DE112019005307T5

DE112019005307T5 - Spannungsversorgungssystem und dieses bildende Leistungsquelle

Info

Publication number: DE112019005307T5
Application number: DE112019005307.8T
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Ujimaru; Seiji Takahashi; Takaaki Sano; Takumi Uemura
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2021-07-22
Also published as: US11502620B2; JPWO2020084822A1; US20210399650A1; WO2020084822A1; CN112913130A; JP6699804B1

Abstract

Gegenstand dieser Offenbarung ist es, ein Spannungsversorgungssystem und eine Energiequelle bereitzustellen, die es in einem Spannungsversorgungssystem, in dem mehrere Energiequellen (z.B. Gleichspannungswandler) parallelgeschaltet sind, ermöglichen, jede Energiequelle auf ein gewünschtes Lastverhältnis einzustellen. Die Energiequelle, zur Verwendung in einem eine Energiequelle enthaltenen Spannungsversorgungssystem, die konfiguriert ist, um eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Basis einer ersten Zielspannung auszugeben, und die parallel zu der Konstantspannungsenergiequelle geschaltet ist, wobei die Energiequelle eine Spannungserzeugungseinheit enthält, die konfiguriert ist, um eine Spannung schaltbar zwischen einem Konstantspannungsmodus auf der Basis einer zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und einem Konstantstrommodus auf der Basis eines Stromgrenzwertes auszugeben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft ein Spannungsversorgungssystem und eine dies bildende Energiequelle. Diese Anmeldung nimmt die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-201685 , die am 26. Oktober 2018 eingereicht wurde, in Anspruch und deren gesamter Inhalt wird hier durch Bezugnahme aufgenommen.
STAND DER TECHNIK
In einem Elektrofahrzeug usw. wird eine Spannung einer Hochspannungsbatterie (z.B. DC 300 V) durch einen Gleichspannungswandler (bzw. DC-DC-Wandler oder Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler) in eine niedrige Spannung (z.B. DC 14 V) umgewandelt, um einer Last zugeführt zu werden. In einem Fall, in dem ein erforderlicher Strom der Last, die das Ziel der Spannungsversorgung ist, groß ist, könnte die Stromkapazität mit einem Gleichspannungswandler unzureichend sein. Als Maßnahme dafür ist es denkbar, dass mehrere Gleichspannungswandler parallelgeschaltet werden.
Werden beispielsweise mehrere produktgleiche Gleichspannungswandler parallelgeschaltet, so können, wenn die Lasten (Betriebsbedingungen) an allen Gleichspannungswandlern ausgeglichen werden können, die Laufzeiten der mehreren Gleichspannungswandler ausgeglichen werden. In der Praxis haben die einzelnen Gleichspannungswandler jedoch unterschiedliche Ausgangsspannungen, obwohl es sich bei den Gleichspannungswandlern um die gleichen Produkte handelt. Wenn ein Gleichspannungswandlersystem mit mehreren parallel geschalteten Gleichspannungswandlern gestartet wird, wird der Gleichspannungswandler mit der größten Ausgangsspannung unter den mehreren Gleichspannungswandlern zuerst gestartet. Die anderen Gleichspannungswandler können keine Ausgänge bereitstellen, da ihre Ausgangsspannungen klein sind. Während dieser Zeit wird die Last nur von dem Gleichspannungswandler mit der größten Ausgangsspannung versorgt. Dann, wenn der Gleichspannungswandler mit der größten Ausgangsspannung den eigenen maximal zulässigen Strom erreicht hat, so dass der Strom begrenzt ist, wird der Gleichspannungswandler mit der zweitgrößten Ausgangsspannung gestartet. Da die mehreren parallel geschalteten Gleichspannungswandler unterschiedliche Ausgangsspannungen haben, kann das bloße Parallelschalten der Gleichspannungswandler ihre Lasten nicht ausgleichen. Daher besteht das Problem, dass ein bestimmter Gleichspannungswandler früher verschleißt als die anderen Gleichspannungswandler, und die Lebensdauer des Spannungsversorgungssystems hängt von der Lebensdauer des bestimmten Gleichspannungswandlers ab.
Zur Lösung des obigen Problems wird in der Patentliteratur 1 eine Gleichspannungswandlervorrichtung offenbart, die die Lebensdauer erhöhen kann, indem die Lebensdauer von parallel geschalteten Gleichspannungswandlern ausgeglichen wird. In der Gleichspannungswandlervorrichtung wird ein Zielwert für die Ausgangsspannung eines der mehreren parallel geschalteten Gleichspannungswandler größer als die der anderen Gleichspannungswandler eingestellt, und ein Stromgrenzwert zur Begrenzung des Ausgangsstroms davon wird auf die Hälfte des maximalen Laststroms eingestellt. Bei dieser Konfiguration wird die Last auf die mehreren parallel geschalteten Gleichspannungswandler verteilt, wodurch die Lebensdauer der Gleichspannungswandler ausgeglichen werden kann.
ZITATLISTE
[PATENTLITERATUR]
PATENTLITERATUR 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2015-144534
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[LÖSUNG DER AUFGABE]
Eine Energiequelle gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung ist eine Energiequelle, zur Verwendung in einem eine Konstantspannungsenergiequelle enthaltenen Spannungsversorgungssystem, die konfiguriert ist, eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Basis einer ersten Zielspannung auszugeben, wobei die Energiequelle elektrisch parallel zu der Konstantspannungsenergiequelle geschaltet ist, wobei die Energiequelle eine Spannungserzeugungseinheit enthält, die konfiguriert ist, eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Basis einer zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und einem Konstantstrommodus auf der Basis eines Stromgrenzwertes auszugeben.
Ein Spannungsversorgungssystem gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung ist ein Spannungsversorgungssystem, das Folgendes umfasst: eine erste Energiequelle, die konfiguriert ist, eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer ersten Zielspannung auszugeben; und eine zweite Energiequelle, die elektrisch parallel zu der ersten Energiequelle geschaltet ist, wobei die zweite Energiequelle eine Spannungserzeugungseinheit umfasst, die konfiguriert ist, eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und einen Konstantstrommodus auf der Grundlage eines Stromgrenzwertes auszugeben.
[VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG]
Gemäß dieser Offenbarung kann in einem Spannungsversorgungssystem mit mehreren parallel geschalteten Energiequellen (z. B. DC-DC-Wandlern bzw. Gleichspannungswandler oder DC-AC-Wandlern bzw. Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler) jede Energiequelle auf ein gewünschtes Lastverhältnis eingestellt werden. Darüber hinaus kann gemäß dieser Offenbarung die Änderung der Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems aufgrund einer Änderung des Laststroms unterdrückt werden.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Gleichspannungsversorgungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer zweiten Energiequelle in 1 zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Steuereinheit in 1 zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung der Steuereinheit im Gleichspannungsversorgungssystem in 1 zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung der zweiten Energiequelle im Gleichspannungsversorgungssystem in 1 zeigt.
6 ist ein Diagramm, das die Änderungen der Ströme und einer Spannung während des Betriebs des Gleichspannungsversorgungssystems in 1 zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Gleichspannungsversorgungssystems gemäß einer ersten Modifikation zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der zweiten Energiequelle in 7 zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung der zweiten Energiequelle in dem Gleichspannungsversorgungssystem in 7 zeigt.
10 ist ein Diagramm, das Änderungen der Ströme und einer Spannung während des Betriebs des Gleichspannungsversorgungssystems in 7 zeigt.
11 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Gleichspannungsversorgungssystems gemäß einer zweiten Modifikation zeigt.
12 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung der Steuereinheit im Gleichspannungsversorgungssystem in 11 zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung der zweiten Energiequelle im Gleichspannungsversorgungssystem in 11 zeigt.
14 ist ein Diagramm, das Änderungen der Ströme und einer Spannung während des Betriebs des Gleichspannungsversorgungssystems in 11 zeigt.
15 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Wechselspannungsversorgungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung zeigt.
16 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ersten Energiequelle des Wechselspannungsversorgungssystems in 15 darstellt.
17 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer zweiten Energiequelle des Wechselspannungsversorgungssystems in 15 zeigt.
18 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerstruktur eines Programms zeigt, das von einer internen Steuerschaltung der zweiten Energiequelle in 17 auszuführen ist.
19 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ersten Energiequelle in einer Modifikation der zweiten Ausführungsform zeigt.
20 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Wechselspannungsversorgungssystems gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
21 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer zweiten Energiequelle in der dritten Ausführungsform zeigt.
22 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ersten Energiequelle in der vierten Ausführungsform zeigt.
23 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer zweiten Energiequelle in der vierten Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Probleme, die durch diese Offenbarung gelöst werden sollen]
Es gibt einen Fall, in dem Gleichspannungswandler mit unterschiedlichen Standardwerten parallelgeschaltet sind. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass das Lastverhältnis für jeden Gleichspannungswandler eingestellt werden kann, anstatt das Verhältnis, bei dem jeder Gleichspannungswandler einen zu einer Last fließenden Strom trägt (im Folgenden als Lastverhältnis bezeichnet), für alle Gleichspannungswandler anzugleichen. In der Patentliteratur 1 können die Lastverhältnisse der parallel geschalteten Gleichspannungswandler nicht auf gewünschte Werte eingestellt werden, so dass die obige Forderung nicht erfüllt werden kann.
Darüber hinaus hat die Gleichspannungswandlervorrichtung der Patentliteratur 1 einen Laststrombereich, in dem nur ein Master (Gleichspannungswandler, für den der Ausgangsspannungszielwert groß ist) arbeitet, und einen Laststrombereich, in dem der Master und ein Slave arbeiten, entsprechend der Änderung des Laststroms. Es besteht also das Problem, dass beim Umschalten zwischen den Bereichen eine Spannungsänderung auftritt. Ein solches Problem ist nicht auf den Fall beschränkt, in dem sowohl der Eingang als auch der Ausgang Gleichstrom sind. Das gleiche Problem tritt auch in einem Fall auf, in dem einer oder beide, der Eingang und der Ausgang, z.B. Wechselstrom-sind.
Dementsprechend ist es ein Gegenstand dieser Offenbarung, ein Spannungsversorgungssystem und eine Energiequelle bereitzustellen, die es in einem Spannungsversorgungssystem, in dem eine Mehrzahl von Energiequellen (z.B. Gleichspannungswandler), die jeweils eine Leistungswandlung durchführen, parallelgeschaltet sind, ermöglichen, jede Energiequelle auf ein gewünschtes Lastverhältnis einzustellen. Darüber hinaus ist es ein Ziel dieser Offenbarung, ein Spannungsversorgungssystem und eine Energiequelle bereitzustellen, die in einem Spannungsversorgungssystem, in dem eine Vielzahl von Energiequellen parallelgeschaltet sind, eine Unterdrückung der Änderung der Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems aufgrund einer Änderung des Laststroms ermöglichen.
[Beschreibung von Ausführungsformen dieser Offenbarung]
Zunächst wird der Inhalt von Ausführungsformen dieser Offenbarung aufgeführt und beschrieben. Zumindest einige Teile der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.

(1) Eine Energiequelle gemäß einem ersten Aspekt dieser Offenbarung ist eine Energiequelle, zur Verwendung in einem eine Konstantspannungsenergiequelle enthaltenen Spannungsversorgungssystem, die konfiguriert ist, eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer ersten Zielspannung auszugeben, wobei die Energiequelle parallel zu der Konstantspannungsenergiequelle geschaltet ist, wobei die Energiequelle eine Spannungserzeugungseinheit enthält, die konfiguriert ist, eine Spannung schaltbar zwischen einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und einem Konstantstrommodus auf der Grundlage eines Stromgrenzwertes auszugeben. Somit können sowohl die Energiequelle als auch die Konstantspannungsenergiequelle betrieben werden. Durch Ändern des Stromgrenzwerts können die Energiequelle und die Konstantspannungsenergiequelle bei gewünschten Lastverhältnissen betrieben werden.
(2) Vorzugsweise umfasst die Energiequelle ferner eine Verzögerungseinheit, die konfiguriert ist, den Start der Leistungswandlung in der Energiequelle zu verzögern, bis die Konstantspannungsenergiequelle mit der Leistungswandlung beginnt. Somit kann die Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems durch die Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle bestimmt werden. Da die zweite Zielspannung größer als die erste Zielspannung ist, beginnt die Energiequelle mit der Leistungswandlung, nachdem die Konstantspannungsenergiequelle mit der Leistungswandlung begonnen hat, und kann somit mit der Konstantspannungsenergiequelle zusammenarbeiten. Dadurch kann ein Spannungsanstieg in der Energiequelle zum Zeitpunkt des Starts unterdrückt werden.
(3) Vorzugsweise umfasst die Verzögerungseinheit eine verzögerte Starteinheit, die konfiguriert ist, die Leistungswandlung in der Energiequelle mit einer Verzögerung von einer vorbestimmten Periode zu starten, nachdem das Spannungsversorgungssystem gestartet wurde. Somit kann die Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems durch die Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle bestimmt werden. Da die zweite Zielspannung größer als die erste Zielspannung ist, startet die Energiequelle außerdem erst nach der vorgegebenen Zeitspanne und kann somit mit der Konstantspannungsenergiequelle zusammenarbeiten. Dadurch kann ein Spannungsanstieg in der Energiequelle zum Zeitpunkt des Starts unterdrückt werden.
(4) Weiter bevorzugt umfasst die verzögerte Starteinheit einen Zeitgeber, der konfiguriert ist, zu erkennen, dass die vorbestimmte Zeitspanne nach dem Starten des Spannungsversorgungssystems abgelaufen ist, eine Betriebsverhinderungseinheit, die konfiguriert ist, den Betrieb der Energiequelle als Reaktion auf die Tatsache, dass das Spannungsversorgungssystem gestartet wird, zu verhindern, und eine Starteinheit, die konfiguriert ist, als Reaktion auf die Tatsache, dass der Zeitgeber das Ablaufen der vorbestimmten Zeitspanne erkannt hat, die Betriebsverhinderungseinheit zu deaktivieren und die Leistungswandlung in der Energiequelle zu starten. Da der Start der Energiequelle bis zum Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne nach dem Start des Spannungsversorgungssystems verboten ist, wird die Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems durch die Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle bestimmt. Da außerdem die zweite Zielspannung größer als die erste Zielspannung ist, beginnt die Energiequelle, wenn das Verbot des Starts der Energiequelle nach der vorbestimmten Zeitspanne aufgehoben wird, mit der Leistungswandlung und kann somit zusammen mit der Konstantspannungsenergiequelle arbeiten.
(5) Weiter vorzugsweise enthält die Betriebsverhinderungseinheit eine erste Stromeinstelleinheit, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert als Reaktion auf die Tatsache, dass das Spannungsversorgungssystem gestartet wird, auf 0 zu setzen, und die Starteinheit enthält eine zweite Stromeinstelleinheit, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert als Reaktion auf die Tatsache, dass der Zeitgeber das Ablaufen der vorbestimmten Periode erfasst hat, auf einen vorbestimmten Wert größer als 0 zu setzen. Da der Stromgrenzwert für die Energiequelle auf 0 gesetzt ist, wird während der vorbestimmten Periode ab dem Start des Spannungsversorgungssystems kein Strom von der Energiequelle ausgegeben, und die Energiequelle arbeitet nicht. Wenn die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, wird der Stromgrenzwert auf einen vorbestimmten Wert größer als 0 gesetzt. Durch entsprechendes Einstellen der vorbestimmten Zeitspanne wird eine Spannungsänderung beim Start des Spannungsversorgungssystems verhindert, und nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne arbeitet die Energiequelle zusammen mit der Konstantspannungsenergiequelle, so dass die jeweiligen Energiequellen Lastströme tragen können.
(6) Vorzugsweise enthält die zweite Stromeinstelleinheit eine Grenzwerteinstelleinheit, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert auf einen Wert zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert einzustellen, der durch einen Stromwert eines vom Spannungsversorgungssystem ausgegebenen Stroms vorgegeben ist. Da der von der zweiten Stromeinstelleinheit ausgegebene Strom zwischen dem Stromwert des Spannungsversorgungssystems und dem vorbestimmten unteren Grenzwert begrenzt ist, arbeitet die Energiequelle zusammen mit der Konstantspannungsenergiequelle, so dass die jeweiligen Energiequellen Lastströme tragen können.
(7) Weiter bevorzugt umfasst die Grenzwerteinstelleinheit eine Stromgrenzwertbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert als einen Wert zu bestimmen, der durch Multiplizieren des Stromwerts des vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Stroms mit einem Wert erhalten wird, der nicht kleiner als 0 und nicht größer als 1 ist. Somit kann, sobald die Energiequelle begonnen hat, im Konstantstrommodus zu arbeiten, die Energiequelle daran gehindert werden, im Konstantspannungsmodus zu arbeiten, wodurch eine Änderung der vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Spannung unterdrückt werden kann. Darüber hinaus kann das eingestellte Lastverhältnis beibehalten werden, auch wenn sich der vom Spannungsversorgungssystem an die Last bereitgestellte Strom geändert hat.
(8) Weiter bevorzugt umfasst die Grenzwerteinstelleinheit eine Einstelleinheit, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert so einzustellen, dass ein Verhältnis des Stromgrenzwerts zu dem Stromwert des Stroms, der von dem Spannungsversorgungssystem zugeführt wird, gleich einem vorbestimmten Zielwert wird, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 1 ist. Somit kann, sobald die Energiequelle begonnen hat, in dem Konstantstrommodus zu arbeiten, die Energiequelle daran gehindert werden, in dem Konstantspannungsmodus zu arbeiten, wodurch eine Änderung der von dem Spannungsversorgungssystem zugeführten Spannung unterdrückt werden kann. Darüber hinaus kann das eingestellte Lastverhältnis beibehalten werden, auch wenn sich der vom Spannungsversorgungssystem an die Last bereitgestellte Strom geändert hat.
(9) Weiter bevorzugt enthält die zweite Stromeinstelleinheit eine Stromwertempfangseinheit, die konfiguriert ist, von der Konstantspannungsenergiequelle einen Wert zu empfangen, der einen Stromwert eines Stroms anzeigt, der von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegeben wird, und eine Grenzwerteinstelleinheit, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert so einzustellen, dass ein Verhältnis des Stromgrenzwerts zu einer Summe des Stromwerts, der durch den von der Stromwertempfangseinheit empfangenen Wert angezeigt wird, und eines Stromwerts eines Stroms, der von der Energiequelle ausgegeben wird, ein vorbestimmter Zielwert wird, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 1 ist. Unter Verwendung des Stromwerts des von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Stroms wird der Stromgrenzwert für die Energiequelle so eingestellt, dass das Verhältnis des Stromgrenzwerts zur Summe des Stromwerts und des Ausgangsstromwerts der Energiequelle ein Zielwert wird, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 1 ist. Als Ergebnis trägt die Energiequelle einen Teil des vom Spannungsversorgungssystem bereitzustellenden Stroms, und die Konstantspannungsenergiequelle trägt den restlichen Strom. Ein solcher Betrieb, dass nur eine der Energiequellen und die Konstantspannungsenergiequelle den Strom trägt, wird nicht durchgeführt, und eine Spannungsänderung aufgrund eines solchen Betriebs kann vermieden werden.
(10) Vorzugsweise enthält die Grenzwerteinstelleinheit eine Stromwertberechnungseinheit, die konfiguriert ist, den Stromwert des von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Stroms durch einen vorbestimmten Umrechnungsausdruck in Bezug auf den von der Stromwertempfangseinheit empfangenen Wert zu berechnen, und eine Strombegrenzungseinheit, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert so einzustellen, dass ein Verhältnis des Stromgrenzwerts zu einer Summe des von der Stromwertberechnungseinheit berechneten Stromwerts und des Ausgangsstromwerts der Energiequelle der Zielwert wird. Selbst in einem Fall, in dem der von der Empfangseinheit empfangene Wert kein Wert ist, der den von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Strom direkt anzeigt, kann der von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebene Strom durch die Stromberechnungseinheit, die eine vorbestimmte Umrechnung durchführt, geschätzt werden. Auf der Grundlage des Schätzergebnisses wird der Stromgrenzwert für die Energiequelle so eingestellt, dass das Verhältnis zwischen dem geschätzten Wert und dem Ausgangsstromwert der Energiequelle zu einem Zielwert wird, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 1 ist. Infolgedessen trägt die Energiequelle einen Teil des vom Spannungsversorgungssystem bereitzustellenden Stroms, und die Konstantspannungsenergiequelle trägt den restlichen Strom. Ein solcher Vorgang, dass nur eine der Energiequellen und die Konstantspannungsenergiequelle den Strom trägt, wird nicht durchgeführt, und eine Spannungsänderung aufgrund eines solchen Vorgangs kann vermieden werden.
