JP2019115150A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1および図2を用いて、第1の実施形態に係るスイッチング電源装置1の構成について説明する。図1は、スイッチング電源装置1が単相交流電源2aに接続された状態を示すブロック図である。図2は、スイッチング電源装置1が二相交流電源2bに接続された状態を示すブロック図である。スイッチング電源装置1は、例えば、車両(例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車)の充電装置に用いられてもよいし、その他の装置に用いられてもよい。
電源フィルタ10には、単相交流電源2aまたは二相交流電源2bから、交流電力が入力される。電源フィルタ10は、電源回路20aおよび20bへのノイズ侵入と、電源回路20aおよび20bからのノイズ流出を防止する機能を有する。
電源回路20aおよび20bは、それぞれ、AC/DCコンバータ21およびDC/DCコンバータ22を有する。
切替回路30は、スイッチング電源装置1が単相交流電源2aに接続される場合、単相交流電源2aからの電力を電源回路20aおよび20bの両方に供給する第1モードと、電源回路20aのみに供給する第2モードとを切り替える回路である。
突入電流防止回路40は、電源回路20bの負極側ラインであるラインL3cが電源回路20aの負極側ラインであるラインL3bと合流する合流点n2よりも交流電源側に設けられ、突入電流を制限する。
制御回路50は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。制御回路50は、切替回路30に対して切替リレー32をオン/オフする旨の信号を出力する。また、制御回路50は、突入電流防止回路40に対して突入防止リレー43をオン/オフする旨の信号を出力する。
次に、図3を用いて、スイッチング電源装置1の動作の一例について説明する。図3は、スイッチング電源装置1の動作の一例を示すフローチャートである。以下に説明する動作は、例えば、単相交流電源2aまたは二相交流電源2bの投入時に開始される。なお、単相交流電源2aまたは二相交流電源2bの投入時、切替リレー32および突入防止リレー43はともにオフである。
ここで、本実施形態の比較例としてのスイッチング電源装置101が二相交流電源2bに接続された状態を、図4に示す。なお、図4において、図2と同一の構成要素には同一符号を付し、それらの説明については省略する。
次に、図5、図6および図7を用いて、第2の実施形態に係るスイッチング電源装置201の構成について説明する。図5は、スイッチング電源装置201が単相交流電源2aに接続された状態を示すブロック図である。図6は、スイッチング電源装置201が二相交流電源2bに接続された状態を示すブロック図である。図7は、スイッチング電源装置201が三相交流電源2cに接続された状態を示すブロック図である。なお、図5〜図7において、図1および図2と同一の構成要素には同一符号を付し、それらの説明については省略する。
電源フィルタ210には、単相交流電源202a、二相交流電源202bまたは三相交流電源202cから、交流電力が入力される。電源フィルタ210は、電源回路20a、20bおよび20cへのノイズ侵入と、電源回路20a、20bおよび20cからのノイズ流出を防止する機能を有する。
切替回路30および30aは、スイッチング電源装置201が単相交流電源202aに接続される場合、単相交流電源2aからの電力を電源回路20a、20bおよび20cのすべてに供給する第1モードと、電源回路20aのみに供給する第2モードとを切り替える回路である。
突入電流防止回路40は、電源回路20aの負極側ラインであるラインL204bに、電源回路20bの負極側ラインであるラインL204cおよび電源回路20cの負極側ラインであるラインL204dが合流する合流点n203よりも交流電源側に設けられ、突入電流を制限する。
制御回路50は、切替回路30および30aに対して切替リレー32をオン/オフする旨の信号を出力する。また、制御回路50は、突入電流防止回路40に対して突入防止リレー43をオン/オフする旨の信号を出力する。
次に、図8を用いて、スイッチング電源装置201の動作の一例について説明する。図8は、スイッチング電源装置201の動作の一例を示すフローチャートである。以下に説明する動作は、例えば、単相交流電源202a、二相交流電源202bまたは三相交流電源202cの投入時に開始される。なお、単相交流電源202a、二相交流電源202bまたは三相交流電源202cの投入時、切替回路30および30aの切替リレー32および突入防止リレー43はすべてオフである。
ここで、本実施形態の比較例としてのスイッチング電源装置301が三相交流電源202cに接続された状態を、図9に示す。なお、図9において、図7と同一の構成要素には同一符号を付し、それらの説明については省略する。
2a 単相交流電源
2b 二相交流電源
2c 三相交流電源
3 強電バッテリー
10、110、210 電源フィルタ
11a、111a、211a 第1端子
11b、111b、211b 第2端子
11c、111c、211c 第3端子
11d、111d、211d 第4端子
11e、211e 第5端子
11f、211f 第6端子
211g 第7端子
211h 第8端子
12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12i、112a、112b、112c、112d、112e、112f、212a、212b、212c、212d、212e、212f、212g、212h、212i、212j、212k、212l ライン
13a、13b、13c、13d、13e、13f、113a、113b、113c、113d、213a、213b、213c、213d、213e、213f、213g、213h コイル
13A、13B、213A、213B 三相コモンモードコイル
113A、113B 単相コモンモードコイル
14a、14b、14c、114a、114b、214a、214b、214c Xコンデンサ
15a、15b、15c、115a、115b、215a、215b、215c Yコンデンサ
20a、20b、20c、120a、120b、320a、320b、320c 電源回路
21 AC/DCコンバータ
21a 電解コンデンサ
21b 電圧計
22 DC/DCコンバータ
30、30a 切替回路
31a 第1端子
31b 第2端子
31c 第3端子
32 切替リレー
33 コイル
34 駆動回路
40 突入電流防止回路
41a 第1端子
41b 第2端子
42 突入電流制限回路
43 突入防止リレー
44 コイル
45 駆動回路
50 制御回路
Claims (5)
- 複数相交流電源の各相に対応する複数の電源回路を備えたスイッチング電源装置であって、
前記複数の電源回路のうちの前記複数相交流電源の任意の1相に対応しない電源回路に接続される相を、前記任意の1相、または、当該電源回路が対応する相に切り替え可能な切替回路と、
前記複数相交流電源の負極側の電源ライン上で、かつ、前記複数の電源回路がそれぞれ接続される接続点よりも前記複数相交流電源側の位置に設けられ、突入電流を防止する突入電流防止回路と、
前記切替回路および前記突入電流防止回路よりも前記複数相交流電源側の位置に設けられ、前記複数相の全てのラインが磁気結合されたフィルタ回路と、を備える
スイッチング電源装置。 - 前記切替回路および前記突入電流防止回路を制御する制御回路をさらに備え、
前記制御回路は、
前記任意の1相に対応しない電源回路に接続される相を前記任意の1相に切り替えるように前記切替回路を制御し、かつ、前記突入電流防止回路を機能させて、前記複数の電源回路が備えるそれぞれのコンデンサの初期充電を行わせ、
前記初期充電が完了した場合に、前記任意の1相に対応しない電源回路に接続される相を当該電源回路が対応する相に切り替えるように前記切替回路を制御し、かつ、前記突入電流防止回路の機能を停止させる、
請求項1に記載のスイッチング電源装置。 - 前記電源回路は、
交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータと、
前記AC/DCコンバータから出力された直流電力を変圧するDC/DCコンバータと、を備え、
前記AC/DCコンバータは、
コンデンサと、前記コンデンサの電圧を計測する電圧計とを有し、
前記制御回路は、
前記電圧計で計測された電圧値に基づいて、前記コンデンサに対する初期充電がしたか否かを判定する、
請求項2に記載のスイッチング電源装置。 - 前記フィルタ回路は、
前記切替回路よりも前記複数相交流電源側の位置に設けられ、前記切替回路と接続される正極側の端子と、
前記突入電流防止回路よりも前記複数相交流電源側の位置に設けられ、前記突入電流防止回路と接続される負極側の端子と、を備える、
請求項1ないし3のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。 - 前記フィルタ回路は、三相コモンモードコイルを用いたフィルタ回路である、
請求項1ないし4のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。
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