(57)【要約】【課題】低コストでコンデンサバンクを充電することが可能なコンデンサバンクの充電方法を提供する。【解決手段】このコンデンサバンクの充電方法では、コンデンサバンク１０の定格電圧ＶＡよりも低い予備充電電圧ＶＰＣまでコンデンサバンク１０を充電し、コンデンサバンク１０の端子間電圧を予備充電電圧ＶＰＣに所定時間ＴＷだけ維持した後に、コンデンサバンク１０を定格電圧ＶＡまで充電する。したがって、各コンデンサに電圧検出回路などを設けることなく、コンデンサに過電圧が印加されるのを防止できる。【選択図】図５
2014183652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数のコンデンサと、それぞれ前記複数のコンデンサに並列接続された複数の抵抗素子とを含むコンデンサバンクを充電する方法であって、
前記コンデンサバンクの定格電圧よりも低い予備充電電圧まで前記コンデンサバンクを充電する第１のステップと、
前記コンデンサバンクの端子間電圧を前記予備充電電圧に予め定められた時間維持する第２のステップと、
前記コンデンサバンクを前記定格電圧まで充電する第３のステップとを含む、コンデンサバンクの充電方法。
【請求項２】
前記複数のコンデンサの容量値の最小値と平均値をそれぞれＣＭＩＮ，ＣＡＶとし、それらの比ＣＭＩＮ／ＣＡＶをαとし、各コンデンサの耐電圧をＶＣとし、前記コンデンサの数をＮとし、各抵抗素子の抵抗値をＲとし、前記予備充電電圧をＶＰＣとし、前記予め定められた時間をＴＷとすると、
ＶＰＣ＝α・ＶＣ・Ｎであり、
ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒである、請求項１に記載のコンデンサバンクの充電方法。
【請求項３】
前記第１のステップでは第１の定電流で前記コンデンサバンクを充電し、
前記第３のステップでは前記第１の定電流以下の第２の定電流で前記コンデンサバンクを充電する、請求項１に記載のコンデンサバンクの充電方法。
【請求項４】
前記複数のコンデンサの容量値の最小値と平均値をそれぞれＣＭＩＮ，ＣＡＶとし、それらの比ＣＭＩＮ／ＣＡＶをαとし、各コンデンサの耐電圧をＶＣとし、前記コンデンサの数をＮとし、各抵抗素子の抵抗値をＲとし、前記予備充電電圧をＶＰＣとし、前記第２の定電流をＩ２とし、前記予め定められた時間をＴＷとすると、
ＶＰＣ＝α・ＶＣ・Ｎであり、
Ｉ２＝ＶＣ／Ｒであり、
ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒである、請求項３に記載のコンデンサバンクの充電方法。
【請求項５】
前記第１および第２のステップを複数回繰り返した後に前記第３のステップを行ない、  複数回の前記第１のステップでは前記予備充電電圧を順次増大させる、請求項１に記載のコンデンサバンクの充電方法。
【請求項６】
前記複数のコンデンサの容量値の最小値と平均値をそれぞれＣＭＩＮ，ＣＡＶとし、それらの比ＣＭＩＮ／ＣＡＶをαとし、各コンデンサの耐電圧をＶＣとし、前記コンデンサの数をＮとし、第ｎ回目（ただし、ｎは自然数である）の前記第１のステップにおける前記予備充電電圧をＶＰＣｎとし、ａ１＝α、ａ２＝（１−ａ１）α、ａ３＝（１−ａ１−ａ２）α、…、ａｎ＝（１−ａ１−ａ２−…−ａｎ）αとし、ａ１〜ａｎの和をＳｎとし、前記コンデンサバンクの定格電圧をＶＡとすると、ＶＰＣｎ＝Ｓｎ・ＶＣ・Ｎであり、
前記第ｎ回目の前記第１のステップを行なう前にＶＰＣｎ＞ＶＡであるか否かを判別し、ＶＰＣｎ＞ＶＡでない場合は前記第ｎ回目の前記第１および第２のステップを行ない、ＶＰＣｎ＞ＶＡである場合は前記第３のステップを行なう、請求項５に記載のコンデンサバンクの充電方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のコンデンサバンクの充電方法を実行する制御装置と、
交流電源からの交流電力を直流電力に変換して前記コンデンサバンクに供給するコンバータと、
前記コンデンサバンクの端子間電圧を検出する電圧検出器と、
前記コンバータと前記コンデンサバンクの間に流れる電流を検出する電流検出器とを備え、
前記制御装置は、前記電圧検出器および前記電流検出器の検出結果に基づき、前記コンバータを制御して前記コンデンサバンクを充電する、コンデンサバンクの充電装置。
【請求項８】
直列接続された複数のコンデンサと、それぞれ前記複数のコンデンサに並列接続された複数の抵抗素子とを含むコンデンサバンクを放電させる方法であって、
定格電圧に充電された前記コンデンサバンクを前記定格電圧と接地電圧の間の予備放電電圧まで放電させる第１のステップと、
前記コンデンサバンクを放置し、前記複数のコンデンサの電荷を前記複数の抵抗素子を介して放電させる第２のステップとを含む、コンデンサバンクの放電方法。
【請求項９】
前記複数のコンデンサの容量値の最小値と平均値をそれぞれＣＭＩＮ，ＣＡＶとし、それらの比ＣＭＩＮ／ＣＡＶをαとし、前記コンデンサバンクの定格電圧をＶＡとし、前記予備放電電圧をＶＰＤとすると、
ＶＰＤ＝（１−α）・ＶＡである、請求項８に記載のコンデンサバンクの放電方法。
【請求項１０】
直列接続された複数のコンデンサと、それぞれ前記複数のコンデンサに並列接続された複数の抵抗素子とを含むコンデンサバンクを放電させる方法であって、
定格電圧に充電された前記コンデンサバンクを前記定格電圧と接地電圧の間の第１の予備放電電圧まで放電させる第１のステップと、
前記コンデンサバンクの端子間電圧を前記第１の予備放電電圧に予め定められた時間維持する第２のステップと、
前記コンデンサバンクを前記第１の予備放電電圧と前記接地電圧の間の第２の予備放電電圧まで放電させる第３のステップと、
前記第２の予備放電電圧に放電された前記コンデンサバンクを放置し、前記複数のコンデンサの電荷を前記複数の抵抗素子を介して放電させる第４のステップとを含む、コンデンサバンクの放電方法。
【請求項１１】
前記複数のコンデンサの容量値の最小値と平均値をそれぞれＣＭＩＮ，ＣＡＶとし、それらの比ＣＭＩＮ／ＣＡＶをαとし、前記コンデンサバンクの定格電圧をＶＡとし、前記第１の予備放電電圧をＶＰＤ１とし、前記第２の予備放電電圧をＶＰＤ２とし、前記所定時間をＴＷとすると、
ＶＰＤ１＝（１−α）・ＶＡであり、
ＶＰＤ２＝（１−α）２・ＶＡであり、
ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒである、請求項１０に記載のコンデンサバンクの放電方法。
【請求項１２】
前記第１のステップでは前記コンデンサバンクから第１の定電流を流出させ、
前記第３のステップでは前記第１の定電流以下の第２の定電流を前記コンデンサバンクから流出させる、請求項１０または請求項１１に記載のコンデンサバンクの放電方法。
【請求項１３】
直列接続された複数のコンデンサと、それぞれ前記複数のコンデンサに並列接続された複数の抵抗素子とを含むコンデンサバンクを放電させる方法であって、
