特許 6299866 充電器

(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】6299866

(24)【登録日】2018年3月9日

(45)【発行日】2018年3月28日

(54)【発明の名称】充電器

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20180319BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20180319BHJP

   H02M 3/28 20060101ALI20180319BHJP

   H02M 7/12 20060101ALI20180319BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20180319BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H02J7/00 P

   H02H7/18

   H02M3/28 C

   H02M7/12 H

   B60L11/18 C

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-523088(P2016-523088)

(86)(22)【出願日】2014年5月30日

(86)【国際出願番号】JP2014064542

(87)【国際公開番号】WO2015181988

(87)【国際公開日】20151203

【審査請求日】2016年11月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111763

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 隆

(72)【発明者】

【氏名】武井 修

(72)【発明者】

【氏名】鳥羽 章夫

(72)【発明者】

【氏名】八須 康明

(72)【発明者】

【氏名】鷁頭 政和

(72)【発明者】

【氏名】西田 廣治

【審査官】 坂東 博司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１５８２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３１３５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２７８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６９８６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｌ １１／１８

Ｈ０２Ｈ ７／１８

Ｈ０２Ｍ ３／２８

Ｈ０２Ｍ ７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力する直流電力を変圧して車載バッテリに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータの各々を駆動するための駆動信号を前記車載バッテリの充電状況に応じて出力するコンバータ制御部と、
前記コンバータ制御部から前記ＡＣ／ＤＣコンバータと前記ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの予め定められた方へ出力された駆動信号を、非アクティブレベルの強制停止指示信号を受け取っている間は通過させ、アクティブレベルの強制停止指示信号を受け取ったことを契機として遮断するマスク回路と、
前記車載バッテリの充電中に異常が発生したことを通知する異常検知信号の受信を契機として前記マスク回路に与える強制停止指示信号を非アクティブレベルからアクティブレベルに切り替え、その切り替え後に、駆動信号の出力停止を指示する停止指示を前記コンバータ制御部に与えて、前記ＡＣ／ＤＣコンバータと前記ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの予め定められた方を優先的に停止させる安全制御部と、
を有することを特徴とする充電器。

【請求項2】

前記マスク回路は、
前記強制停止指示信号に応じてオン／オフが切り替えられるスイッチング素子と、
一次巻線の一端が前記スイッチング素子を介して電源に接続され、前記コンバータ制御部から出力される駆動信号が前記一次巻線の他端に与えられるパルストランスと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータと前記ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの予め定められた方へ出力する駆動信号を、前記パルストランスの二次巻線に誘起される交流電力を整流して生成する整流器と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の充電器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、バッテリを充電する充電器に関し、特に、電動機を動力源として走行する車両のバッテリを充電する充電器に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の車両の具体例としては電気自動車やハイブリッド自動車が挙げられる。この種の車両には、人体にとって危険な高電圧のバッテリが電動機の電源として搭載されており、この車載バッテリを充電するための車載充電器も高電圧を扱うため、安全性に充分に配慮する必要がある。自動車用機能安全規格の一つとして、２０１１年正式発行のＩＳＯ２６２６２が挙げられる（非特許文献１参照）。ＩＳＯ２６２６２の目的は、安心して受け入れられる程度までリスクを抑制することである。ＩＳＯ２６２６２では、異常検出時に、車載充電器の全機能を強制停止させる機能を持たせることが定められている。この種の車載充電器はＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータを直列接続してなる構成が一般的であり、異常発生時にＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータの両方を強制停止させる機能を当該充電器に設けることが考えられる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.jari.or.jp/tabid/112/Default.aspx＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＩＳＯ２６２６２では、目標安全水準に対応したレベルでのリスク低減策を講じれば良いとされている。これに対して、異常検出時にＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータの両方を強制停止させる構成では、リスク低減効果は高いものの、高コスト化を招き、また、目標安全水準に比較してオーバースペックとなり兼ねない。

【0005】

本発明は以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、車載バッテリを充電する充電器において、要求される目標安全水準に応じたレベルでのリスク低減を実現することを可能にする技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明は、ＡＣ／ＤＣコンバータと、このＡＣ／ＤＣコンバータに直列接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、異常発生時に安全確保のための制御を行う安全制御部とを有する充電器の安全制御部に以下の処理を実行させる。すなわち、安全制御部は、車載バッテリの充電中に異常が発生したことを通知する異常検知信号の受信を契機としてＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータのうちの予め定められた方を優先的に停止させる。

【0007】

例えば、充電器に対して要求される目標安全水準が「車載バッテリの充電中に何らかの異常が発生したとしても、少なくとも車載バッテリの破損を回避すること」である場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータを優先的に停止させるようにすれば良い。これに対して、「車載バッテリの充電中に何らかの異常が発生したとしても、少なくとも充電器の破損（具体的には、ＡＣ／ＤＣコンバータに含まれる平滑化コンデンサの破損）を回避すること」が目標安全水準として要求される場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータを優先的に停止させるようにすれば良い。

【0008】

ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータとを直列接続してなる車載バッテリ用充電器では、充電器全体の作動制御を行う安全制御部とは別個に、車載バッテリの充電状況に応じてＡＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの作動制御を行うコントローラ（以下、コンバータ制御部）が設けられていることが一般的である。このような構成の充電器においては、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータのうちの予め定められた方に向けてコンバータ制御部から出力された駆動信号を、アクティブレベルの強制停止指示信号を安全制御部から受け取ったことを契機として遮断するマスク回路を設け、安全制御部には、異常検知信号の受信を契機としてマスク回路にアクティブレベルの強制停止指示信号を与え、駆動信号の出力停止を指示する停止指示をコンバータ制御部に与える処理を実行させるようにすれば良い。このような態様によれば、ＡＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの各々に対してマスク回路を設ける態様に比較して要求される安全水準を低コストで実現することが可能になる。

【0009】

一般に、安全制御部とコンバータ制御部との通信はシリアルバスを介して行われる。このため、アクティブレベルの強制停止指示信号の出力と上記停止指示の出力とを同時に安全制御部に行わせたとしても上記予め定められた方のコンバータを先に停止させる（すなわち、時間的に優先させて停止させる）ことができる。なお、予め定められた方のコンバータの停止が確実に先になるように、強制停止指示信号を出力した後に、上記停止指示を出力する処理を安全制御部に実行させても良い。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、車載バッテリを充電する充電器において、要求される目標安全水準に応じたレベルでのリスク低減を効率的に実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態の充電器１Ａの構成例を示す図である。

【図2】充電器１Ａが有するマスク回路６０の構成例を示す図である。

【図3】充電器１Ａの動作例を示すタイミングチャートである。

【図4】本発明の第２実施形態の充電器１Ｂの構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について説明する。
（Ａ：第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の充電器１Ａの構成例を示す図である。
充電器１Ａは、電気自動車やハイブリッド自動車など動力源として電動機を有する車両に搭載される車載充電器であり、上記電動機に電力を供給する車載バッテリ３を充電する装置である。より詳細に説明すると、充電器１Ａは、一般家庭用の交流電源（すなわち、単相１００Ｖの交流電源）である外部交流電源２に電源ケーブル等を介して接続され、外部交流電源２から供給される交流電力を直流電力に変換して車載バッテリ３を充電する。図１には、充電器１Ａの他に、充電器１Ａによる充電対象の車載バッテリ３と、車載バッテリ３の充電状況を監視する充電監視部４と、外部交流電源２とが図示されている。

【0013】

充電監視部４は、例えばＢＣＵ（Battery Control Unit）である。充電監視部４は、車載バッテリ３の充電状態（例えば電池残量等）を監視し、その監視結果を表すデータをＣＡＮ−ＢＵＳ経由で充電器１Ａに与える。また、充電監視部４は、車載バッテリ３の充電中に何らかの異常（車載バッテリ３に含まれるコンデンサの極板間電圧の異常な上昇や、天絡、地絡など）の発生の有無の監視も行う。そして、充電監視部４は、車載バッテリ３の充電が正常に行われている間は非アクティブレベル（例えば、Ｌｏｗレベル）の異常検知信号ＡＲを充電器１Ａに与え、何らかの異常の発生（過剰に高い電圧の印加など）を検知したことを契機として異常検知信号ＡＲの信号レベルをアクティブレベル（Ｈｉｇｈレベル）に切り替える。つまり、本実施形態の充電監視部４は、車載バッテリ３の充電中に異常の発生の有無を監視し、異常の発生を検知した場合には充電器１Ａ（より正確には、後述する安全制御部５０）への通知を行う異常検知手段の役割を果たす。なお、車載バッテリ３の充電状態の監視および充電中の異常監視については、既存の周知技術を適宜用いるようにすればよい。

【0014】

本実施形態の充電器１Ａについての目標安全水準は「車載バッテリの充電中に何らかの異常が発生したとしても、少なくとも車載バッテリの破損を回避すること」である。本実施形態の充電器１Ａは、この目標安全水準に応じたレベルでのリスク低減を、できるだけ低コストで実現できるように構成されている。図１に示すように、充電器１Ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＡＣ／ＤＣ制御部３０、ＤＣ／ＤＣ制御部４０、安全制御部５０、およびマスク回路６０を含んでいる。

【0015】

ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、外部交流電源２から供給される交流電力を直流電力に変換して出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、ダイオード１１０＿１〜１１０＿２、フライホイールダイオード１１０＿３〜１１０＿４、ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６、平滑化コンデンサ１１０＿７およびリアクトル１１０＿８〜１１０＿９により構成される。リアクトル１１０＿８〜１１０＿９は高調波を減衰させるために設けられている。ダイオード１１０＿１〜１１０＿２およびＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６は、外部交流電源２から供給される交流電圧を整流して直流電圧を平滑化コンデンサ１１０＿７に供給するＰＦＣ回路を構成している。ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６の各々は、アクティブレベルの駆動信号をゲートに与えられるとオンとなり、非アクティブレベルの駆動信号をゲートに与えられるとオフとなる。

【0016】

平滑化コンデンサ１１０＿７は、このＰＦＣ回路から出力された直流電圧を平滑化するために設けられた電解コンデンサである。フライホイールダイオード１１０＿３〜１１０＿４は、ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６に逆並列接続されており、ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６のオン／オフ切り替え時にリアクトル１１０＿８〜１１０＿９に蓄積された電磁エネルギーにより発生する電流を、入力電源（本実施形態では、外部交流電源２）側に還流させる。

【0017】

ＡＣ／ＤＣ制御部３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、車載バッテリ３の充電状態に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ１０の作動制御を行う。より詳細に説明すると、ＡＣ／ＤＣ制御部３０は、車載バッテリ３の充電状態に応じた好適な電圧または電流がＡＣ／ＤＣコンバータ１０から出力されるように、ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６の各々のゲートに与える駆動信号ｇａ１〜ｇａ２の信号レベルをアクティブレベル（例えば、Ｈｉｇｈレベル）から非アクティブレベル（例えば、Ｌｏｗレベル）に、或いはその逆に切り替える。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の作動制御が実現される。

【0018】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０に直列接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、インバータ１２１および整流器１２２により構成される。インバータ１２１は、ＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８、フライホイールダイオード１２１＿１〜１２１＿４およびトランス１２１＿９により構成される。インバータ１２１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の平滑化コンデンサ１１０＿７に充電された直流電圧を電源電圧とし、この電源電圧をＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８によってスイッチングすることにより、トランス１２１＿９の１次巻線に交流電圧を出力する回路である。ＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８の各々も、アクティブレベルの駆動信号をゲートに与えられるとオンとなり、非アクティブレベルの駆動信号をゲートに与えられるとオフとなる。

【0019】

トランス１２１＿９は、１次巻線に与えられた交流電圧に応じた交流電圧を２次巻線から整流器１２２に出力する。整流器１２２は、ダイオード１２２＿１〜１２２＿４により、トランス１２１＿９の２次巻線から出力された交流電圧を整流して直流電圧を車載バッテリ３に供給する。

