JP2020162277A - 電源装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電力線のグランド接続の断線に起因した接触電流を低減することが可能な電源装置および車両を提供する。【解決手段】電源装置は、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と第１電力線および第４電力線に設けられる第１負荷部と、第２電力線および第５電力線に設けられる第２負荷部と、第３電力線および第６電力線に設けられる第３負荷部と、第１電力線、第２電力線、第３電力線、第４電力線、第５電力線および第６電力線のそれぞれと接地線との間にそれぞれ設けられる複数の容量部と、第４電力線、第５電力線および第６電力線の少なくとも１つの切替電力線を導通および不通の何れかに切り替えるスイッチ部と、を備え、スイッチ部は、第４電力線、第５電力線および第６電力線の少なくとも１つがグランドに接続されていない場合、切替電力線を不通とする。【選択図】図３

Description

本開示は、電源装置および車両に関する。

電源装置（例えば、電動車両に搭載される充電器）においては、電源装置が搭載される製品をグローバルに展開する観点から、世界各国の様々なインフラにおいて動作可能な構成とすることが求められている。つまり、インフラにおいては、単相電源のものもあれば、三相電源のものもあるので、その両方で動作可能なように電源装置を構成することが求められている（例えば、特許文献１参照）。

このような電源装置では、三相電源の各電源に対応して負荷部が設けられる。これらの負荷部のそれぞれは、非接地側の非接地電力線および接地側の接地電力線に設けられる。各負荷部における、非接地電力線と接地線との間、および、接地電力線と接地線との間には、容量部がそれぞれ設けられる。また、各非接地電力線に接続される非接地端子は、三相電源の各電源に対応して３つ設けられるのに対し、各接地電力線に接続される接地端子は、１つ設けられる。つまり、各接地電力線は、１つの接地端子に並列に接続される。

特開２０１７−１６９３５０号公報

ところで、上記の電源装置では、接地線で断線が発生する場合がある。このような断線が発生すると、電源装置における接地線に対応する部分（筐体等）がグランドに接続されない状態となる。そのため、各接地電力線等に設けられる容量部の蓄電により電源装置における接触電流が増大するおそれがあった。

特許文献１に記載の構成では、上記の断線の発生を想定していないので、接触電流低減の観点から改善の余地があった。

本開示の目的は、電力線のグランド接続の断線に起因した接触電流を低減することが可能な電源装置および車両を提供することである。

本開示に係る電源装置は、
単相電源および三相電源を接続可能な電源装置であって、
第１電力線に接続され、前記単相電源の第１端部と、前記三相電源の第１非接地端部とに接続可能な第１端子と、
第２電力線に接続され、前記三相電源の第２非接地端部に接続可能な第２端子と、
第３電力線に接続され、前記三相電源の第３非接地端部に接続可能な第３端子と、
第４電力線、第５電力線および第６電力線に接続され、前記単相電源の第２端部と、前記三相電源の接地端部とに接続可能な第４端子と、
前記第１電力線および前記第４電力線に設けられる第１負荷部と、
前記第２電力線および前記第５電力線に設けられる第２負荷部と、
前記第３電力線および前記第６電力線に設けられる第３負荷部と、
前記第１電力線、前記第２電力線、前記第３電力線、前記第４電力線、前記第５電力線および前記第６電力線のそれぞれと接地線との間に設けられる複数の容量部と、
前記第４電力線、前記第５電力線および前記第６電力線の少なくとも１つの切替電力線を導通および不通の何れかに切り替えるスイッチ部と、
を備え、
前記スイッチ部は、前記第４電力線、前記第５電力線および前記第６電力線の少なくとも１つがグランドに接続されていない場合、前記切替電力線を不通とする。

本開示に係る車両は、
バッテリーと、
上記の電源装置と、
を備える。

本開示によれば、電力線のグランド接続の断線に起因した電流を低減することができる。

本開示の実施の形態に係る電源装置が適用された車両を示す図である。 図１において、単相電源が正接状態で接続された状態を示す図である。 図１において、単相電源が逆接状態で接続された状態を示す図である。 電源装置における断線検知部の詳細を示す図である。 電源装置におけるスイッチ切替制御の動作例を示すフローチャートである。 変形例に係る電源装置が適用された車両を示す図である。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本開示の実施の形態に係る電源装置１００が適用された車両１を示す図である。

