JP2013182702A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチの数よりも電磁コイルの数を少なくすることができる電源システムを提供する。
【解決手段】電源システム１は、正側メインスイッチ３ａと、負側メインスイッチ３ｂと、プリチャージ抵抗４と、プリチャージスイッチ３ｃと、第１電磁コイル５ａと、第２電磁コイル５ｂと、制御回路部６とを備える。２個の電磁コイル５ａ，５ｂのうち第１電磁コイル５ａにのみ通電すると、負側メインスイッチ３ｂとプリチャージスイッチ３ｃとがオンになる。さらに第２電磁コイル５ｂへも通電すると、正側メインスイッチ３ａがオンになる。その後、第１電磁コイル５ａへの通電を停止すると、第２電磁コイル５ｂによって発生した磁力によって２個のメインスイッチ３ａ，３ｂをオンにしたままプリチャージスイッチ３ｃがオフになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁コイルとスイッチとを有する電源システムに関する。

従来から、図１６に示すごとく、電子機器９２を直流電源９１に電気接続したり、遮断したりするための電源システム９が知られている（下記特許文献１参照）。

直流電源９１の正電極と電子機器９２とは正側配線９９ａによって接続されており、直流電源９１の負電極と電子機器９２とは負側配線９９ｂによって接続されている。正側配線９９ａには正側メインスイッチ９３ａを設けてあり、負側配線９９ｂには負側メインスイッチ９３ｂを設けてある。また、プリチャージ抵抗９４とプリチャージスイッチ９３ｃとを直列接続した直列体９５が、正側メインスイッチ９３ａに並列接続されている。そして、電磁コイル９６への通電と通電停止とを切り替えることにより、個々のスイッチ９３ａ〜９３ｃを開閉するよう構成されている。

電子機器９２には、直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサ９８を接続してある。電子機器９２を起動する際、平滑コンデンサ９８に電荷が蓄えられていない状態で、正側メインスイッチ９３ａと負側メインスイッチ９３ｂをオンすると、平滑コンデンサ９８に突入電流が流れ、これらのスイッチ９３ａ，９３ｂが溶着する場合がある。そのため、電子機器９２を稼働する際には、まずプリチャージスイッチ９３ｃと負側メインスイッチ９３ｂをオンし、プリチャージ抵抗９４を介して平滑コンデンサ９８に電流を徐々に流す。これにより、平滑コンデンサ９８に突入電流が流れてメインスイッチ９３ａ，９３ｂが溶着する不具合を防止している。
そして、平滑コンデンサ９８に電荷が充分に蓄えられた後、正側メインスイッチ９３ａをオンし、プリチャージスイッチ９３ｃをオフする。この２つのメインスイッチ９３ａ，９３ｂのみをオンにした状態で、直流電源９１から電子機器９２へ電力を供給する。

このように電源システム９は、複数のスイッチ９３ａ〜９３ｃのうち、オンするスイッチ９３の組み合わせを変えることにより、平滑コンデンサ９８を充電する状態（プリチャージ状態）と、電子機器９２に電力を供給する状態（電力供給状態）とを切り替えるよう構成されている。

特開２００５−２２２８７１号公報

しかしながら、従来の電源システム９は、正側メインスイッチ９３ａと負側メインスイッチ９３ｂとプリチャージスイッチ９３ｃとを、それぞれ別々の電磁コイル９６によって開閉しているため、これらのスイッチ９３ａ〜９３ｃと同じ数の電磁コイル９６が必要であった。そのため電磁コイル９６の数が増え、電源システム９の製造コストが上昇したり、軽量化しにくいという問題があった。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、スイッチの数よりも電磁コイルの数を少なくすることができる電源システムを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、直流電源の正端子と電子機器の高電位側端子との間に設けられた正側メインスイッチと、
上記直流電源の負端子と上記電子機器の低電位側端子との間に設けられた負側メインスイッチと、
上記電子機器の起動時に、該電子機器に並列接続した平滑コンデンサに徐々に電流を流すためのプリチャージ抵抗と、
上記プリチャージ抵抗に直列接続されたプリチャージスイッチと、
上記正側メインスイッチと、上記負側メインスイッチと、上記プリチャージスイッチとの３個のスイッチを開閉する第１電磁コイルおよび第２電磁コイルと、
上記第１電磁コイルと上記第２電磁コイルとの２個の電磁コイルに接続され、上記スイッチの開閉動作を制御する制御回路部とを備え、
上記プリチャージ抵抗と上記プリチャージスイッチとを直列接続した直列体が、上記正側メインスイッチ又は上記負側メインスイッチに並列接続されており、
上記制御回路部は、上記３個のスイッチをオフにした電力遮断状態と、上記正側メインスイッチと上記負側メインスイッチとの２個のメインスイッチのうち上記直列体に並列接続していないメインスイッチと上記プリチャージスイッチとをオンすることにより上記平滑コンデンサに電荷を蓄えるプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記２個のメインスイッチをオンすることにより上記電子機器に電力を供給する電力供給状態と、を切り替え、
上記プリチャージスイッチは上記第１電磁コイルへの通電によってオンし、
上記直列体に並列接続したメインスイッチは上記第２電磁コイルへの通電によってオンし、
上記直列体に並列接続していないメインスイッチは、上記第１電磁コイルへ通電した場合に、該第１電磁コイルによって発生した磁力を利用してオンすると共に、該第１電磁コイルへの通電を維持した状態で上記第２電磁コイルへ通電し、その後上記第１電磁コイルへの通電を停止した場合には、上記第２電磁コイルへの通電によって生じた磁力を利用してオンの状態を継続するよう構成されていることを特徴とする電源システムにある（請求項１）。

上記電源システムにおいては、直列体に並列接続していないメインスイッチを、第１電磁コイルのみへの通電によってもオンでき、所定の順序で第２電磁コイルのみ通電した場合（第１電磁コイルに通電した後、第２電磁コイルに通電し、その後、第１電磁コイルの通電を停止した場合）にもオンできるよう構成してある。
このようにすると、２つの電磁コイルのうち第１電磁コイルのみ通電することにより、直列体に並列接続していないメインスイッチとプリチャージスイッチをオンできる。これにより、上記プリチャージ状態にすることができる。また、上記順序で第２電磁コイルのみ通電することにより、２つのメインスイッチをオンにでき、上記電力供給状態にすることができる。また、２つの電磁コイルへの通電を停止することにより、上記電力遮断状態にすることができる。

また、上記電源システムは、直列体に並列接続していないメインスイッチを、第１電磁コイルと第２電磁コイルのどちらへの通電によってもオンできるため、直列体に並列接続していないメインスイッチを開閉するための専用の電磁コイルを設ける必要がない。そのため、電磁コイルの数（２個）をスイッチの数（３個）より少なくすることができる。

このように、上記電源システムは、電磁コイルの数（２個）をスイッチの数（３個）より少なくしつつ、上記３つの状態の切り替えを行うことができる。そのため、電源システムの製造コストを低減することができる。

以上のごとく、本発明によれば、スイッチの数よりも電磁コイルの数を少なくすることができる電源システムを提供することができる。

実施例１における、電力遮断状態での電源システムの回路図。 実施例１における、プリチャージ状態での電源システムの回路図。 実施例１における、電力供給状態での電源システムの回路図。 実施例１における、電力遮断状態でのリレーの断面図。 実施例１における、プリチャージスイッチのみがオンになった場合のリレーの断面図。 実施例１における、プリチャージスイッチと負側メインスイッチがオンになった場合のリレーの断面図。 実施例１における、３個のスイッチが全てオンになった場合のリレーの断面図。 実施例１における、２個のメインスイッチのみがオンになった場合のリレーの断面図。 実施例１における、第１電磁コイルへ通電する前に第２電磁コイルに通電した場合の、リレーの断面図。 実施例１における、制御回路部のブロック図。 実施例１における、電源システムの、溶着確認を行う際のフローチャート。 実施例１における、電源システムの、電源接続時のフローチャート。 実施例２における、３個のスイッチが全てオフになった場合のリレーの断面図。 実施例２における、３個のスイッチが全てオンになった場合のリレーの断面図。 実施例２における、２個のメインスイッチのみがオンになった場合のリレーの断面図。 従来例における、電源システムの回路図。

上記電源システムにおいて、上記電力供給状態は、上記プリチャージ状態の後、上記２個のメインスイッチをオンし、上記プリチャージスイッチをオフした状態であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、電力供給状態においてプリチャージスイッチをオフするため、電力供給状態において瞬間的に過電流が流れた場合でも、プリチャージスイッチが溶着する不具合を防止できる。

また、上記電源システムは、上記第１電磁コイルへ通電する前に上記第２電磁コイルへ通電した場合に、上記３個のスイッチのうち上記直列体に並列接続したメインスイッチのみがオンするよう構成されており、上記制御回路部は、上記２個の電磁コイルへの通電を停止した状態で、上記平滑コンデンサの正側の端子と上記直流電源の負電極との間の電圧が上昇しているか否かを判断することにより、上記直列体に並列接続したメインスイッチまたは上記プリチャージスイッチが溶着しているか否かを判断する第１溶着判断手段と、上記第２電磁コイルへ通電することにより、上記３個のスイッチのうち上記直列体に並列接続したメインスイッチのみをオンし、上記直列体に並列接続していないメインスイッチが溶着しているか否かを判断する第２溶着判断手段と、を備えることが好ましい（請求項３）。
この場合には、電子機器を稼動する前に、３個のスイッチのいずれかが溶着しているか否かを判断することができる。いずれかのスイッチが溶着していると判断した場合には、安全性確保のため、例えば電子機器を稼動しないように制御することができる。そのため、電子機器の安全性をより高めることができる。

