JP2002247846A - 電源装置とそれを用いた自動車 - Google Patents

電源装置とそれを用いた自動車

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JP2002247846A
JP2002247846A JP2001041332A JP2001041332A JP2002247846A JP 2002247846 A JP2002247846 A JP 2002247846A JP 2001041332 A JP2001041332 A JP 2001041332A JP 2001041332 A JP2001041332 A JP 2001041332A JP 2002247846 A JP2002247846 A JP 2002247846A
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power supply
voltage
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voltage converter
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JP2001041332A
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English (en)
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Junji Takemoto
順治 竹本
Yoshio Mizutani
喜夫 水谷
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電源装置とそれを用いた自動車に
関するものであり、負荷の動作を安定化させるものであ
る。 【解決手段】 そして、この目的を達成する為に本発明
は、DC/DCコンバータ7の入力端子12と出力端子
13間に電流検出手段23を設け、この電流検出手段2
3によって検出した電流値によって、このDC/DCコ
ンバータ7の電圧変換値を可変する構成としたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置とそれを
用いた自動車に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の、例えば自動車用に用いられる電
源装置の構成は次のような構成となっていた。即ち、電
圧変換装置と、この電圧変換装置の出力側に接続された
直流電源とこの直流電源からの出力端子を備えた構成と
なっていた。
【0003】また、電圧変換装置の入力側には、例えば
300Vの直流電源が接続されていた。この300Vの
直流電源は例えば自動車をモータ駆動する場合に、この
モータを駆動する為のものである。
【0004】さて、電圧変換装置の出力側に接続された
直流電源は、14Vになっており、この14Vの直流電
源は、例えば自動車のライトなどを駆動するものであ
る。つまり電圧変換装置は、300Vの直流電源を14
Vの直流電源に変換する様になっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
電圧変換装置の出力側に接続された14Vの直流電源
は、例えば負荷として用いたライトに流れる電流が大き
くなると、電圧が低下し、この結果としてライトが暗く
なってしまうということがある。
【0006】そこで従来は、この14Vの出力端子に、
別個に設けた検出線を接続し、この14Vの出力端子の
電圧を検出することにより、電圧変換装置からの出力電
圧を高めるという動作をしている。
【0007】しかしながら、このように14Vの直流電
源の出力端子に、別個に設けた検出線を接続するように
した構成においては、次のような問題点が発生するおそ
れがあった。即ち、14Vの直流電源は、バッテリー交
換などが必要となり、その際には、このバッテリー交換
に伴って、検出線も外されることになる。
【0008】そして、このバッテリー交換の後に、検出
線を取りつけ忘れてしまうと、上述したような電圧低下
を防止することができなくなってしまう。
【0009】ここで問題となるのは、検出線を取りつけ
忘れた場合でも、自動車の動作としては、ただちには、
大きな影響を受けないということである。
【0010】つまり、検出線を取りつけ忘れたとして
も、14Vの直流電源からは、ライトへ電圧は供給さ
れ、ただし、その照度が低下してしまうということで、
それを使用者が気がつかないまま継続的に使用されてし
まうことになるのである。
【0011】そこで本発明は、上述した従来例のような
検出線の取りつけ忘れなどによる負荷への電圧の安定供
給されないという問題を解消することを目的としたもの
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する為
に、本発明は、前記電圧変換装置の入力側と出力側間に
電圧変換器を有し、この電圧変換器の二次側に電流検出
手段を設け、この電流検出手段によって検出した電流値
によって、前記電圧変換器の電圧変換値を可変する構成
としたものである。
【0013】即ち、従来例とは異なり、電圧変換装置の
出力側に接続した直流電源に対して、別個に検出線を設
けることが不必要となるものである。
【0014】つまり本発明においては、電圧変換器は、
その内部に電流変換器を有し、この電流変換器によって
直流電源側に流れた電流の大きさを検出し、その電流が
大きい場合には、この直流電源の電圧が低下するという
ことを予測し、その予測に基づいて、自ら電圧変換器の
電圧変換値を高めるようにするものである。
【0015】この結果として、直流電源の出力端子に接
