JP6672949B2 - Charging device - Google Patents
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Description
本発明は、充電装置に関する。 The present invention relates to a charging device.
二次電池を充電する充電装置には、入力された交流電力を所定の直流電力に変換して出力する1つ以上の電源ユニットが含まれる。例えば、電源ユニットに3相交流電力が入力される場合、電源ユニットには、3相交流電力の内の対応する1相の交流電力を所定の直流電力に夫々変換する3つの直流変換部が含まれ得る。また、充電動作中に充電装置の出力短絡により生じた過電流から直流変換部(具体的には、3つの直流変換部を夫々構成する回路及び素子)を保護するために、直流変換部内に出力短絡保護回路が設けられ得る。 The charging device that charges the secondary battery includes one or more power supply units that convert input AC power into predetermined DC power and output the converted DC power. For example, when three-phase AC power is input to the power supply unit, the power supply unit includes three DC converters for respectively converting the corresponding one-phase AC power of the three-phase AC power into predetermined DC power. Can be Further, in order to protect the DC converter (specifically, the circuits and elements constituting each of the three DC converters) from the overcurrent caused by the output short-circuit of the charging device during the charging operation, the output is provided in the DC converter. A short circuit protection circuit may be provided.
なお、関連する技術として、特許文献1−4に記載の技術が知られている。
Note that, as related techniques, techniques described in
しかしながら、出力短絡保護回路が複数の直流変換部夫々に対して設けられると、複数の直流変換部と同数の出力短絡保護回路を搭載するためのスペースが電源ユニットに(ひいては、充電装置に)必要になる。また、回路素子の個体差等に起因して、複数の出力短絡保護回路の間で保護動作にばらつきが生じる虞がある。 However, if the output short-circuit protection circuit is provided for each of the plurality of DC converters, the power supply unit (and, consequently, the charging device) needs to have the same number of output short-circuit protection circuits as the plurality of DC converters. become. In addition, there is a possibility that the protection operation varies among a plurality of output short-circuit protection circuits due to individual differences between circuit elements and the like.
本発明の一側面に係る目的は、充電装置の出力短絡により生じる過電流から、電源ユニットに含まれる複数の直流変換部を単一の出力短絡保護回路を用いて保護する充電装置を提供することである。 An object according to one aspect of the present invention is to provide a charging device that protects a plurality of DC converters included in a power supply unit from an overcurrent caused by an output short circuit of the charging device using a single output short-circuit protection circuit. It is.
本発明に係る一つの形態である充電装置は、並列接続された複数のDC/DCコンバータと、前記複数のDC/DCコンバータ夫々の出力電流の総和に対応する電圧を出力する総電流センサと、前記電圧の値と電圧閾値とを比較するコンパレータとを含む。また、該充電装置は、前記電圧の値と前記電圧閾値との比較結果に従って、前記複数のDC/DCコンバータを停止する電源ユニット制御部を含む。 A charging device according to one aspect of the present invention includes a plurality of DC / DC converters connected in parallel, a total current sensor that outputs a voltage corresponding to a total output current of each of the plurality of DC / DC converters, A comparator for comparing the voltage value with a voltage threshold. Further, the charging device includes a power supply unit control unit that stops the plurality of DC / DC converters according to a comparison result between the voltage value and the voltage threshold.
一実施形態に従った充電装置によれば、充電装置の出力短絡により生じる過電流から、電源ユニットに含まれる複数の直流変換部を単一の出力短絡保護回路を用いて保護することができる。 According to the charging device according to one embodiment, a plurality of DC converters included in the power supply unit can be protected from an overcurrent caused by an output short-circuit of the charging device using a single output short-circuit protection circuit.
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に従った充電装置の概略的な全体構成の一例を示す図である。図1に示す構成例では、第1の実施形態に従った充電装置の一例である充電装置1は、4つの電源ユニット11と、充電装置制御ユニット12とを含む。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic overall configuration of the charging device according to the first embodiment. In the configuration example illustrated in FIG. 1, the
各電源ユニット11は、充電装置1の外部から入力された交流電力(例えば、3相交流電力)を所定の直流電力に変換して出力する。なお、図1に示した構成例では、4つの電源ユニット11が充電装置1に含まれるが、実施形態に従った充電装置には任意の数の電源ユニットが含まれてもよい。
Each
充電装置制御ユニット12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)といったプロセッサ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、又はPLD(Programmable Logic Device)等を用いて構成される。充電装置制御ユニット12は、充電装置1に含まれる各部の動作を制御する。
The charging
各電源ユニット11は、3つの直流変換部111、電源ユニット制御部112、出力短絡保護回路113、及びAC/DC(Alternating Current/Direct Current)コンバータ114を含む。
Each
3つの直流変換部111は、充電装置1の外部から電源ユニット11に入力される3相交流電力の内の対応する1相の交流電力を所定の直流電力に夫々変換する。なお、図1に示した構成例では、3つの直流変換部111が含まれるが、実施形態に従った充電装置には、充電装置に入力される交流電力の送電形式等に応じて、2つ以上の任意の数の直流変換部が含まれてよい。
The three
各直流変換部111は、PFC(Power Factor Correction)回路1111、絶縁型DC/DC(Direct Current/Direct Current)コンバータ1112、及び非絶縁型DC/DCコンバータ1113を含む。なお、図1に示した構成例では非絶縁型DC/DCコンバータ1113が充電装置1に含まれるが、実施形態に従った充電装置は、非絶縁型DC/DCコンバータを必ずしも含まなくてもよい。
Each
PFC回路1111は、入力された交流電流の高調波成分を除去すると共に、入力された交流電力を直流電力に変換する。絶縁型DC/DCコンバータ1112は、入力側(一次側)と出力側(二次側)とを絶縁すると共に、PFC回路1111から入力された直流電圧/電流から安定した直流電圧/電流を出力する。非絶縁型DC/DCコンバータ1113は、絶縁型DC/DCコンバータ1112から入力された直流電圧から、充電装置1に接続された負荷(例えば、二次電池21)に応じた所望の直流電圧/電流を出力する。
The
電源ユニット制御部112は、例えば、CPUといったプロセッサ、FPGA、又はPLD等を用いて構成される。電源ユニット制御部112は、電源ユニット11に含まれる各部の動作を制御する。電源ユニット制御部112は、AC/DCコンバータ114から供給された直流電力によって動作する。AC/DCコンバータ114は、充電装置1の外部から入力された交流電力を直流電力に変換し、直流電力を電源ユニット制御部112へ出力する。
The power supply
出力短絡保護回路113は、充電装置1の出力短絡により生じる過電流から、電源ユニット11に含まれる複数の直流変換部111を夫々保護する。すなわち、電源ユニット11には単一の出力短絡保護回路113が含まれる。したがって、実施形態に従った充電装置によれば、複数の直流変換部に対応して複数の出力短絡保護回路が設けられる場合と比較して、出力短絡保護回路を電源ユニットに搭載するためのスペースを削減することができる。また、実施形態に従った充電装置によれば、複数の出力短絡保護回路の間で保護動作にばらつきが生じるといった不都合を防止できる。
The output short-
第1の実施形態に従った充電装置の各電源ユニットにおいて、単一の出力短絡保護回路を用いて、充電装置の出力短絡により生じる過電流から複数の直流変換部を保護する具体例を図2を更に参照しながら以下に説明する。 In each power supply unit of the charging device according to the first embodiment, a specific example of protecting a plurality of DC converters from overcurrent caused by an output short circuit of the charging device using a single output short-circuit protection circuit is shown in FIG. Will be described below with further reference to FIG.
図2は、第1の実施形態に従った充電装置の一部、及び関連する蓄電装置の構成例を示す図である。説明を明確にするために、図2には、図1に示した充電装置1に含まれる構成要素の一部のみが示されている。例えば、図2には、図1に示す複数の電源ユニット11の内の任意の電源ユニット11に含まれる複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113、電源ユニット制御部112、及び出力短絡保護回路113が示されている。また、図2には、実施形態に従ったDC/DCコンバータの一例である非絶縁型DC/DCコンバータ1113の各部を出力短絡により生じる過電流から保護する構成例が示されている。しかしながら、例えば、電源ユニット11が非絶縁型DC/DCコンバータ1113を含まない構成では、出力短絡保護回路113を用いて絶縁型DC/DCコンバータ1112の各部を出力短絡により生じる過電流から保護するように変更することも可能である。或いは、出力短絡保護回路113を用いて、AC/DCコンバータとしての機能をも含むPFC回路1111の各部を出力短絡により生じる過電流から保護するように変更することも可能である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a part of the charging device according to the first embodiment and a related power storage device. For the sake of clarity, FIG. 2 shows only some of the components included in
非絶縁型DC/DCコンバータ1113は、第1のコンデンサC1、DC/DC制御回路CON、第1のスイッチング素子SW1、第2のスイッチング素子SW2、インダクタL、第2のコンデンサC2を含む。また、非絶縁型DC/DCコンバータ1113は、電流センサSNSRI、ヒューズF、及びダイオードDを更に含む。
The non-insulated DC /
第1のコンデンサC1は、絶縁型DC/DCコンバータ1112から入力された直流電圧を平滑化する。DC/DC制御回路CONは、電源ユニット制御部112から入力された起動信号に従って、所定のデューティ比のPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成(及び増幅)して出力する。第1のスイッチング素子SW1及び第2のスイッチング素子SW2は、DC/DC制御回路CONから入力されたPWM信号に従って夫々オン又はオフし、入力された直流電圧を時分割する。インダクタL及び第2のコンデンサC2は、時分割された直流電圧を平滑化し、所望の直流電圧/電流を出力する。ダイオードDは、インダクタL及び第2のコンデンサC2を介した出力電流の逆流を防止する。
The first capacitor C 1 smoothes the DC voltage input from the insulated type DC /
電流センサSNSRIは、インダクタL及び第2のコンデンサC2を介した出力電流の値を測定する。例えば、図2中の破線(1)で示されるように、非絶縁型DC/DCコンバータ1113の内部で短絡が生じた場合、DC/DC制御回路CONは、電流センサSNSRIにより測定された電流値から過電流を検知する。過電流を検知すると、DC/DC制御回路CONは、PWM信号のデューティ比を変更したり、PWM信号の出力を停止する。DC/DC制御回路CONのこうした制御によって、非絶縁型DC/DCコンバータ1113の内部短絡に起因する過電流から非絶縁型DC/DCコンバータ1113内の各部(回路及び素子)は保護される。また、こうした内部短絡が生じた場合には、ヒューズFが切断されることで非絶縁型DC/DCコンバータ1113の各部は過電流から保護されてもよい。
Current sensor SNSR I measures the value of the output current through the inductor L and the second capacitor C 2. For example, as shown by a broken line (1) in FIG. 2, when a short circuit occurs inside the non-isolated DC /
出力短絡保護回路113は、総電流センサ1131、コンパレータ1132、及び閾値設定部1133を含む。
総電流センサ1131には、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113から出力された直流電流が入力する。総電流センサ1131は、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113夫々の出力電流の総和に対応する電圧を出力する。
The output short-
The direct current output from the plurality of non-insulated DC /
コンパレータ1132は、総電流センサ1131からの出力電圧の値と電圧閾値とを比較する。電圧閾値は、出力短絡保護電流値に対応する電圧値であり、出力短絡保護電流値は、充電装置の出力短絡により生じる過電流から直流変換部(例えば、DC/DCコンバータ)を構成する各回路及び素子を保護するための上限電流値である。第1の実施形態に従った充電装置では、電圧閾値は、電圧源Vにより供給される固定値として閾値設定部1133により予め設定される。
The comparator 1132 compares the value of the output voltage from the total
コンパレータ1132は、総電流センサ1131からの出力電圧の値が電圧閾値を超えると、出力短絡保護信号を電源ユニット制御部112へ出力する。電源ユニット制御部112は、入力された出力短絡保護信号に従って、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113を停止する。
When the value of the output voltage from the total
例えば、充電装置1に蓄電装置2が接続され、蓄電装置2に含まれる二次電池21に対する充電が開始された後、図2中の破線(2)に示されるように、充電装置1の外部で充電装置1の出力に短絡が生じた場合、充電装置1は以下の説明のように動作する。なお、蓄電装置2は、電気自動車、ハイブリットカー、又は電動フォークリフトといった車両に搭載及び接続されてもよい。また、二次電池21は、例えば、鉛電池、リチウムイオン電池、又はリチウムイオンキャパシタであり、図2の構成例とは異なり複数の電池セルを含んでもよい。
For example, after the
充電装置1の出力短絡が生じた場合、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113夫々の各部には、総電流センサ1131を経由して、過電流である短絡電流が流れる。総電流センサ1131は、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113夫々から出力された短絡電流の総和に対応する電圧をコンパレータ1132へ出力する。
When the output short-circuit of the
総電流センサ1131からの出力電圧の値が電圧閾値を超えた場合、コンパレータ1132は、例えば、コンパレータ1132からの出力をLowからHiへ変化させることによって、出力短絡保護信号を電源ユニット制御部112へ出力する。
When the value of the output voltage from the total
出力短絡保護信号が電源ユニット制御部112に入力すると、電源ユニット制御部112は、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113夫々のDC/DC制御回路CONへ出力される起動信号をオフにする(すなわち、起動信号の出力を停止する)。また、電源ユニット制御部112は、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113夫々のDC/DC制御回路CONへ電源オフ信号を出力する。
When the output short-circuit protection signal is input to the power supply
電源ユニット制御部112からの起動信号がオフになると、DC/DC制御回路CONは、第1のスイッチング素子SW1及び第2のスイッチング素子SW2へ出力されるPWM信号の生成を停止する。この結果、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113の各部には電流が流れなくなる。すなわち、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113の各部に流れる短絡電流は停止する。
When the activation signal from the power supply
短絡電流が停止すると、総電流センサ1131からは、電流値が0に対応する電圧が出力される。この結果、コンパレータ1132において、総電流センサ1131からの出力電圧の値が電圧閾値以下になり、コンパレータ1132は、出力短絡保護信号の出力を停止し、出力短絡保護信号は電源ユニット制御部112に入力されなくなる。このため、電源ユニット制御部112は、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113夫々のDC/DC制御回路CONへの起動信号を再びオンにする(すなわち、起動信号の出力を再開する)虞がある。しかしながら、前述したように、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113夫々のDC/DC制御回路CONの電源は、電源ユニット制御部112からの電源オフ信号によってオフにされている。したがって、仮に、電源ユニット制御部112が起動信号の出力を再開したとしても、停止した短絡電流が再び流れることを防止できる。
When the short-circuit current stops, a voltage corresponding to a current value of 0 is output from the total
電源ユニット制御部112は、出力短絡のダイアグを充電装置制御ユニット12へ出力する。出力短絡のダイアグが充電装置制御ユニット12に入力すると、充電装置制御ユニット12は、複数の電源ユニット11の動作を停止させ、充電装置1全体の出力を停止させる。その後、充電装置制御ユニット12は、例えば、表示ランプ(図示せず)によって、出力短絡の発生を示すエラーをユーザに通知してもよい。また、充電装置制御ユニット12は、複数の電源ユニット11を複数回リトライさせ、出力短絡が誤検知でないことを確認してもよい。
The power supply
このように、第1の実施形態に従った充電装置によれば、充電装置の出力短絡により生じる過電流から、電源ユニットに含まれる複数の直流変換部を単一の出力短絡保護回路を用いて保護することができる。
