JP6704838B2 - Power supply device provided in the power storage system - Google Patents
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Description
本発明は、系統電圧または蓄電池の放電電圧を負荷に供給する蓄電システムにおいて、蓄電システムの制御を担う制御部に所定の電源電圧を供給する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device that supplies a predetermined power supply voltage to a control unit that controls a power storage system in a power storage system that supplies a system voltage or a discharge voltage of a storage battery to a load.
近年、安価な深夜電力で充電しておいた蓄電池を電力需要が大きい昼間に放電させることで、電力需要の平準化と電気料金の低減とを図った蓄電システムの利用が進められている。図4に、従来の蓄電システムの一例として、特許文献1に開示された蓄電システム20を示す。蓄電システム20は、主に、系統Gからの系統電力を直流化して蓄電池Bを充電する機能と、蓄電池Bの放電電力を交流化して逆潮流しないように負荷Rに供給する機能とを有する双方向電力変換部11と、双方向電力変換部11を制御する制御部12と、制御部12に所定の電源電圧を供給する電源装置13とを備えている。
In recent years, a storage battery that has been charged with inexpensive late-night power is discharged in the daytime when power demand is high, so that a power storage system that equalizes power demand and reduces electricity charges is being used. FIG. 4 shows a
電源装置13は、AC/DCコンバータ14と、DC/DCコンバータ15と、スイッチ手段16とを有する。系統Gに停電が発生していない通常時において、スイッチ手段16は、AC/DCコンバータ14とDC/DCコンバータ15とを接続する。このとき、DC/DCコンバータ15は、AC/DCコンバータ14から供給される系統電力由来の電力に基づいて制御部12に所定の電源電圧を供給する。一方、系統Gに停電が発生している停電時において、スイッチ手段16は、蓄電池BとDC/DCコンバータ15とを接続する。このとき、DC/DCコンバータ15は、蓄電池Bの放電電力に基づいて制御部12に所定の電源電圧を供給する。
The
この蓄電システム20によれば、停電時においても制御部12に電源電圧を供給し続けて双方向電力変換部11を作動させることができる。
According to this
しかしながら、停電が発生したことを検知してスイッチ手段16を切り替えるにはある程度の時間を要する。このため、この蓄電システム20では、AC/DCコンバータ14内に設けた大容量コンデンサ(不図示)によってAC/DCコンバータ14の出力保持時間を長くしておかないと、スイッチ手段16が蓄電池BとDC/DCコンバータ15とを接続して放電電力がDC/DCコンバータ15に供給され始める前にAC/DCコンバータ14からの電力供給が途絶え、制御部12に供給する電源電圧に空白期間が生じるおそれがある。
However, it takes some time to detect the occurrence of a power failure and switch the switch means 16. For this reason, in this
また、この蓄電システム20は、通常時にAC/DCコンバータ14とDC/DCコンバータ15とが直列に接続されるので、AC/DCコンバータ14およびDC/DCコンバータ15の両方で損失が発生し、電力変換効率が低下するという問題も有している。
In addition, in the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、停電時においても制御部に電源電圧を途切れることなく供給し続けることができ、しかも、従来のものに比べて通常時の電力変換効率が高い電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to be able to continuously supply the power supply voltage to the control unit without interruption even during a power failure, and moreover, as compared with the conventional one. It is to provide a power supply device having high power conversion efficiency in normal times.
