JP6994428B2 - Storage battery charging device - Google Patents

Storage battery charging device Download PDF

Info

Publication number
JP6994428B2
JP6994428B2 JP2018085555A JP2018085555A JP6994428B2 JP 6994428 B2 JP6994428 B2 JP 6994428B2 JP 2018085555 A JP2018085555 A JP 2018085555A JP 2018085555 A JP2018085555 A JP 2018085555A JP 6994428 B2 JP6994428 B2 JP 6994428B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
storage battery
switching element
transformer
charging
coil
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
JP2018085555A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019193476A (en
Inventor
正二 羽田
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.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
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 NTN Corp filed Critical NTN Corp
Priority to JP2018085555A priority Critical patent/JP6994428B2/en
Publication of JP2019193476A publication Critical patent/JP2019193476A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6994428B2 publication Critical patent/JP6994428B2/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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • 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
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Description

本発明は、蓄電池を充電する蓄電池充電装置に関する。 The present invention relates to a storage battery charging device for charging a storage battery.

特許文献1には、電気自動車等に搭載される組電池を充電するための充電装置が記載されている。
特許文献1に記載されている充電装置2を図4に示す。組電池20は、直列に接続された3個の蓄電池モジュール21を有する。各蓄電池モジュール21は、直列に接続された複数の蓄電池セルを有する。各蓄電池モジュール21に対してそれぞれフライバックトランスT2とダイオードD2とコンデンサC2が設けられている。各フライバックトランスT2の二次コイルはダイオードD2を介して各蓄電池モジュール21の正極と負極に接続されている。なお、コンデンサC2が蓄電池モジュール21と並列に接続されているのは、フライバックトランスT2の二次コイルから出力される電流を平滑化するためであり、コンデンサC2は必ずしも必要ではない。
Patent Document 1 describes a charging device for charging an assembled battery mounted on an electric vehicle or the like.
FIG. 4 shows the charging device 2 described in Patent Document 1. The assembled battery 20 has three storage battery modules 21 connected in series. Each storage battery module 21 has a plurality of storage battery cells connected in series. A flyback transformer T2, a diode D2, and a capacitor C2 are provided for each storage battery module 21, respectively. The secondary coil of each flyback transformer T2 is connected to the positive electrode and the negative electrode of each storage battery module 21 via the diode D2. The reason why the capacitor C2 is connected in parallel with the storage battery module 21 is to smooth the current output from the secondary coil of the flyback transformer T2, and the capacitor C2 is not always necessary.

各フライバックトランスT2の一次コイルは、スイッチング素子(NMOSトランジスタ)22の一端(ドレイン)と電流の入力端子の一方IN1とに並列に接続されている。スイッチング素子22の他端(ソース)は電流の入力端子の他方IN2に接続されている。入力端子IN1と入力端子IN2には、直流電源が接続される。
駆動回路23はスイッチング素子22のオンとオフを制御するPWM(Pulse Width Modulatin)信号を出力する。スイッチング素子22の制御入力(ソース)には、駆動回路23によって出力されるPWM信号が入力される。
The primary coil of each flyback transformer T2 is connected in parallel to one end (drain) of the switching element (NMOS transistor) 22 and one of the current input terminals IN1. The other end (source) of the switching element 22 is connected to the other IN2 of the current input terminal. A DC power supply is connected to the input terminal IN1 and the input terminal IN2.
The drive circuit 23 outputs a PWM (Pulse Width Modulatin) signal that controls the on / off of the switching element 22. A PWM signal output by the drive circuit 23 is input to the control input (source) of the switching element 22.

