JP5804322B2

JP5804322B2 - バッテリ切り離し回路

Info

Publication number: JP5804322B2
Application number: JP2011261801A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　哲也; 哲也佐藤
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: JP2013115979A

Description

本発明は、装置等のバッテリへの接続を切り離すバッテリ切り離し回路に関する。

図２に従来のバッテリ切り離し回路の一例を示す。図２において、バッテリ切り離し回路１０は、バッテリＢＡＴＴと入力用コンデンサＣとの間に設けられている。また、入力用コンデンサＣには、並列に、バッテリ接続検出回路２及び電力変換回路（図示せず）が接続されている。

バッテリ接続検出回路２は、入力用コンデンサＣの端子間電圧を検出して、入力用コンデンサＣがバッテリＢＡＴＴに接続されているか否かを判定し、判定信号（図示せず）を電力変換回路に出力する。

電力変換回路は、入力側を入力用コンデンサＣに接続し、出力側に接続される負荷（図示せず）に所望の電力を供給する。

バッテリ切り離し回路１０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２及び抵抗Ｒを備え、電力変換回路からの切替信号（図示せず）に応じて、リレーＲＹ１，ＲＹ２が動作し、バッテリＢＡＴＴと入力用コンデンサＣとを接続するか切り離すかを行う。

リレーＲＹ１，ＲＹ２は、それぞれに、コイル（図示せず）と、二つの固定接点（ａ接点，ｂ接点）及び一つの可動接点（ｃ接点）とを有し、切替信号に応じてコイルに電流が流れるとａ接点とｃ接点とが接続され、ｂ接点とｃ接点とが切り離される。また、切替信号に応じてコイルに電流が流れなくなるとｂ接点とｃ接点とが接続され、ａ接点とｃ接点とが切り離される。

抵抗Ｒは、入力用コンデンサＣの電荷を放電させるコンデンサ放電用抵抗である。

次に、従来のバッテリ切り離し回路の作用を説明する。電力変換回路が動作している状態で電力変換回路からバッテリ切り離し回路１０に出力される切替信号は、例えば、Ｈレベルの信号であって、バッテリＢＡＴＴと入力用コンデンサＣとを接続させるための信号である。また、電力変換回路が動作を停止している状態で電力変換回路からバッテリ切り離し回路１０に出力される切替信号は、例えば、Ｌレベルの信号であって、バッテリＢＡＴＴと入力用コンデンサＣとを切り離させるための信号である。

バッテリ切り離し回路１０は、切替信号がＨレベルの場合、リレーＲＹ１，ＲＹ２のコイルに電流が流れてａ接点とｃ接点とが接続され、ｂ接点とｃ接点とが切り離されるので、バッテリＢＡＴＴと入力用コンデンサＣとが接続され、バッテリＢＡＴＴからの電力が入力用コンデンサＣに供給される。また、切替信号がＬレベルの場合、リレーＲＹ１，ＲＹ２のコイルに電流が流れずａ接点とｃ接点とが切り離され、ｂ接点とｃ接点とが接続されるので、バッテリＢＡＴＴと入力用コンデンサＣとが切り離され、バッテリＢＡＴＴからの電力が入力用コンデンサＣに供給されなくなり、バッテリＢＡＴＴからの不要な放電が防止される。また、抵抗Ｒと入力用コンデンサＣとが接続され、入力用コンデンサＣの電荷が放電され、バッテリ接続検出回路２の誤判定が防止される。

なお、従来の技術の関連技術として、例えば特許文献１に記載されたバックアップ用バッテリ切り離し回路が知られている。

特開平１１−３３２１２９号公報

しかしながら、リレーＲＹ１，ＲＹ２の各接点には、バッテリＢＡＴＴの満充電電圧が最大電圧として印加される。このため、リレーＲＹ１，ＲＹ２の接点最大許容電圧（接点の開閉可能な電圧の最大値）は、バッテリＢＡＴＴの満充電電圧よりも高い電圧が要求される。バッテリＢＡＴＴの満充電電圧が高くなるにつれて、リレーＲＹ１，ＲＹ２の接点最大許容電圧も高くなければならず、リレーＲＹ１，ＲＹ２の選択が限られてくるという問題があった。

そこで、本発明は、バッテリの満充電電圧よりも低い接点最大許容電圧のリレーを選択することができるバッテリ切り離し回路を提供することを目的とする。

本発明のバッテリ切り離し回路は、バッテリと入力用コンデンサとの間に設けられる
バッテリ切り離し回路であって、前記バッテリ切り離し回路は、前記バッテリの一端に接
続される第１の固定接点と、第２の固定接点と、前記入力用コンデンサの一端に接続され
る可動接点とを有する第１のリレーと、前記バッテリの他端に接続される第１の固定接点
と、第２の固定接点と、前記入力用コンデンサの他端に接続される可動接点とを有する第
２のリレーと、前記第１のリレーの第１の固定接点と前記第１のリレーの可動接点との間
に接続された第１の電圧クランプ回路と、前記第１のリレーの第２の固定接点と前記第２
のリレーの第２の固定接点との間に接続された第２の電圧クランプ回路と、前記第２のリ
レーの第１の固定接点と前記第２のリレーの可動接点との間に接続された第３の電圧クラ
ンプ回路と、を備え、前記第１、第２及び第３の電圧クランプ回路のそれぞれは、ツェ
ナーダイオードと抵抗とが直列に接続された構成であることを特徴とする。

本発明によれば、バッテリの満充電電圧よりも低い接点最大許容電圧のリレーを選択することができるバッテリ切り離し回路を提供することができる。

本発明の実施例１に係るバッテリ切り離し回路を示す図である。従来のバッテリ切り離し回路の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係るバッテリ切り離し回路を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るバッテリ切り離し回路を示す図である。図１に示すバッテリ切り離し回路１は、リレーＲＹ１，ＲＹ２及び電圧クランプ回路３，４，５を備えている。したがって、図２で説明した従来のバッテリ切り離し回路１０と異なる点は、電圧クランプ回路３，５が新たに設けられている点と、抵抗Ｒに代えて電圧クランプ回路４が設けられている点である。すなわち、電圧クランプ回路３，４，５は、本発明の特徴部分である。なお、その他の構成は、図２で説明した従来回路の構成と同一であるので、同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

ツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ１とが直列に接続された構成の電圧クランプ回路３（第１の電圧クランプ回路）は、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードがバッテリＢＡＴＴの正極及びリレーＲＹ１のａ接点（第１の固定接点）に接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードが抵抗Ｒ１の一端に接続され、抵抗Ｒ１の他端がリレーＲＹ１のｃ接点（可動接点）及び入力用コンデンサＣの一端に接続されている。電圧クランプ回路３は、リレーＲＹ１のａ接点−ｃ接点間電圧をツェナーダイオードＺＤ１及び抵抗Ｒ１の電圧でクランプするものである。

ツェナーダイオードＺＤ２と抵抗Ｒ２とが直列に接続された構成の電圧クランプ回路４（第２の電圧クランプ回路）は、ツェナーダイオードＺＤ２のカソードがリレーＲＹ１のｂ接点（第２の固定接点）に接続され、ツェナーダイオードＺＤ２のアノードが抵抗Ｒ２の一端に接続され、抵抗Ｒ２の他端がリレーＲＹ２のｂ接点（第２の固定接点）に接続されている。電圧クランプ回路４は、リレーＲＹ１のｂ接点−ｃ接点間電圧及びリレーＲＹ２のｂ接点−ｃ接点間電圧をツェナーダイオードＺＤ２及び抵抗Ｒ２の電圧でクランプするものである。

ツェナーダイオードＺＤ３と抵抗Ｒ３とが直列に接続された構成の電圧クランプ回路５（第３の電圧クランプ回路）は、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードがバッテリＢＡＴＴの負極及びリレーＲＹ２のａ接点（第１の固定接点）に接続され、ツェナーダイオードＺＤ３のカソードが抵抗Ｒ３の一端に接続され、抵抗Ｒ３の他端がリレーＲＹ２のｃ接点（可動接点）及び入力用コンデンサＣの他端に接続されている。電圧クランプ回路５は、リレーＲＹ２のａ接点−ｃ接点間電圧をツェナーダイオードＺＤ３及び抵抗Ｒ３の電圧でクランプするものである。

ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３のそれぞれのツェナー電圧（降状電圧）ＶＺＤ１，ＶＺＤ２，ＶＺＤ３は、リレーＲＹ１，ＲＹ２のａ接点とｃ接点とが切り離されている状態（切替信号はＬレベル）において、電圧クランプ回路３，５を介して、バッテリＢＡＴＴから入力用コンデンサＣに電流が流れないように決定される。具体的には、バッテリＢＡＴＴの満充電電圧（最大電圧）をＶＢＡＴＴ（ｍａｘ）とすると、ＶＺＤ１＋ＶＺＤ２＋ＶＺＤ３＞ＶＢＡＴＴ（ｍａｘ）を満たす必要がある。また、バッテリ接続検出回路２が誤判定することなく正常に動作するために、入力用コンデンサＣの端子間電圧はバッテリＢＡＴＴの放電終止電圧ＶＢＡＴＴ（ｍｉｎ）未満である必要がある。すなわち、ＶＢＡＴＴ（ｍｉｎ）＞ＶＺＤ２を満たす必要がある。

抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３及び入力用コンデンサＣに過大なピーク電流が流れるのを防止するためのものである。また、抵抗Ｒ２は、入力用コンデンサＣの電荷を放電させるコンデンサ放電用抵抗でもある。

次に、このように構成された実施例１に係るバッテリ切り離し回路の作用を説明する。まず、切替信号がＬレベルの場合、バッテリ切り離し回路１は、リレーＲＹ１，ＲＹ２のｂ接点とｃ接点とが接続されている。この場合、入力用コンデンサＣの端子間電圧はツェナー電圧ＶＺＤ２まで放電される。したがって、リレーＲＹ１，ＲＹ２のａ接点−ｃ接点間電圧は、ＶＢＡＴＴ（ｍａｘ）−ＶＺＤ２の値を超える電圧にならない。また、切替信号がＨレベルの場合、バッテリ切り離し回路１は、リレーＲＹ１，ＲＹ２のａ接点とｃ接点とが接続されている。この場合、入力用コンデンサＣの端子間電圧はバッテリＢＡＴＴの出力電圧まで充電される。したがって、リレーＲＹ１，ＲＹ２のｂ接点−ｃ接点間電圧は、ＶＢＡＴＴ（ｍａｘ）−ＶＺＤ２の値を超える電圧にならない。

このように、本発明の実施例１に係るバッテリ切り離し回路によれば、リレーＲＹ１，ＲＹ２の各接点には、ＶＢＡＴＴ（ｍａｘ）−ＶＺＤ２の値を超える電圧が印加されない。したがって、バッテリＢＡＴＴの満充電電圧ＶＢＡＴＴ（ｍａｘ）よりも低い接点最大許容電圧のリレーを選択することができる。

なお、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３は定電圧特性を持つ他の素子、例えばバリスタなどに置き換えることができる。

本発明のバッテリ切り離し回路は、バッテリを備える各種電源装置に適用することができる。

１バッテリ切り離し回路
２バッテリ接続検出回路
３，４，５電圧クランプ回路
ＢＡＴＴバッテリ
ＲＹ１，ＲＹ２リレー
ＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３ツェナーダイオード
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３抵抗
Ｃ入力用コンデンサ

Claims

バッテリと入力用コンデンサとの間に設けられるバッテリ切り離し回路であって、
前記バッテリ切り離し回路は、
前記バッテリの一端に接続される第１の固定接点と、第２の固定接点と、前記入力用コ
ンデンサの一端に接続される可動接点とを有する第１のリレーと、
前記バッテリの他端に接続される第１の固定接点と、第２の固定接点と、前記入力用コ
ンデンサの他端に接続される可動接点とを有する第２のリレーと、
前記第１のリレーの第１の固定接点と前記第１のリレーの可動接点との間に接続された
第１の電圧クランプ回路と、
前記第１のリレーの第２の固定接点と前記第２のリレーの第２の固定接点との間に接続
された第２の電圧クランプ回路と、
前記第２のリレーの第１の固定接点と前記第２のリレーの可動接点との間に接続された
第３の電圧クランプ回路と、を備え、
前記第１、第２及び第３の電圧クランプ回路のそれぞれは、ツェナーダイオードと抵抗
とが直列に接続された構成であることを特徴とするバッテリ切り離し回路。
前記第１、第２及び第３の電圧クランプ回路のそれぞれのツェナーダイオードのツェ
ナー電圧の合計電圧は、前記バッテリの満充電電圧よりも高く、且つ前記第２の電圧クラ
ンプ回路のツェナーダイオードのツェナー電圧は、前記バッテリの放電終止電圧よりも低
くなるように、前記第１、第２及び第３の電圧クランプ回路のそれぞれのツェナーダイ
オードのツェナー電圧が決定されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ切り離し
回路。