CN104660052A - 电力转换装置和电力转换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力转换装置和电力转换方法，该电力转换装置(100，101)具有多个端口，在所述多个端口间转换电力，具备：第1电压转换部(111)，其对第1端口(60b，121)的电压进行转换并将电压转换后的电力向第2端口(60a，122)输出；和第2电压转换部(112)，其对所述第2端口(60a，122)与第3端口(60c，123)进行对一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向另一方端口输出的第1动作或进行对所述另一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向所述一方端口输出的第2动作，所述第2电压转换部(112)在进行所述第1动作时检测到所述一方端口的电力不足的车辆状况的情况下，将所述第1动作切换成所述第2动作。

Description

电力转换装置和电力转换方法
将于2013年11月18日提交的日本申请号2013-238259的公开文本包括的说明书、附图以及摘要援用于此。
技术领域
本发明涉及在多个端口间转换电力的技术。
背景技术
已知有在多个端口间转换电力的电力转换装置(例如参照日本特开2011－193713)。该电力转换装置在端口间具备进行将端口电压升压或降压的电压转换动作的升降压电路。
然而，在端口要求的电力根据车辆状况而变动。因此，升降压电路未必进行适于车辆状况的电压转换动作。于是，提供一种能够切换适于车辆状况的电压转换动作的电力转换装置以及电力转换方法。
发明内容
在一个方案中，提供了一种电力转换装置，是具有多个端口并且在所述多个端口间转换电力的电力转换装置，具备：第1电压转换部，其将第1端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向第2端口输出；和第2电压转换部，其对所述第2端口和第3端口进行将一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向另一方端口输出的第1动作、或进行对所述另一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向所述一方端口输出的第2动作，所述第2电压转换部在进行所述第1动作时检测出所述一方端口的电力不足的车辆状况的情况下，将所述第1动作切换成所述第2动作。
另外，在一个方案中，提供了一种电力转换方法，是在多个端口间转换电力的电力转换方法，具有若将第1端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向第2端口输出，则在所述第2端口和第3端口中，切换成将一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向另一方端口输出的第1动作、和在所述第1动作时检测出所述一方端口的电力不足的车辆状况的情况下将所述第1动作切换为将所述另一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向所述一方端口输出的第2动作的步骤。
根据一个方式，能够切换成适于车辆状况的电压转换动作。
附图说明
关于本发明的优选实施方式的特点、优点、技术以及工业上的意义，以下将结合附图进行说明。其中，对相同或相近的元件赋予相同的附图标记。
图1是表示电力转换装置的构成例的图。
图2是表示电力转换方法的例子的图。
图3是表示电力转换装置的构成例的图。
图4是表示控制部的构成例的框图。
图5是表示初级侧电路以及次级侧电路的开关例的时序图。
具体实施方式
＜电源装置100的构成＞
图1是表示作为电力转换装置的一个实施方式的电源装置100的构成例的框图。电源装置100例如是具备电源电路110、控制部150、传感器部170的电源系统。电源装置100例如是搭载于汽车等车辆且向车载的各个负载配电的系统。作为这种车辆的具体例，可列举混合动力车辆、插电式混合动力车辆，电动汽车等。电源装置100也可以搭载于将发动机作为行驶驱动源的车辆。
电源电路110是具有3个端口121、122、123，并在这3个端口间之中的2个端口间转换电力的电力转换电路。端口电力P1、P2、P3分别是端口121、122、123的输入输出电力(输入电力或输出电力)。端口电压V1、V2、V3分别是端口121、122、123的输入输出电压(输入电压或输出电压)。
第1端口121例如是连接有高电压级的电源141以及高电压级的负载161的端子。电源141以及负载161例如是288V级的系统。作为电源141的具体例，可列举锂离子电池等二次电池。电源141也被称为主机电池。作为负载161的具体例，可列举将直流转换成交流的逆变器等。负载161也可以不与端口121连接。电源141或负载161的个数可以是单个也可以是多个。
第2端口122例如是连接有中电压级的负载162的端子。负载162例如是比288V低的48V级的系统。作为负载162的具体例，可列举辅助车辆转向操纵操作的电机等。根据车辆的规格，负载162可以是控制车辆姿势的电机，也可以是控制车辆的制动力的电机，还可以是除此以外的负载。负载162的个数可以是单个也可以是多个。
第3端口123例如是连接有低电压级的电源143以及低电压级的负载163的端子。电源143以及负载163例如是比48V低的12V级的系统。作为电源143的具体例，可列举铅电池等二次电池。电源143也被称为辅机电池。作为负载163的具体例，可列举电子控制单元(所谓的ECU)等计算机、传感器、车灯、雨刷、燃料泵等，但负载163也可以是除此以外的负载。电源143或负载163的个数可以是单个也可以是多个。
电源电路110具备转换器111和转换器112。
转换器111是将端口电压V1进行转换并将电压转换后的端口电力P2向端口122输出的第1电压转换部。具体而言，转换器111是进行将端口电压V1进行降压并将降压后的端口电力P2向端口122输出的降压动作的DC－DC转换器。转换器111也可以是不仅具有这样的进行降压动作的降压功能，还具有进行将端口电压V2进行升压并将升压后的端口电力P1向端口121输出的升压动作的升压功能的升降压部。另外，转换器111是输入输出间通过变流变压器等变压器而绝缘的绝缘型的DC－DC转换器，但也可以是输入输出间不通过变压器绝缘的非绝缘型的DC－DC转换器。
转换器112是对进行将端口电压V2降压并将降压后的端口电力P3向端口123输出的降压动作还是进行将端口电压V3升压并将升压后的端口电力P2向端口122输出的升压动作进行切换的第2电压转换部。转换器112是非绝缘型的DC－DC转换器，但也可以是绝缘型的转换器。
转换器112是根据对与端口122连接的系统的动作或与端口123连接的系统的动作造成影响的车辆状况来切换是进行降压动作还是进行升压动作的升降压部。由于转换器112是这种升降压部，因此即使与端口122或端口123连接的系统所需要的电力根据车辆状况而变动，也能够切换成适于该车辆状况的电压转换动作(即升压动作或降压动作)。另外，在图1的情况下，与端口122连接的系统是负载162，与端口123连接的系统是负载163或电源143。
