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(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】2024-10-17
(45)【発行日】2024-10-25
(54)【発明の名称】充電システム
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20241018BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 H
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021001662
(22)【出願日】2021-01-07
(65)【公開番号】P2022106567
(43)【公開日】2022-07-20
【審査請求日】2023-11-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100154852
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 太一
(74)【代理人】
【識別番号】100194087
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 伸一
(72)【発明者】
【氏名】大貫 泰道
【審査官】鈴木 智之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２１１８４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／０９８７９４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００４／０２２８０５５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２２／０５４３６７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２２－０４７０５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－２０１３２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２３４６７１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００８０９１７（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ７／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電装置を形成する複数の蓄電モジュールを充電する充電システムであって、交流電力源と、
前記交流電力源と前記複数の蓄電モジュールの各々との間に接続されるとともに、前記交流電力源から供給される交流電力を整流して得られる直流電力を前記複数の蓄電モジュールに供給する複数の整流部と、
前記複数の蓄電モジュールの各々と前記複数の整流部の各々との間に接続されるとともに、前記複数の蓄電モジュールと前記複数の整流部との間の電流の導通及び遮断を前記複数の整流部の各々に入力される前記交流電力に応じて自動的に切り替える複数の電流遮断部と
を備える
ことを特徴とする充電システム。
【請求項2】
前記複数の電流遮断部の各々は、前記蓄電モジュールと前記整流部との間に接続されるとともに、少なくとも１つのスイッチング素子を備えるスイッチ部と、
前記整流部の交流入力端と前記スイッチ部の制御端子との間に接続されるとともに、前記スイッチ部の開閉を切り替える制御信号を前記交流入力端に入力される前記交流電力に応じて生成する駆動部と
を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項3】
前記駆動部は、前記交流入力端に接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに接続される整流回路と、
前記整流回路と前記スイッチ部との間に接続される放電抵抗と
を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、充電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば、直列に接続された複数の電池モジュールに電力を供給する電力供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電力供給装置は、複数の電池モジュールの各々に接続される整流回路と、複数の整流回路間を順次接続する交流電路と、交流電路に交流電圧を印加する交流発生回路とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－６７０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記した従来技術の電力供給装置では、複数のダイオードの組み合わせによって形成される整流回路を備えることにより、例えば損失低減のために順方向電圧が小さい特性のダイオードを用いた場合等において、逆方向の漏れ電流が増大するおそれがある。整流回路の漏れ電流が増大すると、電池モジュールの放電が生じるとともに複数の電池モジュールの各々の充電量が不均一になるという問題が生じる。
このような問題に対して、例えば機械的接点を有するリレーを追加する場合、機械的な動作保証に制約があるとともに、ターンオン時の突入電流又はターンオフ時のアーク等によって接点部位が劣化しやすいという問題が生じる。また、直列に接続された複数の電池モジュールの各々の電位が相互に異なることに対応して、例えばフォトカプラ又は絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ等を追加する場合には、装置構成に要する費用が嵩むという問題が生じる。
このような問題に対して、例えば機械的接点を有するリレーを追加する場合、機械的な動作保証に制約があるとともに、ターンオン時の突入電流又はターンオフ時のアーク等によって接点部位が劣化しやすいという問題が生じる。また、直列に接続された複数の電池モジュールの各々の電位が相互に異なることに対応して、例えばフォトカプラ又は絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ等を追加する場合には、装置構成に要する費用が嵩むという問題が生じる。
【0005】
本発明は、構成に要する費用の増大を抑制しつつ漏れ電流を遮断することができる充電システム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】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る充電システム（例えば、実施形態での充電システム１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）は、蓄電装置（例えば、実施形態でのバッテリ１）を形成する複数の蓄電モジュール（例えば、実施形態でのバッテリモジュール４）を充電する充電システムであって、交流電力源（例えば、実施形態での交流電力源１１）と、前記交流電力源と前記複数の蓄電モジュールの各々との間に接続されるとともに、前記交流電力源から供給される交流電力を整流して得られる直流電力を前記複数の蓄電モジュールに供給する複数の整流部（例えば、実施形態での整流回路３３）と、前記複数の蓄電モジュールの各々と前記複数の整流部の各々との間に接続されるとともに、前記複数の蓄電モジュールと前記複数の整流部との間の電流の導通及び遮断を前記複数の整流部の各々に入力される前記交流電力に応じて自動的に切り替える複数の電流遮断部（例えば、実施形態での正極側電流遮断回路３５，３５Ａ、負極側電流遮断回路３７）とを備える。
（１）本発明の一態様に係る充電システム（例えば、実施形態での充電システム１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）は、蓄電装置（例えば、実施形態でのバッテリ１）を形成する複数の蓄電モジュール（例えば、実施形態でのバッテリモジュール４）を充電する充電システムであって、交流電力源（例えば、実施形態での交流電力源１１）と、前記交流電力源と前記複数の蓄電モジュールの各々との間に接続されるとともに、前記交流電力源から供給される交流電力を整流して得られる直流電力を前記複数の蓄電モジュールに供給する複数の整流部（例えば、実施形態での整流回路３３）と、前記複数の蓄電モジュールの各々と前記複数の整流部の各々との間に接続されるとともに、前記複数の蓄電モジュールと前記複数の整流部との間の電流の導通及び遮断を前記複数の整流部の各々に入力される前記交流電力に応じて自動的に切り替える複数の電流遮断部（例えば、実施形態での正極側電流遮断回路３５，３５Ａ、負極側電流遮断回路３７）とを備える。
【0007】
（２）上記（１）に記載の充電システムでは、前記複数の電流遮断部の各々は、前記蓄電モジュールと前記整流部との間に接続されるとともに、少なくとも１つのスイッチング素子（例えば、実施形態での正極側第１トランジスタ６１ａ及び正極側第２トランジスタ６１ｂ、負極側第１トランジスタ７１ａ及び負極側第２トランジスタ７１ｂ）を備えるスイッチ部（例えば、実施形態での正極側スイッチ部６１、負極側スイッチ部７１）と、前記整流部の交流入力端（例えば、実施形態でのＡ相端子ＡＳ及びＢ相端子ＢＳ）と前記スイッチ部の制御端子（例えば、実施形態でのゲートＧ）との間に接続されるとともに、前記スイッチ部の開閉を切り替える制御信号を前記交流入力端に入力される前記交流電力に応じて生成する駆動部（例えば、実施形態での正極側スイッチ駆動部６３，６３Ａ、負極側スイッチ駆動部７３）とを備えてもよい。
