JP5522091B2 - Power supply - Google Patents

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Description

本発明は、平滑コンデンサを放電する機能を備えた電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device having a function of discharging a smoothing capacitor.

従来から、図12に示すごとく、インバータ91と電源92との間に設けた電源装置90が知られている(下記特許文献1、2、3、4参照)。この電源装置90は、整流回路96と、コンデンサ93と、スイッチ94と、放電抵抗95とを備える。スイッチ94と放電抵抗95とは直列に接続されて直列体99を構成している。コンデンサ93と直列体99とは、インバータ91に対して並列に接続されている。また、電源92と電源装置90との間には、リレー98が設けられている。   Conventionally, as shown in FIG. 12, a power supply device 90 provided between an inverter 91 and a power supply 92 is known (see Patent Documents 1, 2, 3, and 4 below). The power supply device 90 includes a rectifier circuit 96, a capacitor 93, a switch 94, and a discharge resistor 95. The switch 94 and the discharge resistor 95 are connected in series to form a series body 99. Capacitor 93 and series body 99 are connected in parallel to inverter 91. A relay 98 is provided between the power supply 92 and the power supply device 90.

インバータ91を稼動する際には、スイッチ94をオフにした状態で、リレー98をオンにする。このようにすると、電源92から交流電力が供給される。交流電力は、整流回路96によって整流され、コンデンサ93によって平滑化される。これにより、インバータ91に直流電力を供給するようになっている。   When operating the inverter 91, the relay 98 is turned on with the switch 94 turned off. In this way, AC power is supplied from the power source 92. The AC power is rectified by the rectifier circuit 96 and smoothed by the capacitor 93. Thereby, DC power is supplied to the inverter 91.

インバータ91への電力供給を停止する際には、まず、リレー98をオフにする。この後、感電事故を防止するため、コンデンサ93に蓄えられた電荷を速やかに放電する必要がある。そのため、スイッチ94をオンにし、コンデンサ93に蓄えられた電荷を、放電抵抗95を通して放電させる。   When stopping the power supply to the inverter 91, first, the relay 98 is turned off. Thereafter, in order to prevent an electric shock accident, it is necessary to quickly discharge the charge stored in the capacitor 93. Therefore, the switch 94 is turned on, and the electric charge stored in the capacitor 93 is discharged through the discharge resistor 95.

電源装置90では、コンデンサ93に蓄えられた電荷を短時間で放電するため、抵抗値の小さな放電抵抗95を用いている。すなわち、抵抗値の小さな放電抵抗95を用いることにより、放電抵抗95に大きな電流が流れるようにし、上記電荷を短時間で放電させている。   In the power supply device 90, a discharge resistor 95 having a small resistance value is used in order to discharge the electric charge stored in the capacitor 93 in a short time. That is, by using the discharge resistor 95 having a small resistance value, a large current flows through the discharge resistor 95, and the charge is discharged in a short time.

特開平3−145971号公報JP-A-3-145971 特開2010−220287号公報JP 2010-220287 A 特開平7−322525号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-322525 特開2009−273286号公報JP 2009-273286 A

ところが、従来の電源装置90は、放電抵抗95に大きな電流を流すと、放電抵抗95の発熱量が大きくなり、温度が上昇しやすくなるという問題があった。そのため、熱容量が大きい放電抵抗95を使用して、放電抵抗95の温度上昇を抑制する必要があった。熱容量が大きな抵抗はサイズが大きいため、電源装置90が大型化したり、製造コストが上昇したりする問題があった。   However, the conventional power supply device 90 has a problem that when a large current flows through the discharge resistor 95, the amount of heat generated by the discharge resistor 95 increases, and the temperature easily rises. Therefore, it is necessary to suppress the temperature rise of the discharge resistor 95 by using the discharge resistor 95 having a large heat capacity. Since the resistor having a large heat capacity is large in size, there is a problem that the power supply device 90 is enlarged or the manufacturing cost is increased.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、コンデンサに蓄えた電荷を効率的に放電でき、小型化が容易な電源装置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 an object of the present invention is to provide a power supply device that can efficiently discharge charges stored in a capacitor and can be easily downsized.

本発明は、直流負荷に接続され、電源から上記直流負荷に電力を供給するための一対の電力ラインと、
該一対の電力ラインの間に、上記直流負荷に並列になるよう接続されたスイッチング素子、および、上記一対の電力ラインのうち一方の電力ラインに、上記直流負荷に直列になるよう接続された第1リアクトルを有し、上記電源の電圧を昇圧する昇圧部と、
上記一対の電力ラインの間に、上記直流負荷に並列になるよう接続された平滑コンデンサと、
上記電力ラインにおける、上記スイッチング素子と上記平滑コンデンサとの間に設けられた放電防止用ダイオードとを備え、
上記平滑コンデンサの両端子のうち、上記第1リアクトルを設けた上記電力ラインとは反対側の電力ラインに接続した端子と、上記第1リアクトルの上記電源側の端子との間は、スイッチを介して電気的に接続され、
上記スイッチをオフにした状態で上記電源から上記直流負荷へ電力を供給し、
上記電源から上記直流負荷への電力供給を停止した後、上記スイッチをオンにすることにより、上記平滑コンデンサに蓄えられた電荷を、上記スイッチおよび上記第1リアクトルを通して放電するよう構成されていることを特徴とする電源装置にある(請求項1)。
The present invention is a pair of power lines connected to a DC load for supplying power from a power source to the DC load;
A switching element connected in parallel to the DC load between the pair of power lines, and a first power line connected in series to the DC load to one of the pair of power lines. A boosting unit having one reactor and boosting the voltage of the power source;
A smoothing capacitor connected in parallel with the DC load between the pair of power lines;
A discharge preventing diode provided between the switching element and the smoothing capacitor in the power line;
Between the terminals of the smoothing capacitor, a terminal connected to the power line on the side opposite to the power line provided with the first reactor and a terminal on the power source side of the first reactor via a switch. Electrically connected
Supply power from the power source to the DC load with the switch turned off,
The power supply from the power source to the DC load is stopped, and then the switch is turned on to discharge the charge stored in the smoothing capacitor through the switch and the first reactor. (1).

上記電源装置においては、上記スイッチをオンすることにより、平滑コンデンサに蓄えられた電荷を上記第1リアクトルに流して放電するよう構成されている。
このようにすると、第1リアクトルの抵抗成分を使って、上記電荷を放電することが可能になる。すなわち、上記スイッチをオンすると、平滑コンデンサと第1リアクトルとが直列に接続された閉回路が形成されるため、平滑コンデンサに蓄えられた電荷は放電電流となり、第1リアクトルを流れる。そして、第1リアクトルの抵抗成分によって放電電流が減衰する。これにより、上記電荷を放電できる。
The power supply device is configured to discharge the charge stored in the smoothing capacitor through the first reactor when the switch is turned on.
If it does in this way, it will become possible to discharge the said electric charge using the resistance component of a 1st reactor. That is, when the switch is turned on, a closed circuit is formed in which the smoothing capacitor and the first reactor are connected in series. Therefore, the electric charge stored in the smoothing capacitor becomes a discharge current and flows through the first reactor. Then, the discharge current is attenuated by the resistance component of the first reactor. Thereby, the said electric charge can be discharged.

