JP2007006659A - Charge-and-discharge device and voltage converter - Google Patents

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啓右 大塚
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform charge and discharge efficiently, while suppressing the cost. <P>SOLUTION: A charge-and-discharge system 1 includes a charged portion 12, a power supply portion 11 for control, NPN transistors Tr1, Tr2, and resistors R1 to R3. The charged portion 12 includes terminals 121, 122, applies reference potential to the terminal 121 and is charged applying higher potential than the reference potential to the terminal 122. The power supply portion 11 for control outputs the potential, which is higher than the reference potential to an output terminal 114, in which input terminals 111, 112 of the power supply portion are connected to the terminals 121, 122, respectively. In the NPN transistor Tr1, a collector is connected to the terminal 122 via the resistor R1, while an emitter is connected to the terminal 121, and a base is connected to the output terminal 114 via the resistor R3, respectively. In the NPN transistor Tr2, the collector is connected to the terminal 122 via the resistor R2, while the emitter is connected to the terminal 121, and the base is connected to the collector of the NPN transistor Tr1, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は放充電装置及び電圧変換装置に関し、例えば空調機に適用することができる。   The present invention relates to a discharge / charge device and a voltage conversion device, and can be applied to, for example, an air conditioner.

空調機や汎用インバータなどに用いられる電圧変換装置には、電圧を平滑化するために大容量のコンデンサが設けられている。メンテナンス時の便宜のため、コンデンサの両端の間に放電抵抗を設けることで、電圧供給が停止している場合にコンデンサを放電させていた。   A voltage conversion device used for an air conditioner, a general-purpose inverter, or the like is provided with a large-capacity capacitor for smoothing the voltage. For convenience during maintenance, a discharge resistor is provided between both ends of the capacitor to discharge the capacitor when the voltage supply is stopped.

なお、本発明に関連する技術を以下に示す。   In addition, the technique relevant to this invention is shown below.

特開平６−２８４６０２号公報JP-A-6-284602

電圧変換装置に電圧供給されている場合には、効率性の観点から放電抵抗での電力損失を小さくしたいので、当該抵抗の抵抗値は大きい方が良い。しかし、抵抗値を大きくすると、コンデンサを放電するための所要時間が長くなり、あまり望ましくない。   When voltage is supplied to the voltage conversion device, it is desirable to reduce the power loss at the discharge resistor from the viewpoint of efficiency. However, increasing the resistance value increases the time required to discharge the capacitor, which is not desirable.

この解決手段として、例えば補助接点付きの電磁接触機を用いて、コンデンサの放電時に放電抵抗がコンデンサに接続される技術が上記特許文献１に紹介されている。しかし、補助接点付の電磁接触機は高価であり、コストが増大するのであまり望ましくない。   As a solution to this problem, for example, a technique in which a discharge resistor is connected to a capacitor when the capacitor is discharged using an electromagnetic contactor with an auxiliary contact is introduced in Patent Document 1. However, electromagnetic contactors with auxiliary contacts are expensive and less desirable because of increased costs.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、コストを抑えつつも、効率良く放充電を行うことが目的とされる。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to efficiently charge and discharge while suppressing cost.

この発明の請求項１にかかる放充電装置は、一対の端子（１２１，１２２）を有し、その一方（１２１）に基準電位を与え、他方（１２２）に前記基準電位よりも高い電位を与えて充電される被充電部（１２）と、前記一対の前記端子に接続される一対の入力端子（１１１，１１２）と、一対の出力端子（１１３，１１４）とを有し、前記出力端子の一方（１１４）に前記基準電位以上の電位を出力する電源部（１１）と、第１の抵抗（Ｒ１）と、前記第１の抵抗を介して前記端子の前記他方（１２２）に接続されるコレクタ端子（Ｃ）と、前記端子の前記一方（１２１）に接続されるエミッタ端子（Ｅ）と、前記出力端子の前記一方（１１４）に接続されるベース端子（Ｂ）とを有する第１のＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ１）と、前記端子の前記他方（１２２）に接続されるコレクタ端子（Ｃ）と、前記端子の前記一方（１２１）に接続されるエミッタ端子（Ｅ）と、前記第１のＮＰＮトランジスタの前記コレクタ端子に接続されるベース端子（Ｂ）とを有する第２のＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ２）とを備える。   The discharge device according to claim 1 of the present invention has a pair of terminals (121, 122), which gives a reference potential to one (121) and gives a potential higher than the reference potential to the other (122). To be charged (12), a pair of input terminals (111, 112) connected to the pair of terminals, and a pair of output terminals (113, 114), One (114) is connected to the power supply unit (11) that outputs a potential equal to or higher than the reference potential, the first resistor (R1), and the other one (122) of the terminals via the first resistor. A first terminal having a collector terminal (C), an emitter terminal (E) connected to the one of the terminals (121), and a base terminal (B) connected to the one of the output terminals (114); NPN transistor (Tr1) and the terminal A collector terminal (C) connected to the other (122), an emitter terminal (E) connected to the one (121) of the terminals, and a base connected to the collector terminal of the first NPN transistor And a second NPN transistor (Tr2) having a terminal (B).

この発明の請求項２にかかる放充電装置は、請求項１記載の放充電装置であって、前記第１のＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ１）の前記ベース端子（Ｂ）と、前記出力端子の前記一方（１１４）との間に接続される第３の抵抗（Ｒ３）と、前記第１のＮＰＮトランジスタの前記ベース端子と、前記出力端子の他方（１１３）との間に接続される第４の抵抗（Ｒ４）とを更に備える。   A discharge / charge device according to claim 2 of the present invention is the discharge / charge device according to claim 1, wherein the base terminal (B) of the first NPN transistor (Tr1) and the one of the output terminals ( 114) and a fourth resistor (R3) connected between the base terminal of the first NPN transistor and the other (113) of the output terminal. R4).

この発明の請求項３にかかる放充電装置は、請求項１または請求項２記載の放充電装置であって、前記第２のＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ２）の前記コレクタ端子（Ｃ）と、前記端子の前記他方（１２２）との間に接続され、前記第１の抵抗（Ｒ１）よりも抵抗値が小さい第２の抵抗（Ｒ２）を更に備える。   A discharge / charge device according to a third aspect of the present invention is the discharge / charge device according to the first or second aspect, wherein the collector terminal (C) of the second NPN transistor (Tr2) and the terminals A second resistor (R2) connected between the other (122) and having a resistance value smaller than that of the first resistor (R1) is further provided.

この発明の請求項４にかかる放充電装置は、請求項３記載の放充電装置であって、第２の抵抗（Ｒ２）の抵抗値は、第１の抵抗（Ｒ１）の抵抗値の１００分の１以下である。   The discharge / charge device according to claim 4 of the present invention is the discharge / discharge device according to claim 3, wherein the resistance value of the second resistor (R2) is 100 minutes of the resistance value of the first resistor (R1). 1 or less.

この発明の請求項５にかかる電圧変換装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の放充電装置（１）と、入力された交流電圧を直流電圧（Ｖｔ）に変換し、前記直流電圧を前記一対の端子（１２１，１２２）に印加するコンバータ（２）と、前記放充電装置を介して前記直流電圧が入力され、前記直流電圧を所望の交流電圧に変換して出力するインバータ（３）とを備える。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a voltage converting apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the charging / discharging apparatus (1) converts an input AC voltage into a DC voltage (Vt). The DC voltage is input via the converter (2) for applying the DC voltage to the pair of terminals (121, 122) and the discharging / charging device, and the DC voltage is converted into a desired AC voltage and output. And an inverter (3).

この発明の請求項１にかかる放充電装置によれば、被充電部が充電されている場合には、電源部から出力端子の一方に基準電位よりも高い電位が出力され、ほぼこの電位が第１のＮＰＮトランジスタのベース端子に与えられるので、エミッタ端子の電位が基準電位である第１のＮＰＮトランジスタはＯＮする。このとき、第２のＮＰＮトランジスタのベース端子には電流がほとんど流れ込まないので、第２のＮＰＮトランジスタはＯＦＦする。よって、第１の抵抗の両端で、ほぼ被充電部の電圧を支える。第１の抵抗の抵抗値を大きくして、不要な電力の発生を低減することができる。   According to the first aspect of the present invention, when the part to be charged is charged, a potential higher than the reference potential is output from the power supply unit to one of the output terminals. Since it is given to the base terminal of one NPN transistor, the first NPN transistor whose emitter terminal potential is the reference potential is turned ON. At this time, since the current hardly flows into the base terminal of the second NPN transistor, the second NPN transistor is turned OFF. Therefore, the voltage of the part to be charged is substantially supported at both ends of the first resistor. Generation of unnecessary power can be reduced by increasing the resistance value of the first resistor.

被充電部が放電される場合には、電源部から一方の出力端子に出力される電位が低下する。一方の出力端子の電位が所定の閾値まで低下すると第１のＮＰＮトランジスタはＯＦＦする。このとき、第１の抵抗の抵抗値が大きくても、第２のＮＰＮトランジスタのベース端子には少量の電流が流れ、第２のＮＰＮトランジスタがＯＮする。よって、被充電部は放電される。第２のＮＰＮトランジスタの増幅効果によりコレクタ端子に流れる電流が増大するので、迅速な放電が可能である。   When the charged part is discharged, the potential output from the power supply part to one of the output terminals decreases. When the potential of one output terminal falls to a predetermined threshold, the first NPN transistor is turned off. At this time, even if the resistance value of the first resistor is large, a small amount of current flows through the base terminal of the second NPN transistor, and the second NPN transistor is turned on. Therefore, the charged part is discharged. Since the current flowing through the collector terminal increases due to the amplification effect of the second NPN transistor, rapid discharge is possible.

この発明の請求項２にかかる放充電装置によれば、第１のＮＰＮトランジスタのベース端子に所望の電位を与えることができるので、被充電部の放電開始後、短時間で第１のＮＰＮトランジスタをＯＦＦすることができる。よって、被充電部の放電をより迅速に行うことが可能である。   According to the second aspect of the present invention, since a desired potential can be applied to the base terminal of the first NPN transistor, the first NPN transistor can be applied in a short time after the discharge of the charged portion. Can be turned off. Therefore, it is possible to discharge the charged part more quickly.

この発明の請求項３にかかる放充電装置によれば、第２のＮＰＮトランジスタに許容される電力損失を小さくすることができる。   According to the discharge / charge device according to claim 3 of the present invention, the power loss allowed in the second NPN transistor can be reduced.

この発明の請求項４にかかる放充電装置によれば、被充電部の放電をより迅速に行うことができる。   According to the discharge / charge device according to claim 4 of the present invention, the charged portion can be discharged more quickly.

この発明の請求項５にかかる電圧変換装置によれば、入力された交流電圧から所望の交流電圧を得ることができ、電圧変換終了後の放電が迅速でもある。   According to the voltage conversion device of the fifth aspect of the present invention, a desired AC voltage can be obtained from the input AC voltage, and the discharge after the voltage conversion is completed is quick.

第１の実施の形態．
＜電圧変換装置の構成＞
図１は、本実施の形態にかかる電圧変換装置を概念的に示す。電圧変換装置１０は、放充電装置１、コンバータ２、インバータ３及びインバータ制御部６を備える。電圧変換装置１０は、供給された交流電圧を所望の交流電圧に変換して出力する。図１では、電圧変換装置１０に交流電圧を供給する電源４と、出力された所望の交流電圧が供給されるモータ５も示されている。 First embodiment.
<Configuration of voltage converter>
FIG. 1 conceptually shows the voltage converter according to the present embodiment. The voltage conversion device 10 includes a charge / discharge device 1, a converter 2, an inverter 3, and an inverter control unit 6. The voltage converter 10 converts the supplied AC voltage into a desired AC voltage and outputs it. FIG. 1 also shows a power supply 4 that supplies an AC voltage to the voltage converter 10 and a motor 5 that is supplied with the desired AC voltage that is output.

コンバータ２は、一組の入力端子２１と一対の出力端子２２，２３とを有する。一組の入力端子２１には電源４が接続される。コンバータ２は、電源４から供給される交流電圧を直流電圧Ｖｔに変換する。図１では、３相交流電圧がコンバータ２に供給される場合が示されている。   The converter 2 has a pair of input terminals 21 and a pair of output terminals 22 and 23. A power source 4 is connected to the set of input terminals 21. The converter 2 converts the AC voltage supplied from the power source 4 into a DC voltage Vt. In FIG. 1, a case where a three-phase AC voltage is supplied to the converter 2 is shown.

放充電装置１は、被充電部１２、制御用電源部１１、ＮＰＮトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２及び抵抗Ｒ１〜Ｒ３を備える。   The charge / discharge device 1 includes a charged part 12, a control power supply part 11, NPN transistors Tr1 and Tr2, and resistors R1 to R3.

被充電部１２は、例えばコンデンサであって、一対の端子１２１，１２２を有する。端子１２１，１２２は、それぞれコンバータ２の出力端子２２，２３に接続される。被充電部１２が充電される際には、端子１２１，１２２の間に直流電圧Ｖｔが印加される。このとき、端子１２１には基準電位が与えられ、端子１２２には基準電位よりも高い電位が与えられる。基準電位には例えばグランドが採用できる。   The charged part 12 is a capacitor, for example, and has a pair of terminals 121 and 122. Terminals 121 and 122 are connected to output terminals 22 and 23 of converter 2, respectively. When the charged part 12 is charged, a DC voltage Vt is applied between the terminals 121 and 122. At this time, a reference potential is applied to the terminal 121 and a potential higher than the reference potential is applied to the terminal 122. For example, ground can be adopted as the reference potential.

制御用電源部１１は、一対の入力端子１１１，１１２と、一対の出力端子１１３，１１４とを有する。入力端子１１１，１１２は、それぞれ被充電部１２の端子１２１，１２２に接続される。制御用電源部１１は、入力端子１１１，１１２の間に印加される電圧に基づいて、出力端子１１３，１１４の間に所定の電圧Ｖｃを出力する。このとき、出力端子１１４には基準電位以上の電位が出力される。   The control power supply unit 11 includes a pair of input terminals 111 and 112 and a pair of output terminals 113 and 114. The input terminals 111 and 112 are connected to the terminals 121 and 122 of the charged part 12, respectively. The control power supply unit 11 outputs a predetermined voltage Vc between the output terminals 113 and 114 based on a voltage applied between the input terminals 111 and 112. At this time, a potential higher than the reference potential is output to the output terminal 114.

ＮＰＮトランジスタＴｒ１は、コレクタ端子Ｃが抵抗Ｒ１を介して被充電部１２の端子１２２に接続され、エミッタ端子Ｅが被充電部１２の端子１２１に接続され、ベース端子Ｂが抵抗Ｒ３を介して制御用電源部１１の出力端子１１４に接続される。   In the NPN transistor Tr1, the collector terminal C is connected to the terminal 122 of the charged part 12 via the resistor R1, the emitter terminal E is connected to the terminal 121 of the charged part 12, and the base terminal B is controlled via the resistor R3. Is connected to the output terminal 114 of the power supply unit 11.

ＮＰＮトランジスタＴｒ２は、コレクタ端子Ｃが抵抗Ｒ２を介して被充電部１２の端子１２２に接続され、エミッタ端子Ｅが被充電部１２の端子１２１に接続され、ベース端子ＢがＮＰＮトランジスタＴｒ１のコレクタ端子Ｃに接続される。   The NPN transistor Tr2 has a collector terminal C connected to the terminal 122 of the charged part 12 via the resistor R2, an emitter terminal E connected to the terminal 121 of the charged part 12, and a base terminal B connected to the collector terminal of the NPN transistor Tr1. Connected to C.

抵抗Ｒ２は抵抗Ｒ１よりも抵抗値が小さい。   The resistance value of the resistor R2 is smaller than that of the resistor R1.

インバータ制御部６は、制御用電源部１１の出力端子１１３，１１４に接続され、制御用電源部１１から供給される所定の電圧Ｖｃによって駆動し、インバータ３の制御を行う。当該制御には、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が採用できる。   The inverter control unit 6 is connected to the output terminals 113 and 114 of the control power supply unit 11 and is driven by a predetermined voltage Vc supplied from the control power supply unit 11 to control the inverter 3. For the control, for example, PWM (Pulse Width Modulation) control can be adopted.