<第2の実施形態>
例えば、二次電池の定格電圧は、二次電池の種類によって異なる。また、例えば、二次電池の端子電圧は、CC(Constant Current)充電といった充電中に変化する。充電装置は、電圧の異なるこうした多様な二次電池を充電し得ることが望ましい。そこで、固定値として前述した電圧閾値は、例えば、低電圧の二次電池が相対的に大電流によって充電される場合の出力短絡保護電流値に対応するように設定され得る。しかしながら、充電装置を構成する各電源ユニットが出力可能な電力には限度がある。このため、高電圧の二次電池が相対的に小電流によって充電されている間に出力短絡が生じた場合には、出力短絡により生じた過電流の値が、設定された電圧閾値に対応する出力短絡保護電流値に達する前に、直流変換部を構成する回路及び素子は故障する虞がある。
As described above, according to the charging device according to the first embodiment, a plurality of DC converters included in the power supply unit are converted from an overcurrent caused by an output short circuit of the charging device using a single output short-circuit protection circuit. Can be protected.
<Second embodiment>
For example, the rated voltage of the secondary battery differs depending on the type of the secondary battery. Also, for example, the terminal voltage of the secondary battery changes during charging such as CC (Constant Current) charging. It is desirable that the charging device can charge these various secondary batteries having different voltages. Therefore, the voltage threshold value described above as a fixed value can be set to correspond to, for example, an output short-circuit protection current value when a low-voltage secondary battery is charged with a relatively large current. However, there is a limit to the power that can be output by each power supply unit that constitutes the charging device. Therefore, when an output short circuit occurs while the high-voltage secondary battery is being charged by a relatively small current, the value of the overcurrent caused by the output short circuit corresponds to the set voltage threshold. Before reaching the output short-circuit protection current value, the circuits and elements constituting the DC converter may be damaged.
第2の実施形態に従った充電装置は、充電される二次電池の電圧に従って電圧閾値を変更するように更に構成される。こうした構成によって、第2の実施形態に従った充電装置は、電圧の異なる多様な二次電池を充電しても、充電装置の出力短絡により生じる過電流から、複数の直流変換部を単一の出力短絡保護回路を用いて迅速に保護する。 The charging device according to the second embodiment is further configured to change the voltage threshold according to the voltage of the secondary battery to be charged. With such a configuration, even if the charging device according to the second embodiment charges various secondary batteries having different voltages, a plurality of DC converters can be connected to a single unit due to an overcurrent caused by an output short circuit of the charging device. Quick protection with output short circuit protection circuit.
