JP4553292B2 - Power supply - Google Patents
Power supply Download PDFInfo
- Publication number
- JP4553292B2 JP4553292B2 JP2004033817A JP2004033817A JP4553292B2 JP 4553292 B2 JP4553292 B2 JP 4553292B2 JP 2004033817 A JP2004033817 A JP 2004033817A JP 2004033817 A JP2004033817 A JP 2004033817A JP 4553292 B2 JP4553292 B2 JP 4553292B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- engine
- battery
- generator
- rotational speed
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
本発明は、電源装置に関し、特に、エンジンで駆動される発電機を有し、無負荷運転状態で待機中のエンジンの回転数を低く抑えることができると共に、負荷が投入された際に良好な応答性を示す電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device, and in particular, has a generator driven by an engine and can keep the number of rotations of an engine waiting in a no-load operation state low, and is good when a load is applied. The present invention relates to a power supply device that exhibits responsiveness.
エンジン駆動式発電機などの発電装置は、携帯用から非常用までさまざまな用途の電源装置として普及している。比較的小出力の電源装置では、例えば、水銀灯負荷とか電動機負荷などの起動時に一時的に大電流が流れる負荷が接続された場合、一時的に過負荷状態が発生し、エンジンおよび発電機の回転数が低下し、ストール(エンスト)が起こることがある。すなわち、一時的な過負荷状態が発生すると、エンジンの回転数が低下し、この低下により発電機の出力が低下し、さらなる過負荷状態に陥るという悪循環によりストールが起こる。従って、エンジン駆動式発電機の定格に対し電動機負荷などの誘導負荷は1/3程度のものしか使用できない。 Power generation devices such as engine-driven generators are widely used as power supply devices for various purposes from portable to emergency. In a power supply device with a relatively small output, for example, when a load that temporarily flows a large current such as a mercury lamp load or an electric motor load is connected, an overload condition occurs temporarily, and the engine and generator rotate. The number may drop and stall (engine stall) may occur. That is, when a temporary overload condition occurs, the engine speed decreases, and this decrease causes a decrease in the output of the generator, resulting in a stall due to a vicious cycle of falling into a further overload condition. Therefore, only about 1/3 of the inductive load such as a motor load can be used with respect to the rating of the engine-driven generator.
これに対処するため、エンジンが最大出力運転状態を維持できる範囲に負荷を制限し、できるだけ速やかに過負荷状態を解消し、負荷を立ち上げることが提案されている。例えば、下記特許文献1には、エンジンへの燃料供給量が略最大であると判別されているにもかかわらず、エンジン回転数が所定値以上の変化率で上昇していると判別されないときは、負荷を低減することによりエンジンを略最大出力状態に維持制御するエンジン回転数制御装置が記載されている。
In order to cope with this, it has been proposed to limit the load to a range in which the engine can maintain the maximum output operation state, eliminate the overload state as soon as possible, and start up the load. For example, in the following
また、下記特許文献2には、一時的な過負荷に対して不足電力分をバッテリから融通するインバータ式発電機が記載されており、下記特許文献3には、軽負荷領域での省エネ運転を図るために、軽負荷状態においてエンジンの回転数を低下させるエンジン発電機のオートスロットル装置が記載されている。
上記特許文献1,2に記載されているように、一時的な過負荷についてはいろいろと対策が講じられるようになってきている。また、軽負荷領域については、上記特許文献3に記載されているように、エンジンの回転数を低下させて省エネ運転を図ることが提案されており、これによりある程度の省エネが達成される。
As described in
しかしながら、無負荷運転状態で待機中のエンジンの最低回転数は負荷電圧を確保でき、負荷が投入された際にエンジンがストールしないことを保証する回転数であることが要求される。このため、待機中のエンジンの回転数を大幅に低下させることができなかった。 However, the minimum number of revolutions of the standby engine in the no-load operation state is required to be a number of revolutions that can secure a load voltage and guarantee that the engine will not stall when a load is applied. For this reason, the number of rotations of the waiting engine cannot be significantly reduced.
本発明は、上記課題を解決し、エンジンで駆動される発電機を有する電源装置において、無負荷運転状態で待機中のエンジンの回転数を従来に比較して大幅に低下させることを可能にすると共に、負荷が投入された際の応答性を良好にすることを目的とする。 The present invention solves the above-described problem, and in a power supply apparatus having a generator driven by an engine, it is possible to significantly reduce the number of rotations of an engine on standby in a no-load operation state as compared with the conventional one. In addition, an object is to improve the responsiveness when a load is applied.
