[go: up one dir, main page]

JP2010088150A - Charger - Google Patents

Charger Download PDF

Info

Publication number
JP2010088150A
JP2010088150A JP2008251258A JP2008251258A JP2010088150A JP 2010088150 A JP2010088150 A JP 2010088150A JP 2008251258 A JP2008251258 A JP 2008251258A JP 2008251258 A JP2008251258 A JP 2008251258A JP 2010088150 A JP2010088150 A JP 2010088150A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
input
output voltage
current
input current
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.)
Withdrawn
Application number
JP2008251258A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
一郎 ▲高▼山
Ichiro Takayama
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK 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 TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2008251258A priority Critical patent/JP2010088150A/en
Publication of JP2010088150A publication Critical patent/JP2010088150A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small charger capable of charging a secondary battery with high power factor and in a short time while putting much stress on environmental resistance. <P>SOLUTION: A time ratio in switching driving for a switching element SW1 is controlled on the basis of an AC input voltage Vacin, an AC input current Iacin and a maximum output voltage Vmax. In this way, it is possible to execute charging by an output voltage Vout including ripples of proper magnitude, and a smoothing capacitor 15C having a small capacity can be used compared to the case that charging is performed using a constant voltage and a constant current. Further, since a harmonic current included in the AC input current Iacin is also reduced, a power factor is improved. Still further, in thus controlling the time ratio, the waveform of the AC input current Iacin includes a fundamental component and its harmonic component. Thus, the degree of distribution along the time axis of the maximum current in the AC input current Iacin can be adjusted in accordance with the value of a target power factor. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチング素子を含んで構成されると共に2次電池に対して充電を行うための充電装置に関する。   The present invention relates to a charging device that includes a switching element and charges a secondary battery.

従来、スイッチング素子を含んで構成されたスイッチング電源装置として、種々のものが提案されている(例えば、特許文献1)。このうち、2次電池を充電するためのスイッチング電源装置(充電装置)では、例えば、商用電源から入力された交流電圧(商用電圧)を整流した後、この整流した電圧をスイッチング素子によりスイッチングすると共に、このスイッチングにより得られた電圧を平滑コンデンサなどにより平滑し、これにより得られる直流電圧に基づき、定電圧かつ定電流により2次電池を充電するようになっている。またこの際、商用電源から電力を得るには、規格により、入力側の高調波電流をある程度低減させる必要がある。   Conventionally, various switching power supply devices including switching elements have been proposed (for example, Patent Document 1). Among these, in a switching power supply device (charging device) for charging a secondary battery, for example, after rectifying an AC voltage (commercial voltage) input from a commercial power source, the rectified voltage is switched by a switching element. The voltage obtained by this switching is smoothed by a smoothing capacitor or the like, and the secondary battery is charged with a constant voltage and a constant current based on the DC voltage obtained thereby. At this time, in order to obtain power from the commercial power source, it is necessary to reduce the harmonic current on the input side to some extent according to the standard.

特開2004−304961号公報JP 2004-304961 A

そこで、従来より、様々な力率改善方式の充電装置が提案されている。これらの充電装置では、大容量の平滑コンデンサ等を用いて交流電力を直流化することが必須となっている。これは、十分な容量の平滑コンデンサ等を用いないと、充電装置からの出力電圧が脈流を含むものとなってしまい、上記したような直流電圧による定電圧かつ定電流の充電が困難となってしまうからである。このような理由から、従来の力率改善方式の充電装置では、出力電圧の変化を低減させるために、電解コンデンサなどの大容量の平滑コンデンサが用いられている。電解コンデンサは、容量、コスト、体積の観点から、平滑コンデンサに最適なデバイスである。   Therefore, various power factor improvement type charging devices have been proposed. In these charging devices, it is essential to convert the AC power into DC using a large-capacity smoothing capacitor or the like. If a smoothing capacitor or the like having a sufficient capacity is not used, the output voltage from the charging device includes a pulsating current, and it becomes difficult to charge a constant voltage and a constant current using the DC voltage as described above. Because it will end up. For this reason, in a conventional power factor correction type charging device, a large-capacity smoothing capacitor such as an electrolytic capacitor is used in order to reduce a change in output voltage. An electrolytic capacitor is an optimal device for a smoothing capacitor from the viewpoint of capacity, cost, and volume.

ところが、この電解コンデンサは、耐環境性に問題があることが判っている。近年注目されている車載用2次電池の充電用途では、前述の力率改善方式の充電装置を、車に搭載する必要がある。このとき、充電装置には、車載環境に耐えられることが求められる。このような要求に対し、電解コンデンサを用いた充電装置では、特性安定性や寿命特性を満たすことができない。そこで、現在は大容量および高耐圧のフィルムコンデンサを用いた充電装置が使用されているが、充電装置自体が大型化してしまうという問題があった。   However, it has been found that this electrolytic capacitor has a problem in environmental resistance. In a charging application for an in-vehicle secondary battery that has been attracting attention in recent years, it is necessary to mount the above-described power factor improvement type charging device in a car. At this time, the charging device is required to withstand an in-vehicle environment. In response to such demands, a charging device using an electrolytic capacitor cannot satisfy characteristic stability and life characteristics. Therefore, a charging device using a film capacitor having a large capacity and a high withstand voltage is currently used, but there is a problem that the charging device itself is increased in size.

ここで、上記特許文献1のスイッチング電源装置では、出力電流の平均値および出力電圧値を補正用帰還ループの入力信号として用いることにより、スイッチング素子を駆動する際の時比率(デューティ比)を制御するようになっている。そこで、このような時比率の制御動作を、充電装置内のスイッチング素子に対しても適用することが考えられる。しかしながら、この特許文献1では、出力電流の平均値を用いて時比率を制御しているため、高力率を得るには上述したような大容量の平滑コンデンサを用いる必要があり、耐環境性を考慮した2次電池の充電装置に用いるには、装置の小型化が難しいと考えられる。   Here, in the switching power supply device of Patent Document 1, the average value of the output current and the output voltage value are used as the input signal of the correction feedback loop, thereby controlling the time ratio (duty ratio) when driving the switching element. It is supposed to be. Therefore, it is conceivable to apply such a time ratio control operation also to the switching element in the charging device. However, in Patent Document 1, since the duty ratio is controlled by using the average value of the output current, it is necessary to use a large-capacity smoothing capacitor as described above in order to obtain a high power factor. Therefore, it is considered difficult to reduce the size of the device.

このように従来の技術では、耐環境性を重視した装置構成を大型化させることなく、高力率により2次電池の充電を行うことが困難であり、改善の余地があった。   As described above, in the conventional technology, it is difficult to charge the secondary battery with a high power factor without increasing the size of the apparatus configuration that places importance on environmental resistance, and there is room for improvement.

そこで、スイッチング駆動の際の時比率を制御することにより、2次電池に対し、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧による充電を行うことが考えられる。このような構成とした場合、交流入力電流に含まれる高調波電流が低減され得るため、従来よりも力率を向上させることが可能となると共に、従来のように定電圧かつ定電流によって充電を行う場合と比べ、容量の小さな平滑コンデンサを使用することが可能となると考えられるからである。   Therefore, it is conceivable to charge the secondary battery with an output voltage including an appropriate magnitude of pulsating current by controlling the duty ratio at the time of switching driving. In such a configuration, since the harmonic current included in the AC input current can be reduced, the power factor can be improved as compared with the conventional case, and charging is performed with a constant voltage and a constant current as in the past. This is because it is considered that a smoothing capacitor having a smaller capacity can be used as compared with the case where it is performed.

ところが、このような手法を用いた場合、2次電池のI−V特性(電流−電圧特性)に起因して、2次電池に対する充電が進行するのに従って、充電電流の最大値が徐々に小さくなってしまう。したがって、充電時間がある程度長くかかってしまうことになり、この手法においてもまだ改善の余地があった。   However, when such a method is used, the maximum value of the charging current gradually decreases as the charging of the secondary battery proceeds due to the IV characteristics (current-voltage characteristics) of the secondary battery. turn into. Accordingly, it takes a long time to charge, and there is still room for improvement in this method.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、耐環境性を重視しつつ、高力率かつ短時間に2次電池の充電を行うことが可能な小型の充電装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a small-sized charging apparatus capable of charging a secondary battery in a short time with high power factor while placing importance on environmental resistance. There is to do.

本発明の第1の充電装置は、2次電池に対して充電を行うためのものであって、交流入力電圧を整流して整流電圧を生成する整流回路と、この整流電圧をスイッチングしてパルス電圧を生成するためのスイッチング素子と、このパルス電圧を平滑化することによって2次電池へ供給するための出力電圧を生成する平滑コンデンサと、スイッチング素子に対してパルス幅変調によりスイッチング駆動を行う制御部とを備えたものである。ここで、この制御部は、上記交流入力電圧と、上記整流回路へ流入する交流入力電流と、上記出力電圧における所定期間内の最大値である最大出力電圧とに基づいて、上記交流入力電流の波形が、交流入力電圧に対応する正弦波からなる基本波成分とその高調波成分とを含むものとなるように、上記スイッチング駆動の際の時比率を制御するようになっている。なお、「交流入力電圧」とは、電気機器の電源電圧として使用される電圧を含み、いわゆる商用電源に好適に用いられる。   A first charging device of the present invention is for charging a secondary battery, and rectifies an AC input voltage to generate a rectified voltage, and switches the rectified voltage to generate a pulse. A switching element for generating a voltage, a smoothing capacitor for generating an output voltage to be supplied to the secondary battery by smoothing the pulse voltage, and a control for performing switching driving by pulse width modulation on the switching element Part. Here, the control unit determines the AC input current based on the AC input voltage, the AC input current flowing into the rectifier circuit, and the maximum output voltage that is the maximum value within a predetermined period of the output voltage. The time ratio at the time of the switching drive is controlled so that the waveform includes a fundamental wave component composed of a sine wave corresponding to the AC input voltage and its harmonic component. The “AC input voltage” includes a voltage used as a power supply voltage for electrical equipment, and is preferably used for a so-called commercial power supply.

本発明の第1の充電装置では、交流入力電圧が整流回路において整流されることにより整流電圧が生成され、この整流電圧がスイッチング素子によってスイッチングされることによりパルス電圧が生成され、このパルス電圧が平滑コンデンサによって平滑化されることにより出力電圧が生成され、この出力電圧が2次電池へ供給されることによって、2次電池に対する充電がなされる。また、上記交流入力電圧、上記交流入力電流および上記最大出力電圧に基づいて、スイッチング素子に対するパルス幅変調によるスイッチング駆動の際の時比率が制御されることにより、2次電池に対し、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧による充電がなされ得るようになる。これにより、交流入力電流に含まれる高調波電流が低減され得る。さらに、このような時比率の制御の際に、交流入力電流の波形が、交流入力電圧に対応する正弦波からなる基本波成分とその高調波成分とを含むものとなるようになされるため、交流入力電流におけるピーク電流が時間軸に沿って分散されると共に、充電の際の目標とする力率の値に応じて、この分散の度合いの調整が可能となる。   In the first charging device of the present invention, the AC input voltage is rectified in the rectifier circuit to generate a rectified voltage, and the rectified voltage is switched by the switching element to generate a pulse voltage. The output voltage is generated by being smoothed by the smoothing capacitor, and the output voltage is supplied to the secondary battery, whereby the secondary battery is charged. Further, by controlling the time ratio at the time of switching driving by pulse width modulation for the switching element based on the AC input voltage, the AC input current, and the maximum output voltage, an appropriate magnitude can be obtained for the secondary battery. It becomes possible to perform charging with the output voltage including the pulsating current. Thereby, the harmonic current contained in the AC input current can be reduced. Furthermore, when controlling such a time ratio, the waveform of the AC input current is made to include a fundamental wave component consisting of a sine wave corresponding to the AC input voltage and its harmonic component, The peak current in the AC input current is dispersed along the time axis, and the degree of dispersion can be adjusted according to the target power factor value at the time of charging.

本発明の第1の充電装置では、上記制御部が、出力電圧から最大出力電圧を上記所定期間ごとに検出すると共にこの検出した最大出力電圧を用いて時比率の制御を行うようにすることが可能である。また、この場合において、上記制御部が、最大出力電圧と、充電の際の目標とする力率とに基づいて、基本波成分の波高値と高調波成分の波高値とを決定するようにすることが可能である。また、上記制御部が、最大出力電圧の検出を、交流入力電圧における周期の少なくとも半周期分の期間ごとに行うようにすることが可能である。   In the first charging device of the present invention, the control unit detects the maximum output voltage from the output voltage for each predetermined period and controls the time ratio using the detected maximum output voltage. Is possible. In this case, the control unit determines the peak value of the fundamental wave component and the peak value of the harmonic component based on the maximum output voltage and the target power factor at the time of charging. It is possible. In addition, the control unit can detect the maximum output voltage every period corresponding to at least a half cycle of the cycle of the AC input voltage.

本発明の第1の充電装置では、上記制御部が、最大出力電圧に基づいて、交流入力電流における所定期間内の目標値であり、かつ高調波成分を加味した目標入力電流を設定すると共に、この設定した目標入力電流を用いて時比率の制御を行うようにするのが好ましい。このように構成した場合、所定期間内の出力電圧の最大値である最大出力電圧の大きさに応じて、所定期間内の交流入力電流の目標値が設定されることにより、最大出力電圧の大きさに応じた入力電流値の調整が可能となり、2次電池に対し、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧による充電がなされ得るようになる。これにより、交流入力電流に含まれる高調波電流の抑制が可能になる。また、このような目標入力電流の設定の際に、高調波成分が加味されていることにより、充電の際の目標とする力率の値に応じて、目標入力電流の設定が可能となる。   In the first charging device of the present invention, the control unit sets a target input current that is a target value within a predetermined period of the AC input current and takes a harmonic component into account, based on the maximum output voltage, It is preferable to control the duty ratio using the set target input current. When configured in this way, the target value of the AC input current within the predetermined period is set according to the maximum output voltage that is the maximum value of the output voltage within the predetermined period, whereby the maximum output voltage is increased. The input current value can be adjusted in accordance with the voltage, and the secondary battery can be charged with the output voltage including a pulsating flow of an appropriate magnitude. Thereby, the harmonic current contained in the AC input current can be suppressed. In addition, since the harmonic component is taken into account when setting the target input current, the target input current can be set according to the target power factor value at the time of charging.

この場合において、上記制御部が、最大出力電圧と所定の第1閾値電圧との比較結果に基づいて目標入力電流の設定を行うようにすることが可能である。具体的には、例えば、上記制御部が、最大出力電圧(Vmax)が上記第1閾値電圧(Vt1)よりも大きい場合には、以下の(1)式を用いて前記目標入力電流(I0)の設定を行うと共に、最大出力電圧(Vmax)が上記第1閾値電圧(Vt1)以下である場合には、以下の(2)式を用いて、現在の目標入力電流(I0(n))から新たな目標入力電流(I0(n+1))へ目標入力電流の再設定を行うようにすることが可能である。なお、(2)式中のGainは、高調波成分を加味することによる交流入力電流の増加分に対応するゲインを表している。このように構成した場合、最大出力電圧の大きさに応じて、目標入力電流が目標最大電流値となるような設定がなされることにより、2次電池に対し適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧による充電がなされ得るようになる。これにより、交流入力電流に含まれる高調波電流の抑制が可能になる。また、(2)式において、Gainを乗じていることにより、基本波成分に高調波成分が加味され、交流入力電流の増加が可能となる。
I0=Imax(所定の目標最大電流値) …(1)
I0(n+1)=I0(n)×(Vt1/Vmax)×Gain …(2)
In this case, the control unit can set the target input current based on a comparison result between the maximum output voltage and a predetermined first threshold voltage. Specifically, for example, when the maximum output voltage (Vmax) is larger than the first threshold voltage (Vt1), the control unit uses the following equation (1) to calculate the target input current (I0). When the maximum output voltage (Vmax) is equal to or lower than the first threshold voltage (Vt1), the current target input current (I0 (n)) is calculated using the following equation (2). It is possible to reset the target input current to a new target input current (I0 (n + 1)). Note that “Gain” in the equation (2) represents a gain corresponding to an increase in the AC input current by adding the harmonic component. When configured in this manner, the target input current is set to the target maximum current value according to the magnitude of the maximum output voltage, thereby including a pulsating flow of an appropriate magnitude for the secondary battery. Charging with the output voltage can be made. Thereby, the harmonic current contained in the AC input current can be suppressed. Further, in the formula (2), by multiplying Gain, a harmonic component is added to the fundamental wave component, and an AC input current can be increased.
I0 = Imax (predetermined target maximum current value) (1)
I0 (n + 1) = I0 (n) × (Vt1 / Vmax) × Gain (2)

また、上記制御部が、最大出力電圧と、上記第1閾値電圧よりも低電圧である第2閾値電圧との比較結果に基づいて、目標入力電流の設定を行うようにするのが好ましい。このように構成した場合、例えば、第1閾値電圧を、2次電池に対する正常な充電が可能な最大出力電圧値に設定すると共に、第2閾値電圧を、交流入力電流に含まれる高調波電流低減のための最大出力電圧値に設定することにより、入力側の高調波電流を低減しつつ、過大な充電による2次電池の劣化が回避可能となる。   Further, it is preferable that the control unit sets the target input current based on a comparison result between the maximum output voltage and a second threshold voltage that is lower than the first threshold voltage. When configured in this way, for example, the first threshold voltage is set to the maximum output voltage value at which the secondary battery can be normally charged, and the second threshold voltage is reduced to the harmonic current included in the AC input current. By setting the maximum output voltage value for the above, deterioration of the secondary battery due to excessive charging can be avoided while reducing the harmonic current on the input side.

また、上記制御部が、目標入力電流の設定を、交流入力電圧における周期の半周期分の期間ごとに行うようにすることが可能である。この場合、上記制御部が、目標入力電流の設定を、交流入力電圧におけるゼロクロスポイント付近のタイミングで行うようにするのが好ましい。このように構成した場合、交流入力電流に含まれる高調波電流が、より効果的に低減される。また、この場合、上記制御部が、交流入力電圧におけるゼロクロスポイントを検出すると共に、このゼロクロスポイント検出部により検出されたゼロクロスポイントに同期させて交流入力電圧を演算で求め、求まった交流入力電圧を用いて目標入力電流の設定を行うようにするのがより好ましい。このように構成した場合、ノイズ等に起因して交流入力電流が正弦波形から歪んでいるような場合であっても、交流入力電圧の波形によらず、入力側の高調波電流が確実に低減される。   In addition, the control unit can set the target input current every half period of the cycle of the AC input voltage. In this case, it is preferable that the control unit sets the target input current at a timing near the zero cross point in the AC input voltage. When comprised in this way, the harmonic current contained in alternating current input current is reduced more effectively. In this case, the control unit detects the zero cross point in the AC input voltage, obtains the AC input voltage by calculation in synchronization with the zero cross point detected by the zero cross point detection unit, and determines the obtained AC input voltage. More preferably, the target input current is set by using the same. When configured in this way, even if the AC input current is distorted from a sine waveform due to noise or the like, the harmonic current on the input side is reliably reduced regardless of the waveform of the AC input voltage. Is done.

本発明の第1の充電装置では、上記高調波成分が、上記基本波成分に対する複数種類の高調波成分が混合されることにより構成されているようにしてもよい。また、上記高調波成分の波形が、例えば、目標とする力率の変更などに応じて、複数種類の波形間で任意に切替可能となっているようにしてもよい。   In the first charging device of the present invention, the harmonic component may be configured by mixing a plurality of types of harmonic components with respect to the fundamental wave component. Further, the waveform of the harmonic component may be arbitrarily switched between a plurality of types of waveforms in accordance with, for example, a change in the target power factor.

本発明の第1の充電装置では、上記交流入力電圧を検出する交流入力電圧検出部を設けると共に、上記制御部が、この交流入力電圧検出部により検出された交流入力電圧を用いて時比率の制御を行うようにすることが可能である。また、上記交流入力電流を検出する交流入力電流検出部を設けると共に、上記制御部が、この交流入力電流検出部により検出された交流入力電流を用いて時比率の制御を行うようにすることが可能である。また、上記出力電圧を検出する出力電圧検出部を設けると共に、上記制御部が、この出力電圧検出部により検出された出力電圧を用いて時比率の制御を行うようにすることが可能である。   In the first charging device of the present invention, an AC input voltage detection unit that detects the AC input voltage is provided, and the control unit uses the AC input voltage detected by the AC input voltage detection unit to adjust the time ratio. It is possible to perform control. Moreover, while providing the alternating current input detection part which detects the said alternating current input current, the said control part may control a time ratio using the alternating current input current detected by this alternating current input current detection part. Is possible. In addition, an output voltage detection unit that detects the output voltage can be provided, and the control unit can control the duty ratio by using the output voltage detected by the output voltage detection unit.

本発明の第1の充電装置では、上記スイッチング素子を、整流電圧を昇圧して上記パルス電圧を生成するための昇圧回路内に設けるようにしてもよい。   In the first charging device of the present invention, the switching element may be provided in a booster circuit for boosting a rectified voltage to generate the pulse voltage.

本発明の第1の充電装置では、上記平滑コンデンサが、フィルムコンデンサを用いて構成されているようにすることが好ましい。このように構成した場合、従来の電解コンデンサを用いた場合と比べ、平滑コンデンサおよび装置全体が小型化しやすくなると共に、より高耐環境化が図れるため、装置の信頼性も向上する。   In the 1st charging device of this invention, it is preferable that the said smoothing capacitor is comprised using the film capacitor. When configured in this manner, the smoothing capacitor and the entire device can be easily miniaturized and the environment can be further improved, and the reliability of the device is improved as compared with the case where a conventional electrolytic capacitor is used.

本発明の第1の充電装置では、上記2次電池が、リチウムイオン電池を用いて構成されているようにすることが好ましい。このように構成した場合、脈流を含んだ出力電圧による充電が許容されているため、そのような充電手法により適合したものとなる。   In the 1st charging device of this invention, it is preferable that the said secondary battery is comprised using a lithium ion battery. In such a configuration, charging by an output voltage including a pulsating current is allowed, and therefore, it is more suitable by such a charging method.

本発明の第2の充電装置は、第1および第2の入出力端子対のうちの一方の入出力端子対から入力される入力電圧に基づいて他方の入出力端子対から出力電圧を出力し、この出力電圧を用いて充電を行うためのものであって、第1の入出力端子側に配置され、第1のスイッチング素子を有するスイッチング回路と平滑コンデンサとを含んで構成されたAC/DC変換部と、第2の入出力端子側に配置され、第2のスイッチング素子を含んで構成されたDC/DC変換部と、第1および第2のスイッチング素子に対してパルス幅変調によりスイッチング駆動を行う制御部とを備えたものである。ここで、この制御部は、上記AC/DC変換部において第1の入出力端子対から入力される交流入力電圧に基づいて2次電池に対して充電を行うときの基となる直流出力電圧を生成する際に、この交流入力電圧と、上記スイッチング回路へ流入する交流入力電流と、上記直流出力電圧における所定期間内の最大値である最大出力電圧とに基づいて、上記交流入力電流の波形が、交流入力電圧に対応する正弦波からなる基本波成分とその高調波成分とを含むものとなるように、上記第1のスイッチング素子に対するスイッチング駆動の際の時比率を制御するようになっている。   The second charging device of the present invention outputs an output voltage from the other input / output terminal pair based on an input voltage input from one input / output terminal pair of the first and second input / output terminal pairs. The AC / DC is for charging using this output voltage and is arranged on the first input / output terminal side, and includes a switching circuit having a first switching element and a smoothing capacitor. Switching unit, DC / DC conversion unit arranged on the second input / output terminal side and including the second switching element, and switching driving by pulse width modulation for the first and second switching elements The control part which performs is provided. Here, the control unit generates a DC output voltage that is a basis for charging the secondary battery based on the AC input voltage input from the first input / output terminal pair in the AC / DC conversion unit. When generating, the waveform of the AC input current is based on the AC input voltage, the AC input current flowing into the switching circuit, and the maximum output voltage that is the maximum value within a predetermined period of the DC output voltage. The time ratio at the time of switching driving for the first switching element is controlled so as to include a fundamental wave component consisting of a sine wave corresponding to the AC input voltage and its harmonic component. .

本発明の第2の充電装置では、順方向動作時には、第1の入出力端子対から交流入力電圧が入力され、AC/DC変換部において、整流回路およびインバータ回路として機能するスイッチング回路と、平滑コンデンサとによって、この交流入力電圧に基づいて直流出力電圧が生成される。そして、DC/DC変換部において、この直流出力電圧に基づいて電圧変換が行われることにより、2次電池に対して充電を行うための直流電圧が生成され、第2の入出力端子対から出力される。一方、逆方向動作時には、第2の入出力端子対から直流入力電圧が入力され、DC/DC変換部において、この直流入力電圧に基づいて電圧変換が行われ、変圧された直流電圧が生成される。そして、AC/DC変換部において、この変圧された直流電圧に基づいて交流出力電圧が生成され、第1の入出力端子対から出力される。また、このような順方向動作時および逆方向動作時に、第1および第2のスイッチング素子に対し、パルス幅変調によりスイッチング駆動が行われる。ここで、上記AC/DC変換部において、上記交流入力電圧に基づいて上記直流出力電圧を生成する際(順方向動作時)に、上記交流入力電圧、上記交流入力電流および上記最大出力電圧に基づいて、第1のスイッチング素子に対するスイッチング駆動の際の時比率が制御されることにより、2次電池に対し、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧による充電がなされ得るようになる。これにより、交流入力電流に含まれる高調波電流が低減され得る。さらに、このような第1のスイッチング素子に対する時比率の制御の際に、交流入力電流の波形が、交流入力電圧に対応する正弦波からなる基本波成分とその高調波成分とを含むものとなるようになされるため、交流入力電流におけるピーク電流が時間軸に沿って分散されると共に、充電の際の目標とする力率の値に応じて、この分散の度合いの調整が可能となる。   In the second charging device of the present invention, during forward operation, an AC input voltage is input from the first input / output terminal pair, and in the AC / DC converter, a switching circuit that functions as a rectifier circuit and an inverter circuit, and a smoothing circuit A capacitor generates a DC output voltage based on the AC input voltage. In the DC / DC converter, voltage conversion is performed based on the DC output voltage, whereby a DC voltage for charging the secondary battery is generated and output from the second input / output terminal pair. Is done. On the other hand, during reverse operation, a DC input voltage is input from the second input / output terminal pair, and the DC / DC converter performs voltage conversion based on the DC input voltage to generate a transformed DC voltage. The In the AC / DC converter, an AC output voltage is generated based on the transformed DC voltage, and is output from the first input / output terminal pair. Further, during such forward operation and reverse operation, switching driving is performed by pulse width modulation on the first and second switching elements. Here, in the AC / DC converter, when the DC output voltage is generated based on the AC input voltage (during forward operation), the AC / DC converter is based on the AC input voltage, the AC input current, and the maximum output voltage. Thus, by controlling the time ratio at the time of switching driving for the first switching element, the secondary battery can be charged with the output voltage including a pulsating flow of an appropriate magnitude. Thereby, the harmonic current contained in the AC input current can be reduced. Further, when controlling the duty ratio for such a first switching element, the waveform of the AC input current includes a fundamental wave component consisting of a sine wave corresponding to the AC input voltage and its harmonic component. As a result, the peak current in the AC input current is distributed along the time axis, and the degree of dispersion can be adjusted according to the target power factor value during charging.

本発明の充電装置によれば、上記交流入力電圧、上記交流入力電流および上記最大出力電圧に基づいて、スイッチング素子(第1のスイッチング素子)に対するパルス幅変調によるスイッチング駆動の際の時比率を制御するようにしたので、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧による2次電池への充電が可能となり、従来のように定電圧かつ定電流によって充電を行う場合と比べ、容量の小さな平滑コンデンサを使用することが可能となる。また、このような制御によって、交流入力電流に含まれる高調波電流を低減することもでき、力率を向上させることが可能となる。さらに、このような時比率の制御の際に、交流入力電流の波形が、上記基本波成分とその高調波成分とを含むものとなるようにしたので、充電の際の目標とする力率の値に応じて、交流入力電流におけるピーク電流の時間軸に沿った分散の度合いを調整することが可能となり、従来よりも力率を向上させつつ、脈流電流を増加させて有効電力を増やすことができる。よって、耐環境性を重視しつつ、高力率かつ短時間に2次電池を充電する小型の充電装置を実現することが可能となる。   According to the charging device of the present invention, based on the AC input voltage, the AC input current, and the maximum output voltage, the time ratio at the time of switching driving by pulse width modulation for the switching element (first switching element) is controlled. As a result, the secondary battery can be charged with an output voltage including a pulsating flow of an appropriate magnitude, and smoother with a smaller capacity than when charging with a constant voltage and a constant current as in the past. Capacitors can be used. Further, by such control, harmonic currents included in the AC input current can be reduced, and the power factor can be improved. Furthermore, when controlling the duty ratio, the waveform of the AC input current includes the fundamental wave component and its harmonic component, so that the target power factor for charging can be reduced. Depending on the value, the degree of dispersion along the time axis of the peak current in the AC input current can be adjusted, and the active power can be increased by increasing the pulsating current while improving the power factor than before. Can do. Therefore, it is possible to realize a small charging device that charges the secondary battery in a short time with high power factor while placing importance on environmental resistance.

以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、単に実施の形態という。)について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係る充電装置(充電装置1)の回路構成を表すものである。この充電装置1は、例えば自動車などに適用されるものであって、商用電源10から供給される交流入力電圧Vacin(いわゆる商用電圧)に基づいて2次電池であるリチウムイオン電池20を充電するものであり、入力電圧検出回路11と、整流回路12と、コンデンサC1と、入力電流検出回路13と、スイッチング素子SW1を含む昇圧回路14と、平滑コンデンサ15Cを含む平滑回路15と、出力電圧検出回路16と、スイッチング素子SW1をスイッチング駆動するための制御部17とを備えている。   FIG. 1 shows a circuit configuration of a charging device (charging device 1) according to an embodiment of the present invention. The charging device 1 is applied to, for example, an automobile and charges a lithium ion battery 20 that is a secondary battery based on an AC input voltage Vacin (so-called commercial voltage) supplied from a commercial power supply 10. The input voltage detection circuit 11, the rectifier circuit 12, the capacitor C1, the input current detection circuit 13, the booster circuit 14 including the switching element SW1, the smoothing circuit 15 including the smoothing capacitor 15C, and the output voltage detection circuit 16 and a control unit 17 for switching and driving the switching element SW1.

入力電圧検出回路11は、接続ラインH1,L1上において、入力端子T1,T2と後述する整流回路12との間に配置されており、入力端子T1,T2を介して商用電源10から供給される交流入力電圧Vacinを検出すると共に、この検出した交流入力電圧Vacinに対応する検出信号S(Vacin)を制御部17へ出力するものである。なお、この入力電圧検出回路11の具体的な回路構成としては、例えば、接続ラインH1,L1間に配置された分圧抵抗(図示せず)によって交流入力電圧Vacinを検出してこれに応じた電圧を生成するものなどが挙げられる。   The input voltage detection circuit 11 is disposed on the connection lines H1 and L1 between the input terminals T1 and T2 and a rectifier circuit 12 described later, and is supplied from the commercial power supply 10 via the input terminals T1 and T2. The AC input voltage Vacin is detected, and a detection signal S (Vacin) corresponding to the detected AC input voltage Vacin is output to the control unit 17. As a specific circuit configuration of the input voltage detection circuit 11, for example, the AC input voltage Vacin is detected by a voltage dividing resistor (not shown) disposed between the connection lines H1 and L1, and the input voltage detection circuit 11 is in accordance with this. Examples are those that generate voltage.

整流回路12は、4つの整流用のダイオード12D1〜12D4を有するブリッジ型の整流回路である。具体的には、ダイオード12D1のアノードおよびダイオード12D2のカソードが互いに接続ラインH1を介して入力端子T1に接続され、ダイオード12D3のアノードおよびダイオード12D4のカソードが互いに接続ラインL1を介して入力端子T2に接続されている。また、ダイオード12D1のカソードおよびダイオード12D3のカソードが互いに接続ラインH2に接続され、ダイオード12D2のアノードおよびダイオード12D4のアノードが互いに接続ラインL2に接続されている。このような構成により整流回路12では、入力された交流入力電圧Vacinが整流され、接続ラインH2,L2間に整流電圧V1が生成されるようになっている。   The rectifier circuit 12 is a bridge type rectifier circuit having four rectifier diodes 12D1 to 12D4. Specifically, the anode of the diode 12D1 and the cathode of the diode 12D2 are connected to the input terminal T1 via the connection line H1, and the anode of the diode 12D3 and the cathode of the diode 12D4 are connected to the input terminal T2 via the connection line L1. It is connected. The cathode of the diode 12D1 and the cathode of the diode 12D3 are connected to the connection line H2, and the anode of the diode 12D2 and the anode of the diode 12D4 are connected to the connection line L2. With such a configuration, in the rectifier circuit 12, the input AC input voltage Vacin is rectified, and the rectified voltage V1 is generated between the connection lines H2 and L2.

コンデンサC1は、整流回路12と後述する入力電流検出回路13および昇圧回路14との間において、接続ラインH2,L2間に配置されており、平滑用のコンデンサとして機能している。具体的には、後述するスイッチング素子SW1によるスイッチング動作の際のノイズ等を平滑化して低減するためのものである。   The capacitor C1 is disposed between the connection lines H2 and L2 between the rectifier circuit 12, the input current detection circuit 13 and the booster circuit 14 described later, and functions as a smoothing capacitor. Specifically, it is for smoothing and reducing noise or the like during a switching operation by the switching element SW1 described later.

入力電流検出回路13は、接続ラインL2上において、コンデンサC1の一端と後述する昇圧回路14との間に配置されており、図1に示したように整流回路12へ流入する交流入力電流Iacinを検出すると共に、この検出した交流入力電流Iacinに対応する検出信号S(Iacin)を制御部17へ出力するものである。なお、この入力電流検出回路13の具体的な回路構成としては、例えばカレントトランスを含んだものが挙げられる。   The input current detection circuit 13 is arranged on the connection line L2 between one end of the capacitor C1 and a booster circuit 14 to be described later, and receives the AC input current Iacin flowing into the rectifier circuit 12 as shown in FIG. In addition to detection, a detection signal S (Iacin) corresponding to the detected AC input current Iacin is output to the control unit 17. A specific circuit configuration of the input current detection circuit 13 includes, for example, a circuit including a current transformer.

昇圧回路14は、スイッチング素子SW1と、インダクタ14Lと、ダイオード14Dとを有している。具体的には、インダクタ14Lは接続ラインH2上に挿入配置されており、一端がコンデンサC1の他端に接続され、他端がスイッチング素子SWの一端(ドレイン)に接続されている。また、スイッチング素子SW1は、整流電圧V1をスイッチングしてパルス電圧V2を生成するためのスイッチング素子であり、例えば電界効果型トランジスタ(MOS−FET;Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)や、バイポーラトランジスタ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などにより構成される。ここでは、スイッチング素子SW1はNチャネルのMOS−FETにより構成されており、ゲートが制御部17から供給されるSW制御信号S1の信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL2に接続され、ドレインが接続ラインH2に接続されている。また、ダイオード14Dのアノードがインダクタ14Lの他端およびスイッチング素子SW1のドレインに接続され、ダイオード14Dのカソードが、後述する平滑コンデンサ15Cの一端に接続されている。このような構成により昇圧回路14では、詳細は後述するが、整流電圧V1に基づいて昇圧されたパルス電圧V2が生成されるようになっている。   The booster circuit 14 includes a switching element SW1, an inductor 14L, and a diode 14D. Specifically, the inductor 14L is inserted and arranged on the connection line H2, one end is connected to the other end of the capacitor C1, and the other end is connected to one end (drain) of the switching element SW. The switching element SW1 is a switching element for switching the rectified voltage V1 to generate the pulse voltage V2. For example, a field effect transistor (MOS-FET), a bipolar transistor, It is comprised by IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) etc. Here, the switching element SW1 is composed of an N-channel MOS-FET, the gate is connected to the signal line of the SW control signal S1 supplied from the control unit 17, the source is connected to the connection line L2, and the drain is connected. It is connected to the connection line H2. The anode of the diode 14D is connected to the other end of the inductor 14L and the drain of the switching element SW1, and the cathode of the diode 14D is connected to one end of a smoothing capacitor 15C described later. With this configuration, the booster circuit 14 generates a pulse voltage V2 boosted based on the rectified voltage V1, as will be described in detail later.

平滑回路15は、例えばフィルムコンデンサを用いて構成された平滑コンデンサ15Cを有している。具体的には、平滑コンデンサ15Cの一端が、ダイオード14Dのカソードに接続され、平滑コンデンサ15Cの他端が、接続ラインL2に接続されている。このような構成により平滑回路15では、パルス電圧V2が平滑化されることにより、リチウムイオン電池20へ供給するための出力電圧Voutが生成されるようになっている。   The smoothing circuit 15 includes a smoothing capacitor 15C configured using, for example, a film capacitor. Specifically, one end of the smoothing capacitor 15C is connected to the cathode of the diode 14D, and the other end of the smoothing capacitor 15C is connected to the connection line L2. With such a configuration, the smoothing circuit 15 generates the output voltage Vout to be supplied to the lithium ion battery 20 by smoothing the pulse voltage V2.

出力電圧検出回路16は、接続ラインH2,L2上において、平滑回路15と出力端子T3,T4との間に配置されており、出力端子T3,T4を介してリチウムイオン電池20へ供給される出力電圧Voutを検出すると共に、この検出した出力電圧Voutに対応する検出信号S(Vout)を制御部17へ出力するものである。なお、この出力電圧検出回路16の具体的な回路構成としては、入力電圧検出回路11と同様に、例えば、接続ラインH2,L2間に配置された分圧抵抗(図示せず)によって出力電圧Voutを検出してこれに応じた電圧を生成するものなどが挙げられる。   The output voltage detection circuit 16 is disposed on the connection lines H2 and L2 between the smoothing circuit 15 and the output terminals T3 and T4, and is supplied to the lithium ion battery 20 via the output terminals T3 and T4. The voltage Vout is detected, and a detection signal S (Vout) corresponding to the detected output voltage Vout is output to the control unit 17. As a specific circuit configuration of the output voltage detection circuit 16, as in the input voltage detection circuit 11, for example, the output voltage Vout is generated by a voltage dividing resistor (not shown) disposed between the connection lines H2 and L2. And generating a voltage corresponding to this.

制御部17は、入力電圧検出回路11から供給される交流入力電圧Vacin(具体的には、検出信号S(Vacin))と、入力電流検出回路13から供給される交流入力電流Iacin(具体的には、検出信号S(Iacin))と、出力電圧検出回路16から供給される出力電圧Vout(具体的には、検出信号S(Vout))とに基づいて、SW制御信号S1を生成すると共にスイッチング素子SW1のゲートへ供給することにより、スイッチング素子SW1に対してパルス幅変調(PWM;Pulse Width Modulation)によりスイッチング駆動を行うものである。具体的には、この制御部17は、上記交流入力電圧Vacinと、上記交流入力電流Iacinと、上記出力電圧Voutにおける所定期間内の最大値である最大出力電圧(後述する最大出力電圧Vmax)とに基づいて、スイッチング素子SW1のスイッチング駆動の際の時比率(デューティ比)を制御するようになっている。これにより、詳細は後述するが、従来の充電装置のような定電圧かつ定電流による充電とは異なり、出力電圧Voutに脈流を含んだ充電がリチウムイオン電池20へなされるようになっている。また、制御部17は、このような時比率の制御の際に、交流入力電流Iacinの波形が、交流入力電圧Vacinに対応する正弦波(具体的には、交流入力電圧Vacinと同位相かつ同周期の正弦波)からなる基本波成分と、その高調波成分とを含むものとなるように、時比率を制御するようになっている。これにより、詳細は後述するが、交流入力電流Iacinにおける最大電流が、時間軸に沿って分散されるようになっている。   The controller 17 receives the AC input voltage Vacin (specifically, the detection signal S (Vacin)) supplied from the input voltage detection circuit 11 and the AC input current Iacin (specifically, the input current detection circuit 13). Generates the SW control signal S1 and switches based on the detection signal S (Iacin)) and the output voltage Vout (specifically, the detection signal S (Vout)) supplied from the output voltage detection circuit 16. By supplying to the gate of the element SW1, switching driving is performed on the switching element SW1 by pulse width modulation (PWM). Specifically, the control unit 17 includes the AC input voltage Vacin, the AC input current Iacin, and a maximum output voltage (maximum output voltage Vmax described later) that is a maximum value within a predetermined period of the output voltage Vout. Based on the above, the time ratio (duty ratio) at the time of switching driving of the switching element SW1 is controlled. As a result, as will be described in detail later, unlike the conventional charging device using a constant voltage and constant current, the lithium ion battery 20 is charged with a pulsating flow in the output voltage Vout. . In addition, when the control unit 17 controls the time ratio, the waveform of the AC input current Iacin is a sine wave corresponding to the AC input voltage Vacin (specifically, in phase and in phase with the AC input voltage Vacin). The duty ratio is controlled so as to include a fundamental wave component having a periodic sine wave) and a harmonic component thereof. Thereby, although the details will be described later, the maximum current in the AC input current Iacin is distributed along the time axis.

ここで、図2を参照して、制御部17の詳細構成について説明する。図2は、制御部17の詳細なブロック構成を表したものである。   Here, with reference to FIG. 2, the detailed structure of the control part 17 is demonstrated. FIG. 2 shows a detailed block configuration of the control unit 17.

この制御部17は、演算部171と、最大値検出部172と、目標電流決定部173と、時比率補正部174とを有している。   The control unit 17 includes a calculation unit 171, a maximum value detection unit 172, a target current determination unit 173, and a duty ratio correction unit 174.

演算部171は、入力電圧検出回路11から供給される交流入力電圧Vacin(具体的には、検出信号S(Vacin))と、後述する目標電流決定部から供給される目標入力電流(後述する目標入力電流I0)とに対して所定の演算処理を施すものであり、位相演算部171Aと、高調波付加部171Bと、乗算部171Cとを有している。   The calculation unit 171 includes an AC input voltage Vacin (specifically, a detection signal S (Vacin)) supplied from the input voltage detection circuit 11 and a target input current (a target described later) supplied from a target current determination unit described later. The input current I0) is subjected to a predetermined calculation process, and includes a phase calculation unit 171A, a harmonic addition unit 171B, and a multiplication unit 171C.

位相演算部171Aは、検出信号S(Vacin)において、位相の演算を行うものである。この際、位相演算部171Aは、交流入力電圧Vacinにおけるゼロクロスポイント(具体的には、図示しない検出信号S(zp))を検出するようになっている。   The phase calculation unit 171A calculates a phase in the detection signal S (Vacin). At this time, the phase calculation unit 171A detects a zero cross point (specifically, a detection signal S (zp) not shown) in the AC input voltage Vacin.

高調波付加部171Bは、正弦波からなる交流入力電圧Vacin(基本波)に対して、その高調波(例えば、3次高調波など)を付加することにより、そのような高調波付加後の交流入力電圧Vacin’を生成するものである。このような高調波の波形信号は、例えば、制御部17内のメモリー(図示せず)に記憶されている。ただし、高調波付加部171Bにおいて、所定の演算(例えば、テイラー展開)を行うことにより、そのような高調波を算出するようにしてもよい。なお、この際、位相演算部171Aにより検出されたゼロクロスポイント(具体的には、検出信号S(zp))に同期させて、高調波付加後の交流入力電圧Vacin’を所定の演算(例えば、テイラー展開)により求めるようにするのが好ましい。これにより、ノイズ等に起因して交流入力電流Iacinが正弦波形から歪んでいるような場合であっても、交流入力電圧Vacinの波形によらず、高調波電流を確実に低減することが可能となるからである。   The harmonic addition unit 171B adds the harmonics (for example, third harmonics) to the AC input voltage Vacin (fundamental wave) made of a sine wave, so that the AC after adding such harmonics. The input voltage Vacin 'is generated. Such harmonic waveform signals are stored in, for example, a memory (not shown) in the control unit 17. However, the harmonic adding unit 171B may calculate such a harmonic by performing a predetermined calculation (for example, Taylor expansion). At this time, the AC input voltage Vacin ′ after the addition of the harmonic is subjected to a predetermined calculation (for example, for example, in synchronization with the zero cross point (specifically, the detection signal S (zp)) detected by the phase calculation unit 171A. It is preferable to obtain by Taylor development. As a result, even when the AC input current Iacin is distorted from a sine waveform due to noise or the like, the harmonic current can be reliably reduced regardless of the waveform of the AC input voltage Vacin. Because it becomes.

乗算部171Cは、高調波付加部171Bから供給される高調波付加後の交流入力電圧Vacin’と、上記目標入力電流I0とを乗ずると共に、その乗算結果である(Vacin’×I0)を、後述する時比率補正部174へ出力するものである。   The multiplier 171C multiplies the harmonic input AC voltage Vacin ′ supplied from the harmonic adder 171B by the target input current I0, and the multiplication result (Vacin ′ × I0) will be described later. Is output to the time ratio correction unit 174.

なお、このような構成からなる演算部171の動作の詳細については、後述する。   Details of the operation of the arithmetic unit 171 having such a configuration will be described later.

最大値検出部172は、出力電圧検出回路16から供給される出力電圧Vout(具体的には、検出信号S(Vout))から、所定期間ごとに最大出力電圧Vmaxを検出するものである。具体的には、このような最大出力電圧Vmaxの検出を、交流入力電圧Vacinにおける周期Tの少なくとも半周期分の期間(少なくとも、0.5×Tの期間)ごとに行うようになっている。   The maximum value detector 172 detects the maximum output voltage Vmax for each predetermined period from the output voltage Vout (specifically, the detection signal S (Vout)) supplied from the output voltage detection circuit 16. Specifically, such detection of the maximum output voltage Vmax is performed every period (at least 0.5 × T period) of at least a half period of the period T in the AC input voltage Vacin.

目標電流決定部173は、最大値検出部172から供給される最大出力電圧Vmaxに基づいて、交流入力電流Iacinにおける所定期間内の目標値であると共に、前述の高調波成分を加味した、目標入力電流I0を設定するものである。具体的には、最大出力電圧Vmaxと、予め設定された所定の閾値電圧Vt1との比較結果に基づいて、目標入力電流I0の設定を行うようになっている。また、このような目標入力電流I0の設定を、交流入力電圧Vacinにおける周期Tの少なくとも半周期分の期間(少なくとも、0.5×Tの期間)ごとに行う(周期Tの少なくとも半周期分の期間ごとに更新する)ようになっている。なお、この目標電流決定部173の動作の詳細については、後述する。   Based on the maximum output voltage Vmax supplied from the maximum value detection unit 172, the target current determination unit 173 is a target input that is a target value within a predetermined period of the AC input current Iacin and that takes into account the harmonic components described above. The current I0 is set. Specifically, the target input current I0 is set based on the comparison result between the maximum output voltage Vmax and a predetermined threshold voltage Vt1 set in advance. Further, such setting of the target input current I0 is performed every period (at least 0.5 × T period) of the period T in the AC input voltage Vacin (at least half period of the period T). It is updated every period). Details of the operation of the target current determination unit 173 will be described later.

