特許 7602401 電源装置

(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】2024-12-10

(45)【発行日】2024-12-18

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20241211BHJP

【ＦＩ】

H02M3/28 H

H02M3/28 U

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021034324

(22)【出願日】2021-03-04

(65)【公開番号】P2022134863

(43)【公開日】2022-09-15

【審査請求日】2023-12-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鎌倉 輝男

(72)【発明者】

【氏名】小林 貴之

【審査官】今井 貞雄

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１５８５６７（ＷＯ，Ａ１）

(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端子及び第２端子に第１直流電圧が入力される第１ブリッジ回路と、
第１端子及び第２端子に前記第１直流電圧が入力される第２ブリッジ回路と、
１次巻線が前記第１ブリッジ回路の第３端子及び第４端子に電気的に接続された第１トランスと、
１次巻線が前記第２ブリッジ回路の第３端子及び第４端子に電気的に接続され、２次巻線の一端が前記第１トランスの２次巻線の一端に電気的に接続された第２トランスと、
一端が、前記第１トランスの２次巻線の他端に電気的に接続されたコイルと、
第１端子が前記コイルの他端に電気的に接続され、第２端子が前記第２トランスの２次巻線の他端に電気的に接続され、第３端子及び第４端子から第２直流電圧を出力する第３ブリッジ回路と、
前記第２直流電圧が前記第１直流電圧よりも低い場合に、前記第１直流電圧に対する前記第２直流電圧の比の値が１から小さいほど、前記第１ブリッジ回路と前記第２ブリッジ回路との間の位相差を０度から大きくする制御を行う制御装置と、
を備える、
ことを特徴とする、電源装置。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記比の値に基づいて、前記第１ブリッジ回路と基準位相との間及び前記基準位相と前記第２ブリッジ回路との間の第１位相差を決定し、前記第３ブリッジ回路の位相を前記基準位相に合わせる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電源装置。

【請求項3】

前記制御装置は、
前記比の値に基づいて、前記第１ブリッジ回路と前記第２ブリッジ回路との間の第２位相差を決定し、前記第１ブリッジ回路と前記第３ブリッジ回路との間及び前記第３ブリッジ回路と前記第２ブリッジ回路との間の第３位相差を、前記第２位相差の２分の１に決定する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ＤＡＢ（Dual Active Bridge）方式のＤＣ－ＤＣコンバータが記載されている。ＤＡＢは、絶縁が可能であり、昇降圧動作、双方向電力変換が容易に可能である。しかし、ＤＡＢは、入力側と出力側との間の電圧差が大きい場合、回路内に循環する電流が増大する特性がある。この特性は、出力電流の指令値である、入力側と出力側との間の位相差を０度にしても低下しない。そのため、出力側垂下（短絡）等の著しい入出力電圧差が発生する条件では、電流が流れているほぼ全ての素子において、通常動作範囲時以上の電流増大が発生する。これにより、回路のストレスや損失の著しい増大が発生する問題がある。

【0003】

特許文献２には、トランジスタ単位の位相を制御することで上記問題を解決する、スイッチング電源装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許第５０２７２６４号明細書

【文献】特開２０１８－２６９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２記載のスイッチング電源装置では、制御する位相の数がトランジスタの数と同数であるので、制御演算量が多くなる。

【0006】

本発明は、制御演算量を抑制することができる電源装置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】

【0007】

本発明の一態様の電源装置は、
第１端子及び第２端子に第１直流電圧が入力される第１ブリッジ回路と、
第１端子及び第２端子に前記第１直流電圧が入力される第２ブリッジ回路と、
１次巻線が前記第１ブリッジ回路の第３端子及び第４端子に電気的に接続された第１トランスと、
１次巻線が前記第２ブリッジ回路の第３端子及び第４端子に電気的に接続され、２次巻線の一端が前記第１トランスの２次巻線の一端に電気的に接続された第２トランスと、
一端が、前記第１トランスの２次巻線の他端に電気的に接続されたコイルと、
第１端子が前記コイルの他端に電気的に接続され、第２端子が前記第２トランスの２次巻線の他端に電気的に接続され、第３端子及び第４端子から第２直流電圧を出力する第３ブリッジ回路と、
前記第１直流電圧及び前記第２直流電圧に基づいて、前記第１トランス及び前記第２トランスの１次側電流及び２次側電流に基づいて、若しくは、前記第１直流電圧、前記第２直流電圧、前記第１トランス及び前記第２トランスの１次側電流及び２次側電流に基づいて、並びに、出力電流指令若しくは出力電力指令に基づいて、前記第１ブリッジ回路、前記第２ブリッジ回路及び前記第３ブリッジ回路の位相を制御する制御装置と、
を備える、
ことを特徴とする。

【0008】

前記電源装置において、
前記制御装置は、
前記第１直流電圧に対する前記第２直流電圧の比の値に基づいて、前記第１ブリッジ回路、前記第２ブリッジ回路及び前記第３ブリッジ回路の位相を制御する、
ことを特徴とする。

【0009】

前記電源装置において、
前記制御装置は、
前記比の値が１から小さいほど、前記第１ブリッジ回路と前記第２ブリッジ回路との間の位相差を０度から大きくする、
ことを特徴とする。

【0010】

前記電源装置において、
前記制御装置は、
前記比の値に基づいて、前記第１ブリッジ回路と基準位相との間及び前記基準位相と前記第２ブリッジ回路との間の第１位相差を決定し、前記第３ブリッジ回路の位相を前記基準位相に合わせる、
ことを特徴とする。

【0011】

前記電源装置において、
前記制御装置は、
前記比の値に基づいて、前記第１ブリッジ回路と前記第２ブリッジ回路との間の第２位相差を決定し、前記第１ブリッジ回路と前記第３ブリッジ回路との間及び前記第３ブリッジ回路と前記第２ブリッジ回路との間の第３位相差を、前記第２位相差の２分の１に決定する、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一態様の電源装置は、制御演算量を抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、比較例の電源装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、実施の形態の電源装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、実施の形態の基準位相とブリッジ回路との位相差の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施の形態及び比較例の電源装置のシミュレーション波形を示す図である。

【図5】図５は、実施の形態及び比較例の電源装置のシミュレーション波形を示す図である。

【図6】図６は、実施の形態の電源装置の正規化したトランス電流を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明の電源装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

【0015】

＜実施の形態＞
以下、実施の形態について説明するが、実施の形態の理解を容易にするため、先に比較例について説明する。
（比較例）
図１は、比較例の電源装置の構成を示す図である。電源装置１０１は、ＤＡＢ（Dual Active Bridge）であり、電源２から出力されコンデンサ３で平滑化後の直流電圧Ｖｉｎの供給を受けて、直流電圧Ｖｏｕｔを負荷４に出力する。

【0016】

電源装置１０１は、ブリッジ回路１１及び１３と、トランス２１と、コイル２２と、コンデンサ２３と、制御装置１０２と、を含む。

【0017】

ブリッジ回路１１は、トランジスタＴｒ１からＴｒ４までを含む単相フルブリッジ回路である。

【0018】

なお、本開示では、各トランジスタがＭＯＳＦＥＴであることとしたが、これに限定されない。各トランジスタは、シリコンパワーデバイス、ＧａＮパワーデバイス、ＳｉＣパワーデバイス、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などでも良い。

【0019】

各トランジスタは、寄生ダイオード（ボディダイオード）を有する。寄生ダイオードとは、ＭＯＳＦＥＴのバックゲートとソース及びドレインとの間のｐｎ接合である。寄生ダイオードは、トランジスタのオフ時の過渡的な逆起電力を逃すためのフリーホイールダイオードとして利用可能である。

【0020】

トランジスタＴｒ１のソースは、トランジスタＴｒ２のドレインに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ１のドレインは、トランジスタＴｒ３のドレインに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ３のソースは、トランジスタＴｒ４のドレインに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ４のソースに電気的に接続されている。

【0021】

トランジスタＴｒ１のドレインとトランジスタＴｒ３のドレインとの接続点が、ブリッジ回路１１の一方の入力端子１１ａである。トランジスタＴｒ２のソースとトランジスタＴｒ４のソースとの接続点が、ブリッジ回路１１の他方の入力端子１１ｂである。

【0022】

トランジスタＴｒ１のソースとトランジスタＴｒ２のドレインとの接続点が、ブリッジ回路１１の一方の出力端子１１ｃである。トランジスタＴｒ３のソースとトランジスタＴｒ４のドレインとの接続点が、ブリッジ回路１１の他方の出力端子１１ｄである。

【0023】

入力端子１１ａは、コンデンサ３の一端（高電位側端）に電気的に接続されている。入力端子１１ｂは、コンデンサ３の他端（低電位側端）に電気的に接続されている。

【0024】

入力端子１１ａと入力端子１１ｂとの間には、直流電圧Ｖｉｎが入力される。

【0025】

トランス２１は、１次巻線２１ａと、２次巻線２１ｂと、コア２１ｃと、を含む。１次巻線２１ａ及び２次巻線２１ｂは、コア２１ｃに巻回されている。

【0026】

１次巻線２１ａと２次巻線２１ｂとの巻数比は、１：１が例示されるが、本開示はこれに限定されない。

【0027】

１次巻線２１ａの一端は、出力端子１１ｃに電気的に接続されている。１次巻線２１ａの他端は、出力端子１１ｄに電気的に接続されている。

【0028】

ブリッジ回路１１は、直流電圧Ｖｉｎ、又は、直流電圧－Ｖｉｎを、出力端子１１ｃと出力端子１１ｄとの間に出力する。

【0029】

例えば、ブリッジ回路１１は、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ４がオン状態、且つ、トランジスタＴｒ２及びトランジスタＴｒ３がオフ状態に制御されている場合、直流電圧Ｖｉｎを、出力端子１１ｃと出力端子１１ｄとの間に出力する。

【0030】

また例えば、ブリッジ回路１１は、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ４がオフ状態、且つ、トランジスタＴｒ２及びトランジスタＴｒ３がオン状態に制御されている場合、直流電圧－Ｖｉｎを、出力端子１１ｃと出力端子１１ｄとの間に出力する。

【0031】

コイル２２の一端は、２次巻線２１ｂの一端に電気的に接続されている。

【0032】

ブリッジ回路１３は、トランジスタＴｒ５からＴｒ８までを含む単相フルブリッジ回路である。

【0033】

トランジスタＴｒ５のソースは、トランジスタＴｒ６のドレインに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ５のドレインは、トランジスタＴｒ７のドレインに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ７のソースは、トランジスタＴｒ８のドレインに電気的に接続されている。トランジスタＴｒ６のソースは、トランジスタＴｒ８のソースに電気的に接続されている。

【0034】

トランジスタＴｒ５のソースとトランジスタＴｒ６のドレインとの接続点が、ブリッジ回路１３の一方の入力端子１３ａである。トランジスタＴｒ７のソースとトランジスタＴｒ８のドレインとの接続点が、ブリッジ回路１３の他方の入力端子１３ｂである。

【0035】

トランジスタＴｒ５のドレインとトランジスタＴｒ７のドレインとの接続点が、ブリッジ回路１３の一方の出力端子１３ｃである。トランジスタＴｒ６のソースとトランジスタＴｒ８のソースとの接続点が、ブリッジ回路１３の他方の出力端子１３ｄである。

【0036】

入力端子１３ａは、コイル２２の他端に電気的に接続されている。入力端子１３ｂは、２次巻線２１ｂの他端に電気的に接続されている。

【0037】

出力端子１３ｃは、コンデンサ２３の一端（高電位側端）に電気的に接続されている。出力端子１３ｄは、コンデンサ２３の他端（低電位側端）に電気的に接続されている。

【0038】

コンデンサ２３の電圧が、直流電圧Ｖｏｕｔである。コンデンサ２３の一端（高電位側端）は、負荷４の一端（高電位側端）に電気的に接続されている。コンデンサ２３の他端（低電位側端）は、負荷４の他端（低電位側端）に電気的に接続されている。

【0039】

制御装置１０２は、ブリッジ回路１１及び１３を制御する。例えば、制御装置１０２は、トランジスタＴｒ１からＴｒ８までのスイッチング周波数を同一、且つ、デューティ比を０．５に制御することが例示される。また、ＤＡＢでは、入力側と出力側との間の位相差が出力電流の指令値である。従って、制御装置１０２は、ブリッジ回路１１とブリッジ回路１３との間の位相差φ_１０１を制御することにより、出力電流（電力）を制御する。

【0040】

（実施の形態）
実施の形態の電源装置の構成要素のうち、比較例と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して、説明を省略する。

【0041】

図２は、実施の形態の電源装置の構成を示す図である。電源装置１は、電源２から出力されコンデンサ３で平滑化後の直流電圧Ｖｉｎの供給を受けて、直流電圧Ｖｏｕｔを負荷４へ出力する。

【0042】

電源装置１は、電源装置１０１（図１参照）と比較して、トランス２１に代えて、トランス２１－１及び２１－２を含む。また、電源装置１は、電源装置１０１と比較して、ブリッジ回路１２を更に含む。また、電源装置１は、電源装置１０１と比較して、制御装置１０２に代えて、制御装置３１を含む。また、電源装置１は、電源装置１０１と比較して、電圧センサ２４及び２５を更に含む。

【0043】

ブリッジ回路１１が、本開示の「第１ブリッジ回路」の一例に相当する。ブリッジ回路１２が、本開示の「第２ブリッジ回路」の一例に相当する。ブリッジ回路１３が、本開示の「第３ブリッジ回路」の一例に相当する。

【0044】

トランス２１－１が、本開示の「第１トランス」の一例に相当する。トランス２１－２が、本開示の「第２トランス」の一例に相当する。

【0045】

トランス２１－１は、１次巻線２１－１ａと、２次巻線２１－１ｂと、コア２１－１ｃと、を含む。１次巻線２１－１ａ、及び、２次巻線２１－１ｂは、コア２１－１ｃに巻回されている。

【0046】

１次巻線２１－１ａと、２次巻線２１－１ｂと、の巻数比は、２：１が例示されるが、本開示はこれに限定されない。

【0047】

１次巻線２１－１ａの一端は、ブリッジ回路１１の一方の出力端子１１ｃに電気的に接続されている。１次巻線２１－１ａの他端は、ブリッジ回路１１の他方の出力端子１１ｄに電気的に接続されている。

【0048】

ブリッジ回路１２の回路構成は、ブリッジ回路１１と同様であるので、説明を省略する。

【0049】

ブリッジ回路１２の一方の入力端子１２ａは、コンデンサ３の一端（高電位側端）に電気的に接続されている。ブリッジ回路１２の他方の入力端子１２ｂは、コンデンサ３の他端（低電位側端）に電気的に接続されている。

【0050】

つまり、ブリッジ回路１１とブリッジ回路１２とは、入力側が並列接続されている。

【0051】

トランス２１－２は、１次巻線２１－２ａと、２次巻線２１－２ｂと、コア２１－２ｃと、を含む。１次巻線２１－２ａ、及び、２次巻線２１－２ｂは、コア２１－２ｃに巻回されている。

【0052】

１次巻線２１－２ａと、２次巻線２１－２ｂと、の巻数比は、２：１が例示されるが、本開示はこれに限定されない。

【0053】

１次巻線２１－２ａの一端は、ブリッジ回路１２の一方の出力端子１２ｃに電気的に接続されている。１次巻線２１－２ａの他端は、ブリッジ回路１２の他方の出力端子１２ｄに電気的に接続されている。

【0054】

コイル２２の一端は、２次巻線２１－１ｂの一端に電気的に接続されている。２次巻線２１－１ｂの他端は、２次巻線２１－２ｂの一端に電気的に接続されている。

【0055】

つまり、２次巻線２１－１ｂと２次巻線２１－２ｂとは、直列接続されている。

【0056】

２次巻線２１－２ｂの他端は、ブリッジ回路１３の他方の入力端子１３ｂに電気的に接続されている。

【0057】

電圧センサ２４は、電源装置１の入力電圧、即ち直流電圧Ｖｉｎを検出して制御装置３１に出力する。

【0058】

電圧センサ２５は、電源装置１の出力電圧、即ち直流電圧Ｖｏｕｔを検出して制御装置３１に出力する。

【0059】

制御装置３１は、第１スイッチング制御部３１ａと、第２スイッチング制御部３１ｂと、第３スイッチング制御部３１ｃと、位相制御部３１ｄと、を含む。

【0060】

例えば、第１スイッチング制御部３１ａ、第２スイッチング制御部３１ｂ及び第３スイッチング制御部３１ｃは、ブリッジ回路１１、１２及び１３内のトランジスタのスイッチング周波数を同一、且つ、デューティ比を０．５に制御することが例示される。

【0061】

位相制御部３１ｄは、直流電圧Ｖｉｎに対する直流電圧Ｖｏｕｔの比の値、及び、出力電流（又は出力電力）指令に基づいて、ブリッジ回路１１とブリッジ回路１２との間の位相差φ_１－２、並びに、ブリッジ回路１１及び１２とブリッジ回路１３との間の位相差φを決定する。第１スイッチング制御部３１ａ及び第２スイッチング制御部３１ｂは、位相差φ_１－２に基づいて、ブリッジ回路１１及びブリッジ回路１２に、スイッチング制御信号を夫々出力する。第３スイッチング制御部３１ｃは、位相差φに基づき、ブリッジ回路１３にスイッチング制御信号を出力する。これにより、制御装置３１は、出力電流（電力）を制御する。

【0062】

なお、第１、第２及び第３スイッチング制御部３１ａ、３１ｂ及び３１ｃは、ブリッジ回路（３個）単位の位相を制御すれば良く、トランジスタ（１２個）単位の位相を制御する必要はない。

【0063】

実施の形態では、一例として、位相制御部３１ｄは、基準位相φ_ＲＥＦを設定し、基準位相φ_ＲＥＦに対する、ブリッジ回路１１、１２及び１３の位相差を決定する。

【0064】

図３は、実施の形態の基準位相とブリッジ回路との位相差の一例を示す図である。

【0065】

点２０１で示すように、直流電圧Ｖｉｎと直流電圧Ｖｏｕｔとの比が１：１の場合、つまり直流電圧Ｖｉｎに対する直流電圧Ｖｏｕｔの比の値が１の場合は、位相制御部３１ｄは、基準位相φ_ＲＥＦとブリッジ回路１１及び１２との間の位相差を±０度に決定する。つまり、位相制御部３１ｄは、ブリッジ回路１１とブリッジ回路１２との間の位相差φ_１－２を０度に決定する。

【0066】

基準位相φ_ＲＥＦとブリッジ回路１１及び１２との間の位相差が、本開示の「第１位相差」の一例に相当する。

【0067】

なお、実施の形態では、理解の容易のため、基準位相φ_ＲＥＦを設定することとしたが、本開示はこれに限定されない。例えば、位相制御部３１ｄは、直流電圧Ｖｉｎに対する直流電圧Ｖｏｕｔの比の値に基づいて、ブリッジ回路１１とブリッジ回路１２との間の第２位相差を決定しても良い。そして、位相制御部３１ｄは、ブリッジ回路１１とブリッジ回路１３との間及びブリッジ回路１３とブリッジ回路１２との間の第３位相差を決定（例えば、第２位相差の２分の１に決定）しても良い。

【0068】

図４は、実施の形態及び比較例の電源装置のシミュレーション波形を示す図である。図４では、電圧の比が１：０．５の場合を示している。また、出力電力は０Ｗであり、出力指令値である位相差φは０度である。

【0069】

先に説明したように、実施の形態では、直流電圧Ｖｉｎと直流電圧Ｖｏｕｔとの比が１：０．５の場合は、位相差φ_１－２は１２０度である。

【0070】

図４（ａ）は、実施の形態の２次巻線２１－１ｂ及び２１－２ｂのトランス電圧Ｖｔ、並びに、比較例の２次巻線２１ｂのトランス電圧Ｖｔ_１０１を示す。

【0071】

図４（ｂ）は、実施の形態のコイル２２のコイル電圧ＶＬ、及び、比較例のコイル２２のコイル電圧ＶＬ_１０１を示す。

【0072】

図４（ｃ）は、実施の形態の２次巻線２１－１ｂ及び２１－２ｂのトランス電流Ｉｔ、並びに、比較例の２次巻線２１ｂのトランス電流Ｉｔ_１０１を示す。

【0073】

図４（ｄ）は、実施の形態の２次側の電流Ｉ２、及び、比較例の２次側の電流Ｉ２_１０１を示す。

【0074】

図４（ａ）に示すように、トランス電圧Ｖｔは、ブリッジ回路１１が正相且つブリッジ回路１２が正相の期間Ｔ_０では、プラス電圧となる。また、トランス電圧Ｖｔは、ブリッジ回路１１が逆相且つブリッジ回路１２が逆相負の期間Ｔ_１では、マイナス電圧となる。トランス電圧Ｖｔは、その他の期間では、０Ｖになる。制御装置３１は、位相差φ_１－２を制御することで、トランス電圧Ｖｔがプラスの期間Ｔ_０及びマイナスの期間Ｔ_１の長さを制御できる。つまり、制御装置３１は、位相差φ_１－２を制御することで、トランス電圧Ｖｔの実効値を制御できる。

【0075】

図４（ｂ）に示すように、コイル電圧ＶＬは、ブリッジ回路１３が正相の期間Ｔ_２では、トランス電圧Ｖｔがマイナス方向に直流電圧Ｖｏｕｔ分だけオフセットした電圧である。また、コイル電圧ＶＬは、ブリッジ回路１３が逆相の期間Ｔ_３では、トランス電圧Ｖｔがプラス方向に直流電圧Ｖｏｕｔ分だけオフセットした電圧である。制御装置３１は、位相差φを制御することで、コイル電圧ＶＬを制御できる。

【0076】

図４（ｃ）に示すように、トランス電流Ｉｔは、コイル電圧ＶＬがプラス電圧の期間Ｔ_４では、直線的に上昇し、コイル電圧ＶＬがマイナス電圧の期間Ｔ_５では、直線的に下降する。

【0077】

図４（ｄ）に示すように、電流Ｉ２は、電流Ｉ２_１０１と比較して、小さくなる。

【0078】

図５は、実施の形態及び比較例の電源装置のシミュレーション波形を示す図である。図５では、電圧の比が１：０の場合を示している。また、出力電力は０Ｗであり、出力指令値である位相差φは０度である。

【0079】

先に説明したように、実施の形態では、直流電圧Ｖｉｎと直流電圧Ｖｏｕｔとの比が１：０の場合は、位相差φ_１－２は１８０度である。

【0080】

図５（ａ）は、実施の形態の２次巻線２１－１ｂ及び２１－２ｂのトランス電圧Ｖｔ、並びに、比較例の２次巻線２１ｂのトランス電圧Ｖｔ_１０１を示す。

【0081】

図５（ｂ）は、実施の形態のコイル２２のコイル電圧ＶＬ、及び、比較例のコイル２２のコイル電圧ＶＬ_１０１を示す。

【0082】

図５（ｃ）は、実施の形態の２次巻線２１－１ｂ及び２１－２ｂのトランス電流Ｉｔ、並びに、比較例の２次巻線２１ｂのトランス電流Ｉｔ_１０１を示す。

【0083】

図５（ｄ）は、実施の形態の２次側の電流Ｉ２、及び、比較例の２次側の電流Ｉ２_１０１を示す。

【0084】

図５（ａ）に示すように、トランス電圧Ｖｔは、ブリッジ回路１１の位相とブリッジ回路１２の位相とが１８０度ずれているので、全期間に渡って０Ｖとなる。

【0085】

図５（ｂ）に示すように、コイル電圧ＶＬは、トランス電圧Ｖｔが全期間に渡って０Ｖであり且つ直流電圧Ｖｏｕｔが０Ｖであるので、全期間に渡って０Ｖである。

【0086】

図５（ｃ）に示すように、トランス電流Ｉｔは、コイル電圧ＶＬが全期間に渡って０Ｖであるので、全期間に渡って０Ａである。

【0087】

図５（ｄ）に示すように、電流Ｉ２は、全期間に渡って０Ａである。

【0088】

図６は、実施の形態の電源装置の正規化したトランス電流を示す図である。図６では、直流電圧Ｖｉｎと直流電圧Ｖｏｕｔとの比が１：１（比の値が１）から１：０（比の値が０）までの範囲を示している。

【0089】

波形２１１は、実施の形態の電源装置１の正規化したトランス電流Ｉｔを示す。波形２１２は、比較例の電源装置１０１の正規化したトランス電流Ｉｔ_１０１を示す。符号２２１は、直流電圧Ｖｉｎと直流電圧Ｖｏｕｔとの比が１：０．５（比の値が０．５）の場合（図４のシミュレーション波形参照）を示す。符号２２２は、直流電圧Ｖｉｎと直流電圧Ｖｏｕｔとの比が１：０（比の値が０）の場合（図５のシミュレーション波形参照）を示す。

【0090】

図６に示すように、電源装置１は、トランス電流Ｉｔを、電源装置１０１のトランス電流Ｉｔ_１０１よりも抑制することができる。特に、電源装置１は、直流電圧Ｖｉｎと直流電圧Ｖｏｕｔとの比が１：０、つまり、２次側が垂下（短絡）の場合のトランス電流Ｉｔを、電源装置１０１のトランス電流Ｉｔ_１０１よりも大幅に抑制することができる。

【0091】

また、電源装置１は、ブリッジ回路（３個）単位の位相を制御すれば良い。従って、電源装置１は、特許文献２（トランジスタ単位の位相を制御）と比較して、制御する位相の数を抑制できるので、制御演算量を抑制できる。

【0092】

また、電源装置１の１次側では、２個のブリッジ回路１１及び１２に１次電流が分流するので、低廉な部品を１次側のブリッジ回路１１及び１２に使用可能であり、部品コストを抑制できる。

【0093】

なお、実施の形態では、ブリッジ回路１１、１２及び１３が単相フルブリッジ回路としたが、本開示はこれに限定されない。ブリッジ回路１１、１２及び１３は、３相ブリッジ回路であっても良い。

【0094】

また、実施の形態では、制御装置３１は、直流電圧Ｖｉｎに対する直流電圧Ｖｏｕｔの比の値に基づいて、ブリッジ回路１１、１２及び１３の位相を制御することとしたが、本開示はこれに限定されない。制御装置３１は、トランス２１－１及びトランス２１－２の１次側電流及び２次側電流に基づいて、ブリッジ回路１１、１２及び１３の位相を制御しても良い。また、制御装置３１は、直流電圧Ｖｉｎ、直流電圧Ｖｏｕｔ、トランス２１－１及びトランス２１－２の１次側電流及び２次側電流に基づいて、ブリッジ回路１１、１２及び１３の位相を制御しても良い。

【0095】

＜付記＞
各ブリッジ回路にＤＣカットコンデンサを設けても良い。例えば、ブリッジ回路１１の出力端子１１ｃ、１１ｄ、ブリッジ回路１２の出力端子１２ｃ、１２ｄ、ブリッジ回路の入力端子１３ａ、１３ｂにＤＣカットコンデンサを設けても良い。

【0096】

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、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。これら実施の形態は、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。これら実施の形態やその変形は、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】

【0097】

１、１０１ 電源装置
２ 電源
３、２３ コンデンサ
４ 負荷
１１、１２、１３ ブリッジ回路
２１、２１－１、２１－２ トランス
２２ コイル
２４、２５ 電圧センサ
３１、１０２ 制御装置
３１ａ 第１スイッチング制御部
３１ｂ 第２スイッチング制御部
３１ｃ 第３スイッチング制御部
３１ｄ 位相制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】