JP7324064B2 - 充電装置 - Google Patents
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Description
実施の形態1にかかる充電装置について説明する。図1に、実施の形態1にかかる充電装置100の回路構成を模式的に示す。充電装置100は、直流電源20から電源の供給を受けて、高電圧蓄電器として設けられた高圧大容量コンデンサであるコンデンサCを急速充電するものとして構成される。充電されたコンデンサCは、外部の装置と接続され、高電圧電源を提供する。
まず、定電流DC/DCコンバータCCが動作を開始し、コンデンサCに一定の電流を出力する(定電流充電)。コンデンサCの充電が進むと、コンデンサCの両端間の電圧が上昇する。これにともない、定電流DC/DCコンバータCCの出力電圧は0から上昇してゆく。
定電流DC/DCコンバータCCの出力電圧を監視し、所定の電圧(最大出力電圧)V1に到達したかを判定する。定電流DC/DCコンバータCCの出力電圧の監視は、定電流DC/DCコンバータCCが自律的に行ってもよいし、電圧測定回路30を用いて行ってもよい。
定電流DC/DCコンバータCCの出力電圧が最大出力電圧であるV1に到達した場合、定電流DC/DCコンバータCCの動作を停止する。
その後、定電圧DC/DCコンバータCV1~CVNのうちの1つの動作を開始する。これにより、動作を開始した定電圧DC/DCコンバータから電圧V1が出力される。
電圧測定回路30は、コンデンサCの充電電圧(共通線CLの電圧)が目標電圧VTに達したかを監視する。コンデンサCの充電電圧(共通線CLの電圧)が目標電圧VTよりも小さい場合には、ステップST1に戻る。
コンデンサCの充電電圧(共通線CLの電圧)が目標電圧VT以上であれば、コンデンサCは十分に充電されているので、充電装置100による充電動作を停止する。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、降圧チョッパ回路及び高周波インバータ回路の構成は、上述の例に限られない。上述の定電流DC/DCコンバータ及び定電圧DC/DCコンバータと同様の機能を実現できるならば、他の回路構成を有する降圧チョッパ回路及び高周波インバータ回路を用いてもよい。
2 制御回路
3 降圧チョッパ回路
4 制御回路
11 高周波インバータ回路
12 高周波トランス
20 直流電源
50 電圧測定回路
100 充電装置
C コンデンサ
CC 定電流DC/DCコンバータ
CL 共通線
CON 制御信号
Cr 共振コンデンサ
CV、CV1~CVN 定電圧DC/DCコンバータ
GT グランド端子
LT1、LT2 端部
NE 負極
PE 正極
R1、R2 整流器
S1、S2 電流センサ
C1~C3 平滑コンデンサ
ST 電源端子
T1~T4、 T31、T32 トランジスタ
Claims (5)
- グランド電圧と所定の電圧との間で出力電圧が可変であり、かつ、一定の電流を出力する定電流DC/DCコンバータと、
前記所定の電圧を出力する複数の定電圧DC/DCコンバータと、を備え、
前記定電流DC/DCコンバータ及び前記複数の定電圧DC/DCコンバータがカスケード接続され、
前記定電流DC/DCコンバータ及び前記複数の定電圧DC/DCコンバータは、一次側インダクタと二次側インダクタとが物理的に離隔して設けられた昇圧トランスで昇圧した電圧を出力し、
前記定電流DC/DCコンバータによってコンデンサを定電流充電し、前記定電流DC/DCコンバータの出力電圧が前記所定の電圧に到達した場合に前記定電流充電を停止する第1のステップと、
前記第1のステップの後に、前記複数の定電圧DC/DCコンバータのうちで、既に動作している定電圧DC/DCコンバータ以外の1つの定電圧DC/DCコンバータを動作させて、前記既に動作している定電圧DC/DCコンバータのそれぞれが出力する前記所定の電圧と、前記1つの定電圧DC/DCコンバータが出力する前記所定の電圧と、を加算した電圧を前記コンデンサに出力する第2のステップと、により、前記コンデンサを充電し、
前記コンデンサの充電電圧が目標電圧に到達するまで、前記第1のステップ及び第2のステップを繰り返す、
充電装置。 - 前記定電流DC/DCコンバータ及び前記定電圧DC/DCコンバータは、
スイッチング回路と、
共振コンデンサと、
前記一次側インダクタが前記共振コンデンサを介して前記スイッチング回路と接続されるトランスと、
前記トランスの前記二次側インダクタに誘導される電圧を整流した電圧を出力する整流器と、
前記スイッチング回路のスイッチングを制御する制御回路と、を備える、
請求項1に記載の充電装置。 - 前記定電圧DC/DCコンバータの前記整流器は、前記所定の電圧を出力し、
前記定電流DC/DCコンバータは、前記スイッチング回路に入力する電圧を調整可能なチョッパ回路を更に備え、
前記定電流DC/DCコンバータでは、前記チョッパ回路と前記スイッチング回路のスイッチングを制御することで、前記整流器から出力される電流が前記一定の電流となるように前記整流器が出力する前記電圧を制御する、
請求項2に記載の充電装置。 - 前記制御回路は、前記スイッチング回路のスイッチングの周波数が、前記トランスの漏れ磁束により生じた漏れインダクタンスと前記共振コンデンサとの共振周波数とほぼ一致するように、前記スイッチング回路のスイッチングを制御する、
請求項2又は3に記載の充電装置。 - 前記制御回路は、前記漏れインダクタンスと前記共振コンデンサとの共振により流れる電流がゼロ付近となるタイミングで、前記スイッチング回路のスイッチングを行う、
請求項4に記載の充電装置。
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