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JP2021118565A - Power source apparatus - Google Patents

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JP2021118565A
JP2021118565A JP2020008664A JP2020008664A JP2021118565A JP 2021118565 A JP2021118565 A JP 2021118565A JP 2020008664 A JP2020008664 A JP 2020008664A JP 2020008664 A JP2020008664 A JP 2020008664A JP 2021118565 A JP2021118565 A JP 2021118565A
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power
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bidirectional inverter
transistor
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規昭 山田
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規昭 山田
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

To reduce the number of circuit elements.SOLUTION: A power source apparatus includes a bidirectional inverter that can convert AC power inputted from an AC power source to DC power, and output the DC power to a load, and can convert DC power of the load to AC power, an outlet that is connected in parallel with an AC-power input side of the bidirectional inverter, and a control device that, when the bidirectional inverter and the outlet are connected to the AC power source, controls the bidirectional inverter such that the total current of current to be supplied from the AC power source to the bidirectional inverter and current to be supplied from the AC power source to the outlet becomes equal to or lower than allowable current, and that, when the bidirectional inverter and the outlet are not connected to the AC power source, controls the bidirectional inverter to convert DC power to AC power, and supply the AC power to the outlet.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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

特許文献１の図１には、バッテリを充電するとともに、コンセントから電気製品に交流電力を供給する、充電器が記載されている。特許文献１記載の充電器では、交流電力を力率改善回路で直流電力に変換する。そして、直流電力を直流変換回路で電圧変換して、バッテリを充電する。また、直流電力を交流変換回路で交流電力に変換してコンセントに出力する。 FIG. 1 of Patent Document 1 describes a charger that charges a battery and supplies AC power to an electric product from an outlet. In the charger described in Patent Document 1, AC power is converted into DC power by a power factor improving circuit. Then, the DC power is voltage-converted by the DC conversion circuit to charge the battery. In addition, DC power is converted to AC power by an AC conversion circuit and output to an outlet.

しかしながら、特許文献１記載の充電器では、回路素子数が多い。従って、回路素子数を抑制することが、望まれる。 However, the charger described in Patent Document 1 has a large number of circuit elements. Therefore, it is desired to suppress the number of circuit elements.

特開２０１７−１５８３２２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-158322

本発明は、回路素子数を抑制できる、電源装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a power supply device capable of suppressing the number of circuit elements.

本発明の一態様の電源装置は、
交流電源から入力される交流電力を直流電力に変換して負荷に出力できるとともに、前記負荷の直流電力を交流電力に変換できる、双方向インバータと、
前記双方向インバータの交流電力入力側に並列接続された、コンセントと、
前記双方向インバータ及び前記コンセントが前記交流電源に接続されている場合には、前記交流電源から前記双方向インバータに供給される電流と、前記交流電源から前記コンセントに供給される電流と、の合計電流が許容電流以下になるように、前記双方向インバータを制御し、前記双方向インバータ及び前記コンセントが前記交流電源に接続されていない場合には、前記負荷の直流電力を交流電力に変換して前記コンセントに供給するように、前記双方向インバータを制御する、制御装置と、
を含む、
ことを特徴とする。 The power supply device according to one aspect of the present invention
A bidirectional inverter that can convert the AC power input from the AC power supply into DC power and output it to the load, and can also convert the DC power of the load into AC power.
An outlet connected in parallel to the AC power input side of the bidirectional inverter,
When the bidirectional inverter and the outlet are connected to the AC power supply, the sum of the current supplied from the AC power supply to the bidirectional inverter and the current supplied from the AC power supply to the outlet. The bidirectional inverter is controlled so that the current becomes equal to or less than the allowable current, and when the bidirectional inverter and the outlet are not connected to the AC power supply, the DC power of the load is converted into AC power. A control device that controls the bidirectional inverter so as to supply the outlet.
including,
It is characterized by that.

前記電源装置において、
前記制御装置は、
前記双方向インバータ及び前記コンセントが前記交流電源に接続されている場合には、前記合計電流の波形が正弦波形状になるように、前記双方向インバータを制御する、
ことを特徴とする。 In the power supply device
The control device is
When the bidirectional inverter and the outlet are connected to the AC power supply, the bidirectional inverter is controlled so that the waveform of the total current has a sinusoidal shape.
It is characterized by that.

前記電源装置において、
前記交流電源と前記コンセントとの間に設けられたリレーを更に含み、
前記制御装置は、
前記合計電流、または、前記コンセントへ供給される電流が前記許容電流を超えたら、前記リレーを遮断するように制御する、
ことを特徴とする。 In the power supply device
Further including a relay provided between the AC power supply and the outlet.
The control device is
When the total current or the current supplied to the outlet exceeds the allowable current, the relay is controlled to be cut off.
It is characterized by that.

本発明の一態様の電源装置は、回路素子数を抑制できるという効果を奏する。 The power supply device according to one aspect of the present invention has an effect that the number of circuit elements can be suppressed.

図１は、実施の形態の電源装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply device according to an embodiment. 図２は、実施の形態の電源回路の具体的な回路構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a specific circuit configuration of the power supply circuit of the embodiment. 図３は、実施の形態のコンセントに接続される機器の一例の等価回路を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of an example of a device connected to the outlet of the embodiment.

以下に、本発明の電源装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the power supply device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の電源装置の構成を示す図である。電源装置１は、電源２が電気的に接続されている場合には、電源２から交流入力電圧の供給を受けて、直流電圧を負荷３に出力する。電源２は、系統電源が例示されるが、本開示はこれに限定されない。負荷３は、リチウムイオン電池が例示されるが、本開示はこれに限定されない。 <Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply device according to an embodiment. When the power supply 2 is electrically connected, the power supply device 1 receives an AC input voltage from the power supply 2 and outputs a DC voltage to the load 3. The power supply 2 is exemplified by a system power supply, but the present disclosure is not limited thereto. The load 3 is exemplified by a lithium ion battery, but the present disclosure is not limited to this.

電源装置１は、車載されることが例示されるが、本開示はこれに限定されない。車両は、キャンピングカー、移動販売車、電動バイク、電動自転車、ゴルフカート等が例示されるが、本開示はこれに限定されない。電源装置１が車載される場合、負荷３は、補機バッテリ、ＥＶ（電気自動車）バッテリ、ＨＶ（ハイブリッド車）バッテリ等が例示されるが、本開示はこれに限定されない。 The power supply device 1 is exemplified to be mounted on a vehicle, but the present disclosure is not limited to this. Examples of the vehicle include a camper, a mobile sales vehicle, an electric motorcycle, an electric bicycle, a golf cart, and the like, but the present disclosure is not limited to this. When the power supply device 1 is mounted on a vehicle, the load 3 is exemplified by an auxiliary battery, an EV (electric vehicle) battery, an HV (hybrid vehicle) battery, and the like, but the present disclosure is not limited thereto.

電源装置１は、双方向インバータ４と、コンセント５と、制御装置６と、を含む。コンセント５には、電気機器が接続されることが例示されるが、本開示はこれに限定されない。電気機器は、電磁調理器、電気ポット、冷蔵庫、冷凍庫、照明機器、スマートフォン用充電器等が例示されるが、本開示はこれに限定されない。 The power supply device 1 includes a bidirectional inverter 4, an outlet 5, and a control device 6. An electrical device is exemplified to be connected to the outlet 5, but the present disclosure is not limited to this. Examples of the electric device include an electromagnetic cooker, an electric kettle, a refrigerator, a freezer, a lighting device, a charger for a smartphone, and the like, but the present disclosure is not limited to this.

双方向インバータ４の２つの入力端子は、ノードＮ１及びＮ２に夫々電気的に接続されている。コンセント５の２つの入力端子は、ノードＮ１及びＮ２に夫々電気的に接続されている。つまり、コンセント５は、双方向インバータ４と並列接続されている。 The two input terminals of the bidirectional inverter 4 are electrically connected to the nodes N1 and N2, respectively. The two input terminals of the outlet 5 are electrically connected to the nodes N1 and N2, respectively. That is, the outlet 5 is connected in parallel with the bidirectional inverter 4.

ノードＮ１は、電流センサ１１を介して、電源２の一端に電気的に接続されている。ノードＮ２は、電源２の他端に電気的に接続されている。 The node N1 is electrically connected to one end of the power supply 2 via the current sensor 11. The node N2 is electrically connected to the other end of the power supply 2.

電源２が電源装置１に電気的に接続されている場合には、ノードＮ１及びＮ２を介して、双方向インバータ４に交流電力が供給されるとともに、ノードＮ１及びＮ２を介して、コンセント５に交流電力が供給される。 When the power supply 2 is electrically connected to the power supply device 1, AC power is supplied to the bidirectional inverter 4 via the nodes N1 and N2, and the AC power is supplied to the outlet 5 via the nodes N1 and N2. AC power is supplied.

双方向インバータ４は、電源２が電気的に接続されている場合には、交流入力電圧の供給を電源２からノードＮ１及びＮ２を介して受けて、直流電圧を負荷３に出力する。双方向インバータ４は、電源２が電気的に接続されていない場合には、直流電圧の供給を負荷３から受けて、交流電圧を、ノードＮ１及びＮ２を介して、コンセント５に出力する。 When the power supply 2 is electrically connected, the bidirectional inverter 4 receives the supply of AC input voltage from the power supply 2 via the nodes N1 and N2, and outputs a DC voltage to the load 3. When the power supply 2 is not electrically connected, the bidirectional inverter 4 receives a DC voltage supply from the load 3 and outputs an AC voltage to the outlet 5 via the nodes N1 and N2.

電流センサ１１は、電源２が電源装置１に電気的に接続されている場合には、電源２から電源装置１に入力される交流電流を検出する。つまり、電流センサ１１は、ノードＮ１及びＮ２から双方向インバータ４に流れる電流と、ノードＮ１及びＮ２からコンセント５に流れる電流と、の和（以下、「合計電流」と称する場合がある。）を検出する。電流センサ１１は、検出信号を、制御装置６に出力する。電流センサ１７は、ノードＮ１及びＮ２からコンセント５に流れる電流を検出する。電流センサ１７は、検出信号を、制御装置６に出力する。 When the power supply 2 is electrically connected to the power supply device 1, the current sensor 11 detects an alternating current input from the power supply 2 to the power supply device 1. That is, the current sensor 11 is the sum of the current flowing from the nodes N1 and N2 to the bidirectional inverter 4 and the current flowing from the nodes N1 and N2 to the outlet 5 (hereinafter, may be referred to as "total current"). To detect. The current sensor 11 outputs a detection signal to the control device 6. The current sensor 17 detects the current flowing from the nodes N1 and N2 to the outlet 5. The current sensor 17 outputs a detection signal to the control device 6.

制御装置６は、電源２が電源装置１に電気的に接続されている場合には、合計電流が許容電流以下になるように、双方向インバータ４をスイッチング制御する。また、スイッチング制御部６ａは、電源２が電源装置１に電気的に接続されている場合には、合計電流が正弦波形状になるように、双方向インバータ４を制御する。 When the power supply 2 is electrically connected to the power supply device 1, the control device 6 switches and controls the bidirectional inverter 4 so that the total current is equal to or less than the allowable current. Further, the switching control unit 6a controls the bidirectional inverter 4 so that the total current has a sinusoidal shape when the power supply 2 is electrically connected to the power supply device 1.

図２は、実施の形態の電源回路の具体的な回路構成の一例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of a specific circuit configuration of the power supply circuit of the embodiment.

双方向インバータ４の２つの入力端子は、チョークコイル１２及び１３を介して、ノードＮ１及びＮ２に夫々電気的に接続されている。 The two input terminals of the bidirectional inverter 4 are electrically connected to the nodes N1 and N2, respectively, via the choke coils 12 and 13.

双方向インバータ４は、力率改善コンバータ２１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、を含む。 The bidirectional inverter 4 includes a power factor improving converter 21 and a DC / DC converter 22.

力率改善コンバータ２１は、トランジスタ２１ａから２１ｄまでと、コンデンサ２１ｅと、を含む。トランジスタ２１ａから２１ｄまでは、制御装置６内のスイッチング制御部６ａから入力されるスイッチング制御信号によって、スイッチング制御される。 The power factor improving converter 21 includes transistors 21a to 21d and a capacitor 21e. The transistors 21a to 21d are switched and controlled by a switching control signal input from the switching control unit 6a in the control device 6.

なお、本開示では、各トランジスタがＭＯＳＦＥＴであることとしたが、これに限定されない。各トランジスタは、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。 In the present disclosure, each transistor is a MOSFET, but the present invention is not limited to this. Each transistor may be a silicon power device, a GaN power device, a SiC power device, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or the like.

各トランジスタは、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。 Each transistor has a parasitic diode (body diode). The parasitic diode is a pn junction between the back gate of the MOSFET and the source and drain. The parasitic diode can be used as a freewheel diode to escape the transient back electromotive force when the transistor is off.

トランジスタ２１ａのソースは、トランジスタ２１ｂのドレインに電気的に接続されている。トランジスタ２１ｃのソースは、トランジスタ２１ｄのドレインに電気的に接続されている。 The source of the transistor 21a is electrically connected to the drain of the transistor 21b. The source of the transistor 21c is electrically connected to the drain of the transistor 21d.

トランジスタ２１ａのドレイン及びトランジスタ２１ｃのドレインは、コンデンサ２１ｅの一端（高電位側端）に電気的に接続されている。トランジスタ２１ｂのソース及びトランジスタ２１ｄのソースは、コンデンサ２１ｅの他端（低電位側端）に電気的に接続されている。 The drain of the transistor 21a and the drain of the transistor 21c are electrically connected to one end (high potential side end) of the capacitor 21e. The source of the transistor 21b and the source of the transistor 21d are electrically connected to the other end (low potential side end) of the capacitor 21e.

トランジスタ２１ａのソースとトランジスタ２１ｂのドレインとの接続点が、力率改善コンバータ２１の一方の入力端子である。トランジスタ２１ｃのソースとトランジスタ２１ｄのドレインとの接続点が、力率改善コンバータ２１の他方の入力端子である。コンデンサ２１ｅの両端が、力率改善コンバータ２１の出力端子である。 The connection point between the source of the transistor 21a and the drain of the transistor 21b is one input terminal of the power factor improving converter 21. The connection point between the source of the transistor 21c and the drain of the transistor 21d is the other input terminal of the power factor improving converter 21. Both ends of the capacitor 21e are output terminals of the power factor improving converter 21.

力率改善コンバータ２１の一方の入力端子は、チョークコイル１２を介して、電源２の一端に電気的に接続されている。力率改善コンバータ２１の他方の入力端子は、チョークコイル１３を介して、電源２の他端に電気的に接続されている。 One input terminal of the power factor improving converter 21 is electrically connected to one end of the power supply 2 via a choke coil 12. The other input terminal of the power factor improving converter 21 is electrically connected to the other end of the power supply 2 via the choke coil 13.

力率改善コンバータ２１の２つの入力端子には、チョークコイル１２及び１３を介して、交流入力電圧が電源２から入力される。 AC input voltage is input from the power supply 2 to the two input terminals of the power factor improving converter 21 via the choke coils 12 and 13.

