电容控制系统技术方案

本发明专利技术的电容控制系统，将由电容控制系统所控制的电容单元（１）分割为由规定数目串联连接的电容（２）形成的电容模块（３），在各电容模块（３）中设置检测部（４）。多个检测部（４）通过模拟开关（５）选择性地与微型计算机（６）连接。由此实现高输出电源用的电容单元以及电容控制系统的小型化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适用于高输出电源中所使用的电容单元的电容控制系统。
技术介绍
电容单元通常用作装载有燃料电池的车辆等高输出电源的支撑电源，众所周知，具有多个电容串联连接的结构。而且，在采用这样的电容单元时，必须具有对各个电容的电压以及全体电容的总电压进行监视、控制的电容控制系统。现有的电容控制系统采用的是下述结构，即，分别设置对构成电容单元的各电容进行电压检测的各检测部，利用微型计算机对由各检测部得到的信息进行处理。其中，有关本专利技术的现有技术，例如在日本专利特开平11-248755号公报中有所揭示。但是，为了利用微型计算机对与多个电容相对应的信息进行处理，而必须使微型计算机具有多个端口。因此，为了确保这些端口的数目，而必须设置多台微型计算机，由此，存在电容控制系统大型化的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的为提供一种能够实现小型化的电容控制系统。本专利技术的电容控制系统，是将电容单元分割为按照规定数目的电容串联连接而形成的规定数目的电容模块，相对每个电容模块设置检测部，通过模拟开关将这些检测部与微型计算机进行连接的结构。附图说明图1表示的是本专利技术第一实施方式的电容控制系统的示意图。图2A表示的是本专利技术第一实施方式的图1所示的电容控制系统中的检测部的动作，表示的是电容与电容器连接状态的示意图。图2B表示的是在同一电容控制系统中，使电容器从电容单元独立分离的状态的示意图。图2C表示的是在同一电容控制系统中，使电容器从电容单元独立分离的状态的示意图。图2D表示的是在同一电容控制系统中，使电容器与OP放大器连接的状态的示意图。图2E表示的是在同一电容控制系统中，使电容器与OP放大器连接的状态的示意图。图2F表示的是在同一电容控制系统中，使电容器与OP放大器连接的状态的示意图。图2G表示的是在同一电容控制系统中检测部的动作，在再读工序时使电容与电容器连接的状态的示意图。图2H表示的是在同一电容控制系统中，在再读工序时使电容器从电容单元独立分离的状态的示意图。图2I表示的是在同一电容控制系统中，在再读工序时使电容器从电容单元独立分离状态的示意图。图2J表示的是在同一电容控制系统中检测部的动作，在再读工序时使电容器从电容单元独立分离的状态的示意图。图2K表示的是在同一电容控制系统中检测部的动作，在再读工序时使电容器与OP放大器连接的状态的示意图。图2L表示的是在同一电容控制系统中检测部的动作，在再读工序时使电容器与OP放大器连接的状态的示意图。图3表示的是第二实施方式的同一电容控制系统中电容器的均等化动作的图。符号说明1电容单元(capacitor unit)；2电容(capacitor)；3电容模块(capacitor block)；4检测部；5模拟开关(analog switch)；6微型计算机(microcomputer)；9电容器(condenser)；10OP放大器(OP amplifier)；11变压器(transformer)。具体实施例方式下面，利用附图对本专利技术的实施方式进行说明。(第一实施方式)图1表示的是对作为燃料电池车的高输出电源的支撑电源(supportpower source)而使用的电容单元1进行控制的电容控制系统的图。其中，这里所示的电容单元1采用的是下述结构，即，为了适应于数百伏特的高电压而将多个双电层电容器(electric double-layercapacitors)串联连接的结构。因此，由于形成电容单元1的电容2中的电气特性的偏差，而导致蓄积的电压也产生较大偏差。如果在蓄积的电压中产生了偏差，则被施加该较大电压的电容2的寿命就会比其他电容2的寿命短。即，作为电容单元1的整体寿命变短。因此，为了有效地利用电容单元1，并且使其保持较长的寿命，而需要对各电容2的电压以及电容2全体的总电压进行检测，并对其进行控制。因此，首先，为了检测构成电容单元1的各电容2的电压，将由多数电容2的串联体构成的电容单元1分割为由少数电容2的串联体构成的电容模块3。而且，在各个电容模块3中设置有检测部4，在检测部4与微型计算机6之间连接有模拟开关5，通过采用该结构，来实现电容控制系统的小型化。其中，这里所谓的模拟开关，是指基于控制信号对模拟电压或者模拟电流进行ON/OFF(闭合/切断)控制的开关。就模拟开关6而言，可以采用双极晶体管(bipolar transistor)、MIS型晶体管或者其他半导体元件。其中，检测部4的构造如下所述，即，其使用由光耦合继电器(photoMOS relay)等构成的开关7与控制开关7的模拟开关8，对电容2选择性地进行连接，由此来检测各个电容2的电压。具体地说，在电容单元1由192个电容2的串联体构成的情况下，在该电容控制系统中，相对于一个微型计算机6连接有与8ch(8channels)相对应的三个模拟开关5。在模拟开关5的各端口上连接有检测部4，相对于各检测部4连接有由8个电容2的串联体所构成的电容模块3。构成为形成电容模块3的电容2选择性地连接于检测部4的结构。根据这样的结构，能够利用一台微型计算机6、三个模拟开关5、24个检测部4，对全部192个电容2的电压进行检测。这样的结构与现有技术的结构相比，能够实现电容控制系统的小型化。此外，在检测部4中，当对各电容2的电压进行检测时，从电容模块3选择连接单一的电容2。构成为从该电容2向电容器9进行充电，在充电后将电容器9从电容2分离，成为独立的状态，其后，将电容器9连接于OP放大器10，检测电容器9两端的电压。从而，能够在由全部的电容2的串联体构成、形成数百伏特电压的电容单元1中，将各个电容2的电压作为从高压部分独立分离出来的电容器9的电压、即作为小的电压进行检测。这是因为，能够取出1个电容2的两端电压的电位差。因此，OP放大器10可以不使用与高电压对应的特殊品构成，而是由通用件所构成。其中，在该检测方法中，为了提高1个电容2的电压检测精度，对检测过一次的电容器9进行重复检测，即实施再读等，由此提高电压检测精度，此外，电容单元1的电压可以通过检测各电容2各自的电压与全部电容2的总电压而得知，首先在第一轮的步骤中，检测全部电容2的总电压，其后检测各个电容2的电压。在接着的第二轮的步骤中，为了防止第一轮步骤中的误检测而进行再检测，能够选择性地对在第一轮步骤中检测出异常的电容2进行检测，所以，能够缩短检测时间。其中，在该再检测步骤中，只要进行全体电容中的电容2有无异常的确认、抽出即可。即，因为只需选择在第一轮步骤检测中异常幅度最大的电容2进行检测即可，所以，能够进一步实现检测时间的缩短。图2A至图2L表示的是例如检测由192个电容串联连接的电容单元1的各个电容电压的连续流程。首先，图2A表示的是利用开关7选择192个电容中的1个电容2，并将电容2连接在电容器9上的控制状态。将蓄积在电容2两端的电压充入电容器9。此时，其他电容2不与开关7相连接。此外，当开关7a为切断状态时，使电容器9与OP放大器10的连接切断。图2B表示的是开关7被切断，并将电容2与电容器9的电气连接切断，从而使电容器9从电容单元1独立分离而被控制的状态。图2C表示的是在图2B的状态下等待1周期时间的状态，虽然其结果与图2B所示的状态相同，但是，其表示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容控制系统，其特征在于，包括：多个电容串联连接的电容单元，检测所述电容的电压的检测部，以及处理来自所述检测部的信息的微型计算机，其中，将所述电容单元分割为由规定数目串联连接的所述电容形成的电容模块，在每个模块中设置检测部，所述 多个检测部通过模拟开关与所述微型计算机连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-4-7 112963/20041.一种电容控制系统，其特征在于，包括多个电容串联连接的电容单元，检测所述电容的电压的检测部，以及处理来自所述检测部的信息的微型计算机，其中，将所述电容单元分割为由规定数目串联连接的所述电容形成的电容模块，在每个模块中设置检测部，所述多个检测部通过模拟开关与所述微型计算机连接。2.如权利要求1所述的电容控制系统，其特征在于所述检测部从电容模块中选择单一的电容，对构成所述检测部的电容充入所述电容所具有的电压，使所述电容从所述电容模块独立后，对所述独立的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：大桥敏彦，垣内公康，三谷庸介，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]