インバータ３は、一対の入力端子３１，３２と、一組の出力端子３３とを有する。入力端子３１，３２は、それぞれ被充電部１２の端子１２１，１２２に接続されて直流電圧Ｖｔが供給される。インバータ３は、インバータ制御部６の制御によって直流電圧Ｖｔを所望の交流電圧に変換し、これを一組の出力端子３３に出力する。出力された所望の交流電圧は例えばモータ５に与えられる。図１では、所望の３相交流電圧が出力される場合が示されている。   The inverter 3 has a pair of input terminals 31 and 32 and a set of output terminals 33. The input terminals 31 and 32 are respectively connected to the terminals 121 and 122 of the charged part 12 and supplied with the DC voltage Vt. The inverter 3 converts the DC voltage Vt into a desired AC voltage under the control of the inverter control unit 6, and outputs this to a set of output terminals 33. The output desired AC voltage is applied to the motor 5, for example. FIG. 1 shows a case where a desired three-phase AC voltage is output.

インバータ３は、放充電装置１を介して直流電圧Ｖｔが入力され、その電圧Ｖｔを所望の交流電圧に変換して出力すると把握することができる。   The inverter 3 can be grasped when the DC voltage Vt is input via the charging / discharging device 1 and the voltage Vt is converted into a desired AC voltage and output.

上述した放充電装置１によれば、被充電部１２が充電されている場合には、制御用電源部１１から出力端子１１４に基準電位より高い電位が出力され、ほぼこの電位がＮＰＮトランジスタＴｒ１のベース端子Ｂに与えられる。ＮＰＮトランジスタＴｒ１は、そのエミッタ端子Ｅの電位が基準電位であるのでＯＮする。このとき、ＮＰＮトランジスタＴｒ２のベース端子Ｂには電流がほとんど流れ込まないので、ＮＰＮトランジスタＴｒ２はＯＦＦする。よって、抵抗Ｒ１の両端で、ほぼ被充電部１２の電圧Ｖｔを支える。抵抗Ｒ１の抵抗値を大きくして、不要な電力の発生を低減することができる。   According to the charging / discharging device 1 described above, when the charged portion 12 is charged, a potential higher than the reference potential is output from the control power supply portion 11 to the output terminal 114, and this potential is substantially equal to the NPN transistor Tr1. It is given to the base terminal B. The NPN transistor Tr1 is turned on because the potential of the emitter terminal E is the reference potential. At this time, since the current hardly flows into the base terminal B of the NPN transistor Tr2, the NPN transistor Tr2 is turned OFF. Therefore, the voltage Vt of the charged part 12 is substantially supported at both ends of the resistor R1. The generation of unnecessary power can be reduced by increasing the resistance value of the resistor R1.

被充電部１２が放電される場合には、制御用電源部１１から出力端子１１４に出力される電位が低下する。出力端子１１４の電位が所定の閾値まで低下するとＮＰＮトランジスタはＯＦＦする。このとき、抵抗Ｒ１の抵抗値が大きくても、ＮＰＮトランジスタＴｒ２のベース端子Ｂには少量の電流が流れ、ＮＰＮトランジスタＴｒ２はＯＮする。よって、被充電部１２は放電される。ＮＰＮトランジスタＴｒ２の増幅効果によりそのコレクタ端子Ｃに流れる電流が増大するので、迅速な放電が可能である。   When the charged unit 12 is discharged, the potential output from the control power supply unit 11 to the output terminal 114 decreases. When the potential of the output terminal 114 decreases to a predetermined threshold value, the NPN transistor is turned off. At this time, even if the resistance value of the resistor R1 is large, a small amount of current flows through the base terminal B of the NPN transistor Tr2, and the NPN transistor Tr2 is turned on. Therefore, the charged part 12 is discharged. Since the current flowing through the collector terminal C increases due to the amplification effect of the NPN transistor Tr2, rapid discharge is possible.

なお、ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベース端子Ｂは、抵抗Ｒ３を介さず直接に制御用電源部１１の出力端子１１４に接続されても良い。かかる態様であっても、上述した効果が得られる。   The base terminal B of the NPN transistor Tr1 may be directly connected to the output terminal 114 of the control power supply unit 11 without passing through the resistor R3. Even in this aspect, the above-described effects can be obtained.

ＮＰＮトランジスタＴｒ２のコレクタ端子Ｃは、抵抗Ｒ２を介さず直接に被充電部１２の端子１２２に接続されても良い。かかる態様であっても、上述した効果が得られる。   The collector terminal C of the NPN transistor Tr2 may be directly connected to the terminal 122 of the charged part 12 without going through the resistor R2. Even in this aspect, the above-described effects can be obtained.

一方で、エミッタ端子Ｅとコレクタ端子Ｃとの間に大量の電流が流れ、ＮＰＮトランジスタＴｒ２が破壊されるおそれがある。このため、許容される電力損失が大きいＮＰＮトランジスタＴｒ２を採用する必要がある。あるいは、ＮＰＮトランジスタＴｒ２に許容される電力損失を小さい場合であっても、ＮＰＮトランジスタＴｒ２のコレクタ端子側に抵抗Ｒ２を接続することで、ＮＰＮトランジスタＴｒ２の破壊を回避することができる。   On the other hand, a large amount of current flows between the emitter terminal E and the collector terminal C, and the NPN transistor Tr2 may be destroyed. For this reason, it is necessary to employ the NPN transistor Tr2 having a large allowable power loss. Alternatively, even when the power loss allowed for the NPN transistor Tr2 is small, the destruction of the NPN transistor Tr2 can be avoided by connecting the resistor R2 to the collector terminal side of the NPN transistor Tr2.

ただし、抵抗Ｒ２の抵抗値は、抵抗Ｒ１の抵抗値の１００分の１以下であることが望ましい。被充電部１２の放電をより迅速に行うことができるからである。   However, it is desirable that the resistance value of the resistor R2 is 1/100 or less of the resistance value of the resistor R1. This is because the charged portion 12 can be discharged more quickly.

本実施の形態にかかる電圧変換装置１０によれば、入力された交流電圧から所望の交流電圧を得ることができ、電圧変換終了後の放電を迅速に行うこともできる。   According to the voltage conversion device 10 according to the present embodiment, a desired AC voltage can be obtained from the input AC voltage, and discharge after the voltage conversion is completed can be performed quickly.

＜放充電装置の動作＞
図２を用いて放充電装置１の動作を具体的に説明する。まず、電源４がＯＮしている場合（時刻ｔ０〜ｔ１）、被充電部１２は充電されて、その端子１２１，１２２の間には２８０Ｖの電圧（以下、充電電圧という）Ｖｔが生じる。このとき、制御用電源部１１の出力端子１１３，１１４の間には５Ｖの電圧（以下、出力電圧という）Ｖｃが出力されて、ＮＰＮトランジスタＴｒ１はＯＮし、ＮＰＮトランジスタＴｒ２はＯＦＦする。 <Operation of discharging / charging device>
The operation of the discharge / charge device 1 will be specifically described with reference to FIG. First, when the power supply 4 is ON (time t0 to t1), the charged portion 12 is charged, and a voltage 280V (hereinafter referred to as a charging voltage) Vt is generated between its terminals 121 and 122. At this time, a voltage of 5 V (hereinafter referred to as output voltage) Vc is output between the output terminals 113 and 114 of the control power supply unit 11, the NPN transistor Tr1 is turned on, and the NPN transistor Tr2 is turned off.

メンテナンスの便宜などのために時刻ｔ１で電源４がＯＦＦされると、出力電圧Ｖｃは低下し始める。出力電圧Ｖｃが所定の閾値Ｖｃ１まで低下すると（時刻ｔ２）、ＮＰＮトランジスタＴｒ１はＯＦＦし、ＮＰＮトランジスタＴｒ２はＯＮする。   When the power supply 4 is turned off at time t1 for convenience of maintenance, the output voltage Vc starts to decrease. When the output voltage Vc decreases to a predetermined threshold value Vc1 (time t2), the NPN transistor Tr1 is turned off and the NPN transistor Tr2 is turned on.

時刻ｔ２からはＮＰＮトランジスタＴｒ２を介して放電が始まり、充電電圧Ｖｔが低下する。これに伴って、ＮＰＮトランジスタＴｒ２のベース端子Ｂに流れる電流量も低下する。そして、充電電圧Ｖｔが０Ｖ近傍まで低下すると、ＮＰＮトランジスタＴｒ２は、ＯＮでもＯＦＦでもない不定の状態になる（時刻ｔ３）。時刻ｔ３では、ＮＰＮトランジスタＴｒ１も同様に不定の状態になる。   From time t2, discharging starts via the NPN transistor Tr2, and the charging voltage Vt decreases. Along with this, the amount of current flowing through the base terminal B of the NPN transistor Tr2 also decreases. Then, when the charging voltage Vt decreases to near 0V, the NPN transistor Tr2 enters an indefinite state that is neither ON nor OFF (time t3). At time t3, the NPN transistor Tr1 is similarly indefinite.

例えば、メンテナンスを容易とする電圧、例えば５０Ｖ以下の電圧まで充電電圧Ｖｔが低下していれば、時刻ｔ３の前に放電を終了しても良い。この場合、ＮＰＮトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は不定の状態にならない。   For example, if the charging voltage Vt is reduced to a voltage that facilitates maintenance, for example, a voltage of 50 V or less, discharging may be terminated before time t3. In this case, the NPN transistors Tr1 and Tr2 are not in an indefinite state.

メンテナンスが終了し、再び、電源４をＯＮすることで（時刻ｔ４）、交流電源が供給され、充電電圧Ｖｔが上昇し始める。これにより、ＮＰＮトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２はいずれも不定の状態から脱する。しかも、出力電圧Ｖｃが上昇する。出力電圧Ｖｃが所定の閾値Ｖｃ２以上になると（時刻ｔ５〜）、ＮＰＮトランジスタＴｒ１はＯＮし、ＮＰＮトランジスタＴｒ２はＯＦＦする。   When the maintenance is completed and the power source 4 is turned on again (time t4), AC power is supplied and the charging voltage Vt starts to rise. As a result, both NPN transistors Tr1 and Tr2 are released from the indefinite state. In addition, the output voltage Vc increases. When the output voltage Vc becomes equal to or higher than the predetermined threshold value Vc2 (time t5), the NPN transistor Tr1 is turned on and the NPN transistor Tr2 is turned off.

＜出力電圧Ｖｃの分圧＞
図３は、図１で示される電圧変換装置１０が更に抵抗Ｒ４を備える態様を示す。 <Voltage division of output voltage Vc>
FIG. 3 shows an aspect in which the voltage conversion device 10 shown in FIG. 1 further includes a resistor R4.

抵抗Ｒ４は、ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベース端子Ｂと、制御用電源部１１の出力端子１１３との間に接続される。すなわち、抵抗Ｒ４は、制御用電源部１１の出力端子１１３，１１４の間で抵抗Ｒ３と直列接続を構成し、抵抗Ｒ３との間にＮＰＮトランジスタＴｒ１のベース端子Ｂが接続されている。   The resistor R4 is connected between the base terminal B of the NPN transistor Tr1 and the output terminal 113 of the control power supply unit 11. That is, the resistor R4 forms a series connection with the resistor R3 between the output terminals 113 and 114 of the control power supply unit 11, and the base terminal B of the NPN transistor Tr1 is connected between the resistor R3.

かかる電圧変換装置１０によれば、被充電部１１の出力電圧Ｖｃが低下し始めてから短時間でＮＰＮトランジスタＴｒ１をＯＦＦすることができる。図２を用いて説明すれば、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間隔を短縮することができる。よって、被充電部１２の放電をより迅速に行うことが可能である。   According to the voltage conversion device 10, the NPN transistor Tr <b> 1 can be turned off in a short time after the output voltage Vc of the charged part 11 starts to decrease. If it demonstrates using FIG. 2, the space | interval of the time t1 and the time t2 can be shortened. Therefore, it is possible to discharge the charged part 12 more quickly.

第２の実施の形態．
図４は、本実施の形態にかかる電圧変換装置を概念的に示す。図４には、図１で示される電圧変換装置１０についてＮＰＮトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２及び抵抗Ｒ１〜Ｒ３に代えて、ＰＮＰトランジスタＴｒ３，ツェナーダイオードＤｉ１及び抵抗Ｒ５〜Ｒ８を備えたものが示されている。 Second embodiment.
FIG. 4 conceptually shows the voltage converter according to the present embodiment. FIG. 4 shows the voltage converter 10 shown in FIG. 1 having a PNP transistor Tr3, a Zener diode Di1, and resistors R5 to R8 instead of the NPN transistors Tr1 and Tr2 and resistors R1 to R3. .

ＰＮＰトランジスタＴｒ３は、コレクタ端子Ｃが被充電部１２の端子１２１に接続され、エミッタ端子Ｅが抵抗Ｒ５を介して被充電部１２の端子１２２に接続され、ベース端子Ｂが抵抗Ｒ８とツェナーダイオードＤｉ１とをこの順に介して制御用電源部１１の出力端子１１４に接続される。なお、ツェナーダイオードＤｉ１は、そのカソードが抵抗Ｒ８側に接続される。   In the PNP transistor Tr3, the collector terminal C is connected to the terminal 121 of the charged part 12, the emitter terminal E is connected to the terminal 122 of the charged part 12 via the resistor R5, and the base terminal B is connected to the resistor R8 and the Zener diode Di1. Are connected to the output terminal 114 of the control power supply unit 11 in this order. The Zener diode Di1 has its cathode connected to the resistor R8 side.

抵抗Ｒ６は、その端子の一方が被充電部１２の端子１２２に接続され、他方がＰＮＰトランジスタＴｒ３のベース端子Ｂと抵抗Ｒ８との間に接続される。抵抗Ｒ６は、被充電部１２の端子１２２と制御用電源部１１の出力端子１１４との間で、抵抗Ｒ８と直列接続を構成する。よって、当該直列接続の両端にかかる電圧を分圧して、ＰＮＰトランジスタＴｒ３のベース端子Ｂに所望の電位を与えることができる。   One terminal of the resistor R6 is connected to the terminal 122 of the charged portion 12, and the other terminal is connected between the base terminal B of the PNP transistor Tr3 and the resistor R8. The resistor R6 forms a series connection with the resistor R8 between the terminal 122 of the charged unit 12 and the output terminal 114 of the control power supply unit 11. Therefore, a voltage applied to both ends of the series connection can be divided to give a desired potential to the base terminal B of the PNP transistor Tr3.

抵抗Ｒ７は、その端子の一方が被充電部１２の端子１２２に接続され、他方が抵抗Ｒ８とツェナーダイオードＤｉ１との間に接続される。抵抗Ｒ７の抵抗値によって、ツェナーダイオードＤｉ１に流れる電流を調節することができる。   One terminal of the resistor R7 is connected to the terminal 122 of the charged portion 12, and the other terminal is connected between the resistor R8 and the Zener diode Di1. The current flowing through the Zener diode Di1 can be adjusted by the resistance value of the resistor R7.

かかる電圧変換装置１０によれば、被充電部１２が充電されている場合にはＰＮＰトランジスタＴｒ３をＯＦＦし、被充電部１２が放電される場合にはＰＮＰトランジスタＴｒ３をＯＮすることができる。よって、充電時には不要な電力の発生を低減し、放電時には迅速に被充電部１２の電圧を低下させることができる。   According to the voltage conversion device 10, the PNP transistor Tr3 can be turned off when the charged part 12 is charged, and the PNP transistor Tr3 can be turned on when the charged part 12 is discharged. Therefore, generation of unnecessary power during charging can be reduced, and the voltage of the charged portion 12 can be quickly reduced during discharging.

ツェナーダイオードＤｉ１の両端には所定の電位差が保持されるので、被充電部１２の放電終了後であっても、端子１２１，１２２の間には所定の電位差が生じたままである。よって、所定の電位差には、例えばメンテナンスを容易とする電位差、例えば５０Ｖ以下の電位差を採用することが望ましい。   Since a predetermined potential difference is held at both ends of the Zener diode Di1, a predetermined potential difference remains between the terminals 121 and 122 even after the discharge of the charged portion 12 is completed. Therefore, it is desirable to employ, for example, a potential difference that facilitates maintenance, for example, a potential difference of 50 V or less, as the predetermined potential difference.

