特許 7103537 スイッチング回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-11

(45)【発行日】2022-07-20

(54)【発明の名称】スイッチング回路

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/155 20060101AFI20220712BHJP

【ＦＩ】

H02M3/155 H

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021567281

(86)(22)【出願日】2020-12-14

(86)【国際出願番号】 JP2020046593

(87)【国際公開番号】W WO2021131863

(87)【国際公開日】2021-07-01

【審査請求日】2022-04-20

(31)【優先権主張番号】P 2019238198

(32)【優先日】2019-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100087985

【弁理士】

【氏名又は名称】福井 宏司

(72)【発明者】

【氏名】石倉 祐樹

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１７７９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０６１８８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ３／００－３／４４

Ｈ０２Ｍ７／４２－７／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電圧が印加される一対の第１入出力部と、
前記第１入出力部間に直列接続されており、複数のスイッチ素子が直列接続されて構成される第１スイッチ回路および第２スイッチ回路と、
前記第１スイッチ回路の両端に接続され、前記第１電圧よりも低い第２電圧が印加される一対の第２入出力部と、
を有し、
前記第２入出力部に印加される前記第２電圧に基づいて、前記第１スイッチ回路および前記第２スイッチ回路のオンオフに応じた電圧を前記第１入出力部に生成するため、または、前記第１入出力部に印加される前記第１電圧に基づいて、前記第１スイッチ回路および前記第２スイッチ回路のオンオフに応じた電圧を前記第２入出力部に生成するためのスイッチング回路であって、
前記第１スイッチ回路の複数のスイッチ素子をそれぞれオンオフ制御する複数の第１駆動回路と、
前記第２スイッチ回路の複数のスイッチ素子をそれぞれオンオフ制御する複数の第２駆動回路と、
前記複数の第１駆動回路のうち最も低電位の第１駆動回路に接続されており、その第１駆動回路に電圧を供給する第１電源部と、
前記複数の第１駆動回路のうち最も低電位の第１駆動回路以外の第１駆動回路にそれぞれ接続されるとともに前記第１電源部に接続された複数の第１ブートコンデンサを有しており、前記最も低電位の第１駆動回路以外の第１駆動回路に対してその第１駆動回路に接続された第１ブートコンデンサから電圧を供給する第１ブートストラップ回路と、
前記複数の第２駆動回路のうち最も低電位の第２駆動回路に接続されており、その第２駆動回路に電圧を供給する第２電源部と、
前記複数の第２駆動回路のうち最も低電位の第２駆動回路以外の第２駆動回路にそれぞれ接続されるとともに前記第２電源部に接続された複数の第２ブートコンデンサを有しており、前記最も低電位の第２駆動回路以外の第２駆動回路に対してその第２駆動回路に接続された第２ブートコンデンサから電圧を供給する第２ブートストラップ回路と、
前記第１スイッチ回路の各スイッチ素子の両端および前記第２スイッチ回路の各スイッチ素子の両端に接続され、同一の抵抗値に設定された複数の抵抗回路と、
を有し、
前記複数の抵抗回路のうち、最も低電位側の抵抗回路を除く抵抗回路はそれぞれ、低電位側の第１抵抗素子と、前記第１抵抗素子に直列接続された第２抵抗素子とを有し、
前記スイッチング回路は、前記第１ブートコンデンサまたは前記第２ブートコンデンサにカソードがそれぞれ接続され、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子との間にアノードがそれぞれ接続されたダイオードを有する
スイッチング回路。

【請求項2】

前記第１スイッチ回路および前記第２スイッチ回路を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記第１スイッチ回路の複数のスイッチ素子の動作が同期し、前記第２スイッチ回路の複数のスイッチ素子の動作が同期し、かつ、前記第１電源部の電圧が前記複数の第１ブートストラップ回路のうち前記第１入出力部に最も近い第１ブートストラップ回路によって駆動される前記第１スイッチ回路のスイッチ素子の両端に接続された抵抗回路の電圧よりも高くなる状態で、前記第１スイッチ回路の複数のスイッチ素子および前記第２スイッチ回路の複数のスイッチ素子を相補的にオンオフする第１動作を行い、
前記第１電圧が前記第１入出力部に供給されているときに、前記第１動作に先立って、前記第１電圧に基づいて前記複数の抵抗回路および前記複数のダイオードを介して前記複数の第１ブートコンデンサおよび前記複数の第２ブートコンデンサがそれぞれ充電される第２動作を行う
請求項１に記載のスイッチング回路。

【請求項3】

前記第１電源部は直流電源であり、
前記第２電源部は、前記第１電源部に接続された電荷蓄電素子を有しており、前記第１電源部の電圧に基づいて、前記複数の第２駆動回路に電圧を供給する
請求項１または２に記載のスイッチング回路。

【請求項4】

前記電荷蓄電素子の静電容量は、前記第２ブートコンデンサの静電容量よりも大きい
請求項３に記載のスイッチング回路。

【請求項5】

前記第１スイッチ回路は、ｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）の前記スイッチ素子が直列接続された第１スイッチ群および第２スイッチ群を有し、前記第１スイッチ群および前記第２スイッチ群は、前記第１スイッチ群および前記第２スイッチ群の順で、前記第１入出力部間に直列接続されており、
前記第２スイッチ回路は、ｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）の前記スイッチ素子が直列接続された第３スイッチ群および第４スイッチ群を有し、前記第３スイッチ群および前記第４スイッチ群は、前記第３スイッチ群および前記第４スイッチ群の順で、前記第２入出力部の高電位側と前記第１入出力部の高電位側との間に直列接続されており、
前記第１スイッチ回路および前記第２スイッチ回路を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記第１スイッチ群の複数のスイッチ素子のそれぞれの動作を同期させ、前記第２スイッチ群の複数のスイッチ素子のそれぞれの動作を同期させ、前記第３スイッチ群の複数のスイッチ素子のそれぞれの動作を同期させ、前記第４スイッチ群のスイッチ素子のそれぞれの動作を同期させ、かつ、前記第１電源部の電圧が前記複数の第１ブートストラップ回路のうち最も低電位の第１ブートストラップ回路によって駆動される前記第１スイッチ回路のスイッチ素子の両端に接続された抵抗回路の電圧よりも高くなる状態で、前記第１スイッチ群と前記第４スイッチ群とは相補的にオンオフし、前記第２スイッチ群と前記第３スイッチ群とは相補的にオンオフする第１動作を行い、
前記第１電圧が前記第１入出力部に供給されているときに、前記第１動作に先立って、前記第１電圧に基づいて前記複数の抵抗回路および前記複数のダイオードを介して前記複数の第１ブートコンデンサおよび前記複数の第２ブートコンデンサがそれぞれ充電される
請求項１に記載のスイッチング回路。

【請求項6】

前記第２スイッチ群のうち最も低電位側のスイッチ素子を駆動する第１駆動回路に接続された第１ブートストラップ回路の第１ブートコンデンサと、前記第３スイッチ群のうち最も低電位側のスイッチ素子を駆動する第２駆動回路に接続された第２ブートストラップ回路の第２ブートコンデンサと、前記第４スイッチ群のうち最も低電位側のスイッチ素子を駆動する第２駆動回路に接続された第２ブートストラップ回路の第２ブートコンデンサとの３つが、他の前記第１ブートコンデンサおよび前記第２ブートコンデンサよりも大容量であり、
前記第２スイッチ群のうち最も低電位側のスイッチ素子を駆動する第１駆動回路に接続された第１ブートストラップ回路の第１ブートコンデンサの容量をＡ１、前記第３スイッチ群のうち最も低電位側のスイッチ素子を駆動する第２駆動回路に接続された第２ブートストラップ回路の第２ブートコンデンサの容量をＡ２、および前記第４スイッチ群のうち最も低電位側のスイッチ素子を駆動する第２駆動回路に接続された第２ブートストラップ回路の第２ブートコンデンサの容量をＡ３とした場合、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３の関係を満たす
請求項５に記載のスイッチング回路。

【請求項7】

前記第１電源部の端子間電圧は、前記第１電圧によって生じる前記第１抵抗素子の端子間電圧よりも大きい
請求項１～６のいずれか一項に記載のスイッチング回路。

【請求項8】

前記第２電源部の端子間電圧は、前記第１電圧によって生じる前記第１抵抗素子の端子間電圧よりも大きい
請求項１～７のいずれか一項に記載のスイッチング回路。

【請求項9】

前記第１スイッチ回路と前記第２スイッチ回路との間の接続点を基準として、前記第１スイッチ回路の各スイッチ素子間の接続点および前記第２スイッチ回路の各スイッチ素子間の接続点のうちでｍ番目（ただし、１≦ｍ≦ｎ－１）の接続点同士の間に接続されたコンデンサを有する
請求項５または６に記載のスイッチング回路。

【請求項10】

前記第１スイッチ群と前記第２スイッチ群との間の第１の接続点と、前記第３スイッチ群と前記第４スイッチ群との間の第２の接続点との間に接続されたコンデンサを有する
請求項５または６に記載のスイッチング回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、スイッチング回路に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数のスイッチ素子を用いたマルチレベル電力変換装置は、第１スイッチ～第（２ｍ－２）スイッチからなる（２ｍ－２）個のスイッチ素子（ｍは電力変換回路のレベルに相当する）が直列接続された電力変換回路と、複数個の第１スイッチ素子に対応して接続される複数個の駆動回路と、複数個の駆動回路に電力を供給する共用電源とを備える（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－３３６１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、例えば２レベルの電力変換回路において、出力端子と第１電線との間、出力端子と第２電線との間のスイッチ素子を、それぞれ複数のスイッチ素子で構成することが考えられる。このような電力変換回路では、各スイッチ素子を制御する駆動回路にそれぞれ個別の電源を接続する必要があり、大型化するおそれがある。特許文献１のようにブートストラップ回路を設けて駆動回路に電源供給する構成では、電力変換回路の起動時に高電位側のブートストラップ回路におけるブートコンデンサが充電されていないため、駆動回路が動作せず、スイッチ素子を制御できない。

【0005】

本開示の目的は、回路の大型化を抑制するとともに起動時に複数のスイッチ素子を同期して制御できるスイッチング回路を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一形態であるスイッチング回路は、第１電圧が印加される一対の第１入出力部と、前記第１入出力部間に直列接続されており、複数のスイッチ素子が直列接続されて構成される第１スイッチ回路および第２スイッチ回路と、前記第１スイッチ回路の両端に接続され、前記第１電圧よりも低い第２電圧が印加される一対の第２入出力部と、を有し、前記第２入出力部に印加される前記第２電圧に基づいて、前記第１スイッチ回路および前記第２スイッチ回路のオンオフに応じた電圧を前記第１入出力部に生成するため、または、前記第１入出力部に印加される前記第１電圧に基づいて、前記第１スイッチ回路および前記第２スイッチ回路のオンオフに応じた電圧を前記第２入出力部に生成するためのスイッチング回路であって、前記第１スイッチ回路の複数のスイッチ素子をそれぞれオンオフ制御する複数の第１駆動回路と、前記第２スイッチ回路の複数のスイッチ素子をそれぞれオンオフ制御する複数の第２駆動回路と、前記複数の第１駆動回路のうち最も低電位の第１駆動回路に接続されており、その第１駆動回路に電圧を供給する第１電源部と、前記複数の第１駆動回路のうち最も低電位の第１駆動回路以外の第１駆動回路にそれぞれ接続されるとともに前記第１電源部に接続された複数の第１ブートコンデンサを有しており、前記最も低電位の第１駆動回路以外の第１駆動回路に対してその第１駆動回路に接続された第１ブートコンデンサから電圧を供給する第１ブートストラップ回路と、前記複数の第２駆動回路のうち最も低電位の第２駆動回路に接続されており、その第２駆動回路に電圧を供給する第２電源部と、前記複数の第２駆動回路のうち最も低電位の第２駆動回路以外の第２駆動回路にそれぞれ接続されるとともに前記第２電源部に接続された複数の第２ブートコンデンサを有しており、前記最も低電位の第２駆動回路以外の第２駆動回路に対してその第２駆動回路に接続された第２ブートコンデンサから電圧を供給する第２ブートストラップ回路と、前記第１スイッチ回路の各スイッチ素子の両端および前記第２スイッチ回路の各スイッチ素子の両端に接続され、同一の抵抗値に設定された複数の抵抗回路と、を有し、前記複数の抵抗回路のうち、最も低電位側の抵抗回路を除く抵抗回路はそれぞれ、低電位側の第１抵抗素子と、前記第１抵抗素子に直列接続された第２抵抗素子とを有し、前記スイッチング回路は、前記第１ブートコンデンサまたは前記第２ブートコンデンサにカソードがそれぞれ接続され、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子との間にアノードがそれぞれ接続されたダイオードを有する。

【0007】

この構成によれば、第１電圧によって抵抗回路の第１抵抗素子の両端子間に生じる電圧によって第１ブートストラップ回路のブートコンデンサおよび第２ブートストラップ回路のブートコンデンサがそれぞれ充電される。これにより、各スイッチ素子が駆動する前に第１ブートストラップ回路のブートコンデンサおよび第２ブートストラップ回路のブートコンデンサをそれぞれ充電することによって、第１駆動回路および第２駆動回路が動作可能な状態となる。したがって、起動時に複数の第１スイッチ素子または複数の第２スイッチ素子を同時にオンすることができる。また、駆動回路ごとに個別の電源を用いていないため、スイッチング回路の大型化を抑制できる。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一形態であるスイッチング回路によれば、回路の大型化を抑制するとともに起動時に複数のスイッチ素子を同期して制御できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態のスイッチング回路が用いられる電力管理システムの構成図。

【図2】第１実施形態のスイッチング回路の回路図。

【図3】図２のスイッチング回路の動作の一例を示すタイムチャート。

【図4】図２のスイッチング回路について、初期充電回路による第１ブートストラップ回路のブートコンデンサおよび第２ブートストラップ回路のブートコンデンサへの充電態様を示す回路図。

【図5】図２のスイッチング回路について、スイッチ素子が駆動しているときの第１ブートストラップ回路のブートコンデンサへの充電態様の一例を示す回路図。

【図6】図２のスイッチング回路について、スイッチ素子が駆動しているときの第２ブートストラップ回路のブートコンデンサへの充電態様の一例を示す回路図。

【図7】比較例のスイッチング回路の動作を示すタイムチャート。

【図8】第２実施形態のスイッチング回路の回路図。

【図9】図８のスイッチング回路の第１モードにおける各スイッチ素子の状態を示す回路図。

【図10】図８のスイッチング回路の第２モードにおける各スイッチ素子の状態を示す回路図。

【図11】図８のスイッチング回路の第３モードにおける各スイッチ素子の状態を示す回路図。

【図12】図８のスイッチング回路の第４モードにおける各スイッチ素子の状態を示す回路図。

【図13】図８のスイッチング回路の動作の一例を示すタイムチャート。

【図14】図８のスイッチング回路について、初期充電回路による各ブートストラップ回路のブートコンデンサへの充電態様を示す回路図。

【図15】図８のスイッチング回路について、各スイッチ素子が第１モードで駆動しているときの各ブートストラップ回路のブートコンデンサへの充電態様の一例を示す回路図。

【図16】図８のスイッチング回路について、各スイッチ素子が第３モードで駆動しているときの各ブートストラップ回路のブートコンデンサへの充電態様の一例を示す回路図。

【図17】図８のスイッチング回路について、各スイッチ素子が第２モードで駆動しているときの各ブートストラップ回路のブートコンデンサへの充電態様の一例を示す回路図。

【図18】図８のスイッチング回路の動作の一例を示すタイムチャート。

【図19】図８のスイッチング回路について、各スイッチ素子が第４モードで駆動しているときの各ブートストラップ回路のブートコンデンサへの充電態様の一例を示す回路図。

【図20】変更例のスイッチング回路の回路図。

【図21】変更例のスイッチング回路の回路図。

【図22】変更例のスイッチング回路の一部を示す回路図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、各実施形態について説明する。

