(57)【要約】  直列に接続された第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子で構成されるスイッチング部と、スイッチング部の両端に並列に接続された第１の蓄電素子と、第２のスイッチ素子の両端に並列に接続された第２の蓄電素子と、第１の蓄電素子に充電されたエネルギーの一部を第２の蓄電素子によって少なくとも１回は充電、放電させ、第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを第１のスイッチ素子、第２のスイッチ素子のいずれか１つまたは全てで消費させながら放電させるように、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御部とを備える。
2015118636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子を含んで構成されるスイッチング部と、
前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子が直列接続された前記スイッチング部の両端に並列に接続され、エネルギーが充電された第１の蓄電素子と、
前記スイッチング部の一部である前記第２のスイッチ素子の両端に並列に接続された第２の蓄電素子と、
前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御部と
を備え、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを放電する放電装置であって、
前記制御部は、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーの一部を前記第２の蓄電素子によって少なくとも１回は充電、放電させ、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子のいずれか１つまたは全てで消費させながら放電させるように、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御する
放電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電装置において、
前記第１のスイッチ素子と、前記第２のスイッチ素子と、前記第２のスイッチ素子の両端に並列に接続された第２の蓄電素子とで構成される基本回路を複数並列接続した構成を有し、
前記制御部は、複数並列接続された前記基本回路のうちの少なくとも１つの回路に含まれる第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーの一部を前記ＯＮ／ＯＦＦ制御する前記基本回路に含まれている第２の蓄電素子によって少なくとも１回は充電、放電させ、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを前記第１のスイッチ素子、および前記ＯＮ／ＯＦＦ制御する前記基本回路に含まれている第２の蓄電素子のいずれか一部または全部で消費させながら放電させる
放電装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放電装置において、
前記第２の蓄電素子は、前記第１の蓄電素子よりも小さい容量であり、
前記制御部は、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーの一部を前記第２の蓄電素子によって充電、放電させる動作を少なくとも２回は繰り返し行う
放電装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の放電装置において、
前記制御部は、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーの一部を前記第２の蓄電素子によって少なくとも１回は充電、放電させる際に、前記第２の蓄電素子の電圧を第１の蓄電素子の電圧よりも低い任意の電圧になるように前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御する
放電装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の放電装置において、
前記第２の蓄電素子に直列に接続された放電抵抗をさらに備え、
前記第２の蓄電素子と前記放電抵抗からなる直列回路が、前記第２のスイッチ素子の両端に並列に接続されており、
前記制御部は、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを、前記放電抵抗、前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子のいずれか一部または全部に消費させながら放電させる
放電装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の放電装置において、
前記第２の蓄電素子に直列に接続された誘導素子をさらに備え、
前記第２の蓄電素子と前記誘導素子からなる直列回路が、前記第２のスイッチ素子の両端に並列に接続されており、
前記制御部は、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを、前記誘導素子、前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子のいずれか一部または全部に消費させながら放電させる
放電装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載の放電装置において、
前記第２の蓄電素子にそれぞれ直列に接続された放電抵抗および誘導素子をさらに備え、
前記第２の蓄電素子と前記放電抵抗と前記誘導素子からなる直列回路が、前記第２のスイッチ素子の両端に並列に接続されており、
前記制御部は、前記第１のスイッチ素子および前記第２のスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを、前記放電抵抗、前記誘導素子、前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子のいずれか一部または全部に消費させながら放電させる
放電装置。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか１項に記載の放電装置において、
前記スイッチング部は、第３のスイッチ素子および第４のスイッチ素子をさらに含み、前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子、前記第３のスイッチ素子、前記第４のスイッチ素子の順に直列接続された構成を有し、
前記第２の蓄電素子は、前記スイッチング部の一部である前記第２のスイッチ素子と第３のスイッチ素子とで構成される直列回路の両端に並列に接続され、
前記制御部は、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーの一部を前記第２の蓄電素子によって少なくとも１回は充電、放電させ、前記第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子、前記第３のスイッチ素子、および前記第４のスイッチ素子のいずれか一部または全部で消費させながら放電させるように、前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子、前記第３のスイッチ素子、および前記第４のスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御する
