JP2017028971A - Power supply unit - Google Patents
Power supply unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017028971A JP2017028971A JP2015148840A JP2015148840A JP2017028971A JP 2017028971 A JP2017028971 A JP 2017028971A JP 2015148840 A JP2015148840 A JP 2015148840A JP 2015148840 A JP2015148840 A JP 2015148840A JP 2017028971 A JP2017028971 A JP 2017028971A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching circuit
- power supply
- circuit
- power
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
Landscapes
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電源装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply device.
直流電源と、直流電源によって供給される直流電力と交流モータを駆動制御する交流電力との間の電力変換を行うための電力変換器と、電力線の通過電流を測定するための電流センサと、与えられた電流指令値に従った交流電流を電力線に供給するアクティブフィルタとを備えた車両電源装置が知られている。この車両電源装置は、電流センサによる電流測定値に基づき、入力電流の交流成分と逆極性の補償電流を逐次算出するとともに、補償電流を発生させるための電流指令値を生成し、アクティブフィルタにより当該電流指令値に従った交流電流を電力線へ供給する(特許文献1)。 A DC power supply, a power converter for performing power conversion between DC power supplied by the DC power supply and AC power for driving and controlling the AC motor, a current sensor for measuring a current passing through the power line, and 2. Description of the Related Art There is known a vehicle power supply device that includes an active filter that supplies an AC current to a power line according to a specified current command value. The vehicle power supply device sequentially calculates a compensation current having a polarity opposite to the alternating current component of the input current based on a current measurement value by a current sensor, generates a current command value for generating the compensation current, and uses an active filter to generate the current command value. An alternating current according to the current command value is supplied to the power line (Patent Document 1).
しかしながら、上記の車両電源装置では、緊急等のときに、電源から負荷までの間で双方向の電流を高速で遮断できないという問題がある。 However, the above-described vehicle power supply device has a problem that bidirectional current cannot be interrupted at high speed between the power source and the load in an emergency or the like.
本発明が解決しようとする課題は、双方向の電流を高速で遮断できる電源装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a power supply device capable of interrupting bidirectional current at high speed.
本発明は、電源から開閉器を介して電力変換器に流れる電流経路に接続された第1整流回路及び第2整流回路と、第1整流回路又は第2整流回路の少なくともいずれか一方の整流回路に対して並列に接続されたスイッチング回路とを備え、第1整流回路及び第2整流回路を、互いの順方向を逆向きにして電流経路に直列に接続することによって上記課題を解決する。 The present invention provides a first rectifier circuit and a second rectifier circuit connected to a current path flowing from a power source to a power converter through a switch, and at least one of the first rectifier circuit and the second rectifier circuit. And the switching circuit connected in parallel to each other, and the first rectifier circuit and the second rectifier circuit are connected in series to the current path with their forward directions opposite to each other.
本発明によれば、整流回路に対して並列に接続されたスイッチング回路をオフにすることで、直列接続された整流回路の各整流作用が機能するため、双方向の電流を高速で遮断できるという効果を奏する。 According to the present invention, by switching off the switching circuit connected in parallel to the rectifier circuit, each rectification function of the rectifier circuit connected in series functions, so that bidirectional current can be cut off at high speed. There is an effect.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
《第1実施形態》
図1は、本発明の実施形態に係る電源装置のブロック図である。本実施形態に係る電源装置は、モータ等の負荷を駆動する駆動システム等に適用される。なお、以下の説明では、負荷の一例としてモータを挙げた上で、電源装置を説明している。負荷はモータに限らず他の装置でもよい。なお、図1において、並列回路21、31に示すダイオードの回路記号は、ダイオードの接続する向きを表している。他の図においても、ダイオードの向きを回路記号で表している。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a block diagram of a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. The power supply device according to the present embodiment is applied to a drive system that drives a load such as a motor. In the following description, a power supply device is described after taking a motor as an example of a load. The load is not limited to the motor but may be another device. In FIG. 1, the circuit symbols of the diodes shown in the
図1に示すように、電源装置は、電源10と、開閉器20と、電力変換器30と、負荷40と、コントローラ100と、電源ラインPNとを備えている。
As shown in FIG. 1, the power supply device includes a
電源10は、開閉器20及び電力変換器30を介して、負荷40に電力を供給する。電源10は、一対の電源ラインPNにより電力変換回路の入力側に接続されている。電源10は、複数の電池を直列又は並列に接続されることで構成されている。電源1は正極及び負極を有している。電源10の正極は電源ラインPに接続されており、電源10の負極は電源ラインNに接続されている。電源10は、電力変換器30から出力される電力により充電可能である。
The
開閉器20は、電源10と電力変換器30との間に流れる電流の導通及び遮断を切り換えるリレースイッチである。開閉器20は、電源10と電力変換器30との間に接続されている。また開閉器20は、ダイオード21aとスイッチング素子21bを有している。ダイオード21aとスイッチング素子21bは並列に接続されている。ダイオード21aとスイッチング素子21bとの並列回路21が電源ラインPに接続されている。ダイオード21aの順方向は、電源10から電力変換器30に向かって流れる電流の導通方向に対して逆向きになっている。
The
スイッチング素子21bは、半導体素子であって、MOSFET等のトランジスタ等である。スイッチング素子21bは、コントローラ100により制御される。スイッチング素子21bはノーマリオフのスイッチである。これにより、電源停止などのトラブルにより、コントローラ100から開閉器20への制御信号が途絶えた場合に、電源10と電力変換器30との間は電気的に遮断されるため、安全性の高いシステムを実現できる。
The
開閉器20はダイオード21aによるダイオード機能と、スイッチング素子21bによるスイッチング機能とを有する。開閉器20は、スイッチング素子21bがオフ状態である場合に、電力変換器30から電源10に向かう電流を導通し、電源10から電力変換器30へ向かう電流を遮断する。また開閉器20は、スイッチング素子21bがオン状態である場合に、電源10から電力変換器30へ向かう電流のみを導通する。
The
電力変換器30は、電源10の電力を変換して、負荷40に出力する。電力変換器30は、インバータ回路又はコンバータ回路等、電力を変換する回路を有している。なお、図1では、図示を省略しているが、電力変換器30は、電力変換回路を有している。また、負荷40としてモータを接続した場合において、モータの回生時には、電力変換器30はモータの出力電力を交流に変換して電源10に出力する。
The
電力変換器30は、ダイオード31aとスイッチング素子31bとの並列回路31を有している。ダイオード31aとスイッチング素子31bとの並列回路31が電源ラインPに接続されている。ダイオード31aの順方向は、電源10から電力変換器30に向かって流れる電流の導通方向に対して同じ向きになっている。スイッチング素子31bは、スイッチング素子21bと同様の半導体素子である。
The
電力変換器30はダイオード31aによるダイオード機能と、スイッチング素子31bによるスイッチング機能とを有する。電力変換器30は、スイッチング素子31bがオフ状態である場合に、電源10から電力変換器30に向かう電流を導通し、負荷40から電力変換器30を介して電源10に向かって流れる電流を遮断する。また電力変換器30は、スイッチング素子31bがオン状態である場合に、負荷40から電力変換器30を介して電源10に向かって流れる電流のみを導通する。
The
負荷40はモータ等である。負荷40は、電力変換器30からの出力電力により駆動する。
The
電源ラインPは、電源10の正極と負荷40との間を接続する配線である。電源ラインNは、電源10の負極と負荷40との間を接続する配線である。開閉器20の入出力端子のうち高電位側の端子、及び、電力変換器30の入出力端子のうち高電位側の端子は、電源ラインPに直列に接続されている。また、開閉器20の入出力端子のうち低電位側の端子、及び、電力変換器30の入出力端子のうち低電位側の端子は、電源ラインNに直列に接続されている。
The power line P is a wiring that connects the positive electrode of the
コントローラ100は、開閉器20及び電力変換器30を制御する。コントローラ100は、図示しないセンサの検出値等に基づいて、スイッチング素子21bのオン、オフ、及び、スイッチング素子31bのオン、オフを制御する。センサは、電圧、電流又は温度センサである。
The controller 100 controls the
次に、コントローラ100の制御について説明する。 Next, control of the controller 100 will be described.
コントローラ100は、例えば緊急時などにより、電源10と負荷40との間で双方向の電流を遮断する場合には、スイッチング素子21b及びスイッチング素子31bをともにオフ状態にして、ダイオード21a、31aによるダイオード機能のみを動作させる。これにより、緊急時に、電力変換器30の主回路(電力変換回路)等に過電流が流れることを抑制できる。
When the controller 100 interrupts the bidirectional current between the
コントローラ100は、電源10の充放電を制御する。電源10を蓄電池として機能させる場合に、コントローラ100は、電源10に接続されたセンサを用いて、電源10に充電されている充電容量を管理する。コントローラ100は、電源10の充電容量が所定値より高い場合には、スイッチング素子21bをオンにし、スイッチング素子31bをオフにして、電源10から電力変換器30に電流を流すことで、電源10を放電させる。一方、負荷40の回生動作による電力で電源10を充電する場合には、コントローラ100は、スイッチング素子21bをオフにして、スイッチング素子21bをオンにする。これにより、本実施形態では、並列回路21、31を、電源10の保護機能として動作させることができる。
The controller 100 controls charging / discharging of the
上記のように本実施形態では、ダイオード21a及びダイオード31aを、順方向で逆向きにし、直列で電源ラインPに接続し、ダイオード21a及びダイオード31aに対して、スイッチング素子21b及びスイッチング素子31bをそれぞれ並列に接続する。これにより、電源ラインPの電流経路において、スイッチング素子21aの順方向と同方向に流れる電流の向き、又は、スイッチング素子31aの順方向と同方向に流れる電流の向きを制限することができ、双方向の電流を高速で遮断することができる。その結果として、フェール時の安全性を高めることができる。また、ノイズも低減できる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、並列回路21、31にスイッチング機能を持たせるために、MOSFET等の半導体素子を設けている。これにより、ナノ秒以下の電流遮断を可能とする。
In the present embodiment, a semiconductor element such as a MOSFET is provided in order to give the
また、本実施形態では、開閉器20にダイオード21aを接続し電力変換器30にダイオード31aを接続している。これにより、小型化を実現できる。
In the present embodiment, a
また、本実施形態では、ダイオード21aの順方向を、電源10から電力変換器30に向かって流れる電流の導通方向と逆向きにしている。これにより、スイッチング素子21bをオンにすることで電源10から電力変換器30への電力の供給を可能とし、スイッチング素子21bをオフにすることで電流を双方向で遮断できる。
In the present embodiment, the forward direction of the
また、本実施形態において、開閉器20はダイオード21a及びスイッチング素子21bを有し、電力変換器30はダイオード31a及びスイッチング素子31bを有している。これにより、複数のスイッチング素子21a、31aのオン、オフをそれぞれ制御できるため、高速の立ち上げ、及び、高速遮断を可能とする。
Moreover, in this embodiment, the
なお、本実施形態では、ダイオード21a及びダイオード31aにそれぞれスイッチング素子21b、31bを並列接続したが、スイッチング素子21b、31bは、ダイオード21a及びダイオード31aの少なくともいずれか一方のダイオードに並列接続すればよい。
In this embodiment, the switching
なお、開閉器20及び電力変換器30にダイオード機能をもたせるために、ダイオード21a、31aを接続したが、ダイオード機能はダイオード21a、31aに限らず、順方向のみの電流を導通させる回路であれば他の回路でもよい。また、開閉器20及び電力変換器30にスイッチング機能をもたせるために、スイッチング素子21b、31bを接続したが、スイッチング機能はスイッチング素子21b、31bに限らず、他のスイッチング回路であってもよい。
In addition, in order to give the
なお、並列回路21にダイオード機能及びスイッチング機能を持たせるために、ダイオード21aとスイッチング素子21bを並列に接続したが、ダイオード機能とスイッチング機能を併せ持つ半導体素子により並列回路を構成してもよい。ダイオード機能とスイッチング機能を併せ持つ半導体素子には、例えばMOSFET等、寄生ダイオード(内蔵ダイオード)をもつトランジスタを用いればよい。これにより、小型化を実現できる。
In order to give the
また、コントローラ100は、電流を遮断する際に、スイッチング素子21b及びスイッチング素子31bのオン、オフの切り替えを同時に行ってもよい。
Further, the controller 100 may simultaneously switch on and off the
なお、本実施形態に係る電源装置の変形例として、図2に示すように、並列回路21は電源ラインNに接続してもよい。図2は、本実施形態の変化例に係る電源装置のブロック図である。これにより、各配線への部品点数を分割することで例アクトの自由度を高めることができる。
As a modification of the power supply device according to this embodiment, the
なお、本実施形態に係る電源装置の変形例として、図3に示すように、並列回路21、31は電源ラインP及び電源ラインNにそれぞれ接続してもよい。図3は、本実施形態の変化例に係る電源装置のブロック図である。これにより、ダイオード機能およびスイッチング機能を多くもたせるが可能となり、冗長性のある回路を構成することができる。
As a modification of the power supply device according to this embodiment, the
上記のダイオード21aが本発明の「第1整流回路」に相当し、ダイオード31aが本発明の「第2整流回路」に相当し、スイッチング素子21b、31bが本発明の「スイッチング回路」に相当する。
The
《第2実施形態》
図4は、発明の他の実施形態に係る電源装置のブロック図である。本例では上述した第1実施形態に対して、電力変換器30の構成及びコントローラ100の制御が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、その記載を援用する。
<< Second Embodiment >>
FIG. 4 is a block diagram of a power supply device according to another embodiment of the invention. In this example, the configuration of the
図4に示すように、電力変換器30は、並列回路31、コンデンサ32、リアクトル33、コンデンサ34、及び並列回路35を有している。
As illustrated in FIG. 4, the
並列回路31は、コンデンサ34と並列回路35との間で、電源ラインPに接続されている。
The
コンデンサ32は、電源10から入力される電力を平滑する。コンデンサ32は、電源ラインPと電源ラインNとの間で、電力変換器30の入力側(電源10側)に接続されている。
The
リアクトル33は、コンデンサ32と並列回路35との間で、電源ラインPに接続されている。コンデンサ34は、電源ラインPと電源ラインNとの間で、電力変換器30の出力側(負荷40側)に接続されている。コンデンサ34が高圧側のコンデンサであり、コンデンサ32が低圧側のコンデンサである。
The reactor 33 is connected to the power supply line P between the
並列回路35は、並列回路31と同様の回路である。並列回路35の一端は、並列回路31とリアクトル33との間に位置する接続点で、電源ラインPに接続されている。並列回路35の他端は電源ラインNに接続されている。並列回路35に含まれるダイオードの順方向は、電源ラインNから電源ラインPに向かって流れる電流の導通方向である。並列回路35に含まれるスイッチは、ノーマリオンである。これにより、電源停止などのトラブルにより、コントローラ100から並列回路30への制御信号が途絶えた場合でも、電力変換器30内の電荷を放電することができる。
The
リアクトル33、並列回路31に含まれるダイオード、及び、並列回路35に含まれるスイッチング素子、コンデンサ34により、昇圧チョッパ回路が形成される。また、並列回路31に含まれるスイッチング素子、並列回路35に含まれるダイオード、リアクトル33、及びコンデンサ32により、降圧チョッパ回路が形成される。すなわち、電力変換器30は、ダイオード機能及びスイッチング機能に加えて、電圧の昇降圧機能を有している。例えば、スイッチング素子21bをオフ状態にしつつ、スイッチング素子31bのオン、オフを切り替えることで、電力変換器30の昇降圧機能を発揮できる。
A boost chopper circuit is formed by the reactor 33, the diode included in the
次にコントローラ100の制御について説明する。 Next, control of the controller 100 will be described.
コントローラ100は、コンデンサの充放電を制御する。コンデンサ32、34の充放電制御を行う場合には、コントローラ100はスイッチング素子21bをオフにする。コントローラ100は、コンデンサ32、34にそれぞれ接続された電圧センサ(図示しない)を用いて、コンデンサ32、34の電圧を検出する。コンデンサ34とコンデンサ32との間の電位差が、所定の電位差より高い場合には、コントローラ100は、並列回路35に含まれるスイッチング素子をオフにした状態で、スイッチング素子31bのオン(短絡)、オフ(開放)を任意の周期で切り替える。高電圧側のコンデンサ34の電荷は、低電圧側のコンデンサ32に流れる。また、電源10を蓄電池として利用する場合には、高電圧側のコンデンサ34の電荷を、開閉器20を介して電源10に流すこともできる。これにより、コントローラ100はコンデンサ34の放電制御及びコンデンサ32の充電制御を行う。
The controller 100 controls charging / discharging of the capacitor. When performing charge / discharge control of the
コンデンサ34の放電が進み、コンデンサ34とコンデンサ32との間の電位差が所定の電位差以下になった場合には、コントローラ100は、スイッチング素子31bをオフにする。コントローラ100は、スイッチング素子21b、31bのオフ状態を維持しつつ、並列回路35に含まれるスイッチング素子のオン、オフを任意の周期で切り替える。コンデンサ32の電荷は、電流経路内の寄生抵抗で消費される。また、電源10を蓄電池として利用する場合には、コンデンサ32の電荷を、開閉器20を介して電源10に流すこともできる。これにより、コントローラ100はコンデンサ32の充電制御を行う。また、コンデンサ32の放電により、コンデンサ34とコンデンサ32との間の電位差が所定の電位差より高くなった場合には、コントローラ100は、上記のコンデンサ34の放電制御及びコンデンサ32の充電制御を再び実行する。
When the discharge of the
上記のように、本実施形態は、スイッチング素子31bのオン、オフを制御する。これにより、電流に脈動が印加されるため、電力変換器30に対してインバータ機能又はコンバータ機能を付加させることできる。
As described above, the present embodiment controls on / off of the
また、本実施形態は、スイッチング素子31bのオン、オフを制御することで、コンデンサ34を放電させる。これにより、電力変換器30内の電荷を効率的に高速で放電できる。
In the present embodiment, the
また本実施形態は、スイッチング素子21b及び並列回路35に含まれるスイッチング素子をオフにした状態で、スイッチング素子31bのオン、オフを制御することで、コンデンサ34を放電させる。これにより、コンデンサ34の電荷を効率的に高速で放電できる。
In the present embodiment, the
また本実施形態では、電力変換器30の電源10側にコンデンサ32を接続し、電力変換器30の負荷40側にコンデンサ34を接続し、コンデンサ32とコンデンサ34との間に、スイッチング素子(並列回路35に含まれるスイッチング素子)を接続する。これにより、スイッチング素子21bをオフ状態で、並列回路35に含まれるスイッチング素子のオン、オフを切り替えることで、電流に脈動を印加させることできる。その結果として、電力変換器30に対してインバータ機能又はコンバータ機能を付加できる。さらに、インバータ機能又はコンバータ機能により変換される電力の変換レンジを、広範囲にすることもできる。
In this embodiment, a
また本実施形態は、スイッチング素子21b、31bをオフにした状態で、並列回路35に含まれるスイッチング素子のオン、オフを切り替えることで、コンデンサ32を放電させる。これにより、コンデンサ32の電荷を効率的に高速で放電できる。
In the present embodiment, the
なお、コンデンサ32、34の充放電制御を行う際のスイッチング周期は、中間抵抗の値は、電力変換器30の構成部品の温度変化、コンデンサの電圧変化、回路を流れる電流値の変化により適宜、変更すればよい。
In addition, the switching cycle when performing the charge / discharge control of the
なお、本発明の変形例として、コントローラ100は、コンデンサ32、34の充放電制御を行う場合に、スイッチング素子31bのオン、オフ又は並列回路35に含まれるスイッチング素子のオン、オフを切り替える代わりに、それぞれのスイッチング素子の導通抵抗を中間抵抗とした状態にしてもよい。中間抵抗は、スイッチング素子のオン抵抗(短絡時の抵抗)とオフ抵抗(開放時の抵抗)との間の抵抗である。これにより、コンデンサ32、34の電荷の回収及び消費を行うことができる。また、コンデンサ32、34の放電を適切な速度に調整できる。
なお、コントローラ100は、中間抵抗の抵抗値を、スイッチング素子31bの電流の導通時間の経過、スイッチング素子31bの電流値、スイッチング素子31bの温度、又は、電力変換器30内の電流経路上の電位差に応じて設定してもよい。これにより、スイッチング素子31bの温度上昇を抑制できる。またコントローラ100は、同様に、中間抵抗の抵抗値を、並列回路35に含まれるスイッチング素子の電流の導通時間の経過、並列回路35に含まれるスイッチング素子の電流値、並列回路35に含まれるスイッチング素子の温度、又は、電力変換器30内の電流経路上の電位差に応じて設定してもよい。これにより、並列回路35に含まれるスイッチング素子の温度上昇を抑制できる。中間抵抗の値は、時間変化、電流変化、温度変化、又は電位差の変化に応じて適宜、変更すればよい。
As a modification of the present invention, when the controller 100 performs charge / discharge control of the
Note that the controller 100 determines the resistance value of the intermediate resistor as the current conduction time of the
なお、本実施形態に係る電源装置の変形例として、図5に示すように、並列回路21は電源ラインNに接続してもよい。図5は、本実施形態の変化例に係る電源装置のブロック図である。これにより、各配線への部品点数を分割することで例アクトの自由度を高めることができる。
As a modification of the power supply device according to this embodiment, the
なお、本実施形態に係る電源装置の変形例として、図6に示すように、並列回路21、31は電源ラインP及び電源ラインNにそれぞれ接続してもよい。図6は、本実施形態の変化例に係る電源装置のブロック図である。これにより、ダイオード機能およびスイッチング機能を多くもたせるが可能となり、冗長性のある回路を構成することができる。
As a modification of the power supply device according to this embodiment, the
上記のスイッチング素子21bが本発明の「第1スイッチング回路」に相当し、スイッチング素子31bが本発明の「第2スイッチング回路」に相当し、並列回路35に含まれるスイッチング素子が本発明の「第3スイッチング回路」に相当する。
The switching
《第3実施形態》
図7は、発明の他の実施形態に係る電源装置のブロック図である。本例では上述した第1実施形態に対して、電力変換器30の構成が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、第1実施形態及び第2実施形態の記載を適宜、援用する。
<< Third Embodiment >>
FIG. 7 is a block diagram of a power supply device according to another embodiment of the invention. In this example, the configuration of the
開閉器20は、電源ラインP、Nにそれぞれ接続された並列回路21を有している。
The
電力変換器30は、電源10の直流電力を交流電力に変換して、負荷40に出力する。電力変換器30は、並列回路31A〜31Fとコンデンサ32を有している。並列回路31A〜31Fは、それぞれ、スイッチング素子とダイオードとの並列回路である。スイッチング素子は、IGBT等のトランジスタである。スイッチング素子の電流の導通方向と、ダイオードの導通方向は逆向きになっている。2つのスイッチング素子を直列に接続した3対の回路(アーム回路)が電源10に並列に接続され、各対のスイッチング素子間と負荷40の三相入力部とがそれぞれ電気的に接続されている。
The
並列回路31A〜31に含まれる各ダイオードが、第1実施形態に係るダイオード31aと同様の機能を有しており、並列回路31A〜31に含まれる各スイッチング素子が、第1実施形態に係るスイッチング素子31bと同様の機能を有している。
Each diode included in the
コントローラ100は、例えば緊急時などにより、電源10と負荷40との間で双方向の電流を遮断する場合には、スイッチング素子21b及び並列回路31A〜31Fに含まれるスイッチング素子をともにオフ状態にして、ダイオード機能のみを動作させる。これにより、緊急時に、電力変換器30の主回路(変換回路)等に過電流が流れることを抑制できる。
When the controller 100 interrupts bidirectional current between the
またコントローラ100は、コンデンサ32の充放電を制御する場合には、スイッチング素子21bをオフにした状態で、並列回路31A〜31Fに含まれるスイッチング素子のオン、オフを切り替える。これにより、コンデンサ32の電荷を消費することができる。
In addition, when controlling charging / discharging of the
なお、本実施形態に係る電源装置の変形例として、図8に示すように、U相の接続点と電源10との間、V相の接続点と電源10との間、及び、W相の接続点との間を、それぞれ並列回路21を介して、電気的に接続してもよい。図8は、本実施形態の変化例に係る電源装置のブロック図である。本変形例では、コンデンサ32は負荷40側に接続されている。そして、コントローラ100は、電源10と負荷40との間で双方向の電流を遮断する場合には、スイッチング素子21b及び並列回路31A〜31Fに含まれるスイッチング素子をともにオフ状態にして、ダイオード機能のみを動作させる。これにより、緊急時に、電力変換器30の主回路(変換回路)等に過電流が流れることを抑制できる。
As a modification of the power supply device according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, between the connection point of the U phase and the
上記の並列回路31A〜31Fに含まれるスイッチング素子が本発明のスイッチング回路に相当する。
The switching elements included in the
10…電源
20…開閉器
21、31…並列回路
21a、31a…ダイオード
21b、31b…スイッチング素子
30…電力変換器
31、31A〜31F、35…並列回路
32、34…コンデンサ
33…リアクトル
40…負荷
100…コントローラ
P、N…電源ライン
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記電源と前記電力変換器との間に接続された開閉器と、
前記電源から前記開閉器を介して前記電力変換器に流れる電流経路に接続された第1整流回路及び第2整流回路と、
前記第1整流回路及び前記第2整流回路の少なくともいずれか一方の整流回路に対して並列に接続されたスイッチング回路とを備え、
前記第1整流回路及び前記第2整流回路は、順方向のみ電流を導通させる回路であり、互いの順方向を逆向きにして前記電流経路に直列に接続されている電源装置。 A power converter that converts the power of the power source and outputs it to the load;
A switch connected between the power source and the power converter;
A first rectifier circuit and a second rectifier circuit connected to a current path flowing from the power source to the power converter via the switch;
A switching circuit connected in parallel to at least one of the first rectifier circuit and the second rectifier circuit;
The first rectifier circuit and the second rectifier circuit are circuits that conduct current only in a forward direction, and are connected in series to the current path with their forward directions reversed.
請求項1記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, wherein the switching circuit includes a semiconductor element.
前記電力変換器は前記第2整流回路を有する
請求項1又は2記載の電源装置。 The switch includes the first rectifier circuit;
The power supply device according to claim 1, wherein the power converter includes the second rectifier circuit.
前記第1整流回路の順方向は、前記電源から前記電力変換器に向かって流れる電流の導通方向と逆向きである
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電源装置。 The switch includes the first rectifier circuit;
The power supply apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a forward direction of the first rectifier circuit is opposite to a conduction direction of a current flowing from the power supply toward the power converter.
前記電力変換器はコンデンサを有し、
前記コントローラは前記スイッチング回路のオン、オフを切り替えることで、前記コンデンサを放電させる
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電源装置。 A controller for controlling the switching circuit;
The power converter has a capacitor;
The power supply device according to claim 1, wherein the controller discharges the capacitor by switching on and off of the switching circuit.
前記電力変換器は前記第2整流回路を有し、
前記スイッチング回路は、前記第1整流回路に対して並列に接続された第1スイッチング回路と、前記第2整流回路に対して並列に接続された第2スイッチング回路を含む
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電源装置。 The switch includes the first rectifier circuit;
The power converter includes the second rectifier circuit;
6. The switching circuit according to claim 1, wherein the switching circuit includes a first switching circuit connected in parallel to the first rectifier circuit and a second switching circuit connected in parallel to the second rectifier circuit. The power supply device according to any one of the above.
前記コントローラは、前記第1スイッチング回路をオフにした状態で、前記第2スイッチング回路のオン、オフを切り替える
請求項6記載の電源装置。 A controller for controlling the first switching circuit and the second switching circuit;
The power supply device according to claim 6, wherein the controller switches the second switching circuit on and off while the first switching circuit is turned off.
前記電力変換器はコンデンサを有し、
前記コントローラは、前記第1スイッチング回路をオフにした状態で、前記第2スイッチング回路の導通抵抗を中間抵抗にすることで、前記コンデンサを放電させ、
前記中間抵抗の値は、前記第2スイッチング回路のオン抵抗とオフ抵抗との間の抵抗値である
請求項6記載の電源装置。 A controller for controlling the first switching circuit and the second switching circuit;
The power converter has a capacitor;
The controller discharges the capacitor by setting the conduction resistance of the second switching circuit to an intermediate resistance with the first switching circuit turned off,
The power supply device according to claim 6, wherein the value of the intermediate resistance is a resistance value between an on resistance and an off resistance of the second switching circuit.
前記第2スイッチング回路に流れる電流の導通時間、前記第2スイッチング回路に流れる電流の電流値、前記第2スイッチング回路の入出力端子間の電位差、前記第2スイッチング回路の温度、又は、前記電力変換器内の電流経路上の電位差に応じて、前記中間抵抗の抵抗値を設定する
請求項8記載の電源装置。 The controller is
The conduction time of the current flowing through the second switching circuit, the current value of the current flowing through the second switching circuit, the potential difference between the input and output terminals of the second switching circuit, the temperature of the second switching circuit, or the power conversion The power supply device according to claim 8, wherein a resistance value of the intermediate resistor is set according to a potential difference on a current path in the container.
前記開閉器は前記第1整流回路を有し、
前記電力変換器は前記第2整流回路と第3スイッチング回路を有し、
前記スイッチング回路は、前記第1整流回路に対して並列に接続された第1スイッチング回路と、前記第2整流回路に対して並列に接続された第2スイッチング回路を含み、
前記第3スイッチング回路は、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの間に接続されている
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電源装置。 The power converter includes a first capacitor connected to the load side and a second capacitor connected to the power supply side,
The switch includes the first rectifier circuit;
The power converter includes the second rectifier circuit and a third switching circuit;
The switching circuit includes a first switching circuit connected in parallel to the first rectifier circuit, and a second switching circuit connected in parallel to the second rectifier circuit,
The power supply device according to claim 1, wherein the third switching circuit is connected between the first capacitor and the second capacitor.
前記コントローラは、前記第1スイッチング回路及び前記第2スイッチング回路をオフにした状態で、前記第3スイッチング回路のオン、オフを切り替えることで、前記第1コンデンサを放電させる
請求項10記載の電源装置。 A controller for controlling the first switching circuit, the second switching circuit, and the third switching circuit;
The power supply device according to claim 10, wherein the controller discharges the first capacitor by switching on and off the third switching circuit in a state where the first switching circuit and the second switching circuit are turned off. .
前記コントローラは、前記第1スイッチング回路及び前記第3スイッチング回路をオフにした状態で、前記第2スイッチング回路のオン、オフを切り替えることで、前記第2コンデンサを放電させる
請求項10記載の電源装置。 A controller for controlling the first switching circuit, the second switching circuit, and the third switching circuit;
The power supply device according to claim 10, wherein the controller discharges the second capacitor by switching on and off the second switching circuit in a state in which the first switching circuit and the third switching circuit are turned off. .
前記コントローラは、前記第1スイッチング回路及び前記第2スイッチング回路をオフにした状態で、前記第3スイッチング回路の導通抵抗を中間抵抗にすることで、前記第1コンデンサを放電させ、
前記中間抵抗の値は、前記第3スイッチング回路のオン抵抗とオフ抵抗との間の抵抗値である
請求項10記載の電源装置。 A controller for controlling the first switching circuit, the second switching circuit, and the third switching circuit;
The controller discharges the first capacitor by setting a conduction resistance of the third switching circuit to an intermediate resistance with the first switching circuit and the second switching circuit turned off,
The power supply device according to claim 10, wherein the value of the intermediate resistance is a resistance value between an on resistance and an off resistance of the third switching circuit.
前記第3スイッチング回路に流れる電流の導通時間、前記第3スイッチング回路に流れる電流の電流値、前記第3スイッチング回路の入出力端子間の電位差、前記第3スイッチング回路の温度、又は、前記電力変換器内の電流経路上の電位差に応じて、前記中間抵抗の抵抗値を設定する
請求項13記載の電源装置。 The controller is
The conduction time of the current flowing through the third switching circuit, the current value of the current flowing through the third switching circuit, the potential difference between the input and output terminals of the third switching circuit, the temperature of the third switching circuit, or the power conversion The power supply apparatus according to claim 13, wherein a resistance value of the intermediate resistor is set according to a potential difference on a current path in the container.
前記スイッチング回路は、前記第1整流回路に対して並列に接続された第1スイッチング回路を含み、
前記第1スイッチング回路はノーマリオフである
請求項1〜14のいずれか一項に記載の電源装置。 The switch includes the first rectifier circuit;
The switching circuit includes a first switching circuit connected in parallel to the first rectifier circuit,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the first switching circuit is normally off.
前記スイッチング回路は、前記第2整流回路に対して並列に接続された第2スイッチング回路を含み、
前記第3スイッチング回路はノーマリオンである
請求項10〜14のいずれか一項に記載の電源装置。 The power converter includes the second rectifier circuit;
The switching circuit includes a second switching circuit connected in parallel to the second rectifier circuit,
The power supply device according to claim 10, wherein the third switching circuit is normally on.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015148840A JP6554972B2 (en) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | Power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015148840A JP6554972B2 (en) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | Power supply |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017028971A true JP2017028971A (en) | 2017-02-02 |
JP6554972B2 JP6554972B2 (en) | 2019-08-07 |
Family
ID=57949886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015148840A Active JP6554972B2 (en) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | Power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6554972B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05328533A (en) * | 1992-05-19 | 1993-12-10 | Toshiba F Ee Syst Eng Kk | Method and apparatus for controlling battery-powered vehicle |
JP2004357412A (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Nissan Motor Co Ltd | Dc power supply device for inverter |
JP2008072865A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | Power supply circuit |
JP2013198202A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | Inverter device and power steering device |
-
2015
- 2015-07-28 JP JP2015148840A patent/JP6554972B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05328533A (en) * | 1992-05-19 | 1993-12-10 | Toshiba F Ee Syst Eng Kk | Method and apparatus for controlling battery-powered vehicle |
JP2004357412A (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Nissan Motor Co Ltd | Dc power supply device for inverter |
JP2008072865A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | Power supply circuit |
JP2013198202A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | Inverter device and power steering device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6554972B2 (en) | 2019-08-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8970155B2 (en) | Power inverter | |
US9106155B2 (en) | Three-level power conversion circuit system | |
US10611245B2 (en) | Power conversion system | |
KR101445057B1 (en) | Alternating current motor drive system | |
WO2011118259A1 (en) | Discharge control device | |
US10003273B2 (en) | Power conversion device | |
EP2860059A2 (en) | Electric vehicle power conversion system | |
US10525838B2 (en) | Power conversion system | |
JP5523511B2 (en) | Power converter | |
EP3501876B1 (en) | Control unit, inverter, assembly, vehicle and method for controlling an inverter | |
WO2015011941A1 (en) | Inverter device | |
JP2019213283A (en) | Motor drive device having DC link capacitor short-circuit determination unit | |
JP2015073423A (en) | Power conversion system for motor car | |
JP6024701B2 (en) | Power conversion circuit | |
KR20150040195A (en) | Power conversion system for electric vehicles | |
JP5611300B2 (en) | Power converter and control method thereof | |
JP6150017B2 (en) | Driving device, matrix converter and elevator system | |
WO2018225235A1 (en) | Control device for dc-dc converter | |
JP6935592B2 (en) | Uninterruptible power system | |
JP6554972B2 (en) | Power supply | |
JP6788489B2 (en) | Electric circuit and its control device | |
JP6241074B2 (en) | Fuel cell power regulation system | |
JPWO2019155522A1 (en) | Power converter | |
JP7420032B2 (en) | Overcurrent detection device | |
JP2011109790A (en) | Power conversion device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180126 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181120 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190212 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190312 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190611 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190624 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6554972 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |