JPH0717238Y2 - 電気自動車用フライバック型充電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電気自動車用のフライバック型充電装置に関
し、特に、装置の回路構成の改良に関するものである。

［従来の技術］ 電気自動車においては、その駆動源であるバッテリを充
電するための電気自動車用充電装置及びバッテリの電力
により駆動される駆動モータを制御するためのモータ制
御装置が搭載されている。

第３図は、このような電気自動車用充電装置であるフラ
イバック型充電機の回路構成を示しており、交流商用電
流（例えば単相100V,50Hz等）10に対し、整流用ブリッ
ジダイオード12が配設されている。

整流用ブリッジダイオード12には、LCフィルタが接続さ
れており、このLCフィルタは、フィルタリアクトル14及
びフィルタコンデンサ16とから構成されている。LCフィ
ルタには主スイッチング素子18が接続され、更に主スイ
スイッチング素子18にはフライバックリアクトル20が接
続されている。そして、このフライバックリアクトル20
には逆流防止用ダイオード22を介して充電対象であるバ
ッテリ24が接続されている。

このようなフライバック型充電装置の動作は、交流商用
電流10からの電流を整流用ブリッジダイオード12により
整流し、更にリップル除去用のLCフィルタを介した出力
を所定のオンデューティーでオンオフ駆動される主スイ
ッチング素子18によりチョッパ制御し、フライバックリ
アクトル20に供給する。

フライバックコイル20は、流れ込む電流により磁気エネ
ルギを蓄積する。そして、この磁気エネルギは電流逆流
を防ぐダイオード22を介して被充電バッテリ24側へ放出
され、これにより、バッテリ24が充電される。

一方、第２図はモータ制御装置の一例を示す回路図であ
り、電気自動車の駆動モータである直流分巻モータ26
は、バッテリ28の正極側端子にヒューズ30及び平滑用リ
アクトル32を介して接続され、バッテリ28の負極端子が
力行用チョッパ素子34を介しそれぞれ接続されている。

更に、バッテリ28には、直流分巻モータ26に対し、並列
に回生用チョッパ素子36が接続されている。力行用チョ
ッパ素子34及び回生用チョッパ素子36には、ダイオード
38及び40がそれぞれ逆並列に接続されている。

このモータ制御回路の動作は、力行時は、回生用チョッ
パ素子36はオフとしカ行用チョッパ素子34のオン・オフ
制御を行うことにより、バッテリ28の電力が直流分巻モ
ータ26に供給されている。このときダイオード40は還流
ダイオードとして作用する。

回生時は力行用チョッパ素子34をオフし回生用チョッパ
素子36をオン・オフ制御することによりバッテリへの回
生量を制御する。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記従来のフライバック型充電装置は、主スイッチング
素子18のオンデューティー制御により入力力率制御が行
い易い等の長所を有するが入出力電流に対し、フライバ
ックリアクトルを流れる電流が多く、リアクトル及びス
イッチグ素子の容量が、他方式の充電装置に比べ大容量
のものとなる。

これ故、リアクトルやスイッチグ素子のコストが高くな
り、その体格が大きなものとなる。従って、電気自動車
に搭載するための車載型充電装置として、低コスト化及
び小型化という要請に応えることができないという問題
があった。

考案の目的 本考案は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その
目的は、小型化及び低コスト化を達成した電気自動車用
フライバック型充電装置を得ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案にかかる電気自動車
用フライバック型充電装置は、主要構成要素を電気自動
車の駆動モータを制御するために、同じく電気自動車に
搭載された力行及び昇圧回生作用を行うモータ制御装置
の主要構成要素と共用したことを特徴としている。

すなわち、フライバック型充電装置の主スイッチング素
子として、回生時に電気自動車の直流モータからの発電
電流を所定のオンデューティでチョッパ制御してバッテ
リへの電力の回生量を制御し、回生時以外にはオフする
モータ制御装置の回生用チョッパ素子を用いている。さ
らに、フライバック型充電装置のフライバックリアクト
ルとして、前記モータ制御装置の回生用チョッパ素子と
前記直流モータの間に接続された平滑リアクトルを用い
ている。さらに、逆流防止用ダイオードとして、力行時
にはバッテリからの電流を所定のオンデューティでチョ
ッパ制御し力行時以外にはオフするモータ制御装置の力
行用チョッパ素子に逆並列に接続された逆並列ダイオー
ドを用いている。そして、新たに、充電時において前記
モータ制御装置の出力側を前記直流モータ側の入力側か
ら前記LCフィルタの出力側に切り換えるとともに前記力
行用チョッパ素子をオフさせ前記回生用チョッパ素子を
充電動作用に切り換えるための切換スイッチと、前記主
スイッチング素子の前記バッテリ負端子側と前記フライ
バックリアクトルのLCフィルタ側に接続され、充電時に
おいてフライバックリアクトルから磁気エネルギをバッ
テリ側へ放出および還流させるための逆流防止還流用ダ
イオードとを設けている。

［作用］ 本考案は、電気自動車に駆動モータの制御用として搭載
されるモータ制御装置の構成要素が、フライバック型充
電装置の構成要素として使用できることに着目したもの
であり、本考案にかかるフライバック型充電装置は、前
述したモータ制御装置の構成要素を切換スイッチの操作
により充電装置における主要構成要素として共用するよ
うにしたものである。

これにより、フライバック型充電装置の主要構成要素の
省略が行われ、充電装置全体の小型化及び低価格が達成
されている。

［実施例］ 第１図は本考案にかかる電気自動車用フライバック型充
電装置の好適な実施例を示しており、説明の便宜のため
モータ制御装置の回路構成も合せて図示している。

なお、第２図及び第３図に示した従来のモータ制御装置
及びフライバック型充電装置と同様の要素には同一の符
号を付してその説明を省略する。

本考案において特徴的なことは、フライバック型充電装
置の主要構成要素をモータ駆動制御回路の構成要素にて
代用したことである。

すなわち、第１に従来の主スイッチング素子18を省略し
てモータ制御回路の回生用チョッパ素子36にて代用し、
第２に従来のフライバックリアクトル20を省略し、モー
タ制御回路の平滑リアクトル32を代用し、第３に従来の
逆流防止用ダイオード22を省略し、モータ制御回路の力
行用チョッパ素子34に逆並列接続されたダイオード38を
代用し、更に第４に代用する各構成要素をモータ制御動
作用と充電動作用とに切換るための切換スイッチ42を設
け、第５に充電時においてフライバックリアクトルから
磁気エネルギを逆流防止還流路を設け、この還流路に逆
流防止用にダイオードを設けたことである。

本実施例の動作は、まず切換スイッチ42が接点Ａ側に接
続されたときには、第２図で説明した従来のモータ制御
装置と同様の回路が形成される。そして、同様の動作に
より直流分巻きモータ26の制御が行われる。

すなわち、力行用チョッパ素子34及び回生用チョッパ素
子36のオンオフ制御により、力行作用及び昇圧回生作用
によるモータ26の制御が行われる。

そして切換スイッチ42が、接点Ｂ側に切換えられると、
フライバック型充電装置の回路が形成される。すなわ
ち、電源10からの交流出力はブリッジダイオード12によ
って整流され、フィルタリアクトル14及びフィルタコン
デンサ16にて形成されたLCフィルタを介し供給される。

そして、モータ制御回路の回生用チョッパ素子36が、主
スイッチング素子として用いられ、このチョッパ素子36
を所定のオンデューティーにて制御することにより、前
記LCフィルタ出力をチョッパ制御する。

そして、このチョッパ素子36がオンのときフライバック
リアクトルとして用いられるモータ制御回路の平滑リア
クトル32には、Ｄ点→平滑リアクトル32→主スイッチン
グ素子36→Ｅ点のループで電流が流れることにより磁気
エネルギが蓄積される。そして、チョッパ素子36がオフ
されるとフライバックリアクトル32から磁気エネルギが
被充電バッテリ28側へ放出され、これにより充電作用が
行われる。すなわち、フライバックリアクトル32→バッ
テリ28→ダイオード38→接続点Ｃ→ダイオード44→接続
点Ｄ→フライバックリアクトル32のルートとして形成さ
れた環流路により充電が行われる。

前記CD間結線に設けられたダイオード44は、充電動作時
においては上記の充電電流の還流回路を形成するととも
に、モータ制御動作時において接続点Ｄから接続点Ｃへ
電流が逆流するのを防止するためのもので、モータ制御
回路の力行用チョッパ素子34に逆並的に接続されたダイ
オード38は、充電作用時における電流逆流防止ダイオー
ドとして機能している。

従って本実施例によれば、切換スイッチ42をＡ側接点か
らＢ側接点へ切換えることにより、モータ制御回路と主
要構成要素を共通とするフライバック型充電装置を構成
することができ、モータ26を駆動させるためのバッテリ
28の充電作用を行うことができる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案に係る電気自動車用フライ
バック充電装置によれば、装置全体における体積及びコ
ストの面で大きな割り合いを占める主要構成要素をモー
タ制御回路の主要構成要素と兼用することができ、フラ
イバック型充電装置の小型軽量化及び低コスト化が達成
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る一実施例を示す回路図、 第２図は従来のモータ制御装置の回路図、第３図は従来
のモータ制御装置の回路図である。 12…ブリッジダイオード 14…フィルタコイル 16…フィルタコンデンサ 18…主スイッチング素子 20…フライバックリアクトル 22…逆流防止用ダイオード 24,28…バッテリ 32…フライホイールリアクトル 34…力行用チョッパ素子 36…回生用チョッパ素子 38,40…ダイオード

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源からの電流を整流する整流器と、 該整流器の出力電流に含まれる高周波リップルを除去す
   るLCフィルタと、 該LCフィルタの出力を所定のオンデューティでチョッパ
   制御する主スイッチング素子と、 該主スイッチング素子と前記LCフィルタの間に接続され
   主スイッチング素子によりチョッパ制御された電流によ
   り磁気エネルギを蓄積し逆流防止用ダイオードを介して
   バッテリを充電するフライバックリアクトルと、 を含む電気自動車用フライバック型充電装置において、 前記主スイッチング素子として回生時には電気自動車の
   直流モータからの発電電流を所定のオンデューティでチ
   ョッパ制御してバッテリへの電力の回生量を制御し回生
   時以外にはオフするモータ制御装置の回生用チョッパ素
   子を用い、 前記フライバックリアクトルとして前記モータ制御装置
   の回生用チョッパ素子と前記直流モータの間に接続され
   た平滑リアクトルを用い、 前記逆流防止用ダイオードとして力行時にはバッテリか
   らの電流を所定のオンデューティでチョッパ制御し力行
   時以外にはオフするモータ制御装置の力行用チョッパ素
   子に逆並列に接続された逆並列ダイオードを用い、 充電時において前記モータ制御装置の出力側を前記直流
   モータ側の入力側から前記LCフィルタの出力側に切り換
   えるとともに前記力行用チョッパ素子をオフさせ前記回
   生用チョッパ素子を充電動作用とに切換えるための切換
   スイッチと、 前記主スイッチング素子の前記バッテリ負端子側と前記
   フライバックリアクトルのLCフィルタ側に接続され、充
   電時においてフライバックリアクトルから磁気エネルギ
   をバッテリ側へ放出および還流させるための逆流防止還
   流用ダイオードと、 を設けたことを特徴とする電気自動車用フライバック型
   充電装置。