充放电装置制造方法及图纸

根据本发明专利技术实施方式的充放电装置包括输入或输出直流电的第一和第二电极端子。第一开关元件至第三开关元件串联连接在第一电极端子和第二电极端子之间。第一蓄电部与位于第一开关元件和第三开关元件之间的第二开关元件并联连接。第二蓄电部与第三开关元件并联连接。第一二极管至第三二极管分别与第一开关元件至第三开关元件反并联连接。

【技术实现步骤摘要】
充放电装置相关申请的交叉引用本申请基于并要求2019年9月18日提交的在先日本专利申请No.2019-169769的优先权，其通过引用全文并入本申请。
本专利技术的实施方式涉及充放电装置。
技术介绍
电源装置需要根据电力负载的电流消耗在短时间内输出大电流或长时间连续放电。已经研发了连接到电源装置的充放电装置来辅助电源装置。然而，在传统的充放电装置中，通过开关切换多种类型的蓄电池以应对各种放电操作。在这种情形下，尽管充放电装置可以分别对这些类型的蓄电池进行充电或放电，但是蓄电池不能同时使用。为了解决该问题，考虑为每种类型的蓄电池提供转换器(converter)。但是，这不利地增加了充放电装置的电路规模。
技术实现思路
根据本专利技术实施方式的充放电装置包括输入或输出直流电的第一电极端子和第二电极端子。第一开关元件至第三开关元件串联连接在第一电极端子和第二电极端子之间。第一蓄电部与位于第一开关元件和第三开关元件之间的第二开关元件并联连接。第二蓄电部与第三开关元件并联连接。第一二极管至第三二极管分别与第一开关元件至第三开关元件反并联连接。附图说明图1是示出根据第一实施方式的充放电装置的示例的结构图；图2是示出控制器的内部功能的示例的图；图3至图11是示出充电操作或放电操作的示例的概念图；图12是示出根据第二实施方式的充放电装置的示例的结构图；图13是示出根据第三实施方式的充放电装置的示例的结构图；图14是示出电力负载的消耗电力模式的示例的时序图。具体实施方式现将参照附图描述实施方式。本专利技术不限于这些实施方式。在本说明书和附图中，与前述附图中描述的元件相同的元件由相同的附图标记表示，并且适当地省略其详细说明。(第一实施方式)图1是示出根据第一实施方式的充放电装置的示例的构造图。根据本实施方式的充放电装置1与向电力负载2供电的电源系统3并联连接并用作辅助电源，当来自电源系统3的电力不足或电源系统3停止运行时，该辅助电源可以为电力负载2提供电力。电力负载2可以是需要电力的任何设备或设施，例如电器、电梯、铁路中使用的电气设备、房屋、发电厂、污水处理设施、或工厂中安装的电气设备。电力负载2可以是仅消耗电力的电力负载，也可以是在停止时作为发电机输出电力的装置，例如电动机。电源系统3包括电源30、电压变换器31、转换器32、电容器33、和逆变器34。电源30是AC电源，并且例如可以是架空电源线或商用电源。电压变换器31具有将来自电源30的电源电压变换为期望电压的变换功能。转换器32将交流电转换成直流电，并将直流电提供给电源线35和36。提供电容器33以消除在传输到电源线35和36的DC电力中产生的AD分量(电压波动)。逆变器34将来自转换器32的DC电力转换为AC电力，并将该AC电力提供给电力负载2。电源系统3可以向单个电力负载2供电或者可以并行地向多个电力负载2供电。充放电装置1连接至转换器32和逆变器34之间的电源线35和36，并且向电源线35和36输出DC电力，或者从电源线35和36输入DC电力。充放电装置1包括电极端子T1和T2、开关元件11、13和15、二极管D11、D13和D15、电感器元件12和14、第一蓄电部17、第二蓄电部18、电流传感器S1和S2、以及控制器16。第一电极端子T1连接至电源线35，第二电极端子T2连接至电源线36。例如，在电源线35为高压线，电源线36为低压线的情形下，电极端子T1位于高压侧，而电极端子T2位于低压侧。在下文中，将假设电极端子T1连接到高压线且电极端子T2连接到低压线来进行说明。作为第一至第三开关元件的开关元件11、13和15以该顺序串联连接在电极端子T1和电极端子T2之间。例如，开关元件11、13和15分别为可以施加大电流的开关元件，例如IGBT(绝缘栅双极晶体管InsulatedGateBipolarTransistors)。尽管开关元件11、13和15优选具有基本相同的构造和特性，但是其构造和特性不限于此。开关元件11的集电极连接到电极端子T1，其发射极连接到开关元件13的集电极。开关元件13的发射极连接至开关元件15的集电极，并且开关元件15的发射极连接至电极端子T2。开关元件11、13和15的栅电极连接至控制器16。开关元件11、13和15分别由来自控制器16的栅极信号单独进行开关控制(控制为开/关)。二极管D11具有连接到开关元件11的发射极(电极端子T2侧的端子)的阳极、和连接到开关元件11的集电极(电极端子T1侧的端子)的阴极。换言之，二极管D11相对于从高压电极端子T1至低压电极端子T2的方向反并联连接。二极管D13具有连接到开关元件13的发射极(电极端子T2侧的端子)的阳极、和连接到开关元件13的集电极(电极端子T1侧的端子)的阴极。换言之，二极管D13也相对于从高压电极端子T1至低压电极端子T2的方向反并联连接。二极管D15具有连接到开关元件15的发射极(电极端子T2侧的端子)的阳极、和连接到开关元件15的集电极(电极端子T1侧的端子)的阴极。换言之，二极管D15也相对于从高压电极端子T1至低压电极端子T2的方向反并联连接。第一蓄电部17与连接在开关元件11和开关元件15之间的开关元件13和二极管D13并联连接。例如，第一蓄电部17是能够蓄电并放电的蓄电装置，例如电容器或二次电池。在下文中，将在假设第一蓄电部17是电容器的情况下进行描述。电容器可以在短时间内提供大电流，也可以在短时间内蓄积(吸收)大电流。因此，第一蓄电部17可以在短时间内被充电，然后快速向电源系统3供应电力，以快速消耗电力负载2的电力从而辅助电力系统3。也就是说，第一蓄电部17能实现电源系统3的峰值移动操作(peakshiftoperation)。第二蓄电部18连接在开关元件13和开关元件15之间的节点与电极端子T2之间，并且与开关元件15和二极管D15并联连接。例如，第二蓄电部18也是能够蓄电并放电的蓄电装置，例如电容器或二次电池。在下文中，将假定第二蓄电部18是二次电池来进行描述。尽管二次电池难以在短时间内供应或吸收大电流，但是二次电池可以存储大量电力，并且可以长时间地连续供应电力。二次电池通常可以比电容器存储更多的电量。因此，当由于断电等原因无法使用电源30时，第二蓄电部18可以通过电源系统3连续向电力负载2供应电力，也可以为第一蓄电部17充电以实现峰值移动操作。通过以这种方式使用第一蓄电部17和第二蓄电部18作为具有不同特性的蓄电装置，可以将第一蓄电部17和第二蓄电部18分别用于不同的目的。例如，当电力负载2消耗超过预设电流目标值的大电流(峰值电流)时，除了来自电源30的电流之外，通过从第一蓄电部17进行放电，使得电源30的电流保持等于或小于电流目标值。因此，第一蓄电部17可以用作电源30的峰值移动电源。即，电源系统3可以进行峰值移动操作。同时，电容器的可储存电力量少于二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充放电装置，包括：/n第一电极端子和第二电极端子，输入或输出直流电力；/n第一开关元件至第三开关元件，串联连接在所述第一电极端子和所述第二电极端子之间；/n第一蓄电部，与位于所述第一开关元件和所述第三开关元件之间的所述第二开关元件并联连接；/n第二蓄电部，与所述第三开关元件并联连接；和/n第一二极管至第三二极管，分别与所述第一开关元件至第三开关元件反并联连接。/n

【技术特征摘要】
20190918 JP 2019-1697691.一种充放电装置，包括：
第一电极端子和第二电极端子，输入或输出直流电力；
第一开关元件至第三开关元件，串联连接在所述第一电极端子和所述第二电极端子之间；
第一蓄电部，与位于所述第一开关元件和所述第三开关元件之间的所述第二开关元件并联连接；
第二蓄电部，与所述第三开关元件并联连接；和
第一二极管至第三二极管，分别与所述第一开关元件至第三开关元件反并联连接。


2.根据权利要求1所述的充放电装置，还包括：
第一电感器元件，被插入在由所述第二开关元件和所述第一蓄电部构成的第一环路中；和
第二电感器元件，被插入在由所述第三开关元件和所述第二蓄电部构成的第二环路中。


3.根据权利要求1所述的充放电装置，其中，
所述第一电极端子的电压高于所述第二电极端子的电压，
所述第一开关元件至第三开关元件以第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件的顺序串联连接在所述第一电极端子和所述第二电极端子之间，
所述第一二极管至第三二极管的阴极分别连接至所述第一开关元件至第三开关元件的所述第一电极端子一侧的端子，和
所述第一二极管至第三二极管的阳极分别连接至所述第一开关元件至第三开关元件的所述第二电极端子一侧的端子。


4.根据权利要求1所述的充放电装置，其中，
所述第一蓄电部为电容器，以及
所述第二蓄电部为二次电池。


5.根据权利要求1所述的充放电装置，其中，
所述第一蓄电部为二次电池，以及
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：门田行生，森岛洋一，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝基础设施系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP