(57)【要約】【課題】  安定性、負荷変動応答性を向上させ、低電圧側に接続する二次電池、蓄電器、電気二重層コンデンサの寿命を延ばした昇降圧チョッパ装置と電気二重層コンデンサの充電方法を提供する。                                                    【解決手段】  昇降圧チョッパ回路（１）の電圧指令値と高圧側電圧検出器（８）の検出出力との偏差を零に抑制する電流指令値を生成する電圧制御器（１２）と、電流指令値と直流電流検出器（１０）との偏差を零に抑制するためのパルス指令を生成する電流制御器（１９）と、高圧側電圧検出器（８）と低圧側電圧検出器（９）の出力値から昇圧動作または降圧動作かを判断しかつパルス指令に従ってパルス信号を昇圧用スイッチング素子（４）または降圧用スイッチング素子（３）のどちらかに選択して出力する切替器（２４）と突入電流防止回路（２６）とを備えた。                    【選択図】図１
2007267582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側直流電源の電圧をチョッピングによって降圧する降圧用スイッチング素子と、低圧側直流電源の電圧をチョッピングによって昇圧する昇圧用スイッチング素子と、前記高圧側直流電源の電圧を検出する高圧側電圧検出器と、前記低圧側直流電源の電圧を検出する低圧側電圧検出器と、前記昇圧用スイッチング素子からの出力電力を平滑する平滑素子と、高圧側と低圧側の間に流れる電流を検出する直流電流検出器と、前記高圧側直流電源と前記低圧側直流電源の出力電荷を蓄積するリアクトルを備えた昇降圧チョッパ装置において、
昇降圧チョッパ回路の電圧指令値と前記高圧側電圧検出器の検出出力との偏差を零に抑制する電流指令値を生成する電圧制御器と、
前記電流指令値と前記直流電流検出器との偏差を零に抑制するためのパルス指令を生成する電流制御器と、
前記高圧側電圧検出器と前記低圧側電圧検出器の出力値から昇圧動作または降圧動作かを判断しかつ前記パルス指令に従ってパルス信号を昇圧用スイッチング素子または降圧用スイッチング素子のどちらかに選択して出力する切替器と、
を備えることを特徴とする昇降圧チョッパ装置。
【請求項２】
前記切替器は、前記降圧動作において、前記高圧側直流電源の電圧が降圧動作開始電圧より高く、かつ前記低圧側直流電源の電圧が降圧動作範囲の場合に、前記パルス信号を降圧用スイッチング素子に出力し前記昇降圧用スイッチング回路に降圧動作を開始させ、前記高圧側直流電源の電圧が前記電圧指令値に到達した場合に降圧動作を停止させるヒステリシスを持つことを特徴とする請求項１記載の昇降圧チョッパ装置。
【請求項３】
前記切替器は、前記昇圧動作において、前記高圧側直流電源の電圧が昇圧動作開始電圧より低く、かつ前記低圧側直流電源の電圧が昇圧動作範囲の場合に、前記パルス信号を昇圧用スイッチング素子に出力し前記昇降圧チョッパ回路に昇圧動作を開始させ、前記高圧側直流電源の電圧が前記電圧指令値に到達した場合に昇圧動作を停止させるヒステリシスを持つことを特徴とする請求項１記載の昇降圧チョッパ装置。
【請求項４】
前記高圧側直流電源に、発電機を接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の昇降圧チョッパ装置。
【請求項５】
前記低圧側直流電源に、二次電池を接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の昇降圧チョッパ装置。
【請求項６】
前記低圧側直流電源に蓄電器を接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の昇降圧チョッパ装置。
【請求項７】
前記低圧側直流電源の出力に直列に接続された突入電流防止回路と電気二重層コンデンサとを備え、前記切替器は前記突入電流防止回路の動作を制御することを特徴とする請求項１記載の昇降圧チョッパ装置。
【請求項８】
前記突入電流防止回路は並列に接続された抵抗とスイッチで構成されたことを特徴とする請求項７記載の昇降圧チョッパ装置。
【請求項９】
前記突入電流防止回路を２個以上並列に接続したことを特徴とする請求項７記載の昇降圧チョッパ装置。
【請求項１０】
高圧側直流電源の電圧をチョッピングによって降圧する降圧チョッパ素子と、低圧側直流電源の電圧をチョッピングによって昇圧する昇圧チョッパ素子と、前記高圧側直流電源の電圧を検出する高圧側電圧検出器と、前記低圧側直流電源の電圧を検出する低圧側直流電源電圧検出器と、前記昇圧チョッパ素子からの出力電力を平滑する平滑素子と、前記高圧側直流電源と前記電気低圧側直流電源の間に流れる電流を検出する直流電流検出器と、前記高圧側直流電源と前記低圧側直流電源の出力電荷を蓄積するリアクトルと、並列に接続された抵抗とスイッチとで構成され前記前記低圧側直流電源の突入電流を防止する突入電流防止回路を備えた昇降圧チョッパ装置の駆動方法において、
前記突入電流防止回路のスイッチをオフして充電電流を制限し、前記低圧側直流電源が所定の電圧になるまで充電するステップと、
所定の電圧を超えたら前記突入電流防止回路をのスイッチをオンし前記抵抗を短絡させるステップと、
を備えることを特徴とする昇降圧チョッパ装置の駆動方法。
【請求項１１】
前記低圧側直流電源に、電気二重層コンデンサを接続したことを特徴とする請求項１０記載の昇降圧チョッパ装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電量が不安定な風力発電や水力発電などの自然エネルギーを用いた発電システムを電源とする分散型電源において、発電機が余剰電力を発生した場合は二次電池やコンデンサに充電し、また発電しない場合は不足分を二次電池やコンデンサから放電する充放電コンバータとして使用できる昇降圧チョッパ装置とその駆動方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の昇降圧チョッパ装置を示す図であり、出力電圧検出回路で検出した出力電圧を用いて出力電圧指令値との差を誤差増幅器によって増幅し、スイッチング素子を制御して、昇降圧制御している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、従来の昇圧チョッパ装置であり、電圧制御ゲインだけで制御する場合の欠点を解決するため、瞬時電圧と平均電圧による電圧制御器の後に電流制御器を加えている。この手法では、負荷変動による出力電圧が変動した場合、電圧制御器の電圧ゲインと電流制御器の電流ゲインとの相乗効果によって昇圧用スイッチング素子にパルス信号が出力されるため電圧ゲインだけを大きくする必要がなく、無負荷時の安定性を確保しつつ負荷変動に対する反応を向上することができる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、昇圧チョッパ装置に電気二重層コンデンサを接続して運転するには、図１２、図１３に示すような充電装置を用いてあらかじめ充電する必要があり（例えば、特許文献３、特許文献４参照）、利便性に欠けていた。
【特許文献１】特開２０００-３５０４１１      号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開平６-２３３５３０号公報（第４頁、図１）
【特許文献３】特許第３５５９８０３号（第６頁、図２）
【特許文献４】特開２００５−９４８９３号（第８ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の従来技術では、大きな負荷変動が発生した場合、この変動を小幅で抑えるため電圧制御ゲインを大きくする必要がある。しかし、電圧制御ゲインが大きくなると無負荷時の安定性が損なわれる欠点があった。一方、特許文献２のＤＣ/ＤＣコンバータは安定した制御が出来る反面、昇圧動作のみであり昇降圧チョッパ装置への適用はできない。
また、従来、昇圧チョッパ装置に電気二重層コンデンサを接続して運転するには、図１２、図１３に示すような充電装置を用いてあらかじめ充電する必要があり（例えば、特許文献２、特許文献３参照）、利便性に欠けていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、無負荷時の安定性を確保しつつ、負荷変動に対する応答性を向上させ、低電圧側直流電源に接続する二次電池または蓄電器の寿命を延ばした昇降圧チョッパ装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、低電側直流電源に電気二重層コンデンサを使用したときの昇降圧チョッパ装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、高圧側直流電源の電圧をチョッピングによって降圧する降圧用スイッチング素子と、低圧側直流電源の電圧をチョッピングによって昇圧する昇圧用スイッチング素子と、前記高圧側直流電源の電圧を検出する高圧側電圧検出器と、前記低圧側直流電源の電圧を検出する低圧側電圧検出器と、前記昇圧用スイッチング素子からの出力電力を平滑する平滑素子と、高圧側と低圧側の間に流れる電流を検出する直流電流検出器と、前記高圧側直流電源と前記低圧側直流電源の出力電荷を蓄積するリアクトルを備えた昇降圧チョッパ装置において、前記昇降圧チョッパ回路の電圧指令値と前記高圧側電圧検出器の検出出力との偏差を零に抑制する電流指令値を生成する電圧制御器と、前記電流指令値と前記直流電流検出器との偏差を零に抑制するためのパルス指令を生成する電流制御器と、前記高圧側電圧検出器と前記低圧側電圧検出器の出力値から昇圧動作または降圧動作かを判断しかつ前記パルス指令に従ってパルス信号を昇圧用スイッチング素子または降圧用スイッチング素子のどちらかに選択して出力する切替器と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の昇降圧チョッパ装置において、前記切替器は、前記降圧動作において、前記高圧側直流電源の電圧が降圧動作開始電圧より高く、かつ前記低圧側直流電源の電圧が降圧動作範囲の場合に、前記パルス信号を降圧用スイッチング素子に出力し前記昇降圧用スイッチング回路に降圧動作を開始させ、前記高圧側直流電源の電圧が前記電圧指令値に到達した場合に降圧動作を停止させるヒステリシスを持つことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１記載の昇降圧チョッパ装置において、前記切替器は、前記昇圧動作において、前記高圧側直流電源の電圧が昇圧動作開始電圧より低く、かつ前記低圧側直流電源の電圧が昇圧動作範囲の場合に、前記パルス信号を昇圧用スイッチング素子に出力し前記昇降圧チョッパ回路に昇圧動作を開始させ、前記高圧側直流電源の電圧が前記電圧指令値に到達した場合に昇圧動作を停止させるヒステリシスを持つことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の昇降圧チョッパ装置において、前記高圧側直流電源に、発電機を接続したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の昇降圧チョッパ装置において、前記低圧側直流電源に、二次電池を接続したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の昇降圧チョッパ装置において、前記低圧側直流電源に蓄電器を接続したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１記載の昇降圧チョッパ装置において、前記低圧側直流電源の出力に直列に接続された突入電流防止回路と電気二重層コンデンサとを備え、前記切替器は前記突入電流防止回路の動作を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７記載の昇降圧チョッパ装置において、前記突入電流防止回路は並列に接続された抵抗とスイッチで構成されたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７記載の昇降圧チョッパ装置において、前記突入電流防止回路を２個以上並列に接続したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項１０に記載の発明は、高圧側直流電源の電圧をチョッピングによって降圧する降圧チョッパ素子と、低圧側直流電源の電圧をチョッピングによって昇圧する昇圧チョッパ素子と、前記高圧側直流電源の電圧を検出する高圧側電圧検出器と、前記低圧側直流電源の電圧を検出する低圧側直流電源電圧検出器と、前記昇圧チョッパ素子からの出力電力を平滑する平滑素子と、前記高圧側直流電源と前記低圧側直流電源の間に流れる電流を検出する直流電流検出器と、前記高圧側直流電源と前記低圧側直流電源の出力電荷を蓄積するリアクトルと、並列に接続された抵抗とスイッチとで構成され前記前記低圧側直流電源の突入電流を防止する突入電流防止回路を備えた昇降圧チョッパ装置の駆動方法において、前記突入電流防止回路のスイッチをオフして充電電流を制限し、前記低圧側直流電源が所定の電圧になるまで充電するステップと、所定の電圧を超えたら前記突入電流防止回路をのスイッチをオンし前記抵抗を短絡させるステップと、を備えることを特徴とするものである。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載の昇降圧チョッパ装置の駆動方法において、前記低圧側直流電源に、電気二重層コンデンサを接続したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によると、負荷変動に対する反応を早くすることができ、また、二次電池または蓄電器の寿命を延ばすことができる。