JP2017158322A - Battery charger - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery charger capable of reducing or eliminating overlapping of circuits corresponding to a DC conversion circuit and further outputting AC power from a receptacle provided in a vehicle to a home electrical product in the middle of charging a battery of the vehicle from an external power source.SOLUTION: The present invention relates to a battery charger 100 comprising: a power factor improvement circuit 10 including a rectifier circuit 11 connected to AC power; a DC conversion circuit 20 of which one end is connected to the power factor improvement circuit and the other end is connected to a battery BAT; and an AC conversion circuit 30 which inputs power and outputs AC power. The power factor improvement circuit includes a capacitor 13 at a side connected to the DC conversion circuit and a power factor control circuit 12 at a side connected to the rectifier circuit. The DC conversion circuit includes a DC voltage conversion part 21 at a side to which power is inputted, and a smoothing part 22 at a side to which the battery BAT is connected. The AC conversion circuit is connected at any position from between the capacitor and the power factor control circuit to between the DC voltage conversion part and the smoothing part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、充電器に関し、特に直流−交流変換回路の機能を備える充電器に関する。   The present invention relates to a charger, and more particularly to a charger having a function of a DC-AC conversion circuit.

従来から、交流の外部電源からバッテリへ充電可能な車両において、家電製品等を繋げるコンセントを設けて交流を出力することを可能にする車両の装置が知られている。例えば、特許文献1は、車両に設けられるコンセントに接続される電気機器の使用が、外部電源から電気機器へ供給可能な電力の大きさにより制限されることを抑制できる電源装置等を開示する。この電源装置等は、電力変換装置と、電力変換装置を制御する電子制御ユニットを備える。電力変換装置は、充電インレット、蓄電装置およびコンセントに電気的に接続され、蓄電装置から供給される電力をコンセントへ供給する電力に変換する。電子制御ユニットは、外部電源がコンセントへ供給可能な電力が、コンセントが出力可能な電力よりも小さいときに、電気機器の消費電力に応じて供給電力のコンセントへの出力および蓄電装置に蓄えられた電力のコンセントへの出力を制御する。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle that can be charged from an alternating current external power source to a battery, a vehicle device that enables output of alternating current by providing an outlet for connecting home appliances and the like is known. For example, Patent Literature 1 discloses a power supply device that can suppress the use of an electric device connected to an outlet provided in a vehicle from being limited by the amount of power that can be supplied from an external power source to the electric device. The power supply device or the like includes a power conversion device and an electronic control unit that controls the power conversion device. The power conversion device is electrically connected to the charging inlet, the power storage device, and the outlet, and converts the power supplied from the power storage device into the power supplied to the outlet. When the electric power that can be supplied from the external power supply to the outlet is smaller than the power that can be output from the outlet, the electronic control unit is supplied to the outlet of the supplied power and stored in the power storage device according to the power consumption of the electrical equipment. Controls power output to the outlet.

また、特許文献2は、系統電源で主バッテリ及び補助バッテリを充電可能で、専用のDC/ACインバータを設けずに、少なくとも主バッテリを電源として家電製品用の電力を出力することができる電源装置を開示する。この電源装置では、主バッテリとトランスとの間に第1のブリッジ回路が接続され、トランスと系統電源用接続部との間に2つのHブリッジ回路を備えた双方向インバータが接続されている。また、主バッテリ側及び系統電源用接続部側にDC/DC変換器を介して補助バッテリが接続可能に設けられている。電源装置は、第1のブリッジ回路及びHブリッジ回路の各スイッチング素子等を制御装置によって制御し、系統電源で主バッテリや補助バッテリを充電したり、主バッテリの電力を系統電源用接続部から交流電圧として出力したりする。   Patent Document 2 discloses a power supply device that can charge a main battery and an auxiliary battery with a system power supply, and can output electric power for home appliances using at least the main battery as a power supply without providing a dedicated DC / AC inverter. Is disclosed. In this power supply device, a first bridge circuit is connected between the main battery and the transformer, and a bidirectional inverter having two H bridge circuits is connected between the transformer and the system power supply connection section. In addition, an auxiliary battery can be connected to the main battery side and the system power supply connection side via a DC / DC converter. The power supply device controls each switching element of the first bridge circuit and the H bridge circuit by the control device, charges the main battery and the auxiliary battery with the system power supply, and exchanges the power of the main battery from the system power supply connection section. Or output as a voltage.

また、特許文献3は、車外の電気機器へ電力を容易且つ安全に供給することができる電動車両の外部給電装置を開示する。この外部給電装置は、駆動用バッテリと、ACインバータと、車内に設けられた車内用コンセントと、ACインバータからの出力をオン又はオフするリレーと、車両の車外に露出された普通充電口と、リレーを制御する車両コントローラを備える。リレーは、ACインバータから見て、車内用コンセントより下流に接続され、普通充電口は、リレーより下流に接続される。車両コントローラは、普通充電口へのアダプタの接続が検知されると、リレーをオン状態として、ACインバータからの出力を普通充電口から供給する。   Patent Document 3 discloses an external power feeding device for an electric vehicle that can easily and safely supply electric power to an electric device outside the vehicle. The external power supply device includes a drive battery, an AC inverter, an in-vehicle outlet provided in the vehicle, a relay for turning on or off the output from the AC inverter, a normal charging port exposed outside the vehicle, A vehicle controller for controlling the relay is provided. The relay is connected downstream from the in-vehicle outlet as viewed from the AC inverter, and the normal charging port is connected downstream from the relay. When the connection of the adapter to the normal charging port is detected, the vehicle controller turns on the relay and supplies the output from the AC inverter from the normal charging port.

また、特許文献4は、屋外での用途に適した外部給電装置等を開示する。この外部給電装置等は、長時間の使用を予定される端子を有する外部給電端子部と、高電圧バッテリの電力を端子箱に供給するDC−ACインバータと遮断装置と、これらを制御する制御装置とを備える。この制御装置は、高電圧バッテリの使用下限SOCを設定する使用下限SOC設定部と、給電制御部を有する。使用下限SOC設定部は、長時間用の電気機器の消費電力と使用時間とに基づいて、長時間用の電気機器が使用時間の間に消費する消費電力量を算出して高電圧バッテリの使用下限SOCを設定する。給電制御部は、高電圧バッテリの実測SOCと使用下限SOCとを比較し、その結果に基づいて、高電圧バッテリの残量に関する制御を行う。   Patent Document 4 discloses an external power supply device and the like suitable for outdoor use. This external power supply device or the like includes an external power supply terminal portion having a terminal that is expected to be used for a long time, a DC-AC inverter and a shut-off device that supply power of a high-voltage battery to a terminal box, and a control device that controls them With. The control device includes a use lower limit SOC setting unit that sets a use lower limit SOC of the high-voltage battery, and a power supply control unit. The use lower limit SOC setting unit calculates the amount of power consumed by the long-time electric device during the use time based on the power consumption and the use time of the long-time electric device, and uses the high-voltage battery. Set the lower limit SOC. The power supply control unit compares the actual measured SOC of the high voltage battery with the lower limit SOC, and performs control related to the remaining amount of the high voltage battery based on the result.

また、特許文献5は、低コストを実現する自動車用電源装置を開示する。この自動車用電源装置では、主電池からの直流電圧は、DC/DCコンバータにて昇圧され、昇圧された直流電圧はDC/ACインバータにて交流電源に変換されてコンセントの出力コネクタに供給する。すなわち、主電池にDC/DCコンバータ、DC/ACインバータが直列に接続されている。本文献は、ACインバータの概要を示している。   Patent Document 5 discloses a power supply device for automobile that realizes low cost. In this automobile power supply device, the DC voltage from the main battery is boosted by a DC / DC converter, and the boosted DC voltage is converted into AC power by a DC / AC inverter and supplied to an output connector of an outlet. That is, a DC / DC converter and a DC / AC inverter are connected in series to the main battery. This document shows an outline of an AC inverter.

また、特許文献6は、広いDC入力の電圧範囲に対応できるDC−ACインバータを開示する。このDC−ACインバータは、DC−DC変換部による変換後の電圧に応じてDC−AC変換部のスイッチングデューティを調整してDC−AC変換部から交流電圧を出力する。本文献は、ACインバータの回路構成の一例を示している。   Patent Document 6 discloses a DC-AC inverter that can cope with a wide DC input voltage range. The DC-AC inverter adjusts the switching duty of the DC-AC converter according to the voltage after conversion by the DC-DC converter and outputs an AC voltage from the DC-AC converter. This document shows an example of a circuit configuration of an AC inverter.

特開2013−240241号公報JP2013-240241A 特開2008−312395号公報JP 2008-312395 A 特開2014−030283号公報JP, 2014-030283, A 特開2014−064457号公報JP 2014-064457 A 特開平09−074666号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-074666 特開2013−219982号公報JP 2013-219982 A

特許文献2に開示された電源装置では、外部電源(系統電源)から充電している最中には車両に設けられたコンセントから家電製品等に交流電力を出力することはできない。また、特許文献1に開示された電源装置では、同じ電圧であれば充電最中にコンセントから出力することはできるが、たとえば交流200Vで充電している最中は、コンセントから充電電圧とは異なる電圧の交流100Vを出力することはできないため、家電製品は使用することができない。   In the power supply device disclosed in Patent Document 2, AC power cannot be output to an electric home appliance or the like from an outlet provided in the vehicle while charging from an external power supply (system power supply). Further, in the power supply device disclosed in Patent Document 1, it is possible to output from the outlet during charging if the voltage is the same, but for example, during charging at AC 200 V, the charging voltage differs from the outlet. Since it is not possible to output an alternating voltage of 100 V, home appliances cannot be used.

また、特許文献3および特許文献4に開示された外部給電装置では、これらの文献に示される直流変換回路(DC/DCコンバータ)に加え、コンセントに出力する交流変換回路(ACインバータ)への入力電圧に変換する直流変換回路を要することとなり、回路が重複することになる。   In addition, in the external power supply devices disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4, in addition to the DC conversion circuit (DC / DC converter) shown in these documents, an input to an AC conversion circuit (AC inverter) that outputs to an outlet is performed. A DC conversion circuit that converts the voltage is required, and the circuits overlap.

本発明は、直流変換回路に相当する回路の重複を小さくするまたは無くし、さらに、交流電力を供給する外部電源から車両のバッテリへ充電している最中に、車両に設けられたコンセントから外部電源とは異なる電圧の交流電力を出力できる充電器を提供するものである。   The present invention reduces or eliminates the duplication of a circuit corresponding to a DC conversion circuit, and further, while charging the vehicle battery from the external power source supplying AC power, the external power source from the outlet provided in the vehicle. It is intended to provide a charger capable of outputting AC power having a voltage different from that of the battery.

上記課題を解決するために、バッテリを充電する充電器において、交流電力に接続される力率改善回路と、力率改善回路に一端を、バッテリに他端を接続される直流変換回路と、電力が入力されて交流電力を出力する交流変換回路と、を備える充電器であって、力率改善回路は、直流変換回路に接続される側にコンデンサと、力率改善回路に接続される側に力率制御回路を有し、直流変換回路は、電力が入力される側に直流電圧変換部と、バッテリに接続される側に平滑部を有し、交流変換回路は、コンデンサと力率制御回路の間から直流電圧変換部と平滑部の間までの間のいずれかの位置に電磁気的に接続される充電器が提供される。
これによれば、交流変換回路が、コンデンサと力率制御回路の間から直流電圧変換部と平滑部の間までの間のいずれかの位置に接続されることで、直流変換回路に相当する回路の重複を小さくするまたは無くした充電器を提供することができる。
In order to solve the above problems, in a charger for charging a battery, a power factor correction circuit connected to AC power, a DC conversion circuit connected at one end to the power factor improvement circuit, and at the other end to the battery, and power And a power conversion circuit that outputs alternating current power and a power factor correction circuit on the side connected to the direct current conversion circuit and on the side connected to the power factor correction circuit It has a power factor control circuit, the DC conversion circuit has a DC voltage conversion unit on the power input side and a smoothing unit on the side connected to the battery, and the AC conversion circuit has a capacitor and a power factor control circuit. A charger is provided that is electromagnetically connected to any position between the DC voltage conversion unit and the smoothing unit.
According to this, the AC conversion circuit is connected to any position between the capacitor and the power factor control circuit and between the DC voltage conversion unit and the smoothing unit, and thus a circuit corresponding to the DC conversion circuit. Thus, it is possible to provide a charger that reduces or eliminates duplication.

さらに、交流変換回路は、力率改善回路と直流変換回路の間に電気的に接続されることを特徴としてもよい。
これによれば、この直流電位の箇所で接続することにより、安定した電位でロスが少ない充電器を提供できる。
Further, the AC conversion circuit may be electrically connected between the power factor correction circuit and the DC conversion circuit.
According to this, by connecting at the location of the direct current potential, a charger with a stable potential and a small loss can be provided.

さらに、交流変換回路は、直流電圧変換部内において磁気結合により接続されることを特徴としてもよい。
これによれば、この交流電位の箇所で接続することにより、直流変換回路と交流変換回路とを絶縁することができる。
Further, the AC conversion circuit may be connected by magnetic coupling in the DC voltage conversion unit.
According to this, it is possible to insulate the DC conversion circuit and the AC conversion circuit by connecting at the location of the AC potential.

さらに、力率改善回路が交流電力に接続されているとき、直流変換回路を動作させ、直流電力を出力すると共に、交流変換回路を動作させ、交流電力を出力することを特徴としてもよい。
これによれば、外部電源からバッテリへ充電している最中に、外部電源の電圧とは異なる交流電力を出力できる。
Further, when the power factor correction circuit is connected to AC power, the DC conversion circuit is operated to output DC power, and the AC conversion circuit is operated to output AC power.
According to this, AC power different from the voltage of the external power source can be output while charging the battery from the external power source.

さらに、力率改善回路が交流電力に接続されていないとき、交流変換回路は、直流変換回路の少なくとも一部を経由してバッテリからの電力を入力されて、交流電力を出力することを特徴としてもよい。
これによれば、外部電源から車両のバッテリへ充電していない場合は、バッテリの電力を用いて交流電力を出力できる。
Further, when the power factor correction circuit is not connected to AC power, the AC conversion circuit receives power from the battery via at least a part of the DC conversion circuit and outputs AC power. Also good.
According to this, when the battery of the vehicle is not charged from the external power source, AC power can be output using the power of the battery.

本発明によれば、直流変換回路に相当する回路の重複を小さくするまたは無くし、さらに、交流電力を供給する外部電源から車両のバッテリへ充電している最中に、外部電源とは異なる電圧の交流電力を出力できる充電器を提供することができる。   According to the present invention, the overlap of the circuit corresponding to the DC conversion circuit is reduced or eliminated, and further, while charging the battery of the vehicle from the external power supply supplying AC power, the voltage different from that of the external power supply is applied. A charger capable of outputting AC power can be provided.

本発明に係る第一実施例の充電器の回路図。The circuit diagram of the charger of the 1st Example concerning the present invention. 本発明に係る第一実施例の充電器における電流の流れを示す説明図。Explanatory drawing which shows the flow of the electric current in the charger of the 1st Example which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施例の充電器における交流変換回路の接続場所を説明するブロック図。The block diagram explaining the connection place of the alternating current converter circuit in the charger of the 2nd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施例の充電器における電流の流れを示す説明図。Explanatory drawing which shows the flow of the electric current in the charger of the 2nd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施例の充電器における交流変換回路の接続場所を説明するブロック図。The block diagram explaining the connection place of the alternating current converter circuit in the charger of the 3rd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施例の充電器における電流の流れを示す説明図。Explanatory drawing which shows the flow of the electric current in the charger of the 3rd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第四実施例の充電器における交流変換回路の接続場所を説明するブロック図(部分)。The block diagram (part) explaining the connection place of the alternating current converter circuit in the charger of 4th Example which concerns on this invention. 本発明に係る第四実施例の充電器における電流の流れを示す説明図。Explanatory drawing which shows the flow of the electric current in the charger of 4th Example which concerns on this invention. 従来技術における充電器のブロック図。The block diagram of the charger in a prior art.

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る各実施例について説明する。まず、図9を参照し、従来技術における交流出力の機能を備える充電器100Zについて説明する。本図は、先行技術文献における代表的な回路図やブロック図を模式化したものである。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 9, the charger 100Z provided with the function of the alternating current output in a prior art is demonstrated. This figure is a schematic diagram of a typical circuit diagram and block diagram in the prior art document.

充電器100Zは、外部電源PWRの交流電力から整流回路を有する力率改善回路により整流されて直流電圧を中間的に生成し、そして、その直流電圧を直流電圧変換回路1でバッテリBATに適合する直流電圧に降圧または昇圧して、バッテリBATを充電する。また、充電器100Zは、直流電圧変換回路1が出力したその直流電圧を、直流電圧変換回路2により下流の直流−交流変換回路に適合する直流電圧を中間的に生成し、その直流電圧を直流−交流変換回路で所定の交流電圧に変換して、コンセントOLTに出力する。   The charger 100Z is rectified from the AC power of the external power source PWR by a power factor correction circuit having a rectifier circuit to generate a DC voltage in the middle, and the DC voltage is adapted to the battery BAT by the DC voltage conversion circuit 1. The battery BAT is charged by stepping down or boosting the direct current voltage. Further, the charger 100Z generates the DC voltage output from the DC voltage conversion circuit 1 intermediately by the DC voltage conversion circuit 2 so as to be suitable for the downstream DC-AC conversion circuit, and the DC voltage is converted to DC. -It converts into a predetermined alternating voltage with an alternating current conversion circuit, and outputs it to the outlet OLT.

たとえば、バッテリBATの電圧が100Vである場合、直流電圧変換回路1は100Vの直流電圧を出力し、直流電圧変換回路2はその100Vの直流電圧の入力を受けて、コンセントから100Vの交流電圧を出力するためには141Vの直流電圧に昇圧する必要がある。このように、交流出力の機能を備える充電器100Zにおいては、直流電圧の電圧変換を行う直流電圧変換回路が重複している。本発明では、このような直流電圧を変換する回路の重複を小さくするまたは無くすることができる。   For example, when the voltage of the battery BAT is 100V, the DC voltage conversion circuit 1 outputs a DC voltage of 100V, and the DC voltage conversion circuit 2 receives the input of the DC voltage of 100V and outputs the AC voltage of 100V from the outlet. In order to output, it is necessary to boost the voltage to a DC voltage of 141V. Thus, in charger 100Z having an AC output function, DC voltage conversion circuits that perform DC voltage voltage conversion overlap. According to the present invention, it is possible to reduce or eliminate such overlapping of circuits for converting DC voltage.

<第一実施例>
図1および図2を参照し、本実施例における充電器100を説明する。充電器100は、車両Cに設けられ、外部電源PWRの交流電力から電力を供給され、車両CのバッテリBATを充電するように構成されている。充電器100は、交流電力に接続される整流回路11を有する力率改善回路10と、力率改善回路10に一端を、バッテリBATに他端を接続される直流変換回路20と、電力を入力されて交流電力を出力する交流変換回路30とを備える。
<First Example>
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the charger 100 in a present Example is demonstrated. The charger 100 is provided in the vehicle C and is configured to be supplied with electric power from the AC power of the external power supply PWR and charge the battery BAT of the vehicle C. The charger 100 has a power factor improving circuit 10 having a rectifier circuit 11 connected to AC power, a DC conversion circuit 20 having one end connected to the power factor improving circuit 10 and the other end connected to the battery BAT, and power input. And an AC conversion circuit 30 that outputs AC power.

力率改善回路10は、高調波電流が外部電源の伝送網に流出することを抑制するための既知の要素である。力率改善回路10は、交流電力に接続され交流を整流する整流回路11と、直流変換回路20に接続される側に力率を改善するためのコンデンサ13(進相コンデンサ)と、整流回路11とコンデンサ13以外の要素であり、整流回路11とコンデンサ13の中間に存する力率制御回路12とを備える。力率制御回路12は、コンデンサ13に対して整流回路11側に配置される。力率制御回路12は、高電位側でコイルとダイオードが直列に接続されて、コイルとダイオードの接続点と低電位側の間に高周波でオンオフされるスイッチが接続される。力率改善回路10は、上述した回路に限定されず、出力側にコンデンサを備える力率を改善する公知の回路でよい。   The power factor correction circuit 10 is a known element for suppressing the harmonic current from flowing into the transmission network of the external power source. The power factor correction circuit 10 includes a rectifier circuit 11 that rectifies alternating current connected to AC power, a capacitor 13 (phase advance capacitor) for improving the power factor on the side connected to the DC converter circuit 20, and the rectifier circuit 11. And a power factor control circuit 12 which is an element other than the capacitor 13 and exists between the rectifier circuit 11 and the capacitor 13. The power factor control circuit 12 is arranged on the rectifier circuit 11 side with respect to the capacitor 13. In the power factor control circuit 12, a coil and a diode are connected in series on the high potential side, and a switch that is turned on and off at a high frequency is connected between the connection point of the coil and the diode and the low potential side. The power factor correction circuit 10 is not limited to the circuit described above, and may be a known circuit that improves the power factor including a capacitor on the output side.

直流変換回路20は、トランスを含み、スイッチング素子をスイッチングすることにより、力率改善回路10から入力された直流電圧を所定の安定した直流電圧に変換するいわゆる双方向のDC/DCコンバータである。直流変換回路20は、電力を入力される側(本図では、力率改善回路10に接続される側)に直流電圧変換部21と、電力を出力する側(本図では、バッテリBATに接続される側)に平滑部22を有する。直流電圧変換部21は、トランスの両側に配置されたフルブリッジ回路のスイッチング素子をスイッチングすることにより、入力された直流電圧を所定の直流電圧に変換する。平滑部22は、直流電圧変換部21が変換した直流電圧から脈動成分を除去し安定した直流電圧を出力する。典型的には図示するようにコイルとコンデンサから構成される。直流電圧変換部21および平滑部22は、いずれも上述した機能を果たす公知の回路であってよい。   The DC conversion circuit 20 is a so-called bidirectional DC / DC converter that includes a transformer and converts a DC voltage input from the power factor correction circuit 10 to a predetermined stable DC voltage by switching a switching element. The DC converter circuit 20 is connected to the DC voltage converter 21 on the side to which power is input (in this figure, the side connected to the power factor correction circuit 10) and to the side in which power is output (in this figure, connected to the battery BAT). On the side to be smoothed). The DC voltage converter 21 converts the input DC voltage into a predetermined DC voltage by switching the switching elements of the full bridge circuit arranged on both sides of the transformer. The smoothing unit 22 removes a pulsating component from the DC voltage converted by the DC voltage conversion unit 21 and outputs a stable DC voltage. Typically, it is composed of a coil and a capacitor as shown. Both the DC voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22 may be known circuits that perform the functions described above.

交流変換回路30は、一端を力率改善回路10と直流変換回路20の間に電気的に接続され、他端をコンセントOLTに接続されている。交流変換回路30は、力率改善回路10と直流変換回路20の中間の直流電圧が入力されて、その直流電力を交流電力に変換する、いわゆるACインバータである。交流変換回路30は、フルブリッジ回路のスイッチング素子をスイッチングすることにより、直流電力を交流電力に変換する。交流変換回路30は、図示する回路に限定されず、直流電圧を入力されて所定の交流電圧に変換する公知のACインバータでよい。   One end of the AC conversion circuit 30 is electrically connected between the power factor correction circuit 10 and the DC conversion circuit 20, and the other end is connected to the outlet OLT. The AC conversion circuit 30 is a so-called AC inverter that receives an intermediate DC voltage between the power factor correction circuit 10 and the DC conversion circuit 20 and converts the DC power into AC power. The AC conversion circuit 30 converts DC power into AC power by switching the switching elements of the full bridge circuit. The AC conversion circuit 30 is not limited to the illustrated circuit, and may be a known AC inverter that receives a DC voltage and converts it into a predetermined AC voltage.

充電器100は、本図に示すように、力率改善回路10と直流変換回路20の間の接続点と交流変換回路30との間にスイッチ50を設けてもよい。スイッチ50は、制御部40によりオンオフ制御される。制御部40は、スイッチ50近傍で電流監視を行い、交流変換回路30やコンセントOLTが短絡した場合には、力率改善回路10や直流変換回路20の破壊を回避するため、スイッチ50をオフにする。なお、制御部40は、力率改善回路10、直流変換回路20、交流変換回路30のスイッチのオフオフ制御を行う(本図において制御部40から各スイッチに接続される制御線は省略している)。   The charger 100 may be provided with a switch 50 between the connection point between the power factor correction circuit 10 and the DC conversion circuit 20 and the AC conversion circuit 30 as shown in the figure. The switch 50 is ON / OFF controlled by the control unit 40. The control unit 40 monitors the current in the vicinity of the switch 50, and when the AC conversion circuit 30 or the outlet OLT is short-circuited, the switch 50 is turned off in order to avoid destruction of the power factor correction circuit 10 or the DC conversion circuit 20. To do. Note that the control unit 40 performs off / off control of the switches of the power factor correction circuit 10, the DC conversion circuit 20, and the AC conversion circuit 30 (control lines connected to each switch from the control unit 40 are omitted in the figure). ).

図2は、充電器100における電流の流れを示す。点線の矢印は、整流回路11が外部電源PWRに接続されているときにバッテリBATを充電すると共にコンセントOLTへ電力を供給するときの電流の流れを示す。一点鎖線の矢印は、整流回路11が外部電源PWRに接続されていないときにバッテリBATからコンセントOLTへ電力を供給する場合の電流の流れを示す。なお、本図は、電力が、力率改善回路10から直流変換回路20を経由してバッテリBATへ流れる回路配置を示している。直流変換回路20は双方向のDC−DCコンバータなので、電力がバッテリBATから直流変換回路20を経由して交流変換回路30へ流れる場合には、直流電圧変換部21と平滑部22は図視で左右逆に配置されているものとする。   FIG. 2 shows a current flow in the charger 100. A dotted arrow indicates a current flow when the battery BAT is charged and power is supplied to the outlet OLT when the rectifier circuit 11 is connected to the external power supply PWR. A dashed-dotted arrow indicates a current flow when power is supplied from the battery BAT to the outlet OLT when the rectifier circuit 11 is not connected to the external power supply PWR. This figure shows a circuit arrangement in which power flows from the power factor correction circuit 10 to the battery BAT via the DC conversion circuit 20. Since the DC conversion circuit 20 is a bidirectional DC-DC converter, when power flows from the battery BAT to the AC conversion circuit 30 via the DC conversion circuit 20, the DC voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22 are illustrated. It is assumed that they are arranged upside down.

充電器100は、整流回路11が外部電源PWRの交流電力に接続されているとき、力率改善回路10は直流電圧を出力するので、スイッチング素子をスイッチングして直流変換回路20を動作させ、直流電力をバッテリBATへ出力して充電する。また、交流変換回路30は、力率改善回路10の出力側と電気的に接続されているので、スイッチング素子をスイッチングして交流変換回路30を動作させ、コンセントOLTへ交流電力を出力する。したがって、充電器100は、外部電源PWRから車両CのバッテリBATへ充電している最中に、車両Cに設けられたコンセントOLTから家電製品等に交流電力を出力できる。   When the rectifier circuit 11 is connected to the AC power of the external power supply PWR, the charger 100 outputs a DC voltage, so the DC converter circuit 20 is operated by switching the switching element, and the DC 100 Electric power is output to the battery BAT and charged. Moreover, since the AC conversion circuit 30 is electrically connected to the output side of the power factor correction circuit 10, the AC conversion circuit 30 is operated by switching the switching element, and AC power is output to the outlet OLT. Therefore, the charger 100 can output AC power from the outlet OLT provided in the vehicle C to the home appliance or the like while charging the battery BAT of the vehicle C from the external power source PWR.

また、整流回路11が外部電源PWRの交流電力に接続されていないとき、充電器100は、バッテリBATの電力がコンセントOLTに供給されるようにする。この場合、一点鎖線が示すように、交流変換回路30は、直流変換回路20の全体(直流電圧変換部21の全部および平滑部22)を経由してバッテリBATからの電力を入力され、交流電力を出力する。   In addition, when the rectifier circuit 11 is not connected to the AC power of the external power supply PWR, the charger 100 supplies the power of the battery BAT to the outlet OLT. In this case, as indicated by the alternate long and short dash line, the AC conversion circuit 30 is input with power from the battery BAT via the entire DC conversion circuit 20 (all of the DC voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22), and AC power Is output.

以上の説明から分かるように、交流変換回路30に入力される、力率改善回路10と直流変換回路20の中間の直流電圧は、外部電源PWRからの電力を受け力率改善回路10が出力した直流電圧、またはバッテリBATからの電力を受け直流変換回路20が出力した直流電圧である。両者は必ずしも同じ直流電圧ではないので、交流変換回路30は、複数の電圧値の直流電圧を入力されて、通常家電等が接続されるコンセントOLTに100Vの交流電圧を出力する。   As can be seen from the above description, the DC voltage intermediate between the power factor correction circuit 10 and the DC conversion circuit 20 input to the AC conversion circuit 30 receives the power from the external power supply PWR and is output by the power factor improvement circuit 10. A DC voltage or a DC voltage output from the DC conversion circuit 20 upon receiving power from the battery BAT. Since both are not necessarily the same DC voltage, the AC conversion circuit 30 receives a DC voltage having a plurality of voltage values and outputs an AC voltage of 100 V to an outlet OLT to which a normal home appliance or the like is connected.

なお、本実施例の場合、交流変換回路30に入力される、力率改善回路10と直流変換回路20の中間の直流電圧は、コンセントOLTが出力するピーク電圧より大きい。たとえば、コンセントOLTから100Vの交流電圧を出力する場合、そのピーク電圧は141Vとなる。したがって、外部電源PWRからの電力を受け力率改善回路10が出力する直流電圧や、バッテリBATからの電力を受け直流変換回路20が出力する直流電圧は、141V以上である。141V以上であればコンセントOLTに100Vを出力するためには降圧変換だけすればよいので、交流変換回路30が降圧変換すれば足りる。   In the case of the present embodiment, the intermediate DC voltage input to the AC conversion circuit 30 between the power factor correction circuit 10 and the DC conversion circuit 20 is higher than the peak voltage output from the outlet OLT. For example, when an AC voltage of 100V is output from the outlet OLT, the peak voltage is 141V. Therefore, the DC voltage output from the power factor correction circuit 10 that receives power from the external power supply PWR and the DC voltage output from the DC conversion circuit 20 that receives power from the battery BAT is 141 V or higher. If it is 141 V or higher, it is only necessary to perform step-down conversion in order to output 100 V to the outlet OLT. Therefore, it is sufficient that the AC conversion circuit 30 performs step-down conversion.

一方、力率改善回路10と直流変換回路20の中間の直流電圧が上記ピーク電圧未満である場合、昇圧回路が必要になる場合がある。外部電源PWRからの電力を受け力率改善回路10が出力する場合は、外部電源PWRの交流電圧を適宜選定したり力率改善回路10が昇圧することにより、別途昇圧する変換回路が必要となることがないようにする。上述したように、交流変換回路30が力率改善回路10と直流変換回路20の間に電気的に接続されることにより、直流変換回路20に相当する回路の重複を無くした充電器100を提供することができる。また、この直流電位の箇所で接続することにより、後述する実施例に比して安定した電位でロスが少なく、かつ最も低コストで充電器を提供できる。   On the other hand, if the intermediate DC voltage between the power factor correction circuit 10 and the DC conversion circuit 20 is less than the peak voltage, a booster circuit may be required. When the power factor improving circuit 10 receives power from the external power supply PWR and outputs it, a conversion circuit that boosts the voltage separately is required by appropriately selecting the AC voltage of the external power supply PWR or boosting the power factor improving circuit 10. Make sure there is nothing. As described above, the AC converter circuit 30 is electrically connected between the power factor correction circuit 10 and the DC converter circuit 20, thereby providing the charger 100 in which the circuit corresponding to the DC converter circuit 20 is eliminated. can do. Further, by connecting at this direct current potential, a charger can be provided at the lowest cost and with less loss at a stable potential as compared to the embodiments described later.

なお、力率改善回路10と直流変換回路20の中間の直流電圧が上記ピーク電圧未満で、昇圧回路が必要になる場合であっても、直流変換回路20の直流変換と組み合わせて直流変換することで、その昇圧回路は、直流変換する回路の重複を小さくすることができる。   Even when the DC voltage between the power factor correction circuit 10 and the DC conversion circuit 20 is less than the peak voltage and a booster circuit is required, DC conversion is performed in combination with the DC conversion of the DC conversion circuit 20. Thus, the booster circuit can reduce the overlap of circuits for DC conversion.

<第二実施例>
図3および図4を参照して、本実施例における充電器100Aを説明する。なお、重複記載を避けるために上記実施例と同じ部分には同じ符号を付け、異なる部分を中心に説明する。充電器100Aは、外部電源PWRの交流電力に接続される整流回路11を有する力率改善回路10と、力率改善回路10に一端を、バッテリBATに他端を接続される直流変換回路20と、電力を入力されて交流電力を出力する交流変換回路30とを備える。
<Second Example>
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the charger 100A in the present embodiment will be described. In addition, in order to avoid duplication description, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said Example, and it demonstrates centering on a different part. The charger 100A includes a power factor correction circuit 10 having a rectifier circuit 11 connected to AC power of an external power supply PWR, a DC conversion circuit 20 having one end connected to the power factor improvement circuit 10 and the other end connected to the battery BAT. And an AC conversion circuit 30 that receives power and outputs AC power.

交流変換回路30は、一端を力率制御回路12とコンデンサ13の間に電気的に接続され、他端をコンセントOLTに接続されている。交流変換回路30は、力率制御回路12とコンデンサ13の中間の直流電圧が入力されて、その直流電力を交流電力に変換する。交流変換回路30は、上記実施例と比べ入力される側の接続箇所が異なるだけで、交流変換回路30自体は上記実施例と同じでよい。   One end of the AC conversion circuit 30 is electrically connected between the power factor control circuit 12 and the capacitor 13, and the other end is connected to the outlet OLT. The AC conversion circuit 30 receives an intermediate DC voltage between the power factor control circuit 12 and the capacitor 13 and converts the DC power into AC power. The AC conversion circuit 30 may be the same as the above-described embodiment, except that the connection location on the input side is different from that in the above-described embodiment.

図4は、充電器100Aにおける電流の流れを示す。図4に示すように、充電器100Aは、整流回路11が外部電源PWRに接続されているとき、力率改善回路10は直流電圧を出力するので、スイッチング素子をスイッチングして直流変換回路20を動作させ、直流電力をバッテリBATへ出力して充電する。また、力率制御回路12は直流電圧を出力するので、交流変換回路30は、力率制御回路12の出力側と電気的に接続されているので、直流電位の箇所に接続されている。交流変換回路30は、スイッチング素子をスイッチングして交流変換回路30を動作させ、その直流電力を変換してコンセントOLTへ交流電力を出力する。したがって、充電器100Aは、外部電源PWRから車両CのバッテリBATへ充電している最中に、車両Cに設けられたコンセントOLTから家電製品等に交流電力を出力できる。   FIG. 4 shows the flow of current in charger 100A. As shown in FIG. 4, in the charger 100A, when the rectifier circuit 11 is connected to the external power supply PWR, the power factor correction circuit 10 outputs a DC voltage. Operate and charge the battery by outputting DC power to the battery BAT. Further, since the power factor control circuit 12 outputs a DC voltage, the AC conversion circuit 30 is electrically connected to the output side of the power factor control circuit 12 and is therefore connected to the DC potential. The AC conversion circuit 30 switches the switching element to operate the AC conversion circuit 30, converts the DC power, and outputs the AC power to the outlet OLT. Therefore, the charger 100A can output AC power from the outlet OLT provided in the vehicle C to the home appliance or the like while charging the battery BAT of the vehicle C from the external power source PWR.

また、整流回路11が交流電力に接続されていないとき、充電器100Aは、バッテリBATの電力がコンセントOLTに供給されるようにする。この場合、一点鎖線が示すように、交流変換回路30は、直流変換回路20の全体(直流電圧変換部21の全体および平滑部22)を経由してバッテリBATからの電力を入力され、交流電力を出力する。   Further, when the rectifier circuit 11 is not connected to AC power, the charger 100A supplies the power of the battery BAT to the outlet OLT. In this case, as indicated by the alternate long and short dash line, the AC conversion circuit 30 receives power from the battery BAT via the entire DC conversion circuit 20 (the entire DC voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22), and the AC power Is output.

以上の説明から分かるように、交流変換回路30に入力される、力率制御回路12とコンデンサ13の中間の直流電圧は、外部電源PWRからの電力を受け力率制御回路12が出力した直流電圧、またはバッテリBATからの電力を受け直流変換回路20が出力した直流電圧である。   As can be seen from the above description, the DC voltage intermediate between the power factor control circuit 12 and the capacitor 13 input to the AC conversion circuit 30 is the DC voltage output from the power factor control circuit 12 by receiving power from the external power supply PWR. Or a DC voltage output from the DC conversion circuit 20 upon receiving power from the battery BAT.

なお、本実施例の場合、交流変換回路30に入力される、力率制御回路12とコンデンサ13の中間の直流電圧は、コンセントOLTが出力するピーク電圧より大きい。たとえば、コンセントOLTから100Vの交流電圧を出力する場合、そのピーク電圧は141Vとなる。したがって、外部電源PWRからの電力を受け力率制御回路12が出力する直流電圧は昇圧される。そして、バッテリBATからの電力を受け直流変換回路20が出力する直流電圧は、141V以上に昇圧回路が必要である。141V以上であればコンセントOLTに100Vを出力するためには降圧変換だけすればよいので、交流変換回路30が降圧変換すれば足りる。   In the case of the present embodiment, the DC voltage intermediate between the power factor control circuit 12 and the capacitor 13 input to the AC conversion circuit 30 is higher than the peak voltage output from the outlet OLT. For example, when an AC voltage of 100V is output from the outlet OLT, the peak voltage is 141V. Therefore, the DC voltage output from power factor control circuit 12 that receives power from external power supply PWR is boosted. The DC voltage received from the battery BAT and output from the DC converter circuit 20 requires a booster circuit of 141V or higher. If it is 141 V or higher, it is only necessary to perform step-down conversion in order to output 100 V to the outlet OLT. Therefore, it is sufficient that the AC conversion circuit 30 performs step-down conversion.

一方、力率制御回路12とコンデンサ13の中間の直流電圧がピーク電圧未満である場合、昇圧回路が必要になる場合がある。バッテリBATからの電力を受け直流変換回路20が出力する場合は、直流変換回路20が適宜昇圧して適切な直流電圧とすることができるので、昇圧する変換回路は不要である。外部電源PWRからの電力を受け力率制御回路12が出力する場合は、外部電源PWRの交流電圧を適宜選定したり力率制御回路12が昇圧することにより、別途昇圧する変換回路が必要となることがないようにする。上述したように、交流変換回路30が力率制御回路12とコンデンサ13の間に電気的に接続されることにより、直流変換回路20に相当する回路の重複を無くした充電器100Aを提供することができる。また、充電器100Aは、この直流電位の箇所で接続することにより、後述する第四実施例に比して安定した電位でロスが少ない。   On the other hand, if the intermediate DC voltage between the power factor control circuit 12 and the capacitor 13 is less than the peak voltage, a booster circuit may be necessary. When the DC conversion circuit 20 receives electric power from the battery BAT and outputs it, the DC conversion circuit 20 can appropriately boost the voltage to an appropriate DC voltage, so that the boosting conversion circuit is not necessary. When the power factor control circuit 12 receives electric power from the external power supply PWR and outputs it, a conversion circuit that boosts the voltage separately is required by appropriately selecting the AC voltage of the external power supply PWR or boosting the power factor control circuit 12. Make sure there is nothing. As described above, the AC converter circuit 30 is electrically connected between the power factor control circuit 12 and the capacitor 13 to provide a charger 100A in which the circuit corresponding to the DC converter circuit 20 is not duplicated. Can do. Further, the charger 100A is connected at this direct current potential, so that it has a stable potential and less loss than the fourth embodiment described later.

<第三実施例>
図5および図6を参照して、本実施例における充電器100Bを説明する。なお、重複記載を避けるために上記実施例と同じ部分には同じ符号を付け、異なる部分を中心に説明する。充電器100Bは、外部電源PWRの交流電力に接続される整流回路11を有する力率改善回路10と、力率改善回路10に一端を、バッテリBATに他端を接続される直流変換回路20と、電力を入力されて交流電力を出力する交流変換回路30とを備える。
<Third embodiment>
With reference to FIG. 5 and FIG. 6, the charger 100B in a present Example is demonstrated. In addition, in order to avoid duplication description, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said Example, and it demonstrates centering on a different part. The charger 100B includes a power factor correction circuit 10 having a rectifier circuit 11 connected to AC power of an external power supply PWR, a DC conversion circuit 20 having one end connected to the power factor improvement circuit 10 and the other end connected to the battery BAT. And an AC conversion circuit 30 that receives power and outputs AC power.

交流変換回路30は、一端を直流電圧変換部21と平滑部22の間に電気的に接続され、他端をコンセントOLTに接続されている。交流変換回路30は、直流電圧変換部21と平滑部22の中間の直流電圧が入力されて、その直流電力を交流電力に変換する。交流変換回路30は、上記実施例と比べ入力される側の接続箇所が異なるだけで、交流変換回路30自体は上記実施例と同じでよい。また、変換回路30の入力側に平滑のためのコンデンサを設けてもよい。   One end of the AC conversion circuit 30 is electrically connected between the DC voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22, and the other end is connected to the outlet OLT. The AC conversion circuit 30 receives an intermediate DC voltage between the DC voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22 and converts the DC power into AC power. The AC conversion circuit 30 may be the same as the above-described embodiment, except that the connection location on the input side is different from that in the above-described embodiment. Further, a smoothing capacitor may be provided on the input side of the conversion circuit 30.

図6は、充電器100Bにおける電流の流れを示す。図6に示すように、充電器100Bは、整流回路11が外部電源PWRの交流電力に接続されているとき、力率改善回路10は直流電圧を出力し、スイッチング素子をスイッチングして直流変換回路20を動作させ、直流電力をバッテリBATへ出力して充電する。また、直流電圧変換部21はバッテリBATの直流電圧を変換した電圧を出力するので、交流変換回路30は、直流電位の箇所に接続されている。そうすると、充電器100Bは、スイッチング素子をスイッチングして交流変換回路30を動作させ、直流電力を変換してコンセントOLTへ交流電力を出力する。したがって、外部電源PWRから車両CのバッテリBATへ充電している最中に、車両Cに設けられたコンセントOLTから家電製品等に交流電力を出力できる。   FIG. 6 shows the flow of current in charger 100B. As shown in FIG. 6, in the charger 100B, when the rectifier circuit 11 is connected to the AC power of the external power supply PWR, the power factor correction circuit 10 outputs a DC voltage, switches the switching element, and converts to a DC converter circuit. 20 is operated to output DC power to the battery BAT for charging. Further, since the DC voltage conversion unit 21 outputs a voltage obtained by converting the DC voltage of the battery BAT, the AC conversion circuit 30 is connected to a position of the DC potential. Then, charger 100B switches the switching element to operate AC conversion circuit 30, converts DC power, and outputs AC power to outlet OLT. Therefore, AC power can be output from the outlet OLT provided in the vehicle C to the home appliance or the like while the battery BAT of the vehicle C is being charged from the external power source PWR.

また、整流回路11が外部電源PWRの交流電力に接続されていないとき、充電器100Bは、バッテリBATの電力がコンセントOLTに供給されるようにする。この場合、一点鎖線が示すように、交流変換回路30は、直流変換回路20の一部である直流電圧変換部21を経由してバッテリBATからの電力を入力され、交流電力を出力する。   Further, when the rectifier circuit 11 is not connected to the AC power of the external power supply PWR, the charger 100B causes the power of the battery BAT to be supplied to the outlet OLT. In this case, as indicated by the alternate long and short dash line, the AC conversion circuit 30 receives power from the battery BAT via the DC voltage conversion unit 21 that is a part of the DC conversion circuit 20, and outputs AC power.

以上の説明から分かるように、交流変換回路30に入力される直流電圧変換部21と平滑部22の中間の直流電圧は、外部電源PWRからの電力を受け力率改善回路10を経由して直流電圧変換部21が出力した直流電圧、またはバッテリBATからの電力を受け直流電圧変換部21が出力した直流電圧である。   As can be seen from the above description, the direct current voltage between the direct current voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22 input to the alternating current conversion circuit 30 receives direct current from the external power supply PWR and passes through the power factor correction circuit 10 to direct current. The DC voltage output from the voltage converter 21 or the DC voltage output from the DC voltage converter 21 upon receiving power from the battery BAT.

なお、本実施例の場合、バッテリBATの最低電圧が、コンセントOLTの出力電圧より大きい場合は、交流変換回路30に入力される、直流電圧変換部21と平滑部22の中間の直流電圧は、コンセントOLTが出力するピーク電圧より大きい。たとえば、コンセントOLTから100Vの交流電圧を出力する場合、そのピーク電圧は141Vとなる。したがって、外部電源PWRからの電力を受け力率改善回路10を経由して直流電圧変換部21が出力する直流電圧や、バッテリBATからの電力を受け直流電圧変換部21が出力する直流電圧が、141V以上であればコンセントOLTに100Vを出力するためには降圧変換だけすればよいので、交流変換回路30が降圧変換すれば足りる。   In the case of the present embodiment, when the minimum voltage of the battery BAT is larger than the output voltage of the outlet OLT, the direct current voltage between the direct current voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22 input to the alternating current conversion circuit 30 is It is larger than the peak voltage output from the outlet OLT. For example, when an AC voltage of 100V is output from the outlet OLT, the peak voltage is 141V. Therefore, the DC voltage output from the DC voltage converter 21 via the power factor correction circuit 10 that receives power from the external power supply PWR and the DC voltage output from the DC voltage converter 21 that receives power from the battery BAT are: If it is 141 V or higher, it is only necessary to perform step-down conversion in order to output 100 V to the outlet OLT. Therefore, it is sufficient that the AC conversion circuit 30 performs step-down conversion.

一方、直流電圧変換部21と平滑部22の中間の直流電圧がピーク電圧未満である場合、昇圧回路が必要になる場合がある。しかし、バッテリBATからの電力を受け直流電圧変換部21が出力する場合は、交流変換回路30が適宜昇圧して交流電流出力する。外部電源PWRからの電力を受け力率改善回路10を経由して直流電圧変換部21が出力する場合は、交流変換回路30が適宜昇圧して交流電流出力する。この直流電位の箇所で接続することにより、後述する第四実施例に比して安定した電位でロスが少ない。   On the other hand, when the direct current voltage between the direct current voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22 is less than the peak voltage, a booster circuit may be necessary. However, when the DC voltage conversion unit 21 receives power from the battery BAT and outputs it, the AC conversion circuit 30 boosts the voltage appropriately and outputs an AC current. When the DC voltage conversion unit 21 receives electric power from the external power supply PWR and outputs it via the power factor correction circuit 10, the AC conversion circuit 30 appropriately boosts and outputs an AC current. By connecting at this direct current potential, the loss is less with a stable potential than in the fourth embodiment described later.

<第四実施例>
図7および図8を参照して、本実施例における充電器100Cを説明する。なお、重複記載を避けるために上記実施例と同じ部分には同じ符号を付け、異なる部分を中心に説明する。充電器100Cは、外部電源PWRの交流電力に接続される整流回路11を有する力率改善回路10と、力率改善回路10に一端を、バッテリBATに他端を接続される直流変換回路20Cと、電力を入力されて交流電力を出力する交流変換回路30Cとを備える。なお、本図では、外部電源PWRや力率改善回路10などを省略している。
<Fourth embodiment>
With reference to FIG. 7 and FIG. 8, the charger 100C in a present Example is demonstrated. In addition, in order to avoid duplication description, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said Example, and it demonstrates centering on a different part. The charger 100C includes a power factor correction circuit 10 having a rectifier circuit 11 connected to AC power of an external power supply PWR, a DC conversion circuit 20C having one end connected to the power factor improvement circuit 10 and the other end connected to the battery BAT. And AC conversion circuit 30C that receives power and outputs AC power. In the figure, the external power supply PWR, the power factor correction circuit 10, and the like are omitted.

直流変換回路20Cは、トランスを含み、スイッチング素子をスイッチングすることにより、力率改善回路10から入力された直流電圧を所定の安定した直流電圧に変換するいわゆる双方向のDC/DCコンバータである。直流変換回路20Cは、電力を入力される側に直流電圧変換部21Cと、電力を出力する側に平滑部22を有する。直流電圧変換部21Cは、トランスの両側に配置されたフルブリッジ回路のスイッチング素子をスイッチングすることにより、入力された直流電圧を所定の直流電圧に変換する。平滑部22は、直流電圧変換部21Cが変換した直流電圧から脈動成分を除去し安定した直流電圧を出力する。   The DC conversion circuit 20C is a so-called bidirectional DC / DC converter that includes a transformer and converts a DC voltage input from the power factor correction circuit 10 into a predetermined stable DC voltage by switching a switching element. The DC conversion circuit 20C has a DC voltage conversion unit 21C on the side to which power is input and a smoothing unit 22 on the side to output the power. The DC voltage conversion unit 21C converts the input DC voltage into a predetermined DC voltage by switching the switching elements of the full bridge circuit arranged on both sides of the transformer. The smoothing unit 22 removes a pulsating component from the DC voltage converted by the DC voltage conversion unit 21C and outputs a stable DC voltage.

直流電圧変換部21Cのトランス部分は、後述する交流変換回路30Cのトランス部分と磁気結合可能に構成されている。本図では、直流電圧変換部21Cのトランス部分は、一次側の位置に(図視で左側に)交流変換回路30Cのトランス部分を受け入れ可能な構成となっているが、これに限られず、二次側の位置に(図視で右側に)受け入れ可能な構成となっていてもよい。   The transformer part of the DC voltage conversion unit 21C is configured to be magnetically coupled to a transformer part of an AC conversion circuit 30C described later. In this figure, the transformer part of the DC voltage conversion unit 21C is configured to accept the transformer part of the AC conversion circuit 30C at the primary side position (on the left side in the figure), but is not limited to this. It may be configured such that it can be received at the next position (on the right side in the drawing).

交流変換回路30Cは、上述した実施例では電気的に接続されていたが、一端を直流電圧変換部21C内において磁気結合によりトランスとして接続される。すなわち、交流変換回路30Cは、直流電圧変換部21Cのトランスの巻線と磁気結合する巻線を有し、その巻線が直流電圧変換部21C内のトランスに組み込まれることで直流電圧変換部21に磁気的に接続される。なお、一次側の巻線に対する交流変換回路30Cのトランスの巻線比は、昇圧・降圧・同比のいずれであってもよい。交流変換回路30Cは、直流電圧変換部21Cのトランスの電磁誘導により発生する交流電圧が入力されて、それを整流し、フルブリッジ回路のスイッチング素子をスイッチングすることにより、その交流電力をコンセントOLTに適合する交流電力に変換する。   The AC conversion circuit 30C is electrically connected in the above-described embodiment, but one end is connected as a transformer by magnetic coupling in the DC voltage conversion unit 21C. That is, the AC conversion circuit 30C has a winding that is magnetically coupled to the winding of the transformer of the DC voltage conversion unit 21C, and the winding is incorporated into the transformer in the DC voltage conversion unit 21C, so that the DC voltage conversion unit 21 To be magnetically connected. Note that the winding ratio of the transformer of the AC conversion circuit 30C with respect to the primary winding may be any of step-up / step-down / same ratio. The AC conversion circuit 30C receives an AC voltage generated by electromagnetic induction of the transformer of the DC voltage conversion unit 21C, rectifies it, and switches the switching element of the full bridge circuit, so that the AC power is supplied to the outlet OLT. Convert to compatible AC power.

図8は、充電器100Cにおける電流の流れを示す。図8に示すように、整流回路11が外部電源PWRの交流電力に接続されているとき、力率改善回路10は直流電圧を出力するので、スイッチング素子をスイッチングして直流変換回路20Cを動作させ、直流電力をバッテリBATへ出力して充電する。また、直流電圧変換部21Cのトランスでは一次側として電磁誘導を起こすので、交流変換回路30Cのトランスでは起電力が生じて交流変換回路30C内で交流の電力が発生する。その交流の電力を基に、交流変換回路30Cは、スイッチング素子をスイッチングして交流変換回路30Cを動作させ、コンセントOLTに適合した交流電力を出力する。したがって、外部電源PWRから車両CのバッテリBATへ充電している最中に、車両Cに設けられたコンセントOLTから家電製品等に交流電力を出力できる。   FIG. 8 shows a current flow in the charger 100C. As shown in FIG. 8, when the rectifier circuit 11 is connected to the AC power of the external power supply PWR, the power factor correction circuit 10 outputs a DC voltage. Therefore, the switching element is switched to operate the DC converter circuit 20C. , DC power is output to the battery BAT and charged. In addition, since electromagnetic induction occurs as a primary side in the transformer of the DC voltage conversion unit 21C, an electromotive force is generated in the transformer of the AC conversion circuit 30C, and AC power is generated in the AC conversion circuit 30C. Based on the AC power, the AC conversion circuit 30C switches the switching element to operate the AC conversion circuit 30C, and outputs AC power suitable for the outlet OLT. Therefore, AC power can be output from the outlet OLT provided in the vehicle C to the home appliance or the like while the battery BAT of the vehicle C is being charged from the external power source PWR.

また、整流回路11が交流電力に接続されていないとき、充電器100Cは、バッテリBATの電力がコンセントOLTに供給されるようにする。この場合、一点鎖線が示すように、交流変換回路30Cのトランスは、直流電圧変換部21C内のトランスの電磁誘導により、起電力が生じて交流変換回路30C内で交流の電力が発生する。その交流の電力を基に、交流変換回路30Cは、スイッチング素子をスイッチングして交流変換回路30Cを動作させ、コンセントOLTに適合した交流電力を出力する。   In addition, when the rectifier circuit 11 is not connected to AC power, the charger 100C causes the power of the battery BAT to be supplied to the outlet OLT. In this case, as indicated by an alternate long and short dash line, an electromotive force is generated in the transformer of the AC conversion circuit 30C due to electromagnetic induction of the transformer in the DC voltage conversion unit 21C, and AC power is generated in the AC conversion circuit 30C. Based on the AC power, the AC conversion circuit 30C switches the switching element to operate the AC conversion circuit 30C, and outputs AC power suitable for the outlet OLT.

以上の説明から分かるように、交流変換回路30Cにトランスを経由して入力される交流電圧は、外部電源PWRからの電力を受け力率改善回路10と直流電圧変換部21内の一次側トランスを経由した交流電圧、またはバッテリBATからの電力を受け直流電圧変換部21内の一次側トランスを経由した交流電圧である。したがって、いずれの場合も、直流電圧変換部21内の一次側トランスを経由した交流電圧であり、また交流変換回路30C内のスイッチング回路が存するので、適宜コンセントOLTに適合した交流電圧を出力する。   As can be seen from the above description, the AC voltage input to the AC conversion circuit 30C via the transformer receives the power from the external power supply PWR and passes through the power-factor correction circuit 10 and the primary side transformer in the DC voltage conversion unit 21. The AC voltage that has passed through or the AC voltage that has received power from the battery BAT and passed through the primary transformer in the DC voltage converter 21. Therefore, in any case, since the AC voltage passes through the primary transformer in the DC voltage converter 21 and the switching circuit in the AC converter circuit 30C exists, an AC voltage suitable for the outlet OLT is output as appropriate.

交流変換回路30Cは、直流電圧変換部21Cの内部においてトランスとして磁気的に接続(磁気結合)されている。すなわち、交流変換回路30Cは、直流変換回路20の一部(直流電圧変換部21Cの一次側回路)を経由して外部電源PWRまたはバッテリBATからの電力を入力され、交流電力を出力する。これによれば、この交流電位の箇所で接続することにより、上記実施例のように電気的な接続だけでなく、磁気的な接続により接続することができ、柔軟な接続形態を提供することができる。   The AC conversion circuit 30C is magnetically connected (magnetically coupled) as a transformer inside the DC voltage conversion unit 21C. That is, the AC conversion circuit 30C receives power from the external power supply PWR or the battery BAT via a part of the DC conversion circuit 20 (primary circuit of the DC voltage conversion unit 21C), and outputs AC power. According to this, by connecting at the location of this alternating potential, not only electrical connection as in the above embodiment but also magnetic connection can be established, and a flexible connection form can be provided. it can.

<まとめ>
上述した第一実施例〜第四実施例の説明から明らかなように、交流変換回路(30、30A〜C)は、力率改善回路10の内部におけるコンデンサ13と力率制御回路12の間から、直流電圧変換部(21、21C)と平滑部22の間までの間のいずれかの位置に電磁気的に接続される。すなわち、第一実施例では、交流変換回路30は、力率改善回路10と直流変換回路20の間に電気的に接続され、第二実施例では、力率改善回路10内のコンデンサ13と力率制御回路12の間に電気的に接続され、第三実施例では、直流変換回路20内の直流電圧変換部21と平滑部22の間に電気的に接続され、第四実施例では、直流電圧変換部21Cの内部においてトランスとして磁気的に接続されている。このような接続をすることで、直流変換回路に相当する回路の重複を小さくするまたは無くした充電器を提供することができる。
<Summary>
As is apparent from the description of the first to fourth embodiments described above, the AC conversion circuit (30, 30A to C) is provided between the capacitor 13 and the power factor control circuit 12 in the power factor correction circuit 10. , And electromagnetically connected to any position between the DC voltage conversion unit (21, 21C) and the smoothing unit 22. That is, in the first embodiment, the AC conversion circuit 30 is electrically connected between the power factor correction circuit 10 and the DC conversion circuit 20, and in the second embodiment, the capacitor 13 and the force in the power factor improvement circuit 10 are connected. In the third embodiment, it is electrically connected between the DC voltage conversion unit 21 and the smoothing unit 22 in the DC conversion circuit 20, and in the fourth embodiment, the DC control circuit 12 The voltage converter 21C is magnetically connected as a transformer. By making such a connection, it is possible to provide a charger in which duplication of a circuit corresponding to a DC conversion circuit is reduced or eliminated.

また、整流回路11が外部電源PWRの交流電力に接続されていないとき、交流変換回路(30、30A〜C)は、直流変換回路(21、21C)の少なくとも一部を経由してバッテリBATからの電力を入力されて、交流電力を出力している。   Further, when the rectifier circuit 11 is not connected to the AC power of the external power supply PWR, the AC converter circuit (30, 30A to C) is connected to the battery BAT via at least a part of the DC converter circuit (21, 21C). Power is input and AC power is output.

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。   In addition, this invention is not limited to the illustrated Example, The implementation by the structure of the range which does not deviate from the content described in each item of a claim is possible. That is, although the present invention has been particularly illustrated and described with respect to particular embodiments, it should be understood that the present invention has been described in terms of quantity, quantity, and amount without departing from the scope and spirit of the present invention. In other detailed configurations, various modifications can be made by those skilled in the art.

100 充電器
10 力率改善回路
11 整流回路
12 力率制御回路
13 コンデンサ
20 直流変換回路
21 直流電圧変換部
22 平滑部
30 交流変換回路
40 制御部
50 スイッチ
PWR 外部電源
BAT バッテリ
OLT コンセント
C 車両
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Charger 10 Power factor improvement circuit 11 Rectifier circuit 12 Power factor control circuit 13 Capacitor 20 DC conversion circuit 21 DC voltage conversion part 22 Smoothing part 30 AC conversion circuit 40 Control part 50 Switch PWR External power supply BAT Battery OLT Outlet C Vehicle

Claims (5)

バッテリを充電する充電器において、
交流電力に接続される力率改善回路と、
前記力率改善回路に一端を、前記バッテリに他端を接続される直流変換回路と、
電力が入力されて交流電力を出力する交流変換回路と、
を備える充電器であって、
前記力率改善回路は、前記直流変換回路に接続される側にコンデンサと、前記力率改善回路に接続される側に力率制御回路を有し、
前記直流変換回路は、電力が入力される側に直流電圧変換部と、前記バッテリに接続される側に平滑部を有し、
前記交流変換回路は、前記コンデンサと前記力率制御回路の間から前記直流電圧変換部と前記平滑部の間までの間のいずれかの位置に電磁気的に接続される、
充電器。
In the charger that charges the battery,
A power factor correction circuit connected to AC power;
A DC conversion circuit having one end connected to the power factor correction circuit and the other end connected to the battery;
An AC conversion circuit that receives power and outputs AC power; and
A charger comprising:
The power factor improvement circuit has a capacitor on the side connected to the DC conversion circuit and a power factor control circuit on the side connected to the power factor improvement circuit,
The DC conversion circuit has a DC voltage conversion unit on the side where power is input, and a smoothing unit on the side connected to the battery,
The AC conversion circuit is electromagnetically connected to any position between the capacitor and the power factor control circuit and between the DC voltage conversion unit and the smoothing unit.
Charger.
前記交流変換回路は、前記力率改善回路と前記直流変換回路の間に電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の充電器。   The charger according to claim 1, wherein the AC conversion circuit is electrically connected between the power factor correction circuit and the DC conversion circuit. 前記交流変換回路は、前記直流電圧変換部内において磁気結合により接続されることを特徴とする請求項1に記載の充電器。   The charger according to claim 1, wherein the AC conversion circuit is connected by magnetic coupling in the DC voltage conversion unit. 前記力率改善回路が交流電力に接続されているとき、前記直流変換回路を動作させ、直流電力を出力すると共に、前記交流変換回路を動作させ、交流電力を出力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の充電器。   The power conversion circuit is operated to output DC power when the power factor correction circuit is connected to AC power, and the AC conversion circuit is operated to output AC power. The charger according to any one of 1 to 3. 前記力率改善回路が交流電力に接続されていないとき、前記交流変換回路は、前記直流変換回路の少なくとも一部を経由して前記バッテリからの電力を入力されて、交流電力を出力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の充電器。   When the power factor correction circuit is not connected to AC power, the AC conversion circuit receives power from the battery via at least a part of the DC conversion circuit and outputs AC power. The charger according to any one of claims 1 to 3.
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