特開 2023-82336 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023082336

(43)【公開日】2023-06-14

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20230607BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 L

H02M7/48 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021196042

(22)【出願日】2021-12-02

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森下 泰輔

(72)【発明者】

【氏名】南 祐輔

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770DA01

5H770DA22

5H770DA30

5H770DA41

5H770FA13

5H770GA13

5H770HA03Y

5H770JA09X

5H770JA10X

5H770KA01Y

5H770LA08W

5H770LB07

(57)【要約】

【課題】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。
【解決手段】電源装置は、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、第１出力電圧端子と、第２出力電圧端子とから出力電圧を出力するブリッジ回路と、第１出力電圧端子および第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、ブリッジ回路を制御する制御部と、を備える。制御部は、通常動作時には、第１出力電圧端子と第２出力電圧端子とから出力電圧を出力させる。制御部は、動作停止時であり、かつ交流電圧検出部が外部装置からの交流電圧を検出していない場合には、平滑化コンデンサを放電させる。制御部は、動作停止時であり、かつ交流電圧検出部が外部装置からの交流電圧を検出している場合には、ブリッジ回路のスイッチ素子の動作を停止させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
電源装置。

【請求項2】

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、
請求項１に記載の電源装置。

【請求項3】

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、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。

【請求項4】

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、
請求項３に記載の電源装置。

【請求項5】

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、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電源装置。

【請求項6】

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、
請求項１または５に記載の電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－２９４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【発明の効果】

【0012】

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。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】図５は、第２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。

【図6】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。

【図7】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。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

［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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

［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。

【0050】

（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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

（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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

［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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

（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。

【0080】

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。

【0081】

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）。

【0082】

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）。

【0083】

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）。

【0084】

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）。

【0085】

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。

【0086】

（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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

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。

【0090】

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）。

【0091】

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。

【0092】

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。

【符号の説明】

【0093】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】