JP2020054119A - Line filter - Google Patents

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Abstract

To provide a line filter capable of suppressing flowing of a large current to each capacitor when switching the connection of a plurality of capacitors between serial connection and parallel connection in a power applying state.SOLUTION: A line filter comprises: a pair of electric power lines 2; a voltage measurement unit 6; a plurality of capacitors 3; a serial-parallel switching circuit 40 formed by a plurality of switches 4; and a control unit 5. The serial-parallel switching circuit 40 switches a connection of the plurality of capacitors 3 between parallel connection and serial connection. Each of the switches 4 is configured to be able to assume an on-state, an off-state, and a high-impedance conduction state. The control unit 5 turns on a switch 4 in the off-state after placing it in the high impedance conduction state when switching the connection of the plurality of capacitors 3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気機器に用いられるラインフィルタに関する。   The present invention relates to a line filter used for electric equipment.

従来から、電気機器に用いられるラインフィルタが知られている(下記特許文献1参照)。このラインフィルタは、直流電源と電気機器とを電気接続する一対の電力線と、複数のコンデンサとを備える。このコンデンサを用いて、電力線に含まれるノイズを除去し、直流電源を安定化している。これにより、ノイズが直流電源から電気機器へ伝わったり、電気機器から直流電源へ伝わったりすることを抑制しつつ、直流電源を安定化している。   2. Description of the Related Art Conventionally, a line filter used for an electric device has been known (see Patent Document 1 below). This line filter includes a pair of power lines for electrically connecting a DC power supply and an electric device, and a plurality of capacitors. Using this capacitor, noise contained in the power line is removed, and the DC power supply is stabilized. Thus, the DC power supply is stabilized while suppressing transmission of noise from the DC power supply to the electric device and from the electric device to the DC power supply.

上記ラインフィルタは、複数のコンデンサの接続を直列接続と並列接続との間で切り替える直並列切替回路を備える(図35〜図37参照)。ラインフィルタは、上記一対の電力線の間の電圧が予め定められた閾値より低い場合は、複数のコンデンサを並列接続するよう構成されている。また、上記電圧が閾値を超えた場合は、複数のコンデンサを直列接続する。これにより、個々のコンデンサに加わる電圧を低くしている。これによって、コンデンサに耐電圧を超える電圧が加わることを抑制し、低耐圧で小型のコンデンサを使用できるようにして、ラインフィルタを小型化している。   The line filter includes a series-parallel switching circuit that switches a connection of a plurality of capacitors between a series connection and a parallel connection (see FIGS. 35 to 37). The line filter is configured to connect a plurality of capacitors in parallel when a voltage between the pair of power lines is lower than a predetermined threshold. When the voltage exceeds the threshold, a plurality of capacitors are connected in series. This reduces the voltage applied to each capacitor. This suppresses the application of a voltage exceeding the withstand voltage to the capacitor, allows the use of a small capacitor having a low withstand voltage, and reduces the size of the line filter.

特開2009−268324号公報JP 2009-268324 A

しかしながら、上記ラインフィルタは、複数のコンデンサの接続を、直列接続と並列接続との間で切り替える際に、大きな電流が流れることがあった。すなわち、例えば2個のコンデンサを並列接続から直列接続に切り替えると(図35、図36参照)、個々のコンデンサに加わる電圧が、電源電圧VBからVB/2に低下する。そのため、コンデンサから大きな放電電流が流れる。したがって、直並列切替回路を構成するスイッチやコンデンサ、電力線等の電流容量を大きくする必要があり、ラインフィルタが大型化するという課題がある。 However, in the line filter, when switching the connection of the plurality of capacitors between the serial connection and the parallel connection, a large current may flow. That is, for example, switching the two capacitors from parallel connection to series connection (FIG. 35, see FIG. 36), the voltage applied to each capacitor, decreases from the supply voltage V B to V B / 2. Therefore, a large discharge current flows from the capacitor. Therefore, it is necessary to increase the current capacity of switches, capacitors, power lines, and the like that constitute the series-parallel switching circuit, and there is a problem that the line filter becomes large.

同様に、例えば2個のコンデンサを直列接続から並列接続に切り替えると(図36、図37参照)、個々のコンデンサに加わる電圧が、VB/2からVBに上昇する。そのため、コンデンサに大きな突入電流が流れ、スイッチやコンデンサ等の電流容量を大きくする必要がある。したがって、ラインフィルタが大型化するという課題がある。 Similarly, for example, switching the two capacitors in parallel connection connected in series (see FIG. 36, FIG. 37), the voltage applied to each capacitor rises from V B / 2 to V B. Therefore, a large inrush current flows through the capacitor, and it is necessary to increase the current capacity of the switch, the capacitor, and the like. Therefore, there is a problem that the line filter becomes large.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、複数のコンデンサの接続を、直列接続と並列接続との間で切り替えたときに、各コンデンサの電圧に起因する大きな電流が流れることを抑制できるラインフィルタを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a problem, and when a connection of a plurality of capacitors is switched between a serial connection and a parallel connection, a large current caused by the voltage of each capacitor is suppressed. It is intended to provide a line filter that can be used.

本発明の一態様は、直流電源(7)と電気機器(8)とを電気接続する一対の電力線(2)と、
該一対の電力線の間の電圧を測定する電圧測定部(6)と、
前記一対の電力線の間に電気的に接続された複数のコンデンサ(3)と、
個々の該コンデンサに直列に接続された複数のスイッチ(4)を有し、該複数のスイッチのうち、電流が流れるオン状態になっている該スイッチと、電流が流れないオフ状態になっている該スイッチとの組み合わせを変更することにより、前記複数のコンデンサの接続を、並列接続と直列接続との間で切り替える直並列切替回路(40)と、
前記スイッチの動作制御を行う制御部(5)とを備え、
個々の前記スイッチは、前記オン状態と、前記オフ状態と、電流が流れ前記オン状態よりもインピーダンスが高い高インピーダンス導通状態との、3種類の状態をとり得るよう構成され、
前記制御部は、前記電圧測定部による前記電圧の測定値が予め定められた閾値より低い場合には、前記複数のコンデンサを前記並列接続にし、前記電圧の測定値が前記閾値を超えた場合には、前記複数のコンデンサを直列接続にし、
前記制御部は、前記複数のコンデンサの接続を前記並列接続と前記直列接続との間で切り替える際に、前記オフ状態になっている前記スイッチを、前記高インピーダンス導通状態にしてから、前記オン状態にするよう構成されている、ラインフィルタ(1)にある。
One embodiment of the present invention includes a pair of power lines (2) for electrically connecting a DC power supply (7) and an electric device (8),
A voltage measuring unit (6) for measuring a voltage between the pair of power lines,
A plurality of capacitors (3) electrically connected between the pair of power lines;
A plurality of switches (4) connected in series to the individual capacitors, wherein the plurality of switches are in an on state in which a current flows and in an off state in which no current flows; A series-parallel switching circuit (40) for switching the connection of the plurality of capacitors between parallel connection and series connection by changing a combination with the switch;
A control unit (5) for controlling the operation of the switch;
Each of the switches is configured to be able to take three types of states: the on state, the off state, and a high impedance conduction state in which a current flows and the impedance is higher than the on state.
The control unit, when the measured value of the voltage by the voltage measurement unit is lower than a predetermined threshold, the plurality of capacitors are connected in parallel, when the measured value of the voltage exceeds the threshold Is a series connection of the plurality of capacitors,
The control unit, when switching the connection of the plurality of capacitors between the parallel connection and the series connection, the switch in the off state, the high impedance conduction state, and then the on state In the line filter (1).

上記ラインフィルタのスイッチは、上記オン状態と、上記オフ状態と、上記高インピーダンス導通状態との、3種類の状態をとり得るよう構成されている。また、上記制御部は、複数のコンデンサの接続を並列接続と直列接続との間で切り替える際に、オフ状態になっているスイッチを、高インピーダンス導通状態にしてから、オン状態にする。
そのため、コンデンサの接続を切り替えたときに、放電電流や突入電流が発生しても、これらの電流は高インピーダンス導通状態になっているスイッチを流れるため、大きな電流が流れにくくなる。したがって、スイッチやコンデンサ、電力線等の電流容量を小さくすることができ、これらの部品を小型化しつつ、信頼性を高めることができる。そのため、ラインフィルタ全体を小型化でき、かつ信頼性を高めることができる。
The switch of the line filter is configured to be able to take three types of states: the on state, the off state, and the high impedance conduction state. Further, when switching the connection of the plurality of capacitors between the parallel connection and the series connection, the control unit sets the switch in an off state to a high impedance conduction state and then to an on state.
Therefore, even if a discharge current or an inrush current occurs when the connection of the capacitor is switched, a large current does not easily flow because the current flows through the switch in the high impedance conduction state. Therefore, the current capacity of switches, capacitors, power lines, and the like can be reduced, and the reliability can be improved while reducing the size of these components. Therefore, the entire line filter can be reduced in size and reliability can be improved.

以上のごとく、上記態様によれば、複数のコンデンサの接続を、直列接続と並列接続との間で切り替えたときに、各コンデンサに大きな電流が流れることを抑制できるラインフィルタを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a line filter that can suppress a large current from flowing through each capacitor when the connection of a plurality of capacitors is switched between series connection and parallel connection. .
Note that reference numerals in parentheses described in the claims and means for solving the problems indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described below, and limit the technical scope of the present invention. Not something.

