(57)【要約】充電管理システムは、電源から負荷へエネルギを分配する配電バス回路と、負荷へのエネルギの分配を支援するための、配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む。充電管理システムは、１つ以上のモード中に中間エネルギ保持回路と配電バス回路との間のエネルギの放電を制御するよう構成されてよい。そのような充電管理システムは、負荷需要に応じて、電力バス電圧が下がる前に、配電バス回路が中間エネルギ保持回路からのエネルギを受けることを可能にし得る。これは、電源が、電力バス電圧の変動に応答し、電源からの突入電流を最小限にすることを可能にし得る。システムはまた、高出力装置のソフトスタート、又はシャットダウンに付随したエネルギスパイクの吸収のためにも使用されてもよい。
2019530407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムの作動方法であって、前記充電管理システムは、前記電源及び前記負荷へ動作上接続される配電バス回路と、該配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む、前記方法において、
（ｉ）前記中間エネルギ保持回路内の少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電することと、
（ｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記配電バス回路内の少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ放電することと、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにすることと、
（ｉｖ）前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定の範囲内にあるかどうかを判定し、
前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記判定の間に前記所定の範囲内にない場合には、前記（ｉ）から前記（ｉｖ）を繰り返し、
前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記判定の間に前記所定の範囲内にある場合には、前記電源を前記負荷へ動作上接続することと
を有する方法。
【請求項２】
前記放電スイッチを非アクティブにすることは、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタ及び前記少なくとも１つの電力バスキャパシタが所定の範囲内にあるとの決定に基づく、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、該少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを、前記電源とは異なる少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにすることによって、充電される、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電することは、所定のレベルに充電することを含み、
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記所定のレベルに充電した後、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ源から動作上切り離すよう前記エネルギ保持キャパシタ充電スイッチを非アクティブにする
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムの作動方法であって、前記充電管理システムは、前記電源及び前記負荷へ動作上接続される配電バス回路と、該配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む、前記方法において、
（ｉ）前記電源を前記負荷へ動作上接続することと、
（ｉｉ）前記中間エネルギ保持回路内の少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電することと、
（ｉｉｉ）負荷電流需要を決定し、所定のレベルを満たすか又は超える電流を前記負荷が求めるとの決定に基づき、前記中間エネルギ保持回路内の前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記配電バス回路内の少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギ及び前記電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記負荷へ放電することと、
（ｉｖ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにすることと、
（ｖ）前記（ｉｉ）から前記（ｉｖ）を繰り返すことと
を有する方法。
【請求項６】
前記放電スイッチを非アクティブにすることは、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタ及び前記少なくとも１つの電力バスキャパシタが所定の範囲内にあるとの決定に基づく、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、該少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを、前記電源とは異なる少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにすることによって、充電される、
請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電する間に、該少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が所定の範囲内にある場合を判定し、
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう前記放電スイッチをアクティブにすることは、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が前記所定の範囲内にあるとの決定に基づく、
請求項５乃至７のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、第１エネルギ保持キャパシタ、第２エネルギ保持キャパシタ、及び第３エネルギ保持キャパシタを含み、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタは、互いに直列に動作上接続され、前記第１エネルギ保持キャパシタは、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタと並列に動作上接続され、それにより、前記放電スイッチがアクティブにされる場合に、前記第１エネルギ保持キャパシタ、前記第２エネルギ保持キャパシタ、及び前記第３エネルギ保持キャパシタの夫々に蓄えられているエネルギは瞬時に前記負荷へ放電されて、出力電圧、前記負荷へ加えられる電流、及び前記電源によって供給される電流の増大が起こる、
請求項５乃至８のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記配電バス回路内の前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧を決定し、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定のレベルよりも大きいとの決定に基づき、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ放電して、出力電圧及び前記電源によって供給される電流の低減を引き起こすことを更に有する
請求項５乃至９のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、互いに直列な第１エネルギ保持キャパシタ及び第２エネルギ保持キャパシタを含み、前記第１エネルギ保持キャパシタ及び前記第２エネルギ保持キャパシタの夫々は、前記捕捉充電スイッチがアクティブにされる場合に、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから放電されるエネルギを捕捉するよう構成される、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタから動作上切り離すよう、前記捕捉充電スイッチを非アクティブにすることを更に有し、
前記捕捉充電スイッチを非アクティブにすることは、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタ及び前記少なくとも１つの電力バスキャパシタが所定の範囲内にあるとの決定に基づく、
請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
シャットダウンコマンド信号が受信されているか場合を判定し、前記シャットダウンコマンド信号が受信されているとの決定に基づき、前記エネルギ保持キャパシタ充電スイッチを非アクティブにし、前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタ及び前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを放電すること更に有する
請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムの作動方法であって、前記充電管理システムは、前記電源及び前記負荷へ動作上接続される配電バス回路と、該配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む、前記方法において、
（ｉ）前記配電バス回路内の少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧を決定し、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定のレベルよりも大きいとの決定に基づき、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記中間エネルギ保持回路内の少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ放電することと、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタから動作上切り離すよう、前記捕捉充電スイッチを非アクティブにすることと、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が所定のレベルを下回るとの決定に基づき、前記中間エネルギ保持回路内の前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを更に充電することと、
（ｉｖ）負荷電流需要を決定し、所定のレベルを満たすか又は超える電流を前記負荷が求めるとの決定に基づき、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギ及び前記電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記負荷へ放電することと、
（ｖ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにすること
を有する方法。
【請求項１５】
前記中間エネルギ保持回路内の前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、第１エネルギ保持キャパシタ、第２エネルギ保持キャパシタ、及び第３エネルギ保持キャパシタを含み、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタは、互いに直列に動作上接続され、前記第１エネルギ保持キャパシタは、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタと並列に動作上接続され、
前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう前記捕捉充電スイッチがアクティブにされる場合に、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギは、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタへ放電され、
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを更に充電することは、前記第１エネルギ保持キャパシタを、前記電源とは異なる少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにすることを含み、
前記放電スイッチがアクティブにされる場合に、前記第１エネルギ保持キャパシタ、前記第２エネルギ保持キャパシタ、及び前記第３エネルギ保持キャパシタの夫々に蓄えられているエネルギ、並びに前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられているエネルギは、前記負荷へ放電される、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの電力バスキャパシタを有する配電バス回路を介して電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムであって、
前記配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路であり、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタと、該少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続し又はそれから切り離すよう構成される少なくとも１つの放電スイッチとを有する前記中間エネルギ保持回路と、
前記配電バス回路及び前記中間エネルギ保持回路へ動作上接続されるシステムコントローラと
を有し、
起動モードにおいて、前記システムコントローラは、
（ｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するようエネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタの充電を可能にし、
（ｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへの前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギの放電を可能にし、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにし、
（ｉｖ）前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定の範囲内にあるかどうかを判定する
よう構成され、それにより、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記所定の範囲内にないとの決定に基づき、前記システムコントローラは、前記（ｉ）から前記（ｉｖ）を繰り返すよう構成され、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記判定の間に前記所定の範囲内にあるとの決定に基づき、前記システムコントローラは、前記電源を前記負荷へ動作上接続するように電力リレースイッチをアクティブにするよう構成され、
動作モードにおいて、前記システムコントローラは、
（ｉ）前記電源を前記負荷へ動作上接続し、
（ｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が所定のレベル以上であるかどうかを判定し、前記エネルギ保持キャパシタにかかる電圧が前記所定のレベルを下回るとの決定に基づき、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう前記エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタの充電を可能にし、
（ｉｉｉ）負荷電流需要を決定し、所定のレベルを満たすか又は超える電流を前記負荷が求めるとの決定に基づき、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記負荷への前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギ及び前記電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギの放電を可能にし、
（ｉｖ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブする
よう構成される、
充電管理システム。
【請求項１７】
再生モードにおいて、前記システムコントローラは、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧を決定するよう構成され、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定のレベルよりも大きいとの決定に基づき、前記システムコントローラは、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへの前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギの放電を可能にするよう構成される、
請求項１６に記載の充電管理システム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、第１エネルギ保持キャパシタ、第２エネルギ保持キャパシタ、及び第３エネルギ保持キャパシタを含み、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタは、前記中間エネルギ保持回路にわたって互いに直列に動作上接続され、前記第１エネルギ保持キャパシタは、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタと並列に動作上接続される、
請求項１７に記載の充電管理システム。
【請求項１９】
前記動作モードにおいて、前記システムコントローラは、前記第１エネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう前記エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記第１エネルギ保持キャパシタの充電を可能にするよう構成され、
前記再生モードにおいて、前記システムコントローラは、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう前記捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギが前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタへ放電されることを可能にするよう構成される、
請求項１８に記載の充電管理システム。
【請求項２０】
前記システムコントローラは、前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記第１エネルギ保持キャパシタ、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタの夫々に蓄えられているエネルギ、並びに前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられているエネルギが前記負荷へ放電されることを可能にするよう構成される、
請求項１９に記載の充電管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御回路に概して関係があり、より具体的には、エネルギ源からの電力の供給を改善するための充電管理システムに関係がある。
【背景技術】
【０００２】
電気モータ又は高パルス電流電子装置のような、電子デバイス又は電気機械設備を使用する多くの用途は、通常、電源からの高電力出力を必要とする。そのようなシステムでは、回路は、通常、電源から設備負荷へ電力を運ぶよう設計されており、典型的には、電力が供給される場合に電圧降下を制限するためにキャパシタが使用されている。しかし、そのような高電力設備の動作又は起動中に、負荷は、時に急激に、変化することがあり、それによって、大量の電流が負荷へ供給される必要性が起こる。そのような状況で、電源から求められる突入電流は比較的高くなり、回路、電気機械設備、及び／又は電源へのダメージを引き起こす可能性がある。そのような高い突入電流はまた、電磁干渉を発生させる可能性があり、電気機械設備の性能に伴う問題を引き起こすことがある。
【発明の概要】
【０００３】
上記のような電力供給回路は、通常、回路内のキャパシタンスの量を増大させることによって（これは重く且つ大きくなる。）、あるいは、起動期間中に設備の性能を低減する制御回路の使用によって、電力擾乱のそのような問題に対処しようと試みる。
【０００４】
本開示は、とりわけ、電源でのピーク電流引き込み及び電力擾乱を最小限にしながら、十分なエネルギが電源から負荷へ分配されることを可能にする充電管理システムを提供する。より具体的には、充電管理システムは、そのような高電力供給回路の動作中にエネルギの分配を支援するためのブリッジとして動作するよう構成される中間エネルギ保持回路を含んでよい。
【０００５】
例えば、充電管理システムは、中間エネルギ保持回路が、比較的長い期間にわたってエネルギを保持するように構成されてよい。エネルギは、次いで、望まれる場合に、配電バス回路に放電され得る。
【０００６】
充電管理システムは、ゲート制御された期間にわたって配電バス回路の電流出力を測定することによって中間エネルギ保持回路から配電バス回路へのエネルギの放電を制御するよう構成され得る充電管理コントローラを更に含んでもよい。
【０００７】
中間エネルギ保持回路は、中間エネルギ保持回路から配電バス回路へ分配される電荷の量を制御するための、充電管理コントローラへ動作上結合される放電スイッチを含んでもよい。
【０００８】
そのような充電管理システムは、負荷需要に応じて、電力バス電圧が下がる前に、配電バス回路が中間エネルギ保持回路からエネルギを受け取ることを可能にし得る。このようにして、充電管理システムは、一次電源が電力バス電圧の変動に応答することを可能にし得る。これは、一次電源からの突入電流を最小限にすることができる。
【０００９】
例えば、負荷電流需要が増大する場合に、充電管理システムは、中間エネルギ保持回路から配電バス回路へのエネルギの瞬時の転送を可能にし得る。それにより、出力電圧は増大し、電源から供給される電流のアンダーシュートは低減される。昇圧型力率補正を揺する交流システムの場合に、右半平面ゼロ（right  hand  plane  zeros）の効果はそれによって低減され得る。
【００１０】
その上、充電管理システムを使用するデバイス又は設備の動作中に、中間エネルギ保持回路によって保持されているエネルギは、配電バス回路の出力へ適用される過度に高い負荷を有することなしに、そのような設備が定常状態動作へと滑らかに上昇することを可能にするのに十分であることができる。これは、通常この目的で使用される絶縁トランスなしで行われ得る。
【００１１】
そのような充電管理システムはまた、配電バスの不安定性を最小限に又は解消しながら、エネルギ保持の複数のソース間での電力共有も可能にし得る。
【００１２】
充電管理システムはまた、配電バス回路にかかる電圧が所定のレベルを超える場合に、配電バス回路から中間エネルギ保持回路への再生エネルギの蓄積も可能にし得る。
【００１３】
中間エネルギ保持回路は、配電バス回路から中間エネルギ保持回路へ分配される電荷の量を制御するための、充電管理コントローラへ動作上結合される捕捉充電スイッチを含んでもよい。
【００１４】
中間エネルギ保持回路はまた、デバイス又は設備、特に、それらのライン入力にわたって相当なキャパシタンスを有している設備のソフトスタートのためにも利用されてよい。これは、充電管理システムの入力リレーにわたる散逸抵抗の必要性なしで達成され得る。
【００１５】
充電管理システムはまた、そのような高電力設備のシャットダウンに関連したエネルギスパイクを吸収するためにも使用されてよい。
【００１６】
本発明の一態様に従って、電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムの作動方法であって、前記充電管理システムは、前記電源及び前記負荷へ動作上接続される配電バス回路と、該配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む、前記方法において、
（ｉ）前記中間エネルギ保持回路内の少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電することと、
（ｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記配電バス回路内の少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ放電することと、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにすることと、
（ｉｖ）前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定の範囲内にあるかどうかを判定し、
前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記判定の間に前記所定の範囲内にない場合には、前記（ｉ）から前記（ｉｖ）を繰り返し、
前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記判定の間に前記所定の範囲内にある場合には、前記電源を前記負荷へ動作上接続することと
を有する方法が提供される。
【００１７】
本発明の他の態様に従って、電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムの作動方法であって、前記充電管理システムは、前記電源及び前記負荷へ動作上接続される配電バス回路と、該配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む、前記方法において、
（ｉ）前記電源を前記負荷へ動作上接続することと、
（ｉｉ）前記中間エネルギ保持回路内の少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電することと、
（ｉｉｉ）負荷電流需要を決定し、所定のレベルを満たすか又は超える電流を前記負荷が求めるとの決定に基づき、前記中間エネルギ保持回路内の前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記配電バス回路内の少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギ及び前記電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記負荷へ放電することと、
（ｉｖ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにすることと、
（ｖ）前記（ｉｉ）から前記（ｉｖ）を繰り返すことと
を有する方法が提供される。
【００１８】
本発明の他の態様に従って、電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムの作動方法であって、前記充電管理システムは、前記電源及び前記負荷へ動作上接続される配電バス回路と、該配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む、前記方法において、
（ｉ）前記配電バス回路内の少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧を決定し、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定のレベルよりも大きいとの決定に基づき、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記中間エネルギ保持回路内の少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ放電することと、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタから動作上切り離すよう、前記捕捉充電スイッチを非アクティブにすることと、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が所定のレベルを下回るとの決定に基づき、前記中間エネルギ保持回路内の前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを更に充電することと、
（ｉｖ）負荷電流需要を決定し、所定のレベルを満たすか又は超える電流を前記負荷が求めるとの決定に基づき、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギ及び前記電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記負荷へ放電することと、
（ｖ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにすること
を有する方法が提供される。
【００１９】
本発明の他の態様に従って、少なくとも１つの電力バスキャパシタを有する配電バス回路を介して電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムであって、当該充電管理システムは、
前記配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路であり、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタと、該少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続し又はそれから切り離すよう構成される少なくとも１つの放電スイッチとを有する前記中間エネルギ保持回路と、
前記配電バス回路及び前記中間エネルギ保持回路へ動作上接続されるシステムコントローラと
を有する。
【００２０】
起動モードにおいて、前記システムコントローラは、
（ｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するようエネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタの充電を可能にし、
（ｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへの前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギの放電を可能にし、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにし、
（ｉｖ）前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定の範囲内にあるかどうかを判定する
よう構成され、それにより、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記所定の範囲内にないとの決定に基づき、前記システムコントローラは、前記（ｉ）から前記（ｉｖ）を繰り返すよう構成され、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記判定の間に前記所定の範囲内にあるとの決定に基づき、前記システムコントローラは、前記電源を前記負荷へ動作上接続するように電力リレースイッチをアクティブにするよう構成される。
【００２１】
動作モードにおいて、前記システムコントローラは、
（ｉ）前記電源を前記負荷へ動作上接続し、
（ｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が所定のレベル以上であるかどうかを判定し、前記エネルギ保持キャパシタにかかる電圧が前記所定のレベルを下回るとの決定に基づき、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう前記エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタの充電を可能にし、
（ｉｉｉ）負荷電流需要を決定し、所定のレベルを満たすか又は超える電流を前記負荷が求めるとの決定に基づき、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記負荷への前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギ及び前記電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギの放電を可能にし、
（ｉｖ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブする
よう構成される。
【００２２】
再生モードにおいて、前記システムコントローラは、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧を決定するよう構成され、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定のレベルよりも大きいとの決定に基づき、前記システムコントローラは、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへの前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギの放電を可能にするよう構成される。
【００２３】
以下の記載及び添付の図面は、本発明の特定の、実例となる実施形態を説明する。なお、それらの実施形態は、本発明の原理が用いられ得る様々な方法のうちのほんの一部を示すものである。本発明の態様に従う他の目的、利点、及び新規の特徴は、図面とともに検討される場合に、以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
添付の図面は、必ずしも実寸通りではないが、本発明の様々な態様を示す。
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に従う、例となる充電管理システムの略ブロック図である。
【図２】図１の充電管理システムを使用する、例となる起動モードを説明するフローチャートである。
【図３Ａ】図２の起動モードの一部に従う、例となるシミュレーションを説明するｘ−ｙプロット図である。
【図３Ｂ】図３Ａの拡大図である。
【図４Ａ】図１の充電管理システムを使用しないシステムに従う起動モードのシミュレーションを説明するｘ−ｙプロット図である。
【図４Ｂ】図１の充電管理システムを使用する起動モードの例となるシミュレーションを表すｘ−ｙプロット図である。
【図５】図１の充電管理システムを使用する、例となる動作モードを説明するフローチャートである。
【図６Ａ】図１の充電管理システムを使用しないシステムに従う動作モードのシミュレーションを説明するｘ−ｙプロット図である。
【図６Ｂ】図１の充電管理システムを使用する動作モードの例となるシミュレーションを表すｘ−ｙプロット図である。
【図７】図１の充電管理システムを使用する、例となる再生モードを説明するフローチャートである。
【図８】図１の充電管理システムを使用する起動期間中の回生過電圧保護モードの例となるシミュレーションを説明するｘ−ｙプロット図である。
【図９】図１の充電管理システムを使用する、例となるシャットダウンモードを説明するフローチャートである。
【図１０Ａ】図１の充電管理システムを使用しないシステムに従うシャットダウンモードのシミュレーションを説明するｘ−ｙプロット図である。
【図１０Ｂ】図１の充電管理システムを使用しないシステムに従うシャットダウンモードのシミュレーションを説明するｘ−ｙプロット図である。
【図１１Ａ】図１の充電管理システムを使用するシャットダウンモードの例となるシミュレーションを説明するｘ−ｙプロット図である。
【図１１Ｂ】図１の充電管理システムを使用するシャットダウンモードの例となるシミュレーションを説明するｘ−ｙプロット図である。
【図１２】本発明の実施形態に従う、例となる充電管理システムの、例となる回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の原理は、電気モータ、レーダー、ライダー（Lidars）、電子戦システム、パルス高周波高出力指向性エネルギ兵器、などのような、高電力デバイス又は設備のための特定の用途を有し、本文脈中で主として以下で記載されている。なお、本発明の原理は、電源でのピーク電流引き込み及び電力擾乱を最小限にしながら十分なエネルギが電源から負荷へ分配されることを可能にする充電管理システムを提供することが望ましい他のシステム又は用途に適用可能であることも理解される。
【００２７】
図１を参照すると、例となる充電管理システム１０の略ブロック図が示されている。充電管理システム１０は、配電バス回路１２、中間エネルギ保持回路１４、及び充電管理システムコントローラ１６（システムコントローラ１６とも呼ばれる。）を含む。
【００２８】
配電バス回路１２は、位置電源Ｖ１及び負荷２０へ動作上接続されてよい。負荷２０は、電源Ｖ１からの電力を要求する、電気機械設備のような１つ以上のデバイス又は装置を含んでよい。そのような電気機械設備は、直列ハイブリッド又は並列ハイブリッド車のような車両のために使用され得る、回生電気モータドライブのような交流（ＡＣ）又は直流（ＤＣ）電気モータを含んでもよい。あるいは、電気機械設備は、レーダー、ライダー、電子線（ＥＷ）システム、パルス高周波（ＲＦ）高出力指向性エネルギ兵器、などのような、高電力電子機器を含んでもよい。一次電源Ｖ１（電源又は電力供給とも呼ばれる。）は、ＡＣ電源又はＤＣ電源であってよい。例えば、ＡＣ電源は、ＡＣ電力をＤＣに変換するための三相整流器アセンブリのような力率補正（ＰＦＣ）回路を備えたＡＣ発生器を含んでよい。ＤＣ電源は、例えば、バッテリパック、ソーラーアレイ、又は吸い駆動燃料電池のような燃料電池を含んでよい。例となる、制限されない実施形態では、一次電源Ｖ１は、１１５Ｖａｃ、２７０Ｖｄｃ、４００Ｖｄｃ、若しくは５４０Ｖｄｃ出力電圧、又は任意の周波数を有する何らかの他の任意の電圧を有している電圧源であってよい。負荷及び／又は電源の上記の例は、実例のためであり、限定ではないことが理解され、そして、ＡＣ又はＤＣ電力によって動作可能な如何なる適切なデバイスも、当業者によって理解されるように、システム要件に応じて選択されてよい。
【００２９】
配電バス回路１２は、１つ以上の一次電力リレースイッチＳ１、Ｓ２と、少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１とを含んでよい。一次電力リレースイッチＳ１、Ｓ２は、電源Ｖ１を負荷２０へ動作上接続するよう構成されてよい。１つ以上の一次電力リレースイッチＳ１、Ｓ２は、機械又は固体状態スイッチを含んでよく、あるいは、回路内の電気のフローを中断するための如何なる適切なデバイスも含んでよい。少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１は、配電バス回路１２にわたってエネルギを蓄えるよう構成されてよい。電力バスキャパシタＣ１は、アルミニウム電解コンデンサのような電解コンデンサ、又は高容量電気化学コンデンサのようなスーパーキャパシタを含んでよく、あるいは、回路にエネルギ又は電荷を蓄えるために適切な容量を有している如何なる他のキャパシタも含んでよい。
【００３０】
中間エネルギ保持回路１４は、配電バス回路１２へ動作上接続されてよい。中間エネルギ保持回路１４はまた、少なくとも１つのエネルギ源Ｖ２へも動作上接続されてよい。エネルギ源Ｖ２は、ＡＣ電源又はＤＣ電源を含んでよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのエネルギ源Ｖ２は、一次電源Ｖ１と実質的に同様又は同じであってよい。例えば、エネルギ源Ｖ２及び一次電源Ｖ１が同じ又は同様である場合に、少なくとも１つのエネルギ源Ｖ２及び一次電源Ｖ１は、同じ電力パスを共有するよう動作上連結されてよく、あるいは、互いと一体であってよい。他の実施形態では、少なくとも１つのエネルギ源Ｖ２は、一次電源Ｖ１とは異なっていてもよい。例えば、少なくとも１つのエネルギ源Ｖ２及び一次電源Ｖ１が異なる場合に、少なくとも１つのエネルギ源Ｖ２及び一次電源Ｖ１は、異なる電力パスを有するよう動作上連結されてよく、あるいは、互いと一体であって且つ異なる電力段を有してよく、あるいは、少なくとも１つのエネルギ源Ｖ２は、一次電源Ｖ１とは別個のスタンドアローン電源であってもよい。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのエネルギ源Ｖ２は、直列又は並列に動作上連結されている複数のエネルギ源であってもよい。例となる実施形態では、少なくとも１つのエネルギ源Ｖ２は、ＡＣバッテリストレージであってよく、あるいは、例えば、水素燃料電池のような、ＤＣを発生させる燃料電池、又はソーラーアレイであってもよい。例となる実施形態では、エネルギ源Ｖ２は、比較的低いワット量を有している電圧源であってもよい。例えば、いくつかの実施形態において、エネルギ源Ｖ２は、約４００Ｖｄｃの電圧及び約２５Ｗのワット量を有してよい。なお、エネルギ源の上記の例は、実例であって、限定ではないことが理解され、そして、ＡＣ又はＤＣ電力によって動作可能な如何なる適切なエネルギ源も、当業者によって理解されるように、システム要件に応じて選択されてよい。
【００３１】
中間エネルギ保持回路１４は、回路１４にエネルギを蓄えるための少なくとも１つのキャパシタＣ５を含んでよい。例えば、説明される実施形態に示されるように、少なくとも１つのキャパシタＣ５は、第１エネルギ保持キャパシタＣ２、第２エネルギ保持キャパシタＣ３、及び第３エネルギ保持キャパシタＣ４を含んでよい。示されるように、第２キャパシタＣ３及び第３キャパシタＣ４は、中間エネルギ保持回路１４にわたって互いと直列に動作上接続されてよく、第１エネルギ保持キャパシタＣ２は、第２キャパシタＣ３及び第３キャパシタＣ４と並列に動作上接続されてよい。夫々のエネルギ保持キャパシタＣ２、Ｃ３及び／又はＣ４は、互いと実質的に同様であってよく、あるいは、夫々のキャパシタＣ２、Ｃ３及び／又はＣ４は、互いに異なってもよいことが理解される。エネルギ保持キャパシタＣ２、Ｃ３及び／又はＣ４は、アルミニウム電解コンデンサのような電解コンデンサ、又は高容量電気化学コンデンサのようなスーパーキャパシタを含んでよく、あるいは、回路にエネルギ又は電荷を蓄えるために適切な容量を有している如何なる他のキャパシタも含んでよい。例となる実施形態では、夫々のキャパシタＣ２、Ｃ３及び／又はＣ４は、互いにおおよそ同じキャパシタンス又はエネルギ保持容量を有してよい。これは、電力バスキャパシタＣ１のキャパシタンス又はエネルギ保持容量よりも小さくてよい。
【００３２】
中間エネルギ保持回路１４は、中間エネルギ保持回路１４を配電バス回路１２及び／又はエネルギ源Ｖ２へ動作上接続する及び／又はそれらから切り離すための少なくとも１つのスイッチを含んでよい。例えば、説明される実施形態に示されるように、中間エネルギ保持回路１４は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５をエネルギ源Ｖ２へ動作上接続し又はそれから切り離すための少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３を含んでよい。例となる実施形態では、中間エネルギ保持回路１４は、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３がアクティブにされる場合に、エネルギ源Ｖ２が、夫々のキャパシタＣ２、Ｃ３及び／又はＣ４のうちの１つ以上を含む少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を充電することができるように構成される。
【００３３】
中間エネルギ保持回路１４はまた、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を配電バス回路１２へ動作上接続し又はそれから切り離すための少なくとも１つの放電スイッチＳ４を含んでよい。示されるように、放電スイッチＳ４（エネルギ保持キャパシタ放電スイッチとも呼ばれる。）は、アクティブにされる場合に、キャパシタＣ２、Ｃ３及び／又はＣ４のうちの１つ以上を含む少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５からの少なくともいくらかのエネルギが電力バスキャパシタＣ１へ及び／又は負荷２０へ放電されるように構成されてよい。
【００３４】
中間エネルギ保持回路１４は、電力バスキャパシタＣ１を少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５に対して動作上離接するための少なくとも１つのエネルギ捕捉充電スイッチＳ５を更に含んでよい。より具体的には、捕捉充電スイッチＳ５は、アクティブにされる場合に、電力バスキャパシタＣ１からの少なくともいくらかのエネルギが、第１エネルギ保持キャパシタＣ２並びにエネルギ保持キャパシタＣ３及びＣ４（エネルギ捕捉キャパシタとも呼ばれる。）のうちの１つ以上を含む少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５へ放電されるように構成されてよい。夫々のスイッチＳ３、Ｓ４及び／又はＳ５は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などを含む機械又は固体状態スイッチを含んでよく、あるいは、回路内の電流のフローを中断するための如何なる他の適切なデバイスも含んでよいことが理解される。
