(57)【要約】【課題】複数の出力電圧が負荷率の異なる負荷にそれぞれ供給される場合にも、制御対象以外の負荷に対して電源電圧が出力されない状態を解消する。【解決手段】トランス２３の二次側から出力される複数の交流電圧のうちの少なくとも一つが整流回路２４ａを介した直流電圧であり、電圧検出器２７による直流電圧検出値が出力電圧指令値に一致するようにトランス２３の一次電圧を制御可能な電源装置において、起動信号（ゲートスタート信号）がオフである期間に、前記出力電圧指令値を記直流電圧検出値に一致させるように制御する制御装置２８及びインバータ２２を備え、制御装置２８内に、ゲートスタート信号及び直流電圧検出値が入力されて出力電圧指令値を演算する出力電圧指令演算手段２８１Ａ、減算手段２８２、電圧制御手段２８３、ゲート信号生成手段２８４を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスの二次側から出力される複数の交流電圧のうちの少なくとも一つが整流回路により直流電圧に変換され、その直流電圧検出値が出力電圧指令値に一致するように前記トランスの一次電圧を制御可能な電源装置において、
前記電源装置の起動信号がオフである期間に、前記出力電圧指令値を前記直流電圧検出値に一致させるように制御する制御装置を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載した電源装置において、
前記制御装置により制御されて前記トランスの一次電圧を調整する交流電圧調整手段を備え、
前記制御装置は、
前記起動信号及び前記直流電圧検出値が入力されて前記出力電圧指令値を演算する手段と、前記出力電圧指令値と前記直流電圧検出値との偏差を求める手段と、前記偏差に応じて制御量を演算する手段と、前記制御量に従って前記交流電圧調整手段を駆動する手段と、
を有することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源電圧として複数の電圧を出力可能であり、これら複数の出力電圧のうちの一つの直流電圧を制御対象として出力電圧指令値に一致させるようにした電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、直流電圧を複数の直流電圧に変換し、電源電圧として負荷に供給するＤＣ−ＤＣコンバータシステムの従来技術を示している。
この従来技術では、入力された直流電圧をコンデンサ２１により平滑し、平滑後の直流電圧をインバータ２２により交流電圧に変換すると共に、トランス２３により生成した複数の交流電圧を整流回路２４ａ，２４ｂ，……にて直流電圧に変換した後、リアクトル２５ａ，２５ｂ，……及びコンデンサ２６ａ，２６ｂ，……によりそれぞれ平滑して出力するように構成されている。また、整流回路２４ａ，２４ｂ，……から出力される複数の直流電圧のうちの一つを制御対象として、この直流電圧を電圧検出器２７により検出し、その電圧検出値を出力電圧指令値に制御するための制御装置２８を用いて前記インバータ２２の半導体スイッチング素子をオンオフ制御するようになっている。
【０００３】
図５は、上記制御装置２８の一般的な構成図である。
図５において、出力電圧指令演算手段２８１は、起動信号であるゲートスタート信号を入力として出力電圧指令値を演算し、減算手段２８２により、出力電圧指令値と前記電圧検出器２７による直流電圧検出値との偏差が求められる。この偏差は電圧制御手段２８３に入力されて制御量Ｃが演算され、この制御量Ｃに基づくゲート信号がゲート信号生成手段２８４により生成される。これらのゲート信号により、前記インバータ２２を構成する半導体スイッチング素子がオンオフ制御される。
【０００４】
なお、図４に示したようなＤＣ−ＤＣコンバータシステムは、例えば電気車両用の補助電源装置に使用されており、下記の特許文献１には、図４の如くトランスの二次側の複数の出力電圧のうちの一つをフィードバックしてトランスの一次側のインバータを制御するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２０５３０１号公報（図１〜図４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、図６は、図５における出力電圧指令演算手段２８１の動作を示している。
出力電圧指令演算手段２８１は、図６に示すように、シーケンスから出力されるゲートスタート信号が“Ｈ”（オン）になると、出力電圧指令値をゼロから所定の時間及び増加率で一定値まで増加させる。また、保護動作等により停止させる場合には、ゲートスタート信号が“Ｌ”（オフ）になることで、出力電圧指令値を直ちにゼロに復帰させる。
【０００７】
図７は、図４及び図５の従来技術の起動、停止、再起動時におけるゲートスタート信号、出力電圧指令値、制御量及び直流電圧出力を示している。ここで、負荷条件としては、制御対象である直流電圧出力（図４の電圧検出器２７により検出される電圧）の負荷率が非常に小さく、他の直流電圧出力の負荷率が大きい場合を想定している。
【０００８】
図７において、時刻ｔ０でゲートスタート信号が“Ｈ”となって起動すると、制御対象を含むすべての直流電圧は出力電圧指令値に従ってゼロから一定値まで上昇し、時刻ｔ１でゲートスタート信号が“Ｌ”となって停止した後は、各直流電圧が供給される負荷条件に応じて放電するため、例えば特性線ａ，ｂのように異なる傾きで低下する。この例では、制御対象である直流電圧の供給先の負荷率が小さいため、時刻ｔ２の再起動時には、制御対象以外の直流電圧（特性線ｂによる直流電圧）がほぼゼロになっているのに対し、制御対象の直流電圧（特性線ａによる直流電圧）はある値を保っている。
【０００９】
この場合、時刻ｔ２でゲートスタート信号が“Ｈ”になって再起動しても、出力電圧指令値が制御対象の直流電圧値を超えないと制御量（電圧制御手段２８３の出力）Ｃが発生しないため、再起動直後の時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間Δｔでは、制御対象以外の直流電圧出力が現れない現象が発生し、これらの直流電圧出力を電源とする負荷に電圧が供給されない事態が生じる。
【００１０】
そこで、本発明の解決課題は、複数の出力電圧が負荷率の異なる負荷にそれぞれ供給される場合にも、前述したように制御対象以外の出力電圧が発生しない状態を解消するようにした電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、トランスの二次側から出力される複数の交流電圧のうちの少なくとも一つが整流回路により直流電圧に変換され、その直流電圧検出値が出力電圧指令値に一致するように前記トランスの一次電圧を制御可能な電源装置において、
前記電源装置の起動信号がオフである期間に、前記出力電圧指令値を前記直流電圧検出値に一致させるように制御する制御装置を備えたものである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載した電源装置において、
前記制御装置により制御されて前記トランスの一次電圧を調整するインバータ等の交流電圧調整手段を備え、
前記制御装置は、
前記起動信号及び前記直流電圧検出値が入力されて前記出力電圧指令値を演算する手段と、前記出力電圧指令値と前記直流電圧検出値との偏差を求める手段と、前記偏差に応じて制御量を演算する手段と、前記制御量に従って前記交流電圧調整手段を駆動する手段と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電源装置の再起動時に、その直後から、制御対象を含む全ての出力側に電圧が発生するため、電源電圧が供給されない負荷の発生を防止することができる。
また、本発明における制御装置は従来技術を僅かに改良すれば実現可能であり、低コストにて実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における制御装置の構成図である。
【図２】図１における出力電圧指令演算手段の動作説明図である。
【図３】本発明の実施形態における起動、停止、再起動時の動作説明図である。
【図４】従来技術を示す回路構成図である。
【図５】図４における制御装置の構成図である。
【図６】図５における出力電圧指令演算手段の動作説明図である。
【図７】従来技術における起動、停止、再起動時の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態における制御装置２８Ａの構成を示すもので、この制御装置２８Ａは、図４，図５における制御装置２８を改良したものに相当しており、図５と同一の構成要素については同一の参照符号を付して説明を省略し、以下では異なる部分を中心に説明する。
【００１６】
なお、本実施形態において、電源装置全体の構成は図４と同様であるが、図４のトランス２３の一次側の構成は図示例に何ら限定されない。すなわち、この実施形態では制御装置２８Ａの出力を用いてトランス２３の一次側電圧を調整すれば良いため、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ２２以外に、交流電圧を所定の大きさの交流電圧に変換する交流電圧調整器等を使用することもできる。
【００１７】
図１に示す実施形態では、図４における電圧検出器２７からの直流電圧検出値（制御対象の直流電圧検出値）が、減算手段２８２だけでなく出力電圧指令演算手段２８１Ａにも入力されている。その他の構成は図５と同一である。
【００１８】
図２は、出力電圧指令演算手段２８１Ａの動作を示している。シーケンスから出力される起動信号としてのゲートスタート信号が“Ｌ”（オフ）となっている期間は出力電圧指令値を直流電圧検出値と等しい値にして出力し、ゲートスタート信号が時刻ｔ１０で“Ｈ”（オン）に変化すると、予め決められた一定の時間及び増加率に従って出力電圧指令値を増加させ、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２まで一定値を保つ。
また、時刻ｔ１２でゲートスタート信号が“Ｌ”に復帰したら、時刻ｔ１０以前と同様に出力電圧指令値を直流電圧検出値と等しい値にして出力する。
【００１９】
図３は、図１の構成により制御を行った場合の電源装置の起動、停止、再起動時におけるゲートスタート信号、出力電圧指令値、制御量及び直流電圧出力を示している。このときの負荷条件は、図７の場合と同様とし、制御対象である直流電圧出力（図４の電圧検出器２７により検出される電圧）に対応する負荷率が非常に小さく、他の直流電圧出力については負荷率が大きい場合を想定している。
【００２０】
図３において、時刻ｔ０でゲートスタート信号が“Ｈ”となって電源装置が起動すると、すべての直流電圧は出力電圧指令値に従って一定値まで上昇する。その後、時刻ｔ１でゲートスタート信号が“Ｌ”となって停止すると、図７と同様に各直流電圧が出力される負荷条件に応じて放電するため、直流電圧は特性線ａ，ｂのように異なる傾きで低下する。
この結果、再起動時の時刻ｔ２では、図７と同様に制御対象以外の直流電圧（特性線ｂによる直流電圧）がほぼゼロになっているのに対し、制御対象の直流電圧（特性線ａによる直流電圧）はある値を有していることになる。この場合、従来では、出力電圧指令値が制御対象の直流電圧を超えない限り制御量Ｃが発生せず、制御対象以外の直流電圧が立ち上がらないこととなるが、本実施形態は、この点を改良したものである。
【００２１】
すなわち、本実施形態では、出力電圧指令演算手段２８１Ａにおいて、入力されるゲートスタート信号が“Ｌ”のときは、出力電圧指令値を制御対象の直流電圧検出値と等しい値に制御するため、図３の時刻ｔ２でゲートスタート信号が“Ｈ”になった時点では出力電圧指令値は制御対象の直流電圧に等しい値であり、出力電圧指令値はこの値から増加していって時刻ｔ３以後、一定値となる。
その結果、図１の電圧制御手段２８３の出力である制御量Ｃは、図３の時刻ｔ２以後、直ちに増加することになり、制御対象以外の直流電圧出力もこれに伴って増加する。
従って、従来技術のように、再起動直後に制御対象以外の直流電圧出力が発生せず負荷に電源電圧が供給されない問題を解消することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、電気車両用の補助電源装置等に限らず、トランスの二次側から複数の電源電圧を得るようにした各種の電源装置に適用可能である。また、直流電圧が供給される制御対象以外の負荷に、トランスの二次側から交流電圧を供給するシステムにも適用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
２１：コンデンサ
２２：インバータ
２３：トランス
２４ａ，２４ｂ：整流回路
２５ａ，２５ｂ：リアクトル
２６ａ，２６ｂ：コンデンサ
２７：電圧検出器
２８，２８Ａ：制御装置
２８１，２８１Ａ：出力電圧指令演算手段
２８２：減算手段
２８３：電圧制御手段
２８４：ゲート信号生成手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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