(57)【要約】【課題】機能の喪失や低下が発生せず、システムの再充電を無制限に行うことができ、従来のシステムよりも動作時間が長く、軽量かつ小型のエネルギ蓄積システムを提供する。【解決手段】エネルギ蓄積システムは、ＤＣ／ＡＣ電流源１０５に接続された充電装置１１０と、充電装置１１０と複数のサブシステム１７１，１７２，１７３，１７４との間にそれぞれ接続された複数のエネルギ蓄積装置１２０，１３０，１４０，１６０とを備える。エネルギ蓄積装置１２０，１３０，１４０，１６０は、充電装置１１０により充電され、エネルギ蓄積装置１２０，１３０，１４０，１６０と接続されたサブシステム１７１，１７２，１７３，１７４に電力を供給する磁器コンデンサと、磁器コンデンサからサブシステム１７１，１７２，１７３，１７４への電流を検知し、サブシステム１７１，１７２，１７３，１７４に過大な電流が流れることを防ぐ過電流保護装置と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ／ＡＣ電流源に接続された充電装置と、
前記充電装置と、複数のサブシステムとの間にそれぞれ接続された複数のエネルギ蓄積装置とを備え、
前記エネルギ蓄積装置の各々は、
前記充電装置により充電され、前記エネルギ蓄積装置と接続された前記サブシステムに電力を供給する磁器コンデンサと、
前記磁器コンデンサから前記サブシステムへの電流を検知し、前記サブシステムに過大な電流が流れることを防ぐ過電流保護装置と、を備えることを特徴とするエネルギ蓄積システム。
【請求項２】
前記ＤＣ／ＡＣ電流源がＤＣ電流を供給するとき、前記磁器コンデンサは電池であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項３】
前記ＤＣ／ＡＣ電流源がＡＣ電流を供給するとき、前記磁器コンデンサはウルトラキャパシタであることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項４】
前記充電装置に接続され、メイン磁器コンデンサおよび磁器コンデンサ保護装置を有するオプションエネルギ蓄積装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項５】
前記磁器コンデンサは、前記サブシステムのプリント回路基板上に取り付けることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項６】
前記磁器コンデンサは、システムインパッケージに封入することを特徴とする請求項１に記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項７】
ＤＣ／ＡＣ電流源に接続された充電装置と、
前記充電装置に接続され、メイン磁器コンデンサおよび磁器コンデンサ保護装置を有するメインエネルギ蓄積装置と、
前記充電装置と、複数のサブシステムとの間にそれぞれ接続された複数のエネルギ蓄積装置とを備え、
前記エネルギ蓄積装置の各々は、
前記充電装置により充電され、前記エネルギ蓄積装置と接続されたサブシステムに電力を供給する磁器コンデンサと、
前記磁器コンデンサから前記サブシステムへの電流を検知し、前記サブシステムに過大な電流が流れることを防ぐ過電流保護装置と、を含むことを特徴とするエネルギ蓄積システム。
【請求項８】
前記ＤＣ／ＡＣ電流源がＤＣ電流を供給するとき、前記磁器コンデンサは電池であることを特徴とする請求項７に記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項９】
前記ＤＣ／ＡＣ電流源がＡＣ電流を供給するとき、前記磁器コンデンサはウルトラキャパシタであることを特徴とする請求項７に記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項１０】
前記磁器コンデンサは、前記サブシステムのプリント回路基板上に取り付けることを特徴とする請求項７に記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項１１】
前記磁器コンデンサは、システムインパッケージに封入することを特徴とする請求項７に記載のエネルギ蓄積システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエネルギ蓄積システムに関し、特に、磁器コンデンサを有するエネルギ蓄積システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子システムのほとんどは、単一電源（単電池アーキテクチャ）を有する化学電池により電力が供給されることが一般的であった。新しい「混成」アーキテクチャは、化学電池を中央電源およびウルトラキャパシタ／スーパーキャパシタとして利用し、短時間にピークパワーを供給することができる（電池−ウルトラキャパシタ混成アーキテクチャ）。さらには、複数の電池を使用する電池アーキテクチャ（複数の電池アーキテクチャ）もあった。