【００３５】
システムコントローラ１６は、電力リレースイッチＳ１及びＳ２を含む配電バス回路１２内の１つ以上のスイッチへ動作上接続されてよく、更には、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３、放電スイッチＳ４、及び捕捉充電スイッチＳ５を含む中間エネルギ保持回路１４内の１つ以上のスイッチへ動作上接続されてよい。以下で更に詳細に記載されるように、システムコントローラ１６は、数ある考慮すべき事項の中でも特に、夫々の回路１２及び１４、エネルギ源Ｖ２、一次電源Ｖ１、並びに／又は負荷２０に関連した１つ以上の条件の判定に基づき、夫々のスイッチをアクティブ又は非アクティブにすることによって、例となる充電管理システム１０を動作させるよう構成されてよい。システムコントローラ１６は、データを処理するための全ての装置、デバイス、及び／又はマシンを包含してよいことが理解される。例えば、システムコントローラ１６は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）集積回路、アナログコントローラ、ディスクリート制御回路、又は充電管理システム１０の動作を制御するためのあらゆる他の適切なデバイスを含んでよい。
【００３６】
図２を参照すると、起動モード中に充電管理システム１０を動作させる、例となる方法１００を説明するフローチャートが、示されている。例となるプロセスは、充電管理システムがアクティブにされ起動モードに入るステップ１０５から開始してよい。ステップ１１０で、システムコントローラ１６は、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及びＳ５を含む、夫々の回路１２及び１４内の全てのスイッチを非アクティブに又は開放してよい。全てのスイッチが非アクティブにされていると決定されると、プロセスは、電力がエネルギ源Ｖ２に印加され得るステップ１１５へ進んでよい。ステップ１２０で、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３は、エネルギ源Ｖ２を少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５へ動作上接続するようアクティブに又はオンされ得る。その後に、ステップ１２５で、エネルギ保持キャパシタＣ２、Ｃ３及び／又はＣ４のうちの１つ以上を含む少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５は、エネルギ源Ｖ２によって、所定のエネルギレベル又は所定のエネルギ範囲に充電され得る。例となる実施形態では、所定の範囲を定義する典型的なステップ電圧は、電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧の約１〜２％である。制限されない例として、電力バスキャパシタＣ１が２７０Ｖｄｃに充電されるべきである場合には、所定の範囲を定義する典型的なステップ電圧は、２７０Ｖｄｃの約１〜２％、すなわち、５〜１０Ｖｄｃ±２Ｖｄｃである。例となる実施形態では、エネルギ源Ｖ２は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を、電圧源によって決定される電圧に充電する電圧源であり、そのような充電のレートは任意であってよい。これは、電圧源が、例えば、約１０Ｗといった、小さいワット量の電源であることを可能にし得る。動作中のこの時点で、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３がアクティブにされており、エネルギ捕捉充電スイッチＳ５が非アクティブにされている場合に、第２キャパシタＣ２及び第３キャパシタＣ４は、中間エネルギ保持回路１４にわたって互いに直列に動作上接続され得、第１エネルギ保持キャパシタＣ２は、第２キャパシタＣ３及び第３キャパシタＣ４と並列に動作上接続され得ることが知られる。また、動作中のこの時点で、放電スイッチＳ４は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を配電バス回路１２から動作上切り離すよう非アクティブにされていることも知られる。このようにして、負荷２０は、通常は、例えば、変圧器を介して、電源Ｖ１から絶縁されているということで、負荷２０も、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５から切り離されている。
【００３７】
少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５が所定のレベルに充電されていると決定された後、起動モードはステップ１３０へ進んでよい。ステップ１３０で、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５をエネルギ源Ｖ２から動作上切り離すよう非アクティブに又はオフされてよい。ステップ１３５で、放電スイッチＳ４は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を配電バス回路１２内の少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１へ動作上接続するようアクティブにされる。放電スイッチＳ４がこのようにしてアクティブにされると、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５に蓄えられているエネルギの少なくともいくらかが、電力バスキャパシタＣ１へ直ちに放電されて蓄えられ得る。例となる実施形態では、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５からのエネルギの放電は、互いに直列に接続されているエネルギ保持キャパシタＣ３及びＣ４の組み合わせと並列であるエネルギ保持キャパシタＣ２に蓄えられているエネルギの放電を含む。
【００３８】
ステップ１４０で、システムコントローラ１６は、少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１への少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５の放電が完了しているかどうか（例えば、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５にかかる電圧及び電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧が所定の範囲内にあるかどうか）を判定してよい。例となる実施形態では、所定の範囲を定義する典型的な充電終了電圧は、電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧の約９０％である。制限されない例として、電力バスキャパシタＣ１が２７０Ｖｄｃに充電されるべきである場合に、所定の範囲を定義する典型的な充電終了電圧は、２７０Ｖｄｃの約９０％、すなわち、２５０Ｖｄｃである。充電が完了していないと決定される場合には、次いで、動作は待機し、引き続きＣ５を放電してＣ１を充電してよい。放電が完了する（例えば、夫々のキャパシタＣ５、Ｃ１にかかる電圧が所定の範囲内にある）と、次いで、起動動作はステップ１４５へ進んでよい。これによって、放電スイッチＳ４は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１から動作上切り離すよう非アクティブにされる。その後に、ステップＳ１５０で、システムコントローラ１６は、少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧が指定範囲内に、例えば、先に定義された充電終了電圧にあるかどうかを判定する。電力バスキャパシタＣ１が指定範囲内であるよう充電されていない場合には、プロセスは、ステップ１２０へ進むことによって繰り返す。電力バスキャパシタＣ１が指定範囲内であるよう充電されている場合には、プロセスはステップ１５５へ進んでよい。ステップ１５５で、一次電力リレースイッチＳ１、Ｓ２は、電源Ｖ１を負荷２０へ動作上接続するようアクティブにされる。
【００３９】
図３Ａを参照すると、起動動作１００の一部を説明するｘ−ｙプロット図が示されている。表されている図において、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５にかかる電圧（単位ボルト）は、グラフの上部分１６２においてｙ軸上にプロットされており、少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧（単位ボルト）は、グラフの下部分１６４においてｙ軸上にプロットされている。Ｃ５の電圧（１６２）及びＣ１の電圧（１６４）は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を充電し（例えば、図２を参照して上述されたステップ１２０乃至１３０を経る。）、次いで、そのエネルギを電力バスキャパシタＣ１へ放電し（例えば、上記のステップ１３５乃至１４５を経る。）、次いで、このシーケンスを繰り返す（例えば、上記のステップ１５０を経て、ステップ１２０へ戻る。）シーケンス中に同じ時間スケール（ｘ軸、単位秒）にわたってプロットされる。
【００４０】
図３Ｂを参照すると、図３Ａの一部の拡大図が、約３２５ミリ秒から約９５０ミリ秒まの期間について示されている。図３Ｂで使用される参照番号は、充電管理システム１０のための動作１００の例となる起動モードを説明するよう、図２のフローチャートにおける夫々のステップに対応する。例えば、図３Ｂに示されるように、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチがアクティブにされる場合に（ステップ１２０’）、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタはエネルギ源によって充電される（ステップ１２５’）。これは、次の５０ミリ秒かそこらにわたるエネルギ保持キャパシタ電圧の上昇として示されている。エネルギ保持キャパシタは所定のレベル又は範囲に充電される。これは、例となる実施形態では、動作中のこの時点での約９５Ｖから約１０５Ｖの２０Ｖ増大である。２０Ｖ増大は、回路の動作を実証するために、この制限されない例で選択された任意の値である。エネルギ保持キャパシタ充電スイッチは次いで非アクティブにされ（ステップ１３０’）、直後に、エネルギ保持キャパシタ放電スイッチはアクティブにされ（ステップ１３５’）、それによって、エネルギ保持キャパシタに蓄えられているエネルギを電力バスキャパシタへ放電する。これは、所定の範囲内への電力バスキャパシタ電圧の瞬時的な増大として示されている。この制限されない例において、所定の範囲は、エネルギ保持キャパシタ電圧とおおよそ等しい電力バスキャパシタにかかる電圧、すなわち、例となる実施形態では、約２０Ｖｄｃ±２Ｖｄｃによって定義される。この時間中に、システムコントローラは、電力バスキャパシタにかかる電圧が所定の範囲内にあるかどうかを判定してよく（ステップ１４０’）、電力バスキャパシタにかかる電圧がこの範囲に達すると、次いで、放電スイッチは非アクティブにされる（ステップ１４５’）。システムコントローラは次いで、電力バスキャパシタにかかる電圧が、一次電力リレースイッチをアクティブにするための指定範囲内にあるかどうかを判定してよい（ステップ１５０’）。電力バスキャパシタにかかる電圧が依然として増大されるべきである場合には、次いで、プロセスは繰り返す。これは、電力バスキャパシタ電圧がこの例では２４０Ｖに達するまで（図３Ａに図示。）、約５５ミリ秒ごとに繰り返すこととして、実例となる実施形態において示されている。電力バスキャパシタ電圧が指定範囲（例えば、この例では２４０Ｖ）内にあると決定される場合には、一次電力リレースイッチはアクティブにされる（ステップ１５５’）。
【００４１】
図４Ａ及び４Ｂを参照すると、動作の起動モードの例となるシミュレーションが、充電管理システムを使用しない動作の起動モード（図４Ａに図示。）と比較して、例となる充電管理システム１０を使用して（図４Ｂに図示。）示されている。図４Ａに示されるように、例となる充電管理システムを使用しないシステムの起動中に、電源が負荷へ動作上接続される場合のピーク突入電流は、４５０アンペアである（参照番号１６５’として示されている。）。比較において、図４Ｂにおける上のグラフ１７０を参照すると、反復的な段階関数が示されている。これは、（図３に示されるものと同様に）時間にわたる電力バスキャパシタの電圧の増大に対応する。図４Ｂの下のグラフ１７５に示されるように、電源が負荷へ接続される場合に、ピーク突入電流はほんの４２アンペアである（参照番号１６５”として示されている。）。これは、充電管理システムを使用しないシステムに対して約９０％の低下である。説明される例では、例となる充電管理システムを使用した４２アンペアの突入電流は、完全な負荷動作中に１０Ｗ電源から引き込まれる３９アンペアの電流よりもほんのわずかにしか高くない。その上、説明される例は、そのような充電管理システムが、１０Ｗ電源のための少なくとも１つの電力バスキャパシタが、散逸抵抗の使用なしで５秒で通常動作電圧に到達するよう２５Ｗエネルギ源によって充電されることを可能にし得る。
【００４２】
図５を参照すると、通常動作モード中に充電管理システム１０を動作させる、例となる方法２００を説明するフローチャートが、示されている。動作はステップ２１０から開始してよい。ステップ２１０で、システムコントローラ１６は、図２で表された起動モードに続いて動作モードに入ってよい。動作モード２００で、一次電源Ｖ１は、ステップＳ２１２及び２１４で示されるように、アクティブにされ、負荷２０へ動作上接続される。また、ステップ２１０で動作モードに入る場合に、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５が閾レベルを下回っており充電される必要があるとの決定に基づき、プロセスは任意に、ステップ２２４へ進んでもよいことが知られる。ステップ２２４で、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３は、以下で更に詳細に説明されるように、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を充電するようアクティブにされる。
【００４３】
負荷がステップ２１４で適用された後、プロセスは次いでステップ２１６へ進んでよい。ステップ２１６で、システムコントローラ１６は負荷電流需要を決定してよい。動作は次いで、所定のレベルを満たすか又は超える電流を負荷２０が求めるとシステムコントローラ１６が決定するまで待機してよい。そのような決定がされると、プロセスは次いでステップ２１８へ進んでよい。所定のレベルは、当業者によって理解されるように、設計要件に従って選択されてよい。例えば、実例となる実施形態では、所定のレベルは約２５±２％、又は最大パルス負荷であってよい。ステップ２１８で、エネルギ保持キャパシタ放電スイッチＳ４は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１へ動作上接続するようアクティブにされ、それによって、エネルギ保持キャパシタＣ５に蓄えられている少なくともいくらかのエネルギ及び電力バスキャパシタＣ１に蓄えられている少なくともいくらかのエネルギを負荷２０へ放電する。負荷への電荷転送は、式：
