JP4415633B2 - コンデンサの充電装置 - Google Patents
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Description
前記コンデンサと直列接続されてLC共振回路を構成するリアクトルと、
直流電源と前記リアクトルとの間に設けられ、オン制御されて前記LC共振回路に半周期の振動電流を発生させて該コンデンサに充電電流を流す半導体スイッチと、
前記半導体スイッチとリアクトルとの接続点に設けられ、前記半導体スイッチのオフ時に前記リアクトルとコンデンサとの間に循環電流路を形成して該コンデンサに充電電流を流すダイオードと、
前記リアクトルのインダクタンスLと前記コンデンサの容量C 0 と直流電源の電圧EINとコンデンサの電圧VC0とコンデンサの充電目標電圧Vsetを基にして、該コンデンサを目標電圧まで充電するための前記半導体スイッチのオン時間Tonを下記式に従って求め、
前記コンデンサの充電電圧が目標電圧に一致するときに、前記充電電流バイパス用半導体スイッチをオン制御し、コンデンサの充電電圧が目標電圧を越えて充電されるのを防止する制御回路とを備えたことを特徴とする。
前記リアクトルとコンデンサとの間に設けられ、前記リアクトルからの交流出力を整流して前記コンデンサの充電電流を得る整流回路を備えたことを特徴とする。
図1は、本実施形態における充電装置の回路構成と波形を示す。主回路構成は、整流回路RFと平滑コンデンサCFからなる直流電源から、半導体スイッチQ1と、LC共振用のリアクトルLと、ダイオードD2の直列回路を介してコンデンサC0に接続する。また、スイッチQ1とリアクトルLとの接続点と基準電位点との間に循環電流用のダイオードD1を接続する。
E:直流電源電圧
C:コンデンサCの容量
L:リアクトルLのインダクタンス
V0(0):スイッチQ1のオン前のコンデンサCの電圧、
V0:スイッチQ1をオン時間ΔTだけオンした時点のコンデンサCの電圧、
T:スイッチQ1のオフ後に充電電流i(t)がゼロになるまでの時間、
I0:スイッチQ1をオフした時点の電流i(t)の値、
i(t):コンデンサCの充電電流、
V*:コンデンサCの充電目標電圧、
とすると、I0,i(t),V0には下記の関係式が成立する。
本実施形態の回路構成を図2に示す。同図が図1と異なる部分は、コンデンサC0の容量入力部DSを設けた点にある。この容量入力部DSは、例えば、ディジスイッチで構成される。
本実施形態の回路構成を図3に示す。同図が図1と異なる部分は、補正演算部SCPUを設けた点にある。
本実施形態の回路構成を図4に示す。同図が図1等と異なる部分は、リアクトルLとコンデンサC0の接続点に充電電流バイパス用の半導体スイッチQ2を設け、このスイッチQ2のオンタイミングを検出部TCPUで検出し、この検出信号で制御部DRV2でスイッチQ2をオン制御する点にある。
本実施形態の回路構成と波形を図5に示す。本実施形態は、インバータ方式の充電装置とする場合である。主回路は、半導体スイッチS1,S2のハーフブリッジ構成のインバータで交流出力を発生させ、これをパルストランスPTを介して昇圧し、この出力をLC共振用のリアクトルLを介して、半導体スイッチS3,S4のハーフブリッジ構成の整流回路の入力とし、この整流出力でコンデンサC0を充電する。
Q1 半導体スイッチ
L リアクトル
C0 コンデンサ
D1,D2 ダイオード
CPU オン時間演算部
DRV1,DRV2,DRV1A,DRV1B 制御部
S1〜S4 半導体スイッチ
Claims (5)
- コンデンサを目標電圧まで充電するためのコンデンサの充電装置であって、
前記コンデンサと直列接続されてLC共振回路を構成するリアクトルと、
直流電源と前記リアクトルとの間に設けられ、オン制御されて前記LC共振回路に半周期の振動電流を発生させて該コンデンサに充電電流を流す半導体スイッチと、
前記半導体スイッチとリアクトルとの接続点に設けられ、前記半導体スイッチのオフ時に前記リアクトルとコンデンサとの間に循環電流路を形成して該コンデンサに充電電流を流すダイオードと、
前記リアクトルのインダクタンスLと前記コンデンサの容量C 0 と直流電源の電圧EINとコンデンサの電圧VC0とコンデンサの充電目標電圧Vsetを基にして、該コンデンサを目標電圧まで充電するための前記半導体スイッチのオン時間Tonを下記式に従って求め、
- 前記制御回路は、前記コンデンサの実容量の違いを、再設定可能にするコンデンサ容量入力部を備えたことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサの充電装置。
- 前記制御回路は、前記コンデンサの充電試験をしたときのコンデンサ充電電圧の検出値から前記オン時間の演算式がもつ補正定数を求めて補正する補正演算部を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のコンデンサの充電装置。
- 前記リアクトルとコンデンサの接続点に設けた充電電流バイパス用半導体スイッチと、
前記コンデンサの充電電圧が目標電圧に一致するときに、前記充電電流バイパス用半導体スイッチをオン制御し、コンデンサの充電電圧が目標電圧を越えて充電されるのを防止する制御回路とを備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコンデンサの充電装置。 - 前記半導体スイッチは、交流出力を発生し、この出力をパルストランスに得るインバータ回路構成とし、
前記リアクトルとコンデンサとの間に設けられ、前記リアクトルからの交流出力を整流して前記コンデンサの充電電流を得る整流回路を備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のコンデンサの充電装置。
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