CN104769829A - 电源装置和使用该电源装置的车辆用照明装置 - Google Patents

电源装置和使用该电源装置的车辆用照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104769829A
CN104769829A CN201380056954.8A CN201380056954A CN104769829A CN 104769829 A CN104769829 A CN 104769829A CN 201380056954 A CN201380056954 A CN 201380056954A CN 104769829 A CN104769829 A CN 104769829A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
circuit
earth fault
power supply
supply unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380056954.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104769829B (zh
Inventor
上野政利
中村俊朗
加藤一也
吉间政志
西川政广
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN104769829A publication Critical patent/CN104769829A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104769829B publication Critical patent/CN104769829B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/24—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
    • H02H3/243—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage for DC systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • H02H7/1225—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to internal faults, e.g. shoot-through
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

配备有被配置为输出直流电力的直流电源电路和被配置为判断直流电源电路的后级侧有无接地故障的接地故障判断电路。接地故障判断电路包括电容器和二极管，其中，电容器的一端接地，二极管的阳极与电容器的另一端相连接并且阴极与直流电源电路的高电压侧的输出端相连接。接地故障判断电路还包括：恒压源，其被配置为利用预定的充电电压来对电容器进行充电；以及作为判断部的比较器，其被配置为在电容器两端的电压降至低于预定的充电电压的预定的判断基准电压以下的情况下，判断为存在接地故障。

Description

电源装置和使用该电源装置的车辆用照明装置
技术领域
本发明涉及一种电源装置和使用该电源装置的车辆用照明装置。
背景技术
传统上，提供了具有被配置为输出DC(直流)电力的DC电源电路的电源装置，其中该电源装置被配置为判断在DC电源电路的后级是否发生接地故障，并且在判断为发生了接地故障的情况下停止来自DC电源电路的输出(例如，参见日本专利第3480307号公报)。
这里，来自DC电源电路的输出电压根据上述的接地故障的发生而下降。因此，作为用于判断接地故障的发生的方法，考虑在来自DC电源电路的输出电压降至预定的基准电压以下的情况下判断为发生了接地故障。
然而，在DC电源电路进行恒定电力操作或恒流操作的情况下，即使在没有发生接地故障的状态下，来自DC电源电路的输出电压也改变。因此，如果仅使用来自DC电源电路的输出电压来判断接地故障的有无，则可能容易发生误判断。
传统上，为了防止误判断，除来自DC电源电路的输出电压以外，还使用来自DC电源电路的输出电流来进行判断。仅在即使在预定时间段内重复进行根据检测到接地故障而临时停止输出之后重新开始输出的操作、也仍检测到接地故障的情况下，才进一步维持输出的停止。
在如上所述的传统示例中，存在当在预定时间段内重新开始输出的情况下产生过电流、因此发生熔断器的熔断的可能性。
发明内容
本发明的目的是提供可以抑制接地故障发生的误判断的电源装置和使用该电源装置的车辆用照明装置。
本发明的一种电源装置，其特征在于，包括：直流电源电路，其被配置为输出直流电力；以及接地故障判断电路，其被配置为判断所述直流电源电路的后级侧有无接地故障，其中，所述接地故障判断电路包括：电容器，其一端接地；二极管，其包括与所述电容器的另一端相连接的阳极和与所述直流电源电路的高电压侧的输出端相连接的阴极；判断部，其被配置为基于所述电容器两端的电压来判断有无接地故障；以及恒压源，其被配置为利用预定的充电电压来对所述电容器进行充电，其中所述预定的充电电压低于在不存在接地故障并且正常进行从所述直流电源电路向负载的供电的状态下来自所述直流电源电路的输出电压，其中，所述判断部被配置为在所述电容器两端的电压降至低于所述预定的充电电压的预定的判断基准电压以下的情况下，判断为存在接地故障。
优选地，所述电源装置被配置为在所述接地故障判断电路判断为存在接地故障的情况下，停止从所述直流电源电路向所述负载的供电。
在所述电源装置中，所述预定的充电电压高于在所述直流电源电路的后级侧发生接地故障的状态下来自所述直流电源电路的输出电压的最小值。
优选地，所述电源装置还包括：充电用电阻器，其电气连接在所述恒压源和所述电容器之间；以及放电用电阻器，其与所述二极管串联连接，其中，所述充电用电阻器的电阻值高于所述放电用电阻器的电阻值。
所述电源装置还包括切断电路，所述切断电路被配置为在所述接地故障判断电路判断为存在接地故障的情况下，切断从所述直流电源电路向所述负载的供电。
在所述电源装置中，所述切断电路包括电气连接在所述直流电源电路和所述负载之间的开关元件；所述电源装置还包括：控制电路，其被配置为将预定的控制电压输出至所述开关元件的控制端子，以对所述开关元件进行接通驱动；以及断开切换电路，其被配置为在所述接地故障判断电路判断为存在接地故障的情况下，使所述开关元件的所述控制端子的电位下降，以断开所述开关元件，其中，所述预定的判断基准电压是根据所述预定的控制电压生成的。
在所述电源装置中，所述切断电路包括具有四个开关元件的全桥逆变器电路。
本发明的车辆用照明装置包括：上述任意电源装置；以及光源，其利用来自所述电源装置的输出进行点亮。
根据本发明，由于电容器两端的电压相比来自DC电源电路的输出电压更加稳定，因此与直接将来自DC电源电路的输出电压与基准电压进行比较以判断接地故障的有无的情况相比，可以在更大程度上抑制接地故障的误判断。
附图说明
现在将进一步详细说明本发明的优选实施例。关联以下的详细说明以及附图将更好地理解本发明的其它特征和优点。
图1是本实施例中的电源装置的电路框图。
图2是示出本实施例中的电源装置的逆变器电路的操作的说明图。
图3是示出在本实施例的电源装置中在DC电源电路的后级侧发生接地故障的情况下、来自DC电源电路的输出电压V1和接地故障判断电路的电容器两端的电压Vc随时间变化的示例的说明图。
图4是示出在本实施例的电源装置中在DC电源电路的后级侧发生接地故障的状态下、DC电源电路的开关元件Q1的接通/断开状态和来自DC电源电路的输出电压V1随时间变化的示例的说明图。
图5是示出在本实施例的电源装置中在DC电源电路的后级侧发生存在接地故障的情况下、来自DC电源电路的输出电压V1和接地故障判断电路的电容器两端的电压Vc随时间变化的另一示例的说明图。
图6是示出本实施例中的电源装置的变形例的电路框图。
图7是示出本实施例中的电源装置的另一变形例的电路框图。
图8是示出在图7的示例中在DC电源电路的后级侧发生接地故障的情况下、来自DC电源电路的输出电压V1和接地故障判断电路的电容器两端的电压Vc随时间变化的示例的说明图。
图9是示出本实施例中的电源装置的又一变形例的电路框图。
图10示出在图9的示例中在DC电源电路的后级侧发生接地故障的情况下、逆变器电路的一个输出端的对地电压V3、接地故障判断电路中的与该输出端相连接的电容器两端的电压Vc以及开关元件Q2的接通/断开状态随时间变化的示例的说明图。
图11是示出本实施例中的电源装置的又一变形例的电路框图。
图12示出在图11的示例中在DC电源电路的后级侧发生存在接地故障的情况下、间歇点亮所用的开关元件Q6的接通/断开状态、输入至发光二极管阵列的电压V6、接地故障判断电路的电容器两端的电压Vc和开关元件Q2的接通/断开状态随时间变化的示例的说明图。
图13是配备有使用本实施例中的电源装置的车辆用照明装置的车辆的主要部分的立体图。
具体实施方式
以下将参考附图来说明用于执行本发明的最佳模式。
如图1所示，本实施例的电源装置包括DC电源电路1和接地故障判断电路2。DC电源电路1被配置为输出DC电力。接地故障判断电路2被配置为判断DC电源电路1的后级侧的接地故障(以下简称为“接地故障”)的有无。
DC电源电路1包括电感器L1、二极管D1和电容器C1的串联电路。该串联电路经由电源开关SW连接在DC电源E的两端之间。电感器L1包括抽头，并且是所谓的自耦变压器，其中在该自耦变压器中，整体用作次级绕组，并且相对于抽头的DC电源E侧的部位用作初级绕组。DC电源电路1还包括开关元件Q1，其中该开关元件Q1电气连接在电感器L1的抽头和DC电源E的低电压侧的输出端之间。换句话说，DC电源电路1是输出端与电容器C1的两端相对应的众所周知的升压转换器。DC电源E的低电压侧的输出端和DC电源电路1的低电压侧的输出端接地。
此外，在DC电源电路1的输出端之间连接用以通过对来自DC电源电路1的输出电压V1进行分压来生成输出分压电压Vd的分压电阻器Rv1和Rv2的电路。另外，在DC电源电路1的输出端之间连接用以生成与来自DC电源电路1的输出电流成比例的电流检测电压Vi的电流检测电阻器Ri。
