[go: up one dir, main page]

CN105814771A - 充电器 - Google Patents

充电器 Download PDF

Info

Publication number
CN105814771A
CN105814771A CN201480067946.8A CN201480067946A CN105814771A CN 105814771 A CN105814771 A CN 105814771A CN 201480067946 A CN201480067946 A CN 201480067946A CN 105814771 A CN105814771 A CN 105814771A
Authority
CN
China
Prior art keywords
forced stop
converter
charger
voltage
unit
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.)
Pending
Application number
CN201480067946.8A
Other languages
English (en)
Inventor
武井修
西田广治
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of CN105814771A publication Critical patent/CN105814771A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1213—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/125—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
    • H02M1/0085—Partially controlled bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明的对车载电池进行充电的充电器中，更可靠地保护车载电池等保护对象设备。充电器具有：AC/DC转换器，该AC/DC转换器具有将从外部交流电源提供的交流电转换成直流电的PFC电路和平滑化电容器；以及DC/DC转换器，该DC/DC转换器对所述AC/DC转换器的输出电力进行变压以提供给车载电池，在该充电器中设置以下的第一及第二检测单元以及第一及第二强制停止单元。第一及第二检测单元分别检测施加到车载电池的电压。第一强制停止单元判定由第一检测单元检测出的电压是否超过了预定的阈值，在超过了的情况下使DC/DC转换器停止。第二强制停止单元判定由第二检测单元检测出的电压是否超过了上述阈值，在超过了的情况下使DC/DC转换器停止。

Description

充电器
技术领域
本发明涉及对电池进行充电的充电器，特别涉及对将电动机作为动力源行驶的车辆的电池进行充电的充电器。
背景技术
作为这种车辆的具体示例，可举出电动汽车、混合动力汽车。在这种车辆上搭载有对于人体而言危险的高电压的电池，由于用于对该车载电池进行充电的车载充电器也涉及高电压，因此需要充分地考虑到安全性的确保。若更详细地进行说明，则这种车载充电器一般采用将AC/DC转换器和DC/DC转换器进行串联连接而成的结构，包含平滑化电容器，该平滑化电容器将从外部交流电源向AC/DC转换器提供的交流电暂时转换成直流电并进行储存。对于该平滑化电容器，也需要充分地引起注意以使得不会因过电压而产生损坏。另外，包括对于车载充电器的安全性确保在内，作为汽车用功能安全标准的一个示例，可举出2011年正式发布的ISO26262(参照非专利文献1)。
现有技术文献
非专利文献
[非专利文献1]互联网，<URL：http://www.jari.or.jp/tabid/112/Default.aspx>
发明内容
发明所要解决的问题
作为用于保护车载电池不会受到过电压等影响的技术手段，可举出如下方案：设置对施加到车载电池的电压或流入车载电池的电流进行检测的检测单元、通过将该检测结果与阈值进行比较从而使充电停止的强制停止单元。然而，若这些单元发生故障，则显然无法充分地对保护对象设备进行保护。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种在对车载电池进行充电的充电器中，更可靠地保护车载电池、AC/DC转换器的平滑化电容器等保护对象设备的技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明提供一种充电器，其特征在于，具有：AC/DC转换器，该AC/DC转换器具有将从外部交流电源提供的交流电转换成直流电的PFC电路和对所述PFC电路的输出电压进行平滑化的平滑化电容器；DC/DC转换器，该DC/DC转换器对所述AC/DC转换器输出的直流电进行变压以提供给车载电池；第一控制部，该第一控制部对所述PFC电路的动作进行控制；以及第二控制部，该第二控制部对所述DC/DC转换器的动作进行控制，将所述平滑化电容器和所述车载电池中的至少一个作为保护对象设备，所述充电器还包括：第一及第二检测单元，该第一及第二检测单元分别检测施加到所述保护对象设备的电压或流入所述保护对象设备的电流；第一强制停止单元，该第一强制停止单元判定由所述第一检测单元检测出的电压或电流是否超过了预定的阈值，在超过了的情况下使向所述保护对象设备提供电力的转换器停止；以及第二强制停止单元，该第二强制停止单元判定由所述第二检测单元检测出的电压或电流是否超过了所述阈值，在超过了的情况下使向所述保护对象设备提供电力的转换器停止。
根据这种充电器，对施加到保护对象设备的电压或流入保护对象设备的电流进行检测的检测单元双重化，以向保护对象设备施加超过了阈值的电压或向保护对象设备流入超过了阈值的电流为契机使向该保护对象设备提供电力的转换器停止的强制停止单元也双重化。因此，与不使上述检测单元及强制停止单元双重化的情况相比，对于保护对象设备不受到过电压或过电压影响的保护更可靠。
上述第一强制停止单元具有第一判定单元以及第一强制停止执行单元。第一判定单元判定由第一检测单元检测出的电压或电流是否超过了预定的阈值，并输出表示其判定结果的信号。第一强制停止执行单元以从第一判定单元接收到表示由第一检测单元检测出的电压或电流超过了预定阈值的信号为契机，对将电力提供给所述保护对象设备的转换器执行强制停止。上述第二强制停止单元也具有第二判定单元以及第二强制停止执行单元。第二判定单元判定由第二检测单元检测出的电压或电流是否超过了预定的阈值，并输出表示其判定结果的信号。第二强制停止执行单元以从第二判定单元接收到表示由第二检测单元检测出的电压或电流超过了预定阈值的信号为契机，对将电力提供给保护对象设备的转换器执行强制停止。
第一及第二判定单元既可为将比较器和向该比较器提供阈值电压的电路进行组合的硬件模块，也可为通过按照软件使第一及第二控制部中的对向保护对象设备提供电力的转换器(若保护对象设备为车载电池则为DC/DC转换器，若保护对象设备为平滑化电容器则为AC/DC转换器(更准确而言为PFC电路))进行控制的控制部进行动作来实现的软件模块。一般而言，与利用硬件模块来实现第一及第二判定单元两者的方式(换言之，仅利用硬件模块来使判定单元双重化的方式)相比，利用软件模块来实现两者中的至少一方的方式需要更高性能的控制部(集成度更高的控制部)。尽管若使用集成度较高的半导体芯片则会担心容易发生故障，可靠性下降，但是可期待将充电器的制造成本压低相当于无需设计及安装上述判定处理专用的硬件模块的量。
既可仅将平滑化电容器和车载电池中的某一方作为保护对象设备，也可将平滑化电容器和车载电池两者作为保护对象设备。在将平滑化电容器和车载电池两者作为保护对象设备的方式中，只要针对每一保护对象设备设置第一及第二检测单元以及第一及第二强制停止单元即可。
在将平滑化电容器和车载电池两者作为保护对象设备，利用软件模块来实现与平滑化电容器和车载电池分别相对应的第一及第二判定单元中的至少一个的情况下，若两者的保护优先度存在差异，则优选利用软件模块来实现第一及第二判定单元中的与优先度较低的那一方相对应的至少一个判定单元，仅利用硬件模块来使与另一方相对应的判定单元双重化。这是由于能够在确保对于优先度较高的那一方的保护可靠性的同时实现成本降低。
此外，在两者的保护优先度没有差异的情况下，若第一及第二控制部各自的处理负载存在差异，则优选使处理负载较低的那一方进行利用软件模块的判定单元的双重化。这是为了不会由于用于实现判定单元的处理负载而对控制部原本的功能(进行AC/DC转换器的动作控制、或DC/DC转换器的动作控制的功能)产生障碍。
更优选的方式中，其特征在于，所述第一强制停止单元和所述第二强制停止单元中的至少一个根据从外部提供的控制信号(例如，从安全CPU提供的控制信号)，使向保护对象设备提供电力的转换器停止。根据这种方式，能够在车载电池充电开始之前确认强制停止功能可靠地工作，能使保护对象设备的保护更加可靠。
在进一步的又一优选方式中，所述第一控制部和所述第二控制部中的一个控制部对另一个控制部的运转进行监视，在该一个控制部检测出另一个控制部异常的情况下，使作为该另一个控制部的控制对象的转换器停止。例如是如下情况：使进行AC/DC转换器的动作控制的AC/DC控制部对进行DC/DC转换器的动作控制的DC/DC控制部的运转进行监视，在检测出异常的情况下，使AC/DC控制部执行强制停止DC/DC转换器的处理。
发明效果
根据本发明，在对车载电池进行充电的充电器中，能够更可靠地保护车载电池等保护对象设备。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的充电器1A的构成例的图。
图2是表示充电器1A具有的屏蔽电路50A的构成例的图。
图3是表示本发明的第二实施方式的充电器1B的构成例的图。
图4是表示充电器1B具有的屏蔽电路50B的构成例的图。
图5是表示充电器1B的强制停止单元80执行的强制停止处理的流程的流程图。
图6是表示本发明的第三实施方式的充电器1C的构成例的图。
图7是用于说明该第三实施方式的变形的图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行说明。
(A：第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的充电器1A的构成例的图。
充电器1A是搭载于电动汽车、混合动力汽车等具有电动机以作为动力源的车辆上的车载充电器，是对向上述电动机提供电力的车载电池3进行充电的装置。若更详细地进行说明，则充电器1A经由电源线缆等与一般家庭用的交流电源(即，单相100V的交流电源)即外部交流电源2进行连接，将从外部交流电源2提供的交流电转换成直流电并对车载电池3进行充电。图1中，除了充电器1A以外，还示出了充电器1A的充电对象的车载电池3、以及外部交流电源2。
本实施方式中，车载电池3作为保护对象设备，充电器1A构成为以使得检测施加到车载电池3的电压，并在该检测电压变成预定的阈值以上的情况下停止向车载电池3进行供电。如图1所示，本实施方式的充电器1A包含AC/DC转换器10、DC/DC转换器20、AC/DC控制部30、DC/DC控制部40、屏蔽电路50A、电压检测部60_1A和60_2A、强制停止指示部70_1A和70_2A。
AC/DC转换器10将从外部交流电源2提供的交流电转换成直流电并进行输出。AC/DC转换器10由二极管110_1～110_2、续流二极管110_3～110_4、FET110_5～110_6、平滑化电容器110_7和电抗器110_8～110_9构成。电抗器110_8～110_9为了使高次谐波衰减而设置。二极管110_1～110_2和FET110_5～110_6构成对从外部交流电源2提供的交流电压进行整流以将直流电压提供给平滑化电容器110_7的PFC电路。FET110_5～110_6分别在将有效电平的驱动信号提供给栅极时变成导通，在将非有效电平的驱动信号提供给栅极时变成断开。
平滑化电容器110_7是为了对从该PFC电路输出的直流电压进行平滑化而设置的电解电容器。续流二极管110_3～110_4与FET110_5～110_6进行反并联连接，在FET110_5～110_6进行导通/断开切换时使由储存于电抗器110_8～110_9的电磁能量产生的电流回流到输入电源(本实施方式中，外部交流电源2)一侧。
AC/DC控制部30是例如CPU(中央处理单元)，经由CAN-BUS从BCU(电池控制单元：图1中省略)接受表示车载电池3的充电状态的数据(例如，表示电池余量的数据等)，根据车载电池3的充电状态对AC/DC转换器10的动作进行控制。若更详细地进行说明，则AC/DC控制部30将提供给FET110_5～110_6各自的栅极的驱动信号ga1～ga2的信号电平从有效电平(例如，高电平)切换成非有效电平(例如，低电平)，或者进行相反切换，以使得从AC/DC转换器10输出与车载电池3的充电状态相对应的优选的电压或电流。由此，实现AC/DC转换器10的动作控制。
DC/DC转换器20与AC/DC转换器10串联连接。DC/DC转换器20由逆变器121和整流器122构成。逆变器121由FET121_5～121_8、续流二极管121_1～121_4和变压器121_9构成。逆变器121是将向AC/DC转换器10的平滑化电容器110_7进行充电的直流电压作为电源电压，并通过利用FET121_5～121_8对该电源电压进行开关，从而向变压器121_9的初级绕组输出交流电压的电路。FET121_5～121_8也分别在将有效电平的驱动信号提供给栅极时变成导通，在将非有效电平的驱动信号提供给栅极时变成断开。
变压器121_9将与提供给初级绕组的交流电压相对应的交流电压从次级绕组输出到整流器122。整流器122利用二极管122_1～122_4，对从变压器121_9的次级绕组输出的交流电压进行整流以将直流电压提供给车载电池3。
DC/DC控制部40与AC/DC控制部30相同，是CPU。DC/DC控制部40输出用于切换逆变器121中包含的开关元件(本实施方式中，FET121_5～121_8)的导通/断开的驱动信号gb1～gb4。通过根据车载电池3的充电状态对这些开关元件的开关周期进行调整，从而从DC/DC转换器20向车载电池3提供与其充电状态相对应的优选的电压或电流。即，DC/DC控制部40用于对DC/DC转换器20的动作进行控制。如图1所示，驱动信号gb1～gb4分别经由屏蔽电路50A作为驱动信号Gb1～Gb4提供给上述各开关元件。
如图1所示，向屏蔽电路50A提供驱动信号gb1～gb4，并且从强制停止指示部70_1A提供强制停止指示信号SS1，从强制停止指示部70_2A提供强制停止指示信号SS2。屏蔽电路50A中，若强制停止指示信号SS1和强制停止指示信号SS2两者都为非有效电平(例如，低电平)，则使驱动信号gb1～gb4作为驱动信号Gb1～Gb4通过，而若强制停止指示信号SS1和强制停止指示信号SS2中的至少一个变成有效电平，则断开驱动信号Gb1～Gb4(即，将驱动信号Gb1～Gb4维持在非有效电平)。若驱动信号Gb1～Gb4维持在非有效电平，则逆变器121中包含的开关元件(即，FET121_5～121_8)的开关停止，DC/DC转换器20停止。
作为屏蔽电路50A的具体电路结构，可考虑各种结构。例如，如图2(a)所示，考虑利用对于逆变器121中包含的多个开关元件分别各设置一组的或门、反相器和与门来构成屏蔽电路50A的方式。此外，图2(a)中，仅示出与逆变器121中包含的4个FET中的FET121_5相对应的结构。如图2(a)所示，向或门提供强制停止指示信号SS1和强制停止指示信号SS2，或门的输出信号经由反相器的逻辑非，输出到与门的一个输入端子。向该与门的另一个输入端子提供驱动信号gb1。因此，在强制停止指示信号SS1和SS2两者为非有效电平的期间，从DC/DC控制部40输出的驱动信号gb1通过上述与门，作为驱动信号Gb1提供给FET121_5的栅极。然后，若强制停止指示信号SS1和SS2中的至少一个从非有效电平切换成有效电平，则从DC/DC控制部40输出的驱动信号gb1在上述与门中断开，驱动信号Gb1维持在低电平。因此，FET121_5维持在断开状态。
作为屏蔽电路50A的其他构成例，考虑利用与逆变器121中包含的开关元件分别相对应的或门51、反相器52、脉冲变压器53、整流器54及开关元件55、以及经由开关元件55向脉冲变压器53的初级侧供电的电源56来构成屏蔽电路50A的方式。此外，图2(b)中，与图2(a)相同，仅示出了与FET121_5相对应的结构。向脉冲变压器53的初级绕组的一端提供DC/DC控制部40输出的驱动信号gb1，另一端经由开关元件55与电源56相连接。开关元件55的导通/断开根据经由反相器52从或门51提供的信号进行切换。具体而言，若从反相器52提供有效电平的信号，则开关元件55变成导通，若提供非有效电平的信号，则开关元件55变成断开。如图2(b)所示，向或门51提供强制停止指示信号SS1和强制停止指示信号SS2，表示两者的逻辑或的信号从或门51输出到反相器52。因而，若强制停止指示信号SS1和强制停止指示信号SS2两者都为非有效电平，则反相器52的输出信号变成有效电平，开关元件55变成导通，若强制停止指示信号SS1和强制停止指示信号SS2中的至少一个为有效电平，则反相器52的输出信号变成非有效电平，开关元件55变成断开。
若开关元件55变成导通，则根据DC/DC控制部40输出的驱动信号gb1而在脉冲变压器53的次级绕组上产生的电压通过整流器54进行整流，提供给FET121_5以作为切换其导通/断开的驱动信号Gb1。与此相对地，若开关元件55为断开，则向脉冲变压器53的初级侧进行的供电断开，驱动信号Gb1也断开。如图2(a)所示，在使用与门的结构的屏蔽电路50A中，在与门损坏的情况下可能会无法断开向逆变器121进行的驱动信号Gb1～Gb4的提供。与此相对地，如图2(b)所示若采用使用了脉冲变压器的结构的屏蔽电路50A，则能够以比采用图2(a)所示的结构的屏蔽电路50A的情况更高的准确度断开向逆变器121进行的驱动信号Gb1～Gb4的提供，使DC/DC转换器20停止。
作为屏蔽电路50A的又一其他结构，考虑图2(c)所示的结构，本实施方式中采用图2(c)所示的结构的电路以作为屏蔽电路50A。图2(c)中，与图2(a)和图2(b)中的情况相同，仅示出与FET121_5相对应的结构。图2(c)所示的屏蔽电路在脉冲变压器53的次级绕组上产生的电压通过整流器54进行整流且提供给FET121_5以作为切换其导通/断开的驱动信号Gb1这一点、以及脉冲变压器53的初级绕组的一端经由开关元件55与电源56相连接这一点上与图2(b)所示的屏蔽电路相同。然而，图2(c)所示的屏蔽电路在根据通过反相器52使强制停止指示信号SS1进行逻辑非后的信号来进行开关元件的导通/断开控制这一点、以及利用与门58来生成通过反相器57使强制停止指示信号SS2进行逻辑非后的信号和驱动信号gb1的逻辑与信号，并将该逻辑与信号提供给脉冲变压器53的初级绕组的另一端这一点上不同。
图2(c)所示的屏蔽电路中，若强制停止指示信号SS1和强制停止指示信号SS2均都变成有效电平而输入，则即使反相器57和与门58中的任一个、或者反相器52发生故障，也能够断开向逆变器121进行的驱动信号Gb1的提供，使DC/DC转换器20停止。与此相对地，图2(b)所示的结构的屏蔽电路中，若或门51或者反相器52发生故障，则无法断开向逆变器121进行的驱动信号Gb1的提供。本实施方式中，为了能够可靠地断开向逆变器121进行的驱动信号Gb1～Gb4的提供，采用图2(c)所示的结构的屏蔽电路以作为屏蔽电路50A。
电压检测部60_1A和电压检测部60_2A分别是检测施加到车载电池3的电压，且输出表示该检测值的信号的传感器。如图1所示，电压检测部60_1A的输出信号提供给强制停止指示部70_1A，电压检测部60_2A的输出信号提供给强制停止指示部70_2A。下面，在无需对电压检测部60_1A和60_2A各自进行区分的情况下，表述为“电压检测部60”。对于强制停止指示部70_1A和强制停止指示部70_2A也同样地，在无需对两者进行区分的情况下，表述为“强制停止指示部70”。
强制停止指示部70例如是比较器，向两个输入端子中的一个提供电压检测部60的输出信号，向另一个提供表示预定的阈值电压的信号。强制停止指示部70对电压检测部60的输出信号所表示的电压值和上述阈值电压进行比较，若前者小于后者，则输出非有效电平的强制停止指示信号，若前者在后者以上，则输出有效电平的强制停止指示信号。即，强制停止指示部70起到判定单元的作用，其判定由电压检测部60检测出的电压是否超过了预定的阈值电压，输出表示其判定结果的信号(本实施方式中，强制停止指示信号)。另外，对于上述阈值电压，也只要根据车载电池3的耐压确定为优选的值即可，对于该阈值电压的产生，只要使用公知的恒定电压产生电路即可。如上所述，若强制停止指示信号SS1和SS2中的至少一个变成有效电平，则DC/DC转换器20停止。
本实施方式中，强制停止指示部70_1A起到第一判定单元的作用，其根据电压检测部60_1A的检测结果输出强制停止指示信号SS1，屏蔽电路50A的反相器52和开关元件55(参照图2(c))起到第一强制停止执行单元的作用，其以接收到有效电平的强制停止指示信号SS1为契机执行DC/DC转换器20的强制停止。同样地，强制停止指示部70_2A起到第二判定单元的作用，其根据电压检测部60_2A的检测结果输出强制停止指示信号SS2，屏蔽电路50A的反相器57和与门58(参照图2(c))起到第二强制停止执行单元的作用，其以接收到有效电平的强制停止指示信号SS2为契机执行DC/DC转换器20的强制停止。即，本实施方式中，执行DC/DC转换器20的强制停止的强制停止单元通过由第一判定单元和第一强制停止执行单元构成的第一强制停止单元、和由第二判定单元和第二强制停止执行单元构成的第二强制停止单元双重化。
如上所述，本实施方式中，通过设置对施加到车载电池3的电压进行检测的检测单元、以及根据该检测单元所得到的检测电压和阈值电压的大小比较的结果使DC/DC转换器20强制停止的强制停止单元，从而可实现对于车载电池3不受到过电压影响的保护。而且，由于上述检测单元和上述强制停止单元分别双重化，因此与不进行双重化的情况相比能够更可靠地保护车载电池3不受到过电压的影响。
(B：第二实施方式)
上述第一实施方式中车载电池3为保护对象设备，但也可考虑将平滑化电容器110_7作为保护对象设备。这是由于若向平滑化电容器110_7施加过电压，则可能会发生电解质泄漏(液体泄漏、气体泄漏等)的损坏。在将平滑化电容器110_7作为保护对象设备的情况下，只要使用图3所示的结构的充电器1B即可。
图3中，对与图1中的构成要素相同的构成要素标注相同的标号。此外，图3中，为了避免附图变得复杂，省略了AC/DC转换器10和DC/DC转换器20的详细结构的图示。若比较图3和图1可知，充电器1B的结构在设置屏蔽电路50B以取代屏蔽电路50A这一点、设置电压检测部60_1B和60_2B以取代电压检测部60_1A和60_2A这一点、设置强制停止指示部70_1B和强制停止单元80以取代强制停止指示部70_1A和70_2A这一点上与充电器1A的结构不同。下面，为了避免重复，以与上述第一实施方式的区别点为中心进行说明。
本实施方式中，在DC/DC控制部40输出的驱动信号gb1～gb4原样提供给逆变器121的各开关元件，AC/DC控制部30输出的驱动信号ga1～ga2经由屏蔽电路50B作为驱动信号Ga1～Ga2提供给AC/DC转换器10的各开关元件这一点上与上述第一实施方式不同。屏蔽电路50B在从强制停止指示部70_1B提供非有效电平的强制停止指示信号SS3的期间使AC/DC控制部30输出的驱动信号ga1～ga2原样作为驱动信号Ga1～Ga2通过，而若提供有效电平的强制停止指示信号SS3，则断开驱动信号ga1～ga2这一点上与第一实施方式中的屏蔽电路50A不同。虽然省略详细说明，但作为屏蔽电路50B的结构，考虑图4(a)所示的结构、图4(b)所示的结构。
电压检测部60_1B和电压检测部60_2B与第一实施方式中的电压检测部60相同，是电压传感器。电压检测部60_1B和电压检测部60_2B检测向AC/DC转换器10中包含的平滑化电容器110_7(图3中省略图示)施加的电压，输出表示该检测值的信号。如图3所示，电压检测部60_1B的输出信号提供给强制停止指示部70_1B，电压检测部60_2B的输出信号提供给强制停止单元80。
强制停止指示部70_1B与第一实施方式中的强制停止指示部70相同，是比较器。向强制停止指示部70_1B具有的两个输入端子中的一个提供电压检测部60_1B的输出信号，向另一个提供预定的阈值电压。对于该阈值电压，也只要根据平滑化电容器110_7的耐压确定为优选的值即可，对于该阈值电压的产生，只要使用公知的恒定电压产生电路即可。本实施方式中，上述比较器的输出信号成为强制停止指示信号SS3。强制停止指示部70_1B中，若电压检测部60_1B的输出信号表示的电压小于上述阈值电压，则输出非有效电平的强制停止指示信号SS3，若电压检测部60_1B的输出信号表示的电压为上述阈值电压以上，则输出有效电平的强制停止指示信号SS3。如上所述，若强制停止指示信号SS3变成有效电平，则通过屏蔽电路50B来断开驱动信号Ga1～Ga2，AC/DC转换器10强制停止。即，屏蔽电路50B和强制停止指示部70_1B起到第一强制停止单元的作用，其根据电压检测部60_1B所得到的检测电压和阈值电压的大小比较的结果，使AC/DC转换器10强制停止。
强制停止单元80是通过使AC/DC控制部30的CPU执行用于保护平滑化电容器110_7的程序来实现的软件模块。作为上述程序的一个示例，可举出使上述CPU与AC/DC转换器10的控制处理并行地执行图5(a)所示的流程图的处理的程序。如图5(a)所示，按照该程序进行动作的上述CPU判定电压检测部60_2B的输出信号表示的电压值是否小于上述阈值电压(步骤SA1)，若其判定结果为“是”，则原样输出由上述控制处理生成的驱动信号ga1～ga2(步骤SA2)。与此相对地，若步骤SA1的判定结果为“否”，则上述CPU将驱动信号ga1～ga2维持在非有效电平(步骤SA3。)若驱动信号ga1～ga2维持在非有效电平，则不管是否存在由屏蔽电路50B进行的断开，驱动信号Ga1～Ga2都维持在非有效电平，AC/DC转换器10强制停止。即，强制停止单元80起到第二强制停止单元的作用，其根据电压检测部60_2B所得到的检测电压和阈值电压的大小比较的结果，使AC/DC转换器10强制停止。
根据本实施方式，在车载电池3充电过程中发生平滑化电容器110_7的极板间电压达到上述阈值电压这样的异常的情况下，使AC/DC转换器10强制停止，当然能够可靠地避免平滑化电容器110_7的损坏，而且检测施加到平滑化电容器110_7的电压的检测单元、以及根据该检测单元所得到的检测电压和阈值电压的大小比较的结果使AC/DC转换器10强制停止的强制停止单元两者双重化。因此，与不实施这种双重化的情况相比，能够更可靠地保护平滑化电容器110_7不受到过电压的影响。
而且，本实施方式中，使AC/DC转换器10强制停止的强制停止单元的双重化通过软件模块(强制停止单元80)和硬件模块(屏蔽电路50B和强制停止指示部70_1B)来实现，因此与第一实施方式那样仅通过硬件模块来实现上述双重化的情况相比，还具有可减少充电器1B的元器件数量从而实现低成本化的效果。
此外，本实施方式中，对于通过硬件模块和软件模块来对使AC/DC转换器10强制停止的强制停止单元进行双重化的情况进行了说明，但与第一实施方式相同，当然也可仅利用硬件模块来实现双重化。相反，当然也可通过硬件模块和软件模块来实现第一实施方式中的使DC/DC转换器20强制停止的强制停止单元的双重化。此外，构成第一实施方式中的强制停止单元的判定单元和强制停止执行单元中，也可通过软件模块来实现判定单元。例如，从图1所示的结构中去除强制停止指示部70_1A并将电压检测部60_1A的输出信号提供给AC/DC控制部30，并且如图5(b)所示，使AC/DC控制部30的CPU执行如下处理：判定上述输出信号表示的电压是否小于阈值电压(步骤SA1)，若其判定结果为“是”，则输出非有效电平的强制停止指示信号SS1(步骤SA2’)，而若其判定结果为“否”，则输出有效电平的强制停止指示信号SS1(步骤SA3’)。而且，只要将由图5(b)的处理生成的强制停止指示信号SS1提供给屏蔽电路50A即可。另外，以下，除了如本实施方式中的强制停止单元80那样强制停止单元整体通过软件模块来实现的情况以外，对于只有构成强制停止单元的判定单元和强制停止执行单元中的前者通过软件模块来实现的情况也称为“由软件模块得到的强制停止单元”。
(C：第三实施方式)
上述第一实施方式中车载电池3为保护对象设备，上述第二实施方式中平滑化电容器110_7为保护对象设备，但当然也可考虑将车载电池3和平滑化电容器110_7两者作为保护对象设备的情况。在将车载电池3和平滑化电容器110_7两者作为保护对象设备的情况下，只要使用图6所示的结构的充电器1C即可。图6中，对与图1或图3中的构成要素相同的构成要素标注相同的标号。若比较图6和图3可知，充电器1C的结构在设置有屏蔽电路50A、电压检测部60_1A和60_2A、以及强制停止指示部70_1A和70_2A这一点上与第二实施方式的充电器1B不同。
充电器1C中的电压检测部60_1A和60_2A与充电器1A中的电压检测部相同，起到对施加到车载电池3的电压进行检测的第一及第二检测单元的作用。而且，屏蔽电路50A的反相器52和开关元件55(参照图2(c))以及强制停止指示部70_1A起到使DC/DC转换器20强制停止的第一强制停止单元的作用，屏蔽电路50A的反相器57和与门58(参照图2(c))以及强制停止指示部70_2A起到使DC/DC转换器20强制停止的第二强制停止单元的作用。此外，充电器1C中的电压检测部60_1B和60_2B与充电器1B中的电压检测部相同，起到对施加到平滑化电容器110_7的电压进行检测的第一及第二检测单元的作用，屏蔽电路50B和强制停止指示部70_1B起到使AC/DC转换器10强制停止的第一强制停止单元的作用，强制停止单元80起到使AC/DC转换器10强制停止的第二强制单元的作用。
由此，本实施方式中，对施加到车载电池3和平滑化电容器110_7的各保护对象设备的电压进行检测的检测单元分别进行双重化，使向车载电池3提供电力的转换器(即，DC/DC转换器20)强制停止的强制停止单元以及使向平滑化电容器110_7提供电力的转换器(即，AC/DC转换器10)强制停止的强制停止单元分别也双重化。因此，与不实施这种双重化的情况相比能够更可靠地保护各保护对象设备。
此外，本实施方式中，对于仅通过硬件模块对使DC/DC转换器20强制停止的强制停止单元进行双重化，通过硬件模块和软件模块对使AC/DC转换器10强制停止的强制停止单元进行双重化的情况进行了说明，但当然也可通过硬件模块和软件模块对前者的强制停止单元进行双重化，仅通过硬件模块对后者的强制停止单元进行双重化。此外，也可仅通过硬件模块对使DC/DC转换器20强制停止的强制停止单元以及使AC/DC转换器10强制停止的强制停止单元两者进行双重化，也可通过硬件模块和软件模块对两者进行双重化。因而，作为使AC/DC转换器10强制停止的强制停止单元的双重化、以及使DC/DC转换器20强制停止的强制停止单元的双重化的组合，可考虑图7(a)所示的4种。
关于图7(a)所示的4种组合中的哪一种最优选，根据所加条件来确定。例如，在将平滑化电容器110_7和车载电池3两者作为保护对象设备，通过硬件模块和软件模块对使AC/DC转换器10强制停止的强制停止单元以及使DC/DC转换器20强制停止的强制停止单元中的任一方进行双重化以力图减少充电器的制造成本的情况下，若两者的保护优先度存在差异，则可考虑优选通过硬件模块和软件模块对与优先度较低的那一方相对应的强制停止单元进行双重化。例如，在对于平滑化电容器110_7的保护优先度较低的情况下，采用图6所示的结构的充电器。一般而言，在通过硬件模块和软件模块对强制停止单元进行双重化的情况下，与仅通过硬件模块来实现双重化的情况相比需要使用更高性能的控制部(即，集成度较高的控制部)，在可靠性方面有所担心。因而，可认为通过仅利用硬件模块对使向优先度较高的那一方的保护对象设备提供电力的转换器强制停止的强制停止单元进行双重化，从而能够在确保优先度较高的那一方的保护可靠性的同时实现成本降低。
即使在对于平滑化电容器110_7和车载电池3的保护优先度没有差异的情况下，若AC/DC控制部30和DC/DC控制部40各自的处理负载存在差异，则也优选通过使处理负载较低的那一方执行软件从而实现利用软件模块和硬件模块对强制停止单元进行的双重化。这是为了不会由于用于实现强制停止单元的处理负载而对控制部原本的功能(进行AC/DC转换器的动作控制、或DC/DC转换器的动作控制的功能)产生障碍。
(D：变形)
以上对于本发明的第一、第二及第三实施方式进行了说明，但也可将这些实施方式进行如下变形。
(1)上述各实施方式中，对于通过对施加到保护对象设备(即，车载电池3或平滑化电容器110_7)的电压和预定的阈值电压进行大小比较从而保护保护对象设备不受到过电压影响的情况进行了说明，但也可设置检测流入保护对象设备的电流的电流检测部以取代电压检测部60，通过对由该电流检测部检测出的电流和预定的阈值电流进行大小比较从而保护保护对象设备不受到过电流影响。此外，也可将第一实施方式中的电压检测部60_2A替换为上述电流检测部，将强制停止指示部70_2A替换为对由该电流检测部检测出的电流和预定的阈值电流进行大小比较并输出与该比较结果相对应的强制停止指示信号SS2的电路，从而保护保护对象设备不受到过电压影响，并且也不会受到过电流影响。对于第二及第三实施方式也相同。
(2)上述第二实施方式中，通过硬件模块和软件模块对用于保护保护对象设备的强制停止单元进行双重化。然而，也可通过与AC/DC控制部30分开设置执行按照图5(b)所示的流程图的处理的微机以取代强制停止指示部70_1B，从而对强制停止单元进行双重化(即，仅使用软件模块的双重化)。另外，在如上所述与AC/DC控制部30分开设置执行按照图5(b)所示的流程图的处理的微机的方式中，也可采用热备用结构：即，使该微机对AC/DC控制部30的运转进行监视，在检测出AC/DC控制部30的动作异常的情况下使该微机代为执行AC/DC转换器10的动作控制。对于使DC/DC转换器20强制停止的强制停止单元，也可同样地仅利用软件模块进行双重化。若考虑这样仅利用软件模块进行的双重化，作为使AC/DC转换器10强制停止的强制停止单元的双重化、以及使DC/DC转换器20强制停止的强制停止单元的双重化的组合，可考虑图7(b)所示的9种。
(3)可在对使AC/DC转换器10强制停止的强制停止单元的双重化以及使DC/DC转换器20强制停止的强制停止单元的双重化两者使用软件模块的方式中，使AC/DC控制部30和DC/DC控制部40中的一方对另一方的运转进行监视，并且在检测出另一方的动作异常的情况下，使该另一方的控制对象的转换器强制停止(例如，向从另一方输出的驱动信号通过的屏蔽电路提供强制停止指示信号)。
具体而言，使AC/DC控制部30对DC/DC控制部40的运转进行监视，在检测出DC/DC控制部40的动作异常的情况下，使AC/DC控制部30强制停止DC/DC转换器20。根据这种方式，可期待能够更可靠地保护保护对象设备。另外，作为上述运转监视的具体方法，可考虑如下方式：从上述一方的控制部对另一方周期性地发送回复请求，在经过一定时间也没有回复的情况下判定为动作异常。还可考虑如下方式：使监视的一侧以一定周期发送问候呼叫，在从上次接收起经过与上述一定周期相对应的时间也未接收到问候呼叫的情况下判定为发生故障。此外，也可为在AC/DC控制部30和DC/DC控制部40的动作时钟存在差异的情况下，使高频的一方对另一方的运转进行监视，根据其回复周期检测该另一方的动作时钟的偏离，在动作时钟的偏离超过了允许值的情况下判定为发生故障。
(4)也可对屏蔽电路50A或50B设置断开电路，该断开电路根据从安全CPU等提供的控制信号来断开驱动信号。这是由于，可使该断开电路进行动作来测试强制停止单元是否起作用，通过在车载电池3的充电开始之前预先进行这种测试，从而能够更可靠地保护保护对象设备。
(5)在第一实施方式或第三实施方式中，也可使DC/DC控制部40执行对电压检测部60_1A和60_2A各自的检测电压进行比较、并根据其比较结果来检测电压检测部的故障的处理，此外也可设置执行上述比较及基于其比较结果的故障的检测处理的专用的微机。对于第二实施方式或第三实施方式也同样地，也可使AC/DC控制部30执行对电压检测部60_1B和60_2B各自的检测电压进行比较、并根据其比较结果来检测电压检测部的故障的处理，此外也可设置执行上述比较及基于其比较结果的故障检测处理的专用的微机。此外，在第一实施方式或第三实施方式中，也可使DC/DC控制部40执行对强制停止指示部70_1A和70_2A各自的输出信号进行比较、并根据其比较结果来检测强制停止指示部的故障的处理，也可设置执行上述比较及基于其比较结果的故障的检测处理的专用的微机。此外，也可使DC/DC控制部40或专用的微机执行对由强制停止指示部70_1A和70_2A各自所包含的恒定电压产生电路产生的阈值电压进行比较、并检测恒定电压产生电路的故障的处理。
(6)上述各实施方式中，虽然说明了对于车载充电器应用本发明的示例，但当然也可对于设置于充电站的充电器应用本发明。这是由于，即使是设置于充电站的充电器，对于在充电过程中发生异常时保护车载电池、平滑化电容器的要求也没有变化，对于优选能够以低成本来实现与目标安全水准相对应的水平下的风险降低也没有变化。
标号说明
1A、1B、1C…充电器，
2…外部交流电源，
3…车载电池，
10…AC/DC转换器，
20…DC/DC转换器，
30…AC/DC控制部，
40…DC/DC控制部，
50A、50B…屏蔽电路，
60、60_1A、60_2A、60_1B、60_2B…电压检测部，
70、70_1A、70_2A、70_1B…强制停止指示部，
80…强制停止单元。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种充电器，包括：
AC/DC转换器，该AC/DC转换器具有将从外部交流电源提供的交流电转换成直流电的PFC电路和对所述PFC电路的输出电压进行平滑化的平滑化电容器；
DC/DC转换器，该DC/DC转换器对所述AC/DC转换器输出的直流电进行变压以提供给车载电池；
第一控制部，该第一控制部对所述PFC电路的动作进行控制；以及
第二控制部，该第二控制部对所述DC/DC转换器的动作进行控制，
将所述平滑化电容器和所述车载电池中的至少一个作为保护对象设备，所述充电器还包括：
第一及第二检测单元，该第一及第二检测单元分别检测施加到所述保护对象设备的电压或流入所述保护对象设备的电流；
第一强制停止单元，该第一强制停止单元判定由所述第一检测单元检测出的电压或电流是否超过预定的阈值，在超过的情况下使向所述保护对象设备提供电力的转换器停止；以及
第二强制停止单元，该第二强制停止单元判定由所述第二检测单元检测出的电压或电流是否超过所述阈值，在超过的情况下使向所述保护对象设备提供电力的转换器停止。
2.(修改后).如权利要求1所述的充电器，其特征在于，
所述平滑化电容器和所述车载电池均是保护对象设备，
针对每一保护对象设备设置有所述第一及第二检测单元和所述第一及第二强制停止单元。
3.(修改后).如权利要求1所述的充电器，其特征在于，
所述第一控制部和所述第二控制部中的一个控制部对另一个控制部的运转进行监视，在该一个控制部检测出另一个控制部异常的情况下，使作为该另一个控制部的控制对象的转换器停止。
4.(修改后).如权利要求1所述的充电器，其特征在于，
所述平滑化电容器和所述车载电池均是保护对象设备，
针对每一保护对象设备设置有所述第一及第二检测单元和所述第一及第二强制停止单元，
所述第一控制部和所述第二控制部中的一个控制部对另一个控制部的运转进行监视，在该一个控制部检测出另一个控制部异常的情况下，使作为该另一个控制部的控制对象的转换器停止。
5.(修改后).如权利要求2至4中的任一项所述的充电器，其特征在于，
所述第一强制停止单元包括：
第一判定单元，该第一判定单元判定由所述第一检测单元检测出的电压或电流是否超过了预定的阈值，并输出表示其判定结果的信号；以及
第一强制停止执行单元，该第一强制停止执行单元以从所述第一判定单元接收到表示由所述第一检测单元检测出的电压或电流超过了所述阈值的信号为契机，对向所述保护对象设备提供电力的转换器执行强制停止，另一方面，
所述第二强制停止单元包括：
第二判定单元，该第二判定单元判定由所述第二检测单元检测出的电压或电流是否超过了预定的阈值，并输出表示其判定结果的信号；以及
第二强制停止执行单元，该第二强制停止执行单元以从所述第二判定单元接收到表示由所述第二检测单元检测出的电压或电流超过了所述阈值的信号为契机，对向所述保护对象设备提供电力的转换器执行强制停止，
所述第一判定单元和所述第二判定单元中的至少一个是通过使所述第一及第二控制部中的控制向所述保护对象设备提供电力的转换器的那一个控制部按照软件进行动作来实现的软件模块。
6.(修改后).如权利要求5所述的充电器，其特征在于，
在所述平滑化电容器和所述车载电池的保护的优先度存在差异的情况下，所述第一及第二判定单元中的与优先度较低的那一方相对应的至少一个判定单元是软件模块。
7.(修改后).如权利要求5所述的充电器，其特征在于，
在所述第一及第二控制部各自的处理负载存在差异的情况下，所述第一及第二判定单元中的与处理负载较低的那一方相对应的至少一个判定单元是软件模块。
8.(追加).如权利要求2至4中的任一项所述的充电器，其特征在于，
所述第一强制停止单元和所述第二强制停止单元中的至少一个根据从外部提供的信号，使向保护对象设备提供电力的转换器停止。

Claims (7)

1.一种充电器，包括：
AC/DC转换器，该AC/DC转换器具有将从外部交流电源提供的交流电转换成直流电的PFC电路和对所述PFC电路的输出电压进行平滑化的平滑化电容器；
DC/DC转换器，该DC/DC转换器对所述AC/DC转换器输出的直流电进行变压以提供给车载电池；
第一控制部，该第一控制部对所述PFC电路的动作进行控制；以及
第二控制部，该第二控制部对所述DC/DC转换器的动作进行控制，
将所述平滑化电容器和所述车载电池中的至少一个作为保护对象设备，所述充电器还包括：
第一及第二检测单元，该第一及第二检测单元分别检测施加到所述保护对象设备的电压或流入所述保护对象设备的电流；
第一强制停止单元，该第一强制停止单元判定由所述第一检测单元检测出的电压或电流是否超过了预定的阈值，在超过了的情况下使向所述保护对象设备提供电力的转换器停止；以及
第二强制停止单元，该第二强制停止单元判定由所述第二检测单元检测出的电压或电流是否超过了所述阈值，在超过了的情况下使向所述保护对象设备提供电力的转换器停止。
2.如权利要求1所述的充电器，其特征在于，
所述第一强制停止单元包括：
第一判定单元，该第一判定单元判定由所述第一检测单元检测出的电压或电流是否超过了预定的阈值，并输出表示其判定结果的信号；以及
第一强制停止执行单元，该第一强制停止执行单元以从所述第一判定单元接收到表示由所述第一检测单元检测出的电压或电流超过了所述阈值的信号为契机，对向所述保护对象设备提供电力的转换器执行强制停止，另一方面，
所述第二强制停止单元包括：
第二判定单元，该第二判定单元判定由所述第二检测单元检测出的电压或电流是否超过了预定的阈值，并输出表示其判定结果的信号；以及
第二强制停止执行单元，该第二强制停止执行单元以从所述第二判定单元接收到表示由所述第二检测单元检测出的电压或电流超过了所述阈值的信号为契机，对向所述保护对象设备提供电力的转换器执行强制停止，
所述第一判定单元和所述第二判定单元中的至少一个是通过使所述第一及第二控制部中的控制向所述保护对象设备提供电力的转换器的那一个控制部按照软件进行动作来实现的软件模块。
3.如权利要求2所述的充电器，其特征在于，
所述平滑化电容器和所述车载电池均是保护对象设备，
针对每一保护对象设备设置有所述第一及第二检测单元和所述第一及第二强制停止单元。
4.如权利要求3所述的充电器，其特征在于，
在所述平滑化电容器和所述车载电池的保护的优先度存在差异的情况下，所述第一及第二判定单元中的与优先度较低的那一方相对应的判定单元至少一个是软件模块。
5.如权利要求3所述的充电器，其特征在于，
在所述第一及第二控制部各自的处理负载存在差异的情况下，所述第一及第二判定单元中的与处理负载较低的那一方相对应的至少一个判定单元是软件模块。
6.如权利要求1所述的充电器，其特征在于，
所述第一强制停止单元和所述第二强制停止单元中的至少一个根据从外部提供的信号，使向保护对象设备提供电力的转换器停止。
7.如权利要求1所述的充电器，其特征在于，
所述第一控制部和所述第二控制部中的一个控制部对另一个控制部的运转进行监视，在该一个控制部检测出另一个控制部异常的情况下，使作为该另一个控制部的控制对象的转换器停止。
CN201480067946.8A 2014-05-30 2014-05-30 充电器 Pending CN105814771A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/064541 WO2015181987A1 (ja) 2014-05-30 2014-05-30 充電器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105814771A true CN105814771A (zh) 2016-07-27

Family

ID=54698358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480067946.8A Pending CN105814771A (zh) 2014-05-30 2014-05-30 充电器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10106044B2 (zh)
EP (1) EP3151361B1 (zh)
JP (1) JP6414211B2 (zh)
CN (1) CN105814771A (zh)
WO (1) WO2015181987A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108539835A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种ac-dc电池充电装置
CN108973758A (zh) * 2018-08-31 2018-12-11 金华安靠电源科技有限公司 一种电动汽车充电系统的充电识别方法及电动汽车充电电路
CN110603168A (zh) * 2017-06-13 2019-12-20 株式会社东芝 铁道车辆
CN111313490A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 一种电池堆的充放电方法、装置、介质及系统
CN113824087A (zh) * 2020-06-18 2021-12-21 北京新能源汽车股份有限公司 一种车载电源的过压保护电路、方法、控制器及汽车

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016075996A1 (ja) * 2014-11-11 2016-05-19 三菱電機株式会社 電力変換装置
US9887616B2 (en) * 2015-07-01 2018-02-06 Hella Corporate Center Usa, Inc. Electric power conversion apparatus with active filter
EP3410593B1 (en) * 2016-01-29 2022-05-25 Mitsubishi Electric Corporation Power converter
JP6677015B2 (ja) * 2016-02-29 2020-04-08 アイシン精機株式会社 発電ユニット
US10661677B2 (en) * 2017-07-25 2020-05-26 Hamilton Sundstrand Corporation Electrical power system for hybrid or electric vehicle
CN107394861B (zh) * 2017-09-06 2024-03-05 广东绿网新能源科技有限公司 一种充电插头位置监测装置及基于该装置的储能控制方法
JP6933147B2 (ja) * 2018-01-11 2021-09-08 トヨタ自動車株式会社 車載充電器の制御装置
JP6522211B1 (ja) * 2018-07-02 2019-05-29 三菱電機株式会社 電力変換装置
WO2020024913A1 (zh) * 2018-08-01 2020-02-06 江苏美的清洁电器股份有限公司 电池组件、吸尘器和充电控制方法及系统
JP7067454B2 (ja) * 2018-12-19 2022-05-16 トヨタ自動車株式会社 充電器および充電器の制御方法
JP7105727B2 (ja) * 2019-05-14 2022-07-25 三菱電機株式会社 車載用バッテリ充電装置
CN116210149A (zh) * 2020-07-16 2023-06-02 B&R工业自动化有限公司 带过压保护的变压器
JP7604857B2 (ja) 2020-11-30 2024-12-24 日本精機株式会社 車両用表示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080101096A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Tdk Corporation Switching power supply unit
CN102355024A (zh) * 2011-10-09 2012-02-15 杭州万好万家动力电池有限公司 一种用于煤矿救生舱电池的采样管理系统
JP4952536B2 (ja) * 2007-11-22 2012-06-13 トヨタ自動車株式会社 充電装置、充電方法、及び充電システム
JP2012157128A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Sanyo Electric Co Ltd 過電圧検出装置、保護装置及びパック電池
JP2013126349A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Panasonic Corp 電池システム
JP2014027854A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Mitsubishi Electric Corp 充放電装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03277134A (ja) * 1990-03-23 1991-12-09 Tokyo Electric Co Ltd 充電回路
JPH1198701A (ja) * 1997-09-18 1999-04-09 Sony Corp 異常動作保護機構および試験機構を備えた電池装置およびその試験方法と試験装置
JP2004134841A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Sharp Corp 車載用携帯電話充電器
JP4495105B2 (ja) * 2006-03-28 2010-06-30 富士通株式会社 無停電電源装置
JP5076918B2 (ja) * 2008-01-21 2012-11-21 パナソニック株式会社 蓄電装置
DE102008053702A1 (de) * 2008-10-29 2010-05-06 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Schaltungsanordnung zum Schutz von elektronischen Einrichtungen gegen fehlerhafte Logikspannungen
JP5534518B2 (ja) * 2010-11-22 2014-07-02 ニチコン株式会社 充電器の異常検出装置
US9969290B2 (en) * 2011-12-31 2018-05-15 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Charging system for electric vehicle and electric vehicle comprising the same
US20130314025A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Associated Equipment Corporation Charge control for external manual battery chargers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080101096A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Tdk Corporation Switching power supply unit
JP4952536B2 (ja) * 2007-11-22 2012-06-13 トヨタ自動車株式会社 充電装置、充電方法、及び充電システム
JP2012157128A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Sanyo Electric Co Ltd 過電圧検出装置、保護装置及びパック電池
CN102355024A (zh) * 2011-10-09 2012-02-15 杭州万好万家动力电池有限公司 一种用于煤矿救生舱电池的采样管理系统
JP2013126349A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Panasonic Corp 電池システム
JP2014027854A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Mitsubishi Electric Corp 充放電装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110603168A (zh) * 2017-06-13 2019-12-20 株式会社东芝 铁道车辆
CN110603168B (zh) * 2017-06-13 2023-03-31 株式会社东芝 铁道车辆
CN108539835A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种ac-dc电池充电装置
CN108539835B (zh) * 2018-04-23 2022-06-07 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种ac-dc电池充电装置
CN108973758A (zh) * 2018-08-31 2018-12-11 金华安靠电源科技有限公司 一种电动汽车充电系统的充电识别方法及电动汽车充电电路
CN111313490A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 一种电池堆的充放电方法、装置、介质及系统
CN111313490B (zh) * 2018-12-12 2023-05-12 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 一种电池堆的充放电方法、装置、介质及系统
CN113824087A (zh) * 2020-06-18 2021-12-21 北京新能源汽车股份有限公司 一种车载电源的过压保护电路、方法、控制器及汽车
CN113824087B (zh) * 2020-06-18 2024-01-23 北京新能源汽车股份有限公司 一种车载电源的过压保护电路、方法、控制器及汽车

Also Published As

Publication number Publication date
US10106044B2 (en) 2018-10-23
US20160280080A1 (en) 2016-09-29
JPWO2015181987A1 (ja) 2017-04-20
JP6414211B2 (ja) 2018-10-31
EP3151361B1 (en) 2020-09-23
WO2015181987A1 (ja) 2015-12-03
EP3151361A4 (en) 2018-02-21
EP3151361A1 (en) 2017-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105814771A (zh) 充电器
US9941692B2 (en) Overvoltage protection for a multivoltage vehicle electrical system
US20190106002A1 (en) Inverter for an electric automobile
KR102043050B1 (ko) 전기차 충전기의 고장 검출 방법 및 장치
US10023052B2 (en) Power supply system
US9425612B2 (en) Output power protection apparatus and method of operating the same
CN105830304B (zh) 充电器
WO2007096994A1 (ja) 系統連系インバータ装置
US11173806B2 (en) Management device and power storage system
CN103476628A (zh) 用于机动车高压电池的充电装置、充电系统和充电系统的运行方法
EP3501876B1 (en) Control unit, inverter, assembly, vehicle and method for controlling an inverter
JP2009521901A (ja) ハウスキーピング電源を有する電気自動車用の、ａｃバスのロスを検出するためのおよびａｃバスを分離するための装置、システムおよび方法
JP5219145B2 (ja) 検知装置および方法
WO2017061188A1 (ja) 車載型充電装置
JP2016111819A (ja) 受電装置の保護回路
CN108347213B (zh) 电动机驱动装置
CN105048806B (zh) 电力转换电路
Al-Sheikh et al. Study on power converters used in hybrid vehicles with monitoring and diagnostics techniques
JP2019115148A (ja) 非接触受電装置
CN118489210A (zh) 用于光伏模块的电子电路以及用于接入光伏模块的方法
US20250007437A1 (en) Inverter for controlling an electrical machine, method of operating the inverter and safety control device
CN102189995A (zh) 用于使在汽车中由控制器控制运行的功能单元停止运行的方法
US20240356476A1 (en) Power supply circuit in an inverter for driving an electrical machine, method of operating the power supply circuit and safety control device
JP5717901B1 (ja) 車両用電力変換装置
US20250119089A1 (en) Inverter for driving an electric machine and method of operating the inverter

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160727

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication