JP7720240B2 - power supply - Google Patents
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Description
本開示は、電源装置に関する。 This disclosure relates to a power supply device.
電子機器の内部に蓄積された電荷を放電する技術が知られている。例えば、特許文献1には、DC/ACインバータの動作停止時において、内部のコンデンサに蓄積された電荷を放電回路により放電する技術が記載されている。 Technologies for discharging electric charges accumulated inside electronic devices are known. For example, Patent Document 1 describes a technology in which electric charges accumulated in an internal capacitor are discharged using a discharge circuit when the operation of a DC/AC inverter is stopped.
複数のDC/ACインバータを並列に接続して使用することがある。この場合、自身のDC/ACインバータの出力端子に、他のDC/ACインバータの出力電圧が流入することがある。他のDC/ACインバータの出力電圧が流入した状態で、放電回路が内部の電荷を放電すると、放電回路が他のDC/ACインバータからの出力電圧も放電することとなり、放電回路の負荷が大きくなってしまうことがある。 Multiple DC/AC inverters may be connected in parallel for use. In this case, the output voltage of another DC/AC inverter may flow into the output terminal of the DC/AC inverter itself. If the discharge circuit discharges its internal charge while the output voltage of the other DC/AC inverter is flowing in, the discharge circuit will also discharge the output voltage from the other DC/AC inverter, which may increase the load on the discharge circuit.
本開示は、交流電圧を検出する際の消費電力小さくし、かつ放電回路の回路規模および消費電力を小さすることのできる電源装置を提供することを目的とする。 The objective of this disclosure is to provide a power supply device that reduces power consumption when detecting AC voltage and reduces the circuit size and power consumption of the discharge circuit.
本開示の電源装置は、直流電圧が供給される第1直流電圧端子と、第2直流電圧端子との間に接続される平滑化コンデンサと、複数のスイッチ素子を含み、前記スイッチ素子のスイッチング動作により前記平滑化コンデンサから入力された前記直流電圧を交流電圧に変換し、第1出力電圧端子と、第2出力電圧端子とから出力電圧として出力するブリッジ回路と、前記第1出力電圧端子と前記第2出力電圧端子に電気的に接続され、前記第1出力電圧端子および前記第2出力電圧端子に外部装置から流入する交流電圧を検出する交流電圧検出部と、前記ブリッジ回路を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、通常動作時には、前記ブリッジ回路の前記スイッチ素子を所定の範囲の駆動周波数で制御して、前記第1出力電圧端子と前記第2出力電圧端子とから前記出力電圧を出力させ、動作停止時であり、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの前記交流電圧を検出していない場合には、前記ブリッジ回路の前記スイッチ素子を前記駆動周波数よりも高い出力停止用周波数で制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、動作停止時であり、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの交流電圧を検出している場合には、前記ブリッジ回路の前記スイッチ素子の動作を停止させる。 The power supply device disclosed herein comprises: a smoothing capacitor connected between a first DC voltage terminal to which a DC voltage is supplied and a second DC voltage terminal; a bridge circuit including a plurality of switch elements that converts the DC voltage input from the smoothing capacitor into an AC voltage through the switching operation of the switch elements and outputs the AC voltage from a first output voltage terminal and a second output voltage terminal; an AC voltage detection unit electrically connected to the first output voltage terminal and the second output voltage terminal and that detects the AC voltage flowing into the first output voltage terminal and the second output voltage terminal from an external device; and a control unit that controls the bridge circuit. During normal operation, the control unit controls the switch elements of the bridge circuit at a drive frequency within a predetermined range to output the output voltage from the first output voltage terminal and the second output voltage terminal; when operation is stopped and the AC voltage detection unit is not detecting the AC voltage from the external device, the control unit controls the switch elements of the bridge circuit at an output stop frequency higher than the drive frequency to discharge the smoothing capacitor; and when operation is stopped and the AC voltage detection unit is detecting the AC voltage from the external device, the control unit stops operation of the switch elements of the bridge circuit.
本開示の電源装置において、前記平滑化コンデンサに並列接続された、放電抵抗素子と放電スイッチ素子とを含む放電回路を備え、前記放電抵抗素子は、一端が前記平滑化コンデンサの高電位側の端子に電気的に接続され、他端が前記放電スイッチ素子のドレイン端子に電気的に接続され、前記放電スイッチ素子は、ソース端子が前記平滑化コンデンサの低電位側の端子に電気的に接続されており、前記制御部は、動作停止時、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの前記交流電圧を検出していない場合には、前記放電スイッチ素子を制御して、前記平滑化コンデンサを前記放電抵抗素子で放電させ、動作停止時、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの交流電圧を検出している場合には、前記ブリッジ回路の前記放電スイッチ素子の動作を停止させる。 The power supply device of the present disclosure includes a discharge circuit connected in parallel to the smoothing capacitor, the discharge resistance element having one end electrically connected to the high-potential terminal of the smoothing capacitor and the other end electrically connected to the drain terminal of the discharge switch element, and the source terminal of the discharge switch element being electrically connected to the low-potential terminal of the smoothing capacitor. The control unit, when not operating and when the AC voltage detection unit is not detecting the AC voltage from the external device, controls the discharge switch element to discharge the smoothing capacitor through the discharge resistance element, and when not operating and when the AC voltage detection unit is detecting the AC voltage from the external device, stops operation of the discharge switch element of the bridge circuit.
本開示の電源装置において、前記制御部は、動作停止時には、制御電源からの制御電力が供給されている場合には、前記スイッチ素子を前記駆動周波数よりも高い出力停止用周波数で制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、または前記放電スイッチ素子を制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、前記制御電源からの制御電力の供給が停止したときには、コンデンサなど蓄電素子にチャージしておいた制御用電力を放電動作に使用し、前記制御電源からの制御電力の供給が停止し、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの前記交流電圧を検出していない場合には、前記ブリッジ回路の前記スイッチ素子を前記駆動周波数よりも高い出力停止用周波数で制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、前記放電スイッチ素子を制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、前記制御電源からの制御電力の供給が停止し、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの前記交流電圧を検出している場合には、前記放電スイッチ素子の動作を停止させ、前記平滑化コンデンサの放電を停止させる。 In the power supply device of the present disclosure, when the control unit is stopped, if control power is being supplied from the control power supply, the control unit controls the switch element at an output stop frequency higher than the drive frequency to discharge the smoothing capacitor or controls the discharge switch element to discharge the smoothing capacitor. When the supply of control power from the control power supply is stopped, the control unit uses the control power charged in a storage element such as a capacitor for the discharge operation. When the supply of control power from the control power supply is stopped and the AC voltage detection unit is not detecting the AC voltage from the external device, the control unit controls the switch element of the bridge circuit at an output stop frequency higher than the drive frequency to discharge the smoothing capacitor and controls the discharge switch element to discharge the smoothing capacitor. When the supply of control power from the control power supply is stopped and the AC voltage detection unit is detecting the AC voltage from the external device, the control unit stops operation of the discharge switch element and stops discharging the smoothing capacitor.
本開示の電源装置において、前記制御部は、前記制御電源からの制御電力の供給が停止し、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの前記交流電圧を検出している場合には、上位装置が他の並列接続された電源装置の出力を停止させるまで、前記放電スイッチ素子または前記スイッチ素子の動作を停止させ、前記平滑化コンデンサの放電を停止させる。 In the power supply device disclosed herein, when the supply of control power from the control power supply is stopped and the AC voltage detection unit detects the AC voltage from the external device, the control unit stops operation of the discharge switch element or the switch element and stops discharging of the smoothing capacitor until a higher-level device stops the output of other power supply devices connected in parallel.
本開示の電源装置において、前記交流電圧検出部は、フォトカプラを含み、交流電圧検出している場合のフォトカプラ出力を基に生成される信号が連続信号になるように構成されている。 In the power supply device disclosed herein, the AC voltage detection unit includes a photocoupler and is configured so that the signal generated based on the photocoupler output when AC voltage is detected is a continuous signal.
本開示の電源装置において、前記制御部は、通常の動作停止時には、前記交流電圧検出部が前記外部装置からの交流電圧を検出する際には、予め前記ブリッジ回路の前記スイッチ素子の動作を停止させる。 In the power supply device disclosed herein, when normal operation is stopped, the control unit stops operation of the switch elements of the bridge circuit in advance when the AC voltage detection unit detects AC voltage from the external device.
本開示によれば、交流電圧を検出する際の消費電力を小さくし、かつ放電回路の回路規模および消費電力を小さくすることができる。 This disclosure makes it possible to reduce power consumption when detecting AC voltage, and also to reduce the circuit size and power consumption of the discharge circuit.
以下、添付図面を参照して、本開示に係る実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that the present disclosure is not limited to these embodiments, and in the following embodiments, identical components will be designated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.
[第1実施形態]
図1を用いて、第1実施形態に係る電源装置の構成例を説明する。図1は、第1実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。
[First embodiment]
An example of the configuration of the power supply device according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the power supply device according to the first embodiment.
図1に示すように、電源装置1は、第1直流電圧端子11と、第2直流電圧端子12と、平滑化コンデンサ20と、放電回路30と、ブリッジ回路40と、フィルタ回路50と、第1出力電圧端子61と、第2出力電圧端子62と、交流電圧検出部70と、ANDゲート80と、制御部90と、を含む。 As shown in FIG. 1, the power supply device 1 includes a first DC voltage terminal 11, a second DC voltage terminal 12, a smoothing capacitor 20, a discharge circuit 30, a bridge circuit 40, a filter circuit 50, a first output voltage terminal 61, a second output voltage terminal 62, an AC voltage detection unit 70, an AND gate 80, and a control unit 90.
第1直流電圧端子11は、図示しないDC/DCコンバータの高電位側の端子に電気的に接続されている。第2直流電圧端子12は、図示しないDC/DCコンバータの低電位側の端子に電気的に接続されている。 The first DC voltage terminal 11 is electrically connected to the high-potential terminal of a DC/DC converter (not shown). The second DC voltage terminal 12 is electrically connected to the low-potential terminal of a DC/DC converter (not shown).
平滑化コンデンサ20の一端は、第1直流電圧端子11に電気的に接続されている。平滑化コンデンサ20の他端は、第2直流電圧端子12に電気的に接続されている。平滑化コンデンサ20は、第1直流電圧端子11および第2直流電圧端子12に入力された電圧を平滑化する。 One end of the smoothing capacitor 20 is electrically connected to the first DC voltage terminal 11. The other end of the smoothing capacitor 20 is electrically connected to the second DC voltage terminal 12. The smoothing capacitor 20 smoothes the voltage input to the first DC voltage terminal 11 and the second DC voltage terminal 12.
放電回路30の一端は、第1直流電圧端子11に電気的に接続されている。放電回路30の他端は、第2直流電圧端子12に電気的に接続されている。放電回路30は、抵抗素子31と、スイッチ素子32と、を含む。 One end of the discharge circuit 30 is electrically connected to the first DC voltage terminal 11. The other end of the discharge circuit 30 is electrically connected to the second DC voltage terminal 12. The discharge circuit 30 includes a resistive element 31 and a switch element 32.
抵抗素子31の一端は、第1直流電圧端子11に電気的に接続されている。抵抗素子31の他端は、スイッチ素子32のドレイン端子に電気的に接続されている。抵抗素子31は、放電抵抗素子と呼ばれることもある。 One end of the resistor element 31 is electrically connected to the first DC voltage terminal 11. The other end of the resistor element 31 is electrically connected to the drain terminal of the switch element 32. The resistor element 31 is sometimes called a discharge resistor element.
スイッチ素子32のドレイン端子は、抵抗素子31の他端に電気的に接続されている。スイッチ素子32のソース端子は、第2直流電圧端子12に電気的に接続されている。すなわち、抵抗素子31と、スイッチ素子32とは、平滑化コンデンサ20に並列に接続されている。スイッチ素子32は、制御部90によりオン状態とオフ状態とが制御される。スイッチ素子32は、放電スイッチ素子と呼ばれることもある。スイッチ素子32は、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であるが、これに限定されない。スイッチ素子32は、シリコンパワーデバイス、GaNパワーデバイス、SiCパワーデバイス、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などでも良い。 The drain terminal of the switch element 32 is electrically connected to the other end of the resistor element 31. The source terminal of the switch element 32 is electrically connected to the second DC voltage terminal 12. That is, the resistor element 31 and the switch element 32 are connected in parallel to the smoothing capacitor 20. The on and off states of the switch element 32 are controlled by the control unit 90. The switch element 32 is sometimes called a discharge switch element. The switch element 32 is, for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), but is not limited to this. The switch element 32 may also be a silicon power device, a GaN power device, a SiC power device, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), etc.
スイッチ素子32は、寄生ダイオード(ボディダイオード)を有する。寄生ダイオードとは、MOSFETのバックゲートとソース及びドレインとの間のpn接合である。寄生ダイオードは、トランジスタのオフ時の過渡的な逆起電力を逃すためのフリーホイールダイオードとして利用可能である。寄生ダイオードに加えて、各トランジスタのドレインとソース間にダイオード素子を付加しても良い。 The switch element 32 has a parasitic diode (body diode). A parasitic diode is a pn junction between the back gate and the source and drain of a MOSFET. The parasitic diode can be used as a freewheeling diode to release transient back electromotive force when the transistor is turned off. In addition to the parasitic diode, a diode element may be added between the drain and source of each transistor.
ブリッジ回路40は、スイッチ素子41と、スイッチ素子42と、スイッチ素子43と、スイッチ素子44と、を含む。ブリッジ回路40は、フルブリッジ回路である。スイッチ素子41からスイッチ素子44は、それぞれ、制御部90によりオン状態とオフ状態とが制御される。 Bridge circuit 40 includes switch element 41, switch element 42, switch element 43, and switch element 44. Bridge circuit 40 is a full bridge circuit. Switch elements 41 to 44 are each controlled to be in an on or off state by control unit 90.
スイッチ素子41のドレイン端子は、平滑化コンデンサ20の高電位側に電気的に接続されている。スイッチ素子41のソース端子は、スイッチ素子42のドレイン端子に電気的に接続されている。 The drain terminal of switch element 41 is electrically connected to the high potential side of smoothing capacitor 20. The source terminal of switch element 41 is electrically connected to the drain terminal of switch element 42.
スイッチ素子42のドレイン端子は、スイッチ素子41のソース端子に電気的に接続されている。スイッチ素子42のソース端子は、平滑化コンデンサ20の低電位側に電気的に接続されている。 The drain terminal of switch element 42 is electrically connected to the source terminal of switch element 41. The source terminal of switch element 42 is electrically connected to the low potential side of smoothing capacitor 20.
スイッチ素子41のソース端子と、スイッチ素子42のドレイン端子との接続部は、ブリッジ回路40の第1出力部となる。 The connection between the source terminal of switch element 41 and the drain terminal of switch element 42 forms the first output of bridge circuit 40.
スイッチ素子43のドレイン端子は、平滑化コンデンサ20の高電位側に電気的に接続されている。スイッチ素子43のソース端子は、スイッチ素子44のドレイン端子に電気的に接続されている。 The drain terminal of switch element 43 is electrically connected to the high potential side of smoothing capacitor 20. The source terminal of switch element 43 is electrically connected to the drain terminal of switch element 44.
スイッチ素子44のドレイン端子は、スイッチ素子43のソース端子に電気的に接続されている。スイッチ素子44のソース端子は、平滑化コンデンサ20の低電位側に電気的に接続されている。 The drain terminal of switch element 44 is electrically connected to the source terminal of switch element 43. The source terminal of switch element 44 is electrically connected to the low potential side of smoothing capacitor 20.
スイッチ素子43のソース端子と、スイッチ素子44のドレイン端子との接続部は、ブリッジ回路40の第2出力部となる。 The connection between the source terminal of switch element 43 and the drain terminal of switch element 44 forms the second output of bridge circuit 40.
スイッチ素子41からスイッチ素子44は、例えば、MOSFETであるが、これに限定されない。スイッチ素子41からスイッチ素子44は、シリコンパワーデバイス、GaNパワーデバイス、SiCパワーデバイス、IGBTなどでも良い。スイッチ素子41からスイッチ素子44は、寄生ダイオード(ボディダイオード)を有する。 Switch elements 41 to 44 are, for example, MOSFETs, but are not limited to these. Switch elements 41 to 44 may also be silicon power devices, GaN power devices, SiC power devices, IGBTs, etc. Switch elements 41 to 44 have parasitic diodes (body diodes).
フィルタ回路50は、チョークコイル51と、チョークコイル52と、コンデンサ53と、を含む。フィルタ回路50は、ローパスフィルタである。 Filter circuit 50 includes choke coil 51, choke coil 52, and capacitor 53. Filter circuit 50 is a low-pass filter.
チョークコイル51の一端は、ブリッジ回路40の第1出力部に電気的に接続されている。チョークコイル51の他端は、第1出力電圧端子61に電気的に接続されている。 One end of the choke coil 51 is electrically connected to the first output section of the bridge circuit 40. The other end of the choke coil 51 is electrically connected to the first output voltage terminal 61.
チョークコイル52の一端は、ブリッジ回路40の第2出力部に電気的に接続されている。チョークコイル52の他端は、第2出力電圧端子62に電気的に接続されている。 One end of the choke coil 52 is electrically connected to the second output section of the bridge circuit 40. The other end of the choke coil 52 is electrically connected to the second output voltage terminal 62.
コンデンサ53の一端は、チョークコイル51の他端と、第1出力電圧端子61との間に電気的に接続されている。コンデンサ53の他端は、チョークコイル52の他端と、第2出力電圧端子62との間に電気的に接続されている。 One end of capacitor 53 is electrically connected between the other end of choke coil 51 and the first output voltage terminal 61. The other end of capacitor 53 is electrically connected between the other end of choke coil 52 and the second output voltage terminal 62.
第1出力電圧端子61と、第2出力電圧端子62とは、任意の負荷に電気的に接続される。 The first output voltage terminal 61 and the second output voltage terminal 62 are electrically connected to an arbitrary load.
交流電圧検出部70は、フォトカプラ71と、抵抗素子72と、コンデンサ73とを、含む。交流電圧検出部70は、第1出力電圧端子61および第2出力電圧端子62から流入した交流電圧を検出するように構成されている。 The AC voltage detection unit 70 includes a photocoupler 71, a resistive element 72, and a capacitor 73. The AC voltage detection unit 70 is configured to detect the AC voltage flowing in from the first output voltage terminal 61 and the second output voltage terminal 62.
フォトカプラ71は、発光部71aと、フォトトランジスタ71bと、を含む。発光部71aは、第1出力電圧端子61および第2出力電圧端子62から交流電流が抵抗素子72およびコンデンサ73を介して流入した場合に発光する。フォトトランジスタ71bは、発光部71aが発光することにより、オフ状態からオン状態に切り替わる。これにより、交流電圧検出部70は、交流電圧を検出する。フォトカプラ71は、交流電圧を検出すると、ANDゲート80に対して検出信号S1を出力し、制御部90に対して検出信号S2を出力する。フォトカプラ71は、交流電圧を検出している間は、連続信号を出力する。 The photocoupler 71 includes a light-emitting element 71a and a phototransistor 71b. The light-emitting element 71a emits light when AC current flows in from the first output voltage terminal 61 and the second output voltage terminal 62 via the resistor element 72 and capacitor 73. When the light-emitting element 71a emits light, the phototransistor 71b switches from an OFF state to an ON state. This causes the AC voltage detection unit 70 to detect AC voltage. When the photocoupler 71 detects AC voltage, it outputs a detection signal S1 to the AND gate 80 and a detection signal S2 to the control unit 90. The photocoupler 71 outputs a continuous signal while detecting AC voltage.
検出信号S1と、検出信号S2とは、同じ信号である。検出信号S1および検出信号S2は、交流電圧が検出された場合に、ローレベルとなる。検出信号S1および検出信号S2は、交流電圧が検出されていない場合に、ハイレベルとなる。 Detection signal S1 and detection signal S2 are the same signal. Detection signal S1 and detection signal S2 are low level when AC voltage is detected. Detection signal S1 and detection signal S2 are high level when AC voltage is not detected.
フォトカプラ71の一方の入力端子は、第1出力電圧端子61に電気的に接続されている。フォトカプラ71の一方の入力端子と、第1出力電圧端子61との間には、コンデンサ73が直列に接続されている。 One input terminal of the photocoupler 71 is electrically connected to the first output voltage terminal 61. A capacitor 73 is connected in series between the one input terminal of the photocoupler 71 and the first output voltage terminal 61.
フォトカプラ71の他方の入力端子は、第2出力電圧端子62に電気的に接続されている。フォトカプラ71の他方の入力端子と、第2出力電圧端子62との間には、抵抗素子72が直列に接続されている。 The other input terminal of the photocoupler 71 is electrically connected to the second output voltage terminal 62. A resistive element 72 is connected in series between the other input terminal of the photocoupler 71 and the second output voltage terminal 62.
フォトカプラ71の一方の入力端子と、第1出力電圧端子61との間にコンデンサ73と抵抗素子72が直列に接続、またはフォトカプラ71の他方の入力端子と、第2出力電圧端子62との間にコンデンサ73と抵抗素子72が直列に接続されてもよい。 A capacitor 73 and a resistor element 72 may be connected in series between one input terminal of the photocoupler 71 and the first output voltage terminal 61, or a capacitor 73 and a resistor element 72 may be connected in series between the other input terminal of the photocoupler 71 and the second output voltage terminal 62.
フォトカプラ71の一方の出力端子は、連続信号に加工されANDゲート80の一方の入力端子と制御部90に電気的に接続されている。フォトカプラ71の他方の出力端子は、制御部90のGNDに電気的に接続されている。 One output terminal of photocoupler 71 is processed into a continuous signal and electrically connected to one input terminal of AND gate 80 and control unit 90. The other output terminal of photocoupler 71 is electrically connected to the GND of the control unit 90.
