JP6969902B2 - Vehicle power supply - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、車両用電源装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a vehicle power supply.

鉄道車両内には、電動機に交流電力を供給するための主変換装置と、鉄道車両内の照明や空調装置に交流電力を供給するための車両用電源装置と、が搭載されている。車両用電源装置は、60Hzの交流電力を出力する絶縁トランスを有するため、その重量や体積が大きくなる。そのため、車両用電源装置の小型化および高効率化を目的として、架線から供給される直流電力を高周波の交流電力に変換する共振インバータと、当該共振インバータから出力される交流電力を変圧する絶縁トランスと、当該絶縁トランスによって変圧された交流電力を直流電力に変換する整流器と、を備える車両用電源装置が開発されている。 The railcar is equipped with a main converter for supplying AC power to the electric motor and a power supply device for the vehicle for supplying AC power to the lighting and air conditioning devices in the railcar. Since the vehicle power supply unit has an isolation transformer that outputs 60 Hz AC power, its weight and volume increase. Therefore, for the purpose of miniaturization and high efficiency of the power supply device for vehicles, a resonance inverter that converts DC power supplied from the overhead wire into high-frequency AC power and an isolated transformer that transforms the AC power output from the resonance inverter. A vehicle power supply device including a rectifier that converts AC power transformed by the isolated transformer into DC power has been developed.

特開2006−25591号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-25591

ところで、車両用電源装置が備える共振インバータは、損失を低減するために、ソフトスイッチングになるように共振周波数が調整されている。しかしながら、車両用電源装置が備える絶縁トランスが、三次巻線式のトランスである場合、二次巻線に接続される負荷部、または三次巻線に接続される負荷部が停止すると、絶縁トランスのインダクタンス成分が変化するため、共振インバータの共振周波数がずれて、ハードスイッチングになり、共振インバータにおける損失が悪化することがある。 By the way, in the resonance inverter provided in the power supply device for a vehicle, the resonance frequency is adjusted so as to be soft switching in order to reduce the loss. However, when the isolation transformer provided in the vehicle power supply is a tertiary winding type transformer, when the load part connected to the secondary winding or the load part connected to the tertiary winding stops, the isolation transformer Since the inductance component changes, the resonance frequency of the resonance transformer shifts, resulting in hard switching, and the loss in the resonance transformer may worsen.

実施形態の車両用電源装置は、共振インバータと、トランスと、第1整流器と、第1負荷部と、第1抵抗と、第2整流器と、第2負荷部と、第2抵抗と、を有する。共振インバータは、架線から車両に供給される直流電力を交流電力に変換するスイッチング部と、当該スイッチング部におけるスイッチングの損失を軽減する共振回路と、を有する。トランスは、共振インバータから交流電力が供給される一次巻線と、当該一次巻線と絶縁されかつ変圧した交流電力を出力する二次巻線と、当該一次巻線と絶縁されかつ変圧した交流電力を出力する三次巻線と、を有する。第1整流器は、二次巻線から出力される交流電力を直流電力に変換する。第1負荷部は、車両内に設けられ、第1整流器から出力される直流電力によって駆動する。第1抵抗は、第1負荷部に対して並列接続されかつ第1負荷部より抵抗値が大きい。第2整流器は、三次巻線から出力される交流電力を直流電力に変換する。第2負荷部は、車両内に設けられ、第2整流器から出力される直流電力によって駆動する。第2抵抗は、第2負荷部に対して並列接続されかつ第2負荷部より抵抗値が大きいThe vehicle power supply device of the embodiment includes a resonant inverter, a transformer, a first rectifier, a first load unit, a first resistor, a second rectifier, a second load unit, and a second resistor. .. The resonance inverter has a switching unit that converts DC power supplied from the overhead wire to the vehicle into AC power, and a resonance circuit that reduces switching loss in the switching unit. The transformer has a primary winding to which AC power is supplied from a resonant inverter, a secondary winding that outputs AC power isolated and transformed from the primary winding, and AC power isolated and transformed from the primary winding. Has a tertiary winding, which outputs. The first rectifier converts the AC power output from the secondary winding into DC power. The first load unit is provided in the vehicle and is driven by the DC power output from the first rectifier. The first resistor is connected in parallel to the first load section and has a larger resistance value than the first load section . The second rectifier converts the AC power output from the tertiary winding into DC power. The second load unit is provided in the vehicle and is driven by the DC power output from the second rectifier. The second resistor is connected in parallel to the second load section and has a higher resistance value than the second load section .

図1は、本実施形態にかかる車両用電源装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a vehicle power supply device according to the present embodiment.

以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる車両用電源装置について説明する。 Hereinafter, the vehicle power supply device according to the present embodiment will be described with reference to the attached drawings.

図1は、本実施形態にかかる車両用電源装置の構成の一例を示す図である。図1に示すように、本実施形態にかかる車両用電源装置2は、昇圧チョッパユニット3と、フィルタコンデンサ4と、共振インバータ5と、高周波絶縁トランス6と、第1整流器7と、フィルタコンデンサ8と、三相インバータ9と、三相負荷部10と、第2整流器11と、直流負荷部12と、二次出力側抵抗13と、三次出力側抵抗14と、を有する。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a vehicle power supply device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the vehicle power supply device 2 according to the present embodiment includes a step-up chopper unit 3, a filter capacitor 4, a resonance inverter 5, a high-frequency isolated transformer 6, a first rectifier 7, and a filter capacitor 8. It has a three-phase inverter 9, a three-phase load unit 10, a second rectifier 11, a DC load unit 12, a secondary output side resistor 13, and a tertiary output side resistor 14.

昇圧チョッパユニット3は、パンタグラフ1を介して架線から鉄道車両(車両の一例)に供給される直流電力の電圧を、予め設定された電圧に昇圧する。そして、昇圧チョッパユニット3は、昇圧した直流電力をフィルタコンデンサ4に出力する。架線から供給される直流電力には、変電所に起因する特定の周波数(例えば、300Hz)のリップルが含まれるが、昇圧チョッパユニット3が、直流電力に含まれるリップルを取り除きかつ架線から供給される直流電力の電圧変動を吸収して、安定した直流電力をフィルタコンデンサ4に供給する。 The boost chopper unit 3 boosts the voltage of DC power supplied from an overhead wire to a railroad vehicle (an example of a vehicle) via a pantograph 1 to a preset voltage. Then, the step-up chopper unit 3 outputs the boosted DC power to the filter capacitor 4. The DC power supplied from the overhead wire includes ripples of a specific frequency (for example, 300 Hz) caused by the substation, but the boost chopper unit 3 removes the ripples contained in the DC power and is supplied from the overhead wire. It absorbs voltage fluctuations of DC power and supplies stable DC power to the filter capacitor 4.

本実施形態では、昇圧チョッパユニット3は、昇圧リアクトル31と、スイッチング素子32と、逆流防止ダイオード33と、を有する。昇圧リアクトル31は、コイル等で構成され、架線から供給される電力を蓄える。スイッチング素子32は、半導体スイッチ等で構成され、図示しない制御部によってチョッパ制御されてオンオフを繰り返して、昇圧リアクトル31に蓄えられた電力をGND側または負荷部側(三相負荷部10および直流負荷部12)側に放電する。逆流防止ダイオード33は、上述の負荷部側から架線への電流の逆流を防止するダイオードである。 In the present embodiment, the step-up chopper unit 3 includes a step-up reactor 31, a switching element 32, and a backflow prevention diode 33. The step-up reactor 31 is composed of a coil or the like and stores electric power supplied from the overhead wire. The switching element 32 is composed of a semiconductor switch or the like, and is chopper-controlled by a control unit (not shown) to repeatedly turn on and off, and the electric power stored in the step-up reactor 31 is applied to the GND side or the load unit side (three-phase load unit 10 and DC load). Unit 12) Discharges to the side. The backflow prevention diode 33 is a diode that prevents the backflow of current from the load portion side to the overhead wire.

フィルタコンデンサ4は、昇圧チョッパユニット3から出力される直流電力から高周波成分を除去して出力する。 The filter capacitor 4 removes high frequency components from the DC power output from the step-up chopper unit 3 and outputs the filter capacitor 4.

共振インバータ5は、フィルタコンデンサ4から出力される直流電力を交流電力(例えば、5KHzの交流電力)に変換し、当該交流電力を高周波絶縁トランス6に出力する。また、共振インバータ5は、ソフトスイッチングになるように共振周波数が調整されている。本実施形態では、共振インバータ5は、スイッチング部と、共振回路と、を有する。スイッチング部は、オンオフを繰り返すことによって、直流電力を交流電力に変換する。共振回路は、スイッチング部におけるスイッチングの損失を低減する。具体的には、共振回路は、スイッチング部におけるスイッチングの周波数に近い共振周波数で振動する電力を蓄える。 The resonance inverter 5 converts the DC power output from the filter capacitor 4 into AC power (for example, 5 KHz AC power), and outputs the AC power to the high-frequency isolation transformer 6. Further, the resonance frequency of the resonance inverter 5 is adjusted so as to be soft switching. In the present embodiment, the resonant inverter 5 has a switching unit and a resonant circuit. The switching unit converts DC power into AC power by repeating on / off. The resonant circuit reduces the switching loss in the switching section. Specifically, the resonant circuit stores electric power that vibrates at a resonant frequency close to the switching frequency in the switching unit.

本実施形態では、共振インバータ5は、昇圧チョッパユニット3により昇圧されかつフィルタコンデンサ4により高周波成分が除去された直流電力が供給されているが、架線から供給される直流電力を昇圧する必要が無くかつ当該直流電力に含まれる高周波成分が少ない場合には、昇圧チョッパユニット3およびフィルタコンデンサ4を介さずに、架線から直流電力の供給を受け、当該直流電力を交流電力に変換しても良い。 In the present embodiment, the resonance inverter 5 is supplied with DC power that is boosted by the step-up chopper unit 3 and whose high-frequency components are removed by the filter capacitor 4, but it is not necessary to boost the DC power supplied from the overhead wire. Moreover, when the high frequency component contained in the DC power is small, the DC power may be supplied from the overhead wire and converted into the AC power without going through the step-up chopper unit 3 and the filter capacitor 4.

高周波絶縁トランス6は、三次巻線式のトランスである。具体的には、高周波絶縁トランス6は、共振インバータ5から交流電力が供給される一次巻線61と、当該一次巻線61と絶縁されかつ変圧した交流電力を出力する二次巻線62と、当該一次巻線61と絶縁されかつ変圧した交流電力を出力する三次巻線63と、を有する。高周波絶縁トランス6は、一次巻線61と、二次巻線62および三次巻線63との間が絶縁されているので、絶縁型のAC/ACコンバータとして機能する。 The high frequency isolation transformer 6 is a tertiary winding type transformer. Specifically, the high-frequency isolated transformer 6 includes a primary winding 61 to which AC power is supplied from the resonance inverter 5, and a secondary winding 62 to output AC power isolated and transformed from the primary winding 61. It has a primary winding 61 and a tertiary winding 63 that outputs an isolated and transformed AC power. Since the high frequency isolation transformer 6 is insulated between the primary winding 61 and the secondary winding 62 and the tertiary winding 63, the high frequency isolation transformer 6 functions as an isolated AC / AC converter.

第1整流器7は、高周波絶縁トランス6の二次巻線62から出力される交流電力を、再び、直流電力に変換して出力する。フィルタコンデンサ8は、第1整流器7から出力される直流電力の高周波成分を除去して出力する。本実施形態では、車両用電源装置2は、フィルタコンデンサ8を有しているが、第1整流器7から出力される直流電力に含まれる高周波成分が少ない場合には、フィルタコンデンサ8を有していなくても良い。 The first rectifier 7 converts the AC power output from the secondary winding 62 of the high-frequency isolation transformer 6 into DC power again and outputs the AC power. The filter capacitor 8 removes the high frequency component of the DC power output from the first rectifier 7 and outputs it. In the present embodiment, the vehicle power supply unit 2 has a filter capacitor 8, but has a filter capacitor 8 when the high frequency component contained in the DC power output from the first rectifier 7 is small. It doesn't have to be.

三相インバータ9は、鉄道車両等の車両内に設けられ、第1整流器7から出力される直流電力によって駆動する負荷部(第1負荷部の一例)である。具体的には、三相インバータ9は、フィルタコンデンサ8から出力される直流電力を、予め設定された電圧の交流電力に変換して三相負荷部10に出力する。三相負荷部10(第1負荷部の一例)は、鉄道車両等の車両の照明や空調機器等であり、三相インバータ9から出力される交流電力によって駆動する負荷部である。二次出力側抵抗13(第1抵抗の一例)は、三相インバータ9および三相負荷部10に対して並列接続される。 The three-phase inverter 9 is a load unit (an example of a first load unit) provided in a vehicle such as a railroad vehicle and driven by DC power output from the first rectifier 7. Specifically, the three-phase inverter 9 converts the DC power output from the filter capacitor 8 into AC power having a preset voltage and outputs the DC power to the three-phase load unit 10. The three-phase load unit 10 (an example of the first load unit) is a lighting or air conditioning device for a vehicle such as a railroad vehicle, and is a load unit driven by AC power output from the three-phase inverter 9. The secondary output side resistor 13 (an example of the first resistor) is connected in parallel to the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10.

第2整流器11は、高周波絶縁トランス6の三次巻線63から出力される交流電力を、再び、直流電力に変換して出力する。直流負荷部12(第2負荷部の一例)は、車両全体を制御する制御部等であり、鉄道車両等の車両内に設けられ、第2整流器11から出力される直流電力によって駆動する負荷部である。三次出力側抵抗14(第2抵抗の一例)は、直流負荷部12に対して並列接続される。 The second rectifier 11 converts the AC power output from the tertiary winding 63 of the high-frequency isolation transformer 6 into DC power again and outputs the AC power. The DC load unit 12 (an example of the second load unit) is a control unit or the like that controls the entire vehicle, is provided in a vehicle such as a railroad vehicle, and is a load unit driven by DC power output from the second rectifier 11. Is. The tertiary output side resistor 14 (an example of the second resistor) is connected in parallel to the DC load unit 12.

次に、図1を用いて、本実施形態にかかる車両用電源装置2の負荷部において異常が発生した場合の動作について説明する。 Next, with reference to FIG. 1, the operation when an abnormality occurs in the load portion of the vehicle power supply device 2 according to the present embodiment will be described.

例えば、三相インバータ9および三相負荷部10の少なくとも一方に故障等の異常が発生して、第1整流器7からの直流電力の出力先が無負荷な状態になると、高周波絶縁トランス6のインダクタンス成分が変化する。これにより、共振インバータ5の共振周波数が予め設定された周波数からずれて、ハードスイッチングになり共振インバータ5における損失が大きくなる。 For example, when an abnormality such as a failure occurs in at least one of the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10 and the output destination of the DC power from the first rectifier 7 becomes unloaded, the inductance of the high-frequency isolation transformer 6 The ingredients change. As a result, the resonance frequency of the resonance inverter 5 deviates from the preset frequency, resulting in hard switching and a large loss in the resonance inverter 5.

そこで、本実施形態では、車両用電源装置2は、上述したように、三相インバータ9および三相負荷部10に対して並列接続される二次出力側抵抗13を有する。これにより、三相インバータ9および三相負荷部10の少なくとも一方に異常が発生した場合でも、第1整流器7から出力される交流電力が二次出力側抵抗13に供給されて、高周波絶縁トランス6のインダクタンス成分の変化を抑制できるので、ソフトスイッチングを維持して共振インバータ5における損失を少なくできる。 Therefore, in the present embodiment, as described above, the vehicle power supply device 2 has a secondary output side resistor 13 connected in parallel to the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10. As a result, even if an abnormality occurs in at least one of the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10, the AC power output from the first rectifier 7 is supplied to the secondary output side resistor 13, and the high-frequency isolated transformer 6 is used. Since the change in the inductance component of the above can be suppressed, the soft switching can be maintained and the loss in the resonance inverter 5 can be reduced.

また、直流負荷部12に故障等の異常が発生して、第2整流器11からの直流電力の出力先が無負荷な状態になった場合も、高周波絶縁トランス6のインダクタンス成分が変化する。これにより、共振インバータ5の共振周波数が予め設定された周波数からずれて、ハードスイッチングになり損失が大きくなる。 Further, even when an abnormality such as a failure occurs in the DC load unit 12 and the output destination of the DC power from the second rectifier 11 becomes a no-load state, the inductance component of the high frequency isolation transformer 6 changes. As a result, the resonance frequency of the resonance inverter 5 deviates from the preset frequency, resulting in hard switching and a large loss.

そこで、本実施形態では、上述したように、直流負荷部12に対して三次出力側抵抗14を並列接続する。これにより、直流負荷部12に異常が発生した場合でも、第2整流器11から出力される直流電力が三次出力側抵抗14に供給されて、高周波絶縁トランス6のインダクタンス成分の変化を抑制できるので、ソフトスイッチングを維持して共振インバータ5における損失を少なくできる。 Therefore, in the present embodiment, as described above, the tertiary output side resistor 14 is connected in parallel to the DC load unit 12. As a result, even if an abnormality occurs in the DC load unit 12, the DC power output from the second rectifier 11 is supplied to the tertiary output side resistor 14, and the change in the inductance component of the high-frequency isolation transformer 6 can be suppressed. The soft switching can be maintained and the loss in the resonance inverter 5 can be reduced.

また、本実施形態では、二次出力側抵抗13の抵抗値を、三相負荷部10の抵抗値より大きくする。これにより、三相インバータ9および三相負荷部10に異常が発生していない場合に、第1整流器7から二次出力側抵抗13への電力の供給量が増えることによって二次出力側抵抗13が発する熱を抑制できる。さらに、本実施形態では、三次出力側抵抗14の抵抗値を、直流負荷部12の抵抗値より大きくする。これにより、直流負荷部12に異常が発生していない場合に、第2整流器11から三次出力側抵抗14への電力の供給量が増えることによって三次出力側抵抗14が発する熱を抑制できる。 Further, in the present embodiment, the resistance value of the secondary output side resistor 13 is made larger than the resistance value of the three-phase load unit 10. As a result, when no abnormality has occurred in the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10, the amount of power supplied from the first rectifier 7 to the secondary output side resistor 13 increases, so that the secondary output side resistor 13 increases. Can suppress the heat generated by the inverter. Further, in the present embodiment, the resistance value of the tertiary output side resistor 14 is made larger than the resistance value of the DC load unit 12. As a result, when no abnormality has occurred in the DC load unit 12, the amount of power supplied from the second rectifier 11 to the tertiary output side resistor 14 increases, so that the heat generated by the tertiary output side resistor 14 can be suppressed.

また、本実施形態では、車両用電源装置2は、三相インバータ9および三相負荷部10の少なくとも一方に異常が発生していない場合に、三相インバータ9および三相負荷部10に対する二次出力側抵抗13の並列接続を切断可能なスイッチを設けても良い。これにより、三相インバータ9および三相負荷部10に異常が発生していない場合に、第1整流器7から二次出力側抵抗13へ電力が供給されることを防止できるので、二次出力側抵抗13が発する熱を抑制できる。 Further, in the present embodiment, the vehicle power supply device 2 is secondary to the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10 when no abnormality has occurred in at least one of the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10. A switch capable of disconnecting the parallel connection of the output side resistor 13 may be provided. As a result, it is possible to prevent power from being supplied from the first rectifier 7 to the secondary output side resistor 13 when no abnormality has occurred in the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10, so that the secondary output side can be prevented from being supplied. The heat generated by the resistor 13 can be suppressed.

具体的には、車両用電源装置2が有する図示しない制御部が、三相インバータ9および三相負荷部10の少なくとも一方の異常を検出していない場合に、スイッチを制御して、三相インバータ9および三相負荷部10に対する二次出力側抵抗13の並列接続を切断する。一方、当該制御部は、三相インバータ9および三相負荷部10の少なくとも一方の異常を検出した場合に、スイッチを制御して、二次出力側抵抗13を、三相インバータ9および三相負荷部10に対して並列接続する。 Specifically, when the control unit (not shown) of the vehicle power supply unit 2 does not detect an abnormality in at least one of the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10, it controls a switch to control the three-phase inverter. The parallel connection of the secondary output side resistor 13 to 9 and the three-phase load unit 10 is disconnected. On the other hand, when the control unit detects an abnormality in at least one of the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10, the control unit controls the switch to reduce the secondary output side resistor 13 to the three-phase inverter 9 and the three-phase load. Connect in parallel to the unit 10.

または、三相インバータ9および三相負荷部10の少なくとも一方の異常を検出していない場合に、車両用電源装置2の管理者が、スイッチを操作して、三相インバータ9および三相負荷部10に対する二次出力側抵抗13の並列接続を切断する。一方、三相インバータ9および三相負荷部10の少なくとも一方の異常を検出した場合に、当該管理者が、スイッチを操作して、二次出力側抵抗13を、三相インバータ9および三相負荷部10に対して並列接続する。 Alternatively, when at least one of the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10 has not detected an abnormality, the administrator of the vehicle power supply device 2 operates a switch to operate the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10. The parallel connection of the secondary output side resistor 13 with respect to 10 is disconnected. On the other hand, when an abnormality of at least one of the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10 is detected, the administrator operates a switch to set the secondary output side resistor 13 to the three-phase inverter 9 and the three-phase load. Connect in parallel to the unit 10.

また、本実施形態では、車両用電源装置2は、直流負荷部12に異常が発生していない場合に、直流負荷部12に対する三次出力側抵抗14の並列接続を切断可能なスイッチを設けても良い。これにより、直流負荷部12に異常が発生していない場合に、第2整流器11から三次出力側抵抗14へ電力が供給されることを防止できるので、三次出力側抵抗14が発する熱をより抑制できる。 Further, in the present embodiment, the vehicle power supply device 2 may be provided with a switch capable of disconnecting the parallel connection of the tertiary output side resistor 14 to the DC load unit 12 when no abnormality has occurred in the DC load unit 12. good. As a result, it is possible to prevent power from being supplied from the second rectifier 11 to the tertiary output side resistor 14 when no abnormality has occurred in the DC load unit 12, so that the heat generated by the tertiary output side resistor 14 can be further suppressed. can.

具体的には、車両用電源装置2が有する図示しない制御部が、直流負荷部12の異常を検出していない場合に、スイッチを制御して、直流負荷部12に対する三次出力側抵抗14の並列接続を切断する。一方、当該制御部は、直流負荷部12の異常を検出した場合、スイッチを制御して、直流負荷部12に対して三次出力側抵抗14を並列接続する。 Specifically, when the control unit (not shown) of the vehicle power supply unit 2 does not detect an abnormality in the DC load unit 12, the switch is controlled so that the tertiary output side resistance 14 is parallel to the DC load unit 12. Disconnect. On the other hand, when the control unit detects an abnormality in the DC load unit 12, it controls a switch to connect the tertiary output side resistor 14 to the DC load unit 12 in parallel.

または、直流負荷部12の異常を検出していない場合に、車両用電源装置2の管理者が、スイッチを操作して、直流負荷部12に対する三次出力側抵抗14の並列接続を切断する。一方、直流負荷部12の異常を検出した場合に、当該管理者が、スイッチを操作して、三次出力側抵抗14を、直流負荷部12に対して並列接続する。 Alternatively, when the abnormality of the DC load unit 12 is not detected, the administrator of the vehicle power supply device 2 operates a switch to disconnect the parallel connection of the tertiary output side resistor 14 to the DC load unit 12. On the other hand, when an abnormality in the DC load unit 12 is detected, the administrator operates a switch to connect the tertiary output side resistor 14 to the DC load unit 12 in parallel.

さらに、本実施形態では、第1整流器7および第2整流器11を、SiCを用いたショットキーバリヤダイオードとする。これにより、三相インバータ9および三相負荷部10の少なくとも一方、または直流負荷部12に異常が発生して、共振インバータ5がハードスイッチングになった場合でも、共振インバータ5における損失を小さくすることができる。 Further, in the present embodiment, the first rectifier 7 and the second rectifier 11 are Schottky barrier diodes using SiC. As a result, even if an abnormality occurs in at least one of the three-phase inverter 9 and the three-phase load unit 10 or the DC load unit 12 and the resonance inverter 5 becomes hard switching, the loss in the resonance inverter 5 can be reduced. Can be done.

このように、本実施形態にかかる車両用電源装置2によれば、三相インバータ9、三相負荷部10、および直流負荷部12の少なくとも一つに異常が発生した場合に、高周波絶縁トランス6のインダクタンス成分の変化を抑制できるので、ソフトスイッチングを維持して共振インバータ5における損失を少なくできる。 As described above, according to the vehicle power supply device 2 according to the present embodiment, when an abnormality occurs in at least one of the three-phase inverter 9, the three-phase load unit 10, and the DC load unit 12, the high-frequency isolation transformer 6 Since the change in the inductance component of the above can be suppressed, the soft switching can be maintained and the loss in the resonance inverter 5 can be reduced.

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1 パンタグラフ
2 車両用電源装置
5 共振インバータ
6 高周波絶縁トランス
7 第1整流器
9 三相インバータ
10 三相負荷部
11 第2整流器
12 直流負荷部
13 二次出力側抵抗
14 三次出力側抵抗
61 一次巻線
62 二次巻線
63 三次巻線
1 Pantograph 2 Vehicle power supply 5 Resonant inverter 6 High-frequency isolated transformer 7 First rectifier 9 Three-phase inverter 10 Three-phase load part 11 Second rectifier 12 DC load part 13 Secondary output side resistance 14 Third output side resistance 61 Primary winding 62 Secondary winding 63 Tertiary winding

Claims (3)

架線から車両に供給される直流電力を交流電力に変換するスイッチング部と、当該スイッチング部におけるスイッチングの損失を軽減する共振回路と、を有する共振インバータと、
前記共振インバータから交流電力が供給される一次巻線と、当該一次巻線と絶縁されかつ変圧した交流電力を出力する二次巻線と、当該一次巻線と絶縁されかつ変圧した交流電力を出力する三次巻線と、を有するトランスと、
前記二次巻線から出力される交流電力を直流電力に変換する第1整流器と、
前記車両内に設けられ、前記第1整流器から出力される直流電力によって駆動する第1負荷部と、
前記第1負荷部に対して並列接続されかつ前記第1負荷部より抵抗値が大きい第1抵抗と、
前記三次巻線から出力される交流電力を直流電力に変換する第2整流器と、
前記車両内に設けられ、前記第2整流器から出力される直流電力によって駆動する第2負荷部と、
前記第2負荷部に対して並列接続されかつ前記第2負荷部より抵抗値が大きい第2抵抗と、
を備える車両用電源装置。
A resonant inverter having a switching unit that converts DC power supplied from an overhead wire to a vehicle into AC power, and a resonance circuit that reduces switching loss in the switching unit.
A primary winding to which AC power is supplied from the resonance inverter, a secondary winding that outputs AC power that is insulated and transformed from the primary winding, and an AC power that is insulated and transformed from the primary winding are output. With a transformer, which has a tertiary winding,
A first rectifier that converts AC power output from the secondary winding into DC power,
A first load unit provided in the vehicle and driven by DC power output from the first rectifier, and a first load unit.
A first resistor that is connected in parallel to the first load section and has a higher resistance value than the first load section.
A second rectifier that converts AC power output from the tertiary winding into DC power, and
A second load unit provided in the vehicle and driven by DC power output from the second rectifier, and a second load unit.
A second resistor that is connected in parallel to the second load section and has a higher resistance value than the second load section.
A power supply for vehicles equipped with.
前記第1負荷部に異常が発生していない場合に、前記第1負荷部に対する前記第1抵抗の並列接続を切断可能な第1スイッチと、
前記第2負荷部に異常が発生していない場合に、前記第2負荷部に対する前記第2抵抗の並列接続を切断可能な第2スイッチと、を備える請求項1に記載の車両用電源装置。
A first switch capable of disconnecting the parallel connection of the first resistor to the first load unit when no abnormality has occurred in the first load unit.
The vehicle power supply device according to claim 1, further comprising a second switch capable of disconnecting the parallel connection of the second resistor to the second load unit when no abnormality has occurred in the second load unit.
前記第1整流器および前記第2整流器は、SiCを用いたショットキーバリヤダイオードである請求項1または2に記載の車両用電源装置。 The vehicle power supply device according to claim 1 or 2 , wherein the first rectifier and the second rectifier are Schottky barrier diodes using SiC.
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