図１に示すように、電源装置１００は、例えば、車両１に搭載されるバッテリー２を充電するための充電装置であり、外部の交流電源から電力が供給されることで動作する。電源装置１００は、外部電源として、単相電源および三相電源１０を接続可能に構成されている。

図１では、接地線Ｇに接続される中性点Ｎ１を中心にＹ結線された第１交流電源１０Ａ、第２交流電源１０Ｂおよび第３交流電源１０Ｃを有する三相電源１０が電源装置１００に接続された例を示している。中性点Ｎ１には、第１交流電源１０Ａ、第２交流電源１０Ｂおよび第３交流電源１０Ｃの各接地端部が接続されている。接地線Ｇは、グランドに対応する線である。

電源装置１００は、第１端子１０１Ａ、第２端子１０１Ｂ、第３端子１０１Ｃ、第４端子１０２、交流フィルタ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ、力率改善回路１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ、第１スイッチ１０５、第２スイッチ１０６、断線検知部１０７および制御部１０８等を有する。

第１端子１０１Ａは、三相電源１０における第１交流電源１０Ａの第１非接地端部Ｌ１に接続される。また、第１端子１０１Ａは、電源装置１００における第１電力線Ａ１に接続される。

第２端子１０１Ｂは、三相電源１０における第２交流電源１０Ｂの第２非接地端部Ｌ２に接続される。また、第２端子１０１Ｂは、電源装置１００における第２電力線Ｂ１に接続される。

第３端子１０１Ｃは、三相電源１０における第３交流電源１０Ｃの第３非接地端部Ｌ３と接続される。また、第３端子１０１Ｃは、電源装置１００における第３電力線Ｃ１に接続される。

第４端子１０２は、三相電源１０の接地端部に対応する三相電源１０の中性点Ｎ１、つまり、接地線Ｇに接続される。また、第４端子１０２は、接地電力線Ｄを介して、電源装置１００における第４電力線Ａ２、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２に接続される。また、接地電力線Ｄには、断線検知部１０７が接続される。

交流フィルタ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ、および、力率改善回路１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃは、単相電源または三相電源１０から供給される電力をバッテリー２に充電する電力に変換するための回路である。なお、整流回路、ＤＣ／ＤＣ変換回路等の回路が電源装置１００に含まれていても良い。

交流フィルタ１０３Ａおよび力率改善回路１０４Ａは、第１電力線Ａ１および第４電力線Ａ２に設けられている。交流フィルタ１０３Ａは、本開示の「第１負荷部」に対応する。

つまり、交流フィルタ１０３Ａおよび力率改善回路１０４Ａは、第１交流電源１０Ａに対応する回路である。三相電源１０が電源装置１００に接続された場合、第１電力線Ａ１は、電力供給に対応する電力線となり、第４電力線Ａ２は、接地に対応する電力線となる。

また、交流フィルタ１０３Ａは、出力段に対応する部分において、第１容量部Ａ３および第２容量部Ａ４を有する。第１容量部Ａ３は、第１電力線Ａ１と接地線Ｇとの間に接続される。第２容量部Ａ４は、第４電力線Ａ２と接地線Ｇとの間に接続される。

交流フィルタ１０３Ｂおよび力率改善回路１０４Ｂは、第２電力線Ｂ１および第５電力線Ｂ２に設けられている。交流フィルタ１０３Ｂは、本開示の「第２負荷部」に対応する。

つまり、交流フィルタ１０３Ｂおよび力率改善回路１０４Ｂは、第２交流電源１０Ｂに対応する回路である。三相電源１０が電源装置１００に接続された場合、第２電力線Ｂ１は、電力供給に対応する電力線となり、第５電力線Ｂ２は、接地に対応する電力線となる。

また、交流フィルタ１０３Ｂは、出力段に対応する部分において、第３容量部Ｂ３および第４容量部Ｂ４を有する。第３容量部Ｂ３は、第２電力線Ｂ１と接地線Ｇとの間に接続される。第４容量部Ｂ４は、第５電力線Ｂ２と接地線Ｇとの間に接続される。

