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特開2022-185478電力変換装置、電力変換システム、および、電力変換装置の制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022185478
(43)【公開日】2022-12-14
(54)【発明の名称】電力変換装置、電力変換システム、および、電力変換装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
H02M 7/12 20060101AFI20221207BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20221207BHJP
【ＦＩ】
H02M7/12 A
H02M7/12 M
H02M7/12 X
H02M3/28 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021093198
(22)【出願日】2021-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】叶田 玲彦
【テーマコード（参考）】
5H006
5H730
【Ｆターム（参考）】
5H006CA01
5H006CA02
5H006CB08
5H006CC02
5H006CC08
5H006DA04
5H006DB01
5H730AA15
5H730AS01
5H730AS08
5H730AS17
5H730BB27
5H730BB85
5H730BB88
5H730DD04
5H730EE04
5H730EE07
5H730EE13
5H730FF09
5H730FG05
(57)【要約】
【課題】電力変換装置の製造コストを低減するとともに設置スペースを低減する。
【解決手段】電力変換装置１００は、交流電源１に直列接続されたＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎおよびＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍと、出力側に設けられた直流バス６ａ，６ｂと、ＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎおよびＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍを各前記直流経路に選択的に接続する切替スイッチ４１１～４１ｎ、切替スイッチ４３１～４３ｎ、切替スイッチ４２１～４２ｍ、切替スイッチ４４１～４４ｍと、直流バス６ａ，６ｂを直列接続するバス間接続スイッチ９と、バス間接続スイッチ９によって直列接続された電路を負荷に接続するスイッチ５０とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】電力変換装置１００は、交流電源１に直列接続されたＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎおよびＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍと、出力側に設けられた直流バス６ａ，６ｂと、ＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎおよびＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍを各前記直流経路に選択的に接続する切替スイッチ４１１～４１ｎ、切替スイッチ４３１～４３ｎ、切替スイッチ４２１～４２ｍ、切替スイッチ４４１～４４ｍと、直流バス６ａ，６ｂを直列接続するバス間接続スイッチ９と、バス間接続スイッチ９によって直列接続された電路を負荷に接続するスイッチ５０とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源に直列接続された複数の絶縁型セル変換器と、
出力側に設けられた２つ以上の直流経路と、
各前記絶縁型セル変換器を各前記直流経路に選択的に接続する直流経路接続手段と、
前記直流経路のうち２つ以上を直列接続する直列接続手段と、
前記直列接続手段によって直列接続された前記直流経路を負荷に接続する第１の負荷接続手段と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
出力側に設けられた２つ以上の直流経路と、
各前記絶縁型セル変換器を各前記直流経路に選択的に接続する直流経路接続手段と、
前記直流経路のうち２つ以上を直列接続する直列接続手段と、
前記直列接続手段によって直列接続された前記直流経路を負荷に接続する第１の負荷接続手段と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項2】
前記直流経路のうち２つを直列接続すると共に、各前記直流経路にそれぞれｎ台の前記絶縁型セル変換器、およびｍ台の前記絶縁型セル変換器を割り当てて接続し、各前記直流経路の電圧比がｎ：ｍとなるように制御する制御部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
各前記直流経路をそれぞれ付加に接続する第２の負荷接続手段、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記負荷は、二次電池を含んだ装置である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記負荷は、電気自動車である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記絶縁型セル変換器は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータであり、前記負荷側から放電された電力を前記電源に供給する、
ことを特徴とする請求項４または５に記載の電力変換装置。
ことを特徴とする請求項４または５に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記電源は、三相高圧交流電源であり、
前記絶縁型セル変換器は、前記電源の各相にそれぞれリアクトルを介して同数ずつ直列接続される、
ことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
前記絶縁型セル変換器は、前記電源の各相にそれぞれリアクトルを介して同数ずつ直列接続される、
ことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記絶縁型セル変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記直列接続手段は、前記直流経路のうち一方の負極と他方の正極とを導通させるスイッチである、
ことを特徴とする請求項１から８のうち何れかに記載の電力変換装置。
ことを特徴とする請求項１から８のうち何れかに記載の電力変換装置。
【請求項10】
電源に直列接続された複数の絶縁型セル変換器と、
出力側に設けられた２つ以上の直流経路と、
各前記絶縁型セル変換器を各前記直流経路に選択的に接続する直流経路接続手段と、
前記直流経路のうち２つ以上を直列接続する直列接続手段と、
前記直列接続手段によって直列接続された前記直流経路を負荷に接続する第１の負荷接続手段と、
を備えることを特徴とする電力変換システム。
出力側に設けられた２つ以上の直流経路と、
各前記絶縁型セル変換器を各前記直流経路に選択的に接続する直流経路接続手段と、
前記直流経路のうち２つ以上を直列接続する直列接続手段と、
前記直列接続手段によって直列接続された前記直流経路を負荷に接続する第１の負荷接続手段と、
を備えることを特徴とする電力変換システム。
【請求項11】
出力側に設けられた複数の直流経路のうち２つを、直列接続手段により直列接続するステップと、
電源に直列接続された複数の絶縁型セル変換器を、直流経路接続手段によって各前記直流経路にそれぞれｎ台、およびｍ台を割り当てて接続するステップと、
各前記直流経路の電圧比がｎ：ｍとなるように制御するステップと、
直列接続された前記直流経路を第１の負荷接続手段により負荷に接続するステップと、
を実行することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
電源に直列接続された複数の絶縁型セル変換器を、直流経路接続手段によって各前記直流経路にそれぞれｎ台、およびｍ台を割り当てて接続するステップと、
各前記直流経路の電圧比がｎ：ｍとなるように制御するステップと、
直列接続された前記直流経路を第１の負荷接続手段により負荷に接続するステップと、
を実行することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力変換装置、電力変換システム、および、電力変換装置の制御方法
に関する。
に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、様々な分野で電動化が加速している。特に移動体については、電気自動車に続き、バス、トラック、建設機械の電動化が実用化段階に移行しつつある。一方、これらの電動化移動体に地上側から電気エネルギーを供給する充電システムについても需要が高まっている。電動化移動体を導入するためには地上側の充電システムも充実することが望まれる。ユーザの充電待ち時間を短縮するために複数の充電ターミナルを備えた装置を提供することが好ましい。また、車種やユーザの要求に応じて充電電圧や電流を幅広く供給できることが好ましい。さらに、充電システムの設置スペースを小さくすることが好ましい。
【0003】
例えば、下記特許文献１の請求項１には、「ＡＣ電源が入力されるＡＣターミナル、上記ＡＣ電源をＤＣ電源に整流するＡＣ／ＤＣ変換器、第１電力値のＤＣ電源を出力するＤＣターミナル、上記ＤＣ電源の出力をオン／オフさせる充電パックスイッチの中で少なくとも１つが用意される充電パック；を含み、上記充電パックの設置個数の増減または上記各充電パックスイッチのオン／オフ可否によって、上記第１電力値を増減させた多様な電力値のＤＣ電源を出力し、上記ＤＣ電源の電力値の変化に従って電気車の充電速度調節が可能なユニバーサル充電装置。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２０１２－５１８９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述のように、電動化移動体を導入して円滑に運用するためには地上側の充電システムも充実することが望まれるため、充電システムの初期導入費用を低減することが望まれる。しかし、車種により給電すべき電圧・容量が広い（150～800V、50～350kW超)ため、変換器の構成が複雑かつコスト増になる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、電力変換装置、または電力変換システムの製造コストを低減するとともに設置スペースを低減することを課題とする。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、電力変換装置、または電力変換システムの製造コストを低減するとともに設置スペースを低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記した課題を解決するため、本発明の電力変換装置は、電源に直列接続された複数の絶縁型セル変換器と、出力側に設けられた２つ以上の直流経路と、各前記絶縁型セル変換器を各前記直流経路に選択的に接続する直流経路接続手段と、前記直流経路のうち２つ以上を直列接続する直列接続手段と、前記直列接続手段によって直列接続された電路を負荷に接続する第１の負荷接続手段と、を備えることを特徴とする。
【0007】
本発明の電力変換システムは、電源に直列接続された複数の絶縁型セル変換器と、出力側に設けられた２つ以上の直流経路と、各前記絶縁型セル変換器を各前記直流経路に選択的に接続する直流経路接続手段と、前記直流経路のうち２つ以上を直列接続する直列接続手段と、前記直列接続手段によって直列接続された前記直流経路を負荷に接続する第１の負荷接続手段と、を備えることを特徴とする。
【0008】
本発明の電力変換装置の制御方法は、出力側に設けられた複数の直流経路のうち２つを、直列接続手段により直列接続するステップと、電源に直列接続された複数の絶縁型セル変換器を、直流経路接続手段によって各前記直流経路にそれぞれｎ台、およびｍ台を割り当てて接続するステップと、各前記直流経路の電圧比がｎ：ｍとなるように制御するステップと、直列接続された前記直流経路を第１の負荷接続手段により負荷に接続するステップと、を実行することを特徴とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、電力変換装置、または電力変換システムの製造コストを低減するとともに設置スペースを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１実施形態による電力変換装置の構成図である。
【図2】電力変換装置の要部にあたるＡＣ／ＤＣ変換器の回路図である。
【図3】電力変換器の各部の電圧を示す模式図である。
【図4】電力変換器の制御ブロックを示す図である。
【図5】第２実施形態による電力変換装置の構成図である。
【図6】第３実施形態による電力変換装置の構成図である。
【図7】電力変換装置の要部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
【0012】
本発明の第１の実施形態について、図１、図２、図３および図４を用いて説明する。
図１は、第１実施形態による電力変換装置１００の構成図である。
図１において、電力変換装置１００は、交流電源１と充電端末７ａ，７ｂと、大容量充電端末２４に接続されており、リアクトル２ａと、電力変換器１２と、切替回路１３と、中央制御回路１１と、光ケーブル１４とを含んで構成される。電力変換装置１００は、充電端末７ａ，７ｂによって電気自動車８ａ，８ｂに充電し、大容量充電端末２４によって大容量電気自動車２３に充電する。
図１は、第１実施形態による電力変換装置１００の構成図である。
図１において、電力変換装置１００は、交流電源１と充電端末７ａ，７ｂと、大容量充電端末２４に接続されており、リアクトル２ａと、電力変換器１２と、切替回路１３と、中央制御回路１１と、光ケーブル１４とを含んで構成される。電力変換装置１００は、充電端末７ａ，７ｂによって電気自動車８ａ，８ｂに充電し、大容量充電端末２４によって大容量電気自動車２３に充電する。
【0013】
リアクトル２ａは、電力変換器１２を交流電源１に接続する線路に設けられており、電力変換器１２のスイッチングに伴って発生する高周波電流が交流電源１と電力変換器１２の間に流れるのを阻止する。
電力変換器１２は、リアクトル２ａを介して交流電源１に接続されている。電力変換器１２は、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎと、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍを含んで構成される。電力変換器１２は、交流電源１の交流電力を直流電力に変換すると共に、その逆の変換も可能である。ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎと、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは、電源に直列接続された複数の絶縁型セル変換器である。
電力変換器１２は、リアクトル２ａを介して交流電源１に接続されている。電力変換器１２は、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎと、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍを含んで構成される。電力変換器１２は、交流電源１の交流電力を直流電力に変換すると共に、その逆の変換も可能である。ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎと、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは、電源に直列接続された複数の絶縁型セル変換器である。
【0014】
切替回路１３は、切替スイッチ４１１～４１ｎと、切替スイッチ４３１～４３ｎと、切替スイッチ４２１～４２ｍと、切替スイッチ４４１～４４ｍと、スイッチ５０～５２と、直流バス６ａ，６ｂと、バス間接続スイッチ９とを含んで構成される。切替回路１３は、前述した電力変換器１２の直流電力を所望の電圧に切り替えて外部に供給するものであり、充電端末７ａ，７ｂに接続されている。
【0015】
これら直流バス６ａ，６ｂは、この電力変換装置１００の出力側に設けられた２つ以上の直流経路であり、それぞれ独立した正負一体の線路である。切替スイッチ４１１～４１ｎと、切替スイッチ４３１～４３ｎとは、ＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎを直流バス６ａ，６ｂに選択的に接続する直流経路接続手段である。切替スイッチ４２１～４２ｍと、切替スイッチ４４１～４４ｍとは、ＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍを直流バス６ａ，６ｂに選択的に接続する直流経路接続手段である。
【0016】
バス間接続スイッチ９は、直流バス６ａ，６ｂを直列接続する直列接続手段である。スイッチ５０は、バス間接続スイッチ９によって直列接続された電路を負荷である大容量電気自動車２３に接続する第１の負荷接続手段である。これら切替スイッチ４１１～４１ｎと、切替スイッチ４３１～４３ｎと、切替スイッチ４２１～４２ｍと、切替スイッチ４４１～４４ｍと、スイッチ５０～５２と、バス間接続スイッチ９は、中央制御回路１１によって制御される電磁開閉器であるが、作業員がマニュアルで操作するスイッチであってもよい。
スイッチ５１，５２は、直流バス６ａ，６ｂをそれぞれ負荷に接続する第２の負荷接続手段として機能する。バス間接続スイッチ９は、直流バス６ａ，６ｂのうち一方の負極と他方の正極とを導通させるスイッチである。
スイッチ５１，５２は、直流バス６ａ，６ｂをそれぞれ負荷に接続する第２の負荷接続手段として機能する。バス間接続スイッチ９は、直流バス６ａ，６ｂのうち一方の負極と他方の正極とを導通させるスイッチである。
【0017】
充電端末７ａ，７ｂは、電気自動車８ａ，８ｂを充電するための端末である。大容量充電端末２４は、大容量電気自動車２３を充電するための端末である。電気自動車８ａ，８ｂと大容量電気自動車２３は、二次電池を含んで構成されている。
【0018】
図１の電力変換器１２の構成について述べる。交流電源１は、リアクトル２ａを介して電力変換器１２に接続されている。電力変換器１２のすべてのＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎの交流電源１側の端子と、ＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの交流電源１側の端子は、直列に接続されている。
【0019】
一方、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは、直流端子を持ちそれぞれ切替回路１３に接続されている。具体的には、ＡＣ／ＤＣ変換器３１１は、切替スイッチ４１１と切替スイッチ４３１に接続されている。ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｎは、切替スイッチ４１ｎと切替スイッチ４３ｎに接続されている。ＡＣ／ＤＣ変換器３２１は、切替スイッチ４２１と切替スイッチ４４１に接続されている。ＡＣ／ＤＣ変換器３２ｍは、切替スイッチ４２ｍと切替スイッチ４４ｍに接続されている。
【0020】
切替回路１３内には直流バス６ａ，６ｂがある。
直流バス６ａは、切替スイッチ４１１～４１ｎを介してＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎに接続可能である。直流バス６ｂは、切替スイッチ４３１～４３ｎを介してＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎに接続可能である。
直流バス６ａは、切替スイッチ４１１～４１ｎを介してＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎに接続可能である。直流バス６ｂは、切替スイッチ４３１～４３ｎを介してＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎに接続可能である。
【0021】
直流バス６ａは、切替スイッチ４２１～４２ｍを介してＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍに接続可能である。直流バス６ｂは、切替スイッチ４４１～４４ｍを介してＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍに接続可能である。
また、直流バス６ａの負極と直流バス６ｂの正極の間には、バス間接続スイッチ９が接続されている。
直流バス６ａは、スイッチ５１を介して充電端末７ａと接続されている。同様に直流バス６ｂは、スイッチ５２を介して充電端末７ｂと接続されている。一方、直流バス６ａの正極と直流バス６ｂの負極がスイッチ５０を介して大容量充電端末２４と接続されている。電気自動車８ａ，８ｂは、充電端末７ａ，７ｂにより充電できるように構成されている。一方、大容量電気自動車２３は、大容量充電端末２４により充電可能に構成されている。これにより、比較的低い電圧で充電するためのＡＣ／ＤＣ変換器と、比較的高い電圧で充電するためのＡＣ／ＤＣ変換器を共用できるので、電力変換装置の製造コストを低減するとともに設置スペースを低減することが可能となる。
また、直流バス６ａの負極と直流バス６ｂの正極の間には、バス間接続スイッチ９が接続されている。
直流バス６ａは、スイッチ５１を介して充電端末７ａと接続されている。同様に直流バス６ｂは、スイッチ５２を介して充電端末７ｂと接続されている。一方、直流バス６ａの正極と直流バス６ｂの負極がスイッチ５０を介して大容量充電端末２４と接続されている。電気自動車８ａ，８ｂは、充電端末７ａ，７ｂにより充電できるように構成されている。一方、大容量電気自動車２３は、大容量充電端末２４により充電可能に構成されている。これにより、比較的低い電圧で充電するためのＡＣ／ＤＣ変換器と、比較的高い電圧で充電するためのＡＣ／ＤＣ変換器を共用できるので、電力変換装置の製造コストを低減するとともに設置スペースを低減することが可能となる。
【0022】
電力変換器１２と中央制御回路１１の間が光ケーブル１４で接続されている。これにより中央制御回路１１は、電力変換器１２を制御する。
【0023】
図２は、電力変換器１２の要部にあたるＡＣ／ＤＣ変換器３１１の回路図である。なお、他のＡＣ／ＤＣ変換器も同様に構成されている。
ＡＣ／ＤＣ変換器３１１は、ＡＣ端子２０ａ，２０ｂと、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）ブリッジ１６と、平滑キャパシタ２２ａ，２２ｂ、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ（silicon carbide- metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）ブリッジ１７ａ，１７ｂと、高周波トランス１９、ＩＧＢＴ１８、ＤＣ端子２１ａ，２１ｂ、制御回路１５ａ，１５ｂを備えている。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａ，１７ｂおよび高周波トランス１９で形成される回路は、ＤＡＢ（Dual Active Bridge）構成となっている。
ＡＣ／ＤＣ変換器３１１は、ＡＣ端子２０ａ，２０ｂと、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）ブリッジ１６と、平滑キャパシタ２２ａ，２２ｂ、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ（silicon carbide- metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）ブリッジ１７ａ，１７ｂと、高周波トランス１９、ＩＧＢＴ１８、ＤＣ端子２１ａ，２１ｂ、制御回路１５ａ，１５ｂを備えている。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａ，１７ｂおよび高周波トランス１９で形成される回路は、ＤＡＢ（Dual Active Bridge）構成となっている。
【0024】
ＩＧＢＴブリッジ１６は、Ｈブリッジ状に接続された４個のＩＧＢＴ素子と、それらＩＧＢＴ素子に逆並列に接続されたダイオードとを有している。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａ，１７ｂは、それぞれＨブリッジ状に接続された４個のＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ素子と、それらＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ素子に逆並列に接続されたダイオードとを有している。
図２において、ＡＣ端子２０ａ、２０ｂは、ＩＧＢＴブリッジ１６の２つのレグのそれぞれ上下アームの中点にそれぞれ接続される。ＩＧＢＴブリッジ１６の正極と負極に平滑キャパシタ２２ａが接続される。平滑キャパシタ２２ａには、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの正極と負極が接続される。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの２つのレグのそれぞれの上下アームの中点には、高周波トランス１９の１次側巻線が接続される。高周波トランス１９は、内部に漏れインダクタンスを有している。ここで、高周波とは、例えば１００Ｈｚ以上の周波数であるが、１ｋＨｚ以上の周波数を採用することが好ましく、１０ｋＨｚ以上の周波数を採用することがより好ましい。
図２において、ＡＣ端子２０ａ、２０ｂは、ＩＧＢＴブリッジ１６の２つのレグのそれぞれ上下アームの中点にそれぞれ接続される。ＩＧＢＴブリッジ１６の正極と負極に平滑キャパシタ２２ａが接続される。平滑キャパシタ２２ａには、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの正極と負極が接続される。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの２つのレグのそれぞれの上下アームの中点には、高周波トランス１９の１次側巻線が接続される。高周波トランス１９は、内部に漏れインダクタンスを有している。ここで、高周波とは、例えば１００Ｈｚ以上の周波数であるが、１ｋＨｚ以上の周波数を採用することが好ましく、１０ｋＨｚ以上の周波数を採用することがより好ましい。
【0025】
高周波トランス１９の２次側巻線はＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂの２つのレグのそれぞれの上下アームの中点に接続される。平滑キャパシタ２２ｂは、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂの正極と負極との間に接続される。平滑キャパシタ２２ｂの正極とＤＣ端子２１ａの間にＩＧＢＴ１８が接続される。また、平滑キャパシタ２２ｂの負極にＤＣ端子２１ｂが接続される。ＩＧＢＴブリッジ１６およびＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの制御端子は、制御回路１５ａに接続される。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂおよびＩＧＢＴ１８の制御端子は、制御回路１５ｂに接続される。
【0026】
このＡＣ／ＤＣ変換器３１１は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータである。ＡＣ／ＤＣ変換器３１１は、交流電源１の電力を負荷に供給することが可能であり、かつ、負荷側から放電された電力を交流電源１に供給することが可能である。
【0027】
図３は、本実施形態による電力変換器１２の各部の電圧を示す模式図である。図３では図１における電力変換器１２の内部にあるｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの接続構成とそれぞれのＤＣ電圧を記載している。
【0028】
〈第１実施形態の動作〉
次に、本実施形態の動作を説明する。
図１における電力変換器１２は、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの交流側が直列接続された構成になっており、リアクトル２ａを介して交流電源１に接続されている。ＡＣ／ＤＣ変換器の交流側は、図２に示すようにＩＧＢＴブリッジ１６となっており、ｎ＋ｍ台のＩＧＢＴブリッジ１６が直列接続される。そして各ＩＧＢＴブリッジ１６は、同期しながらＰＷＭ（Pulse Width Modulation）動作し、交流電源１の交流電圧を各ＩＧＢＴブリッジ１６で等しく分担して整流し、平滑キャパシタ２２ａに直流電圧を発生させる。
次に、本実施形態の動作を説明する。
図１における電力変換器１２は、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの交流側が直列接続された構成になっており、リアクトル２ａを介して交流電源１に接続されている。ＡＣ／ＤＣ変換器の交流側は、図２に示すようにＩＧＢＴブリッジ１６となっており、ｎ＋ｍ台のＩＧＢＴブリッジ１６が直列接続される。そして各ＩＧＢＴブリッジ１６は、同期しながらＰＷＭ（Pulse Width Modulation）動作し、交流電源１の交流電圧を各ＩＧＢＴブリッジ１６で等しく分担して整流し、平滑キャパシタ２２ａに直流電圧を発生させる。
【0029】
ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａは、平滑キャパシタ２２ａを直流電源としてスイッチング動作する。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａとＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂは、同期しながらそれぞれのオンオフ位相をずらすことにより、高周波トランス１９に流れる電流を制御する。これにより、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂの正極と負極の間に接続される平滑キャパシタ２２ｂには、交流電源１とは絶縁された直流電圧が発生する。制御回路１５ａは、ＩＧＢＴブリッジ１６およびＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａをスイッチング制御する。一方、制御回路１５ｂは、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂをスイッチング制御する。中央制御回路１１は、光ケーブル１４を経由して、制御信号を制御回路１５ａ、１５ｂに伝達する。制御回路１５ａと制御回路１５ｂは、光ケーブル１４により同期制御される。このようにして、各ＡＣ／ＤＣ変換器は、交流電源１からの電力を受け、それぞれ絶縁された直流電力を出力することができる。
【0030】
各ＡＣ／ＤＣ変換器は、切替スイッチのオン／オフを切り替えることにより、直流バス６ａあるいは直流バス６ｂのいずれかに接続することが可能である。例えば、図１において、切替スイッチ４１１～４１ｎをオンして、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎを直流バス６ａに接続し、直流バス６ａと充電端末７ａの間にあるスイッチ５１をオンすることにより、充電端末７ａに接続した電気自動車８ａを充電することができる。
同様に、図１に示したように、切替スイッチ４４１～４４ｍをオンして、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍを直流バス６ｂに接続し、直流バス６ｂと充電端末７ｂの間にあるスイッチ５２をオンすることにより、充電端末７ｂに接続した電気自動車８ｂを充電することができる。
同様に、図１に示したように、切替スイッチ４４１～４４ｍをオンして、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍを直流バス６ｂに接続し、直流バス６ｂと充電端末７ｂの間にあるスイッチ５２をオンすることにより、充電端末７ｂに接続した電気自動車８ｂを充電することができる。
【0031】
また、図１に示したように、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎを直流バス６ａに接続し、残りのｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍを直流バス６ｂに接続することにより、電気自動車８ａと電気自動車８ｂを同時に充電することも可能である。
【0032】
なお、充電端末７ａ、７ｂを使って電気自動車８ａ、８ｂを充電する際には、バス間接続スイッチ９はオフ状態となっている。
このとき注意すべきなのは、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの負担する電力を均一化する必要があるという点である。ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは、前述のように交流側が直列接続されている。したがって、これらのうち軽負荷のものは、平滑キャパシタ２２ａの直流電圧が上昇傾向となる。これらのうち重負荷のものは、平滑キャパシタ２２ａの直流電圧が低下傾向となる。平滑キャパシタ２２ａの直流電圧の差異が顕著になると、平滑キャパシタ２２ａやＩＧＢＴブリッジ１６、またはＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの耐圧をオーバーするおそれがある。そこで、負荷である電気自動車８ａ、８ｂが要求する充電電力を把握した上で、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの出力電力がおおむね等しくなるように、電気自動車８ａ、８ｂへの割り当て数を決定する。
このとき注意すべきなのは、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの負担する電力を均一化する必要があるという点である。ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは、前述のように交流側が直列接続されている。したがって、これらのうち軽負荷のものは、平滑キャパシタ２２ａの直流電圧が上昇傾向となる。これらのうち重負荷のものは、平滑キャパシタ２２ａの直流電圧が低下傾向となる。平滑キャパシタ２２ａの直流電圧の差異が顕著になると、平滑キャパシタ２２ａやＩＧＢＴブリッジ１６、またはＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの耐圧をオーバーするおそれがある。そこで、負荷である電気自動車８ａ、８ｂが要求する充電電力を把握した上で、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの出力電力がおおむね等しくなるように、電気自動車８ａ、８ｂへの割り当て数を決定する。
【0033】
以下には図１の構成において大容量電気自動車２３を充電するための方法について示す。大容量電気自動車２３は、電気自動車８ａ、８ｂに比べてより高い充電電圧かつ大容量の充電電流を必要とする電気自動車である。
このとき、各切替スイッチ４１１～４１ｎ、切替スイッチ４３１～４３ｎ、切替スイッチ４２１～４２ｍ、切替スイッチ４４１～４４ｍ、スイッチ５０～５２、バス間接続スイッチ９の状態をハッチングの色で表示している。濃いハッチングがオン状態、薄いハッチングがオフ状態である。すなわち、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎについては直流バス６ａに接続される切替スイッチ４１１～４１ｎがオン状態、直流バス６ｂに接続される切替スイッチ４３１～４３ｎがオフ状態となっている。そのため、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎは、直流出力側がすべて直流バス６ａに並列接続されている。
このとき、各切替スイッチ４１１～４１ｎ、切替スイッチ４３１～４３ｎ、切替スイッチ４２１～４２ｍ、切替スイッチ４４１～４４ｍ、スイッチ５０～５２、バス間接続スイッチ９の状態をハッチングの色で表示している。濃いハッチングがオン状態、薄いハッチングがオフ状態である。すなわち、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎについては直流バス６ａに接続される切替スイッチ４１１～４１ｎがオン状態、直流バス６ｂに接続される切替スイッチ４３１～４３ｎがオフ状態となっている。そのため、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎは、直流出力側がすべて直流バス６ａに並列接続されている。
【0034】
一方、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍについては、直流バス６ａに接続される切替スイッチ４２１～４２ｍがオフ状態でかつ直流バス６ｂに接続される切替スイッチ４４１～４４ｍがオン状態となっている。そのため、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは、それらの直流出力側がすべて並列接続となり直流バス６ｂに接続されている。
【0035】
さらに、バス間接続スイッチ９がオン状態になっているため、直流バス６ａの負電位側と直流バス６ｂの正電位側が接続されている。
【0036】
この結果、大容量充電端末２４には、直流バス６ａの電圧と直流バス６ｂの電圧が加算された電圧が印加されることになる。このときの接続状態を表したのが図３である。すなわち、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎは、直流バス６ａに接続され、それぞれのＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎの出力電圧はＶｏｕｔ１である。一方、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは、直流バス６ｂに接続され、それぞれのＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの出力電圧はＶｏｕｔ２である。
【0037】
このとき、大容量充電端末２４に印加される電圧をＶＤＣとすると、以下の式（１）で導かれる。
【数1】
【0038】
また、出力電流をＩＤＣとすると、大容量充電端末２４へ出力される直流電力Ｐｏｕｔは、以下の式（２）で導かれる。
【数2】
【0039】
前述のように、交流側の電圧分担を均等化するためにはｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの分担電力が等しくなるように制御する必要がある。そこで、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎの出力電力Ｐ１は、これらｎ台が均等に電流ＩＤＣを分担するため、式（３）で導かれる。
【数3】
【0040】
同様に、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの出力電力Ｐ２は、これらｍ台の変換器が均等に電流ＩＤＣを分担するため、式（４）で導かれる。
【数4】
【0041】
さらに、交流側の電圧分担を均等化するには、式（５）を満たす必要がある。
【数5】
【0042】
そこで、式（６）に示す関係が導かれる。
【数6】
【0043】
これを簡略化したものが式（７）である。
【数7】
【0044】
式（７）から、式（８）の関係が導かれる。
【数8】
【0045】
式（８）と式（１）から、式（９）と式（１０）が導かれる。
【数9】
【0046】
【数10】
【0047】
したがって、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎは、出力電圧を[ｎ／（ｎ＋ｍ）]×ＶＤＣに設定し、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは出力電圧を[ｍ／（ｎ＋ｍ）]×ＶＤＣと設定することにより、すべてのＡＣ／ＤＣ変換器の入出力電力を均等化することが可能になる。中央制御回路１１は、ｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎの出力電圧が[ｎ／（ｎ＋ｍ）]×ＶＤＣになるように制御し、ｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの出力電圧が[ｍ／（ｎ＋ｍ）]×ＶＤＣになるように制御する。
【0048】
図４は、電力変換器１２のｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの制御ブロックを示している。
大容量電気自動車２３から大容量充電端末２４に対して電流指令値ＩＤＣ＿ｒｅｆが要求される。これに対して、ＩＤＣは、図３に図示される変換器全体からの出力電流である。図４のブロック図では、これらの電流値を比較して差分をとり、ＡＣＲ制御ブロック８１ａに入力する。ＡＣＲ制御ブロック８１ａではＰＩ制御により、電流の差分に対し比例積分演算を行う。ＡＣＲ制御ブロック８１ａの出力はＶＤＣ＿ｒｅｆとなり、これは図３に示すトータルの変換器の電圧ＶＤＣの指令値にあたる。次に、ＡＣＲ制御ブロック８１ａは、台数ｎとｍ、それにＶＤＣ＿ｒｅｆを用いて乗算ブロック８２ａ，８２ｂにより、それぞれ式（９）および式（１０）の演算を行う。その結果としてそれぞれＶｏｕｔ１＿ｒｅｆとＶｏｕｔ２＿ｒｅｆが出力される。
大容量電気自動車２３から大容量充電端末２４に対して電流指令値ＩＤＣ＿ｒｅｆが要求される。これに対して、ＩＤＣは、図３に図示される変換器全体からの出力電流である。図４のブロック図では、これらの電流値を比較して差分をとり、ＡＣＲ制御ブロック８１ａに入力する。ＡＣＲ制御ブロック８１ａではＰＩ制御により、電流の差分に対し比例積分演算を行う。ＡＣＲ制御ブロック８１ａの出力はＶＤＣ＿ｒｅｆとなり、これは図３に示すトータルの変換器の電圧ＶＤＣの指令値にあたる。次に、ＡＣＲ制御ブロック８１ａは、台数ｎとｍ、それにＶＤＣ＿ｒｅｆを用いて乗算ブロック８２ａ，８２ｂにより、それぞれ式（９）および式（１０）の演算を行う。その結果としてそれぞれＶｏｕｔ１＿ｒｅｆとＶｏｕｔ２＿ｒｅｆが出力される。
【0049】
並列運転されるＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎでは、出力電圧Ｖｏｕｔ１を測定し、Ｖｏｕｔ１＿ｒｅｆと比較する。同様に並列運転されるＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍでは、出力電圧Ｖｏｕｔ２を測定し、Ｖｏｕｔ２＿ｒｅｆと比較する。
これらの比較結果はそれぞれＡＶＲ制御ブロック８３ａ，８３ｂに入力される。ＡＶＲ制御ブロック８３ａ，８３ｂではＰＩ制御により、電圧誤差を比例積分演算し、それぞれＩｒｅｆ１、Ｉｒｅｆ２を出力する。
これらの比較結果はそれぞれＡＶＲ制御ブロック８３ａ，８３ｂに入力される。ＡＶＲ制御ブロック８３ａ，８３ｂではＰＩ制御により、電圧誤差を比例積分演算し、それぞれＩｒｅｆ１、Ｉｒｅｆ２を出力する。
【0050】
つまり、中央制御回路１１は、直流バス６ａ，６ｂをバス間接続スイッチ９によって直列接続すると共に、直流バス６ａにｎ台のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎを割り当てて接続し、直流バス６ｂにｍ台のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍを割り当てて接続し、直流バス６ａ，６ｂの電圧比がｎ：ｍとなるようにＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍとを制御する制御部として機能する。中央制御回路１１は更に、スイッチ５０をオンして（閉じて）、バス間接続スイッチ９によって直列接続された直流バス６ａ，６ｂを大容量充電端末２４に接続する。これにより、直列接続された直流バス６ａ，６ｂを大容量電気自動車２３に接続することができる。
【0051】
ＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎにおいては、それぞれの変換器で以下の演算を行う。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎは、出力電流Ｉｏｕｔ１を検出し、Ｉｒｅｆ１と比較した電流誤差をＡＣＲ制御ブロック８１ｂに入力し、それぞれの変換器の制御指令値であるＤＡＢの位相を出力する。同様に、ＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍにおいては、それぞれの変換器で以下の演算を行う。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは、出力電流Ｉｏｕｔ２を検出し、Ｉｒｅｆ２と比較した電流誤差をＡＣＲ制御ブロック８１ｃに入力し、それぞれの変換器の制御指令値であるＤＡＢの位相を出力する。
【0052】
この制御の結果、ＡＣ／ＤＣ変換器の入出力電力が均等化され、各ＡＣ／ＤＣ変換器の交流側の電圧分担がバランスするとともに、大容量電気自動車２３を安定に充電することが可能となる。
【0053】
この結果、大容量電気自動車２３の充電と従来の電気自動車８ａ、８ｂを充電するための電力変換装置１００の共用化を実現できる。そのため、電力変換装置１００の製造コストを低減するとともに設置スペースを低減することが可能となる。
なお、このとき充電端末７ａ、７ｂに接続されるスイッチ５１，５２はオフ状態となっており、充電端末７ａ、７ｂから電気自動車８ａ、８ｂへの充電は停止されている。
なお、このとき充電端末７ａ、７ｂに接続されるスイッチ５１，５２はオフ状態となっており、充電端末７ａ、７ｂから電気自動車８ａ、８ｂへの充電は停止されている。
【0054】
本実施形態によれば、２群に分割したうち一方のＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎの並列数と、他方のＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍの並列数とが異なる場合であっても、それぞれのＡＣ／ＤＣ変換器の入出力電力を均等化することができ、交流側の分担電圧を均等化することが可能である。
【0055】
なお、本実施形態におけるＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎとＡＣ／ＤＣ変換器３２１～３２ｍは、図２に記載の回路で構成されているため、ＩＧＢＴ１８をオン状態とし、ＤＡＢ回路の位相を制御することにより、双方向動作が可能である。したがって、電気自動車８ａ、８ｂ、および大容量電気自動車２３からの放電にも対応することができ、交流電源１側に電気自動車側から放電をおこなって系統で利用すること、換言すればＶ２Ｇ（Vehicle to Grid）にも好適である。
【0056】
【0057】
【0058】
図５において、電力変換装置１００Ａは、三相交流電源１Ａと充電端末７ａ～７ｃと、大容量充電端末２４に接続されており、リアクトル２ａ～２ｃと、電力変換器１２Ａと、切替回路１３Ａと、中央制御回路１１と、光ケーブル１４とを含んで構成される。電力変換装置１００Ａは、充電端末７ａ～７ｃによって電気自動車８ａ～８ｃに充電し、大容量充電端末２４によって大容量電気自動車２３に充電する。
【0059】
リアクトル２ａ～２ｃは、電力変換器１２Ａを三相交流電源１Ａの各相に接続する線路に設けられており、電力変換器１２Ａのスイッチングに伴って発生する高周波電流が三相交流電源１Ａと電力変換器１２Ａの間に流れるのを阻止する。
電力変換器１２Ａは、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕと、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖと、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗとを含んで構成される。中性点１０は、ＡＣ／ＤＣ変換器３７ｕ，３７ｖ，３７ｗの中性点である。電力変換器１２Ａは、三相交流電源１Ａの交流電力を直流電力に変換すると共に、その逆の変換も可能である。ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕと、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖと、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗとは、三相交流電源１Ａの各相にそれぞれリアクトルを介して同数ずつ直列接続される絶縁型セル変換器である。
電力変換器１２Ａは、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕと、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖと、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗとを含んで構成される。中性点１０は、ＡＣ／ＤＣ変換器３７ｕ，３７ｖ，３７ｗの中性点である。電力変換器１２Ａは、三相交流電源１Ａの交流電力を直流電力に変換すると共に、その逆の変換も可能である。ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕと、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖと、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗとは、三相交流電源１Ａの各相にそれぞれリアクトルを介して同数ずつ直列接続される絶縁型セル変換器である。
【0060】
切替回路１３Ａは、切替スイッチ４１ａ～４９ａと、切替スイッチ４１ｂ～４９ｂと、切替スイッチ４１ｃ～４９ｃと、スイッチ５０と、直流バス６ａ～６ｃと、バス間接続スイッチ９とを含んで構成される。切替回路１３Ａは、前述した電力変換器１２Ａの直流電力を所望の電圧に切り替えて外部に供給するものであり、充電端末７ａ～７ｃと大容量充電端末２４に接続されている。
充電端末７ａ～７ｃは、電気自動車８ａ～８ｃを充電するための端末である。大容量充電端末２４は、大容量電気自動車２３を充電するための端末である。なお、各充電端末７ａ～７ｃと、直流バス６ａ～６ｃとの間には、不図示のスイッチが接続されている。この不図示のスイッチは、直流バス６ａ～６ｃをそれぞれ負荷に接続する第２の負荷接続手段として機能する。
充電端末７ａ～７ｃは、電気自動車８ａ～８ｃを充電するための端末である。大容量充電端末２４は、大容量電気自動車２３を充電するための端末である。なお、各充電端末７ａ～７ｃと、直流バス６ａ～６ｃとの間には、不図示のスイッチが接続されている。この不図示のスイッチは、直流バス６ａ～６ｃをそれぞれ負荷に接続する第２の負荷接続手段として機能する。
【0061】
これら直流バス６ａ～６ｃは、この電力変換装置１００Ａの出力側に設けられた直流経路であり、それぞれ独立した正負一体の線路である。切替スイッチ４１ａ～４９ａと、切替スイッチ４１ｂ～４９ｂと、切替スイッチ４１ｃ～４９ｃとは、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕと、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖと、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗとを直流バス６ａ～６ｃに選択的に接続する直流経路接続手段である。
【0062】
バス間接続スイッチ９は、直流バス６ａ，６ｂを直列接続する直列接続手段である。スイッチ５０～５２は、バス間接続スイッチ９によって直列接続された電路を負荷である大容量電気自動車２３に接続する第１の負荷接続手段である。これら切替スイッチ４１ａ～４９ａと、切替スイッチ４１ｂ～４９ｂと、切替スイッチ４１ｃ～４９ｃと、スイッチ５０～５２と、バス間接続スイッチ９は、中央制御回路１１によって制御される電磁開閉器であるが、作業員がマニュアルで操作するスイッチであってもよい。。バス間接続スイッチ９は、直流バス６ａ，６ｂのうち一方の負極と他方の正極とを導通させるスイッチである。
【0063】
第２の実施形態が第１の実施形態（図１）と異なる点は、第２の実施形態の三相交流電源１Ａは、三相交流であり、３．３ｋＶ、６．６ｋＶなどの高圧交流を想定している点である。これに伴い、相毎にリアクトル２ａ、２ｂ、２ｃを備える。また、電力変換器１２Ａについては、Ｕ相にＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕの７台を直列接続し、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕをリアクトル２ａに接続し、ＡＣ／ＤＣ変換器３７ｕを中性点１０に接続している。また、電力変換器１２Ａは、Ｖ相にＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖの７台を直列接続し、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖをリアクトル２ｂに接続し、ＡＣ／ＤＣ変換器３７ｖを中性点１０に接続している。同様に電力変換器１２Ａは、Ｗ相にＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗの７台を直列接続し、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗをリアクトル２ｃに接続し、ＡＣ／ＤＣ変換器３７ｗを中性点１０に接続している。この結果、電力変換器１２Ａは、計２１台のＡＣ／ＤＣ変換器を備える。
【0064】
ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ，３１ｖ，３１ｗの直流側出力は並列接続されると共に、切替スイッチ４１ａを介して直流バス６ａに接続され、切替スイッチ４１ｂを介して直流バス６ｂに接続され、切替スイッチ４１ｃを介して直流バス６ｃに接続される。
【0065】
ＡＣ／ＤＣ変換器３２ｕ，３２ｖ，３２ｗの直流側出力は並列接続されると共に、切替スイッチ４２ａを介して直流バス６ａに接続され、切替スイッチ４２ｂを介して直流バス６ｂに接続され、切替スイッチ４２ｃを介して直流バス６ｃに接続される。
【0066】
ＡＣ／ＤＣ変換器３３ｕ，３３ｖ，３３ｗの直流側出力は並列接続されると共に、切替スイッチ４３ａを介して直流バス６ａに接続され、切替スイッチ４３ｂを介して直流バス６ｂに接続され、切替スイッチ４３ｃを介して直流バス６ｃに接続される。
【0067】
ＡＣ／ＤＣ変換器３４ｕ，３４ｖ，３４ｗの直流側出力は並列接続されると共に、切替スイッチ４４ａを介して直流バス６ａに接続され、切替スイッチ４４ｂを介して直流バス６ｂに接続され、切替スイッチ４４ｃを介して直流バス６ｃに接続される。
【0068】
ＡＣ／ＤＣ変換器３５ｕ，３５ｖ，３５ｗの直流側出力は並列接続されると共に、切替スイッチ４５ａを介して直流バス６ａに接続され、切替スイッチ４５ｂを介して直流バス６ｂに接続され、切替スイッチ４５ｃを介して直流バス６ｃに接続される。
【0069】
ＡＣ／ＤＣ変換器３６ｕ，３６ｖ，３６ｗの直流側出力は並列接続されると共に、切替スイッチ４６ａを介して直流バス６ａに接続され、切替スイッチ４６ｂを介して直流バス６ｂに接続され、切替スイッチ４６ｃを介して直流バス６ｃに接続される。
【0070】
ＡＣ／ＤＣ変換器３７ｕの直流側出力は、切替スイッチ４７ａを介して直流バス６ａに接続され、切替スイッチ４７ｂを介して直流バス６ｂに接続され、切替スイッチ４７ｃを介して直流バス６ｃに接続される。
【0071】
ＡＣ／ＤＣ変換器３７ｖの直流側出力は、切替スイッチ４８ａを介して直流バス６ａに接続され、切替スイッチ４８ｂを介して直流バス６ｂに接続され、切替スイッチ４８ｃを介して直流バス６ｃに接続される。
【0072】
ＡＣ／ＤＣ変換器３７ｗの直流側出力は、切替スイッチ４９ａを介して直流バス６ａに接続され、切替スイッチ４９ｂを介して直流バス６ｂに接続され、切替スイッチ４９ｃを介して直流バス６ｃに接続される。
【0073】
それぞれの直流バス６ａ、６ｂ、６ｃにはそれぞれ充電端末７ａ、７ｂ、７ｃが接続される。一方、大容量充電端末２４は、スイッチ５０を介して直流バス６ａ，６ｂに接続されている。
【0074】
〈第２実施形態の動作〉
次に第２実施形態の動作を説明する。第２実施形態における７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕ、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖと、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗとは、三相交流電源１Ａからの電力を受け、それぞれ絶縁された直流電力を出力することができる。
次に第２実施形態の動作を説明する。第２実施形態における７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕ、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖと、７台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗとは、三相交流電源１Ａからの電力を受け、それぞれ絶縁された直流電力を出力することができる。
【0075】
図５において、ＡＣ／ＤＣ変換器は、自身に接続された切替スイッチのオン／オフを切り替えることにより、直流バス６ａ～６ｃのうち何れかに接続することが可能である。例えば、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ，３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ，３７ｕの７台を直流バス６ａに接続することにより、充電端末７ａに接続された電気自動車８ａを充電することができる。またこのとき同時にＡＣ／ＤＣ変換器３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ，３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ，３７ｖの７台を直流バス６ｂに接続することにより、充電端末７ｂに接続された電気自動車８ｂを充電することができる。またこのとき、同時にＡＣ／ＤＣ変換器３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ，３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ，３７ｗの７台を直流バス６ｃに接続することにより、充電端末７ｃに接続した電気自動車８ｃを充電することができる。
【0076】
なお、充電端末７ａ、７ｂを使って電気自動車８ａ、８ｂを充電する際には、バス間接続スイッチ９はオフ状態となっている。
本実施の形態においても前述の実施の形態と同様に、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕとＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖとＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗの負担する電力を均一化する必要があるが、上記の例では、各電気自動車８ａ，８ｂ，８ｃに対して７台ずつのＡＣ／ＤＣ変換器を割り当てているため、電気自動車８ａ，８ｂ，８ｃの充電電力が等しければ各ＡＣ／ＤＣ変換器の分担電力は等しくなる。
本実施の形態においても前述の実施の形態と同様に、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ～３７ｕとＡＣ／ＤＣ変換器３１ｖ～３７ｖとＡＣ／ＤＣ変換器３１ｗ～３７ｗの負担する電力を均一化する必要があるが、上記の例では、各電気自動車８ａ，８ｂ，８ｃに対して７台ずつのＡＣ／ＤＣ変換器を割り当てているため、電気自動車８ａ，８ｂ，８ｃの充電電力が等しければ各ＡＣ／ＤＣ変換器の分担電力は等しくなる。
【0077】
電気自動車８ａ，８ｂ，８ｃの充電電力に大きな差異がある場合には、電気自動車８ａ，８ｂ，８ｃが要求する充電電力を把握した上で、ＡＣ／ＤＣ変換器の出力電力がおおむね等しくなるように、電気自動車８ａ，８ｂ，８ｃへのＡＣ／ＤＣ変換器の割り当て数を決定する。
【0078】
以下、第２の実施形態の構成において大容量電気自動車２３を充電するための方法について示す。大容量電気自動車２３を充電する場合の切替スイッチ４１ａ～４９ａと、切替スイッチ４１ｂ～４９ｂと、切替スイッチ４１ｃ～４９ｃと、スイッチ５０と、バス間接続スイッチ９の状態をハッチングの色で表示しており、濃いハッチングがオン状態、薄いハッチングがオフ状態である。すなわち、切替スイッチ４１ａ，４２ａ，４３ａ、４７ａ，４８ａがオン状態である。このとき、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ，３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ，３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ，３７ｕ，３７ｖの１１台は、直流バス６ａに接続されている。一方、直流バス６ｂ、６ｃに接続する切替スイッチ４１ｂ，４１ｃ，４２ｂ，４２ｃ，４３ｂ，４３ｃ，４７ｂ，４７ｃ，４８ｂ，４８ｃがオフ状態となっているため、これら１１台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ，３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ，３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ，３７ｕ，３７ｖの直流出力側はすべて並列接続となり、直流バス６ａに接続される。
【0079】
一方、残りのＡＣ／ＤＣ変換器３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ，３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ，３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ，３７ｗの１０台については、直流バス６ｂに接続する切替スイッチ４４ｂ，４５ｂ，４６ｂ、４９ｂがオン状態である。直流バス６ａ、６ｃに接続する切替スイッチ４４ａ，４４ｃ，４５ａ，４５ｃ，４６ａ、４６ｃ、４９ｂがオフ状態となっている。そのため、これら１０台のＡＣ／ＤＣ変換器３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ，３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ，３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ，３７ｗの直流出力側は、すべて並列接続となり、直流バス６ｂに接続される。
【0080】
さらに、この時にはバス間接続スイッチ９がオン状態になっており、直流バス６ａの負電位側と直流バス６ｂの正電位側が接続される。この結果、大容量充電端末２４には、直流バス６ａの電圧と直流バス６ｂの電圧が加算された電圧が印加されることになる。
【0081】
このとき、それぞれのＡＣ／ＤＣ変換器の出力電圧および電流は図３に示す通りとなる。すなわち、図３において、ｎ＝１１、ｍ＝１０となり、ＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ，３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ，３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ，３７ｕ，３７ｖの出力電圧Ｖｏｕｔ１は、以下の式（１１）から導出される。
【数11】
【0082】
残りのＡＣ／ＤＣ変換器３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ，３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ，３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ，３７ｗの出力電圧Ｖｏｕｔ２は、以下の式（１２）から導出される。
【数12】
【0083】
つまり、中央制御回路１１は、直流バス６ａ，６ｂをバス間接続スイッチ９によって直列接続すると共に、直流バス６ａに１１台のＡＣ／ＤＣ変換器３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ，３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ，３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ，３７ｕ，３７ｖを割り当て、直流バス６ｂに１０台のＡＣ／ＤＣ変換器３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ，３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ，３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ，３７ｗを割り当てて接続する。そして、中央制御回路１１は、直流バス６ａ，６ｂの電圧比がｎ：ｍとなるように制御する。中央制御回路１１は更に、スイッチ５０をオンして（閉じて）、バス間接続スイッチ９によって直列接続された直流バス６ａ，６ｂを大容量充電端末２４に接続する。これにより、直列接続された直流バス６ａ，６ｂを大容量電気自動車２３に接続することができる。
なお、これら各ＡＣ／ＤＣ変換器の制御は、図４に示した第１の実施形態の制御ブロックを用いて実現できる。これにより、比較的低い電圧で充電するためのＡＣ／ＤＣ変換器と、比較的高い電圧で充電するためのＡＣ／ＤＣ変換器を共用できるので、電力変換装置１００Ａの製造コストを低減するとともに設置スペースを低減することが可能となる。
なお、これら各ＡＣ／ＤＣ変換器の制御は、図４に示した第１の実施形態の制御ブロックを用いて実現できる。これにより、比較的低い電圧で充電するためのＡＣ／ＤＣ変換器と、比較的高い電圧で充電するためのＡＣ／ＤＣ変換器を共用できるので、電力変換装置１００Ａの製造コストを低減するとともに設置スペースを低減することが可能となる。
【0084】
また、本実施形態における各ＡＣ／ＤＣ変換器は、図２に示した第１の実施形態の回路で構成されているため、ＩＧＢＴ１８をオン状態とし、ＤＡＢ回路の位相を制御することにより、双方向動作が可能である。したがって、電気自動車８ａ、８ｂ、８ｃおよび大容量電気自動車２３からの放電にも対応することができ、交流電源１側に電気自動車側から放電をおこなって系統で利用すること、換言すればＶ２Ｇに好適である。
【0085】
【0086】
〈第３実施形態の構成〉
図６は、第３実施形態による電力変換装置１００Ｂの構成図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図６は、第３実施形態による電力変換装置１００Ｂの構成図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【0087】
図６において、電力変換装置１００Ｂは、直流電源２５と、コネクタ２７ａ、２７ｂおよび高電圧コネクタ２９に接続されており、電力変換器１２Ｂと、切替回路１３Ｂと、中央制御回路１１と、光ケーブル１４とを含んで構成される。電力変換装置１００Ｂは、コネクタ２７ａ、２７ｂによって低電圧電池２８ａ，２８ｂに接続されて、これを充電し、高電圧コネクタ２９によって高電圧電池３０に接続されて、これを充電する。
【0088】
電力変換器１２Ｂは、ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍによって構成される。これらｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍは、ＤＣ／ＤＣコンバータとして機能する絶縁型セル変換器である。ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍは、直流電源２５の電力を負荷に供給することが可能であり、かつ、負荷側から放電された電力を直流電源２５に供給することが可能である。
【0089】
切替回路１３Ｂは、切替スイッチ４６１～４６ｎと、切替スイッチ４８１～４８ｎと、切替スイッチ４７１～４７ｍと、切替スイッチ４９１～４９ｍと、スイッチ５０～５２と、直流バス６ａ，６ｂと、バス間接続スイッチ９とを含んで構成される。切替回路１３Ｂは、前述した電力変換器１２Ｂの直流電力を所望の電圧に切り替えて外部に供給するものであり、コネクタ２７ａ、２７ｂおよび高電圧コネクタ２９に接続されている。
【0090】
これら直流バス６ａ，６ｂは、出力側に設けられた２つ以上の直流経路である。切替スイッチ４６１～４６ｎと、切替スイッチ４８１～４８ｎとは、ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎを直流バス６ａ，６ｂに選択的に接続する直流経路接続手段である。切替スイッチ４７１～４７ｍと、切替スイッチ４９１～４９ｍとは、ｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍとを直流バス６ａ，６ｂに選択的に接続する直流経路接続手段である。
【0091】
バス間接続スイッチ９は、直流バス６ａ，６ｂを直列接続する直列接続手段である。スイッチ５０は、バス間接続スイッチ９によって直列接続された電路を負荷である高電圧電池３０に接続する第１の負荷接続手段である。これら切替スイッチ４６１～４６ｎと、切替スイッチ４８１～４８ｎと、切替スイッチ４７１～４７ｍと、切替スイッチ４９１～４９ｍと、スイッチ５０～５２と、バス間接続スイッチ９は、中央制御回路１１によって制御される電磁開閉器であるが、作業員がマニュアルで操作するスイッチであってもよい。。スイッチ５１，５２は、直流バス６ａ，６ｂをそれぞれ負荷に接続する第２の負荷接続手段として機能する。バス間接続スイッチ９は、直流バス６ａ，６ｂのうち一方の負極と他方の正極とを導通させるスイッチである。
【0092】
図６の電力変換装置１００Ｂの構成について述べる。図６において、直流電源２５は電力変換器１２Ｂに接続されている。電力変換器１２Ｂの内部にはｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍがある。ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの直流電源２５側の端子は直列に接続されている。一方、ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍは、直流電源２５とは絶縁された直流端子を持ち、それぞれ切替回路１３Ｂに接続されている。
【0093】
具体的には、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１は、切替スイッチ４６１と切替スイッチ４８１に接続されている。ＤＣ／ＤＣ変換器７１ｎは、切替スイッチ４６ｎと切替スイッチ４８ｎに接続されている。ＤＣ／ＤＣ変換器７２１は、切替スイッチ４７１と切替スイッチ４９１に接続されている。ＤＣ／ＤＣ変換器７２ｍは、切替スイッチ４７ｍと切替スイッチ４９ｍに接続されている。
【0094】
切替回路１３Ｂ内には直流バス６ａ，６ｂがある。
直流バス６ａは、切替スイッチ４６１～４６ｎを介してＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎに接続可能である。直流バス６ｂは、切替スイッチ４８１～４８ｎを介してＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎに接続可能である。
直流バス６ａは、切替スイッチ４６１～４６ｎを介してＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎに接続可能である。直流バス６ｂは、切替スイッチ４８１～４８ｎを介してＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎに接続可能である。
【0095】
直流バス６ａは、切替スイッチ４７１～４７ｍを介してＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍに接続可能である。直流バス６ｂは、切替スイッチ４９１～４９ｍを介してＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍに接続可能である。
【0096】
また、直流バス６ａの負極と直流バス６ｂの正極の間には、バス間接続スイッチ９が接続されている。
直流バス６ａは、スイッチ５１を介してコネクタ２７ａと接続されている。同様に直流バス６ｂは、スイッチ５２を介してコネクタ２７ｂと接続されている。一方、直流バス６ａの正極と直流バス６ｂの負極がスイッチ５０を介して高電圧コネクタ２９に接続されている。低電圧電池２８ａ、２８ｂはコネクタ２７ａ、２７ｂに接続できるように構成されている。一方、高電圧電池３０は高電圧コネクタ２９に接続できるように構成されている。
直流バス６ａは、スイッチ５１を介してコネクタ２７ａと接続されている。同様に直流バス６ｂは、スイッチ５２を介してコネクタ２７ｂと接続されている。一方、直流バス６ａの正極と直流バス６ｂの負極がスイッチ５０を介して高電圧コネクタ２９に接続されている。低電圧電池２８ａ、２８ｂはコネクタ２７ａ、２７ｂに接続できるように構成されている。一方、高電圧電池３０は高電圧コネクタ２９に接続できるように構成されている。
【0097】
電力変換器１２Ｂと中央制御回路１１の間は、光ケーブル１４で接続されている。
【0098】
図７は、第３の実施形態の電力変換器１２Ｂの要部にあたるＤＣ／ＤＣ変換器７１１の回路図である。なお、他のＤＣ／ＤＣ変換器も同様に構成されている。
図６において、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１は、ＤＣ端子２１ｃ、２１ｄと平滑キャパシタ２２ａ，２２ｂ、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａ，１７ｂ、高周波トランス１９、ＩＧＢＴ１８、ＤＣ端子２１ａ，２１ｂ、制御回路１５ａ，１５ｂを備えている。ＤＣ／ＤＣ変換器７１１は、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａ，１７ｂ、および高周波トランス１９で形成される回路部はＤＡＢ（Dual Active Bridge）構成となっている。
図６において、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１は、ＤＣ端子２１ｃ、２１ｄと平滑キャパシタ２２ａ，２２ｂ、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａ，１７ｂ、高周波トランス１９、ＩＧＢＴ１８、ＤＣ端子２１ａ，２１ｂ、制御回路１５ａ，１５ｂを備えている。ＤＣ／ＤＣ変換器７１１は、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａ，１７ｂ、および高周波トランス１９で形成される回路部はＤＡＢ（Dual Active Bridge）構成となっている。
【0099】
ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａ，１７ｂは、それぞれＨブリッジ状に接続された４個のＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ素子と、それらＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ素子に逆並列に接続されたダイオードとを有している。
ＤＣ端子２１ｃ、２１ｄは、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの正極と負極にそれぞれ接続される。また、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの正極と負極の間には、平滑キャパシタ２２ａが接続される。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの２つのレグのそれぞれの上下アームの中点には、高周波トランス１９の１次側巻線が接続される。高周波トランス１９は、内部に漏れインダクタンスを有している。
ＤＣ端子２１ｃ、２１ｄは、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの正極と負極にそれぞれ接続される。また、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの正極と負極の間には、平滑キャパシタ２２ａが接続される。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの２つのレグのそれぞれの上下アームの中点には、高周波トランス１９の１次側巻線が接続される。高周波トランス１９は、内部に漏れインダクタンスを有している。
【0100】
高周波トランス１９の２次側巻線は、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂの２つのレグのそれぞれの上下アームの中点に接続される。平滑キャパシタ２２ｂは、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂの正極と負極が接続される。平滑キャパシタ２２ｂの正極とＤＣ端子２１ａの間には、ＩＧＢＴ１８が接続される。また、平滑キャパシタ２２ｂの負極には、ＤＣ端子２１ｂが接続される。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの制御端子は、制御回路１５ａに接続される。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂおよびＩＧＢＴ１８の制御端子は、制御回路１５ｂに接続される。
【0101】
〈第３実施形態の動作〉
次に、本実施形態の動作を説明する。
図６における電力変換器１２Ｂは、ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍが直列接続された構成になっており、直流電源２５に接続されている。ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの直流電源２５側には、平滑キャパシタ２２ａが接続されており、ｎ＋ｍ個の平滑キャパシタ２２ａが直列接続される。
次に、本実施形態の動作を説明する。
図６における電力変換器１２Ｂは、ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍが直列接続された構成になっており、直流電源２５に接続されている。ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの直流電源２５側には、平滑キャパシタ２２ａが接続されており、ｎ＋ｍ個の平滑キャパシタ２２ａが直列接続される。
【0102】
ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａは、平滑キャパシタ２２ａを直流電源としてスイッチング動作する。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａとＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂは同期しながらそれぞれのオンオフ位相をずらすことにより、高周波トランス１９に流れる電流を制御する。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂの正極と負極の間に接続される平滑キャパシタ２２ｂには、直流電源２５と絶縁された直流電圧が発生する。上記したＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａのスイッチングは、制御回路１５ａによって制御される。ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ｂのスイッチングは、制御回路１５ｂによって制御される。これら制御回路１５ａ，１５ｂの制御信号は、中央制御回路１１から光ケーブル１４を経由して制御回路１５ａ、１５ｂに伝達される。制御回路１５ａ，１５ｂは、光ケーブル１４により同期制御される。
【0103】
このようにして、ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍは、直流電源２５からの電力を受けて、それぞれ絶縁された直流電力を出力することができる。
【0104】
図６において、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍは、自身に接続された切替スイッチのオン／オフを切り替えることにより、直流バス６ａあるいは直流バス６ｂのいずれかに接続することが可能である。例えば、図６に示すように、ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎを直流バス６ａに接続し、直流バス６ａとコネクタ２７ａの間にあるスイッチ５１をオンすることにより、コネクタ２７ａに接続した低電圧電池２８ａを充電することができる。同様に、ｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍを直流バス６ｂに接続し、直流バス６ｂとコネクタ２７ｂの間にあるスイッチ５２をオンすることにより、コネクタ２７ｂに接続した低電圧電池２８ｂを充電することができる。また、ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎを直流バス６ａに接続し、残りのｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍを直流バス６ｂに接続することにより、低電圧電池２８ａ，２８ｂを同時に充電することも可能である。
【0105】
なお、コネクタ２７ａ、２７ｂを使って低電圧電池２８ａ、２８ｂを充電する際には、バス間接続スイッチ９はオフ状態となっている。
このとき注意すべきは各ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの負担する電力を均一化する必要があるという点である。ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍは、前述のように直流電源２５側が直列接続されている。したがって、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍのうち軽負荷のものが備える平滑キャパシタ２２ａの直流電圧は上昇傾向となり、重負荷のものが備える平滑キャパシタ２２ａの直流電圧は低下傾向となる。平滑キャパシタ２２ａの直流電圧の差異が顕著になると、平滑キャパシタ２２ａやＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの耐圧をオーバーする恐れがある。そこで、負荷である低電圧電池２８ａ、２８ｂが要求する充電電力を把握した上で、ＤＣ／ＤＣ変換器の出力電力がおおむね等しくなるように、低電圧電池２８ａに割り当てるＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎの台数ｎと、低電圧電池２８ａに割り当てるＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの台数ｍとを決定する。
このとき注意すべきは各ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの負担する電力を均一化する必要があるという点である。ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍは、前述のように直流電源２５側が直列接続されている。したがって、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍのうち軽負荷のものが備える平滑キャパシタ２２ａの直流電圧は上昇傾向となり、重負荷のものが備える平滑キャパシタ２２ａの直流電圧は低下傾向となる。平滑キャパシタ２２ａの直流電圧の差異が顕著になると、平滑キャパシタ２２ａやＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ１７ａの耐圧をオーバーする恐れがある。そこで、負荷である低電圧電池２８ａ、２８ｂが要求する充電電力を把握した上で、ＤＣ／ＤＣ変換器の出力電力がおおむね等しくなるように、低電圧電池２８ａに割り当てるＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎの台数ｎと、低電圧電池２８ａに割り当てるＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの台数ｍとを決定する。
【0106】
以下には本発明の骨子である、図６の構成において高電圧電池３０を充電するための方法について示す。高電圧電池３０は、低電圧電池２８ａ、２８ｂに比べてより高い充電電圧かつ大容量の充電電流を必要とする二次電池である。
【0107】
このとき、各切替スイッチ４６１～４６ｎ、切替スイッチ４８１～４８ｎ、切替スイッチ４７１～４７ｍ、切替スイッチ４９１～４９ｍ、スイッチ５０～５２、バス間接続スイッチ９の状態をハッチングの色で表示しており、濃いハッチングがオン状態、薄いハッチングがオフ状態である。すなわち、ｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎについては直流バス６ａに接続される切替スイッチ４６１～４６ｎがオン状態、直流バス６ｂに接続される切替スイッチ４８１～４８ｎがオフ状態となっているため、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎは、直流出力側がすべて並列接続となり直流バス６ａに接続されている。
【0108】
一方、ｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍについては、直流バス６ａに接続される切替スイッチ４７１～４７ｍがオフ状態でかつ直流バス６ｂに接続される切替スイッチ４９１～４９ｍがオン状態となっているため、ＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍは、それらの直流出力側がすべて並列接続となり直流バス６ｂに接続されている。
【0109】
さらに、バス間接続スイッチ９がオン状態になっているため、直流バス６ａの負電位側と直流バス６ｂの正電位側が接続されている。
【0110】
この結果、高電圧電池３０には、直流バス６ａの電圧と直流バス６ｂの電圧が直列された電圧が印加されることになる。
前述のように、入力側の分担電圧を平均化するためには、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの全ての入出力電力を均等化する必要がある。
前述のように、入力側の分担電圧を平均化するためには、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの全ての入出力電力を均等化する必要がある。
【0111】
このとき、高電圧電池３０に印加する電圧をＶＤＣとし、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎの出力電圧をＶｏｕｔ１、ＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの出力電圧をＶｏｕｔ２とすると、式（９）と式（１０）からＤＣ／ＤＣ変換器の入出力電力を均等化する条件が導かれる。
【0112】
したがって、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎの出力電圧を[ｎ／（ｎ＋ｍ）]×ＶＤＣと設定し、ＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの出力電圧を[ｍ／（ｎ＋ｍ）]×ＶＤＣと設定することにより、ＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍの全ての入出力電力を均等化することが可能になる。
つまり、中央制御回路１１は、直流バス６ａ，６ｂをバス間接続スイッチ９によって直列接続すると共に、直流バス６ａにｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎを割り当て、直流バス６ｂにｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍを割り当てて接続する。中央制御回路１１は、直流バス６ａ，６ｂの電圧比がｎ：ｍとなるようにｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍを制御する。中央制御回路１１は更に、スイッチ５０をオンして（閉じて）、バス間接続スイッチ９によって直列接続された直流バス６ａ，６ｂを高電圧コネクタ２９に接続する。これにより、直列接続された直流バス６ａ，６ｂを高電圧電池３０に接続することができる。
つまり、中央制御回路１１は、直流バス６ａ，６ｂをバス間接続スイッチ９によって直列接続すると共に、直流バス６ａにｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎを割り当て、直流バス６ｂにｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍを割り当てて接続する。中央制御回路１１は、直流バス６ａ，６ｂの電圧比がｎ：ｍとなるようにｎ台のＤＣ／ＤＣ変換器７１１～７１ｎとｍ台のＤＣ／ＤＣ変換器７２１～７２ｍを制御する。中央制御回路１１は更に、スイッチ５０をオンして（閉じて）、バス間接続スイッチ９によって直列接続された直流バス６ａ，６ｂを高電圧コネクタ２９に接続する。これにより、直列接続された直流バス６ａ，６ｂを高電圧電池３０に接続することができる。
【0113】
この結果、高電圧電池３０の充電と低電圧電池２８ａ，２８ｂを充電するための電力変換装置１００Ｂの共用化を実現できる。そのため、電力変換装置１００Ｂの製造コストを低減するとともに設置スペースを低減することが可能となる。
【0114】
また、本実施形態におけるＤＣ／ＤＣ変換器は、図７に記載の回路で構成されているため、ＩＧＢＴ１８をオン状態とし、ＤＡＢ回路の位相を制御することにより、双方向動作が可能である。したがって、低電圧電池２８ａ、２８ｂ、および高電圧電池３０からの放電にも対応することができ、直流電源２５側に電池側から放電をおこなって利用することが可能である。
【0115】
（変形例）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【0116】
上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路などのハードウェアで実現してもよい。上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈して実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、フラッシュメモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの記録媒体に置くことができる。
【0117】
各実施形態に於いて、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
本発明の変形例として、例えば、次の（ａ）～（ｈ）のようなものがある。
（ａ） 第１の実施形態においては、リアクトル２ａは交流電源１と電力変換器１２の間に設けられている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、それぞれＡＣ／ＤＣ変換器の入力部に分割して設けてもよい。
本発明の変形例として、例えば、次の（ａ）～（ｈ）のようなものがある。
（ａ） 第１の実施形態においては、リアクトル２ａは交流電源１と電力変換器１２の間に設けられている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、それぞれＡＣ／ＤＣ変換器の入力部に分割して設けてもよい。
【0118】
（ｂ） ＡＣ／ＤＣ変換器３１１～３１ｎ，３２１～３２ｍの回路方式は、図２に示したフルブリッジ構成のＡＣ／ＤＣ変換器３１１およびＤＡＢ構成の双方向変換器に限定されるものではなく、位相シフト方式やＬＬＣ共振方式など、他の回路方式であっても構わない。
（ｃ） また、回路に用いているパワー半導体デバイスは、ＩＧＢＴとＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴとしているが、他のパワー半導体デバイスを用いてもよい。
（ｄ） また、ＩＧＢＴ１８は双方向動作を行わない場合にはなくてもよい。さらに、切替スイッチ、スイッチ、バス間接続スイッチ９については、コンタクタ、リレーなど電気接点を有する部品の他、パワー半導体を用いてもよい。
（ｃ） また、回路に用いているパワー半導体デバイスは、ＩＧＢＴとＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴとしているが、他のパワー半導体デバイスを用いてもよい。
（ｄ） また、ＩＧＢＴ１８は双方向動作を行わない場合にはなくてもよい。さらに、切替スイッチ、スイッチ、バス間接続スイッチ９については、コンタクタ、リレーなど電気接点を有する部品の他、パワー半導体を用いてもよい。
【0119】
（ｅ） また、図４に示した制御系は一例であって他の構成の制御アルゴリズムを用いてもよい。
【0120】
（ｆ） また、第１、第３実施形態においては、２つの直流バスにセル変換器をｎ台とｍ台に割り当て、２つの直流バスを直列接続して負荷に接続する方法について記載したが、第２実施形態に記載したように、３つ以上の直流バスとしてもよい。例えば３つの直流バスの場合には、セル変換器をｎ台、ｍ台、ｋ台に割り当て、それらの電圧をそれぞれｎ：ｍ：ｋの比に制御することですべてのセル変換器の変換電力を同じにすることができる。
（ｇ） 本発明の電力変換装置と電気自動車の接続方法は、図示のようなケーブルによる方法の他、パンタグラフによる接続や非接触給電方式による接続方法でもよい。更に、充電端末は一体化して内部で切り替えるようにしてもよい。
（ｇ） 本発明の電力変換装置と電気自動車の接続方法は、図示のようなケーブルによる方法の他、パンタグラフによる接続や非接触給電方式による接続方法でもよい。更に、充電端末は一体化して内部で切り替えるようにしてもよい。
【0121】
（ｈ） また、本発明の電力変換装置は、本実施形態の電気自動車の充電器や二次電池の充電器のみならず、系統連系機能を持つ蓄電用パワーコンディショナや各種蓄電装置にも適用することができる。これにより、これらの電気機器においては、製造コストを低減するとともに設置スペースを低減できる。
（ｉ） 本発明は、単一の電力変換装置に限定されず、複数の装置が連携して動作する電力変換システムであってもよい。
（ｉ） 本発明は、単一の電力変換装置に限定されず、複数の装置が連携して動作する電力変換システムであってもよい。
【符号の説明】
【0122】
１ 交流電源 （電源）
１Ａ 三相交流電源 （電源）
２ａ～２ｃ リアクトル
３１１～３１ｎ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３２１～３２ｍ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３７ｕ，３７ｖ，３７ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
４１１～４１ｎ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４３１～４３ｎ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４２１～４２ｍ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４４１～４４ｍ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４６１～４６ｎ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４８１～４８ｎ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４７１～４７ｍ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４９１～４９ｍ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４１ａ～４１ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４２ａ～４２ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４３ａ～４３ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４４ａ～４４ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４５ａ～４５ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４６ａ～４６ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４７ａ～４７ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
５０ スイッチ （第１の負荷接続手段）
５１，５２ スイッチ （第２の負荷接続手段）
６ａ～６ｃ 直流バス （直流経路）
７ａ～７ｃ 充電端末
７１１～７１ｎ ＤＣ／ＤＣ変換器 （直流経路接続手段）
７２１～７２ｍ ＤＣ／ＤＣ変換器 （直流経路接続手段）
８ａ～８ｃ 電気自動車 （負荷）
９ バス間接続スイッチ
１０ 中性点
１１ 中央制御回路 （制御部）
１２，１２Ａ，１２Ｂ 電力変換器
１３，１３Ａ，１３Ｂ 切替回路
１４ 光ケーブル
１５ａ，１５ｂ 制御回路 （制御部）
１６ ＩＧＢＴブリッジ
１７ａ，１７ｂ ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ
１８ ＩＧＢＴ
１９ 高周波トランス
２０ａ，２０ｂ ＡＣ端子
２１ａ～２１ｄ ＤＣ端子
２２ａ，２２ｂ 平滑キャパシタ
２３ 大容量電気自動車 （負荷）
２４ 大容量充電端末
２５ 直流電源 （電源）
２７ａ，２７ｂ コネクタ
２８ａ，２８ｂ 低電圧電池 （負荷）
２９ 高電圧コネクタ
３０ 高電圧電池 （負荷）
８１ａ～８１ｃ ＡＣＲ制御ブロック
８２ａ，８２ｂ 乗算ブロック
８３ａ，８３ｂ ＡＶＲ制御ブロック
１００，１００Ａ，１００Ｂ 電力変換装置
１Ａ 三相交流電源 （電源）
２ａ～２ｃ リアクトル
３１１～３１ｎ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３２１～３２ｍ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
３７ｕ，３７ｖ，３７ｗ ＡＣ／ＤＣ変換器 （絶縁型セル変換器）
４１１～４１ｎ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４３１～４３ｎ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４２１～４２ｍ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４４１～４４ｍ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４６１～４６ｎ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４８１～４８ｎ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４７１～４７ｍ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４９１～４９ｍ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４１ａ～４１ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４２ａ～４２ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４３ａ～４３ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４４ａ～４４ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４５ａ～４５ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４６ａ～４６ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
４７ａ～４７ｃ 切替スイッチ （直流経路接続手段）
５０ スイッチ （第１の負荷接続手段）
５１，５２ スイッチ （第２の負荷接続手段）
６ａ～６ｃ 直流バス （直流経路）
７ａ～７ｃ 充電端末
７１１～７１ｎ ＤＣ／ＤＣ変換器 （直流経路接続手段）
７２１～７２ｍ ＤＣ／ＤＣ変換器 （直流経路接続手段）
８ａ～８ｃ 電気自動車 （負荷）
９ バス間接続スイッチ
１０ 中性点
１１ 中央制御回路 （制御部）
１２，１２Ａ，１２Ｂ 電力変換器
１３，１３Ａ，１３Ｂ 切替回路
１４ 光ケーブル
１５ａ，１５ｂ 制御回路 （制御部）
１６ ＩＧＢＴブリッジ
１７ａ，１７ｂ ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴブリッジ
１８ ＩＧＢＴ
１９ 高周波トランス
２０ａ，２０ｂ ＡＣ端子
２１ａ～２１ｄ ＤＣ端子
２２ａ，２２ｂ 平滑キャパシタ
２３ 大容量電気自動車 （負荷）
２４ 大容量充電端末
２５ 直流電源 （電源）
２７ａ，２７ｂ コネクタ
２８ａ，２８ｂ 低電圧電池 （負荷）
２９ 高電圧コネクタ
３０ 高電圧電池 （負荷）
８１ａ～８１ｃ ＡＣＲ制御ブロック
８２ａ，８２ｂ 乗算ブロック
８３ａ，８３ｂ ＡＶＲ制御ブロック
１００，１００Ａ，１００Ｂ 電力変換装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】