本發(fā)明涉及用開關對多個蓄電設備的連接進行切換控制、并且從多個蓄電設備輸出多個直流電壓的電源裝置。
背景技術:
在以往的將多個蓄電設備串聯連接的電源裝置中,將抽頭與兩端的蓄電設備連接,并且還與中途的蓄電設備連接,從而能夠取出多個直流電壓(例如專利文獻1)。
現有技術文獻
專利文獻1:日本特開2007-6567號公報(第1圖)
技術實現要素:
在上述專利文獻1中,將多個蓄電設備串聯連接,另一方面,將抽頭與兩端的蓄電設備連接,并且還與中途的蓄電設備連接,取出多個直流電壓。然而,由于連接于地的蓄電設備是固定的,所以如果想要從中途的蓄電設備取出直流電壓,則存在比上述蓄電設備更接近于地的蓄電設備的正極與負極短路而發(fā)生電路破損、著火這樣的課題。
本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的,得到不易發(fā)生電路破損的電源裝置。
本發(fā)明涉及的電源裝置,具備:多個蓄電設備,具有正極端和負極端;第1蓄電設備連接用電路,設置于第1端子正極與端子負極間;第1開關電路,與所述多個蓄電設備中的各蓄電設備對應地設置,所述第1開關電路具有將該對應蓄電設備的負極端與所述第1蓄電設備連接用電路連接的負極端連接用開關、將該對應蓄電設備的正極端與所述第1蓄電設備連接用電路連接的第1正極端連接用開關以及使該對應蓄電設備被旁路的旁路用開關;第2蓄電設備連接用電路,設置于第2端子正極與端子負極間;第2開關電路,與所述多個蓄電設備中的各蓄電設備對應地設置,所述第2開關電路具有將該對應蓄電設備的正極端與所述第2蓄電設備連接用電路連接的第2正極端連接用開關以及連接該對應蓄電設備的正極端與其他蓄電設備的負極端的連接用開關;以及控制電路,控制所述第1開關電路和所述第2開關電路的各開關的開閉,通過所述控制電路控制所述第1開關電路的開關的開閉,將一個或者多個期望的蓄電設備連接到所述第1端子正極與端子負極間,通過所述控制電路控制所述第2開關電路的開關的開閉,將一個或者多個期望的蓄電設備連接到所述第2端子正極與端子負極間。
根據本發(fā)明的電源裝置,能夠通過第1和第2開關電路選擇連接到端子負極的蓄電設備,所以很少使蓄電設備短路,能夠從中途的蓄電設備取出直流電壓。
本發(fā)明的上述以外的目的、特征、觀點以及效果將根據參照附圖的以下本發(fā)明的詳細說明而變得更加明確。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的電源裝置的結構的電路圖。
圖2是示出實施方式1的電源裝置的電路動作的圖。
圖3是示出實施方式1的電源裝置的電路動作的圖。
圖4是示出實施方式1的電源裝置的電路動作的圖。
圖5是示出實施方式1的電源裝置的電路動作的圖。
圖6是示出實施方式1的電源裝置的電路動作的圖。
圖7是示出實施方式1的電源裝置的電路動作的圖。
圖8是示出實施方式2的電源裝置的結構的電路圖。
圖9是示出實施方式2的電源裝置的電路動作的圖。
圖10是示出實施方式2的電源裝置的電路動作的圖。
圖11是示出實施方式2的電源裝置的電路動作的圖。
圖12是示出實施方式2的電源裝置的電路動作的圖。
圖13是示出實施方式2的電源裝置的電路動作的圖。
圖14是示出實施方式2的電源裝置的電路動作的圖。
圖15是示出實施方式2的電源裝置的電路動作的圖。
圖16是示出實施方式3的電源裝置的結構的電路圖。
圖17是示出實施方式3的電源裝置的其他結構的電路圖。
圖18是示出實施方式4的電源裝置的結構的電路圖。
圖19是示出實施方式4的電源裝置的其他結構的電路圖。
圖20是示出實施方式5的電源裝置的結構的電路圖。
圖21是示出實施方式5的電源裝置的其他結構的電路圖。
圖22是示出實施方式6的電源裝置的結構的電路圖。
圖23是示出實施方式6的電源裝置的電路動作的圖。
圖24是示出實施方式6的電源裝置的電路動作的圖。
圖25是示出實施方式6的電源裝置的電路動作的圖。
圖26是示出實施方式7的電源裝置的結構的電路圖。
圖27是示出實施方式7的電源裝置的電路動作的圖。
圖28是示出實施方式7的電源裝置的電路動作的圖。
圖29是示出實施方式8的電源裝置的結構的電路圖。
圖30是示出實施方式8的電源裝置的電路動作的圖。
圖31是示出實施方式8的電源裝置的電路動作的圖。
圖32是示出實施方式9的電源裝置的結構的電路圖。
圖33是示出實施方式9的電源裝置的電路動作的圖。
圖34是示出實施方式9的電源裝置的電路動作的圖。
圖35是示出實施方式10的電源裝置的結構的電路圖。
圖36是示出實施方式10的電源裝置的電路動作的圖。
圖37是示出實施方式10的電源裝置的電路動作的圖。
圖38是示出實施方式11的電源裝置的結構的電路圖。
圖39是示出實施方式11的電源裝置的電路動作的圖。
圖40是示出實施方式11的電源裝置的電路動作的圖。
(符號說明)
1:第1取出口;1a:正極;1b:負極;2:第2取出口;2a:正極;2b:負極;3、4、5:蓄電設備;6:控制電路;7:地;8:地;9:第1開關電路;9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i:mosfet;10、24:第2開關電路;10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h:mosfet;11:平滑電抗器;12:平滑電容器;13:充電裝置;14:電動發(fā)電機;15:逆變器;15g:平滑電容器;16:第1負載;17:dc/dc轉換器;17a、17e:平滑電容器;17d:平滑電抗器;18:低壓蓄電設備;19:低壓電氣安裝件;20:第2負載;21:第3負載;22:高壓電氣安裝件;23:第3開關電路;23a、23b:mosfet;25:第1電流;26;第2電流。
具體實施方式
實施方式1.
圖1示出表示本發(fā)明的實施方式1的電源裝置的結構的電路圖。在圖1中,作為蓄電設備,例如使用鎳氫電池、鋰離子電池。
第1開關電路9(第1開關電路)以如下方式構成。將mosfet9a(第1正極端連接用開關)的漏極端子連接到蓄電設備3的正極端,mosfet9a(第1正極端連接用開關)的源極端子與mosfet9d(旁路用開關)的漏極端子連接,其連接點與第1取出口1的正極1a(第1端子正極)連接。將mosfet9g(負極端連接用開關)的漏極端子連接到蓄電設備3的負極端,將mosfet9g的源極端子連接到mosfet9d的源極端子。將mosfet9b(第1正極端連接用開關)的漏極端子連接到蓄電設備4的正極端,mosfet9b的源極端子與mosfet9e(旁路用開關)的漏極端子連接,其連接點與mosfet9d的源極端子連接。
蓄電設備4的負極端與mosfet9h(負極端連接用開關)的漏極端子連接,mosfet9h的源極端子與mosfet9e的源極端子連接。蓄電設備5的正極端與mosfet9c(第1正極端連接用開關)的漏極端子連接,mosfet9c的源極端子與mosfet9f(旁路用開關)的漏極端子連接,其連接點與mosfet9e的源極端子連接。蓄電設備5的負極端與mosfet9i(負極端連接用開關)的漏極端子連接,mosfet9i的源極端子與mosfet9f的源極端子連接,其連接點與地7連接。地7與第1取出口1的負極1b(端子負極)連接。
第2開關電路10(第2開關電路)以如下方式構成。將蓄電設備3的負極端與mosfet10a(連接用開關)的源極端子連接,mosfet10a的漏極端子與mosfet10b(第2正極端連接用開關)的源極端子連接,其連接點和蓄電設備4的正極端連接。蓄電設備4的負極端與mosfet10c(連接用開關)的源極端子連接,mosfet10c的漏極端子與mosfet10d(第2正極端連接用開關)的源極端子連接,其連接點和蓄電設備5的正極端連接。將蓄電設備5的負極端與mosfet10e(連接用開關)的源極端子連接,mosfet10e的漏極端子與mosfet10f(第2正極端連接用開關)的源極端子連接,其連接點和蓄電設備3的正極端連接。mosfet10b的漏極端子、mosfet10d的漏極端子與mosfet10f的漏極端子連接,其連接點與第2取出口2的正極2a(第2端子正極)連接。地8與第2取出口2的負極2b(端子負極)連接。地7與地8是同基準電位點。
控制電路6進行構成第1開關電路9以及第2開關電路10的各mosfet的導通/截止的控制??刂齐娐?例如通過處理電路來實現,處理電路具有執(zhí)行存儲器中儲存的程序的cpu。
接下來,說明將直流電壓從蓄電設備3、4、5取出到第1取出口1以及第2取出口2的動作。
如圖2所示,在第1開關電路9中,使mosfet9c、mosfet9d、mosfet9e與mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,從而使地7連接到蓄電設備5的負極端,將蓄電設備5的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10c和mosfet10f導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。
第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10f的源極端子、mosfet10f的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
此時,在第2開關電路10中,使mosfet10d導通,使除此以外的mosfet截止,從而能夠僅將蓄電設備5的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。另外,在第2開關電路10中,使mosfet10c和mosfet10b導通,使除此以外的mosfet截止,從而能夠將串聯連接蓄電設備5和蓄電設備4而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。
另外,如圖3所示,在第1開關電路9中,使mosfet9b、mosfet9d、mosfet9f和mosfet9h導通,使除此以外的mosfet截止,從而使地7連接到蓄電設備4的負極端,將蓄電設備4的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10d和mosfet10e導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。
第2電流26從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10e的漏極端子、mosfet10e的源極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
另外,如圖4所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9e、mosfet9f和mosfet9g導通,使除此以外的mosfet截止,從而使地7連接到蓄電設備3的負極端,將蓄電設備3的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10b、mosfet10c和mosfet10e導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。
第2電流26從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10e的漏極端子、mosfet10e的源極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10b的源極端子、mosfet10b的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
另外,如圖5所示,在第1開關電路9中,使mosfet9b、mosfet9c、mosfet9d、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,從而使地7連接到蓄電設備5的負極端,將串聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10c和mosfet10f導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。
第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10f的源極端子、mosfet10f的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
另外,如圖6所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9b、mosfet9f、mosfet9g和mosfet9h導通,使除此以外的mosfet截止,從而使地7連接到蓄電設備4的負極端,將串聯連接蓄電設備3和蓄電設備4而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10d和mosfet10e導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。
第2電流26從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10e的漏極端子、mosfet10e的源極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
另外,如圖7所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9b、mosfet9c、mosfet9g、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,從而使地7連接到蓄電設備5的負極端,將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10c和mosfet10f導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。
第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10f的源極端子、mosfet10f的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
在設置于第1端子正極1a與端子負極1b間的第1蓄電設備連接用電路中,在mosfet9a~9i中的任意mosfet導通時接入該導通的mosfet,以及在蓄電設備3~5中的任意蓄電設備被有效利用時接入該蓄電設備,從而構成第1蓄電設備連接用電路,但始終接入到第1蓄電設備連接用電路的電流通路是如下所示的1c、1d、1e、1f。并且,電流通路1c是從正極1a至mosfet9a、9d的連接點,電流通路1d是從mosfet9d、9g的連接點至mosfet9b、9e的連接點,電流通路1e是從mosfet9e、9h的連接點至mosfet9c、9f的連接點,電流通路1f是從mosfet9f、9i的連接點至負極1b。
此外,在圖7的第1蓄電設備連接用電路9中,使mosfet9a、mosfet9c、mosfet9e、mosfet9g和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,從而使地7連接到蓄電設備5的負極端,能夠將串聯連接蓄電設備3和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。即,通過使旁路用開關mosfet9e導通,從而使蓄電設備4被旁路,能夠取出串聯連接蓄電設備3和蓄電設備5而得到的直流電壓。
在設置于第2端子正極2a與端子負極2b間的第2蓄電設備連接用電路中,在mosfet10a~10f中的任意mosfet導通時接入該導通的mosfet,以及在蓄電設備3~5中的任意蓄電設備被有效利用時接入該蓄電設備,從而構成第2蓄電設備連接用電路,但始終接入到第2蓄電設備連接用電路的電流通路是如下所示的2c、2d。并且,電流通路2c是從正極2a至mosfet10b、10d、10f的連接點,電流通路2d是從負極2b至地8。
其結果,能夠通過第1開關電路選擇連接于地的蓄電設備,所以能夠不使蓄電設備短路而從中途的蓄電設備取出直流電壓。此外,在本發(fā)明的實施方式1中,將mosfet(場效應晶體管)用作開關進行了說明,但即使使用雙極晶體管、或絕緣型雙極晶體管(igbt)、或碳化硅晶體管、或碳化硅mosfet,也能夠得到相同的效果。
實施方式2.
圖8中示出本發(fā)明的實施方式2的電源裝置的電路圖。與實施方式1的不同點是追加了平滑電抗器11和平滑電容器12這一點。具體來說,平滑電抗器11連接于mosfet9a的源極端子和mosfet9d的漏極端子的連接點與第1取出口1的正極1a之間,平滑電容器12連接于第1取出口1的正極1a與負極1b之間。此外,平滑電抗器11也可以設置于與負極1b連接的期望的蓄電設備和第1取出口1的正極1a之間的電流通路。
接下來,說明從蓄電設備3、4、5將電壓取出到第1取出口1以及第2取出口2的動作。如圖9所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9b、mosfet9c、mosfet9g、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,從而將能量供給到第1取出口1。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。此時,平滑電抗器11被進行勵磁,將能量蓄積于平滑電抗器11。以下,將平滑電抗器11被進行勵磁的狀態(tài)作為勵磁狀態(tài)。
在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10c和mosfet10f導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10f的源極端子、mosfet10f的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
在圖9的動作后,如圖10所示,在第1開關電路9中,使mosfet9d、mosfet9e和mosfet9f導通,使除此以外的mosfet截止,從而為了持續(xù)將能量供給到第1取出口1,平滑電抗器11想要利用所蓄積的能量進行回流。以下,將平滑電抗器11想要利用所蓄積的能量進行回流的狀態(tài)作為回流狀態(tài)。將從成為勵磁狀態(tài)、從勵磁狀態(tài)變成回流狀態(tài)、并且從回流狀態(tài)再次變成勵磁狀態(tài)為止的時間設為1周期。在圖10中,第1電流25從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10f的源極端子、mosfet10f的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
控制電路6以重復進行圖9的動作(勵磁狀態(tài))與圖10的動作(回流狀態(tài))的方式使第1開關電路9的mosfet進行開關。此時,通過使1周期中的圖9的動作(勵磁狀態(tài))所占的比例增加,能夠將從0v變化至串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓的斜坡狀電壓取出到第1取出口1。
另外,如圖11所示,在第1開關電路9中,使mosfet9b、mosfet9c、mosfet9d、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,從而將能量供給到第1取出口1。此時,平滑電抗器11被進行勵磁,將能量蓄積于平滑電抗器11。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10c和mosfet10f導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2。
第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10f的源極端子、mosfet10f的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
關于包括圖11的動作(勵磁狀態(tài))和圖10的動作(回流狀態(tài))的1周期,進行與上述相同的動作,從而能夠將從0v變化至串聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓的斜坡狀電壓取出到第1取出口1。
另外,如圖12所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9b、mosfet9f、mosfet9g和mosfet9h導通,使除此以外的mosfet截止,從而將能量供給到第1取出口1。第1電流25從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。此時,平滑電抗器11被進行勵磁,將能量蓄積于平滑電抗器11。在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10d和mosfet10e導通,使除此以外的mosfet截止,從而將蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5串聯連接而得到的直流電壓取出到第2取出口2。
第2電流26從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10e的漏極端子、mosfet10e的源極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
關于包括圖12的動作(勵磁狀態(tài))和圖10的動作(回流狀態(tài))的1周期,進行與上述相同的動作,從而能夠將從0v變化至蓄電設備3和蓄電設備4串聯連接而得到的直流電壓的斜坡狀電壓取出到第1取出口1。
另外,如圖13所示,在第1開關電路9中,使mosfet9c、mosfet9d、mosfet9e和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,從而將能量供給到第1取出口1。此時,平滑電抗器11被進行勵磁,將能量蓄積于平滑電抗器11。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、平滑電抗器11、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10c和mosfet10f導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2。
第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10f的源極端子、mosfet10f的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
關于包括圖13的動作(勵磁狀態(tài))和圖10的動作(回流狀態(tài))的1周期,進行與上述相同的動作,從而,能夠將從0v變化至蓄電設備5的直流電壓的斜坡狀電壓取出到第1取出口1。
另外,如圖14所示,在第1開關電路9中,使mosfet9b、mosfet9d、mosfet9f和mosfet9h導通,使除此以外的mosfet截止,從而將能量供給到第1取出口1。此時,平滑電抗器11被進行勵磁,將能量蓄積于平滑電抗器11。第1電流25從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、平滑電抗器11、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10a、mosfet10d和mosfet10e導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2。
第2電流26從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10a的漏極端子、mosfet10a的源極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10e的漏極端子、mosfet10e的源極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
關于包括圖14的動作(勵磁狀態(tài))和圖10的動作(回流狀態(tài))的1周期,進行與上述相同的動作,從而能夠將從0v變化至蓄電設備4的直流電壓的斜坡狀電壓取出到第1取出口1。
另外,如圖15所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9e、mosfet9f和mosfet9g導通,使除此以外的mosfet截止,從而將能量供給到第1取出口1。此時,平滑電抗器11被進行勵磁,將能量蓄積于平滑電抗器11。第1電流25從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、平滑電抗器11、第1取出口1的正極1a。在第2開關電路10中,使mosfet10b、mosfet10c和mosfet10e導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2。
第2電流26從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet10e的漏極端子、mosfet10e的源極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10b的源極端子、mosfet10b的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
關于包括圖15的動作(勵磁狀態(tài))和圖10的動作(回流狀態(tài))的1周期,進行與上述相同的動作,從而能夠將從0v變化至蓄電設備3的直流電壓的斜坡狀電壓取出到第1取出口1。
其結果,通過使構成第1開關電路9的mosfet進行開關,能夠將斜坡狀電壓取出到第1取出口1,所以能夠抑制向第1取出口1的沖擊電流。此外,在本發(fā)明的實施方式2中,將mosfet(場效應晶體管)用作開關進行了說明,但即使使用雙極晶體管、或絕緣型雙極晶體管(igbt)、或碳化硅晶體管、或碳化硅mosfet,也能夠得到相同的效果。
實施方式3.
圖16和圖17中示出本發(fā)明的實施方式3的電源裝置的電路圖。本發(fā)明的實施方式3中的第1開關電路9以及第2開關電路10的動作與實施方式1所示的動作相同,所以省略說明。不同點是追加了充電裝置13這一點,所述充電裝置13是構成為能夠調整直流輸出電壓的可變電壓電源裝置。具體來說,充電裝置13的正極與第1取出口1的正極1a連接,充電裝置13的負極與第1取出口1的負極1b連接。
充電裝置13以大于取出到第1取出口1的直流電壓的方式輸出直流電壓。其結果,能夠從充電裝置13將電力供給到蓄電設備3、4、5,所以能夠對蓄電設備進行充電。具體來說,例如,在圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖9、圖11、圖12、圖13、圖14或者圖15的連接狀態(tài)下,從充電裝置13輸出比取出到第1取出口1的直流電壓大的直流電壓,從而能夠在所連接的一個或者多個蓄電設備3、4、5中進行蓄電。
實施方式4.
圖18和圖19中示出本發(fā)明的實施方式4的電源裝置的電路圖。本發(fā)明的實施方式4中的第1開關電路9以及第2開關電路10的動作與實施方式1~2所示的動作相同,所以省略說明。不同點在于追加了包括電動發(fā)電機14和驅動電動發(fā)電機14的逆變器15的第1負載16、包括將逆變器15的直流母線和低壓蓄電設備18連接的dc/dc轉換器17和連接到低壓蓄電設備18的低壓電氣安裝件19的第2負載20以及包括電氣負載的第3負載21。
說明圖18的各結構要素間的連接狀況。第1取出口1的正極1a、逆變器15的直流母線側正極與dc/dc轉換器17的直流母線側正極連接,第1取出口1的負極1b、逆變器15的直流母線側負極與dc/dc轉換器17的直流母線側負極連接。將構成逆變器15的mosfet15a的源極端子與mosfet15b的漏極端子的連接點、mosfet15c的源極端子與mosfet15d的漏極端子的連接點以及mosfet15e的源極端子與mosfet15f的漏極端子的連接點連接到電動發(fā)電機14。低壓蓄電設備18和低壓電氣安裝件19并聯連接到構成dc/dc轉換器17的平滑電容器17e。第2取出口2的正極2a和第3負載21的正極連接,第2取出口2的負極2b與第3負載21的負極連接。逆變器15、dc/dc轉換器17分別擁有進行控制的功能,但為了對各結構要素指示動作狀態(tài)而與控制電路6連接。
接下來,說明各結構要素的電路結構。在逆變器15內,mosfet15a的源極端子與mosfet15b的漏極端子連接,mosfet15c的源極端子與mosfet15d的漏極端子連接,mosfet15e的源極端子與mosfet15f的漏極端子連接。mosfet15a的漏極端子、mosfet15c的漏極端子與mosfet15e的漏極端子連接,mosfet15b的源極端子、mosfet15d的源極端子與mosfet15f的源極端子連接。mosfet15a的漏極端子與平滑電容器15g的一個端子連接,mosfet15b的源極端子與平滑電容器15g的另一個端子連接。
在dc/dc轉換器17內,連接mosfet17b的源極端子與mosfet17c的漏極端子,該連接點與平滑電抗器17d的一個端子連接。平滑電抗器17d的另一個端子與平滑電容器17e的一個端子連接,mosfet17c的源極端子與平滑電容器17e的另一個端子連接。mosfet17b的漏極端子與平滑電容器17a的一個端子連接,mosfet17c的源極端子連接到平滑電容器17a的另一個端子。通過形成這樣的電路結構,控制電路6一邊監(jiān)視各結構要素的動作狀態(tài)一邊控制各結構要素。
例如,以在使電動發(fā)電機14起動時使取出到第1取出口1的直流電壓變低的方式,使第1開關電路9以及第2開關電路10進行動作。其結果,能夠防止過大的電流流到電動發(fā)電機14以及逆變器15,能夠避免電動發(fā)電機14以及逆變器15的破損。另外,由于取出到第1取出口1的直流電壓變低,能夠降低構成逆變器15的mosfet發(fā)生的損失,能夠簡化逆變器15的冷卻器,能夠實現逆變器15的小型化。
另外,例如,在低壓電氣安裝件19是重負載時,與上述同樣地,使第1開關電路9以及第2開關電路10進行動作。其結果,dc/dc轉換器17的輸入電壓變低,能夠降低dc/dc轉換器17發(fā)生的損失,能夠簡化dc/dc轉換器17的冷卻器,能夠實現dc/dc轉換器17的小型化。
另外,例如,以在電動發(fā)電機14發(fā)電時使取出到第1取出口1的直流電壓變大的方式,使第1開關電路9以及第2開關電路10進行動作。其結果,直流母線電壓變高,能夠將電動發(fā)電機14的發(fā)電能量積極地回收到蓄電設備3、4、5并進行充電。
此外,在本發(fā)明的實施方式4中,將mosfet(場效應晶體管)用作開關進行了說明,但即使使用雙極晶體管、或絕緣型雙極晶體管(igbt)、或碳化硅晶體管、或碳化硅mosfet,也能夠得到相同的效果。另外,在實施方式4中,作為dc/dc轉換器17的電路結構,利用非絕緣型的降壓斬波器電路進行了說明,但只要能夠降壓即可,非絕緣型、絕緣型的電路方式沒有特別限制。
實施方式5.