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンで駆動される発電機と、該発電機の出力を整流する整流回路と、該整流回路の出力を所定周波数の交流電力に変換して負荷側へ出力するインバータと、電力源としてのバッテリと、該バッテリの電力を前記インバータの入力側へ供給するDC−DCコンバータとを有する電源装置において、無負荷状態では前記エンジンをアイドリング回転数で運転し、負荷の増加に応じて前記エンジンの回転数を上昇させる回転数調節装置を備えると共に、前記無負荷状態で負荷が接続されたときには、前記回転数調節装置により前記エンジンの回転数が該負荷に対応する目標回転数に上昇されるまで前記バッテリから該負荷へ給電されるように構成するとともに、前記エンジンの回転数が前記目標回転数より低い所定回転数に上昇するまでは前記発電機から負荷への給電が停止されるように構成した点に第1の特徴がある。 In order to solve the above problems, the present invention relates to a generator driven by an engine, a rectifier circuit that rectifies the output of the generator, and converts the output of the rectifier circuit into alternating-current power having a predetermined frequency. In a power supply device having an inverter that outputs to a battery, a battery as a power source, and a DC-DC converter that supplies power from the battery to the input side of the inverter, the engine is operated at idling speed in a no-load state. A rotation speed adjustment device that increases the rotation speed of the engine in response to an increase in load, and when the load is connected in the no-load state, the rotation speed adjustment device causes the rotation speed of the engine to be applied to the load. together configured to be powered to the load from the battery to be raised corresponding to the target rotational speed, the rotational speed of the engine is the target speed Until rises to lower predetermined rotational speed is first characterized in that configured as power supply to the load from the generator is stopped.
また、本発明は、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以上に上昇した状態では、前記エンジンの回転数が負荷に対応する目標回転数に達するまでは前記発電機と前記バッテリの双方から該負荷へ給電され、前記エンジンの回転数が負荷に対応する前記目標回転数に達したときには前記バッテリから該負荷への給電が停止されるように構成した点に第2の特徴がある。 Further, according to the present invention, in a state where the rotational speed of the engine has increased to the predetermined rotational speed or more, the generator and the battery are both connected until the rotational speed of the engine reaches a target rotational speed corresponding to a load. powered to the load, when the rotation speed of the engine reaches the target rotation speed corresponding to the load is a second feature that is configured as power supply to the load is stopped from the battery.
また、本発明は、前記DC−DCコンバータは、双方向DC−DCコンバータであり、前記目標回転数は前記発電機出力だけで負荷を駆動するのに十分な発電量が得られるように設定され、前記バッテリはその充電状態に応じて前記双方向DC−DCコンバータを通して前記発電機から供給される電力で充電される点に第3の特徴がある。 Further, according to the present invention, the DC-DC converter is a bidirectional DC-DC converter, and the target rotational speed is set so as to obtain a power generation amount sufficient to drive a load only by the generator output. the battery is a third aspect of is charged with power supplied from the generator through the bi-directional DC-DC converter according to the charge state.
さらに、本発明は、前記整流回路と前記インバータとの間にレギュレータを設けるとともに、前記整流回路と前記レギュレータとの接続点と前記バッテリとの間に前記双方向DC−DCコンバータを設けた点に第4の特徴がある。 Furthermore, the present invention is characterized in that a regulator is provided between the rectifier circuit and the inverter, and the bidirectional DC-DC converter is provided between a connection point between the rectifier circuit and the regulator and the battery. There is a fourth feature.
本発明の第1の特徴によれば、無負荷運転状態で待機中のエンジンのアイドル回転数を従来に比較して大幅に低下させることができる。 According to the first feature of the present invention, it is possible to significantly reduce the idling speed of the engine that is waiting in the no-load operation state as compared with the conventional one.
また、低く設定されたアイドル回転数から所定回転数に上昇するまでは発電機から電力を取り出さずにバッテリのみから電力を取り出すため、負荷への速やかな給電が可能になると共にエンジンの回転数を速やかに上昇させることが可能になる。これにより負荷応答性およびエンジンの立ち上がり応答性ともに優れた性能を得ることができる。 Further, for taking out the electric power from the battery alone without removing power from the generator to rise from a low rather set idle speed to a predetermined rotational speed, the rotational speed of the engine along with allowing rapid supply of power to the load Can be raised quickly. As a result, it is possible to obtain excellent performance in both load response and engine start-up response.
また。第2の特徴によれば、エンジンの回転数が十分に上昇して負荷に対応する目標回転数に達すれば、発電機のみから負荷へ給電されるため、バッテリの負担を軽くすることができる。 Also. According to the second feature, when the engine speed sufficiently increases and reaches the target speed corresponding to the load, power is supplied only from the generator to the load, so that the burden on the battery can be reduced.
また、第3の特徴によれば、発電機から負荷へ安定に給電することができると共に、バッテリを負荷の一部として発電機からの電力で十分に充電しておくことができる。また、バッテリからの電力の取り出し回路を使用してバッテリの充電が可能になるので、バッテリからの電力の出し入れ、すなわち、バッテリからの電力の取り出しと発電機の出力によるバッテリの充電とを同一回路で簡単、確実に行うことができる。 Moreover, according to the 3rd characteristic, while being able to supply electric power stably from a generator to a load, a battery can fully be charged with the electric power from a generator as a part of load. In addition, since it is possible to charge the battery by using a circuit for taking out power from the battery, the same circuit is used for taking in and out power from the battery, that is, taking out the power from the battery and charging the battery by the output of the generator. Can be done easily and reliably.
さらに、第4の特徴によれば、双方向DC−DCコンバータの2次側出力の変動をレギュレータで吸収し、その変動がインバータ側に直接影響しないようにすることができる。 Further, according to the fourth feature, fluctuations in the secondary side output of the bidirectional DC-DC converter can be absorbed by the regulator so that the fluctuations do not directly affect the inverter side.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図1は、本発明に係る電源装置の概念を示すブロック構成図である。同図において、発電機1は、例えば3相の多極磁石発電機からなる。発電機1は、エンジン2に連結され、エンジン2により駆動されるエンジン駆動式発電機であり、エンジン始動用電動機として動作することもできる電動機兼用発電機である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the concept of a power supply device according to the present invention. In the figure, the
整流回路3は、発電機1の出力を整流するものであり、また、その出力側から与えられるDC電圧を3相のAC電圧に変換して発電機1に印加してエンジン始動用電動機として動作させる駆動用インバータとしても機能する。
The
電力変換部4は、DCレギュレータ4−1とインバータ4−2とを有し、整流回路3あるいは後述するDC−DCコンバータ5の出力を所定周波数の交流電力に変換して負荷側へ出力する。なお、電力変換部4のDCレギュレータ4−1は、DC−DCコンバータ5の出力変動がインバータ4−2に及ばないようにする。
The
DC−DCコンバータ5は、バッテリ6の電圧を昇圧し、昇圧したDC電圧を整流回路3の出力側に出力する。また、DC−DCコンバータ5は、整流回路3から十分な電圧が出力され、バッテリ6の残容量が少ないときには、整流回路3の出力をバッテリ6に供給し、それを充電する。以下では、DC−DCコンバータ5のバッテリ6側を一次側、整流回路3側を二次側と呼ぶことがある。バッテリ6は、例えば、セルスタータとして一般的に使用されている12Vのバッテリである。
The DC-
次に、図1の動作を説明する。以下では、エンジン2で駆動される発電機1による負荷への給電を「ジェネレータ発電」と称し、バッテリ6による負荷への給電を「バッテリ発電」と称する。
Next, the operation of FIG. 1 will be described. Hereinafter, power supply to the load by the
エンジン2の始動時、バッテリ6のDC電圧をDC−DCコンバータ5で昇圧し、昇圧されたDC電圧を駆動用インバータ(整流回路)3に与える。駆動用インバータ3は、始動指令によってスイッチング駆動され、DC電圧を3相のAC電圧に変換して発電機1に与える。これにより、発電機1はエンジン始動用電動機として起動される。エンジン2が始動すると発電機1はエンジン2により駆動される。駆動用インバータ3は、スイッチング動作を停止して整流回路として機能する。
When starting the engine 2, the DC voltage of the
電力変換部4の出力側に負荷が接続されていない無負荷状態であれば、エンジン2はアイドリング回転数で駆動される。アイドリング回転数は負荷電流0に応じてエンジン2の回転数調節装置のスロットル開度を電子ガバナで制御することにより得られる。
If the load is not connected to the output side of the
電力変換部4の出力側に負荷が接続された場合、バッテリ6からDC−DCコンバータ5を通して負荷側に取り出される電流(以下、DDC電流と称する。)が規定値以下(軽負荷)であり、かつバッテリ6の残容量が規定値以上であればバッテリ6からDC−DCコンバータ5を通して負荷に給電される。すなわち、バッテリ発電のみが行われる。
When a load is connected to the output side of the
DDC電流が規定値を超えた状態、バッテリ6の残容量が規定値未満の状態の少なくとも一方の状態であると、エンジン2の実回転数はその時の負荷に対応した目標回転数に向かって上昇される。このときバッテリ6側からの出力に比べて発電機1側からの出力は小さいので、発電機1側から出力は取り出されず、エンジン2の実回転数は速やかに上昇する。エンジン2の実回転数が所定値を超えると、バッテリ5および発電機1の双方がら負荷へ給電される。すなわち、バッテリ発電およびジェネレータ発電の双方が行われる。
When the DDC current exceeds the specified value and / or the remaining capacity of the
エンジン2の実回転数が目標回転数に到達すると、整流回路3の出力電圧が十分に上昇するので、DC−DCコンバータ5の一次側から二次側への電圧変換を停止してバッテリ発電が停止される。
When the actual rotational speed of the engine 2 reaches the target rotational speed, the output voltage of the
