JP2014011925A

JP2014011925A - 充電装置

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Publication number: JP2014011925A
Application number: JP2012148916A
Authority: JP
Inventors: Tadao Nishiguchi; 直男西口; Takashi Yamada; 隆志山田; Hideyuki Yasuki; 秀之安木; masayuki Hanatani; 真幸花谷; Yusaku Ido; 勇作井戸
Original assignee: Omron Automotive Electronics Co Ltd
Current assignee: Nidec Mobility Corp
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2014-01-20
Also published as: CN103532208A; US20140015496A1; DE102013211828A1

Abstract

【課題】効率よく電圧を変換することができる充電装置を提供する。
【解決手段】交流電源入力部１０が出力する整流電圧と、電力変換部３０が出力する充電電圧と、整流電圧および充電電圧と関連付けられ、力率改善部２０が出力すべき中間電圧とを記憶する記憶部４４と、入力電圧取得部４１から整流電圧を、出力電圧取得部４２から充電電圧を取得するとともに、取得した整流電圧および充電電圧に基づいて記憶部４４から中間電圧を取得し、中間電圧に基づき力率改善部２０を制御する制御部４０と、を備える充電装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電装置に関し、特に、交流電圧を直流電圧に変換する力率改善回路と、力率改善回路からの直流電圧を所定の直流電圧に変圧して蓄電池に供給する電圧変換回路を有する充電装置に関する。

従来から、交流電圧を直流電圧に変換する力率改善回路と、力率改善回路からの直流電圧を所定の直流電圧に変圧して蓄電池に供給する電圧変換回路を有する充電装置において、所定の様々な交流入力電圧から直流出力電圧に変換し、またその変換を効率よく行う技術が知られている。

例えば、特許文献１では、ワールドワイド入力タイプのものであって、交流入力電圧が１００Ｖ系、２００Ｖ系いずれの場合も効率が良く、しかも小型化および低コスト化を目的としたスイッチング電源装置が開示されている。このスイッチング電源装置では、スイッチングトランジスタのベース回路部に従来例のような定電圧回路を設ける代わりに、補助抵抗、スイッチ手段および電圧検出回路を設けた。補助抵抗とスイッチ手段は互いに直列接続されており、かつそれらがベース抵抗に並列接続されている。電圧検出回路は、交流入力電圧が１００Ｖ系か２００Ｖ系かを、トランスのベース巻線に接続されたダイオードの出力側の電圧で検出して、１００Ｖ系のときにスイッチ手段をオンし２００Ｖ系のときに同スイッチ手段をオフする。

また、特許文献２では、ＰＦＣ回路（力率改善回路）出力電圧を高電圧に設定することなくＰＦＣ回路の状態を判定し、低耐圧、安価、小型の部品を使用することを可能とするスイッチング電源装置が開示されている。このスイッチング電源装置は、全波整流出力の力率を改善するＰＦＣ回路と、このＰＦＣ回路の直流出力を別の直流に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、ＰＦＣ回路の力率改善動作を制御する制御ＩＣと、ＤＣ／ＤＣコンバータのＤＣ／ＤＣ変換動作を制御するデジタル制御部と、ＰＦＣ回路の状態を検出するための検出回路と、を設けている。デジタル制御部は、検出回路の検出から制御ＩＣによるＰＦＣ回路の制御状態を判定し、この判定に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータの起動を制御する。

また、特許文献３では、簡単な構成にて幅広い入力電圧に対応することを目的として、スイッチング電源装置が開示されている。このスイッチング電源装置は、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータはトランスの二次側回路にバッテリ充電用回路を有する。ドライブ回路は力率改善回路の出力電圧を検出する出力電圧検出回路による力率改善回路の出力電圧が低い場合、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータのトランスの一次側回路のスイッチング素子をスイッチングする周波数を低くする。力率改善回路の出力電圧が高い場合、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータのトランスの一次側回路のスイッチング素子をスイッチングする周波数を高くする。

また、特許文献４では、変圧装置の入力段に力率改善回路を設け、直流出力電流が小さい場合のエネルギー変換効率を高めた充電器が開示されている。この充電器には、交流入力電圧を直流出力電圧に変換する力率改善回路と、力率改善回路の直流出力電圧を所定の直流充電電圧に変圧して鉛蓄電池に供給する変圧装置とが設けられている。そして、この充電器は、変圧装置から鉛蓄電池に供給される直流充電電流の大小に応じて、力率改善回路の直流出力電圧が増減するように制御する。

特開平０６−１０５５４５号公報特開２００８−０９９４３９号公報特開２００９−２１３２０２号公報特開２０１０−０４１８９１号公報

本発明は、充電装置の電圧変換特性に応じて事前に取得した最も全体効率のよい中間電圧を出力することができるので、効率よく電圧を変換することができる充電装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、交流電圧を整流する交流電源入力部と、その交流電源入力部が出力する整流電圧を直流の中間電圧に変換する力率改善部と、その力率改善部が出力する中間電圧を充電電圧に変圧して２次電池に供給する電力変換部と、交流電源入力部が出力する整流電圧を取得する入力電圧取得部と、その電力変換部が出力する充電電圧を取得する出力電圧取得部と、整流電圧と充電電圧と整流電圧および充電電圧と関連付けられた目標中間電圧とを記憶する記憶部と、入力電圧取得部から整流電圧を、出力電圧取得部から充電電圧を取得するとともに、取得した整流電圧および充電電圧に基づいて記憶部から目標中間電圧を取得し、出力される中間電圧が目標中間電圧となるように力率改善部を制御する制御部と、を備える充電装置が提供される。
これによれば、充電装置の電圧変換特性に応じて事前に取得した最も全体効率のよい中間電圧を出力することができるので、効率よく電圧を変換することができる充電装置を提供することができる。

さらに、２次電池の目標電圧を取得する目標出力電圧取得部をさらに備え、制御部は、目標出力電圧取得部から目標電圧を取得するとともに、充電電圧および目標電圧に基づき電力変換部を制御することを特徴としてもよい。
これによれば、目標出力電圧を利用して、２次電池の目標電圧に近い充電電圧を２次電池に供給する構成で前記と同様に効率の良い充電装置を提供することができる。

以上説明したように、本発明によれば、充電装置の電圧変換特性に応じて事前に取得した最も全体効率のよい中間電圧を出力することができるので、効率よく電圧を変換することができる。

本発明に係る第一実施例の充電装置を示すブロック図。本発明に係る第一実施例の充電装置における力率改善部の回路図。本発明に係る第一実施例の充電装置における、（Ａ）電力変換部および制御部の回路図、（Ｂ）所定箇所における波形を示す図。本発明に係る第一実施例の充電装置の記憶部が記憶するテーブル。本発明に係る第一実施例の充電装置における、（Ａ）中間電圧を出力する回路図、（Ｂ）回路中の各抵抗値とスイッチの組み合わせから得られる中間電圧（その一）。本発明に係る第一実施例の充電装置における、（Ａ）中間電圧を出力する回路図、（Ｂ）回路中の各抵抗値とスイッチの組み合わせから得られる中間電圧（その二）。本発明に係る第一実施例の充電装置における制御を示すフローチャート。本発明に係る第一実施例の充電装置における、（Ａ）入力電圧を取得する方法を示すフローチャート、（Ｂ）入力電圧を取得する方法を説明する説明図。

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る各実施例について説明する。
＜第一実施例＞
図１は、本発明に係る第一実施例における充電装置１を示すブロック図である。充電装置１は、商用交流電源２から供給される電力を変換し、２次電池３を充電させる。充電装置１は、例えば、各家庭に配電される電力から、電気自動車やプラグインハイブリッド型の電気自動車に搭載された２次電池（例えば、リチウムイオン電池）に充電するために使用されるが、もちろんこれに限定されるものではない。