【0008】
（３）上記（２）に記載の充電システムでは、前記駆動部は、前記交流入力端に接続されるキャパシタ（例えば、実施形態での正極側キャパシタＣＰ、負極側キャパシタＣＮ）と、前記キャパシタに接続される整流回路（例えば、実施形態での正極側整流回路６５，８１、負極側整流回路７５）と、前記整流回路と前記スイッチ部との間に接続される放電抵抗（例えば、実施形態での正極側抵抗ＲＰ、負極側抵抗ＲＮ）とを備えてもよい。
【発明の効果】
【0009】
上記（１）によれば、複数の蓄電モジュールと複数の整流部との間の電流の導通及び遮断を各整流部に入力される交流電力に応じて自動的に切り替える複数の電流遮断部を備えることによって、構成に要する費用の増大を抑制しつつ整流部を介した蓄電モジュールの漏れ電流の増大を抑制することができる。
【0010】
上記（２）の場合、スイッチング素子のオン（導通）／オフ（遮断）を自動的に切り替える駆動部を備えることによって、構成に要する費用の増大を抑制しつつ整流部を介した蓄電モジュールの漏れ電流の増大を抑制することができる。
【0011】
上記（３）の場合、交流電力の印加有無に応じて自動的に電流の導通及び遮断を切り替えることができる。交流電力が通じていない状態では放電抵抗の放電によってスイッチング素子が遮断され、交流電力が通じている状態ではスイッチ部の制御端子の電位が増大してスイッチング素子が導通する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態での充電システムの構成を示す図。
【図2】本発明の実施形態での充電システムの交流電力源の構成を示す図。
【図3】本発明の実施形態での充電システムの整流回路の構成を示す図。
【図4】本発明の実施形態での充電システムの正極側電流遮断回路の構成を示す図。
【図5】本発明の実施形態の充電システムでの充電電流、ソース・ゲート間電位及び交流電圧振幅の各々の変化の一例を示す図。
【図6】本発明の実施形態の第１変形例での充電システムの構成を示す図。
【図7】本発明の実施形態の第１変形例での充電システムの負極側電流遮断回路の構成を示す図。
【図8】本発明の実施形態の第２変形例での充電システムの構成を示す図。
【図9】本発明の実施形態の第２変形例での充電システムの正極側電流遮断回路及び負極側電流遮断回路の構成を示す図。
【図10】本発明の実施形態の第３変形例での充電システムの正極側電流遮断回路の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態に係る充電システム１０について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態での充電システム１０の構成を示す図である。
本実施形態による充電システム１０は、例えば電動車両等の車両に搭載されている。充電システム１０は、車両に搭載されている蓄電装置に接続されている。電動車両は、電気自動車、ハイブリッド車両及び燃料電池車両等である。電気自動車は、バッテリを動力源として駆動する。ハイブリッド車両は、バッテリ及び内燃機関を動力源として駆動する。燃料電池車両は、燃料電池を動力源として駆動する。
図１は、実施形態での充電システム１０の構成を示す図である。
本実施形態による充電システム１０は、例えば電動車両等の車両に搭載されている。充電システム１０は、車両に搭載されている蓄電装置に接続されている。電動車両は、電気自動車、ハイブリッド車両及び燃料電池車両等である。電気自動車は、バッテリを動力源として駆動する。ハイブリッド車両は、バッテリ及び内燃機関を動力源として駆動する。燃料電池車両は、燃料電池を動力源として駆動する。
【0014】
図１に示すように、充電システム１０に接続されている蓄電装置は、例えば、車両の動力源である高圧のバッテリ１である。バッテリ１は、例えば、直列に接続される複数のセル２によって形成されるストリング３と、ストリング３の両端の正極端子及び負極端子とを備える。バッテリ１は、ストリング３を直列の複数のサブストリングに分割して形成される複数のバッテリモジュール４を備える。複数のバッテリモジュール４は、例えば、ストリング３を４分割して形成される第１バッテリモジュール４ａ、第２バッテリモジュール４ｂ、第３バッテリモジュール４ｃ及び第４バッテリモジュール４ｄである。例えば、第１バッテリモジュール４ａ、第２バッテリモジュール４ｂ、第３バッテリモジュール４ｃ及び第４バッテリモジュール４ｄは、順次に直列に接続されている。
【0015】
充電システム１０は、交流電力源１１と、複数の回路モジュール１３と、制御装置１５とを備える。
図２は、実施形態での充電システム１０の交流電力源１１の構成を示す図である。
図２に示すように、交流電力源１１は、直流電源２１と、第１電力変換部２２と、第２電力変換部２３とを備える。
直流電源２１は、例えば太陽電池等である。
図２は、実施形態での充電システム１０の交流電力源１１の構成を示す図である。
図２に示すように、交流電力源１１は、直流電源２１と、第１電力変換部２２と、第２電力変換部２３とを備える。
直流電源２１は、例えば太陽電池等である。
【0016】
第１電力変換部２２は、例えば、昇圧及び降圧の２つの電力変換を行うＤＣ－ＤＣコンバータ等を備える。第１電力変換部２２は、第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１と、第２正極端子Ｐ２及び第２負極端子Ｎ２とを備える。
第１電力変換部２２の第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１は、直流電源２１の正極端子ＤＰ及び負極端子ＤＮに接続されている。第１電力変換部２２の第２正極端子Ｐ２及び第２負極端子Ｎ２は、第２電力変換部２３の正極端子ＰＴ及び負極端子ＮＴに接続されている。
第１電力変換部２２の第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１は、直流電源２１の正極端子ＤＰ及び負極端子ＤＮに接続されている。第１電力変換部２２の第２正極端子Ｐ２及び第２負極端子Ｎ２は、第２電力変換部２３の正極端子ＰＴ及び負極端子ＮＴに接続されている。
【0017】
第１電力変換部２２は、例えば、２相で対を成すローサイドアーム及びハイサイドアームのスイッチング素子と、リアクトルとを備える。スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉ－ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のトランジスタであり、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。リアクトルは、チョークコイルＬである。
なお、各トランジスタは整流素子を備えてもよい。整流素子は、各トランジスタに並列に接続されるダイオードである。整流素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース間でソースからドレインに向けて順方向に接続される還流ダイオードである。
第１電力変換部２２は、第１相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈ，Ｓ１Ｌと、第２相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｈ，Ｓ２Ｌとを備える。
なお、各トランジスタは整流素子を備えてもよい。整流素子は、各トランジスタに並列に接続されるダイオードである。整流素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース間でソースからドレインに向けて順方向に接続される還流ダイオードである。
第１電力変換部２２は、第１相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈ，Ｓ１Ｌと、第２相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｈ，Ｓ２Ｌとを備える。
【0018】
ハイサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈのドレインは、第１正極端子Ｐ１に接続されている。ハイサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｈのドレインは、第２正極端子Ｐ２に接続されている。ローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｌのソースは、第１負極端子Ｎ１に接続されている。ローサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｌのソースは、第２負極端子Ｎ２に接続されている。ハイサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈのソース及びローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｌのドレインは、チョークコイルＬの両端の第１端に接続されている。ハイサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｈのソース及びローサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｌのドレインは、チョークコイルＬの両端の第２端に接続されている。
【0019】
第１電力変換部２２は、第１正極端子Ｐ１と第１負極端子Ｎ１との間に接続される第１平滑コンデンサ（キャパシタ）ＳＣ１と、第２正極端子Ｐ２と第２負極端子Ｎ２との間に接続される第２平滑コンデンサ（キャパシタ）ＳＣ２とを備える。第１平滑コンデンサＳＣ１及び第２平滑コンデンサＳＣ２は、各トランジスタＳ１Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｈ，Ｓ２Ｌのオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