実施形態1における、複数のコンデンサを並列接続したラインフィルタの回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a line filter according to the first embodiment in which a plurality of capacitors are connected in parallel. 図1から、正側並列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 2 is a circuit diagram in which the positive side parallel switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 1. 図2から、負側並列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 3 is a circuit diagram in which the negative side parallel switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 2. 図3から、正側並列スイッチをオフ状態に切り替えた回路図。FIG. 4 is a circuit diagram in which a positive side parallel switch is switched to an off state from FIG. 3. 図4から、負側並列スイッチをオフ状態に切り替えた回路図。FIG. 5 is a circuit diagram in which the negative side parallel switch is switched to the off state from FIG. 4. 図5から、直列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 6 is a circuit diagram in which the series switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 5. 図6から、直列スイッチをオン状態に切り替えた回路図であって、複数のコンデンサを直列接続した状態での、ラインフィルタの回路図。FIG. 7 is a circuit diagram in which a series switch is switched to an ON state from FIG. 6, and is a circuit diagram of a line filter in a state where a plurality of capacitors are connected in series. 図7から、直列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 8 is a circuit diagram in which the series switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 7. 図8から、直列スイッチをオフ状態に切り替えた回路図。FIG. 9 is a circuit diagram in which the series switch is turned off from FIG. 8. 図9から、負側並列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 10 is a circuit diagram in which the negative side parallel switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 9. 図10から、正側並列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 11 is a circuit diagram in which the positive side parallel switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 10. 図11から、負側並列スイッチをオン状態に切り替えた回路図。FIG. 12 is a circuit diagram in which the negative side parallel switch is turned on from FIG. 11. 実施形態2における、複数のコンデンサを並列接続したラインフィルタの回路図。FIG. 9 is a circuit diagram of a line filter according to a second embodiment in which a plurality of capacitors are connected in parallel. 図13から、正側並列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 14 is a circuit diagram in which the positive side parallel switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 13. 図14から、負側並列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 15 is a circuit diagram in which the negative-side parallel switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 14. 図15から、正側並列スイッチをオフ状態に切り替えた回路図。FIG. 16 is a circuit diagram in which the positive side parallel switch is turned off from FIG. 15. 図16から、負側並列スイッチをオフ状態に切り替えた回路図。FIG. 17 is a circuit diagram in which the negative side parallel switch is turned off from FIG. 16. 図17から、直列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 18 is a circuit diagram in which the series switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 17. 図18から、直列スイッチをオン状態に切り替えた回路図であって、複数のコンデンサを直列接続した状態での、ラインフィルタの回路図。FIG. 19 is a circuit diagram in which a series switch is switched to an ON state from FIG. 18 and a circuit diagram of a line filter in a state where a plurality of capacitors are connected in series. 図19から、直列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 20 is a circuit diagram in which the series switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 19. 図20から、直列スイッチをオフ状態に切り替えた回路図。FIG. 21 is a circuit diagram in which the series switch is turned off from FIG. 20. 図21から、負側並列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 22 is a circuit diagram in which the negative side parallel switch is switched to the high impedance conduction state from FIG. 21. 図22から、正側並列スイッチを高インピーダンス導通状態に切り替えた回路図。FIG. 23 is a circuit diagram in which the positive side parallel switch is switched to a high impedance conduction state from FIG. 22. 図23から、負側並列スイッチをオン状態に切り替えた回路図。FIG. 24 is a circuit diagram in which the negative side parallel switch is switched to the ON state from FIG. 23. 実施形態2における、シミュレーションを行った際の回路図。FIG. 9 is a circuit diagram when a simulation is performed in the second embodiment. 実施形態2における、電力線の電圧VBと、コンデンサの電流と、各スイッチ部のオンオフ状態と、各スイッチ部の電流とのシミュレーション結果。9 is a simulation result of the voltage V B of the power line, the current of the capacitor, the on / off state of each switch unit, and the current of each switch unit in the second embodiment. 図26の、並列接続から直列接続に切り替わる瞬間の拡大図。FIG. 27 is an enlarged view of FIG. 26 at the moment of switching from parallel connection to series connection. 図26の、直列接続から並列接続に切り替わる瞬間の拡大図。FIG. 27 is an enlarged view of FIG. 26 at the moment of switching from series connection to parallel connection. 実施形態3における、ラインフィルタの回路図。FIG. 13 is a circuit diagram of a line filter according to the third embodiment. 実施形態4における、ラインフィルタの回路図。FIG. 13 is a circuit diagram of a line filter according to a fourth embodiment. 実施形態5における、ラインフィルタの回路図。FIG. 15 is a circuit diagram of a line filter according to the fifth embodiment. 実施形態6における、ラインフィルタの回路図。FIG. 15 is a circuit diagram of a line filter according to a sixth embodiment. 比較形態における、ラインフィルタの回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a line filter in a comparative embodiment. 比較形態における、電力線の電圧VBと、各スイッチ部のオンオフ状態と、各スイッチの電流とのシミュレーション結果。In comparative embodiment, the voltage V B of the power line, and on-off state of each switch unit, a simulation result of the current of each switch. 比較形態における、複数のコンデンサを並列接続したラインフィルタの概略回路図。FIG. 7 is a schematic circuit diagram of a line filter in which a plurality of capacitors are connected in parallel in a comparative embodiment. 図35から、複数のコンデンサを直列接続に切り替えた直後の、ラインフィルタの概略回路図。FIG. 36 is a schematic circuit diagram of the line filter immediately after switching a plurality of capacitors to series connection from FIG. 35. 図36から、複数のコンデンサを並列接続に切り替えた直後の、ラインフィルタの概略回路図。FIG. 37 is a schematic circuit diagram of the line filter immediately after switching a plurality of capacitors to parallel connection from FIG. 36.

(実施形態1)
上記ラインフィルタに係る実施形態について、図1〜図12を参照して説明する。図1に示すごとく、本形態のラインフィルタ1は、一対の電力線2(2P,2N)と、電圧測定部6と、複数のコンデンサ3(3A,3B)と、直並列切替回路40と、制御部5とを備える。
(Embodiment 1)
An embodiment according to the line filter will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the line filter 1 of the present embodiment includes a pair of power lines 2 (2 P , 2 N ), a voltage measuring unit 6, a plurality of capacitors 3 (3 A , 3 B ), and a series-parallel switching circuit. And a control unit 5.

電力線2は、直流電源7と電気機器8とを電気接続する。電圧測定部6は、一対の電力線2の間の電圧を測定する。コンデンサ3は、一対の電力線2の間に電気的に接続されている。コンデンサ3は、電力線2に含まれるノイズを除去し、直流電源7を安定化する。直並列切替回路40は、個々のコンデンサ3に直列に接続された複数のスイッチ4からなる。直並列切替回路40は、複数のスイッチ4のうち、電流が流れるオン状態になっているスイッチ4と、電流が流れないオフ状態になっているスイッチ4との組み合わせを変更することにより、複数のコンデンサ3の接続を、並列接続(図1参照)と直列接続(図7参照)との間で切り替える。   The power line 2 electrically connects the DC power supply 7 and the electric device 8. The voltage measuring unit 6 measures a voltage between the pair of power lines 2. The capacitor 3 is electrically connected between the pair of power lines 2. The capacitor 3 removes noise included in the power line 2 and stabilizes the DC power supply 7. The series / parallel switching circuit 40 includes a plurality of switches 4 connected in series to the individual capacitors 3. The series-parallel switching circuit 40 changes the combination of the switch 4 in the ON state where the current flows and the switch 4 in the OFF state where the current does not flow, among the plurality of switches 4, The connection of the capacitor 3 is switched between a parallel connection (see FIG. 1) and a series connection (see FIG. 7).

制御部5は、スイッチ4の動作制御を行う。
個々のスイッチ4は、上記オン状態(図1の正側並列スイッチ4P参照)と、上記オフ状態(図1の直列スイッチ4S参照)と、高インピーダンス導通状態(図2の正側並列スイッチ4P参照)との、3種類の状態をとり得るよう構成されている。高インピーダンス導通状態は、電流が流れ、上記オン状態よりもインピーダンスが高い状態である。
The control unit 5 controls the operation of the switch 4.
Each switch 4 has an on state (see the positive side parallel switch 4 P in FIG. 1), an off state (see the series switch 4 S in FIG. 1), and a high impedance conduction state (the positive side parallel switch in FIG. 2). 4 P ). The high impedance conduction state is a state in which a current flows and the impedance is higher than the ON state.

制御部5は、電圧測定部6による電圧の測定値が予め定められた閾値VTHより低い場合には、複数のコンデンサ3を並列接続(図1参照)にする。また、制御部5は、電圧の測定値が上記閾値VTHを超えた場合には、複数のコンデンサ3を直列接続にする(図7参照)。 When the measured value of the voltage by the voltage measuring unit 6 is lower than a predetermined threshold value V TH , the control unit 5 connects the plurality of capacitors 3 in parallel (see FIG. 1). When the measured value of the voltage exceeds the threshold value V TH , the control unit 5 connects the plurality of capacitors 3 in series (see FIG. 7).

制御部5は、複数のコンデンサ3の接続を、並列接続と直列接続との間で切り替える際に、オフ状態になっているスイッチ4を、高インピーダンス導通状態にしてから、オン状態にするよう構成されている(図5〜図7の直列スイッチ4S参照)。 When switching the connection of the plurality of capacitors 3 between parallel connection and series connection, the control unit 5 sets the switch 4 in the off state to a high impedance conduction state and then to the on state. are (see the series switch 4 S in FIGS. 5 to 7).

本形態のラインフィルタ1は、車両に搭載するための車載用ラインフィルタである。ラインフィルタ1は、ノイズが、直流電源7から電気機器8へ伝わったり、電気機器8から直流電源7へ伝わったりすることを抑制しつつ、直流電源7を安定化する。   The line filter 1 of the present embodiment is a vehicle-mounted line filter to be mounted on a vehicle. The line filter 1 stabilizes the DC power supply 7 while suppressing transmission of noise from the DC power supply 7 to the electric device 8 and from the electric device 8 to the DC power supply 7.

図1に示すごとく、電力線2には、直流電源7の正極に接続した正側電力線2Pと、直流電源7の負極(GND)に接続した負側電力線2Nとがある。また、上述したように、直並列切替回路40は、複数のスイッチ4を有する。スイッチ4には、正側並列スイッチ4Pと、負側並列スイッチ4Nと、直列スイッチ4Sとがある。正側並列スイッチ4Pは、第1コンデンサ3Aの正電極31Pと正側電力線2Pとの間に設けられている。負側並列スイッチ4Nは、第2コンデンサ3Bの負電極31Nと負側電力線2Nとの間に設けられている。直列スイッチ4Sは、第1コンデンサ3Aの正電極31Pと、第2コンデンサ3Bの負電極31Nとの間に設けられている。 As shown in FIG. 1, the power lines 2 include a positive power line 2 P connected to the positive electrode of the DC power supply 7 and a negative power line 2 N connected to the negative electrode (GND) of the DC power supply 7. Further, as described above, the series-parallel switching circuit 40 includes the plurality of switches 4. The switches 4 include a positive side parallel switch 4 P , a negative side parallel switch 4 N, and a series switch 4 S. Positive parallel switch 4 P is provided between the positive electrode 31 P and the positive power line 2 P of the first capacitor 3 A. Negative parallel switch 4 N is provided between the negative electrode 31 N and the negative power line 2 N of the second capacitor 3 B. The series switch 4 S is provided between the positive electrode 31 P of the first capacitor 3 A and the negative electrode 31 N of the second capacitor 3 B.