圖20和圖21中示出實施方式5的電源裝置的電路圖。實施方式5中的第1開關電路9以及第2開關電路10的動作與實施方式1~2所示的動作相同,所以省略說明。不同點是通過需要比低壓蓄電設備18高的輸入電壓的高壓電氣安裝件22來構成第3負載21這一點。其結果,高壓電氣安裝件22的輸入電壓為將蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5串聯連接而得到的電壓,無需追加dc/dc轉換器就能夠使用高壓電氣安裝件22。
實施方式6.
圖22中示出本發(fā)明的實施方式6的電源裝置的電路圖。與實施方式1的不同點是追加第3開關電路23(第3開關電路)、并且將防止短路用的mosfet10g追加到第2開關電路24這一點。具體來說,第3開關電路包括反串聯連接的mosfet23a和mosfet23b,mosfet23a的漏極端子連接到蓄電設備3的正極端,mosfet23b的漏極端子連接到蓄電設備5的正極端。另外,第2開關電路24的mosfet10g的漏極端子連接到mosfet10e的漏極端子,并連接到蓄電設備3的正極端,mosfet10g的源極端子連接到mosfet10f的源極端子。
接下來,說明從蓄電設備3、4、5將電壓取出到第1取出口1以及第2取出口2的動作。如圖23所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9b、mosfet9c、mosfet9g、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b截止,從而使地7連接到蓄電設備5的負極端,將串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。
此時,在第2開關電路24中,使mosfet10b和mosfet10c導通,使除此以外的mosfet截止,從而將串聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10c的漏極端子、mosfet10c的源極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet10b的源極端子、mosfet10b的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
此外,如圖24所示,在第2開關電路24中,使mosfet10d導通,使除此以外的mosfet截止,從而還能夠將蓄電設備5的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。另外,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9c、mosfet9e、mosfet9g和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,從而使地7連接到蓄電設備5的負極,還能夠將串聯連接蓄電設備3和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。
第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。
在這里,如圖25所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9e、mosfet9f、mosfet9g和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b導通,從而使地7連接到蓄電設備3和蓄電設備5的負極端,并且將蓄電設備3和蓄電設備5的正極端連接。
其結果,將并聯連接蓄電設備3和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a,并且與蓄電設備3和蓄電設備5的并聯相應地能夠擴大容許電流。第1電流25的一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。第1電流25的另一方從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet23b的漏極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23a的漏極端子、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。
另外,將并聯連接蓄電設備3和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a,并且與蓄電設備3和蓄電設備5的并聯相應地能夠擴大容許電流。第2電流26的一方從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。雖然未明示出電流通路,但第2電流26的另一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet23a的漏極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23b的漏極端子、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。此外,將圖16的電源裝置所示的充電裝置13連接到圖22的電源裝置的第1取出口1,能夠對蓄電設備3、4、5進行充電。具體來說,將充電裝置13的正極與第1取出口1的正極1a連接,并且將充電裝置13的負極與第1取出口1的負極1b連接。
在這里,在上述專利文獻1中,由于多個蓄電設備串聯連接,所以能夠供給到負載的電流被限制為1個蓄電設備的容許電流。因此,在產生即使在低電壓下也需要大電流的負載狀態(tài)的情況下,需要并聯地增設蓄電設備,使容許電流增加,存在導致由蓄電設備的增加引起的裝置的大型化、高成本化這樣的課題。但是,在實施方式6中,取出并聯連接多個蓄電設備(具體來說,蓄電設備3、5)而得到的直流電壓,與多個蓄電設備(具體來說,蓄電設備3、5)的并聯相應地能夠擴大容許電流。因此,能夠得到小型、低成本并且根據需要能夠擴大容許輸出電流的電源裝置。在以下的實施方式7~11中,也同樣地能發(fā)揮該效果。
實施方式7.