第1リアクトルは、昇圧部を構成する部品であるため、サイズが比較的大きく、熱容量が大きいものが用いられる。そのため、第1リアクトルに大きな電流を流して発熱した場合でも、温度上昇は少なくてすむ。従って、平滑コンデンサの放電時に、第1リアクトルに大きな電流を流すことができ、平滑コンデンサを短時間で放電させることができる。そのため、感電事故等を防止しやすくなる。   Since the first reactor is a component that constitutes the boosting unit, a relatively large size and a large heat capacity are used. Therefore, even when a large current flows through the first reactor and heat is generated, the temperature rise is small. Therefore, when discharging the smoothing capacitor, a large current can be passed through the first reactor, and the smoothing capacitor can be discharged in a short time. Therefore, it becomes easy to prevent an electric shock accident or the like.

また、上記構成によると、昇圧部を構成する第1リアクトルを、平滑コンデンサの放電に利用するため、放電専用のリアクトルや抵抗を別途設ける必要がない。そのため、電源装置を小型化でき、また、製造コストを低減することが可能となる。   Moreover, according to the said structure, since the 1st reactor which comprises a pressure | voltage rise part is utilized for discharge of a smoothing capacitor, it is not necessary to provide the reactor and resistance only for discharge. Therefore, the power supply device can be reduced in size and the manufacturing cost can be reduced.

以上のごとく、本発明によれば、コンデンサに蓄えた電荷を効率的に放電でき、小型化が容易な電源装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power supply device that can efficiently discharge charges stored in a capacitor and can be easily downsized.

実施例1における、電源装置の回路図。1 is a circuit diagram of a power supply device according to Embodiment 1. FIG. 実施例1における、スイッチをオンした直後の、平滑コンデンサの両端電圧および第1リアクトルに流れる電流のシミュレーション結果。The simulation result of the both-ends voltage of a smoothing capacitor, and the electric current which flows into a 1st reactor immediately after turning on a switch in Example 1. FIG. 実施例1における、電源装置を充電装置に用いた場合の回路図。The circuit diagram at the time of using the power supply device in Example 1 for a charging device. 実施例2における、電源装置の回路図。The circuit diagram of the power supply device in Example 2. FIG. 実施例3における、電源装置の回路図。The circuit diagram of the power supply device in Example 3. FIG. 実施例4における、電源装置の回路図。The circuit diagram of the power supply device in Example 4. FIG. 実施例4における、スイッチをオンした直後の、平滑コンデンサの両端電圧および放電用ダイオードに流れる電流のシミュレーション結果。The simulation result of the both-ends voltage of a smoothing capacitor, and the electric current which flows into the diode for discharge in Example 4 immediately after turning on a switch. 図7の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG. 実施例5における、電源装置の回路図。FIG. 10 is a circuit diagram of a power supply device according to a fifth embodiment. 実施例6における、電源装置の回路図。The circuit diagram of the power supply device in Example 6. FIG. 実施例6における、正側の電力ラインに第1リアクトルを設けた電源装置の回路図。The circuit diagram of the power supply device which provided the 1st reactor in the positive side electric power line in Example 6. FIG. 従来例における、電源装置の回路図。The circuit diagram of the power supply device in a prior art example.

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記電源装置は、車載用の電力変換装置(インバータ)や充電装置に適用することができる。
A preferred embodiment of the present invention described above will be described.
The power supply device can be applied to an in-vehicle power conversion device (inverter) or a charging device.

上記電源装置において、上記平滑コンデンサは電解コンデンサであり、該平滑コンデンサに放電用ダイオードが並列接続されており、該放電用ダイオードのカソード端子は、上記平滑コンデンサの、正電圧が加わる端子に接続され、上記放電用ダイオードのアノード端子は、上記平滑コンデンサの、負電圧が加わる端子に接続されていることが好ましい(請求項2)。
この場合には、平滑コンデンサとして電解コンデンサを用いることが可能になる。これにより、平滑コンデンサの容量を大きくすることができ、直流負荷に加わる電圧を平滑化しやすくなる。
また、上述のように放電用ダイオードを電解コンデンサに並列接続すると、電解コンデンサが故障しにくくなる。すなわち、電解コンデンサは、正極端子と負極端子とが決められており、逆に電圧を加えると故障することがある。ここで仮に、上記放電用ダイオードを設けなかったとすると、スイッチをオンにした後、電解コンデンサと第1リアクトルとによってLC共振が起きるため、電解コンデンサの電極端子に逆に電圧が加わる。そのため、電解コンデンサが故障するという問題が生じる。
そこで、上述のように放電用ダイオードを電解コンデンサに並列接続することにより、放電電流が放電用ダイオードを流れ、電解コンデンサの電極端子に逆に電圧が加わることを防止できる。これにより、電解コンデンサの故障を防止できる。
In the power supply apparatus, the smoothing capacitor is an electrolytic capacitor, and a discharging diode is connected in parallel to the smoothing capacitor, and a cathode terminal of the discharging diode is connected to a terminal to which a positive voltage is applied of the smoothing capacitor. The anode terminal of the discharging diode is preferably connected to the terminal of the smoothing capacitor to which a negative voltage is applied (claim 2).
In this case, an electrolytic capacitor can be used as the smoothing capacitor. Thereby, the capacity | capacitance of a smoothing capacitor can be enlarged and it becomes easy to smooth the voltage added to DC load.
Further, when the discharging diode is connected in parallel to the electrolytic capacitor as described above, the electrolytic capacitor is less likely to fail. That is, the electrolytic capacitor has a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and on the contrary, when a voltage is applied, it may fail. If the discharging diode is not provided, LC resonance occurs between the electrolytic capacitor and the first reactor after the switch is turned on, and a voltage is applied to the electrode terminal of the electrolytic capacitor. Therefore, there arises a problem that the electrolytic capacitor fails.
Therefore, by connecting the discharge diode in parallel with the electrolytic capacitor as described above, it is possible to prevent the discharge current from flowing through the discharge diode and the reverse application of voltage to the electrode terminal of the electrolytic capacitor. Thereby, failure of the electrolytic capacitor can be prevented.

また、上記昇圧部は、上記一対の電力ラインのうち、上記第1リアクトルを設けた電力ラインとは反対側の電力ラインに、第2リアクトルを備えることが好ましい(請求項3)。
この場合には、昇圧部の全体のインダクタンスは、第1リアクトルのインダクタンスと、第2リアクトルのインダクタンスとを足し合わせた値となる。そのため、1個のリアクトルのみを用いた場合と比較して、第1リアクトルと第2リアクトルのインダクタンスを、それぞれ半分にすることが可能になる。そのため、第1リアクトルの抵抗成分を小さくすることができ、平滑コンデンサの放電時に、第1リアクトルに大きな放電電流を流すことが可能になる。これにより、平滑コンデンサに蓄えられた電荷を短時間で放電することができる。
Moreover, it is preferable that the said pressure | voltage rise part is equipped with a 2nd reactor in the electric power line on the opposite side to the electric power line which provided the said 1st reactor among the said pair of electric power lines.
In this case, the overall inductance of the boosting unit is a value obtained by adding the inductance of the first reactor and the inductance of the second reactor. Therefore, compared with the case where only one reactor is used, the inductances of the first reactor and the second reactor can each be halved. Therefore, the resistance component of the first reactor can be reduced, and a large discharge current can flow through the first reactor when the smoothing capacitor is discharged. Thereby, the electric charge stored in the smoothing capacitor can be discharged in a short time.

