JP2002359975A - Voltage-boosting device and fuel cell system using the same - Google Patents
Voltage-boosting device and fuel cell system using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
に与えるパルス幅を変調させるＰＷＭ発振器を備え、絶
縁型の昇圧回路を形成したスイッチング電源を、複数配
置した昇圧装置に関し、具体的には、燃料電池で発電し
た低圧直流電圧を、高圧直流電圧に変換する昇圧装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a booster provided with a plurality of switching power supplies each having a PWM oscillator for modulating a pulse width given to a switching element and forming an insulated booster circuit. The present invention relates to a booster that converts a low-voltage DC voltage generated by a battery into a high-voltage DC voltage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】低圧直流電圧から高圧直流電圧に変換す
るものとして、昇圧装置が知られている。このような昇
圧装置は、例えば、燃料電池で発電される数ｋＷ級の電
力を、低圧直流電圧から高圧直流電圧に変換する場合に
利用される。上記昇圧装置としては、スイッチング素子
に与えるパルス幅を変調させるＰＷＭ発振器を備え、絶
縁型の昇圧回路を形成したスイッチング電源を配置した
ものが採用される。2. Description of the Related Art As a device for converting a low-voltage DC voltage into a high-voltage DC voltage, a booster is known. Such a booster is used, for example, when converting several kW-class power generated by a fuel cell from a low-voltage DC voltage to a high-voltage DC voltage. As the booster, a booster that includes a PWM oscillator that modulates a pulse width applied to a switching element and that includes a switching power supply having an insulating booster circuit is used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】近年、水素に富んだ改
質ガスと空気中の酸素とを導入して発電する燃料電池シ
ステムは、発電効率が高く、大気汚染物質の排出が少な
いものとして、各種用途に採用されている。この使用範
囲の拡大や小型化の要望に伴い、燃料電池システムに用
いられる昇圧装置は、より低圧の直流電圧を、より高圧
の直流電圧に変換するものが望まれている。In recent years, a fuel cell system that generates power by introducing a hydrogen-rich reformed gas and oxygen in the air has been described as having high power generation efficiency and low emission of air pollutants. It is used for various purposes. With the demand for the expansion of the use range and the miniaturization, a booster used in a fuel cell system is required to convert a lower DC voltage into a higher DC voltage.
【０００４】一つの昇圧回路を形成したスイッチング電
源でより高圧の直流電圧に変換しようとした場合、昇圧
装置は、大電流用のスイッチング素子やトランスの巻線
に太いものを必要とするため、効率が必ずしもよくな
い。そのため、昇圧装置は、複数のスイッチング電源を
並列に配置するが提案されている。しかし、昇圧装置
は、複数のスイッチング電源を並列に配置した場合、ノ
イズの増大、電流、電圧リプルの増大で回路に多大のス
トレスがかかる恐れがあり、これらを防止して、効率的
に高圧の直流電圧に変換できるものが要望されている。When a switching power supply in which one boosting circuit is formed is intended to convert to a higher DC voltage, the boosting device requires a switching element for a large current and a thick winding for a transformer. Is not always good. Therefore, it has been proposed to arrange a plurality of switching power supplies in parallel in a booster. However, when a plurality of switching power supplies are arranged in parallel, the booster may put a great deal of stress on the circuit due to an increase in noise, an increase in current, and an increase in voltage ripple. What can be converted into a DC voltage is demanded.
【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ＰＷＭ発振器を備えた昇
圧回路を有するスイッチング電源を複数配置した昇圧装
置において、より効率的な昇圧装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a booster in which a plurality of switching power supplies each having a booster circuit provided with a PWM oscillator are arranged. To provide.
【０００６】また、本発明の他の目的とするところは、
一のスイッチング電源で故障等の異常が発生しても、対
応可能な昇圧装置を提供することにある。[0006] Another object of the present invention is as follows.
An object of the present invention is to provide a booster that can cope with an abnormality such as a failure in one switching power supply.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の昇圧装置
は、スイッチング素子に与えるパルス幅を変調させるＰ
ＷＭ発振器を備え、絶縁型の昇圧回路を形成したスイッ
チング電源を、複数配置した昇圧装置において、上記複
数のスイッチング電源の入力側を並列に、出力側を直列
に接続すると共に、上記各昇圧回路に設けたＰＷＭ発振
器に接続するＣＰＵを備えて、上記ＣＰＵが、送信する
指示信号で、各々ＰＷＭ発振器で発振するＰＷＭ波形の
立上り、又は、立下り時間が異なるように制御すること
を特徴とする。上記によって、ＣＰＵが、ＰＷＭ波形の
立上り、又は、立下りが重ならないように、そのタイミ
ングをずらす指示信号を発信するので、入力電流による
リプルを抑えることができるものである。また、上記に
よって、スイッチング素子のオン又はオフの遷移時に発
生する電磁ノイズを分散させるのでノイズの発生レベル
を低くすることができるものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a booster that modulates a pulse width applied to a switching element.
In a step-up device comprising a plurality of switching power supplies each having a WM oscillator and forming an insulating type booster circuit, the input sides of the plurality of switching power supplies are connected in parallel, the output sides are connected in series, and A CPU connected to the provided PWM oscillator is provided, and the CPU controls the rising and falling times of the PWM waveforms oscillated by the PWM oscillators in response to an instruction signal to be transmitted. As described above, since the CPU transmits the instruction signal for shifting the timing so that the rising or falling of the PWM waveform does not overlap, the ripple due to the input current can be suppressed. Further, by the above, the electromagnetic noise generated at the time of transition of the switching element on or off is dispersed, so that the noise generation level can be reduced.
【０００８】請求項２記載の昇圧装置は、スイッチング
素子に与えるパルス幅を変調させるＰＷＭ発振器を備
え、絶縁型の昇圧回路を形成したスイッチング電源を、
複数配置した昇圧装置において、上記複数のスイッチン
グ電源の入力側を並列に、出力側を直列に接続すると共
に、上記各昇圧回路に設けたＰＷＭ発振器と遅延回路を
接続し、上記遅延回路が、基準とする一のＰＷＭ発振器
で発振したＰＷＭ波形の立上り、又は、立下り時間を基
に、他のＰＷＭ発振器で発振した各々のＰＷＭ波形の立
上り、又は、立下り時間が異なるように制御することを
特徴とする。上記によって、遅延回路でＰＷＭ波形の立
上り、又は、立下りが重ならないように、そのタイミン
グをずらす指示信号を発信するので、入力電流によるリ
プルを抑えることができるものである。また、上記によ
って、スイッチング素子のオン又はオフの遷移時に発生
する電磁ノイズを分散させるのでノイズの発生レベルを
低くすることができるものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a booster device comprising a PWM oscillator for modulating a pulse width given to a switching element, wherein a switching power supply having an isolated booster circuit is provided.