続される負荷への負荷電流が増えた場合であっても、電
圧変換器の出力電圧を高めることによって、直流電源の
電圧が低下する事を防ぎ、これによって負荷を安定に動
作させることができるようになるものである。このよう
に、別個に検出線を設けなくてよいので、直流電源の交
換、つまりバッテリー交換を行った際にその検出線を取
りつけ忘れることで負荷の安定動作に対する信頼性を損
なうことがなくなるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、電圧変換装置と、この電圧変換装置の出力側に接続
された直流電源と、この直流電源からの出力端子とを備
え、前記電圧変換装置は、その入力側と出力側との間に
電圧変換器を有し、この電圧変換器の二次側に電流検出
手段を設け、この電流検出手段によって検出した電流値
によって前記電圧変換器の電圧変換値を可変する構成と
した電源装置であって、直流電源に流れる電流値を電流
検出手段によって検出し、それによって電圧変換器の電
圧変換値を可変することにより、直流電源に接続される
負荷の動作を安定させることができるものである。
【0017】本発明の請求項2に記載の発明は、電圧変
換器は、トランスと、このトランスの一次側に介在させ
たスイッチング手段と、このスイッチング手段の開閉制
御手段とにより構成した請求項1に記載の電源装置であ
って、トランスの一次側に介在させたスイッチング手段
を開閉制御手段によって開閉制御することにより、直流
電源に流れる電流値に応じた電圧変換を行うことによ
り、直流電源の出力端子に接続される負荷の動作を安定
させることができるものである。
【0018】本発明の請求項3に記載の発明は、電流検
出手段を、抵抗で構成し、この抵抗部に発生する電圧値
の大きさにより開閉制御手段の動作を決定する請求項2
に記載の電源装置であって、電流検出手段を抵抗で構成
することにより、その回路は極めて簡単で、しかも正し
く電流を検出することができるようになる。
【0019】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
1から3のいずれか一つの電源装置の電圧変換装置の入
力側には、第一の直流電源を接続し、この電圧変換装置
の出力側には、第二の直流電源を接続し、第一の直流電
源の電圧値は、第二の直流電源の電圧値よりも高くした
自動車であって、電圧の高い第一の直流電源の電圧を電
圧変換装置で変換することにより、第二の直流電源の電
圧を得るものにおいて、第二の直流電源の電圧を、負荷
に流れる電流に対応して制御することができ、これによ
って自動車の負荷の動作を安定させることができるよう
になるものである。
【0020】本発明の請求項5に記載の発明は、第一の
直流電源は駆動モータの駆動用とした請求項4に記載の
自動車であって、第一の直流電源は駆動モータの駆動用
としたものであるので、数百Vの極めて高い電圧とな
り、極めて高い第一の直流電源を電圧変換装置によって
降圧し、これによって第二の直流電源の電圧値を安定さ
せ、自動車としての動作を安定させることができるもの
である。
【0021】以下本発明の一実施形態を添付図面に従っ
て説明する。
【0022】図1において、1は自動車で、この自動車
1は、本体2とその本体2を支えた4本のタイヤ3とに
より構成されている。前記タイヤ3は、エンジン4と駆
動モータ5により駆動されるようになっている。つま
り、始動時には、駆動モータ5で始動し、所定のスピー
ドになった時点でエンジン4を駆動するようになってい
る。
【0023】駆動モータ5を駆動する為には、非常に大
きな電圧が必要で、本実施形態では300Vの直流電源
6を設けている。この直流電源6で駆動モータ5を駆動
するようになっている。また、この直流電源6はDC/
DCコンバータ7により、14Vに変換され、それによ
り直流電源8を14Vに充電するようになっている。
【0024】そして、この直流電源8により、他の負荷
たとえばライト9が駆動されるようになっている。以上
の構成の電気回路部分だけを取り出したものが図2であ
る。
【0025】この図2に示すように、直流電源6は、駆
動モータ5とDC/DCコンバータ7に接続されてい
る。またエンジン4によって発電機10が駆動され、こ
の発電機10によって得られた電圧は、直流電源6を充
電するようになっている。
【0026】この300Vの直流電源6は、DC/DC
コンバータ7に接続され、その二次側において、直流電
源8を14Vに充電するようになっている。
【0027】図3は、DC/DCコンバータ7とライト
9の接続部分を示したものである。
【0028】つまり、DC/DCコンバータ7から直流
電源8を介してライト9に電流I0が流れると線路抵抗
11で電圧降下が必ず発生する事になる。
【0029】この結果として、直流電源8は14Vに充
電されず、またライト9にも14Vが供給されなくなる
ことがある。そこで、このようにライト9に対して電流
0が流れた場合には、DC/DCコンバータ7の電圧
を高くすることにより、直流電源8の電圧降下および負
荷へ供給される電圧の電圧降下を防ぐ必要がある。
【0030】そこで、本実施形態では、DC/DCコン
バータ7を図4に示す構成としたものである。
【0031】このDC/DCコンバータ7は、入力端子
12と出力端子13の間にトランス14を設けている。
このトランス14の1次巻線14aには、スイッチング
手段15を介して、その開閉制御手段16が接続されて
いる。
【0032】またトランス14の2次巻線14bには、
ダイオード17とコンデンサ18による平滑回路が接続
されている。また、出力端子13には抵抗19,20の
直列体が接続され、その接続点はオペアンプ21の負入
力端子が接続されている。
【0033】オペアンプ21の正入力には、基準電源2
2が接続され、このオペアンプ21の出力が開閉制御手
