JP5826069B2 - 電源システム - Google Patents
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そして、平滑コンデンサ98に電荷が充分に蓄えられた後、正側メインスイッチ93aをオンし、プリチャージスイッチ93cをオフする。このようにすると、2つのメインスイッチ93a,93bがオンになるため、直流電源91から電子機器92へ電力が給される。
上記直流電源の負端子と上記電子機器の低電位側端子との間に設けられた負側メインスイッチと、
上記電子機器の起動時に、該電子機器に並列接続した平滑コンデンサに徐々に電流を流すためのプリチャージ抵抗と、
上記プリチャージ抵抗に直列接続されたプリチャージスイッチと、
上記正側メインスイッチと、上記負側メインスイッチと、上記プリチャージスイッチとの3個のスイッチを開閉する第1電磁コイルおよび第2電磁コイルと、
上記第1電磁コイルおよび上記第2電磁コイルに接続され、上記スイッチの開閉動作を制御する制御回路部とを備え、
上記プリチャージ抵抗と上記プリチャージスイッチとを直列接続した直列体が、上記正側メインスイッチ又は上記負側メインスイッチに並列接続されており、
上記制御回路部は、上記3個のスイッチをオフにした電力遮断状態と、上記正側メインスイッチと上記負側メインスイッチとの2個のメインスイッチのうち上記直列体に並列接続されていないメインスイッチと上記プリチャージスイッチとをオンすることにより上記平滑コンデンサに電荷を蓄えるプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記2個のメインスイッチをオンすることにより上記電子機器に電力を供給する電力供給状態と、を切り替え、
上記3個のスイッチのうち、2個の上記スイッチは上記第1電磁コイルによって開閉され、他の1個の上記スイッチは上記第2電磁コイルによって開閉され、
上記第1電磁コイルに、相対的に低い低電圧を加えることにより、上記2個のスイッチのうち一方のスイッチのみをオンし、上記低電圧よりも高い高電圧を加えることにより、上記2個のスイッチを両方ともオンするよう構成されていることを特徴とする電源システムにある(請求項1)。
上記電子機器の起動時に、該電子機器に並列接続した平滑コンデンサに徐々に電流を流すためのプリチャージ抵抗と、
上記プリチャージ抵抗に直列接続されたプリチャージスイッチと、
上記メインスイッチと上記プリチャージスイッチとの2個のスイッチを開閉する電磁コイルと、
上記電磁コイルに接続され、上記2個のスイッチの開閉動作を制御する制御回路部とを備え、
上記プリチャージ抵抗と上記プリチャージスイッチを直列接続した直列体が、上記メインスイッチに並列接続されており、
上記制御回路部は、上記2個のスイッチをオフにした電力遮断状態と、上記プリチャージスイッチのみをオンすることにより上記平滑コンデンサに電荷を蓄えるプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記2個のスイッチを両方ともオンすることにより上記電子機器へ電力を供給する電力供給状態と、を切り替え、
上記電磁コイルに相対的に低い低電圧を加えることにより、上記プリチャージスイッチのみをオンして上記プリチャージ状態にし、その後、上記低電圧よりも高い高電圧を加えることにより、上記メインスイッチと上記プリチャージスイッチを共にオンして上記電力供給状態にするよう構成されていることを特徴とする電源システムにある(請求項9)。
このようにすると、第1電磁コイルに加える電圧を変えることにより、2個のスイッチのうち一方のスイッチのみをオンしたり、両方のスイッチをオンしたりすることが可能になる。また、上記電源システムは、他の1個のスイッチを第2電磁コイルによって開閉している。そのため、これら2個の電磁コイルを使って3つのスイッチを開閉することができ、上記電力遮断状態と上記プリチャージ状態と上記電力供給状態とを容易に切り替えることが可能になる。
このように、上記構成にすることにより、電磁コイルの数をスイッチの数より少なくしつつ、上記3つの状態の切り替えを行うことが可能になる。そのため、電源システムの製造コストを低減することができる。
このようにすると、電磁コイルに加える電圧を変えることにより、プリチャージスイッチのみをオンしたり、両方のスイッチをオンしたりすることが可能になる。そのため、この1個の電磁コイルを使って2つのスイッチを開閉し、上記電力遮断状態と上記プリチャージ状態と上記電力供給状態とを容易に切り替えることができる。
このように、上記構成にすることにより、電磁コイルの数をスイッチの数より少なくしつつ、上記3つの状態の切り替えを行うことが可能になる。そのため、電源システムの製造コストを低減することができる。
この場合には、電力供給状態においてプリチャージスイッチをオフするため、電力供給状態において瞬間的に過電流が流れて、プリチャージスイッチが溶着する不具合を防止できる。
この場合には、2つのメインスイッチを1個の電磁コイル(第1電磁コイル)によって開閉できる。プリチャージスイッチを開閉する電磁コイルは、プリチャージ状態になる比較的短い時間のみ通電されるのに対し、メインスイッチを開閉する電磁コイルは、電子機器を稼動する比較的長い時間、通電される。そのため、メインスイッチを開閉する電磁コイルは高い信頼性が要求され、大型化しやすく、高価になりやすい。したがって、上述のように2つのメインスイッチを1個の電磁コイルによって開閉することにより、大型化しやすい、メインスイッチ用の電磁コイルの数を1個にすることができ、電磁コイルの削減効果を上げることができる。
仮に、平滑コンデンサに電荷を蓄えた後、プリチャージスイッチをオフにし、その後、2個のメインスイッチをオンにすると、プリチャージスイッチをオフにしてから2個のメインスイッチをオンにするまでの間は平滑コンデンサに電圧が加わらないため、平滑コンデンサに蓄えた電荷が放電しやすくなる。しかしながら上述のように、平滑コンデンサに電荷を蓄えた後、2個のメインスイッチをオンにし、その後、プリチャージスイッチをオフにすれば、これらのスイッチの切り替えを行っている間は平滑コンデンサに電圧が加わるため、平滑コンデンサの電荷が放電されることを防止できる。
この場合には、電子機器を稼動する前に、3個のスイッチのいずれかが溶着しているか否かを判断することができる。いずれかのスイッチが溶着していると判断した場合には、安全性確保のため、例えば電子機器を稼動しないように制御することができる。そのため、電子機器の安全性をより高めることができる。
なお、例えば平滑コンデンサに電圧計を設けておき、平滑コンデンサの電圧が上昇したか否かを確認することにより、スイッチが溶着しているか否かを判断することができる。
この場合には、第1電磁コイルと第2電磁コイルとの2個の電磁コイルを使って、上記電力遮断状態と上記プリチャージ状態と上記電力供給状態との切り替えを容易に行うことができる。
仮に、平滑コンデンサに電荷を蓄えた後、プリチャージスイッチをオフにし、その後、2個のメインスイッチをオンにすると、プリチャージスイッチをオフにしてから2個のメインスイッチをオンにするまでの間は平滑コンデンサに電圧が加わらないため、平滑コンデンサに蓄えた電荷が放電しやすくなる。しかしながら上述のように、平滑コンデンサに電荷を蓄えた後、2個のメインスイッチをオンにし、その後、プリチャージスイッチをオフにすれば、これらのスイッチの切り替えを行っている間は平滑コンデンサに電圧が加わるため、平滑コンデンサの電荷が放電されることを防止できる。
この場合には、電子機器を稼動する前に、3個のスイッチのいずれかが溶着しているか否かを判断することができる。いずれかのスイッチが溶着していると判断した場合には、安全性確保のため、例えば電子機器を稼動しないように制御することができる。そのため、電子機器の安全性をより高めることができる。
上記電源システムに係る実施例について、図1〜図10を用いて説明する。図1に示すごとく、本例の電源システム1は、正側メインスイッチ3aと、負側メインスイッチ3bと、プリチャージ抵抗4と、プリチャージスイッチ3cと、第1電磁コイル5aと、第2電磁コイル5bと、制御回路部6とを備える。
正側メインスイッチ3aは、直流電源10の正端子と電子機器11の高電位側端子111との間に設けられている。また、負側メインスイッチ3bは、直流電源10の負端子と電子機器11の低電位側端子112との間に設けられている。プリチャージ抵抗4は、電子機器11の起動時に、電子機器11に並列接続した平滑コンデンサ12に徐々に電流を流すために設けられている。
このように、第2電磁コイル5bへの通電と非通電を切り替えることにより、プリチャージスイッチ3cを開閉している。
また、ステップS5で電流を検出しない(No)と判断した場合は、ステップS6に移り、全てのスイッチ3a〜3cが溶着していないと判定する。そして、電子機器11を稼動する処理(ステップS9〜ステップS12:図10参照)を行う。
このようにすると、第1電磁コイル5aに加える電圧を変えることにより、2個のスイッチ3a,3bのうち一方のスイッチ3bのみをオンしたり、両方のスイッチ3a,3bをオンしたりすることが可能になる。また、本例の電源システム1は、他の1個のスイッチ3cを第2電磁コイル5bによって開閉している。そのため、これら2個の電磁コイル5a,5bを使って3つのスイッチ3a〜3cを開閉することができ、電力遮断状態(図1参照)とプリチャージ状態(図2参照)と電力供給状態(図3参照)とを容易に切り替えることが可能になる。
このように、本例では、電磁コイル5の数(2個)をスイッチ3の数(3個)より少なくしつつ、上記3つの状態の切り替えを行うことができる。そのため、電源システム1の製造コストを低減することができる。
このようにすると、2つのメインスイッチ3a,3bを1個の電磁コイル(第1電磁コイル5a)によって開閉できる。プリチャージスイッチ3cを開閉する電磁コイルは、プリチャージ状態になる比較的短い時間のみ通電されるのに対し、メインスイッチ3a,3bを開閉する電磁コイルは、電子機器11を稼動する比較的長い時間、通電される。そのため、メインスイッチ3a,3bを開閉する電磁コイル5は高い信頼性が要求され、大型化しやすく、高価になりやすい。したがって、本例のように2つのメインスイッチ3a,3bを1個の電磁コイル5によって開閉することにより、大型化しやすい、メインスイッチ3a,3b用の電磁コイル5の数を1個にすることができ、電磁コイル5の削減効果を上げることができる。
仮に、平滑コンデンサ12に電荷を蓄えた後、プリチャージスイッチ3cをオフにし、その後、2個のメインスイッチ3a,3bをオンにすると、プリチャージスイッチ3cをオフにしてから2個のメインスイッチ3a,3bをオンにするまでの間は平滑コンデンサ12に電圧が加わらないため、平滑コンデンサ12に蓄えた電荷が放電しやすくなる。しかしながら上述のように、平滑コンデンサ12に電荷を蓄えた後、2個のメインスイッチ3a,3bをオンにし、その後、プリチャージスイッチ3cをオフにすれば、これらのスイッチ3の切り替えを行っている間は平滑コンデンサ12に電圧が加わるため、平滑コンデンサ12の電荷が放電されることを防止できる。
このようにすると、電子機器11を稼動する前に、3個のスイッチ3a〜3cのいずれかが溶着しているか否かを確認することができる。そのため、いずれかのスイッチ3が溶着している場合には、安全性確保のため、電子機器11を稼動しないように制御することができる。これにより、電子機器11の安全性をより高めることができる。
なお、本例のように、電力供給状態においてプリチャージスイッチ3cをオフすると、電子機器11に電力を供給している時に、何らかの原因で大きな電流が流れた場合でも、プリチャージスイッチ3cが溶着することを防止できる。
本例は、第1電磁コイル5aによって開閉するスイッチ3の組み合わせを変更した例である。図11に示すごとく、本例では、直列体13に並列接続していないメインスイッチ(負側メインスイッチ3b)とプリチャージスイッチ3cとを第1電磁コイル5aによって開閉し、直列体13に並列接続したメインスイッチ(正側メインスイッチ3a)を第2電磁コイル5bによって開閉する。そして、第1電磁コイル5aに低電圧を加えた場合には、負側メインスイッチ3bのみがオンになり、高電圧を加えた場合には、プリチャージスイッチ3cと負側メインスイッチ3bとが両方ともオンになるよう構成してある。
溶着の有無を確認するには、まず、第1電磁コイル3aに低電圧を加えて、負側メインスイッチ3bのみをオンにする(ステップS13)。その後、ステップS14に移り、電流センサ69が電流を検出したか否かを判断する。ここで仮に、プリチャージスイッチ3c又は正側メインスイッチ3aが溶着していたとすると、負側メインスイッチ3bをオンにした際に平滑コンデンサ12に電流が流れ、電流センサ69が電流を検出する。また、プリチャージスイッチ3c又は正側メインスイッチ3aが溶着していなければ電流は流れず、電流センサ69は電流を検出しない。
この後、ステップS23に移り、第1電磁コイル5aに加える電圧を低電圧に下げて、プリチャージスイッチ3cをオフにする。これにより、正側メインスイッチ3aと負側メインスイッチ3bのみがオンした電力供給状態となる。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
このようにすると、第1電磁コイル5aと第2電磁コイル5bとの2個の電磁コイルを使って、電力遮断状態とプリチャージ状態と電力供給状態との切り替えを容易に行うことができる。
仮に、平滑コンデンサ12に電荷を蓄えた後、プリチャージスイッチ3cをオフにし、その後、2個のメインスイッチ3a,3bをオンにすると、プリチャージスイッチ3cをオフにしてから2個のメインスイッチ3a,3bをオンにするまでの間は平滑コンデンサ12に電圧が加わらないため、平滑コンデンサ12に蓄えた電荷が放電しやすくなる。しかしながら上述のように、平滑コンデンサ12に電荷を蓄えた後、2個のメインスイッチ3a,3bをオンにし、その後、プリチャージスイッチ3cをオフにすれば、これらのスイッチの切り替えを行っている間は平滑コンデンサ12に電圧が加わるため、平滑コンデンサ12の電荷が放電されることを防止できる。
このようにすると、電子機器11を稼動する前に、3個のスイッチ3a〜3cのいずれかが溶着しているか否かを判断することができる。そのため、いずれかのスイッチ3が溶着していると判断した場合には、安全性確保のため、電子機器11を稼動しないように制御することができる。これにより、電子機器11の安全性を高めることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、スイッチ3と電磁コイル5の数を変更した例である。図14に示すごとく、本例の電源システム1は、メインスイッチ3dとプリチャージスイッチ3cとの2個のスイッチ3と、1個の電磁コイル5を備える。また、本例の電源システム1は、プリチャージ抵抗4と、制御回路部6とを備える。メインスイッチ3dは、直流電源10の正端子と電子機器11の高電位側端子111との間に設けられている。また、プリチャージスイッチ3cは、プリチャージ抵抗4に直列接続してある。電磁コイル5は、メインスイッチ3dとプリチャージスイッチ3cとの2個のスイッチ3を開閉する。
制御回路部6は、2個のスイッチ3c,3dをオフにした電力遮断状態と、プリチャージスイッチ3cのみをオンすることにより平滑コンデンサ12に電荷を蓄えるプリチャージ状態と、プリチャージ状態の後、2個のスイッチ3c,3dを両方ともオンすることにより電子機器11へ電力を供給する電力供給状態と、を切り替える。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
このようにすると、電磁コイル5に加える電圧を変えることにより、プリチャージスイッチ3cのみをオンしたり、両方のスイッチ3c,3dをオンしたりすることが可能になる。そのため、この1個の電磁コイル5を使って2つのスイッチ3c,3dを開閉し、電力遮断状態とプリチャージ状態と電力供給状態とを容易に切り替えることができる。
このように、本例では、電磁コイル5の数をスイッチ3c,3dの数より少なくしつつ、上記3つの状態の切り替えを行うことが可能になる。そのため、電源システム1の製造コストを低減することができる。
10 直流電源
11 電子機器
12 平滑コンデンサ
13 直列体
2a 正側配線
2b 負側配線
3a 正側メインスイッチ
3b 負側メインスイッチ
3c プリチャージスイッチ
4 プリチャージ抵抗
5a 第1電磁コイル
5b 第2電磁コイル
6 制御回路部
Claims (9)
- 直流電源(10)の正端子と電子機器(11)の高電位側端子(111)との間に設けられた正側メインスイッチ(3a)と、
上記直流電源の負端子と上記電子機器の低電位側端子(112)との間に設けられた負側メインスイッチ(3b)と、
上記電子機器の起動時に、該電子機器に並列接続した平滑コンデンサ(12)に徐々に電流を流すためのプリチャージ抵抗(4)と、
上記プリチャージ抵抗に直列接続されたプリチャージスイッチ(3c)と、
上記正側メインスイッチと、上記負側メインスイッチと、上記プリチャージスイッチとの3個のスイッチ(3)を開閉する第1電磁コイル(5a)および第2電磁コイル(5b)と、
上記第1電磁コイルおよび上記第2電磁コイルに接続され、上記スイッチの開閉動作を制御する制御回路部(6)とを備え、
上記プリチャージ抵抗と上記プリチャージスイッチとを直列接続した直列体(13)が、上記正側メインスイッチ又は上記負側メインスイッチに並列接続されており、
上記制御回路部は、上記3個のスイッチをオフにした電力遮断状態と、上記正側メインスイッチと上記負側メインスイッチとの2個のメインスイッチ(3a,3b)のうち上記直列体に並列接続されていないメインスイッチと上記プリチャージスイッチとをオンすることにより上記平滑コンデンサに電荷を蓄えるプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記2個のメインスイッチをオンすることにより上記電子機器に電力を供給する電力供給状態と、を切り替え、
上記3個のスイッチのうち、2個の上記スイッチは上記第1電磁コイルによって開閉され、他の1個の上記スイッチは上記第2電磁コイルによって開閉され、
上記第1電磁コイルに、相対的に低い低電圧を加えることにより、上記2個のスイッチのうち一方のスイッチのみをオンし、上記低電圧よりも高い高電圧を加えることにより、上記2個のスイッチを両方ともオンするよう構成されていることを特徴とする電源システム。 - 請求項1に記載の電源システムにおいて、上記電力供給状態は、上記プリチャージ状態の後、上記2個のメインスイッチをオンし、上記プリチャージスイッチをオフする状態であることを特徴とする電源システム。
- 請求項2に記載の電源システムにおいて、上記2つのメインスイッチを上記第1電磁コイルによって開閉し、上記プリチャージスイッチを上記第2電磁コイルによって開閉し、上記第1電磁コイルに上記低電圧を加えることにより、上記2つのメインスイッチのうち上記直列体に並列接続していないメインスイッチのみをオンするよう構成されていることを特徴とする電源システム。
- 請求項3に記載の電源システムにおいて、上記制御回路部は、上記第1電磁コイルに上記低電圧を加えると共に上記第2電磁コイルに通電することにより、上記直列体に並列接続していないメインスイッチと上記プリチャージスイッチとをオンして上記プリチャージ状態にし、上記平滑コンデンサに電荷が蓄えられた後、上記第1電磁コイルに加える電圧を上記高電圧へ上げることにより、上記2個のメインスイッチをオンし、その後、上記第2電磁コイルへの通電を停止することにより、上記プリチャージスイッチのみをオフして上記電力供給状態にすることを特徴とする電源システム。
- 請求項4に記載の電源システムにおいて、上記制御回路部は、上記プリチャージ状態にする前に上記プリチャージスイッチのみをオンし、上記平滑コンデンサに電流が流れたか否か、又は上記平滑コンデンサの電圧が上昇したか否かを判断することにより、上記直列体に並列接続していないメインスイッチが溶着しているか否かを判断する第1溶着判断手段(65)と、上記第1電磁コイルに低電圧を加えて上記直列体に並列接続していないメインスイッチのみをオンし、上記平滑コンデンサに電流が流れたか否か、又は上記平滑コンデンサの電圧が上昇したか否かを判断することにより、上記直列体に並列接続したメインスイッチまたは上記プリチャージスイッチが溶着しているか否かを判断する第2溶着判断手段(66)と、を備えることを特徴とする電源システム。
- 請求項2に記載の電源システムにおいて、上記直列体に並列接続していないメインスイッチと上記プリチャージスイッチとを上記第1電磁コイルによって開閉し、上記直列体に並列接続したメインスイッチを上記第2電磁コイルによって開閉し、上記第1電磁コイルへ上記低電圧を加えることにより、上記2つのスイッチのうち上記直列体に並列接続していないメインスイッチのみをオンするよう構成されていることを特徴とする電源システム。
- 請求項6に記載の電源システムにおいて、上記制御回路部は、上記第1電磁コイルに高電圧を加えることにより、上記直列体に並列接続していないメインスイッチと上記プリチャージスイッチとをオンして上記プリチャージ状態にし、上記平滑コンデンサに電荷が蓄えられた後、上記第2電磁コイルに通電することにより、上記直列体に並列接続したメインスイッチをオンし、その後、上記第1電磁コイルに加える電圧を上記低電圧へ下げることにより、上記プリチャージスイッチのみをオフして上記電力供給状態にすることを特徴とする電源システム。
- 請求項7に記載の電源システムにおいて、上記制御回路部は、上記プリチャージ状態にする前に、上記直列体と並列接続していないメインスイッチのみをオンし、上記平滑コンデンサに電流が流れたか否か、又は上記平滑コンデンサの電圧が上昇したか否かを判断することにより、上記直列体に並列接続しているメインスイッチまたはプリチャージスイッチが溶着しているか否かを判断する第1溶着判断手段と、上記直列体に並列接続したメインスイッチのみをオンし、上記平滑コンデンサに電流が流れたか否か、又は上記平滑コンデンサの電圧が上昇したか否かを判断することにより、上記直列体に並列接続していないメインスイッチが溶着しているか否かを判断する第2溶着判断手段と、を備えることを特徴とする電源システム。
- 直流電源(10)の正端子と電子機器(11)の高電位側端子(111)との間、または上記直流電源の負端子と上記電子機器の低電位側端子(112)との間に設けられたメインスイッチ(3d)と、
上記電子機器の起動時に、該電子機器に並列接続した平滑コンデンサ(12)に徐々に電流を流すためのプリチャージ抵抗(4)と、
上記プリチャージ抵抗に直列接続されたプリチャージスイッチ(3c)と、
上記メインスイッチと上記プリチャージスイッチとの2個のスイッチを開閉する電磁コイル(5)と、
上記電磁コイルに接続され、上記2個のスイッチの開閉動作を制御する制御回路部(6)とを備え、
上記プリチャージ抵抗と上記プリチャージスイッチを直列接続した直列体(13)が、上記メインスイッチに並列接続されており、
上記制御回路部は、上記2個のスイッチをオフにした電力遮断状態と、上記プリチャージスイッチのみをオンすることにより上記平滑コンデンサに電荷を蓄えるプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記2個のスイッチを両方ともオンすることにより上記電子機器へ電力を供給する電力供給状態と、を切り替え、
上記電磁コイルに相対的に低い低電圧を加えることにより、上記プリチャージスイッチのみをオンして上記プリチャージ状態にし、その後、上記低電圧よりも高い高電圧を加えることにより、上記メインスイッチと上記プリチャージスイッチを共にオンして上記電力供給状態にするよう構成されていることを特徴とする電源システム。
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