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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】P2024169143
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 3/28 20060101AFI20241128BHJP
H02M 7/12 20060101ALI20241128BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
H02M3/28 C
H02M7/12 H
H02M7/48 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023086363
(22)【出願日】2023-05-25
(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】吉田 恒平
(72)【発明者】
【氏名】野村 尚弘
(72)【発明者】
【氏名】秋山 直輝
【テーマコード（参考）】
5H006
5H730
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H006BB00
5H006CA01
5H006CA02
5H006CB01
5H006CB08
5H006DB01
5H006DC02
5H006DC05
5H006FA01
5H730AA15
5H730AS08
5H730AS17
5H730BB27
5H730CC01
5H730DD03
5H730DD04
5H730DD16
5H730EE04
5H730EE12
5H730FD01
5H730FD11
5H730FD31
5H730XX03
5H730XX12
5H730XX23
5H730XX32
5H730XX42
5H770BA20
5H770CA01
5H770DA10
5H770DA41
5H770HA02Y
5H770HA03W
5H770LA01W
5H770LB08
(57)【要約】
【課題】消費電力を低減すること。
【解決手段】制御部は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から所定値以上の交流電力が出力されているか否かを判別するとともに、第１電圧センサから検出されたコンデンサの電圧値が閾値以上か否かを判別する。制御部は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサの電圧値が閾値以上であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器の制御を停止する。制御部は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサの電圧値が閾値未満であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御することでコンデンサを充電する。
【選択図】図３
【解決手段】制御部は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から所定値以上の交流電力が出力されているか否かを判別するとともに、第１電圧センサから検出されたコンデンサの電圧値が閾値以上か否かを判別する。制御部は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサの電圧値が閾値以上であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器の制御を停止する。制御部は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサの電圧値が閾値未満であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御することでコンデンサを充電する。
【選択図】図３
【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とともに入力された直流電力を交流電力に変換して出力する双方向ＡＣ／ＤＣ変換器と、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器が接続されるＡＣアウトレットと、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器を介して入力された直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換して出力する双方向ＤＣ／ＤＣ変換器と、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器と前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器との間に設けられたコンデンサと、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器及び前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御する制御部と、
前記コンデンサの電圧値を検出する電圧検出部と、を備え、
前記制御部は、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されているか否かを判別するとともに、前記電圧検出部から検出された前記コンデンサの電圧値が閾値以上か否かを判別し、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、前記コンデンサの電圧値が閾値以上であると判別した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器の制御を停止し、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、前記コンデンサの電圧値が閾値未満であると判別した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御することで前記コンデンサを充電する、電力変換装置。
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器が接続されるＡＣアウトレットと、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器を介して入力された直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換して出力する双方向ＤＣ／ＤＣ変換器と、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器と前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器との間に設けられたコンデンサと、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器及び前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御する制御部と、
前記コンデンサの電圧値を検出する電圧検出部と、を備え、
前記制御部は、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されているか否かを判別するとともに、前記電圧検出部から検出された前記コンデンサの電圧値が閾値以上か否かを判別し、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、前記コンデンサの電圧値が閾値以上であると判別した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器の制御を停止し、
前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、前記コンデンサの電圧値が閾値未満であると判別した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御することで前記コンデンサを充電する、電力変換装置。
【請求項2】
系統電源と前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器とを電気的に接続するか、前記ＡＣアウトレットと前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器とを電気的に接続するかを選択可能に構成された切替部を備える、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、前記コンデンサの電圧値が閾値未満であると判別した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器の出力電力が一定となるように前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御することで前記コンデンサを充電する、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、切替部と、双方向充電器と、を備える。切替部は、双方向充電器とインレットとを接続するか、双方向充電器とＡＣアウトレットとを接続するかを切り替える。インレットには、外部電源が接続される。インレットに外部電源が接続されている場合、双方向充電器によってバッテリを充電することができる。ＡＣアウトレットには、電気機器が接続される。ＡＣアウトレットに電気機器が接続されている場合、双方向充電器によって電気機器に電力を供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１１２０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
双方向充電器は、ＡＣ／ＤＣ変換器と、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器と、を備えている場合がある。外部機器に電力を供給する際には、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器がバッテリから入力された電力を変換してＡＣ／ＤＣ変換器に出力する。ＡＣ／ＤＣ変換器は、入力された直流電力を交流電力に変換して外部機器に供給する。双方向ＤＣ／ＤＣ変換器は、スイッチング素子のスイッチング動作によって電力変換を行う。ＡＣアウトレットに外部機器が接続されていない場合であっても双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を駆動すると、スイッチング素子のスイッチング動作によって消費電力が大きくなる。
【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とともに入力された直流電力を交流電力に変換して出力する双方向ＡＣ／ＤＣ変換器と、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器が接続されるＡＣアウトレットと、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器を介して入力された直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換して出力する双方向ＤＣ／ＤＣ変換器と、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器と前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器との間に設けられたコンデンサと、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器及び前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御する制御部と、前記コンデンサの電圧値を検出する電圧検出部と、を備え、前記制御部は、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されているか否かを判別するとともに、前記電圧検出部から検出された前記コンデンサの電圧値が閾値以上か否かを判別し、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、前記コンデンサの電圧値が閾値以上であると判別した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器の制御を停止し、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、前記コンデンサの電圧値が閾値未満であると判別した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御することで前記コンデンサを充電する。
【0006】
制御部は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサの電圧値が閾値以上であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器の制御を停止する。これにより、スイッチング動作による消費電力を低減することができる。
【0007】
上記電力変換装置について、系統電源と前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器とを電気的に接続するか、前記ＡＣアウトレットと前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器とを電気的に接続するかを選択可能に構成された切替部を備えていてもよい。
【0008】
上記電力変換装置について、前記制御部は、前記双方向ＡＣ／ＤＣ変換器から前記所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、前記コンデンサの電圧値が閾値未満であると判別した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器の出力電力が一定となるように前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を制御することで前記コンデンサを充電してもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、消費電力を低減することができる。
【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、電源システム１００は、系統電源１０１と、バッテリ１２０と、電力変換装置１０と、を備える。バッテリ１２０は、例えば、直流電力を充放電可能な二次電池である。二次電池、例えば、リチウムイオン蓄電池、又は鉛蓄電池である。
図１に示すように、電源システム１００は、系統電源１０１と、バッテリ１２０と、電力変換装置１０と、を備える。バッテリ１２０は、例えば、直流電力を充放電可能な二次電池である。二次電池、例えば、リチウムイオン蓄電池、又は鉛蓄電池である。
【0012】
＜電力変換装置＞
電力変換装置１０は、切替部１１と、ＡＣアウトレット１２と、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３と、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４と、を備える。切替部１１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３と系統電源１０１とを電気的に接続するか、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３とＡＣアウトレット１２とを電気的に接続するかを選択可能に構成されている。切替部１１は、例えば、２つのｃ接点スイッチによって構成される。
電力変換装置１０は、切替部１１と、ＡＣアウトレット１２と、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３と、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４と、を備える。切替部１１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３と系統電源１０１とを電気的に接続するか、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３とＡＣアウトレット１２とを電気的に接続するかを選択可能に構成されている。切替部１１は、例えば、２つのｃ接点スイッチによって構成される。
【0013】
ＡＣアウトレット１２には、外部機器が電気的に接続される。外部機器は、ＡＣアウトレット１２を介して入力した交流電力によって動作する機器である。
双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は、入力された交流電力を直流電力に変換して出力するとともに入力された直流電力を交流電力に変換して出力する。具体的には、図２に示すように、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４を備え、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４をスイッチング動作させることで、入力された交流電力を直流電力に変換して出力するとともに入力された直流電力を交流電力に変換して出力する。更に詳述すると、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は４つのスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４と、リアクトルＬ１と、から構成されている。スイッチング素子Ｑ１１とスイッチング素子Ｑ１２とは互いに直列接続されている。スイッチング素子Ｑ１３とスイッチング素子Ｑ１４とは互いに直列接続されている。スイッチング素子Ｑ１１とスイッチング素子Ｑ１２との接続点は、リアクトルＬ１を介して切替部１１に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１３とスイッチング素子Ｑ１４との接続点は、切替部１１に電気的に接続されている。双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４と接続され、系統電源１０１が電気的に接続されている場合、系統電源１０１から入力された交流電力を直流電力に変換して双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４に出力する。また、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は、ＡＣアウトレット１２が電気的に接続されている場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４から入力された直流電力を交流電力に変換してＡＣアウトレット１２に出力する。これにより、ＡＣアウトレット１２を介して外部機器に交流電力が供給される。
双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は、入力された交流電力を直流電力に変換して出力するとともに入力された直流電力を交流電力に変換して出力する。具体的には、図２に示すように、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４を備え、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４をスイッチング動作させることで、入力された交流電力を直流電力に変換して出力するとともに入力された直流電力を交流電力に変換して出力する。更に詳述すると、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は４つのスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４と、リアクトルＬ１と、から構成されている。スイッチング素子Ｑ１１とスイッチング素子Ｑ１２とは互いに直列接続されている。スイッチング素子Ｑ１３とスイッチング素子Ｑ１４とは互いに直列接続されている。スイッチング素子Ｑ１１とスイッチング素子Ｑ１２との接続点は、リアクトルＬ１を介して切替部１１に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１３とスイッチング素子Ｑ１４との接続点は、切替部１１に電気的に接続されている。双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４と接続され、系統電源１０１が電気的に接続されている場合、系統電源１０１から入力された交流電力を直流電力に変換して双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４に出力する。また、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は、ＡＣアウトレット１２が電気的に接続されている場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４から入力された直流電力を交流電力に変換してＡＣアウトレット１２に出力する。これにより、ＡＣアウトレット１２を介して外部機器に交流電力が供給される。
【0014】
双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４は、デュアルアクティブブリッジ方式のＤＣ／ＤＣコンバータである。双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３とバッテリ１２０との間に設けられている。双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３を介して入力される直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換してバッテリ１２０に出力する。また、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４は、バッテリ１２０から入力された直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換して双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３に出力可能である。
【0015】
更に双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４について詳述すると、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４は、トランス２０を備える。トランス２０は、絶縁型である。トランス２０は、磁性体のコア２１と、１次側巻線２２と、２次側巻線２３と、を備える。１次側巻線２２及び２次側巻線２３は、コア２１に巻かれている。トランス２０は、リアクトルＬを有する。リアクトルＬは、チョークコイルなどの素子であってもよいし、１次側巻線２２及び２次側巻線２３の漏れインダクタンスであってもよい。
【0016】
双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４は、１次側フルブリッジ回路３０を備える。１次側フルブリッジ回路３０は、第１レグ３１と、第２レグ３２と、を備える。第１レグ３１と第２レグ３２とは、互いに並列接続されている。第１レグ３１は、第１スイッチング素子Ｑ１と、第２スイッチング素子Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、を備える。第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２とは、互いに直列接続されている。第２レグ３２は、第３スイッチング素子Ｑ３と、第４スイッチング素子Ｑ４と、ダイオードＤ３，Ｄ４と、を備える。第３スイッチング素子Ｑ３と第４スイッチング素子Ｑ４とは、互いに直列接続されている。第１スイッチング素子Ｑ１及び第３スイッチング素子Ｑ３は、上アームを構成している。第２スイッチング素子Ｑ２及び第４スイッチング素子Ｑ４は、下アームを構成している。
【0017】
第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第３スイッチング素子Ｑ３、及び第４スイッチング素子Ｑ４は、複数の１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４である。１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４は、例えば、ｎ型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４は、ｐ型のＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、又はＧａＮ－ＨＥＭＴであってもよい。
【0018】
ダイオードＤ１～Ｄ４は、それぞれ１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４に並列接続されている。ダイオードＤ１～Ｄ４は、寄生ダイオードであってもよいし、素子であってもよい。
【0019】
第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２との接続点、及び第３スイッチング素子Ｑ３と第４スイッチング素子Ｑ４との接続点は、それぞれ１次側巻線２２に接続されている。これにより、１次側フルブリッジ回路３０は、１次側巻線２２に接続されている。
【0020】
双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４は、２次側フルブリッジ回路４０を備える。２次側フルブリッジ回路４０は、第３レグ４１と、第４レグ４２と、を備える。第３レグ４１は、第５スイッチング素子Ｑ５と、第６スイッチング素子Ｑ６と、ダイオードＤ５，Ｄ６と、を備える。第５スイッチング素子Ｑ５と第６スイッチング素子Ｑ６とは、互いに直列接続されている。第４レグ４２は、第７スイッチング素子Ｑ７と、第８スイッチング素子Ｑ８と、ダイオードＤ７，Ｄ８と、を備える。第７スイッチング素子Ｑ７と第８スイッチング素子Ｑ８とは、互いに直列接続されている。第５スイッチング素子Ｑ５及び第７スイッチング素子Ｑ７は、上アームを構成している。第６スイッチング素子Ｑ６及び第８スイッチング素子Ｑ８は、下アームを構成している。
【0021】
第５スイッチング素子Ｑ５、第６スイッチング素子Ｑ６、第７スイッチング素子Ｑ７、及び第８スイッチング素子Ｑ８は、複数の２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８である。２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８は、例えば、ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８は、ｐ型のＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、又はＧａＮ－ＨＥＭＴであってもよい。
【0022】
ダイオードＤ５～Ｄ８は、それぞれ２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８に並列接続されている。ダイオードＤ５～Ｄ８は、寄生ダイオードであってもよいし、素子であってもよい。
【0023】
第５スイッチング素子Ｑ５と第６スイッチング素子Ｑ６との接続点、及び第７スイッチング素子Ｑ７と第８スイッチング素子Ｑ８との接続点は、それぞれ２次側巻線２３に接続されている。これにより、２次側フルブリッジ回路４０は、２次側巻線２３に接続されている。
【0024】
第３レグ４１と第４レグ４２とは、互いに並列接続されるようにバッテリ１２０に接続されている。２次側フルブリッジ回路４０は、バッテリ１２０に電気的に接続されている。２次側フルブリッジ回路４０の出力電力は、バッテリ１２０に供給される。これにより、電力変換装置１０は、バッテリ１２０を充電する。
【0025】
電力変換装置１０は、コンデンサ５０を備える。コンデンサ５０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５０は、第１レグ３１及び第２レグ３２と並列接続されている。コンデンサ５０は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３と双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４との間に設けられている。
【0026】
電力変換装置１０は、第１電圧センサ６１を備える。第１電圧センサ６１は、コンデンサ５０の電圧値を検出する電圧検出部として機能する。
電力変換装置１０は、第２電圧センサ６２を備える。第２電圧センサ６２は、バッテリ１２０の電圧値を検出する。
電力変換装置１０は、第２電圧センサ６２を備える。第２電圧センサ６２は、バッテリ１２０の電圧値を検出する。
【0027】
電力変換装置１０は、第１電流センサ６３を備える。第１電流センサ６３は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３からＡＣアウトレット１２に出力される電流の電流値を検出する。
電力変換装置１０は、第２電流センサ６４を備える。第２電流センサ６４は、バッテリ１２０から双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４に入力される電流の電流値を検出する。
電力変換装置１０は、第２電流センサ６４を備える。第２電流センサ６４は、バッテリ１２０から双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４に入力される電流の電流値を検出する。
【0028】
電力変換装置１０は、制御部７１を備える。制御部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。制御部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部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。
【0029】
制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３及び双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の制御を行う。制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３に系統電源１０１が電気的に接続されている場合、電力変換装置１０が、系統電源１０１から入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２０に出力するように電力変換装置１０を制御する。詳細にいえば、制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３が、系統電源１０１から入力された交流電力を直流電力に変換して出力するように双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３のスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４をスイッチング動作させるとともに、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４が、入力された直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換して出力するように、１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４及び２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８をスイッチング動作させる。
【0030】
制御部７１は、ＡＣアウトレット１２に外部機器が接続されている場合、電力変換装置１０が、バッテリ１２０から入力された直流電力を交流電力に変換してＡＣアウトレット１２に出力するように電力変換装置１０を制御する。詳細にいえば、制御部７１は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４が、入力された直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換して出力するように、１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４及び２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８をスイッチング動作させるとともに、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３が、入力された直流電力を交流電力に変換して出力するように、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３のスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４をスイッチング動作させる。
【0031】
制御部７１は、電力変換装置１０が、バッテリ１２０から入力された直流電力を交流電力に変換してＡＣアウトレット１２に出力する場合に以下の制御を行う。即ち、以下の制御は、電力変換装置１０によってバッテリ１２０を充電しない場合に行われる。以下の制御は、所定の制御周期で繰り返し実行される。
【0032】
＜制御部が行う制御＞
図３に示すように、ステップＳ１において、制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されているか否かを判別する。制御部７１は、例えば、ＡＣアウトレット１２に流れる電流の電流値が予め定められた値より大きい場合、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていると判別する。所定値の交流電力とは、例えば、ＡＣアウトレット１２に外部機器が電気的に接続されている状態で双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から出力される交流電力の最小値である。即ち、本実施形態において、所定値の交流電力とは、外部機器がＡＣアウトレット１２に電気的に接続されているか否かを判定するために設定されている。予め定められた値は、例えば、１［Ａ］である。制御部７１は、例えば、ＡＣアウトレット１２に流れる電流の電流値が予め定められた値より小さい場合、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別する。ＡＣアウトレット１２に流れる電流の電流値は、第１電流センサ６３から取得可能である。ステップＳ１の判定結果が肯定の場合、制御部７１は、ステップＳ２の処理を行う。ステップＳ１の判定結果が否定の場合、制御部７１は、ステップＳ３の処理を行う。
図３に示すように、ステップＳ１において、制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されているか否かを判別する。制御部７１は、例えば、ＡＣアウトレット１２に流れる電流の電流値が予め定められた値より大きい場合、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていると判別する。所定値の交流電力とは、例えば、ＡＣアウトレット１２に外部機器が電気的に接続されている状態で双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から出力される交流電力の最小値である。即ち、本実施形態において、所定値の交流電力とは、外部機器がＡＣアウトレット１２に電気的に接続されているか否かを判定するために設定されている。予め定められた値は、例えば、１［Ａ］である。制御部７１は、例えば、ＡＣアウトレット１２に流れる電流の電流値が予め定められた値より小さい場合、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別する。ＡＣアウトレット１２に流れる電流の電流値は、第１電流センサ６３から取得可能である。ステップＳ１の判定結果が肯定の場合、制御部７１は、ステップＳ２の処理を行う。ステップＳ１の判定結果が否定の場合、制御部７１は、ステップＳ３の処理を行う。
【0033】
ステップＳ２において、制御部７１は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４が、入力された直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換して出力するように、１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４及び２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８をスイッチング動作させるとともに、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３が、入力された直流電力を交流電力に変換して出力するように、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３のスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４をスイッチング動作させる。これにより、外部機器に交流電力が供給される。
【0034】
ステップＳ３において、制御部７１は、コンデンサ５０の電圧値が閾値以上か否かを判定する。コンデンサ５０の電圧値は、第１電圧センサ６１から取得することができる。閾値は、ＡＣアウトレット１２に外部機器が電気的に接続される等、負荷に変動が生じた場合であっても外部機器に定常的に交流電力を出力できるように設定されている。負荷に変動が生じた場合、コンデンサ５０の電圧値が急激に低下することで外部機器に定常的に交流電力を出力できなくなる場合がある。閾値は、負荷の変動によりコンデンサ５０の電圧値が低下した場合であっても、外部機器に定常的に交流電力を出力できるような電圧値に設定されている。ステップＳ３の判定結果が肯定の場合、制御部７１は、ステップＳ４の処理を行う。ステップＳ３の判定結果が否定の場合、制御部７１は、ステップＳ５の処理を行う。
【0035】
ステップＳ４において、制御部７１は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の制御を停止する。すなわち、制御部７１は、１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４及び２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８のスイッチング動作を停止させる。
【0036】
ステップＳ５において、制御部７１は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の制御を行う。すなわち、制御部７１は、１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４及び２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８をスイッチング動作させる。これにより、コンデンサ５０は充電される。この際、制御部７１は、１次側フルブリッジ回路３０からの出力電力が一定となるように１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４及び２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８のスイッチング動作を行う。例えば、制御部７１は、バッテリ１２０から双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４に入力される入力電流が一定になるように制御を行うことで、１次側フルブリッジ回路３０からの出力電力が一定となるように制御を行う。入力電流は、第２電流センサ６４から取得することができる。制御部７１は、目標入力電流と入力電流との偏差が小さくなるようにフィードバック制御を行うことで、入力電流が一定になるように制御を行う。例えば、コンデンサ５０の電圧が所望の電圧となるように急激に充電しようとすると、突入電流が発生してしまうため、本実施形態では、制御部７１は、１次側フルブリッジ回路３０からの出力電力が一定となるように１次側スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４及び２次側スイッチング素子Ｑ５～Ｑ８のスイッチング動作を行う。
【0037】
［本実施形態の作用］
制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値以上であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の制御を停止する。本実施形態において、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていない場合、ＡＣアウトレット１２に外部機器が電気的に接続されていない。この場合、制御部７１は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の制御を停止する。
制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値以上であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の制御を停止する。本実施形態において、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていない場合、ＡＣアウトレット１２に外部機器が電気的に接続されていない。この場合、制御部７１は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の制御を停止する。
【0038】
制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値未満であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４を制御する。これにより、コンデンサ５０が充電される。
【0039】
［本実施形態の効果］
（１）制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値以上であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の制御を停止する。これにより、スイッチング動作による消費電力を低減することができる。制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値未満であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４を制御する。即ち、コンデンサ５０の電圧値に応じて、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４を間欠動作させる。これにより、コンデンサ５０の電圧値が閾値未満になることを抑制できる。
（１）制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値以上であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の制御を停止する。これにより、スイッチング動作による消費電力を低減することができる。制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値未満であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４を制御する。即ち、コンデンサ５０の電圧値に応じて、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４を間欠動作させる。これにより、コンデンサ５０の電圧値が閾値未満になることを抑制できる。
【0040】
（２）電力変換装置１０は、系統電源１０１と双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３とを電気的に接続するか、ＡＣアウトレット１２と双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３とを電気的に接続するかを選択可能に構成された切替部１１を備える。系統電源１０１と双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３とを電気的に接続して双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３及び双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４を制御することで、バッテリ１２０を充電することができる。
【0041】
（３）制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値未満であると判別した場合、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４の出力電力が一定となるように双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４を制御する。コンデンサ５０の電圧値が高くなっていく速度は、電力に依存する。コンデンサ５０に大電力が供給される場合、コンデンサ５０の等価直列抵抗によってはコンデンサ５０の電圧値が過剰に高くなりすぎる場合がある。コンデンサ５０の電圧値が過剰に高くなりすぎないように出力電力を設定し、出力電力が一定となるように制御を行うことで、コンデンサ５０が過電圧になることを抑制できる。
【0042】
［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。
【0043】
○制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値未満であると判別した場合、位相シフト量一定制御を行ってもよい。位相シフト量一定制御は、１次側フルブリッジ回路３０と２次側フルブリッジ回路４０との位相シフト量を一定にする制御である。１次側フルブリッジ回路３０では、第１スイッチング素子Ｑ１と第４スイッチング素子Ｑ４とを同時にオンする第１動作と、第２スイッチング素子Ｑ２と第３スイッチング素子Ｑ３とを同時にオンする第２動作とが切り替えられる。２次側フルブリッジ回路４０では、第５スイッチング素子Ｑ５と第８スイッチング素子Ｑ８とを同時にオンする第３動作と、第６スイッチング素子Ｑ６と第７スイッチング素子Ｑ７とを同時にオンする第４動作とが切り替えられる。位相シフト量は、第１動作と第２動作とを切り替えるタイミングと、第３動作と第４動作とを切り替えるタイミングとの位相差である。
【0044】
制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であって、コンデンサ５０の電圧値が閾値未満であると判別した場合、コンデンサ５０の電圧を一定にするようにフィードバック制御を行ってもよい。この場合、制御部７１は、目標電圧とコンデンサ５０の電圧値との偏差が小さくなるようにフィードバック制御を行う。
【0045】
○制御部７１は、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別した場合であっても、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３を停止させることなく動作させていてもよい。
【0046】
外部機器に供給されている交流電力が小さい場合で、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと誤判別された場合であっても、外部機器への電力供給が遮断されることを抑制できる。
【0047】
また、外部機器に供給されている交流電力が小さい場合に双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３を停止させていると、外部機器に供給されている交流電力を大きくする際に起動が遅れてしまうおそれがある。双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４を間欠動作させる間も双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３を動作させることで、起動が遅れることを抑制できる。
【0048】
○ステップＳ１において、制御部７１は、ＡＣアウトレット１２に出力される電力の電力値から、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されているか否かを判別判してもよい。
【0049】
○ステップＳ１において、制御部７１は、ＡＣアウトレット１２に流れる電流の電流値が所定時間以上継続して予め定められた値より小さい場合、双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３から所定値以上の交流電力が出力されていないと判別してもよい。所定時間は、例えば、１０［ｓｅｃ］である。
【0050】
○双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４は、スイッチング素子を備え、入力された直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換して出力するものであればよい。例えば、双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１４は、非絶縁型でもよい。
【0051】
○双方向ＡＣ／ＤＣ変換器１３は、スイッチング素子を備え、入力された直流電力を交流電力に変換するとともに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ればよい。
【符号の説明】
【0052】
Ｑ１～Ｑ４…１次側スイッチング素子、Ｑ５～Ｑ８…２次側スイッチング素子、１０…電力変換装置、１２…ＡＣアウトレット、１３…双方向ＡＣ／ＤＣ変換器、１４…双方向ＤＣ／ＤＣ変換器、３０…１次側フルブリッジ回路、４０…２次側フルブリッジ回路、５０…コンデンサ、６１…電圧検出部である第１電圧センサ、７１…制御部、１２０…バッテリ。
【図1】
【図2】
【図3】