JPS60216730A - 太陽光発電装置 - Google Patents
太陽光発電装置Info
- Publication number
- JPS60216730A JPS60216730A JP59073395A JP7339584A JPS60216730A JP S60216730 A JPS60216730 A JP S60216730A JP 59073395 A JP59073395 A JP 59073395A JP 7339584 A JP7339584 A JP 7339584A JP S60216730 A JPS60216730 A JP S60216730A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- circuit
- storage batteries
- switch
- solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は太陽光発電装置に関するものである。
従来の太陽光発電装置は、第1図に示すように、太陽電
池1の両端間に蓄電池2を接続し、蓄電池2の両端間に
インバータ回路3を接続し、インバータ回路3の出力端
に変圧器4を接続し、変圧器4の2次巻線を商用電源あ
るいは負荷と接続する構成であった。この場合、インバ
ータ回路3は、4個のスイッチング素子(図面ではトラ
ンジスタであるが、サイリスクでもよい)Q+〜Q4と
4個のダイオードD1〜D4とスイッチング素子Q1〜
Q4をオンオフさせる制御回路(図示せず)とで構成さ
れている。
池1の両端間に蓄電池2を接続し、蓄電池2の両端間に
インバータ回路3を接続し、インバータ回路3の出力端
に変圧器4を接続し、変圧器4の2次巻線を商用電源あ
るいは負荷と接続する構成であった。この場合、インバ
ータ回路3は、4個のスイッチング素子(図面ではトラ
ンジスタであるが、サイリスクでもよい)Q+〜Q4と
4個のダイオードD1〜D4とスイッチング素子Q1〜
Q4をオンオフさせる制御回路(図示せず)とで構成さ
れている。
この太陽光発電装置は、太陽電池1または蓄電池2から
出力される低圧大電流をインバータ回路3に供給してイ
ンバータ回路3より交流出力を取り出すようになってい
る。太陽電池1の出力は極めて不安定なものであるので
、この電力を利用するために蓄電池2等の電力貯蔵装置
が併用される。
出力される低圧大電流をインバータ回路3に供給してイ
ンバータ回路3より交流出力を取り出すようになってい
る。太陽電池1の出力は極めて不安定なものであるので
、この電力を利用するために蓄電池2等の電力貯蔵装置
が併用される。
また、多くは交流負荷であるため、インバータ回路3を
介して交流に変換し、変圧器4で所望の電圧に昇圧され
、1oovあるいは200Vの交流負荷に電力が供給さ
れる。
介して交流に変換し、変圧器4で所望の電圧に昇圧され
、1oovあるいは200Vの交流負荷に電力が供給さ
れる。
インバータ回路において、スイッチング素子01〜Q4
の電圧降下が無視される領域では、一定電力を移送する
場合、電流は電圧に反比例するが、電圧が低い程スイッ
チング素子Q、−Q4の電圧−降下は相対的に増大し、
加えて電流は電圧の低い分だけ大となり、スイッチング
素子Q1〜Q4の一般的特性として小電流で扱うよりも
電圧降下が大となる。その結果、インバータ回路4とし
ては、■ スイッチング素子Q1〜Q4の電圧降下×通
過電流分の基本的損失が生じる。第1図のブリッジ型の
インバータ回路3ではスイッチング素子Q1〜Q4が2
段構成になっており、2倍の損失となる。
の電圧降下が無視される領域では、一定電力を移送する
場合、電流は電圧に反比例するが、電圧が低い程スイッ
チング素子Q、−Q4の電圧−降下は相対的に増大し、
加えて電流は電圧の低い分だけ大となり、スイッチング
素子Q1〜Q4の一般的特性として小電流で扱うよりも
電圧降下が大となる。その結果、インバータ回路4とし
ては、■ スイッチング素子Q1〜Q4の電圧降下×通
過電流分の基本的損失が生じる。第1図のブリッジ型の
インバータ回路3ではスイッチング素子Q1〜Q4が2
段構成になっており、2倍の損失となる。
■ スイッチング素子Q1〜Q4に流れる電流が大きい
ため、装置が大形化して高価になる。
ため、装置が大形化して高価になる。
また、太陽電池1は1セル当りわずか0.5 V L。
か発生できないものであるので、7粒に太陽電池プレイ
の出力は比較的低電圧、例えば12V〜40■である。
の出力は比較的低電圧、例えば12V〜40■である。
したがって、この電圧を受けて交流に変換するインバー