定格電圧に充電された前記コンデンサバンクを前記定格電圧と接地電圧の間の予備放電電圧まで放電させる第１のステップと、
前記コンデンサバンクの端子間電圧を前記予備放電電圧に予め定められた時間維持する第２のステップとを備え、
前記予備放電電圧を順次低下させながら前記第１および第２のステップを複数回繰り返し、
さらに、前記第１のステップにおける前記予備放電電圧が予め定められた電圧よりも低下した場合に、前記第１のステップの終了後に前記コンデンサバンクを放置し、前記複数のコンデンサの電荷を前記複数の抵抗素子を介して放電させる第３のステップを含む、コンデンサバンクの放電方法。
【請求項１４】
前記複数のコンデンサの容量値の最小値と平均値をそれぞれＣＭＩＮ，ＣＡＶとし、それらの比ＣＭＩＮ／ＣＡＶをαとし、第ｎ回目（ただし、ｎは自然数である）の前記第１のステップにおける前記予備放電電圧をＶＰＤｎとし、前記予め定められた時間をＴＷとすると、
ＶＰＤｎ＝（１−α）ｎ・ＶＡであり、
ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒである、請求項１３に記載のコンデンサバンクの放電方法。
【請求項１５】
前記複数のコンデンサの容量値の最小値と平均値をそれぞれＣＭＩＮ，ＣＡＶとし、それらの比ＣＭＩＮ／ＣＡＶをαとし、第ｎ回目（ただし、ｎは自然数である）の前記第１のステップにおける前記予備放電電圧をＶＰＤｎとし、放電開始時における前記複数のコンデンサの端子間電圧の最大値と最小値の差をΔＶとし、前記予め定められた時間をＴＷとすると、
ＶＰＤｎ＝（１−α）ｎ・ＶＡ＋（１−α）（ｎ−１）・ΔＶ・Ｎであり、
ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒである、請求項１３に記載のコンデンサバンクの放電方法。
【請求項１６】
請求項８から請求項１５までのいずれか１項に記載のコンデンサバンクの放電方法を実行する制御装置と、
前記コンデンサバンクの直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するコンバータと、
前記コンデンサバンクの端子間電圧を検出する電圧検出器と、
前記コンデンサバンクと前記コンバータの間に流れる電流を検出する電流検出器とを備え、
前記制御装置は、前記電圧検出器および前記電流検出器の検出結果に基づき、前記コンバータを制御して前記コンデンサバンクを放電させる、コンデンサバンクの放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はコンデンサバンクの充電方法およびそれを用いた充電装置と、コンデンサバンクの放電方法およびそれを用いた放電装置に関し、特に、複数のコンデンサおよび複数の抵抗素子を含むコンデンサバンクを充電する方法および装置と、そのようなコンデンサバンクを放電させる方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサバンクは、直列接続された複数のコンデンサと、それぞれ複数のコンデンサに並列接続されたバランス抵抗素子とを備えており、直流電力を蓄えるために使用される。このようなコンデンサバンクを充電または放電する場合、コンデンサに過電圧や逆電圧が印加されてコンデンサが破損したり寿命が短くなるのを防止する必要がある。たとえば、特許文献１〜３には、各コンデンサに電圧検出回路、過電圧防止回路、あるいは逆電圧防止回路を設けて、過電圧や逆電圧を防止する方法が開示されている（たとえば特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２０１７０号公報
【特許文献２】特開２０１０−６８５７１号公報
【特許文献３】特開平６−２７６６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の方法では、各コンデンサに電圧検出回路、過電圧防止回路、あるいは逆電圧防止回路を設ける必要があり、コスト高になるという問題があった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、低コストでコンデンサバンクを充電することが可能なコンデンサバンクの充電方法およびそれを用いた充電装置を提供することである。
【０００６】
また、この発明の他の目的は、低コストでコンデンサバンクを放電させることが可能なコンデンサバンクの放電方法およびそれを用いた放電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るコンデンサバンクの充電方法は、直列接続された複数のコンデンサと、それぞれ複数のコンデンサに並列接続された複数の抵抗素子とを含むコンデンサバンクを充電する方法であって、コンデンサバンクの定格電圧よりも低い予備充電電圧までコンデンサバンクを充電する第１のステップと、コンデンサバンクの端子間電圧を予備充電電圧に予め定められた時間維持する第２のステップと、コンデンサバンクを定格電圧まで充電する第３のステップとを含む。
【０００８】
また、この発明に係るコンデンサバンクの充電装置は、上記コンデンサバンクの充電方法を実行する制御装置と、交流電源からの交流電力を直流電力に変換してコンデンサバンクに供給するコンバータと、コンデンサバンクの端子間電圧を検出する電圧検出器と、コンバータとコンデンサバンクの間に流れる電流を検出する電流検出器とを備える。制御装置は、電圧検出器および電流検出器の検出結果に基づき、コンバータを制御してコンデンサバンクを充電する。
【０００９】
また、この発明に係るコンデンサバンクの放電方法は、直列接続された複数のコンデンサと、それぞれ複数のコンデンサに並列接続された複数の抵抗素子とを含むコンデンサバンクを放電させる方法であって、定格電圧に充電されたコンデンサバンクを定格電圧と接地電圧の間の予備放電電圧まで放電させる第１のステップと、コンデンサバンクを放置し、複数のコンデンサの電荷を複数の抵抗素子を介して放電させる第２のステップとを含む。
【００１０】
また、この発明に係るコンデンサバンクの他の放電方法は、直列接続された複数のコンデンサと、それぞれ複数のコンデンサに並列接続された複数の抵抗素子とを含むコンデンサバンクを放電させる方法であって、定格電圧に充電されたコンデンサバンクを定格電圧と接地電圧の間の第１の予備放電電圧まで放電させる第１のステップと、コンデンサバンクの端子間電圧を第１の予備放電電圧に予め定められた時間維持する第２のステップと、コンデンサバンクを第１の予備放電電圧と接地電圧の間の第２の予備放電電圧まで放電させる第３のステップと、第２の予備放電電圧に放電されたコンデンサバンクを放置し、複数のコンデンサの電荷を複数の抵抗素子を介して放電させる第４のステップとを含む。
【００１１】