また、上記第1リアクトルの上記電源側の端子と、上記第2リアクトルの上記電源側の端子との間にフィルタコンデンサが接続しており、上記電源から上記直流負荷への電力供給を停止した後、上記スイッチをオンにすることにより、上記平滑コンデンサに蓄えられた電荷を上記第1リアクトルに流して放電すると共に、上記フィルタコンデンサに蓄えられた電荷を上記第2リアクトルに流して放電するよう構成されていることが好ましい(請求項4)。
この場合には、平滑コンデンサとフィルタコンデンサとの、2つのコンデンサを備えている場合においても、各々のコンデンサを、放電抵抗を使用することなく放電させることができる。すなわち、平滑コンデンサは第1リアクトルを使って放電でき、フィルタコンデンサは第2リアクトルを使って放電できる。これら2つのリアクトルは、昇圧部を構成する部品である。そのため、放電専用のリアクトルや抵抗を別途設ける必要がなくなり、電源装置を小型化できると共に、電源装置の製造コストを低減することが可能となる。
In addition, after a filter capacitor is connected between the power supply side terminal of the first reactor and the power supply side terminal of the second reactor, and power supply from the power supply to the DC load is stopped. When the switch is turned on, the electric charge stored in the smoothing capacitor is discharged to the first reactor, and the electric charge stored in the filter capacitor is discharged to the second reactor. (Claim 4).
In this case, even when two capacitors, a smoothing capacitor and a filter capacitor, are provided, each capacitor can be discharged without using a discharge resistor. That is, the smoothing capacitor can be discharged using the first reactor, and the filter capacitor can be discharged using the second reactor. These two reactors are parts constituting the boosting unit. Therefore, it is not necessary to separately provide a reactor or resistor dedicated to discharge, and the power supply device can be reduced in size and the manufacturing cost of the power supply device can be reduced.

また、上記スイッチは半導体スイッチであることが好ましい(請求項5)。
この場合には、機械式リレーを用いた場合と比較して、スイッチを小型化することができる。
The switch is preferably a semiconductor switch.
In this case, the switch can be downsized as compared with the case where a mechanical relay is used.

(実施例1)
本発明の実施例にかかる電源装置につき、図1〜図3を用いて説明する。
図1に示すごとく、本例の電源装置1は、一対の電力ライン11と、昇圧部2と、平滑コンデンサ3と、放電防止用ダイオード5とを備える。
電力ライン11は、直流負荷10に接続している。電力ライン11には、正側の電力ライン11pと、負側の電力ライン11nとがある。
昇圧部2は、スイッチング素子23および第1リアクトル21を有する。スイッチング素子23は、一対の電力ライン11p,11nの間に、直流負荷10に並列になるよう接続されている。第1リアクトル21は、負側の電力ライン11nに、直流負荷10に直列になるよう接続されている。昇圧部2は、電源12の電圧を昇圧する。
Example 1
A power supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the power supply device 1 of this example includes a pair of power lines 11, a booster 2, a smoothing capacitor 3, and a discharge preventing diode 5.
The power line 11 is connected to the DC load 10. The power line 11 includes a positive power line 11p and a negative power line 11n.
The step-up unit 2 includes a switching element 23 and a first reactor 21. The switching element 23 is connected in parallel with the DC load 10 between the pair of power lines 11p and 11n. The first reactor 21 is connected to the negative power line 11n so as to be in series with the DC load 10. The booster 2 boosts the voltage of the power supply 12.

平滑コンデンサ3は、一対の電力ライン11p,11nの間に、直流負荷10に並列になるよう接続されている。
放電防止用ダイオード5は、正側の電力ライン11pにおける、スイッチング素子23と平滑コンデンサ3との間に設けられている。
The smoothing capacitor 3 is connected in parallel with the DC load 10 between the pair of power lines 11p and 11n.
The discharge preventing diode 5 is provided between the switching element 23 and the smoothing capacitor 3 in the positive power line 11p.

平滑コンデンサ3の両端子30,31のうち、第1リアクトル21を設けた電力ライン11(負側の電力ライン11n)とは反対側の電力ライン11(正側の電力ライン11p)に接続した端子30と、第1リアクトル21の電源12側の端子210との間は、スイッチ4を介して電気的に接続されている。
電源12から直流負荷10へ電力を供給する際には、スイッチ4をオフにする。そして、電源12から直流負荷10への電力供給を停止した後、リレー8をオフし、スイッチ4をオンにすることにより、平滑コンデンサ3に蓄えられた電荷を、スイッチ4および第1リアクトル21を通して放電する。
Of both terminals 30, 31 of the smoothing capacitor 3, a terminal connected to the power line 11 (positive power line 11p) opposite to the power line 11 (negative power line 11n) provided with the first reactor 21 30 and the terminal 210 on the power source 12 side of the first reactor 21 are electrically connected via the switch 4.
When power is supplied from the power supply 12 to the DC load 10, the switch 4 is turned off. Then, after the power supply from the power source 12 to the DC load 10 is stopped, the relay 8 is turned off and the switch 4 is turned on, whereby the charge stored in the smoothing capacitor 3 is passed through the switch 4 and the first reactor 21. Discharge.

本例では、電源12として交流電源を用いている。電源装置1は、電源12から供給される交流電力を整流するための整流回路13を備える。整流回路13と電源12との間には、リレー8が設けられている。整流回路13と直流負荷10とは、上記電力ライン11p,11nによって接続されている。   In this example, an AC power source is used as the power source 12. The power supply device 1 includes a rectifier circuit 13 for rectifying AC power supplied from the power supply 12. A relay 8 is provided between the rectifier circuit 13 and the power supply 12. The rectifier circuit 13 and the DC load 10 are connected by the power lines 11p and 11n.

上述したように、昇圧部2は、電力ライン11p,11n間に設けたスイッチング素子23と、負側の電力ライン11nに設けた第1リアクトル21とから構成されている。本例では、スイッチング素子23としてIGBT素子を用いている。スイッチング素子23のコレクタ端子は正側の電力ライン11pに接続しており、エミッタ端子は負側の電力ライン11nに接続している。スイッチング素子23のゲート端子は、図示しない制御回路に接続している。制御回路は、スイッチング素子23のスイッチング動作を制御している。スイッチング素子23と負側の電力ライン11nとの接続点230と、整流回路13との間に、上記第1リアクトル21が設けられている。   As described above, the booster unit 2 includes the switching element 23 provided between the power lines 11p and 11n and the first reactor 21 provided on the negative power line 11n. In this example, an IGBT element is used as the switching element 23. The collector terminal of the switching element 23 is connected to the positive power line 11p, and the emitter terminal is connected to the negative power line 11n. The gate terminal of the switching element 23 is connected to a control circuit (not shown). The control circuit controls the switching operation of the switching element 23. The first reactor 21 is provided between a connection point 230 between the switching element 23 and the negative power line 11 n and the rectifier circuit 13.

また、正側の電力ライン11pとスイッチング素子23との接続点231と、正側の電力ライン11pと平滑コンデンサ3との接続点300との間には、放電防止用ダイオード5が設けられている。放電防止用ダイオード5のアノード端子はスイッチング素子23側に接続しており、カソード端子は平滑コンデンサ3側に接続している。   Further, a discharge preventing diode 5 is provided between a connection point 231 between the positive power line 11p and the switching element 23 and a connection point 300 between the positive power line 11p and the smoothing capacitor 3. . The anode terminal of the discharge preventing diode 5 is connected to the switching element 23 side, and the cathode terminal is connected to the smoothing capacitor 3 side.