Vbus=[V(initial  of  storage  cap)*Capacitance(storage  cap  C5)+V(initial  of  bus  cap)*Capacitance(bus  cap  C1)]/[Capacitance(storage  cap  C5)+Capacitance(bus  cap  C1)]
によって与えられる。ここで、
Vbusは、配電バス回路１２にかかる電圧であり、
V(initial  of  storage  cap)は、少なくとも１つの保持キャパシタＣ５にかかる初期電圧であり、
Capacitance(storage  cap  C5)は、少なくとも１つの保持キャパシタＣ５（組み合わされて。）のキャパシタンスであり、
V(initial  of  bus  cap)は、少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧であり、
Capacitance(bus  cap  C1)は、少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１のキャパシタンスである。
【００４４】
例となる実施形態では、放電スイッチＳ４がアクティブにされる場合に、エネルギは、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５（互いに直列に接続されているエネルギ保持キャパシタＣ３及びＣ４の組み合わせと並列であるエネルギ保持キャパシタＣ２を含む。）と並列結合された電力バスキャパシタＣ１から負荷２０へ直ちに転送される。有利なことに、負荷２０へのエネルギのそのような瞬時的な電荷転送は、配電バス回路１２の出力電圧を増大させる。これは、昇圧式電源における右半平面ゼロに関連したアンダーシュートを低減し得る。すなわち、右半平面ゼロは、しばしば、伝達関数：
Vout=Vin*(1/1-DC)
によって引き起こされる。ここで、
Voutは、負荷２０への配電バス回路１２の電圧出力であり、
Vinは、電源Ｖ１から配電バス回路１２への電圧であり、
DCは、負荷によって求められる電流（例えば、直流）である。
然るに、負荷によって求められる電流の増大は、Voutが低減するので、電流又はDCを増大させ得る。しかし、例となる充電管理システムを使用し、上記のようにして瞬時的に電荷を転送することによって、DCは低下する代わりに、増大し、それによって、誤差増幅器へ向かう電圧も増大するよう強いられる。結果として、Voutは増大し、右半平面ゼロに関連したアンダーシュートは低減される。
【００４５】
放電スイッチＳ４がステップ２１８でアクティブにされた後、夫々のキャパシタＣ１及びＣ５（Ｃ２、Ｃ３及びＣ４のうちの１つ以上を含む。）の放電の間、システムコントローラ１６は、ステップ２２０で、放電が完了しているかどうか（例えば、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５にかかる電圧及び電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧が所定の範囲、例えば、互いの約±１０％内にあるかどうか）を判定してよい。放電が完了していないと決定される場合には、次いで動作は待機し、放電し続けてよい。放電が完了する（例えば、夫々のキャパシタＣ５、Ｃ１にかかる電圧が互いの±１０％内にある）と、次いで動作はステップ２２２へ進んでよい。ステップ２２２で、放電スイッチＳ４は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１から動作上切り離すよう非アクティブにされる。
【００４６】
放電スイッチＳ４がステップ２２２で非アクティブにされた後、動作は次いでステップ２１６から２２２を繰り返すことに進む。処理は、このようにして、上述されたように、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５が負荷電流需要の増大に対応するほど十分な電荷を有しているとの決定に基づき進んでよい。他方で、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５が閾エネルギレベルを下回り、追加の充電を必要とし得ると決定される場合には、次いでプロセスはステップ２２２からステップ２２４へ進んでよい。ステップ２２４で、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３は、エネルギ源Ｖ２を少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５へ動作上接続するようアクティブにされてよい。その後に、ステップ２２６で、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５は、エネルギ源Ｖ２によって、所定のエネルギレベル又は所定のエネルギ範囲に充電され得る。これは、ステップ２２８で、システムコントローラ１６によって決定されてよい。制限されない例として、２７０Ｖｄｃの電力バス電圧Ｃ１の場合に、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５にかかる電圧は約４００Ｖｄｃ±１０Ｖｄｃであってよい。少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５が所定のレベルに充電されていると決定された後、動作はステップ２３０へ進んでよい。ステップ２３０で、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５をエネルギ源Ｖ２から動作上切り離すよう非アクティブにされる。プロセスは次いで、システムコントローラ１６からの放電コマンドがあるまで、ステップ２３２で待機する。示されるように、放電コマンドは、ステップ２１６での、放電スイッチＳ４をアクティブにするとの決定に基づいてよく、その決定があると、プロセスは、ステップ２１８でループに入ることに進む。
【００４７】
図６Ａ及び６Ｂを参照すると、動作モード２００の例となるシミュレーションが、充電管理システムを使用しない動作モード（図６Ａに図示。）と比較して、例となる充電管理システム１０を使用して（図６Ｂに図示。）示されている。図６Ａに示されるように、例となる充電管理システムを使用しないシステムの動作中に、負荷によって求められるベースライン電流は５アンペアに満たず（参照番号２６５’として示されている。）、そして、負荷が電流の増大を要求する場合に、負荷へのピーク突入電流は、約９５アンペアまで増大する（参照番号２７０’として示されている。）。比較において、図６Ｂを参照すると、例となる充電管理システム１０の動作中に、負荷によって求められるベースライン電流はやはり５アンペアに満たない（参照番号２６５”として示されている。）が、負荷が電流の増大を要求し、そして、エネルギを少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５へ放電するよう放電スイッチＳ４をアクティブにすると決定される場合に、負荷へのピーク突入電流は、約４２アンペアまでしか増大しない（参照番号２７０”として示されている。）。動作の起動モードに関連して上述されたように、動作モード中の例となる充電管理システムを使用した４２アンペアの突入電流は、完全な負荷動作中に１０Ｗ電源から引き込まれる３９アンペアの電流よりもほんのわずかにしか高くない。このようにして、充電管理システムは、負荷に印加される突入を約５０％低減することができ、そして、２５ワットエネルギ源を用いると、この５０％の低減は、例えば、５秒ごとに実現され得る。
【００４８】
図７を参照すると、再生モード中に充電管理システム１０を動作させる、例となる方法３００を説明するフローチャートが、示されている。動作はステップ３１０から開始してよい。ステップ３１０で、システムコントローラ１６は、図５に示される通常動作モード中に電力バスモニタモードに入ってよい。図５においてステップ３１０で示されるように、電力バスモニタモードは、負荷２０が適用されている間常に動作していてよい。図７に示されるように、ステップ３１０で電力バスモニタモードに入った後、プロセスはステップ３１５へ進んでよい。ステップ３１５で、システムコントローラ１６は、配電バス回路１２内の少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧を決定してよい。電力バスキャパシタＣ１が、閾エネルギレベル又は範囲を下回るエネルギレベルを有しているとシステムコントローラ１６が決定する場合には、システムコントローラ１６は、電力バスキャパシタＣ１をモニタし続け、待機してよい。少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧が所定のレベル又は範囲よりも大きいとシステムコントローラ１６が決定する場合に、次いでプロセスはステップ３２０及び／又はステップ３２５へ進んでよい。
【００４９】
ステップ３２０で、システムコントローラ１６は、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３を動作上非アクティブにしてよく、更には、放電スイッチＳ４も非アクティブにしてよい。ステップ３２５で、エネルギ捕捉充電スイッチＳ５は、少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１を少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５へ動作上接続するようアクティブにされてよく、それによって、少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１に蓄えられている少なくともいくらかのエネルギを少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５（キャパシタＣ２、Ｃ３及び／又はＣ４のうちの１つ以上を含む。）へ放電する。例となる実施形態では、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３が非アクティブにされ、エネルギ捕捉充電スイッチＳ５がアクティブにされる場合に、第２エネルギ保持キャパシタＣ３及び第１エネルギ保持キャパシタＣ２は互いに直列に動作上接続され、第３エネルギ保持キャパシタＣ４は第２キャパシタＣ３及び第１キャパシタＣ２の両方と並列に動作上接続され得る。このようにして、捕捉充電スイッチＳ５がアクティブにされる場合に、電力バスキャパシタＣ１からのエネルギは、互いに直列であるＣ１及びＣ２と並列である第３キャパシタＣ４へ転送され得る。
【００５０】
捕捉充電スイッチＳ５がステップ３２５でアクティブにされた後、電力バスキャパシタＣ１から少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５へのエネルギの放電中に、システムコントローラ１６は、ステップ３３０で、放電が完了しているかどうか（例えば、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５にかかる電圧及び電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧が所定の範囲、例えば、配電バス回路１２の最大許容電圧の約±５％内にあるかどうか）を判定してよい。例えば、例となる実施形態では、２７０Ｖｄｃが３２０Ｖｄｃまで進むことを許可され得る。これは、２７０Ｖｄｃ±１３Ｖｄｃの電圧スパイクを考慮し得る。これは、４００ボルト定格キャパシタの許容電圧に十分に入る。放電が完了してないと決定される場合には、次いで、動作は待機し、放電し続けてよい。放電が完了すると（例えば、Ｃ５及びＣ１にかかる電圧が所定の範囲内にある場合に）、次いで動作はステップ３３５へ進んでよい。ステップ３３５で、捕捉充電スイッチＳ５は、少なくとも１つの電力バスキャパシタＣ１を少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５から動作上切り離すよう非アクティブにされる。
【００５１】
捕捉充電スイッチＳ５がステップ３３５で非アクティブにされた後、動作は、任意に、ステップ３４０へ、次いでステップ３５０へ進み、図５に示されるキャパシタ充電モードに入ってよい。プロセスは、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５が閾エネルギレベルを下回り、追加の充電を必要とし得るとの決定に基づき、このようにして進んでよい。少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５が充電されるべきであると決定される場合には、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３は、ステップ３４０で、エネルギ源Ｖ２を少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５へ動作上接続するようアクティブにされてよく、それによって、図５のステップ２２６で示されるように、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を充電する。エネルギ保持キャパシタＣ５に蓄えられたエネルギは、後に、上記の起動又は動作モードにおいて使用されてよい。このように、エネルギは、先行技術の回路設計で見られたように浪費されることなしに節約され、よって、効率が改善される。
【００５２】
図８を参照すると、充電管理システム１０を使用した、例となる起動期間の一部の間の回生過電圧保護モードの、例となるシミュレーションが示されている。説明される例では、起動モード中の約８．８９ミリ秒から約８．９５ミリ秒の間の期間の拡大図が示されている。図８におけるｘ−ｙプロットの一番上の部分３６２は、第１エネルギ保持キャパシタＣ２の電圧を表し（ｙ軸、単位ボルト）、ｘ−ｙプロットの真ん中の部分３６４は、電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧を表し（ｙ軸、単位ボルト）、ｘ−ｙプロットの一番下の部分３６６は、第３エネルギ保持キャパシタＣ４にかかる電圧を表す（ｙ軸、単位ボルト）。Ｃ２の電圧（３６２）、Ｃ１の電圧（３６４）、及びＣ４の電圧（３６６）は、説明されるシーケンスの間、同じ時間スケール（ｘ軸、単位ミリ秒）にわたってプロットされている。
【００５３】
図８に示されるように、約８．８９５ミリ秒から約８．９０８ミリ秒の間の初期期間中、第３エネルギ保持キャパシタＣ４の電圧は、約１０６Ｖｄｃで一定である。この初期期間中、エネルギ捕捉充電スイッチＳ５は非アクティブにされており、エネルギ放電スイッチＳ４も非アクティブにされている。約８．９０８ミリ秒で、エネルギ捕捉充電スイッチＳ５はアクティブにされ（参照番号３７０で示されている。）、すると直ぐに、エネルギ保持キャパシタＣ４はほぼ瞬時に約１０６Ｖｄｃから約２５６Ｖｄｃに変化する（参照番号３７２で示されている。）。捕捉充電スイッチＳ５が最初にアクティブにされるこの時間中に、電力バスキャパシタＣ１の電圧はほぼ瞬時に約２９５Ｖｄｃから約２７１Ｖｄｃに低下する（参照番号３７４で示されている。）。電力バスキャパシタＣ１（約２７１Ｖｄｃにある。）とエネルギ保持キャパシタＣ４（約２５６Ｖｄｃにある。）との間の約１５ボルトの差は、捕捉充電スイッチＳ５に含まれる抵抗による。
【００５４】
説明される例では、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３も、エネルギ捕捉充電スイッチＳ５がアクティブにされている期間中にアクティブにされ、放電スイッチＳ４は非アクティブにされたままである。この構成において、第２エネルギ保持キャパシタＣ３及び第１エネルギ保持キャパシタＣ２は、中間エネルギ保持回路１４にわたって互いに直列に動作上接続され得、第３エネルギ保持キャパシタＣ４は、第２キャパシタＣ３及び第１キャパシタＣ１の直列結合と並列に動作上接続され得る。このようにして、Ｓ５がアクティブにされ且つＳ３がアクティブにされる期間にわたって、エネルギ保持キャパシタＣ２の電圧は、Ｃ４とＣ２との間の並列結合によって線形レートで増大する。例えば、参照番号３７６で示されるように、Ｃ２の電圧は、Ｓ５及びＳ３がアクティブにされる約６２４ナノ秒の期間にわたって約１．５Ｖｄｃだけ増大する。なお、実例となる実施形態では、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３は、捕捉充電スイッチＳ５がアクティブにされる期間中に非アクティブにされてもよいことが知られる。説明される例と比較して、これは、Ｓ５がアクティブにされた６２４ナノ秒の期間にわたって第１エネルギ保持キャパシタＣ２の電圧が約０．３Ｖｄｃだけ増大することを生じさせる。
【００５５】
示されるように、約６２４ナノ秒の、タイミングを合わせられたパルス期間の後、捕捉充電スイッチＳ５は非アクティブにされる（参照番号３７８で示されている。）。説明される例では、捕捉充電スイッチＳ５が非アクティブにされる場合に、エネルギ保持キャパシタＣ４にかかる電圧は、電力バスキャパシタＣ１からの少なくともいくらかのエネルギの転送により、パルス充電事象の前にあったよりも約７Ｖｄｃ高い。その上、エネルギ保持キャパシタＣ２にかかる電圧は、パルス充電事象の前にあったよりも約１．５Ｖｄｃ高い。このようにして、少なくともいくらかの電荷が、例となる起動期間中に、電力バスキャパシタＣ１から少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５へ転送された。示されるように、プロセスは、所定期間後に、例えば、説明される例では、約８．９４２ミリ秒で、繰り返してよい。上記の例は、例示のためであって、限定ではないことが理解され、そして、当業者によって理解されるように、様々な他の電圧値及び時間値が使用されてよい。また、そのような例となる回生過電圧保護モードは、上記の動作モード中に使用されてもよいことも理解される。
【００５６】
図９を参照すると、シャットダウンモードの間に充電管理システム１０を動作させる、例となる方法４００を説明するフローチャートが、示されている。動作はステップ４１０から開始してよい。ステップ４１０で、システムコントローラ１６は、図５に示される通常動作モード中にシャットダウンモニタモードに入る。図５においてステップ４１０で示されるように、シャットダウンモニタモードは、負荷が適用されている間常に動作していてよい。図９に示されるように、ステップ４１０でシャットダウンモニタモードに入った後、プロセスはステップ４１５へ進んでよい。ステップ４１５で、システムコントローラ１６は、シャットダウンコマンド信号が受信されているかどうかを判定してよい。そのようなシャットダウンコマンド信号が受信されていないとシステムコントローラ１６が決定する場合には、システムコントローラ１６は、システムをモニタし続け、待機してよい。シャットダウンコマンド信号が受信されているとシステムコントローラ１６が決定する場合には、次いで、負荷２０が非アクティブにされてよく、一次電力リレースイッチＳ１、Ｓ２を非アクティブにすることによって電源Ｖ１から動作上切り離されてよい。プロセスは次いで、ステップ４２０、ステップ４２５及び／又はステップ４３０へ進んでよい。示されるように、ステップ４２０で、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５をエネルギ源Ｖ２から動作上切り離すよう非アクティブにされる。ステップ４２５で、捕捉充電スイッチＳ５は、中間エネルギ保持回路１４における充電を妨げるために、電力バスキャパシタＣ１を少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５から動作上切り離すよう非アクティブにされる。ステップ４３０で、エネルギ保持キャパシタ放電スイッチＳ４は、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５を電力バスキャパシタＣ１へ動作上接続するようアクティブにされ、それによって、夫々のキャパシタＣ２、Ｃ３、Ｃ４に蓄えられているエネルギを放電する。ステップ４３５に示されるように、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５に蓄えられているエネルギ及び電力バスキャパシタＣ１に蓄えられているエネルギは、任意の抵抗放電回路（図示せず。）へ放電されてよい。プロセスは次いで、ステップ４５０で示されるオフ状態で終了してよい。
【００５７】
実例となる実施形態では、シャットダウンモードは、負荷２０の非アクティブ化によって引き起こされる配電バス回路１２での余分のエネルギを放電及び保持する回生過電圧保護モードを更に含んでもよい。例えば、負荷２０が非アクティブにされていること及び／又は電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧が所定のレベルを上回っていることをシステムコントローラ１６が決定する場合に、エネルギ保持キャパシタ放電スイッチＳ４は非アクティブにされてよく、捕捉充電スイッチＳ５はアクティブにされてよい。電力バスキャパシタＣ１からの余分のエネルギは、次いで、かようなエネルギの蓄積のために、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５、より具体的には、エネルギ保持キャパシタＣ３及びＣ４へ放電されてよい。
【００５８】
図１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ及び１１Ｂを参照すると、シャットダウンモードの間のそのような回生過電圧保護の例となるシミュレーションが、充電管理システムを使用しないそのようなモード（図１０Ａ及び１０Ｂに図示。）と比較して、例となる充電管理システム１０を使用して（図１１Ａ及び１１Ｂに図示。）示されている。図１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ及び１１Ｂの説明される例では、一次電源（例えば、Ｖ１）は２７０Ｖｄｃであり、エネルギ源（例えば、Ｖ２）は４００Ｖｄｃを有する電圧源である。負荷（例えば、２０）は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などを介して配電バス回路（例えば、１２）から動作上切り離され得る。
【００５９】
説明される例では、図１０Ａは、時間（単位ミリ秒）にわたって負荷（２０を参照。）を流れる電流（単位アンペア）を表し、図１０Ｂは、時間（単位ミリ秒）にわたって電力バスキャパシタ（Ｃ１を参照。）にかかる電圧（単位ボルト）を表す。例となる充電管理システムを使用しないシステムを用いて図１０Ａ及び１０Ｂに示されるように、２ミリ秒で、ＦＥＴは、負荷を動作上切り離すよう非アクティブにされ（５１０’で示されている。）、２．０９ミリ秒で、電力バスキャパシタにかかる電圧は４２６Ｖｄｃに増大する（５１５’で示されている。）。その上、負荷を流れる電流は約２．６ミリ秒でゼロになり（５２０’で示されている。）、電力バスキャパシタにかかる電圧は、エネルギがどこにも分配されないということで、約３２０Ｖｄｃのままである（５２５’で示されている。）。
【００６０】
比較において、図１１Ａ及び１１Ｂは、実例となる充電管理システム１０を使用するシミュレーションを表し、図１１Ａは、時間（単位ミリ秒）にわたって負荷２０を流れる電流（単位アンペア）を表し、図１１Ｂは、時間（単位ミリ秒）にわたって電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧（単位ボルト）を表す。図１１Ａ及び１１Ｂに示されるように、２ミリ秒で、ＦＥＴは、負荷を動作上切り離すよう非アクティブにされる（５１０”で示されている。）。次いで、システムコントローラ１６は、負荷が非アクティブにされていると決定し、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３は非アクティブにされ、エネルギ捕捉充電スイッチＳ５がアクティブにされ、それによって、上述されたように、電力バスキャパシタＣ１にあるエネルギがエネルギ捕捉キャパシタＣ３及びＣ４へ放電されることを可能にする。約２．０２ミリ秒で、電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧は３１２Ｖｄｃである（５１５”で示されている。）。これは、図１０Ａ及び１０Ｂで示されたものよりも１１４Ｖｄｃ低い。その上、負荷２０を流れる電流は約２．６ミリ秒でゼロになり（５２０”で示されている。）、電力バスキャパシタＣ１にかかる電圧は約２８０Ｖｄｃのままである（５２５”で示されている。）。
【００６１】
図１２を参照すると、シミュレーションされた充電管理システム６１０の、例となる回路図が示されている。図１２の表されている実施形態で、同じ参照番号は、充電管理システム１０における同じ又は同様の構造に対応する、充電管理システム６１０における構造を表すために、使用されている。その上、充電管理システム１０の上記の説明は、充電管理システム６１０に同様に適用可能であり、充電管理システム１０、６１０の態様は、適用可能である場合に、互いに置換されても、又は互いに併用して使用されてもよいと理解されるだろう。
【００６２】
図１２に示されるように、充電管理システム６１０は、一次電源Ｖ１と、一次電力バスキャパシタＣ１と、一次電源Ｖ１を負荷２０へ動作上結合する一次電力リレースイッチＳ１及びＳ２とを含む。負荷２０は、シミュレーション回路６１０では、電圧源Ｖ５、スイッチＳ６、及び抵抗Ｒ１として示されている。充電管理システム６１０は、エネルギ源Ｖ２と、エネルギ保持キャパシタＣ２、Ｃ３及びＣ４を含む少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタＣ５と、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチＳ３と、エネルギ保持キャパシタ放電スイッチＳ４と、エネルギ捕捉充電スイッチＳ５とを更に含む。
【００６３】
充電管理システム６１０は、システムコントローラ１６を更に含む。システムコントローラ１６は、説明される実施形態では、回路構成として示されている。システムコントローラ１６は、電圧源Ｖ３と、ＡＮＤゲートＡ２と、抵抗Ｒ９，Ｒ１０、Ｒ１０、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ２３、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０及びＲ１５と、演算増幅器Ｕ１と、インバータＡ６及びＡ４と、コンパレータＵ６、Ｕ５及びＵ８とを含む。
【００６４】
上述されたように、例となる充電管理システムは、電源から負荷へエネルギを分配する配電バス回路と、負荷へのエネルギの分配を支援するための、配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む。充電管理システムコントローラは、１つ以上のモード中に、中間エネルギ保持回路と配電バス回路との間のエネルギの放電を制御するよう構成されてよい。そのような充電管理システムは、負荷需要に応じて、電力バス電圧の低下の前に、配電バス回路が中間エネルギ保持回路からエネルギを受けることを可能にし得る。これは、電源が電力バス電圧の擾乱に応答し、電源からの突入電流を最小限にすることを可能にし得る。システムはまた、数ある考慮すべき事項の中でも特に、高電力設備をソフトスタートさせ、再生エネルギ保持を可能にし、且つ／あるいは、そのような高電力設備のシャットダウンに関連したエネルギスパイクを吸収するためにも使用されてよい。
【００６５】
本発明の一態様に従って、電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムの作動方法であって、前記充電管理システムは、前記電源及び前記負荷へ動作上接続される配電バス回路と、該配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む、前記方法において、
（ｉ）前記中間エネルギ保持回路内の少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電することと、
（ｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記配電バス回路内の少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ放電することと、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにすることと、
（ｉｖ）前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定の範囲内にあるかどうかを判定し、
前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記判定の間に前記所定の範囲内にない場合には、前記（ｉ）から前記（ｉｖ）を繰り返し、
前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記判定の間に前記所定の範囲内にある場合には、前記電源を前記負荷へ動作上接続することと
を有する方法が提供される。
【００６６】
本発明の実施形態は、次の更なる特徴のうちの１つ以上を別々に又は組み合わせて含んでもよい。
【００６７】
前記放電スイッチを非アクティブにすることは、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタ及び前記少なくとも１つの電力バスキャパシタが所定の範囲内にあるとの決定に基づいてよい。
【００６８】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、該少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにすることによって、充電されてよい。
【００６９】
前記少なくとも１つのエネルギ源は、前記電源とは異なってよい。
【００７０】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電することは、所定のレベルに充電することを含んでよい。
【００７１】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記所定のレベルに充電した後、方法は、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ源から動作上切り離すよう前記エネルギ保持キャパシタ充電スイッチを非アクティブにすることを更に含んでもよい。
【００７２】
本発明の他の態様に従って、電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムの作動方法であって、前記充電管理システムは、前記電源及び前記負荷へ動作上接続される配電バス回路と、該配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む、前記方法において、
（ｉ）前記電源を前記負荷へ動作上接続することと、
（ｉｉ）前記中間エネルギ保持回路内の少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電することと、
（ｉｉｉ）負荷電流需要を決定し、所定のレベルを満たすか又は超える電流を前記負荷が求めるとの決定に基づき、前記中間エネルギ保持回路内の前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記配電バス回路内の少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギ及び前記電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記負荷へ放電することと、
（ｉｖ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにすることと、
（ｖ）前記（ｉｉ）から前記（ｉｖ）を繰り返すことと
を有する方法が提供される。
【００７３】
本発明の実施形態は、次の更なる特徴のうちの１つ以上を別々に又は組み合わせて含んでもよい。
【００７４】
前記放電スイッチを非アクティブにすることは、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタ及び前記少なくとも１つの電力バスキャパシタが所定の範囲内にあるとの決定に基づいてよい。
【００７５】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、該少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにすることによって、充電されてよい。
【００７６】
前記少なくとも１つのエネルギ源は、前記電源とは異なってよい。
【００７７】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを充電する間に、方法は、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が所定の範囲内にある場合を判定することを更に含んでもよい。
【００７８】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう前記放電スイッチをアクティブにすることは、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が前記所定の範囲内にあるとの決定に基づいてよい。
【００７９】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、第１エネルギ保持キャパシタ、第２エネルギ保持キャパシタ、及び第３エネルギ保持キャパシタを含んでよい。
【００８０】
前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタは、互いに直列に動作上接続されてよい。
【００８１】
前記第１エネルギ保持キャパシタは、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタと並列に動作上接続されてよい。
【００８２】
前記放電スイッチがアクティブにされる場合に、前記第１エネルギ保持キャパシタ、前記第２エネルギ保持キャパシタ、及び前記第３エネルギ保持キャパシタの夫々に蓄えられているエネルギは瞬時に前記負荷へ放電されてよく、出力電圧、前記負荷へ加えられる電流、及び前記電源によって供給される電流の増大が起こる。
【００８３】
方法は、前記配電バス回路内の前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧を決定し、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定のレベルよりも大きいとの決定に基づき、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ放電することを更に含んでもよい。
【００８４】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、互いに直列な第１エネルギ保持キャパシタ及び第２エネルギ保持キャパシタを含んでよく、前記第１エネルギ保持キャパシタ及び前記第２エネルギ保持キャパシタの夫々は、前記捕捉充電スイッチがアクティブにされる場合に、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから放電されるエネルギを捕捉するよう構成される。
【００８５】
方法は、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタから動作上切り離すよう、前記捕捉充電スイッチを非アクティブにすることを更に含んでもよい。
【００８６】
前記捕捉充電スイッチを非アクティブにすることは、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタ及び前記少なくとも１つの電力バスキャパシタが所定の範囲内にあるとの決定に基づいてよい。
【００８７】
方法は、シャットダウンコマンド信号が受信されているか場合を判定し、前記シャットダウンコマンド信号が受信されているとの決定に基づき、前記エネルギ保持キャパシタ充電スイッチを非アクティブにし、前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタ及び前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを放電すること更に含んでもよい。
【００８８】
本発明の他の態様に従って、電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムの作動方法であって、前記充電管理システムは、前記電源及び前記負荷へ動作上接続される配電バス回路と、該配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路とを含む、前記方法において、
（ｉ）前記配電バス回路内の少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧を決定し、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定のレベルよりも大きいとの決定に基づき、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記中間エネルギ保持回路内の少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ放電することと、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタから動作上切り離すよう、前記捕捉充電スイッチを非アクティブにすることと、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が所定のレベルを下回るとの決定に基づき、前記中間エネルギ保持回路内の前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを更に充電することと、
（ｉｖ）負荷電流需要を決定し、所定のレベルを満たすか又は超える電流を前記負荷が求めるとの決定に基づき、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギ及び前記電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギを前記負荷へ放電することと、
（ｖ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにすること
を有する方法が提供される。
【００８９】
本発明の実施形態は、次の更なる特徴のうちの１つ以上を別々に又は組み合わせて含んでもよい。
【００９０】
前記中間エネルギ保持回路内の前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、第１エネルギ保持キャパシタ、第２エネルギ保持キャパシタ、及び第３エネルギ保持キャパシタを含んでよい。
【００９１】
前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタは、互いに直列に動作上接続されてよく、前記第１エネルギ保持キャパシタは、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタと並列に動作上接続されてよい。
【００９２】
前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう前記捕捉充電スイッチがアクティブにされる場合に、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギは、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタへ放電され得る。
【００９３】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを更に充電することは、前記第１エネルギ保持キャパシタを、前記電源とは異なる少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう、エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにすることを含んでよい。
【００９４】
前記放電スイッチがアクティブにされる場合に、前記第１エネルギ保持キャパシタ、前記第２エネルギ保持キャパシタ、及び前記第３エネルギ保持キャパシタの夫々に蓄えられているエネルギ、並びに前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられているエネルギは、前記負荷へ放電されてよい。
【００９５】
本発明の他の態様に従って、少なくとも１つの電力バスキャパシタを有する配電バス回路を介して電源から負荷へ電力を分配する充電管理システムであって、
前記配電バス回路へ動作上接続される中間エネルギ保持回路であり、少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタと、該少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続し又はそれから切り離すよう構成される少なくとも１つの放電スイッチとを有する前記中間エネルギ保持回路と、
前記配電バス回路及び前記中間エネルギ保持回路へ動作上接続されるシステムコントローラと
を有する充電管理システムが提供される。
【００９６】
本発明の実施形態は、次の更なる特徴のうちの１つ以上を別々に又は組み合わせて含んでもよい。
【００９７】
例えば、前記システムコントローラは、上記の方法ステップのうちの１つ以上を実行するよう構成されてよい。
【００９８】
例えば、起動モードにおいて、前記システムコントローラは、
（ｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するようエネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタの充電を可能にし、
（ｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへの前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギの放電を可能にし、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブにし、
（ｉｖ）前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定の範囲内にあるかどうかを判定する
よう構成されてよく、それにより、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記所定の範囲内にないとの決定に基づき、前記システムコントローラは、前記（ｉ）から前記（ｉｖ）を繰り返すよう構成され、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が前記判定の間に前記所定の範囲内にあるとの決定に基づき、前記システムコントローラは、前記電源を前記負荷へ動作上接続するように電力リレースイッチをアクティブにするよう構成される
動作モードにおいて、前記システムコントローラは、
（ｉ）前記電源を前記負荷へ動作上接続し、
（ｉｉ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタにかかる電圧が所定のレベル以上であるかどうかを判定し、前記エネルギ保持キャパシタにかかる電圧が前記所定のレベルを下回るとの決定に基づき、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう前記エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタの充電を可能にし、
（ｉｉｉ）負荷電流需要を決定し、所定のレベルを満たすか又は超える電流を前記負荷が求めるとの決定に基づき、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタへ動作上接続するよう前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記負荷への前記エネルギ保持キャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギ及び前記電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギの放電を可能にし、
（ｉｖ）前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つの電力バスキャパシタから動作上切り離すよう、前記放電スイッチを非アクティブする
よう構成されてよい。
【００９９】
再生モードにおいて、前記システムコントローラは、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧を決定するよう構成され、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタにかかる電圧が所定のレベルよりも大きいとの決定に基づき、前記システムコントローラは、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタへの前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギの放電を可能にするよう構成されてよい。
【０１００】
前記少なくとも１つのエネルギ保持キャパシタは、第１エネルギ保持キャパシタ、第２エネルギ保持キャパシタ、及び第３エネルギ保持キャパシタを含んでよい。
【０１０１】
前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタは、前記中間エネルギ保持回路にわたって互いに直列に動作上接続されてよく、前記第１エネルギ保持キャパシタは、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタと並列に動作上接続されてよい。
【０１０２】
前記動作モードにおいて、前記システムコントローラは、前記第１エネルギ保持キャパシタを前記少なくとも１つのエネルギ源へ動作上接続するよう前記エネルギ保持キャパシタ充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記第１エネルギ保持キャパシタの充電を可能にするよう構成されてよい。
【０１０３】
前記再生モードにおいて、前記システムコントローラは、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタを前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタへ動作上接続するよう前記捕捉充電スイッチをアクティブにし、それによって、前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられている少なくとも一部のエネルギが前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタへ放電されることを可能にするよう構成されてよい。
【０１０４】
前記システムコントローラは、前記放電スイッチをアクティブにし、それによって、前記第１エネルギ保持キャパシタ、前記第２エネルギ保持キャパシタ及び前記第３エネルギ保持キャパシタの夫々に蓄えられているエネルギ、並びに前記少なくとも１つの電力バスキャパシタに蓄えられているエネルギが前記負荷へ放電されることを可能にするよう構成されてよい。
【０１０５】
上記の図２、５、７及び９の例となるフロー図で、ブロックは、ロジックにより実装され得る“処理ブロック”を表す。処理ブロックは、方法ステップ、又は方法ステップを実行する装置要素に相当し得る。フロー図は、如何なる特定のプログラミング言語、メッソドロジ、又はスタイル（例えば、手続き的、オブジェクト指向）のためのシンタックスも表さない。むしろ、フロー図は、説明される処理を実行するようロジックを開発するために当業者が用い得る機能情報を説明する。いくつかの例では、一時変数、ルーチンループ、などのようなプログラム要素は示されていないことが認識されるだろう。更には、電子及びソフトウェアアプリケーションは、動的且つ柔軟なプロセスを伴ってよく、それにより、表されるブロックは、複数のコンポーネントへ結合又は分離され得ることが認識されるだろう。プロセスは、マシン言語、手続き的、オブジェクト指向又は人工知能技術のような様々なプログラミングアプローチを用いて実装されてよいことが認識されるだろう。例となる実施形態では、メッソドロジは、コントローラによって又はコンピュータ読出可能な媒体で提供されるプロセッサ実行可能命令又は演算として実装される。よって、一例において、コンピュータ読出可能な媒体は、方法を実行するよう動作可能なプロセッサ実行可能命令を記憶してよい。更には、図２、５、７及び８は、様々な動作が直列に起こることを表すが、当然ながら、それらの実施形態で説明される様々な動作は、実質的に並列に行われ得ることが理解される。
【０１０６】
本明細書で使用されるアルゴリズム的記載及び表現は、当業者が彼らの仕事の本質を他者に伝えるために使用される手段である。アルゴリズム又は方法は、本願で、及び一般的に、結果を生み出す一連の動作であると考えられている。動作は、物理量の物理的操作を含んでよい。通常、必ずというわけではないが、物理量は、ロジックなどにおいて記憶、転送、結合、比較、及び別なふうに操作されることが可能な電気又は磁気信号の形をとる。
【０１０７】
主として一般的な使用上の理由から、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数、などと呼ぶことが時に都合がよいことが分かっている。しかしながら、これら及び同様の語は適切な物理量と関連付けられるべきであり、それらの量に適用される単に都合のよいラベルにすぎないことが留意されるべきである。別段の記載がない限りは、本明細書の全体を通して、処理する（processing）、計算する（computing）、計算する（calculating）、決定する（determining）、表示する（displaying）、などのような語は、物理（電気）量として表現されているデータを操作及び変換するコンピュータシステム、ロジック、プロセッサ、又は同様の電子デバイスの動作及びプロセスを指すと認識される。
【０１０８】
語「含む」（includes又はincluding）が詳細な説明又は特許請求の範囲で使用される限りにおいて、それは、その語が請求項において繋ぎ言葉（transitional  word）として用いられる場合に解釈されるように語「有する」（comprising）と同じように包括的であるよう意図される。更に、語「又は」（or）が詳細な説明又は特許請求の範囲で使用される限りにおいて（例えば、Ａ又はＢ）、それは、「Ａ又はＢ又は両方」を意味するよう意図される。本出願人が「Ａ又はＢのみで両方ではなく」を示すことを意図する場合には、語「Ａ又はＢのみで両方ではなく」（only  A  or  B  but  not  both）が使用される。よって、本願での語「又は」の使用は、包括的であり、排他的使用ではない。
【０１０９】
本願で使用される「動作可能な接続」、又はエンティティが「動作上接続」される、若しくは「動作上結合」される接続は、信号、物理的通信、又は論理的通信が送信又は受信され得るものである。通常、動作可能な接続は、物理インターフェイス、電気インターフェイス、又はデータインターフェイスを含むが、動作可能な接続は、動作可能な制御を可能にするのに十分なそれら又は他のタイプの接続の種々の組み合わせを含んでよいことが留意されるべきである。例えば、２つのエンティティは、直接に、又はプロセッサ、オペレーティングシステム、ロジック、ソフトウェア、若しくは他のエンティティのような１つ以上の中間エンティティを通じて、互いに信号をやり取りすることができることによって、動作上接続され得る。論理的又は物理的な通信チャネルは、動作可能な接続を形成するために使用され得る。
【０１１０】
本願で使用される「ロジック」は、機能若しくは動作を実行するために、又は他のロジック、方法若しくはシステムから機能又は動作を引き起こすために、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又は夫々の組み合わせを含むがこれらに限られない。例えば、所望の用途又はニーズに基づき、ロジックは、ソフトウェア制御マイクロプロセッサ、特定用途向け専用回路（ＡＳＩＣ）のようなディスクリートロジック、プログラムされたロジックデバイス、命令を含むメモリデバイス、などを含んでよい。ロジックは、１つ以上のゲート、ゲートの組み合わせ、又は他の回路部品を含んでよい。ロジックはまた、完全にソフトウェアとして具現されてもよい。複数の論理ロジックが記載される場合に、複数の論理ロジックを１つの物理ロジックに組み込むことが可能であり得る。同様に、単一の論理ロジックが記載される場合に、その単一の論理ロジックを複数の物理ロジック間で分配することが可能であり得る。
【０１１１】
本願で使用される「コンピュータプログラム」（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、又はコードとしても知られる。）は、コンパイル言語若しくはインタプリタ言語、宣言型言語若しくは手続き型言語を含むあらゆる形のプログラミング言語で記述可能であり、それは、スタンドアローンプログラムとして又はモジュール、コンポーネント、サブルーチン、若しくはコンピュータ環境での使用に適した他のユニットとしてを含め、如何なる形でも展開可能である。コンピュータプログラムは、必ずしも、ファイルシステム内のファイルに対応するわけではない。プログラムは、他のプログラム若しくはデータを格納するファイルの一部（例えば、マークアップ言語文書に格納された１つ以上のスクリプト）において、問題のプログラムに専用の単一ファイルにおいて、又は複数の協調ファイル（例えば、１つ以上のモジュール、サブプログラム、若しくはコードの部分を格納するファイル）において記憶可能である。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータで、あるいは、１つの場所に、又は複数の場所にわたって分散されて通信ネットワークによって相互に接続されている複数のコンピュータで実行されるよう展開可能である。
【０１１２】
本願で使用される「ソフトウェア」は、読み出し、解釈、コンパイル、又は実行可能であって、コンピュータ、プロセッサ、又は他の電子デバイスに所望の方法で関数、動作又は機能を実行させる１つ以上のコンピュータ又はプロセッサ命令を含むがこられに限られない。命令は、ルーチン、アルゴリズム、モジュール、メソッド、スレッド、又は動的若しくは静的にリンクされたライブラリからの別個のアプリケーション若しくはコードを含むプログラムのような様々な形で具現されてよい。ソフトウェアも、スタンドアローンプログラム、関数呼び出し（ローカル又は遠隔）、サーブレット、アプレット、メモリに記憶されている命令、オペレーティングシステムの部分、又は他のタイプの実行可能命令を含むがこれらに限られない様々な実行可能又はロード可能な形で実装されてよい。ソフトウェアの形は、例えば、所望の用途の要件、それが実行される環境、又は設計者／プログラマの要望、などに依存し得ることを当業者は理解するだろう。また、コンピュータ読出可能な又は実行可能な命令は、１つのロジックに配置されても、又は２つ以上の通信中の、協働中の、若しくは並列な処理ロジックの間で分配されてもよく、よって、直列、並列、超並列、及び他の様態でロード又は実行可能であることも理解されるだろう。ソフトウェアは、システム全体であろうとシステムの構成要素であろうと、製品として具現され、コンピュータ読出可能な媒体の部分として維持又は提供され得る。
【０１１３】
本明細書で記載される対象の実施形態は、デジタル電子回路、又はコンピュータソフトウェア、ファームウェア、若しくはハードウェアと組み合わせて実装され得ることが理解される。本明細書で記載される対象の実施形態は、データ処理装置による実行のために、又はデータ処理装置の動作を制御するために、コンピュータ読出可能な媒体上で符号化されたコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールを使用する充電管理システムにおいて実装され得る。コンピュータ読出可能な媒体は、コンピュータシステム内のハードドライブ、又は小売チャネルを通じて販売される光ディスク、又は組み込みシステムのような製品であることができる。コンピュータ読出可能な媒体は、例えば、有線又は無線ネットワークを介したコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールの配信によって、コンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールにより、別々に取得されて、後に符号化され得る。コンピュータ読出可能な媒体は、マシン可読記憶媒体、マシン可読記憶基板、メモリデバイス、又はそれらのうちの１つ以上の組み合わせであることができる。
【０１１４】
上述されたように、システムコントローラ１６は、一例として、プログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、又は複数のプロセッサ若しくはコンピュータを含む、データ処理するための全ての装置、デバイス、及びマシンを包含する。装置は、ハードウェアに加えて、問題のコンピュータプログラムのための実行環境を作り出すコード、例えば、プロセッサファームウェアを構成するコード、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、ランタイム環境、又はそれらのうちの１つ以上の組み合わせを含むことができる。その上、装置は、ウェブサービス、分散コンピュータ及びグリッドコンピューティング基盤のような、多種多様なコンピューティングモデル基盤を用いることができる。
【０１１５】
プロセッサは、一例として、汎用マイクロプロセッサ及び専用マイクロプロセッサ、並びにあらゆる種類のデジタルコンピュータのいずれか１つ以上のプロセッサを含む、コンピュータプログラムの実行のための全ての装置、デバイス、及びマシンを包含する。一般に、プロセッサは、リードオンリーメモリ若しくはランダムアクセスメモリ又はその両方から命令及びデータを受け取る。コンピュータの必須の要素には、命令を実行するプロセッサ、並びに命令及びデータを記憶する１つ以上のメモリデバイスが含まれる。一般に、コンピュータは、データを記憶する１つ以上の大容量記憶装置、例えば、磁気、光学磁気ディスク、又は光ディスクを更に含むか、あるいは、それからデータを受け取り、又はそれへデータを転送するよう動作上結合される。更には、コンピュータは、他のデバイス、例えば、モバイルデバイス又はポータブル記憶デバイス（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ）に組み込まれ得る。コンピュータプログラム命令及びデータを記憶するのに適したデバイスは、一例として、半導体メモリデバイス、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイス；磁気ディスク、例えば、内蔵ハードディスク又はリムーバブルディスク；光学磁気ディスク；並びにＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む、全ての形の不揮発性メモリ、媒体及びメモリデバイスを含む。プロセッサ及びメモリは、専用のロジック回路によって補完されるか、又はそれに組み込まれ得る。
【０１１６】
本発明は、特定の、１つ以上の実施形態に関して図示及び記載されてきたが、本明細書及び添付の図面を読んで理解すれば当業者には同等の変更及び修正が想起されるであろうことは明らかである。特に、上記の要素（構成要素、アセンブリ、装置、組成物など）によって実行される様々な機能に関して、そのような要素を説明するために使用される用語（「手段」への言及を含む。）は、別段示されない限りは、たとえ、本発明の、本明細書中で説明される１つ以上の実施形態において機能を実行する、開示されている構造と構造上的に等価でないとしても、記載されている要素の特定の機能を実行する（すなわち、機能的に同等である）如何なる要素にも対応するよう意図される。その上、本発明の特定の特徴は、いくつかの説明される実施形態のうちのほんの１つ以上に関してしか記載されていないが、そのような特徴は、何らかの所与の又は特定の用途にとって望ましく且つ有利であり得るように、他の実施形態の１つ以上の他の特徴と組み合わされてよい。
【図１】
2019530407.tif 000003
【図２】
2019530407.tif 000004
【図３Ａ】
2019530407.tif 000005
【図３Ｂ】
2019530407.tif 000006
【図４Ａ】
2019530407.tif 000007
【図４Ｂ】
2019530407.tif 000008
【図５】
2019530407.tif 000009
【図６Ａ】
2019530407.tif 000010
【図６Ｂ】
2019530407.tif 000011
【図７】
2019530407.tif 000012
【図８】
2019530407.tif 000013
【図９】
2019530407.tif 000014
【図１０Ａ−１０Ｂ】
2019530407.tif 000015
【図１１Ａ−１１Ｂ】
2019530407.tif 000016
【図１２】
2019530407.tif 000017
【国際調査報告】
2019530407.tif 000018
2019530407.tif 000019
2019530407.tif 000020
2019530407.tif 000021