上記課題を解決するために、本発明に係る電源装置は、系統電圧または蓄電池の放電電圧を負荷に供給する蓄電システムにおいて、当該蓄電システムの制御を担う制御部に所定の電源電圧を供給する電源装置であって、系統電圧の整流および平滑によって得た第1直流電圧を出力する第1電源部と、第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を出力する第2電源部と、第1電源部および第2電源部の双方に接続され、ダイオードの整流作用によって選択された第1直流電圧および第2直流電圧のうちの大きい方をスイッチングする、スイッチング素子およびトランスの一次巻線からなるスイッチング部と、当該スイッチングによりトランスの他の巻線に誘起された電圧を直流化して所定の電源電圧を生成する少なくとも1つの電源電圧生成部とを備え、第2電源部は、系統電圧の整流および平滑により得られた第3直流電圧および放電電圧のうちの大きい方から第2直流電圧を生成する昇圧チョッパ回路からなり、(1)系統電圧が正常範囲内に収まっている場合は、第2電源部が第3直流電圧から第2直流電圧を生成するとともに、スイッチング部が第1直流電圧をスイッチングし、(2)系統電圧が正常範囲の下限を下回っている場合は、第2電源部が放電電圧から第2直流電圧を生成するとともに、スイッチング部が第2直流電圧をスイッチングすることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a power supply device according to the present invention is a power supply system that supplies a predetermined power supply voltage to a control unit that controls the power storage system in a power storage system that supplies a system voltage or a discharge voltage of a storage battery to a load. A first power supply unit that outputs a first DC voltage obtained by rectifying and smoothing a system voltage, a second power supply unit that outputs a second DC voltage lower than the first DC voltage, and a first power supply. Connected to both the power supply section and the second power supply section, and switching a larger one of the first DC voltage and the second DC voltage selected by the rectifying action of the diode, the switching section including a switching element and a primary winding of the transformer. And at least one power supply voltage generation unit that generates a predetermined power supply voltage by converting the voltage induced in the other winding of the transformer by the switching into a direct current, and the second power supply unit rectifies and smoothes the system voltage. The step-up chopper circuit that generates the second DC voltage from the larger one of the third DC voltage and the discharge voltage obtained by (1) If the system voltage is within the normal range, the second power supply unit Generates the second DC voltage from the third DC voltage, the switching unit switches the first DC voltage, and (2) when the system voltage is below the lower limit of the normal range, the second power supply unit discharges the discharge voltage. The second direct current voltage is generated by the switching unit and the switching unit switches the second direct current voltage.
この構成では、スイッチング部が、ダイオードの整流作用によって選択された第1直流電圧および第2直流電圧のうちの大きい方をスイッチングする。このため、この構成によれば、大容量コンデンサを設けなくても、スイッチング部のスイッチング対象が第1直流電圧から第2直流電圧に、または第2直流電圧から第1直流電圧に切り替わる際に、空白期間が生じることはない。さらに、この構成では、系統電圧が正常範囲内に収まっている通常時に、スイッチング部における1回の電力変換で系統電圧を制御部に出力すべき所定の電源電圧に変換する。このため、この構成によれば、電力変換を2回行う場合に比べて、通常時の電力変換効率を向上させることができる。 In this configuration, the switching unit switches the larger one of the first DC voltage and the second DC voltage selected by the rectifying action of the diode. Therefore, according to this configuration, when the switching target of the switching unit is switched from the first DC voltage to the second DC voltage or from the second DC voltage to the first DC voltage without providing a large-capacity capacitor, There is no blank period. Further, in this configuration, during normal operation when the system voltage is within the normal range, the system voltage is converted into a predetermined power supply voltage to be output to the control unit by one power conversion in the switching unit. Therefore, according to this configuration, the power conversion efficiency in the normal time can be improved as compared with the case where the power conversion is performed twice.
上記電源装置の昇圧チョッパ回路は、入力された電圧を検出する電圧検出部を含み、電圧検出部によって検出した電圧が予め設定された閾値を下回った場合は、昇圧チョッパ動作によって第2直流電圧を生成し、それ以外の場合は、昇圧チョッパ動作によってではなく入力された電圧を通過させることによって第2直流電圧を生成するよう構成されていることが好ましい。 The step-up chopper circuit of the power supply device includes a voltage detector that detects an input voltage. When the voltage detected by the voltage detector is below a preset threshold value, the step-up chopper operation changes the second DC voltage. It is preferable that the second DC voltage is generated by generating the voltage, and otherwise generating the second DC voltage by passing the input voltage, not by the step-up chopper operation.
この構成では、昇圧チョッパ回路に入力される電圧が予め設定された閾値を下回った場合に、昇圧チョッパ回路において昇圧チョッパ動作が行われる。逆に言うと、昇圧チョッパ回路に入力される電圧が閾値以上であれば、昇圧チョッパ動作は行われない。このため、この構成によれば、昇圧チョッパ動作による損失を低減することができる。 In this configuration, the boost chopper operation is performed in the boost chopper circuit when the voltage input to the boost chopper circuit falls below the preset threshold value. Conversely, if the voltage input to the boost chopper circuit is equal to or higher than the threshold value, the boost chopper operation is not performed. Therefore, according to this configuration, the loss due to the boost chopper operation can be reduced.
上記電源装置は、系統電圧が正常範囲内に収まっているときの第3直流電圧の下限よりも放電電圧の上限が小さく、かつ、閾値が放電電圧の上限および下限の間に設定されていることが好ましい。 In the power supply device, the upper limit of the discharge voltage is smaller than the lower limit of the third DC voltage when the system voltage is within the normal range, and the threshold value is set between the upper limit and the lower limit of the discharge voltage. Is preferred.
この構成によれば、系統電圧が正常範囲内に収まっている通常時に、蓄電池の電力が消費されるのを防ぐことができる。また、この構成によれば、系統電圧の大幅な低下により昇圧チョッパ回路に入力される電圧が第3直流電圧から蓄電池の放電電圧に切り替わった後においても、蓄電池の放電が進んで当該蓄電池の放電電圧が閾値を下回るまでの間は、昇圧チョッパ動作が行われないので、昇圧チョッパ動作による損失を低減することができる。 With this configuration, it is possible to prevent power consumption of the storage battery during normal operation when the system voltage is within the normal range. Further, according to this configuration, even after the voltage input to the boost chopper circuit is switched from the third DC voltage to the discharge voltage of the storage battery due to a significant decrease in the system voltage, the discharge of the storage battery progresses and the discharge of the storage battery proceeds. Since the boost chopper operation is not performed until the voltage falls below the threshold value, the loss due to the boost chopper operation can be reduced.
上記電源装置は、第1直流電圧を得るための系統電圧の整流をダイオードブリッジで行うとともに、第3直流電圧を得るための系統電圧の整流を当該ダイオードブリッジを構成する一部のダイオードを利用して行うよう構成されていることが好ましい。 The power supply device uses a diode bridge to rectify the system voltage to obtain the first DC voltage, and uses some diodes that form the diode bridge to rectify the system voltage to obtain the third DC voltage. It is preferable that it is configured to be performed as follows.
この構成では、第1直流電圧を得るための整流に用いられるダイオードブリッジの一部を流用して第3直流電圧を得るための整流が行われる。したがって、この構成によれば、第3直流電圧を得るための部品の数を低減することができる。 In this structure, part of the diode bridge used for rectification to obtain the first DC voltage is diverted to perform rectification to obtain the third DC voltage. Therefore, according to this structure, the number of components for obtaining the third DC voltage can be reduced.
本発明によれば、停電時においても制御部に電源電圧を途切れることなく供給し続けることができ、しかも、従来のものに比べて通常時の電力変換効率が高い電源装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power supply device capable of continuously supplying a power supply voltage to a control unit without interruption even during a power failure, and having a higher power conversion efficiency in a normal time than a conventional device. ..
以下、添付図面を参照して、本発明に係る電源装置の実施例について説明する。 Embodiments of a power supply device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1に、本発明の実施例に係る電源装置1Aを備えた蓄電システム10を示す。蓄電システム10は、系統Gからの系統電力を直流化して蓄電池Bを充電する機能と、蓄電池Bの放電電力を交流化して逆潮流しないように負荷Rに供給する機能とを有する双方向電力変換部11と、双方向電力変換部11を制御する制御部12と、制御部12に所定の電源電圧を供給する電源装置1Aとを備えている。電源装置1Aには、系統Gの系統電圧および蓄電池Bの放電電圧が入力される。また、制御部12は、後述する第1制御部12aおよび第2制御部12bからなる。
FIG. 1 shows a
図2に示すように、本実施例に係る電源装置1Aは、系統Gの系統電圧の直流化によって得た第1直流電圧を出力する第1電源部2と、第2直流電圧を出力する第2電源部3と、第1電源部2および第2電源部3の双方に接続され、第1直流電圧および第2直流電圧のうちの大きい方をスイッチングするスイッチング部6と、第1制御部12aに所定の電源電圧を供給する第1電源電圧生成部7aと、第2制御部12bに所定の電源電圧を供給する第2電源電圧生成部7bとを備えている。
As shown in FIG. 2, the
また、電源装置1Aは、カソード同士が接続された2つの整流ダイオードD1,D2と、蓄電池Bに接続された逆流防止ダイオードD3と、第2電源部3の入力に並列接続された平滑コンデンサC2とを備えている。整流ダイオードD1,D2のカソードは、逆流防止ダイオードD3のカソードに接続されている。
Further, the
第1電源部2は、ダイオードブリッジDB1および平滑コンデンサC1を含んでいる。第1電源部2は、これらにより系統電圧を整流および平滑して第1直流電圧を生成する。系統電圧がAC200[V]の場合、第1直流電圧は200[V]×√2≒283[V]となる。ただし、系統電圧は、±20%の範囲内で変動することがある。このため、第1直流電圧も160[V]×√2≒226[V]〜240[V]×√2≒339[V]の範囲内で変動することがある。
The first
整流ダイオードD1,D2および平滑コンデンサC2、並びに、ダイオードブリッジDB1を構成する4つのダイオードのうち低電位側の直流ラインに接続された2つのダイオードは、系統電圧を整流および平滑して第3直流電圧を生成する。すなわち、整流ダイオードD1,D2の2つのダイオードと、ダイオードブリッジDB1を構成する4つのダイオードのうち低電位側の直流ラインに接続された2つのダイオードとの合計4つのダイオードがブリッジ整流ダイオードを構成し、当該ブリッジ整流ダイオードと平滑コンデンサC2とにより系統電圧が直流化され、直流化後の電圧が第3直流電圧として平滑コンデンサC2の両端に現れる。第1直流電圧と同様、第3直流電圧も226[V]〜339[V]の範囲内で変動することがある。 The rectifying diodes D1 and D2, the smoothing capacitor C2, and the two diodes connected to the low-potential-side DC line of the four diodes forming the diode bridge DB1 rectify and smooth the system voltage to generate a third DC voltage. To generate. That is, a total of four diodes, two of the rectifying diodes D1 and D2 and two diodes connected to the low potential side DC line of the four diodes forming the diode bridge DB1, form a bridge rectifying diode. The bridge rectifier diode and the smoothing capacitor C2 convert the system voltage to DC, and the DC-converted voltage appears as a third DC voltage across the smoothing capacitor C2. Like the first DC voltage, the third DC voltage may fluctuate within the range of 226 [V] to 339 [V].
第2電源部3は、コイルL、整流ダイオードD4、第1スイッチング素子Q1、平滑コンデンサC1およびスイッチング制御部5からなる昇圧チョッパ回路と、電圧検出部4とを含んでいる。なお、平滑コンデンサC1は、第1電源部2の構成要素でもある。
The second
第3直流電圧が蓄電池Bの放電電圧よりも大きい場合は、平滑コンデンサC2の両端に現れた第3直流電圧が昇圧チョッパ回路の入力電圧となる。一方、蓄電池Bの放電電圧が第3直流電圧よりも大きい場合は、平滑コンデンサC2の両端に現れた蓄電池Bの放電電圧が昇圧チョッパ回路の入力電圧となる。昇圧チョッパ回路に入力される電圧は、整流ダイオードD1,D2、逆流防止ダイオードD3およびダイオードブリッジDB1の整流作用によって、空白期間なしに自動的に切り替わる。 When the third DC voltage is higher than the discharge voltage of the storage battery B, the third DC voltage appearing across the smoothing capacitor C2 becomes the input voltage of the boost chopper circuit. On the other hand, when the discharge voltage of the storage battery B is higher than the third DC voltage, the discharge voltage of the storage battery B appearing across the smoothing capacitor C2 becomes the input voltage of the boost chopper circuit. The voltage input to the boost chopper circuit is automatically switched without a blank period by the rectifying action of the rectifying diodes D1 and D2, the backflow prevention diode D3 and the diode bridge DB1.
本実施例では、蓄電池Bの放電電圧が144[V]〜196.8[V](満充電時)の範囲内で変動する。前述した通り、通常時の第3直流電圧の下限は226[V]なので、通常は、第3直流電圧が昇圧チョッパ回路に入力される。逆に言うと、停電により系統電圧、ひいては第3直流電圧が大幅に低下した場合に限って、蓄電池Bの放電電圧が昇圧チョッパ回路に入力される。 In this embodiment, the discharge voltage of the storage battery B fluctuates within the range of 144 [V] to 196.8 [V] (when fully charged). As described above, since the lower limit of the third DC voltage in the normal state is 226 [V], the third DC voltage is normally input to the boost chopper circuit. Conversely, the discharge voltage of the storage battery B is input to the step-up chopper circuit only when the system voltage, and thus the third DC voltage, is significantly reduced due to the power failure.
スイッチング制御部5が第1スイッチング素子Q1を連続的にスイッチングさせると、昇圧チョッパ回路は入力された電圧を昇圧する。一方、スイッチング制御部5が第1スイッチング素子Q1をスイッチングさせない場合、昇圧チョッパ回路は入力された電圧をそのまま通過させる。これらの動作により、第2電源部3は第2直流電圧を生成する。
When the switching
第2電源部3の電圧検出部4は、昇圧チョッパ回路に入力された電圧と予め設定された閾値Vtとの大小関係を判定し、その結果をスイッチング制御部5に伝達する。スイッチング制御部5は、昇圧チョッパ回路に入力された電圧が閾値Vt以上である場合は、第1スイッチング素子Q1をスイッチングさせない(オフ状態に維持する)。この場合、第2電源部3は、入力された電圧を第2直流電圧としてそのまま出力する。ただし、コイルLおよび整流ダイオードD4において電圧降下が発生するので、第2直流電圧は第3直流電圧(=第1直流電圧)よりも僅かに低くなる。一方、スイッチング制御部5は、昇圧チョッパ回路に入力された電圧が閾値Vt未満である場合は、スイッチング素子Q1をスイッチングさせて入力された電圧を閾値Vtまで昇圧する。この場合、第2電源部3は、閾値Vtまで昇圧した後の電圧を第2直流電圧として出力する。
The
本実施例では、閾値Vtが168[V]に設定されている。すなわち、閾値Vtは、蓄電池Bの放電電圧の下限(144[V])と上限(196.8[V])の間に設定されている。停電により昇圧チョッパ回路の入力電圧が第3直流電圧から蓄電池Bの放電電圧に切り替わっても、蓄電池Bの放電電圧が閾値Vtを下回るまでの間は昇圧チョッパ動作が行われないので、その間の昇圧チョッパ動作による損失が発生することはない。 In this embodiment, the threshold value Vt is set to 168 [V]. That is, the threshold value Vt is set between the lower limit (144 [V]) and the upper limit (196.8 [V]) of the discharge voltage of the storage battery B. Even if the input voltage of the boost chopper circuit is switched from the third DC voltage to the discharge voltage of the storage battery B due to a power failure, the boost chopper operation is not performed until the discharge voltage of the storage battery B falls below the threshold value Vt. There is no loss due to chopper operation.
平滑コンデンサC1の両端には、整流ダイオードD4およびダイオードブリッジDB1の整流作用によって選択された、第1直流電圧および第2直流電圧のうちの大きい方が現れる。第1直流電圧が第2直流電圧よりも大きい場合、すなわち、平滑コンデンサC1の両端に第1直流電圧が現れる場合、第2電源部3は無負荷で動作していると言える。
The larger of the first DC voltage and the second DC voltage selected by the rectifying action of the rectifying diode D4 and the diode bridge DB1 appears across the smoothing capacitor C1. When the first DC voltage is higher than the second DC voltage, that is, when the first DC voltage appears across the smoothing capacitor C1, it can be said that the second
スイッチング部6は、トランスTの一次巻線T1および第2スイッチング素子Q2の直列回路を含んでいる。不図示のスイッチング制御回路が第2スイッチング素子Q2を連続的にスイッチングさせると、平滑コンデンサC1の両端に現れた第1直流電圧または第2直流電圧がスイッチングされ、トランスTの他の巻線、すなわち、二次巻線T2およびもうひとつの一次巻線T3に交流電圧が誘起される。
The
第1電源電圧生成部7aは、一次巻線T3、整流ダイオードD5および平滑コンデンサC3を含んでいる。整流ダイオードD5および平滑コンデンサC3は、第2スイッチング素子Q2のスイッチングにより一次巻線T3に誘起された交流電圧を整流および平滑する。そして、これにより得られた直流電圧は、第1制御部12aに電源電圧として供給される。
The first power
同様に、第2電源電圧生成部7bは、二次巻線T2、整流ダイオードD6および平滑コンデンサC4を含んでいる。整流ダイオードD6および平滑コンデンサC4は、第2スイッチング素子Q2のスイッチングにより二次巻線T2に誘起された交流電圧を整流および平滑する。そして、これにより得られた直流電圧は、第2制御部12bに電源電圧として供給される。
Similarly, the second power
本実施例に係る電源装置1Aの動作について、さらに詳しく説明する。
The operation of the
[条件1]系統G:正常
この条件では、第3直流電圧の下限(226[V])が蓄電池Bの放電電圧の上限(196.8[V])よりも大きいので、蓄電池Bの放電電圧の多寡にかかわらず、第3直流電圧が第2電源部3の入力電圧となる。また、この条件では、第2電源部3の入力電圧が閾値Vt(168[V])よりも大きいので、第2電源部3は第3直流電圧を第2直流電圧としてそのまま出力する(ただし、第2直流電圧は、コイルLおよび整流ダイオードD4における電圧降下の分だけ第3直流電圧よりも僅かに小さい)。したがって、平滑コンデンサC1の両端には、第3直流電圧よりも僅かに大きい第1直流電圧が現れる。そして、第2電源部3は無負荷で動作する。
[Condition 1] System G: Normal Under this condition, since the lower limit of the third DC voltage (226 [V]) is larger than the upper limit of the discharge voltage of the storage battery B (196.8 [V]), the discharge voltage of the storage battery B is The third DC voltage becomes the input voltage of the second
[条件2]系統G:停電、168[V]≦蓄電池Bの放電電圧≦196.8[V]
この条件では、第3直流電圧がゼロなので、蓄電池Bの放電電圧が第2電源部3の入力電圧となる。また、この条件では、第2電源部3の入力電圧が閾値Vt(168[V])以上なので、第2電源部3は蓄電池Bの放電電圧を第2直流電圧としてそのまま出力する(ただし、コイルLおよび整流ダイオードD4において電圧降下が生じる)。さらに、この条件では、第1直流電圧もゼロである。したがって、平滑コンデンサC1の両端には第2直流電圧が現れる。その結果、第2電源部3は有負荷で動作し、蓄電池Bの放電電圧は低下していく。
[Condition 2] System G: power failure, 168 [V]≦discharge voltage of storage battery B≦196.8 [V]
Under this condition, since the third DC voltage is zero, the discharge voltage of the storage battery B becomes the input voltage of the second
[条件3]系統G:停電、144[V]≦蓄電池Bの放電電圧<168[V]
この条件では、第3直流電圧がゼロなので、蓄電池Bの放電電圧が第2電源部3の入力電圧となる。また、この条件では、第2電源部3の入力電圧が閾値Vt(168[V])よりも小さいので、第2電源部3は昇圧チョッパ動作によって蓄電池Bの放電電圧を閾値Vtまで昇圧し、昇圧後の電圧を第2直流電圧として出力する。さらに、この条件では、第1直流電圧もゼロである。したがって、平滑コンデンサC1の両端には第2直流電圧が現れる。その結果、第2電源部3は有負荷で動作し、蓄電池Bの放電電圧は低下していく。
[Condition 3] System G: Power failure, 144 [V]≦discharge voltage of storage battery B<168 [V]
Under this condition, since the third DC voltage is zero, the discharge voltage of the storage battery B becomes the input voltage of the second
条件1が成立しているとき(通常時)に停電が発生すると、蓄電池Bの放電電圧の多寡に応じて条件2または条件3が成立する。また、条件2が成立した状態が長く続くと、蓄電池Bの放電電圧が閾値Vtを下回り、条件3が成立する。条件2または条件3が成立しているとき(停電時)に停電が復旧すると、条件1が成立する。
When a power failure occurs when the condition 1 is satisfied (normal time), the
なお、条件3が成立しているときに蓄電池Bの放電電圧を昇圧するのは、スイッチング部6に供給される電圧が小さくなると、トランスTおよび第2スイッチング素子Q2に流れる電流が増加し、それに伴ってスイッチング部6における損失が増加するからである。
It should be noted that the reason why the discharge voltage of the storage battery B is boosted when the
このように、本発明の実施例に係る電源装置1Aによれば、ダイオードD4およびダイオードブリッジDB1の整流作用によって第1直流電圧および第2直流電圧のうちの大きい方が選択されるので、スイッチング部6のスイッチング対象が第1直流電圧から第2直流電圧に、または第2直流電圧から第1直流電圧に切り替わる際に、空白期間が生じることはない。また、この電源装置1Aによれば、系統電圧が正常範囲内に収まっている通常時に、スイッチング部6における1回の電力変換で系統電圧を各制御部12a、12bに出力すべき所定の電源電圧に変換するので、電力変換を2回行う場合に比べて、通常時の電力変換効率を向上させることができる。
As described above, according to the
以上、本発明に係る電源装置の実施例について説明してきたが、本発明の構成はこの実施例に限定されるものではない。 Although the embodiment of the power supply device according to the present invention has been described above, the configuration of the present invention is not limited to this embodiment.
例えば、実施例に係る電源装置1Aは、2つの電源電圧生成部(第1電源電圧生成部7aおよび第2電源電圧生成7b)を備えていたが、電源電圧生成部の数は制御すべき制御部の数に応じて増減してもよい。
For example, the
また、実施例に係る電源装置1Aでは、整流ダイオードD1,D2とダイオードブリッジDB1の一部とを利用して系統電圧を整流したが、図3に示す電源装置1Bのように、整流ダイオードD1,D2の代わりにダイオードブリッジDB2を備え、ダイオードブリッジDB2のみで系統電圧を整流してもよい。ただし、この場合は部品点数が増大する。
Further, in the
また、実施例に係る電源装置1Aにおける蓄電池Bの放電電圧の上下限および閾値Vtは単なる一例であり、変更することができる。ただし、放電電圧の上限は、通常時の第3直流電圧の下限(226[V])よりも小さく、かつ、閾値Vtは、蓄電池Bの放電電圧の上限と下限の間にあることが好ましい。
Further, the upper and lower limits of the discharge voltage of the storage battery B and the threshold value Vt in the
1 電源装置
2 第1電源部
3 第2電源部
4 電圧検出部
5 スイッチング制御部
6 スイッチング部
7a 第1電源電圧生成部
7b 第2電源電圧生成部
10 蓄電システム
11 双方向電力変換部
12 制御部
12a 第1制御部
12b 第2制御部
B 蓄電池
G 系統
C1,C2,C3,C4 平滑コンデンサ
D1,D2,D4,D5,D6 整流ダイオード
D3 逆流防止ダイオード
DB1,DB2 ダイオードブリッジ
L コイル
Q1 第1スイッチング素子
Q2 第2スイッチング素子
T トランス
1
Claims (4)
前記系統電圧の整流および平滑によって得た第1直流電圧を出力する第1電源部と、
前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を出力する第2電源部と、
前記第1電源部および前記第2電源部の双方に接続され、ダイオードの整流作用によって選択された前記第1直流電圧および前記第2直流電圧のうちの大きい方をスイッチングする、スイッチング素子およびトランスの一次巻線からなるスイッチング部と、
前記スイッチングにより前記トランスの他の巻線に誘起された電圧を直流化して前記所定の電源電圧を生成する少なくとも1つの電源電圧生成部と、
を備え、
前記第2電源部は、前記系統電圧の整流および平滑により得られた第3直流電圧および前記放電電圧のうちの大きい方から前記第2直流電圧を生成する昇圧チョッパ回路からなり、
(1)前記系統電圧が正常範囲内に収まっている場合は、前記第2電源部が前記第3直流電圧から前記第2直流電圧を生成するとともに、前記スイッチング部が前記第1直流電圧をスイッチングし、(2)前記系統電圧が前記正常範囲の下限を下回っている場合は、前記第2電源部が前記放電電圧から前記第2直流電圧を生成するとともに、前記スイッチング部が前記第2直流電圧をスイッチングする
ことを特徴とする電源装置。 In a power storage system that supplies a system voltage or a discharge voltage of a storage battery to a load, a power supply device that supplies a predetermined power supply voltage to a control unit that controls the power storage system,
A first power supply unit that outputs a first DC voltage obtained by rectifying and smoothing the system voltage;
A second power supply unit that outputs a second DC voltage lower than the first DC voltage;
A switching element and a transformer that are connected to both the first power supply unit and the second power supply unit and switch the larger one of the first DC voltage and the second DC voltage selected by the rectifying action of a diode. A switching unit consisting of a primary winding,
At least one power supply voltage generation unit that converts the voltage induced in the other winding of the transformer by the switching to generate the predetermined power supply voltage;
Equipped with
The second power supply unit includes a step-up chopper circuit that generates the second DC voltage from the larger one of the third DC voltage and the discharge voltage obtained by rectifying and smoothing the system voltage.
(1) When the system voltage is within a normal range, the second power supply unit generates the second DC voltage from the third DC voltage, and the switching unit switches the first DC voltage. (2) When the system voltage is below the lower limit of the normal range, the second power supply unit generates the second DC voltage from the discharge voltage, and the switching unit causes the second DC voltage. A power supply device which is characterized in that it switches.
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 The boost chopper circuit includes a voltage detector that detects an input voltage. When the voltage detected by the voltage detector falls below a preset threshold, the boost chopper operation generates the second DC voltage. However, in other cases, the power supply device according to claim 1, wherein the second DC voltage is generated not by the boost chopper operation but by passing the input voltage.
ことを特徴とする請求項2に記載の電源装置。 The upper limit of the discharge voltage is smaller than the lower limit of the third DC voltage when the system voltage is within the normal range, and the threshold value is set between the upper limit and the lower limit of the discharge voltage. ,
The power supply device according to claim 2, wherein:
前記第3直流電圧を得るための前記系統電圧の整流は前記ダイオードブリッジを構成する一部のダイオードを利用して行われる、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電源装置。 Rectification of the system voltage to obtain the first DC voltage is performed by a diode bridge,
Rectification of the system voltage to obtain the third DC voltage is performed by using some of the diodes forming the diode bridge,
The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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