(57)【要約】【課題】簡単な構成によりキャパシタバンクの並列接続への切り替え時の電力損失、充電効率の低下を防ぐようにする。【解決手段】少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２からなり、複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段Ｓ１〜Ｓ３と、出力端子の電圧を検出して直並列接続の切り替えを判定し接続切り替え手段を制御する制御手段１とを備え、複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を満充電電圧まで充電を行う場合、出力端子Ｔ１、Ｔ２間に複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を直列に接続して充電を行い、出力端子の電圧Ｖc が所定の電圧に達したことを条件に、複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２のそれぞれに対し個別に充電を行い充電電圧を揃えた後、複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を並列に接続する。【選択図】図１
2007295656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置において、
前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、
出力端子の電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段と
を備え、前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを前記満充電電圧まで充電を行う場合、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して前記満充電電圧に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とするバンク切替型キャパシタ電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御したとき充電を終了させることを特徴とする請求項１記載のバンク切替型キャパシタ電源装置。
【請求項３】
少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置において、
前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、
出力端子の電圧及び前記複数のキャパシタバンクのそれぞれの充電電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段と
を備え、前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを前記満充電電圧まで充電を行う場合、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して充電電圧が第２の基準値に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とするバンク切替型キャパシタ電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクのいずれかの並列モニタのバイパス動作信号を検出したとき充電を終了させることを特徴とする請求項３記載のバンク切替型キャパシタ電源装置。
【請求項５】
少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクと、前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、出力端子の電圧及び前記複数のキャパシタバンクのそれぞれの充電電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段とを備えたバンク切替型キャパシタ電源装置の充電方法であって、
前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が第１の基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して充電電圧が第２の基準値になるまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とするバンク切替型キャパシタ電源装置の充電方法。
【請求項６】
前記基準値は、満充電電圧近傍の電圧であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバンク切替型キャパシタ電源装置又は充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクと、前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、出力端子の電圧及び前記複数のキャパシタバンクのそれぞれの充電電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段とを備えたバンク切替型キャパシタ電源装置及び充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタに対し充放電を行い蓄電電源とするキャパシタ電源装置は、端子電圧がキャパシタの蓄電量の平方根に比例して変動する。このように端子電圧の変動幅が大きいと、充電装置にとっても、また、出力を安定化して負荷に給電するための出力コンバータにとっても、電力の損失、負担が大きくなり、充放電効率が低下し、装置も割高になってしまう。
