
例を示す図、図３は異常制御機能を実現する回路の他の
構成例を示す図である。図２において、半導体制御素子
Ｑ11は、コンデンサＣの端子間に接続して充電電流をバ
イパスするパワートランジスタである。抵抗Ｒ11、Ｒ12
は、少なくともいずれか一方に感熱抵抗を使用し、コン
デンサＣの端子間に直列接続し、半導体制御素子Ｑ11に
熱的に結合したものであり、抵抗Ｒ11が感熱抵抗の場合
には、温度が過度に上昇すると抵抗値が大きくなる正温
度抵抗特性の素子、抵抗Ｒ12が感熱抵抗の場合には、温
度が過度に上昇すると抵抗値が小さくなる負温度抵抗特
性の素子が使用される。半導体制御素子Ｑ12は、抵抗Ｒ
11、Ｒ12の直列接続点を制御入力としてその出力により
半導体制御素子Ｑ11の導通を制御する制御トランジスタ
である。
例を示す図、図３は異常制御機能を実現する回路の他の
構成例を示す図である。図２において、半導体制御素子
Ｑ11は、コンデンサＣの端子間に接続して充電電流をバ
イパスするパワートランジスタである。抵抗Ｒ11、Ｒ12
は、少なくともいずれか一方に感熱抵抗を使用し、コン
デンサＣの端子間に直列接続し、半導体制御素子Ｑ11に
熱的に結合したものであり、抵抗Ｒ11が感熱抵抗の場合
には、温度が過度に上昇すると抵抗値が大きくなる正温
度抵抗特性の素子、抵抗Ｒ12が感熱抵抗の場合には、温
度が過度に上昇すると抵抗値が小さくなる負温度抵抗特
性の素子が使用される。半導体制御素子Ｑ12は、抵抗Ｒ
11、Ｒ12の直列接続点を制御入力としてその出力により
半導体制御素子Ｑ11の導通を制御する制御トランジスタ
である。
【００１９】上記回路の動作を説明すると、充電時、コ
ンデンサＣが充電されて電圧が設定されている満充電電
圧まで上昇すると、半導体制御素子Ｑ12が導通して半導
体制御素子Ｑ11にバイパス電流が流れはじめ、以後はコ
ンデンサＣの端子間電圧を設定値に保ったまま余分の電
流はバイパスする状態で、すべてのコンデンサがほぼ満
充電電圧に近い電圧になるまで充電する。しかし、半導
体制御素子Ｑ11の温度が過度に上昇すると、それにより
感熱抵抗である抵抗Ｒ11又はＲ12の抵抗値が大きく変化
するので、半導体制御素子Ｑ12、Ｑ11を飽和状態まで導
通させ、コンデンサＣの端子間電圧を１Ｖ以下まで引き
下げる。
ンデンサＣが充電されて電圧が設定されている満充電電
圧まで上昇すると、半導体制御素子Ｑ12が導通して半導
体制御素子Ｑ11にバイパス電流が流れはじめ、以後はコ
ンデンサＣの端子間電圧を設定値に保ったまま余分の電
流はバイパスする状態で、すべてのコンデンサがほぼ満
充電電圧に近い電圧になるまで充電する。しかし、半導
体制御素子Ｑ11の温度が過度に上昇すると、それにより
感熱抵抗である抵抗Ｒ11又はＲ12の抵抗値が大きく変化
するので、半導体制御素子Ｑ12、Ｑ11を飽和状態まで導
通させ、コンデンサＣの端子間電圧を１Ｖ以下まで引き
下げる。
【００２０】上記回路では、充電制御と異常制御の両機
能を兼ね備えた構成として説明したが、それぞれ別々の
回路を用いて半導体制御素子Ｑ11を制御するように構成
してもよいし、抵抗Ｒ11、Ｒ12の直列接続点に他の故障
検出回路からの信号を異常信号として半導体制御素子Ｑ
12に供給するように構成してもよい。
能を兼ね備えた構成として説明したが、それぞれ別々の
回路を用いて半導体制御素子Ｑ11を制御するように構成
してもよいし、抵抗Ｒ11、Ｒ12の直列接続点に他の故障
検出回路からの信号を異常信号として半導体制御素子Ｑ
12に供給するように構成してもよい。
【００２１】また、図３において、モニタ制御回路１１
は、コンデンサＣの端子間電圧を設定電圧Ｖref と比較
し、コンデンサＣの端子間電圧に応じて半導体制御素子
Ｑを制御するものである。この回路では、充電器から充
電信号として充電開始或いは充電中の信号を取り込むこ
とにより、充電開始から一定の時間内にコンデンサＣの
端子間電圧が設定電圧Ｖref に達したことを条件に半導
体制御素子Ｑのオン信号を供給するものである。
は、コンデンサＣの端子間電圧を設定電圧Ｖref と比較
し、コンデンサＣの端子間電圧に応じて半導体制御素子
Ｑを制御するものである。この回路では、充電器から充
電信号として充電開始或いは充電中の信号を取り込むこ
とにより、充電開始から一定の時間内にコンデンサＣの
端子間電圧が設定電圧Ｖref に達したことを条件に半導
体制御素子Ｑのオン信号を供給するものである。
【００２２】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記構成例では、並列モニタのトランジスタの温度を検出
し、そのトランジスタを自動的にオンに保つようにした
り、充電開始後のコンデンサの端子間電圧を検出して並
列モニタのトランジスタを自動的にオンに保つようにし
たが、具体的な回路は電子回路設計によって非常に多様
のバリエーションが採用できることはいうまでもない。
例えば回路のちょっとした工夫、例えばオン動作のヒス
テリシスを深く設計するなどによって、「一度オン動作
をしたら、以後の温度が下がっても電源を切らない限り
オン状態を保つ」といった動作を組み込むことも可能で
ある。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記構成例では、並列モニタのトランジスタの温度を検出
し、そのトランジスタを自動的にオンに保つようにした
り、充電開始後のコンデンサの端子間電圧を検出して並
列モニタのトランジスタを自動的にオンに保つようにし
たが、具体的な回路は電子回路設計によって非常に多様
のバリエーションが採用できることはいうまでもない。
例えば回路のちょっとした工夫、例えばオン動作のヒス
テリシスを深く設計するなどによって、「一度オン動作
をしたら、以後の温度が下がっても電源を切らない限り
オン状態を保つ」といった動作を組み込むことも可能で
ある。
【００２３】また、１のパワートランジスタを兼用し
て、通常の充電時には所定の電圧まで充電して充電電流
をバイパスすると共に、異常時にはターンオンするよう
な構成を示したが、それぞれ別の半導体回路を用いても
よいし、集積化する場合など、複数の素子や多段の回路
を用いてもよい。
て、通常の充電時には所定の電圧まで充電して充電電流
をバイパスすると共に、異常時にはターンオンするよう
な構成を示したが、それぞれ別の半導体回路を用いても
よいし、集積化する場合など、複数の素子や多段の回路
を用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、故障したコンデンサに並列に設けてある並列
モニタに、必要に応じてそのバイパス回路を起動してオ
ン状態に保つことができる機能を持つので、本発明を用
いた並列モニタを実装することによって、１０個程度以
上のコンデンサを直列に用いる応用では、いくらかの余
裕を持ってコンデンサを接続しておけば、故障のコンデ
ンサが発生しても、それが人手に頼らずに短絡されるた
め、損失の増加発熱などのトラブルなしに正常な充放電
が可能となる。したがって、故障したコンデンサが余裕
の個数以内である限り、装置の修理も交換もせずにその
まま、例えば次の定期点検まで運転を継続することがで
きる。このことにより、大規模な蓄電システムでは、信
頼性を高め、メンテナンスを簡単にする上で大きな効果
となる。
によれば、故障したコンデンサに並列に設けてある並列
モニタに、必要に応じてそのバイパス回路を起動してオ
ン状態に保つことができる機能を持つので、本発明を用
いた並列モニタを実装することによって、１０個程度以
上のコンデンサを直列に用いる応用では、いくらかの余
裕を持ってコンデンサを接続しておけば、故障のコンデ
ンサが発生しても、それが人手に頼らずに短絡されるた
め、損失の増加発熱などのトラブルなしに正常な充放電
が可能となる。したがって、故障したコンデンサが余裕
の個数以内である限り、装置の修理も交換もせずにその
まま、例えば次の定期点検まで運転を継続することがで
きる。このことにより、大規模な蓄電システムでは、信
頼性を高め、メンテナンスを簡単にする上で大きな効果
となる。
【００２５】例えば何千個またはそれ以上といった多数
の電気二重層コンデンサを使用した大型ＥＣＳにおい
て、そのうち数個のコンデンサが故障した場合に、その
度に運転を止めて修理するのは得策でない。そのまま運
転を続けて一定期間毎にまとめて保守整備を行うことが
できるなら、システム全体の運転効率を高め、保守費用
の節約が可能となる。
の電気二重層コンデンサを使用した大型ＥＣＳにおい
て、そのうち数個のコンデンサが故障した場合に、その
度に運転を止めて修理するのは得策でない。そのまま運
転を続けて一定期間毎にまとめて保守整備を行うことが
できるなら、システム全体の運転効率を高め、保守費用
の節約が可能となる。
【図１】 本発明に係るターンオン機能を持つ並列モニ
タの実施の形態を示す図である。
タの実施の形態を示す図である。
【図２】 異常制御機能を実現する回路の構成例を示す
図である。
図である。
【図３】 異常制御機能を実現する回路の他の構成例を
示す図である。
示す図である。
１…充電器、２…電流ポンプ、３1 〜３N …並列モニ
タ、４1 〜４N …モニタ制御回路、Ｃ1 〜ＣN …コンデ
ンサ、Ｄ1 〜ＤN …半導体整流素子、Ｑ1 〜ＱN…半導
体制御素子
タ、４1 〜４N …モニタ制御回路、Ｃ1 〜ＣN …コンデ
ンサ、Ｄ1 〜ＤN …半導体整流素子、Ｑ1 〜ＱN…半導
体制御素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０９ Ｈ０１Ｇ 9/00 ５３１
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のコンデンサを直列に接続して電力
エネルギーを貯蔵する電力エネルギー貯蔵装置の各コン
デンサに並列に接続して充電時の充電電圧に応じて充電
電流をバイパスする並列モニタにおいて、コンデンサが
充電異常状態にあることを検出する検出手段と、該検出
手段の検出信号に基づきターンオンしてコンデンサの端
子間を短絡するターンオン手段とを有し、コンデンサの
故障により充電異常状態になった場合に当該コンデンサ
の端子間を短絡するように構成したことを特徴とするタ
ーンオン機能を持つ並列モニタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166910A JPH1118322A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | ターンオン機能を持つ並列モニタ |
| US09/103,906 US6075378A (en) | 1997-06-24 | 1998-06-24 | Electrical energy storage capacitor power supply capable of shorting out defective capacitors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166910A JPH1118322A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | ターンオン機能を持つ並列モニタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1118322A true JPH1118322A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15839916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9166910A Withdrawn JPH1118322A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | ターンオン機能を持つ並列モニタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6075378A (ja) |
| JP (1) | JPH1118322A (ja) |
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| CN108496086B (zh) * | 2016-01-29 | 2019-07-05 | Abb瑞士股份有限公司 | 故障容许电容器装置 |
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1997
- 1997-06-24 JP JP9166910A patent/JPH1118322A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-06-24 US US09/103,906 patent/US6075378A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6075378A (en) | 2000-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031126 |
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| A711 | Notification of change in applicant |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051221 |