（実施例１）
上記電源システムに係る実施例について、図１〜図１２を用いて説明する。図１に示すごとく、本例の電源システム１は、正側メインスイッチ３ａと、負側メインスイッチ３ｂと、プリチャージ抵抗４と、プリチャージスイッチ３ｃと、第１電磁コイル５ａと、第２電磁コイル５ｂと、制御回路部６とを備える。
正側メインスイッチ３ａは、直流電源１０の正端子と電子機器１１の高電位側端子１１１との間に設けられている。また、負側メインスイッチ３ｂは、直流電源１０の負端子と電子機器１１の低電位側端子１１２との間に設けられている。プリチャージ抵抗４は、電子機器１１の起動時に、電子機器１１に並列接続した平滑コンデンサ１２に徐々に電流を流すために設けられている。

プリチャージスイッチ３ｃは、プリチャージ抵抗４に直列接続してある。電磁コイル５ａおよび第２電磁コイル５ｂは、正側メインスイッチ３ａと、負側メインスイッチ３ｂと、プリチャージスイッチ３ｃとの３個のスイッチ３を開閉する。制御回路部６は、第１電磁コイル５ａと第２電磁コイル５ｂとの２個の電磁コイル５に接続しており、スイッチ３ａ〜３ｃの開閉動作を制御する。

プリチャージ抵抗４とプリチャージスイッチ３ｃとを直列接続した直列体１３が、正側メインスイッチ３ａに並列接続されている。制御回路部６は、電力遮断状態（図１参照）と、プリチャージ状態（図２参照）と、電力供給状態（図３参照）とを切り替える。

図１に示すごとく、電力遮断状態では、３個のスイッチ３ａ〜３ｃをオフする。また、図２に示すごとく、プリチャージ状態では、直列体１３に並列接続していないメインスイッチ（負側メインスイッチ３ｂ）と、プリチャージスイッチ３ｃとをオンする。これにより、プリチャージスイッチ３ｃを介して徐々に電流Ｉを流し、平滑コンデンサ１２に電荷を蓄える。

平滑コンデンサ１２に充分に電荷を蓄えた後、図３に示すごとく、電力供給状態に切り替える。電力供給状態では、２個のメインスイッチ３ａ，３ｂをオンし、プリチャージスイッチ３ｃをオフする。この状態で、電子機器１１に電力を供給する。

図５、図６に示すごとく、プリチャージスイッチ３ｃは第１電磁コイル５ａへの通電によってオンする。
また、図７に示すごとく、正側メインスイッチ３ａは、第２電磁コイルへ５ｂの通電によってオンする。

図６に示すごとく、負側メインスイッチ３ｂは、第１電磁コイル５ａへ通電した場合に、第１電磁コイル５ａによって発生した磁力を利用してオンするよう構成されている。また、負側メインスイッチ３ｂは、第１電磁コイル５ａへの通電を維持した状態で第２電磁コイル５ｂへ通電し（図７参照）、その後第１電磁コイル５ａへの通電を停止した場合（図８参照）には、第２電磁コイル５ｂへの通電によって生じた磁力を利用してオンの状態を継続するよう構成されている。

本例の電子機器１１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される電力変換装置である。また、図１に示すごとく、本例の電源システム１は第１電圧センサ８１と第２電圧センサ８２との、２つの電圧センサを備える。第１電圧センサ８１は、平滑コンデンサ１２の正側の端子と、直流電源１０の負電極との間の電位差を測定する。第２電圧センサ８２は、平滑コンデンサ１２の電圧を測定する。これら第１電圧センサ８１と第２電圧センサ８２とは、図示しない配線によって、制御回路部６に接続されている。後述するように制御回路部６は、これらの電圧センサ８１，８２の測定値を使って、スイッチ３ａ〜３ｃが溶着しているか否かの判断を行う。

図１に示すごとく、本例では、直流電源１０の正端子と電子機器１１の高電位側端子１１とを、正側配線２ａによって接続してある。この正側配線２ａに、正側メインスイッチ３ａを設けてある。また、本例では、直流電源１０の負端子と電子機器１１の低電位側端子１１２とを負側配線２ｂによって接続してある。この負側配線２ｂに、負側メインスイッチ３ｂを設けてある。

本例では図４に示すごとく、２個の電磁コイル５（第１電磁コイル５ａ及び第２電磁コイル５ｂ）と、３個のスイッチ（正側メインスイッチ３ａ、負側メインスイッチ３ｂ、プリチャージスイッチ３ｃ）と、ヨーク７１と、３本のプランジャ７２（７２ａ〜７２ｃ）と、３個の固定コア７４（７４ａ〜７４ｃ）とによってリレー７を構成してある。ヨーク７１とプランジャ７と固定コア７４は、それぞれ軟磁性体からなる。

