(57)【要約】【課題】直流電源の出力電流を適切に制御することによって、放電時に直流電源の能力を十分に有効活用する放電器、放電方法および直流電源システムを提供すること。【解決手段】複数の蓄電池によって構成される組電池１からの電力を入力とし、負荷３へ電力を供給する放電器２であって、その入力電圧（組電池１の電圧）が所定の第１の電圧まで低下したとき、パルス幅変調制御によって出力電流を制限して入力電圧を前記第１の電圧に維持することを特徴とする放電器を構成する。【選択図】図１
2010178500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの電力を入力とし、負荷へ電力を供給する放電器であって、
入力電圧が所定の第１の電圧まで低下したとき、パルス幅変調制御によって出力電流を制限して入力電圧を前記第１の電圧に維持することを特徴とする放電器。
【請求項２】
請求項１に記載の放電器において、
出力電圧が負荷許容上限電圧以下の第２の電圧を超えないように、パルス幅変調制御による降圧動作を行うことを特徴とする放電器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放電器において、
出力電圧が前記第２の電圧以下であり、かつ、入力電圧が前記第１の電圧を超えているときは入力をそのまま負荷へ出力するバイパス動作を行うことを特徴とする放電器。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の放電器において、
出力電流が所定の許容上限電流を超えるときに、パルス幅変調制御によって出力電圧を低下させて前記許容上限電流値を超える電流出力を防止する垂下動作を行うことを特徴とする放電器。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の放電器において、
前記第１の電圧が前記直流電源の放電終止電圧であることを特徴とする放電器。
【請求項６】
直流電源からの電力を、放電器を介して負荷に供給する放電方法であって、
入力電圧が所定の第１の電圧まで低下したとき、パルス幅変調制御によって出力電流を制限して入力電圧を前記第１の電圧に維持することを特徴とする放電方法。
【請求項７】
請求項６に記載の放電方法において、
出力電圧が負荷許容上限電圧以下の第２の電圧を超えないように、パルス幅変調制御による降圧動作を行うことを特徴とする放電方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の放電方法において、
出力電圧が前記第２の電圧以下であり、かつ、入力電圧が前記第１の電圧を超えているときは入力をそのまま負荷へ出力するバイパス動作を行うことを特徴とする放電方法。
【請求項９】
請求項６、７または８に記載の放電方法において、
出力電流が所定の許容上限電流を超えるときに、パルス幅変調制御によって出力電圧を低下させて前記許容上限電流値を超える電流出力を防止する垂下動作を行うことを特徴とする放電方法。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかに記載の放電方法において、
前記第１の電圧が前記直流電源の放電終止電圧であることを特徴とする放電方法。
【請求項１１】
直流電源の蓄積電力を、放電器を介して出力する複数の放電系統が並列接続されて同一の負荷に電力を供給する直流電源システムであって、前記放電器が、請求項１ないし５のいずれかに記載の放電器であることを特徴とする直流電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放電器、放電方法および直流電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、直流負荷装置へ電力を供給する直流電源システムでは、商用交流電力を受け、直流４８Ｖなどの直流電力を出力する整流器が用いられている。さらに、商用交流電力が停電した場合でも直流負荷装置への給電を維持するために、蓄電池と、前記整流器の出力を入力として該蓄電池を充電するための充電器とを備えた、バックアップ電源システムが用いられている。蓄電池は、直流負荷装置の動作電圧に対応するように直列接続した組電池とするが、蓄電池の電圧は充電や放電により変動するため、組電池の電圧が直流負荷装置の入力電圧範囲に合致しないことがある。このため、組電池と直流負荷装置との間に放電器を介挿し、昇圧あるいは降圧を行うことにより供給電圧を許容範囲に収めるようにしている。
【０００３】
下記特許文献１、２には、複数の組電池が出力する電力を放電器を介して負荷に供給する電源システムが記載され、特許文献１には、昇圧回路の出力電圧が設定値Ｖ９を下回らないように昇圧回路のスイッチング素子が動作し、降圧回路の出力電圧が設定値Ｖ１０を上回らないように降圧回路のスイッチング素子が動作することが記載され、特許文献２には、放電停止信号、入力電圧低下、過電圧出力のいずれかを検知したとき負荷への放電を停止させ、放電停止信号のリセット時または入力電圧の回復時、負荷への放電を再開し、制御部の電力を、放電器の出力側のみならず、手動スイッチ操作時は放電器入力側からも供給可能とし、かつ、制御部の停電時は、スイッチング素子を開放状態に維持することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１２５５８号公報
【特許文献２】特開２００８−０９２７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６は、複数の組電池と複数の放電器と複数の充電器とを用いて構成する直流電源システムの構成図である。
【０００６】
組電池１は、複数のニッケル水素蓄電池セル（定格電圧１．２Ｖ、定格容量１００Ａｈ）を４０セル直列接続して構成した組電池であり、６系統（１系〜６系）が搭載されている。
【０００７】
組電池１には、それぞれ、放電器２と充電器８とが接続されている。整流器１０は、交流電源９から入力した電力を直流電力に変換して５１Ｖを出力し、負荷３へ供給する。充電器８は、交流電源９から入力した電力を直流電力に変換して
組電池１を充電するが、充電に従って充電電圧が上昇し、最高６４Ｖまで出力することができ、満充電後は充電が停止する。
【０００８】
放電器２は、出力電圧が５０Ｖに設定され、出力電圧が５０Ｖを上回ろうとするときは降圧動作を行い、出力電圧が５０Ｖ以下であるときは入力をバイパスしてそのまま出力する。６系統の放電器２は、その出力において並列接続され、さらに整流器１０から負荷３に至る電路に並列接続される。
【０００９】
この直流電源システムでは、交流電源９が有効であるときは、整流器１０が出力する電力が負荷３へ供給され、充電器８により組電池１が充電される。交流電源９が停電であるとき、組電池１が放電する電力が、放電器２を介して負荷３へ供給される。
【００１０】
６台の放電器２は同一仕様であるが、出力電圧のわずかな違いや放電器出力点から並列接続点までの配線抵抗（配線径、配線長によって定まる）の差により、放電時に系統間で放電電流の偏りが生じる。
【００１１】
放電開始前に全系統の組電池１が等しく充電されていたとしても、この放電電流の偏りは避けられないため、放電が最も集中する系統の組電池１は他の系統よりも容量低下が早くなり、他の系統よりも先に、放電終止電圧（蓄電池の放電を停止させる必要があるとして製造時などにメーカから指定される電圧）に達して放電が停止する。この後、残りの系統の分担する負荷量が増加するため、分担された負荷量が放電器２の出力容量を超えることになり、システム全体の放電動作が停止する。
【００１２】
この結果、６系統の組電池１に蓄積された放電可能なエネルギーの一部が残されたまま、負荷３への給電が停止してしまうため、交流電源９の停電時において、負荷３に対して給電することができる時間が短くなってしまう。したがって、蓄電池すなわち組電池１を余分に増設する必要性が生じ、直流電源システムの設置スペースや構築に要する費用を増大させるという問題が生じてしまう。
【００１３】
この問題は、ニッケル水素蓄電池を用いたシステムだけではなく、他の二次電池や一次電池を用いたシステム、電気二重層キャパシタや燃料電池といった直流電源を用いたシステムにおいても起こりうる問題である。
【００１４】
本発明は、前述のように、並列放電器間の出力電圧のわずかな違いや放電出力点から並列接続点までの配線抵抗差により、直流電源の余力を残したまま、システムの放電が停止するという問題を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、直流電源の出力電流を適切に制御することによって、放電時に直流電源の能力を十分に有効活用する放電器、放電方法および直流電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載のように、
