JP6775293B2

JP6775293B2 - Power supply

Info

Publication number: JP6775293B2
Application number: JP2015214589A
Authority: JP
Inventors: 大津川; 山上　滋春; 滋春山上
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: JP2017085848A

Description

本発明は、電源装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply device.

従来より以下のような搬送波回復システムが知られている。このシステムでは、残留側波帯（ＶＳＢ）フォーマットで送信されてきたＨＤＴＶ信号を処理するテレビジョン信号受信装置は、タイミング回復ネットワークと搬送波回復ネットワークによって共有される入力複素フィルタを備えている。フィルタ・ネットワークは、ＶＳＢ信号の上側および下側バンドエッジのまわりにミラーイメージされており、抑圧副搬送波ＡＭ出力信号を出力する一対の上側および下側バンドエッジ・フィルタを含んでいる。タイミング回復ネットワークは位相検出器を含み、２つのフィルタから得られたＡＭ信号に応答して、システム・クロック（ＣＬＫ）を同期化する。搬送波回復ネットワークも位相検出器を含み、フィルタの一方または両方からの出力に応答してＶＳＢ信号の位相／周波数オフセットを表す出力誤差信号（Δ）を出力する。この誤差信号はオフセットを低減または除去するために使用され、回復されたベースバンドまたはベースバンド付近の信号が得られる。後続のイコライザは、回復された信号にある残留位相オフセットを除去する。 Conventionally, the following carrier wave recovery systems have been known. In this system, the television signal receiver that processes the HDTV signal transmitted in the residual sideband (VSB) format includes an input complex filter shared by the timing recovery network and the carrier recovery network. The filter network is mirrored around the upper and lower band edges of the VSB signal and includes a pair of upper and lower band edge filters that output the suppressive subcarrier AM output signal. The timing recovery network includes a phase detector and synchronizes the system clock (CLK) in response to AM signals obtained from the two filters. The carrier recovery network also includes a phase detector and outputs an output error signal (Δ) representing the phase / frequency offset of the VSB signal in response to the output from one or both of the filters. This error signal is used to reduce or eliminate the offset, resulting in a recovered baseband or near baseband signal. Subsequent equalizers remove the residual phase offset in the recovered signal.

特表平０９−５１０８４２号公報Special Table No. 09-510842

しかしながら上記の搬送波回復方式を用いて、少なくとも２つ以上周波数の交流電力を伝送する場合、伝送する電力の交流成分を、通信用の周波数帯もしくは、伝送する複数の交流周波数帯から分離しなければならず、伝送効率が低いという問題があった。また特定の周波数の定在波が複数のスイッチング電源出力間から出力されると、電力伝送線への負荷が大きくなる可能性があった。 However, when the above carrier wave recovery method is used to transmit AC power of at least two frequencies, the AC component of the transmitted power must be separated from the communication frequency band or a plurality of AC frequency bands to be transmitted. There was a problem that the transmission efficiency was low. Further, if a standing wave of a specific frequency is output from between a plurality of switching power supply outputs, the load on the power transmission line may increase.

本発明が解決しようとする課題は、電力伝送線の負荷を軽減しつつ、電力を効率よく送ることができる電源装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a power supply device capable of efficiently transmitting electric power while reducing the load on the electric power transmission line.

本発明は、複数の電源から入力された電力を複数の交流電力にそれぞれ変換する複数の電力変換回路と、複数の電力変換回路の交流出力側にそれぞれ電気的に接続され、負荷に電気的に接続された電力伝送線とを備え、複数の交流電力の周波数を互いに異なる周波数に設定し、電力伝送線を介して負荷に供給するための伝送電力を、複数の交流電力を重畳させて伝送させる。また、重畳伝送した交流波形を分離するフィルタ回路を電力伝送線と、電力変換回路もしくは負荷の間に挿入することで上記課題を解決する。 The present invention is electrically connected to a plurality of power conversion circuits that convert power input from a plurality of power sources into a plurality of AC powers and to the AC output side of the plurality of power conversion circuits, respectively, and electrically to a load. It is provided with a connected power transmission line, the frequencies of a plurality of AC powers are set to different frequencies from each other, and the transmission power for supplying to the load via the power transmission line is transmitted by superimposing a plurality of AC powers. .. Further, the above problem is solved by inserting a filter circuit for separating the superimposed and transmitted AC waveform between the power transmission line and the power conversion circuit or the load.

本発明によれば、配線または電源等に効率よく電力を供給できる周波数を設定できる。その結果として、本発明は、電力を効率よく送る電源装置を提供することである。 According to the present invention, it is possible to set a frequency at which electric power can be efficiently supplied to wiring, a power source, or the like. As a result, the present invention provides a power supply that efficiently transmits electric power.

本実施形態に係る電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device which concerns on this embodiment. 図１の回路図において、フィルタの回路図の例を（ａ）に、フィルタの特性図の例を（ｂ）に示す。In the circuit diagram of FIG. 1, an example of a circuit diagram of a filter is shown in (a), and an example of a characteristic diagram of a filter is shown in (b). 図１に示す電源装置において、重畳された交流波形のスペクトルを（ａ）に示し、２次電源装置の変調波の特性を（ｂ）に示し、及び、電力伝送線５を伝搬する交流波形（変調波形）の例を（ｃ）に示す。In the power supply device shown in FIG. 1, the spectrum of the superimposed AC waveform is shown in (a), the characteristics of the modulated wave of the secondary power supply device are shown in (b), and the AC waveform propagating through the power transmission line 5 ( An example of (modulated waveform) is shown in (c). 図１に示す電源装置において、変調波の振幅と、被変調波の振幅との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amplitude of the modulated wave and the amplitude of the modulated wave in the power supply apparatus shown in FIG. 図１の回路図において、フィルタの回路例を（ａ）に、フィルタの特性図の例（ｂ）に示す。In the circuit diagram of FIG. 1, a circuit example of the filter is shown in (a), and an example of a characteristic diagram of the filter (b) is shown. 本発明の第２の実施形態に係る電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態に係る電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図８に示す電源装置において、重畳された交流波形のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of the superposed AC waveform in the power supply apparatus shown in FIG. 図８に示す回路図において、周波数を分離するフィルタ回路の例を示し、（ａ）に示し、フィルタ特性の例を（ｂ）に示す。In the circuit diagram shown in FIG. 8, an example of a filter circuit for separating frequencies is shown in (a), and an example of filter characteristics is shown in (b). 本発明の変形例の実施形態に係る電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device which concerns on embodiment of the modification of this invention. 本発明の変形例の実施形態に係る電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device which concerns on embodiment of the modification of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<< First Embodiment >>

図１は、本実施形態に係る電源装置の回路図である。本実施形態に係る電源装置は、複数の電源を用いて負荷に対して電力を供給するための装置である。電源装置の構成のうち、少なくとも一部の構成は、車両に設けられている。車両には、家電製品などの負荷に接続可能なコンセントが設けられている。車両は、車両用電源を備えている。そして、車両が外部電源に接続された状態で、電源装置は外部電源の電力と車両用電源の電力を利用して、コンセントに接続されて負荷に対して、電力を供給する。以下に説明する実施形態において、交流電源１が外部電源に対応し、バッテリ２が車両用電源に相当し、負荷８がコンセントに相当する。なお、電源装置は、車両に限らず他のシステム（例えば定置用電源システム）に用いてもよい。 FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device according to this embodiment. The power supply device according to the present embodiment is a device for supplying electric power to a load by using a plurality of power sources. At least a part of the configuration of the power supply device is provided in the vehicle. The vehicle is provided with an outlet that can be connected to loads such as home appliances. The vehicle is equipped with a vehicle power supply. Then, in a state where the vehicle is connected to an external power source, the power supply device uses the electric power of the external power source and the electric power of the vehicle power source to be connected to the outlet to supply electric power to the load. In the embodiments described below, the AC power source 1 corresponds to an external power source, the battery 2 corresponds to a vehicle power source, and the load 8 corresponds to an outlet. The power supply device may be used not only for the vehicle but also for other systems (for example, a stationary power supply system).

電源装置は、交流電源１と、バッテリ２と、リレー３と、コンデンサ４と、電力伝送線５と、遮断器６と、第１フィルタ７と、負荷８と、１次電源回路１０と、２次電源回路２０と、負荷制御回路３０とを備えている。 The power supply devices include an AC power supply 1, a battery 2, a relay 3, a capacitor 4, a power transmission line 5, a circuit breaker 6, a first filter 7, a load 8, a primary power supply circuit 10, and 2. A secondary power supply circuit 20 and a load control circuit 30 are provided.

交流電源１は、１次電源回路２０に対して交流電力を出力する電源である。交流電源１には例えば家庭用の電源が利用される。交流電源１は、１次電源回路１０及び２次電源回路２０を介してバッテリ２に接続されている。バッテリ２を充電する際に、交流電源１は、１次電源回路１０及び２次電源回路２０を介して電力をバッテリ２に供給する。すなわち、交流電源１は、バッテリ２を充電する際の電力源として機能する。また、交流電源１は、負荷に対して電力を供給するための電源である。交流電源１は、１次電源回路１０、電力伝送線５及び負荷制御回路３０を介して負荷８に接続されている。 The AC power supply 1 is a power supply that outputs AC power to the primary power supply circuit 20. For the AC power source 1, for example, a household power source is used. The AC power supply 1 is connected to the battery 2 via the primary power supply circuit 10 and the secondary power supply circuit 20. When charging the battery 2, the AC power supply 1 supplies electric power to the battery 2 via the primary power supply circuit 10 and the secondary power supply circuit 20. That is, the AC power supply 1 functions as a power source when charging the battery 2. Further, the AC power source 1 is a power source for supplying electric power to the load. The AC power supply 1 is connected to the load 8 via the primary power supply circuit 10, the power transmission line 5, and the load control circuit 30.

バッテリ２は、複数の二次電池を並列又は直列に接続することで構成される蓄電池である。バッテリ２の正極及び負極は、２次電源回路２０の正極負極端子にそれぞれ接続されている。バッテリ２は、直流負荷Ｘ１の他に、負荷８に電力を供給するための電力源としても利用可能である。バッテリ２は、２次電源回路２０、電力伝送線５、及び負荷制御回路３０を介して、負荷８に接続されている。 The battery 2 is a storage battery configured by connecting a plurality of secondary batteries in parallel or in series. The positive electrode and the negative electrode of the battery 2 are connected to the positive electrode and negative electrode terminals of the secondary power supply circuit 20, respectively. The battery 2 can be used as a power source for supplying electric power to the load 8 in addition to the DC load X1. The battery 2 is connected to the load 8 via the secondary power supply circuit 20, the power transmission line 5, and the load control circuit 30.

リレー３は、バッテリ２とコンデンサ４の間に接続されている。リレー３は、バッテリ２と２次電源回路の間の電気的な導通及び遮断を切り替えるスイッチである。コンデンサ４はバッテリ２の出力を平滑する素子であって、一対の電源ラインの間に接続されている。 The relay 3 is connected between the battery 2 and the capacitor 4. The relay 3 is a switch that switches between electrical continuity and interruption between the battery 2 and the secondary power supply circuit. The capacitor 4 is an element that smoothes the output of the battery 2 and is connected between a pair of power supply lines.

電力伝送線５は、１次電源回路１０の出力電力及び２次電源回路２０の出力電力を負荷８に供給するための配線である。電力伝送線５の一端は、１次電源回路１０の交流出力及び２次電源回路の交流出力側にそれぞれ電気的に接続されている。電力伝送線５の他端は、負荷８に電気的に接続されている。 The power transmission line 5 is a wiring for supplying the output power of the primary power supply circuit 10 and the output power of the secondary power supply circuit 20 to the load 8. One end of the power transmission line 5 is electrically connected to the AC output side of the primary power supply circuit 10 and the AC output side of the secondary power supply circuit, respectively. The other end of the power transmission line 5 is electrically connected to the load 8.

遮断器６は、１次電源回路１０及び２次電源回路２０と、負荷制御回路３０との間の電気的な導通及び遮断を切り替えるためのスイッチである。遮断器６は電力伝送線５に接続されている。遮断器６は、リレースイッチ、又は、接触器などである。例えば、１次電源回路１０または２次電源回路２０の回路異常により、高周波数成分の電流が電力伝送線５に流れる可能性がある場合、又は、異常電圧が負荷８に印加される可能性がある場合には、遮断器６がオフ状態になる。これにより、電力伝送線５や負荷８に印加されるサージ電圧を抑制しつつ、電力伝送に関係のない周波数成分におけるノイズの漏洩を防ぐことができる。 The circuit breaker 6 is a switch for switching between electrical continuity and disconnection between the primary power supply circuit 10 and the secondary power supply circuit 20 and the load control circuit 30. The circuit breaker 6 is connected to the power transmission line 5. The circuit breaker 6 is a relay switch, a contactor, or the like. For example, there is a possibility that a high frequency component current may flow through the power transmission line 5 due to a circuit abnormality in the primary power supply circuit 10 or the secondary power supply circuit 20, or an abnormal voltage may be applied to the load 8. In some cases, the circuit breaker 6 is turned off. As a result, it is possible to prevent noise leakage in frequency components unrelated to power transmission while suppressing surge voltage applied to the power transmission line 5 and load 8.

第１フィルタ７は、電力伝送線５に接続されており、負荷制御回路３０と遮断器６との間に接続されている。第１フィルタ７は、電力伝送線を伝搬する伝搬信号のうち、特定の周波数の成分を取り出すための回路である。伝搬信号は、交流電源１及びバッテリ２から供給される電力を供給するための信号である。特定の周波数は、負荷８への供給電力の基本波周波数である。 The first filter 7 is connected to the power transmission line 5 and is connected between the load control circuit 30 and the circuit breaker 6. The first filter 7 is a circuit for extracting a component of a specific frequency from the propagation signal propagating on the power transmission line. The propagating signal is a signal for supplying electric power supplied from the AC power supply 1 and the battery 2. The specific frequency is the fundamental frequency of the power supplied to the load 8.

図２に、第１フィルタ７の回路図（図２（ａ））と、第１フィルタ７の特性図（図２（ｂ））を示す。図２（ａ）に示すように、第１フィルタ７は、コンデンサと抵抗により構成されたパッシブ型ローパスフィルタの例を示したものである。図２（ｂ）に示すように、第１フィルタ７は、遮断周波数（Ｆｃ）以下の成分を通過させる。カットオフ周波数（Ｆｃ）は、負荷８への供給電力の基本波周波数よりも高い値に設定されている。 FIG. 2 shows a circuit diagram of the first filter 7 (FIG. 2 (a)) and a characteristic diagram of the first filter 7 (FIG. 2 (b)). As shown in FIG. 2A, the first filter 7 shows an example of a passive low-pass filter composed of a capacitor and a resistor. As shown in FIG. 2B, the first filter 7 allows components below the cutoff frequency (Fc) to pass through. The cutoff frequency (Fc) is set to a value higher than the fundamental frequency of the power supplied to the load 8.

負荷８は負荷制御回路３０を介して電力伝送線５に接続されている。図１の例では、負荷８をコンセントとしているが、当該コンセントに接続された機器が電力供給先となる。 The load 8 is connected to the power transmission line 5 via the load control circuit 30. In the example of FIG. 1, the load 8 is used as an outlet, but the device connected to the outlet is the power supply destination.

１次電源回路１０は、入力回路１１及び第１スイッチング回路１２を有している。入力回路１１は、１次電源回路１０の入力側に配置されている。入力回路１１は、ダイオードブリッジと平滑回路により構成された力率改善回路である。第１スイッチング回路１２は、入力回路１１から出力された電力を交流に変換するＤＣＡＣ変換回路である。第１スイッチング回路１２は、１次電源回路１０の出力側に配置されている。第１スイッチング回路１２は、平滑用のコンデンサと、スイッチング素子のブリッジ回路で構成されている。 The primary power supply circuit 10 includes an input circuit 11 and a first switching circuit 12. The input circuit 11 is arranged on the input side of the primary power supply circuit 10. The input circuit 11 is a power factor improving circuit composed of a diode bridge and a smoothing circuit. The first switching circuit 12 is a DCAC conversion circuit that converts the power output from the input circuit 11 into alternating current. The first switching circuit 12 is arranged on the output side of the primary power supply circuit 10. The first switching circuit 12 is composed of a smoothing capacitor and a bridge circuit of a switching element.

２次電源回路２０は、平滑素子２１及び第２スイッチング回路２２を有している。平滑素子２１は、第２スイッチング回路２２の出力波形を平滑するための素子であって、例えばリアクトルである。平滑素子２１は、２次電源回路の入力側に配置されている。第２スイッチング回路２２は、バッテリ２から出力された電力を交流電力に変換する回路である。第２スイッチング回路２２は、スイッチング素子等を有する。第２スイッチング回路２２は、２次電源回路１０の入力側に配置されている。 The secondary power supply circuit 20 includes a smoothing element 21 and a second switching circuit 22. The smoothing element 21 is an element for smoothing the output waveform of the second switching circuit 22, and is, for example, a reactor. The smoothing element 21 is arranged on the input side of the secondary power supply circuit. The second switching circuit 22 is a circuit that converts the power output from the battery 2 into AC power. The second switching circuit 22 has a switching element and the like. The second switching circuit 22 is arranged on the input side of the secondary power supply circuit 10.

負荷制御回路３０は、第３スイッチング回路３１及び第２フィルタ３２（ＬＣフィルタ）を有している。第３スイッチング回路３１は、第１フィルタ７からの出力電力を、負荷８への供給電力に変換する回路である。第３スイッチング回路３１は、スイッチング素子等を有する。第３スイッチング回路３１は、負荷制御回路３０の入力側に配置されている。第２フィルタ３２は、第３スイッチング回路３１から出力される交流を整流するための回路である。第２フィルタ３２は、負荷制御回路３０の出力側に配置されている。 The load control circuit 30 has a third switching circuit 31 and a second filter 32 (LC filter). The third switching circuit 31 is a circuit that converts the output power from the first filter 7 into the power supplied to the load 8. The third switching circuit 31 has a switching element and the like. The third switching circuit 31 is arranged on the input side of the load control circuit 30. The second filter 32 is a circuit for rectifying the alternating current output from the third switching circuit 31. The second filter 32 is arranged on the output side of the load control circuit 30.

なお、１次電源回路１０、２次電源回路２０、及び負荷制御回路３０に含まれるスイッチング素子、リレー３、及び遮断器６は、図示しないコントローラにより制御される。 The switching element, relay 3, and circuit breaker 6 included in the primary power supply circuit 10, the secondary power supply circuit 20, and the load control circuit 30 are controlled by a controller (not shown).

次に、負荷８への供給電力の生成方法を説明する。１次電源回路１０の出力電力の周波数をｆ_１とし、２次電源回路２０の出力電力の周波数をｆ_２とする。また負荷８に対して供給する電力の周波数を、商用周波数とする。ただし、周波数ｆ_１及び周波数ｆ_２は互いに異なる周波数に設定されており、例えば周波数ｆ_１（３００Ｈｚ）は、周波数ｆ_２（２５０Ｈｚ）よりも高い条件とする。 Next, a method of generating the power supplied to the load 8 will be described. Let the frequency of the output power of the primary power supply circuit 10 be f _1, and let the frequency of the output power of the secondary power supply circuit 20 be f ₂ . The frequency of the power supplied to the load 8 is a commercial frequency. However, the frequency f ₁ and the frequency f ₂ are set to different frequencies. For example, the frequency f ₁ (300 Hz) is set to be higher than the frequency f ₂ (250 Hz).

１次電源回路１０に含まれるスイッチング素子のスイッチング周波数は、１次電源回路１０が周波数（ｆ_１）の交流を出力するように、適宜選択される。また、２次電源回路２０に含まれるスイッチング素子のスイッチング周波数は、２次電源回路２０が周波数（ｆ_２）の交流を出力するように、適宜選択される。 The switching frequency of the switching element included in the primary power supply circuit 10 is appropriately selected so that the primary power supply circuit 10 outputs an alternating current having a frequency (f ₁ ). Further, the switching frequency of the switching element included in the secondary power supply circuit 20 is appropriately selected so that the secondary power supply circuit 20 outputs an alternating current having a frequency (f ₂ ).

１次電源回路１０の交流出力と２次電源回路２０の交流出力は、電力伝送線５に出力され、互いの交流電力が電力伝送線５で重畳される。周波数ｆ_１及び周波数ｆ_２は互いに異なる周波数に設定されており、１次電源回路の交流出力は搬送波となり、２次電源回路の交流出力は変調波として作用する。 The AC output of the primary power supply circuit 10 and the AC output of the secondary power supply circuit 20 are output to the power transmission line 5, and the AC power of each other is superimposed on the power transmission line 5. The frequency f ₁ and the frequency f ₂ are set to different frequencies, and the AC output of the primary power supply circuit serves as a carrier wave, and the AC output of the secondary power supply circuit acts as a modulated wave.

図３に重畳された交流波形のスペクトル、２次電源装置の変調波の特性、及び、電力伝送線５を伝搬する交流波形（変調波形）の特性を示す。図３（ａ）の横軸は周波数を示し、縦軸は電圧を示す。図３（ｂ）及び図３（ｃ）の横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示す。 The spectrum of the AC waveform superimposed on FIG. 3 shows the characteristics of the modulated wave of the secondary power supply device, and the characteristics of the AC waveform (modulated waveform) propagating on the power transmission line 5. The horizontal axis of FIG. 3A shows the frequency, and the vertical axis shows the voltage. The horizontal axis of FIGS. 3 (b) and 3 (c) indicates time, and the vertical axis represents voltage.

