[發(fā)明專利]直流電源系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180039266.1
• 申請(qǐng)日: 2011-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN103081289A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 木寺和憲;香川卓也;田村秀樹;西野博之;西真理子
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02J7/34
• 分類號(hào): H02J7/34;H01M10/44;H02J7/02
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會(huì)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以二次電池作為備用的直流電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，正在普及使用了太陽能發(fā)電、家庭用燃料電池等的直流電源系統(tǒng)。然而，太陽能電池根據(jù)氣象條件、溫度等而發(fā)電量發(fā)生變化，因此其輸出電壓不穩(wěn)定，一般以二次電池作為備用(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

在直流電源系統(tǒng)中，在二次電池充電用DC/DC轉(zhuǎn)換器與二次電池放電用DC/DC轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)電路上串聯(lián)連接有二次電池的電路與太陽能電池等直流電源并聯(lián)連接。通常，使用電壓比直流電源的恒壓低的二次電池。而且，在直流電源的電壓比二次電池的電壓高時(shí)，經(jīng)由充電用DC/DC轉(zhuǎn)換器在二次電池中流過充電用電流，對(duì)二次電池進(jìn)行充電。另一方面，在直流電源的電壓比二次電池的電壓低時(shí)，經(jīng)由放電用DC/DC轉(zhuǎn)換器從二次電池流出放電電流，從二次電池供給電力。

在太陽能發(fā)電的情況下，即使在沒有由負(fù)載消耗電力時(shí)太陽能電池也持續(xù)發(fā)電，因此利用這個(gè)期間發(fā)電產(chǎn)生的電力充入二次電池。然而，例如當(dāng)日照條件過于良好而太陽能電池自身的溫度變得過高時(shí)，太陽能電池的輸出電壓反而下降。在專利文獻(xiàn)1中，關(guān)于在直流電源的電壓比二次電池的電壓低時(shí)對(duì)二次電池進(jìn)行充電的情況沒有直接記載，但例如通過使用能夠升壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器來能夠?qū)Χ坞姵剡M(jìn)行充電。然而，在使太陽能電池的輸出電壓升壓至二次電池的電壓以上來進(jìn)行充電的情況下，流過DC/DC轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的電流成為對(duì)流過DC/DC轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)的電流乘以轉(zhuǎn)換效率和升壓率的倒數(shù)所得到的值，電流值變得相當(dāng)小。即，充電效率下降，能量損耗變大。

專利文獻(xiàn)1：日本特開第2008-48544號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)高的充電效率、并且即使在直流電源的電壓比二次電池的電壓低時(shí)也能夠?qū)Χ坞姵剡M(jìn)行充電的直流電源系統(tǒng)。

基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的直流電源系統(tǒng)的特征在于，具備直流電源和備用二次電池，在上述直流電源的電壓比上述二次電池的電壓低時(shí)，使用上述二次電池的電力將額外電壓加到上述直流電源的電壓使得向上述二次電池的輸入電壓變得比上述二次電池的電壓高，對(duì)上述二次電池進(jìn)行充電。

基于本發(fā)明的其它實(shí)施方式的直流電源系統(tǒng)具備直流電源以及與上述直流電源并聯(lián)連接并包括備用二次電池的備用電源電路，該直流電源系統(tǒng)的特征在于，上述備用電源電路具備：第一充電用DC/DC轉(zhuǎn)換器，其用于在上述直流電源的電壓比上述二次電池的電壓高時(shí)，對(duì)上述二次電池進(jìn)行充電；第一放電用DC/DC轉(zhuǎn)換器，其用于在上述直流電源的電壓比上述二次電池的電壓高時(shí)，將充入上述二次電池中的電力進(jìn)行放電；第二充電用DC/DC轉(zhuǎn)換器，其用于在上述直流電源的電壓比上述二次電池的電壓低時(shí)，使用上述二次電池的電力將額外電壓加到上述直流電源的電壓，對(duì)上述二次電池進(jìn)行充電；第二放電用DC/DC轉(zhuǎn)換器，其用于在上述直流電源的電壓比上述二次電池的電壓低時(shí)，將充入上述二次電池的電力進(jìn)行放電；以及控制電路，其用于控制上述第一充電用DC/DC轉(zhuǎn)換器、上述第一放電用DC/DC轉(zhuǎn)換器、上述第二充電用DC/DC轉(zhuǎn)換器以及上述第二放電用DC/DC轉(zhuǎn)換器。

另外，也可以是，上述第一充電用DC/DC轉(zhuǎn)換器與上述第二放電用DC/DC轉(zhuǎn)換器是同一個(gè)第一DC/DC轉(zhuǎn)換器，上述第二充電用DC/DC轉(zhuǎn)換器與上述第一放電用DC/DC轉(zhuǎn)換器是與上述第一DC/DC轉(zhuǎn)換器不同的同一個(gè)第二DC/DC轉(zhuǎn)換器。

另外，也可以是，上述第二DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端子并聯(lián)連接于上述二次電池的兩個(gè)端子，上述第二DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端子串聯(lián)連接在上述直流電源的高壓側(cè)端子與上述二次電池的高壓側(cè)端子之間。

另外，也可以是，上述第一DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端子連接于上述第二DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端子，上述第一DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端子連接于上述二次電池的兩個(gè)端子。

另外，作為上述第一DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)電路和上述第二DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)電路，也可以使用具有使用了GaN/AlGaN的橫向晶體管結(jié)構(gòu)的雙向開關(guān)元件。

根據(jù)本發(fā)明，即使在直流電源的電壓比二次電池的電壓低時(shí)，例如在負(fù)載的電力消耗量少的情況下，也能夠使用二次電池的電力將額外電壓加到直流電源的電壓，對(duì)二次電池進(jìn)行充電。由此，能夠?qū)⑼ㄟ^太陽能發(fā)電等直流電源發(fā)電產(chǎn)生的電力有效地進(jìn)行蓄電而使用。另外，并非使用升壓用DC/DC轉(zhuǎn)換器來直接對(duì)直流電源的電壓進(jìn)行升壓，因此能夠?qū)闹绷麟娫匆氲碾娏髦苯釉O(shè)為充電電流，能夠?qū)崿F(xiàn)高的充電效率。

附圖說明