(57)【要約】【課題】  簡易な構成で、安定した交流電力を供給しつつ蓄電池のリプル電流を低減することを目的とする。【解決手段】  本発明の電源装置１００は、蓄電池と、蓄電池の電圧を昇圧する昇圧回路１４２と、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ１４４と、昇圧された直流電圧の変動を抑制するように昇圧回路を閉ループ制御する電圧制御部１５０と、を備え、電圧制御部の応答時定数は、交流電圧の周期の１倍以上であることを特徴とする。【選択図】    図４
2010148164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池と、
前記蓄電池の電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記昇圧された直流電圧の変動を抑制するように前記昇圧回路を閉ループ制御する電圧制御部と、
を備え、
前記電圧制御部の応答時定数は、前記交流電圧の周期の１倍以上であることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記蓄電池からの出力電流のピークに応じて前記応答時定数を適応的に変える時定数調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記電圧制御部は、さらに、前記蓄電池の端子電圧に応じて前記昇圧回路を開ループ制御することを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電圧制御部は、ＰＷＭのデューティ比によって前記昇圧回路を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
蓄電池と、
前記蓄電池の電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路によって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記蓄電池の端子電圧に応じて前記昇圧回路のデューティ比を制御する電圧制御部と、
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
蓄電池と、
前記蓄電池の電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路によって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記昇圧された直流電圧に応じて前記昇圧回路のデューティ比を制御する電圧制御部とを備え、
前記電圧制御部は、前記直流電圧が所定の上限値に達した場合には前記昇圧回路のデューティ比を下限値に切り替え、前記直流電圧が所定の下限値に達した場合には前記昇圧回路のデューティ比を上限値に切り替えることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池に蓄電された電力から交流電力を生成する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
停電等により発電所を含む電力供給システムからの電力の供給が一時的に途絶えることがある。一方、このような停電時においてもエアコン、冷蔵庫等の電気機器には継続的な電力の供給が必要である。この場合、コンセントへ接続していたプラグを、屋内配線とは独立して電力供給可能なポータブル電源装置等の電源装置に接続して動作することができる。かかる電源装置は、燃料電池や二次電池等の蓄電池を利用したものがあり、燃料電池の例では水素を燃料として数百Ｗ以上の電力を生成できるものもある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一般に、燃料電池や二次電池等の蓄電池への蓄電は直流電力で為される。従って、電源装置は、そのような直流電力を交流電力に変換するための昇圧回路やインバータを備えている。このとき、当該電源装置を接続する負荷によっては、昇圧回路の出力端に接続されたコンデンサの電荷がインバータに誘引され、ひいては蓄電池からの出力電流のリプルを招く。
【０００４】
そこで、それぞれ入力端子が同一の蓄電池に接続された複数のＤＣ−ＤＣコンバータと、そのＤＣ−ＤＣコンバータの出力を直列に接続するためのＤＣ−ＤＣコンバータとの２段の昇圧回路によって、電力損失を減らし、リプル電流を低減する技術が公開されている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