スイッチング素子22のオン時に各フライバックトランスT2の一次コイルに励磁電流i1~i3が流れ、各フライバックトランスT2のコアにエネルギーが蓄積される。
そして、スイッチング素子22がオフになると、二次コイルから電流が流れて各蓄電池モジュール21が充電される。このとき、複数の蓄電池モジュール21の電圧に差がある場合、電圧の高い蓄電池モジュール21を充電するフライバックトランスT2の一次コイルから電圧の低い蓄電池モジュール21を充電するフライバックトランスT2の一次コイルに励磁電流が回り込む。電圧の低い蓄電池モジュール21を充電するフライバックトランスT2のコアに蓄えられたエネルギーとともに回り込んだ励磁電流も電圧の低い蓄電池モジュール21の充電に使用される。このため、電圧が低い蓄電池モジュール21の充電が促進される。やがては、全ての蓄電池モジュール21は同一の電圧まで充電される。この励磁電流の回り込みは、主に各蓄電池モジュール21の電圧によって生じるので、各フライバックトランス21の特性が不揃いであっても同様の効果を得ることができる。
When the switching element 22 is turned on, exciting currents i1 to i3 flow in the primary coil of each flyback transformer T2, and energy is stored in the core of each flyback transformer T2.
Then, when the switching element 22 is turned off, a current flows from the secondary coil to charge each storage battery module 21. At this time, if there is a difference in the voltages of the plurality of storage battery modules 21, the primary coil of the flyback transformer T2 for charging the storage battery module 21 having a high voltage is changed to the primary coil of the flyback transformer T2 for charging the storage battery module 21 having a low voltage. Exciting current wraps around. The exciting current that wraps around along with the energy stored in the core of the flyback transformer T2 that charges the low voltage storage battery module 21 is also used to charge the low voltage storage battery module 21. Therefore, charging of the storage battery module 21 having a low voltage is promoted. Eventually, all the storage battery modules 21 are charged to the same voltage. Since this wraparound of the exciting current is mainly caused by the voltage of each storage battery module 21, the same effect can be obtained even if the characteristics of each flyback transformer 21 are not uniform.

特開2002-125325号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-125325

特許文献1に記載の充電装置2では、各フライバックトランス21の特性が不揃いである場合、スイッチング素子22のオン時に各フライバックトランスT2の一次コイルに流れる励磁電流i1~i3の大きさが異なる。このため、各フライバックトランス21のコアに蓄積されるエネルギーが異なる。その結果、全ての蓄電池モジュール21の電圧が同一である場合でも、スイッチング素子22がオフしたときに各フライバックトランス21の間で励磁電流の回り込みが生じる。フライバックトランス21のコアに蓄積されたエネルギーが励磁電流の形で別のフライバックトランス21のコアに移動すると、エネルギーの損失を生じる。 In the charging device 2 described in Patent Document 1, when the characteristics of the flyback transformers 21 are not uniform, the magnitudes of the exciting currents i1 to i3 flowing in the primary coil of each flyback transformer T2 when the switching element 22 is turned on are different. .. Therefore, the energy stored in the core of each flyback transformer 21 is different. As a result, even when the voltages of all the storage battery modules 21 are the same, the exciting current wraps around between the flyback transformers 21 when the switching element 22 is turned off. When the energy stored in the core of the flyback transformer 21 is transferred to another core of the flyback transformer 21 in the form of an exciting current, energy loss occurs.

本発明の目的は、複数の蓄電池モジュールを同一の電圧に充電することができ、エネルギーの損失が少ない蓄電池充電装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a storage battery charging device capable of charging a plurality of storage battery modules to the same voltage and having a small energy loss.

上記目的を達成するために、本発明の蓄電池充電装置は、
複数の蓄電池モジュールが直列に接続されている蓄電池を充電する蓄電池充電装置であって、
一次コイルと二次コイルと三次コイルとを有するトランスと、アノードが当該二次コイルの一端に接続されたダイオードとを含み、当該ダイオードのカソードと前記二次コイルの他端との間に前記各蓄電池モジュールが接続される複数の充電回路と、
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオンとオフを制御するPWM信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記各充電回路に含まれるトランスの一次コイルの巻き数が同一であって、当該複数の一次コイルと前記スイッチング素子の電流路とが直列に接続されており、前記スイッチング素子がオンしている間に前記各充電回路に含まれるトランスの一次コイルに同一の電流が流れ、
前記各充電回路において、前記スイッチング素子がオフしたときに前記トランスの二次コイルから前記ダイオードのカソードと二次コイルの他端との間に接続される蓄電池モジュールに電流が流れ、
前記スイッチング素子がオフしたときに前記各充電回路に含まれるトランスの三次コイルを並列に接続する並列接続回路を、前記各充電回路が備える、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the storage battery charging device of the present invention is used.
It is a storage battery charging device that charges a storage battery in which multiple storage battery modules are connected in series.
Each of the above includes a transformer having a primary coil, a secondary coil and a tertiary coil, and a diode having an anode connected to one end of the secondary coil, between the cathode of the diode and the other end of the secondary coil. Multiple charging circuits to which the storage battery module is connected, and
Switching element and
A drive circuit that outputs a PWM signal that controls the on / off of the switching element, and
Equipped with
While the number of turns of the primary coil of the transformer included in each charging circuit is the same, the plurality of primary coils and the current path of the switching element are connected in series, and the switching element is on. The same current flows through the primary coil of the transformer included in each charging circuit.
In each charging circuit, when the switching element is turned off, a current flows from the secondary coil of the transformer to the storage battery module connected between the cathode of the diode and the other end of the secondary coil.
Each charging circuit includes a parallel connection circuit that connects the tertiary coils of the transformer included in each charging circuit in parallel when the switching element is turned off.
It is characterized by that.

好ましくは、本発明の蓄電池充電装置は、
前記並列接続回路が、前記各充電回路に含まれるトランスの三次コイルにおいて前記スイッチング素子がオフしたときに負極となる側の一端にドレインが接続されており、ボディダイオードを有するNMOSトランジスタと、当該三次コイルにおいて前記スイッチング素子がオフしたとき正極となる側の他端に一端が接続されており、他端に前記NMOSトランジスタのゲートが接続された抵抗と、当該抵抗の他端にカソードが接続され、前記NMOSトランジスタのソースにアノードが接続されたチェナーダイオードとを有しており、
チェナーダイオードのアノードとNMOSトランジスタのソースとの接続部分において他の充電回路に含まれる並列接続回路と接続されている、
ことを特徴とする。
Preferably, the storage battery charging device of the present invention is
In the parallel connection circuit, a drain is connected to one end on the side that becomes a negative electrode when the switching element is turned off in the tertiary coil of the transformer included in each charging circuit, and the IGMP transistor having a body diode and the tertiary are connected. In the coil, one end is connected to the other end on the side that becomes the positive electrode when the switching element is turned off, a resistor to which the gate of the MIMO transistor is connected to the other end, and a cathode is connected to the other end of the resistor. It has a chainer diode with an anode connected to the source of the HCl transistor.
At the connection between the anode of the chainer diode and the source of the nanotube transistor, it is connected to the parallel connection circuit included in other charging circuits.
It is characterized by that.

本発明によれば、複数の蓄電池モジュールを充電するときにエネルギーの損失を減少させることができる。 According to the present invention, energy loss can be reduced when charging a plurality of storage battery modules.

本発明の実施形態に係る蓄電池充電装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the storage battery charging device which concerns on embodiment of this invention. 図1の蓄電池充電装置においてスイッチング素子がオンである間に流れる励磁電流の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the exciting current which flows while the switching element is on in the storage battery charging apparatus of FIG. 図1の蓄電池充電装置においてスイッチング素子がオフになったときに流れる電流の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the current which flows when the switching element is turned off in the storage battery charging apparatus of FIG. 特許文献1に記載されている充電装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the charging device described in Patent Document 1. FIG.

以下、本発明の実施形態に係る蓄電池充電装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。 Hereinafter, the storage battery charging device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings illustrating the embodiment, the same reference numerals are given to the common components, and the repeated description will be omitted.

図1は、本発明の実施形態に係る蓄電池充電装置1の構成の一例を示す。
蓄電池10は、直列に接続された3個の蓄電池モジュール11を有する。各蓄電池モジュール11は、直列に接続された複数の蓄電池セルを有する。
蓄電池充電装置1では、各蓄電池モジュール11に対してそれぞれトランスT1とダイオードD1とコンデンサC1と並列接続回路14とを有する充電回路が設けられている。
トランスT1は、一次コイルと二次コイルと三次コイルとを有する。ダイオードD1は、アノードがトランスT1の二次コイルの一端に接続され、カソードが蓄電池モジュール11の正極に接続されている。トランスT1の二次コイルの他端は、蓄電池モジュール11の負極に接続されている。なお、コンデンサC1が蓄電池モジュール11と並列に接続されているのは、トランスT1の二次コイルから出力される電流を平滑化するためであり、コンデンサC1は必ずしも必要ではない。
また、蓄電池充電装置1はスイッチング素子12と、駆動回路13とを有する。駆動回路13は、スイッチング素子12のオンとオフを制御するPWM信号を出力する。スイッチング素子12は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチング素子12の制御入力(ソース)には、駆動回路13によって出力されるPWM信号が入力される。
FIG. 1 shows an example of the configuration of the storage battery charging device 1 according to the embodiment of the present invention.
The storage battery 10 has three storage battery modules 11 connected in series. Each storage battery module 11 has a plurality of storage battery cells connected in series.
In the storage battery charging device 1, each storage battery module 11 is provided with a charging circuit having a transformer T1, a diode D1, a capacitor C1, and a parallel connection circuit 14, respectively.
The transformer T1 has a primary coil, a secondary coil, and a tertiary coil. In the diode D1, the anode is connected to one end of the secondary coil of the transformer T1, and the cathode is connected to the positive electrode of the storage battery module 11. The other end of the secondary coil of the transformer T1 is connected to the negative electrode of the storage battery module 11. The reason why the capacitor C1 is connected in parallel with the storage battery module 11 is to smooth the current output from the secondary coil of the transformer T1, and the capacitor C1 is not always necessary.
Further, the storage battery charging device 1 has a switching element 12 and a drive circuit 13. The drive circuit 13 outputs a PWM signal for controlling the on / off of the switching element 12. The switching element 12 is, for example, an HCl transistor. A PWM signal output by the drive circuit 13 is input to the control input (source) of the switching element 12.

各充電回路に含まれるトランスT1の一次コイルの巻き数は同一である。また、蓄電池充電装置1に含まれる複数のトランスT1の一次コイルとスイッチング素子12の電流路(ドレイン・ソース間)とは直列に接続されている。複数のトランスT1の一次コイルとスイッチング素子12の電流路とが直列に接続された回路の両端は、電流の入力端子IN1と入力端子IN2に接続される。入力端子IN1と入力端子IN2には、直流電源が接続される。 The number of turns of the primary coil of the transformer T1 included in each charging circuit is the same. Further, the primary coils of the plurality of transformers T1 included in the storage battery charging device 1 and the current path (between the drain and the source) of the switching element 12 are connected in series. Both ends of a circuit in which a plurality of transformer T1 primary coils and a current path of a switching element 12 are connected in series are connected to current input terminals IN1 and input terminals IN2. A DC power supply is connected to the input terminal IN1 and the input terminal IN2.

図2に示すように、スイッチング素子12がオンしている間に各充電回路に含まれるトランスT1の一次コイルには全て同一の電流iが流れる。従って、スイッチング素子12がオンしている間にそれらの一次コイルに生じる起磁力(電流i×一次コイルの巻き数)は同一となり、複数のトランスT1のコアには同一のエネルギーが蓄えられる。なお、それらの一次コイルのインダクタンスが異なっている場合であっても、複数のトランスT1のコアには同一のエネルギーが蓄えられる。 As shown in FIG. 2, while the switching element 12 is on, the same current i flows through all the primary coils of the transformer T1 included in each charging circuit. Therefore, the magnetomotive force (current i × number of turns of the primary coil) generated in the primary coils while the switching element 12 is on becomes the same, and the same energy is stored in the cores of the plurality of transformers T1. Even if the inductances of these primary coils are different, the same energy is stored in the cores of the plurality of transformers T1.

図3に示すように、スイッチング素子12がオフしたときに、各充電回路において、トランスT1の二次コイルからダイオードD1のカソードと二次コイルの他端との間に接続された蓄電池モジュール11に電流icが流れる。 As shown in FIG. 3, when the switching element 12 is turned off, in each charging circuit, the secondary coil of the transformer T1 is connected to the storage battery module 11 connected between the cathode of the diode D1 and the other end of the secondary coil. The current ic flows.