時比率補正部174は、入力電流検出回路13から供給される交流入力電流Iacin(具体的には、検出信号S(Iacin))と、演算部171から供給される演算結果(乗算結果(Vacin’×I0))とに基づいて、スイッチング素子SW1の時比率を帰還補正することにより、このスイッチング素子SW1のSW制御信号S1を生成・出力するものであり、減算部174Aと、PI補償演算部174Bとを有している。減算部174Aは、上記乗算結果(Vacin’×I0)と上記検出信号S(Iacin)との差分を取る(乗算結果(Vacin’×I0)から検出信号S(Iacin)の値を減算する)ことにより、減算結果であるエラー値e(=(Vacin’×I0)−Iacin)を出力するものである。また、PI補償演算部174Bは、入力したこのエラー値eに対して所定のPI補償演算を施すことにより、時比率補正がなされたSW制御信号S1を生成するものである。なお、このPI補償演算部174Bにおける動作の詳細については、後述する。   The time ratio correction unit 174 includes an AC input current Iacin (specifically, a detection signal S (Iacin)) supplied from the input current detection circuit 13 and a calculation result (multiplication result (Vacin ′) supplied from the calculation unit 171. Based on × I0)), the time ratio of the switching element SW1 is feedback-corrected to generate and output the SW control signal S1 of the switching element SW1. The subtraction unit 174A and the PI compensation calculation unit 174B And have. The subtraction unit 174A takes a difference between the multiplication result (Vacin ′ × I0) and the detection signal S (Iacin) (subtracts the value of the detection signal S (Iacin) from the multiplication result (Vacin ′ × I0)). Thus, an error value e (= (Vacin ′ × I0) −Iacin) as a subtraction result is output. The PI compensation calculation unit 174B generates a SW control signal S1 that has been subjected to the time ratio correction by performing a predetermined PI compensation calculation on the input error value e. Details of the operation of the PI compensation calculation unit 174B will be described later.

なお、本実施の形態の制御部17の機能はソフトウェアにより構成されており、制御部17による処理は全て、デジタル信号処理装置によってなされるようになっている。したがって、前述した入力電圧検出回路11、入力電流検出回路13および出力電圧検出回路16内にはそれぞれ、A/D(アナログ/デジタル)変換部(図示せず)が設けられるようになっている。このようなデジタル信号処理装置は、例えば、ロジック回路群やマイコンにより構成され、DSP(Digital Signal Processor)により構成されるのがより望ましい。   Note that the function of the control unit 17 of the present embodiment is configured by software, and all processing by the control unit 17 is performed by a digital signal processing device. Therefore, an A / D (analog / digital) converter (not shown) is provided in each of the input voltage detection circuit 11, the input current detection circuit 13, and the output voltage detection circuit 16 described above. Such a digital signal processing device is preferably composed of, for example, a logic circuit group or a microcomputer, and is preferably composed of a DSP (Digital Signal Processor).

次に、本実施の形態の充電装置1の作用および効果について説明する。   Next, the operation and effect of the charging device 1 of the present embodiment will be described.

最初に、図1〜図4を参照して、充電装置1の基本動作(リチウムイオン電池20への充電動作)について説明する。図3は、充電装置1全体の動作をタイミング波形図で表したものであり、(A)は交流入力電圧Vacinを、(B)は整流電圧V1を、(C)は出力電圧Voutを、それぞれ表している。なお、交流入力電圧Vacin、整流電圧V1および出力電圧Voutについては、図1に示した矢印の方向が正方向を表している。   Initially, with reference to FIGS. 1-4, the basic operation | movement (charging operation to the lithium ion battery 20) of the charging device 1 is demonstrated. FIG. 3 is a timing waveform diagram showing the overall operation of the charging apparatus 1, (A) shows the AC input voltage Vacin, (B) shows the rectified voltage V1, and (C) shows the output voltage Vout, respectively. Represents. For the AC input voltage Vacin, the rectified voltage V1 and the output voltage Vout, the direction of the arrow shown in FIG. 1 represents the positive direction.

この充電装置1では、例えば図3(A)に示したように、周期Tの正弦波からなる交流入力電圧Vacin(商用電圧)が入力端子T1,T2間から供給されると、整流回路12において整流されることにより、例えば図3(B)に示したように、正の半波からなる整流電圧V1が生成される。   In this charging device 1, for example, as shown in FIG. 3A, when an AC input voltage Vacin (commercial voltage) composed of a sine wave with a period T is supplied between the input terminals T1 and T2, the rectifier circuit 12 By rectification, for example, as shown in FIG. 3B, a rectified voltage V1 composed of a positive half wave is generated.

次に、昇圧回路14では、整流電圧V1を基に例えば図4(A),(B)に示したような昇圧動作がなされることにより、昇圧されたパルス電圧V2が生成される。具体的には、スイッチング素子SW1によって整流電圧V1がスイッチングされることにより、パルス電圧V2が生成される。より具体的には、まず、SW制御信号S1に応じてスイッチング素子SW1がオン状態となったとき(オン期間Ton)には、例えば図4(A)に示したように、インダクタ14Lからスイッチング素子SW1へと電流I1が流れ、これによりインダクタ14Lに磁気エネルギーが蓄積される。そしてSW制御信号S1に応じてスイッチング素子SW1がオフ状態となったとき(オフ期間Toff)には、例えば図4(B)に示したように、インダクタ14Lからダイオード14D、コンデンサ15Cの順に電流I2が流れ、これによりインダクタ14Lに蓄積された磁気エネルギーがコンデンサ15Cへ蓄積され、昇圧動作がなされる。なお、このような昇圧動作の際の整流電圧V1とパルス電圧V2との関係は、以下の(10)式に示したようにして表される。
V2={(Ton+Toff)/Toff}×V1 ……(10)
Next, the booster circuit 14 generates a boosted pulse voltage V2 by performing a boosting operation as shown in FIGS. 4A and 4B, for example, based on the rectified voltage V1. Specifically, the pulse voltage V2 is generated by switching the rectified voltage V1 by the switching element SW1. More specifically, first, when the switching element SW1 is turned on in response to the SW control signal S1 (on period Ton), for example, as shown in FIG. A current I1 flows to SW1, and thereby magnetic energy is stored in the inductor 14L. When the switching element SW1 is turned off in accordance with the SW control signal S1 (off period Toff), for example, as shown in FIG. 4B, the current I2 in the order of the inductor 14L, the diode 14D, and the capacitor 15C. As a result, the magnetic energy stored in the inductor 14L is stored in the capacitor 15C, and a boosting operation is performed. It should be noted that the relationship between the rectified voltage V1 and the pulse voltage V2 during such a boosting operation is expressed as shown in the following equation (10).
V2 = {(Ton + Toff) / Toff} × V1 (10)

次に、平滑回路15では、入力したパルス電圧V2が平滑化され、リチウムイオン電池20へ供給するための出力電圧Voutが生成される。この出力電圧Voutは、本実施の形態では、例えば図3(C)に示したように、0.5×Tの周期による脈流を含むものとなっている。これにより、このような脈流を含んだ出力電圧Voutおよび図1中に示した出力電流Ioutによって、リチウムイオン電池20に対する充電がなされる。   Next, in the smoothing circuit 15, the input pulse voltage V <b> 2 is smoothed, and an output voltage Vout to be supplied to the lithium ion battery 20 is generated. In the present embodiment, the output voltage Vout includes a pulsating flow having a cycle of 0.5 × T as shown in FIG. 3C, for example. Thereby, the lithium ion battery 20 is charged by the output voltage Vout including such a pulsating current and the output current Iout shown in FIG.

次に、図1〜図4に加えて図5〜図10を参照して、本発明の特徴的部分の1つである、制御部17によるスイッチング素子SWの制御動作について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。ここで、図5は、比較例に係る充電装置における充電動作を特性図(充電電圧と充電電流との関係を表す特性図)で表したものである。   Next, referring to FIGS. 5 to 10 in addition to FIGS. 1 to 4, the control operation of the switching element SW by the control unit 17, which is one of the characteristic parts of the present invention, is compared with the comparative example. The details will be described. Here, FIG. 5 is a characteristic diagram (characteristic diagram showing a relationship between the charging voltage and the charging current) of the charging operation in the charging device according to the comparative example.

この比較例に係る充電装置では、制御部において、交流入力電圧Vacin、交流入力電流Iacinおよび最大出力電圧Vmaxに基づき、スイッチング素子SW1に対するスイッチング駆動の際の時比率(SW制御信号S1におけるデューティ比)が制御される。これにより、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧Voutによる充電が可能となると共に、交流入力電流Iacinにおいて交流入力電圧Vacinと同位相および同波形を得ることが可能となるため、交流入力電流Iacinに含まれる高調波電流が低減されるようになっている。   In the charging device according to this comparative example, the control unit uses the AC input voltage Vacin, the AC input current Iacin, and the maximum output voltage Vmax to determine the time ratio (duty ratio in the SW control signal S1) when switching the switching element SW1. Is controlled. As a result, charging with the output voltage Vout including a pulsating flow of an appropriate magnitude is possible, and the AC input current Iacin can have the same phase and waveform as the AC input voltage Vacin. The harmonic current contained in the current Iacin is reduced.

この際、上記のように、交流入力電流Iacinにおいて交流入力電圧Vacinと同位相および同波形が得られるため、この比較例において生成される出力電圧Voutは、例えば図3(C)中の符号P101で示したように、正弦波となる(図3(C)中の破線の波形)。ところが、このような正弦波からなる出力電圧Voutを用いて、リチウムイオン電池20に対して充電を行う場合、以下説明するような改善点が生じることになる。   At this time, as described above, the AC input current Iacin has the same phase and waveform as the AC input voltage Vacin. Therefore, the output voltage Vout generated in this comparative example is, for example, the code P101 in FIG. As shown by (3), it becomes a sine wave (the waveform of the broken line in FIG. 3C). However, when the lithium ion battery 20 is charged using the output voltage Vout composed of such a sine wave, the following improvements will occur.

図5は、比較例に係る充電装置における充電動作の際の、リチウムイオン電池におけるI−V特性(充電電流−充電電圧)特性の一例を模式的に表したものである。この図において、特性線P201は、リチウムイオン電池における充電状態が空の状態(充電が全くなされていない状態)のときの特性線を表している。また、特性線P202,P203は、図中の矢印P200で示したように、リチウムイオン電池における充電が進行していったときの特性線を、それぞれ表している。   FIG. 5 schematically shows an example of the IV characteristic (charging current-charging voltage) characteristic in the lithium ion battery during the charging operation in the charging device according to the comparative example. In this figure, a characteristic line P201 represents a characteristic line when the state of charge of the lithium ion battery is empty (state of not being charged at all). In addition, characteristic lines P202 and P203 represent characteristic lines when charging in the lithium ion battery proceeds as indicated by an arrow P200 in the drawing.

ここで、この比較例に係る充電装置では、充電の開始時には、まず、特性線P201に沿って充電が行われる。このとき、充電電流の最大値(後述する目標最大電流値Imaxに相当)以下の脈流電流(図中の目標電流I01)によって、充電が行われる。次に、充電が進行していくと、特性線P202に沿って充電が行われる。ここで、充電は、充電電圧の最大値(前述の最大出力電圧Vmaxに相当)以下の充電電圧に対応する充電電流によってなされるため、このときの充電は、図中の目標電流I02による脈流電流によって行われることになる。そして、さらに充電が進行していくと、特性線P203に沿って充電が行われる。このときの充電は、上記理由により、図中の目標電流I03による脈流電流によって行われることになる。このようにして、この比較例では、リチウムイオン電池のI−V特性に起因して、充電が進行するのに従って、充電電流の最大値が徐々に小さくなってしまうため(図中の目標電流I01→I02→I03参照)、充電時間がある程度長くかかってしまうことになる。   Here, in the charging device according to this comparative example, at the start of charging, first, charging is performed along the characteristic line P201. At this time, charging is performed with a pulsating current (target current I01 in the figure) that is equal to or less than the maximum value of the charging current (corresponding to a target maximum current value Imax described later). Next, as charging progresses, charging is performed along the characteristic line P202. Here, the charging is performed by a charging current corresponding to a charging voltage equal to or lower than the maximum value of the charging voltage (corresponding to the maximum output voltage Vmax described above). It will be done by current. As charging further proceeds, charging is performed along the characteristic line P203. The charging at this time is performed by the pulsating current by the target current I03 in the figure for the above reason. Thus, in this comparative example, the maximum value of the charging current gradually decreases as the charging proceeds due to the IV characteristics of the lithium ion battery (target current I01 in the figure). → Refer to I02 → I03), it takes a long time to charge.

また、この比較例に係る充電装置では、商用電源10に同期した正弦波からなる出力電圧Voutを用いることにより、充電の際に、例えば99%以上の非常に高い力率が実現され得る。しかしながら、実際の使用の際には、そこまで高い力率が要求されることは稀である。例えば、高調波規制のJIS−S−61000−3−2を、100Vおよび200Aの充電システムに適用した場合、この規格によって求められる力率は、93.7%以上となっている。   Further, in the charging device according to this comparative example, by using the output voltage Vout composed of a sine wave synchronized with the commercial power supply 10, a very high power factor of, for example, 99% or more can be realized during charging. However, in actual use, a high power factor is rarely required. For example, when JIS-S-61000-3-2, which is a harmonic regulation, is applied to a charging system of 100 V and 200 A, the power factor required by this standard is 93.7% or more.

そこで、本実施の形態の充電装置1では、制御部17において、交流入力電流Iacinの波形が、交流入力電圧Vacinに対応する正弦波からなる基本波成分とその高調波成分とを含むものとなるように、スイッチング素子SW1のスイッチング駆動の際の時比率を制御する。これにより、例えば図3(C)中の符号P1で示したように、充電装置1において生成される出力電圧Voutは、例えば図3(C)中の符号P1および矢印で示したように、正弦波からなる基本波成分とその高調波成分とを含む波形のものとなる(図3(C)中の実線の波形)。   Therefore, in charging device 1 of the present embodiment, in control unit 17, the waveform of AC input current Iacin includes a fundamental component composed of a sine wave corresponding to AC input voltage Vacin and its harmonic component. As described above, the duty ratio at the time of switching driving of the switching element SW1 is controlled. Thus, for example, as indicated by reference sign P1 in FIG. 3C, the output voltage Vout generated in the charging device 1 is, for example, sine as indicated by reference sign P1 and an arrow in FIG. The waveform includes a fundamental wave component composed of a wave and its harmonic component (solid line waveform in FIG. 3C).

具体的には、まず、制御部17内の目標電流決定部173は、例えば図6に示したような、充電の際の目標とする力率と、Gain(高調波成分を加味することによる交流入力電流Iacinの増加分に対応するゲイン)との関係に応じて、後述する目標電流I0の際に用いるGainの値を保持している。なお、図6は、高調波成分として3次高調波を用いた場合のものである。この図6により、3次高調波を用いた場合には、目標とする力率=98.6%付近で、Gainが最大値(約1.15倍)となることが分かる。この力率=98・6%という値は、高調波規制の規格を十分に満たす値である。なお、これよりもさらに高力率が必要となる場合などには、図6に示した特性曲線により定まるGainの値を適宜用いるようにすればよい。   Specifically, first, the target current determination unit 173 in the control unit 17 performs, for example, as shown in FIG. 6, a target power factor at the time of charging and Gain (an alternating current by adding a harmonic component). The gain value used in the case of a target current I0 to be described later is held according to the relationship with the gain corresponding to the increase in the input current Iacin. In addition, FIG. 6 is a thing at the time of using the 3rd harmonic as a harmonic component. As can be seen from FIG. 6, when the third harmonic is used, the Gain becomes the maximum value (about 1.15 times) near the target power factor = 98.6%. This value of power factor = 98.6% is a value that sufficiently satisfies the harmonic regulation standard. When a higher power factor is required than this, the value of Gain determined by the characteristic curve shown in FIG. 6 may be used as appropriate.