図3は、第2の実施形態に従った充電装置の一部、及び関連する蓄電装置の構成例を示す図である。図3において、図1に示した充電装置1と同様の構成要素には、第2の実施形態に従った充電装置の一例である充電装置1´の構成要素に同様の参照符号が付されている。なお、充電装置1´の概略的な全体構成は図1に示した充電装置1と同様であってもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a part of the charging device according to the second embodiment and a related power storage device. In FIG. 3, the same components as those of the
充電装置1´は、出力短絡保護回路113の代わりに出力短絡保護回路113´を含み、出力短絡保護回路113´は、閾値設定部1133の代わりに閾値設定部1133´を含む。また、充電装置1´は、充電装置´の出力電圧を測定する電圧センサ115を更に含んでもよい。
The charging device 1 'includes an output short-circuit protection circuit 113' instead of the output short-
図3に示す構成例では、閾値設定部1133´は、所定電圧を供給する電圧源V、第1の抵抗R1、第3のスイッチング素子SW3、第2の抵抗R2、及び第3のコンデンサC3を含む。第3のスイッチング素子SW3は、電源ユニット制御部112からのPWM信号に従ってオン又はオフし、電圧源Vの所定電圧が第1の抵抗R1分降下した電圧を時分割する。第3のコンデンサC3は、時分割された電圧が第2の抵抗R2分降下した電圧を平滑化し、平滑化された電圧を電圧閾値としてコンパレータ1132へ出力する。
In the configuration example illustrated in FIG. 3, the
第2の実施形態に従った充電装置において、充電される二次電池の電圧に従って電圧閾値を設定する具体例を図4を更に参照しながら以下に説明する。
充電装置1´による二次電池21の充電が開始される前の充電開始処理において、充電装置制御ユニット12は、蓄電装置2の電池制御ユニット22から二次電池21の電圧値を通信を介して取得する。なお、電池制御ユニット22は、二次電池21を含む蓄電装置2の各部の動作を制御する装置又は回路である。また、充電装置制御ユニット12が取得する電圧値は、例えば、二次電池21の定格電圧である。
A specific example of setting the voltage threshold according to the voltage of the secondary battery to be charged in the charging device according to the second embodiment will be described below with further reference to FIG.
In the charging start process before the charging of the
充電装置制御ユニット12は、取得した電圧値から、各電源ユニット11の出力可能電流値を計算する。例えば、図4(A)に示すように、電源ユニット11の出力可能最大電力が3.5kWである場合、電源ユニット11が出力可能な電圧及び電流は、図4(A)の斜線で囲まれた範囲に限られる。充電装置制御ユニット12は、各電源ユニット11から出力可能最大電力が出力されるように、電池制御ユニット22から取得した電圧値から電源ユニット11の出力可能電流値を計算する。例えば、電池制御ユニット22から取得した電圧値が52[V]である場合、充電装置制御ユニット12は、電源ユニット11の出力可能電流値=70[A](3.5[W]/52[V])と計算する。充電装置制御ユニット12は、計算した出力可能電流値を電源ユニット制御部112へ送信する。
The charging
電源ユニット制御部112は、充電装置制御ユニット12から受信した出力可能電流値に応じた出力短絡保護電流値を取得する。例えば、電源ユニット制御部112は、図4(B)に示されるような複数の出力可能電流値に対応する複数の出力短絡保護電流値を予め保持してもよい。そして、電源ユニット制御部112は、保持した複数の出力短絡保護電流値の中から、充電装置制御ユニット12から受信した出力可能電流値に対応する出力短絡保護電流値を取得してもよい。電源ユニット制御部112は、取得した出力短絡保護電流値に対応する電圧値を電圧閾値として取得する。例えば、図3に示すように閾値設定部1133´が構成される場合、電源ユニット制御部112は、取得した出力短絡保護電流値に対応する電圧値に従ってデューティ比が設定されたPWM信号を生成及び取得する。
The power supply
電源ユニット制御部112は、取得した電圧閾値を閾値設定部1133´へ出力する。例えば、図3に示すように閾値設定部1133´が構成される場合、電源ユニット制御部112は、取得したPWM信号を閾値設定部1133´へ出力する。
The power supply
閾値設定部1133´は、電源ユニット制御部112から受信した電圧閾値を設定してコンパレータ1132へ出力する。例えば、図3に示すように閾値設定部1133´が構成される場合、閾値設定部1133´は、電源ユニット制御部112から受信したPWM信号から電圧閾値を生成及び設定し、該電圧閾値をコンパレータ1132へ出力する。こうして、出力短絡保護のための閾値電圧は、複数の非絶縁型DC/DCコンバータ1113の出力電力によって充電される二次電池21の電圧値に従って設定される。
The
このように、第2の実施形態に従った充電装置によれば、電圧の異なる多様な二次電池の電圧に応じて電圧閾値が変更される。したがって、第2の実施形態に従った充電装置によれば、電圧の異なる多様な二次電池を充電しても、充電装置の出力短絡により生じる過電流から、複数の直流変換部が単一の出力短絡保護回路を用いて迅速に保護できる。 Thus, according to the charging device according to the second embodiment, the voltage threshold is changed according to the voltages of various secondary batteries having different voltages. Therefore, according to the charging device according to the second embodiment, even if various secondary batteries having different voltages are charged, a plurality of DC converters are connected to a single DC conversion unit due to an overcurrent caused by an output short circuit of the charging device. It can be quickly protected by using the output short circuit protection circuit.
次に、充電装置1´による二次電池21の充電が開始されると、充電装置制御ユニット12は、二次電池21の電圧値を充電中に所定の時間間隔で取得する。取得される電圧値は、例えば、二次電池21の端子電圧である。充電装置制御ユニット12は、電圧センサ115により測定された電圧値を二次電池21の電圧値として取得してもよい。或いは、充電装置制御ユニット12は、二次電池21の電圧値を電池制御ユニット22から通信を介して取得してもよい。充電装置制御ユニット12は、各電源ユニット11から出力可能最大電力が出力されるように、取得した電圧値から電源ユニット11の出力可能電流値を計算し、計算した出力可能電流値を電源ユニット制御部112へ送信する。
Next, when the charging of the
電源ユニット制御部112は、充電装置制御ユニット12から受信した出力可能電流値に応じた出力短絡保護電流値を再取得する。そして、電源ユニット制御部112は、再取得した出力短絡保護電流値に対応する電圧値を取得し、取得した電圧値を電圧閾値として閾値設定部1133´へ出力する。例えば、図3に示すように閾値設定部1133´が構成される場合、電源ユニット制御部112は、再取得した出力短絡保護電流値に対応する電圧値に従ってPWM信号を生成及び取得し、取得したPWM信号を閾値設定部1133´へ出力する。
The power supply
閾値設定部1133´は、電源ユニット制御部112から受け取った電圧閾値を設定し、該電圧閾値をコンパレータ1132へ出力する。例えば、図3に示すように閾値設定部1133´が構成される場合には、閾値設定部1133´は、電源ユニット制御部112から受信したPWM信号から電圧閾値を生成及び設定し、該電圧閾値をコンパレータ1132へ出力する。
The
このように、第2の実施形態に従った充電装置によれば、充電中に変化する二次電池の電圧に応じて電圧閾値が変更される。このため、第2の実施形態に従った充電装置によれば、充電中の二次電池の電圧の変化に応じて、充電装置の出力短絡により生じる過電流から、複数の直流変換部を単一の出力短絡保護回路を用いて迅速に保護できる。 Thus, according to the charging device according to the second embodiment, the voltage threshold is changed according to the voltage of the secondary battery that changes during charging. For this reason, according to the charging device according to the second embodiment, a plurality of DC converters are connected to a single DC conversion unit in accordance with a change in the voltage of the secondary battery during charging, due to an overcurrent caused by an output short circuit of the charging device. Can be quickly protected by using the output short-circuit protection circuit.
なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
例えば、第2の実施形態に従った充電装置において、充電装置制御ユニット12は、図4(B)に示すような二次電池の電圧と出力短絡保護電流値との対応表を保持してもよい。そして、充電装置制御ユニット12は、取得した二次電池の電圧値に対応する出力短絡保護電流値又は電圧閾値を取得し、取得した出力短絡保護電流値又は電圧閾値を電源ユニット制御部112へ出力してもよい。また、電源ユニット制御部112は、図4(B)に示すような二次電池の電圧と出力短絡保護電流値との対応表を保持してもよい。そして、電源ユニット制御部112は、充電装置制御ユニット12から二次電池21の電圧値を取得し、取得した電圧値に基づいて、出力短絡保護電流値及び対応する閾値電圧を取得してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the charging device according to the second embodiment, the charging
1 充電装置
11 電源ユニット
111 直流変換部
1111 PFC回路
1112 絶縁型DC/DCコンバータ
1113 非絶縁型DC/DCコンバータ
C1 第1のコンデンサ
C2 第2のコンデンサ
CON DC/DC制御回路
SW1 第1のスイッチング素子
SW2 第2のスイッチング素子
L インダクタ
SNSRI 電流センサ
F ヒューズ
D ダイオード
112 電源ユニット制御部
113、113´ 出力短絡保護回路
1131 総電流センサ
1132 コンパレータ
1133、1133´閾値設定部
V 電圧源
R1 第1の抵抗
R2 第2の抵抗
SW3 第3のスイッチング素子
C3 第3のコンデンサ
114 AC/DCコンバータ
115 電圧センサ
12 充電装置制御ユニット
2 蓄電装置
21 二次電池
22 電池制御ユニット
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
前記複数のDC/DCコンバータ夫々の出力電流の総和に対応する電圧を出力する総電流センサと、
前記電圧の値と電圧閾値とを比較するコンパレータと、
前記電圧の値と前記電圧閾値との比較結果に従って、前記複数のDC/DCコンバータを停止する電源ユニット制御部と、
前記電圧閾値を設定する閾値設定部と、を含み、
前記電源ユニット制御部は、前記複数のDC/DCコンバータの出力電力により充電される二次電池の電圧値より計算された前記DC/DCコンバータそれぞれを含む複数の電源ユニットそれぞれの出力可能電流値に応じた出力短絡保護電流値に従って前記電圧閾値を取得し、取得した前記電圧閾値を前記閾値設定部へ出力する
充電装置。 A plurality of DC / DC converters connected in parallel;
A total current sensor that outputs a voltage corresponding to a sum of output currents of the plurality of DC / DC converters;
A comparator that compares the value of the voltage with a voltage threshold,
A power supply unit control unit that stops the plurality of DC / DC converters according to a comparison result between the voltage value and the voltage threshold value ;
A threshold setting unit that sets the voltage threshold,
The power supply unit control unit calculates an output current value of each of the plurality of power supply units including the DC / DC converter calculated from a voltage value of the secondary battery charged by the output power of the plurality of DC / DC converters. A charging device that obtains the voltage threshold according to a corresponding output short-circuit protection current value, and outputs the obtained voltage threshold to the threshold setting unit .
前記コンパレータは、前記電圧の値が前記電圧閾値を超えた場合に出力短絡保護信号を出力し、
前記電源ユニット制御部は、前記出力短絡保護信号を受信した場合に、前記複数のDC/DCコンバータの出力電圧を制御する複数のDC/DC制御回路へ起動信号を出力することを停止し、前記複数のDC/DC制御回路の電源を夫々オフにする電源オフ信号を前記複数のDC/DC制御回路へ出力する
充電装置。 The charging device according to claim 1,
The comparator outputs an output short-circuit protection signal when the value of the voltage exceeds the voltage threshold,
The power supply unit control unit, when receiving the output short-circuit protection signal, stops outputting a start signal to a plurality of DC / DC control circuits that control output voltages of the plurality of DC / DC converters, A charging device that outputs a power-off signal to turn off the power of each of the plurality of DC / DC control circuits to the plurality of DC / DC control circuits.
前記電源ユニット制御部は、前記二次電池の充電中に前記電圧値を所定の時間間隔で取得し、取得した二次電池の電圧値に従って前記電圧閾値を再取得し、再取得した前記電圧閾値を前記閾値設定部へ出力し、
前記閾値設定部は、再取得された前記電圧閾値を設定する
充電装置。 The charging device according to claim 1 ,
The power supply unit control unit acquires the voltage value at predetermined time intervals during charging of the secondary battery, reacquires the voltage threshold according to the acquired voltage value of the secondary battery, and reacquires the voltage threshold. Is output to the threshold setting unit,
The charging device, wherein the threshold setting unit sets the reacquired voltage threshold.
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