JPH09149552A

JPH09149552A - 電源装置

Info

Publication number: JPH09149552A
Application number: JP7325092A
Authority: JP
Inventors: Toshibumi Koshizawa; 俊文越沢
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】電源１と、該電源の電圧を他の電圧値に変換
する電圧コンバータ７，１２とを含む電源装置におい
て、従来は、キースイッチ３をオンした時に全てのスイ
ッチ手段２，８，１０，１３，１５を同時にオンして負
荷や制御回路に電源投入していた。これでは、電源投入
時の起動電流が一時に重なり、電源電圧が一時的に大き
く低下するので、負荷等の中には正常に動作を開始出来
ないものが出て来るという問題点があった。【解決手段】電源１と前記電圧コンバータ７，１２の
入力側との間に接続された第１のスイッチ手段（２）が
オンされた後、所定遅延時間後に電圧コンバータの出力
側に接続された第２のスイッチ手段をオンする遅延回路
（２０〜２３）を設ける。すると、起動電流が流れる時
期が分散され、負荷等の起動電流が全て一時に重なるこ
とがなくなる。そのため、起動電流による電源電圧の低
下もそれほど大きくはならず、起動不良現象を起こす負
荷等がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主電源と該主電源
の電圧を他の電圧値に変換する電圧コンバータとを含む
電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電源装置の中には、主電源と該主電源の
電圧を他の電圧値に変換する電圧コンバータとを含む構
成のものがある。主電源の電圧をそのまま印加してよい
負荷に対しては、主電源の電圧をそのまま印加する。主
電源の電圧をそのまま印加したのでは駄目な負荷に対し
ては、その負荷に適合した電圧に変換する電圧コンバー
タで変換してから印加する。そのような電源装置として
は、例えば、電気自動車の電源装置がある。

【０００３】図２は、従来の電気自動車の電源装置を示
す図である。図２において、１は主バッテリ、２はメイ
ンリレー、２−１はメインリレーコイル、２−２はメイ
ンリレー接点、３はキースイッチ、４は駆動用モータ制
御装置、４−１は制御回路用電源、４−２は制御回路、
５は駆動用モータ、６は１２Ｖ系制御回路、７は電圧コ
ンバータ、８は第１電源リレー、８−１は第１電源リレ
ーコイル、８−２は第１電源リレー接点、９は第１副バ
ッテリ、１０は第１負荷リレー、１０−１は第１負荷リ
レーコイル、１０−２は第１負荷リレー接点、１１は１
２Ｖ系負荷、１２は電圧コンバータ、１３は第２電源リ
レー、１３−１は第２電源リレーコイル、１３−２は第
２電源リレー接点、１４は第２副バッテリ、１５は第２
負荷リレー、１５−１は第２負荷リレーコイル、１５−
２は第２負荷リレー接点、１６は２４Ｖ系制御回路、１
７は２４Ｖ系負荷、１８は他の機器、１９は他の回路で
ある。

【０００４】主バッテリ１は主電源であり、その電圧は
例えば３００Ｖである。電気自動車の駆動用モータ５に
は、主バッテリ１の電圧が、メインリレー２，駆動用モ
ータ制御装置４を介して供給される。駆動用モータ制御
装置４の中には、制御回路用電源４−１の他に制御回路
４−２が内蔵されており、この制御回路４−２により、
駆動用モータ５の回転が制御される。制御回路４−２の
動作電圧は、例えば５Ｖとされている。

【０００５】電気自動車には、通常の自動車に搭載され
ているような電気負荷や制御回路が搭載されている。こ
れらの電気負荷や制御回路には、１２Ｖの電圧で動作す
るものがあったり、２４Ｖの電圧で動作するものがあっ
たりする。あるいは、他の電圧で動作するものがあるこ
ともある。主バッテリ１とは異なる電圧で動作するもの
に対しては、電圧コンバータにより主バッテリ１の電圧
を変換して供給する。従って、各電圧コンバータの入力
側は、メインリレー２を介して主バッテリ１に接続され
ている。

【０００６】１２Ｖ系制御回路６，１２Ｖ系負荷１１お
よび制御回路用電源４−１は、１２Ｖの電圧で動作する
ものであるので、これらに対しては、主バッテリ１の電
圧を電圧コンバータ７で１２Ｖに変換し、スイッチ手段
（リレー８，１０）を介して動作電圧を供給している。
従って、電圧コンバータ７は、主バッテリ１の３００Ｖ
を１２Ｖに変換する電圧コンバータである。

【０００７】第１副バッテリ９は、電圧コンバータ７の
出力側に接続された１２Ｖのバッテリであり、１２Ｖの
電圧，電流の瞬間的な変動を吸収する（例えば、負荷電
流が瞬間的に増大した時に、不足する電流を供給する）
ためと、キースイッチ３により起動を行う場合の電流を
供給するために設けられている。なお、キースイッチ３
による起動は、メインリレー２，第１電源リレー８，第
１負荷リレー１０，第２電源リレー１３および第２負荷
リレー１５の各リレーのコイルに、付勢電流を供給する
ことによって行われる。

【０００８】２４Ｖ系制御回路１６，２４Ｖ系負荷１７
は、２４Ｖの電圧で動作するものであるので、主バッテ
リ１の電圧を電圧コンバータ１２で２４Ｖに変換し、ス
イッチ手段（リレー１３，１５）を介して動作電圧を供
給している。従って、電圧コンバータ１２は、主バッテ
リ１の３００Ｖを２４Ｖに変換する電圧コンバータであ
る。他の機器１８は、３００Ｖまたは他の電圧（１２
Ｖ，２４Ｖ以外の電圧）で動作する機器であり、他の回
路１９は、１２Ｖで動作する他の回路である。

【０００９】次に、この電源装置の動作を説明する。ま
ず、キースイッチ３がオンされると、第１副バッテリ９
の１２Ｖの電圧が各リレーのコイルに供給され、各リレ
ーの接点はオンされる。また、他の回路１９にも供給さ
れる。メインリレー接点２−２のオンにより、主バッテ
リ１の電圧は、駆動用モータ制御装置４，電圧コンバー
タ７，電圧コンバータ１２，他の機器１８に供給され
る。第１電源リレー接点８−２および第１負荷リレー接
点１０−２のオンにより、第１副バッテリ９の１２Ｖの
電圧および電圧コンバータ７の出力が、制御回路用電源
４−１，１２Ｖ系制御回路６，１２Ｖ系負荷１１に供給
される。第２電源リレー接点１３−２および第２負荷リ
レー接点１５−２のオンにより、第２副バッテリ１４の
２４Ｖの電圧および電圧コンバータ１２の出力が、２４
Ｖ系制御回路１６，２４Ｖ系負荷１７に供給される。制
御回路４−２は、制御回路用電源４−１から電源を供給
される。

【００１０】制御回路４−２の動作により駆動用モータ
５の回転が制御され、電気自動車は発進，走行を行う。
また、１２Ｖ系，２４Ｖ系の各制御回路や負荷も、それ
ぞれの動作を行う。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】

（問題点）前記した従来の電源装置では、負荷や制御回
路が多くなると、キースイッチをオンした時に電源電圧
が一時的に大きく低下し、正常に動作を開始出来ないも
のが出て来るという問題点があった。

【００１２】（問題点の説明）この現象は、いわゆる起
動不良現象と言われるものである。一般に、電気負荷や
制御回路では、使用されているコンデンサに充電電流が
流れたりするために、電源投入時に大きな電流（突入電
流）が流れるものがある。前記した従来の電源装置で
は、キースイッチ３がオンされると、全ての負荷や制御
回路に一斉に電源が供給される構成となっているので、
負荷や制御回路の数が多くなった場合、電源投入時の突
入電流の合計は極めて大きなものとなる。

【００１３】一般に、電源から流れ出す電流が大となる
と、電源の内部抵抗による電圧降下は大となり、負荷等
に供給される電源電圧は、大きく低下することになる。
そのため、負荷や制御回路によっては、正常に動作を開
始出来ないものが出て来る。最近の自動車では、電気自
動車に限らず多くの装置が電子制御化されているが、そ
れらの中に正常に起動しないものが混ざっているとなる
と、走行制御をはじめとして、種々の点において不都合
を生ずることになる。

【００１４】なお、電圧コンバータに入力電圧が印加さ
れたからといって、直ちに正常な出力電圧が出るわけで
はなく、正常出力に立ち上がるまでには、若干の時間を
要する。従って、それまでは各電圧コンバータの出力側
に接続されている副バッテリから、負荷等へ給電される
わけであるが、副バッテリは、瞬間的な電圧，電流の変
動を吸収するために設けているから、その容量は小さ
い。そのため、大電流を要求されると、バッテリ電圧は
大きく低下する。低下しないようにするとなると、副バ
ッテリの容量を大きくしなければならないが、それでは
コストが高くなってしまう上に、サイズも大型化し、車
載面で問題がある。本発明は、以上のような問題点を解
決することを課題とするものである。

【００１５】なお、負荷への電源投入に関する従来の文
献としては、例えば、特開昭61−164477号公報がある
が、これは、負荷を起動する順序を起動の度に変更し、
負荷の動作回数を平均化しようとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、電源と、該電源の電圧を他の電圧値に
変換する電圧コンバータと、前記電源と前記電圧コンバ
ータの入力側との間に接続された第１のスイッチ手段
と、前記電圧コンバータの出力側に接続された第２のス
イッチ手段とを含む電源装置において、前記第１のスイ
ッチ手段がオンされた後、所定時間後に前記第２のスイ
ッチ手段をオンする遅延回路を具えることとした。

【００１７】（解決する動作の概要）電気負荷や制御回
路等は、電源に直接接続されていたり、電圧コンバータ
を介して接続されていたりする。電源と電圧コンバータ
の入力側との間に接続された第１のスイッチ手段をまず
オンすると、電源に直接接続されている負荷等にだけ電
流が流れる。次に、所定時間経過してから電圧コンバー
タの出力側に接続した第２のスイッチ手段をオンする
と、その電圧コンバータに接続されている負荷等にも電
流が流れ始める。

【００１８】電気負荷等に電源を投入した時には、大き
な起動電流が流れ、しばらくして定常状態に落ち着いて
小さくなるが、電圧コンバータの出力側の第２のスイッ
チ手段を、第１のスイッチ手段より遅らせてオンするの
で、起動電流が流れる時期が分散され、全てが重なるこ
とがなくなる。電圧コンバータが複数個あり、それらの
出力側に接続されている第２スイッチ手段をオンする時
間を、互いに異ならせれば、起動電流が流れる時期は更
に分散される。

【００１９】このように分散されることにより、起動電
流による電源電圧の低下もそれほど大きくはならず、ま
た、電圧コンバータも充分に出力を発生する状態となっ
ているので、副バッテリから給電される分と合わせて負
荷に給電するので、起動不良現象を起こす負荷等もなく
なる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかわる電
源装置を示す図である。やはり、電気自動車の電源装置
を例にとっている。符号は図２のものに対応し、２０〜
２３は遅延回路である。図２と同じ符号の部分は、同じ
構成および動作をするので、その説明は省略する。

【００２１】構成上、図２の従来例と相違する点は、遅
延回路２０〜２３を追加した点である。遅延回路２０
は、キースイッチ３と第１電源リレーコイル８−１との
間に設けられている。同様に、遅延回路２１は、キース
イッチ３と第１負荷リレーコイル１０−１との間に設け
られ、遅延回路２２は、キースイッチ３と第２電源リレ
ーコイル１３−１との間に設けられ、遅延回路２３は、
キースイッチ３と第２負荷リレーコイル１５−１との間
に設けられている。

【００２２】遅延回路２０，２１，２２，２３は、それ
ぞれ対応するスイッチ手段（リレー８，１０，１３，１
５）を、キースイッチ３がオンされてから所定時間経過
後にオンする。遅延する所定時間は、各遅延回路毎に設
定することが出来る。遅延回路２０，２１，２２，２３
の遅延時間を、それぞれｔ₂₀，ｔ₂₁，ｔ₂₂，ｔ₂₃とする
と、これらは全て異なる値に設定することも出来るし、
幾つかは等しい値に設定することも出来る。キースイッ
チ３がオンされてから、各負荷や制御回路に通電が開始
される時間をずらすことにより、各負荷や制御回路の起
動時に流れる突入電流が、一時に重なるのを防ぐことが
出来る。

【００２３】次に、キースイッチ３をオンした時の動作
を説明する。但し、遅延時間ｔ₂₀，ｔ₂₁，ｔ₂₂，ｔ₂₃の
値は、ｔ₂₀＝ｔ₂₂＜ｔ₂₁＝ｔ₂₃の関係に設定されている
（制御回路に通電した後、負荷に通電する）ものとす
る。

【００２４】（１）キースイッチ３をオンした時キースイッチ３をオンすると、第１副バッテリ９→キー
スイッチ３→メインリレーコイル２−１へと電流が流
れ、メインリレー接点２−２がオンする。これにより、
駆動用モータ制御装置４，電圧コンバータ７，電圧コン
バータ１２，他の機器１８が、主バッテリ１に接続され
る。

【００２５】駆動用モータ制御装置４の出力は、制御回
路４−２によって制御されるようになっているが、第１
電源リレー８が未だオフであるため制御回路用電源４−
１には第１副バッテリ９より動作電圧が印加されておら
ず、駆動用モータ５への給電制御は未だ行われていな
い。電圧コンバータ７，１２は、電圧の変換を開始し、
第１副バッテリ９や第２副バッテリ１４を充電する。し
かし、リレー８，１０，１３，１５は未だオフなので、
制御回路や負荷には通電されない。なお、電圧コンバー
タの変換出力が正常電圧に立ち上がるまでには、通常、
若干の時間を必要とする。

【００２６】（２）時間ｔ₂₀（＝ｔ₂₂）が経過した時この時には、遅延回路２０，２２がオンして、第１電源
リレー８，第２電源リレー１３がオンする。第１電源リ
レー８のオンにより、電圧コンバータ７および第１副バ
ッテリ９の出力が、制御回路用電源４−１および１２Ｖ
系制御回路６へ供給される。制御回路４−２に通電され
るから、駆動用モータ制御装置４から駆動用モータ５へ
の給電が開始され、電気自動車の発進，走行が可能とな
る。第１副バッテリ９は、前記したように、負荷の電
圧，電流の瞬間的な変動に応動する。また、第２電源リ
レー１３のオンにより、電圧コンバータ１２および第２
副バッテリ１４の出力が、２４Ｖ系制御回路１６に供給
される。

【００２７】第１電源リレー８，第２電源リレー１３の
オンにより流れる起動電流は、制御回路用電源４−１，
１２Ｖ系制御回路６，２４Ｖ系制御回路１６の起動電流
の合計がまず流れ、僅かに遅れて駆動用モータ５の起動
電流が流れる。しかし、この時の起動電流は、従来のよ
うに、全ての制御回路や負荷を一時に起動した場合の起
動電流に比べて、遙かに小さくなる。そのため、起動電
流に起因する電源電圧の低下は、従来よりは小さくな
り、起動不良を起こす制御回路や負荷はなくなる。