交流フィルタ１０３Ｃおよび力率改善回路１０４Ｃは、第３電力線Ｃ１および第６電力線Ｃ２に設けられている。交流フィルタ１０３Ｃは、本開示の「第３負荷部」に対応する。

つまり、交流フィルタ１０３Ｃおよび力率改善回路１０４Ｃは、第３交流電源１０Ｃに対応する回路である。三相電源１０が電源装置１００に接続された場合、第３電力線Ｃ１は、電力供給に対応する電力線となり、第６電力線Ｃ２は、接地に対応する電力線となる。

また、交流フィルタ１０３Ｃは、出力段に対応する部分において、第５容量部Ｃ３および第６容量部Ｃ４を有する。第５容量部Ｃ３は、第３電力線Ｃ１と接地線Ｇとの間に接続される。第６容量部Ｃ４は、第６電力線Ｃ２と接地線Ｇとの間に接続される。

第１容量部Ａ３、第２容量部Ａ４、第３容量部Ｂ３、第４容量部Ｂ４、第５容量部Ｃ３および第６容量部Ｃ４は、本開示の「複数の容量部」に対応する。なお、第１容量部Ａ３、第２容量部Ａ４、第３容量部Ｂ３、第４容量部Ｂ４、第５容量部Ｃ３および第６容量部Ｃ４は、全て同じ容量である。また、各力率改善回路の出力段においても、６つの電力線のそれぞれと接地線との間に複数の容量部（符号省略）がそれぞれ設けられている。

また、図２に示すように、電源装置１００が単相電源２０に接続された場合、単相電源２０の非接地端部Ｌおよび接地端部Ｎ２は、第１端子１０１Ａおよび第４端子１０２の何れかに接続される。接地端部Ｎ２は、接地線Ｇにも接続される。

第１端子１０１Ａに単相電源２０の非接地端部Ｌが接続され、第４端子１０２に単相電源２０の接地端部Ｎ２が接続された正接状態である場合、単相電源２０における電力は、第１電力線Ａ１を介して電源装置１００に供給される。つまり、単相電源２０が正接状態である場合、第１電力線Ａ１は、電力供給に対応する電力線となり、第４電力線Ａ２は、接地に対応する電力線となる。

また、図３に示すように、第１端子１０１Ａに単相電源２０の接地端部Ｎ２が接続され、第４端子１０２に単相電源２０の非接地端部Ｌが接続された逆接状態である場合、単相電源２０における電力は、第４電力線Ａ２を介して電源装置１００に供給される。つまり、単相電源２０が逆接状態である場合、第４電力線Ａ２は、電力供給に対応する電力線となり、第１電力線Ａ１は、接地に対応する電力線となる。

なお、本実施の形態に係る電源装置１００は、単相電源２０が逆接状態であっても、正接状態のときと同様に動作可能である。

第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６は、例えばリレー素子である。第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６は、本開示の「スイッチ部」に対応する。

なお、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６は、リレー素子に限定されず、半導体スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＦＥＴ（Field Effect Transistor））等、電力線を導通、不通に切替可能な素子である限り、どのような素子であっても良い。

第１スイッチ１０５は、第５電力線Ｂ２に設けられ、第５電力線Ｂ２の導通および不通を切り替える。第１スイッチ１０５は、第５電力線Ｂ２における交流フィルタ１０３Ｂの前段、つまり、第４容量部Ｂ４の前段に設けられる。第５電力線Ｂ２は、本開示の「切替電力線」に対応する。

第２スイッチ１０６は、第６電力線Ｃ２に設けられ、第６電力線Ｃ２の導通および不通を切り替える。第２スイッチ１０６は、第６電力線Ｃ２における交流フィルタ１０３Ｃの前段、つまり、第６容量部Ｃ４の前段に設けられる。第６電力線Ｃ２は、本開示の「切替電力線」に対応する。

断線検知部１０７は、接地線Ｇにおける断線の発生を検知する。図４に示すように、断線検知部１０７は、例えば、第１電力線Ａ１および接地電力線Ｄに供給された各電力に対応する電圧値を検知する電圧検知回路である。断線検知部１０７は、２つのダイオード素子１０７Ａ，１０７Ｂと、抵抗素子１０７Ｃとを有する。なお、図４では、単相電源２０の非接地端部Ｌ（第１端部）が第１電力線Ａ１に接続され、接地端部Ｎ２（第２端部）が接地電力線Ｄに接続された状態を例示している。

２つのダイオード素子１０７Ａ，１０７Ｂは、第１電力線Ａ１および接地電力線Ｄの電力を整流する。ダイオード素子１０７Ａは、アノードが第１電力線Ａ１に接続され、カソードが抵抗素子１０７Ｃに接続される。ダイオード素子１０７Ｂは、アノードが接地電力線Ｄに接続され、カソードが抵抗素子１０７Ｃに接続される。

抵抗素子１０７Ｃは、一端部Ｒ１が２つのダイオード素子１０７Ａ，１０７Ｂに接続され、他端部Ｒ２が接地線Ｇに接続される。ここで、本実施の形態では地面をグランドとしている。例えば電気自動車用を充電するためのケーブルを車両１の充電口に挿入した場合に接地される。

このような断線検知部１０７では、一端部Ｒ１において検知される電圧値によって、接地線Ｇで断線Ｘの発生の有無を判定可能である。

例えば、接地線Ｇで断線Ｘが発生している場合、接地電力線Ｄ（単相電源２０の接地端部）がグランドに接続されていない状態となる。そのため、接地電力線Ｄから電力がダイオード素子１０７Ｂを介して抵抗素子１０７Ｃに供給される。

また、第１電力線Ａ１（単相電源２０の非接地端部Ｌ）からも電力がダイオード素子１０７Ａを介して抵抗素子１０７Ｃに供給される。つまり、接地線Ｇで断線Ｘが発生している場合、第１電力線Ａ１および接地電力線Ｄの両方から、抵抗素子１０７Ｃに電力が供給される。

また、接地線Ｇで断線Ｘが発生していない場合、接地電力線Ｄが接地線Ｇを介してグランドに接続されている。そのため、抵抗素子１０７Ｃには、実質的に第１電力線Ａ１のみから抵抗素子１０７Ｃに電力が供給される。つまり、接地線Ｇで断線Ｘが発生していない場合、第１電力線Ａ１のみから抵抗素子１０７Ｃに電力が供給される。

これらのことから、断線検知部１０７では、抵抗素子１０７Ｃの一端部Ｒ１における電圧値が所定値より大きい場合、断線Ｘが発生したと判定され得る。所定値は、単相電源２０の非接地端部Ｌのみからの電力に相当する電圧値である。

また、断線検知部１０７では、電源装置１００に単相電源２０が逆接状態で接続された場合、または、電源装置１００に三相電源１０が接続された場合も、上記と同様に断線Ｘの発生の有無を判定可能である。電源装置１００に三相電源１０が接続された場合の所定値は、三相電源１０の第１非接地端部Ｌ１のみからの電力に相当する電圧値である。また、単相電源２０が逆接状態で電源装置１００に接続された場合、単相電源２０の接地端部Ｎ２が本開示の「第１端部」に対応し、単相電源２０の非接地端部Ｌが本開示の「第２端部」に対応する。

なお、断線検知部１０７は、他の電圧検知回路でも良いし、電流検知回路であっても良い。

制御部１０８は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力回路を備えている。制御部１０８は、予め設定されたプログラムに基づいて、断線検知部１０７の検知結果に基づいて、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６の状態を制御するように構成されている。

制御部１０８は、接地線Ｇで断線Ｘが発生した場合、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を不通にするように制御する。

具体的には、制御部１０８は、初期状態においては、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を不通とする。制御部１０８は、電源装置１００に電源が接続された場合、断線検知部１０７が検知した電圧値を取得して、接地線Ｇで断線Ｘが発生しているか否かについて判定する。

制御部１０８は、断線検知部１０７が検知した電圧値が上記の所定値より大きい場合、接地線Ｇで断線Ｘが発生したと判定する。

制御部１０８は、接地線Ｇで断線Ｘが発生したと判定した場合、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を不通とする。初期状態では第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６は不通であるので、この場合、第１スイッチ１０５及び第２スイッチ１０６の不通の状態が維持されることとなる。