放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御信号を受けて駆動するスイッチ素子に並列に接続された蓄電素子の放電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを制御するインバータなどは、スイッチング装置を制御することで、電源からモータの各コイルへ流す電流供給経路を切り替え、モータの駆動制御を行っている。また、変圧機などは、スイッチング装置を制御することで、電源からリアクトル（コイル）への電流供給量を調整し、電源で発生する電圧を任意の電圧に変圧して出力する。【０００３】
スイッチング装置の具体的な構成としては、第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子が直列に接続されて構成されるとともに、第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子の接続点が、出力部として、リアクトルに接続されているものがある。そして、直列に接続された第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子に対して、電源変動を平滑するために、蓄電素子が並列に接続されており、スイッチング装置を制御することで、モータの駆動制御や電流供給が行われる。なお、蓄電が必要ないときに蓄電素子に充電されたエネルギーを放電させるためには、放電装置が必要となる。【０００４】
この種の放電装置として、蓄電素子に放電抵抗を接続する方法が取られている。しかしながら、放電抵抗への常時通電により、抵抗器の発熱，およびインバータ効率の低下を招くことになる。そこで、放電抵抗と直列にスイッチ素子などを接続し、放電が必要な場合にのみ出力される放電信号により、スイッチ素子を導通させて、放電を開始する方法が取られている。また、放電信号を出力するか否かの判定については、微分回路によりコンデンサ両端電圧の変化を検知する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０４２４５９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０１６１９９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
まず始めに、スイッチ素子に通電する電流と、電源変動を平滑するための蓄電素子との関係について説明する。スイッチ素子に通電する電流が大きいほどエネルギー変動が大きくなるため、電源変動も大きくなる。エネルギー変動を電源に伝達させないためには、エネルギー変動を受けきれる容量を備えた蓄電素子が必要となる。従って、スイッチ素子に通電する電流が大きいほど、電源変動を平滑するための蓄電素子の容量は大きくなり、蓄電素子に充電されるエネルギーも大きくなる。【０００７】
特許文献１に示す放電装置においては、蓄電素子に充電されたエネルギーが大きい場合、放電時に放電抵抗へ大電流が通電され、放電抵抗の発熱量も大きくなる。この結果、放電抵抗の発熱により、放電抵抗自体の温度や放電装置のケース内の温度が上昇し、放電抵抗を含めた放電装置を構成する部品の最大許容温度を超えてしまうという問題が生じる。さらに、放電抵抗が発する熱を放熱する放熱器の大型化が必要となるという問題も生じる。【０００８】
放電抵抗は、スイッチ素子がＯＮの時間のときのみ電流が通電される。このため、放電抵抗の発熱量を抑えるには、放電抵抗と直列に接続されるスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを制御し、放電抵抗へ通電する電流量を制限することで、発熱量を減らすことも可能である。しかしながら、電力は、抵抗と、電流の二乗との積算であるため、電流の二乗に比例して、放電抵抗が発熱する。【０００９】
このため、電流が大きい場合には、短時間の通電でも放電抵抗が高温となる。高温とならないようにするためには、蓄電素子に充電されたエネルギーに応じて、放電抵抗と直列に接続されるスイッチ素子を、高速にＯＮ／ＯＦＦ制御する必要がある。この結果、スイッチ素子の高速制御を実現させるために、高価な高性能制御ＩＣを使用する必要があり、コストが高くなるという課題がある。【００１０】
例えば、インバータは、モータを駆動させる通常動作時には、蓄電素子にエネルギーを充電した状態で使用する。そのため、蓄電素子の放電は、モータが停止し、インバータが（蓄電素子が）メイン電源と切り離されたときなどの、通常動作以外に行われる。このため、モータの低速制御を行うインバータにおいては、通常動作においては、安価で低速な制御ＩＣで十分に制御できるにもかかわらず、蓄電素子の放電を行うためだけに、高価な高性能制御ＩＣを使用しなければならないこととなる。【００１１】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、スイッチ素子に通電する電流が大きく、電源変動を平滑するための蓄電素子に蓄積されるエネルギーが大きい場合でも、比較的性能が低い制御ＩＣで対応可能な比較的低速なスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、蓄電素子に蓄積されたエネルギーを放電させることのできる放電装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る放電装置は、直列に接続された第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子を含んで構成されるスイッチング部と、第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子が直列接続されたスイッチング部の両端に並列に接続され、エネルギーが充電された第１の蓄電素子と、スイッチング部の一部である第２のスイッチ素子の両端に並列に接続された第２の蓄電素子と、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御部とを備え、第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを放電する放電装置であって、制御部は、第１の蓄電素子に充電されたエネルギーの一部を第２の蓄電素子によって少なくとも１回は充電、放電させ、第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを第１のスイッチ素子、第２のスイッチ素子のいずれか１つまたは全てで消費させながら放電させるように、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る放電装置によれば、第１の蓄電素子に充電されたエネルギーの一部を第２の蓄電素子によって少なくとも１回は充電、放電させ、第１の蓄電素子に充電されたエネルギーを第１のスイッチ素子、第２のスイッチ素子のいずれか１つまたは全てで消費させながら放電させるように、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う方式を採用することで、スイッチ素子に通電する電流が大きく、電源変動を平滑するための蓄電素子に蓄積されるエネルギーが大きい場合でも、比較的性能が低い制御ＩＣで対応可能な比較的低速なスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、蓄電素子に蓄積されたエネルギーを放電させることのできる放電装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る放電装置の一例を説明する回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る第１のスイッチ素子のトータル損失の時間応答波形を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスイッチング部の制御信号、および第１のスイッチ素子の温度の時間応答波形を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る放電装置の他の例を説明する回路図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る第１のスイッチ素子の通電電流の時間応答波形を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る放電装置の一例を説明する回路図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る放電装置の一例を説明する回路図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る放電装置の一例を説明する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る放電装置の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る放電装置の一例を説明する回路図である。本実施の形態１における放電装置は、制御部１、スイッチング部２、同容量である第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４、および電源装置５により構成されている。ここで、スイッチング部２は、第１のスイッチ素子２１と第２のスイッチ素子２２が直列接続されて構成されている。また、電源装置５は、スイッチ素子５１と電源５２が直列接続されて構成されている。
【００１７】
図１に示すように、第１の蓄電素子３は、第１のスイッチ素子２１と第２のスイッチ素子２２が直列接続されて構成されたスイッチング部２と、スイッチ素子５１と電源５２が直列接続されて構成された電源装置５のそれぞれに対して並列接続されている。一方、第２の蓄電素子４は、第２のスイッチ素子２２に対して並列接続されている。
【００１８】
このような回路構成において、次のような状態を前提とする。
・第１の蓄電素子３は、電源装置５により、エネルギーが充電された状態であり、スイッチ素子５１により電源５２のプラス端子と切り離された状態である。
・第２の蓄電素子４は、エネルギーが空の状態である。
・スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１がＯＦＦ状態、第２のスイッチ素子２２がＯＮ状態である。
【００１９】
本実施の形態１における放電装置は、このような前提状態から、以下に示す手順１〜手順３により、放電処理を実行する。
（手順１）
まず、スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に、第２のスイッチ素子２２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換える。この結果、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４は、第１のスイッチ素子２１を介して直列に接続される。
【００２０】
このとき、第２の蓄電素子４に充電されているエネルギーは空であるため、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーは、第２の蓄電素子４の空き容量分だけ第２の蓄電素子４に充電される。つまり、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４の電位差が均衡するまで、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーの一部が第２の蓄電素子４に充電される。
【００２１】
第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４は、同じ容量であるため、電位差が均衡するということは、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４には、同じエネルギーが充電されることになる。従って、元々、第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーの半分は、第１の蓄電素子３に残存し、残り半分は、第２の蓄電素子４に充電されたことになる。
【００２２】
実際には、第１のスイッチ素子２１のＯＮ抵抗による損失があるため、元々、第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーから第１のスイッチ素子２１のＯＮ抵抗により発熱した熱エネルギーを引いた値が、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４とに分割される。すなわち、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４に充電されているエネルギーの総和は、手順１よりも前に元々第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーより小さいこととなる。
【００２３】
（手順２）
次に、スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に、第２のスイッチ素子２２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換える。この結果、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４は、切り離され、第２の蓄電素子４は、第２のスイッチ素子２２を介して短絡状態となる。
【００２４】
このとき、第２の蓄電素子４に充電されているエネルギーが放電される。つまり、手順１よりも前の第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーより小さいエネルギーが、第２の蓄電素子４から放電される。
【００２５】
（手順３）
次に、スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換える。この結果、第１の蓄電素子３および第２の蓄電素子４は、ともに短絡状態となる。
【００２６】
このとき、第１の蓄電素子３に充電されているエネルギーが放電される。つまり、手順１よりも前の第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーより小さいエネルギーが、第１の蓄電素子３から放電される。
【００２７】
手順１および手順２を繰り返すことで、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーを、第２の蓄電素子４に充電されるエネルギーに分割して、第２の蓄電素子に充電されたエネルギーを放電することができる。
