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JP7579170B2 - 電力供給回路 - Google Patents
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JP7579170B2 - 電力供給回路 - Google Patents

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Description

本発明は、電源から負荷に電力を供給する電力供給回路に関する。
下記特許文献１には、高電圧バッテリの正極端子とインバータの接続端子とを接続する正極ラインに正極コンタクタが設けられ、高圧バッテリの負極端子とインバータの接続端子とを接続する負極ラインに負極コンタクタが設けられている車両用電源装置が開示されている。この車両用電源装置は、正極コンタクタに対して並列に接続されたプリチャージコンタクタと、プリチャージコンタクタに直列に接続されたプリチャージ抵抗を有している。
下記特許文献２には、各電源ユニットから各モジュールに給電するための給電バスを２つ備えるミッドプレーンが開示されている。
特開２０１４－１４３８６３号公報 特開２０１４－１８２６７９号公報
上記特許文献２に記載のミッドプレーンのように複数の給電バスを有する電力供給回路に、上記特許文献１に記載の車両用電源装置のようにプリチャージコンタクタを設ける場合、それぞれの給電バスに対してプリチャージコンタクタを設ける必要がある。そのため、電力供給回路の重量化を招く問題がある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、軽量化を図ることができる電力供給回路を提供することを目的とする。
本発明の態様は、電源から負荷に電力を供給する電力供給回路であって、前記負荷は、起動前に充電が必要なコンデンサを有し、前記電源から前記負荷に電力を供給する第１回路と、前記電源から前記負荷に電力を供給する第２回路と、を備え、前記第１回路及び前記第２回路の一方にのみ、前記コンデンサを充電するプリチャージ回路が設けられ、前記コンデンサを充電するときには、前記第１回路及び前記第２回路のうち前記プリチャージ回路を有する回路を用いて、前記電源から前記負荷に電力を供給し、前記コンデンサの充電完了後には、前記第１回路及び前記第２回路のうち前記プリチャージ回路を有さない回路を用いて、前記電源から前記負荷に電力を供給する。
本発明により、電力供給回路の軽量化を図ることができる。
電力供給回路の回路図である。 電源側接続／遮断部の回路構成を示す図である。 図３Ａ～図３Ｃは、負荷側接続／遮断部の回路構成を示す図である。 図４Ａ～図４Ｃは、プリチャージ回路の回路構成を示す図である。 電力供給回路のブロック図である。 比較例の電力供給回路の回路図である。 電力供給回路の回路図である。 電力供給回路の回路図である。 電力供給回路の回路図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、プリチャージ回路及びセレクタの回路構成を示す図である。 電力供給回路のブロック図である。 電力供給回路の回路図である。 電力供給回路の回路図である。
〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態の電力供給回路１０の回路図である。電力供給回路１０は、メイン回路１２及びバックアップ回路１４を有する。メイン回路１２及びバックアップ回路１４のそれぞれは、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。第１ロード２０及び第２ロード２２のそれぞれは、内部にコンデンサ２０ａ、２２ａを有しており、第１ロード２０及び第２ロード２２は、それぞれの起動時にコンデンサ２０ａ、２２ａの充電（プリチャージ）を必要とする。
メイン回路１２は本発明の第１回路に相当し、バックアップ回路１４は本発明の第２回路に相当する。第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８は本発明の電源に相当し、第１ロード２０及び第２ロード２２は本発明の負荷に相当する。
メイン回路１２は、第１送電バス２４を有している。第１送電バス２４は、バスバーや電線などにより構成されており、回路保護のためのヒューズやスイッチを有していてもよい。
第１バッテリ１６と第１送電バス２４との間を繋ぐ配線には、第１バッテリ１６と第１送電バス２４との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える電源側接続／遮断部２６ａが設けられている。第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を繋ぐ配線には、第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える電源側接続／遮断部２６ｂが設けられている。第１送電バス２４と第１ロード２０との間を繋ぐ配線には、第１送電バス２４と第１ロード２０との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える負荷側接続／遮断部２８ａが設けられている。第１送電バス２４と第２ロード２２との間を繋ぐ配線には、第１送電バス２４と第２ロード２２との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える負荷側接続／遮断部２８ｂが設けられている。
バックアップ回路１４は、第２送電バス３０を有している。第２送電バス３０は、バスバーや電線などにより構成されており、回路保護のためのヒューズやスイッチを有していてもよい。
