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(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】P2024141633
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/12 20060101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
H02M7/12 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023053389
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 隆弘
【テーマコード（参考）】
5H006
【Ｆターム（参考）】
5H006CA02
5H006CB07
5H006CC02
5H006DA04
5H006DB01
5H006HA08
(57)【要約】
【課題】単相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧と、三相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧とを近づけたい場合であっても、単相交流電源が電気的に接続された場合のＡＣ／ＤＣ変換器の昇圧率を抑えること。
【解決手段】第１コンデンサＣ１の一端は、第１上アームスイッチング素子Ｑ１、第２上アームスイッチング素子Ｑ３及び第３上アームスイッチング素子Ｑ５の接続点と接続される。第２コンデンサＣ２の一端は、第１下アームスイッチング素子Ｑ２、第２下アームスイッチング素子Ｑ４及び第３下アームスイッチング素子Ｑ６の接続点と接続される。第２コンデンサＣ２の他端は、第１コンデンサＣ１の他端と接続される。第４配線６０の一端は、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２との接続点と接続される。
【選択図】図２
【解決手段】第１コンデンサＣ１の一端は、第１上アームスイッチング素子Ｑ１、第２上アームスイッチング素子Ｑ３及び第３上アームスイッチング素子Ｑ５の接続点と接続される。第２コンデンサＣ２の一端は、第１下アームスイッチング素子Ｑ２、第２下アームスイッチング素子Ｑ４及び第３下アームスイッチング素子Ｑ６の接続点と接続される。第２コンデンサＣ２の他端は、第１コンデンサＣ１の他端と接続される。第４配線６０の一端は、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２との接続点と接続される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力された交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換器と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されたコンデンサユニットと、を有する電力変換装置であって、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器は、
第１上アームスイッチング素子と第１下アームスイッチング素子とを直列接続した第１直列接続体と、
第２上アームスイッチング素子と第２下アームスイッチング素子とを直列接続した第２直列接続体と、
第３上アームスイッチング素子と第３下アームスイッチング素子とを直列接続した第３直列接続体と、
一端が前記第１上アームスイッチング素子と前記第１下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第１リアクトルと、
一端が前記第１リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第１相と電気的に接続され、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記単相交流電源と電気的に接続されることで非接地配線として使用される第１配線と、
一端が前記第２上アームスイッチング素子と前記第２下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第２リアクトルと、
一端が前記第２リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第２相と電気的に接続される第２配線と、
一端が前記第３上アームスイッチング素子と前記第３下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第３リアクトルと、
一端が前記第３リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第３相と電気的に接続される第３配線と、を備え、
前記コンデンサユニットは、
一端が、前記第１上アームスイッチング素子、前記第２上アームスイッチング素子及び前記第３上アームスイッチング素子の接続点と接続される第１コンデンサと、
一端が、前記第１下アームスイッチング素子、前記第２下アームスイッチング素子及び前記第３下アームスイッチング素子の接続点と接続されるとともに、他端が、前記第１コンデンサの他端と接続される第２コンデンサと、
一端が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの接続点と接続される第４配線と、を備え、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第４配線の他端は前記単相交流電源に電気的に接続されて非接地配線として使用される、電力変換装置。
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されたコンデンサユニットと、を有する電力変換装置であって、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器は、
第１上アームスイッチング素子と第１下アームスイッチング素子とを直列接続した第１直列接続体と、
第２上アームスイッチング素子と第２下アームスイッチング素子とを直列接続した第２直列接続体と、
第３上アームスイッチング素子と第３下アームスイッチング素子とを直列接続した第３直列接続体と、
一端が前記第１上アームスイッチング素子と前記第１下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第１リアクトルと、
一端が前記第１リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第１相と電気的に接続され、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記単相交流電源と電気的に接続されることで非接地配線として使用される第１配線と、
一端が前記第２上アームスイッチング素子と前記第２下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第２リアクトルと、
一端が前記第２リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第２相と電気的に接続される第２配線と、
一端が前記第３上アームスイッチング素子と前記第３下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第３リアクトルと、
一端が前記第３リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第３相と電気的に接続される第３配線と、を備え、
前記コンデンサユニットは、
一端が、前記第１上アームスイッチング素子、前記第２上アームスイッチング素子及び前記第３上アームスイッチング素子の接続点と接続される第１コンデンサと、
一端が、前記第１下アームスイッチング素子、前記第２下アームスイッチング素子及び前記第３下アームスイッチング素子の接続点と接続されるとともに、他端が、前記第１コンデンサの他端と接続される第２コンデンサと、
一端が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの接続点と接続される第４配線と、を備え、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第４配線の他端は前記単相交流電源に電気的に接続されて非接地配線として使用される、電力変換装置。
【請求項2】
前記第１配線と前記第２配線とを電気的に接続するか、前記第２配線と三相交流電源の第２相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第１切替部と、
前記第１配線と前記第３配線とを電気的に接続するか、前記第３配線と三相交流電源の第３相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第２切替部と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、前記第２配線と前記三相交流電源の第２相とが電気的に接続されるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第３配線と前記三相交流電源の第３相とが電気的に接続されるように前記第２切替部を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、前記単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第１配線と前記第２配線とが電気的に接続させるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第１配線と前記第３配線とが電気的に接続させるように前記第２切替部を制御する、請求項１に記載の電力変換装置。
前記第１配線と前記第３配線とを電気的に接続するか、前記第３配線と三相交流電源の第３相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第２切替部と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、前記第２配線と前記三相交流電源の第２相とが電気的に接続されるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第３配線と前記三相交流電源の第３相とが電気的に接続されるように前記第２切替部を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、前記単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第１配線と前記第２配線とが電気的に接続させるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第１配線と前記第３配線とが電気的に接続させるように前記第２切替部を制御する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されるＤＣ／ＤＣ変換器を備える、請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に開示の電力変換装置は、ＡＣ／ＤＣ変換器と、ＤＣ／ＤＣ変換器と、を備える。ＡＣ／ＤＣ変換器は、交流電源から加わる交流電力を直流電力に変換して出力する。ＤＣ／ＤＣ変換器には、ＡＣ／ＤＣ変換器から出力された直流電力が入力される。ＤＣ／ＤＣ変換器は、入力された直流電力を変圧して出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－１１９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電力変換装置のＡＣ／ＤＣ変換器は、単相交流電源と三相交流電源のどちらにも電気的に接続可能に構成される場合がある。この場合、ＡＣ／ＤＣ変換器に三相交流電源が電気的に接続されている場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧と、ＡＣ／ＤＣ変換器に単相交流電源が電気的に接続されている場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧の差を小さくすることが好ましいが、ＡＣ／ＤＣ変換器に単相交流電源が電気的に接続された場合のＡＣ／ＤＣ変換器の昇圧率を、ＡＣ／ＤＣ変換器に三相交流電源が電気的に接続された場合の昇圧率よりも大幅に高くする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決する電力変換装置は、入力された交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換器と、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されたコンデンサユニットと、を有する電力変換装置であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器は、第１上アームスイッチング素子と第１下アームスイッチング素子とを直列接続した第１直列接続体と、第２上アームスイッチング素子と第２下アームスイッチング素子とを直列接続した第２直列接続体と、第３上アームスイッチング素子と第３下アームスイッチング素子とを直列接続した第３直列接続体と、一端が前記第１上アームスイッチング素子と前記第１下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第１リアクトルと、一端が前記第１リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第１相と電気的に接続され、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記単相交流電源と電気的に接続されることで非接地配線として使用される第１配線と、一端が前記第２上アームスイッチング素子と前記第２下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第２リアクトルと、一端が前記第２リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第２相と電気的に接続される第２配線と、一端が前記第３上アームスイッチング素子と前記第３下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第３リアクトルと、一端が前記第３リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第３相と電気的に接続される第３配線と、を備え、前記コンデンサユニットは、一端が、前記第１上アームスイッチング素子、前記第２上アームスイッチング素子及び前記第３上アームスイッチング素子の接続点と接続される第１コンデンサと、一端が、前記第１下アームスイッチング素子、前記第２下アームスイッチング素子及び前記第３下アームスイッチング素子の接続点と接続されるとともに、他端が、前記第１コンデンサの他端と接続される第２コンデンサと、一端が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの接続点と接続される第４配線と、を備え、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第４配線の他端は前記単相交流電源に電気的に接続されて非接地配線として使用される。
【0006】
単相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧と、三相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧とを近づけたい場合であっても、単相交流電源が電気的に接続された場合のＡＣ／ＤＣ変換器の昇圧率を抑えることができる。
【0007】
上記電力変換装置について、前記第１配線と前記第２配線とを電気的に接続するか、前記第２配線と三相交流電源の第２相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第１切替部と、前記第１配線と前記第３配線とを電気的に接続するか、前記第３配線と三相交流電源の第３相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第２切替部と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、前記第２配線と前記三相交流電源の第２相とが電気的に接続されるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第３配線と前記三相交流電源の第３相とが電気的に接続されるように前記第２切替部を制御し、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、前記単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第１配線と前記第２配線とが電気的に接続させるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第１配線と前記第３配線とが電気的に接続させるように前記第２切替部を制御してもよい。
【0008】
上記電力変換装置について、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されるＤＣ／ＤＣ変換器を備えていてもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、単相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧と、三相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧とを近づけたい場合であっても、単相交流電源が電気的に接続された場合のＡＣ／ＤＣ変換器の昇圧率を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
電力変換装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、電力変換装置１０は、バッテリＢ１に接続されている。バッテリＢ１は、充放電可能な二次電池を複数接続したものである。本実施形態の電力変換装置１０は、バッテリＢ１に直流電力を供給することによってバッテリＢ１を充電する充電器である。
図１に示すように、電力変換装置１０は、バッテリＢ１に接続されている。バッテリＢ１は、充放電可能な二次電池を複数接続したものである。本実施形態の電力変換装置１０は、バッテリＢ１に直流電力を供給することによってバッテリＢ１を充電する充電器である。
【0012】
図１及び図２に示すように、電力変換装置１０には、三相交流電源ＡＳ１又は単相交流電源ＡＳ２が接続される。電力変換装置１０は、三相交流電源ＡＳ１又は単相交流電源ＡＳ２から入力される交流電力を直流電力に変換して出力する。電力変換装置１０は、三相交流電源ＡＳ１が接続されている場合であっても単相交流電源ＡＳ２が接続されている場合であっても直流電力を出力可能に構成されている。
【0013】
＜電力変換装置に三相交流電源が電気的に接続される場合＞
電力変換装置１０に三相交流電源ＡＳ１が電気的に接続される場合について説明する。三相交流電源ＡＳ１の結線方式は、スター結線である。
電力変換装置１０に三相交流電源ＡＳ１が電気的に接続される場合について説明する。三相交流電源ＡＳ１の結線方式は、スター結線である。
【0014】
電力変換装置１０は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０と、ＡＣフィルタ２２と、コンデンサユニットＣと、ＤＣ／ＤＣ変換器４０と、ＤＣフィルタ５１と、コンデンサ５２と、を備える。
【0015】
ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、入力された交流電力を直流電力に変換して出力するものである。
ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、第１直列接続体３４と、第２直列接続体３５と、第３直列接続体３６と、を備える。第１直列接続体３４、第２直列接続体３５、及び第３直列接続体３６は、互いに並列接続されている。
ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、第１直列接続体３４と、第２直列接続体３５と、第３直列接続体３６と、を備える。第１直列接続体３４、第２直列接続体３５、及び第３直列接続体３６は、互いに並列接続されている。
【0016】
第１直列接続体３４は、第１上アームスイッチング素子Ｑ１と、第１下アームスイッチング素子Ｑ２と、を備える。第１上アームスイッチング素子Ｑ１と、第１下アームスイッチング素子Ｑ２とは、互いに直列接続されている。
【0017】
第２直列接続体３５は、第２上アームスイッチング素子Ｑ３と、第２下アームスイッチング素子Ｑ４と、を備える。第２上アームスイッチング素子Ｑ３と、第２下アームスイッチング素子Ｑ４とは、互いに直列接続されている。
【0018】
第３直列接続体３６は、第３上アームスイッチング素子Ｑ５と、第３下アームスイッチング素子Ｑ６と、を備える。第３上アームスイッチング素子Ｑ５と、第３下アームスイッチング素子Ｑ６とは、互いに直列接続されている。
【0019】
スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、例えば、半導体スイッチング素子である。半導体スイッチング素子は、例えば、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラートランジスタ、Ｇan ＨＥＭＴ等である。
【0020】
ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、第１リアクトル３１を備える。第１リアクトル３１は、一端が第１上アームスイッチング素子Ｑ１と第１下アームスイッチング素子Ｑ２との接続点と電気的に接続される。
【0021】
ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、第１配線１１を備える。第１配線１１の一端は、第１リアクトル３１の他端と接続される。ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、三相交流電源ＡＳ１を電気的に接続する場合、第１配線１１の他端は三相交流電源ＡＳ１の第１相と電気的に接続される。三相交流電源ＡＳ１の第１相は、例えば、Ｒ相である。
【0022】
ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、第２リアクトル３２を備える。第２リアクトル３２の一端は、第２上アームスイッチング素子Ｑ３と第２下アームスイッチング素子Ｑ４との接続点と電気的に接続される。
【0023】
ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、第２配線１２を備える。第２配線１２の一端は、第２リアクトル３２の他端と接続される。ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、三相交流電源ＡＳ１を電気的に接続する場合、第２配線１２の他端が三相交流電源ＡＳ１の第２相と電気的に接続される。三相交流電源ＡＳ１の第２相は、例えば、Ｓ相である。
【0024】
ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、第３リアクトル３３を備える。第３リアクトル３３の一端は、第３上アームスイッチング素子Ｑ５と第３下アームスイッチング素子Ｑ６との接続点と電気的に接続される。
【0025】
ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、第３配線１３を備える。第３配線１３の一端は、第３リアクトル３３の他端と接続される。ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、三相交流電源ＡＳ１を電気的に接続する場合、第３配線１３の他端が三相交流電源ＡＳ１の第３相と電気的に接続される。三相交流電源ＡＳ１の第３相は、例えば、Ｔ相である。
【0026】
コンデンサユニットＣは、第１コンデンサＣ１と、第２コンデンサＣ２と、を備える。
第１コンデンサＣ１の一端は、第１上アームスイッチング素子Ｑ１、第２上アームスイッチング素子Ｑ３及び第３上アームスイッチング素子Ｑ５の接続点と接続される。
第１コンデンサＣ１の一端は、第１上アームスイッチング素子Ｑ１、第２上アームスイッチング素子Ｑ３及び第３上アームスイッチング素子Ｑ５の接続点と接続される。
【0027】
第２コンデンサＣ２の一端は、第１下アームスイッチング素子Ｑ２、第２下アームスイッチング素子Ｑ４及び第３下アームスイッチング素子Ｑ６の接続点と接続される。第２コンデンサＣ２の他端は、第１コンデンサＣ１の他端と接続される。
【0028】
コンデンサユニットＣは、第４配線６０を備える。第４配線６０の一端は、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２との接続点と接続される。
電力変換装置１０は、第１スイッチ１６を備える。第１スイッチ１６は、第２配線１２に設けられている。
電力変換装置１０は、第１スイッチ１６を備える。第１スイッチ１６は、第２配線１２に設けられている。
【0029】
電力変換装置１０は、第２スイッチ１９を備える。第２スイッチ１９は、第１配線１１と第２配線１２とを接続している。
第１スイッチ１６がオン、かつ、第２スイッチ１９がオフの場合、第２配線１２と三相交流電源ＡＳ１の第２相とが電気的に接続される。第１スイッチ１６がオフ、かつ、第２スイッチ１９がオンの場合、第１配線１１と第２配線１２とが電気的に接続される。第１スイッチ１６及び第２スイッチ１９は、第１配線１１と第２配線１２とを電気的に接続するか、第２配線１２と三相交流電源ＡＳ１の第２相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第１切替部である。
第１スイッチ１６がオン、かつ、第２スイッチ１９がオフの場合、第２配線１２と三相交流電源ＡＳ１の第２相とが電気的に接続される。第１スイッチ１６がオフ、かつ、第２スイッチ１９がオンの場合、第１配線１１と第２配線１２とが電気的に接続される。第１スイッチ１６及び第２スイッチ１９は、第１配線１１と第２配線１２とを電気的に接続するか、第２配線１２と三相交流電源ＡＳ１の第２相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第１切替部である。
【0030】
電力変換装置１０は、第３スイッチ１７を備える。第３スイッチ１７は、第３配線１３に設けられている。
電力変換装置１０は、第４スイッチ２０を備える。第４スイッチ２０は、第１配線１１と第３配線１３とを接続している。
電力変換装置１０は、第４スイッチ２０を備える。第４スイッチ２０は、第１配線１１と第３配線１３とを接続している。
【0031】
第３スイッチ１７がオン、かつ、第４スイッチ２０がオフの場合、第３配線１３と三相交流電源ＡＳ１の第３相とが電気的に接続される。第３スイッチ１７がオフ、かつ、第４スイッチ２０がオンの場合、第１配線１１と第３配線１３とが電気的に接続される。第３スイッチ１７及び第４スイッチ２０は、第１配線１１と第３配線１３とを電気的に接続するか、第３配線１３と三相交流電源ＡＳ１の第３相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第２切替部である。
【0032】
ＡＣフィルタ２２は、三相交流電源ＡＳ１に流出するノイズを低減させる。ＡＣフィルタ２２は、第１配線１１、第２配線１２及び第３配線１３に設けられる。本実施形態では、第１配線１１における第４スイッチ２０との接続点と第１配線１１の一端との間、第２配線１２における第２スイッチ１９との接続点と第２配線１２の一端との間、第３配線１３における第４スイッチ２０との接続点と第３配線１３の一端との間に設けられている。すなわち、ＡＣフィルタ２２は、三相交流電源ＡＳ１とＡＣ／ＤＣ変換器３０との間に設けられているといえる。
【0033】
ＤＣ／ＤＣ変換器４０は、第１ブリッジ回路４１と、第２ブリッジ回路４４と、トランス４７と、を備える。第１ブリッジ回路４１は、２つの直列接続体４２，４３を備える。２つの直列接続体４２，４３は、互いに並列接続されている。直列接続体４２は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２を備える。スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２は、例えば、半導体スイッチング素子である。
【0034】
直列接続体４３は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４を備える。スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４は、例えば、半導体スイッチング素子である。
２つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３の接続点は、コンデンサユニットＣの一端と接続されている。
２つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３の接続点は、コンデンサユニットＣの一端と接続されている。
【0035】
２つのスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４の接続点は、コンデンサユニットＣの一端と接続されている。
すなわち、直列接続体４２，４３とコンデンサユニットＣとは、並列接続されている。
すなわち、直列接続体４２，４３とコンデンサユニットＣとは、並列接続されている。
【0036】
第２ブリッジ回路４４は、２つの直列接続体４５，４６を備える。２つの直列接続体４５，４６は、互いに並列接続されている。直列接続体４５は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２を備える。スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２は、例えば、半導体スイッチング素子である。
【0037】
直列接続体４６は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４を備える。スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４は、例えば、半導体スイッチング素子である。
トランス４７は、第１巻線４８と、第２巻線４９と、を備える。第１巻線４８の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の接続点に接続されている。第１巻線４８の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続点に接続されている。第２巻線４９の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の接続点に接続されている。第２巻線４９の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４の接続点に接続されている。
トランス４７は、第１巻線４８と、第２巻線４９と、を備える。第１巻線４８の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の接続点に接続されている。第１巻線４８の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続点に接続されている。第２巻線４９の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の接続点に接続されている。第２巻線４９の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４の接続点に接続されている。
【0038】
コンデンサ５２は、リンクコンデンサ、又は平滑コンデンサである。
コンデンサ５２の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２３の接続点に接続され、コンデンサ５２の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４の接続点に接続されている。
コンデンサ５２の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２３の接続点に接続され、コンデンサ５２の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４の接続点に接続されている。
【0039】
すなわち、直列接続体４５，４６とコンデンサ５２とは、並列接続されている。
ＤＣフィルタ５１は、コンデンサ５２とバッテリＢ１との間に設けられる。ＤＣフィルタ５１は、直列接続体４６から出力される直流電力に含まれるノイズを低減し、バッテリＢ１に出力する。
ＤＣフィルタ５１は、コンデンサ５２とバッテリＢ１との間に設けられる。ＤＣフィルタ５１は、直列接続体４６から出力される直流電力に含まれるノイズを低減し、バッテリＢ１に出力する。
【0040】
電力変換装置１０は、制御装置７１を備える。制御装置７１は、プロセッサと、記憶部と、を備える。プロセッサとしては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、及びDSP（Digital Signal Processor）を挙げることができる。記憶部は、RAM（Random Access Memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置７１は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置７１は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。
【0041】
制御装置７１は、電力変換装置１０の制御を行う。本実施形態では、制御装置７１により電力変換装置１０の全体が制御される。電力変換装置１０は、複数の制御装置によって制御されてもよい。
【0042】
制御装置７１は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、三相交流電源ＡＳ１を電気的に接続する場合、第２配線１２と三相交流電源ＡＳ１の第２相とが電気的に接続されるように第１スイッチ１６及び第２スイッチ１９を制御し、かつ、第３配線１３と三相交流電源ＡＳ１の第３相とが電気的に接続されるように第３スイッチ１７及び第４スイッチ２０を制御する。詳細にいえば、制御装置７１は、第１スイッチ１６をオン、第２スイッチ１９をオフ、第３スイッチ１７をオン、第４スイッチ２０をオフする。
【0043】
＜電力変換装置に単相交流電源が電気的に接続される場合＞
電力変換装置１０に単相交流電源ＡＳ２が電気的に接続される場合について説明する。電力変換装置１０に三相交流電源ＡＳ１が電気的に接続される場合と単相交流電源ＡＳ２が電気的に接続される場合とで、電力変換装置１０のハードウェア構成は同一である。単相交流電源ＡＳ２の中性点は接地されている。
電力変換装置１０に単相交流電源ＡＳ２が電気的に接続される場合について説明する。電力変換装置１０に三相交流電源ＡＳ１が電気的に接続される場合と単相交流電源ＡＳ２が電気的に接続される場合とで、電力変換装置１０のハードウェア構成は同一である。単相交流電源ＡＳ２の中性点は接地されている。
【0044】
図２に示すように、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に単相交流電源ＡＳ２を電気的に接続する場合、第１配線１１の他端は、単相交流電源ＡＳ２と電気的に接続される。これにより、第１配線１１は、非接地配線として使用される。
【0045】
ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、単相交流電源ＡＳ２を電気的に接続する場合、第４配線６０の他端は単相交流電源ＡＳ２に電気的に接続される。これにより、第４配線６０は、非接地配線として使用される。
【0046】
制御装置７１は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、単相交流電源ＡＳ２を電気的に接続する場合、第１配線１１と第２配線１２とが電気的に接続させるように第２スイッチ１９を制御し、かつ、第１配線１１と第３配線１３とが電気的に接続させるように第４スイッチ２０を制御する。詳細にいえば、制御装置７１は、第２スイッチ１９をオン、第４スイッチ２０をオンする。第１スイッチ１６及び第３スイッチ１７はオフであってもよいし、オンであってもよい。
【0047】
単相交流電源ＡＳ２から流れる電流が正の場合、線Ｌ１１に示すように、電流は単相交流電源ＡＳ２→ＡＣ／ＤＣ変換器３０→第１コンデンサＣ１→第４配線６０の順に流れる。単相交流電源ＡＳ２から流れる電流が負の場合、線Ｌ１２に示すように、電流は、単相交流電源ＡＳ２→第４配線６０→第２コンデンサＣ２→ＡＣ／ＤＣ変換器３０の順に流れる。
【0048】
［本実施形態の作用］
三相交流電源ＡＳ１の出力する交流電圧を２００［Ｖ］とする。交流電圧は、線間電圧である。この場合、線間電圧の波高値は、２００×√２×√３≒４９０［Ｖ］である。
三相交流電源ＡＳ１の出力する交流電圧を２００［Ｖ］とする。交流電圧は、線間電圧である。この場合、線間電圧の波高値は、２００×√２×√３≒４９０［Ｖ］である。
【0049】
単相交流電源ＡＳ２の出力する交流電圧を２００［Ｖ］とする。この場合、単相交流電源ＡＳ２から出力される交流電圧の波高値は、２００×√２≒２８３［Ｖ］である。
ＡＣ／ＤＣ変換器３０に三相交流電源ＡＳ１が電気的に接続されている場合と単相交流電源ＡＳ２が電気的に接続されている場合とで、ＡＣ／ＤＣ変換器３０から出力される電圧を同一値（例えば、７００Ｖ）にすることを想定する。この場合、第４配線６０を備えていない従来のＡＣ／ＤＣ変換器３０に単相交流電源ＡＳ２を電気的に接続する場合、２８３Ｖから７００Ｖに昇圧する必要がある。ＡＣ／ＤＣ変換器３０の昇圧率を高くすると、リアクトル３１，３２，３３での損失が大きくなる。
ＡＣ／ＤＣ変換器３０に三相交流電源ＡＳ１が電気的に接続されている場合と単相交流電源ＡＳ２が電気的に接続されている場合とで、ＡＣ／ＤＣ変換器３０から出力される電圧を同一値（例えば、７００Ｖ）にすることを想定する。この場合、第４配線６０を備えていない従来のＡＣ／ＤＣ変換器３０に単相交流電源ＡＳ２を電気的に接続する場合、２８３Ｖから７００Ｖに昇圧する必要がある。ＡＣ／ＤＣ変換器３０の昇圧率を高くすると、リアクトル３１，３２，３３での損失が大きくなる。
【0050】
一方、本発明のＡＣ／ＤＣ変換器３０は、単相交流電源ＡＳ２と電気的に接続されている場合、第１配線１１及び第４配線６０は、非接地配線として使用される。これにより、ＡＣ／ＤＣ変換器３０及びコンデンサユニットＣは、倍電圧整流回路として機能する。これにより、ＡＣ／ＤＣ変換器３０は、５６６［Ｖ］（２００×２×√２≒５６６［Ｖ］）から７００Ｖに昇圧すればよく、ＡＣ／ＤＣ変換器３０の昇圧率を抑えることができる。
【0051】
［本実施形態の効果］
（１）単相交流電源ＡＳ２とＡＣ／ＤＣ変換器３０とが電気的に接続されている場合、第１配線１１及び第４配線６０は、非接地配線として使用される。これにより、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に単相交流電源ＡＳ２が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器３０から出力される電圧と、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に三相交流電源ＡＳ１が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器３０から出力される電圧とを近づけたい場合であっても、従来のＡＣ／ＤＣ変換器と比較して、ＡＣ／ＤＣ変換器３０の昇圧率を抑えることができる。
（１）単相交流電源ＡＳ２とＡＣ／ＤＣ変換器３０とが電気的に接続されている場合、第１配線１１及び第４配線６０は、非接地配線として使用される。これにより、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に単相交流電源ＡＳ２が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器３０から出力される電圧と、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に三相交流電源ＡＳ１が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器３０から出力される電圧とを近づけたい場合であっても、従来のＡＣ／ＤＣ変換器と比較して、ＡＣ／ＤＣ変換器３０の昇圧率を抑えることができる。
【0052】
（２）制御装置７１は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、三相交流電源ＡＳ１を電気的に接続する場合、第２配線１２と三相交流電源ＡＳ１の第２相とが電気的に接続されるように第１スイッチ１６及び第２スイッチ１９を制御し、かつ、第３配線１３と三相交流電源ＡＳ１の第３相とが電気的に接続されるように第３スイッチ１７及び第４スイッチ２０を制御する。制御装置７１は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、単相交流電源ＡＳ２を電気的に接続する場合、第１配線１１と第２配線１２とが電気的に接続させるように第２スイッチ１９を制御し、かつ、第１配線１１と第３配線１３とが電気的に接続させるように第４スイッチ２０を制御する。これにより、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、単相交流電源ＡＳ２を電気的に接続する場合に、電流を分散してＡＣ／ＤＣ変換器３０に入力することができるため、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を安価なものとすることができる。
【0053】
［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0054】
○電力変換装置１０は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０のみを備えている構成であってもよい。
○第１切替部は、ｃ接点スイッチであってもよい。この場合、ｃ接点スイッチは、実施形態の第１スイッチ１６と第２スイッチ１９とを統合したものである。例えば、ｃ接点スイッチは、第１配線１１と第２配線１２とを電気的に接続するか、第２配線１２と三相交流電源ＡＳ１の第２相とを電気的に接続するかを選択的に切り替え可能である。ｃ接点スイッチのＣＯＭ（共通端子）は、第２リアクトル３２の他端と電気的に接続されている。
○第１切替部は、ｃ接点スイッチであってもよい。この場合、ｃ接点スイッチは、実施形態の第１スイッチ１６と第２スイッチ１９とを統合したものである。例えば、ｃ接点スイッチは、第１配線１１と第２配線１２とを電気的に接続するか、第２配線１２と三相交流電源ＡＳ１の第２相とを電気的に接続するかを選択的に切り替え可能である。ｃ接点スイッチのＣＯＭ（共通端子）は、第２リアクトル３２の他端と電気的に接続されている。
【0055】
○第２切替部は、ｃ接点スイッチであってもよい。この場合、ｃ接点スイッチは、実施形態の第３スイッチ１７と第４スイッチ２０とを統合したものである。例えば、ｃ接点スイッチは、第１配線１１と第３配線１３とを電気的に接続するか、第３配線１３と三相交流電源ＡＳ１の第３相とを電気的に接続するかを選択的に切り替え可能である。ｃ接点スイッチのＣＯＭ（共通端子）は、第３リアクトル３３の他端と電気的に接続されている。
【0056】
○電力変換装置１０は、第４配線６０に設けられたスイッチを備えていてもよい。この場合、制御装置７１は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、三相交流電源ＡＳ１を電気的に接続する場合、スイッチをオフする。制御装置７１は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に、単相交流電源ＡＳ２を電気的に接続する場合、スイッチをオンする。これにより、第４配線６０の他端は単相交流電源ＡＳ２に電気的に接続されて非接地配線として使用される。
【0057】
○電力変換装置１０は、第１配線１１に設けられたスイッチを備えていてもよい。
○電力変換装置１０は、第１スイッチ１６、第２スイッチ１９、第３スイッチ１７及び第４スイッチ２０を備えていなくてもよい。
○電力変換装置１０は、第１スイッチ１６、第２スイッチ１９、第３スイッチ１７及び第４スイッチ２０を備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【0058】
ＡＳ１…三相交流電源、ＡＳ２…単相交流電源、Ｃ…コンデンサユニット、Ｃ１…第１コンデンサ、Ｃ２…第２コンデンサ、Ｑ１…第１上アームスイッチング素子、Ｑ２…第１下アームスイッチング素子、Ｑ３…第２上アームスイッチング素子、Ｑ４…第２下アームスイッチング素子、Ｑ５…第３上アームスイッチング素子、Ｑ６…第３下アームスイッチング素子、１０…電力変換装置、１１…第１配線、１２…第２配線、１３…第３配線、１６…第１スイッチ、１７…第３スイッチ、１９…第２スイッチ、２０…第４スイッチ、３０…ＡＣ／ＤＣ変換器、３１…第１リアクトル、３２…第２リアクトル、３３…第３リアクトル、３４…第１直列接続体、３５…第２直列接続体、３６…第３直列接続体、４０…ＤＣ／ＤＣ変換器、６０…第４配線、７１…制御装置。
【図1】
【図2】