さらに切替器によって高圧側直流電源の電圧に応じて昇圧および降圧動作させることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によると、高圧側直流電源の電圧が電圧指令値より高く、低電圧側直流電源の電圧が降圧動作領域である場合は降圧動作させ、降圧動作の開始電圧と目標電圧が異なるようにすることでヒステリシスを持たせているため、安定に降圧動作させることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によると、高圧側直流電源の電圧が電圧指令値より低く、低電圧側直流電源の電圧が昇圧動作領域である場合は昇圧動作させ、昇圧動作の開始電圧と目標電圧が異なるようにすることでヒステリシスを持たせているため、安定に昇圧動作させることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、前記高圧側直流電源に出力電圧が不安定な発電機を接続し、
発電機の発電量によって決定される前記高圧側直流電源電圧によって昇降圧チョッパ装置の降圧または昇圧動作を決定する。
【００２０】
請求項５に記載の発明によると、二次電池を充放電させることができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によると、蓄電器を充放電させることができる。
【００２２】
請求項７乃至９に記載の発明によると電気二重層コンデンサの初期充電機能を持った昇降圧チョッパ装置を提供することができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明によると昇降圧チョッパ装置の電気二重層コンデンサ初期充電方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の昇降圧チョッパ回路の構成を示すブロック図である。図において昇降圧チョッパ回路１は、風力発電など自然エネルギーによる直流電力が接続された高圧側直流電源２、降圧用スイッチング素子３、昇圧用スイッチング素子４と、高圧側直流電源２および低圧側直流電源５の電力を蓄積する直流リアクトル６と、抵圧側直流電源側用の平滑素子である平滑コンデンサ７で構成されている。また、昇降圧動作の制御のための高圧側電圧検出器８、抵圧側電圧検出器９および直流電流検出器１０が設けられている。
【００２６】
次に動作について説明する。まず高圧側直流電源電圧Ｖと目標電圧Ｖ*を電圧用減算器１１で比較し、その電圧偏差（Ｖ−Ｖ*）がゼロになるように電圧制御器１２内でＰＩ制御によって電流目標値Ｉ*を算出する。電圧制御器１２内では、電圧偏差（Ｖ−Ｖ*）の電圧比例成分１３と電圧積分上限制限器１４を通した電圧積分成分１５を加算器１６によって加算した結果を上下限制限器１７に通して電流目標値Ｉ*が決定される。
次に直流電流検出器１０からの電流値Ｉとを電流用減算器１８で比較し、この電流偏差（Ｉ−Ｉ*）がゼロになるように電流制御器１９で降圧用および昇圧用スイッチング素子のパルス信号を算出する。電流偏差（Ｉ−Ｉ*）の電流比例成分２０と積分上限制限器２１を通した電流積分成分２２を加算器１６によって加算した結果を上下限制限器１７に通してデューティＤが決定される。
このように電圧制御器１２の後に電流制御器１９を配置することで高圧側直流電源電圧Ｖが変動した場合、電圧比例成分１３の電圧ゲインＫＰＶだけでなく、電流比例成分２０の電流ゲインＫＰＩも用いて制御することができる。そのため電圧制御器のゲインだけで制御した場合と比較して無負荷時の安定性を損なうことなく負荷変動を小幅に抑えた制御が可能となる。
【００２７】
次にこの電流制御器１９の後段に切替器２４を備え、高圧側直流電源電圧Ｖおよび低圧側直流電源電圧ＶＢによって昇圧もしくは降圧動作を決定する。降圧時はパルス信号を降圧スイッチング素子３へ出力し昇圧用スイッチング素子４にはパルス信号を出力しない。また昇圧時はパルス信号を昇圧用スイッチング素子４に出力し、降圧用スイッチング素子３にパルス信号を出力しない。
【００２８】
図２は第１実施例の昇降圧チョッパ回路の昇降圧動作範囲を示す図である。まず降圧動作について説明する。高圧側直流電源電圧Ｖが、目標電圧Ｖ＊であるときは昇降圧動作しない。もし、負荷変動などにより高圧側直流電源電圧Ｖが上昇した場合、降圧動作開始電圧よりも低ければ降圧動作は開始されない。しかし、降圧開始電圧を上回り降圧動作範囲に入った場合、昇降圧チョッパ回路１は降圧動作を開始し、目標値Ｖ＊と高圧側直流電源電圧Ｖの偏差がゼロになる（目標電圧Ｖ＊に到達する）と停止する。
【００２９】
つぎに昇圧動作について説明する。高圧側直流電源電圧Ｖが、負荷変動などにより高圧側直流電源電圧Ｖが低下した場合、昇圧動作開始電圧よりも高ければ昇圧動作は開始しない。しかし、昇圧開始電圧を下回り昇圧動作範囲に入った場合、昇降圧チョッパ回路１は昇圧動作を開始し、目標値Ｖ＊と高圧側直流電源電圧Ｖの偏差がゼロになる（目標電圧Ｖ＊に到達する）と停止する。
【００３０】
このように昇降圧動作におけるそれぞれの開始電圧（降圧動作開始電圧および昇圧動作開始電圧）を目標電圧Ｖ＊とは別にすることによって、もし降圧動作によって高圧側直流電源電圧Ｖが目標電圧Ｖ＊に到達した後、さらに目標電圧Ｖ＊を下回ってもすぐに昇圧動作しないため、昇圧、降圧動作が連続的に発生するチャタリングを防ぐことができる。
【実施例２】
【００３１】
図３は第２実施例の昇降圧チョッパ回路を示す図である。風力発電など自然エネルギーによる直流電力を高圧側直流電源２に接続し、低圧側直流電源５に二次電池または蓄電器２５を接続したもので、発電機による発電が過剰で高電圧側直流電源が降圧開始電圧を上回り降圧動作範囲に入った場合、昇降圧チョッパ回路１が降圧動作し高圧側直流電源から二次電池または蓄電器２５に充電される。また、発電量が少なく高電圧側電源電圧が昇圧開始電圧を下回り昇圧動作範囲に入った場合、昇降圧チョッパ回路１が昇圧動作し二次電池または蓄電器２５から高圧側直流電源に放電される。
【実施例３】
【００３２】
図４は、第３実施例の昇降圧チョッパ回路の昇降圧動作範囲を示す図である。図２に示すように高圧側直流電源電圧Ｖが降圧動作開始電圧を上まわり降圧（充電）動作が選択された後、二次電池または蓄電器２５の電圧ＶＢによって最終的に対して降圧（充電）動作するかどうかが切替器で決定される。具体的には、電圧ＶＢが降圧目標電圧ＶＢ＊以上である場合、昇降圧チョッパ回路１は降圧（充電）動作しない。
【００３３】
電圧ＶＢが降圧開始電圧ＶＢＳ以下から低電圧ＶＢＬ以上にある場合、昇降圧チョッパ回路１は降圧（充電）動作を開始する。降圧（充電）動作に従って電圧ＶＢが上昇し、降圧目標電圧ＶＢ＊に到達すると降圧（充電）動作は停止する。このように降圧開始電圧ＶＢＳと降圧目標電圧ＶＢ＊のように降圧（充電）動作の開始電圧と終了電圧が異なることによって、降圧目標電圧ＶＢ＊付近に電圧ＶＢが存在する場合に昇圧、降圧動作が連続的に発生するチャタリングを防ぐことができる。また、直流電流検出器１０で過電流を検出した場合、昇圧および高圧スイッチング素子へのパルス信号の出力を停止することで、二次電池または蓄電器２５を保護し、寿命を延ばすことができる。
【実施例４】
【００３４】
図７は、実施例４で、電気二重層コンデンサを用いた昇降圧チョッパ回路の構成を示すブロック図である。図において昇降圧チョッパ回路１は、風力発電など自然エネルギーによる直流電力が接続された高圧側直流電源２、降圧用スイッチング素子３、昇圧用スイッチング素子４と、高圧側直流電源２および低圧側直流電源５の電力を蓄積する直流リアクトル６と、抵圧側直流電源側用の平滑素子である平滑コンデンサ７、突入電流防止回路２５、電気二重層コンデンサ３５で構成されている。また、昇降圧動作の制御のための高圧側電圧検出器８、抵圧側電圧検出器９および直流電流検出器１０が設けられている。
【００３５】
次に昇降圧チョッパ装置による電気二重層コンデンサ５の初期充電方法について説明する。図２は、第１実施例の昇降圧チョッパ回路の充放電動作範囲を示す図で、図８は、電気二重層コンデンサの初期充電範囲および降圧動作範囲を示す図である。高圧側直流電源電圧Ｖが目標電圧Ｖ*より大きく降圧（充電）モードの時、切替器２４によって突入電流防止回路２５をオフにし突入電流防止回路２５の抵抗を直流リアクトル６と電気二重層コンデンサ５の間に接続した状態にする。
【００３６】
電気二重層コンデンサ５の定格出力と電気二重層コンデンサ５の充放電運転電圧２７から求められた電流目標値Ｉ*を超えないように上下限制限器１７でデューティＤを制限しながら降圧用スイッチング素子３をスイッチング動作することで初期電圧がゼロの電気二重層コンデンサへ５の初期充電を開始する。
【００３７】
電気二重層コンデンサ５の電圧が図８の充放電運転電圧２７に到達後、突入電流防止回
路２５をオンにして直流リアクトル６と電気二重層コンデンサ５の間を短絡状態にし初期充電を終了する。初期充電終了後、昇圧チョッパ装置１の充放電運転モードに入る。
【実施例５】
【００３８】
図９は、第６実施例の昇降圧チョッパ回路の構成を示すブロック図である。図において昇降圧チョッパ回路１は、風力発電など自然エネルギーによる直流電力が接続された高圧側直流電源２、降圧用スイッチング素子３、昇圧用スイッチング素子４と、高圧側直流電源２および電気二重層コンデンサ５の電力を蓄積する直流リアクトル６と、電気二重層コンデンサ側の平滑コンデンサ７で構成されている。また、昇降圧動作の制御のための高圧側電圧検出器８、電気二重層コンデンサ電圧検出器９および直流電流検出器１０、２つの突入電流防止回路２６a、２６bが設けられている。
【００３９】
図５は、電気二重層コンデンサの初期充電範囲および降圧動作範囲を示す図である。切
替器２４によって突入電流防止回路２６aをオフ、２６ｂをオンにすることで直流リアクトル６と電気二重層コンデンサ５の間に突入防止回路２６aの抵抗のみを接続した状態にする。
【００４０】
高圧側直流電源電圧Ｖが目標電圧Ｖ*より大きい降圧（充電）モードの時、電気二重層コンデンサ５の定格出力と電気二重層コンデンサ運転電圧から求めた電流目標値Ｉ*になるように上下限制限器１７でデューティＤを制限し降圧用スイッチング素子３をスイッチングすることで初期電圧がゼロの電気二重層コンデンサへ５の初期充電を開始する。
【００４１】
電気二重層コンデンサ５が運転電圧より低い突入電流防止回路２６bのオフ電圧２８に
到達し充電電流が低下したら、切替器２４によって突入電流防止回路２６ｂをオフにし、突入電流防止回路２６aと２６ｂの抵抗を並列動作させ、全体の抵抗値を低下させる。これにより充電電流を増加させ、初期充電時間の短縮する。
【００４２】
電気二重層コンデンサ５の電圧が図５の充放電運転電圧２７に到達後、突入電流防止回路２６a、２６ｂをオンし直流リアクトル６と電気二重層コンデンサ５の間を短絡状態にし初期充電を停止した後、昇圧チョッパ装置１の通常の充放電運転モードに入る。
【００４３】
２個以上の突入電流防止回路を並列に接続し、電気二重層コンデンサ５の運転電圧より低い突入電流防止回路のオフ電圧を複数設けることで、充電電流を２段階以上に調整し、初期充電時間をさらに短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、分散型電源の直流母線側に前記高圧直流電源を接続し、電気二重層コンデンサなどの蓄電器を初期充電および充放電コントロールをするので、分散型電源による負荷への安定な電力供給を可能である。発電量が安定しない風力発電や水力発電など自然エネルギーを用いた発電システムなどに適用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の昇降圧チョッパ装置の回路構成を示すブロック図
【図２】本発明の昇降圧チョッパ装置の昇降圧動作範囲
【図３】本発明の第２実施例の昇降圧チョッパ回路
【図４】本発明の第３実施例の昇降圧チョッパ回路の昇降圧動作範囲
【図５】従来の昇降圧チョッパ装置
【図６】従来の昇圧チョッパ装置
【図７】本発明の昇降圧チョッパ装置
【図８】本発明の電気二重層コンデンサの昇降圧および初期充電範囲
【図９】本発明の昇降圧チョッパ装置
【図１０】本発明の電気二重層コンデンサの昇降圧および初期充電範囲
【図１１】抵抗が無い場合の電気二重層コンデンサの充電電流グラフ
【図１２】従来の電気二重層コンデンサ充電装置
【図１３】従来の電気二重層コンデンサ充電装置
【符号の説明】
【００４６】
１  昇降圧チョッパ回路
２  高圧側直流電源
３  降圧用スイッチング素子
４  昇圧用スイッチング素子
５  低圧側直流電源
６  直流リアクトル
７  抵圧側直流電源側用の平滑コンデンサ
８  高圧側電圧検出器
９  抵圧側電圧検出器
１０  直流電流検出器
１１  電圧用減算器
１２  電圧制御器
１３  電圧比例成分
１４  電圧積分上限器
１５  電圧積分成分
１６  加算器
１７  上下限制限器
１８  電流用減算器
１９  電流制御器
２０  電流比例成分
２１  電流積分上限制限器
２２  電流積分成分
２３  電流積分成分加算器
２４  切替器
２５  二次電池または蓄電器
２６  突入電流防止回路
３５  電気二重層コンデンサ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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