電力伝送線５で重畳された交流波形は、差周波数（ｆ₁−ｆ₂）の成分及び加算周波数（ｆ_１＋ｆ_２）の成分を多く含んでおり、スペクトルは、図３（ａ）に示すように、差周波数（ｆ₁−ｆ₂）と加算周波数（ｆ_１＋ｆ_２）でピークになる。差周波数（ｆ₁−ｆ₂）のピーク値は、加算周波数（ｆ_１＋ｆ_２）のピーク値よりも高い。そして、図３（ｂ）に示す変調波と、搬送波とを重畳した交流波形は、図３（ｃ）で示す特性となる。すなわち、１次電源回路の搬送波に対して、２次電源回路の変調波が重畳されることで、差周波数（ｆ₁−ｆ₂）をもつ交流成分が搬送波により搬送されることで、当該交流成分が電力伝送線５内で伝搬される。そして、この差周波数（ｆ₁−ｆ₂）が商用周波数（５０Ｈｚ）に設定されている。これにより、負荷８に対して、商用周波数（５０Ｈｚ）をもつ電力を供給することができる。 The AC waveform superimposed on the power transmission line 5 contains many components of the difference frequency (f ₁ − f ₂ ) and the addition frequency (f ₁ + f ₂ ), and the spectrum is shown in FIG. 3 (a). As described above, peaks occur at the difference frequency (f ₁ − f ₂ ) and the addition frequency (f ₁ + f ₂ ). Peak value of the difference frequency (f ₁ -f ₂₎ is higher than the peak value of the addition frequency _{_(f} 1 + f _2). Then, the AC waveform in which the modulated wave shown in FIG. 3B and the carrier wave are superimposed has the characteristics shown in FIG. 3C. That is, by superimposing the modulated wave of the secondary power supply circuit on the carrier wave of the primary power supply circuit, the AC component having a difference frequency (f ₁ − f ₂ ) is conveyed by the carrier wave, and the AC is carried. The components are propagated within the power transmission line 5. Then, this difference frequency (f ₁ − f ₂ ) is set to a commercial frequency (50 Hz). As a result, electric power having a commercial frequency (50 Hz) can be supplied to the load 8.

また本実施形態に係る電源装置では、２次電源回路の出力電力の振幅を制御することで、負荷８への供給される電圧を制御することもできる。図４は、変調波の振幅と、被変調波の振幅との関係を示すグラフである。被変調波は、変調後の波であり、差周波数（ｆ₁−ｆ₂）をもつ波であって、負荷８へ供給される電力の交流波形に相当する。 Further, in the power supply device according to the present embodiment, the voltage supplied to the load 8 can be controlled by controlling the amplitude of the output power of the secondary power supply circuit. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amplitude of the modulated wave and the amplitude of the modulated wave. The modulated wave is a wave after modulation, has a difference frequency (f ₁ − f ₂ ), and corresponds to an AC waveform of electric power supplied to the load 8.

図４に示すように、搬送波の位相と振幅を変えず、かつ、変調波の位相を変えずに、変調波の振幅を大きくすると、商用周波数成分の強度が大きくなる。すなわち、１次電源回路１０から出力される交流の周波数（ｆ_１）と２次電源回路２０から出力される交流の周波数（ｆ_２）は維持された状態で、２次電源回路２０の出力電圧が高くなるほど、負荷８への出力電圧は高くなる。これにより、２次電源回路２０の出力電圧（周波数（ｆ_２）をもつ交流波形の振幅）を制御することで、負荷８への供給電圧を調整できる。 As shown in FIG. 4, when the amplitude of the modulated wave is increased without changing the phase and amplitude of the carrier wave and without changing the phase of the modulated wave, the intensity of the commercial frequency component is increased. That is, the output voltage of the secondary power supply circuit 20 is maintained while the AC frequency (f ₁ ) output from the primary power supply circuit 10 and the AC frequency (f ₂ ) output from the secondary power supply circuit 20 are maintained. The higher the value, the higher the output voltage to the load 8. Thereby, the supply voltage to the load 8 can be adjusted by controlling the output voltage of the secondary power supply circuit 20 (the amplitude of the AC waveform having the frequency (f ₂ )).

また変調波の周波数及び搬送波の周波数は、１次電源回路１０及び２次電源回路２０の制御周波数を変えることで任意に設定できる。そのため、バッテリ２への供給される交流の周波数も、５０Ｈｚに限らず、任意の周波数に設定できる。例えば、電力伝送線５の設計により、商用周波数とは異なる周波数で伝送損失が低くなる場合には、差周波数が伝送損失の低い周波数に設定される。そして、電力伝送線５を伝搬した交流波の周波数が、第３スイッチング回路３１の電力変換によってシフトして、商用周波数になる。 The frequency of the modulated wave and the frequency of the carrier wave can be arbitrarily set by changing the control frequencies of the primary power supply circuit 10 and the secondary power supply circuit 20. Therefore, the frequency of the alternating current supplied to the battery 2 is not limited to 50 Hz and can be set to any frequency. For example, due to the design of the power transmission line 5, when the transmission loss is low at a frequency different from the commercial frequency, the difference frequency is set to the frequency with the low transmission loss. Then, the frequency of the AC wave propagating on the power transmission line 5 is shifted by the power conversion of the third switching circuit 31 to become a commercial frequency.

ここで、電力伝送線５の伝送損失について、式を用いて説明する。電力伝送線５を流れる電流の最大値をＩ_０とし、当該電流の各周波数をωとすると、電力伝送線５を伝搬する交流電圧（Ｖ（ω））は下記式（１）で表される。

Here, the transmission loss of the power transmission line 5 will be described using an equation. Assuming that the maximum value of the current flowing through the power transmission line 5 is I ₀ and each frequency of the current is ω, the AC voltage (V (ω)) propagating through the power transmission line 5 is represented by the following equation (1). ..

電力伝送線５が内部抵抗のない理想的な配線であると仮定すると、以下の関係が成り立つ。

ただし、ｊは虚数単位を示し、Ｌは電力伝送線５の寄生インダクタンスであり、Ｒは抵抗成分である。 Assuming that the power transmission line 5 is an ideal wiring without internal resistance, the following relationship holds.

However, j represents an imaginary unit, L is a parasitic inductance of the power transmission line 5, and R is a resistance component.

電力伝送線５内における波形伝搬により電力伝送を行う場合に、出力の関係は下記式（３）で表される。

When power is transmitted by waveform propagation in the power transmission line 5, the output relationship is expressed by the following equation (3).

そして、式（３）より、Ｚ（インピーダンス）が小さいほど、周波数成分（ω）における出力は大きくなる。すなわち、理想的には、ある固定周波数でみると、ωが小さいほど、電力伝送線５における伝送効率は高くなる。また、配線の抵抗が小さいほど、伝送効率は高くなる。従って、配線の抵抗成分又は直流の影響を鑑みると、ある程度の低周波帯域を電力伝送の帯域に用いることで、電力線への負荷を軽減しつつ、伝送効率の向上が見込まれる。第１フィルタ７の周波数帯域は伝送効率のよい周波数帯域を含むように、カットオフ周波数が設定される。 Then, from the equation (3), the smaller the Z (impedance), the larger the output in the frequency component (ω). That is, ideally, when viewed at a certain fixed frequency, the smaller the ω, the higher the transmission efficiency on the power transmission line 5. Further, the smaller the resistance of the wiring, the higher the transmission efficiency. Therefore, in consideration of the resistance component of the wiring or the influence of direct current, it is expected that the transmission efficiency is improved while reducing the load on the power line by using a certain low frequency band for the power transmission band. The cutoff frequency is set so that the frequency band of the first filter 7 includes a frequency band having good transmission efficiency.