第３の実施の形態．
図５は、本実施の形態にかかる電圧変換装置を概念的に示す。図５には、図１で示される電圧変換装置１０についてＮＰＮトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２及び抵抗Ｒ１〜Ｒ３に代えて、ＰＮＰトランジスタＴｒ４，Ｔｒ５，ツェナーダイオードＤｉ２及び抵抗Ｒ９〜Ｒ１４を備えたものが示されている。 Third embodiment.
FIG. 5 conceptually shows the voltage converter according to the present embodiment. FIG. 5 shows the voltage converter 10 shown in FIG. 1 having PNP transistors Tr4, Tr5, Zener diode Di2, and resistors R9-R14 instead of NPN transistors Tr1, Tr2 and resistors R1-R3. ing.

ＰＮＰトランジスタＴｒ４は、コレクタ端子Ｃが被充電部１２の端子１２１に接続され、エミッタ端子Ｅが抵抗Ｒ１３，Ｒ１１をこの順に介して被充電部１２の端子１２２に接続され、ベース端子Ｂが抵抗Ｒ１４を介して制御用電源部１１の出力端子１１４に接続される。   In the PNP transistor Tr4, the collector terminal C is connected to the terminal 121 of the charged part 12, the emitter terminal E is connected to the terminal 122 of the charged part 12 through the resistors R13 and R11 in this order, and the base terminal B is connected to the resistor R14. To the output terminal 114 of the control power supply unit 11.

ＰＮＰトランジスタＴｒ５は、コレクタ端子Ｃが被充電部１２の端子１２１に接続され、エミッタ端子Ｅが抵抗Ｒ９を介して被充電部１２の端子１２２に接続され、ベース端子Ｂが抵抗Ｒ１２，Ｒ１３をこの順に介してＰＮＰトランジスタＴｒ４のエミッタ端子Ｅに接続される。   In the PNP transistor Tr5, the collector terminal C is connected to the terminal 121 of the charged part 12, the emitter terminal E is connected to the terminal 122 of the charged part 12 via the resistor R9, and the base terminal B is connected to the resistors R12 and R13. The PNP transistor Tr4 is connected in turn to the emitter terminal E of the PNP transistor Tr4.

抵抗Ｒ１０は、その端子の一方が被充電部１２の端子１２２に接続され、他方がＰＮＰトランジスタＴｒ５のベース端子Ｂと抵抗Ｒ１２との間に接続される。抵抗Ｒ１０は、ＰＮＰトランジスタＴｒ４のエミッタ端子Ｅと被充電部１２の端子１２２との間で、抵抗Ｒ１２と直列接続を構成する。よって、当該直列接続の両端にかかる電圧を分圧して、ＰＮＰトランジスタＴｒ５のベース端子Ｂに所望の電位を与えることができる。   One terminal of the resistor R10 is connected to the terminal 122 of the charged portion 12, and the other terminal is connected between the base terminal B of the PNP transistor Tr5 and the resistor R12. The resistor R10 forms a series connection with the resistor R12 between the emitter terminal E of the PNP transistor Tr4 and the terminal 122 of the charged portion 12. Therefore, a voltage applied to both ends of the series connection can be divided to give a desired potential to the base terminal B of the PNP transistor Tr5.

ツェナーダイオードＤｉ２は、アノードがＰＮＰトランジスタＴｒ４のコレクタ端子Ｃに、カソードがＰＮＰトランジスタＴｒ４のエミッタ端子Ｅにそれぞれ接続され、エミッタ端子Ｅとコレクタ端子Ｃとの間に所定の電位差を保持する。ツェナーダイオードＤｉ２が保持できる所定の電位差は、制御用電源部１１から出力される出力電圧Ｖｃの最大値以下である。   The Zener diode Di2 has an anode connected to the collector terminal C of the PNP transistor Tr4 and a cathode connected to the emitter terminal E of the PNP transistor Tr4, and holds a predetermined potential difference between the emitter terminal E and the collector terminal C. The predetermined potential difference that can be held by the Zener diode Di2 is equal to or less than the maximum value of the output voltage Vc output from the control power supply unit 11.

かかる電圧変換装置１０によれば、被充電部１２が充電されている場合には、ＰＮＰトランジスタＴｒ４のベース端子Ｂの電位が、エミッタ端子Ｅとほぼ同じであるか、またはエミッタ端子Ｅよりも高いので、ＰＮＰトランジスタＴｒ４はＯＦＦする。被充電部１２が放電される場合には、制御用電源部１１の出力端子１１４の電位が低下するので、ＰＮＰトランジスタＴｒ４のベース端子Ｂの電位がエミッタ端子Ｅよりも低くなって、ＰＮＰトランジスタＴｒ４はＯＮする。そして、ＰＮＰトランジスタＴｒ４のＯＮ／ＯＦＦによって、ＰＮＰトランジスタＴｒ５をそれぞれＯＮ／ＯＦＦさせることができる。よって、充電時には不要な電力の発生を低減し、放電時には迅速に被充電部１２の電圧を低下させることができる。   According to the voltage conversion device 10, when the charged part 12 is charged, the potential of the base terminal B of the PNP transistor Tr4 is substantially the same as the emitter terminal E or higher than the emitter terminal E. Therefore, the PNP transistor Tr4 is turned off. When the charged part 12 is discharged, the potential of the output terminal 114 of the control power supply part 11 decreases, so the potential of the base terminal B of the PNP transistor Tr4 becomes lower than the emitter terminal E, and the PNP transistor Tr4 Turns on. The PNP transistor Tr5 can be turned on / off by turning on / off the PNP transistor Tr4. Therefore, generation of unnecessary power during charging can be reduced, and the voltage of the charged portion 12 can be quickly reduced during discharging.