【0020】
第１電力変換部２２は、各トランジスタＳ１Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｈ，Ｓ２Ｌのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、各トランジスタＳ１Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｈ，Ｓ２Ｌのオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。
第１電力変換部２２は、昇圧時において、直流電源２１から第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１に入力される電力を昇圧して、昇圧後の電力を第２正極端子Ｐ２及び第２負極端子Ｎ２から出力する。第１電力変換部２２は、昇圧時において、ハイサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈのオン（導通）及びローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｌのオフ（遮断）を維持する。
第１電力変換部２２は、昇圧時において、直流電源２１から第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１に入力される電力を昇圧して、昇圧後の電力を第２正極端子Ｐ２及び第２負極端子Ｎ２から出力する。第１電力変換部２２は、昇圧時において、ハイサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈのオン（導通）及びローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｌのオフ（遮断）を維持する。
【0021】
第１電力変換部２２は、ハイサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｈのオフ（遮断）及びローサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｌのオン（導通）時にリアクトル（チョークコイルＬ）の直流励磁によって磁気エネルギーを蓄積する。第１電力変換部２２は、ハイサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｈのオン（導通）及びローサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｌのオフ（遮断）時にリアクトル（チョークコイルＬ）の磁気エネルギーによって発生する誘導電圧と第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１に印加される電圧との重畳によって、第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１よりも高い電圧を第２正極端子Ｐ２及び第２負極端子Ｎ２に発生させる。
【0022】
第１電力変換部２２は、降圧時において、第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１から入力される電力を降圧して、降圧後の電力を第２正極端子Ｐ２及び第２負極端子Ｎ２から出力する。第１電力変換部２２は、降圧時において、ハイサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｈのオン（導通）及びローサイドアーム第２相トランジスタＳ２Ｌのオフ（遮断）を維持する。
第１電力変換部２２は、ハイサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈのオン（導通）及びローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｌのオフ（遮断）時にリアクトル（チョークコイルＬ）の直流励磁によって磁気エネルギーを蓄積する。第１電力変換部２２は、ハイサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈのオフ（遮断）及びローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｌのオン（導通）時にリアクトル（チョークコイルＬ）の磁気エネルギーによって発生する誘導電圧の降圧によって、第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１よりも低い電圧を第２正極端子Ｐ２及び第２負極端子Ｎ２に発生させる。
第１電力変換部２２は、ハイサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈのオン（導通）及びローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｌのオフ（遮断）時にリアクトル（チョークコイルＬ）の直流励磁によって磁気エネルギーを蓄積する。第１電力変換部２２は、ハイサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｈのオフ（遮断）及びローサイドアーム第１相トランジスタＳ１Ｌのオン（導通）時にリアクトル（チョークコイルＬ）の磁気エネルギーによって発生する誘導電圧の降圧によって、第１正極端子Ｐ１及び第１負極端子Ｎ１よりも低い電圧を第２正極端子Ｐ２及び第２負極端子Ｎ２に発生させる。
【0023】
第２電力変換部２３は、例えば、第１電力変換部２２から入力される直流電力を交流電力に変換して交流電路１２に出力するインバータ等を備える。
第２電力変換部２３は、例えば、Ａ相及びＢ相の２相でブリッジ接続される複数のスイッチング素子によって形成されるブリッジ回路を備える。スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタであり、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。なお、各トランジスタは整流素子を備えてもよい。整流素子は、各トランジスタに並列に接続されるダイオードである。整流素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース間でソースからドレインに向けて順方向に接続される還流ダイオードである。
第２電力変換部２３は、Ａ相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＡ相トランジスタＳａＨ，ＳａＬと、Ｂ相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＢ相トランジスタＳｂＨ，ＳｂＬとを備える。
第２電力変換部２３は、例えば、Ａ相及びＢ相の２相でブリッジ接続される複数のスイッチング素子によって形成されるブリッジ回路を備える。スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタであり、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。なお、各トランジスタは整流素子を備えてもよい。整流素子は、各トランジスタに並列に接続されるダイオードである。整流素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース間でソースからドレインに向けて順方向に接続される還流ダイオードである。
第２電力変換部２３は、Ａ相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＡ相トランジスタＳａＨ，ＳａＬと、Ｂ相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＢ相トランジスタＳｂＨ，ＳｂＬとを備える。
【0024】
ハイサイドアームＡ相トランジスタＳａＨ及びハイサイドアームＢ相トランジスタＳｂＨの各ドレインは、正極端子ＰＴに接続されている。ローサイドアームＡ相トランジスタＳａＬ及びローサイドアームＢ相トランジスタＳｂＬの各ソースは、負極端子ＮＴに接続されている。ハイサイドアームＡ相トランジスタＳａＨのソース及びローサイドアームＡ相トランジスタＳａＬのドレインは、Ａ相端子ＡＴに接続されている。ハイサイドアームＢ相トランジスタＳｂＨのソース及びローサイドアームＢ相トランジスタＳｂＬのドレインは、Ｂ相端子ＢＴに接続されている。
【0025】
第２電力変換部２３は、各トランジスタＳａＨ，ＳａＬ，ＳｂＨ，ＳｂＬのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、各相のトランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。第２電力変換部２３は、正極端子ＰＴ及び負極端子ＮＴから入力される直流電力を単相交流電力に変換してＡ相端子ＡＴ及びＢ相端子ＢＴから出力する。第２電力変換部２３のＡ相端子ＡＴは、交流電力源１１のＡ相端子１１Ａに接続され、第２電力変換部２３のＢ相端子ＢＴは、交流電力源１１のＢ相端子１１Ｂに接続されている。
【0026】
交流電力源１１は、例えば、後述する交流電路３１（共振電路）の共振周波数に近似した周波数の交流を発生させる場合には、バッテリ１の各バッテリモジュール４に同一の電流（電力）を供給する。
【0027】
図１に示すように、複数の回路モジュール１３は、交流電力源１１と複数のバッテリモジュール４の各々との間に接続されている。複数の回路モジュール１３の個数は、複数のバッテリモジュール４の個数と同数である。複数の回路モジュール１３は、例えば、第１回路モジュール１３ａ、第２回路モジュール１３ｂ、第３回路モジュール１３ｃ及び第４回路モジュール１３ｄである。
