电源装置的制造方法

文档序号:9289656阅读:418来源:国知局
电源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电源装置,其借助由发电机产生的再生电力对蓄电部进行充电,并向负载提供蓄电部或直流电源的电力。
【背景技术】
[0002]为了地球的环境保护和燃料消耗率(燃料效率)的提高,开发出具有怠速熄火功能和减速再生功能的车辆。在这种车辆中,设置有电源装置,所述电源装置在减速时将由发电机产生的再生电力蓄积在蓄电部中,并向负载提供蓄电部的电力或电池(直流电源)的电力。
[0003]例如,在专利文献I的电源装置或专利文献2的图7所示的电源装置中,在需要以不降低供给电压的方式进行保护的负载(窄电压范围辅助设备)与电池之间的电力路径上设置有开关。并且,在该负载与开关之间的电力路径上,经由DC-DC转换器连接蓄电部。在电池与开关之间的电力路径上连接有发电机、起动电动机及其他的负载(辅助设备、宽电压范围辅助设备)。
[0004]例如,在由于车辆的减速而利用发电机产生再生电力时,将开关接通,DC-DC转换器借助再生电力对蓄电部进行充电。并且,在车辆处于怠速熄火以外的状态而发电机不产生再生电力时,将开关接通,DC-DC转换器将蓄电部放电。此时,在专利文献I中,蓄电部放电直到如下的电压为止=DC-DC转换器能够进行动作,并且在电池的电压瞬间降低的既定期间内蓄电部能够继续驱动负载。
[0005]并且,当在车辆怠速熄火后将发动机再启动时,将起动电动机起动,从而大电流流过起动电动机,电池的电压瞬间降低。因此,此时,开关断开,负载和蓄电部相对于电池和起动电动机电断开,蓄电部的电力经由DC-DC转换器提供给负载。由此,负载借助蓄电部的电力稳定地继续驱动。
[0006]专利文献1:日本特开2011-155791号公报
[0007]专利文献2:日本特许第4835690号公报

【发明内容】

[0008]本发明的课题在于提供一种电源装置,其能够稳定地向负载提供电力,并有效地应用再生电力。
[0009]本发明的电源装置具有:第I连接端子,其连接有直流电源,该直流电源与第I负载和发电机并联连接;第2连接端子,其连接有蓄电部,该蓄电部蓄积由发电机产生的再生电力;第3连接端子,其连接有第2负载;DC-DC转换器;控制部,其对DC-DC转换器的动作进行控制;第1电力路径,其一端与第I连接端子连接,另一端与设置于DC-DC转换器的第I输入输出端子连接;第2电力路径,其一端与第2连接端子连接,另一端与设置于DC-DC转换器的第2输入输出端子连接;以及第3电力路径,其一端与第3连接端子连接,另一端与第2电力路径连接。
[0010]如上所述,在位于DC-DC转换器与蓄电部之间的第2电力路径上经由第3电力路径连接有第2负载。因此,能够将直流电源的电力提供给第I负载,并且将直流电源的电力通过第I电力路径、DC-DC转换器和第3电力路径提供给第2负载。并且,能够将由发电机产生的再生电力通过第I电力路径、DC-DC转换器和第2电力路径提供给蓄电部,对蓄电部进行充电。并且,能够将蓄电部的电力通过第2电力路径和第3电力路径提供给第2负载。由此,能够向第I负载和第2负载稳定地提供电力,并有效地应用再生电力。
[0011 ] 并且,在本发明中,在上述电源装置中还具有:第4电力路径,其一端与第I电力路径连接,另一端与第3电力路径连接;以及整流器,其设置在第4电力路径上,将电流从第I电力路径侧流向第3电力路径侧。
[0012]并且,在本发明中,也可以是,在上述电源装置中还具有:第I开关元件,其设置在第4电力路径上;第2开关元件,其设置在第2电力路径上的与第3电力路径的连接点和第2连接端子之间;以及第3开关元件,其设置在第3电力路径上的与第4电力路径的连接点和与第2电力路径的连接点之间,控制部对各开关元件的接通/截止动作进行控制。
[0013]并且,在本发明中,也可以是,在上述电源装置中,第I开关元件由场效应晶体管构成,整流器由与第I开关元件并联连接的二极管构成。在该情况下,与第I开关元件并联连接的二极管的阳极与第I电力路径连接,阴极与第3电力路径连接。
[0014]并且,在本发明中,也可以是,在上述电源装置中,第2开关元件由与二极管并联连接的场效应晶体管构成。在该情况下,与第2开关元件并联连接的二极管的阳极与第2连接端子连接,阴极与第3电力路径和DC-DC转换器的第2输入输出端子连接。
[0015]并且,在本发明中,也可以是,在上述电源装置中,第3开关元件通过串联连接有2个I对的场效应晶体管而构成,所述2个I对的场效应晶体管分别与二极管并联连接。在该情况下,与I对场效应晶体管中的一方的场效应晶体管并联连接的二极管的朝向和与另一方的场效应晶体管并联连接的二极管的朝向相反。
[0016]并且,在本发明中,也可以是,在上述电源装置中,第I负载包含在起动时流过大电流的大电流负载,第2负载由需要以不降低供给电压的方式进行保护的被保护负载构成,所述电源装置还具有电压检测部,所述电压检测部对蓄电部的电压进行检测。在该情况下,控制部在大电流负载起动时,如果电压检测部检测到的蓄电部的电压为驱动被保护负载时所需要的规定值以上,则仅将第2开关元件与第3开关元件接通,将蓄电部的电力提供给被保护负载。另一方面,如果电压检测部检测到的蓄电部的电压小于规定值,则仅将第3开关元件接通,对DC-DC转换器的驱动进行控制,将直流电源的电力提供给被保护负载。
[0017]此外,在本发明中,也可以是,在上述电源装置中,在利用发电机产生再生电力时,控制部仅将第I开关元件和第2开关元件接通,将再生电力提供给第2负载,并且对DC-DC转换器的驱动进行控制,利用再生电力对蓄电部进行充电。并且,也可以是,在第I负载所包含的大电流负载处于起动时以外的状态并且没有利用发电机进行发电时,控制部仅将第I开关元件和第2开关元件接通,将直流电源的电力提供给第2负载,并且对DC-DC转换器的驱动进行控制,将蓄电部放电。
[0018]根据本发明,能够提供一种电源装置,所述电源装置能够稳定地向负载提供电力,并有效地应用再生电力。
【附图说明】
[0019]图1是示出了本发明的第I实施方式的电源装置的电路结构的图。
[0020]图2是示出了再生电力产生时的图1的电路的动作的图。
[0021]图3是示出了在非发电时且在起动电动机非起动时的图1的电路的动作的图。
[0022]图4是示出了怠速媳火后的起动电动机起动时的图1的电路的动作的图。
[0023]图5是示出了本发明的第2实施方式的电源装置的电路结构的图。
[0024]图6是示出了待机时的图5的电路的动作的图。
[0025]图7是示出了起动电动机初次起动时的图5的电路的动作的图。
[0026]图8是示出了初次行驶时的图5的电路的动作的图。
[0027]图9是示出了再生电力产生时的图5的电路的动作的图。
[0028]图10是示出了在非发电时且在起动电动机非起动时的图5的电路的动作的图。
[0029]图11是示出了在怠速熄火后的起动电动机起动时且在蓄电部的电压为规定值以上的情况下的图5的电路的动作的图。
[0030]图12是示出了在怠速熄火后的起动电动机起动时且在蓄电部的电压小于规定值的情况下的图5的电路的动作的图。
[0031]图13是示出了本发明的第3实施方式的电源装置的电路结构的图。
[0032]图14是示出了本发明的第4实施方式的电源装置的电路结构的图。
[0033]图15是示出了本发明的第5实施方式的电源装置的电路结构的图。
[0034]标号说明
[0035]1:FET (第I开关元件);2:FET (第2开关元件);3a:FET (第3开关元件);3b:FET (第3开关元件);4:大电流负载(第I负载);4a:起动电动机;5:负载(第I负载);6:被保护负载(第2负载);9:DC-DC转换器;10:控制部;11:电容器(蓄电部);12:电池(直流电源);13:发电机;14:电压检测部;101、102、103、104、105:电源装置;C1:第I连接端子;C2:第2连接端子;C3:第3连接端子;D1、D4:二极管(整流器);D2、D3a、D3b:二极管;L1:第I电力路径;L2:第2电力路径;L3:第3电力路径;L4:第4电力路径;Px:第2电力路径上的与第3电力路径的连接点;Py:第3电力路径上的与第4电力路径的连接点;T1:第I输入输出端子;T2:第2输入输出端子。
【具体实施方式】
[0036]以下,一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。在各图中,对相同的部分或者对应的部分标注相同标号。
[0037]首先,一边参照图1 一边对第I实施方式的电源装置101及其周边部的电路结构进行说明。另外,在图1中,实线表示电力系统配线,虚线表示控制系统配线或者通信系统配线(在以后的各图中也相同)。
[0038]将图1所示的再生系统200搭载于具有怠速熄火功能和减速再生功能的车辆。在再生系统200中含有电源装置101、电容器11、电池12、发电机13、大电流负载4、负载5、被保护负载6、上位ECU(电子控制装置)7以及IG-SW(点火开关)8。
[0039]电容器11由双电层电容器构成,是本发明的“蓄电部”的一例。除此之外,也可以由例如锂电子电池、锂电子电容器、或者镍氢充电电池等构成蓄电部。
[0040]电池12由传统型的铅电池构成,是本发明的“直流电源”的一例。也可以由除此以外的蓄电池和电池等构成直流电源。
[0041]发电机13由未图示的车辆的发动机驱动,产生电力。例如,当在车辆通常行驶时电池12的电压降低的情况下,借助发动机的驱动力驱动发电机13而进行发电。并且,在车辆减速时或在车辆制动操作时,车辆继续行驶,即使不向发动机提供燃料,发动机也旋转。因此,利用该旋转力驱动发电机13,进行发电。将发电机13在该减速时等所产生的电力称为再生电力。电容
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