ＤＣ／ＤＣコンバータ及び車両用電源装置
【課題】一つの出力部に対して複数の入力系統が設けられ、かつ各入力系統で使用されるチョークコイル全体としての体格を小さくして、コンバータ全体として小型化をする。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータは一つの出力部１０に対して、フルブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータからなる第１入力系統１１及び昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータからなる第２入力系統１２が並列に接続されている。第１入力系統１１に設けられた第１のチョークコイル１７及び第２入力系統１２に設けられた第２のチョークコイル１９が共通のコア２０に巻回されている。制御装置２１により通常は第１入力系統１１から入力が行われ、第１入力系統１１からの入力が不能なときに第２入力系統１２から入力が行われるように切換えられる。第２入力系統１２にはリレーＲｙが設けられ、第１入力系統１１の動作時にはリレーＲｙは開状態に保持される。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータは一つの出力部１０に対して、フルブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータからなる第１入力系統１１及び昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータからなる第２入力系統１２が並列に接続されている。第１入力系統１１に設けられた第１のチョークコイル１７及び第２入力系統１２に設けられた第２のチョークコイル１９が共通のコア２０に巻回されている。制御装置２１により通常は第１入力系統１１から入力が行われ、第１入力系統１１からの入力が不能なときに第２入力系統１２から入力が行われるように切換えられる。第２入力系統１２にはリレーＲｙが設けられ、第１入力系統１１の動作時にはリレーＲｙは開状態に保持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータ及び車両用電源装置に係り、詳しくは一つの出力部に複数の入力系統を備えたＤＣ／ＤＣコンバータ及び車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン及びモータを駆動源として備えたハイブリッド自動車が実用化されている。ハイブリッド自動車では、車両駆動用モータの電源としての高圧電源と、他の電装品の電源としての低圧電源とを備えている。本願発明者は、一部の電装品への電力供給を通常は高圧電源から行い、高圧電源からの供給ができなくなったときに低圧電源から行うことを考えた。その場合、一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続された構成のＤＣ／ＤＣコンバータを設けるのが好ましく、各入力系統にチョークコイルが必要になる。１ｋＷ〜２ｋＷ級のＤＣ／ＤＣコンバータで使用するチョークコイルは体格が大きく、同一筐体内に二つのチョークコイルを収容するとＤＣ／ＤＣコンバータの筐体の体格が大きくなる。
【０００３】
トランスの二次側に第１二次巻線及び第１チョークコイルを備えた第１二次側回路と、第２二次巻線及び第２チョークコイルを備えた第２二次側回路とを備え、第１チョークコイル及び第２チョークコイルが単一のコアに巻回された構成の多出力直流電源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、回路の部品点数の削減及び装置の小型化を図った絶縁スイッチングＤＣ／ＤＣコンバータが提案されている（特許文献２参照。）。このＤＣ／ＤＣコンバータは、図２に示すように、絶縁トランス６１の一次コイル６２と並列に入力チョークコイル６３が接続されている。絶縁トランス６１の二次コイル６４と直列に出力チョークコイル６５が接続されている。入力チョークコイル６３及び出力チョークコイル６５は絶縁トランス６１と一体化されており、共通のコアに入力チョークコイル６３、出力チョークコイル６５、一次コイル６２及び二次コイル６４が巻回されている。
【特許文献１】特開平５−１５１５２号公報（明細書の段落［０００２］、［０００３］、図１，３）
【特許文献２】特開２００４−２９７９９５号公報（明細書の段落［００２４］、［００２５］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続された構成のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、各入力系統のチョークコイルを独立した構成にすると、チョークコイルの体格が大きな場合、ＤＣ／ＤＣコンバータを収容する筐体の体格も大きくなる。
【０００６】
特許文献１及び特許文献２には二つのチョークコイルを共通のコアに巻回する構成は開示されている。しかし、特許文献１及び特許文献２は、いずれも一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続された構成のＤＣ／ＤＣコンバータを示唆することはなんら記載されていない。
【０００７】
本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は一つの出力部に対して複数の入力系統が設けられ、かつ各入力系統で使用されるチョークコイル全体としての体格を小さくして、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体として小型化をすることができるＤＣ／ＤＣコンバータ及び車両用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】
【０００８】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記各入力系統に設けられたチョークコイルが共通のコアに巻回されており、前記複数の入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段を備えている。
【０００９】
この発明では、一つの出力部に対して複数の入力系統があるが、入力系統切換え手段により、いずれか一つの入力系統からのみ入力され、故障等の異常によりその入力系統からの入力が不能になると、他の入力系統から入力されるように入力系統が切換えられる。各入力系統のチョークコイルが共通のコアに巻回されているため、各チョークコイルが別々のコアに巻回されている場合に比較して、チョークコイル全体としての体格を小さくして、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体として小型化をすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、各入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段を備えている。この発明では、動作中の入力系統以外の入力系統のチョークコイル側にエネルギーが逃げるのが遮断手段によって防止される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記入力系統の少なくとも一つに絶縁型の多石式のコンバータが使用され、前記多石式のコンバータのチョークコイルに直列にリレーが接続され、前記多石式のコンバータを備えた入力系統以外の入力系統の動作時は前記リレーが開状態に保持される。