JPH05284737A - Ｄｃ−ｄｃコンバータ - Google Patents
Ｄｃ−ｄｃコンバータInfo
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- JPH05284737A JPH05284737A JP10215891A JP10215891A JPH05284737A JP H05284737 A JPH05284737 A JP H05284737A JP 10215891 A JP10215891 A JP 10215891A JP 10215891 A JP10215891 A JP 10215891A JP H05284737 A JPH05284737 A JP H05284737A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＣ−ＤＣコンバータで密閉したケース内部
に実装されるモジュールの内部素子の温度上昇を、出力
電流制御により強制的に抑えて、確実に温度管理するこ
とを可能にする。 【構成】 ＤＣ−ＤＣコンバータ20においてスイッチン
グ方式の手段により入力する直流電圧を所定の直流電圧
に変換し、過電流検知回路27で基準電圧と負荷電流によ
る比較電圧とを比較して過電流を検知し、所定の定格出
力電流に制限するように構成されるモジュール20a で、
内部素子温度を検知する温度スイッチ32を有し、過電流
検知回路27に温度スイッチ32の信号で一時的に比較電圧
を増大変化する電流低下回路を付加し、内部素子温度の
上昇時には、温度スイッチ32により電流低下回路を作動
して過電流検知回路27の比較電圧を増大し、これに伴い
負荷電流を一時的に強制低下して、内部素子の自己発熱
と共に温度上昇を確実に抑える。
に実装されるモジュールの内部素子の温度上昇を、出力
電流制御により強制的に抑えて、確実に温度管理するこ
とを可能にする。 【構成】 ＤＣ−ＤＣコンバータ20においてスイッチン
グ方式の手段により入力する直流電圧を所定の直流電圧
に変換し、過電流検知回路27で基準電圧と負荷電流によ
る比較電圧とを比較して過電流を検知し、所定の定格出
力電流に制限するように構成されるモジュール20a で、
内部素子温度を検知する温度スイッチ32を有し、過電流
検知回路27に温度スイッチ32の信号で一時的に比較電圧
を増大変化する電流低下回路を付加し、内部素子温度の
上昇時には、温度スイッチ32により電流低下回路を作動
して過電流検知回路27の比較電圧を増大し、これに伴い
負荷電流を一時的に強制低下して、内部素子の自己発熱
と共に温度上昇を確実に抑える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリ等の直流電源
の高電圧を所定の直流電圧に変換して出力するＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータに関し、特に密閉したケースの内部素子の
温度上昇を抑える温度管理手段を付加したＤＣ−ＤＣコ
ンバータに関する。
の高電圧を所定の直流電圧に変換して出力するＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータに関し、特に密閉したケースの内部素子の
温度上昇を抑える温度管理手段を付加したＤＣ−ＤＣコ
ンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、本件出願人によりディーゼルエン
ジンの車両にリターダ制御装置を装備したシステムが提
案されている。このリターダ制御装置のシステムは、電
動機及び発電機として作動する誘導機をディーゼルエン
ジンの駆動系に装着し、この誘導機の発電モード制御で
電気制動してエンジンブレーキ効果を増大し、且つこの
とき機械エネルギを電気エネルギに変換してバッテリに
充電するように回生する。また、バッテリ電源により誘
導機の電動モード制御で補助加速し、エンジン出力を増
大し、排気ガスを低減することが基本的な構成になって
いる。一方、この場合のバッテリの直流電源は他の用途
にも利用することが可能であり、このためＤＣ−ＤＣコ
ンバータにより所定の直流電圧に変換して、ディーゼル
エンジンや車両の種々の電装品にも給電するようになっ
ている。また、このような誘導機の制御に用いられる電
力は必然的に大きく、これに対し大電流型に設定すると
誘導機のコイルを太くしたり、抵抗を低減する等の対策
が必要になって重量の増大、漏電問題を招いて好ましく
無い。そこで、誘導機の電力制御系は高電圧型に設定さ
れ、このためバッテリの電源電圧も高電圧に設定され
る。従って、上記ＤＣ−ＤＣコンバータは、効率良く高
電圧を低電圧に変換することが可能な定電圧型に構成
し、更に電装品側の種々の電気的要求に対応したり、モ
ジュールの内部素子を充分に温度管理する等の対策が必
要になる。
ジンの車両にリターダ制御装置を装備したシステムが提
案されている。このリターダ制御装置のシステムは、電
動機及び発電機として作動する誘導機をディーゼルエン
ジンの駆動系に装着し、この誘導機の発電モード制御で
電気制動してエンジンブレーキ効果を増大し、且つこの
とき機械エネルギを電気エネルギに変換してバッテリに
充電するように回生する。また、バッテリ電源により誘
導機の電動モード制御で補助加速し、エンジン出力を増
大し、排気ガスを低減することが基本的な構成になって