この状態で負荷が変化した場合、それに応じて回転数調節装置によりエンジン2の実回転数が変えられ、ジェネレータ発電により負荷に応じた電力が供給される。このときバッテリ6は、満充電でなければ整流回路3の出力で充電される。通常はこの状態での運転が継続される。
When the load changes in this state, the actual rotation speed of the engine 2 is changed by the rotation speed adjusting device accordingly, and power corresponding to the load is supplied by the generator power generation. At this time, the
負荷が規定値以下で、かつバッテリ6の残容量が規定値以上になればエンジン2の実回転数は低下されてアイドル回転数になる。このとき軽負荷が接続されていればバッテリ発電のみが行われる。ここで、バッテリ6の残容量低下などで負荷に対する給電能力が不足すると、エンジン2の実回転数は再び上昇され、ジェネレータ発電に切り換えられる。同時に、ジェネレータ発電の出力でバッテリ6が充電される。
If the load is equal to or less than the specified value and the remaining capacity of the
このように、無負荷状態でエンジン2はアイドル回転数で駆動され、無負荷状態で負荷が接続された場合にはエンジン2の実回転数が所定回転数になるまでバッテリ発電のみが行われる。また、エンジン2の実回転数が所定回転数を超えればバッテリ発電とジェネレータ発電の双方が行われ、さらにエンジン2の実回転数が上昇してその時の負荷に応じた目標回転数になればジェネレータ発電のみが行われる。また、バッテリ6はその残容量が少なければDC−DCコンバータ5を通して整流回路3の出力で充電される。
As described above, the engine 2 is driven at the idle rotation speed in the no-load state, and when the load is connected in the no-load state, only the battery power generation is performed until the actual rotation speed of the engine 2 reaches the predetermined rotation speed. If the actual rotational speed of the engine 2 exceeds a predetermined rotational speed, both battery power generation and generator power generation are performed. If the actual rotational speed of the engine 2 further increases and reaches the target rotational speed according to the load at that time, the generator is generated. Only power generation is performed. The
図2は、上記電源装置の動作を説明するためのフロー図である。無負荷状態で待機中のエンジン2は、回転を維持するための最低に近いアイドル回転数例えば1500rpm(Ne=1500rpm)で駆動されている。この状態で負荷が投入される(S1)と、まず、バッテリ発電(Batt発電)が行われる。この時、負荷電流つまりバッテリ6からのDDC電流が規定値を超えているか否か(S2)、バッテリ6の残容量が規定値未満であるか否か(S3)を検知する。バッテリ6の残容量が規定値未満であるか否かは、例えばバッテリ6の充電完了を判断し、充電完了信号を出力させることで検知できる。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the power supply apparatus. The engine 2 waiting in the no-load state is driven at an idle rotation speed close to the lowest, for example, 1500 rpm (Ne = 1500 rpm) for maintaining the rotation. When a load is applied in this state (S1), battery power generation (Batt power generation) is first performed. At this time, it is detected whether the load current, that is, the DDC current from the
DDC電流が規定値以下で、かつバッテリ6の残容量が規定値以上であれば(S4)、バッテリ発電が継続される。DDC電流が規定値を超えた状態、バッテリ6の残容量が規定値未満の状態の少なくとも一方の状態であると、エンジン2の実回転数Neは負荷に対応する目標回転数に向かって上昇される(S5)。
If the DDC current is not more than the specified value and the remaining capacity of the
エンジン2の実回転数Neが所定値を超えると、バッテリ発電およびジェネレータ発電の双方が行われる。この所定値は電力変換部4の出力電圧がDC−DCコンバータ5の出力電圧とほぼ同じになる回転数を意味しており、例えば2500rpmをさしている。そしてエンジン2の実回転数Neがこの回転数に到達すると、バッテリ発電とジェネレータ発電の双方から負荷へ電流供給が行われるが、負荷へ十分な電流が供給されるまで、すなわち負荷に対応する発電出力が得られる目標回転数に到達するまでエンジン2の実回転数Neは上昇する。
When the actual rotational speed Ne of the engine 2 exceeds a predetermined value, both battery power generation and generator power generation are performed. This predetermined value means the rotational speed at which the output voltage of the
負荷へ十分な電流が供給されているか否かは、電力変換部4のDCレギュレータ4−1の1次側DC電圧で判断する。現在のエンジン2の実回転数Neから目標となる1次側DC電圧を求め、実際の1次側DC電圧と比較し、実際の1次側電圧が低ければ入力不足を意味しているのでエンジン2の実回転数Neをさらに上昇させる。実際の1次側DC電圧と目標となる1次側DC電圧との差が許容値範囲に入った時点でエンジン2の実回転数Neが負荷に対応する目標回転数になったと判断する。