また、上記接続点300と、第1リアクトル21の電源12側の端子210との間は、導線40によって接続されている。導線40にはスイッチ4が設けられている。スイッチ4のオンオフ制御も、上記制御回路によって行われる。   The connection point 300 and the terminal 210 on the power supply 12 side of the first reactor 21 are connected by a conducting wire 40. The conducting wire 40 is provided with a switch 4. The on / off control of the switch 4 is also performed by the control circuit.

直流負荷10を稼動する際には、スイッチ4をオフにした状態で、リレー8をオンにする。このようにすると、電源12から電源装置1に交流電力が供給され、整流回路13によって全波整流される。電源装置1は、上述した制御回路によって、スイッチング素子23をオンオフ動作させている。これにより、電源12の電圧を昇圧している。
本例の昇圧部2は、いわゆるPFC回路の一部を構成している。このPFC回路によって、電源12の電圧を昇圧すると共に、電源12から供給する電力の力率を高めている。
When operating the DC load 10, the relay 8 is turned on with the switch 4 turned off. In this way, AC power is supplied from the power supply 12 to the power supply device 1 and full-wave rectified by the rectifier circuit 13. In the power supply device 1, the switching element 23 is turned on and off by the control circuit described above. As a result, the voltage of the power supply 12 is boosted.
The booster 2 in this example constitutes a part of a so-called PFC circuit. This PFC circuit boosts the voltage of the power source 12 and increases the power factor of the power supplied from the power source 12.

平滑コンデンサ3は、昇圧部2によって昇圧した電圧を平滑化する。これにより、直流負荷10に直流電力を供給するようになっている。なお、放電防止用ダイオード5は、スイッチング素子23をオンにした際に、平滑コンデンサ3に蓄えた電荷がスイッチング素子23を通って放電することを防止している。   The smoothing capacitor 3 smoothes the voltage boosted by the boosting unit 2. Thereby, DC power is supplied to the DC load 10. The discharge preventing diode 5 prevents the electric charge stored in the smoothing capacitor 3 from being discharged through the switching element 23 when the switching element 23 is turned on.

電源12から直流負荷10への電力供給を停止するには、まず、リレー8をオフにする。その後、スイッチ4をオンにして、平滑コンデンサとスイッチ4と第1リアクトル21とからなる閉回路を形成する。このようにすると、平滑コンデンサ3と第1リアクトル21との間でLC共振が起きる。すなわち、平滑コンデンサ3に蓄えられた電荷は放電電流となり、スイッチ4、導線40、第1リアクトル21を流れる。そして、放電電流は平滑コンデンサ3に蓄積され、スイッチ4をオンにする前とは逆の電圧が平滑コンデンサ3にかかるようになる。その後、平滑コンデンサ3に蓄積した電荷は、再び放電電流となり、第1リアクトル21、導線40、スイッチ4を通って流れ、平滑コンデンサ3に再度、蓄積される。これを何度も繰り返すうちに、第1リアクトル21の抵抗成分によって放電電流が減衰し、電荷が消滅する。   In order to stop the power supply from the power supply 12 to the DC load 10, first, the relay 8 is turned off. Thereafter, the switch 4 is turned on to form a closed circuit including the smoothing capacitor, the switch 4 and the first reactor 21. In this way, LC resonance occurs between the smoothing capacitor 3 and the first reactor 21. That is, the electric charge stored in the smoothing capacitor 3 becomes a discharge current and flows through the switch 4, the conductive wire 40, and the first reactor 21. The discharge current is accumulated in the smoothing capacitor 3, and a voltage opposite to that before the switch 4 is turned on is applied to the smoothing capacitor 3. Thereafter, the charge accumulated in the smoothing capacitor 3 becomes a discharge current again, flows through the first reactor 21, the conductive wire 40, and the switch 4, and is accumulated again in the smoothing capacitor 3. As this is repeated many times, the discharge current is attenuated by the resistance component of the first reactor 21, and the charge disappears.

スイッチ4をオンにした直後の、第1リアクトル21に流れる電流と、平滑コンデンサ3の両端電圧との時間的変化を、シミュレーションによって算出した結果を図2に示す。このシミュレーションでは、平滑コンデンサ3の容量を2mFとし、第1リアクトル21のインダクタンスを200μHとし、第1リアクトル21の抵抗成分を20mΩとし、平滑コンデンサ3の初期電圧を400Vとした。図2に示すごとく、第1リアクトル21に流れる電流(放電電流)は、スイッチ4をオンするとLC共振しながら減衰し、約100m秒後に、略0Aになる。すなわち、約100m秒で充分に放電できることが分かる。   FIG. 2 shows a result of calculating temporal changes between the current flowing through the first reactor 21 and the voltage across the smoothing capacitor 3 immediately after the switch 4 is turned on, by simulation. In this simulation, the capacity of the smoothing capacitor 3 was 2 mF, the inductance of the first reactor 21 was 200 μH, the resistance component of the first reactor 21 was 20 mΩ, and the initial voltage of the smoothing capacitor 3 was 400V. As shown in FIG. 2, the current (discharge current) flowing through the first reactor 21 is attenuated while LC resonance occurs when the switch 4 is turned on, and becomes approximately 0 A after about 100 milliseconds. That is, it can be seen that sufficient discharge can be achieved in about 100 milliseconds.

本例の電源装置1は、例えば図3に示すごとく、充電装置100に用いることができる。この充電装置100は、ハイブリッド車や電気自動車等に搭載したバッテリー18を、家庭に配された商用電源のコンセントから充電するための装置である。充電装置100は、直流負荷10として、複数のIGBT素子14からなるH型ブリッジ回路140と、トランス15と、ダイオードブリッジ16と、コンデンサ17とを備える。IGBT素子14のゲート端子は、上述した制御回路に接続している。   The power supply apparatus 1 of this example can be used for the charging apparatus 100 as shown, for example in FIG. The charging device 100 is a device for charging a battery 18 mounted on a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like from a commercial power outlet provided at home. The charging apparatus 100 includes, as the DC load 10, an H-type bridge circuit 140 including a plurality of IGBT elements 14, a transformer 15, a diode bridge 16, and a capacitor 17. The gate terminal of the IGBT element 14 is connected to the control circuit described above.

充電装置100を使用する際には、スイッチ4をオフにした状態で、リレー8及びバッテリー側リレー19をオンにする。充電装置100は、H型ブリッジ回路140のIGBT素子14をオンオフ動作させることにより、入力された直流電力を交流電力に変換する。そして、トランス15を使って変圧する。   When the charging device 100 is used, the relay 8 and the battery-side relay 19 are turned on with the switch 4 turned off. The charging apparatus 100 converts the input DC power into AC power by turning on and off the IGBT element 14 of the H-type bridge circuit 140. Then, the transformer 15 is transformed.

トランス15の二次電圧は、ダイオードブリッジ16によって全波整流され、コンデンサ17によって平滑化される。これにより、直流電力を得て、バッテリー18を充電している。
なお、本例では、バッテリー18の充電状態に応じて、バッテリー18に印加する電圧を調整するようになっている。すなわち、バッテリー18の充電量が少ない場合は低電圧で充電し、バッテリー18の充電量が多い場合は高電圧で充電する。このような電圧の調整は、H型ブリッジ回路140のIGBT素子14がオンする時間を制御することにより行う。
The secondary voltage of the transformer 15 is full-wave rectified by the diode bridge 16 and smoothed by the capacitor 17. Thereby, DC power is obtained and the battery 18 is charged.
In this example, the voltage applied to the battery 18 is adjusted according to the state of charge of the battery 18. That is, when the charge amount of the battery 18 is small, charging is performed at a low voltage, and when the charge amount of the battery 18 is large, charging is performed at a high voltage. Such voltage adjustment is performed by controlling the time during which the IGBT element 14 of the H-type bridge circuit 140 is turned on.

