知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2023-12-26
(45)【発行日】2024-01-10
(54)【発明の名称】車載充電器
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20231227BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20231227BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20231227BHJP
H02M 7/12 20060101ALI20231227BHJP
H02M 3/155 20060101ALI20231227BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 F
H02J7/00 P
H02M3/28 Q
H02M7/12 F
H02M3/155 W
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021181005
(22)【出願日】2021-11-05
(65)【公開番号】P2023069257
(43)【公開日】2023-05-18
【審査請求日】2023-03-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145908
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 信雄
(74)【代理人】
【識別番号】100136711
【弁理士】
【氏名又は名称】益頭 正一
(72)【発明者】
【氏名】丸山 晃則
【審査官】山本 香奈絵
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１０８２３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０４３７２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１３９２００（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／０２２４７７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ７／０２
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０２Ｍ ３／２８
Ｈ０２Ｍ ７／１２
Ｈ０２Ｍ ３／１５５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流電源又は交流負荷が接続される双方向ＡＣ／ＤＣコンバータと、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータが接続された共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータが接続され蓄電池が接続される電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記蓄電池の電圧よりも低い中間電圧で作動する中間電圧負荷に対して前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータと前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータとの間から直流電力を供給する中間電圧供給回路とを備え、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータが前記交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換して該直流電力を前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータに供給し、前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータと前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータとが共働により前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された直流電力を昇圧して前記蓄電池に供給する充電機能と、
前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータと前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータとが共働により前記蓄電池から入力された直流電力を降圧して前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータに供給し、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータが入力された直流電力を交流電力に変換して該交流電力を前記交流負荷に供給する交流給電機能と、
前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータが前記蓄電池から入力された直流電力を前記中間電圧に降圧して前記中間電圧供給回路に供給し、前記中間電圧供給回路が前記中間電圧負荷に前記中間電圧の直流電力を供給する中間電圧供給機能と
を備え、
前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータは、
巻線比に応じた電圧変換を行うトランス部と、
前記トランス部と前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられた第１スイッチングレグと、
前記トランス部と前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられた第２スイッチングレグと、
前記トランス部と前記第２スイッチングレグとの間に設けられた共振回路と
を備え、
前記蓄電池の充電時、及び前記交流負荷への給電時に、前記第１スイッチングレグと前記第２スイッチングレグとは、前記共振回路の共振周波数と等しい駆動周波数で動作し、
制御装置は、前記充電機能、前記交流給電機能、及び前記中間電圧供給機能を実行する前に、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを停止させた状態で前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータを動作させて、前記蓄電池からの給電により前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ間に設けられた電解コンデンサを充電する起動機能を実行し、
前記共振回路が、前記トランス部と前記第２スイッチングレグとの間にのみ設けられ、前記トランス部と前記第１スイッチングレグとの間には設けられていない車載充電器。
【請求項2】
前記中間電圧よりも低い低電圧で作動する低電圧負荷に前記トランス部から直流電力を供給する低電圧供給回路を備える請求項１に記載の車載充電器。
【請求項3】
前記低電圧供給回路は、前記低電圧負荷と前記トランス部とを接続／遮断するスイッチを備える請求項２に記載の車載充電器。
【請求項4】
前記トランス部は、複数のトランスを備える請求項１～３の何れか１項に記載の車載充電器。
【請求項5】
前記複数のトランスは、前記第１スイッチングレグに一端側が接続される第１巻線と、
前記第２スイッチングレグに一端側が接続される第２巻線と
を備え、
複数の前記第１巻線の他端側がＹ結線により相互に接続され、
複数の前記第２巻線の他端側がＹ結線により相互に接続されている請求項４に記載の車載充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車載充電器に関する。
【背景技術】
【0002】
ＡＣ電源から高圧バッテリに給電して充電する高圧バッテリ充電機能と、高圧バッテリからＡＣ負荷に給電するＡＣ給電機能と、ＡＣ電源から補機バッテリに給電する補機バッテリ充電機能とを備える車載充電器が知られている（例えば、特許文献１の図５参照）。特許文献１の図５に記載の車載充電器は、高圧バッテリ充電機能を実現するための充電回路を用いて上記の３つの機能を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－７０５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の図５に記載の車載充電器では、回路構成上、入出力電圧の範囲が制限される。例えば、この車載充電器は、４００Ｖの高圧バッテリを搭載するＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）において、４００Ｖの高圧バッテリに対する高圧バッテリ充電機能と、４００Ｖの高圧バッテリから２００ＶａｃのＡＣ出力を行うＡＣ給電機能とを実現することは困難である。加えて、例えば、２００Ｖ等のＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）のバッテリで作動するような仕様の負荷を、上記のＢＥＶに搭載した場合、この負荷に対して４００Ｖの高圧バッテリから給電する機能を実現することも困難である。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑み、入出力電圧の範囲を拡張できる車載充電器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】
本発明の車載充電器は、交流電源又は交流負荷が接続される双方向ＡＣ／ＤＣコンバータと、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータが接続された共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータが接続され蓄電池が接続される電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記蓄電池の電圧よりも低い中間電圧で作動する中間電圧負荷に対して前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータと前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータとの間から直流電力を供給する中間電圧供給回路とを備え、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータが前記交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換して該直流電力を前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータに供給し、前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータと前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータとが共働により前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータから入力された直流電力を昇圧して前記蓄電池に供給する充電機能と、前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータと前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータとが共働により前記蓄電池から入力された直流電力を降圧して前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータに供給し、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータが入力された直流電力を交流電力に変換して該交流電力を前記交流負荷に供給する交流給電機能と、前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータが前記蓄電池から入力された直流電力を前記中間電圧に降圧して前記中間電圧供給回路に供給し、前記中間電圧供給回路が前記中間電圧負荷に前記中間電圧の直流電力を供給する中間電圧供給機能とを備え、前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータは、巻線比に応じた電圧変換を行うトランス部と、前記トランス部と前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられた第１スイッチングレグと、前記トランス部と前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられた第２スイッチングレグと、前記トランス部と前記第２スイッチングレグとの間に設けられた共振回路とを備え、前記蓄電池の充電時、及び前記交流負荷への給電時に、前記第１スイッチングレグと前記第２スイッチングレグとは、前記共振回路の共振周波数で動作し、制御装置は、前記充電機能、前記交流給電機能、及び前記中間電圧供給機能を実行する前に、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを停止させた状態で前記電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータを動作させて、前記蓄電池からの給電により前記共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ間に設けられた電解コンデンサを充電する起動機能を実行し、前記共振回路が、前記トランス部と前記第２スイッチングレグとの間にのみ設けられ、前記トランス部と前記第１スイッチングレグとの間には設けられていない。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、蓄電池の充電時、及び交流負荷への給電時に、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータのトランス部が巻線比に応じた電圧変換を行い、第１スイッチングレグと第２スイッチングレグとが共振駆動することにより、ソフトスイッチングを実現でき、高効率な電圧変換を実現できる。そして、蓄電池の充電時、交流負荷への給電時、及び中間電圧負荷への給電時に、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータによる電圧調整が行われることにより、ソフトスイッチングによる高効率な電圧変換と相俟って、入出力電圧の範囲を拡張できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用される。
【0010】
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る車載充電器１を示す回路図である。これらの回路図に示す車載充電器１は、高圧バッテリ充電機能、ＡＣ電源供給機能、１２Ｖ電源供給機能、及び中間電圧供給機能を備える。高圧バッテリ充電機能は、ＡＣ電源２（図１参照）から高圧バッテリ３に給電する機能であり、ＡＣ電源供給機能は、高圧バッテリ３からＡＣ負荷４（図２参照）に給電する機能である。また、１２Ｖ電源供給機能は、高圧バッテリ３から１２Ｖ負荷５に給電する機能であり、中間電圧供給機能は、高圧バッテリ３又はＡＣ電源２から中間電圧負荷６に給電する機能である。
【0011】
ＡＣ電源２は、例えば電圧が８５～２６５Ｖ、入力電力が７．５ｋＷ、出力電力が２ｋＷの商用電源である。また、高圧バッテリ３は、例えば電圧が２４０～４７０Ｖ、入出力電力が７．５ｋＷの高圧の蓄電池である。また、ＡＣ負荷４は、例えば電圧が８５～２６５ＶのＡＣ電力で作動する負荷である。また、１２Ｖ負荷５は、例えば電圧が１０．５～１５．５ＶのＤＣ電力で作動する負荷である。本実施形態の１２Ｖ負荷５は、１２Ｖの鉛蓄電池等の１２Ｖの蓄電池である。さらに、中間電圧負荷６は、高圧バッテリ３の電圧ＶＨＶより低く１２Ｖ負荷５の電圧ＶＬＶより高い中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋ（例えば１５５～２４０Ｖ）のＤＣ電力で作動するエアコンコンプレッサやＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータ等の補機である。
【0012】
ここで、パラレル方式やシリーズ・パラレル方式のＨＥＶに搭載される補機は、本実施形態の中間電圧負荷６と同様に、上記中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋのＤＣ電力で作動する仕様であるのが一般的である。即ち、２４０～４７０Ｖの高圧バッテリ３を搭載するＢＥＶに、ＨＥＶにも搭載され１５５～２４０ＶのＤＣ電力で作動する補機が搭載されている場合であっても、本実施形態の車載充電器１は、当該補機に上記中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋを供給して当該補機の作動を可能とする。
【0013】
車載充電器１は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０と、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、中間電圧ジャンクション回路４０と、１２Ｖ給電回路５０と、制御装置１００とを備える。ＡＣ電源２又はＡＣ負荷４は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０に接続される。また、高圧バッテリ３は、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に接続される。また、中間電圧負荷６は、中間電圧ジャンクション回路４０に接続される。さらに、１２Ｖ負荷５は、１２Ｖ給電回路５０に接続される。
【0014】
双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、トーテンポールタイプの双方向ＰＦＣ（Power Factor Correction）コンバータである。この双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、入力電力が７ｋＷを超える本実施形態の車載充電器１の大電流に対応するという観点から、２相インターリーブ構成となっている。即ち、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、２相インターリーブ型ＰＦＣコンバータであり、並列の２個のＰＦＣインダクタＬＰＦＣ０，ＬＰＦＣ１と、２組のスイッチングレグ（スイッチＨ０，Ｌ０の第１レグとスイッチＨ１，Ｌ１の第２レグ）と、１組の整流レグ（スイッチＤＨ，ＤＬ）とで構成されている。スイッチＨ０，Ｌ０，Ｈ１，Ｌ１，ＤＨ，ＤＬは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）等のＦＥＴスイッチである。なお、ＰＦＣインダクタＬＰＦＣ０，ＬＰＦＣ１は、磁気結合タイプにしてもよい。
【0015】
双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、高圧バッテリ３の充電時に、ＡＣ電源２から入力されたＡＣ電圧ＶＡＣを整流及び昇圧し、ＡＣ電圧ＶＡＣの最大値（例えば２６５Ｖ）のピーク値以上のＤＣ電圧ＶＡＣ＿ｌｉｎｋ（例えば３８０Ｖ（≧２６５Ｖ×√２））を出力する。他方で、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、ＡＣ負荷４への給電時に、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から入力されたＤＣ電圧ＶＡＣ＿ｌｉｎｋを整流及び降圧し、ＡＣ電圧ＶＡＣをＡＣ負荷４に出力する。高圧バッテリ３の充電時とＡＣ負荷４への給電時とで双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の動作は逆転する。他方で、高圧バッテリ３の充電時とＡＣ負荷４への給電時とで双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の入力電圧と出力電圧との関係は同様である。
【0016】
共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、電解コンデンサ６０を介して双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０に接続されている。この共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＡＣ電源２、高圧バッテリ３、及び１２Ｖ負荷５を相互に絶縁するためのコンバータである。この共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、７ｋＷを超える本実施形態の車載充電器１の大電流に対応するという観点から、３つのトランス（後述の第１～第３トランス２１１～２１３）を備える３相結合回路となっている。また、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、スイッチング効率を高めるという観点から、電流共振型のＤＣ／ＤＣコンバータとなっている。
【0017】
共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、トランス部２１と、共振回路２２と、ＡＣ側レグ２３と、ＨＶ側レグ２４と、ＬＶ側レグ２５とを備える。トランス部２１は、第１トランス２１１、第２トランス２１２、及び第３トランス２１３を備える。第１～第３トランス２１１～２１３はそれぞれコア２１ＣとＡＣ側巻線２１ＡとＨＶ側巻線２１ＨとＬＶ側巻線２１Ｌとを備える。ＡＣ側巻線２１Ａ，ＨＶ側巻線２１Ｈ、及びＬＶ側巻線２１Ｌは、コア２１Ｃに巻き付けられている。
【0018】
第１～第３トランス２１１～２１３のＡＣ側巻線２１Ａの一端側は、ＡＣ側レグ２３に接続されている。他方で、第１～第３トランス２１１～２１３のＡＣ側巻線２１Ａの他端側は、Ｙ結線により接続されている。詳細は後述する。
【0019】
第１～第３トランス２１１～２１３のＨＶ側巻線２１Ｈの一端側は、共振回路２２を介して、ＨＶ側レグ２４に接続されている。他方で、第１～第３トランス２１１～２１３のＨＶ側巻線２１Ｈの他端側は、Ｙ結線により接続されている。詳細は後述する。
【0020】
第１～第３トランス２１１～２１３のＬＶ側巻線２１Ｌは、センタータップ付きの巻線である。第１～第３トランス２１１～２１３のＬＶ側巻線２１Ｌの両端側は、ダイオードを介して１２Ｖ給電回路５０の入力端子に接続されている。他方で、第１～第３トランス２１１～２１３のＬＶ側巻線２１Ｌのセンタータップは、１２Ｖ給電回路５０の出力端子に接続されている。
【0021】
共振回路２２は、第１共振回路２２１，第２共振回路２２２、及び第３共振回路２２３を備える。第１～第３共振回路２２１～２２３は、コイルＬＲとコンデンサＣＲとを備える。第１～第３共振回路２２１～２２３のコイルＬＲの一端は、第１～第３トランス２１１～２１３のＨＶ側巻線２１Ｈの一端側に接続されている。また、第１～第３共振回路２２１～２２３のコイルＬＲの他端は、コンデンサＣＲを介してＨＶ側レグ２４に接続されている。詳細は後述する。
【0022】
ＡＣ側レグ２３は、３組のスイッチングレグ（スイッチＨ０ＡＣ，Ｌ０ＡＣの第１レグとスイッチＨ１ＡＣ，Ｌ１ＡＣの第２レグとスイッチＨ２ＡＣ，Ｌ２ＡＣの第３レグ）で構成されている。スイッチＨ０ＡＣ，Ｌ０ＡＣ，Ｈ１ＡＣ，Ｌ１ＡＣ，Ｈ２ＡＣ，Ｌ２ＡＣは、ＭＯＳＦＥＴ等のＦＥＴスイッチである。このＡＣ側レグ２３と双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０との間に電解コンデンサ６０が設けられている。
【0023】
第１トランス２１１のＡＣ側巻線２１Ａの一端側が、スイッチＨ０ＡＣとスイッチＬ０ＡＣとの間に接続され、第２トランス２１２のＡＣ側巻線２１Ａの一端側が、スイッチＨ１ＡＣとスイッチＬ１ＡＣとの間に接続されている。また、第３トランス２１３のＡＣ側巻線２１Ａの一端側が、スイッチＨ２ＡＣとスイッチＬ２ＡＣとの間に接続されている。
【0024】
ＨＶ側レグ２４は、３組のスイッチングレグ（スイッチＨ０ＨＶ，Ｌ０ＨＶの第１レグとスイッチＨ１ＨＶ，Ｌ１ＨＶの第２レグとスイッチＨ２ＨＶ，Ｌ２ＨＶの第３レグ）で構成されている。スイッチＨ０ＨＶ，Ｌ０ＨＶ，Ｈ１ＨＶ，Ｌ１ＨＶ，Ｈ２ＨＶ，Ｌ２ＨＶは、ＭＯＳＦＥＴ等のＦＥＴスイッチである。第１共振回路２２１のコンデンサＣＲが、スイッチＨ０ＨＶとスイッチＬ０ＨＶとの間に接続され、第２共振回路２２２のコンデンサＣＲが、スイッチＨ１ＨＶとスイッチＬ１ＨＶとの間に接続されている。また、第３共振回路２２３のコンデンサＣＲが、スイッチＨ２ＨＶとスイッチＬ２ＨＶとの間に接続されている。
【0025】
共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０では、高圧バッテリ３の充電時、及びＡＣ負荷４への給電時に、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４との駆動周波数ｆＳＷは、第１～第３共振回路２２１～２２３の共振周波数ｆｒに調整される。即ち、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、高圧バッテリ３の充電時、及びＡＣ負荷４への給電時に、ＡＣ側巻線２１ＡとＨＶ側巻線２１Ｈとの巻線比に応じた電圧変換を行うのみであり、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４とのスイッチング制御による電圧調整は行わない。そのため、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ソフトスイッチングを実現でき、高効率での電圧変換を実現できる。
【0026】
また、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０では、１２Ｖ負荷５への給電時に、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４との駆動周波数ｆＳＷは、第１～第３共振回路２２１～２２３の共振周波数ｆｒに調整される。即ち、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、１２Ｖ負荷５への給電時に、ＨＶ側巻線２１ＨとＬＶ側巻線２１Ｌとの巻線比に応じた電圧変換を行うのみであり、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４とのスイッチング制御による電圧調整は行わない。そのため、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ソフトスイッチングを実現でき、高効率での電圧変換を実現できる。
【0027】
また、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０では、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４とのスイッチングのタイミングが揃うので、制御が容易である。ここで、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４との駆動周波数ｆＳＷを第１～第３共振回路２２１～２２３の共振周波数ｆｒ以外に調整する場合、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４とでスイッチングのタイミングがずれる。そのため、この場合には、電流センサで電流を検知して、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４とのスイッチングのタイミングを同期させる同期処理を行う必要がある。それに対して、本実施形態の共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０では、当該同期処理が不要となり、センサレスにすることが可能となる。
【0028】
共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、高圧バッテリ３の充電時、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０からＡＣ側レグ２３に入力されるＤＣ電圧ＶＡＣ＿ｌｉｎｋをＡＣ側巻線２１ＡとＨＶ側巻線２１Ｈとの巻線比に応じた定数倍の中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋに昇圧して電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に出力する。また、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＡＣ負荷４への給電時、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０からＨＶ側レグ２４に入力される中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋをＨＶ側巻線２１ＨとＡＣ側巻線２１Ａとの巻線比に応じた定数倍のＤＣ電圧ＶＡＣ＿ｌｉｎｋに降圧して双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０に出力する。さらに、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、１２Ｖ負荷５への給電時、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０からＨＶ側レグ２４に入力される中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋをＨＶ側巻線２１ＨとＬＶ側巻線２１Ｌとの巻線比に応じた定数倍の電圧ＶＬＶに降圧して１２Ｖ給電回路５０に出力する。
【0029】
ここで、中間電圧負荷６としては、ＨＥＶに搭載される高圧バッテリの電圧範囲（例えば１００～３００Ｖ程度）で作動する補機を対象としている。このため、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋの変化が１５５～２４０Ｖ程度であれば、中間電圧負荷６は問題無く作動する。
【0030】
上述したように、第１～第３トランス２１１～２１３のＡＣ側巻線２１Ａの他端側は、Ｙ結線により接続されている。また、第１～第３トランス２１１～２１３のＨＶ側巻線２１Ｈの他端側は、Ｙ結線により接続されている。ここで、ＡＣ側巻線２１Ａの他端側の接続方法及び、ＨＶ側巻線２１Ｈの他端側の接続方法をΔ結線に変えることも可能である。しかしながら、巻線（コイル）のサイズアップや発熱を抑えるという観点から、ＡＣ側巻線２１Ａの他端側の接続方法及び、ＨＶ側巻線２１Ｈの他端側の接続方法は、Ｙ結線が好ましい。また、ＡＣ側巻線２１Ａの他端側の接続方法、及びＨＶ側巻線２１Ｈの他端側の接続方法の一方をＹ結線にし、他方をΔ結線にすることも可能である。しかしながら、この場合のようにトランスの入力側と出力側とで異なる結線により巻線が接続されていると、位相が変化し制御が複雑になる。そのため、ＡＣ側巻線２１Ａの他端側の接続方法、及びＨＶ側巻線２１Ｈの他端側の接続方法の双方をＹ結線にすることが好ましい。
【0031】
具体的には、例えば、以下の（１）～（４）の条件を想定すると、Δ結線の場合に、ＡＣ側巻線２１Ａの巻数は２３、ＨＶ側巻線２１Ｈの巻数は１５、Ｙ結線の場合に、ＡＣ側巻線２１Ａの巻数は１１、ＨＶ側巻線２１Ｈの巻数は７となる。
（１）中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋの最大値を高圧バッテリ３の電圧ＶＨＶの最小値（２４０Ｖ）とする。
（２）ＡＣ側レグ２３に入力するＤＣ電圧ＶＡＣ＿ｌｉｎｋを３８０Ｖとする。
（３）１２Ｖ給電回路５０に入力する電圧ＶＬＶが最大値（１５．５Ｖ）になる時に中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋが最大値となる。
（４）ＬＶ側巻線２１Ｌの巻数を１とする。
（１）中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋの最大値を高圧バッテリ３の電圧ＶＨＶの最小値（２４０Ｖ）とする。
（２）ＡＣ側レグ２３に入力するＤＣ電圧ＶＡＣ＿ｌｉｎｋを３８０Ｖとする。
（３）１２Ｖ給電回路５０に入力する電圧ＶＬＶが最大値（１５．５Ｖ）になる時に中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋが最大値となる。
（４）ＬＶ側巻線２１Ｌの巻数を１とする。
【0032】
電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のＨＶ側レグ２４に印加される中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋを調整する回路である。この電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、高圧バッテリ３の電圧ＶＨＶと中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋとがＶＨＶ＞ＶＨＶ＿ｌｉｎｋの関係にあるという条件で作動するチョッパ回路である。そのため、高圧バッテリ３の充電時、ＡＣ負荷４への給電時、１２Ｖ負荷５への給電時、及び中間電圧負荷６への給電時に、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋは、高圧バッテリ３の電圧ＶＨＶより低い電圧に制御される。具体的には、高圧バッテリ３の電圧ＶＨＶの最小値が２４０Ｖであれば中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋの最大値は２４０Ｖ未満に制御される。
【0033】
電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、入力電力が７ｋＷを超える本実施形態の車載充電器１の大電流に対応するという観点から、２相インターリーブ構成となっている。即ち、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、２相インターリーブ型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、並列の２つのインダクタＬＣ０，ＬＣ１と、２組のスイッチングレグ（スイッチＨ０’，Ｌ０’の第１レグとスイッチＨ１’，Ｌ１’の第２レグ）とで構成されている。スイッチＨ０’，Ｌ０’，Ｈ１’，Ｌ１’は、ＭＯＳＦＥＴ等のＦＥＴスイッチである。なお、インダクタＬＣ０，ＬＣ１は、磁気結合タイプにしてもよい。また、回路誤差による電流の偏り（インダクタＬＣ０とインダクタＬＣ１とに流れる電流の偏り）の発生を抑制するという観点から、インダクタＬＣ０とインダクタＬＣ１とに流れる電流を監視し、２組のスイッチングレグによる電流バランス制御を実行することが好ましい。
【0034】
中間電圧ジャンクション回路４０は、中間電圧負荷６に対して電源供給及び保護を行う回路である。この中間電圧ジャンクション回路４０は、ヒューズ４１を備える。本実施形態の中間電圧ジャンクション回路４０は、複数の中間電圧供給系統を備え、複数の中間電圧負荷６に対して電源供給及び保護を行う。中間電圧ジャンクション回路４０は、中間電圧負荷６をＨＶ側レグ２４と電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０との間に接続しており、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋを中間電圧負荷６に供給する。
【0035】
１２Ｖ給電回路５０は、１２Ｖ負荷５に対して電源供給及び保護を行う回路である。この１２Ｖ給電回路５０は、遮断スイッチ５１とコンデンサＣ１２とを備える。１２Ｖ給電回路５０は、上述したように、１２Ｖ負荷５をＬＶ側巻線２１Ｌに接続しており、電圧ＶＬＶを１２Ｖ負荷５に供給する。
【0036】
ここで、本実施形態の車載充電器１は、回路構成上、高圧バッテリ３の充電時、及びＡＣ負荷４への給電時に、電圧ＶＬＶの調整を行わない。このため、１２Ｖ負荷５をＬＶ側巻線２１Ｌに接続した状態で、高圧バッテリ３の充電やＡＣ負荷４への給電を実施した場合、１２Ｖ負荷５に対して、約１５．５Ｖ（＝ＶＡＣ＿ｌｉｎｋ（３８０Ｖ）÷２÷ＡＣ側巻線２１Ａの巻数（１１）－Ｖｆ（１．５Ｖ））の成り行き電圧が出力される。１２Ｖ負荷５に１２Ｖのバッテリが含まれる場合、バッテリ電圧と電圧ＶＬＶとの電位差により１２Ｖのバッテリに流れる電流が過電流となる可能性がある。そこで、本実施形態の車載充電器１では、高圧バッテリ３の充電時、及びＡＣ負荷４への給電時に、遮断スイッチ５１により、１２Ｖ負荷５への電圧ＶＬＶの出力を遮断する。なお、１２Ｖ負荷５に１２Ｖのバッテリが含まれない場合には、遮断スイッチ５１を１２Ｖ給電回路５０に設けることは必須ではない。
【0037】
図３は、高圧バッテリ充電機能の実行モード（モードＡ）の動作シーケンスを示すシーケンス図である。このシーケンス図に示すように、制御装置１００（図１参照）は、モードＡでは、車載充電器１を、起動命令を受信して停止（状態１）から起動（状態２）に移行させる。その後、制御装置１００は、車載充電器１を、待機（状態３）としてから運転（状態４）に移行させ、停止命令を受信して終了（状態５）に移行させる。ここで、制御装置１００は、モードＡの実行中、遮断スイッチ５１をＯＦＦとして１２Ｖ負荷５を車載充電器１から遮断する。
【0038】
状態１において、車載充電器１の全ての回路が停止する。ここで、状態１において、電解コンデンサ６０の電圧は０Ｖである。この点については後述する。
【0039】
状態２において、高圧バッテリ３からの給電により、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、ＨＶ側レグ２４、トランス部２１、ＡＣ側レグ２３が駆動され、電解コンデンサ６０が充電される。状態２において、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、定電圧動作を実行し、ＨＶ側レグ２４は、第１～第３共振回路２２１～２２３の共振周波数ｆｒよりも高い駆動周波数ｆＳＷで動作する。即ち、ＨＶ側レグ２４は、非共振駆動を行う。
【0040】
状態２において、トランス部２１は、ＨＶ側巻線２１ＨとＡＣ側巻線２１Ａとの巻線比に応じた定数倍変換出力を行い、ＡＣ側レグ２３及びＬＶ側レグ２５は、逆流防止の観点から、ダイオード整流を行う。ここで、電解コンデンサ６０は、状態２において、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋを生成可能な所定の電圧（例えば３８０Ｖであり、ＡＣ電源２の電圧波形のピーク値以上の電圧）まで昇圧される。電解コンデンサ６０の電圧が当該所定の電圧以上に維持された後に状態３に移行する。
【0041】
状態３において、ＡＣ側レグ２３及びＨＶ側レグ２４の駆動周波数ｆＳＷが第１～第３共振回路２２１～２２３の共振周波数ｆｒまで低下する。即ち、ＡＣ側レグ２３及びＨＶ側レグ２４が共振駆動を開始する。また、状態３において、電解コンデンサ６０は定常動作を行う。
【0042】
状態４において、ＡＣ電源２が双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０にＡＣ電力を出力する。制御装置１００は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０へのＡＣ電圧ＶＡＣの入力を確認してから、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を駆動する。状態４において、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、順方向動作を行い、電解コンデンサ６０は定常動作を行う。
【0043】
また、状態４において、ＡＣ側レグ２３及びＨＶ側レグ２４は、共振駆動を行い、トランス部２１は、ＡＣ側巻線２１ＡとＨＶ側巻線２１Ｈとの巻線比に応じた定数倍変換出力を行う。さらに、状態４において、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、ＡＣ電源２の出力電力を所定値以下に抑えＡＣ電源２側の過負荷を防止するという観点から、高圧バッテリ３への供給電力を所定値に調整する。
【0044】
状態５において、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は停止し、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０（図１参照）及び電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、電解コンデンサ６０の電荷を高圧バッテリ３に移動させ電解コンデンサ６０の電圧を低下させる動作を行う。具体的には、ＡＣ側レグ２３の駆動周波数ｆＳＷが第１～第３共振回路２２１～２２３の共振周波数ｆｒより高い値まで上昇されることにより、ＡＣ側レグ２３が非共振駆動に移行する。トランス部２１は、ＡＣ側巻線２１ＡとＨＶ側巻線２１Ｈとの巻線比に応じた定数倍変換出力を行い、ＨＶ側レグ２４は、逆流防止の観点から、ダイオード整流を行う。電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は定電圧動作に移行する。これにより、状態１において、電解コンデンサ６０の電圧が０Ｖとなる。
【0045】
制御装置１００は、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋが安全電圧（例えば６０Ｖ）未満まで低下したことを確認した後に、車載充電器１の全ての回路を停止させる。
【0046】
図４は、ＡＣ電源供給機能の実行モード（モードＢ）の動作シーケンスを示すシーケンス図である。このシーケンス図に示すように、制御装置１００（図２参照）は、モードＢでは、車載充電器１を、起動命令を受信して停止（状態１）から起動（状態２）に移行させる。その後、制御装置１００は、車載充電器１を、待機（状態３）としてから運転（状態４）に移行させ、停止命令を受信して終了（状態５）に移行させる。ここで、制御装置１００は、モードＢの実行中、遮断スイッチ５１をＯＦＦとして１２Ｖ負荷５を車載充電器１から遮断する。
【0047】
状態１において、車載充電器１の全ての回路が停止する。ここで、状態１において、電解コンデンサ６０の電圧は０Ｖである。この点については後述する。
【0048】
状態２において、高圧バッテリ３からの給電により、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、ＨＶ側レグ２４、トランス部２１、ＡＣ側レグ２３が駆動され、電解コンデンサ６０が充電される。状態２において、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、定電圧動作を実行し、ＨＶ側レグ２４は、第１～第３共振回路２２１～２２３の共振周波数ｆｒよりも高い駆動周波数ｆＳＷで動作する。即ち、ＨＶ側レグ２４は、非共振駆動を行う。
【0049】
状態２において、トランス部２１は、ＨＶ側巻線２１ＨとＡＣ側巻線２１Ａとの巻線比に応じた定数倍変換出力を行い、ＡＣ側レグ２３及びＬＶ側レグ２５は、ダイオード整流を行う。ここで、電解コンデンサ６０は、状態２において、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋを生成可能な所定の電圧（例えば３８０Ｖであり、ＡＣ電源２の電圧波形のピーク値以上の電圧）まで昇圧される。電解コンデンサ６０の電圧が当該所定の電圧以上に維持された後に状態３に移行する。
【0050】
状態３において、ＡＣ側レグ２３及びＨＶ側レグ２４の駆動周波数ｆＳＷが第１～第３共振回路２２１～２２３の共振周波数ｆｒまで低下する。即ち、ＡＣ側レグ２３及びＨＶ側レグ２４が共振駆動を開始する。また、状態３において、電解コンデンサ６０は定常動作を行う。
【0051】
状態４において、高圧バッテリ３が電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０にＤＣ電力を出力する。制御装置１００は、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０への電圧ＶＨＶの入力を確認してから、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を駆動する。状態４において、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、逆方向動作を行い、電解コンデンサ６０は定常動作を行う。
【0052】
また、状態４において、ＡＣ側レグ２３及びＨＶ側レグ２４は、共振駆動を行い、トランス部２１は、ＨＶ側巻線２１ＨとＡＣ側巻線２１Ａとの巻線比に応じた定数倍変換出力を行う。
【0053】
状態５において、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は停止し、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０（図２参照）及び電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、電解コンデンサ６０の電荷を高圧バッテリ３に移動させ電解コンデンサ６０の電圧を低下させる動作を行う。具体的には、ＡＣ側レグ２３の駆動周波数ｆＳＷが第１～第３共振回路２２１～２２３の共振周波数ｆｒより高い値まで上昇されることにより、ＡＣ側レグ２３が非共振駆動に移行する。トランス部２１は、ＡＣ側巻線２１ＡとＨＶ側巻線２１Ｈとの巻線比に応じた定数倍変換出力を行い、ＨＶ側レグ２４及びＬＶ側レグ２５はダイオード整流を行う。電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は定電圧動作を行う。これにより、状態１において、電解コンデンサ６０の電圧が０Ｖとなる。
【0054】
制御装置１００は、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋが安全電圧（例えば６０Ｖ）未満まで低下したことを確認した後に、車載充電器１の全ての回路を停止させる。
【0055】
図５は、１２Ｖ電源供給機能の実行モード（モードＣ）の動作シーケンスを示すシーケンス図である。このシーケンス図に示すように、制御装置１００（図１及び図２参照）は、モードＣでは、車載充電器１を、起動命令を受信して停止（状態１）から起動（状態２）に移行させる。その後、制御装置１００は、車載充電器１を、運転（状態３）に移行させ、停止命令を受信して終了（状態４）に移行させる。モードＣの実行中、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は停止する。
【0056】
状態１において、車載充電器１の全ての回路が停止する。ここで、状態１において、電解コンデンサ６０の電圧は０Ｖである。この点については後述する。
【0057】
状態２において、高圧バッテリ３からの給電により、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、ＨＶ側レグ２４、トランス部２１、ＡＣ側レグ２３が駆動され、電解コンデンサ６０が充電される。状態２において、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、１２Ｖ負荷５（図１及び図２参照）に含まれる１２Ｖのバッテリの過電流防止の観点から、電圧スロープ制御により動作し、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋを徐々に上昇させる。また、状態２において、ＨＶ側レグ２４及びＡＣ側レグ２３は、共振駆動を開始し、トランス部２１は、ＨＶ側巻線２１ＨとＡＣ側巻線２１Ａとの巻線比に応じた定数倍変換出力を行う。
【0058】
状態２において、遮断スイッチ５１がＯＮになり、１２Ｖ負荷５がＬＶ側レグ２５に接続される。トランス部２１は、ＨＶ側巻線２１ＨとＬＶ側巻線２１Ｌとの巻線比に応じた定数倍変換出力を行い、ＬＶ側レグ２５は、ダイオード整流を行う。ここで、ＬＶ側レグ２５がダイオード整流を行うため、ＬＶ側レグ２５が出力する電圧ＶＬＶが１２Ｖのバッテリの電圧（１２Ｖ電源電圧）よりも低い場合には、ＬＶ側レグ２５から１２Ｖ給電回路５０（図１及び図２参照）へ電流は流れない。電圧ＶＬＶが１２Ｖ電源電圧以上に維持された後に状態３に移行する。
【0059】
状態３において、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は定電圧動作に移行し、電解コンデンサ６０は定常動作を行う。また、ＨＶ側レグ２４及びＡＣ側レグ２３は、共振駆動を継続し、トランス部２１は、ＨＶ側巻線２１ＨとＡＣ側巻線２１Ａとの巻線比に応じた定数倍出力を行う。さらに、ＬＶ側レグ２５は引き続きダイオード整流を行う。ここで、電圧ＶＬＶが１２Ｖバッテリの電圧以上に維持されていることから、ＬＶ側レグ２５から１２Ｖ負荷５へ電力が供給される。
【0060】
状態４において、遮断スイッチ５１はＯＦＦになり、１２Ｖ負荷５がＬＶ側レグ２５から遮断される。また、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０（図１及び図２参照）及び電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、モードＡ，Ｂと同様に、電解コンデンサ６０の電荷を高圧バッテリ３に移動させ電解コンデンサ６０の電圧を低下させる動作を行う。これにより、状態１において、電解コンデンサ６０の電圧が０Ｖとなる。
【0061】
制御装置１００は、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋが安全電圧（例えば６０Ｖ）未満まで低下したことを確認した後に、車載充電器１の全ての回路を停止させる。
【0062】
なお、本実施形態の車載充電器１において、モードＡ，Ｂ，Ｃは、相互に排他的に実行される。また、１２Ｖ負荷５が１２Ｖのバッテリを含む場合には、モードＡ，Ｂの実行中に１２Ｖのバッテリの残量が所定値以下になると、車載充電器１は、一時的にモードＣに移行する。また、本実施形態の車載充電器１では、モードＡ，Ｂ，Ｃの実行中、必要に応じて、中間電圧供給機能が実行される。
【0063】
以上説明したように、本実施形態の車載充電器１では、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、高圧バッテリ３の充電時及びＡＣ負荷４への給電時に、ＡＣ側巻線２１ＡとＨＶ側巻線２１Ｈとの巻線比に応じた電圧変換を行うのみであり、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４とのスイッチング制御による電圧調整は行わない。そして、ＡＣ側レグ２３とＨＶ側レグ２４とが共振駆動を行う。これにより、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ソフトスイッチングを実現でき、高効率での電圧変換を実現できる。そのうえで、高圧バッテリ３の充電時、及びＡＣ負荷４への給電時に、電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ３０による電圧調整が行われることにより、ソフトスイッチングによる高効率な電圧変換と相俟って、車載充電器１の入出力電圧の範囲を拡張できる。
【0064】
さらに、本実施形態の車載充電器１では、高圧バッテリ３の電圧ＶＨＶよりも低い中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋを中間電圧負荷６に供給することもできる。これにより、２４０～４７０Ｖの高圧バッテリ３を搭載するＢＥＶに、ＨＥＶにも搭載され１５５～２４０ＶのＤＣ電力で作動する補機が搭載される場合であっても、本実施形態の車載充電器１は、当該補機に上記中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋを供給して当該補機を作動させることができる。また、８００Ｖの高圧バッテリ３を搭載するＢＥＶに、４００Ｖのバッテリを搭載するＢＥＶにも搭載されていた補機が搭載される場合であっても、本実施形態の車載充電器１は、当該補機に上記中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋを供給して当該補機を作動させることができる。
【0065】
また、本実施形態の車載充電器１では、高圧バッテリ３からの給電によりモードＡ，Ｂ，Ｃが起動されるので、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０において、共振回路２２は、トランス部２１とＨＶ側レグ２４との間に設けられていればよい。そこで、本実施形態の車載充電器１では、共振回路２２が、トランス部２１とＨＶ側レグ２４との間にのみ設けられ、トランス部２１とＡＣ側レグ２３との間には設けられていない。これにより、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を小型化でき、車載充電器１を小型化できる。
【0066】
また、本実施形態の車載充電器１では、１２Ｖ給電回路５０が、中間電圧ＶＨＶ＿ｌｉｎｋよりも低い電圧（１２Ｖ）で作動する低電圧負荷（１２Ｖ負荷５）に電圧ＶＬＶを供給する。ここで、トランス部２１が３個のトランス（第１～第３トランス２１１～２１３）を備えることにより、ＬＶ側巻線２１Ｌを例えば巻数１のように小型化することができる。
【0067】
また、トランス部２１が第１～第３トランス２１１～２１３を備えることにより、共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の動作時に第１～第３トランス２１１～２１３のそれぞれに流れる電流が、トランスが１個の場合に比して１／３となる。これにより、第１～第３トランス２１１～２１３のそれぞれで発生するジュール損失（電流の２乗）は、トランスが１個の場合に比して１／９となる。これにより、第１～第３トランス２１１～２１３のバスバの断面積を理論上１／９にできるので、渦電流損を概算で１／９に抑制できる。また、トランス部２１を通過する電力を第１～第３トランス２１１～２１３に分散できることにより、ＡＣ側巻線２１Ａ及びＨＶ側巻線２１Ｈの発熱を大幅に下げることができ、リッツ線を不要にできるので、トランス部２１の大幅なサイズダウン、及びコストダウンが見込まれる。
【0068】
また、本実施形態の車載充電器１では、１２Ｖ給電回路５０が、遮断スイッチ５１を備える。これにより、高圧バッテリ３の充電時やＡＣ負荷４への給電時に、１２Ｖ負荷５をＬＶ側巻線２１Ｌから遮断することができ、上述の成り行き電圧が１２Ｖ負荷５に供給されることを防止できる。従って、１２Ｖ負荷５が１２Ｖのバッテリを含む場合に、当該１２Ｖのバッテリの過電流を防止できる。
【0069】
さらに、本実施形態の車載充電器１では、トランス部２１の３個のＡＣ側巻線２１ＡがＹ結線により相互に接続されると共に、トランス部２１の３個のＨＶ側巻線２１ＨがＹ結線により相互に接続されている。即ち、トランス部２１の入力側と出力側との結線を揃えることにより入力側と出力側との位相を合わせ、制御を容易にしている。また、３個のＡＣ側巻線２１Ａの接続方法、及び３個のＨＶ側巻線２１Ｈの接続方法を、Δ結線ではなくＹ結線とすることにより、これらの巻線の巻数を低減し、これらの巻線のサイズダウン、及びコストダウンを可能にしている。
【0070】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、適宜公知や周知の技術を組み合わせてもよい。
【0071】
例えば、上記実施形態では、１２Ｖ給電回路５０を備える車載充電器１を例に挙げて本発明を説明したが、１２Ｖ給電回路５０を備えることは必須ではない。また、第１～第３トランス２１１～２１３の３個のトランスを備える共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を例に挙げて本発明を説明したが、トランスの数は単数や２個でもよく４個以上であってもよい。
【符号の説明】
【0072】
１ ：車載充電器
２ ：ＡＣ電源（交流電源）
３ ：高圧バッテリ（蓄電池）
４ ：ＡＣ負荷（交流負荷）
５ ：１２Ｖ負荷（低電圧負荷）
６ ：中間電圧負荷
１０ ：双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ
２０ ：共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１ ：トランス部
２１Ａ ：ＡＣ側巻線（第１巻線）
２１Ｈ ：ＨＶ側巻線（第２巻線）
２２ ：共振回路
２３ ：ＡＣ側レグ（第１スイッチングレグ）
２４ ：ＨＶ側レグ（第２スイッチングレグ）
３０ ：電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０ ：中間電圧ジャンクション回路（中間電圧供給回路）
５０ ：１２Ｖ給電回路（低電圧供給回路）
５１ ：遮断スイッチ（スイッチ）
２１１ ：第１トランス（トランス）
２１２ ：第２トランス（トランス）
２１３ ：第３トランス（トランス）
ｆｒ ：共振周波数
ｆＳＷ ：駆動周波数
ＶＨＶ＿ｌｉｎｋ：中間電圧
ＶＬＶ ：電圧（低電圧）
ＶＨＶ ：電圧
２ ：ＡＣ電源（交流電源）
３ ：高圧バッテリ（蓄電池）
４ ：ＡＣ負荷（交流負荷）
５ ：１２Ｖ負荷（低電圧負荷）
６ ：中間電圧負荷
１０ ：双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ
２０ ：共振型絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１ ：トランス部
２１Ａ ：ＡＣ側巻線（第１巻線）
２１Ｈ ：ＨＶ側巻線（第２巻線）
２２ ：共振回路
２３ ：ＡＣ側レグ（第１スイッチングレグ）
２４ ：ＨＶ側レグ（第２スイッチングレグ）
３０ ：電圧調整ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０ ：中間電圧ジャンクション回路（中間電圧供給回路）
５０ ：１２Ｖ給電回路（低電圧供給回路）
５１ ：遮断スイッチ（スイッチ）
２１１ ：第１トランス（トランス）
２１２ ：第２トランス（トランス）
２１３ ：第３トランス（トランス）
ｆｒ ：共振周波数
ｆＳＷ ：駆動周波数
ＶＨＶ＿ｌｉｎｋ：中間電圧
ＶＬＶ ：電圧（低電圧）
ＶＨＶ ：電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】