Whether or not sufficient current is supplied to the load is determined by the primary DC voltage of the DC regulator 4-1 of the
エンジン2の実回転数Neがその時の負荷に対応する目標回転数に到達すると(S6)、バッテリ6側からの給電すなわちバッテリ発電は停止され、ジェネレータ発電のみとなる。
When the actual rotational speed Ne of the engine 2 reaches the target rotational speed corresponding to the load at that time (S6), power supply from the
この状態で負荷が変化した場合、エンジン2の実回転数Neがそれに応じて変えられ、負荷の変化量が余り大きくない範囲ではジェネレータ発電により負荷に応じた電力が供給される。例えば負荷が増大すると、上述のようにDCレギュレータ4−1の1次側DC電圧が低下するため現在のエンジン2の実回転数Neから求められる目標となる1次側DC電圧よりも低くなる。このためエンジン2の実回転数Neを上昇させて実際の1次側DC電圧と目標となる1次側DC電圧との差が許容値範囲になるように対応する。このとき負荷の増大量が大きく、目標回転数と実回転数Neとのずれが大きくなった場合は、再びバッテリ発電とジェネレータ発電の双方から負荷への電流供給が行われる。 When the load changes in this state, the actual rotational speed Ne of the engine 2 is changed accordingly, and power corresponding to the load is supplied by generator power generation in a range where the change amount of the load is not so large. For example, when the load increases, the primary side DC voltage of the DC regulator 4-1 decreases as described above, and thus becomes lower than the target primary side DC voltage obtained from the current actual speed Ne of the engine 2. For this reason, the actual rotational speed Ne of the engine 2 is increased so that the difference between the actual primary DC voltage and the target primary DC voltage falls within the allowable range. At this time, when the load increase amount is large and the difference between the target rotational speed and the actual rotational speed Ne becomes large, current supply to the load is performed again from both battery power generation and generator power generation.
逆に、負荷が低減するとエンジン2の実回転数Neは下降されてジェネレータ発電による電力は低減される。また、バッテリ6は、満充電でなければ整流回路3の出力で充電される。通常はこの目標回転数と実回転数Neのずれの小さい範囲内でジェネレータ発電のみによる電流供給状態での運転が継続される(S6)。
On the contrary, when the load is reduced, the actual rotational speed Ne of the engine 2 is lowered and the electric power generated by the generator power generation is reduced. If the
負荷が規定値以下例えば400W以下(S7)、かつバッテリ6の残容量が規定値以上(S8)になったことが検知されると、エンジン2の実回転数Neは下降されて(S9)アイドル回転数になり、バッテリ発電のみが行われる(S10)。ここで、バッテリ6の残容量低下などで負荷に対する給電能力が不足すると、エンジン2の実回転数Neは再び上昇され(S2〜S5)、ジェネレータ発電に切り換えられる。同時に、ジェネレータ発電の出力でバッテリ6が充電される。また、ジェネレータ発電の状態から無負荷状態になれば(S7〜S9)、エンジン2の実回転数Neはアイドル回転数となる(S11)。
When it is detected that the load is not more than a specified value, for example, 400 W or less (S7) and the remaining capacity of the
エンジン2の実回転数Neが負荷に対応する目標回転数に到達している状態(S6)で過負荷状態となってジェネレータ発電で対応しきれない場合には、ジェネレータ発電をバッテリ発電でアシストした形で給電を行うようにすることは上述したが、例えば電力変換部4の入力電圧が目標電圧未満、かつエンジン2の回転数調節装置のスロットル開度が所定値を超えた場合、または電力変換部4の入力電圧が目標電圧を規定値以上下回った場合等においても、ジェネレータ発電をバッテリ発電でアシストした形で負荷へ給電を行うことができる。なお、電力変換部4の入力電圧が目標電圧を規定値以上下回った場合とするのは、ヒステリシス特性を持たせて頻繁な切り替えを防ぐためである。また、電力変換部4の入力電圧が目標電圧以上、またはスロットル開度が所定値以下、またはアシスト継続時間が設定時間を超えた場合、アシストを停止させる。
When the actual rotational speed Ne of the engine 2 has reached the target rotational speed corresponding to the load (S6) and the generator power generation cannot cope with the overload state, the generator power generation is assisted by battery power generation. As described above, the power supply is performed in the form of power supply, for example, when the input voltage of the
長期の不使用でバッテリ6が自然放電してその残容量が少なくなり、その電力でエンジン2を起動できない時には、まず、リコイルスタータ等の手動始動装置によってエンジン2を手動で起動し、ジェネレータ発電を行わせてバッテリ6を充電するようにすればよい。
When the
図3は、本発明に係る電源装置の具体的回路の一例を示す回路図であり、図1と同一あるいは同等部分には同じ番号を付してある。3相の発電機1は、エンジン(図示せず)に連結される。発電機1の出力側は、整流回路(駆動用インバータ)3に接続される。整流回路3の各整流素子(ダイオード)にはFETなどのスイッチング素子(以下、FETと記す。)3−1〜3−6が並列接続されており、これらのFET3−1〜3−6は、そのオン、オフによりDC電圧を3相のAC電圧に変換して発電機1に印加する駆動用インバータを構成している。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit of the power supply device according to the present invention. The same or equivalent parts as those in FIG. The three-
なお、整流回路3を構成する整流素子は、FETなどのスイッチング素子の寄生ダイオードでよく、別途接続した接合ダイオードでもよい。
The rectifying element constituting the
電力変換部4のDCレギュレータ4−1は、例えばFET、チョークコイル、コンデンサ、ダイオードなどを含み、FETがPWM変調されて整流回路3の出力を平滑・調整する。インバータ4−2は、例えば4つのFET4−2−1〜4−2−4をブリッジ接続して構成される。
The DC regulator 4-1 of the
DC−DCコンバータ5は、バッテリ6と整流回路3の出力側との間で双方向で電力をやり取り可能なものであり、一次側の低圧側巻線5−1−1と二次側の高圧側巻線5−1−2を備えるトランス5−1含む。DC−DCコンバータ5の昇圧比は、低圧側巻線5−1−1と高圧側巻線5−1−2の巻線比により決定される。
The DC-
低圧側スイッチング部5−2は、低圧側巻線5−1−1側に挿入され、高圧側スイッチング部5−3は、高圧側巻線5−1−2側に挿入される。低圧側スイッチング部5−2は、例えば、4つのFET5−2−1〜5−2−4をブリッジ接続して構成され、高圧側スイッチング部5−3も同様に4つのFET5−3−1〜5−3−4で構成される。 The low voltage side switching unit 5-2 is inserted on the low voltage side winding 5-1-1 side, and the high voltage side switching unit 5-3 is inserted on the high voltage side winding 5-1-2 side. The low-voltage side switching unit 5-2 is configured by, for example, four FETs 5-2-1 to 5-2-4 being bridge-connected, and the high-voltage side switching unit 5-3 is similarly configured with four FETs 5-3-1 to 5-2. It is composed of 5-3-4.
低圧側スイッチング部5−2および高圧側スイッチング部5−3の各FET5−2−1〜5−2−4、5−3−1〜5−3−4にはダイオードなどの整流素子が並列接続される。これらの整流素子もFETの寄生ダイオードでよく、別途接続した接合ダイオードでもよい。並列接続された整流素子を合わせれば、低圧側スイッチング部5−2および高圧側スイッチング部5−3はそれぞれ、スイッチング・整流部と考えることができる。 Rectifiers such as diodes are connected in parallel to the FETs 5-2-1 to 5-2-4 and 5-3-1 to 5-3-4 of the low-voltage side switching unit 5-2 and the high-voltage side switching unit 5-3. Is done. These rectifying elements may also be FET parasitic diodes, or may be separately connected junction diodes. If the rectifying elements connected in parallel are combined, the low-voltage side switching unit 5-2 and the high-voltage side switching unit 5-3 can be considered as switching / rectifying units, respectively.
トランス5−1の高圧側巻線5−1−2側にはLC共振回路5−4が挿入される。LC共振回路5−4は、低圧側スイッチング部5−2および高圧側スイッチング部5−3の少なくとも一方が駆動されたときに流れる電流を正弦波状にし、スイッチング損失を低減し、また、大電流によるFET破壊を招かないように機能する。これは、正弦波状の電流の零クロス点付近でFETをオン、オフさせることが容易に可能になるからである。なお、LC共振回路5−4は、二次側に限られず一次側に設けてもよい。 An LC resonance circuit 5-4 is inserted on the high-voltage side winding 5-1-2 side of the transformer 5-1. The LC resonance circuit 5-4 has a sinusoidal current that flows when at least one of the low-voltage side switching unit 5-2 and the high-voltage side switching unit 5-3 is driven, and reduces switching loss. It functions so as not to cause FET destruction. This is because the FET can be easily turned on and off near the zero cross point of the sinusoidal current. The LC resonance circuit 5-4 is not limited to the secondary side and may be provided on the primary side.