本例の作用効果について説明する。本例では、図1に示すごとく、昇圧部2を構成する第1リアクトル21の電源12側の端子210と、平滑コンデンサ3の両端子30,31のうち、第1リアクトル21を設けた電力ライン11(負側の電力ライン11n)とは反対側の電力ライン11(正側の電力ライン11p)に接続した端子30との間を、スイッチ4を介して電気的に接続した。そして、直流負荷10へ電力を供給する際にはスイッチ4をオフにしておき、直流負荷10への電力供給を停止した後にスイッチ4をオンにするよう構成した。   The effect of this example will be described. In this example, as shown in FIG. 1, the power line provided with the first reactor 21 among the terminals 210 on the power source 12 side of the first reactor 21 and the both terminals 30 and 31 of the smoothing capacitor 3 constituting the boosting unit 2. 11 (negative power line 11n) and a terminal 30 connected to the opposite power line 11 (positive power line 11p) were electrically connected via a switch 4. When supplying power to the DC load 10, the switch 4 is turned off, and after the power supply to the DC load 10 is stopped, the switch 4 is turned on.

このようにすると、スイッチ4をオンにした場合に、平滑コンデンサ3と第1リアクトル21とが直列に接続された閉回路が形成されるため、平滑コンデンサ3に蓄えられた電荷が放電電流となって第1リアクトル21を流れる。そして、第1リアクトル21の抵抗成分によって放電電流が減衰する。これにより、電荷を放電させることができる。
第1リアクトル21は、昇圧部2を構成する部品であるため、サイズが比較的大きく、熱容量が大きいものが用いられる。そのため、第1リアクトル21に大きな電流を流して発熱した場合でも、温度上昇は少なくてすむ。従って、平滑コンデンサ3の放電時に、第1リアクトル21に大きな放電電流を流すことができ、平滑コンデンサ3を短時間で放電させることができる。そのため、感電事故等を防止しやすくなる。
In this way, when the switch 4 is turned on, a closed circuit is formed in which the smoothing capacitor 3 and the first reactor 21 are connected in series, so that the charge stored in the smoothing capacitor 3 becomes a discharge current. And flows through the first reactor 21. The discharge current is attenuated by the resistance component of the first reactor 21. Thereby, electric charge can be discharged.
Since the 1st reactor 21 is a component which comprises the pressure | voltage rise part 2, the thing with comparatively large size and a large heat capacity is used. Therefore, even when a large current is passed through the first reactor 21 to generate heat, the temperature rise is small. Therefore, when the smoothing capacitor 3 is discharged, a large discharge current can be passed through the first reactor 21, and the smoothing capacitor 3 can be discharged in a short time. Therefore, it becomes easy to prevent an electric shock accident or the like.

また、本例では、昇圧部2を構成する第1リアクトル21を、平滑コンデンサ3の放電に利用するため、放電専用のリアクトルや抵抗を別途設ける必要がない。そのため、電源装置1を小型化でき、また、製造コストを低減することが可能となる。   Moreover, in this example, since the 1st reactor 21 which comprises the pressure | voltage rise part 2 is utilized for discharge of the smoothing capacitor 3, it is not necessary to provide the reactor and resistance only for discharge. Therefore, the power supply device 1 can be reduced in size and the manufacturing cost can be reduced.

以上のごとく、本発明によれば、コンデンサに蓄えた電荷を効率的に放電でき、小型化が容易な電源装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power supply device that can efficiently discharge charges stored in a capacitor and can be easily downsized.

なお、本例のスイッチ4は機械式リレーであるが、IGBT素子等の半導体スイッチを用いてもよい。半導体スイッチを用いる場合は、スイッチ4を小型化することができる。   In addition, although the switch 4 of this example is a mechanical relay, you may use semiconductor switches, such as an IGBT element. When a semiconductor switch is used, the switch 4 can be reduced in size.

(実施例2)
本例は、図4に示すごとく、電源装置1を電力変換装置101(回生機能のない昇圧コンバータとインバータ装置)に用いた例である。電力変換装置101の電源12は、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載されたバッテリー(直流電源)である。電力変換装置101は、直流負荷10として、複数のIGBT素子14からなるインバータ103を備える。インバータ103は、上記車両に搭載された三相交流モータ102に接続している。
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 4, the power supply device 1 is used for a power conversion device 101 (a boost converter and an inverter device having no regeneration function). The power supply 12 of the power converter 101 is a battery (DC power supply) mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. The power conversion device 101 includes an inverter 103 including a plurality of IGBT elements 14 as the DC load 10. The inverter 103 is connected to the three-phase AC motor 102 mounted on the vehicle.

電力変換装置101を稼動する際には、まずリレー8をオンにする。そして、昇圧部2を使って、電源12の電圧を昇圧し、平滑コンデンサ3によって平滑化する。これにより、インバータ103に直流電力を供給する。インバータ103は、IGBT素子14をオンオフ動作することにより、直流電力を交流電力に変換する。これにより、三相交流モータ102を駆動して、上記車両を走行させている。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を備える。
When operating the power converter 101, the relay 8 is first turned on. Then, the voltage of the power source 12 is boosted using the boosting unit 2 and smoothed by the smoothing capacitor 3. Thereby, DC power is supplied to the inverter 103. Inverter 103 turns on / off IGBT element 14 to convert DC power into AC power. Thus, the three-phase AC motor 102 is driven to drive the vehicle.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

(実施例3)
本例は、図5に示すごとく、第1リアクトルを正側の電力ライン11pに設けた例である。この電源装置1では、正側の電力ライン11pにおける、スイッチング素子23と整流回路13との間に、第1リアクトル21が設けられている。また、負側の電力ライン11nにおける、平滑コンデンサ3とスイッチング素子23との間に、放電防止用ダイオード5が設けられている。放電防止用ダイオード5のアノード端子は、平滑コンデンサ3側に接続しており、カソード端子は、スイッチング素子23側に接続している。
(Example 3)
In this example, as shown in FIG. 5, the first reactor is provided on the positive power line 11p. In the power supply device 1, the first reactor 21 is provided between the switching element 23 and the rectifier circuit 13 in the positive power line 11 p. Further, a discharge preventing diode 5 is provided between the smoothing capacitor 3 and the switching element 23 in the negative power line 11n. The anode terminal of the discharge preventing diode 5 is connected to the smoothing capacitor 3 side, and the cathode terminal is connected to the switching element 23 side.

また、平滑コンデンサ3と負側の電力ライン11nとの接続点301と、第1リアクトル21の電源12側の端子210との間は、導線40によって接続されている。導線40には、スイッチ4が設けられている。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を備える。
A connection point 301 between the smoothing capacitor 3 and the negative power line 11n and a terminal 210 on the power source 12 side of the first reactor 21 are connected by a conducting wire 40. The conducting wire 40 is provided with a switch 4.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

(実施例4)
本例は、図6に示すごとく、平滑コンデンサ3として電解コンデンサを用いた例である。本例では、平滑コンデンサ3に放電用ダイオード6が並列接続されている。放電用ダイオード6のカソード端子は、平滑コンデンサ3の、正電圧が加わる端子30に接続されている。また、放電用ダイオード6のアノード端子は、平滑コンデンサ3の、負電圧が加わる端子31に接続されている。
Example 4
In this example, as shown in FIG. 6, an electrolytic capacitor is used as the smoothing capacitor 3. In this example, a discharge diode 6 is connected in parallel to the smoothing capacitor 3. The cathode terminal of the discharge diode 6 is connected to the terminal 30 of the smoothing capacitor 3 to which a positive voltage is applied. The anode terminal of the discharging diode 6 is connected to the terminal 31 of the smoothing capacitor 3 to which a negative voltage is applied.