圖26中示出本發(fā)明的實施方式7的電源裝置的電路圖。與實施方式6的不同點是第3開關電路23連接于蓄電設備3和蓄電設備4這一點。具體來說,在反串聯連接的mosfet23a和mosfet23b中,mosfet23a的漏極端子連接到蓄電設備3的正極端,mosfet23b的漏極端子連接到蓄電設備4的正極端。
接下來,說明從蓄電設備3、4、5將電壓取出到第1取出口1以及第2取出口2的動作。如圖27所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9b、mosfet9f、mosfet9g、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b截止,從而使地7連接到蓄電設備4和蓄電設備5的負極端,將串聯連接蓄電設備3和蓄電設備4而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。
此時,在第2開關電路24中,使mosfet10d導通,使除此以外的mosfet截止,從而將蓄電設備5的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。此外,mosfet10g是為了防止短路而追加的。例如,在圖27中,如果沒有mosfet10g,則對mosfet10f的漏極端子施加蓄電設備5的電壓,對mosfet10f的源極端子施加串聯連接蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5而得到的電壓。由此,發(fā)生短路。通過mosfet10g來防止這一情況。關于后述的防止短路用的mosfet10h也一樣。
在這里,如圖28所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9e、mosfet9f、mosfet9g、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b導通,從而使地7連接到蓄電設備3和蓄電設備4的負極端,并且將蓄電設備3與蓄電設備4的正極端連接。
其結果,將并聯連接蓄電設備3和蓄電設備4而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a,并且與蓄電設備3和蓄電設備4的并聯相應地能夠擴大容許電流。第1電流25的一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。第1電流25的另一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet23b的漏極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23a的漏極端子、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。另外,從第2取出口2的正極2a取出蓄電設備5的直流電壓。
第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
此外,將圖16的電源裝置所示的充電裝置13連接到圖26的電源裝置的第1取出口1,能夠對蓄電設備3、4、5進行充電。具體來說,充電裝置13的正極與第1取出口1的正極1a連接,充電裝置13的負極與第1取出口1的負極1b連接。
實施方式8.
圖29中示出本發(fā)明的實施方式8的電源裝置的電路圖。與實施方式6的不同點是第3開關電路23連接于蓄電設備4和蓄電設備5這一點。具體來說,mosfet23a的漏極端子連接到蓄電設備4的正極端,mosfet23b的漏極端子連接到蓄電設備5的正極端。
接下來,說明從蓄電設備3、4、5將電壓取出到第1取出口1以及第2取出口2的動作。如圖30所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9b、mosfet9f、mosfet9g、mosfet9h與mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b截止,從而使地7連接到蓄電設備4和蓄電設備5的負極端,將串聯連接蓄電設備3和蓄電設備4而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。
此時,在第2開關電路24中,使mosfet10d導通,使除此以外的mosfet截止,從而將蓄電設備5的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
在這里,如圖31所示,在第1開關電路9中,使mosfet9b、mosfet9d、mosfet9f、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b導通,從而使地7連接到蓄電設備4和蓄電設備5的負極端,并且,將蓄電設備4和蓄電設備5的正極端連接。
其結果,將并聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a,并且與蓄電設備4和蓄電設備5的并聯相應地能夠擴大容許電流。第1電流25的一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。第1電流25的另一方從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet23b的漏極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23a的漏極端子、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。另外,將并聯連接蓄電設備3和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a,并且與蓄電設備3和蓄電設備5的并聯相應地能夠擴大容許電流。
另外,將并聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a,并且,與蓄電設備4和蓄電設備5的并聯相應地能夠擴大容許電流。第2電流26的一方從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。雖然未明示出電流通路,但第2電流26的另一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet23a的漏極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23b的漏極端子、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
實施方式9.
圖32中示出本發(fā)明的實施方式9的電源裝置的電路圖。與實施方式6的不同點是將防止短路用的mosfet10h追加到第2開關電路24這一點。具體來說,mosfet10h的漏極端子連接到mosfet10a的漏極端子,并連接到蓄電設備4的正極端,mosfet10h的源極端子連接到mosfet10b的源極端子。
接下來,說明從蓄電設備3、4、5將電壓取出到第1取出口1以及第2取出口2的動作。如圖33所示,在第1開關電路9中,使mosfet9b、mosfet9c、mosfet9d、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b截止,從而使地7連接到蓄電設備5的負極端,將串聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。
此時,在第2開關電路24中,使mosfet10d導通,使除此以外的mosfet截止,從而將蓄電設備5的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
在這里,如圖34所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9e、mosfet9f、mosfet9g和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b導通,從而使地7連接到蓄電設備3和蓄電設備5的負極端,并且將蓄電設備3和蓄電設備5的正極端連接。
其結果,將并聯連接蓄電設備3和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a,并且與蓄電設備3和蓄電設備5的并聯相應地能夠擴大容許電流。第1電流25的一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。第1電流25的另一方從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet23b的漏極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23a的漏極端子、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。
另外,將并聯連接蓄電設備3和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a,并且與蓄電設備3和蓄電設備5的并聯相應地能夠擴大容許電流。第2電流26的一方從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。雖然未明示出電流通路,但第2電流26的另一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet23a的漏極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23b的漏極端子、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
實施方式10.
圖35中示出本發(fā)明的實施方式10的電源裝置的電路圖。與實施方式7的不同點是將mosfet10h追加到第2開關電路24這一點。具體來說,mosfet10h的漏極端子連接到mosfet10a的漏極端子,并連接到蓄電設備4的正極端,mosfet10h的源極端子連接到mosfet10b的源極端子。
接下來,說明從蓄電設備3、4、5將電壓取出到第1取出口1以及第2取出口2的動作。如圖36所示,在第1開關電路9中,使mosfet9b、mosfet9c、mosfet9d、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b截止,從而使地7連接到蓄電設備5的負極端,將串聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。
此時,在第2開關電路24中,使mosfet10d導通,使除此以外的mosfet截止,從而將蓄電設備5的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
在這里,如圖37所示,在第1開關電路9中,使mosfet9a、mosfet9e、mosfet9f、mosfet9g、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b導通,從而使地7連接到蓄電設備3、蓄電設備4和蓄電設備5的負極端,并且將蓄電設備3和蓄電設備4的正極端連接。
其結果,將并聯連接蓄電設備3和蓄電設備4而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a,并且與蓄電設備3和蓄電設備4的并聯相應地能夠擴大容許電流。第1電流25的一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9e的源極端子、mosfet9e的漏極端子、mosfet9g的源極端子、mosfet9g的漏極端子、蓄電設備3的負極、蓄電設備3的正極、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。第1電流25的另一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet23b的漏極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23a的漏極端子、mosfet9a的漏極端子、mosfet9a的源極端子、第1取出口1的正極1a。
另外,從第2取出口2的正極2a取出蓄電設備5的直流電壓。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
實施方式11.
圖38中示出本發(fā)明的實施方式11的電源裝置的電路圖。與實施方式8的不同點是將防止短路用的mosfet10h追加到第2開關電路24這一點。具體來說,mosfet10h的漏極端子連接到mosfet10a的漏極端子,并連接到蓄電設備4的正極端,mosfet10h的源極端子連接到mosfet10b的源極端子。
接下來,說明從蓄電設備3、4、5將電壓取出到第1取出口1以及第2取出口2的動作。如圖39所示,在第1開關電路9中,使mosfet9b、mosfet9c、mosfet9d、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b截止,從而使地7連接到蓄電設備5的負極端,將串聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a。第1電流25從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet9c的漏極端子、mosfet9c的源極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。
此時,在第2開關電路24中,使mosfet10d導通,使除此以外的mosfet截止,從而將蓄電設備5的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a。第2電流26從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
在這里,如圖40所示,在第1開關電路9中,使mosfet9b、mosfet9d、mosfet9f、mosfet9h和mosfet9i導通,使除此以外的mosfet截止,并且在第3開關電路23中,使mosfet23a和mosfet23b導通,從而使地7連接到蓄電設備4和蓄電設備5的負極端,并且將蓄電設備4和蓄電設備5的正極端連接。
其結果,將并聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第1取出口1的正極1a,并且與蓄電設備4和蓄電設備5的并聯相應地能夠擴大容許電流。第1電流25的一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。第1電流25的另一方從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet23b的漏極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23a的漏極端子、mosfet9b的漏極端子、mosfet9b的源極端子、mosfet9d的源極端子、mosfet9d的漏極端子、第1取出口1的正極1a。
另外,將并聯連接蓄電設備4和蓄電設備5而得到的直流電壓取出到第2取出口2的正極2a,并且與蓄電設備4和蓄電設備5的并聯相應地能夠擴大容許電流。第2電流26的一方從地7流向mosfet9i的源極端子、mosfet9i的漏極端子、蓄電設備5的負極、蓄電設備5的正極、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。雖然未明示出電流通路,但第2電流26的另一方從地7流向mosfet9f的源極端子、mosfet9f的漏極端子、mosfet9h的源極端子、mosfet9h的漏極端子、蓄電設備4的負極、蓄電設備4的正極、mosfet23a的漏極端子、mosfet23a的源極端子、mosfet23b的源極端子、mosfet23b的漏極端子、mosfet10d的源極端子、mosfet10d的漏極端子、第2取出口2的正極2a。
此外,在本發(fā)明的實施方式6至實施方式11中,將mosfet(場效應晶體管)用作開關進行了說明,但即使使用雙極晶體管、或絕緣型雙極晶體管(igbt)、或碳化硅晶體管、或碳化硅mosfet,也能夠得到相同的效果。另外,雖然關于第2開關電路、第3開關電路使用反串聯連接的mosfet進行了說明,但當然也能夠使用其他雙向性開關。
另外,能夠將圖8所示的平滑電抗器11和平滑電容器12追加到圖22、圖26、圖29、圖32、圖35或者圖38中。具體來說,平滑電抗器11連接于mosfet9a的源極端子和mosfet9d的漏極端子的連接點與第1取出口1的正極1a之間,平滑電容器12連接于第1取出口1的正極1a與負極1b之間。此外,平滑電抗器11也可以設置在與負極1b連接的期望的蓄電設備和第1取出口1的正極1a之間的電流通路中。
另外,本發(fā)明能夠在其發(fā)明范圍內,將各實施方式自由地組合或者對各實施方式適當地進行變形、省略。