また、この発明に係るさらに他のコンデンサバンクの放電方法は、直列接続された複数のコンデンサと、それぞれ複数のコンデンサに並列接続された複数の抵抗素子とを含むコンデンサバンクを放電させる方法であって、定格電圧に充電されたコンデンサバンクを定格電圧と接地電圧の間の予備放電電圧まで放電させる第１のステップと、コンデンサバンクの端子間電圧を予備放電電圧に予め定められた時間維持する第２のステップとを備え、予備放電電圧を順次低下させながら第１および第２のステップを複数回繰り返す。このコンデンサバンクの放電方法は、さらに、第１のステップにおける予備放電電圧が予め定められた電圧よりも低下した場合に、第１のステップの終了後にコンデンサバンクを放置し、複数のコンデンサの電荷を複数の抵抗素子を介して放電させる第３のステップを含む。
【００１２】
また、この発明に係るコンデンサバンクの放電装置は、上記コンデンサバンクの放電方法を実行する制御装置と、コンデンサバンクの直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するコンバータと、コンデンサバンクの端子間電圧を検出する電圧検出器と、コンデンサバンクとコンバータの間に流れる電流を検出する電流検出器とを備える。制御装置は、電圧検出器および電流検出器の検出結果に基づき、コンバータを制御してコンデンサバンクを放電させる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係るコンデンサバンクの充電方法および充電装置では、コンデンサバンクの定格電圧よりも低い予備充電電圧までコンデンサバンクを充電し、コンデンサバンクの端子間電圧を予備充電電圧に予め定められた時間維持した後に、コンデンサバンクを定格電圧まで充電する。したがって、各コンデンサに電圧検出回路などを設けることなく、コンデンサに過電圧が印加されるのを防止することができ、低コストでコンデンサバンクを充電することができる。
【００１４】
また、この発明に係るコンデンサバンクの放電方法および放電装置では、定格電圧に充電されたコンデンサバンクを定格電圧と接地電圧の間の予備放電電圧まで放電させた後に、コンデンサバンクを放置し、複数のコンデンサの電荷を複数の抵抗素子を介して放電させる。したがって、各コンデンサに電圧検出回路などを設けることなく、コンデンサに逆電圧が印加されるのを防止することができ、低コストでコンデンサバンクを放電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１によるコンデンサバンクの充放電装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したコンデンサバンクの構成を示す回路図である。
【図３】実施の形態１の充電方法を説明するための回路図である。
【図４】実施の形態１の比較例となる充電方法を示すタイムチャートである。
【図５】実施の形態１の充電方法を示すタイムチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２によるコンデンサバンクの充電方法を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３によるコンデンサバンクの放電方法を説明するための回路図である。
【図８】実施の形態３の比較例となる放電方法を示すタイムチャートである。
【図９】実施の形態３の放電方法を示すタイムチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態４によるコンデンサバンクの放電方法を示すタイムチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態５によるコンデンサバンクの放電方法を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態６によるコンデンサバンクの放電方法を説明するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[実施の形態１]
本発明の実施の形態１によるコンデンサバンクの充放電装置１は、図１に示すように、切換回路２、コンバータ３、電圧検出器４、電流検出器５、制御装置６、および操作部７を備える。切換回路２は、制御装置６によって制御され、充電モード時は交流電源８とコンバータ３を接続し、放電モード時はコンバータ３と負荷９を接続する。
【００１７】
コンバータ３は、制御装置６によって制御され、充電モード時は、交流電源８から切換回路２を介して供給される交流電力を直流電力に変換してコンデンサバンク１０に供給し、放電モード時は、コンデンサバンク１０の直流電力を交流電力に変換し、切換回路２を介して負荷９に供給する。
【００１８】
電圧検出器４は、コンデンサバンク１０の端子間電圧を検出し、その検出値を示す信号を制御装置６に与える。電流検出器５は、コンバータ３とコンデンサバンク１０の間に流れる電流を検出し、その検出値を示す信号を制御装置６に与える。操作部７は、複数のボタン、スイッチなどを含む。ユーザーは、操作部７を操作して、後述する種々のパラメータを示す信号などを制御装置６に与える。制御装置６は、電圧検出器４の出力信号、電流検出器５の出力信号、操作部７からの種々のパラメータを示す信号などに基づいて、切換回路２およびコンバータ３を制御する。
【００１９】
図２は、コンデンサバンク１０の構成を示す回路図である。図２において、コンデンサバンク１０は、Ｍ×Ｎ個（ただし、Ｍ，Ｎの各々は正の整数である）のコンデンサＣ１１〜ＣＭＮ、Ｍ×Ｎ個のバランス抵抗素子Ｒ１１〜ＲＭＮ、正電圧端子１０ａ、および負電圧端子１０ｂを含む。
【００２０】
コンデンサＣ１１〜ＣＭＮはＮ個ずつＭ個のグループに分割されており、Ｍ個のグループのコンデンサＣ１１〜Ｃ１Ｎ，…，ＣＭ１〜ＣＭＮのそれぞれは正電圧端子１０ａと負電圧端子１０ｂの間に直列接続されている。バランス抵抗素子Ｒ１１〜ＲＭＮは、それぞれコンデンサＣ１１〜ＣＭＮに並列接続されており、コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの端子間電圧のばらつきを抑制するために設けられている。
【００２１】
このようなコンデンサバンク１０を充電する場合、容量値が最小のコンデンサＣに最大の電圧が印加されるので、直列接続されたＮ個のコンデンサの容量値の最小値ＣＭＩＮと平均値ＣＡＶの比α＝ＣＭＩＮ／ＣＡＶが重要である。
【００２２】
基本的には、全コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの各々の容量値を測定し、測定した全コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの容量値のうちの最小値をＣＭＩＮとし、平均値をＣＡＶとする。
【００２３】
なお、全コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの各々の容量値を測定し、Ｍ個のグループの各々についてα＝ＣＭＩＮ／ＣＡＶを求め、求めたＭ個のαのうちの最小値をαとしてもよい。
【００２４】
また、コンデンサＣの仕様書に記載されている定格容量値をＣＡＶとし、最小容量値をＣＭＩＮとしてもよい。たとえば、定格容量値が１００Ｆであり、そのばらつきが±５％である場合、ＣＡＶ＝１００Ｆ、ＣＭＩＮ＝９５Ｆとする。
【００２５】
また、コンデンサＣの仕様書に記載されている最大容量値をＣＡＶとし、最小容量値をＣＭＩＮとしてもよい。たとえば、コンデンサＣの仕様書に記載されている定格容量値が±１００Ｆである場合、ＣＡＶ＝１０５Ｆ、ＣＭＩＮ＝９５Ｆとする。
【００２６】
また、コンデンサＣの劣化のばらつきが想定される場合、劣化のばらつきを考慮するとよい。コンデンサＣの容量値の初期値がＣＩであり、１５年経過後の平均値がＡ×ＣＩであり、１５年経過後の最小値がＢ×ＣＩである場合、上記のＣＭＩＮにＢ／Ａを乗算する。たとえば、ＣＩ＝１００Ｆ，Ａ＝０．８，Ｂ＝０．６である場合、上記のＣＭＩＮに０．６／０．８を乗算した値をＣＭＩＮとする。これ以降は、上記の５つの例のうちのいずれかの例のＣＭＩＮ，ＣＡＶを使用するものとする。
【００２７】
次に、この充放電装置１の使用方法および動作について説明する。本実施の形態１では、充放電装置１によってコンデンサバンク１０を充電する。ユーザは、操作部７を操作して充放電装置１を充電モードに設定する。充電モードに設定されると、切換回路２は交流電源８をコンバータ３に接続する。
【００２８】
また、ユーザは、操作部７を操作して、コンデンサＣの容量値の最小値ＣＭＩＮ（Ｆ）および平均値ＣＡＶ（Ｆ）、それらの比α＝ＣＭＩＮ／ＣＡＶ、コンデンサＣの耐電圧ＶＣ（Ｖ）、直列接続されたコンデンサの数Ｎ、コンデンサグループの数Ｍ、バランス抵抗素子の抵抗値Ｒ（Ω）、コンデンサバンク１０の定格電圧ＶＡ（Ｖ）を入力する。
【００２９】
制御装置６は、操作部７からの信号に基づいて、予備充電電圧ＶＰＣ＝α・ＶＣ・Ｎと待機時間ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒを求める。また、制御装置６は、電圧検出器４および電流検出器５の出力信号に基づき、コンバータ３を制御してコンデンサバンク１０を充電する。すなわち制御装置６は、まずコンバータ３からコンデンサバンク１０に一定の電流ＩＣ１を供給させてコンデンサバンク１０を予備充電電圧ＶＰＣまで充電する。
【００３０】
次に、制御装置６は、コンデンサバンク１０の端子間電圧を予備充電電圧ＶＰＣに待機時間ＴＷだけ維持する。待機時間ＴＷの間に、バランス抵抗素子Ｒ１１〜ＲＭＮに電流が流れ、コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの端子間電圧が平均化される。次いで制御装置６は、コンバータ３からコンデンサバンク１０に一定の電流ＩＣ１を供給させてコンデンサバンク１０を定格電圧ＶＡまで充電する。
【００３１】
次に、本実施の形態１の充電方法の具体例について説明する。この具体例では、Ｍ＝１、Ｎ＝１００、ＣＭＩＮ＝４Ｆ、ＣＡＶ＝６Ｆ、α＝２／３、ＶＣ＝６Ｖ、Ｒ＝１００Ω、ＶＡ＝５００Ｖとする。第１のステップでは、定電流ＩＣ１を流してコンデンサバンク１０をＶＰＣ＝（２／３）×６×１００＝４００Ｖまで充電する。このとき、ＣＭＩＮ＝４Ｆのコンデンサは６Ｖに充電される。
【００３２】
第２のステップでは、コンデンサバンク１０を４００Ｖに維持しながら、ＴＷ＝６×１００＝６００秒間待機する。これにより、ＣＭＩＮ＝４Ｆのコンデンサの端子間電圧は、６Ｖから（４００／１００）＋（６−４）×ｅｘｐ[−６００／（４×１００）]＝４．４５Ｖまで低下する。
【００３３】
第３のステップでは、定電流ＩＣ１を流してコンデンサバンク１０を５００Ｖまで充電する。このときＣＭＩＮ＝４Ｆのコンデンサの端子間電圧は、４．４５＋（５００−４００）×６／（６＋４×９９）＝５．９４Ｖになり、ＶＣ＝６Ｖ以下となる。
【００３４】
なお、定電流ＩＣ１を流してコンデンサバンク１０を５００Ｖまで一気に充電すると、ＣＭＩＮ＝４Ｆのコンデンサの端子間電圧は、５００×６／（６＋４×９９）＝７．４６Ｖになり、ＶＣ＝６Ｖを超えてしまう。
【００３５】
次に、本実施の形態１の効果について説明する。説明の簡単化のため図３に示すように、コンデンサバンク１０は、２つのコンデンサＣ１１，Ｃ１２と、２つのバランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２とを含むものとする。また、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の容量値の平均値をＣＡＶとし、コンデンサＣ１１の容量値は１．１×ＣＡＶであり、コンデンサＣ１２の容量値は０．９×ＣＡＶであるものとする。コンバータ３は、コンデンサバンク１０に電流ＩＣを供給する。
【００３６】
このようなコンデンサバンク１０では、充電時においては、コンデンサＣ１１，Ｃ１２に対する充電電流はバランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２に流れる放電電流よりもはるかに大きい。このため、充電時におけるコンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧のバランスはコンデンサＣ１１，Ｃ１２の容量値の比で決まる。
【００３７】
図４（ａ）（ｂ）は、実施の形態１の比較例となる充電方法を示すタイムチャートである。図４（ａ）（ｂ）において、この比較例では、コンデンサバンク１０に定電流ＩＣ１を流してコンデンサバンク１０を定格電圧ＶＡまで一度に充電する。充電が完了すると、コンデンサＣ１１の端子間電圧は０．４５ＶＡとなり、コンデンサＣ１２の端子間電圧は０．５５ＶＡとなる。その後、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧は、バランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２によって徐々に均等化され、互いに等しい電圧ＶＡ／２となる。
【００３８】
従来は、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の各々に電圧検出器を接続し、コンデンサＣ１１の端子間電圧０．４５ＶＡとコンデンサＣ１２の端子間電圧０．５５ＶＡがコンデンサＣの耐電圧ＶＣを超えないようにコンバータ３の出力電流を調整していた。このため多数の電圧検出器が必要となり、装置構成が複雑になり、装置が高価格になるという問題があった。  図５（ａ）（ｂ）は、本実施の形態１の充電方法を示すタイムチャートである。図５（ａ）（ｂ）において、本実施の形態１では、期間Ｔ１（時刻ｔ０〜ｔ１）では、コンデンサバンク１０に定電流ＩＣ１を供給してコンデンサバンク１０を予備充電電圧ＶＰＣ＝α・ＶＣ・Ｎ＝０．９×ＶＣ×２＝１．８ＶＣに充電する。このときコンデンサＣ１１の端子間電圧は０．８１ＶＣとなり、コンデンサＣ１２の端子間電圧は０．９９ＶＣとなる。したがって、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧はともに耐電圧ＶＣよりも小さくなり、コンデンサＣ１１，Ｃ１２が破損することはない。