タ回路3は、その構成素子であるトランジスタ(または
サイリスク)が太陽電池1の出力電圧より数倍ないし1
0倍もの電圧において動作させる能力をもウーているに
もかかわらず、低電圧で運転せざるを得ないということ
は、インバータ回路3からみると、同一電力を扱うのに
数倍ないし10倍もの電流を流さねばならないこととな
り、インバータ回路3の所要素子が大となり、かつ運転
損失が増大するという欠点が生じる。
タ回路3は、その構成素子であるトランジスタ(または
サイリスク)が太陽電池1の出力電圧より数倍ないし1
0倍もの電圧において動作させる能力をもウーているに
もかかわらず、低電圧で運転せざるを得ないということ
は、インバータ回路3からみると、同一電力を扱うのに
数倍ないし10倍もの電流を流さねばならないこととな
り、インバータ回路3の所要素子が大となり、かつ運転
損失が増大するという欠点が生じる。
D C/D C変換器により一旦直流昇圧した後インパ
ーク回路3に電圧を与える方式があるが、このために直
流昇圧変換器を要し、またこの装置の損失が加わるとい
う欠点は避けられない。
ーク回路3に電圧を与える方式があるが、このために直
流昇圧変換器を要し、またこの装置の損失が加わるとい
う欠点は避けられない。
したがって、この発明の目的は、安価でかつ直流から交
流への変換効率を高めることができる太陽光発電装置を
提供することである。
流への変換効率を高めることができる太陽光発電装置を
提供することである。
この発明の一実施例を第2図および第3図に基づいて説
明する。この太陽光発電装置は、第2図に示すように、
太陽電池1と半導体スイッチ(サイリスク・チョッパあ
るいはGTOまたはトラ・ンジスタなど)5との直列回
路の半導体スイッチ側端に電磁型の機械的なスイッチ6
A、7A、8A。
明する。この太陽光発電装置は、第2図に示すように、
太陽電池1と半導体スイッチ(サイリスク・チョッパあ
るいはGTOまたはトラ・ンジスタなど)5との直列回
路の半導体スイッチ側端に電磁型の機械的なスイッチ6
A、7A、8A。
9Aの一端を共通接続し、スイッチ6A、7A。
8A、9Aの他端を直列接続した蓄電池(必要な電圧を
得るだけの数、図では4個)10,11゜12.13の
正極にそれぞれ接続し、また、太陽電池lと半導体スイ
ッチ5との直列回路の太陽電池側端に電磁型の機械的な
スイッチ6B、’7B。
得るだけの数、図では4個)10,11゜12.13の
正極にそれぞれ接続し、また、太陽電池lと半導体スイ
ッチ5との直列回路の太陽電池側端に電磁型の機械的な
スイッチ6B、’7B。
8B、9Bの一端を共通接続し、スイッチロB。
7B、8B、9Bの他端を4個の蓄電池10.、11゜
12.13の負極にそれぞれ接続している。そして、蓄
電池to、11,12.13の直列回路の両端間、すな
わち、蓄電池10の正極と蓄電池13の負極との間にイ
ンバータ回路3を直接接続している。この場合、スイッ
チ6Aと6B、スイッチ7Aと7B、スイッチ8Aと8
Bおよびスイッチ9Aと9Bはそれぞれ連動してオンオ
フする。
12.13の負極にそれぞれ接続している。そして、蓄
電池to、11,12.13の直列回路の両端間、すな
わち、蓄電池10の正極と蓄電池13の負極との間にイ
ンバータ回路3を直接接続している。この場合、スイッ
チ6Aと6B、スイッチ7Aと7B、スイッチ8Aと8
Bおよびスイッチ9Aと9Bはそれぞれ連動してオンオ
フする。
なお、第2図においては、インバータ回路3゜半導体ス
イッチ5およびスイッチ6A、6B、7A。
イッチ5およびスイッチ6A、6B、7A。
7B、8A、8B、9’A、9Bの制御回路の図示は省
略している。
略している。
つぎに、この太陽光発電装置の動作を第3図を参照して
説明する。半導体スイッチ5およびスイッチ6A、6B
、7A、7B、8A、8B、9A。
説明する。半導体スイッチ5およびスイッチ6A、6B
、7A、7B、8A、8B、9A。
9Bが第3図(A)〜(E)に示すように周期的にオン
オフ制御される。
オフ制御される。
時刻tl以前は半導体スイッチ5がオンで、スイッチ6
A、6Bがオンで、スイッチ7A、7B。
A、6Bがオンで、スイッチ7A、7B。
8A、8B、9A、9Bがオフであり、太陽電池lが蓄
電池10に接続され、太陽電池1が十分出力を発生して
いるときには蓄電池10が充電される。
電池10に接続され、太陽電池1が十分出力を発生して
いるときには蓄電池10が充電される。
時刻1.で半導体スイッチ5がオフとなると蓄電池10
への充電電流が遮断される。時刻t1より少し遅れた時
刻t2でスイッチ6A、6Bがオンからオフに切換ねる
。その後、時刻t3でスイッチ7A、7Bがオフからオ