【０００３】
そこで、キャパシタ電源装置の充放電に伴う端子電圧の変動幅を一定範囲内に抑える方法として、複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替えるバンク切替型キャパシタ電源装置が提案されている。バンク切替型キャパシタ電源装置では、はじめ複数のキャパシタバンクを直列接続し充電を開始し、所定の電圧になると、並列接続に切り替えて複数のキャパシタバンクが満充電電圧に達するまで充電を行う。そして、複数のキャパシタバンクが満充電電圧まで充電された並列接続の状態から負荷に放電して電圧が低下すると、並列接続から直列接続に逐次切り替えている。このことにより、例えば満充電電圧からその４分の１の電圧までの範囲で９４％の電力を充放電しても出力端子間の電圧変動幅を抑えることができる（例えば、非特許文献１、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
また、電気二重層キャパシタからなるキャパシタ電源では、直列接続したキャパシタ間のバラツキによる問題を解決するため、基準値を設定して各電気二重層キャパシタの端子電圧（充電電圧）が基準値（満充電電圧）を越えると充電電流をバイパスして各電気二重層キャパシタの端子電圧を制限する並列モニタが接続される。すなわち、並列モニタは、充電電流をバイパスすることにより、充電電圧を所定値（耐電圧の範囲内である、満充電電圧）に制限し、各電気二重層キャパシタにおける充電電圧のバラツキを低減するものである。。
【非特許文献１】岡村廸夫著「電気二重層キャパシタと蓄電システム」日刊工業新聞社、２００５年９月３０日第３版第１刷発行、第１４２〜第１４７頁、第１５０〜第１５８頁
【特許文献１】特許第３４１４６５５号公報
【特許文献２】特許第３４１８９５１号公報
【特許文献３】特許第３４８７７８０号公報
【特許文献４】特開２０００−３２４７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、満充電電圧で充電電流をバイパスする並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置において、充電時に複数のキャパシタバンクを直列接続して充電を開始した後、出力端子の電圧を判定し所定の電圧で直列接続から並列接続に切り替えるが、このとき、実際には、複数のキャパシタバンクで充電電圧が均等になることはなくバラツキ、充電電圧に差が生じる。そのため、この差電圧によりキャパシタバンク間に大きな電流が流れるので、せっかく充電した電力を無駄に消費してしまい、充電効率が低下するという問題が生じる。
【０００６】
図７は従来の直並列切り換え型キャパシタ蓄電装置の充電時の切り換え制御を説明する図、図８は出力端子の電圧及び各キャパシタバンクの充電電圧の推移を示す図であり、上記問題を解消するため特許文献４で提案された装置の概要を説明するものである。
【０００７】
従来の直並列切り換え型キャパシタ蓄電装置では、図７において、出力端子Ｔ１、Ｔ２間に複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を直列に接続して充電を行い、出力端子の電圧Ｖc 及び各キャパシタバンクの充電電圧（Ｖc1、Ｖc2）を検出して、出力端子の電圧Ｖc が所定の電圧Ｖref に達したことを条件に、比較処理回路１０で各キャパシタバンクの充電電圧（Ｖc1、Ｖc2）の大小を判定し、充電電圧の小さい方のキャパシタバンク（例えばキャパシタバンクＣ２）を出力端子Ｔ１、Ｔ２間に接続して、図８に示すように充電電圧の大きい方のキャパシタバンク（例えばキャパシタバンクＣ１）の充電電圧と一致するまで（Ｖc1＝Ｖc2となるまで）充電を行ってから、複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を並列に接続して満充電電圧に達するまで並列充電を行っている。そのため、各キャパシタバンクの充電電圧を比較してどちらが大きく、どちらが小さいかを判定し、さらに、大きい方の充電電圧のキャパシタバンクを切り離してその充電電圧を基準電圧とし、小さい方の充電電圧のキャパシタバンクを出力端子Ｔ１、Ｔ２間に接続して基準電圧まで充電を行う。したがって、ほんの僅かな充電電圧のバラツキに応じて短時間で充電電圧の大小判定、キャパシタバンク、充電電圧の選択、選択した充電電圧による基準値の設定、選択したキャパシタバンクに基づく接続切り換えという煩雑な調整制御を行わなければならない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであって、簡単な構成によりキャパシタバンクの並列接続への切り替え時の電力損失、充電効率の低下を防ぐようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために本発明は、少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置において、前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、出力端子の電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを前記満充電電圧まで充電を行う場合、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して前記満充電電圧に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御し、さらに、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御したとき充電を終了させることを特徴とする。
【００１０】
また、制御手段は、出力端子の電圧及び前記複数のキャパシタバンクのそれぞれの充電電圧を検出し、前記複数のキャパシタバンクを前記満充電電圧まで充電を行う場合、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が第１の基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して充電電圧が第２の基準値に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とし、さらに、前記複数のキャパシタバンクのいずれかの並列モニタのバイパス動作信号を検出したとき充電を終了させることを特徴とする。
【００１１】
また、少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクと、前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、出力端子の電圧及び前記複数のキャパシタバンクのそれぞれの充電電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段とを備えたバンク切替型キャパシタ電源装置の充電方法として、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が第１の基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して充電電圧が第２の基準値に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、出力端子間に複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、出力端子の電圧が満充電電圧近傍に達したことを条件に、複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に出力端子間に接続して複数のキャパシタバンクの充電電圧が同一の基準値になるまで充電を行った後、複数のキャパシタバンクを並列に接続するので、直列接続から並列接続に接続切り替えを行うまでに複数のキャパシタバンク間の充電電圧のバラツキを解消し、充電電圧を同一にして並列接続に接続切り替えを行うことができる。しかも、直列接続により一括してまず、出力端子の電圧、つまり直列接続した複数のキャパシタバンクの合計した充電電圧が満充電電圧に達するまで充電し、その後は個別に逐次共通の基準値まで充電するので、簡単な制御により直並列の接続切り替え時の充電効率の低下を防ぐことができる。また、充電開始時には、複数のキャパシタバンクを直列にして充電を開始するが、その後、個々のキャパシタバンク別に順次個別に充電を行うように接続切り替えを行うことにより、容量の異なるキャパシタバンクの充電に対してもそれぞれの容量に応じた充電を行うことも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るバンク切替型キャパシタ電源装置の実施の形態を示す図、図２は本発明に係る直並列切り替え動作を説明する図、図３は出力端子の電圧及び各キャパシタバンクの充電電圧の推移を示す図である。図中、１は接続制御部、１１、２１はコンパレータ、Ｃ１、Ｃ２はキャパシタバンク、Ｆ１、Ｆ２は満充電信号、Ｓ１〜Ｓ３は接続切り替えスイッチ、Ｔ１、Ｔ２は出力端子、ＴＲ１、ＴＲ２はトランジスタ、Ｖr1、Ｖr2は満充電電圧設定回路、Ｖc は出力端子の電圧、Ｉc は充電電流を示す。
【００１４】
図１に示す本実施形態に係るバンク切替型キャパシタ電源装置は、キャパシタバンクＣ１、Ｃ２を接続切り替えスイッチＳ１〜Ｓ３により直列接続から並列接続、並列接続から直列接続に接続切り替えを行うように構成したものである。キャパシタバンクＣ１、Ｃ２は、それぞれコンパレータ１１、２１、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２、満充電電圧設定回路Ｖr1、Ｖr2（Ｖr1＝Ｖr2）からなり、充電電圧（Ｖc1、Ｖc2）が満充電電圧設定回路Ｖr1、Ｖr2により設定された満充電電圧になると充電電流Ｉｃをバイパスする並列モニタを備えた、例えば電気二重層キャパシタである。接続切り替えスイッチＳ１〜Ｓ３は、複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２の直並列接続を切り替える接続切り替え手段であり、接続制御部１は、バンク切替型キャパシタ電源装置の出力端子の電圧Ｖc 、キャパシタバンクＣ１、Ｃ２の満充電信号Ｆ１、Ｆ２、つまり満充電電圧まで充電され並列モニタがバイパス動作しているか否かを示す信号を入力して、直並列接続の切り替えを判定し、接続切り替えスイッチＳ１〜Ｓ３をオン／オフ制御するものである。
【００１５】
次に、充電時における接続制御部１による接続切り替えスイッチＳ１〜Ｓ３の切り替え制御を説明する。まず、初期の充電開始時、出力端子の電圧Ｖc は満充電電圧以下であるので、接続制御部１では、図２（ａ）に示すように接続切り替えスイッチＳ３のみをオンに、接続切り替えスイッチＳ１、Ｓ２をともにオフにすることによりキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を直列に接続する（接続モードａ）。充電電流Ｉc でキャパシタバンクＣ１、Ｃ２が充電され、出力端子の電圧Ｖc が上昇して所定の電圧（基準値）、例えばほぼ満充電電圧近傍の電圧に達したことを条件に直並列接続の切り替えを判定する。そして、まず、図２（ｂ）に示すように接続切り替えスイッチＳ１のみをオンに、接続切り替えスイッチＳ２、Ｓ３をともにオフにして（接続モードｂ）、キャパシタバンクＣ１の充電を続行する。そして、キャパシタバンクＣ１の充電電圧Ｖc1が満充電電圧設定回路Ｖr1により設定された満充電電圧に達し、コンパレータ１１の出力によりトランジスタＴＲ１がオンなると同時に、そのバイパス動作信号Ｆ１が出力されると、図２（ｃ）に示すように接続切り替えスイッチＳ２のみをオンに、接続切り替えスイッチＳ１、Ｓ３をともにオフにして（接続モードｃ）、キャパシタバンクＣ２の充電に切り替える。その結果、キャパシタバンクＣ２の充電電圧Ｖc2が満充電電圧設定回路Ｖr2により設定された満充電電圧に達し、コンパレータ２１の出力によりトランジスタＴＲ２がオンなると同時に、そのバイパス動作信号Ｆ２が出力されると、図２（ｄ）に示すように接続切り替えスイッチＳ１、Ｓ３をオンに、接続切り替えスイッチＳ３をオフにして（接続モードｄ）、充電を終了させる。このとき、満充電電圧に充電されたキャパシタバンクＣ１、Ｃ２が並列接続に切り替えられる。
【００１６】
この間の出力端子の電圧Ｖc 及び各キャパシタバンクＣ１、Ｃ２の充電電圧（Ｖc1、Ｖc2）は、図３に示すように推移する。すなわち、出力端子の電圧Ｖc は、接続モードａで各キャパシタバンクＣ１、Ｃ２の充電電圧（Ｖc1、Ｖc2）を合わせた電圧で推移し、接続モードｂになると、キャパシタバンクＣ１の充電電圧Ｖc1で推移し、接続モードｃになると、キャパシタバンクＣ２の充電電圧Ｖc2で推移し、接続モードｄになると、キャパシタバンクＣ１、Ｃ２の並列接続電圧になる。ここで、充電開始時の各キャパシタバンクＣ１、Ｃ２の充電電圧が０Ｖで揃っているが、放電が途中までで残量がある状態から充電を開始する場合でも接続の切り替えは同じように実行されることはいうまでもない。
【００１７】
なお、上記実施形態において、直並列接続の切り替えを判定する電圧を満充電電圧と同一の電圧で示したが、この判定電圧は、満充電電圧で制約を受けるものではなく、満充電電圧より大きくしてもよいし、小さくしてもよい。また、並列モニタは、キャパシタバンクＣ１、Ｃ２が満充電電圧設定回路Ｖr1、Ｖr2（Ｖr1＝Ｖr2）により設定された満充電電圧まで充電されるとバイパス動作するものを備えるものであったが、満充電電圧に達すると充電を停止させるように接続切り替えを行っているので、満充電信号Ｆ１、Ｆ２を出力するものであれば、バイパス動作するものでなくてもよい。つまり、本実施形態に係る発明においては、並列モニタとして、少なくとも満充電電圧の検出機能を有するものであればよい。
【００１８】
図４は本発明に係るバンク切替型キャパシタ電源装置の他の実施の形態を説明する図、図５は他の実施形態における出力端子の電圧及び各キャパシタバンクの充電電圧の推移を示す図、図６は接続制御部により行う信号処理の例を説明する図である。図１乃至図３に示した実施形態では、複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を満充電電圧まで充電を行う場合、出力端子Ｔ１、Ｔ２間に複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を直列に接続して充電を行い、出力端子の電圧Ｖc が満充電電圧近傍に達したことを条件に、複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２のそれぞれを順次個別に出力端子Ｔ１、Ｔ２間に接続して満充電電圧に達するまで充電を行った後、複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を並列に接続するように接続切り替えスイッチＳ１〜Ｓ３を制御した。この直列接続から並列接続に接続切り替えを行う場合に、複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２のそれぞれを順次個別に出力端子Ｔ１、Ｔ２間に接続して満充電電圧に達する前の所定の充電電圧に達するまで充電して、同一の充電電圧に揃えた後、並列接続にする実施の形態を示したのが図４及び図５である。なお、図４において、キャパシタバンクＣ１、Ｃ２も図１と同様の並列モニタを備えているが、省略している。
【００１９】
図４に示す本実施形態では、出力端子Ｔ１、Ｔ２間に複数のキャパシタバンクＣ１、Ｃ２を直列に接続（接続切り替えスイッチＳ３をオンに）して充電を行い、図４及び図５に示すように出力端子の電圧Ｖc が所定の電圧（第１の基準値Ｖref1）に達すると、まず、キャパシタバンクＣ１、Ｃ２のうちの１つ、例えばキャパシタバンクＣ１を出力端子Ｔ１、Ｔ２間に接続（接続切り替えスイッチＳ１をオン、Ｓ２とＳ３をオフに）して所定の充電電圧（第２の基準値Ｖref2）まで充電を行い、続けて、キャパシタバンクＣ２を出力端子Ｔ１、Ｔ２間に接続（接続切り替えスイッチＳ２をオン、Ｓ１とＳ３をオフに）して所定の充電電圧（第２の基準値Ｖref2）まで充電を行って、各キャパシタバンクＣ１、Ｃ２の充電電圧（Ｖc1、Ｖc2）を所定の充電電圧（第２の基準値Ｖref2）に揃えた後、キャパシタバンクＣ１、Ｃ２を並列に接続（接続切り替えスイッチＳ１、Ｓ２をオン、Ｓ３をオフに）して満充電電圧まで充電する。そのため、接続制御部１では、充電が開始されると、出力端子の電圧Ｖc と基準値Ｖref1との比較、各キャパシタバンクＣ１、Ｃ２の充電電圧（Ｖc1、Ｖc2）と基準値Ｖref2との比較、判定を行い、同じ充電電圧に揃うまで充電させた後、並列に接続するように接続切り替えの制御を行う。
【００２０】
上記のように電圧の検出、比較、判定に基づき接続切り替えスイッチＳ１〜Ｓ３の制御を行う接続制御部１による処理は、例えば図６（ａ）に示すように充電開始によりまず、キャパシタバンクを直列に接続し（ステップＳ１１）、出力端子の電圧Ｖc が基準値を越えたか否かを判定する（ステップＳ１２）。出力端子の電圧Ｖc が基準値Ｖref1に達すると、各キャパシタバンクを順次個別に出力端子Ｔ１、Ｔ２間に接続して（ステップＳ１３）、そのキャパシタバンクの充電電圧が満充電電圧に達したか否かを判定し（ステップＳ１４）、さらに、各キャパシタバンクの充電電圧が満充電電圧に達したか否かを判定して満充電電圧に達すると（ステップＳ１５）、全キャパシタバンクを並列に接続して充電終了とする（ステップＳ１６）。
【００２１】
また、図６（ｂ）に示す処理では、出力端子の電圧Ｖc が基準値Ｖref1に達すると、各キャパシタバンクを順次個別に出力端子Ｔ１、Ｔ２間に接続して（ステップＳ２３）、そのキャパシタバンクの充電電圧が所定の充電電圧（基準値Ｖref2）に達したか否かを判定し（ステップＳ２４）、さらに、各キャパシタバンクの充電電圧が所定の充電電圧（基準値Ｖref2）に達したか否かを判定して所定の充電電圧（基準値Ｖref2）に達すると（ステップＳ２５）、全キャパシタバンクを並列に接続して（ステップＳ２６）、キャパシタバンクの充電電圧が満充電電圧まで充電されると充電終了とする（ステップＳ２７）。
【００２２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、２つのキャパシタバンクを直列に接続して充電を開始した後、個別に充電を行って充電電圧を揃え並列に接続するものとして説明したが、３つ以上のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置においても同様に実施可能であることは勿論である。例えば図１乃至図３に示した実施形態を、３つ以上のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置に適用する場合には、全キャパシタバンクを直列に接続して充電を開始した後、所定の電圧（基準値）で直並列接続の切り替えを判定すると、１つずつ順次個別に出力端子Ｔ１、Ｔ２間にキャパシタバンクを接続して満充電電圧まで充電を行うようにすることで全く同じように実現できる。
【００２３】
また、上記実施形態において、３つ以上のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置に適用する場合として、全キャパシタバンクを直列に接続して充電を開始した後、所定の電圧（第１の基準値）で直並列接続の切り替えを判定すると、１つずつ順次個別に出力端子Ｔ１、Ｔ２間にキャパシタバンクを接続して所定の充電電圧（第２の基準値）まで充電を行う。そして、各キャパシタバンクの充電電圧を所定の充電電圧（第２の基準値）で揃えた後、各キャパシタバンクを並列に接続して満充電電圧まで充電を行うことにより実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るバンク切替型キャパシタ電源装置の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明に係る直並列切り替え動作を説明する図である。
【図３】出力端子の電圧及び各キャパシタバンクの充電電圧の推移を示す図である。
【図４】本発明に係るバンク切替型キャパシタ電源装置の他の実施の形態を説明する図である。
【図５】他の実施形態における出力端子の電圧及び各キャパシタバンクの充電電圧の推移を示す図である。
【図６】接続制御部により行う信号処理の例を説明する図である。
【図７】従来の直並列切り換え型キャパシタ蓄電装置の充電時の切り換え制御を説明する図である。
【図８】出力端子の電圧及び各キャパシタバンクの充電電圧の推移を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…接続制御部、１１、２１…コンパレータ、Ｃ１、Ｃ２…キャパシタバンク、Ｆ１、Ｆ２…満充電信号、Ｓ１〜Ｓ３…接続切り替えスイッチ、Ｔ１、Ｔ２…出力端子、ＴＲ１、ＴＲ２…トランジスタ、Ｖr1、Ｖr2…満充電電圧設定回路、Ｖc …出力端子の電圧、Ｉc …充電電流
【図１】
2007295656.tif 000003
【図２】
2007295656.tif 000004
【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】
2007295656.tif 000009
【図８】
2007295656.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月25日(2006.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置において、
前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、
出力端子の電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段と
を備え、前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを前記満充電電圧まで充電を行う場合、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が前記満充電電圧以下の所定の基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して前記満充電電圧に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とするバンク切替型キャパシタ電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御したとき充電を終了させることを特徴とする請求項１記載のバンク切替型キャパシタ電源装置。
【請求項３】
少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置において、
前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、
出力端子の電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段と
を備え、前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを前記満充電電圧まで充電を行う場合、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が前記満充電電圧以下の第１の基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して前記満充電電圧以下の第２の基準値に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とするバンク切替型キャパシタ電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクのいずれかの並列モニタのバイパス動作信号を検出したとき充電を終了させることを特徴とする請求項３記載のバンク切替型キャパシタ電源装置。
【請求項５】
少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクと、前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、出力端子の電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段とを備えたバンク切替型キャパシタ電源装置の充電方法であって、
前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が前記満充電電圧以下の第１の基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して前記満充電電圧以下の第２の基準値に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とするバンク切替型キャパシタ電源装置の充電方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
そのために本発明は、少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクからなるキャパシタ電源装置において、前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、出力端子の電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを前記満充電電圧まで充電を行う場合、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が前記満充電電圧以下の所定の基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して前記満充電電圧に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とし、前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御したとき充電を終了させることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクを前記満充電電圧まで充電を行う場合、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が前記満充電電圧以下の第１の基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して前記満充電電圧以下の第２の基準値に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とし、前記制御手段は、前記複数のキャパシタバンクのいずれかの並列モニタのバイパス動作信号を検出したとき充電を終了させることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、少なくとも満充電電圧の検出機能を有する並列モニタを備えた複数のキャパシタバンクと、前記複数のキャパシタバンクの直並列接続を切り替える接続切り替え手段と、出力端子の電圧を検出して前記直並列接続の切り替えを判定し前記接続切り替え手段を制御する制御手段とを備えたバンク切替型キャパシタ電源装置の充電方法であって、前記出力端子間に前記複数のキャパシタバンクを直列に接続して充電を行い、前記出力端子の電圧が前記満充電電圧以下の第１の基準値に達したことを条件に、前記複数のキャパシタバンクのそれぞれを順次個別に前記出力端子間に接続して前記満充電電圧以下の第２の基準値に達するまで充電を行った後、前記複数のキャパシタバンクを並列に接続するように前記接続切り替え手段を制御することを特徴とする。