第１バッテリ１６と第２送電バス３０との間を繋ぐ配線には、第１バッテリ１６と第２送電バス３０との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える電源側接続／遮断部２６ｃが設けられている。第２バッテリ１８と第２送電バス３０との間を繋ぐ配線には、第２バッテリ１８と第２送電バス３０との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える電源側接続／遮断部２６ｄが設けられている。第２送電バス３０と第１ロード２０との間を繋ぐ配線には、第２送電バス３０と第１ロード２０との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える負荷側接続／遮断部２８ｃが設けられている。第２送電バス３０と第２ロード２２との間を繋ぐ配線には、第２送電バス３０と第２ロード２２との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える負荷側接続／遮断部２８ｄが設けられている。電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄに対して並列に、プリチャージ回路３２が設けられている。
以下、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを特に区別しない場合には、電源側接続／遮断部２６と記載する。また、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを特に区別しない場合には、負荷側接続／遮断部２８と記載する。
図２は、電源側接続／遮断部２６の回路構成を示す図である。電源側接続／遮断部２６は、図２に示すように、正極配線上にヒューズ３１とスイッチ３４とが直列に設けられている。さらに、電源側接続／遮断部２６には、図２に示すように、負極配線上にスイッチ３６が設けられている。スイッチ３４及びスイッチ３６の少なくとも一方がオフであるときに、電源側接続／遮断部２６は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８のそれぞれと、第１送電バス２４及び第２送電バス３０のそれぞれとの間を電気的に遮断する。一方、スイッチ３４及びスイッチ３６の両方がオンであるときに、電源側接続／遮断部２６は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８のそれぞれと、第１送電バス２４及び第２送電バス３０のそれぞれとの間を電気的に接続する。
図３Ａ～図３Ｃは、負荷側接続／遮断部２８の回路構成を示す図である。負荷側接続／遮断部２８は、図３Ａに示すように、正極側の配線上にスイッチ３８が設けられている。スイッチ３８がオフであるときに、負荷側接続／遮断部２８は、第１送電バス２４及び第２送電バス３０のそれぞれと、第１ロード２０及び第２ロード２２のそれぞれとの間を電気的に遮断する。一方、スイッチ３８がオンであるときに、負荷側接続／遮断部２８は、第１送電バス２４及び第２送電バス３０のそれぞれと、第１ロード２０及び第２ロード２２のそれぞれとの間を電気的に接続する。
負荷側接続／遮断部２８の回路構成は、図３Ａに示す構成に限らず、他の構成であってもよい。負荷側接続／遮断部２８は、図３Ｂに示すように、正極側の配線上にヒューズ４０とスイッチ３８とが直列に設けられていてもよい。また、負荷側接続／遮断部２８は、図３Ｃに示すように、負極側の配線上にスイッチ４２が設けられていてもよい。
図４Ａ～図４Ｃは、プリチャージ回路３２の回路構成を示す図である。プリチャージ回路３２には、図４Ａに示すように、電源側接続／遮断部２６ｃと並列にスイッチ４４が設けられ、さらに、スイッチ４４に直列に抵抗４８が設けられている。また、電源側接続／遮断部２６ｄと並列にスイッチ４６が設けられ、さらに、スイッチ４６に直列に抵抗５０が設けられている。電源側接続／遮断部２６ｃのスイッチ３４（図２を参照）がオン、スイッチ３６（図２を参照）がオフであって、プリチャージ回路３２のスイッチ４４がオンであるときに、第２送電バス３０から第１バッテリ１６にプリチャージ回路３２を経由して電流が流れる。同様に、電源側接続／遮断部２６ｄのスイッチ３４（図２を参照）がオン、スイッチ３６（図２を参照）がオフであって、プリチャージ回路３２のスイッチ４６がオンであるときに、第２送電バス３０から第２バッテリ１８にプリチャージ回路３２を経由して電流が流れる。
プリチャージ回路３２の回路構成は、図４Ａに示す構成に限らず、他の構成であってもよい。プリチャージ回路３２には、図４Ｂに示すように、電源側接続／遮断部２６ｃ及び電源側接続／遮断部２６ｄと並列に共通の１つのスイッチ５２が設けられていてもよい。図４Ｂに示すプリチャージ回路３２には、さらに、電源側接続／遮断部２６ｃと並列に抵抗５４が設けられ、電源側接続／遮断部２６ｄと並列に抵抗５６が設けられている。また、プリチャージ回路３２には、図４Ｃに示すように、電源側接続／遮断部２６ｃ及び電源側接続／遮断部２６ｄと並列に共通の１つのスイッチ５８及び抵抗６０が設けられていてもよい。スイッチ５８と抵抗６０とは直列に接続されている。
図５は、電力供給回路１０のブロック図である。電力供給回路１０は、さらに、監視部６２を有している。監視部６２は、メイン回路１２及びバックアップ回路１４の異常を監視する。メイン回路１２、バックアップ回路１４の異常とは、例えば、第１送電バス２４及び第２送電バス３０内のバスバーや電線の短絡、ヒューズの切断、スイッチのオン固着又はオフ固着等である。また、監視部６２は、第１ロード２０のコンデンサ２０ａ及び第２ロード２２のコンデンサ２２ａの充電状態を監視する。さらに、監視部６２は、電源側接続／遮断部２６、負荷側接続／遮断部２８、及び、プリチャージ回路３２の制御を行う。
監視部６２は、図示しない演算部及び判定部を有する。演算部及び判定部は、例えば処理回路（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｒｉｔｙ）によって実現され得る。処理回路は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路によって構成され得る。また、処理回路が、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって構成されるようにしてもよい。
なお、処理回路が、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によって構成されるようにしてもよい。この場合、不図示の記憶部に記憶されているプログラムがプロセッサによって実行されることによって処理回路が実現され得る。
［プリチャージ時の電力供給］
第１ロード２０及び第２ロード２２のコンデンサ２０ａ、２２ａが充電されるとき（以下、プリチャージ時と記載する）には、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及び負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂを制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０とを、プリチャージ回路３２を経由して電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給可能となる。そして、第１ロード２０のコンデンサ２０ａ及び第２ロード２２のコンデンサ２２ａが充電される。
［プリチャージ後の電力供給］
第１ロード２０及び第２ロード２２のコンデンサ２０ａ、２２ａが充電された後（以下、プリチャージ後と記載する）には、電力供給回路１０は、メイン回路１２を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及び負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂを制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０とを電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、メイン回路１２を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給し、第１ロード２０及び第２ロード２２が駆動する。
［メイン回路異常発生時におけるプリチャージ時の電力供給］
メイン回路１２に異常が発生した場合におけるプリチャージ時には、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及び負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂを制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０とを、プリチャージ回路３２を経由して電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給可能となる。そして、第１ロード２０のコンデンサ２０ａ及び第２ロード２２のコンデンサ２２ａが充電される。
［作用効果］
図６は、比較例の電力供給回路１００の回路図である。比較例では、メイン回路１２にもプリチャージ回路６４が設けられる。例えば、電力供給回路１００が電動飛行機等に使用される場合、電力供給回路１００は、高電圧、大電流の電力を供給することとなる。そのため、プリチャージ回路３２、６４も重量化、大型化し、部品価格も高価となり、電力供給回路１００全体の重量化、大型化、高コスト化を招く。
電力供給回路１００の重量化、大型化、高コスト化の抑制のために、メイン回路１２のみにプリチャージ回路６４が設けられる回路構成が考えられる。この場合、メイン回路１２に異常が生じた場合には、プリチャージ時にも、プリチャージ回路３２を有しないバックアップ回路１４を介して第１ロード２０及び第２ロード２２に電力が供給されることとなる。そのため、第１ロード２０及び第２ロード２２の回路の損傷のおそれがある。
そこで、本実施形態の電力供給回路１０では、バックアップ回路１４にのみプリチャージ回路３２が設けられる。プリチャージ回路３２がバックアップ回路１４のみに設けられるため、電力供給回路１０の軽量化、小型化、低コスト化を図ることができる。
本実施形態の電力供給回路１０では、プリチャージ時には、バックアップ回路１４のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力が供給される。これにより、メイン回路１２に短絡等の異常が発生し、第１ロード２０のコンデンサ２０ａ及び第２ロード２２のコンデンサ２２ａの電荷が抜けた場合であっても、バックアップ回路１４のプリチャージ回路３２を経由して、コンデンサ２０ａ、２２ａを再度充電できる。そのため、メイン回路１２の異常発生時におけるコンデンサ２０ａ、２２ａへの再充電機能を確保しつつ、メイン回路１２プリチャージ回路を削減することが可能となり、電力供給回路１０を軽量化できる。
［電力供給回路の他の回路構成］
電力供給回路１０の回路構成は、図１に示す回路構成以外であってもよい。図７及び図８は、電力供給回路１０の回路図である。
図１に示す電力供給回路１０では、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄに対して並列にプリチャージ回路３２が設けられている。これに対して、図７に示すように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄに対して並列にプリチャージ回路３２が設けられていてもよい。
図１に示す電力供給回路１０では、電源として、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８が接続されている。これに対し、図８に示すように、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８に並列に、第１ジェネレータ６６及び第２ジェネレータ６８が接続されていてもよい。