In the booster device in which a plurality of switching power supplies are arranged, the input sides of the plurality of switching power supplies are connected in parallel, the output sides are connected in series, and a PWM oscillator provided in each of the boosting circuits is connected to a delay circuit. Based on the rise or fall time of the PWM waveform oscillated by one PWM oscillator, the rise or fall time of each PWM waveform oscillated by another PWM oscillator is controlled to be different. Features. As described above, since the delay circuit transmits the instruction signal for shifting the timing so that the rising or falling of the PWM waveform does not overlap, the ripple due to the input current can be suppressed. Further, by the above, the electromagnetic noise generated at the time of transition of the switching element on or off is dispersed, so that the noise generation level can be reduced.
【０００９】請求項３記載の昇圧装置はスイッチング素
子に与えるパルス幅を変調させるＰＷＭ発振器を備え、
絶縁型の昇圧回路を形成したスイッチング電源を、複数
配置した昇圧装置において、上記複数のスイッチング電
源の入力側を並列に、出力側を直列に接続すると共に、
隣り合う昇圧回路に設けたＰＷＭ発振器同士を遅延回路
を介して接続し、各々のＰＷＭ波形の立上り、又は、立
下り時間が異なるように制御することを特徴とする。上
記によって、遅延回路で隣り合うスイッチング電源のＰ
ＷＭ波形の立上り、又は、立下りが重ならないように、
そのタイミングをずらす指示信号を発信するので、入力
電流によるリプルを抑えることができるものである。ま
た、上記によって、スイッチング素子のオン又はオフの
遷移時に発生する電磁ノイズを分散させるのでノイズの
発生レベルを低くすることができるものである。A booster according to a third aspect of the present invention includes a PWM oscillator for modulating a pulse width applied to the switching element.
In a step-up device in which a plurality of switching power supplies forming an insulating type booster circuit are arranged, the input sides of the plurality of switching power supplies are connected in parallel, and the output sides are connected in series.
PWM oscillators provided in adjacent booster circuits are connected to each other via a delay circuit, and the PWM oscillators are controlled so that the rise or fall time of each PWM waveform is different. By the above, the P of adjacent switching power supplies in the delay circuit
To prevent the rising or falling of the WM waveform from overlapping,
Since the instruction signal for shifting the timing is transmitted, the ripple due to the input current can be suppressed. Further, by the above, the electromagnetic noise generated at the time of transition of the switching element on or off is dispersed, so that the noise generation level can be reduced.
【００１０】請求項４記載の昇圧装置は、請求項１記載
の昇圧装置において、請求項１記載のスイッチング電源
として、通常運転の際に不使用の予備のスイッチング電
源を備えており、使用中のスイッチング電源のいずれか
に異常を検知した際に、ＣＰＵから予備のスイッチング
電源を起動する指示信号を送信することを特徴とする。
上記によって、故障等の異常が発生しても、システムが
ダウンすることなく出力を保持することができるもので
ある。A booster according to a fourth aspect of the present invention is the booster according to the first aspect, wherein the switching power supply according to the first aspect includes a spare switching power supply that is not used during normal operation. When an abnormality is detected in any of the switching power supplies, an instruction signal for activating a spare switching power supply is transmitted from the CPU.
As described above, even if an abnormality such as a failure occurs, the output can be held without the system going down.
【００１１】請求項５記載の昇圧装置は、請求項１記載
の昇圧装置において、請求項１記載のＣＰＵで各スイッ
チング電源の出力を監視しながら所定の電圧を出力する
ように指示信号を送信すると共に、使用中のスイッチン
グ電源のいずれかに異常を検知した際に、ＣＰＵから他
のスイッチング電源に合計出力を保持するように指示信
号を送信することを特徴とする。上記によって、一つの
スイッチング電源で故障等の異常が発生しても、ＣＰＵ
から指示信号が送信されて当該のスイッチング電源を停
止し、残りのスイッチング電源の出力を増加して、昇圧
装置の合計出力を保持するので、システムがダウンする
ことなく出力を保持することができるものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the booster of the first aspect, the CPU transmits an instruction signal so as to output a predetermined voltage while monitoring the output of each switching power supply with the CPU of the first aspect. In addition, when an abnormality is detected in any of the switching power supplies in use, an instruction signal is transmitted from the CPU to another switching power supply so as to hold the total output. With the above, even if an abnormality such as a failure occurs in one switching power supply, the CPU
From the switching power supply, the output of the remaining switching power supply is increased, and the total output of the booster is held, so that the output can be held without the system going down. It is.
【００１２】請求項６記載の昇圧装置は、請求項１乃至
請求項３いずれか記載の昇圧装置において、上記スイッ
チング電源として、通常運転の際に不使用の予備のスイ
ッチング電源を備えると共に、全てのスイッチング電源
で出力する合計出力を監視し、この合計出力が低下した
際に予備のスイッチング電源を起動して合計出力を保持
するように動作する手段を備えることを特徴とする。上
記によって、合計出力の低下に応じて予備のスイッチン
グ電源を起動できるので、システムがダウンすることな
く出力を保持することができるものである。A booster according to a sixth aspect of the present invention is the booster according to any one of the first to third aspects, further comprising, as the switching power supply, a spare switching power supply not used during normal operation. It is characterized by comprising means for monitoring the total output output from the switching power supply, and activating a spare switching power supply to maintain the total output when the total output decreases. As described above, since the spare switching power supply can be started according to the decrease in the total output, the output can be held without the system going down.
【００１３】請求項７記載の昇圧装置は、請求項１乃至
請求項３いずれか記載の昇圧装置において、上記各スイ
ッチング電源の昇圧回路の出力端に保護用ダイオードを
設置し、且つ、各スイッチング電源の昇圧回路の出力に
リレーを備え、上記リレーが昇圧回路が正常の場合にオ
ンの状態となり、異常の場合にオフの状態になると共
に、全てのスイッチング電源で出力する合計出力を監視
し、いずれかのリレーがオフとなったときに他のスイッ
チング電源の出力を増加させて、合計出力を保持するよ
うに動作する手段を備えることを特徴とする。上記によ
って、故障等で昇圧回路から出力されなくなると当該の
リレーがオフとなるので、他の正常な昇圧回路への影響
を抑えることができるものである。上記昇圧装置は、故
障等の異常が発生しても、システムがダウンすることな
く出力を保持することができるものである。According to a seventh aspect of the present invention, in the booster of any one of the first to third aspects, a protection diode is provided at an output terminal of the booster circuit of each of the switching power supplies, and each of the switching power supplies is provided with a protective diode. A relay is provided at the output of the step-up circuit, and the relay turns on when the step-up circuit is normal, turns off when the step-up circuit is abnormal, and monitors the total output output from all switching power supplies. When one of the relays is turned off, the output of the other switching power supply is increased to maintain the total output. As described above, when the voltage is not output from the booster circuit due to a failure or the like, the corresponding relay is turned off, so that the influence on other normal booster circuits can be suppressed. The booster can maintain an output without a system down even if an abnormality such as a failure occurs.
