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公開番号2022070774
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-05-13
出願番号2020180039
出願日2020-10-27
発明の名称電源システム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/34 20060101AFI20220506BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の電源系統を有する電源システムにおいて電気負荷への電力供給を適正に実施できる電源システムを提供すること。
【解決手段】電源システム100は、第1系統ES1と、第2系統ES2と、第1系統における第1通電経路LA1と第2系統における第2通電経路LA2とを接続する接続経路LBに設けられた系統間スイッチSW1,SW2と、を有する。電源システムは、第2通電経路における接続経路との接続点PBと第2電源16との間に設けられた系統内スイッチSW3,SW4と、第2系統での異常発生を判定する異常判定部と、異常発生と判定された場合に系統間スイッチを開放する状態制御部と、系統間スイッチが開放された場合に、系統内スイッチの開閉制御により第2電源から第2系統に流れる電流を制限するとともに、第2系統に発生するサージ電圧による系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制する抑制部と、を備える。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1電源(10,12)から第1通電経路(LA1)を介して電気負荷(32)に電力を供給する第1系統(ES1)と、
第2電源(16)から第2通電経路(LA2)を介して前記電気負荷に電力を供給する第2系統(ES2)と、
前記第1通電経路と前記第2通電経路とを接続する接続経路(LB)に設けられた系統間スイッチ(SW1,SW2)と、を有する電源システム(100)であって、
前記第2通電経路における前記接続経路との接続点(PB)と前記第2電源との間に設けられた系統内スイッチ(SMR)と、
前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチを閉鎖した状態において前記第2系統で異常が発生したことを判定する異常判定部と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合に前記系統間スイッチを開放する状態制御部と、
前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第2電源から前記第2系統に流れる電流を制限するとともに、この電流制限に伴って前記第2系統に発生するサージ電圧による前記系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制する抑制部と、を備える電源システム。
続きを表示(約 1,800 文字)【請求項2】
前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第2電源から前記第2系統に流れる電流の減少速度を緩和する請求項1に記載の電源システム。
【請求項3】
前記系統内スイッチは、直列に接続された第1系統内スイッチ(SW4)と第2系統内スイッチ(SW3)とを有しており、
前記第1系統内スイッチに並列接続され、前記第2電源から前記接続点に向かう方向を順方向とするダイオード(DA4)を備え、
前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記第1系統内スイッチを開状態とするとともに前記第2系統内スイッチを閉状態とする請求項2に記載の電源システム。
【請求項4】
前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチのデューティー比を徐々に減少させる請求項2に記載の電源システム。
【請求項5】
前記抑制部は、
前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチの負耐圧よりも高い降伏電圧を有するツェナーダイオード(DT1,DT3,DT4)を備え、
前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記第2系統に発生するサージ電圧が前記降伏電圧よりも高いと、前記系統内スイッチを開放して前記第2電源から前記第2系統に流れる電流を制限し、前記第2系統に発生するサージ電圧が前記降伏電圧よりも低くなると、前記ツェナーダイオードにより前記第2電源と前記第2系統との間における電流の制限を解除する請求項1に記載の電源システム。
【請求項6】
順方向が互いに逆向きとなるように直列接続された2つのダイオードにより双方向ダイオード(22)が構成されており、
前記双方向ダイオードは、前記系統内スイッチに並列接続されており、
前記双方向ダイオードを構成する2つのダイオードのうち、前記接続点から前記第2電源に向かう方向を順方向とするダイオード(DT1)は、前記ツェナーダイオードである請求項5に記載の電源システム。
【請求項7】
順方向が互いに逆向きとなるように直列接続された2つの前記ツェナーダイオード(DT3,DT4)により双方向ツェナーダイオード(23)が構成されており、
前記双方向ツェナーダイオードの一端は、前記系統内スイッチの一対の主端子のうちの一方の主端子に接続されており、
前記双方向ツェナーダイオードの他端は、前記系統内スイッチの開閉制御端子に接続されている請求項5に記載の電源システム。
【請求項8】
前記接続経路において前記系統間スイッチよりも前記第2系統側に設けられ、前記系統間スイッチよりも高耐圧である遮断スイッチ(SW5)を備え、
前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記遮断スイッチを開放した後に前記系統内スイッチを開放する請求項1に記載の電源システム。
【請求項9】
前記遮断スイッチは、第1遮断スイッチ(SW5)であり、
前記第2通電経路における前記接続点と前記系統内スイッチとの間に設けられ、前記系統内スイッチよりも高耐圧である第2遮断スイッチ(SW6)を備え、
前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記第1遮断スイッチを開放した後であり、且つ前記系統内スイッチを開放する前に前記第2遮断スイッチを開放する請求項8に記載の電源システム。
【請求項10】
前記接続点は第1接続点であり、
前記抑制部は、前記第2通電経路における前記第1接続点と前記系統内スイッチとの間の第2接続点と、所定の基準電圧を出力する基準電圧部材(GND)との間に接続され、前記基準電圧部材から前記第2接続点に向かう方向を順方向とし、且つ前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチの正耐圧よりも低い降伏電圧を有するツェナーダイオード(DT7)を備え、
前記基準電圧は、前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチの負耐圧よりも高い電圧に設定されており、
前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチを開放する請求項1に記載の電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電源システムに関する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
近年、例えば車両に適用され、この車両の各種装置に電力を供給する電源システムが知られている。この電源システムでは、車両の運転時に、例えば電動ブレーキ装置や電動ステアリング装置など、車両の運転に必要な機能を実施する電気負荷に電力を供給する系統で異常が発生し、これによりその機能が失われてしまうと、車両の運転を継続することができない。車両の運転中における異常発生時でも、その機能が失われないようにするために、電気負荷に電力を供給する電源として第1電源及び第2電源を有する装置が知られている。
【0003】
この装置に適用される電源システムとして、例えば特許文献1では、電気負荷として第1負荷及び第2負荷を有し、第1通電経路を介して第1電源から第1負荷に電力を供給する第1系統と、第2通電経路を介して第2電源から第2負荷に電力を供給する第2系統と、を有するものが知られている。この電源システムでは、各通電経路を接続する接続経路に系統間スイッチが設けられており、系統間スイッチは、コントローラにより一方の系統で異常が発生したと判定された場合に開放される。これにより、異常が発生していない他方の系統では、電源から電気負荷への電力供給を確保し、電気負荷の動作を継続することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特許第5488046号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記電源システムにおいて、第2通電経路における接続経路との接続点と第2電源との間に系統内スイッチを設けることが考えられる。かかる構成では、いずれの系統でも異常が発生していない場合、系統間スイッチ及び系統内スイッチが閉鎖され、電気負荷に対して、第1電源及び第2電源による冗長的な電力供給が可能となる。一方、例えば第2系統での異常発生に伴い系統間スイッチが開放されると、第2電源の過放電を抑制するために系統内スイッチが開放されるが、第2系統に流れる電流の急激な減少により例えば第2系統に負のサージ電圧が発生し、このサージ電圧が系統間スイッチの負耐圧よりも低くなると、異常が発生していない第1系統と異常が発生した第2系統とを系統間スイッチにより絶縁することができず、第1系統において電気負荷が適正に作動しないことが懸念される。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の電源系統を有する電源システムにおいて電気負荷への電力供給を適正に実施できる電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するための第1の手段は、第1電源から第1通電経路を介して電気負荷に電力を供給する第1系統と、第2電源から第2通電経路を介して前記電気負荷に電力を供給する第2系統と、前記第1通電経路と前記第2通電経路とを接続する接続経路に設けられた系統間スイッチと、を有する電源システムであって、前記第2通電経路における前記接続経路との接続点と前記第2電源との間に設けられた系統内スイッチと、前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチを閉鎖した状態において前記第2系統で異常が発生したことを判定する異常判定部と、前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合に前記系統間スイッチを開放する状態制御部と、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第2電源から前記第2系統に流れる電流を制限するとともに、この電流制限に伴って前記第2系統に発生するサージ電圧による前記系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制する抑制部と、を備える。
【0008】
上記構成によれば、第1電源から第1通電経路を介して電気負荷に電力を供給する第1系統と第2電源から第2通電経路を介して電気負荷に電力を供給する第2系統とが設けられている。そのため、電気負荷に対して、第1電源及び第2電源による冗長的な電力供給が可能となる。また、第1,第2通電経路を互いに接続する接続経路に系統間スイッチが設けられている。そのため、いずれか一方の系統で異常が発生したと判定された場合には、系統間スイッチを開放することで、異常が発生していない他方の系統の電源からの電力供給により電気負荷の動作を継続することが可能となっている。
【0009】
ここで、第2通電経路における接続経路との接続点と第2電源との間には系統内スイッチが設けられており、第2系統での異常発生に伴い系統間スイッチが開放されると、第2電源の過放電を抑制するために系統内スイッチが開放されるが、第2電源から第2系統に流れる電流の急激な減少により例えば負のサージ電圧が発生する。この場合、発生した負のサージ電圧が系統間スイッチの負耐圧よりも低くなると、系統間スイッチにより第1系統と第2系統とを絶縁することができず、第1系統において電気負荷への電力供給を適正に実施できないことが懸念される。
【0010】
この点、上記構成では、系統間スイッチが開放される場合に、系統内スイッチの開閉を制御することにより第2電源から第2系統に流れる電流を制限するとともに、その電流制限に伴って第2系統に発生するサージ電圧による系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制するようにした。第2系統での異常発生に伴い第2電源から第2系統に流れる電流が制限されることで、第2電源の過放電を抑制することができる。この電流制限に伴って第2系統にサージ電圧が発生するが、サージ電圧による系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下が抑制されるため、電流制限に伴って第2系統にサージ電圧が発生した場合でも、系統間スイッチを適正に作動させることができる。これにより、第2系統での異常発生において電気負荷への電力供給を適正に実施することができる。
(【0011】以降は省略されています)

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