(11) Vorzugsweise ist der Zielwert ein Verhältnis eines Nennausgangsstroms der Energiequelle zu einer Summe aus einem Nennausgangsstrom der Konstantspannungsenergiequelle und dem Nennausgangsstrom der Energiequelle.
(12) Weiter bevorzugt ist die zweite Zielspannung ein Wert, der nicht kleiner ist als eine obere Grenze der Variation der von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Spannung auf der Basis der ersten Zielspannung. So kann die Energiequelle sicher gestartet werden. Folglich können sowohl die Gleichstrom-Energiequelle als auch die Konstantspannungsenergiequelle einfach betrieben werden.
(13) Vorzugsweise ist die zweite Zielspannung ein Wert, der gleich einer oberen Grenze der Variation der von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Spannung auf der Basis der ersten Zielspannung ist. Somit kann die Energiequelle gestartet werden. Dadurch können sowohl die Energiequelle als auch die Konstantspannungsenergiequelle einfach betrieben werden. Außerdem ist es möglich, den Anstieg der Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems zu minimieren, der entsteht, wenn der Laststrom kleiner als der Stromgrenzwert geworden ist.
(14) Die Variation ist ein Wert, der durch die Spezifikationen der Konstantspannungsenergiequelle bestimmt wird. Der Stromgrenzwert kann einfach mit Hilfe der Spezifikationen der Konstantspannungsenergiequelle eingestellt werden. Folglich können sowohl die Energiequelle als auch die Konstantspannungsenergiequelle einfach betrieben werden. Es ist möglich, die Änderung der Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems zu minimieren, die verursacht wird, wenn der Laststrom kleiner als der Stromgrenzwert geworden ist.
(15) Noch bevorzugter umfasst die Energiequelle ferner eine Stromwertempfangseinheit, die konfiguriert ist, dass sie ein Signal zu empfangen, das einen Stromwert eines Stroms anzeigt, der von dem Spannungsversorgungssystem bereitgestellt wird, wobei die zweite Stromeinstelleinheit eine Stromgrenzwerteinstelleinheit umfasst, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert auf einen Wert zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert und dem Stromwert einzustellen, der durch das von der Stromwertempfangseinheit empfangene Signal angezeigt wird. Da der Stromgrenzwert kleiner gemacht werden kann als der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Stroms, kann der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Stroms zwischen der Konstantspannungsenergiequelle und der Energiequelle aufgeteilt werden. Als Ergebnis tritt ein Zustand, in dem nur die Energiequelle den Strom trägt, nicht auf, und es ist möglich, das Auftreten eines Spannungswechsels von der Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle zur Ausgangsspannung der Energiequelle zu verhindern.
(16) Weiter bevorzugt umfasst die Energiequelle ferner einen Stromsensor, der konfiguriert ist, den Stromwert des Stroms zu erfassen, der von dem Spannungsversorgungssystem an eine Last bereitgestellt wird, wobei die Stromwertempfangseinheit das den Stromwert anzeigende Signal von dem Stromsensor empfängt. Da der Stromgrenzwert kleiner gemacht werden kann als der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem zugeführten Stroms, kann der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem zugeführten Stroms zwischen der Konstantspannungsenergiequelle und der Energiequelle aufgeteilt werden. Dadurch tritt ein Zustand, in dem nur die Energiequelle den Strom trägt, nicht auf, und es ist möglich, das Auftreten einer Spannungsänderung von der Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle zur Ausgangsspannung der Energiequelle zu verhindern.
(17) Vorzugsweise umfasst das Spannungsversorgungssystem ferner einen Stromsensor, der konfiguriert ist, den Stromwert des Stroms zu messen, der von dem Spannungsversorgungssystem einer Last zugeführt wird, und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, der Stromwertempfangseinheit ein Signal zuführt, das den von dem Stromsensor gemessenen Stromwert anzeigt, und die Stromwertempfangseinheit empfängt das Signal von der Steuereinheit. Da der Stromgrenzwert kleiner gemacht werden kann als der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem zugeführten Stroms, kann der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem zugeführten Stroms zwischen der Konstantspannungsenergiequelle und der Energiequelle aufgeteilt werden. Als Ergebnis tritt ein Zustand, in dem nur die Energiequelle den Strom trägt, nicht auf, und es ist möglich, das Auftreten eines Spannungswechsels von der Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle zur Ausgangsspannung der Energiequelle zu verhindern.
(18) Noch bevorzugter umfasst die Energiequelle ferner eine Stromwertempfangseinheit, die konfiguriert ist, einen Stromwert eines Stroms zu empfangen, der von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegeben wird, wobei die zweite Stromeinstelleinheit eine Stromgrenzwerteinstelleinheit umfasst, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert so einzustellen, dass ein Verhältnis des Stromgrenzwerts zu dem von der Stromwertempfangseinheit empfangenen Stromwert ein vorbestimmter Zielwert wird. Da der Stromgrenzwert kleiner gemacht werden kann als der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Stroms, kann der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Stroms zwischen der Konstantspannungsenergiequelle und der Energiequelle aufgeteilt werden. Als Ergebnis tritt ein Zustand, in dem nur die Energiequelle den Strom trägt, nicht auf, und es ist möglich, das Auftreten eines Spannungswechsels von der Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle zur Ausgangsspannung der Energiequelle zu verhindern.
(19) Weiter vorzugsweise umfasst das Spannungsversorgungssystem ferner: einen Stromsensor, der konfiguriert ist, den Stromwert des von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Stroms zu messen; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, ein Signal auszugeben, das den von dem Stromsensor gemessenen Stromwert anzeigt, wobei die Stromwertempfangseinheit das Signal von der Steuereinheit empfängt. Da der Stromgrenzwert kleiner gemacht werden kann als der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem zugeführten Stroms, kann der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem zugeführten Stroms zwischen der Konstantspannungsenergiequelle und der Energiequelle aufgeteilt werden. Als Ergebnis tritt ein Zustand, in dem nur die Energiequelle den Strom trägt, nicht auf, und es ist möglich, das Auftreten eines Spannungswechsels von der Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle zur Ausgangsspannung der Energiequelle zu verhindern.
(20) Vorzugsweise umfasst die Energiequelle ferner einen Stromsensor, der konfiguriert ist, den Stromwert des von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Stroms zu messen, wobei die Stromwertempfangseinheit den Stromwert von dem Stromsensor empfängt. Da der Stromgrenzwert auf der Grundlage des Stromwerts des von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Stroms bestimmt werden kann, kann der Stromwert des vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Stroms zwischen der Konstantspannungsenergiequelle und der Energiequelle aufgeteilt werden. Als Ergebnis tritt ein Zustand, in dem nur die Energiequelle den Strom trägt, nicht auf, und es ist möglich, das Auftreten einer Spannungsänderung von der Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle zur Ausgangsspannung der Energiequelle zu verhindern.
(21) Noch bevorzugter enthält die Betriebsverhinderungseinheit eine Ansteuersignalstoppeinheit, die konfiguriert ist, die Ausgabe eines Ansteuersignals an die Spannungsversorgungseinheit als Reaktion auf die Tatsache zu stoppen, dass das Spannungsversorgungssystem gestartet wird, und die Starteinheit enthält eine Ansteuersignalausgabeeinheit, die konfiguriert ist, die Ausgabe des Ansteuersignals an die Spannungsversorgungseinheit als Reaktion auf die Tatsache zu starten, dass der Zeitgeber das Ablaufen der vorbestimmten Periode erfasst hat. Das Ansteuersignal an die Spannungserzeugungseinheit wird gestoppt, bis die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, und danach wird die Spannungserzeugungseinheit angesteuert, um die Leistungswandlung zu starten. So können sowohl die Energiequelle als auch die Konstantspannungsenergiequelle betrieben werden. Durch Ändern des Stromgrenzwerts können die Energiequelle und die Konstantspannungsenergiequelle bei gewünschten Lastverhältnissen betrieben werden.
(22) Weiter vorzugsweise enthält die verzögerte Starteinheit einen Zeitgeber, der konfiguriert ist, zu erkennen, dass die vorbestimmte Zeitspanne nach dem Starten des Spannungsversorgungssystems abgelaufen ist, eine Ansteuersignalausgangsstoppeinheit, die konfiguriert ist, die Ausgabe eines Ansteuersignals an die Spannungserzeugungseinheit in Reaktion auf die Tatsache zu stoppen, dass das Spannungsversorgungssystem gestartet ist, und eine Starteinheit, die konfiguriert ist, die Leistungswandlung in der Energiequelle durch Deaktivieren der Ansteuersignalausgangsstoppeinheit in Reaktion auf die Tatsache zu starten, dass der Zeitgeber das Ablaufen der vorbestimmten Zeitspanne erkannt hat. Das Ansteuersignal an die Spannungserzeugungseinheit wird gestoppt, bis die vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, und danach wird die Spannungserzeugungseinheit angesteuert, um die Leistungswandlung zu starten. So können sowohl die Energiequelle als auch die Konstantspannungsenergiequelle betrieben werden. Durch Ändern des Stromgrenzwertes können die Energiequelle und die Konstantspannungsenergiequelle bei gewünschten Lastverhältnissen betrieben werden.
(23) Vorzugsweise umfasst die Verzögerungseinheit eine verzögerte Starteinheit, die konfiguriert ist, die Leistungswandlung in der Energiequelle in Reaktion darauf zu starten, dass die Leistungswandlung in der Konstantspannungsenergiequelle gestartet wird. Die Leistungswandlung in der Energiequelle wird gestartet, nachdem die Leistungswandlung in der Konstantspannungsenergiequelle gestartet ist. Somit kann auch die Energiequelle gestartet werden, so dass sowohl die Energiequelle als auch die Konstantspannungsenergiequelle betrieben werden können. Durch Änderung des Stromgrenzwertes können die Energiequelle und die Konstantspannungsenergiequelle bei gewünschten Lastverhältnissen betrieben werden.
(24) Weiter bevorzugt startet die verzögerte Starteinheit die Leistungswandlung in der Energiequelle als Reaktion auf mindestens eine der beiden Tatsachen, dass die Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle die erste Zielspannung erreicht hat und dass von der Konstantspannungsenergiequelle Informationen empfangen werden, die anzeigen, dass die Leistungswandlung gestartet wird. Wenn die Konstantspannungsenergiequelle die Leistungswandlung gestartet hat, erreicht die Ausgangsspannung die erste Zielspannung. Außerdem können von der Konstantspannungsenergiequelle Informationen empfangen werden, die anzeigen, dass die Konstantspannungsenergiequelle die Leistungswandlung gestartet hat. In jedem Fall wird die Leistungswandlung in der Energiequelle gestartet, nachdem die Leistungswandlung in der Konstantspannungsenergiequelle gestartet wurde. Somit kann auch die Energiequelle gestartet werden, so dass sowohl die Energiequelle als auch die Konstantspannungsenergiequelle betrieben werden können. Durch Änderung des Stromgrenzwertes können die Energiequelle und die Konstantspannungsenergiequelle bei gewünschten Lastverhältnissen betrieben werden.
(25) Weiter bevorzugt umfasst die Energiequelle ferner eine Zielspannungsersetzungseinheit, die konfiguriert ist, die zweite Zielspannung durch eine Spannung zu ersetzen, die von der Energiequelle ausgegeben wird, und zwar in Reaktion darauf, dass die Spannungserzeugungseinheit begonnen hat, die Spannung in dem Konstantstrommodus auszugeben, nachdem das Spannungsversorgungssystem gestartet wurde. Dadurch ist es möglich, die Änderungsbreite der vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Spannung, die durch die im Konstantspannungsmodus arbeitende Energiequelle verursacht wird, weiter zu reduzieren.
(26) Weiter vorzugsweise umfasst die Energiequelle ferner: eine Zustandserkennungseinheit, die konfiguriert ist, einen Betriebszustand der Energiequelle zu erkennen; und eine Begrenzungseinheit, die konfiguriert ist, den Betrieb der Energiequelle in Reaktion auf die Tatsache zu begrenzen, dass die Zustandserkennungseinheit erkannt hat, dass die Energiequelle in dem Konstantspannungsmodus arbeitet. Die Tatsache, dass die Energiequelle in dem Konstantspannungsmodus arbeitet, bedeutet, dass die Konstantspannungsenergiequelle keinen Strom ausgibt. In einem solchen Fall kann durch die Begrenzung des Betriebs der Energiequelle die Konstantspannungsenergiequelle zusammen mit der Stromquelle betrieben werden, und die Änderungsbreite der vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Spannung kann reduziert werden.
(27) Vorzugsweise erkennt die Zustandserkennungseinheit anhand der Tatsache, ob die Ausgangsspannung der Energiequelle die zweite Zielspannung erreicht hat oder nicht, ob die Energiequelle im Konstantspannungsmodus betrieben wird. Die Tatsache, dass die Ausgangsspannung der Energiequelle die zweite Zielspannung erreicht hat, bedeutet, dass die Energiequelle im Konstantspannungsmodus betrieben wird. Das bedeutet, dass die Konstantspannungsenergiequelle keinen Strom abgibt. In einem solchen Fall kann die Konstantspannungsenergiequelle durch Begrenzung des Betriebs der Energiequelle zusammen mit der Stromquelle betrieben werden, und die Änderungsbreite der vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Spannung kann reduziert werden.
(28) Weiter bevorzugt senkt die Begrenzungseinheit den Stromgrenzwert auf einen Wert nicht kleiner als 0, in Reaktion darauf, dass die Zustandserkennungseinheit erkannt hat, dass die Energiequelle im Konstantspannungsmodus arbeitet. Auf diese Weise kann die Energiequelle auch dann im Konstantstrommodus betrieben werden, wenn der Laststrom sich stark verändert hat und kleiner als der Stromgrenzwert ist. Dadurch kann ein Anstieg der Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems unterdrückt werden.
(29) Vorzugsweise umfasst die Energiequelle ferner eine Messeinheit, die konfiguriert ist, einen Ausgangsstrom der Energiequelle zu messen, wobei der Stromgrenzwert auf einen Wert nicht kleiner als 0 verringert wird, in Reaktion auf die Tatsache, dass der von der Messeinheit gemessene Ausgangsstrom kleiner als der Stromgrenzwert geworden ist. Auf diese Weise kann die Energiequelle den Betrieb im Konstantstrommodus beibehalten, auch wenn sich der Laststrom stark verändert hat und kleiner als der Stromgrenzwert geworden ist. Dadurch kann ein Anstieg der Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems unterdrückt werden.
(30) Weiter bevorzugt umfasst die Energiequelle ferner eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Konstantspannungsenergiequelle gestoppt ist oder nicht, und als Reaktion auf die Tatsache, dass die Bestimmungseinheit bestimmt hat, dass die Konstantspannungsenergiequelle gestoppt ist, ersetzt die Leistungsversorgung die zweite Zielspannung durch die erste Zielspannung und ersetzt den Stromgrenzwert durch einen maximalen Nennstromwert der Energiequelle. Somit kann auch bei gestoppter Konstantspannungsenergiequelle ein Anstieg der Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems unterdrückt werden.
(31) Vorzugsweise enthält die Konstantspannungsenergiequelle eine Gleichstrom-Konstantspannungsenergiequelle, die konfiguriert ist, eine Gleichspannung in dem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage der ersten Zielspannung auszugeben, und die Energiequelle enthält eine Gleichspannungserzeugungseinheit, die konfiguriert ist, eine Gleichspannung schaltbar zwischen dem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage der zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und dem Konstantstrommodus auf der Grundlage des Stromgrenzwertes auszugeben. Die Gleichstromenergiequelle und die Gleichstrom-Konstantspannungsenergiequelle können beide betrieben werden. Durch Ändern des Stromgrenzwerts können die Gleichstromenergiequelle und die Gleichstrom-Konstantspannungsenergiequelle bei gewünschten Lastverhältnissen betrieben werden, um Lastströme auszugeben.
(32) Weiter bevorzugt umfasst die Konstantspannungsenergiequelle eine Wechselstrom-Konstantspannungsenergiequelle, die konfiguriert ist, eine Wechselspannung in dem Konstantspannungsmodus auf der Basis der ersten Zielspannung auszugeben, und die Energiequelle umfasst eine Wechselspannungserzeugungseinheit, die konfiguriert ist, eine Wechselspannung schaltbar zwischen dem Konstantspannungsmodus auf der Basis der zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und dem Konstantstrommodus auf der Basis des Stromgrenzwertes auszugeben. Die Wechselstrom-Energiequelle und die Wechselstrom-Konstantspannungsenergiequelle können beide betrieben werden. Durch Ändern des Stromgrenzwerts können die Wechselstrom-Energiequelle und die Wechselstrom-Konstantspannungsenergiequelle bei gewünschten Lastverhältnissen betrieben werden, um Lastströme auszugeben.
(33) Ein Gleichspannungsversorgungssystem gemäß einem zweiten Aspekt dieser Offenbarung umfasst: eine erste Energiequelle, die konfiguriert ist, eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer ersten Zielspannung auszugeben; und eine zweite Energiequelle, die parallel zu der ersten Energiequelle geschaltet ist, wobei die zweite Energiequelle eine Spannungserzeugungseinheit umfasst, die konfiguriert ist, eine Spannung schaltbar zwischen einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und einem Konstantstrommodus auf der Grundlage eines Stromgrenzwertes auszugeben. Somit können sowohl die erste Energiequelle als auch die zweite Energiequelle betrieben werden. Weiterhin können durch Ändern des vorgegebenen Wertes die erste Energiequelle und die zweite Energiequelle bei gewünschten Lastverhältnissen betrieben werden.

[Details von Ausführungsformen dieser Offenbarung]
In den folgenden Ausführungsformen werden die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auch die Namen und Funktionen dieser Teile sind gleich. Daher werden diese Teile nicht wiederholt im Detail beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
[Gesamte Konfiguration]
Mit Bezug auf 1 umfasst ein Gleichspannungsversorgungssystem 100 gemäß der ersten Ausführungsform dieser Offenbarung eine Batterie 102, eine erste Energiequelle 104, eine zweite Energiequelle 106 und eine Steuereinheit 108. Das Gleichspannungsversorgungssystem 100 wird z.B. für ein Elektrofahrzeug o.ä. verwendet und stellt eine konstante Gleichspannung an eine Last 110 bereit. Die Batterie 102 ist eine Batterie (z. B. eine Sekundärbatterie), die eine hohe Spannung (z. B. 300 V) bereitstellt. Die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106 sind parallelgeschaltet. Das heißt, die positiven Eingangsanschlüsse der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106 sind miteinander verbunden, und die positiven Ausgangsanschlüsse der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106 sind miteinander verbunden. Ein Störwiderstand 112 und ein Störwiderstand 114 stellen wesentliche Widerstände (Widerstand einer elektrischen Leitung, Widerstand eines Verbindungsabschnitts usw.) auf Drähten dar. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Verbindung“ auf eine elektrische Verbindung.
Der Pluspol der Batterie 102 ist mit den gemeinsam verbundenen positiven Eingangsklemmen der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106 verbunden. Die gemeinsam verbundenen Positionsausgangsanschlüsse der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106 bilden einen Verbindungsknoten 116, der ein Spannungsversorgungsende vom Gleichspannungsversorgungssystem 100 zur Last 110 darstellt. Die negative Seite der beiden Teile ist geerdet.
Wenn ein Ausgangsstrom (Wert II) der ersten Energiequelle 104 durch den Störwiderstand 112 fließt, entsteht ein Spannungsabfall um I1 × R1. In ähnlicher Weise tritt ein Spannungsabfall um I2 × R2 auf, wenn ein Ausgangsstrom (Wert 12) der zweiten Energiequelle 106 durch den Störwiderstand 114 fließt. Eine Spannung VL am Anschlussknoten 116 wird um den Spannungsabfall von I1 × R1 kleiner als die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 104. Ebenso wird die Ausgangsspannung VL um den Spannungsabfall von I2 × R2 kleiner als die Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 106. Beide Werte sind gleich groß, und daher ist der folgende Ausdruck erfüllt. $VL = V 1 - I 1 \times R 1 = V 2 - I 2 \times R 2$
Ein Stromwert IL eines vom Gleichspannungsversorgungssystem 100 bereitgestellten Stroms ist die Summe aus dem Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 und dem Ausgangsstromwert I2 der zweiten Energiequelle 106 (IL = I1 + I2).
Bei der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106 handelt es sich um Gleichspannungswandler. Die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106 wandeln eine von der Batterie 102 eingegebene Gleichspannung in vorgegebene Ausgangsspannungen V1 bzw. V2 um und geben die Ausgangsspannungen V1 und V2 an den Ausgangsklemmen aus. Die erste Energiequelle 104 arbeitet mit einer Konstantspannung-Steuerung (CV), um eine vorgegebene konstante Ausgangsspannung V1 auszugeben (im Folgenden auch als Konstantspannungsmodus bezeichnet). Die zweite Energiequelle 106 arbeitet mit einer Konstantspannung-Konstantstrom-Steuerung (CVCC) und kann daher zusätzlich zum Betrieb im Konstantspannungsmodus eine Ausgabe mit einem bestimmten Konstantstromwert I2 durch eine Konstantstrom-Steuerung (CC) durchführen (im Folgenden kann sie als Konstantstrommodus bezeichnet werden), d.h. die zweite Energiequelle 106 kann umschaltbar zwischen dem Konstantspannungsmodus und dem Konstantstrommodus arbeiten.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst die zweite Energiequelle 106: eine Gleichspannungseinheit 150 (bzw. DC-DC-Einheit 150), die in der Lage ist, schaltbar zwischen dem Konstantspannungsmodus basierend auf einem Zielwert für eine Ausgangsspannung in dem Konstantspannungsmodus (im Folgenden als „zweite Zielspannung“ bezeichnet), der größer ist als ein Zielwert für die Ausgangsspannung der ersten Energiequelle 104 (im Folgenden als „erste Zielspannung“ bezeichnet), und dem Konstantstrommodus basierend auf einem Stromgrenzwert zu arbeiten; eine energiequelleninterne Steuereinheit 152; und eine IF-Einheit 154. Die Gleichspannungseinheit 150 fungiert als Spannungserzeugungseinheit zum Erzeugen einer Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle 106 und arbeitet, wie oben beschrieben, im Konstantspannungsmodus oder im Konstantstrommodus durch CVCC-Steuerung, wandelt die von der Batterie 102 eingegebene Gleichspannung in eine vorbestimmte Spannung um und gibt die umgewandelte Spannung an den Anschlussknoten 116 aus. Die IF-Einheit 154 empfängt Daten, die von der Steuereinheit 108 übertragen werden, und gibt die Daten an die energiequelleninterne Steuereinheit 152 weiter. Die energiequelleninterne Steuereinheit 152 ist z. B. ein Mikrocomputer mit einem internen Speicher. In dem internen Speicher sind ein von der energiequelleninternen Steuereinheit 152 auszuführendes Programm, notwendige Parameter und dergleichen gespeichert. Die energiequelleninterne Steuereinheit 152 berechnet auf der Grundlage der von der IF-Einheit 154 empfangenen Daten einen für den Betrieb der Gleichspannungseinheit 150 erforderlichen Einstellwert und stellt den Einstellwert für die Gleichspannungseinheit 150 ein.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst die Steuereinheit 108 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 120, einen Speicher 122, eine Schnittstelleneinheit (im Folgenden als IF-Einheit bezeichnet) 124 und einen Bus 126. Die Datenübertragung zwischen den Teilen erfolgt über den Bus 126. Der Speicher 122 ist z. B. ein wiederbeschreibbarer nichtflüchtiger Halbleiterspeicher oder ähnliches. In dem Speicher 122 sind ein von der CPU 120 auszuführendes Programm, vorgegebene Parameter und dergleichen gespeichert. Ein Teil des Bereichs des Speichers 122 wird als Arbeitsbereich verwendet, wenn die CPU 120 das Programm ausführt. Die Steuereinheit 108 ist z.B. eine elektronische Steuereinheit (ECU) des Elektrofahrzeugs oder ähnliches.
Die CPU 120 steuert den Betrieb der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106. Das heißt, die CPU 120 überträgt die erste Zielspannung über die IF-Einheit 124 an die erste Energiequelle 104. Zusätzlich überträgt die CPU 120 über die IF-Einheit 124 die zweite Zielspannung und einen Grenzwert für den Ausgangsstrom im Konstantstrommodus (im Folgenden auch als Stromgrenzwert bezeichnet) an die zweite Energiequelle 106. Somit arbeitet die erste Energiequelle 104, wie oben beschrieben, im Konstantspannungsmodus, um eine Spannung auszugeben, die der ersten Zielspannung entspricht. Darüber hinaus gibt die zweite Energiequelle 106, wie oben beschrieben, einen Strom aus, der dem Stromgrenzwert entspricht, wenn sie im Konstantstrommodus arbeitet, und gibt eine Spannung aus, die der zweiten Zielspannung entspricht, wenn sie im Konstantspannungsmodus arbeitet.
[Betrieb des Gleichspannungsversorgungssystems]
Unter Bezugnahme auf 4 und 5 wird der Spannungsversorgungsbetrieb des Gleichspannungsversorgungssystems 100 beschrieben. Der in 4 gezeigte Prozess wird durch die CPU 120 implementiert, die ein vorbestimmtes Programm aus dem Speicher 122 liest und dieses ausführt.
In Schritt 300 wird die Zielspannung für die erste Energiequelle 104 übertragen. Insbesondere liest die CPU 120 die erste Zielspannung, die für die erste Energiequelle 104 bestimmt ist, aus dem Speicher 122 und überträgt die erste Zielspannung über die IF-Einheit 124 an die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106. Die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106 speichern die empfangene erste Zielspannung jeweils in einem internen Speicher, zum Beispiel.
In Schritt 302 wird ein Laststromwert übertragen. Konkret überträgt die CPU 120 an die zweite Energiequelle 106 den Stromwert eines vom Gleichspannungsversorgungssystem 100 an die Last 110 bereitzustellenden Stroms.
In Schritt 304 wird die Spannungsversorgung der Last 110 gestartet. Beispielsweise überträgt die CPU 120 über die IF-Einheit 124 einen Startbefehl zum Starten einer Ausgabe an die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106, wodurch die Spannungsversorgung von den Ausgangsklemmen der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106 gestartet wird.
In Schritt 306 wird bestimmt, ob eine Anweisung zum Stoppen des Gleichspannungsversorgungssystems 100 empfangen wird oder nicht. Der Stoppbefehl wird beispielsweise durch Ausschalten eines Geräts (Elektrofahrzeug usw.) ausgeführt, an dem das Gleichspannungsversorgungssystem 100 montiert ist. Wenn festgestellt wird, dass die Stoppanweisung empfangen wird, fährt die Steuerung mit Schritt 308 fort. Andernfalls wird der Schritt 306 wiederholt.
In Schritt 308 wird die Stoppverarbeitung durchgeführt. Beispielsweise sendet die CPU 120 über die IF-Einheit 124 Stoppanweisungen zum Anhalten der Ausgänge an die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106. Dann wird das Programm beendet.
Der in 5 gezeigte Vorgang wird dadurch realisiert, dass die energiequelleninterne Steuereinheit 152 ein vorgegebenes Programm aus dem internen Speicher liest und ausführt. Dabei wird davon ausgegangen, dass die energiequelleninterne Steuereinheit 152 über die IF-Einheit 154 die erste Zielspannung, den Laststromwert und den von der Steuereinheit 108 übertragenen Startbefehl wie oben beschrieben erhalten hat.
In Schritt 400 wird die zweite Zielspannung eingestellt. Insbesondere bestimmt die energiequelleninterne Steuereinheit 152 die zweite Zielspannung aus der ersten Zielspannung und stellt die zweite Zielspannung für die Gleichspannungseinheit 150 ein. Die zweite Zielspannung wird so eingestellt, dass sie etwas größer als die erste Zielspannung ist (die erste Zielspannung und die zweite Zielspannung sind beide positive Werte).
In der vorliegenden Ausführungsform muss die zweite Energiequelle 106 mit einer Verzögerung vom Beginn der Leistungswandlung in der ersten Energiequelle 104 gestartet werden. Daher setzt die energiequelleninterne Steuereinheit 152 in Schritt 402 0 A (null Ampere) als Stromgrenzwert für die Gleichspannungseinheit 150, um den Betrieb der Gleichspannungseinheit 150 zu verhindern, und die Spannungsausgabe wird gestartet. Da der Stromgrenzwert auf 0 gesetzt ist, arbeitet die zweite Energiequelle 106 nicht und die Stromversorgung der Last 110 wird von der ersten Energiequelle 104 übernommen. Das heißt, eine Spannung, die der ersten Zielspannung entspricht, wird von der ersten Energiequelle 104 ausgegeben, und ein Strom wird der Last 110 zugeführt. Der für die Last 110 benötigte Strom wird vollständig von der ersten Energiequelle 104 bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Betrieb der Gleichspannungseinheit 150 durch die Einstellung von 0 A als Stromgrenzwert unterbunden. Diese Offenbarung ist jedoch nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Während die energiequelleninterne Steuereinheit 152 beispielsweise eine Verarbeitung zur Berechnung eines Signalwerts zur Ansteuerung der Gleichspannungseinheit 150 durch Pulsweitenmodulation (PWM) durchführt, kann ein PWM-Signal, das ein Ansteuersignal dafür ist, nicht an die Gleichspannungseinheit 150 ausgegeben werden.
In Schritt 404 bestimmt die energiequelleninterne Steuereinheit 152, ob eine vorbestimmte Zeitspanne seit dem Beginn der Spannungsausgabe verstrichen ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, fährt die Steuerung mit Schritt 406 fort. Andernfalls wird der Schritt 404 wiederholt. Die energiequelleninterne Steuereinheit 152 kann das Ablaufen der Periode bestimmen, im Falle, dass sie einen Zeitgeber hat, durch Verwendung des Zeitgebers, oder im Falle, dass sie keinen Zeitgeber hat, durch Zählen einer Betriebsuhr.
In Schritt 406 bestimmt die energiequelleninterne Steuereinheit 152 aus dem von der Steuereinheit 108 empfangenen Laststromwert einen Stromgrenzwert, der größer als 0 ist, und stellt den Stromgrenzwert für die Gleichspannungseinheit 150 ein. Der Stromgrenzwert wird in Abhängigkeit von den Lastverhältnissen der ersten Energiequelle und der zweiten Energiequelle eingestellt. Dadurch wird die Stromzufuhr von der zweiten Energiequelle 106 zur Last 110 gestartet, und dementsprechend wird der Stromwert I1 des von der ersten Energiequelle 104 zur Last 110 zugeführten Stroms verringert. Der Stromwert I2 des von der zweiten Energiequelle 106 bereitgestellten Stroms ist auf den Stromgrenzwert begrenzt, und daher nimmt der Stromwert 12, nachdem er auf den Stromgrenzwert gestiegen ist, einen Wert an, der gleich dem Stromgrenzwert ist. Somit wird der Stromwert I1 des von der ersten Energiequelle 104 an die Last 110 bereitgestellten Stroms zu einem Wert, den man erhält, indem man den Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 106 von dem Stromwert IL des durch die Last 110 fließenden Stroms subtrahiert.
In Schritt 408 bestimmt die energiequelleninterne Steuereinheit 152, ob eine Stoppanweisung von der Steuereinheit 108 empfangen wird oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass ein Stoppbefehl empfangen wird, fährt die Steuerung mit Schritt 410 fort. Andernfalls wird der Schritt 408 wiederholt.
In Schritt 410 stoppt die energiequelleninterne Steuereinheit 152 die Gleichspannungseinheit 150.
Wie oben beschrieben, können in dem Gleichspannungsversorgungssystem 100 sowohl die erste Energiequelle 104 als auch die zweite Energiequelle 106 betrieben werden. Dadurch kann eine Lastkonzentration verhindert werden, bei der die Last 110 nur von einer Energiequelle mit Strom versorgt wird, und die Stromzufuhr zur Last 110 kann auf zwei Energiequellen verteilt werden.
Unter Bezugnahme auf 6 werden Änderungen der Spannung und der Ströme im Gleichspannungsversorgungssystem 100 unter der obigen Steuerung beschrieben. Der Graph in der obersten Stufe zeigt den Stromwert IL des vom Gleichspannungsversorgungssystem 100 bereitgestellten und zur Last 110 fließenden Stroms. Hier wird angenommen, dass der Strom (der in Schritt 302 übertragene Laststromwert), der zunächst für die Last 110 benötigt wird, 100 A beträgt. Die Graphen der zweiten und dritten Stufe zeigen Änderungen der Ausgangsströme (I1 und I2) der ersten Energiequelle 104 bzw. der zweiten Energiequelle 106. Das Diagramm in der untersten Stufe zeigt die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 100. Im Diagramm der untersten Stufe sind die ersten und zweiten Zielspannungen, die die Zielspannungen für die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106 sind (d. h. die Ausgangsspannungen der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106), durch gestrichelte Linien dargestellt. Hier wird angenommen, dass die erste Zielspannung auf 14,2 V und die zweite Zielspannung auf 15,0 V eingestellt ist. Außerdem wird das Verhältnis der Ströme, die der Last 110 zugeführt werden sollen, als Ziel auf erste Energiequelle : zweite Energiequelle = 4 : 1 eingestellt.
Wie oben beschrieben, wird die Spannungsversorgung durch das Gleichspannungsversorgungssystem 100 gestartet (Schritt 304). Da der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 106 auf 0 gesetzt ist, wird kein Strom von der zweiten Energiequelle 106 bereitgestellt. Von der ersten Energiequelle 104 wird eine Spannung ausgegeben, die der ersten Zielspannung entspricht. Der für die Last 110 benötigte Strom wird vollständig von der ersten Energiequelle 104 bereitgestellt. Das heißt, während einer Periode von 0 bis t0 in 6 ist der Stromwert IL der Last 110 gleich dem Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104. Der Stromwert IL steigt auf den anfangs für die Last 110 benötigten Stromwert (100A) und wird dann stabil. Das heißt, zu diesem Zeitpunkt wird die Stromzufuhr von der ersten Energiequelle 104 gestartet. Zu diesem Zeitpunkt wird die an die Last 110 bereitgestellte Spannung VL durch die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 104 bestimmt, die im Konstantspannungsmodus betrieben wird. Während des Zeitraums von 0 bis t0 nimmt der Spannungsabfall aufgrund des Störwiderstands 112 ebenfalls zu, wenn der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 steigt. Daher sinkt die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 100 von der ersten Zielspannung ab. Während eines Zeitraums von t0 bis t2 beträgt das Verhältnis des Ausgangsstromwerts I1 der ersten Energiequelle 104 100 % (I1 = IL). Infolgedessen ist der Spannungsabfall aufgrund des Störwiderstands 112 etwas größer als der, wenn das Verhältnis des Ausgangsstromwerts I1 der ersten Energiequelle 104 das Zielverhältnis (80 %) ist. Daher wird die Spannung VL bei einem Wert stabil, der geringfügig kleiner ist als die Spannung (hier als 14,0 V angenommen), wenn das Verhältnis der von der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106 an die Last 110 bereitgestellten Ströme gleich dem Zielwert wird (erste Energiequelle : zweite Energiequelle = 4 : 1) und das Gleichspannungsversorgungssystem 100 stabil wird.
Nachdem eine vorbestimmte kurze Zeitspanne verstrichen ist (bei t1 in 6), wird der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 106 auf einen Wert größer als 0 geändert (Schritt 308). Daraufhin wird der Stromwert I2 von der zweiten Energiequelle 106 ausgegeben, und der Stromwert I2 steigt auf den Stromgrenzwert an. Hier ist der Stromgrenzwert auf 20 A eingestellt. Nachdem die Strombereitstellung von der zweiten Energiequelle 106 an die Last 110 gestartet wurde, steigt der Stromwert I2 während eines Zeitraums von t1 bis t2 an. In diesem Zeitraum ist der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms konstant und daher sinkt der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104. Nachdem der Ausgangsstromwert I2 der zweiten Energiequelle 106 den Stromgrenzwert (20 A) erreicht hat, wird der Stromwert I2 der zweiten Energiequelle 106 konstant (20 A) (während einer Periode von t2 bis t3). Damit wird auch der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 konstant. Hier ist der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 106 auf 20 A eingestellt. Wenn also IL 100 (A) beträgt, ist I1 100 - 20 = 80 (A), und die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 100 wird wie oben beschrieben 14,0 V.
Der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms kann sich ändern. Es wird beispielsweise angenommen, dass das Gleichspannungsversorgungssystem 100 an einem Elektrofahrzeug montiert ist. In diesem Fall ändert sich der Strom, der zu den elektrischen Geräten fließt, die die Last 110 bilden, in Abhängigkeit vom Zustand des Elektrofahrzeugs (gestoppter Zustand, gefahrener Zustand, Beleuchtungszustand, usw.). Es wird z. B. angenommen, dass sich der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms wie in einem Rechteck 200 in 6 dargestellt ändert. Auch in diesem Fall, wenn IL ≥ Stromgrenzwert erfüllt ist, wird der Ausgangsstromwert I2 der zweiten Energiequelle 106 auf dem Stromgrenzwert (20A) gehalten, und die zweite Energiequelle 106 bleibt im Konstantstrommodus in Betrieb. Die Änderung des Stromwerts IL des zur Last 110 fließenden Stroms während eines Zeitraums von t3 bis t4 wird von der ersten Energiequelle 104 angesprochen (Änderung des Ausgangsstromwerts I1). Wenn sich der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 ändert, ändert sich der Spannungsabfall durch den Störwiderstand 112. Somit ändert sich, wie in 6 dargestellt, die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 100. Der Einfluss des Spannungsabfalls ist jedoch gering, und daher wird die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 100 auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten.
In der obigen Beschreibung ist der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 106 so eingestellt, dass von dem Gesamtstrom (100 A) der Last 110 ein Strom von 20 A (20 %) von der zweiten Energiequelle 106 bereitgestellt wird und der restliche Strom von 80 A (80 %) von der ersten Energiequelle 104 bereitgestellt wird. Der Stromgrenzwert, wenn die zweite Energiequelle 106 im Konstantstrommodus arbeitet, kann jedoch geändert werden. Somit ist es möglich, das Lastverhältnis frei einzustellen, bei dem die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106 den Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms tragen. Auch wenn der vom Gleichspannungsversorgungssystem 100 an die Last 110 bereitgestellte Strom verändert wird, kann das eingestellte Lastverhältnis beibehalten werden. Beispielsweise kann der Stromgrenzwert als ein gewünschter Wert festgelegt werden, der kleiner ist als ein bestimmter Stromwert, der ein Vorhersagewert des vom Gleichspannungsversorgungssystem 100 an die Last 110 bereitzustellenden Stroms ist. Der Vorhersagewert ist in diesem Fall z. B. ein vorhergesagter Durchschnittswert, ein vorhergesagter Maximalwert oder ähnliches. Wenn der Stromgrenzwert auf 1/5 des vorgesehenen Stromwertes eingestellt ist, kann das Lastverhältnis erste Energiequelle : zweite Energiequelle = 4 : 1 sein. Wenn der Stromgrenzwert auf 2/5 des vorgesehenen Stromwertes eingestellt ist, kann das Lastverhältnis erste Energiequelle : zweite Energiequelle = 3 : 2 sein.
Auch wenn der Ausgangsspannungszielwert konstant ist, gibt es eine Variation in der Ausgangsspannung der Energiequelle. Daher ist es unter Berücksichtigung der Variation in der Ausgangsspannung der ersten Energiequelle 104 bevorzugt, dass die zweite Zielspannung so eingestellt wird, dass sie nicht kleiner ist als der obere Grenzwert der Variation in der von der ersten Energiequelle 104 ausgegebenen Spannung auf der Basis der eingestellten ersten Ausgangsspannung. Dadurch kann die zweite Energiequelle 106 gestartet werden, und es kann ein Zustand vermieden werden, in dem nur die erste Energiequelle 104 einen Strom für die Last 110 bereitstellt und die Last nur auf die erste Energiequelle 104 konzentriert ist. Die Variation umfasst die Variation durch die Energiequelle selbst und die Variation durch den Störwiderstand 112. Was die Variation betrifft, so werden die Ausgangsspannungen einer großen Anzahl von Produkten unter den gleichen Bedingungen statistisch verarbeitet und die Einstellung erfolgt auf der Grundlage der erhaltenen Verteilung. Das heißt, unter der Annahme, dass die Verteilung der Ausgangsspannungen einer Normalverteilung entspricht, wird z. B. ein Wert, der durch Addition von 3σ (σ ist eine Standardabweichung) zum Mittelwert der Ausgangsspannungen erhalten wird, als oberer Grenzwert verwendet. Damit wird die Ausgangsspannung mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit kleiner als dieser obere Grenzwert. In der Realität stellen solche Werte einen Teil der Nennwerte der Gleichspannungseinheit dar. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform kann ein oberer Grenzwert, der durch den Nennwert der Gleichspannungseinheit angegeben wird, als oberer Grenzwert der Variation verwendet werden.
In 6 wird die zweite Energiequelle 106 auch dann im Konstantstrommodus betrieben und der Ausgangsstromwert I2 auf dem Stromgrenzwert (20A) gehalten, wenn der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms abnimmt, so dass der Stromwert IL gleich dem Stromgrenzwert wird, wie in einem Kreis 202 dargestellt. Der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 wird jedoch 0 (Zeitpunkt t5 in 6). Wenn der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms weiter abnimmt, so dass der Stromwert IL kleiner als der Stromgrenzwert wird, wird der Ausgangsstromwert I2 der zweiten Energiequelle 106 kleiner als der Stromgrenzwert (20A). Infolgedessen beginnt die zweite Energiequelle 106, im Konstantspannungsmodus zu arbeiten (während einer Periode von t5 bis t6 in 6). Daher wird die an die Last 110 bereitgestellte Spannung VL durch die Ausgangsspannung V2 (d. h. die zweite Zielspannung) der zweiten Energiequelle 106 bestimmt. Die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 100 wird durch den Spannungsabfall aufgrund des Störwiderstands 114 zu einem kleineren Wert als die Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 106. Das heißt, der folgende Ausdruck ist erfüllt.
$VL = V2 - I2 \times R2$
Die zweite Zielspannung ist jedoch größer als die erste Zielspannung, und der Spannungsabfall aufgrund des Störwiderstands 114 ist klein. Daher wird die der Last 110 bereitgestellte Spannung VL größer als der Wert in einem Zustand von IL > Stromgrenzwert. In 6 ist diese Spannungsdifferenz mit ΔV1 angegeben. Danach, wenn der Stromwert IL wieder größer als der Stromgrenzwert ist, arbeitet die zweite Energiequelle 106 im Konstantstrommodus. Der Ausgangsstromwert I2 wird auf dem Stromgrenzwert (20 A) gehalten. Der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 wird größer als 0. Die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 100 wird durch die Ausgangsspannung V1 (erste Zielspannung) der ersten Energiequelle 104 wie oben beschrieben bestimmt, so dass die Ausgangsspannung VL wieder 14,0 (V) beträgt.
Um die Änderung der Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 100 in dem Fall zu unterdrücken, in dem der Stromwert IL kleiner als der Stromgrenzwert wird (während des Zeitraums von t5 bis t6 in 6), ist es daher bevorzugt, dass die zweite Zielspannung größer als die erste Zielspannung und so klein wie möglich eingestellt wird. Wie oben beschrieben, schwankt die Ausgangsspannung der Energiequelle, auch wenn der Zielwert für die Ausgangsspannung konstant ist. Unter Berücksichtigung der Schwankung ist es bevorzugt, dass die zweite Zielspannung so eingestellt wird, dass sie der obere Grenzwert der Schwankung der von der ersten Energiequelle 104 ausgegebenen Spannung auf der Grundlage der eingestellten ersten Ausgangsspannung ist, oder ein Wert, der so nahe wie möglich an dem oberen Grenzwert liegt. Ein Beispiel für ein Verfahren zur Bestimmung des oberen Grenzwerts der Variation ist wie oben beschrieben.
(Erste Änderung)
In dem Gleichspannungsversorgungssystem 100, wie oben beschrieben, arbeitet die zweite Energiequelle 106 während des Zeitraums von t5 bis t6 in 6 im Konstantspannungsmodus, so dass sich die Ausgangsspannung VL ändert (erhöht). Eine Konfiguration zur Unterdrückung dieser Änderung wird als erste Modifikation beschrieben. In dieser Modifikation wird, wenn das Gleichspannungsversorgungssystem stabil geworden ist, die für die zweite Energiequelle 106 eingestellte zweite Zielspannung durch den tatsächlichen Ausgangsspannungswert der zweiten Energiequelle 106 ersetzt.
Mit Bezug auf 7 hat ein Gleichspannungsversorgungssystem 130 gemäß der ersten Modifikation die gleiche Konfiguration wie das in 1 dargestellte Gleichspannungsversorgungssystem 100, aber die interne Konfiguration einer zweiten Energiequelle 132 unterscheidet sich von der der zweiten Energiequelle 106 in 1.
Unter Bezugnahme auf 8 umfasst die zweite Energiequelle 132 die Gleichspannungseinheit 150, die energiequelleninterne Steuereinheit 152, die IF-Einheit 154 und ein Spannungsmesser 134. Die Gleichspannungseinheit 150, die energiequelleninterne Steuereinheit 152 und die IF-Einheit 154 funktionieren auf die gleiche Weise wie bei der zweiten Energiequelle 106 in 1 beschrieben. Das Spannungsmesser 134 misst eine Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 132. Der gemessene Spannungswert wird der energiequelleninternen Steuereinheit 152 zugeführt. Das Spannungsmesser 134 ist z. B. ein Spannungssensor. Wenn das Ausgangssignal (Messwert) des Spannungsmessers 134 ein digitales Signal (digitale Daten) ist, empfängt die energiequelleninterne Steuereinheit 152 die digitalen Daten, wie sie sind, und speichert die digitalen Daten im internen Speicher. Wenn das Ausgangssignal des Spannungsmessers 134 ein analoges Signal ist, kann die energiequelleninterne Steuereinheit 152 mit einem A/D-Wandler ausgestattet sein, um das Signal abzutasten und in digitale Daten umzuwandeln.
Unter Bezugnahme auf 9 wird der Betrieb des Gleichspannungsversorgungssystems 130 zum Bereitstellen der Spannung beschrieben.
9 ist ein Flussdiagramm, in dem ein neuer Schritt 420 zwischen Schritt 406 und Schritt 408 im Flussdiagramm in 5 hinzugefügt wurde. Der in 9 gezeigte Prozess wird dadurch implementiert, dass die energiequelleninterne Steuereinheit 152 ein vorbestimmtes Programm aus dem internen Speicher liest und ausführt.
Wie oben beschrieben, wird durch die Schritte 400 bis 406, wenn der Ausgangsstromwert IL des Gleichspannungsversorgungssystems 130 größer als der Stromgrenzwert ist, die zweite Energiequelle 106 im Konstantstrommodus betrieben, um einen Strom auszugeben, der gleich dem eingestellten Stromgrenzwert ist, und der Reststrom des Stromwertes IL des zur Last 110 fließenden Stroms wird von der ersten Energiequelle 104 bereitgestellt.
In Schritt 420 ändert die energiequelleninterne Steuereinheit 152 die aktuelle Zielspannung (zweite Zielspannung) für die zweite Energiequelle 132 auf den gemessenen Wert der Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle 132. Konkret erfasst die energiequelleninterne Steuereinheit 152 die vom Spannungsmesser 134 gemessene Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle 132 und setzt deren Wert als zweite Zielspannung für die Gleichspannungseinheit 150. Das heißt, die von der Steuereinheit 108 empfangene und für die Gleichspannungseinheit 150 in Schritt 400 eingestellte zweite Zielspannung (im Folgenden als Anfangszielspannung bezeichnet) wird auf eine neue zweite Zielspannung (den gemessenen Wert der Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle 132) geändert.
Danach wird die Spannungsbereitstellung vom Gleichspannungsversorgungssystem 130 an die Last 110 durchgeführt, bis festgestellt wird, dass in Schritt 408 ein Stoppbefehl empfangen wird.
Wenn das Gleichspannungsversorgungssystem 130 stabil ist, die zweite Energiequelle 132 im Konstantstrommodus arbeitet und der Ausgangsstromwert I2 gleich dem Stromgrenzwert ist, wird die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 130 durch die Ausgangsspannung der ersten Energiequelle 104 bestimmt, die im Konstantspannungsmodus arbeitet. Die Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 132 und die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 130 erfüllen die Beziehung V2 = VL + 12 × R2. Im Allgemeinen ist der Störwiderstand klein, und daher ist der Spannungsabfall (12 × R2) aufgrund des Störwiderstands 114 klein, so dass die Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 132 etwas größer als die Ausgangsspannung VL ist. Der Störwiderstand 112 und der Störwiderstand 114 können als Werte betrachtet werden, die ungefähr gleich sind, und die Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 132, die im Konstantstrommodus arbeitet, ist ein Wert nahe der ersten Zielspannung. Das heißt, wenn die zweite Energiequelle 132 im Konstantstrommodus arbeitet, ist die vom Spannungsmesser 134 gemessene Ausgangsspannung V2 kleiner als die Anfangszielspannung (ein Wert, der größer ist als die erste Zielspannung) der für die zweite Energiequelle 132 eingestellten zweiten Zielspannung.
Auch im Gleichspannungsversorgungssystem 130 wird, wie in dem in 6 dargestellten Fall (Zeitraum von t5 bis t6) bezüglich des Gleichspannungsversorgungssystems 100, der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 zu 0, wenn die zweite Energiequelle 132 im Konstantspannungsmodus arbeitet (I2 < Stromgrenzwert). Die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 130 wird durch die Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 132 bestimmt, die im Konstantspannungsmodus betrieben wird. Im Gleichspannungsversorgungssystem 130 wird jedoch im Gegensatz zum Gleichspannungsversorgungssystem 100 die eingestellte zweite Zielspannung für die zweite Energiequelle 132 durch die gemessene Ausgangsspannung V2 ersetzt, wie oben beschrieben. Somit kann die Änderung der Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 130 kleiner gemacht werden als die des Gleichspannungsversorgungssystems 100.
Unter Bezugnahme auf 10 wird eine genauere Beschreibung gegeben. Die Diagramme in 10 zeigen Änderungen der Ströme und der Spannung in einem Fall, in dem sich der Ausgangsstromwert IL des Gleichspannungsversorgungssystems 130 in der gleichen Weise wie in 6 ändert. 10 unterscheidet sich von 6 nur durch den Graphen in der untersten Stufe.
In 10 wird die Verarbeitung in Schritt 420 zum Zeitpunkt t7 ausgeführt. Das heißt, wie in einem Kreis 204 dargestellt, wird die zweite Zielspannung der zweiten Energiequelle 132 auf den Messwert der Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 132 geändert, so dass die zweite Zielspannung abnimmt. Davon abgesehen sind die Änderungen der Ströme und der Spannung während einer Periode von 0 bis t5 die gleichen wie in 6. Während eines Zeitraums von t7 bis t5 unterscheidet sich die zweite Zielspannung von dem Wert in 6, aber die zweite Energiequelle 132 arbeitet im Konstantstrommodus. Die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 130 wird durch die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 104, d.h. die erste Zielspannung, bestimmt, und daher ändert sich die Ausgangsspannung VL auf die gleiche Weise wie in 6. Danach, während einer Periode von t5 bis t6, sinkt der Ausgangsstromwert IL des Gleichspannungsversorgungssystems 130. Wenn der Ausgangsstromwert IL kleiner als der Stromgrenzwert geworden ist, wird die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 130 durch die Ausgangsspannung (zweite Zielspannung) V2 der zweiten Energiequelle 132 bestimmt und nimmt somit einen Wert nahe der Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 132 an. Im Gleichspannungsversorgungssystem 130 wird die zweite Zielspannung nach der Zeit t7 kleiner als die Anfangszielspannung eingestellt. Infolgedessen wird die Änderung (angezeigt durch ΔV2 in 10) der Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 130 kleiner als in dem Fall, in dem die zweite Zielspannung die Anfangszielspannung bleibt (6).
In einem Zustand, in dem das Gleichspannungsversorgungssystem 130 stabil ist, die zweite Energiequelle 132 im Konstantstrommodus arbeitet und der Ausgangsstromwert I2 gleich dem Stromgrenzwert ist, wird die Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle 132 gemessen. Die zweite Zielspannung (Anfangszielspannung) wird durch den gemessenen Wert ersetzt. Daher wird die zweite Zielspannung, selbst wenn sie anfangs auf einen vergleichsweise großen Wert eingestellt ist, so reduziert, dass sie nahe am oberen Grenzwert der Variation der ersten Zielspannung liegt. Dadurch ist es möglich, die Änderung der Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 130, die durch die im Konstantspannungsmodus arbeitende zweite Energiequelle 132 verursacht wird, zu reduzieren.
(Zweite Modifikation)
Eine von der ersten Modifikation verschiedene Konfiguration zur Unterdrückung der Änderung (Erhöhung) der Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems während des Zeitraums von t5 bis t6 in 6 wird als zweite Modifikation beschrieben. Bei dieser Modifikation wird der Stromgrenzwert entsprechend dem vom Gleichspannungsversorgungssystem an die Last bereitgestellten Stromwert IL wiederholt geändert.
Unter Bezugnahme auf 11 ist ein Gleichspannungsversorgungssystem 140 gemäß der zweiten Modifikation so konfiguriert, dass zu dem in 1 dargestellten Gleichspannungsversorgungssystem 100 ein Strommesser 142 zur Messung eines Ausgangsstromwertes IL des Gleichspannungsversorgungssystems 140 und eine Stromwertübertragungsleitung 144 hinzugefügt werden. Das Strommesser 142 ist z.B. ein Stromsensor. Der gemessene Stromwert wird über die Stromwertübertragungsleitung 144 an die Steuereinheit 108 übertragen. Handelt es sich bei dem über die Stromwert-Übertragungsleitung 144 übertragenen Ausgangssignal (Messwert) des Strommessers 142 um ein digitales Signal (digitale Daten), so empfängt die Steuereinheit 108 die digitalen Daten, wie sie sind, und speichert das digitale Signal z. B. im Speicher 122. Wenn das über die Stromwertübertragungsleitung 144 übertragene Ausgangssignal des Strommessers 142 ein analoges Signal ist, kann die Steuereinheit 108 mit einem A/D-Wandler ausgestattet sein, um das Signal abzutasten und in digitale Daten umzuwandeln.
Unter Bezugnahme auf 12 und 13 wird der Betrieb des Gleichspannungsversorgungssystems 140 zum Bereitstellen der Spannung beschrieben. 12 ist ein Flussdiagramm, das so geändert wurde, dass es zu Schritt 300 zurückkehrt, wenn das Bestimmungsergebnis von Schritt 306 im Flussdiagramm in 4 NEIN ist. 13 ist ein Flussdiagramm, das so geändert wurde, dass es zu Schritt 406 zurückkehrt, wenn das Bestimmungsergebnis von Schritt 408 im Flussdiagramm in 5 NEIN ist.
Der in 12 gezeigte Prozess wird implementiert, indem die CPU 120 ein vorgegebenes Programm aus dem Speicher 122 liest und ausführt. Wie oben beschrieben, bestimmt die CPU 120, nachdem die Schritte 300 bis 304 ausgeführt wurden und die Spannungsbereitstellung vom Gleichspannungsversorgungssystem 140 gestartet wurde, in Schritt 306, ob ein Befehl zum Anhalten des Gleichspannungsversorgungssystems 140 empfangen wurde oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass eine Stoppanweisung empfangen wird, fährt die Steuerung mit Schritt 308 fort. Andernfalls kehrt die Steuerung zu Schritt 300 zurück.
Solange also keine Stoppanweisung empfangen wird, werden die Schritte 300 bis 304 wiederholt, so dass die CPU 120 wiederholt den Laststromwert an die zweite Energiequelle 106 überträgt. Im Gegensatz zum Gleichspannungsversorgungssystem 100 in 1 ist diesmal der Laststromwert, der zum zweiten Mal durch die Prozesse und später in Schritt 302 wiederholt übertragen wird, der Messwert des Stromwerts IL, der vom Strommesser 142 gemessen wird. Es wird angemerkt, dass Schritt 304 die Verarbeitung der Übertragung eines Startbefehls ist und somit der Startbefehl wiederholt übertragen wird, aber die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106 können den wiederholt übertragenen Startbefehl ignorieren.
Das in 13 gezeigte Verfahren wird dadurch realisiert, dass die energiequelleninterne Steuereinheit 152 ein vorbestimmtes Programm aus dem internen Speicher liest und ausführt. Wie oben beschrieben, wird durch die Schritte 400 bis 404 und den zunächst ausgeführten Schritt 406, wenn der Ausgangsstromwert IL des Gleichspannungsversorgungssystems 140 größer als der Stromgrenzwert ist, die zweite Energiequelle 106 im Konstantstrommodus betrieben, um einen Strom auszugeben, der gleich dem eingestellten Stromgrenzwert ist, und der Reststrom des Stromwertes IL des zur Last 110 fließenden Stroms wird von der ersten Energiequelle 104 bereitgestellt. Danach, in Schritt 408, bestimmt die energiequelleninterne Steuereinheit 152, ob eine Stoppanweisung von der Steuereinheit 108 empfangen wird oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass ein Stoppbefehl empfangen wird, fährt die Steuerung mit Schritt 410 fort. Andernfalls kehrt die Steuerung zu Schritt 406 zurück. Auf diese Weise werden die Prozesse zum zweiten Mal und später in Schritt 406 wiederholt, bis bestimmt wird, dass die Verarbeitung gestoppt wird.
In dem wiederholten Schritt 406 bestimmt die energiequelleninterne Steuereinheit 152 jedes Mal, wenn der von der Steuereinheit 108 übertragene Laststromwert (der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms) erfasst wird, den Stromgrenzwert aus dem Laststromwert gemäß einem Lastverhältnis a (0 ≤ a ≤ 1) der zweiten Energiequelle 106 und stellt den Stromgrenzwert für die Gleichspannungseinheit 150 ein. Konkret ermittelt die energiequelleninterne Steuereinheit 152 als neuen Stromgrenzwert einen Wert, der das a-fache des erfassten Laststromwerts (den Messwert des Stromwerts IL) beträgt. Somit wird der Ausgangsstrom der zweiten Energiequelle 106 im Konstantstrommodus durch den neu eingestellten Stromgrenzwert begrenzt. In dieser Modifikation übernimmt die energiequelleninterne Steuereinheit 152 den Laststromwert von der Steuereinheit 108. Die energiequelleninterne Steuereinheit 152 kann den Laststromwert jedoch auch direkt vom Strommessgerät 142 erfassen. Alternativ kann ein Strommesser zur Messung eines von der ersten Energiequelle 104 ausgegebenen Stroms anstelle des Laststromwerts vorgesehen sein, und die energiequelleninterne Steuereinheit 152 kann die Ausgabe des Strommessers empfangen und den Laststromwert auf der Grundlage der Summe der Ausgabe des Strommessers und eines von der zweiten Energiequelle 106 ausgegebenen Stroms berechnen.
Unter Bezugnahme auf 14 werden Änderungen der Spannung und der Ströme im Gleichspannungsversorgungssystem 140 beschrieben. In 14 zeigt der Graph der obersten Stufe den Stromwert IL des vom Gleichspannungsversorgungssystem 140 bereitgestellten und zur Last 110 fließenden Stroms, wie in 6 und 10. Die Graphen der zweiten und dritten Stufe zeigen die Ausgangsströme (I1 und I2) der ersten Energiequelle 104 bzw. der zweiten Energiequelle 106. Das Diagramm auf der untersten Stufe zeigt die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 140.
Der Betrieb bis zum Zeitpunkt t2 ab dem Start des Gleichspannungsversorgungssystems 140 und dem Bereitstellen der Spannung (die Schritte 400 bis 404 und der zunächst ausgeführte Schritt 406) ist derselbe wie in 5. Während dieses Zeitraums ändern sich die Ströme und die Spannung auf die gleiche Weise wie in 6. Nach der Zeit t2 werden im Gleichspannungsversorgungssystem 140 die Prozesse zum zweiten Mal und später in Schritt 406 wiederholt. Das heißt, die Verarbeitung des Festlegens eines Wertes als neuen Stromgrenzwert, der das a-fache (0 ≤ a ≤ 1) des Messwertes des vom Strommessgerät 142 gemessenen Stromwertes IL beträgt, wird wiederholt. Wenn sich also der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms ändert, ändert sich auch der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 106 entsprechend. Hier wird angenommen, dass a gleich 0,2 ist.
In 14 ist während eines Zeitraums von t2 bis t8 der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms konstant (100 A) und wird nicht verändert. Der Messwert des Ausgangsstromwertes I2 der zweiten Energiequelle 106 ist ebenfalls konstant (20 A) und wird nicht verändert. Der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 106 wird um denselben Wert (20 A) aktualisiert.
Während einer Periode von t8 bis t9 sinkt der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms. Während dieses Zeitraums wird der Stromgrenzwert der zweiten Energiequelle 106 bei jeder Messung des Stromwerts IL auf das 0,2-fache des Messwerts geändert. Daher ist der Ausgangsstromwert I2 der zweiten Energiequelle 106 im Konstantstrommodus ein Wert, der das 0,2-fache (20 %) des Messwerts des zuletzt gemessenen Stromwerts IL beträgt. Der restliche Strom, der 80 % des Stromwerts IL beträgt, wird von der ersten Energiequelle 104 bereitgestellt. Das heißt, während einer Periode, in der sich der Stromwert IL des zur Last 110 fließenden Stroms ändert, ändern sich die Ausgangsströme der ersten Energiequelle 104 und der zweiten Energiequelle 106 beide proportional zum Stromwert IL. Auch wenn der Stromwert IL kleiner als der Anfangswert (z. B. 20 A) des Stromgrenzwertes geworden ist, arbeitet die erste Energiequelle 104 im Konstantspannungsmodus, um einen Strom bereitzustellen. Daher wird die Ausgangsspannung des Gleichspannungsversorgungssystems 140 in einem Zustand gehalten, der durch die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 104 bestimmt wird. Wenn sich der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 ändert, ändert sich der Spannungsabfall aufgrund des Störwiderstands 112, so dass sich die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 140 ändert, aber der Änderungsbetrag davon ist kleiner als der in 10 gezeigte Änderungsbetrag ΔV2.
In 14 wird der Stromwert IL nach der Zeit t9 konstant bei einem Wert (10 A), der kleiner ist als der Anfangswert des Stromgrenzwerts. Der Stromgrenzwert wird wiederholt auf 2 A (= 0,2 × 10 A) eingestellt. Ein Strom von 2 A wird von der zweiten Energiequelle 106 bereitgestellt (Konstantstrommodus), und der restliche Strom von 8 A wird von der ersten Energiequelle 104 bereitgestellt (Konstantspannungsmodus).
Obwohl in 14 nicht dargestellt, wird auch in einem Fall, in dem der Stromwert IL von 10 A ansteigt, der Stromgrenzwert auf die gleiche Weise geändert. Infolgedessen werden Ströme sowohl von der zweiten Energiequelle 106 (Konstantstrommodus) als auch von der ersten Energiequelle 104 (Konstantspannungsmodus) bereitgestellt.
In der zweiten Modifikation wurde der Fall der direkten Messung des zur Last 110 fließenden Stroms beschrieben. Es kann jedoch auch ein anderes Verfahren verwendet werden, solange der Ausgangsstromwert IL des Gleichspannungsversorgungssystems 140 ermittelt werden kann. Beispielsweise kann der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 und der Ausgangsstromwert I2 der zweiten Energiequelle 106 gemessen werden und die Messwerte können summiert werden, um den Ausgangsstromwert IL zu berechnen. Die Messwerte der Strommesser, die die jeweiligen Ströme messen, werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben an die Steuereinheit 108 übertragen. Durch Summierung der beiden von der Steuereinheit 108 erfassten Messwerte kann der Ausgangsstromwert IL des Gleichspannungsversorgungssystems 140 berechnet werden.
In der zweiten Modifikation wird auch dann, wenn der Stromwert IL der Last 110 abnimmt, ein Strom von der zweiten Energiequelle 106 bereitgestellt, solange der Stromwert IL nicht 0 wird. Wenn jedoch der Stromwert IL der Last 110 kleiner als ein vorgegebener Wert geworden ist, kann der Stromgrenzwert auf 0 gesetzt werden, so dass kein Strom von der zweiten Energiequelle 106 ausgegeben wird. In diesem Fall wird nur von der ersten Energiequelle 104 ein Strom für die Last 110 bereitgestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom, der von der zweiten Energiequelle 106 bereitgestellt wurde, zu 0. Um dies zu kompensieren, erhöht sich der Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 104 geringfügig und somit erhöht sich der Spannungsabfall aufgrund des Störwiderstands 112 geringfügig. Daher sinkt die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 140 leicht ab, aber diese Änderung ist nicht groß.
Zum Beispiel werden in einem Fall, in dem die Ströme in einem Verhältnis von erster Energiequelle : zweiter Energiequelle = 4 : 1 bereitgestellt werden, wenn der Stromwert der Last 100 A beträgt, die Ströme als 80 A : 20 A bereitgestellt. Wie oben beschrieben, kann die zweite Energiequelle im Konstantstrommodus gehalten werden, auch wenn der Stromwert der Last stark abnimmt, bis der Stromwert der Last auf 20 A reduziert ist (starke Abnahme um 80 A) (die Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle beeinflusst nicht die Ausgangsspannung des Gleichspannungsversorgungssystems). Andererseits, wenn der Strom der Last 10 A wird, werden die Ströme als 8 A : 2 A zugeteilt, und wenn die Änderung zu diesem Zeitpunkt eine scharfe Abnahme ist, mit nur einer Reduzierung auf 2 A, d.h. nur eine Reduzierung um 8 A, kommt die zweite Energiequelle in den Konstantspannungsmodus. Wie oben beschrieben, kommt die zweite Energiequelle in einem Niedriglastzustand, in dem der Stromwert der Last vergleichsweise klein ist, bei einer Stromaufteilung im Verhältnis 4 : 1 auch bei einer kleinen Laständerung in den Konstantspannungsmodus, so dass die Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle als Ausgangsspannung des Gleichspannungsversorgungssystems bereitgestellt wird. Um dies zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Stromgrenzwert auf 0 A zu setzen.
In der obigen Beschreibung wurde der Fall beschrieben, dass zwei Energiequellen parallelgeschaltet sind. Es können jedoch auch drei oder mehr Energiequellen parallelgeschaltet werden. In diesem Fall wird eine Energiequelle (entsprechend der ersten Energiequelle 104) konstant über die CV-Steuerung betrieben. Die anderen Energiequellen werden durch die CVCC-Steuerung betrieben. Die Zielspannung und der Stromgrenzwert können wie in 3, 6 oder dem Flussdiagramm in 9 dargestellt eingestellt werden. Auf diese Weise kann ein lastkonzentrierter Zustand vermieden werden, in dem nur eine bestimmte Energiequelle einen Strom an die Last bereitstellt. Es ist möglich, der Last Ströme aus der Vielzahl der Energiequellen bei gewünschten Lastverhältnissen bereitzustellen.
In der obigen Beschreibung wurde der Fall beschrieben, in dem die Steuereinheit 108 die erste Zielspannung und den Laststromwert an die zweite Energiequelle überträgt und die zweite Energiequelle die zweite Zielspannung und den Stromgrenzwert ermittelt und für die Gleichspannungseinheit 150 einstellt. Diese Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Funktion der zweiten Energiequelle 106 zur Bestimmung der zweiten Zielspannung und des Stromgrenzwertes, wie sie in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, kann der Steuereinheit 108 übertragen werden oder der ersten Energiequelle 104 übertragen werden. In ähnlicher Weise kann die Funktion der zweiten Energiequelle zur Bestimmung der zweiten Zielspannung und des Stromgrenzwerts, wie in der ersten Modifikation oder der zweiten Modifikation beschrieben, der Steuereinheit 108 übertragen werden, oder der ersten Energiequelle 104 übertragen werden.
In dem Fall, in dem die Steuereinheit 108 die Verarbeitung des Übertragens des Messwerts des Ausgangsstromwerts IL des Gleichspannungsversorgungssystems 140, der von dem Strommesser 142 gemessen wird, an die zweite Energiequelle 106 wiederholt, dauert es pro Verarbeitung von dem Zeitpunkt, an dem der Ausgangsstromwert IL gemessen wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Messwert von der Steuereinheit 108 erfasst wird. Außerdem dauert es im Falle einer Wiederholung der Verarbeitung der Übertragung des Messwerts des Ausgangsstromwerts IL an die zweite Energiequelle 106, bis die Steuereinheit 108 einen neuen Stromgrenzwert berechnet. Ferner dauert es im Fall der Wiederholung der Verarbeitung der Bestimmung eines neuen Stromgrenzwerts aus dem gemessenen Wert des Ausgangsstromwerts IL und der Übertragung des neuen Stromgrenzwerts an die zweite Energiequelle 106 vom Zeitpunkt der Ausgabe des neuen Stromgrenzwerts durch die Steuereinheit 108 bis zum Empfang des neuen Stromgrenzwerts durch die zweite Energiequelle 106 eine gewisse Zeit. In diesem Fall wird z. B. angenommen, dass der Ausgangsstromwert IL in einer kürzeren Zeit als der Verzögerungszeit von der Messung des Ausgangsstromwertes IL bis zum Empfang des neuen Stromgrenzwertes durch die zweite Energiequelle 106 stark verändert (verringert) wird. In diesem Fall wird der Laststrom kleiner als der Stromgrenzwert, so dass die zweite Energiequelle 106 beginnt, im Konstantspannungsmodus zu arbeiten (CV-Steuerung). Infolgedessen steigt die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems 140 an.
Um dies zu unterdrücken, kann z.B. die zweite Energiequelle 106 selbst erkennen, dass die zweite Energiequelle 106 nicht im Konstantstrommodus arbeitet (im Konstantspannungsmodus arbeitet). Bei einer solchen Erkennung wird der eingestellte Stromgrenzwert herabgesetzt. So kann die zweite Energiequelle 106 den Betrieb im Konstantstrommodus beibehalten (CC-Steuerung). Auf diese Weise ist es möglich, selbst in dem Fall, in dem sich der Laststrom stark ändert und es eine gewisse Verzögerung gibt, bis der neue Stromgrenzwert von der Steuereinheit 108 empfangen wird, einen Anstieg der Ausgangsspannung des Gleichspannungsversorgungssystems zu unterdrücken. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn erkannt wird, dass die zweite Energiequelle 106 nicht im Konstantstrommodus arbeitet, die zweite Energiequelle 106 den Stromgrenzwert auf 0 setzen kann.
Beispielsweise kann die zweite Energiequelle 106 mit einer Zustandserkennungseinheit versehen sein, um den Betriebsmodus der zweiten Energiequelle 106 selbst zu erkennen, und kann erkennen, dass die zweite Energiequelle 106 nicht im Konstantstrommodus arbeitet. Wenn die Zustandserkennungseinheit erkannt hat, dass die zweite Energiequelle 106 nicht in dem Konstantstrommodus arbeitet, kann die zweite Energiequelle 106 den aktuell eingestellten Stromgrenzwert sofort herabsetzen.
Um zu erkennen, dass die zweite Energiequelle 106 nicht im Konstantstrommodus arbeitet, kann die Messung für den Ausgangsstromwert I2 innerhalb der zweiten Energiequelle 106 durchgeführt werden, anstatt die Zustandserkennungseinheit bereitzustellen. Zum Beispiel können innerhalb der zweiten Energiequelle 106 der Ausgangsanschluss und die energiequelleninterne Steuereinheit 152 über eine elektrische Leitung und einen A/D-Wandler miteinander verbunden sein. Die energiequelleninterne Steuereinheit 152 der zweiten Energiequelle 106 kann erkennen, dass die zweite Energiequelle 106 nicht im Konstantstrommodus betrieben wird, wenn der erfasste Stromwert (Messwert) kleiner als der eingestellte Stromgrenzwert ist. Die energiequelleninterne Steuereinheit 152 kann den Stromgrenzwert sofort auf einen Wert verringern, der kleiner als der gemessene Wert und nicht kleiner als 0 ist.
Um zu erkennen, dass die zweite Energiequelle 106 nicht im Konstantstrommodus arbeitet, kann in der in 11 gezeigten Konfiguration ein Strommesser zur Messung des Ausgangsstromwertes I2 der zweiten Energiequelle 106 außerhalb der zweiten Energiequelle 106 vorgesehen sein und der Messwert an die zweite Energiequelle 106 übertragen werden, oder es kann gemessen werden, ob die Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle 106 gleich der zweiten Zielspannung ist oder nicht.
In der ersten Ausführungsform, der ersten Modifikation und der zweiten Modifikation, die oben beschrieben wurden, kann es einen Fall geben, in dem die erste Energiequelle 104 aus irgendeinem Grund (Ausfall oder dergleichen) ausfällt. In einem solchen Fall soll die zweite Energiequelle 106 im Konstantspannungsmodus (CV-Steuerung) arbeiten, so dass die Ausgangsspannung VL des Gleichspannungsversorgungssystems ansteigt. Als Maßnahme dafür ist vorzugsweise eine Bestimmungseinheit vorgesehen, die feststellt, ob die erste Energiequelle 104 gestoppt ist oder nicht. Das Anhalten der ersten Energiequelle 104 wird von der Bestimmungseinheit erkannt, und die zweite Zielspannung und der Stromgrenzwert werden geändert, so dass die Beeinflussung zum Zeitpunkt des Betriebs im Konstantspannungsmodus minimiert werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, einen Anstieg der Ausgangsspannung des Gleichspannungsversorgungssystems zu unterdrücken, auch wenn die erste Energiequelle 104 aufgrund eines Fehlers oder dergleichen gestoppt wird.
Ob die erste Energiequelle 104 gestoppt ist oder nicht, kann z. B. durch Überwachung eines vorbestimmten Ausgangssignals der ersten Energiequelle 104 durch die Steuereinheit 108 oder die zweite Energiequelle 106 festgestellt werden. Zum Beispiel kann die erste Energiequelle 104 durch Selbstdiagnose ein Signal mit einem ersten Pegel (z. B. hoher Pegel) ausgeben, wenn sie normal arbeitet, und ein Signal mit einem zweiten Pegel (z. B. niedriger Pegel) ausgeben, wenn sie nicht normal arbeitet. Durch die Bestimmung des Pegels des Ausgangssignals kann die Steuereinheit 108 oder die zweite Energiequelle 106 bestimmen, ob die erste Energiequelle 104 gestoppt ist oder nicht. In dem Fall, in dem die zweite Energiequelle 106 das Ausgangssignal der ersten Energiequelle 104 überwacht, können, wenn der Pegel des Ausgangssignals den zweiten Pegel erreicht hat, die zweite Zielspannung und der zu diesem Zeitpunkt eingestellte Stromgrenzwert auf eine neue zweite Zielspannung und einen neuen Stromgrenzwert geändert werden. Der neue Stromgrenzwert ist größer als der aktuell eingestellte Stromgrenzwert und ist z. B. der maximale Nennstromwert, der der maximale Wert des Stroms ist, den die zweite Energiequelle 106 stabil ausgeben kann. Die neue zweite Zielspannung ist kleiner als die aktuell eingestellte zweite Zielspannung. Da sich der Wert des Störwiderstands 112 und der Wert des Störwiderstands 114 nicht stark voneinander unterscheiden, ist es bevorzugt, dass die neue zweite Zielspannung ein Wert gleich der ersten Zielspannung oder ein Wert nahe der ersten Zielspannung ist.
In dem Fall, in dem die Steuereinheit 108 das Ausgangssignal von der ersten Energiequelle 104 überwacht, kann, wenn der Pegel des Ausgangssignals den zweiten Pegel erreicht hat, eine neue zweite Zielspannung und ein neuer Stromgrenzwert von der Steuereinheit 108 an die zweite Energiequelle 106 übertragen werden.
In der obigen Beschreibung wurde der Fall beschrieben, in dem die erste Energiequelle 104 und die zweite Energiequelle 106 Gleichspannungswandler sind, die die Gleichstrom-Ausgangsspannung der Batterie 102 wandeln. Diese Offenbarung ist jedoch nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Die erste Energiequelle 104 kann eine Energiequelle sein, die durch CV-Steuerung im Konstantspannungsmodus arbeitet, die zweite Energiequelle kann eine Energiequelle sein, die durch CVCC-Steuerung im Konstantspannungsmodus und im Konstantstrommodus arbeiten kann, und das Gleichspannungsversorgungssystem kann aus einer Vielzahl solcher Energiequellen gebildet sein. Es wird darauf hingewiesen, dass, wie oben beschrieben, drei oder mehr Energiequellen parallelgeschaltet sein können, und in dem Fall, in dem drei oder mehr Energiequellen parallelgeschaltet sind, kann eine Energiequelle durch CV-Steuerung betrieben werden und die anderen Energiequellen können durch CVCC-Steuerung betrieben werden.
(Zweite Ausführungsform)
[Gesamte Konfiguration]
Die erste Ausführungsform bezieht sich auf Gleichspannungswandler. Diese Offenbarung ist jedoch keine solche Ausführungsform. Diese Offenbarung ist auch auf Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler, Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler oder Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler anwendbar. Ein Wechselspannungsversorgungssystem gemäß der im Folgenden beschriebenen zweiten Ausführungsform umfasst Wechselrichter, die eine Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlung durchführen.
15 zeigt den schematischen Aufbau eines Wechselspannungsversorgungssystems 500 gemäß der zweiten Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf 15 wird das Wechselspannungsversorgungssystem 500 mit einer Gleichspannung von einer Batterie 502 versorgt und stellt eine Wechselspannung für eine Last 504 bereit.
Das Wechselspannungsversorgungssystem 500 umfasst eine erste Energiequelle 520 und eine zweite Energiequelle 522, die parallel zwischen der Hochspannungsbatterie 502 und der Last 504 geschaltet sind. Das Wechselspannungsversorgungssystem 500 wird z. B. für ein Elektrofahrzeug o. ä. verwendet und stellt eine Wechselspannung mit konstanter Spannung für die Last 504, wie z. B. elektrische Haushaltsgeräte, bereit.
Obwohl in 15 durch eine einzige Leitung dargestellt, wird die Gleichspannung von der Batterie 502 der ersten Energiequelle 520 und der zweiten Energiequelle 522 jeweils durch ein Paar von zwei Leitungen bereitgestellt, d.h. eine Verbindungsleitung, die mit einer positiven Elektrode der Batterie 502 verbunden ist, und eine Verbindungsleitung, die mit einer negativen Elektrode derselben verbunden ist. Der Ausgang der ersten Energiequelle 520 und der Ausgang der zweiten Energiequelle 522 sind mit einem Anschlussknoten verbunden und dann über eine Anschlussleitung 506 mit der Last 504 verbunden. Das Wechselspannungsversorgungssystem 500 umfasst ferner einen Störwiderstand 526, der zwischen der ersten Energiequelle 520 und dem Verbindungsknoten bereitgestellt ist, einen Störwiderstand 528, der zwischen der zweiten Energiequelle 522 und dem Verbindungsknoten bereitgestellt ist, und einen Bus 524, der die Kommunikation zwischen der ersten Energiequelle 520 und der zweiten Energiequelle 522 ermöglicht.
Auch in der folgenden Beschreibung werden, wie in der ersten Ausführungsform, die Ausgangsspannung und der Ausgangsstromwert der ersten Energiequelle 520 als Ausgangsspannung V1 und Ausgangsstromwert I1 definiert, und die Ausgangsspannung und der Ausgangsstromwert der zweiten Energiequelle 522 werden als Ausgangsspannung V2 und Ausgangsstromwert I2 definiert. Die Spannung und der Wert des Stroms, der über die Anschlussleitung 506 der Last 504 bereitgestellt wird, sind als Spannung VL und Stromwert IL definiert. Der Störwiderstand 526 und der Störwiderstand 528 sind wesentliche Widerstände auf Drähten, einschließlich des Widerstands einer elektrischen Leitung, des Widerstands eines Anschlussabschnitts und dergleichen, und haben die Widerstandswerte R1 bzw. R2.
16 zeigt die Konfiguration der ersten Energiequelle 520. Unter Bezugnahme auf 16, umfasst die erste Energiequelle 520: eine Wechselrichtereinheit 550, die eine Gleichspannung von der Batterie 502 empfängt, die Gleichspannung in eine Wechselspannung mit einer rechteckigen Wellenform wandelt und die Wechselspannung ausgibt; eine energiequelleninterne Steuereinheit 552, die einen Mikroprozessor enthält und die Arbeitszyklen und EIN/AUS-Zeitpunkte von Halbleiterschaltelementen in der Wechselrichtereinheit 550 einstellt, so dass die der Last 504 bereitzustellende Wechselspannung ein Zielwert (erste Zielspannung) wird, wodurch eine Konstantspannung-Steuerung der ersten Energiequelle 520 durchgeführt wird; einen Stromsensor 554, der aus einem Stromwandler (CT) gebildet ist und der einen von der Wechselrichtereinheit 550 ausgegebenen Strom misst und ein analoges Messsignal ausgibt; eine A/D-Wandlerschaltung 556, die eine A/D-Wandlung des analogen Signals von dem Stromsensor 554 durchführt und das resultierende Signal in die energiequelleninterne Steuereinheit 552 eingibt; und eine Zielspannungsspeichereinheit 558, die eine Zielspannung für die Konstantspannung-Steuerung der ersten Energiequelle 520 durch die energiequelleninterne Steuereinheit 552 speichert und die Zielspannung an die energiequelleninterne Steuereinheit 552 liefert.
Die energiequelleninterne Steuereinheit 552 kann über den Bus 524 mit der zweiten Energiequelle 522 kommunizieren und überträgt in der vorliegenden Ausführungsform den von dem Stromsensor 554 erfassten Stromwert I1.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselrichtereinheit 550 ein Vollbrückenwechselrichter und umfasst Schaltelemente Q1, Q2, Q3, Q4, die in Vollbrückenform geschaltet sind. Der Drain des Schaltelements Q1 ist mit der positiven Elektrode der Batterie 502 verbunden. Die Source des Schaltelements Q1 ist an einem Knoten 562 mit dem Drain des Schaltelements Q2 verbunden. Die Source des Schaltelements Q2 ist mit der negativen Elektrode der Batterie 502 verbunden. Der Drain des Schaltelements Q3 ist mit der positiven Elektrode der Batterie 502 verbunden. Die Source des Schaltelements Q3 ist mit dem Drain des Schaltelements Q4 an einem Knoten 564 verbunden. Die Source des Schaltelements Q4 ist mit der negativen Elektrode der Batterie 502 verbunden.
Um die Ausgangsspannung in eine andere Spannung umzuwandeln, kann beispielsweise in einer Stufe vor der Wechselrichtereinheit 550 eine Gleichspannungseinheit vorgesehen sein, oder in einer Stufe nach der Wechselrichtereinheit 550 kann eine Spannungswandlereinheit unter Verwendung eines Transformators vorgesehen sein.
Der Knoten 562 und der Knoten 564 sind mit dem positiven bzw. negativen Anschluss der Energiequelle der Last 504 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Stromsensor 554 vorgesehen, um einen Strom auf der Verbindungsleitung von dem Knoten 562 zu der Last 504 zu messen.
17 zeigt die Konfiguration der zweiten Energiequelle 522. Unter Bezugnahme auf 17 umfasst die zweite Energiequelle 522: eine Wechselrichtereinheit 580 mit der gleichen Konfiguration wie die Wechselrichtereinheit 550 in 16; einen Stromsensor 585 zum Messen des Ausgangsstromwertes I2 der Wechselrichtereinheit 580; einen Spannungssensor 587 zum Messen der Ausgangsspannung V2 der Wechselrichtereinheit 580; eine energiequelleninterne Steuereinheit 582 zum Durchführen einer Steuerung, so dass der Stromwert von der Wechselrichtereinheit 580 zu einem Zielwert wird; eine A/D-Wandlerschaltung 588, die eine A/D-Wandlung eines analogen Signals durchführt, das von dem Stromsensor 585 ausgegeben wird und den Stromwert I2 anzeigt, und das resultierende Signal in die energiequelleninterne Steuereinheit 582 eingibt; und eine A/D-Wandlerschaltung 589, die eine A/D-Wandlung eines analogen Signals durchführt, das von dem Spannungssensor 587 ausgegeben wird und die Ausgangsspannung V2 anzeigt, und das resultierende Signal in die energiequelleninterne Steuereinheit 582 eingibt.
Die zweite Energiequelle 522 umfasst ferner: einen Zeitgeber 584 zum Messen des Ablaufs einer vorbestimmten Zeitspanne ab dem Start der zweiten Energiequelle 522 (Wechselspannungsversorgungssystem 500); und eine Betriebsverhinderungssignalerzeugungsschaltung 586 zum Ausgeben eines Signals zum Verhindern des Leistungswandlungsbetriebs der Wechselrichtereinheit 580 an die energiequelleninterne Steuereinheit 582, bis die vorbestimmte Zeitspanne ab dem Start abläuft, auf der Grundlage der Ausgabe des Zeitgebers 584. Wenn durch den Zeitgeber 584 erkannt wird, dass die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, wird das Betriebsverhinderungssignal aufgehoben (deaktiviert) und die Wechselrichtereinheit 580 wird gestartet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Leistungswandlungsbetrieb der Wechselrichtereinheit 580 verboten, wenn das Betriebsverhinderungssignal einen hohen Pegel aufweist, und erlaubt, wenn das Betriebsverhinderungssignal einen niedrigen Pegel aufweist.
Diese Kombination kann umgekehrt werden, oder die Untersagung/Aufhebung kann durch ein digitales Signal mit zwei oder mehr Bits gekennzeichnet werden. Bei dieser Konfiguration startet die Wechselrichtereinheit 580 mit einer Verzögerung von der vorbestimmten Dauer nach dem Start der zweiten Energiequelle 522 (d. h. nach dem Start der ersten Energiequelle 520).
Die zweite Energiequelle 522 umfasst ferner eine Anfangszielspannungsspeichereinheit 590, die einen Anfangszielspannungswert für die zweite Energiequelle 522 speichert; eine wiederbeschreibbare Zielspannungsspeichereinheit 592, die einen Zielspannungswert für die zweite Energiequelle 522 speichert, um einen Konstantspannungsbetrieb durchzuführen; eine Anfangsstromgrenzwertspeichereinheit 594, die einen Anfangsstromgrenzwert für die zweite Energiequelle 522 speichert und den Anfangsstromgrenzwert in die energiequelleninterne Steuereinheit 582 eingibt; und eine wiederbeschreibbare Stromgrenzwertspeichereinheit 596, die einen Stromgrenzwert speichert, der zusammen mit dem Betrieb der zweiten Energiequelle 522 aktualisiert werden soll. Der Anfangszielspannungswert für die zweite Energiequelle 522 ist größer als der Zielspannungswert für die erste Energiequelle 520. Daher kann die zweite Energiequelle 522 nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne ab dem Start der ersten Energiequelle 520 problemlos gestartet werden.
18 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerstruktur eines Computerprogramms zum Betreiben der energiequelleninternen Steuereinheit 582 zeigt, um die Funktion der zweiten Energiequelle 522 in dem Wechspannungsversorgungssystem 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu realisieren. Unter Bezugnahme auf 18, umfasst dieses Programm: Schritt 600 des Wartens während einer Periode, in der das von der Betriebsverhinderungssignalerzeugungsschaltung 586 eingegebene Betriebsverhinderungssignal auf einem hohen Pegel ist, nach dem Start des Wechselspannungsversorgungssystems 500, so dass die zweite Energiequelle 522 später startet als die erste Energiequelle 520; Schritt 602 des Lesens des Anfangswertes der Zielspannung (zweite Zielspannung) für die zweite Energiequelle 522, um einen Konstantspannungsbetrieb durchzuführen, aus der Anfangszielspannungsspeichereinheit 590 und des Schreibens des Anfangswertes in die Zielspannungsspeichereinheit 592, wenn sich das Betriebsverhinderungssignal auf einen niedrigen Pegel ändert; und Schritt 604 des Lesens des Anfangswertes des Grenzwertes für den von der zweiten Energiequelle 522 auszugebenden Strom aus der Anfangsstromgrenzwertspeichereinheit 594 und des Schreibens des Anfangswertes in die Stromgrenzwertspeichereinheit 596.
Das obige Programm umfasst ferner, im Anschluss an Schritt 604: Schritt 606 des Durchführens sowohl der Konstantspannung-Steuerung unter Verwendung der zweiten Zielspannung als auch der Konstantstrom-Steuerung unter Verwendung des Stromgrenzwerts und des Berechnens von Regelvariablen beider Steuerungen; Schritt 608 des Durchführens einer Ausgangsarbitrierung, um aus den in Schritt 606 ausgegebenen Regelvariablen diejenige Regelvariable auszuwählen, mit der der Stromwert kleiner wird; Schritt 610 des Ausgebens von Operationen (Arbeitszyklen) der Schaltelemente der Wechselrichtereinheit 580 in Übereinstimmung mit der durch die Arbitrierung in Schritt 608 ausgewählten Steuervariablen; Schritt 612 des Bestimmens, ob ein Befehl zum Stoppen des Betriebs empfangen wird oder nicht, und des Verzweigens des Steuerflusses in Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis, und Schritt 618 des Ausführens der Stoppverarbeitung in Reaktion auf die Bestimmung, dass der Stoppbefehl in Schritt 612 empfangen wird, und des Beendens der Ausführung des Programms.
Das obige Programm umfasst weiterhin: Schritt 613 des Messens der Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 522, wenn die Bestimmung in Schritt 612 negativ ist; Schritt 614 des Zurücksetzens (Aktualisierens) der zweiten Zielspannung auf die gegenwärtige Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 522; im Anschluss an Schritt 614 Schritt 615 des Messens des Ausgangsstromwertes I2 der zweiten Energiequelle 522 und des Lesens des von der ersten Energiequelle 520 übertragenen Ausgangsstromwertes I1 der ersten Energiequelle 520; Schritt 616 des Berechnens eines Stromgrenzwertes ITS für die zweite Energiequelle 522 gemäß dem folgenden Ausdruck (1); und Schritt 617 des Aktualisierens des in der Zielspannungsspeichereinheit 592 gespeicherten Stromgrenzwertes für die zweite Energiequelle 522 (17) gespeicherten Stromgrenzwert für die zweite Stromquelle 522 durch den in Schritt 616 berechneten Wert, und Zurückkehren der Steuerung zu Schritt 606. In der vorliegenden Ausführungsform empfängt die energiequelleninterne Steuereinheit 582 den Ausgangsstromwert I1 der ersten Energiequelle 520, von der ersten Energiequelle 520. Die energiequelleninterne Steuereinheit 582 kann jedoch auch direkt die Ausgabe des Stromsensors 554 empfangen.
[Mathematisch 1] $I_{T S} = (I 1 + I 2) * \frac{R a t e d_{S}}{R a t e d_{M} + R a t e d_{S}}$
Es wird darauf hingewiesen, dass ITS der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 522 ist, I1 der Wert des von der ersten Energiequelle 520 ausgegebenen Laststroms ist, I2 der Wert des von der zweiten Energiequelle 522 ausgegebenen Laststroms ist, RatedM ein Nennwert der ersten Energiequelle 520 ist und RatedS ein Nennwert der zweiten Energiequelle 522 ist. Dabei ist der Stromwert der Effektivwert des von der Wechselrichtereinheit ausgegebenen Stroms. Der Spannungswert ist der Effektivwert der von der Wechselrichtereinheit ausgegebenen Spannung. Da der Stromgrenzwert somit in Schritt 616 und Schritt 617 aktualisiert wird, wird der Ausgangsstromwert I2 der zweiten Energiequelle 522 immer kleiner als der Laststromwert IL. Daher arbeitet die zweite Energiequelle 522 bei der vorliegenden Ausführungsform nicht im Konstantspannungsmodus. In Ausdruck (1) stellt die Summe (I1 + I2) von I1 und I2 den Wert des Laststroms dar, der vom Wechselspannungsversorgungssystem 500 bereitgestellt wird. Der mit der Summe multiplizierte Wert ist ein Wert, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 1 ist. Dieser Wert ist ein Zielwert, der durch die Nennwerte der ersten Energiequelle 520 und der zweiten Energiequelle 522 bestimmt wird. Ausdruck (1) kann auch so verstanden werden, dass das Verhältnis des Stromgrenzwertes ITS zu dem vom Spannungsversorgungssystem 500 bereitgestellten Stromwert (I1 + 12) gleich einem Wert ist, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 1 ist.
Zusätzlich wird durch Rücksetzen der zweiten Zielspannung auf die aktuelle Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle 522 in Schritt 614 die zweite Zielspannung für die zweite Energiequelle 522 kleiner als der Anfangswert der zweiten Zielspannung, wie in der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt I1 den Wert des Laststroms dar, der von der ersten Energiequelle 520 ausgegeben wird. Diese Offenbarung ist jedoch nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Als I1 kann jeder beliebige Wert verwendet werden, solange der Wert als Referenz für die Abschätzung oder Berechnung des Wertes des Laststroms dient, der von der zweiten Energiequelle 522 ausgegeben wird. Zum Beispiel kann IL, das vom Wechselspannungsversorgungssystem 500 bereitgestellt wird, als I1 verwendet werden. In diesem Fall kann ein Spannungssensor an der in 15 gezeigten Anschlussleitung 506 vorgesehen werden.
[Betrieb des Wechselspannungsversorgungssystems]
Das oben beschriebene Wechselspannungsversorgungssystem 500 funktioniert wie folgt. Zu Beginn des Betriebs des Wechselspannungsversorgungssystems 500 ist der Betrieb der zweiten Energiequelle 522 gesperrt. Nur die erste Energiequelle 520 ist in Betrieb, und die zweite Energiequelle 522 ist nicht in Betrieb. Die erste Energiequelle 520 liest zunächst die erste Zielspannung aus der Zielspannungsspeichereinheit 558 aus und arbeitet danach mit einer Konstantspannung-Steuerung auf die gleiche Weise wie die erste Energiequelle 104, mit dem Unterschied, dass der Ausgang Wechselstrom und nicht Gleichstrom ist. Zu diesem Zeitpunkt empfängt die energiequelleninterne Steuereinheit 552 der ersten Energiequelle 520 den vom Stromsensor 554 gemessenen Laststromwert von der A/D-Wandlerschaltung 556 und sendet den Laststromwert in regelmäßigen Abständen über den Bus 524 an die zweite Energiequelle 522.
Die Betriebsverhinderungssignalerzeugungsschaltung 586 stellt der energiequelleninternen Steuereinheit 582 das Betriebsverhinderungssignal zur Verfügung, bis die vorbestimmte Zeitspanne ab dem Start der zweiten Energiequelle 522 verstrichen ist. Die energiequelleninterne Steuereinheit 582 treibt die Wechselrichtereinheit 580 nicht an, und es wird kein Strom von der zweiten Energiequelle 522 ausgegeben.
Wenn die vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, erkennt der Zeitgeber 584 das Ablaufen und sendet ein Zeitablaufsignal an die Betriebsverhinderungssignalerzeugungsschaltung 586. Als Reaktion auf das Zeitgeber-Ablaufsignal stoppt die Betriebsverhinderungssignalerzeugungsschaltung 586 die Ausgabe des Betriebsverhinderungssignals. Infolgedessen wird die Stromausgabe von der zweiten Energiequelle 522 unter Steuerung durch die energiequelleninterne Steuereinheit 582 gestartet (Schritt 602 und nachfolgende Schritte in 18). Da die zweite Zielspannung für die zweite Energiequelle 522 größer eingestellt ist als die erste Zielspannung für die erste Energiequelle 520, kann die zweite Energiequelle 522 die Stromausgabe starten.
Die energiequelleninterne Steuereinheit 582 der zweiten Energiequelle 522 stellt den Anfangswert der zweiten Zielspannung ein (Schritt 602). Konkret liest die energiequelleninterne Steuereinheit 582 die Anfangszielspannung aus der Anfangszielspannungsspeichereinheit 590 und speichert die Anfangszielspannung in der Zielspannungsspeichereinheit 592. Dieser Anfangswert wurde in 17 in der Anfangszielspannungsspeichereinheit 590 gespeichert. Dieser Anfangszielspannung wird etwas größer als die erste Zielspannung für die Konstantspannung-Steuerung der ersten Energiequelle 520 eingestellt. Wenn beispielsweise die erste Zielspannung 15 V beträgt, wird die zweite Zielspannung auf etwa 18 V eingestellt. Die zweite Zielspannung wird zusammen mit dem Betrieb der zweiten Energiequelle 522 aktualisiert, wie später beschrieben.
Die energiequelleninterne Steuereinheit 582 stellt ferner den Anfangswert des Stromgrenzwerts ein (Schritt 604). Konkret liest die energiequelleninterne Steuereinheit 582 den Anfangswert des Stromgrenzwerts aus der Anfangsstromgrenzwertspeichereinheit 594 aus und speichert den Anfangswert in der Stromgrenzwertspeichereinheit 596. Der Stromgrenzwert ist auch zu aktualisieren, wie später beschrieben. Anschließend ermittelt die energiequelleninterne Steuereinheit 582 den Stromgrenzwert ITS für die zweite Energiequelle 522 unter Verwendung des obigen Ausdrucks (1) auf der Grundlage der vorgegebenen Nennwerte RatedM und RatedS (Ausgangsströme) der ersten Energiequelle 520 und der zweiten Energiequelle 522, des von der energiequelleninternen Steuereinheit 552 der ersten Energiequelle 520 übermittelten Ausgangsstromwertes I1 der ersten Energiequelle 520 und des eigenen Ausgangsstromwertes I2 (Schritt 606). Danach wird eine Arbitrierung zwischen der Regelgröße der Konstantspannung-Steuerung, die mit der zweiten Zielspannung durchgeführt wird, und der Regelgröße der Konstantstrom-Steuerung basierend auf dem durch den obigen Ausdruck (1) ermittelten Stromgrenzwert ITS durchgeführt (Schritt 608). Hier wird die Stellgröße der Konstantstrom-Steuerung ausgewählt. Dann wird die ausgewählte Regelgröße ausgegeben, und die Wechselrichtereinheit 580 wird durch ein Steuersignal entsprechend dieser Regelgröße angesteuert.
Weiterhin wird die zweite Zielspannung durch die aktuelle Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle 522 ersetzt (Schritt 614). Die Ausgangsspannung VL des Wechselspannungsversorgungssystems 500 wird durch die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 520 bestimmt, die im Konstantspannungsmodus betrieben wird. Die Ausgangsspannung VL des Wechselspannungsversorgungssystems 500 wird zu einem Wert, der sich durch Subtraktion des Spannungsabfalls aufgrund des Störwiderstands 528 von der Ausgangsspannung V2 der zweiten Energiequelle 522 ergibt. Daher wird durch die oben beschriebene Aktualisierung der zweiten Zielspannung die zweite Zielspannung kleiner als ihr Anfangswert.
Danach wird der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 522 in Übereinstimmung mit Ausdruck (1) aktualisiert. Durch diese Aktualisierung wird der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 522 immer kleiner als der Laststromwert IL. Der Ausgangsstrom der zweiten Energiequelle 522 wird nie gleich oder größer als der Laststromwert IL, und die zweite Energiequelle 522 arbeitet im Wesentlichen nur im Konstantstrommodus. Das heißt, in einem Zustand, in dem sich die Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle 522 dem Erreichen der zweiten Zielspannung nähert, gibt die erste Energiequelle 520 keinen Strom aus und nur die zweite Energiequelle 522 gibt einen Strom aus. In diesem Zustand besteht die Möglichkeit, eine Spannungsänderung zu verursachen, die als Problem des herkömmlichen Standes der Technik beschrieben wird. In der vorliegenden Ausführungsform jedoch, da der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 522 gemäß Ausdruck (1) aktualisiert wird, tragen sowohl die erste Energiequelle 520 als auch die zweite Energiequelle 522 die Lastströme immer in einem bestimmten Verhältnis, so dass das obige Problem nicht auftritt.
Wenn ein Stoppbefehl empfangen wird (JA in Schritt 612), fährt die Steuerung mit Schritt 618 fort, um die Stoppverarbeitung durchzuführen, und somit wird die Ausführung des Programms beendet.
Wie oben beschrieben, können gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Wechselspannungsversorgungssystem 500 sowohl die erste Energiequelle 520 als auch die zweite Energiequelle 522 betrieben werden, und es ist möglich, eine Lastkonzentration zu verhindern, bei der ein Strom zur Last 504 nur von einer Energiequelle bereitgestellt wird. Die Strombereitstellung für die Last 504 kann auf zwei Energiequellen verteilt werden, wodurch ein Zustand verhindert werden kann, in dem nur eine bestimmte Energiequelle über einen langen Zeitraum betrieben wird und die Lebensdauer der mehreren Energiequellen ungleich wird.
In der vorliegenden Ausführungsform tragen die erste Energiequelle 520 und die zweite Energiequelle 522 jeweils einen Teil des Laststroms, wenn die zweite Energiequelle 522 zu arbeiten beginnt, und beide arbeiten. Wenn sich der Laststrom ändert, findet kein Wechsel zwischen dem Laststrombereich, in dem nur die erste Energiequelle 520 arbeitet, und dem Laststrombereich, in dem die erste Energiequelle 520 und die zweite Energiequelle 522 arbeiten, statt. Dadurch kann das Auftreten einer Spannungsänderung aufgrund eines solchen Umschaltens verhindert werden.
(Modifikationen)
In der obigen Ausführungsform stellt I1 den Wert des Laststroms dar, der von der ersten Energiequelle 520 ausgegeben wird. Diese Offenbarung ist jedoch nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Als I1 kann jeder beliebige Wert verwendet werden, solange der Wert als Referenz für die Abschätzung oder Berechnung des Wertes des Laststroms dient, der von der zweiten Energiequelle 522 ausgegeben wird. Zum Beispiel kann IL, das vom Wechselspannungsversorgungssystem 500 bereitgestellt wird, als I1 verwendet werden. In diesem Fall kann ein Spannungssensor an der in 15 gezeigten Anschlussleitung 506 vorgesehen werden.
Alternativ kann I1 ein Wert sein, der den Strom auf der Eingangsseite der ersten Energiequelle 520 darstellt. In diesem Fall kann, wie in 19 gezeigt, ein Stromsensor 650 an der Eingangsseite einer ersten Energiequelle 630 vorgesehen sein.
Die in 19 gezeigte erste Energiequelle 630 unterscheidet sich von der ersten Energiequelle 520 dadurch, dass die erste Energiequelle 630 anstelle der in 16 gezeigten Wechselrichtereinheit 550 eine Wechselrichtereinheit 640 mit dem eingangsseitig angeordneten Stromsensor 650 umfasst und anstelle der in 16 gezeigten A/D-Wandlerschaltung 556 eine A/D-Wandlerschaltung 652 umfasst, die eine A/D-Wandlung eines von dem Stromsensor 650 ausgegebenen analogen Signals durchführt und das resultierende Signal an die energiequelleninterne Steuereinheit 552 liefert. In diesem Fall kann nicht gesagt werden, dass der von dem Stromsensor 650 gemessene Stromwert der Ausgangsstromwert der ersten Energiequelle 630 ist. Der Ausgangsstrom der ersten Energiequelle 630 kann jedoch auf der Grundlage des Ausgangs des Stromsensors 650 geschätzt werden. Zum Beispiel kann der Ausgangsstrom der ersten Energiequelle 630 durch den folgenden Ausdruck geschätzt werden.
[Mathematisch 2] $I_{T S} = (C 1 * I 1 + I 2) * \frac{R a t e d_{S}}{R a t e d_{M} + R a t e d_{S}}$
Es wird angemerkt, dass ITS der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 522 ist, I1 ein Referenzwert ist und der Ausgang des Stromsensors 650 auf der Eingangsseite der Wechselrichtereinheit 640 ist, der von der ersten Energiequelle 520 empfangen wird, C1 ein Koeffizient zum Schätzen des Ausgangsstroms der ersten Energiequelle 520 aus I1 ist, I2 der Ausgang des in 17 gezeigten Stromsensors ist, RatedM der Nennwert der ersten Energiequelle 520 ist und RatedS der Nennwert der zweiten Energiequelle 522 ist.
Die Verarbeitung der Schätzung des Ausgangsstromwertes der ersten Energiequelle 520 durch Multiplikation des Stromwertes I1, der der Referenzwert ist, mit dem Koeffizienten C1, kann in der energiequelleninternen Steuereinheit 552 durchgeführt werden. Im Gegensatz zu der in 19 gezeigten Konfiguration kann beispielsweise in einem Fall, in dem eine Gleichspannungseinheit zur Spannungswandlung in einer Stufe vor der Wechselrichtereinheit 640 vorgesehen ist, oder in einem Fall, in dem ein Transformator zur Spannungswandlung in einer Stufe nach der Wechselrichtereinheit 640 vorgesehen ist, der Ausgangsstrom der ersten Energiequelle 630 aus einem an einem beliebigen Teil in einer solchen Konfiguration gemessenen Strom geschätzt werden, wobei beispielsweise ein Untersetzungsverhältnis des Transformators eingesetzt wird. Der geschätzte Ausgangsstrom der ersten Energiequelle 630 kann von der energiequelleninternen Steuereinheit 552 an die zweite Energiequelle 522 übertragen werden.
Der von der ersten Energiequelle 630 an die zweite Energiequelle 522 übertragene Wert ist möglicherweise nicht der Ausgangsstrom der ersten Energiequelle 630. Es kann ein Wert verwendet werden, der Informationen enthält, die dem Ausgangsstrom der ersten Energiequelle 630 entsprechen. Es kann z. B. die Belastungsrate (Ausgangsstromwert / Nennwert) der ersten Energiequelle 630 verwendet werden, oder es können andere Informationen als diese verwendet werden. Bei der in 19 dargestellten Sensoranordnung kann anstelle des von der energiequelleninternen Steuereinheit 552 geschätzten Ausgangsstroms der ersten Energiequelle 630 der vom Stromsensor 650 gemessene Stromwert an die zweite Energiequelle 522 übermittelt werden. In diesem Fall kann der Ausgangsstrom der ersten Energiequelle 630 auf der Seite der zweiten Energiequelle 522 geschätzt werden. Wenn die Umstände es zulassen, ist es auch möglich, dass das vom Stromsensor 650 ausgegebene analoge Signal direkt an die zweite Energiequelle 522 übertragen wird, und das analoge Signal auf der Seite der zweiten Energiequelle 522 in ein digitales Signal umgewandelt und verarbeitet wird.
(Dritte Ausführungsform)
20 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Wechselspannungsversorgungssystems gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. Unter Bezugnahme auf 20 weist ein Wechselspannungsversorgungssystem 770 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine ähnliche Konfiguration wie das in 15 gezeigte Wechselspannungsversorgungssystem 500 auf, unterscheidet sich jedoch von dem Wechselspannungsversorgungssystem 500 dadurch, dass das Wechselspannungsversorgungssystem 770 ferner einen Spannungssensor 780 umfasst, der die Ausgangsspannung der ersten Energiequelle 520 in 15 misst und ein analoges Signal ausgibt, und anstelle der zweiten Energiequelle 522 in 15 eine zweite Energiequelle 782 enthält, die das Ausgangssignal des Spannungssensors 780 empfängt und wie die zweite Energiequelle 522 umschaltbar zwischen dem Konstantspannungsmodus, der eine höhere Zielspannung als die Zielspannung für die erste Energiequelle 520 verwendet, und dem Konstantstrommodus basierend auf dem Stromgrenzwert arbeitet.
Unter Bezugnahme auf 21 unterscheidet sich die zweite Energiequelle 782 von der in 17 gezeigten zweiten Energiequelle 522 wie folgt. Der Spannungssensor 587 wird aus der in 17 gezeigten zweiten Energiequelle 522 entfernt, und die A/D-Wandlerschaltung 589 empfängt die Ausgabe des in 20 gezeigten Spannungssensors 780 anstelle des Spannungssensors 587, führt eine A/D-Wandlung durch und gibt ein digitales Signal aus. Die zweite Energiequelle 782 enthält nicht den Zeitgeber 584 und die in 20 dargestellte Betriebsverhinderungssignalerzeugungsschaltung 586. Die zweite Energiequelle 782 enthält anstelle der in 20 gezeigten energiequelleninternen Steuereinheit 582 eine energiequelleninterne Steuereinheit 790, die nach dem Starten des Wechselspannungsversorgungssystems 770 die Wechselrichtereinheit 580 anhält, bis die vom Spannungssensor 780 empfangene Ausgangsspannung der ersten Energiequelle 520 gleich der ersten Zielspannung geworden ist, und den Leistungswandlungsbetrieb der Wechselrichtereinheit 580 in Reaktion auf die Tatsache startet, dass die Ausgangsspannung der ersten Energiequelle 520 gleich der ersten Zielspannung geworden ist. Mit Ausnahme des Vorstehenden hat die zweite Energiequelle 782 die gleiche Konfiguration wie die zweite Energiequelle 522.
In der dritten Ausführungsform stoppt die energiequelleninterne Steuereinheit 790 ein Ansteuersignal an die Wechselrichtereinheit 580, nachdem das Wechselspannungsversorgungssystem 770 gestartet wurde. Das heißt, obwohl die energiequelleninterne Steuereinheit 790 den Wert des Ansteuersignals für die Wechselrichtereinheit 580 berechnet, der zur Ausgabe eines Stroms im Konstantstrommodus erforderlich ist, öffnet die energiequelleninterne Steuereinheit 790 einen Kontakt eines Ausgangsschalters für das Ansteuersignal an die Wechselrichtereinheit 580, um das Ansteuersignal nicht auszugeben. Infolgedessen arbeitet die Wechselrichtereinheit 580 unmittelbar nach dem Start des Wechselspannungsversorgungssystems 770 nicht und die Stromausgabe von der zweiten Energiequelle 782 wird nicht durchgeführt. Die energiequelleninterne Steuereinheit 790 überwacht in diesem Zustand die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 520, die vom Spannungssensor 780 über die A/D-Wandlerschaltung 589 bereitgestellt wird. Wenn die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 520 gleich der ersten Zielspannung geworden ist, bedeutet dies, dass die Leistungswandlung in der ersten Energiequelle 520 gestartet ist. In diesem Fall beginnt die energiequelleninterne Steuereinheit 790, das Ansteuersignal an die Wechselrichtereinheit 580 auszugeben. Da die Zielspannung für die zweite Energiequelle 782 im Konstantspannungsmodus größer ist als die erste Zielspannung, kann die zweite Energiequelle 782 einen Strom ausgeben. Andererseits wird der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 782 so bestimmt, dass das Verhältnis des Stromgrenzwerts zur Summe des Ausgangsstroms der ersten Energiequelle 520 und des Ausgangsstroms der zweiten Energiequelle 782 den Ausdruck (1) erfüllt, wie in jeder der obigen Ausführungsformen. Mit diesem Wert arbeitet die zweite Energiequelle 782 im Konstantstrommodus, und der Strom für die Last wird zwischen der ersten Energiequelle 520 und der zweiten Energiequelle 782 aufgeteilt. Die zweite Energiequelle 782 arbeitet nicht im Konstantspannungsmodus, und eine Spannungsänderung aufgrund eines Wechsels des Betriebsmodus vom Konstantspannungsmodus durch die erste Energiequelle 520 zum Konstantspannungsmodus durch die zweite Energiequelle 782 kann verhindert werden. Dadurch ist es möglich, ein Spannungsversorgungssystem und eine Energiequelle bereitzustellen, die es ermöglichen, Energiequellen bei gewünschten Lastverhältnissen einzustellen. Darüber hinaus ist es möglich, eine Änderung der Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems aufgrund einer Änderung des Laststroms zu unterdrücken. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Beginn der Leistungswandlung in der ersten Energiequelle 520 daran erkannt, dass die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 520 gleich der ersten Zielspannung geworden ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Die erste Energiequelle 520 kann selbst feststellen, dass die erste Energiequelle 520 mit der Leistungswandlung begonnen hat, und kann ein Signal, das dies anzeigt, an die energiequelleninterne Steuereinheit 790 senden.
(Vierte Ausführungsform)
Die vierte Ausführungsform bezieht sich auf ein Wechselspannungsversorgungssystem, das eine erste Energiequelle und eine zweite Energiequelle umfasst und das eine Gleichspannung von einer Batterie in eine vorgegebene Wechselspannung wandelt und die Wechselspannung ausgibt, wie in der dritten Ausführungsform.
22 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ersten Energiequelle 800 in der vierten Ausführungsform zeigt. Unter Bezugnahme auf 22 hat die erste Energiequelle 800 eine ähnliche Konfiguration wie die in 16 gezeigte erste Energiequelle 520. Die Unterschiede bestehen darin, dass die erste Energiequelle 800 ferner einen Spannungssensor 810 zum Messen der Ausgangsspannung der Wechselrichtereinheit 550 und eine A/D-Wandlerschaltung 812 zum Umwandeln eines von dem Spannungssensor 810 ausgegebenen analogen Spannungssignals in ein digitales Signal umfasst, und dass die erste Energiequelle 800 anstelle der energiequelleninternen Steuereinheit 552 in 16 eine energiequelleninterne Steuereinheit 814 umfasst, die ferner die Funktion hat, das von der A/D-Wandlerschaltung 812 bereitgestellte Signal, das die Ausgangsspannung der Wechselrichtereinheit 550 anzeigt, an den Bus 524 auszugeben.
23 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der zweiten Energiequelle 830 in der vierten Ausführungsform zeigt. Unter Bezugnahme auf 23 unterscheidet sich die zweite Energiequelle 830 von der energiequelleninternen Steuereinheit 582 (siehe 17) der dritten Ausführungsform dadurch, dass die zweite Energiequelle 830 nicht die in 17 gezeigte A/D-Wandlerschaltung 589, den Zeitgeber 584 und die Betriebsverhinderungssignalerzeugungsschaltung 586 enthält, und die zweite Energiequelle 830 anstelle der energiequelleninternen Steuereinheit 582 in 17 eine energiequelleninterne Steuereinheit 832, die nach dem Start des Wechselspannungsversorgungssystems, das die erste Energiequelle 800 und die zweite Energiequelle 830 enthält, die Wechselrichtereinheit 580 anhält, bis die von der ersten Energiequelle 800 über den Bus 524 empfangene Ausgangsspannung der ersten Energiequelle 800 gleich der ersten Zielspannung geworden ist, und den Leistungswandlungsbetrieb der Wechselrichtereinheit 580 in Reaktion darauf startet, dass die Ausgangsspannung der ersten Energiequelle 800 gleich der ersten Zielspannung geworden ist.
Der Betrieb des Wechselspannungsversorgungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist derselbe wie der der dritten Ausführungsform. Die energiequelleninterne Steuereinheit 832 stoppt ein Ansteuersignal an die Wechselrichtereinheit 580, nachdem das Wechselspannungsversorgungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform gestartet wurde. Das heißt, obwohl die energiequelleninterne Steuereinheit 832 den Wert des Ansteuersignals für die Wechselrichtereinheit 580 berechnet, der zur Ausgabe eines Stroms im Konstantstrommodus benötigt wird, öffnet die energiequelleninterne Steuereinheit 832 einen Kontakt eines Ausgangsschalters für das Ansteuersignal an die Wechselrichtereinheit 580, um das Ansteuersignal nicht auszugeben. Infolgedessen arbeitet die Wechselrichtereinheit 580 unmittelbar nach dem Start des Wechselspannungsversorgungssystems nicht und die Stromausgabe von der zweiten Energiequelle 830 wird nicht durchgeführt. Die energiequelleninterne Steuereinheit 832 überwacht in diesem Zustand die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 800, die von der ersten Energiequelle 800 über den Bus 524 bereitgestellt wird. Wenn die Ausgangsspannung V1 der ersten Energiequelle 800 gleich der ersten Zielspannung geworden ist, bedeutet dies, dass die Leistungswandlung in der ersten Energiequelle 800 gestartet ist. In diesem Fall beginnt die energiequelleninterne Steuereinheit 832, das Ansteuersignal an die Wechselrichtereinheit 580 auszugeben. Da die Zielspannung für die zweite Energiequelle 830 im Konstantspannungsmodus größer ist als die erste Zielspannung, kann die zweite Energiequelle 830 einen Strom ausgeben. Andererseits wird der Stromgrenzwert für die zweite Energiequelle 830 so bestimmt, dass das Verhältnis des Stromgrenzwerts zur Summe des Ausgangsstroms der ersten Energiequelle 800 und des Ausgangsstroms der zweiten Energiequelle 830 den Ausdruck (1) erfüllt. Mit diesem Wert arbeitet die zweite Energiequelle 830 im Konstantstrommodus, und der Strom für die Last wird zwischen der ersten Energiequelle 800 und der zweiten Energiequelle 830 aufgeteilt. Die zweite Energiequelle 830 arbeitet nicht im Konstantspannungsmodus, und der Betriebsmodus wechselt nicht vom Konstantspannungsmodus durch die erste Energiequelle 800 zum Konstantspannungsmodus durch die zweite Energiequelle 830. Somit kann eine Spannungsänderung aufgrund eines Wechsels der Betriebsart verhindert werden. Dadurch ist es möglich, ein Spannungsversorgungssystem und eine Energiequelle bereitzustellen, die es ermöglichen, die Energiequellen auf gewünschte Lastverhältnisse einzustellen. Darüber hinaus ist es möglich, eine Änderung der Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems aufgrund einer Änderung des Laststroms zu unterdrücken. Auch in der vorliegenden Ausführungsform kann der Beginn der Leistungswandlung in der ersten Energiequelle 800 dadurch erkannt werden, dass die energiequelleninterne Steuereinheit 832 von der ersten Energiequelle 800 ein Signal empfängt, das anzeigt, dass die erste Energiequelle 800 gestartet ist.
In der obigen Beschreibung sind die Merkmale in den nachstehenden zusätzlichen Hinweisen enthalten.
(Zusätzliche Anmerkung 1) Eine Gleichstrom-Energiequelle, zur Verwendung in einem eine Konstantspannungsenergiequelle enthaltenen Gleichspannungsversorgungssystem, die konfiguriert ist, eine Gleichspannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Basis einer ersten Zielspannung auszugeben, wobei die Gleichstrom-Energiequelle parallel zu der Konstantspannungsenergiequelle geschaltet ist, wobei die Gleichstrom-Energiequelle umfasst eine Spannungserzeugungseinheit, die konfiguriert ist, eine Spannung schaltbar zwischen einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und einem Konstantstrommodus auf der Grundlage eines Stromgrenzwertes auszugeben.
(Zusätzliche Anmerkung 2) Die Gleichstrom-Energiequelle gemäß der zusätzlichen Anmerkung 1, wobei
der Stromgrenzwert während einer vorbestimmten Periode nach dem Starten des Gleichspannungsversorgungssystems auf 0 gesetzt wird, und
nach Ablauf der vorbestimmten Periode der Stromgrenzwert auf einen vorbestimmten Wert größer als 0 gesetzt wird.
(Zusätzliche Anmerkung 3) Die Gleichstrom-Energiequelle gemäß der zusätzlichen Anmerkung 1, wobei der Stromgrenzwert ein Wert ist, der durch Multiplizieren eines Stromwerts eines vom Gleichspannungsversorgungssystem bereitgestellten Stroms mit einem Wert nicht kleiner als 0 und nicht größer als 1 erhalten wird.
(Zusätzliche Anmerkung 4) Die Gleichstrom-Energiequelle gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 3, wobei
die zweite Zielspannung ein Wert ist, der größer ist als eine obere Grenze der Variation der von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Gleichspannung auf der Basis der ersten Zielspannung.
(Zusätzliche Anmerkung 5) Die Gleichstrom-Energiequelle gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 3, wobei
die zweite Zielspannung ein Wert ist, der gleich einer oberen Variationsgrenze der Gleichspannung ist, die von der Konstantspannungsenergiequelle auf der Grundlage der ersten Zielspannung ausgegeben wird.
(Zusätzliche Anmerkung 6) Die Gleichstrom-Energiequelle gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 5, wobei
nach dem Start des Gleichspannungsversorgungssystems, wenn die Spannungserzeugungseinheit begonnen hat, eine Spannung im Konstantstrommodus auszugeben, die zweite Zielspannung durch eine von der Gleichstrom-Energiequelle ausgegebene Spannung ersetzt wird.
(Zusätzliche Anmerkung 7) Die Gleichstrom-Energiequelle gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 6, die ferner eine Zustandserkennungseinheit umfasst, die konfiguriert ist, einen Betriebszustand der Gleichstrom-Energiequelle zu erkennen, wobei
der Stromgrenzwert auf einen Wert nicht kleiner als 0 verringert wird, in Reaktion darauf, dass die Zustandserfassungseinheit erfasst hat, dass die Gleichstrom-Energiequelle nicht im Konstantstrommodus arbeitet.
(Zusätzliche Anmerkung 8) Die Gleichstrom-Energiequelle gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 6, die ferner eine Messeinheit umfasst, die zum Messen eines Ausgangsstroms der Gleichstrom-Energiequelle konfiguriert ist, wobei
der Stromgrenzwert auf einen Wert nicht kleiner als 0 verringert wird, in Reaktion darauf, dass der von der Messeinheit gemessene Ausgangsstrom kleiner als der Stromgrenzwert geworden ist.
(Zusätzliche Anmerkung 9) Die Gleichstrom-Energiequelle gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 8, ferner umfassend eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Konstantspannungsenergiequelle gestoppt ist oder nicht, wobei
als Reaktion darauf, dass die Bestimmungseinheit bestimmt hat, dass die Konstantspannungsenergiequelle gestoppt ist, die zweite Zielspannung durch die erste Zielspannung ersetzt wird, und der Stromgrenzwert durch einen maximalen Nennstromwert der Gleichstrom-Energiequelle ersetzt wird.
(Zusätzliche Anmerkung 10)
Gleichspannungsversorgungssystem, umfassend:

eine erste Energiequelle, die konfiguriert ist, eine Gleichspannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer ersten Zielspannung auszugeben; und
eine zweite Energiequelle, die parallel zu der ersten Energiequelle geschaltet ist, wobei
die zweite Energiequelle eine Spannungserzeugungseinheit enthält, die konfiguriert ist, eine Spannung schaltbar zwischen einem Konstantspannungsmodus auf der Basis einer zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und einem Konstantstrommodus auf der Basis eines Stromgrenzwerts auszugeben.

