(57)【要約】【課題】過剰な警報出力を防止しながらも、確実にセル劣化の予防保全が可能なコンデンサ装置を提供する。【解決手段】直列又は並列又は直並列に接続された複数のコンデンサ２・・を有するコンデンサ群１１を具備し、上記コンデンサ群１１を構成するコンデンサ２に加わる電圧が予め設定された電圧より大であることを検知する過電圧検出回路３を設け、かつ、この過電圧検出回路３に接続され、過電圧が予め設定された時間を超えて上記コンデンサ２に加わる場合に警報を表す信号を出力する警報信号発生手段１３を設けたことによって、過渡的な過電圧に対する過度の警報信号発生やノイズに対する誤動作を抑制しながらも、コンデンサ装置１の性能に大きな影響を与えるような過電圧印加によるセル劣化を確実に防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列又は並列又は直並列に接続された複数のコンデンサ（２）・・を有するコンデンサ群（１１）を具備し、上記コンデンサ群（１１）を構成するコンデンサ（２）に加わる電圧が予め設定された電圧より大であることを検知する過電圧検出回路（３）を設け、かつ、この過電圧検出回路（３）に接続され、過電圧が予め設定された時間を超えて上記コンデンサ（２）に加わる場合に警報を表す信号を出力する警報信号発生手段（１３）を設けたことを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項２】
コンデンサ（２）は電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直列又は並列又は直並列に接続された複数のコンデンサを有するコンデンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の電気二重層コンデンサが電力用として用いられている。具体的には、無停電電源装置、瞬時電圧低下補償装置等のバックアップ用の蓄電装置としても用いられている例を挙げることができる。
【０００３】
電気二重層コンデンサはコンデンサ（セル）電圧が２．３〜３．２Ｖ程度と低く、高い電圧を得ようとすれば多段直列化が必要となってくる。しかしながら、多段直列化を行うと、セル個々の電圧は各セル静電容量と絶縁抵抗（等価並列抵抗）に応じて個々に分担されることとなり、このためセル個々の電圧にばらつきが生じることとなる。そして、この電圧のばらつきによって、過電圧が印加されたセルは相対的に劣化が大きくなり、期待される寿命を耐用しなくなる。
【０００４】
この対策として多くの場合、電圧均等化回路等を取り付け、各セルの電圧のばらつきを抑制している。また、特許文献１には、過電圧印加に対するセル劣化の予防保全のひとつとして、各構成セルに過電圧検出素子あるいは回路を設け、所定の電圧（例えば、セル定格電圧＋０．５Ｖ）となる過電圧が印加されれば警報信号を出力し、蓄電盤あるいはシステムとしての警報表示で予防保全を行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１５９６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記に示したように、電気二重層コンデンサはセル電圧が低いため、例えば６００Ｖ直流電源装置を２．５Ｖ／セルで構成する場合、２４０個のセルを直列に接続する必要があり、並列数を１０個とした場合においては、２４００個のセルを用いる必要がある。この状態において、直流電源装置の動作信頼性の向上を目的に、ＯＲ回路での警報出力とした場合、多数のセルによって構成されている電源装置の中のセル１個の過電圧印加で装置の故障（警報表示）となってしまうことになる。このため、電源装置の性能に大きな影響を与えないような軽微な過電圧印加であっても、点検や部品交換等が求められ、メンテナンスが煩雑なものとなっていた。また、ノイズによる誤動作や、過渡的な過電圧に対する過度な警報表示も懸念され、セル劣化の予防保全効果に比べ、誤動作あるいは過度な警報表示によるメンテナンスに必要な手間やコスト等のデメリットが大きくなってしまうといった課題を生じていた。
【０００７】
そこで、この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、過剰な警報出力を防止しながらも、確実にセル劣化の予防保全が可能なコンデンサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明のコンデンサ装置１は、直列又は並列又は直並列に接続された複数のコンデンサ２・・を有するコンデンサ群１１を具備し、上記コンデンサ群１１を構成するコンデンサ２に加わる電圧が予め設定された電圧より大であることを検出する過電圧検出回路３を設け、かつ、この過電圧検出回路３に接続され、過電圧が予め設定された時間を超えて上記コンデンサ２に加わる場合に警報を表す信号を出力する警報信号発生手段１３を設けたことを特徴としている。
【０００９】
また、コンデンサ２が電気二重層コンデンサであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のコンデンサ装置においては、コンデンサ群を構成するコンデンサに加わる電圧が予め設定された電圧より大であることを検出する過電圧検出回路を設け、かつ、この過電圧検出回路に接続され、過電圧が予め設定された時間を超えてコンデンサに加わる場合に警報を表す信号を出力する警報信号発生手段を設けていることによって、過渡的な過電圧に対する過度の警報信号発生やノイズに対する誤動作を抑制しながらも、コンデンサ装置の性能に大きな影響を与えるような過電圧印加によるセル劣化を確実に防止することができる。
【００１１】
また、コンデンサ装置が電気二重層コンデンサであることによって、メンテナンスが軽微でありながらも、動作信頼性の高い瞬時電圧低下補償装置や無停電電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るコンデンサ装置を示すブロック図である。
【図２】上記実施形態のコンデンサ群を示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態のコンデンサ群を示すブロック図である。
【図４】コンデンサの充電電圧を均等にする電圧均等化回路を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。この発明の第１の実施形態に係るコンデンサ装置１は、図１に示すように、複数のコンデンサ群１１・・と出力回路１２、警報信号発生装置１３、表示部１４によって構成されている。
【００１４】
コンデンサ群１１は、図２に示すように、直列接続された複数のコンデンサ２・・と、その両端に並列接続されて、両端の電圧が設定電圧以上あれば信号を出力する過電圧検出回路３によって構成されている。
【００１５】
出力回路１２は、各コンデンサ群１１・・に接続されており、各コンデンサ群１１・・のいずれかに過電圧が生じ、過電圧検出回路３によって出力された過電圧信号が検出されたときに警報信号発生手段１３に信号を出力するＯＲ回路である。
【００１６】
出力回路１２には、警報信号発生手段１３が接続されている。この警報信号発生手段１３は、出力回路１２から予め設定された時間を超えて信号が出力された場合に警報信号を出力するよう設定されている。
【００１７】
警報信号発生手段１３には、表示部１４が接続されている。この表示部１４は、警報信号発生手段１３からの警報信号を受け、発光素子等を点灯させて警報信号を管理者等に通知する。なお、管理者等に警報信号を伝達する手段としては、発光素子等を点灯させるものの他に、例えば、モニター等に過電圧印加の旨のメッセージを表示させるものや、サイレンやブザー等を用いて音を鳴らすものでも良い。また、図示しない外部電源とコンデンサ装置１とを接続する充放電回路を自動的に遮断し、コンデンサ２を保護する制御手段を備えていても良い。
【００１８】
次に、この発明の第１の実施形態の動作を説明する。過電圧検出回路３は、直列接続された複数のコンデンサ２・・の両端の電圧が設定電圧（セル定格電圧の例えば＋０．４Ｖ）以上となったときに、出力回路１２に対して信号を出力する。なお、設定電圧は、セル定格電圧＋０．４Ｖに限らず、適宜変更可能である。そして、出力回路１２は、複数のコンデンサ群１１・・に夫々接続されている過電圧検出回路３・・の少なくともいずれかの過電圧検出回路３からの信号を受けて、警報信号発生手段１３に信号を出力する。警報信号発生手段１３は、予め設定された時間（設定時間として、例えば３０分間）以上、出力回路１２からの信号を受信し続けた場合、警報信号を表示部１４に出力する。なお、設定時間は、３０分間に限らず、例えば数秒〜６０分程度の範囲で適宜変更可能である。警報信号を受信した表示部１４は、上記した種々の方法によって管理者等に通知する。
【００１９】
このため、コンデンサ装置の性能に大きな影響を与えないような、設定電圧以内の僅かな過電圧においては、過電圧検出回路３が信号を出力せず、また、設定時間内の僅かな時間（例えば数秒以内）で継続される過電圧においては、警報信号発生手段１３が警報信号を出力しないため、過渡的な過電圧に対する過度の警報信号発生やノイズに対する誤動作を抑制でき、無駄なメンテナンスにかかる手間やコスト等を削減することができる。また、各セルの分担電圧は、コンデンサ２の充電時等の非定常時においては、コンデンサ容量Ｃと漏れ抵抗Ｒの分圧できまるが、コンデンサ２の充電された定常時においては、漏れ抵抗Ｒのみで決まる。警報信号発生手段１３の設定時間を分単位とすれば、定常状態での異常を監視することができ、瞬時電圧低下補償装置や無停電電源装置に好適である。さらに、コンデンサ装置の性能に大きな影響を与えるような過電圧印加が設定時間以上行われた場合、表示部１４によって管理者等に通知されるため、コンデンサ装置に必要なメンテナンスを確実に行うことができ、動作信頼性の高い瞬時電圧低下補償装置や無停電電源装置を提供することができる。
【００２０】
図３は、この発明の第２の実施形態のコンデンサ群１１の形態を示している。複数のコンデンサ２・・が直列接続され、コンデンサ２の電圧が設定電圧（例えばセル定格電圧＋０．４Ｖ）以上あれば信号を出力する過電圧検出回路３・・が各コンデンサ２・・毎に設けられている。なお、設定電圧は、セル定格電圧＋０．４Ｖに限らず、適宜変更可能である。複数の過電圧検出回路３・・は、出力回路１２に接続されており、出力回路１２は、各コンデンサ２・・のいずれかに過電圧が検出されたときに信号を出力する。このため、個々のコンデンサ２・・の過電圧を精度良く検出できるため、より細かなメンテナンスを行うことができ、より動作信頼性の高い瞬時電圧低下補償装置や無停電電源装置を提供できる。なお、出力回路１２以降の過電圧信号の伝達及び動作は、第１の実施形態と同様であり、その説明を省略している。なお、コンデンサ群１１は、図２、図３以外の構成でも良く、例えば、複数のコンデンサ２・・が並列に接続されたものでも良い。また、複数のコンデンサ２・・を直列接続した構成を複数並列に接続した直並列でもよい。
【００２１】
また、図２、図３には図示していないが、各コンデンサ２・・の充電電圧を均等にする回路として、電圧均等化回路Ａが設けられる。電圧均等化回路Ａは、図４に示すように、コンデンサ容量Ｃと漏れ抵抗Ｒ１、Ｒ２を有するコンデンサ２に対して、抵抗Ｒ３を並列接続してなる回路Ｂを、複数個、直列接続することによって、夫々の回路Ｂに接続された各コンデンサ２・・の漏れ抵抗を並列抵抗により均一化して、充電電圧を均等化することができるようになっている。なお、上記と同様の効果を得られる回路であれば上記の構成に限らず、種々の電圧均等化回路を用いても良い。
【００２２】
以上に、この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
ノイズによる誤動作や過電圧による過剰な警報表示を防止しながらも、確実にセル劣化の予防保全ができる瞬時電圧低下補償装置や無停電電源装置等に適用できる。
【符号の説明】
【００２４】
２・・コンデンサ、３・・過電圧検出回路、１１・・コンデンサ群、１３・・警報信号発生手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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