電源裝置制造方法
【專利摘要】將輸入的直流電力轉(zhuǎn)換為規(guī)定電壓的直流電力來(lái)對(duì)外部供給的電源裝置，包括：電壓轉(zhuǎn)換電路，其進(jìn)行輸入的直流電力的電壓轉(zhuǎn)換；電壓測(cè)定電路，其測(cè)定表示電源裝置內(nèi)的接地電位與設(shè)置在電源裝置外且經(jīng)由接地用線纜連接到接地電位的接地點(diǎn)之間的電位差的電壓值；電流測(cè)定電路，其測(cè)定從電源裝置供給直流電力時(shí)流過(guò)的負(fù)載電流的電流值；和運(yùn)算電路，其根據(jù)由電壓測(cè)定電路測(cè)定的電壓值和由電流測(cè)定電路測(cè)定的電流值計(jì)算對(duì)應(yīng)電源裝置的接地狀態(tài)的電阻值。
【專利說(shuō)明】電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及車輛等中搭載的電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車和混合動(dòng)力車等車輛中，搭載有高電壓的電池。從該高電壓電池輸出的直流電力，除了對(duì)電動(dòng)機(jī)供給以外，也通過(guò)電源裝置(DC/DC轉(zhuǎn)換器)進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后，對(duì)車輛的各種電子部件和輔助設(shè)備電池等負(fù)載供給。這樣的電源裝置一般而言，收納在用金屬等具有導(dǎo)電性的材料形成的外殼內(nèi)。通過(guò)將該外殼用金屬制的螺釘?shù)裙潭ㄔ谲囕v的底盤(pán)(框架)上，電源裝置通過(guò)外殼和底盤(pán)接地到與其他車載電子機(jī)器共用的車輛地線。此外，在電源裝置與底盤(pán)之間，連接有用于在對(duì)負(fù)載供給電力時(shí)流過(guò)負(fù)載電流的接地用線纜。
[0003]在上述這樣的電源裝置中，外殼相對(duì)于底盤(pán)的固定不充分，或接地用線纜的連接不充分時(shí)，存在接地不徹底的情況。該情況下，因?qū)ω?fù)載供給電力時(shí)在將電源裝置與高電壓電池之間連接的電線中流過(guò)預(yù)料之外的大電流，可能發(fā)生發(fā)熱或破損等故障。于是，為了防止這樣的故障，安全地供給穩(wěn)定的電源，要求監(jiān)視電源裝置的接地狀態(tài)。
[0004]關(guān)于車輛中搭載的電子設(shè)備的接地狀態(tài)的監(jiān)視，例如專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了在將來(lái)自電源的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力而對(duì)蓄電池充電的充電裝置中，檢測(cè)連接到蓄電池的充電輸出用的電線與車體連接用的電線之間的電位差，基于其確認(rèn)蓄電池與車體之間有無(wú)漏電的技術(shù)。此外，專利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了在DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作中，用開(kāi)關(guān)切斷連接到裝置外部的信號(hào)接地線與裝置內(nèi)部的電源地線的連接，測(cè)定此時(shí)的電源地線相對(duì)于信號(hào)地線的電位差，確認(rèn)電源地線與裝置外殼之間的連接狀態(tài)，監(jiān)視接地狀態(tài)的技術(shù)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本國(guó)特開(kāi)平5-276674號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2011/0121807A1號(hào)說(shuō)明書(shū)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的技術(shù)是確認(rèn)蓄電池與車體之間有無(wú)漏電的技術(shù)，不能監(jiān)視電源裝置是否可靠地接地。另一方面，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的技術(shù)中，在信號(hào)地線中流過(guò)的電流較少的情況下等，不能正確地測(cè)定電源地相對(duì)于信號(hào)地線的電位差，不能正確地監(jiān)視接地狀態(tài)。
[0011]用于解決課題的方案