いる。一方、この場合のバッテリの直流電源は他の用途
にも利用することが可能であり、このためＤＣ−ＤＣコ
ンバータにより所定の直流電圧に変換して、ディーゼル
エンジンや車両の種々の電装品にも給電するようになっ
ている。また、このような誘導機の制御に用いられる電
力は必然的に大きく、これに対し大電流型に設定すると
誘導機のコイルを太くしたり、抵抗を低減する等の対策
が必要になって重量の増大、漏電問題を招いて好ましく
無い。そこで、誘導機の電力制御系は高電圧型に設定さ
れ、このためバッテリの電源電圧も高電圧に設定され
る。従って、上記ＤＣ−ＤＣコンバータは、効率良く高
電圧を低電圧に変換することが可能な定電圧型に構成
し、更に電装品側の種々の電気的要求に対応したり、モ
ジュールの内部素子を充分に温度管理する等の対策が必
要になる。
【０００３】従来、上述のように大容量の直流電源に適
応され、高い効率で電圧変換率の比較的大きいＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータは、スイッチング方式の定電圧電源回路に
構成されている。即ち、ＤＣ−ＡＣインバータに整流回
路を組合わせて構成され、パワートランジスタ等を有す
るスイッチング回路により入力の直流電圧を高周波出力
に変換し、この高周波入力を電源トランスで変圧しダイ
オ−ドにより脈流出力を取出し、コンデンサの整流回路
で整流し、更にチョークコイルのフィルタ回路で平滑化
して所定の直流電圧を出力する。また、出力電圧の変化
に応じて制御回路によりスイッチング回路のスイッチン
グ周波数を調整して、定電圧に保つようになっている。
一方、この定電圧型において出力端子のショート等によ
り過電流が流れて種々の素子を破壊するのを防止するた
め、過電流防止の保護回路が設けられている。更に、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの構造について説明すると、上述の
電圧変換機能を有するモジュールが複数個密閉したケー
スの内部に並列接続して実装される。ケースは熱伝導率
の良いアルミ合金等の材料で作られ、且つ多数の放熱フ
ィンが形成されており、ケース内の内部素子の発熱をケ
ースの部分で自然空冷したり、または出力を強制的に停
止して温度管理するようになっている。
応され、高い効率で電圧変換率の比較的大きいＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータは、スイッチング方式の定電圧電源回路に
構成されている。即ち、ＤＣ−ＡＣインバータに整流回
路を組合わせて構成され、パワートランジスタ等を有す
るスイッチング回路により入力の直流電圧を高周波出力
に変換し、この高周波入力を電源トランスで変圧しダイ
オ−ドにより脈流出力を取出し、コンデンサの整流回路
で整流し、更にチョークコイルのフィルタ回路で平滑化
して所定の直流電圧を出力する。また、出力電圧の変化
に応じて制御回路によりスイッチング回路のスイッチン
グ周波数を調整して、定電圧に保つようになっている。
一方、この定電圧型において出力端子のショート等によ
り過電流が流れて種々の素子を破壊するのを防止するた
め、過電流防止の保護回路が設けられている。更に、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの構造について説明すると、上述の
電圧変換機能を有するモジュールが複数個密閉したケー
スの内部に並列接続して実装される。ケースは熱伝導率
の良いアルミ合金等の材料で作られ、且つ多数の放熱フ
ィンが形成されており、ケース内の内部素子の発熱をケ
ースの部分で自然空冷したり、または出力を強制的に停
止して温度管理するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＤＣ−ＤＣコンバータの構成にあっては、常に定格
の直流電圧に変換する。また、電流に関しては過電流の
保護回路の制限電流値により定格出力電流以下に制限さ
れ、ケース側に自然空冷の放熱対策が施されているが、
これのみでは内部素子の温度管理が不充分なことがあ
る。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側には車両の電
装品としてラジオ、ヘッドライト、ワイパ、エアコン、
各種システムの電源等が接続しており、これらの電装品
が同時に多数使用される場合は、定格出力電流付近の電
流が連続して流れる。このとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ
は稼動率が大きくなって、その内部素子の発熱量が出力
電流に応じて増大するが、ケース側の放熱効率は一定で
あることから、ケース内部温度と共に内部素子温度が上
昇することになる。特に、ＤＣ−ＤＣコンバータが車両
の外に搭載される場合は、ケースの放熱効率が外気温の
影響を多くうけ、外気温が高い状況では内部素子の温度
上昇が一層増大する。ここで、内部素子の使用温度は予
め決まっているため、上述の場合に内部素子の温度が使
用温度以上に上昇して破損することがある。このことか
ら、車両に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータでは、外気
温の影響、電力消費の増大を考慮して、更に確実に内部
素子温度を管理する対策が要求される。
来のＤＣ−ＤＣコンバータの構成にあっては、常に定格