【００２８】（３）時間ｔ₂₁（＝ｔ₂₃）が経過した時この時には、遅延回路２１，２３がオンして、第１負荷
リレー１０，第２負荷リレー１５がオンする。第１負荷
リレー１０のオンにより、電圧コンバータ７および第１
副バッテリ９の出力が、１２Ｖ系負荷１１へ供給され
る。第２負荷リレー１５のオンにより、電圧コンバータ
１２および第２副バッテリ１４の出力が、２４Ｖ系負荷
１７に供給される。

【００２９】この時に流れる起動電流は、１２Ｖ系負荷
１１と２４Ｖ系負荷１７の起動電流である。キースイッ
チ３をオンしてから時間ｔ₂₁が経過した時には、時間ｔ
₂₀の時に電源投入された制御回路や負荷は既に定常状態
となっているから（逆に言うならば、定常状態に落ち着
く頃に時間ｔ₂₁がやって来るように、ｔ₂₁を設定してお
く）、この時に流れる電流は、この定常状態の電流と前
記起動電流との合計である。従って、この時の電流も、
全ての制御回路や負荷を一時に起動した従来の起動電流
に比べて遙かに小さくなるので、起動電流に起因する電
源電圧の低下は従来よりも小さくなり、やはり起動不良
を起こす制御回路や負荷はなくなる。

【００３０】上例では電気自動車の電源装置を例にとっ
て説明したが、主電源と該主電源の電圧を他の電圧値に
変換する電圧コンバータとを含む構成の電源装置であれ
ば、本発明を適用することが出来ることは、言うまでも
ない。また、電圧コンバータの数は２個接続されている
場合を示したが、１個の場合でも適用できるし、３個以
上の場合にも適用できる。電圧コンバータの数が増えれ
ば、設定する遅延時間を小刻みに異ならせて、起動時の
突入電流を小刻みに分散させることが出来る。

【００３１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、主電
源と該主電源の電圧を他の電圧値に変換する電圧コンバ
ータとを含む電源装置において、電源と電圧コンバータ
の入力側との間に接続された第１のスイッチ手段をまず
オンし、所定遅延時間後に電圧コンバータの出力側に接
続した第２のスイッチ手段をオンする。これにより、負
荷等の起動時の突入電流が重ならないようにすることが
出来、起動電流による電源電圧の低下はそれほど大きく
はならないので、起動不良現象を起こす負荷等がなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる電源装置を示す図

【図２】従来の電源装置を示す図

【符号の説明】

１…主バッテリ、２…メインリレー、２−１…メインリ
レーコイル、２−２…メインリレー接点、３…キースイ
ッチ、４…駆動用モータ制御装置、４−１…制御回路用
電源、４−２…制御回路、５…駆動用モータ、６…１２
Ｖ系制御回路、７…電圧コンバータ、８…第１電源リレ
ー、８−１…第１電源リレーコイル、８−２…第１電源
リレー接点、９…第１副バッテリ、１０…第１負荷リレ
ー、１０−１…第１負荷リレーコイル、１０−２…第１
負荷リレー接点、１１…１２Ｖ系負荷、１２…電圧コン
バータ、１３…第２電源リレー、１３−１…第２電源リ
レーコイル、１３−２…第２電源リレー接点、１４…第
２副バッテリ、１５…第２負荷リレー、１５−１…第２
負荷リレーコイル、１５−２…第２負荷リレー接点、１
６…２４Ｖ系制御回路、１７…２４Ｖ系負荷、１８…他
の機器、１９…他の回路、２０〜２３…遅延回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源と、該電源の電圧を他の電圧値に変
換する電圧コンバータと、前記電源と前記電圧コンバー
タの入力側との間に接続された第１のスイッチ手段と、
前記電圧コンバータの出力側に接続された第２のスイッ
チ手段とを含む電源装置において、前記第１のスイッチ
手段がオンされた後、所定時間後に前記第２のスイッチ
手段をオンする遅延回路を具えたことを特徴とする電源
装置。