开关电源装置、车辆以及控制方法与流程

1.本公开涉及一种开关电源装置、车辆以及控制方法。


背景技术：

2.以往，已知有能够将来自单相交流电源和多相交流电源的交流电力转换为直流电力的开关电源装置(例如专利文献1)。
3.在专利文献1中的开关电源装置中，将电力转换线以并联的方式配置3列，各电力转换线各自具有噪声滤波器、功率因数改善电路和电力转换器。
4.该开关电源装置根据所连接的交流电源的相的数量，将与各相对应的电力转换线连接于外部交流电源，由此对电池进行充电。
5.另外，功率因数改善电路一般如专利文献1那样采用交错方式的功率因数改善电路以减少纹波电流，该交错方式的功率因数改善电路将线圈、开关元件和二极管分别各设置两个。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：国际公开第2019/131620号


技术实现要素：

9.发明要解决的问题
10.然而，在以往的开关电源装置的结构中，由于需要在各线中将线圈、开关元件和二极管分别各设置两个，因此装置大型化。
11.本公开要解决的问题在于在不增大纹波电流的情况下抑制装置的大型化。
12.用于解决问题的方案
13.本公开的一个方式所涉及的开关电源装置具备：与作为外部电源的多相交流电源的各相对应的多个电源电路，所述多个电源电路各自具备包括电感器、开关元件和二极管的功率因数改善电路，所述多个电源电路包括与所述外部电源的第一相对应的第一电源电路以及与所述外部电源的不同于所述第一相的第二相对应的第二电源电路；第一切换电路，其能够在多个连接模式之间进行切换，所述多个连接模式包括将所述第二电源电路以与所述第一电源电路并联的方式连接于所述第一相的第一模式、以及将所述第二电源电路连接于所述第二相的第二模式；以及第一控制部，在所述第一模式中，所述第一控制部使所述第一电源电路具备的开关元件和所述第二电源电路具备的开关元件以不同的相位断开闭合。
14.发明的效果
15.根据本公开，能够在不增大纹波电流的情况下抑制装置的大型化。
附图说明
16.图1是表示第一实施方式所涉及的开关电源装置与单相交流电源连接的情况的电路图。
17.图2是表示第一实施方式所涉及的开关电源装置与二相交流电源连接的情况的电路图。
18.图3是表示第一实施方式所涉及的开关电源装置与二相交流电源连接的情况的电路图。
19.图4是表示第一实施方式所涉及的开关电源装置的功率因数改善电路的结构例的图。
20.图5是表示第一实施方式所涉及的开关电源装置的冲击电流防止电路的结构例的图。
21.图6是表示第一实施方式所涉及的开关电源装置的动作例的流程图。
22.图7是表示第二实施方式所涉及的开关电源装置与单相交流电源连接的情况的电路图。
23.图8是表示第二实施方式所涉及的开关电源装置与二相交流电源连接的情况的电路图。
24.图9是表示第二实施方式所涉及的开关电源装置与三相交流电源连接的情况的电路图。
25.图10是表示第二实施方式所涉及的开关电源装置的功率因数改善电路的结构例的图。
26.图11是表示第二实施方式所涉及的开关电源装置的动作例的流程图。
27.图12是表示第二实施方式的变形例所涉及的开关电源装置的动作例的流程图。
具体实施方式
28.(第一实施方式)
29.首先，对本实施方式的开关电源装置100的结构的一例进行说明。开关电源装置100也可能被称为开关电源电路。图1是表示开关电源装置100的结构例的电路图。开关电源装置100例如被用于电动汽车、混动汽车等车辆的充电装置。
30.[开关电源装置100的结构]
[0031]
开关电源装置100是将来自交流电源的交流电力转换为直流来向电池20输出的装置。在图1中，作为一例，图示了开关电源装置100与单相交流电源10a连接的情况，但是如图2、图3所示，开关电源装置100也可以与二相交流电源10b连接。在本实施方式的开关电源装置100不对单相交流电源10a和二相交流电源10b(后述的三相交流电源10c)进行区别的情况下，也仅记载为“交流电源”。另外，将二相交流电源10b、三相交流电源10c也记载为“多相交流电源”。
[0032]
电池20例如是车辆的马达的驱动用电池。电池20是强电电池，例如举出锂离子电池等。此外，电池20除可以是被用于车辆的电池以外，还可以是被用于例如移动电话、电气化产品等的电池。
[0033]
开关电源装置100具有：电源电路1a、电源电路1b、切换电路7、冲击电流防止电路
12以及控制部17。在本实施方式中，开关电源装置100构成为具备两个电源电路(电源电路1a、1b)以与单相交流电源10a、二相交流电源10b对应。切换电路7是本发明中的第一切换电路的一例。
[0034]
电源电路1a、1b各自具有滤波器电路2、整流电路3、功率因数改善电路4、电容器5、dc/dc转换器9。另外，电源电路1a、1b各自分别经由电源线l1、l2来与交流电源连接。
[0035]
从交流电源向滤波器电路2输入交流电力。滤波器电路2抑制噪声侵入电源线和噪声向外部交流电源流出。
[0036]
整流电路3对从滤波器电路2输入的交流电力进行全波整流来进行直流电力转换，并将转换后的直流电力输出到功率因数改善电路4。整流电路3是由四个二极管(未图示)构成的二极管桥电路。
[0037]
功率因数改善电路4是具有对从整流电路3输入的电力的功率因数进行改善、并且对所输入的电力的电压进行升压的功能的电路。如图4所示，电源电路1a和电源电路1b各自具备功率因数改善电路4，该功率因数改善电路4具有线圈14、开关元件15以及二极管16。在此，线圈14是本发明中的电感器的一例。
[0038]
功率因数改善控制部18对各电源电路具备的开关元件15的断开闭合进行控制。功率因数改善控制部18设置于各电源电路。功率因数改善控制部18是本发明中的第一控制部的一例。在后面描述具体的功能。
[0039]
功率因数改善电路4构成所谓的单路(single)方式的功率因数改善电路4，该单路方式的功率因数改善电路4是线圈14、开关元件15和二极管16各被设置一个的电路。因此，与线圈、开关元件和二极管各被设置两个的交错方式的功率因数改善电路相比，能够减少部件件数，其结果，能够将装置小型化、能够削减制造成本。此外，虽然是本结构这样的单路方式的功率因数改善电路4，但是通过在图6中详述的控制，能够与以往的交错方式的功率因数改善电路同样地减少纹波电流。
[0040]
电容器5与功率因数改善电路4的输出侧连接，用于将从功率因数改善电路4输出的直流电力平滑化。该直流电力的电压被功率因数改善电路4升压，因此电容器5例如是电解电容器这样的电容比较大的电容器。另外，测量电容器5的电压的电压表6与电容器并联连接。
[0041]
在对电容器5进行初始充电(预充电)时，电压表6对电容器5的电压进行测量。由电压表6测量出的电压值被输出到控制部17。在电源电路1a、电源电路1b中各自设置有电压表6。
[0042]
控制部17检测电压表6的电压值，由此能够判别开关电源装置100与单相交流电源10a及二相交流电源10b中的哪一个处于连接。此外，也可以设为，另外新设置除电压表6以外的电压表，来由控制部17判别开关电源装置100与单相交流电源10a及二相交流电源10b中的哪一个处于连接。在此，控制部17是本发明中的第二控制部的一例。
[0043]
电压表6不是本实施方式中必需的结构。例如，也可以设为，在功率因数改善电路4中另外设置电流传感器，来向控制部17输出电流值。这样，控制部17不使用电压表6而能够判别开关电源装置100与单相交流电源10a及二相交流电源10b中的哪一个处于连接。此外，在另外设置电流传感器的情况下，电流传感器的设置位置不限定于功率因数改善电路4的内部。
[0044]
另外，作为其它方法，也可以设为，设置与交流电源之间进行通信的通信单元，控制部17基于从该通信单元发送的与交流电源有关的信息，来判别开关电源装置100与单相交流电源10a及二相交流电源10b中的哪一个处于连接。
[0045]
dc/dc转换器9是用于将来自功率因数改善电路4的输出转换为能够充入电池20的电压的电路。
[0046]
切换电路7能够在多个连接模式之间进行切换，所述多个连接模式包括将电源电路1b(第二电源电路)以与电源电路1a(第一电源电路)并联的方式连接于第一相(电源线l1)的第一模式、以及将电源电路1b(第二电源电路)连接于第二相(电源线l2)的第二模式。
[0047]
换言之，切换电路7能够将多个电源电路1a、1b中的、除与多相交流电源的特定的相(例如电源线l1)对应的特定的电源电路(电源电路1a)以外的其它电源电路(电源电路1b)的连接目的地切换为与该其它电源电路(电源电路1b)对应的相(电源线l2)或者特定的相(电源线l1)。
[0048]
在图1、图2中，切换电路7被控制为第一模式，在图3中，切换电路7被控制为第二模式。
[0049]
切换电路7具有切换继电器8、线圈(未图示)、驱动电路(未图示)。驱动电路根据来自控制部17的控制信号，来对切换继电器8的接通/断开进行切换。该控制信号是表示将切换继电器8接通的意思或将切换继电器8断开的意思中的任一个意思的信号。切换电路7是本发明中记载的第一切换电路的一例。
[0050]
在此，将切换继电器8断开是指如图1、图2所示将切换继电器8与在分支点n2处分支出的一条电源线l1连接的状态。另一方面，将切换继电器8接通是指如图3所示将切换继电器8与电源线l2连接的状态。此外，分支点n2是正极侧的电源线l1(第一相)上的点(位置)。正极侧是指与外部电源的正极连接，在此意义上与电源线l1～l3对应。负极侧是指与外部电源的负极连接，在此意义上与电源线n对应。
[0051]
控制部17例如包括cpu(central processing unit：中央处理单元)等处理器、rom(read only memory：只读存储器)、ram(random access memory：随机存取存储器)等。
[0052]
冲击电流防止电路12设置在比电源电路1a的负极侧线与电源电路1b的负极侧线的合流点(连接点)n3靠交流电源侧的位置，用于限制冲击电流。合流点n3是负极侧的电流线n上的点。通过这样的结构，无需针对每条线设置冲击电流防止电路12，因此能够实现开关电源装置100的小型化。
[0053]
图5是表示冲击电流防止电路12的结构例的图。冲击电流防止电路12具有熔断器(未图示)、冲击电流限制电阻、与冲击电流限制电阻并联地配置的冲击防止继电器13、线圈(未图示)以及驱动电路(未图示)。驱动电路根据来自控制部17的控制信号，来对冲击防止继电器13的接通/断开进行切换。
[0054]
该控制信号是表示将冲击防止继电器13接通的意思或将冲击防止继电器13断开的意思中的任一个意思的信号。在图5中，作为例子示出冲击防止继电器13断开的情况。
[0055]
控制部17例如通过上述的cpu等处理器与存储于rom等的程序(软件)之间的协作来生成控制信号。此外，控制部17的功能不限于通过软件来实现，也可以通过专用电路等硬件结构来实现。另外，控制部17也可以处于开关电源装置100的外部。
[0056]
此外，冲击电流防止电路12无需设置在比合流点n3靠单相交流电源10a侧的位置，
也可以设置在其它位置。例如，冲击电流防止电路12也可以设置于电源电路1a的负极侧线和电源电路1b的负极侧线的各个负极侧线。
[0057]
控制部17根据与开关电源装置100连接的外部电源(交流电源)的相数，来控制切换电路7。
[0058]
以上，对开关电源装置100的结构的一例进行了说明。
[0059]
接着，使用图6来对开关电源装置100的动作的一例进行说明。图6是表示开关电源装置100的动作例的流程图。在交流电源的连接时开始(开启)下面说明的动作。
[0060]
首先，控制部17判定所连接的交流电源的规格。具体地说，控制部17判定交流电源是单相交流电源10a还是二相交流电源10b(步骤s100)。
[0061]
例如控制部17基于测量电容器5的电压的电压表6输出的电压表来判断交流电源是单相交流电源10a还是二相交流电源10b。
[0062]
在流程图开始时，切换继电器8处于接通的状态。因此，在开关电源装置100与单相交流电源10a连接的情况(单相交流电源10a的正极侧例如与电源线l1连接的情况)下，从电源电路1a具有的测量电容器5的电压的电压表6向控制部17输出正的电压值。
[0063]
另外，电源电路1b未与单相交流电源连接(单相交流电源10a的正极侧未与电源线l2连接)，因此从电源电路1b具有的测量电容器5的电压的电压表6向控制部17输出电压值0。
[0064]
相对于此，在开关电源装置100与二相交流电源10b连接的情况(二相交流电源10b的各相正极侧与电源线l1及电源线l2连接的情况)下，从电源电路1b具有的测量电容器5的电压的电压表6向控制部17也输出正的电压值。
[0065]
因而，控制部17能够基于从各电压表6输出的电压值，来探测开关电源装置100是与单相交流电源10a进行了连接，还是与二相交流电源10b进行了连接。
[0066]
例如，在从电源电路1a和电源电路1b各自具有的电压表6中的一个电压表6输出了预先设定的阈值以下的电压值的情况下，判断为开关电源装置100与单相交流电源10a处于连接。另外，例如，在电源电路1a和电源电路1b各自具有的电压表6均输出了高于预先设定的阈值的电压值的情况下，判断为开关电源装置100与二相交流电源10b处于连接。
[0067]
此外，如上所述，控制部17也可以使用除电压表6以外的电压表、电流表来判断开关电源装置100是与单相交流电源10a处于连接，还是与二相交流电源10b处于连接。
[0068]
接着，控制部17根据判定出的交流电源的规格来对电容器5进行初始充电。在此，如图1所示，在开关电源装置100与单相交流电源10a连接的情况(在步骤s100中为“是”的情况)下，控制部17将切换继电器8切换为断开地进行初始充电(步骤s101)。
[0069]
此外，在流程图开始时，除了切换继电器8处于接通之外，如图5所示，冲击电流防止电路12的冲击防止继电器13处于断开。
[0070]
在此，使切换继电器8在开始时处于接通的理由是因为：在开关电源装置100与二相交流电源10b连接的情况下会发生短路。另外，使冲击防止继电器13在开始时处于断开的理由是因为：在交流电源连接时电容器5放电，因此在交流电源与电容器5之间电压差较大，因此冲击电流流向电容器5。
[0071]
由于冲击防止继电器13处于断开，因此从单相交流电源10a供给的电力经由电源线l1被供给到电源电路1a，并且被供给到冲击电流防止电路12的冲击电流限制电阻。
[0072]
由此，能够在防止冲击电流流向电源电路1a的同时，对电源电路1a的电容器5进行充电(初始充电)。
[0073]
在上述控制之后，控制部17接受由电压表6测定出的电容器5的电压值(步骤s102)。控制部17从电压表6接受电压值的时刻在控制部17将切换继电器8切换为断开(步骤s101)之后经过规定时间后进行。在控制部17接受到电压值之后，转移到步骤s103。
[0074]
接着，控制部17将从电压表6接受到的电压值与预先设定的阈值进行比较，由此判定电容器5的初始充电是否完成(步骤s103)。在此，在从电压表6接受到的电压值为阈值以下的情况(在步骤s103中为“否”的情况)下，返回到步骤s102。
[0075]
另一方面，在从电压表6接受到的电压值大于阈值的情况(在步骤s103中为“是”的情况)下，控制部17判断为电容器5的初始充电完成。此时，控制部17将冲击防止继电器13切换为接通(步骤s104)。
[0076]
然后，控制部17使切换继电器8保持维持在断开状态，对电池20进行充电(正式充电)(步骤s105)。换言之，在开关电源装置100与单相交流电源10a连接的情况下，控制部17控制切换电路7，由此使除特定的电源电路(电源电路1a)以外的其它的电源电路(电源电路1b)连接于与单相交流电源10a对应的特定的相(例如电源线l1)。
[0077]
通过将切换继电器8设为断开的状态地对电池20进行充电，使得不仅使电源电路1a具有的滤波器电路2保持与单相交流电源10a连接的状态、还使电源电路1b具有的滤波器电路2保持与单相交流电源10a连接的状态地对电池20进行充电。因此，与仅使用电源电路1a具有的滤波器电路2来进行充电的情况相比，能够提高噪声降低的性能。
[0078]
滤波器电路2中例如使用x电容器、y电容器。x电容器是主要用于去除开关电源装置100中的常模(差模)噪声的电容器，y电容器是主要用于去除开关电源装置100中的共模噪声的电容器。y电容器与车身(机架地)连接。
[0079]
此外，滤波器电路2中除了使用电容器以外，还可以使用芯、线圈等噪声滤波器。
[0080]
在步骤s105之后，步骤转移到s106。在步骤s106中，控制开关元件15的动作的功率因数改善控制部18对设置于电源电路1a的开关元件15与设置于电源电路1b的开关元件15之间的相位差进行控制。
[0081]
具体地说，功率因数改善控制部18进行控制，以使设置于电源电路1a的开关元件15与设置于电源电路1b的开关元件15之间的相位差为180度(步骤s106)。通过像这样使功率因数改善控制部18针对设置于电源电路1a的开关元件15和设置于电源电路1b的开关元件15以设置相位差的方式进行控制，能够使通过设置于电源电路1a的开关元件15的接通/断开输出的输出波与通过设置于电源电路1b的开关元件15的接通/断开输出的输出波叠加，其结果，能够减小因开关元件15的接通/断开的切换产生的纹波电流。另外，也能够增加有效频率。
[0082]
在切换电路7为第一模式时，功率因数改善控制部18使设置于电源电路1a的开关元件15与设置于电源电路1b的开关元件15之间的相位差为180度，由此能够将因开关元件15的接通/断开的切换产生的纹波电流最小化。此外，设置于电源电路1a的开关元件15与设置于电源电路1b的开关元件15之间的相位差不限于180度，只要是例如150度以上即可。
[0083]
也就是说，通过使除特定的电源电路(电源电路1a)以外的其它电源电路(电源电路1b)连接于与单相交流电源10a对应的特定的相(例如电源线l1)，能够获得与以交错方式
动作同样的效果。是因为能够利用设置于特定的电源电路(电源电路1a)的作为一组的线圈14、开关元件15及二极管16以及设置于其它电源电路(电源电路1b)的作为一组的线圈14、开关元件15及二极管16。
[0084]
若详细描述，虽然在电源电路1a和电源电路1b中，各自构成将线圈14、开关元件15及二极管16各具备一个的单路方式的功率因数改善电路4，但是能够与以往的交错方式的电源电路同样地减小纹波电流。与将线圈、开关元件及二极管各具备两个的交错方式的电源电路相比较，能够减少部件件数，带来装置的小型化和成本削减。
[0085]
另外，与单相交流电源10a连接的电源电路1b具有的线圈14、开关元件15和二极管16本来就具有于开关电源装置100，因此也无需新设置线圈14、开关元件15和二极管16，在防止成本增加和装置大型化的意义上起到有利的效果。
[0086]
此外，也可以使步骤s105和步骤s106的顺序相反，还可以使步骤s105和步骤s106并行地动作。
[0087]
功率因数改善控制部18以ic芯片的方式安装于功率因数改善电路，以控制开关元件15的接通/断开。控制部18通过对开关元件15送出控制信号，来控制开关元件15的接通/断开。功率因数改善控制部18例如通过cpu等处理器与存储于rom等的程序(软件)之间的协作来生成控制信号。
[0088]
此外，功率因数改善控制部18的功能不限于通过软件来实现，也可以通过专用电路等硬件结构来实现。另外，功率因数改善控制部18也可以处于功率因数改善电路4的外部，还可以处于开关电源装置100的外部。
[0089]
另外，也可以设为，控制部17具有功率因数改善控制部18的控制开关元件15的一部分或全部功能。控制部17具有功率因数改善控制部18的控制开关元件15的全部功能是指将功率因数改善控制部18和控制部17共用化。
[0090]
另一方面，在开关电源装置100与二相交流电源10b连接的情况(在步骤s100中为“否”的情况)下，如图3所示，控制部17将切换继电器8维持在接通的状态地进行初始充电(步骤s107)。
[0091]
另外，在开关电源装置100与二相交流电源10b连接的情况下也是，冲击防止继电器13处于断开。因此，从二相交流电源10b供给的电力经由电源线l1及电源线l2被供给到电源电路1a和电源电路1b，并且被供给到冲击电流限制电阻。
[0092]
换言之，为在二相交流电源10b的中性点n1与第一相(电源线l1)之间连接有电源电路1a、电源电路1b和冲击电流限制电阻的结构(参照图3)。
[0093]
因而，能够在利用冲击电流限制电阻防止冲击电流流向电源电路1a和电源电路1b的同时，对电源电路1a和电源电路1b的电容器5进行充电(初始充电)。
[0094]
在上述控制之后，控制部17接受由电压表6测定出的电容器5的电压值(步骤s108)。
[0095]
接着，控制部17将从电压表6接受到的电压值与预先设定的阈值进行比较，由此判定电容器4的初始充电是否完成(步骤s109)。在此，在从电压表6接受到的电压值为阈值以下的情况(在步骤s109中为“否”的情况)下，返回到步骤s108。
[0096]
另一方面，在从分别设置于电源电路1a、电源电路1b的电压表6接受到的电压值均大于阈值的情况(在步骤s109中为“是”的情况)下，控制部17判断为分别设置于电源电路1a
和电源电路1b的电容器5的初始充电完成。此时，控制部17将冲击防止继电器13切换为接通(步骤s110)。
[0097]
然后，控制部17使切换继电器8保持维持在接通状态，对电池20进行充电(正式充电)(步骤s111)。
[0098]
以上，对开关电源装置100的动作的一例进行了说明。
[0099]
在本实施方式中，在与单相交流电源10a及二相交流电源10b均能够对应的开关电源装置100中，控制部17针对交流电源的各相，使与该相对应的其它电源电路与该各相连接，在交流电源的相数小于电源电路的个数的情况下，使剩余部分的其它电源电路与所述特定的相连接。此外，控制部17不是本公开中的开关电源装置的必需的结构。例如，控制部17也可以存在于开关电源的外部。
[0100]
也就是说，控制部17控制切换电路7，以在连接了具有与电源电路的个数相同数量的相数的交流电源(二相交流电源10b)的情况下，使除与特定的相(电源线l1)对应的特定的电源电路(电源电路1a)以外的其它电源电路(电源电路1b)连接于与该其它电源电路(电源电路1b)对应的相(电源线l2)，在连接了具有小于电源电路的个数的相数的交流电源(单相交流电源10a)的情况下，使剩余部分的其它电源电路(电源电路1b)连接于特定的相(电源线l1)。
[0101]
由此，开关电源装置100在连接单相交流电源10a的情况下，不仅能够使用电源电路1a具有的线圈14、开关元件15及二极管16，还能够使用电源电路1b具有的线圈14、开关元件15及二极管16等，来改善从整流电路3输入的电力的功率因数。
[0102]
并且，功率因数改善控制部18进行控制以使设置于电源电路1a的开关元件15与设置于电源电路1b的开关元件15之间的相位差为180度，由此能够减小纹波电流，从而虽然是单路方式的结构，但是能够获得与交错方式同样的效果。
[0103]
(第二实施方式)
[0104]
接着，对本实施方式的开关电源装置200的结构的一例进行说明。
[0105]
[开关电源装置200的结构]
[0106]
图7是表示开关电源装置200的结构例的电路图。在开关电源装置200中，构成为具备三个电源电路(电源电路1a～1c)以与三相交流电源对应。此外，在图7中，对与图1相同的结构要素标注相同附图标记，并省略对它们的说明。
[0107]
开关电源装置200例如被用于电动汽车、混动汽车等车辆的充电装置。
[0108]
与图1所示的开关电源装置100相比，开关电源装置200的不同点在于追加了电源电路1c和切换电路7a。电源电路1c的结构与电源电路1a、1b的结构相同。另外，切换电路7a的结构与切换电路7的结构相同，由控制部17来控制切换继电器8a的接通/断开。此外，切换电路7a是本发明中记载的第二切换电路的一例。
[0109]
切换电路7a的切换继电器8a在断开的状态下，如图7所示与在分支点n2处分支出的一条电源线l1连接。另一方面，切换电路7a的切换继电器8a在接通的状态下与电源线l3连接。
[0110]
另外，在图7中，作为例子图示了开关电源装置200与单相交流电源10a连接的情况，但是也可以如图8所示那样与二相交流电源10b连接，还可以如图9所示那样与三相交流电源10c连接。本实施方式的开关电源装置200构成为能够与单相交流电源10a、二相交流电
源10b和三相交流电源10c对应。
[0111]
冲击电流防止电路12设置在比电源电路1a的负极侧线、电源电路1b的负极侧线以及电源电路1c的负极侧线的合流点(连接点)n3靠交流电源侧的位置，用于限制冲击电流。
[0112]
此外，在图7中，在一个合流点(连接点)n3处连接有各电源电路1a～1c的负极侧线，但也可以是，例如电源电路1a的负极侧线与电源电路1b的负极侧线连接的第一连接点同电源电路1b的负极侧线与电源电路1c的负极侧线连接的第二连接点不同。
[0113]
在该情况下，例如，冲击电流防止电路12设置于例如比第一连接点和第二连接点靠交流电源侧的位置。通过这样的结构，无需再针对每条线设置冲击电流防止电路12，实现开关电源装置200的小型化。
[0114]
此外，冲击电流防止电路12无需设置于比第一连接点和第二连接点靠交流电源侧的位置，也可以设置于其它位置。例如，冲击电流防止电路12也可以分别设置于电源电路1a的负极侧线、电源电路1b的负极侧线和电源电路1c的负极侧线。
[0115]
在本实施方式中，与实施方式1同样，由控制部17使切换电路7在实施方式1中说明的第一模式与第二模式之间进行切换。另外，由控制部17使切换电路7a将电源电路1c(第三电源电路)切换为以与电源电路1a(第一电源电路)及电源电路1b(第二电源电路)并联的方式连接于第一相(电源线l1)、或者连接于第三相(电源线l3)。
[0116]
将控制部17控制切换电路7a以将电源电路1c(第三电源电路)以与电源电路1a(第一电源电路)及电源电路1b(第二电源电路)并联的方式连接于第一相(电源线l1)的模式称为第三模式。另外，将控制部17控制切换电路7a以将电源电路1c(第三电源电路)连接于第三相(电源线l3)的模式称为第四模式。
[0117]
另外，如图10所示，电源电路1a、电源电路1b以及电源电路1c各自具备具有线圈14、开关元件15及二极管16的功率因数改善电路4。另外，功率因数改善电路4具有功率因数改善控制部18。与图4相比较，不同点仅在于设置有具有功率因数改善电路4的电源电路1c，因此省略对图10的说明。
[0118]
以上，对开关电源装置200的结构的一例进行了说明。
[0119]
[开关电源装置200的动作]
[0120]
接着，使用图11来对开关电源装置200的动作的一例进行说明。图11是表示开关电源装置200的动作例的流程图。在交流电源的连接时开始(开启)下面说明的动作。
[0121]
首先，控制部17判定所连接的交流电源的规格(步骤s200)。具体地说，控制部17判定交流电源是否是单相交流电源10a、二相交流电源10b和三相交流电源10c中的某一个。
[0122]
例如由控制部17基于测量电容器5的电压的电压表6输出的电压值来判断交流电源是单相交流电源10a、还是二相交流电源10b、或者是三相交流电源10c。
[0123]
在流程图开始时，切换继电器8及切换继电器8a处于接通的状态。因此，在开关电源装置200与单相交流电源10a连接的情况(单相交流电源10a的正极侧例如与电源线l1连接的情况)下，从电源电路1a具有的测量电容器5的电压的电压表6向控制部17输出正的电压值。
[0124]
另外，在该情况下，电源电路1b及电源电路1c未与单相交流电源连接(单相交流电源10a的正极侧未与电源线l2及电源线l3电源电路)，因此从电源电路1b及电源电路1c具有的测量电容器5的电压的电压表6向控制部17输出电压值0。
[0125]
在开关电源装置200与二相交流电源10b连接的情况(二相交流电源10b的各相正极侧与电源线l1及电源线l2连接的情况)下，从电源电路1a及电源电路1b具有的测量电容器5的电压的电压表6向控制部17输出正的电压值。
[0126]
另外，在该情况下，从电源电路1c具有的测量电容器5的电压的电压表6向控制部17输出电压值0。
[0127]
在开关电源装置200与三相交流电源10c连接的情况(三相交流电源10c的各相正极侧与电源线l1、电源线l2及电源线l3连接的情况)下，从电源电路1a、电源电路1b及电源电路1c具有的测量电容器5的电压的电压表6向控制部17输出正的电压值。
[0128]
因而，控制部17能够基于从各电压表5输出的电压值，来探测开关电源装置200与单相交流电源10a、二相交流电源10b及三相交流电源10c中的哪一个进行了连接。
[0129]
例如，在从电源电路1a～1c各自具有的电压表6中的一个或者两个电压表输出了预先设定的阈值以下的电压值的情况下，判断为开关电源装置200与单相交流电源10a或二相交流电源10处于连接。另外，例如，在电源电路1a～1c各自具有的电压表6均输出高于预先设定的阈值的电压值的情况下，判断为开关电源装置100与三相交流电源10c处于连接。
[0130]
此外，控制部17也可以使用在电压表6以外另外设置的电压表、电流表来判断开关电源装置200与单相交流电源10a、二相交流电源10b及三相交流电源10c中的哪一个处于连接。
[0131]
接着，控制部17根据判定出的交流电源的规格来对电容器5进行初始充电。
[0132]
在开关电源装置200与单相交流电源10a或二相交流电源10b连接的情况(在步骤s200中为“是”的情况)下，控制部17将切换继电器8(或者切换继电器8及切换继电器8a)切换为断开地进行初始充电(步骤s201)。
[0133]
此外，在步骤s201中，也可以代替切换继电器8而将切换继电器8a切换为断开地进行初始充电，还可以将切换继电器8和切换继电器8a双方切换为断开地进行初始充电。
[0134]
此外，设为在流程图开始时，除了切换继电器8、8a处于接通之外，冲击防止继电器13处于断开。使切换继电器8、8a在开始时处于接通的理由与实施方式1中使切换继电器8在开始时处于接通的理由相同，因此省略说明。另外，使冲击防止继电器13在开始时处于断开的理由也与实施方式1相同。另外，步骤s202～步骤s204与步骤s102～步骤s104相同。
[0135]
然后，控制部17使切换继电器8a保持维持在断开的状态，对电池20进行充电(正式充电)(步骤s205)。换言之，控制部17控制切换电路7a，由此在开关电源装置200与单相交流电源10a或二相交流电源10b连接的情况、即所连接的交流电源的相数小于电源电路的个数的情况下，使剩余部分的电源电路(例如电源电路1b、1c中的任一个或者这两者)连接于特定的相(例如电源线l1)。
[0136]
通过像这样使切换继电器8a为断开状态地对电池20进行充电，使得在不仅电源电路1a具有的滤波器电路2与单相交流电源10a连接、电源电路1c具有的滤波器电路2也与单相交流电源10a连接的状态下对电池20进行充电。因此，与仅使用电源电路1a具有的滤波器电路2进行充电的情况相比较，能够提高噪声降低的性能。
[0137]
在步骤s205之后，步骤转移到s206。在步骤s206中，控制开关元件15的动作的功率因数改善控制部18对设置于电源电路1a的开关元件15、设置于电源电路1b的开关元件15以及设置于电源电路1c的开关元件15之间的相位差进行控制。
[0138]
具体地说，功率因数改善控制部18进行控制以使设置于电源电路1a的开关元件15、设置于电源电路1b的开关元件15以及设置于电源电路1c的开关元件15之间的相位差为120度(步骤s206)。
[0139]
通过像这样功率因数改善控制部18针对设置于电源电路1a的开关元件15、设置于电源电路1b的开关元件15以及设置于电源电路1c的开关元件15以设置相位差的方式进行控制，能够使通过设置于电源电路1a的开关元件15的接通/断开输出的输出波、通过设置于电源电路1b的开关元件15的接通/断开输出的输出波以及通过设置于电源电路1c的开关元件15的接通/断开输出的输出波叠加，其结果，能够减小因开关元件15的接通/断开的切换产生的纹波电流。另外，也能够增加有效频率。
[0140]
在切换电路7为第一模式、且切换电路7a为第三模式的情况下，功率因数改善控制部18进行控制以使设置于电源电路1a的开关元件15、设置于电源电路1b的开关元件15以及设置于电源电路1c的开关元件15之间的相位差为120度，由此能够将因开关元件15的接通/断开的切换产生的纹波电流最小化。此外，设置于电源电路1a的开关元件15、设置于电源电路1b的开关元件15以及设置于电源电路1c的开关元件15之间的相位差不限于120度，例如只要是90度以上150度以下即可。
[0141]
也就是说，使除特定的电源电路(电源电路1a)以外的其它的电源电路(例如电源电路1b及电源电路1c)与同单相交流电源10a或二相交流电源10b对应的特定的相(例如电源线l1)连接，由此利用特定的电源电路(电源电路1a)中设置的作为一组的线圈14、开关元件15及二极管16、以及其它的电源电路(电源电路1b及电源电路1c)中设置的线圈14、开关元件15及二极管16，由此能够获得与以交错方式动作同样的效果。
[0142]
换句话说，针对与特定的相(例如电源线l1)连接的特定的电源电路(电源电路1a)的开关元件15、以及与特定的相(电源线l1)连接的其它的两个电源电路(电源电路1b及电源电路1c)中各自具备的一个开关元件15及另一个开关元件15以120度相位差进行驱动。
[0143]
若详细描述，则在电源电路1a、电源电路1b和电源电路1c中，虽然各自构成将线圈14、开关元件15及二极管16各具备一个的单路方式的功率因数改善电路4，但是与以往的将线圈14、开关元件15及二极管16各具备两个的交错方式的功率因数改善电路相比，能够进一步减小纹波电流。与将线圈、开关元件及二极管各具备两个的交错方式相比较，能够减少部件件数，带来装置的小型化和成本削减。
[0144]
另外，与单相交流电源10a连接的电源电路1b及电源电路1c具有的线圈14、开关元件15和二极管16原本就具有于开关电源装置100，因此也无需新设置线圈14、开关元件15和二极管16，在防止成本增加和装置的大型化的意义上起到有利的效果。
[0145]
此外，也可以使步骤s205和步骤s206的顺序相反，还可以使步骤s205和步骤s206并行地动作。
[0146]
另一方面，在开关电源装置200与三相交流电源10c连接的情况(在步骤s200中为“否”的情况)下，控制部17使切换继电器8a维持在接通的状态地进行初始充电(步骤s207)。
[0147]
另外，在开关电源装置200与三相交流电源10c连接的情况下，冲击防止继电器13也处于断开，因此，从三相交流电源10c供给的电力经由电源线l1～l3被供给到电源电路1a～1c，并且被供给到冲击电流限制电阻。
[0148]
由此，能够在防止冲击电流流向电源电路1a～1c的同时，对电源电路1a～1c的电
容器5进行充电(初始充电)。
[0149]
步骤s208～步骤s210与上述的步骤s107～步骤s210相同。然后，控制部17当在步骤s210将冲击防止继电器13切换为断开时，使切换继电器8及切换继电器8a保持维持在接通的状态，对电池20进行充电(步骤s211)。
[0150]
以上，对开关电源装置200的动作的一例进行了说明。
[0151]
在本实施方式中，在与单相交流电源10a、二相交流电源10b及三相交流电源10c均能够对应的开关电源装置200中，控制部17针对交流电源的各相，使与该相对应的其它电源电路与该各相连接，在交流电源的相数小于电源电路的个数的情况下，使剩余部分的其它的电源电路与所述特定的相连接。
[0152]
也就是说，控制部17控制切换电路7，以在连接了具有与电源电路的个数相同数量的相数的交流电源(二相交流电源10b)的情况下，使除与特定的相(电源线l1)对应的特定的电源电路(电源电路1a)以外的其它电源电路(电源电路1b)同与该其它电源电路(电源电路1b)对应的相(电源线l2)连接，在连接了具有小于电源电路的个数的相数的交流电源(单相交流电源10a)的情况下，使剩余部分的其它的电源电路(电源电路1b及电源电路1c)连接于特定的相(电源线l1)。
[0153]
由此，开关电源装置200在连接单相交流电源10a或二相交流电源10b的情况下，能够不仅使用电源电路1a具有的线圈14、开关元件15及二极管16、还使用电源电路1b和电源电路1c具有的线圈14、开关元件15及二极管16等，来改善从整流电路3输入的电力的功率因数。
[0154]
并且，功率因数改善控制部18进行控制以使设置于电源电路1a的开关元件15、设置于电源电路1b的开关元件15以及设置于电源电路1c的开关元件15之间的相位差为120度，由此能够进一步减小纹波电流，虽然是单路方式的结构但能够获得不低于交错方式的效果。
[0155]
[开关电源装置200的动作的变形例1]
[0156]
开关电源装置200也可以进行图12的动作来代替第二实施方式的采用图11说明的动作。图12是表示第二实施方式的变形例所涉及的开关电源装置200的动作例的流程图。
[0157]
首先，控制部17判定所连接的交流电源的规格。具体地说，控制部17判定交流电源是否为单相交流电源10a(步骤s300)。在此方面与判定交流电源是否为单相交流电源10a或二相交流电源10b的实施方式2不同。
[0158]
在开关电源装置200与单相交流电源10a连接的情况(在步骤s300中为“是”的情况)下，控制部17将切换继电器8、8a均切换为断开地进行初始充电(步骤s301)。
[0159]
由此，即使在开关电源装置200与单相交流电源10a连接的情况下，也能够对电源电路1a～1c各自具有的电容器5进行初始充电。
[0160]
此外，在步骤s301中，优选针对切换继电器8及切换继电器8a在不同的定时进行控制。是因为当将切换继电器8及切换继电器8a同时切换为断开时冲击电流增大。
[0161]
步骤s302～步骤s304与步骤s202～步骤s204相同，因此省略说明。在电容器5的初始充电完成之后，将冲击防止继电器13切换为接通(步骤s304)。
[0162]
然后，控制部17使切换继电器8及切换继电器8a保持维持在断开的状态，对电池20进行充电(正式充电)(步骤s305)。换言之，在开关电源装置200与单相交流电源10a连接的
情况下，控制部17使剩余部分的电源电路(例如电源电路1b、1c这两者)保持与特定的相(电源线l1)连接，使冲击电流防止电路12的冲击防止继电器13导通。
[0163]
通过使切换继电器8及切换继电器8a为断开状态地对电池20进行充电，使得不仅使电源电路1a具有的滤波器电路2保持与单相交流电源10a连接的状态、还使电源电路1b及电源电路1c各自具有的滤波器电路2保持与单相交流电源10a连接地对电池20进行充电。因此，与仅使用电源电路1a具有的滤波器电路2进行充电的情况相比较，能够大幅提高噪声降低的性能。
[0164]
另外，在步骤s305之后，转移到步骤s306。在步骤s306中，功率因数改善控制部18进行控制，以使设置于电源电路1a的开关元件15、设置于电源电路1b的开关元件15以及设置于电源电路1c的开关元件15之间的相位差为120度(步骤s306)。
[0165]
像这样，在切换电路7被控制为第一模式且切换电路7a被控制为第三模式的情况下，功率因数改善控制部18针对设置于电源电路1a的开关元件15、设置于电源电路1b的开关元件15以及设置于电源电路1c的开关元件15以设置相位差的方式进行控制，由此如上所述能够进一步减小纹波电流，能够获得不低于以往的交错方式的效果。
[0166]
在开关电源装置200未与单相交流电源10a连接的情况(在步骤s300中为“否”的情况)下，判定开关电源装置200是否与二相交流电源10b连接(步骤s307)。
[0167]
在开关电源装置200与二相交流电源10b连接的情况(在步骤s307中为“是”的情况)下，控制部17使切换继电器8保持接通并将切换继电器8a切换为断开，进行初始充电(步骤s308)。
[0168]
步骤s309～步骤s311与步骤s302～步骤s304相同，因此省略说明。在电容器5的初始充电完成之后，将冲击防止继电器13切换为接通(步骤s311)。
[0169]
然后，控制部17使切换继电器8保持维持在接通状态并使切换继电器8a保持维持在断开的状态地对电池20进行充电(正式充电)(步骤s312)。换言之，在开关电源装置200与二相交流电源10b连接的情况下，控制部17使剩余部分的电源电路(例如电源电路1c)保持连接于特定的相(电源线l1)的状态，使冲击电流防止电路12的冲击防止继电器13导通。
[0170]
另外，在步骤s312之后，转移到步骤s313。在步骤s313中，功率因数改善控制部18进行控制以使设置于电源电路1a的开关元件15与设置于电源电路1c的开关元件15之间的相位差为180度(步骤s313)。
[0171]
像这样，在切换电路7为第二模式且切换电路7a为第三模式的情况下，功率因数改善控制部18针对设置于电源电路1a的开关元件15和设置于电源电路1c的开关元件15以设置相位差的方式进行控制，由此如上所述能够减小纹波电流，能够获得与以往的交错方式同样的效果。另外，在步骤s312中，也可以使切换继电器8为断开的状态(第一模式)，使切换继电器8a为接通的状态(第四模式)，在该情况下也获得同样的效果。
[0172]
另外，在开关电源装置200与三相交流电源连接的情况(在步骤s307中为“否”的情况)下，控制部17使切换继电器8及切换继电器8a维持在接通的状态地进行初始充电(步骤s314)。
[0173]
步骤s315～步骤s317与步骤s302～步骤s304相同。然后，控制部17在步骤s317中将冲击防止继电器13切换为接通并使切换继电器8及切换继电器8a保持维持在接通的状态，对电池20进行充电(正式充电)(步骤s318)。
[0174]
以上，对开关电源装置200的动作的变形例进行了说明。
[0175]
[开关电源装置200的动作的变形例2]
[0176]
也可以设为，开关电源装置200根据向开关电源装置200输入的电力值来进行切换继电器8的控制。具体的动作是将图6的s105中的动作如下述那样进行变形。在图6的s105中是使切换继电器8保持断开状态地进行正式充电的结构，但是也可以设为，在电力值为规定值以下的情况下使切换继电器8接通地进行正式充电。在电力值为规定值以下的情况下，滤波器电路2中流动的无效电流占输入电力的比例大，因此，其结果，开关电源装置200的功率因数劣化。因而，在电压值为规定值以下的低输出时，使切换继电器8接通来将滤波器电路2从电源线l1切离。通过这样的控制，在向开关电源装置200输入的电力为低电力的情况下，能够减小滤波器电路2中流动的无效电流的比例，能够提高功率因数。另外，与高电力时相比，在低电力时开关噪声小，因此对噪声性能的影响小。并且，也可以设为，在图11的s205、图12的s305的切换继电器8以及图12的s305、s312的切换继电器8a中也是，与上述图6的s105同样，根据开关电源装置200的输入电力的电力值来进行切换继电器8的控制。通过这样的控制，能够在与单相交流电源10a或二相交流电源10b连接且向开关电源装置200输入的输入电力为低电力时不降低噪声性能地改善功率因数。
[0177]
此外，也可以设为，使用由电压表6测定出的电压值代替电力值来进行开关电源装置200的切换继电器8或切换继电器8a的切换动作。即，在由电压表6测定出的电压值为规定值以下的情况下，将滤波器电路2从电源线l1切离，由此能够减小无效电流的比例，其结果，能够提高开关电源装置200的功率因数。
[0178]
以上，对本公开的各实施方式进行了说明，但是本公开并不限定于上述各实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
[0179]
例如，在上述实施方式中，例示地说明了在对电容器5进行初始充电时将电源电路1a、电源电路1b及电源电路1c连接于电源线l1(特定的相)的情况，但是并不限定于此。例如，也可以构成为在对电容器5进行初始充电时将电源电路1a、电源电路1b及电源电路1c连接于电源线l2或电源线l3。
[0180]
即，只要是在对电容器进行初始充电时在特定的相(电源线l1)与中性点n1之间连接了多个电源电路(电源电路1a～1c)的结构即可。另外，只要有2个以上的多个电源电路(电源电路1a～1c)即可。多相交流电源不限于二相交流电源10b或三相交流电源10c，只要是二相以上的多相即可。