プランジャ７２には、正側メインスイッチ３ａを開閉する正側プランジャ７２ａと、負側メインスイッチ３ｂを開閉する負側プランジャ７２ｂと、プリチャージスイッチ３ｃを開閉するプリチャージプランジャ７２ｃとがある。プリチャージプランジャ７２ｃは第１電磁コイル５ａの内側に配されており、正側プランジャ７２ａは第２電磁コイル５ｂの内側に配されている。また、負側プランジャ７２ｂは電磁コイル５ａ，５ｂの外側に配されている。

３個の固定コア７４は、プランジャ７２の進退方向（Ｚ方向）における、各プランジャ７２ａ〜７２ｃに対向する位置に配されている。

スイッチ３ａ〜３ｃは、それぞれ固定接点３１と、可動接点３２と、固定接点３１を支持する金属製の固定接点支持部３３と、可動接点３２を支持する金属製の可動接点支持部３４とを備える。可動接点支持部３４には接点側ばね部材７３が取り付けられている。接点側ばね部材７３は、可動接点支持部３４を固定接点支持部３３側へ押圧している。

また、プランジャ７２と固定コア７４との間には、プランジャ側ばね部材７５が設けられている。プランジャ側ばね部材７５は、プランジャ７２を可動接点支持部３４側へ押圧している。プランジャ側ばね部材７５のばね定数は、接点側ばね部材７３のばね定数よりも大きい。

また、ヨーク７１には、第１板状ヨーク７１ａと、第２板状ヨーク７１ｂと、底壁ヨーク７１ｃと、側壁ヨーク７１ｄ，７１ｅとがある。第１板状ヨーク７１ａと第２板状ヨーク７１ｂとは、Ｚ方向に所定間隔をおいて配置されている。第１板状ヨーク７１ａには２つの貫通孔７６が形成されており、この貫通孔７６内に、負側プランジャ７２ｂとプリチャージプランジャ７２ｃが配されている。また、第２板状ヨーク７１ｂにも貫通孔７６が形成されており、この貫通孔７６内に正側プランジャ７２ａが配されている。

負側プランジャ７２ｂとプリチャージプランジャ７２ｃは、進退動作に伴って、第１板状ヨーク７１ａに形成された貫通孔７６の内周面に摺接する。また、正側プランジャ７２ａは、進退動作に伴って、第２板状ヨーク７１ｂに形成された貫通孔７６の内周面に摺接する。

負側プランジャ７２ｂには、固定コア７４ｂに吸引される本体部７２０と、縮径部７２１と、拡径部７２２とが形成されている。縮径部７２１は、本体部７２０から、Ｚ方向における固定コア７４ｂとは反対側に延出している。また、拡径部７２２は縮径部７２１に形成されており、縮径部７２１よりも拡径している。本体部７２０、縮径部７２１、拡径部７２２は、それぞれ軟磁性体からなる。

図５、図６に示すごとく、第１電磁コイル５ａに通電すると磁束Φが発生する。磁束Φは、プリチャージプランジャ７２ｃ、ヨーク７１、負側プランジャ７２ｂ、固定コア７４ｂ，７４ｃを流れる。これにより磁力が発生し、プリチャージプランジャ７２ｃ、負側プランジャ７２ｂが固定コア７４に順次、吸引される。

プランジャ７２ｂ，７２ｃが固定コア７４に吸引されると、接点側ばね部材７３の押圧力により、可動接点支持部３４が固定接点支持部３３へ押圧される。これにより、負側メインスイッチ３ｂとプリチャージスイッチ３ｃがオンになり、プリチャージ状態（図２参照）となる。

また、図４に示すごとく、負側プランジャ７２ｂが吸引されていない状態では、ヨーク７１の第２板状ヨーク７１ｂの近傍に縮径部７２１が位置しているため、負側プランジャ７２ｂと縮径部７２１（第２板状ヨーク７１ｂ）との間の隙間ｇは比較的大きい。そのため、これらの間の磁気抵抗は大きくなり、第１電磁コイル５ａへの通電により生じた磁束Φが、第２板状ヨーク７１ｂへ流れにくくなる。したがって、図６に示すごとく、磁束Φが負側プランジャ７２ｂへ流れやすくなり、負側プランジャ７２が固定コア７４ｂに吸引されやすくなる。

また、図６に示すごとく、負側プランジャ７２ｂが吸引されると、拡径部７２２が第２板状ヨーク７１ｂに接近する。そのため、負側プランジャ７２ｂと第２板状ヨーク７１ｂとの間の隙間ｇが小さくなる。

第１電磁コイル５ａへ通電してプリチャージプランジャ７２ｃ及び負側プランジャ７２ｂを吸引した後、図７に示すごとく、第２電磁コイル５ｂに通電する。これにより生じた磁束Φは、正側プランジャ７２ａ、第２板状ヨーク７１ｂ、側壁ヨーク７１ｅ、底壁ヨーク７１ｃ、固定コア７４ａを流れる。これにより磁力が発生し、正側プランジャ７２ａが固定コア７４ａに吸引される。そのため、正側メインスイッチ３ａがオンになる。

上述したように、負側プランジャ７２ｂが吸引された状態では、拡径部７２２が第２板状ヨーク７１ｂに接近するため、これらの間の隙間ｇは小さくなり、磁気抵抗が小さくなる。そのため、この状態で第２電磁コイル５ｂに通電すると、第２電磁コイル５ｂの磁束Φの一部は、第２板状ヨーク７１ｂから隙間ｇを通って拡径部７２２（負側プランジャ７２ｂ）へ流れる。

この後、図８に示すごとく、第１電磁コイル５ａへの通電を停止すると、プリチャージプランジャ７２ｃに流れる磁束Φが低減する。そのため、プリチャージプランジャ７２ｃが固定コア７４ｃに吸引されなくなり、プランジャ側ばね部材７５の押圧力により、プリチャージプランジャ７２ｃが可動接点支持部３４側へ押圧される。そして、プリチャージプランジャ７２ｃに取り付けた絶縁部材７００が可動接点支持部３４に当接し、接点側ばね部材７３の押圧力に抗して、可動接点支持部３４を固定接点支持部３３から離隔させる。そのため、プリチャージスイッチ３ｃがオフになる。

図８に示すごとく、第２電磁コイル５ｂへの通電により発生した磁束Φは、正側プランジャ７２ａを流れるため、これにより発生した磁力により、正側プランジャ７２ａは引き続き固定コア７４ａに吸引される。また、磁束Φの一部は、第２板状ヨーク７１ｂから隙間ｇを通って拡径部７２２（負側プランジャ７２ｂ）へも流れる。そのため、負側プランジャ７２ｂも固定コア７４ｂに吸引される。したがって、正側メインスイッチ３ａと負側メインスイッチ３ｂがオンの状態を維持することになる。これにより、上述した電力供給状態（図３参照）になる。

電力供給状態にした後、図４に示すごとく、第２電磁コイル５ｂへの通電を停止すると、磁束Φが低減し、正側プランジャ７２ａと負側プランジャ７２ｂとが固定コア７４に吸引されなくなる。そのため、プランジャ側ばね部材７５によって正側プランジャ７２ａと負側プランジャ７２ｂが可動接点支持部３４側へ押圧される。これにより、正側メインスイッチ３ａと負側メインスイッチ３ｂとが共にオフになり、３個のスイッチ３ａ〜３ｃがオフになった電力遮断状態（図１参照）となる。

上述したように、負側プランジャ７２ｂが吸引されていない状態では、第２板状ヨーク７１ｂと縮径部７２１との間の隙間ｇは大きいため、これらの間の磁気抵抗は大きい。そのため、第１電磁コイル５ａへ通電せず、負側プランジャ７２ｂを吸引していない状態で、第２電磁コイル５ｂに通電すると、図９に示すごとく、第２電磁コイル５ｂにより発生した磁束Φは負側プランジャ７２ｂへ充分に流れることができなくなる。そのため、負側プランジャ７２ｂは固定コア７４ｂに吸引されず、正側プランジャ７２ａのみ固定コア７４ａに吸引される。これにより、３個のスイッチ３のうち正側メインスイッチ３ａのみがオンした状態になる。本例では後述するように、この状態において、スイッチ３の溶着チェックを行う。

一方、図１０に示すごとく、本例の制御回路部６はＥＣＵ（Engine Control Unit）からなる。制御回路部６は、ＣＰＵ６０と、ＲＯＭ６１と、ＲＡＭ６２と、Ｉ／Ｏ６３と、これらを繋ぐライン６４とを備える。ＲＯＭ６１にはプログラム６１ｐが記憶されている。ＣＰＵ６０がこのプログラム６１ｐを読み出して実行することにより、スイッチ３ａ〜３ｃの開閉を制御している。

また、制御回路部６は、電子機器１１を稼動する前に、スイッチ３ａ〜３ｃが溶着しているか否かを判断する第１溶着判断手段６５および第２溶着判断手段６６を備える。これら第１溶着判断手段６５および第２溶着判断手段６６は、ＣＰＵ６０がプログラム６１ｐを実行することにより実現される。