【0020】

ＤＣ／ＤＣ制御部４０は、ＡＣ／ＤＣ制御部３０と同様にＣＰＵである。なお、以下では、ＡＣ／ＤＣ制御部３０とＤＣ／ＤＣ制御部４０の両者を「コンバータ制御部」と総称する場合がある。ＤＣ／ＤＣ制御部４０は、インバータ１２１に含まれるスイッチング素子（本実施形態では、ＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８）のオン／オフを切り替えるための駆動信号ｇｂ１〜ｇｂ４を出力する。これらスイッチング素子のスイッチング周期を車載バッテリ３の充電状態に応じて調整することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から車載バッテリ３へその充電状態に応じた好適な電圧または電流が供給される。図１に示すように、駆動信号ｇｂ１〜ｇｂ４の各々はマスク回路６０を介して駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４として上記各スイッチング素子に与えられる。

【0021】

安全制御部５０は、ＡＣ／ＤＣ制御部３０と同様にＣＰＵであり、シリアルバス（図１では図示略）を介してＡＣ／ＤＣ制御部３０とＤＣ／ＤＣ制御部４０とに接続されている。 安全制御部５０は、充電監視部４からアクティブレベルの異常検知信号ＡＲを受け取ったことを契機として安全確保のための制御を行う。より詳細に説明すると、安全制御部５０は、非アクティブレベルの異常検知信号ＡＲを充電監視部４から受け取っている間、非アクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳをマスク回路６０に出力する。そして、安全制御部５０は、アクティブレベルの異常検知信号ＡＲを受け取ったことを契機として強制停止指示信号ＳＳの信号レベルをアクティブレベルに切り替え、その後、ＡＣ／ＤＣ制御部３０に対してシリアルバス経由でＡＣ／ＤＣコンバータ１０の停止を指示するとともに、ＤＣ／ＤＣ制御部４０に対してシリアルバス経由でＤＣ／ＤＣコンバータ２０の停止を指示する。

【0022】

このような安全制御を安全制御部５０に行わせる理由は、前述した目標安全水準（すなわち、車載バッテリの充電中に何らかの異常が発生したとしても、少なくとも車載バッテリの破損を回避すること）に応じたレベルのリスク低減をできるだけ低コストで実現するためである。このような安全制御を安全制御部５０に実行させることで、上記目標安全水準に応じたレベルのリスク低減を実現できる理由については後に詳細に説明する。

【0023】

マスク回路６０は、非アクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳを受け取っている間はＤＣ／ＤＣ制御部４０の出力する駆動信号ｇｂ１〜ｇｂ４をそのまま駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４として通過させ、強制停止指示信号ＳＳがアクティブレベルとなったことを契機として駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４を遮断（すなわち、駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４を非アクティブレベルに維持）し、インバータ１２１を強制停止させる回路である。つまり、本実施形態では、車載バッテリ３の充電中に何らかの異常が発生すると、まず、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の停止を時間的に優先させ、その後、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を停止させる。

【0024】

マスク回路６０の具体的な回路構成としては種々の構成が考えられる。例えば、図２（ａ）に示すように、インバータ１２１に含まれる複数のスイッチング素子の各々に対して１つずつ設けられたＡＮＤゲートによりマスク回路６０を構成する態様が考えられる。なお、図２（ａ）では、インバータ１２１に含まれる４つのＦＥＴのうちのＦＥＴ１２１＿５に対応する構成のみが図示されている。図２（ａ）に示すように、ＡＮＤゲートの一方の入力端子には、強制停止指示信号ＳＳを反転器により論理反転させた信号が与えられ、他方の入力端子には当該ＡＮＤゲートに対応するスイッチング素子のオン／オフ制御のためにＤＣ／ＤＣ制御部４０から出力された駆動信号が与えられる。このため、安全制御部５０から非アクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳが出力されている間は、ＤＣ／ＤＣ制御部４０から出力された駆動信号ｇｂ１は上記ＡＮＤゲートを通過し、駆動信号Ｇｂ１としてＦＥＴ１２１＿５のゲートに与えられる。そして、強制停止指示信号ＳＳが非アクティブレベルからアクティブレベルに切り替わると、ＤＣ／ＤＣ制御部４０から出力された駆動信号ｇｂ１はマスク回路６０において遮断され、駆動信号Ｇｂ１はＬｏｗレベルに維持される。このため、ＦＥＴ１２１＿５はオフ状態に維持される。ＦＥＴ１２１＿６〜１２１＿８についても同様である。ＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８が全てオフ状態に維持されると、インバータ１２１は停止する。

【0025】

マスク回路６０の他の構成例としては、インバータ１２１に含まれるスイッチング素子に各々対応するパルストランス６２、整流器６４およびスイッチング素子６６と、スイッチング素子６６を介してパルストランス６２の一次側へ給電する電源６８によりマスク回路６０を構成する態様が考えられる。なお、図２（ｂ）には、図２（ａ）と同様に、ＦＥＴ１２１＿５に対応する構成のみが図示されている。パルストランス６２の一次巻線の一端にはＤＣ／ＤＣ制御部４０の出力する駆動信号ｇｂ１が与えられ、他端はスイッチング素子６６を介して電源６８に接続されている。スイッチング素子６６のオン／オフは強制停止指示信号ＳＳを論理反転させた信号（図２（ｂ）にて符号／ＳＳで示す信号）によって切り換えられる。すなわち、強制停止指示信号ＳＳが非アクティブレベルであればスイッチング素子６６はオンとなり、逆にアクティブレベルであればスイッチング素子６６はオフとなる。

【0026】

スイッチング素子６６がオンとなっていれば、ＤＣ／ＤＣ制御部４０の出力する駆動信号ｇｂ１に応じてパルストランス６２の二次巻線に発生する電圧が整流器６４によって整流され、ＦＥＴ１２１−５にそのオン／オフを切り替える駆動信号Ｇｂ１として与えられる。これに対して、スイッチング素子６６がオフであれば、パルストランス６２の一次側への給電が遮断され、駆動信号Ｇｂ１も遮断される。図２（ａ）に示すようにＡＮＤゲートを用いた構成のマスク回路６０では、ＡＮＤゲートが破損した場合にインバータ１２１への駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４の供給を遮断できない虞がある。これに対して、図２（ｂ）に示すようにパルストランスを用いた構成のマスク回路６０を採用すれば、インバータ１２１への駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４の供給を確実に遮断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を確実に強制停止させることができる。

【0027】

図３は、充電器１Ａの動作例を示すタイミングチャートである。図３に示すように、車載バッテリ３の充電中に、ある時刻ｔ０において何らかの異常が発生すると、充電監視部４により異常の発生が検知され、充電監視部４は異常検知信号ＡＲを非アクティブレベルからアクティブレベルへ切り替える。異常検知信号ＡＲが非アクティブレベルからアクティブレベルに切り替わると、安全制御部５０は、まず、強制停止指示信号ＳＳを非アクティブレベルからアクティブレベルに切り替え、その後（例えば、Δｔだけ遅れて）、ＡＣ／ＤＣ制御部３０およびＤＣ／ＤＣ制御部４０に停止指示を与える。図３に示すように、時刻ｔ０から時間Δｔが経過するまでは、ＡＣ／ＤＣ制御部３０およびＤＣ／ＤＣ制御部４０は駆動信号の出力を継続するのであるが、強制停止指示信号ＳＳが非アクティブレベルからアクティブレベルに切り替わると、駆動信号ｇｂ１〜ｇｂ４はマスク回路６０によって遮断されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は即座に停止し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は時間Δｔだけ遅れて停止する。

【0028】

このように、安全制御部５０は、車載バッテリ３の充電中に何らかの異常が発生すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を優先的に停止させるため、車載バッテリ３の過充電等を確実に回避し、車載バッテリ３の破損を確実に回避することができる。もっとも、このような制御を行うとＡＣ／ＤＣコンバータ１０に含まれる平滑化コンデンサ１１０＿７に過剰に高い電圧がかかり、平滑化コンデンサ１１０＿７の破損を免れない場合がある。そこで、仮に平滑化コンデンサ１１０＿７の破損が発生したとしても、その影響が周囲に及ばないようにするために、充電器１Ａの筐体を堅牢に構成しておくことが好ましい。

【0029】

ＡＣ／ＤＣコンバータ用とＤＣ／ＤＣコンバータ用の各マスク回路を設けるようにすれば（すなわち、異常発生時にＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータの両方を同時に強制停止させる構成とすれば）、平滑化コンデンサ１１０＿７の破損を回避しつつ、車載バッテリ３の破損を回避できることは言うまでもない。しかし、このような構成では、充電器１Ａに対して要求される目標安全水準に対してオーバースペックとなってしまい、充電器１Ａと比較してＡＣ／ＤＣコンバータ用のマスク回路を設ける分だけコストも上昇する。つまり、本実施形態の充電器１Ａによれば、「充電中に何らかの異常が発生した場合であっても、少なくとも車載バッテリの破損を回避する」という目標安全水準に応じたレベルでのリスク低減を低コストで実現することが可能になる。

【0030】

（Ｂ：第２実施形態）
第１実施形態では、「充電中に何らかの異常が発生した場合であっても、少なくとも車載バッテリの破損を回避する」という目標安全水準に応じたリスク低減を低コストで実現するために、車載バッテリ３の充電中に異常が発生した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の停止をＡＣ／ＤＣコンバータ１０の停止よりも優先させた。しかし、車載バッテリ３の保護よりもＡＣ／ＤＣコンバータ１０の平滑化コンデンサ１１０＿７の保護が優先される場合、すなわち、要求される目標安全水準が「充電中に何らかの異常が発生した場合であっても、少なくとも充電器の破損（より正確には、ＡＣ／ＤＣコンバータに含まれる平滑化コンデンサの破損）を回避すること」である場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の停止をＤＣ／ＤＣコンバータ２０の停止よりも優先させれば良い。具体的には、図１に示す充電器１Ａに代えて図４に示す充電器１Ｂを用いるようにすれば良い。

【0031】

充電器１Ｂの構成は、電圧監視部７０を有する点と、ＡＣ／ＤＣ制御部３０の出力する駆動信号ｇａ１〜ｇａ２をマスク回路６０を介して駆動信号Ｇａ１〜Ｇａ２としてＡＣ／ＤＣコンバータ１０に与えるようにした点と、電圧監視部７０の出力する異常検知信号ＡＲがアクティブレベルに切り替わったことを契機として安全制御部５０にアクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳを出力させる点が充電器１Ａの構成と異なる。なお、図４におけるマスク回路６０の構成として、図２（ａ）或いは図２（ｂ）における駆動信号ｇｂ１を駆動信号ｇａ１と読み替え、駆動信号Ｇｂ１を駆動信号Ｇａ１と読み替えた構成が考えられる。

【0032】

電圧監視部７０は、平滑化コンデンサ１１０＿７の極板間電圧を計測する電圧センサと、この電圧センサの出力電圧を所定の閾値電圧と比較するコンパレータと、この閾値電圧を発生させて上記コンパレータに与える定電圧発生回路とを含んでいる（図４では、何れも図示略）。例えば、上記コンパレータは、電圧センサの出力電圧が上記閾値電圧未満であればＬｏｗレベルの信号を出力し、逆に電圧センサの出力電圧が上記閾値電圧以上であればＨｉｇｈレベルの信号を出力する、といった具合である。このコンパレータの出力信号が異常検知信号ＡＲとして安全制御部５０に与えられる。つまり、電圧監視部７０は、車載バッテリ３の充電中に異常の発生の有無を監視し、異常の発生を検知した場合には安全制御部５０への通知を行う異常検知手段の役割を果たす。なお、上記閾値電圧については、平滑化コンデンサ１１０＿７の耐圧に応じて定めておけば良い。

【0033】

本実施形態によれば、車載バッテリ３の充電中に平滑化コンデンサ１１０＿７の極板間電圧が上記閾値電圧に達するといった異常が発生した場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を優先的に停止させ、平滑化コンデンサ１１０＿７の破損を確実に回避することができる。この場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の平滑化コンデンサ１１０＿７を確実に保護することができる一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の停止が遅れるため、車載バッテリ３の破損を招く虞がある。しかし、車載バッテリ３の交換は充電器全体の交換に比較して容易かつ低コストで行えると考えられる。したがって、コスト面などから車載バッテリ３の保護よりも充電器全体の保護が優先される場合には、本実施形態を採用する方が好ましい。本実施形態によっても、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータの両方を強制停止させる態様に比較して、要求される目標安全水準に応じたレベルでのリスク低減を低コストで実現することが可能になる。

【0034】

（Ｃ：変形）
以上本発明の第１および第２実施形態について説明したが、これら実施形態を以下のように変形しても良い。
（１）上記各実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０のうちの一方を強制停止させるためのマスク回路６０を設け、マスク回路６０により当該一方を強制停止させた後に、ＡＣ／ＤＣ制御部３０（或いはＤＣ／ＤＣ制御部４０）経由で他方を停止させた。すなわち、上記各実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０のうちの一方を、ハードウェア構成的および時間的の両面で優先的に停止させた。しかし、安全制御部５０とＡＣ／ＤＣ制御部３０（或いはＤＣ／ＤＣ制御部４０）の間のデータの授受はシリアルバスを介して行われるため、強制停止指示信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの切り替えと同時にＡＣ／ＤＣ制御部３０（或いはＤＣ／ＤＣ制御部４０）に対する停止指示を与えたとしても、前者による強制停止処理の方が先行して実行される。このため、強制停止指示信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの切り替えとＡＣ／ＤＣ制御部３０（或いはＤＣ／ＤＣ制御部４０）に対して停止指示を与えることとを同時に安全制御部５０に実行させても良い。

【0035】

また、マスク回路６０を省略し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０のうち優先的に停止させるものとして定められた方についても、ＡＣ／ＤＣ制御部３０（或いはＤＣ／ＤＣ制御部４０）経由で停止させるようにしても良い。この様な態様であってもＡＣ／ＤＣ制御部３０とＤＣ／ＤＣ制御部４０のうちの一方（すなわち、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０のうち優先的に停止させる方の作動制御を行うコンバータ制御部）に停止指示を与えた後、他方の作動制御を行うコンバータ制御部に停止指示を与えることで、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ２０のうちの予め定められた方を時間的に優先させて停止させることができるからである。

【0036】

（２）上記第１および第２実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の作動制御を行うＡＣ／ＤＣ制御部３０とは別個に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の作動制御を行うＤＣ／ＤＣ制御部４０を設けた。しかし、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の作動制御の役割とＤＣ／ＤＣコンバータ２０の作動制御を行う役割とを兼ね備えた１つのＣＰＵをコンバータ制御部として、ＡＣ／ＤＣ制御部３０およびＤＣ／ＤＣ制御部４０の代わりに設けても良い。また、上記コンバータ制御部の役割を安全制御部に兼ねさせても良い。要は、外部交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力する直流電力を変圧して車載バッテリ３に供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの作動制御を車載バッテリの充電状況に応じて行う安全制御部であって、車載バッテリ３の充電中に異常が発生したことを通知する異常検知信号ＡＲの受信を契機としてＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータのうちの予め定められた方を先に停止させ、その後、他方を停止させる（すなわち、予め定められた方のコンバータを優先的に停止させる）安全制御部と、を組み合わせた車載充電器であれば良い。

【0037】

（３）上記各実施形態では、車載充電器への本発明の適用例を説明したが、充電スタンドに設置される充電器に本発明を適用しても勿論良い。充電スタンドに設置される充電器であっても、充電中の異常発生時に車載バッテリや平滑化コンデンサの保護が要請されることに変わりはなく、目標安全水準に応じたレベルでのリスク低減を低コストで実現できることが好ましいことに変わりはないからである。

【符号の説明】

【0038】

１Ａ、１Ｂ…充電器、２…外部交流電源、３…車載バッテリ、４…充電監視部、１０…ＡＣ／ＤＣコンバータ、２０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３０…ＡＣ／ＤＣ制御部、４０…ＤＣ／ＤＣ制御部、５０…安全制御部、６０…マスク回路、７０…電圧監視部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】