JP2014241674A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】体格の増大を抑え、直流負荷に供給できる電力を上げることができる電力変換装置を提供する。【解決手段】第４電力変換回路１１１は、直流端がバッテリＢ１に接続され、直流を交流に変換する。トランス１１２は、１次巻線１１２ａが第４電力変換回路１１１の交流端に、２次巻線１１２ｂが第１電力変換回路１０５の交流端に接続されている。そして、交流電源ＡＣ１が接続されていない状態で直流負荷Ｓ１に電力を供給する場合、第４電力変換回路１１１、第２トランス１１２及び第１電力変換回路１０５を介してバッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する。つまり、交流電源ＡＣ１からバッテリＢ１に電力を供給する際に用いられる第１電力変換回路１０５を利用して電力を供給する。そのため、構成を簡素化できる。従って、体格の増大を抑え、直流負荷Ｓ１に供給できる電力を上げることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、交流電源からバッテリに電力を供給し、また、バッテリから直流負荷に電力を供給する電力変換装置に関する。

従来、交流電源からバッテリに電力を供給する電力変換装置として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている電力変換装置がある。

この電力変換装置は、交流電源からバッテリに電力を供給し、バッテリを充電する装置である。また、バッテリから交流電源に電力を供給する装置でもある。電力変換装置は、ＡＣ−ＤＣ変換部と、ＤＣ−ＤＣ変換部とを備えている。

ＡＣ−ＤＣ変換部は、交流と直流を双方向に変換する回路である。ＡＣ−ＤＣ変換部は、第１電力変換部を備えている。第１電力変換部は、交流と直流を双方向に変換する回路である。第１電力変換部の交流端は交流電源に、直流端はＤＣ−ＤＣ変換部にそれぞれ接続されている。

ＤＣ−ＤＣ変換部は、直流と直流を双方向に変換する回路である。ＤＣ−ＤＣ変換部は、第２電力変換部と、トランスと、第３電力変換部とを備えている。第２電力変換部は、直流と交流を双方向に変換する回路である。第２電力変換部の直流端は第１電力変換部の直流端に、交流端はトランスの１次巻線にそれぞれ接続されている。第３電力変換部は、交流と直流を双方向に変換する回路である。第３電力変換部の交流端はトランスの２次巻線に、直流端はバッテリにそれぞれ接続されている。

交流電源からバッテリに電力を供給し、バッテリを充電する場合、第１電力変換部、第２電力変換部、トランス及び第３電力変換部を介して電力を供給する。一方、バッテリから交流電源に電力を供給する場合、第３電力変換部、トランス、第２電力変換部及び第１電力変換部を介して電力を供給する。

特開２０１１−０３５９５７号公報

ところで、前述した電力変換装置において、第１電力変換部の直流端に直流負荷を接続し、直流負荷に電力を供給する構成が用いられる場合がある。交流電源が接続されていない状態で直流負荷に電力を供給する場合、第３電力変換部、トランス及び第２電力変換部を介してバッテリから直流負荷に電力を供給する。バッテリから直流負荷に供給できる最大電力を増加させようとした場合、第３電力変換部、トランス及び第２電力変換部の構成部品の電流容量や耐圧を上げなければならない。そのため、電力変換装置の体格が増大してしまう。

これに対し、バッテリから直流負荷に電力を供給する第３電力変換部、トランス及び第２電力変換部と同一の回路を、これらの回路に並列に設ける構成が考えられる。しかし、第３電力変換部、トランス及び第２電力変換部と同一の回路が複数設けられるため、やはり、電力変換装置の体格が増大してしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、体格の増大を抑え、直流負荷に供給できる電力を上げることができる電力変換装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、交流端が交流電源に、直流端が直流負荷にそれぞれ接続され、交流を直流に変換する第１電力変換回路と、直流端が第１電力変換回路の直流端に接続され、直流と交流を双方向に変換する第２電力変換回路と、１次巻線と２次巻線を有し、１次巻線が第２電力変換回路の交流端に接続される第１トランスと、交流端が第１トランスの２次巻線に、直流端がバッテリにそれぞれ接続され、交流と直流を双方向に変換する第３電力変換回路と、を備え、交流電源からバッテリに電力を供給する場合、第１電力変換回路、第２電力変換回路、第１トランス及び第３電力変換回路を介して電力を供給し、交流電源が接続されていない状態で直流負荷に電力を供給する場合、第３電力変換回路、第１トランス及び第２電力変換回路を介してバッテリから直流負荷に電力を供給する電力変換装置において、直流端がバッテリに接続され、直流を交流に変換する第４電力変換回路と、１次巻線と２次巻線を有し、１次巻線が第４電力変換回路の交流端に、２次巻線が第１電力変換回路の交流端にそれぞれ接続される第２トランスと、を有し、交流電源が接続されていない状態で直流負荷に電力を供給する場合、第４電力変換回路、第２トランス及び第１電力変換回路を介してバッテリから直流負荷に電力を供給することを特徴とする。

この構成によれば、交流電源からバッテリに電力を供給する際に用いられる第１電力変換回路を利用してバッテリから直流負荷に電力を供給する。そのため、従来のように、バッテリから直流負荷に電力を供給する第３電力変換回路、第２トランス及び第２電力変換回路と同一の回路を、これらの回路に並列に設ける場合に比べ、構成を簡素化することができる。従って、体格の増大を抑え、直流負荷に供給できる電力を上げることができる。

第１実施形態における電力変換装置の回路図である。 第１実施形態における電力変換装置の動作を説明するための交流電源が接続されていない状態の回路図である。 第２実施形態における電力変換装置の回路図である。 第２実施形態における電力変換装置の動作を説明するための回路図である。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、車両外部に設けられた交流電源、車両に搭載されたバッテリ及び直流負荷の間で電力を供給する電力変換装置に適用した例を示す。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態の電力変換装置の構成について説明する。

図１に示す電力変換装置１は、車両外部に設けられた交流電源ＡＣ１の出力する交流を直流に変換して車両に搭載されたバッテリＢ１に供給し、バッテリＢ１を充電する装置である。また、バッテリＢ１の出力する直流を交流に変換して交流電源ＡＣ１に供給する装置でもある。さらに、交流電源ＡＣ１から電力が供給されていない状態でバッテリＢ１の出力する直流を所定電圧の直流に変換し、車両に搭載された直流負荷Ｓ１に供給する装置でもある。ここで、交流電源ＡＣ１は、住宅等に設けられている商用交流電源である。バッテリＢ１は、主に車両駆動用モータに電力を供給するための高電圧のバッテリである。直流負荷Ｓ１は、直流で動作する補機である。例えば、車両に搭載された排気ガス処理装置の触媒を加熱するヒータである。電力変換装置１は、交流電源接続判定回路１００と、フィルタ回路１０１と、リアクトル１０２、１０３と、接続回路１０４と、第１電力変換回路１０５と、コンデンサ１０６と、第２電力変換回路１０７と、トランス１０８（第１トランス）と、第３電力変換回路１０９と、フィルタ回路１１０と、第４電力変換回路１１１と、トランス１１２（第２トランス）と、制御回路１１３とを備えている。

交流電源接続判定回路１００は、交流電源ＡＣ１が交流電源ＡＣ１の接続端に接続されているか否かを判定し、判定結果に応じた信号を出力するとともに、供給される交流をそのまま出力する回路である。交流電源接続判定回路１００の一端は交流電源ＡＣ１を接続するための接続端に、他端はフィルタ回路１０１にそれぞれ接続されている。また、信号出力端は、制御回路１１３に接続されている。

フィルタ回路１０１は、供給される交流に含まれる高周波成分を除去する回路である。フィルタ回路１０１の一端は交流電源接続判定回路１００の他端に、他端はリアクトル１０２、１０３にそれぞれ接続されている。

リアクトル１０２、１０３は、接続回路１０４を介して第１電力変換回路１０５に接続されることで、第１電力変換回路１０５とともに力率改善機能を有する電力変換回路を構成する素子である。また、第１電力変換回路１０５から供給される交流に含まれる高調波成分を抑制する素子でもある。リアクトル１０２、１０３の一端はフィルタ回路１０１の他端に、他端は接続回路１０４にそれぞれ接続されている。

接続回路１０４は、交流電源接続判定回路１００の判定結果に基づいて制御回路１１３によって制御され、リアクトル１０２、１０３又はトランス１１２を第１電力変換回路１０５に接続する回路である。接続回路１０４は、スイッチ１０４ａ、１０４ｂを備えている。スイッチ１０４ａの共通端は第１電力変換回路１０５に、一方の接続端はリアクトル１０２の他端に、他方の接続端はトランス１１２にそれぞれ接続されている。スイッチ１０４ｂの共通端は第１電力変換回路１０５に、一方の接続端はリアクトル１０３の他端に、他方の接続端はトランス１１２にそれぞれ接続されている。

第１電力変換回路１０５は、制御回路１１３によって制御され、交流と直流を双方向に変換する回路である。具体的には、交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する回路である。また、逆に、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する回路でもある。第１電力変換回路１０５は、ＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄ（スイッチング素子）と、ダイオード１０５ｅ〜１０５ｈとを備えている。

ＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｂ及びＩＧＢＴ１０５ｃ、１０５ｄは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｃのエミッタが、ＩＧＢＴ１０５ｂ、１０５ｄのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続されたＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｂ及び直列接続されたＩＧＢＴ１０５ｃ、１０５ｄは並列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｃのコレクタ及びＩＧＢＴ１０５ｂ、１０５ｄのエミッタがそれぞれ共通接続されている。つまり、ＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄはブリッジ接続されている。ＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｂの直列接続点及びＩＧＢＴ１０５ｃ、１０５ｄの直列接続点は、第１電力変換回路１０５の交流端を形成し、スイッチ１０４ａ、１０４ｂの共通端にそれぞれ接続されている。また、共通接続されたＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｃのコレクタ及び共通接続されたＩＧＢＴ１０５ｂ、１０５ｄのエミッタは、第１電力変換回路１０５の直流端を形成し、直流負荷Ｓ１及びコンデンサ１０６にそれぞれ接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄのゲートは、制御回路１１３にそれぞれ接続されている。

ダイオード１０５ｅ〜１０５ｈのアノードはＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄのエミッタに、カソードはＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄのコレクタにそれぞれ接続されている。つまり、ダイオード１０５ｅ〜１０５ｈは、ＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄに逆並列接続されている。

第１電力変換回路１０５は、リアクトル１０２、１０３とともに力率改善機能を有する電力変換回路を構成し、ＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｃをオフし、ＩＧＢＴ１０５ｂ、１０５ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、リアクトル１０２、１０３の一端に供給される交流の力率を改善しながら、供給される交流を直流に変換して直流端から出力する。また、ＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。さらに、ＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄをオフすることで、ダイオード１０５ｅ〜１０５ｈによって、交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する。

コンデンサ１０６は、直流を平滑化するための素子である。コンデンサ１０６の一端及び他端は、共通接続されたＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｃのコレクタ及び共通接続されたＩＧＢＴ１０５ｂ、１０５ｄのエミッタにそれぞれ接続されるとともに、直流負荷Ｓ１に接続されている。

第２電力変換回路１０７は、制御回路１１３によって制御され、直流と交流を双方向に変換する回路である。具体的には、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する回路である。また、逆に、交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する回路でもある。第２電力変換回路１０７は、ＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄ（スイッチング素子）と、ダイオード１０７ｅ〜１０７ｈとを備えている。

ＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄ及びダイオード１０７ｅ〜１０７ｈは、第１電力変換回路１０５のＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄ及びダイオード１０５ｅ〜１０５ｈと同一構成である。共通接続されたＩＧＢＴ１０７ａ、１０７ｃのコレクタ及び共通接続されたＩＧＢＴ１０７ｂ、１０７ｄのエミッタは、第２電力変換回路１０７の直流端を形成し、コンデンサ１０６の一端及び他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１０７ａ、１０７ｂの直列接続点及びＩＧＢＴ１０７ｃ、１０７ｄの直列接続点は、第２電力変換回路１０７の交流端を形成し、トランス１０８に接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄのゲートは、制御回路１１３にそれぞれ接続されている。

第２電力変換回路１０７は、ＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。また、ＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄをオフすることで、ダイオード１０７ｅ〜１０７ｈによって、交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する。

トランス１０８は、１次巻線１０８ａと２次巻線１０８ｂを有し、１次巻線１０８ａに供給される交流を所定電圧の交流に変換して２次巻線１０８ｂから出力する素子である。また、逆に、２次巻線１０８ｂに供給される交流を所定電圧の交流に変換して１次巻線１０８ａから出力する素子でもある。トランス１０８は、２次巻線１０８ｂに対する１次巻線１０８ａの巻数比が０．５〜２の範囲内の所定値になるように設定されている。１次巻線１０８ａの一端はＩＧＢＴ１０７ａ、１０７ｂの直列接続点に、他端はＩＧＢＴ１０７ｃ、１０７ｄの直列接続点にそれぞれ接続されている。２次巻線１０８ｂの一端と他端は、第３電力変換回路１０９に接続されている。

第３電力変換回路１０９は、制御回路１１３によって制御され、交流と直流を双方向に変換する回路である。具体的には、交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する回路である。また、逆に、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する回路でもある。第３電力変換回路１０９は、ＩＧＢＴ１０９ａ〜１０９ｄ（スイッチング素子）と、ダイオード１０９ｅ〜１０９ｈとを備えている。

ＩＧＢＴ１０９ａ〜１０９ｄ及びダイオード１０９ｅ〜１０９ｈは、第１電力変換回路１０５のＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄ及びダイオード１０５ｅ〜１０５ｈと同一構成である。ＩＧＢＴ１０９ａ、１０９ｂの直列接続点及びＩＧＢＴ１０９ｃ、１０９ｄの直列接続点は、第３電力変換回路１０９の交流端を形成し、２次巻線１０８ｂの一端及び他端にそれぞれ接続されている。また、共通接続されたＩＧＢＴ１０９ａ、１０９ｃのコレクタ及び共通接続されたＩＧＢＴ１０９ｂ、１０９ｄのエミッタは、第３電力変換回路１０９の直流端を形成し、フィルタ回路１０１にそれぞれ接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１０９ａ〜１０９ｄのゲートは、制御回路１１３にそれぞれ接続されている。

第３電力変換回路１０９は、ＩＧＢＴ１０９ａ〜１０９ｄをオフすることで、ダイオード１０９ｅ〜１０９ｈによって、交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する。また、ＩＧＢＴ１０９ａ〜１０９ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。

フィルタ回路１１０は、供給される直流に含まれる高周波成分を除去する回路である。フィルタ回路１１０の一端は共通接続されたＩＧＢＴ１０９ａ、１０９ｃのコレクタ及び共通接続されたＩＧＢＴ１０９ｂ、１０９ｄのエミッタにそれぞれ接続されるとともに、第４電力変換回路１１１に接続されている。また、他端はバッテリＢ１に接続されている。

第４電力変換回路１１１は、制御回路１１３によって制御され、直流を交流に変換する回路である。具体的には、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する回路である。第４電力変換回路１１１は、ＩＧＢＴ１１１ａ〜１１１ｄ（スイッチング素子）と、ダイオード１１１ｅ〜１１１ｈとを備えている。

ＩＧＢＴ１１１ａ〜１１１ｄ及びダイオード１１１ｅ〜１１１ｈは、第１電力変換回路１０５のＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄ及びダイオード１０５ｅ〜１０５ｈと同一構成である。共通接続されたＩＧＢＴ１１１ａ、１１１ｃのコレクタ及び共通接続されたＩＧＢＴ１１１ｂ、１１１ｄのエミッタは、第４電力変換回路１１１の直流端を形成し、フィルタ回路１０１の一端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１１１ａ、１１１ｂの直列接続点及びＩＧＢＴ１１１ｃ、１１１ｄの直列接続点は、第４電力変換回路１１１の交流端を形成し、トランス１１２に接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１１１ａ〜１１１ｄのゲートは、制御回路１１３にそれぞれ接続されている。

第４電力変換回路１１１は、ＩＧＢＴ１１１ａ〜１１１ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。

トランス１１２は、１次巻線１１２ａと２次巻線１１２ｂを有し、１次巻線１１２ａに供給される交流を所定電圧の交流に変換して２次巻線１１２ｂから出力する素子である。トランス１１２は、２次巻線１１２ｂに対する１次巻線１１２ａの巻数比が０．５〜２の範囲内の所定値になるように設定されている。しかも、トランス１１２の２次巻線１１２ｂに対する１次巻線１１２ａの巻数比が、トランス１０８の２次巻線１０８ｂに対する１次巻線１０８ａの巻数比の逆数である、１次巻線１０８ａに対する２次巻線１０８ｂの巻数比と異なる値に設定されている。１次巻線１１２ａの一端はＩＧＢＴ１１１ａ、１１１ｂの直列接続点に、他端はＩＧＢＴ１１１ｃ、１１１ｄの直列接続点にそれぞれ接続されている。２次巻線１１２ｂの一端はスイッチ１０４ａの他方の接続端に、他端はスイッチ１０４ｂの他方の接続端にそれぞれ接続されている。

制御回路１１３は、交流電源接続判定回路１００の判定結果に基づいて接続回路１０４を制御するとともに、各部の電圧及び電流に基づいて、第１電力変換回路１０５、第２電力変換回路１０７、第３電力変換回路１０９及び第４電力変換回路１１１を制御する回路である。制御回路１１３は、交流電源接続判定回路１００の信号出力端に接続されている。また、スイッチ１０４ａ、１０４ｂの制御端に接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄ、１０７ａ〜１０７ｄ、１０９ａ〜１０９ｄ、１１１ａ〜１１１ｄのゲートにそれぞれ接続されている。

次に、図１及び図２を参照して第１実施形態の電力変換装置の動作について説明する。

まず、交流電源ＡＣ１の出力する交流を直流に変換してバッテリＢ１に供給し、バッテリＢ１を充電する動作について説明する。

図１に示すように、交流電源ＡＣ１を接続するための接続端に、交流電源ＡＣ１が接続されている。交流電源接続判定回路１００は、交流電源ＡＣ１が接続端に接続されていると判定し、判定結果に応じた信号を出力するとともに、交流電源ＡＣ１から供給される交流をそのまま出力する。フィルタ回路１０１は、交流電源接続判定回路１００を介して交流電源ＡＣ１から供給される交流に含まれる高周波成分を除去する。

制御回路１１３は、交流電源接続判定回路１００の判定結果に基づいて交流電源ＡＣ１が接続端に接続されていると判断し、接続回路１０４を制御して、リアクトル１０２、１０３の他端を第１電力変換回路１０５の交流端に接続させる。

第１電力変換回路１０５は、接続回路１０４を介してリアクトル１０２、１０３が接続されることで、リアクトル１０２、１０３とともに力率改善機能を有する電力変換回路を構成する。第１電力変換回路１０５は、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｃをオフし、ＩＧＢＴ１０５ｂ、１０５ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、リアクトル１０２、１０３の一端に供給される交流の力率を改善しながら、供給される交流を直流に変換して直流端から出力する。コンデンサ１０６は、第１電力変換回路１０５の直流端から供給される直流を平滑化する。

第２電力変換回路１０７は、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、コンデンサ１０６によって平滑化され直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。トランス１０８は、第２電力変換回路１０７の交流端から１次巻線１０８ａに供給される交流を巻数比に応じた所定電圧の交流に変換して２次巻線１０８ｂから出力する。第３電力変換回路１０９は、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１０９ａ〜１０９ｄをオフすることで、ダイオード１０９ｅ〜１０９ｈによって、トランス１０８の２次巻線１０８ｂから交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する。フィルタ回路１１０は、第３電力変換回路１０９の直流端から供給される直流に含まれる高周波成分を除去してバッテリＢ１に供給する。

つまり、リアクトル１０２、１０３と第１電力変換回路１０５によって構成される力率改善機能を有する電力変換回路、第２電力変換回路１０７、トランス１０８及び第３電力変換回路１０９を介し、交流電源ＡＣ１の出力する交流を直流に変換してバッテリＢ１に供給し、バッテリＢ１を充電する。

次に、バッテリＢ１の出力する直流を交流に変換して交流電源ＡＣ１に供給する動作について説明する。

図１に示すように、交流電源ＡＣ１を接続するための接続端に交流電源ＡＣ１が接続されている。

交流電源接続判定回路１００は、交流電源ＡＣ１が接続端に接続されていると判定し、判定結果に応じた信号を出力する。制御回路１１３は、交流電源接続判定回路１００の判定結果に基づいて交流電源ＡＣ１が接続端に接続されていると判断し、接続回路１０４を制御して、リアクトル１０２、１０３の他端を第１電力変換回路１０５の交流端に接続させる。

フィルタ回路１１０は、バッテリＢ１から供給される直流に含まれる高周波成分を除去する。第３電力変換回路１０９は、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１０９ａ〜１０９ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、フィルタ回路１１０を介してバッテリＢ１から直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。トランス１０８は、第３電力変換回路１０９の交流端から２次巻線１０８ｂに供給される交流を巻数比に応じた所定電圧の交流に変換して１次巻線１０８ａから出力する。第２電力変換回路１０７は、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄをオフすることで、ダイオード１０７ｅ〜１０７ｈによって、トランス１０８の１次巻線１０８ａから交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する。コンデンサ１０６は、第２電力変換回路１０７の直流端から供給される直流を平滑化する。

第１電力変換回路１０５は、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、コンデンサ１０６によって平滑化され直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。リアクトル１０２、１０３は、接続回路１０４を介して第１電力変換回路１０５の交流端に接続されている。リアクトル１０２、１０３は、第１電力変換回路１０５の交流端から供給される交流に含まれる高調波成分を抑制する。フィルタ回路１０１は、リアクトル１０２、１０３を介して供給される交流に含まれる高周波成分を除去する。交流電源接続判定回路１００は、フィルタ回路１０１を介して供給される交流をそのまま交流電源ＡＣ１に供給する。

つまり、第３電力変換回路１０９、トランス１０８、第２電力変換回路１０７及び第１電力変換回路１０５を介し、バッテリＢ１の出力する直流を交流に変換して交流電源ＡＣ１に供給する。

次に、交流電源ＡＣ１から電力が供給されていない状態で、バッテリＢ１の出力する直流を所定電圧の直流に変換して直流負荷Ｓ１に供給する場合の動作について説明する。

図２に示すように、交流電源ＡＣ１を接続するための接続端に、交流電源ＡＣ１が接続されていない。交流電源接続判定回路１００は、交流電源ＡＣ１が接続端に接続されていないと判定し、判定結果に応じた信号を出力する。

制御回路１１３は、交流電源接続判定回路１００の判定結果に基づいて交流電源ＡＣ１が接続端に接続されていないと判断し、接続回路１０４を制御してトランス１１２の２次巻線１１２ｂを第１電力変換回路１０５の交流端に接続させる。

フィルタ回路１１０は、バッテリＢ１から供給される直流に含まれる高周波成分を除去する。第３電力変換回路１０９は、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１０９ａ〜１０９ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、フィルタ回路１１０を介してバッテリＢ１から直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。トランス１０８は、第３電力変換回路１０９の交流端から２次巻線１０８ｂに供給される交流を、巻数比に応じた所定電圧の交流に変換して１次巻線１０８ａから出力する。第２電力変換回路１０７は、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄをオフすることで、ダイオード１０７ｅ〜１０７ｈによって、トランス１０８の１次巻線１０８ａから交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する。

第４電力変換回路１１１は、直流負荷に供給する電力が基準電力以上のとき、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１１１ａ〜１１１ｄを所定のタイミングでスイッチングすることで、フィルタ回路１１０を介してバッテリＢ１から直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。具体的には、直流負荷に供給する電流を指示する電流指令が基準電流以上のとき、制御回路１１３によって制御され、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する。ここで、基準電力は、第３電力変換回路１０９、トランス１０８及び第２電力変換回路１０７を介して直流負荷Ｓ１に供給できる最大電力に設定されている。また、基準電流は、直流負荷Ｓ１に供給する電圧が所定電圧である場合における、基準電力に対応する電流に設定されている。

トランス１１２は、第４電力変換回路１１１の交流端から１次巻線１１２ａに供給される交流を、巻数比に応じた所定電圧の交流に変換して２次巻線１１２ｂから出力する。第１電力変換回路１０５は、制御回路１１３によって制御され、ＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄをオフすることで、ダイオード１０５ｅ〜１０５ｈによって、接続回路１０４を介してトランス１１２の２次巻線１１２ｂから交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する。コンデンサ１０６は、第２電力変換回路１０７の直流端から供給される直流、及び、第１電力変換回路１０５の直流端から供給される直流を平滑化して直流負荷Ｓ１に供給する。

ところで、トランス１０８の１次巻線１０８ａに対する２次巻線１０８ｂの巻数比と、トランス１１２の２次巻線１１２ｂに対する１次巻線１１２ａの巻数比は異なる値に設定されている。そのため、バッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する、第３電力変換回路１０９、トランス１０８及び第２電力変換回路１０７によって構成される電力変換回路と、第４電力変換回路１１１、トランス１１２及び第１電力変換回路１０５によって構成される電力変換回路は、特性が異なる。

制御回路１１３は、バッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する際、バッテリＢ１の状態に応じて、効率が最も高くなるように、第３電力変換回路１０９、トランス１０８及び第２電力変換回路１０７介して供給される電力量と、第４電力変換回路１１１、トランス１１２及び第１電力変換回路１０５介して供給される電力量を調整する。

つまり、第３電力変換回路１０９、トランス１０８及び第２電力変換回路１０７を介し、バッテリＢ１の出力する直流を所定電圧の直流に変換して直流負荷Ｓ１に供給する。しかも、直流負荷Ｓ１に供給する電力が基準電力以上のとき、さらに、第４電力変換回路１１１、トランス１１２及び第１電力変換回路１０５を介し、バッテリＢ１の出力する直流を所定電圧の直流に変換して直流負荷Ｓ１に供給する。その際、最も効率が高くなるように、第３電力変換回路１０９、トランス１０８及び第２電力変換回路１０７介して供給される電力量と、第４電力変換回路１１１、トランス１１２及び第１電力変換回路１０５を介して供給される電力量を調整する。

次に、第１実施形態の効果について説明する。

第１実施形態によれば、電力変換装置１は、第４電力変換回路１１１と、第２トランス１１２とを備えている。第４電力変換回路１１１は、直流端がバッテリＢ１に接続され、直流を交流に変換する。トランス１１２は、１次巻線１１２ａと２次巻線１１２ｂを有し、１次巻線１１２ａが第４電力変換回路１１１の交流端に、２次巻線１１２ｂが第１電力変換回路１０５の交流端にそれぞれ接続されている。そして、交流電源ＡＣ１が接続されていない状態で直流負荷Ｓ１に電力を供給する場合、第４電力変換回路１１１、第２トランス１１２及び第１電力変換回路１０５を介してバッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する。つまり、交流電源ＡＣ１からバッテリＢ１に電力を供給する際に用いられる第１電力変換回路１０５を利用してバッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する。そのため、従来のように、バッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する第３電力変換回路１０９、第２トランス１０８及び第２電力変換回路１０７と同一の回路を、これらの回路に並列に設ける場合に比べ、構成を簡素化することができる。従って、体格の増大を抑え、直流負荷Ｓ１に供給できる電力を上げることができる。

第１実施形態によれば、交流電源ＡＣ１から電力が供給されていない状態でバッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する場合、直流負荷Ｓ１に供給する電力が基準電力以上のとき、第４電力変換回路１１１、トランス１１２及び第１電力変換回路１０５を介してバッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する。そのため、直流負荷Ｓ１に供給する電力の大きさに係わらず、第４電力変換回路１１１、トランス１１２及び第１電力変換回路１０５を介してバッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する場合に比べ、これらの回路動作に伴う損失を抑えることができる。

第１実施形態によれば、電力変換装置１は、交流電源接続判定回路１００と、接続回路１０４とを備えている。交流電源接続判定回路１００は、交流電源ＡＣ１が接続端に接続されているか否かを判定する。接続回路１０４は、交流電源接続判定回路１００が、交流電源ＡＣ１が接続端に接続されていないと判定したとき、トランス１１２の２次巻線１１２ｂを第１電力変換回路１０５の交流端に接続する。そのため、交流電源ＡＣ１が接続されていないとき、第４電力変換回路、第２トランス及び第１電力変換回路を介してバッテリから直流負荷に確実に電力を供給することができる。

第１実施形態によれば、トランス１０８の１次巻線１０８ａに対する２次巻線１０８ｂの巻数比と、トランス１１２の２次巻線１１２ｂに対する１次巻線１１２ａの巻数比が異なる値に設定されている。そのため、バッテリＢ１から直流負荷Ｓ１に電力を供給する、第３電力変換回路１０９、トランス１０８及び第２電力変換回路１０７によって構成される電力変換回路と、第４電力変換回路１１１、トランス１１２及び第１電力変換回路１０５によって構成される電力変換回路は特性が異なる。従って、第３電力変換回路１０９、トランス１０８及び第２電力変換回路１０７を介してバッテリＢ１から直流負荷Ｓ１供給される電力量と、第４電力変換回路１１１、トランス１１２及び第１電力変換回路１０５を介してバッテリＢ１から直流負荷Ｓ１供給される電力量を適切に調整することで、効率を向上させることができる。

第１実施形態によれば、トランス１０８、１１２は、２次巻線１０８ｂ、１１２ｂに対する１次巻線１０８ａ、１１２ａの巻数比が０．５〜２の範囲内になるように設定されている。つまり、巻数比が比較的１に近い値となるように設定されている。そのため、巻数比が大きい場合に比べ、トランスの特性のばらつきを抑えることができる。

第１実施形態によれば、第２電力変換回路１０７及び第３電力変換回路１０９は、ダイオード１０７ｅ〜１０７ｈ、１０９ｅ〜１０９ｈが逆並列接続されたＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄ、１０９ａ〜１０９ｄをブリッジ接続して構成されている。そのため、直流と交流、交流と直流を双方向に確実に変換することができる。

第１実施形態によれば、第１電力変換回路１０５は、交流と直流を双方向に変換する。そのため、第３電力変換回路１０９、トランス１０８、第２電力変換回路１０７及び第１電力変換回路１０５を介してバッテリＢ１から交流電源ＡＣ１に電力を供給することができる。

第１実施形態によれば、第１電力変換回路１０５は、ダイオード１０５ｅ〜１０５ｈが逆並列接続されたＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄをブリッジ接続して構成されている。そのため、交流と直流を双方向に確実に変換することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電力変換装置について説明する。第２実施形態の電力変換装置は、第１実施形態の電力変換装置が、交流電源からバッテリに電力を供給する際、第１電力変換回路、第２電力変換回路、第１トランス及び第３電力変換回路を介して電力を供給するのに対して、それ以外に、第２電力変換回路、第１電力変換回路、第２トランス及び第４電力変換回路を介して電力を供給することができるようにしたものである。

まず、図３を参照して第２実施形態の電力変換装置の構成について説明する。

図３に示す電力変換装置１は、車両外部に設けられた交流電源ＡＣ２の出力する交流を直流に変換して車両に搭載されたバッテリＢ２に供給し、バッテリＢ２を充電する装置である。また、バッテリＢ２の出力する直流を交流に変換して交流電源ＡＣ２に供給する装置でもある。さらに、交流電源ＡＣ２から電力が供給されていない状態でバッテリＢ２の出力する直流を所定電圧の直流に変換し、車両に搭載された直流負荷Ｓ２に供給する装置でもある。ここで、交流電源ＡＣ２、バッテリＢ２及び直流負荷Ｓ２は、第１実施形態の交流電源ＡＣ１、バッテリＢ１及び直流負荷Ｓ１と同一のものである。電力変換装置２は、交流電源接続判定回路２００と、フィルタ回路２０１と、リアクトル２０２、２０３と、接続回路２０４と、第１電力変換回路２０５と、コンデンサ２０６と、第２電力変換回路２０７と、トランス２０８（第１トランス）と、第３電力変換回路２０９と、フィルタ回路２１０と、第４電力変換回路２１１と、トランス２１２（第２トランス）と、制御回路２１３とを備えている。

交流電源接続判定回路２００、フィルタ回路２０１及びリアクトル２０２、２０３は、第１実施形態の交流電源接続判定回路１００、フィルタ回路１０１及びリアクトル１０２、１０３と同一のものであり、同一構成である。

接続回路２０４は、交流電源接続判定回路２００の判定結果に基づいて制御回路２１３によって制御され、リアクトル２０２、２０３又はトランス２１２を第１電力変換回路２０５に接続するとともに、リアクトル２０２、２０３又はトランス２０８を第２電力変換回路２０７に接続する回路である。接続回路２０４は、スイッチ２０４ａ〜２０４ｄを備えている。スイッチ２０４ａ、２０４ｂは、第１実施形態のスイッチ１０４ａ、１０４ｂと同一のものであり、同一構成である。スイッチ２０４ｃの共通端は第２電力変換回路２０７に、一方の接続端はリアクトル２０２の他端に、他方の接続端はトランス２０８にそれぞれ接続されている。スイッチ２０４ｄの共通端は第２電力変換回路２０７に、一方の接続端はリアクトル２０３の他端に、他方の接続端はトランス２０８にそれぞれ接続されている。

第１電力変換回路２０５は、第１実施形態の第１電力変換回路１０５と同一のものである。第１電力変換回路２０５は、ＩＧＢＴ２０５ａ〜２０５ｄ（スイッチング素子）と、ダイオード２０５ｅ〜２０５ｈとを備えている。ＩＧＢＴ２０５ａ〜２０５ｄ及びダイオード２０５ｅ〜２０５ｈは、第１実施形態のＩＧＢＴ１０５ａ〜１０５ｄ及びダイオード１０５ｅ〜１０５ｈと同一構成である。

コンデンサ２０６は、第１実施形態のコンデンサ１０６と同一のものであり、同一構成である。

第２電力変換回路２０７は、第１実施形態の第２電力変換回路１０７と同一のものである。第２電力変換回路２０７は、ＩＧＢＴ２０７ａ〜２０７ｄ（スイッチング素子）と、ダイオード２０７ｅ〜２０７ｈとを備えている。ＩＧＢＴ２０７ａ〜２０７ｄ及びダイオード２０７ｅ〜２０７ｈは、第１実施形態のＩＧＢＴ１０７ａ〜１０７ｄ及びダイオード１０７ｅ〜１０７ｈと同一構成である。

トランス２０８は、第１実施形態のトランス１０８と同一のものである。１次巻線２０８ａの一端はスイッチ２０４ｃの他方の接続端に、他端はスイッチ２０４ｄの他方の接続端にそれぞれ接続されている。２次巻線２０８ｂの一端と他端は、第３電力変換回路２０９に接続されている。

第３電力変換回路２０９は、第１実施形態の第３電力変換回路１０９と同一のものである。第３電力変換回路２０９は、ＩＧＢＴ２０９ａ〜２０９ｄ（スイッチング素子）と、ダイオード２０９ｅ〜２０９ｈとを備えている。ＩＧＢＴ２０９ａ〜２０９ｄ及びダイオード２０９ｅ〜２０９ｈは、第１実施形態のＩＧＢＴ１０９ａ〜１０９ｄ及びダイオード１０９ｅ〜１０９ｈと同一構成である。

フィルタ回路２１０は、第１実施形態のフィルタ回路１１０と同一のものであり、同一構成である。

第４電力変換回路２１１は、制御回路２１３によって制御され、直流と交流を双方向に変換する回路である。具体的には、交流端に供給される交流を直流に変換して直流端から出力する回路である。また、逆に、直流端に供給される直流を交流に変換して交流端から出力する回路でもある。第４電力変換回路２１１は、ＩＧＢＴ２１１ａ〜２１１ｄ（スイッチング素子）と、ダイオード２１１ｅ〜２１１ｈとを備えている。ＩＧＢＴ２１１ａ〜２１１ｄ及びダイオード２１１ｅ〜２１１ｈは、第１実施形態のＩＧＢＴ１１１ａ〜１１１ｄと及びダイオード１１１ｅ〜１１１ｈと同一構成である。

トランス２１２は、１次巻線２１２ａと２次巻線２１２ｂを有し、１次巻線２１２ａに供給される交流を所定電圧の交流に変換して２次巻線２１２ｂから出力する素子である。また、逆に、２次巻線２１２ｂに供給される交流を所定電圧の交流に変換して１次巻線２１２ａから出力する素子でもある。トランス２１２は、第１実施形態のトランス１１２と同一のものである。１次巻線２１２ａ及び２次巻線２１２ｂは、第１実施形態の１次巻線１１２ａ及び２次巻線１１２ｂと同一構成である。

制御回路２１３は、交流電源接続判定回路２００の判定結果に基づいて接続回路２０４を制御するとともに、各部の電圧及び電流に基づいて、第１電力変換回路２０５、第２電力変換回路２０７、第３電力変換回路２０９及び第４電力変換回路２１１を制御する回路である。制御回路２１３は、交流電源接続判定回路２００の信号出力端に接続されている。また、スイッチ２０４ａ〜２０４ｄの制御端に接続されている。さらに、ＩＧＢＴ２０５ａ〜２０５ｄ、２０７ａ〜２０７ｄ、２０９ａ〜２０９ｄ、２１１ａ〜２１１ｄのゲートにそれぞれ接続されている。

次に、図３及び図４を参照して第２実施形態の電力変換装置の動作について説明する。

まず、交流電源ＡＣ２の出力する交流を直流に変換してバッテリＢ２に供給し、バッテリＢ２を充電する動作について説明する。

図３に示すように、交流電源ＡＣ２を接続するための接続端に、交流電源ＡＣ２が接続されている。交流電源接続判定回路２００は、交流電源ＡＣ２が接続端に接続されていると判定し、判定結果に応じた信号を出力するとともに、交流電源ＡＣ２から供給される交流をそのまま出力する。

ところで、トランス２０８の２次巻線２０８ｂに対する１次巻線２０８ａの巻数比と、トランス２１２の１次巻線２１２ａに対する２次巻線２１２ｂの巻数比は異なる値に設定されている。そのため、交流電源ＡＣ２からバッテリＢ２に電力を供給する、第１電力変換回路、第２電力変換回路、トランス及び第３電力変換回路によって構成される電力変換回路と、第２電力変換回路、第１電力変換回路、トランス及び第４電力変換回路によって構成される電力変換回路は、特性が異なる。

制御回路２１３は、交流電源接続判定回路２００の判定結果に基づいて交流電源ＡＣ２が接続端に接続されていると判断する。そして、バッテリＢ２の状態に応じて、効率が最も高くなるように、第１電力変換回路２０５、第２電力変換回路２０７、トランス２０８及び第３電力変換回路２０９を介して電力を供給するか、第２電力変換回路２０７、第１電力変換回路２０５、トランス２１２及び第４電力変換回路２１１を介して電力を供給するか判断し、接続回路２０４を制御する。

第１電力変換回路２０５、第２電力変換回路２０７、トランス２０８及び第３電力変換回路２０９を介して電力を供給すると判断した場合、制御回路２１３は、接続回路２０４を制御して、リアクトル２０２、２１３の他端を第１電力変換回路２０５の交流端に接続させるとともに、トランス２０８の１次巻線２０８ａを第２電力変換回路２０７の交流端に接続させる。そして、第１電力変換回路２０５、第２電力変換回路２０７及び第３電力変換回路２０９を制御する。これにより、第１電力変換回路２０５、第２電力変換回路２０７、トランス２０８及び第３電力変換回路２０９を介して交流電源ＡＣ２からバッテリＢ２に電力が供給される。

一方、第２電力変換回路２０７、第１電力変換回路２０５、トランス２１２及び第４電力変換回路２１１を介して電力を供給すると判断した場合、図４に示すように、制御回路２１３は、接続回路２０４を制御して、リアクトル２０２、２１３の他端を第２電力変換回路２０７の交流端に接続させるとともに、トランス２１２の１次巻線２１２ａを第１電力変換回路２０５の交流端に接続させる。そして、第１電力変換回路２０５、第２電力変換回路２０７及び第４電力変換回路２１１を制御する。これにより、第２電力変換回路２０７、第１電力変換回路２０５、トランス２１２及び第４電力変換回路２１１を介して交流電源ＡＣ２からバッテリＢ２に電力が供給される。

バッテリＢ２の出力する直流を交流に変換して交流電源ＡＣ２に供給する動作については、接続回路２０４によって、第２電力変換回路２０７の交流端がトランス２０８の１次巻線２０８ａに接続されることを除いて第１実施形態と同様であるため説明を省略する。また、交流電源ＡＣ２から電力が供給されていない状態で、バッテリＢ２の出力する直流を所定電圧の直流に変換して直流負荷Ｓ２に供給する動作についても、接続回路２０４によって、第２電力変換回路２０７の交流端がトランス２０８の１次巻線２０８ａに接続されることを除いて第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

次に、第２実施形態の電力変換装置の効果について説明する。

第２実施形態によれば、接続回路２０４は、交流電源接続判定回路２００が、交流電源ＡＣ２が接続されていないと判定したとき、トランス２１２の２次巻線２１２ｂを第１電力変換回路２０５の交流端に接続するとともに、トランス２０８の１次巻線２０８ａを第２電力変換回路２０７の交流端に接続する。そのため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

第２実施形態によれば、接続回路２０４は、交流電源接続判定回路２００が、交流電源ＡＣ２が接続されていると判定したとき、交流電源ＡＣ２を第１電力変換回路２０５の交流端又は第２電力変換回路２０７の交流端に接続する。第４電力変換回路２１１は、第１実施形態の第４電力変換回路１１１と異なり、直流と交流を双方に変換することができる。そのため、交流電源ＡＣ２からバッテリＢ２に電力を供給する場合、第１電力変換回路２０５、第２電力変換回路２０７、トランス２０８及び第３電力変換回路２０９を介して電力を供給するか、第２電力変換回路２０７、第１電力変換回路２０５、トランス２１２及び第４電力変換回路２１１を介して電力を供給するか選択することができる。

第２実施形態によれば、トランス２０８の２次巻線２０８ｂに対する１次巻線２０８ａの巻数比と、トランス２１２の１次巻線２１２ａに対する２次巻線２１２ｂの巻数比は異なる値に設定されている。そのため、交流電源ＡＣ２からバッテリＢ２に電力を供給する、第１電力変換回路２０５、第２電力変換回路２０７、トランス２０８及び第３電力変換回路２０９によって構成される電力変換回路と、第２電力変換回路２０７、第１電力変換回路２０５、トランス２１２及び第４電力変換回路２１１によって構成される電力変換回路は、特性が異なる。従って、交流電源ＡＣ２からバッテリＢ２に電力を供給する際、バッテリＢ２の状態に応じて効率のよい回路を選択して電力を供給することができる。

第２実施形態によれば、第４電力変換回路２１１は、ダイオード２１１ｅ〜２１１ｈが逆並列接続されたＩＧＢＴ２１１ａ〜２１１ｄをブリッジ接続して構成されている。そのため、交流と直流を双方向に確実に変換することができる。

１・・・電力変換装置、１００・・・交流電源接続判定回路、１０１・・・フィルタ回路、１０２、１０３・・・リアクトル、１０４・・・接続回路、１０５・・・第１電力変換回路、１０６・・・コンデンサ、１０７・・・第２電力変換回路、１０８・・・トランス（第１トランス）、１０９・・・第３電力変換回路、１１０・・・フィルタ回路、１１１・・・第４電力変換回路、１１２・・・トランス（第２トランス）、１１３・・・制御回路

Claims (10)

1. 交流端が交流電源に、直流端が直流負荷にそれぞれ接続され、交流を直流に変換する第１電力変換回路（１０５、２０５）と、
   直流端が前記第１電力変換回路の直流端に接続され、直流と交流を双方向に変換する第２電力変換回路（１０７、２０７）と、
   １次巻線と２次巻線を有し、１次巻線が前記第２電力変換回路の交流端に接続される第１トランス（１０８、２０８）と、
   交流端が前記第１トランスの２次巻線に、直流端がバッテリにそれぞれ接続され、交流と直流を双方向に変換する第３電力変換回路（１０９、２０９）と、
   を備え、前記交流電源から前記バッテリに電力を供給する場合、前記第１電力変換回路、前記第２電力変換回路、前記第１トランス及び前記第３電力変換回路を介して電力を供給し、前記交流電源が接続されていない状態で前記直流負荷に電力を供給する場合、前記第３電力変換回路、前記第１トランス及び前記第２電力変換回路を介して前記バッテリから前記直流負荷に電力を供給する電力変換装置において、
   直流端が前記バッテリに接続され、直流を交流に変換する第４電力変換回路（１１１、２１１）と、
   １次巻線と２次巻線を有し、１次巻線が前記第４電力変換回路の交流端に、２次巻線が前記第１電力変換回路の交流端にそれぞれ接続される第２トランス（１１２、２１２）と、
   を有し、前記交流電源が接続されていない状態で前記直流負荷に電力を供給する場合、前記第４電力変換回路、前記第２トランス及び前記第１電力変換回路を介して前記バッテリから前記直流負荷に電力を供給することを特徴とする電力変換装置。
2. 前記直流負荷に供給する電力が基準電力以上のとき、前記第４電力変換回路、前記第２トランス及び前記第１電力変換回路を介して前記バッテリから前記直流負荷に電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記交流電源が接続されているか否かを判定する交流電源接続判定回路（１００、２００）と、
   前記交流電源接続判定回路が、前記交流電源が接続されていないと判定したとき、前記第２トランスの２次巻線を前記第１電力変換回路の交流端に接続する接続回路（１０４、２０４）と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 前記第１トランスの１次巻線に対する２次巻線の巻数比と、前記第２トランスの２次巻線に対する１次巻線の巻数比が、異なる値に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
5. 前記第１トランス及び前記第２トランスは、２次巻線に対する１次巻線の巻数比が０．５〜２の範囲内になるように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
6. 前記第２電力変換回路及び前記第３電力変換回路は、ダイオードが逆並列接続されたスイッチング素子をブリッジ接続して構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
7. 前記第１電力変換回路は、交流と直流を双方向に変換することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
8. 前記第１電力変換回路は、ダイオードが逆並列接続されたスイッチング素子をブリッジ接続して構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
9. 前記第４電力変換回路（２１１）は、直流と交流を双方に変換し、
   前記交流電源から前記バッテリに電力を供給する場合、前記第１電力変換回路、前記第２電力変換回路、前記第１トランス及び前記第３電力変換回路を介して電力を供給、又は、前記第２電力変換回路、前記第１電力変換回路、前記第２トランス及び前記第４電力変換回路を介して電力を供給することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
10. 前記第４電力変換回路は、ダイオードが逆並列接続されたスイッチング素子をブリッジ接続して構成されていることを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。

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