図1に示すごとく、直列スイッチ4Sをオフ状態にし、正側並列スイッチ4Pと負側並列スイッチ4Nとの2個の並列スイッチ4P,4Nをオン状態にすると、2個のコンデンサ3は並列接続になる。また、図7に示すごとく、2個の並列スイッチ4P,4Nをオフ状態にし、直列スイッチ4Sをオン状態にすると、2個のコンデンサ3は直列接続になる。 As shown in FIG. 1, a series switch 4 S off state, when the two parallel switches 4 P, 4 N with positive parallel switches 4 P and the negative side parallel switch 4 N to the ON state, the two capacitors 3 is connected in parallel. As shown in FIG. 7, when the two parallel switches 4 P and 4 N are turned off and the series switch 4 S is turned on, the two capacitors 3 are connected in series.

また、図1に示すごとく、ラインフィルタ1には、コンデンサ3よりも耐電圧が高い耐電圧コンデンサ11を設けてある。後述するように、本形態では、全てのスイッチ4がオフ状態になる瞬間があるため(図5、図9参照)、この瞬間でもノイズを除去できるように、耐電圧コンデンサ11を設けてある。耐電圧コンデンサ11の耐電圧は、上記閾値VTHよりも高い。耐電圧コンデンサ11は、セラミックコンデンサ等からなる。また、上記コンデンサ3は、耐電圧コンデンサ11よりも耐電圧が低いコンデンサ、例えば電解コンデンサからなり、個々の電解コンデンサの静電容量を大きく設定してある。このように構成することで、全てのコンデンサ3を、耐電圧コンデンサ11と同じ種類のコンデンサ(例えばセラミックコンデンサ)にし、かつ静電容量を同じにした場合よりも、ラインフィルタ1を小型化している。 Further, as shown in FIG. 1, the line filter 1 is provided with a withstand voltage capacitor 11 having a higher withstand voltage than the capacitor 3. As described later, in this embodiment, since there is a moment when all the switches 4 are turned off (see FIGS. 5 and 9), a withstand voltage capacitor 11 is provided so that noise can be removed even at this moment. The withstand voltage of the withstand voltage capacitor 11 is higher than the threshold value V TH . The withstand voltage capacitor 11 is made of a ceramic capacitor or the like. The capacitor 3 is made of a capacitor having a lower withstand voltage than the withstand voltage capacitor 11, for example, an electrolytic capacitor, and the capacitance of each electrolytic capacitor is set to be large. With this configuration, the line filter 1 is made smaller than when all the capacitors 3 are the same type of capacitor (for example, a ceramic capacitor) as the withstand voltage capacitor 11 and have the same capacitance. .

また、図1に示すごとく、直流電源7には、該直流電源7を充電するためのオルタネータ71が接続している。オルタネータ71の負荷が急激に変動した場合等に、サージ電圧が発生することがある。この場合、一対の電力線2P,2N間の電圧VBが急に上昇する。また、直流電源7に充電用の外部電源79(図25参照)を接続した場合も、一対の電力線2P,2N間の電圧VBが急に上昇することがある。コンデンサ3として、上昇した電圧VBに十分耐えられるほど耐電圧が高いものを用いると、コンデンサ3が大型化しやすくなる。そのため本形態では、電圧VBが高くなった場合は、複数のコンデンサ3の接続を、並列接続(図1参照)から直列接続(図7参照)に切り替えている。これにより、個々のコンデンサ3に高い電圧が加わることを抑制し、耐電圧が低く小型化しやすいコンデンサ3を用いることができるようにしている。また、電圧VBが低下した場合は、コンデンサ3を並列接続に切り替え、静電容量を増加させる。 As shown in FIG. 1, an alternator 71 for charging the DC power supply 7 is connected to the DC power supply 7. When the load of the alternator 71 fluctuates rapidly, a surge voltage may be generated. In this case, the voltage V B between the pair of power lines 2 P and 2 N sharply increases. Further, even if the DC power supply 7 was connected to an external power source 79 for charging (see FIG. 25), there may be a voltage V B between a pair of power lines 2 P, 2 N rises sharply. As a capacitor 3, when used as a withstand voltage is high enough to sufficiently withstand the increased voltage V B, the capacitor 3 is likely to increase in size. In Therefore this embodiment, if the voltage V B becomes high, and switches the connection of a plurality of capacitors 3, the parallel connection (see FIG. 1) connected in series (see FIG. 7). This suppresses the application of a high voltage to the individual capacitors 3, so that the capacitors 3 having low withstand voltage and easy to be miniaturized can be used. Further, if the voltage V B decreases, switching the capacitor 3 connected in parallel to increase the capacitance.

図1に示すごとく、本形態のスイッチ4は、オンオフ動作可能な第1スイッチ部41と抵抗43とを直列接続した直列体44と、該直列体44に並列接続した第2スイッチ部42とを備える。これらのスイッチ部41,42は、機械スイッチや、後述するMOSFET等の半導体スイッチング素子を用いて構成することができる。第2スイッチ部42をオンすると、スイッチ4はオン状態になる。2個のスイッチ部41,42をオフすると、スイッチ4はオフ状態になる。また、図2の正側並列スイッチ4Pのように、第1スイッチ部41のみオンすると、スイッチ4は高インピーダンス導通状態になる。 As shown in FIG. 1, the switch 4 of the present embodiment includes a series body 44 in which a first switch section 41 capable of on / off operation and a resistor 43 are connected in series, and a second switch section 42 connected in parallel to the series body 44. Prepare. These switch units 41 and 42 can be configured using a mechanical switch or a semiconductor switching element such as a MOSFET described later. When the second switch section 42 is turned on, the switch 4 is turned on. When the two switch units 41 and 42 are turned off, the switch 4 is turned off. When only the first switch section 41 is turned on, as in the case of the positive side parallel switch 4 P in FIG. 2, the switch 4 enters a high impedance conducting state.

正側並列スイッチ4Pは、スイッチ部41,42として、正側第1スイッチ部41P及び正側第2スイッチ部42Pを備える。また、負側並列スイッチ4Nは、スイッチ部41,42として、負側第1スイッチ部41N及び負側第2スイッチ部42Nを備える。さらに、直列スイッチ4Sは、スイッチ部41,42として、直列用第1スイッチ部41S及び直列用第2スイッチ部42Sを備える。 The positive side parallel switch 4 P includes a positive side first switch section 41 P and a positive side second switch section 42 P as the switch sections 41 and 42. Further, the negative side parallel switch 4 N includes a negative first switch section 41 N and a negative second switch section 42 N as the switch sections 41 and 42. Further, the series switch 4 S includes, as the switch sections 41 and 42, a first switch section 41 S for series and a second switch section 42 S for series.

以下、図1に示すように、複数のコンデンサ3を並列接続した状態から、電力線2の電圧VBが上昇した場合の、各スイッチ部41,42の動作について説明する。電力線2の電圧VBが上昇し、閾値VTHを超えた場合、制御部5は、図2に示すごとく、正側第2スイッチ部42Pをオフする。これにより、正側並列スイッチ4Pを高インピーダンス導通状態にする。 Hereinafter, as shown in FIG. 1, a plurality of capacitors 3 from a state of being connected in parallel, when a voltage V B of the power line 2 rises, the operation of each switch 41, 42. When the voltage V B of the power line 2 increases and exceeds the threshold value V TH , the control unit 5 turns off the positive second switch unit 42 P as shown in FIG. As a result, the positive side parallel switch 4 P is brought into a high impedance conducting state.

その後、制御部5は、図3に示すごとく、負側第2スイッチ部42Nをオフする。これにより、負側並列スイッチ4Nを高インピーダンス導通状態にする。電力線2の電圧VBが上昇すると、コンデンサ3に電流Iが流れるが、この電流Iは高インピーダンス導通状態になっている並列スイッチ4P,4Nを通るため、電流量を抑制できる。そのため、並列スイッチ4P,4N等として、電流容量の小さいものを用いることができ、これらの並列スイッチ4P,4Nを小型化できる。 Thereafter, the control unit 5, as shown in FIG. 3, turns off the second negative switch unit 42 N. Thus, the negative side parallel switch 4 N in a high-impedance conductive state. When the voltage V B of the power line 2 to rise, but the current I flows into the capacitor 3, the current I for the passage of parallel switch 4 P, 4 N that is a high-impedance conductive state, can be suppressed amount of current. Therefore, as the parallel switch 4 P, 4 N, etc., can be used as a small current capacity can be miniaturized these parallel switch 4 P, 4 N.

その後、図4に示すごとく、制御部5は、正側第1スイッチ部41Pをオフする。これにより、正側並列スイッチ4Pをオフ状態にする。
次いで、図5に示すごとく、制御部5は、負側第1スイッチ部41Nをオフする。これにより、負側並列スイッチ4Nをオフ状態にする。
Thereafter, as shown in FIG. 4, the control unit 5 turns off the first positive switch unit 41 P. As a result, the positive side parallel switch 4 P is turned off.
Then, as shown in FIG. 5, the control unit 5 turns off the first negative switch unit 41 N. Thus, the negative side parallel switch 4N is turned off.

その後、図6に示すごとく、制御部5は、直列用第1スイッチ部41Sをオンする。これにより、直列スイッチ4Sを高インピーダンス導通状態にする。
このようにすると、各コンデンサ3から放電電流IDが発生する。すなわち、個々のコンデンサ3は直前まで並列接続されていたため(図1参照)、各コンデンサ3には、電力線2の電圧VBが加わっていたが、図6に示すごとく、直列用第1スイッチ部41Sをオンすると、2個のコンデンサ3が直列接続され、各コンデンサ3の電圧はVB/2になる。そのため、コンデンサ3の電圧が急に低下し、放電電流IDが発生する。しかしながら、この放電電流IDは、直列スイッチ4Sの抵抗43を流れるため、大きな放電電流IDが流れることを抑制できる。そのため、直列用第1スイッチ部41Sとして、電流容量が小さいものを用いることができ、直列用第1スイッチ部41Sを小型化できる。
なお、2個のコンデンサ3を並列接続から直列接続に切り替えたときに、電力線2の電圧VBが、並列接続時の2倍以上になった場合は、各コンデンサ3に充電電流が流れる。この場合も、充電電流は抵抗43を流れるため、大きな充電電流が流れることを抑制できる。
Thereafter, as shown in FIG. 6, the control unit 5 turns on the first switch unit 41 S for series. As a result, the series switch 4 S is brought into a high impedance conducting state.
In this way, a discharge current ID is generated from each capacitor 3. That is, (see FIG. 1) because it was connected in parallel immediately before the individual capacitor 3, the capacitors 3, had applied voltage V B of the power line 2, as shown in FIG. 6, the first switch unit for series When 41 S is turned on, the two capacitors 3 are connected in series, and the voltage of each capacitor 3 becomes V B / 2. Therefore, the voltage of the capacitor 3 drops suddenly, and the discharge current ID occurs. However, the discharge current I D, since through the resistor 43 of the series switch 4 S, can be suppressed that a large discharge current I D flows. Therefore, as a first switch unit 41 S for series, it is possible to use a current capacity is small, it can be downsized first switch unit 41 S for series.
When the voltage V B of the power line 2 is twice or more that of the parallel connection when the two capacitors 3 are switched from the parallel connection to the series connection, a charging current flows through each capacitor 3. Also in this case, since the charging current flows through the resistor 43, it is possible to suppress a large charging current from flowing.

