JP6185246B2

JP6185246B2 - Switching power supply

Info

Publication number: JP6185246B2
Application number: JP2013002468A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　健一; 健一鈴木
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-01-10
Also published as: JP2014135846A

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、二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。 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.

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 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及びスイッチング装置を用いた充電方法では、ＬＬＣ共振電源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 and the charging method using the switching device, when the constant current circuit is configured using the LLC resonant power supply, the condition for satisfying the constant current characteristic is determined by the external LC resonance constant, When the LC constant satisfying charging is set, constant current characteristics at low voltage and low current for precharging cannot be realized.

本発明のスイッチング電源装置は、力率改善制御回路を有し、交流電力を入力して、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前記力率改善制御回路によりスイッチングを制御して力率を改善し、所定の第１の直流電圧を出力する力率改善回路と、入力側に前記力率改善回路が接続され、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に基づいて予備充電が必要か否かを判定し、該判定結果に応じた充電制御信号を前記力率改善制御回路に入力する予備充電制御回路と、を備えている。
そして、前記力率改善制御回路は、前記充電制御信号に基づき、前記予備充電が必要な場合には、前記スイッチングを制御し、前記第１の直流電圧を予備充電制御電圧に設定して前記力率改善回路から出力させ、前記予備充電が不要な場合には、前記スイッチングを制御し、前記第１の直流電圧を通常充電制御電圧に設定して前記力率改善回路から出力させる、制御を行うことを特徴とする。 The switching power supply apparatus of the present invention has a power factor improvement control circuit inputs the AC power by controlling the switching by the power factor correction control circuit such that the phase of the current and voltage in the AC power matches A power factor improving circuit for improving a power factor and outputting a predetermined first DC voltage; a series resonant converter in which the power factor improving circuit is connected to an input side; and a storage battery is connected to an output side; based on the inter-terminal voltage value to determine whether the pre-charging is necessary, the determination result and the pre-charge control circuit for charging control signal in response to input to the power factor correction control circuit, the Bei Eteiru.
The power factor improvement control circuit controls the switching when the precharge is necessary based on the charge control signal, sets the first DC voltage to the precharge control voltage, and sets the power When the preliminary charge is unnecessary, the switching is controlled and the first DC voltage is set to the normal charge control voltage and output from the power factor correction circuit. It is characterized by that.

本発明のスイッチング電源装置によれば、力率改善制御回路を有する力率改善回路と、直列共振コンバータと、予備充電が必要か否かを判定して充電制御信号を力率改善制御回路に入力する予備充電制御回路と、を備え、前記力率改善制御回路は、前記充電制御信号に基づき、前記予備充電が必要な場合には、前記力率改善回路のスイッチングを制御し、前記力率改善回路から出力する第１の直流電圧を予備充電制御電圧に設定して前記力率改善回路から出力させ、前記予備充電が不要な場合には、前記スイッチングを制御し、前記第１の直流電圧を通常充電制御電圧に設定して前記力率改善回路から出力させる、制御を行う。これにより、直列共振コンバータを通常充電を満足するＬＣ定数に設定した場合にも、予備充電のための低電圧かつ低電流での定電流特性の充電を実現することができる。 According to the switching power supply device of the present invention, a power factor correction circuit having a power factor correction control circuit, a series resonance converter, and whether or not preliminary charging is necessary are determined and a charge control signal is input to the power factor correction control circuit. The power factor improvement control circuit, and the power factor improvement control circuit controls switching of the power factor improvement circuit based on the charge control signal and controls the power factor improvement circuit when the preliminary charge is necessary. A first DC voltage output from the circuit is set as a precharge control voltage and output from the power factor correction circuit. When the precharge is unnecessary, the switching is controlled, and the first DC voltage is Control is performed such that the normal charge control voltage is set and output from the power factor correction circuit. As a result, even when the series resonant converter is set to an LC constant that satisfies normal charging, it is possible to achieve charging with constant current characteristics at a low voltage and low current for precharging.

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 apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図２は図１中の予備充電制御回路６０の例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the precharge control circuit 60 in FIG. 図３は図２中の予備充電判定部６２の例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the preliminary charging determination unit 62 in FIG. 図４は図２中の充電制御信号出力部６３の例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the charging control signal output unit 63 in FIG. 図５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. 5 is a block diagram showing an outline of the configuration of the switching power supply device 20A of the comparative example. 図６は図１中のＬＬＣ４０及び図５中のＬＬＣ４０Ａの出力電圧Ｖｏとスイッチング周波数ｆｓｗとの関係を示す図である。6 is a diagram showing the relationship between the output voltage Vo and the switching frequency fsw of the LLC 40 in FIG. 1 and the LLC 40A in FIG. 図７（ａ），（ｂ）は図５中の予備充電回路８０の例を示す回路図である。FIGS. 7A and 7B are circuit diagrams showing examples of the precharge circuit 80 in FIG. 図８は図３及び図４の予備充電判定結果と第１のＤＣ電圧の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the preliminary charge determination result of FIGS. 3 and 4 and the first DC voltage. 図９は図１中のスイッチング電源装置２０の充電電圧及び充電電流の時間的推移を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing temporal transition of the charging voltage and charging current of the switching power supply device 20 in FIG. 図１０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. 10 is a flowchart showing the charging control process according to the first embodiment of the present invention. 図１１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. 11 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１２は図１１中の予備充電制御回路６０Ａを示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing the precharge control circuit 60A in FIG. 図１３は図１２中の充電テーブル６５の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of the charging table 65 in FIG. 図１４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。FIG. 14 is a flowchart showing the charging control process according to the second 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 apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

ＡＣ電源１０から入力部１１を介してＡＣ電力が、スイッチング電源装置２０に入力される。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、入力されるＡＣ電圧及びＡＣ電流を全波整流した電圧Ｖｉ及び電流Ｉｉをスイッチング電源装置２０へ出力する回路である。 AC power is input from the AC power supply 10 to the switching power supply device 20 via the input unit 11. The input unit 11 includes an unnecessary radiation countermeasure (EMI) filter (not shown), a diode bridge, and the like, and outputs a voltage Vi and a current Ii obtained by full-wave rectifying the input AC voltage and AC current to the switching power supply device 20. It is.

スイッチング電源装置２０は、電圧Ｖi及び電流Ｉiを入力し、蓄電池２１へＤＣ電圧Ｖo及びＤＣ電流Ｉoを出力するものであり、力率改善回路（以下「ＰＦＣ」という。）３０、直列共振コンバータ（以下「ＬＬＣ」という。）４０、予備充電制御回路６０と、を備えている。 The switching power supply device 20 inputs a voltage Vi and a current Ii, and outputs a DC voltage Vo and a DC current Io to the storage battery 21, and includes a power factor correction circuit (hereinafter referred to as "PFC") 30, a series resonant converter ( (Hereinafter referred to as “LLC”) 40 and a preliminary charge control circuit 60.

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、電圧Ｖiより低い所定の第１のＤＣ電圧Ｖpfc、及び第１のＤＣ電流IpfcをＬＬＣ４０へ出力する降圧形のＰＦＣである。ＰＦＣ３０は、スイッチ３２、整流用ダイオード３３、インダクタ３４、及び平滑用コンデンサ３５と、そのスイッチ３２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。ＰＦＣには、図１に示されたＰＦＣ３０のような降圧形のＰＦＣと、後述する図５に示されたＰＦＣ３０Ａのような昇圧形のＰＦＣと、がある。ＰＦＣ３０は、第１の直流電圧Ｖpfcを入力電圧Ｖｉより小さな電圧に変換し得るのに対し、図５に示されたＰＦＣ３０Ａは、第１の直流電圧Ｖpfcを入力電圧Ｖｉより小さな電圧に変換できない。実施例１では、ＰＦＣとして、図１に示されたＰＦＣ３０のような降圧形のＰＦＣの方が好適である。 The PFC 30 receives AC power, switches the current and voltage in the AC power so as to match the phase of the current and voltage in the AC power, improves the power factor, and is a predetermined first DC lower than the voltage Vi. This is a step-down PFC that outputs the voltage Vpfc and the first DC current Ipfc to the LLC 40. The PFC 30 is composed of a switch 32, a rectifying diode 33, an inductor 34, a smoothing capacitor 35, a PFC control circuit 31 for controlling on / off of the switch 32, and the like. The PFC includes a step-down PFC such as the PFC 30 shown in FIG. 1 and a step-up PFC such as the PFC 30A shown in FIG. 5 described later. The PFC 30 can convert the first DC voltage Vpfc to a voltage smaller than the input voltage Vi, whereas the PFC 30A shown in FIG. 5 cannot convert the first DC voltage Vpfc to a voltage smaller than the input voltage Vi. In Example 1, as a PFC, it is preferable towards the buck of PFC like PFC30 shown in Figure 1.

ＬＬＣ４０は、ＰＦＣ３０から入力されたＤＣ電圧Ｖpfc、及びＤＣ電流Ipfcをスイッチングし、スイッチングされたＤＣ電圧Ｖpfc及びＤＣ電流Ipfc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、変換トランス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の出力端子には、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 DC voltage Vpfc and the DC current Ipfc input from the PFC 30, converts the switched DC voltage Vpfc and DC current Ipfc by series resonance, and then rectifies the second DC voltage Vo and It is a circuit that outputs a second DC current Io. The LLC 40 includes two switches 42a and 42b, a series resonance capacitor 43, an inductor 44, a conversion transformer 45, a rectifying diode 46, a smoothing capacitor 47, a current detection circuit 48 for measuring an output current, and the two switches. It includes an LLC control circuit 41 and the like for controlling on / off of 42a and 42b. The storage battery 21 is connected to the output terminal of the LLC 40. When the storage battery 21 is connected to the output terminal 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.

ＰＦＣ３０及びＬＬＣ４０には、予備充電制御回路６０が接続されている。予備充電制御回路６０は、蓄電池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、判定結果に従った充電制御信号Ｓ６０（例えば、第１の充電制御信号Ｓ６０ａ又は第２の充電制御信号Ｓ６０ｂ）をＰＦＣ３０へ与える回路である。 A precharge control circuit 60 is connected to the PFC 30 and the LLC 40. The preliminary charging control circuit 60 determines whether or not preliminary charging is necessary based on the inter-terminal voltage value Vbatt of the storage battery 21, and the charging control signal S60 according to the determination result (for example, the first charging control signal S60a or the first charging control signal). 2 is a circuit for supplying the charge control signal S60b) 2 to the PFC 30.

図２は、図１中の予備充電制御回路６０の例を示すブロック図である。
予備充電制御回路６０は、蓄電池２１の端子間電圧Ｖｂａｔｔを計測して端子間電圧信号Ｓ６１を出力する電圧検出回路６１と、端子間電圧信号Ｓ６１に基づいて予備充電が必要か否かを判定し、この判定結果Ｓ６２（例えば、予備充電が必要な場合はＬレベルの第１の判定結果Ｓ６２ａ、予備充電が不要な場合はＨレベルの第２の判定結果Ｓ６２ｂ）を出力する予備充電判定部６２と、Ｌレベルの第１の判定結果Ｓ６２ａを入力した場合にはＰＦＣ３０の出力を予備充電制御電圧Ｖｙに設定するための第１の充電制御信号Ｓ６０ａを出力する充電制御信号出力部６３と、から構成されている。充電制御信号出力部６３は、Ｈレベルの第２の判定結果Ｓ６２ｂを入力した場合にはＰＦＣ３０の出力を通常充電制御電圧Ｖｓに設定するための第２の充電制御信号Ｓ６０ｂを出力する。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the precharge control circuit 60 in FIG.
Precharge control circuit 60 includes a voltage detection circuit 61 for outputting a terminal voltage signal S61 by measuring the terminal voltage Vbatt of the battery 21, it is determined whether or not precharging is required based on the terminal voltage signal S61 The preliminary charging determination unit 62 that outputs the determination result S62 (for example, the first determination result S62a at the L level when preliminary charging is necessary, and the second determination result S62b at the H level when preliminary charging is unnecessary). And a charging control signal output unit 63 that outputs a first charging control signal S60a for setting the output of the PFC 30 to the preliminary charging control voltage Vy when the first determination result S62a of the L level is input. It is configured. The charge control signal output unit 63 outputs a second charge control signal S60b for setting the output of the PFC 30 to the normal charge control voltage Vs when the second determination result S62b of H level is input.

図３は、図２中の予備充電判定部６２の例を示す回路図である。
予備充電判定部６２は、例えば、比較器としてのコンパレータ６２ａと、コンパレータ６２ａのマイナス側入力端子に接続された予備充電判定電圧Ｖ１の基準電圧源６２ｂと、コンパレータ６２ａの出力を、ＤＣの電源電圧Ｖｃｃでプルアップする抵抗６２ｃと、を有し、コンパレータ６２ａのプラス側入力端子に電圧検出回路６１が出力する端子間電圧信号Ｓ６１が入力される構成になっている。コンパレータ６２ａの出力からは、予備充電判定部６２の判定結果Ｓ６２として、Ｌレベルの第１の判定結果Ｓ６２ａ又はＨレベルの第２の判定結果Ｓ６２ｂが充電制御信号出力部６３へ与えられる。 FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the preliminary charging determination unit 62 in FIG.
The preliminary charging determination unit 62 includes, for example, a comparator 62a as a comparator, a reference voltage source 62b of the preliminary charging determination voltage V1 connected to the negative side input terminal of the comparator 62a, and the output of the comparator 62a as a DC power supply voltage. And a resistor 62c that is pulled up by Vcc, and the inter-terminal voltage signal S61 output from the voltage detection circuit 61 is input to the positive input terminal of the comparator 62a. From the output of the comparator 62 a, the L-level first determination result S 62 a or the H-level second determination result S 62 b is given to the charge control signal output unit 63 as the determination result S 62 of the preliminary charge determination unit 62.

図４は、図２中の充電制御信号出力部６３の例を示す回路図である。
充電制御信号出力部６３は、例えば、予備充電判定部６２からの判定結果Ｓ６２がベースに入力され、エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタ６３ａと、このＮＰＮトランジスタ６３ａのコレクタに一端が接続された抵抗値Ｒ３の抵抗６３ｂと、により構成されている。 FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the charging control signal output unit 63 in FIG.
The charge control signal output unit 63 has, for example, a determination result S62 from the preliminary charge determination unit 62 input to the base, an NPN transistor 63a whose emitter is grounded, and a resistance value having one end connected to the collector of the NPN transistor 63a. And a resistor 63b of R3.

図４中のＰＦＣ制御回路３１は、第１のＤＣ電圧Ｖpfcと接地電位との間に抵抗値Ｒ１の抵抗３１ａと抵抗値Ｒ２の抵抗３１ｂが直列接続されており、この抵抗３１ａと抵抗３１ｂとの接続点に、充電制御信号出力部６３中の抵抗６３ｂの一端が接続されている。更に、抵抗３１ａと抵抗３１ｂとの接続点は、誤差増幅器３１ｄの一方の入力端子に接続されている。誤差増幅器３１ｄの他方の入力端子には基準電圧Ｖｄが入力されている。誤差増幅器３１ｄは、入力端子間の誤差電圧を増幅して出力する増幅器であり、この誤差増幅器３１ｄの出力がスイッチング制御部３１ｅに接続されている。スイッチング制御部３１ｅは、誤差増幅器３１ｄから入力される出力信号に応じて、図１中のスイッチ３２へスイッチング信号を出力するものである。 In the PFC control circuit 31 shown in FIG. 4, a resistor 31a having a resistance value R1 and a resistor 31b having a resistance value R2 are connected in series between a first DC voltage Vpfc and a ground potential. One end of the resistor 63b in the charge control signal output unit 63 is connected to the connection point. Further, the connection point between the resistor 31a and the resistor 31b is connected to one input terminal of the error amplifier 31d. The reference voltage Vd is input to the other input terminal of the error amplifier 31d. The error amplifier 31d is an amplifier that amplifies and outputs an error voltage between the input terminals, and the output of the error amplifier 31d is connected to the switching control unit 31e. The switching control unit 31e outputs a switching signal to the switch 32 in FIG. 1 according to the output signal input from the error amplifier 31d.

（実施例１の動作）
本発明の実施例１の動作を、（Ｉ）比較例の構成及び動作と、（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 first embodiment of the present invention will be described by dividing into (I) the configuration and operation of the comparative example, (II) the operation of the first embodiment, and (III) the charge control process in the first embodiment.

（Ｉ）比較例の構成及び動作
図５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) Configuration and Operation of Comparative Example FIG. 5 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. ing.

比較例のスイッチング電源装置２０Ａは、実施例１と異なる昇圧型のＰＦＣ３０Ａと、実施例１と同様のＡＣ電源１０、入力部１１、蓄電池２１、ＬＬＣ４０Ａ、電流検出回路４８、及び電圧検出回路４９と、新たに追加された予備充電回路８０と、により構成されている。 The switching power supply device 20A of the comparative example includes a step-up PFC 30A different from that of the first embodiment, an AC power source 10, an input unit 11, a storage battery 21, an LLC 40A, a current detection circuit 48, and a voltage detection circuit 49 similar to those of the first embodiment. , And a newly added preliminary charging circuit 80.

ＰＦＣ３０Ａは、入力部１１の一方の端子とインダクタンス３６の一方の端子が接続され、このインダクタンス３６の他方の端子には、スイッチング素子３７の一方の端子及び整流用ダイオード３８のアノードが接続されている。整流用ダイオード３８のカソードには、整流したＤＣ電圧及びＤＣ電流の平滑用コンデンサ３９の正極が接続されている。整流用ダイオード３８のカソードと平滑用コンデンサ３９の正極との接続点が、ＰＦＣ３０Ａのプラス側の出力端子を形成している。平滑用コンデンサ３９の負極は、スイッチング素子３７の他方の端子及び入力部１１の他方の端子に接続され、これらの接続点がＰＦＣ３０Ａのマイナス側の出力端子を形成している。 In the PFC 30A, one terminal of the input unit 11 and one terminal of the inductance 36 are connected, and one terminal of the switching element 37 and the anode of the rectifying diode 38 are connected to the other terminal of the inductance 36. . The cathode of the rectifying diode 38 is connected to the positive electrode of a smoothing capacitor 39 for rectified DC voltage and DC current. The connection point between the cathode of the rectifying diode 38 and the positive electrode of the smoothing capacitor 39 forms the positive output terminal of the PFC 30A. The negative electrode of the smoothing capacitor 39 is connected to the other terminal of the switching element 37 and the other terminal of the input unit 11, and these connection points form the negative output terminal of the PFC 30A.

図６は、図１中のＬＬＣ４０及び図５中のＬＬＣ４０Ａの出力電圧Ｖｏとスイッチング周波数ｆｓｗとの関係を示す図である。 6 is a diagram showing the relationship between the output voltage Vo and the switching frequency fsw of the LLC 40 in FIG. 1 and the LLC 40A in FIG.

図６中の曲線Ｑ１は、
図１に示されたＬＬＣ４０のスイッチング周波数ｆｓｗに対する出力電圧Ｖｏの特性を示している。図１に示されたＬＬＣ４０のスイッチング周波数ｆｓｗに対する出力電圧Ｖｏの特性は、曲線Ｑ１のようになるため、スイッチング周波数ｆｓｗを高くしていっても、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 curve Q1 in FIG.
The characteristic of the output voltage Vo with respect to the switching frequency fsw of LLC40 shown by FIG. 1 is shown. Since the characteristic of the output voltage Vo with respect to the switching frequency fsw of the LLC 40 shown in FIG. 1 is as shown by the curve Q1, even if the switching frequency fsw is increased, the voltage cannot be lowered to the precharge determination voltage V1. .

これに対して、図５に示された比較例のスイッチング電源装置２０Ａでは、ＬＬＣ４０Ａの後段に、予備充電回路８０を追加して、出力電圧Ｖｏを予備充電判定電圧Ｖ１まで下げている。 On the other hand, in the switching power supply device 20A of the comparative example shown in FIG. 5, the preliminary charging circuit 80 is added after the LLC 40A to lower the output voltage Vo to the preliminary charging determination voltage V1.

図７（ａ），（ｂ）は、図５中の予備充電回路８０の例を示す回路図である。
図７（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５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。 FIGS. 7A and 7B are circuit diagrams showing examples of the precharge circuit 80 in FIG.
FIG. 7A shows a dropper type preliminary charging circuit 80. When the output voltage Vo of the LLC 40A in FIG. 5 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７（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５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. 7B shows a step-down converter type precharge circuit 80. When the output voltage Vo of the LLC 40A in FIG. 5 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、本発明の実施例１では、図１〜図４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、図６に示された曲線Ｑ２の特性を実現するようにしている。 Therefore, in the first embodiment of the present invention, the configuration of the switching power supply device 20 as shown in FIGS. 1 to 4 is adopted, and the curve Q2 shown in FIG. To achieve the characteristics of

（II）実施例１の動作
図１〜図４に基づいて、実施例１のスイッチング電源装置の動作を説明する。 (II) Operation of First Embodiment The operation of the switching power supply device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

通常充電時には、図３において、電圧検出回路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の出力である判定結果Ｓ６２は、Ｈレベルの第２の判定結果Ｓ６２ｂとなる。 During normal charging, the inter-terminal voltage signal S61 supplied from the voltage detection circuit 61 to the preliminary charging determination unit 62 in FIG. 3 is equal to or higher than the preliminary charging determination voltage V1, and thus is output by the comparator 62a in the preliminary charging determination unit 62. A certain determination result S62 becomes the second determination result S62b at the H level.

図４において、充電制御信号出力部６３内のＮＰＮトランジスタ６３ａのベースに、Ｈレベルの判定結果Ｓ６２が与えられると、ＮＰＮトランジスタ６３はオン状態となり、抵抗値Ｒ３の抵抗６３ｂが接地され、ＰＦＣ制御回路３１内の抵抗値Ｒ２の抵抗３１ｂと並列接続となる。このとき、誤差増幅器３１ｄの入力端子に入力される入力電圧Ｖinは、
Ｖin＝{（Ｒ２//Ｒ３）／［Ｒ１＋（Ｒ２//Ｒ３）］}・Ｖpfc・・・（１）
となる。 In FIG. 4, when the determination result S62 of H level is given to the base of the NPN transistor 63a in the charge control signal output unit 63, the NPN transistor 63 is turned on, the resistor 63b having the resistance value R3 is grounded, and PFC control is performed. The resistor 31b having a resistance value R2 in the circuit 31 is connected in parallel. At this time, the input voltage Vin input to the input terminal of the error amplifier 31d is
Vin = {(R2 // R3) / [R1 + (R2 // R3)]} · Vpfc (1)
It becomes.

図１中のＰＦＣ制御回路３１→スイッチ３２→Ｖpfc→ＰＦＣ制御回路３１のループは、図４中の誤差増幅器３１ｄの入力端子間の誤差が零に近づくように動作するので、誤差増幅器３１ｄの２つの入力電圧を等置することができ、
Ｖｄ＝{（Ｒ２//Ｒ３）／［Ｒ１＋（Ｒ２//Ｒ３）］}・Ｖpfc ・・・（２）
即ち、通常充電時の第１のＤＣ電圧Ｖpfcである通常充電制御電圧Ｖｓは、
Ｖｓ＝{［Ｒ１＋（Ｒ２//Ｒ３）］／（Ｒ２//Ｒ３）}・Ｖｄ・・・（３）
となるように、ＰＦＣ制御回路３１のループにより制御される。 The loop of PFC control circuit 31 → switch 32 → Vpfc → PFC control circuit 31 in FIG. 1 operates so that the error between the input terminals of error amplifier 31d in FIG. 4 approaches zero. Two input voltages can be placed equally,
Vd = {(R2 // R3) / [R1 + (R2 // R3)]} · Vpfc (2)
That is, the normal charge control voltage Vs that is the first DC voltage Vpfc during normal charge is:
Vs = {[R1 + (R2 // R3)] / (R2 // R3)} · Vd (3)
It is controlled by the loop of the PFC control circuit 31 so that

通常充電時には、図１中のＬＬＣ４０のスイッチング周波数ｆｓｗと出力電圧Ｖｏとの関係は、図６に示された曲線Ｑ１の特性となり、ＬＬＣ制御回路４１により、スイッチング周波数ｆｓｗが曲線Ｑ１と通常充電電圧Ｖ２の交点における周波数に制御される。 During normal charging, the relationship between the switching frequency fsw of the LLC 40 in FIG. 1 and the output voltage Vo is the characteristic of the curve Q1 shown in FIG. 6, and the LLC control circuit 41 causes the switching frequency fsw to change between the curve Q1 and the normal charging voltage. It is controlled to the frequency at the intersection of V2.

予備充電時には、図４において、充電制御信号出力部６３中のＮＰＮトタンジスタ６３ａのベースには、Ｌレベルの第１の判定結果Ｓ６２ａが入力されるので、ＮＰＮトタンジスタ６３ａはオフ状態となり、誤差増幅器３１ｄの入力端子に入力される入力電圧Ｖｉｎは、
Ｖin＝{Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）}・Ｖpfc ・・・（４）
となる。 At the time of preliminary charging, since the L-level first determination result S62a is input to the base of the NPN transistor 63a in the charging control signal output unit 63 in FIG. 4, the NPN transistor 63a is turned off, and the error amplifier 31d The input voltage Vin input to the input terminal of
Vin = {R2 / (R1 + R2)} · Vpfc (4)
It becomes.

図１中のＰＦＣ制御回路３１→スイッチ３２→Ｖpfc→ＰＦＣ制御回路３１のループは、図４中の誤差増幅器３１ｄの入力端子間の誤差が零に近づくように動作するので、誤差増幅器３１ｄの２つの入力電圧を等置することができ、予備充電時の第１のＤＣ電圧Ｖpfcである予備充電制御電圧Ｖｙは、
Ｖｙ＝{（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２}・Ｖｄ・・・（５）
となるように、ＰＦＣ制御回路３１のループにより制御される。 The loop of PFC control circuit 31 → switch 32 → Vpfc → PFC control circuit 31 in FIG. 1 operates so that the error between the input terminals of error amplifier 31d in FIG. 4 approaches zero. The two input voltages can be placed equally, and the precharge control voltage Vy, which is the first DC voltage Vpfc at the time of precharge,
Vy = {(R1 + R2) / R2} · Vd (5)
It is controlled by the loop of the PFC control circuit 31 so that

予備充電時には、図１中のＬＬＣ４０のスイッチング周波数ｆｓｗと出力電圧Ｖｏとの関係は、図６に示された曲線Ｑ２の特性となり、ＬＬＣ制御回路４１により、スイッチング周波数ｆｓｗが曲線Ｑ１と予備充電電圧Ｖ１の交点における周波数に制御される。 At the time of preliminary charging, the relationship between the switching frequency fsw of the LLC 40 and the output voltage Vo in FIG. 1 becomes the characteristic of the curve Q2 shown in FIG. 6, and the LLC control circuit 41 sets the switching frequency fsw to the curve Q1 and the preliminary charging voltage. It is controlled to the frequency at the intersection of V1.

図８は、図３及び図４の予備充電判定結果と第１のＤＣ電圧の関係を示す図である。
図８において、端子間電圧信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１以上の場合、判定結果Ｓ６２はＨレベルの第２の判定結果Ｓ６２ｂとなり、通常充電の判定結果となる。通常充電の場合の第１のＤＣ電圧Ｖpfcが通常充電制御電圧Ｖｓ＝{［Ｒ１＋（Ｒ２//Ｒ３）］／（Ｒ２//Ｒ３）}・Ｖｄとなる。通常充電の場合の出力電圧ＶｏはＶ２となる。 FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between the preliminary charge determination result of FIGS. 3 and 4 and the first DC voltage.
In FIG. 8, when the inter-terminal voltage signal S61 is equal to or higher than the preliminary charging determination voltage V1, the determination result S62 is the second determination result S62b of H level , which is the determination result of normal charging. The first DC voltage Vpfc in the case of normal charging is the normal charging control voltage Vs = {[R1 + (R2 // R3)] / (R2 // R3)} · Vd. The output voltage Vo for normal charging is V2.

一方、端子間電圧信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１未満の場合、判定結果Ｓ６２はＬレベルの第１の判定結果Ｓ６２ａとなり、予備充電の判定結果となる。予備充電の場合の第１のＤＣ電圧Ｖpfcが予備充電制御電圧Ｖｙ＝{（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２}・Ｖｄとなる。予備充電の場合の出力電圧ＶｏはＶ１となる。 On the other hand, when the inter-terminal voltage signal S61 is less than the preliminary charging determination voltage V1, the determination result S62 is the L level first determination result S62a , which is the preliminary charging determination result. The first DC voltage Vpfc in the case of preliminary charging is the preliminary charging control voltage Vy = {(R1 + R2) / R2} · Vd. The output voltage Vo in the case of preliminary charging is V1.

(III) 実施例１における充電制御の処理
図９（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９（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り、図９（ｃ）は、蓄電池２１の充電時間に対する第１のＤＣ電圧Ｖpfcの時間的推移を示す図である。 (III) Processing of Charging Control in Example 1 FIG. 9A is a diagram showing the temporal transition of the inter-terminal voltage value Vbatt with respect to the charging time of the storage battery 21, and FIG. 9B is the charging of the storage battery 21. FIG. 9C is a diagram showing a temporal transition of the charging current value Ibatt with respect to time, and FIG. 9C is a diagram showing a temporal transition of the first DC voltage Vpfc with respect to the charging time of the storage battery 21.

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における第１のＤＣ電圧Ｖpfcは、予備充電制御電圧Ｖｙ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. The first DC voltage Vpfc in the preliminary charging period Ty is the preliminary charging control voltage Vy.

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、第１のＤＣ電圧Ｖpfcは、予備充電制御電圧Ｖｙから通常電圧制御電圧Ｖｓへ切り替えられ、それに伴い、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 is continued 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 first DC voltage Vpfc is switched from the preliminary charging control voltage Vy to the normal voltage control voltage Vs. 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１０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４、図６、図８、及び図９を参照しつつ、図１０に示されたフローチャートに基づいて、本発明の実施例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. 10 is a flowchart illustrating the charging control process according to the first embodiment of the present invention.
The charge control process in the switching power supply device 20 according to the first embodiment of the present invention will be described based on the flowchart shown in FIG. 10 with reference to FIG. 1 to FIG. 4, FIG. 6, FIG.

図１、図２において、ＬＬＣ４０の出力に蓄電池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、電圧検出回路６１は、蓄電池２１の端子間電圧Ｖbattを計測して、端子間電圧信号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 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 voltage detection circuit 61 measures the inter-terminal voltage Vbatt of the storage battery 21, gives the inter-terminal voltage 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３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. 3 determines whether the inter-terminal voltage signal S61 is less than the precharge determination voltage V1, and the inter-terminal voltage signal S61 is less than the precharge determination voltage V1. If (Y), the process proceeds to step ST3, and if the inter-terminal voltage 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４中の充電制御信号出力部６３内のＮＰＮトランジスタ６３ａは、図３中の予備充電判定部６２からＬレベルの判定結果Ｓ６２が入力され、オフ状態となり、ＰＦＣ３０の出力する第１のＤＣ電圧Ｖpfcを値が予備充電制御電圧Ｖｙになるように制御され、その後、ＬＬＣ４０が起動され、ＬＬＣ４０のスイッチング周波数ｆｓｗが制御され、ＬＬＣ４０の出力電圧Ｖｏとして、Ｖ１が蓄電池２１に印加し、予備充電電流Ｉｙを蓄電池２１へ供給し、ステップＳＴ４へ進む。 In step ST3, the NPN transistor 63a in the charge control signal output unit 63 in FIG. 4 receives the L level determination result S62 from the preliminary charge determination unit 62 in FIG. The DC voltage Vpfc of 1 is controlled so that the value becomes the precharge control voltage Vy, then the LLC 40 is activated, the switching frequency fsw of the LLC 40 is controlled, and V1 is applied to the storage battery 21 as the output voltage Vo of the LLC 40. Then, 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１中の電圧検出回路６１は、蓄電池２１の端子間電圧Ｖbattを計測して、端子間電圧信号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ＳＴ５へ進む。ステップＳＴ５において、図３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 voltage detection circuit 61 in FIG. 1 measures the inter-terminal voltage Vbatt of the storage battery 21, gives the inter-terminal voltage signal S61 to the precharge determination unit 62 in the precharge control circuit 60, and goes to step ST5. move on. In step ST5, the comparator 62a in the precharge determination unit 62 in FIG. 3 determines whether or not the inter-terminal voltage signal S61 is equal to or higher than the precharge determination voltage V1, and the inter-terminal voltage signal S61 is equal to or higher than the precharge determination voltage V1. Steps ST4 and ST5 are repeated until (Y), and if the inter-terminal voltage 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４中の充電制御信号出力部６３内のＮＰＮトランジスタ６３ａは、図３中の予備充電判定部６２から入力される判定結果Ｓ６２がＬレベルからＨレベルに切り替わるに伴い、オン状態となる。ＮＰＮトランジスタ６３ａがオン状態になると、ＰＦＣ３０の出力する第１のＤＣ電圧Ｖpfcの値が通常充電制御電圧Ｖｓになるように制御される。第１のＤＣ電圧Ｖpfcの値が通常充電制御電圧Ｖｓに近づくにつれて、ＬＬＣ４０の出力電圧ＶｏがＶ２となり、この電圧Ｖ２が蓄電池２１に印加され、通常充電電流Ｉｓを蓄電池２１へ供給し、充電制御の処理が終了する。 In step ST6, the NPN transistor 63a in the charge control signal output unit 63 in FIG. 4 is turned on as the determination result S62 input from the preliminary charge determination unit 62 in FIG. 3 switches from the L level to the H level. It becomes. When the NPN transistor 63a is turned on, the value of the first DC voltage Vpfc output from the PFC 30 is controlled to become the normal charge control voltage Vs. As the value of the first DC voltage Vpfc approaches the normal charge control voltage Vs, the output voltage Vo of the LLC 40 becomes V2, and this voltage V2 is applied to the storage battery 21 to supply the normal charge current Is to the storage battery 21 for charge control. This process ends.

ステップＳＴ７において、図４中の充電制御信号出力部６３内のＮＰＮトランジスタ６３ａは、図３中の予備充電判定部６２からＨレベルの判定結果Ｓ６２が入力され、オン状態となり、ＰＦＣ３０の出力する第１のＤＣ電圧Ｖpfcを値が通常充電制御電圧Ｖｓになるように制御され、その後、ＬＬＣ４０が起動され、ＬＬＣ４０のスイッチング周波数ｆｓｗが制御され、ＬＬＣ４０の出力電圧Ｖｏとして、電圧Ｖ２を蓄電池２１に印加し、通常充電電流Ｉｓを蓄電池２１へ供給し、充電制御の処理が終了する。 In step ST7, the NPN transistor 63a in the charge control signal output unit 63 in FIG. 4 receives the H level determination result S62 from the preliminary charge determination unit 62 in FIG. The DC voltage Vpfc of 1 is controlled so that the value becomes the normal charge control voltage Vs, and then the LLC 40 is activated, the switching frequency fsw of the LLC 40 is controlled, and the voltage V 2 is applied to the storage battery 21 as the output voltage Vo of the LLC 40. Then, the normal charging current Is is supplied to the storage battery 21, and the charging control process is completed.

図１０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９（ａ），（ｂ）に示されている。 9A and 9B show temporal 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）
本発明の実施例１のスイッチング電源装置２０によれば、予備充電制御回路６０により、前記蓄電池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、この判定結果Ｓ６２に従った充電制御信号Ｓ６３を前記ＰＦＣ３０へ与えている。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、予備充電回路８０を追加することによる熱損失による効率の劣化や部品点数の増加なしに、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 apparatus 20 of the first embodiment of the present invention, the pre-charge control circuit 60 determines whether the pre-charging is necessary based on the terminal voltage value Vbatt of the battery 21, the determination result S62 Accordingly, the charging control signal S 63 is given to the PFC 30. As a result, the switching power supply device 20 does not add a preliminary charging circuit 80 like the switching power supply device 20A of the comparative example, and there is no deterioration in efficiency or increase in the number of parts due to heat loss by adding the preliminary charging circuit 80. In addition, a constant current characteristic at a low voltage and a low current for precharging can be realized.

（実施例２の構成）
図１１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。
本発明の実施例２のスイッチング電源装置２０Ｂは、実施例１と同様のＰＦＣ３０及びＬＬＣ４０と、実施例１の予備充電制御回路６０とは構成及び機能が異なる予備充電制御回路６０Ａと、により構成されている。 (Configuration of Example 2)
FIG. 11 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.
The switching power supply device 20B according to the second embodiment of the present invention includes a PFC 30 and an LLC 40 similar to those in the first embodiment, and a precharge control circuit 60A having a different configuration and function from the precharge control circuit 60 according to the first embodiment. ing.

図１２は、図１１中の予備充電制御回路６０Ａ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と同様の電圧検出回路６１及び充電制御信号出力部６３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. 12 is a block diagram showing the precharge control circuit 60A in FIG.
The precharge control circuit 60A includes a voltage detection circuit 61 and a charge control signal output unit 63 similar to those of the first embodiment, a precharge determination unit 62A having a function different from that of the first embodiment, and a newly added type detection unit 64. And a charging table 65 in which charging control information is stored.

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１３は、図１２中の充電テーブル６５の例を示す図である。
図１３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値Ｖ１、予備充電電流値Ｉｙ、通常充電電流値Ｉｓが格納されている。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the charging table 65 in FIG.
In the example of the charging table 65 shown in FIG. 13, the preliminary charging determination voltage value V1, the preliminary charging current value Iy, and the normal charging current value Is corresponding to the types A, B, and C of the storage battery 21 are stored.

図１３において、種類が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。 In FIG. 13, types A, B, and C are batteries that need to be precharged, and precharge determination voltages V1 for types A, B, and C are 2.0 V, 4.0 V, and 6.0 V, respectively. . The pre-charge 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.

図１３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。図１３において示した予備充電判定電圧Ｖ１、予備充電電流値Ｉｙ、及び通常充電電流Ｉｓの値は、本発明の実施例２の構成を説明するため仮の値である。予備充電判定電圧Ｖ１、予備充電電流値Ｉｙ、及び通常充電電流Ｉｓの実際の値は、蓄電池２１の種類及びセル数により個別に設計され、又は実験により決定される。 In FIG. 13, type D is a battery that does not require preliminary charging, and the normal charging current Is of type D is 3.0A. The precharge determination voltage V1, the precharge current value Iy, and the normal charge current Is shown in FIG. 13 are provisional values for explaining the configuration of the second embodiment of the present invention. The actual values of the precharge determination voltage V1, the precharge current value 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 determined by experiments.

（実施例２の動作）
図１４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。 (Operation of Example 2)
FIG. 14 is a flowchart illustrating the charging control process according to the second embodiment of the present invention.

図１１〜図１３を参照しつつ、図１４に基づいて、実施例２の充電制御の処理を説明する。
図１１において、ＬＬＣ４０の出力に蓄電池２１が接続されると、予備充電制御回路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１２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。 The charging control process according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
In FIG. 11, when the storage battery 21 is connected to the output of the LLC 40, the charging control process in the preliminary charging control circuit 60A is started, and the process proceeds to step ST21. In step ST21, the type detection unit 64 in FIG. 12 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ＳＴ７へ進む。図１３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 detection 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 ST7. In FIG. 13, 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１４中のステップＳＴ２及びＳＴ５において、端子間電圧信号Ｓ６１と、図１３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. 14, the inter-terminal voltage signal S61 is compared with the precharge determination voltage V1 changed according to the type of storage battery shown in FIG.

ステップＳＴ５において電池２１の端子間電圧信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１以上の場合（Ｙ）に、ステップＳＴ６へ進み、ステップＳＴ６において、充電制御信号出力部６３は、図４中のトランジスタ６３ａをオン状態にして、抵抗６３ｂをプルダウンして、ＰＦＣ３０の出力する第１のＤＣ電圧Ｖpfcを通常充電制御電圧Ｖｓに設定し、予備充電制御回路６０Ａにおける充電制御の処理を終了する。 When the inter-terminal voltage signal S61 of the battery 21 is equal to or higher than the precharge determination voltage V1 in step ST5 (Y), the process proceeds to step ST6. In step ST6, the charge control signal output unit 63 turns on the transistor 63a in FIG. In this state, the resistor 63b is pulled down, the first DC voltage Vpfc output from the PFC 30 is set to the normal charge control voltage Vs, and the charge control process in the preliminary charge control circuit 60A is completed.

ステップＳＴ２３において予備充電が不要な種類と判定された場合（Ｎ）、及びステップＳＴ２において蓄電池２１の端子間電圧信号Ｓ６１が予備充電判定電圧Ｖ１以上の場合（Ｎ）は、ステップＳＴ７へ進み、ステップＳＴ７において、実施例１と同様に、第１のＤＣ電圧Ｖpfcが通常充電制御電圧Ｖｓに設定され、その後、ＬＬＣ４０が起動され、予備充電制御回路６０Ａにおける充電制御の処理を終了する。 If it is determined in step ST23 that the type is not required for preliminary charging (N), and if the voltage signal S61 between the terminals of the storage battery 21 is equal to or higher than the preliminary charging determination voltage V1 in step ST2 (N), the process proceeds to step ST7. In ST7, as in the first embodiment, the first DC voltage Vpfc is set to the normal charge control voltage Vs, and then the LLC 40 is activated, and the charge control process in the preliminary charge control circuit 60A is terminated.

（実施例２の効果）
本発明の実施例２によれば、実施例１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、第１のＤＣ電圧Ｖpfcを予備充電制御電圧Ｖｙに設定している。これにより、蓄電池２１が予備充電が不要な蓄電池である場合は、直ちに、第１のＤＣ電圧Ｖpfcを通常充電制御電圧Ｖｓに設定して、電源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 2)
According to the second embodiment of the present invention, in addition to the configuration of the first embodiment, the newly added type detection unit 64 and the charging table 65 determine whether or not the storage battery requires preliminary charging, and only when necessary. The first DC voltage Vpfc is set to the precharge control voltage Vy. As a result, when the storage battery 21 is a storage battery that does not require preliminary charging, the first DC voltage Vpfc is immediately set to the normal charging control voltage Vs and the power supply is started, so that the charging time can be shortened.

（変形例）
本発明は、上記実施例１、２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）〜（３）のようなものがある。 (Modification)
The present invention is not limited to the first and second embodiments, and various utilization forms and modifications are possible. For example, there are the following (1) to (3) as usage forms and modifications.

（１）実施例１、２では、電圧検出回路６１から出力される端子間電圧信号Ｓ６１と予備充電判定電圧Ｖ１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紹介したが、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、端子間電圧信号Ｓ６１と予備充電判定電圧Ｖ１の関係を示す情報を保持し、この情報を用いて、端子間電圧信号Ｓ６１と予備充電判定電圧Ｖ１とを比較し、この比較結果に基づいて、予備充電が必要か否かを判定するように
しても良い。 (1) In the first and second embodiments, the precharge determination unit 62 that compares the inter-terminal voltage signal S61 output from the voltage detection circuit 61 with the precharge determination voltage V1 to determine whether or not precharge is necessary. Although an example of an analog circuit using the comparator 62a has been introduced, the precharge determination unit 62 is not limited to an analog circuit. For example, information indicating the relationship between the inter-terminal voltage signal S61 and the precharge determination voltage V1 is held, and the interterminal voltage signal S61 and the precharge determination voltage V1 are compared using this information, and based on the comparison result. It may be determined whether or not preliminary charging is necessary.

（２）実施例１、２の説明では、ＰＦＣ３０の出力電圧Ｖpfcを通常充電制御電圧Ｖｓ又は予備充電制御電圧Ｖｙに設定する手段として、トランジスタ６３ａと抵抗６３ｂを用いたアナログ回路の例を示したが、通常充電時と予備充電時とで、誤差増幅器３１ｄの一方の入力端子に加える基準電圧Ｖｄの値をプログラムにより変更するようにしても良い。 (2) In the description of the first and second embodiments, an example of an analog circuit using the transistor 63a and the resistor 63b is shown as means for setting the output voltage Vpfc of the PFC 30 to the normal charge control voltage Vs or the precharge control voltage Vy. However, the value of the reference voltage Vd applied to one input terminal of the error amplifier 31d may be changed by a program during normal charging and during preliminary charging.

（３）実施例１では、予備充電判定部６２は、端子間電圧信号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。 (3) 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 signal S61 has been described, but the current detection result of the current detection circuit 48 is also In addition, 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
３０，３０ＡＰＦＣ
３１ＰＦＣ制御回路
３１ｄ誤差増幅器
３１ｅスイッチング制御部
４０，４０ＡＬＬＣ
４１ＬＬＣ制御回路
４８電流検出回路
４９，６１電圧検出回路
６０，６０Ａ予備充電制御回路
６２予備充電判定部
６３充電制御信号出力部
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, 61 Voltage detection circuit 60, 60A Precharge control circuit 62 Precharge determination unit 63 Charge control signal output unit 64 Type detection unit 65 Charge table

Claims

Having a power factor improvement control circuit , inputting AC power, and controlling the switching by the power factor improvement control circuit so that the phases of the current and voltage in the AC power coincide with each other to improve the power factor, A power factor correction circuit for outputting a first DC voltage;
A series resonant converter in which the power factor correction circuit is connected to the input side and a storage battery is connected to the output side; and
It is determined whether or not preliminary charging is necessary based on the voltage value between the terminals of the storage battery, and a preliminary charging control circuit that inputs a charging control signal according to the determination result to the power factor correction control circuit ;
Equipped with a,
The power factor correction control circuit includes:
Based on the charging control signal, when the preliminary charging is necessary, the switching is controlled, the first DC voltage is set as a preliminary charging control voltage and output from the power factor correction circuit, and the preliminary charging is performed. Is not necessary, the switching is controlled, the first DC voltage is set to a normal charge control voltage and output from the power factor correction circuit.
The switching power supply device characterized by performing control.

The precharge control circuit includes :
When it is determined whether or not preliminary charging of the storage battery is necessary based on a voltage value between terminals of the storage battery, and when the preliminary charging is necessary, the first determination result is output, and the preliminary charging is unnecessary Includes a preliminary charge determination unit that outputs the second determination result;
When the first determination result is input, the first charge control signal corresponding to the first determination result is output, and when the second determination result is input, the second determination result is output. A charge control signal output unit that outputs the second charge control signal according to
The power factor correction control circuit includes:
When the first charging control signal is input, the switching is controlled based on the first charging control signal, and the first DC voltage is set as the preliminary charging control voltage to improve the power factor. When the second charge control signal is input from the circuit, the switching is controlled based on the second charge control signal, and the first DC voltage is set to the normal charge control voltage. Output from the power factor correction circuit,
2. The switching power supply device according to claim 1, wherein control is performed.

The power factor correction circuit is:
3. The switching power supply device according to claim 2, wherein the switching power supply is a step-down power factor correction circuit capable of converting the first DC voltage into a voltage having a value smaller than an input voltage.

The precharge control circuit includes:
The switching power supply device according to claim 2, further comprising a voltage detection circuit that detects a voltage value between terminals of the storage battery.

The preliminary charging determination unit
Compares the voltage value and the pre-charge judging voltage value between the terminals of the storage battery, when the inter-terminal voltage value of the battery is less than the pre-charge judging voltage value, the it is determined that the pre-charging is required A comparison that outputs the first determination result, and determines that the preliminary charging is unnecessary and outputs the second determination result when the inter-terminal voltage value of the storage battery is equal to or higher than the preliminary charging determination voltage value. The switching power supply device according to any one of claims 2 to 4, further comprising a device.

The preliminary charging determination unit
The hold information indicating the relationship between the voltage value and the pre-charge judging voltage value between the terminals of the battery in advance, using the information, compares the inter-terminal voltage value of said battery and said pre-charge judging voltage value, the comparison result based, any one of claims 2-4, characterized in that to determine the or pre-charging is necessary to output the first judgment result or the second judgment result Switching power supply.

The switching power supply device according to any one of claims 2 to 6, further comprising:
A charging table storing charging control information according to the type of the storage battery;
Based on the charging control information, a type detection unit that detects whether the storage battery is a type of storage battery that needs to be precharged and outputs a type detection signal, and
The preliminary charging determination unit
Based on the type detection signal, when the storage battery is of a type that requires preliminary charging, it is determined whether or not preliminary charging of the storage battery is required based on a voltage value between terminals of the storage battery.
The switching power supply device characterized by the above-mentioned.