JP2012253942A - Ｄｃ−ｄｃコンバータ装置 - Google Patents

Ｄｃ−ｄｃコンバータ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】直流電源の高電圧を効率的に降圧して負荷に供給する。
【解決手段】コンバータ回路４は、入力端４１に供給される電源電圧Ｖｉｎを降圧し、出力端４２に直流電力を供給する。コンバータ回路４は、電源電圧Ｖｉｎを分圧する複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎを含む分圧回路４３を備える。コンバータ回路４は、分圧回路４３と出力端４２との間に設けられた複数の給電回路４５を備える。これらの給電回路４５は、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれが出力端４２に対して同じ極性の電力を供給するように、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれと出力端４２とを接続する。複数の給電回路４５には、複数の給電回路４５を選択的に通電可能状態とする複数のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１、Ｄ１〜Ｄｎが設けられている。電源電圧Ｖｉｎが分圧回路４３によって分圧されて出力端４２に供給されるから、効率的に降圧することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流電力を降圧して供給する降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ装置に関する。
特許文献１は、降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ装置を開示している。このようなＤＣ−ＤＣコンバータ装置では、電源から供給される電流をスイッチ素子によって断続し、リアクトルによって平滑化して負荷に供給する。しかし、電源の電圧と、負荷の電圧との間の差が大きい場合、電源の高電圧に耐える素子を用いる必要がある。
特許文献２は、電源に対して並列接続されたコンデンサ分圧回路を備えるＤＣ−ＤＣコンバータ回路を開示している。このＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、２つのコンデンサの接続点から、負荷としてのトランスに電流を供給する。このため、コンデンサ分圧回路によって分圧された電圧は、負荷であるトランスに対して交流として供給される。
特許文献３は、電源に対して並列接続されたコンデンサ分圧回路を備えるＤＣ−ＤＣコンバータ回路を開示している。このＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、コンデンサ分圧回路によって得られた２つの電圧が、２つのトランスに供給される。
特開平７−２４１０７１号公報 特開２０１０−１４８２２７号公報 特開平６−２６９１７１号公報
特許文献１の構成では、電源の電圧と、負荷の電圧との間の差が大きい場合、電源の高電圧に耐える素子を用いる必要がある。
特許文献２の構成では、コンデンサ分圧回路によって分圧された電圧を直流として負荷に供給することができない。
特許文献３の構成では、コンデンサ分圧回路によって分圧された電圧を、共通の負荷に供給することができないという問題点があった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、直流電源の高電圧を効率的に降圧して負荷に供給することができるＤＣ−ＤＣコンバータ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、スイッチ素子における損失を抑制したＤＣ−ＤＣコンバータ装置を提供することである。
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
請求項１に記載の発明は、入力端（４１）に供給される直流電力を降圧し出力端（４２）に直流電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ装置において、入力端（４１）の間に直列接続され、入力端に供給される電圧を分圧する複数の容量要素（Ｃ１〜Ｃｎ）を含む分圧回路（４３、４４）と、分圧回路と出力端との間に設けられ、複数の容量要素のそれぞれが出力端（４２）に対して同じ極性の電力を供給するように、複数の容量要素のそれぞれと出力端とを接続する複数の給電回路（４５）と、複数の給電回路に設けられ、複数の給電回路を選択的に通電可能状態とする複数のスイッチ素子（Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１、Ｄ１〜Ｄｎ）と、出力端（４２）に接続される容量要素を順に切換えるように複数のスイッチ素子を制御する制御装置（５、６）とを備えることを特徴とする。
この構成によると、複数の容量要素によって入力端に供給される電圧が分圧される。分圧された電圧は、出力端に供給される。このとき、複数の容量要素のそれぞれが出力端に対して同じ極性の電力を供給する。さらに、出力端に接続される容量要素は、複数の容量要素から順に選択され、切換えられる。この結果、出力端には降圧された直流電力が供給される。この構成によると、直流電源の高電圧を効率的に降圧して負荷に供給することができる。
請求項２に記載の発明は、スイッチ素子は、出力端（４２）の間に直列接続された複数の直列スイッチ素子（Ｄ１〜Ｄｎ）と、容量要素と直列スイッチ素子とを並列接続する経路に設けられた複数の並列スイッチ素子（Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１）とを備えることを特徴とする。この構成によると、直列スイッチ素子と並列スイッチ素子とを含む給電回路網が構成される。これら直列スイッチ素子と並列スイッチ素子とによって、複数の給電回路のひとつが選択的に通電可能状態とされる。
請求項３に記載の発明は、複数の直列スイッチ素子は、出力端（４２）の間に逆方向に直列接続された複数のダイオード（Ｄ１〜Ｄｎ）を備えることを特徴とする。この構成によると、直列スイッチ素子をダイオードによって提供することができる。
請求項４に記載の発明は、複数の並列スイッチ素子は、容量要素の正極から出力端の正極（４２ａ）への通電を断続する正極側スイッチ素子（Ｑ１〜Ｑｎｆ）と、出力端の負極（４２ｂ）から容量要素の負極への通電を断続する負極側スイッチ素子（Ｑｎｒ〜Ｑｎ＋１）とを備えることを特徴とする。この構成によると、ひとつの給電回路には、正極側スイッチ素子と負極側スイッチ素子とが設けられる。
請求項５に記載の発明は、分圧回路は、第１の容量要素（Ｃ１）と第２の容量要素（Ｃ２）とを備え、複数の直列スイッチ素子は、第１の直列スイッチ素子（Ｄ１）と第２の直列スイッチ素子（Ｄ２）とを備え、複数の並列スイッチ素子は、第１の容量要素（Ｃ１）の正極から出力端の正極（４２ａ）への通電を断続する第１の並列スイッチ素子（Ｑ１）と、出力端の負極（４２ｂ）から第２の容量要素（Ｃ２）の負極への通電を断続する第２の並列スイッチ素子（Ｑ３）とを備え、複数の給電回路は、第１の容量要素と第２の容量要素との中間点と、第１の直列スイッチ素子（Ｄ１）と第２の直列スイッチ素子（Ｄ２）との中間点との間を接続することにより提供され、第１の容量要素と出力端とを接続する第１の給電回路と、第２の容量要素と出力端とを接続する第２の給電回路とを備えることを特徴とする。この構成によると、２段型の分圧回路を備えるＤＣ−ＤＣコンバータ装置が提供される。しかも、中間点と中間点とがスイッチ素子を設けることなく直接的に接続されるから、スイッチ素子の数を抑制することができる。また、スイッチ素子のスイッチングのための周波数を抑制することができるから、第１の並列スイッチ素子と第２の並列スイッチ素子とにおけるスイッチング損失を抑制することができる。
請求項６に記載の発明は、分圧回路（４３、４４）は、入力端（４１）の間に直列接続された複数の容量要素（Ｃ１〜Ｃｎ）を含むコンデンサ分圧回路（４３）と、入力端（４１）の間に直列接続されるとともに、複数の容量要素のそれぞれに並列接続された複数の抵抗要素（Ｒ１〜Ｒｎ）を含む抵抗分圧回路（４４）とを備えることを特徴とする。この構成によると、コンデンサ分圧回路の複数の容量要素における電圧の差を、抵抗分圧回路によって抑制することができる。
請求項７に記載の発明は、さらに、出力端に接続され、出力端に供給される直流電力を平滑化するリアクトル（Ｌｏ）およびコンデンサ（Ｃｏ）を備えることを特徴とする。この構成によると、非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ装置が提供される。
請求項８に記載の発明は、さらに、出力端に接続された絶縁トランス（ＴＲ）および絶縁トランスの出力を整流する整流器（Ｄｒ）を備えることを特徴とする。この構成によると、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ装置が提供される。
請求項９に記載の発明は、さらに、出力端に接続された直流負荷を備えることを特徴とする。この構成によると、出力端から直接的に直流負荷へ直流電力を供給することができる。
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
本発明を適用した第１実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置を示す回路図である。 第１実施形態の各部の波形を示すタイムチャートであって、図２Ａは、スイッチ素子Ｑ１の駆動信号を示し、図２Ｂは、スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒの駆動信号を示し、図２Ｃは、スイッチ素子Ｑ３ｆ、Ｑ３ｒの駆動信号を示し、図２Ｄは、スイッチ素子Ｑｎｆ、Ｑｎｒの駆動信号を示し、図２Ｅは、スイッチ素子Ｑｎ＋１の駆動信号を示し、図２Ｆは、リアクトルＬｏの電流ＩＬを示す。 本発明を適用した第２実施形態の各部の波形を示すタイムチャートであって、図３Ａは、スイッチ素子Ｑ１の駆動信号を示し、図３Ｂは、スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒの駆動信号を示し、図３Ｃは、スイッチ素子Ｑ３ｆ、Ｑ３ｒの駆動信号を示し、図３Ｄは、スイッチ素子Ｑｎｆ、Ｑｎｒの駆動信号を示し、図３Ｅは、スイッチ素子Ｑｎ＋１の駆動信号を示し、図３Ｆは、リアクトルＬｏの電流ＩＬを示す。 本発明を適用した第３実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置を示す回路図である。 本発明を適用した第４実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置を示す回路図である。 第４実施形態の作動状態を示す回路図である。 第４実施形態の作動状態を示す回路図である。 第４実施形態の作動状態を示す回路図である。 第４実施形態の各部の波形を示すタイムチャートであって、図９Ａは、電源電圧Ｖｉｎを示し、図９Ｂは、スイッチ素子Ｑ１の駆動信号を示し、図９Ｃは、スイッチ素子Ｑ３の駆動信号を示し、図９Ｄは、リアクトルＬｏの両端電圧ＶＬを示し、図９Ｅは、リアクトルＬｏの電流ＩＬを示す。 本発明を適用した第５実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置を示す回路図である。 本発明を適用した第６実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置を示す回路図である。 比較例に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置を示す回路図である。 比較例のスイッチ素子Ｑの駆動信号を示すタイムチャートである。
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百の位だけが異なる参照符号を付加することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置１を示す回路図である。車両用電力供給装置１は、電源２から入力端４１に供給される直流電力を降圧し出力端４２から負荷３に直流電力を供給するコンバータ回路４を備える。電源２は、車両に搭載された電池である。電池は、車両の走行用電動機に給電する高電圧の電池である。電池は数百ボルトの直流電力を供給する。電池は、電源電圧Ｖｉｎを出力する。コンバータ回路４の入力端４１には、電源電圧Ｖｉｎが入力される。コンバータ回路４の出力端４２には、負荷３が接続されている。負荷３は、フィルタ回路を構成するリアクトルＬｏおよびコンデンサＣｏと、負荷素子Ｒｏとを含むことができる。リアクトルＬｏおよびコンデンサＣｏは、出力端４２に供給される直流電力を平滑化する。この実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、コンバータ回路４のみにより、または、リアクトルＬｏ、コンデンサＣｏ、およびコンバータ回路４により提供される。コンバータ回路４は、電源電圧Ｖｉｎを分圧する分圧回路と、分圧された電圧を順に出力端４２に供給するチョッパ回路とを構成する。コンバータ回路４とリアクトルＬｏとコンデンサＣｏとは、降圧型のコンバータ装置を提供している。コンバータ回路４は、１段目からｎ段目までの多段分圧回路を提供する。図中の・・・は、同様の構成の繰り返しを示している。
コンバータ回路４は、分圧段と、スイッチング段とを備える。分圧段は、入力端４１に供給される電圧を分圧する分圧回路を備える。分圧回路は、入力端４１の間に直列接続され、入力端４１に供給される電圧を分圧する複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎを含むことができる。容量要素Ｃ１〜Ｃｎは、コンデンサである。分圧回路は、コンデンサ分圧回路４３と、抵抗分圧回路４４とを備えることができる。コンデンサ分圧回路４３は、入力端４１の間に直列接続された複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎを含む。抵抗分圧回路４４は、入力端４１の間に直列接続されるとともに、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれに並列接続された複数の抵抗要素Ｒ１〜Ｒｎを含む。抵抗要素Ｒ１〜Ｒｎは、抵抗器である。
抵抗分圧回路４４は、コンデンサ分圧回路４３における複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎの電圧ＶＣ１、ＶＣ２、〜ＶＣｎをバランスさせるために貢献する。抵抗要素Ｒ１〜Ｒｎは、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎの容量の相違と、漏洩電流の相違とに対抗して、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎの充電電圧を互いに等しくする。複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎの容量をＣ、容量要素Ｃ１〜Ｃｎの数をｎ、抵抗要素Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値をＲ、容量要素Ｃ１〜Ｃｎの最大サージ電圧をＶｒとすると、抵抗値Ｒは、Ｒ＝（Ｖｒ−Ｖｉｎ／ｎ）／Ｃ・Ｖｉｎによって与えられる。
スイッチング段は、分圧回路と出力端４２との間に設けられた複数の給電回路４５を備える。複数の給電回路４５は、複数の給電回路４５を提供する給電回路網４５とも呼ぶことができる。複数の給電回路４５は、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれと出力端４２とを接続する。例えば、容量要素Ｃ１と出力端４２とを接続する給電回路４５−１と、容量要素Ｃ２と出力端４２とを接続する給電回路４５−２と、容量要素Ｃｎと出力端４２とを接続する給電回路４５−ｎとを備える。よって、容量要素Ｃ１〜Ｃｎの数に対応する数の給電回路４５が設けられている。これら複数の給電回路４５は、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれが出力端４２に対して同じ極性の電力を供給するように、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎと出力端４２とを接続する。すなわち、給電回路４５−１は、容量要素Ｃ１の正極を出力端４２の正極４２ａに接続し、容量要素Ｃ１の負極を出力端４２の負極４２ｂに接続する。給電回路４５−２は、容量要素Ｃ２の正極を出力端４２の正極４２ａに接続し、容量要素Ｃ２の負極を出力端４２の負極４２ｂに接続する。同様に、給電回路４５−ｎは、容量要素Ｃｎの正極を出力端４２の正極４２ａに接続し、容量要素Ｃｎの負極を出力端４２の負極４２ｂに接続する。
スイッチング段は、複数のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１、Ｄ１〜Ｄｎを備える。これら複数のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１、Ｄ１〜Ｄｎは、複数の給電回路４５に設けられている。複数のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１、Ｄ１〜Ｄｎは、複数の給電回路４５のひとつを選択的に通電可能状態とする。
スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１、Ｄ１〜Ｄｎは、複数の直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎと、複数の並列スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１とを備える。
複数の直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎは、出力端４２の間に直列接続されている。複数の直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎのそれぞれは、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれに対応して設けられている。直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎのそれぞれは、受動的なスイッチ素子であるダイオードによって提供されている。複数のダイオードＤ１〜Ｄｎは、出力端４２の間に逆方向に直列接続されている。直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎは、選択されたひとつの容量要素の正極から出力端４２の正極４２ａへの通電と、出力端４２の負極４２ｂから選択されたひとつの容量要素の負極への通電とを許容する。直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎは、選択されたひとつの容量要素の正極と負極との間の短絡を阻止する。
複数の並列スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１は、容量要素Ｃ１〜Ｃｎと直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎとを並列接続する経路に設けられている。複数の並列スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１は、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎと、複数の直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎとを、１対１に対応付けている。複数の並列スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１は、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎと複数の直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎとを含むはしご状の回路の横リンク部分に設けられている。複数の並列スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１のそれぞれは、能動的なスイッチ素子であるＭＯＳ−ＦＥＴによって提供されている。複数の並列スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１は、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎからいずれかひとつを選択する。複数の並列スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１は、正極側スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆと、負極側スイッチ素子Ｑｎｒ〜Ｑｎ＋１とを備える。正極側スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆは、容量要素Ｃ１〜Ｃｎの正極から出力端４２の正極４２ａへの通電を断続する。負極側スイッチ素子Ｑｎｒ〜Ｑｎ＋１は、出力端４２の負極４２ｂから容量要素Ｃ１〜Ｃｎの負極への通電を断続する。
容量要素Ｃ１の正極と、直列スイッチ素子Ｄ１のカソードとを接続する経路に並列スイッチ素子Ｑ１が設けられている。並列スイッチ素子Ｑ１は、容量要素Ｃ１の正極から出力端４２の正極４２ａへの通電を断続する正極側スイッチ素子Ｑ１である。容量要素Ｃ１の負極と直列スイッチ素子Ｄ１のアノードとを接続する経路に並列スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒが設けられている。並列スイッチ素子Ｑ２ｒは、出力端４２の負極４２ｂから容量要素Ｃ１の負極への通電を断続する負極側スイッチ素子Ｑ２ｒである。並列スイッチ素子Ｑ２ｆと並列スイッチ素子Ｑ２ｒは、双方向通電を断続するためのスイッチ素子Ｑ２を提供している。
容量要素Ｃ２の正極と直列スイッチ素子Ｄ２のカソードとを接続する経路に並列スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒが設けられている。並列スイッチ素子Ｑ２ｆは、容量要素Ｃ２の正極から出力端４２の正極４２ａへの通電を断続する正極側スイッチ素子Ｑ２ｆである。容量要素Ｃ２の負極と直列スイッチ素子Ｄ２のアノードとを接続する経路に並列スイッチ素子Ｑ３ｆ、Ｑ３ｒが設けられている。並列スイッチ素子Ｑ３ｒは、出力端４２の負極４２ｂから容量要素Ｃ３の負極への通電を断続する負極側スイッチ素子Ｑ３ｒである。並列スイッチ素子Ｑ３ｆと並列スイッチ素子Ｑ３ｒは、双方向通電を断続するためのスイッチ素子Ｑ３を提供している。
容量要素Ｃｎの正極と直列スイッチ素子Ｄｎのカソードとを接続する経路に並列スイッチ素子Ｑｎｆ、Ｑｎｒが設けられている。並列スイッチ素子Ｑｎｆは、容量要素Ｃｎの正極から出力端４２の正極４２ａへの通電を断続する正極側スイッチ素子Ｑｎｆである。並列スイッチ素子Ｑｎｆと並列スイッチ素子Ｑｎｒは、双方向通電を断続するためのスイッチ素子Ｑｎを提供している。容量要素Ｃｎの負極と直列スイッチ素子Ｄｎのアノードとを接続する経路に並列スイッチ素子Ｑｎ＋１が設けられている。並列スイッチ素子Ｑｎ＋１は、出力端４２の負極４２ｂから容量要素Ｃｎの負極への通電を断続する負極側スイッチ素子Ｑｎ＋１である。
入力端４１の正極４１ａと出力端４２の正極４２ａとの間に設けられた正極側スイッチ素子Ｑ１は、正極４１ａから負極４２ｂへの通電を断続する。出力端４２の負極４２ｂと入力端４１の負極４１ｂとの間に設けられた負極側スイッチ素子Ｑｎは、負極４２ｂから正極４１ａへの通電を断続する。直列接続された２つの容量要素の間の中間電位点、または接続点は、中間点と呼ぶことができる。それら２つの容量要素に対応する２つの直列スイッチ素子の間の中間電位点、または接続点は、中間点と呼ぶことができる。これら対応する２つの中間点の間の経路に設けられた正極側スイッチ素子と負極側スイッチ素子とは、上記中間点の間の通電を断続するスイッチ素子を提供している。例えば、容量要素Ｃ１と容量要素Ｃ２との間の中間点と、直列スイッチ素子Ｄ１と直列スイッチ素子Ｄ２との間の中間点との間には、正極側スイッチ素子Ｑ２ｆと負極側スイッチ素子Ｑ２ｒが設けられている。
複数の給電回路４５は、複数の直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎを含む直列回路部分４６と、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎと直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎを並列に接続する並列回路部分４７とを提供している。並列回路部分４７は、複数の横リンク部分を含む。これら横リング部分のそれぞれに、複数の並列スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１が設けられている。
スイッチング段は、出力端４２に接続される容量要素Ｃ１〜Ｃｎを順に切換えるように複数のスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒ〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１、Ｄ１〜Ｄｎを制御する制御装置５、６を備える。制御装置５、６は、容量要素Ｃ１〜Ｃｎを、予め定められた順序に従って、出力端４２に接続する。言い換えると、制御装置５、６は、複数の容量要素Ｃ１〜Ｃｎから、予め定められた順序に従ってひとつの容量要素を選択し、選択された容量要素だけを出力端４２に接続する。制御装置５、６は、出力電圧Ｖｏが目標電圧になるようにスイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１の駆動信号のデューティ比を調節するＰＷＭ制御回路（ＰＷＭ）５を備える。制御装置５、６は、ＰＷＭ制御回路５からの指令に応じて、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１の駆動信号、すなわちゲート−ソース間電圧を与えるドライバ回路（ＤＲＶ）６を備える。
図２は、第１実施形態の各部の波形を示すタイムチャートである。図２Ａは、スイッチ素子Ｑ１の駆動信号を示す。図２Ｂは、スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒの駆動信号を示す。図２Ｃは、スイッチ素子Ｑ３ｆ、Ｑ３ｒの駆動信号を示す。図２Ｄは、スイッチ素子Ｑｎｆ、Ｑｎｒの駆動信号を示す。図２Ｅは、スイッチ素子Ｑｎ＋１の駆動信号を示す。図２Ｆは、リアクトルＬｏの電流ＩＬを示す。図中の横軸は時刻ｔを示す。
スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１の駆動信号は、周期Ｔｐ、オン期間Ｔｏｎ、オフ期間Ｔｏｆｆによって特徴付けられる。図示の例においては、スイッチ素子Ｑ１は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間にオン状態になる。スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒは、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間、および時刻ｔ３と時刻ｔ４との間にオン状態になる。スイッチ素子Ｑ３ｆ、Ｑ３ｒは、時刻ｔ３と時刻ｔ４との間、および時刻ｔ５と時刻ｔ６との間にオン状態になる。スイッチ素子Ｑｎｆ、Ｑｎｒは、時刻ｔ７と時刻ｔ８との間、および時刻ｔ９と時刻ｔ１０との間にオン状態になる。スイッチ素子Ｑｎ＋１は、時刻ｔ９と時刻ｔ１０との間にオン状態になる。
時刻ｔ１と時刻ｔ２との間においては、第１の給電回路４５−１に設けられたスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒがオン状態になるから、容量要素Ｃ１が出力端４２に接続される。これにより、容量要素Ｃ１の電圧が出力端４２に供給される。この結果、リアクトルＬｏに流れる電流ＩＬが徐々に上昇する。時刻ｔ２と時刻ｔ３との間においては、すべてのスイッチ素子がオフ状態になるから、どの容量要素Ｃ１〜Ｃｎも出力端４２には接続されない。この期間においては、直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎは、フリーホイールダイオードとして機能することによりフリーホイール回路を提供する。したがって、リアクトルＬｏに蓄えられたエネルギにより電流ＩＬは徐々に減少する。時刻ｔ１と時刻ｔ３との間は、第１ステージＳＴ１と呼ぶことができる。この第１ステージＳＴ１においては、容量要素Ｃ１に蓄えられたエネルギにより負荷３へ直流電力が供給される。
時刻ｔ３と時刻ｔ４との間においては、第２の給電回路４５−２に設けられたスイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒ、Ｑ３ｆ、Ｑ３ｒがオン状態になるから、容量要素Ｃ２が出力端４２に接続される。これにより、容量要素Ｃ２の電圧が出力端４２に供給される。この結果、リアクトルＬｏに流れる電流ＩＬが徐々に上昇する。時刻ｔ４と時刻ｔ５との間においては、すべてのスイッチ素子がオフ状態になるから、どの容量要素Ｃ１〜Ｃｎも出力端４２には接続されない。この期間においては、直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎは、フリーホイールダイオードとして機能することによりフリーホイール回路を提供する。したがって、リアクトルＬｏに蓄えられたエネルギにより電流ＩＬは徐々に減少する。時刻ｔ３と時刻ｔ５との間は、第２ステージＳＴ２と呼ぶことができる。この第２ステージＳＴ２においては、容量要素Ｃ２に蓄えられたエネルギにより負荷３へ直流電力が供給される。
この後、容量要素Ｃ３、Ｃ４・・・Ｃｎに関して、同様の作動が提供される。最終段階においては、以下のような作動が提供される。時刻ｔ９と時刻ｔ１０との間においては、第ｎ番目の給電回路４５−ｎに設けられたスイッチ素子Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１がオン状態になるから、容量要素Ｃｎが出力端４２に接続される。これにより、容量要素Ｃｎの電圧が出力端４２に供給される。この結果、リアクトルＬｏに流れる電流ＩＬが徐々に上昇する。時刻ｔ１０と時刻ｔ１１との間においては、すべてのスイッチ素子がオフ状態になるから、どの容量要素Ｃ１〜Ｃｎも出力端４２には接続されない。この期間においては、直列スイッチ素子Ｄ１〜Ｄｎは、フリーホイールダイオードとして機能することによりフリーホイール回路を提供する。したがって、リアクトルＬｏに蓄えられたエネルギにより電流ＩＬは徐々に減少する。時刻ｔ９と時刻ｔ１１との間は、第ｎステージＳＴｎと呼ぶことができる。この第ｎステージＳＴｎにおいては、容量要素Ｃｎに蓄えられたエネルギにより負荷３へ直流電力が供給される。
この実施形態によると、電源電圧Ｖｉｎがコンデンサ分圧回路４３によって１／ｎに分圧される。そして分圧された電圧は、順に、同じ極性となるように出力端４２に供給される。また、複数の並列スイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１がデューティ駆動されることにより、分圧された電圧がさらに降圧される。この結果、高い電源電圧Ｖｉｎを降圧して低い出力電圧Ｖｏが供給される。また、コンデンサ分圧回路４３が設けられるため、耐圧が低い素子によって回路を構成することができる。
（第２実施形態）
上記実施形態に代えて、複数のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１を図３に図示されるシーケンスに従って駆動してもよい。先行する実施形態では、コンデンサ分圧回路４３の中間点と直列回路４６の中間点とを接続するスイッチ素子、例えばＱｎｆとＱｎｒは、リアクトルＬｏへの通電期間のみオン状態となっている。これに代えて、この実施形態では、制御装置５、６は、コンデンサ分圧回路４３の中間点と直列回路４６の中間点とを接続するスイッチ素子がリアクトルＬｏへの通電期間の２回分に渡ってオン状態を維持するように駆動信号を出力する。
図３は、第１実施形態の各部の波形を示すタイムチャートである。図３Ａは、スイッチ素子Ｑ１の駆動信号を示す。図３Ｂは、スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒの駆動信号を示す。図３Ｃは、スイッチ素子Ｑ３ｆ、Ｑ３ｒの駆動信号を示す。図３Ｄは、スイッチ素子Ｑｎｆ、Ｑｎｒの駆動信号を示す。図３Ｅは、スイッチ素子Ｑｎ＋１の駆動信号を示す。図３Ｆは、リアクトルＬｏの電流ＩＬを示す。図中の横軸は時刻ｔを示す。
この実施形態では、スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒは、時刻ｔ１と時刻ｔ４との間に渡ってオン状態になる。また、スイッチ素子Ｑ３ｆ、Ｑ３ｒは、時刻ｔ３と時刻ｔ６との間に渡ってオン状態になる。また、スイッチ素子Ｑｎｆ、Ｑｎｒは、時刻ｔ７と時刻ｔ１０との間に渡ってオン状態になる。この実施形態においても、第１実施形態と同様に、電流ＩＬが増減する。この実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒ〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒのスイッチング回数を抑制することができる。
（第３実施形態）
上記実施形態では、ｎ段のコンバータ回路４を説明した。これに代えて、この実施形態では、２段のコンバータ回路３０４を採用する。
図４は、本発明を適用した第３実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置１を示す回路図である。この実施形態では、分圧回路は、コンデンサ分圧回路４３のみを備える。コンデンサ分圧回路４３は、第１の容量要素Ｃ１と第２の容量要素Ｃ２とを備える。直列回路部分４６は、第１の直列スイッチ素子Ｄ１と第２の直列スイッチ素子Ｄ２とを備える。並列回路部分４７は、複数の並列スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒ、Ｑ３を備える。第１の並列スイッチ素子Ｑ１は、第１の容量要素Ｃ１の正極から出力端４２の正極４２ａへの通電を断続する。この構成では、第１の容量要素Ｃ１と第２の容量要素Ｃ２との間に中間点がある。また、第１の直列スイッチ素子Ｄ１と第２の直列スイッチ素子Ｄ２との間に中間点がある。第２の並列スイッチ素子Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒは、コンデンサ分圧回路４３の中間点と直列回路部分４６の中間点との間の通電を断続する。第３の並列スイッチ素子Ｑ３は、出力端４２の負極４２ｂから第２の容量要素Ｃ２の負極への通電を断続する。この構成によると、第１の容量要素Ｃ１と出力端４２とを接続する第１の給電回路４５−１と、第２の容量要素Ｃ２と出力端４２とを接続する第２の給電回路４５−２とが提供される。この実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
（第４実施形態）
上記実施形態では、コンデンサ分圧回路４３の中間点と直列回路部分４６の中間点との間にスイッチ素子を設けた。これに代えて、この実施形態では、中間点と中間点との間を直結したコンバータ回路４０４を採用する。
図５は、本発明を適用した第４実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置１を示す回路図である。この実施形態では、並列回路部分４７は、複数の並列スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３を備える。第１の並列スイッチ素子Ｑ１は、第１の容量要素Ｃ１の正極から出力端４２の正極４２ａへの通電を断続する。第２の並列スイッチ素子Ｑ３は、出力端４２の負極４２ｂから第２の容量要素Ｃ２の負極への通電を断続する。さらに、第１の容量要素Ｃ１と第２の容量要素Ｃ２との中間点と、第１の直列スイッチ素子Ｄ１と第２の直列スイッチ素子Ｄ２との中間点との間は、通電路によって直接的に接続されている。この構成によると、第１の容量要素Ｃ１と出力端４２とを接続する第１の給電回路４５−１と、第２の容量要素Ｃ２と出力端４２とを接続する第２の給電回路４５−２とが提供される。
図６は、第４実施形態の作動状態を示す回路図である。並列スイッチ素子Ｑ１がオン状態のとき、給電回路４５−１が閉じられる。このとき、第１の容量要素Ｃ１が出力端４２に給電する。この結果、図中に矢印で示される経路で電流ＩＬが流れる。
図７は、第４実施形態の作動状態を示す回路図である。並列スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３がオフ状態になると、給電回路４５−１、４５−２が開かれる。このとき、直列回路部分４６は、リアクトルＬｏに蓄えられたエネルギにより電流ＩＬを流すための回路を提供する。直列スイッチ素子Ｄ１、Ｄ２は、フリーホイール素子として機能する。
図８は、第４実施形態の作動状態を示す回路図である。並列スイッチ素子Ｑ２がオン状態のとき、給電回路４５−２が閉じられる。このとき、第２の容量要素Ｃ２が出力端４２に給電する。この結果、図中に矢印で示される経路で電流ＩＬが流れる。
図９は、第４実施形態の各部の波形を示すタイムチャートである。図９Ａは、電源電圧Ｖｉｎを示す。図９Ｂは、並列スイッチ素子Ｑ１の駆動信号を示す。図９Ｃは、並列スイッチ素子Ｑ３の駆動信号を示す。図９Ｄは、リアクトルＬｏの両端電圧ＶＬを示す。図９Ｅは、リアクトルＬｏの電流ＩＬを示す。
この実施形態では、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間において並列スイッチ素子Ｑ１がオン状態となる。時刻ｔ２と時刻ｔ５との間において並列スイッチ素子Ｑ１がオフ状態となる。時刻ｔ３と時刻ｔ４との間において並列スイッチ素子Ｑ３がオン状態となる。時刻ｔ１と時刻ｔ３との間において並列スイッチ素子Ｑ３がオフ状態となる。このような並列スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３のスイッチングにより、リアクトルＬｏの両端に現れる電圧ＶＬと、リアクトルＬｏに流れる電流ＩＬとが、図示されるように変化する。
この実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、並列スイッチ素子の数を抑制することができる。この結果、高い効率を提供することができる。
図１２は、比較例に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置を示す回路図である。図１３は、比較例のスイッチ素子Ｑの駆動信号を示すタイムチャートである。なお、図１３では、図９との対比のために、図９と同じ横軸の目盛が用いられている。
この比較例は、分圧回路を備えない単段型の降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ回路である。回路は、電源電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏに降圧し、負荷素子Ｒｏに電流Ｉｏを供給する。電源電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏに降圧するためのデューティ比Ｄ（Ｃ）は、Ｄ（Ｃ）＝Ｖｏ／Ｖｉｎである。ひとつのスイッチ素子Ｑにおけるスイッチング損失Ｐｌｏｓｓ（Ｃ）は、Ｐｌｏｓｓ（Ｃ）＝１／２（Ｖｉｎ・Ｉｏ・（ｔｒ＋ｔｆ）・ｆｓ）で与えられる。項（ｔｒ＋ｔｆ）・ｆｓは、１秒当たりのスイッチング時間を示し、ｔｒはスイッチ素子に流れる電流の立ち上がり時間、ｔｆはスイッチ素子に流れる電流の立下り時間、ｆｓはスイッチング周波数（Ｈｚ）であり、ｆｓ＝１／Ｔｐで与えられる。
図５に戻り、図５の構成では、電源電圧Ｖｉｎは、コンデンサ分圧回路４３によって分圧される。直列接続された２つの容量要素Ｃ１、Ｃ２の電圧は、ＶＣ１＝Ｖｉｎ／２、ＶＣ２＝Ｖｉｎ／２である。電源電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏに降圧するためのデューティ比Ｄ（Ｐ）は、Ｄ（Ｐ）＝Ｖｏ／ＶＣ１＝Ｖｏ／ＶＣ２＝Ｖｏ／（Ｖｉｎ／２）である。比較例と比較すると、Ｄ（Ｐ）＝２・Ｄ（Ｃ）である。このように、この実施形態によると、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３のデューティ比が２倍になる。この結果、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２のオン期間が過剰に短くなることを回避できる。
また、この実施形態では、並列スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３が交互にオン状態になるから、一方のスイッチ素子Ｑ１の駆動周波数は、ｆｓ／２となる。よって、ひとつのスイッチ素子Ｑ１のスイッチング損失Ｐｌｏｓｓ（Ｐ）は、Ｐｌｏｓｓ（Ｐ）＝１／２（（Ｖｉｎ／２）・Ｉｏ・（ｔｒ＋ｔｆ）・（ｆｓ／２））で与えられる。この実施形態では２つの並列スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２がスイッチング動作を実行する。これら２つの並列スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング損失Ｐｌｏｓｓ（Ｐ２）は、Ｐｌｏｓｓ（Ｐ２）＝（（Ｖｉｎ／２）・Ｉｏ・（ｔｒ＋ｔｆ）・（ｆｓ／２））で与えられる。比較例と比較すると、Ｐｌｏｓｓ（Ｐ２）＝１／２・Ｐｌｏｓｓ（Ｃ）である。このように、この実施形態によると、スイッチング損失が１／２に減る。この結果、スイッチング損失を抑制し、高効率のＤＣ−ＤＣコンバータ装置を提供することができる。
（第５実施形態）
上記実施形態では、コンバータ回路４とリアクトルＬｏとコンデンサＣｏとによって、非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ装置を提供した。これに代えて、コンバータ回路４の出力を種々の負荷に供給してもよい。例えば、コンバータ回路４は、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ装置を提供することができる。
図１０は、本発明を適用した第５実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置１を示す回路図である。負荷５０３は、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ装置を構成するための回路要素を備える。負荷５０３は、出力端４２に接続された絶縁トランスＴＲと、絶縁トランスＴＲの出力を整流する整流器Ｄｒとを備える。出力端４２は、絶縁トランスＴＲの一次巻線に接続されている。整流器Ｄｒは、ダイオードである。負荷５０３は、絶縁トランスＴＲの二次巻線に逆方向に並列接続されたフリーホイールダイオードＤｆを備えることができる。負荷５０３は、リアクトルＬｏと、コンデンサＣｏと、負荷素子Ｒｏとを備える。この構成では、コンバータ回路４と、絶縁トランスＴＲと、フリーホイールダイオードＤｆと、整流ダイオードＤｒと、リアクトルＬｏと、コンデンサＣｏとによって絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ装置が提供される。
（第６実施形態）
複数の上記実施形態では、コンバータ回路４の後段にリアクトルＬｏとコンデンサＣｏとを含むフィルタ回路を設けた。これに代えて、コンバータ回路４の出力を直接に直流負荷に供給してもよい。
図１１は、本発明を適用した第６実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ装置を含む車両用電力供給装置１を示す回路図である。負荷６０３は、複数の発光ダイオードＬＥＤを含むＬＥＤアレイである。このようなＬＥＤアレイは、車両に搭載された種々の照明装置に利用することができる。例えば、前照灯、尾灯、信号灯、室内照明灯、メータ用表示灯、液晶表示器などのバックライトなどに利用することができる。
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
例えば、上記実施形態では、ひとつの容量要素をひとつのコンデンサによって提供した。これに代えて、ひとつの容量要素を複数のコンデンサによって提供してもよい。
また、第３実施形態および第４実施形態においても、抵抗分圧回路４４を採用してもよい。
例えば、制御装置５、６が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
１ 車両用電力供給装置、 ２ 電源（電池）、 ３ 負荷、 ４ コンバータ回路、 ４１ 入力端、 ４２ 出力端、 ４２ａ 正極、 ４２ｂ 負極、 ４３ コンデンサ分圧回路（分圧回路）、 ４４ 抵抗分圧回路、 ４５ 供給回路、 ４６ 直列回路部分、 ４７ 並列回路部分、 ５ ＰＷＭ制御回路、 ６ ドライバ回路、 Ｒ１〜Ｒｎ 抵抗要素、 Ｃ１〜Ｃｎ 容量要素、 Ｑ１、Ｑ２ｆ、Ｑ２ｒ〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１ 並列スイッチ素子（ＭＯＳ−ＦＥＴ）、 Ｄ１〜Ｄｎ 直列スイッチ素子（ダイオード）、 Ｌｏ リアクトル、 Ｃｏ コンデンサ、 Ｒｏ 負荷素子、 ＴＲ 絶縁トランス、 Ｄｆ フリーホイールダイオード、 Ｄｒ 整流器（ダイオード）。

Claims (9)

  1. 入力端（４１）に供給される直流電力を降圧し出力端（４２）に直流電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ装置において、
    前記入力端（４１）の間に直列接続され、前記入力端に供給される電圧を分圧する複数の容量要素（Ｃ１〜Ｃｎ）を含む分圧回路（４３、４４）と、
    前記分圧回路と前記出力端との間に設けられ、複数の前記容量要素のそれぞれが前記出力端（４２）に対して同じ極性の電力を供給するように、複数の前記容量要素のそれぞれと前記出力端とを接続する複数の給電回路（４５）と、
    複数の前記給電回路に設けられ、複数の前記給電回路を選択的に通電可能状態とする複数のスイッチ素子（Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１、Ｄ１〜Ｄｎ）と、
    前記出力端（４２）に接続される前記容量要素を順に切換えるように複数の前記スイッチ素子を制御する制御装置（５、６）とを備えることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
  2. 前記スイッチ素子は、
    前記出力端（４２）の間に直列接続された複数の直列スイッチ素子（Ｄ１〜Ｄｎ）と、
    前記容量要素と前記直列スイッチ素子とを並列接続する経路に設けられた複数の並列スイッチ素子（Ｑ１〜Ｑｎｆ、Ｑｎｒ、Ｑｎ＋１）とを備えることを特徴とする請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
  3. 複数の前記直列スイッチ素子は、
    前記出力端（４２）の間に逆方向に直列接続された複数のダイオード（Ｄ１〜Ｄｎ）を備えることを特徴とする請求項２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
  4. 複数の前記並列スイッチ素子は、
    前記容量要素の正極から前記出力端の正極（４２ａ）への通電を断続する正極側スイッチ素子（Ｑ１〜Ｑｎｆ）と、
    前記出力端の負極（４２ｂ）から前記容量要素の負極への通電を断続する負極側スイッチ素子（Ｑｎｒ〜Ｑｎ＋１）とを備えることを特徴とする請求項３に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
  5. 前記分圧回路は、
    第１の容量要素（Ｃ１）と第２の容量要素（Ｃ２）とを備え、
    複数の前記直列スイッチ素子は、
    第１の直列スイッチ素子（Ｄ１）と第２の直列スイッチ素子（Ｄ２）とを備え、
    複数の前記並列スイッチ素子は、
    前記第１の容量要素（Ｃ１）の正極から前記出力端の正極（４２ａ）への通電を断続する第１の並列スイッチ素子（Ｑ１）と、
    前記出力端の負極（４２ｂ）から前記第２の容量要素（Ｃ２）の負極への通電を断続する第２の並列スイッチ素子（Ｑ３）とを備え、
    複数の前記給電回路は、
    前記第１の容量要素と前記第２の容量要素との中間点と、前記第１の直列スイッチ素子（Ｄ１）と第２の直列スイッチ素子（Ｄ２）との中間点との間を接続することにより提供され、前記第１の容量要素と前記出力端とを接続する第１の給電回路と、前記第２の容量要素と前記出力端とを接続する第２の給電回路とを備えることを特徴とする請求項３に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
  6. 前記分圧回路（４３、４４）は、
    前記入力端（４１）の間に直列接続された複数の容量要素（Ｃ１〜Ｃｎ）を含むコンデンサ分圧回路（４３）と、
    前記入力端（４１）の間に直列接続されるとともに、複数の前記容量要素のそれぞれに並列接続された複数の抵抗要素（Ｒ１〜Ｒｎ）を含む抵抗分圧回路（４４）とを備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
  7. さらに、前記出力端に接続され、前記出力端に供給される直流電力を平滑化するリアクトル（Ｌｏ）およびコンデンサ（Ｃｏ）を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
  8. さらに、前記出力端に接続された絶縁トランス（ＴＲ）および前記絶縁トランスの出力を整流する整流器（Ｄｒ）を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
  9. さらに、前記出力端に接続された直流負荷を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のＤＣ−ＤＣコンバータ装置。
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