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公開番号2024046170
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-03
出願番号2022151399
出願日2022-09-22
発明の名称電源入力回路及びそれを備えた車両用インバータ一体型電動圧縮機
出願人サンデン株式会社
代理人個人
主分類G05F 1/56 20060101AFI20240327BHJP(制御;調整)
要約【課題】直流電源が投入され、平滑用コンデンサが充電される際に発生する過大な突入電流を制限することができる電源入力回路を提供する。
【解決手段】平滑用コンデンサ12を有するEMCフィルタ回路7と、後段側のパワースイッチング素子Q2と、パワースイッチング素子Q2をON/OFFするためのスイッチ回路23と、パワースイッチング素子Q2の制御電極の電圧を調整することで突入電流を制限する後段側の突入電流制限回路9と、EMCフィルタ回路7とバッテリ2の間の導通経路を導通/遮断する前段側のパワースイッチング素子Q4と、パワースイッチング素子Q4のゲートの電圧を調整することにより、バッテリ2が投入されたときの突入電流を制限する前段側の突入電流制限回路10を備えた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流電源から負荷への電流を制御する電源入力回路において、
平滑用コンデンサを有するフィルタ回路と、
該フィルタ回路と前記負荷の間の導通経路を導通／遮断する後段側のパワースイッチング素子と、
該後段側のパワースイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ回路と、
前記後段側のパワースイッチング素子の制御電極の電圧を調整することにより、突入電流を制限する後段側の突入電流制限回路と、
前記フィルタ回路と前記直流電源の間の導通経路を導通／遮断する前段側のパワースイッチング素子と、
該前段側のパワースイッチング素子の制御電極の電圧を調整することにより、前記直流電源が投入されたときの突入電流を制限する前段側の突入電流制限回路を備えたことを特徴とする電源入力回路。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記各突入電流制限回路は、
突入電流により両端に発生する電圧で電流を検出する電流検出抵抗と、
制御電極及び一対の主電極を有し、一方の主電極が前記パワースイッチング素子の制御電極に接続された電流制限制御素子をそれぞれ有し、
各電流制限制御素子は、当該電流制限制御素子の制御電極の電圧が前記電流検出抵抗の両端に誘起される電圧に応じて変化し、前記各パワースイッチング素子の制御電極の電圧をそれぞれ調整して定電流動作を行わせると共に、
前記各電流検出抵抗の一端と前記各電流制限制御素子の制御電極間には抵抗素子がそれぞれ接続され、前記各電流制限制御素子の制御電極と一方の主電極間には、容量素子がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電源入力回路。
【請求項３】
前記前段側のパワースイッチング素子の制御電極と、当該パワースイッチング素子と接続されない側の前記直流電源間には第１の抵抗が接続され、
前記スイッチ回路は、前記後段側のパワースイッチング素子の制御電極と、当該パワースイッチング素子と接続されない側の前記直流電源間に、もう一つの第１の抵抗を介して接続されており、
前記各パワースイッチング素子の一方の主電極と制御電極間には、第２の抵抗がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電源入力回路。
【請求項４】
前記直流電源が投入された直後、前記前段側のパワースイッチング素子の制御電極の電圧は、当該パワースイッチング素子のＯＮ電圧に到達せず、前記前段側の突入電流制限回路の電流制限制御素子の制御電極の電圧は、当該電流制限制御素子のＯＮ電圧に達すると共に、
前記スイッチ回路が導通した直後、前記後段側のパワースイッチング素子の制御電極の電圧は、当該後段側のパワースイッチング素子のＯＮ電圧に到達せず、前記後段側の突入電流制限回路の電流制限制御素子の制御電極の電圧は、当該電流制限制御素子のＯＮ電圧に達することを特徴とする請求項３に記載の電源入力回路。
【請求項５】
前記各パワースイッチング素子は、前記制御電極としてのゲートを有する電圧駆動型のスイッチング素子であり、
前記各電流制限制御素子は、前記制御電極としてのベースと前記主電極としてのコレクタ及びエミッタを有するバイポーラトランジスタであり、
前記各電流制限制御素子の一方の主電極としての前記コレクタが前記各パワースイッチング素子の制御電極にそれぞれ接続され、前記各電流制限制御素子のベースとコレクタ間に前記各容量素子がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電源入力回路。
【請求項６】
前記直流電源と前記前段側の突入電流制限回路の間には、もう一つのフィルタ回路が接続されており、前記各フィルタ回路はインダクタンス分を有することを特徴とする請求項２に記載の電源入力回路。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載の電源入力回路と、インバータを制御する制御回路を前記負荷として有することを特徴とする車両用インバータ一体型電動圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源から負荷への電源入力回路、及び、それを備えた車両用インバータ一体型電動圧縮機であって、突入電流を制限するものに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載されるインバータ一体型の電動圧縮機では、低電圧（ＬＶ）電源となるバッテリ（直流電源）からＤＣ／ＤＣコンバータ等の負荷への電源供給をＯＮ／ＯＦＦする場合、出力コンデンサに充電するために突入電流が流れる。そのため、パワースイッチング素子の制御電極の電圧を調整してこの突入電流を制限し、定電流動作を行わせる電源入力回路が設計されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２０５２８６号公報
特開２０１２－１４３１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
係る従来の電源入力回路によれば、パワースイッチング素子をＯＮしたときの突入電流の立ち上がりを緩やかにして、出力コンデンサに充電する電流のピーク値が、所定の制限電流値を超えてしまうことを防止することができる。
【０００５】
一方、この種電源入力回路には、ノイズ抑制を目的としたＥＭＣ回路等のフィルタ回路が用いられ、フィルタ回路には平滑用コンデンサが設けられる。そして、車両のイグニッションがＯＮされ、或いは、アクセサリがＯＮされて直流電源（バッテリ）が電源入力回路に投入されると、この平滑用コンデンサの充電が始まるが、その際に過大な突入電流が発生し、ピーク値が要求される制限電流値を超えてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、直流電源が投入され、平滑用コンデンサが充電される際に発生する過大な突入電流を制限することができる電源入力回路、及び、それを備えた車両用インバータ一体型電動圧縮機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】
【０００７】
本発明の電源入力回路は、直流電源から負荷への電流を制御するものであって、平滑用コンデンサを有するフィルタ回路と、このフィルタ回路と負荷の間の導通経路を導通／遮断する後段側のパワースイッチング素子と、この後段側のパワースイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ回路と、後段側のパワースイッチング素子の制御電極の電圧を調整することにより、突入電流を制限する後段側の突入電流制限回路と、フィルタ回路と直流電源の間の導通経路を導通／遮断する前段側のパワースイッチング素子と、この前段側のパワースイッチング素子の制御電極の電圧を調整することにより、直流電源が投入されたときの突入電流を制限する前段側の突入電流制限回路を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明の電源入力回路は、上記発明において各突入電流制限回路は、突入電流により両端に発生する電圧で電流を検出する電流検出抵抗と、制御電極及び一対の主電極を有し、一方の主電極がパワースイッチング素子の制御電極に接続された電流制限制御素子をそれぞれ有し、各電流制限制御素子は、当該電流制限制御素子の制御電極の電圧が電流検出抵抗の両端に誘起される電圧に応じて変化し、各パワースイッチング素子の制御電極の電圧をそれぞれ調整して定電流動作を行わせると共に、各電流検出抵抗の一端と各電流制限制御素子の制御電極間には抵抗素子がそれぞれ接続され、各電流制限制御素子の制御電極と一方の主電極間には、容量素子がそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明の電源入力回路は、上記発明において前段側のパワースイッチング素子の制御電極と、当該パワースイッチング素子と接続されない側の直流電源間には第１の抵抗が接続され、スイッチ回路は、後段側のパワースイッチング素子の制御電極と、当該パワースイッチング素子と接続されない側の直流電源間に、もう一つの第１の抵抗を介して接続されており、各パワースイッチング素子の一方の主電極と制御電極間には、第２の抵抗がそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明の電源入力回路は、上記発明において直流電源が投入された直後、前段側のパワースイッチング素子の制御電極の電圧は、当該パワースイッチング素子のＯＮ電圧に到達せず、前段側の突入電流制限回路の電流制限制御素子の制御電極の電圧は、当該電流制限制御素子のＯＮ電圧に達すると共に、スイッチ回路が導通した直後、後段側のパワースイッチング素子の制御電極の電圧は、当該後段側のパワースイッチング素子のＯＮ電圧に到達せず、後段側の突入電流制限回路の電流制限制御素子の制御電極の電圧は、当該電流制限制御素子のＯＮ電圧に達することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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