例如，转换器112在进行降压动作时检测出端口122的电力不足的车辆状况的情况下，即使进行降压动作，也将自身的电压转换动作从降压动作切换成升压动作。通过由转换器112在这样的情况下进行升压动作，能够抑制负载162的动作所需要的电力不足的情况。另外，此时，即使转换器112进行升压动作，也能够从电源143向负载163供给电力，因此能够抑制负载163的动作所需要的电力不足的情况。
另外，转换器112在进行降压动作时预测到端口122的电力不足的车辆状况的情况下，即使进行降压动作，也将自身的电压转换动作从降压动作切换成升压动作。由此，由于能够在端口122的电力实际不足之前从降压动作切换成升压动作，因此能够将负载162的动作所需要的电力不足的情况防患于未然。
另一方面，例如在转换器112进行升压动作时检测出端口123的电力不足的车辆状况的情况下，即使进行升压动作，也将自身的电压转换动作从升压动作切换成降压动作。通过由转换器112在这样的情况下进行降压动作，能够抑制负载163或电源143的动作所需要的电力不足的情况。另外，此时即使转换器112进行降压动作，也能够从转换器111向与端口122连接的负载162供给电力，因此能够抑制负载162的动作所需要的电力不足的情况。
另外，转换器112在进行升压动作时预测到端口123的电力不足的车辆状况的情况下，即使进行升压动作，也将自身的电压转换动作从升压动作切换成降压动作。由此，能够在端口123的电力实际不足之前从升压动作切换成降压动作，因此能够将负载163或电源143的动作所需要的电力不足的情况防患于未然。
传感器部170是检测或预测搭载电源装置100的车辆的状况的单元。传感器部170检测当前或将来的车辆状况是否是端口122的电力不足的状况，或者当前或将来的车辆状况是否是端口123的电力不足的状况。传感器部170的个数可以是单个也可以是多个。
转换器112例如在转换器112的降压动作中由传感器部170检测或预测到负载162要进行需要规定值以上的大电力的动作的情况下，将降压动作切换成升压动作。负载162要进行需要规定值以上的大电力的动作的状况是在转换器112进行降压动作的情况下端口122的电力不足的车辆状况。传感器部170例如基于表示负载162的动作状态的动作信号，检测或预测负载162要进行需要规定值以上的大电力的动作这一情况。
这样，通过从降压动作切换成升压动作，能够抑制负载162的动作所需要的电力不足，能够充当在负载162的动作中从电源143供给的电力。因此，能够防止负载162的动作因端口122的电力不足而受到影响的情况。
例如，若是负载162具有辅助车辆转向操纵操作的模式的情况，则在车辆因驾驶员的转向操作而转弯的状况下，负载162需要大电力。因此，转换器112例如在由传感器部170检测到车辆状况是转向操纵状态的情况下(例如检测到驾驶员的转向操作角度或操作转矩在规定阈值以上的情况下)，将降压动作切换成升压动作。或者，转换器112例如在由传感器部170预测到车辆的状况成为转向操纵状态的情况下(例如基于能够确定道路的弯道以及交叉路口的位置的车载导航信息而被预测到的情况下)，将降压动作切换成升压动作。
因此，通过从降压动作向升压动作的切换，能够抑制在负载163消耗特别大的电力的状态下由于负载162而导致的转向操作的辅助力因电力供给不足而降低的情况，能够以电源143对负载162的辅助动作进行后援。
转换器112在转换器112的升压动作中由传感器部170检测到负载162进行不需要规定值以上的大电力的动作的情况下，从升压动作切换成降压动作来进行降压动作即可。
转换器112例如在转换器112的降压动作中由传感器部170检测或预测到负载163要进行需要规定值以上的大电力的动作的情况下，将降压动作切换成升压动作。负载163要进行需要规定值以上的大电力的动作的状况是在转换器112进行降压动作的情况下端口122的电力不足的车辆状况。传感器部170例如基于表示负载163的动作状态的动作信号来检测或预测负载163要进行需要规定值以上的大电力的动作这一情况。
这样，通过从降压动作切换成升压动作，能够抑制负载162的动作所需要的电力的不足，能够充当负载162的动作中从电源143供给的电力。因此，能够防止负载162的动作因端口122的电力不足而受到影响。
转换器112在转换器112的升压动作中由传感器部170检测到负载163要进行不需要规定值以上的大电力的动作的情况下，从升压动作切换成降压动作来进行降压动作即可。
转换器112例如在转换器112的降压动作中由传感器部170检测或预测到电源141的异常状况的情况下，将降压动作切换成升压动作。电源141的异常状况是在转换器112进行降压动作的情况下端口122的电力不足的车辆状况。传感器部170例如基于表示电源141的动作状态的动作信号来检测或预测电源141为异常状况这一情况。
这样，通过从降压动作切换成升压动作，能够抑制因从电源141供给的电力减少而导致负载162的动作所需要的电力不足的情况，并且能够充当负载162的动作中从电源143供给的电力。因此，能够防止负载162的动作因端口122的电力不足而受到影响。
电源141的异常例如可列举因温度降低导致电源141的电源电压比规定的电压值降低、连接电源141和端口121的电线断开等。
转换器112在转换器112的升压动作中由传感器部170检测到电源141的正常状况的情况下，从升压动作切换成降压动作来进行降压动作即可。
转换器112例如在转换器112的降压动作中由传感器部170检测或预测到转换器111的异常状况的情况下，将降压动作切换成升压动作。转换器111的异常状况是在转换器112进行降压动作的情况下端口122的电力不足的车辆状况。传感器部170例如基于表示转换器111的动作状态的动作信号来检测或预测转换器111异常的状况这一情况。
这样，通过从降压动作切换成升压动作，能够抑制因从转换器111供给的电力减少而导致负载162的动作所需要的电力不足的情况，并且能够充当负载162的动作中从电源143供给的电力。
转换器111的异常例如可列举转换器111的动作异常停止、从转换器111输出的电力小于所希望的值等。
转换器112在转换器112的升压动作中由传感器部170检测到转换器111的正常状况的情况下，从升压动作切换成降压动作来进行降压动作即可。
例如，在转换器111以及转换器112的降压动作中由传感器部170检测或预测到负载161要进行需要规定值以上的大电力的动作的情况下，转换器111和转换器112分别将降压动作切换成升压动作。负载161要进行需要规定值以上的大电力的动作的状况是转换器111以及转换器112进行降压动作的情况下端口122的电力不足的车辆状况。传感器部170例如基于表示负载161的动作状态的动作信号，检测或预测负载161要进行需要规定值以上的大电力的动作这一情况。
这样，通过从降压动作切换成升压动作，能够抑制负载161的动作所需要的电力的不足，能够充当负载161的动作中从转换器111供给的电力。并且，通过从转换器111向负载161供给电力，即使没有从转换器111向负载162供给的电力，也能够充当在负载162的动作中从电源143供给的电力，能够抑制负载162的电力不足。
在转换器111以及转换器112的升压动作中由传感器部170检测到负载161要进行不需要规定值以上的大电力的动作的情况下，转换器111或转换器112从升压动作切换成降压动作来进行降压动作即可。
另外，电源可以与端口122连接。转换器112例如在转换器112的降压动作中由传感器部170检测或预测到与端口122连接的电源的供电能力降低的状况的情况下，将降压动作切换成升压动作。与端口122连接的电源的供电能力降低的状况是转换器112进行降压动作的情况下端口122的电力不足的车辆状况。传感器部170例如基于表示与端口122连接的电源的动作状态的动作信号，检测或预测与端口122连接的电源的供电能力的降低。
这样，通过从降压动作切换成升压动作，能够抑制负载162的动作所需要的电力的不足，能够充当在负载162的动作中从电源143供给的电力。因此，能够防止负载162的动作因端口122的电力不足而受到影响。
与端口122连接的电源的供电能力的降低例如可列举该电源的电源电压低于规定的电压值，向该电源充电的充电量低于规定的值等。
转换器112例如在转换器112的升压动作中由传感器部170检测或预测到电源143的供电能力降低的状况的情况下，将升压动作切换成降压动作。其原因在于，即使转换器111进行降压动作，当转换器112进行升压动作时，转换器112也无法供给电源143或负载163所需要的电力。电源143的供电能力降低的状况是在转换器112进行升压动作的情况下端口123的电力不足的车辆状况。传感器部170例如基于表示电源143的动作状态的动作信号，检测或预测电源143的供电能力的降低。
这样，通过从升压动作切换成降压动作，能够抑制负载163或电源143的动作所需要的电力的不足，能够充当在负载163或电源143的动作中从转换器112供给的电力。因此，能够防止负载163或电源143的动作因端口123的电力不足而受到影响。
电源143的供电能力的降低例如可列举电源143的电源电压低于规定的电压值，向电源143充电的充电量低于规定的值等。
转换器112在转换器112的降压动作中由传感器部170检测到电源143的供电能力未降低的状况的情况下，从降压动作切换成升压动作来进行升压动作即可。
转换器112例如在转换器112的升压动作中由传感器部170检测或预测到负载163要进行需要规定值以上的大电力的动作的情况下，将升压动作切换成降压动作。负载163要进行需要规定值以上的大电力的动作的状况是在转换器112进行升压动作的情况下端口123的电力不足的车辆状况。传感器部170例如基于表示负载163的动作状态的动作信号，检测或预测负载163要进行需要规定值以上的大电力的动作这一情况。
这样，通过从升压动作切换成降压动作，能够抑制负载163的动作所需要的电力的不足，能够充当负载163的动作中从转换器112供给的电力。因此，能够防止负载163的动作因端口123的电力不足而受到影响。
例如，若是负载163具有照亮车辆周边的车灯的情况下，当车辆周围较暗的状况(例如夜间或存在于隧道内的情况等)时，负载163需要基于车灯点亮的大电力。因此，转换器112例如根据由传感器部170检测或预测到的车辆状况是否是使车灯点亮的状况，来切换是进行降压动作还是进行升压动作。
为了检测或预测车辆的状况是否是使车灯点亮的状况而由传感器部170取得的信息例如可列举能够确定隧道位置的车载导航信息、时刻信息、车辆周围的照度信息、车灯的点亮信息、使车灯点亮的操作信息等。
转换器112在转换器112的升压动作中由传感器部170检测或预测到车辆的周围的状况是使车灯点亮的状况(例如在夜间或存在于隧道内的情况等)的情况下，将升压动作切换成降压动作。由此，能够抑制车灯的亮度因由于电力不足导致的电压变动而变化的情况。
另一方面，转换器112在转换器112的降压动作中由传感器部170检测到车辆的周围状况是不使车灯点亮的状况(例如在白天或存在于屋外的情况等)的情况下，将降压动作切换成升压动作即可。由此，能够抑制端口122的电力不足。
例如，若是负载163具有擦拭车辆车窗的雨刷的情况，则在车辆的周围的天气是雨天的状况时，负载163需要基于雨刷工作的大电力。因此，转换器112例如根据由传感器部170检测或预测到的车辆的状况是否是使雨刷工作的状况，来切换是进行降压动作还是进行升压动作。
为了检测或预测车辆的状况是否是使雨刷工作的状况而由传感器部170取得的信息例如可列举雨量信息、雨刷工作信息、使雨刷工作的操作信息等。
转换器112在转换器112的升压动作中由传感器部170检测或预测到车辆的周围的状况是使雨刷工作的状况(例如雨天时等)的情况下，将升压动作切换成降压动作。由此，能够抑制雨刷的速度因由于电力不足导致的电压变动而变动的情况。
另一方面，转换器112在转换器112的降压动作中由传感器部170检测到的车辆的周围的状况是不使雨刷工作的状况(例如是晴天时等)的情况下，将降压动作切换成升压动作即可。由此，能够抑制端口122的电力不足。
例如，若是负载163具有从燃料箱汲取车辆燃料的燃料泵的情况，则在是车辆正在行驶的状况时，负载163需要基于燃料泵工作的大电力。因此，转换器112例如根据由传感器部170检测或预测到的车辆的状况是否是使燃料泵工作的状况，来切换是进行降压动作还是进行升压动作。
为了检测或预测车辆的状况是否是使燃料泵工作的状况而由传感器部170取得的信息例如可列举车速信息、发动机转速信息、燃料泵工作信息等。
转换器112在转换器112的升压动作中由传感器部170检测或预测到是车辆正在行驶的状况的情况下，将升压动作切换成降压动作。由此，能够抑制燃料泵的电机的转速因由于电力不足导致的电压变动而变动的情况。
另一方面，转换器112在转换器112的降压动作中由传感器部170检测到是车辆未行驶的状况的情况下，将降压动作切换成升压动作即可。由此，能够抑制端口122的电力不足。
控制部150是基于通过传感器部170得到的车辆状况的检测结果或预测结果，来将转换器111或转换器112的电压转换动作控制成升压动作还是降压动作的控制单元。控制部150例如具有微型计算机。
图2是表示由控制部150进行的电力转换方法的框图。控制部150根据由传感器部170如上述那样检测或预测到的车辆状况来切换转换器112的控制方法。例如，控制部150根据由传感器部170检测或预测到的车辆状况，切换用于计算转换器112的升降压控制量的目标电压，并控制使转换器112进行升压动作还是进行降压动作。升降压控制量Do例如是用于调整转换器112的升降压比的占空比D或接通(on)时间δ的指令值。转换器112的升降压比是端口122和端口123之间的变压比。
控制部150在使转换器112进行升压动作的情况下，基于端口122的目标端口电压V2O和由传感器部170取得的端口电压V2的检测电压之间的偏差来进行PID控制。控制部150通过进行PID控制来计算升降压控制量(＝G1×(V2O－V2))。G1表示PID控制的比例增益。控制部150通过以计算出的升降压控制量来使转换器112进行升压动作，由此能够使目标端口电压V2O和端口电压V2的检测电压之间的偏差收敛于零。
另一方面，控制部150在使转换器112进行降压动作的情况下，基于端口123的目标端口电压V3O和由传感器部170取得的端口电压V3的检测电压之间的偏差来进行PID控制。控制部150通过进行PID控制来计算升降压控制量(＝G2×(V3O－V3))。G2表示PID控制的比例增益。控制部150通过以计算出的升降压控制量来使转换器112进行降压动作，由此能够使目标端口电压V3O和端口电压V3的检测电压之间的偏差收敛于零。
＜电源装置101的构成＞图3是表示作为电力转换装置的实施方式的电源装置101的构成例的框图。电源装置101是图1的电源装置100的详细的具体例，具有与电源装置100同样的功能和效果。图1的转换器111具备初级侧全桥电路200、和与初级侧全桥电路200通过变压器400磁耦合的次级侧全桥电路300。另一方面，图1的转换器112具有与转换器111共享的初级侧全桥电路200。
图1中的第1端口121、第2端口122以及第3端口123分别在图3中对应于第3输入输出端口60b、第1输入输出端口60a以及第2输入输出端口60c。图1中的电源141和电源143分别在图3中对应于次级侧高电压级电源62b和初级侧低电压级电源62c。图1中的负载161、负载162以及负载163分别在图3中对应于次级侧高电压级负载61b、初级侧高电压级负载61a以及初级侧低电压级负载61c。图1中的控制部150和传感器部170分别在图3中对应于控制部50和传感器部70。
具有初级侧全桥电路200以及次级侧全桥电路300的电源电路10对初级侧全桥电路200的开关和次级侧全桥电路300的开关之间的相位差进行变更并将电力向第1输入输出端口60a输出。对于变更相位差并将电力输出的方面后述。
电源装置101通过包含初级侧全桥电路200、变压器400和次级侧全桥电路300而构成的一体结构，实现转换器111和转换器112这双方的功能。由于通过一体结构来实现上述双方的功能，因此与分别独立的结构相比，能够将端口电力P1、端口电力P2或端口电力P3以高精度控制成所希望的电力，能够将端口电压V1、端口电压V2或端口电压V3以高精度控制成所希望的电压。另外，通过设为一体结构，能够抑制开关定时或电感在各电源装置间发生偏差的情况，因此能够将端口电力、端口电压以高精度控制成所希望的值。
以下对电源装置101进行详细说明。
电源装置101例如是具备电源电路10、控制部50和传感器部70的电源系统。电源装置101例如是搭载于汽车等车辆且向车载的各个负载配电的系统。作为这种车辆的具体例，可列举混合动力车辆、插电式混合动力车辆、电动汽车等。电源装置100也可以搭载于将发动机作为行驶驱动源的车辆。
电源装置101例如具有连接有初级侧高电压级负载61a的第1输入输出端口60a和连接有初级侧低电压级负载61c以及初级侧低电压级电源62c的第2输入输出端口60c作为初级侧端口。初级侧低电压级电源62c向以与初级侧低电压级电源62c相同的电压级(例如12V级)动作的初级侧低电压级负载61c供给电力。另外，初级侧低电压级电源62c向以与初级侧低电压级电源62c不同的电压级(例如比12V级高的48V级)动作的初级侧高电压级负载61a供给被在电源电路10中构成的初级侧转换电路20升压后的电力。作为初级侧低电压级电源62c的具体例，可列举铅电池等二次电池。
电源装置101例如具有连接有次级侧高电压级负载61b以及次级侧高电压级电源62b的第3输入输出端口60b和连接有次级侧低电压级负载61d的第4输入输出端口60d作为次级侧端口。次级侧高电压级电源62b向以与次级侧高电压级电源62b相同的电压级(例如12V级以及比48V级高的288V级)动作的次级侧高电压级负载61b供给电力。另外，次级侧高电压级电源62b向以与次级侧高电压级电源62b不同的电压级(例如比288V级低的72V级)动作的次级侧低电压级负载61d供给被在电源电路10中构成的次级侧转换电路30降压的电力。作为次级侧高电压级电源62b的具体例，可列举锂离子电池等二次电池。
电源电路10是具有上述4个输入输出端口，并具有从上述4个输入输出端口中选择任意2个输入输出端口并在该2个输入输出端口之间进行电力转换的功能的电力转换电路。另外，具备电源电路10的电源装置101可以是至少具有3个以上的多个输入输出端口，并能够在至少3个以上的多个输入输出端口中任意2个输入输出端口间也转换电力的装置。例如，电源电路10可以是没有第4输入输出端口60d的具有3个输入输出端口的电路。
端口电力Pa、Pc、Pb和Pd分别是第1输入输出端口60a、第2输入输出端口60c、第3输入输出端口60b、第4输入输出端口60d中的输入输出电力(输入电力或输出电力)。端口电压Va、Vc、Vb、Vd分别是第1输入输出端口60a、第2输入输出端口60c、第3输入输出端口60b和第4输入输出端口60d中的输入输出电压(输入电压或输出电压)。端口电流Ia、Ic、Ib和Id分别是第1输入输出端口60a、第2输入输出端口60c、第3输入输出端口60b和第4输入输出端口60d的输入输出电流(输入电流或输出电流)。
电源电路10具备设置于第1输入输出端口60a的电容器C1、设置于第2输入输出端口60c的电容器C3、设置于第3输入输出端口60b的电容器C2和设置于第4输入输出端口60d的电容器C4。作为电容器C1、C2、C3、C4的具体例，可列举薄膜电容、铝电解电容器、陶瓷电容器、固体高分子电容器等。
电容器C1被插入至第1输入输出端口60a的高电位侧的端子613、和第1输入输出端口60a以及第2输入输出端口60c的低电位侧的端子614之间。电容器C3被插入至第2输入输出端口60c的高电位侧的端子616、和第1输入输出端口60a以及第2输入输出端口60c的低电位侧的端子614之间。电容器C2被插入至第3输入输出端口60b的高电位侧的端子618、和第3输入输出端口60b以及第4输入输出端口60d的低电位侧的端子620之间。电容器C4被插入至第4输入输出端口60d的高电位侧的端子622、和第3输入输出端口60b以及第4输入输出端口60d的低电位侧的端子620之间。
电容器C1、C2、C3、C4可以设置于电源电路10的内部，也可以设置于电源电路10的外部。
电源电路10是构成为包含初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的电力转换电路。另外，初级侧转换电路20和次级侧转换电路30经由初级侧磁耦合电抗器204以及次级侧磁耦合电抗器304连接，并且通过变压器400(中心抽头式变压器)被磁耦合。由第1输入输出端口60a以及第2输入输出端口60c构成的初级侧端口和由第3输入输出端口60b以及第4输入输出端口60d构成的次级侧端口经由变压器400连接。
初级侧转换电路20是构成为包含初级侧全桥电路200、第1输入输出端口60a和第2输入输出端口60c的初级侧电路。初级侧全桥电路200是构成为包含变压器400的初级侧线圈202、初级侧磁耦合电抗器204、初级侧第1上桥臂U1、初级侧第1下桥臂/U1、初级侧第2上桥臂V1和初级侧第2下桥臂/V1的初级侧电力转换部。这里，初级侧第1上桥臂U1、初级侧第1下桥臂/U1、初级侧第2上桥臂V1和初级侧第2下桥臂/V1分别例如是构成为包含N沟道型MOSFET和作为该MOSFET的寄生元件的体二极管的开关元件。也可以与该MOSFET并联地追加连接二极管。
初级侧全桥电路200具有与第1输入输出端口60a的高电位侧的端子613连接的初级侧正极母线298、和与第1输入输出端口60a以及第2输入输出端口60c的低电位侧的端子614连接的初级侧负极母线299。
在初级侧正极母线298和初级侧负极母线299之间，安装有将初级侧第1上桥臂U1和初级侧第1下桥臂/U1串联连接的初级侧第1桥臂电路207。初级侧第1桥臂电路207是能够进行基于初级侧第1上桥臂U1以及初级侧第1下桥臂/U1的接通断开的开关动作的电力转换动作的初级侧第1电力转换电路部(初级侧U相电力转换电路部)。并且，在初级侧正极母线298和初级侧负极母线299之间，与初级侧第1桥臂电路207并联地安装有将初级侧第2上桥臂V1和初级侧第2下桥臂/V1串联连接的初级侧第2桥臂电路211。初级侧第2桥臂电路211是能够进行基于初级侧第2上桥臂V1以及初级侧第2下桥臂/V1的接通断开的开关动作的电力转换动作的初级侧第2电力转换电路部(初级侧V相电力转换电路部)。
在连接初级侧第1桥臂电路207的中点207m和初级侧第2桥臂电路211的中点211m的桥部分设置有初级侧线圈202和初级侧磁耦合电抗器204。对桥部分更加详细说明连接关系，在初级侧第1桥臂电路207的中点207m连接有初级侧磁耦合电抗器204的初级侧第1电抗器204a的一端。并且，在初级侧第1电抗器204a的另一端连接有初级侧线圈202的一端。并且，在初级侧线圈202的另一端连接有初级侧磁耦合电抗器204的初级侧第2电抗器204b的一端。另外，初级侧第2电抗器204b的另一端与初级侧第2桥臂电路211的中点211m连接。另外，初级侧磁耦合电抗器204构成为包含初级侧第1电抗器204a、以耦合系数k1和初级侧第1电抗器204a磁耦合的初级侧第2电抗器204b。
中点207m是初级侧第1上桥臂U1和初级侧第1下桥臂/U1之间的初级侧第1中间节点，中点211m是初级侧第2上桥臂V1和初级侧第2下桥臂/V1之间的初级侧第2中间节点。
第1输入输出端口60a是设置于初级侧正极母线298和初级侧负极母线299之间的端口。第1输入输出端口60a构成为包含端子613和端子614。第2输入输出端口60c是设置于初级侧负极母线299和初级侧线圈202的中心抽头202m之间的端口。第2输入输出端口60c构成为包含端子614和端子616。
中心抽头202m连接于第2输入输出端口60c的高电位侧的端子616。中心抽头202m是构成在初级侧线圈202的初级侧第1卷线202a和初级侧第2卷线202b的中间连接点。
次级侧转换电路30是构成为包含次级侧全桥电路300、第3输入输出端口60b和第4输入输出端口60d的次级侧电路。次级侧全桥电路300是构成为包含变压器400的次级侧线圈302、次级侧磁耦合电抗器304、次级侧第1上桥臂U2、次级侧第1下桥臂/U2、次级侧第2上桥臂V2和次级侧第2下桥臂/V2的次级侧电力转换部。这里，次级侧第1上桥臂U2、次级侧第1下桥臂/U2、次级侧第2上桥臂V2和次级侧第2下桥臂/V2分别例如是构成为包含N沟道型MOSFET和作为该MOSFET的寄生元件的体二极管的开关元件。也可以与该MOSFET并联地追加连接二极管。
次级侧全桥电路300具有与第3输入输出端口60b的高电位侧的端子618连接的次级侧正极母线398、和与第3输入输出端口60b以及第4输入输出端口60d的低电位侧的端子620连接的次级侧负极母线399。
在次级侧正极母线398和次级侧负极母线399之间，安装有将次级侧第1上桥臂U2和次级侧第1下桥臂/U2串联连接的次级侧第1桥臂电路307。次级侧第1桥臂电路307是能够进行基于次级侧第1上桥臂U2以及次级侧第1下桥臂/U2的接通断开的开关动作的电力转换动作的次级侧第1电力转换电路部(次级侧U相电力转换电路部)。并且，在次级侧正极母线398和次级侧负极母线399之间，与次级侧第1桥臂电路307并联地安装有将次级侧第2上桥臂V2和次级侧第2下桥臂/V2串联连接的次级侧第2桥臂电路311。次级侧第2桥臂电路311是能够进行基于次级侧第2上桥臂V2以及次级侧第2下桥臂/V2的接通断开的开关动作的电力转换动作的次级侧第2电力转换电路部(次级侧V相电力转换电路部)。
在连接次级侧第1桥臂电路307的中点307m和次级侧第2桥臂电路311的中点311m的桥部分设置有次级侧线圈302和次级侧磁耦合电抗器304。在此对桥部分更加详细说明连接关系，在次级侧第1桥臂电路307的中点307m连接有次级侧磁耦合电抗器304的次级侧第1电抗器304a的一端。并且，在次级侧第1电抗器304a的另一端连接有次级侧线圈302的一端。并且，在次级侧线圈302的另一端连接有次级侧磁耦合电抗器304的次级侧第2电抗器304b的一端。另外，次级侧第2电抗器304b的另一端与次级侧第2桥臂电路311的中点311m连接。另外，次级侧磁耦合电抗器304构成为包含次级侧第1电抗器304a、和以耦合系数k2与次级侧第1电抗器304a磁耦合的次级侧第2电抗器304b。
中点307m是次级侧第1上桥臂U2和次级侧第1下桥臂/U2之间的次级侧第1中间节点，中点311m是次级侧第2上桥臂V2和次级侧第2下桥臂/V2之间的次级侧第2中间节点。
第3输入输出端口60b是设置于次级侧正极母线398和次级侧负极母线399之间的端口。第3输入输出端口60b构成为包含端子618和端子620。第4输入输出端口60d是设置于次级侧负极母线399和次级侧线圈302的中心抽头302m之间的端口。第4输入输出端口60d构成为包含端子620和端子622。
中心抽头302m与第4输入输出端口60d的高电位侧的端子622连接。中心抽头302m是在次级侧线圈302中构成的次级侧第1卷线302a和次级侧第2卷线302b的中间连接点。
在图3中，电源装置101具备传感器部70。传感器部70是以规定的检测周期检测第1至第4输入输出端口60a、60c、60b、60d中的至少一个端口的输入输出值Y，并对控制部50输出与该检测到的输入输出值Y对应的检测值Yd的检测单元。检测值Yd可以是检测输入输出电压而得到的检测电压，可以是检测输入输出电流而得到的检测电流，也可以是检测输入输出电力而得到的检测电力。传感器部70可以设置于电源电路10的内部也可以设置于外部。
传感器部70例如具有检测在第1至第4输入输出端口60a、60c、60b、60d中的至少一个端口产生的输入输出电压的电压检测部。传感器部70例如具有：初级侧电压检测部，其输出输入输出电压Va和输入输出电压Vc中的至少一方的检测电压作为初级侧电压检测值；以及次级侧电压检测部，其输出输入输出电压Vb和输入输出电压Vd中的至少一方的检测电压作为次级侧电压检测值。
传感器部70的电压检测部例如具有：电压传感器，其监测至少一个端口的输入输出电压值；以及电压检测电路，其对控制部50输出与由该电压传感器监测的输入输出电压值对应的检测电压。
传感器部70例如具有检测流向第1至第4输入输出端口60a、60c、60b、60d中的至少一个端口的输入输出电流的电流检测部。传感器部70例如具有：初级侧电流检测部，其输出输入输出电流Ia和输入输出电流Ic中的至少一方的检测电流作为初级侧电流检测值；以及次级侧电流检测部，其输出输入输出电流Ib和输入输出电流Id的至少一方的检测电流作为次级侧电流检测值。
传感器部70的电流检测部例如具有：电流传感器，其监测至少一个端口的输入输出电流值；以及电流检测电路，其对控制部50输出与由该电流传感器监测的输入输出电流值对应的检测电流。
电源装置101具备控制部50。控制部50例如是具备内置有CPU的微型计算机的电子电路。控制部50可以设置于电源电路10的内部也可以设置于外部。
控制部50以使得第1至第4输入输出端口60a、60c、60b和60d中的至少一个端口的输入输出值Y的检测值Yd收敛于对该端口设定的目标值Yo的方式，对电源电路10的电力转换动作进行反馈控制。目标值Yo例如是基于按与各个输入输出端口连接的每个负载(例如初级侧低电压级负载61c等)规定的驱动条件，由控制部50或控制部50以外的规定装置设定的指令值。目标值Yo在电力从端口输出时作为输出目标值发挥作用，在电力向端口输入时作为输入目标值发挥作用，可以是目标电压值，可以是目标电流值，也可以是目标电力值。
另外，控制部50以使得在初级侧转换电路20和次级侧转换电路30之间经由变压器400传输的传输电力P收敛于所设定的目标传输电力Po的方式，对电源电路10的电力转换动作进行反馈控制。传输电力也被称为电力传输量。目标传输电力Po例如是基于任意一个端口的检测值Yd和目标值Yo之间的偏差，由控制部50或控制部50以外的规定装置设定的指令值。
控制部50通过使规定的控制参数X的值变化，能够对在电源电路10中进行的电力转换动作进行反馈控制，并对电源电路10的第1至第4的各输入输出端口60a、60c、60b、60d的输入输出值Y进行调整。作为主要的控制参数X，可列举相位差以及占空比D(接通时间δ)这2种控制变量。
相位差是在初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300之间同相的电力转换电路部间的开关定时的偏差(时滞)。占空比D(接通时间δ)是在初级侧全桥电路200以及次级侧全桥电路300中构成的各个电力转换电路部的开关波形的占空比(接通时间)。
这2种控制参数X能够被相互独立地控制。控制部50通过使用相位差以及占空比D(接通时间δ)的初级侧全桥电路200以及次级侧全桥电路300的占空比控制和/或相位控制，使电源电路10的各个输入输出端口的输入输出值Y变化。
图4是控制部50的框图。控制部50是具有进行初级侧转换电路20的初级侧第1上桥臂U1等的各开关元件和次级侧转换电路30的次级侧第1上桥臂U2等的各开关元件的开关控制的功能的控制部。控制部50构成为包含电力转换模式决定处理部502、相位差决定处理部504、接通时间δ决定处理部506、初级侧开关处理部508和次级侧开关处理部510。控制部50例如是具备内置有CPU的微型计算机的电子电路。
电力转换模式决定处理部502例如基于规定的外部信号(例如表示任意一个端口的检测值Yd和目标值Yo之间的偏差的信号)，从下面所述的电源电路10的电力转换模式A～L中选择并决定动作模式。电力转换模式有对从第1输入输出端口60a输入的电力进行转换并向第2输入输出端口60c输出的模式A、对从第1输入输出端口60a输入的电力进行转换并向第3输入输出端口60b输出的模式B、和对从第1输入输出端口60a输入的电力进行转换并向第4输入输出端口60d输出的模式C。
并且，具有对从第2输入输出端口60c输入的电力进行转换并向第1输入输出端口60a输出的模式D、对从第2输入输出端口60c输入的电力进行转换并向第3输入输出端口60b输出的模式E、和对从第2输入输出端口60c输入的电力进行转换并向第4输入输出端口60d输出的模式F。
并且，具有对从第3输入输出端口60b输入的电力进行转换并向第1输入输出端口60a输出的模式G、对从第3输入输出端口60b输入的电力进行转换并向第2输入输出端口60c输出的模式H、和对从第3输入输出端口60b输入的电力进行转换并向第4输入输出端口60d输出的模式I。
另外，具有对从第4输入输出端口60d输入的电力进行转换并向第1输入输出端口60a输出的模式J、对从第4输入输出端口60d输入的电力进行转换并向第2输入输出端口60c输出的模式K、和从第4输入输出端口60d输入的电力进行转换并向第3输入输出端口60b输出的模式L。
相位差决定处理部504为了使电源电路10作为DC－DC转换器电路发挥作用，具有设定初级侧转换电路20和次级侧转换电路30之间的开关元件的开关周期运动的相位差的功能。
接通时间δ决定处理部506为了使初级侧转换电路20和次级侧转换电路30分别作为升降压电路发挥作用，具有设定初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的开关元件的接通时间δ的功能。
初级侧开关处理部508具有基于电力转换模式决定处理部502、相位差决定处理部504和接通时间δ决定处理部506的输出，来对初级侧第1上桥臂U1、初级侧第1下桥臂/U1、初级侧第2上桥臂V1和初级侧第2下桥臂/V1的各开关元件进行开关控制的功能。
次级侧开关处理部510具有基于电力转换模式决定处理部502、相位差决定处理部504和接通时间δ决定处理部506的输出，对次级侧第1上桥臂U2、次级侧第1下桥臂/U2、次级侧第2上桥臂V2和次级侧第2下桥臂/V2的各开关元件进行开关控制的功能。
＜电源装置101的动作＞
针对上述电源装置101的动作，利用图3和图4进行说明。例如，在输入了要求将电源电路10的电力转换模式设为模式F来动作的外部信号的情况下，控制部50的电力转换模式决定处理部502将电源电路10的电力转换模式决定为模式F。此时，输入至第2输入输出端口60c的电压通过初级侧转换电路20的升压功能被升压，该升压后的电压的电力通过电源电路10的作为DC－DC转换器电路的功能而向第3输入输出端口60b侧传输，并且通过次级侧转换电路30的降压功能被降压并从第4输入输出端口60d输出。
这里，对初级侧转换电路20的升降压功能详细说明。若着眼于第2输入输出端口60c和第1输入输出端口60a，则第2输入输出端口60c的端子616经由初级侧第1卷线202a和与初级侧第1卷线202a串联连接的初级侧第1电抗器204a，与初级侧第1桥臂电路207的中点207m连接。并且，初级侧第1桥臂电路207的两端与第1输入输出端口60a连接，因此在第2输入输出端口60c的端子616和第1输入输出端口60a之间安装有升降压电路。
并且，第2输入输出端口60c的端子616经由初级侧第2卷线202b和与初级侧第2卷线202b串联连接的初级侧第2电抗器204b，与初级侧第2桥臂电路211的中点211m连接。并且，初级侧第2桥臂电路211的两端与第1输入输出端口60a连接，因此在第2输入输出端口60c的端子616和第1输入输出端口60a之间，升降压电路被并联安装。另外，次级侧转换电路30是具有与初级侧转换电路20大致相同的构成的电路，因此在第4输入输出端口60d的端子622和第3输入输出端口60b之间，2个升降压电路被并联连接。因此，次级侧转换电路30与初级侧转换电路20同样地具有升降压功能。
接着，对电源电路10的作为DC－DC转换器电路的功能详细说明。若着眼于第1输入输出端口60a和第3输入输出端口60b，则在第1输入输出端口60a连接有初级侧全桥电路200，在第3输入输出端口60b连接有次级侧全桥电路300。并且，设置于初级侧全桥电路200的桥部分的初级侧线圈202和设置于次级侧全桥电路300的桥部分的次级侧线圈302以耦合系数kT进行磁耦合，由此变压器400作为卷数1：N的中心抽头式变压器发挥作用。因此，通过调整初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300的开关元件的开关周期运动的相位差能够对向第1输入输出端口60a输入的电力进行转换并向第3输入输出端口60b传输，或者对向第3输入输出端口60b输入的电力进行转换并向第1输入输出端口60a传输。
图5是表示通过控制部50的控制，在电源电路10中构成的各桥臂的接通断开的开关波形的时序图的图。在图5中，U1是初级侧第1上桥臂U1的接通断开波形，V1是初级侧第2上桥臂V1的接通断开波形，U2是次级侧第1上桥臂U2的接通断开波形，V2是次级侧第2上桥臂V2的接通断开波形。初级侧第1下桥臂/U1、初级侧第2下桥臂/V1、次级侧第1下桥臂/U2和次级侧第2下桥臂/V2的接通断开波形分别是将初级侧第1上桥臂U1、初级侧第2上桥臂V1、次级侧第1上桥臂U2和次级侧第2上桥臂V2的接通断开波形反转后的波形(省略图示)。另外，在上下桥臂的两接通断开波形间，可以通过使上下桥臂这双方接通来设置空载时间以便不流过贯通电流。另外，在图5中，高电平表示接通状态，低电平表示断开状态。
这里，通过变更U1、V1、U2和V2的各接通时间δ，能够变更初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的升降压比。例如，通过使U1、V1、U2和V2的各接通时间δ相互相等，能够使初级侧转换电路20的升降压比和次级侧转换电路30的升降压比相等。
接通时间δ决定处理部506使U1、V1、U2和V2的各接通时间δ相互相等(各接通时间δ＝初级侧接通时间δ11＝次级侧接通时间δ12＝时间值α)，以使得初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的升降压比相互相等。
初级侧转换电路20的升降压比由在初级侧全桥电路200中构成的开关元件(桥臂)的接通时间δ占开关周期T的比例亦即占空比D决定。同样，次级侧转换电路30的升降压比由在次级侧全桥电路300中构成的开关元件(桥臂)的接通时间δ占开关周期T的比例亦即占空比D决定。初级侧转换电路20的升降压比是第1输入输出端口60a和第2输入输出端口60c之间的变压比，次级侧转换电路30的升降压比是第3输入输出端口60b和第4输入输出端口60d之间的变压比。
因此，例如，表示为初级侧转换电路20的升降压比＝第2输入输出端口60c的电压/第1输入输出端口60a的电压＝δ11/T＝α/T，次级侧转换电路30的升降压比＝第4输入输出端口60d的电压/第3输入输出端口60b的电压＝δ12/T＝α/T。即，初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的升降压比是相互相同的值(＝α/T)。
另外，图5的接通时间δ表示初级侧第1上桥臂U1以及初级侧第2上桥臂V1的接通时间δ11，并且表示次级侧第1上桥臂U2以及次级侧第2上桥臂V2的接通时间δ12。另外，在初级侧全桥电路200中构成的桥臂的开关周期T和在次级侧全桥电路300中构成的桥臂的开关周期T是相等的时间。
另外，U1和V1的相位差以180度(π)动作，U2和V2的相位差也以180度(π)动作。并且，通过改变U1和U2的相位差能够调整初级侧转换电路20和次级侧转换电路30之间的电力传输量P，若相位差则能够从初级侧转换电路20向次级侧转换电路30传输，若相位差则能够从次级侧转换电路30向初级侧转换电路20传输。
相位差是在初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300之间同相的电力转换电路部间的开关定时的偏差(时滞)。例如，相位差是初级侧第1桥臂电路207和次级侧第1桥臂电路307之间的开关定时的偏差，是初级侧第2桥臂电路211和次级侧第2桥臂电路311之间的开关定时的偏差。这些偏差被控制为保持相互相等的状态。即，U1和U2的相位差以及V1和V2的相位差被控制为相同的值。
因此，例如，在输入了要求将电源电路10的电力转换模式设为模式F来动作的外部信号的情况下，电力转换模式决定处理部502决定选择模式F。并且，接通时间δ决定处理部506设定对将初级侧转换电路20作为对输入至第2输入输出端口60c的电压进行升压并向第1输入输出端口60a输出的升压电路发挥作用时的升压比进行规定的接通时间δ。另外，在次级侧转换电路30中，作为以由被接通时间δ决定处理部506设定的接通时间δ规定的降压比对输入至第3输入输出端口60b的电压进行降压并向第4输入输出端口60d输出的降压电路发挥作用。并且，相位差决定处理部504设定用于将输入至第1输入输出端口60a的电力以所希望的电力传输量P向第3输入输出端口60b传输的相位差
初级侧开关处理部508对初级侧第1上桥臂U1、初级侧第1下桥臂/U1、初级侧第2上桥臂V1和初级侧第2下桥臂/V1的各开关元件进行开关控制，以使得将初级侧转换电路20作为升压电路，且将初级侧转换电路20作为DC－DC转换器电路的一部分发挥作用。
次级侧开关处理部510对次级侧第1上桥臂U2、次级侧第1下桥臂/U2、次级侧第2上桥臂V2和次级侧第2下桥臂/V2的各开关元件进行开关控制，以使得将次级侧转换电路30作为降压电路，且将次级侧转换电路30作为DC－DC转换器电路的一部分发挥作用。
如上述那样，能够使初级侧转换电路20以及次级侧转换电路30作为升压电路或降压电路发挥作用，且能够使电源电路10也作为双方向DC－DC转换器电路发挥作用。因此，能够进行电力转换模式A～L的所有模式的电力转换，换言之，能够在从4个输入输出端口中选择出的2个输入输出端口间进行电力转换。
被控制部50根据相位差调整的传输电力P(也称为电力传输量P)是在初级侧转换电路20和次级侧转换电路30从一方转换电路经由变压器400发送至另一方转换电路的电力，由式1表示。
…(式1)
其中，N是变压器400的卷数比，Va是第1输入输出端口60a的输入输出电压，Vb是第3输入输出端口60b的输入输出电压。π是圆周率，ω(＝2π×f＝2π/T)是初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的开关的角频率。f是初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的开关频率，T是初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的开关周期，L是与磁耦合电抗器204、304和变压器400的电力传输相关的等效电感。是将占空比D和相位差作为变量的函数，是不依赖于占空比D而随着相位差增加而单调递增的变量。占空比D和相位差是被设计为在规定的上下限值之间的范围内变化的控制参数。
控制部50以使得初级侧端口和次级侧端口中至少一个规定端口的端口电压Vp收敛于目标端口电压Vo的方式来变更相位差由此调整传输电力P。因此，即使与该规定端口连接的负载的消耗电流增加，控制部50也能够通过使相位差变化来调整传输电力P，由此防止端口电压Vp相对于目标端口电压Vo降低。
例如，控制部50以使得初级侧端口和次级侧端口中传输电力P的传输目的地亦即一方端口的端口电压Vp收敛于目标端口电压Vo的方式来变更相位差由此调整传输电力P。因此，即使与传输电力P的传输目的地的端口连接的负载的消耗电流增加，控制部50也能够通过使相位差上升变化来将传输电力P向增加方向调整，由此防止端口电压Vp相对于目标端口电压Vo降低。
以上通过实施方式例对电力转换装置和电力转换方法进行了说明，但本发明不限于上述实施方式例。也能够在本发明的范围内进行与其他的实施方式例的一部分或全部的组合或置换等各种变形以及改善。
例如，在上述的实施方式中，作为开关元件的一例，列举了进行接通/断开动作的半导体元件亦即MOSFET。但是，开关元件例如也可以是IGBT、MOSFET等的基于绝缘栅极的电压控制型功率元件，也可以是双极晶体管。
另外，第1输入输出端口60a可以与电源连接，第4输入输出端口60d可以与电源连接。另外，第2输入输出端口60c也可以不与电源连接，第3输入输出端口60b也可以不与电源连接。
另外，在图3中，在第2输入输出端口60c连接有初级侧低电压级电源62c，但电源也可以与第1输入输出端口60a和第2输入输出端口60c都不连接。
另外，本发明能够适用于具有至少3个以上的多个输入输出端口，在至少3个以上的多个输入输出端口中的任意2个输入输出端口间都能够转换电力的电力转换装置。例如，本发明也能够适用于具有图3所例示的不具有4个输入输出端口中的任意一个输入输出端口的构成的电源装置。
另外，在上述的说明中，也可以将初级侧定义为次级侧，将次级侧定义为初级侧。

Claims (15)

1.一种电力转换装置(100，101)，具有多个端口并在所述多个端口间转换电力，该电力转换装置(100，101)的特征在于，具备：
第1电压转换部(111)，其对第1端口(60b，121)的电压进行转换并将电压转换后的电力向第2端口输出；和
第2电压转换部(112)，其对所述第2端口(60a，122)和第3端口(60c，123)进行对一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向另一方端口输出的第1动作、或进行对所述另一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向所述一方端口输出的第2动作，
在进行所述第1动作时检测到所述一方端口的电力不足的车辆状况的情况下，所述第2电压转换部(112)将所述第1动作切换成所述第2动作。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置(100，101)，其中，
在检测到与所述一方端口或所述另一方端口连接的负载需要规定值以上的电力的动作的情况下，所述第2电压转换部(112)将所述第1动作切换成所述第2动作。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置(100，101)，其中，
在检测到与所述一方端口或所述另一方端口连接的电源的供电能力降低的情况下，所述第2电压转换部(112)将所述第1动作切换成所述第2动作。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力转换装置(100，101)，其中，
所述一方端口是所述第2端口(60a，122)，所述另一方端口是所述第3端口(60c，123)。
5.根据权利要求4所述的电力转换装置(100，101)，其中，
在检测到所述第1电压转换部(111)的异常或与所述第1端口(60b，121)连接的电源的异常的情况下，所述第2电压转换部(112)将所述第1动作切换成所述第2动作。
6.根据权利要求5所述的电力转换装置(100，101)，其中，
所述电源的异常是所述电源的电压降低。
7.根据权利要求4所述的电力转换装置(100，101)，其中，
在检测到与所述第1端口(60b，121)连接的负载需要规定值以上的电力的动作的情况下，所述第2电压转换部(112)将所述第1动作切换成所述第2动作，所述第1电压转换部(111)切换成对所述第2端口(60a，122)的电压进行转换并将电压转换后的电力向所述第1端口(60b，121)输出的动作。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的电力转换装置(100，101)，其中，
与所述一方端口连接的负载是辅助车辆的转向操纵操作的负载。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电力转换装置(100，101)，其中，
所述一方端口是所述第3端口(60c，123)，所述另一方端口是所述第2端口(60a，122)。
10.根据权利要求9所述的电力转换装置(100，101)，其中，
在与所述一方端口连接的负载是车灯的情况下，当检测到所述车灯点亮的状况时，所述第2电压转换部(112)将所述第1动作切换成所述第2动作。
11.根据权利要求9所述的电力转换装置(100，101)，其中，
在与所述一方端口连接的负载是雨刷的情况下，当检测到所述雨刷工作的状况时，所述第2电压转换部(112)将所述第1动作切换成所述第2动作。
12.根据权利要求9所述的电力转换装置(100，101)，其中，
在与所述一方端口连接的负载是燃料泵的情况下，当检测到所述燃料泵工作的状况时，所述第2电压转换部(112)将所述第1动作切换成所述第2动作。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电力转换装置(100，101)，其中，
所述第1电压转换部(111)具有连接有所述第2端口(60a，122)和所述第3端口(60c，123)的初级侧全桥电路和与所述初级侧全桥电路通过变压器磁耦合且连接有所述第1端口(60b，121)的次级侧全桥电路，所述第2电压转换部(112)与所述第1电压转换部(111)共享所述初级侧全桥电路，所述第1电压转换部(111)改变所述初级侧全桥电路的开关和所述次级侧全桥电路的开关之间的相位差来向所述第2端口(60a，122)输出电力。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电力转换装置(100，101)，其中，
检测到所述车辆状况的情况是预测到所述车辆状况的情况。
15.一种电力转换方法，在多个端口间转换电力，其特征在于，包括：
对第1端口(60b，121)的电压进行转换并将电压转换后的电力向第2端口(60a，122)输出；
对所述第2端口(60a，122)和第3端口(60c，123)进行第1动作和第2动作的切换，在所述第1动作中对一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向另一方端口输出，在所述第2动作中在所述第1动作时检测到所述一方端口的电力不足的车辆状况的情况下将所述第1动作切换成对所述另一方端口的电压进行转换并将电压转换后的电力向所述一方端口输出。
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