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公開番号2024169901
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-06
出願番号2023086756
出願日2023-05-26
発明の名称充電器、プログラム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/12 20060101AFI20241129BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】平滑コンデンサの耐電圧を低減できる充電器及びプログラムを提供する。
【解決手段】3相交流電源又は単相交流電源に対応可能な充電器10は、各交流端子Tac1～Tac3と、各直流端子TdcH,TdcLと、入力された交流電圧を直流電圧に変換して出力する力率改善回路20と、力率改善回路20から入力された直流電圧を降圧して出力する降圧チョッパ回路40と、DCDCコンバータ50と、平滑コンデンサ55と、を備える。平滑コンデンサ55は、DCDCコンバータ50の入力側に接続されている。DCDCコンバータ50は、降圧チョッパ回路40の出力側と各直流端子TdcH,TdcLとを接続し、降圧チョッパ回路40から入力された直流電圧を変圧して各直流端子TdcH,TdcLに出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数相の交流端子（Ｔａｃ１～Ｔａｃ３）と、
直流端子（ＴｄｃＨ，ＴｄｃＬ）と、
を備え、
複数相交流電源（２００）又は単相交流電源（２１０）が前記交流端子に電気的に接続可能に構成された充電器（１０）において、
前記交流端子に接続され、前記交流端子から入力された交流電圧を直流電圧に変換して出力するＡＣＤＣコンバータ（２０）と、
前記ＡＣＤＣコンバータの出力側に接続され、前記ＡＣＤＣコンバータから入力された直流電圧を降圧して出力する降圧チョッパ回路（４０）と、
ＤＣＤＣコンバータ（５０）と、
平滑コンデンサ（５５）と、
を備え、
前記平滑コンデンサは、前記ＤＣＤＣコンバータの入力側に接続されており、
前記ＤＣＤＣコンバータは、前記降圧チョッパ回路の出力側と前記直流端子とを接続し、前記降圧チョッパ回路から入力された直流電圧を変圧して前記直流端子に出力する、充電器。
続きを表示（約 4,100 文字）【請求項２】
前記ＡＣＤＣコンバータは、直流電圧を出力する高電位側入力経路（２５Ｈ）及び低電位側入力経路（２５Ｌ）を有し、
前記降圧チョッパ回路は、
上アーム変圧スイッチ（４１Ｈ）及び下アーム変圧スイッチ（４１Ｌ）の直列接続体と、
インダクタ（４２）と、
コンデンサ（４３）と、
を有し、
前記ＤＣＤＣコンバータは、高電位側経路（５４Ｈ）及び低電位側経路（５４Ｌ）を有し、
前記高電位側経路と前記低電位側経路とが前記平滑コンデンサによって接続されており、
前記上アーム変圧スイッチの高電位側端子は、前記高電位側入力経路に接続されており、
前記下アーム変圧スイッチの低電位側端子は、前記低電位側入力経路に接続されており、
前記インダクタ及び前記コンデンサの直列接続体は、前記下アーム変圧スイッチに並列接続されており、
前記下アーム変圧スイッチの低電位側端子は、前記低電位側経路に接続されており、
前記高電位側経路を、前記上アーム変圧スイッチの高電位側端子、又は前記インダクタ及び前記コンデンサの接続点に選択的に接続する切替スイッチ（４５）を備える、請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
制御装置（１００）を備え、
前記制御装置は、
前記交流端子に前記複数相交流電源が電気的に接続されていると判定した場合、前記インダクタ及び前記コンデンサの接続点に前記高電位側経路が接続されるように前記切替スイッチを制御し、
前記交流端子に前記単相交流電源が電気的に接続されていると判定した場合、前記上アーム変圧スイッチの高電位側端子が前記高電位側経路に接続されるように前記切替スイッチを制御する、請求項２に記載の充電器。
【請求項４】
前記ＡＣＤＣコンバータは、直流電圧を出力する高電位側入力経路（２５Ｈ）及び低電位側入力経路（２５Ｌ）を有し、
前記降圧チョッパ回路は、
上アーム変圧スイッチ（４１Ｈ）及び下アーム変圧スイッチ（４１Ｌ）の直列接続体と、
インダクタ（４２）と、
コンデンサ（４４）と、
を有し、
前記ＤＣＤＣコンバータは、高電位側経路（５４Ｈ）及び低電位側経路（５４Ｌ）を有し、
前記高電位側経路と前記低電位側経路とが前記平滑コンデンサによって接続されており、
前記上アーム変圧スイッチの高電位側端子は、前記高電位側入力経路に接続されており、
前記下アーム変圧スイッチの低電位側端子は、前記低電位側入力経路に接続されており、
前記インダクタ及び前記コンデンサの直列接続体は、前記上アーム変圧スイッチに並列接続されており、
前記上アーム変圧スイッチの高電位側端子は、前記高電位側経路に接続されており、
前記低電位側経路を、前記下アーム変圧スイッチの低電位側端子、又は前記インダクタ及び前記コンデンサの接続点に選択的に接続する切替スイッチ（４６）を備える、請求項１に記載の充電器。
【請求項５】
制御装置（１００）を備え、
前記制御装置は、
前記交流端子に前記複数相交流電源が電気的に接続されていると判定した場合、前記インダクタ及び前記コンデンサの接続点に前記低電位側経路が接続されるように前記切替スイッチを制御し、
前記交流端子に前記単相交流電源が電気的に接続されていると判定した場合、前記下アーム変圧スイッチの低電位側端子に前記低電位側経路が接続されるように前記切替スイッチを制御する、請求項４に記載の充電器。
【請求項６】
前記制御装置は、前記交流端子に前記単相交流電源が電気的に接続されているとともに、前記交流端子と前記直流端子との間で電力が伝達されると判定した場合、前記平滑コンデンサの端子電圧の脈動を低減すべく、前記上，下アーム変圧スイッチのスイッチング制御を行い、
前記交流端子に前記複数相交流電源が電気的に接続されているとともに、前記交流端子と前記直流端子との間で電力が伝達されると判定した場合、前記降圧チョッパ回路に入力された直流電圧を降圧して前記ＤＣＤＣコンバータに出力すべく、前記上，下アーム変圧スイッチのスイッチング制御を行う、請求項３又は５に記載の充電器。
【請求項７】
前記ＡＣＤＣコンバータは、直流電圧を出力する高電位側入力経路（２５Ｈ）及び低電位側入力経路（２５Ｌ）を有し、
前記降圧チョッパ回路は、
第１上アーム変圧スイッチ（２４１Ｈ）及び第１下アーム変圧スイッチ（２４１Ｌ）の直列接続体と、
第２上アーム変圧スイッチ（２４２Ｈ）及び第２下アーム変圧スイッチ（２４２Ｌ）の直列接続体と、
第１インダクタ（２４３）及び第２インダクタ（２４４）と、
コンデンサ（２４６）と、
を有し、
前記ＤＣＤＣコンバータは、高電位側経路（５４Ｈ）及び低電位側経路（５４Ｌ）を有し、
前記高電位側経路と前記低電位側経路とが前記平滑コンデンサによって接続されており、
前記第１，第２上アーム変圧スイッチの高電位側端子は、前記高電位側入力経路に接続されており、
前記第１，第２下アーム変圧スイッチの低電位側端子は、前記低電位側入力経路に接続されており、
第１切替スイッチ（２４５Ａ）と、
第２切替スイッチ（２４５Ｂ）と、
を備え、
前記第１インダクタ及び前記第１切替スイッチの直列接続体の第１端には、前記第１上アーム変圧スイッチ及び前記第１下アーム変圧スイッチの接続点が接続されており、
前記第１インダクタ及び前記第１切替スイッチの直列接続体の第２端には、前記コンデンサの第１端が接続されており、
前記コンデンサの第２端には、前記第１，第２下アーム変圧スイッチの低電位側端子及び前記低電位側経路が接続されており、
前記第２上アーム変圧スイッチ及び前記第２下アーム変圧スイッチの接続点には、第２インダクタを介して前記コンデンサの第１端が接続されており、
前記第２切替スイッチは、前記高電位側経路を、前記第１，第２上アーム変圧スイッチの高電位側端子、又は前記コンデンサの第１端に選択的に接続する、請求項１に記載の充電器。
【請求項８】
制御装置（１００）を備え、
前記制御装置は、
前記交流端子に前記複数相交流電源が電気的に接続されていると判定した場合、前記第１切替スイッチをオンするとともに、前記コンデンサの第１端に前記高電位側経路が接続されるように前記第２切替スイッチを制御し、
前記交流端子に前記単相交流電源が電気的に接続されていると判定した場合、前記第１切替スイッチをオフするととともに、前記第１，第２上アーム変圧スイッチの高電位側端子に前記高電位側経路が接続されるように前記第２切替スイッチを制御する、請求項７に記載の充電器。
【請求項９】
前記ＡＣＤＣコンバータは、直流電圧を出力する高電位側入力経路（２５Ｈ）及び低電位側入力経路（２５Ｌ）を有し、
前記降圧チョッパ回路は、
第１上アーム変圧スイッチ（２４１Ｈ）及び第１下アーム変圧スイッチ（２４１Ｌ）の直列接続体と、
第２上アーム変圧スイッチ（２４２Ｈ）及び第２下アーム変圧スイッチ（２４２Ｌ）の直列接続体と、
第１インダクタ（２４３）及び第２インダクタ（２４４）と、
コンデンサ（２４７）と、
を有し、
前記ＤＣＤＣコンバータは、高電位側経路（５４Ｈ）及び低電位側経路（５４Ｌ）を有し、
前記高電位側経路と前記低電位側経路とが前記平滑コンデンサによって接続されており、
前記第１，第２上アーム変圧スイッチの高電位側端子は、前記高電位側入力経路に接続されており、
前記第１，第２下アーム変圧スイッチの低電位側端子は、前記低電位側入力経路に接続されており、
第１切替スイッチ（２４５Ａ）と、
第２切替スイッチ（２４５Ｃ）と、
を備え、
前記第１インダクタ及び前記第１切替スイッチの直列接続体の第１端には、前記第１上アーム変圧スイッチ及び前記第１下アーム変圧スイッチの接続点が接続されており、
前記第１インダクタ及び前記第１切替スイッチの直列接続体の第２端には、前記コンデンサの第１端が接続されており、
前記コンデンサの第２端には、前記第１，第２上アーム変圧スイッチの高電位側端子及び前記高電位側経路が接続されており、
前記第２上アーム変圧スイッチ及び前記第２下アーム変圧スイッチの接続点には、第２インダクタを介して前記コンデンサの第１端が接続されており、
前記第２切替スイッチは、前記低電位側経路を、前記第１，第２下アーム変圧スイッチの低電位側端子、又は前記コンデンサの第１端に選択的に接続する、請求項１に記載の充電器。
【請求項１０】
制御装置（１００）を備え、
前記制御装置は、
前記交流端子に前記複数相交流電源が電気的に接続されていると判定した場合、前記第１切替スイッチをオンするとともに、前記コンデンサの第１端に前記低電位側経路が接続されるように前記第２切替スイッチを制御し、
前記交流端子に前記単相交流電源が電気的に接続されていると判定した場合、前記第１切替スイッチをオフするととともに、前記第１，第２下アーム変圧スイッチの低電位側端子に前記低電位側経路が接続されるように前記第２切替スイッチを制御する、請求項９に記載の充電器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、充電器及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、３相交流電源及び単相交流電源の双方に対応した充電器が知られている。なお、このような充電器の例として、特許文献１に開示された電力変換装置が挙げられる。
【０００３】
充電器は、ＡＣＤＣコンバータを備えている。ＡＣＤＣコンバータは、各相に対応して設けられた上，下アームスイッチを備えている。各相の上アームスイッチの高電位側端子は、高電位側直流端子に接続され、各相の下アームスイッチの低電位側端子は、低電位側直流端子に接続されている。高電位側経路及び低電位側経路は平滑コンデンサによって接続されている。
【０００４】
充電器は、各相に対応して設けられたインダクタと、各相のうちいずれか１相に対応して設けられた補償用コンデンサ及び切替スイッチとを備えている。切替スイッチの操作により、補償用コンデンサは、１相分のインダクタ及び下アームスイッチの直列接続体に並列接続されたり、この直列接続体から切り離されたりする。
【０００５】
入力側となる交流端子に単相交流電源が電気的に接続される単相充電制御時において、インダクタ及び下アームスイッチの直列接続体に補償用コンデンサが並列接続されるように切替スイッチが操作される。この操作状態において、補償用コンデンサが接続された相の上，下アームスイッチのスイッチング制御が行われる。これにより、交流端子から入力された交流電力を直流電力に変換して直流端子から出力する場合において、平滑コンデンサの端子電圧の脈動を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
米国特許第８５０３２０８明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
交流端子に３相交流電源が電気的に接続される３相充電制御時においては、単相充電制御時よりもＡＣＤＣコンバータの出力電圧が高くなる。このため、単相充電制御時における平滑コンデンサの端子電圧の脈動を低減できるものの、平滑コンデンサの耐電圧は、３相充電制御時におけるＡＣＤＣコンバータの出力電圧を考慮して設定されることとなる。その結果、平滑コンデンサの耐電圧を低減することができず、平滑コンデンサの体格が増加してしまうといった問題が生じ得る。
【０００８】
本開示は、平滑コンデンサの耐電圧を低減できる充電器及びプログラムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、複数相の交流端子と、
直流端子と、
を備え、
複数相交流電源又は単相交流電源が前記交流端子に電気的に接続可能に構成された充電器において、
前記交流端子に接続され、前記交流端子から入力された交流電圧を直流電圧に変換して出力するＡＣＤＣコンバータと、
前記ＡＣＤＣコンバータの出力側に接続され、前記ＡＣＤＣコンバータから入力された直流電圧を降圧して出力する降圧チョッパ回路と、
ＤＣＤＣコンバータと、
平滑コンデンサと、
を備える。
【００１０】
本開示において、前記平滑コンデンサは、前記ＤＣＤＣコンバータの入力側に接続されており、
前記ＤＣＤＣコンバータは、前記降圧チョッパ回路の出力側と前記直流端子とを接続し、前記降圧チョッパ回路から入力された直流電圧を変圧して前記直流端子に出力する。
（【００１１】以降は省略されています）

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