JP7158319B2 - power supply - Google Patents

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本発明は、誘導性負荷に大電流を供給するための電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device for supplying a large current to an inductive load.

磁場発生装置等の誘導性負荷に大電流を供給するための電源装置として、コンデンサ蓄電型の電源装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。コンデンサ蓄電型の電源装置は、予め大きなエネルギーをコンデンサに蓄え、放電用のスイッチを動作させてコンデンサを放電させ、その放電電流を誘導性負荷となるコイルに供給する。 2. Description of the Related Art As a power supply for supplying a large current to an inductive load such as a magnetic field generator, a capacitor storage power supply is known (see, for example, Patent Document 1). A capacitor storage power supply stores a large amount of energy in advance in a capacitor, operates a discharge switch to discharge the capacitor, and supplies the discharged current to a coil serving as an inductive load.

放電用のスイッチには、ギャップスイッチやイグナイトロン等の大電流用のスイッチが使用される。図4に、ギャップスイッチ21を備えた電源装置100Bを示す。電源装置100Bは、さらにコンデンサ22と、充電抵抗23と、充電器24と、保護リアクトル25と、クローバ回路26と、放電回路27とを備える。 A large-current switch such as a gap switch or an ignitron is used as the discharge switch. FIG. 4 shows a power supply device 100B having a gap switch 21. As shown in FIG. Power supply device 100</b>B further includes capacitor 22 , charging resistor 23 , charger 24 , protective reactor 25 , crowbar circuit 26 , and discharging circuit 27 .

電源装置100Bは、充電抵抗23を介して充電器24によりコンデンサ22を充電した後、ギャップスイッチ21をオンさせることで、コンデンサ22の放電電流を出力端T1、T2に接続された誘導性負荷200に供給する。 After the capacitor 22 is charged by the charger 24 via the charging resistor 23, the power supply device 100B turns on the gap switch 21 to transfer the discharge current of the capacitor 22 to the inductive load 200 connected to the output terminals T1 and T2. supply to

電源装置100Bでは、誘導性負荷200の接続不良や接触不良等により出力端T1、T2が開放状態になることがあるが、ギャップスイッチ21の場合は特に問題にはならなかった。 In the power supply device 100B, the output terminals T1 and T2 may become open due to poor connection or poor contact of the inductive load 200, but in the case of the gap switch 21, there was no particular problem.

一方で、近年はスイッチの安定性向上やランニングコスト抑制のためにスイッチの半導体化が求められている。ギャップスイッチ21に代えて半導体スイッチ(例えば、サイリスタ)を使用する場合、半導体スイッチに均圧用抵抗を並列接続する必要がある。 On the other hand, in recent years, there has been a demand for switches to be made of semiconductors in order to improve the stability of switches and reduce running costs. If a semiconductor switch (for example, a thyristor) is used instead of the gap switch 21, it is necessary to connect a voltage equalizing resistor in parallel with the semiconductor switch.

しかしながら、上記の構成では、出力端T1、T2が開放状態になると均圧用抵抗を介してコンデンサの充電電圧がリークし、出力端T1、T2に高電圧が生じてしまうという問題が発生する。 However, in the above configuration, when the output terminals T1 and T2 are in an open state, the charged voltage of the capacitor leaks through the equalizing resistors, resulting in a high voltage at the output terminals T1 and T2.

図5に示すように、出力端T1、T2が開放状態の場合、時刻t11において充電器24をオンさせてコンデンサ22の充電を開始すると、コンデンサ22の充電電圧Vcが上昇するとともに出力端T1、T2の出力端電圧Voも上昇する。 As shown in FIG. 5, when the output terminals T1 and T2 are open, when the charger 24 is turned on at time t11 to start charging the capacitor 22, the charged voltage Vc of the capacitor 22 rises and the output terminal T1 , T2 also rises.

時刻t12において半導体スイッチをオンさせると、出力端T1、T2に高電圧が生じている状態でコンデンサ22の充電電圧Vcが出力端T1、T2に印加されるので、出力端電圧Voは充電電圧Vcを超えて大きく上昇する。なお、時刻t12において出力電流が現れているのは、出力端T1、T2側に浮遊の静電容量が存在するためである。 When the semiconductor switch is turned on at time t12, the charging voltage Vc of the capacitor 22 is applied to the output terminals T1 and T2 while a high voltage is generated at the output terminals T1 and T2. It rises greatly beyond Vc. The reason why the output current appears at time t12 is that floating capacitance exists on the output terminals T1 and T2.

結局、半導体スイッチを使用した従来の電源装置では、出力端T1、T2が開放状態になると出力端T1、T2に高電圧が生じるので、電源装置100B内の部品が損傷したり故障したりする可能性がある。また、高電圧による部品の損傷や故障を回避するためには、過剰な部品選定が必要となり、コストアップにつながる。 As a result, in a conventional power supply device using a semiconductor switch, when the output terminals T1 and T2 are in an open state, a high voltage is generated at the output terminals T1 and T2, which may cause damage or failure of components in the power supply device 100B. have a nature. In addition, in order to avoid damage or failure of parts due to high voltage, it is necessary to select excessive parts, leading to an increase in cost.

特開平7-192918号公報JP-A-7-192918

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、出力端が開放状態のときに出力端に高電圧が生じるのを抑制可能な電源装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply device capable of suppressing generation of a high voltage at the output terminal when the output terminal is in an open state. .

上記課題を解決するために、本発明に係る電源装置は、
誘導性負荷に出力電流を供給するための電源装置であって、
前記誘導性負荷が接続される出力端と、
前記出力電流として放電電流を出力するコンデンサと、
前記コンデンサの充電を行う充電器と、
前記コンデンサ-前記出力端間の放電電流経路に介装された半導体スイッチと、
前記半導体スイッチに並列接続された第1均圧用抵抗と、
前記出力端が開放状態か否かを検出する検出手段と、
前記充電器を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記充電器にプリ充電を開始させ、前記検出手段の検出結果に基づき前記出力端が開放状態であるか否かの自己診断を行い、開放状態であると診断した場合に前記プリ充電を停止させる第1充電処理と、
前記自己診断において開放状態であると診断しなかった場合に、前記充電電圧が所定の電圧値となるように、前記充電器に主充電を行わせる第2充電処理と、を実行することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the power supply device according to the present invention includes:
A power supply for supplying output current to an inductive load, comprising:
an output terminal to which the inductive load is connected;
a capacitor that outputs a discharge current as the output current;
a charger for charging the capacitor;
a semiconductor switch interposed in a discharge current path between the capacitor and the output terminal;
a first voltage equalizing resistor connected in parallel to the semiconductor switch;
a detecting means for detecting whether the output terminal is in an open state;
a control unit that controls the charger;
with
The control unit
causing the charger to start pre-charging, performing a self-diagnosis as to whether or not the output terminal is in an open state based on the detection result of the detecting means, and stopping the pre-charging when it is diagnosed that the output terminal is in an open state; a first charging process;
and a second charging process of causing the charger to perform main charging so that the charging voltage reaches a predetermined voltage value when the self-diagnosis does not determine that the battery is in an open state. and

この構成によれば、制御部が、充電器にプリ充電を開始させて出力端が開放状態であるか否かの自己診断を行い、開放状態であると診断した場合にプリ充電を停止させるので、出力端が開放状態のときに出力端に高電圧が生じるのを抑制することができる。 According to this configuration, the control unit causes the charger to start pre-charging, performs self-diagnosis as to whether or not the output terminal is in an open state, and stops pre-charging when it is diagnosed as being in an open state. , it is possible to suppress the generation of a high voltage at the output terminal when the output terminal is in an open state.

上記電源装置において、
前記検出手段は、
前記出力端に生じる出力端電圧を検出する第1電圧検出手段と、
前記コンデンサの充電電圧を検出する第2電圧検出手段と、
を有し、
前記制御部は、前記第1電圧検出手段および前記第2電圧検出手段の検出結果に応じて前記充電器を制御するとともに、前記第1充電処理を実行する際に、前記出力端電圧を所定の閾値と比較することで前記出力端が開放状態であるか否かの自己診断を行うよう構成できる。
In the above power supply,
The detection means is
a first voltage detection means for detecting an output terminal voltage generated at the output terminal;
a second voltage detection means for detecting the charging voltage of the capacitor;
has
The control unit controls the charger according to the detection results of the first voltage detection means and the second voltage detection means, and controls the output end voltage to a predetermined level when the first charging process is performed. By comparing with a threshold value, it is possible to perform self-diagnosis as to whether or not the output terminal is in an open state.

上記電源装置において、
前記制御部は、
前記自己診断において開放状態であると診断しなかった場合に、前記コンデンサの充電を停止させることなく前記プリ充電から前記主充電に移行させることが好ましい。
In the above power supply,
The control unit
It is preferable that the pre-charging is switched to the main charging without stopping the charging of the capacitor when the self-diagnosis does not determine that the capacitor is in an open state.

上記電源装置において、
前記半導体スイッチは、直列接続された複数のサイリスタからなり、
前記第1均圧用抵抗は、前記複数のサイリスタのそれぞれに並列接続された複数の抵抗からなるよう構成できる。
In the above power supply,
The semiconductor switch is composed of a plurality of thyristors connected in series,
The first pressure-equalizing resistor may be composed of a plurality of resistors connected in parallel to each of the plurality of thyristors.

上記電源装置において、
前記半導体スイッチと前記出力端との間に設けられたクローバ回路をさらに備え、
前記クローバ回路は、
ダイオードおよび抵抗からなる直列回路と、
前記ダイオードに並列接続された第2均圧用抵抗と、
を備えるよう構成できる。
In the above power supply,
further comprising a crowbar circuit provided between the semiconductor switch and the output terminal;
The crowbar circuit is
a series circuit consisting of a diode and a resistor;
a second voltage equalizing resistor connected in parallel to the diode;
can be configured to provide

本発明によれば、出力端が開放状態のときに出力端に高電圧が生じるのを抑制可能な電源装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply device which can suppress that a high voltage arises in an output terminal when an output terminal is an open state can be provided.

本発明に係る電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a power supply device according to the present invention; FIG. 出力端が開放状態のときの本発明に係る電源装置の動作を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the operation of the power supply device according to the present invention when the output terminal is in an open state; 出力端が正常状態のときの本発明に係る電源装置の動作を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the operation of the power supply device according to the present invention when the output terminal is in a normal state; 従来の電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a conventional power supply; FIG. 出力端が開放状態のときの従来の電源装置の動作を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the operation of a conventional power supply device when the output terminal is in an open state;

以下、添付図面を参照して、本発明に係る電源装置の実施形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a power supply device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1に、本発明の一実施形態に係る電源装置100Aを示す。電源装置100Aは、出力端T1、T2に接続された誘導性負荷200に大電流を供給するものである。誘導性負荷200は、図示していない2次側のコイルに強磁場発生装置が接続されている。 FIG. 1 shows a power supply device 100A according to one embodiment of the present invention. The power supply device 100A supplies a large current to the inductive load 200 connected to the output terminals T1 and T2. The inductive load 200 has a secondary coil (not shown) connected to a strong magnetic field generator.

電源装置100Aは、コンデンサ1と、充電抵抗2と、充電器3と、半導体スイッチ4と、保護リアクトル5と、第1均圧用抵抗6と、クローバ回路7と、放電回路8と、第1電圧検出手段9と、第2電圧検出手段10と、制御部11とを備える。 The power supply device 100A includes a capacitor 1, a charging resistor 2, a charger 3, a semiconductor switch 4, a protective reactor 5, a first voltage equalizing resistor 6, a crowbar circuit 7, a discharging circuit 8, a first voltage Detector 9 , second voltage detector 10 , and controller 11 .

コンデンサ1は、1または複数のコンデンサで構成される。コンデンサ1の一端は、充電抵抗2を介して充電器3の高電位側に接続され、コンデンサ1の他端は、充電器3の低電位側に接続される。充電器3は、制御部11の制御下で直流電圧を出力し、コンデンサ1の充電を行う。 Capacitor 1 is composed of one or more capacitors. One end of capacitor 1 is connected to the high potential side of charger 3 via charging resistor 2 , and the other end of capacitor 1 is connected to the low potential side of charger 3 . The charger 3 outputs a DC voltage under the control of the controller 11 to charge the capacitor 1 .

半導体スイッチ4は、1または直列接続された複数のサイリスタで構成される。半導体スイッチ4のアノード側は、コンデンサ1の一端に接続され、半導体スイッチ4のカソード側は、保護リアクトル5を介して高電位側の出力端T1に接続される。すなわち、半導体スイッチ4は、コンデンサ1-出力端T1間の放電電流経路に介装される。 The semiconductor switch 4 is composed of one or a plurality of thyristors connected in series. The anode side of the semiconductor switch 4 is connected to one end of the capacitor 1 , and the cathode side of the semiconductor switch 4 is connected to the output terminal T 1 on the high potential side via the protective reactor 5 . That is, the semiconductor switch 4 is interposed in the discharge current path between the capacitor 1 and the output terminal T1.

第1均圧用抵抗6は、半導体スイッチ4に並列接続される。例えば、半導体スイッチ4が第1サイリスタ、第2サイリスタ、第3サイリスタで構成される場合、第1均圧用抵抗6は、第1サイリスタに並列接続される第1抵抗、第2サイリスタに並列接続される第2抵抗、第3サイリスタに並列接続される第3抵抗で構成される。第1~第3抵抗は、それぞれ1または複数の抵抗で構成される。 A first voltage equalizing resistor 6 is connected in parallel with the semiconductor switch 4 . For example, when the semiconductor switch 4 is composed of a first thyristor, a second thyristor, and a third thyristor, the first pressure equalizing resistor 6 is connected in parallel to the first resistor and the second thyristor, which are connected in parallel to the first thyristor. and a third resistor connected in parallel to the third thyristor. Each of the first to third resistors is composed of one or more resistors.

クローバ回路7は、ダイオード12および抵抗13からなる直列回路と、ダイオード12に並列接続された第2均圧用抵抗14とを備える。ダイオード12のカソード側は、半導体スイッチ4と保護リアクトル5との接続点に接続され、ダイオード12のアノード側は、抵抗13を介して低電位側の出力端T2に接続される。ダイオード12は、1または直列接続された複数のダイオードで構成される。第2均圧用抵抗14は、第1均圧用抵抗6と同様に1または複数の抵抗で構成される。すなわち、ダイオード12が複数のダイオードで構成される場合には、複数のダイオードの各々に第2均圧用抵抗14を構成する各抵抗が並列に接続される。 The crowbar circuit 7 includes a series circuit composed of a diode 12 and a resistor 13 and a second voltage equalizing resistor 14 connected in parallel to the diode 12 . The cathode side of the diode 12 is connected to the connection point between the semiconductor switch 4 and the protective reactor 5, and the anode side of the diode 12 is connected via the resistor 13 to the output terminal T2 on the low potential side. Diode 12 is composed of one or a plurality of diodes connected in series. The second voltage equalizing resistor 14 is composed of one or more resistors, like the first voltage equalizing resistor 6 . That is, when the diode 12 is composed of a plurality of diodes, each resistor constituting the second voltage equalizing resistor 14 is connected in parallel to each of the plurality of diodes.

放電回路8は、スイッチ15および抵抗16からなる直列回路を備える。放電回路8は、例えば、異常時にスイッチ15をオンさせてコンデンサ1の放電電流経路を形成する。スイッチ15は、IGBT等の半導体スイッチで構成される。放電回路8の一端はコンデンサ1の一端に接続され、放電回路8の他端はコンデンサ1の他端に接続される。 Discharge circuit 8 comprises a series circuit consisting of switch 15 and resistor 16 . The discharge circuit 8 forms a discharge current path for the capacitor 1 by, for example, turning on the switch 15 in the event of an abnormality. The switch 15 is composed of a semiconductor switch such as an IGBT. One end of the discharge circuit 8 is connected to one end of the capacitor 1 and the other end of the discharge circuit 8 is connected to the other end of the capacitor 1 .

第1電圧検出手段9は、出力端T1、T2に生じる出力端電圧Voを検出する。第1電圧検出手段9の検出結果は、所定の周期で制御部11に出力される。第1電圧検出手段9は、本実施形態では保護リアクトル5の後段に設けられているが、保護リアクトル5の前段で、かつクローバ回路7の後段に設けられていてもよい。 The first voltage detection means 9 detects the output terminal voltage Vo generated at the output terminals T1 and T2. The detection result of the first voltage detection means 9 is output to the control section 11 at a predetermined cycle. Although the first voltage detection means 9 is provided after the protection reactor 5 in this embodiment, it may be provided before the protection reactor 5 and after the crowbar circuit 7 .

第2電圧検出手段10は、コンデンサ1の充電電圧Vcを検出する。第2電圧検出手段10の検出結果は、所定の周期で制御部11に出力される。 A second voltage detection means 10 detects a charging voltage Vc of the capacitor 1 . The detection result of the second voltage detection means 10 is output to the control section 11 at a predetermined cycle.

制御部11は、第1電圧検出手段9の検出結果(出力端電圧Voの電圧値)および第2電圧検出手段の検出結果(充電電圧Vcの電圧値)に応じて、充電器3および半導体スイッチ4を制御する。制御部11は、充電器3の制御として、第1充電処理と第2充電処理とを実行する。 The controller 11 controls the charger 3 and the semiconductor switch according to the detection result (the voltage value of the output terminal voltage Vo) of the first voltage detection means 9 and the detection result (the voltage value of the charging voltage Vc) of the second voltage detection means. 4 is controlled. Control unit 11 executes a first charging process and a second charging process as control of charger 3 .

第1充電処理では、制御部11は、充電器3にプリ充電を開始させるとともに、プリ充電期間内に出力端T1、T2が開放状態であるか否かの自己診断を所定の周期で行い、開放状態であると診断した場合にプリ充電を停止させる。自己診断は、出力端電圧Voの電圧値を所定の閾値(例えば、充電電圧Vcの定格値の5%)と比較することで行われる。 In the first charging process, the control unit 11 causes the charger 3 to start pre-charging, and performs self-diagnosis whether or not the output terminals T1 and T2 are open during the pre-charging period at predetermined intervals, Pre-charging is stopped when it is diagnosed that it is in an open state. Self-diagnosis is performed by comparing the voltage value of the output terminal voltage Vo with a predetermined threshold value (for example, 5% of the rated value of the charging voltage Vc).

第2充電処理では、制御部11は、充電電圧Vcが所定の電圧値V1となるように、充電器3に主充電を行わせる。制御部11は、プリ充電期間内に開放状態であると診断しなかった場合、コンデンサ1の充電を停止させることなく第2充電処理(主充電)を実行する。 In the second charging process, the controller 11 causes the charger 3 to perform main charging so that the charging voltage Vc becomes the predetermined voltage value V1. If the control unit 11 does not diagnose that it is in the open state within the pre-charging period, the second charging process (main charging) is performed without stopping the charging of the capacitor 1 .

例えば図2に示すように、出力端T1、T2が開放状態の場合、時刻tにおいて制御部11が充電器3をオンさせてコンデンサ1のプリ充電を開始すると、コンデンサ1の充電電圧Vcが上昇する。また、充電電圧Vcが第1均圧用抵抗6を介して出力端T1、T2側にリークするので、出力端電圧Voも上昇する。 For example, as shown in FIG. 2, when the output terminals T1 and T2 are open, the control unit 11 turns on the charger 3 at time t1 to start pre-charging the capacitor 1. When the charging voltage Vc of the capacitor 1 is Rise. In addition, since the charging voltage Vc leaks to the output terminals T1 and T2 via the first voltage equalizing resistor 6, the output terminal voltage Vo also rises.

制御部11は、コンデンサ1のプリ充電を開始させるとともに、自己診断を開始して出力端電圧Voを所定の閾値と比較する。時刻tにおいて出力端電圧Voが閾値に達すると、制御部11は、出力端T1、T2が開放状態であると診断し、充電器3をオフさせてコンデンサ1のプリ充電を停止させる。これにより、出力端T1、T2に高電圧が生じるのを抑制することができる。 The control unit 11 starts pre-charging of the capacitor 1, starts self-diagnosis, and compares the output terminal voltage Vo with a predetermined threshold value. When the output end voltage Vo reaches the threshold value at time t2, the control unit 11 diagnoses that the output ends T1 and T2 are open, turns off the charger 3, and stops pre-charging of the capacitor 1. FIG. Thereby, it is possible to suppress the generation of high voltage at the output terminals T1 and T2.

図3に示すように、出力端T1、T2が正常状態の(開放状態でない)場合、時刻tにおいて制御部11が充電器3をオンさせてコンデンサ1のプリ充電を開始すると、コンデンサ1の充電電圧Vcが上昇する一方で、出力端電圧Voは上昇しない。 As shown in FIG. 3, when the output terminals T1 and T2 are in a normal state (not in an open state), the controller 11 turns on the charger 3 to start pre-charging the capacitor 1 at time t1. While the charging voltage Vc increases, the output terminal voltage Vo does not increase.

このため、制御部11は、プリ充電期間(時刻t~時刻t)内に出力端T1、T2が開放状態であると診断することなく、時刻tにおいて第2充電処理(主充電)を開始する。このとき制御部11は、コンデンサ1の充電を停止させることなく第1充電処理(プリ充電)から第2充電処理(主充電)に移行する。なお、プリ充電期間と主充電期間の比率は、適宜変更できる。 Therefore, the control unit 11 performs the second charging process (main charging) at time t3 without diagnosing that the output terminals T1 and T2 are open during the pre - charging period ( time t1 to time t3). to start. At this time, the control unit 11 shifts from the first charging process (pre-charging) to the second charging process (main charging) without stopping the charging of the capacitor 1 . Note that the ratio between the pre-charging period and the main charging period can be changed as appropriate.

時刻tにおいて、制御部11が充電器3をオフさせるとともに半導体スイッチ4をオンさせると、コンデンサ1の放電電流が、半導体スイッチ4および保護リアクトル5を介して、出力端T1、T2に接続された誘導性負荷200に供給される。 At time t4, when control unit 11 turns off charger 3 and turns on semiconductor switch 4 , the discharge current of capacitor 1 is connected to output terminals T1 and T2 via semiconductor switch 4 and protective reactor 5. supplied to an inductive load 200 .

結局、本実施形態に係る電源装置100Aによれば、制御部11が、充電器3にプリ充電を開始させて出力端T1、T2が開放状態であるか否かの自己診断を行い、開放状態であると診断した場合にプリ充電を停止させるので、出力端T1、T2が開放状態のときに出力端T1、T2に高電圧が生じるのを抑制することができる。 As a result, according to the power supply device 100A according to the present embodiment, the control unit 11 causes the charger 3 to start pre-charging, performs self-diagnosis as to whether the output terminals T1 and T2 are open, and determines whether the output terminals T1 and T2 are open. Since the pre-charging is stopped when it is diagnosed as such, it is possible to suppress the generation of a high voltage at the output terminals T1 and T2 when the output terminals T1 and T2 are in the open state.

その結果、高電圧による電源装置100A内の部品の損傷や故障を回避することができ、過剰な部品選定が不要となる。例えば、第2均圧用抵抗14として従来よりも電力容量の小さい抵抗を使用することができる。 As a result, it is possible to avoid damage or failure of parts in the power supply device 100A due to high voltage, and excessive selection of parts becomes unnecessary. For example, a resistor with a smaller power capacity than the conventional one can be used as the second voltage equalizing resistor 14 .

また、電源装置100Aは、上記のとおり出力端T1、T2に高電圧が生じるのを抑制できることから、出力端T1、T2の直流耐圧試験が不要となる。直流耐圧試験は、例えば、定格の1.4倍の直流電圧を1分間、出力端T1、T2に印加し続けることにより行われる。直流耐圧試験が不要となることで、直流耐圧試験のための部品選定が不要となり、部品コストを抑制することができる。 In addition, since the power supply device 100A can suppress the generation of high voltage at the output terminals T1 and T2 as described above, the DC withstand voltage test of the output terminals T1 and T2 is unnecessary. The DC withstand voltage test is performed, for example, by continuously applying a DC voltage 1.4 times the rated voltage to the output terminals T1 and T2 for one minute. Eliminating the DC withstand voltage test eliminates the need to select components for the DC withstand voltage test, thereby reducing component costs.

さらに、電源装置100Aでは、放電電流を出力する前に異常(出力端T1、T2に高電圧が生じていること)を検出できるので、誘導性負荷200側の耐電圧不良による故障や事故を未然に防ぐことができる。 In addition, since the power supply device 100A can detect an abnormality (that a high voltage is generated at the output terminals T1 and T2) before outputting the discharge current, failures and accidents due to poor withstand voltage of the inductive load 200 can be prevented. can be prevented.

以上、本発明に係る電源装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the embodiments of the power supply device according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.

本発明に係る電源装置は、出力端と、コンデンサと、コンデンサの充電を行う充電器と、コンデンサ-出力端間の放電電流経路に介装された半導体スイッチと、半導体スイッチに並列接続された第1均圧用抵抗と、出力端が開放状態か否かを検出する検出手段と、充電器を制御する制御部と、を備えていれば適宜構成を変更できる。 A power supply device according to the present invention comprises an output terminal, a capacitor, a charger for charging the capacitor, a semiconductor switch interposed in a discharge current path between the capacitor and the output terminal, and a second capacitor connected in parallel to the semiconductor switch. 1. The configuration can be changed as appropriate if it includes a voltage equalizing resistor, a detection means for detecting whether or not the output terminal is in an open state, and a control section for controlling the charger.

制御部は、充電器にプリ充電を開始させるとともに出力端が開放状態であるか否かの自己診断を行い、開放状態であると診断した場合にプリ充電を停止させる第1充電処理と、自己診断において開放状態であると診断しなかった場合に、充電器に主充電を行わせる第2充電処理と、を実行するのであれば適宜構成を変更できる。 The control unit causes the charger to start pre-charging, performs self-diagnosis as to whether or not the output terminal is in an open state, and stops pre-charging when it is diagnosed as being in an open state. If the second charging process is executed to cause the charger to perform main charging when it is not diagnosed that the battery is in the open state in the diagnosis, the configuration can be changed as appropriate.

制御部は、第2充電処理時においても出力端が開放状態であるか否かの自己診断を行い、開放状態であると診断した場合に主充電を停止させるよう構成できる。 The control unit can be configured to perform a self-diagnosis as to whether or not the output terminal is in an open state even during the second charging process, and to stop main charging when it is diagnosed that the output terminal is in an open state.

制御部は、自己診断において開放状態であると診断しなかった場合に、コンデンサの充電を停止させることなくプリ充電から主充電に移行させることが好ましいが、プリ充電から主充電に移行させる際に、充電を一時的に停止させてもよい。 It is preferable that the controller shifts from pre-charging to main charging without stopping the charging of the capacitor when the self-diagnosis does not determine that the capacitor is in an open state. , charging may be temporarily stopped.

自己診断における閾値は適宜変更できるが、部品コストを抑制する観点からは、閾値を充電電圧Vcの定格値の10%以下に設定することが好ましい。 Although the threshold in the self-diagnosis can be changed as appropriate, it is preferable to set the threshold to 10% or less of the rated value of the charging voltage Vc from the viewpoint of suppressing the parts cost.

100A 電源装置
1 コンデンサ
2 充電抵抗
3 充電器
4 半導体スイッチ
5 保護リアクトル
6 第1均圧用抵抗
7 クローバ回路
8 放電回路
9 第1電圧検出手段
10 第2電圧検出手段
11 制御部
12 ダイオード
13 抵抗
14 第2均圧用抵抗
15 スイッチ
16 抵抗
200 誘導性負荷
100A power supply device 1 capacitor 2 charging resistor 3 charger 4 semiconductor switch 5 protection reactor 6 first voltage equalizing resistor 7 crowbar circuit 8 discharge circuit 9 first voltage detection means 10 second voltage detection means 11 control section 12 diode 13 resistor 14 2 equalizing resistor 15 switch 16 resistor 200 inductive load

Claims (4)

誘導性負荷に出力電流を供給するための電源装置であって、
前記誘導性負荷が接続される出力端と、
前記出力電流として放電電流を出力するコンデンサと、
前記コンデンサの充電を行う充電器と、
前記コンデンサ-前記出力端間の放電電流経路に介装された半導体スイッチと、
前記半導体スイッチに並列接続された第1均圧用抵抗と、
前記出力端に生じる出力端電圧を検出する第1電圧検出手段と、
前記コンデンサの充電電圧を検出する第2電圧検出手段と、
前記第1電圧検出手段および前記第2電圧検出手段の検出結果に応じて前記充電器を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記充電器にプリ充電を開始させ、前記出力端電圧を所定の閾値と比較することで前記出力端が開放状態であるか否かの自己診断を行い、開放状態であると診断した場合に前記プリ充電を停止させる第1充電処理と、
前記自己診断において開放状態であると診断しなかった場合に、前記充電電圧が所定の電圧値となるように、前記充電器に主充電を行わせる第2充電処理と、を実行することを特徴とする電源装置。
A power supply for supplying output current to an inductive load, comprising:
an output terminal to which the inductive load is connected;
a capacitor that outputs a discharge current as the output current;
a charger for charging the capacitor;
a semiconductor switch interposed in a discharge current path between the capacitor and the output terminal;
a first voltage equalizing resistor connected in parallel to the semiconductor switch;
a first voltage detection means for detecting an output terminal voltage generated at the output terminal;
a second voltage detection means for detecting the charging voltage of the capacitor;
a control unit for controlling the charger according to detection results of the first voltage detection means and the second voltage detection means ;
with
The control unit
By causing the charger to start pre-charging and comparing the output terminal voltage with a predetermined threshold value , self-diagnosis as to whether or not the output terminal is in an open state is performed. a first charging process for stopping pre-charging;
and a second charging process of causing the charger to perform main charging so that the charging voltage reaches a predetermined voltage value when the self-diagnosis does not determine that the battery is in an open state. and power supply.
前記制御部は、
前記自己診断において開放状態であると診断しなかった場合に、前記コンデンサの充電を停止させることなく前記プリ充電から前記主充電に移行させることを特徴とする請求項に記載の電源装置。
The control unit
2. The power supply device according to claim 1 , wherein when said self-diagnosis does not diagnose an open state, said pre-charging is shifted to said main charging without stopping charging of said capacitor.
前記半導体スイッチは、直列接続された複数のサイリスタからなり、
前記第1均圧用抵抗は、前記複数のサイリスタのそれぞれに並列接続された複数の抵抗からなることを特徴とする請求項1または2に記載の電源装置。
The semiconductor switch is composed of a plurality of thyristors connected in series,
3. The power supply device according to claim 1, wherein said first voltage equalizing resistor comprises a plurality of resistors connected in parallel to each of said plurality of thyristors.
前記放電電流経路に介装され、一端が前記半導体スイッチに接続され、他端が前記出力端の高電位側に接続された保護リアクトルと、
前記半導体スイッチと前記出力端との間に設けられたクローバ回路と、をさらに備え、
前記クローバ回路は、
ダイオードおよび抵抗からなる直列回路と、
前記ダイオードに並列接続された第2均圧用抵抗と、
を備え
前記ダイオードのカソード側は、前記半導体スイッチと前記保護リアクトルとの接続点に接続され、前記ダイオードのアノード側は、前記抵抗を介して前記出力端の低電位側に接続されることを特徴とする請求項1~のいずれか一項に記載の電源装置。
a protective reactor interposed in the discharge current path, having one end connected to the semiconductor switch and the other end connected to the high potential side of the output terminal;
A crowbar circuit provided between the semiconductor switch and the output terminal,
The crowbar circuit is
a series circuit consisting of a diode and a resistor;
a second voltage equalizing resistor connected in parallel to the diode;
with
A cathode side of the diode is connected to a connection point between the semiconductor switch and the protective reactor, and an anode side of the diode is connected to a low potential side of the output terminal via the resistor . The power supply device according to any one of claims 1 to 3 .
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