接地線Ｇで断線Ｘが発生した場合、電源装置１００における接地線Ｇに対応する部分（筐体等）がグランドに接続されない状態となる。ここで、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を有さない構成であると、当該端部における電力が接地電力線Ｄを介して、第４電力線Ａ２、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２に供給されることとなる。

また、第４電力線Ａ２、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２と、接地線Ｇとの間には、それぞれ容量部Ａ４，Ｂ４，Ｃ４が接続されている。そのため、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を有さない構成では、接地線Ｇで断線Ｘが発生していると、接地電力線Ｄを介して蓄電された各容量部Ａ４，Ｂ４，Ｃ４の電荷が、接地線Ｇを介してグランドに逃がされない状態となる。

つまり、電源装置１００における接地線Ｇに対応する部分が電荷を有した状態となるので、接触電流の増大につながるおそれがある。

しかし、本実施の形態では、接地線Ｇで断線Ｘが発生した場合、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６が不通となるので、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２に接地電力線Ｄを介して電力が供給されない。つまり、接地線Ｇで断線Ｘが発生した場合、第４電力線Ａ２のみに接地電力線Ｄからの電力が供給されるので、容量部Ｂ４，Ｃ４が蓄電されないこととなる。すなわち、本実施の形態では、容量部Ｂ４，Ｃ４に蓄電されない分、接触電流を低減することができる。

また、接地線Ｇで断線Ｘが発生していない場合、つまり、断線検知部１０７により検知される電圧値が所定値である場合、制御部１０８は、接地線Ｇで断線Ｘが発生していないと判定する。

制御部１０８は、接地線Ｇで断線Ｘが発生していないと判定した場合、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を導通とする。

このようにすることで、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２が接地線Ｇと導通するので、電源装置１００に所望の動作をさせることができる。

また、制御部１０８は、接地線Ｇで断線Ｘが発生した場合、ユーザに断線Ｘが発生した旨を報知する制御を行うようにしても良い。

断線Ｘが発生した旨を報知する制御としては、電源装置１００の外部に設けられた報知部（携帯端末やインフォテインメント装置等）に、断線Ｘが発生した旨の報知指令を出力する制御が挙げられる。

このようにすることで、断線Ｘが発生したことをユーザが容易に認識することができる。

以上のように構成された電源装置１００におけるスイッチ切替制御の動作例について説明する。図５は、電源装置１００におけるスイッチ切替制御の動作例を示すフローチャートである。図５における処理は、例えば、電源装置１００に所定の電源が接続された際に適宜実行される。なお、図５における処理は、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６が不通の状態で開始される。所定の電源は、三相電源１０または単相電源２０である。

図５に示すように、制御部１０８は、断線検知部１０７より検出された電圧値を取得する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１０８は、接地線Ｇで断線Ｘが発生しているか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。

判定の結果、接地線Ｇで断線Ｘが発生している場合（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）、制御部１０８は、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を不通とする（ステップＳ１０３）。つまり、制御部１０８は、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を不通のままにする。

一方、接地線Ｇで断線Ｘが発生していない場合（ステップＳ１０２、ＮＯ）、制御部１０８は、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を導通とする（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０３またはステップＳ１０４の後、本制御は終了する。

以上のように構成された本実施の形態によれば、接地線Ｇで断線Ｘが発生したとき、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６が不通となるので、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２を介して電源の接地端部の電力が供給されない。その結果、接地線Ｇの断線Ｘに起因した接触電流を低減することができる。

また、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２に第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６が設けられるので、例えば、単相電源２０を用いる場合、電源装置１００の動作に必要のない箇所である第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２に電力が供給されない。そのため、容量部Ａ３，Ａ４の蓄電量に基づく接触電流が実用上問題ないレベルになるように、容量部Ａ３，Ａ４の容量を設定することで、接地線Ｇで断線Ｘが発生しても、単相電源２０により電源装置１００を動作させることができる。

また、接地線Ｇで断線Ｘが発生している場合、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を不通とし、接地線Ｇで断線Ｘが発生していない場合、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を導通とする。すなわち、接地線Ｇで断線Ｘが発生したか否かに基づいて、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６の制御を行うので、電源装置１００のスイッチ制御を簡素化することができる。

また、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６が容量部の前段に設けられるので、容量部よりも電源に近い位置に第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６が配置される。そのため、接触電流の発生経路に含まれる容量部に電力が供給されることを防止することができる。

ところで、接触電流を減らすべく、電力線における容量部の数を減らすことが考えられる。電力線における容量部の数を減らす場合、電源装置１００におけるノイズ性能が悪化するため、ノイズ対策用の部品を別途設ける必要が生じ、ひいてはコスト増および大型化につながるおそれがある。

しかし、本実施の形態では、簡易な断線検知部１０７を設けることで、接触電流を低減できるので、容量部の数を減らす必要がなくなる。その結果、電源装置１００におけるコスト増および大型化を抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、初期状態では、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を不通の状態としていたが、本開示はこれに限定されず、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を導通の状態としていても良い。

ただし、初期状態で第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を導通としているため、電源装置１００に電源が接続されると、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２を介して接触電流が発生する。そのため、接触電流低減の観点から、できるだけ早期のタイミングで第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を不通とすることが好ましい。

また、上記実施の形態では、第１負荷部、第２負荷部および第３負荷部として、交流フィルタ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃを例示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１負荷部、第２負荷部および第３負荷部が力率改善回路１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃであっても良い。

この構成は、図１等に示す３つの交流フィルタを有する構成に適用しても良いし、例えば図６に示すように、１つの交流フィルタ１０３Ｄのみを有する構成に適用しても良い。

交流フィルタ１０３Ｄは、第１端子１０１Ａ、第２端子１０１Ｂ、第３端子１０１Ｃおよび第４端子１０２に接続された電力線に設けられる。第４端子１０２に接続された接地電力線Ｄは、交流フィルタ１０３Ｄを通過した後、第４電力線Ａ２、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２に分岐する。そして、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２上に第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６が設けられる。

このような構成では、接地電力線Ｄにおける、交流フィルタ１０３Ｄに対応する容量部の前段にスイッチを設けると、第４電力線Ａ２，第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２の全てが不通となるため、全ての負荷部の動作に影響する。

そのため、交流フィルタ１０３Ｄを有する構成の場合、力率改善回路に対応する容量部の前段に第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６を設けることで、全ての負荷部の動作に影響を与えることを抑制することができる。

また、上記実施の形態では、第１スイッチ１０５および第２スイッチ１０６が電力線における負荷部の前段に設けられていたが、本開示はこれに限定されず、負荷部の内部に設けられていても良い。

また、上記実施の形態では、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２にスイッチが設けられていたが、本開示はこれに限定されず、第４電力線Ａ２、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２の全てにスイッチが設けられていても良い。このようにすることで、接地線Ｇで断線Ｘが発生している場合、第５電力電Ｂ２および第６電力線Ｃ２の各スイッチに加えて、第４電力線Ａ２のスイッチを不通とすることで、接触電流をさらに低減することができる。

また、第４電力線Ａ２、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２の何れかにスイッチが設けられていても良い。ただし、単相電源２０が接続された際の電源装置１００を動作させる観点から、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２の何れか一方にスイッチを設けることが好ましい。また、接触電流低減の観点から、少なくとも第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２の両方にスイッチを設けることが好ましい。

また、上記実施の形態では、断線検知部１０７が電源装置１００の内部に設けられていたが、本開示はこれに限定されず、電源装置１００の外部に設けられていても良い。

また、上記実施の形態では、制御部１０８が電源装置１００の内部に設けられていたが、本開示はこれに限定されず、電源装置１００の外部に設けられていても良い。

また、上記実施の形態では、複数の容量部が負荷部の出力段に設けられていたが、本開示はこれに限定されず、それ以外の箇所に設けられていても良い。

また、上記実施の形態では、三相電源としてＹ結線の構成を例示したが、本開示はこれに限定されず、デルタ結線の構成であっても良い。

また、上記実施の形態では、電源装置として車両１に搭載されるバッテリー２を充電する充電装置を例示したが、本開示はこれに限定されず、充電装置以外の装置であっても良い。