【００２８】
ここで、第１のスイッチ素子２１のトータル損失について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１に係る第１のスイッチ素子２１のトータル損失の時間応答波形を示す図である。図２において、横軸は時間、縦軸は第１のスイッチ素子２１のトータル損失を示す。また、図２に示した（ａ）、（ｂ）、（ｅ）は、それぞれ、以下の内容を示している。なお、（ｂ）、（ｃ）については、後述する。
【００２９】
（ａ）は、本実施の形態１における第１のスイッチ素子２１のトータル損失である。
（ｂ）は、第１のスイッチ素子２１およびの第２のスイッチ素子２２がＯＮとなるアーム短絡時において、手順１よりも前の第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーを消費する際の第１のスイッチ素子２１のトータル損失である。
（ｅ）は、第１のスイッチ素子２１における最大許容発熱量における最大許容損失である。
【００３０】
発熱Ｔ［℃］は、熱抵抗Ｒｔｈ［Ω］と損失Ｐｌｏｓｓ［Ｗ］を用いて、下式（１）で示される。
Ｔ＝Ｒｔｈ×Ｐｌｏｓｓ                  （１）
熱抵抗が一定であれば、最大許容発熱量における最大許容損失は、上式（１）から容易に求めることができる。
【００３１】
手順１において、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４の電圧が均一にとなるように、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーの一部が第２の蓄電素子４に充電される。このとき、第１のスイッチ素子２１は、第１のスイッチ素子２１に通電される電流と第１のスイッチ素子２１のＯＮ抵抗により損失が発生し、発熱する。
【００３２】
（ｂ）に示したアーム短絡発生時において、第１のスイッチ素子２１は、（ｅ）以上の損失が発生し、最大許容発熱量を超えるため、第１のスイッチ素子２１が故障に至る。これに対して、本実施の形態１の場合には、手順１により第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４が直列に接続されることで、第１の蓄電素子３のエネルギーが第２の蓄電素子４に放電されるため、電圧が下がる。一方、第２の蓄電素子４には第１の蓄電素子３のエネルギーが充電されるため、電圧が上がる。従って、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４の電位差が縮小される。
【００３３】
このようにして、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４の電位差が縮小されるため、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４間のエネルギーの移動量は小さくなり、第１のスイッチ素子２１に通電される電流も小さくなる。この結果、第１のスイッチ素子２１は、第１のスイッチ素子２１に通電される電流と第１のスイッチ素子２１のＯＮ抵抗による損失も縮小し、トータル損失は（ａ）となり、（ｅ）を超えることはない。このため、手順１において、第１のスイッチ素子２１が故障に至ることはない。
【００３４】
また、手順２において第２の蓄電素子４から放電されるエネルギーは、手順１よりも前の第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーより小さい。このため、第２のスイッチ素子２２のトータル損失は、（ｅ）を超えることはなく、第２のスイッチ素子２２が故障に至ることはない。
【００３５】
同様に、手順３において放電されるエネルギーは、手順１よりも前の第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーより小さい。このため、第１のスイッチ素子２１および第２のスイッチ素子２２のトータル損失は、（ｅ）を超えることはなく、第１のスイッチ素子２１および第２のスイッチ素子２２が故障に至ることはない。
【００３６】
次に、スイッチング部２に入力される制御部１から制御信号、および第２の蓄電素子４の充電について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係るスイッチング部２の制御信号、および第１のスイッチ素子２１の温度の時間応答波形を示す図である。図３において、横軸は時間、縦軸は第１のスイッチ素子２１の温度を示す。また、図３に示した（ｆ）〜（ｊ）は、それぞれ、以下の内容を示している。
【００３７】
（ｆ）は、第１のスイッチ素子２１に入力される制御部１からの制御信号のＯＮ／ＯＦＦ状態の時間変化を示している。この制御信号（ｆ）がＯＮのとき、第１のスイッチ素子２１はＯＮ状態となり、制御信号（ｆ）がＯＦＦのとき、第１のスイッチ素子２１はＯＦＦ状態となる。
【００３８】
（ｇ）は、第２のスイッチ素子２２に入力される制御部１からの制御信号のＯＮ／ＯＦＦ状態の時間変化を示している。この制御信号（ｇ）がＯＮのとき、第２のスイッチ素子２２はＯＮ状態となり、制御信号（ｇ）がＯＦＦのとき、第２のスイッチ素子２２はＯＦＦとなる。
【００３９】
（ｈ）は、第１のスイッチ素子２１の温度を示している。
（ｉ）は、第１のスイッチ素子２１の最大定格温度を示している。
（ｊ）は、第１のスイッチ素子２１が最大トータル損失における温度に到達する時間を示している。
【００４０】
手順１において制御信号（ｆ）がＯＮのとき、第１のスイッチ素子２１は、ＯＮとなる。このため、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーが第２の蓄電素子４に充電される。このとき、第１の蓄電素子３から第２の蓄電素子４へのエネルギー移動は、第１の蓄電素子３の電位と第２の蓄電素子４の電位が均衡すれば終了する。このため、第１のスイッチ素子２１が時間（ｊ）を超えてＯＮ状態が継続しても、エネルギー移動は発生しない。
【００４１】
また、時間（ｊ）を超えれば、エネルギー移動は、発生しないため、時間（ｊ）の時間を超えた以降の制御信号（ｆ）のＯＮ期間および、手順２による制御信号（ｆ）のＯＦＦの期間では、温度が低下していく。この結果、第１のスイッチ素子２１の温度は、最大定格温度である（ｉ）を超えることはない。
【００４２】
手順２では、制御信号（ｇ）がＯＮのときに、第２の蓄電素子４のエネルギーが放電され、手順３で再び、第１のスイッチ素子２１の温度が上昇する。しかしながら、手順３において放電されるエネルギーは、手順１よりも前に第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーよりも小さい。このため、第１のスイッチ素子２１の温度は、手順３においても、最大定格温度である（ｉ）を超えることはない。
【００４３】
従って、第１のスイッチ素子２１は、第１のスイッチ素子２１に通電される電流と第１のスイッチ素子２１のＯＮ抵抗による発熱により故障に至ることを防ぐことができる。つまり、制御信号（ｆ）は、第２の蓄電素子４にエネルギーが充電される以上の時間（すなわち、図３における時間（ｊ）以上の時間）ＯＮしても構わない。
【００４４】
このように、スイッチング部２に通電する電流が大きく、電源変動を平滑するための第１の蓄電素子３に蓄積されるエネルギーも大きい場合でも、制御部１により、手順１〜手順３に従って、スイッチング部２の切り替え制御を行うことで、以下のような効果を得ることができる。
