CN104980031B - 电力转换装置和控制该电力转换装置的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电力转换装置和控制电力转换装置的方法。假设变压器具有初级‑次级绕组匝数比1:N，VR表示再生电力的电压，VCd表示与变压器初级侧中心抽头连接的第一电池的放电最终电压，VCc表示第一电池的充电最终电压，VBd表示与变压器次级侧全桥电路连接的第二电池的放电最终电压，VBc表示第二电池的充电最终电压并且Dmin表示变压器初级侧全桥电路的占空比D的下限，根据本公开的装置在(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)时，确定能够使用再生电力对第一电池和第二电池进行充电，并且在VCd≤VR≤(VCc/Dmin)时，确定能够使用再生电力对第一电池进行充电。

Description

电力转换装置和控制该电力转换装置的方法

技术领域

本发明涉及电力转换装置和控制该电力转换装置的方法。

背景技术

在连接有负载或电池的多个端口之间转换电力的电力转换装置是已知的(例如，参见日本专利申请公布No.2011-193713)。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种电力转换装置，包括：变压器，其初级侧和次级侧之间的绕组匝数比为1:N；初级侧全桥电路，其设置在变压器的初级侧；第一端口，其与初级侧全桥电路连接；第二端口，其与变压器的初级侧的中心抽头连接；次级侧全桥电路，其设置在变压器的次级侧；第三端口，其与次级侧全桥电路连接；以及控制部，其被配置成控制初级侧全桥电路和次级侧全桥电路，使得从第一端口输入的再生电力用于对与第二端口连接的第一电池和与第三端口连接的第二电池中的至少之一进行充电。控制部被配置成，当满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)时，确定存在能够使用再生电力对第一电池和第二电池进行充电的可能性，并且当满足条件VCd≤VR≤(VCc/Dmin)时，确定存在能够使用再生电力对第一电池进行充电的可能性。这里，VR表示再生电力的电压，VCd表示第一电池的放电终止电压，VCc表示第一电池的充电终止电压，VBd表示第二电池的放电终止电压，VBc表示第二电池的充电终止电压，并且Dmin表示初级侧全桥电路的占空比D的下限。

当结合附图阅读时，根据以下详细描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得更为明显。

附图说明

图1图示了电力转换装置的配置示例；

图2是图示控制部的配置示例的框图；

图3是图示初级侧电路和次级侧电路中的切换示例的时序图；

图4图示了可以使用再生电力对电池充电的电压范围的一个示例；

图5是图示控制电力转换装置的方法的一个示例的流程图；

图6是图示确定是否存在使用再生电力对电池充电的可能性的方法的一个示例的流程图；

图7是图示确定是否可以使用再生电力对电池充电的方法的一个示例的流程图；

图8图示了选择要使用再生电力充电的电池的方法的一个示例；

图9图示了选择要使用再生电力充电的电池的标准的一个示例；

图10是图示使用再生电力对辅助电池充电的方法的一个示例的流程图；以及

图11是图示使用再生电力对主电池充电的方法的一个示例的流程图。

具体实施方式

下面将使用附图描述本发明的一个实施例。

该实施例涉及在多个端口之间转换电力的技术。

当与电力转换装置的端口连接的负载生成再生电力时，从该端口输入的再生电力的电压(即再生电压)可以根据负载的状态(例如，电机的旋转速度等)而具有不同的值。与此相反，电池能够使用再生电力(充电)恢复能量的电压范围受到限制。因此，当再生电压没有落在该电压范围内时，不能使用数字电路恢复能量。

该实施例的目的在于提供电力转换装置和控制该电力转换装置的方法，藉此可以适当地选择能够使用再生电力恢复能量的电池。

<供电装置101的配置>

图1是示出根据电力转换装置的一个实施例的供电装置101的配置示例的框图。例如，供电装置101是包括供电电路10、控制部50和传感器部70的供电系统。例如，供电装置101是安装在诸如机动车的车辆中并且向车辆中安装的各个负载分送电力的系统。混合动力汽车、插电式混合动力汽车、电动汽车等可以被引用作为该车辆的具体示例。供电装置101也可以安装在主要由内燃机驱动的车辆中。

例如，供电装置101包括作为初级侧端口的、连接到初级侧高电压系统负载61a的第一输入/输出端口60a以及连接到初级侧低电压系统负载61c和辅助电池62c的第二输入/输出端口60c。辅助电池62c是向初级侧低电压系统负载61c供给电力的初级侧低电压系统电源的一个示例，初级侧低电压系统负载61c由与辅助电池62c相同的电压系统(例如，12V系统)驱动。辅助电池62c还将通过供电电路10中包括的初级侧转换电路20升压的电力提供给例如初级侧高电压系统负载61a，初级侧高电压系统负载61a由与辅助电池62c不同的电压系统(例如，电压比12V系统高的48V系统)驱动。诸如铅电池的二次电池可以被引用作为辅助电池62c的具体示例。

例如，供电装置101还具有作为次级侧端口的、连接到次级侧高电压系统负载61b和主电池(即推进电池或牵引电池)62b的第三输入/输出端口60b以及连接到次级侧低电压系统负载62d和次级侧低电压系统电源62d的第四输入/输出端口60d。主电池62b是向次级侧高电压系统负载61b供给电力的次级侧高电压系统电源的一个示例，次级侧高电压系统负载61b由与主电池62b相同的电压系统(例如，电压高于12V系统和48V系统的288V系统)驱动。主电池62b还将通过供电电路10中包括的次级侧转换电路30降压的电力提供给次级侧低电压系统负载61d，次级侧低电压系统负载61d由与主电池62b不同的电压系统(例如，电压比288V系统低的72V系统)驱动。诸如锂离子电池的二次电池可以被引用作为主电池62b的具体示例。

次级侧低电压系统电源62d向次级侧低电压系统负载61d提供电力，次级侧低电压系统负载61d由与次级侧低电压系统电源62d相同的电压系统(例如，72V系统)驱动。次级侧低电压系统电源62d还将通过供电电路10中包括的次级侧转换电路30升压的电力提供给例如次级侧高电压系统负载61b，次级侧高电压系统负载61b由电压高于次级侧低电压系统电源62d的电压系统(例如，288V系统)驱动。太阳能电源(即太阳能发电机)、将商用AC电力转换成DC电力的DC-AC转换器、二次电池等可以被引用作为次级侧低电压系统电源62d的具体示例。

供电电路10具有上述四个输入/输出端口，并且从四个输入/输出端口中选择任何两个输入/输出端口。供电电路10是执行这样选择的两个输入/输出端口之间的电力转换的电力转换装置。注意，包括供电电路10的供电装置101可以是具有多个的至少三个或更多个输入/输出端口并且能够在输入/输出端口中的任何两个输入/输出端口之间转换电力的装置。例如，供电电路10可以是具有除了第四输入/输出端口60d之外的三个输入/输出端口的电路。

端口电力Pa、Pc、Pb和Pd分别表示去往/来自第一输入/输出端口60a、第二输入/输出端口60c、第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的输入/输出电力(即输入电力或输出电力)。端口电压VA、VC、VB和VD分别表示第一输入/输出端口60a、第二输入/输出端口60c、第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d处的输入/输出电压(即输入电压或输出电压)。端口电流Ia、Ic、Ib、Id分别表示去往/来自第一输入/输出端口60a、第二输入/输出端口60c、第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的输入/输出电流(即输入电流或输出电流)。

供电电路10包括与第一输入/输出端口60a连接的电容器C1、与第二输入/输出端口60c连接的电容器C3、与第三输入/输出端口60b连接的电容器C2和与第四输入/输出端口60d连接的电容器C4。膜电容器、铝电解电容器、陶瓷电容器、固体聚合物电容器等可以被引用作为电容器C1、C2、C3和C4的具体示例。

电容器C1插入在第一输入/输出端口60a的高电位侧端子613与第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的低电位侧端子614之间。电容器C3插入在第二输入/输出端口60c的高电位侧端子616与第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的低电位侧端子614之间。电容器C2插入在第三输入/输出端口60b的高电位侧端子618与第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的低电位侧端子620之间。电容器C4插入在第四输入/输出端口60d的高电位侧端子622与第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的低电位侧端子620之间。

电容器C1、C2、C3和C4可以安装在供电电路10内部或供电电路10外部。

供电电路10是包括初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的电力转换电路。注意，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和次级侧磁耦合电抗器304连接，并且还通过变压器400(中心抽头式变压器)磁耦合。包括第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的初级侧端口以及包括第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的次级侧端口经由变压器400连接。

初级侧转换电路20是包括初级侧全桥电路200、第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的初级侧电路。初级侧全桥电路200设置在变压器的初级侧。初级侧全桥电路200是包括变压器400的初级线圈202、初级侧磁耦合电抗器204、初级侧第一上臂U1、初级侧第一下臂/U1、初级侧第二上臂V1和初级侧第二下臂/V1的初级侧电力转换部。初级侧第一上臂U1、初级侧第一下臂/U1、初级侧第二上臂V1和初级侧第二下臂/V1分别是例如切换器件，切换器件包括N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和作为MOSFET的寄生元件的体二极管(即寄生二极管)。二极管可以额外地并联连接到MOSFET。图1图示了二极管81、82、83和84。

初级侧全桥电路200包括连接到第一输入/输出端口60a的高电位侧端子613的初级侧正总线298，以及连接到第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的低电位侧端子614的初级侧负总线299。

串联连接初级侧第一上臂U1和初级侧第一下臂/U1的初级侧第一臂电路207连接在初级侧正总线298和初级侧负总线299之间。初级侧第一臂电路207是能够通过初级侧第一上臂U1和初级侧第一下臂/U1的接通/断开切换操作来执行电力转换操作的初级侧第一电力转换电路部(即初级侧U相电力转换电路部)。此外，串联连接初级侧第二上臂V1和初级侧第二下臂/V1的初级侧第二臂电路211与初级侧第一臂电路207并联地连接在初级侧正总线298和初级侧负总线299之间。初级侧第二臂电路211是能够通过初级侧第二上臂V1和初级侧第二下臂/V1的接通/断开切换操作来执行电力转换操作的初级侧第二电力转换电路部(即初级侧V相电力转换电路部)。

初级线圈202和初级侧磁耦合电抗器204被设置在将初级侧第一臂电路207的中点207m连接到初级侧第二臂电路211的中点211m的桥部分中。更详细地描述该桥部分中的连接关系，初级侧磁耦合电抗器204的初级侧第一电抗器204a的一端连接到初级侧第一臂电路207的中点207m。初级线圈202的一端连接到初级侧第一电抗器204a的另一端。再者，初级侧磁耦合电抗器204的初级侧第二电抗器204b的一端连接到初级线圈202的另一端。此外，初级侧第二电抗器204b的另一端连接到初级侧第二臂电路211的中点211m。注意，初级侧磁耦合电抗器204包括初级侧第一电抗器204a和初级侧第二电抗器204b，初级侧第二电抗器204b以耦合系数k₁磁耦合到初级侧第一电抗器204a。

中点207m是初级侧第一上臂U1和初级侧第一下臂/U1之间的初级侧第一中间节点。中点211m是初级侧第二上臂V1和初级侧第二下臂/V1之间的初级侧第二中间节点。

第一输入/输出端口60a连接到初级侧全桥电路200并且是设置在初级侧正总线298和初级侧负总线299之间的端口。第一输入/输出端口60a包括端子613和端子614。第二输入/输出端口60c连接到变压器400的初级侧的中心抽头202m，并且是设置在初级侧负总线299和初级线圈202的中心抽头202m之间的端口。第二输入/输出端口60c包括端子614和端子616。

中心抽头202m连接到第二输入/输出端口60c的高电位侧端子616。中心抽头202m是初级线圈202的第一初级绕组202a和第二初级绕组202b之间的中间连接点。

次级侧转换电路30是包括次级侧全桥电路300、第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的次级侧电路。次级侧全桥电路300设置在变压器400的次级侧。次级侧全桥电路300是包括变压器400的次级线圈302、次级侧磁耦合电抗器304、次级侧第一上臂U2、次级侧第一下臂/U2、次级侧第二上臂V2和次级侧第二下臂/V2的次级侧电力转换部。次级侧第一上臂U2、次级侧第一下臂/U2、次级侧第二上臂V2和次级侧第二下臂/V2分别是例如切换器件，切换器件包括N沟道MOSFET和作为MOSFET的寄生元件的体二极管。二极管可以额外地并联连接到MOSFET。图1图示了二极管85、86、87和88。

次级侧全桥电路300包括连接到第三输入/输出端口60b的高电位侧端子618的次级侧正总线398，以及连接到第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的低电位侧端子620的次级侧负总线399。

串联连接次级侧第一上臂U2和次级侧第一下臂/U2的次级侧第一臂电路307连接在次级侧正总线398和次级侧负总线399之间。次级侧第一臂电路307是能够通过次级侧第一上臂U2和次级侧第一下臂/U2的接通/断开切换操作来执行电力转换操作的次级侧第一电力转换电路部(即次级侧U相电力转换电路部)。再者，串联连接次级侧第二上臂V2和次级侧第二下臂/V2的次级侧第二臂电路311与次级侧第一臂电路307并联地连接在次级侧正总线398和次级侧负总线399之间。次级侧第二臂电路311是能够通过次级侧第二上臂V2和次级侧第二下臂/V2的接通/断开切换操作来执行电力转换操作的次级侧第二电力转换电路部(即次级侧V相电力转换电路部)。

次级线圈302和次级侧磁耦合电抗器304被设置在将次级侧第一臂电路307的中点307m连接到次级侧第二臂电路311的中点311m的桥部分中。更详细地描述该桥部分中的连接关系，次级侧磁耦合电抗器304的次级侧第一电抗器304a的一端连接到次级侧第一臂电路307的中点307m。次级线圈302的一端连接到次级侧第一电抗器304a的另一端。再者，次级侧磁耦合电抗器304的次级侧第二电抗器304b的一端连接到次级线圈302的另一端。此外，次级侧第二电抗器304b的另一端连接到次级侧第二臂电路311的中点311m。注意，次级侧磁耦合电抗器304被配置成包括次级侧第一电抗器304a和次级侧第二电抗器304b，次级侧第二电抗器304b以耦合系数k₂磁耦合到次级侧第一电抗器304a。

中点307m是次级侧第一上臂U2和次级侧第一下臂/U2之间的次级侧第一中间节点。中点311m是次级侧第二上臂V2和次级侧第二下臂/V2之间的次级侧第二中间节点。

第三输入/输出端口60b连接到次级侧全桥电路300并且是设置在次级侧正总线398和次级侧负总线399之间的端口。第三输入/输出端口60b包括端子618和端子620。第四输入/输出端口60d连接到变压器400的次级侧的中心抽头302m，并且是设置在次级侧负总线399和次级线圈302的中心抽头302m之间的端口。第四输入/输出端口60d包括端子620和端子622。

中心抽头302m连接到第四输入/输出端口60d的高电位侧端子622。中心抽头302m是次级线圈302的第一次级绕组302a和第二次级绕组302b之间的中间连接点。

在图1中，供电装置101包括传感器部70。传感器部70是检测部，其按检测周期检测第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b和60d中的至少一个端口处的输入/输出值Y，并且将与这样检测到的输入/输出值Y对应的检测值Yd输出到控制部50。检测值Yd可以是通过检测输入/输出电压而获取的检测电压、通过检测输入/输出电流而获取的检测电流、或者通过检测输入/输出功率而获取的检测功率。传感器部70可以安装在供电电路10内部或供电电路10外部。

传感器部70包括例如，电压检测部，其检测在第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b和60d中的至少一个处呈现的输入/输出电压。例如，传感器部70包括检测端口电压VA和VC中的至少一个作为初级侧电压检测值的初级侧电压检测部，以及检测端口电压VB和VC中的至少一个作为次级侧电压检测值的次级侧电压检测部。

传感器部70的电压检测部包括例如，监控至少一个端口的输入/输出电压值的电压传感器，以及将与电压传感器监控的输入/输出电压值对应的检测电压输出到控制部50的电压检测电路。

传感器部70包括例如，电流检测部，其检测流过第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b、60d中的至少一个的输入/输出电流。例如，传感器部70包括检测端口电流Ia和Ic中的至少一个作为初级侧电流检测值的初级侧电流检测部，以及检测端口电流Ib和Id中的至少一个作为次级侧电流检测值的次级侧电流检测部。

传感器部70的电流检测部包括例如，监控至少一个端口的输入/输出电流值的电流传感器，以及将与电流传感器监控的输入/输出电流值对应的检测电流输出到控制部50的电流检测电路。

供电装置101包括控制部50。例如，控制部50是包括微计算机的电子电路，该微计算机具有内建的中央处理部(CPU)。控制部50可以安装在供电电路10内部或供电电路10外部。

控制部50执行供电电路10的电力转换操作的反馈控制，使得第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b、60d中的至少一个的输入/输出值Y的检测值Yd将收敛到针对该端口设定的目标值Yo。例如，目标值Yo是控制部50或者控制部50以外的预定设备基于与每个输入/输出端口连接的每个负载(例如，初级侧低电压系统负载61c等)规定的驱动条件而设定的指令值。目标值Yo用作在端口输出电力时的输出目标值以及在向端口输入电力时的输入目标值。目标值Yo可以是目标电压值、目标电流值或目标功率值。

控制部50还执行供电电路10的电力转换操作的反馈控制，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传送的传送电力P将收敛到设定的目标传送电力Po。传送电力还可被称为电力传送量。目标传送电力还可被称为指令传送电力。

控制部50可以通过使预定的控制参数X的值变化来执行供电电路10的电力转换操作的反馈控制，并且调整供电电路10的第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b和60d中的每个的输入/输出值Y。两类控制变量，即相位差φ和占空比D(接通时间δ)可以被引用作为主控制参数X。

相位差φ是初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300之间的相同相的电力转换电路之间的切换定时的时滞。占空比D(接通时间δ)是初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300中的各个电力转换电路的切换波形的占空比(接通时间)。

这两种类型的控制参数X可以被相互独立地控制。控制部50通过使用相位差φ和占空比D(接通时间δ)执行初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300的占空比控制和/或相位控制来使供电电路10的每个输入/输出端口的输入/输出值Y变化。

图2是控制部50的框图。控制部50执行初级侧转换电路20中的每个切换器件诸如初级侧第一上臂U1以及次级侧转换电路30中的每个切换器件诸如次级侧第一上臂U2的切换控制。控制部50包括电力转换模式确定处理部502、相位差φ确定处理部504、接通时间δ确定处理部506、初级侧切换处理部508和次级侧切换处理部510。例如，控制部50是包括具有内建CPU的微计算机的电子电路。

例如，电力转换模式确定处理部502基于预定的外部信号(例如，指示任何端口处的目标值Yo和检测值Yd之间的偏差的信号)从下文将描述的供电电路10的电力转换模式A、B、C、…和L(A至L)中确定操作模式。电力转换模式A是转换从第一输入/输出端口60a输入的电力并且将经转换的电力输出到第二输入/输出端口60c的模式。电力转换模式B是转换从第一输入/输出端口60a输入的电力并且将经转换的电力输出到第三输入/输出端口60b的模式。电力转换模式C是转换从第一输入/输出端口60a输入的电力并且将经转换的电力输出到第四输入/输出端口60d的模式。

电力转换模式D是转换从第二输入/输出端口60c输入的电力并且将经转换的电力输出到第一输入/输出端口60a的模式。电力转换模式E是转换从第二输入/输出端口60c输入的电力并且将经转换的电力输出到第三输入/输出端口60b的模式。电力转换模式F是转换从第二输入/输出端口60c输入的电力并且将经转换的电力输出到第四输入/输出端口60d的模式。

电力转换模式G是转换从第三输入/输出端口60b输入的电力并且将经转换的电力输出到第一输入/输出端口60a的模式。电力转换模式H是转换从第三输入/输出端口60b输入的电力并且将经转换的电力输出到第二输入/输出端口60c的模式。电力转换模式I是转换从第三输入/输出端口60b输入的电力并且将经转换的电力输出到第四输入/输出端口60d的模式。

电力转换模式J是转换从第四输入/输出端口60d输入的电力并且将经转换的电力输出到第一输入/输出端口60a的模式。电力转换模式K是转换从第四输入/输出端口60d输入的电力并且将经转换的电力输出到第二输入/输出端口60c的模式。电力转换模式L是转换从第四输入/输出端口60d输入的电力并且将经转换的电力输出到第三输入/输出端口60b的模式。

相位差φ确定处理部504设定初级侧转换电路20和次级侧转换电路30之间的切换器件的切换周期操作的相位差φ以使供电电路10用作DC-DC转换器电路。

接通时间δ确定处理部506设定初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的切换器件的接通时间δ以使初级侧转换电路20和次级侧转换电路30分别用作升压/降压电路。

初级侧切换处理部508基于电力转换模式确定处理部502、相位差φ确定处理部504和接通时间δ确定处理部506的输出，执行初级侧第一上臂U1、初级侧第一下臂/U1、初级侧第二上臂V1和初级侧第二下臂/V1的切换控制。

次级侧切换处理部510基于电力转换模式确定处理部502、相位差φ确定处理部504和接通时间δ确定处理部506的输出，执行次级侧第一上臂U2、次级侧第一下臂/U2、次级侧第二上臂V2和次级侧第二下臂/V2的切换控制。

<供电装置101的操作>

现将使用图1和2描述供电装置101的操作。例如，当外部信号请求供电电路10根据电力转换模式F操作时，控制部50的电力转换模式确定处理部502将供电电路10的电力转换模式设定为模式F。此时，输入到第二输入/输出端口60c中的电力通过初级侧转换电路20的升压功能升压，经这样升压的电力通过供电电路10的DC-DC转换器的功能被传送到第三输入/输出端口60b，进一步通过次级侧转换电路30的降压功能降压，并且从第四输入/输出端口60d输出。

将详细描述初级侧转换电路20的升压/降压功能。关注第二输入/输出端口60c和第一输入/输出端口60a，第二输入/输出端口60c的端子616经由初级侧第一绕组202a和与第一初级绕组202a串联连接的初级侧第一电抗器204a连接到初级侧第一臂电路207的中点207m。再者，初级侧第一臂电路207的两端连接到第一输入/输出端口60a。因此，可以认为升压/降压电路连接在第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的端子616之间。

再者，第二输入/输出端口60c的端子616经由第二初级绕组202b和与第二初级绕组202b串联连接的初级侧第二电抗器204b连接到初级侧第二臂电路211的中点211m。此外，初级侧第二臂电路211的两端连接到第一输入/输出端口60a。因此，可以认为升压/降压电路连接在第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的端子616之间。注意，由于次级侧转换电路30具有与初级侧转换电路20基本上相同的配置，因此可以认为两个升压/降压电路并联连接在第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的端子622之间。结果，次级侧转换电路30具有如初级侧转换电路20的升压/降压功能。

接下来，将详细描述作为DC-DC转换器电路的供电电路10的功能。关注第一输入/输出端口60a和第三输入/输出端口60b，初级侧全桥电路200连接至第一输入/输出端口60a，并且次级侧全桥电路300连接至第三输入/输出端口60b。再者，作为设置在初级侧全桥电路200的桥部分中的初级线圈202以及设置在次级侧全桥电路300的桥部分中的次级线圈302按耦合系数k_T彼此磁耦合的结果，变压器400用作具有绕组匝数比1:N的中心抽头式变压器。因此，通过调整初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300中的切换器件的切换周期操作的相位差φ，可以转换输入至第一输入/输出端口60a的电力并且将经转换的电力传送至第三输入/输出端口60b，或者转换输入至第三输入/输出端口60b的电力并且将经转换的电力传送至第一输入/输出端口60a。

图3示出了因控制部50的控制而呈现的供电电路10中包括的每个臂的接通/断开切换波形的时序图。在图3中，U1表示初级侧第一上臂U1的接通/断开波形；V1表示初级侧第二上臂V1的接通/断开波形；U2表示次级侧第一上臂U2的接通/断开波形；而V2表示次级侧第二上臂V2的接通/断开波形。初级侧第一下臂/U1、初级侧第二下臂/V1、次级侧第一下臂/U2以及次级侧第二下臂/V2的各自的接通/断开波形(未示出)通过分别将初级侧第一上臂U1、初级侧第二上臂V1、次级侧第一上臂U2以及次级侧第二上臂V2的接通/断开波形反转来获得。注意，死区时间优选地设置在上臂和下臂的接通/断开波形之间，以便避免由于上臂和下臂两者同时接通引起的通过电流的另外流动。在图3中，高电平指示接通状态，而低电平指示断开状态。

通过改变各个U1、V1、U2和V2的接通时间δ，可以改变初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的升压/降压比。例如，通过使U1、V1、U2和V2的各自的接通时间δ彼此相等，可以使初级侧转换电路20的升压/降压比等于次级侧转换电路30的升压/降压比。

接通时间δ确定处理部506使U1、V1、U2和V2的各自的接通时间δ彼此相等(即每个接通时间δ＝初级侧接通时间δ11＝次级侧接通时间δ12＝时间值δα)，以便使初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的相应升压/降压比相等。

初级侧转换电路20的升压/降压比由占空比D确定，该占空比D是接通时间δ与初级侧全桥电路200的切换器件(臂)的切换周期T的比例。以相同的方式，次级侧转换电路30的升压/降压比由占空比D确定，该占空比D是接通时间δ与次级侧全桥电路300的切换器件(臂)的切换周期T的比例。初级侧转换电路20的升压/降压比是第一输入/输出端口60a与第二输入/输出端口60c之间的电压变换比。次级侧转换电路30的升压/降压比是第三输入/输出端口60b与第四输入/输出端口60d之间的电压变换比。

因此，例如，

初级侧转换电路20的升压/降压比

＝(第二输入/输出端口60c的电压)/(第一输入/输出端口60a的电压)

＝δ11/T＝δα/T。相似地，

次级侧转换电路30的升压/降压比

＝(第四输入/输出端口60d的电压)/(第三输入/输出端口60b的电压)

＝δ12/T＝δα/T。

因此，初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的升压/降压比是相同的值(＝δα/T)。

注意，图3中的接通时间δ表示初级侧第一上臂U11和初级侧第二上臂V1的接通时间δ11。再者，图3中的接通时间δ表示次级侧第一上臂U2和次级侧第二上臂V2的接通时间δ12。此外，初级侧全桥电路200中的臂的切换周期T以及次级侧全桥电路300中的臂的切换周期T是相等的周期。

使切换器件以U1与V1之间的相位差为例如180度(π)来操作。再者，使切换器件以U2与V2之间的相位差为例如180度(π)来操作。U1与V1之间的相位差是时间t2与时间t6之间的时间差。U2与V2之间的相位差是时间t1与时间t5之间的时间差。

此外，通过改变U1与U2之间的相位差φu和V1与V2之间的相位差φv中的至少一个，可以调整在初级侧转换电路20与次级侧转换电路30之间传送的传送电力P。相位差φu是时间t1与时间t2之间的时间差。相位差φv是时间t5与时间t6之间的时间差。

控制部50是通过调整相位差φu和相位差φv来控制在初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300之间经由变压器400传送的传送电力P的控制部的一个示例。

相位差φu是初级侧第一臂电路207的切换与次级侧第一臂电路307的切换之间的时间差。例如，相位差φu是接通初级侧第一上臂U1的时间t2与接通次级侧第一上臂U2的时间t1之间的差。切换初级侧第一臂电路207和切换次级侧第一臂电路307被控制部50控制成相互同相(即在U相)。相似地，相位差φv是初级侧第二臂电路211的切换与次级侧第二臂电路311的切换之间的时间差。例如，相位差φv是接通初级侧第二上臂V1的时间t6与接通次级侧第二上臂V2的时间t5之间的差。切换初级侧第二臂电路211和切换次级侧第二臂电路311被控制部50控制成相互同相(即在V相)。

对于相位差φu>0或者相位差φv>0，可以将传送电力P从初级侧转换电路20传送至次级侧转换电路30。对于相位差φu<0或者相位差φv<0，可以将传送电力P从次级侧转换电路30传送至初级侧转换电路20。换言之，在初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300之间的同相的电力转换电路部之间，传送电力P从具有上臂较早接通的电力转换电路部的全桥电路传送到具有上臂较晚接通的电力转换电路部的全桥电路。

例如，在图3的情况下，接通次级侧第一上臂U2的时间t1早于接通初级侧第一上臂U1的时间t2。因此，传送电力P从包括具有次级侧第一上臂U2的次级侧第一臂电路307的次级侧全桥电路300传送到包括具有初级侧第一上臂U1的初级侧第一臂电路207的初级侧全桥电路200。相似地，接通次级侧第二上臂V2的时间t5早于接通初级侧第二上臂V1的时间t6。因此，传送电力P从包括具有次级侧第二上臂V2的次级侧第二臂电路311的次级侧全桥电路300传送到包括具有初级侧第二上臂V1的初级侧第二臂电路211的初级侧全桥电路200。

相位差φ是初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300之间的同相的电力转换电路部之间的定时偏差(即时滞)。例如，相位差φu是初级侧第一臂电路207和次级侧第一臂电路307之间的对应相位之间的切换定时的偏差。相位差φv是初级侧第二臂电路211和次级侧第二臂电路311之间的对应相位之间的切换定时的偏差。

控制部50通常执行使相位差φu和相位差φv彼此相等的控制。然而，允许控制部50执行相位差φu和相位差φv在满足传送电力P所需的精度的范围内彼此偏离的控制。换言之，通常执行控制使得相位差φu和相位差φv具有相同的值。然而，如果满足传送电力P所需的精度，则相位差φu和相位差φv可以具有相互不同的值。

因此，例如，当外部信号请求供电电路10根据电力转换模式F操作时，控制部50的电力转换模式确定处理部502将供电电路10的电力转换模式确定为模式F。然后，接通时间δ确定处理部506设定接通时间δ，其规定用于使初级侧转换电路20用作升压电路以使输入到第二输入/输出端口60c的电力升压并且将升压后的电力输出到第一输入/输出端口60a的升压比。注意，次级侧转换电路30用作降压电路，其按照由接通时间δ确定处理部506设定的接通时间δ所规定的降压比使输入到第三输入/输出端口60b的电力降压并且将降压后的电力输出到第四输入/输出端口60d。相位差φ确定处理部504设定用于使输入到第一输入/输出端口60a的电力升压并且将升压后的电力以所期望的电力传送量传送到第三输入/输出端口60b的相位差φ。

初级侧切换处理部508执行初级侧第一上臂U1、初级侧第一下臂/U1、初级侧第二上臂V1和初级侧第二下臂/V1的各自的切换器件的切换控制，以使初级侧转换电路20用作升压电路并且使初级侧转换电路20用作DC-DC转换器电路的一部分。

次级侧切换处理部510执行次级侧第一上臂U2、次级侧第一下臂/U2、次级侧第二上臂V2和次级侧第二下臂/V2的各自的切换器件的切换控制，以使次级侧转换电路30用作降压电路并且使次级侧转换电路30用作DC-DC转换器电路的一部分。

如上所述，可以使初级侧转换电路20和次级侧转换电路30用作升压电路或降压电路，并且还可以使供电电路10用作双向DC-DC转换器电路。因此，可以根据电力转换模式A至L中的任一个执行电力转换。换言之，可以在从四个输入/输出端口中选择的两个输入/输出端口之间执行电力转换。

由控制部50根据相位差φ调整的传送电力P(也称为电力传送量P)是从初级侧转换电路20和次级侧转换电路30中的一个转换电路经由变压器400传送至另一个转换电路的电力，并且由下式1表示：

P＝(N×VA×VB)/(π×ω×L)×F(D,φ) (式1)

在式1中，N表示变压器400的绕组匝数比；VA表示第一输入/输出端口60a的端口电压；而VB表示第三输入/输出端口60b的端口电压。Π表示圆周率。ω(＝2π×f＝2π/T)表示初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的切换的角频率。f表示初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的切换频率。T表示初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的切换周期。L表示与电力传送有关的变压器400以及磁耦合电抗器204和304的等效电感。F(D,φ)表示使占空比D和相位差φ作为变量的函数并且是在相位差φ增加时与占空比D无关地单调增加的变量。占空比D和相位差φ是被设计成在预定上限与预定下限限定的范围内变化的控制参数。

控制部50通过改变相位差φ来调整传送电力P，使得初级侧端口和次级侧端口中的至少一个预定端口处的端口电压Vp将收敛至目标端口电压Vo。因此，控制部50可以通过改变相位差φ来调整传送电力P，从而防止端口电压Vp相对于目标端口电压Vo下降，即便连接到预定端口的负载处的消耗电流增加。

例如，控制部50通过改变相位差φ来调整传送电力P，使得初级侧端口或次级侧端口中的被传送传送电力P的端口处的端口电压Vp将收敛至目标端口电压Vo。因此，控制部50可以通过改变相位差φ以使其增加来调整传送电力P增加，从而防止端口电压Vp相对于目标端口电压Vo下降，即便连接到被传送传送电力P的端口的负载处的消耗电流增加。

<控制电力转换装置的方法>

在图1中，当供电电路10经由端口60a向其提供电路的负载生成再生电力PR时，来自负载61a的再生电力PR可以被输入到端口60a。电动转向设备中使用的电机、电稳定器设备中使用的电机等可以被引用作为生成再生电力PR的负载61a的具体示例。

从负载61a输入到端口60a的再生电力PR的电压(再生电压VR)可以根据负载61a的状态(例如，电机旋转速度等)而具有不同的电压值。然而，主电池62b或辅助电池62c能够使用再生电力PR恢复能量的电压范围限于从放电最终电压到充电最终电压的预定范围。

放电最终电压意指电池停止放电的端子电压。例如，放电最终电压是当电池已被完全放电时呈现的端子电压。不能在比放电最终电压小的电压下使电池放电。充电最终电压意指电池充满电(或完全充电)时的端子电压。为了避免电池的过度充电，电池在小于或等于充电最终电压的电压下充电。

此外，当初级线圈202与次级线圈302的绕组匝数比为1:N(N>1)时，从端口60a输入的再生电力PR被变压器400升压N倍，并且升压后的电压被输出到端口60b。因此，在VBd表示连接到端口60b的主电池62b的放电最终电压并且VBc表示主电池62b的充电最终电压的情况下，从端口60a输入的再生电压VR的可允许的范围被确定为大于或等于(VBd/N)并且小于或等于(VBc/N)的范围。因此，当从端口60a输入的再生电压VR小于(VBd/N)或者超过(VBc/N)时，主电池62b不能使用从端口60a输入的再生电力PR恢复能量。因此，电力无效可能增加。

为了避免这种电力无效，如图4中所示，当传感器部70检测到的再生电压满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)时，控制部50确定存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c和主电池62b二者进行充电的可能性。另一方面，控制部50能够通过使初级侧全桥电路200用作降压电路来将端口电压VC控制为小于再生电压VR的电压(换言之，占空比D(≤1)和再生电力VR的积(D×VR))。因此，如图4中所示，当传感器部70检测到的再生电压满足条件VCd≤VR≤(VCc/Dmin)时，控制部50确定存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c进行充电的可能性。

注意，VCd表示辅助池62c的放电终止电压；VCc表示辅助电池62c的充电终止电压；而Dmin表示初级侧全桥电路200的占空比D的下限。下限Dmin是初级侧全桥电路200的占空比D所允许具有的最小值。例如，下限Dmin是由开关器件的PWM控制的分辨率、操作频率、响应速度等确定的值。

因此，控制部50能够根据传感器部70检测到的再生电力PR的电压值VR来确定存在利用再生电力PR进行充电的可能性的电池。因此，控制部50能够适当地选择能够使用再生电力PR恢复能量的电池。

当再生电压VR满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)时，控制部50能够确定存在能够使用再生电力PR不仅对主电池62b充电，还能对辅助电池62c充电的可能性。因此，可以增加使用再生电力PR恢复能量的候选。此外，当再生电压VR满足条件VCd≤VR≤(VCc/Dmin)时，控制部50能够确定存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c进行充电的可能性。因此，可以将能够使用再生电力PR来恢复能量的电压范围从VR1扩宽到VR2。

图5是图示控制供电装置101的方法的一个示例的流程图。图5中所示的控制方法由控制部50执行。控制部50控制初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300中的切换操作，使得再生电力PR将被用于对辅助电池62c和主电池62b中的至少一个充电。首先，控制部50确定存在能够使用再生电力PR进行充电的可能性的电池。根据确定结果，控制部50控制初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300中的切换操作。

在步骤S10中，当从端口60a输入再生电力PR时，控制部50确定是否存在能够使用再生电力PR对主电池62b或辅助电池62c进行充电的可能性。控制部50可以通过例如利用传感器部70检测端口电压VA的增加、从端口60a流动的电流的增加以及从端口60a流动的功率的增加中的至少之一来确定从端口60a输入再生电力PR。

图6是图示确定是否存在能够使用再生电力对电池充电的可能性的步骤S10的一个示例的流程图。

在步骤S11中，例如，控制部50从传感器部70获取大于或等于预定电压值Vth的端口电压VA作为再生电压VR。在步骤S12，控制部50确定从传感器部70获取的再生电压VR是否满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)。

当确定从传感器部70获取的再生电压VR满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)时，控制部50在步骤S13中确定存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c和主电池62b二者进行充电的可能性(参见图4)。另一方面，当确定从传感器部70获取的再生电压VR不满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)时，控制部50在步骤S14中确定存在能够使用再生电力PR恢复能量的可能性的电池仅为辅助电池62c(参见图4的阴影部分)。

注意，在根据图1和4的配置中，进行调整使得即使是辅助电池62c也不能用来恢复能量的小于VCd或超过(VCc/Dmin)的再生电压VR不会从负载61a的连接到端口60a的侧输出，以便避免供电电路10的故障。

在图5的步骤S20中，控制部50确定在步骤S10中是否已确定存在能够使用再生电力PR恢复能量的可能性的电池仅为辅助电池62c。当确定存在能够使用再生电力PR恢复能量的可能性的电池仅为辅助电池62c时，控制部50执行步骤S60。另一方面，当确定存在能够使用再生电力PR恢复能量的可能性的电池并非仅为辅助电池62c(即存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c和主电池62b二者进行充电的可能性)时，控制部50执行步骤S30。

在步骤S30中，控制部50确定主电池62b和辅助电池62c中的每个是否能够实际上利用再生电力PR进行充电。控制部50可以通过确定例如由于输入再生电力PR而施加到电池的电压是否大于电池的端子电压来确定电池是否能够使用再生电力PR进行充电。当由于输入再生电力PR而施加到电池的电压大于电池的端子电压时，控制部50确定可以使用再生电力PR对电池充电。当由于输入再生电力PR而施加到电池的电压小于电池的端子电压时，控制部50确定不能使用再生电力PR对电池充电。电池的端子电压近似等于电池所连接的端口处的电压。

图7是图示确定是否可以使用再生电力PR对电池充电的步骤S30的处理的一个示例的流程图。

在步骤S32中，控制部50通过确定在步骤S11中检测到的再生电压VR是否大于通过使在步骤S31中由传感器部70检测到的端口电压VB除以N而获取的(VB/N)来确定是否可以使用再生电力PR对主电池62b充电。这是因为当在再生电力PR被变压器400升压N倍之后施加到主电池62b的再生电力PR的电压大于主电池62b的端子电压(换言之，端口电压VB)时，控制部50可以确定能够使用再生电力PR对主电池62b充电。

当确定再生电压VR大于VB/N时，控制部50在步骤S33中确定可以使用再生电力PR对主电池62b充电。另一方面，当确定再生电压VR小于或等于VB/N时，控制部50在步骤S34中确定不能使用再生电力PR对主电池62b充电。

在步骤S35中，控制部50通过确定在步骤S11中检测到的再生电压VR是否大于在步骤S31中由传感器部70检测到的端口电压VC来确定是否可以使用再生电力PR对辅助电池62c充电。这是因为当在再生电力PR根据初级侧全桥电路200中的占空比D被降压之后施加到辅助电池62c的再生电力PR的电压大于辅助电池62c的端子电压(换言之，端口电压VC)时，控制部50可以确定能够使用再生电力PR对辅助电池62c充电。占空比D可以被控制在从Dmin到1.0的范围中。因此，当再生电压VR大于端口电压VC时，作为占空比D被设定为例如1.0的结果，可以使用再生电力PR对辅助电池62c充电。

当确定再生电压VR大于VC时，控制部50在步骤S36中确定可以使用再生电力PR对辅助电池62c充电。另一方面，当确定再生电压VR小于或等于VC时，控制部50在步骤S37中确定不能使用再生电力PR对辅助电池62c充电。

在图5的步骤S40中，控制部50选择实际上要使用再生电力PR进行充电的电池。图8是图示选择实际上要使用再生电力PR进行充电的电池的步骤S40的处理的一个示例的流程图。

在步骤S42中，控制部50通过从在步骤S11中检测到的再生电压VR减去通过使在步骤S31中由传感器部70检测到的端口电压VB除以N而获取的值(VB/N)来计算第一电压差VdiffB。在步骤S43中，控制部50通过从在步骤S11中检测到的再生电压VR减去通过使在步骤S41中由传感器部70检测到的端口电压VC除以占空比D而获取的值(VC/D)来计算第二电压差VdiffC。

当VdiffB大于VdiffC时，较之辅助电池62c，对于主电池62b，作为输入再生电力PR的结果而要施加到电池的电压和电池的端子电压之间的差是更大的。因此，当VdiffB大于VdiffC时，控制部50通过使初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300执行使用再生电力PR对主电池62b充电而不使用再生电力PR对辅助电池62c充电的操作，较之使用再生电力PR对辅助电池62c充电，能够在更短的时间内更高效地使用再生电力PR对主电池62b充电。

另一方面，当VdiffC大于VdiffB时，较之主电池62b，对于辅助电池62c，作为输入再生电力PR的结果而要施加到电池的电压和电池的端子电压之间的差是更大的。因此，当VdiffC大于VdiffB时，控制部50通过使初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300执行使用再生电力PR对辅助电池62c充电而不使用再生电力PR对主电池62b充电的操作，较之使用再生电力PR对主电池62b充电，能够在更短的时间内更高效地使用再生电力PR对辅助电池62c充电。

如步骤S44中那样，控制部50还可以计算通过从VdiffB减去VdiffC而获取的减法值Vjudge。在该情况下，在步骤S45中，控制部50如图9中所示根据减法值Vjudge确定要使用再生电力PR进行充电的电池。

图9图示了减法值Vjudge和要使用再生电力PR进行充电的电池之间的关系的一个示例。当Vjudge大于或等于第一阈值β(>0)时，控制部50选择使用再生电力PR对主电池62b进行充电。当Vjudge小于第二阈值α(<0)时，控制部50选择使用再生电力PR对辅助电池62c进行充电，第二阈值α小于第一阈值β。当Vjudge大于或等于阈值α并且小于阈值β时，控制部50选择使用再生电力PR对辅助电池62c和主电池62b二者进行充电。

当在步骤S40中仅选择使用再生电力PR对辅助电池62c进行充电时(步骤S50中的“仅辅助电池”)，控制部50在步骤S60中仅使用再生电力PR对辅助电池62c充电。当在步骤S40中仅选择使用再生电力PR对主电池62b进行充电时(步骤S50中的“仅主电池”)，控制部50在步骤S70中仅使用再生电力PR对主电池62b充电。当在步骤S40中仅选择使用再生电力PR对辅助电池62c和主电池62b二者进行充电时(步骤S50中的“辅助电池和主电池二者”)，控制部50在步骤S80中使用再生电力PR对辅助电池62c和主电池62b二者充电。

图10是图示使用再生电力PR对辅助电池62c进行充电的图5的步骤S60的处理的一个示例的流程图。

在步骤S61中，控制部50将相位差φ设定为零。作为将相位差φ设定为零的结果，可以防止与再生电力PR对应的传送电力P被传送到次级侧全桥电路300并且防止再生电力PR用于对主电池62b充电。

在步骤S62中，控制部50将初级侧全桥电路200的占空比D设定为通过使辅助电池62c的充电最终电压VCc除以在步骤S11中检测到的再生电压VR而获取的值(VCc/VR)。作为VCc/VR被设定为初级侧全桥电路200的占空比D的结果，可以在充电最终电压VCc下使用再生电力PR对辅助电池62c充电。

在步骤S63中，控制部50确定再生电力PR针对端口60a的输入是否结束。例如，当传感器部70检测到再生电压VR下降成小于预定电压值Vth时，控制部50确定再生电力PR针对端口60a的输入已结束。

当确定再生电力PR针对端口60a的输入已结束时，控制部50在步骤S64中切换成执行调整相位差φ作以控制传送电力P并且调整占空比D以控制升压比/降压比的常规反馈操。

图11是图示使用再生电力PR对主电池62b充电的图5中的步骤S70的处理的一个示例的流程图。

在步骤S71中，控制部50将初级侧全桥电路200的占空比D设定为最优值(例如，0.5)，使得要从初级侧全桥电路200传送到次级侧全桥电路300的传送电力P变为最大。相似地，在步骤S72中，控制部50将相位差φ的绝对值设定为最优值(例如，预定上限)，使得要从初级侧全桥电路200传送到次级侧全桥电路300的传送电力P变为最大。作为将占空比D和相位差φ设定为最优值的结果，可以减少使用再生电力PR对主电池62b充电所需的时间。

在步骤S73中，控制部50确定再生电力PR针对端口60a的输入是否结束。例如，当传感器部70检测到再生电压VR下降成小于预定电压值Vth的事实时，控制部50确定再生电力PR针对端口60a的输入已结束。

当确定再生电力PR针对端口60a的输入已结束时，控制部50在步骤S74中使相位差φ返回零，并且随后在步骤S75中切换成执行调整相位差φ以控制传送电力P并且调整占空比D以控制升压比/降压比的常规反馈操作。

根据上述实施例，可以适当地选择能够使用再生电力恢复能量的电池。

这样，在实施例中描述了电力转换装置和控制该电力转换装置的方法。然而，本发明不限于该特定实施例，并且在不偏离本发明的范围的情况下可以对该实施例进行变化、修改和/或替换，诸如与其他实施例的部分或全部的组合或者替换成其他实施例。

例如，在上述实施例中，作为执行接通/断开操作的半导体器件的功率MOSFET被引用作为切换器件。然而，使用绝缘栅的压控功率器件，诸如IGBT、MOSFET等，或者双极型晶体管也可以用作切换器件。

此外，可以提供可连接到第一输入/输出端口60a的电源。还可以提供可连接到第三输入/输出端口60b的电源并且不提供可连接到第四输入/输出端口60d的电源。还可以不提供可连接到第三输入/输出端口60b的电源并且提供可连接到第四输入/输出端口60d的电源。

此外，本发明适用于具有至少三个或更多个输入/输出端口并且能够在三个或更多个输入/输出端口中的至少任何两个输入/输出端口之间转换电力的电力转换装置。例如，本发明可以适用于具有如下配置的供电装置，其中图1中所示的四个输入/输出端口中的任何一个输入/输出端口被省略。例如，可以省略第四输入/输出端口60d。当第四输入/输出端口60d被省略时，可以省略电容器C4、中心抽头302m和次级侧磁耦合电抗器304。

此外，在以上描述中，可以将初级侧限定为次级侧并且将次级侧限定为初级侧。在以上描述中，已说明了传送电力P从次级侧端口向初级侧端口传送的情况。然而，以上描述也可以应用于传送电力P从初级侧端口向次级侧端口传送的情况。

本申请基于在2014年4月9日提交的日本在先申请No.2014-080484并且要求其优先权，该在先申请的整体内容通过引用合并于此。

Claims (7)

1.一种电力转换装置，包括：

变压器，其初级侧和次级侧之间的绕组匝数比为1:N；

初级侧全桥电路，其设置在所述变压器的初级侧；

第一端口，其与所述初级侧全桥电路连接；

第二端口，其与所述变压器的初级侧的中心抽头连接；

次级侧全桥电路，其设置在所述变压器的次级侧；

第三端口，其与所述次级侧全桥电路连接；以及

控制部，其被配置成控制所述初级侧全桥电路和所述次级侧全桥电路，使得从所述第一端口输入的再生电力用于对与所述第二端口连接的第一电池和与所述第三端口连接的第二电池中的至少之一进行充电，其中，

所述控制部被配置成，当满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)时，确定存在能够使用所述再生电力对所述第一电池和所述第二电池进行充电的可能性，并且当满足条件VCd≤VR≤(VCc/Dmin)时，确定存在能够使用所述再生电力对所述第一电池进行充电的可能性，其中

VR表示所述再生电力的电压，VCd表示所述第一电池的放电终止电压，VCc表示所述第一电池的充电终止电压，VBd表示所述第二电池的放电终止电压，VBc表示所述第二电池的充电终止电压，并且Dmin表示所述初级侧全桥电路的占空比D的下限。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，

所述控制部被配置成，当作为满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)的结果而确定存在能够利用所述再生电力对所述第一电池和所述第二电池进行充电的可能性并且满足条件VR>(VB/N)时，确定能够利用所述再生电力对所述第二电池进行充电，以及

所述控制部被配置成，当作为满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)的结果而确定存在能够利用所述再生电力对所述第一电池和所述第二电池进行充电的可能性并且满足条件VR>VC时，确定能够利用所述再生电力对所述第一电池进行充电，其中，

VC表示所述第二端口处的电压，并且VB表示所述第三端口处的电压。

3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，

所述控制部被配置成，当通过从VR减去VB/N而获取的第一电压差大于通过从VR减去VC/D而获取的第二电压差时，利用所述再生电力对所述第二电池进行充电，并且当所述第二电压差大于所述第一电压差时，利用所述再生电力对所述第一电池进行充电，其中，

VC表示所述第二端口处的电压，并且VB表示所述第三端口处的电压。

4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其中，

所述控制部被配置成，当通过从所述第一电压差减去所述第二电压差而获取的减法结果大于或等于第一阈值时，利用所述再生电力仅对所述第二电池进行充电，当所述减法结果小于比所述第一阈值小的第二阈值时，利用所述再生电力仅对所述第一电池进行充电，并且当所述减法结果大于或等于所述第二阈值并且小于所述第一阈值时，利用所述再生电力对所述第一电池和所述第二电池两者进行充电，其中，所述第一阈值大于零，所述第二阈值小于零。

5.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，

所述控制部被配置成，当利用所述再生电力对所述第一电池充电时，将所述初级侧全桥电路中的切换和所述次级侧全桥电路中的切换之间的相位差设定为零，并且将所述占空比D设定为VCc/VR。

6.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，

所述控制部被配置成设定所述占空比D以及所述初级侧全桥电路中的切换和所述次级侧全桥电路中的切换之间的相位差，使得当利用所述再生电力对所述第二电池进行充电时，从所述初级侧全桥电路传送到所述次级侧全桥电路的传送电力变为最大。

7.一种控制电力转换装置的方法，所述电力转换装置包括：变压器，其初级侧和次级侧之间的绕组匝数比为1:N；初级侧全桥电路，其设置在所述变压器的初级侧；第一端口，其与所述初级侧全桥电路连接；第二端口，其与所述变压器的初级侧的中心抽头连接；次级侧全桥电路，其设置在所述变压器的次级侧；以及第三端口，其与所述次级侧全桥电路连接，所述方法包括：

控制所述初级侧全桥电路和所述次级侧全桥电路，使得从所述第一端口输入的再生电力用于对与所述第二端口连接的第一电池和与所述第三端口连接的第二电池中的至少之一进行充电，以及

当满足条件(VBd/N)≤VR≤(VBc/N)时，确定存在能够使用所述再生电力对所述第一电池和所述第二电池进行充电的可能性，并且当满足条件VCd≤VR≤(VCc/Dmin)时，确定存在能够使用所述再生电力对所述第一电池进行充电的可能性，其中，

VR表示所述再生电力的电压，VCd表示所述第一电池的放电终止电压，VCc表示所述第一电池的充电终止电压，VBd表示所述第二电池的放电终止电压，VBc表示所述第二电池的充电终止电压，并且Dmin表示所述初级侧全桥电路的占空比D的下限。