例えば、第１バッテリモジュール４ａ及び第１回路モジュール１３ａは一体的に接続され、第２バッテリモジュール４ｂ及び第２回路モジュール１３ｂは一体的に接続され、第３バッテリモジュール４ｃ及び第３回路モジュール１３ｃは一体的に接続され、第４バッテリモジュール４ｄ及び第４回路モジュール１３ｄは一体的に接続されている。各バッテリモジュール４と各回路モジュール１３とは、例えば、絶縁被覆を有するバスバー（図示略）によって接続されている。複数の回路モジュール１３は、交流電力源１１から順次に配線（図示略）によって接続されている。例えば、第２回路モジュール１３ｂ及び第１回路モジュール１３ａは交流電力源１１から順次に接続され、第３回路モジュール１３ｃ及び第４回路モジュール１３ｄは交流電力源１１から順次に接続されている。
例えば、第１バッテリモジュール４ａ及び第１回路モジュール１３ａは一体的に接続され、第２バッテリモジュール４ｂ及び第２回路モジュール１３ｂは一体的に接続され、第３バッテリモジュール４ｃ及び第３回路モジュール１３ｃは一体的に接続され、第４バッテリモジュール４ｄ及び第４回路モジュール１３ｄは一体的に接続されている。各バッテリモジュール４と各回路モジュール１３とは、例えば、絶縁被覆を有するバスバー（図示略）によって接続されている。複数の回路モジュール１３は、交流電力源１１から順次に配線（図示略）によって接続されている。例えば、第２回路モジュール１３ｂ及び第１回路モジュール１３ａは交流電力源１１から順次に接続され、第３回路モジュール１３ｃ及び第４回路モジュール１３ｄは交流電力源１１から順次に接続されている。
【0028】
図１に示すように、複数の回路モジュール１３の各々は、交流電路３１と、整流回路３３と、正極側電流遮断回路３５とを備える。例えば、第１回路モジュール１３ａは第１交流電路３１ａ、第１整流回路３３ａ及び第１正極側電流遮断回路３５ａを備える。第２回路モジュール１３ｂは第２交流電路３１ｂ、第２整流回路３３ｂ及び第２正極側電流遮断回路３５ｂを備える。第３回路モジュール１３ｃは第３交流電路３１ｃ、第３整流回路３３ｃ及び第３正極側電流遮断回路３５ｃ備える。第４回路モジュール１３ｄは第４交流電路３１ｄ、第４整流回路３３ｄ及び第４正極側電流遮断回路３５ｄを備える。
各交流電路３１は、交流電力源１１のＡ相端子１１Ａに直接的又は間接的に接続されるＡ相電路４１及び交流電力源１１のＢ相端子１１Ｂに直接的又は間接的に接続されるＢ相電路４３を備える。Ａ相電路４１及びＢ相電路４３の各々は、交流電力の入力側で直列に接続される第１コンデンサ（キャパシタ）Ｃ１及び第１リアクトルＬ１のＬＣ列４５と、第２リアクトルＬ２とを備える。
第２リアクトルＬ２は、交流電路３１にて交流電力の入力側からＬＣ列４５を介して設けられる第１接続点４７と整流回路３３側の第２接続点４９との間に接続されている。第２接続点４９は、第２リアクトルＬ２と整流回路３３及び正極側電流遮断回路３５とに接続されている。
各交流電路３１は、交流電力源１１のＡ相端子１１Ａに直接的又は間接的に接続されるＡ相電路４１及び交流電力源１１のＢ相端子１１Ｂに直接的又は間接的に接続されるＢ相電路４３を備える。Ａ相電路４１及びＢ相電路４３の各々は、交流電力の入力側で直列に接続される第１コンデンサ（キャパシタ）Ｃ１及び第１リアクトルＬ１のＬＣ列４５と、第２リアクトルＬ２とを備える。
第２リアクトルＬ２は、交流電路３１にて交流電力の入力側からＬＣ列４５を介して設けられる第１接続点４７と整流回路３３側の第２接続点４９との間に接続されている。第２接続点４９は、第２リアクトルＬ２と整流回路３３及び正極側電流遮断回路３５とに接続されている。
【0029】
なお、複数の回路モジュール１３の各々での交流電路３１のコンデンサの合成キャパシタンス及びインダクタの合成インダクタンスの組み合わせ（例えば、合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積等）は、適宜の組み合わせであってもよい。例えば、バッテリ１の各バッテリモジュール４に対応する各段ごとの共振電路の合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積（ＬＣ積）が同一である場合には、各バッテリモジュール４に対する電流ゲインが同一となり、各バッテリモジュール４に同一の電流（電力）が均一に供給される。
例えば、第１バッテリモジュール４ａに対する第１ＬＣ積、第２バッテリモジュール４ｂに対する第２ＬＣ積、第３バッテリモジュール４ｃに対する第３ＬＣ積及び第４バッテリモジュール４ｄに対する第４ＬＣ積が相互に同一である場合には、各バッテリモジュール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに同一の電流（電力）が均一に供給される。例えば、各ＬＣ積は、交流電力源１１から各整流回路３３に至る各電路での第２リアクトルＬ２以外のコンデンサ及びリアクトルによる合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積である。
例えば、第１バッテリモジュール４ａに対する第１ＬＣ積、第２バッテリモジュール４ｂに対する第２ＬＣ積、第３バッテリモジュール４ｃに対する第３ＬＣ積及び第４バッテリモジュール４ｄに対する第４ＬＣ積が相互に同一である場合には、各バッテリモジュール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに同一の電流（電力）が均一に供給される。例えば、各ＬＣ積は、交流電力源１１から各整流回路３３に至る各電路での第２リアクトルＬ２以外のコンデンサ及びリアクトルによる合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積である。
【0030】
第１ＬＣ積は、第２回路モジュール１３ｂを介して交流電力源１１に間接的に接続される第１回路モジュール１３ａの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１と、第２回路モジュール１３ｂの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１とによる合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積である。
第２ＬＣ積は、交流電力源１１に直接的に接続される第２回路モジュール１３ｂの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１による合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積である。
第３ＬＣ積は、交流電力源１１に直接的に接続される第３回路モジュール１３ｃの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１による合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積である。
第４ＬＣ積は、第３回路モジュール１３ｃを介して交流電力源１１に間接的に接続される第４回路モジュール１３ｄの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１と、第３回路モジュール１３ｃの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１とによる合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積である。
第２ＬＣ積は、交流電力源１１に直接的に接続される第２回路モジュール１３ｂの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１による合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積である。
第３ＬＣ積は、交流電力源１１に直接的に接続される第３回路モジュール１３ｃの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１による合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積である。
第４ＬＣ積は、第３回路モジュール１３ｃを介して交流電力源１１に間接的に接続される第４回路モジュール１３ｄの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１と、第３回路モジュール１３ｃの第１コンデンサＣ１及び第１リアクトルＬ１とによる合成キャパシタンスと合成インダクタンスの積である。
【0031】
複数の回路モジュール１３の各々の整流回路３３は、交流電路３１と、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４との間に接続されている。複数の回路モジュール１３の各々にて、交流電路３１のＡ相電路４１の第２接続点４９は整流回路３３のＡ相端子ＡＳに接続されている。交流電路３１のＢ相電路４３の第２接続点４９は整流回路３３のＢ相端子ＢＳに接続されている。
図３は、実施形態での充電システム１０の整流回路３３の構成を示す図である。
図３に示すように、整流回路３３は、例えば、第１列及び第２列の２つでブリッジ接続される複数のダイオードによって形成されるブリッジ回路を備える。
整流回路３３は、例えば全波整流回路である。整流回路３３は、第１列で順方向に接続される第１ダイオード５１ａ及び第２ダイオード５１ｂと、第２列で順方向に接続される第３ダイオード５１ｃ及び第４ダイオード５１ｄとを備える。
図３は、実施形態での充電システム１０の整流回路３３の構成を示す図である。
図３に示すように、整流回路３３は、例えば、第１列及び第２列の２つでブリッジ接続される複数のダイオードによって形成されるブリッジ回路を備える。
