(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を直流電源に変換して高電圧バッテリーを充電するための電気自動車用充電装置であって、
前記交流電源を受信して前記直流電源に変換する整流器、
整流された直流電源を受信して、力率を補償するブーストＰＦＣ回路、
前記ブーストＰＦＣ回路の出力に接続して電圧を充電する直流リンクコンデンサ、
前記直流リンクコンデンサに充電された電圧を変換して前記高電圧バッテリーを充電するためのＤＣ−ＤＣコンバータ、
前記整流器、前記ブーストＰＦＣ回路、及び前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御器、及び
前記直流リンクコンデンサの出力端に連結されて、前記直流リンクコンデンサに充電された電圧を変換して前記制御器に電源を供給する補助電源部、
を含むことを特徴とする、電気自動車充電器のための直流リンクコンデンサ放電装置。
【請求項２】
前記補助電源部は、スイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）であることを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車充電器のための直流リンクコンデンサ放電装置。
【請求項３】
前記補助電源部は、前記直流リンクコンデンサの両端に電気的に連結されることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気自動車充電器のための直流リンクコンデンサ放電装置。
【請求項４】
前記充電装置が異常動作する場合、前記制御器は、前記整流器、前記ブーストＰＦＣ回路、及び前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を中止し、前記直流リンクコンデンサに充電された電圧を受けることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気自動車充電器のための直流リンクコンデンサ放電装置。
【請求項５】
前記充電装置が異常動作する場合、前記補助電源部は、前記直流リンクコンデンサに充電された電圧を変換して前記制御器に提供することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気自動車充電器のための直流リンクコンデンサ放電装置。
【請求項６】
前記制御器は、前記直流リンクコンデンサが完全充電される前に、前記制御器に連結された低電圧バッテリーから電源の供給を受け、前記直流リンクコンデンサが完全充電されると前記補助電源部から電源の供給を受けることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気自動車充電器のための直流リンクコンデンサ放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車充電器のための直流リンクコンデンサ放電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車用充電器のように、力率補償のためにブースト（ｂｏｏｓｔ）ＰＦＣ（ｐｏｗｅｒ  ｆａｃｔｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を採用した電子装置は、初期にブーストＰＦＣ出力端のキャパシター（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）に充電された高電圧を放電するための方策が必要である。
【０００３】
従来の技術では、電気自動車充電器の動作中に異常が発生する場合、ブーストＰＦＣ回路の出力端に充電された高電圧をそのまま維持しているため、この充電電圧が放電されるまで数分〜数十分を待たなければならなかったり、または、別の放電回路を作って放電を行った。そのため、待ち時間に対する費用発生と、追加構成要素のための費用が必然的に発生する。
【０００４】
従って、本発明ではブーストＰＦＣ回路の出力端の直流リンクコンデンサに充電された電圧を放電するためのより一層安定的でかつ費用効率の高い装置を提案する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、ブーストＰＦＣ回路の出力端の直流リンクコンデンサに充電された電圧を放電するためのより一層安定的でかつ費用効率の高い装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記のような技術的課題を解決するために、交流電源を変換して高電圧バッテリーを充電するための本発明の一実施形態の電気自動車用充電装置は、前記交流電源を受信して直流電源に変換する整流器、整流された直流電源を受信して、力率を補償するブーストＰＦＣ（ｐｏｗｅｒ  ｆａｃｔｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ）回路、前記ブーストＰＦＣ回路の出力に接続して電圧を充電する直流リンクコンデンサ、前記直流リンクコンデンサに充電された電圧を変換して前記高電圧バッテリーを充電するためのＤＣ−ＤＣコンバータ、前記整流器、前記ブーストＰＦＣ回路、及び前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御器、及び前記直流リンクコンデンサの出力端に連結されて、前記直流リンクコンデンサに充電された電源を変換して前記制御器に電源を供給する補助電源部を含んでもよい。
【０００７】
本発明の一実施形態において、前記補助電源部は、スイッチングモード電源（ＳＭＰＳ：Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｍｏｄｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）であってもよい。
【０００８】
本発明の一実施形態において、前記補助電源部は、前記直流リンクコンデンサの両端に電気的に連結されてもよい。
【０００９】
本発明の一実施形態において、前記充電装置が異常動作する場合、前記制御器は、前記整流器、前記ブーストＰＦＣ回路、及び前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を中止して、前記直流リンクコンデンサに充電された電源を前記補助電源部を介して供給を受けることができる。
【００１０】
本発明の一実施形態において、前記充電装置が異常動作する場合、前記補助電源部は、前記直流リンクコンデンサに充電された電源を変換して前記制御器に提供することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態において、前記制御器は、前記直流リンクコンデンサが完全充電される前までは前記制御器に連結された低電圧バッテリーから電源の供給を受け、前記直流リンクコンデンサが完全充電されると前記補助電源部から電源の供給を受けることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、大容量ブーストＰＦＣ回路において正常動作以外に保護回路動作や類似事故発生時に全てのスイッチング素子の動作が一時的に止まった状態の場合、ブーストＰＦＣ回路の出力端に連結された直流リンクコンデンサに約４００Ｖｄｃ程度の高電圧が印加されている状態で補助電源部の動作で直流リンクコンデンサの放電ループを形成して、回路を追加することなく有事の際の電気的安全性を確保できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術に係る電気自動車用充電装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電気自動車用充電装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、多様な変更を加えることができ、種々の実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示して詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されなければならない。
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明に係る好ましい一実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、従来技術に係る電気自動車用充電装置の構成図である。充電装置は、交流電源を高電圧バッテリーを充電するための直流電源に変換するための電力変換部（１１０、１２０、１３０、１４０）、電力変換部を制御するための制御器１５０、制御器１５０に電源を供給するための電源部１６０、及び低電圧バッテリーを含んで構成される。
【００１７】
図１に表示された矢印は、制御器１５０が、整流器１１０、ブーストＰＦＣ（ｐｏｗｅｒ  ｆａｃｔｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１２０、及びＤＣ−ＤＣコンバータ１４０を制御できることを意味する。
【００１８】
制御器１５０は、電源部１６０から動作のための電源の提供を受ける。電源部１６０は、低電圧バッテリーから供給される電源をスイッチングまたは安定化することができ、このようなスイッチングまたは安定化された電源を制御器１５０に提供する。
【００１９】
一方、充電装置または充電装置の電力変換部が、異常動作する場合に、制御器１５０は回路保護動作を行って電力変換部の全ての素子を遮断することができる。この場合に、ブーストＰＦＣ回路１２０の出力端に連結された直流リンクコンデンサ１３０は、高電圧の電源によって充電されている。
【００２０】
従って、電力変換部が正常動作を行うためには、直流リンクコンデンサ１３０の両端の高電圧が放電される時まで待機しなければならない。また、このように高電圧の電源が直流リンクコンデンサ１３０の両端に維持されると、感電等の安全事故が発生する恐れもある。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態に係る電気自動車用充電装置の構成図である。本発明の充電装置は、入力される交流電源を変換して高電圧バッテリーを充電するための電気自動車用充電装置であり、交流電源を受信して直流電源に変換する整流器２１０、整流された直流電源を受信し、充電装置の力率を補償するためのブーストＰＦＣ回路２２０、ブーストＰＦＣ回路の出力に接続して電圧を充電する直流リンクコンデンサ２３０、及び直流リンクコンデンサ２３０に充電された電圧を変換して高電圧バッテリーを充電するＤＣ−ＤＣコンバータ２４０を含んでもよい。
【００２２】
また、本発明の一実施形態の充電装置は、整流器２１０、ブーストＰＦＣ回路２２０、及びＤＣ−ＤＣコンバータ２４０を制御する制御器２５０、及び直流リンクコンデンサ２３０の出力端に連結されて直流リンクコンデンサ２３０に充電された電源を変換して制御器２５０に電源を供給するための補助電源部２６０をさらに含んでもよい。
【００２３】
図２に示した本発明の一実施形態の充電装置の制御器２５０は、低電圧バッテリーを主電源として利用し、補助電源部２６０を補助電源として利用できる。換言すると、本発明の充電装置が正常に動作する場合、制御器２５０は、低電圧バッテリーから電源の提供を受けることができ、本発明の一実施形態の充電装置が異常動作する場合、制御器２５０は、直流リンクコンデンサ２３０に充電された高電圧を自己の動作電源として提供を受けることができる。この時、補助電源部２６０は、例えば、スイッチングモード電源（ＳＭＰＳ：Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｍｏｄｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）であってもよい。
【００２４】
また、本発明の充電装置が動作の初期段階にある場合、制御器２５０は、低電圧バッテリーから電源の提供を受けることができ、本発明の充電装置が初期動作段階を終わらせた状態にある場合や充電装置が異常動作する場合に、直流リンクコンデンサ２３０に充電された高電圧を自己の動作電源として提供されることができる。
【００２５】
本発明の一実施形態に係る充電装置の動作をより詳細に説明する。本発明の充電装置の制御器２５０は、ブーストＰＦＣ回路２２０の出力端に連結された直流リンクコンデンサ２３０の両端の電圧を自己の動作電源として利用できる。即ち、制御器２５０は、直流リンクコンデンサ２３０の両端に連結された補助電源部２６０から電源の供給を受けることができる。
【００２６】
一方、直流リンクコンデンサ２３０の両端電圧は、完全充電されるまで一定時間が必要であるため、本発明の充電装置の初期動作段階では、制御器２５０は、低電圧バッテリーから動作電源の提供を受けることができる。また、このように初期動作段階でだけ低電圧バッテリーを使うと、低電圧バッテリーの寿命を伸ばすことができる長所がある。
【００２７】
その後、直流リンクコンデンサ２３０の両端の電圧が完全充電されると、即ち初期動作段階から移行されると、制御器２５０は、補助電源部２６０から電源の供給を受けることができる。補助電源部２６０は、直流リンクコンデンサ２３０両端に充電された電源の供給を受けて、これをスイッチングし、または安定化させて制御器２５０に提供することができる。
【００２８】
本発明の充電装置の動作が誤動作または異常動作すると、制御器２５０は、充電装置の動作を中止できる。即ち、この場合、制御器２５０は、整流器２１０、ブーストＰＦＣ回路２２０、及びＤＣ−ＤＣコンバータ２４０の動作を中止できる。
【００２９】
充電装置の動作が中止すると、直流リンクコンデンサ２３０の両端には、約４００Ｖｄｃ程度の電圧が充電されている。従来技術によると、直流リンクコンデンサ２３０両端に充電された高電圧は、感電等の安全事故を誘発する。しかし、本発明の一実施形態では、直流リンクコンデンサ２３０の両端は、補助電源部２６０にも連結されているため、直流リンクコンデンサ２３０両端の高電圧は、補助電源部２６０の電圧変換動作によって数秒以内に完全放電される。これによって、本発明の一実施形態に係る充電装置は、誤動作または異常動作によって動作を中断した場合にも、直流リンクコンデンサ２３０両端の高電圧を速やかに放電させることができるため、安全性に関わる事故の誘発可能性を最小化することができる。
【００３０】
以上、代表的な実施形態を持って本発明を詳細に説明したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者は、上述した実施形態に対し本発明の範疇から逸脱しない限度内で多様な変形が可能であることを理解するであろう。従って、本発明の権利範囲は、上述した実施形態に限定されて定まってはならず、後述する特許請求の範囲のみならず本特許請求の範囲と均等物等によって定まらなければならない。
【符号の説明】
【００３１】
１１０、２１０    整流器
１２０、２２０    ブーストＰＦＣ回路
１３０、２３０    直流リンクコンデンサ
１４０、２４０    ＤＣ−ＤＣコンバータ
１５０、２５０    制御器
１６０    電源部
２６０    補助電源部
【図１】
0005588031.tif 000002
【図２】
0005588031.tif 000003