また、上記実施の形態では、電源装置１００が車両１に搭載されていたが、本開示はこれに限定されず、車両１以外の装置に搭載されていても良い。

また、上記実施の形態では、電源装置１００が第１端子１０１Ａ、第２端子１０１Ｂ、第３端子１０１Ｃ、第４端子１０２を有していたが、本開示はこれに限定されず、第１端子１０１Ａ、第２端子１０１Ｂ、第３端子１０１Ｃ、第４端子１０２は電源装置の外に配置されていてもよい。

また、上記実施の形態では、第４電力線Ａ２、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２の何れかにスイッチが設けられていても良いとしていたが、本開示はこれに限定されず、スイッチが第４電力線Ａ２、第５電力線Ｂ２および第６電力線Ｃ２が電気的に接続される合流点よりも外部電源側に配置しても良い。さらに、上記実施の形態の電源装置１００は交流フィルタ１０３Ａ、１０３Ｂ、および、１０３Ｃを有していたが、本開示はこれに限定されず、電源装置は、少なくとも交流フィルタ１０３Ａ、１０３Ｂ（本開示の「第１負荷部」、「第２負荷部」に対応）を有していればよい。

つまり、本開示の電源装置は、単相電源または三相電源の外部電源に接続可能であり、交流フィルタ１０３Ａ（第１負荷部に対応）と交流フィルタ１０３Ｂ（第２負荷部に対応）とを有し、交流フィルタ１０３Ａは外部電源にニュートラルラインで電気的に接続（第１のニュートラルラインに対応）され、交流フィルタ１０３Ｂは第１のニュートラルライン上の合流点（第４電力線Ａ２および第５電力線Ｂ２が電気的に接続される点）とニュートラルライン（第２のニュートラルラインに対応）で電気的に接続されるように構成してもよい。この場合に、第１のニュートラルラインと接地線Ｇとの間に第１容量部Ａ３が、第２のニュートラルラインと接地線Ｇとの間に第２容量部Ａ４が配置される。また、この場合にニュートラルライン上にスイッチを有するように構成するようにしてもよい。

ここで、ニュートラルラインとは、交流フィルタと外部電源の非接地端部とを接続するための接続線のことである。本開示のニュートラルラインは電源装置の交流フィルタと外部電源の非接地端部とを接続する接続線の全てを含む必要があるわけではなく、少なくともその一部を含んでいればよい。本開示の電源装置において、第１のニュートラルラインとは第１負荷部と外部電源とを電気的に接続するためのニュートラルラインであり、第２のニュートラルラインとは第２負荷部と外部電源とを電気的に接続するためのニュートラルラインである。より具体的には、第２のニュートラルラインは、上述した第１のニュートラルライン上の合流点と第２負荷部とを接続するラインである。

また、上記実施の形態では、接地線Ｇを有している。本開示における接地線は本実施の形態のような電力線には限定されない。本開示における接地線は第１電力線、前記第２電力線、前記第３電力線、前記第４電力線、前記第５電力線および前記第６電力線をグランドに接地するためのものであり、車両１のボディなどでもよい。

その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本開示の電源装置は、電力線のグランド接続の断線に起因した接触電流を低減することがすることが可能な電源装置および車両として有用である。

１ 車両
２ バッテリー
１０ 三相電源
１０Ａ 第１交流電源
１０Ｂ 第２交流電源
１０Ｃ 第３交流電源
２０ 単相電源
１００ 電源装置
１０１Ａ 第１端子
１０１Ｂ 第２端子
１０１Ｃ 第３端子
１０２ 第４端子
１０３Ａ 交流フィルタ
１０３Ｂ 交流フィルタ
１０３Ｃ 交流フィルタ
１０４Ａ 力率改善回路
１０４Ｂ 力率改善回路
１０４Ｃ 力率改善回路
１０５ 第１スイッチ
１０６ 第２スイッチ
１０７ 断線検知部
１０８ 制御部
Ａ１ 第１電力線
Ａ２ 第４電力線
Ａ３ 第１容量部
Ａ４ 第２容量部
Ｂ１ 第２電力線
Ｂ２ 第５電力線
Ｂ３ 第３容量部
Ｂ４ 第４容量部
Ｃ１ 第３電力線
Ｃ２ 第６電力線
Ｃ３ 第５容量部
Ｃ４ 第６容量部
Ｄ 接地電力線
Ｇ 接地線