整流回路３３は、例えば全波整流回路である。整流回路３３は、第１列で順方向に接続される第１ダイオード５１ａ及び第２ダイオード５１ｂと、第２列で順方向に接続される第３ダイオード５１ｃ及び第４ダイオード５１ｄとを備える。
【0032】
第１ダイオード５１ａのアノード及び第２ダイオード５１ｂのカソードの接続点３３ＡはＡ相端子ＡＳに接続されている。第３ダイオード５１ｃのアノード及び第４ダイオード５１ｄのカソードの接続点３３ＢはＢ相端子ＢＳに接続されている。
第１ダイオード５１ａ及び第３ダイオード５１ｃの各々のカソードは、正極端子ＰＲに接続されている。第２ダイオード５１ｂ及び第４ダイオード５１ｄの各々のアノードは、負極端子ＮＲに接続されている。整流回路４２の正極端子ＰＲ及び負極端子ＮＲは、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４の正極端及び負極端に接続されている。
整流回路３３は、Ａ相端子ＡＳ及びＢ相端子ＢＳから入力される交流電力を全波整流して、整流後の直流電力を正極端子ＰＲ及び負極端子ＮＲから出力する。
第１ダイオード５１ａ及び第３ダイオード５１ｃの各々のカソードは、正極端子ＰＲに接続されている。第２ダイオード５１ｂ及び第４ダイオード５１ｄの各々のアノードは、負極端子ＮＲに接続されている。整流回路４２の正極端子ＰＲ及び負極端子ＮＲは、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４の正極端及び負極端に接続されている。
整流回路３３は、Ａ相端子ＡＳ及びＢ相端子ＢＳから入力される交流電力を全波整流して、整流後の直流電力を正極端子ＰＲ及び負極端子ＮＲから出力する。
【0033】
図４は、実施形態での充電システム１０の正極側電流遮断回路３５の構成を示す図である。
図４に示すように、複数の回路モジュール１３の各々の正極側電流遮断回路３５は、整流回路３３と、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４の正極端との間に接続されている。正極側電流遮断回路３５は、正極側スイッチ部６１と、正極側スイッチ駆動部６３とを備える。
正極側スイッチ部６１は、整流回路３３の正極端子ＰＲとバッテリ１での対応するバッテリモジュール４の正極端との間に接続されている。正極側スイッチ部６１は、例えば、２つのスイッチング素子によって形成される双方向スイッチである。スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタであり、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。なお、各トランジスタは整流素子を備えてもよい。整流素子は、各トランジスタに並列に接続されるダイオードである。整流素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース間でソースからドレインに向けて順方向に接続される還流ダイオードである。
図４に示すように、複数の回路モジュール１３の各々の正極側電流遮断回路３５は、整流回路３３と、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４の正極端との間に接続されている。正極側電流遮断回路３５は、正極側スイッチ部６１と、正極側スイッチ駆動部６３とを備える。
正極側スイッチ部６１は、整流回路３３の正極端子ＰＲとバッテリ１での対応するバッテリモジュール４の正極端との間に接続されている。正極側スイッチ部６１は、例えば、２つのスイッチング素子によって形成される双方向スイッチである。スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタであり、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。なお、各トランジスタは整流素子を備えてもよい。整流素子は、各トランジスタに並列に接続されるダイオードである。整流素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース間でソースからドレインに向けて順方向に接続される還流ダイオードである。
【0034】
正極側スイッチ部６１は、逆直列に接続される正極側第１トランジスタ６１ａ及び正極側第２トランジスタ６１ｂを備える。
正極側第１トランジスタ６１ａ及び正極側第２トランジスタ６１ｂの互いのゲートＧは、正極側スイッチ駆動部６３の正極端（例えば、後述する正極側整流回路６５の接続点６５Ｐ等）に接続されている。正極側第１トランジスタ６１ａ及び正極側第２トランジスタ６１ｂの互いのソースは、正極側スイッチ駆動部６３の負極端（例えば、後述する正極側整流回路６５の接続点６５Ｎ等）に接続されている。正極側第１トランジスタ６１ａのドレインは、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４の正極端に接続されている。正極側第２トランジスタ６１ｂのドレインは、整流回路３３の正極端子ＰＲに接続されている。
正極側第１トランジスタ６１ａ及び正極側第２トランジスタ６１ｂの互いのゲートＧは、正極側スイッチ駆動部６３の正極端（例えば、後述する正極側整流回路６５の接続点６５Ｐ等）に接続されている。正極側第１トランジスタ６１ａ及び正極側第２トランジスタ６１ｂの互いのソースは、正極側スイッチ駆動部６３の負極端（例えば、後述する正極側整流回路６５の接続点６５Ｎ等）に接続されている。正極側第１トランジスタ６１ａのドレインは、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４の正極端に接続されている。正極側第２トランジスタ６１ｂのドレインは、整流回路３３の正極端子ＰＲに接続されている。
【0035】
正極側スイッチ部６１は、正極側第１トランジスタ６１ａ及び正極側第２トランジスタ６１ｂの各々のゲート－ソース間に正極側スイッチ駆動部６３から印加される電圧によるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、正極側第１トランジスタ６１ａ及び正極側第２トランジスタ６１ｂのオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。正極側スイッチ部６１は、正極側第１トランジスタ６１ａ及び正極側第２トランジスタ６１ｂのオン（導通）／オフ（遮断）によって、各バッテリモジュール４と整流回路３３との間の電流の導通及び遮断を切り替える。
【0036】
正極側スイッチ駆動部６３は、直流絶縁用の２つの正極側コンデンサ（キャパシタ）ＣＰと、正極側整流回路６５と、放電用の正極側抵抗ＲＰとを備える。
２つの正極側コンデンサＣＰは、交流電路３１のＡ相電路４１及びＢ相電路４３の各々の第２接続点４９に接続されている。
正極側整流回路６５は、例えば、第１列及び第２列の２つでブリッジ接続される複数のダイオードによって形成されるブリッジ回路を備える。
正極側整流回路６５は、例えば全波整流回路である。正極側整流回路６５は、第１列で順方向に接続される正極側第１ダイオード６５ａ及び正極側第２ダイオード６５ｂと、第２列で順方向に接続される正極側第３ダイオード６５ｃ及び正極側第４ダイオード６５ｄとを備える。
２つの正極側コンデンサＣＰは、交流電路３１のＡ相電路４１及びＢ相電路４３の各々の第２接続点４９に接続されている。
正極側整流回路６５は、例えば、第１列及び第２列の２つでブリッジ接続される複数のダイオードによって形成されるブリッジ回路を備える。
正極側整流回路６５は、例えば全波整流回路である。正極側整流回路６５は、第１列で順方向に接続される正極側第１ダイオード６５ａ及び正極側第２ダイオード６５ｂと、第２列で順方向に接続される正極側第３ダイオード６５ｃ及び正極側第４ダイオード６５ｄとを備える。
【0037】
正極側第１ダイオード６５ａのアノード及び正極側第２ダイオード６５ｂのカソードの接続点（Ａ相接続点）６５Ａは、正極側キャパシタＣＰを介してＡ相電路４１の第２接続点４９に接続されている。正極側第３ダイオード６５ｃのアノード及び正極側第４ダイオード６５ｄのカソードの接続点（Ｂ相接続点）６５Ｂは、正極側キャパシタＣＰを介してＢ相電路４３の第２接続点４９に接続されている。
正極側第１ダイオード６５ａ及び正極側第３ダイオード６５ｃの各々のカソードの接続点６５Ｐは、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲートＧに接続されている。正極側第２ダイオード６５ｂ及び正極側第４ダイオード６５ｄの各々のアノードの接続点６５Ｎは、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソースに接続されている。
正極側整流回路６５は、Ａ相電路４１及びＢ相電路４３からＡ相接続点６５Ａ及びＢ相接続点６５Ｂに入力される交流電力を全波整流して、整流後の直流電力を接続点６５Ｐ及び接続点６５Ｎから出力する。
正極側第１ダイオード６５ａ及び正極側第３ダイオード６５ｃの各々のカソードの接続点６５Ｐは、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲートＧに接続されている。正極側第２ダイオード６５ｂ及び正極側第４ダイオード６５ｄの各々のアノードの接続点６５Ｎは、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソースに接続されている。
正極側整流回路６５は、Ａ相電路４１及びＢ相電路４３からＡ相接続点６５Ａ及びＢ相接続点６５Ｂに入力される交流電力を全波整流して、整流後の直流電力を接続点６５Ｐ及び接続点６５Ｎから出力する。
【0038】
正極側抵抗ＲＰは、正極側整流回路６５の接続点６５Ｐと接続点６５Ｎとの間に接続されている。
正極側スイッチ駆動部６３は、Ａ相電路４１及びＢ相電路４３から整流回路３３に入力される交流電力に応じて、正極側スイッチ部６１の電流の導通及び遮断を自動的に切り替える。
正極側スイッチ駆動部６３は、先ず、交流電路３１に交流電力が通じていない状態では、放電用の正極側抵抗ＲＰにより正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲート－ソース間の電荷が放電されていることによって、各トランジスタ６１ａ，６１ｂは遮断状態となり、整流回路３３を経由したバッテリモジュール４の漏れ電流は極めて小さくなる。
交流電力源１１が起動し、交流電路３１から正極側スイッチ駆動部６３に交流電力が印加されると、正極側コンデンサＣＰを介して、交流成分のみが正極側整流回路６５に入力される。正極側整流回路６５によって整流された直流電力により正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲート－ソース間のキャパシタンスが充電され、ゲート－ソース間電位が充分に高くなると、各トランジスタ６１ａ，６１ｂが導通して、整流回路３３により生成された直流電力がバッテリモジュール４に充電される。
交流電力源１１が停止し、交流電路３１の交流電力が途絶えると、再び正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂは遮断状態となり、整流回路３３を経由したバッテリモジュール４の漏れ電流は極めて小さくなる。
正極側スイッチ駆動部６３は、Ａ相電路４１及びＢ相電路４３から整流回路３３に入力される交流電力に応じて、正極側スイッチ部６１の電流の導通及び遮断を自動的に切り替える。
正極側スイッチ駆動部６３は、先ず、交流電路３１に交流電力が通じていない状態では、放電用の正極側抵抗ＲＰにより正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲート－ソース間の電荷が放電されていることによって、各トランジスタ６１ａ，６１ｂは遮断状態となり、整流回路３３を経由したバッテリモジュール４の漏れ電流は極めて小さくなる。
交流電力源１１が起動し、交流電路３１から正極側スイッチ駆動部６３に交流電力が印加されると、正極側コンデンサＣＰを介して、交流成分のみが正極側整流回路６５に入力される。正極側整流回路６５によって整流された直流電力により正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲート－ソース間のキャパシタンスが充電され、ゲート－ソース間電位が充分に高くなると、各トランジスタ６１ａ，６１ｂが導通して、整流回路３３により生成された直流電力がバッテリモジュール４に充電される。
交流電力源１１が停止し、交流電路３１の交流電力が途絶えると、再び正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂは遮断状態となり、整流回路３３を経由したバッテリモジュール４の漏れ電流は極めて小さくなる。
【0039】
図５は、実施形態の充電システム１０での充電電流、ソース・ゲート間電位及び交流電圧振幅の各々の変化の一例を示す図である。
図５に示すように、例えば時刻ｔ１以降のように交流電圧の振幅が増大することに伴い、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソース－ゲート間の電位が増大傾向に変化する。
そして、時刻ｔ２以降に示すように、交流電圧の振幅が所定振幅Ｖｂに到達するとともに各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソース－ゲート間の電位が所定電位Ｖａに到達する以降では、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂが導通状態に転じ、バッテリモジュール４に所定の充電電流Ｉａが通流する。
そして、時刻ｔ３以降に示すように、交流電圧の振幅が所定振幅Ｖｂから低下することにより、バッテリモジュール４の充電電流が所定の充電電流Ｉａから低下する。これに伴い、時刻ｔ４以降に示すように、各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソース－ゲート間の電位が所定電位Ｖａから低下する。
そして、時刻ｔ５に示すように、交流電圧の振幅及びバッテリモジュール４の充電電流がゼロに到達し、各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソース－ゲート間の電位が下降して、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂが遮断状態となる。
以上のように、交流電力の印加により，各トランジスタ６１ａ，６１ｂが自動的に導通し、交流電力を停止することにより、各トランジスタ６１ａ，６１ｂが自動的に遮断状態となる。
図５に示すように、例えば時刻ｔ１以降のように交流電圧の振幅が増大することに伴い、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソース－ゲート間の電位が増大傾向に変化する。
そして、時刻ｔ２以降に示すように、交流電圧の振幅が所定振幅Ｖｂに到達するとともに各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソース－ゲート間の電位が所定電位Ｖａに到達する以降では、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂが導通状態に転じ、バッテリモジュール４に所定の充電電流Ｉａが通流する。
そして、時刻ｔ３以降に示すように、交流電圧の振幅が所定振幅Ｖｂから低下することにより、バッテリモジュール４の充電電流が所定の充電電流Ｉａから低下する。これに伴い、時刻ｔ４以降に示すように、各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソース－ゲート間の電位が所定電位Ｖａから低下する。
そして、時刻ｔ５に示すように、交流電圧の振幅及びバッテリモジュール４の充電電流がゼロに到達し、各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソース－ゲート間の電位が下降して、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂが遮断状態となる。
以上のように、交流電力の印加により，各トランジスタ６１ａ，６１ｂが自動的に導通し、交流電力を停止することにより、各トランジスタ６１ａ，６１ｂが自動的に遮断状態となる。
【0040】
図1に示すように、制御装置１５は充電システム１０の動作を制御する。例えば、制御装置１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びタイマー等の電子回路を備えるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。なお、制御装置１５の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路であってもよい。
例えば、制御装置１５は、交流電力源１１の各スイッチング素子をオン（導通）／オフ（遮断）駆動するタイミングを設定し、実際に各スイッチング素子をオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。
例えば、制御装置１５は、交流電力源１１の各スイッチング素子をオン（導通）／オフ（遮断）駆動するタイミングを設定し、実際に各スイッチング素子をオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。
【0041】
上述したように、実施形態の充電システム１０は、バッテリモジュール４と整流回路３３との間の電流の導通及び遮断を整流回路３３に入力される交流電力に応じて自動的に切り替える正極側電流遮断回路３５を備えることによって、構成に要する費用の増大を抑制しつつ整流回路３３を介したバッテリモジュール４の漏れ電流の増大を抑制することができる。
正極側電流遮断回路３５は、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのオン（導通）／オフ（遮断）を自動的に切り替える正極側スイッチ駆動部６３を備えることによって、例えばフォトカプラ又は絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ等を追加する場合に比べて、構成に要する費用の増大を抑制することができる。
正極側スイッチ駆動部６３は、交流電力の印加有無に応じて正極側スイッチ部６１の電流の導通及び遮断を自動的に切り替えることができる。交流電力が通じていない状態では正極側抵抗ＲＰの放電によって各トランジスタ６１ａ，６１ｂが遮断され、交流電力が通じている状態では各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲート－ソース間電位が増大して各トランジスタ６１ａ，６１ｂが導通する。
正極側電流遮断回路３５は、正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのオン（導通）／オフ（遮断）を自動的に切り替える正極側スイッチ駆動部６３を備えることによって、例えばフォトカプラ又は絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータ等を追加する場合に比べて、構成に要する費用の増大を抑制することができる。
正極側スイッチ駆動部６３は、交流電力の印加有無に応じて正極側スイッチ部６１の電流の導通及び遮断を自動的に切り替えることができる。交流電力が通じていない状態では正極側抵抗ＲＰの放電によって各トランジスタ６１ａ，６１ｂが遮断され、交流電力が通じている状態では各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲート－ソース間電位が増大して各トランジスタ６１ａ，６１ｂが導通する。
【0042】
（変形例）
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【0043】
（第１変形例）
上述した実施形態では、複数の回路モジュール１３の各々は、整流回路３３とバッテリモジュール４の正極端との間に正極側電流遮断回路３５を備えるとしたが、これに限定されない。
図６は、実施形態の第１変形例での充電システム１０Ａの構成を示す図である。図７は、実施形態の第１変形例での充電システム１０Ａの負極側電流遮断回路３７の構成を示す図である。
図６に示すように、第１変形例での充電システム１０Ａは、交流電力源１１と、複数の回路モジュール１３Ａと、制御装置１５とを備える。複数の回路モジュール１３Ａは、交流電力源１１と複数のバッテリモジュール４の各々との間に接続されている。複数の回路モジュール１３Ａの個数は、複数のバッテリモジュール４の個数と同数である。複数の回路モジュール１３Ａは、例えば、第１回路モジュール１３Ａａ、第２回路モジュール１３Ａｂ、第３回路モジュール１３Ａｃ及び第４回路モジュール１３Ａｄである。
複数の回路モジュール１３Ａの各々は、交流電路３１と、整流回路３３と、負極側電流遮断回路３７とを備える。例えば、第１回路モジュール１３Ａａは第１交流電路３１ａ、第１整流回路３３ａ及び第１負極側電流遮断回路３７ａを備える。第２回路モジュール１３Ａｂは第２交流電路３１ｂ、第２整流回路３３ｂ及び第２負極側電流遮断回路３７ｂを備える。第３回路モジュール１３Ａｃは第３交流電路３１ｃ、第３整流回路３３ｃ及び第３負極側電流遮断回路３７ｃを備える。第４回路モジュール１３Ａｄは第４交流電路３１ｄ、第４整流回路３３ｄ及び第４負極側電流遮断回路３７ｄを備える。
上述した実施形態では、複数の回路モジュール１３の各々は、整流回路３３とバッテリモジュール４の正極端との間に正極側電流遮断回路３５を備えるとしたが、これに限定されない。
図６は、実施形態の第１変形例での充電システム１０Ａの構成を示す図である。図７は、実施形態の第１変形例での充電システム１０Ａの負極側電流遮断回路３７の構成を示す図である。
図６に示すように、第１変形例での充電システム１０Ａは、交流電力源１１と、複数の回路モジュール１３Ａと、制御装置１５とを備える。複数の回路モジュール１３Ａは、交流電力源１１と複数のバッテリモジュール４の各々との間に接続されている。複数の回路モジュール１３Ａの個数は、複数のバッテリモジュール４の個数と同数である。複数の回路モジュール１３Ａは、例えば、第１回路モジュール１３Ａａ、第２回路モジュール１３Ａｂ、第３回路モジュール１３Ａｃ及び第４回路モジュール１３Ａｄである。
複数の回路モジュール１３Ａの各々は、交流電路３１と、整流回路３３と、負極側電流遮断回路３７とを備える。例えば、第１回路モジュール１３Ａａは第１交流電路３１ａ、第１整流回路３３ａ及び第１負極側電流遮断回路３７ａを備える。第２回路モジュール１３Ａｂは第２交流電路３１ｂ、第２整流回路３３ｂ及び第２負極側電流遮断回路３７ｂを備える。第３回路モジュール１３Ａｃは第３交流電路３１ｃ、第３整流回路３３ｃ及び第３負極側電流遮断回路３７ｃを備える。第４回路モジュール１３Ａｄは第４交流電路３１ｄ、第４整流回路３３ｄ及び第４負極側電流遮断回路３７ｄを備える。
【0044】
図７に示すように、複数の回路モジュール１３Ａの各々の負極側電流遮断回路３７は、整流回路３３と、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４の負極端との間に接続されている。負極側電流遮断回路３７は、負極側スイッチ部７１と、負極側スイッチ駆動部７３とを備える。
負極側スイッチ部７１は、整流回路３３の負極端子ＮＲとバッテリ１での対応するバッテリモジュール４の負極端との間に接続されている。負極側スイッチ部７１は、例えば、２つのスイッチング素子によって形成される双方向スイッチである。スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタであり、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。なお、各トランジスタは整流素子を備えてもよい。整流素子は、各トランジスタに並列に接続されるダイオードである。整流素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース間でソースからドレインに向けて順方向に接続される還流ダイオードである。
負極側スイッチ部７１は、整流回路３３の負極端子ＮＲとバッテリ１での対応するバッテリモジュール４の負極端との間に接続されている。負極側スイッチ部７１は、例えば、２つのスイッチング素子によって形成される双方向スイッチである。スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のトランジスタであり、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。なお、各トランジスタは整流素子を備えてもよい。整流素子は、各トランジスタに並列に接続されるダイオードである。整流素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース間でソースからドレインに向けて順方向に接続される還流ダイオードである。
【0045】
負極側スイッチ部７１は、逆直列に接続される負極側第１トランジスタ７１ａ及び負極側第２トランジスタ７１ｂを備える。
負極側第１トランジスタ７１ａ及び負極側第２トランジスタ７１ｂの互いのゲートＧは、負極側スイッチ駆動部７３の正極端（例えば、後述する負極側整流回路７５の接続点７５Ｐ等）に接続されている。負極側第１トランジスタ７１ａ及び負極側第２トランジスタ７１ｂの互いのソースは、負極側スイッチ駆動部７３の負極端（例えば、後述する負極側整流回路７５の接続点７５Ｎ等）に接続されている。負極側第１トランジスタ７１ａのドレインは、整流回路３３の負極端子ＮＲに接続されている。負極側第２トランジスタ７１ｂのドレインは、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４の負極端に接続されている。
負極側第１トランジスタ７１ａ及び負極側第２トランジスタ７１ｂの互いのゲートＧは、負極側スイッチ駆動部７３の正極端（例えば、後述する負極側整流回路７５の接続点７５Ｐ等）に接続されている。負極側第１トランジスタ７１ａ及び負極側第２トランジスタ７１ｂの互いのソースは、負極側スイッチ駆動部７３の負極端（例えば、後述する負極側整流回路７５の接続点７５Ｎ等）に接続されている。負極側第１トランジスタ７１ａのドレインは、整流回路３３の負極端子ＮＲに接続されている。負極側第２トランジスタ７１ｂのドレインは、バッテリ１での対応するバッテリモジュール４の負極端に接続されている。
【0046】
負極側スイッチ部７１は、負極側第１トランジスタ７１ａ及び負極側第２トランジスタ７１ｂの各々のゲート－ソース間に負極側スイッチ駆動部７３から印加される電圧によるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、負極側第１トランジスタ７１ａ及び負極側第２トランジスタ７１ｂのオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。負極側スイッチ部７１は、負極側第１トランジスタ７１ａ及び負極側第２トランジスタ７１ｂのオン（導通）／オフ（遮断）によって、各バッテリモジュール４と整流回路３３との間の電流の導通及び遮断を切り替える。
【0047】
負極側スイッチ駆動部７３は、直流絶縁用の２つの負極側コンデンサ（キャパシタ）ＣＮと、負極側整流回路７５と、放電用の負極側抵抗ＲＮとを備える。
２つの負極側キャパシタＣＮは、交流電路３１のＡ相電路４１及びＢ相電路４３の各々の第２接続点４９に接続されている。
負極側整流回路７５は、例えば、第１列及び第２列の２つでブリッジ接続される複数のダイオードによって形成されるブリッジ回路を備える。
負極側整流回路７５は、例えば全波整流回路である。負極側整流回路７５は、第１列で順方向に接続される負極側第１ダイオード７５ａ及び負極側第２ダイオード７５ｂと、第２列で順方向に接続される負極側第３ダイオード７５ｃ及び負極側第４ダイオード７５ｄとを備える。
２つの負極側キャパシタＣＮは、交流電路３１のＡ相電路４１及びＢ相電路４３の各々の第２接続点４９に接続されている。
負極側整流回路７５は、例えば、第１列及び第２列の２つでブリッジ接続される複数のダイオードによって形成されるブリッジ回路を備える。
負極側整流回路７５は、例えば全波整流回路である。負極側整流回路７５は、第１列で順方向に接続される負極側第１ダイオード７５ａ及び負極側第２ダイオード７５ｂと、第２列で順方向に接続される負極側第３ダイオード７５ｃ及び負極側第４ダイオード７５ｄとを備える。
【0048】
負極側第１ダイオード７５ａのアノード及び負極側第２ダイオード７５ｂのカソードの接続点（Ａ相接続点）７５Ａは、負極側キャパシタＣＮを介してＡ相電路４１の第２接続点４９に接続されている。負極側第３ダイオード７５ｃのアノード及び負極側第４ダイオード７５ｄのカソードの接続点（Ｂ相接続点）７５Ｂは、負極側キャパシタＣＮを介してＢ相電路４３の第２接続点４９に接続されている。
負極側第１ダイオード７５ａ及び負極側第３ダイオード７５ｃの各々のカソードの接続点７５Ｐは、負極側スイッチ部７１の各トランジスタ７１ａ，７１ｂのゲートＧに接続されている。負極側第２ダイオード７５ｂ及び負極側第４ダイオード７５ｄの各々のアノードの接続点７５Ｎは、負極側スイッチ部７１の各トランジスタ７１ａ，７１ｂのソースに接続されている。
負極側整流回路７５は、Ａ相電路４１及びＢ相電路４３からＡ相接続点７５Ａ及びＢ相接続点７５Ｂに入力される交流電力を全波整流して、整流後の直流電力を接続点７５Ｐ及び接続点７５Ｎから出力する。
負極側第１ダイオード７５ａ及び負極側第３ダイオード７５ｃの各々のカソードの接続点７５Ｐは、負極側スイッチ部７１の各トランジスタ７１ａ，７１ｂのゲートＧに接続されている。負極側第２ダイオード７５ｂ及び負極側第４ダイオード７５ｄの各々のアノードの接続点７５Ｎは、負極側スイッチ部７１の各トランジスタ７１ａ，７１ｂのソースに接続されている。
負極側整流回路７５は、Ａ相電路４１及びＢ相電路４３からＡ相接続点７５Ａ及びＢ相接続点７５Ｂに入力される交流電力を全波整流して、整流後の直流電力を接続点７５Ｐ及び接続点７５Ｎから出力する。
【0049】
負極側抵抗ＲＮは、負極側整流回路７５の接続点７５Ｐと接続点７５Ｎとの間に接続されている。
負極側スイッチ駆動部７３は、Ａ相電路４１及びＢ相電路４３から整流回路３３に入力される交流電力に応じて、負極側スイッチ部７１の電流の導通及び遮断を自動的に切り替える。
負極側スイッチ駆動部７３は、Ａ相電路４１及びＢ相電路４３から整流回路３３に入力される交流電力に応じて、負極側スイッチ部７１の電流の導通及び遮断を自動的に切り替える。
【0050】
（第２変形例）
上述した実施形態又は第１変形例では、複数の回路モジュール１３の各々は、整流回路３３とバッテリモジュール４の正極端又は負極端との間に正極側電流遮断回路３５又は負極側電流遮断回路３７を備えるとしたが、これに限定されない。
図８は、実施形態の第２変形例での充電システム１０Ｂの構成を示す図である。図９は、実施形態の第２変形例での充電システム１０Ｂの正極側電流遮断回路３５及び負極側電流遮断回路３７の構成を示す図である。
図８及び図９に示すように、第２変形例での充電システム１０Ｂは、交流電力源１１と、複数の回路モジュール１３Ｂと、制御装置１５とを備える。複数の回路モジュール１３Ｂは、交流電力源１１と複数のバッテリモジュール４の各々との間に接続されている。複数の回路モジュール１３Ｂの個数は、複数のバッテリモジュール４の個数と同数である。複数の回路モジュール１３Ｂは、例えば、第１回路モジュール１３Ｂａ、第２回路モジュール１３Ｂｂ、第３回路モジュール１３Ｂｃ及び第４回路モジュール１３Ｂｄである。
複数の回路モジュール１３Ｂの各々は、交流電路３１と、整流回路３３と、正極側電流遮断回路３５及び負極側電流遮断回路３７とを備える。例えば、第１回路モジュール１３Ｂａは第１交流電路３１ａ、第１整流回路３３ａ、第１正極側電流遮断回路３５ａ及び第１負極側電流遮断回路３７ａを備える。第２回路モジュール１３Ｂｂは第２交流電路３１ｂ、第２整流回路３３ｂ、第２正極側電流遮断回路３５ｂ及び第２負極側電流遮断回路３７ｂを備える。第３回路モジュール１３Ａｃは第３交流電路３１ｃ、第３整流回路３３ｃ、第３正極側電流遮断回路３５ｃ及び第３負極側電流遮断回路３７ｃを備える。第４回路モジュール１３Ｂｄは第４交流電路３１ｄ、第４整流回路３３ｄ、第４正極側電流遮断回路３５ｄ及び第４負極側電流遮断回路３７ｄを備える。
上述した実施形態又は第１変形例では、複数の回路モジュール１３の各々は、整流回路３３とバッテリモジュール４の正極端又は負極端との間に正極側電流遮断回路３５又は負極側電流遮断回路３７を備えるとしたが、これに限定されない。
図８は、実施形態の第２変形例での充電システム１０Ｂの構成を示す図である。図９は、実施形態の第２変形例での充電システム１０Ｂの正極側電流遮断回路３５及び負極側電流遮断回路３７の構成を示す図である。
図８及び図９に示すように、第２変形例での充電システム１０Ｂは、交流電力源１１と、複数の回路モジュール１３Ｂと、制御装置１５とを備える。複数の回路モジュール１３Ｂは、交流電力源１１と複数のバッテリモジュール４の各々との間に接続されている。複数の回路モジュール１３Ｂの個数は、複数のバッテリモジュール４の個数と同数である。複数の回路モジュール１３Ｂは、例えば、第１回路モジュール１３Ｂａ、第２回路モジュール１３Ｂｂ、第３回路モジュール１３Ｂｃ及び第４回路モジュール１３Ｂｄである。
複数の回路モジュール１３Ｂの各々は、交流電路３１と、整流回路３３と、正極側電流遮断回路３５及び負極側電流遮断回路３７とを備える。例えば、第１回路モジュール１３Ｂａは第１交流電路３１ａ、第１整流回路３３ａ、第１正極側電流遮断回路３５ａ及び第１負極側電流遮断回路３７ａを備える。第２回路モジュール１３Ｂｂは第２交流電路３１ｂ、第２整流回路３３ｂ、第２正極側電流遮断回路３５ｂ及び第２負極側電流遮断回路３７ｂを備える。第３回路モジュール１３Ａｃは第３交流電路３１ｃ、第３整流回路３３ｃ、第３正極側電流遮断回路３５ｃ及び第３負極側電流遮断回路３７ｃを備える。第４回路モジュール１３Ｂｄは第４交流電路３１ｄ、第４整流回路３３ｄ、第４正極側電流遮断回路３５ｄ及び第４負極側電流遮断回路３７ｄを備える。
【0051】
（第３変形例）
上述した実施形態では、複数の回路モジュール１３の各々の正極側電流遮断回路３５は、複数のダイオードによって形成されるブリッジ回路を備えるとしたが、これに限定されず、他の整流回路を備えてもよい。
図１０は、実施形態の第３変形例での充電システム１０Ｃの正極側電流遮断回路３５Ａの構成を示す図である。
図１０に示すように、第３変形例での充電システム１０Ｃの正極側電流遮断回路３５Ａは、正極側スイッチ部６１と、正極側スイッチ駆動部６３Ａとを備える。正極側スイッチ駆動部６３Ａは、直流絶縁用の２つの負極側コンデンサ（キャパシタ）ＣＮと、正極側整流回路８１と、放電用の正極側抵抗ＲＰとを備える。
正極側整流回路８１は、例えば、第１ダイオード８１ａ、第２ダイオード８１ｂ及び第３ダイオード８１ｃを備える。
第１ダイオード８１ａのカソードはＡ相側の正極側キャパシタＣＰに接続され、第１ダイオード８１ａのアノードはＢ相側の正極側キャパシタＣＰに接続されている。
第２ダイオード８１ｂのカソードは正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲートＧに接続され、第２ダイオード８１ｂのアノードは第１ダイオード８１ａのカソードに接続されている。
第３ダイオード８１ｃのカソードは第１ダイオード８１ａのアノードに接続され、第３ダイオード８１ｃのアノードは正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソースに接続されている。
上述した実施形態では、複数の回路モジュール１３の各々の正極側電流遮断回路３５は、複数のダイオードによって形成されるブリッジ回路を備えるとしたが、これに限定されず、他の整流回路を備えてもよい。
図１０は、実施形態の第３変形例での充電システム１０Ｃの正極側電流遮断回路３５Ａの構成を示す図である。
図１０に示すように、第３変形例での充電システム１０Ｃの正極側電流遮断回路３５Ａは、正極側スイッチ部６１と、正極側スイッチ駆動部６３Ａとを備える。正極側スイッチ駆動部６３Ａは、直流絶縁用の２つの負極側コンデンサ（キャパシタ）ＣＮと、正極側整流回路８１と、放電用の正極側抵抗ＲＰとを備える。
正極側整流回路８１は、例えば、第１ダイオード８１ａ、第２ダイオード８１ｂ及び第３ダイオード８１ｃを備える。
第１ダイオード８１ａのカソードはＡ相側の正極側キャパシタＣＰに接続され、第１ダイオード８１ａのアノードはＢ相側の正極側キャパシタＣＰに接続されている。
第２ダイオード８１ｂのカソードは正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのゲートＧに接続され、第２ダイオード８１ｂのアノードは第１ダイオード８１ａのカソードに接続されている。
第３ダイオード８１ｃのカソードは第１ダイオード８１ａのアノードに接続され、第３ダイオード８１ｃのアノードは正極側スイッチ部６１の各トランジスタ６１ａ，６１ｂのソースに接続されている。
【0052】
上述した実施形態では、第１電力変換部２２は昇圧及び降圧の２つの電力変換を行うとしたが、これに限定されず、昇圧回路又は降圧回路を備えてもよい。
上述した実施形態では、充電システム１０は車両に搭載されるとしたが、これに限定されず、他の機器に搭載されてもよい。
上述した実施形態では、充電システム１０は蓄電装置に接続されるとしたが、これに限定されず、他の負荷に接続されて電力を供給してもよい。
上述した実施形態では、充電システム１０は車両に搭載されるとしたが、これに限定されず、他の機器に搭載されてもよい。
上述した実施形態では、充電システム１０は蓄電装置に接続されるとしたが、これに限定されず、他の負荷に接続されて電力を供給してもよい。
【0053】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0054】
１…バッテリ（蓄電装置）、４…バッテリモジュール（蓄電モジュール）、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…充電システム、１１…交流電力源、１５…制御装置、３３…整流回路（整流部）、３５，３５Ａ…正極側電流遮断回路（電流遮断部）、３７…負極側電流遮断回路（電流遮断部）、６１…正極側スイッチ部（スイッチ部）、６１ａ…正極側第１トランジスタ（スイッチング素子）、６１ｂ…正極側第２トランジスタ（スイッチング素子）、６３，６３Ａ…正極側スイッチ駆動部（駆動部）、６５…正極側整流回路（整流回路）、７１…負極側スイッチ部（スイッチ部）、７１ａ…負極側第１トランジスタ（スイッチング素子）、７１ｂ…負極側第２トランジスタ（スイッチング素子）、７３…負極側スイッチ駆動部（駆動部）、７５…負極側整流回路（整流回路）、８１…正極側整流回路（整流回路）、ＡＳ…Ａ相端子（交流入力端）、ＢＳ…Ｂ相端子（交流入力端）、ＣＰ…正極側キャパシタ（キャパシタ）、ＣＮ…負極側キャパシタ（キャパシタ）、Ｇ…ゲート（制御端子）、ＲＰ…正極側抵抗（放電抵抗）、ＲＮ…負極側抵抗（放電抵抗）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】