の直流電圧に変換する。また、電流に関しては過電流の
保護回路の制限電流値により定格出力電流以下に制限さ
れ、ケース側に自然空冷の放熱対策が施されているが、
これのみでは内部素子の温度管理が不充分なことがあ
る。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側には車両の電
装品としてラジオ、ヘッドライト、ワイパ、エアコン、
各種システムの電源等が接続しており、これらの電装品
が同時に多数使用される場合は、定格出力電流付近の電
流が連続して流れる。このとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ
は稼動率が大きくなって、その内部素子の発熱量が出力
電流に応じて増大するが、ケース側の放熱効率は一定で
あることから、ケース内部温度と共に内部素子温度が上
昇することになる。特に、ＤＣ−ＤＣコンバータが車両
の外に搭載される場合は、ケースの放熱効率が外気温の
影響を多くうけ、外気温が高い状況では内部素子の温度
上昇が一層増大する。ここで、内部素子の使用温度は予
め決まっているため、上述の場合に内部素子の温度が使
用温度以上に上昇して破損することがある。このことか
ら、車両に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータでは、外気
温の影響、電力消費の増大を考慮して、更に確実に内部
素子温度を管理する対策が要求される。
【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであってその目的は、密閉したケース内部に実
装されるモジュールの内部素子の温度上昇を、出力電流
制御により強制的に抑えて確実に温度管理することが可
能なＤＣ−ＤＣコンバータを提供することにある。
れたものであってその目的は、密閉したケース内部に実
装されるモジュールの内部素子の温度上昇を、出力電流
制御により強制的に抑えて確実に温度管理することが可
能なＤＣ−ＤＣコンバータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータにおいてスイッ
チング方式の手段により入力する直流電圧を所定の直流
電圧に変換し、過電流検知回路で基準電圧と負荷電流に
よる比較電圧とを比較して過電流を検知し、所定の定格
出力電流に制限するように構成されるモジュールで、内
部素子温度を検知する温度スイッチを有し、過電流検知
回路に温度スイッチの信号で一時的に比較電圧を増大変
化する電流低下回路を付加することを主要な特徴とす
る。そして、内部素子温度の上昇時には、温度スイッチ
により電流低下回路を作動して過電流検知回路の比較電
圧を増大し、これに伴い負荷電流を一時的に強制低下し
て、内部素子の自己発熱と共に温度上昇を確実に抑える
ことを可能にする。
め、この発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータにおいてスイッ
チング方式の手段により入力する直流電圧を所定の直流
電圧に変換し、過電流検知回路で基準電圧と負荷電流に
よる比較電圧とを比較して過電流を検知し、所定の定格
出力電流に制限するように構成されるモジュールで、内
部素子温度を検知する温度スイッチを有し、過電流検知
回路に温度スイッチの信号で一時的に比較電圧を増大変
化する電流低下回路を付加することを主要な特徴とす
る。そして、内部素子温度の上昇時には、温度スイッチ
により電流低下回路を作動して過電流検知回路の比較電
圧を増大し、これに伴い負荷電流を一時的に強制低下し
て、内部素子の自己発熱と共に温度上昇を確実に抑える
ことを可能にする。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの原理と、
リターダ付ディーゼルエンジンに適応した実施例を示す
構成図である。先ず、ディーゼルエンジンのリターダ制
御装置のシステムについて説明すると、ディーゼルエン
ジン１の駆動系のフライホイール２に電動機及び発電機
として作動する誘導機11が装着され、フライホイール２
がクラッチ３を介して変速機４以降に連結されている。
リターダ制御装置10は誘導機11がインバータ回路12を介
してバッテリ13に電力制御可能に接続され、制御回路14
の電動モード信号によりインバータ回路12で誘導機11に
バッテリ電源を供給し且つ進んだ回転磁界を生じ、電動
機として作動して補助加速する。また、発電モード信号
によりインバータ回路12で誘導機11に遅れた回転磁界を
生じ、発電機として作動して電気制動し、このとき生じ
た電気エネルギを回生してバッテリ13に充電するように
構成される。
する。図１は本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの原理と、
リターダ付ディーゼルエンジンに適応した実施例を示す
構成図である。先ず、ディーゼルエンジンのリターダ制
御装置のシステムについて説明すると、ディーゼルエン
ジン１の駆動系のフライホイール２に電動機及び発電機
として作動する誘導機11が装着され、フライホイール２
がクラッチ３を介して変速機４以降に連結されている。
リターダ制御装置10は誘導機11がインバータ回路12を介
してバッテリ13に電力制御可能に接続され、制御回路14
の電動モード信号によりインバータ回路12で誘導機11に
バッテリ電源を供給し且つ進んだ回転磁界を生じ、電動