ANDゲート80の一方の入力端子には、フォトカプラ71の一方の入力端子が電気的に接続されている。ANDゲート80の一方の入力端子には、フォトカプラ71からの検出信号S1が入力される。ANDゲート80の他方の入力端子には、制御部90が電気的に接続されている。ANDゲート80の他方の入力端子には、制御部からの駆動信号S4が入力される。ANDゲート80の出力端子は、放電回路30のスイッチ素子32のゲート端子に電気的に接続されている。 One input terminal of the AND gate 80 is electrically connected to one input terminal of the photocoupler 71. A detection signal S1 from the photocoupler 71 is input to one input terminal of the AND gate 80. A control unit 90 is electrically connected to the other input terminal of the AND gate 80. A drive signal S4 from the control unit is input to the other input terminal of the AND gate 80. An output terminal of the AND gate 80 is electrically connected to the gate terminal of the switch element 32 of the discharge circuit 30.
制御部90は、放電回路30およびブリッジ回路40を制御する。制御部90は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)などの情報処理装置と、RAM(Random Access Memory)又はROM(Read Only Memory)などの記憶装置とを有する。制御部90は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されてもよい。制御部90は、ハードウェアと、ソフトウェアとの組み合わせで実現されてもよい。 The control unit 90 controls the discharge circuit 30 and the bridge circuit 40. The control unit 90 includes, for example, an information processing device such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit), and a storage device such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory). The control unit 90 may be implemented using an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array). The control unit 90 may also be implemented using a combination of hardware and software.
制御部90は、交流電圧検知部91と、ブリッジ回路制御部92と、放電回路制御部93と、を含む。 The control unit 90 includes an AC voltage detection unit 91, a bridge circuit control unit 92, and a discharge circuit control unit 93.
交流電圧検知部91は、交流電圧検出部70の検出結果に基づいて、所定以上の値の交流電圧を検知する。交流電圧検知部91は、所定以上の値の交流電圧を検知した場合に、その旨を示す検知信号をブリッジ回路制御部92と、放電回路制御部93とに出力する。 The AC voltage detection unit 91 detects an AC voltage of a predetermined value or greater based on the detection result of the AC voltage detection unit 70. When the AC voltage detection unit 91 detects an AC voltage of a predetermined value or greater, it outputs a detection signal indicating this to the bridge circuit control unit 92 and the discharge circuit control unit 93.
ブリッジ回路制御部92は、ブリッジ回路40を制御する。ブリッジ回路制御部92は、駆動信号S3をブリッジ回路40に出力することで、ブリッジ回路40を制御する。ブリッジ回路制御部92は、ブリッジ回路40に含まれるスイッチ素子41からスイッチ素子44のオン状態とオフ状態とを切り替える。ブリッジ回路制御部92は、通常動作時には、スイッチ素子41からスイッチ素子44を所定の範囲の駆動周波数で制御して、第1出力電圧端子61と第2出力電圧端子62とから出力電圧を出力させる。通常の動作停止時には、交流電圧検出部70が外部装置からの交流電圧を検出しない際には、ブリッジ回路制御部92は、スイッチ素子41からスイッチ素子44を制御して、平滑化コンデンサ20に蓄積された電荷を放電する。ブリッジ回路制御部92は、通常の動作停止時には、交流電圧検出部70が外部装置からの交流電圧を検出する際には、スイッチ素子41からスイッチ素子44の動作を停止させることが好ましい。ブリッジ回路制御部92がスイッチ素子41からスイッチ素子44を制御して、平滑化コンデンサ20を放電する処理の詳細は後述する。 The bridge circuit control unit 92 controls the bridge circuit 40. The bridge circuit control unit 92 controls the bridge circuit 40 by outputting a drive signal S3 to the bridge circuit 40. The bridge circuit control unit 92 switches the on and off states of switch elements 41 to 44 included in the bridge circuit 40. During normal operation, the bridge circuit control unit 92 controls switch elements 41 to 44 at a predetermined drive frequency range to output an output voltage from the first output voltage terminal 61 and the second output voltage terminal 62. During normal operation, when the AC voltage detection unit 70 does not detect AC voltage from an external device, the bridge circuit control unit 92 controls switch elements 41 to 44 to discharge the charge accumulated in the smoothing capacitor 20. During normal operation, when the AC voltage detection unit 70 detects AC voltage from an external device, the bridge circuit control unit 92 preferably stops the operation of switch elements 41 to 44. The process in which the bridge circuit control unit 92 controls switch elements 41 to 44 to discharge the smoothing capacitor 20 will be described in detail below.
放電回路制御部93は、放電回路30を制御する。放電回路制御部93は、駆動信号S4を放電回路30に出力することで、放電回路30を制御する。放電回路制御部93は、放電回路30のスイッチ素子32を制御して、平滑化コンデンサ20に蓄積された電荷を放電する。放電回路制御部93がスイッチ素子32を制御して、平滑化コンデンサ20に蓄積された電荷を放電する処理の詳細は後述する。 The discharge circuit control unit 93 controls the discharge circuit 30. The discharge circuit control unit 93 controls the discharge circuit 30 by outputting a drive signal S4 to the discharge circuit 30. The discharge circuit control unit 93 controls the switch element 32 of the discharge circuit 30 to discharge the charge accumulated in the smoothing capacitor 20. Details of the process by which the discharge circuit control unit 93 controls the switch element 32 to discharge the charge accumulated in the smoothing capacitor 20 will be described later.
[放電処理]
次に、第1実施形態に係る放電処理について説明する。図1において、第1出力電圧端子61および第2出力電圧端子62に、外部の他の装置から交流電圧が流入してしまうことがあり得る。交流電圧が流入している状態では、平滑化コンデンサ20へ充電が継続する為、平滑化コンデンサ20を放電することができない。この状態で、平滑化コンデンサ20の放電を行うと、放電電力が大きくなってしまう。したがって、交流電圧流入中の平滑化コンデンサ20の放電動作は、放電電力の限定が出来ず放電回路の放電容量設定が定まらない。そこで、第1実施形態では、第1出力電圧端子61および第2出力電圧端子62に交流電圧が流入している間は、放電処理を停止させる処理を行う。
[Discharge treatment]
Next, the discharge process according to the first embodiment will be described. In FIG. 1 , an AC voltage may flow into the first output voltage terminal 61 and the second output voltage terminal 62 from an external device. While AC voltage is flowing in, the smoothing capacitor 20 continues to be charged, making it impossible to discharge the smoothing capacitor 20. If the smoothing capacitor 20 were to be discharged in this state, the discharge power would be large. Therefore, the discharge operation of the smoothing capacitor 20 while AC voltage is flowing in cannot limit the discharge power, and the discharge capacity setting of the discharge circuit cannot be determined. Therefore, in the first embodiment, a process is performed to stop the discharge process while AC voltage is flowing in the first output voltage terminal 61 and the second output voltage terminal 62.
(第1の例)
図2を用いて、第1実施形態の第1の例に係る放電処理について説明する。図2は、第1実施形態の第1の例に係る放電処理の流れを示すフローチャートである。
(First example)
The discharge process according to the first example of the first embodiment will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a flowchart showing the flow of the discharge process according to the first example of the first embodiment.
第1実施形態の第1の例に係る放電処理は、制御部90がブリッジ回路40を制御して、平滑化コンデンサ20に蓄積された電荷を放電する処理である。 The discharge process according to the first example of the first embodiment is a process in which the control unit 90 controls the bridge circuit 40 to discharge the charge accumulated in the smoothing capacitor 20.
制御部90は、電源装置1が搭載された電源装置が動作中であるか否かを判定する(ステップS10)。電源装置1が搭載された電源装置が動作中であると判定された場合(ステップS10;Yes)、ステップS12に進む。電源装置1が搭載された電源装置が停止中であると判定された場合(ステップS10;No)、ステップS14に進む。 The control unit 90 determines whether the power supply unit in which power supply unit 1 is installed is operating (step S10). If it is determined that the power supply unit in which power supply unit 1 is installed is operating (step S10; Yes), the process proceeds to step S12. If it is determined that the power supply unit in which power supply unit 1 is installed is stopped (step S10; No), the process proceeds to step S14.
ステップS10でYesと判定された場合、ブリッジ回路制御部92は、ブリッジ回路40のスイッチ素子41からスイッチ素子44を所定の範囲の駆動周波数で制御して、第1出力電圧端子61と第2出力電圧端子62とから出力電圧を出力させる(ステップS12)。そして、ステップS10に進む。すなわち、ブリッジ回路制御部92は、動作中はブリッジ回路40に出力電圧を出力させる動作を継続する。 If step S10 returns Yes, the bridge circuit control unit 92 controls switch elements 41 to 44 of the bridge circuit 40 at a drive frequency within a predetermined range to output an output voltage from the first output voltage terminal 61 and the second output voltage terminal 62 (step S12). Then, the process proceeds to step S10. That is, the bridge circuit control unit 92 continues to cause the bridge circuit 40 to output an output voltage while in operation.
ステップS10でNoと判定された場合、交流電圧検知部91は、交流電圧を検知したか否かを判定する(ステップS14)。具体的には、交流電圧検知部91は、交流電圧検出部70からの検出信号に基づいて、交流電圧を検知する。交流電圧検知部91は、平滑化コンデンサ20を放電する際には、常時、交流電圧を検知したか否かを判定する。交流電圧が検出された場合(ステップS14;Yes)、ステップS16に進む。交流電圧が検出されない場合(ステップS14;No)、ステップS18に進む。 If step S10 returns No, the AC voltage detection unit 91 determines whether AC voltage has been detected (step S14). Specifically, the AC voltage detection unit 91 detects AC voltage based on the detection signal from the AC voltage detection unit 70. When discharging the smoothing capacitor 20, the AC voltage detection unit 91 constantly determines whether AC voltage has been detected. If AC voltage is detected (step S14; Yes), proceed to step S16. If AC voltage is not detected (step S14; No), proceed to step S18.
ステップS14でYesと判定された場合、ブリッジ回路制御部92は、ブリッジ回路40のスイッチ素子41からスイッチ素子44の動作を停止させる(ステップS16)。言い換えると、ブリッジ回路制御部92は、スイッチ素子41からスイッチ素子44の全てをオフ状態にする。そして、ステップS14に進む。 If step S14 returns Yes, the bridge circuit control unit 92 stops the operation of switch elements 41 to 44 of the bridge circuit 40 (step S16). In other words, the bridge circuit control unit 92 turns off all switch elements 41 to 44. Then, the process proceeds to step S14.
ステップS14でNoと判定された場合、ブリッジ回路制御部92は、ブリッジ回路40を制御して、平滑化コンデンサ20を放電させる(ステップS18)。具体的には、ブリッジ回路制御部92は、スイッチ素子41からスイッチ素子44を、動作時の駆動周波数よりも高い出力停止用周波数で駆動させることで、平滑化コンデンサ20を放電させる。そして、図2の処理を終了する。 If step S14 returns No, the bridge circuit control unit 92 controls the bridge circuit 40 to discharge the smoothing capacitor 20 (step S18). Specifically, the bridge circuit control unit 92 drives switch elements 41 to 44 at an output stop frequency that is higher than the operating drive frequency, thereby discharging the smoothing capacitor 20. The process of FIG. 2 then ends.
(第2の例)
図3を用いて、第1実施形態の第2の例に係る放電処理について説明する。図3は、第1実施形態の第2の例に係る放電処理の流れを示すフローチャートである。
(Second Example)
The discharge process according to the second example of the first embodiment will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a flowchart showing the flow of the discharge process according to the second example of the first embodiment.
第1実施形態の第2の例に係る放電処理は、制御部90が放電回路30を制御して、平滑化コンデンサ20に蓄積された電荷を放電する処理である。 The discharge process according to the second example of the first embodiment is a process in which the control unit 90 controls the discharge circuit 30 to discharge the charge accumulated in the smoothing capacitor 20.
ステップS30からステップS34の処理は、図2に示すステップS10からステップS14の処理と同一なので、説明を省略する。 The processing from steps S30 to S34 is the same as the processing from steps S10 to S14 shown in Figure 2, so a description thereof will be omitted.
ステップS34でYesと判定された場合、放電回路制御部93は、放電回路30のスイッチ素子32の動作を停止させる(ステップS36)。言い換えると、放電回路制御部93は、スイッチ素子32をオフ状態にする。そして、ステップS34に進む。 If step S34 returns Yes, the discharge circuit control unit 93 stops the operation of the switch element 32 of the discharge circuit 30 (step S36). In other words, the discharge circuit control unit 93 turns the switch element 32 off. Then, the process proceeds to step S34.
ステップS34でNoと判定された場合、放電回路制御部93は、放電回路30を制御して、平滑化コンデンサ20を放電させる(ステップS38)。具体的には、放電回路制御部93は、放電回路30のスイッチ素子32をオン状態に切り替えて、平滑化コンデンサ20に蓄積された電荷を放電抵抗21により放電させる。より具体的には、放電回路制御部93は、動作中に出力停止操作が行われたとき以外と交流電圧が検知されている場合には、ローレベルの駆動信号S4をANDゲート80に出力する。放電回路制御部93は、動作中に出力停止操作が行われたときに交流電圧が検知されていない場合には、ハイレベルの駆動信号S4をANDゲート80に出力する。すなわち、交流電流が検知されていない場合には、ANDゲート80の一方の入力端子には、交流電圧検出部70からハイレベルの検出信号S1が入力され、他方の入力端子には放電回路制御部93から動作中に出力停止操作が行われてから一定時間、ハイレベルの駆動信号S4が入力される。これにより、ANDゲート80は、ハイレベルの駆動信号S5をスイッチ素子32に出力する。スイッチ素子32は、ANDゲート80からのハイレベルの駆動信号S5により、オン状態に切り替わる。これにより、放電回路30は、抵抗素子31で平滑化コンデンサ20に蓄積された電荷を放電することができる。そして、図3の処理は終了する。 If step S34 returns No, the discharge circuit control unit 93 controls the discharge circuit 30 to discharge the smoothing capacitor 20 (step S38). Specifically, the discharge circuit control unit 93 switches the switch element 32 of the discharge circuit 30 to the ON state, causing the charge accumulated in the smoothing capacitor 20 to be discharged through the discharge resistor 21. More specifically, the discharge circuit control unit 93 outputs a low-level drive signal S4 to the AND gate 80 when AC voltage is detected except when an output stop operation is performed during operation. The discharge circuit control unit 93 outputs a high-level drive signal S4 to the AND gate 80 when AC voltage is not detected when an output stop operation is performed during operation. In other words, when AC current is not detected, a high-level detection signal S1 is input from the AC voltage detection unit 70 to one input terminal of the AND gate 80, and a high-level drive signal S4 is input from the discharge circuit control unit 93 to the other input terminal for a certain period of time after an output stop operation is performed during operation. As a result, AND gate 80 outputs a high-level drive signal S5 to switch element 32. Switch element 32 is switched to the ON state by the high-level drive signal S5 from AND gate 80. This allows discharge circuit 30 to discharge the charge accumulated in smoothing capacitor 20 via resistor element 31. The processing in Figure 3 then ends.
上述のとおり、第1実施形態は、他の電源装置からの交流電圧が停止するまで、平滑化コンデンサ20の放電動作を行わない。これにより、第1実施形態は、放電動作時の放電電力を内部のコンデンサに蓄積された電荷に限定することができる。 As described above, in the first embodiment, the smoothing capacitor 20 does not discharge until the AC voltage from the other power supply device is stopped. This allows the first embodiment to limit the discharge power during the discharge operation to the charge stored in the internal capacitor.
具体的には、第1実施形態は、放電動作時に放電電力を内部のコンデンサに蓄積された電力に限定することで、放電回路30の規模を小さくすることができる。 Specifically, the first embodiment limits the discharge power during discharge operation to the power stored in the internal capacitor, thereby reducing the size of the discharge circuit 30.
また、第1実施形態は、並列に接続されている他の電源装置からの出力電圧は、交流電圧検出部70で検出することにより、消費電力を小さくすることができる。これにより、第1実施形態は、他の電源装置からの出力電圧が停止するまでの間、放電回路30を待機状態とすることができるので、消費電力を抑制しつつ待機することができる。 In addition, in the first embodiment, the output voltage from another power supply device connected in parallel is detected by the AC voltage detection unit 70, thereby reducing power consumption. As a result, in the first embodiment, the discharge circuit 30 can be placed in a standby state until the output voltage from the other power supply device stops, allowing standby while reducing power consumption.
[第2実施形態]
次に、本開示の第2実施形態について説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described.
第1実施形態では、電源装置1は、1台のみであるとして説明した。本開示では、例えば、複数の電源装置1が並列に接続されることもある。図4は、第2実施形態に係る電源システムの構成例を示す図である。 In the first embodiment, only one power supply device 1 is described. In the present disclosure, for example, multiple power supply devices 1 may be connected in parallel. Figure 4 is a diagram showing an example configuration of a power supply system according to a second embodiment.
図4に示すように、電源システム100は、電源装置1aと、電源装置1bと、上位装置110と、を含む。電源装置1aと、電源装置1bとは、並列に接続されている。図4に示す例では、電源システム100は、2台の電源装置が並列に接続されている例を示すが、本開示はこれに限定されない。電源システム100は、3台以上の電源装置が並列に接続されていてもよい。 As shown in FIG. 4, power supply system 100 includes power supply unit 1a, power supply unit 1b, and upper unit 110. Power supply unit 1a and power supply unit 1b are connected in parallel. In the example shown in FIG. 4, power supply system 100 shows an example in which two power supply units are connected in parallel, but the present disclosure is not limited to this. Power supply system 100 may also have three or more power supply units connected in parallel.
図4に示す例では、電源装置1aの第1出力電圧端子61と、第2出力電圧端子62とには、電源装置1bからの交流電流が流入することがあり得る。すなわち、電源装置1aから見て、電源装置1bは外部装置となる。電源装置1bの第1出力電圧端子61と、第2出力電圧端子62とには、電源装置1bからの交流電流が流入することがあり得る。すなわち、電源装置1bから見て、電源装置1aは外部装置となる。 In the example shown in FIG. 4, AC current from power supply device 1b can flow into the first output voltage terminal 61 and the second output voltage terminal 62 of power supply device 1a. In other words, from the perspective of power supply device 1a, power supply device 1b is an external device. AC current from power supply device 1b can flow into the first output voltage terminal 61 and the second output voltage terminal 62 of power supply device 1b. In other words, from the perspective of power supply device 1b, power supply device 1a is an external device.
上位装置110は、電源システム100を制御する制御装置である。上位装置110は、例えば、ECU(Engine Control Unit)であるが、これに限定されない。上位装置110は、電源装置1aと、電源装置1bとを監視する。上位装置110は、電源装置1aおよび電源装置1bを制御する。上位装置110は、電源装置1aおよび電源装置1bに対して、制御電源を出力することで、電源装置1aおよび電源装置1bを制御する。 The upper device 110 is a control device that controls the power supply system 100. The upper device 110 is, for example, an ECU (Engine Control Unit), but is not limited to this. The upper device 110 monitors the power supply units 1a and 1b. The upper device 110 controls the power supply units 1a and 1b. The upper device 110 controls the power supply units 1a and 1b by outputting control power to the power supply units 1a and 1b.
図5を用いて、第2実施形態に係る放電処理について説明する。図5は、第2実施形態に係る放電処理の流れを示すフローチャートである。 The discharge process according to the second embodiment will be described using Figure 5. Figure 5 is a flowchart showing the flow of the discharge process according to the second embodiment.
第2実施形態に係る放電処理は、上位装置110からの制御電力の有無によって、放電動作を変更する。図5に示す例では、上位装置110が電源装置1aを監視する場合の処理について説明する。 The discharge process in the second embodiment changes the discharge operation depending on whether or not control power is received from the host device 110. In the example shown in Figure 5, the process when the host device 110 monitors the power supply device 1a is described.
ステップS50およびステップS52の処理は、それぞれ、図2に示すステップS10およびステップS12の処理と同一なので、説明を省略する。 The processing in steps S50 and S52 is the same as the processing in steps S10 and S12 shown in Figure 2, respectively, and therefore will not be described here.
ステップS50でNoと判定された場合、制御部90は、上位装置110から制御電力が供給されているか否かを判定する(ステップS54)。制御電力が供給されていると判定された場合(ステップS54;Yes)、ステップS56に進む。制御電力が供給されていないと判定されない場合(ステップS54;No)、ステップS58に進む。 If step S50 returns No, the control unit 90 determines whether control power is being supplied from the higher-level device 110 (step S54). If it is determined that control power is being supplied (step S54; Yes), the process proceeds to step S56. If it is not determined that control power is being supplied (step S54; No), the process proceeds to step S58.
ステップS54でYesと判定された場合、制御部90は、上位装置110からの制御電力を放電動作に使用すると判定する(ステップS56)。そして、ステップS60に進む。 If step S54 returns Yes, the control unit 90 determines that the control power from the higher-level device 110 will be used for the discharge operation (step S56). Then, the process proceeds to step S60.
ステップS54でNoと判定された場合、制御部90は、コンデンサなどの蓄積素子に蓄えられた電力を放電動作に使用すると判定する(ステップS58)。蓄積素子は、例えば、制御部90に設けられている。制御部90は、例えば、上位装置110から制御電力が供給されているときに、蓄積素子に電力を蓄積するとよい。このとき、ブリッジ回路40による放電に比べ、放電回路30による放電の方が小電力で実施できる。放電回路30は制御電源を喪失したときのための放電手段として、小さな電力蓄積素子で実現できる回路である。そして、ステップS60に進む。 If step S54 returns No, the control unit 90 determines that the power stored in a storage element such as a capacitor will be used for the discharge operation (step S58). The storage element is provided, for example, in the control unit 90. The control unit 90 may store power in the storage element, for example, when control power is being supplied from the higher-level device 110. In this case, discharging by the discharge circuit 30 can be performed with less power than discharging by the bridge circuit 40. The discharge circuit 30 is a circuit that can be implemented with a small power storage element and serves as a discharge means in case the control power supply is lost. Then, proceed to step S60.
ステップS60の処理は、図2に示すステップS14の処理と同一なので、説明を省略する。 The processing in step S60 is the same as the processing in step S14 shown in Figure 2, so its explanation will be omitted.
ステップS60でYesと判定された場合、制御部90は、ブリッジ回路40のスイッチ素子41からスイッチ素子44、または放電回路30のスイッチ素子32の動作を停止させる(ステップS62)。言い換えると、ブリッジ回路制御部92は、スイッチ素子41からスイッチ素子44の全てをオフ状態にする。または、放電回路制御部93は、スイッチ素子32をオフ状態にする。そして、ステップS60に進む。 If step S60 returns Yes, the control unit 90 stops the operation of switch elements 41 to 44 of the bridge circuit 40 or switch element 32 of the discharge circuit 30 (step S62). In other words, the bridge circuit control unit 92 turns off all switch elements 41 to 44. Alternatively, the discharge circuit control unit 93 turns off switch element 32. Then, the process proceeds to step S60.
ステップS60でNoと判定された場合、制御部90は、ブリッジ回路40または放電回路30を制御して、平滑化コンデンサ20を放電させる(ステップS64)。具体的には、ブリッジ回路制御部92は、スイッチ素子41からスイッチ素子44を、動作時の駆動周波数よりも高い出力停止用周波数で駆動させることで、平滑化コンデンサ20を放伝させる。放電回路制御部93は、放電回路30のスイッチ素子32をオン状態に切り替えて、平滑化コンデンサ20に蓄積された電荷を放電抵抗21により放電させる。そして、図5の処理を終了する。 If step S60 returns No, the control unit 90 controls the bridge circuit 40 or the discharge circuit 30 to discharge the smoothing capacitor 20 (step S64). Specifically, the bridge circuit control unit 92 drives switch elements 41 to 44 at an output stop frequency that is higher than the operating drive frequency, thereby discharging the smoothing capacitor 20. The discharge circuit control unit 93 switches switch element 32 of the discharge circuit 30 to the ON state, thereby discharging the charge accumulated in the smoothing capacitor 20 through the discharge resistor 21. The processing of FIG. 5 then ends.
(第1の例)
図6を用いて、第2実施形態に係る電源システムにおける第1の例の放電処理の流れを説明する。図6は、第2実施形態に係る電源システムにおける第1の例の放電処理の流れを示すシーケンス図である。
(First example)
The flow of a first example of a discharge process in the power supply system according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a sequence diagram showing the flow of a first example of a discharge process in the power supply system according to the second embodiment.
第2実施形態に係る電源システムにおける第1の例の放電処理は、電源装置1aに異常が発生して、動作が停止した際に実行される処理である。 The first example of discharge processing in the power supply system according to the second embodiment is processing that is executed when an abnormality occurs in the power supply device 1a and operation stops.
電源装置1aは、規定以上の異常温度が検出されるなどして、出力が停止する(ステップS70)。電源装置1aは、電源装置1bから出力された交流電圧を検出しているため、放電動作の待機状態となる(ステップS72)。電源装置1aは、異常が発生したことを示す異常信号を上位装置110に送出する(ステップS74)。 Power supply unit 1a stops output when an abnormal temperature above a specified level is detected (step S70). Because power supply unit 1a detects the AC voltage output from power supply unit 1b, it enters a standby state for discharge (step S72). Power supply unit 1a sends an abnormality signal indicating that an abnormality has occurred to host device 110 (step S74).
上位装置110は、電源装置1aが送出した異常信号を受信する(ステップS76)。上位装置110は、異常信号を受信すると、動作停止指示を電源装置1bに送出する(ステップS78)。 The higher-level device 110 receives the abnormality signal sent by power supply unit 1a (step S76). Upon receiving the abnormality signal, the higher-level device 110 sends an instruction to stop operation to power supply unit 1b (step S78).
電源装置1bは、上位装置110が送出した動作停止指示を受信する(ステップS80)。電源装置1bは、動作停止指示を受信すると、出力を停止する(ステップS82)。 Power supply unit 1b receives the instruction to stop operation sent by higher-level device 110 (step S80). Upon receiving the instruction to stop operation, power supply unit 1b stops output (step S82).
電源装置1bは、電源装置1aが停止しているため交流電圧が検出されないので、放電動作を開始する(ステップS84)。電源装置1aは、電源装置1bが停止しているため交流電圧が検出されないので、放電動作を開始する(ステップS86)。 Since power supply unit 1a is stopped and no AC voltage is detected, power supply unit 1b begins discharging (step S84). Since power supply unit 1b is stopped and no AC voltage is detected, power supply unit 1a begins discharging (step S86).
上述のとおり、上位装置110の指示により、電源装置1aの動作が停止した場合には電源装置1bの動作を停止させることができるので、放電動作を行う際の安全性を向上させることができる。 As described above, if the operation of power supply unit 1a stops, the operation of power supply unit 1b can be stopped by instruction from the higher-level device 110, thereby improving safety when performing a discharge operation.
(第2の例)
図7を用いて、第2実施形態に係る電源システムにおける第2の例の放電処理の流れを説明する。図7は、第2実施形態に係る電源システムにおける第2の例の放電処理の流れを示すシーケンス図である。
(Second Example)
The flow of a second example of a discharge process in the power supply system according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 7. Fig. 7 is a sequence diagram showing the flow of a second example of a discharge process in the power supply system according to the second embodiment.
第2実施形態に係る電源システムにおける第2の例の放電処理は、電源装置1aの制御電力が喪失した際に実行される処理である。 The second example of discharge processing in the power supply system according to the second embodiment is processing that is executed when the control power of the power supply device 1a is lost.
電源装置1aは、制御電力が喪失することにより出力が停止する(ステップS90)。例えば、電源装置1aは、電源装置1aと制御電源とを繋ぐハーネスが断線することにより制御電力が喪失する。 Power supply unit 1a stops outputting power due to a loss of control power (step S90). For example, power supply unit 1a loses control power due to a break in the harness connecting power supply unit 1a to the control power supply.
ステップS92からステップS102の処理は、それぞれ、図6に示すステップS72からステップS82の処理と同一なので、説明を省略する。 The processing from step S92 to step S102 is the same as the processing from step S72 to step S82 shown in Figure 6, respectively, so explanation will be omitted.
電源装置1bは、電源装置1aが停止しているため交流電圧が検出されず、かつ制御電力を喪失していないので、制御電力を用いて放電動作を開始する(ステップS104)。電源装置1aは、電源装置1bが停止しているため交流電圧が検出されず、かつ制御電力を喪失しているため、蓄積素子に蓄積された電力を用いて放電動作を開始する(ステップS106)。 Since power supply unit 1a is stopped, no AC voltage is detected and control power has not been lost, so power supply unit 1b begins discharging using control power (step S104). Since power supply unit 1b is stopped, no AC voltage is detected and control power has been lost, so power supply unit 1a begins discharging using the power stored in the storage element (step S106).
上述のとおり、第2実施形態は、他の電源装置からの交流電圧が停止するまで、平滑化コンデンサ20の放電動作を行わない。これにより、各スイッチ素子制御のための消費電力を抑えることができるので、上位装置110の制御電力の供給が停止した場合でも、他の電源装置からの交流電圧が停止した後の、各スイッチ素子で平滑化コンデンサ20を放電するための電力を確保することができる。 As described above, in the second embodiment, the smoothing capacitor 20 does not discharge until the AC voltage from the other power supply device is stopped. This reduces the power consumption required to control each switch element, so even if the supply of control power from the higher-level device 110 is stopped, each switch element can ensure power to discharge the smoothing capacitor 20 after the AC voltage from the other power supply device is stopped.
以上、本開示の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本開示が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the content of these embodiments. Furthermore, the components described above include those that would be easily imagined by a person skilled in the art, those that are substantially identical, and those that are within the scope of what is known as equivalents. Furthermore, the components described above can be combined as appropriate. Furthermore, various omissions, substitutions, or modifications of the components can be made without departing from the spirit of the embodiments described above.
1 電源装置
11 第1直流電圧端子
12 第2直流電圧端子
20 平滑化コンデンサ
30 放電回路
31,72 抵抗素子
32,41,42,43,44 スイッチ素子
40 ブリッジ回路
50 フィルタ回路
51,52 チョークコイル
53,73 コンデンサ
61 第1出力電圧端子
62 第2出力電圧端子
70 交流電圧検出部
71 フォトカプラ
71a 発光部
71b フォトトランジスタ
80 ANDゲート
90 制御部
91 交流電圧検知部
92 ブリッジ回路制御部
93 放電回路制御部
REFERENCE SIGNS LIST 1 power supply device 11 first DC voltage terminal 12 second DC voltage terminal 20 smoothing capacitor 30 discharge circuit 31, 72 resistive element 32, 41, 42, 43, 44 switch element 40 bridge circuit 50 filter circuit 51, 52 choke coil 53, 73 capacitor 61 first output voltage terminal 62 second output voltage terminal 70 AC voltage detection unit 71 photocoupler 71a light emitting unit 71b phototransistor 80 AND gate 90 control unit 91 AC voltage detection unit 92 bridge circuit control unit 93 discharge circuit control unit
Claims (6)
複数のスイッチ素子を含み、前記スイッチ素子のスイッチング動作により前記平滑化コンデンサから入力された前記直流電圧を交流電圧に変換し、第1出力電圧端子と、第2出力電圧端子とから出力電圧として出力するブリッジ回路と、
前記第1出力電圧端子と前記第2出力電圧端子に電気的に接続され、前記第1出力電圧端子および前記第2出力電圧端子に外部装置から流入する交流電圧を検出する交流電圧検出部と、
前記ブリッジ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
通常動作時には、前記ブリッジ回路の前記スイッチ素子を所定の範囲の駆動周波数で制御して、前記第1出力電圧端子と前記第2出力電圧端子とから前記出力電圧を出力させ、
動作停止時であり、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの前記交流電圧を検出していない場合には、前記ブリッジ回路の前記スイッチ素子を前記駆動周波数よりも高い出力停止用周波数で制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、
動作停止時であり、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの交流電圧を検出している場合には、前記ブリッジ回路の前記スイッチ素子の動作を停止させる、
電源装置。 a smoothing capacitor connected between a first DC voltage terminal to which a DC voltage is supplied and a second DC voltage terminal;
a bridge circuit including a plurality of switch elements, which converts the DC voltage input from the smoothing capacitor into an AC voltage by switching operations of the switch elements, and outputs the AC voltage as an output voltage from a first output voltage terminal and a second output voltage terminal;
an AC voltage detection unit electrically connected to the first output voltage terminal and the second output voltage terminal, and detecting an AC voltage flowing into the first output voltage terminal and the second output voltage terminal from an external device;
a control unit that controls the bridge circuit,
The control unit
During normal operation, the switch elements of the bridge circuit are controlled at a drive frequency within a predetermined range to output the output voltage from the first output voltage terminal and the second output voltage terminal;
When the inverter is stopped and the AC voltage detection unit does not detect the AC voltage from the external device, the inverter controls the switch elements of the bridge circuit at an output stop frequency that is higher than the drive frequency to discharge the smoothing capacitor;
When the operation is stopped and the AC voltage detection unit detects the AC voltage from the external device, the operation of the switch elements of the bridge circuit is stopped.
power supply.
前記放電抵抗素子は、一端が前記平滑化コンデンサの高電位側の端子に電気的に接続され、他端が前記放電スイッチ素子のドレイン端子に電気的に接続され、
前記放電スイッチ素子は、ソース端子が前記平滑化コンデンサの低電位側の端子に電気的に接続されており、
前記制御部は、
動作停止時、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの前記交流電圧を検出していない場合には、前記放電スイッチ素子を制御して、前記平滑化コンデンサを前記放電抵抗素子で放電させ、
動作停止時、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの交流電圧を検出している場合には、前記ブリッジ回路の前記放電スイッチ素子の動作を停止させる、
請求項1に記載の電源装置。 a discharge circuit including a discharge resistance element and a discharge switch element connected in parallel to the smoothing capacitor;
one end of the discharge resistance element is electrically connected to the high potential side terminal of the smoothing capacitor, and the other end is electrically connected to the drain terminal of the discharge switch element;
the discharge switch element has a source terminal electrically connected to a low potential side terminal of the smoothing capacitor,
The control unit
When the operation is stopped and the AC voltage detection unit does not detect the AC voltage from the external device, the discharge switch element is controlled to discharge the smoothing capacitor through the discharge resistor element;
When the operation is stopped and the AC voltage detection unit detects the AC voltage from the external device, the operation of the discharge switch element of the bridge circuit is stopped.
The power supply device of claim 1 .
制御電源からの制御電力が供給されている場合には、前記スイッチ素子を前記駆動周波数よりも高い出力停止用周波数で制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、または前記放電スイッチ素子を制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、
前記制御電源からの制御電力の供給が停止したときには、蓄電素子にチャージしておいた制御用電力を放電動作に使用し、
前記制御電源からの制御電力の供給が停止し、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの前記交流電圧を検出していない場合には、前記ブリッジ回路の前記スイッチ素子を前記駆動周波数よりも高い出力停止用周波数で制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、または前記放電スイッチ素子を制御して、前記平滑化コンデンサを放電させ、
前記制御電源からの制御電力の供給が停止し、かつ前記交流電圧検出部が前記外部装置からの前記交流電圧を検出している場合には、前記放電スイッチ素子の動作を停止させ、前記平滑化コンデンサの放電を停止させる、
請求項2に記載の電源装置。 When the control unit stops operating,
When control power is supplied from a control power supply, the switch element is controlled at an output stop frequency higher than the drive frequency to discharge the smoothing capacitor, or the discharge switch element is controlled to discharge the smoothing capacitor,
When the supply of control power from the control power supply is stopped, the control power charged in the storage element is used for discharging operation;
when the supply of control power from the control power supply is stopped and the AC voltage detection unit does not detect the AC voltage from the external device, the switch elements of the bridge circuit are controlled at an output stop frequency that is higher than the drive frequency to discharge the smoothing capacitor, or the discharge switch elements are controlled to discharge the smoothing capacitor;
When the supply of control power from the control power supply is stopped and the AC voltage detection unit detects the AC voltage from the external device, the operation of the discharge switch element is stopped and the discharge of the smoothing capacitor is stopped.
The power supply device according to claim 2 .
請求項3に記載の電源装置。 When the supply of control power from the control power supply is stopped and the AC voltage detection unit detects the AC voltage from the external device, the control unit stops operation of the discharge switch element or the switch element and stops discharging of the smoothing capacitor until a higher-level device stops output of another power supply device connected in parallel.
The power supply device according to claim 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載の電源装置。 The AC voltage detection unit includes a photocoupler, and is configured so that a signal generated based on an output of the photocoupler when detecting an AC voltage becomes a continuous signal.
The power supply device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1または5に記載の電源装置。 the control unit stops operation of the switch elements of the bridge circuit in advance when the AC voltage detection unit detects the AC voltage from the external device during normal operation stop.
The power supply device according to claim 1 or 5.
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