(57)【要約】電源装置は、二次電池と、キャパシタと、出力端子が負荷と接続され前記キャパシタの電力を用いて前記二次電池の電圧以下である所定電圧を生成する電圧生成手段と、前記二次電池と前記負荷との間に接続された特定スイッチと、前記特定スイッチを断続的にオンオフする制御手段と、を含む。
2014181631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、
キャパシタと、
前記キャパシタの電圧を用いて前記二次電池の電圧以下である所定電圧を生成し、出力端子が負荷と接続された電圧生成手段と、
前記二次電池と前記負荷との間に接続された特定スイッチと、
前記特定スイッチを断続的にオンオフする制御手段と、を含む電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電力の供給を指示する制御信号に応じて、前記特定スイッチを断続的にオンオフする、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記二次電池または前記電圧生成手段から前記負荷に流れる電流を検出する電流検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記電流検出手段の検出結果が所定値よりも大きくなると、前記特定スイッチを断続的にオンオフする、請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電流検出手段の検出結果が大きくなるほど、前記特定スイッチを断続的にオンオフする状況での前記特定スイッチのオフ期間を長くする、請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記二次電池の電圧を検出する第１検出手段と、
前記キャパシタの電圧を検出する第２検出手段と、をさらに含み、
前記制御手段は、前記第１検出手段の検出結果が第１閾値以上であり前記第２検出手段の検出結果が第２閾値以上である場合に、前記特定スイッチを断続的にオンオフする、請求項１から４のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記キャパシタと前記電圧生成手段の入力端子との間に接続された所定スイッチをさらに含み、
前記制御手段は、前記第２検出手段の検出結果が前記第２閾値以上である場合に、前記所定スイッチをオンする、請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記二次電池と前記キャパシタとの間に接続され前記二次電池の電荷を用いて前記キャパシタを充電するための充電用スイッチをさらに含み、
前記制御手段は、前記特定スイッチを断続的にオンオフしていない状況で前記第１検出手段の検出結果が前記第１閾値以上である場合には、前記充電用スイッチをオンする、請求項５または６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記電圧生成手段は、前記所定電圧として、前記二次電池の定格電圧の下限値の電圧を生成する、請求項１から７のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項９】
前記キャパシタは、前記二次電池よりも急速な充放電が可能であり、定格電圧の上限値が前記二次電池の定格電圧の上限値以上であり、かつ、定格電圧の下限値が前記二次電池の定格電圧の下限値以下である、請求項１から８のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１０】
二次電池と、キャパシタと、前記キャパシタの電圧を用いて前記二次電池の電圧以下である所定電圧を生成し、出力端子が負荷と接続された電圧生成手段と、前記二次電池と前記負荷との間に接続された特定スイッチと、を含む電源装置での電力供給方法であって、
前記特定スイッチを断続的にオンオフする、電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池とキャパシタとを有する電源装置および電力供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高いエネルギー密度を有する二次電池と、この二次電池より急速な放電や大電力放電が可能なキャパシタとを、併用することによって、エネルギー密度と出力の両方に優れた特性を有する電源装置が、特許文献１、２に記載されている。【０００３】
特許文献１に記載の電源装置では、二次電池と、電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンを負極に用いたハイブリッドキャパシタとを、並列接続することによって、二次電池の使用可能時間を長くすることができ、かつキャパシタによる瞬発的な出力が可能となる。【０００４】
特許文献２に記載の電源装置は、二次電池からの電力を変換するＤＣ／ＤＣ（直流／直流）コンバータと、キャパシタからの電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備える。特許文献２に記載の電源装置では、大電流の消費が必要なときには、キャパシタから優先的に電力が供給されるように、各ＤＣ／ＤＣコンバータの動作が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５４６５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７３４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の電源装置のように、二次電池と、急速な放電や大電力放電が可能なキャパシタとを、単純な並列接続とした場合、急な大電流要求時などの瞬時的な電流変動に対応してキャパシタが大電流放電するものの、電圧降下の起こらない定常時には、大きな放電は行われない。【０００７】
このため、負荷への放電電流が所定値よりも高い状況が一定時間継続する場合には、時間の経過に伴い二次電池からの放電が支配的となる。よって、一定時間二次電池の放電をアシストして二次電池の負担を軽減するためには、キャパシタを用いた放電アシスト制御とは異なる制御が必要となる。つまり、二次電池とキャパシタとを単純な並列接続とした構成では、任意のタイミングでキャパシタの電力を二次電池の負担軽減のために用いることができない。【０００８】
また、特許文献２に記載の電源装置のように、二次電池とキャパシタとの各々に接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を制御することによって、二次電池とキャパシタと出力を制御する場合には、二次電池からの電力をＤＣ／ＤＣコンバータが変換する際に変換ロスが生じ、この変換ロスの分、二次電池の負担が増える。【０００９】
このため、任意のタイミングでキャパシタの電力を二次電池の負担軽減のために用いることができ、電力変換に伴う二次電池のロスを少なくできる手法が望まれているという課題があった。【００１０】
本発明の目的は、上記課題を解決可能な電源装置および電力供給方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電源装置は、
二次電池と、
キャパシタと、
前記キャパシタの電圧を用いて前記二次電池の電圧以下である所定電圧を生成し、出力端子が負荷と接続された電圧生成手段と、
前記二次電池と前記負荷との間に接続された特定スイッチと、
前記特定スイッチを断続的にオンオフする制御手段と、を含む。【００１２】
本発明の電力供給方法は、
二次電池と、キャパシタと、前記キャパシタの電圧を用いて前記二次電池の電圧以下である所定電圧を生成し、出力端子が負荷と接続された電圧生成手段と、前記二次電池と前記負荷との間に接続された特定スイッチと、を含む電源装置での電力供給方法であって、
前記特定スイッチを断続的にオンオフする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、任意のタイミングでキャパシタの電力を二次電池の負担軽減のために用いることができ、電力変換に伴う二次電池のロスを少なくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の電源装置１００を示した図である。
【図２】電源装置１００の動作を説明するためのフロチャートである。
【図３】第１実施形態におけるＰＷＭ制御の動作タイミングを説明するための図である。
【図４】第２の実施形態の電源装置１００Ａを示したブロック図である。
【図５】第２実施形態におけるＰＷＭ制御の動作タイミングを説明するための図である。
【図６】第３実施形態におけるＰＷＭ制御の動作タイミングを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の電源装置１００を示した図である。
【００１７】
図１において、電源装置１００は、二次電池１と、スイッチ２と、ＰＣＳ（Power  Control  System）３と、ダイオード４と、キャパシタ５と、スイッチ６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７と、ダイオード８と、スイッチ９と、電流制限用抵抗１０と、ダイオード１１と、制御回路１２と、電圧センサ１３および１４と、スナパ回路１５と、を含む。
【００１８】
二次電池１は、例えば、リチウムイオン二次電池である。なお、二次電池１は、リチウム二次電池に限らず他の二次電池でもよい。
【００１９】
二次電池１は、放電の抑制および遮断用のスイッチ２とダイオード４とを介して、ＰＣＳ３に接続されている。
【００２０】
スイッチ２は、特定スイッチの一例であり、例えば半導体スイッチ素子である。スイッチ２には、スイッチ２への突入電流を低減するため、スナバ回路１５が並列に接続されている。
【００２１】
ＰＣＳ３は、負荷の一例である。ＰＣＳ３は、直流電力を交流電力に変換する。
【００２２】
本実施形態では、ＰＣＳ３は、電流値Ｉ１の電流を必要とする駆動（以下「定常駆動」と称する）と、電流値Ｉ２（なお、Ｉ２＞Ｉ１）の電流を必要とする駆動（以下「大電流駆動」と称する）と、を択一的に行う。ＰＣＳ３は、大電流駆動を行う場合、制御信号（例えば、電流値Ｉ２の電流を要求する旨の制御信号）を出力する。
【００２３】
ダイオード４は、ＰＣＳ３から二次電池１へ流れる電流を遮断する向きで配置されている。
【００２４】
キャパシタ５は、例えば、リチウムイオンキャパシタである。なお、キャパシタ５は、リチウムイオンキャパシタに限らず、二次電池１よりも急速な充放電が可能であれば、他の種類のキャパシタ、あるいは大容量コンデンサでもかまわない。
【００２５】
本実施形態では、キャパシタ５として、定格電圧の上限値が二次電池１の定格電圧の上限値以上であり、定格電圧の下限値が二次電池１の定格電圧の下限値以下であるキャパシタが用いられる。
【００２６】
キャパシタ５は、放電遮断用のスイッチ６を介して定電圧出力型のＤＣ／ＤＣコンバータ７の入力部（入力端子）７ａに接続されている。
【００２７】
スイッチ６は、所定スイッチの一例である。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、電圧生成手段の一例であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力部（出力端子）７ｂは、ダイオード８を介してＰＣＳ３に接続されている。
【００２９】
ダイオード８は、ＰＣＳ３からＤＣ／ＤＣコンバータ７へ流れる電流を遮断する向きで配置されている。
【００３０】
また、二次電池１は、ダイオード１１、スイッチ９および電流制限用抵抗１０を介して、キャパシタ５に接続されている。ダイオード１１、スイッチ９および電流制限用抵抗１０にて形成される経路は、二次電池１からキャパシタ５に電流を流す充電経路として機能する。
【００３１】
スイッチ９は、充電用スイッチの一例である。
【００３２】
ダイオード１１は、キャパシタ５から二次電池１へ流れる電流を遮断する向きで配置されている。
【００３３】
電圧センサ１３は、第１検出手段の一例であり、二次電池１の電圧を検出する。
【００３４】
電圧センサ１４は、第２検出手段の一例であり、キャパシタ５の電圧を検出する。
【００３５】
制御回路１２は、制御手段の一例である。制御回路１２は、スイッチ２を断続的にオン・オフする。
【００３６】
本実施形態では、制御回路１２は、電圧センサ１３の検出結果（二次電池１３の電圧）と、電圧センサ１４の検出結果（キャパシタ５の電圧）と、ＰＣＳ３からの制御信号（例えば、電流値Ｉ２の電流を要求する旨の制御信号）と、に基づいて、スイッチ２のＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御と、スイッチ６およびスイッチ９の単純なオン・オフを制御する。
【００３７】
定常時、つまり、ＰＣＳ３が定常駆動を行って制御信号を出力していない状況では、制御回路１２は、電圧センサ１３の検出結果に基づいて、二次電池１の電圧が所定値Ａ以上であるかどうかをチェックする。
【００３８】
所定値Ａは、二次電池１の使用可能電圧範囲（定格電圧）の下限値以上かつ上限値以下の値であり、第１閾値の一例である。本実施形態では、所定値Ａは、二次電池１の使用可能電圧範囲の上限値よりも下限値に近い値であり、電圧低下による二次電池１の内部短絡を生じない値である。
【００３９】
定常時に、二次電池１の電圧が所定値Ａ以上のとき、制御回路１２は、以下の動作を実行する。
【００４０】
制御回路１２は、スイッチ２をオンし、二次電池１の電力をＰＣＳ３に放電する。さらに、制御回路１２は、スイッチ９をオンし、二次電池１からキャパシタ５への充電を可能な状態にする。なお、二次電池１からキャパシタ５に流れる電流は、電流制限用抵抗１０の抵抗値に応じて制限される。
【００４１】
一方、定常時に、二次電池１の電圧が所定値Ａ未満に到達した場合は、制御回路１２は、以下の動作を実行する。
【００４２】
制御回路１２は、スイッチ２とスイッチ９をオフし、二次電池１からＰＣＳ３とキャパシタ５への放電を停止する。そして、二次電池１は、充電手段（不図示）によって充電される。
【００４３】
なお、制御回路１２は、二次電池１の電圧が所定値Ａより高くなるまで放電経路を復帰させない。その理由は、所定値Ａ付近でのリンギングを防止するためである。なお、制御回路１２は、放電経路の復帰を、スイッチ２とスイッチ９をオンにすることにより行う。
【００４４】
また、定常時に、制御回路１２は、電圧センサ１４の検出結果に基づいて、キャパシタ５の電圧が所定値Ｂ以上であるかどうかをチェックする。
【００４５】
所定値Ｂは、キャパシタ５の使用可能電圧範囲（定格電圧）の下限値以上かつ上限値以下の値であり、第２閾値の一例である。本実施形態では、所定値Ｂは、キャパシタ５の使用可能電圧範囲の上限値よりも下限値に近い値であり、電圧低下によるキャパシタ５の内部短絡を生じない値である。
【００４６】
定常時に、キャパシタ５の電圧が所定値Ｂ以上のとき、制御回路１２は、以下の動作を実行する。
【００４７】
制御回路１２は、スイッチ６をオンし、キャパシタ５からＤＣ／ＤＣコンバータ７に電圧を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、キャパシタ５の電圧を、電圧値が所定値Ａとなる電圧に変換し、所定値Ａの電圧を出力する。
【００４８】
このようにして、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力は、ダイオード８を介して、ダイオード４から出力される二次電池１の出力と合流する。
【００４９】
この時、ダイオード４、ダイオード８のうち、より電圧が高い方からＰＣＳ３に電流が流れる。
【００５０】
二次電池１の放電時の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧である所定値Ａ以上となっており、二次電池１は、二次電池１の電圧が低下して所定値Ａ未満に到達した時点で放電を停止する。よって、定常時に、二次電池１が放電している状態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ７からはＰＣＳ３に電流が流れない。
【００５１】
次に、動作を説明する。
【００５２】
図２は、電源装置１００の動作を説明するためのフロチャートである。
【００５３】
まず、ステップ１０１において、制御回路１２は、電圧センサ１３から二次電池１の電圧を読み込み、続いて、ステップ１０２で、その電圧が所定値Ａ以上であるかどうかをチェックする。
【００５４】
二次電池１の電圧が所定値Ａ以上であるときは、制御回路１２は、ステップ１０３において、電圧センサ１４からキャパシタ５の電圧を読み込み、続いて、ステップ１０４でその電圧値が所定値Ｂ以上であるかどうかをチェックする。
【００５５】
キャパシタ５の電圧が所定値Ｂ以上であるときは、制御回路１２は、ステップ１０５において、ＰＷＭ制御のオンが可能な状態であると判断して、スイッチ２およびスイッチ６をオンとし、二次電池１とキャパシタ５の放電準備を整え、ステップ１０６に進む。
【００５６】
なお、ステップ１０２で二次電池１の電圧が所定値Ａ未満、またはステップ１０３でキャパシタ５の電圧が所定値Ｂ未満の場合は、制御回路１２は、処理をステップ１０１に戻し、二次電池１の電圧の読み取りを繰り返す。
【００５７】
ステップ１０６において、制御回路１２は、ＰＣＳ３から制御信号（電流値Ｉ２の電流を要求する旨の制御信号）を受信すると、ステップ１０７に進む。
【００５８】
なお、ステップ１０６において、制御回路１２は、制御信号を受信していない場合は、処理をステップ１０１に戻し、二次電池１の電圧の読み取りを繰り返す。
【００５９】
ステップ１０７では、制御回路１２は、二次電池１の電圧によらずスイッチ９をオフにして二次電池１からキャパシタ５への充電経路を強制的に遮断し、そして、スイッチ２についてのＰＷＭ制御をＯＮ状態にしてスイッチ２のオンとオフを繰り返す。
【００６０】
このため、ＰＷＭ制御がオン状態であるときには、二次電池１は間欠放電を行い、二次電池１の放電が間欠的に遮断されている時間にＤＣ／ＤＣコンバータ７からＰＣＳ３に電流が流れる。
【００６１】
よって、ＰＷＭ制御中は、二次電池１とキャパシタ５とがＰＣＳ３への電力供給を分担する。
【００６２】
処理がステップ１０７に移行した後は、制御回路１２は、すぐに処理をステップ１０８に進め、二次電池１の電圧が所定値Ａ以上であるか判定する。
【００６３】
制御回路１２は、二次電池１の電圧が所定値Ａ以上である場合は処理をステップ１０９に進め、二次電池１の電圧が所定値Ａ未満である場合は処理をステップ１１１に進めＰＷＭ制御を終了する。
【００６４】
ステップ１０９では、制御回路１２は、キャパシタ５の電圧が所定値Ｂ以上であるか判定する。
【００６５】
制御回路１２は、キャパシタ５の電圧が所定値Ｂ以上である場合は処理をステップ１１０に進め、キャパシタ５の電圧が所定値Ｂ未満である場合は処理をステップ１１１に進めＰＷＭ制御を終了する。
【００６６】
ステップ１１０では、制御回路１２は、ＰＣＳ３から制御信号を受信しているか判定する。
【００６７】
制御回路１２は、ＰＣＳ３から制御信号を継続して受信している場合は処理をステップ１０８に戻し、ＰＣＳ３からの制御信号の受信が終了した場合は処理をステップ１１１に進めＰＷＭ制御を終了する。
【００６８】
このようにして、ＰＷＭ制御を開始すると、二次電池１の容量切れ、または、キャパシタ５の容量切れ、または、ＰＣＳ３からの制御信号（ＰＷＭ制御要求）の終了まで、ＰＷＭ制御が継続することとなる。
【００６９】
なお、ステップ１１１において、二次電池１の電圧が所定値Ａ以上になった場合、制御回路１２は、スイッチ９を再びオンにし、二次電池１からキャパシタ５への充電経路を復帰する。
【００７０】
また、キャパシタ５の電圧がＰＷＭ制御の実施により所定値Ｂ未満に到達した場合は、制御回路１２は、スイッチ６をオフし、キャパシタ５からＤＣ／ＤＣコンバータ７への放電を停止する。
【００７１】
制御回路１２は、二次電池１からキャパシタ５への充電によってキャパシタ５の電圧が所定値Ｂより高くなるまで、キャパシタ５からＤＣ／ＤＣコンバータ７への放電経路を復帰させない。その理由は、所定値Ｂ付近でのリンギングを防止するためである。
【００７２】
なお、制御回路１２は、放電経路の復帰を、スイッチ９をオンにすることにより実行する。このとき、キャパシタ５の定格電圧の上限値と下限値を二次電池１より広くしているため、キャパシタ５の電圧は、使用可能電圧範囲内で安全に推移する。
【００７３】
図３は、第１実施形態におけるＰＷＭ制御の動作タイミングを説明するための図である。
【００７４】
図３（Ａ）に示すように、時刻t0から時刻t1までＰＣＳ３への定常的な電流が流れつつ、時刻t1のタイミングで大電流期間が発生する。
【００７５】
図３（Ｂ）に示すように、時刻t1のタイミングで制御回路１２は、ＰＣＳ３からの制御信号を受信し、ＰＷＭ制御を開始する。
【００７６】
図３（Ｃ）、図３（Ｄ）に示すように、時刻t0から時刻t1まで、二次電池１のみで放電を行っていたものが、大電流期間の開始タイミングである時刻t1からは、二次電池１とキャパシタ５が放電を交互に行い、二次電池１の負担を減らしている。
【００７７】
図３（Ｅ）に示すように、時刻t1以降では、電圧が所定値Ａ以上となる二次電池１の出力と、電圧が所定値ＡとなるＤＣ／ＤＣコンバータ７の電圧とが、交互にＰＣＳ３に出力される。このため、時刻t1以降では、ＰＣＳ３に対して出力される電圧は、矩形波のようになる。
【００７８】
キャパシタ５として急速放電可能なキャパシタを用いることで、ＰＷＭ制御中、二次電池１の出力遮断後のＤＣ／ＤＣコンバータ７からの電力供給はスムーズに行われる。このため、二次電池１とキャパシタ５は、要求された電流を切れ間なく供給することができる。
【００７９】
次に、本実施形態の効果を説明する。
【００８０】
本実施形態は以上のように構成され、二次電池１の出力と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７で定電圧化したキャパシタの出力を、ＰＷＭ制御とダイオードを用いて合成して出力する。
【００８１】
本実施形態は、二次電池１と、キャパシタ５と、出力端子７ｂがＰＣＳ３と接続されキャパシタ５の電力を用いて二次電池１の電圧以下である所定電圧（所定値Ａ）を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ７と、二次電池１とＰＣＳ３との間に接続されたスイッチ２と、スイッチ２を断続的にオンオフする制御回路１２と、を含む。
【００８２】
このため、スイッチ２を断続的にオンオフすることによって、二次電池１の電圧を断続的にＰＣＳ３に供給しつつ、二次電池１の電圧の供給が断続的に停止されている間は、キャパシタ５の電圧を変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧をＰＣＳ３に供給することが可能になる。
【００８３】
したがって、二次電池１を用いた電源装置１００において、二次電池１と電圧特性の異なるキャパシタ５を、任意のタイミングで任意の時間、二次電池１の放電の負担を軽減するために使用でき、二次電池１の寿命を延ばすことが可能となる。また、二次電池１の出力を変換することなくＰＣＳ３に供給するため、電力変換に伴う二次電池のロスを少なくすることが可能になる。
【００８４】
なお、上記効果は、二次電池１と、キャパシタ５と、出力端子７ｂがＰＣＳ３と接続されキャパシタ５の電力を用いて二次電池１の電圧以下である所定電圧（所定値Ａ）を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ７と、二次電池１とＰＣＳ３との間に接続されたスイッチ２と、スイッチ２を断続的にオンオフする制御回路１２と、からなる電源装置でも奏する。
【００８５】
また、本実施形態では、制御回路１２は、電圧センサ１３の検出結果が所定値Ａ以上であり電圧センサ１４の検出結果が所定値Ｂ以上である場合に、スイッチ２を断続的にオンオフする。このため、二次電池１とキャパシタ５が予め設定された放電を行える状況で、二次電池１とキャパシタ５を放電させることが可能になる。
【００８６】
また、本実施形態では、制御回路１２は、電圧センサ１４の検出結果が所定値Ｂ以上である場合に、スイッチ６をオンする。このため、キャパシタ５が予め設定された放電を行える状況でキャパシタ５を放電させることが可能になる。
【００８７】
また、本実施形態では、制御回路１２は、ＰＣＳ３からの制御信号（電力の供給を指示する制御信号）に応じてスイッチ２を断続的にオンオフし、ＰＣＳ３から制御信号を受け付けておらず電圧センサ１３の検出結果が所定値Ａ以上である場合には、スイッチ９をオンする。このため、二次電池１が放電可能な状況でＰＣＳ３への放電を行っていない場合に、二次電池１にてキャパシタ５を充電することが可能になる。
【００８８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の電源装置１００Ａを説明する。
【００８９】
図４は、第２の実施形態の電源装置１００Ａを示したブロック図である。なお、図４において、図１に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。
【００９０】
第２の実施形態の電源装置１００Ａでは、ＰＣＳ３に電流を供給する電流経路に電流センサ１６が配置され、制御回路１４の代わりに制御回路１７が設けられた点が、第１実施形態の電源装置１００との主な相違点である。
【００９１】
制御回路１７は、電流センサ１６にて検出された電流情報を基に、ＰＣＳ３に流れる電流の平均値を演算し、その演算結果が所定値Ｃを超えたことをＰＷＭ制御を開始するためのトリガーとする点が、制御回路１４と異なっている。
【００９２】
本実施形態では、制御回路１７は、電流センサ１６にて検出された電流情報を基に、所定期間（例えば１秒以上の期間）での電流の平均値を演算する。なお、所定期間は、１秒以上の期間に限らず適宜変更可能である。
【００９３】
図５は、第２実施形態におけるＰＷＭ制御の動作タイミングを説明するための図である。
【００９４】
図５（Ａ）に示すように、時刻t0から時刻t1まで、ＰＣＳ３への定常的な電流が流れつつ、時刻t1のタイミングで、ＰＣＳ３への電流が所定値Ｃを超える大電流期間が発生する。
【００９５】
図５（Ｂ）に示すように、時刻t1での大電流期間発生後、電流センサ１６にて検出された電流値を基に演算されたＰＣＳ３への放電電流の平均値が所定値Ｃを超えたタイミングである時刻t2で、制御回路１７は、ＰＷＭ制御を開始する。
【００９６】
図５（Ｃ）、図５（Ｄ）に示すように、時刻t0から時刻t2までの期間では二次電池１のみで放電を行っていたものが、時刻t1以降におけるＰＣＳ３への放電電流の平均値が所定値Ｃを超える時刻t2からは、二次電池１とキャパシタ５で放電を交互に行い、二次電池１の負担が減らされている。
【００９７】
図５（Ｅ）に示すように、時刻t2以降では、電圧が所定値Ａ以上となる二次電池１の出力（電圧）と、電圧が所定値ＡとなるＤＣ／ＤＣコンバータ７の電圧とが、交互にＰＣＳ３に出力される。このため、時刻t2以降では、ＰＣＳ３に対して出力される電圧は、矩形波のようになる。
【００９８】
本実施形態は以上のように構成され、第１実施形態と同じ効果を有するとともに電源装置から負荷へと大電流が引かれたときに、自動的にＰＷＭ制御が行われることにより、予期せぬ大電流放電時に二次電池の負担を減らすことが可能になり、電流変動に強いという利点を有する。
【００９９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の電源装置を説明する。
【０１００】
第３実施形態の電源装置は、第２実施形態の電源装置１００Ａにおいて、制御回路１７が、PWM制御を行う際、ＰＣＳ３に流れる電流の平均値の大きさに応じてPWM制御のデューティー比を変え、ＰＣＳ３に流れる電流の平均値が大きくなるほどキャパシタ５の放電レートを上げる機能さらに有するものである。その他の構成は、図４に示した第２実施形態の電源装置１００Ａと同様である。
【０１０１】
図６は、第３実施形態におけるＰＷＭ制御の動作タイミングを説明するための図である。
【０１０２】
図６（Ａ）に示すように、時刻t0から時刻t1までの期間ではＰＣＳ３への定常的な電流が流れつつ、時刻t1のタイミングで、ＰＣＳ３へ流れる電流が所定値Ｄを超える電流増加が起こり、さらに時刻t3でＰＣＳ３へ流れる電流が所定値Ｅを超える電流増加が起こっている。
【０１０３】
図６（Ｂ）に示すように、定常時のＤＣ／ＤＣコンバータ７からの電流が流れていない状態をＰＷＭ制御のデューティー比0とし、時刻t1の大電流発生後、制御回路１７は、電流センサ１６の電流値を基に演算されたＰＣＳ３への放電電流の平均値が所定値Ｄを超えたタイミングである時刻t2で、ＰＷＭ制御を開始し、そのデューティー比を0から所定値Ｆに引き上げる。
【０１０４】
その後、制御回路１７は、放電電流の平均値が所定値Ｅを超えたタイミングである時刻t4でさらにそのデューティー比を所定値Ｆから所定値Ｇに引き上げる。
【０１０５】
図６（Ｃ）、図６（Ｄ）、図６（Ｅ）に示すように、制御回路１７は、ＰＣＳ３に流れる電流量が増加するのに応じて、二次電池１の放電レートを減らし、キャパシタ５の放電寄与率を上げている。
【０１０６】
本実施形態は以上のように構成され、第２実施形態と同じ効果を有するとともに、電流値の大小に対応した二次電池１の負荷低減が可能になり、負荷の要求する電流が定まらず放電レートが大きく変動する電源装置システムに適用可能となる。
【０１０７】
なお、上記各実施形態において、負荷としてＰＣＳが用いられたが、負荷はＰＣＳに限らず適宜変更可能である。
【０１０８】
以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【０１０９】
実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。この出願は、２０１３年５月８日に出願された日本出願特願２０１３−９８４５５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１１０】
１      二次電池
２      スイッチ
３      ＰＣＳ
４      ダイオード
５      キャパシタ
６      スイッチ
７      ＤＣ／ＤＣコンバータ
８      ダイオード
９      スイッチ
１０      電流制限用抵抗
１１      ダイオード
１２      制御回路
１３、１４  電圧センサ
１５      スナバ回路
１６      電流センサ
１７      制御回路
【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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【国際調査報告】
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