また、昇圧回路中のスイッチング素子とコンバータのスイッチング素子のスイッチング周波数を同期させ、かつ、スイッチング素子を排他的にオンすることでリプル電流を低減する技術も知られている（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特開２００４−３１９３６７号公報
【特許文献２】特開２００４−２７４８９３号公報
【特許文献３】特開２０００−０９２８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、蓄電池の端子電圧が２０〜３０Ｖであった場合、１００Ｖの交流電圧を得るために昇圧回路では１８０〜２００Ｖへの昇圧が強いられ、その昇圧比は６〜１０倍になる。しかし、このように高い昇圧比の下では、上述した従来技術を適用したとしても蓄電池の出力電流にリプルが生じてしまう。ここで、リプル電流のピークが蓄電池の許容出力電流を上回ると、蓄電池に過大な負担がかかり、ひいては蓄電池の劣化を招く。
【０００７】
リプル電流は、昇圧回路の出力端に接続されたコンデンサの容量を増やすことによっても低減することができるが、容量に伴ってコンデンサの占有体積や購入コストも増加し、ポータブル電源装置の携帯性や割安感を損なうおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、簡易な構成で、安定した交流電力を供給しつつ蓄電池のリプル電流を低減可能な電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の電源装置の代表的な構成は、蓄電池と、蓄電池の電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、昇圧された直流電圧の変動を抑制するように昇圧回路を閉ループ制御する電圧制御部と、を備え、電圧制御部の応答時定数は、交流電圧の周期の１倍以上であることを特徴とする。
【００１０】
従来の電源装置では、昇圧回路とインバータとが独立して制御され、昇圧回路は、インバータの誘引による出力電圧の変動を厳格に抑制するよう機能し、その出力電圧はほぼ一定値を示す。しかし、このような昇圧回路は、出力電圧の平滑性を確保するため過度に蓄電池から電流を引き込むので、それがリプル電流となる。本発明では、昇圧回路の出力電圧の変動を許容し、特別な回路やコンデンサの追加を伴わない簡易な構成で閉ループ制御の応答時定数を長くとり、交流電圧の周波数変動に対する過度な反応を鈍化させ、蓄電池のリプル電流を低減する。
【００１１】
電源装置は、蓄電池からの出力電流のピークに応じて応答時定数を適応的に変える時定数調整部をさらに備えてもよい。
【００１２】
時定数調整部は、蓄電池からの出力電流のピークが、例えば許容出力電流の所定％以下となるように応答時定数を適応的に変える。かかる構成により、出力電流が許容出力電流を超過するのを適切に防ぎつつ、昇圧回路の出力電圧の変動を抑制することが可能となる。
【００１３】
電圧制御部は、さらに、蓄電池の端子電圧に応じて昇圧回路を開ループ制御してもよい。
【００１４】
かかる構成により、電力消費による蓄電池の端子電圧の変動に拘わらず、昇圧回路の出力電圧を所定範囲に維持することが可能となり、より安定した交流電力を供給することができる。
【００１５】
電圧制御部は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）のデューティ比によって昇圧回路を制御してもよい。
【００１６】
本発明では、電圧制御部による閉ループ制御の応答時定数を長くとることができるので、その制御量を迅速にパルス幅に適応する必要がない。従って、電圧制御部は、昇圧された直流電圧の平均出力電圧の変動に応じた、所定周期のＰＷＭのデューティ比の変更のみによって、本発明のリプル電流低減の目的を達成することができる。
【００１７】
本発明に係る電源装置の他の代表的な構成は、蓄電池と、蓄電池の電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、蓄電池の端子電圧に応じて昇圧回路を開ループ制御する電圧制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、昇圧回路の出力電圧の変動を許容し、特別な回路やコンデンサの追加を伴わない簡易な構成で開ループを行うことにより、蓄電池から所望の交流電力を安定供給しつつ、蓄電池にかかるリプル電流を飛躍的に軽減し、電池寿命の延命化を図ることができる。
【００１９】
本発明にかかる電源装置の他の代表的な構成は、蓄電池と、蓄電池の電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路によって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、昇圧された直流電圧に応じて昇圧回路のデューティ比を制御する電圧制御部とを備え、電圧制御部は、直流電圧が所定の上限値に達した場合には昇圧回路のデューティ比を下限値に切り替え、直流電圧が所定の下限値に達した場合には昇圧回路のデューティ比を上限値に切り替えることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、昇圧回路の出力電圧の変動を許容し、複雑な計算を行わずに、蓄電池から所望の交流電力を安定供給しつつ、蓄電池にかかるリプル電流を飛躍的に軽減し、電池寿命の延命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、簡易な構成で、安定した交流電力を供給しつつ蓄電池のリプル電流を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２３】
商用のコンセントからの電力供給が停電等により途絶えた場合や、そのようなコンセントが存在しない場合であっても、ポータブル電源装置等の電源装置を用いることで、電力供給システムから独立して電力を給電し様々な電気機器を動作させることが可能である。しかし、電源装置内の昇圧回路とインバータとの関係から生じるリプル電流が過大になると、蓄電池の劣化や寿命短縮を招く。本実施形態では、簡易な構成で、安定した交流電力を供給しつつ蓄電池のリプル電流を低減することを目的としている。以下、本実施形態の電源装置の構成を詳細に説明する。
【００２４】
（電源装置１００）
図１は、電源装置１００の外観を示した斜視図である。特に、図１中（ａ）は、電源装置１００を横置きしたときの正面を、（ｂ）はその背面を、（ｃ）は、縦置きしたときの正面を示している。
【００２５】
電源装置１００は、図１（ａ）のように筐体１１０に覆われ、横置きにした状態で緩衝部材１１２を通じて床面と接触する。また、図１（ａ）における平面（上面）には、他の電源装置１００の緩衝部材１１２を嵌入するための凹部１１４が設けられている。
【００２６】
さらに、図１（ａ）における正面には当該電源装置１００への充電を行うための入力プラグ１２０が設けられ、入力プラグ１２０はプラグ収納スイッチ１２２によってプラグ収納溝１２４に収納される。そして、当該電源装置１００に充電された電力は、出力コンセント１２６を通じて任意の電気機器へ供給される。本実施形態では、電源装置１００の電力容量として、ＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚで２５０Ｗ程度を想定している。
【００２７】
電源装置１００内で実質的に電力を蓄電する蓄電池としての二次電池１２８は、図１（ｂ）のように、筐体１１０背面に設けられた電池収納溝１３０に例えばプッシュロック方式により脱着可能に収納され、経年による性能劣化が生じたときは交換できるようになっている。従って、本実施形態では当該二次電池１２８を、後述する充電器１４０により充電する構成を主として説明しているが、二次電池１２８のみを取り外し、別体の充電装置で充電することもできる。即ち、充電器１４０を電源装置１００内に備えない構成も本実施形態の技術的範囲に属することとなる。
【００２８】
かかる電源装置１００を運搬する場合、図１（ｃ）のように縦置きに置き換え、ハンドル１３２を把持する。また、緩衝部材１１２が設けられた面には発光素子の光を透過する透過窓１３４が、凹部１１４が設けられた面には発光素子の光を透過して受光素子に伝達する透過窓１３６が、表裏対応する位置に設置されている。
【００２９】
図２は、電源装置１００の概略的な動作を説明するための電気ブロック図である。
【００３０】
このような充電式の電源装置１００の場合、準備段階において、二次電池１２８の蓄電量を高めるため入力プラグ１２０を商用コンセント１４６に挿入して、充電器１４０を介した充電を行う。こうして二次電池１２８への十分な蓄電が遂行されると、入力プラグ１２０は商用コンセント１４６から抜かれ、電源装置１００が利用可能な状態となる。
【００３１】
電源装置１００を利用する際には、二次電池１２８に蓄電された直流電力が昇圧回路１４２およびインバータ１４４を通じて再度交流電力に変換され、出力コンセント１２６を通じて電気機器に供給される。
【００３２】
図３は、電源装置１００の全体的な電気的機能を示した電気ブロック図である。ここで、電源装置１００は、接続切替部１４８と、充電器１４０と、二次電池１２８と、昇圧回路１４２と、インバータ１４４と、電圧制御部１５０と、電流制御部１５２とを含んで構成される。
【００３３】
接続切替部１４８は、入力プラグ１２０と充電器１４０または入力プラグ１２０と出力コンセント１２６のいずれかの組合せを排他的に接続する。そして、二次電池１２８への充電の際には、入力プラグ１２０と充電器１４０とを接続し、充電完了後は、電源装置１００を連結するため、入力プラグ１２０と出力コンセント１２６とを接続する。かかる接続の切替は、接続切替部１４８が入力プラグ１２０の接続先を検知して自動的に遂行されるとしてもよいし、スイッチ等を通じてユーザにより手動で遂行されてもよい。
【００３４】
このように、充電に用いられる入力プラグ１２０を電源装置１００の連結に兼用することで、電源装置１００を連結するために別途特別な構成を用いる必要もなくなり、また、電源装置１００に本来設けられるべき主回路の大幅な変更を伴うことなく、接続切替部１４８による切替を通じて充電モードと電源装置連結モードとを切り替えることができる。
【００３５】
充電器１４０は、接続切替部１４８を通じて入力された１００Ｖの交流電力を直流電力に整流すると共に、二次電池１２８への充電電流が適切な量となるように制御する。
【００３６】
二次電池１２８は、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等の蓄電池であり、当該電源装置１００の電源を担う。
【００３７】
昇圧回路１４２は、二次電池１２８の電圧、例えば２０〜３０Ｖの直流電圧を、１８０〜２００Ｖの直流電圧に昇圧する。昇圧回路１４２には後述するようにスイッチング素子２１０とコンデンサ２１６が含まれ、そのスイッチング素子２１０のオンオフによってコンデンサ２１６に電荷が蓄積され、その電圧が、昇圧回路の出力電圧となる。
【００３８】
インバータ１４４は、昇圧回路１４２によって昇圧された直流電圧、例えば１８０〜２００Ｖの直流電圧を、ブリッジ回路等を通じて１００Ｖの交流電圧に変換する。
【００３９】
電圧制御部１５０は、昇圧回路１４２によって昇圧された直流電圧の変動を抑制するように昇圧回路１４２を閉ループ制御する。電圧制御部１５０に関する詳細な動作は、昇圧回路１４２およびインバータ１４４と共に後程詳述する。
【００４０】
電流制御部１５２は、出力コンセント１２６を通過する総電流を当該電源装置１００の電力容量に応じて適切に按分した電流値になるよう、インバータ１４４からの出力電圧および位相を制御する。
【００４１】
（交流生成回路２００）
図４は、電源装置１００の具体的な交流生成回路２００を示した回路図である。かかる交流生成回路２００の昇圧回路１４２では、スイッチング素子２１０のＯＮ／ＯＦＦ制御に応じ、二次電池１２８の直流電力がインダクタ２１２およびダイオード２１４を通じてコンデンサ２１６に蓄電される。そして、インバータ１４４は、コンデンサ２１６に蓄積された直流電力を、４つのスイッチング素子２１０からなるブリッジ回路を通じて交流電力に変換する。
【００４２】
図５は、電圧制御部１５０の応答時定数が短い比較例を説明するためのタイミングチャートである。例えば、端子電圧が２０〜３０Ｖの直流電圧である二次電池１２８から１００Ｖの交流電圧（図５（ａ））を得る場合、昇圧回路１４２により一旦１８０〜２００Ｖの直流電圧が生成される（図５（ｂ））。このとき、昇圧回路１４２の昇圧比は６〜１０倍になる。
【００４３】
このように高い昇圧比の下では、昇圧回路１４２の出力端に接続されたコンデンサ２１６の電荷がインバータ１４４に誘引され、二次電池１２８からの出力電流のリプルを招く（図５（ｃ））。ここで、リプル電流のピークが二次電池１２８の許容出力電流を上回ると、二次電池１２８に過大な負担がかかり、ひいては二次電池１２８電池の劣化を招く。
【００４４】
これは、電圧制御部１５０が、昇圧回路１４２の出力電圧を厳格に一定に保とうという制御を行っていることに起因している。昇圧回路１４２の出力電圧を一定（平滑）に保とうとする、即ち、昇圧回路１４２の出力電圧の変動を即座にスイッチング素子２１０へのフィードバック信号に反映しようとすると、その分、二次電池１２８の出力電流が迅速に応答してしまい、それがリプル電流となる。
【００４５】
そこで、電圧制御部１５０における閉ループの応答時定数を、交流電圧の周期の１倍以上、例えば１０倍（交流電圧が２０ｍｓｅｃのとき２００ｍｓｅｃ）と長くとって、昇圧回路１４２の出力電圧維持特性を鈍らせる。
【００４６】
図６は、電圧制御部１５０の応答時定数を長くとった場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。例えば、図５同様、端子電圧が２０〜３０Ｖの直流電圧である二次電池１２８から１００Ｖの交流電圧（図６（ａ））を得る場合、昇圧回路１４２により一旦１８０〜２００Ｖの直流電圧が生成される（図６（ｂ））。
【００４７】
本実施形態では、昇圧回路１４２の出力電圧の変動を許容することとし、特別な回路やコンデンサ２１６の追加を伴わない簡易な構成で閉ループ制御の応答時定数を長くとり、交流電圧の周波数変動に対する過度な反応を鈍化させ、二次電池１２８のリプル電流を低減する。従って昇圧回路１４２の出力電圧は、交流電圧のピークに合わせてひずむものの（図６（ｂ））、二次電池１２８の出力電流を顕著に低減することができる（図６（ｃ））。
【００４８】
このとき、昇圧回路１４２のひずみがインバータ１４４に与える影響も考慮しなければならないが、インバータ１４４には、通常、入力の許容範囲が設けられており、例えば、下限１８０Ｖ〜上限２００Ｖの間の変動は自体で吸収し、その交流電力の出力を補償している。こうして、安定した交流電力を供給しつつ二次電池１２８のリプル電流を低減することが可能となる。
【００４９】
ここでは、電圧制御部１５０における閉ループの応答時定数を、交流電圧の周期の１０倍としたが、かかる応答時定数の大きさは任意であり、負荷の変動度合いに応じて、自由に調整することもできる。例えば、変動が大きかったり、変動機会が多い負荷に対しては負荷の変動に迅速に反応するように応答時定数を比較的小さくしたり、変動がほとんどない場合には、応答時定数を比較的大きくしたりすることが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態の交流生成回路２００では、二次電池１２８からの出力電流のピークに応じて応答時定数を適応的に変える時定数調整部２５０をさらに備えることができる。
【００５１】
時定数調整部２５０は、二次電池１２８からの出力電流のピークが、例えば許容出力電流の９０％以下となるように応答時定数を適応的に変える。かかる構成により、出力電流が許容出力電流を超過するのを適切に防ぎつつ、昇圧回路の出力電圧の変動を抑制することが可能となる。
【００５２】
ここで、電圧制御部１５０は、ＰＷＭのデューティ比によって昇圧回路１４２を閉ループ制御する。
【００５３】
図７は、ＰＷＭのデューティ比を説明するための説明図である。電圧制御部１５０から昇圧回路１４２のスイッチング素子２１０にフィードバックされるフィードバック信号は、その制御量をパルス幅で示したＰＷＭで表し、例えばＰＷＭ周波数が４０ｋＨｚとした場合、その逆数であるＰＷＭの周期Ｔのデューティ比の時間分だけ最大値が保たれる。従って、制御量は最大値×デューティ比／１００％で表すことができる。
【００５４】
図８は、電圧制御部１５０による制御量を説明するための説明図である。電圧制御部１５０における閉ループ制御の応答時定数を長くとることは、昇圧回路１４２の出力電圧をＬＰＦ（Low Pass Filter）によって平均化した平均出力電圧に対して閉ループ制御を実行するのと等価となるので、ここでは、昇圧回路１４２の出力電圧の平均出力電圧を取得し、その値に応じた一次関数によってＰＷＭのデューティ比を決めている。このとき、図８（ａ）に示すように、電圧制御部１５０は二次電池１２８からの出力電圧を見る必要はない（図にて不要な回路を波線で示す）。図８（ｂ）を参照すると、下限１８０Ｖのときは、昇圧回路１４２の出力電圧の平均出力電圧を上げるべく高いデューティ比（例えば９０％）とし、上限２００Ｖのときは、昇圧回路１４２の出力電圧のオフセットを下げるべく低いデューティ比（例えば８０％）としている。
【００５５】
本実施形態では、電圧制御部１５０による閉ループ制御の応答時定数を長くとることができるので、その制御量を迅速にパルス幅に適応する必要がない。従って、電圧制御部１５０は、昇圧された直流電圧の平均出力電圧の変動に応じた、所定周期のＰＷＭのデューティ比の変更のみによって、本実施形態のリプル電流低減の目的を達成することができる。
【００５６】
電圧制御部１５０は、二次電池１２８の端子電圧に応じて昇圧回路１４２を開ループ制御してもよい。
【００５７】
図９は、電圧制御部１５０による制御量を説明するための説明図である。電圧制御部１５０は、二次電池１２８の端子電圧に対する開ループ制御を実施する例である。この場合において図９（ａ）に示すように、電圧制御部１５０は昇圧回路１４２の出力電圧を見る必要はなく、また時定数調整部２５０も必ずしも必要ではない（図にて不要な回路を波線で示す）。かかる開ループ制御は、図９（ｂ）に示したように、二次電池１２８の端子電圧に応じた一次関数によってＰＷＭのデューティ比を決めている。図９（ｂ）を参照すると、二次電池端子電圧が２０Ｖのときは高いデューティ比（例えば９０％）とし、３０Ｖのときは低いデューティ比（例えば８０％）としている。
【００５８】
かかる構成により、電力消費による二次電池１２８の端子電圧の変動に拘わらず、昇圧回路１４２の出力電圧を所定範囲に維持することが可能となり、より安定した交流電力を供給することができる。
【００５９】
図１０は、二次電池１２８の端子電圧に応じて昇圧回路１４２を開ループ制御した場合の実施例と比較例（従来例）を説明する図である。二次電池１２８の出力電流をＩ１、二次電池１２８の端子電圧をＶ２、昇圧回路１４２の出力電圧をＶ３、コンデンサ２１６の電圧をＶ４、交流電圧をＶ５とする（図９参照）。
【００６０】
図１０（ｂ）に示す比較例は従来の制御であって、昇圧回路１４２によって昇圧されたコンデンサ２１６の電圧Ｖ４が一定になるように電圧制御部１５０を制御するものである。そのため、図を参照するとＶ４の電圧は極めて一定になっており（１８５Ｖ〜１８６Ｖ）、また交流電圧Ｖ５の波形も整っている。しかし、二次電池出力電流Ｉ１は大きく変動していることがわかる（３．８Ａ〜２４．６Ａ）。
【００６１】
これに対し図１０（ａ）に示す実施例では、二次電池出力電流Ｉ１の振幅が大幅に抑えられていることがわかる（２．５Ａ〜５．１Ａ）。その代わりにコンデンサ２１６の電荷が若干不足していると見られ、コンデンサ２１６の電圧Ｖ４が振動していると共に（１８１．５Ｖ〜１８４．０Ｖ）、交流電圧Ｖ５の波形にもわずかに歪みが生じている。しかしＶ４の振動やＶ５の歪みは極めてわずかであって、機器に障害を及ぼすほどのものではない。このことから、蓄電池から所望の交流電力を安定供給しつつ、蓄電池にかかるリプル電流を飛躍的に軽減し、電池寿命の延命化を図ることができることがわかる。
【００６２】
このように電圧制御部１５０が二次電池１２８の端子電圧に対して開ループ制御される場合、昇圧回路１４２の出力電圧に対する閉ループ制御を切替制御によって実現することも可能となる。
【００６３】
図１１は、電圧制御部１５０による制御量を説明するための説明図である。電圧制御部１５０は、昇圧回路１４２の出力電圧に対して、複雑な計算を行わず、切替制御する。即ち、昇圧回路１４２の出力電圧の平均出力電圧が所定の上限値（例えば２００Ｖ）となると、ＰＷＭのデューティ比を下限値（例えば８０％）に切り替えて固定し、昇圧回路１４２の出力電圧の平均出力電圧が所定の下限値（例えば１８０Ｖ）となると、ＰＷＭのデューティ比を上限値（例えば９０％）に切り替えて固定する。このとき図１１（ａ）に示すように、電圧制御部１５０は二次電池１２８の端子電圧を見る必要はなく、また時定数調整部２５０も必ずしも必要ではない（図にて不要な回路を波線で示す）。従って図１１（ｂ）に示すように、昇圧回路１４２の出力電圧は、１８０Ｖから２００Ｖの間で無作為に変動することとなる。
【００６４】
このとき、切替制御を厳格に遂行すると、昇圧回路１４２の出力電圧が１８０Ｖまたは２００Ｖとなったところで、ＰＷＭのデューティ比が振動的に切り替わるチャタリング状態が生じうる。そこで、本実施形態では、図１１（ｂ）に示すように、一旦下限１８０Ｖや上限２００Ｖに到達したら、ある程度電圧が戻るまでそのデューティ比を維持するヒステリシス特性を持たせてもよい。
【００６５】
以上、説明した電源装置１００によって、簡易な構成で、安定した交流電力を供給しつつ二次電池１２８のリプル電流を低減することが可能となる。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、蓄電池に蓄電された電力から交流電力を生成する電源装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】電源装置の外観を示した斜視図である。
【図２】電源装置の概略的な動作を説明するための電気ブロック図である。
【図３】電源装置の全体的な電気的機能を示した電気ブロック図である。
【図４】電源装置の具体的な交流生成回路を示した回路図である。
【図５】電圧制御部の応答時定数が短い比較例を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】電圧制御部の応答時定数を長くとった場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】ＰＷＭのデューティ比を説明するための説明図である。
【図８】電圧制御部による制御量を説明するための説明図である。
【図９】電圧制御部による制御量を説明するための説明図である。
【図１０】図９の構成の実施例および比較例を説明する図である。
【図１１】電圧制御部による制御量を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００  …電源装置
１２８  …二次電池（蓄電池）
１４０  …充電器
１４２  …昇圧回路
１４４  …インバータ
１５０  …電圧制御部
２００  …交流生成回路
２５０  …時定数調整部
【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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