この場合、メイン回路１２において第１ジェネレータ６６と第１送電バス２４との間を繋ぐ配線には、電源側接続／遮断部２６ｅが設けられる。電源側接続／遮断部２６ｅは、第１ジェネレータ６６と第１送電バス２４との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える。第２ジェネレータ６８と第１送電バス２４との間を繋ぐ配線には、電源側接続／遮断部２６ｆが設けられる。電源側接続／遮断部２６ｆは、第２ジェネレータ６８と第１送電バス２４との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える。
また、バックアップ回路１４において、第１ジェネレータ６６と第２送電バス３０との間を繋ぐ配線には、電源側接続／遮断部２６ｇが設けられる。電源側接続／遮断部２６ｇは、第１ジェネレータ６６と第２送電バス３０との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える。第２ジェネレータ６８と第２送電バス３０との間を繋ぐ配線には、電源側接続／遮断部２６ｈが設けられる。電源側接続／遮断部２６ｈは、第２ジェネレータ６８と第２送電バス３０との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える。
電力供給回路１０は、１つのバッテリ、又は、３つ以上のバッテリに接続されていてもよい。また、電力供給回路１０は、１つのジェネレータ、又は、３つ以上のジェネレータに接続されていてもよい。さらに、電力供給回路１０は、１つのロード、又は、３つ以上のロードに接続されていてもよい。
電力供給回路１０は、メイン回路１２及びバックアップ回路１４以外に、さらに別の送電バスを有する回路を有していてもよい。
電力供給回路１０は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８に代えて、大容量コンデンサが用いられてもよい。
プリチャージ回路３２の個数、及び、プリチャージ回路３２内の抵抗の個数は、電源電圧、各種抵抗の抵抗値、及び、負荷内のコンデンサの許容電流等に応じて適宜設定される。そのため、電源電圧、各種抵抗の抵抗値、及び、負荷内のコンデンサの許容電流等に応じて、図１に示すように電源側にプリチャージ回路３２が設けられるとともに、図７に示すように負荷側にプリチャージ回路３２が設けられるようにしてもよい。
〔第２実施形態〕
図９は、本実施形態の電力供給回路１０の回路図である。第１実施形態の電力供給回路１０では、プリチャージ回路３２はバックアップ回路１４に設けられている。本実施形態では、プリチャージ回路３２と直列にセレクタ７０が設けられ、セレクタ７０により、プリチャージ回路３２がメイン回路１２及びバックアップ回路１４の一方に選択的に設けられる。他の回路構成は、図１に示す第１実施形態の電力供給回路１０の回路構成と同じである。
プリチャージ回路３２は、図９に示すように、第１バッテリ１６と、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、及び、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃとの間を繋ぐ負極配線の点Ａに接続されている。また、プリチャージ回路３２は、第２バッテリ１８と、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ｂ、及び、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｄとの間を繋ぐ負極配線の点Ｂに接続されている。
プリチャージ回路３２は、図９に示すように、セレクタ７０を介して、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａと第１送電バス２４との間を繋ぐ負極配線の点Ｃに接続される。プリチャージ回路３２は、セレクタ７０を介して、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ｂと第１送電バス２４との間を繋ぐ負極配線の点Ｄに接続される。また、プリチャージ回路３２は、セレクタ７０を介して、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃと第２送電バス３０との間を繋ぐ負極配線の点Ｅに接続される。プリチャージ回路３２は、セレクタ７０を介して、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｄと第２送電バス３０との間を繋ぐ負極配線の点Ｆに接続される。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、プリチャージ回路３２及びセレクタ７０の回路構成を示す図である。図１０Ａに示すように、セレクタ７０は、スイッチ７２及びスイッチ７４を有している。スイッチ７２は、点Ａからプリチャージ回路３２を経由して延びる配線と、点Ｃ及び点Ｅの一方とを選択的に接続する。スイッチ７４は、点Ｂからプリチャージ回路３２を経由して延びる配線と、点Ｄ及び点Ｆの一方とを選択的に接続する。
セレクタ７０により、点Ａと点Ｃ、及び、点Ｂと点Ｄとが接続されているときには、プリチャージ回路３２はメイン回路１２に設けられていることとなる。セレクタ７０により、点Ａと点Ｅ、及び、点Ｂと点Ｆとが接続されているときには、プリチャージ回路３２はバックアップ回路１４に設けられていることとなる。
セレクタ７０の回路構成は、図１０Ａに示す構成に限らず、他の構成であってもよい。図１０Ｂに示すように、セレクタ７０は、１つのスイッチ７６を有している。スイッチ７６は、点Ａ及び点Ｂのそれぞれからプリチャージ回路３２を経由して延びる配線と、点Ｃと点Ｄの両方、又は、点Ｅと点Ｆの両方とを選択的に接続する。
図１１は、電力供給回路１０のブロック図である。本実施形態の監視部６２は、第１実施形態の監視部６２と同様、第１送電バス２４、第２送電バス３０の異常を監視する。監視部６２は、電源側接続／遮断部２６、負荷側接続／遮断部２８、及び、プリチャージ回路３２の制御に加えて、セレクタ７０の制御を行う。
