特許 5760143 電気車両用バッテリ充電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5760143

(24)【登録日】2015年6月12日

(45)【発行日】2015年8月5日

(54)【発明の名称】電気車両用バッテリ充電装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20150716BHJP

   H02J 7/10 20060101ALI20150716BHJP

   H02M 3/00 20060101ALI20150716BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20150716BHJP

   H02M 3/28 20060101ALI20150716BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 P

   H02J7/10 P

   H02M3/00 U

   H02M3/00 H

   H02M3/155 U

   H02M3/28 U

【請求項の数】15

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-505060(P2014-505060)

(86)(22)【出願日】2012年3月27日

(65)【公表番号】特表2014-512168(P2014-512168A)

(43)【公表日】2014年5月19日

(86)【国際出願番号】KR2012002198

(87)【国際公開番号】WO2012141434

(87)【国際公開日】20121018

【審査請求日】2013年10月11日

(31)【優先権主張番号】10-2011-0033269

(32)【優先日】2011年4月11日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513257889

【氏名又は名称】ミョンジ ユニバーシティー インダストリー アンド アカデミア コーポレーション ファウンデーション

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】イ，ジュン ヨン

(72)【発明者】

【氏名】ユン，スゥ ヨン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ギョン−ドン

【審査官】 横田 有光

(56)【参考文献】

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１１−００２９７９８（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０６８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２００２−００５４７５５（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００− ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４− ７／３６

Ｈ０２Ｍ ３／００− ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

整流されて入力される第１電圧を第２電圧に変化させる第１コンバータ部、
前記第２電圧を直流化して電気車両用バッテリを充電するための第３電圧に変化させて出力する第２コンバータ部を含み、
前記第１コンバータ部の出力端は第１出力端子及び第２出力端子を含み、
前記第２コンバータ部は一端が前記第１出力端子と連結される第１スイッチング素子、一端が前記第２出力端子と連結される第２スイッチング素子、一端が前記第１スイッチング素子の他端と直列に連結される第１出力キャパシタ、及び一端が前記第２スイッチング素子の他端と直列に連結される第２出力キャパシタを含み、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子はオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）され、前記第１スイッチング素子がオンされる時間と前記第２スイッチング素子がオンされる時間は互いに重ならず、
前記第２コンバータ部は、入力端が前記第１出力キャパシタの一端と連結され、出力端が前記第１スイッチング素子の他端と連結される第１ダイオード、入力端が前記第２スイッチング素子の他端と連結され、出力端が前記第２出力キャパシタの一端と連結される第２ダイオード、前記第１スイッチング素子の他端と前記第１ダイオードの出力端が連結された第３ノードを基準に一端が前記第１ダイオードと並列に連結される第１インダクタ、及び前記第２スイッチング素子の他端と前記第２ダイオードの入力端が連結された第４ノードを基準に前記第２ダイオードと並列に連結される第２インダクタをさらに含むことを特徴とする電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項2】

前記第１スイッチング素子のオン／オフ周期と前記第２スイッチング素子のオン／オフ周期は第１周期として同一であり、前記第１スイッチング素子がオンされる開始時点と前記第２スイッチング素子がオンされる開始時点は前記第１周期の１／２だけ差があることを特徴とする請求項１に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項3】

前記第１周期内で前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子がオンされる時間の間隔は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子がオフされる時間の間隔より短いか、同じ範囲内で調節可能であることを特徴とする請求項２に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項4】

前記第１出力キャパシタ及び前記第２出力キャパシタはフィルム（ｆｉｌｍ）キャパシタであることを特徴とする請求項１に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項5】

前記第２コンバータ部は、入力端が前記第１出力キャパシタの一端と連結され、出力端が前記第１スイッチング素子の他端と連結される第１ダイオード、入力端が前記第２スイッチング素子の他端と連結され、出力端が前記第２出力キャパシタの一端と連結される第２ダイオード、前記第１スイッチング素子の他端と前記第１ダイオードの出力端が連結された第３ノードを基準に一端が前記第１ダイオードと並列に連結される第１インダクタ、及び前記第２スイッチング素子の他端と前記第２ダイオードの入力端が連結された第４ノードを基準に前記第２ダイオードと並列に連結される第２インダクタを含み、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のデューティ比は可変であることを特徴とする請求項１に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項6】

前記第２コンバータ部は、前記第１出力端子と前記第１スイッチング素子の一端が連結される第１ノードを基準に一端が前記第１スイッチング素子と並列に連結される第１キャパシタ、及び前記第２出力端子と前記第２スイッチング素子の一端が連結される第２ノードを基準に一端が前記第２スイッチング素子と並列に連結される第２キャパシタをさらに含み、
前記第１出力キャパシタの他端、前記第２出力キャパシタの他端、前記第１インダクタの他端、前記第２インダクタの他端、前記第１キャパシタの他端及び前記第２キャパシタの他端は第５ノードで互いに連結されることを特徴とする請求項５に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項7】

フルブリッジ（Ｆｕｌｌ Ｂｒｉｄｇｅ）形態で連結された４つのダイオードを含み、商用交流電圧を全波整流して前記第１電圧を生成する第１整流部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項8】

前記第１コンバータ部は
前記第１電圧が入力されるスイッチング部、
前記スイッチング部と連結された変圧器部、及び
前記変圧器部と連結されて前記第２電圧を出力する第２整流部を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項9】

前記スイッチング部は、フルブリッジ形態で連結されて第２周期によって周期的にオンオフされる第３スイッチング素子、第４スイッチング素子、第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子を含み、
前記第３スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子の対角方向に位置する第６スイッチング素子は同時にオン／オフされ、前記第４スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子の対角方向に位置する第５スイッチング素子は同時にオン／オフされ、
前記第３スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子がオンされる時間と前記第４スイッチング素子及び前記第５スイッチング素子がオンされる時間は互いに重ならずに、前記第３スイッチング素子乃至前記第６スイッチング素子のデューティ比は一定であることを特徴とする請求項８に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項10】

前記第１スイッチング素子のオン／オフ周期と前記第２スイッチング素子のオン／オフ周期は第１周期として同一であり、前記第１スイッチング素子がオンされる開始時点と前記第２スイッチング素子がオンされる開始時点は前記第１周期の１／２だけ差があり、
前記第１周期内で前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子がオンされる時間の間隔は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子がオフされる時間の間隔より短いか同じであり、前記第２周期内で前記第３スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子がオンされる時間の間隔とオフされる時間の間隔は同一であり、
前記第１周期は、前記第２周期より２倍さらに長く、
前記第１スイッチング素子がオンされる開始時点と前記第３スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子がオンされる開始時点は同一であることを特徴とする請求項９に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項11】

前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子のうち少なくとも１つでオン／オフ制御のための制御信号を生成して転送する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項12】

前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子のうち少なくとも１つは、トランジスタ、及び
入力端が前記トランジスタの第２導通電極と連結され、出力端が前記トランジスタの第１導通電極と連結されるダイオード
を含むことを特徴とする請求項９に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項13】

全波整流されて入力される第１電圧を昇圧して第２電圧に変化させる第１コンバータ部、
前記第２電圧を直流化して電気車両用バッテリを充電するための第３電圧に変化させて出力する第２コンバータ部を含み、
前記第１コンバータ部の出力端は第１出力端子及び第２出力端子を含み、
前記第２コンバータ部は力率改善（ＰＦＣ： Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）機能及び増幅機能を同時に遂行するために、一端が前記第１出力端子と連結される第１スイッチング素子、一端が前記第２出力端子と連結される第２スイッチング素子、一端が前記第１スイッチング素子の他端と連結される第１出力キャパシタ、一端が前記第２スイッチング素子の他端と連結される第２出力キャパシタ、前記第１スイッチング素子の他端と前記第１出力キャパシタの一端が連結された第３ノードを基準に一端が前記第１出力キャパシタと並列に連結される第１インダクタ、及び前記第２スイッチング素子の他端と前記第２出力キャパシタの一端が連結された第４ノードを基準に一端が前記第２出力キャパシタと並列に連結される第２インダクタを含むことを特徴とする電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項14】

前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子は周期的にオン／オフされ、前記第１スイッチング素子がオンされる時間と前記第２スイッチング素子がオンされる時間は互いに重ならないことを特徴とする請求項１３に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【請求項15】

前記第２コンバータ部は、出力端が前記第３ノードを基準に前記第１インダクタと並列に連結され、入力端が前記第１出力キャパシタの一端と直列に連結される第１ダイオード、及び入力端が前記第４ノードを基準に前記第２インダクタと並列に連結され、出力端が前記第２出力キャパシタの一端と連結される第２ダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の電気車両用バッテリ充電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気車両用バッテリ充電装置にかかり、より詳しくは、小型化が可能で長寿命を保証できる電気車両用バッテリ充電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に電気車両（ＥＶ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）用バッテリ充電装置は商用電源を用いる。そして多様な仕様のバッテリを全て充電するために電気車両用バッテリ充電装置は１００Ｖ〜５００Ｖの電圧を出力できなければならない。
このために、従来の電気車両用バッテリ充電装置は力率補正を行うための前端と電流制御を行うための後端に分離されて構成され、特に後端はブーストコンバータ（Ｂｏｏｓｔ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を用いて構成された。
しかし、前記従来の電気車両用バッテリ充電装置はリンク電圧を出力電圧以下に維持しなければならない短所があり、これによって入力電圧の大きさに応じて内部構成が変更されなければならない問題があった。

【0003】

また、従来の電気車両用バッテリ充電装置はＣＣＭ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ）制御技法を用いて内部インダクタに流れる電流を制御するために複雑な構成の制御器を用いなければならない問題があった。
そして、従来の電気車両用バッテリ充電装置は広い出力範囲を確保するために電解（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ）キャパシタを用いたが、これはバッテリ充電装置の大きさ及び重さを増加させ、十分な寿命を保証できない短所があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記のような従来技術の問題を解決するために、本発明の目的とするところは、小型化が可能で長寿命を保証できる電気車両用バッテリ充電装置の提供である。
本発明の他の目的は下記実施例を通じて当業者によって導き出される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、全波整流されて入力される第１電圧を第２電圧に変化させる第１コンバータ部、前記第２電圧を直流化して電気車両用バッテリを充電するための第３電圧に変化させて出力する第２コンバータ部を含み、前記第１コンバータ部の出力端は第１出力端子及び第２出力端子を含み、前記第２コンバータ部は、一端が前記第１出力端子と連結される第１スイッチング素子、一端が前記第２出力端子と連結される第２スイッチング素子、一端が前記第１スイッチング素子の他端と直列に連結される第１出力キャパシタ、及び一端が前記第２スイッチング素子の他端と直列に連結される第２出力キャパシタを含み、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子はオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）され、前記第１スイッチング素子がオンされる時間と前記第２スイッチング素子がオンされる時間は互いに重ならないことを特徴とする。

【0006】

また、本発明の他の実施例によると、全波整流されて入力される第１電圧を昇圧して第２電圧に変化させる第１コンバータ部、前記第２電圧を直流化して電気車両用バッテリを充電するための第３電圧に変化させて出力する第２コンバータ部を含み、前記第１コンバータ部の出力端は第１出力端子及び第２出力端子を含み、前記第２コンバータ部は力率改善（ＰＦＣ： Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）機能及び増幅機能を同時に遂行する行うために、一端が前記第１出力端子と連結される第１スイッチング素子、一端が前記第２出力端子と連結される第２スイッチング素子、一端が前記第１スイッチング素子の他端と連結される第１出力キャパシタ、一端が前記第２スイッチング素子の他端と連結される第２出力キャパシタ、前記第１スイッチング素子の他端と前記第１出力キャパシタの一端が連結された第３ノードを基準に一端が前記第１出力キャパシタと並列に連結される第１インダクタ、及び前記第２スイッチング素子の他端と前記第２出力キャパシタの一端が連結された第４ノードを基準に一端が前記第２出力キャパシタと並列に連結される第２インダクタを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、電気車両用バッテリ充電装置は小型化が可能であり、長寿命が保証できる。
また、本発明による電気車両用バッテリ充電装置は簡単な構成を有する制御器を用いて電流制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施例による電気車両用充電装置の概略的な構成を示したブロック図である。

【図2】本発明の一実施例による電気車両用充電装置の詳細な構成を示した回路図である。

【図3】第１スイッチング素子（Ｂ１）、第２スイッチング素子（Ｂ２）、第３スイッチング素子（ＳＬ１）、第４スイッチング素子（ＳＬ２）、第５スイッチング素子（ＳＬ２）及び第６スイッチング素子（ＳＬ４）のスイッチングを制御するために制御部で生成される制御信号の一例を示した図面である。

【図4】第１スイッチング素子（Ｂ１）、第２スイッチング素子（Ｂ２）、第３スイッチング素子（ＳＬ１）、第４スイッチング素子（ＳＬ２）、第５スイッチング素子（ＳＬ２）及び第６スイッチング素子（ＳＬ４）のスイッチングを制御するために制御部で生成される制御信号の一例を示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明は多様な変更を加えることができ、様々な実施例を有することができるところ、特定実施例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して理解されなければならない。各図面を説明しながら類似の参照符号を類似の構成要素に対して用いた。

【0010】

以下、本発明による実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例による電気車両用充電装置の概略的な構成を示したブロック図であり、図２は、本発明の一実施例による電気車両用充電装置の詳細な構成を示した回路図である。
図１及び図２に示す通り、本発明の一実施例による電気車両用充電装置（１００）は、第１整流部（１１０）、第１コンバータ部（１２０）、第２コンバータ部（１３０）及び制御部（１４０）を含む。

【0011】

以下、各構成要素別にその機能を詳細に説明する。
第１整流部（１１０）は外部から入力される交流電圧を半波整流または全波整流して第１電圧を生成する。この時、入力される交流電圧は、９０Ｖａｃ以上、２６０Ｖａｃ以下の大きさを有する。一例として、入力される交流電圧は１１０Ｖａｃまたは２２０Ｖａｃの大きさを有する商用交流電圧である。
本発明の一実施例によると、第１整流部（１１０）は図２に示すように外部電源と連結され、フルブリッジ（Ｆｕｌｌ Ｂｒｉｄｇｅ）形態で連結された４つのダイオードを含む。
第１コンバータ部（１２０）は第１整流部（１１０）により全波整流されて入力される第１電圧を昇圧して第２電圧に変化させる。一例として、第１コンバータ部（１２０）は図２に示すようにＬＬＣコンバータの構成を有する。

【0012】

より詳しくは、第１コンバータ部（１２０）は第１整流部（１１０）と連結されて第１電圧の入力を受けるスイッチング部（１２１）、スイッチング部（１２１）と連結されて昇圧動作を行う変圧器部（１２２）及び変圧器部（１２２）と連結されて前記昇圧動作の結果として生成された電圧を整流して第２電圧を生成し、出力する第２整流部（１２３）を含む。
スイッチング部（１２１）は第１整流部（１１０）の２つの出力端子と連結され、フルブリッジ形態で連結された４つのスイッチング素子（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４）を含む。

【0013】

以下では説明の便宜上、スイッチング部（１２１）に含まれた４つのスイッチング素子をそれぞれ「第３スイッチング素子（ＳＬ１）」、「第４スイッチング素子（ＳＬ２）」、「第５スイッチング素子（ＳＬ３）」及び「第６スイッチング素子（ＳＬ４）」と称する（第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子は後述する第２コンバータ部（１３０）に含まれる）。
一例として、４つのスイッチング素子（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４）それぞれは１つのトランジスタ（例えば、ＦＥＴ）及び入力端がトランジスタの第２導通電極（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）（例えば、ドレイン電極）と連結され、出力端がトランジスタの第１導通電極（例えば、ソース電極）と連結されるダイオードで構成される。

【0014】

このような第３スイッチング素子（ＳＬ１）、第４スイッチング素子（ＳＬ２）、第５スイッチング素子（ＳＬ３）及び第６スイッチング素子（ＳＬ４）それぞれは周期的にオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）される。
以下では説明の便宜上、スイッチング素子（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４）がオン／オフされる周期を「第２周期」と称する（「第１周期」は後述する第２コンバータ部（１３０）に含まれた第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子のオン／オフ周期を意味する）。
より詳しくは、第３スイッチング素子（ＳＬ１）及びこれと対角方向に位置する第６スイッチング素子（ＳＬ４）は同時にオン／オフされ、第４スイッチング素子（ＳＬ２）及びこれと対角方向に位置する第５スイッチング素子（ＳＬ３）は同時にオン／オフされる。そして、第３スイッチング素子（ＳＬ１）及び第６スイッチング素子（ＳＬ４）がオンされる時間と第４スイッチング素子（ＳＬ２）及び第５スイッチング素子（ＳＬ３）がオンされる時間は互いに重ならない。

【0015】

この場合、第２周期内で第３スイッチング素子（ＳＬ１）、第４スイッチング素子（ＳＬ）、第５スイッチング素子（ＳＬ３）及び第６スイッチング素子（ＳＬ４）がオンされる時間の間隔とオフされる時間の間隔は同一である。
このようなスイッチング部（１２１）のオン／オフは、制御部（１４０）（図２には図示せず）で生成される制御信号に基づいて制御される。制御部（１４０）は第２コンバータ部（１３０）で出力される第３電圧をフィードバック受け、フィードバック受けた第３電圧を用いて制御信号を生成する。生成された制御信号はスイッチング素子（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４）に含まれたトランジスタ（例えば、ＦＥＴ）の制御電極（例えば、ゲート電極）に入力され、これによってスイッチング素子（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４）のオン／オフが制御される。
次に、変圧器部（１２２）はスイッチング部（１２１）と連結され、スイッチング部（１２１）から出力された電圧を昇圧する。このために、変圧器部（１２２）の２次側巻線数は１次側巻線数より大きい。一例として、変圧器部（１２２）の巻線比は１：１．５である。

【0016】

最後に、第２整流部（１２３）は変圧器部（１２２）と連結され、変圧器部（１２２）で出力された電圧を整流して第２電圧を生成し、出力する。
本発明の一実施例によると、第２整流部（１２３）は図２に示すようにフルブリッジ形態で連結された４つのダイオードを含む。
第２整流部（１２３）の出力端（即ち、第１コンバータ部（１２０）の出力端）と連結される第２コンバータ部（１３０）は第２電圧を直流化して電気車両用バッテリ（１５０）を充電するための第３電圧に変化させて出力する。
一例として、第２コンバータ部（１３０）は図２に示すように並列構造のバックブースト（Ｂｕｃｋ Ｂｏｏｓｔ）コンバータの形態である。
より詳しくは、第２コンバータ部（１３０）は第１キャパシタ（Ｃ１）、第２キャパシタ（Ｃ２）、第１スイッチング素子（Ｂ１）、第２スイッチング素子（Ｂ２）、第１インダクタ（Ｌ１）、第２インダクタ（Ｌ２）、第１ダイオード（Ｄ１）、第２ダイオード（Ｄ２）、第１出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ１）及び第２出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ２）を含む。

【0017】

以下、各素子の連結関係について説明する
第１スイッチング素子（Ｂ１）は一端が第１コンバータ部（１２０）の第１出力端子（即ち、第１ノード（ｎ１））と連結され、第２スイッチング素子（Ｂ２）は一端が第１コンバータ部（１２０）の第２出力端子（即ち、第２ノード（ｎ２））と連結される。ここで、第２スイッチング素子（Ｂ２）は第１ノード（ｎ１）を基準とする時、第１スイッチング素子（Ｂ１）と並列に連結される。
また、第１スイッチング素子（Ｂ１）の他端は第１ダイオード（Ｄ１）を経て第１出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ１）の一端と直列に連結される。即ち、第１スイッチング素子（Ｂ１）の他端は第３ノード（ｎ３）で第１ダイオード（Ｄ１）の出力端と連結され、第１ダイオード（Ｄ１）の入力端は第１出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ１）の一端と連結される。

【0018】

同様に、第２スイッチング素子（Ｂ２）の他端は第２ダイオード（Ｄ２）を経て第２出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ２）の他端と連結される。即ち、第２スイッチング素子（Ｂ２）の他端は第４ノード（ｎ４）で第２ダイオード（Ｄ２）の出力端と連結され、第２ダイオード（Ｄ２）の入力端は第２出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ２）の一端と連結される。
第１インダクタ（Ｌ１）は第３ノード（ｎ３）を基準に第１ダイオード（Ｄ１）及び第１出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ１）と並列に連結され、第２インダクタ（Ｌ２）は第４ノード（ｎ４）を基準に第２ダイオード（Ｄ２）及び第２出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ２）と並列に連結される。
そして、第１キャパシタ（Ｃ１）は一端が第１ノード（ｎ１）を基準に第１スイッチング素子（Ｂ１）と並列に連結され、第２キャパシタ（Ｃ２）は第２ノード（ｎ２）を基準に第２スイッチング素子（Ｂ２）と並列に連結される。

【0019】

第１出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ１）の他端、第２出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ２）の他端、第１インダクタ（Ｌ１）の他端、第２インダクタ（Ｌ２）の他端、第１キャパシタ（Ｃ１）の他端及び第２キャパシタ（Ｃ２）の他端は第５ノード（ｎ５）で互いに連結される。
一方、第１スイッチング素子（Ｂ１）及び第２スイッチング素子（Ｂ２）は上述した第３スイッチング素子（ＳＬ１）、第４スイッチング素子（ＳＬ２）、第５スイッチング素子（ＳＬ３）、第６スイッチング素子（ＳＬ４）と同様に１つのトランジスタ（例えば、ＦＥＴ）及び入力端がトランジスタの第２導通電極（例えば、ドレイン電極）と連結され、出力端がトランジスタの第１導通電極（例えば、ソース電極）と連結されるダイオードで構成される。
また、第１スイッチング素子（Ｂ１）及び第２スイッチング素子（Ｂ２）は上述した第３スイッチング素子（ＳＬ１）、第４スイッチング素子（ＳＬ２）、第５スイッチング素子（ＳＬ３）、第６スイッチング素子（ＳＬ４）と類似して所定の周期（即ち、第１周期）によって周期的にオン／オフされる。

【0020】

より詳しくは、本発明の一実施例によると、第１スイッチング素子（Ｂ１）と第２スイッチング素子（Ｂ２）はオンされる時間が互いに重ならないようにオン／オフされる。この場合、第１スイッチング素子（Ｂ１）のオン／オフ周期と第２スイッチング素子（Ｂ２）のオン／オフ周期は同一であり（第１周期）、第１スイッチング素子（Ｂ１）がオンされる開始時点と第２スイッチング素子（Ｂ２）がオンされる開始時点は第１周期の１／２だけ差がある。
また、本発明の他の実施例によると、第１スイッチング素子（Ｂ１）と第２スイッチング素子（Ｂ２）は同時にオン／オフされる。
そして、前記２つの実施例において、第１周期内で第１スイッチング素子（Ｂ１）及び第２スイッチング素子（Ｂ２）がオンされる時間間隔は第１スイッチング素子（Ｂ１）及び第２スイッチング素子（Ｂ２）がオフされる時間間隔より短かいか同じ範囲内で調節することができる。

【0021】

このような第１スイッチング素子（Ｂ１）及び第２スイッチング素子（Ｂ２）のオン／オフも上述したように制御部（１４０）で生成される制御信号に基づいて制御される。
即ち、制御部（１４０）はフィードバック受けた第３電圧を用いて制御信号を生成し、生成された制御信号は第１スイッチング素子（Ｂ１）、第２スイッチング素子（Ｂ２）、第３スイッチング素子（ＳＬ１）、第４スイッチング素子（ＳＬ２）、第５スイッチング素子（ＳＬ３）及び第６スイッチング素子（ＳＬ４）に含まれたトランジスタ（例えば、ＦＥＴ）の制御電極（例えば、ゲート電極）に入力される。
図３及び図４に、第１スイッチング素子（Ｂ１）、第２スイッチング素子（Ｂ２）、第３スイッチング素子（ＳＬ１）、第４スイッチング素子（ＳＬ２２）、第５スイッチング素子（ＳＬ３）及び第６スイッチング素子（ＳＬ４）のスイッチングを制御するために制御部（１４０）で生成される制御信号の一例を示している。

【0022】

まず、図３の上段に示すような制御信号が第３スイッチング素子（ＳＬ１）、第４スイッチング素子（ＳＬ２）、第５スイッチング素子（ＳＬ３）及び第６スイッチング素子（ＳＬ４）の制御電極に入力されると、第３スイッチング素子（ＳＬ１）／第６スイッチング素子（ＳＬ４）がオンされた時点で第４スイッチング素子（ＳＬ２）／第５スイッチング素子（ＳＬ３）はオフされ、第３スイッチング素子（ＳＬ１）／第６スイッチング素子（ＳＬ４）がオフされた時点で第４スイッチング素子（ＳＬ２）／第５スイッチング素子（ＳＬ３）はオンされる。即ち、第３スイッチング素子（ＳＬ１）／第６スイッチング素子（ＳＬ４）と第４スイッチング素子（ＳＬ２）／第５スイッチング素子（ＳＬ３）は固定されたデューティ比によってオン／オフされる。

【0023】

そして、図３の下段に示すような制御信号が第１スイッチング素子（Ｂ１）及び第２スイッチング素子（Ｂ２）の制御電極に入力されると、上述したように第１スイッチング素子（Ｂ１）と第２スイッチング素子（Ｂ２）は同時にオンされずに、第１周期内で第１スイッチング素子（Ｂ１）及び第２スイッチング素子（Ｂ２）がオンされる時間の間隔は第１スイッチング素子（Ｂ１）及び第２スイッチング素子（Ｂ２）がオフされる時間の間隔より短いか同じになり、第１スイッチング素子（Ｂ１）がオンされる開始時点と第２スイッチング素子（Ｂ２）がオンされる開始時点は第１周期の１／２だけ差ができる。
この時、第１スイッチング素子（Ｂ１）／第２スイッチング素子（Ｂ２）がオンされる時間の間隔は第１スイッチング素子（Ｂ１）／第２スイッチング素子（Ｂ２）がオフされる時間の間隔より短いか同じ範囲内で自由に調節される。
即ち、第１スイッチング素子（Ｂ１）と第２スイッチング素子（Ｂ２）は任意のデューティ比によってオン／オフされ、デューティ比は可変である。

【0024】

また、第１スイッチング素子（Ｂ１）／第２スイッチング素子（Ｂ２）と第３スイッチング素子（ＳＬ１）〜第６スイッチング素子（ＳＬ４）のオン／オフ周期を比較すると、第１周期は第２周期より２倍長く、第１スイッチング素子（Ｂ１）がオンされる開始時点と第３スイッチング素子（ＳＬ１）／第６スイッチング素子（ＳＬ４）がオンされる開始時点は同一である。
次に、図４のような制御信号が入力される場合、第３スイッチング素子（ＳＬ１）〜第６スイッチング素子（ＳＬ４）は図３で示したものと同じくオン／オフされる。
そして、第１スイッチング素子（Ｂ１）及び第２スイッチング素子（Ｂ２）は同時にオン／オフされる。この時、第１スイッチング素子（Ｂ１）／第２スイッチング素子（Ｂ２）がオンされる時間の間隔は第１スイッチング素子（Ｂ１）／第２スイッチング素子（Ｂ２）がオフされる時間の間隔より短いか同じ範囲内で自由に調節される。
即ち、第１スイッチング素子（Ｂ１）と第２スイッチング素子（Ｂ２）は任意のデューティ比によってオン／オフされ、デューティ比は可変である。

【0025】

また、第１スイッチング素子（Ｂ１）／第２スイッチング素子（Ｂ２）と第３スイッチング素子（ＳＬ１）〜第６スイッチング素子（ＳＬ４）のオン／オフ周期を比較すると、第１周期は第２周期より２倍長く、第１スイッチング素子（Ｂ１）がオンされる開始時点と第３スイッチング素子（ＳＬ１）／第６スイッチング素子（ＳＬ４）がオンされる開始時点は同一である。
前記のような制御信号の入力によって、第２コンバータ部（１３０）は不連続電流モード（ＤＣＭ： Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ）で制御される。これによって、連続電流モード（ＣＣＭ： Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ）及び境界電流モード（Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ）で制御される場合に比べて簡単な構成の制御器（１４０）を用いて第２コンバータ部（１３０）を制御することができる。

【0026】

また、前記のように第１スイッチング素子（Ｂ１）と第２スイッチング素子（Ｂ２）が交互にオン／オフされるように制御する場合、第１スイッチング素子（Ｂ１）、第１キャパシタ（Ｃ１）、第１インダクタ（Ｌ１）、及び第１出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ１）が１つのコンバーティンググループを形成し、第２スイッチング素子（Ｂ２）、第２キャパシタ（Ｃ２）、第２インダクタ（Ｌ２）、及び第２出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ２）がもう１つのコンバーティンググループを形成する。そして、並列に連結された２つのコンバーティンググループが交互にコンバーティングを行うようになるので、第２コンバータ部（１３０）に含まれる素子の電圧ストレスが減少し、位相シフト（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ）が発生して第２電圧に含まれたリプル（Ｒｉｐｐｌｅ）が減少できる。

【0027】

そして、前記のように第１スイッチング素子（Ｂ１）と第２スイッチング素子（Ｂ２）が交互にオン／オフされるように制御する場合、第１スイッチング素子（Ｂ１）／第２スイッチング素子（Ｂ２）のデューティ比を調節して第３電圧の大きさを任意に調節することができるため、電気車両用バッテリの仕様に制限されることなく多様な電気車両用バッテリを充電することができる。
また、図２に示すように第２コンバータ部（１３０）を構成する場合、第２コンバータ部（１４０）は力率改善（ＰＦＣ： Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）と増幅機能（即ち、電流制御機能）を同時に行うことができるようになるため、力率改善のための回路を第１コンバータ部（１２０）の前端に別に備える必要がなくなる。

【0028】

これとともに、従来の電気車両用バッテリ充電装置とは異なり電気車両用バッテリ（１５０）と直接連結される構成要素である第２コンバータ部（１４０）が交流波形を有する電圧の入力を受けるため、大きい容量の電解キャパシタではなく小さい容量のフィルム（ｆｉｌｍ）キャパシタを用いて第１出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ１）／第２出力キャパシタ（Ｃｏｕｔ２）を構成することができる。
小さい容量のフィルムキャパシタを用いて第２コンバータ部（１４０）を構成する場合、電気車両用バッテリ充電装置の寿命を増加させ、大きさを小型化できる。

【0029】

以上のように本発明においては、具体的な構成要素などのような特定事項と限定された実施例及び図面によって説明されたが、これは本発明の全般的な理解を促進するために提供されたものであり、本発明は、前記の実施例に限定されるわけではなく、本発明の属する分野の当業者はこのような記載から多様な修正及び変形が可能である。従って、本発明の思想は説明された実施例に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等、もしくは等価的変形がある全てのものは本発明思想の範疇に属するものとみなすべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】