放電電流IDの発生が終了したら、図7に示すごとく、制御部5は、直列用第2スイッチ部42Sをオンする。これにより、直列スイッチ4Sをオン状態にする。電力線2の電圧VBが閾値VTHを超えている間は、この状態(すなわち、2個のコンデンサ3を直列接続した状態)を維持する。 After generation of the discharge current I D is completed, as shown in FIG. 7, the control unit 5 turns on the second switch 42 S for series. As a result, the series switch 4 S is turned on. This state (that is, a state in which two capacitors 3 are connected in series) is maintained while the voltage V B of the power line 2 exceeds the threshold value V TH .

制御部5は、電力線2の電圧VBが閾値VTHより小さくなったら、図8に示すごとく、直列用第2スイッチ部42Sをオフする。これにより、直列スイッチ4Sを高インピーダンス導通状態にする。電力線2の電圧VBが低下すると、コンデンサ3から電流Iが流れ出るが、この電流Iは高インピーダンス導通になっている直列スイッチ4Sを通るため、電流量を抑制できる。この後、制御部5は図9に示すごとく、直列用第1スイッチ部41Sをオフする。 Control unit 5, once the voltage V B of the power line 2 becomes smaller than the threshold value V TH, as shown in FIG. 8, and turns off the second switch 42 S for series. As a result, the series switch 4 S is brought into a high impedance conducting state. When the voltage V B of the power line 2 decreases, the current I flows out from the capacitor 3, the current I for the passage of the series switch 4 S that is a high-impedance conductive, it can be suppressed amount of current. Thereafter, the control unit 5 as shown in FIG. 9, turns off the first switch unit 41 S for series.

その後、図10に示すごとく、制御部5は、負側第1スイッチ部41Nをオンする。次いで、図11に示すごとく、制御部5は、正側第1スイッチ部41Pをオンする。これにより、2個の並列スイッチ4P,4Nを高インピーダンス導通状態にする。
このようにすると、各コンデンサ3に電流IRが流れる。すなわち、2個のコンデンサ3は、直前まで直列接続(図7参照)されていたため、各コンデンサ3に加わる電圧はVB/2であったが、正側第1スイッチ部41P及び負側第1スイッチ部41Nをオンすると、各コンデンサ3A,3Bが並列接続されるため、各コンデンサ3に、電力線2の電圧VBが加わる。そのため、コンデンサ3に加わる電圧が急に上昇し、電流IRが流れる。しかしながら、この電流IRは抵抗43を通るため、電流量を抑制できる。したがって、スイッチ部41P,41Nとして、電流容量が小さいものを用いることができ、これらのスイッチ部41P,41Nを小型化することができる。
なお、2個のコンデンサ3を直列接続から並列接続に切り替えたときに、電力線2の電圧VBが、直列接続時の1/2以下になった場合は、各コンデンサ3から放電電流が流れる。この場合も、放電電流は抵抗43を通るため、電流量を抑制できる。
Thereafter, as shown in FIG. 10, the control unit 5 turns on the first negative switch unit 41 N. Then, as shown in FIG. 11, the control unit 5 turns on the first positive switch unit 41 P. As a result, the two parallel switches 4 P and 4 N are brought into a high impedance conduction state.
In this way, the current I R flows through each capacitor 3. That is, since the two capacitors 3 were connected in series until immediately before (see FIG. 7), the voltage applied to each capacitor 3 was V B / 2, but the positive-side first switch unit 41 P and the negative-side When one switch unit 41 N is turned on, the capacitors 3 A and 3 B are connected in parallel, so that the voltage V B of the power line 2 is applied to each capacitor 3. Therefore, the voltage applied to the capacitor 3 rises rapidly, and the current I R flows. However, since the current I R passes through the resistor 43, the amount of current can be suppressed. Therefore, as the switch section 41 P, 41 N, can be used as current capacity is small, these switch portions 41 P, 41 N can be miniaturized.
When the two capacitors 3 are switched from series connection to parallel connection and the voltage V B of the power line 2 becomes 以下 or less of that in the case of series connection, a discharge current flows from each capacitor 3. Also in this case, since the discharge current passes through the resistor 43, the amount of current can be suppressed.

電流IRの流れが終了したら、図12に示すごとく、制御部5は、負側第2スイッチ部42Nをオンする。次いで、図1に示すごとく、正側第2スイッチ部42Pをオンする。これにより、2個のコンデンサ3を並列接続にする。 After completing the flow of current I R, as shown in FIG. 12, the control unit 5 turns on the second negative switch unit 42 N. Then, as shown in FIG. 1, to turn on the second positive switch unit 42 P. As a result, the two capacitors 3 are connected in parallel.

次に、本形態の作用効果について説明する。本形態に係るラインフィルタ1のスイッチ4は、オン状態と、オフ状態と、高インピーダンス導通状態との、3種類の状態をとり得るよう構成されている。また、制御部5は、複数のコンデンサ3の接続を並列接続と直列接続との間で切り替える際に、オフ状態になっているスイッチ4を、高インピーダンス導通状態にしてから、オン状態にする(図5〜図7参照)。
そのため、コンデンサ3の接続を切り替えたときに、放電電流IDや突入電流IRが発生しても、これらの電流は高インピーダンス導通状態になっているスイッチ4を流れるため、大きな電流が流れにくくなる。したがって、スイッチ4やコンデンサ3、電力線2等として、電流容量が小さいものを用いることができ、これらの部品を小型化することができる。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described. The switch 4 of the line filter 1 according to the present embodiment is configured to be able to take three types of states: an ON state, an OFF state, and a high impedance conduction state. Further, when switching the connection of the plurality of capacitors 3 between the parallel connection and the series connection, the control unit 5 sets the switch 4 in the off state to the high impedance conduction state and then to the on state ( 5 to 7).
Therefore, when switching the connection of the capacitor 3, even if the discharge current I D and the rush current I R is generated, these currents to flow a switch 4 which is in a high impedance conducting state, hardly a large current flows Become. Therefore, a switch having a small current capacity can be used as the switch 4, the capacitor 3, the power line 2, and the like, and these components can be downsized.

また、本形態では、電力線2の電圧VBが閾値VTHより高くなった場合に、複数のコンデンサ3を直列接続する。
そのため、コンデンサ3に加わる電圧を低減できる。したがって、例えば電解コンデンサのように、耐電圧が低いが、小型で静電容量が大きいコンデンサ3を用いることができる。そのため、ラインフィルタ1を小型化でき、安価なものとすることができる。
Further, in this embodiment, when the voltage V B of the power line 2 is higher than the threshold value V TH, connected in series a plurality of capacitors 3.
Therefore, the voltage applied to the capacitor 3 can be reduced. Therefore, a capacitor 3 having a small withstand voltage but a small size and a large capacitance, such as an electrolytic capacitor, can be used. Therefore, the line filter 1 can be reduced in size and inexpensive.

また、静電容量が大きいコンデンサ3を用いると、コンデンサ3の直並列を切り替えた場合に、大きな放電電流IDや突入電流IRが発生しやすくなるが、本形態では、これらの電流ID,IRを、高インピーダンス導通状態になっているスイッチ4に流すことができるため、電流値を抑制できる。したがって、静電容量が大きいコンデンサ3を使用しやすく、ノイズの除去効果を高めつつ、ラインフィルタ1を小型化しやすい。 Further, when the capacitor 3 having a large capacitance is used, a large discharge current I D and a rush current I R are likely to be generated when the series-parallel connection of the capacitor 3 is switched. In the present embodiment, however, these currents I D , I R can be passed through the switch 4 which is in a high impedance conducting state, so that the current value can be suppressed. Therefore, it is easy to use the capacitor 3 having a large capacitance, and it is easy to reduce the size of the line filter 1 while enhancing the noise removing effect.

また、本形態の制御部5は、コンデンサ3の接続を並列接続と直列接続との間で切り替える際に、オン状態になっているスイッチ4を、高インピーダンス導通状態にしてから、オフ状態にする(図1〜図5参照)。
そのため、電力線2の電圧VBが変動し、コンデンサ3に電流が流れても、この電流は高インピーダンス導通状態になっているスイッチ4を通るため、電流量を抑制できる。したがって、スイッチ4等の電流容量を低減でき、スイッチ4等を小型化しつつ、信頼性を確保することができる。
Further, when switching the connection of the capacitor 3 between the parallel connection and the series connection, the control unit 5 of the present embodiment turns the switch 4 in an on state into a high impedance conduction state and then turns it off. (See FIGS. 1-5).
Therefore, even if the voltage V B of the power line 2 fluctuates and a current flows through the capacitor 3, this current passes through the switch 4 that is in a high-impedance conducting state, so that the current amount can be suppressed. Therefore, the current capacity of the switch 4 and the like can be reduced, and the reliability can be ensured while the size of the switch 4 and the like is reduced.

また、本形態のスイッチ4は、図1に示すごとく、抵抗43と第1スイッチ部41とを直列接続した直列体44と、該直列体44に並列接続した第2スイッチ部42とを備える。
そのため、第1スイッチ部41のみオンすることにより、スイッチ4を、確実に高インピーダンス導通状態にすることができる。
Further, as shown in FIG. 1, the switch 4 of the present embodiment includes a series body 44 in which a resistor 43 and a first switch section 41 are connected in series, and a second switch section 42 in parallel with the series body 44.
Therefore, by turning on only the first switch section 41, the switch 4 can be reliably brought into a high impedance conduction state.

なお、本形態では、スイッチ4として、上述したように、抵抗43と2個のスイッチ部41,42を有するものを用いたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、後述するように、抵抗43を用いず、半導体スイッチング素子のみを用いてスイッチ4を構成し(図32参照)、この半導体スイッチング素子のゲート電圧を調整することによって、スイッチ4を高インピーダンス導通状態にしても良い。   In the present embodiment, as described above, the switch 4 having the resistor 43 and the two switch units 41 and 42 is used, but the present invention is not limited to this. That is, as will be described later, the switch 4 is configured using only the semiconductor switching element without using the resistor 43 (see FIG. 32), and by adjusting the gate voltage of the semiconductor switching element, the switch 4 is turned on with high impedance. It may be in a state.

以上のごとく、本形態によれば、複数のコンデンサの接続を、直列接続と並列接続との間で切り替えたときに、各コンデンサに大きな電流が流れることを抑制できるラインフィルタを提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a line filter that can suppress a large current from flowing through each capacitor when the connection of a plurality of capacitors is switched between series connection and parallel connection. .

なお、本形態では、2個のコンデンサ3を用いたが、本発明はこれに限るものではなく、3個以上のコンデンサ3を用いて、直並列を切り替えるようにしてもよい。   In this embodiment, two capacitors 3 are used, but the present invention is not limited to this, and three or more capacitors 3 may be used to switch between serial and parallel.

以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態1と同様の構成要素等を表す。   In the following embodiments, among the reference numerals used in the drawings, the same reference numerals as those used in the first embodiment represent the same components and the like as those in the first embodiment unless otherwise specified.

(実施形態2)
本形態は、ラインフィルタ1の回路構成を変更した例である。本形態のラインフィルタ1は、図13に示すごとく、コンデンサ3の電流を測定するための電流測定部10を備える。電流測定部10は、シャント抵抗101と、該シャント抵抗101の電圧降下を測定する電圧センサ102とを有する。
(Embodiment 2)
This embodiment is an example in which the circuit configuration of the line filter 1 is changed. As shown in FIG. 13, the line filter 1 of the present embodiment includes a current measurement unit 10 for measuring the current of the capacitor 3. The current measuring unit 10 includes a shunt resistor 101 and a voltage sensor 102 for measuring a voltage drop of the shunt resistor 101.

本形態の制御部5は、実施形態1と同様に、電力線2の電圧VBが閾値VTHを超えた場合に、2個のコンデンサ3を並列接続から直列接続に切り替える。また、電力線2の電圧VBが閾値VTH以下になった場合には、2個のコンデンサ3を直列接続から並列接続に切り替える。制御部5は、これらの制御の他に、電流測定部10による電流Iの測定値が予め定められた値ITHを超えた場合にも、2個のコンデンサ3を並列接続から直列接続に切り替えたり、直列接続から並列接続に切り替えたりする制御を行う。以下、この制御について説明する。 Control unit 5 of this embodiment, as in Embodiment 1, when the voltage V B of the power line 2 exceeds the threshold value V TH, switches the two capacitors 3 from parallel connection to series connection. Further, when the voltage V B of the power line 2 is below the threshold value V TH switches the two capacitors 3 connected in series to the parallel connection. In addition to these controls, the control unit 5 switches the two capacitors 3 from parallel connection to series connection even when the measured value of the current I by the current measurement unit 10 exceeds a predetermined value I TH. Or switching from serial connection to parallel connection. Hereinafter, this control will be described.

図13に示すごとく、電力線2の電圧VBが閾値VTH以下である場合は、制御部5は、2個のコンデンサ3を並列接続している。すなわち、2個の並列スイッチ4P,4Nをオン状態にし、直列スイッチ4Sをオフ状態にする。この状態で、電力線2の電圧VBが上昇し始めると、電圧VBが閾値VTHを超える前に、コンデンサ3A,3Bに大きな電流Iが流れ込む場合がある。制御部5は、電流測定部10による電流Iの測定値が所定値ITHを超えた場合は、図14に示すごとく、正側第2スイッチ部42Pをオフし、次いで、図15に示すごとく、負側第2スイッチ部42Nをオフする。これにより、2個の並列スイッチ4P,4Nを高インピーダンス導通状態にする。これによって、大きな電流Iが流れることを抑制する。 As shown in FIG. 13, when the voltage V B of the power line 2 is equal to or lower than the threshold value V TH , the control unit 5 connects two capacitors 3 in parallel. That is, the two parallel switches 4 P and 4 N are turned on, and the series switch 4 S is turned off. In this state, when the voltage V B of the power line 2 begins to rise, before the voltage V B exceeds the threshold value V TH, there is a case where a large current I flowing into the capacitor 3 A, 3 B. Control unit 5, if the measured value of the current I by the current measuring unit 10 exceeds a predetermined value I TH, as shown in FIG. 14, and turns off the second positive switch unit 42 P, then shown in FIG. 15 As a result, the negative second switch unit 42N is turned off. As a result, the two parallel switches 4 P and 4 N are brought into a high impedance conduction state. This suppresses the flow of the large current I.

その後、制御部5は、正側第1スイッチ部41Pをオフし(図16参照)、次いで負側第1スイッチ部41Nをオフする(図17参照)。その後、図18に示すごとく、直列用第1スイッチ部41Sをオンする。このとき、コンデンサ3の電圧が、直前の値であるVBからVB/2に低減するため、各コンデンサ3から放電電流IDが流れるが、この放電電流IDは抵抗43を通るため、電流値を抑制できる。 Thereafter, the control unit 5 (see FIG. 16) turns off the first positive switch unit 41 P, then turns off the first negative switch unit 41 N (see Figure 17). Thereafter, as shown in FIG. 18, to turn on the first switch unit 41 S for series. At this time, the voltage of the capacitor 3, since in order to reduce the V B is a value immediately before the V B / 2, the discharge current I D flows but from the capacitor 3, through the discharge current I D resistor 43, The current value can be suppressed.

次いで、制御部5は、直列用第2スイッチ部42Sをオンする(図19参照)。電力線2の電圧VBが閾値VTHより高い間は、この状態(すなわち、2個のコンデンサ3を直列接続した状態)を維持する。 Then, the control unit 5 turns on the second switch 42 S for series (see FIG. 19). During the voltage V B of the power line 2 above the threshold V TH maintains this state (i.e., a state where the two capacitors 3 connected in series).

この後、電圧VBが低下し始めると、電圧VBが閾値VTH以下になる前に、コンデンサ3から大きな放電電流が流れ出すことがある。本形態の制御部5は、電流測定部10による電流Iの測定値が所定値ITHを超えた場合には、図20に示すごとく、直列用第2スイッチ部42Sをオフする。これにより、直列スイッチ4Sを高インピーダンス導通状態にし、大きな放電電流が流れることを抑制する。その後、制御部5は、直列用第1スイッチ部41Sをオフする(図21参照)。 Thereafter, when the voltage V B begins to fall, before the voltage V B falls below the threshold value V TH, it may flow out large discharge current from the capacitor 3. Control unit 5 of this embodiment, when the measured value of the current I by the current measuring unit 10 exceeds a predetermined value I TH is, as shown in FIG. 20, turns off the second switch 42 S for series. As a result, the series switch 4 S is brought into a high impedance conducting state, and a large discharge current is suppressed from flowing. Thereafter, the control unit 5 turns off the first switch unit 41 S for series (see FIG. 21).

次いで、制御部5は、負側第1スイッチ部41Nをオンし(図22参照)、正側第1スイッチ部41Pをオンする(図23参照)。これにより、2個の並列スイッチ4P,4Nを高インピーダンス導通状態にする。コンデンサ3の電圧は、直前の値であるVB/2からVBに上昇するため、各コンデンサ3に電流IRが流れ込むが、電流IRは高インピーダンス導通状態になっている並列スイッチ4P,4Nを流れるため、電流値を抑制できる。 Then, the control unit 5 turns on the first negative switch unit 41 N (see FIG. 22), turns on the first positive switch section 41 P (see FIG. 23). As a result, the two parallel switches 4 P and 4 N are brought into a high impedance conduction state. Since the voltage of the capacitor 3 rises from V B / 2, which is the immediately preceding value, to V B , a current I R flows into each capacitor 3, but the current I R is supplied to the parallel switch 4 P in a high impedance conducting state. , 4N , so that the current value can be suppressed.

その後、制御部5は、負側第2スイッチ部42Nをオンし(図24参照)、次いで、正側第2スイッチ部42Pをオンする(図13参照)。 Thereafter, the control unit 5 turns on the second negative switch unit 42 N (see FIG. 24), then turn on the second positive switch section 42 P (see FIG. 13).

本発明の効果を確認するためのシミュレーションを行った。その結果について説明する。このシミュレーションでは、図25に示す回路を想定した。同図に示すごとく、直流電源7とは別の外部電源79を設け、電源スイッチ78をオンすることにより、外部電源79の電圧(24V)が電力線2に加わるようにした。また、直流電源7の電圧は10Vにした。抵抗43は0.16Ωにし、コンデンサ3の静電容量は800mFにした。   A simulation was performed to confirm the effects of the present invention. The result will be described. In this simulation, the circuit shown in FIG. 25 was assumed. As shown in the figure, an external power supply 79 different from the DC power supply 7 is provided, and the power switch 78 is turned on so that the voltage (24 V) of the external power supply 79 is applied to the power line 2. The voltage of the DC power supply 7 was set to 10V. The resistance 43 was set to 0.16Ω, and the capacitance of the capacitor 3 was set to 800 mF.

電源スイッチ78をオフからオンに切り替え、電力線2の電圧VBを24Vにした後、電源スイッチ78を再びオフし、電圧VBを10Vに低下させた。そして、図26に示すごとく、電力線2の電圧VB、コンデンサ3の電圧VC、各コンデンサ3A,3Bの電流I3A,I3B,各スイッチ部41,42のオン/オフ動作、正側第1スイッチ部41Pの電流I41P、負側第1スイッチ部41Nの電流I41N、直列用第1スイッチ部41Sの電流I41S、第2スイッチ部42P,42N,42Sの電流I42P,I42N,I42Sの波形を調査した。シミュレーションソフトには、Pspiceを用いた。 After the power switch 78 was switched from off to on, and the voltage V B of the power line 2 was set to 24 V, the power switch 78 was turned off again to lower the voltage V B to 10 V. Then, as shown in FIG. 26, the voltage V B of the power line 2, the voltage V C of the capacitor 3, the capacitors 3 A, 3 B of the current I 3A, I 3B, the on / off operation of the switches 41 and 42, positive side first switch portion 41 P of the current I 41P, negative current I 41N of the first switch section 41 N, a first switch unit 41 S of the current I 41S for series, the second switch section 42 P, 42 N, 42 S The current I 42P , I 42N , and I 42S waveforms were examined. Pspice was used for the simulation software.

図26に示すごとく、時刻t1において電源スイッチ78をオンし、電力線2の電圧VBを上昇させた。また、時刻t2において電源スイッチ78をオフし、電圧VBを低下させた。時刻t0〜t1までは、電圧VBが低いため、2個のコンデンサ3は並列に接続されている。時刻t1において電圧VBが上昇すると、各スイッチ部41,42が切り替わり、2個のコンデンサ3が直列接続される。このとき、コンデンサ3から放電電流IDが流れるが、この放電電流IDは抵抗43を通るため、電流量は抑制される(図18参照)。本シミュレーションでは、時刻t1における放電電流IDの最大値は120A程度であることを確認できた。 As shown in FIG. 26, the power switch 78 is turned on at time t 1, increased the voltage V B of the power line 2. Further, the power switch 78 is turned off at time t 2, the reduced voltage V B. Until time t 0 ~t 1 has a low voltage V B, the two capacitors 3 are connected in parallel. When the voltage V B rises at time t 1 , the switches 41 and 42 are switched, and the two capacitors 3 are connected in series. At this time, the discharge current I D flows but from the capacitor 3, since the discharge current I D through the resistor 43, the current amount is suppressed (see FIG. 18). In this simulation, the maximum value of the discharge current I D at time t 1 was confirmed to be about 120A.

また、時刻t2において、電圧VBが低下すると、各スイッチ部41,42が切り替わり、2個のコンデンサ3が並列接続される。このとき、コンデンサ3に電流IRが流れ込むが、この電流IRは抵抗43を通るため、電流量は抑制される(図23参照)。本シミュレーションでは、時刻t2における電流IRの最大値は150A程度であることを確認できた。 Further, when the voltage V B decreases at time t 2 , the switches 41 and 42 are switched, and the two capacitors 3 are connected in parallel. At this time, the current I R flows into the capacitor 3, but the current I R passes through the resistor 43, so that the current amount is suppressed (see FIG. 23). In this simulation, it was confirmed that the maximum value of the current I R at time t 2 was about 150A.

時刻t1付近の拡大図を図27に示す。同図に示すごとく、時刻t1において電源スイッチ78をオンすると、電圧VBが上昇し始めるため、コンデンサ3の電流I(すなわちI42P,I42N)が増加し始める。この電流Iが所定値を超えたときに、正側第2スイッチ部42P、負側第2スイッチ部42Nをオフする(図15参照)。そのため、これらのスイッチ部42P,42Nの電流I(I42P,I42N)は0Aになる。また、電流Iは、正側第1スイッチ部41P、又は負側第1スイッチ部41Nを通って、抵抗43へ流れる。そのため、これらのスイッチ部41P,41Nの電流I(I41P,I41N)が増加する。この電流I41P,I41Nは抵抗43を通るため、電流値は抑制される。 An enlarged view of the vicinity of the time t 1 shown in FIG. 27. As shown in the figure, when turning on the power switch 78 at time t 1, since the voltage V B begins to rise, the current I (i.e. I 42P, I 42N) of the capacitor 3 starts to increase. When the current I exceeds a predetermined value, the positive second switch 42 P and the negative second switch 42 N are turned off (see FIG. 15). Therefore, the current I (I 42P , I 42N ) of these switch sections 42 P , 42 N becomes 0A. The current I flows to the resistor 43 through the positive first switch 41 P or the negative first switch 41 N. Therefore, the current I (I 41P , I 41N ) of these switch sections 41 P , 41 N increases. Since the currents I 41P and I 41N pass through the resistor 43, the current values are suppressed.

また、時刻t2付近の拡大図を図28に示す。同図に示すごとく、時刻t2において電源スイッチ78をオフすると、電圧VBが低下し始めるため、コンデンサ3が放電し、電流I(すなわちI42S)が流れ始める。この電流Iが所定値を超えたとき、直列用第2スイッチ部42Sがオフになる(図19、図20参照)。そのため、直列用第2スイッチ部42Sの電流I(I42S)は0Aになる。また、電流Iは、抵抗43を通って直列用第1スイッチ部41Sを流れる。そのため、直列用第1スイッチ部41Sの電流I(I41S)は増加する。電流Iは、抵抗43を通るため、電流量は抑制される。 Further, an enlarged view of the vicinity of the time t 2 in Figure 28. As shown in the figure, when turning off the power switch 78 at time t 2, the order in which the voltage V B begins to decrease, capacitor 3 is discharged, the current I (i.e., I 42S) starts to flow. When the current I exceeds a predetermined value, the second switch unit for series 42S is turned off (see FIGS. 19 and 20). Therefore, the current I (I 42S ) of the second switch unit for series 42 S becomes 0 A. Further, the current I flows through the first switch unit 41 S for series through the resistor 43. Therefore, the current I (I 41S ) of the series first switch unit 41 S increases. Since the current I passes through the resistor 43, the current amount is suppressed.

次に、従来のラインフィルタ1について、同様のシミュレーションを行った。このシミュレーションでは、図33に示すごとく、抵抗43を有さないスイッチ4を用いて、従来のラインフィルタ1の回路を構成した。スイッチ4は、オン状態とオフ状態とを切り替えることは可能であるが、高インピーダンス導通状態にすることはできない。スイッチ4には、並列スイッチ4P,4Nと直列スイッチ4Sとがある。3個のスイッチ4のうち並列スイッチ4P,4Nのみオンすると、2個のコンデンサ3が並列接続され、直列スイッチ4Sのみオンすると、2個のコンデンサ3が直列接続される。直流電源7及び外部電源79の電圧、及びコンデンサ3の静電容量は、本形態に係るシミュレーションと同一にした。 Next, a similar simulation was performed for the conventional line filter 1. In this simulation, as shown in FIG. 33, the circuit of the conventional line filter 1 was configured using the switch 4 having no resistor 43. The switch 4 can switch between an on state and an off state, but cannot be in a high impedance conduction state. The switches 4 include parallel switches 4 P and 4 N and series switches 4 S. When only the parallel switches 4 P and 4 N are turned on among the three switches 4, the two capacitors 3 are connected in parallel. When only the series switch 4 S is turned on, the two capacitors 3 are connected in series. The voltages of the DC power supply 7 and the external power supply 79 and the capacitance of the capacitor 3 were the same as in the simulation according to the present embodiment.

上記回路において、電源スイッチ78をオンオフし、電力線2の電圧VBを上下させた。そして、図34に示すごとく、電力線2の電圧VBと、コンデンサ3の電圧VCと、並列スイッチ4P,4Nのオンオフ状態と、直列スイッチ4Sのオンオフ状態と、これらのスイッチ4P,4N,4Sに流れる電流I4P,I4N,I4Sを調査した。 In the above circuit, the power switch 78 is off, the up and down the voltage V B of the power line 2. Then, as shown in FIG. 34, the voltage V B of the power line 2, the voltage V C of the capacitor 3, and on-off states of the parallel switch 4 P, 4 N, and on-off states of the series switches 4 S, these switches 4 P , 4 N, 4 current flowing through the S I 4P, I 4N, was investigated I 4S.

図34に示すごとく、時刻t0からt1までは、電力線2の電圧VBが低いため、並列スイッチ4P,4Nをオンして、2個のコンデンサ3を並列接続してある。時刻t1において電圧VBが上昇すると、並列スイッチ4P,4Nがオフになり、直列スイッチ4Sがオンになる。これにより、2個のコンデンサ3を直列接続する。この際、コンデンサ3の放電電流IDが直列スイッチ4Sに流れる。放電電流IDは、本形態のように抵抗43を流れないため、電流値が大きい。シミュレーションでは、放電電流IDの最大値は12000A程度であることが確認できた。 As shown in FIG. 34, from time t 0 to t 1, since the voltage V B of the power line 2 is low, the parallel switches 4 P and 4 N are turned on and the two capacitors 3 are connected in parallel. When the voltage V B increases at time t 1 , the parallel switches 4 P and 4 N are turned off, and the series switch 4 S is turned on. Thus, two capacitors 3 are connected in series. At this time, the discharge current I D of the capacitor 3 flows through the series switch 4 S. Since the discharge current ID does not flow through the resistor 43 as in the present embodiment, the current value is large. In the simulation, the maximum value of the discharge current I D was confirmed to be about 12000 A.

また、時刻t2において電圧VBが下がると、直列スイッチ4Sがオフになり、並列スイッチ4P,4Nがオンになる。これにより、2個のコンデンサ3を並列接続する。この際、コンデンサ3に突入電流IRが流れる。突入電流IRは、本形態のように抵抗43を流れないため、電流値が大きい。シミュレーションでは、突入電流IRの最大値は5000A程度であることを確認できた。 Further, when the voltage V B falls at time t 2, the series switch 4 S is turned off, parallel switch 4 P, 4 N is turned on. Thereby, two capacitors 3 are connected in parallel. At this time, an inrush current I R flows through the capacitor 3. Rush current I R, since not flow through the resistor 43 as in this embodiment, a large current value. In the simulation, it was confirmed that the maximum value of the inrush current I R was about 5000A.

本形態の作用効果について説明する。本形態の制御部5は、電流測定部10による電流の測定値が予め定められた値ITHを超えた場合に、オン状態になっているスイッチ4を高インピーダンス導通状態にする。
そのため、電力線2の電圧VBが閾値VTHに達していないときにも、電流の測定値を用いて、スイッチ4を高インピーダンス導通状態にすることができる。したがって、スイッチ4をより確実に、速く高インピーダンス導通状態にすることができ、コンデンサ3に大電流が流れることを抑制できる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The operation and effect of the present embodiment will be described. When the current measured by the current measuring unit 10 exceeds a predetermined value I TH , the control unit 5 of the present embodiment brings the switch 4 in the ON state into a high impedance conductive state.
Therefore, even when the voltage V B of the power line 2 does not reach the threshold V TH, it is possible using measurements of current, the switch 4 to the high-impedance conductive state. Therefore, the switch 4 can be more reliably and quickly brought into the high-impedance conduction state, and the flow of a large current through the capacitor 3 can be suppressed.
In addition, the second embodiment has the same configuration, operation and effect as those of the first embodiment.

(実施形態3)
本形態は、電気機器8の構成を変更した例である。本形態の電気機器8は、オゾンを発生するためのオゾナイザである。図29に示すごとく、オゾナイザは、直流電源7の直流電力を交流電力に変換するインバータ81と、得られた交流電力を用いて放電を発生する放電リアクタ82とを備える。この放電を用いて、空気中の酸素をオゾンに変化させている。そして、得られたオゾンを用いて、車両の排ガスを変質させている。
(Embodiment 3)
This embodiment is an example in which the configuration of the electric device 8 is changed. The electric device 8 of the present embodiment is an ozonizer for generating ozone. As shown in FIG. 29, the ozonizer includes an inverter 81 that converts DC power of the DC power supply 7 into AC power, and a discharge reactor 82 that generates discharge using the obtained AC power. This discharge is used to convert oxygen in the air into ozone. The exhaust gas from the vehicle is altered using the obtained ozone.

インバータ81は、放電期間TDと放電停止期間TSとを交互に切り替える間欠動作を行うよう構成されている。放電期間TDは、交流電力を放電リアクタ82に供給して放電を発生させる期間である。放電停止期間TSは、交流電力の供給を停止し、放電リアクタ82から放電を発生させない期間である。 Inverter 81 is configured to perform an intermittent operation for switching the discharge period T D and the discharge stop period T S alternately. Discharge period T D is a period for generating discharge by supplying an AC power to a discharge reactor 82. The discharge stop period T S is a period during which the supply of AC power is stopped and no discharge is generated from the discharge reactor 82.

また、本形態の制御部5は、複数のスイッチ4のうちいずれかを高インピーダンス導通状態にしている間は、電気機器8(すなわちオゾナイザ)の駆動を停止するよう構成されている。   Further, the control unit 5 of the present embodiment is configured to stop driving the electric device 8 (that is, the ozonizer) while any one of the plurality of switches 4 is in the high impedance conduction state.

本形態の作用効果について説明する。上述したように、本形態の制御部5は、複数のスイッチ4のうちいずれかを高インピーダンス導通状態にしている間は、電気機器8の駆動を停止するよう構成されている。
このようにすることで、ノイズが外部へ漏出することを、より確実に抑制できる。すなわち、スイッチ4が高インピーダンス導通状態になっている間は、コンデンサ3によってノイズ電流を吸収しにくくなり、ノイズ電流の除去効率が低下する。本形態では、スイッチ4を高インピーダンス導通状態にしている間は、電気機器8の駆動を停止するため、この間に、電気機器8から外部へノイズが漏出することを抑制できる。
The operation and effect of the present embodiment will be described. As described above, the control unit 5 of the present embodiment is configured to stop driving the electric device 8 while any of the plurality of switches 4 is in the high impedance conduction state.
By doing so, leakage of noise to the outside can be suppressed more reliably. That is, while the switch 4 is in the high-impedance conducting state, it is difficult for the capacitor 3 to absorb the noise current, and the noise current removal efficiency is reduced. In the present embodiment, while the switch 4 is in the high impedance conduction state, the driving of the electric device 8 is stopped, so that it is possible to suppress the leakage of noise from the electric device 8 to the outside during this time.

また、本形態の電気機器8は、オゾナイザである。このオゾナイザは、上記放電期間TDと放電停止期間TSとを交互に切り替える間欠動作を行うよう構成されている。
そのため、本発明の効果を十分に発揮することができる。すなわち、放電リアクタ82は、ある程度の電力を供給しないと、放電を開始できない。しかし、例えば車載用のオゾナイザでは、排ガスの排出量が少ないため、オゾンの必要量が少ない場合がある。この場合、放電リアクタ82を放電し続けると、過剰なオゾンが発生してしまう。そのため、上記間欠動作を行うことにより、放電リアクタ82に放電を発生させつつ、過剰なオゾンが生成しないようにすることができる。つまり、連続放電した場合よりも、オゾンの生成量を少なくすることができる。間欠動作を行うと、放電期間TDと放電停止期間TSとを交互に行うため、低周波のノイズが発生しやすい。この低周波のノイズを除去するためには、静電容量の大きいコンデンサ3が必要となるが、静電容量が大きく、かつ耐電圧が大きいコンデンサ3は、大型化しやすい。本形態では、上述したように、コンデンサ3の電圧や充放電電流が閾値よりも大きくなった場合に直列接続に切り替えるため、コンデンサ3を保護することができ、耐電圧の低いコンデンサ3を使用することができる。例えば、電解コンデンサ等のように、耐電圧が低いが、小型で静電容量が大きいコンデンサ3を用いることができる。したがって、ラインフィルタ1を小型化でき、かつ安価にすることができる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
Further, the electric device 8 of the present embodiment is an ozonizer. The ozonizer is configured to perform intermittent operation alternately switching between the discharge period T D the discharge stop period T S.
Therefore, the effects of the present invention can be sufficiently exhibited. That is, the discharge reactor 82 cannot start discharging without supplying a certain amount of power. However, for example, in a vehicle-mounted ozonizer, the required amount of ozone may be small because the amount of exhaust gas discharged is small. In this case, if the discharge reactor 82 is continuously discharged, excessive ozone will be generated. Therefore, by performing the above-described intermittent operation, it is possible to prevent discharge of excess ozone while generating discharge in the discharge reactor 82. That is, the amount of generated ozone can be reduced as compared with the case of continuous discharge. When the intermittent operation is performed, the discharge period T D and the discharge stop period T S are alternately performed, so that low-frequency noise is likely to occur. To remove the low-frequency noise, a capacitor 3 having a large capacitance is required. However, the capacitor 3 having a large capacitance and a large withstand voltage tends to be large. In the present embodiment, as described above, when the voltage or the charging / discharging current of the capacitor 3 becomes larger than the threshold, the connection is switched to the series connection, so that the capacitor 3 can be protected and the capacitor 3 having a low withstand voltage is used. be able to. For example, a capacitor 3 having a low withstand voltage but a small size and a large capacitance, such as an electrolytic capacitor, can be used. Therefore, the size of the line filter 1 can be reduced and the cost can be reduced.
In addition, the second embodiment has the same configuration, operation and effect as those of the first embodiment.

(実施形態4)
本形態は、コンデンサ3の構成を変更した例である。図30に示すごとく、本形態では、複数のコンデンサセル30を直列接続して、コンデンサ3を構成している。個々のコンデンサセル30は、電解コンデンサ、又は、低耐圧大容量の電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等からなる。
(Embodiment 4)
This embodiment is an example in which the configuration of the capacitor 3 is changed. As shown in FIG. 30, in the present embodiment, a capacitor 3 is configured by connecting a plurality of capacitor cells 30 in series. Each of the capacitor cells 30 is composed of an electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor having a low withstand voltage and a large capacity.

上記構成にすると、個々のコンデンサセル30に加わる電圧を低減できる。そのため、コンデンサセル30として、耐電圧が低いものを用いることができ、コンデンサセル30を小型化できる。これにより、コンデンサ3をより小型化することが可能になる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
With the above configuration, the voltage applied to each capacitor cell 30 can be reduced. Therefore, a capacitor with a low withstand voltage can be used as the capacitor cell 30, and the capacitor cell 30 can be downsized. Thus, the size of the capacitor 3 can be further reduced.
In addition, the second embodiment has the same configuration, operation and effect as those of the first embodiment.

(実施形態5)
本形態は、スイッチ4の構成を変更した例である。図31に示すごとく、本形態では、スイッチ部41,42を半導体スイッチング素子(MOSFET)によって構成してある。制御部5は、スイッチ4をオン状態にする場合は、第2スイッチ部42を構成する半導体スイッチング素子のゲート電極に、閾電圧より十分高い電圧を加える。これにより、第2スイッチ部42をオンさせ、スイッチ4をオン状態にする。また、スイッチ4をオフ状態にする場合は、2個のスイッチ部41,42をそれぞれ構成する半導体スイッチング素子のゲート電極に、電圧を加えない。また、スイッチ4を高インピーダンス導通状態にする場合は、第2スイッチ部42を構成する半導体スイッチング素子のゲート電極に電圧を加えず、第1スイッチ部41を構成する半導体スイッチング素子のゲート電極に、閾電圧より十分高い電圧を加える。これにより、第2スイッチ部42をオフしつつ第1スイッチ部41をオンし、スイッチ4を高インピーダンス導通状態にする。
(Embodiment 5)
This embodiment is an example in which the configuration of the switch 4 is changed. As shown in FIG. 31, in the present embodiment, the switch units 41 and 42 are configured by semiconductor switching elements (MOSFETs). When turning on the switch 4, the control unit 5 applies a voltage sufficiently higher than the threshold voltage to the gate electrode of the semiconductor switching element included in the second switch unit 42. As a result, the second switch section 42 is turned on, and the switch 4 is turned on. When the switch 4 is turned off, no voltage is applied to the gate electrodes of the semiconductor switching elements constituting the two switch sections 41 and 42, respectively. When the switch 4 is set to the high impedance conduction state, no voltage is applied to the gate electrode of the semiconductor switching element forming the second switch section 42, and the gate electrode of the semiconductor switching element forming the first switch section 41 Apply a voltage sufficiently higher than the threshold voltage. As a result, the first switch 41 is turned on while the second switch 42 is turned off, and the switch 4 is brought into a high impedance conduction state.

本形態の作用効果について説明する。上述したように、本形態では、各スイッチ部41,42を半導体スイッチング素子によって構成してある。半導体スイッチング素子はスイッチング速度が速いため、電力線2の電圧VBが変動した場合に、短時間でスイッチ部41,42の切り替えを行うことができる。そのため、コンデンサ3に大きな電流が流れることを抑制できる。 The operation and effect of the present embodiment will be described. As described above, in the present embodiment, each of the switch sections 41 and 42 is configured by a semiconductor switching element. Since the semiconductor switching element is faster switching speeds, when the voltage V B of the power line 2 is changed, it is possible to switch the switching units 41 and 42 in a short time. Therefore, it is possible to suppress a large current from flowing through the capacitor 3.

また、直列スイッチ4Sのスイッチ部41,42は、電流を双方向に遮断できるよう構成されている。より詳しくは、直列スイッチ4Sのスイッチ部41,42は、互いに直列に接続された2個のMOSFETからなる。これら2個のMOSFETのうち一方のMOSFETのボディダイオード411に電流が流れる向きと、他方のMOSFETのボディダイオード412に電流が流れる向きとは、互いに逆向きにされている。
このようにすると、直列スイッチ4Sを確実にオフできる。すなわち、直列スイッチ4Sは、一方の端子413の方が高電位になる場合もあるし、他方の端子414の方が高電位になる場合もある。上記構成にすれば、どちらの端子413,414が高電位になっても、電流がボディダイオード411,412を流れなくなり、確実にオフできる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
Further, the switch units 41 and 42 of the series switch 4 S are configured so as to be able to cut off current in both directions. More specifically, the switch units 41 and 42 of the series switch 4 S are composed of two MOSFETs connected in series with each other. The direction in which the current flows through the body diode 411 of one of the two MOSFETs and the direction in which the current flows through the body diode 412 of the other MOSFET are opposite to each other.
In this way, it is possible to reliably turn off the series switch 4 S. That is, one terminal 413 of the series switch 4 S may have a higher potential, and the other terminal 414 may have a higher potential. According to the above configuration, no matter which of the terminals 413 and 414 has a high potential, no current flows through the body diodes 411 and 412, and the current can be reliably turned off.
In addition, the second embodiment has the same configuration, operation and effect as those of the first embodiment.

なお、本形態の制御部5は、上述したように、スイッチ4を高インピーダンス導通状態にする場合は、第2スイッチ部42のゲート電極に電圧を加えず(すなわち、第2スイッチ部42をオフし)、第1スイッチ部41のゲート電極に閾電圧より十分高い電圧加える(すなわち、第1スイッチ部41をオンする)が、本発明はこれに限るものではない。例えば、各スイッチ部41,42のゲート電極に、閾電圧より僅かに高い電圧を加え、これにより、各スイッチ部41,42を僅かにオンさせて(すなわち、所謂ハーフオンさせた状態にして)、スイッチ4を高インピーダンス導通状態にしてもよい。また、第2スイッチ部42をオフし、第1スイッチ部41のみハーフオンさせることにより、スイッチ4を高インピーダンス導通状態にしてもよい。このように、制御部5によって、半導体スイッチング素子に加えるゲート電圧を制御することにより、スイッチ4を高インピーダンス導通状態にすることができる。   As described above, when the switch 4 is set to the high impedance conducting state, the control unit 5 of the present embodiment does not apply a voltage to the gate electrode of the second switch unit 42 (that is, turns off the second switch unit 42). Then, a voltage sufficiently higher than the threshold voltage is applied to the gate electrode of the first switch unit 41 (that is, the first switch unit 41 is turned on), but the present invention is not limited to this. For example, a voltage slightly higher than the threshold voltage is applied to the gate electrodes of the switch units 41 and 42, whereby the switch units 41 and 42 are slightly turned on (that is, in a so-called half-on state), The switch 4 may be set to a high impedance conduction state. Alternatively, the switch 4 may be turned into a high impedance conduction state by turning off the second switch unit 42 and half-on only the first switch unit 41. As described above, by controlling the gate voltage applied to the semiconductor switching element by the control unit 5, the switch 4 can be brought into a high impedance conduction state.

(実施形態6)
本形態は、スイッチ4の構成を変更した例である。図32に示すごとく、本形態では、半導体スイッチング素子(MOSFET)のみを用いて、スイッチ4を構成してある。制御部5は、スイッチ4をオン状態にする場合は、MOSFETのゲート電極に、閾電圧より十分高い電圧を加える。また、スイッチ4をオフ状態にする場合は、ゲート電極に電圧を加えない。高インピーダンス導通状態にする場合は、ゲート電極に、閾電圧より僅かに高い電圧を加える。これにより、MOSFETを僅かにオンさせ、僅かに電流が流れるようにする。
(Embodiment 6)
This embodiment is an example in which the configuration of the switch 4 is changed. As shown in FIG. 32, in this embodiment, the switch 4 is configured using only semiconductor switching elements (MOSFETs). When turning on the switch 4, the control unit 5 applies a voltage sufficiently higher than the threshold voltage to the gate electrode of the MOSFET. When the switch 4 is turned off, no voltage is applied to the gate electrode. In the case of a high impedance conduction state, a voltage slightly higher than the threshold voltage is applied to the gate electrode. As a result, the MOSFET is slightly turned on and a slight current flows.

本形態の作用効果について説明する。本形態では、半導体スイッチング素子のみを用いて、スイッチ4を構成してある。制御部5は、この半導体スイッチング素子に加えるゲート電圧を制御することにより、上記スイッチ4を上記高インピーダンス導通状態にするよう構成されている。
このようにすると、スイッチ4の構成を簡素にすることができる。そのため、ラインフィルタ1の製造コストを低減できる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The operation and effect of the present embodiment will be described. In this embodiment, the switch 4 is configured using only semiconductor switching elements. The control unit 5 is configured to control the gate voltage applied to the semiconductor switching element to make the switch 4 into the high impedance conduction state.
By doing so, the configuration of the switch 4 can be simplified. Therefore, the manufacturing cost of the line filter 1 can be reduced.
In addition, the second embodiment has the same configuration, operation and effect as those of the first embodiment.

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.

1 ラインフィルタ
2 電力線
3 コンデンサ
4 スイッチ
40 直並列切替回路
5 制御部
6 電圧測定部
7 直流電源
8 電気機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Line filter 2 Power line 3 Capacitor 4 Switch 40 Series-parallel switching circuit 5 Control part 6 Voltage measurement part 7 DC power supply 8 Electric equipment

Claims (10)

直流電源(7)と電気機器(8)とを電気接続する一対の電力線(2)と、
該一対の電力線の間の電圧を測定する電圧測定部(6)と、
前記一対の電力線の間に電気的に接続された複数のコンデンサ(3)と、
個々の該コンデンサに直列に接続された複数のスイッチ(4)を有し、該複数のスイッチのうち、電流が流れるオン状態になっている該スイッチと、電流が流れないオフ状態になっている該スイッチとの組み合わせを変更することにより、前記複数のコンデンサの接続を、並列接続と直列接続との間で切り替える直並列切替回路(40)と、
前記スイッチの動作制御を行う制御部(5)とを備え、
個々の前記スイッチは、前記オン状態と、前記オフ状態と、電流が流れ前記オン状態よりもインピーダンスが高い高インピーダンス導通状態との、3種類の状態をとり得るよう構成され、
前記制御部は、前記電圧測定部による前記電圧の測定値が予め定められた閾値より低い場合には、前記複数のコンデンサを前記並列接続にし、前記電圧の測定値が前記閾値を超えた場合には、前記複数のコンデンサを直列接続にし、
前記制御部は、前記複数のコンデンサの接続を前記並列接続と前記直列接続との間で切り替える際に、前記オフ状態になっている前記スイッチを、前記高インピーダンス導通状態にしてから、前記オン状態にするよう構成されている、ラインフィルタ(1)。
A pair of power lines (2) for electrically connecting the DC power supply (7) and the electric device (8);
A voltage measuring unit (6) for measuring a voltage between the pair of power lines,
A plurality of capacitors (3) electrically connected between the pair of power lines;
A plurality of switches (4) connected in series to the individual capacitors, wherein the plurality of switches are in an on state in which a current flows and in an off state in which no current flows; A series-parallel switching circuit (40) for switching the connection of the plurality of capacitors between parallel connection and series connection by changing a combination with the switch;
A control unit (5) for controlling the operation of the switch;
Each of the switches is configured to be able to take three types of states: the on state, the off state, and a high impedance conduction state in which a current flows and the impedance is higher than the on state.
The control unit, when the measured value of the voltage by the voltage measurement unit is lower than a predetermined threshold, the plurality of capacitors are connected in parallel, when the measured value of the voltage exceeds the threshold Is a series connection of the plurality of capacitors,
The control unit, when switching the connection of the plurality of capacitors between the parallel connection and the series connection, the switch in the off state, the high impedance conduction state, and then the on state A line filter (1) configured to:
前記制御部は、前記複数のコンデンサの接続を前記並列接続と前記直列接続との間で切り替える際に、前記オン状態になっている前記スイッチを、前記高インピーダンス導通状態にしてから、前記オフ状態にするよう構成されている、請求項1に記載のラインフィルタ。   When switching the connection of the plurality of capacitors between the parallel connection and the series connection, the control unit sets the switch in the on state to the high impedance conduction state, and then sets the switch to the off state. The line filter according to claim 1, wherein: 前記コンデンサに流れる電流を測定する電流測定部(10)をさらに備え、前記制御部は、前記電流測定部による前記電流の測定値が予め定められた値を超えた場合に、前記オン状態になっている前記スイッチを前記高インピーダンス導通状態にするよう構成されている、請求項2に記載のラインフィルタ。   A current measuring unit (10) for measuring a current flowing through the capacitor, wherein the control unit enters the ON state when a measured value of the current by the current measuring unit exceeds a predetermined value. 3. The line filter according to claim 2, wherein said switch is configured to bring said switch into said high impedance conducting state. 個々の前記スイッチは、オンオフ動作可能に構成された第1スイッチ部(41)と抵抗(43)とを直列接続した直列体(44)と、該直列体に並列接続しオンオフ動作可能に構成された第2スイッチ部(42)とを備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のラインフィルタ。   Each of the switches is configured such that a first switch section (41) and a resistor (43) configured to be capable of on / off operation are connected in series, and a series body (44) is connected in parallel to the series body and capable of on / off operation. The line filter according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second switch unit (42). 個々の前記スイッチ部は半導体スイッチング素子からなる、請求項4に記載のラインフィルタ。   5. The line filter according to claim 4, wherein each of said switch sections is made of a semiconductor switching element. 前記スイッチとして、前記コンデンサの正電極と、他の前記コンデンサの負電極との間に設けられ、前記複数のコンデンサを直列接続する際に前記オン状態にされる直列スイッチ(4S)を備え、該直列スイッチの前記スイッチ部は、前記半導体スイッチング素子からなり、双方向に電流を遮断可能に構成されている、請求項5に記載のラインフィルタ。 The switch includes a series switch (4 S ) provided between a positive electrode of the capacitor and a negative electrode of another capacitor, and is turned on when the plurality of capacitors are connected in series, The line filter according to claim 5, wherein the switch section of the series switch includes the semiconductor switching element, and is configured to be capable of bidirectionally interrupting a current. 前記制御部は、前記半導体スイッチング素子に加えるゲート電圧を制御することにより、前記スイッチを前記高インピーダンス導通状態にするよう構成されている、請求項5又は6に記載のラインフィルタ。   7. The line filter according to claim 5, wherein the control unit is configured to control the gate voltage applied to the semiconductor switching element to make the switch into the high impedance conduction state. 8. 個々の前記スイッチは半導体スイッチング素子からなり、前記制御部は、前記半導体スイッチング素子に加えるゲート電圧を制御することにより、前記スイッチを前記高インピーダンス導通状態にするよう構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のラインフィルタ。   Each of the switches is configured by a semiconductor switching element, and the control unit is configured to control the gate voltage applied to the semiconductor switching element to bring the switch into the high impedance conduction state. 4. The line filter according to any one of 3. 前記制御部は、前記複数のスイッチのうちいずれかを前記高インピーダンス導通状態にしている間は、前記電気機器の駆動を停止させる、請求項1〜8のいずれか一項に記載のラインフィルタ。   The line filter according to any one of claims 1 to 8, wherein the control unit stops driving the electric device while any of the plurality of switches is in the high impedance conduction state. 前記電気機器は、前記直流電源から供給される直流電力を交流電力にするインバータ(81)と、前記交流電力を用いて放電を発生する放電リアクタ(82)とを有し、前記放電によりオゾンを生成するするオゾナイザであり、前記インバータは、前記交流電力を前記放電リアクタに供給して前記放電を発生させる放電期間と、前記交流電力の供給を停止して前記放電リアクタから前記放電を発生させない放電停止期間とを交互に切り替える間欠動作を行うよう構成されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載のラインフィルタ。   The electric device includes an inverter (81) that converts DC power supplied from the DC power supply into AC power, and a discharge reactor (82) that generates discharge using the AC power, and discharges ozone by the discharge. An inverter for generating the discharge, wherein the inverter supplies the AC power to the discharge reactor to generate the discharge, and a discharge for stopping the supply of the AC power and not generating the discharge from the discharge reactor. The line filter according to any one of claims 1 to 9, wherein the line filter is configured to perform an intermittent operation of alternately switching a stop period.
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