直流電源からの電力を入力とし、負荷へ電力を供給する放電器であって、入力電圧が所定の第１の電圧まで低下したとき、パルス幅変調制御によって出力電流を制限して入力電圧を前記第１の電圧に維持することを特徴とする放電器を構成する。
【００１６】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項２に記載のように、
請求項１に記載の放電器において、出力電圧が負荷許容上限電圧以下の第２の電圧を超えないように、パルス幅変調制御による降圧動作を行うことを特徴とする放電器を構成する。
【００１７】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項３に記載のように、
請求項１または２に記載の放電器において、出力電圧が前記第２の電圧以下であり、かつ、入力電圧が前記第１の電圧を超えているときは入力をそのまま負荷へ出力するバイパス動作を行うことを特徴とする放電器を構成する。
【００１８】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項４に記載のように、
請求項１、２または３に記載の放電器において、出力電流が所定の許容上限電流を超えるときに、パルス幅変調制御によって出力電圧を低下させて前記許容上限電流値を超える電流出力を防止する垂下動作を行うことを特徴とする放電器を構成する。
【００１９】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項５に記載のように、
請求項１ないし４のいずれかに記載の放電器において、前記第１の電圧が前記直流電源の放電終止電圧であることを特徴とする放電器を構成する。
【００２０】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項６に記載のように、
直流電源からの電力を、放電器を介して負荷に供給する放電方法であって、入力電圧が所定の第１の電圧まで低下したとき、パルス幅変調制御によって出力電流を制限して入力電圧を前記第１の電圧に維持することを特徴とする放電方法を構成する。
【００２１】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項７に記載のように、
請求項６に記載の放電方法において、出力電圧が負荷許容上限電圧以下の第２の電圧を超えないように、パルス幅変調制御による降圧動作を行うことを特徴とする放電方法を構成する。
【００２２】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項８に記載のように、
請求項６または７に記載の放電方法において、出力電圧が前記第２の電圧以下であり、かつ、入力電圧が前記第１の電圧を超えているときは入力をそのまま負荷へ出力するバイパス動作を行うことを特徴とする放電方法を構成する。
【００２３】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項９に記載のように、
請求項６、７または８に記載の放電方法において、出力電流が所定の許容上限電流を超えるときに、パルス幅変調制御によって出力電圧を低下させて前記許容上限電流値を超える電流出力を防止する垂下動作を行うことを特徴とする放電方法を構成する。
【００２４】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項１０に記載のように、
請求項６ないし９のいずれかに記載の放電方法において、前記第１の電圧が前記直流電源の放電終止電圧であることを特徴とする放電方法を構成する。
【００２５】
また、本発明においては、特許請求の範囲の請求項１１に記載のように、
直流電源の蓄積電力を、放電器を介して出力する複数の放電系統が並列接続されて同一の負荷に電力を供給する直流電源システムであって、前記放電器が、請求項１ないし５のいずれかに記載の放電器であることを特徴とする直流電源システムを構成する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る放電器、放電方法および直流電源システムによれば、直流電源の放電可能なエネルギーを余すことなく使い切ることができるため、余分に設置する直流電源を減らし、コストとスペースを節約することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態例を説明する図である。