低圧側スイッチング部5−2のFET5−2−1〜5−2−4および高圧側スイッチング部5−3のFET5−3−1〜5−3−4は、CPUなどからなる制御回路(図示せず)によりスイッチング制御される。なお、一次側および二次側に接続されているコンデンサ7、8は、出力平滑用コンデンサである。
The FETs 5-2-1 to 5-2-4 of the low-voltage side switching unit 5-2 and the FETs 5-3-1 to 5-3-4 of the high-voltage side switching unit 5-3 are control circuits (not shown) including a CPU or the like. Z)).
低圧側スイッチング部5−2と高圧側スイッチング部5−3は、周知のように、低圧側スイッチング部5−2においてはFET5−2−1と5−2−4のペア、FET5−2−2と5−2−3のペアが交互にオン、オフされ、高圧側スイッチング部5−3においてはFET5−3−1と5−3−4のペア、FET5−3−2と5−3−3のペアが交互にオン、オフされるように駆動される。 As is well known, the low-voltage side switching unit 5-2 and the high-voltage side switching unit 5-3 include a pair of FET 5-2-1 and 5-2-4, FET 5-2-2 in the low-voltage side switching unit 5-2. And 5-2-3 are alternately turned on and off, and in the high-voltage side switching unit 5-3, a pair of FETs 5-3-1 and 5-3-4, and FETs 5-3-2 and 5-3-3. Are driven to be alternately turned on and off.
駆動用インバータ3のFET3−1〜3−6を周知のようにPWM駆動すれば、発電機1をエンジン始動用電動機として動作させることができる。この際、発電機(電動機)1の動きに従って逆起電圧で電流分配が変化することを利用して位相判別することにより、センサレスでFET3−1〜3−6を同期駆動することができる。FET3−1〜3−6を駆動しなければ、駆動用インバータ部分は発電機1の出力の整流回路として動作するようになる。
If the FETs 3-1 to 3-6 of the
DDC電流は、DC−DCコンバータ5に配設した電流検出用抵抗5−5によって検出でき、整流回路(駆動用インバータ)3と高圧側スイッチング部5−3との接続部に変流器などを配設することによっても検出できる。また、バッテリ6の残容量は、バッテリ6の端子電圧、電流もしくは残容量の低下により検出でき、バッテリ6の温度と電流から推定される内部抵抗値に基づいて、あるいは電流変動と電圧変化から起電圧を推定することによっても検出できる。
The DDC current can be detected by a current detection resistor 5-5 disposed in the DC-
以上、実施形態について説明したが、本発明においては、DC−DCコンバータ5を、一次側と二次側とを完全同期ですなわち同一の駆動信号で駆動させる双方向DC−DCコンバータとして構成することもできる。この形態によりDC−DCコンバータ5は、トランスの巻線比による一次側と二次側の相対電圧差に基づいて双方向で電力変換を行うものとなり、またバッテリ6側からの給電とバッテリ6の充電とを同一回路で簡単、確実に行わせることができる。
Although the embodiment has been described above, in the present invention, the DC-
1・・・発電機、2・・・エンジン、3・・・整流回路(駆動用インバータ)、3−1〜3−6,4−1〜4−4,5−2−1〜5−2−4,5−3−1〜5−3−4・・・FET、4・・・電力変換部、4−1・・・DCレギュレータ、4−2・・・インバータ、5・・・DC−DCコンバータ、5−1・・・トランス、5−1−1・・・低圧側巻線、5−1−2・・・高圧側巻線、5−2・・・低圧側スイッチング部、5−3・・・高圧側スイッチング部、5−4・・・LC共振回路、5−5・・・DDC電流検出用抵抗、6・・・バッテリ、7,8・・・平滑用コンデンサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
無負荷状態では前記エンジンをアイドリング回転数で運転し、負荷の増加に応じて前記エンジンの回転数を上昇させる回転数調節装置を備えると共に、
前記無負荷状態で負荷が接続されたときには、前記回転数調節装置により前記エンジンの回転数が該負荷に対応する目標回転数に上昇されるまで前記バッテリから該負荷へ給電されるように構成するとともに、前記エンジンの回転数が前記目標回転数より低い所定回転数に上昇するまでは前記発電機から負荷への給電が停止されるように構成したことを特徴とする電源装置。 A generator driven by an engine; a rectifier circuit that rectifies the output of the generator; an inverter that converts the output of the rectifier circuit into alternating-current power of a predetermined frequency and outputs the AC power; a battery as a power source; And a DC-DC converter for supplying electric power of the battery to the input side of the inverter,
In the no-load state, the engine is operated at idling rotational speed, and equipped with a rotational speed adjusting device that increases the rotational speed of the engine according to an increase in load,
When a load is connected in the no-load state, power is supplied from the battery to the load until the engine speed is increased to a target engine speed corresponding to the load by the engine speed adjusting device. In addition, the power supply device is configured such that the power supply from the generator to the load is stopped until the engine speed increases to a predetermined engine speed lower than the target engine speed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004033817A JP4553292B2 (en) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | Power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004033817A JP4553292B2 (en) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | Power supply |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005229675A JP2005229675A (en) | 2005-08-25 |
JP4553292B2 true JP4553292B2 (en) | 2010-09-29 |
Family