【０００３】
しかし、これらのアーキテクチャには多くの問題があった。単電池アーキテクチャは、ピークパワーおよび連続エネルギ供給という両方のニーズを満たすため、大型にする必要があった。そのため、一般に電池は大型となり、継続的な操作には理想的でなかった。また、電池とハイパワーが求められるサブシステムとの間には大ゲージワイヤが配置されるため、重量および体積が増大してしまうことがあった。
【０００４】
複数の電池を有するアーキテクチャは、異なるサブシステム負荷をサポートする様々なサイズの電池を有する。しかし、これは単電池アーキテクチャの効率および冗長性を向上させることができるが、システムの体積および重量が増大してしまうことがあった。また、全ての電池で充電等化を処理するため回路は複雑であったが、これにより一番弱い電池が複数の電池システムの性能を制限することはなかった。しかし、これはサブシステムの要求を満たすために、異なる化学電池を使用した場合、さらに問題が発生することがあった。
【０００５】
電池−ウルトラキャパシタ混成アーキテクチャでは、ウルトラキャパシタを使用し、偶発的なピーク負荷のみを処理する。電池は、依然としてシステムの一次エネルギ蓄積装置であったため、システム反応およびシステム重量を大幅に改善させることはできなかった。一方、複雑な回路はウルトラキャパシタバンク中の充電等化を維持する必要があるため、重量が増大し、パワー管理の負担が増した。
【０００６】
上述したそれぞれのアーキテクチャは、電池のパワー／エネルギ／重量／サイズの特性により制限された。上述の理由から、新たなエネルギ蓄積アーキテクチャが求められていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来のシステムよりも動作時間が長く、軽量かつ小型のエネルギ蓄積システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）  ＤＣ／ＡＣ電流源に接続された充電装置と、前記充電装置と複数のサブシステムとの間にそれぞれ接続された複数のエネルギ蓄積装置とを備え、前記エネルギ蓄積装置の各々は、前記充電装置により充電され、前記エネルギ蓄積装置と接続された前記サブシステムに電力を供給する磁器コンデンサと、前記磁器コンデンサから前記サブシステムへの電流を検知し、前記サブシステムに過大な電流が流れることを防ぐ過電流保護装置と、を備えることを特徴とするエネルギ蓄積システムを提供する。
【０００９】
（２）  前記ＤＣ／ＡＣ電流源がＤＣ電流を供給するとき、前記磁器コンデンサは電池であることを特徴とする（１）に記載のエネルギ蓄積システムを提供する。
【００１０】
（３）  前記ＤＣ／ＡＣ電流源がＡＣ電流を供給するとき、前記磁器コンデンサはウルトラキャパシタであることを特徴とする（１）に記載のエネルギ蓄積システムを提供する。
【００１１】
（４）  前記充電装置に接続され、メイン磁器コンデンサおよび磁器コンデンサ保護装置を有するオプションエネルギ蓄積装置をさらに備えることを特徴とする（１）に記載のエネルギ蓄積システムを提供する。
【００１２】
（５）  前記磁器コンデンサは、前記サブシステムのプリント回路基板上に取り付けることを特徴とする（１）に記載のエネルギ蓄積システムを提供する。
【００１３】
（６）  前記磁器コンデンサは、システムインパッケージに封入することを特徴とする（１）に記載のエネルギ蓄積システムを提供する。
【００１４】
（７）  ＤＣ／ＡＣ電流源に接続された充電装置と、前記充電装置に接続され、メイン磁器コンデンサおよび磁器コンデンサ保護装置を有するメインエネルギ蓄積装置と、前記充電装置と複数のサブシステムとの間にそれぞれ接続された複数のエネルギ蓄積装置とを備え、前記エネルギ蓄積装置の各々は、前記充電装置により充電され、前記エネルギ蓄積装置と接続されたサブシステムに電力を供給する磁器コンデンサと、前記磁器コンデンサから前記サブシステムへの電流を検知し、前記サブシステムに過大な電流が流れることを防ぐ過電流保護装置と、を含むことを特徴とするエネルギ蓄積システムを提供する。
【００１５】
（８）  前記ＤＣ／ＡＣ電流源がＤＣ電流を供給するとき、前記磁器コンデンサは電池であることを特徴とする（７）に記載のエネルギ蓄積システムを提供する。
【００１６】
（９）  前記ＤＣ／ＡＣ電流源がＡＣ電流を供給するとき、前記磁器コンデンサはウルトラキャパシタであることを特徴とする（７）に記載のエネルギ蓄積システムを提供する。
【００１７】
（１０）  前記磁器コンデンサは、前記サブシステムのプリント回路基板上に取り付けることを特徴とする（７）に記載のエネルギ蓄積システムを提供する。
【００１８】