また、制御部17内の高調波付加部171Bは、正弦波からなる交流入力電圧Vacin(基本波)に対して付加するための、目標とする力率の値に応じた高調波の波形信号を保持している。これにより、例えば図7に示したように、目標とする力率の値に応じた交流入力電流Iacinの波形(交流入力電圧Vacinに対応する正弦波からなる基本波成分と、その高調波成分とを含むもの)が得られることとなる。   The harmonic adding unit 171B in the control unit 17 adds a harmonic waveform signal corresponding to the target power factor value to be added to the AC input voltage Vacin (fundamental wave) composed of a sine wave. keeping. Thus, for example, as shown in FIG. 7, the waveform of the AC input current Iacin corresponding to the target power factor value (a fundamental wave component consisting of a sine wave corresponding to the AC input voltage Vacin, and its harmonic component) Will be obtained).

なお、図6および図7では、付加する高調波として3次高調波を用いているが、この他にも、2次高調波や4次高調波、5次高調波など、任意の高調波を用いることが可能である。また、付加する高調波も1つだけでなく、複数種類の高調波を同時に付加するようにしてもよい(例えば、基本波に対して、3次高調波および5次高調波を同時に付加するようにしてもよい)。すなわち、高調波成分が、基本波成分に対する複数種類の高調波成分が混合されることにより構成されているようにしてもよい。ただし、例えば高調波規制のJIS−S−61000−3−2では、3次高調波電流に対し、他の高調波電流よりも大きな値を許容している。したがって、付加する高調波としては、3次高調波を主成分とする(3次高調波を含むようにする)ことが望ましいと言える。   In FIGS. 6 and 7, the third harmonic is used as the added harmonic. However, any other harmonic such as the second harmonic, the fourth harmonic, and the fifth harmonic can be used. It is possible to use. Further, not only one harmonic but also a plurality of types of harmonics may be added simultaneously (for example, the third harmonic and the fifth harmonic are added simultaneously to the fundamental wave). It may be) That is, the harmonic component may be configured by mixing a plurality of types of harmonic components with respect to the fundamental wave component. However, for example, in JIS-S-61000-3-2, which is a harmonic regulation, a larger value than the other harmonic current is allowed for the third harmonic current. Therefore, it can be said that it is desirable to add the third harmonic as the main component (include the third harmonic) as the added harmonic.

また、高調波付加部171Bが、予め複数種類の高調波を保持するようにすると共に、例えば、目標とする力率の変更などに応じて、付加する高調波を任意に切り替えることができるようにしてもよい。この場合、目標電流決定部173もまた、複数種類の高調波にそれぞれ対応する複数種類のGainの値を保持していることとなる。また、上記したように、高調波成分が、基本波成分に対する複数種類の高調波成分が混合されることにより構成されている場合には、それら複数種類の高調波成分間の混合比を、目標とする力率の変更などに応じて任意に切り替えることができるようにしてもよい。   In addition, the harmonic adding unit 171B holds a plurality of types of harmonics in advance, and can arbitrarily switch the added harmonics according to, for example, a target power factor change. May be. In this case, the target current determination unit 173 also holds a plurality of types of Gain values respectively corresponding to a plurality of types of harmonics. Further, as described above, when the harmonic component is configured by mixing a plurality of types of harmonic components with respect to the fundamental component, the mixing ratio between the plurality of types of harmonic components is set to the target. It may be possible to switch arbitrarily according to a change in the power factor.

この際、このような目標入力電流I0の設定の際に、高調波成分が加味されていることにより、充電の際の目標とする力率の値に応じて、目標入力電流I0の設定が可能となる。具体的には、詳細は後述するが、最大出力電圧Vmaxと、充電の際の目標とする力率とに基づいて、基本波成分の波高値および高調波成分の波高値が決定されることとなる。   At this time, when the target input current I0 is set, the harmonic component is taken into account, so that the target input current I0 can be set according to the target power factor value at the time of charging. It becomes. Specifically, although details will be described later, the peak value of the fundamental component and the peak value of the harmonic component are determined based on the maximum output voltage Vmax and the target power factor at the time of charging. Become.

このようにして本実施の形態では、例えば図7中の矢印P21〜P23に示したように、交流入力電流Iacinにおけるピーク電流が、時間軸に沿って分散されるようになる。具体的には、図中の矢印P21で示したように、正弦波単体からなる基本波(力率=100%のもの)と比べて、目標とする力率が減少するのに応じて電流ピークの値が減少する一方、図中の矢印P22,P23で示したように、分散された部分の電流ピークの値が増加している。したがって、充電の際の目標とする力率の値に応じて、交流入力電流Iacinにおけるピーク電流の時間軸に沿った分散の度合いを調整することが可能となり、従来よりも力率を向上させつつ、脈流電流を増加させて有効電力を増やすことができる。   Thus, in the present embodiment, for example, as indicated by arrows P21 to P23 in FIG. 7, the peak current in the AC input current Iacin is distributed along the time axis. Specifically, as indicated by an arrow P21 in the figure, a current peak is generated as the target power factor decreases as compared with a fundamental wave (power factor = 100%) consisting of a single sine wave. While the value of decreases, as indicated by arrows P22 and P23 in the figure, the value of the current peak in the dispersed portion increases. Therefore, it is possible to adjust the degree of dispersion along the time axis of the peak current in the AC input current Iacin according to the target power factor value at the time of charging, while improving the power factor than before. The effective power can be increased by increasing the pulsating current.

この際、より具体的には、制御部17全体では、図8に示した制御動作がなされる。図8は、このような制御部17による制御動作(目標電流決定部173による目標入力電流I0の決定処理)の一例を流れ図で表したものである。   In this case, more specifically, the control operation shown in FIG. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the control operation by the control unit 17 (processing for determining the target input current I0 by the target current determination unit 173).

まず、上記充電動作の際には、入力電圧検出回路11によって交流入力電圧Vacinが検出され、入力電流検出回路13によって交流入力電流Iacinが検出され、出力電圧検出回路16によって出力電圧Voutが検出される。そして、入力電圧検出回路11から検出信号S(Vacin)が、入力電流検出回路13から検出信号S(Iacin)が、出力電圧検出回路16から検出信号S(Vout)が、それぞれ制御部17へ供給される。   First, during the charging operation, the AC input voltage Vacin is detected by the input voltage detection circuit 11, the AC input current Iacin is detected by the input current detection circuit 13, and the output voltage Vout is detected by the output voltage detection circuit 16. The Then, the detection signal S (Vacin) from the input voltage detection circuit 11, the detection signal S (Iacin) from the input current detection circuit 13, and the detection signal S (Vout) from the output voltage detection circuit 16 are supplied to the control unit 17, respectively. Is done.

そして制御部17では、上記検出信号S(Vacin)、検出信号S(Iacin)および検出信号S(Vout)に基づき、以下説明するような制御動作が行われることにより、時比率補正がなされたSW制御信号S1が生成される。   Then, the control unit 17 performs a control operation as described below based on the detection signal S (Vacin), the detection signal S (Iacin), and the detection signal S (Vout), thereby performing the time ratio correction SW. A control signal S1 is generated.

まず、図2に示したように、演算部171内の位相演算部171Aにおいて、検出信号S(Vacin)から、交流入力電圧Vacinの位相が算出される。また、この際、位相演算部171Aでは、交流入力電圧Vacinにおけるゼロクロスポイントが検出される。   First, as shown in FIG. 2, the phase of the AC input voltage Vacin is calculated from the detection signal S (Vacin) in the phase calculator 171A in the calculator 171. At this time, the phase calculator 171A detects a zero cross point in the AC input voltage Vacin.

一方、最大値検出部172では、例えば図3(C)中に示した最大出力電圧Vmax(n−1),Vmax(n),Vmax(n+1),…のように、検出信号S(Vout)から、交流入力電圧Vacinにおける周期Tの半周期分の期間(0.5×Tの期間)ごとに、その期間内の出力電圧Voutの最大値である最大出力電圧Vmaxが検出される。   On the other hand, in the maximum value detection unit 172, for example, the detection signal S (Vout) is like the maximum output voltages Vmax (n−1), Vmax (n), Vmax (n + 1),... Shown in FIG. Thus, for each period of a half period of the period T in the AC input voltage Vacin (0.5 × T period), the maximum output voltage Vmax that is the maximum value of the output voltage Vout within that period is detected.

次に、目標電流決定部173では、入力される最大出力電圧Vmaxに基づいて、例えば図8に示したようにして、交流入力電流Iacinにおける所定期間内(ここでは、交流入力電圧Vacinにおける周期Tの半周期分の期間(0.5×Tの期間)内)の目標値であると共に高調波成分を加味した目標入力電流I0が、この0.5×Tの期間ごとに随時設定される(随時更新される)。また、本実施の形態では、例えば図3(C)に示したように、このような目標入力電流I0の設定が、交流入力電圧Vacinにおけるゼロクロスポイント付近のタイミングで行われる。   Next, in the target current determination unit 173, based on the input maximum output voltage Vmax, for example, as shown in FIG. 8, within a predetermined period in the AC input current Iacin (here, the period T in the AC input voltage Vacin). A target input current I0 that is a target value for a period of half a cycle (within a period of 0.5 × T) and in which a harmonic component is added is set as needed for each period of 0.5 × T ( Updated from time to time). In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 3C, such setting of the target input current I0 is performed at a timing near the zero cross point in the AC input voltage Vacin.

より具体的には、目標電流決定部173では、まず、最大出力電圧Vmaxと閾値電圧Vt1との大小が比較される(図8のステップS11)。ここで、最大出力電圧Vmaxが閾値電圧Vt1以下の場合には(ステップS11:N)、以下の(11)式を用いて目標入力電流I0が設定される(ステップS12)。一方、最大出力電圧Vmaxが閾値電圧Vt1よりも大きい場合には(ステップS11:Y)、以下の(12)式を用いて、現在の目標入力電流(I0(n))から新たな目標入力電流(I0(n+1))へ目標入力電流I0の再設定がなされる(ステップS13)。なお、その後は、目標入力電流I0の決定処理全体を終了させるか否かを判断し(ステップS14)、終了させない場合には(ステップS14:N)、ステップS11へと処理が戻ると共に、終了させる場合には(ステップS14:Y)、目標入力電流I0の決定処理全体が終了となる。
I0=Imax(所定の目標最大電流値) …(11)
I0(n+1)=I0(n)×(Vt1/Vmax)×Gain …(12)
(Gain:高調波成分を加味することによる交流入力電流Iacinの増加分に対応するゲイン)
More specifically, the target current determination unit 173 first compares the maximum output voltage Vmax and the threshold voltage Vt1 (step S11 in FIG. 8). Here, when the maximum output voltage Vmax is equal to or lower than the threshold voltage Vt1 (step S11: N), the target input current I0 is set using the following equation (11) (step S12). On the other hand, when the maximum output voltage Vmax is larger than the threshold voltage Vt1 (step S11: Y), a new target input current is calculated from the current target input current (I0 (n)) using the following equation (12). The target input current I0 is reset to (I0 (n + 1)) (step S13). After that, it is determined whether or not the entire process for determining the target input current I0 is to be ended (step S14). If not to be ended (step S14: N), the process returns to step S11 and ends. In this case (step S14: Y), the entire process for determining the target input current I0 is completed.
I0 = Imax (predetermined target maximum current value) (11)
I0 (n + 1) = I0 (n) × (Vt1 / Vmax) × Gain (12)
(Gain: Gain corresponding to an increase in AC input current Iacin by adding harmonic components)

なお、上記したSW制御信号S1における時比率は、交流入力電圧Vacinの絶対値に比例して交流入力電流Iacinを変動させるようにしたものとなっており、この交流入力電圧Vacinの絶対値が最大になるときの交流入力電流Iacinが、目標入力電流I0に対応している。また、Imaxは充電対象の2次電池の最大定格入力電流値に対応した値であり、Vt1は充電対象の2次電池の最大定格入力電圧値に対応した値である。また、上記(12)式の代わりに、以下の(13)式を用いるようにしてもよい。
I0(n+1)=Imax×Gain …(13)
The duty ratio in the SW control signal S1 is such that the AC input current Iacin varies in proportion to the absolute value of the AC input voltage Vacin, and the absolute value of the AC input voltage Vacin is maximum. The AC input current Iacin at the time corresponds to the target input current I0. Imax is a value corresponding to the maximum rated input current value of the secondary battery to be charged, and Vt1 is a value corresponding to the maximum rated input voltage value of the secondary battery to be charged. Further, the following expression (13) may be used instead of the above expression (12).
I0 (n + 1) = Imax × Gain (13)

次に、演算部171内の乗算部171Cにおいて、高調波付加部171Bから供給される高調波付加後の交流入力電圧Vacin’と、目標電流決定部173から供給される目標入力電流I0とが互いに乗ずられ、その乗算結果である(Vacin’×I0)が、時比率補正部174へ出力される。   Next, in the multiplication unit 171C in the calculation unit 171, the AC input voltage Vacin ′ after the harmonic addition supplied from the harmonic addition unit 171B and the target input current I0 supplied from the target current determination unit 173 are mutually connected. The multiplication result (Vacin ′ × I0) is output to the duty ratio correction unit 174.

次に、時比率補正部174では、入力電流検出回路13から供給される検出信号S(Iacin)と、演算部171から供給される乗算結果(Vacin’×I0)とに基づいて、スイッチング素子SW1の時比率が帰還補正されることにより、SW制御信号S1が生成される。具体的には、まず、減算部174Aにおいて、乗算結果(Vacin’×I0)と検出信号S(Iacin)との差分が取られる(乗算結果(Vacin’×I0)から検出信号S(Iacin)の値が減算される)ことにより、減算結果であるエラー値e(=(Vacin’×I0)−Iacin)が出力される。そしてPI補償部174Bでは、スイッチング周波数と同期して、以下の(14)式および(15)式を用いることにより、入力したエラー値eに対して所定のPI補償演算が施され、時比率補正がなされたSW制御信号S1が生成される。   Next, the duty ratio correction unit 174 switches the switching element SW1 based on the detection signal S (Iacin) supplied from the input current detection circuit 13 and the multiplication result (Vacin ′ × I0) supplied from the calculation unit 171. As a result, the SW control signal S1 is generated. Specifically, first, the subtraction unit 174A obtains a difference between the multiplication result (Vacin ′ × I0) and the detection signal S (Iacin) (from the multiplication result (Vacin ′ × I0), the detection signal S (Iacin) By subtracting the value, an error value e (= (Vacin ′ × I0) −Iacin) as a subtraction result is output. Then, the PI compensation unit 174B performs a predetermined PI compensation operation on the input error value e by using the following equations (14) and (15) in synchronization with the switching frequency, thereby correcting the time ratio. The SW control signal S1 subjected to is generated.

Figure 2010088150
Figure 2010088150

そして、昇圧回路14内のスイッチング素子SW1では、このようにして時比率補正がなされたSW制御信号S1に応じてスイッチング動作が行われ、これにより前述したパルス電圧V2の生成動作および昇圧動作がなされることとなる。   The switching element SW1 in the booster circuit 14 performs a switching operation in accordance with the SW control signal S1 thus corrected for the time ratio, thereby performing the above-described generation operation and boosting operation of the pulse voltage V2. The Rukoto.

このようにして本実施の形態の充電装置1では、交流入力電圧Vacinが整流回路12において整流されることにより整流電圧V1が生成され、この整流電圧V1がスイッチング素子SW1によってスイッチングされることによりパルス電圧V2が生成され、このパルス電圧V2が平滑コンデンサC1によって平滑化されることにより出力電圧Voutが生成され、この出力電圧Voutがリチウムイオン電池20へ供給されることによって、このリチウムイオン電池20に対する充電がなされる。これにより、リチウムイオン電池20に対し、脈流を含んだ出力電圧Voutによる充電がなされる。   Thus, in charging device 1 of the present embodiment, AC input voltage Vacin is rectified in rectifier circuit 12 to generate rectified voltage V1, and this rectified voltage V1 is switched by switching element SW1 to generate a pulse. The voltage V2 is generated, and the pulse voltage V2 is smoothed by the smoothing capacitor C1 to generate the output voltage Vout. The output voltage Vout is supplied to the lithium ion battery 20, whereby the lithium ion battery 20 is Charging is done. Thereby, the lithium ion battery 20 is charged with the output voltage Vout including the pulsating flow.

この際、制御部17では、交流入力電圧Vacin、交流入力電流Iacinおよび最大出力電圧Vmaxに基づき、スイッチング素子SW1に対するスイッチング駆動の際の時比率(SW制御信号S1におけるデューティ比)が制御されることにより、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧Voutによる充電が可能となるため、交流入力電流Iacinに含まれる高調波電流が低減される。   At this time, the control unit 17 controls the time ratio (duty ratio in the SW control signal S1) at the time of switching driving for the switching element SW1 based on the AC input voltage Vacin, the AC input current Iacin, and the maximum output voltage Vmax. Thus, charging with the output voltage Vout including a pulsating flow of an appropriate magnitude is possible, so that the harmonic current included in the AC input current Iacin is reduced.

また、このような時比率の制御の際に、交流入力電流Iacinの波形が、交流入力電圧Vacinに対応する正弦波(具体的には、交流入力電圧Vacinと同位相かつ同周期の正弦波)からなる基本波成分と、その高調波成分とを含むものとなるようになされるため、交流入力電流Iacinにおけるピーク電流が時間軸に沿って分散されると共に、充電の際の目標とする力率の値に応じて、この分散の度合いの調整が可能となる。また、前述の(2)式において、Gainを乗じていることにより、基本波成分に高調波成分が加味され、交流入力電流Iacinの増加が可能となる。   In such a time ratio control, the waveform of the AC input current Iacin is a sine wave corresponding to the AC input voltage Vacin (specifically, a sine wave having the same phase and the same period as the AC input voltage Vacin). Therefore, the peak current in the AC input current Iacin is dispersed along the time axis, and the target power factor for charging is obtained. The degree of dispersion can be adjusted according to the value of. In addition, in the above-described equation (2), by multiplying Gain, a harmonic component is added to the fundamental wave component, and the AC input current Iacin can be increased.

この際、最大出力電圧Vmaxと、充電の際の目標とする力率とに基づいて、基本波成分の波高値および高調波成分の波高値が決定される。これにより、例えば、図9(基本波成分に対して3次高調波成分を付加したもの)や図10(基本波成分に対して3次高調波成分および5次高調波成分を付加したもの)に示したような、交流入力電流Iacinが得られることとなる。具体的には、例えば図9に示したように3次高調波成分を付加する場合において、目標とする力率=98.6%とすると、基本波成分の目標電流I0および3次高調波成分I0’はそれぞれ、以下のようにして求められる。まず、{I0/√(I0+I0’)}=0.986により、I0’=(0.169×I0)となる。次に、(Vt1/Vmax)=0.8に変化したため、3次高調波を加味するものとすると、前述の(12)式により、I0(n+1)=I(n)×0.8×1.15となり、I0’={0.169×I(n+1)}となる。したがって、例えばI0(n)=15Aであったときには、I0(n+1)=13.8A、I0’=2.62Aとなり、合成されたピーク電流は、12Aとなる。すなわち、図5中に示したVmaxが、0.8倍となり小さくなる。このとき、交流入力電圧Vacin=100Vとすると、有効電力は1.38kWとなり、正弦波のみの場合の有効電力(1.20kW)に対して、1.15倍の大きさとなる。これにより、前述の比較例に係る充電装置と比べて、より短い時間での充電が可能になることが分かる。 At this time, the peak value of the fundamental wave component and the peak value of the harmonic component are determined based on the maximum output voltage Vmax and the target power factor at the time of charging. Thus, for example, FIG. 9 (a third harmonic component added to the fundamental wave component) and FIG. 10 (a third harmonic component and a fifth harmonic component added to the fundamental wave component). The AC input current Iacin as shown in FIG. Specifically, for example, when adding a third harmonic component as shown in FIG. 9, if the target power factor is 98.6%, the target current I0 of the fundamental component and the third harmonic component are set. Each of I0 ′ is obtained as follows. First, {I0 / √ (I0 2 + I0 ′ 2 )} = 0.986, so that I0 ′ = (0.169 × I0). Next, since it has changed to (Vt1 / Vmax) = 0.8, if the third harmonic is taken into account, I0 (n + 1) = I (n) × 0.8 × 1 .15, and I0 ′ = {0.169 × I (n + 1)}. Therefore, for example, when I0 (n) = 15A, I0 (n + 1) = 13.8A and I0 ′ = 2.62A, and the combined peak current is 12A. That is, Vmax shown in FIG. At this time, when the AC input voltage Vacin = 100 V, the effective power is 1.38 kW, which is 1.15 times larger than the effective power (1.20 kW) in the case of only a sine wave. Thereby, it turns out that charge in a shorter time is attained compared with the charging device which concerns on the above-mentioned comparative example.

以上のように本実施の形態では、交流入力電圧Vacin、交流入力電流Iacinおよび最大出力電圧Vmaxに基づいて、スイッチング素子SW1に対するスイッチング駆動の際の時比率(SW制御信号S1におけるデューティ比)を制御するようにしたので、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧Voutによるリチウムイオン電池20への充電が可能となり、従来のように定電圧かつ定電流によって充電を行う場合と比べ、容量の小さな平滑コンデンサ15Cを使用することが可能となる。また、このような制御によって、交流入力電流Iacinに含まれる高調波電流を低減することもでき、力率を向上させることが可能となる。さらに、このような時比率の制御の際に、交流入力電流Iacinの波形が、交流入力電圧Vacinに対応する正弦波からなる基本波成分とその高調波成分とを含むものとなるようにしたので、充電の際の目標とする力率の値に応じて、交流入力電流Iacinにおけるピーク電流の時間軸に沿った分散の度合いを調整することが可能となり、従来よりも力率を向上させつつ、脈流電流を増加させて有効電力を増やすことができる。よって、耐環境性を重視しつつ、高力率かつ短時間に2次電池を充電する小型の充電装置を実現することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the time ratio (duty ratio in the SW control signal S1) at the time of switching driving for the switching element SW1 is controlled based on the AC input voltage Vacin, the AC input current Iacin, and the maximum output voltage Vmax. As a result, it is possible to charge the lithium ion battery 20 with the output voltage Vout including a pulsating flow of an appropriate magnitude. Compared to the case where charging is performed with a constant voltage and a constant current as in the conventional case, the capacity is reduced. A small smoothing capacitor 15C can be used. In addition, by such control, the harmonic current included in the AC input current Iacin can be reduced, and the power factor can be improved. Further, when controlling the duty ratio, the waveform of the AC input current Iacin includes a fundamental wave component consisting of a sine wave corresponding to the AC input voltage Vacin and its harmonic component. The degree of dispersion along the time axis of the peak current in the AC input current Iacin can be adjusted according to the target power factor value at the time of charging, while improving the power factor than before, The effective power can be increased by increasing the pulsating current. Therefore, it is possible to realize a small charging device that charges the secondary battery in a short time with high power factor while placing importance on environmental resistance.

また、最大出力電圧Vmaxに基づいて交流入力電流Iacinにおける所定期間内の目標値であり、かつ高調波成分を加味した目標入力電流I0を設定すると共に、この設定した目標入力電流I0を用いて時比率の制御を行うようにしたので、所定期間内の出力電圧Voutの最大値である最大出力電圧Vmaxの大きさに応じて、所定期間内の交流入力電流Iacinの目標値を設定することができるため、最大出力電圧Vmaxの大きさに応じた入力電流値の調整が可能となり、リチウムイオン電池20に対し、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧Voutによる充電がなされ得るようになる。これにより、交流入力電流Iacinに含まれる高調波電流の抑制が可能となる。また、このような目標入力電流I0の設定の際に、高調波成分を加味するようにしたので、充電の際の目標とする力率の値に応じて、目標入力電流I0を設定することが可能となる。   Further, a target input current I0 that is a target value within a predetermined period in the AC input current Iacin based on the maximum output voltage Vmax and that takes the harmonic component into account is set, and the target input current I0 that is set is used to set the time. Since the ratio is controlled, the target value of the AC input current Iacin within the predetermined period can be set according to the maximum output voltage Vmax, which is the maximum value of the output voltage Vout within the predetermined period. Therefore, the input current value can be adjusted according to the magnitude of the maximum output voltage Vmax, and the lithium ion battery 20 can be charged with the output voltage Vout including a pulsating flow of an appropriate magnitude. Thereby, the harmonic current contained in the AC input current Iacin can be suppressed. Further, since the harmonic component is taken into account when setting the target input current I0, the target input current I0 can be set according to the target power factor value at the time of charging. It becomes possible.

また、最大出力電圧Vmaxが閾値電圧Vt1以下の場合には、上記(11)式を用いて目標入力電流I0の設定を行うと共に、最大出力電圧Vmaxが閾値電圧Vt1よりも大きい場合には、上記(12)式を用いて、現在の目標入力電流I0(n)から新たな目標入力電流I0(n+1)へ目標入力電流の再設定を行うようにしたので、最大出力電圧Vmaxの大きさに応じて、目標入力電流I0が目標最大電流値Imaxとなるように設定することができ、リチウムイオン電池20に対し、適切な大きさの脈流を含んだ出力電圧Voutによる充電がなされ得るようになる。これにより、交流入力電流Iacinに含まれる高調波電流の抑制が可能となる。また、上記(12)式において、Gain(高調波成分を加味することによる交流入力電流Iacinの増加分に対応するゲイン)を乗ずるようにしたので、基本波成分に高調波成分が加味され、交流入力電流Iacinを増加させることが可能となる。   When the maximum output voltage Vmax is less than or equal to the threshold voltage Vt1, the target input current I0 is set using the above equation (11), and when the maximum output voltage Vmax is greater than the threshold voltage Vt1, Since the target input current is reset from the current target input current I0 (n) to the new target input current I0 (n + 1) using the equation (12), the maximum input voltage Vmax is set according to the maximum output voltage Vmax. Thus, the target input current I0 can be set to the target maximum current value Imax, and the lithium ion battery 20 can be charged with the output voltage Vout including an appropriately pulsating current. . Thereby, the harmonic current contained in the AC input current Iacin can be suppressed. Further, in the above equation (12), since the gain (gain corresponding to the increase in the AC input current Iacin by adding the harmonic component) is multiplied, the harmonic component is added to the fundamental wave component, and the AC The input current Iacin can be increased.

また、目標入力電流I0の設定を、交流入力電圧Iacinにおけるゼロクロスポイント付近のタイミングで行うようにしたので、交流入力電流Iacinに含まれる高調波電流を、より効果的に低減することが可能となる。   In addition, since the target input current I0 is set at a timing near the zero cross point in the AC input voltage Iacin, the harmonic current included in the AC input current Iacin can be more effectively reduced. .

また、平滑コンデンサ15Cが、フィルムコンデンサを用いて構成されているようにしたので、従来の電解コンデンサを用いた場合と比べ、平滑コンデンサ15Cおよび充電装置1全体を小型化しやすくなると共に、より高耐環境化が図れるため、装置の信頼性も向上させることが可能となる。   In addition, since the smoothing capacitor 15C is configured using a film capacitor, the smoothing capacitor 15C and the charging device 1 as a whole can be easily miniaturized and have a higher resistance compared to the case where a conventional electrolytic capacitor is used. Since the environment can be improved, the reliability of the apparatus can be improved.

さらに、充電する対象の2次電池が、リチウムイオン電池を用いて構成されているようにしたので、脈流を含んだ出力電圧Voutによる充電を許容させることができ、そのような充電手法により適合した構成とすることが可能となる。   Furthermore, since the secondary battery to be charged is configured using a lithium ion battery, charging by the output voltage Vout including the pulsating current can be allowed, and it is adapted by such a charging method. It becomes possible to set it as the structure which carried out.

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。   While the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上記実施の形態では、最大出力電圧Vmaxと閾値電圧Vt1との大小を比較することによって目標入力電流I0の設定を行う場合で説明したが、例えば図11に示したように、最大出力電圧Vmaxと、閾値電圧Vt1よりも低電圧である閾値電圧Vt2との比較結果に基づいて、目標入力電流I0の設定を行うようにしてもよい。このように構成した場合、例えば、閾値電圧Vt1を、リチウムイオン電池20に対する正常な充電が可能な最大出力電圧値に設定すると共に、閾値電圧Vt2を、交流入力電流Iacinに含まれる高調波電流低減のための最大出力電圧値に設定することにより、高調波電流を低減しつつ、過大な充電によるリチウムイオン電池20の劣化を回避することが可能となる。   For example, in the above embodiment, the case where the target input current I0 is set by comparing the maximum output voltage Vmax and the threshold voltage Vt1 is described. For example, as shown in FIG. 11, the maximum output voltage The target input current I0 may be set based on a comparison result between Vmax and a threshold voltage Vt2 that is lower than the threshold voltage Vt1. When configured in this way, for example, the threshold voltage Vt1 is set to the maximum output voltage value at which the lithium ion battery 20 can be normally charged, and the threshold voltage Vt2 is reduced to a harmonic current included in the AC input current Iacin. Therefore, it is possible to avoid deterioration of the lithium ion battery 20 due to excessive charging while reducing the harmonic current.

また、上記実施の形態では、PI補償部174Bにおいて、上記(13)式および(14)式を用いてPI補償演算を施すことにより、時比率補正がなされたSW制御信号S1を生成する場合について説明したが、例えば、以下の(16)式または(17)式を用いてP補償演算またはPID補償演算を施すことにより、時比率補正がなされたSW制御信号S1を生成するようにしてもよい。   In the above embodiment, the PI compensation unit 174B generates the SW control signal S1 with the time ratio corrected by performing the PI compensation calculation using the above equations (13) and (14). As described above, for example, the SW control signal S1 subjected to the time ratio correction may be generated by performing the P compensation calculation or the PID compensation calculation using the following expression (16) or (17). .

Figure 2010088150
Figure 2010088150

また、上記実施の形態では、目標入力電流I0の設定を、交流入力電圧Iacinにおけるゼロクロスポイント付近のタイミングで行うようにした場合で説明したが、このような目標入力電流I0の設定を、他のタイミングで行うようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the target input current I0 is set at a timing near the zero cross point in the AC input voltage Iacin. However, such a target input current I0 is set to other values. You may make it carry out at timing.

また、上記実施の形態で説明した整流回路、昇圧回路、平滑回路および制御部の構成は、これらには限られず、他の構成であってもよい。   Further, the configurations of the rectifier circuit, the booster circuit, the smoothing circuit, and the control unit described in the above embodiment are not limited to these, and may be other configurations.

例えば、上記実施形態では、整流回路と昇圧回路とを別々に設けると共に、スイッチング素子を昇圧回路内に設けている場合について説明したが、例えば図12に示した充電装置1Aのように、整流回路として同期整流回路19を用いると共に、その同期整流回路19を昇圧回路の一部として、同期整流回路19内のスイッチング素子SW11〜SW14によって昇圧回路のスイッチング素子を兼ねるようにしてもよい。具体的には、この同期整流回路19は、2つのインダクタ14L1,14L2と、4つのスイッチング素子SW11〜SW14と、ダイオード14Dとを有している。インダクタ14L1は接続ラインH1上に挿入配置され、インダクタL2は接続ラインL1上に挿入配置されている。また、スイッチング素子SW11のゲートは制御部17Bから供給されるSW制御信号S11の信号ラインに接続され、ソースが接続ラインH1に接続され、ドレインが接続ラインH2に接続されている。また、スイッチング素子SW12のゲートは制御部17Bから供給されるSW制御信号S12の信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL2に接続され、ドレインが接続ラインH1に接続されている。また、スイッチング素子SW13のゲートは制御部17Bから供給されるSW制御信号S13の信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL1に接続され、ドレインが接続ラインH2に接続されている。また、スイッチング素子SW14のゲートは制御部17Bから供給されるSW制御信号S14の信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL2に接続され、ドレインが接続ラインL1に接続されている。また、ダイオード14Dのアノードは、スイッチング素子SW11,SW13のドレインに接続され、ダイオード14Dのカソードは、平滑コンデンサ15Cの一端に接続されている。このような構成により同期整流回路19では、交流入力電圧Vacinが正のときには、スイッチング素子SW11、SW14がオン状態となり、スイッチング素子SW13がオフ状態となり、スイッチング素子SW12がオン・オフ状態(時比率が制御された状態)となる。一方、交流入力電圧Vacinが負のときには、スイッチング素子SW12、SW13がオン状態となり、スイッチング素子SW11がオフ状態となり、スイッチング素子SW14がオン・オフ状態(時比率が制御された状態)となる。   For example, in the above embodiment, the case where the rectifier circuit and the booster circuit are separately provided and the switching element is provided in the booster circuit has been described. However, for example, as in the charging device 1A shown in FIG. As an alternative, the synchronous rectifier circuit 19 may be used as a part of the booster circuit, and the switching elements SW11 to SW14 in the synchronous rectifier circuit 19 may also serve as switching elements of the booster circuit. Specifically, the synchronous rectifier circuit 19 includes two inductors 14L1 and 14L2, four switching elements SW11 to SW14, and a diode 14D. The inductor 14L1 is inserted and disposed on the connection line H1, and the inductor L2 is inserted and disposed on the connection line L1. The gate of the switching element SW11 is connected to the signal line of the SW control signal S11 supplied from the control unit 17B, the source is connected to the connection line H1, and the drain is connected to the connection line H2. The gate of the switching element SW12 is connected to the signal line of the SW control signal S12 supplied from the control unit 17B, the source is connected to the connection line L2, and the drain is connected to the connection line H1. The gate of the switching element SW13 is connected to the signal line of the SW control signal S13 supplied from the control unit 17B, the source is connected to the connection line L1, and the drain is connected to the connection line H2. The gate of the switching element SW14 is connected to the signal line of the SW control signal S14 supplied from the control unit 17B, the source is connected to the connection line L2, and the drain is connected to the connection line L1. The anode of the diode 14D is connected to the drains of the switching elements SW11 and SW13, and the cathode of the diode 14D is connected to one end of the smoothing capacitor 15C. With this configuration, in the synchronous rectifier circuit 19, when the AC input voltage Vacin is positive, the switching elements SW11 and SW14 are turned on, the switching element SW13 is turned off, and the switching element SW12 is turned on / off (the time ratio is Controlled state). On the other hand, when the AC input voltage Vacin is negative, the switching elements SW12 and SW13 are turned on, the switching element SW11 is turned off, and the switching element SW14 is turned on / off (time ratio is controlled).

また、例えば図13〜図16に示したAC/DCコンバータ5Aのように、上記した充電装置1AをAC/DC変換部として設けると共に、その後段にDC/DC変換部3Aを設け、AC/DCコンバータ5A全体を、双方向動作が可能な充電装置として構成するようにしてもよい。なお、図13〜図16中において、充電装置1A内の制御部17は、便宜的に、AC/DC変換部1AおよびDC/DC変換部3Aにおけるスイッチング動作をそれぞれ制御するための制御部4内に設けられているものとして図示している。ここで、AC/DC変換部1Aでは、スイッチング素子SW21〜SW24がそれぞれMOS−FETにより構成されている。また、DC/DC変換部3Aでは、フルブリッジ型のスイッチング素子SW31〜SW34がそれぞれMOS−FETにより構成されていると共に、MOS−FETにより構成されてなるフルブリッジ型のスイッチング素子SW41〜SW44が設けられている。また、DC/DC変換部3Aには、巻線321,322を有するトランス32と、平滑コンデンサ34Cが設けられている。この場合、スイッチング素子SW21〜SW24,SW31〜SW34,SW41〜SW44はそれぞれ、スイッチング素子と、それらに並列接続された整流ダイオード(スイッチング素子の寄生ダイオード)とからなるとみなすことができる。このように構成した場合、上記実施の形態で説明したような、入力端子T1,T2から入力される交流入力電圧Vacinに基づいて直流出力電圧Voutを生成し、出力端子T3,T4から出力する順方向動作(図13,図14中に示した矢印の電流経路を参照)に加え、出力端子T3,T4から入力される直流入力電圧Vdcinに基づいて交流出力電圧Vacoutを生成し、入力端子T1,T2から出力する逆方向動作(図15,図16中に示した矢印の電流経路を参照)も行うことが可能となる(双方向動作が可能となる)。   Further, for example, like the AC / DC converter 5A shown in FIGS. 13 to 16, the charging device 1A described above is provided as an AC / DC conversion unit, and a DC / DC conversion unit 3A is provided in the subsequent stage, and the AC / DC converter is provided. The entire converter 5A may be configured as a charging device capable of bidirectional operation. 13 to 16, the control unit 17 in the charging device 1A is provided in the control unit 4 for controlling switching operations in the AC / DC conversion unit 1A and the DC / DC conversion unit 3A for convenience. It is illustrated as being provided. Here, in the AC / DC converter 1A, the switching elements SW21 to SW24 are each composed of a MOS-FET. Further, in the DC / DC converter 3A, the full bridge type switching elements SW31 to SW34 are each configured by a MOS-FET, and the full bridge type switching elements SW41 to SW44 each configured by a MOS-FET are provided. It has been. The DC / DC converter 3A is provided with a transformer 32 having windings 321 and 322 and a smoothing capacitor 34C. In this case, each of the switching elements SW21 to SW24, SW31 to SW34, and SW41 to SW44 can be regarded as including a switching element and a rectifier diode (parasitic diode of the switching element) connected in parallel to them. In such a configuration, the DC output voltage Vout is generated based on the AC input voltage Vacin input from the input terminals T1 and T2 and output from the output terminals T3 and T4 as described in the above embodiment. In addition to the direction operation (refer to the current path of the arrow shown in FIGS. 13 and 14), the AC output voltage Vacout is generated based on the DC input voltage Vdcin input from the output terminals T3 and T4, and the input terminals T1, It is also possible to perform the reverse operation (see the current path indicated by the arrows shown in FIGS. 15 and 16) output from T2 (bidirectional operation is possible).

なお、この場合、AC/DCコンバータ5Aが本発明における「充電装置」の一具体例に対応する。また、入力端子T1,T2が本発明における「第1の入出力端子」の一具体例に対応し、出力端子T3,T4が本発明における「第2の入出力端子」の一具体例に対応する。また、スイッチング素子SW21〜SW24が本発明における「第1のスイッチング素子」の一具体例に対応し、スイッチング素子SW31〜SW34,SW41〜SW44が本発明における「第2のスイッチング素子」の一具体例に対応する。また、スイッチング素子SW21〜SW24からなるフルブリッジ回路が、本発明における「スイッチング回路」の一具体例に対応し、平滑コンデンサ15Cが本発明における「平滑コンデンサ」の一具体例に対応する。   In this case, the AC / DC converter 5A corresponds to a specific example of “charging device” in the present invention. The input terminals T1 and T2 correspond to a specific example of “first input / output terminal” in the present invention, and the output terminals T3 and T4 correspond to a specific example of “second input / output terminal” in the present invention. To do. Further, the switching elements SW21 to SW24 correspond to a specific example of “first switching element” in the present invention, and the switching elements SW31 to SW34 and SW41 to SW44 correspond to a specific example of “second switching element” in the present invention. Corresponding to The full bridge circuit composed of the switching elements SW21 to SW24 corresponds to a specific example of “switching circuit” in the present invention, and the smoothing capacitor 15C corresponds to a specific example of “smoothing capacitor” in the present invention.

また、上記実施の形態では、制御部17の機能をソフトウェアによって構成するようにした場合で説明したが、制御部17の機能をハードウェアによって構成するようにしてもよい。ただし、ハードウェアによって構成した場合には回路規模が大きくなると共に、各素子のばらつきを補正するのが難しいことから、上記実施の形態のようにソフトウェアによって構成するのが好ましい。   In the above embodiment, the function of the control unit 17 is configured by software. However, the function of the control unit 17 may be configured by hardware. However, when configured by hardware, the circuit scale increases, and it is difficult to correct variations in each element. Therefore, it is preferable to configure by software as in the above embodiment.

さらに、上記実施の形態では、充電する対象の2次電池がリチウムイオン電池を用いて構成されている場合について説明したが、本発明の充電装置は、リチウムイオン電池以外の2次電池に対しても適用することが可能である。   Furthermore, although the case where the secondary battery to be charged is configured using a lithium ion battery has been described in the above embodiment, the charging device of the present invention is used for secondary batteries other than lithium ion batteries. Can also be applied.

本発明の一実施の形態に係る充電装置の構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the charging device which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示した制御部の詳細構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the detailed structure of the control part shown in FIG. 充電装置全体の動作を説明するためのタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram for demonstrating operation | movement of the whole charging device. 図1に示した昇圧回路の動作を説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the operation of the booster circuit shown in FIG. 1. 比較例に係る充電装置における充電動作について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the charging operation in the charging device which concerns on a comparative example. 力率とゲインとの関係の一例を表す特性図である。It is a characteristic view showing an example of the relationship between a power factor and a gain. 力率と電流波形との関係の一例を表す特性図である。It is a characteristic view showing an example of the relationship between a power factor and a current waveform. 制御部による制御動作の一例を表す流れ図である。It is a flowchart showing an example of the control action by a control part. 実施の形態に係る電流波形の一例を表す特性図である。It is a characteristic view showing an example of the current waveform concerning an embodiment. 実施の形態に係る電流波形の他の例を表す特性図である。It is a characteristic view showing the other example of the current waveform which concerns on embodiment. 本発明の変形例に係る閾値電圧について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the threshold voltage which concerns on the modification of this invention. 本発明の他の変形例に係る充電装置の構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the charging device which concerns on the other modification of this invention. 本発明の他の変形例に係るAC/DCコンバータ全体の順方向動作を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the forward direction operation | movement of the whole AC / DC converter which concerns on the other modification of this invention. 本発明の他の変形例に係るAC/DCコンバータ全体の順方向動作を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the forward direction operation | movement of the whole AC / DC converter which concerns on the other modification of this invention. 本発明の他の変形例に係るAC/DCコンバータ全体の逆方向動作を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the reverse direction operation | movement of the whole AC / DC converter which concerns on the other modification of this invention. 本発明の他の変形例に係るAC/DCコンバータ全体の逆方向動作を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the reverse direction operation | movement of the whole AC / DC converter which concerns on the other modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A…充電装置(AC/DC変換部)、10…商用電源、11…入力電圧検出回路、12…整流回路、13…入力電流検出回路、14…昇圧回路、15…平滑回路、16…出力電圧検出回路、17,17B…制御部、171…演算部、171A…位相演算部、171B…高調波付加部、171C…乗算部、172…最大値検出部、173…目標電流決定部、174…時比率補正部、174A…減算部、174B…PI補償演算部、19…同期整流回路、20…リチウムイオン電池、3A…DC/DC変換部、32…トランス、321,322…巻線、4…制御部、5A…AC/DCコンバータ、60…負荷、T1,T2…入力端子、T3,T4…出力端子、H1,L1,H2,L2…接続ライン、Vacin,Vacin’…交流入力電圧、V1…整流電圧、V2…パルス電圧、Vout…出力電圧、Vmax…最大出力電圧、Vt1,Vt2…閾値電圧、Vdcout…直流出力電圧、Iacin…交流入力電流、I0…目標入力電流、Imax…目標最大電流値、Iout…出力電流、I1,I2…電流、Gain…ゲイン、S(Vacin),S(Iacin),S(Vout)…検出信号、S1,S11〜S14…SW制御信号、12D1〜12D4…ダイオード、C1…コンデンサ、SW1,SW11〜SW14,SW21〜SW24,SW31〜SW34,SW41〜SW44…トランジスタ(スイッチング素子)、14L,14L1,14L2…インダクタ、14D…ダイオード、15C,34C…平滑コンデンサ、T…交流入力電流の周期、t0〜t4…タイミング。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Charger (AC / DC conversion part), 10 ... Commercial power supply, 11 ... Input voltage detection circuit, 12 ... Rectifier circuit, 13 ... Input current detection circuit, 14 ... Booster circuit, 15 ... Smoothing circuit, 16 ... Output voltage detection circuit 17, 17B ... control unit, 171 ... calculation unit, 171A ... phase calculation unit, 171B ... harmonic addition unit, 171C ... multiplication unit, 172 ... maximum value detection unit, 173 ... target current determination unit, 174 ... time ratio correction unit, 174A ... subtraction unit, 174B ... PI compensation calculation unit, 19 ... synchronous rectification circuit, 20 ... lithium ion battery, 3A ... DC / DC conversion unit, 32 ... transformer, 321, 322 ... winding, 4 ... Control unit, 5A ... AC / DC converter, 60 ... Load, T1, T2 ... Input terminal, T3, T4 ... Output terminal, H1, L1, H2, L2 ... Connection line, Vacin, Vacin '... AC input voltage, V1 ... Current voltage, V2 ... pulse voltage, Vout ... output voltage, Vmax ... maximum output voltage, Vt1, Vt2 ... threshold voltage, Vdcout ... DC output voltage, Iacin ... AC input current, I0 ... target input current, Imax ... target maximum current value , Iout ... output current, I1, I2 ... current, Gain ... gain, S (Vacin), S (Iacin), S (Vout) ... detection signal, S1, S11 to S14 ... SW control signal, 12D1 to 12D4 ... diode, C1... Capacitor, SW1, SW11 to SW14, SW21 to SW24, SW31 to SW34, SW41 to SW44 ... Transistor (switching element), 14L, 14L1, 14L2 ... Inductor, 14D ... Diode, 15C, 34C ... Smoothing capacitor, T ... AC Input current cycle, t0 to t4... Timing.

Claims (19)

2次電池に対して充電を行うための充電装置であって、
交流入力電圧を整流して整流電圧を生成する整流回路と、
前記整流電圧をスイッチングしてパルス電圧を生成するためのスイッチング素子と、
前記パルス電圧を平滑化することにより、前記2次電池へ供給するための出力電圧を生成する平滑コンデンサと、
前記スイッチング素子に対してパルス幅変調によりスイッチング駆動を行う制御部と
を備え、
前記制御部は、前記交流入力電圧と、前記整流回路へ流入する交流入力電流と、前記出力電圧における所定期間内の最大値である最大出力電圧とに基づいて、前記交流入力電流の波形が、前記交流入力電圧に対応する正弦波からなる基本波成分とその高調波成分とを含むものとなるように、前記スイッチング駆動の際の時比率を制御する
ことを特徴とする充電装置。
A charging device for charging a secondary battery,
A rectifier circuit that rectifies an AC input voltage to generate a rectified voltage;
A switching element for switching the rectified voltage to generate a pulse voltage;
A smoothing capacitor that generates an output voltage to be supplied to the secondary battery by smoothing the pulse voltage;
A controller that performs switching driving by pulse width modulation on the switching element, and
The control unit, based on the AC input voltage, the AC input current flowing into the rectifier circuit, and the maximum output voltage that is the maximum value within a predetermined period in the output voltage, the waveform of the AC input current, A charging device, wherein a time ratio at the time of the switching drive is controlled so as to include a fundamental wave component composed of a sine wave corresponding to the AC input voltage and a harmonic component thereof.
前記制御部は、前記出力電圧から前記最大出力電圧を前記所定期間ごとに検出すると共に、この検出した最大出力電圧を用いて前記時比率の制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の充電装置。
The said control part detects the said maximum output voltage from the said output voltage for every said predetermined period, and controls the said time ratio using this detected maximum output voltage. Charging device.
前記制御部は、前記最大出力電圧と、充電の際の目標とする力率とに基づいて、前記基本波成分の波高値と前記高調波成分の波高値とを決定する
ことを特徴とする請求項2に記載の充電装置。
The control unit determines a peak value of the fundamental component and a peak value of the harmonic component based on the maximum output voltage and a target power factor at the time of charging. Item 3. The charging device according to Item 2.
前記制御部は、前記最大出力電圧の検出を、前記交流入力電圧における周期の少なくとも半周期分の期間ごとに行う
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の充電装置。
4. The charging device according to claim 2, wherein the control unit detects the maximum output voltage every period corresponding to at least a half cycle of the cycle of the AC input voltage. 5.
前記制御部は、前記最大出力電圧に基づいて、前記交流入力電流における所定期間内の目標値であり、かつ前記高調波成分を加味した目標入力電流を設定すると共に、この設定した目標入力電流を用いて前記時比率の制御を行う
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の充電装置。
The control unit sets a target input current that is a target value within a predetermined period of the AC input current based on the maximum output voltage and takes the harmonic component into account, and sets the set target input current. The charging device according to claim 1, wherein the duty ratio is controlled by using the charging device.
前記制御部は、前記最大出力電圧と所定の第1閾値電圧との比較結果に基づいて、前記目標入力電流の設定を行う
ことを特徴とする請求項5に記載の充電装置。
The charging device according to claim 5, wherein the control unit sets the target input current based on a comparison result between the maximum output voltage and a predetermined first threshold voltage.
前記制御部は、前記最大出力電圧(Vmax)が前記第1閾値電圧(Vt1)以下の場合には、以下の(1)式を用いて前記目標入力電流(I0)の設定を行うと共に、前記最大出力電圧(Vmax)が前記第1閾値電圧(Vt1)よりも大きい場合には、以下の(2)式を用いて、現在の目標入力電流(I0(n))から新たな目標入力電流(I0(n+1))へ前記目標入力電流の再設定を行う
ことを特徴とする請求項6に記載の充電装置。
I0=Imax(所定の目標最大電流値) …(1)
I0(n+1)=I0(n)×(Vt1/Vmax)×Gain …(2)
(Gain:前記高調波成分を加味することによる前記交流入力電流の増加分に対応するゲイン)
When the maximum output voltage (Vmax) is less than or equal to the first threshold voltage (Vt1), the controller sets the target input current (I0) using the following equation (1), and When the maximum output voltage (Vmax) is larger than the first threshold voltage (Vt1), a new target input current (I0 (n)) is calculated from the current target input current (I0 (n)) using the following equation (2). The charging apparatus according to claim 6, wherein the target input current is reset to I0 (n + 1)).
I0 = Imax (predetermined target maximum current value) (1)
I0 (n + 1) = I0 (n) × (Vt1 / Vmax) × Gain (2)
(Gain: Gain corresponding to an increase in the AC input current by adding the harmonic component)
前記制御部は、前記最大出力電圧と、所定の第1閾値電圧よりも低電圧である第2閾値電圧との比較結果に基づいて、前記目標入力電流の設定を行う
ことを特徴とする請求項5に記載の充電装置。
The control unit sets the target input current based on a comparison result between the maximum output voltage and a second threshold voltage that is lower than a predetermined first threshold voltage. 5. The charging device according to 5.
前記制御部は、前記目標入力電流の設定を、前記交流入力電圧における周期の半周期分の期間ごとに行う
ことを特徴とする請求項5に記載の充電装置。
The said control part performs the setting of the said target input current for every period for the half period of the period in the said alternating current input voltage. The charging device of Claim 5 characterized by the above-mentioned.
前記制御部は、前記目標入力電流の設定を、前記交流入力電圧におけるゼロクロスポイント付近のタイミングで行う
ことを特徴とする請求項9に記載の充電装置。
The charging device according to claim 9, wherein the control unit sets the target input current at a timing near a zero cross point in the AC input voltage.
前記高調波成分が、前記基本波成分に対する複数種類の高調波成分が混合されることにより構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の充電装置。
The charging device according to any one of claims 1 to 10, wherein the harmonic component is configured by mixing a plurality of types of harmonic components with respect to the fundamental wave component.
前記高調波成分の波形が、複数種類の波形間で任意に切替可能となっている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の充電装置。
The charging device according to any one of claims 1 to 11, wherein a waveform of the harmonic component can be arbitrarily switched between a plurality of types of waveforms.
前記交流入力電圧を検出する交流入力電圧検出部を備え、
前記制御部は、前記交流入力電圧検出部により検出された交流入力電圧を用いて、前記時比率の制御を行う
ことを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の充電装置。
An AC input voltage detection unit for detecting the AC input voltage;
The charging according to any one of claims 1 to 12, wherein the control unit controls the duty ratio using the AC input voltage detected by the AC input voltage detection unit. apparatus.
前記交流入力電流を検出する交流入力電流検出部を備え、
前記制御部は、前記交流入力電流検出部により検出された交流入力電流を用いて、前記時比率の制御を行う
ことを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の充電装置。
An AC input current detection unit for detecting the AC input current;
The charging according to any one of claims 1 to 13, wherein the control unit controls the duty ratio using an AC input current detected by the AC input current detection unit. apparatus.
前記出力電圧を検出する出力電圧検出部を備え、
前記制御部は、前記出力電圧検出部により検出された出力電圧を用いて、前記時比率の制御を行う
ことを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の充電装置。
An output voltage detector for detecting the output voltage;
The charging device according to any one of claims 1 to 14, wherein the control unit controls the duty ratio by using the output voltage detected by the output voltage detection unit.
前記スイッチング素子が、前記整流電圧を昇圧して前記パルス電圧を生成するための昇圧回路内に設けられている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項15のいずれか1項に記載の充電装置。
The charging device according to any one of claims 1 to 15, wherein the switching element is provided in a booster circuit that boosts the rectified voltage to generate the pulse voltage. .
前記平滑コンデンサが、フィルムコンデンサを用いて構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項16のいずれか1項に記載の充電装置。
The said smoothing capacitor is comprised using the film capacitor. The charging device of any one of the Claims 1 thru | or 16 characterized by the above-mentioned.
前記2次電池が、リチウムイオン電池を用いて構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項17のいずれか1項に記載の充電装置。
The charging device according to any one of claims 1 to 17, wherein the secondary battery is configured using a lithium ion battery.
第1および第2の入出力端子対のうちの一方の入出力端子対から入力される入力電圧に基づいて他方の入出力端子対から出力電圧を出力し、この出力電圧を用いて充電を行うための充電装置であって、
前記第1の入出力端子側に配置され、第1のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、平滑コンデンサとを含んで構成されたAC/DC変換部と、
前記第2の入出力端子側に配置され、第2のスイッチング素子を含んで構成されたDC/DC変換部と、
前記第1および第2のスイッチング素子に対してパルス幅変調によりスイッチング駆動を行う制御部と
を備え、
前記制御部は、前記AC/DC変換部において、前記第1の入出力端子対から入力される交流入力電圧に基づいて2次電池に対して充電を行うときの基となる直流出力電圧を生成する際に、前記交流入力電圧と、前記スイッチング回路へ流入する交流入力電流と、前記直流出力電圧における所定期間内の最大値である最大出力電圧とに基づいて、前記交流入力電流の波形が、前記交流入力電圧に対応する正弦波からなる基本波成分とその高調波成分とを含むものとなるように、前記第1のスイッチング素子に対するスイッチング駆動の際の時比率を制御する
ことを特徴とする充電装置。
An output voltage is output from the other input / output terminal pair based on an input voltage input from one input / output terminal pair of the first and second input / output terminal pairs, and charging is performed using this output voltage. A charging device for
An AC / DC converter configured to include a switching circuit disposed on the first input / output terminal side and having a first switching element, and a smoothing capacitor;
A DC / DC converter disposed on the second input / output terminal side and configured to include a second switching element;
A controller that performs switching driving by pulse width modulation on the first and second switching elements, and
The control unit generates a DC output voltage that is a basis for charging the secondary battery based on the AC input voltage input from the first input / output terminal pair in the AC / DC conversion unit. In doing so, based on the AC input voltage, the AC input current flowing into the switching circuit, and the maximum output voltage that is the maximum value within a predetermined period of the DC output voltage, the waveform of the AC input current is: The time ratio at the time of switching driving for the first switching element is controlled so as to include a fundamental wave component composed of a sine wave corresponding to the AC input voltage and a harmonic component thereof. Charging device.
JP2008251258A 2008-09-29 2008-09-29 Charger Withdrawn JP2010088150A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008251258A JP2010088150A (en) 2008-09-29 2008-09-29 Charger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008251258A JP2010088150A (en) 2008-09-29 2008-09-29 Charger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010088150A true JP2010088150A (en) 2010-04-15

Family

ID=42251564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008251258A Withdrawn JP2010088150A (en) 2008-09-29 2008-09-29 Charger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010088150A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012213319A (en) * 2011-03-30 2012-11-01 Panasonic Corp In-vehicle charger
JP2013048535A (en) * 2011-08-29 2013-03-07 Kano:Kk Charger for weak power
JP2013165543A (en) * 2012-02-09 2013-08-22 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd Digital control power supply device and control method in digital control power supply device
DE102013218080A1 (en) 2012-09-18 2014-03-20 Omron Automotive Electronics Co., Ltd. Power factor correction circuit control device and charging device
CN105094187A (en) * 2014-05-07 2015-11-25 深圳市民展科技开发有限公司 Current conversion method and apparatus
US9287790B2 (en) 2013-12-24 2016-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electric power converter
WO2017013389A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Dyson Technology Limited Battery charger
WO2017013388A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Dyson Technology Limited Battery charger
GB2540750A (en) * 2015-07-21 2017-02-01 Dyson Technology Ltd Power supply
KR20170113219A (en) * 2016-03-28 2017-10-12 더 보잉 컴파니 SYSTEM ARCHITECTURE FOR BATTERY CHARGER BASED ON GaN-BASED POWER DEVICES
JP2018518132A (en) * 2016-02-05 2018-07-05 クワントン オーピーピーオー モバイル テレコミュニケーションズ コーポレイション リミテッド Charging method, power adapter, and charging device
JP2018520633A (en) * 2015-07-21 2018-07-26 ダイソン・テクノロジー・リミテッド Battery charger
CN112187046A (en) * 2020-08-24 2021-01-05 深圳国氢新能源科技有限公司 Fuel cell DC-DC control method, device, system and storage medium
JPWO2022224300A1 (en) * 2021-04-19 2022-10-27

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012213319A (en) * 2011-03-30 2012-11-01 Panasonic Corp In-vehicle charger
JP2013048535A (en) * 2011-08-29 2013-03-07 Kano:Kk Charger for weak power
JP2013165543A (en) * 2012-02-09 2013-08-22 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd Digital control power supply device and control method in digital control power supply device
DE102013218080A1 (en) 2012-09-18 2014-03-20 Omron Automotive Electronics Co., Ltd. Power factor correction circuit control device and charging device
JP2014060847A (en) * 2012-09-18 2014-04-03 Omron Automotive Electronics Co Ltd Control device for power-factor improvement circuit and charger
US9287790B2 (en) 2013-12-24 2016-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electric power converter
CN105094187A (en) * 2014-05-07 2015-11-25 深圳市民展科技开发有限公司 Current conversion method and apparatus
GB2557443A (en) * 2015-07-21 2018-06-20 Dyson Technology Ltd Battery charger
JP2018520632A (en) * 2015-07-21 2018-07-26 ダイソン・テクノロジー・リミテッド Battery charger
GB2540752A (en) * 2015-07-21 2017-02-01 Dyson Technology Ltd Battery charger
GB2540750A (en) * 2015-07-21 2017-02-01 Dyson Technology Ltd Power supply
WO2017013392A3 (en) * 2015-07-21 2017-05-04 Dyson Technology Limited Power supply
GB2540752B (en) * 2015-07-21 2019-07-10 Dyson Technology Ltd Battery charger
CN107852088A (en) * 2015-07-21 2018-03-27 戴森技术有限公司 Battery charger
WO2017013389A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Dyson Technology Limited Battery charger
GB2557444A (en) * 2015-07-21 2018-06-20 Dyson Technology Ltd Battery charger
GB2557443B (en) * 2015-07-21 2019-07-10 Dyson Technology Ltd Battery charger
JP2018520633A (en) * 2015-07-21 2018-07-26 ダイソン・テクノロジー・リミテッド Battery charger
WO2017013388A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Dyson Technology Limited Battery charger
GB2540750B (en) * 2015-07-21 2019-04-17 Dyson Technology Ltd Power supply
GB2557444B (en) * 2015-07-21 2019-07-10 Dyson Technology Ltd Battery charger
JP2018518132A (en) * 2016-02-05 2018-07-05 クワントン オーピーピーオー モバイル テレコミュニケーションズ コーポレイション リミテッド Charging method, power adapter, and charging device
US10727687B2 (en) 2016-02-05 2020-07-28 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Charging system and method for terminal, power adapter and charging device
US10992160B2 (en) 2016-02-05 2021-04-27 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Charging device, charging method, power adapter and terminal
KR20170113219A (en) * 2016-03-28 2017-10-12 더 보잉 컴파니 SYSTEM ARCHITECTURE FOR BATTERY CHARGER BASED ON GaN-BASED POWER DEVICES
KR102163105B1 (en) 2016-03-28 2020-10-08 더 보잉 컴파니 SYSTEM ARCHITECTURE FOR BATTERY CHARGER BASED ON GaN-BASED POWER DEVICES
CN112187046A (en) * 2020-08-24 2021-01-05 深圳国氢新能源科技有限公司 Fuel cell DC-DC control method, device, system and storage medium
JPWO2022224300A1 (en) * 2021-04-19 2022-10-27
WO2022224300A1 (en) * 2021-04-19 2022-10-27 三菱電機株式会社 Power conversion device, heat pump device, and air conditioner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010088150A (en) Charger
JP2009247101A (en) Charger device
KR100963309B1 (en) Control method of power system and output voltage
US10312800B2 (en) AC-DC converter
US9343986B2 (en) Power converter with current feedback loop
US10658930B2 (en) Buck boost converter
JP5547603B2 (en) Power supply
WO2015049716A1 (en) Power factor improvement circuit
JP7001896B2 (en) DC-DC converter
US9160238B2 (en) Power converter with current feedback loop
US20140043877A1 (en) Power factor correction converter
JP2010041891A (en) Charger
JP2009207239A (en) Charging controller for solar cells
JP4207824B2 (en) Switching power supply
CN116526844A (en) Control method of photovoltaic energy storage equipment, photovoltaic energy storage system and photovoltaic power supply system
US10374513B2 (en) AC-DC converter
JPWO2003065560A1 (en) Power supply device and method for creating switching signal for on / off control of switching element of converter section constituting power supply device
JP2010081736A (en) Ac/dc converter
JP2018137841A (en) Power factor improvement circuit and charger
JP5617748B2 (en) Charger
TWI551024B (en) Ac-dc power conversion device and control method thereof
JP6983289B1 (en) Power converter
KR20150101913A (en) Method for battery charging control and apparatus therefor
JP2009148119A (en) Drive controller of step-up/step-down converter
US20180235063A1 (en) Device and method for processing an inductor current

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20111206