この発明では、多石式のコンバータが使用された入力系統以外の入力系統が動作しているときは、前記多石式のコンバータのチョークコイルに直列に接続されたリレーが開状態に保持される。従って、その入力系統のチョークコイルと動作中の他の入力系統のチョークコイルの結合による漏れによる損失が防止される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記入力系統は２系統設けられ、第１入力系統は高圧電源に接続され、第２入力系統は低圧電源に接続されるとともに昇圧チョッパで構成され、第２入力系統に前記遮断手段が設けられている。高圧電源を備えた第１入力系統は一般にトランスにより降圧するとともに整流用のダイオードを備えているため、ダイオードが遮断手段の役割を果たす。第２入力系統を構成する昇圧チョッパは、前記遮断手段として機能するダイオードが存在しないが、遮断手段を別に設けることにより、動作中の入力系統以外の入力系統のチョークコイル側にエネルギーが逃げるのが遮断手段によって防止される。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、一つの出力部に対して第１入力系統及び第２入力系統が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータを備えた車両用電源装置であって、前記第１入力系統は高圧電源に接続され、前記第２入力系統は低圧電源に接続されるとともに昇圧チョッパで構成されて、前記第１入力系統及び前記第２入力系統に設けられたチョークコイルが共通のコアに巻回されている。そして、前記第１入力系統及び前記第２入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段と、両入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段とを備え、前記第２入力系統に前記遮断手段が設けられている。この発明では、電気自動車やハイブリッド自動車などの高入力電圧を有する車両用電源装置に有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、一つの出力部に対して複数の入力系統が設けられ、かつ各入力系統で使用されるチョークコイル全体としての体格を小さくして、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体として小型化をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を２系統の入力系統を備えたＤＣ／ＤＣコンバータに具体化した一実施形態を図１に従って説明する。
図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータは、一つの出力部１０に対して第１入力系統１１及び第２入力系統１２の２系統の入力系統を備えている。第１入力系統１１は絶縁型の多石式のコンバータとしてのフルブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、第２入力系統１２は昇圧チョッパとしての昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成されている。
【００１６】
第１入力系統１１は、高圧電源としての第１直流電源１３の出力端子１３ａ，１３ｂ間に４つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を備えたインバータ１４が接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４にはＮチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用されている。第１及び第３のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のドレインは、第１直流電源１３のプラス出力端子１３ａに接続され、第２及び第４のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のソースは、第１直流電源１３のマイナス出力端子１３ｂに接続されている。第１のスイッチング素子Ｑ１のソースと第２のスイッチング素子Ｑ２のドレインとの接続点は、トランス１５の一次巻線１５ｐの一端に接続されている。第３のスイッチング素子Ｑ３のソースと第４のスイッチング素子Ｑ４のドレインとの接続点は、トランス１５の一次巻線１５ｐの他端に接続されている。
【００１７】
トランス１５の二次巻線１５ｓは中間タップ１６を備えている。中間タップ１６と出力部１０の一方の出力端子１０ａとの間に出力整流用の第１のチョークコイル１７が接続されている。
【００１８】
トランス１５の二次巻線１５ｓの一端には整流用のダイオードＤ１のカソードが接続され、二次巻線１５ｓの他一端には整流用のダイオードＤ２のカソードが接続されている。両ダイオードＤ１，Ｄ２のアノードは互いに接続されるとともに、出力部１０の他方の出力端子１０ｂに接続されている。２つの出力端子１０ａ，１０ｂの間にコンデンサＣ１，Ｃ２が並列に接続されている。
【００１９】
第２入力系統１２は、低圧電源としての第２直流電源１８のプラス出力端子１８ａが、リレーＲｙ、昇圧用の第２のチョークコイル１９、ダイオードＤ３を介して出力部１０の出力端子１０ａに接続されている。第２直流電源１８としては、例えば、１２Ｖのバッテリが使用される。ダイオードＤ３はアノードが第２のチョークコイル１９に接続され、カソードが出力端子１０ａに接続されている。第２直流電源１８のマイナス出力端子１８ｂは、出力部１０の出力端子１０ｂに接続されている。第２のチョークコイル１９とダイオードＤ３との接続点と、マイナス出力端子１８ｂとの間にはスイッチング素子Ｑ５が接続されている。スイッチング素子Ｑ５にはＮチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用されており、スイッチング素子Ｑ５は、ドレインがダイオードＤ３のアノードに、ソースがマイナス出力端子１８ｂに接続されている。即ち、第１入力系統１１及び第２入力系統１２は、コンデンサＣ１，Ｃ２を共用している。
【００２０】
第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９は同一のコア２０に巻回されている。第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻回方向は、同じ方向であっても異なる方向であってもどちらでもよい。この実施形態では同じ方向に巻回されている。
【００２１】
第１入力系統１１及び第２入力系統１２は制御装置２１により制御される。第１入力系統１１は、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の制御端子（この実施形態ではＭＯＳＦＥＴのゲート）に制御装置２１から出力される駆動信号がそれぞれ入力されるようになっている。インバータ１４は、第１及び第４のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４の組と、第２及び第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の組とが交互にオン・オフされることにより、第１直流電源１３の直流電圧を交流に変換して、トランス１５に交流電圧を出力する。
【００２２】
第２入力系統１２は、スイッチング素子Ｑ５の制御端子（この実施形態ではＭＯＳＦＥＴのゲート）に制御装置２１から出力される駆動信号が入力されるようになっている。また、リレーＲｙは制御装置２１から出力される指令信号により、開閉制御されるようになっている。
【００２３】
制御装置２１は、通常は第１直流電源１３から電力を供給して出力部１０から所定の電圧を出力するようにインバータ１４を制御する。制御装置２１は、故障等何らかの原因で第１直流電源１３からの電力供給ができなくなった際に、第２直流電源１８から電力を供給して出力部１０から所定の電圧を出力するようにスイッチング素子Ｑ５を制御する。即ち、制御装置２１は、複数の入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段を構成する。制御装置２１は、第１入力系統１１が動作している際は、リレーＲｙを開状態（オフ状態）に保持する。リレーＲｙは第２入力系統１２を有する昇圧チョッパ故障時に低圧電源から大電流が流れ込むのを防止すること、低圧電源との常時接続を防止すること、および第１のチョークコイル１７に電圧が印加された際に第２のチョークコイル１９側にエネルギーが逃げないように、第２のチョークコイル１９を通る電流経路を遮断する遮断手段として構成する。
【００２４】
次に前記のように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータの作用を説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、ハイブリッド自動車のパワーステアリング用の電源装置として使用される。第１直流電源１３から電力供給が可能な状態においては、制御装置２１は第１入力系統１１から電力が入力されるように、リレーＲｙを開状態にするとともに、インバータ１４の第１及び第４のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４の組と、第２及び第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の組とを交互にオン・オフさせるように制御する。
【００２５】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオン状態では、トランス１５の一次側電流は、出力端子１３ａ、スイッチング素子Ｑ１、一次巻線１５ｐ、スイッチング素子Ｑ４、出力端子１３ｂを介して流れる。このとき、トランス１５の二次側電流は、ダイオードＤ２、二次巻線１５ｓ、第１のチョークコイル１７を通る流れになる。
【００２６】
スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン状態では、トランス１５の一次側電流は、出力端子１３ａ、スイッチング素子Ｑ３、一次巻線１５ｐ、スイッチング素子Ｑ２、出力端子１３ｂを介して流れる。このとき、トランス１５の二次側電流は、ダイオードＤ１、二次巻線１５ｓ、第１のチョークコイル１７を通る流れになる。
【００２７】
第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９が同一のコア２０に巻回されているため、第１のチョークコイル１７、第２のチョークコイル１９及びコア２０がトランスとして作用する。そのため、第１入力系統１１の動作時に第１のチョークコイル１７をチョークコイルとしてのみ利用するためには、第２のチョークコイル１９側にエネルギーが逃げないようにする必要がある。
【００２８】
この実施形態では、第１入力系統１１の動作時にはリレーＲｙが開状態に保持されており、第２のチョークコイル１９を通る電流経路が遮断されているため、第２のチョークコイル１９側にエネルギーは伝わらない。従って、第１のチョークコイル１７はチョークコイルとしてのみ動作する。但し、ダイオードＤ３及びスイッチング素子Ｑ５に電圧が印加されるため、印加される電圧がダイオードＤ３及びスイッチング素子Ｑ５の耐圧を超えないように、第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻線比とレギュレート電圧を設定しておく。
【００２９】
故障等何らかの原因で第１直流電源１３からの電力供給ができなくなった際に、制御装置２１は、第２直流電源１８から電力を供給して出力部１０から所定の電圧を出力するようにスイッチング素子Ｑ５を制御する。即ち、リレーＲｙを閉状態にするとともに、スイッチング素子Ｑ５を所定のデューティでオン・オフさせるように制御する。そして、第２直流電源１８の電圧が昇圧されて出力部１０から出力される。
【００３０】
スイッチング素子Ｑ５がオンのとき、第１のチョークコイル１７にはダイオードＤ１，Ｄ２が存在するため電流が流れず、エネルギーが伝わらない。このとき、ダイオードＤ１，Ｄ２は、第２のチョークコイル１９に電圧が印加された際に第１のチョークコイル１７側にエネルギーが逃げないように、第１のチョークコイル１７を通る電流経路を遮断する遮断手段を構成する。但し、ダイオードＤ１，Ｄ２に電圧が印加されるため、印加される電圧がダイオードＤ１，Ｄ２の耐圧を超えないように、第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻線比とレギュレート電圧を設定しておく。
【００３１】
スイッチング素子Ｑ５がオフのときは、第１のチョークコイル１７には第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻線比とレギュレート電圧で決定される第１のチョークコイル１７側の電圧によってダイオードＤ１，Ｄ２がオンする場合と、しない場合とがある。ダイオードＤ１，Ｄ２がオンする場合、第１のチョークコイル１７側にエネルギーが伝わるが、そのエネルギーは出力部１０の出力となるため、問題はない。但し磁気結合による漏れが大きいと損失が大きくなるため、漏れを低減するかもしくはダイオードＤ１，Ｄ２をオンさせないように巻線比とレギュレート電圧を設定しておく。また、ダイオードＤ１，Ｄ２がオンしない場合は、第１のチョークコイル１７側にエネルギーが伝わらないため、第２のチョークコイル１９はチョークコイルとしてのみ働くため問題ない。
【００３２】
この実施形態では以下の効果を有する。
（１）一つの出力部１０に対して第１入力系統１１及び第２入力系統１２の複数の入力系統が互いに並列に接続され、いずれか一つの入力系統から入力を行う状態に制御装置２１により切換えられる。従って、第１入力系統１１が故障しても第２入力系統１２から入力が行われ、出力部１０からの出力電圧を確保できる。
【００３３】
（２）複数の入力系統（第１入力系統１１及び第２入力系統１２）に設けられたチョークコイル１７，１９が共通のコア２０に巻回されている。従って、各チョークコイル１７，１９が別々のコアに巻回されている場合に比較して、チョークコイル１７，１９全体としての体格を小さくして、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体として小型化をすることができる。
【００３４】
（３）各入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段を備えている。従って、動作中の入力系統以外の入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのが阻止されて非動作中の入力系統のチョークコイル側にエネルギーが逃げるのを防止できる。
【００３５】
（４）入力系統は２系統設けられ、第１入力系統１１は高圧電源としての第１直流電源１３に接続され、第２入力系統１２は低圧電源としての第２直流電源１８に接続されるとともに昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、第２入力系統１２にリレーＲｙが設けられている。そして、第２入力系統１２の非動作時にはリレーＲｙが開状態に保持されるため、動作中の第１入力系統１１の第１のチョークコイル１７に電流が流れる際に、第２入力系統１２のチョークコイル１９側にエネルギーが逃げるのがリレーＲｙによって防止される。リレーＲｙに代えてダイオードを用いることも可能であるが、ダイオードの場合は耐圧性を考慮する必要がある。しかし、リレーＲｙの場合は耐圧性を考慮する必要がない。
【００３６】
（５）第１入力系統１１は整流用のダイオードＤ１，Ｄ２を備えているため、ダイオードＤ１，Ｄ２が遮断手段の役割を果たす。従って、第２入力系統１２の動作時に第１のチョークコイル１７側からエネルギーが逃げるのを防止するための遮断手段を特に設ける必要はない。
【００３７】
（６）一つの出力部１０に対して第１入力系統１１及び第２入力系統１２が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータがハイブリッド自動車の電装品の電源装置として使用されている。従って、通常使用される第１直流電源１３からの入力が不能な場合でも、直ちに第２入力系統１２から出力部１０に必要な電圧を供給することができる。
【００３８】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第１入力系統１１の第１のチョークコイル１７と直列にリレーを接続し、第２入力系統１２の動作時は、リレーを開状態とするように構成してもよい。第２入力系統１２の動作時において、スイッチング素子Ｑ５がオフのとき、第１のチョークコイル１７には第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻線比とレギュレート電圧で決定される第１のチョークコイル１７側の電圧によってダイオードＤ１，Ｄ２がオンする場合、第１のチョークコイル１７側にエネルギーが伝わる。そのエネルギーは出力部１０の出力となるため問題はない。但し、第１のチョークコイル１７と第２のチョークコイル１９との結合により、漏れによる損失が発生する。しかし、第１のチョークコイル１７と直列にリレーを接続して、第２入力系統１２の動作時は、リレーを開状態とすることにより、第１のチョークコイル１７に電流が流れないようにすれば、損失を防止することができる。損失が大きいか否かは予め試験で確認して、リレーを設けるか否かを判断する。
【００３９】
○ 第１入力系統１１に絶縁型の多石式のコンバータを使用する場合、フルブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータに限らず、ハーフブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータやプッシュプル型ＤＣ／ＤＣコンバータを使用してもよい。これらのＤＣ／ＤＣコンバータも整流用の一対のダイオードを備えているため、両ダイオードが遮断手段の役割を果たす。
【００４０】
○ 第２入力系統１２に設けられる遮断手段としてのリレーＲｙに代えて、ダイオードを、カソードが第２のチョークコイル１９に、アノードがプラス出力端子１８ａにそれぞれ接続される状態で設けてもよい。この場合、制御装置２１がリレーＲｙの開閉を制御する必要がなくなる。
【００４１】
○ 第２入力系統１２として昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の昇圧コンバータを採用してもよい。
○ スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５としてＭＯＳＦＥＴを使用する場合はＮチャネルのトランジスタではなくＰチャネルのトランジスタを使用してもよい。
【００４２】
○ スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５としてＭＯＳＦＥＴに代えてバイポーラトランジスタを使用したり、ＩＧＢＴを使用したりしてもよい。
○ 出力部１０に対する入力系統の数は２系統に限らず３系統以上としてもよい。
【００４３】
○ 電圧の異なる複数のバッテリを搭載する自動車などのハイブリッド自動車以外の用途に使用してもよい。
○ 複数の入力系統に同じ構成のＤＣ／ＤＣコンバータを使用してもよい。
【００４４】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記遮断手段はリレーである。
【００４５】
（２）請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記高圧側の入力系統はフルブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、前記低圧側の入力系統は昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成されている。
【００４６】
（３）請求項１〜請求項４及び前記技術的思想（１），（２）のいずれか一項に記載の発明において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータはハイブリッド自動車における電装品の電源装置として使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図２】従来技術の回路図。
【符号の説明】
【００４８】
Ｒｙ…遮断手段としてのリレー、１０…出力部、１１…第１入力系統、１２…第２入力系統、１３…高圧電源としての第１直流電源、１７…第１のチョークコイル、１８…低圧電源としての第２直流電源、１９…第２のチョークコイル、２０…コア、２１…切換え手段としての制御装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータ及び車両用電源装置に係り、詳しくは一つの出力部に複数の入力系統を備えたＤＣ／ＤＣコンバータ及び車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン及びモータを駆動源として備えたハイブリッド自動車が実用化されている。ハイブリッド自動車では、車両駆動用モータの電源としての高圧電源と、他の電装品の電源としての低圧電源とを備えている。本願発明者は、一部の電装品への電力供給を通常は高圧電源から行い、高圧電源からの供給ができなくなったときに低圧電源から行うことを考えた。その場合、一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続された構成のＤＣ／ＤＣコンバータを設けるのが好ましく、各入力系統にチョークコイルが必要になる。１ｋＷ〜２ｋＷ級のＤＣ／ＤＣコンバータで使用するチョークコイルは体格が大きく、同一筐体内に二つのチョークコイルを収容するとＤＣ／ＤＣコンバータの筐体の体格が大きくなる。
【０００３】
トランスの二次側に第１二次巻線及び第１チョークコイルを備えた第１二次側回路と、第２二次巻線及び第２チョークコイルを備えた第２二次側回路とを備え、第１チョークコイル及び第２チョークコイルが単一のコアに巻回された構成の多出力直流電源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、回路の部品点数の削減及び装置の小型化を図った絶縁スイッチングＤＣ／ＤＣコンバータが提案されている（特許文献２参照。）。このＤＣ／ＤＣコンバータは、図２に示すように、絶縁トランス６１の一次コイル６２と並列に入力チョークコイル６３が接続されている。絶縁トランス６１の二次コイル６４と直列に出力チョークコイル６５が接続されている。入力チョークコイル６３及び出力チョークコイル６５は絶縁トランス６１と一体化されており、共通のコアに入力チョークコイル６３、出力チョークコイル６５、一次コイル６２及び二次コイル６４が巻回されている。
【特許文献１】特開平５−１５１５２号公報（明細書の段落［０００２］、［０００３］、図１，３）
【特許文献２】特開２００４−２９７９９５号公報（明細書の段落［００２４］、［００２５］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続された構成のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、各入力系統のチョークコイルを独立した構成にすると、チョークコイルの体格が大きな場合、ＤＣ／ＤＣコンバータを収容する筐体の体格も大きくなる。
【０００６】
特許文献１及び特許文献２には二つのチョークコイルを共通のコアに巻回する構成は開示されている。しかし、特許文献１及び特許文献２は、いずれも一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続された構成のＤＣ／ＤＣコンバータを示唆することはなんら記載されていない。
【０００７】
本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は一つの出力部に対して複数の入力系統が設けられ、かつ各入力系統で使用されるチョークコイル全体としての体格を小さくして、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体として小型化をすることができるＤＣ／ＤＣコンバータ及び車両用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】
【０００８】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記各入力系統に設けられたチョークコイルが共通のコアに巻回されており、前記複数の入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段を備えている。
【０００９】
この発明では、一つの出力部に対して複数の入力系統があるが、入力系統切換え手段により、いずれか一つの入力系統からのみ入力され、故障等の異常によりその入力系統からの入力が不能になると、他の入力系統から入力されるように入力系統が切換えられる。各入力系統のチョークコイルが共通のコアに巻回されているため、各チョークコイルが別々のコアに巻回されている場合に比較して、チョークコイル全体としての体格を小さくして、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体として小型化をすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、各入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段を備えている。この発明では、動作中の入力系統以外の入力系統のチョークコイル側にエネルギーが逃げるのが遮断手段によって防止される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記入力系統の少なくとも一つに絶縁型の多石式のコンバータが使用され、前記多石式のコンバータのチョークコイルに直列にリレーが接続され、前記多石式のコンバータを備えた入力系統以外の入力系統の動作時は前記リレーが開状態に保持される。この発明では、多石式のコンバータが使用された入力系統以外の入力系統が動作しているときは、前記多石式のコンバータのチョークコイルに直列に接続されたリレーが開状態に保持される。従って、その入力系統のチョークコイルと動作中の他の入力系統のチョークコイルの結合による漏れによる損失が防止される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記入力系統は２系統設けられ、第１入力系統は高圧電源に接続され、第２入力系統は低圧電源に接続されるとともに昇圧チョッパで構成され、第２入力系統に前記遮断手段が設けられている。高圧電源を備えた第１入力系統は一般にトランスにより降圧するとともに整流用のダイオードを備えているため、ダイオードが遮断手段の役割を果たす。第２入力系統を構成する昇圧チョッパは、前記遮断手段として機能するダイオードが存在しないが、遮断手段を別に設けることにより、動作中の入力系統以外の入力系統のチョークコイル側にエネルギーが逃げるのが遮断手段によって防止される。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、一つの出力部に対して第１入力系統及び第２入力系統が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータを備えた車両用電源装置であって、前記第１入力系統は高圧電源に接続され、前記第２入力系統は低圧電源に接続されるとともに昇圧チョッパで構成されて、前記第１入力系統及び前記第２入力系統に設けられたチョークコイルが共通のコアに巻回されている。そして、前記第１入力系統及び前記第２入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段と、両入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段とを備え、前記第２入力系統に前記遮断手段が設けられている。この発明では、電気自動車やハイブリッド自動車などの高入力電圧を有する車両用電源装置に有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、一つの出力部に対して複数の入力系統が設けられ、かつ各入力系統で使用されるチョークコイル全体としての体格を小さくして、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体として小型化をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を２系統の入力系統を備えたＤＣ／ＤＣコンバータに具体化した一実施形態を図１に従って説明する。
図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータは、一つの出力部１０に対して第１入力系統１１及び第２入力系統１２の２系統の入力系統を備えている。第１入力系統１１は絶縁型の多石式のコンバータとしてのフルブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、第２入力系統１２は昇圧チョッパとしての昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成されている。
【００１６】
第１入力系統１１は、高圧電源としての第１直流電源１３の出力端子１３ａ，１３ｂ間に４つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を備えたインバータ１４が接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４にはＮチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用されている。第１及び第３のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のドレインは、第１直流電源１３のプラス出力端子１３ａに接続され、第２及び第４のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のソースは、第１直流電源１３のマイナス出力端子１３ｂに接続されている。第１のスイッチング素子Ｑ１のソースと第２のスイッチング素子Ｑ２のドレインとの接続点は、トランス１５の一次巻線１５ｐの一端に接続されている。第３のスイッチング素子Ｑ３のソースと第４のスイッチング素子Ｑ４のドレインとの接続点は、トランス１５の一次巻線１５ｐの他端に接続されている。
【００１７】
トランス１５の二次巻線１５ｓは中間タップ１６を備えている。中間タップ１６と出力部１０の一方の出力端子１０ａとの間に出力整流用の第１のチョークコイル１７が接続されている。
【００１８】
トランス１５の二次巻線１５ｓの一端には整流用のダイオードＤ１のカソードが接続され、二次巻線１５ｓの他一端には整流用のダイオードＤ２のカソードが接続されている。両ダイオードＤ１，Ｄ２のアノードは互いに接続されるとともに、出力部１０の他方の出力端子１０ｂに接続されている。２つの出力端子１０ａ，１０ｂの間にコンデンサＣ１，Ｃ２が並列に接続されている。
【００１９】
第２入力系統１２は、低圧電源としての第２直流電源１８のプラス出力端子１８ａが、リレーＲｙ、昇圧用の第２のチョークコイル１９、ダイオードＤ３を介して出力部１０の出力端子１０ａに接続されている。第２直流電源１８としては、例えば、１２Ｖのバッテリが使用される。ダイオードＤ３はアノードが第２のチョークコイル１９に接続され、カソードが出力端子１０ａに接続されている。第２直流電源１８のマイナス出力端子１８ｂは、出力部１０の出力端子１０ｂに接続されている。第２のチョークコイル１９とダイオードＤ３との接続点と、マイナス出力端子１８ｂとの間にはスイッチング素子Ｑ５が接続されている。スイッチング素子Ｑ５にはＮチャネルのＭＯＳＦＥＴが使用されており、スイッチング素子Ｑ５は、ドレインがダイオードＤ３のアノードに、ソースがマイナス出力端子１８ｂに接続されている。即ち、第１入力系統１１及び第２入力系統１２は、コンデンサＣ１，Ｃ２を共用している。
【００２０】
第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９は同一のコア２０に巻回されている。第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻回方向は、同じ方向であっても異なる方向であってもどちらでもよい。この実施形態では同じ方向に巻回されている。
【００２１】
第１入力系統１１及び第２入力系統１２は制御装置２１により制御される。第１入力系統１１は、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の制御端子（この実施形態ではＭＯＳＦＥＴのゲート）に制御装置２１から出力される駆動信号がそれぞれ入力されるようになっている。インバータ１４は、第１及び第４のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４の組と、第２及び第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の組とが交互にオン・オフされることにより、第１直流電源１３の直流電圧を交流に変換して、トランス１５に交流電圧を出力する。
【００２２】
第２入力系統１２は、スイッチング素子Ｑ５の制御端子（この実施形態ではＭＯＳＦＥＴのゲート）に制御装置２１から出力される駆動信号が入力されるようになっている。また、リレーＲｙは制御装置２１から出力される指令信号により、開閉制御されるようになっている。
【００２３】
制御装置２１は、通常は第１直流電源１３から電力を供給して出力部１０から所定の電圧を出力するようにインバータ１４を制御する。制御装置２１は、故障等何らかの原因で第１直流電源１３からの電力供給ができなくなった際に、第２直流電源１８から電力を供給して出力部１０から所定の電圧を出力するようにスイッチング素子Ｑ５を制御する。即ち、制御装置２１は、複数の入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段を構成する。制御装置２１は、第１入力系統１１が動作している際は、リレーＲｙを開状態（オフ状態）に保持する。リレーＲｙは第２入力系統１２を有する昇圧チョッパ故障時に低圧電源から大電流が流れ込むのを防止すること、低圧電源との常時接続を防止すること、および第１のチョークコイル１７に電圧が印加された際に第２のチョークコイル１９側にエネルギーが逃げないように、第２のチョークコイル１９を通る電流経路を遮断する遮断手段として構成する。
【００２４】
次に前記のように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータの作用を説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、ハイブリッド自動車のパワーステアリング用の電源装置として使用される。第１直流電源１３から電力供給が可能な状態においては、制御装置２１は第１入力系統１１から電力が入力されるように、リレーＲｙを開状態にするとともに、インバータ１４の第１及び第４のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４の組と、第２及び第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の組とを交互にオン・オフさせるように制御する。
【００２５】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオン状態では、トランス１５の一次側電流は、出力端子１３ａ、スイッチング素子Ｑ１、一次巻線１５ｐ、スイッチング素子Ｑ４、出力端子１３ｂを介して流れる。このとき、トランス１５の二次側電流は、ダイオードＤ２、二次巻線１５ｓ、第１のチョークコイル１７を通る流れになる。
【００２６】
スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン状態では、トランス１５の一次側電流は、出力端子１３ａ、スイッチング素子Ｑ３、一次巻線１５ｐ、スイッチング素子Ｑ２、出力端子１３ｂを介して流れる。このとき、トランス１５の二次側電流は、ダイオードＤ１、二次巻線１５ｓ、第１のチョークコイル１７を通る流れになる。
【００２７】
第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９が同一のコア２０に巻回されているため、第１のチョークコイル１７、第２のチョークコイル１９及びコア２０がトランスとして作用する。そのため、第１入力系統１１の動作時に第１のチョークコイル１７をチョークコイルとしてのみ利用するためには、第２のチョークコイル１９側にエネルギーが逃げないようにする必要がある。
【００２８】
この実施形態では、第１入力系統１１の動作時にはリレーＲｙが開状態に保持されており、第２のチョークコイル１９を通る電流経路が遮断されているため、第２のチョークコイル１９側にエネルギーは伝わらない。従って、第１のチョークコイル１７はチョークコイルとしてのみ動作する。但し、ダイオードＤ３及びスイッチング素子Ｑ５に電圧が印加されるため、印加される電圧がダイオードＤ３及びスイッチング素子Ｑ５の耐圧を超えないように、第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻線比とレギュレート電圧を設定しておく。
【００２９】
故障等何らかの原因で第１直流電源１３からの電力供給ができなくなった際に、制御装置２１は、第２直流電源１８から電力を供給して出力部１０から所定の電圧を出力するようにスイッチング素子Ｑ５を制御する。即ち、リレーＲｙを閉状態にするとともに、スイッチング素子Ｑ５を所定のデューティでオン・オフさせるように制御する。そして、第２直流電源１８の電圧が昇圧されて出力部１０から出力される。
【００３０】
スイッチング素子Ｑ５がオンのとき、第１のチョークコイル１７にはダイオードＤ１，Ｄ２が存在するため電流が流れず、エネルギーが伝わらない。このとき、ダイオードＤ１，Ｄ２は、第２のチョークコイル１９に電圧が印加された際に第１のチョークコイル１７側にエネルギーが逃げないように、第１のチョークコイル１７を通る電流経路を遮断する遮断手段を構成する。但し、ダイオードＤ１，Ｄ２に電圧が印加されるため、印加される電圧がダイオードＤ１，Ｄ２の耐圧を超えないように、第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻線比とレギュレート電圧を設定しておく。
【００３１】
スイッチング素子Ｑ５がオフのときは、第１のチョークコイル１７には第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻線比とレギュレート電圧で決定される第１のチョークコイル１７側の電圧によってダイオードＤ１，Ｄ２がオンする場合と、しない場合とがある。ダイオードＤ１，Ｄ２がオンする場合、第１のチョークコイル１７側にエネルギーが伝わるが、そのエネルギーは出力部１０の出力となるため、問題はない。但し磁気結合による漏れが大きいと損失が大きくなるため、漏れを低減するかもしくはダイオードＤ１，Ｄ２をオンさせないように巻線比とレギュレート電圧を設定しておく。また、ダイオードＤ１，Ｄ２がオンしない場合は、第１のチョークコイル１７側にエネルギーが伝わらないため、第２のチョークコイル１９はチョークコイルとしてのみ働くため問題ない。
【００３２】
この実施形態では以下の効果を有する。
（１）一つの出力部１０に対して第１入力系統１１及び第２入力系統１２の複数の入力系統が互いに並列に接続され、いずれか一つの入力系統から入力を行う状態に制御装置２１により切換えられる。従って、第１入力系統１１が故障しても第２入力系統１２から入力が行われ、出力部１０からの出力電圧を確保できる。
【００３３】
（２）複数の入力系統（第１入力系統１１及び第２入力系統１２）に設けられたチョークコイル１７，１９が共通のコア２０に巻回されている。従って、各チョークコイル１７，１９が別々のコアに巻回されている場合に比較して、チョークコイル１７，１９全体としての体格を小さくして、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体として小型化をすることができる。
【００３４】
（３）各入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段を備えている。従って、動作中の入力系統以外の入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのが阻止されて非動作中の入力系統のチョークコイル側にエネルギーが逃げるのを防止できる。
【００３５】
（４）入力系統は２系統設けられ、第１入力系統１１は高圧電源としての第１直流電源１３に接続され、第２入力系統１２は低圧電源としての第２直流電源１８に接続されるとともに昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、第２入力系統１２にリレーＲｙが設けられている。そして、第２入力系統１２の非動作時にはリレーＲｙが開状態に保持されるため、動作中の第１入力系統１１の第１のチョークコイル１７に電流が流れる際に、第２入力系統１２のチョークコイル１９側にエネルギーが逃げるのがリレーＲｙによって防止される。リレーＲｙに代えてダイオードを用いることも可能であるが、ダイオードの場合は耐圧性を考慮する必要がある。しかし、リレーＲｙの場合は耐圧性を考慮する必要がない。
【００３６】
（５）第１入力系統１１は整流用のダイオードＤ１，Ｄ２を備えているため、ダイオードＤ１，Ｄ２が遮断手段の役割を果たす。従って、第２入力系統１２の動作時に第１のチョークコイル１７側からエネルギーが逃げるのを防止するための遮断手段を特に設ける必要はない。
【００３７】
（６）一つの出力部１０に対して第１入力系統１１及び第２入力系統１２が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータがハイブリッド自動車の電装品の電源装置として使用されている。従って、通常使用される第１直流電源１３からの入力が不能な場合でも、直ちに第２入力系統１２から出力部１０に必要な電圧を供給することができる。
【００３８】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第１入力系統１１の第１のチョークコイル１７と直列にリレーを接続し、第２入力系統１２の動作時は、リレーを開状態とするように構成してもよい。第２入力系統１２の動作時において、スイッチング素子Ｑ５がオフのとき、第１のチョークコイル１７には第１のチョークコイル１７及び第２のチョークコイル１９の巻線比とレギュレート電圧で決定される第１のチョークコイル１７側の電圧によってダイオードＤ１，Ｄ２がオンする場合、第１のチョークコイル１７側にエネルギーが伝わる。そのエネルギーは出力部１０の出力となるため問題はない。但し、第１のチョークコイル１７と第２のチョークコイル１９との結合により、漏れによる損失が発生する。しかし、第１のチョークコイル１７と直列にリレーを接続して、第２入力系統１２の動作時は、リレーを開状態とすることにより、第１のチョークコイル１７に電流が流れないようにすれば、損失を防止することができる。損失が大きいか否かは予め試験で確認して、リレーを設けるか否かを判断する。
【００３９】
○ 第１入力系統１１に絶縁型の多石式のコンバータを使用する場合、フルブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータに限らず、ハーフブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータやプッシュプル型ＤＣ／ＤＣコンバータを使用してもよい。これらのＤＣ／ＤＣコンバータも整流用の一対のダイオードを備えているため、両ダイオードが遮断手段の役割を果たす。
【００４０】
○ 第２入力系統１２に設けられる遮断手段としてのリレーＲｙに代えて、ダイオードを、カソードが第２のチョークコイル１９に、アノードがプラス出力端子１８ａにそれぞれ接続される状態で設けてもよい。この場合、制御装置２１がリレーＲｙの開閉を制御する必要がなくなる。
【００４１】
○ 第２入力系統１２として昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の昇圧コンバータを採用してもよい。
○ スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５としてＭＯＳＦＥＴを使用する場合はＮチャネルのトランジスタではなくＰチャネルのトランジスタを使用してもよい。
【００４２】
○ スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５としてＭＯＳＦＥＴに代えてバイポーラトランジスタを使用したり、ＩＧＢＴを使用したりしてもよい。
○ 出力部１０に対する入力系統の数は２系統に限らず３系統以上としてもよい。
【００４３】
○ 電圧の異なる複数のバッテリを搭載する自動車などのハイブリッド自動車以外の用途に使用してもよい。
○ 複数の入力系統に同じ構成のＤＣ／ＤＣコンバータを使用してもよい。
【００４４】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記遮断手段はリレーである。
【００４５】
（２）請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記高圧側の入力系統はフルブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、前記低圧側の入力系統は昇圧チョッパ型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成されている。
【００４６】
（３）請求項１〜請求項４及び前記技術的思想（１），（２）のいずれか一項に記載の発明において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータはハイブリッド自動車における電装品の電源装置として使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図２】従来技術の回路図。
【符号の説明】
【００４８】
Ｒｙ…遮断手段としてのリレー、１０…出力部、１１…第１入力系統、１２…第２入力系統、１３…高圧電源としての第１直流電源、１７…第１のチョークコイル、１８…低圧電源としての第２直流電源、１９…第２のチョークコイル、２０…コア、２１…切換え手段としての制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記各入力系統に設けられたチョークコイルが共通のコアに巻回されており、前記複数の入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段を備えているＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
各入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段を備えている請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記入力系統の少なくとも一つに絶縁型の多石式のコンバータが使用され、前記多石式のコンバータのチョークコイルに直列にリレーが接続され、前記多石式のコンバータを備えた入力系統以外の入力系統の動作時は前記リレーが開状態に保持される請求項１又は請求項２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記入力系統は２系統設けられ、第１入力系統は高圧電源に接続され、第２入力系統は低圧電源に接続されるとともに昇圧チョッパで構成され、第２入力系統に前記遮断手段が設けられている請求項２又は請求項３に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項５】
一つの出力部に対して第１入力系統及び第２入力系統が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータを備えた車両用電源装置であって、前記第１入力系統は高圧電源に接続され、前記第２入力系統は低圧電源に接続されるとともに昇圧チョッパで構成され、前記第１入力系統及び前記第２入力系統に設けられたチョークコイルが共通のコアに巻回されており、前記第１入力系統及び前記第２入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段と、両入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段とを備え、前記第２入力系統に前記遮断手段が設けられている車両用電源装置。
【請求項１】
一つの出力部に対して複数の入力系統が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記各入力系統に設けられたチョークコイルが共通のコアに巻回されており、前記複数の入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段を備えているＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
各入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段を備えている請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記入力系統の少なくとも一つに絶縁型の多石式のコンバータが使用され、前記多石式のコンバータのチョークコイルに直列にリレーが接続され、前記多石式のコンバータを備えた入力系統以外の入力系統の動作時は前記リレーが開状態に保持される請求項１又は請求項２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記入力系統は２系統設けられ、第１入力系統は高圧電源に接続され、第２入力系統は低圧電源に接続されるとともに昇圧チョッパで構成され、第２入力系統に前記遮断手段が設けられている請求項２又は請求項３に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項５】
一つの出力部に対して第１入力系統及び第２入力系統が互いに並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータを備えた車両用電源装置であって、前記第１入力系統は高圧電源に接続され、前記第２入力系統は低圧電源に接続されるとともに昇圧チョッパで構成され、前記第１入力系統及び前記第２入力系統に設けられたチョークコイルが共通のコアに巻回されており、前記第１入力系統及び前記第２入力系統のいずれか一つの入力系統から入力を行う状態に切換える入力系統切換え手段と、両入力系統のうち動作中でない入力系統のチョークコイルに電流経路が形成されるのを遮断する遮断手段とを備え、前記第２入力系統に前記遮断手段が設けられている車両用電源装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−３４０５８２（Ｐ２００６−３４０５８２Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６５８０７（Ｐ２００５−１６５８０７）
【出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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