（１１）  前記磁器コンデンサは、システムインパッケージに封入することを特徴とする（７）に記載のエネルギ蓄積システムを提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のエネルギ蓄積システムは、機能の喪失や低下が発生せず、システムの再充電を無制限に行うことができる。さらに本発明のエネルギ蓄積システムは、従来のシステムよりも動作時間が長い上、エネルギ蓄積システムの重量および体積を低減させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好適な実施形態によるエネルギ蓄積システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の別の好適な実施形態によるエネルギ蓄積システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明の好適な実施形態によるエネルギ蓄積システムを示すブロック図である。このエネルギ蓄積システムは、充電装置１１０および複数のエネルギ蓄積装置１２０，１３０，１４０，１６０を含む。充電装置１１０は、ＤＣ／ＡＣ電流源１０５に接続されている。エネルギ蓄積装置１２０，１３０，１４０，１６０は、充電装置１１０と、複数のサブシステム１７１，１７２，１７３，１７４との間にそれぞれ接続されている。各エネルギ蓄積装置は、磁器コンデンサ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ：ＭＣＡＰ）および過電流保護装置（Ｏｖｅｒ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＯＣＰＤ）を含む。図１に示すように、エネルギ蓄積装置１２０は、第１の磁器コンデンサおよび第１の過電流保護装置を含む。磁器コンデンサは、充電装置により充電され、エネルギ蓄積装置に接続されたサブシステムへ電力を供給する。例えば、第１のサブシステム１７１は、エネルギ蓄積装置１２０と接続され、第１の磁器コンデンサは、第１のサブシステム１７１へ電力を供給する。サブシステムの必要に応じ、第１の磁器コンデンサ、第２の磁器コンデンサ、第３の磁器コンデンサ、第Ｘの磁器コンデンサは、様々なエネルギ蓄積容量を提供してもよい。過電流保護装置は、磁器コンデンサからサブシステムへの電流を検知し、サブシステムに過大な電流が流れることを防止することができる。
【００２３】
磁器コンデンサは、電流供給源の違いに応じて異なる役割を担う。ＤＣ／ＡＣ電流源がＤＣ電流を供給するとき、磁器コンデンサは電池である。或いは、ＤＣ／ＡＣ電流源がＡＣ電流を供給するとき、磁器コンデンサはウルトラキャパシタである。
【００２４】
図２は、本発明の他の実施形態によるエネルギ蓄積システムを示すブロック図である。図２のエネルギ蓄積システムは、図１のエネルギ蓄積システムと異なり、充電装置１１０に接続されたオプションエネルギ蓄積装置２２０をさらに含む。オプションエネルギ蓄積装置２２０は、メイン磁器コンデンサ２２２および磁器コンデンサ保護装置２２４を含む。メイン磁器コンデンサ２２２は、磁器コンデンサよりも高いエネルギをサブシステムへ蓄積することができるため、電子システム全体の必要を満たすことができる。磁器コンデンサ保護装置２２４は、磁器コンデンサに過大な電流が流れることを防ぐことができる。
【００２５】
他の実施形態では、それぞれ個別のサブシステムのエネルギ蓄積装置がエネルギ蓄積装置の磁器コンデンサを使用してもよく、さらに他の実施形態では、選択されたサブシステムだけがエネルギ蓄積装置の磁器コンデンサを使用してもよい。
【００２６】
他の実施形態では、磁器コンデンサをサブシステムのプリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）上に取り付けることにより、人的コストを低減させ、生産性および品質を高めることができる。磁器コンデンサは非常に小さいため、このアーキテクチャは、重量またはサイズが増大することがない。さらに他の実施形態において、磁器コンデンサは、システムインパッケージ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎ  Ｐａｃｋａｇｅ：ＳｉＰ）に封入してもよい。
【００２７】
上述したことから分かるように、この発明は、エネルギ蓄積技術に関する磁器コンデンサを応用する。この技術は、同じ体積および重量を有する従来のコンデンサと比べ、エネルギ蓄積容量が１０億倍以上多い。さらにこの技術は、従来技術と比べ、効率を向上させることができる。
【００２８】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００２９】
１０５  ＤＣ／ＡＣ電流源
１１０  充電装置
１２０、１３０、１４０、１６０  エネルギ蓄積装置
１７１、１７２、１７３、１７４  サブシステム
２２０  オプションエネルギ蓄積装置
２２２  メイン磁器コンデンサ
２２４  磁器コンデンサ保護装置
【図１】
2009273353.tif 000003
【図２】
2009273353.tif 000004