スイッチング素子12がオフしたときに、並列接続回路14は各充電回路に含まれるトランスT1の三次コイルを並列に接続する。
並列接続回路14は、NMOSトランジスタ15と、抵抗R1と、チェナーダイオードZD1とを有する。NMOSトランジスタ15は、ボディダイオードを有する。NMOSトランジスタ15は、各充電回路に含まれるトランスT1の三次コイルにおいてスイッチング素子12がオフしたときに負極となる側の一端にドレインが接続されている。抵抗R1は、各充電回路に含まれるトランスT1の三次コイルにおいてスイッチング素子12がオフしたとき正極となる側の他端に一端が接続されており、他端にNMOSトランジスタ15のゲートが接続されている。チェナーダイオードZD1は、抵抗R1の他端にカソードが接続され、前記NMOSトランジスタのソースにアノードが接続されている。
並列接続回路14は、チェナーダイオードZD1のアノードとNMOSトランジスタ15のソースとの接続部分において他の充電回路に含まれる並列接続回路14と接続されている。
When the switching element 12 is turned off, the parallel connection circuit 14 connects the tertiary coils of the transformer T1 included in each charging circuit in parallel.
The parallel connection circuit 14 has an IGMP transistor 15, a resistor R1, and a chainer diode ZD1. The NOTE transistor 15 has a body diode. The dichloromethane transistor 15 has a drain connected to one end on the side that becomes a negative electrode when the switching element 12 is turned off in the tertiary coil of the transformer T1 included in each charging circuit. One end of the resistor R1 is connected to the other end on the side that becomes the positive electrode when the switching element 12 is turned off in the tertiary coil of the transformer T1 included in each charging circuit, and the gate of the norm transistor 15 is connected to the other end. There is. The chainer diode ZD1 has a cathode connected to the other end of the resistor R1 and an anode connected to the source of the NOTE transistor.
The parallel connection circuit 14 is connected to the parallel connection circuit 14 included in another charging circuit at the connection portion between the anode of the chainer diode ZD1 and the source of the MIMO transistor 15.

スイッチング素子12がオンしている間、各NMOSトランジスタ15はオフであるため、各充電回路に含まれるトランスT1の三次コイルはお互いに分離されている。
スイッチング素子12がオフすると、三次コイルに逆起電力が生じ、各NMOSトランジスタ15のドレインの電位が負となる。このとき、各NMOSトランジスタ15のボディダイオードを経由して各NMOSトランジスタ15のソースも負となる。一方、各NMOSトランジスタ15のゲートには、抵抗R1を介して正の電圧が印加される。このため、NMOSトランジスタ15は、オンとなり、双方向に導通する。従って、各充電回路に含まれるトランスT1の三次コイルは全て並列に結合された状態となる。
なお、抵抗R1の抵抗値は、チェナーダイオードZD1を通って電流ie2が流れない程度に十分に大きい。
Since each NOTE transistor 15 is off while the switching element 12 is on, the tertiary coils of the transformer T1 included in each charging circuit are separated from each other.
When the switching element 12 is turned off, a counter electromotive force is generated in the tertiary coil, and the potential of the drain of each NOTE transistor 15 becomes negative. At this time, the source of each NOTE transistor 15 also becomes negative via the body diode of each NOTE transistor 15. On the other hand, a positive voltage is applied to the gate of each µtransistor 15 via the resistor R1. Therefore, the nanotube transistor 15 is turned on and conducts in both directions. Therefore, all the tertiary coils of the transformer T1 included in each charging circuit are connected in parallel.
The resistance value of the resistor R1 is sufficiently large so that the current ie2 does not flow through the chainer diode ZD1.

例えば、図3に示すように、電圧の低い蓄電池モジュール11(図3における上側の蓄電池モジュール11)と電圧の高い蓄電池モジュール11(図3における真ん中の蓄電池モジュール11)がある場合、スイッチング素子12がオフしたとき、電圧の高い真ん中の蓄電池モジュール11を充電するトランスT1の三次コイルから電圧の低い上側の蓄電池モジュール11を充電するトランスT1の三次コイルに励磁電流ie1が回り込む。電圧の低い上側の蓄電池モジュール11では、その蓄電池モジュール11を充電するトランスT1のコアに蓄えられたエネルギーとともに回り込んだ励磁電流ie1も充電に使用される。このため、電圧が低い上側の蓄電池モジュール11には大きな充電電流icが流れ、その充電が促進される。やがては、全ての蓄電池モジュール11は同じ電圧まで充電される。 For example, as shown in FIG. 3, when there is a low voltage storage battery module 11 (upper storage battery module 11 in FIG. 3) and a high voltage storage battery module 11 (middle storage battery module 11 in FIG. 3), the switching element 12 is When turned off, the exciting current ie1 wraps around from the tertiary coil of the transformer T1 that charges the middle storage battery module 11 having a high voltage to the tertiary coil of the transformer T1 that charges the upper storage battery module 11 having a low voltage. In the upper storage battery module 11 having a low voltage, the exciting current ie1 that wraps around with the energy stored in the core of the transformer T1 that charges the storage battery module 11 is also used for charging. Therefore, a large charging current ic flows through the upper storage battery module 11 having a low voltage, and charging thereof is promoted. Eventually, all the storage battery modules 11 are charged to the same voltage.

なお、蓄電池10は、電気自動車等に搭載される組電池であってもよいし、蓄電池10の両端が外部の組電池に接続され、それを蓄電池10により充電する構成であってもよい。 The storage battery 10 may be an assembled battery mounted on an electric vehicle or the like, or both ends of the storage battery 10 may be connected to an external assembled battery and charged by the storage battery 10.

以上説明したように、スイッチング素子12がオンしている間に複数のトランスT1のコアには同一のエネルギーが蓄えられる。このため、本発明によれば、複数の蓄電池モジュールを充電するときにエネルギーの損失を減少させることができる。 As described above, the same energy is stored in the cores of the plurality of transformers T1 while the switching element 12 is on. Therefore, according to the present invention, energy loss can be reduced when charging a plurality of storage battery modules.

以上、本発明の実施形態について説明したが、設計または製造上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications and combinations required due to design or manufacturing convenience and other factors are described in the inventions and embodiments of the invention described in the claims. It is included in the scope of the invention corresponding to the specific example.

1…蓄電池充電装置、10…蓄電池、11…蓄電池モジュール、12…スイッチン素子、13…駆動回路、14…並列接続回路、15…NMOSトランジスタ、C1…コンデンサ、D1…ダイオード、T1…トランス、R1…抵抗、チェナーダイオード…ZD1
1 ... Storage battery charging device, 10 ... Storage battery, 11 ... Storage battery module, 12 ... Switchon element, 13 ... Drive circuit, 14 ... Parallel connection circuit, 15 ... NMOS transistor, C1 ... Condenser, D1 ... Diode, T1 ... Transformer, R1 ... resistor, chainer diode ... ZD1

Claims (2)

複数の蓄電池モジュールが直列に接続されている蓄電池を充電する蓄電池充電装置であって、
一次コイルと二次コイルと三次コイルとを有するトランスと、アノードが当該二次コイルの一端に接続されたダイオードとを含み、当該ダイオードのカソードと前記二次コイルの他端との間に前記各蓄電池モジュールが接続される複数の充電回路と、
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオンとオフを制御するPWM信号を出力する駆動回路と、
を備え、
前記各充電回路に含まれるトランスの一次コイルの巻き数が同一であって、当該複数の一次コイルと前記スイッチング素子の電流路とが直列に接続されており、前記スイッチング素子がオンしている間に前記各充電回路に含まれるトランスの一次コイルに同一の電流が流れ、
前記スイッチング素子がオフしたときに、前記各充電回路において、前記トランスの二次コイルから前記ダイオードのカソードと二次コイルの他端との間に接続される蓄電池モジュールに電流が流れ、
前記スイッチング素子がオフしたときに前記各充電回路に含まれるトランスの三次コイルを並列に接続する並列接続回路を、前記各充電回路が備える、
ことを特徴とする蓄電池充電装置。
It is a storage battery charging device that charges a storage battery in which multiple storage battery modules are connected in series.
Each of the above includes a transformer having a primary coil, a secondary coil and a tertiary coil, and a diode having an anode connected to one end of the secondary coil, between the cathode of the diode and the other end of the secondary coil. Multiple charging circuits to which the storage battery module is connected, and
Switching element and
A drive circuit that outputs a PWM signal that controls the on / off of the switching element, and
Equipped with
While the number of turns of the primary coil of the transformer included in each charging circuit is the same, the plurality of primary coils and the current path of the switching element are connected in series, and the switching element is on. The same current flows through the primary coil of the transformer included in each charging circuit.
When the switching element is turned off, a current flows from the secondary coil of the transformer to the storage battery module connected between the cathode of the diode and the other end of the secondary coil in each charging circuit.
Each charging circuit includes a parallel connection circuit that connects the tertiary coils of the transformer included in each charging circuit in parallel when the switching element is turned off.
A storage battery charging device characterized by that.
前記並列接続回路が、前記各充電回路に含まれるトランスの三次コイルにおいて前記スイッチング素子がオフしたときに負極となる側の一端にドレインが接続されており、ボディダイオードを有するNMOSトランジスタと、当該三次コイルにおいて前記スイッチング素子がオフしたとき正極となる側の他端に一端が接続されており、他端に前記NMOSトランジスタのゲートが接続された抵抗と、当該抵抗の他端にカソードが接続され、前記NMOSトランジスタのソースにアノードが接続されたチェナーダイオードとを有しており、
チェナーダイオードのアノードとNMOSトランジスタのソースとの接続部分において他の充電回路に含まれる並列接続回路と接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電池充電装置。
In the parallel connection circuit, a drain is connected to one end on the side that becomes a negative electrode when the switching element is turned off in the tertiary coil of the transformer included in each charging circuit, and the IGMP transistor having a body diode and the tertiary are connected. In the coil, one end is connected to the other end on the side that becomes the positive electrode when the switching element is turned off, a resistor to which the gate of the MIMO transistor is connected to the other end, and a cathode is connected to the other end of the resistor. It has a chainer diode with an anode connected to the source of the HCl transistor.
At the connection between the anode of the chainer diode and the source of the nanotube transistor, it is connected to the parallel connection circuit included in other charging circuits.
The storage battery charging device according to claim 1.
JP2018085555A 2018-04-26 2018-04-26 Storage battery charging device Active JP6994428B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018085555A JP6994428B2 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Storage battery charging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018085555A JP6994428B2 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Storage battery charging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019193476A JP2019193476A (en) 2019-10-31
JP6994428B2 true JP6994428B2 (en) 2022-01-14

Family

ID=68391159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018085555A Active JP6994428B2 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Storage battery charging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6994428B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114301295A (en) * 2020-10-07 2022-04-08 浙江杭可仪器有限公司 Direct-current integrated power supply and design method thereof
JP2023167137A (en) * 2022-05-11 2023-11-24 株式会社デンソー Insulation power supply device

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001128387A (en) 1999-10-28 2001-05-11 Nagano Japan Radio Co Charger
JP2002125325A (en) 2000-10-17 2002-04-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Storage device
JP2008504797A (en) 2004-06-28 2008-02-14 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Apparatus and method for charge balancing of energy storages connected in series
JP2009540792A (en) 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization device in which primary windings of multiple transformers are connected in parallel
JP2009540793A (en) 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization device in which secondary windings of multiple transformers are connected in parallel
JP2009540795A (en) 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization apparatus and method
JP2009540794A (en) 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization device
WO2009121575A3 (en) 2008-04-01 2010-02-18 Franc Just Battery charging device
US20100090649A1 (en) 2007-04-18 2010-04-15 Pierre Sardat Engine storage device, particularly for an automobile
DE102008043590A1 (en) 2008-11-10 2010-05-12 Robert Bosch Gmbh Adjusting method for assimilating electrical voltages from electrical accumulator/storage units connected in series uses electrical accumulator/storage units to charge a coil
JP2010529818A (en) 2007-02-09 2010-08-26 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization device
US20110118916A1 (en) 2009-11-17 2011-05-19 Eric Gullichsen Discrete Voltage Level Controller
JP2012253999A (en) 2011-05-11 2012-12-20 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Power conversion circuit
FR2977083A1 (en) 2011-06-23 2012-12-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Power battery for use in hybrid or electric car, has set of battery cells, where each cell includes switching unit i.e. transistor, and electrical winding, where set of cells are not electrically interconnected
JP2013514055A (en) 2009-12-14 2013-04-22 リーチ インターナショナル コーポレイション System and method for balancing multi-cell batteries
US20130300342A1 (en) 2011-03-25 2013-11-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Battery System
CN106655409A (en) 2017-02-09 2017-05-10 钛白金科技(深圳)有限公司 Active balance circuit and method of battery pack

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2691853B1 (en) * 1992-06-01 2002-12-20 Smh Man Services Ag Apparatus for charging a rechargeable electric energy accumulator.
FR2735624B1 (en) * 1995-06-16 1997-09-05 Smh Management Services Ag CHARGER FOR ELECTRIC ENERGY ACCUMULATOR
JP3013776B2 (en) * 1996-03-18 2000-02-28 株式会社日本プロテクター Uninterruptible switching regulator
JPH09261956A (en) * 1996-03-18 1997-10-03 Nippon Purotekutaa:Kk Uninterruptive switching regulator
JP3854592B2 (en) * 2003-09-02 2006-12-06 日本無線株式会社 Charger charging device
JP2013051856A (en) * 2011-08-31 2013-03-14 Sony Corp Power storage device, electronic apparatus, electric vehicle, and electric power system
JP2013051857A (en) * 2011-08-31 2013-03-14 Sony Corp Power storage device, electronic apparatus, electric vehicle, and electric power system

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001128387A (en) 1999-10-28 2001-05-11 Nagano Japan Radio Co Charger
JP2002125325A (en) 2000-10-17 2002-04-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Storage device
JP2008504797A (en) 2004-06-28 2008-02-14 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Apparatus and method for charge balancing of energy storages connected in series
JP2009540792A (en) 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization device in which primary windings of multiple transformers are connected in parallel
JP2009540793A (en) 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization device in which secondary windings of multiple transformers are connected in parallel
JP2009540795A (en) 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization apparatus and method
JP2009540794A (en) 2006-06-15 2009-11-19 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization device
JP2010529818A (en) 2007-02-09 2010-08-26 エスケー エナジー 株式会社 Charge equalization device
US20100090649A1 (en) 2007-04-18 2010-04-15 Pierre Sardat Engine storage device, particularly for an automobile
WO2009121575A3 (en) 2008-04-01 2010-02-18 Franc Just Battery charging device
DE102008043590A1 (en) 2008-11-10 2010-05-12 Robert Bosch Gmbh Adjusting method for assimilating electrical voltages from electrical accumulator/storage units connected in series uses electrical accumulator/storage units to charge a coil
US20110118916A1 (en) 2009-11-17 2011-05-19 Eric Gullichsen Discrete Voltage Level Controller
JP2013514055A (en) 2009-12-14 2013-04-22 リーチ インターナショナル コーポレイション System and method for balancing multi-cell batteries
US20130300342A1 (en) 2011-03-25 2013-11-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Battery System
JP2012253999A (en) 2011-05-11 2012-12-20 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Power conversion circuit
FR2977083A1 (en) 2011-06-23 2012-12-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Power battery for use in hybrid or electric car, has set of battery cells, where each cell includes switching unit i.e. transistor, and electrical winding, where set of cells are not electrically interconnected
CN106655409A (en) 2017-02-09 2017-05-10 钛白金科技(深圳)有限公司 Active balance circuit and method of battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019193476A (en) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007148745A1 (en) Multi-series accumulation cell, series accumulation cell device, and series cell voltage balance correction circuit
JP5039335B2 (en) Multi-series storage cell
US9257910B2 (en) Isolated boost flyback power converter
JP5046570B2 (en) Series cell voltage balance circuit
KR20150081421A (en) System and method for cell balancing and charging
JP2009540793A (en) Charge equalization device in which secondary windings of multiple transformers are connected in parallel
JP6994428B2 (en) Storage battery charging device
WO2012143985A1 (en) Cell balance circuit and cell balance device
KR101593685B1 (en) BI-DIRECTIONAL ACTIVE BALANCING CONTROL APPARATUS and METHOD THERE OF
JP6217685B2 (en) Power supply
CN211043484U (en) Current sampling circuit
KR20120131844A (en) Cell balancing circuit for energy storage module
JP2009296756A (en) Power conversion device
JP2016154423A (en) Voltage balance device
WO2021130464A1 (en) Power supply unit
WO2016158031A1 (en) Voltage balance correction circuit
JP3407137B2 (en) DC-DC converter and voltage equalizer
JP4512855B2 (en) Magnetizer
KR20110131912A (en) Battery charger for a vehicle with wide output voltage range
JP2014204499A (en) Dc-dc converter
CN109962624B (en) Voltage equalizing circuit for power converter
JP7129860B2 (en) Storage battery voltage leveling device
JP2015133857A (en) High-voltage electric power unit
JP2012253999A (en) Power conversion circuit
KR102171591B1 (en) Charging circuit for electric vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210325

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: 20211124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6994428

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150