【００３９】
次に、期間Ｔ２（時刻ｔ１〜ｔ２）では、待機時間ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒだけコンデンサバンク１０を予備充電電圧ＶＰＣに維持する。これにより、バランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２に電流が流れ、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧は平均化されて０．９ＶＣとなる。次いで期間Ｔ３（時刻ｔ２〜ｔ３）では、コンデンサバンク１０を定格電圧ＶＡにまで充電する。なお、ＶＡ≦２ＶＣである。この後、コンデンサバンク１０を定格電圧ＶＡに維持すると、バランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２に電流が流れ、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧はともにＶＡ／２となる。
【００４０】
したがって、この実施の形態１では、コンデンサＣ毎に電圧検出器や過電圧防止回路を設けることなくコンデンサバンク１０を充電することができ、装置の構成の簡単化、装置の低価格化を図ることができる。
【００４１】
なお、この実施の形態１では、第１のステップと第３のステップにおいて同じ値の電流ＩＣ１でコンデンサバンク１０を充電したが、これに限るものではなく、第１のステップでは電流ＩＣ１でコンデンサバンク１０を充電し、第３のステップでは電流ＩＣ１よりも小さな電流ＩＣ２でコンデンサバンク１０を充電してもよい。
【００４２】
たとえば、第１のステップでは、コンデンサバンク１０に定電流ＩＣ１を供給してコンデンサバンク１０を予備充電電圧ＶＰＣ＝α・ＶＣ・Ｎ＝（２／３）×６×１００＝４００Ｖまで充電する。このときの電流ＩＣ１は、コンバータ３の駆動能力によって決まる。４００Ｖから５００Ｖまでは、ＩＣ２＝ＶＣ／Ｒ＝６／１００＝６０ｍＡで充電する。この場合は、各コンデンサの端子間電圧が６Ｖを超えると、バランス抵抗素子で放電されるので、各コンデンサの端子間電圧がＶＣ＝６Ｖを超えることはない。
【００４３】
[実施の形態２]
実施の形態１では、第１のステップでコンデンサバンク１０を予備充電電圧ＶＰＣまで充電し（定電流充電）、第２のステップで所定時間ＴＷだけコンデンサバンク１０の端子間電圧を予備充電電圧ＶＰＣに維持し（定電圧充電）、第３のステップでコンデンサバンク１０を定格電圧ＶＡまで充電した（定電流充電）。
【００４４】
しかし、コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの特性のばらつきが大きくαが小さい場合は、定格電圧ＶＡと予備充電電圧ＶＰＣの差が大きくなり、第２のステップの終了後に第３のステップを行なうのが困難な場合がある。そこで、本実施の形態２では、第１および第２のステップを複数回繰り返した後に第３のステップを行ない、複数回の第１のステップでは予備充電電圧ＶＰＣを順次増大させる。
【００４５】
第ｎ回目（ただし、ｎは自然数である）の第１のステップにおける予備充電電圧をＶＰＣｎとし、ａ１＝α、ａ２＝（１−ａ１）α、ａ３＝（１−ａ１−ａ２）α、…、ａｎ＝（１−ａ１−ａ２−…−ａｎ）αとし、ａ１〜ａｎの和をＳｎとすると、ＶＰＣｎ＝Ｓｎ・ＶＣ・Ｎとなる。
【００４６】
図６は、本発明の実施の形態２によるコンデンサバンク１０の充電方法を示すフローチャートである。図６のステップＳ１おいて、ＶＰＣ１＝Ｓ１・ＶＣ・ＮがＶＡよりも大きいか否かを判別し、大きい場合はステップＳ２０に進み、大きくない場合はステップＳ２に進む。ステップＳ２では、コンデンサバンク１０に定電流ＩＣ１を供給して第１の予備充電電圧ＶＰＣ１に充電する。ステップＳ３では、所定時間ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒだけコンデンサバンク１０の端子間電圧を予備充電電圧ＶＰＣ１に維持してコンデンサＣ１１〜ＣＭＮの端子間電圧を均等化させる。
【００４７】
ステップＳ４おいて、ＶＰＣ２＝Ｓ２・ＶＣ・ＮがＶＡよりも大きいか否かを判別し、大きい場合はステップＳ２０に進み、大きくない場合はステップＳ５に進む。ステップＳ５では、コンデンサバンク１０に定電流ＩＣ１を供給して第２の予備充電電圧ＶＰＣ２に充電する。ステップＳ６では、所定時間ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒだけコンデンサバンク１０の端子間電圧を予備充電電圧ＶＰＣ２に維持してコンデンサＣ１１〜ＣＭＮの端子間電圧を均等化させる。
【００４８】
ステップＳ７おいて、ＶＰＣ３＝Ｓ３・ＶＣ・ＮがＶＡよりも大きいか否かを判別し、大きい場合はステップＳ２０に進み、大きくない場合はステップＳ８に進む。ステップＳ８では、コンデンサバンク１０に定電流ＩＣ１を供給して第３の予備充電電圧ＶＰＣ３に充電する。ステップＳ９では、所定時間ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒだけコンデンサバンク１０の端子間電圧を予備充電電圧ＶＰＣ３に維持してコンデンサＣ１１〜ＣＭＮの端子間電圧を均等化させる。
【００４９】
以下同様にして、ＶＰＣｎ＝Ｓｎ・ＶＣ・ＮがＶＡよりも大きくなるまで、コンデンサバンク１０の定電流充電（ステップＳ２，Ｓ５，Ｓ８，…）とコンデンサバンク１０の定電圧充電（ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ９，…）とを繰り返す。ステップＳ１，Ｓ４，Ｓ７，…においてＶＰＣｎ＝Ｓｎ・ＶＣ・ＮがＶＡよりも大きくなったら、ステップＳ２０においてコンデンサバンク１０を定格電圧ＶＡまで定電流充電し、ステップＳ２１においてコンデンサバンク１０を定格電圧ＶＡに定電圧充電して、コンデンサバンク１０の充電を終了する。
【００５０】
次に、本実施の形態２の充電方法の具体例について説明する。この具体例では、Ｍ＝１、Ｎ＝１００、ＣＭＩＮ＝４Ｆ、ＣＡＶ＝６Ｆ、α＝２／３、ＶＣ＝６Ｖ、Ｒ＝１００Ω、ＶＡ＝５００Ｖとする。この場合は、ａ１＝２／３、Ｓ１＝２／３、ａ２＝（１−２／３）×２／３＝２／９、Ｓ２＝２／３＋２／９＝８／９、ａ３＝（１−２／３−２／９）×２／３＝２／２７、Ｓ３＝８／９＋２／２７＝２６／２７となる。
【００５１】
また、ＶＰＣ１＝（２／３）×６×１００＝４００、ＶＰＣ２＝（８／９）×６×１００＝５３３となる。ＶＰＣ２＝５３３＞ＶＡ＝５００であるので、ステップＳ４の次にステップＳ２０，Ｓ２１を行なって充電を終了する。
【００５２】
この具体例において、ＶＣ＝５．４Ｖとすると、ＶＰＣ１＝（２／３）×５．４×１００＝３６０、ＶＰＣ２＝（８／９）×５．４×１００＝４８０、ＶＰＣ３＝（２１／２７）×５．４×１００＝５２０となる。ＶＰＣ３＝５２０＞ＶＡ＝５００であるので、ステップＳ７の次にステップＳ２０，Ｓ２１を行なって充電を終了する。
【００５３】
この実施の形態２では、コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの特性のばらつきが大きくαが小さい場合でも、コンデンサバンク１０を定格電圧ＶＡに充電することができる。
【００５４】
[実施の形態３]
本実施の形態３では、定格電圧ＶＡに充電されたコンデンサバンク１０を充放電装置１によって放電させる。ユーザは、操作部７を操作して充放電装置１を放電モードに設定する。放電モードに設定されると、切換回路２は負荷９をコンバータ３に接続する。
【００５５】
また、ユーザは、操作部７を操作して、コンデンサＣの容量値の最小値ＣＭＩＮ（Ｆ）および平均値ＣＡＶ（Ｆ）と、コンデンサバンク１０の定格電圧ＶＡ（Ｖ）を入力する。制御装置６は、操作部７からの信号に基づいて、予備放電電圧ＶＰＤ＝（１−α）ＶＡ＝（１−ＣＭＩＮ／ＣＡＶ）ＶＡを求める。
【００５６】
また、制御装置６は、電圧検出器４および電流検出器５の出力信号に基づき、コンバータ３を制御してコンデンサバンク１０を放電させる。すなわち制御装置６は、まずコンバータ３を制御してコンデンサバンク１０から負荷９に一定の電流ＩＤ１を流出させ、コンデンサバンク１０を予備放電電圧ＶＰＤまで放電させる。次に、制御装置６は、コンデンサバンク１０を放置し、コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの電荷をバランス抵抗素子Ｒ１１〜ＲＭＮを介して放電させ、コンデンサバンク１０の端子間電圧を０Ｖにする。
【００５７】
次に、本実施の形態１の充電方法の具体例について説明する。この具体例では、Ｍ＝１、Ｎ＝１００、ＣＭＩＮ＝４Ｆ、ＣＡＶ＝６Ｆ、α＝２／３、ＶＣ＝６Ｖ、Ｒ＝１００Ω、ＶＡ＝５００Ｖとする。第１のステップでは、定電流ＩＤ１を流出させてコンデンサバンク１０をＶＰＤ＝（１−２／３）×５００＝１６７Ｖまで放電させる。第２のステップでは、コンデンサバンク１０を放置してコンデンサバンク１０を０Ｖまで放電させる。
【００５８】
次に、本実施の形態３の効果について説明する。説明の簡単化のため図７に示すように、コンデンサバンク１０は、２つのコンデンサＣ１１，Ｃ１２と、２つのバランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２とを含むものとする。また、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の容量値の平均値をＣＡＶとし、コンデンサＣ１１の容量値は１．１×ＣＡＶであり、コンデンサＣ１２の容量値は０．９×ＣＡＶであるものとする。コンバータ３は、コンデンサバンク１０から定電流ＩＤを流出させる。
【００５９】
このようなコンデンサバンク１０では、放電時においては、コンデンサＣ１１，Ｃ１２からコンバータ３に流れる放電電流はバランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２に流れる放電電流よりもはるかに大きい。このため、放電時におけるコンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧のバランスはコンデンサＣ１１，Ｃ１２の容量値の比で決まる。
【００６０】
図８（ａ）（ｂ）は、実施の形態３の比較例となる放電方法を示すタイムチャートである。図８（ａ）（ｂ）において、初期状態では、コンデンサバンク１０は定格電圧ＶＡに充電されており、コンデンサＣ１１,Ｃ１２の端子間電圧は、バランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２によって均等化されており、ともにＶＡ／２になっている。この比較例では、コンデンサバンク１０から定電流ＩＤ１を流出させてコンデンサバンク１０を０Ｖまで一度に放電させる（時刻ｔ０〜ｔ１）。
【００６１】
このとき、コンデンサＣ１１の容量値（１．１×ＣＡＶ）がコンデンサＣ１２の容量値（０．９×ＣＡＶ）よりも大きく、コンデンサＣ１１，Ｃ１２から同じ値の電流ＩＤ１が流出するので、コンデンサＣ１１の端子間電圧Ｖ１１よりもコンデンサＣ１２の端子間電圧Ｖ１２の方が速く低下する。このため、コンデンサバンク１０の端子間電圧が０Ｖになった時点（時刻ｔ１）では、Ｖ１１が正電圧になり、Ｖ１２は負電圧になっている。その後、放置すると、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧は、バランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２によって均等化され、ともに０Ｖになる。
【００６２】
このように、コンデンサＣ１２に負電圧が印加されると、コンデンサＣ１２の寿命が短くなってしまう。そこで、従来は、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の各々に電圧検出器を接続し、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の各々の端子間電圧が負電圧にならないようにコンバータ３の出力電流を調整していた。このため多数の電圧検出器が必要となり、装置構成が複雑になり、装置が高価格になるという問題があった。
【００６３】
図９（ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態３によるコンデンサバンク１０の放電方法を示すタイムチャートである。図９（ａ）（ｂ）において、本実施の形態３では、期間Ｔ１（時刻ｔ０〜ｔ１）では、コンデンサバンク１０から定電流ＩＤ１を流出させてコンデンサバンク１０を予備放電電圧ＶＰＤ＝（１−α）ＶＡまで放電させる。このときコンデンサＣ１１の端子間電圧は１／２（１−α）２ＶＡとなり、コンデンサＣ１２の端子間電圧は１／２（１−α２）ＶＡとなる。したがって、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧はともに負電圧とならず、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の寿命が短くなることはない。次に、コンデンサバンク１０を放置し、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の電荷をバランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２を介して放電させ、コンデンサバンク１０の端子間電圧を０Ｖにする。
【００６４】
したがって、この実施の形態３では、コンデンサＣ毎に電圧検出器や逆電圧防止回路を設けることなくコンデンサバンク１０を放電させることができ、装置の構成の簡単化、装置の低価格化を図ることができる。
【００６５】
[実施の形態４]
本実施の形態４では、定格電圧ＶＡに充電されたコンデンサバンク１０を充放電装置１によって放電させる。ユーザは、操作部７を操作して充放電装置１を放電モードに設定する。放電モードに設定されると、切換回路２は負荷９をコンバータ３に接続する。
【００６６】
また、ユーザは、操作部７を操作して、コンデンサＣの容量値の最小値ＣＭＩＮ（Ｆ）および平均値ＣＡＶ（Ｆ）と、コンデンサバンク１０の定格電圧ＶＡ（Ｖ）と、バランス抵抗素子の抵抗値Ｒ（Ω）を入力する。制御装置６は、操作部７からの信号に基づいて、第１の予備放電電圧ＶＰＤ１＝（１−α）ＶＡ＝（１−ＣＭＩＮ／ＣＡＶ）ＶＡと、第２の予備放電電圧ＶＰＤ２＝（１−α）２ＶＡ＝（１−ＣＭＩＮ／ＣＡＶ）２ＶＡと、待機時間ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒを求める。
【００６７】
また、制御装置６は、電圧検出器４および電流検出器５の出力信号に基づき、コンバータ３を制御してコンデンサバンク１０を放電させる。すなわち制御装置６は、まず第１のステップにおいてコンバータ３を制御してコンデンサバンク１０から負荷９に一定の電流ＩＤ１を流出させ、コンデンサバンク１０を第１の予備放電電圧ＶＰＤ１まで放電させる（定電流放電）。
【００６８】
次に制御装置６は、第２のステップにおいてコンデンサバンク１０の端子間電圧を待機時間ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒの間、第１の予備放電電圧ＶＰＤ１に維持してコンデンサＣ１１〜ＣＭＮの端子間電圧を均等化させる（定電圧放電）。
【００６９】
次に制御装置６は、第３のステップにおいてコンバータ３を制御してコンデンサバンク１０から負荷９に一定の電流ＩＤ１を流出させ、コンデンサバンク１０を第２の予備放電電圧ＶＰＤ２まで放電させる（定電流放電）。
【００７０】
最後に制御装置６は、第４のステップにおいてコンデンサバンク１０を放置し、コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの電荷をバランス抵抗素子Ｒ１１〜ＲＭＮを介して放電させ、コンデンサバンク１０の端子間電圧を０Ｖにする。
【００７１】
次に、本実施の形態４の放電方法の具体例について説明する。この具体例では、Ｍ＝１、Ｎ＝１００、ＣＭＩＮ＝４Ｆ、ＣＡＶ＝６Ｆ、α＝２／３、Ｒ＝１００Ω、ＶＡ＝５００Ｖとする。この場合、第１の予備放電電圧はＶＰＤ１＝（１−２／３）×５００＝１６７Ｖとなり、待機時間はＴＷ＝６×１００秒＝６００秒となり、第２の予備放電電圧はＶＰＤ２＝（１−２／３）２×５００＝５５．６Ｖとなる。
【００７２】
第１のステップでは、定電流ＩＤ１を流出させてコンデンサバンク１０をＶＰＤ１＝＝１６７Ｖまで放電させる。第２のステップでは、コンデンサバンク１０の端子間電圧をＶＰＤ１＝１６７Ｖに維持しながらＴＷ＝６００秒間待機する。第３のステップでは、定電流ＩＤ１を流出させてコンデンサバンク１０をＶＰＤ２＝＝５５．６Ｖまで放電させる。第４のステップでは、コンデンサバンク１０を放置してコンデンサバンク１０を０Ｖまで放電させる。
【００７３】
次に、本実施の形態４の効果について説明する。説明の簡単化のため図７で示したように、コンデンサバンク１０は、２つのコンデンサＣ１１，Ｃ１２と、２つのバランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２とを含むものとする。また、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の容量値の平均値をＣＡＶとし、コンデンサＣ１１の容量値は１．１×ＣＡＶであり、コンデンサＣ１２の容量値は０．９×ＣＡＶであるものとする。コンバータ３は、コンデンサバンク１０から定電流ＩＤを流出させる。
【００７４】
図１０（ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態４によるコンデンサバンク１０の放電方法を示すタイムチャートである。図１０（ａ）（ｂ）において、本実施の形態４では、期間Ｔ１（時刻ｔ０〜ｔ１）では、コンデンサバンク１０から定電流ＩＤ１を流出させてコンデンサバンク１０を第１の予備放電電圧ＶＰＤ１＝（１−α）ＶＡまで放電させる。このときコンデンサＣ１１の端子間電圧は１／２（１−α）２ＶＡとなり、コンデンサＣ１２の端子間電圧は１／２（１−α２）ＶＡとなる。
【００７５】
次に期間Ｔ２（時刻ｔ１〜ｔ２）では、コンデンサバンク１０を第１の予備放電電圧ＶＰＤ１＝（１−α）ＶＡに維持して待機時間ＴＷだけ放置する。これにより、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧は、ともにＶＰＤ１／２となる。
【００７６】
次に期間Ｔ３（時刻ｔ２〜ｔ３）では、コンデンサバンク１０を第２の予備放電電圧ＶＰＤ２＝（１−α）２ＶＡまで放電させる。このときコンデンサＣ１１の端子間電圧は１／２（１−α）３ＶＡとなり、コンデンサＣ１２の端子間電圧は１／２（１−α２）×（１−α）ＶＡとなる。したがって、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧はともに負電圧とならず、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の寿命が短くなることはない。次に、コンデンサバンク１０を放置し、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の電荷をバランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２を介して放電させ、コンデンサバンク１０の端子間電圧を０Ｖにする。
【００７７】
したがって、この実施の形態４では、実施の形態３と同じ効果が得られる他、放電時間の短縮化を図ることができる。
【００７８】
なお、この実施の形態４では、第１のステップと第３のステップにおいて同じ値の電流ＩＤ１でコンデンサバンク１０を放電させたが、これに限るものではなく、第１のステップでは電流ＩＤ１でコンデンサバンク１０を放電させ、第３のステップでは電流ＩＣ１よりも小さな電流ＩＣ２でコンデンサバンク１０を放電させてもよい。
【００７９】
[実施の形態５]
実施の形態４では、第１のステップでコンデンサバンク１０を第１の予備放電電圧ＶＰＤ１まで放電させ（定電流放電）、第２のステップで所定時間ＴＷだけコンデンサバンク１０の端子間電圧を第１の予備放電電圧ＶＰＤ１に維持し（定電圧維持）、第３のステップでコンデンサバンク１０を第２の予備放電電圧ＶＰＤ２まで放電させ（定電流放電）、第４のステップでコンデンサバンク１０を０Ｖまで放電させた。
【００８０】
しかし、コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの特性のばらつきが大きくαが小さい場合は、第２の予備放電電圧ＶＰＤ２が大きくなり、第４のステップを行なうのに必要な時間が長くなってしまう。そこで、本実施の形態５では、第２および第３のステップを複数回繰り返した後に第４のステップを行ない、複数回の第３のステップでは予備放電電圧ＶＰＤを順次減少させる。第ｎ回目（ただし、ｎは自然数である）の定電流放電における予備放電電圧をＶＰＤｎとすると、ＶＰＤｎ＝（１−α）ｎ・ＶＡとなる。
【００８１】
図１１は、本発明の実施の形態５によるコンデンサバンク１０の放電方法を示すフローチャートである。図１１のステップＳ３１において、コンデンサバンク１０から定電流ＩＤ１を流出させて第１の予備放電電圧ＶＰＤ１＝（１−α）・ＶＡまで放電させる。ステップＳ３２おいて、ＶＰＤ１＝（１−α）・ＶＡがＶＢよりも小さいか否かを判別し、小さい場合はステップＳ４０に進み、小さくない場合はステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、所定時間ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒだけコンデンサバンク１０の端子間電圧を第１の予備放電電圧ＶＰＤ１に維持してコンデンサＣ１１〜ＣＭＮの端子間電圧を均等化させる。
【００８２】
ステップＳ３４において、コンデンサバンク１０から定電流ＩＤ１を流出させて第２の予備放電電圧ＶＰＤ２＝（１−α）２・ＶＡまで放電させる。ステップＳ３５おいて、ＶＰＤ２＝（１−α）２・ＶＡがＶＢよりも小さいか否かを判別し、小さい場合はステップＳ４０に進み、小さくない場合はステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、所定時間ＴＷ＝ＣＡＶ・Ｒだけコンデンサバンク１０の端子間電圧を第２の予備放電電圧ＶＰＤ２に維持してコンデンサＣ１１〜ＣＭＮの端子間電圧を均等化させる。
【００８３】
ステップＳ３７において、コンデンサバンク１０から定電流ＩＤ１を流出させて第３の予備放電電圧ＶＰＤ３＝（１−α）３・ＶＡまで放電させる。ステップＳ３８おいて、ＶＰＤ３＝（１−α）３・ＶＡがＶＢよりも小さいか否かを判別し、小さい場合はステップＳ４０に進み、小さくない場合は次のステップに進む。
【００８４】
以下同様にして、ＶＰＤｎ＝（１−α）ｎ・ＶＡがＶＢよりも小さくなるまで、コンデンサバンク１０の定電流放電（ステップＳ３１，Ｓ３４，Ｓ３７，…）とコンデンサバンク１０の定電圧維持（ステップＳ３３，Ｓ３６，…）とを繰り返す。ステップＳ３２，Ｓ３５，Ｓ３８，…においてＶＰＤｎ＝（１−α）ｎ・ＶＡがＶＢよりも小さくなったら、ステップＳ４０においてコンデンサバンク１０を０Ｖまで放電させて、コンデンサバンク１０の放電を終了する。
【００８５】
次に、本実施の形態５の放電方法の具体例について説明する。この具体例では、Ｍ＝１、Ｎ＝１００、ＣＭＩＮ＝４Ｆ、ＣＡＶ＝６Ｆ、α＝２／３、Ｒ＝１００Ω、ＶＡ＝５００Ｖ、ＶＢ＝２０Ｖとする。この場合は、ＶＰＤ１＝（１−２／３）×５００＝１６７Ｖ、ＶＰＤ２＝（１−２／３）２×５００＝５５．６Ｖ、ＶＰＤ３＝（１−２／３）３×５００＝１８．５Ｖとなる。ＶＰＣ３＝１８．５＜２０であるので、ステップＳ３８の次にステップＳ４０を行なって充電を終了する。
【００８６】
この実施の形態５では、コンデンサＣ１１〜ＣＭＮの特性のばらつきが大きくαが小さい場合でも、コンデンサバンク１０を０Ｖまで短時間で放電させることができる。
【００８７】
[実施の形態６]
実施の形態４，５では、初期状態では直列接続されたＮ個のコンデンサの端子間電圧は均等になっており、各コンデンサの端子間電圧はＶＡ／Ｎであるものとした。しかし、実際には、Ｎ個のコンデンサの端子間電圧はある程度ばらつく。
【００８８】
図１２は、この発明の実施の形態６によるコンデンサバンク１０の放電方法を説明するための回路図である。図１２において、コンデンサバンク１０は、正電圧端子１０ａと負電圧端子１０ｂの間に直列接続された２つのコンデンサＣ１１，Ｃ１２と、それぞれコンデンサＣ１１，Ｃ１２に並列接続された２つのバランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２とを含む。コンデンサＣ１１は、実際には、コンデンサＣ１および抵抗素子ＲＳ１，ＲＰ１を含む。抵抗素子ＲＳ１およびコンデンサＣ１はコンデンサＣ１１の端子間に直列接続され、抵抗素子ＲＰ１はコンデンサＣ１１の端子間に接続される。バランス抵抗素子Ｒ１１は、コンデンサＣ１１に並列接続される。
【００８９】
同様に、コンデンサＣ１２は、実際には、コンデンサＣ２および抵抗素子ＲＳ２，ＲＰ２を含む。抵抗素子ＲＳ２およびコンデンサＣ２はコンデンサＣ１２の端子間に直列接続され、抵抗素子ＲＰ２はコンデンサＣ１２の端子間に接続される。バランス抵抗素子Ｒ１２は、コンデンサＣ１２の端子間に接続される。バランス抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値はともにＲであり、抵抗素子ＲＰ１，ＲＰ２の抵抗値はそれぞれＲ１，Ｒ２であるものとすると、コンデンサＣ１１の端子間電圧Ｖ１とコンデンサＣ１２の端子間電圧Ｖ２との比Ｖ１：Ｖ２は、次式で表わされる。
Ｖ１：Ｖ２＝Ｒ・Ｒ２／（Ｒ＋Ｒ２）：Ｒ・Ｒ１／（Ｒ＋Ｒ１）
したがって、予め、Ｒ１，Ｒ２の最大ばらつきを把握しておけば、定常状態におけるコンデンサＣ１１，Ｃ１２の端子間電圧Ｖ１，Ｖ２のばらつきΔＶを想定することができる。本実施の形態６では、予備放電電圧ＶＰＤｎは次式で表わされる。
ＶＰＤｎ＝（１−α）ｎ・ＶＡ＋（１−α）ｎ−１・ΔＶ・Ｎ
たとえば、上記実施の形態５の具体例においてΔＶ＝０．２であるとすると、１回目の定電流放電では、ＶＰＤ１＝（１−２／３）×５００＋０．２×１００＝１８７Ｖとなる。また２回目の定電流放電では、ＶＰＤ２＝（１−２／３）２×５００＋（１−２／３）×０．２×１００＝６２．３Ｖとなる。また３回目の定電流放電では、ＶＰＤ３＝（１−２／３）３×５００＋（１−２／３）２×０．２×１００＝２０．８Ｖとなる。また４回目の定電流放電では、ＶＰＤ４＝（１−２／３）４×５００＋（１−２／３）３×０．２×１００＝６．９Ｖとなる。ＶＰＤ４＝６．９Ｖ＜ＶＢ＝２０Ｖであるので、４回目の定電流放電の後に、ステップＳ４０においてコンデンサバンク１０が０Ｖに放電される。
【００９０】
この実施の形態６では、コンデンサの端子間電圧のばらつきも考慮するので、放電時間をさらに短縮することができる。
【００９１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９２】
１  充放電装置、２  切換回路、３  コンバータ、４  電圧検出器、５  電流検出器、６  制御装置、７  操作部、８  交流電源、９  負荷、Ｃ１１〜ＣＭＮ  コンデンサ、Ｒ１１〜ＲＭＮ  バランス抵抗素子。
【図１】
2014183652.tif 000003
【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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