図１１のフローチャートに示すごとく、電子機器１１を稼動する前にスイッチ３ａ〜３ｃが溶着しているか否かを判断する際には、まず、第１電磁コイル５ａ及び第２電磁コイル５ｂへの通電を停止し、３個のスイッチ３ａ〜３ｃを全てオフにする（ステップＳ１）。その後、ステップＳ２に移り、第１電圧センサ８１（図１参照）によって電位差が検出されたか否かを判断する。

ここで仮に、プリチャージスイッチ３ｃ又は正側メインスイッチ３ａが溶着していたとすると、直流電源１０の電圧が第１電圧センサ８１に加わるため、第１電圧センサ８１によって電位差が検出される。また、プリチャージスイッチ３ｃ又は正側メインスイッチ３ａが溶着していない場合は、第１電圧センサ８１によって大きな電位差は検出されない。

ステップＳ２において、第１電圧センサ８１が所定の値以上の電位差を検出した（Ｙｅｓ）と判断した場合は、ステップＳ６に移り、プリチャージスイッチ３ｃ又は正側メインスイッチ３ａが溶着していると判定する。そして、電子機器１１を稼動しないように制御する。すなわち、上記プリチャージ状態（図２参照）および上記電力供給状態（図３参照）に移行しないように制御する。

また、ステップＳ２において、第１電圧センサ８１によって所定の値以上の電位差が検出されない（Ｎｏ）と判断した場合は、ステップＳ３に移る。ここでは、第１電磁コイル５ａに通電することなく第２電磁コイル５ｂに通電して、３個のスイッチ３のうち正側メインスイッチ３ａのみをオンにする。すなわち、リレー７を図９に示す状態にする。その後、ステップＳ４に移り、第２電圧センサ８２（図１参照）によって電位差が検出されたか否かを判断する。

ここで仮に、負側メインスイッチ３ｂが溶着していたとすると、正側メインスイッチ３ａをオンした場合に平滑コンデンサ１２に電流が流れ、電荷が蓄えられて平滑コンデンサ１２の電圧が上昇する。そのため、第２電圧センサ８２によって所定の値以上の電位差が検出される。また、負側メインスイッチ３ｂが溶着していなければ、正側メインスイッチ３ａをオンしても平滑コンデンサ１２に電流は流れず、電荷が蓄えられないため、第２電圧センサ８２によって大きな電位差は検出されない。

ステップＳ４において、第２電圧センサ８２によって所定の値以上の電位差が検出された（Ｙｅｓ）と判断した場合は、ステップＳ７に移り、負側メインスイッチ３ｂが溶着していると判定する。そして、電子機器１１を稼動しないように制御する。

また、ステップＳ４において、第２電圧センサ８２によって所定の値以上の電位差が検出されない（Ｎｏ）と判断した場合は、ステップＳ５に移り、全てのスイッチ３ａ〜３ｃが溶着していないと判定する。そして、電子機器１１を稼動する処理（ステップＳ８〜ステップＳ１０：図１２参照）を行う。

なお、本例では、ステップＳ４において、第２電圧センサ８２が所定の値以上の電位差を検出したか否かを判断することにより、負側メインスイッチ３ｂが溶着しているか否かを判定しているが、例えば正側配線２ａ（図１参照）に電流センサを設けておき、ステップＳ３において正側メインスイッチ３ａをオンにした際に、電流センサによって電流が検出されるか否かを判断することにより、負側メインスイッチ３ｂが溶着しているか否かを判定してもよい。

図１２に示すごとく、電子機器１１を稼動する際には、まず第１電磁コイル５ａに通電し、プリチャージスイッチ３ｃと負側メインスイッチ３ｂをオンする。すなわち、リレー７を図６に示す状態にする。これにより、プリチャージ抵抗４（図２参照）を介して平滑コンデンサ１２に徐々に電流を流すプリチャージ状態となる。

その後、ステップＳ９に移る。ここで所定時間待機し、平滑コンデンサ１２を充分に充電させる。その後、第２電磁コイル５ｂに通電して、正側メインスイッチ３ａをオンにする。すなわち、リレー７を図７に示す状態にする。

その後、ステップＳ１０に移る。ここでは、第１電磁コイル５ａへの通電を停止し、第２電磁コイル５ｂによって発生した磁力を使って２つのメインスイッチ３ａ，３ｂをオンにしたまま、プリチャージスイッチ３ｃをオフにする。すなわち、リレー７を図８に示す状態にする。これにより、上記電力供給状態となる。

