JPH10304580A - Power supply - Google Patents
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- JPH10304580A JPH10304580A JP9123074A JP12307497A JPH10304580A JP H10304580 A JPH10304580 A JP H10304580A JP 9123074 A JP9123074 A JP 9123074A JP 12307497 A JP12307497 A JP 12307497A JP H10304580 A JPH10304580 A JP H10304580A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源装置の負荷側の絶縁不良による漏れ電流
でケーシング等が電気腐食を生じないようにすることで
ある。
【解決手段】 入力側のスイッチング部12により給電
手段11から、インダクター131を有するエネルギー
蓄積回路13に断続的に通電し、導通時に蓄積されたエ
ネルギーを遮断時に被給電手段15に出力する電源装置
において、エネルギー蓄積回路13の出力端13bと被
給電手段15の入力端15a間の導通と遮断とを切り替
える出力側のスイッチング部14を設け、制御手段16
により入力側および出力側のスイッチング部12,14
を、一方がオンのとき他方がオフとなるように作動せし
め、常にエネルギー蓄積回路13の入力側と出力側とを
絶縁せしめて、ケーシング等を一部とする閉回路が形成
されないようにする。
(57) [Problem] To prevent electric corrosion of a casing or the like due to leakage current due to insulation failure on the load side of a power supply device. A power supply device in which an input-side switching unit (12) intermittently supplies current from an electric power supply unit (11) to an energy storage circuit (13) having an inductor (131) and outputs energy stored during conduction to a power supply unit (15) when shut off. An output-side switching unit 14 for switching between conduction and interruption between an output terminal 13b of the energy storage circuit 13 and an input terminal 15a of the power-supplied unit 15;
The input and output switching units 12, 14
Is operated such that when one is on, the other is off, and the input side and the output side of the energy storage circuit 13 are always insulated so that a closed circuit including a casing or the like as a part is not formed.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は入力電力を交流直流
変換等して出力する電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for converting input power into AC and DC and outputting the converted power.
【0002】[0002]
【従来の技術】電源には、インダクター、コンデンサ等
のエネルギー蓄積素子にエネルギーを蓄積するエネルギ
ー蓄積回路を形成し、これに入力する電圧を断続して通
電時にエネルギー蓄積素子にエネルギーを保持せしめ、
遮断時に出力せしめるようになしたものがあり、入力す
る電気エネルギーを交流から直流に変換したり、出力さ
れる電圧や電流を制御している。トランスのような重量
部品を用いないので、例えば実開昭58−34543号
公報等に記載されているように電気自動車のバッテリの
充電装置にも広く適用されている。2. Description of the Related Art An energy storage circuit for storing energy in an energy storage element such as an inductor or a capacitor is formed in a power supply, and a voltage input to the energy storage circuit is intermittently held so that the energy storage element retains energy when energized.
Some devices are designed to output the power when the power is turned off, and convert input electric energy from AC to DC and control output voltage and current. Since a heavy component such as a transformer is not used, it is widely applied to a battery charger for an electric vehicle as described in, for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 58-34543.
【0003】かかる電源装置ではエネルギー蓄積回路に
給電する入力電源は通常、いずれかの極がアースされて
おり、負荷となる装置のケーシングやバッテリが搭載さ
れる車両のシャーシも感電防止のためアースされてい
る。In such a power supply device, an input power supply for supplying power to the energy storage circuit is usually grounded at one of its poles, and a casing of a device serving as a load and a chassis of a vehicle on which a battery is mounted are also grounded to prevent electric shock. ing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで近年、負荷装
置も小型化が進みケーシング内の部品の実装密度は極め
て高くなっている。また電気自動車のバッテリ充電装置
のように振動や塵埃等、過酷な環境下での使用を余儀な
くされるものもある。このため部品とケーシング等間で
絶縁劣化が生じるおそれがある。上記実開昭58−34
543号公報記載の電気自動車用充電装置等のように、
エネルギー蓄積回路の入力側と出力側とが絶縁されてい
ない回路では、バッテリ等の負荷の一方の極とケーシン
グ等間の絶縁不良を生じた場合、負荷、ケーシング等、
アース、入力電源、エネルギー蓄積回路を介して負荷に
戻る閉回路が形成され、ケーシング等に電気腐食が生じ
るおそれがある。In recent years, the size of load devices has been reduced, and the mounting density of components in a casing has become extremely high. In addition, there is a device such as a battery charging device for an electric vehicle which must be used in a severe environment such as vibration and dust. For this reason, there is a possibility that insulation deterioration occurs between the component and the casing or the like. 58-34
As in the charging device for electric vehicles described in JP-A-543,
In a circuit in which the input side and the output side of the energy storage circuit are not insulated, when insulation failure occurs between one pole of a load such as a battery and a casing, the load, the casing, etc.
A closed circuit that returns to the load via the ground, the input power supply, and the energy storage circuit is formed, and there is a possibility that electric corrosion may occur in the casing and the like.
【0005】そこで本発明は、漏れ電流によるケーシン
グ等の電気腐食を防止する電源装置を提供することを目
的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply device for preventing electric corrosion of a casing or the like due to leakage current.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、エネルギー蓄積素子にエネルギーを蓄積するエネル
ギー蓄積回路の入力端と給電手段の出力端間の導通と遮
断とを切り替える入力側のスイッチング手段を給電手段
の各出力端ごとに設け、かつエネルギー蓄積回路の出力
端と被給電手段の入力端間の導通と遮断とを切り替える
出力側のスイッチング手段を被給電手段の各入力端ごと
に設ける。上記入力側のスイッチング手段と出力側のス
イッチング手段とを、一方がオンのとき他方がオフとな
るように作動せしめる制御手段を設ける。According to the present invention, an input-side switching means for switching between conduction and cutoff between an input end of an energy storage circuit for storing energy in an energy storage element and an output end of a power supply means. Is provided for each output terminal of the power supply means, and output-side switching means for switching between conduction and cutoff between the output terminal of the energy storage circuit and the input terminal of the power supply means is provided for each input terminal of the power supply means. There is provided control means for operating the input-side switching means and the output-side switching means such that when one is on, the other is off.
【0007】エネルギー蓄積回路は、入力側のスイッチ
ング手段により給電手段から電圧が断続的に印加され、
通電時にエネルギー蓄積素子にエネルギーを蓄積し、こ
れを遮断時に被給電手段に出力する。入力側のスイッチ
ング手段、出力側のスイッチング手段のいずれかがオフ
しているから、給電手段とエネルギー蓄積回路間または
被給電手段とエネルギー蓄積回路間は、実質的に常に絶
縁されていることになる。したがって被給電手段がその
ケーシング等との間に絶縁不良を生じても、ケーシング
等からアースを経て給電手段に到り給電手段からエネル
ギー蓄積回路を介して再び被給電手段に還る閉回路は形
成されず、ケーシング等において電気腐食は生じない。In the energy storage circuit, the voltage is intermittently applied from the power supply means by the input side switching means,
Energy is stored in the energy storage element at the time of energization, and is output to the power-supplied means at the time of interruption. Since either the input-side switching means or the output-side switching means is off, the power supply means and the energy storage circuit or the power supplied means and the energy storage circuit are substantially always insulated. . Therefore, even if insulation failure occurs between the power-supplied means and its casing or the like, a closed circuit is formed from the casing or the like to the power-supplying means via the ground, returning from the power-supplying means to the power-supplied means via the energy storage circuit. No electrical corrosion occurs in the casing and the like.
【0008】請求項2記載の発明では、上記入力側のス
イッチング手段と出力側のスイッチング手段のうち、一
方がオンからオフに切り替わった後、他方がオフからオ
ンに切り替わるまでの遅れ時間を設けることで、スイッ
チング手段の動作応答遅れ等により入力側のスイッチン
グ手段と出力側のスイッチング手段の両方が同時にオン
することが防止される。According to the second aspect of the present invention, there is provided a delay time between when one of the input-side switching means and the output-side switching means is switched from on to off and the other is switched from off to on. This prevents both the input-side switching means and the output-side switching means from being simultaneously turned on due to an operation response delay of the switching means.
【0009】請求項3記載の発明では、交流を直流に変
換する電源を、上記エネルギー蓄積回路がエネルギー蓄
積素子からの出力電流を整流する整流回路を有する構成
とする。According to a third aspect of the present invention, the power supply for converting AC to DC has a configuration in which the energy storage circuit has a rectifier circuit for rectifying an output current from the energy storage element.
【0010】もし万一エネルギー蓄積素子の一部が絶縁
劣化を起こしエネルギー蓄積素子が電源装置のケーシン
グ等を介してアースと導通し、エネルギー蓄積素子から
アース、交流電源を経て再びエネルギー蓄積素子に還流
する閉回路が形成されても、上記エネルギー蓄積素子に
は交流をスイッチングした電圧が印加されているから上
記ケーシング等に流れる漏れ電流も交流がスイッチング
されたものとなり、その直流成分は回路の非対称性より
生ずるごく微弱なものとなる。しかして上記ケーシング
等は漏れ電流による電気腐食が防止される。If any part of the energy storage element is deteriorated in insulation, the energy storage element is electrically connected to the ground via the casing of the power supply device, and is returned to the energy storage element via the ground and the AC power supply. Even if a closed circuit is formed, the alternating current is applied to the energy storage element, so that the leakage current flowing through the casing or the like is also the one obtained by switching the alternating current, and the direct current component is the asymmetry of the circuit. It will be very weak. Thus, the casing and the like are prevented from being electrically corroded by a leakage current.
【0011】請求項4記載の発明では、上記電源装置
は、直流電力を交流電力に変換するインバータを介して
交流モータの固定子巻線に給電するための充電可能なバ
ッテリを充電する電源装置とする。上記給電手段の出力
端を、交流モータの固定子巻線がインバータと接続され
る接続点と、上記入力側のスイッチング手段を介して接
続し、上記エネルギー蓄積素子は交流モータの固定子巻
線とし、上記整流回路はインバータの帰還用ダイオード
により構成する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power supply device for charging a rechargeable battery for supplying power to a stator winding of an AC motor via an inverter for converting DC power to AC power. I do. The output end of the power supply means is connected to a connection point where the stator winding of the AC motor is connected to the inverter, via the input-side switching means, and the energy storage element is a stator winding of the AC motor. The rectifier circuit is constituted by a feedback diode of an inverter.
【0012】充電時におけるエネルギー蓄積素子および
整流器として交流モータの固定子巻線およびインバータ
の帰還用ダイオードを流用できるから、装置の構成を簡
単にでき、コストが低減する。Since the stator winding of the AC motor and the feedback diode of the inverter can be used as the energy storage element and the rectifier during charging, the configuration of the device can be simplified and the cost can be reduced.
【0013】[0013]
(第1実施形態)図1に本発明の電源装置を示す。電源
装置は充電用のもので、給電手段たる直流電源11と、
その出力を入力とする反転昇降圧型チョッパ回路1aと
を有し、反転昇降圧型チョッパ回路1aから充電対象で
ある被給電手段たるバッテリ15に給電されるようにな
っている。(First Embodiment) FIG. 1 shows a power supply device of the present invention. The power supply device is for charging, and includes a DC power supply 11 serving as a power supply unit;
It has an inverting buck-boost chopper circuit 1a having its output as an input, and power is supplied from the inverting buck-boost chopper circuit 1a to a battery 15 as a power-receiving means to be charged.
【0014】反転昇降圧型チョッパ回路1aはエネルギ
ー蓄積素子たるインダクター131を有するエネルギー
蓄積回路13と、その前段の入力側のスイッチング部1
2とで構成してある。入力側のスイッチング部12は、
直流電源11の出力端11aとエネルギー蓄積回路13
の入力端13a間の導通と遮断とを切り替える入力側の
スイッチング手段たるスイッチング素子121を、直流
電源11の出力端11aごとに設けたもので、スイッチ
ング素子121の導通時に、エネルギー蓄積回路13が
直流電源11からのエネルギーをインダクター131に
蓄積し、スイッチング素子121の遮断時に出力するよ
うになっている。The inverting step-up / step-down chopper circuit 1a includes an energy storage circuit 13 having an inductor 131 as an energy storage element, and an input-side switching section 1 at a preceding stage.
And 2. The switching unit 12 on the input side
Output terminal 11a of DC power supply 11 and energy storage circuit 13
A switching element 121 serving as an input-side switching means for switching between conduction and cutoff between input terminals 13a of the DC power supply 11 is provided for each output terminal 11a. Energy from the power supply 11 is stored in the inductor 131 and output when the switching element 121 is shut off.
【0015】反転昇降圧型チョッパ回路1aの後段に
は、出力側のスイッチング部14が設けてある。出力側
のスイッチング部14はエネルギー蓄積回路13の出力
端13bとバッテリ15の入力端15a間の導通と遮断
とを切り替える出力側のスイッチング手段たるスイッチ
ング素子141を、バッテリ15の各入力端15aごと
に設けたものである。A switching section 14 on the output side is provided downstream of the inverting buck-boost chopper circuit 1a. The output-side switching unit 14 includes a switching element 141 serving as an output-side switching unit that switches between conduction and cutoff between the output terminal 13 b of the energy storage circuit 13 and the input terminal 15 a of the battery 15, for each input terminal 15 a of the battery 15. It is provided.
【0016】制御回路16は入力側および出力側のスイ
ッチング部12,14を制御するもので、入力側のスイ
ッチング部12の両スイッチング素子121のベースに
は共通の制御信号が入力するようになっている。制御信
号は所定の周期のパルス信号で与えられ、スイッチング
素子121がオンオフし、直流電源11からエネルギー
蓄積回路13への給電が断続するようになっている。出
力側のスイッチング部14の両スイッチング素子141
のベースには別の共通の制御信号が入力するようになっ
ている。制御信号は入力側のスイッチング部12に入力
する制御信号とは逆相のパルス信号で、スイッチング素
子141がオンオフし、エネルギー蓄積回路13からバ
ッテリ15への給電が断続するようになっている。The control circuit 16 controls the input-side and output-side switching units 12, 14, and a common control signal is input to the bases of both switching elements 121 of the input-side switching unit 12. I have. The control signal is given as a pulse signal having a predetermined cycle, the switching element 121 is turned on and off, and the power supply from the DC power supply 11 to the energy storage circuit 13 is intermittent. Both switching elements 141 of the switching unit 14 on the output side
Another common control signal is input to the base. The control signal is a pulse signal having a phase opposite to that of the control signal input to the input-side switching unit 12. The switching element 141 is turned on and off, and the power supply from the energy storage circuit 13 to the battery 15 is intermittent.
【0017】上記電源装置の作動を説明する。入力側の
スイッチング部12のスイッチング素子121の通電時
には、直流電源11からのエネルギーがエネルギー蓄積
回路13のインダクター131に蓄積される。蓄積され
たエネルギーは、入力側のスイッチング部12のスイッ
チング素子121の遮断時に、このタイミングにおいて
導通している出力側のスイッチング部14のスイッチン
グ素子141を介してバッテリ15に給電される。The operation of the power supply will be described. When the switching element 121 of the input-side switching unit 12 is energized, energy from the DC power supply 11 is stored in the inductor 131 of the energy storage circuit 13. The stored energy is supplied to the battery 15 via the switching element 141 of the output-side switching unit 14 that is conducting at this timing when the switching element 121 of the input-side switching unit 12 is cut off.
【0018】ところで通常、直流電源11は、一方(例
えば負極)がアースされ、バッテリ15が搭載される装
置もそのケーシング等が安全のためアースされている。
一方入力側のスイッチング部12のスイッチング素子1
21と出力側のスイッチング部14のスイッチング素子
141のいずれかはオフしているから、常にエネルギー
蓄積回路13は、その入力側または出力側が遮断されて
いることになる。しかもスイッチング素子121,14
1は直流電源11の各出力端11a、バッテリ15の各
入力端15aごとに設けられているから、直流電源11
とエネルギー蓄積回路13間またはバッテリ15とエネ
ルギー蓄積回路13間は、実質的に常に絶縁されている
ことになる。したがってバッテリ15の極のいずれが上
記ケーシング等との間に絶縁不良を生じても、バッテリ
15からアース、直流電源11、エネルギー蓄積回路1
3を経て再びバッテリ15に戻る閉回路は形成されな
い。しかして上記ケーシング等に漏れ電流は流れず、上
記ケーシング等の電気腐食は生じない。Normally, one side (for example, the negative electrode) of the DC power supply 11 is grounded, and the casing on which the battery 15 is mounted is also grounded for safety.
On the other hand, the switching element 1 of the switching unit 12 on the input side
Since either 21 or the switching element 141 of the output-side switching unit 14 is off, the input side or the output side of the energy storage circuit 13 is always shut off. Moreover, the switching elements 121 and 14
1 are provided for each output terminal 11a of the DC power supply 11 and each input terminal 15a of the battery 15,
And the energy storage circuit 13 or between the battery 15 and the energy storage circuit 13 is substantially always insulated. Therefore, even if any of the poles of the battery 15 causes insulation failure with the casing or the like, the battery 15, the ground, the DC power supply 11, the energy storage circuit 1
No closed circuit is formed which returns to the battery 15 again via 3. Thus, no leakage current flows through the casing or the like, and no electrical corrosion of the casing or the like occurs.
【0019】なおスイッチング素子121,141の応
答遅れ時間のばらつきにより入力側のスイッチング部1
2と出力側のスイッチング部14とがいずれもオンとな
る期間が生じてしまうのを防止するには、制御信号のデ
ューティ比を調整していずれかもしくは両方のスイッチ
ング部のスイッチング素子のオン期間を短くし、入力側
のスイッチング部と出力側のスイッチング部のうち、一
方がオンからオフに切り替わってから所定の遅れ時間経
過後に、他方がオフからオンに切り替わるように設定
し、両スイッチング部が同時にオフする期間を設けるこ
とで入力側のスイッチング部と出力側のスイッチング部
とがいずれもオンとなることがないようにすることがで
きる。The switching section 1 on the input side depends on the variation in the response delay time of the switching elements 121 and 141.
In order to prevent the occurrence of a period in which both the switching unit 2 and the output-side switching unit 14 are turned on, the duty ratio of the control signal is adjusted to reduce the on-period of the switching element in one or both switching units. It is set so that one of the input-side switching unit and the output-side switching unit switches from off to on after a predetermined delay time has elapsed since one of the switching units switches from on to off. By providing the off period, it is possible to prevent both the input-side switching unit and the output-side switching unit from turning on.
【0020】また両スイッチング部12,14は同一周
波数でオンオフするのではなく、その制御信号のうち、
一方を他方の周波数の整数倍に設定し、図2のように周
波数の低い制御信号で作動するスイッチング部のスイッ
チング素子(図例では入力側のスイッチング部12のス
イッチング素子121)のオン期間を周波数の高い制御
信号で作動するスイッチング部のスイッチング素子(図
例では出力側のスイッチング部14のスイッチング素子
141)のオフ期間よりも短く設定するのでもよい。か
かる設定でも一方のスイッチング部12(14)がオン
のとき他方のスイッチング部14(12)はオフするか
ら、常にエネルギー蓄積回路13は、その入力側が直流
電源11と遮断されているかまたは出力側がバッテリ1
5と遮断される。The switching units 12 and 14 do not turn on and off at the same frequency.
One is set to an integral multiple of the other frequency, and the on-period of the switching element of the switching unit (the switching element 121 of the input-side switching unit 12 in the example shown in FIG. 2) is activated by the low frequency control signal as shown in FIG. May be set to be shorter than the off period of the switching element of the switching unit (the switching element 141 of the switching unit 14 on the output side in the illustrated example) that operates with a high control signal. Even in such a setting, when one of the switching units 12 (14) is on, the other switching unit 14 (12) is off. Therefore, the energy storage circuit 13 always has the input side disconnected from the DC power supply 11 or the output side connected to the battery. 1
Blocked from 5.
【0021】(第2実施形態)図3に本発明の第2の電
源装置を示す。商用電源や発電機等の交流電源によりバ
ッテリを充電するためのもので、図1と実質的に同じ作
動をする要素については同一番号を付し、第1実施形態
との相違点を中心に説明する。本実施形態においては直
流電源に代えて、交流電源111と4ダイオードのブリ
ッジ整流回路112としてあり、降圧型のチョッパ回路
1bに脈流が入力するようになっている。降圧型のチョ
ッパ回路1bはエネルギー蓄積素子たるインダクタ13
2がバッテリ15Aに対して直列に接続されるエネルギ
ー蓄積回路13Aとしてある。かかる構成でもエネルギ
ー蓄積回路13Aの入力側と出力側のいずれかが絶縁さ
れるから、バッテリ15Aの極のいずれが絶縁不良を生
じてもケーシング等において漏れ電流による電気腐食が
生じることはない。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second power supply device of the present invention. Elements for charging a battery with an AC power supply such as a commercial power supply or a generator are denoted by the same reference numerals for elements that operate substantially the same as in FIG. 1, and a description will be given focusing on differences from the first embodiment. I do. In the present embodiment, an AC power supply 111 and a 4-diode bridge rectifier circuit 112 are provided instead of the DC power supply, and a pulsating current is input to the step-down chopper circuit 1b. The step-down chopper circuit 1b includes an inductor 13 serving as an energy storage element.
2 is an energy storage circuit 13A connected in series to the battery 15A. Even in such a configuration, any one of the input side and the output side of the energy storage circuit 13A is insulated, so that even if any of the poles of the battery 15A causes insulation failure, electric corrosion does not occur due to leakage current in the casing or the like.
【0022】(第3実施形態)図4に本発明の電源装置
を適用した電気自動車用バッテリの充電装置を示す。充
電装置は、被給電手段たる電気自動車用のバッテリ21
を充電するもので、電気自動車の動力を生み出す三相の
交流モータの駆動系の回路と一部を共用して構成されて
いる。(Third Embodiment) FIG. 4 shows a battery charger for an electric vehicle to which the power supply device of the present invention is applied. The charging device is a battery 21 for an electric vehicle as a power-supplied means.
It is configured to share a part of the circuit of the drive system of the three-phase AC motor that generates the power of the electric vehicle.
【0023】最初にモータ駆動系としての回路構成につ
いて説明する。モータ駆動部2aは、バッテリ21の直
流電力を交流電力に変換して交流モータの固定子巻線2
2に給電するためのインバータ部23、インバータ部2
3への給電を安定化するためのコンデンサ24を備えて
いる。固定子巻線22はU,V,Wの各相固定子巻線2
2U,22V,22Wが星形接続されたものである。イ
ンバータ部23は、6組の並列接続されたIGBT23
1および還流用のダイオード232とよりなる公知の三
相6アームブリッジ回路である。なおインバータ部23
には、IGBT以外のパワートランジスタも好適に用い
られる。First, a circuit configuration as a motor drive system will be described. The motor drive unit 2a converts the DC power of the battery 21 into AC power, and
Unit 23 for supplying power to the inverter unit 2 and the inverter unit 2
3 is provided with a capacitor 24 for stabilizing the power supply to 3. The stator winding 22 is a U, V, W phase stator winding 2
2U, 22V and 22W are star-connected. The inverter unit 23 includes six sets of IGBTs 23 connected in parallel.
This is a known three-phase six-arm bridge circuit including a 1 and a reflux diode 232. Note that the inverter unit 23
, Power transistors other than IGBTs are also preferably used.
【0024】直列に接続されたIGBT231の接続中
点には固定子巻線22U,22V,22Wの各端点がそ
れぞれ接続されている。IGBT231のゲートには、
制御回路4がIGBT231をオンオフする制御信号を
出力するようになっている。制御回路4は、車両コンピ
ュータ5からアクセル量等に対応した動作指令が出力さ
れ、指令値に応じて各相固定子巻線22U,22V,2
2Wに流す相電流をPWM制御するようになっている。Each end point of the stator windings 22U, 22V and 22W is connected to a connection midpoint of the IGBT 231 connected in series. In the gate of IGBT231,
The control circuit 4 outputs a control signal for turning on and off the IGBT 231. The control circuit 4 outputs an operation command corresponding to the accelerator amount or the like from the vehicle computer 5 and controls the phase stator windings 22U, 22V, 2 according to the command value.
The phase current flowing to 2 W is PWM controlled.
【0025】バッテリ21とモータ駆動部2a間は、直
列接続されたプリチャージ抵抗25と第1のリレー26
ならびにこれらと並列の第2のリレー27で接続されて
いる。第1のリレー26は起動直後には閉じられてお
り、バッテリ21によりプリチャージ抵抗25を介して
コンデンサ24が充電した後、第2のリレー27がオン
しバッテリ21からモータ駆動部2aに直接給電が可能
になる。A precharge resistor 25 and a first relay 26 connected in series are connected between the battery 21 and the motor driver 2a.
In addition, they are connected by a second relay 27 in parallel with them. The first relay 26 is closed immediately after startup, and after the capacitor 21 is charged by the battery 21 via the precharge resistor 25, the second relay 27 is turned on to directly supply power from the battery 21 to the motor drive unit 2a. Becomes possible.
【0026】バッテリ充電系としての回路構成を説明す
る。各相固定子巻線22U,22V,22Wのうち2つ
(図例ではU相固定子巻線22UとW相固定子巻線22
W)は、入力端であるその端点221U,221Wが、
入力側のスイッチング部33、フィルタ回路32を介し
て交流電源31の出力端31a,31bと接続され、交
流電源31から交流電圧が、直列接続された固定子巻線
22U,22Wに印加されるようになっており、インダ
クターとして作動する固定子巻線22U,22Wならび
にコンデンサ24が交流電源31からのエネルギーを蓄
積するエネルギー蓄積素子となる。A circuit configuration as a battery charging system will be described. Two of the phase stator windings 22U, 22V, and 22W (the U-phase stator winding 22U and the W-phase stator winding 22
W) indicates that the end points 221U and 221W which are input terminals are
The AC power supply 31 is connected to the output terminals 31a and 31b of the AC power supply 31 via the input-side switching unit 33 and the filter circuit 32, so that an AC voltage is applied from the AC power supply 31 to the serially connected stator windings 22U and 22W. , And the stator windings 22 </ b> U and 22 </ b> W operating as inductors and the capacitor 24 serve as energy storage elements for storing energy from the AC power supply 31.
【0027】インバータ部23は、バッテリ21充電時
にはIGBT231がオフし固定子巻線22U,22W
と接続された4つの還流用のダイオード232によりブ
リッジ整流回路を形成する。またコンデンサ24はイン
バータ部23の出力の平滑用に用いられる。When the battery 21 is charged, the inverter 23 turns off the IGBT 231 and turns off the stator windings 22U and 22W.
A bridge rectifier circuit is formed by the four reflux diodes 232 connected to. The capacitor 24 is used for smoothing the output of the inverter unit 23.
【0028】直列接続された固定子巻線22U,22W
とインバータ部23とコンデンサ24によりエネルギー
蓄積回路3aが形成される(以下、直列接続された固定
子巻線22U,22W、インバータ部23を、バッテリ
充電系の回路要素として作動する場合には、インダクタ
22U,22W、整流回路23という)。The stator windings 22U, 22W connected in series
, An inverter unit 23 and a capacitor 24 form an energy storage circuit 3a (hereinafter, when the stator windings 22U and 22W connected in series and the inverter unit 23 are operated as circuit elements of a battery charging system, an inductor is used. 22U, 22W, rectifier circuit 23).
【0029】交流電源31は、バッテリ21充電時には
図略の車両のコネクタを介して接続される。また交流電
源31の極のいずれかはアースされ、このコネクタによ
り車両のシャーシが感電防止のため交流電源31と共通
にアースされている。シャーシを介して上記モータの外
囲器等のケーシングがアースされている。The AC power supply 31 is connected via a vehicle connector (not shown) when the battery 21 is charged. One of the poles of the AC power supply 31 is grounded, and the chassis of the vehicle is grounded in common with the AC power supply 31 to prevent electric shock by this connector. A casing such as an envelope of the motor is grounded via a chassis.
【0030】入力側のスイッチング部33は、スイッチ
ング手段たるスイッチング回路331と駆動回路332
とが交流電源31の各出力端31a,31bごとに設け
られる。スイッチング回路331は、逆並列接続された
IGBT3311とダイオード3312とを、直列に2
組接続したもので、IGBT3311はエミッタ同志が
接続され、ダイオード3312はアノード同志が接続さ
れて、IGBT3311同志およびダイオード3312
同志は順方向が逆である。The switching section 33 on the input side includes a switching circuit 331 as a switching means and a driving circuit 332.
Are provided for each of the output terminals 31a and 31b of the AC power supply 31. The switching circuit 331 connects the IGBT 3311 and the diode 3312 connected in anti-parallel to each other in series for two times.
The IGBT 3311 is connected to the emitters, the diode 3312 is connected to the anodes, and the IGBT 3311 is connected to the IGBT 3311 and the diode 3312.
Comrades are in the opposite direction.
【0031】両IGBT3311のゲートに駆動回路3
32がIGBT3311のオンオフを制御する共通の制
御信号を出力するようになっており、両IGBT331
1が一緒にオンオフするようになっている。A drive circuit 3 is connected to the gates of both IGBTs 3311.
32 outputs a common control signal for controlling on / off of the IGBT 3311.
1 are turned on and off together.
【0032】駆動回路332から出力される制御信号
は、制御手段たる制御回路4によって設定される数kか
ら数十kHzのパルス電圧で、両駆動回路332に共通
である。かかる交流電源31に比して周波数の高い制御
信号により、高速で交流電源31の出力端31a,31
bとエネルギー蓄積回路3aの入力端221U,221
W間の導通と遮断とが交互に行われる。各スイッチング
回路331にIGBT3311とダイオード3312と
を逆並列接続したものを直列に2組設けているのは、電
流の向きが交流電源31の周期で変わり、交流電源31
からの電流がいずれの方向に流れていても導通と遮断と
を行えるようにするためである。The control signal output from the drive circuit 332 is a pulse voltage of several kHz to several tens kHz set by the control circuit 4 as a control means, and is common to both drive circuits 332. The output terminals 31a, 31a of the AC power supply 31 are operated at high speed by the control signal having a higher frequency than that of the AC power supply 31.
b and the input terminals 221U and 221 of the energy storage circuit 3a.
Conduction and interruption between W are alternately performed. Each switching circuit 331 is provided with two sets of IGBTs 3311 and diodes 3312 connected in series in an anti-parallel manner.
This is because conduction and interruption can be performed regardless of the direction in which the current flows from.
【0033】フィルタ回路32はインダクタと高周波コ
ンデンサで構成される公知のもので、入力側のスイッチ
ング部33のスイッチング時における電流波形をなめら
かにすることで、交流電源31側へ電流の高調波成分が
漏れないようにするとともに、入力側のスイッチング部
33がオンしたときの突入電流を防止している。The filter circuit 32 is a known circuit composed of an inductor and a high-frequency capacitor. By smoothing the current waveform at the time of switching of the input-side switching section 33, the harmonic component of the current flows to the AC power supply 31 side. This prevents leakage and prevents inrush current when the input-side switching section 33 is turned on.
【0034】整流回路23の後段には出力側のスイッチ
ング部34と第3のリレー35が設けてある。出力側の
スイッチング部34はスイッチング回路341と駆動回
路342とよりなり、スイッチング回路341はバッテ
リ21の入力端21a,21bごとに設けられる。スイ
ッチング回路341はIGBT3411とダイオード3
412とを直列に接続したもので、IGBT3411の
エミッタとダイオード3412のアノードとが接続され
てIGBT3411とダイオード3412とは順方向が
同じである。IGBT3411のゲートに駆動回路34
2がIGBT3411のオンオフを制御する制御信号を
出力するようになっている。A switching section 34 on the output side and a third relay 35 are provided downstream of the rectifier circuit 23. The output-side switching unit 34 includes a switching circuit 341 and a drive circuit 342. The switching circuit 341 is provided for each of the input terminals 21 a and 21 b of the battery 21. The switching circuit 341 includes the IGBT 3411 and the diode 3
412 are connected in series, the emitter of the IGBT 3411 is connected to the anode of the diode 3412, and the forward direction of the IGBT 3411 is the same as that of the diode 3412. The drive circuit 34 is connected to the gate of the IGBT 3411.
2 outputs a control signal for controlling ON / OFF of the IGBT 3411.
【0035】駆動回路342から出力される制御信号は
制御回路4によって設定され、入力側のスイッチング部
33のIGBT3311を制御する制御信号と逆相の信
号であり、バッテリ21の入力端21a,21bとエネ
ルギー蓄積回路3aの出力端23a,23b間の導通と
遮断とが、上記交流電源31とエネルギー蓄積回路3a
間の導通と遮断とは逆相で交互に行われる。The control signal output from the drive circuit 342 is set by the control circuit 4 and has a phase opposite to that of the control signal for controlling the IGBT 3311 of the switching section 33 on the input side, and is connected to the input terminals 21 a and 21 b of the battery 21. The conduction and cutoff between the output terminals 23a and 23b of the energy storage circuit 3a are determined by the AC power supply 31 and the energy storage circuit 3a.
The conduction and the cutoff are alternately performed in opposite phases.
【0036】第3のリレー35はバッテリ21充電時に
オンし、バッテリ21と、インバータ部23の出力を平
滑するコンデンサ24とを接続するようになっている。The third relay 35 is turned on when the battery 21 is charged, and connects the battery 21 and the capacitor 24 for smoothing the output of the inverter 23.
【0037】図5、図6は図4の回路において、交流電
源31、バッテリ21、インバータ部21等を除く回路
部分をユニット化したものである。図7、図8は一部の
部品を組付ける前のものである。図7、図8において、
プレート61には、フィルタ回路32を構成するインダ
クター321および高周波コンデンサ322と、入力側
のスイッチング部33のスイッチング回路331が実装
されたIGBTモジュール331と、出力側のスイッチ
ング部34のスイッチング回路341が実装されたIG
BTモジュール341とが装着されている。プレート6
1にはまた、温度の過昇検出用のサーミスタ71が固定
されている。プレート61はアルミニウムまたは銅製の
高伝熱素材で、IGBTモジュール331,341等の
放熱効果を高めている。FIGS. 5 and 6 show the circuit shown in FIG. 4 except that the AC power supply 31, the battery 21, the inverter 21 and the like are unitized. 7 and 8 show a state before some parts are assembled. 7 and 8,
On the plate 61, an inductor 321 and a high-frequency capacitor 322 constituting the filter circuit 32, an IGBT module 331 on which the switching circuit 331 of the input side switching unit 33 is mounted, and a switching circuit 341 of the output side switching unit 34 are mounted. IG
The BT module 341 is mounted. Plate 6
Further, a thermistor 71 for detecting an excessive rise in temperature is fixed to 1. The plate 61 is a high heat transfer material made of aluminum or copper, and enhances the heat radiation effect of the IGBT modules 331, 341 and the like.
【0038】IGBTモジュール331,341は高伝
熱性グリスを介してプレート61に固定されている。イ
ンダクター321、高周波コンデンサ322はプレート
61に形成した取り付け用の抜き穴に嵌装してあり、そ
の嵌め込み量は図のごとくプレート61の裏面側がこれ
らの突出により凹凸にならない量としてある。The IGBT modules 331 and 341 are fixed to the plate 61 via highly heat-conductive grease. The inductor 321 and the high-frequency capacitor 322 are fitted in mounting holes formed in the plate 61, and the amount of fitting is such that the rear surface of the plate 61 does not become uneven due to these protrusions as shown in the figure.
【0039】プレート61にはまた、IGBTの駆動回
路332,342を実装した2枚の駆動回路基板72
a,72bが取り付けられている。駆動回路基板72
a,72bは互いに図略のフラットワイヤで接続され、
駆動回路基板72bがIGBTモジュール331,34
1とは半田付けにより直接接続される。駆動回路基板7
2aは駆動用電源等の重量部品が実装されるもので、そ
の電子部品およびプリントパターンが形成されない周縁
部の裏面がプレート61に密着して取り付けられる。プ
レート61には、駆動回路基板72aよりもやや小さな
開口部61a(図8(C)参照)が形成されて、駆動回
路基板72aの裏面に実装される部品およびプリントパ
ターンとプレート61間が絶縁されるようになってい
る。The plate 61 also includes two drive circuit boards 72 on which the IGBT drive circuits 332 and 342 are mounted.
a, 72b are attached. Drive circuit board 72
a and 72b are connected to each other by a flat wire (not shown),
The drive circuit board 72b is an IGBT module 331, 34
1 is directly connected by soldering. Drive circuit board 7
Reference numeral 2a denotes a component on which a heavy component such as a driving power supply is mounted. The electronic component and the back surface of the peripheral portion where the printed pattern is not formed are attached to the plate 61 in close contact. An opening 61a (see FIG. 8C), which is slightly smaller than the drive circuit board 72a, is formed in the plate 61, and the parts mounted on the back surface of the drive circuit board 72a and the printed pattern are insulated from the plate 61. It has become so.
【0040】駆動回路基板72bは駆動用トランジスタ
等の軽量の部品が実装され、駆動回路基板72aの上方
位置に4本の六角支柱62により一方の駆動回路基板7
2aとともにプレート61に固定される。The drive circuit board 72b has light components such as drive transistors mounted thereon, and one of the drive circuit boards 7 is provided above the drive circuit board 72a by four hexagonal columns 62.
It is fixed to the plate 61 together with 2a.
【0041】図5、図6において、IGBTモジュール
331,341の上方位置に平板状のホルダ部63が設
けてあり、六角支柱64によりプレート61と結合して
いる。ホルダ部63には、制御回路4を実装した制御回
路基板73が固定される。制御回路基板73には2つの
コネクタ74,75が設けてあり、制御回路基板73が
一方のコネクタ74により図略のハーネスワイヤで駆動
回路基板72a,72bと接続され、他方のコネクタ7
5により図略のハーネスワイヤで車両コンピュータ5と
接続される。5 and 6, a plate-like holder 63 is provided above the IGBT modules 331, 341 and is connected to the plate 61 by hexagonal columns 64. A control circuit board 73 on which the control circuit 4 is mounted is fixed to the holder 63. The control circuit board 73 is provided with two connectors 74 and 75, and the control circuit board 73 is connected to the drive circuit boards 72a and 72b by one connector 74 via a harness wire (not shown), and the other connector 7
5 connects the vehicle computer 5 with a harness wire (not shown).
【0042】駆動回路基板72a,72b、IGBTモ
ジュール331,341と、ホルダ部63間位置には、
配線用基板76が設けられる。配線用基板76はIGB
Tモジュール331と、フィルタ回路32および固定子
巻線22U,22Wとを接続するための配線パターン、
IGBTモジュール341と、インバータ23およびバ
ッテリ21とを接続するための配線パターンが形成され
たプリント基板で、上記固定子巻線22U,22W等と
結線するための端子221U,221W,21a,21
b,23a,23bが設けてあり、これに上記固定子巻
線22U,22W等が図略のワイヤまたは銅製等のバス
バで接続される。At positions between the drive circuit boards 72a and 72b, the IGBT modules 331 and 341 and the holder 63,
A wiring substrate 76 is provided. Wiring board 76 is IGB
A wiring pattern for connecting the T module 331 to the filter circuit 32 and the stator windings 22U and 22W;
A printed circuit board on which a wiring pattern for connecting the IGBT module 341 to the inverter 23 and the battery 21 is formed, and terminals 221U, 221W, 21a, 21 for connecting to the stator windings 22U, 22W and the like.
b, 23a, 23b are provided, and the stator windings 22U, 22W and the like are connected to the unillustrated wires or bus bars made of copper or the like.
【0043】図9は入力側のスイッチング部33のスイ
ッチング回路331を実装したIGBTモジュール33
1の内部チップ配置図である。プリント基板8Aには両
IGBT3311のエミッタ同志を接続しかつ両ダイオ
ード3312のアノード同志を接続するパターン81
と、IGBT3311のコレクタとダイオード3312
のカソードを接続するパターン82,83、各IGBT
3311のゲート配線パターン84a,84bとが形成
され、これらとIGBTチップ3311およびダイオー
ドチップ3312とがボンディング等により結線され
る。FIG. 9 shows an IGBT module 33 in which the switching circuit 331 of the input-side switching section 33 is mounted.
1 is an internal chip layout diagram of FIG. A pattern 81 for connecting the emitters of both IGBTs 3311 and connecting the anodes of both diodes 3312 to the printed circuit board 8A.
And the collector of the IGBT 3311 and the diode 3312
82, 83 connecting each cathode of each IGBT
Gate wiring patterns 84a and 84b of 3311 are formed, and these are connected to the IGBT chip 3311 and the diode chip 3312 by bonding or the like.
【0044】一方、図10は、インバータ部23に用い
られる直列接続型のIGBTモジュールすなわち逆並列
接続されたIGBT231とダイオード232を2組直
列に接続したものの内部チップ配置図である。プリント
基板8Bには、図中左側のIGBT231のエミッタと
右側のIGBT231のコレクタを接続しかつ右側のダ
イオード232のアノードと左側のダイオードのカソー
ドとを接続するパターン85と、左側のIGBT231
のコレクタと左側のダイオード232のカソードを接続
するパターン86と、右側のIGBT231のエミッタ
と右側のダイオード232のアノードを接続するパター
ン87と、各IGBT231のゲート配線パターン88
a,88bとが形成され、これらとIGBTチップ23
1およびダイオードチップ232とが結線される。On the other hand, FIG. 10 is an internal chip layout diagram of a series-connected IGBT module used in the inverter unit 23, that is, an IGBT 231 and a diode 232 connected in anti-parallel and connected in series. A pattern 85 connecting the emitter of the left IGBT 231 and the collector of the right IGBT 231 and connecting the anode of the right diode 232 and the cathode of the left diode to the printed board 8B, and the left IGBT 231
86 connecting the collector of the IGBT 231 and the cathode of the diode 232 on the left, the pattern 87 connecting the emitter of the IGBT 231 on the right and the anode of the diode 232 on the right, and the gate wiring pattern 88 of each IGBT 231.
a and 88b are formed, and these and the IGBT chip 23 are formed.
1 and the diode chip 232 are connected.
【0045】両図より知られるように両IGBTモジュ
ールは、チップ配置と、チップと配線パターン間を接続
するボンディングワイヤ(801〜806)のボンディ
ング位置は同じで、配線パターンのレイアウトのみ異な
るものが用いられる。しかして本発明の電源装置を製造
するに当たり、入力側のスイッチング部33は、インバ
ータ部23のIGBTモジュールに用いられるチップ、
モジュール外囲器等の部品を流用し、同じ製造設備で製
造できコストの低減を図ることができる。なおスイッチ
ング回路はその駆動回路とともに1つの外囲器に格納し
IPM(インテリジェントパワーモジュール)化してさ
らに小型化することもできる。As can be seen from both figures, both IGBT modules use the same chip arrangement and the same bonding position of the bonding wires (801 to 806) connecting the chip and the wiring pattern, but differ only in the layout of the wiring pattern. Can be Thus, in manufacturing the power supply device of the present invention, the input-side switching unit 33 includes a chip used for the IGBT module of the inverter unit 23,
The components such as the module envelope can be diverted and manufactured by the same manufacturing equipment, and the cost can be reduced. The switching circuit can be stored in a single envelope together with its drive circuit, and can be further reduced in size by forming an IPM (Intelligent Power Module).
【0046】充電装置の作動を説明する。入力側のスイ
ッチング部33の導通時に交流電源31からの交流電力
がフィルタ回路32を介してインダクター22U,22
Wに通電され、インダクター22U,22Wがエネルギ
ーを蓄積し、入力側のスイッチング部33が遮断する
と、整流回路23に給電され、整流回路23で整流され
る。そしてこのタイミングにおいて導通している出力側
のスイッチング部34を介してバッテリ21に給電され
バッテリ21の充電が行われる。整流回路23はブリッ
ジ整流回路であり、全波整流されるから交流電源31か
らの電流の向きによらずバッテリ21が充電される。The operation of the charging device will be described. When the switching section 33 on the input side is turned on, the AC power from the AC power supply 31 is supplied to the inductors 22U, 22 through the filter circuit 32.
When power is supplied to W and the inductors 22U and 22W store energy and the switching section 33 on the input side is cut off, power is supplied to the rectifier circuit 23 and rectified by the rectifier circuit 23. At this timing, power is supplied to the battery 21 via the output-side switching unit 34 that is conducting, and the battery 21 is charged. Since the rectifier circuit 23 is a bridge rectifier circuit and is subjected to full-wave rectification, the battery 21 is charged regardless of the direction of current from the AC power supply 31.
【0047】ところで入力側のスイッチング部33と出
力側のスイッチング部34の相補的なスイッチング作動
により、交流電源31とエネルギー蓄積回路3a間また
はバッテリ21とエネルギー蓄積回路3a間は、実質的
に常に絶縁されていることになる。したがってバッテリ
21の極のいずれが絶縁不良を起こしても、上記ケーシ
ング等、アース、交流電源31、エネルギー蓄積回路3
aを経てバッテリ21に再び戻る閉回路が形成されな
い。しかして上記ケーシング等の電気腐食が防止され
る。By the complementary switching operation of the input-side switching section 33 and the output-side switching section 34, the AC power supply 31 and the energy storage circuit 3a or the battery 21 and the energy storage circuit 3a are substantially always insulated. It will be. Therefore, even if any of the poles of the battery 21 causes insulation failure, the casing, the ground, the AC power supply 31, the energy storage circuit 3
A closed circuit that returns to the battery 21 via a is not formed. Thus, electric corrosion of the casing and the like is prevented.
【0048】またインダクター22U,22Wの一部が
絶縁劣化し上記ケーシングと導通した場合、漏れ電流が
バッテリ21側と交流電源31側より回り込もうとす
る。このうちバッテリ21側より回り込もうとする漏れ
電流は整流回路23により還流が阻止される。また交流
電源31側より回り込もうとする漏れ電流は、交流電源
31から再びインダクター22U,22Wに還流する。
この漏れ電流は、インダクター22U,22Wに交流電
圧が印加されているから絶えず向きを変える。しかして
交流電源31の数周期にわたってみると交流電源31に
回り込んだ漏れ電流は直流成分を含まない。しかしてイ
ンダクター22U,22Wの一部に絶縁劣化が生じても
上記ケーシング等の電気腐食が防止される。When a part of the inductors 22U and 22W is insulated and deteriorated and conducts to the casing, a leakage current tends to flow from the battery 21 side and the AC power supply 31 side. Among them, the rectifier circuit 23 prevents the leakage current from flowing around from the battery 21 side. In addition, the leakage current that is going to flow from the AC power supply 31 returns to the inductors 22U and 22W from the AC power supply 31 again.
This leakage current constantly changes direction because an AC voltage is applied to the inductors 22U and 22W. Thus, when viewed over several cycles of the AC power supply 31, the leakage current flowing into the AC power supply 31 does not include a DC component. Therefore, even if insulation deterioration occurs in a part of the inductors 22U and 22W, electric corrosion of the casing and the like is prevented.
【0049】なお入力側のスイッチング部33と出力側
のスイッチング部34とは常に逆相で作動せしめるので
はなく、短時間の間だけ出力側のスイッチング部34を
オン状態とするのは問題ない。例えばバッテリ21の内
部に充電状態を監視するセンサが付設されている場合等
には、バッテリ21に十分安定した電圧が入力している
ことが必要なことがあるが、かかる場合には短時間の間
だけ出力側のスイッチング部のオン状態を続けコンデン
サ24の平滑作用により整流回路23からバッテリ21
に出力される電圧を安定したものにすることができる。It should be noted that the input-side switching section 33 and the output-side switching section 34 do not always operate in opposite phases, and that there is no problem that the output-side switching section 34 is turned on for a short time. For example, when a sensor for monitoring the state of charge is provided inside the battery 21, it may be necessary to input a sufficiently stable voltage to the battery 21. The switching section on the output side is kept ON for only a while, the smoothing action of the capacitor 24 causes the rectifier circuit 23 to
Can be stabilized.
【0050】また充電作動開始時においては、スイッチ
ング部33,34が数回スイッチングした後、第3のリ
レー35をオンするようにしてもよい。この場合、コン
デンサ24の電圧がバッテリ電圧と同レベルまで上がる
までバッテリ21とコンデンサ24とが分離されるの
で、逆流阻止ダイオード3412を省いた構成として
も、充電初期にバッテリ21からコンデンサ24に過大
な電流が流れることが防止される。When the charging operation is started, the third relay 35 may be turned on after the switching units 33 and 34 have switched several times. In this case, the battery 21 and the capacitor 24 are separated until the voltage of the capacitor 24 rises to the same level as the battery voltage. Therefore, even if the backflow prevention diode 3412 is omitted, an excessive amount of the battery 21 is transferred from the battery 21 to the capacitor 24 at the beginning of charging. Current is prevented from flowing.
【0051】また出力側のスイッチング部34の後段に
は、図11に示すようにチョークコイル361とコンデ
ンサ362とダイオード363よりなる平滑回路36を
設ける構成としてもよい。また、平滑は不要だがバッテ
リ21とスイッチング部34との間の配線のインダクタ
ンスによるサージ電圧が問題となる場合には、上記平滑
回路36の代わりにダイオード363のみを設ける構成
としてもよい。A smoothing circuit 36 including a choke coil 361, a capacitor 362, and a diode 363 may be provided downstream of the output-side switching section 34 as shown in FIG. When smoothing is unnecessary, but a surge voltage due to the inductance of the wiring between the battery 21 and the switching unit 34 poses a problem, only the diode 363 may be provided instead of the smoothing circuit 36.
【図1】本発明の電源装置の全体回路図である。FIG. 1 is an overall circuit diagram of a power supply device of the present invention.
【図2】本発明の電源装置の作動を説明するタイムチャ
ートである。FIG. 2 is a time chart illustrating the operation of the power supply device of the present invention.
【図3】本発明の別の電源装置の全体回路図である。FIG. 3 is an overall circuit diagram of another power supply device of the present invention.
【図4】本発明を適用した電気自動車用バッテリ充電装
置の全体回路図である。FIG. 4 is an overall circuit diagram of a battery charger for an electric vehicle to which the present invention is applied.
【図5】本発明を適用した電気自動車用バッテリ充電装
置の回路の一部を実装したユニットの上面図である。FIG. 5 is a top view of a unit in which a part of the circuit of the battery charging device for an electric vehicle to which the present invention is applied is mounted.
【図6】(A)は図5におけるX矢視図であり、(B)
は図5におけるY矢視図である。FIG. 6A is a view taken in the direction of arrow X in FIG. 5, and FIG.
FIG. 6 is a view taken in the direction of the arrow Y in FIG. 5.
【図7】本発明を適用した電気自動車用バッテリ充電装
置の回路の一部を実装したユニットの別の上面図であ
る。FIG. 7 is another top view of a unit in which a part of the circuit of the battery charging device for an electric vehicle to which the present invention is applied is mounted.
【図8】(A)は図7におけるZ矢視図であり、(B)
は図7におけるW矢視図であり、(C)は図7における
VIIIC−VIIIC線に沿う断面図である。FIG. 8A is a view taken in the direction of the arrow Z in FIG. 7, and FIG.
FIG. 8 is a view taken in the direction of the arrow W in FIG. 7, and FIG. 8C is a sectional view taken along line VIIIC-VIIIC in FIG. 7.
【図9】本発明を適用した電気自動車用バッテリ充電装
置に用いられるIGBTモジュールの内部チップ配置図
である。FIG. 9 is an internal chip layout diagram of the IGBT module used in the battery charging device for an electric vehicle to which the present invention is applied.
【図10】本発明を適用した電気自動車用バッテリ充電
装置に用いられる別のIGBTモジュールの内部チップ
配置図である。FIG. 10 is an internal chip layout diagram of another IGBT module used in the battery charging device for an electric vehicle to which the present invention is applied.
【図11】本発明の電源装置を適用した別の電気自動車
用バッテリ充電装置の一部回路図である。FIG. 11 is a partial circuit diagram of another electric vehicle battery charging device to which the power supply device of the present invention is applied.
11 直流電源(給電手段) 111,31 交流電源(給電手段) 11a,31a,31b 出力端 121 入力側のスイッチング部のスイッチング素子
(入力側のスイッチング手段) 13,13A,3a エネルギー蓄積回路 13a,221U,221W エネルギー蓄積回路の入
力端 13b,23a,23b エネルギー蓄積回路の出力端 131,132 インダクター(エネルギー蓄積素子) 141 出力側のスイッチング部のスイッチング素子
(出力側のスイッチング手段) 15,15A,21 バッテリ(被給電手段) 15a,21a,21b バッテリの入力端 16,4 制御回路(制御手段) 22U,22W 固定個巻線(エネルギー蓄積素子) 23 インバータ部(インバータ) 232 帰還用ダイオード(整流器) 24 コンデンサ(エネルギー蓄積素子)DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 DC power supply (power supply means) 111, 31 AC power supply (power supply means) 11a, 31a, 31b Output terminal 121 Switching element of input side switching part (input side switching means) 13, 13A, 3a Energy storage circuits 13a, 221U , 221W Input end of energy storage circuit 13b, 23a, 23b Output end of energy storage circuit 131, 132 Inductor (energy storage element) 141 Switching element of output side switching section (output side switching means) 15, 15A, 21 Battery (Power receiving means) 15a, 21a, 21b Battery input terminal 16, 4 Control circuit (Control means) 22U, 22W Fixed winding (energy storage element) 23 Inverter section (Inverter) 232 Feedback diode (Rectifier) 24 Capacitor ( Energy storage element)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02M 3/155 H02M 3/155 F Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H02M 3/155 H02M 3/155 F
Claims (4)
するエネルギー蓄積回路に給電手段から電圧を断続的に
印加して通電時にエネルギー蓄積素子にエネルギーを蓄
積せしめ、遮断時に被給電手段に出力せしめる電源装置
において、給電手段の出力端とエネルギー蓄積回路の入
力端間の導通と遮断とを切り替え上記給電手段からの印
加電圧を断続せしめる入力側のスイッチング手段を給電
手段の各出力端ごとに設け、かつエネルギー蓄積回路の
出力端と被給電手段の入力端間の導通と遮断とを切り替
える出力側のスイッチング手段を被給電手段の各入力端
ごとに設け、上記入力側のスイッチング手段と出力側の
スイッチング手段とを、一方がオンのとき他方がオフと
なるように作動せしめる制御手段を設けたことを特徴と
する電源装置。1. A power supply device for intermittently applying a voltage from a power supply means to an energy storage circuit for storing energy in an energy storage element, causing the energy storage element to store energy when energized, and outputting the energy to the power supply means when shut off. An input-side switching means for switching between conduction and interruption between an output terminal of the power supply means and an input terminal of the energy storage circuit to interrupt the applied voltage from the power supply means for each output terminal of the power supply means; Output-side switching means for switching between conduction and cutoff between the output end of the circuit and the input end of the power-supplied means is provided for each input end of the power-supplied means, and the input-side switching means and the output-side switching means are provided. A power supply device provided with control means for causing one to be turned on and the other to be turned off.
制御手段を、上記入力側のスイッチング手段と出力側の
スイッチング手段のうち、一方がオンからオフに切り替
わってから所定の遅れ時間経過後に、他方がオフからオ
ンに切り替わるように設定した電源装置。2. The power supply device according to claim 1, wherein said control means is provided with a predetermined delay time after one of said input-side switching means and said output-side switching means is switched from on to off. A power supply set so that the other switches from off to on.
置において、上記給電手段は交流電源とし、上記エネル
ギー蓄積回路は、エネルギー蓄積素子からの出力電流を
整流する整流回路を有し、被給電手段に直流で給電する
ようになした電源装置。3. The power supply device according to claim 1, wherein said power supply means is an AC power supply, and said energy storage circuit has a rectifier circuit for rectifying an output current from an energy storage element. A power supply device adapted to supply direct current to the means.
置において、上記被給電手段を、直流電力を交流電力に
変換するインバータを介して交流モータの固定子巻線に
給電するための充電可能なバッテリとし、上記給電手段
の出力端を、交流モータの固定子巻線がインバータと接
続される接続点と、上記入力側のスイッチング手段を介
して接続し、上記エネルギー蓄積素子は交流モータの固
定子巻線とし、上記整流回路はインバータの帰還用ダイ
オードにより構成し、上記給電手段によりバッテリを充
電せしめる電源装置。4. The power supply device according to claim 1, wherein said power-supplied means is capable of being charged for supplying power to a stator winding of an AC motor via an inverter for converting DC power to AC power. And an output end of the power supply means is connected to a connection point where the stator winding of the AC motor is connected to the inverter via the switching means on the input side, and the energy storage element is fixed to the AC motor. A power supply device in which a secondary winding is used, the rectifier circuit is configured by a feedback diode of an inverter, and a battery is charged by the power supply means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9123074A JPH10304580A (en) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9123074A JPH10304580A (en) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Power supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10304580A true JPH10304580A (en) | 1998-11-13 |
Family
ID=14851554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9123074A Pending JPH10304580A (en) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10304580A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048259A1 (en) * | 1999-02-15 | 2000-08-17 | Glory Win International Group Limited | Two terminal battery |
| WO2011024635A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | 住友電気工業株式会社 | Power conversion device |
| JP2011530970A (en) * | 2008-08-13 | 2011-12-22 | コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Device to protect DC voltage transformer |
| JP2021061691A (en) * | 2019-10-07 | 2021-04-15 | トヨタ自動車株式会社 | Power supply circuit of electric vehicle |
| CN114454721A (en) * | 2022-03-30 | 2022-05-10 | 广汽埃安新能源汽车有限公司 | Method for reducing electric corrosion of motor bearing of electric automobile and electric automobile |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP9123074A patent/JPH10304580A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048259A1 (en) * | 1999-02-15 | 2000-08-17 | Glory Win International Group Limited | Two terminal battery |
| JP2011530970A (en) * | 2008-08-13 | 2011-12-22 | コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Device to protect DC voltage transformer |
| WO2011024635A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | 住友電気工業株式会社 | Power conversion device |
| JP2011103761A (en) * | 2009-08-31 | 2011-05-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Power conversion device |
| US20120104859A1 (en) * | 2009-08-31 | 2012-05-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Power conversion device |
| JP2021061691A (en) * | 2019-10-07 | 2021-04-15 | トヨタ自動車株式会社 | Power supply circuit of electric vehicle |
| US11453303B2 (en) | 2019-10-07 | 2022-09-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply circuit of electrified vehicle |
| CN114454721A (en) * | 2022-03-30 | 2022-05-10 | 广汽埃安新能源汽车有限公司 | Method for reducing electric corrosion of motor bearing of electric automobile and electric automobile |
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