すなわち、伝送効率の高い状態で、負荷８に対して商用周波数の電力を供給するためには、商用周波数よりも高い周波数を差周波数に設定し、かつ１次電源回路１０と、２次電源回路２０の出力電圧の位相を適切に設定された状態を維持することにより、電力伝送線５の電力線への負荷を軽減しつつ、高効率の状態で、第３スイッチング回路３１の入力に電力伝送することができる。その結果、第３スイッチング回路３１の電力変換により、力率を向上することができる。 That is, a high transmission efficiency state, to power a commercial frequency to the load 8 sets the frequency higher than the commercial frequency in the difference frequency, and a primary power supply circuit 10, secondary power source circuit By maintaining a state in which the phase of the output voltage of 20 is appropriately set, power is transmitted to the input of the third switching circuit 31 in a highly efficient state while reducing the load on the power line of the power transmission line 5. be able to. As a result, the power factor can be improved by the power conversion of the third switching circuit 31.

また本実施形態に係る電源装置は、交流電源１から電力が供給できない状態であっても、以下に説明するように、バッテリ２の電力を利用して負荷８に電力を供給することができる。 Further, the power supply device according to the present embodiment can supply electric power to the load 8 by using the electric power of the battery 2 as described below even when the electric power cannot be supplied from the AC power source 1.

２次電源回路２０に接続されたバッテリ２に蓄電されている場合、１次電源回路１０に電力が供給されていない状態でも、電力伝送線５を経由して、負荷８へ電力を伝送することができる。 When the battery 2 connected to the secondary power supply circuit 20 stores power, the power is transmitted to the load 8 via the power transmission line 5 even when the power is not supplied to the primary power supply circuit 10. Can be done.

１次電源回路１０の出力電力の周波数をｆ_１とし、２次電源回路２０の出力電力の周波数をｆ_２として、差周波数（ｆ_２−ｆ_１）の電力を、電力伝送線５を経由して伝送することができる。この場合、２次電源回路２０の出力周波数ｆ_２を、１次電源回路１０の出力周波数ｆ_１より高い周波数に設定することで、２次電源回路２０の電力を使って、第１スイッチング回路１２に接続されたコンデンサに蓄電しながら、第１スイッチング回路１２に含まれる電流還流ルートを介して出力電圧を制御することができる。これにより、バッテリ２から負荷８に電源供給するような場合においても、発明の効果を実現することができる。 The frequency of the output power of the primary power supply circuit 10 is f ₁ , the frequency of the output power of the secondary power supply circuit 20 is f ₂ , and the power of the difference frequency (f _2- f ₁ ) is transmitted via the power transmission line 5. Can be transmitted. In this case, the output frequency f ₂ of the secondary power supply circuit 20, by setting a higher frequency than the output frequency f ₁ of the primary power supply circuit 10, using the power of the secondary power supply circuit 20, first switching circuit 12 The output voltage can be controlled via the current recirculation route included in the first switching circuit 12 while storing electricity in the capacitor connected to the first switching circuit 12. Thereby, the effect of the invention can be realized even in the case where the power is supplied from the battery 2 to the load 8.

上記のように本実施形態に係る電源装置は、複数の電源から入力された電力を複数の交流電力にそれぞれ変換する複数の電源回路と、複数の電源回路の交流出力側にそれぞれ電気的に接続され、負荷８に電気的に接続された電力伝送線５とを備え、複数の交流電力の周波数を互いに異なる周波数に設定し、電力伝送線を介して負荷に供給するための伝送電力を、複数の交流電力を重畳することで生成する。これにより、配線または電源等に効率よく電力を供給できる周波数を設定することができ、電力を効率よく伝搬できる。 As described above, the power supply device according to the present embodiment is electrically connected to a plurality of power supply circuits that convert power input from the plurality of power supplies into a plurality of AC powers and to the AC output side of the plurality of power supply circuits. A power transmission line 5 electrically connected to the load 8 is provided, a plurality of AC power frequencies are set to different frequencies, and a plurality of transmission powers for supplying to the load via the power transmission line are provided. It is generated by superimposing the AC power of. As a result, it is possible to set a frequency at which electric power can be efficiently supplied to wiring or a power source, and electric power can be efficiently propagated.

また本実施形態では、負荷８に供給される電力の基本周波数を、差周波数とする。これにより、負荷８を動作させる周波数を、周波数（ｆ_１、ｆ_２）から作り出すことができる。 Further, in the present embodiment, the fundamental frequency of the electric power supplied to the load 8 is defined as the difference frequency. Thereby, the frequency for operating the load 8 can be created from the frequencies (f ₁ , f ₂ ).

また本実施形態では、負荷８への供給電力の基本周波数成分を取り出すための第１フィルタ７を備えている。これにより、負荷８への供給したい周波数成分を、その他の周波数帯から分離することができる。また、１次電源回路１０及び２次電源回路２０から出力される電力波形に歪みが含まれる場合に、第１フィルタ７を挿入することで、電圧サージ及びノイズを抑制できる。その結果として、電力伝送線５への負荷を軽減しつつ、負荷８へ出力される電力の品質を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the first filter 7 for extracting the fundamental frequency component of the power supplied to the load 8 is provided. As a result, the frequency component to be supplied to the load 8 can be separated from other frequency bands. Further, when the power waveform output from the primary power supply circuit 10 and the secondary power supply circuit 20 contains distortion, the voltage surge and noise can be suppressed by inserting the first filter 7. As a result, the quality of the power output to the load 8 can be improved while reducing the load on the power transmission line 5.

なお本実施形態の変形例として、第１フィルタ７はローパス型のアクティブフィルタでもよい。図５（ａ）はアクティブフィルタの回路図を示し、図５（ｂ）はフィルタの特性図である。図５（ｂ）の横軸は周波数を、縦軸はゲインを示す。Ｆｃはカットオフ周波数である。例えば、２次電源回路２０が平滑素子２１を有さない場合には、２次電源回路２０の出力が方形波になる。そのため、変形例では、負荷８への出力波形を交流波形にするために、第１フィルタ７をアクティブフィルタで構成する。これにより、方形波によるオーバーシュートを抑制できる。また、負荷８への出力波形を交流波形にすることができる。 As a modification of this embodiment, the first filter 7 may be a low-pass type active filter. FIG. 5A shows a circuit diagram of an active filter, and FIG. 5B is a characteristic diagram of the filter. The horizontal axis of FIG. 5B shows the frequency, and the vertical axis shows the gain. Fc is the cutoff frequency. For example, when the secondary power supply circuit 20 does not have the smoothing element 21, the output of the secondary power supply circuit 20 becomes a square wave. Therefore, in the modified example, the first filter 7 is configured by an active filter in order to make the output waveform to the load 8 an AC waveform. As a result, overshoot due to a square wave can be suppressed. Further, the output waveform to the load 8 can be an AC waveform.

上記の１次電源回路１０及び２次電源回路２０が本発明の「電力変換回路」に相当する。 The above-mentioned primary power supply circuit 10 and secondary power supply circuit 20 correspond to the "power conversion circuit" of the present invention.

《第２実施形態》
図６は、発明の第２の実施形態に係る電源装置の回路図である。本例では上述した第１実施形態に対して、絶縁トランス４０を備える点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、その記載を援用する。 << Second Embodiment >>
FIG. 6 is a circuit diagram of a power supply device according to a second embodiment of the invention. This example differs from the above-described first embodiment in that the isolation transformer 40 is provided. The configuration other than this is the same as that of the first embodiment described above, and the description thereof is incorporated.

図６に示すように、２次電源回路は、交流出力側に絶縁トランス４０を有している。２次電源回路２０はバッテリ２と接続されている、そのため、第２スイッチング回路２２を動作させた時に、高調波成分が電力伝送線５を流れ、負荷８に流れる可能性がある。本実施形態では、電力伝送線５と第２スイッチング回路２２との間に、絶縁トランス４０を接続している。これにより、第２スイッチング回路２２の動作により発生する高調波成分が負荷８に流れることを抑制できる。また、１次電源回路１０の交流出力と２次電源回路２０の交流出力が絶縁トランス４０により絶縁分離される。これにより、電力伝送線５への負荷を低減しつつ、負荷８に供給する電力伝送効率向上をできる。また、電力伝送線５から負荷８までの回路においてサージ電圧が発生することを防ぎつつ、ノイズの漏洩を抑制するといった複合的な効果も得られる。 As shown in FIG. 6, the secondary power supply circuit has an isolation transformer 40 on the AC output side. The secondary power supply circuit 20 is connected to the battery 2, therefore, sometimes made to operate the second switching circuit 22, the harmonic components flows through the power transmission line 5, may flow to the load 8. In this embodiment, an isolation transformer 40 is connected between the power transmission line 5 and the second switching circuit 22. As a result, it is possible to suppress the flow of harmonic components generated by the operation of the second switching circuit 22 to the load 8. Further, the AC output of the primary power supply circuit 10 and the AC output of the secondary power supply circuit 20 are isolated by the isolation transformer 40. As a result, the power transmission efficiency supplied to the load 8 can be improved while reducing the load on the power transmission line 5. Further, it is possible to obtain a combined effect of suppressing noise leakage while preventing a surge voltage from being generated in the circuit from the power transmission line 5 to the load 8.

なお本実施形態の変形例として、図６に示す絶縁トランス４０の代わりに、図７に示すような、励磁巻線４１を有した絶縁トランス４０を設けてもよい。図７は、変形例に係る電源装置の回路図である。励磁巻線４１は、１次電源回路１０の交流出力と、電力伝送線５の一端との間に接続されている。電力伝送線５の一端は、トランス４０に接続される接続点である。また図７に示す絶縁トランス４０において、１次側と２次側との間の結合は、図６に示した絶縁トランス４０の結合よりも大きい。 As a modification of this embodiment, an isolation transformer 40 having an exciting winding 41 as shown in FIG. 7 may be provided instead of the isolation transformer 40 shown in FIG. FIG. 7 is a circuit diagram of a power supply device according to a modified example. The exciting winding 41 is connected between the AC output of the primary power supply circuit 10 and one end of the power transmission line 5. One end of the power transmission line 5 is a connection point connected to the transformer 40. Further, in the isolation transformer 40 shown in FIG. 7, the coupling between the primary side and the secondary side is larger than the coupling of the isolation transformer 40 shown in FIG.

なお、図６及び図７に示す絶縁トランス４０は、第１実施形態において説明した平滑素子２１と組み合わせてもよい。具体的には、平滑素子２１の入力側又は出力側に、絶縁トランス４０を接続すればよい。またトランスを内蔵したリアクトル（平滑回路）としてもよい。 The isolation transformer 40 shown in FIGS. 6 and 7 may be combined with the smoothing element 21 described in the first embodiment. Specifically, the isolation transformer 40 may be connected to the input side or the output side of the smoothing element 21. It may also be a reactor (smoothing circuit) with a built-in transformer.

《第３実施形態》
図８は、発明の第３の実施形態に係る電源装置の回路図である。本例では上述した第１実施形態に対して、電力供給先として負荷８に加えて、負荷６０を追加している点が異なる。交流電源１及びバッテリ２から第１負荷８に供給される供給ラインの回路は、第１実施形態で示した回路と同様であり、その記載を援用する。なお、第３実施形態の説明では、便宜上、負荷８を第１負荷８とし、負荷６０を第２負荷と、負荷制御回路３０を第１負荷制御回路３０と称し、負荷制御回路６２を第２負荷制御回路と称す。 << Third Embodiment >>
FIG. 8 is a circuit diagram of a power supply device according to a third embodiment of the invention. This example differs from the first embodiment described above in that a load 60 is added in addition to the load 8 as a power supply destination. The circuit of the supply line supplied from the AC power supply 1 and the battery 2 to the first load 8 is the same as the circuit shown in the first embodiment, and the description thereof is incorporated. In the description of the third embodiment, for convenience, the load 8 is referred to as a first load 8, the load 60 is referred to as a second load, the load control circuit 30 is referred to as a first load control circuit 30, and the load control circuit 62 is referred to as a second load. It is called a load control circuit.

本実施形態に係る電源装置は、交流電源１等に加えて、第２負荷６０、フィルタ６１、及び第２負荷制御回路６２を備えている。第２負荷６０は、二次電池である。第２負荷６０は、例えば、バッテリ２より出力電力の低い電池やバッテリ２を電源として作動する機器があげられる。 The power supply device according to the present embodiment includes a second load 60, a filter 61, and a second load control circuit 62 in addition to the AC power supply 1 and the like. The second load 60 is a secondary battery. Examples of the second load 60 include a battery having an output power lower than that of the battery 2 and a device operating by using the battery 2 as a power source.

電力伝送線５は、第１負荷８に供給するための第１伝送線５１と、第２負荷６０に供給するための第２伝送線５２に分岐されている。第１伝送線５１の一端は遮断器６に接続されており、第２伝送線５２の他端は第１フィルタ７を介して負荷制御回路３０に接続されている。第２伝送線５２の一端は遮断器６に接続されており、第２伝送線５２の他端はフィルタ６１を介して第２負荷制御回路６２に接続されている。 The power transmission line 5 is branched into a first transmission line 51 for supplying to the first load 8 and a second transmission line 52 for supplying to the second load 60. One end of the first transmission line 51 is connected to the circuit breaker 6, and the other end of the second transmission line 52 is connected to the load control circuit 30 via the first filter 7. One end of the second transmission line 52 is connected to the circuit breaker 6, and the other end of the second transmission line 52 is connected to the second load control circuit 62 via the filter 61.

フィルタ６１は、第２伝送線５２を伝搬する伝搬信号のうち、特定の周波数の成分を取り出すための回路である。フィルタ６１の通過周波数帯域は、第１負荷８への供給電力の基本波周波数を含まないように設計されている。すなわち、フィルタのゲイン設定として、第１負荷８への供給電力の基本波周波数成分のゲインを、他の周波数帯域のゲインよりも低くしている。これにより、第１負荷８及び第２負荷６０に対して、適切な電力を供給することができる。 The filter 61 is a circuit for extracting a component having a specific frequency from the propagation signal propagating on the second transmission line 52. The pass frequency band of the filter 61 is designed not to include the fundamental frequency of the power supplied to the first load 8. That is, as the gain setting of the filter, the gain of the fundamental wave frequency component of the power supplied to the first load 8 is set to be lower than the gain of other frequency bands. As a result, appropriate electric power can be supplied to the first load 8 and the second load 60.

図８の負荷制御回路６２の例として、整流ブリッジ及び降圧回路を示す。整流ブリッジによりフィルタ６１から入力された交流を整流された電力をスイッチング回路によって、負荷６０の出力電圧を降圧して制御する。 As an example of the load control circuit 62 in FIG. 8, a rectifier bridge and a step-down circuit are shown. The power rectified by the AC input from the filter 61 by the rectifying bridge is controlled by stepping down the output voltage of the load 60 by the switching circuit.

図９に、電力伝送線５において、重畳された交流波形のスペクトルを示す。スペクトルは、図９に示すように、差周波数（ｆ_１−ｆ_２）と加算周波数（ｆ_１＋ｆ_２）でピークになる。 FIG. 9 shows the spectrum of the superimposed AC waveform on the power transmission line 5. As shown in FIG. 9, the spectrum peaks at the difference frequency (f ₁ − f ₂ ) and the addition frequency (f ₁ + f ₂ ).

そして、差周波数（ｆ_１−ｆ_２）を商用周波数に設定し、加算周波数（ｆ_１＋ｆ_２）を第２負荷制御回路６２の制御周波数に設定する。第２負荷制御回路６２の制御周波数は、整流ブリッジで整流作用のある周波数である。これにより、負荷８及び負荷６０に対して適切な電力を供給できる。 Then, the difference frequency (f ₁ − f ₂ ) is set to the commercial frequency, and the addition frequency (f ₁ + f ₂ ) is set to the control frequency of the second load control circuit 62. The control frequency of the second load control circuit 62 is a frequency that has a rectifying action on the rectifying bridge. As a result, appropriate electric power can be supplied to the load 8 and the load 60.

図１０に、フィルタ６１の回路図（図１０（ａ））と、フィルタ６１の特性図（図１０（ｂ））を示す。図１０（ａ）に示すように、フィルタ６１は、バンドストップ用のＴ型ノッチフィルタである。また、図１０（ａ）のＶ_ｉｎは交流の入力電圧を表しており、Ｖ_ｏｕｔが出力電圧を表している。また図１０（ｂ）はＶ_ｏｕｔのボード線図である。図１０（ｂ）のグラフａ_１及びａ_２はゲイン特性を示し、グラフｂは位相特性を示す。 FIG. 10 shows a circuit diagram of the filter 61 (FIG. 10 (a)) and a characteristic diagram of the filter 61 (FIG. 10 (b)). As shown in FIG. 10A, the filter 61 is a T-type notch filter for band stop. Further, Vin _in FIG. 10A represents an AC input voltage, and V _out represents an output voltage. Further, FIG. 10B is a Bode diagram of V _out . Figure 10 graphs _{a 1} and _{a 2} of _the (b) shows a gain characteristic, graph b shows the phase characteristic.

例えば、第２負荷６０よりも負荷８に対して優先的に電力を供給する場合には、Ｖ_ｏｕｔのゲイン特性がグラフａ_１で示す特性になるように、カットオフの中心周波数を商用周波数に設定する。 For example, in the case than the second load 60 to supply preferentially the power to the load 8, as the gain characteristic of the V _out is characteristic indicated by the graph a _1, a commercial frequency the center frequency of the cutoff Set.

また、第１負荷８及び第２負荷６０に必要電力を供給する場合には、Ｖ_ｏｕｔのゲイン特性がグラフａ_２で示す特性になるように、ノッチフィルタの減衰のバンド幅を広くすることで、減衰ゲインの帯域幅を調整する。これにより、第１負荷８及び第２負荷６０に対して適切な周波数の電力を供給できる。 Further, when supplying the required power to the first load 8 and the second load 60, by the gain characteristic of the V _out is so that the characteristic shown by the graph a _2, to increase the bandwidth of the attenuation of the notch filter , Adjust the attenuation gain bandwidth. As a result, electric power having an appropriate frequency can be supplied to the first load 8 and the second load 60.

上記のように、本実施形態では、電力伝送線５を伝送する電力を、負荷８及び負荷６０に供給する。これにより、複数の負荷に対して電力を供給できる。 As described above, in the present embodiment, the electric power for transmitting the electric power transmission line 5 is supplied to the load 8 and the load 60. As a result, power can be supplied to a plurality of loads.

また本実施形態では、第１伝送線５１にフィルタ６１を接続し、負荷７への供給電力の基本周波数成分のゲインを、他の周波数帯域のゲインより低くなるようにフィルタ６１を設計する。これにより、複数の負荷に対して電力を供給できる。 Further, in the present embodiment, the filter 61 is connected to the first transmission line 51, and the filter 61 is designed so that the gain of the fundamental frequency component of the power supplied to the load 7 is lower than the gain of other frequency bands. As a result, power can be supplied to a plurality of loads.

また本実施形態では、第２負荷制御回路６２により第１伝送線５１を介して入力される交流電力を直流電力に変換して、当該直流電力を第２負荷６０に出力する。これにより、直流の負荷であっても、電力を供給できる。 Further, in the present embodiment, the second load control circuit 62 converts the AC power input via the first transmission line 51 into DC power, and outputs the DC power to the second load 60. As a result, electric power can be supplied even with a DC load.

また本実施形態では、フィルタ６１と第２負荷６０との間に整流ブリッジを有する。これにより、直流の負荷であっても、電力を供給できる。 Further, in the present embodiment, a rectifying bridge is provided between the filter 61 and the second load 60. As a result, electric power can be supplied even with a DC load.

また本実施形態では、２次電源回路２０の出力電力の周波数ｆ_２を、１次電源回路２０の出力電力の周波数ｆ_１よりも高くする。これにより、電力の伝送効率を向上させることができる。また、電力伝送線５の反射等を軽減し、ノイズや電圧サージの低減を可能とする。 Further, in the present embodiment, the frequency f ₂ of the output power of the secondary power supply circuit 20 is set higher than the frequency f ₁ of the output power of the primary power supply circuit 20. As a result, the power transmission efficiency can be improved. Further, the reflection of the power transmission line 5 and the like are reduced, and noise and voltage surge can be reduced.

なお、本実施形態において、２次電源回路２０から出力される交流電力の振幅を、１次電源回路１０から出力される交流電力の振幅よりも大きくすることで、第１負荷８及び第２負荷６０への供給電力を調整してもよい。これにより、複数の負荷に対して電力を供給できる。 In the present embodiment, the amplitude of the AC power output from the secondary power supply circuit 20 is made larger than the amplitude of the AC power output from the primary power supply circuit 10, so that the first load 8 and the second load The power supply to 60 may be adjusted. As a result, power can be supplied to a plurality of loads.

なお、本実施形態の変形例として、図１１に示すように、電源装置は交流負荷である第２負荷６０に電力を供給してもよい。図１１は、変形例に係る電源装置の回路図である。図１１に示すように、第２負荷制御回路６２は入力される交流電力を直流電力に変換する回路であり、ダイオードブリッジ、平滑コンデンサ及び、ＤＣＡＣコンバータで構成されている。また、ＤＣＡＣコンバータの電力変換により、入力交流電力とは異なる周波数又は異なる位相をもつ交流出力を生成できる。 As a modification of this embodiment, as shown in FIG. 11, the power supply device may supply electric power to the second load 60, which is an AC load. FIG. 11 is a circuit diagram of a power supply device according to a modified example. As shown in FIG. 11, the second load control circuit 62 is a circuit that converts input AC power into DC power, and is composed of a diode bridge, a smoothing capacitor, and a DCAC converter. Further, the power conversion of the DCAC converter can generate an AC output having a frequency or a different phase different from the input AC power.

なお、本実施形態の変形例として、図１２に示すように、電源装置は直流負荷である第１負荷８に電力を供給してもよい。図１２は、変形例に係る電源装置の回路図である。図１２に示すように、負荷制御回路３０は入力される交流電力を直流電力に変換する回路であり、ダイオードブリッジ、ＡＣＤＣコンバータ７１及び遮断手段７２で構成されている。これにより、複数の直流電源に対して、独立して電力を供給できる。また、電圧の異なる直流電源が複数ある場合にも、複数の直流電源に対して、適切な電力を供給できる。 As a modification of this embodiment, as shown in FIG. 12, the power supply device may supply electric power to the first load 8 which is a DC load. FIG. 12 is a circuit diagram of a power supply device according to a modified example. As shown in FIG. 12, the load control circuit 30 is a circuit that converts input AC power into DC power, and is composed of a diode bridge, an ADCC converter 71, and a blocking means 72. As a result, electric power can be independently supplied to a plurality of DC power sources. Further, even when there are a plurality of DC power supplies having different voltages, appropriate power can be supplied to the plurality of DC power supplies.

上記の第１負荷制御回路３０及び第２負荷制御回路６２が本発明の「制御用電力変換回路」に相当する。 The first load control circuit 30 and the second load control circuit 62 correspond to the "control power conversion circuit" of the present invention.

１…交流電源
２…バッテリ
４…コンデンサ
５…電力伝送線
６…遮断器
７…フィルタ
８…負荷
１０…１次電源回路
１１…入力回路
１２…第１スイッチング回路
２０…２次電源回路
２１…平滑素子
２２…第２スイッチング回路
３０…負荷制御回路
３１…第３スイッチング回路
３２…フィルタ
４０…トランス
５１…第１伝送線
５２…第２伝送線
６０…負荷
６１…フィルタ
６２…負荷制御回路
７１…コンバータ
７２…遮断手段 1 ... AC power supply 2 ... Battery 4 ... Condenser 5 ... Power transmission line 6 ... Circuit breaker 7 ... Filter 8 ... Load 10 ... Primary power supply circuit 11 ... Input circuit 12 ... First switching circuit 20 ... Secondary power supply circuit 21 ... Smoothing Element 22 ... Second switching circuit 30 ... Load control circuit 31 ... Third switching circuit 32 ... Filter 40 ... Transformer 51 ... First transmission line 52 ... Second transmission line 60 ... Load 61 ... Filter 62 ... Load control circuit 71 ... Converter 72 ... Blocking means

Claims

Multiple power conversion circuits that convert the power input from multiple power sources into multiple AC power,
A power transmission line electrically connected to the AC output side of each of the plurality of power conversion circuits and electrically connected to the load, and
With a filter connected to the power transmission line
The frequencies of the plurality of AC powers are different from each other,
The transmission power supplied to the load via the power transmission line is generated by superimposing the plurality of AC powers.
The filter is a low-pass filter for extracting a fundamental frequency component of power supplied to the load .

Before Kimoto this frequency, the different frequency power supply device according to claim 1, wherein the difference is a frequency.

Multiple power conversion circuits that convert the power input from multiple power sources into multiple AC power,
A power transmission line electrically connected to the AC output side of each of the plurality of power conversion circuits and electrically connected to the load, and
With a filter connected to the power transmission line
The frequencies of the plurality of AC powers are different from each other,
The transmission power supplied to the load via the power transmission line is generated by superimposing the plurality of AC powers.
The filter separates a predetermined frequency component from the AC waveform on which the plurality of AC powers are superimposed.
The power transmission line has a plurality of transmission lines for transmitting the transmission power.
The fundamental frequency of the electric power supplied through one of the plurality of transmission lines is the difference frequency of the frequencies different from each other.
The fundamental frequency of the power supplied via the other transmission line of said plurality of transmission lines, Ru adds frequency der wherein the sum of the different frequencies
Power supply.

The power supply device according to claim 2, wherein the filter is a low-pass filter for extracting the difference frequency.

The power supply device according to any one of claims 1 to 4 , wherein at least one power conversion circuit among the plurality of power conversion circuits has a transformer on the AC output side.

Multiple power conversion circuits that convert the power input from multiple power sources into multiple AC power,
A power transmission line electrically connected to the AC output side of each of the plurality of power conversion circuits and electrically connected to the load, and
With a filter connected to the power transmission line
The frequencies of the plurality of AC powers are different from each other,
The transmission power supplied to the load via the power transmission line is generated by superimposing the plurality of AC powers.
The filter separates a predetermined frequency component from the AC waveform on which the plurality of AC powers are superimposed.
The transmission power is supplied to a DC load and an AC load via the power transmission line.
The power transmission line includes a DC power transmission line that outputs the transmission power to the DC load.
The filter is connected to the DC power transmission line,
Wherein the filter, the gain of the fundamental frequency component of electric power supplied to the AC load, that is designed to be lower than the gain of the other frequency bands
Power supply.

The power supply device according to claim 6 , wherein the filter is a notch filter.

A control power conversion circuit that is connected between the DC power transmission line and the DC load and controls the DC load is further provided.
The power supply device according to claim 6 or 7, wherein the control power conversion circuit converts AC power input via the DC power transmission line into DC and outputs the converted power to the DC load.

The power supply device according to any one of claims 6 to 8 , wherein a rectifying bridge is connected between the filter and the DC load.

Multiple power conversion circuits that convert the power input from multiple power sources into multiple AC power,
A power transmission line electrically connected to the AC output side of each of the plurality of power conversion circuits and electrically connected to the load, and
With a filter connected to the power transmission line
The frequencies of the plurality of AC powers are different from each other,
The transmission power supplied to the load via the power transmission line is generated by superimposing the plurality of AC powers.
The filter separates a predetermined frequency component from the AC waveform on which the plurality of AC powers are superimposed.
The plurality of power sources include a DC power source and an AC power source.
One of the plurality of power conversion circuits is electrically connected to the AC power source.
Of the plurality of power conversion circuits, the other power conversion circuit is electrically connected to the DC power supply.
The frequency of the AC power output from the other of the power conversion circuit is not higher than the frequency of the AC power output from the one of the power conversion circuit
Power supply.

Multiple power conversion circuits that convert the power input from multiple power sources into multiple AC power,
A power transmission line electrically connected to the AC output side of each of the plurality of power conversion circuits and electrically connected to the load, and
With a filter connected to the power transmission line
The frequencies of the plurality of AC powers are different from each other,
The transmission power supplied to the load via the power transmission line is generated by superimposing the plurality of AC powers.
The filter separates a predetermined frequency component from the AC waveform on which the plurality of AC powers are superimposed.
The plurality of power sources include a DC power source and an AC power source.
One of the plurality of power conversion circuits is electrically connected to the AC power source.
Of the plurality of power conversion circuits, the other power conversion circuit is electrically connected to the DC power supply.
The amplitude of the AC power output from the other of the power conversion circuit is not greater than the amplitude of the AC power output from the one of the power conversion circuit
Power supply.

Multiple power conversion circuits that convert the power input from multiple power sources into multiple AC power,
A power transmission line electrically connected to the AC output side of each of the plurality of power conversion circuits and electrically connected to the load, and
With a filter connected to the power transmission line
The frequencies of the plurality of AC powers are different from each other,
The transmission power supplied to the load via the power transmission line is generated by superimposing the plurality of AC powers.
The filter separates a predetermined frequency component from the AC waveform on which the plurality of AC powers are superimposed.
The power conversion circuit of one of the plurality of power conversion circuits outputs AC power to the AC output side of the other power conversion circuit of the plurality of power conversion circuits.
The other power conversion circuit has a capacitor, converts the power input from the one power conversion circuit, charges the capacitor with the converted power, and converts the power of the charged capacitor as conversion power. , The conversion power is output from the AC output side,
The transmission power, Ru is generated by superimposing the output alternating current power and the converted electric power from the one of the power conversion circuit
Power supply.

The power supply device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the transmission power is supplied to a plurality of DC loads or a plurality of AC loads via the power transmission line.