機として作動して補助加速する。また、発電モード信号
によりインバータ回路12で誘導機11に遅れた回転磁界を
生じ、発電機として作動して電気制動し、このとき生じ
た電気エネルギを回生してバッテリ13に充電するように
構成される。
【０００８】次に、上記バッテリ13の直流電源による各
種電装品の給電システムについて説明すると、バッテリ
13にＤＣ−ＤＣコンバータ20が接続される。このＤＣ−
ＤＣコンバータ20の正の出力側が時計５、タコメータ６
に接続され、更にキースイッチ７のＡＣＣ位置でオンす
るスイッチ８を介してラジオ、ヘッドライト、ワイパ、
エアコン等の電装品15に接続されている。ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ20は車両の外に搭載されるものであり、密閉し
たケース20b の内部に複数個のモジュール20aが並列接
続して実装される。ケースは熱伝導率の良い材料で作ら
れ、多数の放熱フィン20c を有して自然空冷することが
可能になっている。
種電装品の給電システムについて説明すると、バッテリ
13にＤＣ−ＤＣコンバータ20が接続される。このＤＣ−
ＤＣコンバータ20の正の出力側が時計５、タコメータ６
に接続され、更にキースイッチ７のＡＣＣ位置でオンす
るスイッチ８を介してラジオ、ヘッドライト、ワイパ、
エアコン等の電装品15に接続されている。ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ20は車両の外に搭載されるものであり、密閉し
たケース20b の内部に複数個のモジュール20aが並列接
続して実装される。ケースは熱伝導率の良い材料で作ら
れ、多数の放熱フィン20c を有して自然空冷することが
可能になっている。
【０００９】１つのモジュール20a について説明する
と、モジュール20a はバッテリ13と接続されるスイッチ
ング回路21を有し、このスイッチング回路21が電源トラ
ンス22、整流回路23、フィルタ回路24に接続され、バッ
テリ13の直流電圧をスイッチング方式で所定の直流電圧
に変換して出力するようになっている。出力側には電圧
検知回路25が接続されて出力電圧と定格の基準電圧との
偏差を求め、この偏差に応じて制御回路26によりスイッ
チング回路21のスイッチング周波数を調整する。また、
基準電圧回路28、比較電圧回路29、両電圧を比較するオ
ペアンプ30を有する過電流検知回路27が接続されて、基
準電圧に対し所定の抵抗の負荷電流による比較電圧を比
較し、負荷電流が定格出力電流以上に増大すると、オペ
アンプ30から制御回路26に制限信号を出力して電流制限
するようにフィードバック制御するようになっている。
そして、この過電流検知回路27の比較電圧回路28には電
流低下回路31が、比較電圧にバイアス電圧を加算して増
大変化するように接続される。一方、ケース20b の内部
には内部素子温度Ｔを検知する温度スイッチ32が設けら
れ、このスイッチ信号で電流低下回路31を作動するよう
になっている。
と、モジュール20a はバッテリ13と接続されるスイッチ
ング回路21を有し、このスイッチング回路21が電源トラ
ンス22、整流回路23、フィルタ回路24に接続され、バッ
テリ13の直流電圧をスイッチング方式で所定の直流電圧
に変換して出力するようになっている。出力側には電圧
検知回路25が接続されて出力電圧と定格の基準電圧との
偏差を求め、この偏差に応じて制御回路26によりスイッ
チング回路21のスイッチング周波数を調整する。また、
基準電圧回路28、比較電圧回路29、両電圧を比較するオ
ペアンプ30を有する過電流検知回路27が接続されて、基
準電圧に対し所定の抵抗の負荷電流による比較電圧を比
較し、負荷電流が定格出力電流以上に増大すると、オペ
アンプ30から制御回路26に制限信号を出力して電流制限
するようにフィードバック制御するようになっている。
そして、この過電流検知回路27の比較電圧回路28には電
流低下回路31が、比較電圧にバイアス電圧を加算して増
大変化するように接続される。一方、ケース20b の内部
には内部素子温度Ｔを検知する温度スイッチ32が設けら
れ、このスイッチ信号で電流低下回路31を作動するよう
になっている。
【００１０】次いで、この実施例の動作について説明す
る。車両走行時の定常走行、制動時にはリターダ制御装
置10が発電モードで制御され、ディーゼルエンジン１の
駆動系の誘導機11で生じる電気エネルギを回生してバッ
テリ13に充電される。そして、このバッテリ13の電源
は、加速時にリターダ制御装置10が電動モードで制御さ
れると誘導機11に給電され、補助加速に使用される。ま
た、バッテリ13の直流高電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ20
のモジュール20a のスイッチング回路21で高周波入力に
変換され、電源トランス22で所定の電圧に変換され、整
流回路23で整流され、フィルタ回路24で平滑化して所定
の低い直流電圧に変換される。このとき、出力電圧が定
電圧制御され、過電流検知で電流制限されるのであり、
こうして定格の電圧と電流が出力する。そして、この定
格電圧が時計５、タコメータ６、各種電装品15に印加
し、その負荷に応じた電流が流れて正常に給電され、上
記バッテリ電源が低電圧仕様の電装品15等にも使用され
る。一方、このようにＤＣ−ＤＣコンバータ20が作動し
て電装品15等に給電する際に、ケース20b 内部では温度
スイッチ32により内部素子温度Ｔが検知される。そし
て、内部素子温度Ｔの低い場合は、温度スイッチ32がオ
フしてモジュール20a の過電流検知回路27の比較電圧が
通常の負荷電流により設定され、これにより負荷電流は
定格出力電流まで増大することが可能になる。これに対
し、内部素子温度Ｔが上昇すると、温度スイッチ32がオ
ンして電流低下回路31により比較電圧にバイアス電圧が
加算されることになり、このため過電流検知の基準電圧
との差が減少して負荷電流の増大範囲が制限される。そ
こで、大きい負荷電流が流れて多くの電装品15に給電し
ている状況では、直ちに過電流検知により電流制限され
て負荷電流が強制的に低下され、これに伴い内部素子の
自己発熱と共に温度上昇が抑えられ、内部素子の破損が
防止されることになる。
る。車両走行時の定常走行、制動時にはリターダ制御装
置10が発電モードで制御され、ディーゼルエンジン１の
駆動系の誘導機11で生じる電気エネルギを回生してバッ
テリ13に充電される。そして、このバッテリ13の電源
は、加速時にリターダ制御装置10が電動モードで制御さ
れると誘導機11に給電され、補助加速に使用される。ま
た、バッテリ13の直流高電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ20
のモジュール20a のスイッチング回路21で高周波入力に
変換され、電源トランス22で所定の電圧に変換され、整
流回路23で整流され、フィルタ回路24で平滑化して所定
の低い直流電圧に変換される。このとき、出力電圧が定
電圧制御され、過電流検知で電流制限されるのであり、
こうして定格の電圧と電流が出力する。そして、この定
格電圧が時計５、タコメータ６、各種電装品15に印加
し、その負荷に応じた電流が流れて正常に給電され、上
記バッテリ電源が低電圧仕様の電装品15等にも使用され
る。一方、このようにＤＣ−ＤＣコンバータ20が作動し
て電装品15等に給電する際に、ケース20b 内部では温度
スイッチ32により内部素子温度Ｔが検知される。そし
て、内部素子温度Ｔの低い場合は、温度スイッチ32がオ
フしてモジュール20a の過電流検知回路27の比較電圧が
通常の負荷電流により設定され、これにより負荷電流は
定格出力電流まで増大することが可能になる。これに対
し、内部素子温度Ｔが上昇すると、温度スイッチ32がオ
ンして電流低下回路31により比較電圧にバイアス電圧が
加算されることになり、このため過電流検知の基準電圧
との差が減少して負荷電流の増大範囲が制限される。そ
こで、大きい負荷電流が流れて多くの電装品15に給電し
ている状況では、直ちに過電流検知により電流制限され
て負荷電流が強制的に低下され、これに伴い内部素子の
自己発熱と共に温度上昇が抑えられ、内部素子の破損が
防止されることになる。
【００１１】図２は過電流検知回路27の具体的な実施例
を示す回路図であり、基準電圧回路28として正極結線Ｌ
1 が定電圧源ＶREF1、２つの抵抗Ｒａ，Ｒｂを介して
負極結線Ｌ2 に接続し、両抵抗Ｒａ，Ｒｂの間からオ
ペアンプ30の正相入力に接続する。比較電圧回路29とし
て負極結線Ｌ2 の抵抗Ｒｓがオペアンプ30の逆相入力
に接続する。また、電流低下回路31としてオペアンプ30
の逆相入力の抵抗Ｒｃに並列に抵抗Ｒｆが接続し、この
抵抗ＲｆがＭＯＳトランジスタＱ1 のドレンに接続
し、このＭＯＳトランジスタＱ1 のソースが抵抗Ｒｅ
を介して定電圧源ＶREF2に接続する。ケース内部に装着
される温度スイッチは32は内部素子の使用温度Ｔ0 よ
り少し低く検知温度Ｔ1 が設定され、この検知温度Ｔ
1 に対しヒステリシスを有して少し低く復帰温度Ｔ2
が設定され、これらの温度Ｔ1 ，Ｔ2 で自らオン、
オフするように構成される。そして、この温度スイッチ
32が定電圧源ＶREF2の電源側の正極結線Ｌ1 との間に
接続し、ＭＯＳトランジスタＱ1 のゲートも定電圧源
ＶREF2に接続して構成される。
を示す回路図であり、基準電圧回路28として正極結線Ｌ
1 が定電圧源ＶREF1、２つの抵抗Ｒａ，Ｒｂを介して
負極結線Ｌ2 に接続し、両抵抗Ｒａ，Ｒｂの間からオ
ペアンプ30の正相入力に接続する。比較電圧回路29とし
て負極結線Ｌ2 の抵抗Ｒｓがオペアンプ30の逆相入力
に接続する。また、電流低下回路31としてオペアンプ30
の逆相入力の抵抗Ｒｃに並列に抵抗Ｒｆが接続し、この
抵抗ＲｆがＭＯＳトランジスタＱ1 のドレンに接続
し、このＭＯＳトランジスタＱ1 のソースが抵抗Ｒｅ
を介して定電圧源ＶREF2に接続する。ケース内部に装着
される温度スイッチは32は内部素子の使用温度Ｔ0 よ
り少し低く検知温度Ｔ1 が設定され、この検知温度Ｔ
1 に対しヒステリシスを有して少し低く復帰温度Ｔ2
が設定され、これらの温度Ｔ1 ，Ｔ2 で自らオン、
オフするように構成される。そして、この温度スイッチ
32が定電圧源ＶREF2の電源側の正極結線Ｌ1 との間に
接続し、ＭＯＳトランジスタＱ1 のゲートも定電圧源
ＶREF2に接続して構成される。
【００１２】この実施例により、オペアンプ30の正相入
力の基準電圧Ｖa は定電圧源ＶRE F1、抵抗Ｒａ，Ｒｂ
により設定され、 Ｖa ＝ＶREF1・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ） で表わされる。そこで、通常の内部素子温度Ｔが検知温
度Ｔ1 または復帰温度Ｔ2 以下の低い場合は、温度
スイッチ32がオフしてＭＯＳトランジスタＱ1 もオフ
し、電流低下回路31が非通電される。このため、オペア
ンプ30の逆相入力の比較電圧Ｖbは比較電圧回路29の抵
抗Ｒｓと負荷電流Ｉにより設定されて、 Ｖb ＝Ｒｓ・Ｉ で表わされ、これらを図示すると図３のようになる。従
って、負荷電流Ｉが小さくて、Ｖb ＜Ｖa の場合は
図３の「イ」点にあり、負荷電流Ｉと共に比較電圧Ｖb
が増大して基準電圧Ｖa 以上になると、過電流検知
されてオペアンプ30によりＶb ＝Ｖa に制限され、
この場合の負荷電流Ｉは「ハ」点の定格出力電流ＩK1と
なる。一方、内部素子温度Ｔが検知温度Ｔ1 以上に上
昇して温度スイッチ32がオンすると、定電圧源ＶREF2に
電源供給されてＭＯＳトランジスタＱ1 がオンし、電
流低下回路31の抵抗Ｒｅ，Ｒｆが通電する。このため、
定電圧源ＶREF2、抵抗Ｒｅ，抵抗ＲｃとＲｆの合成抵抗
Ｒｇによりバイアス電圧Ｖcが、以下のように設定され
る。 Ｖc ＝ＶREF2・Ｒｇ／（Ｒｇ＋Ｒｅ） そして、このバイアス電圧Ｖc が比較電圧Ｖb に加
算されることで、全体の比較電圧Ｖb3は以下のように増
大する。 Ｖb3＝Ｖb ＋Ｖc 従って、この場合は基準電圧Ｖa に対して比較電圧Ｖ
b3が比較され、図３の「ロ」点の負荷電流ＩK3で、
「ニ」点のようにＶb3＝Ｖa の条件が成立して過電流
検知され、この負荷電流ＩK3に電流制限される。
力の基準電圧Ｖa は定電圧源ＶRE F1、抵抗Ｒａ，Ｒｂ
により設定され、 Ｖa ＝ＶREF1・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ） で表わされる。そこで、通常の内部素子温度Ｔが検知温
度Ｔ1 または復帰温度Ｔ2 以下の低い場合は、温度
スイッチ32がオフしてＭＯＳトランジスタＱ1 もオフ
し、電流低下回路31が非通電される。このため、オペア
ンプ30の逆相入力の比較電圧Ｖbは比較電圧回路29の抵
抗Ｒｓと負荷電流Ｉにより設定されて、 Ｖb ＝Ｒｓ・Ｉ で表わされ、これらを図示すると図３のようになる。従
って、負荷電流Ｉが小さくて、Ｖb ＜Ｖa の場合は
図３の「イ」点にあり、負荷電流Ｉと共に比較電圧Ｖb
が増大して基準電圧Ｖa 以上になると、過電流検知
されてオペアンプ30によりＶb ＝Ｖa に制限され、
この場合の負荷電流Ｉは「ハ」点の定格出力電流ＩK1と
なる。一方、内部素子温度Ｔが検知温度Ｔ1 以上に上
昇して温度スイッチ32がオンすると、定電圧源ＶREF2に
電源供給されてＭＯＳトランジスタＱ1 がオンし、電
流低下回路31の抵抗Ｒｅ，Ｒｆが通電する。このため、
定電圧源ＶREF2、抵抗Ｒｅ，抵抗ＲｃとＲｆの合成抵抗
Ｒｇによりバイアス電圧Ｖcが、以下のように設定され
る。 Ｖc ＝ＶREF2・Ｒｇ／（Ｒｇ＋Ｒｅ） そして、このバイアス電圧Ｖc が比較電圧Ｖb に加
算されることで、全体の比較電圧Ｖb3は以下のように増
大する。 Ｖb3＝Ｖb ＋Ｖc 従って、この場合は基準電圧Ｖa に対して比較電圧Ｖ
b3が比較され、図３の「ロ」点の負荷電流ＩK3で、
「ニ」点のようにＶb3＝Ｖa の条件が成立して過電流
検知され、この負荷電流ＩK3に電流制限される。
【００１３】図４は温度スイッチ32による内部素子の温
度制御を示すタイムチャートの図である。キースイッチ
７のオフ時は内部素子温度Ｔは外気温Ｔ3 より若干高
い状態にあり、ｔ１でキースイッチ７をオンすると、モ
ジュール20a から電装品15等に給電が開始し、その負荷
状態に応じモジュール20a が稼動して負荷電流Ｉが流
れ、内部素子温度Ｔも徐々に上昇する。この場合に、電
装品15の負荷が軽くて負荷電流Ｉが小さいと、内部素子
の発熱も少ないためケース20b 側の自然空冷により充分
に放熱される。一方、負荷電流Ｉが増大したりまたは外
気温Ｔ3 が高い条件になると、上記自然空冷のみでは
放熱が不足し、ｔ２で内部素子温度Ｔがその使用温度Ｔ
0 より低い温度スイッチ32の検知温度Ｔ1 に達して
検知されると、上述のように強制的に負荷電流Ｉが低下
されるため、内部素子温度Ｔは徐々に低下する。そし
て、ｔ３で復帰温度Ｔ2 に達すると、温度スイッチ32
のオフにより負荷電流Ｉは元に復帰して増大し、これに
伴い内部素子温度Ｔは再び上昇するようになる。こうし
て、負荷電流Ｉの復帰と強制低下が繰り返されて、内部
素子温度Ｔはその使用温度Ｔ0 より低い温度スイッチ
32の検知温度Ｔ1 付近に略一定制御される。
度制御を示すタイムチャートの図である。キースイッチ
７のオフ時は内部素子温度Ｔは外気温Ｔ3 より若干高
い状態にあり、ｔ１でキースイッチ７をオンすると、モ
ジュール20a から電装品15等に給電が開始し、その負荷
状態に応じモジュール20a が稼動して負荷電流Ｉが流
れ、内部素子温度Ｔも徐々に上昇する。この場合に、電
装品15の負荷が軽くて負荷電流Ｉが小さいと、内部素子
の発熱も少ないためケース20b 側の自然空冷により充分
に放熱される。一方、負荷電流Ｉが増大したりまたは外
気温Ｔ3 が高い条件になると、上記自然空冷のみでは
放熱が不足し、ｔ２で内部素子温度Ｔがその使用温度Ｔ
0 より低い温度スイッチ32の検知温度Ｔ1 に達して
検知されると、上述のように強制的に負荷電流Ｉが低下
されるため、内部素子温度Ｔは徐々に低下する。そし
て、ｔ３で復帰温度Ｔ2 に達すると、温度スイッチ32
のオフにより負荷電流Ｉは元に復帰して増大し、これに
伴い内部素子温度Ｔは再び上昇するようになる。こうし
て、負荷電流Ｉの復帰と強制低下が繰り返されて、内部
素子温度Ｔはその使用温度Ｔ0 より低い温度スイッチ
32の検知温度Ｔ1 付近に略一定制御される。
【００１４】図５はケース内部に３個の温度スイッチを
配置する場合の実施例であり、３個の温度スイッチ32a,
32b,32c がケース内部の温度の高い３箇所に分散して配
置され、各温度スイッチ32a,32b,32c が並列して接続さ
れる。これにより、ケースの一部に泥等が付着して放熱
が局部的に悪化した場合も、いずれかの温度スイッチ32
a,32b または32c により正確に内部素子温度を検知する
ことが可能になる。
配置する場合の実施例であり、３個の温度スイッチ32a,
32b,32c がケース内部の温度の高い３箇所に分散して配
置され、各温度スイッチ32a,32b,32c が並列して接続さ
れる。これにより、ケースの一部に泥等が付着して放熱
が局部的に悪化した場合も、いずれかの温度スイッチ32
a,32b または32c により正確に内部素子温度を検知する
ことが可能になる。
【００１５】以上、本発明の実施例について説明した
が、電流低下回路は実施例のみに限定されない。ＤＣ−
ＤＣコンバータは実施例以外の全ての用途に適応できる
ことは勿論である。
が、電流低下回路は実施例のみに限定されない。ＤＣ−
ＤＣコンバータは実施例以外の全ての用途に適応できる
ことは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明はＤＣ−
ＤＣコンバータのモジュールにおいて、ケース内部に内
部素子温度を検知する温度スイッチが装着され、この温
度スイッチにより内部素子温度の上昇時には負荷電流を
強制的に低下する電流低下回路が付加されているので、
負荷電流や外気温の増大に対し内部素子温度は、常にそ
の使用温度以下に制御されて適確に温度管理することが
可能になり、これにより内部素子の破損等を確実に防止
できる。電流低下回路は過電流検知して保護する回路を
利用して、その比較電圧を増大変化するように構成され
るので、構造が簡素化し、電流低下、温度管理の設定自
由度も大きい。温度検知の精度は、温度スイッチの分散
配置により容易に向上できる。実施例のようにディーゼ
ルエンジンの車両の外にＤＣ−ＤＣコンバータを搭載し
て電装品等の負荷に適応すると、外気温の影響、負荷の
変動が大きいため、特に有効である。
ＤＣコンバータのモジュールにおいて、ケース内部に内
部素子温度を検知する温度スイッチが装着され、この温
度スイッチにより内部素子温度の上昇時には負荷電流を
強制的に低下する電流低下回路が付加されているので、
負荷電流や外気温の増大に対し内部素子温度は、常にそ
の使用温度以下に制御されて適確に温度管理することが
可能になり、これにより内部素子の破損等を確実に防止
できる。電流低下回路は過電流検知して保護する回路を
利用して、その比較電圧を増大変化するように構成され
るので、構造が簡素化し、電流低下、温度管理の設定自
由度も大きい。温度検知の精度は、温度スイッチの分散
配置により容易に向上できる。実施例のようにディーゼ
ルエンジンの車両の外にＤＣ−ＤＣコンバータを搭載し
て電装品等の負荷に適応すると、外気温の影響、負荷の
変動が大きいため、特に有効である。
【図１】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの原理を、リタ
ーダ付ディーゼルエンジンに適応した状態で示す構成図
である。
ーダ付ディーゼルエンジンに適応した状態で示す構成図
である。
【図２】過電流検知回路における基準電圧回路、比較電
圧回路、電流低下回路の具体的な実施例を示す回路図で
ある。
圧回路、電流低下回路の具体的な実施例を示す回路図で
ある。
【図３】通常時と内部素子温度上昇時の動作状態を示す
線図である。
線図である。
【図４】温度スイッチによる内部素子温度制御のタイム
チャートを示す図である。
チャートを示す図である。
【図５】３個の温度スイッチの分散、接続状態の回路図
である。
である。
20 ＤＣ−ＤＣコンバータ 20a モジュール 21 スイッチング回路 22 電源トランス 23 整流回路 24 フィルタ回路 27 過電流検知回路 28 基準電圧回路 29 比較電圧回路 30 オペアンプ 31 電流低下回路 32 温度スイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 哲夫 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社日野工場内 (72)発明者 小幡 篤臣 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社日野工場内 (72)発明者 清水 邦敏 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社日野工場内 (72)発明者 大井 修一 群馬県新田郡新田町大字早川字早川３番地 澤藤電機株式会社新田工場内 (72)発明者 藤橋 博 東京都台東区上野４丁目６番７−301 イ ンテグラン株式会社内 (72)発明者 小川 邦晴 東京都台東区上野４丁目６番７−301 イ ンテグラン株式会社内 (72)発明者 熊谷 貞二 東京都台東区上野４丁目６番７−301 イ ンテグラン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 モジュールに入力する直流電圧をスイッ
チング方式で所定の直流電圧に変換する手段、基準電圧
と負荷電流による比較電圧とを比較して過電流を検知
し、所定の定格出力電流に制限する過電流検知回路を備
えるＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、内部素子温度を検
知する温度スイッチを有し、上記過電流検知回路にこの
温度スイッチの信号で一時的に比較電圧を増大変化する
電流低下回路を付加することを特徴とするＤＣ−ＤＣコ
ンバータ。 - 【請求項２】 上記電流低下回路は、比較電圧回路の負
荷電流により比較電圧を生じる回路に、バイアス電圧を
生じる抵抗と、温度スイッチの動作によりオンして通電
するパワートランジスタと、電源側の定電圧源とを直列
に接続して構成することを特徴とする請求項１記載のＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ。 - 【請求項３】 上記温度スイッチは複数個ケース内部に
分散して配置し、それぞれ並列接続することを特徴とす
る請求項１記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。 - 【請求項４】 上記モジュールの入力側はリターダ付デ
ィーゼルエンジンのリターダ制御装置におけるバッテリ
に接続し、出力側を各種電装品に接続して回路構成する
ことを特徴とする請求項１記載のＤＣ−ＤＣコンバー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3102158A JP2769049B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3102158A JP2769049B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284737A true JPH05284737A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2769049B2 JP2769049B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=14319924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3102158A Expired - Fee Related JP2769049B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2769049B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056581A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electromagnetic apparatus drive apparatus |
| JP2010193695A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-09-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置およびそのファン故障検出方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01109288U (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-24 |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP3102158A patent/JP2769049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01109288U (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-24 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056581A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electromagnetic apparatus drive apparatus |
| US7042692B2 (en) | 2001-12-26 | 2006-05-09 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electromagnetic apparatus drive apparatus |
| JP2010193695A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-09-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置およびそのファン故障検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2769049B2 (ja) | 1998-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |