本發(fā)明涉及具有多個(gè)開關(guān)電源的電源裝置。

背景技術(shù)：

用于開關(guān)電源的開關(guān)元件產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流/電壓變化對(duì)應(yīng)的高諧波噪聲、以及高頻噪聲(以下，稱為“開關(guān)噪聲”)。產(chǎn)生的開關(guān)噪聲向開關(guān)電源的輸入方向及輸出方向傳導(dǎo)，所以對(duì)在各個(gè)方向中所連接的設(shè)備產(chǎn)生影響，會(huì)引起誤動(dòng)作。以往，作為對(duì)開關(guān)噪聲的對(duì)策，用于除去開關(guān)噪聲的濾波器被設(shè)置在電源裝置中(例如，參照專利文獻(xiàn)1及2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平11-89087號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2001-298952號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供能夠抑制濾波器造成的損耗及電路規(guī)模的增加的電源裝置。

本發(fā)明的一方式的電源裝置具有：第1開關(guān)電源、第2開關(guān)電源；噪聲濾波器；以及屏蔽罩。第1開關(guān)電源將輸入電源進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換并供給到蓄電裝置。第2開關(guān)電源將從第1開關(guān)電源或蓄電裝置供給的電力進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換并供給到負(fù)載裝置。噪聲濾波器使在第1開關(guān)電源、第2開關(guān)電源中產(chǎn)生的噪聲降低。屏蔽罩覆蓋第1開關(guān)電源、第2開關(guān)電源及噪聲濾波器，屏蔽電磁噪聲。噪聲濾波器設(shè)置在第1開關(guān)電源和蓄電裝置之間、蓄電裝置和第2開關(guān)電源之間，并且比從第1開關(guān)電源至蓄電裝置的電力線和從第2開關(guān)電源至蓄電裝置的電力線相交的分支點(diǎn)靠近蓄電裝置。

根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制電源裝置中的、濾波器造成的損耗及電路規(guī)模的增加。

附圖說明

圖1表示以往的電源裝置的結(jié)構(gòu)例子的圖。

圖2表示以往的電源裝置的另一結(jié)構(gòu)例子的圖。

圖3表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電源裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖4表示本發(fā)明的實(shí)施方式的、具有共模的線路濾波器的結(jié)構(gòu)例子的圖。

圖5表示本發(fā)明的實(shí)施方式的、無共模的線路濾波器的結(jié)構(gòu)例子的圖。

圖6表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電源裝置的另一結(jié)構(gòu)的圖。

圖7表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電源裝置的又一另一結(jié)構(gòu)的圖。

具體實(shí)施方式

在說明本發(fā)明的實(shí)施方式之前，簡(jiǎn)單地說明以往的電源裝置中的問題。圖1表示以往的電源裝置10的結(jié)構(gòu)例子。在電源裝置10中，開關(guān)電源1將從電源(例如AC電源)供給的電力通過開關(guān)進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換，并通過蓄電裝置、或開關(guān)電源7向負(fù)載裝置供給。此外，蓄電裝置將通過開關(guān)電源7積累的電力向負(fù)載裝置供給。開關(guān)電源7將從開關(guān)電源1或蓄電裝置供給的電力通過開關(guān)進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換(電壓值轉(zhuǎn)換)并向負(fù)載裝置供給。再有，在圖1中，開關(guān)電源1由AC-DC轉(zhuǎn)換器2及DC-DC轉(zhuǎn)換器3構(gòu)成，開關(guān)電源7由DC-DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。此外，在開關(guān)電源1及開關(guān)電源7各自的輸入側(cè)及輸出側(cè)，分別設(shè)置用于除去開關(guān)噪聲的線路濾波器4、5、8、9。此外，對(duì)每個(gè)開關(guān)電源分別由屏蔽罩16、17覆蓋開關(guān)電源1、7、及線路濾波器4、5、8、9。

此外，如圖2所示，發(fā)明人還研究了具有使多個(gè)開關(guān)電源一體化結(jié)構(gòu)的電源裝置10a。電源裝置10a僅在開關(guān)電源1及開關(guān)電源7雙方被一個(gè)屏蔽罩11覆蓋方面與圖1所示的電源裝置10不同。

在將圖1所示的電路結(jié)構(gòu)用一個(gè)屏蔽罩11覆蓋而簡(jiǎn)單地進(jìn)行一體化的情況下，如圖2所示，對(duì)每個(gè)開關(guān)電源在輸入輸出側(cè)的雙方設(shè)置線路濾波器4、5、8、9。因此，開關(guān)電源越增加，濾波器的數(shù)也越增加，所以電源裝置大型化，并且其重量也增加。此外，如圖2所示，即使在電源的電力不通過蓄電裝置而直接供給到負(fù)載裝置的情況下(以點(diǎn)劃線箭頭表示的路徑)，也經(jīng)由在開關(guān)電源1、7的蓄電裝置側(cè)設(shè)置的2個(gè)線路濾波器5、9，所以線路濾波器5、9造成的損耗增加。

這樣，在電源裝置10a中，有線路濾波器5、9造成的損耗的增加、以及電源裝置10a的電路規(guī)模的增加的問題。

以下，參照附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電源裝置100。圖3是表示電源裝置100的結(jié)構(gòu)例子的圖。

[電源裝置100的結(jié)構(gòu)]

電源裝置100通過電力線(線束)與電源(輸入電源)、蓄電裝置、以及負(fù)載裝置連接。

在以下，作為一例說明電源裝置100裝載在車輛上的情況。該情況下，例如，在圖3中，電源是車輛外部的AC電源，蓄電裝置是高壓電池，是用于驅(qū)動(dòng)車輛的電機(jī)等的電源。此外，負(fù)載裝置例如是車輛上裝載的電裝組件(前大燈、雨刮器或音響等)、或用于驅(qū)動(dòng)該電裝組件的低壓電池。

在電源裝置100內(nèi)的電流路徑中，有(1)從電源至蓄電裝置的充電時(shí)的路徑(點(diǎn)線箭頭)、(2)從電源至負(fù)載裝置的電力供給時(shí)的路徑(點(diǎn)劃線箭頭)、以及(3)從蓄電裝置至負(fù)載裝置的放電時(shí)的路徑(虛線箭頭)。

電源裝置100具有：開關(guān)電源101(AC-DC轉(zhuǎn)換器102、DC-DC轉(zhuǎn)換器103)；開關(guān)電源104、線路濾波器105、106、107；屏蔽罩108。開關(guān)電源101相當(dāng)于第1開關(guān)電源。開關(guān)電源104相當(dāng)于第2開關(guān)電源。

開關(guān)電源101將電源通過開關(guān)進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換。具體地說，開關(guān)電源101中，AC-DC轉(zhuǎn)換器102將從電源供給的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力。DC-DC轉(zhuǎn)換器103變更從AC-DC轉(zhuǎn)換器102供給的DC電力的電壓值。DC-DC轉(zhuǎn)換器103進(jìn)行的電壓值變更后的DC電力通過蓄電裝置或開關(guān)電源104供給到負(fù)載裝置。

開關(guān)電源104對(duì)于從開關(guān)電源101或蓄電裝置供給的DC電力，通過開關(guān)進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換(電壓值變更)。具體地說，圖3所示的開關(guān)電源104是DC-DC轉(zhuǎn)換器，變更從DC-DC轉(zhuǎn)換器103或蓄電裝置供給的DC電力的電壓值，供給到負(fù)載裝置。

線路濾波器105、106、107是使開關(guān)電源101及開關(guān)電源104中產(chǎn)生的開關(guān)噪聲降低的噪聲濾波器。

具體地說，線路濾波器105設(shè)置在電源和開關(guān)電源101之間的電力線上，除去在開關(guān)電源101中產(chǎn)生的開關(guān)噪聲。

線路濾波器106設(shè)置在開關(guān)電源101和蓄電裝置之間，并且在蓄電裝置和開關(guān)電源104之間，而且設(shè)置在比從開關(guān)電源101至蓄電裝置的電力線和從開關(guān)電源104至蓄電裝置的電力線相交的分支點(diǎn)100A靠近蓄電裝置的位置。即，線路濾波器106設(shè)置在連接到蓄電裝置的輸入輸出端子100B和分支點(diǎn)100A之間。再有，也可以不設(shè)置輸入輸出端子100B而將線路濾波器106直接地連接到蓄電裝置。

線路濾波器106除去在開關(guān)電源101或開關(guān)電源104中產(chǎn)生的開關(guān)噪聲。此外，線路濾波器106流動(dòng)的電流的最大值(以下，稱為“電流容量”)小于從開關(guān)電源101流動(dòng)的電流的最大值(最大輸出電流)和流到開關(guān)電源104的電流的最大值(最大輸入電流)的相加值，大于開關(guān)電源101的最大輸出電流和開關(guān)電源104的最大輸入電流中較大的一方。

線路濾波器107設(shè)置在負(fù)載裝置和開關(guān)電源104之間的電力線上，除去在開關(guān)電源104中產(chǎn)生的開關(guān)噪聲。

圖4及圖5表示線路濾波器105、106、107的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例子。圖4所示的線路濾波器采用具有電容器C1～C6及共模扼流線圈L1的結(jié)構(gòu)。圖5所示的線路濾波器采用具有電容器C7～C9，而沒有扼流線圈的結(jié)構(gòu)。再有，線路濾波器中的線圈、電容器的有無及數(shù)量不限定于圖4及圖5所示的例子。

屏蔽罩108屏蔽從電源裝置100內(nèi)的各部分產(chǎn)生的輻射噪聲(電磁噪聲)。例如，屏蔽罩108是金屬，形成為可一體地覆蓋開關(guān)電源101、開關(guān)電源104、線路濾波器105、106、107。

[電源裝置100的動(dòng)作]

接著，說明電源裝置100的動(dòng)作。

在從電源至蓄電裝置的充電時(shí)(以點(diǎn)線箭頭表示的電流路徑)中，開關(guān)電源101將從電源供給的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力，供給到蓄電裝置。該情況下，開關(guān)電源104不動(dòng)作。在該電流路徑中，線路濾波器105及線路濾波器106夾置在其間。

在從電源向負(fù)載裝置供給時(shí)(以點(diǎn)劃線箭頭表示的電流路徑)中，開關(guān)電源101將從電源供給的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力。進(jìn)而，開關(guān)電源104將從開關(guān)電源101供給的DC電力的電壓值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，供給到負(fù)載裝置。在該電流路徑中，線路濾波器105及線路濾波器107夾置在其間。即，在該電流路徑中，線路濾波器106不夾置在其間。

再有，也有同時(shí)地進(jìn)行從電源至蓄電裝置的充電、以及從電源向負(fù)載裝置的供給。

在從蓄電裝置向負(fù)載裝置的放電時(shí)(以虛線箭頭表示的電流路徑)中，開關(guān)電源104將從蓄電裝置供給的DC電力的電壓值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，供給到負(fù)載裝置。該情況下，開關(guān)電源101不動(dòng)作。在該電流路徑中，線路濾波器106及線路濾波器107夾置在其間。

由以上，在從電源至蓄電裝置的充電時(shí)、以及從蓄電裝置向負(fù)載裝置的放電時(shí)的雙方中所供給的電力經(jīng)由線路濾波器106。即，線路濾波器106在從電源至蓄電裝置的充電時(shí)、以及從蓄電裝置向負(fù)載裝置放電時(shí)被共同地使用。

因此，與在如以往那樣對(duì)每個(gè)開關(guān)電源在輸入輸出側(cè)的雙方設(shè)置線路濾波器的情況(參照?qǐng)D1及圖2)比較，能夠降低電源裝置100的線路濾波器的數(shù)量。具體地說，電源裝置100僅包括電源裝置100和外部裝置(圖3中為電源、蓄電裝置、負(fù)載裝置)之間的連接口的數(shù)的線路濾波器即可。由此，即使電源裝置100中包含的開關(guān)電源增加，也能夠?qū)⒕€路濾波器數(shù)的增加抑制到最小限度。因此，能夠抑制電源裝置100的大型化及重量增加。

再有，在圖3所示的驅(qū)動(dòng)負(fù)載裝置的情況下，有時(shí)同時(shí)地進(jìn)行從電源至蓄電裝置的充電、以及從電源向負(fù)載裝置的放電。另一方面，電源裝置100中，沒有同時(shí)地進(jìn)行從電源至蓄電裝置的充電、以及從蓄電裝置向負(fù)載裝置的放電。即，沒有從電源至蓄電裝置的電流和從蓄電裝置至負(fù)載裝置的電流同時(shí)地通過線路濾波器106。此外，線路濾波器的能力有濾波器能力(衰減能力)、以及電流容量。其中，線路濾波器的電流容量依賴于流過線路濾波器的電流的最大值。例如，線路濾波器106具有從開關(guān)電源101向蓄電裝置流動(dòng)的電流(充電電流)的最大值及從蓄電裝置向開關(guān)電源104流動(dòng)的電流(放電電流)的最大值之中的、更大的值的電流容量即可。換言之，在線路濾波器106中，不需要具有流過將充電電流和放電電流合計(jì)所得的電流的能力。即，線路濾波器106具有比充電電流的最大值及放電電流的最大值的任何一個(gè)都大的值、并且小于充電電流的最大值和放電電流的最大值的合計(jì)值之值的電流容量即可。

例如，假定負(fù)載裝置中的消耗電力小于蓄電裝置中積累的充電電力的情況。該情況下，線路濾波器106至少是流過充電電流的能力，具有流過小于充電電流及對(duì)負(fù)載裝置的放電電流的合計(jì)值之值的電流的能力即可。

這樣，對(duì)于多個(gè)開關(guān)電源所共享的線路濾波器106，不需要如以往那樣將對(duì)多個(gè)開關(guān)電源的每個(gè)設(shè)置的線路濾波器(在圖1及圖2中為線路濾波器5、9)的全部合計(jì)的能力，所以能夠?qū)崿F(xiàn)電源裝置100的小型、輕量化。

此外，在上述電源裝置100內(nèi)的電流路徑(1)～(3)的任何一個(gè)中，僅分別設(shè)置與電力供給源之間的連接口、以及與電力供給目的地之間的連接口上的2個(gè)線路濾波器夾置在其間。即，電源裝置100僅經(jīng)由必要最小限的線路濾波器向各裝置供給電力。

例如，在以往的電源裝置(參照?qǐng)D1或圖2)中，在從電源向負(fù)載裝置供給時(shí)，需要經(jīng)由除了經(jīng)由設(shè)置電力供給源即電源及電力供給目的地即負(fù)載裝置的連接口上的線路濾波器4、8之外，還添加了分別設(shè)置在開關(guān)電源1、7的蓄電裝置側(cè)的線路濾波器5、9的合計(jì)為4個(gè)的線路濾波器。相對(duì)于此，在圖3所示的電源裝置100中，在從電源向負(fù)載裝置供給時(shí)，僅經(jīng)由分別設(shè)置在電力供給源即電源及電力供給目的地即負(fù)載裝置的連接口上的2個(gè)線路濾波器105、107即可。即，在從電源向負(fù)載裝置供給時(shí)所供給的電力不經(jīng)由設(shè)置在開關(guān)電源101、104的各個(gè)蓄電裝置側(cè)的線路濾波器106。

由此，在電源裝置100中，通過將電力供給時(shí)經(jīng)由的線路濾波器數(shù)抑制到最小限度，能夠防止經(jīng)由線路濾波器造成的損耗的增加。

如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠抑制電源裝置100中的、線路濾波器造成的損耗及電路規(guī)模的增加。

以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，上述說明是一例子，可進(jìn)行各種各樣的變形。

以下，分別說明變形例1及變形例2。

(變形例1)

圖6表示變形例1中的電源裝置200的結(jié)構(gòu)。再有，在圖6中，對(duì)與上述實(shí)施方式(圖3)相同的結(jié)構(gòu)附加相同標(biāo)號(hào)，并省略其說明。

在圖6所示的電源裝置200中，電動(dòng)壓縮機(jī)201是負(fù)載裝置的一例，由開關(guān)電源202和電機(jī)203構(gòu)成。此外，電動(dòng)壓縮機(jī)201被屏蔽罩108覆蓋。開關(guān)電源101相當(dāng)于第1開關(guān)電源。開關(guān)電源202相當(dāng)于第2開關(guān)電源。

開關(guān)電源202是逆變器，將從開關(guān)電源101或蓄電裝置供給的DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力，供給到電機(jī)203。

電機(jī)203由從開關(guān)電源202供給的AC電力驅(qū)動(dòng)，用于未圖示的冷氣或取暖裝置。

這樣，即使在使用從開關(guān)電源101或蓄電裝置供給的電力來驅(qū)動(dòng)的負(fù)載裝置被屏蔽罩108覆蓋的情況下，也能夠適用上述實(shí)施方式。在圖6中，線路濾波器106的電流容量小于開關(guān)電源101的最大輸出電流和開關(guān)電源202的最大輸入電流的相加值，大于開關(guān)電源101的最大輸出電流和開關(guān)電源202的最大輸入電流中較大的一方。

(變形例2)

圖7表示變形例2中的電源裝置300的結(jié)構(gòu)。再有，在圖7中，對(duì)與圖3及圖6的相同結(jié)構(gòu)附加相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。

圖7所示的電源裝置300包含具有圖3所示的結(jié)構(gòu)及圖6所示的結(jié)構(gòu)的多個(gè)負(fù)載裝置。具體地說，電源裝置300主要由將從電源供給的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力的開關(guān)電源101、轉(zhuǎn)換從開關(guān)電源101或蓄電裝置供給的DC電力的電壓值的開關(guān)電源104、以及使用從開關(guān)電源101或蓄電裝置供給的電力來驅(qū)動(dòng)的負(fù)載裝置即電動(dòng)壓縮機(jī)201一體地構(gòu)成。開關(guān)電源101相當(dāng)于第1開關(guān)電源。開關(guān)電源104和開關(guān)電源202相當(dāng)于第2開關(guān)電源。

如圖7所示，開關(guān)電源101、開關(guān)電源104、以及開關(guān)電源202都通過一個(gè)線路濾波器106連接到蓄電裝置。即，線路濾波器106被開關(guān)電源101、開關(guān)電源104、以及開關(guān)電源202共享。因此，在電源裝置300中，盡管具備3個(gè)開關(guān)電源，但在蓄電裝置側(cè)僅設(shè)一個(gè)線路濾波器即可，能夠抑制電路規(guī)模的增加。在圖7中，線路濾波器106的電流容量小于開關(guān)電源101的最大輸出電流和開關(guān)電源104的最大輸入電流和開關(guān)電源202的最大輸入電流的相加值，并且大于開關(guān)電源104的最大輸入電流和開關(guān)電源202的最大輸入電流的相加值、以及開關(guān)電源101的最大輸出電流中較大的一方。

此外，在電源裝置300中，假定從電源或蓄電裝置供給的電力同時(shí)地供給到通過開關(guān)電源104連接的外部的負(fù)載裝置、以及電源裝置300內(nèi)的電動(dòng)壓縮機(jī)201。另一方面，在電源裝置300中，向這些負(fù)載裝置的電力供給和從電源向蓄電裝置的電力供給不同時(shí)地進(jìn)行。因此，線路濾波器106具有流過向多個(gè)負(fù)載裝置(即，多個(gè)開關(guān)電源104、202)流動(dòng)的放電電流的合計(jì)值、以及從電源向蓄電裝置流動(dòng)的充電電流之中的、更大的電流的能力即可。即，線路濾波器106具有流過小于通向多個(gè)負(fù)載裝置的放電電流的最大值的合計(jì)值和充電電流的最大值的合計(jì)值之值的電流的能力即可。

例如，假定上述外部的負(fù)載裝置及電動(dòng)壓縮機(jī)201中的消耗電力的合計(jì)值小于在蓄電裝置積蓄的充電電力的情況。這種情況下，線路濾波器106至少具備流過充電電流的能力，即具有流過小于充電電流及放電電流的合計(jì)值之值的電流的能力即可。

以上，分別說明了變形例1及變形例2。

再有，在上述實(shí)施方式中，說明了使用AC電源作為電源的情況，但電源不限定為AC電源，也可以是DC電源。該情況下，在圖3、圖6、圖7所示的電源裝置中，不需要構(gòu)成開關(guān)電源101的AC-DC轉(zhuǎn)換器。

此外，在上述實(shí)施方式中，說明了使用高壓電池作為蓄電裝置，使用由低壓電池驅(qū)動(dòng)的裝置或低壓電池作為負(fù)載裝置的一例的情況。但是，蓄電裝置和負(fù)載裝置之間的電池電壓的關(guān)系不限定于此，也可以使用低壓電池作為蓄電裝置，使用高壓電池作為負(fù)載裝置。

此外，在上述實(shí)施方式中，作為一例說明了車輛上裝載的電源裝置，但電源裝置不限定于裝載在車輛上的情況，例如，也可以是在普通家庭或工廠等中設(shè)置的電源裝置。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明可以適用于例如包括了多個(gè)開關(guān)電源的電源裝置。

標(biāo)號(hào)說明

100，200，300 電源裝置

100A 分支點(diǎn)

100B 輸入輸出端子

101，104，202 開關(guān)電源

102 AC-DC轉(zhuǎn)換器

103 DC-DC轉(zhuǎn)換器

105，106，107 線路濾波器

108 屏蔽罩(shield)

201 電動(dòng)壓縮機(jī)

203 電機(jī)