Claims (12)

1. 単相電源および三相電源を接続可能な電源装置であって、
   第１電力線に接続され、前記単相電源の第１端部と、前記三相電源の第１非接地端部とに接続可能な第１端子と、
   第２電力線に接続され、前記三相電源の第２非接地端部に接続可能な第２端子と、
   第３電力線に接続され、前記三相電源の第３非接地端部に接続可能な第３端子と、
   第４電力線、第５電力線および第６電力線に接続され、前記単相電源の第２端部と、前記三相電源の接地端部とに接続可能な第４端子と、
   前記第１電力線および前記第４電力線に設けられる第１負荷部と、
   前記第２電力線および前記第５電力線に設けられる第２負荷部と、
   前記第３電力線および前記第６電力線に設けられる第３負荷部と、
   前記第１電力線、前記第２電力線、前記第３電力線、前記第４電力線、前記第５電力線および前記第６電力線のそれぞれと接地線との間に設けられる複数の容量部と、
   前記第４電力線、前記第５電力線および前記第６電力線の少なくとも１つの切替電力線を導通および不通の何れかに切り替えるスイッチ部と、
   を備え、
   前記スイッチ部は、前記第４電力線、前記第５電力線および前記第６電力線の少なくとも１つがグランドに接続されていない場合、前記切替電力線を不通とする、
   電源装置。
2. 前記スイッチ部は、前記第５電力線および前記第６電力線の少なくとも１つに設けられる、
   請求項１に記載の電源装置。
3. 前記接地線における断線の発生を検知する断線検知部を備える、
   請求項１または請求項２に記載の電源装置。
4. 前記接地線に断線が発生した場合、前記スイッチ部を不通にし、前記接地線に断線が発生していない場合、前記スイッチ部を導通にするように制御する制御部を備える、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の電源装置。
5. 前記スイッチ部は、前記切替電力線に対応する容量部の前段に設けられている、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の電源装置。
6. 前記第１負荷部、前記第２負荷部および前記第３負荷部は、前記単相電源または前記三相電源から供給される電力をバッテリーに充電する電力に変換するための回路である、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の電源装置。
7. バッテリーと、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の電源装置と、
   を備える車両。
8. 単相電源または三相電源の外部電源に接続可能であり、第１負荷部と第２負荷部とを有する電源装置であって、
   前記第１負荷部は前記外部電源の接地端部に第１のニュートラルラインで電気的に接続され、
   前記第２負荷部は前記第１のニュートラルライン上の合流点と第２のニュートラルラインで電気的に接続され、
   前記第１のニュートラルラインと接地線との間に設けられる第１の容量部と、
   前記第２のニュートラルラインと前記接地線との間に設けられる第２の容量部と、
   前記第１のニュートラルライン上に配置されるスイッチ部と、を有し、
   前記スイッチ部は前記第１のニュートラルラインがグランドに接続されていない場合に遮断される、
   電源装置。
9. 単相電源または三相電源の外部電源に接続可能であり、第１負荷部と第２負荷部とを有する電源装置であって、
   前記第１負荷部は前記外部電源の接地端部に第１のニュートラルラインで電気的に接続され、
   前記第２負荷部は前記第１のニュートラルライン上の合流点と第２のニュートラルラインで電気的に接続され、
   前記第１のニュートラルラインと接地線との間に設けられる第１の容量部と、
   前記第２のニュートラルラインと前記接地線との間に設けられる第２の容量部と、
   前記第１のニュートラルライン上に配置されるスイッチ部と、を有し、
   前記スイッチ部は前記第１のニュートラルラインがグランドに接続されている場合に導通される、
   電源装置。
10. 前記スイッチ部は前記合流点よりも前記第１負荷部側に配置される、
    請求項８または９に記載の電源装置。
11. 第３負荷部をさらに有し、
    前記第３負荷部は前記合流点と第３のニュートラルラインで電気的に接続されている、
    請求項８〜１０の何れか１項に記載の電源装置。
12. 前記第１負荷部および前記第２負荷部は、交流フィルタまたは力率改善回路またはＤＣ／ＤＣコンバータである、
    請求項８に記載の電源装置。

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