JP2014176126A

JP2014176126A - 電源装置

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Publication number: JP2014176126A
Application number: JP2013044154A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Sato; 暢晃佐藤; Toshiki Ishii; 敏揮石井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2014-09-22
Anticipated expiration: 2033-03-06
Also published as: JP6319544B2

Abstract

【課題】電源回路をＮ個（Ｎは２以上の整数）備えた電源装置において、スイッチングに起因する電磁ノイズを低減できる電源装置を提供すること。
【解決手段】電源装置は、トランジスタのスイッチングにより交流の電気エネルギの力率改善を行う力率改善回路（１１ａ、１１ｂ）と、電圧および電流の少なくとも一方をトランジスタのスイッチングにより変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（１２ａ、１２ｂ）とを有する電源回路（１５ａ、１５ｂ）と、スイッチングのタイミングを制御する制御部１４とを備える。制御部１４は、力率改善回路（１１ａ、１１ｂ）のスイッチングのタイミングと、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１２ａ、１２ｂ）のスイッチングのタイミングとを電源回路（１５ａ、１５ｂ）ごとに同期させて制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、力率改善回路とＤＣ／ＤＣ変換装置とを有する電源回路をＮ個（Ｎは２以上の整数）備えた電源装置に関する。

従来の電源装置としては、力率改善回路とＤＣ／ＤＣ変換装置と１つずつ有するものがある（例えば、特許文献１）。また、従来、商用交流電源から交流の電気エネルギが供給を受ける交流充電口を備える車両がある（例えば、特許文献２）。以下、力率改善回路とＤＣ／ＤＣ変換装置と１つずつ有する回路を「電源回路」と称する。

特許文献２は、例えば、ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）またはＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ−ｉｎＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）等の電気エネルギを駆動源として走行可能な車両へ充電を行うためのものであり、交流充電口から供給された交流の電気エネルギを、例えば、特許文献１のごとき電源装置にて直流の電気エネルギへ変換して蓄電装置の充電を行う。

特開平８−１７２７７３号公報特開２０１１−１２６４４１号公報

ＥＶ、ＰＨＥＶなどの電気自動車においては、車種ごとに、車両サイズ、最大走行可能距離などの仕様に基づき様々な容量の蓄電装置を搭載する。

これら蓄電装置の充電を行う場合、蓄電装置の容量の比較的小さい車種用に電源回路を設計し、蓄電装置の容量の大きい車種用には、小さい車種用に設計した電源回路を並列に複数個用いることがコスト的に有利となる。

しかし、電源回路を複数個搭載する場合、次のような問題がある。電源回路は、力率改善回路とＤＣ／ＤＣ変換装置とを有する。力率改善回路は、トランジスタのスイッチングにより交流の電気エネルギの力率改善を改善する。また、ＤＣ／ＤＣ変換装置も、トランジスタのスイッチングにより、力率改善回路によって力率が改善された電気エネルギの電圧および電流の少なくとも一方を変換する。

力率改善回路、および、ＤＣ／ＤＣ変換装置のいずれもが、トランジスタのスイッチングを用いるため、スイッチングのタイミングが合致すると電磁ノイズを発生させてしまう。

この電磁ノイズ発生は、大容量の蓄電装置の充電を行うＥＶ、ＰＨＥＶなどの電気自動車においてとりわけ顕著となる。発生した電磁ノイズは車両に搭載した電子機器（ラジオ、カーナビゲーション装置など）へ影響を及ぼす。

本発明の目的は、電源回路をＮ個（Ｎは２以上の整数）備えた電源装置において、スイッチングに起因する電磁ノイズを低減することを可能とすることである。

本発明の電源装置は、トランジスタのスイッチングにより交流の電気エネルギの力率改善を行う力率改善回路と、前記力率改善回路によって力率が改善された電気エネルギの電圧および電流の少なくとも一方を、トランジスタのスイッチングにより変換するＤＣ／ＤＣ変換装置と、を有する電源回路と、前記力率改善回路、および、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングを制御する制御部と、を備え、前記電源回路はＮ個（Ｎは２以上の整数）備えられ、前記制御部は、前記力率改善回路のスイッチングのタイミングと、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングとを前記電源回路ごとに同期させて制御する構成を採る。

本発明によれば、力率改善回路のスイッチングのタイミングと、ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングとを電源回路ごとに同期させて制御することにより、電源回路間でスイッチングのタイミングを個別に制御することが可能となり、スイッチングに起因する電磁ノイズを低減することができる。

本発明の実施の形態１に係る車載電源装置および周辺構成を説明する図本発明の実施の形態１に係る力率改善回路およびＤＣ／ＤＣコンバータの構成について説明する図本発明の実施の形態１に係る制御タイミングを説明するタイミング図本発明の実施の形態２に係る制御タイミングを説明するタイミング図本発明の実施の形態３に係る車載電源装置および周辺構成を説明する図本発明の実施の形態４に係る車載電源装置および周辺構成を説明する図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
＜車載電源装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る車載電源装置１（電源装置に相当する）および周辺構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る車載電源装置および周辺構成を説明する図である。また、図２は力率改善回路およびＤＣ／ＤＣコンバータの構成について説明する図である。

車載電源装置１は車両２に搭載される。車載電源装置１は、複数個の電源回路（１５ａ、１５ｂ）、蓄電装置１３、および、制御部１４を備える。

電源回路１５ａは、整流回路１０ａ、力率改善回路１１ａ、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａを有する。また、電源回路１５ｂは、整流回路１０ｂ、力率改善回路１１ｂ、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ｂを有する。

車両２は、例えば、ＥＶまたはＰＨＥＶ等の蓄電装置に蓄電した電気エネルギを駆動源として走行可能な車両である。車載電源装置１は、車両２の外部にある車外電源装置３から、車両２が備える交流充電口２０ａを介して供給される交流の電気エネルギを、複数個の電源回路（１５ａ、１５ｂ）にて直流の電気エネルギに変換し、車両２に搭載した蓄電装置１３を充電するものである。車両２と車外電源装置３とは、充電ケーブル４ａを用いて電気的に接続される。

車外電源装置３は、交流の電気エネルギを供給する商用電源３０を備える。商用電源３０は、コネクタ３１ａと電気的に接続されている。以下、各部の構成について詳細に説明する。

整流回路１０ａは、ブリッジダイオードを備える。交流充電口２０ａを介して整流回路１０ａへ供給される交流の電気エネルギは、整流回路１０ａにより全波整流されて脈流に変換され力率改善回路１１ａへ出力される。整流回路１０ｂも整流回路１０ａと同様の構成である。

次に、力率改善回路１１ａについて詳細に説明する。力率改善回路１１ａは、トランジスタのスイッチングにより、整流回路１０ａを介して交流充電口２０ａから供給される交流の電気エネルギの力率改善を行うものである。交流充電口２０ａから供給された交流の電気エネルギは、整流回路１０ａと力率改善回路１１ａとを経由して直流の電気エネルギに変換される。

力率改善回路１１ａは、図２に示すように、ＩＣ１１１ａ、チョークコイルＬ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、および、スイッチングトランジスタＱ１を備える。力率改善の動作は制御部１４により制御される。

ＩＣ１１１ａには、後述する制御部１４が出力する力率改善回路用基準信号ａが入力される。ＩＣ１１１ａがこの力率改善回路用基準信号ａを基準としてスイッチングトランジスタＱ１のオンまたはオフを制御することにより、力率が改善される。力率改善回路１１ｂも力率改善回路１１ａと同様の構成である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ（ＤＣ／ＤＣ変換装置に相当）は、制御部１４により制御され、力率改善回路１１ａによって力率が改善された電気エネルギの電圧および電流の少なくとも一方を、トランジスタのスイッチングにより変換する装置である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａは、図２に示すように、ＩＣ１２１ａ、スイッチングトランジスタＱ２〜Ｑ５、トランスＴ、ダイオードＤ２〜Ｄ５，コイルＬ２、および、コンデンサＣ２を備える。

力率改善回路１１ａの出力は、スイッチングトランジスタＱ２〜Ｑ５によりスイッチングされ、トランスＴへ入力される。トランスＴの出力は、ダイオードＤ２〜Ｄ５、コイルＬ２、および、コンデンサＣ２をこの順に経由して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａの出力端子から出力される。

トランスＴは、蓄電装置１３と車両２のボディとの絶縁を確保するとともに、電圧変換を行う役割をなす。また、ダイオードＤ２〜Ｄ５は、スイッチングトランジスタＱ２〜Ｑ５によりスイッチングされた出力を整流する役割をなす。また、コイルＬ２、および、コンデンサＣ２は、低域通過フィルタを構成し、スイッチングトランジスタＱ２〜Ｑ５によりスイッチングで生じたリプル成分を低減させる役割をなす。

ＩＣ１２１ａには、後述する制御部１４が出力するＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａが入力される。ＩＣ１２１ａは、このＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａを基準としてスイッチングトランジスタＱ２〜Ｑ５のオンまたはオフを制御する。

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ｂについてもＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａと同様の構成である。

蓄電装置１３は、例えば、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池など化学反応によって電気エネルギを蓄えるものである。蓄電装置１３に蓄積された電気エネルギは、図示しない電動モータへ供給されることで車両２の駆動に用いられる。

制御部１４は、上述のように力率改善回路１１ａ、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａの制御を行う。また、制御部１４は充電プラグ４２ａが、交流充電口２０ａに挿入された否かを検出することも可能である。そのため、交流充電口２０ａには図示しない挿抜検地用センサが備えられる。

また、制御部１４は、蓄電装置１３の状態に応じて電源回路（１５ａ、１５）の制御を行う。さらに、制御部１４は、ＥＶＳＥ４１ａと通信し、ＥＶＳＥ４１ａが、正常に動作しているか否かの信号を受信することも可能である。

制御部１４は、例えば、マイコンなどの集積回路であるＬＳＩとして実現される。集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。

また、制御部１４は、力率改善回路１１ａ、１１ｂ、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ、１２ｂのスイッチングのタイミングを制御する。具体的には、制御部１４は、力率改善回路（１１ａ、１１ｂ）のスイッチングのタイミングと、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１２ａ、１２ｂ）のスイッチングのタイミングとを電源回路（１５ａ、１５）ごとに同期させて制御する。

制御部１４は、力率改善回路１１ａのスイッチングのタイミングと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａのスイッチングのタイミングとを同じタイミングで制御する。また、制御部１４は、力率改善回路１１ｂのスイッチングのタイミングと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ｂのスイッチングのタイミングも同じタイミングで制御する。すなわち、制御部１４は、電源回路ごとに力率改善回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータとのスイッチングのタイミング同じタイミングで制御する。

さらに、制御部１４は、力率改善回路１１ａのスイッチングのタイミングを図２に示す力率改善回路用基準信号ａにて、力率改善回路１１ｂのスイッチングのタイミングを図２に示す力率改善回路用基準信号ｂにて制御する。力率改善回路用基準信号ａおよび力率改善回路用基準信号ｂが第１の基準信号に相当する。

具体的には、制御部１４は、力率改善回路のスイッチングのタイミングが、電源回路（１５ａ、１５ｂ）間で異なるタイミングとなるように制御する。すなわち、力率改善回路１１ａと力率改善回路１１ｂとのスイッチングのタイミングを異なるタイミングとなるように制御する。

さらに、制御部１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａのスイッチングのタイミングを図２に示すＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａにて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ｂのスイッチングのタイミングを図２に示すＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ｂにて制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ｂが第２の基準信号に相当する。

具体的には、制御部１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングのタイミングが、電源回路（１５ａ、１５ｂ）間で異なるタイミングとなるように制御する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａとＤＣ／ＤＣコンバータ１２ｂとのスイッチングのタイミングを異なるタイミングとなるように制御する。

さらに、制御部１４は、図２に示すＤＣ／ＤＣコンバータ用出力指令値ａにて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａの出力電流および出力電圧の少なくとも一方の値を、ＤＣ／ＤＣコンバータ用出力指令値ｂにてＤＣ／ＤＣコンバータ１２ｂの出力電流および出力電圧の少なくとも一方の値を制御する。具体的には、制御部１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ、１２ｂの出力電流および出力電圧の少なくとも一方の値が、電源回路間（１５ａ、１５ｂ）で同一となるように制御する。

車両２は、車載電源装置１を搭載するとともに、そのボディに交流充電口２０ａを備える。交流充電口２０ａには、後述する充電ケーブル４ａが接続され、車外電源装置３から交流の電気エネルギの供給を受ける。

次に、充電ケーブル４ａについて説明する。充電ケーブル４ａは、コネクタ４０ａ、ＥＶＳＥ４１ａ、および、充電プラグ４２ａを備える。

コネクタ４０ａは、ＥＶＳＥ４１ａを介して充電プラグ４２ａと電気的に接続されている。コネクタ４０ａは、車外電源装置３が備えるコネクタ３１ａに電気的に接続して用いられる。また、充電プラグ４２ａは、車載電源装置１が備える交流充電口２０ａに電気的に接続して用いられる。

ＥＶＳＥ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅＳｕｐｐｌｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）は、車外電源装置３と車載電源装置１とを連結する機器である。ＥＶＳＥ４１ａは、内部に図示しない診断部およびリレーを備える。診断部は、漏電等の異常を検出した場合、リレーを開状態にしてコネクタ４０ａから供給されている電気エネルギを、給電プラグ４２ａの側へ伝達させないように制御するとともに、異常がある旨を制御部１４へ通知する機能を有する。また、診断部は、異常を検出しない場合は、リレーを閉状態にして、コネクタ４０ａから供給されている電気エネルギを、給電プラグ４２ａの側へ伝達させる。

＜車載電源装置の動作＞
次に、車載電源装置１の動作について図３を用いて詳細に説明する。図３は本発明の実施の形態１に係る制御タイミングを説明するタイミング図である。

制御部１４は、交流充電口２０ａに充電プラグ４２ａが挿入されたことを検出したとき、力率改善回路１１ａ、１１ｂが力率改善を行うように制御する。

制御部１４は、所定の制御周期Ｔにて力率改善回路１１ａ、１１ｂ、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ、１２ｂのスイッチングのタイミングを制御する。

力率改善回路用基準信号ａ、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａは同じタイミングで制御され、時間ｔ０で立ち上がり（ＨＩＧＨとなる）、制御周期Ｔの半分の時間（時間ｔ２）にてＬＯＷとなり、時間ｔ０から制御周期Ｔだけ経過した時間（ｔ３）にて再度立ち上がる（ＨＩＧＨとなる）基準信号である。

また、力率改善回路用基準信号ｂ、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ｂは同じタイミングで制御される。

力率改善回路用基準信号ｂは力率改善回路用基準信号ａよりＴｏｆｆｓｅｔ１（制御周期Ｔの１／２）だけ時間が経過した時点（ｔ２）で立ち上がる（ＨＩＧＨとなる）基準信号である。ＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ｂも同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａよりＴｏｆｆｓｅｔ１（制御周期Ｔの１／２）だけ時間が経過した時点（ｔ２）で立ち上がる（ＨＩＧＨとなる）基準信号である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａとＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ｂとは、Ｔｏｆｆｓｅｔ１だけ時間ずれがあるのみで、制御波形の形状は同一である。また、力率改善回路用基準信号ａと力率改善回路用基準信号ｂとも、Ｔｏｆｆｓｅｔ１だけ時間ずれがあるのみで、制御波形の形状は同一である。

Ｔｏｆｆｓｅｔ１は、電源回路の搭載個数Ｎ（Ｎは２以上の整数）により決定される。具体的には、Ｔｏｆｆｓｅｔ１は、制御周期ＴをＮで除算した時間（制御周期Ｔ／Ｎ）で算出される。本実施の形態では、電源回路が２個搭載されており、Ｔｏｆｆｓｅｔ１は、制御周期Ｔ／２となる。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、力率改善回路のスイッチングのタイミングと、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングのタイミングとを電源回路ごとに同期させて制御することにより、電源回路間でスイッチングのタイミングを個別に制御することが可能となる。この結果、スイッチングに起因する電磁ノイズを低減することができる。

なお、本実施の形態では、力率改善回路用基準信号ａ、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａは同じタイミングで制御すると記載したが、同一の電源回路（電源回路１５）内で、力率改善回路用基準信号ａとＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａとを異なるタイミングで制御しても、上記効果を得ることが可能である。電源回路１５ｂについても同様である。

なお、図３では、デューティー比５０％で制御する場合であるが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ、１２ｂの出力値に応じて可変制御がなされる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における車載電源装置について図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係る制御タイミングを説明するタイミング図である。なお、実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略し、相違点について詳述する。

実施の形態１では、電源回路を２個（１５ａ、１５ｂ）備えるものであったが、本実施の形態では、電源回路をＮ個（Ｎ＝３）搭載した場合について説明する。なお、Ｎは２以上の整数であれば、本発明の実施の形態の効果を奏する。

制御部１４は、所定の制御周期Ｔにて力率改善回路、および、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングのタイミングを制御する。

電源回路ごとの力率改善回路のスイッチングのタイミングと、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングのタイミングとは同期しており、同じタイミングになっている。例えば、力率改善回路用基準信号ｃとＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ｃとは同一タイミングとなっている。

制御部１４は、制御周期Ｔに基づき、力率改善回路用基準信号ａ〜ｃ（第１の基準信号に相当）およびＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号ａ〜ｃ（第２の基準信号に相当）を、Ｎ個の電源回路ごとに異なるタイミングとなるように出力する。

具体的には、Ｎ個（Ｎ＝３）の電源回路間における、力率改善回路のスイッチングのタイミングおよびＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングのタイミングは、制御周期ＴをＮ（Ｎ＝３）で除算した時間の整数倍だけ異なるタイミングとなっている。

例えば、力率改善回路用基準信号ｂは、力率改善回路用基準信号ａと比べて、Ｔｏｆｆｓｅｔ２（＝（制御周期Ｔ／３）＊１）だけ時間がずれた波形となっている。また、力率改善回路用基準信号ｃは、力率改善回路用基準信号ａと比べて、Ｔｏｆｆｓｅｔ３（＝（制御周期Ｔ／３）＊２）だけ時間がずれた波形となっている。

電源回路間では、制御タイミングが時間的にできるだけずれていることが望ましい。制御周期ＴをＮ（Ｎ＝３）で除算した時間の整数倍だけ異なるタイミングとすることで、時間ずれを最大にすることができ、電磁ノイズ低減の効果を最大限に発揮することが可能となる。

なお、本実施の形態では、同一の電源回路内で力率改善回路用基準信号、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ用基準信号は同じタイミングで制御すると記載したが、異なるタイミングで制御しても、上記効果を得ることが可能である。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態では、実施の形態１のごとく電源回路を２個備える以外に、電源回路を３個以上備えた電源装置においても、実施の形態１と同様の効果が得られることを説明した。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における車載電源装置について図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態３に係る車載電源装置および周辺構成を説明する図である。上記実施の形態と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略し、相違点について詳述する。

実施の形態３における車載電源装置は、制御部１４を複数の電源回路のうち１つ（電源回路１５ｄ）に備える点が実施の形態１と異なる。電源回路１５ｄがマスターとなり、他の電源回路（１５ａ）を制御する構成である。本実施の形態の構成においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における車載電源装置について図面を参照しながら説明する。図６は本発明の実施の形態４に係る車載電源装置および周辺構成を説明する図である。上記実施の形態と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略し、相違点について詳述する。

実施の形態４における車両２は、ボディに交流充電口を複数（２個）備える点で実施の形態１と異なる。すなわち、交流充電口２０ａだけでなく、交流充電口２０ｂもさらに備える構成である。車外電源装置３も２本の充電ケーブル（４ａ、４ｂ）を備える。

車載電源装置１は、車両２が備える複数の交流充電口（２０ａ、２０ｂ）のそれぞれに対応して、２個の電源回路（１５ａ、１５ｂ）を備える。電源回路が有する力率改善回路は、Ｎ個の異なる交流充電口から供給された交流の電気エネルギの力率改善を行う。

制御部１４は、充電プラグが挿入されていない交流充電口に対応する電源回路を動作させないようにすることもできる。例えば、交流充電口２０ａにのみ充電プラグ４２ａが挿入された場合は、制御部１４は、電源回路１５ａのみ動作を行うように制御する。

交流充電口２０ａおよび２０ｂの両方に充電プラグ４２ａおよび４２ｂが挿入された場合は、制御部１４は、電源回路１５ａおよび１５ｂの両方を動作させるように制御する。

なお、制御部１４は、交流充電口２０ａ、２０ｂに充電プラグ４２ａ、４２ｂが挿入されたことを検出し、かつ、ＥＶＳＥ４１ａ、４１ｂから正常である旨の信号を受信したとき、充電プラグ４２ａ、４２ｂが挿入された交流充電口２０ａ、２０ｂに対応する電源回路を動作させるように制御するように制御してもよい。

制御部１４は、充電プラグが挿入されていない交流充電口に対応する電源回路、もしくはＥＶＳＥ４１ａ、４１ｂから異常である旨の信号を受信した交流充電口に対応する電源回路を動作させないように制御することもできる。

また、本実施の形態では、車両２が２つの交流充電口を備える場合を記載したが、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）備えることも可能である。例えば、車両２が交流充電口を３つ備える場合は、電源回路も３つ備えることとなる。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、交流充電口を介して商用交流電源から得られる電流の最大値を大きくするこが可能となり、蓄電装置への充電時間の短縮することができる。

さらに、複数の交流充電口のそれぞれに対応して力率改善回路を複数個備えることにより、交流充電口の数を増加させても蓄電装置への充電を確実に行うことができる。交流充電口の増加させることで、最大電流の値を増加させることは可能であるものの、複数系統の交流の電気エネルギが供給された場合、それぞれの交流の電気エネルギの位相が異なっており、単純に従来の車載電源装置と接続しても蓄電装置への充電を確実に行うことができない。そこで、力率改善回路を複数個備えることにより、交流充電口の数を増加させても蓄電装置への充電を確実に行うことができるという効果を奏する。

＜すべての実施の形態に共通の変形例＞
実施の形態１〜４では、制御部１４が基準信号自体をずらすようにしたが、次のような制御により実施の形態１〜４に記載した効果と同様の効果を得ることが可能である。

制御部１４は、Ｎ個の電源回路へ同一タイミングの基準信号を出力するとともに、Ｎ個の電源回路間で異なるタイミングとなるように設定した設定情報とを、電源回路へ出力する。各電源回路は、同一タイミングの基準信号から、設定情報により通知された値に基づいて、力率改善回路、および、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングのタイミングがＮ個の電源回路間で異なるタイミングとなるように制御する。

なお、上記本実施の形態における力率改善回路は、力率を改善する機能を有する回路であれば上記回路以外の回路構成でも本発明に適用可能である。

また、本実施の形態では、整流回路および力率改善回路を用いて交流の電気エネルギを直流の電気エネルギへ変換することを記載したが、整流回路を省略し、力率改善回路のみで、交流の電気エネルギを直流の電気エネルギへ変換する機能を有するようにしてもよい。

なお、実施の形態１から４では車載用の電源装置を例に記載したが、本発明は、力率改善回路とＤＣ／ＤＣ変換装置とを有する電源回路をＮ個（Ｎは２以上の整数）備えた電源装置であれば車載用の電源装置以外にも用いることができる。

本発明にかかる電源装置は、力率改善回路とＤＣ／ＤＣ変換装置とを有する電源回路をＮ個（Ｎは２以上の整数）備えた電源装置等に好適である。

１車載電源装置
１０ａ、１０ｂ整流回路
１１ａ、１１ｂ、１１ｄ力率改善回路
１２ａ、１２ｂ、１２ｄＤＣ／ＤＣコンバータ
１１１ａ、１２１ａＩＣ
１３蓄電装置
１４制御部
１５ａ、１５ｂ、１５ｄ電源回路
２車両
２０ａ、２０ｂ交流充電口
３車外電源装置
３０商用電源
３１ａ、３１ｂコネクタ
４ａ、４ｂ充電ケーブル
４０ａ、４０ｂコネクタ
４１ａ、４１ｂＥＶＳＥ
４２ａ、４２ｂ充電プラグ

本発明の電源装置は、トランジスタのスイッチングにより交流の電気エネルギの力率改善を行う力率改善回路と、前記力率改善回路によって力率が改善された電気エネルギの電圧および電流の少なくとも一方を、トランジスタのスイッチングにより変換するＤＣ／ＤＣ変換装置と、を有する電源回路と、前記力率改善回路、および、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングを制御する制御部と、を備え、前記電源回路はＮ個（Ｎは２以上の整数）備えられ、前記制御部は、前記力率改善回路のスイッチングのタイミングが、Ｎ個の前記電源回路間で異なるタイミングとなるように制御し、且つ、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングが、Ｎ個の前記電源回路間で異なるタイミングとなるように制御する構成を採る。

本発明によれば、力率改善回路のスイッチングのタイミングが、Ｎ個の電源回路間で異なるタイミングとなり、且つ、ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングが、Ｎ個の電源回路間で異なるタイミングとなるため、Ｎ個の電源回路間でスイッチングのタイミングが合致することがなく、スイッチングに起因する電磁ノイズを低減することができる。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、力率改善回路のスイッチングのタイミングが、Ｎ個の電源回路間で異なるタイミングとなり、且つ、ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングが、Ｎ個の電源回路間で異なるタイミングとなるため、Ｎ個の電源回路間でスイッチングのタイミングが合致することがない。この結果、スイッチングに起因する電磁ノイズを低減することができる。

Claims

トランジスタのスイッチングにより交流の電気エネルギの力率改善を行う力率改善回路と、
前記力率改善回路によって力率が改善された電気エネルギの電圧および電流の少なくとも一方を、トランジスタのスイッチングにより変換するＤＣ／ＤＣ変換装置と、
を有する電源回路と、
前記力率改善回路、および、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングを制御する制御部と、
を備え、
前記電源回路はＮ個（Ｎは２以上の整数）備えられ、
前記制御部は、前記力率改善回路のスイッチングのタイミングと、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングとを前記電源回路ごとに同期させて制御する、
電源装置。
前記制御部は、
前記力率改善回路のスイッチングのタイミングが、Ｎ個の前記電源回路間で異なるタイミングとなるように制御する、
請求項１記載の電源装置。
前記制御部は、
前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングが、Ｎ個の前記電源回路間で異なるタイミングとなるように制御する、
請求項１乃至２記載の電源装置。
前記制御部は、
制御周期Ｔにて前記力率改善回路、および、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングを制御し、
前記力率改善回路、および、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングが、前記制御周期ＴをＮで除算した時間の整数倍だけ、Ｎ個の前記電源回路間で異なるタイミングとなるように制御する、
請求項２または３記載の電源装置。
前記制御部は、
前記力率改善回路のスイッチングのタイミングと、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングとを前記電源回路ごとに同じタイミングで制御する、
請求項１乃至４記載の電源装置。
前記制御部は、
前記ＤＣ／ＤＣ変換装置の出力電流および出力電圧の少なくとも一方の値が、Ｎ個の前記電源回路間で同一となるように、さらに制御する、
請求項１乃至５記載の電源装置。
前記制御部は、
前記力率改善回路のスイッチングの基準となる第１の基準信号、および、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングの基準となる第２の基準信号を前記電源回路へ出力することにより、前記力率改善回路、および、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングを制御する、
請求項４記載の電源装置。
前記制御部は、
前記第１の基準信号および前記第２の基準信号を、Ｎ個の前記電源回路ごとに異なるタイミングとなるように出力する、
請求項７記載の電源装置。
前記制御部は、
Ｎ個の前記電源回路へ同一の基準信号を出力するとともに、Ｎ個の前記電源回路間で異なるタイミングとなるように設定した設定情報を前記電源回路へ出力し、前記力率改善回路、および、前記ＤＣ／ＤＣ変換装置のスイッチングのタイミングが、Ｎ個の前記電源回路間で異なるタイミングとなるように制御する、
請求項４記載の電源装置。
ボディにＮ個（Ｎは２以上の整数）の交流充電口を備えるとともに、
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の電源装置を具備する電気自動車。
Ｎ個の前記電源回路が有する前記力率改善回路は、Ｎ個の異なる前記交流充電口から供給された交流の電気エネルギの力率改善を行う、
請求項１０記載の電気自動車。