充電装置１は、交流電源入力部１０と、力率改善部２０と、電力変換部３０とを備える。交流電源入力部１０は、商用交流電源２からの交流電圧を整流する。力率改善部２０は、交流電源入力部１０が整流し出力した整流電圧を直流の中間電圧に変換する。力率改善部２０は、２次電池３に蓄電される、商用交流電源２の供給電力量の一部である単位時間当たりの有効電力量を向上させる。電力変換部３０は、力率改善部２０が出力した中間電圧を、充電するために所定の直流の充電電圧に変圧して２次電池３に供給する。

図２も参照しながら、交流電源入力部１０および力率改善部２０を具体的に説明する。交流電源入力部１０は、上述のように商用交流電源２からの交流電圧を整流する回路であり、典型的には、図２に示すようなダイオードブリッジを備える。交流電源入力部１０は、入力側に商用交流電源２が接続され、出力側にハイサイドラインＬＨとローサイドラインＬＬが接続される。そして、交流電源入力部１０は、入力された交流電力の電圧波形を全波整流し、ハイサイドラインＬＨとローサイドラインＬＬによって出力させる。ここでの整流電圧をＶｉｎと表記する。

力率改善部２０は、力率改善スイッチング回路２１と、力率改善制御部２２と、安定化回路２３と、中間電圧出力部２４とを備える。力率改善スイッチング回路２１は、ハイサイドラインＬＨ上にリアクトルＬと整流素子Ｄが直列に設けられ、さらに、一端がリアクトルＬと整流素子Ｄのアノードとの接点に接続され、他端がローサイドラインＬＬに接続されたスイッチング素子Ｑを備える。

安定化回路２３は、整流素子Ｄのカソード側のハイサイドラインＬＨとローサイドラインＬＬとに接続された平滑コンデンサＣである。かかる力率改善部２０は、スイッチング素子Ｑが力率改善制御部２２により適切に駆動されることにより、入力される整流電圧Ｖｉｎにおける全波整流波形の位相と電流Ｉｓの位相がほぼ一致することで有効電力量を向上させ、また、整流電圧Ｖｉｎを昇圧し平滑化させることで中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔを得ることができる。

中間電圧出力部２４は、直列に接続された２つの抵抗器（Ｒ０とＶＲ１）を含み、力率改善部２０での全体出力である中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔを、Ｒ０とＶＲ１との接続点で分圧し出力を得る。Ｒ０のもう一方の端子は、安定化回路２３がハイサイドラインＬＨと接続された位置より出力側で接続され、ＶＲ１のもう一方の端子は、安定化回路２３がローサイドラインＬＬに接続された位置より出力側で接続される。ＶＲ１は可変抵抗器であり、任意の電圧値を制御できる。詳細は後述する。

力率改善制御部２２は、力率改善スイッチング回路２１のスイッチング素子Ｑの信号端子と、信号ラインＬＩ、ＬＣおよびＬＯと接続される。力率改善制御部２２は、信号ラインＬＩを介して、交流電源入力部１０が出力する電圧Ｖｉｎに関する情報を取得する。本実施例では、実際は分圧された電圧を取得することになる。そして、力率改善制御部２２は、ＬＣを介して電流Ｉｓに関する情報を取得する。なお、電流Ｉｓとは、ローサイドラインＬＬを介して、商用交流電源２に戻る電流を言う。

また、力率改善制御部２２は、ＬＯを介して中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔに関する情報を取得する。具体的には、力率改善制御部２２は、誤差アンプ２２１を介して、中間電圧出力部２４のＲ０とＶＲ１との接続点で分圧された電圧と基準電圧との誤差を、ＬＯを通して得る。力率改善制御部２２は、整流電圧Ｖｉｎとその誤差との積を基準にして、スイッチング素子Ｑを駆動させる。スイッチング周期は、商用電源の周波数に対して1000分の１程度と非常に短い。よって、スイッチングのタイミング毎に取扱う整流電圧Ｖｉｎの値は、商用電源の電圧変化に連動し、刻一刻と変化する。ある瞬間の整流電圧Ｖｉｎから、その瞬間における電流Ｉｓが、スイッチング素子Ｑの駆動によって制御される。例えば、整流電圧Ｖｉｎが小さいとき積は小さくなるため、電流Ｉｓは少なくなる。逆に、整流電圧Ｖｉｎが大きいとき積は大きくなるため、電流Ｉｓは大きくなる。商用電源の変化に連動して、電流Ｉｓが更新、制御されるので、電流Ｉｓの電流変化は、商用電源の電圧変化に連動する整流電圧Ｖｉｎと位相差が抑制される。その結果、力率改善制御部２２によって、力率が改善される。

次に図３も参照しながら、まず、電力変換部３０、出力電圧取得部４２、制御部４０について説明する。電力変換部３０は、一端を力率改善部２０と、他端を２次電池３と接続されている。電力変換部３０は、２次電池３の充電状態に基づいて力率改善部２０の出力する中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔを昇圧または降圧させ、２次電池３を満充電するように調整された充電電圧Ｖｏｕｔを出力する。

電力変換部３０は、パワー系ライン上にある、スイッチング部３１と、トランス３２と、整流部３３とを備える。トランス３２は、力率改善部２０から中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔの入力を受け、後述する制御部４０が制御するスイッチング部３１の駆動により、出力する電圧を適切に昇圧または降圧する。そして、整流部３３は、その昇降圧された電圧の波形を整えて、２次電池３に供給する。

出力電圧取得部４２は、トランス３２の２次側であって、整流部３３の後段に備えられ、電力変換部３０が２次電池３に対して出力する充電電圧（Ｖｏｕｔ）を取得する。

制御部４０は、クロック４０４を有し、クロック４０４に同期してノコギリ波状に変化する電圧値（Ｖｒ）と、出力電圧取得部４２で検出した充電電圧の値（Ｖｏｕｔ）とから、スイッチング回路３１に入力するスイッチング制御波形のデューティ比を以下のように決定する。

出力電圧取得部４２が検出した電圧（Ｖｏｕｔ）を誤差アンプ４０１にフィードバックするとともに、外部から与えられる出力電圧設定値を同誤差アンプ４０１に入力し、誤差（Ｖｅ）を検出する。これにより、制御部４０は、出力電圧の設定値を超えないように、電圧（Ｖｏｕｔ）を制御できるようになる。

そして、誤差（Ｖｅ）を、次段のＰＷＭコンパレータ４０２に入力する。ＰＷＭコンパレータ４０２のもう一方の入力には、クロック４０４に同期して変化する電圧値（Ｖｒ）を入力する。ＰＷＭコンパレータ４０２は、両方の入力値を基にして、ラッチ４０３と共にラッチ出力のパルス幅の変調を行う。

図３（Ｂ）に示すように、クロック４０４に同期する電圧値（Ｖｒ）は、電圧が時間と共に増加し、クロック４０４に同期しリセットされる動きを繰り返す。ラッチが出力するスイッチング制御波形は、クロック４０４に同期してＬｏｗからＨｉｇｈに変化する。このタイミングで、スイッチング回路３１はＯＮされる。そして、電圧（Ｖｒ）が誤差（Ｖｅ）を超えたタイミングで、ラッチが出力するスイッチング制御波形は、ＨｉｇｈからＬｏｗに変化する。スイッチング回路３１は、このタイミングでＯＦＦされる。

制御部４０における上記一連の動作により、例えば以下のように、スイッチングのデューティ比は逐次調整され、決定される。例えば、誤差アンプ４０１での誤差が大きく、Ｖｅが上昇した場合、ＶｒがＶｅのレベルに到達する時間が長くなる。そうすると、スイッチング回路３１がＯＮである時間が長くなり、スイッチングのデューティ比が増加することとなる。逆に、誤差アンプ４０１での誤差が小さく、Ｖｅが低下した場合、ＶｒがＶｅのレベルに到達する時間が短くなる。そうすると、スイッチング回路３１がＯＮである時間が短くなり、スイッチングのデューティ比が減少することとなる。

充電装置１は、制御系ライン上にさらに、入力電圧取得部４１を備える。入力電圧取得部４１は、交流電源入力部１０が出力する整流電圧Ｖｉｎを取得する。なお、入力電圧取得部４１の整流電圧Ｖｉｎの取得の方法は後述する。

また、充電装置１は、制御系ライン上にさらに、整流電圧Ｖｉｎと、充電電圧Ｖｏｕｔと、整流電圧Ｖｉｎおよび充電電圧Ｖｏｕｔと関連付けられた中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔと、を記憶する記憶部４４とを備える。記憶部４４は、メモリやディスクなどの記憶媒体を備え、記憶媒体内に以下に説明するテーブルを有する。そのテーブルは、整流電圧Ｖｉｎおよび充電電圧Ｖｏｕｔに対応する中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔの値を有する。

制御部４０は、入力電圧取得部４１から整流電圧Ｖｉｎを、出力電圧取得部４２から充電電圧Ｖｏｕｔを取得するとともに、取得した整流電圧Ｖｉｎおよび充電電圧Ｖｏｕｔに基づいて記憶部４４から中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔを取得し、その取得した中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔに基づき力率改善部２０を制御する。これによれば、充電装置の電圧変換特性に応じて事前に取得した最も全体効率のよい中間電圧を出力することができるので、効率よく電圧を変換することができる。

図４と図５を参照し、記憶部４４が有するテーブルと、中間電圧出力部２４の可変抵抗器ＶＲ１の回路図およびその回路中の各抵抗値とスイッチの組み合わせから得られる中間電圧を具体的に説明する。図４に示すテーブルは、横軸が整流電圧（Ｖｉｎ）、縦軸が充電電圧（Ｖｏｕｔ）であり、その交差する部分には中間電圧（Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔ）を有する。中間電圧は、２００Ｖ、３００Ｖ、４００Ｖの３つの値からなる。１つの中間電圧は、整流電圧（具体的には平均整流電圧の最大値である２の平方根を掛けた値）および充電電圧と概ね等しいか超えるように定められる。テーブル中の中間電圧は、好ましくは、充電装置の電圧変換特性ごとの実測結果から全体効率が最も良い状態の中間電圧とする。

図４に示されたテーブルに対応して、可変抵抗器ＶＲ１は、図５（Ａ）に示す回路構成となる。即ち、可変抵抗器ＶＲ１は、３つの値を出力できればよいので２つのスイッチ（ＳＷ１とＳＷ２）から構成される。そして、可変抵抗器ＶＲ１は、２００Ｖ、３００Ｖ、４００Ｖの電圧を出力できるように抵抗が選定され、構成される。

具体的には、図５に示すように、ＳＷ１と抵抗Ｒ１（２９．４Ω）が直列に接続され、また、ＳＷ２と抵抗Ｒ２（１５．４Ω）が直列に接続され、ＳＷ１／Ｒ１とＳＷ２／Ｒ２を並列に接続する。これらと固定抵抗とを適宜組み合せ、さらに２つのスイッチのＯＮ／ＯＦＦとを組み合わせる。これにより、ＳＷ１＝ＯＦＦかつＳＷ２＝ＯＦＦの場合は１９７．８Ｖ即ち約２００Ｖの出力、ＳＷ１＝ＯＮかつＳＷ２＝ＯＦＦの場合は２９９．８Ｖ即ち約３００Ｖの出力、ＳＷ１＝ＯＦＦかつＳＷ２＝ＯＮの場合は３９２．６Ｖ即ち約４００Ｖの出力というように、３つの値の出力を得ることができる。

もちろん、これに限定されないことはいうまでもない。図４のテーブル内の中間電圧は３つの値を有したが、より多くの値を有し、きめ細かい電圧を出力するように制御することができる。例えば、図６が示すように、５つのスイッチを有した構成をとると３２通り（２⁵）の出力を行うことができる。可変抵抗器ＶＲ１がかかる構成をとる場合、記憶部４４が有するテーブルは、３２段階の中間電圧を有することができる。

これらの中間電圧値も、充電装置の電圧変換特性に応じて事前に取得した最も全体効率のよい中間電圧を選択することにより、効率よく電圧を変換することができる充電装置を提供することができる。

充電装置１は、さらに、２次電池３の目標電圧を取得する目標出力電圧取得部４３を備えてもよい。目標出力電圧取得部４３は、ＢＭＵ（バッテリ・マネジメント・ユニット）４５から充電装置の出力に対する目標値を得る。ＢＭＵ４５は、２次電池３の状態（充電量など）に応じた目標値を出力するものであり、充電動作中は２次電池３の状態は逐次変化するので、その変化に追随した最適な目標値を出力する。

制御部４０は、目標出力電圧取得部４３から目標電圧を取得するとともに、充電電圧および目標電圧に基づきスイッチング回路３１駆動し、電力変換部３０を制御する。これによれば、２次電池３の目標電圧に近い充電電圧を２次電池３に供給することができる。

図７を参照し、充電装置１における制御の流れを説明する。なお、フローチャートにおけるステップはＳと省略して記載する。Ｓ１００において、充電装置１を商用交流電源２につなぎ、充電を開始する。

まず、目標出力電圧取得部４３が、Ｓ１０２において、２次電池３を充電する充電電圧の目標値となる出力電圧値をＢＭＵ４５から取得する。次に、入力電圧取得部４１が、Ｓ１０４において、交流電源入力部１０から出力される整流電圧Ｖｉｎを取得する。

制御部４０は、Ｓ１０６において、Ｓ１０２で取得した目標充電電圧およびＳ１０４で取得した整流電圧に基づいて、記憶部４４に記憶されたテーブルから、その目標充電電圧と整流電圧に関連付けられた中間電圧の値を取得し、その中間電圧値を、力率改善部２０から出力する中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔと決定する。

力率改善部２０は、Ｓ１０８において、中間電圧出力部２４の可変抵抗器ＶＲ１を、力率改善部２０が出力する電圧がＳ１０６で決定した中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔとなるように調節する。

力率改善部２０の力率改善制御部２２は、Ｓ１１０において、力率改善スイッチング回路２１のスイッチング素子Ｑを駆動し、力率改善部２０の動作を開始する。ここで、充電装置１は、Ｓ１１２において、力率改善部２０からの出力電圧が安定するのに必要な所定の時間（数１００ｍｓ程度）待つ。

制御部４０は、Ｓ１１４において、クロック４０４の信号をラッチ４０３のＳｅｔに導入し、スイッチング回路３１を駆動し、電力変換部３０の機能を開始する。

目標出力電圧取得部４３が、好ましくは、Ｓ１１６において、２次電池３を充電する充電電圧の目標値となる出力電圧値をＢＭＵ４５から取得する。そして、制御部４０は、Ｓ１１８において、目標出力電圧取得部４３から得た、電力変換部３０が出力すべき２次電池３の充電状態に応じた最適な目標充電電圧を再設定する。

制御部４０は、目標出力電圧取得部４３がＳ１１６で目標充電電圧を取得した場合、Ｓ１２２において、Ｓ１１６で取得した目標充電電圧およびＳ１０４で取得した整流電圧に基づいて、記憶部４４に記憶されたテーブルから、その目標充電電圧と整流電圧に関連付けられた中間電圧を取得し、その中間電圧値を、力率改善部２０から出力する中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔと再設定する。

目標出力電圧取得部４３がＳ１１６で目標充電電圧を取得しない場合、出力電圧取得部４２は、Ｓ１２０において、目標充電電圧の値に合うよう電力変換部３０によって出力された充電電圧を取得する。制御部４０は、Ｓ１２２において、その充電電圧およびＳ１０４で取得した整流電圧に基づいて、記憶部４４に記憶されたテーブルから、その充電電圧と整流電圧に関連付けられた中間電圧を取得し、その中間電圧値を、力率改善部２０から出力する中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔと再設定する。

力率改善部２０は、Ｓ１２４において、中間電圧出力部２４の可変抵抗器ＶＲ１を、力率改善部２０が出力する電圧がＳ１２２で再設定した中間電圧Ｖｐｆｃ＿ｏｕｔとなるように調節する。

充電装置１は、Ｓ１１６〜Ｓ１２４のステップを、２次電池３が満充電になるまで繰り返す（Ｓ１２６）。充電状態は、ＢＭＵ４５から取得する。

２次電池３が満充電状態となった場合、制御部４０は、スイッチング回路３１の駆動を停止し、電力変換部３０の機能を停止する。

力率改善制御部２２は、Ｓ１２８において、力率改善スイッチング回路２１のスイッチング素子Ｑの駆動を停止し、力率改善部２０の動作を停止する。

そして、充電装置１は、Ｓ１３０において、商用交流電源２からの入力を遮断する。

図８（Ａ）を参照し、入力電圧取得部４１が如何に整流電圧Ｖｉｎを取得するかを説明する。充電装置１は、Ｓ２０２において、商用交流電源２に接続される。そうすると、交流電源入力部１０は、Ｓ２０４において、商用交流電源２に対して電力供給の許可を与える。

商用交流電源２は、Ｓ２０６において、Ｓ２０４で得た許可に基づき充電装置１に対して電力の供給を開始する。その際、充電装置１は、Ｓ２０８において、時間カウント（ｔ）をセットする。

入力電圧取得部４１は、Ｓ２１０において、交流電源入力部１０が出力する整流電圧を取得し、Ｓ２１２において、電圧値の最大値を保持する。入力電圧取得部４１は、Ｓ２１０〜Ｓ２１２を、時間カウント（ｔ）が１０ｍｓ未満の間繰り返す。

ここで、図８（Ｂ）を参照して説明する。充電装置１が商用交流電源２から受ける交流電圧は、点線を含む波形であるが、ダイオードブリッジを備える交流電源入力部１０が出力する整流電圧は実線の波形となる。電圧の最大値は、サイン波形の頂点であるが、サイン波形の１／２周期分以上をサンプリングすれば、必ず得られる。商用交流電源２は、通常５０または６０Ｈｚの交流であるから、時間カウントを１０ｍｓとすれば、必ず最大電圧値を取得することができる。従って、他の周波数を有する交流電源を用いる場合は、適宜時間カウントは調整される。

入力電圧取得部４１は、Ｓ２１６において、Ｓ２１２で保持した最大電圧値を基にして、平均の整流電圧を判別する。平均電圧値は、最大電圧値を通常２の平方根で除することにより得られる。

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。

１充電装置
２商用交流電源
３２次電池
１０交流電源入力部
２０力率改善部
２１力率改善スイッチング回路
２２力率改善制御部
２２１誤差アンプ
２３安定化回路
２４中間電圧出力部
３０電力変換部
３１スイッチング回路
３２トランス
３３整流部
４０制御部
４０１誤差アンプ
４０２ＰＷＭコンパレータ
４０３ラッチ
４０４クロック
４１入力電圧取得部
４２出力電圧取得部
４３目標出力電圧所得部
４４記憶部
４５ＢＭＵ

Claims

交流電圧を整流する交流電源入力部と、
前記交流電源入力部が出力する整流電圧を直流の中間電圧に変換する力率改善部と、
前記力率改善部が出力する前記中間電圧を充電電圧に変圧して２次電池に供給する電力変換部と、
前記交流電源入力部が出力する前記整流電圧を取得する入力電圧取得部と、
前記電力変換部が出力する前記充電電圧を取得する出力電圧取得部と、
前記整流電圧と、前記充電電圧と、前記整流電圧および前記充電電圧と関連付けられた目標中間電圧と、を記憶する記憶部と、
前記入力電圧取得部から前記整流電圧を、前記出力電圧取得部から前記充電電圧を取得するとともに、取得した前記整流電圧および前記充電電圧に基づいて前記記憶部から前記目標中間電圧を取得し、出力される中間電圧が目標中間電圧となるように前記力率改善部を制御する制御部と、
を備える充電装置。
前記２次電池の目標電圧を取得する目標出力電圧取得部をさらに備え、
前記制御部は、前記目標出力電圧取得部から前記目標電圧を取得するとともに、前記充電電圧および前記目標電圧に基づき前記電力変換部を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。