[0012]本發(fā)明的一個(gè)方式的電源裝置將輸入的直流電力轉(zhuǎn)換為規(guī)定電壓的直流電力來(lái)對(duì)外部供給，包括:電壓轉(zhuǎn)換電路，其進(jìn)行輸入的直流電力的電壓轉(zhuǎn)換；電壓測(cè)定電路，其測(cè)定表示電源裝置內(nèi)的接地電位與設(shè)置在電源裝置外且經(jīng)由接地用線纜連接到接地電位的接地點(diǎn)之間的電位差的電壓值；電流測(cè)定電路，其測(cè)定從電源裝置供給直流電力時(shí)流過(guò)的負(fù)載電流的電流值；和運(yùn)算電路，其根據(jù)由電壓測(cè)定電路測(cè)定的電壓值和由電流測(cè)定電路測(cè)定的電流值計(jì)算對(duì)應(yīng)電源裝置的接地狀態(tài)的電阻值。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠正確地監(jiān)視車輛等中搭載的電源裝置的接地狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0016]圖2是表示電壓測(cè)定電路的一例的圖。
[0017]圖3是表示正常時(shí)的連接電阻的框圖。
[0018]圖4是表示求出正常時(shí)的連接電阻的合成電阻值的等價(jià)電路的圖。
[0019]圖5是表示發(fā)生異常時(shí)的連接電阻的框圖。
[0020]圖6是表示求出發(fā)生異常時(shí)的連接電阻的合成電阻值的等價(jià)電路的圖。
[0021]圖7是表示連接電阻的電阻值的設(shè)定例的表。
[0022]圖8是表示電位差與負(fù)載電流之間的特性的一例的曲線圖。
[0023]圖9是表示表示接地狀態(tài)的電阻值與負(fù)載電流之間的特性的一例的曲線圖。
[0024]圖10是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置的一個(gè)變形例的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0025]圖11是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置的另一個(gè)變形例的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0026]圖12是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置的另一個(gè)變形例的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0027]圖13是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置的另一個(gè)變形例的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0028]圖14是表示本發(fā)明的電源裝置內(nèi)部的電壓轉(zhuǎn)換電路的一例的電路圖。
[0029]圖15是表示本發(fā)明的電源裝置內(nèi)部的電壓轉(zhuǎn)換電路的部件配置例的分解立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置。圖1是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置I的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。該電源裝置系統(tǒng)例如搭載在電動(dòng)車或混合動(dòng)力車等、用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛中使用。
[0031]圖1所示的電源系統(tǒng)具有電源裝置1、低壓電池(輔助設(shè)備電池)9、電子部件10和高壓電池11。電源裝置I和高壓電池11分別被具有導(dǎo)電性的金屬制的外殼111、121覆蓋，經(jīng)由屏蔽線12a、12b相互連接。電源裝置I的外殼111通過(guò)金屬制的螺栓13a、13b固定在車輛的底盤(pán)8上。高壓電池11的外殼121也同樣通過(guò)金屬制的螺栓13c、13d固定在底盤(pán)8上。由此，電源裝置I和高壓電池11與底盤(pán)8電連接，與共用的車輛地線接地。
[0032]電源裝置I具備電壓轉(zhuǎn)換電路2、電壓測(cè)定電路3、電流測(cè)定電路4和微機(jī)5。它們被收納在外殼111內(nèi)，以外殼111的電位為共用的地(GND)電位接地。在外殼111上，安裝有與接地用線纜6的一端連接的金屬制的螺栓13e。接地用線纜6的另一端與安裝在底盤(pán)8上的金屬制的螺栓13f連接。這樣，通過(guò)使外殼111與底盤(pán)8經(jīng)由接地用線纜6電連接，在上述螺栓13a、13b的接地以外，以安裝有螺栓13f的底盤(pán)8的部分為接地點(diǎn)進(jìn)一步進(jìn)行電源裝置I的接地。
[0033]電壓轉(zhuǎn)換電路2經(jīng)由屏蔽電纜12a、12b將從高壓電池11輸入的高電壓的直流電力轉(zhuǎn)換為低電壓的直流電力，將該電壓轉(zhuǎn)換后的直流電力對(duì)低壓電池9和電子部件10輸出。電壓轉(zhuǎn)換電路2的(+)側(cè)輸出，經(jīng)由電流測(cè)定電路4和外殼111上設(shè)置的插頭(Plug)6a，與低壓電池9和電子部件10的⑴端子連接。另一方面，電壓轉(zhuǎn)換電路2的㈠側(cè)輸出，經(jīng)由螺栓13e、接地用線纜6和螺栓13f，與低壓電池9的(-)端子連接。此外，經(jīng)由螺栓13e、接地用線纜6、螺栓13f和底盤(pán)8，與電子部件10的(-)端子連接。由此，經(jīng)由電源裝置1，從高壓電池11對(duì)低壓電池9和電子部件10供給直流電力。
[0034]其中，對(duì)低壓電池9和電子部件10供給直流電力時(shí)，接地用線纜6起到它們消耗的電流的返回通路的作用。因此，優(yōu)選接地用線纜6使用具有與低壓電池9和電子部件10中消耗的最大電流量相應(yīng)的耐電流性能的線纜。
[0035]電壓測(cè)定電路3的一端經(jīng)由外殼111上設(shè)置的插頭6b和檢測(cè)用線纜7，與底盤(pán)8上安裝的螺栓13f連接，另一端與安裝在外殼111上的螺栓13e連接。通過(guò)測(cè)定表示這兩個(gè)連接點(diǎn)之間的電位差的電壓值，測(cè)定外殼111的電位即電源裝置I內(nèi)的GND電位與底盤(pán)8之間的電位差。
[0036]電流測(cè)定電路4測(cè)定對(duì)低壓電池9和電子部件10供給直流電力時(shí)，從電壓轉(zhuǎn)換電路2輸出的直流電流(負(fù)載電流)的電流值。
[0037]微機(jī)5導(dǎo)入美好電壓測(cè)定電路3測(cè)定的電壓值和由電流測(cè)定電路4測(cè)定的電流值，根據(jù)它們計(jì)算與電源裝置I的接地狀態(tài)相應(yīng)的電阻值。更具體而言，通過(guò)對(duì)由電壓測(cè)定電路3測(cè)定的電壓值除以由電流測(cè)定電路4測(cè)定的電流值，計(jì)算底盤(pán)8與外殼111之間的連接電阻值。然后，根據(jù)計(jì)算的電阻值，判斷電源裝置I的接地狀態(tài)是否正常，根據(jù)需要進(jìn)行對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路2的動(dòng)作控制。
[0038]圖2是表示電壓測(cè)定電路3的一例的圖。經(jīng)由插頭6b和檢測(cè)用線纜7的螺栓13f的電位(底盤(pán)8的電位)、與螺栓13e的電位(外殼111的電位)即電源裝置I的GND電位，在電壓測(cè)定電路3中分別被輸入差動(dòng)放大電路301。差動(dòng)放大電路301使它們之間的電位差增大，對(duì)微機(jī)5輸出。此時(shí)，電位差的正負(fù)與接地用線纜6中流過(guò)的電流的方向的變化相應(yīng)地反轉(zhuǎn)。因此，在差動(dòng)放大電路301的輸入側(cè)，設(shè)置有為了能夠與電流的方向無(wú)關(guān)地測(cè)定電位差的補(bǔ)償電路302。
[0039]其中，通向電壓測(cè)定電路3具有的差動(dòng)放大電路301的兩根輸入線中，通過(guò)螺栓13f與底盤(pán)8的接地點(diǎn)連接的一側(cè)的輸入線，經(jīng)由電阻304與電壓測(cè)定電路3的電源VCC連接。由此，插頭6b與檢測(cè)用線纜7連接時(shí)在插頭6b中流過(guò)電流，預(yù)防插頭6b的端子接觸面被氧化皮膜等覆蓋。即，在插頭6b中發(fā)生氧化膜這樣的妨礙端子接觸面的電連接的皮膜引起的導(dǎo)通不良時(shí)，電壓測(cè)定電路3不能正確地測(cè)定底盤(pán)8與電源裝置I的GND電位之間的電位差，所以對(duì)其加以防止從而能夠正確地測(cè)定電位差。
[0040]接著，對(duì)電源裝置I中的接地狀態(tài)的判斷，在以下詳細(xì)說(shuō)明。
[0041]在正常的狀態(tài)下，電源裝置I的外殼111與高壓電池11的外殼121，通過(guò)螺栓13a~13d分別不松動(dòng)地固定在底盤(pán)8上。此外，接地用線纜6通過(guò)螺栓13e、13f在外殼111與底盤(pán)8之間不松動(dòng)地連接。在該狀態(tài)下從電壓轉(zhuǎn)換電路2輸出的電流，通過(guò)電流測(cè)定電路4經(jīng)由低壓電池9和電子部件10后，經(jīng)由接地用線纜6、或底盤(pán)8和外殼111返回電壓轉(zhuǎn)換電路2。此時(shí)，接地用線纜6的電阻值大致為O Ω，接地用線纜6中幾乎不發(fā)生電壓降。因此，底盤(pán)8與電源裝置I的GND電位是大致相同的電位，用電壓測(cè)定電路3測(cè)定的電位差大致為0V。從而，用微機(jī)5計(jì)算出的電阻值是接近O Ω的值。
[0042]對(duì)表示上述正常時(shí)的接地狀態(tài)的電阻值的計(jì)算方法，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖3是表示正常時(shí)的接地用線纜6、螺栓13a~13d和屏蔽電纜12a、12b的連接電阻的框圖。圖4是表示求出圖3所示的連接電阻的合成電阻值的等價(jià)電路的圖。
[0043]圖3中如符號(hào)17、18各自所示，將電源裝置I的外殼111與底盤(pán)8之間的接地用線纜6的連接電阻值表示為Rg，將螺栓13a、13b的連接電阻值表示為Rcl。此外，如符號(hào)19所示，將高壓電池11的外殼121與底盤(pán)8之間的螺栓13c、13d的連接電阻值表示為Rc2。如符號(hào)20所示，將高壓電池11的外殼121與電源裝置I的外殼111之間的屏蔽線12a、12b的連接電阻值表示為Rs。用Rtotal表示將它們的連接電阻值合成后的合成電阻值時(shí)，根據(jù)圖4所示的等價(jià)電路，Rtotal用下式(I)表示。
[0044]Rtotal = I/{1/Rg+l/Rcl+l/(Rc2+Rs)}......(I)
[0045]此處，如上所述，接地用線纜6是具有與低壓電池9和電子部件10中消耗的最大電流量相應(yīng)的耐電流性能的線纜的情況下，其連接電阻值Rg大致為0Ω，所以用式(I)表示的合成電阻值Rtotal也是接近O Ω的值。從而，用微機(jī)5計(jì)算出接近0Ω的電阻值。
[0046]接著說(shuō)明發(fā)生異常時(shí)的例子。將電源裝置I的外殼111固定在底盤(pán)8上的螺栓13a、13b存在因松動(dòng)等理由，其連接電阻值與正常時(shí)相比顯著增大的情況。此外，接地用線纜6也存在因未連接、斷線、劣化等原因，其連接電阻值與正常時(shí)相比顯著增大的情況。發(fā)生這些異常時(shí)的連接電阻值充分大于將高壓電池11的外殼121固定在底盤(pán)8上的螺栓13c、13d的連接電阻值、和屏蔽電纜12a、12b的連接電阻值時(shí)，低壓電池9和電子部件10消耗的電流的返回通路不是接地用線纜6，而是螺栓13c、13d和屏蔽電纜12a、12b。
[0047]屏蔽電纜12a、12b不是以流過(guò)大電流為目的的電纜，所以通常具有大于接地用線纜6的電阻值。因此，在屏蔽電纜12a、12b中發(fā)生與消耗電流相應(yīng)的電壓降，由電壓測(cè)定電路3測(cè)定該電壓降引起的電位差。結(jié)果，用微機(jī)5計(jì)算出的電阻值，不是正常時(shí)的接近O Ω的值。由此，能夠推測(cè)電源裝置I的接地狀態(tài)中發(fā)生了某種異常。
[0048]對(duì)表示上述發(fā)生異常時(shí)的接地狀態(tài)的電阻值的計(jì)算方法，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖5是表示發(fā)生異常時(shí)的螺栓13a~13d和屏蔽電纜12a、12b的連接電阻的框圖。圖6是表示求出圖5所示的連接電阻的合成電阻值的等價(jià)電路的圖。其中，圖5、6中，表示了接地用線纜6因未連接或斷線等理由而不起作用，因此在電路結(jié)構(gòu)上不存在時(shí)的例子。
[0049]圖5、6中所示的發(fā)生異常時(shí)的合成電阻值Rtotal，能夠通過(guò)在上述式(I)中使I/Rg = O如下式(2)所示地表示。
[0050]Rtotal = I/ {1/Rcl+l/ (Rc2+Rs)}......(2)
[0051]此處，屏蔽電纜12a、12b的連接電阻值Rs如上所述不是接近O Ω的值，而是具有一定程度的電阻值。從而，螺栓13a、13b的連接電阻值Rcl因松動(dòng)等理由增大的情況下，式
(2)表示的合成電阻值Rtotal不像正常時(shí)一樣成為接近O Ω的值。因此，微機(jī)5中計(jì)算的電阻值也不是O Ω，而是一定程度的電阻值。
[0052]接著，說(shuō)明使用試制品進(jìn)行的GND電位與底盤(pán)8之間的電位差的實(shí)測(cè)結(jié)果和根據(jù)該實(shí)測(cè)結(jié)果求出的表示電源裝置I的接地狀態(tài)的電阻值。圖7是表示試制品中的各連接電阻的電阻值的設(shè)定例的表。如圖7的設(shè)定例所示，接地用線纜6的連接電阻值Rg，在因未連接或斷線等發(fā)生異常時(shí)設(shè)為無(wú)窮大、即Ι/Rg = 0，正常時(shí)設(shè)定為0.7πιΩ。此外，其他各連接電阻值Rcl、Rc2、Rs在發(fā)生異常時(shí)和正常時(shí)均分別設(shè)定為4.5ι?Ω、0.2ι?Ω、6.3m Ω。
[0053]圖8是表示用圖7所示的連接電阻的設(shè)定值的試制品實(shí)測(cè)的GND電位和底盤(pán)8之間的電位差與負(fù)載電流之間的特性的一例的曲線圖。圖8中，圖中上側(cè)所示的曲線表示發(fā)生異常時(shí)的特性，下側(cè)所示的曲線表示正常時(shí)的特性。這些曲線中，縱軸的值表示由電壓測(cè)定電路3測(cè)定的電位差的大小(V)，橫軸的值表示由電流測(cè)定電路4測(cè)定的負(fù)載電流的大小(A)0
[0054]圖9是表示根據(jù)圖8的曲線圖所示的實(shí)測(cè)結(jié)果求出的表示電源裝置I的接地狀態(tài)的電阻值與負(fù)載電流之間的特性的一例的曲線圖。圖9中也與圖8同樣，圖中上側(cè)所示的曲線表示發(fā)生異常時(shí)的特性，下側(cè)所示的曲線表示正常時(shí)的特性。這些曲線中，縱軸的值表示由微機(jī)5計(jì)算出的電阻值的大小(m Ω )，橫軸的值表示由電流測(cè)定電路4測(cè)定的負(fù)載電流的大?、取?
[0055]其中，圖7的Rcl、Rs、Rc2的各連接電阻值，在實(shí)際可以取得的值的范圍內(nèi)取盡量小的值。另一方面，接地用線纜6的連接電阻值Rg。在與電子部件10和低壓電池9消耗的電流量相應(yīng)的范圍內(nèi)取盡量大的值。這樣，能夠使圖8和圖9所示的各特性的異常時(shí)與正常時(shí)的差在設(shè)想的范圍內(nèi)抑制得盡量低。即，可知如果能夠可靠地判斷圖7所示的連接電阻值的設(shè)定值時(shí)是否發(fā)生異常，則在任何狀況下均能夠判斷是否發(fā)生異常。
[0056]從圖8可知，發(fā)生異常時(shí)的曲線與正常時(shí)的曲線相比電位差較大，兩條曲線的電位差也與負(fù)載電流的增加成比例地增加。因此，通過(guò)判別由電壓測(cè)定電路3測(cè)定的電位差與圖8的哪一條曲線對(duì)應(yīng)來(lái)判斷有無(wú)異常的情況下，要對(duì)電位差設(shè)定的閾值的大小與負(fù)載電流的大小相應(yīng)地變化。
[0057]例如，如圖8中所示，考慮設(shè)定2.6V作為閾值的情況。該情況下，在負(fù)載電流為30A~120A程度的范圍中，能夠正確地判別測(cè)定的電位差與圖8的哪一條曲線對(duì)應(yīng)。但是，在此以外的范圍，例如200A時(shí)，兩條曲線的電位差均超過(guò)閾值2.6V，所以不能判別測(cè)定的電位差與圖8的哪一條曲線對(duì)應(yīng)。因此，存在雖然是正常的接地狀態(tài)，但是判斷為異常的可能性。
[0058]此外，例如如圖8中所示，考慮設(shè)定2.8V作為閾值的情況。該情況下，即使負(fù)載電流如上所述為200A時(shí)，也能夠正確地判別測(cè)定的電位差與圖8的哪一條曲線對(duì)應(yīng)。但是，負(fù)載電流較小時(shí)，例如為60A時(shí)，兩條曲線的電位差均低于閾值2.8V，所以不能判別測(cè)定的電位差與圖8的哪一條曲線對(duì)應(yīng)。因此，存在雖然接地狀態(tài)中發(fā)生了異常，但是判斷為正常的可能性。
[0059]另一方面，從圖9可知，發(fā)生異常時(shí)的曲線與正常時(shí)的曲線相比電阻值較大，兩條曲線除了負(fù)載電流較小的范圍，與負(fù)載電流的大小無(wú)關(guān)地表現(xiàn)出大致一定的電阻值。因此，通過(guò)判別由微機(jī)5計(jì)算出的電阻值與圖9的哪一條曲線對(duì)應(yīng)來(lái)判斷有無(wú)異常的情況下，要對(duì)電阻值設(shè)定的閾值的大小與負(fù)載電流的大小無(wú)關(guān)地使其一定即可。[0060] 例如如圖9中所示，考慮設(shè)定2πιΩ作為閾值的情況。該情況下，負(fù)載電流為60Α或200Α的情況下，均能夠正常地判別計(jì)算出的電阻值與圖9的哪一條曲線對(duì)應(yīng)。因此，不會(huì)發(fā)生圖8中說(shuō)明的誤判斷，能夠可靠地判斷接地狀態(tài)是否正常。
[0061 ] 在電源裝置I中，如以上所說(shuō)明，不使用GND電位與底盤(pán)8之間的電位差的測(cè)定結(jié)果，而是使用表示電源裝置I的接地狀態(tài)的電阻值的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行接地狀態(tài)的判斷。由此，即使在負(fù)載電流較小的情況下，也能夠可靠地判斷據(jù)接地狀態(tài)中有無(wú)異常。
[0062]此外，因由微機(jī)5計(jì)算出的電阻值在預(yù)先規(guī)定的閾值以上而判斷為電源裝置I的連接狀態(tài)發(fā)生了異常的情況下，優(yōu)選通過(guò)微機(jī)5控制電壓轉(zhuǎn)換電路2的動(dòng)作，限制從電源裝置I供給的直流電力。這樣，能夠預(yù)先防止接地用線纜6沒(méi)有正確連接時(shí)，電子部件10和低壓電池9消耗的負(fù)載電流流向屏蔽電纜12a、12b等其他通路。結(jié)果，能夠避免因屏蔽電纜12a、12b等 中流過(guò)預(yù)料之外的大電流而產(chǎn)生的發(fā)熱或破損等。
[0063]根據(jù)以上說(shuō)明的實(shí)施方式，電源裝置I將從高壓電池11輸入的直流電力轉(zhuǎn)換為規(guī)定電壓的直流電力而對(duì)外部的低壓電池9和電子部件10供給，具備電壓轉(zhuǎn)換電路2、電壓測(cè)定電路3、電流測(cè)定電路4和微機(jī)5。電壓轉(zhuǎn)換電路2進(jìn)行從高壓電池11輸入的直流電力的電壓轉(zhuǎn)換。電壓測(cè)定電路3測(cè)定表示電源裝置I內(nèi)的接地電位與設(shè)置在電源裝置I外且經(jīng)由接地用線纜6連接到電源裝置I內(nèi)的接地電位的底盤(pán)8的接地點(diǎn)之間的電位差的電壓值。電流測(cè)定電路4測(cè)定從電源裝置I供給直流電力時(shí)流過(guò)的負(fù)載電流的電流值。微機(jī)5根據(jù)由電壓測(cè)定電路3測(cè)定的電壓值、和用電流測(cè)定電路4測(cè)定的電流值，計(jì)算對(duì)應(yīng)電源裝置I的接地狀態(tài)的電阻值。因此，能夠基于計(jì)算出的電阻值，正確地監(jiān)視車輛中搭載的電源裝置I的接地狀態(tài)。
[0064]接著，對(duì)電源裝置I的變形例進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置I的一個(gè)變形例的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖10所示的電源裝置1，在圖1所示的電源裝置I的各結(jié)構(gòu)之外，還包括用于對(duì)外部連接的各種裝置輸出信號(hào)的信號(hào)輸出電路14a。通過(guò)使用該信號(hào)輸出電路14a，在由微機(jī)5計(jì)算出的電阻值如上所述成為表示電源裝置I的連接狀態(tài)發(fā)生了異常的閾值以上時(shí)，能夠從電源裝置I向外部連接的未圖示的車輛控制裝置和計(jì)算機(jī)等輸出規(guī)定的信號(hào)。因此，在車輛的駕駛時(shí)或維護(hù)檢查時(shí)電源裝置I的接地狀態(tài)發(fā)生異常的情況下，能夠?qū)⑵渫ㄖ{駛員或操作員。
[0065]圖11是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置I的另一個(gè)變形例的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖11所示的電源裝置1，在圖10所示的電源裝置I的各結(jié)構(gòu)之外，例如還包括由LED燈或液晶顯示器構(gòu)成的顯示電路15。該顯示電路15設(shè)置在車輛的駕駛座附近等，因由微機(jī)5計(jì)算出的電阻值成為閾值以上而從信號(hào)輸出電路14a輸出上述這樣的信號(hào)時(shí)，根據(jù)該信號(hào)輸出進(jìn)行規(guī)定的顯示。由此，車輛的駕駛時(shí)電源裝置I的接地狀態(tài)發(fā)生異常的情況下，能夠?qū)⑵渫ㄖ{駛員。因此，駕駛員能夠在發(fā)生事故前采取修理等必要的措施。
[0066]圖12是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置I的另一個(gè)變形例的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖12所示的電源裝置1，在圖1所示的電源裝置I的各結(jié)構(gòu)之外，還包括用于存儲(chǔ)微機(jī)5的電阻值的計(jì)算結(jié)果的存儲(chǔ)器16。通過(guò)將規(guī)定次數(shù)的微機(jī)5每隔一定間隔計(jì)算出的電阻值的歷史記錄存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器16中，例如因經(jīng)年劣化等原因?qū)е码娮柚抵饾u增加這樣的情況下，能夠根據(jù)存儲(chǔ)器16中存儲(chǔ)的歷史記錄推測(cè)之后的電阻值的變化。因此，能夠事先察覺(jué)電源裝置I的接地狀態(tài)發(fā)生異常的可能性，根據(jù)需要采取適當(dāng)?shù)拇胧?br> [0067]圖13是表示包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電源裝置I的另一個(gè)變形例的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖13所示的電源裝置1，在圖1所示的電源裝置I的各結(jié)構(gòu)之外，還包括信息輸入輸出電路14b和圖12的存儲(chǔ)器16。存儲(chǔ)器16中存儲(chǔ)的電阻值的歷史記錄經(jīng)由信息輸入輸出電路14b向外部連接的未圖示的車輛控制裝置或計(jì)算機(jī)等輸出，從而有助于在發(fā)生事故時(shí)查明原因。此外，也可以將用于微機(jī)5的處理的各種信息從車輛控制裝置或計(jì)算機(jī)等通過(guò)信息輸入輸出電路14b寫(xiě)入存儲(chǔ)器16。例如，將用于如上所述地判斷電源裝置I的接地狀態(tài)是否異常的比較所使用的閾值的信息從外部經(jīng)由信息輸入輸出電路14b寫(xiě)入存儲(chǔ)器16。微機(jī)5根據(jù)該閾值的信息，對(duì)計(jì)算出的電阻值與閾值進(jìn)行比較，判斷電源裝置I的接地狀態(tài)有無(wú)異常。這樣，能夠容易地進(jìn)行閾值的變更等數(shù)據(jù)更新。
[0068]此處，詳細(xì)說(shuō)明電壓轉(zhuǎn)換電路2。圖14是表示本發(fā)明的電源裝置I內(nèi)部的電壓轉(zhuǎn)換電路2的一例的電路圖。電壓轉(zhuǎn)換電路2是能夠雙向地進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的DC/DC轉(zhuǎn)換器，具有設(shè)置在高電壓(HV)側(cè)的降壓電路和設(shè)置在低電壓(LV)側(cè)的升壓電路。這些電路中，不是進(jìn)行二極管整流而是進(jìn)行同步整流的結(jié)構(gòu)。此外，為了在HV/LV轉(zhuǎn)換中提高輸出，采用大電流部件作為開(kāi)關(guān)元件，且使平滑線圈大型化。
[0069]具體而言，在HV側(cè)、LV側(cè)均采用使用具有恢復(fù)二極管的MOSFET的H電橋型同步整流開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)。進(jìn)行這些開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)控制時(shí)，使用電容器Cr與電感器Lr的LC串聯(lián)共振電路以高開(kāi)關(guān)頻率(IOOkHz)使其零交叉開(kāi)關(guān)(Zero Cross Switching),提高轉(zhuǎn)換效率且降低熱損失。此外，通過(guò)設(shè)置源鉗位電路，減少降壓動(dòng)作時(shí)的循環(huán)電流引起的損失，并且抑制開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生浪涌電壓，減少開(kāi)關(guān)元件的耐壓，從而實(shí)現(xiàn)電路部件的低耐壓化。由此實(shí)現(xiàn)了裝置的小型化。
[0070]進(jìn)而,為了確保LV—側(cè)的高輸出，采用全波整流型的倍流(current doubler)方式。此外，在高輸出化時(shí)，通過(guò)使多個(gè)開(kāi)關(guān)元件并聯(lián)同時(shí)工作確保高輸出。圖14的例子中，如SWAl?SWA4、SffBl?SWB4所示地使4個(gè)元件并聯(lián)。此外，使這些開(kāi)關(guān)電路和小型的平滑電抗器L1、L2為了具有對(duì)稱性而分別在兩個(gè)電路中并聯(lián)配置從而提高輸出。這樣，通過(guò)在兩個(gè)電路中配置小型電抗器，與配置一個(gè)大型電抗器的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)DC/DC轉(zhuǎn)換器裝置整體的小型化。
[0071]圖15是表示本發(fā)明的電源裝置I內(nèi)部的電壓轉(zhuǎn)換電路2的部件配置例的分解立體圖。如圖15所示，電壓轉(zhuǎn)換電路2的各結(jié)構(gòu)部件被收納在金屬制(例如是鋁鑄造)的外殼111內(nèi)。在外殼111的開(kāi)口部上螺栓固定外殼蓋112。在外殼111內(nèi)的底面部分載置有主變壓器33、電感器元件34、搭載了開(kāi)關(guān)元件Hl?H4的功率半導(dǎo)體模塊35、搭載了開(kāi)關(guān)元件36的升壓電路基板32和電容器38等。這些各結(jié)構(gòu)部件中的主要的發(fā)熱部件是主變壓器33、電感器元件34、功率半導(dǎo)體模塊35和開(kāi)關(guān)元件36。
[0072]此外，記載圖15所示的各結(jié)構(gòu)部件與圖14的電路圖的對(duì)應(yīng)時(shí)，圖15的主變壓器33與圖14的變壓器Tr對(duì)應(yīng)，電感器元件34與倍流器的電抗器L1、L2對(duì)應(yīng)，開(kāi)關(guān)元件36與開(kāi)關(guān)元件SWAl?SWA4、SAffBl?SWB4分別對(duì)應(yīng)。升壓電路基板32中還搭載有圖14的開(kāi)關(guān)兀件S1、S2等。
[0073]開(kāi)關(guān)元件Hl?H4的端子39向外殼111的上方延伸，與功率半導(dǎo)體模塊35的上方配置的降壓電路基板31連接。降壓電路基板31固定在從外殼111的底面向上方突出的多個(gè)支承部件上。在功率半導(dǎo)體模塊35中，開(kāi)關(guān)元件Hl?H4安裝在形成有圖案的金屬基板上，金屬基板的背面一側(cè)以與外殼111的底面密接的方式固定。安裝了開(kāi)關(guān)元件36的升壓電路基板32也由同樣的金屬基板構(gòu)成。其中，圖15中，升壓電路基板32隱藏在電容器38等的陰影中不能看見(jiàn)，所以對(duì)其位置用虛線表示。
[0074]在控制電路基板30上，安裝有對(duì)升壓電路和降壓電路中設(shè)置的開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制的控制電路?？刂齐娐坊?0固定在金屬制的基底板37上?；装?7固定在從外殼111的底面部向上方突出的多個(gè)支承部Illa上。由此，控制電路基板30在外殼底面部上配置的發(fā)熱部件(主變壓器33、電感器元件34和功率半導(dǎo)體模塊35等)的上方，經(jīng)由基底板37配置。
[0075]如上所述，根據(jù)上述實(shí)施方式，在沒(méi)有流過(guò)大電流時(shí)也能夠檢測(cè)出電源裝置I的接地狀態(tài)的異常。此外，能夠在發(fā)生異常時(shí)限制電壓轉(zhuǎn)換電路2的輸出從而避免發(fā)熱或破損。進(jìn)而，能夠通過(guò)使用戶得知發(fā)生異常而在發(fā)生事故前采取需要的措施。此外，萬(wàn)一發(fā)生事故時(shí)，能夠有助于查明原因。此外，還能夠事先察覺(jué)發(fā)生異常的可能性。
[0076]以上，詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠在技術(shù)思想的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。例如，上述實(shí)施方式中對(duì)電源裝置I作為電動(dòng)車和混合動(dòng)力車等車輛中搭載的電源裝置進(jìn)行說(shuō)明，但也可以是用于其以外的用途的電源裝置。例如，也可以是通常的汽車或電車等其他種類的車輛中搭載的電源裝置，還可以是搭載于車輛以外的電源裝置。
[0077]以上說(shuō)明的實(shí)施方式和各種變形例只是一例，只要不損害發(fā)明的特征，本發(fā)明就不限于這些內(nèi)容。
[0078]以上說(shuō)明了各種實(shí)施方式和變形例，但本發(fā)明不限于這些內(nèi)容。本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可以考慮的其他方式也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0079]以下優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容作為引用文被引用。
[0080]日本國(guó)專利申請(qǐng)2011年第239190號(hào)(2011年10月31日申請(qǐng))。
【權(quán)利要求】
1.一種電源裝置，將輸入的直流電力轉(zhuǎn)換為規(guī)定電壓的直流電力來(lái)對(duì)外部供給，其特征在于，包括: 電壓轉(zhuǎn)換電路，其進(jìn)行所述輸入的直流電力的電壓轉(zhuǎn)換； 電壓測(cè)定電路，其測(cè)定表示所述電源裝置內(nèi)的接地電位與設(shè)置在所述電源裝置外且經(jīng)由接地用線纜連接到所述接地電位的接地點(diǎn)之間的電位差的電壓值； 電流測(cè)定電路，其測(cè)定從所述電源裝置供給所述直流電力時(shí)流過(guò)的負(fù)載電流的電流值；和 運(yùn)算電路，其根據(jù)由所述電壓測(cè)定電路測(cè)定的電壓值和由所述電流測(cè)定電路測(cè)定的電流值計(jì)算對(duì)應(yīng)所述電源裝置的接地狀態(tài)的電阻值。
2.如權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于: 在由所述運(yùn)算電路計(jì)算出的電阻值為規(guī)定的閾值以上的情況下，限制對(duì)外部供給的直流電力。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電源裝置，其特征在于: 還包括信號(hào)輸出電路，其在由所述運(yùn)算電路計(jì)算出的電阻值為規(guī)定的閾值以上的情況下，對(duì)外部輸出規(guī)定的信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于: 還包括顯示電路，其根據(jù)由所述信號(hào)輸出電路輸出的所述信號(hào)進(jìn)行規(guī)定的顯示。
5.如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于: 還包括存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)由所述運(yùn)算電路計(jì)算出的電阻值。
6.如權(quán)利要求5所述的電源裝置，其特征在于: 還包括信息輸出電路，其向外部輸出所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的電阻值的信息。
7.如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于，還包括: 信息輸入電路，其從外部輸入用于與所述運(yùn)算電路計(jì)算出的電阻值進(jìn)行比較的閾值的信息；和 存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)由所述信息輸入電路輸入的閾值的信息。
8.如權(quán)利要求7所述的電源裝置，其特征在于: 對(duì)由所述運(yùn)算電路計(jì)算出的電阻值與所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行比較。
9.如權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于: 所述電壓測(cè)定電路中，與所述接地點(diǎn)連接的輸入線經(jīng)由電阻與規(guī)定的電源電壓連接。
【文檔編號(hào)】B60L3/00GK104025439SQ201280052594
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】樋口勝弘, 平石俊雄, 久保謙二 申請(qǐng)人:日立汽車系統(tǒng)株式會(huì)社