（効果１）第１のスイッチ素子２１のみをＯＮ状態とする手順１においては、第１の蓄電素子３の電圧と第２の蓄電素子４の電圧が均衡すれば、それ以降の時間、第１のスイッチ素子２１のＯＮ状態が継続していたとしても、第１の蓄電素子３から第２の蓄電素子４へのエネルギー移動が行われない。この結果、手順１を開始してから手順２に移行するまでの時間は、図３に示した時間（ｊ）以上の値として設定すればよく、設定自由度が増大する。これにより、手順１から手順２への切り替えタイミングを、高性能制御ＩＣを用いて高速処理する必要がなくなる。
【００４５】
（効果２）第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーを、手順１により第２の蓄電素子４に分割した後、手順２において第２のスイッチ素子２２のみをＯＮ状態とすることで、第２の蓄電素子４に蓄積されたエネルギーを放電し、さらに、手順３において第２のスイッチ素子２２に加えて第１のスイッチ素子２１もＯＮ状態とすることで、第１の蓄電素子３に蓄積された残りのエネルギーを放電することができる。この結果、放電抵抗を用いることなく、かつ、比較的性能が低いＩＣを用いて、そのＩＣの性能から対応可能な比較的低速なスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、第１のスイッチ素子２１および第２のスイッチ素子２２が、最大許容発熱量を超えるために故障に至ってしまうことを防止することができる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態１においては、手順１の前の状態において、第２の蓄電素子４のエネルギーが空であることを前提として説明した。しかしながら、本発明は、このような前提に限定されない。第２の蓄電素子４のエネルギーが残存していた場合には、手順１を実行する前に、第２のスイッチ素子２２をＯＮさせることで、第２の蓄電素子４のエネルギーを空にすることができる。
【００４７】
また、第１の蓄電素子３のエネルギー量が小さければ、第２の蓄電素子４のエネルギーが残存していた状態で、第１のスイッチ素子２１をＯＮさせたとしても、アーム短絡時よりもエネルギー移動が小さい。このため、第１の蓄電素子３のエネルギー量が小さければ、第２の蓄電素子４のエネルギーが残存していた状態であっても、上述した手順１〜手順３に従った制御を行っても問題ない。
【００４８】
また、上述した実施の形態１においては、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４の容量が同容量であることを前提として説明した。しかしながら、本発明は、このような前提に限定されない。第２の蓄電素子４の容量が、第１の蓄電素子３の容量より小さくても構わない。その具体例を、以下に説明する。
【００４９】
図２において、（ｃ）は、第２の蓄電素子４の容量が、第１の蓄電素子３の容量よりも小さく、エネルギーの充電量が第１の蓄電素子３よりも第２の蓄電素子４の方が小さい場合の、第１のスイッチ素子２１のトータル損失である。図２からわかるように、（ｃ）は（ｅ）を超えることはないため、第１のスイッチ素子２１は、故障に至ることはない。
【００５０】
本実施の形態１において、第２の蓄電素子４の容量が、第１の蓄電素子３の容量よりも小さい場合には、第２の蓄電素子４は、第１の蓄電素子３よりもエネルギーの充電量が小さい。このため、手順１の１回の処理で、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４の電位差が均衡するまで、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーの一部を第２の蓄電素子４に充電することができない場合には、手順１および手順２を複数回行う必要がある。
【００５１】
手順２が終了した時点におけるスイッチング部２の状態および第２の蓄電素子４のエネルギーの充電状態は、手順１になる前と同様の状態となる。このため、手順１および手順２を複数回繰り返すことができ、第１の蓄電素子３に蓄積されたエネルギーを、徐々に第２の蓄電素子に移動させながら、放電させることができる。
【００５２】
このように、スイッチング部２に通電する電流が大きく、電源変動を平滑するための第１の蓄電素子３に蓄積されるエネルギーも大きく、かつ、第２の蓄電素子３の容量が第１の蓄電素子３の容量よりもよりも小さい場合においても、手順１、手順２を繰り返すことで、第１のスイッチ素子２１および第２のスイッチ素子２２が、最大許容発熱量を超えるために故障に至ってしまうことを防止することができる。すなわち、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４の容量が同じ場合と同様に、放電抵抗を用いることなく、かつ、比較的性能が低いＩＣにより制御される比較的低速なスイッチ素子を適用した放電装置を実現できる。
【００５３】
さらに、上述した実施の形態１においては、放電抵抗を用いない場合を説明したが、本発明は、第２の蓄電素子４と直列に、放電抵抗を接続する構成とすることも可能である。その具体例を、以下に説明する。
【００５４】
図４は、本発明の実施の形態１に係る放電装置の他の例を説明する回路図である。図４に示した構成は、先の図１に示した構成と比較すると、第２の蓄電素子４に直列接続された放電抵抗６をさらに備えている点が異なっている。そして、第２の蓄電素子４と放電抵抗６からなる直列回路が、第２のスイッチ素子２２に並列に接続されている。そこで、相違点である放電抵抗６の働きを中心に、以下に説明する。
【００５５】
図５は、本発明の実施の形態１に係る第１のスイッチ素子２１の通電電流の時間応答波形を示す図である。図５において、横軸は時間、縦軸は第１のスイッチ素子２１の通電電流を示す。また、図５に示した（ｋ）、（ｌ）は、それぞれ、以下の内容を示している。なお、（ｍ）については、実施の形態２で後述する。
【００５６】
（ｋ）は、本実施の形態１の図２の構成（すなわち、放電抵抗６を有していない場合）における第１のスイッチ素子２１の通電電流を示している。
（ｌ）は、本実施の形態１の図２の構成（すなわち、放電抵抗６を有している場合）における第１のスイッチ素子２１の通電電流を示している。
放電開始時の電流（突入電流）は、（ｋ）よりも（ｌ）の方が小さいことがわかる。
【００５７】
なお、図５では、第１の蓄電素子から第１のスイッチ素子２１および放電抵抗６を通り第２の蓄電素子４へ充電する場合の、第１のスイッチ素子２１の通電電流を示したが、第２の蓄電素子４から放電抵抗６および第２のスイッチ素子２２を通る場合の、第２のスイッチ素子２２の通電電流についても、放電抵抗６による同様の効果が得られる。
【００５８】
また、放電抵抗６を用いたことにより、スイッチング部２が受けるエネルギーは、放電抵抗６を用いていない図１の構成におけるトータルエネルギーから、放電抵抗６の発熱で発生する熱エネルギーによる損失を引いたエネルギーとなる。従って、図４の構成におけるスイッチング部２は、図１の構成の場合よりも、耐電流の低いスイッチ素子を用いることができる。
【００５９】
また、特許文献１では、放電抵抗６を第１の蓄電素子３と並列に接続し、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーを放電抵抗６を介して放電していた。これに対して、本実施の形態１における図４の構成では、放電抵抗６を第２の蓄電素子４と並列に接続し、第２の蓄電素子４に充電されたエネルギーを放電抵抗６を介して放電している。
【００６０】
蓄電素子４に充電されたエネルギーは、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーよりも小さい。このため、特許文献１のように、放電抵抗６を第１の蓄電素子３と並列に接続した場合と比較して、図４の構成における放電抵抗６は、放熱器を小型化することができる。
【００６１】
また、図４に示したような、放電抵抗６を第２の蓄電素子４と直列に接続した回路構成は、スナバ回路となる。このため、通常のスイッチング動作時に、第２のスイッチ素子２２のスイッチングノイズを低減する効果もある。
【００６２】
このように、スイッチング部２に通電する電流が大きく、電源変動を平滑するための第１の蓄電素子３に蓄積されるエネルギーも大きく、かつ、放電抵抗６を第２の蓄電素子４と直列に接続した構成の場合でも、手順１〜手順３を行うことで、第１のスイッチ素子２１および第２のスイッチ素子２２が、最大許容発熱量を超えるために故障に至ってしまうことを防止することができる。さらに、放電抵抗６を備えることで、第１のスイッチ素子２１への突入電流を小さくでき、放電抵抗６の放熱器を小型化することも可能となる。
【００６３】
なお、突入電流は、急峻な電流の変化である。一方、誘導素子は、電流の急峻な変化を抑える効果がある。そのため、放電抵抗６の代わりに誘導素子を用いた場合でも、第１のスイッチ素子２１への突入電流は、先の図５における（ｋ）よりも小さくできる効果がある。同様に、第２のスイッチ素子２２の通電電流についても、誘導素子を用いることで、放電抵抗６を用いた場合と同様の効果が得られる。
【００６４】
また、誘導素子は、突入電流発生時における鉄損、銅損による損失により、放電抵抗６を用いた場合と同様に、第２の蓄電素子４の充放電時にエネルギーが損失する。誘導素子を用いたことにより、スイッチング部２が受けるエネルギーは、誘導素子を用いていない図１の構成におけるトータルエネルギーから、誘導素子による鉄損、銅損の損失を引いたエネルギーとなる。従って、第２の蓄電素子４に直列接続される誘導素子を用いた構成におけるスイッチング部２は、図１の構成の場合よりも、耐電流の低いスイッチ素子を用いることができる。
【００６５】
さらに、第２の蓄電素子４に対して、放電抵抗と誘導素子の両方を直列に接続した直列回路を、第２のスイッチ素子２２と並列に接続する構成としても構わない。直列に接続された放電抵抗と誘導素子の両方を用いる構成は、誘導素子の銅損が増えた状態であるため、誘導素子のみを用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る放電装置について説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る放電装置の一例を説明する回路図である。本実施の形態２における図６に示した構成は、先の実施の形態１における図１に示した構成と比較すると、電圧検出部７をさらに備えている点が異なっている。そこで、相違点である電圧検出部７の働きを中心に、以下に説明する。
【００６７】
本実施の形態２における電圧検出部７は、分圧抵抗７１〜７４と、スイッチ素子７５、７６とを備えて構成されている。分圧抵抗７１、７２は、蓄電素子３とスイッチ素子７５との間に接続され、制御部１は、分圧抵抗７１、７２により分圧された電圧を読み取ることで、蓄電素子３の電圧を検出する。
【００６８】
一方、分圧抵抗７３、７４は、蓄電素子４とスイッチ素子７６との間に接続され、制御部１は、分圧抵抗７３、７４により分圧された電圧を読み取ることで、蓄電素子４の電圧を検出する。そして、制御部１は、スイッチ素子７５、７６の切り換え制御が可能な構成となっている。
【００６９】
ここで、以下のような状態を前提とする。
・第１の蓄電素子３は、電源装置５により、エネルギーが充電された状態であり、スイッチ素子５１により電源５２のプラス端子と切り離された状態である。
・また、第２の蓄電素子４の電圧は、第１の蓄電素子３の電圧よりも低い任意の電圧であり、第２の蓄電素子４に充電されているエネルギーは、第１の蓄電素子３に充電されているエネルギーより小さい状態である。
・さらに、スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１がＯＦＦ状態であり、第２のスイッチ素子２２がＯＦＦ状態である。
【００７０】
本実施の形態２における放電装置は、このような前提状態から、以下に示す手順１〜手順３により、放電処理を実行する。
（手順１）
まず、電圧検出部７は、制御部１から制御信号を受けることで、スイッチ素子７５、７６をＯＮ状態とする。この結果、制御部１は、分圧抵抗７１、７２を用いて第１の蓄電素子３の電圧を検出し、分圧抵抗７３、７４を用いて第２の蓄電素子４の電圧を検出する。
【００７１】
（手順２）
制御部１は、電圧検出結果に基づいて、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４の電圧値を比較する。ここで、先の前提として、第２の蓄電素子４の電圧が第１の蓄電素子３の電圧よりも低い任意の電圧であるとした。しかしながら、制御部１は、もしも、蓄電素子４の電圧が蓄電素子３の最大定格電圧であった場合には、スイッチ素子７６をＯＮ状態とし、第２の蓄電素子４の電圧を、第１の蓄電素子３の最大定格電圧より低くする。また、制御部１は、第２の蓄電素子４の電圧が第１の蓄電素子３の電圧と同じであった場合には、手順４を実施する。
【００７２】
（手順３）
スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に、第２のスイッチ素子２２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換える。この結果、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４は、第１のスイッチ素子２１を介して直列に接続される。
【００７３】
このとき、第２の蓄電素子４の電圧は、第１の蓄電素子３の最大定格電圧よりも低い状態であり、第２の蓄電素子４に充電されているエネルギーは、第１の蓄電素子３に充電されているエネルギーより小さい状態である。このため、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーは、第２の蓄電素子４との電位差分だけ、第２の蓄電素子４に充電される。
【００７４】
つまり、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４の電位差が均衡するまで、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーの一部が、第２の蓄電素子４に充電される。第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４は、同じ容量であるため、電位差がないということは、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４には、同じエネルギーが充電されることになる。
【００７５】
従って、元々、第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーの内、電位差分に該当するエネルギーの半分は、第１の蓄電素子３に残存し、残りエネルギーの内、電位差分に該当するエネルギーの半分は、第２の蓄電素子４に充電されたことになる。
【００７６】
実際には、第１のスイッチ素子２１のＯＮ抵抗による損失があるため、元々、第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーの内、電位差分に該当するエネルギーから第１のスイッチ素子２１のＯＮ抵抗により発熱した熱エネルギーを引いた値が、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４とに分割される。すなわち、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４に充電されているエネルギーの総和は、手順１よりも前に元々、第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーより小さいこととなる。
【００７７】
（手順４）
次に、スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に、第２のスイッチ素子２２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換える。この結果、第１の蓄電素子３と第２の蓄電素子４は、切り離され、第２の蓄電素子４は、第２のスイッチ素子２２を介して短絡状態となる。
【００７８】
このとき、制御部１は、分圧抵抗７１、７２を用いて第１の蓄電素子３の電圧を検出し、分圧抵抗７３、７４を用いて第２の蓄電素子４の電圧を検出する。そして、制御部１は、第１の蓄電素子３の電圧と第２の蓄電素子４の電圧とが、任意の電位差になるまで、第２のスイッチ素子２２をＯＮし続け、任意の電位差となったときに、第２のスイッチ素子２２をＯＮ状態からＯＦＦ状態にする。この結果、第２の蓄電素子４に充電されているエネルギーの一部が放電される。つまり、第２の蓄電素子４に充電された電圧（すなわち、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーの一部のさらに一部の電圧）が放電される。
【００７９】
続いて、手順３および手順４を繰り返すことで、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーを、第２の蓄電素子４に充電されるエネルギーに分割して、第２の蓄電素子４に充電されたエネルギーを放電することができる。
【００８０】
ここで、第１のスイッチ素子２１のトータル損失について説明する。
先の実施の形態１で示した図２における（ｄ）は、本実施の形態２における第２の蓄電素子４の電圧を、第１の蓄電素子３の最大定格電圧よりも低い任意の電圧に制御した場合における、第１のスイッチ素子２１のトータル損失である。図２からわかるように、（ｄ）は（ｅ）を超えることはないため、第１のスイッチ素子２１は、故障に至ることはない。
【００８１】
また、先の実施の形態１で示した図５における（ｍ）は、本実施の形態２における第２の蓄電素子４の電圧を第１の蓄電素子３の電圧よりも低い任意の電圧になるように制御した場合における第１のスイッチ素子２１の通電電流を示している。放電開始時の電流（突入電流）は、（ｋ）よりも（ｍ）の方が小さいことがわかる。これにより、図６の構成におけるスイッチング部２は、先の実施の形態１における図１の構成の場合よりも、耐電流の低いスイッチ素子を用いることができる。
【００８２】
このように、スイッチング部２に通電する電流が大きく、電源変動を平滑するための、第１の蓄電素子３に蓄積されるエネルギーも大きい場合において、電圧検出部７を備える構成とした上で、手順１〜手順４に従ったスイッチ素子の切り換え制御に基づく放電処理を行っている。これにより、比較的性能が低いＩＣを用いて、そのＩＣの性能で対応可能な比較的低速なスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことができる。
【００８３】
この結果、第１のスイッチ素子２１および第２のスイッチ素子２２への突入電流を小さくでき、放電抵抗を用いる必要なく、かつ、第１のスイッチ素子２１および第２のスイッチ素子２２が最大許容発熱量を超えるために故障に至ってしまうことを防止する放電回路を、安価な構成で実現できる。
【００８４】
実施の形態３．
次に、本実施の形態３では、マルチレベルチョッパ回路に本発明の放電装置を適用する場合について説明する。図７は、本発明の実施の形態３に係る放電装置の一例を説明する回路図である。図７に示した構成は、先の実施の形態１における図１に示した構成と比較すると、スイッチング部２の構成が異なっている。図７において、符号２は実施の形態３に係るスイッチング部２を示している。そこで、相違点であるスイッチング部２の構成・働きを中心に、以下に説明する。
【００８５】
本実施の形態３におけるスイッチング部２は、第１のスイッチ素子２１と第２のスイッチ素子２２に加えて、さらに、第３のスイッチ素子２０１および第４のスイッチ素子２０２を含んで構成され、４つのスイッチ素子がこの順番で直列接続されている。第２の蓄電素子４は、第２のスイッチ素子２２と第３のスイッチ素子２０１の直列回路に対して並列接続されており、第１の蓄電素子３と同容量である。
【００８６】
このような回路構成において、次のような状態を前提とする。
・第１の蓄電素子３は、電源装置５により、エネルギーが充電された状態であり、スイッチ素子５１により電源５２のプラス端子と切り離された状態である。
・第２の蓄電素子４は、エネルギーが空の状態である。
・スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１がＯＦＦ状態、第２のスイッチ素子２２がＯＮ状態であるとともに、第３のスイッチ素子２０１および第４のスイッチ素子２０２がＯＮ状態である。
【００８７】
先の実施の形態１と同様の（手順１）〜（手順３）を実施すれば、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーを、第２の蓄電素子４に充電されるエネルギーに分割して、放電することができる。
【００８８】
ここで、マルチレベルチョッパ回路とは、特許文献２に開示された構成を有するものである。従って、本実施の形態３における図７で示した回路構成は、特許文献２に開示されたマルチレベルチョッパ回路と同一の回路構成とすることができ、マルチレベルチョッパ回路に回路を追加することなしに、放電を行うことができる。
【００８９】
したがって、実施の形態３によれば、本発明による図７に示した回路構成を用いることで、マルチレベルチョッパ回路に対して回路を追加することなく、本願発明の放電処理機能を持たせることができる。
【００９０】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係る放電装置について説明する。図８は、本発明の実施の形態４に係る放電装置の一例を説明する回路図である。本実施の形態４における図８に示した構成は、先の実施の形態１における図１に示した構成と比較すると、スイッチング部２および蓄電部８（第２の蓄電素子に相当）が、３段の並列回路で構成されている点が異なっている。図８において、符号２は、本実施の形態４に係るスイッチング部２を示し、符号８は、本実施の形態４に係る３並列された第２の蓄電素子８１〜８３からなる蓄電部８を示している。
【００９１】
本実施の形態４におけるスイッチング部２は、第１のスイッチ素子２１と第２のスイッチ素子２２が直列接続され、第１のスイッチ素子２３と第２のスイッチ素子２４が直列接続され、第１のスイッチ素子２５と第２のスイッチ素子２６が直列接続され、これら３つの直列接続回路が並列接続されて構成されている。
【００９２】
また、本実施の形態４における第２の蓄電素子に相当する蓄電部８は、並列接続された３つの第２の蓄電素子８１〜８３で構成され、３つの第２の蓄電素子８１〜８３のそれぞれは、第１の蓄電素子３の１／３の容量でとなっている。そして、第２の蓄電素子８１は、第２のスイッチ素子２２に並列に接続され、第２の蓄電素子８２は、第２のスイッチ素子２４に並列に接続され、第２の蓄電素子８３は、第２のスイッチ素子２６に並列に接続されている。
【００９３】
すなわち、本実施の形態４の図８に示した構成は、先の実施の形態１の図１に示した構成におけるスイッチング部２と第２の蓄電素子４とからなる回路部分を、３つ並列接続したものに相当している。
【００９４】
このような回路構成において、先の実施の形態１と同様に、次のような状態を前提とする。
・第１の蓄電素子３は、電源装置５により、エネルギーが充電された状態であり、スイッチ素子５１により電源５２のプラス端子と切り離された状態である。
・蓄電部８を構成する３つの第２の蓄電素子８１〜８３は、いずれもエネルギーが空の状態である。
・スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１、２３、２５がＯＦＦ状態、第２のスイッチ素子２２、２４、２６がＯＮ状態である。
【００９５】
本実施の形態４における放電装置は、このような前提状態から、以下に示す手順１〜手順３により、放電処理を実行する。
（手順１）
実施の形態１と同様に、スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１、２３、２５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に、第２のスイッチ素子２２、２４、２６をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換える。この結果、第１の蓄電素子３と、３つの第２の蓄電素子８１〜８３が並列接続されて構成された蓄電部８は、第１のスイッチ素子２１、２３、２５を介して直列に接続される。
【００９６】
このとき、実施の形態１と同様に、蓄電部８に充電されているエネルギーは空であるため、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーは、蓄電部８の空き容量分だけ、蓄電部８に充電される。つまり、第１の蓄電素子３と蓄電部８のエネルギーが均一にとなるように、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーの一部が蓄電部８に充電される。このとき、第１の蓄電素子３および蓄電部８に充電されているエネルギーは、手順１よりも前に第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーより小さい。
【００９７】
（手順２）
次に、実施の形態１と同様に、スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１、２３、２５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に、第２のスイッチ素子２２、２４、２６をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換える。この結果、第１の蓄電素子３と蓄電部８は、切り離され、蓄電部８は、第２のスイッチ素子２２、２４、２６を介して短絡状態となる。
【００９８】
このとき、実施の形態１と同様に、蓄電部８に充電されているエネルギーが放電される。つまり、手順１よりも前の第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーより小さいエネルギーが、蓄電部８から放電される。
【００９９】
（手順３）
次に、実施の形態１と同様に、スイッチング部２は、制御部１から制御信号を受け、第１のスイッチ素子２１、２３、２５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換える。この結果、第１の蓄電素子３および蓄電部８は、ともに短絡状態となる。
【０１００】
このとき、実施の形態１と同様に、第１の蓄電素子３に充電されているエネルギーが放電される。つまり、手順１よりも前の第１の蓄電素子３に充電されていたエネルギーより小さいエネルギーが、第１の蓄電素子３から放電される。
【０１０１】
実施の形態１と同様に、手順１および手順２を繰り返すことで、第１の蓄電素子３に充電されたエネルギーを、蓄電部８に充電されるエネルギーに分割して、蓄電部８に充電されたエネルギーを放電することができる。
【０１０２】
なお、本実施の形態４において第１の蓄電素子３から蓄電部８へ移動させるエネルギーと、先の実施の形態１において第１の蓄電素子３から第２の蓄電素子４へ移動させるエネルギーを同じにする場合には、実施の形態１における第２の蓄電素子４の容量と、本実施の形態４で蓄電部８を構成する３つの第２の蓄電素子８１〜８３の各容量を合計した容量とを、同じにすればよい。したがって、第２の蓄電素子８１〜８３のそれぞれの容量は、先の実施の形態１における第２の蓄電素子４の容量に対し１／３でよい。
【０１０３】
さらに、本実施の形態４におけるスイッチング部２は、インバータの回路構成をしている。このため、本実施の形態８における図８に示した第２の蓄電素子４を、インバータ回路に接続した構成とすることで、放電を行うことができる。
【０１０４】
加えて、本実施の形態８におけるスイッチング部２と蓄電部８による構成は、同じ回路構成が３並列されている。このため、１つの回路が故障した場合でも、残りの回路で放電可能である。
【０１０５】
このように、実施の形態４によれば、スイッチング部２に通電する電流が大きく、電源変動を平滑するための第１の蓄電素子に蓄積されるエネルギーも大きい場合において、スイッチング部と第２の蓄電素子からなる回路を３並列化した構成として上で、手順１〜手順３に従ったスイッチ素子の切り換え制御に基づく放電処理を行っている。これにより、比較的性能が低いＩＣを用いて、そのＩＣの性能で対応可能な比較的低速なスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことができる。
【０１０６】
この結果、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子への突入電流を小さくでき、放電抵抗を用いる必要なく、かつ、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子が最大許容発熱量を超えるために故障に至ってしまうことを防止する放電回路を、安価な構成で実現できる。さらに、実施の形態４における回路構成は、第２の蓄電素子を３並列化した蓄電部をインバータ回路に追加した構成となっており、１つの回路が故障した場合でも残りの回路で放電可能な放電装置を得ることができる。
【０１０７】
以上、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態１〜４を自由に組み合わせたり、あるいは各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【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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【国際調査報告】
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