电力供给装置 |
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| 申请号 | CN201510131435.4 | 申请日 | 2015-03-25 | 公开(公告)号 | CN104953825B | 公开(公告)日 | 2017-12-19 |
| 申请人 | 欧姆龙汽车电子株式会社; | 发明人 | 安藤正则; 大元靖理; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供电 力 供给装置，其在正常状态下停止DC‑DC转换器的工作的情况下，防止对PFC 电路 (功率因数改善电路)的电容器施加过 电压 。此外，发生了停电后，在解除停电时，防止负载的损伤和元件的破坏，并迅速重新开始对负载的电力供给。充电装置(100、电力供给装置)具有检测PFC电路(5)的 输入侧 的电压的电压检测部(15)。在以电压检测部(15)未检测到小于规定的值的电压的正常状态使DC‑DC转换器(10)的工作停止时，以使得DC‑DC转换器(10)的 输出电压 逐渐降低的方式，控制 开关 元件(Q2～Q9)的接通/断开。另一方面，在电压检测部(15)检测到小于规定的值的电压时，立即断开开关元件(Q2～Q9)，停止DC‑DC转换器(10)的工作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电力供给装置，其具有： |
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| 说明书全文 | 电力供给装置技术领域背景技术[0002] 在电动汽车和混合动力车辆中搭载有作为行驶用电动机的驱动源的高电压电池，并设有用于对该电池进行充电的充电装置。这种充电装置通常具有改善由交流电源供给的电力的功率因数的功率因数改善电路(以下称之为PFC(Power Factor Correction：功率因数校正)电路)、使PFC电路的输出电压升压或降压的DC-DC转换器、以及控制PFC电路和DC-DC转换器的控制部。 [0003] 充电装置连接于交流电源，在控制部的控制之下开始了充电时，PFC电路和DC-DC转换器进行工作，利用从DC-DC转换器输出的直流电压来对电池充电。在电池的充电过程中，控制部监视输出电压，以使得输出电压的值成为目标值的方式，对PFC电路和DC-DC转换器进行反馈控制。此外，也有些情况下监视输出电流，以使得输出电流的值成为目标值的方式，进行反馈控制。在电池的充电结束后，控制部停止PFC电路和DC-DC转换器的工作，此外，使设置于DC-DC转换器的输出侧的输出电容器的残余电荷进行放电。通过输出电容器的放电，防止残余电荷导致的感电。 [0004] 通常，DC-DC转换器具有单个或多个开关元件。此外，作为这些开关元件的驱动信号，一般使用PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)信号。存在如下控制方法，在开始了DC-DC转换器的工作时，通过逐渐增大施加给开关元件的PWM信号的占空比，或者逐渐移动PWM信号的相位，从而逐渐增加DC-DC转换器的输出。在本说明书中将该控制方法称作“软起动控制”。关于软起动控制，例如在专利文献1中进行了描述。 [0005] 此外，还存在如下控制方法，在停止DC-DC转换器的工作时，通过逐渐降低施加给开关元件的PWM信号的占空比，或者逐渐移动PWM信号的相位，从而逐渐降低DC-DC转换器的输出。在本说明书中将该控制方法称作“软停机控制”。关于软停机控制，例如在专利文献2中进行了描述。 [0006] 在专利文献3、4中描述了关于DC-DC转换器的停止控制的技术。作为专利文献3，在同步整流方式的DC-DC转换器中，停止了对于负载的电力供给时，将蓄积于输出电容器中的电荷通过同步整流电路的开关元件放电至地面。作为专利文献4，在同步整流方式的DC-DC转换器中，停止了对于负载的电力供给时，将蓄积于输出电容器中的电荷经由电感和FET(场效应晶体管)而在输入电源侧再生。 [0007] 在专利文献5～7中描述了电力供给装置的停电措施。作为专利文献5、6，通过在DC-DC转换器的前级设置前置转换器，从而在停电时不会产生输入电压的急剧降低。作为专利文献7，在母线电压为基准电压以下的情况下，停止直流负载的工作，从而抑制母线电压的降低，此外，通过电流限制电阻抑制恢复供电时的浪涌电流。 [0008] 另外，PFC电路具有电感和电容器。因此，在电池的充电完成后，如果立即断开DC-DC转换器的开关元件，停止DC-DC转换器的工作，则会对PFC电路的电容器施加过电压，可能破坏电容器。其原因在于，通过DC-DC转换器的工作停止而使得PFC电路的输出侧成为无负载状态，因而蓄积于电感中的电能未被DC-DC转换器消耗，而作为高电压被施加供电容器所致。 [0009] 此外，在电池的充电过程中有时会发生停电。此时，DC-DC转换器未立刻成为停止状态，而是凭借PFC电路的电容器的充电电压，在一定时间内继续工作。然而，在此期间内，电容器的电荷会经由DC-DC转换器的开关元件而放电。因此，如果由于该放电而使得电容器的电压降低，则DC-DC转换器的输出电压也会降低，因而反馈控制以提升该输出电压的方式工作。其结果，伴随电容器的放电，施加给DC-DC转换器的开关元件的PWM信号的占空比不断增大，如果电容器的电压小于一定值，则占空比为100％。 [0010] 因此，如果在该状态下解除(恢复电源)了停电，则会从DC-DC转换器中输出对应于占空比100％的过大电压，可能损伤负载。此外，在PFC电路的电容器中不存在电荷的状态下，电源电压会急剧施加于电容器，因此较大的浪涌电流会流过电容器，PFC电路的元件可能被破坏。进而，在停电解除时，必须将放电后的电容器从最初状态起进行充电，直到电容器的电压成为一定电平为止DC-DC转换器都不会工作，因此无法迅速重新开始对于负载的电力供给。 [0011] 专利文献1 国际公开WO2011/129185 [0012] 专利文献2 日本特开平4-69051号公报 [0013] 专利文献3 日本特开2008-160967号公报 [0014] 专利文献4 日本特开2002-262550号公报 [0015] 专利文献5 日本特开2011-182575号公报 [0016] 专利文献6 日本特开2012-90476号公报 [0017] 专利文献7 日本特开2012-95511号公报 发明内容[0018] 本发明的课题在于，在正常状态下停止DC-DC转换器的工作的情况下，防止对PFC电路的电容器施加过电压。本发明的另一个课题在于，在发生了停电后，解除了停电时，防止负载的损伤和元件的破坏，并迅速重新开始对于负载的电力供给。 [0019] 本发明的电力供给装置具有：输入端子，其连接有交流电源；输出端子，其连接有负载；PFC电路(功率因数改善电路)，其包括电容器，且改善从交流电源经由输入端子供给的电力的功率因数；DC-DC转换器，其包括开关元件，根据该开关元件的接通/断开使PFC电路的输出电压升压或降压；控制部，其控制PFC电路和DC-DC转换器；以及电压检测部，其检测PFC电路的输入侧的电压。在以电压检测部未检测到小于规定的值的电压的正常状态使DC-DC转换器的工作停止时，控制部以使得DC-DC转换器的输出电压逐渐降低的方式，控制开关元件的接通/断开。此外，在电压检测部检测到小于规定的值的电压时，控制部立即断开开关元件，使DC-DC转换器的工作停止。 [0020] 根据这种结构，在未发生停电的状态下停止DC-DC转换器的情况下，通过软停机控制逐渐停止DC-DC转换器，因此不会对PFC电路的电容器施加过电压，能够防止该电容器的破坏。另一方面，在发生了停电的情况下，立即停止DC-DC转换器，因此在停电解除时，不会从DC-DC转换器中输出过大的电压，能够防止负载的损伤。此外，开关元件即时断开，从而可阻止PFC电路的电容器的放电。因此，在停电解除时，不会在PFC电路的电容器中流过较大的浪涌电流，能够防止PFC电路的元件的破坏，并且能够迅速重新开始对于负载的电力供给。 [0021] 本发明还可以构成为，DC-DC转换器具有利用PWM信号进行驱动的单个或多个开关元件，在以电压检测部未检测到小于规定的值的电压的正常状态使DC-DC转换器的工作停止时，控制部逐渐改变施加给开关元件的PWM信号的占空比或相位，从而逐渐降低DC-DC转换器的输出电压。 [0022] 本发明优选构成为，控制部在使DC-DC转换器的工作停止之后，使PFC电路的工作停止。 [0023] 本发明优选构成为，控制部在使PFC电路的工作停止之后，使来自交流电源的电源供给停止。 [0024] 本发明优选构成为，控制部在使来自交流电源的电源供给停止之后，电气地切断负载。 [0025] 本发明还可以构成为，电压检测部以一定周期检测PFC电路的输入侧的电压，控制部在由电压检测部检测到的电压连续规定的次数小于规定的值的情况下，判定为发生了停电。 [0026] 本发明还可以构成为，控制部在判定为发生了停电之后，在由电压检测部检测到的电压在规定的值以上的状态连续出现规定的次数的情况下，判定为解除了停电。 [0027] 根据本发明，在以正常状态使DC-DC转换器的工作停止的情况下，能够防止对PFC电路的电容器施加过电压。此外，在发生了停电之后，解除了停电时，能够防止负载的损伤和元件的破坏，并且能够迅速重新开始对于负载的电力供给。附图说明 [0028] 图1是表示本发明实施方式的充电装置的电路图。 [0029] 图2是表示充电插座的电气结构的图。 [0030] 图3是表示同步整流的电流路径的电路图。 [0031] 图4是表示同步整流的电流路径的电路图。 [0032] 图5是表示DC-DC转换器的各部分的工作的时序图。 [0033] 图6是表示充电装置的工作的流程图。 [0034] 图7是表示检测停电的具体方法的一例的图。 [0035] 图8A是用于说明软停机控制的时序图。 [0036] 图8B是用于说明软停机控制的时序图。 [0037] 图8C是用于说明软停机控制的时序图。 [0038] 图8D是用于说明软停机控制的时序图。 [0039] 图9是表示电池充电时的电流路径的电路图。 [0040] 图10是表示输出电容器放电时的放电路径的电路图。 [0041] 图11是表示输出电容器放电时的其他放电路径的电路图。 [0042] 标号说明 [0043] 1：交流电源；5：PFC电路(功率因数改善电路)；10：DC-DC转换器；12：控制部；14：电池(负载)；15：电压检测部；100：充电装置(电力供给装置)；C1：电容器；Q2～Q9：开关元件；T1、T2：输入端子；T3、T4：输出端子。 具体实施方式[0044] 下面参照附图说明本发明的实施方式。在各图中，对于相同部分或对应部分赋予同一符号。以下，作为电力供给装置的实施方式，举例说明用于电池的充电的充电装置。 [0045] 首先，参照图1，说明充电装置的结构。在图1中，充电装置100配置于电源部200与电池部300之间。在充电装置100上设有供电源部200连接的输入端子T1、T2和控制端子T5、供电池部300连接的输出端子T3、T4。充电装置100和电池部300搭载于车辆上。电源部200设置于车辆的外部。 [0046] 电源部200具有交流电源1、开关2a、2b。交流电源1例如为AC100V的商用电源。开关2a、2b内置于用于将交流电源1连接于输入端子T1、T2上的充电插座(图1中省略了图示)。 [0047] 如图2所示，充电插座50具有AC插头51、开关电路52、控制电路53、连接检测传感器54、电源端子55、56和信号端子57。AC插头51连接于图1的交流电源1。电源端子55、56分别连接于充电装置100的输入端子T1、T2。信号端子57连接于充电装置100的控制端子T5。开关电路52由上述开关2a、2b构成。 [0048] 交流电源1的电压从电源端子55、56经由AC插头51和开关电路52，被供给至充电装置100。连接检测传感器54检测充电插座50机械地连接于车辆的情况。控制电路53根据从充电装置100输入到信号端子57的指令，控制开关电路52的工作。此外，控制电路53根据连接检测传感器54的输出，将充电插座50的连接/切断的状态经由信号端子57通知给充电装置100。 [0049] 如图1所示，电池部300具有电池14和连接器13a、13b。电池14是数百伏的高电压电池，例如由锂接通电池或铅蓄电池等的二次电池构成。连接器13a、13b使电池14相对于充电装置100电连接或电气地切断。 [0050] 充电装置100具有输入滤波器3、整流电路4、PFC电路(功率因数改善电路)5、DC-DC转换器10、平滑电路9、电压检测部11、电压检测部15和控制部12。 [0051] 输入滤波器3是用于从输入到输入端子T1、T2的交流电压中去除噪声的滤波器。整流电路4由具有桥接而成的4个二极管(省略图示)的全波整流电路构成，对通过了输入滤波器3的交流电压进行全波整流。整流电路4的输出端连接于电源线16a、16b。 [0052] PFC电路5改善从交流电源1供给的电力的功率因数。PFC电路5具有电感L1、二极管D1、电容器C1、开关元件Q1和继电器Ry。开关元件Q1例如由FET(场效应晶体管)构成。通过开关元件Q1的高速开关工作，整流电路4的输出电流的波形接近输出电压的波形，从而改善功率因数。此时，通过电感L1来进行输入电压的升压，并且通过二极管D1和电容器C1对升压的电压进行整流/平滑。继电器Ry是用于抑制浪涌电流的保护继电器。 [0053] DC-DC转换器10使PFC电路5的输出电压升压或降压，生成用于对电池14进行充电的直流电压。DC-DC转换器10由逆变器电路6、变压器7、同步整流电路8构成。 [0054] 逆变器电路6设置于变压器7的一次侧，由具有4个开关元件Q2～Q5的电桥电路构成。串联连接有开关元件Q2、Q3的桥臂a1和串联连接有开关元件Q4、Q5的桥臂a2并联连接于电源线16a、16b之间。各开关元件Q2～Q5例如由FET构成。逆变器电路6通过这些开关元件Q2～Q5，对从PFC电路5输出的直流电压进行切换并转换为交流电压，输出给变压器7的一次侧(DC-AC转换)。 [0055] 同步整流电路8设置于变压器7的二次侧，由具有4个开关元件Q6～Q9的电桥电路构成。串联连接有开关元件Q6、Q7的桥臂a3和串联连接有开关元件Q8、Q9的桥臂a4并联连接于电源线17a、17b之间。各开关元件Q6～Q9例如由FET构成。同步整流电路8通过这些开关元件Q6～Q9的开关，对变压器7的二次侧的交流电压进行整流，并转换为直流电压(AC-DC转换)。同步整流方式相比于二极管整流方式而言，整流部的电力损失较小，具有转换效率高的优点。 [0056] 平滑电路9设置于DC-DC转换器10的输出端，使DC-DC转换器10的输出电压平滑化。平滑电路9具有设置于电源线17a上的电感L2、设置于电源线17a、17b之间的输出电容器C2。 电感L2和输出电容器C2构成低通滤波器。在平滑电路9的输出端设有构成分压电阻的电阻R1、R2以及二极管D2。输出电容器C2的电压经由二极管D2被输出给输出端子T3、T4，对电池 14进行充电。 [0057] 电压检测部11取入电阻R1、R2的连接点的电压，检测输出电容器C2的电压、即充电装置100的输出电压。电压检测部11的输出被提供给控制部12。 [0058] 电压检测部15设置于电源线16a、16b之间，检测PFC电路5的输入侧的电压。电压检测部15的输出被提供给控制部12。 [0059] 控制部12由CPU和PWM(Pulse Width Modulation；脉冲宽度调制)电路等构成，控制电源部200、PFC电路5、逆变器电路6、同步整流电路8和电池部300的各部分。具体地，控制部12进行如下控制、即电源部200的开关2a、2b的接通/断开控制、PFC电路5的开关元件Q1的接通/断开控制、逆变器电路6的开关元件Q2～Q5的接通/断开控制、同步整流电路8的开关元件Q6～Q9的接通/断开控制、电池部300的连接器13a、13b的接通/断开控制。此外，控制部12从电源部200取得充电插座50(图2)的连接/切断的状态。进而，控制部12在与构成ECU(电子控制单元)的上位装置20之间进行通信。 [0060] 在以上的结构中，充电装置100是本发明的“电力供给装置”的一例，电池14是本发明的“负载”的一例。 [0061] 另外，同步整流电路8的开关工作是在控制部12的控制之下，与逆变器电路6的开关工作同步进行的。图3和图4是说明该情况的图。 [0062] 如图3所示，在逆变器电路6的开关元件Q2、Q5接通时，电流按照粗箭头所示的路径流过变压器7的一次侧。此时，在同步整流电路8中，对应于逆变器电路6的开关元件Q2、Q5的开关元件Q6、Q9接通，电流按照粗箭头所示路径流过变压器7的二次侧。 [0063] 此外，如图4所示，在逆变器电路6的开关元件Q3、Q4接通时，电流按照粗箭头所示路径流过变压器7的一次侧。此时，在同步整流电路8中，对应于逆变器电路6的开关元件Q3、Q4的开关元件Q7、Q8接通，电流按照粗箭头所示路径流过变压器7的二次侧。 [0064] 图5是表示DC-DC转换器10的各部分的工作的时序图。这里，示出通过相位移动方式对开关元件进行PWM驱动的情况下的通常的信号波形。另外，图5中省略了图示，而为了防止各桥臂的上下的开关元件(Q2和Q3等)都为接通状态而产生的短路，在上下的开关元件进行开关的时机之间设定有死区时间。 [0065] 接着，参照图6的流程图说明由以上结构构成的充电装置100的工作。 [0066] 在图6的步骤S1中，车辆连接有充电插座50。具体而言，充电插座50的电源端子55、56(图2)连接于充电装置100的输入端子T1、T2，充电插座50的信号端子57连接于充电装置 100的控制端子T5。在该状态下，充电插座50的开关2a、2b断开。在充电插座50的连接被连接检测传感器54检测到，且由控制电路53通知给充电装置100的控制部12时，进入步骤S2。 [0067] 在步骤S2中，控制部12进行车内高电压线路(连接充电装置100和电池部300的线路)的连接。具体而言，控制部12对电池部300输出控制信号，使连接器13a、13b接通。由此，电池14经由连接器13a、13b连接于充电装置100的输出端子T3、T4。 [0068] 在步骤S3中，控制部12开始从电源部200对充电装置100的电源供给。具体而言，控制部12对电源部200的充电插座50输出供电许可信号。充电插座50的控制电路53接收该供电许可信号并控制开关电路52，使开关2a、2b接通。由此，交流电源1的交流电压经由开关2a、2b被施加给输入端子T1、T2。 [0069] 在步骤S4中，控制部12判定是否允许对电池14的充电。该判定是基于控制部12是否从上位装置20接收到了充电许可信号(接通信号)而进行的。在控制部12接收到了充电许可信号的情况下(步骤S4；YES)，判断为允许充电并进入步骤S5。 [0070] 在步骤S5中，控制部12开始PFC电路5的工作。具体而言，控制部12对PFC电路5的开关元件Q1的栅极施加PWM信号，并且使PFC电路5的继电器Ry接通。由此，PFC电路5进行工作，开关元件Q1基于PWM信号而接通/断开，如上所述进行功率因数的改善和升压。另外，PFC电路5的起动是通过上述软起动控制进行的。 [0071] 接着，在步骤S6中，控制部12开始DC-DC转换器10的工作。具体而言，控制部12对逆变器电路6的规定的开关元件(Q2和Q5、Q3和Q4)的栅极施加PWM信号，并且对同步整流电路8的规定的开关元件(Q6和Q9、Q7和Q8)的栅极施加PWM信号。由此，DC-DC转换器10进行工作，进行如图3和图4中说明的同步整流。该DC-DC转换器10的起动也是通过软起动控制进行的。 [0072] 通过以上的步骤S1～S6的执行，充电装置100成为完全的工作状态。在该状态下，形成图9的粗箭头所示的电流路径。这里，开关元件Q2、Q5、Q6、Q9进行了接通，因此逆变器电路6的电流路径和同步整流电路8的电流路径成为图3所示的路径。在开关元件Q3、Q4、Q7、Q8进行了接通时，逆变器电路6的电流路径和同步整流电路8的电流路径成为图4所示的路径。 [0073] DC-DC转换器10进行工作，从而对输出电容器C2充电，通过在输出端子T3、T4之间显现的输出电压，开始对电池14的充电。此后进入步骤S7。 [0074] 在步骤S7中，控制部12判定是否检测到了停电。具体而言，控制部12监视由电压检测部15检测的电压(PFC电路5的输入电压)，在电压检测部15检测到小于规定的值的电压时，判断为发生了停电。另外，这里所谓的停电不仅包括在较长时间内持续的停电，例如还包括缺损了电压波形的1个周期等的极短时间内的停电(瞬时停电)。 [0075] 图7表示检测停电的具体方法的一例。输入电压的波形成为被整流电路4整流的全波整流波形。虚线表示输入电压缺损而产生了瞬时停电的部分。电压检测部15按照一定周期(箭头的时机)检测PFC电路5的输入电压。控制部12在由电压检测部15检测的电压连续规定的次数小于规定的值的情况下，判断为发生了停电。此外，控制部12在判定为发生了停电之后，在由电压检测部15检测的电压在规定的值以上的状态连续出现规定次数的情况下，判定为解除了停电。 [0076] 返回图6，在步骤S7中未检测到停电的情况下(步骤S7；NO)，进入步骤S8。 [0077] 在步骤S8中，在对电池14进行了充电的期间内，由控制部12进行充电控制。该充电控制时，控制部12根据由电压检测部11检测的输出电压，对PFC电路5和DC-DC转换器10进行反馈控制。具体而言，控制部12以使得输出电压成为目标值的方式，控制施加给PFC电路5和DC-DC转换器10的各开关元件的PWM信号的占空比。此外，控制部12还进行电池14的充电电流的确定和充电模式的选择(例如省电力模式)等。 [0078] 在步骤S9中，控制部12判定电池14的充电是否结束。该判定是基于控制部12是否从上位装置20接收到充电停止信号(断开信号)而进行的。在控制部12未接收到充电停止信号的情况下(步骤S9；NO)，判断为充电未结束并返回步骤S7。另一方面，在控制部12接收到充电停止信号的情况下(步骤S9；YES)，判断为充电结束并进入步骤S10。 [0079] 在步骤S10中，控制部12停止DC-DC转换器10的工作。这种情况下，控制部12通过上述软停机控制，使DC-DC转换器10成为停止状态。具体而言，如图8A～图8D所示，逐渐移动对逆变器电路6的开关元件Q4、Q5进行驱动的PWM信号的相位，从而逐渐改变开关元件Q4、Q5的接通/断开的时机。其结果，变压器7的二次侧输出逐渐降低，最终输出为零。而且，如图8D所示，逆变器电路6的开关元件Q2～Q5全部断开(此时同步整流电路8的开关元件Q6～Q9也全部断开)，从而DC-DC转换器10停止。因此，虽然来自DC-DC转换器10的输出消失，然而在输出电容器C2残存着电荷，因而在输出端子T3、T4之间显现电压。 [0080] 另外，在断开DC-DC转换器10的开关元件Q2～Q9的情况下，可以使逆变器电路6的开关元件Q2～Q5全都断开，然后使同步整流电路8的开关元件Q6～Q9全都断开，也可以使断开的顺序相反。此外，同步整流电路8的开关元件Q6～Q9可以继续维持同步整流工作，而考虑到此后需要使输出电容器C2进行放电，优选使它们全都断开。 [0081] 接着，在步骤S11中，控制部12使PFC电路5的工作停止。具体而言，控制部12停止对PFC电路5的开关元件Q1的栅极施加PWM信号，并使继电器Ry断开。由此，开关元件Q1断开，PFC电路5的工作停止。 [0082] 接着，在步骤S12中，控制部12停止由电源部200对充电装置100的电源供给。具体而言，控制部12对电源部200的充电插座50输出供电禁止信号。充电插座50的控制电路53接收到该供电禁止信号并控制开关电路52，使开关2a、2b断开。由此，充电装置100从交流电源1上被电切断，交流电源1的交流电压不再供给给充电装置100。 [0083] 接着，在步骤S13中，控制部12切断车内高电压线路。具体而言，控制部12对电池部300输出控制信号，使连接器13a、13b断开。由此，充电装置100从电池14上被电切断。 [0084] 此外，在步骤S12的执行后，在步骤S18中，从车辆上拆下充电插座50。由此，充电装置100从交流电源1上被机械地切断。 [0085] 通过步骤S10～S13的执行，充电装置100成为工作完全停止的状态，此外，还成为从电源部200和电池部300上被电切断的状态。此后，控制部12在后述的步骤S19～S21中执行放电控制。 [0086] 另一方面，在步骤S7中检测到停电的情况下(步骤S7；YES)，进入步骤S14。 [0087] 在步骤S14中，控制部12使DC-DC转换器10的工作停止。这种情况下，控制部12停止对开关元件Q2～Q9的各栅极施加PWM信号，即时断开开关元件Q2～Q9，从而立即使DC-DC转换器10成为停止状态。 [0088] 接着，在步骤S15中，控制部12停止PFC电路5的工作。具体而言，控制部12停止对PFC电路5的开关元件Q1的栅极施加PWM信号，并使继电器Ry断开。由此，开关元件Q1断开，PFC电路5的工作停止。 [0089] 接着，在步骤S16中，控制部12按照图7所述方法判定是否解除了停电。解除了停电的情况下(步骤S16；YES)，重新开始从步骤S5起的处理。未解除停电的情况下(步骤S16；NO)，在步骤S17中与步骤S9同样地，判定电池14的充电是否结束(是否从上位装置20接收到了充电停止信号)。如果电池14的充电未结束(步骤S17；NO)，则返回步骤S16，如果电池14的充电结束(步骤S17；YES)，则执行上述步骤S12、S13、S18的处理。此后，转移至步骤S19～S21的放电控制。 [0090] 接着，说明放电控制。在步骤S19中，控制部12开始对残存于输出电容器C2中的电荷放电。具体而言，控制部12利用PWM信号而对同步整流电路8的开关元件中的Q8和Q9进行驱动。由此，在开关元件Q8、Q9接通的期间内，形成图10的粗箭头所示的放电路径。而且，输出电容器C2的残余电荷通过电感L2和开关元件Q8、Q9而放电。此时，可通过电感L2抑制在放电路径中流过的放电电流变得过大的情况。 [0091] 通过改变驱动开关元件Q8、Q9的PWM信号的频率和占空比，从而能够控制放电的速度和放电电流。例如，在提高PWM信号的频率或减小占空比的情况下，开关元件Q8、Q9的接通期间会变短。因此，虽然放电的速度变慢，然而能够抑制放电电流。另一方面，在降低PWM信号的频率或增大占空比的情况下，开关元件Q8、Q9的接通期间变长。因此，虽然放电电流会增加，然而能够加快放电的速度。因此，优选在输出电容器C2的残余电荷量较多的刚刚开始放电之后的期间内，进行前者的控制，而随着放电的进行，阶段性地转移至后者的控制。 [0092] 在输出电容器C2开始放电之后，在步骤S20中，控制部12根据电压检测部11的输出监视输出电压(输出电容器C2的电压)是否小于阈值。如果输出电压并非小于阈值(步骤S20；NO)，则返回步骤S19，继续进行开关元件Q8、Q9的驱动。而且，在输出电压小于阈值时(步骤S20；YES)，进入步骤S21。 [0093] 在步骤S21中，控制部12停止输出电容器C2的放电。具体而言，控制部12停止对于同步整流电路8的开关元件Q8、Q9的PWM信号的输出。由此，开关元件Q8，Q9断开，不再形成图10的放电路径，因此输出电容器C2停止放电。 [0094] 由此，输出电容器C2的放电工作完成。此时，输出电容器C2的电压为小于阈值的小值，因此能避免感电的危险。 [0095] 另外，关于PFC电路5的电容器C1，与同步整流电路8的开关元件Q6～Q9同样地控制逆变器电路6的开关元件Q2～Q5，从而能够使残余电荷放电。 [0096] 在图10中，在放电路径的形成时，使桥臂a4的开关元件Q8、Q9接通，也可以使桥臂a3的开关元件Q6、Q7接通。这种情况下，形成图11的粗箭头所示的放电路径。 [0097] 此外，更为优选的是，使桥臂a4的开关元件Q8、Q9与桥臂a3的开关元件Q6、Q7交替接通。即，交替形成图10的放电路径和图11的放电路径。这样，就能够在开关元件Q6～Q9上均等地流过放电电流，因此能够防止特定的开关元件较早劣化。 [0098] 另外，在放电路径的形成时，还可以使PWM信号的占空比为100％，将开关元件Q6、Q7或Q8、Q9固定为接通状态。其中，这种情况下，需要留意在放电路径流过过大的电流。作为抑制大电流的手段，可以在变压器7的二次侧也设置与设置于变压器7的一次侧的继电器Ry同样的继电器。 [0099] 此外，在放电路径的形成时，可以通过与通常的同步整流相同的模式(图3、图4)，对开关元件Q6、Q9或Q7、Q8进行驱动。其中，这种情况下，向变压器7的一次侧传输能量，需要留意存在妨碍电容器C1的放电的可能性。 [0100] 如上，在上述实施方式中，在电压检测部15未检测到小于规定的值的电压的正常状态下充电结束的情况下，控制部12以使得DC-DC转换器10的输出电压逐渐降低的方式，控制开关元件Q2～Q9的接通/断开，并通过软停机控制停止DC-DC转换器10的工作(图6的步骤S10)。此外，在电压检测部15检测到小于规定的值的电压时，控制部12判断为发生了停电，即时断开开关元件Q2～Q9，立即停止DC-DC转换器10的工作(图6的步骤S14)。 [0101] 如果在发生了停电的状态下，在充电结束时立即停止DC-DC转换器10，则如上所述，会对PFC电路5的电容器C1施加过电压，可能破坏电容器C1。然而，根据上述实施方式，通过软停机控制逐渐停止DC-DC转换器10，因此不会对PFC电路5的电容器C1施加过电压。由此，能够防止电容器C1的破坏。 [0102] 另一方面，在发生了停电的情况下，如果不立即停止DC-DC转换器10，则电容器C1的电荷会经由开关元件Q2～Q5而放电。于是，电容器C1的电压减低，因此如上所述，反馈控制以提升DC-DC转换器10的输出电压的方式工作，PWM信号的占空比增大。若在该状态下解除停电，则会从DC-DC转换器10输出过大的电压，电池14可能受到损伤。此外，有时还会在电容器C1流过较大的浪涌电流，PFC电路5的元件受到破坏。进而，在停电解除时，必须从初始状态对放电后的电容器C1充电，无法迅速重新开始对电池14的充电。 [0103] 然而，根据上述实施方式，在发生了停电时，立即停止DC-DC转换器10，因此在停电解除时，不会从DC-DC转换器10输出过大的电压，能够防止电池14的损伤。此外，开关元件Q2～Q5即时断开，从而可阻止电容器C1的放电。因此，在停电解除时，不会在电容器C1流过较大的浪涌电流，能够防止PFC电路5的元件的破坏，并且能够迅速重新开始对电池14的充电。 [0104] 进而，在上述实施方式中，在电池14的充电结束后，按顺序执行DC-DC转换器10的停止(图6的步骤S10)、PFC电路5的停止(步骤S11)、来自交流电源1的电源供给的停止(步骤S12)、电池14与充电装置100的切断(步骤S13)，然而由输出电容器C2开始放电(步骤S19)。若不遵守这一系列指令，则会产生如下的不良情况。 [0105] 例如，在DC-DC转换器10停止后，如果立即使输出电容器C2放电(在步骤S10之后执行步骤S19)，则在电池14的充电暂时停止的情况下，到电容器C2充满电为止需要耗费时间，无法迅速恢复充电。 [0106] 此外，例如在充电装置100上电连接有电池14的状态(连接器13a、13b接通的状态)下，进行了电容器C2的放电(在步骤S13之前执行步骤S19)，则在二极管D2的逆耐压不存在充分的余量的情况下，电池14会短路而较为危险。 [0107] 此外，例如在DC-DC转换器10的停止之前就停止了PFC电路5(在步骤S10之前执行步骤S11)，则DC-DC转换器10的输出电压会降低，上述反馈控制作用的结果是DC-DC转换器10的输出电压变得过大。 [0108] 然而，在上述实施方式中，适当地设定从电池14的充电结束到输出电容器C2的放电开始的一系列指令，按照这些指令进行控制。因此，充电装置100的工作中不会存在产生上述不良情况的可能，能够使输出电容器C2的电荷可靠且安全地放电。 [0109] 另外，在图6中，需要遵守步骤S10、S11、S13的顺序，而步骤S12不必一定位于步骤S11与步骤S13之间。例如，可以在步骤S13与步骤S19之间执行步骤S12。这种情况下，可以在步骤S12之后执行步骤S18。 [0110] 此外，在图6中，如上所述，为了避免电池14短路的危险性，而在步骤S19之前执行步骤S13，然而在二极管D2的逆耐压具有充分的余量的情况下，由于不存在电池短路的可能性，因此也可以在步骤S19之后执行步骤S13。这样就能够提前放电开始的时期。另一方面，如图6所示，在步骤S19之前执行步骤S13的情况下，无需对二极管D2使用逆耐压较高的元件，因此具有二极管低廉且小型的优点。 [0111] 本发明除了上述内容以外，还可以采用如下的各种实施方式。 [0112] 在图8A～图8D中，在进行软停机控制的情况下，逐渐移动驱动开关元件Q4、Q5的PWM信号的相位，也可以逐渐移动驱动开关元件Q2、Q3的PWM信号的相位。此外，还可以不移动PWM信号的相位，而是逐渐减小PWM信号的占空比。 [0113] 在图1中，举例说明的是由逆变器电路6、变压器7、同步整流电路8构成的DC-DC转换器10，然而其仅为一例，也可以使用具有其他电路结构的DC-DC转换器。例如，可以使用将同步整流电路8置换为二极管整流电路的DC-DC转换器。此外，还可以代替图1所示的具有多个开关元件的电桥型的DC-DC转换器10，而使用正向转换器或反向转换器等具有单个(1个)的开关元件的DC-DC转换器。同样地，PFC电路5也不限于图1所示，可使用具有其他电路结构的PFC电路。此外，开关元件Q1～Q9不限于FET，还可以是晶体管或IGBT等。 [0114] 在所述实施方式中，如图5所示设定DC-DC转换器10的各开关元件Q2～Q9的切换时机，而这仅为一例，还可以设定为图5以外的时机。 [0115] 在所述实施方式中，通过PWM信号驱动开关元件Q1～Q9，也可以通过PWM信号以外的信号对开关元件Q1～Q9进行驱动。 [0116] 在图6的步骤S9、S17中，根据是否从上位装置20接收到充电停止信号，判定电池14的充电是否结束，也可以根据由电压检测部11检测的输出电压来进行该判定。 [0117] 在图1中，将电压检测部15设置于整流电路4与PFC电路5之间，也可以将电压检测部15设置于输入端子T1、T2与整流电路4之间。另外，在通过电阻分压电路构成电压检测部15的情况下，电压检测部15的输出为模拟电压，而也可以在电压检测部15内置A/D转换器，输出数字电压。此外，还可以由电压检测部15将检测电压与停电阈值进行比较以判别停电的有无，将该结果作为2值数据输出。 [0118] 在图1中，将连接器13a、13b设置于电池部300上，也可以将连接器13a、13b设置于充电装置100侧。 [0119] 在图2中，在充电插座50上设有1个信号端子57，而在图1中，在充电装置100上设有1个控制端子T5，也可以按照需要设置多个这些端子。 [0120] 在图6中，在使输出电容器C2的电荷放电的情况下，如果输出电容器C2的电压小于阈值，则停止放电(步骤S20，S21)，也可以使输出电容器C2完全放电，直到电压为零为止。 [0121] 在所述实施方式中，举例说明的是用于车辆用电池的充电的充电装置，而本发明还能够应用于对车辆用电池以外的电池充电的装置中。此外，本发明不限于用于充电装置，还能应用于对负载供给电力的装置整体。 |
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