本例の作用効果について説明する。本例の電源システム１は、図６に示すごとく、負側メインスイッチ３ｂを、第１電磁コイル５ａのみへの通電によってもオンでき、所定の順序で第２電磁コイル５ｂのみ通電した場合（第１電磁コイル５ａに通電した後、第２電磁コイル５ｂに通電し、その後、第１電磁コイル５ａの通電を停止した場合：図７、図８参照）にもオンできるよう構成してある。
このようにすると、２つの電磁コイル５ａ，５ｂのうち第１電磁コイル５ａのみ通電することにより、負側メインスイッチ３ｂとプリチャージスイッチ３ｃをオンできる（図６参照）。これにより、上記プリチャージ状態にすることができる。また、上記順序で第２電磁コイル５ｂのみ通電することにより、２つのメインスイッチ３ａ，３ｂをオンにでき（図８参照）、上記電力供給状態にすることができる。また、２つの電磁コイル５ａ，５ｂへの通電を停止することにより、上記電力遮断状態にすることができる（図４参照）。

また、本例の電源システム１は、負側メインスイッチ３ｂを、第１電磁コイル５ａと第２電磁コイル５ｂのどちらへの通電によってもオンできるため、負側メインスイッチ３ｂを開閉するための専用の電磁コイルを設ける必要がない。そのため、電磁コイルの数（２個）をスイッチの数（３個）より少なくすることができる。

このように、本例の電源システム１は、電磁コイルの数（２個）をスイッチの数（３個）より少なくしつつ、上記３つの状態（電力遮断状態、プリチャージ状態、電力供給状態）の切り替えを行うことができる。そのため、電源システム１の製造コストを低減することができる。

また、図１０に示すごとく、本例の制御回路部６は、第１溶着判断手段６５と第２溶着判断手段６６とを備える。第１溶着判断手段６５は、図１１に示すごとく、２個の電磁コイル５ａ，５ｂへの通電を停止した状態で（ステップＳ１）、平滑コンデンサ１２の正側の端子と直流電源１０の負電極との間の電圧が上昇しているか否かを判断することにより、正側メインスイッチ３ａまたはプリチャージスイッチ３ｃが溶着しているか否かを判断する（ステップＳ２，Ｓ６）。また、第２溶着溶着判断手段６６は、図１１に示すごとく、第２電磁コイル５ｂへ通電することにより、３個のスイッチ３ａ〜３ｃのうち正側メインスイッチ３ａのみをオンし（ステップＳ３）、負側メインスイッチ３ｂが溶着しているか否かを判断する（ステップＳ４，Ｓ７）。
このようにすると、電子機器１１を稼動する前に、３個のスイッチのいずれかが溶着しているか否かを判断することができる。そのため、いずれかのスイッチが溶着していると判断した場合には、安全性確保のため、電子機器１１を稼動しないように制御することができる。これにより、電子機器１１の安全性をより高めることができる。

なお、本例では、電力供給状態（図３参照）においてプリチャージスイッチ３ｃをオフにしているが、電力供給状態でプリチャージスイッチ３ｃをオンし続けてもよい。この場合、電源供給状態では３個のスイッチ３ａ〜３ｃがオンになるが、プリチャージ抵抗４の抵抗値は比較的大きいため、電流はほとんどメインスイッチ３ａ，３ｂを流れ、プリチャージ抵抗４にはあまり電流は流れない。そのため、実用上大きな問題はない。
例えば、第１電磁コイル５ａへの通電を停止した場合（図８参照）に、第２電磁コイル５ｂの磁束Φの一部がプリチャージプランジャ７２ｃにも流れるようにしておく。また、プリチャージプランジャ７２ｃを押圧するプランジャ側ばね部材７５のばね定数を小さくしておく。このようにすると、第１電磁コイル５ａを通電停止しても、第２電磁コイル５ｂの磁束Φによって、プリチャージプランジャ７２ｃを吸引し続けることができる。そのため、プリチャージスイッチ３ｃをオンし続けることができる。

なお、本例のように、電力供給状態（図３参照）においてプリチャージスイッチ３ｃをオフすると、過電流が流れた場合でも、プリチャージスイッチ３ｃが溶着する不具合を防止できるという効果がある。

また、本例では、図１に示すごとく、直列体１３を正側メインスイッチ３ａに並列接続したが、直列体１３を負側メインスイッチ３ｂに並列接続してもよい。

以上のごとく、本例によれば、スイッチの数よりも電磁コイルの数を少なくすることができる電源システムを提供することができる。

（実施例２）
本例は図１３に示すごとく、第２電磁コイル５ｂを、第１部分５１と第２部分５２との２つの部分に分けた例である。電子機器を稼動する際には、第１電磁コイル５ａに通電してプリチャージ状態にし、その後、図１４に示すごとく、第２電磁コイル５ｂの第１部分５１と第２部分５２に両方とも通電する。これにより、正側プランジャ７２ａを吸引する。

その後、図１５に示すごとく、第１電磁コイル５ａの通電を停止すると共に、第２電磁コイル５ｂの第２部分５２への通電を停止する。そして、第１部分５１によって発生した磁束Φによって、２つのプランジャ７２ａ，７２ｂを吸引し続ける。これにより、２つのメインスイッチ３ａ，３ｂをオンし、上記電力供給状態にする。
その他、実施例１と同様の構成を有する。

本例の作用効果について説明する。本例では、電力供給状態（図１５参照）において、第１部分５１にのみ通電するため、第２電磁コイル５ｂの消費電力を低減することができる。すなわち、プランジャ７２ａを吸引していない状態（図１３参照）から、吸引した状態（図１４参照）にするためには、大きな磁束Φが必要になるため、第１部分５１と第２部分５２の両方に通電する必要があるが、一旦、吸引してしまえば、その後は小さな磁束でも吸引状態を維持できる。そのため、図１５に示すごとく、第２部分５２への通電を停止しても２つのプランジャ７２ａ，７２ｂを吸引し続けることができる。これにより、第２電磁コイル５ｂの消費電力を低減できる。

なお、本例では第２電磁コイル５ｂを２つの部分に分けたが、第１電磁コイル５ａを複数の部分に分割してもよい。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

１ 電源システム
１０ 直流電源
１１ 電子機器
１２ 平滑コンデンサ
１３ 直列体
２ａ 正側配線
２ｂ 負側配線
３ａ 正側メインスイッチ
３ｂ 負側メインスイッチ
３ｃ プリチャージスイッチ
４ プリチャージ抵抗
５ａ 第１電磁コイル
５ｂ 第２電磁コイル
６ 制御回路部

Claims (3)

1. 直流電源（１０）の正端子と電子機器（１１）の高電位側端子（１１１）との間に設けられた正側メインスイッチ（３ａ）と、
   上記直流電源の負端子と上記電子機器の低電位側端子（１１２）との間に設けられた負側メインスイッチ（３ｂ）と、
   上記電子機器の起動時に、該電子機器に並列接続した平滑コンデンサに徐々に電流を流すためのプリチャージ抵抗（４）と、
   上記プリチャージ抵抗に直列接続されたプリチャージスイッチ（３ｃ）と、
   上記正側メインスイッチと、上記負側メインスイッチと、上記プリチャージスイッチとの３個のスイッチ（３）を開閉する第１電磁コイル（５ａ）および第２電磁コイル（５ｂ）と、
   上記第１電磁コイルと上記第２電磁コイルとの２個の電磁コイル（５）に接続され、上記スイッチの開閉動作を制御する制御回路部（６）とを備え、
   上記プリチャージ抵抗と上記プリチャージスイッチとを直列接続した直列体（１３）が、上記正側メインスイッチ又は上記負側メインスイッチに並列接続されており、
   上記制御回路部は、上記３個のスイッチをオフにした電力遮断状態と、上記正側メインスイッチと上記負側メインスイッチとの２個のメインスイッチのうち上記直列体に並列接続していないメインスイッチと上記プリチャージスイッチとをオンすることにより上記平滑コンデンサに電荷を蓄えるプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記２個のメインスイッチをオンすることにより上記電子機器に電力を供給する電力供給状態と、を切り替え、
   上記プリチャージスイッチは上記第１電磁コイルへの通電によってオンし、
   上記直列体に並列接続したメインスイッチは上記第２電磁コイルへの通電によってオンし、
   上記直列体に並列接続していないメインスイッチは、上記第１電磁コイルへ通電した場合に、該第１電磁コイルによって発生した磁力を利用してオンすると共に、該第１電磁コイルへの通電を維持した状態で上記第２電磁コイルへ通電し、その後上記第１電磁コイルへの通電を停止した場合には、上記第２電磁コイルへの通電によって生じた磁力を利用してオンの状態を継続するよう構成されていることを特徴とする電源システム（１）。
2. 請求項１に記載の電源システムにおいて、上記電力供給状態は、上記プリチャージ状態の後、上記２個のメインスイッチをオンし、上記プリチャージスイッチをオフした状態であることを特徴とする電源システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の電源システムにおいて、上記第１電磁コイルへ通電する前に上記第２電磁コイルへ通電した場合に、上記３個のスイッチのうち上記直列体に並列接続したメインスイッチのみがオンするよう構成されており、上記制御回路部は、上記２個の電磁コイルへの通電を停止した状態で、上記平滑コンデンサの正側の端子と上記直流電源の負電極との間の電圧が上昇しているか否かを判断することにより、上記直列体に並列接続したメインスイッチまたは上記プリチャージスイッチが溶着しているか否かを判断する第１溶着判断手段（６５）と、上記第２電磁コイルへ通電することにより、上記３個のスイッチのうち上記直列体に並列接続したメインスイッチのみをオンし、上記直列体に並列接続していないメインスイッチが溶着しているか否かを判断する第２溶着判断手段（６６）と、を備えることを特徴とする電源システム。

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