特許 7276064 ＤＣＤＣコンバータ

(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】2023-05-10

(45)【発行日】2023-05-18

(54)【発明の名称】ＤＣＤＣコンバータ

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/155 20060101AFI20230511BHJP

【ＦＩ】

H02M3/155 C

H02M3/155 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019186578

(22)【出願日】2019-10-10

(65)【公開番号】P2021064981

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2022-01-24

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中島 新太

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 剛史

【審査官】柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２９６１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７０８７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ３／１５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導電路と第２導電路との間に設けられる電圧変換部と、
前記第１導電路及び前記第２導電路のいずれか一方の導電路と基準導電路との間に設けられるコンデンサと、
外部電源と前記コンデンサとの間に介在するスイッチと、
前記スイッチをオン状態とオフ状態とに切り替える制御部と、
を備え、
前記スイッチが前記オフ状態のときに前記外部電源から前記コンデンサへと電流が流れ込むことが遮断され、少なくとも前記スイッチが前記オン状態のときに前記外部電源から前記一方の導電路を介して前記コンデンサへと電流が流れ込むことが許容され、
前記制御部は、前記スイッチを前記オフ状態で維持する遮断制御から前記スイッチを前記オン状態で維持する通電制御へと切り替える場合において前記通電制御前に前記スイッチを間欠的に前記オン状態とする間欠制御を行い、
前記コンデンサは、前記第１導電路と前記基準導電路との間に設けられる第１コンデンサを含み、
前記外部電源は、前記第１導電路に接続される第１外部電源を含み、
前記スイッチは、前記第１導電路において前記第１外部電源と前記電圧変換部との間に設けられる第１遮断スイッチを含み、
前記第１遮断スイッチは、前記第１外部電源と前記第１コンデンサとの間に介在し、
前記第１遮断スイッチは、自身が前記オン状態のときに前記第１外部電源側から前記電圧変換部側への通電を許容し、自身が前記オフ状態のときに前記第１外部電源側から前記電圧変換部側への通電を遮断し、
前記制御部は、前記第１遮断スイッチを前記オフ状態で維持する第１遮断制御から前記第１遮断スイッチを前記オン状態で維持する第１通電制御へと切り替える場合において前記第１通電制御前に前記第１遮断スイッチを間欠的に前記オン状態とする前記間欠制御である第１間欠制御を行い、
前記電圧変換部は、駆動用スイッチング素子を備え、前記駆動用スイッチング素子のオンオフ動作に応じて前記第１導電路及び前記第２導電路の一方に印加された電圧を昇圧又は降圧して他方に出力電圧を印加し、
前記制御部は、前記駆動用スイッチング素子をオンオフさせる電圧変換制御を行い、前記第１間欠制御における前記第１遮断スイッチのオンオフ動作の周波数を前記電圧変換制御における前記駆動用スイッチング素子のオンオフ動作の周波数よりも大きくし、前記第１間欠制御が終了した後、前記電圧変換制御を行うＤＣＤＣコンバータ。

【請求項2】

前記コンデンサは、前記第２導電路と前記基準導電路との間に設けられる第２コンデンサを含み、
前記外部電源は、前記第２導電路に接続される第２外部電源を含み、
前記スイッチは、前記第２導電路において第２外部電源と前記電圧変換部との間に設けられる第２遮断スイッチと、を含み、
前記第２遮断スイッチは、前記第２外部電源と前記第２コンデンサとの間に介在し、
前記第２遮断スイッチは、自身が前記オン状態のときに前記第２外部電源側から前記電圧変換部側への通電を許容し、自身が前記オフ状態のときに前記第２外部電源側から前記電圧変換部側への通電を遮断し、
前記制御部は、前記第２遮断スイッチを前記オフ状態で維持する第２遮断制御から前記第２遮断スイッチを前記オン状態で維持する第２通電制御へと切り替える場合において前記第２通電制御前に前記第２遮断スイッチを間欠的に前記オン状態とする前記間欠制御である第２間欠制御を行い、前記第２間欠制御における前記第２遮断スイッチのオンオフ動作の周波数を前記電圧変換制御における前記駆動用スイッチング素子のオンオフ動作の周波数よりも大きくし、前記第２間欠制御が終了した後、前記電圧変換制御を行う請求項１に記載のＤＣＤＣコンバータ。

【請求項3】

前記スイッチは、前記電圧変換部の一部をなす半導体スイッチを含む請求項１又は請求項２に記載のＤＣＤＣコンバータ。

【請求項4】

前記制御部は、前記間欠制御を行う全期間のうちの一部期間における前記スイッチのオン時間を前記一部期間よりも前の期間における前記スイッチの前記オン時間よりも長くする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータ。

【請求項5】

前記コンデンサはセラミックコンデンサである請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＤＣＤＣコンバータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＤＣＤＣコンバータにおいて入力側又は出力側の導電路にコンデンサを設けた構成が知られている。例えば、特許文献１で開示されるＤＣＤＣコンバータは、入力側導電路に入力側コンデンサが電気的に接続され、出力側導電路に出力側コンデンサが電気的に接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－６１４３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＤＣＤＣコンバータでは、外部電源とコンデンサとの間にスイッチが介在するような構成が採用されやすい。

【0005】

例えば、従来、回路のショート故障などを想定して入力側の導電路や出力側の導電路に遮断スイッチを設けるようなＤＣＤＣコンバータが提案されている。この種のＤＣＤＣコンバータは、入力側又は出力側に設けられた外部電源と、導電路に電気的に接続されたコンデンサとの間に遮断スイッチが介在するような構成が採用され得る。このような構成が採用されたＤＣＤＣコンバータでは、コンデンサが十分に充電されていない状態で遮断スイッチがオフ状態からオン状態に切り替わると、スイッチのオン状態への切り替わりに応じてコンデンサに大きな突入電流が流れやすい。なお、外部電源とコンデンサとの間にスイッチが介在するようなＤＣＤＣコンバータは上記のような例に限定されず、いずれの例でも、同様の問題が生じ得る。

【0006】

そこで、本開示ではＤＣＤＣコンバータにおいてコンデンサへ流れ込む突入電流を抑制し得る技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様のＤＣＤＣコンバータは、
第１導電路と第２導電路との間に設けられる電圧変換部と、
前記第１導電路及び前記第２導電路のいずれか一方の導電路と基準導電路との間に設けられるコンデンサと、
外部電源と前記コンデンサとの間に介在するスイッチと、
前記スイッチをオン状態とオフ状態とに切り替える制御部と、
を備え、
前記スイッチが前記オフ状態のときに前記外部電源から前記コンデンサへと電流が流れ込むことが遮断され、少なくとも前記スイッチが前記オン状態のときに前記外部電源から前記一方の導電路を介して前記コンデンサへと電流が流れ込むことが許容され、
前記制御部は、前記スイッチを前記オフ状態で維持する遮断制御から前記スイッチを前記オン状態で維持する通電制御へと切り替える場合において前記通電制御前に前記スイッチを間欠的にオン状態とする間欠制御を行う。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一態様のＤＣＤＣコンバータは、コンデンサへ流れ込む突入電流を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態１のＤＣＤＣコンバータを示す回路図である。

【図2】図２は、実施形態１のＤＣＤＣコンバータにおいて、第１間欠制御及び第２間欠制御における制御部から第１遮断スイッチ及び第２遮断スイッチに向けて出力する駆動信号の波形の一例を示すタイムチャートである。

【図3】図３は、実施形態１のＤＣＤＣコンバータにおいて、第２間欠制御の実行時に第２遮断スイッチがオン状態のときに第２外部電源から第２コンデンサに流れる電流の経路、及び第１間欠制御の実行時に第１遮断スイッチがオン状態のときに第１外部電源から第１コンデンサに流れる電流の経路を示す回路図である。

【図4】図４は、実施形態２のＤＣＤＣコンバータを示す回路図である。

【図5】図５は、他の実施形態のＤＣＤＣコンバータにおいて、間欠制御における制御部から第１遮断スイッチ、第２遮断スイッチ、及び半導体スイッチに向けて出力する駆動信号の波形の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

【0011】

（１）本開示の一態様のＤＣＤＣコンバータは、電圧変換部、コンデンサ、スイッチ、及び制御部を備えている。電圧変換部は第１導電路と第２導電路との間に設けられる。コンデンサは第１導電路及び第２導電路のいずれか一方の導電路と基準導電路との間に設けられる。スイッチは外部電源とコンデンサとの間に介在する。制御部はスイッチをオン状態とオフ状態とに切り替える。スイッチがオフ状態のときに外部電源からコンデンサへと電流が流れ込むことが遮断される。少なくともスイッチがオン状態のときに外部電源から一方の導電路を介してコンデンサへと電流が流れ込むことが許容される。制御部は、スイッチをオフ状態で維持する遮断制御からスイッチをオン状態で維持する通電制御へと切り替える場合において通電制御前にスイッチを間欠的にオン状態とする間欠制御を行う。

【0012】

上記（１）の構成のＤＣＤＣコンバータは、スイッチを遮断制御から通電制御に切り替える際に間欠制御を実行するため、遮断制御の終了タイミングで通電制御を開始する場合よりもコンデンサに流れ込む突入電流を抑えることができる。よって、上記ＤＣＤＣコンバータは、遮断制御の解除の際にコンデンサに過剰な突入電流が流れることに起因する問題を生じ難くすることができる。

【0013】

（２）上記（１）に記載のＤＣＤＣコンバータは、更に以下のような特徴が付加されたＤＣＤＣコンバータであってもよい。上記スイッチが、一方の導電路において外部電源と電圧変換部との間に設けられる遮断スイッチを含んでいてもよい。遮断スイッチが、自身がオン状態のときに外部電源側から電圧変換部側への通電を許容し、自身がオフ状態のときに外部電源側から電圧変換部側への通電を遮断するように構成されていてもよい。

【0014】

上記（２）の構成のＤＣＤＣコンバータは、特別な専用部品等が増加することを抑えつつ、保護機能に必要な遮断スイッチを用いて遮断制御解除時の過剰な電流を抑えることができる。よって、このＤＣＤＣコンバータは、より簡易な構成で、コンデンサへの突入電流を抑制することができる。

【0015】

（３）上記（１）に記載のＤＣＤＣコンバータは、更に、以下のような特徴を付加されたＤＣＤＣコンバータであってもよい。スイッチは、第１導電路において第１外部電源と電圧変換部との間に設けられる第１遮断スイッチと、第２導電路において第２外部電源と電圧変換部との間に設けられる第２遮断スイッチと、を含み得る。第１遮断スイッチは、自身がオン状態のときに第１外部電源側から電圧変換部側への通電を許容し、自身がオフ状態のときに第１外部電源側から電圧変換部側への通電を遮断し得る。第２遮断スイッチは、自身がオン状態のときに第２外部電源側から電圧変換部側への通電を許容し、自身がオフ状態のときに第２外部電源側から電圧変換部側への通電を遮断し得る。制御部は、第１遮断スイッチをオフ状態で維持する第１遮断制御から第１遮断スイッチをオン状態で維持する第１通電制御へと切り替える場合において第１通電制御前に第１遮断スイッチを間欠的にオン状態とする第１間欠制御を行い得る。制御部は、第２遮断スイッチをオフ状態で維持する第２遮断制御から第２遮断スイッチをオン状態で維持する第２通電制御へと切り替える場合において第２通電制御前に第２遮断スイッチを間欠的にオン状態とする第２間欠制御を行い得る。

【0016】

上記（３）に記載のＤＣＤＣコンバータは、第１導電路及び第２導電路のいずれにおいても遮断スイッチを設けて各々で保護を図り得る。更に、このＤＣＤＣコンバータは、このような保護機能を実現しつつ、第１導電路及び第２導電路のいずれの遮断スイッチで遮断制御を解除する場合でも、外部電源からコンデンサへ流れ込む突入電流を抑えることができる。

【0017】

（４）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のＤＣＤＣコンバータは、スイッチが電圧変換部の一部をなす半導体スイッチを含んでなるＤＣＤＣコンバータであってもよい。

【0018】

上記（４）に記載のＤＣＤＣコンバータは、特別な専用部品等が増加することを抑えつつ、電圧変換部の機能を実現する上で必要な半導体スイッチを用いて遮断制御解除時の過剰な電流を抑えることができる。よって、このＤＣＤＣコンバータは、より簡易な構成で、コンデンサへの突入電流を抑制することができる。

【0019】

（５）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載のＤＣＤＣコンバータは、更に、以下のような特徴を付加されたＤＣＤＣコンバータであってもよい。制御部は、間欠制御を行う全期間のうちの一部期間におけるスイッチのオン時間を一部期間よりも前の期間におけるスイッチのオン時間よりも長くし得る。

【0020】

間欠制御において各オン状態の時間（以下、オン時間ともいう）が一定である場合、各オン時間においてコンデンサに流れ込む電流は、オン状態を繰り返すほど小さくなる。この現象は、コンデンサの充電時間を長くする一因となる。これに対し、上記（５）に記載のＤＣＤＣコンバータは、相対的に後の一部期間においてオン時間を相対的に長くするため、オン状態の繰り返しに起因する電流の減少を抑えることができる。よって、このＤＣＤＣコンバータは、コンデンサへの突入電流を抑制する機能を実現しつつ、コンデンサの充電をより早期に終えることができる。

【0021】

（６）上記（１）から（５）のいずれか１つに記載のＤＣＤＣコンバータは、更に、以下のような特徴を付加されたＤＣＤＣコンバータであってもよい。電圧変換部は、駆動用スイッチング素子を備え、駆動用スイッチング素子のオンオフ動作に応じて第１導電路及び第２導電路の一方に印加された電圧を昇圧又は降圧して他方に出力電圧を印加し得る。制御部は、駆動用スイッチング素子をオンオフさせる電圧変換制御を行い、間欠制御におけるスイッチのオンオフ動作の周波数を電圧変換制御における駆動用スイッチング素子のオンオフ動作の周波数よりも大きくし得る。

【0022】

上記（６）に記載のＤＣＤＣコンバータは、間欠制御時のスイッチのオンオフ動作の周波数を電圧変換制御時の駆動用スイッチング素子のオンオフ動作の周波数より大きくすることができる。つまり、このＤＣＤＣコンバータは、間欠制御時の各オン時間をより短くすることができ、間欠制御時の各オン時間にコンデンサに流れ込む電流をより小さくすることができる。よって、このＤＣＤＣコンバータは、コンデンサへの突入電流をより一層確実に抑制することができる。

【0023】

（７）上記（１）から（６）のいずれか１つに記載のＤＣＤＣコンバータも、コンデンサがセラミックコンデンサとされたＤＣＤＣコンバータであってもよい。

【0024】

セラミックコンデンサは同じ電気的特性を有する電解コンデンサに比べて小型化することができる。一方、セラミックコンデンサは電解コンデンサと比べて内部抵抗が小さい。このため、内部抵抗が小さいが故にセラミックコンデンサは電解コンデンサに比べて突入電流が大きくなり易い傾向がある。上記（７）に記載のＤＣＤＣコンバータは、セラミックコンデンサを用いた場合であっても、間欠制御を行うことによって、１つのオン状態においてコンデンサへの突入電流の大きさを良好に抑えることができる。

【0025】

（８）上記（１）から（７）のいずれか１つに記載のＤＣＤＣコンバータにおいても、基準導電路は、上記一方の導電路の電位よりも低い基準電位で保たれる導電路であることが望ましい。

【0026】

（９）上記（２）に記載のＤＣＤＣコンバータにおいて、制御部は上記一方の導電路において、閾値以上の電流が流れる場合又は電圧が閾値以下になった場合に遮断スイッチをオフ状態に切り替える。
［本開示の実施形態の詳細］

【0027】

＜実施形態１＞
〔ＤＣＤＣコンバータ１の概要〕
図１に示すＤＣＤＣコンバータ１は、例えば、車載用の昇降圧型ＤＣＤＣコンバータとして構成されており、第１導電路９１又は第２導電路９２の一方の導電路に印加された直流電圧を昇圧又は降圧して他方の導電路に出力する構成をなすものである。

【0028】

ＤＣＤＣコンバータ１は、電力線としての第１導電路９１及び第２導電路９２を備える。第１導電路９１は、第１外部電源６１の高電位側の端子に電気的に接続され、この高電位側の端子と導通する配線である。第１導電路９１は第１外部電源６１から所定の直流電圧が印加される構成をなす。第２導電路９２は、第２外部電源６２の高電位側の端子に電気的に接続され、この高電位側の端子と導通する配線である。第２導電路９２は第２外部電源６２から所定の直流電圧が印加される構成をなす。

【0029】

本開示において、「電気的に接続される」とは、接続対象の両方の電位が等しくなるように互いに導通した状態（電流を流せる状態）で接続される構成であることが望ましい。ただし、この構成に限定されない。例えば、「電気的に接続される」とは、両接続対象の間に電気部品が介在しつつ両接続対象が導通し得る状態で接続された構成であってもよい。

【0030】

第１外部電源６１、第２外部電源６２は、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、その他の蓄電部等公知の蓄電手段によって構成されている。第１外部電源６１の出力電圧、及び第２外部電源６２の出力電圧のそれぞれの具体的な値は特に限定されない。第１外部電源６１及び第２外部電源６２の低電位側の端子は図示しないグラウンド部に電気的に接続され、所定のグラウンド電位（０Ｖ）に保たれている。

【0031】

ＤＣＤＣコンバータ１は、電圧変換部６、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、遮断スイッチ７０、第１電流検知部８１、第２電流検知部８２、第３電流検知部８３、第１電圧検出部、第２電圧検出部、及び制御部１２を備えている。

【0032】

電圧変換部６は、半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のオンオフ動作に応じて第１導電路９１及び第２導電路９２の一方に印加された電圧を昇圧又は降圧して他方に出力電圧を印加する機能を有する。電圧変換部６は第１導電路９１と第２導電路９２との間に設けられている。電圧変換部６は第１変換動作及び第２変換動作を行い得る。第１変換動作は第１導電路９１に印加される電圧を降圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作又は第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作の少なくともいずれかである。第２変換動作は第１導電路９１に印加される電圧を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作又は第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作の少なくともいずれかである。

【0033】

電圧変換部６は、Ｈブリッジ構造で配置された半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と、インダクタＬと、を備え、いわゆる双方向の昇降圧を実行するＤＣＤＣコンバータとして機能する。半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４はいずれもＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。半導体スイッチＴ１は第１ハイサイド素子である。半導体スイッチＴ２は第１ローサイド素子である。半導体スイッチＴ３は第２ハイサイド素子である。半導体スイッチＴ４は第２ローサイド素子である。半導体スイッチＴ１，Ｔ２は第１スイッチ部Ｓ１を構成している。半導体スイッチＴ３，Ｔ４は第２スイッチ部Ｓ２を構成している。

【0034】

半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のそれぞれには寄生成分である寄生ダイオードＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４が設けられた構成とされている。具体的には、半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のそれぞれにおいて、各寄生ダイオードＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４のカソードは各半導体スイッチのドレイン側、アノードがソース側に電気的に接続される構成とされている。インダクタＬは所定のインダクタンスを有する公知のコイルとして構成されている。

【0035】

電圧変換部６において、半導体スイッチＴ１のドレインには、第１導電路９１が電気的に接続され、半導体スイッチＴ１のソースには、半導体スイッチＴ２のドレイン及びインダクタＬの一端が電気的に接続されている。半導体スイッチＴ３のドレインには、第２導電路９２が電気的に接続され、半導体スイッチＴ３のソースには、半導体スイッチＴ４のドレイン及びインダクタＬの他端が電気的に接続されている。半導体スイッチＴ２，Ｔ４のそれぞれのソースは基準導電路９３を介してグラウンドＧに電気的に接続されている。半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のそれぞれのゲートには、制御部１２からＰＷＭ信号等の駆動信号が入力される。基準導電路９３は第１導電路９１及び第２導電路９２の電位よりも低い基準電位（グラウンドＧの電位）で保たれる導電路である。

【0036】

第１コンデンサＣ１は第１導電路９１と基準導電路９３との間に介在して設けられている。具体的には、第１コンデンサＣ１の一方の端子が第１導電路９１に電気的に接続され、他方の端子が基準導電路９３に電気的に接続されている。

【0037】

第２コンデンサＣ２は第２導電路９２と基準導電路９３との間に介在して設けられている。具体的には、第２コンデンサＣ２の一方の端子が第２導電路９２に電気的に接続され、他方の端子が基準導電路９３に電気的に接続されている。第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２には、例えば、セラミックコンデンサやフィルムコンデンサ等が用いられる。セラミックコンデンサやフィルムコンデンサが有する内部抵抗は電解コンデンサに比べて小さい傾向がある。第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に電解コンデンサを用いてもよい。

【0038】

遮断スイッチ７０は第１遮断スイッチ７１、及び第２遮断スイッチ７２を有している。第１遮断スイッチ７１は、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。具体的には、第１遮断スイッチ７１は、第１導電路９１の双方向の通電を許容するオン状態と、第１導電路９１において第１外部電源６１から電圧変換部６側に向かう方向の通電を遮断するオフ状態とに切り替わる構成をなす。第１遮断スイッチ７１は第１導電路９１に介在すると共に一端側（ソース）が電圧変換部６及び第１コンデンサＣ１の一方の端子に電気的に接続されている。第１遮断スイッチ７１の他端側（ドレイン）は第１外部電源６１側の第１導電路９１に電気的に接続され、制御部１２によってオン状態とオフ状態とに切り替えられる構成をなす。つまり、第１遮断スイッチ７１は第１導電路９１において第１外部電源６１と電圧変換部６との間に設けられる。

【0039】

第１遮断スイッチ７１は第１外部電源６１と第１コンデンサＣ１との間に介在するスイッチＳである。第１遮断スイッチ７１は自身がオン状態のときには少なくとも第１外部電源６１から電圧変換部６側への通電を許容すると共に、第１コンデンサＣ１へ電流が流れ込むことを許容する。第１遮断スイッチ７１は自身がオフ状態のときには第１外部電源６１から電圧変換部６側への通電を遮断すると共に、第１コンデンサＣ１へ電流が流れ込むことを遮断する。第１遮断スイッチ７１には寄生ダイオード７１Ａが電気的に接続されている。寄生ダイオード７１Ａのアノードは、電圧変換部６に電気的に接続され、カソードは第１外部電源６１側の第１導電路９１に電気的に接続された構成をなす。

【0040】

第２遮断スイッチ７２は、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。具体的には、第２遮断スイッチ７２は、第２導電路９２の双方向の通電を許容するオン状態と、第２導電路９２において第２外部電源６２から電圧変換部６側に向かう方向の通電を遮断するオフ状態とに切り替わる構成をなす。第２遮断スイッチ７２は第２導電路９２に介在すると共に一端側（ソース）が電圧変換部６及び第２コンデンサＣ２の一方の端子に電気的に接続されている。第２遮断スイッチ７２の他端側（ドレイン）は第２外部電源６２側の第２導電路９２に電気的に接続され、制御部１２によってオン状態とオフ状態とに切り替えらえる構成をなす。つまり、第２遮断スイッチ７２は第２導電路９２において第２外部電源６２と電圧変換部６との間に設けられる。

【0041】

第２遮断スイッチ７２は第２外部電源６２と第２コンデンサＣ２との間に介在するスイッチＳである。第２遮断スイッチ７２は自身がオン状態のときには少なくとも第２外部電源６２から電圧変換部６側への通電を許容すると共に、第２コンデンサＣ２へ電流が流れ込むことを許容する。第２遮断スイッチ７２は自身がオフ状態のときには第２外部電源６２から電圧変換部６側への通電を遮断すると共に、第２コンデンサＣ２へ電流が流れ込むことを遮断する。第２遮断スイッチ７２には寄生ダイオード７２Ａが電気的に接続されている。寄生ダイオード７２Ａのアノードは、電圧変換部６に電気的に接続され、カソードは第２外部電源６２側の第２導電路９２に電気的に接続された構成をなす。

【0042】

第１電流検知部８１は、第１導電路９１において、電圧変換部６と第１遮断スイッチ７１との間に介在して設けられている。第２電流検知部８２は、第２導電路９２において、電圧変換部６と第２遮断スイッチ７２との間に介在して設けられている。第３電流検知部８３は、基準導電路９３において、電圧変換部６とグラウンドＧとの間に介在して設けられている。第１電流検知部８１、第２電流検知部８２、及び第３電流検知部８３は、例えばカレントトランスやシャント抵抗等を用いた公知の電流検出回路として構成される。

【0043】

第１電圧検知部（図示せず）は第１導電路９１における第１電圧を示す値を制御部１２に出力する。第２電圧検知部（図示せず）は第２導電路９２における第２電圧を示す値を制御部１２に出力する。

【0044】

制御部１２は、例えばマイクロコンピュータとして構成されている。制御部１２は第１電圧検出部及び第２電圧検出部から第１導電路９１における第１電圧を示す値及び第２導電路９２における第２電圧を示す値と目標電圧値とに基づいて公知の方法でフィードバック制御を行う。これにより、制御部１２は電圧変換部６に与えるＰＷＭ信号のデューティを設定する。そして、制御部１２は設定された信号を電圧変換部６の半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のゲートに向けて出力する。制御部１２は半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４をオンオフさせる電圧変換制御を行う。目標電圧値は、制御部１２で設定される値であってもよく、外部ＥＣＵなどの外部装置から指示される値であってもよい。

【0045】

例えば、第１外部電源６１から第２外部電源６２に向けて降圧、又は第２外部電源６２から第１外部電源６１に向けて昇圧する第１変換動作をする場合、制御部１２は第１スイッチ部Ｓ１の電圧変換制御を実行する。このとき、制御部１２は、半導体スイッチＴ３をオン状態に維持し、半導体スイッチＴ４をオフ状態に維持する。第１スイッチ部Ｓ１の半導体スイッチＴ１，Ｔ２は電圧変換制御されることによってオンオフ動作し、第１導電路９１及び第２導電路９２の一方に印加された電圧を昇圧又は降圧して他方に出力電圧を印加する駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２として動作する。

【0046】

第２外部電源６２から第１外部電源６１に向けて降圧、又は第１外部電源６１から第２外部電源６２に向けて昇圧する第２変換動作をする場合、制御部１２は第２スイッチ部Ｓ２の電圧変換制御を実行する。このとき、制御部１２は、半導体スイッチＴ１をオン状態に維持し、半導体スイッチＴ２をオフ状態に維持する。第２スイッチ部Ｓ２の半導体スイッチＴ３，Ｔ４は電圧変換制御されることによってオンオフ動作し、第１導電路９１及び第２導電路９２の一方に印加された電圧を昇圧又は降圧して他方に出力電圧を印加する駆動用スイッチング素子Ｄ３，Ｄ４として動作する。

【0047】

〔ＤＣＤＣコンバータにおける動作〕
次に、本開示のＤＣＤＣコンバータ１の動作について説明する。

【0048】

制御部１２は、車両に設けられた図示しないイグニッションスイッチがオフ状態であり、ＤＣＤＣコンバータ１の外部に設けられた装置（外部ＥＣＵ等）からイグニッションスイッチがオフ状態であることを示すイグニッションオフ信号が入力されている場合、遮断制御を実行する。具体的には、このとき制御部１２は半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４、第１遮断スイッチ７１、及び第２遮断スイッチ７２の各々のゲートに向けてＬレベルに設定された信号を出力する。これによって、半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４、第１遮断スイッチ７１、及び第２遮断スイッチ７２の各々はオフ状態になる。こうして制御部１２は遮断制御を実行することによって半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４、第１遮断スイッチ７１（スイッチＳ）、及び第２遮断スイッチ７２（スイッチＳ）をオフ状態で維持するのである。第１遮断スイッチ７１に対する制御部１２による遮断制御は第１遮断制御であり、第２遮断スイッチ７２に対する制御部１２による遮断制御は第２遮断制御である。このとき、第１コンデンサＣ１、及び第２コンデンサＣ２は充電されていない状態である。

【0049】

〔間欠制御〕
車両に設けられた図示しないイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わると、外部ＥＣＵ等からイグニッションスイッチがオン状態であることを示すイグニッションオン信号が制御部１２に入力される。すると、制御部１２は、第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２をオン状態で維持する通電制御へと切り替える前に第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２を間欠的にオン状態とする間欠制御をする。詳しくは、制御部１２は第１遮断スイッチ７１をオフ状態で維持する第１遮断制御から第１遮断スイッチ７１をオン状態で維持する第１通電制御へと切り替える前に第１遮断スイッチ７１を間欠的にオン状態とする第１間欠制御を行う。そして、制御部１２は第２遮断スイッチ７２をオフ状態で維持する第２遮断制御から第２遮断スイッチ７２をオン状態で維持する第２通電制御へと切り替える前に第２遮断スイッチ７２を間欠的にオン状態とする第２間欠制御を行う。

【0050】

具体的には、図２に示すように、第１間欠制御及び第２間欠制御ではＨレベルの信号を所定の期間Ｐ２継続した後、Ｌレベルの信号を所定の期間Ｐ３継続することを繰り返す。制御部１２は第１間欠制御及び第２間欠制御（間欠制御）を実行する期間Ｐ１において第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２の各々のゲートに向けてＨレベル信号とＬレベル信号とを交互に繰り返して出力する。これによって、第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２は、ゲートにＨレベル信号が入力されているときにはドレインとソースとを導通するオン状態になる。Ｈレベル信号の時間Ｐ２は電圧変換制御の際のＰＷＭ信号のＨレベル信号の時間より短い（図示せず。）。つまり、第１間欠制御及び第２間欠制御（間欠制御）における第１遮断スイッチ７１（スイッチＳ）及び第２遮断スイッチ７２（スイッチＳ）のオンオフ動作の周波数は電圧変換制御における駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４（半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）のオンオフ動作の周波数よりも大きい。第２間欠制御において、第２遮断スイッチ７２がオン状態のときには、図３に示すように、矢印Ａ２に示す経路で第２外部電源６２から第２コンデンサＣ２に電流が流れる。第１間欠制御において、第１遮断スイッチ７１がオン状態のときには、矢印Ａ１に示す経路で第１外部電源６１から第１コンデンサＣ１に電流が流れる。

【0051】

第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２は、ゲートにＬレベル信号が入力されているときにはドレインとソースとを導通しないオフ状態になる。つまり、制御部１２は、第１遮断スイッチ７１を第１間欠制御することによって、第１外部電源６１から第１コンデンサＣ１に対して間欠的に電流を流す。そして、制御部１２は、第２遮断スイッチ７２を第２間欠制御することによって、第２外部電源６２から第２コンデンサＣ２に対して間欠的に電流を流す。これによって、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２の各々に流れる電流（突入電流）が過剰に大きくなることを抑えることができる。

【0052】

ＤＣＤＣコンバータ１は第１電流検知部８１が第１導電路９１に流れる電流を検知し得る構成である。ＤＣＤＣコンバータ１は第２電流検知部８２が第２導電路９２に流れる電流を検知し得る構成である。ＤＣＤＣコンバータ１は第３電流検知部８３が第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、及び電圧変換部６を経由してグラウンドＧに流れる電流を検知し得る構成である。従って、ＤＣＤＣコンバータ１は第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に流れる電流が過剰に大きくなることを抑えることによって、第１電流検知部８１、第２電流検知部８２、及び第３電流検知部８３において過剰に大きい電流値の検知を抑えるのである。

【0053】

そして、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に対する充電が進み、第１間欠制御及び第２間欠制御を終了させる条件が成立する。すると、制御部１２は第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２の各々における第１間欠制御及び第２間欠制御を終了した後、第１変換動作又は第２変換動作を開始する。第１間欠制御及び第２間欠制御を終了させる条件は、例えば、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に流れる電流が所定の値よりも小さくなった場合や、第１間欠制御及び第２間欠制御を開始してから所定の時間が経過した場合等である。第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に流れる電流が所定の値よりも小さくなった場合とは、すなわち、第１電流検知部８１、第２電流検知部８２、及び第３電流検知部８３において検出した電流値が所定の閾値よりも小さくなった場合である。そして、制御部１２は第１遮断スイッチ７１をオン状態で維持する第１通電制御へと切り替え、第２遮断スイッチ７２をオン状態で維持する第２通電制御へと切り替える。

【0054】

〔第１変換動作〕
第１変換動作（第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作、及び第１導電路９１に印加される電圧を降圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作）について説明する。制御部１２は電圧変換部６に向けて駆動信号を出力する。第１変換動作における駆動信号は電圧変換部６の第１スイッチ部Ｓ１（半導体スイッチＴ１，Ｔ２（駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２））の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形のＰＷＭ信号が相補的に出力される信号である。第１スイッチ部Ｓ１（半導体スイッチＴ１，Ｔ２（駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２））は駆動信号によって電圧変換制御を行う。具体的には、半導体スイッチＴ１（駆動用スイッチング素子Ｄ１）へのオン信号（例えばＨレベル信号）の出力中は、半導体スイッチＴ２（駆動用スイッチング素子Ｄ２）へオフ信号（例えばＬレベル信号）が出力される。そして、半導体スイッチＴ２（駆動用スイッチング素子Ｄ２）へのオン信号（例えばＨレベル信号）の出力中は、半導体スイッチＴ１（駆動用スイッチング素子Ｄ１）へオフ信号（例えばＬレベル信号）が出力されるように電圧変換制御が行われる。

【0055】

制御部１２は、第１スイッチ部Ｓ１が電圧変換制御を行っているとき、第２スイッチ部Ｓ２の半導体スイッチＴ３にオン信号（例えばＨレベル信号）を継続して出力し、半導体スイッチＴ３をオン状態で維持する。これと共に、制御部１２は半導体スイッチＴ４にオフ信号（例えばＬレベル信号）を継続して出力し半導体スイッチＴ４をオフ状態で維持する。この制御によって、第２導電路９２に印加された直流の第２電圧（入力電圧）を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加する場合、第１導電路９１には第２導電路９２に印加された第２電圧よりも高い出力電圧が印加される。そして、第１導電路９１に印加された直流の第１電圧（入力電圧）を降圧して第２導電路９２に電圧を印加する場合、第２導電路９２には第１導電路９１に印加された第１電圧よりも低い出力電圧が印加される。

【0056】

〔第２変換動作〕
第２変換動作（第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作、及び第１導電路９１に印加される電圧を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作）について説明する。制御部１２は電圧変換部６に向けて駆動信号を出力する。第２変換動作における駆動信号は電圧変換部６の第２スイッチ部Ｓ２（半導体スイッチＴ３，Ｔ４（駆動用スイッチング素子Ｄ３，Ｄ４））の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形のＰＷＭ信号が相補的に出力される信号である。第２スイッチ部Ｓ２（半導体スイッチＴ３，Ｔ４（駆動用スイッチング素子Ｄ３，Ｄ４））は駆動信号によって電圧変換制御を行う。具体的には、半導体スイッチＴ３（駆動用スイッチング素子Ｄ３）へのオン信号（例えばＨレベル信号）の出力中は、半導体スイッチＴ４（駆動用スイッチング素子Ｄ４）へオフ信号（例えばＬレベル信号）が出力される。そして、半導体スイッチＴ４（駆動用スイッチング素子Ｄ４）へのオン信号（例えばＨレベル信号）の出力中は、半導体スイッチＴ３（駆動用スイッチング素子Ｄ３）へオフ信号（例えばＬレベル信号）が出力されるように電圧変換制御が行われる。

【0057】

制御部１２は、第２スイッチ部Ｓ２が電圧変換制御を行っているとき、第１スイッチ部Ｓ１の半導体スイッチＴ１にオン信号（例えばＨレベル信号）を継続して出力し、半導体スイッチＴ１をオン状態で維持する。これと共に、制御部１２は半導体スイッチＴ２にオフ信号（例えばＬレベル信号）を継続して出力し半導体スイッチＴ２をオフ状態で維持する。この制御によって、第２導電路９２に印加された直流の第２電圧（入力電圧）を降圧して第１導電路９１に電圧を印加する場合、第１導電路９１には第２導電路９２に印加された第２電圧よりも低い出力電圧が印加される。そして、第１導電路９１に印加された直流の第１電圧（入力電圧）を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加する場合、第２導電路９２には第１導電路９１に印加された第１電圧よりも高い出力電圧が印加される。

【0058】

制御部１２は第１間欠制御及び第２間欠制御が行われない時期において、第１導電路９１又は第２導電路９２のいずれか一方の導電路において、所定の閾値以上の電流が流れている場合に第１遮断スイッチ７１又は第２遮断スイッチ７２をオフ状態に切り替える。具体的には、制御部１２は第１電流検知部８１、第２電流検知部８２、及び第３電流検知部８３が検知した電流値が所定の閾値以上である場合に第１遮断スイッチ７１又は第２遮断スイッチ７２をオフ状態に切り替える。

【0059】

制御部１２は第１間欠制御及び第２間欠制御が行われない時期において、第１導電路９１又は第２導電路９２のいずれか一方の導電路において、所定の閾値以下の電圧になった場合に第１遮断スイッチ７１又は第２遮断スイッチ７２をオフ状態に切り替える。具体的には、制御部１２は第１電圧検知部、第２電圧検知部が検知した電圧値が所定の閾値以下である場合に第１遮断スイッチ７１又は第２遮断スイッチ７２をオフ状態に切り替える。

【0060】

次に、本構成の効果を例示する。
本開示のＤＣＤＣコンバータ１は、電圧変換部６、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、第１遮断スイッチ７１、第２遮断スイッチ７２、及び制御部１２を備えている。電圧変換部６は第１導電路９１と第２導電路９２との間に設けられる。第１コンデンサＣ１は第１導電路９１と基準導電路９３との間に設けられる。第２コンデンサＣ２は第２導電路９２と基準導電路９３との間に設けられる。制御部１２は第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２をオン状態とオフ状態とに切り替える。

【0061】

第１遮断スイッチ７１がオフ状態のときに第１外部電源６１から第１コンデンサＣ１へと電流が流れ込むことが遮断される。少なくとも第１遮断スイッチ７１がオン状態のときに第１外部電源６１から第１導電路９１を介して第１コンデンサＣ１へと電流が流れ込むことが許容される。第２遮断スイッチ７２がオフ状態のときに第２外部電源６２から第２コンデンサＣ２へと電流が流れ込むことが遮断される。少なくとも第２遮断スイッチ７２がオン状態のときに第２外部電源６２から第２導電路９２を介して第２コンデンサＣ２へと電流が流れ込むことが許容される。制御部１２は遮断制御から通電制御への切り替える場合において通電制御前に第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２を間欠的にオン状態とする間欠制御を行う。遮断制御は第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２をオフ状態で維持する。通電制御は第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２をオン状態で維持する。

【0062】

本開示のＤＣＤＣコンバータ１は、第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２を遮断制御から通電制御に切り替える際に間欠制御を実行する。このため、ＤＣＤＣコンバータ１は遮断制御の終了タイミングで通電制御を開始する場合よりも第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に流れ込む突入電流を抑えることができる。よって、ＤＣＤＣコンバータ１は、遮断制御の解除の際に第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に過剰な突入電流が流れることに起因する問題を生じ難くすることができる。

【0063】

本開示のＤＣＤＣコンバータ１のスイッチは、第１導電路９１において第１外部電源６１と電圧変換部６との間に設けられる第１遮断スイッチ７１と、第２導電路９２において第２外部電源６２と電圧変換部６との間に設けられる第２遮断スイッチ７２とを含む。第１遮断スイッチ７１は、自身がオン状態のときに第１外部電源６１側から電圧変換部６側への通電を許容し、自身がオフ状態のときに第１外部電源６１側から電圧変換部６側への通電を遮断する。第２遮断スイッチ７２は、自身がオン状態のときに第２外部電源６２側から電圧変換部６側への通電を許容し、自身がオフ状態のときに第２外部電源６２側から電圧変換部６側への通電を遮断する。

【0064】

制御部１２は、第１遮断スイッチ７１をオフ状態で維持する第１遮断制御から第１遮断スイッチ７１をオン状態で維持する第１通電制御へと切り替える場合において第１通電制御前に第１遮断スイッチ７１を間欠的にオン状態とする第１間欠制御を行う。制御部１２は、第２遮断スイッチ７２をオフ状態で維持する第２遮断制御から第２遮断スイッチ７２をオン状態で維持する第２通電制御へと切り替える場合において第２通電制御前に第２遮断スイッチ７２を間欠的にオン状態とする第２間欠制御を行う。

【0065】

この構成によれば、ＤＣＤＣコンバータ１は、第１導電路９１及び第２導電路９２のいずれにおいても遮断スイッチ（第１遮断スイッチ７１、第２遮断スイッチ７２）を設けて各々で保護を図り得る。更に、ＤＣＤＣコンバータ１は、このような保護機能を実現しつつ、第１導電路９１及び第２導電路９２のいずれの遮断スイッチで遮断制御を解除する場合でも、各外部電源（第１外部電源６１、第２外部電源６２）から第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２へ流れ込む突入電流を抑えることができる。

【0066】

本開示のＤＣＤＣコンバータ１の電圧変換部６は、駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を備えている。ＤＣＤＣコンバータ１は駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のオンオフ動作に応じて第１導電路９１及び第２導電路９２の一方に印加された電圧を昇圧又は降圧して他方に出力電圧を印加する。制御部１２は駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４をオンオフさせる電圧変換制御を行う。制御部１２は間欠制御におけるスイッチＳのオンオフ動作の周波数を電圧変換制御における駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のオンオフ動作の周波数よりも大きくする。

【0067】

この構成によれば、このＤＣＤＣコンバータ１は、間欠制御時のスイッチＳのオンオフ動作の周波数を電圧変換制御時の駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のオンオフ動作の周波数より大きくすることができる。つまり、ＤＣＤＣコンバータ１は、間欠制御時の各オン時間をより短くすることができ、間欠制御時の各オン時間に第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に流れ込む電流をより小さくすることができる。よって、ＤＣＤＣコンバータ１は、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２への突入電流をより一層確実に抑制することができる。

【0068】

本開示のＤＣＤＣコンバータ１の第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２はセラミックコンデンサである。
セラミックコンデンサは電解コンデンサと比べて内部抵抗が小さいため、電解コンデンサに比べて突入電流が大きくなり易い傾向がある。このため、ＤＣＤＣコンバータ１は、セラミックコンデンサを用いた場合であっても、間欠制御を行うことによって、１つのオン状態において第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２への突入電流の大きさを良好に抑えることができる。

【0069】

本開示のＤＣＤＣコンバータ１の基準導電路９３は、一方の導電路（第１導電路９１又は第２導電路９２）の電位よりも低い基準電位で保たれる導電路である。

【0070】

本開示のＤＣＤＣコンバータの制御部は一方の導電路（第１導電路９１又は第２導電路９２）において、閾値以上の電流が流れる場合又は電圧が閾値以下になった場合に第１遮断スイッチ７１又は第２遮断スイッチ７２の少なくとも一方をオフ状態に切り替える。

【0071】

＜実施形態２＞
次に、実施形態２のＤＣＤＣコンバータ２について図４等を参照しつつ説明する。ＤＣＤＣコンバータ２は、第１外部電源及び第１遮断スイッチが設けられていない点、第１変換動作を実行する前に電圧変換部６の半導体スイッチＴ３を間欠制御する点等が実施形態１と異なる。同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0072】

〔ＤＣＤＣコンバータ２の概要〕
ＤＣＤＣコンバータ２の第１導電路９１には第１外部電源が接続されていない。第１導電路９１には負荷７が接続されている。負荷７は、例えば第２外部電源６２から電力供給を受ける構成をなす。負荷７は公知の車載用の電気部品であり特に種類は限定されない。

【0073】

〔ＤＣＤＣコンバータにおける動作〕
ＤＣＤＣコンバータ２の動作について説明する。
制御部１２は、外部ＥＣＵ等からイグニッションスイッチがオン状態であることを示すイグニッションオン信号が入力されると第２遮断スイッチ７２を間欠制御する。

【0074】

〔第２遮断スイッチの間欠制御〕
制御部１２は、第２遮断スイッチ７２（スイッチＳ）を間欠制御させる。具体的には、実施形態１における第２遮断スイッチ７２の第２間欠制御（間欠制御）と同様である。そして、第２コンデンサＣ２に対する充電が進み、間欠制御を終了させる条件が成立すると、制御部１２は第２遮断スイッチ７２に対する間欠制御を終了し、第２遮断スイッチ７２をオン状態に維持する。間欠制御を終了させる条件は、例えば、第２コンデンサＣ２に流れる電流が所定の値よりも小さくなった場合や、間欠制御を開始してから所定の時間が経過した場合等である。第２コンデンサＣ２に流れる電流が所定の値よりも小さくなった場合とは、すなわち、第２電流検知部８２、及び第３電流検知部８３において検出した電流値が所定の閾値よりも小さくなった場合である。

【0075】

〔半導体スイッチング素子の間欠制御〕
第２遮断スイッチ７２がオン状態に維持された状態において、半導体スイッチＴ３は、第２外部電源６２と第１コンデンサＣ１との間に介在した状態である。制御部１２は第１変換動作（第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作）を行う前に半導体スイッチＴ３を間欠制御する。半導体スイッチＴ３は第１変換動作の際には、電圧変換制御されることはなくオン状態に維持される。第１変換動作において半導体スイッチＴ３は電圧変換部６の一部をなすスイッチＳである。

【0076】

先ず、制御部１２は半導体スイッチＴ３（スイッチＳ）のゲートに向けてＨレベル信号とＬレベル信号を交互に繰り返して出力する。これによって、半導体スイッチＴ３は、ゲートにＨレベル信号が入力されているときにはドレインとソースとが導通するオン状態になり、ゲートにＬレベル信号が入力されているときにはドレインとソースとが導通しないオフ状態になる。このとき、制御部１２は、半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ４に対してＬレベル信号を継続して出力している。これによって、半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ４はドレインとソースとが導通しないオフ状態になる。

【0077】

間欠制御において半導体スイッチＴ３がオン状態のときには、図４における矢印Ａ３に示す経路で第２外部電源６２から第１コンデンサＣ１に電流が流れる。このとき半導体スイッチＴ１はオフ状態であるが、寄生ダイオードＴ１１を介して第１導電路９１に向けて電流が流れる。そして、半導体スイッチＴ３はゲートにＬレベル信号が入力されているときにはドレインとソースとが導通しないオフ状態になる。これによって第２外部電源６２から第１コンデンサＣ１に向けて電流が流れない。つまり、制御部１２によって半導体スイッチＴ３を間欠制御することによって、第２外部電源６２から第１コンデンサＣ１に対して間欠的に電流を流す。これによって、第１コンデンサＣ１に流れる電流が過剰に大きくなることを抑えることができる。間欠制御しているときに半導体スイッチＴ３に出力する信号は図２と同様の信号である。間欠制御における第２遮断スイッチ７２（スイッチＳ）及び半導体スイッチＴ３（スイッチＳ）のオンオフ動作の周波数は電圧変換制御における駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４（半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）のオンオフ動作の周波数よりも大きい。

【0078】

ＤＣＤＣコンバータ２は第１電流検知部８１が第１導電路９１に流れる電流を検知し得る構成である。ＤＣＤＣコンバータ２は第２電流検知部８２が第２導電路９２に流れる電流を検知し得る構成である。ＤＣＤＣコンバータ２は第３電流検知部８３が第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、及び電圧変換部６を経由してグラウンドＧに流れる電流を検知し得る構成である。従って、ＤＣＤＣコンバータ２は第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に流れる電流が過剰に大きくなることを抑えることによって、第１電流検知部８１、第２電流検知部８２、及び第３電流検知部８３において過剰に大きい電流値の検知を抑えるのである。そして、第１コンデンサＣ１に対する充電が進み、半導体スイッチＴ３における間欠制御を終了させる条件が成立すると、制御部１２は半導体スイッチＴ３における間欠制御を終了する。間欠制御を終了させる条件は、例えば、第１コンデンサＣ１に流れる電流が所定の値よりも小さくなった場合や、間欠制御を開始してから所定の時間が経過した場合等である。第１コンデンサＣ１に流れる電流が所定の値よりも小さくなった場合とは、すなわち、第１電流検知部８１、第２電流検知部８２、及び第３電流検知部８３において検出した電流値が所定の閾値よりも小さくなった場合である。制御部１２は半導体スイッチＴ３に対してオン信号（例えばＨレベル信号）を継続して出力し、半導体スイッチＴ３をオン状態に維持することによって半導体スイッチＴ３（スイッチＳ）の間欠制御を終了する。

【0079】

〔第１変換動作〕
制御部１２は半導体スイッチＴ３に対してオン信号（例えばＨレベル信号）を継続して出力し、半導体スイッチＴ３をオン状態に維持すると共に、半導体スイッチＴ４にオフ信号（例えばＬレベル信号）を継続して出力し半導体スイッチＴ４をオフ状態に維持する。さらに、制御部１２は第１スイッチ部Ｓ１（駆動用スイッチング素子Ｄ１，Ｄ２）に向けて駆動信号を出力して、第１スイッチ部Ｓ１に対して電圧変換制御を行う。こうしてＤＣＤＣコンバータ２は第１変換動作を開始するのである。この制御によって、第２導電路９２に印加された直流の第２電圧（入力電圧）を昇圧して、第１導電路９１に第２導電路９２に印加された第２電圧よりも高い出力電圧が印加される。

【0080】

〔第２変換動作〕
制御部１２は第２変換動作（第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作）を行う場合、第２スイッチ部Ｓ２に対して電圧変換制御を行う。第２変換動作における電圧変換制御の際には、半導体スイッチＴ３，Ｔ４（駆動用スイッチング素子Ｄ３，Ｄ４）がオンオフ動作をする。このときの半導体スイッチＴ３は、半導体スイッチＴ３が間欠制御を実行しているときと同様に、第２外部電源６２から第１コンデンサＣ１へ間欠的に電流を流すことができる。これによって、第１コンデンサＣ１に流れる電流が過剰に大きくなることを抑えることができるのである。つまり、ＤＣＤＣコンバータ２が第２変換動作を実行する際には、第２スイッチ部Ｓ２（半導体スイッチＴ３，Ｔ４（駆動用スイッチング素子Ｄ３，Ｄ４））が電圧変換動作をすることによって、半導体スイッチＴ３が間欠制御を行うことなく第２外部電源６２から第１コンデンサＣ１に対して間欠的に電流を流す。そして、第１コンデンサＣ１の充電が進んだ後も電圧変換動作を継続することによって第２導電路９２に印加された直流の第２電圧（入力電圧）を降圧して、第１導電路９１に第２導電路９２に印加された第２電圧よりも低い出力電圧が印加される。

【0081】

次に、本構成の効果を例示する。
本開示のＤＣＤＣコンバータ２のスイッチＳは、第２導電路９２において第２外部電源６２と電圧変換部６との間に設けられる第２遮断スイッチ７２を含む。第２遮断スイッチ７２は自身がオン状態のときに第２外部電源６２側から電圧変換部６側への通電を許容し、自身がオフ状態のときに第２外部電源６２側から電圧変換部６側への通電を遮断する。

【0082】

この構成によれば、ＤＣＤＣコンバータ２は特別な専用部品等が増加することを抑えつつ、保護機能に必要な第２遮断スイッチ７２を用いて遮断制御解除時の過剰な電流を抑えることができる。よって、ＤＣＤＣコンバータ２は、より簡易な構成で、第２コンデンサＣ２への突入電流を抑制することができる。

【0083】

本開示のＤＣＤＣコンバータ２のスイッチＳは、電圧変換部６の一部をなす半導体スイッチＴ３を含む。
この構成によれば、ＤＣＤＣコンバータ２は、特別な専用部品等が増加することを抑えつつ、電圧変換部６の機能を実現する上で必要な半導体スイッチＴ３を用いて遮断制御解除時の過剰な電流を抑えることができる。よって、ＤＣＤＣコンバータ２は、より簡易な構成で、第１コンデンサＣ１への突入電流を抑制することができる。
＜他の実施形態＞
本構成は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

【0084】

実施形態２では、間欠制御によって第２外部電源６２から第２コンデンサＣ２及び第１コンデンサＣ１への充電について開示しているが、第２外部電源及び第２遮断スイッチが設けず、第１外部電源及び第１遮断スイッチを設けた構成であってもよい。この場合、制御部は第１遮断スイッチを間欠制御させることによって第１コンデンサに過剰に大きい電流が流れないように第１コンデンサを充電する。そして、第１コンデンサの充電が進んだ後、第２変換動作（第１導電路に印加される電圧を昇圧して第２導電路に電圧を印加する動作）を行う前に第１スイッチ部の第１ハイサイド素子を間欠制御する。

【0085】

このとき、制御部は、他の半導体スイッチに対してＬレベル信号を継続して出力する。この場合、第１スイッチ部の第１ハイサイド素子は電圧変換部の一部をなすスイッチである。制御部は第１スイッチ部の第１ハイサイド素子を間欠制御することによって第２コンデンサに過剰に大きい電流が流れないように第２コンデンサを充電する。このとき、第２スイッチ部の第２ハイサイド素子はオフ状態であるが、寄生ダイオードを介して第２導電路に向けて電流が流れる。そして、第２コンデンサに対する充電が進み、第１スイッチ部の第１ハイサイド素子における間欠制御を終了させる条件が成立すると、制御部は第１スイッチ部の第１ハイサイド素子に対してオン信号（例えばＨレベル信号）を継続して出力する。これによって、第１スイッチ部の第１ハイサイド素子をオン状態に維持し、第１スイッチ部の第１ハイサイド素子（スイッチ）の間欠制御を終了して第２変換動作を実行する。

【0086】

制御部は第１変換動作（第１導電路に印加される電圧を降圧して第２導電路に電圧を印加する動作）を行う場合、第１スイッチ部に対して電圧変換制御を行う。このときの第１スイッチ部の第１ハイサイド素子は、自身が間欠制御を実行しているときと同様に、第１外部電源から第２コンデンサへ間欠的に電流を流すことができる。これによって、第２コンデンサに流れる電流が過剰に大きくなることを抑えることができるのである。この場合、第１変換動作を実行する際には、第１スイッチ部が電圧変換動作をすることによって、第１スイッチ部の第１ハイサイド素子が間欠制御を行うことなく第１外部電源から第２コンデンサに対して間欠的に電流を流す。

【0087】

実施形態１、２では、間欠制御において制御部１２から第１遮断スイッチ７１、第２遮断スイッチ７２、半導体スイッチＴ３に対して出力するＨレベル信号の時間Ｐ２が一定であることが開示されている。これに限らず、間欠制御を行う全期間のうちの一部期間におけるスイッチのオン時間を一部期間よりも前の期間におけるスイッチのオン時間よりも長くしてもよい。具体的には、図５に示すように、間欠制御を行う全期間Ｐ４のうちの一部期間Ｐ８におけるスイッチのオン時間を一部期間Ｐ８よりも前の期間Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７におけるスイッチのオン時間よりも長くしてよい。間欠制御において各オン状態の時間（以下、オン時間ともいう）が一定である場合、各オン時間においてコンデンサに流れ込む電流は、オン状態を繰り返すほど小さくなる。この現象は、コンデンサの充電時間を長くする一因となる。これに対し、このＤＣＤＣコンバータは、相対的に後の一部期間においてオン時間を相対的に長くするため、オン状態の繰り返しに起因する電流の減少を抑えることができる。よって、このＤＣＤＣコンバータは、コンデンサへの突入電流を抑制する機能を実現しつつ、コンデンサの充電をより早期に終えることができる。

【0088】

実施形態１、２では、ＤＣＤＣコンバータの一例として双方向型の昇降圧ＤＣＤＣコンバータを例示したが、降圧ＤＣＤＣコンバータであってもよく、昇圧ＤＣＤＣコンバータであってもよく、昇降圧ＤＣＤＣコンバータであってもよい。また、実施例１のように入力側と出力側とを変更し得る双方向型のＤＣＤＣコンバータであってもよく、入力側と出力側が固定化された一方向型のＤＣＤＣコンバータであってもよい。

【0089】

実施形態１、２では、半導体スイッチＴ２，Ｔ４にＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いているが、いずれか一方又は両方にダイオードを用いダイオード整流方式としてもよい。

【0090】

実施形態１、２では、制御部１２がマイクロコンピュータを主体として構成されていたが、マイクロコンピュータ以外の複数のハードウェア回路によって実現されてもよい。

【0091】

実施形態１では、間欠制御における第１遮断スイッチ７１及び第２遮断スイッチ７２（スイッチＳ）のオンオフ動作の周波数は電圧変換制御における半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のオンオフ動作の周波数よりも大きいことが開示されている。これに限らず、間欠制御における第１遮断スイッチ及び第２遮断スイッチ（スイッチ）のオンオフ動作の周波数を電圧変換制御における半導体スイッチのオンオフ動作の周波数と同程度であってもよい。また、間欠制御における第１遮断スイッチと第２遮断スイッチの各々のオンオフ動作の周波数は異なっていてもよい。

【0092】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0093】

１，２…ＤＣＤＣコンバータ
６…電圧変換部
７…負荷
１２…制御部
６１…第１外部電源
６２…第２外部電源
７０…遮断スイッチ
７１…第１遮断スイッチ
７１Ａ…寄生ダイオード
７２…第２遮断スイッチ
７２Ａ…寄生ダイオード
８１…第１電流検知部
８２…第２電流検知部
８３…第３電流検知部
９１…第１導電路
９２…第２導電路
９３…基準導電路
Ａ１，Ａ２，Ａ３…矢印
Ｃ１…第１コンデンサ
Ｃ２…第２コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４…駆動用スイッチング素子
Ｇ…グラウンド
Ｌ…インダクタ
Ｓ…スイッチ
Ｓ１…第１スイッチ部
Ｓ２…第２スイッチ部
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…半導体スイッチ
Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４…寄生ダイオード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】