(Zusätzliche Anmerkung 11)
Stromquellensteuervorrichtung, zur Verwendung in einem eine Konstantspannungsenergiequelle enthaltenen Spannungsversorgungssystem, die konfiguriert ist, eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer ersten Zielspannung auszugeben, wobei die Stromquellensteuervorrichtung konfiguriert ist, eine Energiequelle zu steuern, die parallel zu der Konstantspannungsenergiequelle geschaltet ist,
die Energiequelle eine Leistungswandlungsschaltung ist, die konfiguriert ist, eine Eingangsspannung in eine vorbestimmte Ausgangsspannung umzuwandeln und die umgewandelte Ausgangsspannung auszugeben, wobei die Leistungswandlungsschaltung eine Vielzahl von Schaltelementen enthält, die so verbunden sind, dass sie die Eingangsspannung in die Ausgangsspannung wandeln und die umgewandelte Ausgangsspannung ausgeben, wobei die Stromquellensteuervorrichtung umfasst
einen Stromsensor, der konfiguriert ist, einen Ausgangsstrom der Leistungswandlungsschaltung zu messen;
einen Spannungssensor, der konfiguriert ist, die Ausgangsspannung der Leistungswandlungsschaltung zu messen;
einen Zeitgeber, der konfiguriert ist, nach dem Start des Spannungsversorgungssystems zu erkennen, dass eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, und ein Erkennungssignal auszugeben; und
einen Computer, der konfiguriert ist, Ausgänge des Stromsensors und des Zeitgebers zu empfangen und einen Ausgang zum Ansteuern der Mehrzahl von Schaltelementen aufzuweisen, wobei
der Computer programmiert ist, um
die Leistungswandlungsschaltung in einem gestoppten Zustand zu halten, wenn das Spannungsversorgungssystem gestartet wird,
als Reaktion auf das Erfassungssignal von dem Zeitgeber einen Anfangswert eines Stromgrenzwertes für die Leistungswandlungsschaltung zu bestimmen und die Leistungswandlungsschaltung zu starten, und
den folgenden Steuerprozess wiederholt auszuführen, und
bei dem Steuerprozess der Computer programmiert ist, um die Leistungswandlungsschaltung so anzusteuern, dass an einem Ausgang der Leistungswandlungsschaltung ein dem Stromgrenzwert entsprechender Strom erhalten wird, und
Aktualisieren des Stromgrenzwerts durch Anwenden eines vorbestimmten Berechnungsausdrucks in Bezug auf den Ausgang des Stromsensors und einen Ausgangsstrom des Spannungsversorgungssystems oder einen Ausgangsstrom der Konstantspannungsenergiequelle.
(Zusätzliche Anmerkung 12)
Die Stromquellensteuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Anmerkung 11, wobei
der Rechner so geschaltet ist, dass er von der Konstantspannungsenergiequelle einen Referenzwert zur Berechnung des Ausgangsstroms der Konstantspannungsenergiequelle empfängt, und
der Computer so programmiert ist, dass er beim Aktualisieren des Stromgrenzwerts im Steuerprozess den Berechnungsausdruck in Bezug auf den Ausgang des Stromsensors und den Referenzwert anwendet und dadurch den Stromgrenzwert aktualisiert.
(Zusätzliche Anmerkung 13)
Die Stromquellensteuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Anmerkung 12, wobei
der Berechnungsausdruck der folgende Ausdruck ist: $I_{T S} = (I 1 + I 2) * \frac{R a t e d_{S}}{R a t e d_{M} + R a t e d_{S}}$
wobei ITS der Stromgrenzwert, I1 der Referenzwert, 12 der Ausgang des Stromsensors, RatedM ein Nennwert der Konstantspannungsenergiequelle und RatedS ein Nennwert der Leistungswandlungsschaltung ist.
(Zusätzliche Anmerkung 14)
Die Stromquellensteuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Anmerkung 12, wobei
der Berechnungsausdruck der folgende Ausdruck ist: $I_{T S} = (C 2 * I 1 + I 2) * \frac{R a t e d_{S}}{R a t e d_{M} + R a t e d_{S}}$
wobei ITS der Stromgrenzwert ist, I1 der Referenzwert ist, C1 ein Koeffizient zum Schätzen des Ausgangsstroms der Konstantspannungsenergiequelle aus dem Referenzwert ist, I2 der Ausgang des Stromsensors ist, RatedM ein Nennwert der Konstantspannungsenergiequelle ist, und RatedS ein Nennwert der Leistungswandlungsschaltung ist.
(Zusätzliche Anmerkung 15)
Die Stromquellensteuervorrichtung gemäß einer der zusätzlichen Anmerkungen 11 bis 14, wobei
der Computer einen Speicher enthält,
der Computer programmiert ist, um
als Reaktion darauf, dass die Leistungswandlungsschaltung gestartet wird, in dem Speicher einen Anfangswert einer zweiten Zielspannung zu speichern, die ein Zielwert für die Ausgangsspannung der Leistungswandlungsschaltung ist, wobei die zweite Zielspannung größer ist als die erste Zielspannung, die ein Zielwert für die Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle ist, und in dem Steuerprozess der Computer weiter programmiert ist, um
die Leistungswandlungsschaltung so zu steuern, dass die Ausgangsspannung der Leistungswandlungsschaltung die zweite Zielspannung, die in dem Speicher gespeichert ist, nicht überschreitet, und
Aktualisieren der im Speicher gespeicherten zweiten Zielspannung durch einen Ausgangswert des Spannungssensors, nachdem die Leistungswandlungsschaltung gesteuert wird.
Während diese Offenbarung durch die Beschreibung von Ausführungsformen oben beschrieben wurde, sind die obigen Ausführungsformen lediglich illustrativ und diese Offenbarung ist nicht nur auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch jeden Anspruch des Umfangs der Ansprüche unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung definiert und umfasst Bedeutungen, die den darin beschriebenen Formulierungen entsprechen, sowie alle Änderungen innerhalb des Umfangs der Ansprüche.
Bezugszeichenliste

100, 130, 140: Gleichspannungsversorgungssystem
102, 502: Batterie
104, 520, 630, 800 erste: Energiequelle
106, 132, 522, 782, 830: zweite Energiequelle
108: Steuereinheit
110, 504: Last
112, 114, 526, 528: Störwiderstand
116: Anschlussknoten
120: CPU
122: Speicher
124, 154: IF-Einheit
126, 524: Bus
134: Spannungsmesser
142: Strommesser
144: Stromwertübertragungsleitung
150: Gleichspannungseinheit
152, 552, 582, 790, 814, 832: energiequelleninterne Steuereinheit
200: Rechteck
202, 204: Kreis
300, 302, 304, 306, 308, 400, 402, 404, 406, 408, 410, 420, 600, 602, 604, 606, 608, 610, 612, 613, 614, 615, 616, 617, 618: Stufe
500, 770: Wechselspannungsversorgungssystem
506: Anschlussleitung
550, 580, 640: Wechselrichtereinheit
554, 585, 650: Stromsensor
556, 588, 589, 652, 812: A/D-Wandlerschaltung
558, 592: Zielspannungsspeichereinheit
562, 564: Knoten
584: Zeitgeber
586: Betriebsverhinderungssignalerzeugungsschaltung
587, 810: Spannungssensor
590: Anfangszielspannungsspeichereinheit
594: Anfangsstromgrenzwertspeichereinheit
596: Stromgrenzwertspeichereinheit Cl-Koeffizient
Q1, Q2, Q3, Q4: Schaltelement
R1,: R2 Widerstandswert
V1: Ausgangsspannung der ersten Energiequelle
V2: Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle
VL: Ausgangsspannung des Spannungsversorgungssystems
I1: Ausgangsstrom der ersten Energiequelle
I2: Ausgangsstrom der zweiten Energiequelle
IL: Ausgangsstrom des Spannungsversorgungssystems

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018201685 [0001]

Claims

Energiequelle, zur Verwendung in einem eine Konstantspannungsenergiequelle enthaltenen Spannungsversorgungssystem, die konfiguriert ist, eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Grundlage einer ersten Zielspannung auszugeben, wobei die Energiequelle parallel zu der Konstantspannungsenergiequelle geschaltet ist, wobei die Energiequelle umfasst eine Spannungserzeugungseinheit, die konfiguriert ist, eine Spannung schaltbar zwischen einem Konstantspannungsmodus auf der Basis einer zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und einem Konstantstrommodus auf der Basis eines Stromgrenzwertes auszugeben.
Energiequelle nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Verzögerungseinheit, die konfiguriert ist, den Start einer Leistungswandlung in der Energiequelle zu verzögern, bis die Konstantspannungsenergiequelle die Leistungswandlung beginnt.
Energiequelle nach Anspruch 2, wobei die Verzögerungseinheit eine Verzögerungsstarteinheit umfasst, die konfiguriert ist, die Leistungswandlung in der Energiequelle mit einer Verzögerung von einer vorbestimmten Periode zu starten, nachdem das Spannungsversorgungssystem gestartet ist.
Energiequelle nach Anspruch 3, wobei die Verzögerungsstarteinheit umfasst einen Zeitgeber, der konfiguriert ist, zu erkennen, dass die vorbestimmte Zeitspanne nach dem Starten des Spannungsversorgungssystems verstrichen ist, eine Betriebsverhinderungseinheit, die konfiguriert ist, den Betrieb der Energiequelle in Reaktion auf die Tatsache zu verhindern, dass das Spannungsversorgungssystem gestartet ist, und eine Starteinheit, die konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Tatsache, dass der Zeitgeber das Ablaufen der vorbestimmten Zeitspanne erfasst hat, die Betriebsverhinderungseinheit zu deaktivieren und die Leistungswandlung in der Energiequelle zu starten.
Energiequelle nach Anspruch 4, wobei die Betriebsverhinderungseinheit eine erste Stromeinstelleinheit enthält, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert als Reaktion auf die Tatsache, dass das Spannungsversorgungssystem gestartet wird, auf 0 zu setzen, und die Starteinheit eine zweite Stromeinstelleinheit enthält, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert auf einen vorbestimmten Wert größer als 0 in Reaktion auf eine Tatsache einzustellen, dass der Zeitgeber das Ablaufen der vorbestimmten Periode erfasst hat.
Energiequelle nach Anspruch 5, wobei die zweite Stromeinstelleinheit eine Grenzwerteinstelleinheit enthält, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert auf einen Wert zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert einzustellen, der durch einen Stromwert eines Stroms vorgegeben ist, der von dem Spannungsversorgungssystem bereitgestellt wird.
Energiequelle nach Anspruch 6, wobei die Grenzwert-Einstelleinheit eine Stromgrenzwert-Bestimmungseinheit enthält, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert als einen Wert zu bestimmen, der durch Multiplizieren des Stromwerts des vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Stroms mit einem Wert erhalten wird, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 1 ist.
Energiequelle nach Anspruch 6, wobei die Grenzwerteinstelleinheit eine Einstelleinheit enthält, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert so einzustellen, dass ein Verhältnis des Stromgrenzwerts zu dem Stromwert des Stroms, der von dem Spannungsversorgungssystem bereitgestellt wird, gleich einem vorbestimmten Zielwert wird, der nicht kleiner als 0 und kleiner als 1 ist.
Energiequelle nach Anspruch 6, wobei die zweite Stromeinstelleinheit enthält eine Stromwertempfangseinheit, konfiguriert, um von der Konstantspannungsenergiequelle einen Wert zu empfangen, der einen Stromwert eines Stroms anzeigt, der von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegeben wird, und eine Stromwerteinstelleinheit, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert so einzustellen, dass ein Verhältnis des Stromgrenzwerts zu einer Summe des Stromwerts, der durch den von der Stromwertempfangseinheit empfangenen Wert angezeigt wird, und eines Stromwerts eines Stroms, der von der Energiequelle ausgegeben wird, ein vorbestimmter Zielwert wird, der nicht kleiner als 0 ist und kleiner als 1 ist.
Energiequelle nach Anspruch 9, wobei die Grenzwerteinstelleinheit enthält eine Stromwertberechnungseinheit, konfiguriert, um den Stromwert des Stroms, der von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegeben wird, durch einen vorbestimmten Umrechnungsausdruck in Bezug auf den von der Stromwertempfangseinheit empfangenen Wert zu berechnen, und eine Strombegrenzungseinheit, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert so einzustellen, dass ein Verhältnis des Stromgrenzwerts zu einer Summe des von der Stromwertberechnungseinheit berechneten Stromwerts und des Ausgangsstromwerts der Energiequelle der Zielwert wird.
Energiequelle nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Zielwert ein Verhältnis eines Nennausgangsstroms der Energiequelle zu einer Summe aus einem Nennausgangsstrom der Konstantspannungsenergiequelle und dem Nennausgangsstrom der Energiequelle ist.
Energiequelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die zweite Zielspannung ein Wert ist, der nicht kleiner ist als eine obere Grenze der Variation der von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Spannung auf der Basis der ersten Zielspannung.
Energiequelle nach Anspruch 12, wobei die zweite Zielspannung ein Wert ist, der gleich einer oberen Grenze der Variation der von der Konstantspannungsenergiequelle auf der Basis der ersten Zielspannung ausgegebenen Spannung ist.
Energiequelle nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Variation ein durch Spezifikationen der Konstantspannungsenergiequelle bestimmter Wert ist.
Energiequelle nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Stromwertempfangseinheit, konfiguriert, um ein Signal zu empfangen, das einen Stromwert eines vom Spannungsversorgungssystem bereitgestellten Stroms anzeigt, wobei die zweite Stromwerteinstelleinheit eine Stromgrenzwerteinstelleinheit enthält, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert auf einen Wert zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert und dem Stromwert einzustellen, der durch das von der Stromwertempfangseinheit empfangene Signal angezeigt wird.
Energiequelle nach Anspruch 15, ferner umfassend einen Stromsensor, der konfiguriert ist, den Stromwert des Stroms zu messen, der von dem Spannungsversorgungssystem einer Last bereitgestellt wird, wobei die Stromwertempfangseinheit das Signal empfängt, das den Stromwert von dem Stromsensor anzeigt.
Energiequelle nach Anspruch 15, wobei das Spannungsversorgungssystem ferner enthält einen Stromsensor, der konfiguriert ist, den Stromwert des Stroms zu messen, der von dem Spannungsversorgungssystem an eine Last bereitgestellt wird, und eine Steuereinheit, konfiguriert, um der Stromwertempfangseinheit ein Signal bereitzustellen, das den von dem Stromsensor gemessenen Stromwert anzeigt, und die Stromwertempfangseinheit das Signal von der Steuereinheit empfängt.
Energiequelle nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Stromwertempfangseinheit, konfiguriert, um einen Stromwert eines von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Stroms zu empfangen, wobei die zweite Stromwerteinstelleinheit eine Stromgrenzwerteinstelleinheit enthält, die konfiguriert ist, den Stromgrenzwert so einzustellen, dass ein Verhältnis des Stromgrenzwertes zu dem von der Stromwertempfangseinheit empfangenen Stromwert ein vorbestimmter Zielwert wird.
Energiequelle nach Anspruch 18, ferner umfassend: einen Stromsensor, konfiguriert, um den Stromwert des von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Stroms zu messen; und eine Steuereinheit, konfiguriert, um der Stromwertempfangseinheit ein Signal bereitzustellen, das den von dem Stromsensor gemessenen Stromwert angibt, wobei die Stromwertempfangseinheit das Signal von der Steuereinheit empfängt.
Energiequelle nach Anspruch 18, ferner umfassend einen Stromsensor, konfiguriert, um den Stromwert des von der Konstantspannungsenergiequelle ausgegebenen Stroms zu messen, wobei die Stromwertempfangseinheit den Stromwert von dem Stromsensor empfängt.
Energiequelle nach Anspruch 4, wobei die Betriebsverhinderungseinheit eine Treibersignalstoppeinheit enthält, die konfiguriert ist, die Ausgabe eines Treibersignals an die Spannungserzeugungseinheit in Reaktion auf die Tatsache zu stoppen, dass das Spannungsversorgungssystem gestartet wird, und die Starteinheit eine Treibersignalausgabeeinheit enthält, die konfiguriert ist, die Ausgabe des Treibersignals an die Spannungserzeugungseinheit in Reaktion auf eine Tatsache zu starten, dass der Zeitgeber das Ablaufen der vorbestimmten Periode erfasst hat.
Energiequelle nach Anspruch 3, wobei die Verzögerungsstarteinheit enthält einen Zeitgeber, der konfiguriert ist, zu erkennen, dass die vorbestimmte Periode abgelaufen ist, nachdem das Spannungsversorgungssystem gestartet wurde eine Treibersignalausgabestoppeinheit, konfiguriert, um die Ausgabe eines Treibersignals an die Spannungserzeugungseinheit in Reaktion auf die Tatsache zu stoppen, dass das Spannungsversorgungssystem gestartet ist, und eine Starteinheit, die konfiguriert ist, die Leistungswandlung in der Energiequelle zu starten, indem die Treibersignalausgabestoppeinheit in Reaktion auf eine Tatsache deaktiviert wird, dass der Zeitgeber das Ablaufen der vorbestimmten Periode erfasst hat.
Energiequelle nach Anspruch 2, wobei die Verzögerungseinheit eine Verzögerungsstarteinheit umfasst, die konfiguriert ist, die Leistungswandlung in der Energiequelle in Reaktion auf eine Tatsache zu starten, dass die Leistungswandlung in der Konstantspannungsenergiequelle gestartet wird.
Energiequelle nach Anspruch 23, wobei die Verzögerungsstarteinheit die Leistungswandlung in der Energiequelle in Reaktion auf mindestens eine der folgenden Tatsachen startet: die Tatsache, dass die Ausgangsspannung der Konstantspannungsenergiequelle die erste Zielspannung erreicht hat, und die Tatsache, dass von der Konstantspannungsenergiequelle Informationen empfangen werden, die anzeigen, dass die Leistungswandlung gestartet ist.
Spannungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 24, die ferner eine Zielspannungs-Ersetzungseinheit umfasst, die konfiguriert ist, die zweite Zielspannung durch eine Spannung zu ersetzen, die von der Energiequelle ausgegeben wird, in Reaktion auf eine Tatsache, dass die Spannungserzeugungseinheit begonnen hat, die Spannung im Konstantstrommodus auszugeben, nachdem das Spannungsversorgungssystem gestartet wurde.
Energiequelle nach einem der Ansprüche 1 bis 25, ferner umfassend: eine Zustandserfassungseinheit, konfiguriert, um einen Betriebszustand der Energiequelle zu erfassen; und eine Begrenzungseinheit, konfiguriert, um den Betrieb der Energiequelle in Reaktion darauf zu begrenzen, dass die Zustandserfassungseinheit erfasst hat, dass die Energiequelle in dem Konstantspannungsmodus arbeitet.
Energiequelle nach Anspruch 26, wobei die Zustandserkennungseinheit erkennt, ob die Energiequelle in dem Konstantspannungsmodus arbeitet oder nicht, auf der Grundlage davon, ob die Ausgangsspannung der Energiequelle die zweite Zielspannung erreicht hat oder nicht.
Energiequelle nach Anspruch 26, wobei die Begrenzungseinheit den Stromgrenzwert auf einen Wert nicht kleiner als 0 absenkt, in Reaktion darauf, dass die Zustandserkennungseinheit erkannt hat, dass die Energiequelle im Konstantspannungsmodus arbeitet.
Energiequelle nach einem der Ansprüche 1 bis 25, ferner umfassend eine Messeinheit, konfiguriert, um einen Ausgangsstrom der Energiequelle zu messen, wobei der Stromgrenzwert auf einen Wert nicht kleiner als 0 verringert wird, in Reaktion darauf, dass der von der Messeinheit gemessene Ausgangsstrom kleiner als der Stromgrenzwert geworden ist.
Energiequelle nach einem der Ansprüche 1 bis 29, ferner umfassend eine Bestimmungseinheit, konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Konstantspannungsenergiequelle gestoppt ist oder nicht, wobei in Reaktion darauf, dass die Bestimmungseinheit bestimmt hat, dass die Konstantspannungsenergiequelle gestoppt ist, die zweite Zielspannung durch die erste Zielspannung ersetzt wird und der Stromgrenzwert durch einen maximalen Nennstromwert der Energiequelle ersetzt wird.
Energiequelle nach einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei die Konstantspannungsenergiequelle eine Gleichstrom-Konstantspannungsenergiequelle umfasst, die konfiguriert ist, eine Gleichspannung in dem Konstantspannungsmodus auf der Basis der ersten Zielspannung auszugeben, wobei die Energiequelle eine Gleichspannungserzeugungseinheit umfasst, die konfiguriert ist, eine Gleichspannung umschaltbar zwischen dem Konstantspannungsmodus und dem Konstantstrommodus auszugeben.
Energiequelle nach einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei die Konstantspannungsenergiequelle eine Wechselstrom-Konstantspannungsenergiequelle umfasst, die konfiguriert ist, eine Wechselspannung in dem Konstantspannungsmodus auf der Basis der ersten Zielspannung auszugeben, wobei die Energiequelle eine Wechselspannungserzeugungseinheit umfasst, die konfiguriert ist, eine Wechselspannung umschaltbar zwischen dem Konstantspannungsmodus und dem Konstantstrommodus auszugeben.
Spannungsversorgungssystem, umfassend: eine erste Energiequelle, konfiguriert, um eine Spannung in einem Konstantspannungsmodus auf der Basis einer ersten Zielspannung auszugeben; und eine zweite Energiequelle, die parallel zu der ersten Energiequelle geschaltet ist, wobei die zweite Energiequelle eine Spannungserzeugungseinheit enthält, die konfiguriert ist, eine Spannung schaltbar zwischen einem Konstantspannungsmodus auf der Basis einer zweiten Zielspannung, die größer als die erste Zielspannung ist, und einem Konstantstrommodus auf der Basis eines Stromgrenzwertes auszugeben.