(57)【要約】【課題】電源装置の構成が簡素であり、所望の出力電圧に応じて容易に対応する。【解決手段】  電池回路モジュール１０は、電力を出力する接続状態と、切り離すスルー状態とに、ゲート信号によって切り換えられる。制御回路１１は、各電池回路モジュール１０に対して一定時間ずつ異ならせてゲート信号を供給する。制御回路１１は、特定の電池回路モジュール１０についてゲート信号の状態に関わらず当該電池回路モジュール１０の切り離しを維持する強制切り離し指令を受けた際に、当該電池回路モジュール１０に供給される遅延前ゲート信号と、遅延前ゲート信号が一定時間遅延された遅延後ゲート信号との両方がスルー状態を指示しているタイミングで強制切り離しを実行する。【選択図】図１
2020061834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を正側端子と負側端子に接続し電池からの電力を出力する接続状態と、電池を正側端子または負側端子から切り離し正側端子と負側端子を短絡するスルー状態とが、ゲート信号によって切り換えられる電池回路モジュールを、正側端子および負側端子を介して複数直列接続した電池回路モジュール群と、
各電池回路モジュールに対応して設けられ、ゲート信号を一定時間ずつ遅延させて伝達する複数の遅延回路と、最上流側の遅延回路にゲート信号を供給するとともに、ゲート信号を電池回路モジュール群の各電池回路モジュールに対して一定時間ずつ異ならせてそれぞれ供給する、制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、特定の電池回路モジュールについてゲート信号の状態に関わらず当該電池回路モジュールの切り離しを維持する強制切り離し指令を受けた際に、当該電池回路モジュールに供給される遅延前ゲート信号と、遅延前ゲート信号が一定時間遅延された遅延後ゲート信号との両方がスルー状態を指示しているタイミングで強制切り離しを実行する、
電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
強制切り離し指令をラッチしておき、遅延前および遅延後ゲート信号の両方がスルー状態を指示しているタイミングで強制切り離しを実行する、
電源装置。
【請求項３】
電池を正側端子と負側端子に接続し電池からの電力を出力する接続状態と、電池を正側端子または負側端子から切り離し正側端子と負側端子を短絡するスルー状態とが、ゲート信号によって切り換えられる電池回路モジュールを、正側端子および負側端子を介して複数直列接続した電池回路モジュール群と、
各電池回路モジュールに対応して設けられ、ゲート信号を一定時間ずつ遅延させて伝達する複数の遅延回路と、最上流側の遅延回路にゲート信号を供給するとともに、ゲート信号を電池回路モジュール群の各電池回路モジュールに対して一定時間ずつ異ならせてそれぞれ供給する、制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、特定の電池回路モジュールについてゲート信号の状態に関わらず当該電池回路モジュールの接続を維持する強制接続指令を受けた際に、当該電池回路モジュールに供給される遅延前ゲート信号と、遅延前ゲート信号が一定時間遅延された遅延後ゲート信号との両方が接続を指示しているタイミングで強制接続を実行する、
電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電源装置であって、
強制接続指令をラッチしておき、遅延前ゲート信号および遅延後ゲート信号の両方が接続状態を指示しているタイミングで強制接続を実行する、
電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池回路モジュールを備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々な電源装置が知られており、例えばハイブリッド車両や電動車両における走行モータの駆動に用いられる電源装置では、電池の電圧を昇圧コンバータで昇圧してインバータに入力している。しかし、このような装置は汎用性が低く、仕様に応じて電源装置を製作する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、多数の電池回路モジュールを、スイッチング素子を介し直列接続する電源装置が提案されている。この電源装置では、所定のデューティー比のゲート信号を各電源素子に所定時間だけずらせて供給することで、接続される電池回路モジュールの数を制御して、所望の電圧を出力することができる。従って、この電源装置では、各種の仕様に対し、同一の電池回路モジュールを使用することが可能であり、汎用性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−７４７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特定の電池回路モジュールを切り離しその状態を維持する強制切り離しモードや、特定の電池回路モジュールを強制的に接続しその状態を維持する強制接続モードを実現することで、当該特定の電池回路モジュールについてはゲート信号により接続／切り離しを行わなくてよい。従って、電源装置の出力状態に応じて、強制切り離しモードや強制接続モードを利用することで、特定の電池回路モジュール（例えば、故障した電池を有するモジュール）の電池に電流を流さないようにしたり、他の電池モジュールと異なる電流を流すことが可能になる。
【０００６】
しかし、このようなモードを実行する際に、通常モードとの切り換えをどのように行えばよいかについては十分な検討はなされていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電源装置は、電池を正側端子と負側端子に接続し電池からの電力を出力する接続状態と、電池を正側端子または負側端子から切り離し正側端子と負側端子を短絡するスルー状態とが、ゲート信号によって切り換えられる電池回路モジュールを、正側端子および負側端子を介して複数直列接続した電池回路モジュール群と、各電池回路モジュールに対応して設けられ、ゲート信号を一定時間ずつ遅延させて伝達する複数の遅延回路と、最上流側の遅延回路にゲート信号を供給するとともに、ゲート信号を電池回路モジュール群の各電池回路モジュールに対して一定時間ずつ異ならせてそれぞれ供給する、制御回路と、を有し、前記制御回路は、特定の電池回路モジュールについてゲート信号の状態に関わらず当該電池回路モジュールの切り離しを維持する強制切り離し指令を受けた際に、当該電池回路モジュールに供給される遅延前ゲート信号と、遅延前ゲート信号が一定時間遅延された遅延後ゲート信号との両方がスルー状態を指示しているタイミングで強制切り離しを実行する。
【０００８】
強制切り離し指令をラッチしておき、遅延前ゲート信号および遅延後ゲート信号の両方がスルー状態を指示しているタイミングで強制切り離しを実行するとよい。
【０００９】
また、本発明に係る電源装置は、電池を正側端子と負側端子に接続し電池からの電力を出力する接続状態と、電池を正側端子または負側端子から切り離し正側端子と負側端子を短絡するスルー状態とが、ゲート信号によって切り換えられる電池回路モジュールを、正側端子および負側端子を介して複数直列接続した電池回路モジュール群と、各電池回路モジュールに対応して設けられ、ゲート信号を一定時間ずつ遅延させて伝達する複数の遅延回路と、最上流側の遅延回路にゲート信号を供給するとともに、ゲート信号を電池回路モジュール群の各電池回路モジュールに対して一定時間ずつ異ならせてそれぞれ供給する、制御回路と、を有し、前記制御回路は、特定の電池回路モジュールについてゲート信号の状態に関わらず当該電池回路モジュールの接続を維持する強制接続指令を受けた際に、当該電池回路モジュールに供給される遅延前ゲート信号と、遅延前ゲート信号が一定時間遅延された遅延後ゲート信号との両方が接続状態を指示しているタイミングで強制接続を実行する。
【００１０】
強制接続指令をラッチしておき、遅延前ゲート信号および遅延後ゲート信号の両方が接続状態を指示しているタイミングで強制接続を実行するとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所望の出力電圧に容易に対応することができ、汎用性が高い電源装置を得ることができる。そして、電源回路モジュールについて強制的に切り離しを維持する強制切り離しモードや、強制的に接続を維持する強制接続モードと、通常モードとの切り換え時において、出力変動を抑制して切り換えが行える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態における電源装置の概略ブロック図である。
【図２】電池回路モジュールの概略構成図である。
【図３】電池回路モジュールの動作を説明するタイムチャートである。
【図４】電池回路モジュールの動作説明図であり、（ａ）は第１のスイッチング素子がＯＮ、第２のスイッチング素子がＯＦＦした状態を示し、（ｂ）は第１のスイッチング素子がＯＦＦ、第２のスイッチング素子がＯＮした状態を示す。
【図５】電源装置全体の動作を説明するタイムチャートである。
【図６】通常時のゲート信号の遅延の様子を示す説明図である。
【図７】コントローラにおけるゲート信号出力のタイミングを示す図である。
【図８】遅延回路をスルーする切り換え回路を設けた例を示す図である。
【図９】タイミング調整をせずに、電源回路モジュールを切り離す場合の動作（コントローラによるゲート信号戻しなし）を説明する図である。
【図１０】タイミング調整をせずに、電源回路モジュールを切り離す場合の動作（コントローラによるゲート信号戻しあり）を説明する図である。
【図１１】タイミング調整をして、電源回路モジュールを強制切り離しする場合の動作を説明する図である。
【図１２】タイミング調整をして、電源回路モジュールを強制切り離しする場合の動作（を説明するフローチャートである。
【図１３】タイミング調整をして、電源回路モジュールを強制切り離し解除する場合の動作を説明する図である。
【図１４】タイミング調整をして、電源回路モジュールを強制切り離し解除する場合の動作を説明するフローチャートである。
【図１５】タイミング調整をして、電源回路モジュールを強制接続する場合の動作を説明する図である。
【図１６】タイミング調整をして、電源回路モジュールを強制接続する場合の動作を説明するフローチャートである。
【図１７】タイミング調整をして、電源回路モジュールを強制接続解除する場合の動作を説明する図である。
【図１８】タイミング調整をして、電源回路モジュールを強制接続解除する場合の動作を説明するフローチャートである。
【図１９】強制切り離しおよび強制切り離し解除の実行タイミングを調整するための回路例を示す図である。
【図２０】強制接続時および強制接続解除の実行タイミングを調整するための回路例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
「全体構成」
実施形態における電源装置１について説明する。図１は、電源装置１のブロック図を示している。図１に示すように、電源装置１は、複数の電池回路モジュール１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅ）と、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅにゲート信号を出力して電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅをＯＮＯＦＦ駆動する制御回路１１とを備えている。
【００１４】
電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅは、その正側端子＋ＯＴが負側端子−ＯＴに順次接続されることで直列接続されており、電池回路モジュール群１００を構成している。最上流側の電池回路モジュール１０ａの正側端子＋ＯＴが、電池回路モジュール群１００の正側出力端子＋ＯＵＴに接続され、最下流側の電池回路モジュール１０ｅの負側端子−ＯＴが電池回路モジュール群１００の負側出力端子−ＯＵＴに接続されている。
【００１５】
電池回路モジュール１０は、１つまたは複数の電池セルが直列接続された電池Ｂを有する。電池Ｂの正極は、チョークコイルＬ、第２のスイッチング素子Ｓ２を介し、正側端子＋ＯＴに接続されており、電池Ｂの負極は負側端子−ＯＴに接続されている。正側端子＋ＯＴと負側端子−ＯＴの間には第１のスイッチング素子Ｓ１が配置されている。また、チョークコイルＬと第２のスイッチング素子Ｓ２との接続点と電池Ｂの陰極との間にはコンデンサＣが配置されている。
【００１６】
従って、第２のスイッチング素子Ｓ２をＯＮ、第１のスイッチング素子Ｓ１をＯＦＦにすると、正側端子＋ＯＴと、負側端子−ＯＴの間に、電池Ｂとコンデンサの両方が並列接続された直流電源となる（接続状態）。一方、第２のスイッチング素子Ｓ２をＯＦＦ、第１のスイッチング素子Ｓ１をＯＮにすると、電池Ｂが切り離され正側端子＋ＯＴと、負側端子−ＯＴが短絡され、この電池回路モジュール１０は、スルー状態になる。なお、電池Ｂ、チョークコイルＬおよびコンデンサＣによってＲＬＣフィルタを形成して電流の平準化を図り、電池Ｂの劣化を抑制している。ただし、電池自体のリアクタンスＬや、配線のリアクタンスＬでフィルタを形成こともできるため、チョークコイルＬは省略することも可能である。
【００１７】
第１のスイッチング素子Ｓ１および第２のスイッチング素子Ｓ２は、電界効果トランジスタとしてのＭＯＳ−ＦＥＴである。第１のスイッチング素子Ｓ１および第２のスイッチング素子Ｓ２は、制御回路１１からのゲート信号によってスイッチング動作される。なお、スイッチング動作可能な素子であれば、ＭＯＳ−ＦＥＴ以外のスイッチング素子を使用することもできる。
【００１８】
電池回路モジュール１０には、制御回路１１が接続されており、制御回路１１から出力されるゲート信号が各電池回路モジュール１０に供給される。このゲート信号は、各電池回路モジュール１０において、第１のスイッチング素子Ｓ１および第２のスイッチング素子Ｓ２の一方をオン、他方をオフするように指示する。
【００１９】
制御回路１１は、コントローラ１２を有しており、このコントローラ１２が最上流側の電池回路モジュール１０ａに供給するためのゲート信号を出力する。制御回路１１は、各電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅに対応して、遅延回路１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・，１３ｅ）を有しており、各遅延回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・１３ｅによって遅延したゲート信号が、対応する電池回路モジュール１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅに供給される。
【００２０】
従って、各電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅにおける、第１のスイッチング素子Ｓ１および第２のスイッチング素子Ｓ２のスイッチングのタイミングは、遅延回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・１３ｅの遅延時間ずつ遅れることになる。
【００２１】
そして、最下流側の遅延回路１３ｅから出力されたゲート信号は、コントローラ１２に入力されるようになっている。従って、コントローラ１２は、自己の出力したゲート信号がすべての遅延回路１３によって遅延された合計の遅延時間を把握することができ、これに基づいて、次のゲート信号を出力することができる。また、遅延時間の合計をゲート信号の周期に容易に一致させることができる。
【００２２】
そして、制御回路１１において、各電池回路モジュール１０にゲート信号を出力する経路には、選択回路１５がそれぞれ設けられている。この選択回路１５は、強制切り離しモード、強制接続モードにおいて、強制切り離しを実行する信号（スルー固定）、強制接続を実行する信号（接続固定）をゲート信号に代えて出力する。従って、選択回路１５に所定の制御信号を供給することによって、対応する電池回路モジュール１０を強制切り離しモードや、強制接続モードに設定することができる。
【００２３】
なお、図１においては、コントローラ１２から出力したゲート信号をそのまま１番目の電池回路モジュール１０に入力するようにしたが、遅延回路１３で遅延したゲート信号を１番目の電池回路モジュール１０に供給してもよく、その場合には各電池回路モジュール１０には対応する遅延回路１３で遅延したゲート信号が入力される。
【００２４】
「電池回路モジュール１０の動作」
次に、電池回路モジュール１０の動作について図２、３を参照して説明する。図２は、電池回路モジュール１０の概略構成図を、図３は電池回路モジュール１０の動作に関するタイムチャートをそれぞれ示している。また、図３において、符号Ｄ１は、電池回路モジュール１０ａを駆動するゲート信号の矩形波を、符号Ｄ２は、第１のスイッチング素子Ｓ１のＯＮＯＦＦ状態を示す矩形波を、符号Ｄ３は、第２のスイッチング素子Ｓ２のＯＮＯＦＦ状態を示す矩形波を、符号Ｄ４は、電池回路モジュール１０ａにより出力される電圧Ｖｍｏｄの特性をそれぞれ示している。
【００２５】
電池回路モジュール１０の初期状態、すなわち、ゲート信号が出力されていない状態（ゲート信号がＯＦＦの状態）では、第１のスイッチング素子Ｓ１はＯＮ状態、第２のスイッチング素子Ｓ２はＯＦＦ状態となっている。そして、制御回路１１からゲート信号が電池回路モジュール１０ａに入力されると、電池回路モジュール１０はＰＷＭ制御によってスイッチング動作する。このスイッチング動作は、第１のスイッチング素子Ｓ１と第２のスイッチング素子Ｓ２とが交互にＯＮＯＦＦすることによって行われる。
【００２６】
図３の符号Ｄ１で示すように、制御回路１１からゲート信号が出力されると、このゲート信号に応じて、電池回路モジュール１０ａの第１のスイッチング素子Ｓ１および第２のスイッチング素子Ｓ２が駆動される。第１のスイッチング素子Ｓ１は、ゲート信号の立ち上がりに応じて、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる。また、第１のスイッチング素子Ｓ１は、ゲート信号の立ち下がりから僅かな時間（デッドタイムｄｔ）遅れて、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる（符号Ｄ２参照）。
【００２７】
一方、第２のスイッチング素子Ｓ２は、ゲート信号の立ち上がりから僅かな時間（デッドタイムｄｔ）遅れて、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。また、第２のスイッチング素子Ｓ２は、ゲート信号の立ち下がりと同時に、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる（符号Ｄ３参照）。このように、第１のスイッチング素子Ｓ１と第２のスイッチング素子Ｓ２とは交互にＯＮＯＦＦ動作する。
【００２８】
なお、第１のスイッチング素子Ｓ１がゲート信号の立ち下がり時に僅かな時間（デッドタイムｄｔ）遅れて動作することと、第２のスイッチング素子Ｓ２がゲート信号の立ち上がり時に僅かな時間（デッドタイムｄｔ）遅れて動作することは、第１のスイッチング素子Ｓ１と第２のスイッチング素子Ｓ２とが同時に動作することを防止するためである。すなわち、第１のスイッチング素子Ｓ１と第２のスイッチング素子Ｓ２とが同時にＯＮして電池が短絡することを防止している。この動作を遅らせているデッドタイムｄｔは、例えば、１００ｎｓに設定しているが、適宜設定することができる。なお、デッドタイムｄｔ中はダイオードを還流し、その還流したダイオードと並列にあるスイッチング素子がＯＮしたときと同じ状態になる。
【００２９】
そして、この動作によって、電池回路モジュール１０は、図３の符号Ｄ４で示すように、ゲート信号がＯＦＦ時（すなわち、第１のスイッチング素子Ｓ１がＯＮ、第２のスイッチング素子Ｓ２がＯＦＦ）では、コンデンサＣが電池回路モジュール１０ａの正側端子＋ＯＴから切り離されて正側端子＋ＯＴには電圧が出力されない。この状態を、図４（ａ）に示す。図４（ａ）に示すように、電池回路モジュール１０の電池Ｂ（コンデンサＣ）をバイパス（スルー状態）している。
【００３０】
また、ゲート信号がＯＮ時（すなわち、第１のスイッチング素子Ｓ１がＯＦＦ、第２のスイッチング素子Ｓ２がＯＮ）では、コンデンサＣが電池回路モジュール１０の正側端子＋ＯＴに接続されて正側端子＋ＯＴに電圧が出力される。この状態を、図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示すように、電池回路モジュール１０におけるコンデンサＣを介して電圧Ｖｍｏｄが正側端子＋ＯＴに出力されている。
【００３１】
ここで、ゲート信号のデューティー比は、電源装置１に対する出力電圧要求によって決定され、決定されたデューティー比のゲート信号が生成される。出力電圧要求は電源装置１から電力を使用するシステム側からの要求である。
【００３２】
「制御回路１１の動作」
図１に戻り、制御回路１１による電源装置１の制御について説明する。制御回路１１は、電池回路モジュール群１００の全体を制御する。すなわち、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅの動作をそれぞれ制御して電源装置１としての出力電圧を制御する。
【００３３】
上述したように、制御回路１１は、矩形波のゲート信号を出力するコントローラ１２と、コントローラ１２から出力されるゲート信号を、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅに遅延させて順次出力する遅延回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・，１３ｅとを備えている。
【００３４】
コントローラ１２は、電池回路モジュール群１００において直列接続されている電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅのうちの最上流側の電池回路モジュール１０ａにゲート信号を供給する。
【００３５】
遅延回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・，１３ｅは、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅに対応してそれぞれ設けられている。遅延回路１３ａは、コントローラ１２からのゲート信号を、一定時間遅延させて隣接する電池回路モジュール１０ｂに出力するとともに、遅延回路１３ｂに出力する。この結果、コントローラ１２から出力されたゲート信号は、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅに順次遅延されて供給される。
【００３６】
なお、遅延回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・，１３ｅは、電気的な回路構成としては制御回路１１に含まれるものであるが、ハード構成としては電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅと一体化して構成することが好ましい。図１において、例えば、一点鎖線Ｍで示すように、遅延回路１３ｂと電池回路モジュール１０ｂとを一体化（モジュール化）して構成するとよい。
【００３７】
図１において、コントローラ１２から最上流側の電池回路モジュール１０ａにゲート信号を出力すると、電池回路モジュール１０ａが駆動されて、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、電池回路モジュール１０ａにおける電圧が正側端子＋ＯＴに出力される。また、コントローラ１２からのゲート信号は、遅延回路１３ａに入力されて、一定時間遅延された後、隣接する電池回路モジュール１０ｂに入力される。このゲート信号により電池回路モジュール１０ｂが駆動する。
【００３８】
一方、遅延回路１３ａからのゲート信号は、遅延回路１３ｂにも入力されて、遅延回路１３ａと同様に、一定時間遅延されて、次に隣接する電池回路モジュール１０ｃに入力される。以下、同様に、ゲート信号は遅延されて下流側の電池回路モジュールにそれぞれ入力される。そして、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅは、順次駆動されて、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅの電圧が各正側端子＋ＯＴに順次出力される。
【００３９】
電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅが順次駆動される状態を図５に示す。図５に示すように、ゲート信号に応じて、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅが、一定の遅延時間を持って上流側から下流側に次々と駆動されている。図５において、符号Ｅ１は、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅの第１のスイッチング素子Ｓ１がＯＦＦ、第２のスイッチング素子Ｓ２がＯＮして、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅが正側端子＋ＯＴから電圧を出力している状態（接続状態）を示している。また、符号Ｅ２は、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅの第１のスイッチング素子Ｓ１がＯＮ、第２のスイッチング素子Ｓ２がＯＦＦして、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅが正側端子＋ＯＴから電圧を出力していない状態（スルー状態）を示す。このように、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅは、一定の遅延時間を持って順次駆動される。
【００４０】
図５を参照して、ゲート信号やゲート信号の遅延時間の設定について説明する。ゲート信号の周期Ｆは、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅの遅延時間を合計することによって設定される。このため、遅延時間を長く設定すると、ゲート信号の周波数は低周波になる。逆に、遅延時間を短く設定すると、ゲート信号の周波数は高周波になる。また、ゲート信号を遅延する遅延時間は、電源装置１に求められる仕様に応じて適宜設定することができる。
【００４１】
ゲート信号の周期ＦにおけるＯＮ時比率Ｇ１、すなわち、周期ＦのうちのＯＮ時間の比率は、電源装置１の出力電圧／電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅの合計電圧（電池回路モジュール電池電圧×電池回路モジュール数）により算出することができる。すなわち、ＯＮ時比率Ｇ１＝電源装置出力電圧／（電池回路モジュール電池電圧×電池回路モジュール数）となる。なお、厳密には、デッドタイムｄｔだけＯＮ時比率がずれてしまうので、チョッパ回路で一般的に行われているようにフィードバックまたはフィードフォワードでＯＮ時比率の補正を行う。
【００４２】
説明の簡単化のために、以下ではすべての電池回路モジュールの電池電圧が等しいとして説明する。この時、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅの合計電圧は、上述したように、電池回路モジュール電池電圧×接続状態の電池回路モジュール数によって表すことができる。電源装置１の出力電圧が、一つの電池回路モジュール１０の電池電圧で割り切れる値であれば、電池回路モジュール１０が通過（スルー状態）から接続に切り替わる瞬間に、他の電池回路モジュールが接続から通過（スルー状態）に切り替わるので、電池回路モジュール群１００の全体の出力電圧に変動はない。
【００４３】
しかし、電源装置１の出力電圧が、電池回路モジュール１０ａの電池電圧で割り切れない値であれば、電源装置１の出力電圧と、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅの合計電圧とは整合しない。換言すると、電源装置１の出力電圧（電池回路モジュール群１００の全体の出力電圧）が変動してしまう。ただし、このときの変動振幅は１つの電池回路モジュール分の電圧であり、また、この変動周期は、ゲート信号の周期Ｆ／電池回路モジュール数となる。ここでは、数十個の電池回路モジュールを直列接続しているので、電池回路モジュール全体の寄生インダクタンスは大きな値となっており、この電圧変動はフィルタされて結果的には電源装置１の出力電圧を得ることができる。
「具体例」
【００４４】
次に、具体例について説明する。図５において、例えば、電源装置１としての所望の出力電圧が４００Ｖ、電池回路モジュール１０の電池電圧が１５Ｖ、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅ数が４０個、遅延時間が２００ｎｓであるとする。なお、この場合は、電源装置１の出力電圧（４００Ｖ）が、電池回路モジュール１０の電池電圧（１５Ｖ）で割り切れない場合に相当する。
【００４５】
これらの数値に基づくと、ゲート信号の周期Ｆは、遅延時間×電池回路モジュール数により算出されるので、２００ｎｓ×４０個＝８μｓとなり、ゲート信号は１２５ｋＨｚ相当の矩形波になる。また、ゲート信号のＯＮ時比率Ｇ１は、電源装置出力電圧／（電池回路モジュール電池電圧×電池回路モジュール数）により算出されるので、ＯＮ時比率Ｇ１は、４００Ｖ／（１５Ｖ×４０個）≒０．６７となる。
【００４６】
これらの数値に基づいて、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅを順次駆動すると、電源装置１として、図５中、符号Ｈ１で示す矩形波状の出力特性が得られる。この出力特性は、３９０Ｖと４０５Ｖとの間で変動する電圧出力特性となる。すなわち、ゲート信号の周期Ｆ／電池回路モジュール数により算出される周期で変動する出力特性となり、８μｓ／４０個＝２００ｎｓ（５ＭＨｚ相当）で変動する出力特性となる。この変動は、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅの配線による寄生インダクタンスでフィルタリングされるので、符号Ｈ２で示すように、電源装置１としては、４００Ｖの電圧が出力される。
【００４７】
そして、最上流側の電池回路モジュール１０ａのコンデンサＣには、接続状態の場合に電流が流れるため、図５中符号Ｊ１で示すように、コンデンサ電流波形は矩形波になる。
電池ＢとコンデンサＣはＲＬＣフィルタを形成しているので、電源装置１にはフィルタリングされて平準化された電流が出力される（図５中、符号Ｊ２参照）。
【００４８】
このように、全ての電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅにおいて電流波形は同様であり、また、全ての電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅから均等に電流を出力することができる。
【００４９】
「コントローラ１２の動作」
本実施形態において、最下流側の遅延回路１３ｃからのゲート信号は、コントローラ１２に入力される。従って、コントローラ１２は、遅延回路１３ｅからのゲート信号の入力タイミングから、ゲート信号を最上流側の遅延回路１３ａに向けて出力してから、最下流側の遅延回路１３ｅからゲート信号が出力されるまでに時間、すなわち、制御回路１１にある遅延回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・１３ｅ全体での合計としての遅延時間を把握することができる。そして、ゲート信号の受信に応じて次のゲート信号を出力することができる。
【００５０】
遅延回路１３は、個体差や温度ドリフトによって、遅延時間に±５％程度のばらつきが生じるといわれる。本実施形態の構成によれば、遅延時間のばらつき、変動によらず、次のゲート信号の出力タイミングを設定することができ、適切なゲート信号出力タイミング制御が行える。
【００５１】
図６は、ゲート信号の遅延の様子を示している。このように、コントローラ１２から出力されたゲート信号が遅延回路１３ａ，１３ｂ，・・・１３ｅにより順次対応する電池回路モジュール１０に供給される。これによって、各電池回路モジュール１０における第１のスイッチング素子Ｓ１および第２のスイッチング素子Ｓ２のスイッチングが制御される。なお、図６では、ゲート信号の前半をＯＮ（接続）、後半をＯＦＦ（スルー）に設定したが、これによっても図５に示した場合と同様の制御が行われる。
【００５２】
そして、コントローラ１２は、最下流側のゲート信号を受信するため、制御回路１１内の遅延回路１３における合計の遅延時間を把握できる。すなわち、ゲート信号を出力してから、最下流側のゲート信号としてコントローラ１２に戻るまでの時間をタイマなどで計測すれば、制御回路１１内の全遅延回路１３ａ，１３ｂ，・・・１３ｅの遅延時間の合計を把握することができる。そこで、この遅延時間の合計によりゲート信号の周期および出力タイミングを制御することで、ゲート信号の周期を遅延時間の合計に一致させることができる。すなわち、タイマなどによって、遅延時間の合計値を把握した場合に、次のゲート信号の出力タイミングおよび１周期の時間を把握した遅延時間の合計値に応じて調整する。例えば、ゲート信号をタイマ（カウンタ）を用いて発生しているのであれば、そのカウントアップの値を変更すれば１周期の時間を変更することができ、カウントアップのタイミングでゲート信号を出力すればよい。なお、カウンタのクロックの周期は通常遅延時間の合計値に比べ十分小さいので追従がある程度遅れても問題はない。また、遅延回路１３における遅延時間は大きく変動するものではなく、毎回このような処理を行う必要はなく、またズレがある程度以上になった時点で調整してもよい。
【００５３】
また、コントローラ１２のデジタルインプット機能などを用い、最下流側のゲート信号が立ち上がる（ゲート信号が入力される）タイミングをトリガとして検出し、すぐに次のゲート信号を出力させることも好適である。
【００５４】
すなわち、図７に示すように、コントローラ１２は、その動作周期を規定するシステムクロックなどを用い、最下流側のゲート信号の立ち上がりをトリガとして、ゲート信号許可フラグを立ち上げる。そして、許可フラグがＯＮである許可状態において、次のシステムクロックの立ち上がりでゲート信号を出力する。これによって、最下流側のゲート信号を受け取り、すぐにゲート信号を出力することができる。従って、コントローラ１２からの出力を必要以上に遅らせることなく、また最下流側の電池回路モジュール１０へのゲート信号の出力が終了した後、ゲート信号を出力することができ、ゲート信号の周期を遅延時間の合計と一致させることができる。そして、ゲート信号を出力してから受け取るまでの時間をタイマで計測することで遅延時間合計を計測できるため、これに基づいてゲート信号の周期を遅延時間の合計と一致させることができる。なお、システムクロックは、数１０−数１００ＭＨｚであり、遅延回路１３の遅延時間合計は数１００ｎｓ程度（数ＭＨｚ）であるため、ある程度のズレは許容される。
【００５５】
「電池回路モジュール１０の強制切り離し・強制接続」