第１の実施の形態で説明される、電圧変換装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the voltage converter demonstrated in 1st Embodiment. 放充電装置の動作を、出力電圧Ｖｃ、ＮＰＮトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のＯＮ／ＯＦＦ及び充電電圧Ｖｔの経時変化で示す図である。It is a figure which shows operation | movement of a discharge device with the time-dependent change of output voltage Vc, ON / OFF of NPN transistor Tr1, Tr2, and charging voltage Vt. 出力電圧Ｖｃが分圧される電圧変換装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the voltage converter which the output voltage Vc is divided. 第２の実施の形態で説明される、電圧変換装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the voltage converter demonstrated in 2nd Embodiment. 第３の実施の形態で説明される、電圧変換装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the voltage converter demonstrated in 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 放充電装置
２ コンバータ
３ インバータ
１０ 電圧変換装置
１１ 制御用電源部
１２ 被充電部
１１１，１１２ 入力端子
１１３，１１４ 出力端子
１２１，１２２ 端子
Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗
Ｔｒ１，Ｔｒ２ ＮＰＮトランジスタ
Ｖｔ 直流電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charging / discharging apparatus 2 Converter 3 Inverter 10 Voltage conversion apparatus 11 Control power supply part 12 Charged part 111,112 Input terminal 113,114 Output terminal 121,122 Terminal R1-R4 Resistance Tr1, Tr2 NPN transistor Vt DC voltage

Claims (5)

一対の端子（１２１，１２２）を有し、その一方（１２１）に基準電位を与え、他方（１２２）に前記基準電位よりも高い電位を与えて充電される被充電部（１２）と、
前記一対の前記端子に接続される一対の入力端子（１１１，１１２）と、一対の出力端子（１１３，１１４）とを有し、前記出力端子の一方（１１４）に前記基準電位以上の電位を出力する電源部（１１）と、
第１の抵抗（Ｒ１）と、
前記第１の抵抗を介して前記端子の前記他方（１２２）に接続されるコレクタ端子（Ｃ）と、前記端子の前記一方（１２１）に接続されるエミッタ端子（Ｅ）と、前記出力端子の前記一方（１１４）に接続されるベース端子（Ｂ）とを有する第１のＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ１）と、
前記端子の前記他方（１２２）に接続されるコレクタ端子（Ｃ）と、前記端子の前記一方（１２１）に接続されるエミッタ端子（Ｅ）と、前記第１のＮＰＮトランジスタの前記コレクタ端子に接続されるベース端子（Ｂ）とを有する第２のＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ２）と
を備える、放充電装置。 A charged part (12) which has a pair of terminals (121, 122), is charged by applying a reference potential to one (121) and applying a potential higher than the reference potential to the other (122);
A pair of input terminals (111, 112) connected to the pair of terminals and a pair of output terminals (113, 114), and one of the output terminals (114) has a potential equal to or higher than the reference potential. A power supply unit (11) for outputting;
A first resistor (R1);
A collector terminal (C) connected to the other (122) of the terminals via the first resistor, an emitter terminal (E) connected to the one (121) of the terminals, and an output terminal A first NPN transistor (Tr1) having a base terminal (B) connected to the one (114);
A collector terminal (C) connected to the other (122) of the terminals, an emitter terminal (E) connected to the one (121) of the terminals, and a collector terminal of the first NPN transistor And a second NPN transistor (Tr2) having a base terminal (B) to be discharged. 前記第１のＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ１）の前記ベース端子（Ｂ）と、前記出力端子の前記一方（１１４）との間に接続される第３の抵抗（Ｒ３）と、
前記第１のＮＰＮトランジスタの前記ベース端子と、前記出力端子の他方（１１３）との間に接続される第４の抵抗（Ｒ４）と
を更に備える、請求項１記載の放充電装置。 A third resistor (R3) connected between the base terminal (B) of the first NPN transistor (Tr1) and the one (114) of the output terminal;
The discharge / discharge device according to claim 1, further comprising a fourth resistor (R4) connected between the base terminal of the first NPN transistor and the other (113) of the output terminal. 前記第２のＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ２）の前記コレクタ端子（Ｃ）と、前記端子の前記他方（１２２）との間に接続され、前記第１の抵抗（Ｒ１）よりも抵抗値が小さい第２の抵抗（Ｒ２）を更に備える、請求項１または請求項２記載の放充電装置。   The second NPN transistor (Tr2) is connected between the collector terminal (C) and the other of the terminals (122), and has a second resistance value smaller than that of the first resistor (R1). The discharge / charge device according to claim 1 or 2, further comprising a resistor (R2). 第２の抵抗（Ｒ２）の抵抗値は、第１の抵抗（Ｒ１）の抵抗値の１００分の１以下である、請求項３記載の放充電装置。   The discharge / charge device according to claim 3, wherein a resistance value of the second resistor (R2) is 1/100 or less of a resistance value of the first resistor (R1). 請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の放充電装置（１）と、
入力された交流電圧を直流電圧（Ｖｔ）に変換し、前記直流電圧を前記一対の端子（１２１，１２２）に印加するコンバータ（２）と、
前記放充電装置を介して前記直流電圧が入力され、前記直流電圧を所望の交流電圧に変換して出力するインバータ（３）と
を備える、電圧変換装置。 The discharge / charge device (1) according to any one of claims 1 to 4,
A converter (2) for converting an input AC voltage into a DC voltage (Vt) and applying the DC voltage to the pair of terminals (121, 122);
A voltage converter comprising: an inverter (3) that receives the DC voltage through the discharge / charge device, converts the DC voltage into a desired AC voltage, and outputs the AC voltage.
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JP2014135827A (en) * 2013-01-09 2014-07-24 Aisin Aw Co Ltd Rotary electric machine control device

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