電源12から直流負荷10に電力を供給する際には、実施例1と同様に、スイッチ4をオフにした状態で、リレー8をオンにする。また、直流負荷10への電力供給を停止する場合は、リレー8をオフにし、続いてスイッチ4をオンにする。
ここで仮に、放電用ダイオード6を設けなかったとすると、スイッチ4をオンにした後、平滑コンデンサ3に蓄えられた電荷は放電電流となってスイッチ4、第1リアクトル21を流れる。そして、放電電流は平滑コンデンサ3に蓄積され、スイッチ4をオンにする前とは逆の電圧が平滑コンデンサ3(電解コンデンサ)にかかるようになる。電解コンデンサは、正電圧と負電圧を加える端子が予め決められており、逆に印加すると故障するという問題がある。
When power is supplied from the power supply 12 to the DC load 10, the relay 8 is turned on with the switch 4 turned off, as in the first embodiment. Further, when stopping the power supply to the DC load 10, the relay 8 is turned off, and then the switch 4 is turned on.
If the discharge diode 6 is not provided here, the charge stored in the smoothing capacitor 3 after turning on the switch 4 becomes a discharge current and flows through the switch 4 and the first reactor 21. The discharge current is accumulated in the smoothing capacitor 3, and a voltage opposite to that before the switch 4 is turned on is applied to the smoothing capacitor 3 (electrolytic capacitor). Electrolytic capacitors have a problem that a terminal for applying a positive voltage and a negative voltage is determined in advance, and the terminal is broken when applied in reverse.

しかしながら、上述のように放電用ダイオード6を平滑コンデンサ3に並列接続すると、放電電流が放電用ダイオード6を通って流れるため、平滑コンデンサ3の電極端子30,31間に逆に電圧が加わることを防止できる。これにより、平滑コンデンサ3(電解コンデンサ)の故障を防止できる。
平滑コンデンサ3の放電電流は、スイッチ4、導線40、第1リアクトル21、負側の電力線11n、放電用ダイオード6からなる閉回路内を循環する。そして、第1リアクトル21等の抵抗成分によって放電電流は次第に減衰していく。
However, when the discharge diode 6 is connected in parallel to the smoothing capacitor 3 as described above, a discharge current flows through the discharge diode 6, so that a reverse voltage is applied between the electrode terminals 30 and 31 of the smoothing capacitor 3. Can be prevented. Thereby, failure of the smoothing capacitor 3 (electrolytic capacitor) can be prevented.
The discharge current of the smoothing capacitor 3 circulates in a closed circuit including the switch 4, the conducting wire 40, the first reactor 21, the negative power line 11 n, and the discharging diode 6. Then, the discharge current is gradually attenuated by the resistance component such as the first reactor 21.

スイッチ4をオンにした直後の、放電用ダイオード6に流れる電流と、平滑コンデンサ3の両端電圧との時間的変化を、シミュレーションによって算出した結果を図7、図8に示す。このシミュレーションでは、平滑コンデンサ3の容量を2mFとし、第1リアクトル21のインダクタンスを200μHとし、第1リアクトル21の抵抗成分を20mΩとし、平滑コンデンサ3の初期電圧を400Vとした。図7、図8に示すごとく、平滑コンデンサ3の両端電圧は、スイッチ4をオンしてから約1m秒後に、略0Vまで低下する。すなわち、約1m秒で充分に放電できることが分かる。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
FIG. 7 and FIG. 8 show the results of calculating the temporal change of the current flowing through the discharge diode 6 and the voltage across the smoothing capacitor 3 immediately after the switch 4 is turned on by simulation. In this simulation, the capacity of the smoothing capacitor 3 was 2 mF, the inductance of the first reactor 21 was 200 μH, the resistance component of the first reactor 21 was 20 mΩ, and the initial voltage of the smoothing capacitor 3 was 400V. As shown in FIGS. 7 and 8, the voltage across the smoothing capacitor 3 decreases to approximately 0 V approximately 1 msec after the switch 4 is turned on. That is, it can be seen that sufficient discharge can be achieved in about 1 ms.
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.

本例の作用効果について説明する。本例では、放電用ダイオード6によって、平滑コンデンサ3の端子30,31に逆に電圧が加わることを防止できるため、平滑コンデンサ3として電解コンデンサを用いた場合でも、故障させずに使用することが可能になる。電解コンデンサは容量が大きいため、直流負荷に加わる電圧を平滑化しやすくなる。
その他、実施例1と同様の作用効果を備える。
The effect of this example will be described. In this example, the discharge diode 6 can prevent reverse voltage from being applied to the terminals 30 and 31 of the smoothing capacitor 3, so that even when an electrolytic capacitor is used as the smoothing capacitor 3, it can be used without causing a failure. It becomes possible. Since the electrolytic capacitor has a large capacity, it is easy to smooth the voltage applied to the DC load.
In addition, the same functions and effects as those of the first embodiment are provided.

(実施例5)
本例は、図9に示すごとく、2個のリアクトル21,22を設けた例である。本例では、負側の電力ライン11nに第1リアクトル21を設け、正側の電力ライン11pに第2リアクトル22を設けた。また、実施例1と同様に、第1リアクトル21の電源12側の端子210と、平滑コンデンサ3の両端子30,31のうち、第1リアクトル21を設けた電力ライン11(負側の電力ライン11n)とは反対側の電力ライン11(正側の電力ライン11p)に接続した端子30との間を、スイッチ4を介して電気的に接続した。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
(Example 5)
In this example, as shown in FIG. 9, two reactors 21 and 22 are provided. In this example, the first reactor 21 is provided in the negative power line 11n, and the second reactor 22 is provided in the positive power line 11p. Similarly to the first embodiment, the power line 11 (the negative power line) provided with the first reactor 21 among the terminal 210 on the power source 12 side of the first reactor 21 and the terminals 30 and 31 of the smoothing capacitor 3. 11n) and the terminal 30 connected to the power line 11 on the opposite side (positive power line 11p) were electrically connected via the switch 4.
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.

本例の作用効果について説明する。
この場合には、昇圧部2の全体のインダクタンスは、第1リアクトル21のインダクタンスと、第2リアクトル22のインダクタンスとを足し合わせた値となる。そのため、1個のリアクトルのみを用いた場合と比較して、第1リアクトル21と第2リアクトル22のインダクタンスを、それぞれ半分にすることが可能になる。そのため、第1リアクトル21の抵抗成分を小さくすることができ、平滑コンデンサ3の放電時に、第1リアクトル21に大きな放電電流を流すことが可能になる。これにより、平滑コンデンサ3に蓄えられた電荷を短時間で放電することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を備える。
The effect of this example will be described.
In this case, the overall inductance of the booster 2 is a value obtained by adding the inductance of the first reactor 21 and the inductance of the second reactor 22. Therefore, compared with the case where only one reactor is used, the inductances of the first reactor 21 and the second reactor 22 can each be halved. Therefore, the resistance component of the first reactor 21 can be reduced, and a large discharge current can be passed through the first reactor 21 when the smoothing capacitor 3 is discharged. Thereby, the electric charge stored in the smoothing capacitor 3 can be discharged in a short time.
In addition, the same functions and effects as those of the first embodiment are provided.

(実施例6)
本例は、図10に示すごとく、回生可能な昇圧コンバータとインバータを想定し、コンデンサの数を増やした例である。本例では、実施例5と同様に、負側の電力ライン11nに第1リアクトル21を設け、正側の電力ライン11pに第2リアクトル22を設けてある。第1リアクトル21の電源12側の端子210と、第2リアクトル22の電源12側の端子220との間に、電源12の電圧を安定化するためのフィルタコンデンサ7が設けられている。
(Example 6)
As shown in FIG. 10, this example is an example in which the number of capacitors is increased assuming a regenerative boost converter and inverter. In this example, similarly to the fifth embodiment, the first reactor 21 is provided in the negative power line 11n, and the second reactor 22 is provided in the positive power line 11p. A filter capacitor 7 for stabilizing the voltage of the power supply 12 is provided between a terminal 210 on the power supply 12 side of the first reactor 21 and a terminal 220 on the power supply 12 side of the second reactor 22.

一対の電力ライン11p,11nの間に、スイッチング素子23が設けられている。スイッチング素子23には、フリーホイールダイオード235が接続している。本例では、第1リアクトル21と、第2リアクトル22と、スイッチング素子23とによって、昇圧部2を構成している。   A switching element 23 is provided between the pair of power lines 11p and 11n. A free wheel diode 235 is connected to the switching element 23. In this example, the first reactor 21, the second reactor 22, and the switching element 23 constitute the booster 2.

また、実施例1と同様に、正側の電力ライン11pには、スイッチング素子23と平滑コンデンサ3との間に、放電防止用ダイオード5が設けられている。放電防止用ダイオード5には、補助スイッチング素子24が並列接続している。本例では、補助スイッチング素子24としてIGBT素子を用いている。   Further, as in the first embodiment, a discharge preventing diode 5 is provided between the switching element 23 and the smoothing capacitor 3 in the positive power line 11p. An auxiliary switching element 24 is connected in parallel to the discharge preventing diode 5. In this example, an IGBT element is used as the auxiliary switching element 24.

正側の電力ライン11pと平滑コンデンサ3との接続点300と、第1リアクトル21の電源12側の端子210との間は、導線40によって電気的に接続されている。この導線40に、スイッチ4が設けられている。
スイッチ4をオンにすると、平滑コンデンサ3と、スイッチ4と、導線40と、第1リアクトル21と、負側の電力ライン11nの一部とによって閉回路が形成される。また、フィルタコンデンサ7と、第2リアクトル22と、補助スイッチング素子24及び放電防止用ダイオード5と、スイッチ4と、導線40とによって、別の閉回路が形成される。
The connection point 300 between the positive power line 11p and the smoothing capacitor 3 and the terminal 210 on the power source 12 side of the first reactor 21 are electrically connected by a conductive wire 40. A switch 4 is provided on the conducting wire 40.
When the switch 4 is turned on, a closed circuit is formed by the smoothing capacitor 3, the switch 4, the conducting wire 40, the first reactor 21, and a part of the negative power line 11n. Further, another closed circuit is formed by the filter capacitor 7, the second reactor 22, the auxiliary switching element 24 and the discharge preventing diode 5, the switch 4, and the conducting wire 40.

本例では、直流負荷10として、複数のIGBT素子14からなるインバータ103を備える。また、電源12は、車載バッテリー等の直流電源である。インバータ103を駆動する際には、リレー8をオンにする。そして、スイッチング素子23をオンオフ動作させることにより、電源12の電圧を昇圧する。昇圧後の電流は、放電防止用ダイオード5を流れ、平滑コンデンサ3によって平滑化される。
インバータ103は、IGBT素子14をスイッチング動作することにより、入力された直流電力を交流電力に変換する。そして、得られた交流電力によって三相交流モータ102を駆動する。
In this example, the DC load 10 includes an inverter 103 composed of a plurality of IGBT elements 14. The power source 12 is a DC power source such as an in-vehicle battery. When the inverter 103 is driven, the relay 8 is turned on. Then, the voltage of the power supply 12 is boosted by turning on and off the switching element 23. The boosted current flows through the discharge preventing diode 5 and is smoothed by the smoothing capacitor 3.
Inverter 103 performs switching operation on IGBT element 14 to convert the input DC power into AC power. Then, the three-phase AC motor 102 is driven by the obtained AC power.

電源12からインバータ103への電力供給を停止する場合には、まず、リレー8をオフにする。その後、スイッチ4及び補助スイッチング素子24をオンにする。このようにすると、平滑コンデンサ3に蓄えられた電荷は、放電電流となってスイッチ4、導線40、第1リアクトル21を流れる。そして、平滑コンデンサ3と第1リアクトル21とによってLC共振が起き、第1リアクトル21の抵抗成分によって放電電流は減衰していく。これにより、平滑コンデンサ3の電荷は放電される。   When stopping the power supply from the power supply 12 to the inverter 103, first, the relay 8 is turned off. Thereafter, the switch 4 and the auxiliary switching element 24 are turned on. If it does in this way, the electric charge stored in the smoothing capacitor 3 will become a discharge current, and will flow through the switch 4, the conducting wire 40, and the 1st reactor 21. FIG. Then, LC resonance occurs between the smoothing capacitor 3 and the first reactor 21, and the discharge current is attenuated by the resistance component of the first reactor 21. Thereby, the electric charge of the smoothing capacitor 3 is discharged.

また、フィルタコンデンサ7に蓄えられた電荷は、放電電流となって第2リアクトル22、放電防止ダイオード5、スイッチ4、導線40を流れる。そして、フィルタコンデンサ7と第2リアクトル22とによってLC共振が起き、第2リアクトル22の抵抗成分によって放電電流は減衰していく。これにより、フィルタコンデンサ7の電荷は放電される。   The electric charge stored in the filter capacitor 7 flows as a discharge current through the second reactor 22, the discharge prevention diode 5, the switch 4, and the conductor 40. Then, LC resonance occurs between the filter capacitor 7 and the second reactor 22, and the discharge current is attenuated by the resistance component of the second reactor 22. Thereby, the electric charge of the filter capacitor 7 is discharged.

なお、上記電源装置1では、フィルタコンデンサ7と第2リアクトル22との間でLC共振が起きるため、補助スイッチング素子24をオンにしているが、フィルタコンデンサ7に図示しない放電用ダイオード(図6参照)を接続する場合は、LC共振が起きないため、補助スイッチング素子24をオンにする必要はない。   In the power supply device 1, since LC resonance occurs between the filter capacitor 7 and the second reactor 22, the auxiliary switching element 24 is turned on, but the discharge capacitor (not shown) is not shown in the filter capacitor 7 (see FIG. 6). ) Is connected, there is no need to turn on the auxiliary switching element 24 because LC resonance does not occur.

また、上記電源装置1は、負側の電力ライン11nに第1リアクトル21を設け、正側の電力ライン11pに第2リアクトル22を設けたが、図11に示すごとく、正側の電力ライン11pに第1リアクトル21を設け、負側の電力ライン11nに第2リアクトル22を設けてもよい。この場合には、平滑コンデンサ3の、負側の電力ライン11nに接続した端子31と、第1リアクトル21の電源12側の端子210との間を、スイッチ4を介して電気的に接続する。電源12から直流負荷10への電力供給を停止した後、スイッチ4及び補助スイッチング素子24をオンにすると、平滑コンデンサ3に蓄えられた電荷は、放電電流となってスイッチ4、第1リアクトル21、放電防止用ダイオード5を流れ、LC共振をしながら次第に減衰する。また、フィルタコンデンサ7に蓄えられた電荷は、放電電流となってスイッチ4、第2リアクトル22を流れ、LC共振しながら次第に減衰する。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
Further, the power supply device 1 is provided with the first reactor 21 on the negative power line 11n and the second reactor 22 on the positive power line 11p. However, as shown in FIG. 11, the positive power line 11p is provided. The first reactor 21 may be provided, and the second reactor 22 may be provided on the negative power line 11n. In this case, the terminal 31 connected to the negative power line 11 n of the smoothing capacitor 3 and the terminal 210 on the power source 12 side of the first reactor 21 are electrically connected via the switch 4. After the power supply from the power source 12 to the DC load 10 is stopped, when the switch 4 and the auxiliary switching element 24 are turned on, the charge stored in the smoothing capacitor 3 becomes a discharge current, and the switch 4, the first reactor 21, It flows through the discharge prevention diode 5 and gradually attenuates while performing LC resonance. Further, the electric charge stored in the filter capacitor 7 becomes a discharge current, flows through the switch 4 and the second reactor 22, and gradually attenuates while performing LC resonance.
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.

本例の作用効果について説明する。本例では、平滑コンデンサ3とフィルタコンデンサ7との、2つのコンデンサを備えているが、この場合においても、各々のコンデンサ3,7を、放電抵抗を使用することなく放電させることができる。すなわち、平滑コンデンサ3は第1リアクトル21を使って放電でき、フィルタコンデンサ7は第2リアクトル22を使って放電できる。これら2つのリアクトル21,22は、昇圧部2を構成する部品である。そのため、放電専用のリアクトルや抵抗を別途設ける必要がなくなり、電源装置1を小型化できると共に、電源装置1の製造コストを低減することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を備える。
The effect of this example will be described. In this example, two capacitors, a smoothing capacitor 3 and a filter capacitor 7, are provided, but in this case as well, each capacitor 3, 7 can be discharged without using a discharge resistor. That is, the smoothing capacitor 3 can be discharged using the first reactor 21, and the filter capacitor 7 can be discharged using the second reactor 22. These two reactors 21 and 22 are components constituting the boosting unit 2. Therefore, it is not necessary to separately provide a reactor or resistor dedicated to discharging, and the power supply device 1 can be reduced in size and the manufacturing cost of the power supply device 1 can be reduced.
In addition, the same functions and effects as those of the first embodiment are provided.

1 電源装置
12 電源
2 昇圧部
21 第1リアクトル
22 第2リアクトル
23 スイッチング素子
24 補助スイッチング素子
3 平滑コンデンサ
4 スイッチ
5 放電防止用ダイオード
6 放電用ダイオード
7 フィルタコンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply device 12 Power supply 2 Boosting part 21 1st reactor 22 2nd reactor 23 Switching element 24 Auxiliary switching element 3 Smoothing capacitor 4 Switch 5 Discharge prevention diode 6 Discharge diode 7 Filter capacitor

Claims (5)

直流負荷に接続され、電源から上記直流負荷に電力を供給するための一対の電力ラインと、
該一対の電力ラインの間に、上記直流負荷に並列になるよう接続されたスイッチング素子、および、上記一対の電力ラインのうち一方の電力ラインに、上記直流負荷に直列になるよう接続された第1リアクトルを有し、上記電源の電圧を昇圧する昇圧部と、
上記一対の電力ラインの間に、上記直流負荷に並列になるよう接続された平滑コンデンサと、
上記電力ラインにおける、上記スイッチング素子と上記平滑コンデンサとの間に設けられた放電防止用ダイオードとを備え、
上記平滑コンデンサの両端子のうち、上記第1リアクトルを設けた上記電力ラインとは反対側の電力ラインに接続した端子と、上記第1リアクトルの上記電源側の端子との間は、スイッチを介して電気的に接続され、
上記スイッチをオフにした状態で上記電源から上記直流負荷へ電力を供給し、
上記電源から上記直流負荷への電力供給を停止した後、上記スイッチをオンにすることにより、上記平滑コンデンサに蓄えられた電荷を、上記スイッチおよび上記第1リアクトルを通して放電するよう構成されていることを特徴とする電源装置。
A pair of power lines connected to a DC load and for supplying power from the power source to the DC load;
A switching element connected in parallel to the DC load between the pair of power lines, and a first power line connected in series to the DC load to one of the pair of power lines. A boosting unit having one reactor and boosting the voltage of the power source;
A smoothing capacitor connected in parallel with the DC load between the pair of power lines;
A discharge preventing diode provided between the switching element and the smoothing capacitor in the power line;
Between the terminals of the smoothing capacitor, a terminal connected to the power line on the side opposite to the power line provided with the first reactor and a terminal on the power source side of the first reactor via a switch. Electrically connected
Supply power from the power source to the DC load with the switch turned off,
The power supply from the power source to the DC load is stopped, and then the switch is turned on to discharge the charge stored in the smoothing capacitor through the switch and the first reactor. A power supply characterized by.
請求項1に記載の電源装置において、上記平滑コンデンサは電解コンデンサであり、該平滑コンデンサに放電用ダイオードが並列接続されており、該放電用ダイオードのカソード端子は、上記平滑コンデンサの、正電圧が加わる端子に接続され、上記放電用ダイオードのアノード端子は、上記平滑コンデンサの、負電圧が加わる端子に接続されていることを特徴とする電源装置。   2. The power supply device according to claim 1, wherein the smoothing capacitor is an electrolytic capacitor, and a discharging diode is connected in parallel to the smoothing capacitor, and the cathode terminal of the discharging diode has a positive voltage of the smoothing capacitor. A power supply device, characterized in that an anode terminal of the discharging diode is connected to a terminal to which a negative voltage is applied of the smoothing capacitor. 請求項1または請求項2に記載の電源装置において、上記昇圧部は、上記一対の電力ラインのうち、上記第1リアクトルを設けた電力ラインとは反対側の電力ラインに、第2リアクトルを備えることを特徴とする電源装置。   3. The power supply device according to claim 1, wherein the boosting unit includes a second reactor in a power line opposite to the power line provided with the first reactor, of the pair of power lines. A power supply device characterized by that. 請求項3に記載の電源装置において、上記第1リアクトルの上記電源側の端子と、上記第2リアクトルの上記電源側の端子との間にフィルタコンデンサが接続しており、上記電源から上記直流負荷への電力供給を停止した後、上記スイッチをオンにすることにより、上記平滑コンデンサに蓄えられた電荷を上記第1リアクトルに流して放電すると共に、上記フィルタコンデンサに蓄えられた電荷を上記第2リアクトルに流して放電するよう構成されていることを特徴とする電源装置。   4. The power supply device according to claim 3, wherein a filter capacitor is connected between the power supply side terminal of the first reactor and the power supply side terminal of the second reactor, and the DC load is connected to the power supply. After the power supply to the power supply is stopped, the switch is turned on to discharge the charge stored in the smoothing capacitor through the first reactor, and the charge stored in the filter capacitor is discharged to the second capacitor. A power supply device configured to flow through a reactor and discharge. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電源装置において、上記スイッチは半導体スイッチであることを特徴とする電源装置。   5. The power supply device according to claim 1, wherein the switch is a semiconductor switch.
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