DE102020128200B4

DE102020128200B4 - Netzteilvorrichtung und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020128200B4
Application number: DE102020128200.1A
Authority: DE
Inventors: Shana Yanagimoto; Kento Mochizuki
Original assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2024-11-21
Anticipated expiration: 2040-10-28
Also published as: CN112769125B; CN112769125A; DE102020128200A1; JP2021077668A; JP7382567B2

Abstract

Stromversorgungsvorrichtung (100), umfassend:
eine Magnetkomponente (104), mit:
- einer erste Wicklung, (104A), verbunden mit einem ersten Versorgungsleiter (A1), der fähig ist, Leistung einer ersten Spannungsversorgung (10A) in einer Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) und Leistung einer Einphasen-Spannungsversorgung (20) zu einer Batterie (2) zu liefern;
- einer zweiten Wicklung (104B), verbunden mit einem zweiten Versorgungsleiter (B1), der fähig ist, Leistung einer zweiten Spannungsversorgung (10B) in der Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) zu der Batterie (2) zu liefern;
- einer dritten Wicklung (104C), verbunden mit einem dritten Versorgungsleiter (C1), der fähig ist, Leistung einer dritten Spannungsversorgung (10C) in der Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) zu der Batterie (2) zu liefern;
- eine vierter Wicklung (104D), verbunden mit einem Neutralleiter (D), der einem Sternpunkt der ersten Spannungsversorgung (10A), der zweiten Spannungsversorgung (10B), der dritten Spannungsversorgung (10C) und der Einphasen-Spannungsversorgung (20) entspricht; und
- einem Magnetkern (104E), um den die erste Wicklung (104A), die zweite Wicklung (104B), die dritte Wicklung (104C) und die vierte Wicklung (104D) gewickelt sind, wobei ein Widerstandswert der vierten Wicklung (104D) kleiner ist als ein Widerstandswert der zweiten Wicklung (104B); und
einen Schaltteil (105), der einen Verbindungszustand eines Versorgungsleiters zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand umschaltet, wobei die Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) in dem ersten Zustand genutzt wird und die Einphasen-Spannungsversorgung (20) in dem zweiten Zustand genutzt wird,
wobei
der erste Zustand ermöglicht, dass die Leistung von der ersten Spannungsversorgung (10A) dem ersten Versorgungsleiter (A1) zugeführt wird, und dass die Leistung von der zweiten Spannungsversorgung (10B) dem zweiten Versorgungsleiter (B1) zugeführt wird, und
der zweite Zustand ermöglicht, dass die Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung (10) dem ersten Versorgungsleiter (A1) und mindestens einem aus dem zweiten Versorgungsleiter (B1) und dem dritten Versorgungsleiter (C1) zugeführt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Netzteilvorrichtung und ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Um eine geräuschreduzierende Drossel bereitzustellen, die das von einer Wechselrichtervorrichtung und einer Last erzeugte Rauschen reduzieren kann, ohne eine Erhöhung der Anzahl von Einzelteilen zu verursachen, die kostengünstig ist und in der Größe reduziert werden kann, und um eine geräuschreduzierende Vorrichtung bereitzustellen, wird in JP 2007 - 300 700 A vorgeschlagen, dass die geräuschreduzierende Drossel in ein Stromversorgungskabel von einer dreiphasigen Vierleitungs-Wechselstromversorgung eingefügt wird, das Rauschen reduziert, das sich zu dem Stromversorgungskabel ausbreitet, und einen ersten Magnetkern umfasst, der ein Durchgangsloch in seiner Mitte aufweist und einen ersten geschlossenen magnetischen Durchgang bildet; eine erste Wicklung, eine zweite Wicklung, eine dritte Wicklung und eine vierte Wicklung, die so angeordnet sind, dass sie dem Stromversorgungskabel von der dreiphasigen Vierleitungs-Wechselstromversorgung entsprechen, und auf den ersten Magnetkern gewickelt sind; einen zweiten Magnetkern, der in das Durchgangsloch des ersten Magnetkerns eingesetzt ist, einen Teil des ersten geschlossenen magnetischen Durchgangs des ersten Magnetkerns bei jeder Wicklung passiert und einen zweiten geschlossenen magnetischen Durchgang bildet; und einen Isolierkörper, der zwischen dem ersten Magnetkern und dem zweiten Magnetkern angeordnet ist.
Um die Anzahl der Wicklungen in einer Gleichtaktdrossel und einer Drossel, die eine Filterkomponente bilden, unabhängig voneinander zu gestalten, wird in JP 2014 - 207 373 A vorgeschlagen, dass eine Filterkomponente Folgendes umfasst: eine erste Wicklung; eine zweite Wicklung, die getrennt von der ersten Wicklung mit Strom versorgt wird; eine dritte Wicklung, die mit der ersten Wicklung in Reihe geschaltet ist; und einen Magnetkern, um den ein magnetischer Pfad durch Wickeln der Wicklungen gebildet wird. Der Magnetkern ist so geformt, dass er einen ersten magnetischen Pfad bildet, in dem ein magnetischer Fluss zirkuliert, während er die erste und zweite Wicklung schneidet und die dritte Wicklung nicht schneidet, und einen zweiten magnetischen Pfad, in dem ein magnetischer Fluss zirkuliert, während er die erste und dritte Wicklung schneidet und die zweite Wicklung nicht schneidet. Außerdem sind die erste und die zweite Wicklung so um den Magnetkern gewickelt, dass die Richtungen der Stromflüsse in eine vom ersten Magnetpfad umgebene Öffnung umgekehrt werden. Die erste und die dritte Wicklung sind so um den Magnetkern gewickelt, dass die Richtungen der Stromflüsse in eine Öffnung, die von dem zweiten Magnetpfad umgeben ist, gleich sind.
Eine Entstörungsdrossel gemäß WO 2007 / 125 989 A1 wird in die Stromleitungen eines dreiphasigen Vierleiter-Wechselstromnetzes eingefügt und reduziert die über die Stromleitungen übertragenen Geräusche. Die Rauschunterdrückungsdrossel umfasst einen ersten Magnetkern, der in der Mitte ein Durchgangsloch aufweist und einen ersten geschlossenen magnetischen Pfad bildet, erste, zweite, dritte und vierte Spulen, die entsprechend den Stromleitungen der dreiphasigen Vierleiter-Wechselstromversorgung vorgesehen und um den ersten Magnetkern gewickelt sind, einen zweiten Magnetkern, der in das Durchgangsloch des ersten Magnetkerns eingesetzt ist und für jede der Spulen einen zweiten geschlossenen magnetischen Pfad bildet, der einen Teil des ersten geschlossenen magnetischen Pfades des ersten Magnetkerns durchläuft, und einen Isolator, der zwischen dem ersten Magnetkern und dem zweiten Magnetkern vorgesehen ist.
Eine Magnetkomponente (beispielsweise eine Gleichtakt-Drosselspule) ist bekannt zum Beseitigen von Gleichtaktstörungen, die in einer Schaltung erzeugt werden, die in einer Netzteilvorrichtung oder dergleichen eingebaut ist.
Ein dreiphasiges Vierleitersystem in einer solchen Magnetkomponente ist bekannt, die an eine Dreiphasen-Spannungsversorgung angeschlossen ist. In dem dreiphasigen Vierleitersystem können drei Versorgungsleiter, denen die Leistung von drei Wechselspannungsversorgungen zugeführt wird, und ein Sternpunkt der Wechselspannungsversorgungen an einen Neutralleiter angeschlossen sein.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
Patenschrift 1
Japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2016 - 208 505 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Um es zu ermöglichen, dass die Magnetkomponente einer Netzteilvorrichtung oder Stromversorgungseinrichtung in verschiedenen Infrastrukturen rund um die Welt betrieben wird, ist es wünschenswert, die Magnetkomponente so auszulegen, dass sie sowohl für Einphasen- als auch für Dreiphasen-Spannungsversorgungen nutzbar ist.
Jedoch ist eine Auslegung eines herkömmlichen Dreiphasen-Vierleitersystems für eine Dreiphasen-Spannungsversorgung vorgesehen, und somit sind die Widerstandswerte der den Versorgungsleitern und dem Neutralleiter entsprechenden Wicklungen alle dieselben.
Falls der Leistungszufuhrbetrag der Einphasen-Spannungsversorgung größer ist als der Leistungszufuhrbetrag einer der Spannungsversorgungen in der Dreiphasen-Spannungsversorgung, kann die Magnetkomponente größer und kostspieliger werden, wenn Wicklungen, die jeweiligen Spannungsversorgungen der Dreiphasen-Spannungsversorgung entsprechen, gemäß dem Betrag der Leistung der Einphasen-Spannungsversorgung dicker gemacht werden.
Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Netzteilvorrichtung und ein Fahrzeug zu schaffen, die hinsichtlich Größe und Kosten verringert sein können, während sie sowohl für Einphasen- als auch Dreiphasen-Spannungsversorgungen nutzbar sind.
Lösung der Aufgabe
Eine Netzteilvorrichtung bzw. Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in Anspruch 1 definiert.
Ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in Anspruch 9 definiert.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Komponente und dergleichen der vorliegenden Offenbarung können hinsichtlich Größe und Kosten verringert sein, während sie sowohl für Einphasen- als auch Dreiphasen-Spannungsversorgungen nutzbar sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung

1 stellt ein Fahrzeug mit einer Netzteilvorrichtung gemäß einer dabei angewendeten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
2 stellt einen Zustand dar, in dem eine Einphasen-Spannungsversorgung an die in 1 dargestellte Netzteilvorrichtung angeschlossen ist;
3 stellt ein Fahrzeug mit einer Netzteilvorrichtung gemäß einer dabei angewendeten Modifikation dar;
4 stellt einen Zustand dar, in dem eine Einphasen-Spannungsversorgung an die in 3 dargestellte Netzteilvorrichtung angeschlossen ist; und
5 stellt ein Störschutzfilter gemäß einer Modifikation dar.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben. 1 stellt ein Fahrzeug 1 mit einer Netzteilvorrichtung 100 gemäß einer dabei angewendeten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
Wie in 1 dargestellt, ist die Netzteilvorrichtung 100 beispielsweise eine Ladevorrichtung zum Laden einer in dem Fahrzeug 1 montierten Batterie 2 und wird betrieben durch ein Zuführen von Leistung aus einer externen Wechselspannungsversorgung. Die Netzteilvorrichtung 100 ist so ausgelegt, dass sie an eine Einphasen-Spannungsversorgung und eine Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 als externe Spannungsversorgungen anschließbar ist.
1 stellt ein Beispiel dar, in dem die Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 an die Netzteilvorrichtung 100 angeschlossen ist. Die Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 enthält eine erste Spannungsversorgung 10A, eine zweite Spannungsversorgung 10B und eine dritte Spannungsversorgung 10C, die eine Y-Schaltung um den Sternpunkt N1 bilden, der an den Erdungsleiter G angeschlossen ist. Die Erdungsenden jeweils der ersten Spannungsversorgung 10A, der zweiten Spannungsversorgung 10B und der dritten Spannungsversorgung 10C sind an den Sternpunkt N1 angeschlossen. Der Erdungsleiter G ist ein Leiter, der der Erdung entspricht.
Die Netzteilvorrichtung 100 enthält eine erste Klemme 101A, eine zweite Klemme 101B, eine dritte Klemme 101C, eine vierte Klemme 102, Verarbeitungsschaltungen 103A, 103B und 103C, ein Störschutzfilter 104 und dergleichen.
Die erste Klemme 101A ist an das erste Spannungsversorgungsende L1 der ersten Spannungsversorgung 10A in der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 angeschlossen. Ferner ist die erste Klemme 101A über das Störschutzfilter 104 an den ersten Versorgungsleiter A1 in der Netzteilvorrichtung 100 angeschlossen. Wie in 2 dargestellt, ist, wenn die Einphasen-Spannungsversorgung 20 an die Netzteilvorrichtung 100 angeschlossen ist, die erste Klemme 101A an das Spannungsversorgungsende L der Einphasen-Spannungsversorgung 20 angeschlossen.
Wie in 1 dargestellt, ist die zweite Klemme 101B an das zweite Spannungsversorgungsende L2 der zweiten Spannungsversorgung 10B in der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 angeschlossen. Ferner ist die zweite Klemme 101B über das Störschutzfilter 104 an den zweiten Versorgungsleiter B1 in der Netzteilvorrichtung 100 angeschlossen.
Die dritte Klemme 101C ist an das dritte Spannungsversorgungsende L3 der dritten Spannungsversorgung 10C in der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 angeschlossen. Ferner ist die dritte Klemme 101C über das Störschutzfilter 104 an den dritten Versorgungsleiter C1 in der Netzteilvorrichtung 100 angeschlossen.
Die vierte Klemme 102 ist an den Sternpunkt N1 der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 angeschlossen, der dem Erdungsende der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 entspricht, das heißt, die vierte Klemme 102 ist an den Erdungsleiter G angeschlossen. Ferner ist die vierte Klemme 102 über das Störschutzfilter 104 an den Neutralleiter D in der Netzteilvorrichtung 100 angeschlossen. Weiter ist der Neutralleiter D an jeden aus dem ersten Neutralleiter A2, dem zweiten Neutralleiter B2 und dem dritten Neutralleiter C2 angeschlossen.
Verarbeitungsschaltungen 103A, 103B und 103C dienen zum Umwandeln der von der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 oder der Einphasen-Spannungsversorgung gelieferten Leistung in die Leistung zum Laden der Batterie 2 und enthalten eine Blindleistungskompensationsschaltung, eine Gleichspannungsumrichterschaltung und dergleichen.
Die Verarbeitungsschaltung 103A entspricht dem ersten Versorgungsleiter A1 und dem ersten Neutralleiter A2. Die Leistung von der ersten Spannungsversorgung 10A in der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 wird der Verarbeitungsschaltung 103A zugeführt.
Die Verarbeitungsschaltung 103B entspricht dem zweiten Versorgungsleiter B1 und dem zweiten Neutralleiter B2. Die Leistung von der zweiten Spannungsversorgung 10B in der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 wird der Verarbeitungsschaltung 103B zugeführt.
Ferner wird, wenn die Einphasen-Spannungsversorgung 20 an die Netzteilvorrichtung 100 angeschlossen ist, Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 den Verarbeitungsschaltungen 103A und 103B zugeführt (siehe 2).
Die Verarbeitungsschaltung 103C entspricht dem dritten Versorgungsleiter C1 und dem dritten Neutralleiter C2. Die Leistung von der dritten Spannungsversorgung 10C in der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 wird der Verarbeitungsschaltung 103C zugeführt.
Das Störschutzfilter 104 ist eine Gleichtakt-Drosselspule (Magnetkomponente) eines dreiphasigen Vierleitersystems zum Beseitigen von Gleichtaktstörungen in der Netzteilvorrichtung 100. Das Störschutzfilter 104 ist in der Vorderstufe der Verarbeitungsschaltungen 103A, 103B und 103C vorgesehen. Das Störschutzfilter 104 enthält eine erste Wicklung 104A, eine zweite Wicklung 104B, eine dritte Wicklung 104C, eine vierte Wicklung 104D und einen Magnetkern 104E.
Die erste Wicklung 104A ist zwischen der ersten Klemme 101A und dem ersten Versorgungsleiter A1 vorgesehen. Die zweite Wicklung 104B ist zwischen der zweiten Klemme 101B und dem zweiten Versorgungsleiter B1 vorgesehen. Die dritte Wicklung 104C ist zwischen der dritten Klemme 101C und dem dritten Versorgungsleiter C1 vorgesehen.
Die vierte Wicklung 104D ist zwischen der vierten Klemme 102 und dem Neutralleiter D vorgesehen. Der Widerstandswert der vierten Wicklung 104D ist kleiner als jeder Widerstandswert der ersten Wicklung 104A, der zweiten Wicklung 104B und der dritten Wicklung 104C.
Genauer ist die vierte Wicklung 104D dicker als die erste Wicklung 104A, die zweite Wicklung 104B und die dritte Wicklung 104C. Als Ergebnis kann der vierten Wicklung 104D mehr Leistung (Strom) zugeführt werden als jeder aus der ersten Wicklung 104A, der zweiten Wicklung 104B und der dritten Wicklung 104C. In der vorliegenden Ausführungsform sollte der Widerstandswert der vierten Wicklung 104D kleiner sein als der Widerstandswert nur der zweiten Wicklung 104B, und der Widerstandswert der vierten Wicklung 104D muss nicht unbedingt kleiner sein als jeder Widerstandswert der ersten Wicklung 104A, der zweiten Wicklung 104B und der dritten Wicklung 104C.
Der Magnetkern 104E ist in einer Kreisform gestaltet. Die erste Wicklung 104A, die zweite Wicklung 104B, die dritte Wicklung 104C und die vierte Wicklung 104D sind um verschiedene Teile des Magnetkerns 104E gewickelt.
Wenn ein Strom durch jede Wicklung fließt, wird ein Magnetfluss in jeder Wicklung des Magnetkerns 104E in dem so gestalteten Störschutzfilter 104 erzeugt. Da diese Magnetflüsse einander verstärken, erlangt das Störschutzfilter 104 eine große Impedanz, wenn Gleichtaktstörungen erzeugt werden, und unterdrückt dadurch die Gleichtaktstörungen.
Der Schaltteil 105 ist beispielsweise ein Relais und schaltet den Anschlusszustand in einem Versorgungsleiter zwischen einem ersten Zustand, in dem die Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 verwendet ist, und einem zweiten Zustand um, in dem die Einphasen-Spannungsversorgung verwendet ist.
Im ersten Zustand kann die Leistung von der ersten Spannungsversorgung 10A der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 dem ersten Versorgungsleiter A1 zugeführt werden, und die Leistung von der zweiten Spannungsversorgung 10B der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 kann dem zweiten Versorgungsleiter B1 zugeführt werden. Im zweiten Zustand kann die Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 dem ersten Versorgungsleiter A1 und dem zweiten Versorgungsleiter B1 zugeführt werden.
Der Schaltteil 105 ist in der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 oder der Einphasen-Spannungsversorgung 20 dem Störschutzfilter 104 in der Richtung der Spannungsversorgung (der Richtung von links nach rechts in 1 und dergleichen) vorgeschaltet. Der Schaltteil 105 enthält einen ersten festen Kontakt 105A, einen zweiten festen Kontakt 105B und einen beweglichen Kontakt 105C.
Der erste feste Kontakt 105A ist am vierten Versorgungsleiter A3 vorgesehen, der die erste Klemme 101A und die erste Wicklung 104A verbindet. Der zweite feste Kontakt 105B ist mit der zweiten Klemme 101B verbunden.
Der bewegliche Kontakt 105C ist mit dem fünften Versorgungsleiter B3 verbunden, der mit der zweiten Wicklung 104B verbunden ist, und ist auch entweder mit dem ersten festen Kontakt 105A oder dem zweiten festen Kontakt 105B verbunden.
Wenn sich der Schaltteil 105 im ersten Zustand befindet, ist der bewegliche Kontakt 105C mit dem zweiten festen Kontakt 105B verbunden. In diesem Zustand sind der erste Versorgungsleiter A1 und der zweite Versorgungsleiter B1 voneinander getrennt, und die zweite Klemme 101B ist mit dem zweiten Versorgungsleiter B1 über den fünften Versorgungsleiter B3 und die zweite Wicklung 104B verbunden.
Die Leistung von der ersten Spannungsversorgung 10A der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 wird somit dem ersten Versorgungsleiter A1 über die erste Wicklung 104A zugeführt, und die Leistung von der zweiten Spannungsversorgung 10B der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 wird dem zweiten Versorgungsleiter B1 über die zweite Wicklung 104B zugeführt.
Wie in 2 dargestellt, ist der bewegliche Kontakt 105C mit dem ersten festen Kontakt 105A verbunden, wenn sich der Schaltteil 105 im zweiten Zustand befindet. In diesem Zustand ist der erste Versorgungsleiter A1 mit dem zweiten Versorgungsleiter B1 über den fünften Versorgungsleiter B3 und die zweite Wicklung 104B verbunden, und die zweite Klemme 101B und der zweite Versorgungsleiter B1 sind voneinander getrennt.
Die Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 wird somit dem ersten Versorgungsleiter A1 und dem zweiten Versorgungsleiter B1 über die erste Wicklung 104A und die zweite Wicklung 104B zugeführt. In diesem Zustand wird der Betrag der Leistung (im Folgenden auch als „Leistungsbetrag“ bezeichnet) von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 auf die erste Wicklung 104A und die zweite Wicklung 104B aufgeteilt und wird dem ersten Versorgungsleiter A1 und dem zweiten Versorgungsleiter B1 zugeführt.
Wenn beispielsweise die Widerstandswerte der ersten Wicklung 104A und der zweiten Wicklung 104B dieselben sind, wird die Hälfte des Leistungsbetrags der Einphasen-Spannungsversorgung 20 jedem aus dem ersten Versorgungsleiter A1 und dem zweiten Versorgungsleiter B1 zugeführt.
Wenn die Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 genutzt wird, sind die Phasen der Leistungen jeweils der ersten Spannungsversorgung 10A, der zweiten Spannungsversorgung 10B und der dritten Spannungsversorgung 10C um 120° verschoben, und die Summe der dreiphasigen Leistungen wird zu 0. Der Leistungsbetrag des Neutralleiters D wird somit zu 0.
Wenn indessen die Einphasen-Spannungsversorgung 20 genutzt wird, wird der Leistungsbetrag des Neutralleiters D gleich dem von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 gelieferten Leistungsbetrag. Zum Beispiel kann der von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 gelieferte Leistungsbetrag größer sein als der von jeder der Spannungsversorgungen 10A, 10B und 10C der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 gelieferte Leistungsbetrag.
In diesem Fall läuft die Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 durch zwei Versorgungsleiter, nämlich den ersten Versorgungsleiter A1 und den zweiten Versorgungsleiter B1, über die erste Wicklung 104A und die zweite Wicklung 104B. Es ist somit möglich, einen Leistungsbetrag, der doppelt so groß ist wie derjenige jeder der Spannungsversorgungen 10A, 10B und 10C der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10, an die darauffolgende Stufe des Störschutzfilters 104 zu liefern, wenn die Einphasen-Spannungsversorgung 20 genutzt wird.
Wenn die Dicke der vierten Wicklung 104D im Wesentlichen als dieselbe festgelegt ist wie diejenige der anderen Wicklungen, kann jedoch die Leistungsbelastbarkeit der vierten Wicklung 104D während der Nutzung der Einphasen-Spannungsversorgung 20 überschritten werden, weil die dem ersten Versorgungsleiter A1 und dem zweiten Versorgungsleiter B1 entsprechende Leistung auf die vierte Wicklung 104D beaufschlagt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die vierte Wicklung 104D einen kleineren Widerstandswert auf als die erste Wicklung 104A, die zweiten Wicklung 104B und die dritte Wicklung 104C, wie oben beschrieben, und somit ist der Leistungsbetrag, der durch den Neutralleiter D läuft, zulässig, wenn die Einphasen-Spannungsversorgung 20 genutzt wird.
Als Ergebnis kann das Störschutzfilter 104 sowohl für die Einphasen-Spannungsversorgung 20 als auch für die Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 benutzt werden.
Eine Anordnung eines herkömmlichen dreiphasigen Vierleitersystems enthält Wicklungen mit denselben Dicken, und somit ist eine Anordnung mit relativ dicken Wicklungen für die Einphasen-Spannungsversorgung erforderlich. Das Störschutzfilter kann größer und kostspieliger werden.
Andererseits ist in der vorliegenden Ausführungsform nur die vierte Wicklung 104D verdickt, und somit ist es möglich, die Größe und die Kosten im Vergleich mit der herkömmlichen Anordnung zu verringern.
Die Anordnung des dreiphasigen Vierleitersystems in der vorliegenden Ausführungsform enthält insgesamt vier Wicklungen des Störschutzfilters 104. Daher kann die Anzahl von Wicklungen verringert sein, verglichen mit der Anordnung, in der Neutralleiter vorgesehen sind, die jeweiligen Versorgungsleitern entsprechen, und Wicklungen für die jeweiligen Neutralleiter vorgesehen sind, wodurch die Größe und die Kosten verringert sind.
In der obigen Ausführungsform ist der Schaltteil 105 dem Störschutzfilter 104 vorgeschaltet vorgesehen, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann, wie in 3 dargestellt, der Schaltteil 105 dem Störschutzfilter 104 in der Spannungsversorgungsrichtung nachgeschaltet vorgesehen sein.
In diesem Fall ist der erste feste Kontakt 105A des Schaltteils 105 am ersten Versorgungsleiter A1 vorgesehen. Der zweite feste Kontakt 105B ist am sechsten Versorgungsleiter B4 vorgesehen, der mit der zweiten Wicklung 104B verbunden ist. Der bewegliche Kontakt 105C ist mit dem zweiten Versorgungsleiter B1 verbunden und ist auch entweder mit dem ersten festen Kontakt 105A oder dem zweiten festen Kontakt 105B verbunden.
Wenn sich der Schaltteil 105 im ersten Zustand befindet, ist der bewegliche Kontakt 105C mit dem zweiten festen Kontakt 105B verbunden. In diesem Zustand sind der erste Versorgungsleiter A1 und der zweite Versorgungsleiter B1 voneinander getrennt, und die zweite Klemme 101B ist mit dem zweiten Versorgungsleiter B1 über den fünften Versorgungsleiter B3, den sechsten Versorgungsleiter B4 und die zweite Wicklung 104B verbunden.
Die Leistung von der ersten Spannungsversorgung 10A der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 wird somit dem ersten Versorgungsleiter A1 über die erste Wicklung 104A zugeführt, und die Leistung von der zweiten Spannungsversorgung 10B der Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 wird dem zweiten Versorgungsleiter B1 über die zweite Wicklung 104B zugeführt.
Wie in 4 dargestellt, ist der bewegliche Kontakt 105C mit dem ersten festen Kontakt 105A verbunden, wenn sich der Schaltteil 105 im zweiten Zustand befindet. In diesem Zustand ist der erste Versorgungsleiter A1 mit dem zweiten Versorgungsleiter B1 verbunden, und die zweite Klemme 101B und der zweite Versorgungsleiter B1 sind voneinander getrennt.
Die Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 wird somit dem ersten Versorgungsleiter A1 und dem zweiten Versorgungsleiter B1 über die erste Wicklung 104A zugeführt.
Diese Anordnung ist auch möglich, um Größe und Kosten des Störschutzfilters 104 zu verringern, während es sowohl für die Einphasen-Spannungsversorgung 20 als auch für die Dreiphasen-Spannungsversorgung 10 nutzbar ist.
Ferner enthält diese Anordnung das Störschutzfilter 104, das mit der ersten Klemme 101A, der zweiten Klemme 101B, der dritten Klemme 101C und der vierten Klemme 102 direkt verbunden ist und somit vorteilhaft von Gesichtspunkt des Störschutzes ist.
In dieser Anordnung ist es notwendig, dass die erste Wicklung 104A den von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 gelieferten Leistungsbetrag zulässt, sodass der Widerstandswert der ersten Wicklung 104A kleiner ist als jeder Widerstandswert der zweiten Wicklung 104B und der dritten Wicklung 104C. Zum Beispiel ist die erste Wicklung 104A dicker als die zweite Wicklung 104B und die dritte Wicklung 104C. Vom Gesichtspunkt der Verringerns der Größe sind die in 1 und 2 dargestellten Anordnungen mit der ersten Wicklung 104A, die dünner ist als die vierte Wicklung 104D, vorteilhafter als die in 3 und 4 dargestellten Anordnungen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die obige Anordnung beschränkt, und solange beispielsweise der Widerstandswert der ersten Wicklung 104A kleiner ist als der Widerstandswert der zweiten Wicklung 104B, kann der Widerstandswert der ersten Wicklung 104A größer sein als der Widerstandswert der zweiten Wicklung 104B.
Ferner ist der Magnetkern 104E in der obigen Ausführungsform in einer Kreisform gestaltet, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Gestaltung beschränkt, und der Magnetkern 104E kann beispielsweise in einer ovalen Form gestaltet sein, wie 5 dargestellt.
Der Magnetkern 104E enthält ein Paar gerader Bereiche E1 und ein Paar gekrümmter Bereiche E2.
Die vierte Wicklung 104D, die dicker ist als die anderen Wicklungen, kann bei einer solchen Gestaltung auf einem der beiden geraden Bereiche E1 vorgesehen sein. Da das Wickeln ausgeführt werden kann, während ein Zwischenraum zum Wickeln einer relativ dicken Wicklung im Magnetkern 104E sichergestellt ist, kann die Wicklungseffektivität der vierten Wicklung 104D verbessert sein.
Bei der obigen Ausführungsform wird der Widerstandswert einer Wicklung durch ein Verändern der Dicke der Wicklung eingestellt, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt, und der Widerstandswert der Wicklung kann mit einem anderen Verfahren eingestellt werden, beispielsweise durch ein Verändern des Werkstoffs der Wicklung.
Zum Beispiel kann die vierte Wicklung 104D aus einer Vielzahl von elektrischen Drähten gestaltet sein. Eine solche Gestaltung kann den Widerstandswert der Wicklung verringern, während sie die relativ dünne Wicklung aufweist, sodass die vierte Wicklung leicht um den Magnetkern gewickelt werden kann.
Entweder eine Anordnung mit einer vierten Wicklung 104D, deren Dicke verändert ist, oder eine Anordnung mit einer vierten Wicklung 104D, die aus einer Vielzahl von elektrischen Drähten ausgebildet ist, kann angemessen unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Magnetkomponente und dergleichen gewählt werden.
Weiter verwendet die obige Ausführungsform den zweiten Zustand im Schaltteil 105, in dem die Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 dem ersten Versorgungsleiter A1 und dem zweiten Versorgungsleiter B1 zugeführt werden kann, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann der zweite Zustand derart sein, dass die Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 dem ersten Versorgungsleiter A1 und dem vierten Versorgungsleiter A3 zugeführt wird, oder dass die Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung 20 dem ersten Versorgungsleiter A1, dem zweiten Versorgungsleiter B1 und dem vierten Versorgungsleiter A3 zugeführt wird.
Der Schaltteil 105 ist in den in 3 und 4 dargestellten Anordnungen vorgesehen; wenn jedoch die dem ersten Versorgungsleiter A1 entsprechende Verarbeitungsschaltung 103A den Leistungsbetrag der Einphasen-Spannungsversorgung 20 zulässt, ist es nicht notwendig, einen Schaltteil vorzusehen.
Ferner stellt die obige Ausführungsform beispielhaft eine Anordnung dar, in der der Schaltteil 105 ein Relais ist, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt und kann eine beliebige Anordnung verwenden, wie etwa eine Anordnung, die ein Schaltelement enthält, solange der Verbindungszustand eines Versorgungsleiters umgeschaltet werden kann.
Die obigen Ausführungsformen sind nicht mehr als bestimmte Beispiele zum Ausführen der vorliegenden Erfindung, und der technische Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht aufgrund der bestimmten Beispiele in einem einschränkenden Sinne auszulegen. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen ausgeführt sein, ohne von ihrem Kern oder ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Magnetkomponente der vorliegenden Offenbarung ist besonders vorteilhaft als Magnetkomponente, eine Netzteilvorrichtung und ein Fahrzeug, die hinsichtlich Größe und Kosten verringert sein können, während sie sowohl für Einphasen- als auch Dreiphasen-Spannungsversorgungen nutzbar sind.
Liste der Bezugszeichen

1: Fahrzeug
2: Batterie
10: Dreiphasen-Spannungsversorgung
10A: Erste Spannungsversorgung
10B: Zweite Spannungsversorgung
10C: Dritte Spannungsversorgung
20: Einphasen-Spannungsversorgung
100: Netzteilvorrichtung
101A: Erste Klemme
101B: Zweite Klemme
101C: Dritte Klemme
102: Vierte Klemme
103A: Verarbeitungsschaltung
103B: Verarbeitungsschaltung
103C: Verarbeitungsschaltung
104: Störschutzfilter
104A: Erste Wicklung
104B: Zweite Wicklung
104C: Dritte Wicklung
104D: Vierte Wicklung
104E: Magnetkern
105: Schaltteil
105A: Erster fester Kontakt
105B: Zweiter fester Kontakt
105C: Beweglicher Kontakt

Claims

Stromversorgungsvorrichtung (100), umfassend: eine Magnetkomponente (104), mit: - einer erste Wicklung, (104A), verbunden mit einem ersten Versorgungsleiter (A1), der fähig ist, Leistung einer ersten Spannungsversorgung (10A) in einer Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) und Leistung einer Einphasen-Spannungsversorgung (20) zu einer Batterie (2) zu liefern; - einer zweiten Wicklung (104B), verbunden mit einem zweiten Versorgungsleiter (B1), der fähig ist, Leistung einer zweiten Spannungsversorgung (10B) in der Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) zu der Batterie (2) zu liefern; - einer dritten Wicklung (104C), verbunden mit einem dritten Versorgungsleiter (C1), der fähig ist, Leistung einer dritten Spannungsversorgung (10C) in der Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) zu der Batterie (2) zu liefern; - eine vierter Wicklung (104D), verbunden mit einem Neutralleiter (D), der einem Sternpunkt der ersten Spannungsversorgung (10A), der zweiten Spannungsversorgung (10B), der dritten Spannungsversorgung (10C) und der Einphasen-Spannungsversorgung (20) entspricht; und - einem Magnetkern (104E), um den die erste Wicklung (104A), die zweite Wicklung (104B), die dritte Wicklung (104C) und die vierte Wicklung (104D) gewickelt sind, wobei ein Widerstandswert der vierten Wicklung (104D) kleiner ist als ein Widerstandswert der zweiten Wicklung (104B); und einen Schaltteil (105), der einen Verbindungszustand eines Versorgungsleiters zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand umschaltet, wobei die Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) in dem ersten Zustand genutzt wird und die Einphasen-Spannungsversorgung (20) in dem zweiten Zustand genutzt wird, wobei der erste Zustand ermöglicht, dass die Leistung von der ersten Spannungsversorgung (10A) dem ersten Versorgungsleiter (A1) zugeführt wird, und dass die Leistung von der zweiten Spannungsversorgung (10B) dem zweiten Versorgungsleiter (B1) zugeführt wird, und der zweite Zustand ermöglicht, dass die Leistung von der Einphasen-Spannungsversorgung (10) dem ersten Versorgungsleiter (A1) und mindestens einem aus dem zweiten Versorgungsleiter (B1) und dem dritten Versorgungsleiter (C1) zugeführt wird.
Stromversorgungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei: der Schaltteil (105) auf einer Seite der Wechselspannungsversorgung bezüglich der Magnetkomponente (104) in einer Spannungsversorgungsrichtung der Einphasen-Spannungsversorgung (20) oder der Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) vorgesehen ist.
Stromversorgungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei: ein Widerstandswert der vierten Wicklung (104D) kleiner ist als ein Widerstandswert der ersten Wicklung (104A).
Stromversorgungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei: der Schaltteil (105) auf einer Seite der Batterie (2) bezüglich der Magnetkomponente (104) in einer Spannungsversorgungsrichtung der Einphasen-Spannungsversorgung (20) oder der Dreiphasen-Spannungsversorgung (10) vorgesehen ist.
Stromversorgungsvorrichtung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei: ein Widerstandswert der vierten Wicklung (104D) kleiner ist als ein Widerstandswert der dritten Wicklung (104C).
Stromversorgungsvorrichtung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die vierte Wicklung (104D) dicker ist als die zweite Wicklung (104B).
Stromversorgungsvorrichtung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die vierte Wicklung (104D) aus einer Vielzahl von elektrischen Drähten gestaltet ist.
Stromversorgungsvorrichtung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der Magnetkern (104E) beispielsweise in einer ovalen Form gestaltet ist.
Fahrzeug (1), umfassend: die Stromversorgungsvorrichtung (100) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8.