基于输出分压电压Vd和电流检测电压Vi来对DC电源电路1进行反馈控制，以使得输出电力达到预定的目标电力。具体地，本实施例的电源装置包括基准电压生成部11和误差输出部12。基准电压生成部11被配置为生成与输出电流的目标值相对应的基准电压。误差输出部12被配置为随着电流检测电压Vi相对于基准电压变低而输出更高的电压。基准电压生成部11被配置为生成与目标电力成正比且与输出分压电压Vd成反比的基准电压。本实施例的电源装置还包括PWM生成部13和驱动部14。PWM生成部13被配置为随着来自误差输出部12的输出电压变高而生成占空比更高的矩形波(PWM波)。驱动部14被配置为根据来自PWM生成部13的输出来驱动DC电源电路1的开关元件Q1。驱动部14被配置为在来自PWM生成部13的输出处于高电平的情况下保持开关元件Q1处于ON(接通)状态，并且在来自PWM生成部13的输出处于低电平的情况下保持开关元件Q1处于OFF(断开)状态。换句话说，随着来自DC电源电路1的输出电力相对于目标电力变低，开关元件Q1占空比变高，因而来自DC电源电路1的输出电压V1也变高。因此，实现了反馈控制，以使得来自DC电源电路1的输出达到目标电力。由于可以通过使用众所周知的电子电路来实现如上所述的基准电压生成部11、误差输出部12、PWM生成部13和驱动部14，因此将省略这些组件的详细附图和说明。
从DC电源电路1输出的DC电力由全桥逆变器电路3转换成AC电力，以经由点火电路4被输出至放电灯5。
点火电路4被配置为在启动时生成用于启用放电灯5的高电压，并且在放电灯5的启用之后用作简单的导电路径。由于可以通过使用诸如火花间隙或脉冲变压器等的众所周知的技术来实现点火电路4，因此将省略该点火电路5的详细附图和说明。
逆变器电路3包括两个开关元件Q31和Q33的串联电路以及两个开关元件Q32和Q34的串联电路。这些串联电路彼此并联连接在DC电源电路1的输出端之间。逆变器电路3的输出端分别与开关元件Q31和Q33的连接点以及开关元件Q32和Q34的连接点相对应。本实施例的电源装置还包括逆变器驱动电路30，其中该逆变器驱动电路30被配置为定期接通/断开逆变器电路3的各个开关元件Q31～Q34。各个开关元件Q31～Q34例如是场效应晶体管(FET)。逆变器驱动电路30被配置为将控制电压输出至作为开关元件Q31～Q34的控制端子的栅极以接通这些开关元件Q31～Q34。如图2所示，逆变器驱动电路30被配置为交替地接通/断开串联连接的开关元件Q31和Q33并且交替地接通/断开串联连接的开关元件Q32和Q34，以定期进行工作。在这种情况下，逆变器驱动电路30被配置为同时接通相对于彼此呈对角配置的开关元件Q31和Q34并且同时接通相对于彼此呈对角配置的开关元件Q32和Q33，以定期进行工作。注意，尽管图2没有示出，但实际上设置所有的开关元件Q31～Q34都处于断开状态的时间段(所谓的死区时间)，以防止由于所有的开关元件Q31～Q34同时变为ON状态而发生短路。在这种情况下，该时间段例如为数微秒，并且设置在相对于彼此呈对角配置的一组开关元件Q31和Q34的ON时间段和相对于彼此呈对角配置的另一组开关元件Q32和Q33的ON时间段之间。由于可以通过使用众所周知的技术来实现如上所述的逆变器驱动电路30，因此将省略该逆变器驱动电路30的详细附图和说明。
以下将说明本实施例的接地故障判断电路2。接地故障判断电路2包括恒压源20和电容器C2。电容器C2的一端经由充电用电阻器R21与恒压源20相连接，并且其另一端接地。换句话说，来自恒压源20的输出电压与对电容器C2进行充电要使用的充电电压相对应。接地故障判断电路2还包括二极管D21和比较器CP。二极管D21包括经由放电用电阻器R22与电容器C2相连接的阳极和与DC电源电路1的高电压侧的输出端相连接的阴极。比较器CP与判断部相对应，并且被配置为将电容器C2两端的电压Vc(以下称为“判断用电压”)与判断基准电压的预定电压值“Vr”进行比较。这里，如图3所示，在不存在接地故障的状态下，来自DC电源电路1的输出电压V1保持大致恒定处于电压值“V1a”，并且如图4所示，在存在接地故障的情况下，来自DC电源电路1的输出电压V1与DC电源电路1的开关元件Q1的接通/断开同步、重复地上升和下降。在存在接地故障的状态下来自DC电源电路1的输出电压V1的上限值“V1c”低于在不存在接地故障的状态下来自DC电源电路1的输出电压V1的电压值“V1a”。上述的充电电压的电压值“Vf”在不存在接地故障的状态下必然低于来自DC电源电路1的输出电压V1的电压值“V1a”，并且在存在接地故障的状态下必然高于来自DC电源电路1的输出电压V1的下限值“V1b”。(在存在接地故障的状态下来自DC电源电路1的输出电压V1的)下限值“V1b”是根据接地故障电流流经的电路的阻抗所确定的。判断基准电压的预定电压值“Vr”低于充电电压的电压值“Vf”，并且在存在接地故障的状态下必然高于判断用电压Vc的电压值。由于可以通过使用众所周知的技术来实现恒压源20，因此将省略该恒压源20的详细说明。例如通过对来自恒压源20的输出电压进行分压来生成判断基准电压的预定电压值“Vr”。
将说明接地故障判断电路2的操作。在不存在接地故障的状态下，判断用电压Vc大致保持处于来自恒压源20的输出电压，由此使来自比较器CP的输出处于低电平。因而，判断为不存在接地故障。