ID=35003968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004033817A Expired - Fee Related JP4553292B2 (en) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | Power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4553292B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109632298A (en) * | 2018-12-25 | 2019-04-16 | 人本集团有限公司 | Clutch bearing adds unloading test system |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4884031B2 (en) * | 2006-03-06 | 2012-02-22 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle power supply system |
JP5274787B2 (en) * | 2007-03-30 | 2013-08-28 | 三井造船株式会社 | Crane equipment |
JP2011234485A (en) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Honda Motor Co Ltd | Inverter type generator |
JP5495442B2 (en) | 2010-08-24 | 2014-05-21 | 本田技研工業株式会社 | Engine control device |
JP5778445B2 (en) | 2011-03-11 | 2015-09-16 | 東芝機械株式会社 | Inverter power generator |
JP6058287B2 (en) * | 2011-05-30 | 2017-01-11 | 株式会社やまびこ | Engine drive power generator |
JP2013090356A (en) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Yamabiko Corp | Engine-driven power generation device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01295630A (en) * | 1987-07-17 | 1989-11-29 | Nutronics Corp | Method and apparatus for controlling load of ac generator applied to engine |
JP2000319932A (en) * | 1999-05-12 | 2000-11-21 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | Shovel |
JP2003244999A (en) * | 2002-02-21 | 2003-08-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Power supply unit |
JP2003284258A (en) * | 2002-03-20 | 2003-10-03 | Yamaha Motor Co Ltd | Inverter hybrid engine portable generator |
-
2004
- 2004-02-10 JP JP2004033817A patent/JP4553292B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01295630A (en) * | 1987-07-17 | 1989-11-29 | Nutronics Corp | Method and apparatus for controlling load of ac generator applied to engine |
JP2000319932A (en) * | 1999-05-12 | 2000-11-21 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | Shovel |
JP2003244999A (en) * | 2002-02-21 | 2003-08-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Power supply unit |
JP2003284258A (en) * | 2002-03-20 | 2003-10-03 | Yamaha Motor Co Ltd | Inverter hybrid engine portable generator |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109632298A (en) * | 2018-12-25 | 2019-04-16 | 人本集团有限公司 | Clutch bearing adds unloading test system |
CN109632298B (en) * | 2018-12-25 | 2021-11-16 | 人本股份有限公司 | Loading and unloading test system for clutch bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005229675A (en) | 2005-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1667309A1 (en) | Power supply device | |
US7830680B2 (en) | Power unit | |
JP4318174B2 (en) | DC-DC converter | |
JP5553677B2 (en) | Output controller for hybrid generator | |
EP1463178B1 (en) | Power generating device | |
EP1562273A2 (en) | Power supply apparatus | |
US6346797B1 (en) | Load matched alternator system | |
EP1458076A2 (en) | Engine generator | |
WO2006011359A1 (en) | Power source device | |
WO2006027917A1 (en) | Power supply | |
US8598723B2 (en) | Hybrid engine-driven power generator | |
JP5579493B2 (en) | Hybrid power generator switching device for power supply source | |
JP4553292B2 (en) | Power supply | |
JP2006081263A (en) | Bidirectional dc-dc converter | |
JP4319613B2 (en) | DC-DC converter device for vehicle | |
JP5690651B2 (en) | Inverter generator | |
JP5785774B2 (en) | Inverter generator | |
JP2002233072A (en) | Automobile power source device | |
JP2006101636A (en) | Power supply | |
JP2000050404A (en) | Power source unit for hybrid electric automobile |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090715 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090716 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090911 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100303 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100423 |
|
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: 20100707 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100709 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4553292 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140723 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |