JP2003235252A - 電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力電力が変化しても良好な変換効率で動作
するＤＣ−ＤＣコンバータを備えた電源回路を提供する
こと。 【解決手段】 本発明の電源回路は、マスタ−スレーブ
型ＤＣ−ＤＣコンバータ３、コントローラ４および電流
／電圧センサ５、６により構成されており、電動発電機
１とバッテリ７との間にインバータ２と共に設けられて
いる。コントローラ４は、インバータ２からの要求出力
電圧、電流／電圧センサ５、６からの入出力電流・電圧
情報、および電圧センサ６からのバッテリ電圧情報等に
基づいて、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１およびスレ
ーブＤＣ−ＤＣコンバータ３２、３３を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ、特に、マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ
を有する電源回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車やハイブリッド車では、減速
時において電動発電機からの回生電力をＤＣ−ＤＣコン
バータで変圧してバッテリーに蓄えている。この種のＤ
Ｃ−ＤＣコンバータに関する技術として、たとえば、特
開２０００−２５３５０３号公報に開示されたものがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータは入力電力に応じて変換効率が変化する。特
に、主回路を１回路設けた方式の双方向ＤＣ−ＤＣコン
バータの場合、その変化の程度が大きい。変換効率の悪
化要因には、一次側のスイッチング損失と二次側の整流
ダイオードの順方向電圧降下による損失がある。一般的
には、定格出力近傍において最大効率になるようにＤＣ
−ＤＣコンバータは設計されるが、入力電流の増加ある
いは入力電圧の増加により、一次側の損失、つまりスイ
ッチング損失が増加し、変換効率を悪化させる。一方、
低入力電力時には、スイッチング損失が減少する代わり
に、二次側の損失が支配的になって変換効率を悪化させ
る。

【０００４】電気自動車やハイブリッド車における電動
発電機による回生電力は、車両の運転状態によって大き
く変化するため、ＤＣ−ＤＣコンバータに入力される電
力も大きく変化する。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバー
タを常に最良の変換効率で動作させることが難しかっ
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電源回路は、こ
のような課題を解決するためになされたものであり、１
または２以上のマスタＤＣ−ＤＣコンバータと、出力電
流および出力電圧がマスタＤＣ−ＤＣコンバータと一致
するように動作する１または２以上のスレーブＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータとを有するマスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣ
コンバータと、マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバー
タの入力電力または出力電力のいずれかをリファレンス
電力とし、作動させるマスタＤＣ−ＤＣコンバータおよ
びスレーブＤＣ−ＤＣコンバータを前記リファレンス電
力に応じて選択する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００６】この電源回路によれば、マスタ−スレーブ
型ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電力または出力電力に応
じて選択されたマスタＤＣ−ＤＣコンバータおよびスレ
ーブＤＣ−ＤＣコンバータのみが作動する。マスタ−ス
レーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータとしての最大効率出力電
力は、選択されたマスタＤＣ−ＤＣコンバータおよびス
レーブＤＣ−ＤＣコンバータの各最大効率出力電力の和
となるため、選択結果に応じてマスタ−スレーブ型ＤＣ
−ＤＣコンバータの最大効率出力電力が変化する。

【０００７】制御手段は、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ
およびスレーブＤＣ−ＤＣコンバータの各最大効率出力
電力の和がマスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータの
出力電力またはそれに近い値となるようにマスタＤＣ−
ＤＣコンバータおよびスレーブＤＣ−ＤＣコンバータを
選択することが望ましい。

【０００８】マスタＤＣ−ＤＣコンバータおよびスレー
ブＤＣ−ＤＣコンバータをこのように選択することによ
り、マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータを最大効
率またはそれに近い効率で作動させることができる。

【０００９】制御手段は、マスタ−スレーブ型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの変換効率が最大効率に近づくように出力
電圧を調整するものであることが望ましい。

【００１０】マスタＤＣ−ＤＣコンバータおよびスレー
ブＤＣ−ＤＣコンバータの適切な選択によって、マスタ
−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率を最大効
率におおよそ近づけた後に、出力電力を調整することに
より、変換効率をさらに最大効率に近づけることができ
る。

【００１１】マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ
の一方の入出力端子にインバータを介して車両用電動発
電機が接続され、他方の入出力端子に車両用充放電手段
が接続されていることが望ましい。

【００１２】車両用電動発電機の回生電力は、車両の減
速状況に応じて大きく変化するが、回生電力の値に応じ
てマスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率
が最大効率に近づくように調整されるので、効率よく車
両用充放電手段に充電することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態であ
る電源回路を示すブロック図である。この電源回路は、
マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３、コントロ
ーラ４および電流／電圧センサ５、６により構成されて
おり、ハイブリッド車あるいは電気自動車において、車
両駆動用の電動発電機１と充放電手段であるバッテリ７
との間にインバータ２と共に設けられている。

【００１４】電動発電機１は、車両走行の動力源とし
て、すなわち電動機として動作すると共に、車両減速時
には発電機として動作して回生電力を出力する。

【００１５】インバータ２は、電動発電機１を駆動する
際には、マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３で
昇圧されたバッテリ７の直流電力を三相交流電力に変換
する。また、インバータ２は、電動発電機１を発電機と
して動作させる際には、すなわち、回生動作させる際に
は、電動発電機１で生成された交流の回生電力を直流電
力に変換する。

【００１６】マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ
３は、双方向のＤＣ−ＤＣコンバータであり、双方向動
作を行うマスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１と、同じく双
方向動作を行うスレーブＤＣ−ＤＣコンバータ３２、３
３とを有する。なお、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１
およびスレーブＤＣ−ＤＣコンバータ３２、３３を総称
してここでは要素コンバータとよぶことにする。

【００１７】マスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１は、コン
トローラ４によって目標電圧が与えられ、定電圧制御を
受ける。スレーブＤＣ−ＤＣコンバータ３２および３３
は、コントローラ４によってマスタＤＣ−ＤＣコンバー
タ３１と同じ出力電圧において同じ出力電流となるよう
に目標電流が与えられ、定電流制御を受ける。

【００１８】マスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１およびス
レーブＤＣ−ＤＣコンバータ３２、３３は、いずれも同
一の変換効率特性を有し、変換効率ηが出力電力に応じ
て変化する。

【００１９】図２はマスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１お
よびスレーブＤＣ−ＤＣコンバータ３２、３３の変換効
率特性を示すものであり、横軸に出力電力、縦軸に変換
効率をとっている。この図からわかるように、変換効率
ηは山形の特性を示し、出力電力がＰηｍａｘのとき最
大効率ηｍａｘとなる。なお、ここではＰηｍａｘを最
大効率出力電力と呼ぶ。

【００２０】コントローラ４は、インバータ２からの要
求出力電圧、電流／電圧センサ５、６からの入出力電流
・電圧情報、および電圧センサ６からのバッテリ電圧情
報等に基づいて、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１およ
びスレーブＤＣ−ＤＣコンバータ３２、３３を制御す
る。

【００２１】図３は、電力回生動作時におけるコントロ
ーラ４の制御手順を示すフローチャートである。電力回
生時は、インバータ２からの電力を降圧してバッテリ７
へ供給する。

【００２２】ステップＳ１では、要素コンバータ３１〜
３３を起動させ、ついでステップＳ２では、このときに
電流／電圧センサ６で検出した電流情報および電圧情報
を取り込む。このときの電流値と電圧値の積が出力電力
Ｐｏｕｔとなる。

【００２３】つぎに、ステップＳ３において、駆動すべ
き要素コンバータの台数Ｎの算出を次式（１）に基づい
て行う。

【００２４】 Ｎ＝（Ｐｏｕｔ／Ｐηｍａｘ）＋１ …（１） ステップＳ２で取得した出力電力Ｐｏｕｔは、変換効率
のあまり良くない条件で得られたものと推測できるの
で、変換効率の良好な状況で得られる出力電力に比べる
と、小さい値となっている。したがって、ステップＳ２
で取得した出力電力Ｐｏｕｔを要素コンバータの最大効
率出力電力Ｐηｍａｘで割って得た商は、最大効率運転
できたと仮定したときの出力電力をＰηｍａｘで割って
得た商よりも小さい値となる。そこで、その商に１を加
えた数値を、最大効率で運転するのに必要な駆動台数と
している。

【００２５】つぎに、ステップＳ４に進み、算出した台
数ＮがＮの最大値よりも大きいか否かを判断する。本実
施形態ではＮの最大値は「３」であるので、ステップＳ
３で算出したＮの値が３よりも大きいか否かを判断す
る。大きい場合は、ステップＳ５に進んでＮの値をＮの
最大値すなわち３に置き換えた後にステップＳ６に移行
する。これに対して、Ｎの値が３よりも小さいかまたは
３に等しい場合はステップＳ５をスキップしてステップ
Ｓ６に移行する。

【００２６】ステップＳ６では、電圧センサ８で検出さ
れたバッテリ電圧ＶＢを取得し、ステップＳ７におい
て、マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力
電圧Ｖｏがバッテリ電圧ＶＢと同じになるように、マス
タＤＣ−ＤＣコンバータ３１に対する目標電圧をＶＢに
設定し、指示する。

【００２７】つぎに、ステップＳ８に進み、ステップＳ
３〜ステップＳ５で確定した台数だけ要素コンバータを
駆動する。このとき、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１
は必ず駆動させるものとし、台数の調整はスレーブＤＣ
−ＤＣコンバータ３２、３３で行う。たとえば、Ｎ＝１
であれば、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１のみを駆動
し、Ｎ＝２であれば、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１
とスレーブＤＣ−ＤＣコンバータ３２を駆動し、Ｎ＝３
であれば、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ３１とスレーブ
ＤＣ−ＤＣコンバータ３２および３３を駆動する。な
お、この時点では、マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコン
バータ３の出力電圧とバッテリ電圧とが同じ値なので充
電電流は流れない。

【００２８】つぎに、ステップＳ９に移行し、出力電圧
Ｖｏがバッテリ７の最大許容充電電圧Ｖｏｍａｘよりも
小さいか否かを判断する。現時点では、ステップＳ６に
おいて出力電圧Ｖｏがバッテリ電圧ＶＢと同じ値に設定
されているので、出力電圧Ｖｏは許容電圧範囲内であ
り、判断は肯定されてステップＳ１０に移行する。

【００２９】ステップＳ１０では、出力電圧Ｖｏを予め
設定された値ｄＶｏだけ増加させる。すなわち、マスタ
ＤＣ−ＤＣコンバータ３１の目標出力電圧をｄＶｏだけ
増加させ、これにより出力電圧Ｖｏが増加する。これに
よって、出力電圧Ｖｏがバッテリ電圧ＶＢを上回るた
め、バッテリ７への充電電流すなわち出力電流Ｉｏが流
れ出す。

【００３０】ステップＳ１１では、充電電流（出力電流
Ｉｏ）がバッテリ７の最大許容充電電流Ｉｏｍａｘより
も小さいか否かを判断する。ここで、肯定されれば正常
動作中とみなしてステップＳ１２に移行して、マスタ−
スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３としての変換効率η
を次式（２）に基づいて算出する。

【００３１】 η＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ …（２） ここに、Ｐｏｕｔは電流／電圧センサ６により検出され
た電流値および電圧値に基づいて得られた出力電力であ
り、Ｐｉｎは電流／電圧センサ５により検出された電流
値および電圧値に基づいて得られた入力電力である。

【００３２】そして、ステップＳ１３に進んで、ステッ
プＳ１２で得られた変換効率ηが最大効率ηｍａｘか否
かを判断する。なお、マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ３としての最大効率ηｍａｘは、各要素コンバ
ータの最大効率ηｍａｘと等しい。

【００３３】変換効率ηが最大効率ηｍａｘでない場
合、すなわち、変換効率ηが最大効率ηｍａｘよりも小
さい値の場合には、ステップＳ９に戻り、ステップＳ９
からステップＳ１３を変換効率ηが最大効率ηｍａｘと
ほぼ一致するまで繰り返す。

【００３４】なお、出力電圧Ｖｏがバッテリ７の最大許
容充電電圧Ｖｏｍａｘ以上になったとき、あるいは、充
電電流Ｉｏがバッテリ７の最大許容充電電流Ｉｏｍａｘ
以上になったときにもステップＳ９〜ステップＳ１３に
よる電圧調整を終了させる。

【００３５】この実施形態によれば、回生電力に応じて
最も変換効率の良い並列運転台数Ｎを算出し、さらに、
バッテリ７の最大許容充電電圧および最大許容充電電流
を超えない範囲で出力電圧を調整することにより、マス
タ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３を最大効率また
はそれに近い効率で運転し、回生電力を効率よくバッテ
リ７に蓄えることができる。

【００３６】図４は本実施形態の電源回路におけるマス
タ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率特性
と、１台の大容量ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率特性
とを、最大効率出力電力を一致させて比較したグラフで
あり、横軸に出力電力、縦軸に変換効率をとっている。
特性Ａが本実施形態におけるマスタ−スレーブ型型ＤＣ
−ＤＣコンバータの変換効率特性であり、特性Ｂが単独
運転によるＤＣ−ＤＣコンバータによる変換効率特性で
ある。このグラフからわかるように、本実施形態に用い
られているマスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータに
よれば、広範囲の出力電力（負荷条件）において常に高
いレベルの変換効率が得られることがわかる。

【００３７】つぎに、電動機動作時について説明する。

【００３８】図５は、電動機動作時おけるコントローラ
４の制御手順を示すフローチャートである。電動機動作
時は、バッテリ７の電圧を昇圧してインバータ２を介し
て電動発電機１に電力を供給する。

【００３９】ステップＳ２１〜ステップＳ２５は、図３
に示す回生動作時のフローチャートのステップＳ１〜ス
テップＳ５と実質的に同じであるので、詳細な説明は省
略する。ただし、回生動作とは電流の流れが逆であるの
で、ステップＳ２２における出力電力Ｐｏｕｔの測定に
用いられる電流／電圧センサが異なる。すなわち、回生
動作時ではバッテリ７側が出力端子になるので電流／電
圧センサ６の検出結果に基づいて出力電力Ｐｏｕｔを算
出していたが、電動機動作時ではインバータ２側が出力
端子になるので電流／電圧センサ５の検出結果に基づい
て出力電力Ｐｏｕｔを算出する。

【００４０】ステップＳ２６では、マスタＤＣ−ＤＣコ
ンバータ３１に対して出力電圧を指示する。電動機動作
時は、前述の回生動作時とは異なり、インバータ２から
の要求出力電圧と同じ値の電圧値を目標出力電圧に設定
する。

【００４１】その後、ステップＳ２７に進み、ステップ
Ｓ２３〜ステップＳ２５で確定した台数だけ要素コンバ
ータを駆動する。このとき、マスタＤＣ−ＤＣコンバー
タ３１は必ず駆動させるものとし、台数の調整はスレー
ブＤＣ−ＤＣコンバータ３２、３３で行う。これによっ
て、変換効率に関して最適な台数での運転が行われる。

【００４２】つぎに、本発明の第２実施形態を図６およ
び図７と共に説明する。図６は第２実施形態の構成を示
す回路図であり、図７はその動作を示すフローチャート
である。図６において、図１と同一の要素には同一の符
号を付してその詳細な説明を省略する。

【００４３】この実施形態では、マスタ−スレーブ型Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ２０の内部構成が第１実施形態のマ
スタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３と相違する。

【００４４】第１実施形態のマスタ−スレーブ型ＤＣ−
ＤＣコンバータ３は、変換効率特性が互いに同じである
３台の要素コンバータを備えていたが、この実施形態の
マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は６台の
要素コンバータを備え、変換効率特性によって２つのグ
ループに分類される。マスタＤＣ−ＤＣコンバータ２
１、２３およびスレーブＤＣ−ＤＣコンバータ２２は、
第１の変換効率特性を有し、これらを第１要素コンバー
タと呼ぶことにする。一方、スレーブＤＣ−ＤＣコンバ
ータ２４〜２６は第２の変換効率特性を有し、これらを
第２要素コンバータと呼ぶことにする。

【００４５】図８は第１および第２の変換効率特性を示
すグラフであり、横軸に出力電力をとり、縦軸に変換効
率をとっている。同図に示すように、第２の変換効率特
性Ｄにおける最大効率出力電力Ｐηｍａｘ２は、第１の
変換効率特性Ｃにおける最大効率出力電力Ｐηｍａｘ１
よりも小さい。

【００４６】マスタＤＣ−ＤＣコンバータ２１および２
３は、コントローラ３０によって定電圧制御される。ス
レーブＤＣ−ＤＣコンバータ２２はマスタＤＣ−ＤＣコ
ンバータ２１と出力電流が同じになるように定電流制御
される。スレーブＤＣ−ＤＣコンバータ２４〜２６は、
出力電流がマスタＤＣ−ＤＣコンバータ２３の出力電流
よりも所定比率で小さい値となるように定電流制御され
る。

【００４７】つぎに、電動発電機１の回生動作時におけ
るコントローラ３０の制御を図７のフローチャートと共
に説明する。

【００４８】まず、ステップＳ３１では、電流／電圧セ
ンサ５で検出した電流情報および電圧情報を取り込み、
その電流値と電圧値との積から入力電力Ｐｉｎを取得す
る。

【００４９】つぎに、ステップＳ３２において、駆動す
べき第１要素コンバータの台数Ｎ１の算出を次式（３）
に基づいて行う。

【００５０】 Ｎ１＝（Ｐｉｎ／Ｐηｍａｘ１） …（３） ステップＳ３１で取得した入力電力Ｐｉｎを第１要素コ
ンバータの最大効率出力電力Ｐηｍａｘ１で割ることに
より得られた台数Ｎ１は、マスタ−スレーブ型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ２０を最大効率で運転するのに必要な第１
要素コンバータの台数にほぼ等しい。

【００５１】つぎに、ステップＳ３３にでは、ステップ
Ｓ３２で算出した台数Ｎ１がＮ１の最大値よりも大きい
か否かを判断する。本実施形態ではＮ１の最大値は
「３」であるので、ステップＳ３２で算出したＮ１の値
が３よりも大きいか否かを判断する。大きい場合は、ス
テップＳ３４に進んでＮ１の値をＮ１の最大値すなわち
３に置き換えた後にステップＳ３５に移行する。これに
対して、Ｎ１の値が３よりも小さいかまたは３に等しい
場合はステップＳ３４をスキップしてステップＳ３５に
移行する。

【００５２】ステップＳ３５では、駆動すべき第２要素
コンバータの台数Ｎ２の算出を次式（４）に基づいて行
う。

【００５３】 Ｎ２＝（Ｐｉｎ−Ｎ１×Ｐηｍａｘ１）／Ｐηｍａｘ２ …（４） 選択された第１要素コンバータによる最大効率出力電力
の総和を入力電力Ｐｉｎから引くことにより、第２要素
コンバータが負担すべきおおよその電力が求まる。これ
を第２要素コンバータの最大効率出力電力で割ることに
より、その残りの電力分を効率よくカバーすることがで
きる第２要素コンバータの台数が求まる。

【００５４】つぎに、ステップＳ３６において、ステッ
プＳ３５で算出した台数Ｎ２がＮ２の最大値よりも大き
いか否かを判断する。本実施形態ではＮ２の最大値は
「３」であるので、ステップＳ３５で算出したＮ２の値
が３よりも大きいか否かを判断する。大きい場合は、ス
テップＳ３７に進んでＮ２の値をＮ２の最大値すなわち
３に置き換えた後にステップＳ３３に移行する。これに
対して、Ｎ２の値が３よりも小さいかまたは３に等しい
場合はステップＳ３７をスキップしてステップＳ３８に
移行する。

【００５５】ステップＳ３８では、電圧センサ８で検出
されたバッテリ電圧ＶＢを取得し、ステップＳ３９にお
いて、マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出
力電圧Ｖｏがバッテリ電圧ＶＢと同じになるように、マ
スタＤＣ−ＤＣコンバータ２１、２３に対する目標電圧
をＶＢに設定し、指示する。

【００５６】つぎに、ステップＳ４０に進み、ステップ
Ｓ３２〜ステップＳ３７で確定した台数だけ要素コンバ
ータを駆動する。たとえば、Ｎ１＝１、Ｎ２＝２であれ
ば、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ２３とスレーブＤＣ−
ＤＣコンバータ２４、２５を駆動し、Ｎ１＝２、Ｎ２＝
０であれば、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ２１とスレー
ブＤＣ−ＤＣコンバータ２２を駆動し、Ｎ１＝２、Ｎ２
＝２であれば、マスタＤＣ−ＤＣコンバータ２１、２３
およびスレーブＤＣ−ＤＣコンバータ２４、２５を駆動
する。なお、この時点では、マスタ−スレーブ型ＤＣ−
ＤＣコンバータ２０の出力電圧とバッテリ電圧とが同じ
値なので充電電流は流れない。

【００５７】その後、ステップＳ４１〜ステップＳ４５
によって出力電圧を徐々に増大させることにより、出力
電力を最大効率に近づける。なお、ステップＳ４１〜ス
テップＳ４５は、図３において説明したステップＳ９〜
ステップＳ１３と同じであるので詳細な説明は省略す
る。

【００５８】このように、本実施形態においても、第１
実施形態と同様に、マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコン
バータ内の要素コンバータの台数が調整されて、変換効
率が最適となるようにマスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコ
ンバータが動作する。

【００５９】上記２つの実施形態は、電気自動車やハイ
ブリッド車に搭載された電動発電機の電源回路として本
発明を利用したものだが、他の実施形態も考えられる。

【００６０】図９は、可搬式非常用電源装置（たとえ
ば、商用電源の１００Ｖ用）に本発明を適用した場合の
実施形態を示す。

【００６１】図９において、図１と同一の要素には同一
の符号を付してその詳細な説明を省略する。この実施形
態では、燃料電池５０から発生する高電圧を、マスタ−
スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３でバッテリ電圧まで
降圧し、インバータ５１でＤＣ−ＡＣ変換を行って、交
流負荷５２に供給する。なお、バッテリ７は、燃料電池
５０が起動してから定常運転状態に至るまでに時間を要
するため、その間のバックアップを行っている。この実
施形態の場合、燃料電池５０が起動から定常状態に移る
までに時間を要するので、マスタ−スレーブ型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ３にとっての入力電力が変化する。これに
対してコントローラ４は、入力電力の変化に応じて変換
効率が最もよくなるように、駆動すべき要素コンバータ
の台数を決定する。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本発明の電源回路によれ
ば、内蔵するマスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ
の要素コンバータの駆動台数を、入力電力あるいは出力
電圧に応じて適宜選択するので、最適な変換効率でマス
タ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である電源回路を示す回
路図。

【図２】 マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３
内の各要素コンバータの変換効率特性を示すグラフ。

【図３】 回生動作時のコントローラ４の動作を示すフ
ローチャート。

【図４】 マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ３
の変換効率特性およびマスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ３に代えて単独のＤＣ−ＤＣコンバータとした
ときの変換効率特性を示すグラフ。

【図５】 電動機動作時のコントローラ４の動作を示す
フローチャート。

【図６】 本発明の第２実施形態である電源回路を示す
回路図。

【図７】 回生動作時のコントローラ３０の動作を示す
フローチャート。

【図８】 第１要素コンバータの変換効率特性および第
２要素コンバータの変換効率特性を示すグラフ。

【図９】 本発明の第３実施形態である電源回路を示す
回路図。

【符号の説明】

１…電動発電機、２，５１…インバータ、３，２０…マ
スタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータ、４，３０…コ
ントローラ、５，６…電流／電圧センサ、７…バッテ
リ、８…電圧センサ、２１，２３，３１…マスタＤＣ−
ＤＣコンバータ、２２，２４，２５，２６，３２，３３
…スレーブＤＣ−ＤＣコンバータ、５０…燃料電池。

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Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １または２以上のマスタＤＣ−ＤＣコン
   バータと、出力電流および出力電圧が前記マスタＤＣ−
   ＤＣコンバータと一致するように動作する１または２以
   上のスレーブＤＣ−ＤＣコンバータとを有するマスタ−
   スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータと、 前記マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電
   力または出力電力のいずれかをリファレンス電力とし、
   作動させる前記マスタＤＣ−ＤＣコンバータおよびスレ
   ーブＤＣ−ＤＣコンバータを前記リファレンス電力に応
   じて選択する制御手段と、を備えたことを特徴とする電
   源回路。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記マスタＤＣ−ＤＣ
   コンバータおよび前記スレーブＤＣ−ＤＣコンバータの
   各最大効率出力電力の和が前記マスタ−スレーブ型ＤＣ
   −ＤＣコンバータの出力電力またはそれに近い値となる
   ように前記マスタＤＣ−ＤＣコンバータおよび前記スレ
   ーブＤＣ−ＤＣコンバータを選択することを特徴とする
   請求項１に記載の電源回路。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記マスタ−スレーブ
   型ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率が最大効率に近づく
   ように出力電圧を調整するものであることを特徴とする
   請求項２に記載の電源回路。
4. 【請求項４】 前記マスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコン
   バータの一方の入出力端子にインバータを介して車両用
   電動発電機が接続され、他方の入出力端子に車両用充放
   電手段が接続されていることを特徴とする請求項１〜３
   のいずれか一項に記載の電源回路。