【００１４】請求項８記載の昇圧装置は、請求項１乃至
請求項３いずれか記載の昇圧装置において、上記各スイ
ッチング電源の昇圧回路の出力端に保護用ダイオードを
設置し、且つ、各スイッチング電源の昇圧回路の出力に
切替え用のリレーを備え、昇圧回路に異常を生じて出力
がでなくなった各スイッチング電源は、そのリレーが出
力を停止して保護用ダイオードを有する回路にバイパス
されるように動作する手段を備えることを特徴とする。
上記によって、故障等で昇圧回路から出力されなくなる
とそのリレーが出力を停止して保護用ダイオードと短絡
するので、通電時の損失を抑えることができるものであ
る。上記昇圧装置は、故障等の異常が発生しても、シス
テムがダウンすることなく出力を保持することができる
ものである。According to an eighth aspect of the present invention, in the booster of any one of the first to third aspects, a protection diode is provided at an output terminal of the booster circuit of each of the switching power supplies. The switching power supply provided with a switching relay at the output of the booster circuit, and each switching power supply whose output has ceased due to an abnormality in the booster circuit is stopped so that the relay stops output and is bypassed to a circuit having a protection diode. It is characterized by comprising means for operating.
As described above, when the voltage is not output from the booster circuit due to a failure or the like, the output of the relay stops, and the relay is short-circuited with the protection diode. The booster can maintain an output without a system down even if an abnormality such as a failure occurs.
【００１５】請求項９記載の燃料電池システムは、水素
に富んだ改質ガスと空気中の酸素とを導入して発電する
燃料電池システムにおいて、上記燃料電池で発電した低
圧の直流電圧を、高圧の直流電圧に変換する装置が、請
求項１乃至請求項８いずれか記載の昇圧装置であること
を特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the fuel cell system for generating electricity by introducing a hydrogen-rich reformed gas and oxygen in the air, the low-voltage DC voltage generated by the fuel cell is changed to a high-voltage DC voltage. An apparatus for converting into a DC voltage is a booster according to any one of claims 1 to 8.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明を図面に基づいて説明す
る。図１は、本発明の請求項１に対応する実施の形態の
一例を示し、昇圧装置を模式的に示した回路概略図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit schematic diagram showing an example of an embodiment corresponding to claim 1 of the present invention and schematically showing a booster.
【００１７】上記昇圧装置は、入力電圧を昇圧する絶縁
型の昇圧回路を形成したスイッチング電源２を、複数並
列に配置したものである。上記昇圧装置は、複数のスイ
ッチング電源２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを有する。
各々のスイッチング電源２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ
は、同種の回路構成となっている。In the booster described above, a plurality of switching power supplies 2 each having an insulating booster circuit for boosting an input voltage are arranged in parallel. The booster has a plurality of switching power supplies 2a, 2b, 2c, 2d, 2e.
Each switching power supply 2a, 2b, 2c, 2d, 2e
Have the same kind of circuit configuration.
【００１８】各スイッチング電源２は、プッシュプル型
である。上記スイッチング電源２は、スイッチング素子
Ｑ1、Ｑ2を有し、これらスイッチング素子Ｑ1、Ｑ2は、
ＰＷＭ信号を発振するＰＷＭ発振器３からの指示信号で
交互にオンする。ＰＷＭ発振器３は、電圧検出器Ｖｓの
値と基準値とを比較してスイッチング素子Ｑ1、Ｑ2に与
えるパルス幅を変調させる。また、スイッチングトラン
スＴ1は、その巻数比によって昇圧比が決定されるもの
である。ダイオードＤ1は、２次側整流用ダイオードで
あり、ダイオードＤ2は、立上りのときに生じる出力の
アンバランスを保護するものである。なお、図中の
Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3は、各部の平滑コンデンサーであり、図
中のＦ1は、１次側保護用ヒューズである。Each switching power supply 2 is of a push-pull type. The switching power supply 2 has switching elements Q 1 and Q 2. These switching elements Q 1 and Q 2
They are turned on alternately by an instruction signal from a PWM oscillator 3 that oscillates a PWM signal. The PWM oscillator 3 compares the value of the voltage detector Vs with a reference value and modulates the pulse width given to the switching elements Q 1 and Q 2 . The switching transformer T 1 is one in which the step-up ratio is determined by the turns ratio. Diode D 1 is a secondary rectifier diode, the diode D 2 is to protect the unbalance of the output generated when rising. Note that C 1 , C 2 , and C 3 in the figure are smoothing capacitors in each section, and F 1 in the figure is a primary-side protection fuse.
【００１９】上記昇圧装置は、複数のスイッチング電源
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを並列に配置したもので
ある。上記昇圧装置は、上記複数のスイッチング電源２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの入力側を並列に、出力側
を直列に接続したものである。図中のＶｉｎは、入力を
示し、Ｖｏｕｔは出力を示す。なお、Ｖｏｕｔは、Ｖ 1
〜Ｖ5の合計で表される。The booster includes a plurality of switching power supplies.
2a, 2b, 2c, 2d, 2e are arranged in parallel.
is there. The booster includes a plurality of switching power supplies 2
a, 2b, 2c, 2d, 2e in parallel with the input side, and the output side
Are connected in series. Vin in the figure indicates the input
And Vout indicates an output. Vout is V 1
~ VFiveIs represented by the sum of
【００２０】上記昇圧装置は、ＣＰＵ（中央処理装置）
４を備え、このＣＰＵ４は、各スイッチング電源２のＰ
ＷＭ発振器３と接続している。上記ＣＰＵ４は、各々Ｐ
ＷＭ発振器３に指示信号を送信し、各ＰＷＭ発振器３で
発振するＰＷＭ波形の立上り、又は、立下り時間が異な
るように制御するものである。各ＰＷＭ発振器３の出力
波形は、お互いに立上がり、又は、立下がりのタイミン
グが一定期間ずれていながら周波数、位相の同期の取れ
た形態をなすものである。上記昇圧装置は、ＣＰＵ４
が、ＰＷＭ波形の立上り、又は、立下りが重ならないよ
うに、そのタイミングをずらす指示信号を発信するの
で、入力電流によるリプルを抑えることができるし、ま
た、スイッチング素子のオン又はオフの遷移時に発生す
る電磁ノイズを分散させるのでノイズの発生レベルを低
くすることができる。その結果、上記昇圧装置は、良好
な昇圧を実現できるものである。また、上記昇圧装置
は、これらによって、入力側の平滑コンデンサーＣ1の
容量を低減でき装置全体の小型化が実現し易いものであ
る。The booster is a CPU (central processing unit)
The CPU 4 is provided with a P
It is connected to the WM oscillator 3. The CPU 4 has P
An instruction signal is transmitted to the WM oscillator 3 so as to control the rising or falling time of the PWM waveform oscillated by each PWM oscillator 3 to be different. The output waveforms of the PWM oscillators 3 have a form in which the frequency and the phase are synchronized with each other while the rising or falling timing is shifted for a certain period. The above-described boosting device includes a CPU 4
However, since the rising or falling of the PWM waveform does not overlap, an instruction signal for shifting the timing is transmitted, so that ripple due to the input current can be suppressed, and when the switching element is turned on or off, Since the generated electromagnetic noise is dispersed, the noise generation level can be reduced. As a result, the boosting device can achieve good boosting. Further, the step-up device, these by, miniaturization of the whole can be reduced capacitance of the smoothing capacitor C 1 of the input-side device is of easy to implement.
【００２１】また、上記実施の形態において、上記昇圧
装置は、スイッチング電源２として必要台数に対し１台
以上を予備として設置することができる。例えば、昇圧
装置は、スイッチング電源２ｅを通常運転の際に不使用
の予備スイッチング電源とする。この場合、各スイッチ
ング電源２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、各ＰＷＭ発振器３
の動作状態をＣＰＵ４に送信しており、ＣＰＵ４は、任
意のＰＷＭ発振器３の起動、又は、停止が可能なもので
ある。上記昇圧装置は、スイッチング電源２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄを稼動させて通常の状態で出力を確保してお
り、ＣＰＵ４が、使用中のスイッチング電源２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄのいずれかで異常を検知した際に、ＣＰ
Ｕ４から指示信号が送信されて当該のスイッチング電源
２を停止し、予備のスイッチング電源２ｅを起動させ
る。上記昇圧装置は、故障等の異常が発生しても、シス
テムがダウンすることなく出力を保持することができる
ものである。Further, in the above embodiment, one or more boosting devices can be provided as switching power supplies 2 for a required number as spares. For example, the booster uses the switching power supply 2e as a spare switching power supply that is not used during normal operation. In this case, each switching power supply 2a, 2b, 2c, 2d is connected to each PWM oscillator 3
Is transmitted to the CPU 4, and the CPU 4 can start or stop an arbitrary PWM oscillator 3. The booster includes switching power supplies 2a, 2b,
2c and 2d are operated to secure an output in a normal state, and the CPU 4 uses the switching power supplies 2a and 2 in use.
When an abnormality is detected in any of b, 2c, and 2d, the CP
An instruction signal is transmitted from U4 to stop the switching power supply 2 and activate the spare switching power supply 2e. The booster can maintain an output without a system down even if an abnormality such as a failure occurs.
【００２２】また、上記実施の形態において、上記昇圧
装置は、各スイッチング電源２の出力が定格に対し、余
裕を持った状態で稼動している。各スイッチング電源２
が余裕を持った状態とは、スイッチング電源２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅのいずれか一台が故障して停止し
ても、他のスイッチング電源２で合計出力を保持するこ
とができる状態である。例えば、昇圧装置は、５台のス
イッチング電源２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを用い、
定格に対し８０％以下の状態で稼動している。ＣＰＵ４
は、各スイッチング電源２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ
の出力を監視しながら所定の電圧Ｖｏｕｔを出力するよ
うに指示信号を送信する。そして、昇圧装置は、ＣＰＵ
４がスイッチング電源２ａの故障を感知した場合、ＣＰ
Ｕ４から指示信号が送信されて当該のスイッチング電源
２ａを停止し、残りのスイッチング電源２ｂ，２ｃ，２
ｄ，２ｅの出力を各２５％増加して、昇圧装置の合計出
力を保持する。上記昇圧装置は、故障等の異常が発生し
ても、システムがダウンすることなく出力を保持するこ
とができるものである。Further, in the above embodiment, the booster operates in a state where the output of each switching power supply 2 has a margin with respect to the rating. Each switching power supply 2
State when the switching power supplies 2a and 2
Even if any one of b, 2c, 2d, and 2e fails and stops, the other switching power supplies 2 can maintain the total output. For example, the booster uses five switching power supplies 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e,
It is operating at 80% or less of the rating. CPU4
Are the switching power supplies 2a, 2b, 2c, 2d, 2e
While transmitting the instruction signal to output the predetermined voltage Vout while monitoring the output. And the booster is a CPU
4 detects the failure of the switching power supply 2a,
An instruction signal is transmitted from U4 to stop the switching power supply 2a, and the remaining switching power supplies 2b, 2c, 2
The outputs of d and 2e are each increased by 25% to maintain the total output of the booster. The booster can maintain an output without a system down even if an abnormality such as a failure occurs.
【００２３】図２は、本発明の請求項２に対応する実施
の形態の一例を示し、昇圧装置を模式的に示した回路概
略図である。上記実施の形態と異なる点のみ説明する。FIG. 2 is a circuit schematic diagram showing an example of an embodiment corresponding to claim 2 of the present invention and schematically showing a booster. Only different points from the above embodiment will be described.
【００２４】上記昇圧装置は、各スイッチング電源２の
ＰＷＭ発振器３と遅延回路５を接続している。各ＰＷＭ
発振器３は、同期のＰＷＭ波形を形成する。上記遅延回
路５は、基準とする一のＰＷＭ発振器３ａで発振したＰ
ＷＭ波形の立上り、又は、立下り時間を基に、他のＰＷ
Ｍ発振器３ｂで発振した各々のＰＷＭ波形の立上り、又
は、立下り時間が異なるように制御する。例えば、基準
とするＰＷＭ発振器３を第１のスイッチング電源２ａの
ＰＷＭ発振器３ａとする。上記昇圧装置は、基準とする
ＰＷＭ発振器３ａの発振したＰＷＭ波形のデータが遅延
回路５に入力すると、このＰＷＭ波形に基づいて遅延回
路５から一定時間遅延したトリガパルスを出力する。上
記遅延回路５は、他のスイッチング電源２ｂ，２ｃ，２
ｄ，２ｅのＰＷＭ発振器３ｂ毎に、異なる時間を遅延し
たトリガパルスを送信する。上記遅延回路５は、遅延し
たトリガパルスが、例えば、ＰＷＭ発振器３ｂ毎に１μ
ｓｅｃづつ遅れるように設定する。これによって、上記
昇圧装置は、集中管理に必要なＣＰＵを備えなくとも、
ＰＷＭ波形の立上り、又は、立下りが重ならないよう
に、そのタイミングをずらす指示信号を発信するので、
入力電流によるリプルを抑えることができるし、また、
スイッチング素子のオン又はオフの遷移時に発生する電
磁ノイズを分散させるのでノイズの発生レベルを低くす
ることができる。その結果、上記昇圧装置は、良好な昇
圧を実現できるものである。In the booster, the PWM oscillator 3 of each switching power supply 2 and the delay circuit 5 are connected. Each PWM
The oscillator 3 forms a synchronous PWM waveform. The delay circuit 5 is provided with a P-oscillator oscillated by one reference PWM oscillator 3a.
Based on the rise or fall time of the WM waveform, another PW
Control is performed so that the rise or fall time of each PWM waveform oscillated by the M oscillator 3b is different. For example, the reference PWM oscillator 3 is the PWM oscillator 3a of the first switching power supply 2a. When the data of the PWM waveform oscillated by the PWM oscillator 3a as a reference is input to the delay circuit 5, the booster outputs a trigger pulse delayed for a predetermined time from the delay circuit 5 based on the PWM waveform. The delay circuit 5 includes the other switching power supplies 2b, 2c, 2
For each of the d and 2e PWM oscillators 3b, a trigger pulse delayed by a different time is transmitted. The delay circuit 5 outputs a delayed trigger pulse of, for example, 1 μm for each PWM oscillator 3b.
Set to be delayed every second. Thereby, the booster does not have a CPU required for centralized management,
An instruction signal for shifting the timing so that the rising or falling of the PWM waveform does not overlap is transmitted.
Ripple due to input current can be suppressed, and
Since the electromagnetic noise generated when the switching element is turned on or off is dispersed, the noise generation level can be reduced. As a result, the boosting device can achieve good boosting.
【００２５】図３は、本発明の請求項３に対応する実施
の形態の一例を示し、昇圧装置を模式的に示した回路概
略図である。上記実施の形態と異なる点のみ説明する。FIG. 3 is a circuit schematic diagram showing an example of an embodiment corresponding to claim 3 of the present invention, schematically showing a booster. Only different points from the above embodiment will be described.
【００２６】上記昇圧装置は、各隣り合う昇圧回路に設
けたＰＷＭ発振器３、３同士を遅延回路６を介して接続
している。各ＰＷＭ発振器３は、同期のＰＷＭ波形を形
成する。上記遅延回路６は、ＰＷＭ波形の立上り、又
は、立下り時間が一定時間遅延するように制御するもの
である。例えば、第１のスイッチング電源２ａのＰＷＭ
発振器３ａの発振したＰＷＭ波形のデータが、遅延回路
６ａに入力すると、このＰＷＭ波形に基づいて遅延回路
６ａから一定時間、例えば、１μｓｅｃづつ遅れるよう
に設定したトリガパルスを、第２のスイッチング電源２
ｂのＰＷＭ発振器３ｂに出力する。上記昇圧装置は、第
２のスイッチング電源２ｂから第３のスイッチング電源
２ｃ、第３のスイッチング電源２ｃから第４のスイッチ
ング電源２ｄと順に一定時間づつ遅延させていく。これ
によって、上記昇圧装置は、集中管理に必要なＣＰＵを
備えなくとも、ＰＷＭ波形の立上り、又は、立下りが重
ならないように、そのタイミングをずらすことができる
ものである。上記昇圧装置は、入力電流によるリプルを
抑えることができるし、また、スイッチング素子のオン
又はオフの遷移時に発生する電磁ノイズを分散させるの
でノイズの発生レベルを低くすることができる。その結
果、上記昇圧装置は、良好な昇圧を実現できるものであ
る。また、上記昇圧装置は、遅延時間の管理を１種類と
することができるので、管理が容易である。In the booster described above, PWM oscillators 3 provided in adjacent booster circuits are connected to each other via a delay circuit 6. Each PWM oscillator 3 forms a synchronous PWM waveform. The delay circuit 6 controls the rise or fall time of the PWM waveform so as to be delayed for a predetermined time. For example, the PWM of the first switching power supply 2a
When the data of the PWM waveform oscillated by the oscillator 3a is input to the delay circuit 6a, a trigger pulse set to be delayed by a predetermined time, for example, 1 μsec, from the delay circuit 6a based on the PWM waveform is supplied to the second switching power supply 2
b to the PWM oscillator 3b. The step-up device delays the second switching power supply 2b to the third switching power supply 2c and the third switching power supply 2c to the fourth switching power supply 2d in order in a predetermined time. Thus, the boosting device can shift the timing so that the rising or falling of the PWM waveform does not overlap even without having a CPU required for centralized management. The booster can suppress the ripple due to the input current and disperse the electromagnetic noise generated when the switching element is turned on or off, so that the noise generation level can be reduced. As a result, the boosting device can achieve good boosting. In addition, the boosting device can manage the delay time by one type, so that the management is easy.
【００２７】図４は、本発明の請求項６に対応する実施
の形態の一例を示し、昇圧装置を模式的に示した回路概
略図である。上記実施の形態と異なる点のみ説明する。FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing an example of an embodiment according to claim 6 of the present invention, schematically showing a booster. Only different points from the above embodiment will be described.
【００２８】上記昇圧装置は、スイッチング電源２とし
て必要台数に対し１台を予備として設置する。例えば、
昇圧装置は、第５のスイッチング電源２ｅを通常運転の
際に不使用の予備スイッチング電源とする。この場合、
上記昇圧装置は、他のスイッチング電源２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄの出力で必要な出力を保持している。上記昇圧
装置は、電圧検出器ＶＳ2で合計電圧を監視する。上記
昇圧装置は、稼動中のスイッチング電源２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄのいずれか一台が故障等で出力が低下した場
合、第５のスイッチング電源２ｅが、基準電圧と、電圧
検出器ＶＳ2で測定した合計電圧とを比較して、合計電
圧の値が保持されるようにＰＷＭ発振器３ｅを稼動す
る。上記昇圧装置は、故障等の異常が発生しても、シス
テムがダウンすることなく出力を保持することができる
ものである。One booster is provided as a switching power supply 2 for the required number as a spare. For example,
The booster uses the fifth switching power supply 2e as an unused standby switching power supply during normal operation. in this case,
The above-mentioned boosting device includes the other switching power supplies 2a, 2b, 2
The necessary outputs are held as the outputs of c and 2d. The booster monitors the total voltage by the voltage detector VS 2. The above-mentioned boosting device comprises the operating switching power supplies 2a, 2b, 2
when the c, single one of 2d output a malfunction or the like is decreased, the fifth switching power supply 2e is a reference voltage, is compared with the total voltage measured by the voltage detector VS 2, the value of the total voltage Is operated so that is maintained. The booster can maintain an output without a system down even if an abnormality such as a failure occurs.
【００２９】図５は、本発明の請求項７に対応する実施
の形態の一例を示し、昇圧装置を模式的に示した回路概
略図である。上記実施の形態と異なる点のみ説明する。FIG. 5 is a circuit schematic diagram showing an example of an embodiment corresponding to claim 7 of the present invention, schematically showing a booster. Only different points from the above embodiment will be described.
【００３０】上記昇圧装置は、各スイッチング電源２の
昇圧回路の出力端に保護用ダイオードＤ２を設置すると
共に、各スイッチング電源２の昇圧回路の出力にリレー
９を備えている。上記リレー９は、出力側の回線７、８
間に備えられる。上記リレー９は、昇圧回路が正常の場
合にオンの状態となり、異常の場合にオフの状態になる
ように設定されている。上記リレー９のオン又はオフ
は、リレー自身の出力でなるものでも、ＣＰＵ４の指示
信号でなるものでもどちらでもよい。また、上記昇圧装
置は、各スイッチング電源２の出力が定格に対し、余裕
を持った状態で稼動している。そして、上記昇圧装置
は、昇圧回路が故障等で出力されなくなると、上記リレ
ー９がオフとなり、ダイオードＤ２を介して、残りのス
イッチング電源２からの出力で、合計電圧の値が保持さ
れるようするものである。上記昇圧装置は、昇圧回路の
出力にリレー９を備えて故障等で出力されなくなるとリ
レー９がオフとなるので、他の正常な昇圧回路への影響
を抑えることができる。上記昇圧装置は、故障等の異常
が発生しても、システムがダウンすることなく出力を保
持することができるものである。The booster has a protection diode D2 at the output terminal of the booster circuit of each switching power supply 2 and a relay 9 at the output of the booster circuit of each switching power supply 2. The relay 9 is connected to output lines 7 and 8.
Be prepared for it. The relay 9 is set to be turned on when the booster circuit is normal and turned off when the booster circuit is abnormal. The relay 9 may be turned on or off by an output of the relay itself or by an instruction signal of the CPU 4. The booster operates in a state where the output of each switching power supply 2 has a margin with respect to the rating. Then, in the booster, when the booster circuit is not output due to a failure or the like, the relay 9 is turned off, and the value of the total voltage is held by the output from the remaining switching power supply 2 via the diode D2. Is what you do. The booster is provided with a relay 9 at the output of the booster circuit. When the output is stopped due to a failure or the like, the relay 9 is turned off, so that the influence on other normal booster circuits can be suppressed. The booster can maintain an output without a system down even if an abnormality such as a failure occurs.
【００３１】なお、図中の符号Ｌはコイルである。ま
た、図の昇圧装置は、ＣＰＵ４を備えたものであるが、
ＣＰＵ４に代わり上述の遅延回路５、６を備えたもので
もよい。The symbol L in the drawing is a coil. The booster shown in the figure is provided with the CPU 4.
Instead of the CPU 4, the one provided with the delay circuits 5 and 6 described above may be used.
【００３２】図６は、本発明の請求項８に対応する実施
の形態の一例を示し、昇圧装置を模式的に示した回路概
略図である。上記実施の形態と異なる点のみ説明する。FIG. 6 is a schematic circuit diagram showing an example of an embodiment according to claim 8 of the present invention, schematically showing a booster. Only different points from the above embodiment will be described.
【００３３】上記昇圧装置は、各スイッチング電源２の
昇圧回路の出力端に保護用ダイオードＤ２を設置すると
共に、各スイッチング電源２の昇圧回路の出力に切替え
用のリレー１１を備えている。上記リレー１１は、当該
の昇圧回路が正常の場合に回線１２、回線１３を連結
し、当該の昇圧回路に異常を生じて出力がでなくなった
場合に回線１２、回線１３の間が切断され、さらに、回
線１２、回線１４を連結して保護用ダイオードＤ２に短
絡する。上記リレー１１の切替えは、リレー自身の出力
でなるものでも、ＣＰＵ４の指示信号でなるものでもど
ちらでもよい。また、上記昇圧装置は、各スイッチング
電源２の出力が定格に対し、余裕を持った状態で稼動し
ている。そして、昇圧回路が故障等で出力されなくなる
と、残りのスイッチング電源２からの出力で、合計電圧
の値が保持されるようするものである。上記昇圧装置
は、これによって、通電時の損失を抑えることができ
る。上記昇圧装置は、故障等の異常が発生しても、シス
テムがダウンすることなく出力を保持することができる
ものである。The booster has a protection diode D2 at the output terminal of the booster circuit of each switching power supply 2 and a relay 11 for switching to the output of the booster circuit of each switching power supply 2. The relay 11 connects the line 12 and the line 13 when the booster circuit is normal, and disconnects the line 12 and the line 13 when the booster circuit becomes abnormal and the output stops. Further, the lines 12 and 14 are connected and short-circuited to the protection diode D2. The switching of the relay 11 may be performed by the output of the relay itself or by an instruction signal of the CPU 4. Further, the booster operates in a state where the output of each switching power supply 2 has a margin with respect to the rating. Then, when the booster circuit is no longer output due to a failure or the like, the value of the total voltage is held by the output from the remaining switching power supply 2. Thus, the booster can suppress a loss during energization. The booster can maintain an output without a system down even if an abnormality such as a failure occurs.
【００３４】また、図の昇圧装置は、ＣＰＵ４を備えた
ものであるが、ＣＰＵ４に代わり上述の遅延回路５、６
を備えたものでもよい。The booster shown in the figure is provided with a CPU 4, but instead of the CPU 4, the delay circuits 5, 6 described above are used.
May be provided.
【００３５】次に、上記昇圧装置を用いた燃料電池シス
テムについて説明する。図７は、燃料電池システムを説
明した概略図である。Next, a fuel cell system using the above-described booster will be described. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the fuel cell system.
【００３６】上記燃料電池システムは、水素に富んだ改
質ガスを生成する改質装置７４と、この改質ガスを一方
の電極７３に、空気中の酸素を他方の電極７２に導入し
て発電する燃料電池７１と、この燃料電池７１で発電し
た低圧の直流電圧を、高圧の直流電圧に変換する昇圧装
置１、直流を交流に変換するインバーター７５を備え
る。The fuel cell system includes a reformer 74 for producing a reformed gas rich in hydrogen, and a reformer 74 for introducing the reformed gas to one electrode 73 and introducing oxygen in the air to the other electrode 72 to generate power. The fuel cell 71 includes a booster 1 that converts a low-voltage DC voltage generated by the fuel cell 71 into a high-voltage DC voltage, and an inverter 75 that converts DC into AC.
【００３７】上記水素に富んだ改質ガスは、改質装置７
４に原燃料と水成分を供給し、水蒸気改質反応させて生
成する。上記原燃料は、例えば、ブタンガス、プロパン
ガス、メタンガス、液化石油ガス等の炭化水素系の気
体、灯油、軽油、ガソリン等の炭化水素系の液体、メタ
ノール、エタノール等のアルコール系燃料が挙げられ
る。上記改質装置７４は、水蒸気改質反応を行う改質
部、改質ガス中のＣＯ濃度を低下させるシフト部、さら
に必要に応じてＣＯを選択的に酸化する選択酸化器部、
及び、これらの反応工程に熱源を供給する燃焼部から構
成される。The reformed gas rich in hydrogen is supplied to the reformer 7
4 is supplied with a raw fuel and a water component, and is produced by a steam reforming reaction. Examples of the raw fuel include hydrocarbon gases such as butane gas, propane gas, methane gas, and liquefied petroleum gas, hydrocarbon liquids such as kerosene, light oil and gasoline, and alcohol fuels such as methanol and ethanol. The reforming device 74 includes a reforming section that performs a steam reforming reaction, a shift section that reduces the CO concentration in the reformed gas, and a selective oxidizer section that selectively oxidizes CO as necessary.
And a combustion section for supplying a heat source to these reaction steps.
【００３８】上記燃料電池７１は、固体高分子電解質膜
を有する固体高分子型燃料電池や、リン酸型燃料電池が
挙げられる。なかでも、固体高分子型の燃料電池７１
は、７０〜８０℃の低温で作動するため、一般家庭用と
して容易に利用できる。上記昇圧装置１は、燃料電池７
１で発電した、例えば１０〜４０Ｖの低圧の直流電圧
を、３００Ｖ程度の高圧の直流電圧に変換する。The fuel cell 71 includes a polymer electrolyte fuel cell having a polymer electrolyte membrane and a phosphoric acid fuel cell. Among them, solid polymer fuel cells 71
Operates at a low temperature of 70 to 80 ° C., so that it can be easily used for general household use. The booster 1 includes a fuel cell 7
The low-voltage DC voltage of, for example, 10 to 40 V generated in step 1 is converted to a high-voltage DC voltage of about 300 V.
【００３９】上記燃料電池システムは、上述の昇圧装置
１を用いるため、昇圧装置１が入力電流によるリプルを
抑えたり、スイッチング素子のオン又はオフの遷移時に
発生する電磁ノイズを分散させるので、より効率的な発
電ができるものである。燃料電池７１が固体高分子型の
場合、上記燃料電池システムは、低電圧、大電流のもの
が量産し易いため、特に適したものである。Since the fuel cell system uses the booster 1 described above, the booster 1 suppresses ripples due to input current and disperses electromagnetic noise generated when the switching element is turned on or off. Power generation. When the fuel cell 71 is a solid polymer type, the above-mentioned fuel cell system is particularly suitable because a low-voltage, large-current fuel cell system is easily mass-produced.
【００４０】[0040]
【発明の効果】本発明の請求項１記載の昇圧装置は、Ｃ
ＰＵが、ＰＷＭ波形の立上り、又は、立下りが重ならな
いように、そのタイミングをずらす指示信号を発信する
ので、入力電流によるリプルを抑えることができるもの
である。また、上記昇圧装置は、スイッチング素子のオ
ン又はオフの遷移時に発生する電磁ノイズを分散させる
のでノイズの発生レベルを低くすることができるもので
ある。その結果、上記昇圧装置は、良好な昇圧を実現で
きるものである。According to the first aspect of the present invention, the boosting device is C
Since the PU sends an instruction signal for shifting the timing so that the rising or falling of the PWM waveform does not overlap, ripples due to the input current can be suppressed. In addition, the booster disperses electromagnetic noise generated when the switching element is turned on or off, so that the noise generation level can be reduced. As a result, the boosting device can achieve good boosting.
【００４１】本発明の請求項２記載の昇圧装置は、遅延
回路を備えるので、集中管理に必要なＣＰＵを備えなく
とも、ＰＷＭ波形の立上り、又は、立下りが重ならない
ように、そのタイミングをずらす指示信号を発信するた
め、入力電流によるリプルを抑えることができるし、ま
た、スイッチング素子のオン又はオフの遷移時に発生す
る電磁ノイズを分散させるのでノイズの発生レベルを低
くすることができる。その結果、上記昇圧装置は、良好
な昇圧を実現できるものである。Since the booster according to the second aspect of the present invention includes a delay circuit, the timing of the rising or falling of the PWM waveform can be adjusted so that the rising and falling of the PWM waveform do not overlap even if a CPU required for centralized management is not provided. Since the shift instruction signal is transmitted, the ripple due to the input current can be suppressed, and the electromagnetic noise generated when the switching element is turned on or off is dispersed, so that the noise generation level can be reduced. As a result, the boosting device can achieve good boosting.
【００４２】本発明の請求項３記載の昇圧装置は、遅延
回路を備えるので、集中管理に必要なＣＰＵを備えなく
とも、ＰＷＭ波形の立上り、又は、立下りが重ならない
ように、そのタイミングをずらす指示信号を発信するた
め、入力電流によるリプルを抑えることができるし、ま
た、スイッチング素子のオン又はオフの遷移時に発生す
る電磁ノイズを分散させるのでノイズの発生レベルを低
くすることができる。その結果、上記昇圧装置は、良好
な昇圧を実現できるものである。Since the booster according to the third aspect of the present invention includes the delay circuit, the timing can be adjusted so that the rising or falling of the PWM waveform does not overlap even if the CPU required for centralized management is not provided. Since the shift instruction signal is transmitted, the ripple due to the input current can be suppressed, and the electromagnetic noise generated when the switching element is turned on or off is dispersed, so that the noise generation level can be reduced. As a result, the boosting device can achieve good boosting.
【００４３】さらに、請求項４〜８記載の燃料電池シス
テムは、特に、故障等の異常が発生しても、システムが
ダウンすることなく出力を保持することができるもので
ある。Further, the fuel cell system according to the fourth to eighth aspects can maintain the output without the system going down even if an abnormality such as a failure occurs.
【００４４】さらに、請求項８記載の燃料電池システム
は、特に、故障等で昇圧回路から出力されなくなるとそ
のリレーが出力を停止して保護用ダイオードと短絡する
ので、ダイオードの電圧降下による損失が発生しない構
成であるため、通電時の損失を抑えることができる。Further, in the fuel cell system according to the present invention, when the output from the booster circuit is stopped due to a failure or the like, the relay stops its output and short-circuits with the protection diode. Since the configuration does not occur, the loss at the time of energization can be suppressed.
【００４５】本発明の請求項９記載の燃料電池システム
は、請求項１乃至請求項８いずれか記載の昇圧装置を備
えるので、昇圧装置が入力電流によるリプルを抑えた
り、スイッチング素子のオン又はオフの遷移時に発生す
る電磁ノイズを分散させるので、より効率的な発電がで
きる。A fuel cell system according to a ninth aspect of the present invention includes the booster according to any one of the first to eighth aspects. Therefore, the booster suppresses a ripple due to an input current and turns on or off a switching element. Since the electromagnetic noise generated at the time of the transition is dispersed, more efficient power generation can be performed.
【図１】本発明の昇圧装置の実施の形態の一例を模式的
に示した回路概略図である。FIG. 1 is a schematic circuit diagram schematically illustrating an example of an embodiment of a booster of the present invention.
【図２】本発明の昇圧装置の他の実施の形態の一例を模
式的に示した回路概略図である。FIG. 2 is a schematic circuit diagram schematically showing an example of another embodiment of the booster of the present invention.
【図３】本発明の昇圧装置の他の実施の形態の一例を模
式的に示した回路概略図である。FIG. 3 is a schematic circuit diagram schematically showing another example of a booster according to another embodiment of the present invention.
【図４】本発明の昇圧装置の他の実施の形態の一例を模
式的に示した回路概略図である。FIG. 4 is a schematic circuit diagram schematically showing an example of another embodiment of the booster of the present invention.
【図５】本発明の昇圧装置の他の実施の形態の一例を模
式的に示した回路概略図である。FIG. 5 is a schematic circuit diagram schematically showing an example of another embodiment of the booster of the present invention.
【図６】本発明の昇圧装置の他の実施の形態の一例を模
式的に示した回路概略図である。FIG. 6 is a schematic circuit diagram schematically showing an example of another embodiment of the booster of the present invention.
【図７】本発明の燃料電池システムを模式的に示した概
略図である。FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing a fuel cell system of the present invention.
１ 昇圧装置 ２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ スイッチング電源 ３ ＰＷＭ発振器 ４ ＣＰＵ ５、６ 遅延回路 Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3 コンデンサー Ｄ1、Ｄ2 ダイオード Ｆ1 ヒューズ Ｔ1 スイッチングトランス Ｑ1、Ｑ2 スイッチング素子 Ｖｓ 電圧検出器1 booster 2,2a, 2b, 2c, 2d, 2e switching power supply 3 PWM oscillator 4 CPU 5, 6 the delay circuit C 1, C 2, C 3 capacitors D 1, D 2 diodes F 1 Fuse T 1 switching transformers Q 1 , Q 2 switching element Vs voltage detector
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 信一郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 5H027 AA06 KK51 5H730 AA02 AA16 AS01 AS04 BB25 BB57 BB85 BB88 BB89 DD04 EE03 EE07 EE76 FD01 FD21 FF09 FG05 FG16 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shinichiro Okamoto 1048 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Works, Ltd. FD01 FD21 FF09 FG05 FG16
Claims (9)
調させるＰＷＭ発振器を備え、絶縁型の昇圧回路を形成
したスイッチング電源を、複数配置した昇圧装置におい
て、上記複数のスイッチング電源の入力側を並列に、出
力側を直列に接続すると共に、上記各昇圧回路に設けた
ＰＷＭ発振器に接続するＣＰＵを備えて、上記ＣＰＵ
が、送信する指示信号で、各々ＰＷＭ発振器で発振する
ＰＷＭ波形の立上り、又は、立下り時間が異なるように
制御することを特徴とする昇圧装置。1. A step-up device comprising a PWM oscillator for modulating a pulse width applied to a switching element and comprising a plurality of switching power supplies forming an insulating type booster circuit, wherein the input sides of the plurality of switching power supplies are arranged in parallel. An output side connected in series, and a CPU connected to a PWM oscillator provided in each of the booster circuits;
Is a command signal to be transmitted, and controls the rising and falling times of the PWM waveforms oscillated by the PWM oscillator to be different from each other.
調させるＰＷＭ発振器を備え、絶縁型の昇圧回路を形成
したスイッチング電源を、複数配置した昇圧装置におい
て、上記複数のスイッチング電源の入力側を並列に、出
力側を直列に接続すると共に、上記各昇圧回路に設けた
ＰＷＭ発振器と遅延回路を接続し、上記遅延回路が、基
準とする一のＰＷＭ発振器で発振したＰＷＭ波形の立上
り、又は、立下り時間を基に、他のＰＷＭ発振器で発振
した各々のＰＷＭ波形の立上り、又は、立下り時間が異
なるように制御することを特徴とする昇圧装置。2. A step-up device comprising a PWM oscillator for modulating a pulse width given to a switching element and a plurality of switching power supplies forming an insulating type booster circuit, wherein the input sides of the plurality of switching power supplies are arranged in parallel. An output side is connected in series, and a PWM oscillator provided in each of the booster circuits is connected to a delay circuit. A boosting device that controls the rise or fall time of each PWM waveform oscillated by another PWM oscillator based on the above.
調させるＰＷＭ発振器を備え、絶縁型の昇圧回路を形成
したスイッチング電源を、複数配置した昇圧装置におい
て、上記複数のスイッチング電源の入力側を並列に、出
力側を直列に接続すると共に、隣り合う昇圧回路に設け
たＰＷＭ発振器同士を遅延回路を介して接続し、各々の
ＰＷＭ波形の立上り、又は、立下り時間が異なるように
制御することを特徴とする昇圧装置。3. A step-up device comprising a PWM oscillator for modulating a pulse width applied to a switching element and comprising a plurality of switching power supplies forming an insulated booster circuit, wherein the input sides of the plurality of switching power supplies are arranged in parallel. The output side is connected in series, and PWM oscillators provided in adjacent booster circuits are connected to each other via a delay circuit, so that the rise or fall time of each PWM waveform is controlled to be different. Booster.
て、通常運転の際に不使用の予備のスイッチング電源を
備えており、使用中のスイッチング電源のいずれかに異
常を検知した際に、ＣＰＵから予備のスイッチング電源
を起動する指示信号を送信することを特徴とする請求項
１記載の昇圧装置。4. The switching power supply according to claim 1, further comprising: a spare switching power supply that is not used during normal operation, and is used by the CPU when an abnormality is detected in any of the switching power supplies in use. The boosting device according to claim 1, wherein an instruction signal for starting the switching power supply is transmitted.
電源の出力を監視しながら所定の電圧を出力するように
指示信号を送信すると共に、使用中のスイッチング電源
のいずれかに異常を検知した際に、ＣＰＵから他のスイ
ッチング電源に合計出力を保持するように指示信号を送
信することを特徴とする請求項１記載の昇圧装置。5. When the CPU according to claim 1 transmits an instruction signal to output a predetermined voltage while monitoring the output of each switching power supply, and when an abnormality is detected in any of the switching power supplies in use. 2. The step-up device according to claim 1, further comprising: transmitting a command signal from the CPU to another switching power supply to hold the total output.
の際に不使用の予備のスイッチング電源を備えると共
に、全てのスイッチング電源で出力する合計出力を監視
し、この合計出力が低下した際に予備のスイッチング電
源を起動して合計出力を保持するように動作する手段を
備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか
記載の昇圧装置。6. A switching power supply that includes a spare switching power supply that is not used during normal operation, monitors a total output output from all switching power supplies, and performs a switching operation when the total output decreases. 4. The step-up device according to claim 1, further comprising a unit configured to start the power supply and operate to maintain the total output.
力端に保護用ダイオードを設置し、且つ、各スイッチン
グ電源の昇圧回路の出力にリレーを備え、上記リレーが
昇圧回路が正常の場合にオンの状態となり、異常の場合
にオフの状態になると共に、全てのスイッチング電源で
出力する合計出力を監視し、いずれかのリレーがオフと
なったときに他のスイッチング電源の出力を増加させ
て、合計出力を保持するように動作する手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか記載の昇
圧装置。7. A protection diode is provided at an output terminal of the booster circuit of each switching power supply, and a relay is provided at an output of the booster circuit of each switching power supply. The relay is turned on when the booster circuit is normal. State, turns off in case of abnormality, monitors the total output output from all switching power supplies, and increases the output of other switching power supplies when any of the relays is turned off. 4. The step-up device according to claim 1, further comprising a unit that operates to hold an output.
力端に保護用ダイオードを設置し、且つ、各スイッチン
グ電源の昇圧回路の出力に切替え用のリレーを備え、昇
圧回路に異常を生じて出力がでなくなった各スイッチン
グ電源は、そのリレーが出力を停止して保護用ダイオー
ドを有する回路にバイパスされるように動作する手段を
備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか
記載の昇圧装置。8. A switching diode is provided at an output terminal of the booster circuit of each switching power supply, and a switching relay is provided at an output of the booster circuit of each switching power supply. 4. The booster according to claim 1, wherein each of the switching power supplies includes means for operating the relay so as to stop its output and to be bypassed by a circuit having a protection diode. apparatus.
を導入して発電する燃料電池システムにおいて、上記燃
料電池で発電した低圧の直流電圧を、高圧の直流電圧に
変換する装置が、請求項１乃至請求項８いずれか記載の
昇圧装置であることを特徴とする燃料電池システム。9. A fuel cell system for generating electricity by introducing a reformed gas rich in hydrogen and oxygen in air, wherein a device for converting a low-voltage DC voltage generated by the fuel cell into a high-voltage DC voltage is provided. A fuel cell system, comprising the booster according to any one of claims 1 to 8.
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