交流入力電圧が正極性の期間では、トランジスタ２１ａがオン状態、トランジスタ２１ｂがオフ状態、トランジスタ２１ｃがオフ状態、且つ、トランジスタ２１ｄがオン状態になると、電流が電源２→チョークコイル１２→トランジスタ２１ａ→コンデンサ２１ｅ→トランジスタ２１ｄ→チョークコイル１３→電源２の経路に流れる。これにより、コンデンサ２１ｅが蓄電される。 During the period when the AC input voltage is positive, when the transistor 21a is on, the transistor 21b is off, the transistor 21c is off, and the transistor 21d is on, the current is supplied from the power supply 2 → choke coil 12 → transistor 21a →. It flows in the path of the capacitor 21e → the transistor 21d → the choke coil 13 → the power supply 2. As a result, the capacitor 21e is stored.

交流入力電圧が負極性の期間では、トランジスタ２１ａがオフ状態、トランジスタ２１ｂがオン状態、トランジスタ２１ｃがオン状態、且つ、トランジスタ２１ｄがオフ状態になると、電流が電源２→チョークコイル１３→トランジスタ２１ｃ→コンデンサ２１ｅ→トランジスタ２１ｂ→チョークコイル１２→電源２の経路に流れる。これにより、コンデンサ２１ｅが蓄電される。 During the period when the AC input voltage is negative, when the transistor 21a is off, the transistor 21b is on, the transistor 21c is on, and the transistor 21d is off, the current is supplied from the power supply 2 → choke coil 13 → transistor 21c →. It flows in the path of the capacitor 21e → the transistor 21b → the choke coil 12 → the power supply 2. As a result, the capacitor 21e is stored.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、トランジスタ２２ａから２２ｄまで及び２２ｆから２２ｉまでと、トランス２２ｅと、を含む。トランジスタ２２ａから２２ｄまで及び２２ｆから２２ｉまでは、制御装置６内のスイッチング制御部６ａから入力されるスイッチング制御信号によって、スイッチング制御される。 The DC / DC converter 22 includes transistors 22a to 22d, 22f to 22i, and a transformer 22e. Transistors 22a to 22d and 22f to 22i are switched and controlled by a switching control signal input from the switching control unit 6a in the control device 6.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、フォワード型のコンバータとするが、本開示はこれに限定されない。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、フライバック型のコンバータであっても良い。 The DC / DC converter 22 is a forward type converter, but the present disclosure is not limited thereto. The DC / DC converter 22 may be a flyback type converter.

トランジスタ２２ａのソースは、トランジスタ２２ｂのドレインに電気的に接続されている。トランジスタ２２ｃのソースは、トランジスタ２２ｄのドレインに電気的に接続されている。 The source of the transistor 22a is electrically connected to the drain of the transistor 22b. The source of the transistor 22c is electrically connected to the drain of the transistor 22d.

トランジスタ２２ａのドレイン及びトランジスタ２２ｃのドレインは、コンデンサ２１ｅの一端（高電位側端）に電気的に接続されている。トランジスタ２２ｂのソース及びトランジスタ２２ｄのソースは、コンデンサ２１ｅの他端（低電位側端）に電気的に接続されている。 The drain of the transistor 22a and the drain of the transistor 22c are electrically connected to one end (high potential side end) of the capacitor 21e. The source of the transistor 22b and the source of the transistor 22d are electrically connected to the other end (low potential side end) of the capacitor 21e.

トランジスタ２２ａのドレインとトランジスタ２２ｃのドレインとの接続点が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の一方の入力端子である。トランジスタ２２ｂのソースとトランジスタ２２ｄのソースとの接続点が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の他方の入力端子である。 The connection point between the drain of the transistor 22a and the drain of the transistor 22c is one input terminal of the DC / DC converter 22. The connection point between the source of the transistor 22b and the source of the transistor 22d is the other input terminal of the DC / DC converter 22.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の２つの入力端子には、コンデンサ２１ｅの直流電圧が入力される。 The DC voltage of the capacitor 21e is input to the two input terminals of the DC / DC converter 22.

トランジスタ２２ａのソースとトランジスタ２２ｂのドレインとの接続点は、トランス２２ｅの１次巻線２２ｅ−１の一端に電気的に接続されている。トランジスタ２２ｃのソースとトランジスタ２２ｄのドレインとの接続点は、トランス２２ｅの１次巻線２２ｅ−１の他端に電気的に接続されている。 The connection point between the source of the transistor 22a and the drain of the transistor 22b is electrically connected to one end of the primary winding 22e-1 of the transformer 22e. The connection point between the source of the transistor 22c and the drain of the transistor 22d is electrically connected to the other end of the primary winding 22e-1 of the transformer 22e.

実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２がフォワード型のコンバータであるので、トランス２２ｅの１次巻線２２ｅ−１と、２次巻線２２ｅ−２とは、正極性に巻かれている。 In the embodiment, since the DC / DC converter 22 is a forward type converter, the primary winding 22e-1 and the secondary winding 22e-2 of the transformer 22e are wound positively.

トランジスタ２２ｆのソースは、トランジスタ２２ｇのドレインに電気的に接続されている。トランジスタ２２ｈのソースは、トランジスタ２２ｉのドレインに電気的に接続されている。 The source of the transistor 22f is electrically connected to the drain of the transistor 22g. The source of the transistor 22h is electrically connected to the drain of the transistor 22i.

トランジスタ２２ｈのソース及びトランジスタ２２ｉのドレインは、２次巻線２２ｅ−２の一端に電気的に接続されている。トランジスタ２２ｆのソース及びトランジスタ２２ｇのドレインは、２次巻線２２ｅ−２の他端に電気的に接続されている。 The source of the transistor 22h and the drain of the transistor 22i are electrically connected to one end of the secondary winding 22e-2. The source of the transistor 22f and the drain of the transistor 22g are electrically connected to the other end of the secondary winding 22e-2.

トランジスタ２２ｆのドレインとトランジスタ２２ｈのドレインとの接続点が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の一方の出力端子である。トランジスタ２２ｇのソースとトランジスタ２２ｉのソースとの接続点が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の他方の出力端子である。 The connection point between the drain of the transistor 22f and the drain of the transistor 22h is one output terminal of the DC / DC converter 22. The connection point between the source of the transistor 22g and the source of the transistor 22i is the other output terminal of the DC / DC converter 22.

トランジスタ２２ｆのドレインとトランジスタ２２ｈのドレインとの接続点は、コンデンサ１４の一端（高電位端）に電気的に接続されている。トランジスタ２２ｇのソースとトランジスタ２２ｉのソースとの接続点は、コンデンサ１４の他端（低電位端）に電気的に接続されている。 The connection point between the drain of the transistor 22f and the drain of the transistor 22h is electrically connected to one end (high potential end) of the capacitor 14. The connection point between the source of the transistor 22g and the source of the transistor 22i is electrically connected to the other end (low potential end) of the capacitor 14.

コンデンサ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧を平滑化する。 The capacitor 14 smoothes the output voltage of the DC / DC converter 22.

コンデンサ１４の一端（高電位端）は、チョークコイル１５を介して、負荷３の一端（高電位端）に電気的に接続されている。コンデンサ１４の他端（低電位端）は、負荷３の他端（低電位端）に電気的に接続されている。 One end (high potential end) of the capacitor 14 is electrically connected to one end (high potential end) of the load 3 via a choke coil 15. The other end (low potential end) of the capacitor 14 is electrically connected to the other end (low potential end) of the load 3.

制御装置６は、スイッチング制御部６ａと、リレー制御部６ｂと、を含む。 The control device 6 includes a switching control unit 6a and a relay control unit 6b.

スイッチング制御部６ａは、電源２が電源装置１に電気的に接続されている場合には、合計電流が許容電流以下になるように、双方向インバータ４をスイッチング制御する。また、スイッチング制御部６ａは、合計電流の波形が正弦波形状になるように、双方向インバータ４を制御する。 When the power supply 2 is electrically connected to the power supply device 1, the switching control unit 6a switches and controls the bidirectional inverter 4 so that the total current is equal to or less than the allowable current. Further, the switching control unit 6a controls the bidirectional inverter 4 so that the waveform of the total current has a sinusoidal shape.

リレー制御部６ｂは、合計電流、または、コンセント５へ供給される電流が許容電流を超えたら、リレー１６を遮断するように制御する。これにより、電源装置１は、過電流を抑制することができる。 The relay control unit 6b controls the relay 16 to be cut off when the total current or the current supplied to the outlet 5 exceeds the allowable current. As a result, the power supply device 1 can suppress the overcurrent.

図３は、実施の形態のコンセントに接続される電気機器の一例の等価回路を示す図である。電気機器３１は、コンデンサインプット型の機器の一例である。但し、電気機器３１は、コンデンサインプット型の機器に限定されない。 FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of an example of an electric device connected to the outlet of the embodiment. The electric device 31 is an example of a capacitor input type device. However, the electric device 31 is not limited to the capacitor input type device.

電気機器３１は、整流回路３１ａと、抵抗３１ｂ及び３１ｄと、コンデンサ３１ｃと、を含む。 The electrical device 31 includes a rectifier circuit 31a, resistors 31b and 31d, and a capacitor 31c.

整流回路３１ａは、コンセント５に電気的に接続され、コンセント５から供給される交流電力を直流電力に整流する。整流回路３１ａは、ブリッジダイオードが例示されるが、本開示はこれに限定されない。 The rectifier circuit 31a is electrically connected to the outlet 5 and rectifies the AC power supplied from the outlet 5 into DC power. The rectifier circuit 31a is exemplified by a bridge diode, but the present disclosure is not limited thereto.

抵抗３１ｂの一端は、整流回路３１ａの高電位側の出力端子に電気的に接続されている。抵抗３１ｂの他端は、コンデンサ３１ｃの一端及び抵抗３１ｄの一端に電気的に接続されている。コンデンサ３１ｃの他端及び抵抗３１ｄの他端は、整流回路３１ａの低電位側の出力端子に電気的に接続されている。 One end of the resistor 31b is electrically connected to the output terminal on the high potential side of the rectifier circuit 31a. The other end of the resistor 31b is electrically connected to one end of the capacitor 31c and one end of the resistor 31d. The other end of the capacitor 31c and the other end of the resistor 31d are electrically connected to the output terminal on the low potential side of the rectifier circuit 31a.

以上説明したように、電源装置１は、特許文献１記載の充電器とは異なり、ノードＮ１及びＮ２とコンセント５との間に、交流変換回路を備える必要がない。従って、電源装置１は、特許文献１記載の充電器と比較して、回路素子数を抑制することができる。 As described above, unlike the charger described in Patent Document 1, the power supply device 1 does not need to be provided with an AC conversion circuit between the nodes N1 and N2 and the outlet 5. Therefore, the power supply device 1 can suppress the number of circuit elements as compared with the charger described in Patent Document 1.

また、電源装置１は、合計電流、または、コンセント５へ供給される電流が許容電流以下になるように、双方向インバータ４を制御する。更に、電源装置１は、ノードＮ１及びＮ２とコンセント５との間に、リレー１６を備える。そして、電源装置１は、合計電流が許容電流を超えたら、リレー１６を遮断するように制御する。これにより、電源装置１は、過電流を抑制することができる。 Further, the power supply device 1 controls the bidirectional inverter 4 so that the total current or the current supplied to the outlet 5 becomes equal to or less than the allowable current. Further, the power supply device 1 includes a relay 16 between the nodes N1 and N2 and the outlet 5. Then, the power supply device 1 controls to shut off the relay 16 when the total current exceeds the allowable current. As a result, the power supply device 1 can suppress the overcurrent.

また、電源装置１は、合計電流の波形が正弦波形状になるように、双方向インバータ４を制御する。従って、合計電流の波形は正弦波形状になる。これにより、電源装置１は、力率を改善することができる。 Further, the power supply device 1 controls the bidirectional inverter 4 so that the waveform of the total current has a sinusoidal shape. Therefore, the waveform of the total current has a sinusoidal shape. Thereby, the power supply device 1 can improve the power factor.

本発明の実施の形態を説明したが、実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although embodiments of the present invention have been described, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１ 電源装置
２ 電源
３ 負荷
４ 双方向インバータ
５ コンセント
６ 制御装置
６ａ スイッチング制御部
６ｂ リレー制御部
１１ 電流センサ
１２、１３、１５ チョークコイル
１４、２１ｅ、３１ｃ コンデンサ
１６ リレー
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉ トランジスタ
２２ｅ トランス
３１ 電気機器
３１ａ 整流回路
３１ｂ、３１ｄ 抵抗 1 Power supply 2 Power supply 3 Load 4 Bidirectional inverter 5 Outlet 6 Control device 6a Switching control unit 6b Relay control unit 11 Current sensor 12, 13, 15 Choke coil 14, 21e, 31c Capacitor 16 Relay 21a, 21b, 21c, 21d, 22a, 22b, 22c, 22d, 22f, 22g, 22h, 22i Transistor 22e Transformer 31 Electrical equipment 31a Rectifier circuit 31b, 31d Resistance

Claims (4)

交流電源から入力される交流電力を直流電力に変換して負荷に出力できるとともに、前記負荷の直流電力を交流電力に変換できる、双方向インバータと、
前記双方向インバータの交流電力入力側に並列接続された、コンセントと、
前記双方向インバータ及び前記コンセントが前記交流電源に接続されている場合には、前記交流電源から前記双方向インバータに供給される電流と、前記交流電源から前記コンセントに供給される電流と、の合計電流が許容電流以下になるように、前記双方向インバータを制御し、前記双方向インバータ及び前記コンセントが前記交流電源に接続されていない場合には、前記負荷の直流電力を交流電力に変換して前記コンセントに供給するように、前記双方向インバータを制御する、制御装置と、
を含む、
ことを特徴とする、電源装置。 A bidirectional inverter that can convert the AC power input from the AC power supply into DC power and output it to the load, and can also convert the DC power of the load into AC power.
An outlet connected in parallel to the AC power input side of the bidirectional inverter,
When the bidirectional inverter and the outlet are connected to the AC power supply, the sum of the current supplied from the AC power supply to the bidirectional inverter and the current supplied from the AC power supply to the outlet. The bidirectional inverter is controlled so that the current becomes equal to or less than the allowable current, and when the bidirectional inverter and the outlet are not connected to the AC power supply, the DC power of the load is converted into AC power. A control device that controls the bidirectional inverter so as to supply the outlet.
including,
A power supply unit characterized by that. 前記制御装置は、
前記双方向インバータ及び前記コンセントが前記交流電源に接続されている場合には、前記合計電流の波形が正弦波形状になるように、前記双方向インバータを制御する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電源装置。 The control device is
When the bidirectional inverter and the outlet are connected to the AC power supply, the bidirectional inverter is controlled so that the waveform of the total current has a sinusoidal shape.
The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is characterized by the above. 前記交流電源と前記コンセントとの間に設けられたリレーを更に含み、
前記制御装置は、
前記合計電流、または、前記コンセントへ供給される電流が許容電流を超えたら、前記リレーを遮断するように制御する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電源装置。 Further including a relay provided between the AC power supply and the outlet.
The control device is
When the total current or the current supplied to the outlet exceeds the allowable current, the relay is controlled to be cut off.
The power supply device according to claim 1 or 2, wherein the power supply device is characterized by the above. 車両に搭載され、
前記負荷がバッテリであり、
前記コンセントに電気機器が接続される、
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の電源装置。 Mounted on the vehicle
The load is a battery
An electrical device is connected to the outlet.
The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power supply device is characterized by the above.
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