ンに切換わり、それより少し遅れた時刻t4で半導体ス
イッチ5がオンとなり、太陽電池lが蓄電池11に接続
され、蓄電池11が充電される。
への充電電流が遮断される。時刻t1より少し遅れた時
刻t2でスイッチ6A、6Bがオンからオフに切換ねる
。その後、時刻t3でスイッチ7A、7Bがオフからオ
ンに切換わり、それより少し遅れた時刻t4で半導体ス
イッチ5がオンとなり、太陽電池lが蓄電池11に接続
され、蓄電池11が充電される。
時刻t5で半導体スイッチ5がオフとなると蓄電池11
への充電電流が遮断される。時刻t5より少し遅れた時
刻t6でスイッチ?A、’7Bがオンからオフに切換わ
る。その後、時刻t7でスイッチ8A、8Bがオフから
オンに切換わ−りそれより少し遅れた時刻t8で半導体
スイッチ5がオンとなり、太陽電池1が蓄電池12に接
続され、蓄電池12が充電される。
への充電電流が遮断される。時刻t5より少し遅れた時
刻t6でスイッチ?A、’7Bがオンからオフに切換わ
る。その後、時刻t7でスイッチ8A、8Bがオフから
オンに切換わ−りそれより少し遅れた時刻t8で半導体
スイッチ5がオンとなり、太陽電池1が蓄電池12に接
続され、蓄電池12が充電される。
時刻t9で半導体スイッチ5がオフとなると蓄電池12
への充電電流が遮断される。時刻t9より少し遅れた時
刻110でスイッチ8.A、8Bがおんからオフに切換
ねる。その後、時刻tllでスイッチ9A、9Bがオフ
からオンに切換ねり、それより少し遅れた時刻t12で
半導体スイッチ5がオンとなり、太陽電池1が蓄電池I
3に接続され、蓄電池13が充電される。
への充電電流が遮断される。時刻t9より少し遅れた時
刻110でスイッチ8.A、8Bがおんからオフに切換
ねる。その後、時刻tllでスイッチ9A、9Bがオフ
からオンに切換ねり、それより少し遅れた時刻t12で
半導体スイッチ5がオンとなり、太陽電池1が蓄電池I
3に接続され、蓄電池13が充電される。
時刻t13で半導体スイッチ5がオフとなると蓄電池1
3への充電電流が遮断)れる。時刻ム13より少し遅れ
た時刻t14でスイッチ9A、9Bがオンからオフに切
換わる。その後、時刻t’5でスイッチ6A、6Bがオ
フからオンに切換ねり、それより少し遅れた時刻t16
で半導体スイッチ5がオンとなり、太陽電池lが蓄電池
10に接続され、蓄電池10が充電される。
3への充電電流が遮断)れる。時刻ム13より少し遅れ
た時刻t14でスイッチ9A、9Bがオンからオフに切
換わる。その後、時刻t’5でスイッチ6A、6Bがオ
フからオンに切換ねり、それより少し遅れた時刻t16
で半導体スイッチ5がオンとなり、太陽電池lが蓄電池
10に接続され、蓄電池10が充電される。
以後、上記と同様の動作により、蓄電池10〜13が順
次時分割充電される。
次時分割充電される。
一方、蓄電池10〜13の直列回路からの昇圧された電
圧がインバータ回路3に加えられ、交流に変換される。
圧がインバータ回路3に加えられ、交流に変換される。
このように、この実施例の太陽光発電装置は、スイッチ
ロA、6B、7A、7B、8A、8B。
ロA、6B、7A、7B、8A、8B。
9A、9Bにより、太陽電池1を4個の蓄電池10〜1
3に対して、一定時間毎に順次選択的に繰返し接続して
蓄電池10〜13を時分割充電し、蓄電池10〜13の
直列回路からインバータ回路3へ給電するようにしたた
め、太陽電池1の出力電圧が低くても、インバータ回路
3へ与える直流電圧を十分に高くすることができ、イン
バータ回路3を大電圧・小電流で動作させることができ
、インバータ回路3のスイッチング素子Q1〜Q4の損
失を少くでき、しかも素子電流が少(なることで装置を
小形・低価格化することができる。また、DC/DC変
換器を用いていないので、これによる損失も生じない。
3に対して、一定時間毎に順次選択的に繰返し接続して
蓄電池10〜13を時分割充電し、蓄電池10〜13の
直列回路からインバータ回路3へ給電するようにしたた
め、太陽電池1の出力電圧が低くても、インバータ回路
3へ与える直流電圧を十分に高くすることができ、イン
バータ回路3を大電圧・小電流で動作させることができ
、インバータ回路3のスイッチング素子Q1〜Q4の損
失を少くでき、しかも素子電流が少(なることで装置を
小形・低価格化することができる。また、DC/DC変
換器を用いていないので、これによる損失も生じない。
また、半導体スイッチ5で充電電流の断続を行い、スイ
ッチ6A、6B、?A。
ッチ6A、6B、?A。
7B、8A、8B、9A、9Bは無電圧でオンオフして
蓄電池10〜13と太陽電池1との・接続の切換を行う
ため、容量の小さいものが使用可能で、また機械的スイ
ッチ6A、6B、7A、7B、8A。
蓄電池10〜13と太陽電池1との・接続の切換を行う
ため、容量の小さいものが使用可能で、また機械的スイ
ッチ6A、6B、7A、7B、8A。
8B、9A、9Bの寿命を十分長くできる。スイッチ6
A、6B、7A、7B、sp、、8B、9A。
A、6B、7A、7B、sp、、8B、9A。
9Bのオン期間は均等充電に支障のない範囲まで短くす
るが、開閉頻度は半導体スイッチ5の1/n (nは蓄
電池の積重ね段数で、図面は4である)となる。開閉頻
度をさらに高くしたい場合は、機械的なスイッチ6A、
6B、7A、7B、8A。
るが、開閉頻度は半導体スイッチ5の1/n (nは蓄
電池の積重ね段数で、図面は4である)となる。開閉頻
度をさらに高くしたい場合は、機械的なスイッチ6A、
6B、7A、7B、8A。
8B、9A、9Bをサイリスクなどの半導体スイッチン
グ素子に置換すればよいJこの場合、サイリlりのオン
時は半導体スイッチ5と同期してゲートパルスを与える
が、半導体スイッチ5をオフにすれば、サイリスクのア
ノードカソード間は無電圧となり、消弧する。
グ素子に置換すればよいJこの場合、サイリlりのオン
時は半導体スイッチ5と同期してゲートパルスを与える
が、半導体スイッチ5をオフにすれば、サイリスクのア
ノードカソード間は無電圧となり、消弧する。
なお、第2図の回路において、半導体スイッチ5を省い
ても、スイッチ6A、6B、7A、7B。
ても、スイッチ6A、6B、7A、7B。
8A、8B、9A、9Bを第3図(B)〜(E)のよう
にオンオフさせれば、蓄電池10〜13が太陽電池1に
より時分割される。各スイッチ6A。
にオンオフさせれば、蓄電池10〜13が太陽電池1に
より時分割される。各スイッチ6A。
6B、7A、7B、8A、8B、9A、9Bのオン時間
を、例えば通過電荷量を監視することにより適切に調整
すれば各蓄電池10〜13を均等に充電することができ
る。しかし、蓄電池lo〜13の均等充電を考慮すると
、スイッチ6A、6B。
を、例えば通過電荷量を監視することにより適切に調整
すれば各蓄電池10〜13を均等に充電することができ
る。しかし、蓄電池lo〜13の均等充電を考慮すると
、スイッチ6A、6B。
7A、7B、8A、8B、9A、9Bは多頻度で開閉す
る必要があり、機械的スイッチで直流遮断するのでは接
点の消耗が激しく実用的ではないので、自己消弧可能な
半導体スイ・7チを用いればよい。
る必要があり、機械的スイッチで直流遮断するのでは接
点の消耗が激しく実用的ではないので、自己消弧可能な
半導体スイ・7チを用いればよい。
以上のように、第1の発明の太陽光発電装置は、太陽電
池と、複数の蓄電池の直列回路と、前記太陽電池の両端
間に前記複数の蓄電池の各々を順次選択的に繰返し接続
するスイッチ回路と、前記複数の蓄電池の直列回路の両
端間に接続したインバータ回路とを備えているので、安
価でかつ直流から交流への変換効率を高めることができ
るという効果があり、第2の発明の太陽光発電装置は、
太陽電池と、この太陽電池に直列接続して前記太陽電池
の出力電流を断続する半導体スイッチと、複数の蓄電池
の直列回路と、前記太陽電池および半導体スイ・ノチの
直列回路の両端間に前記複数の蓄電池の各々を順次選択
的に繰返し接続するスイッチ回路と、前記複数の蓄電池
の直列回路の両端間に接続したインバータ回路とを備え
、前記半導体スイッチの遮断期間に前記スイッチ回路の
接続状態を切換えるようにしたので、第1の発明の効果
に加え、1個の半導体スイッチの容量を大きくするだけ
でスイッチ回路の各スイッチの容量を小さくすることが
でき、いっそうのコストダウンを達成できるという効果
がある。
池と、複数の蓄電池の直列回路と、前記太陽電池の両端
間に前記複数の蓄電池の各々を順次選択的に繰返し接続
するスイッチ回路と、前記複数の蓄電池の直列回路の両
端間に接続したインバータ回路とを備えているので、安
価でかつ直流から交流への変換効率を高めることができ
るという効果があり、第2の発明の太陽光発電装置は、
太陽電池と、この太陽電池に直列接続して前記太陽電池
の出力電流を断続する半導体スイッチと、複数の蓄電池
の直列回路と、前記太陽電池および半導体スイ・ノチの
直列回路の両端間に前記複数の蓄電池の各々を順次選択
的に繰返し接続するスイッチ回路と、前記複数の蓄電池
の直列回路の両端間に接続したインバータ回路とを備え
、前記半導体スイッチの遮断期間に前記スイッチ回路の
接続状態を切換えるようにしたので、第1の発明の効果
に加え、1個の半導体スイッチの容量を大きくするだけ
でスイッチ回路の各スイッチの容量を小さくすることが
でき、いっそうのコストダウンを達成できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の太陽光発電装置の回路図、第2図はこの
発明の一実施例の回路図、第3図はその各部のタイミン
グ図である。 1・・・太陽電池、3・・・インバータ回路、5・・・
半導体スイッチ、6A、6B、7A、7B、8A’、8
B。 9A、9B・・・スイッチ、10〜13・・・蓄電池第
1図 第2図 ( ( 第3図
発明の一実施例の回路図、第3図はその各部のタイミン
グ図である。 1・・・太陽電池、3・・・インバータ回路、5・・・
半導体スイッチ、6A、6B、7A、7B、8A’、8
B。 9A、9B・・・スイッチ、10〜13・・・蓄電池第
1図 第2図 ( ( 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (11太陽電池と、複数の蓄電池の直列回路と、前記太
陽電池の両端間に前記複数の蓄電池の各々を順次選択的
に繰返し接続するスイッチ回路と、前記複数の蓄電池の
直列回路の両端間に接続したインバータ回路とを備えた
太陽光発電装置。 (2) 太陽電池と、この太陽電池に直列接続して前記
太陽電池の出力電流を断続する半導体スイッチと、複数
の蓄電池の直列回路と、前記太陽電池および半導体スイ
ッチの直列回路の両端間に前記複数の蓄電池の各々を順
次選択的に繰返し接続するスイッチ回路と、前記複数の
蓄電池の直列回路の両端間に接続したインバータ回路と
を備え、前記半導体スイッチの遮断期間に前記スイッチ
回路の接続状態を切換えるようにした太陽光発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59073395A JPS60216730A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 太陽光発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59073395A JPS60216730A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 太陽光発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60216730A true JPS60216730A (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=13516964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59073395A Pending JPS60216730A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 太陽光発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60216730A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02123928A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-11 | Mitsubishi Metal Corp | 電源装置 |
WO2018009071A1 (en) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | Kallara B.V. | Pulse battery charger arranged for charging a battery |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP59073395A patent/JPS60216730A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02123928A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-11 | Mitsubishi Metal Corp | 電源装置 |
WO2018009071A1 (en) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | Kallara B.V. | Pulse battery charger arranged for charging a battery |
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