［プリチャージ時の電力供給］
プリチャージ時には、通常、監視部６２は、プリチャージ回路３２がメイン回路１２に設けられるように、セレクタ７０を制御する。そして、電力供給回路１０は、メイン回路１２のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４とを、プリチャージ回路３２を経由して電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及び負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０との間を電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄを制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、メイン回路１２のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給可能となる。そして、第１ロード２０のコンデンサ２０ａ及び第２ロード２２のコンデンサ２２ａが充電される。
プリチャージ時には、メイン回路１２にプリチャージ回路３２が設けられており、このときのメイン回路１２は、本発明の第２回路に相当する。
［プリチャージ後の電力供給］
プリチャージ後には、監視部６２は、プリチャージ回路３２がバックアップ回路１４に設けられるように、セレクタ７０を制御する。そして、電力供給回路１０は、メイン回路１２を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及び負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂを制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０とを電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、メイン回路１２を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給し、第１ロード２０及び第２ロード２２が駆動する。
プリチャージ後には、メイン回路１２にはプリチャージ回路３２が設けられておらず、このときのメイン回路１２は、本発明の第１回路に相当する。
［メイン回路異常発生時におけるプリチャージ時の電力供給］
メイン回路１２に異常が発生した場合におけるプリチャージ時には、監視部６２は、プリチャージ回路３２がバックアップ回路１４に設けられるように、セレクタ７０を制御する。そして、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及び負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂを制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０とを、プリチャージ回路３２を経由して電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給可能となる。そして、第１ロード２０のコンデンサ２０ａ及び第２ロード２２のコンデンサ２２ａが充電される。
［メイン回路異常発生時のプリチャージ後の電力供給］
メイン回路１２に異常が発生した場合におけるプリチャージ後には、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及び負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂを制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０とを、プリチャージ回路３２を経由せずに直接電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給し、第１ロード２０及び第２ロード２２が駆動する。
［作用効果］
本実施形態の電力供給回路１０は、プリチャージ回路３２をメイン回路１２及びバックアップ回路１４の一方に設けるようにするセレクタ７０を有する。これにより、１つのプリチャージ回路３２を、メイン回路１２とバックアップ回路１４で共有できるため、電力供給回路１０の軽量化、小型化、低コスト化を図ることができる。
［電力供給回路の他の回路構成］
電力供給回路１０の回路構成は、図９に示す回路構成以外であってもよい。図１２及び図１３は、電力供給回路１０の回路図である。
図９に示す電力供給回路１０では、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ、又は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄに対して並列にプリチャージ回路３２が設けられている。これに対して、図１２に示すように、メイン回路１２の負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂ、又は、バックアップ回路１４の負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄに対して並列にプリチャージ回路３２が設けられていてもよい。
図９に示す電力供給回路１０では、電源として、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８が接続されている。これに対し、図１３に示すように、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８に並列に、第１ジェネレータ６６及び第２ジェネレータ６８が接続されていてもよい。
この場合、メイン回路１２において第１ジェネレータ６６と第１送電バス２４との間を繋ぐ配線には、電源側接続／遮断部２６ｅが設けられる。電源側接続／遮断部２６ｅは、第１ジェネレータ６６と第１送電バス２４との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える。第２ジェネレータ６８と第１送電バス２４との間を繋ぐ配線には、電源側接続／遮断部２６ｆが設けられる。電源側接続／遮断部２６ｆは、第２ジェネレータ６８と第１送電バス２４との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える。
また、バックアップ回路１４において、第１ジェネレータ６６と第２送電バス３０との間を繋ぐ配線には、電源側接続／遮断部２６ｇが設けられる。電源側接続／遮断部２６ｇは、第１ジェネレータ６６と第２送電バス３０との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える。第２ジェネレータ６８と第２送電バス３０との間を繋ぐ配線には、電源側接続／遮断部２６ｈが設けられる。電源側接続／遮断部２６ｈは、第２ジェネレータ６８と第２送電バス３０との間を電気的に接続する状態と遮断する状態とに切り換える。
〔第３実施形態〕
本実施形態の電力供給回路１０の構成は、第２実施形態の電力供給回路１０の構成と同じである。第２実施形態の電力供給回路１０は、通常時には、プリチャージ時もプリチャージ後も、メイン回路１２を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。本実施形態の電力供給回路１０は、メイン回路１２及びバックアップ回路１４の使用頻度、又は、使用時間に応じて、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する回路を、メイン回路１２とバックアップ回路１４とで切り替える。
本実施形態の監視部６２は、メイン回路１２及びバックアップ回路１４のそれぞれの使用頻度、又は、使用時間を監視する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２への電力の供給に、メイン回路１２及びバックアップ回路１４の一方を使用するように、電源側接続／遮断部２６、負荷側接続／遮断部２８、プリチャージ回路３２、及び、セレクタ７０を制御する。
［プリチャージ時のメイン回路による電力供給］
プリチャージ時には、監視部６２は、プリチャージ回路３２がメイン回路１２に設けられるように、セレクタ７０を制御する。そして、電力供給回路１０は、メイン回路１２を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４とを、プリチャージ回路３２を経由して電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及び負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０との間を電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄを制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、メイン回路１２のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給可能となる。そして、第１ロード２０のコンデンサ２０ａ及び第２ロード２２のコンデンサ２２ａが充電される。
［プリチャージ後のメイン回路による電力供給］
プリチャージ後には、監視部６２は、プリチャージ回路３２がバックアップ回路１４に設けられるように、セレクタ７０を制御する。そして、電力供給回路１０は、メイン回路１２を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及び負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂを制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０とを電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、メイン回路１２を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給し、第１ロード２０及び第２ロード２２が駆動する。
［プリチャージ時のバックアップ回路による電力供給］
プリチャージ時には、監視部６２は、プリチャージ回路３２がバックアップ回路１４に設けられるように、セレクタ７０を制御する。そして、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及び負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂを制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０とを、プリチャージ回路３２を経由して電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４のプリチャージ回路３２を経由して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給可能となる。そして、第１ロード２０のコンデンサ２０ａ及び第２ロード２２のコンデンサ２２ａが充電される。
［プリチャージ後のバックアップ回路による電力供給］
プリチャージ後には、監視部６２は、プリチャージ回路３２がメイン回路１２に設けられるように、セレクタ７０を制御する。そして、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する。
このとき、監視部６２は、メイン回路１２の電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂ及びプリチャージ回路３２を以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第１送電バス２４との間を電気的に遮断するように、電源側接続／遮断部２６ａ、２６ｂ及びプリチャージ回路３２を制御する。また、監視部６２は、第１送電バス２４と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に遮断するように、負荷側接続／遮断部２８ａ、２８ｂを制御する。
さらに、監視部６２は、バックアップ回路１４の電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄ、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを以下のように制御する。監視部６２は、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８と第２送電バス３０とを電気的に接続するように、電源側接続／遮断部２６ｃ、２６ｄを制御する。また、監視部６２は、第２送電バス３０と第１ロード２０及び第２ロード２２との間を電気的に接続するように、負荷側接続／遮断部２８ｃ、２８ｄを制御する。
これにより、電力供給回路１０は、バックアップ回路１４を介して、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給し、第１ロード２０及び第２ロード２２が駆動する。
［作用効果］
本実施形態の電力供給回路１０は、メイン回路１２及びバックアップ回路１４の使用頻度、又は、使用時間に応じて、第１バッテリ１６及び第２バッテリ１８から第１ロード２０及び第２ロード２２に電力を供給する回路を、メイン回路１２とバックアップ回路１４とで切り替える。これにより、メイン回路１２の使用頻度又は使用時間とバックアップ回路１４の使用頻度又は使用時間を均等に近づけることができるため、電力供給回路１０の耐久性を向上させることができる。
〔実施形態から得られる技術的思想〕
上記実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
電源（１６、１８）から負荷（２０、２２）に電力を供給する電力供給回路（１０）であって、前記負荷は、起動前に充電が必要なコンデンサ（２０ａ、２２ａ）を有し、前記電源から前記負荷に電力を供給する第１回路（１２）と、前記電源から前記負荷に電力を供給する第２回路（１４）と、を備え、前記第１回路及び前記第２回路の一方にのみ、前記コンデンサを充電するプリチャージ回路（３２）が設けられ、前記コンデンサを充電するときには、前記第１回路及び前記第２回路のうち前記プリチャージ回路を有する回路を用いて、前記電源から前記負荷に電力を供給し、前記コンデンサの充電完了後には、前記第１回路及び前記第２回路のうち前記プリチャージ回路を有さない回路を用いて、前記電源から前記負荷に電力を供給する。
上記の電力供給回路であって、前記第１回路は、前記プリチャージ回路を有さない回路であり、前記第２回路は、前記プリチャージ回路を有する回路であり、前記第１回路に異常が生じた場合に、前記コンデンサを充電するときには、前記第２回路を用いて前記電源から前記負荷に電力を供給するとともに、前記コンデンサの充電完了後には、前記第２回路を用いて前記電源から前記負荷に電力を供給してもよい。
上記の電力供給回路であって、前記第１回路及び前記第２回路の一方に前記プリチャージ回路を接続させるセレクタ（７０）を有してもよい。
上記の電力供給回路であって、前記第１回路及び前記第２回路の使用頻度及び使用時間の少なくとも一方を監視する監視部（６２）を備え、前記監視部は、前記使用頻度及び前記使用時間の少なくとも一方に応じて、前記第１回路及び前記第２回路の一方に前記プリチャージ回路を接続させてもよい。
１０…電力供給回路 １２…メイン回路（第１回路、第２回路）
１４…バックアップ回路（第１回路、第２回路）
１６…第１バッテリ（電源） １８…第２バッテリ（電源）
２０…第１ロード（負荷） ２０ａ、２２ａ…コンデンサ
２２…第２ロード（負荷） ３２…プリチャージ回路
６２…監視部 ７０…セレクタ

Claims (4)

  1. 電源から負荷に電力を供給する電力供給回路であって、
    前記負荷は、起動前に充電が必要なコンデンサを有し、
    前記電源から前記負荷に電力を供給する第１回路と、
    前記電源から前記負荷に電力を供給する第２回路と、
    を備え、
    前記第１回路及び前記第２回路の一方にのみ、前記コンデンサを充電するプリチャージ回路が設けられ、
    前記コンデンサを充電するときには、前記第１回路及び前記第２回路のうち前記プリチャージ回路を有する回路を用いて、前記電源から前記負荷に電力を供給し、
    前記コンデンサの充電完了後には、前記第１回路及び前記第２回路のうち前記プリチャージ回路を有さない回路を用いて、前記電源から前記負荷に電力を供給する、電力供給回路。
  2. 請求項１に記載の電力供給回路であって、
    前記第１回路は、前記プリチャージ回路を有さない回路であり、
    前記第２回路は、前記プリチャージ回路を有する回路であり、
    前記第１回路に異常が生じた場合に、前記コンデンサを充電するときには、前記第２回路を用いて前記電源から前記負荷に電力を供給するとともに、前記コンデンサの充電完了後には、前記第２回路を用いて前記電源から前記負荷に電力を供給する、電力供給回路。
  3. 請求項１に記載の電力供給回路であって、
    前記第１回路及び前記第２回路の一方に前記プリチャージ回路を接続させるセレクタを有する、電力供給回路。
  4. 請求項３に記載の電力供給回路であって、
    前記第１回路及び前記第２回路の使用頻度及び使用時間の少なくとも一方を監視する監視部を備え、
    前記監視部は、前記使用頻度及び前記使用時間の少なくとも一方に応じて、前記第１回路及び前記第２回路の一方に前記プリチャージ回路を接続させる、電力供給回路。
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