另一方面，如图3所示，根据接地故障的发生，来自DC电源电路1的输出电压V1的峰值相比来自恒压源20的输出电压变低。结果，经由放电用电阻器R22和二极管D21来进行电容器C2的放电，并且判断用电压Vc降至判断基准电压的预定电压值“Vr”以下，由此使来自比较器CP的输出处于高电平。因此，判断为发生了接地故障。
在本实施例中，充电用电阻器R21的电阻值高于放电用电阻器R22的电阻值。换句话说，充电所用的电路的时间常数高于放电所用的电路的时间常数。因此，即使在来自恒压源20的输出电压和判断用电压Vc之间的差等于判断用电压Vc和来自DC电源电路1的输出电压V1之间的差的情况下，来自电容器C2的放电量也超过向电容器C2的充电量，并且判断用电压Vc下降。在依赖于放电用电阻器R22的时间常数相对于来自DC电源电路1的输出的频率为高的情况下，还存在如下情况：如图5所示，在发生了接地故障之后判断用电压Vc的振幅变稳定之前，判断用电压Vc在进行振荡的同时整体下降。
将接地故障判断电路2的判断结果(即，来自比较器CP的输出)输入至逆变器驱动电路30。在接地故障判断电路2判断为发生了接地故障的情况下(即，在来自接地故障判断电路2的输出处于高电平的情况下)，逆变器驱动电路30断开所有的开关元件Q31～Q34以停止向作为负载的放电灯5的供电(通电)。各个开关元件Q31～Q34与切断电路相对应，并且逆变器驱动电路30与断开切换电路相对应。
根据上述结构，判断用电压Vc(即，电容器C2两端的电压)相比来自DC电源电路1的输出电压V1更加稳定。因此，与直接将来自DC电源电路1的输出电压V1与基准电压进行比较以判断接地故障的有无的情况相比，可以在更大程度上抑制接地故障的误判断。
另外，在判断为发生了接地故障的情况下，不重新开始输出。因此，与由于接地故障的判断因而多次重复输出的停止和重新开始的情况相比，可以更安全地防止过电流。
注意，如图6所示，代替与电容器C2直接连接的充电用电阻器R21，可以设置与二极管D21和放电用电阻器R22的连接点相连接的充电专用的电阻器R23。在这种情况下，放电用电阻器R22和充电专用的电阻器R23的串联电路与充电用电阻器相对应，因而充电用电阻器的电阻值必然高于放电用电阻器R22的电阻值。
如图7所示，可以将二极管D22和电阻器R24的串联电路设置成与电容器C2并联连接。在这种情况下，二极管D22的阳极与电容器C2和充电用电阻器R21连接。换句话说，图7的示例中的充电电压Vf不是来自恒压源20的输出电压，而是通过利用充电用电阻器R21和该串联电路对来自恒压源20的输出电压进行分压所获得的电压。另外，比较器CP代替与电容器C2直接连接，而是经由二极管D22与电容器C2相连接。根据图7所示的结构，即使在如图8所示、来自DC电源电路1的输出电压V1的下限值V1b是负电压的情况下，也可以防止负电压被输入至比较器CP。因此，可以使用禁止负电压的输入的比较器作为比较器CP。
如图9所示，可以在逆变器电路3的后级侧设置接地故障判断电路2。在图9的示例中，设置总共两个接地故障判断电路2以分别与来自逆变器电路3的输出的极性相对应。在这种情况下，在两个接地故障判断电路2之间共用恒压源20。在各接地故障判断电路2中，判断基准电压的预定电压值“Vr”是通过利用电阻器对从逆变器驱动电路30输出的控制电压进行分压并且利用电容器对分压电压进行平滑化来生成的。这里，如果直接使用控制电压或分压电压作为判断基准电压，则紧挨在对来自逆变器电路3的输出的极性进行切换之后，该判断基准电压可能在判断用电压Vc的上升之前上升，因而来自比较器CP的输出可能临时处于高电平。为了防止该问题，在图9的示例中，电容器与用于对控制电压进行分压的电阻器中的低电压侧的电阻器并联连接，以使得紧挨在对来自逆变器电路3的输出的极性进行切换之后，判断基准电压不超过判断用电压Vc，因而使判断基准电压的上升延迟。
此外，在图9的示例中，来自接地故障判断电路2的输出代替被输入至逆变器驱动电路30，而是经由锁存电路21被输入至开关元件Q2的栅极。开关元件Q2是场效应晶体管，并且与断开切换电路相对应。开关元件Q2的一端经由以分别与极性相对应的方式所设置的二极管与逆变器电路3中的开关元件Q31～Q34的控制端子(栅极)相连接，并且开关元件Q2的另一端接地。逆变器电路3还设置有高侧驱动器31、32，其中这些高侧驱动器31、32被配置为分别将从逆变器驱动电路30所接收到的控制电压转换成用于驱动高电压侧(高侧)的开关元件Q31、Q32的栅极-源极电压。注意，在图1、6和7的各个示例中，高侧驱动器31、32设置在逆变器驱动电路30中。如图10所示，在任何接地故障判断电路2检测到接地故障的情况下，开关元件Q2接通，因此使逆变器电路3中的所有开关元件Q31～Q34维持处于断开状态。在开关元件Q2接通之后，判断基准电压下降为0。然而，与由于判断基准电压的下降所引起的来自各接地故障判断电路2的输出的变化无关地，开关元件Q2利用锁存电路21维持处于接通状态。由于可以通过使用众所周知的技术来实现如上所述的锁存电路21，因此将省略该锁存电路21的详细附图和说明。
如图11所示，代替如上所述使用逆变器电路3和点火电路4来使放电灯5点亮，可以使用来自DC电源电路1的输出来使发光二极管阵列6点亮。图11的示例中的DC电源电路1包括代替自耦变压器、作为电感器L1的正常线圈，并且将升压比设置得相对较低。此外，在图11的示例中，设置开关元件Q6和开关控制电路60。开关元件Q6与切断电路相对应，并且是与发光二极管阵列6串联连接的场效应晶体管。切换控制电路60被配置为接通/断开开关元件Q6。切换控制电路60被配置为接收来自外部的输入，并且以与该输入相对应的占空比来接通/断开开关元件Q6，从而使发光二极管阵列6间歇点亮。上述的接通/断开驱动的频率足够高而达到人眼无法将上述的间歇点亮识别为闪烁的程度。发光二极管阵列6的明显明度与占空比成比例。作为开关元件Q6的控制端子的栅极经由与断开切换电路相对应的开关元件Q2接地。与图9的示例相同，将来自接地故障判断电路2(比较器CP)的输出电压经由锁存电路21输入至作为断开切换电路的开关元件Q2的栅极。在这种情况下，通过利用电阻器对从开关控制电路60输入至开关元件Q6的栅极的控制电压进行分压并且利用电容器对分压电压进行平滑化来生成判断基准电压的预定电压值“Vr”。如图12所示，在检测到接地故障的情况下，作为断开切换电路的开关元件Q2接通，因而作为切断电路的开关元件Q6维持处于断开状态。结果，停止向作为负载的发光二极管阵列6的供电(通电)。在开关元件Q2接通的情况下，与由于之后的判断基准电压的下降所引起的来自比较器CP的输出的变化无关地，开关元件Q2利用锁存电路21维持处于接通状态。
如上所述的各个电源装置连同作为放电灯5或发光二极管阵列6的电气光源一起构成车辆用照明装置。作为车辆用照明装置的示例，图13示出安装至车辆7的、使用车载用电池作为DC电源E并且使用放电灯5或放光二极管阵列6作为光源的前照灯装置71。
如上所述的本实施例的电源装置包括DC电源电路1和接地故障判断电路2。DC电源电路1被配置为输出DC电力。接地故障判断电路2被配置为判断DC电源电路1的后级侧有无接地故障。接地故障判断电路2包括电容器C2、二极管D21、判断部(比较器CP)和恒压源20。电容器C2的一端接地。二极管D21包括阳极和阴极。该阳极与电容器C2的另一端相连接，并且该阴极与DC电源电路1的高电压侧的输出端相连接。判断部(比较器CP)被配置为基于电容器C2两端的电压来判断接地故障的有无。恒压源20被配置为利用预定的充电电压来对电容器C2进行充电。在不存在接地故障、并且正常进行从DC电源电路1向负载(放电灯5或发光二极管阵列6)的供电的状态下，该预定的充电电压低于来自DC电源电路1的输出电压。判断部被配置为在电容器C2两端的电压降至低于预定的充电电压的预定的判断基准电压以下的情况下，判断为存在接地故障。
在接地故障判断电路2判断为存在接地故障的情况下，优选地，本实施例的电源装置被配置为停止从DC电源电路1向负载的供电。
作为本实施例的电源装置，优选地，预定的充电电压高于在DC电源电路1的后级侧发生接地故障的状态下来自DC电源电路1的输出电压的最小值。
优选地，本实施例的电源装置还包括充电用电阻器(充电用电阻器R21或充电用电阻器R23)和放电用电阻器R22。在这种情况下，优选地，充电用电阻器电气连接在恒压源20和电容器C2之间，放电用电阻器R22与二极管D21串联连接，并且充电用电阻器的电阻值高于放电用电阻器R22的电阻值。
优选地，本实施例的电源装置还包括切断电路，其中该切断电路被配置为在接地故障判断电路2判断为存在接地故障的情况下，切断从DC电源电路1向负载的供电。
作为本实施例的电源装置，优选地，切断电路包括电气连接在DC电源电路1和负载之间的开关元件Q6。在这种情况下，优选地，本实施例的电源装置还包括控制电路(开关控制电路60)和断开切换电路(开关元件Q2)。控制电路(开关控制电路60)被配置为将预定的控制电压输出至开关元件Q6的控制端子以对开关元件Q6进行接通驱动。断开切换电路(开关元件Q2)被配置为在接地故障判断电路2判断为存在接地故障的情况下，使开关元件Q6的控制端子的电位下降以使开关元件Q6断开。预定的判断基准电压是根据预定的控制电压生成的。
作为本实施例的电源装置，优选地，切断电路包括设置有四个开关元件Q31～Q34的全桥逆变器电路3。
本实施例的车辆用照明装置包括上述的电源装置中的任一个、以及利用来自该电源装置的输出来进行点亮的光源(放电灯5或发光二极管阵列6)。
尽管已经在本发明的若干优选实施例中说明了本发明，但本领域技术人员应当理解，可以在没有背离本发明的真实精神和范围、即权利要求书的情况下进行多种修改和改变。

Claims (8)

1.一种电源装置，其特征在于，包括：
直流电源电路，其被配置为输出直流电力；以及
接地故障判断电路，其被配置为判断所述直流电源电路的后级侧有无接地故障，
其中，所述接地故障判断电路包括：
电容器，其一端接地；
二极管，其包括与所述电容器的另一端相连接的阳极和与所述直流电源电路的高电压侧的输出端相连接的阴极；
判断部，其被配置为基于所述电容器两端的电压来判断有无接地故障；以及
恒压源，其被配置为利用预定的充电电压来对所述电容器进行充电，其中所述预定的充电电压低于在不存在接地故障并且正常进行从所述直流电源电路向负载的供电的状态下来自所述直流电源电路的输出电压，
其中，所述判断部被配置为在所述电容器两端的电压降至低于所述预定的充电电压的预定的判断基准电压以下的情况下，判断为存在接地故障。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述电源装置被配置为在所述接地故障判断电路判断为存在接地故障的情况下，停止从所述直流电源电路向所述负载的供电。
3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，所述预定的充电电压高于在所述直流电源电路的后级侧发生接地故障的状态下来自所述直流电源电路的输出电压的最小值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电源装置，其特征在于，还包括：
充电用电阻器，其电气连接在所述恒压源和所述电容器之间；以及
放电用电阻器，其与所述二极管串联连接，
其中，所述充电用电阻器的电阻值高于所述放电用电阻器的电阻值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电源装置，其特征在于，还包括切断电路，所述切断电路被配置为在所述接地故障判断电路判断为存在接地故障的情况下，切断从所述直流电源电路向所述负载的供电。
6.根据权利要求5所述的电源装置，其特征在于，
所述切断电路包括电气连接在所述直流电源电路和所述负载之间的开关元件；
所述电源装置还包括：
控制电路，其被配置为将预定的控制电压输出至所述开关元件的控制端子，以对所述开关元件进行接通驱动；以及
断开切换电路，其被配置为在所述接地故障判断电路判断为存在接地故障的情况下，使所述开关元件的所述控制端子的电位下降，以断开所述开关元件，
其中，所述预定的判断基准电压是根据所述预定的控制电压生成的。
7.根据权利要求5所述的电源装置，其特征在于，所述切断电路包括具有四个开关元件的全桥逆变器电路。
8.一种车辆用照明装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1至7中任一项所述的电源装置；以及
光源，其利用来自所述电源装置的输出进行点亮。
CN201380056954.8A 2012-10-31 2013-10-29 电源装置和使用该电源装置的车辆用照明装置 Active CN104769829B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-240815 2012-10-31
JP2012240815A JP5903633B2 (ja) 2012-10-31 2012-10-31 電源装置及び該電源装置を用いた車両用照明装置
PCT/JP2013/006409 WO2014068966A1 (ja) 2012-10-31 2013-10-29 電源装置及びそれを用いた車両用照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104769829A true CN104769829A (zh) 2015-07-08
CN104769829B CN104769829B (zh) 2017-08-25

Family

ID=50626914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380056954.8A Active CN104769829B (zh) 2012-10-31 2013-10-29 电源装置和使用该电源装置的车辆用照明装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9376056B2 (zh)
JP (1) JP5903633B2 (zh)
CN (1) CN104769829B (zh)
WO (1) WO2014068966A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105141166A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 苏州市博得立电源科技有限公司 一种车载电源逆变器的控制方法
CN113906643A (zh) * 2019-04-08 2022-01-07 西门子股份公司 检测直流电网中的接地故障

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112015002196B4 (de) * 2014-08-01 2020-01-02 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Spannungsdetektionseinrichtung
JP6401599B2 (ja) * 2014-12-18 2018-10-10 カルソニックカンセイ株式会社 車両用地絡検出装置
JP2016161353A (ja) * 2015-02-27 2016-09-05 富士通テン株式会社 劣化検出装置および劣化検出方法
JP6354623B2 (ja) * 2015-03-05 2018-07-11 住友電気工業株式会社 変換装置
US9578706B1 (en) * 2016-06-29 2017-02-21 Lianzhang Lai Self-adjusting power supply circuit of silicon controlled dimming in LED lighting
US9762123B1 (en) * 2016-08-29 2017-09-12 Sea Sonic Electronics Co., Ltd. Boost converter circuit able to sense current
DE102016220030A1 (de) * 2016-10-14 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen eines Kurzschlusses über eine Last
JP2018151188A (ja) * 2017-03-10 2018-09-27 日立建機株式会社 電動式作業車両
JP2022073490A (ja) * 2020-11-02 2022-05-17 株式会社今仙電機製作所 車両用電源装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1581861A (zh) * 2003-08-07 2005-02-16 株式会社瑞萨科技 断线与短路检测电路
JP2005224049A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチング電源装置
US7046157B2 (en) * 2003-11-17 2006-05-16 Relcom, Inc. Short circuit detector for shield conductor in a fieldbus network
US7642805B1 (en) * 2008-09-23 2010-01-05 Himax Analogic, Inc. Short detection circuit
US7746038B2 (en) * 2008-01-02 2010-06-29 Hamilton Sundstrand Corporation System and method for suppressing DC link voltage buildup due to generator armature reaction
US20100181946A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-22 Denso Corporation Voltage step-up/down converter
CN101873745A (zh) * 2009-04-23 2010-10-27 株式会社小糸制作所 车辆用灯具的点灯控制装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613232A (ja) * 1992-06-25 1994-01-21 Unisia Jecs Corp 負荷駆動回路の異常検出装置
CA2206276C (en) * 1997-04-18 2000-06-27 Matsushita Electric Works, Ltd. Discharge lamp lighting device
EP1278403B1 (en) 1998-05-08 2004-04-21 Denso Corporation Starter transformer for discharge lamp
JP3480307B2 (ja) * 1998-05-08 2003-12-15 株式会社デンソー 放電灯装置
WO2002056645A2 (en) * 2001-01-12 2002-07-18 Matsushita Electric Works Ltd Ballast for a discharge lamp
JP2003199356A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Ebara Corp インバータ装置
JP5129651B2 (ja) * 2008-05-27 2013-01-30 パナソニック株式会社 高圧放電灯点灯装置及び照明器具

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1581861A (zh) * 2003-08-07 2005-02-16 株式会社瑞萨科技 断线与短路检测电路
US7046157B2 (en) * 2003-11-17 2006-05-16 Relcom, Inc. Short circuit detector for shield conductor in a fieldbus network
JP2005224049A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチング電源装置
US7746038B2 (en) * 2008-01-02 2010-06-29 Hamilton Sundstrand Corporation System and method for suppressing DC link voltage buildup due to generator armature reaction
US7642805B1 (en) * 2008-09-23 2010-01-05 Himax Analogic, Inc. Short detection circuit
US20100181946A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-22 Denso Corporation Voltage step-up/down converter
CN101873745A (zh) * 2009-04-23 2010-10-27 株式会社小糸制作所 车辆用灯具的点灯控制装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105141166A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 苏州市博得立电源科技有限公司 一种车载电源逆变器的控制方法
CN113906643A (zh) * 2019-04-08 2022-01-07 西门子股份公司 检测直流电网中的接地故障

Also Published As

Publication number Publication date
US20150291088A1 (en) 2015-10-15
JP2014093786A (ja) 2014-05-19
CN104769829B (zh) 2017-08-25
US9376056B2 (en) 2016-06-28
JP5903633B2 (ja) 2016-04-13
WO2014068966A1 (ja) 2014-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104769829A (zh) 电源装置和使用该电源装置的车辆用照明装置
CN105322627B (zh) 电动车辆的电池充电器
RU2665463C2 (ru) Устройство возбуждения и способ возбуждения для возбуждения нагрузки, в частности блока сид, содержащего один или более сид
US9124183B2 (en) Power inverter for feeding electric energy from a DC power generator into an AC grid with two power lines
US8384333B2 (en) Alternating voltage control apparatus
US20130088196A1 (en) High-voltage battery charging system and charger with such charging system
CN101652012B (zh) 高压放电灯点亮装置和照明器具
CN108233496A (zh) 车辆充电器
CN103959915B (zh) 用于降压转换器的起动电路
CN110602834A (zh) 一种利用开关控制应急照明灯具亮度的电路及方法
JP5975865B2 (ja) バッテリ充電装置、及び制御方法
CN110783969A (zh) 电池管理系统和电池系统
CN210351017U (zh) 脉冲功率用大功率高压直流电源
CN210670654U (zh) 一种利用开关控制应急照明灯具亮度的电路
EP2638627A2 (en) Power inverter for feeding electric energy from a dc power generator into an ac grid with two power lines
KR20170046982A (ko) 멀티 토플러지를 이용한 dc/dc 컨버터
US6975076B2 (en) Charge pump circuit to operate control circuit
CN113067473B (zh) 控制信号调制电路、逆变器及控制系统
US20090153067A1 (en) High frequency high intensity discharge ballast
CN211744354U (zh) 一种回馈负载电路及电源老化测试设备
KR20180106389A (ko) 인버터시스템
JP4701332B2 (ja) 交流電圧制御装置
CN102281692A (zh) 损耗功率减小的气体放电灯的电子驱动设备及其运行方法
US8750003B2 (en) Device and method for DC to AC conversion
CN110291691A (zh) 用于电源处的浪涌电流限制的电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant