JPH0421326A - Voltage converter - Google Patents

Voltage converter

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JPH0421326A
JPH0421326A JP2123664A JP12366490A JPH0421326A JP H0421326 A JPH0421326 A JP H0421326A JP 2123664 A JP2123664 A JP 2123664A JP 12366490 A JP12366490 A JP 12366490A JP H0421326 A JPH0421326 A JP H0421326A
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JP
Japan
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voltage
battery
output terminal
switching
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP2123664A
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Japanese (ja)
Inventor
Jiyunki Sasaki
順基 佐々木
Masaro Ono
昌朗 小野
Nobuto Onuma
大沼 伸人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo R&D Co Ltd
Original Assignee
Tokyo R&D Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo R&D Co Ltd filed Critical Tokyo R&D Co Ltd
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Publication of JPH0421326A publication Critical patent/JPH0421326A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the efficiency of a voltage conversion by connecting a plurality of cells for generating equal voltages in series, providing switching units corresponding to the cells, controlling them by a controller, and switching to output the voltages of the cells to an output terminal. CONSTITUTION:A controller 4 turns ON one switching unit 3a, turns OFF the other switching unit 3b or vice versa. When the unit 3a is ON, the voltage of a cell 2a is output from an output terminal as a lower voltage. On the contrary, when the unit 2b is ON, the voltage of the cell 2b is output. Thus, for example, it is repeated at a period of 40msec, thereby outputting a voltage of 1/2 of a power source voltage to be applied to a motor 1 from an output terminal 10 as a lower voltage. The voltages of the cells 2a, 2b are output without electric conversion to obtain the low voltage and hence to reduce power loss generated upon conversion of the voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、電動機等を駆動する高い電源電圧から補機
類等を駆動する低い電源電圧をつくるために使用される
電圧変換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to a voltage converter used to create a low power supply voltage for driving auxiliary equipment from a high power supply voltage for driving an electric motor or the like.

従来の技術 電動車両の走行動力である電動機の駆動用電源の電圧は
48〜120Vと高いが、現在内燃車両用に市販されて
いる補機類の電源電圧は12Vがほとんどであり、24
Vのものがディーゼルエンジン用として僅かに市販され
ているに過ぎない。
Conventional technology The voltage of the power supply for driving the electric motor, which is the running power of electric vehicles, is high at 48 to 120V, but the power supply voltage of most auxiliary equipment currently on the market for internal combustion vehicles is 12V, and 24V.
Only a few types of V are commercially available for use in diesel engines.

従って、これ等の補機類は、48〜120Vの高い電源
電圧で電動機が駆動される電動車両には使用が不可能で
ある。
Therefore, these auxiliary machines cannot be used in electric vehicles whose motors are driven by a high power supply voltage of 48 to 120V.

そこで、電動機の電源電圧は複数の電池を直列に接続し
てつくり出し、それよりも低い電源電圧は上記電池のう
ちの一部からつくり出すことが考えられる。
Therefore, it is conceivable to generate the power supply voltage of the motor by connecting a plurality of batteries in series, and to generate the lower power supply voltage from some of the batteries.

また、複数の電池の直列回路から電動機の電源電圧をつ
くると共にDC−DCコンバータにより補機類駆動用の
電源電圧をつくり出すことも考えられ、これが実際上多
く用いられている。
It is also possible to create a power supply voltage for a motor from a series circuit of a plurality of batteries and also to create a power supply voltage for driving auxiliary equipment using a DC-DC converter, and this is often used in practice.

発明が解決しようとする課題 ところで、直列に接続した複数の電池の一部の電池から
補機類を駆動する低い電源電圧をつくる電圧変換器には
、電池によって消費する電力が異なり、電池の容量がア
ンバランスになって直列に接続した電池全体の寿命が縮
まるという問題がある。従って、実際には使われていな
い。
Problems to be Solved by the Invention By the way, a voltage converter that creates a low power supply voltage for driving auxiliary equipment from some of the batteries connected in series has different power consumption depending on the battery, and the capacity of the battery varies. There is a problem that the battery life becomes unbalanced and the life of the entire battery connected in series is shortened. Therefore, it is not actually used.

また、DC−DCコンバータにより補機類用の低い電源
電圧をつくる方式の電圧変換器は、各電池から電力を均
等に取り出すことができるという利点を有する。しかし
、高い直流電圧を脈流に変換し、それをトランスにより
変圧したうえで低い直流電圧を得るという方法で電圧変
換するので、電圧変換の効率が80%以下と低いという
問題があった。これは電池の寿命を短かくする要因とな
り無視できない。
Further, a voltage converter that uses a DC-DC converter to generate a low power supply voltage for auxiliary equipment has the advantage that power can be taken out equally from each battery. However, since voltage conversion is performed by converting a high DC voltage into a pulsating current, transforming it using a transformer, and then obtaining a low DC voltage, there is a problem in that the efficiency of voltage conversion is as low as 80% or less. This is a factor that shortens battery life and cannot be ignored.

本発明は、上述したような問題点を解決すべく為された
ものであり、直列に接続した複数の電池から均等に電力
を取り出して低い電源電圧を得ると共に、電圧変換の効
率を高めることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to obtain a low power supply voltage by equally extracting power from a plurality of batteries connected in series, and to improve the efficiency of voltage conversion. purpose.

課題を解決するための手段 本発明に係る電圧変換器は、上記の課題を解決するため
の手段として、第1図〜第3図に実施例を示したとおり
、 同一の電圧を発生する複数の電池2a、2bを直列に接
続し、電池2a、2bの電圧を出力端子へ取り出す切替
部3a、3bを各電池に対応して設け、該切替部3a、
3bをコントロール部4により制御して各電池2a、2
bの電圧を出力端子lOの方へ切り替えて取り出すよう
にしたことを特徴とする。
Means for Solving the Problems As a means for solving the above problems, the voltage converter according to the present invention has a plurality of voltage converters that generate the same voltage, as shown in the embodiments in FIGS. 1 to 3. Batteries 2a and 2b are connected in series, and switching parts 3a and 3b are provided corresponding to each battery to take out the voltage of batteries 2a and 2b to an output terminal, and the switching parts 3a,
3b is controlled by the control unit 4 to control each battery 2a, 2.
It is characterized in that the voltage of b is switched to the output terminal lO and taken out.

作   用 本発明の電圧変換器によれば、各電池2a。For production According to the voltage converter of the invention, each battery 2a.

2bの電圧を切lFFA3 a 、 3 bによって切
り替えて出力端子10の方へ取り出し低いN、原電圧を
つくるので、各電池2a、2bから電力を均等に取り出
すことができる。
Since the voltage of battery 2b is turned off and switched by FFA3a, 3b and taken out to the output terminal 10 to create a low N, original voltage, electric power can be taken out equally from each battery 2a, 2b.

そして、各電池2a、2bの電圧を電気的に変換せずに
取り出すので、変換に伴う電力損失が少なくて済み、D
C−DCCコン−夕を用いた場合に比較して変換効率を
高めることができる。
Since the voltage of each battery 2a, 2b is taken out without being electrically converted, power loss due to conversion is reduced, and D
Conversion efficiency can be increased compared to when a C-DCC converter is used.

実  施  例 次に1図示した本発明の詳細な説明する。Example Next, the present invention shown in one figure will be described in detail.

第1図は本発明に係る電圧変換器の実施例を概念的に示
した回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram conceptually showing an embodiment of a voltage converter according to the present invention.

図面において、lは電動車両用の走行動力に使用される
電動機、2a、2bは前記電動1mlを駆動するための
電池であり、これらは互いに同じ直流電圧を発生し、直
列に接続されている。電池2a、2bの直列回路によっ
てつくられた電源電圧が電動機lに印加される。
In the drawing, 1 is an electric motor used to drive the electric vehicle, and 2a and 2b are batteries for driving the electric 1ml, which generate the same DC voltage and are connected in series. A power supply voltage created by a series circuit of batteries 2a and 2b is applied to an electric motor l.

図中3aは電池2aと出力端子lOとの間に設けられた
切替部で、3bは電池2bと前記出力端子lOとの間に
設けられた切替部である。
In the figure, 3a is a switching section provided between the battery 2a and the output terminal IO, and 3b is a switching section provided between the battery 2b and the output terminal IO.

図中4は前記の切替部3a及び3bを制御するコントロ
ール部である。
In the figure, 4 is a control section that controls the switching sections 3a and 3b.

この電圧変換器は、電動1111には常に2つの電池2
aと2bの電圧を加算した電圧が印加され、出力端子1
0には電池2aの電圧と電池2bの電圧が交りに取り出
されるようになっている。具体的にはコントロール部4
が−・方の切替部3aをオン状態にし、他方の切替部3
bをオフ状態にしたり、逆に切替部3bをオン状態にし
、切替部3aをオフ状態にする。そして、切替部3aが
オン状態のときには電池2aの電圧が低い方の電源電圧
として出力端子から出力される。逆に、切替部3bがオ
ン状態のときは電池2bの電圧が出力される。このよう
に電池2aの電圧と電池2bの電圧を交互に出力するこ
とを、例えば40m5 e cを周期として繰返すこと
により、電動Ialに加える電源電圧の2分の1の電圧
を低い方の電源電圧として出力端子10から出力するこ
とができる。
This voltage converter always requires two batteries 2 for the electric 1111.
A voltage that is the sum of voltages a and 2b is applied, and output terminal 1
0, the voltage of the battery 2a and the voltage of the battery 2b are taken out alternately. Specifically, the control section 4
turns on the one switching section 3a, and turns on the other switching section 3a.
b is turned off, or conversely, the switching section 3b is turned on and the switching section 3a is turned off. When the switching unit 3a is in the on state, the voltage of the battery 2a is output from the output terminal as the lower power supply voltage. Conversely, when the switching section 3b is in the on state, the voltage of the battery 2b is output. By repeating this process of alternately outputting the voltage of the battery 2a and the voltage of the battery 2b, for example, with a cycle of 40 m5 e c, a voltage that is half of the power supply voltage applied to the electric motor Ial is applied to the lower power supply voltage. It can be output from the output terminal 10 as .

この電圧変換器によれば、各周期における切替部3aと
3bのオンする期間を等しくすることにより、電池2a
と2bから電力を均等に取り出すことができる。そして
、各電池2a、2bの電圧を電気的に変換せずに取り出
すことにより、低い電源電圧を得るので、電圧変換に伴
って生じる電力損失が少なくて済む、具体的には切替部
2a。
According to this voltage converter, by making the periods in which the switching parts 3a and 3b are on equal in each cycle, the battery 2a
Power can be taken out equally from 2b and 2b. By taking out the voltage of each battery 2a, 2b without electrically converting it, a low power supply voltage is obtained, so that less power loss occurs due to voltage conversion. Specifically, the switching unit 2a.

2bを構成する半導体とスイッチング用コントロール部
で消費される電力だけが損失となるに過ぎない、従って
、DC−DCコンバータを用いて電圧変換する電圧変換
器に比較して変換効率を高くすることができる。具体的
には変換効率を95%以上に高めることができる。
The only loss is the power consumed by the semiconductor 2b and the switching control section. Therefore, it is possible to increase the conversion efficiency compared to a voltage converter that converts voltage using a DC-DC converter. can. Specifically, the conversion efficiency can be increased to 95% or more.

第2図Aは第1図に示した電圧変換器の構成を具体的に
示した回路図である。
FIG. 2A is a circuit diagram specifically showing the configuration of the voltage converter shown in FIG. 1.

この回路図において、切替部3aは電界効果トランジス
タFET1及びFET2により構成されている。具体的
にはトランジスタFET 1が電池2aの陽極とプラス
側の出力端子10との間に接続され、トランジスタFE
T2は電池2aの陰極とマイナス側の出力端子IOとの
間に接続されている。
In this circuit diagram, the switching section 3a is composed of field effect transistors FET1 and FET2. Specifically, the transistor FET 1 is connected between the anode of the battery 2a and the positive output terminal 10, and the transistor FE
T2 is connected between the cathode of the battery 2a and the negative output terminal IO.

また、切替部3bは電界効果トランジスタFET3及び
FET4により構成されている。具体的にはトランジス
タFET3が電池2bの陽極とプラス側の出力端子IO
との間に接続され、トランジスタFET4は電池2bの
陰極とマイナス側の出力端子10との間に接続されてい
る。
Further, the switching section 3b is composed of field effect transistors FET3 and FET4. Specifically, the transistor FET3 connects the anode of the battery 2b and the positive output terminal IO.
The transistor FET4 is connected between the cathode of the battery 2b and the negative output terminal 10.

コントロール部4による切替部3a及び3bの制御は、
フォトカプラl及び2により行われる。
Control of the switching units 3a and 3b by the control unit 4 is as follows:
This is done by photocouplers 1 and 2.

具体的には制御信号Aがフォトカプラ1を介して切替部
3aの電界効果トランジスタFETI及びFET2のゲ
ートに伝送される。また、制御信号Bがフォトカプラ2
を介して切替部3bの電界効果トランジスタFET3及
びFET4のゲートに伝送される。
Specifically, the control signal A is transmitted via the photocoupler 1 to the gates of the field effect transistors FETI and FET2 of the switching section 3a. Also, the control signal B is applied to the photocoupler 2.
is transmitted to the gates of field effect transistors FET3 and FET4 of the switching section 3b.

尚、図中RはFET1〜4に対するバイアス抵抗である
Note that R in the figure is a bias resistance for FETs 1 to 4.

第2図Bは、基本的には第2図Aの回路図と同じ構成で
あるが、電界効果トランジスタFET 1〜4が有する
電流の逆流性に対し、その逆流現象を打消すためのダイ
オード11を設置した回路図を示している。これによっ
てバッテリーの短絡を防止することができる。
FIG. 2B basically has the same configuration as the circuit diagram in FIG. 2A, but a diode 11 is used to cancel the reverse current phenomenon of the field effect transistors FETs 1 to 4. This shows a circuit diagram with the installed. This can prevent short circuits of the battery.

w43図は第2図Aに示した電圧変換器の動作を示すタ
イムチャートである。
Figure w43 is a time chart showing the operation of the voltage converter shown in Figure 2A.

その他の実施例 尚、」−記の実施例は、直列に接続された電池2a、2
bの数が2個である。従って、各電池の電圧が24Vで
あれば、電動機lを駆動する電圧として48Vを得て、
補機類を駆動する電圧として24Vを得ることができる
。しかしながら、直列に接続する電池の数は必ずしも2
個に限らない、電池の数を3個以上とし、それに応じて
切替部の数も3個以上にして実施することもできる。
Other Embodiments In addition, the embodiment shown in "-" is a series-connected battery 2a,
The number of b is two. Therefore, if the voltage of each battery is 24V, you will get 48V as the voltage to drive the motor l,
24V can be obtained as a voltage for driving auxiliary equipment. However, the number of batteries connected in series is not necessarily 2.
The number of batteries is not limited to three or more, and the number of switching units can also be three or more accordingly.

例えば電池の数及び切替部の数を3個にした場合には、
72vの電圧と24Vの電圧を得ることが可能になる。
For example, if the number of batteries and switching parts is set to three,
It becomes possible to obtain a voltage of 72v and a voltage of 24v.

このように1本発明は種々な態様で実施できる。As described above, the present invention can be implemented in various ways.

本発明の奏する効果 以上に述べたように、本発明の電圧変換器によれば、各
電池2a、2bの電圧を切替部3a。
Effects of the present invention As described above, according to the voltage converter of the present invention, the voltage of each battery 2a, 2b is controlled by the switching unit 3a.

3bにより切り替えて取り出し低い電源電圧をっくるの
で、各電池2a、2bから電力を均等に取り出すことが
でき、?を池寿命を高めることができる。
3b switches to take out a low power supply voltage, so power can be taken out equally from each battery 2a and 2b. The pond life can be increased.

また、各電池2a、2bの電圧を電気的に変換せずに取
り出すので、変換に伴う電力損失が少なくて済み、DC
−DCコンバータを用いた場合に比較して変換効率を高
めることができる。
In addition, since the voltage of each battery 2a, 2b is taken out without being electrically converted, power loss due to conversion is reduced, and DC
- Conversion efficiency can be increased compared to when a DC converter is used.

しかも、使用する電池2a、2bの電圧と、使用する電
池の数及び切替部3a、3bの数とにより高い方の直流
電圧と低い方の直流電圧をそれぞれ必要な数値に設定す
ることが容易になる。従って、市販されている補機類を
使用することが容易に可能である。
Furthermore, the higher DC voltage and the lower DC voltage can be easily set to the required values depending on the voltage of the batteries 2a, 2b used, the number of batteries used, and the number of switching units 3a, 3b. Become. Therefore, it is easily possible to use commercially available auxiliary equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の−っの実施例を概念的に示した回路ブ
ロック図、第2図A、Bは第1図に示した電圧変換器を
具体化した異なる回路図、第3図は第2図に示した電圧
変換器の動作を示したタイムチャートである。 b・・・電池 b・・・切替部 4・・・コントロール部 0・・・出力端子
FIG. 1 is a circuit block diagram conceptually showing one embodiment of the present invention, FIGS. 2A and B are different circuit diagrams embodying the voltage converter shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a time chart showing the operation of the voltage converter shown in FIG. 2. b...Battery b...Switching section 4...Control section 0...Output terminal

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【1】同一の電圧を発生する複数の電池が直列に接続さ
れたこと、 電池の電圧を出力端子へ取り出す切替部が各電池に対応
して設けられていること、 前記の各切替部をコントロール部により制御して上記各
電池の電圧を前記出力端子へ切り替えて取り出すように
したこと、 をそれぞれを特徴とする電圧変換器。
[Scope of Claims] [1] A plurality of batteries that generate the same voltage are connected in series, and a switching unit for extracting the battery voltage to an output terminal is provided corresponding to each battery; A voltage converter characterized in that each switching section is controlled by a control section to switch and output the voltage of each of the batteries to the output terminal.
JP2123664A 1990-05-14 1990-05-14 Voltage converter Pending JPH0421326A (en)

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