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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】P2024173384
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20241205BHJP
H02M 7/493 20070101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 E
H02M7/493
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023091762
(22)【出願日】2023-06-02
(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】岡部 和也
(72)【発明者】
【氏名】吉田 圭志
(72)【発明者】
【氏名】市古 雅寛
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770CA01
5H770CA06
5H770DA02
5H770DA22
5H770DA30
5H770DA41
(57)【要約】
【課題】自装置を小型化することができる電力変換装置を提供すること。
【解決手段】電力変換装置１０は、インバータ２０と、インバータ２０を制御する制御部１００と、を備え、インバータ２０は、電源ＰＷに対して互いに並列に接続されている第１インバータ回路３０ａ、及び第２インバータ回路３０ｂを備え、フルブリッジ型インバータ部６０ａの第１出力端子ｐ１２ａと、第１端子ｔ２１とは接続されており、フルブリッジ型インバータ部６０ｂの第２出力端子ｐ２２ｂと、第２端子ｔ２３とは接続されており、フルブリッジ型インバータ部６０ａの第２出力端子ｐ２２ａと、フルブリッジ型インバータ部６０ｂの第１出力端子ｐ１２ｂとは、接続点ＣＰにおいて接続されており、接続点ＣＰと、中性点端子ｔ２２とは、接続されている。
【選択図】図２
【解決手段】電力変換装置１０は、インバータ２０と、インバータ２０を制御する制御部１００と、を備え、インバータ２０は、電源ＰＷに対して互いに並列に接続されている第１インバータ回路３０ａ、及び第２インバータ回路３０ｂを備え、フルブリッジ型インバータ部６０ａの第１出力端子ｐ１２ａと、第１端子ｔ２１とは接続されており、フルブリッジ型インバータ部６０ｂの第２出力端子ｐ２２ｂと、第２端子ｔ２３とは接続されており、フルブリッジ型インバータ部６０ａの第２出力端子ｐ２２ａと、フルブリッジ型インバータ部６０ｂの第１出力端子ｐ１２ｂとは、接続点ＣＰにおいて接続されており、接続点ＣＰと、中性点端子ｔ２２とは、接続されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源から出力された電力を単相三線式交流電力に変換しつつ、第１端子と、第２端子と、中性点端子とから変換した単相三線式交流電力を出力するインバータと、
前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記インバータは、前記電源に対して互いに並列に接続されている第１インバータ回路、及び第２インバータ回路を備え、
前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、前記電源から出力された電力を変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせるフルブリッジ型インバータ部と、をそれぞれ備え、
前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子と、前記第１端子とは接続されており、
前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２端子とは接続されており、
前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子とは、接続点において接続されており、
前記接続点と、前記中性点端子とは、接続されている、
電力変換装置。
前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記インバータは、前記電源に対して互いに並列に接続されている第１インバータ回路、及び第２インバータ回路を備え、
前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、前記電源から出力された電力を変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせるフルブリッジ型インバータ部と、をそれぞれ備え、
前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子と、前記第１端子とは接続されており、
前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２端子とは接続されており、
前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子とは、接続点において接続されており、
前記接続点と、前記中性点端子とは、接続されている、
電力変換装置。
【請求項2】
前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、出力インダクタをそれぞれ備え、
前記第１インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第１インバータ回路の前記第１出力端子と、前記第１端子との間に設けられており、
前記第２インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第２インバータ回路の前記第２出力端子と、前記第２端子との間に設けられる、
請求項１に記載の電力変換装置。
前記第１インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第１インバータ回路の前記第１出力端子と、前記第１端子との間に設けられており、
前記第２インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第２インバータ回路の前記第２出力端子と、前記第２端子との間に設けられる、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、出力インダクタをそれぞれ備え、
前記第１インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第１インバータ回路の前記第２出力端子と前記接続点との間に設けられており、
前記第２インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第２インバータ回路の前記第１出力端子と前記接続点との間とに設けられる、
請求項１に記載の電力変換装置。
前記第１インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第１インバータ回路の前記第２出力端子と前記接続点との間に設けられており、
前記第２インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第２インバータ回路の前記第１出力端子と前記接続点との間とに設けられる、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項4】
出力インダクタを更に備え、
前記出力インダクタは、前記接続点と、前記中性点端子との間に設けられる、
請求項１に記載の電力変換装置。
前記出力インダクタは、前記接続点と、前記中性点端子との間に設けられる、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、いずれもインバータ方式のＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側コイルと、二次側コイルとを含む絶縁トランスと、前記絶縁トランスの前記一次側コイルに接続された一次側回路と、前記絶縁トランスの前記二次側コイルに接続された二次側回路と、を備え、
前記平滑コンデンサは、前記二次側回路の一対の出力端子の間に設けられる、
請求項１に記載の電力変換装置。
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側コイルと、二次側コイルとを含む絶縁トランスと、前記絶縁トランスの前記一次側コイルに接続された一次側回路と、前記絶縁トランスの前記二次側コイルに接続された二次側回路と、を備え、
前記平滑コンデンサは、前記二次側回路の一対の出力端子の間に設けられる、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項6】
電源から出力された電力を単相三線式交流電力に変換しつつ、第１端子と、第２端子と、中性点端子とから変換した単相三線式交流電力を出力するインバータと、
前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記インバータは、前記電源から出力された電力を変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する第１平滑コンデンサと、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する第２平滑コンデンサと、前記第１平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせる第１フルブリッジ型インバータ部と、前記第２平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせる第２フルブリッジ型インバータ部と、出力インダクタと、を備え、
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一つの一次側コイルと、第１二次側コイルと、第２二次側コイルとを含む絶縁トランスと、前記絶縁トランスの前記一次側コイルに接続された一次側回路と、前記第１二次側コイルに接続された第１二次側回路と、前記第２二次側コイルに接続された第２二次側回路と、を備え、
前記第１平滑コンデンサは、前記第１二次側回路の一対の出力端子の間に設けられており、
前記第２平滑コンデンサは、前記第２二次側回路の一対の出力端子の間に設けられている、
前記第１フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子と、前記第１端子とは、接続されており、
前記第２フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２端子とは、接続されており、
前記第１フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子とは、接続点において接続されており、
前記接続点と、前記中性点端子とは、接続されている、
電力変換装置。
前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記インバータは、前記電源から出力された電力を変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する第１平滑コンデンサと、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する第２平滑コンデンサと、前記第１平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせる第１フルブリッジ型インバータ部と、前記第２平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせる第２フルブリッジ型インバータ部と、出力インダクタと、を備え、
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一つの一次側コイルと、第１二次側コイルと、第２二次側コイルとを含む絶縁トランスと、前記絶縁トランスの前記一次側コイルに接続された一次側回路と、前記第１二次側コイルに接続された第１二次側回路と、前記第２二次側コイルに接続された第２二次側回路と、を備え、
前記第１平滑コンデンサは、前記第１二次側回路の一対の出力端子の間に設けられており、
前記第２平滑コンデンサは、前記第２二次側回路の一対の出力端子の間に設けられている、
前記第１フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子と、前記第１端子とは、接続されており、
前記第２フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２端子とは、接続されており、
前記第１フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子とは、接続点において接続されており、
前記接続点と、前記中性点端子とは、接続されている、
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、直流電源から単相三線交流を生成する単相三線式インバータに関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－６１３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
図６は、従来技術の単相三線式インバータの一例を示す回路図である。図６に示すように、従来技術の単相三線式インバータＸ１は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部Ｘ１０と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２と、フルブリッジ型インバータ部Ｘ２０と、出力インダクタＬ１～Ｌ３とを備える。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部Ｘ１０は、電源ＰＷから出力された直流電力を変換する。平滑コンデンサＣ１，Ｃ２は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部Ｘ１０により変換された直流電力を平滑化する。フルブリッジ型インバータ部Ｘ２０は、スイッチング素子Ａ１～Ａ４を備えており、これらを適宜スイッチング制御することによって、交流電力を出力する。
【0005】
具体的には、スイッチング素子Ａ１と、スイッチング素子Ａ２との接続点には、単相三線式の第１線が接続されている。絶縁トランスの中性点と、平滑コンデンサＣ１と平滑コンデンサＣ２との接続点には、単相三線式の中性線としての第２線が接続されている。スイッチング素子Ａ３と、スイッチング素子Ａ４との接続点には、第３線が接続されている。出力インダクタＬ１～Ｌ３は、それぞれ第１線～第３線に設けられフルブリッジ型インバータ部Ｘ２０が出力する交流電力を正弦波にする。
【0006】
従来技術の単相三線式インバータＸ１には、第１線と第２線との間に生じる交流電力、又は第２線と第３線との間に生じる交流電力を用いる機器、又は第２線を中性線として第１線と第３線との間に生じる交流電力を用いる機器が接続されている。ここで、図６に示すように、従来技術の単相三線式インバータＸ１には、第１線と第２線との間に生じる交流電力を用いる機器Ａが接続され、第２線と第３線との間に生じる交流電力を用いる機器が接続されていない場合がある。この場合、第１線と第２線との間の負荷と、第２線と第３線との間の負荷とで不均衡が大きくなることがある。具体的には、機器Ａに電力を供給するため、フルブリッジ型インバータ部Ｘ２０がスイッチング素子Ａ１をスイッチングすることにより、平滑コンデンサＣ１が放電する方向に経路ＲＴ１の電流が流れる。また、経路ＲＴ１に電流が流れることにより、平滑コンデンサＣ２を充電する方向にも経路ＲＴ２の電流が流れる。これにより、平滑コンデンサＣ１は放電され、平滑コンデンサＣ２が充電される。このため、平滑コンデンサＣ１の両端に生じる電圧が小さくなり、平滑コンデンサＣ２の両端に生じる電圧が大きくなる。このため、第１線と第２線との間に生じる交流電力と、第２線と第３線との間に生じる交流電力とは、電圧に差が生じてしまう。
【0007】
この電圧の差による影響を抑制するため、平滑コンデンサＣ１、及び平滑コンデンサＣ２は、十分に大きい容量のコンデンサを用いることが求められる。したがって、従来技術の単相三線式インバータＸ１は、大容量のコンデンサを用いることで、小型化することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成する電力変換装置は、電源から出力された電力を単相三線式交流電力に変換しつつ、第１端子と、第２端子と、中性点端子とから変換した単相三線式交流電力を出力するインバータと、前記インバータを制御する制御部と、を備え、前記インバータは、前記電源に対して互いに並列に接続されている第１インバータ回路、及び第２インバータ回路を備え、前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、前記電源から出力された電力を変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせるフルブリッジ型インバータ部と、をそれぞれ備え、前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子と、前記第１端子とは接続されており、前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２端子とは接続されており、前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子とは、接続点において接続されており、前記接続点と、前記中性点端子とは、接続されている、ことを特徴とする。
【0009】
かかる構成によれば、電力変換装置は、中性点を分離することで、第１インバータ回路が出力する交流電力によって、第２インバータ回路が備える平滑コンデンサが影響を受けず、第２インバータ回路が出力する交流電力によって、第１インバータ回路が備える平滑コンデンサが影響を受けないようにすることができる。したがって、電力変換装置は、平滑コンデンサを小型化することができ、自装置を小型化することができる。
【0010】
上記目的を達成する電力変換装置において、前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、出力インダクタをそれぞれ備え、前記第１インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第１インバータ回路の前記第１出力端子と、前記第１端子との間に設けられており、前記第２インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第２インバータ回路の前記第２出力端子と、前記第２端子との間に設けられていてもよい。
【0011】
かかる構成によれば、電力変換装置が生成する交流電力を正弦波にすることができる。
上記目的を達成する電力変換装置において、前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、出力インダクタをそれぞれ備え、前記第１インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第１インバータ回路の前記第２出力端子と前記接続点との間に設けられており、前記第２インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第２インバータ回路の前記第１出力端子と前記接続点との間とに設けられていてもよい。
上記目的を達成する電力変換装置において、前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、出力インダクタをそれぞれ備え、前記第１インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第１インバータ回路の前記第２出力端子と前記接続点との間に設けられており、前記第２インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第２インバータ回路の前記第１出力端子と前記接続点との間とに設けられていてもよい。
【0012】
かかる構成によれば、インダクタンス成分を均等化できノイズ低減が期待できる。電力変換装置が生成する交流電力を正弦波にすることができる。
上記目的を達成する電力変換装置において、出力インダクタを更に備え、前記出力インダクタは、前記接続点と、前記中性点端子との間に設けられていてもよい。
上記目的を達成する電力変換装置において、出力インダクタを更に備え、前記出力インダクタは、前記接続点と、前記中性点端子との間に設けられていてもよい。
【0013】
かかる構成によれば、部品を共通化しつつ、インダクタンス成分を均等化できノイズ低減が期待できる。電力変換装置が生成する交流電力を正弦波にすることができる。
上記目的を達成する電力変換装置において、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、いずれもインバータ方式のＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側コイルと、二次側コイルとを含む絶縁トランスと、前記絶縁トランスの前記一次側コイルに接続された一次側回路と、前記絶縁トランスの前記二次側コイルに接続された二次側回路と、を備え、前記平滑コンデンサは、前記二次側回路の一対の出力端子の間に設けられていてもよい。
上記目的を達成する電力変換装置において、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、いずれもインバータ方式のＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側コイルと、二次側コイルとを含む絶縁トランスと、前記絶縁トランスの前記一次側コイルに接続された一次側回路と、前記絶縁トランスの前記二次側コイルに接続された二次側回路と、を備え、前記平滑コンデンサは、前記二次側回路の一対の出力端子の間に設けられていてもよい。
【0014】
かかる構成によれば、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部の一次側回路で、絶縁トランスに入力する交流を高周波化する事ができる。このため、絶縁トランスを小型化することができる。また、第１インバータ回路、及び第２インバータ回路において二次側コイルをそれぞれ備えることにより、中性点を分離することができる。したがって、電力変換装置は、平滑コンデンサを小型化することができ、自装置を小型化することができる。
【0015】
上記目的を達成する電力変換装置は、電源から出力された電力を単相三線式交流電力に変換しつつ、第１端子と、第２端子と、中性点端子とから変換した単相三線式交流電力を出力するインバータと、前記インバータを制御する制御部と、を備え、前記インバータは、前記電源から出力された電力を変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する第１平滑コンデンサと、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する第２平滑コンデンサと、前記第１平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせる第１フルブリッジ型インバータ部と、前記第２平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせる第２フルブリッジ型インバータ部と、出力インダクタと、を備え、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一つの一次側コイルと、第１二次側コイルと、第２二次側コイルとを含む絶縁トランスと、前記絶縁トランスの前記一次側コイルに接続された一次側回路と、前記第１二次側コイルに接続された第１二次側回路と、前記第２二次側コイルに接続された第２二次側回路と、を備え、前記第１平滑コンデンサは、前記第１二次側回路の一対の出力端子の間に設けられており、前記第２平滑コンデンサは、前記第２二次側回路の一対の出力端子の間に設けられている、前記第１フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子と、前記第１端子とは、接続されており、前記第２フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２端子とは、接続されており、前記第１フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子とは、接続点において接続されており、前記接続点と、前記中性点端子とは、接続されている、ことを特徴とする。
【0016】
かかる構成によれば、上述した電力変換装置と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、自装置を小型化することができる電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
＜実施形態＞
以下、図面を参照して電力変換装置を具体化した実施形態について説明する。
［全体構成］
図１に示すように、電力変換装置１０には、電力変換装置１０に直流電力を供給する電源ＰＷと、電力変換装置１０が供給する単相三線式交流電力の供給を受ける機器とが接続されている。電源ＰＷは、例えば、車両のバッテリである。電力変換装置１０は、車両のバッテリから商用交流を出力する装置であって、例えば、車載の機器であってもよいし、車両とは別体の持ち運び可能な機器であってもよい。電力変換装置１０は、単相三線式の第１線ＬＮ１、第２線ＬＮ２、及び第３線ＬＮ３のうち、第１線ＬＮ１と、第２線ＬＮ２との間、及び第２線ＬＮ２と、第３線ＬＮ３との間のそれぞれに電圧が１００Ｖの単相二線式交流電力を生じさせる。また、電力変換装置１０は、第１線ＬＮ１と、第３線ＬＮ３との間に電圧が２００Ｖの単相三線式交流電力を生じさせる。以降の説明において、第１線ＬＮ１と、第２線ＬＮ２との間に生じる単相二線式交流電力を、「第１相交流電力」とも記載する。また、第２線ＬＮ２と、第３線ＬＮ３との間に生じる単相二線式交流電力を、「第２相交流電力」とも記載する。
以下、図面を参照して電力変換装置を具体化した実施形態について説明する。
［全体構成］
図１に示すように、電力変換装置１０には、電力変換装置１０に直流電力を供給する電源ＰＷと、電力変換装置１０が供給する単相三線式交流電力の供給を受ける機器とが接続されている。電源ＰＷは、例えば、車両のバッテリである。電力変換装置１０は、車両のバッテリから商用交流を出力する装置であって、例えば、車載の機器であってもよいし、車両とは別体の持ち運び可能な機器であってもよい。電力変換装置１０は、単相三線式の第１線ＬＮ１、第２線ＬＮ２、及び第３線ＬＮ３のうち、第１線ＬＮ１と、第２線ＬＮ２との間、及び第２線ＬＮ２と、第３線ＬＮ３との間のそれぞれに電圧が１００Ｖの単相二線式交流電力を生じさせる。また、電力変換装置１０は、第１線ＬＮ１と、第３線ＬＮ３との間に電圧が２００Ｖの単相三線式交流電力を生じさせる。以降の説明において、第１線ＬＮ１と、第２線ＬＮ２との間に生じる単相二線式交流電力を、「第１相交流電力」とも記載する。また、第２線ＬＮ２と、第３線ＬＮ３との間に生じる単相二線式交流電力を、「第２相交流電力」とも記載する。
【0020】
この一例では、電力変換装置１０から交流電力の供給を受ける機器が機器Ａ～Ｃであるものとする。機器Ａは、第１線ＬＮ１と、第２線ＬＮ２とに接続されつつ、第１相交流電力の供給を受ける。また、機器Ｂは、第２線ＬＮ２と、第３線ＬＮ３との間に接続されつつ、第２相交流電力の供給を受ける。機器Ｃは、第１線ＬＮ１～第３線ＬＮ３に接続されつつ、単相三線式交流電力の供給を受ける。
【0021】
電力変換装置１０は、インバータ２０と、制御部１００とを備える。制御部１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め電力変換装置１０が備えるＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの非一過性の記憶媒体を備える記憶装置（不図示）に格納されていてもよい。記憶装置は、例えば、上記の各種記憶装置、或いはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により実現されてもよい。制御部１００は、インバータ２０が単相二線式交流電力、及び単相三線式交流電力を出力するように、インバータ２０を適宜制御する。
【0022】
［インバータ２０の構成］
図２に示すように、インバータ２０は、例えば、第１インバータ回路３０ａと、第２インバータ回路３０ｂと、第１端子ｔ２１と、中性点端子ｔ２２と、第２端子ｔ２３とを備える。第１インバータ回路３０ａと、第２インバータ回路３０ｂとは、基本的には同様の構成を備える。以降の説明において、第１インバータ回路３０ａが備える構成には、符号の末尾に「ａ」を付し、第２インバータ回路３０ｂが備える構成には、符号の末尾に「ｂ」を付して説明する。以下、第１インバータ回路３０ａの構成の詳細について説明する。第２インバータ回路３０ｂの構成については、以下の第１インバータ回路３０ａの説明中の符号の末尾に付された「ａ」を「ｂ」に読み替えればよい。また、以降の説明において、第１インバータ回路３０ａが備える構成と、第２インバータ回路３０ｂが備える構成とを互いに区別しない場合は、符号の末尾の「ａ」、及び「ｂ」を省略する。また、第１インバータ回路３０ａ、及び第２インバータ回路３０ｂを互いに区別しない場合には、単にインバータ回路３０と記載する。
図２に示すように、インバータ２０は、例えば、第１インバータ回路３０ａと、第２インバータ回路３０ｂと、第１端子ｔ２１と、中性点端子ｔ２２と、第２端子ｔ２３とを備える。第１インバータ回路３０ａと、第２インバータ回路３０ｂとは、基本的には同様の構成を備える。以降の説明において、第１インバータ回路３０ａが備える構成には、符号の末尾に「ａ」を付し、第２インバータ回路３０ｂが備える構成には、符号の末尾に「ｂ」を付して説明する。以下、第１インバータ回路３０ａの構成の詳細について説明する。第２インバータ回路３０ｂの構成については、以下の第１インバータ回路３０ａの説明中の符号の末尾に付された「ａ」を「ｂ」に読み替えればよい。また、以降の説明において、第１インバータ回路３０ａが備える構成と、第２インバータ回路３０ｂが備える構成とを互いに区別しない場合は、符号の末尾の「ａ」、及び「ｂ」を省略する。また、第１インバータ回路３０ａ、及び第２インバータ回路３０ｂを互いに区別しない場合には、単にインバータ回路３０と記載する。
【0023】
第１インバータ回路３０ａは、例えば、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０ａと、平滑コンデンサ５０ａと、フルブリッジ型インバータ部６０ａと、出力インダクタ７１ａとを備える。
【0024】
絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０ａは、スイッチング素子Ｑ１１ａと、スイッチング素子Ｑ１２ａと、スイッチング素子Ｑ１３ａと、スイッチング素子Ｑ１４ａと、還流ダイオードＤ１１ａと、還流ダイオードＤ１２ａと、還流ダイオードＤ１３ａと、還流ダイオードＤ１４ａと、絶縁トランスＴＲａと、ダイオードＤ２１ａと、ダイオードＤ２２ａと、ダイオードＤ２３ａと、ダイオードＤ２４ａと、第１出力端子ｐ１１ａと、第２出力端子ｐ２１ａとを備える。絶縁トランスＴＲａは、一次側コイルＭ１ａと、二次側コイルＭ２ａとを備える。絶縁トランスＴＲａにおいて、一次側コイルＭ１ａと、二次側コイルＭ２ａとは、絶縁されている。
【0025】
スイッチング素子Ｑ１１ａ～Ｑ１４ａと、還流ダイオードＤ１１ａ～Ｄ１４ａとは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のパワースイッチング素子により実現される。スイッチング素子Ｑ１１ａ～Ｑ１４ａは、それぞれ、還流ダイオードＤ１１ａ～Ｄ１４ａが接続されている。詳しくは、スイッチング素子Ｑ１１ａには、還流ダイオードＤ１１ａが接続されており、スイッチング素子Ｑ１２ａには、還流ダイオードＤ１２ａが接続されており、スイッチング素子Ｑ１３ａには、還流ダイオードＤ１３ａが接続されており、スイッチング素子Ｑ１４ａには、還流ダイオードＤ１４ａが接続されている。還流ダイオードＤ１１ａ～Ｄ１４ａのカソードは、対応するスイッチング素子Ｑ１１ａ～Ｑ１４ａのコレクタに接続されており、還流ダイオードＤ１１ａ～Ｄ１４ａのアノードは、対応するスイッチング素子Ｑ１１ａ～Ｑ１４ａのエミッタに接続されている。
【0026】
スイッチング素子Ｑ１１ａ，Ｑ１２ａは、接続線を介して互いに直列に接続されている。接続線には、一次側コイルＭ１ａの一端が接続されている。スイッチング素子Ｑ１３ａ，Ｑ１４ａは、接続線を介して互いに接続されている。接続線には、一次側コイルＭ１ａの他端が接続されている。スイッチング素子Ｑ１１ａ，Ｑ１３ａのコレクタは、電源ＰＷの高圧側である正極端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ１２ａ，Ｑ１４ａのエミッタは、電源ＰＷの低圧側である負極端子に接続されている。これにより、スイッチング素子Ｑ１１ａ～Ｑ１４ａは、フルブリッジ型のインバータを構成する。
【0027】
ダイオードＤ２１ａ，Ｄ２３ａのカソードは、第１出力端子ｐ１１ａに接続されている。ダイオードＤ２２ａ，Ｄ２４ａのアノードは、第２出力端子ｐ２１ａに接続されている。ダイオードＤ２１ａのアノードと、ダイオードＤ２２ａのカソードと、二次側コイルＭ２ａの一端とは、接続されている。ダイオードＤ２３ａのアノードと、ダイオードＤ２４ａのカソードと、二次側コイルＭ２ａの他端とは、接続されている。これにより、ダイオードＤ２１ａ～Ｄ２４ａは、ダイオードブリッジを構成することで、交流を直流に整流する。
【0028】
絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０ａは、スイッチング素子Ｑ１１ａ～Ｑ１４ａが制御部１００の制御に基づいて、適宜スイッチング制御される。これにより、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０ａは、電源ＰＷが出力する直流電力を変換し、変換した直流電力を第１出力端子ｐ１１ａと、第２出力端子ｐ２１ａとの間に生じさせる。ここで、スイッチング素子Ｑ１１ａ～Ｑ１４ａは、「絶縁トランスＴＲａの一次側コイルＭ１ａに接続された一次側回路」の一例である。また、ダイオードＤ２１ａ～Ｄ２４ａは、「絶縁トランスＴＲａの二次側コイルＭ２ａに接続された二次側回路」の一例である。また、第１出力端子ｐ１１ａと、第２出力端子ｐ２１ａとは、「二次側回路の一対の出力端子」の一例である。
【0029】
平滑コンデンサ５０ａは、一端が第１出力端子ｐ１１ａに接続され、他端が第２出力端子ｐ２１ａに接続されている。平滑コンデンサ５０ａは、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０ａが変換した直流電力を平滑する。
【0030】
フルブリッジ型インバータ部６０ａは、スイッチング素子Ｑ２１ａと、スイッチング素子Ｑ２２ａと、スイッチング素子Ｑ２３ａと、スイッチング素子Ｑ２４ａと、還流ダイオードＤ３１ａと、還流ダイオードＤ３２ａと、還流ダイオードＤ３３ａと、還流ダイオードＤ３４ａと、第１出力端子ｐ１２ａと、第２出力端子ｐ２２ａとを備える。
【0031】
スイッチング素子Ｑ２１ａ～Ｑ２４ａと、還流ダイオードＤ３１ａ～Ｄ３４ａとは、例えば、ＩＧＢＴ等のパワースイッチング素子により実現される。スイッチング素子Ｑ２１ａ～Ｑ２４ａは、それぞれ、還流ダイオードＤ３１ａ～Ｄ３４ａが接続されている。詳しくは、スイッチング素子Ｑ２１ａには、還流ダイオードＤ３１ａが接続されており、スイッチング素子Ｑ２２ａには、還流ダイオードＤ３２ａが接続されており、スイッチング素子Ｑ２３ａには、還流ダイオードＤ３３ａが接続されており、スイッチング素子Ｑ２４ａには、還流ダイオードＤ３４ａが接続されている。還流ダイオードＤ３１ａ～Ｄ３４ａのカソードは、対応するスイッチング素子Ｑ２１ａ～Ｑ２４ａのコレクタに接続されており、還流ダイオードＤ３１ａ～Ｄ３４ａのアノードは、対応するスイッチング素子Ｑ２１ａ～Ｑ２４ａのエミッタに接続されている。
【0032】
スイッチング素子Ｑ２１ａ，Ｑ２２ａは、接続線を介して互いに直列に接続されている。スイッチング素子Ｑ２３ａ，Ｑ２４ａは、接続線を介して互いに直列に接続されている。スイッチング素子Ｑ２１ａ，Ｑ２３ａのコレクタは、第１出力端子ｐ１１ａと、平滑コンデンサ５０ａの一端とに接続されている。スイッチング素子Ｑ２２ａ，Ｑ２４ａのエミッタは、第２出力端子ｐ２１ａと、平滑コンデンサ５０ａの他端とに接続されている。
【0033】
スイッチング素子Ｑ２１ａとスイッチング素子Ｑ２２ａとを接続する接続線には、第１出力端子ｐ１２ａが接続されている。スイッチング素子Ｑ２３ａと、スイッチング素子Ｑ２４ａとを接続する接続線には、第２出力端子ｐ２２ａが接続されている。これにより、スイッチング素子Ｑ２１ａ～Ｑ２４ａは、フルブリッジ型のインバータを構成する。
【0034】
フルブリッジ型インバータ部６０ａは、スイッチング素子Ｑ２１ａ～Ｑ２４ａが制御部１００の制御に基づいて、適宜スイッチング制御される。これにより、フルブリッジ型インバータ部６０ａは、平滑コンデンサ５０ａの両端に生じる直流電力を変換し、変換した交流電力を第１出力端子ｐ１２ａと、第２出力端子ｐ２２ａとの間に生じさせる。
【0035】
フルブリッジ型インバータ部６０ａの第１出力端子ｐ１２ａと、出力インダクタ７１ａの一端とは、接続されており、出力インダクタ７１ａの他端と、第１端子ｔ２１とは、接続されている。フルブリッジ型インバータ部６０ａの第２出力端子ｐ２２ａと、フルブリッジ型インバータ部６０ｂの第１出力端子ｐ１２ｂとは、接続点ＣＰにおいて接続されている。接続点ＣＰと、中性点端子ｔ２２とは、接続されている。フルブリッジ型インバータ部６０ｂの第２出力端子ｐ２２ｂと、出力インダクタ７１ｂの一端とは、接続されており、出力インダクタ７１ｂの他端と、第２端子ｔ２３とは、接続されている。第１端子ｔ２１は、第１線ＬＮ１に接続されており、中性点端子ｔ２２は、第２線ＬＮ２に接続されており、第２端子ｔ２３は、第３線ＬＮ３に接続されている。つまり、第２線ＬＮ２は、中性線である。これにより、出力インダクタ７１ａ，７１ｂは、フルブリッジ型インバータ部６０ａ，６０ｂが出力する交流電力を正弦波にする。
【0036】
また、フルブリッジ型インバータ部６０ａは、第１出力端子ｐ１２ａと、第２出力端子ｐ２２ａとの間に、第１相交流電力を生じさせるともいえる。また、フルブリッジ型インバータ部６０ｂは、第１出力端子ｐ１２ｂと、第２出力端子ｐ２２ｂとの間に、第２相交流電力を生じさせるともいえる。制御部１００は、フルブリッジ型インバータ部６０ａ,６０ｂを制御して、第１相交流電力と第２相交流電力との位相を操作することにより、第１線ＬＮ１～第３線ＬＮ３に単相三線式交流を出力する。なお、フルブリッジ型インバータ部６０ａへの制御信号と、フルブリッジ型インバータ部６０ｂへの制御信号とは、独立している。
【0037】
［実施形態の作用］
（１）電力変換装置１０において、フルブリッジ型インバータ部６０ａの第２出力端子ｐ２２ａと、フルブリッジ型インバータ部６０ｂの第１出力端子ｐ１２ｂとは、接続点ＣＰにおいて接続されている。接続点ＣＰと、中性点端子ｔ２２とは、接続されている。これにより、第１相交流電力を生成するフルブリッジ型インバータ部６０ａと、第２相交流電力を生成するフルブリッジ型インバータ部６０ｂとにおいて、中性点が分離される。
（１）電力変換装置１０において、フルブリッジ型インバータ部６０ａの第２出力端子ｐ２２ａと、フルブリッジ型インバータ部６０ｂの第１出力端子ｐ１２ｂとは、接続点ＣＰにおいて接続されている。接続点ＣＰと、中性点端子ｔ２２とは、接続されている。これにより、第１相交流電力を生成するフルブリッジ型インバータ部６０ａと、第２相交流電力を生成するフルブリッジ型インバータ部６０ｂとにおいて、中性点が分離される。
【0038】
［実施形態の効果］
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電力変換装置１０は、第１相交流電力を供給する機器のみ、又は第２相交流電力を供給する機器のみが電力変換装置１０に接続されている場合など、第１相交流電力と第２相交流電力との間で負荷の不均衡が大きくなっても、平滑コンデンサ５０ａと、平滑コンデンサ５０ｂとの間で電圧の差が生じにくくなる。したがって、電力変換装置１０は、平滑コンデンサ５０ａと、平滑コンデンサ５０ｂとの電圧差を補償するように十分に大きい容量のコンデンサを用いる必要がなくなる。このため、電力変換装置１０は、自装置を小型化することができる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電力変換装置１０は、第１相交流電力を供給する機器のみ、又は第２相交流電力を供給する機器のみが電力変換装置１０に接続されている場合など、第１相交流電力と第２相交流電力との間で負荷の不均衡が大きくなっても、平滑コンデンサ５０ａと、平滑コンデンサ５０ｂとの間で電圧の差が生じにくくなる。したがって、電力変換装置１０は、平滑コンデンサ５０ａと、平滑コンデンサ５０ｂとの電圧差を補償するように十分に大きい容量のコンデンサを用いる必要がなくなる。このため、電力変換装置１０は、自装置を小型化することができる。
【0039】
（２）出力インダクタ７１ａは、第１インバータ回路３０ａの第１出力端子ｐ１２ａと、第１端子ｔ２１との間に設けられている。出力インダクタ７１ｂは、第２インバータ回路３０ｂの第２出力端子ｐ２２ｂと、第２端子ｔ２３との間に設けられている。かかる構成によれば、出力インダクタ７１は、電力変換装置１０が生成する第１相交流電力、及び第２相交流電力を正弦波にすることができる。
【0040】
（３）絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０ａ，４０ｂは、いずれもインバータ方式のＤＣ／ＤＣコンバータである。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０は、一次側コイルＭ１と、二次側コイルＭ２とを含む絶縁トランスＴＲと、絶縁トランスＴＲの一次側コイルＭ１に接続された一次側回路としてのスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４と、絶縁トランスＴＲの二次側コイルＭ２に接続された二次側回路としてのダイオードＤ２１～Ｄ２４とを備える。平滑コンデンサ５０は、二次側回路の一対の出力端子である第１出力端子ｐ１１と、第２出力端子ｐ２１との間に設けられる。
【0041】
かかる構成によれば、電力変換装置１０は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０の一次側回路で絶縁トランスＴＲに入力する交流を高周波化することができる。このため、絶縁トランスＴＲを小型化することができる。また、第１インバータ回路３０ａと、第２インバータ回路３０ｂとにおいて二次側コイルＭ２をそれぞれ備えることにより、中性点を分離することができる。したがって、電力変換装置１０は、平滑コンデンサ５０を小型化することができ、自装置を小型化することができる。また、電力変換装置１０は、一方のフルブリッジ型インバータ部６０に異常な電圧電流が発生しても、二次側回路のダイオードＤ２１～Ｄ２４や絶縁トランスＴＲにより、他方のフルブリッジ型インバータ部６０に影響するのを防ぐことができ、他方の単相二線交流の出力を継続できる。
【0042】
［変形例］
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。なお、以降の変形例の説明において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
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。なお、以降の変形例の説明において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0043】
〇上述した実施形態のフルブリッジ型インバータ部６０ａ，６０ｂは、第２出力端子ｐ２２ａ、及び第１出力端子ｐ１２ｂ側に出力インダクタを備えていてもよい。
図３に示すように、変形例のインバータ２１は、第１インバータ回路３０ａに代えて、第１インバータ回路３１ａを備え、第２インバータ回路３０ｂに代えて、第２インバータ回路３１ｂを備える。第１インバータ回路３１ａは、第１インバータ回路３０ａが備える構成に加えて、出力インダクタ７２ａを備える。また、第２インバータ回路３１ｂは、第２インバータ回路３０ｂが備える構成に加えて、出力インダクタ７２ｂを備える。第１インバータ回路３１ａにかかる出力インダクタ７２ａ以外の構成、及び接続は、上述した第１インバータ回路３０ａと同様であるため、説明を省略する。また、第２インバータ回路３１ｂにかかる出力インダクタ７２ｂ以外の構成、及び接続は、上述した第２インバータ回路３０ｂと同様であるため、説明を省略する。
図３に示すように、変形例のインバータ２１は、第１インバータ回路３０ａに代えて、第１インバータ回路３１ａを備え、第２インバータ回路３０ｂに代えて、第２インバータ回路３１ｂを備える。第１インバータ回路３１ａは、第１インバータ回路３０ａが備える構成に加えて、出力インダクタ７２ａを備える。また、第２インバータ回路３１ｂは、第２インバータ回路３０ｂが備える構成に加えて、出力インダクタ７２ｂを備える。第１インバータ回路３１ａにかかる出力インダクタ７２ａ以外の構成、及び接続は、上述した第１インバータ回路３０ａと同様であるため、説明を省略する。また、第２インバータ回路３１ｂにかかる出力インダクタ７２ｂ以外の構成、及び接続は、上述した第２インバータ回路３０ｂと同様であるため、説明を省略する。
【0044】
変形例において、第２出力端子ｐ２２ａと、出力インダクタ７２ａの一端とが接続され、出力インダクタ７２ａの他端と、接続点ＣＰとが接続されている。また、第１出力端子ｐ１２ｂと、出力インダクタ７２ｂの一端とが接続され、出力インダクタ７２ｂの他端と、接続点ＣＰとが接続されている。かかる構成によれば、電力変換装置１０は、自装置が生成する交流電力を正弦波にできる。
【0045】
また、実施形態のフルブリッジ型インバータ部６０ａ，６０ｂは、第２出力端子ｐ２２ａ、及び第１出力端子ｐ１２ｂ側の共通する部分に出力インダクタを備えていてもよい。
図４に示すように、変形例のインバータ２２は、インバータ２０が備える構成に加えて、出力インダクタ７３を備える。インバータ２２にかかる出力インダクタ７３以外の構成、及び接続は、上述したインバータ２０と同様であるため、説明を省略する。出力インダクタ７３の一端は、接続点ＣＰに接続され、他端は、中性点端子ｔ２２に接続されている。かかる構成によれば、電力変換装置１０は、自装置が生成する交流電力を正弦波にできる。
図４に示すように、変形例のインバータ２２は、インバータ２０が備える構成に加えて、出力インダクタ７３を備える。インバータ２２にかかる出力インダクタ７３以外の構成、及び接続は、上述したインバータ２０と同様であるため、説明を省略する。出力インダクタ７３の一端は、接続点ＣＰに接続され、他端は、中性点端子ｔ２２に接続されている。かかる構成によれば、電力変換装置１０は、自装置が生成する交流電力を正弦波にできる。
【0046】
〇上述した実施形態では、インバータ２０において、第１インバータ回路３０ａと、第２インバータ回路３０ｂとが、それぞれ一次側回路を備える場合について説明したが、これに限られない。以下、インバータ２３が、一次側回路共通の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４１を備える場合について説明する。
【0047】
図５に示すように、インバータ２３は、第１インバータ回路３０ａ、及び第２インバータ回路３０ｂに変えて、インバータ回路３２を備える。インバータ回路３２は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４１と、平滑コンデンサ５０ａと、平滑コンデンサ５０ｂと、フルブリッジ型インバータ部６０ａと、フルブリッジ型インバータ部６０ｂと、出力インダクタ７１ａと、出力インダクタ７１ｂと、第１端子ｔ２１と、中性点端子ｔ２２と、第２端子ｔ２３とを備える。インバータ回路３２が備える構成のうち、第１インバータ回路３０ａ、及び第２インバータ回路３０ｂが備える構成と同様のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【0048】
絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４１は、スイッチング素子Ｑ３１と、スイッチング素子Ｑ３２と、スイッチング素子Ｑ３３と、スイッチング素子Ｑ３４と、還流ダイオードＤ４１と、還流ダイオードＤ４２と、還流ダイオードＤ４３と、還流ダイオードＤ４４と、絶縁トランスＴＲｃと、ダイオードＤ２１ａ～ダイオードＤ２４ａと、ダイオードＤ２１ｂ～ダイオードＤ２４ｂと、第１出力端子ｐ１１ａ，ｐ１１ｂと、第２出力端子ｐ２１ａ，ｐ２１ｂとを備える。絶縁トランスＴＲｃは、一次側コイルＭ３と、第１二次側コイルＭ４と、第２二次側コイルＭ５とを備える。絶縁トランスＴＲｃにおいて、一次側コイルＭ３と、第１二次側コイルＭ４、及び第２二次側コイルＭ５とは、絶縁されている。
【0049】
スイッチング素子Ｑ３１～Ｑ３４と、還流ダイオードＤ４１～Ｄ４４とは、例えば、ＩＧＢＴ等のパワースイッチング素子により実現される。スイッチング素子Ｑ３１～Ｑ３４は、それぞれ、還流ダイオードＤ４１～Ｄ４４が接続されている。詳しくは、スイッチング素子Ｑ３１には、還流ダイオードＤ４１が接続されており、スイッチング素子Ｑ３２には、還流ダイオードＤ４２が接続されており、スイッチング素子Ｑ３３には、還流ダイオードＤ４３が接続されており、スイッチング素子Ｑ３４には、還流ダイオードＤ４４が接続されている。還流ダイオードＤ４１～Ｄ４４のカソードは、対応するスイッチング素子Ｑ３１～Ｑ３４のコレクタに接続されており、還流ダイオードＤ４１～Ｄ４４のアノードは、対応するスイッチング素子Ｑ３１～Ｑ３４のエミッタに接続されている。
【0050】
スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２は、接続線を介して互いに直列に接続されている。接続線には、一次側コイルＭ３の一端が接続されている。スイッチング素子Ｑ３３，Ｑ３４は、接続線を介して互いに接続されている。接続線には、一次側コイルＭ３の他端が接続されている。スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３３のコレクタは、電源ＰＷの高圧側である正極端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ３２，Ｑ３４のエミッタは、電源ＰＷの低圧側である負極端子に接続されている。これにより、スイッチング素子Ｑ３１～Ｑ３４は、フルブリッジを構成する。
【0051】
ダイオードＤ２１ａのアノードと、ダイオードＤ２２ａのカソードと、第１二次側コイルＭ４の一端とは、接続されている。ダイオードＤ２３ａのアノードと、ダイオードＤ２４ａのカソードと、第１二次側コイルＭ４の他端とは、接続されている。ダイオードＤ２１ｂのアノードと、ダイオードＤ２２ｂのカソードと、第２二次側コイルＭ５の一端とは、接続されている。ダイオードＤ２３ｂのアノードと、ダイオードＤ２４ｂのカソードと、第２二次側コイルＭ５の他端とは、接続されている。
【0052】
かかる構成によれば、インバータ２３は、インバータ２０に比して、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４１の一次側回路の部品点数を少なくしつつ、第１相交流電力を生成するフルブリッジ型インバータ部６０ａと、第２相交流電力を生成するフルブリッジ型インバータ部６０ｂとにおいて、中性点を分離することができる。したがって、電力変換装置１０は、自装置を小型化することができる。
【0053】
なお、インバータ２３は、出力インダクタ７２ａ，７２ｂや、出力インダクタ７３を備えていてもよい。その場合、出力インダクタ７２ａ，７２ｂ、及び出力インダクタ７３の接続は、インバータ２１，２２における接続と同様であるため、説明を省略する。
【0054】
〇電力変換装置１０は、電力変換装置１０の回路配線の寄生インダクタンスや電力変換装置１０に接続されている機器が有するインダクタンスにより、電力変換装置１０が出力する交流電力を正弦波にできれば、出力インダクタ７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３の一部、又は全部を備えていなくてもよい。また、電力変換装置１０は、負荷に対して、商用交流のような正弦波ではなく、疑似正弦波や、矩形波を出力する装置である場合には、出力インダクタ７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３を備えていなくてもよい。
【0055】
〇電力変換装置１０は、第１インバータ回路３０ａと、第２インバータ回路３０ｂとの間で、中性点を分離できれば、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部４０ａ，４０ｂ以外の構成により実現された絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部を備えていてもよい。例えば、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４によるフルブリッジ構成に代えて、ハーフブリッジとコンデンサとの構成により実現されてもよい。
【0056】
○スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４、スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４、及びスイッチング素子Ｑ３１～Ｑ３４は、ＩＧＢＴに限られず、任意であり、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）でもよい。
【0057】
〇なお、第１線ＬＮ１と第２線ＬＮ２との間、及び第２線ＬＮ２と第３線ＬＮ３との間に生じる電力が合致していれば、１００Ｖ以外の電力を生成するものであってもよい。
〇上述した構成、及び接続を有していれば、第１出力端子ｐ１１ａ，ｐ１１ｂ，ｐ１２ａ，ｐ１２ｂ、第２出力端子ｐ２１ａ，ｐ２１ｂ，ｐ２２ａ，ｐ２２ｂ、第１端子ｔ２１、中性点端子ｔ２２、及び第２端子ｔ２３を用いずに接続されていてもよい。
〇上述した構成、及び接続を有していれば、第１出力端子ｐ１１ａ，ｐ１１ｂ，ｐ１２ａ，ｐ１２ｂ、第２出力端子ｐ２１ａ，ｐ２１ｂ，ｐ２２ａ，ｐ２２ｂ、第１端子ｔ２１、中性点端子ｔ２２、及び第２端子ｔ２３を用いずに接続されていてもよい。
【0058】
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
［態様１］電力変換装置であって、電源から出力された電力を単相三線式交流電力に変換しつつ、第１端子と、第２端子と、中性点端子とから変換した単相三線式交流電力を出力するインバータと、前記インバータを制御する制御部と、を備え、前記インバータは、前記電源に対して互いに並列に接続されている第１インバータ回路、及び第２インバータ回路を備え、前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、前記電源から出力された電力を変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせるフルブリッジ型インバータ部と、をそれぞれ備え、前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子と、前記第１端子とは接続されており、前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２端子とは接続されており、前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子とは、接続点において接続されており、前記接続点と、前記中性点端子とは、接続されている。
［態様１］電力変換装置であって、電源から出力された電力を単相三線式交流電力に変換しつつ、第１端子と、第２端子と、中性点端子とから変換した単相三線式交流電力を出力するインバータと、前記インバータを制御する制御部と、を備え、前記インバータは、前記電源に対して互いに並列に接続されている第１インバータ回路、及び第２インバータ回路を備え、前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、前記電源から出力された電力を変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせるフルブリッジ型インバータ部と、をそれぞれ備え、前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子と、前記第１端子とは接続されており、前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２端子とは接続されており、前記第１インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２インバータ回路が備える前記フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子とは、接続点において接続されており、前記接続点と、前記中性点端子とは、接続されている。
【0059】
［態様２］前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、出力インダクタをそれぞれ備え、前記第１インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第１インバータ回路の前記第１出力端子と、前記第１端子との間に設けられており、前記第２インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第２インバータ回路の前記第２出力端子と、前記第２端子との間に設けられる、［態様１］に記載の電力変換装置。
【0060】
［態様３］前記第１インバータ回路、及び前記第２インバータ回路は、出力インダクタをそれぞれ備え、前記第１インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第１インバータ回路の前記第２出力端子と前記接続点との間に設けられており、前記第２インバータ回路が備える前記出力インダクタは、前記第２インバータ回路の前記第１出力端子と前記接続点との間とに設けられる、［態様１］、又は［態様２］に記載の電力変換装置。
【0061】
［態様４］出力インダクタを更に備え、前記出力インダクタは、前記接続点と、前記中性点端子との間に設けられる、［態様１］から［態様３］のうち、いずれか一つに記載の電力変換装置。
【0062】
［態様５］前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、いずれもインバータ方式のＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側コイルと、二次側コイルとを含む絶縁トランスと、前記絶縁トランスの前記一次側コイルに接続された一次側回路と、前記絶縁トランスの前記二次側コイルに接続された二次側回路と、を備え、前記平滑コンデンサは、前記二次側回路の一対の出力端子の間に設けられる、［態様１］から［態様４］のうち、いずれか一つに記載の電力変換装置。
【0063】
［態様６］電力変換装置であって、電源から出力された電力を単相三線式交流電力に変換しつつ、第１端子と、第２端子と、中性点端子とから変換した単相三線式交流電力を出力するインバータと、前記インバータを制御する制御部と、を備え、前記インバータは、前記電源から出力された電力を変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する第１平滑コンデンサと、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部が出力する直流電力を平滑する第２平滑コンデンサと、前記第１平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせる第１フルブリッジ型インバータ部と、前記第２平滑コンデンサの両端に生じる直流電力を変換することで、第１出力端子と第２出力端子との間に単相二線式交流電力を生じさせる第２フルブリッジ型インバータ部と、出力インダクタと、を備え、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一つの一次側コイルと、第１二次側コイルと、第２二次側コイルとを含む絶縁トランスと、前記絶縁トランスの前記一次側コイルに接続された一次側回路と、前記第１二次側コイルに接続された第１二次側回路と、前記第２二次側コイルに接続された第２二次側回路と、を備え、前記第１平滑コンデンサは、前記第１二次側回路の一対の出力端子の間に設けられており、前記第２平滑コンデンサは、前記第２二次側回路の一対の出力端子の間に設けられている、前記第１フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子と、前記第１端子とは、接続されており、前記第２フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２端子とは、接続されており、前記第１フルブリッジ型インバータ部の前記第２出力端子と、前記第２フルブリッジ型インバータ部の前記第１出力端子とは、接続点において接続されており、前記接続点と、前記中性点端子とは、接続されている。
【符号の説明】
【0064】
ＣＰ…接続点、Ｄ１１ａ，Ｄ１２ａ，Ｄ１３ａ，Ｄ１４ａ…還流ダイオード、Ｄ２１ａ，Ｄ２１ｂ，Ｄ２２ａ，Ｄ２２ｂ，Ｄ２３ａ，Ｄ２３ｂ，Ｄ２４ａ，Ｄ２４ｂ…ダイオード、Ｄ３１ａ，Ｄ３２ａ，Ｄ３３ａ，Ｄ３４ａ，Ｄ４１，Ｄ４２，Ｄ４３，Ｄ４４…還流ダイオード、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…出力インダクタ、ＬＮ１…第１線、ＬＮ２…第２線、ＬＮ３…第３線、Ｍ１，Ｍ１ａ，Ｍ３…一次側コイル、Ｍ２，Ｍ２ａ，Ｍ４，Ｍ５…二次側コイル、ｐ１１，ｐ１１ａ，ｐ１１ｂ，ｐ１２ａ，ｐ１２ｂ…第１出力端子、ｐ２１，ｐ２１ａ，ｐ２１ｂ，ｐ２２ａ，ｐ２２ｂ…第２出力端子、ＰＷ…電源、Ｑ１１ａ，Ｑ１２ａ，Ｑ１３ａ，Ｑ１４ａ，Ｑ２１ａ，Ｑ２２ａ，Ｑ２３ａ，Ｑ２４ａ，Ｑ３１，Ｑ３２，Ｑ３３，Ｑ３４…スイッチング素子、ｔ２１…第１端子、ｔ２２…中性点端子、ｔ２３…第２端子、ＴＲ，ＴＲａ，ＴＲｃ…絶縁トランス、１０…電力変換装置、２０，２１，２２，２３…インバータ、３０ａ，３１ａ…第１インバータ回路、３０ｂ，３１ｂ…第２インバータ回路、３２…インバータ回路、４０，４０ａ，４０ｂ，４１…絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ部、５０，５０ａ，５０ｂ…平滑コンデンサ、６０ａ，６０ｂ…フルブリッジ型インバータ部、７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３…出力インダクタ、１００…制御部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】