本実施形態では、多数の電池回路モジュール１０を直列接続して用いる。ここで、所望の電池回路モジュール１０を切り離せば、その電池回路モジュール１０についてはスイッチングが不要となる。従って、出力電圧が比較的低い場合には、一部の電池回路モジュール１０を強制的に切り離すことも好適である。また、一部の電池回路モジュールを強制接続することも考えられる。強制接続すれば、当該電池回路モジュール１０については、スイッチングが必要なくなる。このため、出力電圧が比較的高い場合には強制接続することも好適である。
【００５６】
そこで、本実施形態では、すべての電池回路モジュールを使用する通常モードの他に、一部の電池回路モジュールを切り離す強制切り離しモード、一部の電池回路モジュールを強制接続する強制接続モードを設け、通常モードから他のモードに適宜切り換え、または復帰することができる。
【００５７】
＜強制切り離しモード＞
強制切り離しモードでは、切り離す電池回路モジュール１０について、スイッチング素子Ｓ１をＯＮ、スイッチング素子Ｓ２をＯＦＦの状態に固定することで、当該電池回路モジュール１０を切り離す。
【００５８】
本実施形態では、図８に示すように、各遅延回路１３に対応して切り換え回路１４を有している。そして、この切り換え回路１４を切り換えることで、対応する遅延回路１３をバイパス（スルー）することができる。これによって、この遅延回路１３での遅延時間をほぼ０、すなわち無視できる程小さくすることができる。なお、切り換え回路１４は通常のマルチプレクサを利用することができる。
【００５９】
＜切り離し時の挙動１＞
ここで、電源装置１が、１０個の電池回路モジュール１０、遅延回路１３を有し、５番目の電池回路モジュール１０を切り離す場合について考える。
【００６０】
図９は、図１のようにゲート信号をコントローラ１２によって列の先頭の遅延回路１３に戻すのではなく、制御回路１１において毎回ゲート信号を発生する場合において、５番目の電池回路モジュールを切り離すときの各電池回路モジュール１０に供給されるゲート信号波形と、その際の電源装置１の出力電圧波形を示している。
【００６１】
この場合、５番電池回路モジュール１０の切り離し指令が制御回路１１に供給された場合、制御回路１１は出力するゲート信号の周期を変更してデューティー比を変更する。この例では、１０個の電池回路モジュールで周期２０μｓｅｃ（ｕｓ）、オン期間１５ｕｓ（デューティー比＝０．７５）であり、平均出力は７．５個の電池回路モジュール１０が直列接続されていることになる。一方、１つの電池回路モジュール１０を切り離した場合、９個の電池回路モジュールで周期１８ｕｓ、オン期間１５ｕｓ（デューティー比＝０．８３３）であり、平均０．８３３個＊９＝７．５個の電池回路モジュール１０が直列接続されていることになる。
【００６２】
そこで、切り離し指令が来たときに制御部３０が周期１８ｕｓ、オン期間１５ｕｓに変更する。一方、５番電池回路モジュール１０の切り離しが行われるまでには、ある程度の時間が掛かる。すなわち、通常はフォトカプラなど利用して切り離しの動作を行うため、その応答時間により少し遅れて切り離しが実行される。なお、切り離し時に行う処理は、対応する電池回路モジュール１０におけるスイッチ素子の固定と、切り換え回路１４の切り換えである。
【００６３】
図９の例では、矢印で示すように４サイクル後程度に５番電池回路モジュール１０の切り離しが実行される。従って、ゲート信号の周期が変更されてから、実際に切り離しが行われるまでの期間は、１０個の電池回路モジュール１０が接続された状態で、デューティー比０．８３３でスイッチングが行われることになる。この場合、出力は、平均０．８３３個＊１０＝８．３３個の電池回路モジュール１０が直列接続されていることになる。すなわち、９−８個接続の期間と、８−７個接続の期間が混在することで、全体としての出力は８．３３個接続となる。そして、切り離しが行われ、５番電池回路モジュール１０をスルーし、切り換え回路１４におけるゲート信号のスルーも行われた場合には、その次のサイクルからは、７．５個接続になる。
【００６４】
このように、強制切り離しの実行時において、出力電圧が変動する。
【００６５】
＜切り離し時の挙動２＞
図１０には、図１に示すゲート信号をコントローラ１２によって列の先頭の遅延回路１３に戻す構成において、５番電池回路モジュール１０を切り離す場合を示してある。この場合は、切り離し指令に応答して所定の遅延したタイミングで、切り換え回路１４における切り換え、および対応する電池回路モジュール１０のスイッチング素子のオンオフ固定が行われるとともに、次のサイクルより、周期（２０→１８ｕｓ）の変更が行われる。
【００６６】
この場合、切り離しが行われた時点で、切り換え回路１４におけるゲート信号がスルーされ、ゲート信号による電池回路モジュール１０のオンオフが固定される。そして、次のサイクルから、デューティー比０．８３３で９個の電池回路モジュール１０を対象にスイッチングが行われる。従って、次のサイクルでゲート信号を新しいデューティー比のものに入れ替わるまでは、デューティー比０．７５であって、対応する電池回路モジュール数は、９個となる。このため、このときの出力は、基本的に０．７５＊９＝６．７５個接続になり、出力が指令に比べ低い状態が生じる。
【００６７】
＜強制切り離し＞
図１１には、本実施形態に係る電源装置における、強制切り離しモードへの移行時の各電池回路モジュール１０のスイッチング状態を示してある。
【００６８】
この例では、１０個の電池回路モジュール１０を有し、６個接続の出力が指令されている。そして、５番電池回路モジュール１０について、強制切り離し指令が出され、６個接続の出力を維持しつつ、５番電池回路モジュール１０を切り離す。
【００６９】
本実施形態では、強制切り離し指令を受け取った時に必ずしもすぐに切り離しは行わず、当該電池回路モジュール１０のスイッチング素子Ｓ１がＯＮ、スイッチング素子Ｓ２がＯＦＦとなっているときに、強制切り離しを実行する。
【００７０】
すなわち、対象とする電池回路モジュール１０に供給するゲート信号（遅延前ゲート信号と呼ぶ）がＯＦＦ（スルー指示）の状態であって、かつ遅延前ゲート信号を遅延回路１３において遅延したゲート信号（遅延後ゲート信号と呼ぶ）もＯＦＦ（スルー指示）の場合に、強制切り離しを実行する。遅延後ゲート信号は次段の電池回路モジュール１０に供給されるものであるが、これがＯＮ（接続）のときに強制切り離しを実行すると、次段の電池回路モジュール１０に供給される遅延信号がその時点で遅延前ゲート信号に切り換えられて変化してしまうからである。
【００７１】
例えば、図１２に示すように、制御部３０は、切り離し指令を受信したかを判定し（Ｓ１１）、受信した場合に当該電池回路モジュールに供給する遅延前ゲート信号および遅延前ゲート信号を遅延回路１３で遅延した遅延後ゲート信号がＯＦＦ（スルー指示）であるかを判定する（Ｓ１２）。そして、遅延前ゲート信号および遅延後ゲート信号がＯＦＦ（スルー指示）であった場合に強制切り離しを実行する（Ｓ１３）。すなわち、切り換え回路１４によって、５番目の電池回路モジュール１０に対応する遅延回路１３をバイパスさせるとともに、５番電池回路モジュール１０に供給するゲート信号をＯＦＦ（スルー指示）に固定してスイッチング素子Ｓ１をＯＮ、Ｓ２をＯＦＦに固定する。また、オン期間は６のままで、周期を９にする。これによって、ゲート信号のデューティー比は、６／９（０．６６７）となり、使用される電池回路モジュール１０は９個で、出力は６個接続で変動しない。
【００７２】
このように、５番電池回路モジュール１０に対する遅延前および遅延後ゲート信号がＯＦＦ（スルー指示）のタイミングで切り離しの処理を行うため、切り離しの過渡期において、出力電圧の変動が生じない。
【００７３】
＜強制切り離し解除＞
図１３には、強制切り離し解除時の各電池回路モジュール１０のスイッチング状態を示してある。
【００７４】
この例では、５番電池回路モジュール１０を切り離した状態から接続して通常動作モードにする。この場合も、強制切り離し解除指令を受け取った時に、必ずしもすぐに切り離しの解除は行わず、５番電池回路モジュール１０に対する遅延前ゲート信号および遅延後ゲート信号の両方がＯＦＦ（スルー指示）になっているときに、強制切り離しの解除を実行する。
【００７５】
例えば、図１４に示すように、制御部３０は、切り離し解除指令を受信したかを判定し（Ｓ２１）、受信した場合に当該電池回路モジュール１０に対する遅延前ゲート信号および遅延前ゲート信号を遅延した遅延後ゲート信号がＯＦＦ（スルー指示）かを判定する（Ｓ２２）。そして、遅延前および遅延後ゲート信号がＯＦＦ（スルー指示）になっている場合に強制切り離しの解除を実行する（Ｓ２３）。すなわち、切り換え回路１４を切り換えて、遅延回路１３を通過したゲート信号を選択するとともに、５番電池回路モジュール１０に遅延前ゲート信号を供給し、５番電池回路モジュールのスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２が遅延前ゲート信号によりスイッチングされる状態にする。また、オン期間を６のままで周期を１０にする。これによって、ゲート信号のデューティー比は、６／１０（０．６）となり、使用される電池回路モジュール１０は１０個で、出力は６個接続になる。
【００７６】
この場合にも、使用される電池回路モジュール１０は９個から１０個となり、電源回路の出力は６個接続になるが、強制切り離し解除の過渡期において、出力電圧の変動が生じない。
【００７７】
＜強制接続＞
強制接続モードでは、強制接続する電池回路モジュール１０について、スイッチング素子Ｓ１をＯＦＦ、スイッチング素子Ｓ２をＯＮの状態に固定することで、対応する電池回路モジュール１０を常時接続（スイッチング素子Ｓ１をＯＦＦ、スイッチング素子Ｓ２をＯＮ）に固定する。
【００７８】
この場合、強制接続している電池回路モジュール１０については対応する切り換え回路１４を切り換えることで、対応する遅延回路１３をバイパスする。
【００７９】
図１５には、通常モードから５番電池回路モジュール１０を強制接続とする場合のスイッチング状態が示してある。
【００８０】
５番電池回路モジュール１０についての強制接続指令を受け取った場合には、必ずしもその時点では接続を行わず、当該電池回路モジュール１０に供給する遅延前ゲート信号および遅延前ゲート信号を遅延回路１３によって遅延した遅延後ゲート信号がいずれもＯＮ（接続指示）である場合に強制接続を実行する。
【００８１】
このように、対象とする電池回路モジュール１０に供給する遅延前ゲート信号および遅延後ゲート信号がＯＮ（接続）である場合に、強制接続を実行する。これによって、強制接続指令により当該電池回路モジュール１０のゲート信号の１周期の途中でＯＦＦからＯＮに切り替わることを防止でき、また次段の電池回路モジュール１０に供給されるゲート信号に切り換えられて変化してしまうことが防止できる。
【００８２】
例えば、図１６に示すように、制御部３０は、強制接続指令を受信したかを判定し（Ｓ３１）、受信した場合に当該電池回路モジュール１０に対する遅延前および遅延後ゲート信号がＯＮ（接続指示）かを判定する（Ｓ３２）。そして、いずれもが接続指示であった場合に強制接続を実行する（Ｓ３３）。すなわち、切り換え回路１４によって、５番目の電池回路モジュール１０に対応する遅延回路１３をバイパスさせるとともに、５番電池回路モジュール１０へ供給するゲート信号をＯＮ（接続指示）に固定して、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をＯＦＦ、ＯＮに固定する。また、オン期間を６のままで周期を９にする。これによって、ゲート信号のデューティー比は、６／９（０．６６７）となり、使用される電池回路モジュール１０は９個で、出力は６個接続になる。
【００８３】
このように、強制接続する電池回路モジュールが接続状態の時に強制接続の処理を行うことで、出力の変動を防止して強制接続状態に移行することができる。
【００８４】
＜強制接続解除＞
図１７には、５番電池回路モジュール１０の強制接続を解除し、通常モードに復帰する場合のスイッチング状態が示してある。
【００８５】
５番電池回路モジュール１０についての強制接続解除指令を受け取った場合には、その時点では必ずしも解除せず、５番電池回路モジュール１０についての遅延前ゲート信号および遅延後ゲート信号がいずれもＯＮ（接続指示）の時点で、強制接続を解除する。
【００８６】
例えば、図１８に示すように、制御部３０は、強制接続解除指令を受信したかを判定し（Ｓ４１）、受信した場合に当該電池回路モジュール１０に対する遅延前および遅延後ゲート信号がＯＮ（接続指示）かを判定する（Ｓ４２）。そして、両者が接続指示であった場合に強制接続解除を実行する（Ｓ４３）。すなわち、切り換え回路１４によって、５番目の電池回路モジュール１０に対応する遅延回路１３を経由させるとともに、５番電池回路モジュール１０に遅延前ゲート信号を供給することでスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を遅延前ゲート信号に応じてオンオフさせる。また、オン期間を６のままで周期を１０にする。これによって、ゲート信号のデューティー比は、６／１０（０．６）となり、使用される電池回路モジュール１０は１０個で、出力は６個接続になる。
「モード変更についての信号処理回路」
【００８７】
図１９〜図２０には、モード変更の際のタイミングを調整するための回路例を示す。
【００８８】
＜強制切り離しおよび強制切り離し解除の回路＞
図１９に示すように、Ｄフリップフロップ４０が設けられ、このＤフリップフロップ４０のＤ入力端には強制切り離し指令が入力される。また、Ｄフリップフロップ４０のクロック入力端には６番電池回路モジュール１０に入力されるゲート信号（遅延後ゲート信号）の反転信号が入力される。これによって、強制切り離し指令がオン（Ｈレベル）になった後の遅延後ゲート信号の立ち下がりにおいて強制切り離し指令がラッチされ、強制切り離し実行信号がオン（Ｈレベル）になる。
【００８９】
また、遅延前ゲート信号は、切り換え回路４２に入力される。切り換え回路４２は、強制切り離しの際に選択するＬレベル固定の端子を有しており、Ｄフリップフロップ４０の出力である強制切り離し実行信号がその実行を指令している（ＯＮ：Ｈレベル）ときに、Ｌレベル固定を選択し、強制切り離し実行信号が実行を指令していない（ＯＦＦ：Ｌレベル）ときには遅延前ゲート信号を選択する。
【００９０】
従って、強制切り離し実行信号がＯＮになった時に遅延前ゲート信号に代えて、Ｌ固定（切り離し信号）が５番電池回路モジュール１０に供給される。これによって、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がＯＮ、ＯＦＦに固定され、スルー状態に固定される。
【００９１】
なお、Ｄフリップフロップ４０からの強制切り離し実行信号は切り換え回路１４にも供給され、切り換え回路１４は強制切り離し実行信号がＯＮの場合に遅延回路１３をバイパスしてくるゲート信号を選択する。
【００９２】
従って、強制切り離し指令がＯＮになった後、遅延前ゲート信号（自回路用）と遅延後ゲート信号（次回路用）の両方がスルーを指令する状態（ＯＦＦ：Ｌレベル）となった時に、切り換え回路４２，１４が切り換えられる。
【００９３】
さらに、強制切り離しを解除する際には、強制切り離し指令がＯＦＦになる。従って、Ｄフリップフロップ４０は、その後の遅延後ゲート信号の立ち下りでＯＦＦを取り込み、出力である強制切り離し実行信号がＯＦＦとなる。このため、遅延前ゲート信号および遅延後ゲート信号の両方がＯＦＦの時に強制切り離しの解除が行われ、遅延前ゲート信号が当該電池回路モジュールに供給されるようになる。また、遅延回路１３における遅延もこのタイミングで再開される。
【００９４】
ここで、本構成では、遅延後ゲート信号の立ち下がり時において、強制切り離しを実行する。しかし、遅延前ゲート信号と、遅延後ゲート信号の両方がＯＦＦの期間（図１９の波形図においてハッチングで示した期間）であれば、必ずしも遅延後ゲート信号の立ち下りのタイミングでなくてもよい。
【００９５】
＜強制接続および強制接続解除の回路＞
図２０には、強制接続の実行のための回路例を示す。このように、この回路では、図２０の回路と異なり、Ｄフリップフロップ４０Ｄ入力端に強制接続指令が入力され、クロック入力端に遅延後ゲート信号がそのまま入力される。従って、強制接続指令のＯＮの後の遅延後ゲート信号の立ち上がりをトリガとして、強制接続指令のＯＮが取り込まれ、強制接続実行信号がオンとなり、このタイミングで５番電池回路モジュール１０への切り換え回路４２，１４が切り換えられる。従って、遅延前および遅延後ゲート信号の両方がＯＮのタイミングで、５番電池回路モジュール１０に供給されるゲート信号がＯＮ（Ｈレベル：接続状態）に固定される。また、遅延回路１３における遅延もこのタイミングで停止される。
【００９６】
さらに、強制接続を解除する際には、強制接続指令がＯＦＦ（Ｌレベル）になる。そして、その後の遅延後ゲート信号の立ち上がりで強制接続実行信号がＯＦＦとなる。従って、遅延前ゲート信号および遅延後ゲート信号の両方がＯＮの時に強制接続の解除が実行され、遅延前ゲート信号が当該電池回路モジュールに供給されるようになる。また、遅延回路１３における遅延もこのタイミングで再開される。
【００９７】
「実施形態の効果」
以上説明したように、電池回路モジュール群１００を駆動する場合、最上流側の電池回路モジュール１０ａに出力したゲート信号を、下流側の電池回路モジュール１０ｂに一定時間遅延して出力して、さらに、このゲート信号を一定時間遅延して下流側の電池回路モジュールに順次伝達するので、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅは、一定時間遅延しながら、接続状態の期間において順次電圧をそれぞれ出力する。そして、これらの電圧が合計されることによって、電源装置１としての電圧が出力されることになり、所望の電圧を得ることができる。このため、昇圧回路が必要なくなり、電源装置１の構成を簡素化することができ、小型化、低コスト化することができる。また、構成が簡素化されるので、損失が発生する部分が減少して昇圧効率が向上する。さらに、複数の電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅから略均等に電圧を出力しているので、特定の電池回路モジュールに駆動が集中することもなく、電源装置１の内部抵抗損失を低減することができる。
【００９８】
また、ＯＮ時比率Ｇ１を調整することによって、所望の電圧に容易に対応することができ、電源装置１としての汎用性を向上することができる。特に、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅに故障が発生して、使用困難な電池回路モジュールが発生した場合でも、その故障した電池回路モジュールをスルー状態に固定することで除外して、正常な電池回路モジュールを使用して、ゲート信号の周期Ｆ、ＯＮ時比率Ｇ１、遅延時間を再設定することによって、所望の電圧を得ることができる。すなわち、電池回路モジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅに故障が発生しても所望の電圧の出力を継続することができる。
【００９９】
さらに、ゲート信号を遅延する遅延時間を長く設定することによって、ゲート信号の周波数が低周波になるので、第１のスイッチング素子Ｓ１および第２のスイッチング素子Ｓ２のスイッチング周波数も低くなり、スイッチング損失を低減することができ、電力変換効率を向上することができる。逆に、ゲート信号を遅延する遅延時間を短くすることによって、ゲート信号の周波数が高周波になるので、電圧変動の周波数が高くなり、フィルタリングが容易になって、安定した電圧を得ることができる。また、電流変動をＲＬＣフィルタによって平準化することも容易になる。このように、ゲート信号を遅延する遅延時間を調整することによって、求められる仕様、性能に応じた電源装置１を提供することができる。
【０１００】
また、最下流側の遅延信号をコントローラ１２に入力するため、遅延回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・１３ｅの合計の遅延時間を把握することができ、ゲート信号の周期、出力タイミングを適切なものに維持することができる。
【０１０１】
そして、必要に応じて、特定の電池回路モジュール１０について除外（スルー）したり、強制接続したり、さらには元に戻すことが可能であり、その切り換えの際の出力変動を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  電源装置、１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｅ）  電池回路モジュール、１１  制御回路、１２  コントローラ、１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・１３ｅ）  遅延回路、１４  切り換え回路、１５  選択回路、１００  電池回路モジュール群、Ｂ  電池、Ｃ  コンデンサ、Ｌ  チョークコイル、＋ＯＴ  正側端子、−ＯＴ  負側端子、Ｓ１  第１のスイッチング素子、Ｓ２  第２のスイッチング素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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