【図２】本発明に係る放電器における降圧回路の一例を説明する図である。
【図３】本発明に係る放電器における放電時の放電器入力電圧（組電池電圧）と放電器出力電圧の推移を示す図である。
【図４】入力電圧維持動作モードにおけるＰＷＭ信号の制御を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態例を説明する図である。
【図６】整流器と複数の組電池、充電器および放電器からなる直流電源システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明においては、入力電圧が所定の第１の電圧を超えているときは入力をそのまま負荷へ出力するバイパス動作を行い、入力電圧が前記第１の電圧まで低下したとき、出力電流低減動作を行い入力電圧を前記第１の電圧に維持する放電器を構成する。
【００２９】
以下に、本発明に係る放電器について、本発明を、直流電源としてニッケル水素蓄電池を用いた直流電源システムに適用した場合を例として説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態例（実施例１）を説明する図である。図１に示した直流電源システムにおいて、組電池１が出力する電力が、放電器２を介して、負荷３へ供給されている。
【００３１】
組電池１は、ニッケル水素蓄電池セル（定格電圧１.２Ｖ、定格容量１００Ａｈ）を４０セル直列接続した組電池（定格電圧４８Ｖ、定格容量１００Ａｈ）である。放電器２は、組電池１から入力した電力を、そのまま、あるいは、降圧または入力電圧維持動作により負荷３へ出力するコンバータである。負荷３は、通信機器など直流電力により動作する負荷であり、許容電圧の上限は５３Ｖである。
【００３２】
組電池１は、満充電時に電圧が６４Ｖに達し、放電終止電圧は４０Ｖである。このため、組電池１の電圧が高く、放電器２の出力電圧が負荷３の許容上限値を超えるときには、放電器２は、負荷３への供給電圧を、負荷許容上限電圧（５３Ｖ）以下の第２の電圧である５０Ｖに降圧する（降圧モード）。また、放電により組電池１の電圧が低下するが、放電器２の出力電圧が５０Ｖ未満となるときは、放電器２は降圧動作を停止し、入力した電力をそのまま出力する（バイパスモード）。
【００３３】
図２は、放電器２における降圧回路の一例を説明する図である。図において、直流電力（電圧ＶＩＮ）が左側から降圧回路に入力され、降圧回路の右側から電圧ＶＯＵＴの電力として出力される。降圧回路はリアクトル４とコンデンサ５とダイオード６とスイッチング素子７（電界効果トランジスタとして表す）とからなり、正側入力端子はスイッチング素子７の第１の端に接続し、スイッチング素子７の第２の端はリアクトル４を介して正側出力端子に接続し、負側入力端子は導線によって負側出力端子に接続し、スイッチング素子７の第２の端は、正側から負側に向かう方向を逆方向とするダイオード６を介して前記導線に接続し、正側出力端子はコンデンサ５を介して負側出力端子に接続する。
【００３４】
降圧動作は、スイッチング素子７がオン−オフ動作を周期的に繰り返すことによって行われる。スイッチング素子７におけるオン−オフ動作１周期中のオン時間をＴＯＮ、オフ時間をＴＯＦＦとすれば、降圧回路の出力電圧ＶＯＵＴは降圧回路の入力電圧ＶＩＮのＴＯＮ/(ＴＯＮ＋ＴＯＦＦ）倍となり、降圧が行われる。
【００３５】
なお、スイッチング素子７がオン状態を保てば、降圧回路は入力電力を、そのまま出力する。この場合に、降圧回路はバイパス動作と同等の動作をしていることになるので、この動作を単にバイパス動作と呼ぶ。
【００３６】
スイッチング素子７にこのような動作をさせるためには、制御部１１からＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation：パルス幅変調）信号をスイッチング素子７の制御用電極に与える。この制御方法を、ここでは、パルス幅変調制御と呼ぶ。ＰＷＭ信号のＯＮ時間の比率はデューティー比と呼ばれ、デューティー比を低下させる（ＯＦＦ時間の比率を上げる）ことにより出力電圧は低下し、デューティー比を上昇させる（ＯＮ時間の比率を上げる）ことにより出力電圧は上昇する。ただし、デューティー比は最高でも１００％にしかならず、このときスイッチング素子７は短絡の状態であるため、出力電圧は入力電圧からリアクトル４などの回路素子の電圧降下分だけ低い値となる。
【００３７】
放電器２は、過剰な電流が出力することを防ぐために、垂下機能を有する。垂下機能とは、出力電流が所定の許容上限電流を超えるときに、出力電圧を急激に低下させて上限電流値以上の電流出力を防止する機能である。許容上限電流値は、３０Ａに設定されており、出力電流はこの値以下に制限される。
【００３８】
放電器２の垂下制御は、出力電流を監視しながら、出力電流が設定された上限電流値に達したときにスイッチング素子へＰＷＭ信号を与え、このＰＷＭ信号のデューティー比を急激に低下させることにより実現できる。
【００３９】
以下に、満充電にした組電池１から放電器２を介して負荷３へ放電を行うときの、放電器２の動作について、図３に示す放電器入力電圧（組電池電圧）と放電器出力電圧の推移を用いて説明する。
【００４０】
放電開始直後は組電池１の電圧が高い（５５Ｖ程度）ため、放電器２はスイッチング素子７へ与えられるＰＷＭ信号により降圧動作を行い、出力電圧を５０Ｖ（第２の電圧）に維持する（降圧モード）。
【００４１】
時間が経過して組電池１の電圧が低下すると、ＰＷＭ信号のデューティー比が上昇し、デューティー比が１００％かつ放電器２の出力電圧が５０Ｖとなった時点で降圧動作が停止する。この後、デューティー比は１００％のまま、バイパス動作により負荷３へ電力供給を行う（バイパスモード）。このバイパスモードにおいて、放電器２の出力電圧は、放電器内部の回路の電圧降下分だけ、放電器入力電圧（組電池電圧）よりも低い値となっている。
【００４２】
さらに放電が継続して、放電器２の入力電圧（組電池１の電圧）が第１の電圧である４０Ｖ（この場合は組電池１の放電終止電圧に等しい）に達したとき、制御部１１はこれを検知して、スイッチング素子７へのＰＷＭ信号のデューティー比を１００％から低下させ、出力電流を制限することにより、放電器２の入力電圧を第１の電圧である４０Ｖに維持する（入力電圧維持動作モード）。その動作は、図４に示すフローチャートのように、ステップ１（Ｓ１で表す、以下同様）で放電器２の入力電圧（Ｖｂ）と４０Ｖ（第１の電圧Ｖ１）とを比較し、ＶｂがＶ１未満のときステップ２でスイッチング素子７へのＰＷＭ信号のデューティー比を低下させ、他の場合にはステップ３でデューティー比を上昇させるものである。
【００４３】
このような出力電流の制限によって放電器２の入力電圧が４０Ｖ（第１の電圧）に維持される理由は、組電池１の出力電流の減少によって、組電池１内部における電圧降下の絶対値が低下するからである。
【００４４】
入力電圧維持動作モードのときにも、放電器２の出力電圧は、放電器内部の回路の電圧降下分だけ、放電器入力電圧（組電池電圧）よりも低い値となっている。
【００４５】
このようなＰＷＭ信号の制御を行うことにより、放電が継続する限り、放電器２の入力電圧（組電池１の電圧）は４０Ｖ（第１の電圧）に維持されながらスイッチング素子７へのＰＷＭ信号のデューティー比が低下して組電池１の出力電流（負荷３への放電電流）は低下していく。
【００４６】
入力電圧維持動作モードにある放電器２が単独で負荷３へ電力を供給している場合には、負荷３が要求する最低消費電流を放電器２が供給できなくなった時点で放電を終了する。放電器２が他の放電器と並列接続されている場合（下記実施例２、３）には、放電器２の出力電流減少分は、放電器２に並列接続されている他の放電器によって補償され負荷３へ供給されるので、放電器２の出力電圧は、入力電圧維持動作モードに移行しても、ほとんど変わらない（図３に示した電圧推移はこのような場合に相当している）。
【００４７】
入力電圧維持動作モードになると、放電器２から負荷３への供給電力が低下していくが、放電電流の減少により組電池１の電圧は４０Ｖ（第１の電圧）から下がらなくなるため、放電終止電圧（４０Ｖ）を下回る放電を防ぐことにより、負荷３への給電時間が延長される。
【００４８】
つまり、放電終止電圧に達したときに放電を停止するのではなく、放電終止電圧に達したとき放電電流を節約して放電時間を延長するので、負荷３の動作時間を延長できるという効果がある。
【実施例２】
【００４９】
本実施例は、実施例１の放電器２を並列接続して、同一の負荷３に電力を供給する直流電源システムである。図５に示すように、この直流電源システムにおいては、実施例１の組電池１、放電器２の組み合わせが６系統（１系、２系、３系、４系、５系、６系）具備されている。すなわち、この直流電源システムは、蓄電池の蓄積電力を、放電器を介して出力する複数の放電系統が並列接続されて同一の負荷に電力を供給する直流電源システムの一例である。
【００５０】
各組電池１を満充電にした後、負荷３への放電を行うと、放電の初期は各放電器２は降圧動作（降圧モード）を行い、出力電圧が５０Ｖ以下となった放電器２から降圧動作を停止してバイパスモードとなる。さらに放電が継続して、入力とする組電池１の電圧が放電終止電圧である４０Ｖ（第１の電圧）に達した放電器２は入力電圧維持動作モードとなり、当該放電器２の出力電流が減少しながら、入力電圧が４０Ｖ（第１の電圧）に維持される。このようなモードの推移に伴う入出力電圧の推移は、すでに図３に示してある。
【００５１】
どの放電器２がいつ入力電圧維持動作モードとなるかは、各放電器２配置や、入力とする組電池１の状態により異なるが、入力電圧維持動作モードに入った放電器２は、電力の出力は停止せず、不足分の放電は他のバイパスモードの放電器が担うことになる。この間に、並列系統間の容量ばらつきが解消され、最後は全ての放電器２が入力電圧維持動作モードに入り、負荷３の所要負荷電力を供給できなくなった時点でシステムの出力が停止する。
【００５２】
仮に、放電前に６系統の充電が完全ではなく、満充電の系統や充電不足の系統が存在していた場合、放電開始後、充電不足の系統では先に組電池１の電圧が４０Ｖ（第１の電圧）に達し、入力電圧維持動作モードになることで放電電流が低下し、他の容量の大きい系統に多くの放電電流が分担され、容量ばらつきが解消される。
【００５３】
ここで、入力電圧（組電池電圧）が４０Ｖ（第１の電圧）に達した放電器２は、出力を完全に停止するのではなく、出力電流が低下するのみである。出力電流が低下することにより、放電器２は入力４０Ｖの状態のまま出力を継続することができるので、入力とする組電池１は放電可能なエネルギーを余すことなく負荷３へ供給することができる。
【００５４】
このように、入力電圧（組電池電圧）が放電終止電圧まで低下したとき出力電流制限動作を行い、入力電圧を放電終止電圧に維持する放電器を利用することにより、並列系統間の容量ばらつきを解消し、各組電池に蓄積された放電可能なエネルギーを余すことなく負荷へ供給することができる。
【実施例３】
【００５５】
図６を、実施例２の直流電源システムに充電器と整流器を追加してなる直流電源システムの説明にも用いる。図６において、各組電池に充電器８が接続されており、放電後に充電を行うことができる。ここで、充電器８は、交流電源９を入力としている。
【００５６】
また、各放電器２の出力に、交流電源９を入力として直流５１Ｖを出力する整流器１０が並列接続されており、交流電源９が有効であるときはこれが出力する電力を整流器１０を介して負荷３へ供給し、交流電源９が停電して整流器１０が停止したときは組電池１から放電器２を介して負荷３への放電を行うことができる。
【００５７】
交流電源９が停電となり、組電池１から放電器２を介して負荷３へバックアップ給電を行うとき、実施例２と同様に、放電器２の入力電圧（組電池電圧）が放電終止電圧まで低下したとき出力電流制限動作を行い入力電圧を放電終止電圧に維持する放電器を利用するので、並列系統間の容量ばらつきを解消し、各組電池に蓄積された放電可能なエネルギーを余すことなく負荷へ供給することができる。
【００５８】
本発明の各実施例においては、ニッケル水素蓄電池を用いた直流電源システムを例として説明したが、鉛蓄電池やリチウムイオン蓄電池といった二次電池を搭載した直流電源システムにおいても適用することができる。また、充電器を接続しないシステムであれば、組電池１を一次電池で構成することも可能である。さらに、組電池１を電気二重層キャパシタや燃料電池といった直流電源に置き換えた直流電源システムにおいても適用することが可能である。
【００５９】
本発明の各実施例においては、負荷に許容上限電圧が設定され、放電器の入力電圧が高く出力電圧が負荷の許容上限電圧を超えることがないように降圧動作（降圧モード）を行っているが、負荷の許容電圧範囲が広く、組電池の最高電圧が負荷の許容上限電圧より低い場合には、降圧モードは必要なく、放電の最初からバイパスモードとし、放電器の入力電圧（組電池電圧）が第１の電圧に達したとき入力電圧維持動作モードに移行するようにすればよい。
【００６０】
本発明の各実施例においては、入力電圧維持動作モードに移行する放電器入力電圧（組電池電圧）を４０Ｖ（ニッケル水素蓄電池４０セル直列の放電終止電圧）としたが、放電終止電圧が異なる組電池を用いる場合は第１の電圧も異なる。
【００６１】
また、放電余力を残すために第１の電圧を放電終止電圧（蓄電池の放電を停止させる必要があるとして製造時などにメーカから指定される電圧）より高い電圧に設定してもよい。すなわち、電池の残容量を多く残しておきたい場合（例えば、電池を抜き出して他の用途に使うために保存しておく場合など）には、第１の電圧を放電終止電圧より高い電圧に設定しておけばよい。
【００６２】
さらに、特定の系統の組電池に放電余力を残す必要がある場合は、各系統の放電器それぞれに残したい余力に応じた第１の電圧を設定してもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について、ニッケル水素蓄電池を用いた直流電源システムを例として説明したが、本発明はこれに限られるものではない。
【００６４】
以下に、本発明によって生じる効果について説明する。
【００６５】
（１）電池から放電器を介して負荷へ給電する直流電源システムでは、電池の過放電を防止するため、電池電圧が放電終止電圧に達したとき放電を停止させる必要があるが、一定の放電電流がある状態で放電を停止させると、電池に放電可能なエネルギーを残したまま放電が停止し、余分に電池を搭載する必要が生じてコストとスペースを増加させるという問題がある。
【００６６】
本発明により、放電末期に放電電流が節約され、放電終止電圧を維持したまま放電が継続できるため、電池に蓄積された放電可能なエネルギーが余すことなく負荷へ供給され、余分に設置する蓄電池を減らすことができ、コストとスペースを節約することが可能となる。
【００６７】
（２）複数系統の放電器を出力において並列接続した直流電源システムでは、放電器の配置や放電器の入力である電池の状態の差により並列系統間に容量ばらつきが起こり、特定の系統に大きな負荷が分担され、系統間の放電電流に偏りが生じ、放電可能なエネルギーが残されたままシステムの放電が終了し、余分に電池を搭載する必要が生じてコストとスペースを増加させるという問題がある。
【００６８】
本発明により、容量ばらつきが解消され、電池に蓄積された放電可能なエネルギーが余すことなく負荷へ供給されるため、余分に設置する蓄電池を減らすことができ、コストとスペースを節約することが可能となる。
【００６９】
（３）複数系統の放電器を出力において並列接続した直流電源システムでは、放電器が入力とする電池の電圧が放電終止電圧に達したときその電池の放電を停止させる必要があるが、単純に放電を切り離した場合、急激な出力変動に他の放電器や負荷が追随できず、システムの出力電圧が不安定になり、負荷の動作に支障をきたすという問題がある。
【００７０】
本発明により、放電終止電圧に達した電池はすぐには出力停止とならず、出力電流が除々に低下して放電電流が零となることにより放電が停止するため、システムの出力電圧は安定し、負荷に影響を与えることがない。
（４）本発明の放電器は、出力電圧が負荷の許容上限電圧を超えようとするとき降圧して出力し、入力電圧が放電終止電圧を下回ろうとするとき入力電圧を放電終止電圧に維持するが、この２つの動作は同じ回路により実行される。それぞれの動作のための回路をそれぞれ別に搭載する場合に比べて、部品点数を削減することができ、放電器を小さくすることができ、製造費用も削減することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１：組電池、２：放電器、３：負荷、４：リアクトル、５：コンデンサ、６：ダイオード、７：スイッチング素子、８：充電器、９：交流電源、１０：整流器、１１：制御部。
【図１】
2010178500.tif 000003
【図２】
2010178500.tif 000004
【図３】
2010178500.tif 000005
【図４】
2010178500.tif 000006
【図５】
2010178500.tif 000007
【図６】
2010178500.tif 000008