【0011】

［第１実施形態］
図１に示すように、電力管理システム１は、パワーコンディショナ１０と、パワーコンディショナ１０に電気的に接続された太陽光発電装置２および蓄電装置３と、を備えている。パワーコンディショナ１０は、交流母線４と系統連系保護リレー５を介して電力系統６に接続される。交流母線４には、パワーコンディショナ１０側から視て系統連系保護リレー５の外側に、図示しない分電盤等を介して負荷７が接続されている。系統連系保護リレー５は、電力系統６とパワーコンディショナ１０とを解列可能である。負荷７は、たとえば屋内負荷であり、照明、冷蔵庫、洗濯機、空気調和機、電子レンジ等が挙げられる。電力管理システム１は、パワーコンディショナ１０によって太陽光発電装置２、蓄電装置３、電力系統６および負荷７の間の電力の調整を行う。この調整の一例としては、太陽光発電装置２が発電した電力の電力系統６への逆潮流、蓄電装置３への蓄電および負荷７への供給の調整と、電力系統６の電力の蓄電装置３への蓄電および負荷７への供給の調整とが挙げられる。なお、発電装置としては、太陽光発電装置のほか、たとえば、風力発電装置、ガス発電装置、地熱発電装置等を用いることができる。

【0012】

太陽光発電装置２は、光発電パネル（図示略）を有しており、光発電パネルが発電した直流電力をパワーコンディショナ１０に供給する。太陽光発電装置２は、たとえば光発電パネルが出力する電力が最大となる出力電圧で電流を取り出すＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking：最大電力点追従）制御を実行する。

【0013】

蓄電装置３は、直列に接続された複数の蓄電池を含む。パワーコンディショナ１０は、蓄電装置３の充電と放電とを制御する。

【0014】

パワーコンディショナ１０は、ＰＶコンバータ１１、直流交流変換装置（ＤＣ／ＡＣコンバータ）１２、制御部１３および電力変換装置２０を有している。ＰＶコンバータ１１、直流交流変換装置１２および電力変換装置２０はそれぞれ、高圧直流バス１４に接続される。換言すると、ＰＶコンバータ１１と直流交流変換装置１２と電力変換装置２０とは、高圧直流バス１４を介して互いに接続される。

【0015】

太陽光発電装置２は、ＰＶコンバータ１１に接続されている。ＰＶコンバータ１１は、季節や天候、時間帯等の日照条件によって変化する太陽光発電装置２の直流電力を最大電力点追従制御によって高圧直流バス１４に出力する。ＰＶコンバータ１１が高圧直流バス１４に出力する設定電圧の一例は、３６０Ｖである。直流交流変換装置１２は、交流母線４に接続されている。直流交流変換装置１２は、高圧直流バス１４の直流電力をたとえば実効値で２００Ｖの交流電力に変換して交流母線４に出力する。また、直流交流変換装置１２は、交流母線４の交流電力を設定電圧の直流電力に変換して高圧直流バス１４に出力する。

【0016】

電力変換装置２０は、高圧直流バス１４の直流電力を蓄電装置３に充電される直流電力に変換する。また電力変換装置２０は、蓄電装置３から放電される直流電力を、高圧直流バス１４に応じた設定電圧の直流電力に変換する。本実施形態では、電力変換装置２０は、２レベルの電圧を生成する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。

【0017】

制御部１３は、ＰＶコンバータ１１、直流交流変換装置１２および電力変換装置２０と通信可能に接続されており、ＰＶコンバータ１１、直流交流変換装置１２および電力変換装置２０の動作をそれぞれ制御する。制御部１３は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部１３は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。制御部１３は、複数の場所に離れて配置される複数の演算処理装置を含んでいてもよい。制御部１３は、記憶部をさらに含む。記憶部には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部は、たとえば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。

【0018】

図２に示すように、電力変換装置２０は、スイッチング回路２０Ａを有している。スイッチング回路２０Ａは、図１に示す高圧直流バス１４に接続される一対の第１入出力部２２と、図１に示す蓄電装置３に接続される一対の第２入出力部２３と、を有している。

【0019】

スイッチング回路２０Ａは、第１電線２１Ｌ、第２電線２１Ｈおよび第３電線２１Ｍを有している。一対の第１入出力部２２のうち低電位側と一対の第２入出力部２３のうち低電位側は共通の第１電線２１Ｌに接続されており、たとえば接地電位に接続されている。一対の第１入出力部２２は、図１に示す高圧直流バス１４に接続されている。一対の第２入出力部２３は、図１に示す蓄電装置３に接続されている。一対の第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１は、高圧直流バス１４の電圧（たとえば３６０Ｖ）であり、一対の第２入出力部２３に印加される第２電圧Ｖ２は、蓄電装置３の端子電圧（たとえば２００Ｖ）である。したがって、一対の第２入出力部２３に印加される第２電圧Ｖ２は、一対の第１入出力部２２の両端に印加される第１電圧Ｖ１よりも低い。

【0020】

電力変換装置２０は、第１電線２１Ｌと第２電線２１Ｈとの間に直列接続された第１スイッチ回路３０および第２スイッチ回路４０と、第１スイッチ回路３０を駆動する第１駆動回路２４と、第２スイッチ回路４０を駆動する第２駆動回路２５と、各駆動回路２４，２５に動作電圧を供給する電源回路２６と、を有している。制御部１３は、第１スイッチ回路３０と第２スイッチ回路４０とを相補的にオンオフ制御する制御信号を各駆動回路２４，２５に出力する。

【0021】

第１スイッチ回路３０と第２スイッチ回路４０との間の接続点であるノードＮは、第３電線２１Ｍに接続されている。第３電線２１Ｍは、インダクタ２７を介して一対の第２入出力部２３の一方に接続されている。一対の第２入出力部２３の他方は、第１電線２１Ｌに接続されている。つまり、一対の第２入出力部２３は、第１スイッチ回路３０の両端に接続されている。

【0022】

第１スイッチ回路３０は、ノードＮと第１電線２１Ｌとの間に直列接続された複数（本実施形態では、４個）のスイッチ素子である複数の第１スイッチ素子３１～３４を有している。第１スイッチ素子３１～３４はそれぞれ、たとえばＮ型のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）が用いられる。本実施形態では、第１スイッチ素子３１～３４は、Ｓｉ（シリコン）基板によって形成されたＭＯＳＦＥＴが用いられる。第１スイッチ素子３１～３４は、ボディダイオード３１ａ～３４ａを有している。第１スイッチ素子３１～３４は、低電位側から高電位側に向けて第１スイッチ素子３１、第１スイッチ素子３２、第１スイッチ素子３３および第１スイッチ素子３４の順に配置されている。より詳細には、第１スイッチ素子３１のソース端子は第１電線２１Ｌに接続されており、第１スイッチ素子３１のドレイン端子は第１スイッチ素子３２のソース端子に接続されており、第１スイッチ素子３２のドレイン端子は第１スイッチ素子３３のソース端子に接続されており、第１スイッチ素子３３のドレイン端子は第１スイッチ素子３４のソース端子に接続されており、第１スイッチ素子３４のドレイン端子はノードＮに接続されている。

【0023】

第２スイッチ回路４０は、ノードＮと第２電線２１Ｈとの間に直列接続された複数（本実施形態では、４個）のスイッチ素子である複数の第２スイッチ素子４１～４４を有している。第２スイッチ素子４１～４４はそれぞれ、たとえばＮ型のＭＯＳＦＥＴが用いられている。本実施形態では、第２スイッチ素子４１～４４は、Ｓｉ基板によって形成されたＭＯＳＦＥＴが用いられる。第２スイッチ素子４１～４４は、ボディダイオード４１ａ～４４ａを有している。第２スイッチ素子４１～４４は、低電位側から高電位側に向けて第２スイッチ素子４１、第２スイッチ素子４２、第２スイッチ素子４３および第２スイッチ素子４４の順に配置されている。より詳細には、第２スイッチ素子４１のソース端子はノードＮに接続されており、第２スイッチ素子４１のドレイン端子は第２スイッチ素子４２のソース端子に接続されており、第２スイッチ素子４２のドレイン端子は第２スイッチ素子４３のソース端子に接続されており、第２スイッチ素子４３のドレイン端子は第２スイッチ素子４４のソース端子に接続されており、第２スイッチ素子４４のドレイン端子は第２電線２１Ｈに接続されている。

【0024】

第１駆動回路２４は、第１スイッチ回路３０の第１スイッチ素子３１～３４をそれぞれ駆動する複数（本実施形態では、４個）の第１駆動回路２４Ａ～２４Ｄを有している。第２駆動回路２５は、第２スイッチ回路４０の第２スイッチ素子４１～４４をそれぞれ駆動する複数（本実施形態では、４個）の第２駆動回路２５Ａ～２５Ｄを有している。

【0025】

第１駆動回路２４Ａ～２４Ｄおよび第２駆動回路２５Ａ～２５Ｄはそれぞれ、制御部１３に接続されている。制御部１３は、各駆動回路２４Ａ～２４Ｄ，２５Ａ～２５Ｄのそれぞれに制御信号を出力する。このように、本実施形態では、図２に示すように、スイッチング回路２０Ａは、制御部１３を有しているともいえる。各駆動回路２４Ａ～２４Ｄ，２５Ａ～２５Ｄはそれぞれ、たとえばプッシュプル回路を有しており、制御信号に基づいてプッシュプル回路が動作するように構成されている。

【0026】

第１駆動回路２４Ａは、第１スイッチ素子３１のゲート端子に接続されており、制御部１３からの制御信号に基づいて第１スイッチ素子３１をオンオフ制御する。第１駆動回路２４Ｂは、第１スイッチ素子３２のゲート端子に接続されており、制御部１３からの制御信号に基づいて第１スイッチ素子３２をオンオフ制御する。第１駆動回路２４Ｃは、第１スイッチ素子３３のゲート端子に接続されており、制御部１３からの制御信号に基づいて第１スイッチ素子３３をオンオフ制御する。第１駆動回路２４Ｄは、第１スイッチ素子３４のゲート端子に接続されており、制御部１３からの制御信号に基づいて第１スイッチ素子３４をオンオフ制御する。

【0027】

第２駆動回路２５Ａは、第２スイッチ素子４１のゲート端子に接続されており、制御部１３からの制御信号に基づいて第２スイッチ素子４１をオンオフ制御する。第２駆動回路２５Ｂは、第２スイッチ素子４２のゲート端子に接続されており、制御部１３からの制御信号に基づいて第２スイッチ素子４２をオンオフ制御する。第２駆動回路２５Ｃは、第２スイッチ素子４３のゲート端子に接続されており、制御部１３からの制御信号に基づいて第２スイッチ素子４３をオンオフ制御する。第２駆動回路２５Ｄは、第２スイッチ素子４４のゲート端子に接続されており、制御部１３からの制御信号に基づいて第２スイッチ素子４４をオンオフ制御する。

【0028】

第１駆動回路２４Ａ～２４Ｄは、高電位電源端子２４ＨＡ～２４ＨＤと低電位電源端子２４ＬＡ～２４ＬＤとを有している。第２駆動回路２５Ａ～２５Ｄは、高電位電源端子２５ＨＡ～２５ＨＤと低電位電源端子２５ＬＡ～２５ＬＤとを有している。

【0029】

第１駆動回路２４Ａの低電位電源端子２４ＬＡは、第１スイッチ素子３１のソース端子に接続されている。第１駆動回路２４Ｂの低電位電源端子２４ＬＢは、第１スイッチ素子３１と第１スイッチ素子３２との接続点であるノードＮ１に接続されている。第１駆動回路２４Ｃの低電位電源端子２４ＬＣは、第１スイッチ素子３２と第１スイッチ素子３３との接続点であるノードＮ２に接続されている。第１駆動回路２４Ｄの低電位電源端子２４ＬＤは、第１スイッチ素子３３と第１スイッチ素子３４との接続点であるノードＮ３に接続されている。

【0030】

第２駆動回路２５Ａの低電位電源端子２５ＬＡは、ノードＮに接続されている。第２駆動回路２５Ｂの低電位電源端子２５ＬＢは、第２スイッチ素子４１と第２スイッチ素子４２との接続点であるノードＮ４に接続されている。第２駆動回路２５Ｃの低電位電源端子２５ＬＣは、第２スイッチ素子４２と第２スイッチ素子４３との接続点であるノードＮ５に接続されている。第２駆動回路２５Ｄの低電位電源端子２５ＬＤは、第２スイッチ素子４３と第２スイッチ素子４４との接続点であるノードＮ６に接続されている。

【0031】

電源回路２６は、低電位側の第１駆動回路２４Ａに電力を供給する第１電源部２６Ｌと、高電位側の第２駆動回路２５Ａに電力を供給する第２電源部２６Ｈと、を有している。また、電源回路２６は、第１電源部２６Ｌの電力（電圧）に基づいて低電位側の第１駆動回路２４Ｂ～２４Ｄに電力（電圧）を供給する複数（本実施形態では、２個）の第１ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｃと、第２電源部２６Ｈの電力（電圧）に基づいて高電位側の第２駆動回路２５Ｂ～２５Ｄに電力（電圧）を供給する複数（本実施形態では、２個）の第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆと、を有している。

【0032】

第１電源部２６Ｌは、たとえば直流電源が用いられている。第１電源部２６Ｌは、第１駆動回路２４Ａ～２４Ｄのうち第１電線２１Ｌに最も近い第１駆動回路２４Ａ、すなわち第１駆動回路２４Ａ～２４Ｄのうち最も低電位の第１駆動回路２４Ａに接続されている。より詳細には、第１電源部２６Ｌのマイナス端子は、第１電線２１Ｌに接続されており、第１電源部２６Ｌのプラス端子は、第１駆動回路２４Ａの高電位電源端子２４ＨＡに接続されている。

【0033】

第２電源部２６Ｈは、第２駆動回路２５Ａ～２５Ｄのうち第３電線２１Ｍに最も近い第２駆動回路２５Ａ、すなわち第２駆動回路２５Ａ～２５Ｄのうち最も低電位の第２駆動回路２５Ａに接続されている。より詳細には、第２電源部２６Ｈは、電荷蓄電素子２６Ａおよびダイオード２６Ｂを有している。電荷蓄電素子２６Ａは、第１電源部２６Ｌの電荷を蓄電することができる部品が用いられている。電荷蓄電素子２６Ａは、たとえばブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｆの後述するブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆのそれぞれの静電容量よりも大きい静電容量を有している。本実施形態では、電荷蓄電素子２６Ａは、コンデンサが用いられている。なお、電荷蓄電素子２６Ａは、電気二重層コンデンサやリチウムイオン電池等の二次電池が用いられてもよい。

【0034】

電荷蓄電素子２６Ａの第１端子は、第２駆動回路２５Ａの低電位電源端子２５ＬＡおよび第２スイッチ素子４１のソース端子に接続されている。電荷蓄電素子２６Ａの第２端子は、第２駆動回路２５Ａの高電位電源端子２５ＨＡおよび第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆの後述するブートダイオード５１Ｄ～５１Ｆのアノード端子に接続されている。ダイオード２６Ｂのアノード端子は、第１電源部２６Ｌのプラス端子に接続されており、ダイオード２６Ｂのカソード端子は、電荷蓄電素子２６Ａの第２端子に接続されている。このように、電荷蓄電素子２６Ａは、ブートコンデンサとして機能し、第２電源部２６Ｈは、第２駆動回路２５Ａに電圧を供給するブートストラップ回路を構成しているともいえる。以下の説明において、電荷蓄電素子２６Ａをブートコンデンサ２６Ａという場合がある。

【0035】

第１ブートストラップ回路５０Ａは、第１電源部２６Ｌのプラス端子と、第１駆動回路２４Ｂとの間に接続されている。第１ブートストラップ回路５０Ｂは、第１電源部２６Ｌのプラス端子と、第１駆動回路２４Ｃとの間に接続されている。第１ブートストラップ回路５０Ｃは、第１電源部２６Ｌのプラス端子と、第１駆動回路２４Ｄとの間に接続されている。すなわち第１電源部２６Ｌのプラス端子は、第１ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｃを介して第１駆動回路２４Ｂ～２４Ｄの高電位電源端子２４ＨＢ～２４ＨＤに接続されている。

【0036】

第２ブートストラップ回路５０Ｄは、第２電源部２６Ｈのプラス端子と、第２駆動回路２５Ｂとの間に接続されている。第２ブートストラップ回路５０Ｅは、第２電源部２６Ｈのプラス端子と、第２駆動回路２５Ｃとの間に接続されている。第２ブートストラップ回路５０Ｆは、第２電源部２６Ｈのプラス端子と、第２駆動回路２５Ｄとの間に接続されている。すなわち第２電源部２６Ｈのプラス端子は、第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆを介して第２駆動回路２５Ｂ～２５Ｄの高電位電源端子２５ＨＢ～２５ＨＤに接続されている。

【0037】

各ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｆは、同じ構成であり、ブートダイオード５１Ａ～５１Ｆと、ブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆと、を有している。ここで、第１ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｃのブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃは第１ブートコンデンサに対応しており、第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆは第２ブートコンデンサに対応している。ブートダイオード５１Ａ～５１Ｆは、互いに同じ電気的特性を有している。換言すると、ブートダイオード５１Ａ～５１Ｆは、同じ種類のダイオードが用いられている。ブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆは、互いに同じ電気的特性を有している。たとえばブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆは、互いに同じ静電容量を有している。

【0038】

第１ブートストラップ回路５０Ａは、第１スイッチ素子３２をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第１駆動回路２４Ｂに供給するための回路である。第１ブートストラップ回路５０Ａのブートダイオード５１Ａのアノード端子は、第１電源部２６Ｌのプラス端子に接続されており、ブートダイオード５１Ａのカソード端子は、第１駆動回路２４Ｂの高電位電源端子２４ＨＢに接続されている。第１ブートストラップ回路５０Ａのブートコンデンサ５２Ａの第１端子は、ブートダイオード５１Ａのカソード端子および第１駆動回路２４Ｂの高電位電源端子２４ＨＢに接続されており、ブートコンデンサ５２Ａの第２端子は、第１駆動回路２４Ｂの低電位電源端子２４ＬＢに接続されている。

【0039】

第１ブートストラップ回路５０Ｂは、第１スイッチ素子３３をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第１駆動回路２４Ｃに供給するための回路である。第１ブートストラップ回路５０Ｂのブートダイオード５１Ｂのアノード端子は、第１電源部２６Ｌのプラス端子に接続されており、ブートダイオード５１Ｂのカソード端子は、第１駆動回路２４Ｃの高電位電源端子２４ＨＣに接続されている。第１ブートストラップ回路５０Ｂのブートコンデンサ５２Ｂの第１端子は、ブートダイオード５１Ｂのカソード端子および第１駆動回路２４Ｃの高電位電源端子２４ＨＣに接続されており、ブートコンデンサ５２Ｂの第２端子は、第１駆動回路２４Ｃの低電位電源端子２４ＬＣに接続されている。

【0040】

第１ブートストラップ回路５０Ｃは、第１スイッチ素子３４をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第１駆動回路２４Ｄに供給するための回路である。第１ブートストラップ回路５０Ｃのブートダイオード５１Ｃのアノード端子は、第１電源部２６Ｌのプラス端子に接続されており、ブートダイオード５１Ｃのカソード端子は、第１駆動回路２４Ｄの高電位電源端子２４ＨＤに接続されている。第１ブートストラップ回路５０Ｃのブートコンデンサ５２Ｃの第１端子は、ブートダイオード５１Ｃのカソード端子および第１駆動回路２４Ｄの高電位電源端子２４ＨＤに接続されており、ブートコンデンサ５２Ｃの第２端子は、第１駆動回路２４Ｄの低電位電源端子２４ＬＤに接続されている。

【0041】

第２ブートストラップ回路５０Ｄは、第２スイッチ素子４２をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ｂに供給するための回路である。第２ブートストラップ回路５０Ｄのブートダイオード５１Ｄのアノード端子は、第２電源部２６Ｈのプラス端子に接続されており、ブートダイオード５１Ｄのカソード端子は、第２駆動回路２５Ｂの高電位電源端子２５ＨＢに接続されている。第２ブートストラップ回路５０Ｄのブートコンデンサ５２Ｄの第１端子は、ブートダイオード５１Ｄのカソード端子および第２駆動回路２５Ｂの高電位電源端子２５ＨＢに接続されており、ブートコンデンサ５２Ｄの第２端子は、第２駆動回路２５Ｂの低電位電源端子２５ＬＢに接続されている。

【0042】

第２ブートストラップ回路５０Ｅは、第２スイッチ素子４３をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ｃに供給するための回路である。第２ブートストラップ回路５０Ｅのブートダイオード５１Ｅのアノード端子は、第２電源部２６Ｈのプラス端子に接続されており、ブートダイオード５１Ｅのカソード端子は、第２駆動回路２５Ｃの高電位電源端子２５ＨＣに接続されている。第２ブートストラップ回路５０Ｅのブートコンデンサ５２Ｅの第１端子は、ブートダイオード５１Ｅのカソード端子および第２駆動回路２５Ｃの高電位電源端子２５ＨＣに接続されており、ブートコンデンサ５２Ｅの第２端子は、第２駆動回路２５Ｃの低電位電源端子２５ＬＣに接続されている。

【0043】

第２ブートストラップ回路５０Ｆは、第２スイッチ素子４４をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ｄに供給するための回路である。第２ブートストラップ回路５０Ｆのブートダイオード５１Ｆのアノード端子は、第２電源部２６Ｈのプラス端子に接続されており、ブートダイオード５１Ｆのカソード端子は、第２駆動回路２５Ｄの高電位電源端子２５ＨＤに接続されている。第２ブートストラップ回路５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｆの第１端子は、ブートダイオード５１Ｆのカソード端子および第２駆動回路２５Ｄの高電位電源端子２５ＨＤに接続されており、ブートコンデンサ５２Ｆの第２端子は、第２駆動回路２５Ｄの低電位電源端子２５ＬＤに接続されている。

【0044】

スイッチング回路２０Ａは、第１スイッチ回路３０と第２スイッチ回路４０との間の接続点（ノードＮ）を基準として、第１スイッチ回路３０の各スイッチ素子３１～３４の接続点（ノードＮ１～Ｎ３）および第２スイッチ回路４０の各スイッチ素子４１～４４の接続点（ノードＮ４～Ｎ６）のうちでｍ番目（ただし、１≦ｍ≦ｎ－１）の接続点（ノード）同士の間に接続されたコンデンサを有している。ここで、ｎは、第１スイッチ回路３０のスイッチ素子の個数および第２スイッチ回路４０のスイッチ素子の個数であり、かつ２以上の整数である。本実施形態では、スイッチング回路２０Ａは、コンデンサ２８Ａ～２８Ｄを有している。コンデンサ２８Ａ～２８Ｄは、スナバ用のコンデンサである。コンデンサ２８Ａの第１端子は、第１電線２１Ｌに接続されており、コンデンサ２８Ａの第２端子は、第２電線２１Ｈに接続されている。コンデンサ２８Ａは、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４の直列回路と並列接続されている。コンデンサ２８Ｂの第１端子は、ノードＮ１に接続されており、コンデンサ２８Ｂの第２端子は、ノードＮ６に接続されている。コンデンサ２８Ｃの第１端子は、ノードＮ２に接続されており、コンデンサ２８Ｃの第２端子は、ノードＮ５に接続されている。コンデンサ２８Ｄの第１端子は、ノードＮ３に接続されており、コンデンサ２８Ｄの第２端子は、ノードＮ４に接続されている。

【0045】

スイッチング回路２０Ａは、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１によって各ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆを充電する初期充電回路６０を有している。

【0046】

初期充電回路６０は、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４に対応して設けられた複数（本実施形態では８個）の抵抗回路６０Ａ～６０Ｈと、複数の抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈに対応して設けられたダイオード６３Ｂ～６３Ｈと、を有している。

【0047】

抵抗回路６０Ａ～６０Ｈは、一対の第１入出力部２２間において直列接続されている。抵抗回路６０Ａ～６０Ｈは、低電位側から高電位側に向けて抵抗回路６０Ａ、抵抗回路６０Ｂ、抵抗回路６０Ｃ、抵抗回路６０Ｄ、抵抗回路６０Ｅ、抵抗回路６０Ｆ、抵抗回路６０Ｇおよび抵抗回路６０Ｈの順に接続されている。また、各抵抗回路６０Ａ～６０Ｈは、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４に対して並列接続されている。つまり、抵抗回路６０Ａの低電位側の端子（接続ノード）は第１スイッチ素子３１のソース端子に接続されており、抵抗回路６０Ａの高電位側の端子（接続ノード）は第１スイッチ素子３１のドレイン端子に接続されている。同様に、抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈの低電位側の端子（接続ノード）は、各スイッチ素子３２～３４，４１～４４のソース端子に接続されており、抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈの高電位側の端子（接続ノード）は、各スイッチ素子３２～３４，４１～４４のドレイン端子に接続されている。

【0048】

抵抗回路６０Ａ～６０Ｈは、同じ構成であり、低電位側の第１抵抗素子６１と、第１抵抗素子６１に直列接続された第２抵抗素子６２と、を有している。抵抗回路６０Ａ～６０Ｈにおける第１抵抗素子６１の抵抗値は互いに等しく、抵抗回路６０Ａ～６０Ｈにおける第２抵抗素子６２の抵抗値は互いに等しい。このため、抵抗回路６０Ａ～６０Ｈは、一対の第１入出力部２２間において同一の抵抗値に設定されている。したがって、抵抗回路６０Ａ～６０Ｈは、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１を、抵抗回路６０Ａ～６０Ｈの個数Ｎ（本実施形態ではＮ＝８）で等分に分圧する。

【0049】

上述したように、各抵抗回路６０Ａ～６０Ｈは、直列に接続された第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２とを有している。第１抵抗素子６１は、第２抵抗素子６２よりも低電位側に接続されている。したがって、各抵抗回路６０Ａ～６０Ｈは、抵抗回路６０Ａ～６０Ｈの端子間の電圧を、第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２とで分圧した分圧電圧を生成する分圧回路であるともいえる。

【0050】

抵抗回路６０Ａの低電位側の端子（接続ノード）は、第１電線２１Ｌに接続されている。抵抗回路６０Ａの高電位側の端子（接続ノード）は、第１スイッチ素子３１と第１スイッチ素子３２との間のノードＮ１に接続されている。

【0051】

抵抗回路６０Ａ～６０Ｈのうち最も低電位側の抵抗回路６０Ａを除く抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈにおいて、第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間の接続ノード（ノードＮＢ～ＮＨ）は、ダイオード６３Ｂ～６３Ｈを介して、ブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃ，２６Ａ，５２Ｄ～５２Ｆに接続されている。スイッチング回路２０Ａが駆動する前、すなわち各スイッチ素子３１～３４，４１～４４が開状態（本実施形態では、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオフ状態）において、抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈは、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１に基づいて、ブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃ，２６Ａ，５２Ｄ～５２Ｆを充電する。

【0052】

詳述すると、抵抗回路６０Ｂの低電位側の端子（接続ノード）は、ブートコンデンサ５２Ａの第２端子に接続されている。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＢは、ダイオード６３Ｂを介してブートコンデンサ５２Ａの第１端子に接続されている。ダイオード６３Ｂは、抵抗回路６０Ｂからブートコンデンサ５２Ａに向けて順方向に接続されている。つまり、ダイオード６３Ｂのアノード端子は第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＢに接続されており、ダイオード６３Ｂのカソード端子はブートコンデンサ５２Ａの第１端子に接続されている。第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２は、抵抗回路６０Ｂの両端子間の電圧を、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とに応じて分圧する。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２とによってノードＮＢに生じる分圧電圧は、ダイオード６３Ｂを介してブートコンデンサ５２Ａに供給され、ブートコンデンサ５２Ａは充電される。

【0053】

ブートコンデンサ５２Ａは、第１駆動回路２４Ｂの高電位電源端子２４ＨＢと低電位電源端子２４ＬＢとの間に接続されている。第１駆動回路２４Ｂは、ブートコンデンサ５２Ａの端子間電圧を駆動電圧として動作可能となる。駆動電圧が供給される第１駆動回路２４Ｂは、制御信号に基づいて、第１スイッチ素子３２をオンオフする。したがって、初期充電回路６０の抵抗回路６０Ｂおよびダイオード６３Ｂは、第１スイッチ素子３２をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第１駆動回路２４Ｂに供給するための回路である。

【0054】

上述したように、ブートコンデンサ５２Ａは、第１ブートストラップ回路５０Ａに含まれる。そして、ブートコンデンサ５２Ａは、スイッチング回路２０Ａが駆動する前、すなわち各スイッチ素子３１～３４，４１～４４が開状態（本実施形態では、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオフ状態）において、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１に基づいて、抵抗回路６０Ｂとダイオード６３Ｂを介して、充電される。その後、スイッチング回路２０Ａが駆動し、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオンオフ制御された状態において、ブートコンデンサ５２Ａには、低電位側の第１スイッチ素子３１がオンしているときにブートダイオード５１Ａを介して第１電源部２６Ｌから第１駆動回路２４Ｂの駆動電圧が供給される。ブートコンデンサ５２Ａの端子間電圧は、ブートストラップによって、第１スイッチ素子３２のオンに必要な電圧まで上昇する。抵抗回路６０Ｂは、この上昇したブートコンデンサ５２Ａの第１端子の電圧よりも、抵抗回路６０ＢのノードＮＢの電圧が低くなるように、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とが設定されている。これにより、ブートコンデンサ５２Ａに向けて抵抗回路６０Ｂから電流が流れることを防止する。なお、ダイオード６３Ｂは、ブートストラップによって上昇したブートコンデンサ５２Ａの第１端子から抵抗回路６０Ｂに向かって電流が流れることを阻止する。

【0055】

抵抗回路６０Ｃの低電位側の端子（接続ノード）は、ブートコンデンサ５２Ｂの第２端子に接続されている。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＣは、ダイオード６３Ｃを介してブートコンデンサ５２Ｂの第１端子に接続されている。ダイオード６３Ｃは、抵抗回路６０Ｃからブートコンデンサ５２Ｂに向けて順方向に接続されている。つまり、ダイオード６３Ｃのアノード端子は第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＣに接続されており、ダイオード６３Ｃのカソード端子はブートコンデンサ５２Ｂの第１端子に接続されている。第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２は、抵抗回路６０Ｃの両端子間の電圧を、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とに応じて分圧する。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２とによってノードＮＣに生じる分圧電圧は、ダイオード６３Ｃを介してブートコンデンサ５２Ｂに供給され、ブートコンデンサ５２Ｂは充電される。

【0056】

ブートコンデンサ５２Ｂは、第１駆動回路２４Ｃの高電位電源端子２４ＨＣと低電位電源端子２４ＬＣとの間に接続されている。第１駆動回路２４Ｃは、ブートコンデンサ５２Ｂの端子間電圧を駆動電圧として動作可能となる。駆動電圧が供給される第１駆動回路２４Ｃは、制御信号に基づいて、第１スイッチ素子３３をオンオフする。したがって、初期充電回路６０の抵抗回路６０Ｃおよびダイオード６３Ｃは、第１スイッチ素子３３をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第１駆動回路２４Ｃに供給するための回路である。

【0057】

上述したように、ブートコンデンサ５２Ｂは、第１ブートストラップ回路５０Ｂに含まれる。そして、ブートコンデンサ５２Ｂは、スイッチング回路２０Ａが駆動する前、すなわち各スイッチ素子３１～３４，４１～４４が開状態（本実施形態では、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオフ状態）において、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１に基づいて、抵抗回路６０Ｃとダイオード６３Ｃを介して、充電される。その後、スイッチング回路２０Ａが駆動し、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオンオフ制御された状態において、ブートコンデンサ５２Ｂには、低電位側の第１スイッチ素子３１および第１スイッチ素子３２がオンしているときにブートダイオード５１Ｂを介して第１電源部２６Ｌから第１駆動回路２４Ｃの駆動電圧が供給される。ブートコンデンサ５２Ｂの端子間電圧は、ブートストラップによって、第１スイッチ素子３３のオンに必要な電圧まで上昇する。抵抗回路６０Ｃは、この上昇したブートコンデンサ５２Ｂの第１端子の電圧よりも、抵抗回路６０ＣのノードＮＣの電圧が低くなるように、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とが設定されている。これにより、ブートコンデンサ５２Ｂに向けて抵抗回路６０Ｃから電流が流れることを防止する。なお、ダイオード６３Ｃは、ブートストラップによって上昇したブートコンデンサ５２Ｂの第１端子から抵抗回路６０Ｃに向かって電流が流れることを阻止する。

【0058】

抵抗回路６０Ｄの低電位側の端子（接続ノード）は、ブートコンデンサ５２Ｃの第２端子に接続されている。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＤは、ダイオード６３Ｄを介してブートコンデンサ５２Ｃの第１端子に接続されている。ダイオード６３Ｄは、抵抗回路６０Ｄからブートコンデンサ５２Ｃに向けて順方向に接続されている。つまり、ダイオード６３Ｄのアノード端子は第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＤに接続されており、ダイオード６３Ｄのカソード端子はブートコンデンサ５２Ｃの第１端子に接続されている。第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２は、抵抗回路６０Ｄの両端子間の電圧を、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とに応じて分圧する。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２とによってノードＮＤに生じる分圧電圧は、ダイオード６３Ｄを介してブートコンデンサ５２Ｃに供給され、ブートコンデンサ５２Ｃは充電される。

【0059】

ブートコンデンサ５２Ｃは、第１駆動回路２４Ｄの高電位電源端子２４ＨＤと低電位電源端子２４ＬＤとの間に接続されている。第１駆動回路２４Ｄは、ブートコンデンサ５２Ｃの端子間電圧を駆動電圧として動作可能となる。駆動電圧が供給される第１駆動回路２４Ｄは、制御信号に基づいて、第１スイッチ素子３４をオンオフする。したがって、初期充電回路６０の抵抗回路６０Ｄおよびダイオード６３Ｄは、第１スイッチ素子３４をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第１駆動回路２４Ｄに供給するための回路である。

【0060】

上述したように、ブートコンデンサ５２Ｃは、第１ブートストラップ回路５０Ｃに含まれる。そして、ブートコンデンサ５２Ｃは、スイッチング回路２０Ａが駆動する前、すなわち各スイッチ素子３１～３４，４１～４４が開状態（本実施形態では、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオフ状態）において、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１に基づいて、抵抗回路６０Ｄとダイオード６３Ｄを介して、充電される。その後、スイッチング回路２０Ａが駆動し、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオンオフ制御された状態において、ブートコンデンサ５２Ｃには、低電位側の第１スイッチ素子３１～３３がオンしているときにブートダイオード５１Ｃを介して第１電源部２６Ｌから第１駆動回路２４Ｄの駆動電圧が供給される。ブートコンデンサ５２Ｃの端子間電圧は、ブートストラップによって、第１スイッチ素子３４のオンに必要な電圧まで上昇する。抵抗回路６０Ｄは、この上昇したブートコンデンサ５２Ｃの第１端子の電圧よりも、抵抗回路６０ＤのノードＮＤの電圧が低くなるように、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とが設定されている。これにより、ブートコンデンサ５２Ｃに向けて抵抗回路６０Ｄから電流が流れることを防止する。なお、ダイオード６３Ｄは、ブートストラップによって上昇したブートコンデンサ５２Ｃの第１端子から抵抗回路６０Ｄに向かって電流が流れることを阻止する。

【0061】

抵抗回路６０Ｅの低電位側の端子（接続ノード）は、電荷蓄電素子２６Ａ（ブートコンデンサ２６Ａ）の第２端子に接続されている。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＥは、ダイオード６３Ｅを介して電荷蓄電素子２６Ａの第１端子に接続されている。ダイオード６３Ｅは、抵抗回路６０Ｅから電荷蓄電素子２６Ａに向けて順方向に接続されている。つまり、ダイオード６３Ｅのアノード端子は第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＥに接続されており、ダイオード６３Ｅのカソード端子は電荷蓄電素子２６Ａの第１端子に接続されている。第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２は、抵抗回路６０Ｅの両端子間の電圧を、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とに応じて分圧する。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２とによってノードＮＥに生じる分圧電圧は、ダイオード６３Ｅを介して電荷蓄電素子２６Ａに供給され、電荷蓄電素子２６Ａは充電される。

【0062】

電荷蓄電素子２６Ａは、第２駆動回路２５Ａの高電位電源端子２５ＨＡと低電位電源端子２５ＬＡとの間に接続されている。第２駆動回路２５Ａは、電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧を駆動電圧として動作可能となる。駆動電圧が供給される第２駆動回路２５Ａは、制御信号に基づいて、第２スイッチ素子４１をオンオフする。したがって、初期充電回路６０の抵抗回路６０Ｅおよびダイオード６３Ｅは、第２スイッチ素子４１をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ａに供給するための回路である。

【0063】

上述したように、電荷蓄電素子２６Ａは、スイッチング回路２０Ａが駆動する前、すなわち各スイッチ素子３１～３４，４１～４４が開状態（本実施形態では、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオフ状態）において、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１に基づいて、抵抗回路６０Ｅとダイオード６３Ｅを介して、充電される。その後、スイッチング回路２０Ａが駆動し、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオンオフ制御された状態において、電荷蓄電素子２６Ａには、低電位側の第１スイッチ素子３１～３４がオンしているときにダイオード２６Ｂを介して電荷蓄電素子２６Ａから第２駆動回路２５Ａの駆動電圧が供給される。電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧は、ブートストラップによって、第２スイッチ素子４１のオンに必要な電圧まで上昇する。抵抗回路６０Ｅは、この上昇した電荷蓄電素子２６Ａの第１端子の電圧よりも、抵抗回路６０ＥのノードＮＥの電圧が低くなるように、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とが設定されている。これにより、電荷蓄電素子２６Ａに向けて抵抗回路６０Ｅから電流が流れることを防止する。なお、ダイオード６３Ｅは、ブートストラップによって上昇した電荷蓄電素子２６Ａの第１端子から抵抗回路６０Ｅに向かって電流が流れることを阻止する。

【0064】

抵抗回路６０Ｆの低電位側の端子（接続ノード）は、ブートコンデンサ５２Ｄの第２端子に接続されている。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＦは、ダイオード６３Ｆを介してブートコンデンサ５２Ｄの第１端子に接続されている。ダイオード６３Ｆは、抵抗回路６０Ｆからブートコンデンサ５２Ｄに向けて順方向に接続されている。つまり、ダイオード６３Ｆのアノード端子は第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＦに接続されており、ダイオード６３Ｆのカソード端子はブートコンデンサ５２Ｄの第１端子に接続されている。第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２は、抵抗回路６０Ｆの両端子間の電圧を、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とに応じて分圧する。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２とによってノードＮＦに生じる分圧電圧は、ダイオード６３Ｆを介してブートコンデンサ５２Ｄに供給され、ブートコンデンサ５２Ｄは充電される。

【0065】

ブートコンデンサ５２Ｄは、第２駆動回路２５Ｂの高電位電源端子２５ＨＢと低電位電源端子２５ＬＢとの間に接続されている。第２駆動回路２５Ｂは、ブートコンデンサ５２Ｄの端子間電圧を駆動電圧として動作可能となる。駆動電圧が供給される第２駆動回路２５Ｂは、制御信号に基づいて、第２スイッチ素子４２をオンオフする。したがって、初期充電回路６０の抵抗回路６０Ｆおよびダイオード６３Ｆは、第２スイッチ素子４２をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ｂに供給するための回路である。

【0066】

上述したように、ブートコンデンサ５２Ｄは、第２ブートストラップ回路５０Ｄに含まれる。そして、ブートコンデンサ５２Ｄは、スイッチング回路２０Ａが駆動する前、すなわち各スイッチ素子３１～３４，４１～４４が開状態（本実施形態では、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオフ状態）において、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１に基づいて、抵抗回路６０Ｆとダイオード６３Ｆを介して、充電される。その後、スイッチング回路２０Ａが駆動し、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオンオフ制御された状態において、ブートコンデンサ５２Ｄには、低電位側の第２スイッチ素子４１がオンしているときにブートダイオード５１Ｄを介して電荷蓄電素子２６Ａから第２駆動回路２５Ｂの駆動電圧が供給される。ブートコンデンサ５２Ｄの端子間電圧は、ブートストラップによって、第２スイッチ素子４２のオンに必要な電圧まで上昇する。抵抗回路６０Ｆは、この上昇したブートコンデンサ５２Ｄの第１端子の電圧よりも、抵抗回路６０ＦのノードＮＦの電圧が低くなるように、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とが設定されている。これにより、ブートコンデンサ５２Ｄに向けて抵抗回路６０Ｆから電流が流れることを防止する。なお、ダイオード６３Ｆは、ブートストラップによって上昇したブートコンデンサ５２Ｄの第１端子から抵抗回路６０Ｆに向かって電流が流れることを阻止する。

【0067】

抵抗回路６０Ｇの低電位側の端子（接続ノード）は、ブートコンデンサ５２Ｅの第２端子に接続されている。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＧは、ダイオード６３Ｇを介してブートコンデンサ５２Ｅの第１端子に接続されている。ダイオード６３Ｇは、抵抗回路６０Ｇからブートコンデンサ５２Ｅに向けて順方向に接続されている。つまり、ダイオード６３Ｇのアノード端子は第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＧに接続されており、ダイオード６３Ｇのカソード端子はブートコンデンサ５２Ｅの第１端子に接続されている。第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２は、抵抗回路６０Ｇの両端子間の電圧を、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とに応じて分圧する。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２とによってノードＮＧに生じる分圧電圧は、ダイオード６３Ｇを介してブートコンデンサ５２Ｅに供給され、ブートコンデンサ５２Ｅは充電される。

【0068】

ブートコンデンサ５２Ｅは、第２駆動回路２５Ｃの高電位電源端子２５ＨＣと低電位電源端子２５ＬＣとの間に接続されている。第２駆動回路２５Ｃは、ブートコンデンサ５２Ｅの端子間電圧を駆動電圧として動作可能となる。駆動電圧が供給される第２駆動回路２５Ｃは、制御信号に基づいて、第２スイッチ素子４３をオンオフする。したがって、初期充電回路６０の抵抗回路６０Ｇおよびダイオード６３Ｇは、第２スイッチ素子４３をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ｃに供給するための回路である。

【0069】

上述したように、ブートコンデンサ５２Ｅは、第２ブートストラップ回路５０Ｅに含まれる。そして、ブートコンデンサ５２Ｅは、スイッチング回路２０Ａが駆動する前、すなわち各スイッチ素子３１～３４，４１～４４が開状態（本実施形態では、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオフ状態）において、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１に基づいて、抵抗回路６０Ｇとダイオード６３Ｇを介して、充電される。その後、スイッチング回路２０Ａが駆動し、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオンオフ制御された状態において、ブートコンデンサ５２Ｅには、低電位側の第２スイッチ素子４１および第２スイッチ素子４２がオンしているときにブートダイオード５１Ｅを介して電荷蓄電素子２６Ａから第２駆動回路２５Ｄの駆動電圧が供給される。ブートコンデンサ５２Ｅの端子間電圧は、ブートストラップによって、第２スイッチ素子４３のオンに必要な電圧まで上昇する。抵抗回路６０Ｇは、この上昇したブートコンデンサ５２Ｅの第１端子の電圧よりも、抵抗回路６０ＧのノードＮＧの電圧が低くなるように、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とが設定されている。これにより、ブートコンデンサ５２Ｅに向けて抵抗回路６０Ｇから電流が流れることを防止する。なお、ダイオード６３Ｇは、ブートストラップによって上昇したブートコンデンサ５２Ｅの第１端子から抵抗回路６０Ｇに向かって電流が流れることを阻止する。

【0070】

抵抗回路６０Ｈの低電位側の端子（接続ノード）は、ブートコンデンサ５２Ｆの第２端子に接続されている。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＨは、ダイオード６３Ｈを介してブートコンデンサ５２Ｆの第１端子に接続されている。ダイオード６３Ｈは、抵抗回路６０Ｈからブートコンデンサ５２Ｆに向けて順方向に接続されている。つまり、ダイオード６３Ｈのアノード端子は第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２との間のノードＮＨに接続されており、ダイオード６３Ｈのカソード端子はブートコンデンサ５２Ｆの第１端子に接続されている。第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２は、抵抗回路６０Ｈの両端子間の電圧を、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とに応じて分圧する。第１抵抗素子６１と第２抵抗素子６２とによってノードＮＨに生じる分圧電圧は、ダイオード６３Ｈを介してブートコンデンサ５２Ｆに供給され、ブートコンデンサ５２Ｆは充電される。

【0071】

ブートコンデンサ５２Ｆは、第２駆動回路２５Ｄの高電位電源端子２５ＨＤと低電位電源端子２５ＬＤとの間に接続されている。第２駆動回路２５Ｄは、ブートコンデンサ５２Ｆの端子間電圧を駆動電圧として動作可能となる。駆動電圧が供給される第２駆動回路２５Ｄは、制御信号に基づいて、第２スイッチ素子４４をオンオフする。したがって、初期充電回路６０の抵抗回路６０Ｈおよびダイオード６３Ｈは、第２スイッチ素子４４をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ｄに供給するための回路である。

【0072】

上述したように、ブートコンデンサ５２Ｆは、第２ブートストラップ回路５０Ｆに含まれる。そして、ブートコンデンサ５２Ｆは、スイッチング回路２０Ａが駆動する前、すなわち各スイッチ素子３１～３４，４１～４４が開状態（本実施形態では、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオフ状態）において、第１入出力部２２に印加される第１電圧Ｖ１に基づいて、抵抗回路６０Ｈとダイオード６３Ｈを介して、充電される。その後、スイッチング回路２０Ａが駆動し、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオンオフ制御された状態において、ブートコンデンサ５２Ｆには、低電位側の第２スイッチ素子４１～４３がオンしているときにブートダイオード５１Ｆを介して電荷蓄電素子２６Ａから第２駆動回路２５Ｄの駆動電圧が供給される。ブートコンデンサ５２Ｆの端子間電圧は、ブートストラップによって、第２スイッチ素子４４のオンに必要な電圧まで上昇する。抵抗回路６０Ｈは、この上昇したブートコンデンサ５２Ｆの第１端子の電圧よりも、抵抗回路６０ＨのノードＮＨの電圧が低くなるように、第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値とが設定されている。これにより、ブートコンデンサ５２Ｆに向けて抵抗回路６０Ｈから電流が流れることを防止する。なお、ダイオード６３Ｈは、ブートストラップによって上昇したブートコンデンサ５２Ｆの第１端子から抵抗回路６０Ｈに向かって電流が流れることを阻止する。

【0073】

次に、電力変換装置２０の動作について説明する。

【0074】

制御部１３は、たとえば電力変換装置２０の駆動を第１動作で制御する。なお、制御部１３における動作は、後述する比較例のスイッチング回路における第１動作と同じであるため、「第１動作」として説明している。

【0075】

一例では、制御部１３は、第１動作として、スイッチング回路２０Ａにおける第１スイッチ素子３１～３４の動作を同期させ、第２スイッチ素子４１～４４の動作を同期させ、かつ第１スイッチ素子３１～３４と第２スイッチ素子４１～４４とを相補的にオンオフさせる。換言すると、制御部１３は、第１動作として、スイッチング回路２０Ａにおける第１スイッチ素子３１～３４を同時にオンオフさせ、第２スイッチ素子４１～４４を同時にオンオフさせ、かつ第１スイッチ素子３１～３４と第２スイッチ素子４１～４４とを相補的にオンオフさせる。ここで、相補的とは、第１スイッチ素子３１～３４が同時にオフになった後に、第２スイッチ素子４１～４４が同時にオンする、もしくは、第１スイッチ素子３１～３４が同時にオンとなる前に第２スイッチ素子４１～４４が同時にオフする動作を示す。また、第１スイッチ素子３１～３４の動作と第２スイッチ素子４１～４４の動作との間に、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がオフとなるデッドタイムが設けられている。このように、第１動作は、電力変換装置２０による電力変換動作である。すなわち、電力変換装置２０が第１動作を行うことによって、高圧直流バス１４の直流電力を、蓄電装置３に充電される直流電力に変換したり、蓄電装置３から放電される直流電力を、高圧直流バス１４に応じた設定電圧の直流電力に変換したりする。

【0076】

本実施形態では、第１動作において、たとえば第１スイッチ回路３０の各第１スイッチ素子３１～３４がオフ、第２スイッチ回路４０の各第２スイッチ素子４１～４４がオンしているとき、第１スイッチ回路３０のノードＮ１，Ｎ２，Ｎ３の電圧は、それぞれＶ１×１／４，Ｖ１×２／４，Ｖ１×３／４となる。ブートコンデンサ５２Ａは、第１電源部２６Ｌによって充電されているため、ブートコンデンサ５２Ａの端子間電圧は、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌと等しい。したがって、第１動作におけるブートコンデンサ５２Ａの第１端子における電圧は、ノードＮ１の電圧に、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌを加えた電圧（＝Ｖ１×１／４＋Ｖ２６Ｌ）となる。そして、抵抗回路６０Ｂにおいて、ノードＮＢの電圧は、ノードＮ１の電圧に、第１抵抗素子６１の端子間電圧を加えた電圧となる。したがって、第１抵抗素子６１の端子間電圧を、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌよりも小さくすることによって、ブートコンデンサ５２Ａの第１端子から抵抗回路６０Ｂに向かって流れる電流を阻止することができる。また、ブートコンデンサ５２Ｂは、第１電源部２６Ｌによって充電されているため、ブートコンデンサ５２Ｂの端子間電圧は、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌと等しい。したがって、第１動作におけるブートコンデンサ５２Ｂの第１端子における電圧は、ノードＮ２の電圧に、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌを加えた電圧（＝Ｖ１×１／２＋Ｖ２６Ｌ）となる。そして、抵抗回路６０Ｃにおいて、ノードＮＣの電圧は、ノードＮ２の電圧に、第１抵抗素子６１の端子間電圧を加えた電圧となる。したがって、第１抵抗素子６１の端子間電圧を、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌよりも小さくすることによって、ブートコンデンサ５２Ｂの第１端子から抵抗回路６０Ｃに向かって流れる電流を阻止することができる。また、ブートコンデンサ５２Ｃは、第１電源部２６Ｌによって充電されているため、ブートコンデンサ５２Ｂの端子間電圧は、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌと等しい。したがって、第１動作におけるブートコンデンサ５２Ｃの第１端子における電圧は、ノードＮ３の電圧に、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌを加えた電圧（＝Ｖ１×３／４＋Ｖ２６Ｌ）となる。そして、抵抗回路６０Ｄにおいて、ノードＮＤの電圧は、ノードＮ３の電圧に、第１低控訴し６１の端子間電圧を加えた電圧となる。したがって、第１抵抗素子６１の端子間電圧を、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌよりも小さくすることによって、ブートコンデンサ５２Ｃの第１端子から抵抗回路６０Ｄに向かって流れる電流を阻止することができる。

【0077】

また、第１動作において、たとえば第１スイッチ回路３０の各第１スイッチ素子３１～３４がオン、第２スイッチ回路４０の各第２スイッチ素子４１～４４がオフしているとき、第２スイッチ回路４０のノードＮ４，Ｎ５，Ｎ６の電圧は、それぞれＶ２×１／４，Ｖ２×２／４，Ｖ２×３／４となる。ブートコンデンサ５２Ｄは、第２電源部２６Ｈによって充電されているため、ブートコンデンサ５２Ｄの端子間電圧は、第２電源部２６Ｈの電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａと等しい。したがって、第１動作におけるブートコンデンサ５２Ｄの第１端子における電圧は、ノードＮ４の電圧に、電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａを加えた電圧（＝Ｖ２×１／４＋Ｖ２６Ａ）となる。そして、抵抗回路６０Ｆにおいて、ノードＮＦの電圧は、ノードＮ４の電圧に、第１抵抗素子６１の端子間電圧を加えた電圧となる。したがって、第１抵抗素子６１の端子間電圧を、第２電源部２６Ｈの端子間電圧（電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａ）よりも小さくすることによって、ブートコンデンサ５２Ｄの第１端子から抵抗回路６０Ｆに向かって流れる電流を阻止することができる。また、ブートコンデンサ５２Ｅは、第２電源部２６Ｈによって充電されているため、ブートコンデンサ５２Ｅの端子間電圧は、第２電源部２６Ｈの電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａと等しい。したがって、第１動作におけるブートコンデンサ５２Ｅの第１端子における電圧は、ノードＮ５の電圧に、電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａを加えた電圧（＝Ｖ２×１／２＋Ｖ２６Ａ）となる。そして、抵抗回路６０Ｇにおいて、ノードＮＦの電圧は、ノードＮ５の電圧に、第１抵抗素子６１の端子間電圧を加えた電圧となる。したがって、第１抵抗素子６１の端子間電圧を、第２電源部２６Ｈの端子間電圧（電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａ）よりも小さくすることによって、ブートコンデンサ５２Ｅの第１端子から抵抗回路６０Ｇに向かって流れる電流を阻止することができる。また、ブートコンデンサ５２Ｆは、第２電源部２６Ｈによって充電されているため、ブートコンデンサ５２Ｆの端子間電圧は、第２電源部２６Ｈの電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａと等しい。したがって、第１動作におけるブートコンデンサ５２Ｆの第１端子における電圧は、ノードＮ６の電圧に、電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａを加えた電圧（＝Ｖ２×３／４＋Ｖ２６Ａ）となる。そして、抵抗回路６０Ｈにおいて、ノードＮＨの電圧は、ノードＮ６の電圧に、第１抵抗素子６１の端子間電圧を加えた電圧となる。したがって、第１抵抗素子６１の端子間電圧を、第２電源部２６Ｈの端子間電圧（電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａ）よりも小さくすることによって、ブートコンデンサ５２Ｆの第１端子から抵抗回路６０Ｈに向かって流れる電流を阻止することができる。

【0078】

本実施形態の電力変換装置２０は、一対の第１入出力部２２に接続された初期充電回路６０を有している。初期充電回路６０は、第１入出力部２２に第１電圧Ｖ１が印加されているとき、第１電圧Ｖ１に基づいて、各ブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆ，２６Ａを一斉に充電する。この充電を「第２動作」とする。第２動作は、第１動作を実行するために行われる動作であり、第１動作に先立って行われる。

【0079】

本実施形態の電力変換装置２０の一実行態様について、図３～図６を用いて説明する。

【0080】

図３の時刻ｔ１１において第１電圧Ｖ１が電力変換装置２０に印加される。そして、時刻ｔ１２において、制御部１３によって電力変換装置２０が起動される。したがって、図３に示すように、時刻ｔ１１～ｔ１２の期間において電力変換装置２０の第２動作が実施され、時刻ｔ１２以降において電力変換装置２０が第１動作する。

【0081】

まず、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４はいずれもオフ状態である。時刻ｔ１１において第１入出力部２２に第１電圧Ｖ１が印加されると、図４に示すように、第１電圧Ｖ１が抵抗回路６０Ａ～６０Ｆによって分圧され、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４に印加される。本実施形態では、第１電圧Ｖ１は３６０Ｖである。このため、各抵抗回路６０Ａ～６０Ｈの端子間電圧は、４５Ｖである。また、本実施形態では、抵抗回路６０Ａ～６０Ｆにおける第１抵抗素子６１の端子間電圧は１０Ｖであり、第２抵抗素子６２の端子間電圧は３５Ｖである。すなわち、第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２の端子間電圧の関係が上記の端子間電圧の関係となるように、第１抵抗素子６１の抵抗値および第２抵抗素子６２の抵抗値がそれぞれ設定されている。

【0082】

その結果、各ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆおよび第２電源部２６Ｈの電荷蓄電素子２６Ａが一斉に充電される。

【0083】

具体的には、抵抗回路６０Ｂの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＢに生じる分圧電圧）が第１ブートストラップ回路５０Ａのブートコンデンサ５２Ａに供給される。これにより、抵抗回路６０Ｂの第１抵抗素子６１およびダイオード６３Ｂを介して第１ブートストラップ回路５０Ａのブートコンデンサ５２Ａが充電される。ブートコンデンサ５２Ａは、時刻ｔ１１において充電が開始され、抵抗回路６０Ｂの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＢに生じる分圧電圧）まで充電される。抵抗回路６０Ｃの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＣに生じる分圧電圧）が第１ブートストラップ回路５０Ｂのブートコンデンサ５２Ｂに供給される。これにより、抵抗回路６０Ｃの第１抵抗素子６１およびダイオード６３Ｃを介して第１ブートストラップ回路５０Ｂのブートコンデンサ５２Ｂが充電される。ブートコンデンサ５２Ｂは、時刻ｔ１１において充電が開始され、抵抗回路６０Ｃの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＣに生じる分圧電圧）まで充電される。抵抗回路６０Ｄの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＤに生じる分圧電圧）が第１ブートストラップ回路５０Ｃのブートコンデンサ５２Ｃに供給される。これにより、抵抗回路６０Ｄの第１抵抗素子６１およびダイオード６３Ｄを介して第１ブートストラップ回路５０Ｃのブートコンデンサ５２Ｃが充電される。ブートコンデンサ５２Ｃは、時刻ｔ１１において充電が開始され、抵抗回路６０Ｄの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＤに生じる分圧電圧）まで充電される。

【0084】

また、抵抗回路６０Ｅの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＥに生じる分圧電圧）が電荷蓄電素子２６Ａに供給される。これにより、抵抗回路６０Ｅの第１抵抗素子６１およびダイオード６３Ｅを介して第２電源部２６Ｈの電荷蓄電素子２６Ａが充電される。電荷蓄電素子２６Ａは、時刻ｔ１１において充電が開始され、抵抗回路６０Ｅの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＥに生じる分圧電圧）まで充電される。抵抗回路６０Ｆの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＦに生じる分圧電圧）が第２ブートストラップ回路５０Ｄのブートコンデンサ５２Ｄに供給される。これにより、抵抗回路６０Ｆの第１抵抗素子６１およびダイオード６３Ｆを介して第２ブートストラップ回路５０Ｄのブートコンデンサ５２Ｄが充電される。ブートコンデンサ５２Ｄは、時刻ｔ１１において充電が開始され、抵抗回路６０Ｆの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＦに生じる分圧電圧）まで充電される。抵抗回路６０Ｇの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＧに生じる分圧電圧）が第２ブートストラップ回路５０Ｅのブートコンデンサ５２Ｅに供給される。これにより、抵抗回路６０Ｇの第１抵抗素子６１およびダイオード６３Ｇを介して第２ブートストラップ回路５０Ｅのブートコンデンサ５２Ｅが充電される。ブートコンデンサ５２Ｅは、時刻ｔ１１において充電が開始され、抵抗回路６０Ｇの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＧに生じる分圧電圧）まで充電される。抵抗回路６０Ｈの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＨに生じる分圧電圧）が第２ブートストラップ回路５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｆに供給される。これにより、抵抗回路６０Ｈの第１抵抗素子６１およびダイオード６３Ｈを介して第２ブートストラップ回路５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｆが充電される。ブートコンデンサ５２Ｆは、時刻ｔ１１において充電が開始され、抵抗回路６０Ｈの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＨに生じる分圧電圧）まで充電される。

【0085】

次に、時刻ｔ１２において電力変換装置２０が起動されると、図３に示すように、制御部１３によって第１動作が実施される。

【0086】

時刻ｔ１２において第１スイッチ素子３１～３４がオンし、時刻ｔ１３において第１スイッチ素子３１～３４がオフする。時刻ｔ１２～ｔ１３の期間は、第１動作における第１スイッチ素子３１～３４の周期的なオンオフ制御のオン期間である。また時刻ｔ１２～ｔ１３において、第１スイッチ素子３１～３４がオンすることによって、図５に示すように、第１電源部２６Ｌによって第１ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｃのブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃおよび第２電源部２６Ｈの電荷蓄電素子２６Ａが充電される。ブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃおよび電荷蓄電素子２６Ａはそれぞれ、時刻ｔ１２において各第１スイッチ素子３１～３４がオンすることによって充電され、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電される。なお、「端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電される」とは、各抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈにおける端子間電圧によって充電される電圧よりも高く、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌ以下の電圧まで充電されることを意図している。

【0087】

図３に示すように、時刻ｔ１４において第２スイッチ素子４１～４４がオンし、時刻ｔ１５において第２スイッチ素子４１～４４がオフする。時刻ｔ１４～ｔ１５の期間は、第１動作における第２スイッチ素子４１～４４の周期的なオンオフ制御のオン期間である。また時刻ｔ１４～ｔ１５において、第２スイッチ素子４１～４４がオンすることによって、図６に示すように、第２電源部２６Ｈの電荷蓄電素子２６Ａによって第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆが充電される。ブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆはそれぞれ、時刻ｔ１４において各第２スイッチ素子４１～４４がオンすることによって再び充電され、電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａまで充電される。なお、「端子間電圧Ｖ２６Ａまで充電される」とは、各抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈにおける端子間電圧によって充電される電圧よりも高く、電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａ以下の電圧まで充電されることを意図している。この場合、電荷蓄電素子２６Ａの端子間電圧Ｖ２６Ａは、各抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈにおける端子間電圧によって充電される電圧よりも高く、たとえば第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌと等しい。

【0088】

このように、第１スイッチ素子３１～３４のオン期間においてブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃおよび電荷蓄電素子２６Ａが充電され、第２スイッチ素子４１～４４のオン期間においてブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆが充電されるため、第１動作開始後には、初期充電回路６０からブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆおよび電荷蓄電素子２６Ａに充電されることはなくなる。

【0089】

（作用）
本実施形態の作用について説明する。

【0090】

図７は、比較例のスイッチング回路を備える電力変換装置（以下、「比較例の電力変換装置」）の動作を示すタイムチャートである。比較例のスイッチング回路は、スイッチング回路２０Ａから初期充電回路６０を省略した構成である。比較例の電力変換装置では、第１動作が本実施形態の第１動作と同じであり、第２動作が本実施形態の第２動作と異なる。なお、比較例のスイッチング回路において、スイッチング回路２０Ａと共通する構成要素には同一符号を用いて、その説明を省略する。

【0091】

図７に示すように、比較例のスイッチング回路においては、時刻ｔ２１～ｔ２９の期間において第２動作が実施される。

【0092】

比較例のスイッチング回路の制御部（以下、単に「比較例の制御部」）は、時刻ｔ２１において第１スイッチ素子３１のみをオンする。このとき、第１スイッチ素子３１を通じて第１スイッチ素子３２のソースと第１電線２１Ｌとが同じ電位となるため、第１電源部２６Ｌによって第１ブートストラップ回路５０Ａのブートコンデンサ５２Ａが充電される。このため、ブートコンデンサ５２Ａの電位が時刻ｔ２１から時間の経過とともに上昇し、ブートコンデンサ５２Ａが第１電源部２６Ｌの端子間電圧まで充電される。

【0093】

比較例の制御部は、時刻ｔ２２において第１スイッチ素子３２をオンする。このとき、第１スイッチ素子３１はオン状態が維持されている。第１スイッチ素子３２がオンすることによって、第１スイッチ素子３１および第１スイッチ素子３２を通じて第１スイッチ素子３３のソースと第１電線２１Ｌとが同じ電位となる。このため、第１電源部２６Ｌによって第１ブートストラップ回路５０Ｂのブートコンデンサ５２Ｂが充電される。これにより、ブートコンデンサ５２Ｂの電位が時刻ｔ２２から時間の経過とともに上昇し、ブートコンデンサ５２Ｂが第１電源部２６Ｌの端子間電圧まで充電される。

【0094】

比較例の制御部は、時刻ｔ２３において第１スイッチ素子３３をオンする。このとき、第１スイッチ素子３１，３２はオン状態が維持されている。第１スイッチ素子３３がオンすることによって、第１スイッチ素子３１～３３を通じて第１スイッチ素子３４のソースと第１電線２１Ｌとが同じ電位となる。このため、第１電源部２６Ｌによって第１ブートストラップ回路５０Ｃのブートコンデンサ５２Ｃが充電される。これにより、ブートコンデンサ５２Ｃの電位が時刻ｔ２３から時間の経過とともに上昇し、ブートコンデンサ５２Ｃが第１電源部２６Ｌの端子間電圧まで充電される。

【0095】

比較例の制御部は、時刻ｔ２４において第１スイッチ素子３４をオンする。このとき、第１スイッチ素子３１～３３はオン状態が維持されている。第１スイッチ素子３４がオンすることによって、第１スイッチ素子３１～３４を通じて第２スイッチ素子４１のソースと第１電線２１Ｌとが同じ電位となる。このため、第１電源部２６Ｌによって電荷蓄電素子２６Ａが充電される。これにより、電荷蓄電素子２６Ａの電位が時刻ｔ２４から時間の経過とともに上昇し、電荷蓄電素子２６Ａが第１電源部２６Ｌの端子間電圧まで充電される。

【0096】

比較例の制御部は、時刻ｔ２５において第１スイッチ素子３１～３４をオフし、時刻ｔ２６において第２スイッチ素子４１をオンする。このとき、第２スイッチ素子４１を通じて第２スイッチ素子４２のソースとノードＮとが同じ電位となる。このため、電荷蓄電素子２６Ａによって第２ブートストラップ回路５０Ｄのブートコンデンサ５２Ｄが充電される。このため、ブートコンデンサ５２Ｄの電位が時刻ｔ２６から時間の経過とともに上昇し、ブートコンデンサ５２Ｄが第１電源部２６Ｌの端子間電圧まで充電される。

【0097】

比較例の制御部は、時刻ｔ２７において第２スイッチ素子４２をオンする。このとき、第２スイッチ素子４１はオン状態が維持されている。第２スイッチ素子４２がオンすることによって、第２スイッチ素子４１，４２を通じて第２スイッチ素子４３のソースとノードＮとが同じ電位となる。このため、電荷蓄電素子２６Ａによって第２ブートストラップ回路５０Ｅのブートコンデンサ５２Ｅが充電される。これにより、ブートコンデンサ５２Ｅの電位が時刻ｔ２７から時間の経過とともに上昇し、ブートコンデンサ５２Ｅが第１電源部２６Ｌの端子間電圧まで充電される。

【0098】

比較例の制御部は、時刻ｔ２８において第２スイッチ素子４３をオンする。このとき、第２スイッチ素子４１，４２はオン状態が維持されている。第２スイッチ素子４３がオンすることによって、第２スイッチ素子４１～４３を通じて第２スイッチ素子４４のソースとノードＮとが同じ電位となる。このため、電荷蓄電素子２６Ａによって第２ブートストラップ回路５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｆが充電される。これにより、ブートコンデンサ５２Ｆの電位が時刻ｔ２８から時間の経過とともに上昇し、ブートコンデンサ５２Ｆが第１電源部２６Ｌの端子間電圧まで充電される。そして時刻ｔ２９においては、ブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆ，２６Ａがそれぞれ、第１電源部２６Ｌの端子間電圧まで充電されている。その後、比較例の制御部は、第１動作で比較例の電力変換装置を動作させる。

【0099】

このように、比較例の電力変換装置では、第１動作を行う前の第２動作において、第１ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｃのブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃを順に充電し、第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆを順に充電している。このため、第２動作の期間（時刻ｔ２１～時刻ｔ２９）が長くなり、比較例の電力変換装置を速やかに第１動作で動作させることができない。

【0100】

その点、本実施形態では、図３および図４に示すように、初期充電回路６０によって各ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆを一斉に充電するため、比較例の電力変換装置と比較して、制御部１３は、比較例のような第２動作を行うことなく、第１動作を行うことができる。したがって、電力変換装置２０を速やかに第１動作で動作させることができる。

【0101】

（効果）
本実施形態によれば、以下の効果が得られる。

【0102】

（１－１）スイッチング回路２０Ａは、初期充電回路６０を備えている。この構成によれば、第２動作において第１入出力部２２に第１電圧Ｖ１が印加されることによって、各ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆが一斉に充電される。これにより、第１スイッチ回路３０および第２スイッチ回路４０がそれぞれ第１動作を可能な状態となることができるため、電力変換装置２０は、起動後に速やかに各スイッチ素子３１～３４，４１～４４を同期動作させて電力変換動作を行うことができる。

【0103】

（１－２）制御部１３が電力変換装置２０を第１動作で動作させている場合に、第１電源部２６Ｌの端子間電圧よりも、抵抗回路６０Ｂ～６０Ｄの第１抵抗素子６１の端子間電圧が小さい。この構成によれば、電力変換装置２０が第１動作で動作している期間において第１ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｃのブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃは第１電源部２６Ｌから充電される。すなわち、抵抗回路６０Ｂ～６０Ｄの各第１抵抗素子６１およびダイオード６３Ｂ～６３Ｄを介してブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃが充電されることを抑制できる。一対の第１入出力部２２に接続された複数の抵抗回路６０Ａ～６０Ｈを構成する第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２は高抵抗素子であるため、第１入出力部２２に定常的に流れる電流は極めて小さい。ダイオード６３Ｂ～６３Ｄを介してブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｃが充電されると、その分、無駄な電流が流れ、スイッチング回路２０Ａの損失が増加する。したがって、電力変換装置２０が第１動作で動作している場合におけるスイッチング回路２０Ａの損失を低減できる。

【0104】

（１－３）制御部１３が電力変換装置２０を第１動作で動作させている場合に、第２電源部２６Ｈの端子間電圧は、抵抗回路６０Ｆ～６０Ｈの第１抵抗素子６１の端子間電圧よりも大きい。この構成によれば、電力変換装置２０が第１動作で動作している期間において第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆは第２電源部２６Ｈの電荷蓄電素子２６Ａから充電される。すなわち、抵抗回路６０Ｅ～６０Ｈの各第１抵抗素子６１およびダイオード６３Ｅ～６３Ｈを介してブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆが充電されることを抑制できる。したがって、電力変換装置２０が第１動作で動作している場合におけるスイッチング回路２０Ａの損失を低減できる。

【0105】

（１－４）制御部１３は、第１動作よりも前に第２動作が実施されることによって各ブートストラップ回路５０Ａ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ａ～５２Ｆが充電されるため、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４をオンできる。より具体的には、たとえば第１スイッチ素子３１～３４を同時にオンできる。また第２スイッチ素子４１～４４を同時にオンできる。

【0106】

（１－５）電荷蓄電素子２６Ａの静電容量は、第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆの静電容量のそれぞれよりも大きい。この構成によれば、電荷蓄電素子２６Ａによって、ブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆをそれぞれ、第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電することができる。

【0107】

［第２実施形態］
図８～図１９を参照して、第２実施形態のスイッチング回路２０Ｂについて説明する。本実施形態のスイッチング回路２０Ｂは、第１実施形態のスイッチング回路２０Ａと比較して、電源回路２６の一部の構成および３レベルコンバータとして動作する点が主に異なる。以下の説明において、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。

【0108】

図８に示すように、スイッチング回路２０Ｂは、低電位側の第１スイッチ回路３０および高電位側の第２スイッチ回路４０を有している。本実施形態のスイッチ素子３１～３４，４１～４４の構成および接続態様は第１実施形態と同様である。一方、本実施形態では、スイッチ素子３１～３４，４１～４４の区分の仕方が第１実施形態とは異なる。

【0109】

第１スイッチ回路３０は、ｎ個（ただし、ｎは２以上の整数、本実施形態では４個）のスイッチ素子が直列接続された第１スイッチ群３０Ａおよび第２スイッチ群３０Ｂが第１スイッチ群３０Ａおよび第２スイッチ群３０Ｂの順で、一対の第２入出力部２３間に直列接続されている。換言すると、第１スイッチ群３０Ａおよび第２スイッチ群３０Ｂは、第１スイッチ群３０Ａおよび第２スイッチ群３０Ｂの順で、第１電線２１Ｌと第３電線２１Ｍとの間に直列接続されている。本実施形態では、第１スイッチ群３０Ａは、第１スイッチ素子３１および第１スイッチ素子３２の２個のスイッチ素子が直列接続されて構成されている。第２スイッチ群３０Ｂは、第１スイッチ素子３３および第１スイッチ素子３４の２個のスイッチ素子が直列接続されて構成されている。

【0110】

第２スイッチ回路４０は、ｎ個（ただし、ｎは２以上の整数、本実施形態では４個）のスイッチ素子が直列接続された第３スイッチ群４０Ａおよび第４スイッチ群４０Ｂが第３スイッチ群４０Ａおよび第４スイッチ群４０Ｂの順で、一対の第２入出力部２３のうち高電位側と一対の第１入出力部２２のうち高電位側との間に直列接続されている。換言すると、第３スイッチ群４０Ａおよび第４スイッチ群４０Ｂは、第３スイッチ群４０Ａおよび第４スイッチ群４０Ｂの順で、第２電線２１Ｈと第３電線２１Ｍとの間に直列接続されている。本実施形態では、第３スイッチ群４０Ａは、第２スイッチ素子４１および第２スイッチ素子４２の２個のスイッチ素子が直列接続されて構成されている。第４スイッチ群４０Ｂは、第２スイッチ素子４３および第２スイッチ素子４４が直列接続されて構成されている。

【0111】

電源回路２６は、第１電源部２６Ｌと、複数（本実施形態では７個）のブートストラップ回路７０Ａ～７０Ｇと、を有している。すなわち本実施形態では、第２電源部２６Ｈとしてブートストラップ回路が設けられている。第１電源部２６Ｌは、第１実施形態と同様の構成であり、低電位側の第１駆動回路２４Ａに電力を供給する。ブートストラップ回路７０Ａ～７０Ｇは、第１電源部２６Ｌの電力（電圧）に基づいて第１駆動回路２４Ｂ～２４Ｄおよび第２駆動回路２５Ａ～２５Ｄに電力（電圧）を供給する。ブートストラップ回路７０Ａ～７０Ｇは、同じ構成であり、ブートダイオード７１Ａ～７１Ｇと、ブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｇと、を有している。

【0112】

ブートストラップ回路７０Ａは、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３２をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第１駆動回路２４Ｂに供給するための回路である。ブートストラップ回路７０Ａは、第１電源部２６Ｌのプラス端子と、第１駆動回路２４Ｂとの間に接続されている。

【0113】

ブートストラップ回路７０Ａのブートダイオード７１Ａのアノード端子は、第１電源部２６Ｌのプラス端子に接続されており、ブートダイオード７１Ａのカソード端子は、第１駆動回路２４Ｂの高電位電源端子２４ＨＢに接続されている。ブートストラップ回路７０Ａのブートコンデンサ７２Ａの第１端子は、ブートダイオード７１Ａのカソード端子および第１駆動回路２４Ｂの高電位電源端子２４ＨＢに接続されており、ブートコンデンサ７２Ａの第２端子は、第１駆動回路２４Ｂの低電位電源端子２４ＬＢに接続されている。

【0114】

ブートストラップ回路７０Ｂは、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第１駆動回路２４Ｃに供給するための回路である。ブートストラップ回路７０Ｂは、第１電源部２６Ｌのプラス端子と、第１駆動回路２４Ｃとの間に接続されている。

【0115】

ブートストラップ回路７０Ｂのブートダイオード７１Ｂのアノード端子は、第１電源部２６Ｌのプラス端子に接続されており、ブートダイオード７１Ｂのカソード端子は、第１駆動回路２４Ｃの高電位電源端子２４ＨＣに接続されている。ブートストラップ回路７０Ｂのブートコンデンサ７２Ｂの第１端子は、ブートダイオード７１Ｂのカソード端子および第１駆動回路２４Ｃの高電位電源端子２４ＨＣに接続されており、ブートコンデンサ７２Ｂの第２端子は、第１駆動回路２４Ｃの低電位電源端子２４ＬＣに接続されている。

【0116】

ブートストラップ回路７０Ｃは、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３４をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第１駆動回路２４Ｄに供給するための回路である。ブートストラップ回路７０Ｃは、ブートストラップ回路７０Ｂと、第１駆動回路２４Ｄとの間に接続されている。

【0117】

ブートストラップ回路７０Ｃのブートダイオード７１Ｃのアノード端子は、ブートダイオード７１Ｂのカソード端子に接続されており、ブートダイオード７１Ｃのカソード端子は、第１駆動回路２４Ｄの高電位電源端子２４ＨＤに接続されている。ブートストラップ回路７０Ｃのブートコンデンサ７２Ｃの第１端子は、ブートダイオード７１Ｃのカソード端子および第１駆動回路２４Ｄの高電位電源端子２４ＨＤに接続されており、ブートコンデンサ７２Ｃの第２端子は、第１駆動回路２４Ｄの低電位電源端子２４ＬＤに接続されている。

【0118】

ブートストラップ回路７０Ｄは、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ａに供給するための回路である。ブートストラップ回路７０Ｃは、ブートストラップ回路７０Ｂと、第２駆動回路２５Ａとの間に接続されている。

【0119】

ブートストラップ回路７０Ｄのブートダイオード７１Ｄのアノード端子は、ブートダイオード７１Ｂのカソード端子に接続されており、ブートダイオード７１Ｄのカソード端子は、第２駆動回路２５Ａの高電位電源端子２５ＨＡに接続されている。ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄの第１端子は、ブートダイオード７１Ｄのカソード端子および第２駆動回路２５Ａの高電位電源端子２５ＨＡに接続されており、ブートコンデンサ７２Ｄの第２端子は、第２駆動回路２５Ａの低電位電源端子２５ＬＡに接続されている。

【0120】

ブートストラップ回路７０Ｅは、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４２をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ｂに供給するための回路である。ブートストラップ回路７０Ｅは、ブートストラップ回路７０Ｂと、第２駆動回路２５Ｂとの間に接続されている。

【0121】

ブートストラップ回路７０Ｅのブートダイオード７１Ｅのアノード端子は、ブートダイオード７１Ｄのカソード端子およびブートコンデンサ７２Ｄの第１端子に接続されており、ブートダイオード７１Ｅのカソード端子は、第２駆動回路２５Ｂの高電位電源端子２５ＨＢに接続されている。ブートストラップ回路７０Ｅのブートコンデンサ７２Ｅの第１端子は、ブートダイオード７１Ｅのカソード端子および第２駆動回路２５Ｂの高電位電源端子２５ＨＢに接続されており、ブートコンデンサ７２Ｅの第２端子は、第２駆動回路２５Ｃの低電位電源端子２５ＬＣに接続されている。

【0122】

ブートストラップ回路７０Ｆは、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ｃに供給するための回路である。ブートストラップ回路７０Ｆは、ブートストラップ回路７０Ｄと、第２駆動回路２５Ｃとの間に接続されている。

【0123】

ブートストラップ回路７０Ｆのブートダイオード７１Ｆのアノード端子は、ブートダイオード７１Ｄのカソード端子およびブートコンデンサ７２Ｅの第１端子に接続されており、ブートダイオード７１Ｆのカソード端子は、第２駆動回路２５Ｃの高電位電源端子２５ＨＣに接続されている。ブートストラップ回路７０Ｆのブートコンデンサ７２Ｆの第１端子は、ブートダイオード７１Ｅのカソード端子および第２駆動回路２５Ｃの高電位電源端子２５ＨＣに接続されており、ブートコンデンサ７２Ｆの第２端子は、第２駆動回路２５Ｄの低電位電源端子２５ＬＤに接続されている。

【0124】

ブートストラップ回路７０Ｇは、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４４をオンさせるために必要な電圧（駆動電圧）を、第２駆動回路２５Ｄに供給するための回路である。ブートストラップ回路７０Ｇは、ブートストラップ回路７０Ｆと、第２駆動回路２５Ｄとの間に接続されている。

【0125】

ブートストラップ回路７０Ｇのブートダイオード７１Ｇのアノード端子は、ブートダイオード７１Ｆのカソード端子に接続されており、ブートダイオード７１Ｇのカソード端子は、第２駆動回路２５Ｄの高電位電源端子２５ＨＤに接続されている。ブートストラップ回路７０Ｇのブートコンデンサ７２Ｇの第１端子は、ブートダイオード７１Ｇのカソード端子および第２駆動回路２５Ｄの高電位電源端子２５ＨＤに接続されており、ブートコンデンサ７２Ｇの第２端子は、第２駆動回路２５Ｄの低電位電源端子２５ＬＤに接続されている。

【0126】

本実施形態では、ブートストラップ回路７０Ａ～７０Ｇのブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｇのうちブートコンデンサ７２Ｂ，７２Ｄ，７２Ｆの静電容量は、ブートコンデンサ７２Ａ，７２Ｃ，７２Ｅ，７２Ｇの静電容量よりも大きい。

【0127】

また、第２スイッチ群３０Ｂのうち最も低電位側の第１スイッチ素子３３を駆動する第１駆動回路２４Ｃに接続されたブートコンデンサ７２Ｂの静電容量をＡ１、第３スイッチ群４０Ａのうち最も低電位側の第２スイッチ素子４１を駆動する第２駆動回路２５Ａに接続されたブートコンデンサ７２Ｄの静電容量をＡ２、および、第４スイッチ群４０Ｂのうち最も低電位側の第２スイッチ素子４３を駆動する第２駆動回路２５Ｃに接続されたブートコンデンサ７２Ｆの静電容量をＡ３とする。この場合、これら静電容量の関係は、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３となる。

【0128】

スイッチング回路２０Ｂは、第１スイッチ群３０Ａと第２スイッチ群３０Ｂとの間の第１の接続点（ノードＮ２）と、第３スイッチ群４０Ａと第４スイッチ群４０Ｂとの間の第２の接続点（ノードＮ５）との間に接続されたコンデンサ２８Ｃを有している。本実施形態では、コンデンサ２８Ｃは、フライングキャパシタとして機能する。また、スイッチング回路２０Ｂは、スナバ用のコンデンサ２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｄを有している。なお、本実施形態では、コンデンサ２８Ｃは、スナバ用のコンデンサとしても機能する。コンデンサ２８Ａは、第１電線２１Ｌと第２電線２１Ｈとに接続されている。コンデンサ２８Ｂは、第１スイッチ群３０Ａの各スイッチ素子３１，３２の接続点（ノードＮ１）と第４スイッチ群４０Ｂの各スイッチ素子４３，４４の接続点（ノードＮ６）との間に接続されている。コンデンサ２８Ｄは、第２スイッチ群３０Ｂの各スイッチ素子３３，３４の接続点（ノードＮ３）と第３スイッチ群４０Ａの各スイッチ素子４１，４２の接続点（ノードＮ４）との間に接続されている。

【0129】

スイッチング回路２０Ｂは、スイッチング回路２０Ａと同様に、初期充電回路６０を有している。図８に示すとおり、初期充電回路６０の構成および各スイッチ素子３１～３４，４１～４４および電源回路２６への接続構成は第１実施形態と同様である。

【0130】

次に、電力変換装置２０の動作について説明する。

【0131】

制御部１３は、たとえば電力変換装置２０の駆動を第１動作および第２動作で制御する。第２動作は、第１実施形態の第２動作と同様であるため、その説明を省略する。

【0132】

制御部１３は、たとえば電力変換装置２０が３レベルコンバータとして動作する場合、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２と第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４とを相補的、かつ、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４と第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２とを相補的に駆動する。

【0133】

相補的に駆動する各スイッチ群３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂの組み合わせによって、スイッチング回路２０Ｂは、４つの状態（モード）を取り得る。

【0134】

図９～図１２は、第１動作においてスイッチング回路２０Ｂが取り得る第１～第４モードを示している。

【0135】

図９に示すように、第１モードでは、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２がオン、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４がオフ、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２がオン、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４がオフの状態である。

【0136】

図１０に示すように、第２モードでは、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２がオフ、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４がオン、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２がオフ、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４３がオンの状態である。

【0137】

図１１に示すように、第３モードでは、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２がオフ、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４がオフ、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２がオン、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４がオンの状態である。

【0138】

図１２に示すように、第４モードでは、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２がオン、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４がオン、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２がオフ、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４がオフの状態である。

【0139】

本実施形態では、第１動作において、要求電力に応じてデューティ比を制御し、出力電力を制御する。デューティ比が５０％よりも小さい場合に第１モード、第２モードおよび第３モードで動作し、デューティ比が５０％よりも大きい場合に第１モード、第２モードおよび第４モードで動作する。デューティ比が５０％の場合は、第１モードおよび第２モードのみで動作する。すなわちどのようなデューティ比の場合であっても第１モードおよび第２モードが含まれており、デューティ比が５０％よりも小さいか大きいかによって、第３モードおよび第４モードのいずれかが選択される。この第１動作は、電力変換装置２０による電力変換動作であり、本実施形態では、３レベルの電圧によって電力変換する。

【0140】

また本実施形態においても、第１動作における各スイッチ群３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂの相補的な駆動において、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がターンオンまたはターンオフする瞬間の前後に、貫通電流が流れることを防ぐために全てのスイッチ素子がオフになるデッドタイムが設けられている。

【0141】

次に、本実施形態の電力変換装置２０の一実行態様について、図１３～図１９を用いて説明する。

【0142】

図１３に示すように、時刻ｔ３１において第１電圧Ｖ１が電力変換装置２０に印加される。そして、時刻ｔ３３において、制御部１３によって電力変換装置２０が起動される。したがって、時刻ｔ３１～ｔ３２の期間において電力変換装置２０の第２動作が実施され、時刻ｔ３３以降において電力変換装置２０が第１動作する。

【0143】

図１３に示すように、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４がいずれもオフである状態であり、時刻ｔ３１において第１入出力部２２に第１電圧Ｖ１を印加する。これにより、図１４に示すように、第１電圧Ｖ１が抵抗回路６０Ａ～６０Ｆによって分圧され、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４に印加される。本実施形態では、第１電圧Ｖ１は３６０Ｖである。このため、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４のドレイン‐ソース間電圧は、４５Ｖである。また、本実施形態では、抵抗回路６０Ａ～６０Ｆにおける第１抵抗素子６１の端子間電圧は１０Ｖであり、第２抵抗素子６２の端子間電圧は３５Ｖである。すなわち、第１抵抗素子６１の端子間電圧と第２抵抗素子６２の端子間電圧との関係が上記の関係となるように、第１抵抗素子６１の抵抗値および第２抵抗素子６２の抵抗値がそれぞれ設定されている。

【0144】

その結果、各ブートストラップ回路７０Ａ～７０Ｇのブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｇが一斉に充電される。この充電態様は、第１実施形態と同様である。つまり、ブートコンデンサ７２Ａは、時刻ｔ３１において充電が開始され、時刻ｔ３２よりも前の時刻において抵抗回路６０Ｂの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＢに生じる分圧電圧）まで充電される。ブートコンデンサ７２Ｂは、時刻ｔ３１において充電が開始され、時刻ｔ３２よりも前の時刻において抵抗回路６０Ｃの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＣに生じる分圧電圧）まで充電される。ブートコンデンサ７２Ｃは、時刻ｔ３１において充電が開始され、時刻ｔ３２よりも前の時刻において抵抗回路６０Ｄの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＤに生じる分圧電圧）まで充電される。ブートコンデンサ７２Ｄは、時刻ｔ３１において充電が開始され、時刻ｔ３２よりも前の時刻において抵抗回路６０Ｅの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＥに生じる分圧電圧）まで充電される。ブートコンデンサ７２Ｅは、時刻ｔ３１において充電が開始され、時刻ｔ３２よりも前の時刻において抵抗回路６０Ｆの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＦに生じる分圧電圧）まで充電される。ブートコンデンサ７２Ｆは、時刻ｔ３１において充電が開始され、時刻ｔ３２よりも前の時刻において抵抗回路６０Ｇの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＧに生じる分圧電圧）まで充電される。ブートコンデンサ７２Ｇは、時刻ｔ３１において充電が開始され、時刻ｔ３２よりも前の時刻において抵抗回路６０Ｈの第１抵抗素子６１による分圧電圧（ノードＮＨに生じる分圧電圧）まで充電される。

【0145】

次に、図１３に示すように、制御部１３は、時刻ｔ３３以降で電力変換装置２０を第１動作で動作させる。

【0146】

制御部１３は、時刻ｔ３３において第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２および第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２をオンする。時刻ｔ３３では、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４および第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４はオフ状態である。そして制御部１３は、時刻ｔ３４において第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２をオフする。つまり、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２はオン状態が維持される。このように、制御部１３は、時刻ｔ３３～ｔ３４の期間において、電力変換装置２０を第１モードで動作させている。

【0147】

この場合、時刻ｔ３３～ｔ３４の期間において、第１スイッチ素子３１，３２がオンすることによって、図１５に示すように、第１電源部２６Ｌが第１ブートストラップ回路７０Ａ，７０Ｂのブートコンデンサ７２Ａ，７２Ｂを充電する。ブートコンデンサ７２Ａ，７２Ｂはそれぞれ、時刻ｔ３３において第１スイッチ素子３１，３２がオンすることによって第１電源部２６Ｌによる充電が開始され、時刻ｔ３４よりも前の時刻において第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電される。一方、時刻ｔ３３～ｔ３４の期間においては、ブートコンデンサ７２Ｄの端子間電圧と第２ブートストラップ回路７０Ｅ，７０Ｆのブートコンデンサ７２Ｅ，７２Ｆの端子間電圧とが互いに等しいため、第２スイッチ素子４１，４２がオンしても、ブートコンデンサ７２Ｄがブートコンデンサ７２Ｅ，７２Ｆを充電していない。

【0148】

図１３に示すように、制御部１３は、時刻ｔ３５において第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４をオンする。時刻ｔ３５では、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２および第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４がオフ状態であり、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２がオン状態である。そして制御部１３は、時刻ｔ３６において第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２をオフする。つまり、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４はオン状態が維持される。このように、制御部１３は、時刻ｔ３５～ｔ３６の期間において、電力変換装置２０を第３モードで動作させている。

【0149】

この場合、時刻ｔ３５～ｔ３６の期間においては、ブートコンデンサ７２Ｄ～７２Ｇの端子間電圧が互いに等しいため、第２スイッチ素子４１～４４がオンしても、ブートコンデンサ７２Ｄがブートコンデンサ７２Ｅ～７２Ｇを充電していない。

【0150】

図１３に示すように、制御部１３は、時刻ｔ３７において第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４をオンする。時刻ｔ３７では、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２および第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２がオフ状態であり、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４がオン状態である。そして制御部１３は、時刻ｔ３８において第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４をオフする。つまり、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４はオン状態が維持される。このように、制御部１３は、時刻ｔ３７～ｔ３８の期間において、電力変換装置２０を第２モードで動作させている。

【0151】

この場合、時刻ｔ３７～ｔ３８の期間において、第１スイッチ素子３３，３４がオンすることによって、図１７に示すように、第１ブートストラップ回路７０Ｂのブートコンデンサ７２Ｂが第１ブートストラップ回路７０Ｃのブートコンデンサ７２Ｃおよび第２ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄを充電する。ブートコンデンサ７２Ｃ，７２Ｄはそれぞれ、時刻ｔ３７において第１スイッチ素子３３，３４がオンすることによってブートコンデンサ７２Ｂからの充電が開始され、時刻ｔ３８よりも前の時刻において第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電される。時刻ｔ３７において、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２がオフ状態であるため、ブートコンデンサ７２Ｄがブートコンデンサ７２Ｅ，７２Ｆに充電しない。また、時刻ｔ３７において、ブートコンデンサ７２Ｆ，７２Ｇの端子間電圧が互いに等しいため、第２スイッチ素子４３，４４がオンしても、ブートコンデンサ７２Ｆがブートコンデンサ７２Ｇを充電していない。

【0152】

制御部１３は、時刻ｔ３９において第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２をオンする。時刻ｔ３９では、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２および第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４がオフ状態であり、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４がオン状態である。そして制御部１３は、時刻ｔ４０において第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４３をオフする。つまり、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２はオン状態が維持される。このように、制御部１３は、時刻ｔ３９～ｔ４０の期間において、電力変換装置２０を第３モードで動作させている。

【0153】

この場合、時刻ｔ３９～ｔ４０の期間において、第２スイッチ素子４１～４４がオンすることによって、図１６に示すように、第２ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄが第２ブートストラップ回路７０Ｅ～７０Ｇのブートコンデンサ７２Ｅ～７２Ｇを充電する。ブートコンデンサ７２Ｅ～７２Ｇはそれぞれ、時刻ｔ３９において第２スイッチ素子４１～４４がオンすることによってブートコンデンサ７２Ｄからの充電が開始され、時刻ｔ４０よりも前の時刻において第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電される。

【0154】

制御部１３は、時刻ｔ４１以降において、時刻ｔ３３～ｔ４０の動作を繰り返す。このときの第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２および第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４のデューティ比は常に５０％よりも小さい。

【0155】

ブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｇの端子間電圧がそれぞれ第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電された状態となった時刻ｔ４１以降において、制御部１３が電力変換装置２０を第１モード、第２モードおよび第３モードで動作させる場合、図１５～図１７に示す充電動作が実施される。

【0156】

制御部１３が電力変換装置２０を第１モードで動作させる場合、図１５に示すように、第１スイッチ素子３１，３２がオンすることによって、第１電源部２６Ｌが第１ブートストラップ回路７０Ａ，７０Ｂのブートコンデンサ７２Ａ，７２Ｂを充電する。また、第２スイッチ素子４２，４３がオンすることによって、第２ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄが第２ブートストラップ回路７０Ｅ，７０Ｆのブートコンデンサ７２Ｅ，７２Ｆを充電する。

【0157】

制御部１３が電力変換装置２０を第２モードで動作させる場合、図１７に示すように、第１スイッチ素子３３，３４がオンすることによって、第１ブートストラップ回路７０Ｂのブートコンデンサ７２Ｂが第１ブートストラップ回路７０Ｃのブートコンデンサ７２Ｃおよび第２ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄを充電する。また第２スイッチ素子４３，４４がオンすることによって、第２ブートストラップ回路７０Ｆのブートコンデンサ７２Ｆが第２ブートストラップ回路７０Ｇのブートコンデンサ７２Ｇを充電する。

【0158】

制御部１３が電力変換装置２０を第３モードで動作させる場合、図１６に示すように、第２スイッチ素子４１～４４がオンすることによって、第２ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄが第２ブートストラップ回路７０Ｅ～７０Ｇのブートコンデンサ７２Ｅ～７２Ｇを充電する。

【0159】

次に、第１スイッチ素子３１～３４のデューティ比が５０％よりも大きい場合における制御部１３による電力変換装置２０の一連の駆動シーケンスの一実行態様について、図１８を主に用いて説明する。なお、図１８に示す例では、図１３に示す例と比較して第１動作が異なる。

【0160】

図１８に示すように、時刻ｔ３１～ｔ３２の期間において電力変換装置２０の第２動作が実施される。

【0161】

制御部１３は、時刻ｔ３３以降において電力変換装置２０を第１動作で動作させる。

【0162】

制御部１３は、時刻ｔ３３において第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２および第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４をオンする。時刻ｔ３３では、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２および第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４はオフ状態である。そして制御部１３は、時刻ｔ３４において第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４をオフする。つまり、時刻ｔ３４では、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２はオン状態が維持される。このように、制御部１３は、時刻ｔ３３～ｔ３４の期間において、電力変換装置２０を第４モードで動作させている。

【0163】

この場合、時刻ｔ３３～ｔ３４の期間において、第１スイッチ素子３１～３４がオンすることによって、図１９に示すように、第１電源部２６Ｌが第１ブートストラップ回路７０Ａ～７０Ｃのブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｃ、および、第２ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄを充電する。ブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｄはそれぞれ、時刻ｔ３３において第１スイッチ素子３１～３４がオンすることによって第１電源部２６Ｌによる充電が開始され、時刻ｔ３４よりも前の時刻において第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電される。

【0164】

図１８に示すように、制御部１３は、時刻ｔ３５において第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２をオンする。時刻ｔ３５では、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４および第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４がオフ状態であり、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２がオン状態である。そして制御部１３は、時刻ｔ３６において第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２をオフする。つまり、時刻ｔ３６では、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２はオン状態が維持される。このように、制御部１３は、時刻ｔ３５～ｔ３６の期間において、電力変換装置２０を第１モードで動作させている。

【0165】

この場合、時刻ｔ３５～ｔ３６の期間において、第１スイッチ素子３１，３２がオンすることによって、図１５に示すように、第１電源部２６Ｌが第１ブートストラップ回路７０Ａ，７０Ｂのブートコンデンサ７２Ａ，７２Ｂを充電する。これにより、ブートコンデンサ７２Ａ，７２Ｂの電圧が第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌに維持される。また、第２スイッチ素子４１，４２がオンすることによって、図１５に示すように、第２ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄが第２ブートストラップ回路７０Ｅ，７０Ｆのブートコンデンサ７２Ｅ，７２Ｆを充電する。ブートコンデンサ７２Ｅ，７２Ｆはそれぞれ、時刻ｔ３５において第２スイッチ素子４１，４２がオンすることによってブートコンデンサ７２Ｄによる充電が開始され、時刻ｔ３６よりも前の時刻においてブートコンデンサ７２Ｄの端子間電圧、つまり第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電される。

【0166】

制御部１３は、時刻ｔ３７において第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４をオンする。時刻ｔ３７では、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２および第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４がオフ状態であり、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２がオン状態である。そして制御部１３は、時刻ｔ３８において第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２をオフする。つまり、時刻ｔ３８では、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４はオン状態が維持される。このように、制御部１３は、時刻ｔ３７～ｔ３８の期間において、電力変換装置２０を第４モードで動作させている。

【0167】

この場合、時刻ｔ３７～ｔ３８の期間において、第１スイッチ素子３１～３４がオンすることによって、図１９に示すように、第１電源部２６Ｌが第１ブートストラップ回路７０Ａ～７０Ｃのブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｃを充電し、第２ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄを充電する。これにより、ブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｄの電圧が第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌに維持される。

【0168】

制御部１３は、時刻ｔ３９において第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４をオンする。時刻ｔ３９では、第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２および第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２がオフ状態であり、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４がオン状態である。そして制御部１３は、時刻ｔ４０において第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４をオフする。つまり、時刻ｔ４０では、第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４はオン状態が維持される。このように、制御部１３は、時刻ｔ３９～ｔ４０の期間において、電力変換装置２０を第２モードで動作させている。

【0169】

この場合、時刻ｔ３９～ｔ４０の期間において、第１スイッチ素子３３，３４がオンすることによって、図１７に示すように、第１ブートストラップ回路７０Ｂのブートコンデンサ７２Ｂが第１ブートストラップ回路７０Ｃのブートコンデンサ７２Ｃおよび第２ブートストラップ回路７０Ｄのブートコンデンサ７２Ｄを充電する。これにより、ブートコンデンサ７２Ｃ，７２Ｄの電圧が第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌに維持される。また、第２スイッチ素子４３，４４がオンすることによって、図１７に示すように、第２ブートストラップ回路７０Ｆのブートコンデンサ７２Ｆが第２ブートストラップ回路７０Ｇのブートコンデンサ７２Ｇを充電する。ブートコンデンサ７２Ｇはそれぞれ、時刻ｔ３９において第２スイッチ素子４３，４４がオンすることによって充電が開始され、時刻ｔ４０よりも前の時刻において第１電源部２６Ｌの端子間電圧Ｖ２６Ｌまで充電される。そして、制御部１３は、時刻ｔ４１以降において、上述した時刻ｔ３３～ｔ４０の動作を繰り返す。

【0170】

（効果）
本実施形態によれば、以下の効果が得られる。

【0171】

（２－１）低電位側のブートストラップ回路７０Ｂ，７０Ｄ，７０Ｆのブートダイオード７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｆのカソード端子に、高電位側のブートストラップ回路７０Ｃ，７０Ｅ，７０Ｇのブートダイオード７１Ｃ，７１Ｅ，７１Ｇのアノード端子が接続されている。この構成によれば、たとえば第１スイッチ素子３１～３４および第２スイッチ素子４１～４４のうち４つのスイッチ素子と残りの４つのスイッチ素子とを相補的にオンオフさせる場合に、第１電源部２６Ｌからの電力供給が途絶える状況であってもブートストラップ回路７０Ｃ，７０Ｅ，７０Ｇのブートコンデンサ７２Ｃ，７２Ｅ，７２Ｇに電力供給できる。このため、第１～第４スイッチ群３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂを有するスイッチング回路２０Ｂで３レベルの出力を得ることができる。

【0172】

（２－２）ブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｇのうちブートコンデンサ７２Ｂ，７２Ｄ，７２Ｆは、その静電容量が他のブートコンデンサ７２Ａ，７２Ｃ，７２Ｅ，７２Ｇよりも大容量である。さらに、ブートコンデンサ７２Ｂの容量Ａ１＞ブートコンデンサ７２Ｄの容量Ａ２＞ブートコンデンサ７２Ｆの容量Ａ３の関係とすることによって、他のブートコンデンサ７２Ｃ，７２Ｅ，７２Ｇに電力供給してブートコンデンサ７２Ｃ，７２Ｅ，７２Ｇを充電することができる。

【0173】

（２－３）制御部１３は、第１動作よりも前に第２動作を行うことによって、ブートストラップ回路７０Ａ～７０Ｇのブートコンデンサ７２Ａ～７２Ｇが充電されるため、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４をオンできる。より具体的には、たとえば第１スイッチ群３０Ａの第１スイッチ素子３１，３２を同時にオンできる。同様に第２スイッチ群３０Ｂの第１スイッチ素子３３，３４を同時にオンできる。また、第３スイッチ群４０Ａの第２スイッチ素子４１，４２を同時にオンできる。さらに、第４スイッチ群４０Ｂの第２スイッチ素子４３，４４を同時にオンできる。

【0174】

［変更例］
上記各実施形態は本開示に関するスイッチング回路が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に関するスイッチング回路は上記各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、上記各実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または上記各実施形態に新たな構成を付加した形態である。なお、以下の各変更例について、技術的な矛盾が生じない限り、互いに組み合わせることができる。また以下の各変更例において、上記各実施形態と共通する部分については、上記各実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0175】

・第１実施形態において、第２電源部２６Ｈの構成は任意に変更可能である。一例では、図２０に示すように、第２電源部２６Ｈは、直流電源から構成されてもよい。この場合、第２電源部２６Ｈのプラス端子は、第２駆動回路２５Ａの高電位電源端子２５ＨＡ、および第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆのブートダイオード５１Ｄ～５１Ｆのアノード端子に接続されている。第２電源部２６Ｈのマイナス端子は、第２駆動回路２５Ａの低電位電源端子２５ＬＡに接続されている。また、第２電源部２６Ｈのマイナス端子は、第１ブートストラップ回路５０Ｃのブートダイオード５１Ｃのアノード端子には接続されていない。このように、第２ブートストラップ回路５０Ｄ～５０Ｆのブートコンデンサ５２Ｄ～５２Ｆは、電力変換装置２０が第１動作しているときに第２電源部２６Ｈによって充電される。

【0176】

・第２実施形態において、スイッチング回路２０Ｂは、ブートストラップ回路７０Ｄに代えて、図２１に示すように、直流電源である第２電源部２６Ｈを備えていてもよい。この場合、第２電源部２６Ｈのプラス端子は、第２駆動回路２５Ａの高電位電源端子２５ＨＡ、およびブートストラップ回路７０Ｄ，７０Ｅのブートダイオード７１Ｄ，７１Ｅのアノード端子に接続されている。第２電源部２６Ｈのマイナス端子は、第２駆動回路２５Ａの低電位電源端子２５ＬＡに接続されている。また、第２電源部２６Ｈのマイナス端子は、ブートストラップ回路７０Ｃのブートダイオード７１Ｃのアノード端子には接続されていない。このように、ブートストラップ回路７０Ｅ～７０Ｇのブートコンデンサ７２Ｅ～７２Ｇは、電力変換装置２０が第１動作しているときに第２電源部２６Ｈによって充電される。

【0177】

・上記各実施形態において、初期充電回路６０のうち抵抗回路６０Ａの構成は任意に変更可能である。一例では、抵抗回路６０Ａは、１個の抵抗素子からなる。この場合、この抵抗素子の抵抗値は、抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈの第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値との合計の抵抗値と同じである。また別例では、抵抗回路６０Ａは、３個以上の抵抗素子からなる。この場合、３個以上の抵抗素子の合計の抵抗値は、抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈの第１抵抗素子６１の抵抗値と第２抵抗素子６２の抵抗値との合計の抵抗値と同じである。

【0178】

・上記各実施形態において、初期充電回路６０のうち抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈの構成は任意に変更可能である。一例では、抵抗回路６０Ｂ～６０Ｈは、３個以上の抵抗素子からなる。この場合、第１抵抗素子６１および第２抵抗素子６２の少なくとも一方が複数の抵抗素子からなる。第１抵抗素子６１が複数の抵抗素子からなる場合、複数の抵抗素子は互いに直列接続されてもよいし、並列接続されてもよい。第２抵抗素子６２が複数の抵抗素子からなる場合、複数の抵抗素子は互いに直列接続されてもよいし、並列接続されてもよい。

【0179】

・上記各実施形態において、第１ブートストラップ回路５０Ｂ，５０Ｃおよび第２ブートストラップ回路５０Ｅ，５０Ｆ（ブートストラップ回路７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｅ，７０Ｆ）の構成はそれぞれ任意に変更可能である。一例では、図２２に示すように、第１ブートストラップ回路５０Ａのブートダイオード５１Ａのカソード端子が第１ブートストラップ回路５０Ｂのブートダイオード５１Ｂのアノード端子に接続されている。なお、図２２は第１ブートストラップ回路５０Ａのブートダイオード５１Ａの接続構成の説明するための図であるため、図２２では、便宜上、初期充電回路６０を省略して示している。

【0180】

・上記各実施形態において、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４のそれぞれに、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いてもよい。この場合、ＩＧＢＴに並列に接続される還流ダイオードが設けられる。また、各スイッチ素子３１～３４，４１～４４はそれぞれ、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴに代えて、バイポーラトランジスタ等の他のトランジスタが用いられてもよい。

【0181】

・上記各実施形態のスイッチング回路２０Ａ，２０Ｂは、一対の第１入出力部２２間と一対の第２入出力部２３間との少なくとも一方に平滑コンデンサが設けられてもよい。

【0182】

・上記各実施形態のスイッチング回路２０Ａ，２０Ｂは、双方向の電力変換装置に適用されたが、これに限られず、一方向の電力変換装置に適用されてもよい。

【0183】

・上記各実施形態のスイッチング回路２０Ａ，２０Ｂは、単相２線式の電力管理システム１の電力変換装置２０に適用されたが、これに限られず、単相３線式の電力管理システム１の電力変換装置２０に適用されてもよい。

【0184】

（付記）
上記各実施形態および上記各変更例から把握される技術的思想について以下に記載する。

【0185】

（付記１）前記複数の抵抗回路のうち最も低電位側の抵抗回路は、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のスイッチング回路。

【0186】

この構成によれば、複数の抵抗回路の抵抗値が同一となるため、第１電圧を複数の抵抗回路によって互いに等しく分圧することができる。

【符号の説明】

【0187】

１３…制御部
２０Ａ，２０Ｂ…スイッチング回路
２２…一対の第１入出力部
２３…一対の第２入出力部
２４，２４Ａ～２４Ｄ…第１駆動回路
２５，２５Ａ～２５Ｄ…第２駆動回路
２６Ｌ…第１電源部
２６Ｈ…第２電源部
２６Ａ…電荷蓄電素子
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ、２８Ｄ…コンデンサ
３０…第１スイッチ回路
３０Ａ…第１スイッチ群
３０Ｂ…第２スイッチ群
３１～３４…第１スイッチ素子
４０…第２スイッチ回路
４０Ａ…第３スイッチ群
４０Ｂ…第４スイッチ群
４１～４４…第２スイッチ素子
５０Ａ～５０Ｃ…第１ブートストラップ回路
５２Ａ～５２Ｃ…ブートコンデンサ（第１ブートコンデンサ）
５０Ｄ～５０Ｆ…第２ブートストラップ回路
５２Ｄ～５２Ｆ…ブートコンデンサ（第２ブートコンデンサ）
６０…初期充電回路
６０Ａ～６０Ｈ…抵抗回路
６１…第１抵抗素子
６２…第２抵抗素子
６３Ｂ～６３Ｈ…ダイオード
７０Ａ～７０Ｇ…ブートストラップ回路
７２Ａ～７２Ｃ…ブートコンデンサ（第１ブートコンデンサ）
７２Ｄ～７２Ｇ…ブートコンデンサ（第２ブートコンデンサ）
Ａ１，Ａ２，Ａ３…容量
Ｎ…ノード（第１スイッチ回路と第２スイッチ回路との接続点）
Ｎ１～Ｎ６…ノード（各スイッチ素子間の接続点）
Ｎ２…ノード（第１の接続点）
Ｎ５…ノード（第２の接続点）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】