JP6076747B2 - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply Download PDF

Info

Publication number
JP6076747B2
JP6076747B2 JP2013002469A JP2013002469A JP6076747B2 JP 6076747 B2 JP6076747 B2 JP 6076747B2 JP 2013002469 A JP2013002469 A JP 2013002469A JP 2013002469 A JP2013002469 A JP 2013002469A JP 6076747 B2 JP6076747 B2 JP 6076747B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
charging
storage battery
power supply
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013002469A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014135847A (en
Inventor
鈴木 健一
健一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2013002469A priority Critical patent/JP6076747B2/en
Publication of JP2014135847A publication Critical patent/JP2014135847A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6076747B2 publication Critical patent/JP6076747B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Description

本発明は、予備充電が必要な蓄電池を充電し得るスイッチング電源装置に関するものである。   The present invention relates to a switching power supply device that can charge a storage battery that requires preliminary charging.

従来、例えば、下記特許文献1には、電子機器の小型化、高性能化に有効なスイッチング電源装置が記載されている。又、下記特許文献2には、2次電池を高い効率で充電できる共振形充電装置が記載されている。この共振形充電装置では、定電流特性を満足させるために、直列共振コンバータ(以下「LLC」という。)を用いて定電流回路が構成されている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 described below describes a switching power supply device that is effective in reducing the size and performance of an electronic device. Patent Document 2 below describes a resonance type charging device that can charge a secondary battery with high efficiency. In this resonance type charging device, a constant current circuit is configured using a series resonance converter (hereinafter referred to as “LLC”) in order to satisfy constant current characteristics.

一方、リチウムイオン電池のように、セル電圧が低い蓄電池を充電する場合、一般に、蓄電池の劣化を回避するために、低電圧かつ低電流で充電を行う予備充電が行われている。   On the other hand, when charging a storage battery having a low cell voltage, such as a lithium ion battery, in general, in order to avoid deterioration of the storage battery, preliminary charging is performed in which charging is performed at a low voltage and a low current.

特開2007−97303号公報JP 2007-97303 A 特開2012−85378号公報JP 2012-85378 A

しかしながら、従来のスイッチング電源装置では、LLCを用いて定電流回路を構成した場合、定電流特性を満足させる条件は、外部のLC共振定数により決定され、通常充電を満足するLC共振定数に設定した場合、予備充電のための低電圧かつ低電流での定電流特性を実現できない。   However, in the conventional switching power supply device, when the constant current circuit is configured using the LLC, the condition for satisfying the constant current characteristic is determined by the external LC resonance constant, and is set to the LC resonance constant satisfying normal charging. In this case, a constant current characteristic at a low voltage and a low current for precharging cannot be realized.

本発明のスイッチング電源装置は、直流(以下「DC」という。)電力を入力し、出力側に蓄電池が接続されるLLCと、前記蓄電池の端子間電圧値を検出し、この検出結果から前記蓄電池に対する予備充電が必要か否かを判定し、この判定結果が予備充電必要な場合には主回路切り離し信号を出力する予備充電判定回路と、前記予備充電判定回路からの前記主回路切り離し信号が入力されると、前記LLCの主回路の出力側を切り離す切り離し回路と、を備えるスイッチング電源装置であって、前記LLCは、第1巻線数の1次巻線及び第2巻線数の2次巻線を持った変圧器を有する前記主回路と、前記1次巻線と電磁的に結合されて前記変圧器の2次側に設けられた第3巻線数の補助巻線を有し、前記主回路の出力側に並列接続された巻線回路と、を備えている。そして、前記切り離し回路がオン状態のときは、前記主回路の出力側から通常充電時の充電電流が前記蓄電池へ供給され、前記切り離し回路がオフ状態のときは、前記巻線回路の出力側から予備充電時の充電電流が前記蓄電池へ供給されるようにしたことを特徴とする。 The switching power supply device of the present invention receives direct current (hereinafter referred to as “DC”) power, detects an LLC to which a storage battery is connected on the output side, a voltage value between terminals of the storage battery, and detects the storage battery from the detection result. A preliminary charge determination circuit for outputting a main circuit disconnection signal when the determination result indicates that a preliminary charge is required, and the main circuit disconnection signal from the preliminary charge determination circuit is input. A switching circuit that disconnects an output side of the main circuit of the LLC, wherein the LLC includes a primary winding having a first winding number and a secondary winding having a second winding number. The main circuit having a transformer with a winding; and a third winding number of auxiliary windings electromagnetically coupled to the primary winding and provided on the secondary side of the transformer; Windings connected in parallel to the output side of the main circuit It has a, and a circuit. When the separation circuit is in an on state, a charging current during normal charging is supplied from the output side of the main circuit to the storage battery. When the separation circuit is in an off state, from the output side of the winding circuit. A charging current at the time of preliminary charging is supplied to the storage battery.

本発明のスイッチング電源装置によれば、出力側に蓄電池が接続されるLLCと、予備充電判定回路と、切り離し回路と、を備え、予備充電判定回路が、蓄電池に対する予備充電が必要であると判定した場合に、切り離し回路がLLCの主回路の出力を切り離すようにしている。これにより、蓄電池に対する予備充電が必要な場合には、LLCにおけるLC共振定数が通常充電を満足するLC共振定数に設定されていても、巻線回路により低電圧かつ低電流の予備充電を実現できる。 According to the switching power supply apparatus of the present invention, the LLC, the storage battery is connected to the output side, a pre備充conductive judging circuit includes a disconnect circuit, a, a pre-charging judgment circuit, it is necessary to pre-charging of the battery When the determination is made, the disconnection circuit disconnects the output side of the LLC main circuit. As a result, when precharging the storage battery is necessary, low voltage and low current precharging can be realized by the winding circuit even if the LC resonance constant in the LLC is set to an LC resonance constant that satisfies normal charging. .

図1は本発明の実施例1におけるスイッチング電源装置20の構成の概略を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of a switching power supply device 20 in Embodiment 1 of the present invention. 図2は図1中の予備充電判定回路60の例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the precharge determination circuit 60 in FIG. 図3は比較例のスイッチング電源装置20Aの構成の概略を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the configuration of the switching power supply device 20A of the comparative example. 図4は図3中のLLC40Aのスイッチング周波数fswに対する出力電圧Voの関係を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship of the output voltage Vo with respect to the switching frequency fsw of the LLC 40A in FIG. 図5(a),(b)は図3中の予備充電回路80の例を示す回路図である。FIGS. 5A and 5B are circuit diagrams showing examples of the precharge circuit 80 in FIG. 図6は図1中のスイッチング電源装置20の充電電圧Vbatt及び充電電流Ibattの時間的推移を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing temporal transition of the charging voltage Vbatt and the charging current Ibatt of the switching power supply device 20 in FIG. 図7は本発明の実施例1の充電制御処理を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the charging control process according to the first embodiment of the present invention. 図8は本発明の実施例2におけるスイッチング電源装置20Bの構成の概略を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an outline of the configuration of the switching power supply device 20B according to the second embodiment of the present invention. 図9は本発明の実施例3におけるスイッチング電源装置20Cの構成の概略を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an outline of the configuration of the switching power supply 20C according to the third embodiment of the present invention. 図10は図9中の電圧検出回路60Aの例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an example of the voltage detection circuit 60A in FIG. 図11は図10中の充電テーブル65の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of the charging table 65 in FIG. 図12は本発明の実施例3の充電制御処理を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing the charging control process according to the third embodiment of the present invention.

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。   Modes for carrying out the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments when read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are only for explanation and do not limit the scope of the present invention.

(実施例1の構成)
図1は、本発明の実施例1におけるスイッチング電源装置20の構成の概略を示すブロック図である。
(Configuration of Example 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of a switching power supply device 20 according to the first embodiment of the present invention.

スイッチング電源装置20は、LLC40、予備充電判定回路60、及び切り離し回路70と、を備えている。   The switching power supply device 20 includes an LLC 40, a precharge determination circuit 60, and a disconnection circuit 70.

LLC40は、入力されるDC電圧Vin、及びDC電流Iinをスイッチングし、スイッチングされたDC電圧Vin及びDC電流Iinを直列共振により電圧変換させた後、整流して第2のDC電圧Vo及び第2のDC電流Ioを出力する回路である。このLLC40は、2つのスイッチ42a,42b、直列共振用のコンデンサ43、インダクタ44、第1巻線数としての巻線数n1の1次巻線45aと第2巻線数としての巻線数n2の2次巻線45bとを有する変換変圧器(以下「変換トランス」という。)45、整流用ダイオード46、平滑用コンデンサ47及び出力電流を計測する電流検出回路48と、その2つのスイッチ42a,42bをオンオフ制御するLLC制御回路41等とから構成されている。LLC40の第1及び第2の出力端子OUT1,OUT2には、蓄電池21が接続されるようになっている。LLC40の出力端子OUT1,OUT2に蓄電池21が接続された場合、電流検出回路48は、スイッチング電源20から蓄電池21へ供給される充電電流を計測する。 The LLC 40 switches the input DC voltage Vin and DC current Iin, converts the switched DC voltage Vin and DC current Iin by series resonance, and then rectifies the second DC voltage Vo and the second DC voltage Vin. Is a circuit that outputs a DC current Io. This LLC40 the two switches 42a, 42b, a capacitor 43 for the series resonant inductor 44, winding number n2 as the primary winding 45a and a number of second winding of the winding number n1 of the first winding number A secondary transformer 45b, a conversion transformer (hereinafter referred to as "conversion transformer") 45, a rectifying diode 46, a smoothing capacitor 47, a current detection circuit 48 for measuring an output current, and two switches 42a, It is composed of an LLC control circuit 41 etc. for controlling on / off of 42b. The storage battery 21 is connected to the first and second output terminals OUT1, OUT2 of the LLC 40. When the storage battery 21 is connected to the output terminals OUT1 and OUT2 of the LLC 40, the current detection circuit 48 measures the charging current supplied from the switching power supply 20 to the storage battery 21.

第1及び第2の出力端子OUT1,OUT2には、更に、巻線回路50が並列接続されている。この巻線回路50は、予備充電時に第1の出力端子OUT1と第2の出力端子OUT2との端子間に、低電圧かつ低電流を出力する回路であり、LLC40中の変換トランス45の1次巻線と電磁的に結合された第3巻線数(n3)の補助巻線としての予備巻線を有するインダクタ51と、整流用ダイオード52と、平滑用コンデンサ53と、より構成されている。 A winding circuit 50 is further connected in parallel to the first and second output terminals OUT1 and OUT2. The winding circuit 50 is a circuit that outputs a low voltage and a low current between the first output terminal OUT1 and the second output terminal OUT2 at the time of precharging, and the primary circuit of the conversion transformer 45 in the LLC 40. An inductor 51 having a spare winding as an auxiliary winding of the third winding number (n3) electromagnetically coupled to the winding , a rectifying diode 52, and a smoothing capacitor 53 are configured.

変換トランス45の2次巻線45b及び補助巻線51の電圧をそれぞれVb及びVcとすると、
Vb/n2=Vc/n3 ・・・(1)
Vc=(n3/n2)・Vb ・・・(2)
となる。ここで、例えば、n3/n2=1/3とすれば、変換トランス45の2次巻線45bの電圧Vbの1/3の電圧Vcを巻線回路50の出力端子から取り出すことができる。
When the voltages of the secondary winding 45b and the auxiliary winding 51 of the conversion transformer 45 are Vb and Vc, respectively,
Vb / n2 = Vc / n3 (1)
Vc = (n3 / n2) · Vb (2)
It becomes. Here, for example, if n3 / n2 = 1/3, a voltage Vc that is 1/3 of the voltage Vb of the secondary winding 45b of the conversion transformer 45 can be extracted from the output terminal of the winding circuit 50.

予備充電判定回路60は、蓄電池21の端子間電圧値Vbattを検出し、この検出結果から蓄電池21に対する予備充電が必要か否かを判定し、この判定結果が予備充電必要な場合には主回路切り離し信号S60を出力する回路である。更に、切り離し回路70は、予備充電判定回路60からの主回路切り離し信号S60が入力されると、LLC40の主回路の出力を切り離す回路である。 The preliminary charging determination circuit 60 detects the inter-terminal voltage value Vbatt of the storage battery 21 and determines whether or not the preliminary charging of the storage battery 21 is necessary from the detection result. If the determination result indicates that the preliminary charging is necessary, the main circuit It is a circuit that outputs a separation signal S60. Further, the disconnect circuit 70 is a circuit that disconnects the output of the main circuit of the LLC 40 when the main circuit disconnect signal S60 from the precharge determination circuit 60 is input.

図2は、図1中の予備充電判定回路60の例を示す回路図である。
予備充電判定回路60は、蓄電池21の端子間電圧値Vbattを計測し、端子間電圧値信号S61を出力する電圧計61と、端子間電圧値信号S61と予備充電判定電圧V1とを比較して、予備充電が必要な場合に主回路切り離し信号S60を出力する予備充電判定部62と、から構成されている。予備充電判定部62は、例えば、比較器であるコンパレータ62aと、予備充電判定電圧V1を生成してコンパレータ62aの一方の入力端子に供給するDC電源62bと、コンパレータ62aの出力端子をDC電圧Vccでプルアップする抵抗62cとにより構成されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the precharge determination circuit 60 in FIG.
The precharge determination circuit 60 measures the inter-terminal voltage value Vbatt of the storage battery 21, compares the inter-terminal voltage value signal S61 and the precharge determination voltage V1 with the voltmeter 61 that outputs the inter-terminal voltage value signal S61. The preliminary charging determination unit 62 outputs a main circuit disconnection signal S60 when preliminary charging is required. The precharge determination unit 62 includes, for example, a comparator 62a that is a comparator, a DC power supply 62b that generates a precharge determination voltage V1 and supplies the precharge determination voltage V1 to one input terminal of the comparator 62a, and an output terminal of the comparator 62a that is connected to the DC voltage Vcc. And a resistor 62c that is pulled up at the same time.

(実施例1の動作)
本実施例1のスイッチング電源装置20動作を、(I)従来の比較例の動作と、(II)実施例1の動作と、(III)実施例1における充電制御の処理と、に分けて説明する。
(Operation of Example 1)
The operation of the switching power supply device 20 according to the first embodiment is divided into (I) the operation of the conventional comparative example, (II) the operation of the first embodiment, and (III) the charge control process in the first embodiment. To do.

(I) 比較例の動作
図3は、比較例のスイッチング電源装置20Aの構成の概略を示すブロック図であり、実施例1を示す図1と共通の要素には共通の符号が付されている。
(I) Operation of Comparative Example FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the configuration of the switching power supply device 20A of the comparative example. Elements common to FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by common reference numerals. .

比較例のスイッチング電源装置20Aは、出力側に巻線回路50が接続されていない以外は実施例1と同様のLLC40Aに、予備充電回路80が追加された構成である。   The switching power supply device 20A of the comparative example has a configuration in which a preliminary charging circuit 80 is added to the LLC 40A similar to the first embodiment except that the winding circuit 50 is not connected to the output side.

図4は、図3中のLLC40Aのスイッチング周波数fswに対する出力電圧Voの関係を示す特性図である。   FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship of the output voltage Vo with respect to the switching frequency fsw of the LLC 40A in FIG.

図3に示されたLLC40Aのスイッチング周波数fswに対する予備充電回路80の前の電圧Voの特性が図4中の曲線Qに示されている。曲線Qを見ると、スイッチング周波数fswを高くしていっても、出力電圧Voを予備充電判定電圧V1まで電圧を下げることができない。   The characteristic of the voltage Vo before the precharge circuit 80 with respect to the switching frequency fsw of the LLC 40A shown in FIG. 3 is shown by a curve Q in FIG. Looking at the curve Q, even if the switching frequency fsw is increased, the output voltage Vo cannot be lowered to the precharge determination voltage V1.

予備充電回路80は、出力電圧Voを予備充電判定電圧V1まで下げるための回路である。
図5(a),(b)は、図3中の予備充電回路80の例を示す回路図である。
The preliminary charging circuit 80 is a circuit for reducing the output voltage Vo to the preliminary charging determination voltage V1.
5A and 5B are circuit diagrams showing examples of the precharge circuit 80 in FIG.

図5(a)には、ドロッパタイプの予備充電回路80が示されている。このドロッパタイプの予備充電回路80により、図3中のLLC40Aの出力電圧Voを予備充電判定電圧V1まで下げると、熱損失が大きくなり、スイッチング電源装置20Aの効率が低下する。   FIG. 5A shows a dropper type preliminary charging circuit 80. When the output voltage Vo of the LLC 40A in FIG. 3 is lowered to the precharge determination voltage V1 by the dropper type precharge circuit 80, the heat loss increases and the efficiency of the switching power supply 20A decreases.

図5(b)には、降圧コンバータタイプの予備充電回路80が示されている。この降圧コンバータタイプの予備充電回路80により、図3中のLLC40Aの出力電圧Voを予備充電判定電圧V1まで下げると、ドロッパタイプの予備充電回路80よりも損失は小さく、スイッチング電源装置20Aの効率の低下は少ないが、部品点数が増加する。   FIG. 5B shows a step-down converter type precharge circuit 80. When the output voltage Vo of the LLC 40A in FIG. 3 is lowered to the precharge determination voltage V1 by the step-down converter type precharge circuit 80, the loss is smaller than the dropper type precharge circuit 80, and the efficiency of the switching power supply 20A is improved. Although the decrease is small, the number of parts increases.

そこで、本実施例1では、図1及び図2に示されたようなスイッチング電源装置20の構成を採用して、予備充電回路80を追加することなく、出力電圧Voを予備充電判定電圧V1まで下げるようにしている。   Thus, in the first embodiment, the configuration of the switching power supply device 20 as shown in FIGS. 1 and 2 is adopted, and the output voltage Vo is increased to the precharge determination voltage V1 without adding the precharge circuit 80. I try to lower it.

(II) 実施例1の動作
図1及び図2に基づいて、実施例1のスイッチング電源装置20の動作を説明する。
通常充電時には、図2において、電圧計61から予備充電判定部62へ与えられる端子間電圧信号S61は、予備充電判定電圧V1以上であるため、予備充電判定部62内のコンパレータ62aの出力である主回路切り離し信号S60は、ハイレベル(以下「Hレベル」という。)であり、切り離し回路70はオン状態となる。
(II) Operation of Embodiment 1 The operation of the switching power supply device 20 of Embodiment 1 will be described based on FIGS. 1 and 2.
During normal charging, the inter-terminal voltage signal S61 supplied from the voltmeter 61 to the preliminary charging determination unit 62 in FIG. 2 is equal to or higher than the preliminary charging determination voltage V1, and thus is the output of the comparator 62a in the preliminary charging determination unit 62. The main circuit separation signal S60 is at a high level (hereinafter referred to as “H level”), and the separation circuit 70 is turned on.

図1において、切り離し回路70がオン状態のとき、変換トランス45、整流用ダイオード46、及び平滑用コンデンサ47等から構成されるLLC40の主回路から、通常充電時の充電電流Ibattが蓄電池21へ供給される。 In FIG. 1, when the separation circuit 70 is in the on state, the charging current Ibatt during normal charging is supplied to the storage battery 21 from the main circuit of the LLC 40 including the conversion transformer 45, the rectifying diode 46, the smoothing capacitor 47, and the like. Is done.

一方、予備充電時には、図2において、電圧計61から予備充電判定部62へ与えられる端子間電圧信号S61は、予備充電判定電圧V1未満であるため、予備充電判定部62内のコンパレータ62aの出力である主回路切り離し信号S60は、ローレベル(以下「Lレベル」という。)であり、切り離し回路70はオフ状態となる。   On the other hand, at the time of preliminary charging, since the inter-terminal voltage signal S61 given from the voltmeter 61 to the preliminary charging determination unit 62 in FIG. 2 is less than the preliminary charging determination voltage V1, the output of the comparator 62a in the preliminary charging determination unit 62 is output. The main circuit disconnection signal S60 is at a low level (hereinafter referred to as “L level”), and the disconnection circuit 70 is turned off.

図1において、切り離し回路70がオフ状態のとき、LLC40の主回路は蓄電池21から切り離され、巻線数n3の予備巻線であるインダクタ51、整流用ダイオード52、及び平滑用コンデンサ53等より構成されている巻線回路50から、予備充電時の充電電流Ibattが蓄電池21へ供給される。 In FIG. 1, when the separation circuit 70 is in the off state, the main circuit of the LLC 40 is separated from the storage battery 21 and is composed of an inductor 51, a rectifier diode 52, a smoothing capacitor 53, and the like, which are spare windings having a winding number n3. The charging current Ibatt at the time of preliminary charging is supplied to the storage battery 21 from the winding circuit 50 that is provided.

巻線数n3の補助巻線51の巻線回路50から蓄電池21へ供給される電圧Vcは、LLC40内の変換トランス45の1次巻線45a及び2次巻線45bの巻線数をそれぞれn1,n2とし、通常充電時の充電電圧をVbとすると、前記(2)式により、
Vc=(n3/n2)・Vb
となる。
The voltage Vc supplied to the storage battery 21 from the winding circuit 50 of the auxiliary winding 51 having the number of windings n3 indicates the number of turns of the primary winding 45a and the secondary winding 45b of the conversion transformer 45 in the LLC 40 by n1. , N2 and the charging voltage during normal charging is Vb,
Vc = (n3 / n2) · Vb
It becomes.

従って、巻線回路50内の補助巻線51の巻線数n3を、
n3=(Vc/Vb)・n2 ・・・(3)
即ち、変換トランス45の2次巻線の巻線数n2に、(予備充電電圧/通常充電電圧)を乗じた巻線数としておけば、予備充電時に、巻線回路50から蓄電池21へ予備充電電圧Vcを供給することができる。
Therefore, the number of turns n3 of the auxiliary winding 51 in the winding circuit 50 is
n3 = (Vc / Vb) · n2 (3)
That is, if the number of windings obtained by multiplying the number n2 of secondary windings of the conversion transformer 45 by (preliminary charging voltage / normal charging voltage) is preliminarily charged from the winding circuit 50 to the storage battery 21 at the time of preliminary charging. The voltage Vc can be supplied.

(III) 実施例1における充電制御の処理
図6(a),(b)は、図1中のスイッチング電源装置20の充電電圧Vbatt及び充電電流Ibattの時間的推移を示す図であり、図6(a)は、蓄電池21の充電時間に対する端子間電圧値Vbattの時間的推移を示す図であり、図6(b)は、蓄電池21の充電時間に対する充電電流値Ibattの時間的推移を示す図である。
(III) Processing of Charging Control in Embodiment 1 FIGS. 6A and 6B are diagrams showing temporal transitions of the charging voltage Vbatt and the charging current Ibatt of the switching power supply device 20 in FIG. (A) is a figure which shows the time transition of the voltage value Vbatt between terminals with respect to the charging time of the storage battery 21, FIG.6 (b) is a figure which shows the time transition of the charging current value Ibatt with respect to the charging time of the storage battery 21. It is.

蓄電池21の端子間電圧値Vbattが予備充電判定電圧V1未満の予備充電期間Tyにおいては、充電電流値Ibattは予備充電電流Iyを示している。予備充電期間TyにおけるV0〜V1は、予備充電電圧である。   In the preliminary charging period Ty in which the inter-terminal voltage value Vbatt of the storage battery 21 is less than the preliminary charging determination voltage V1, the charging current value Ibatt indicates the preliminary charging current Iy. V0 to V1 in the preliminary charging period Ty are preliminary charging voltages.

予備充電が継続し、蓄電池21の端子間電圧値Vbattが予備充電判定電圧V1以上になると、充電電流値Ibattが予備充電電流Iyから通常充電電流Isに変化して、通常充電期間Tsへ移行する。   When the preliminary charging continues and the inter-terminal voltage value Vbatt of the storage battery 21 becomes equal to or higher than the preliminary charging determination voltage V1, the charging current value Ibatt changes from the preliminary charging current Iy to the normal charging current Is, and shifts to the normal charging period Ts. .

通常充電期間Tsにおいて、蓄電池21の端子間電圧値Vbattは、予備充電判定電圧V1からV2へ上昇して行く。蓄電池21の端子間電圧値VbattがV2に達すると、充電電流値Ibattは、除々に減少して行く。   In the normal charging period Ts, the inter-terminal voltage value Vbatt of the storage battery 21 increases from the preliminary charging determination voltage V1 to V2. When the inter-terminal voltage value Vbatt of the storage battery 21 reaches V2, the charging current value Ibatt gradually decreases.

図7は、本発明の実施例1の充電制御処理を示すフローチャートである。
図1、図2、及び図6を参照しつつ、図7に示されたフローチャートに基づいて、本実施例1のスイッチング電源装置20における充電制御処理について説明する。
FIG. 7 is a flowchart illustrating the charging control process according to the first embodiment of the present invention.
With reference to FIGS. 1, 2, and 6, the charge control process in the switching power supply device 20 of the first embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.

図1、図2において、LLC40の出力端子OUT1,OUT2に蓄電池21が接続されると、予備充電制御回路60における充電制御の処理が開始され、ステップST1へ進む。ステップST1において、電圧計61は、蓄電池21の端子間電圧Vbattを計測して、端子間電圧値信号S61を予備充電制御回路60内の予備充電判定部62へ与え、ステップST2へ進む。   1 and 2, when the storage battery 21 is connected to the output terminals OUT1 and OUT2 of the LLC 40, the charging control process in the preliminary charging control circuit 60 is started, and the process proceeds to step ST1. In step ST1, the voltmeter 61 measures the inter-terminal voltage Vbatt of the storage battery 21, gives the inter-terminal voltage value signal S61 to the precharge determination unit 62 in the precharge control circuit 60, and proceeds to step ST2.

ステップST2において、図2中の予備充電判定部62内のコンパレータ62aは、端子間電圧値信号S61が予備充電判定電圧V1未満か否かを判定し、端子間電圧値信号S61が予備充電判定電圧V1未満であれば(Y)、ステップST3へ進み、端子間電圧値信号S61が予備充電判定電圧V1以上であれば(N)、ステップST7へ進む。   In step ST2, the comparator 62a in the precharge determination unit 62 in FIG. 2 determines whether the inter-terminal voltage value signal S61 is less than the precharge determination voltage V1, and the inter-terminal voltage value signal S61 is the precharge determination voltage. If less than V1 (Y), the process proceeds to step ST3, and if the inter-terminal voltage value signal S61 is equal to or higher than the precharge determination voltage V1 (N), the process proceeds to step ST7.

ステップST3において、図1中の予備充電判定回路60が主回路切り離し信号S60を出力すると、切り離し回路70はオフ状態となる。その後、LLC40が起動され、LLC制御部41により、LLC40のスイッチング周波数fswが制御され、巻線回路50の出力電圧Vcとして、DC電圧V1が蓄電池21に供給される。この時、図6に示されたように、予備充電電流Iyが蓄電池21に供給され、ステップST4へ進む。   In step ST3, when the precharge determination circuit 60 in FIG. 1 outputs the main circuit disconnection signal S60, the disconnection circuit 70 is turned off. Thereafter, the LLC 40 is activated, the LLC control unit 41 controls the switching frequency fsw of the LLC 40, and the DC voltage V <b> 1 is supplied to the storage battery 21 as the output voltage Vc of the winding circuit 50. At this time, as shown in FIG. 6, the preliminary charging current Iy is supplied to the storage battery 21, and the process proceeds to step ST4.

ステップST4において、図2中の電圧計61は、蓄電池21の端子間電圧Vbattを計測して、端子間電圧値信号S61を予備充電判定回路60内の予備充電判定部62へ与え、ステップST5へ進む。ステップST5において、図2中の予備充電判定部62内のコンパレータ62aは、端子間電圧値信号S61が予備充電判定電圧V1以上か否かを判定し、端子間電圧値信号S61が予備充電判定電圧V1以上(Y)となるまで、ステップST4、ST5の処理を繰り返し、端子間電圧値信号S61が予備充電判定電圧V1以上であれば(Y)、ステップST6へ進む。   In step ST4, the voltmeter 61 in FIG. 2 measures the inter-terminal voltage Vbatt of the storage battery 21, and provides the inter-terminal voltage value signal S61 to the precharge determination unit 62 in the precharge determination circuit 60, and then proceeds to step ST5. move on. In step ST5, the comparator 62a in the precharge determination unit 62 in FIG. 2 determines whether or not the inter-terminal voltage value signal S61 is equal to or higher than the precharge determination voltage V1, and the inter-terminal voltage value signal S61 is the precharge determination voltage. Steps ST4 and ST5 are repeated until V1 is equal to or higher than (Y). If the inter-terminal voltage value signal S61 is equal to or higher than the precharge determination voltage V1 (Y), the process proceeds to step ST6.

ステップST6において、図1中の予備充電判定回路60が主回路切り離し信号S60の論理レベルがLレベルからHレベルに変化すると、切り離し回路70はオン状態となる。その後、LLC40の主回路の出力電圧Voとして、DC電圧V1〜V2が蓄電池21に供給され、図6に示されたように、通常充電電流Isが蓄電池21に供給され、充電制御の処理が終了する。   In step ST6, when the precharge determination circuit 60 in FIG. 1 changes the logic level of the main circuit disconnection signal S60 from the L level to the H level, the disconnection circuit 70 is turned on. Thereafter, DC voltages V1 to V2 are supplied to the storage battery 21 as the output voltage Vo of the main circuit of the LLC 40, and the normal charging current Is is supplied to the storage battery 21 as shown in FIG. To do.

ステップST7において、図1中の予備充電判定回路60が主回路切り離し信号S60の論理レベルがLレベルからHレベルに変化すると、切り離し回路70はオン状態とされ、その後、LLC40が起動され、LLC40の主回路の出力電圧Voとして、DC電圧V1〜V2が蓄電池21に供給され、図6に示されたように、通常充電電流Isが蓄電池21に供給され、充電制御の処理が終了する。   In step ST7, when the precharge determination circuit 60 in FIG. 1 changes the logic level of the main circuit disconnection signal S60 from the L level to the H level, the disconnection circuit 70 is turned on, and then the LLC 40 is activated and the LLC 40 As the output voltage Vo of the main circuit, DC voltages V1 to V2 are supplied to the storage battery 21, and as shown in FIG. 6, the normal charging current Is is supplied to the storage battery 21, and the charging control process ends.

図7に示されたフローチャートの充電制御処理に従った充電電圧Vbatt及び充電電流Ibattの時間的推移が、図6(a),(b)に示されている。   6A and 6B show time transitions of the charging voltage Vbatt and the charging current Ibatt according to the charging control process of the flowchart shown in FIG.

(実施例1の効果)
本実施例1のスイッチング電源装置20によれば、予備充電判定回路60により、前記充電池21の端子間電圧値Vbattに基づいて予備充電が必要か否かを判定し、予備充電判定回路60が必要な場合には、主回路切り離し信号S60を出力して、LLC40の主回路を切り離すようにしている。これにより、スイッチング電源装置20は、比較例のスイッチング電源装置20Aのような予備充電回路80を追加することなく、予備充電のための低電圧かつ低電流での定電流特性を実現できる。
(Effect of Example 1)
According to the switching power supply device 20 of the first embodiment, the preliminary charging determination circuit 60 determines whether or not preliminary charging is necessary based on the inter-terminal voltage value Vbatt of the rechargeable battery 21, and the preliminary charging determination circuit 60 If necessary, the main circuit disconnect signal S60 is output to disconnect the main circuit of the LLC 40. Thereby, the switching power supply device 20 can realize a constant current characteristic at a low voltage and a low current for precharging without adding a precharging circuit 80 like the switching power supply device 20A of the comparative example.

(実施例2の構成及び動作)
図8は、本発明の実施例2におけるスイッチング電源装置20Bの構成の概略を示すブロック図であり、実施例1を示す図1と共通の要素には共通の符号が付されている。
(Configuration and operation of embodiment 2)
FIG. 8 is a block diagram showing an outline of the configuration of the switching power supply device 20B according to the second embodiment of the present invention. Elements common to FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by common reference numerals.

スイッチング電源装置20Bは、実施例1と同様のLLC40、予備充電判定回路60、及び切り離し回路70に、交流(以下「AC」という。)電源10と、入力部11及び力率改善回路(以下「PFC」という。)30が追加されている。   The switching power supply device 20B includes the same LLC 40, precharge determination circuit 60, and disconnection circuit 70 as in the first embodiment, an AC (hereinafter referred to as “AC”) power supply 10, an input unit 11, and a power factor correction circuit (hereinafter “ 30) is added.

入力部11は、図示しない不要輻射対策用(EMI)フィルタ、ダイオードブリッジ等により構成されて、入力されるAC電圧及びAC電流を全波整流した電圧Vin及びIiを図1と同様のスイッチング源装置20へ入力するものである。 The input unit 11 includes an unwanted radiation countermeasure (EMI) filter (not shown), a diode bridge, and the like, and switches the input voltage AC and the voltage Vin and Ii obtained by full-wave rectification to the same switching source device as in FIG. 20 is input.

PFC30は、AC電力を入力し、AC電力における電流と電圧の位相が一致するように、AC電力における電流及び電圧をスイッチング制御して力率を改善し、所定の第1のDC電圧Vpfc、及び第1のDC電流IpfcをLLC40へ出力する回路である。   The PFC 30 receives the AC power, improves the power factor by switching the current and the voltage in the AC power so that the phase of the current and the voltage in the AC power matches, and determines a predetermined first DC voltage Vpfc, and This is a circuit that outputs the first DC current Ipfc to the LLC 40.

PFC30は、インダクタ32、スイッチ33、整流用ダイオード34、及び平滑用コンデンサ35と、そのスイッチ33をオンオフ制御するPFC制御回路31等とから構成されている。   The PFC 30 includes an inductor 32, a switch 33, a rectifying diode 34, a smoothing capacitor 35, and a PFC control circuit 31 that controls on / off of the switch 33.

PFC制御回路31は、図示しない誤差増幅器、及び誤差増幅器の一方の入力端子に入力する基準電圧源を有し、第1のDC電圧Vpfcを一定の比率で分圧した電圧を図示しない誤差増幅器の他方の入力端子に入力して、図示しない誤差増幅器の入力端子間の電圧差が零に近づくように、スイッチ33をオンオフ制御する回路である。実施例2のその他の構成及び動作は、実施例1と同様である。   The PFC control circuit 31 includes an error amplifier (not shown) and a reference voltage source that is input to one input terminal of the error amplifier, and a voltage obtained by dividing the first DC voltage Vpfc at a certain ratio is an error amplifier (not shown). In this circuit, the switch 33 is turned on / off so that the voltage difference between the input terminals of an error amplifier (not shown) is zero and is input to the other input terminal. Other configurations and operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

(実施例2の効果)
本実施例2のスイッチング電源装置20Bによれば、実施例1のスイッチング電源装置20の入力側に、PFC30を備え、PFC30が供給されるAC電力を効率良くDC電圧Vpfc及びDC電流Ipfcに変換して、LLC40へ入力している。これにより、商用電源の入力から、低電圧かつ低電流の予備充電を効率良く行うことができる。
(Effect of Example 2)
According to the switching power supply device 20B of the second embodiment, the PFC 30 is provided on the input side of the switching power supply device 20 of the first embodiment, and AC power supplied from the PFC 30 is efficiently converted into a DC voltage Vpfc and a DC current Ipfc. To LLC40. Thereby, it is possible to efficiently perform a low voltage and low current precharge from the input of the commercial power supply.

(実施例3の構成)
図9は、本発明の実施例3におけるスイッチング電源装置20Cの構成の概略を示すブロック図であり、実施例2を示す図8と共通の要素には共通の符号が付されている。
(Configuration of Example 3)
FIG. 9 is a block diagram showing an outline of the configuration of the switching power supply device 20C according to the third embodiment of the present invention. Elements common to FIG. 8 showing the second embodiment are denoted by common reference numerals.

本発明の実施例3のスイッチング電源装置20Bは、実施例2と同様のPFC30、LLC40、及び切り離し回路70と、実施例2の予備充電判定回路60とは構成及び機能が異なる予備充電判定回路60Aと、により構成されている。   The switching power supply device 20B according to the third embodiment of the present invention includes a PFC 30, the LLC 40, and the disconnect circuit 70 similar to those in the second embodiment, and a precharge determination circuit 60A having a different configuration and function from the precharge determination circuit 60 according to the second embodiment. And is constituted by.

図10は、図9中の予備充電判定回路60Aの例を示すブロック図である。
予備充電制御回路60Aは、実施例1と同様の電圧計61に、実施例1とは機能が異なる予備充電判定部62Aと、新たに追加された種類検出部64及び充電制御情報が格納された充電テーブル65と、により構成されている。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of the precharge determination circuit 60A in FIG.
The precharge control circuit 60A stores a precharge determination unit 62A having a function different from that of the first embodiment, a newly added type detection unit 64, and charge control information in a voltmeter 61 similar to that of the first embodiment. And a charging table 65.

種類検出部64は、蓄電池21から与えられる蓄電池信号S21に基づいて、蓄電池21の種類及び予備充電が必要種類か否かを判定する。更に、種類検出部64は、充電テーブル65を参照して、蓄電池21の種類に応じた充電制御情報を取得して、予備充電が必要な種類か否かの情報及び充電制御情報からなる種類検出信号S64を予備充電判定部62Aへ与えるものである。予備充電判定部62Aは、種類検出部64から与えられた種類検出信号S64により、予備充電が必要な種類の場合に、端子間電圧信号S61から予備充電が必要か否かを判定するものである。   The type detection unit 64 determines the type of the storage battery 21 and whether or not the precharge is the required type based on the storage battery signal S21 given from the storage battery 21. Further, the type detection unit 64 refers to the charging table 65, acquires the charge control information corresponding to the type of the storage battery 21, and detects the type including information indicating whether or not preliminary charging is required and the charge control information. The signal S64 is given to the preliminary charge determination unit 62A. The preliminary charging determination unit 62A determines whether or not preliminary charging is necessary from the inter-terminal voltage signal S61 based on the type detection signal S64 given from the type detection unit 64 when the type requires preliminary charging. .

例えば、蓄電池21の種類やセル数に応じて電池パックの形状を変え、電池パックの形状に応じて蓄電池21の種類やセル数の情報を表す方法や、蓄電池21に正極と負極以外に識別端子を設け、負極と識別端子と間に蓄電池21の種類やセル数に応じて異なる抵抗値を接続する方法等の公知の方法により、蓄電池21から蓄電池信号S21を得ることができる。   For example, the shape of the battery pack is changed according to the type of the storage battery 21 and the number of cells, and the method of expressing the information of the type of the storage battery 21 and the number of cells according to the shape of the battery pack, or the identification terminal other than the positive electrode and the negative electrode The storage battery signal S21 can be obtained from the storage battery 21 by a known method such as a method of connecting different resistance values depending on the type and the number of cells of the storage battery 21 between the negative electrode and the identification terminal.

図11は、図10中の充電テーブル65の例を示す図である。
図11に示された充電テーブル65の例では、蓄電池21の種類A,B,Cに対応した予備充電判定電圧V1、予備充電電流Iy、通常充電電流Isの各値が格納されている。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the charging table 65 in FIG.
In the example of the charging table 65 shown in FIG. 11, the values of the preliminary charging determination voltage V1, the preliminary charging current Iy, and the normal charging current Is corresponding to the types A, B, and C of the storage battery 21 are stored.

図11において、種類A,B,Cは、予備充電が必要な電池であり、種類A,B,Cの予備充電判定電圧V1は、それぞれ2.0V、4.0V、6.0Vである。種類A,B,Cの予備充電電流Iyは、それぞれ50mA、70mA、130mAである。更に、種類A,B,Cの通常充電電流Isは、それぞれ2.0A、2.5A、3.0Aである。図11において、種類Dは、予備充電が不要な電池であり、種類Dの通常充電電流Isは、3.0Aである。   In FIG. 11, types A, B, and C are batteries that need to be precharged, and the precharge determination voltages V1 of types A, B, and C are 2.0V, 4.0V, and 6.0V, respectively. The pre-charging currents Iy for types A, B, and C are 50 mA, 70 mA, and 130 mA, respectively. Furthermore, the normal charging currents Is of types A, B, and C are 2.0 A, 2.5 A, and 3.0 A, respectively. In FIG. 11, type D is a battery that does not require preliminary charging, and the normal charging current Is of type D is 3.0A.

図11において示した予備充電判定電圧V1、予備充電電流Iy、及び通常充電電流Isの値は、本実施例3の構成を説明するための仮の値である。予備充電判定電圧V1、予備充電電流Iy、及び通常充電電流Isの実際の値は、蓄電池21の種類及びセル数等により個別に設計され、又は実験により決定される。   The values of the precharge determination voltage V1, the precharge current Iy, and the normal charge current Is shown in FIG. 11 are provisional values for explaining the configuration of the third embodiment. The actual values of the precharge determination voltage V1, the precharge current Iy, and the normal charge current Is are individually designed according to the type of the storage battery 21 and the number of cells, or are determined by experiments.

(実施例3の動作)
図12は、本発明の実施例2の充電制御処理を示すフローチャートである。
図9〜図11を参照しつつ、図12に基づいて、実施例2の充電制御の処理を説明する。
(Operation of Example 3)
FIG. 12 is a flowchart illustrating the charging control process according to the second embodiment of the present invention.
The charging control process of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11 and based on FIG.

図9において、LLC40の出力に蓄電池21が接続されると、予備充電判定回路60Aにおける充電制御の処理が開始され、ステップST21へ進む。ステップST21において、図10中の種類検出部64は、蓄電池21から入力される蓄電池信号S21に基づいて、蓄電池21の種類を検出し、ステップST22へ進む。   In FIG. 9, when the storage battery 21 is connected to the output of the LLC 40, the charging control process in the preliminary charging determination circuit 60A is started, and the process proceeds to step ST21. In step ST21, the type detection unit 64 in FIG. 10 detects the type of the storage battery 21 based on the storage battery signal S21 input from the storage battery 21, and proceeds to step ST22.

ステップST22において、種類検出部64は、充電テーブル65を参照して、蓄電池21の種類に応じた充電制御情報を読み出し、ステップST23へ進む。ステップST23において、種類検出部64は、予備充電が必要な蓄電池か否かを判定し、必要な場合は(Y)、ステップST1へ進み、必要でない場合は(N)、ステップST6へ進む。図11において、電池の種類がAであれば、予備充電が必要であるので、ステップST1へ進み、電池の種類がDであれば、予備充電が不要であるので、ステップST7へ進む。   In step ST22, the type detection unit 64 reads the charge control information corresponding to the type of the storage battery 21 with reference to the charging table 65, and proceeds to step ST23. In step ST23, the type detecting unit 64 determines whether or not the storage battery needs to be precharged. If necessary (Y), the process proceeds to step ST1, and if not necessary (N), the process proceeds to step ST6. In FIG. 11, if the battery type is A, preliminary charging is necessary, so the process proceeds to step ST1, and if the battery type is D, preliminary charging is not necessary, so the process proceeds to step ST7.

ステップST1に進むと、ステップST1〜ST5において、実施例1と同様の処理が行われ、ステップST6へ進む。但し、図12中のステップST2及びST5において、端子間電圧信号S61と、図11に示された蓄電池の種類に応じて変更された予備充電判定電圧V1とが比較される。   When the process proceeds to step ST1, in steps ST1 to ST5, the same process as in the first embodiment is performed, and the process proceeds to step ST6. However, in steps ST2 and ST5 in FIG. 12, the inter-terminal voltage signal S61 is compared with the precharge determination voltage V1 changed in accordance with the type of storage battery shown in FIG.

ステップST7において、切り離し回路70をオン状態にし、LLC40を起動して、予備充電判定回路60Aにおける充電制御の処理を終了する。   In step ST7, the disconnection circuit 70 is turned on, the LLC 40 is activated, and the charge control process in the preliminary charge determination circuit 60A is terminated.

(実施例3の効果)
本発明の実施例3によれば、実施例1、2の構成に加え、新たに追加された種類検出部64及び充電テーブル65により、予備充電が必要な蓄電池か否かを判定し、必要な場合のみ、切り離し回路70をオフ状態にして、予備充電を行うようにしている。これにより、蓄電池21の予備充電が不要な蓄電池である場合は、直ちに、通常充電制御電圧Vsに設定して、LLC40を起動するので充電時間を短縮することができる。
(Effect of Example 3)
According to the third embodiment of the present invention, in addition to the configurations of the first and second embodiments, the newly added type detection unit 64 and the charging table 65 determine whether or not the storage battery needs to be precharged. Only in this case, the separation circuit 70 is turned off to perform preliminary charging. Thereby, when the storage battery 21 is a storage battery that does not need to be precharged, the normal charging control voltage Vs is immediately set and the LLC 40 is started, so that the charging time can be shortened.

(変形例)
本発明は、上記実施例1〜3に限定されず、種々の利用形態や変形例が可能である。この利用形態や変形例として、例えば、次の(1),(2)のようなものがある。
(Modification)
This invention is not limited to the said Examples 1-3, A various utilization form and a modification are possible. For example, there are the following (1) and (2) as usage forms and modifications.

(1) 実施例1〜3では、電圧計61から出力される端子間電圧値信号S61と予備充電判定電圧V1とを比較して予備充電が必要か否かを判定する予備充電判定部62として、コンパレータ62aを用いたアナログ回路例を記載したが、予備充電判定部62はアナログ回路に限定されない。例えば、同様の機能をデジタル回路で構成しても、同様の機能をソフトウェアにより実行する構成としても良い。   (1) In the first to third embodiments, the precharge determination unit 62 determines whether or not precharge is necessary by comparing the inter-terminal voltage value signal S61 output from the voltmeter 61 with the precharge determination voltage V1. Although an example of an analog circuit using the comparator 62a has been described, the precharge determination unit 62 is not limited to an analog circuit. For example, the same function may be configured by a digital circuit, or the same function may be executed by software.

(2) 実施例1では、予備充電判定部62は、端子間電圧値信号S61のみに基づいて、予備充電が必要か否かを判定する例を説明したが、電流検出回路48の電流検出結果も加味して、予備充電が必要か否かを判定するようにしても良い。電流検出結果を加味して予備充電が必要か否かを判定するようにすれば、予備充電が必要な蓄電池21の劣化をより確実に回避することができる。   (2) In the first embodiment, the example in which the preliminary charging determination unit 62 determines whether or not preliminary charging is necessary based only on the inter-terminal voltage value signal S61 has been described, but the current detection result of the current detection circuit 48 Also, it may be determined whether or not preliminary charging is necessary. If it is determined whether or not preliminary charging is necessary in consideration of the current detection result, deterioration of the storage battery 21 that needs preliminary charging can be avoided more reliably.

20,20A,20B スイッチング電源装置
21 蓄電池
30,30A PFC
31 PFC制御回路
31d 誤差増幅器
31e スイッチング制御部
40,40A LLC
41 LLC制御回路
48 電流検出回路
49 電圧検出回路
50 巻線回路
60,60A 予備充電判定回路
62,62A 予備充電判定部
64 種類検出部
65 充電テーブル
20, 20A, 20B Switching power supply 21 Storage battery 30, 30A PFC
31 PFC control circuit 31d Error amplifier 31e Switching control unit 40, 40A LLC
41 LLC control circuit 48 Current detection circuit 49 Voltage detection circuit 50 Winding circuit 60, 60A Precharge determination circuit 62, 62A Precharge determination unit 64 Type detection unit 65 Charging table

Claims (6)

直流電力を入力し、出力側に蓄電池が接続される直列共振コンバータと、
前記蓄電池の端子間電圧値を検出し、この検出結果から前記蓄電池に対する予備充電が必要か否かを判定し、この判定結果が予備充電必要な場合には主回路切り離し信号を出力する予備充電判定回路と、
前記予備充電判定回路からの前記主回路切り離し信号が入力されると、前記直列共振コンバータの主回路の出力を切り離す切り離し回路と、
を備えるスイッチング電源装置であって、
前記直列共振コンバータは、
第1巻線数の1次巻線及び第2巻線数の2次巻線を持った変圧器を有する前記主回路と、
前記1次巻線と電磁的に結合されて前記変圧器の2次側に設けられた第3巻線数の補助巻線を有し、前記主回路の出力側に並列接続された巻線回路と、
を備え、
前記切り離し回路がオン状態のときは、前記主回路の出力側から通常充電時の充電電流が前記蓄電池へ供給され、前記切り離し回路がオフ状態のときは、前記巻線回路の出力側から予備充電時の充電電流が前記蓄電池へ供給されるようにしたことを特徴とするスイッチング電源装置。
A series resonant converter that receives DC power and has a storage battery connected to the output side;
Preliminary charge determination that detects a voltage value between terminals of the storage battery, determines whether or not a preliminary charge for the storage battery is necessary from the detection result, and outputs a main circuit disconnection signal when the determination result requires the preliminary charge Circuit,
When the main circuit disconnection signal from the precharge determination circuit is input, a disconnect circuit that disconnects the output side of the main circuit of the series resonant converter;
A switching power supply device comprising:
The series resonant converter is:
The main circuit having a transformer having a primary winding of a first winding number and a secondary winding of a second winding number;
A winding circuit electromagnetically coupled to the primary winding and having a third winding number of auxiliary windings provided on the secondary side of the transformer and connected in parallel to the output side of the main circuit When,
With
When the disconnecting circuit is in an on state, a charging current during normal charging is supplied from the output side of the main circuit to the storage battery, and when the disconnecting circuit is in an off state, preliminary charging is performed from the output side of the winding circuit. A switching power supply device characterized in that a charging current at the time is supplied to the storage battery .
前記予備充電判定回路は、
前記端子間電圧値を計測して端子間電圧値信号を出力する電圧計と、
前記端子間電圧値信号と予備充電判定電圧値とを比較して、前記端子間電圧値信号が前記予備充電判定電圧値未満の場合に、前記主回路切り離し信号を出力する予備充電判定部と、
を有することを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。
The preliminary charge determination circuit is
A voltmeter that measures the voltage value between the terminals and outputs a voltage value signal between the terminals;
Comparing the voltage value signal between the terminals and the precharge determination voltage value, and when the voltage value signal between the terminals is less than the precharge determination voltage value, a precharge determination unit that outputs the main circuit disconnection signal;
The switching power supply device according to claim 1, comprising:
前記補助巻線の前記第3巻線数は、
前記2次巻線の前記第2巻線数より少ないことを特徴とする請求項1又は2記載のスイッチング電源装置。
The third winding number of the auxiliary winding is:
3. The switching power supply device according to claim 1 , wherein the number of the secondary windings is less than the number of the second windings .
前記切り離し回路は、
前記予備充電判定回路から入力される前記主回路切り離し信号の有無に従ってオン/オフ制御される回路であって、オン状態における抵抗値がオフ状態における抵抗値より小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のスイッチング電源装置。
The disconnect circuit is
2. A circuit that is on / off controlled in accordance with the presence or absence of the main circuit disconnection signal input from the precharge determination circuit, wherein a resistance value in an on state is smaller than a resistance value in an off state. 4. The switching power supply device according to any one of 3 above.
請求項1〜4のいずれか1項記載のスイッチング電源装置は、更に、
交流電力を入力し、前記交流電力における電流と電圧の位相が一致するようにスイッチング制御して力率を改善し、所定の直流電圧を出力して前記直列共振コンバータに前記直流電圧を与える力率改善回路
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
The switching power supply device according to any one of claims 1 to 4,
A power factor that inputs AC power, improves the power factor by switching control so that the phase of current and voltage in the AC power matches, outputs a predetermined DC voltage, and applies the DC voltage to the series resonant converter Improvement circuit ,
Switching power supply unit, characterized in that it comprises a.
前記予備充電判定回路は、更に、
前記蓄電池の種類を検出する種類検出部と、
前記蓄電池の種類に対応した充電制御情報が格納された充電テーブルと、
を有し、
前記種類検出部により検出された前記蓄電池の種類に応じた前記充電制御情報を前記充電テーブルから読み出し、前記充電テーブルにより、前記予備充電判定電圧値と、予備充電時における充電電流である予備充電電流値と、通常充電時における充電電流である通常充電電流値と、を変更することを特徴とする請求項記載のスイッチング電源装置。
The precharge determination circuit further includes:
A type detection unit for detecting the type of the storage battery;
A charging table storing charging control information corresponding to the type of the storage battery;
Have
The charging control information corresponding to the type of the storage battery detected by the type detection unit is read from the charging table, and the preliminary charging determination voltage value and a preliminary charging current that is a charging current at the time of preliminary charging are read from the charging table. 3. The switching power supply device according to claim 2 , wherein the value and a normal charging current value that is a charging current during normal charging are changed.
JP2013002469A 2013-01-10 2013-01-10 Switching power supply Active JP6076747B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013002469A JP6076747B2 (en) 2013-01-10 2013-01-10 Switching power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013002469A JP6076747B2 (en) 2013-01-10 2013-01-10 Switching power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014135847A JP2014135847A (en) 2014-07-24
JP6076747B2 true JP6076747B2 (en) 2017-02-08

Family

ID=51413750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013002469A Active JP6076747B2 (en) 2013-01-10 2013-01-10 Switching power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6076747B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107852095B (en) 2015-08-06 2020-01-10 日立汽车系统株式会社 Charging device
JP2019161799A (en) * 2018-03-12 2019-09-19 Asti株式会社 Charging device
JP7372203B2 (en) 2020-05-18 2023-10-31 新電元工業株式会社 power supply

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4362915B2 (en) * 2000-01-17 2009-11-11 株式会社明電舎 Capacitor charger
JP2008312285A (en) * 2007-06-12 2008-12-25 Toyota Motor Corp Dc-dc converter
JP2010206912A (en) * 2009-03-03 2010-09-16 Hitachi Koki Co Ltd Charger
JP5506498B2 (en) * 2010-03-30 2014-05-28 パナソニック株式会社 Secondary battery charging device and charging method
JP5645582B2 (en) * 2010-10-07 2014-12-24 株式会社日立情報通信エンジニアリング Resonant charging device and vehicle using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014135847A (en) 2014-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Musavi et al. An LLC resonant DC–DC converter for wide output voltage range battery charging applications
EP2963798B1 (en) Dc-ac conversion device and control circuit
US9240698B2 (en) Switching power supply device and battery charger including the same
US8995156B2 (en) DC/DC converter with resonant converter stage and buck stage and method of controlling the same
KR101509925B1 (en) Method and system for controlling battery recharge
JP5786325B2 (en) Power conversion circuit system
US20170025897A1 (en) Devices, systems, and methods for adjusting output power using synchronous rectifier control
EP2838187A2 (en) Resonant converter and method of operating the same
US20110255314A1 (en) Switched power converter with extended hold-up time
US11396241B2 (en) Power converter controlled capacitor circuits and methods
JP6185246B2 (en) Switching power supply
US11404956B2 (en) Power conversion apparatus and AC-DC conversion apparatus
US20120092909A1 (en) Power conversion apparatus
JP6076747B2 (en) Switching power supply
US8040695B2 (en) Method for portioning output current of a DC-DC converter
JP5821026B2 (en) Charger
KR102485477B1 (en) Low Voltage DC-DC Converter
CN110149052B (en) Resonant circuit topology structure for battery charging
TW201032435A (en) A system of contactless charger in parallel and a method of using the same
CN112117920A (en) Power supply device, control method thereof and power supply system
CN213693465U (en) Power supply, step-up/power converter, and power supply and power converter having PFC
JP6214577B2 (en) Power supply system for float charging with balance function
JP2014110680A (en) Charger
Hu et al. Modeling, control and implementation of a lithium-ion battery charger in electric vehicle application
KR20170012913A (en) Bidirectional dc/dc converter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150604

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160414

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160426

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160519

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160913

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160916

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6076747

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150