(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】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】電力変換装置及び電力変換方法
(51)【国際特許分類】
H02M 3/28 20060101AFI20231219BHJP
【ＦＩ】
H02M3/28 H
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020013569
(22)【出願日】2020-01-30
(65)【公開番号】P2021121139
(43)【公開日】2021-08-19
【審査請求日】2022-11-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】溝上 恭生
(72)【発明者】
【氏名】趙 茜
【審査官】佐藤 匡
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０１６１０６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／００４８２５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－２０４９９８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ３／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１入出力端子対と、第２入出力端子対と、
前記第１入出力端子対及び前記第２入出力端子対に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
第１接続点を介して直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有し、前記第１入出力端子対に接続された、第１スイッチングレグと、
第２接続点を介して直列接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有し、前記第１スイッチングレグに並列接続された、第２スイッチングレグと、
第３接続点を介して直列接続された第５スイッチング素子及び第７スイッチング素子を有し、前記第２入出力端子対に接続された、第３スイッチングレグと、
第４接続点を介して直列接続された第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有し、前記第３スイッチングレグに並列接続された、第４スイッチングレグと、
前記第１接続点と前記第２接続点とに接続されたトランスの一方の巻線と第１リアクトルとが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点と前記第４接続点とに接続された前記トランスの他方の巻線と第２リアクトルとが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、前記第６スイッチング素子、前記第７スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子に対する前記制御信号として
前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力し、
前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグに含まれる前記第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグに含まれる前記第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第２位相シフト量としたとき、
前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量の少なくともいずれか一方を０とし、
前記第１位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第２位相シフト量を０から増加させることによって、前記第１入出力端子対に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子対から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作に切り替え、
前記第２位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第１位相シフト量を０から増加させることによって、前記降圧動作から前記昇圧動作に切り替えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項2】
前記昇圧動作において、前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第１状態と、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第２状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第３状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第４状態と、
を順に遷移させ、
前記第１状態の期間に対応する前記第１位相シフト量を増加させることによって前記入力電圧に対する前記出力電圧の昇圧比を増加させることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記降圧動作において、前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第５状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第６スイッチング素子が
ＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第６状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第７状態と、
前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第８状態とを順に遷移させ、
前記第８状態の期間に対応する前記第２位相シフト量を増加させることによって前記入力電圧に対する前記出力電圧の降圧比を減少させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記第５スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子は、それぞれ逆並列に接続される第５ダイオード及び第７ダイオードとして、ボディダイオードを含み、前記制御部は、
前記第５スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子は、前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子とそれぞれ同じタイミングでＯＮすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項5】
第１入出力端子対と、第２入出力端子対と、
前記第１入出力端子対及び前記第２入出力端子対に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
第１接続点を介して直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有し、前記第１入出力端子対に接続された、第１スイッチングレグと、
第２接続点を介して直列接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有し、前記第１スイッチングレグに並列接続された、第２スイッチングレグと、
第３接続点を介して直列接続された第５スイッチング素子及び第７スイッチング素子を有し、前記第２入出力端子対に接続された、第３スイッチングレグと、
第４接続点を介して直列接続された第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有し、前記第３スイッチングレグに並列接続された、第４スイッチングレグと、
前記第１接続点と前記第２接続点とに接続されたトランスの一方の巻線と第１リアクトルとが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点と前記第４接続点とに接続された前記トランスの他方の巻線と第２リアクトルとが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部が、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、前記第６スイッチング素子、前記第７スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子に対する前記制御信号として
前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力する電力変換装置における電力変換方法であって、
前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグに含まれる前記第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグに含まれる前記第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第２位相シフト量としたとき、
少なくともいずれか一方が０である前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量に対して、
前記第１位相シフト量を０まで減少させる第１ステップと、
前記第２位相シフト量を０から増加させる第２ステップとを、
を含む、前記第１入出力端子対に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子対から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作への第１切替ステップと、
前記第２位相シフト量を０まで減少させる第３ステップと、
前記第１位相シフト量を０から増加させる第４ステップとを、
を含む、前記降圧動作から前記昇圧動作への第２切替ステップと、
を有する電力変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力変換装置及び電力変換方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、昇降圧動作ができる絶縁型双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが実用化されているが、十分な効率が得られていない。
【0003】
高効率を実現するために、絶縁型の双方向昇圧チョッパと降圧チョッパを切り替える方式が提案されているが（例えば、特許文献１を参照）、昇降圧の切り替え時に短時間スイッチングを止めるため、出力電圧が変動するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－２０４９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、昇降圧の切替時における出力電圧の変動を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するための本発明は、
第１入出力端子対と、
第２入出力端子対と、
前記第１入出力端子対及び前記第２入出力端子対に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
第１接続点を介して直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有し、前記第１入出力端子対に接続された、第１スイッチングレグと、
第２接続点を介して直列接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有し、前記第１スイッチングレグに並列接続された、第２スイッチングレグと、
第３接続点を介して直列接続された第５スイッチング素子及び第７スイッチング素子を有し、前記第２入出力端子対に接続された、第３スイッチングレグと、
第４接続点を介して直列接続された第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有し、前記第３スイッチングレグに並列接続された、第４スイッチングレグと、
前記第１接続点と前記第２接続点とに接続されたトランスの一方の巻線と第１リアクトルとが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点と前記第４接続点とに接続された前記トランスの他方の巻線と第２リアクトルとが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、前記第６スイッチング素子、前記第７スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力し、
前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグに含まれる前記第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグに含まれる前記第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第２位相シフト量としたとき、
前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量の少なくともいずれか一方を０とし、
前記第１位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第２位相シフト量を０から増加させることによって、前記第１入出力端子対に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子対から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作に切り替え、
前記第２位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第１位相シフト量を０から増加させることによって、前記降圧動作から前記昇圧動作に切り替えることを特徴とする電力変換装置である。
第１入出力端子対と、
第２入出力端子対と、
前記第１入出力端子対及び前記第２入出力端子対に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
第１接続点を介して直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有し、前記第１入出力端子対に接続された、第１スイッチングレグと、
第２接続点を介して直列接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有し、前記第１スイッチングレグに並列接続された、第２スイッチングレグと、
第３接続点を介して直列接続された第５スイッチング素子及び第７スイッチング素子を有し、前記第２入出力端子対に接続された、第３スイッチングレグと、
第４接続点を介して直列接続された第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有し、前記第３スイッチングレグに並列接続された、第４スイッチングレグと、
前記第１接続点と前記第２接続点とに接続されたトランスの一方の巻線と第１リアクトルとが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点と前記第４接続点とに接続された前記トランスの他方の巻線と第２リアクトルとが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、前記第６スイッチング素子、前記第７スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力し、
前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグに含まれる前記第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグに含まれる前記第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第２位相シフト量としたとき、
前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量の少なくともいずれか一方を０とし、
前記第１位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第２位相シフト量を０から増加させることによって、前記第１入出力端子対に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子対から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作に切り替え、
前記第２位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第１位相シフト量を０から増加させることによって、前記降圧動作から前記昇圧動作に切り替えることを特徴とする電力変換装置である。
【0007】
本発明によれば、第１入出力端子対側を入力側、第２入出力端子対を出力側として、昇圧動作及び降圧動作のいずれにおいても、第１スイッチングレグ、第２スイッチングレグ及び第４スイッチングレグを構成するスイッチング素子、すわなち、昇降圧動作で同じ組合せのスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ制御によって電力変換を行っている。このため、スイッチング素子に対する制御信号を停止させることなく、第１位相シフト量及び第２位相シフト量の少なくともいずれか一方を０としつつ、これらの値を制御することにより、昇降圧動作をシームレスに切り替えることができるので、昇降圧の切替時における出力電圧の変動を抑制することができる。
【0008】
また、本発明においては、
前記昇圧動作において、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第１状態と、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第２状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第３状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第４状態
と、
を順に遷移させ、
前記第１状態の期間に対応する前記第１位相シフト量を増加させることによって前記入力電圧に対する前記出力電圧の昇圧比を増加させるようにしてもよい。
前記昇圧動作において、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第１状態と、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第２状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第３状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第４状態
と、
を順に遷移させ、
前記第１状態の期間に対応する前記第１位相シフト量を増加させることによって前記入力電圧に対する前記出力電圧の昇圧比を増加させるようにしてもよい。
【0009】
これによれば、昇降圧動作をシームレスに切り替えることができるので、昇降圧の切替時における出力電圧の変動を抑制することができる。
【0010】
また、本発明においては、
前記降圧動作において、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第５状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第６状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第７状態と、
前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第８状態とを順に遷移させ、
前記第８状態の期間に対応する前記第２位相シフト量を増加させることによって前記入力電圧に対する前記出力電圧の降圧比を減少させるようにしてもよい。
前記降圧動作において、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第５状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第６スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記５スイッチング素子と前記第７スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＦＦされる第６状態と、
前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第７状態と、
前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第８スイッチング素子がＯＮされ、前記第２スイッチング素子と前記第４スイッチング素子と前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子と前記第７スイッチング素子がＯＦＦされる第８状態とを順に遷移させ、
前記第８状態の期間に対応する前記第２位相シフト量を増加させることによって前記入力電圧に対する前記出力電圧の降圧比を減少させるようにしてもよい。
【0011】
これによれば、昇降圧動作をシームレスに切り替えることができるので、昇降圧の切替時における出力電圧の変動を抑制することができる。
【0012】
また、本発明においては、
前記第５スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子は、それぞれ逆並列に接続される第５ダイオード及び第８ダイオードとして、ボディダイオードを含み、
前記制御部は、
前記第５スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子は、前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子とそれぞれ同じタイミングでＯＮするようにしてもよい。
前記第５スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子は、それぞれ逆並列に接続される第５ダイオード及び第８ダイオードとして、ボディダイオードを含み、
前記制御部は、
前記第５スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子は、前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子とそれぞれ同じタイミングでＯＮするようにしてもよい。
【0013】
これによれば、第５スイッチング素子及び第７スイッチング素子に逆並列される第５ダイオード及び第７ダイオードとして、各スイッチング素子のボディダイオードを利用する場合に、順方向電圧降下が大きく、損失が多くなってしまうような半導体材を用いたスイッチング素子についても、ダイオードによる損失を低減することができるので、電力変換におけるエネルギー損失を低減することができる。
【0014】
また、本発明は、
第１入出力端子対と、
第２入出力端子対と、
前記第１入出力端子対及び前記第２入出力端子対に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
第１接続点を介して直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有し、前記第１入出力端子対に接続された、第１スイッチングレグと、
第２接続点を介して直列接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有し、前記第１スイッチングレグに並列接続された、第２スイッチングレグと、
第３接続点を介して直列接続された第５スイッチング素子及び第７スイッチング素子を有し、前記第２入出力端子対に接続された、第３スイッチングレグと、
第４接続点を介して直列接続された第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有し、前記第３スイッチングレグに並列接続された、第４スイッチングレグと、
前記第１接続点と前記第２接続点とに接続されたトランスの一方の巻線と第１リアクトルとが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点と前記第４接続点とに接続された前記トランスの他方の巻線と第２リアクトルとが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部が、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、前記第６スイッチング素子、前記第７スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力する電力変換装置における電力変換方法であって、
前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグに含まれる前記第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグに含まれる前記第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第２位相シフト量としたとき、
少なくともいずれか一方が０である前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量に対して、
前記第１位相シフト量を０まで減少させる第１ステップと、
前記第２位相シフト量を０から増加させる第２ステップとを、
を含む、前記第１入出力端子対に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子対から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作への第１切替ステップと、
前記第２位相シフト量を０まで減少させる第３ステップと、
前記第１位相シフト量を０から増加させる第４ステップとを、
を含む、前記降圧動作から前記昇圧動作への第２切替ステップと、
を有する電力変換方法である。
第１入出力端子対と、
第２入出力端子対と、
前記第１入出力端子対及び前記第２入出力端子対に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
第１接続点を介して直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有し、前記第１入出力端子対に接続された、第１スイッチングレグと、
第２接続点を介して直列接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有し、前記第１スイッチングレグに並列接続された、第２スイッチングレグと、
第３接続点を介して直列接続された第５スイッチング素子及び第７スイッチング素子を有し、前記第２入出力端子対に接続された、第３スイッチングレグと、
第４接続点を介して直列接続された第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有し、前記第３スイッチングレグに並列接続された、第４スイッチングレグと、
前記第１接続点と前記第２接続点とに接続されたトランスの一方の巻線と第１リアクトルとが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点と前記第４接続点とに接続された前記トランスの他方の巻線と第２リアクトルとが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部が、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、前記第６スイッチング素子、前記第７スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力する電力変換装置における電力変換方法であって、
前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグに含まれる前記第６スイッチング素子及び第８スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグに含まれる前記第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグに含まれる前記第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対する前記制御信号の位相の遅れ量を第２位相シフト量としたとき、
少なくともいずれか一方が０である前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量に対して、
前記第１位相シフト量を０まで減少させる第１ステップと、
前記第２位相シフト量を０から増加させる第２ステップとを、
を含む、前記第１入出力端子対に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子対から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作への第１切替ステップと、
前記第２位相シフト量を０まで減少させる第３ステップと、
前記第１位相シフト量を０から増加させる第４ステップとを、
を含む、前記降圧動作から前記昇圧動作への第２切替ステップと、
を有する電力変換方法である。
【0015】
本発明によれば、第１入出力端子対側を入力側、第２入出力端子対を出力側として、昇圧動作及び降圧動作のいずれにおいても、第１スイッチングレグ、第２スイッチングレグ及び第４スイッチングレグを構成するスイッチング素子、すわなち、昇降圧動作で同じ組合せのスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ制御によって電力変換を行っている。このため、スイッチング素子に対する制御信号を停止させることなく、第１位相シフト量及び第２位相シフト量の少なくともいずれか一方を０としつつ、第１位相シフト量を０まで減少させる第１ステップと、第２位相シフト量を０から増加させる第２ステップとを、を含む、昇圧動作から降圧動作への第１切替ステップと、第２位相シフト量を０まで減少させる第３ステップと、第１位相シフト量を０から増加させる第４ステップとを、を含む、降圧動作から昇圧動作への第２切替ステップとにより、昇降圧動作をシームレスに切り替えることができるので、昇降圧の切替時における出力電圧の変動を抑制することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、昇降圧の切替時における出力電圧の変動を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施例における電力変換装置の概略構成図である。
【図2】本発明の実施例における電力変換装置の基本動作のタイミングチャートである。
【図3】本発明の実施例における電力変換装置の基本動作における電流の経路を示す図である。
【図4】本発明の実施例における電力変換装置の基本動作における電流の他の経路を示す図である。
【図5】本発明の実施例における電力変換装置の昇圧動作のタイミングチャートである。
【図6】本発明の実施例における電力変換装置の昇圧動作における電流の経路を示す図である。
【図7】本発明の実施例における電力変換装置の昇圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図8】本発明の実施例における電力変換装置の昇圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図9】本発明の実施例における電力変換装置の昇圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図10】本発明の実施例における電力変換装置の降圧動作のタイミングチャートである。
【図11】本発明の実施例における電力変換装置の降圧動作における電流の経路を示す図である。
【図12】本発明の実施例における電力変換装置の降圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図13】本発明の実施例における電力変換装置の降圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図14】本発明の実施例における電力変換装置の降圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図15】本発明の実施例における電力変換装置の昇降圧制御のフローチャートである。
【図16】従来例における電力変換装置の昇圧動作のタイミングチャートである。
【図17】従来例における電力変換装置の昇圧動作における電流の経路を示す図である。
【図18】従来例における電力変換装置の昇圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図19】従来例における電力変換装置の昇圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図20】従来例における電力変換装置の昇圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図21】従来例における電力変換装置の降圧動作のタイミングチャートである。
【図22】従来例における電力変換装置の降圧動作における電流の経路を示す図である。
【図23】従来例における電力変換装置の降圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図24】従来例における電力変換装置の降圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【図25】従来例における電力変換装置の降圧動作における電流の他の経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明が適用される電力変換装置１の概略構成図である。
電力変換装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と制御ユニット２０と２対の入出力端子対１３（１３ｐ、１３ｍ）及び入出力端子対１４（１４ｐ、１４ｍ）とを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、第１巻線Ｗｎ１及び第２巻線Ｗｎ２を含むトランスＴＲ、第１リアクトルＬｒ１及び第２リアクトルＬｒ２並びに第１フルブリッジ回路１１及び第２フルブリッジ回路１２を主要構成要素とした絶縁型双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明が適用される電力変換装置１の概略構成図である。
電力変換装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と制御ユニット２０と２対の入出力端子対１３（１３ｐ、１３ｍ）及び入出力端子対１４（１４ｐ、１４ｍ）とを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、第１巻線Ｗｎ１及び第２巻線Ｗｎ２を含むトランスＴＲ、第１リアクトルＬｒ１及び第２リアクトルＬｒ２並びに第１フルブリッジ回路１１及び第２フルブリッジ回路１２を主要構成要素とした絶縁型双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。
【0019】
第１フルブリッジ回路１１は、直列接続された第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２を有する第１スイッチングレグＬ１と、直列接続された第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４を有する第２スイッチングレグＬ２と、を備える。図示してあるように、各スイッチングレグ（以下、単にレグという。）の第ｎスイッチング素子ＳＷｎ（ｎ＝１～４）の端子間には、ダイオードＤｎが並列に接続されている。また、各レグは、第１入出力端子対１３と接続されており、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２間の接続点ｐ１は、第１リアクトルＬｒ１を介してトランスＴＲの第１巻線Ｗｎ１の一端に接続されている。そして、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４間の接続点ｐ２は、トランスＴＲの第１巻線Ｗｎ１の他端に接続されている。ここでは、第１リアクトルＬｒ１及び第１巻線Ｗｎ１が、本発明の第１エネルギー蓄積変換部に対応する。
【0020】
第２フルブリッジ回路１２は、直列接続された第５スイッチング素子ＳＷ５及び第７スイッチング素子ＳＷ７を有する第３レグＬ３と、直列接続された第６スイッチング素子ＳＷ６及び第８スイッチング素子ＳＷ８を有する第４レグＬ４と、を備える。図示してあるように、各レグの第ｎスイッチング素子ＳＷｎ（ｎ＝５～８）の端子間には、ダイオードＤｎが並列に接続されている。また、第３レグＬ３、第４レグＬ４は、いずれも、第２入出力端子１４と接続されている。そして、第３レグＬ３の、第５スイッチング素子ＳＷ５及び第７スイッチング素子ＳＷ７間の接続点ｐ３は、第２リアクトルＬｒ２を介してトランスＴＲの第２巻線Ｗｎ２の一端に接続され、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６及び第８スイッチング素子ＳＷ８間の接続点ｐ４は、トランスＴＲの第２巻線Ｗｎ２の他端に接続されている。ここでは、第２リアクトルＬｒ２及び第２巻線Ｗｎ２が、本発明の第２エネルギー蓄積変換部に対応する。なお、ここでは、トランスＴＲの第１巻線Ｗｎ１と第２巻線Ｗｎ２との巻数比は１：１である。
【0021】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０には、第１リアクトルＬｒ１及び第２リアクトルＬｒ２を流れる電流の大きさをそれぞれ測定するための電流センサ１５ｐ、１５ｓが取り付けられている。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０には、入出力電圧や入出力電流の大きさを測定するための各種センサ（図示略）も取り付けられている。
【0022】
制御ユニット２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０内の各スイッチング素子への制御信号のレベルを変更することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０（ＤＣ／ＤＣコンバータ１０内の各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ）を制御するユニットである。以下、第ｎスイッチング素子ＳＷｎ（ｎ＝１～８）用の制御信号のことを、制御信号Ｇｎと表記する。
【0023】
本発明の適用例である電力変換装置１と対比するために、本発明の適用例である電力変換装置１と同じ構成のＤＣ／ＤＣコンバータ１０を有する従来例に係る電力変換装置における昇圧及び降圧動作について以下に説明する。図１６は、従来例に係る電力変換装置の昇圧動作時のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ６に対する制御信号Ｇｎ（ｎ＝１～６）のタイミングチャートを示す。スイッチング素子ＳＷ７及びＳＷ８は常にＯＦＦにされるため表記を省略している。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ｍｏｄｅ３１、ｍｏｄｅ３２、ｍｏｄｅ３３及びｍｏｄｅ３４の４つのモードの遷移を周期Ｔで繰り返す。制御信号Ｇｎ（１～６）は、制御信号Ｇｎの電圧がハイレベルになったときにスイッチング素子ＳＷｎがＯＮとなり、制御信号Ｇｎの電圧がローレベルになったときにスイッチング素子がＯＦＦとなる。
【0024】
ｍｏｄｅ３１、ｍｏｄｅ３２、ｍｏｄｅ３３及びｍｏｄｅ３４におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路を図１７、図１８、図１９及び図２０にそれぞれ示す。
図１７に示すように、ｍｏｄｅ３１では、トランスＴＲの一次側に入力電圧が印加され、トランスＴＲの二次側が短絡され、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２にエネルギーが蓄えられる。図１８に示すように、ｍｏｄｅ３２では、トランスＴＲの一次側に入力電圧が印加され、トランスＴＲの二次側はダイオードＤ６及びダイオードＤ７を介して、コンデンサＣに接続される。このため、ｍｏｄｅ３１において第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２に蓄積されたエネルギーを用いて、入出力端子対１３から入出力端子対１４にエネルギーが供給される。このとき、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２の起電力が入力電圧に加わるので、昇圧動作となる。
図１７に示すように、ｍｏｄｅ３１では、トランスＴＲの一次側に入力電圧が印加され、トランスＴＲの二次側が短絡され、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２にエネルギーが蓄えられる。図１８に示すように、ｍｏｄｅ３２では、トランスＴＲの一次側に入力電圧が印加され、トランスＴＲの二次側はダイオードＤ６及びダイオードＤ７を介して、コンデンサＣに接続される。このため、ｍｏｄｅ３１において第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２に蓄積されたエネルギーを用いて、入出力端子対１３から入出力端子対１４にエネルギーが供給される。このとき、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２の起電力が入力電圧に加わるので、昇圧動作となる。
【0025】
図１９に示すｍｏｄｅ３３における電流経路は、ｍｏｄｅ３１における電流経路とトランスＴＲの一次側及び二次側で電圧の極性を入れ替えたものとなっている。また、図２０に示すｍｏｄｅ３４における電流経路は、ｍｏｄｅ３２における電流経路とトランスＴＲの一次側及び二次側で電圧の極性を入れ替えたものとなっている。このため、ｍｏｄｅ３３及びｍｏｄｅ３４では、上述のｍｏｄｅ３１及びｍｏｄｅ３２と同様の昇圧動作が行われる。この従来例では、ｍｏｄｅ３１及びｍｏｄｅ３３、すなわち、制御信号Ｇ５及びＧ６がＯＮされる時間の長さに応じて昇圧比が調整される。
【0026】
図２１は、本発明の適用例である電力変換装置１と同じ構成のＤＣ／ＤＣコンバータ１０を有する従来例に係る電力変換装置の降圧動作時のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ６に対する制御信号Ｇｎ（ｎ＝１～６）のタイミングチャートを示す。スイッチング素子Ｓ７及びＳ８は常にＯＦＦにされるため表記を省略している。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ｍｏｄｅ４１、ｍｏｄｅ４２、ｍｏｄｅ４３及びｍｏｄｅ４４の４つのモードの遷移を周期Ｔで繰り返す。
【0027】
ｍｏｄｅ４１、ｍｏｄｅ４２、ｍｏｄｅ４３及びｍｏｄｅ４４におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路を図２２、図２３、図２４及び図２５にそれぞれ
示す。
図２２に示すように、ｍｏｄｅ４１では、トランスＴＲの一次側に入力電圧が印加され、トランスＴＲの二次側はコンデンサＣに接続される。トランスＴＲの二次側にエネルギーを送るとともに、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２にエネルギーを蓄える。トランスＴＲの一次側よりも二次側の電圧が低くないと電流が流れないので、降圧動作となる。図２３に示すように、ｍｏｄｅ４２では、トランスＴＲの一次側が短絡され、トランスＴＲの二次側コンデンサＣに接続される。ｍｏｄｅ４１において第１リアクトルＬｒ１に蓄積されたエネルギーがトランスＴＲの二次側に送られ、第２リアクトルＬｒ２に蓄積されたエネルギーとともに二次側コンデンサＣに供給される。
示す。
図２２に示すように、ｍｏｄｅ４１では、トランスＴＲの一次側に入力電圧が印加され、トランスＴＲの二次側はコンデンサＣに接続される。トランスＴＲの二次側にエネルギーを送るとともに、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２にエネルギーを蓄える。トランスＴＲの一次側よりも二次側の電圧が低くないと電流が流れないので、降圧動作となる。図２３に示すように、ｍｏｄｅ４２では、トランスＴＲの一次側が短絡され、トランスＴＲの二次側コンデンサＣに接続される。ｍｏｄｅ４１において第１リアクトルＬｒ１に蓄積されたエネルギーがトランスＴＲの二次側に送られ、第２リアクトルＬｒ２に蓄積されたエネルギーとともに二次側コンデンサＣに供給される。
【0028】
図２４に示すｍｏｄｅ４３における電流経路は、ｍｏｄｅ４１における電流経路とトランスＴＲの一次側及び二次側で電圧の極性を入れ替えたものとなっている。また、図２５に示すｍｏｄｅ４４における電流経路は、ｍｏｄｅ４２における電流経路とトランスＴＲの一次側及び二次側で電圧の極性を入れ替えたものとなっている。このため、ｍｏｄｅ４３及びｍｏｄｅ４４では、上述のｍｏｄｅ４１及びｍｏｄｅ４２と同様の降圧動作が行われる。この従来例では、ｍｏｄｅ４１及びｍｏｄｅ４３の時間が長いほど出力電圧が高くなる。
【0029】
このように、従来例の電力変換装置では、第１入出力端子対１３側を一次側、第２入出力端子対１４を二次側として昇圧動作を行う場合には、図１６に示すように、二次側である第２フルブリッジ回路１２では、第３レグＬ３に含まれるスイッチング素子ＳＷ５と第４レグＬ４に含まれるスイッチング素子ＳＷ６がＯＮ・ＯＦＦ制御される。そして、従来例の電力変換装置において、第１入出力端子対１３側を一次側、第２入出力端子対１４を二次側として降圧動作を行う場合には、第２フルブリッジ回路１２では、スイッチング素子ＳＷ５及びＳＷ６はいずれもＯＦＦ制御が維持される。なお、第１入出力端子対１３側を一次側、第２入出力端子対１４を二次側として昇圧動作及び降圧動作において、第３レグＬ３に含まれるスイッチング素子ＳＷ７と第４レグＬ４に含まれるスイッチング素子ＳＷ８は、ＯＦＦ制御が維持されている。
【0030】
一方、本発明の適用例である電力変換装置１では、第１入出力端子対１３側を一次側、第２入出力端子対１４を二次側として昇圧動作を行う場合には、図５に示すように、二次側である第２フルブリッジ回路１２では、第４レグＬ４に含まれるスイッチング素子ＳＷ６及びＳＷ８をＯＮ・ＯＦＦ制御している。また、電力変換装置１では、第１入出力端子対１３側を一次側、第２入出力端子対１４を二次側として降圧動作を行う場合にも、図１０に示すように、二次側である第２フルブリッジ回路１２では、第４レグＬ４に含まれるスイッチング素子ＳＷ６及びＳＷ８をＯＮ・ＯＦＦ制御している。なお、電力変換装置１において、第１入出力端子対１３側を一次側、第２入出力端子対１３を二次側として昇圧動作及び降圧動作において、第３レグＬ３に含まれるスイッチング素子ＳＷ５及びＳＷ７は、ＯＦＦ制御が維持されている。このように、電力変換装置１において、第１入出力端子対１３側を一次側、第２入出力端子対１４を二次側として、昇圧動作及び降圧動作を行う場合のいずれにおいても、第２フルブリッジ回路１２では、第４レグＬ４に含まれるスイッチング素子ＳＷ６及びＳＷ８をＯＮ・ＯＦＦ制御し、第３レグＬ３に含まれるスイッチング素子ＳＷ５及びＳＷ７はＯＦＦ制御が維持されている。
【0031】
電力変換装置１では、図１５に示すように、第１入出力端子対１３側を一次側、第２入出力端子対１４を二次側として、降圧動作から昇圧動作に切り替える場合には、第１レグＬ１に対する第２レグＬ２の位相遅れ量であるＴｂｕｋ（図１０参照）を０まで減少させる。そして、第２レグＬ２に対する第４レグＬ４の位相遅れ量であるＴｂｓｔとＴｂｕｋに対してＴｂｕｋ＝Ｔｂｓｔ＝０である基本動作（図２参照）を経て、Ｔｂｕｋを０に維持しつつＴｂｓｔを０から所望の値に調整する。さらに、第１入出力端子対１３側を一次
側、第２入出力端子対１４を二次側として、昇圧動作から降圧動作に切り替える場合には、Ｔｂｓｔを０まで減少させる。そして、基本動作を経て、Ｔｂｓｔを０に維持しつつＴｂｕｋを０から所望の値に調整する。
側、第２入出力端子対１４を二次側として、昇圧動作から降圧動作に切り替える場合には、Ｔｂｓｔを０まで減少させる。そして、基本動作を経て、Ｔｂｓｔを０に維持しつつＴｂｕｋを０から所望の値に調整する。
【0032】
このように、本発明の適用例である電力変換装置１では、第１入出力端子対１３側を一次側、第２入出力端子対１４を二次側として、昇圧動作及び降圧動作のいずれにおいても、第１レグ、第２レグ及び第４レグを構成するスイッチング素子、すわなち、昇降圧動作で同じ組合せのスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ制御によって電力変換を行っている。このため、スイッチング素子に対する制御信号を停止させることなく、Ｔｂｕｋ及びＴｂｓｔの少なくともいずれか一方を０としつつ、これらの値を制御することにより、昇降圧動作をシームレスに切り替えることができ、出力電圧の変動を抑制することができる。
【0033】
〔実施例１〕
以下では、本発明の実施例に係る電力変換装置１について、図面を用いて、より詳細に説明する。
以下では、本発明の実施例に係る電力変換装置１について、図面を用いて、より詳細に説明する。
【0034】
＜電力変換装置の構成＞
図１に、本発明の実施形態に係る電力変換装置１の概略構成を示す。
本実施形態に係る電力変換装置１は、双方向の電力変換が可能な装置である。図示してあるように、電力変換装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と制御ユニット２０と２対の入出力端子対１３（１３ｐ、１３ｍ）及び入出力端子対１４（１４ｐ、１４ｍ）とを備える。なお、入出力端子対１３及び１４においても、入出力端子１３ｐ、１４ｐが、高電位側の入出力端子であり、入出力端子１３ｍ、１４ｍが、低電位側の入出力端子である。
図１に、本発明の実施形態に係る電力変換装置１の概略構成を示す。
本実施形態に係る電力変換装置１は、双方向の電力変換が可能な装置である。図示してあるように、電力変換装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と制御ユニット２０と２対の入出力端子対１３（１３ｐ、１３ｍ）及び入出力端子対１４（１４ｐ、１４ｍ）とを備える。なお、入出力端子対１３及び１４においても、入出力端子１３ｐ、１４ｐが、高電位側の入出力端子であり、入出力端子１３ｍ、１４ｍが、低電位側の入出力端子である。
【0035】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、トランスＴＲ、２つのリアクトルＬｒ１及びＬｒ２及び２つのフルブリッジ回路１１及び１２を主要構成要素とした絶縁型双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。以下、図１における左側のフルブリッジ回路１１、右側のフルブリッジ回路１２のことを、それぞれ、第１フルブリッジ回路１１、第２フルブリッジ回路１２と表記する。同様に、図１における左側及び右側のリアクトルＬｒ１及びＬｒ２のことを、それぞれ、第１リアクトルＬｒ１、第２リアクトルＬｒ２と表記し、トランスＴＲの図１における左側の巻線Ｗｎ１、右側の巻線Ｗｎ２のことを、それぞれ、第１巻線Ｗｎ１、第２巻線Ｗｎ２と表記する。また、図１における左側及び右側の各入出力端子対１３（１３ｐ、１３ｍ）及び入出力端子対１４（１４ｐ、１４ｍ）のことを、それぞれ、第１入出力端子対１３、第２入出力端子対１４と表記する。第１リアクトルＬｒ１及び第２リアクトルＬｒ２は、トランスＴＲの第１巻線Ｗｎ１及び第２巻線Ｗｎ２の漏れインダクタンスを利用してもよい。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０のトランスＴＲは、巻数比が１：１のものでなくても良い。ただし、以下では、トランスＴＲの巻数比が１：１であるものとして、電力変換装置１の構成及び動作を説明する。
【0036】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の第１フルブリッジ回路１１は、直列接続された第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２を有する第１レグＬ１と、直列接続された第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４を有する第２レグＬ２と、を備える。図示してあるように、各レグの第ｎスイッチング素子ＳＷｎ（ｎ＝１～４）の端子間には、第ｎダイオードＤｎ（ｎ＝１～４）が並列に接続されている。また、各レグは、第１入出力端子対１３と接続されており、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２間の接続点ｐ１は、第１リアクトルＬｒ１を介してトランスＴＲの第１巻線Ｗｎ１の一端に接続されている。そして、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４間の接続点ｐ２は、トランスＴＲの第１巻線Ｗｎ１の他端に接続されている。
【0037】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の第２フルブリッジ回路１２は、直列接続された第５スイッチング素子ＳＷ５及び第７スイッチング素子ＳＷ７を有する第３レグＬ３と、直列接続された第６スイッチング素子ＳＷ６及び第８スイッチング素子ＳＷ８を有する第４レグＬ４と、を備える。図示してあるように、各レグの第ｎスイッチング素子ＳＷｎ（ｎ＝５～８）の端子間には、第ｎダイオードＤｎ（ｎ＝５～８）が並列に接続されている。また、第３レグＬ３、第４レグＬ４は、いずれも、第２入出力端子１４と接続されている。そして、第３レグＬ３の、第５スイッチング素子ＳＷ５及び第７スイッチング素子ＳＷ７間の接続点ｐ３は、第２リアクトルＬｒ２を介してトランスＴＲの第２巻線Ｗｎ２の一端に接続され、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６及び第８スイッチング素子ＳＷ８間の接続点ｐ４は、トランスＴＲの第２巻線Ｗｎ２の他端に接続されている。
【0038】
スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８としては、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体スイッチング素子を用いることができるが、これらに限定されない。半導体スイッチング素子の半導体材料としては、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）等を用いることができる。スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８として用いられるこれらの半導体スイッチング素子に対して、各ダイオードＤ１～Ｄ８は逆並列に接続される。
【0039】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０には、第１リアクトルＬｒ１及び第２リアクトルＬｒ２を流れる電流の大きさをそれぞれ測定するための電流センサ１５ｐ、１５ｓが取り付けられている。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０には、入出力電圧や入出力電流の大きさを測定するための各種センサ（図示略）も取り付けられている。
【0040】
制御ユニット２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０内の各スイッチング素子への制御信号のレベルを変更することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０（ＤＣ／ＤＣコンバータ１０内の各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ）を制御するユニットである。以下、第ｎスイッチング素子ＳＷｎ（ｎ＝１～８）用の制御信号のことを、制御信号Ｇｎと表記する。
【0041】
制御ユニット２０は、プロセッサ（本実施形態では、マイクロコントローラ）、ゲートドライバ等から構成されており、制御ユニット２０には、上記した各種センサ（電流センサ１５ｐ、１５ｓ等）の出力が入力されている。
【0042】
そして、制御ユニット２０は、入力されているデータ（電流値、電圧値）に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を、以下の４種のコンバータの中のいずれかとして動作させるかを決定し、決定したコンバータとして動作するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御するように構成（プログラミング）されている。
・第１入出力端子対１３側が一次側の昇圧コンバータ
・第１入出力端子対１３側が一次側の降圧コンバータ
・第２入出力端子対１４側が一次側の昇圧コンバータ
・第２入出力端子対１４側が一次側の降圧コンバータ
・第１入出力端子対１３側が一次側の昇圧コンバータ
・第１入出力端子対１３側が一次側の降圧コンバータ
・第２入出力端子対１４側が一次側の昇圧コンバータ
・第２入出力端子対１４側が一次側の降圧コンバータ
【0043】
また、制御ユニット２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０に対する制御内容の変更（ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を第１入出力端子対１３側が一次側の昇圧コンバータとして動作させる制御から、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を第２入出力端子対１４側が一次側の降圧コンバータとして動作させる制御への変更等）を、即座に行うようにも構成（プログラミング）されている。
【0044】
以下、本実施形態に係る電力変換装置１の構成及び動作を具体的に説明する。
【0045】
まず、制御ユニット２０によるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の制御内容を説明する。
図２に示すタイミングチャートは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を、昇圧コンバータとして動作させる制御から降圧コンバータとして動作させる制御、又は、降圧コンバータとして動作させる制御から昇圧コンバータとして制御させる制御へと切り替える際に経由することとなる基本的な動作を実現する制御である。
なお、後述する制御信号Ｇ１～Ｇ４、Ｇ６、Ｇ８は、実際には、２つのスイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦ（第１スイッチング素子ＳＷ１のＯＮと第２スイッチング素子ＳＷ２のＯＦＦ等）が、時間差（いわゆるデッドタイム）をもって行われることになるものである。ただし、説明が煩雑になるのを避けるために、以下では、当該時間差が与えられていないものとして制御ユニット２０の動作を説明する。
図２に示すタイミングチャートは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を、昇圧コンバータとして動作させる制御から降圧コンバータとして動作させる制御、又は、降圧コンバータとして動作させる制御から昇圧コンバータとして制御させる制御へと切り替える際に経由することとなる基本的な動作を実現する制御である。
なお、後述する制御信号Ｇ１～Ｇ４、Ｇ６、Ｇ８は、実際には、２つのスイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦ（第１スイッチング素子ＳＷ１のＯＮと第２スイッチング素子ＳＷ２のＯＦＦ等）が、時間差（いわゆるデッドタイム）をもって行われることになるものである。ただし、説明が煩雑になるのを避けるために、以下では、当該時間差が与えられていないものとして制御ユニット２０の動作を説明する。
【0046】
ここでは、制御ユニット２０は、ＯＮ時間が周期Ｔの１／２の制御信号Ｇ１、換言すれば、デューティ比が１／２の制御信号Ｇ１を出力する。また、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ１の位相を反転した制御信号Ｇ２、つまり、第１スイッチング素子ＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦ時に、第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＦＦ／ＯＮすることになる制御信号Ｇ２を出力する。そして、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ１と同じ位相の制御信号Ｇ４と、制御信号Ｇ４の位相を反転した制御信号Ｇ３を出力する。さらに、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ１と同じ位相の制御信号Ｇ６と、制御信号Ｇ６の位相を反転した制御信号Ｇ８とを出力する。なお、制御ユニット２０は、スイッチング素子ＳＷ５及びＳＷ７を常にＯＦＦする制御信号Ｇ５及びＧ７を出力するために図示を省略している（以下のタイミングチャートも同様である。）。上述の制御信号Ｇ１ではデューティ比を１／２と設定しているが、これに限定されるわけではない。ここでは、制御信号Ｇ１が、本発明の基準制御信号に対応し、制御信号Ｇ２が、本発明の基準反転信号に対応する。
【0047】
具体的には、ｍｏｄｅ０１において、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１がＯＮ、第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＦＦ、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３がＯＦＦ、第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＮ、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＮ、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＦＦされる。そして、ｍｏｄｅ０２では、第１レグの、第１スイッチング素子ＳＷ１がＯＦＦ、第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＮ、第２レグの第３スイッチング素子ＳＷ３がＯＮ、第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＦＦ、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＦＦ、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＮされる。
【0048】
図３に、ｍｏｄｅ０１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第１スイッチング素子ＳＷ１→第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第６スイッチング素子ＳＷ６→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。このように、トランスＴＲを介してエネルギーが二次側に伝送され、第２フルブリッジ回路１２により整流されて、第２入出力端子対１４から出力される。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第１スイッチング素子ＳＷ１→第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第６スイッチング素子ＳＷ６→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。このように、トランスＴＲを介してエネルギーが二次側に伝送され、第２フルブリッジ回路１２により整流されて、第２入出力端子対１４から出力される。
【0049】
図４に、ｍｏｄｅ０２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。そして、第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ２→トランスＴＲ→第８スイッチング素子ＳＷ８→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。ｍｏｄｅ
０２では、ｍｏｄｅ０１とは、トランスＴＲに入力される電圧の極性が入れ替わっている。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。そして、第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ２→トランスＴＲ→第８スイッチング素子ＳＷ８→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。ｍｏｄｅ
０２では、ｍｏｄｅ０１とは、トランスＴＲに入力される電圧の極性が入れ替わっている。
【0050】
図２に示す制御が行われる基本動作においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の第１入出力端子１３ｐ及び第１入出力端子１３ｍ間の電圧である入力電圧と、第２入出力端子１４ｐ及び第２入出力端子１４ｍ間の電圧である出力電圧は等しい。すなわち、基本動作におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０では、第１入出力端子対１３に印加される入力電圧が、そのまま第２入出力端子対１４に出力電圧として生じる。
【0051】
＜昇圧動作＞
（１）ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を第１入出力端子対１３側が一次側である昇圧コンバータとして機能させる場合
この場合、制御ユニット２０は、基本的には、図５に示すように時間変化する制御信号Ｇ１～Ｇ４、Ｇ６、Ｇ８を出力する。
ここでは、第１スイッチング素子ＳＷ１～第４スイッチング素子ＳＷ４に対する制御は、基本動作と同じである。すなわち、制御ユニット２０は、ＯＮ時間が周期Ｔの１／２の制御信号Ｇ１を出力する。また、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ１の位相を反転した制御信号Ｇ２を出力する。そして、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ１と同じ位相の制御信号Ｇ４と、制御信号Ｇ４の位相を反転した制御信号Ｇ３を出力する。
（１）ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を第１入出力端子対１３側が一次側である昇圧コンバータとして機能させる場合
この場合、制御ユニット２０は、基本的には、図５に示すように時間変化する制御信号Ｇ１～Ｇ４、Ｇ６、Ｇ８を出力する。
ここでは、第１スイッチング素子ＳＷ１～第４スイッチング素子ＳＷ４に対する制御は、基本動作と同じである。すなわち、制御ユニット２０は、ＯＮ時間が周期Ｔの１／２の制御信号Ｇ１を出力する。また、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ１の位相を反転した制御信号Ｇ２を出力する。そして、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ１と同じ位相の制御信号Ｇ４と、制御信号Ｇ４の位相を反転した制御信号Ｇ３を出力する。
【0052】
一方、第６スイッチング素子ＳＷ６及び第８スイッチング素子ＳＷ８に対する制御は、基本動作とは異なっている。ここでは、制御ユニット２０は、ＯＮ時間が周期Ｔの１／２の制御信号Ｇ６を制御信号Ｇ１及びＧ４からＴｂｓｔだけ遅れたタイミングで出力する。また、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ６と位相が反転した制御信号Ｇ８を出力する。
【0053】
図５のタイミングチャートと図２の基本動作のタイミングチャートとを比較すると、スイッチング素子ＳＷ６に対する制御信号Ｇ６及びスイッチング素子ＳＷ８に対する制御信号Ｇ８が、スイッチング素子ＳＷ１～スイッチング素子ＳＷ４に対する制御信号Ｇ１～制御信号Ｇ４に対してＴｂｓｔだけ遅れていることが分かる。基本動作における制御を基準として、第２レグＬ２（スイッチング素子ＳＷ３及びスイッチング素子ＳＷ４）に対する第４レグＬ４（スイッチング素子ＳＷ６及びスイッチング素子ＳＷ８）の位相遅れ量をＴｂｓｔ、第１レグＬ１に対する第２レグＬ２の位相遅れ量をＴｂｕｋと定義する（なお、以下の説明では、特に断らない限り位相Ｔｂｕｋ及びＴｂｓｔは時間で表現されたものとして説明する。）。Ｔｂｕｋ＝Ｔｂｓｔ＝０の場合が図２に示した基本動作に該当する。図５に示す制御は、Ｔｂｕｋ＝０の場合に該当する。後述するように、Ｔｂｕｋ及びＴｂｓｔの少なくともいずれか一方を０に設定するので、Ｔｂｓｔは、第１レグＬ１及び第２レグＬ２に対する第４レグＬ４の位相遅れ量と表現することもできる。また、Ｔｂｕｋは、第１レグＬ１に対する第２レグＬ２及び第４レグの位相遅れ量と表現することもできる。ここでは、Ｔｂｓｔが本発明の第１位相シフト量に対応し、Ｔｂｕｋが本発明の第２位相シフト量に対応する。なお、制御信号Ｇ１～Ｇ８は周期的に変化するので、位相遅れは位相進みとしても表現することができる。
【0054】
ここでのＤＣ／ＤＣコンバータ１０の動作モードは、ｍｏｄｅ１１からＴｂｓｔのタイミングでｍｏｄｅ１２に遷移し、Ｔ／２のタイミングでｍｏｄｅ１３に遷移し、Ｔ／２＋Ｔｂｓｔのタイミングでｍｏｄｅ１４に遷移し、Ｔのタイミングでｍｏｄｅ１１に遷移し、ｍｏｄｅ１１～ｍｏｄｅ１４の遷移を周期Ｔで繰り返す。ここでは、ｍｏｄｅ１１、ｍｏｄｅ１２、ｍｏｄｅ１３及びｍｏｄｅ１４が、それぞれ本発明の第１状態、第２状態、第３状態及び第４状態に対応する。
【0055】
具体的には、ｍｏｄｅ１１において、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１が
ＯＮ、第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＦＦ、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３がＯＦＦ、第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＮされる。そして、第４レグＬ３の、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＦＦ、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＮされる。
ＯＮ、第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＦＦ、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３がＯＦＦ、第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＮされる。そして、第４レグＬ３の、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＦＦ、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＮされる。
【0056】
図６にｍｏｄｅ１１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第１スイッチング素子ＳＷ１→第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第８スイッチング素子ＳＷ８→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２という経路で電流が循環する。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第１スイッチング素子ＳＷ１→第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第８スイッチング素子ＳＷ８→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２という経路で電流が循環する。
【0057】
ｍｏｄｅ１１では、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮすることにより、トランスＴＲの一次側に電圧を印加している。そして、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＦＦし、第８スイッチング素子をＯＮすることにより、トランスＴＲの二次側を短絡している。これにより、トランスＴＲの一次側では、第１リアクトルＬｒ１にエネルギーが蓄えられ、トランスＴＲの二次側では、第２リアクトルＬｒ２にエネルギーが蓄えられる。この第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＮされる期間、すなわちＴｂｓｔによって、トランスＴＲの二次側に供給されるエネルギーを調整することができる。Ｔｂｓｔが長くなるほど、第２入出力端子対１４に生じる出力電圧は高くなる。
【0058】
ｍｏｄｅ１２において、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４に対してはｍｏｄｅ１１における制御が維持される。ここでは、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＮ、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＦＦされる。
【0059】
図７にｍｏｄｅ１２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第１スイッチング素子ＳＷ１→第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第６スイッチング素子ＳＷ６→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第１スイッチング素子ＳＷ１→第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第６スイッチング素子ＳＷ６→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
【0060】
ｍｏｄｅ１２においても、トランスＴＲの一次側はｍｏｄｅ１１と同様に、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮすることにより、トランスＴＲの一次側に電圧を印加している。一方、トランスＴＲの二次側では、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＦＦされ、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＮされる。これにより、トランスＴＲの二次側では、第２入出力端子１４ｍから、トランスＴＲ及び第２リアクトルＬｒ２を経由して第２入出力端子１４ｐへと電流が流れるので、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２に蓄えられたエネルギーが第２入出力端子１４を通じて負荷に供給される。このときには、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２の起電力が入力電圧に加わるので、出力電圧＞入力電圧となり、昇圧動作が実現される。
【0061】
そして、ｍｏｄｅ１３において、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１がＯＦＦ、第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＮ、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３がＯＮ、第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＦＦされる。ここでは、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６と第８スイッチング素子ＳＷ８に対してはｍｏｄｅ１２における制御が維持される。
【0062】
図８にｍｏｄｅ１３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２リアクトル→トランスＴＲ→第６スイッチング素子ＳＷ６→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ２という経路で電流が循環する。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２リアクトル→トランスＴＲ→第６スイッチング素子ＳＷ６→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ２という経路で電流が循環する。
【0063】
ｍｏｄｅ１３では、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮすることにより、トランスＴＲの一次側に、ｍｏｄｅ１１とは逆方向の電圧を印加している。そして、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＮし、第８スイッチング素子ＳＷ８をＯＦＦすることにより、トランスＴＲの二次側を短絡している。これにより、トランスＴＲの一次側では、第１リアクトルＬｒ１にエネルギーが蓄積され、トランスＴＲの二次側では、第２リアクトルＬｒ２にエネルギーが蓄積される。ただし、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２には、ｍｏｄｅ１１とは逆方向の電流が流れる。この第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＮされる期間はＴｂｓｔであり、これによってトランスＴＲの二次側に供給されるエネルギーを調整することができる。このように、ｍｏｄｅ１３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ｍｏｄｅ１１とはトランスＴＲの一次側及び二次側の電圧の極性を入れ替えて同じ動作をしている。
【0064】
ｍｏｄｅ１４においては、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４に対してはｍｏｄｅ１１における制御が維持される。ここでは、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＦＦ、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＮされる。
【0065】
図９にｍｏｄｅ１４におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ→トランスＴＲ→第８スイッチング素子ＳＷ８→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ→トランスＴＲ→第８スイッチング素子ＳＷ８→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
【0066】
ｍｏｄｅ１４においても、トランスＴＲの一次側はｍｏｄｅ１３と同様に、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮすることにより、トランスＴＲの一次側に電圧を印加している。一方、トランスＴＲの二次側では、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＦＦされ、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＮされる。これにより、トランスＴＲの二次側では、第２入出力端子１４ｍから、トランスＴＲ及び第２リアクトルＬｒ２を経由して第２入出力端子１４ｐへと電流が流れるので、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２に蓄えられたエネルギーが第２入出力端子１４を通じて負荷に供給される。ｍｏｄｅ１４では、第２リアクトルＬｒ２を流れる電流はｍｏｄｅ１２とは逆方向であるが、入出力端子１４を流れる電流はｍｏｄｅ１２と同方向である。このときには、第１リアクトルＬｒ１と第２リアクトルＬｒ２の起電力が入力電圧に加わるので、出力電圧＞入力電圧となり、昇圧動作が実現される。このように、ｍｏｄｅ１４では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ｍｏｄｅ１２とはトランスＴＲの一次側及び二次側の電圧の極性を入れ替えて同じ動作をしている。
【0067】
＜降圧動作＞
（２）ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を第１入出力端子対１３側が一次側である降圧コンバ
ータとして機能させる場合
この場合、制御ユニット２０は、基本的には、図１０に示すように時間変化する制御信号Ｇ１～Ｇ４、Ｇ６、Ｇ８を出力する。
ここでは、スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２に対する制御は、基本動作と同じである。すなわち、制御ユニット２０は、ＯＮ時間が周期Ｔの１／２の制御信号Ｇ１を出力する。また、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ１を反転した制御信号Ｇ２を出力する。
（２）ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を第１入出力端子対１３側が一次側である降圧コンバ
ータとして機能させる場合
この場合、制御ユニット２０は、基本的には、図１０に示すように時間変化する制御信号Ｇ１～Ｇ４、Ｇ６、Ｇ８を出力する。
ここでは、スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２に対する制御は、基本動作と同じである。すなわち、制御ユニット２０は、ＯＮ時間が周期Ｔの１／２の制御信号Ｇ１を出力する。また、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ１を反転した制御信号Ｇ２を出力する。
【0068】
一方、第３スイッチング素子ＳＷ３～第８スイッチング素子ＳＷ８に対する制御は、基本動作とは異なっている。ここでは、制御ユニット２０は、ＯＮ時間が周期Ｔの１／２の制御信号Ｇ４及びＧ６を、制御信号Ｇ１からＴｂｕｋだけ遅れたタイミングで出力する。そして、制御ユニット２０は、制御信号Ｇ４及び制御信号Ｇ６と、それぞれ反転した制御信号Ｇ３及び制御信号Ｇ８を出力する。
【0069】
図１０のタイミングチャートと図２の基本動作のタイミングチャートとを比較すると、スイッチング素子ＳＷ３、スイッチング素子ＳＷ４、スイッチング素子ＳＷ６、スイッチング素子ＳＷ８に対する制御信号Ｇ３、制御信号Ｇ４、制御信号Ｇ６、制御信号Ｇ８が、スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２に対する制御信号Ｇ１及び制御信号Ｇ２に対してＴｂｕｋだけ遅れていることが分かる。図１０に示す制御は、Ｔｂｓｔ＝０の場合に該当する。
【0070】
ここでのＤＣ／ＤＣコンバータ１０の動作モードは、第１スイッチング素子ＳＷ１がＯＮされるタイミングからＴｂｕｋのタイミングでｍｏｄｅ２１に遷移し、Ｔ／２のタイミングでｍｏｄｅ２２に遷移し、Ｔ／２＋Ｔｂｕｋのタイミングでｍｏｄｅ２３に遷移し、Ｔのタイミングでｍｏｄｅ２４に遷移し、ｍｏｄｅ２１～ｍｏｄｅ２４の遷移を周期Ｔで繰り返す。ここでは、ｍｏｄｅ２１、ｍｏｄｅ２２、ｍｏｄｅ２３及びｍｏｄｅ２４が、それぞれ本発明の第５状態、第６状態、第７状態及び第８状態に対応する。
【0071】
具体的には、ｍｏｄｅ２１において、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１がＯＮ、第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＦＦ、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３がＯＦＦ、第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＮされる。そして、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＮ、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＦＦされる。
【0072】
図１１にｍｏｄｅ２１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第１スイッチング素子ＳＷ１→第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第６スイッチング素子ＳＷ６→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第１スイッチング素子ＳＷ１→第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第６スイッチング素子ＳＷ６→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
【0073】
ｍｏｄｅ２１では、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮすることにより、トランスＴＲの一次側に電圧を印加し、第１リアクトルＬｒ１にエネルギーを蓄積している。そして、トランスＴＲの二次側では、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＮし、第８スイッチング素子ＳＷ８をＯＦＦすることにより、第２入出力端子１４ｍからトランスＴＲ及び第２リアクトルＬｒ２を経由して第２入出力端子１４ｐに電流が流れ、第２リアクトルＬｒ２にエネルギーを蓄積するとともに負荷にエネルギーが供給される。ｍｏｄｅ２１の時間が長いほど、第２入出力端子対１４に生じる出力電圧が高くなる。従って、Ｔｂｕｋによって出力電圧を調整することができる。ここでは、トランスＴＲの一次側よりも二次側の電圧が低くないと電流が流れないため、降圧動作となる。
【0074】
ｍｏｄｅ２２において、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１がＯＦＦ、第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＮされる。第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６及び第８スイッチング素子ＳＷ８に対してはｍｏｄｅ２１における制御が維持される。
【0075】
図１２にｍｏｄｅ２２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１リアクトルＬｒ１という経路で電流が循環する。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第６スイッチング素子ＳＷ６→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１リアクトルＬｒ１→トランスＴＲ→第４スイッチング素子ＳＷ４→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１リアクトルＬｒ１という経路で電流が循環する。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第６スイッチング素子ＳＷ６→トランスＴＲ→第２リアクトルＬｒ２→第７ダイオードＤ７→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
【0076】
ｍｏｄｅ２２では、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮすることにより、トンランスＴＲの一次側が短絡され、トランスＴＲの二次側では、ｍｏｄｅ２１と同様に、第２入出力端子１４ｍからトランスＴＲ及び第２リアクトルＬｒ２を経由して第２入出力端子１４ｐに電流が流れ、負荷にエネルギーが供給される。これにより、第１リアクトルＬｒ１に蓄積されたエネルギーがトランスＴＲの二次側に送られ、第２リアクトルＬｒ２に蓄積されたエネルギーとともに負荷に供給される。
【0077】
ｍｏｄｅ２３において、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２に対してはｍｏｄｅ２２における制御が維持される。そして、第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３がＯＮ、第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＦＦされる。そして、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６がＯＦＦ、第８スイッチング素子ＳＷ８がＯＮされる。
【0078】
図１３にｍｏｄｅ２３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ２→トランスＴＲ→第８スイッチング素子ＳＷ８→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１入出力端子１３ｐ→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１→第２スイッチング素子ＳＷ２→第１入出力端子１３ｍという経路で電流が流れる。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ２→トランスＴＲ→第８スイッチング素子ＳＷ８→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
【0079】
ｍｏｄｅ２３では、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮすることにより、トランスＴＲの一次側に、ｍｏｄｅ２１とは逆方向の電圧を印加している。そして、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＦＦし、第８スイッチング素子ＳＷ８をＯＮすることにより、第２入出力端子１４ｍからトランスＴＲ及び第２リアクトルＬｒ２を経由して第２入出力端子１４ｐに電流が流れ、負荷にエネルギーが供給される。ただし、第２リアクトルＬｒ２には、ｍｏｄｅ２１とは逆方向の電流が流れる。ｍｏｄｅ２３の時間の長さは、ｍｏｄｅ２１の時間と同じであり、この時間が長いほど、第２入出力端子対１４に生じる出力電圧が高くなる。従って、Ｔｂｕｋによって出力電圧を調整することができる。このように、ｍｏｄｅ２３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ｍｏｄｅ２１とはトランスＴＲの一次側及び二次側の電圧の極性を入れ替えて同じ動作をしている。
【0080】
ｍｏｄｅ２４において、第１レグＬ１の、第１スイッチング素子ＳＷ１がＯＮ、第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＦＦされる。第２レグＬ２の、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４、第４レグＬ４の、第６スイッチング素子ＳＷ６及び第８スイッチング素子ＳＷ８に対してはｍｏｄｅ２３における制御が維持される。
【0081】
図１４にｍｏｄｅ２４におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の一次側、二次側の電流経路の説明図を示す。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１リアクトルＬｒ１→第１スイッチング素子ＳＷ１→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１という経路で電流が循環する。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ２→トランスＴＲ→第８スイッチング素子ＳＷ８→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
このとき、第１フルブリッジ回路１１では、第１リアクトルＬｒ１→第１スイッチング素子ＳＷ１→第３スイッチング素子ＳＷ３→トランスＴＲ→第１リアクトルＬｒ１という経路で電流が循環する。第２フルブリッジ回路１２では、第２入出力端子１４ｍ→第５ダイオードＤ５→第２リアクトルＬｒ２→トランスＴＲ→第８スイッチング素子ＳＷ８→第２入出力端子１４ｐという経路で電流が流れる。
【0082】
ｍｏｄｅ２４では、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮすることにより、トンランスＴＲの一次側が短絡され、トランスＴＲの二次側では、ｍｏｄｅ２２と同様に、第２入出力端子１４ｍからトランスＴＲ及び第２リアクトルＬｒ２を経由して第２入出力端子１４ｐに電流が流れ、負荷にエネルギーが供給される。これにより、第１リアクトルＬｒ１に蓄積されたエネルギーがトランスＴＲの二次側に送られ、第２リアクトルＬｒ２に蓄積されたエネルギーとともに負荷に供給される。ｍｏｄｅ２４では、第２リアクトルＬｒ２を流れる電流はｍｏｄｅ２２とは逆方向であるが、入出力端子対１４を流れる電流はｍｏｄｅ２２と同方向である。このように、ｍｏｄｅ２４では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ｍｏｄｅ２２とはトランスＴＲの一次側及び二次側の電圧の極性を入れ替えて同じ動作をしている。
【0083】
＜電圧制御方法＞
以下に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０による電圧制御方法について説明する。図１５は、電圧制御方法の手順を説明するフローチャートである。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の制御ユニット２０が受け付けた電圧制御の指示が昇圧動作であるか降圧動作であるかを判断する（ステップＳ１）。
ステップＳ１において受け付けた指示が昇圧動作であると判断された場合には、制御ユニット２０は設定されているＴｂｕｋについてＴｂｕｋ＝０であるか否かを判断する（ステップＳ２）。
ステップＳ２において、Ｔｂｕｋ＝０であると判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では基本動作又は昇圧動作が行われているので、制御ユニット２０はＴｂｓｔを現在の設定値から所望の値になるよう調整する（ステップＳ３）。
ステップＳ２において、Ｔｂｕｋ＝０ではないと判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では降圧動作が行われているので、制御ユニット２０はＴｂｕｋを現在の値から０に向けて減少させ（ステップＳ４）、Ｔｂｕｋ＝０になった段階（ステップＳ２）でステップＳ３に進み、昇圧動作に移行する。
ここでは、ステップＳ２及びステップＳ４が、本発明の第３ステップに対応し、ステップＳ２及びステップＳ３が本発明の第４ステップに対応し、ステップＳ２、ステップＳ３及びステップＳ４が本発明の第２切替ステップに対応する。
以下に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０による電圧制御方法について説明する。図１５は、電圧制御方法の手順を説明するフローチャートである。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の制御ユニット２０が受け付けた電圧制御の指示が昇圧動作であるか降圧動作であるかを判断する（ステップＳ１）。
ステップＳ１において受け付けた指示が昇圧動作であると判断された場合には、制御ユニット２０は設定されているＴｂｕｋについてＴｂｕｋ＝０であるか否かを判断する（ステップＳ２）。
ステップＳ２において、Ｔｂｕｋ＝０であると判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では基本動作又は昇圧動作が行われているので、制御ユニット２０はＴｂｓｔを現在の設定値から所望の値になるよう調整する（ステップＳ３）。
ステップＳ２において、Ｔｂｕｋ＝０ではないと判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では降圧動作が行われているので、制御ユニット２０はＴｂｕｋを現在の値から０に向けて減少させ（ステップＳ４）、Ｔｂｕｋ＝０になった段階（ステップＳ２）でステップＳ３に進み、昇圧動作に移行する。
ここでは、ステップＳ２及びステップＳ４が、本発明の第３ステップに対応し、ステップＳ２及びステップＳ３が本発明の第４ステップに対応し、ステップＳ２、ステップＳ３及びステップＳ４が本発明の第２切替ステップに対応する。
【0084】
ステップＳ１において受け付けた指示が降圧動作であると判断された場合には、制御ユニット２０は設定されているＴｂｓｔについてＴｂｓｔ＝０であるか否かを判断する（ステップＳ５）。
ステップＳ５において、Ｔｂｓｔ＝０であると判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では基本動作又は降圧動作が行われているので、制御ユニット２０はＴｂｕｋを現在の設定値から所望の値になるように調整する（ステップＳ６）。
ステップＳ５において、Ｔｂｓｔ＝０ではないと判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では昇圧動作が行われているので、制御ユニット２０はＴｂｓｔを現在の値から０に向けて減少させ（ステップＳ７）、Ｔｂｓｔ＝０になった段階（ステップＳ５）でステップＳ６に進み、降圧動作に移行する。
ここでは、ステップＳ５及びステップＳ７が、本発明の第１ステップに対応し、ステッ
プＳ５及びステップＳ６が本発明の第２ステップに対応し、ステップＳ５、ステップＳ６及びステップＳ７が本発明の第１切替ステップに対応する。
ステップＳ５において、Ｔｂｓｔ＝０であると判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では基本動作又は降圧動作が行われているので、制御ユニット２０はＴｂｕｋを現在の設定値から所望の値になるように調整する（ステップＳ６）。
ステップＳ５において、Ｔｂｓｔ＝０ではないと判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では昇圧動作が行われているので、制御ユニット２０はＴｂｓｔを現在の値から０に向けて減少させ（ステップＳ７）、Ｔｂｓｔ＝０になった段階（ステップＳ５）でステップＳ６に進み、降圧動作に移行する。
ここでは、ステップＳ５及びステップＳ７が、本発明の第１ステップに対応し、ステッ
プＳ５及びステップＳ６が本発明の第２ステップに対応し、ステップＳ５、ステップＳ６及びステップＳ７が本発明の第１切替ステップに対応する。
【0085】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０において、昇圧動作を行う場合には、Ｔｂｕｋを０とし、Ｔｂｓｔを所望の昇圧比に応じて調節し、降圧動作を行う場合には、Ｔｂｓｔを０とし、Ｔｂｕｋを所望の降圧比に応じて調節する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０において、昇降圧動作を行う場合には、ＴｂｕｋとＴｂｓｔの少なくともいずれか一方は０である。Ｔｂｕｋ＝Ｔｂｓｔ＝０であるのは入力電圧＝出力電圧となる基本動作である。
このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では、昇圧動作から降圧動作へ、降圧動作から昇圧動作に制御を切り替える際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成するスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８に対する制御信号を止めることなく、Ｔｂｕｋ及びＴｂｓｔの値を調整することにより、シームレスに実現することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成するスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８に対する制御信号を止めることなく、昇降圧動作の切り替えができるので、切替時の出力電圧の変動を抑制することができる。
このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では、昇圧動作から降圧動作へ、降圧動作から昇圧動作に制御を切り替える際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成するスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８に対する制御信号を止めることなく、Ｔｂｕｋ及びＴｂｓｔの値を調整することにより、シームレスに実現することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成するスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８に対する制御信号を止めることなく、昇降圧動作の切り替えができるので、切替時の出力電圧の変動を抑制することができる。
【0086】
〔変形例〕
上述した実施例１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の第１スイッチング素子ＳＷ～第８スイッチング素子ＳＷ８のそれぞれに並列にダイオードＤ１～ダイオードＤ８を設けている。このような第１ダイオードＤ１～第８ダイオードＤ８は、第１スイッチング素子ＳＷ１～第８スイッチング素子ＳＷ８とは別にダイオードを接続してもよいし、第１スイッチング素子ＳＷ１～第８スイッチング素子ＳＷ８のボディダイオードを利用してもよい。
このようにボディダイオードを利用した場合に、上述した制御では、第５スイッチング素子ＳＷ５及び第７スイッチング素子ＳＷ７は常にＯＦＦされており、ダイオードとしてのみ使用されている。しかし、スイッチング素子としてＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴやＧａＮを使用する場合には、ボディダイオードの順方向電圧降下が数Ｖと大きいので、ボディダイオードのおける損失が大きくなってしまう。そのため、これらのダイオードに電流が流れる間だけスイッチング素子をＯＮにする、いわゆる同期整流を行うことがある。
上述した実施例１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の第１スイッチング素子ＳＷ～第８スイッチング素子ＳＷ８のそれぞれに並列にダイオードＤ１～ダイオードＤ８を設けている。このような第１ダイオードＤ１～第８ダイオードＤ８は、第１スイッチング素子ＳＷ１～第８スイッチング素子ＳＷ８とは別にダイオードを接続してもよいし、第１スイッチング素子ＳＷ１～第８スイッチング素子ＳＷ８のボディダイオードを利用してもよい。
このようにボディダイオードを利用した場合に、上述した制御では、第５スイッチング素子ＳＷ５及び第７スイッチング素子ＳＷ７は常にＯＦＦされており、ダイオードとしてのみ使用されている。しかし、スイッチング素子としてＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴやＧａＮを使用する場合には、ボディダイオードの順方向電圧降下が数Ｖと大きいので、ボディダイオードのおける損失が大きくなってしまう。そのため、これらのダイオードに電流が流れる間だけスイッチング素子をＯＮにする、いわゆる同期整流を行うことがある。
【0087】
実施例１において説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１０の各モードの制御では、第２レグＬ２の第３スイッチング素子ＳＷ３がＯＮされるタイミングで第４レグＬ４の第５ダイオードＤ５に電流が流れ、第２レグＬ２の第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＮされるタイミングで第４レグＬ４の第７ダイオードＤ７に電流が流れる。従って、上述の同期整流を行う場合には、いずれの制御においても、第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮするタイミングで第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮし、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮするタイミングで第７スイッチング素子ＳＷ７をＯＮする。このとき、第５スイッチング素子ＳＷ５及び第７スイッチング素子ＳＷ７を流れる電流が０になったタイミングでこれらのスイッチをＯＦＦにする。このように第５スイッチング素子ＳＷ５及び第７スイッチング素子ＳＷ７のＯＮ／ＯＦＦ制御を変更しても、回路動作は、実施例１において説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１０の回路動作と同じである。
このようにすれば、スイッチング素子としてＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴやＧａＮを使用し、還流ダイオードとしてスイッチング素子のボディダイオードを利用する場合にも、ダイオードによる損失を低減することができるので、電力変換におけるエネルギー損失を低減することができる。
このようにすれば、スイッチング素子としてＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴやＧａＮを使用し、還流ダイオードとしてスイッチング素子のボディダイオードを利用する場合にも、ダイオードによる損失を低減することができるので、電力変換におけるエネルギー損失を低減することができる。
【0088】
第１入出力端子対１３を入力側、第２入出力端子対１４を出力側とした場合には、上述した実施形態と本発明の構成とは以下のように対応する。第１接続点ｐ１、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、及び第１スイッチングレグＬ１は、本発明の、第１接続点、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子及び第１スイッチングレグにそれぞれ対応する。また、第２接続点ｐ２、第３スイッチング素子ＳＷ３、第４スイッチング素子ＳＷ４、第２スイッチングレグＬ２は、本発明の第２接続点、第２スイッ
チングレグ、第３スイッチング素子、第４スイッチング素子及び第２スイッチングレグにそれぞれ対応する。第３接続点ｐ３、第５スイッチング素子ＳＷ５、第７スイッチング素子ＳＷ７及び第３スイッチングレグＬ３は、本発明の第３接続点、第５スイッチング素子、第７スイッチング素子及び第３スイッチングレグＬ３にそれぞれ対応する。第４接続点ｐ４、第６スイッチング素子ＳＷ６、第８スイッチング素子ＳＷ８及び第４スイッチングレグＬ４は、本発明の第４接続点、第６スイッチング素子、第８スイッチング素子及び第４スイッチングレグにそれぞれ対応する。また、第１リアクトルＬｒ１、第２リアクトルＬｒ２、第１巻線Ｗｎ１及び第２巻線Ｗｎ２は、本発明の第１リアクトル、第２リアクトル、第１巻線及び第２巻線にそれぞれ対応する。
チングレグ、第３スイッチング素子、第４スイッチング素子及び第２スイッチングレグにそれぞれ対応する。第３接続点ｐ３、第５スイッチング素子ＳＷ５、第７スイッチング素子ＳＷ７及び第３スイッチングレグＬ３は、本発明の第３接続点、第５スイッチング素子、第７スイッチング素子及び第３スイッチングレグＬ３にそれぞれ対応する。第４接続点ｐ４、第６スイッチング素子ＳＷ６、第８スイッチング素子ＳＷ８及び第４スイッチングレグＬ４は、本発明の第４接続点、第６スイッチング素子、第８スイッチング素子及び第４スイッチングレグにそれぞれ対応する。また、第１リアクトルＬｒ１、第２リアクトルＬｒ２、第１巻線Ｗｎ１及び第２巻線Ｗｎ２は、本発明の第１リアクトル、第２リアクトル、第１巻線及び第２巻線にそれぞれ対応する。
【0089】
一方で、実施例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、第２入出力端子対１４を入力側、第１入出力端子対１３を出力側として用いることもできる。このように入力側及び出力側を逆にしてＤＣ／ＤＣコンバータ１０を用いる場合には、実施形態と本発明の構成との対応関係は以下のようになる。すなわち、第４接続点ｐ４、第６スイッチング素子ＳＷ６、第８スイッチング素子ＳＷ８及び第４スイッチングレグＬ４が、本発明の第１接続点、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子及び第１スイッチングレグにそれぞれ対応する。また、第３接続点ｐ３、第５スイッチング素子ＳＷ５、第７スイッチング素子ＳＷ７及び第３スイッチングレグＬ３が、本発明の第２接続点、第３スイッチング素子、第４スイッチング素子及び第２スイッチングレグにそれぞれ対応する。また、第２接続点ｐ２、第３スイッチング素子ＳＷ３、第４スイッチング素子ＳＷ４及び第２スイッチングレグＬ２が、本発明の第３接続点、第５スイッチング素子、第７スイッチング素子及び第３スイッチングレグにそれぞれ対応する。そして、第１接続点ｐ１、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第１スイッチングレグＬ１が、本発明の第４接続点、第６スイッチング素子、第８スイッチング素子及び第４スイッチングレグに、それぞれ対応する。また、第２リアクトルＬｒ２、第１リアクトルＬｒ１、第２巻線Ｗｎ２及び第１巻線Ｗｎ１が、本発明の第１リアクトル、第２リアクトル、第１巻線及び第２巻線にそれぞれ対応する。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の入出力側を逆転させて用いる場合にも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０では、昇圧動作から降圧動作へ、降圧動作から昇圧動作に制御を切り替える際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成するスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８に対する制御信号を止めることなく、Ｔｂｕｋ及びＴｂｓｔの値を調整することにより、シームレスに実現することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を構成するスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８に対する制御信号を止めることなく、昇降圧動作の切り替えができるので、切替時の出力電圧の変動を抑制することができる。
【0090】
なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
第１入出力端子対（１３）と、
第２入出力端子対（１４）と、
前記第１入出力端子対（１３）及び前記第２入出力端子対（１４）に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）を制御する制御部（２０）と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）は、
第１接続点（ｐ１）を介して直列接続された第１スイッチング素子（ＳＷ１）及び第２スイッチング素子（ＳＷ２）を有し、前記第１入出力端子対（１３）に接続された、第１スイッチングレグ（Ｌ１）と、
第２接続点（ｐ２）を介して直列接続された第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）を有し、前記第１スイッチングレグ（Ｌ１）に並列接続された、第２スイッチングレグ（Ｌ２）と、
第３接続点（ｐ３）を介して直列接続された第５スイッチング素子（ＳＷ５）及び第７スイッチング（ＳＷ７）素子を有し、前記第２入出力端子対（１４）に接続された、第３スイッチングレグ（Ｌ３）と、
第４接続点（ｐ４）を介して直列接続された第６スイッチング素子（ＳＷ６）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）を有し、前記第３スイッチングレグ（Ｌ３）に並列接続された、第４スイッチングレグ（Ｌ４）と、
前記第１接続点（ｐ１）と前記第２接続点（ｐ２）とに接続されたトランス（ＴＲ）の一方の巻線（Ｗｎ１）と第１リアクトル（Ｌｒ１）とが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点（ｐ３）と前記第４接続点（ｐ４）とに接続された前記トランス（ＴＲ）の他方の巻線（Ｗｎ２）と第２リアクトル（Ｌｒ２）とが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部（２０）は、
前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）、前記第２スイッチング素子（ＳＷ２）、前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）、前記第４スイッチング素子（ＳＷ４）、前記第５スイッチング素子（ＳＷ５）、前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）、前記第７スイッチング素子（ＳＷ７）及び前記第８スイッチング素子（ＳＷ８）をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子（ＳＷ４）及び前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）に対する前記制御信号として前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子（ＳＷ２）、前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力し、
前記第２スイッチングレグ（Ｌ２）に含まれる前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグ（Ｌ４）に含まれる前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）に対する前記制御信号の位相の遅れ量（Ｔｂｓｔ）を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグ（Ｌ１）に含まれる前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）及び第２スイッチング素子（ＳＷ２）に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグ（Ｌ２）に含まれる前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）に対する前記制御信号の位相の遅れ量（Ｔｂｕｋ）を第２位相シフト量としたとき、
前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量の少なくともいずれか一方を０とし、
前記第１位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第２位相シフト量を０から増加させることによって、前記第１入出力端子対に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子対から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作に切り替え、
前記第２位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第１位相シフト量を０から増加させることによって、前記降圧動作から前記昇圧動作に切り替えることを特徴とする電力変換装置（１）。
＜発明２＞
第１入出力端子対（１３）と、
第２入出力端子対（１４）と、
前記第１入出力端子対（１３）及び前記第２入出力端子対（１４）に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）を制御する制御部（２０）と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）は、
第１接続点（ｐ１）を介して直列接続された第１スイッチング素子（ＳＷ１）及び第２スイッチング素子（ＳＷ２）を有し、前記第１入出力端子対（１３）に接続された、第１スイッチングレグ（Ｌ１）と、
第２接続点（ｐ２）を介して直列接続された第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）を有し、前記第１スイッチングレグ（Ｌ１）に並列接続された、第２スイッチングレグ（Ｌ２）と、
第３接続点（ｐ３）を介して直列接続された第５スイッチング素子（ＳＷ５）及び第７スイッチング（ＳＷ７）素子を有し、前記第２入出力端子対（１４）に接続された、第３スイッチングレグ（Ｌ３）と、
第４接続点（ｐ４）を介して直列接続された第６スイッチング素子（ＳＷ６）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）を有し、前記第３スイッチングレグ（Ｌ３）に並列接続された、第４スイッチングレグ（Ｌ４）と、
前記第１接続点（ｐ１）と前記第２接続点（ｐ２）とに接続されたトランス（ＴＲ）の一方の巻線（Ｗｎ１）と第１リアクトル（Ｌｒ１）とが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点（ｐ３）と前記第４接続点（ｐ４）とに接続された前記トランス（ＴＲ）の他方の巻線（Ｗｎ２）と第２リアクトル（Ｌｒ２）とが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部（２０）が、
前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）、前記第２スイッチング素子（ＳＷ２）、前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）、前記第４スイッチング素子（ＳＷ４）、前記第５スイッチング素子（ＳＷ５）、前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）、前記第７スイッチング素子（ＳＷ７）及び前記第８スイッチング素子（ＳＷ８）をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子（ＳＷ４）及び前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）に対する前記制御信号として前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子（ＳＷ２）、前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力する電力変換装置（１）における電力変換方法であって、
前記第２スイッチングレグ（Ｌ２）に含まれる前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグ（Ｌ４）に含まれる前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）に対する前記制御信号の位相の遅れ量（Ｔｂｓｔ）を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグ（Ｌ１）に含まれる前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）及び第２スイッチング素子（ＳＷ２）に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグ（Ｌ２）に含まれる前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）に対する前記制御信号の位相の遅れ量（Ｔｂｕｋ）を第２位相シフト量としたとき、
少なくともいずれか一方が０である前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量に対して、
前記第１位相シフト量を０まで減少させる第１ステップ（ステップＳ５及びステップＳ７）と、
前記第２位相シフト量を０から増加させる第２ステップ（ステップＳ５及びステップＳ６）とを、
を含む、前記第１入出力端子対（１３）に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子
対（１４）から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作への第１切替ステップ（ステップＳ５、ステップＳ６及びステップＳ７）と、
前記第２位相シフト量を０まで減少させる第３ステップ（ステップＳ２及びステップＳ４）と、
前記第１位相シフト量を０から増加させる第４ステップ（ステップＳ２及びステップＳ３）とを、
を含む、前記降圧動作から前記昇圧動作への第２切替ステップ（ステップＳ２、ステップＳ３およびステップＳ４）と、
を有する電力変換方法。
＜発明１＞
第１入出力端子対（１３）と、
第２入出力端子対（１４）と、
前記第１入出力端子対（１３）及び前記第２入出力端子対（１４）に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）を制御する制御部（２０）と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）は、
第１接続点（ｐ１）を介して直列接続された第１スイッチング素子（ＳＷ１）及び第２スイッチング素子（ＳＷ２）を有し、前記第１入出力端子対（１３）に接続された、第１スイッチングレグ（Ｌ１）と、
第２接続点（ｐ２）を介して直列接続された第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）を有し、前記第１スイッチングレグ（Ｌ１）に並列接続された、第２スイッチングレグ（Ｌ２）と、
第３接続点（ｐ３）を介して直列接続された第５スイッチング素子（ＳＷ５）及び第７スイッチング（ＳＷ７）素子を有し、前記第２入出力端子対（１４）に接続された、第３スイッチングレグ（Ｌ３）と、
第４接続点（ｐ４）を介して直列接続された第６スイッチング素子（ＳＷ６）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）を有し、前記第３スイッチングレグ（Ｌ３）に並列接続された、第４スイッチングレグ（Ｌ４）と、
前記第１接続点（ｐ１）と前記第２接続点（ｐ２）とに接続されたトランス（ＴＲ）の一方の巻線（Ｗｎ１）と第１リアクトル（Ｌｒ１）とが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点（ｐ３）と前記第４接続点（ｐ４）とに接続された前記トランス（ＴＲ）の他方の巻線（Ｗｎ２）と第２リアクトル（Ｌｒ２）とが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部（２０）は、
前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）、前記第２スイッチング素子（ＳＷ２）、前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）、前記第４スイッチング素子（ＳＷ４）、前記第５スイッチング素子（ＳＷ５）、前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）、前記第７スイッチング素子（ＳＷ７）及び前記第８スイッチング素子（ＳＷ８）をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子（ＳＷ４）及び前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）に対する前記制御信号として前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子（ＳＷ２）、前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力し、
前記第２スイッチングレグ（Ｌ２）に含まれる前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグ（Ｌ４）に含まれる前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）に対する前記制御信号の位相の遅れ量（Ｔｂｓｔ）を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグ（Ｌ１）に含まれる前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）及び第２スイッチング素子（ＳＷ２）に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグ（Ｌ２）に含まれる前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）に対する前記制御信号の位相の遅れ量（Ｔｂｕｋ）を第２位相シフト量としたとき、
前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量の少なくともいずれか一方を０とし、
前記第１位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第２位相シフト量を０から増加させることによって、前記第１入出力端子対に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子対から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作に切り替え、
前記第２位相シフト量を０まで減少させた後に、前記第１位相シフト量を０から増加させることによって、前記降圧動作から前記昇圧動作に切り替えることを特徴とする電力変換装置（１）。
＜発明２＞
第１入出力端子対（１３）と、
第２入出力端子対（１４）と、
前記第１入出力端子対（１３）及び前記第２入出力端子対（１４）に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）を制御する制御部（２０）と、
を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０）は、
第１接続点（ｐ１）を介して直列接続された第１スイッチング素子（ＳＷ１）及び第２スイッチング素子（ＳＷ２）を有し、前記第１入出力端子対（１３）に接続された、第１スイッチングレグ（Ｌ１）と、
第２接続点（ｐ２）を介して直列接続された第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）を有し、前記第１スイッチングレグ（Ｌ１）に並列接続された、第２スイッチングレグ（Ｌ２）と、
第３接続点（ｐ３）を介して直列接続された第５スイッチング素子（ＳＷ５）及び第７スイッチング（ＳＷ７）素子を有し、前記第２入出力端子対（１４）に接続された、第３スイッチングレグ（Ｌ３）と、
第４接続点（ｐ４）を介して直列接続された第６スイッチング素子（ＳＷ６）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）を有し、前記第３スイッチングレグ（Ｌ３）に並列接続された、第４スイッチングレグ（Ｌ４）と、
前記第１接続点（ｐ１）と前記第２接続点（ｐ２）とに接続されたトランス（ＴＲ）の一方の巻線（Ｗｎ１）と第１リアクトル（Ｌｒ１）とが直列接続された第１エネルギー蓄積変換部と、
前記第３接続点（ｐ３）と前記第４接続点（ｐ４）とに接続された前記トランス（ＴＲ）の他方の巻線（Ｗｎ２）と第２リアクトル（Ｌｒ２）とが直列接続された第２エネルギー蓄積変換部と、
を備え、
前記制御部（２０）が、
前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）、前記第２スイッチング素子（ＳＷ２）、前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）、前記第４スイッチング素子（ＳＷ４）、前記第５スイッチング素子（ＳＷ５）、前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）、前記第７スイッチング素子（ＳＷ７）及び前記第８スイッチング素子（ＳＷ８）をそれぞれＯＮ又はＯＦＦする制御信号を出力し、
前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）に対する前記制御信号を基準制御信号とし、
前記基準制御信号の位相を反転した制御信号を基準反転信号としたとき、
前記第４スイッチング素子（ＳＷ４）及び前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）に対する前記制御信号として前記基準制御信号を出力し、
前記第２スイッチング素子（ＳＷ２）、前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）に対する前記制御信号として前記基準反転信号を出力する電力変換装置（１）における電力変換方法であって、
前記第２スイッチングレグ（Ｌ２）に含まれる前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）に対する前記制御信号に対する、前記第４スイッチングレグ（Ｌ４）に含まれる前記第６スイッチング素子（ＳＷ６）及び第８スイッチング素子（ＳＷ８）に対する前記制御信号の位相の遅れ量（Ｔｂｓｔ）を第１位相シフト量とし、
前記第１スイッチングレグ（Ｌ１）に含まれる前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）及び第２スイッチング素子（ＳＷ２）に対する前記制御信号に対する、前記第２スイッチングレグ（Ｌ２）に含まれる前記第３スイッチング素子（ＳＷ３）及び第４スイッチング素子（ＳＷ４）に対する前記制御信号の位相の遅れ量（Ｔｂｕｋ）を第２位相シフト量としたとき、
少なくともいずれか一方が０である前記第１位相シフト量及び前記第２位相シフト量に対して、
前記第１位相シフト量を０まで減少させる第１ステップ（ステップＳ５及びステップＳ７）と、
前記第２位相シフト量を０から増加させる第２ステップ（ステップＳ５及びステップＳ６）とを、
を含む、前記第１入出力端子対（１３）に入力される入力電圧よりも前記第２入出力端子
対（１４）から出力される出力電圧が大きくなる昇圧動作から前記入力電圧よりも前記出力電圧が小さくなる降圧動作への第１切替ステップ（ステップＳ５、ステップＳ６及びステップＳ７）と、
前記第２位相シフト量を０まで減少させる第３ステップ（ステップＳ２及びステップＳ４）と、
前記第１位相シフト量を０から増加させる第４ステップ（ステップＳ２及びステップＳ３）とを、
を含む、前記降圧動作から前記昇圧動作への第２切替ステップ（ステップＳ２、ステップＳ３およびステップＳ４）と、
を有する電力変換方法。
【符号の説明】
【0091】
１・・・電力変換装置
１０・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１・・・第１フルブリッジ回路
１２・・・第２フルブリッジ回路
１３・・・第１入出力端子対
１４・・・第２入出力端子対
２０・・・制御ユニット
Ｌ１・・・第１スイッチングレグ
Ｌ２・・・第２スイッチングレグ
Ｌ３・・・第３スイッチングレグ
Ｌ４・・・第４スイッチングレグ
Ｌｒ１・・・第１リアクトル
Ｌｒ２・・・第２リアクトル
ｐ１・・・第１接続点
ｐ２・・・第２接続点
ｐ３・・・第３接続点
ｐ４・・・第４接続点
ＳＷ１・・・第１スイッチング素子
ＳＷ２・・・第２スイッチング素子
ＳＷ３・・・第３スイッチング素子
ＳＷ４・・・第４スイッチング素子
ＳＷ５・・・第５スイッチング素子
ＳＷ６・・・第６スイッチング素子
ＳＷ７・・・第７スイッチング素子
ＳＷ８・・・第８スイッチング素子
ＴＲ・・・トランス
Ｗｎ１・・・第１巻線
Ｗｎ２・・・第２巻線
１０・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１・・・第１フルブリッジ回路
１２・・・第２フルブリッジ回路
１３・・・第１入出力端子対
１４・・・第２入出力端子対
２０・・・制御ユニット
Ｌ１・・・第１スイッチングレグ
Ｌ２・・・第２スイッチングレグ
Ｌ３・・・第３スイッチングレグ
Ｌ４・・・第４スイッチングレグ
Ｌｒ１・・・第１リアクトル
Ｌｒ２・・・第２リアクトル
ｐ１・・・第１接続点
ｐ２・・・第２接続点
ｐ３・・・第３接続点
ｐ４・・・第４接続点
ＳＷ１・・・第１スイッチング素子
ＳＷ２・・・第２スイッチング素子
ＳＷ３・・・第３スイッチング素子
ＳＷ４・・・第４スイッチング素子
ＳＷ５・・・第５スイッチング素子
ＳＷ６・・・第６スイッチング素子
ＳＷ７・・・第７スイッチング素子
ＳＷ８・・・第８スイッチング素子
ＴＲ・・・トランス
Ｗｎ１・・・第１巻線
Ｗｎ２・・・第２巻線
【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】
【図23】
【図24】
【図25】