段16に接続されている。
【0034】また、2次巻線14bと出力端子13の間
には、抵抗で構成された電流検出手段23が接続されて
いる。この電流検出手段23は、小さな抵抗で構成され
ている。しかし、この小さな抵抗でも流れる電流によっ
て電圧を発生し、その電圧を増幅器24で増幅し、これ
をオペアンプ25の負入力端子に入力するようにしてい
る。オペアンプ25の正入力端子には基準電源26が接
続されている。
【0035】また、このオペアンプ25の出力には、抵
抗27を介して、抵抗19,20の接続点が接続されて
いる。
【0036】以上のような構成において、図3で示した
ように、直流電源8にライト9を接続し、このライト9
が駆動された場合に、図4において、I0の大きな電流
が流れる事になる。この大きな電流が流れた場合には電
流検出手段23でそれを検出し、それを増幅器24で増
幅し、オペアンプ25の負入力に入力する。
【0037】そして、このオペアンプ25で基準電圧2
6との比較をし、その比較した結果に応じた電流を抵抗
27に流すことになる。この抵抗27に流れる電流は、
電流I0、つまりライト9に流れる電流が大きければ大
きいほど、この抵抗27に流れる電流は大きくなる。
【0038】負荷電流I0が大きくなると、電流検出手
段23の電圧は大きくなり、それを増幅器24で増幅し
てオペアンプ25の負入力に供給することになる。
【0039】このオペアンプ25の負入力と基準電圧と
の差が小さくなるとオペアンプ25の出力電圧は低くな
る。その結果、抵抗19,20の接続点の電圧も低くな
り、このように電圧が低くなることにより、オペアンプ
21の負入力の電圧も低下することになる。このオペア
ンプ21の負入力が低下した場合、オペアンプ21の出
力電圧は高くなる。オペアンプ21の出力電圧が高くな
ると、開閉制御手段の中においてトランス14の一次側
と二次側の分離する為に設けたフォトダイオードの電流
が小さくなるような構成としている。
【0040】フォトダイオードに流れる電流が小さくな
ると、この開閉制御手段16の中に設けたPWM制御回
路において、スイッチング手段15のオン時間が長くな
り、これによってトランス14の2次巻線14bに発生
する電圧が高くなる。
【0041】この結果、図3における直流電源8の両端
電圧は高くなり、ライト9を駆動したことによる電圧低
下を補うことができるようになる。
【0042】つまり、このようにした場合でもライト9
の安定動作が行えるようになるものである。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明は、電圧変換装置
と、この電圧変換装置の出力側に接続された直流電源
と、この直流電源からの出力端子とを備え、前記電圧変
換装置は、その入力側と出力側間に電圧変換器を有し、
この電圧変換器の二次側に電流検出手段を設け、この電
流検出手段によって検出した電流値によって前記電圧変
換器の電圧変換値を可変する構成としたものであり、直
流電源装置自体に直流電源に供給する電圧低下を検出す
る為の電流検出手段を設けたので、別個に電圧検出線を
接続するもののように、その取りつけを忘れてしまった
結果として、直流電源およびこの直流電源に接続される
負荷の電圧低下を招いてしまうのを防止することができ
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における自動車の構成図
【図2】同実施の形態における電気回路の構成図
【図3】同実施の形態におけるDC/DCコンバータと
ライト接続を示す回路図
【図4】同実施の形態におけるDC/DCコンバータの
回路図
【符号の説明】
12 入力端子 13 出力端子 14 トランス 14a トランス1次巻線 14b トランス2次巻線 15 スイッチング手段 16 開閉制御手段 17 ダイオード 18 コンデンサ 19,20,27 抵抗 21,25 オペアンプ 22,26 基準電源 23 電流検出手段 24 増幅器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧変換装置と、この電圧変換装置の出
    力側に接続された直流電源と、この直流電源からの出力
    端子とを備え、前記電圧変換装置は、その入力側と出力
    側との間に電圧変換器を有し、この電圧変換器の二次側
    に電流検出手段を設け、この電流検出手段によって、前
    記電圧変換器の電圧変換値を可変する構成とした電源装
    置。
  2. 【請求項2】 電圧変換器は、トランスと、このトラン
    スの一次側に介在させたスイッチング手段と、このスイ
    ッチング手段の開閉制御手段とにより構成した請求項1
    に記載の電源装置。
  3. 【請求項3】 電流検出器は、抵抗で構成し、この抵抗
    部に発生する電圧値の大きさにより開閉制御手段の動作
    を決定する請求項2に記載の電源装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれか一つの電源装
    置の電圧変換装置の入力側には第一の直流電源を接続
    し、この電圧変換装置の出力側には、第二の直流電源を
    接続し、第一の直流電源の電圧値は第二の直流電源の電
    圧値よりも高くした自動車。
  5. 【請求項5】 第一の直流電源は駆動モータの駆動用と
    した請求項4に記載の自動車。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012061917A (ja) * 2010-09-15 2012-03-29 Toyota Motor Corp 車両の電源制御装置

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