JP2019161724A - Converter device - Google Patents

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Abstract

To reduce an input/output ripple current while keeping a turn-off loss small.SOLUTION: A converter device includes: a circuit on a first winding 2a side including a transformer 2 having a first winding 2a and a second winding 2b, an inductor 8, a series switch part 7 having switches 7a, 7b, a series circuit part 9 having a switch 9a and a capacitor 9b, and a series circuit part 10 having a switch 10a and a capacitor 10b; a circuit on a second winding 2b side including an inductor 12, a series switch part 11 having switches 11a, 11b, a series circuit part 13 having a switch 13 and a capacitor 13b, and a series circuit part 14 having a switch 14a and a capacitor 14b; an LC resonance circuit 15 inserted and connected between the circuit on the first winding 2a side and the first winding 2a; and a control part 16 which performs switching control on each of switches 7a to 14a.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の直流電源間に配設されて、これらの直流電源のうちの任意の直流電源間での電力のやり取りを可能とするコンバータ装置に関するものである。   The present invention relates to a converter device that is arranged between a plurality of DC power supplies and enables power to be exchanged between arbitrary DC power supplies among these DC power supplies.

この種のコンバータ装置として、下記の非特許文献1に開示されたコンバータ装置(DC−DCコンバータ)が知られている。このコンバータ装置は、直流電源の数と同数の巻線が形成された1つのトランスと、フルブリッジ接続された4つのスイッチング素子(FET)で構成されて各巻線に接続された直流電源の数と同数のスイッチング回路とを備えている。これにより、複数の直流電源のうちの任意の一対の直流電源は、デュアルアクティブブリッジ形式のコンバータを介して接続される構成となっている。また、この構成により、このコンバータ装置では、複数の直流電源のうちの任意の1つの直流電源から、他の直流電源のうちの任意の直流電源に電力を供給することが可能になっている。   As this type of converter device, a converter device (DC-DC converter) disclosed in Non-Patent Document 1 below is known. This converter device includes one transformer having the same number of windings as the number of DC power supplies, and four switching elements (FETs) connected in a full bridge, and the number of DC power supplies connected to each winding. And the same number of switching circuits. Thus, an arbitrary pair of DC power sources among the plurality of DC power sources are connected via a dual active bridge type converter. Also, with this configuration, in this converter device, power can be supplied from any one DC power source among a plurality of DC power sources to any DC power source among other DC power sources.

A Multi-Directional Power Converter for a Hybrid Renewable Energy Distributed Generation System with Battery Storage、2006,IPEMCA Multi-Directional Power Converter for a Hybrid Renewable Energy Distributed Generation System with Battery Storage, 2006, IPEMC

ところが、上記のコンバータ装置には、以下のような解決すべき課題が存在している。具体的には、このコンバータ装置では、デュアルアクティブブリッジ形式のコンバータを有する構成であって、フルブリッジ接続された4つのスイッチング素子で構成される2つのスイッチ回路(フルブリッジ回路)間にインダクタ(上記のコンバータ装置ではトランスの漏れインダクタンスで代用されている)が配設される構成のため、このコンバータ装置には、直流電源から流入する電流および直流電流へ流出する電流に生じるリップル電流(入出力のリップル電流)が大きいという課題が存在している。また、このコンバータ装置では、各スイッチ回路(フルブリッジ回路)を構成するスイッチング素子が自身に流れる電流のピーク時にターンオフする構成のため、このコンバータ装置には、ターンオフ損失が大きいという課題も存在している。   However, the above converter device has the following problems to be solved. Specifically, in this converter device, a dual active bridge type converter is provided, and an inductor (above-mentioned) is provided between two switch circuits (full bridge circuits) constituted by four switching elements connected in a full bridge. In this converter device, a ripple current (input / output of the input / output) is generated in the current flowing from the DC power source and the current flowing into the DC current. There is a problem that the ripple current) is large. Further, in this converter device, since the switching elements constituting each switch circuit (full bridge circuit) are turned off at the peak of the current flowing through the converter device, there is a problem that the converter device has a large turn-off loss. Yes.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、ターンオフ損失を小さく抑えつつ、入出力のリップル電流を低減し得るコンバータ装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and a main object of the present invention is to provide a converter device capable of reducing input / output ripple current while keeping turn-off loss small.

上記目的を達成すべく、本発明に係るコンバータ装置は、第1巻線および第2巻線が形成されたトランスと、一対の第1直流端子部と、一対の第1接続ラインを介して前記第1巻線に接続された一対の第1交流端子部と、一対の第2直流端子部と、一対の第2接続ラインを介して前記第2巻線に接続された一対の第2交流端子部と、前記一対の第1交流端子部のうちの一方の第1交流端子部で互いに接続された第1スイッチおよび第2スイッチで構成されて、一方の端部が第1電力ラインを介して前記一対の第1直流端子部のうちの一方の第1直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第2電力ラインを介して前記一対の第1直流端子部のうちの他方の第1直流端子部に接続された第1直列スイッチ部と、前記第1電力ラインおよび前記第2電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第1インダクタと、直列接続された第3スイッチおよび第1キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第1直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第1交流端子部のうちの他方の第1交流端子部に接続された第1直列回路部と、直列接続された第4スイッチおよび第2キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第1交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第1直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第2直列回路部と、前記一対の第2交流端子部のうちの一方の第2交流端子部で互いに接続された第5スイッチおよび第6スイッチで構成されて、一方の端部が第3電力ラインを介して前記一対の第2直流端子部のうちの一方の第2直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第4電力ラインを介して前記一対の第2直流端子部のうちの他方の第2直流端子部に接続された第2直列スイッチ部と、前記第3電力ラインおよび前記第4電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第2インダクタと、直列接続された第7スイッチおよび第3キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第2直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第2交流端子部のうちの他方の第2交流端子部に接続された第3直列回路部と、直列接続された第8スイッチおよび第4キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第2交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第2直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第4直列回路部と、前記一対の第1接続ラインおよび前記一対の第2接続ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続されたLC共振回路と、前記第1スイッチから前記第8スイッチに対するスイッチング制御を実行することにより、前記一対の第1直流端子部および前記一対の第2直流端子部間で相互に電力を供給させる制御部とを備えている。   In order to achieve the above object, a converter device according to the present invention includes a transformer in which a first winding and a second winding are formed, a pair of first DC terminal portions, and a pair of first connection lines. A pair of first AC terminals connected to the first winding, a pair of second DC terminals, and a pair of second AC terminals connected to the second winding via a pair of second connection lines And a first switch and a second switch connected to each other at one first AC terminal portion of the pair of first AC terminal portions, and one end portion of the first AC terminal portion via the first power line The other first end of the pair of first DC terminal portions is connected to one first DC terminal portion of the pair of first DC terminal portions, and the other end portion is connected to the first power source terminal via the second power line. A first series switch connected to a direct current terminal, the first power line and the second A first inductor inserted into and connected to at least one of the force lines, a third switch and a first capacitor connected in series, and one end of the first series switch unit being one end of the first series switch unit; And a first series circuit portion whose other end is connected to the other first AC terminal portion of the pair of first AC terminal portions, a fourth switch and a second capacitor connected in series A second series circuit portion having one end connected to the other first AC terminal portion and the other end connected to the other end portion of the first series switch portion; The fifth switch and the sixth switch are connected to each other at one second AC terminal portion of the pair of second AC terminal portions, and one end portion of the pair is connected via the third power line. One of the second DC terminal portions of A second series switch section connected to the second DC terminal section and having the other end connected to the other second DC terminal section of the pair of second DC terminal sections via a fourth power line; , A second inductor inserted and connected to at least one of the third power line and the fourth power line, a seventh switch and a third capacitor connected in series, one end of the second power line A third series circuit unit connected to the one end of the two series switch unit and having the other end connected to the other second AC terminal unit of the pair of second AC terminal units; Consists of an eighth switch and a fourth capacitor connected, one end is connected to the other second AC terminal and the other end is the other end of the second series switch unit A fourth series circuit connected to the front, The LC resonance circuit inserted and connected to at least one of the pair of first connection lines and the pair of second connection lines, and switching control from the first switch to the eighth switch, thereby executing the pair of pairs. And a control unit that supplies power to each other between the first DC terminal unit and the pair of second DC terminal units.

これにより、第1スイッチ〜第8スイッチのすべてのスイッチでのターンオフ損失を小さく抑えつつ、第1直流電源から第2直流電源への電力伝送と共に第2直流電源から第1直流電源への電力伝送を実行することができる。また、第1直流端子部側の第1インダクタと第2直流端子部側の第2インダクタとを備えたことにより、第1直流端子部および第2直流端子部を介して入出力する電流のリップル電流を低減することができる。   As a result, power transmission from the first DC power source to the second DC power source and power transmission from the second DC power source to the first DC power source are suppressed while minimizing turn-off loss in all of the first to eighth switches. Can be executed. In addition, since the first inductor on the first DC terminal portion side and the second inductor on the second DC terminal portion side are provided, the ripple of current input / output via the first DC terminal portion and the second DC terminal portion The current can be reduced.

また、本発明に係るコンバータ装置は、第1巻線、第2巻線および第3巻線が形成されたトランスと、一対の第1直流端子部と、一対の第1接続ラインを介して前記第1巻線に接続された一対の第1交流端子部と、一対の第2直流端子部と、一対の第2接続ラインを介して前記第2巻線に接続された一対の第2交流端子部と、一対の第3直流端子部と、一対の第3接続ラインを介して前記第3巻線に接続された一対の第3交流端子部と、前記一対の第1交流端子部のうちの一方の第1交流端子部で互いに接続された第1スイッチおよび第2スイッチで構成されて、一方の端部が第1電力ラインを介して前記一対の第1直流端子部のうちの一方の第1直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第2電力ラインを介して前記一対の第1直流端子部のうちの他方の第1直流端子部に接続された第1直列スイッチ部と、前記第1電力ラインおよび前記第2電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第1インダクタと、直列接続された第3スイッチおよび第1キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第1直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第1交流端子部のうちの他方の第1交流端子部に接続された第1直列回路部と、直列接続された第4スイッチおよび第2キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第1交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第1直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第2直列回路部と、前記一対の第2交流端子部のうちの一方の第2交流端子部で互いに接続された第5スイッチおよび第6スイッチで構成されて、一方の端部が第3電力ラインを介して前記一対の第2直流端子部のうちの一方の第2直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第4電力ラインを介して前記一対の第2直流端子部のうちの他方の第2直流端子部に接続された第2直列スイッチ部と、前記第3電力ラインおよび前記第4電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第2インダクタと、直列接続された第7スイッチおよび第3キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第2直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第2交流端子部のうちの他方の第2交流端子部に接続された第3直列回路部と、直列接続された第8スイッチおよび第4キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第2交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第2直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第4直列回路部と、前記一対の第3交流端子部のうちの一方の第3交流端子部で互いに接続された第9スイッチおよび第10スイッチで構成されて、一方の端部が第5電力ラインを介して前記一対の第3直流端子部のうちの一方の第3直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第6電力ラインを介して前記一対の第3直流端子部のうちの他方の第3直流端子部に接続された第3直列スイッチ部と、前記第5電力ラインおよび前記第6電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第3インダクタと、直列接続された第11スイッチおよび第5キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第3直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第3交流端子部のうちの他方の第3交流端子部に接続された第5直列回路部と、直列接続された第12スイッチおよび第6キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第3交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第3直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第6直列回路部と、前記一対の第1接続ライン、前記一対の第2接続ラインおよび前記一対の第3接続ラインのうちの少なくとも1つに挿入接続されたLC共振回路と、前記第1スイッチから前記第12スイッチに対するスイッチング制御を実行することにより、前記一対の第1直流端子部、前記一対の第2直流端子部および前記一対の第3直流端子部間で相互に電力を供給させる制御部とを備えている。   Further, the converter device according to the present invention includes the transformer formed with the first winding, the second winding, and the third winding, the pair of first DC terminal portions, and the pair of first connection lines. A pair of first AC terminals connected to the first winding, a pair of second DC terminals, and a pair of second AC terminals connected to the second winding via a pair of second connection lines A pair of third AC terminal portions connected to the third winding via a pair of third connection lines, and a pair of first AC terminal portions. A first switch and a second switch are connected to each other at one first AC terminal portion, and one end portion of one of the pair of first DC terminal portions is connected via a first power line. 1 DC terminal part, and the other end is connected to the pair of first DC terminal parts via the second power line A first series switch connected to the other first DC terminal, and a first inductor inserted and connected to at least one of the first power line and the second power line. The first switch is composed of a third switch and a first capacitor, one end of which is connected to the one end of the first series switch unit and the other end of the pair of first AC terminal units. It comprises a first series circuit portion connected to the other first AC terminal portion, a fourth switch and a second capacitor connected in series, and one end portion is connected to the other first AC terminal portion. And the second series circuit portion whose other end is connected to the other end of the first series switch portion and one second AC terminal portion of the pair of second AC terminal portions. Connected fifth switch and The switch is configured such that one end is connected to one second DC terminal portion of the pair of second DC terminal portions via a third power line, and the other end is a fourth power line. A second series switch connected to the other second DC terminal of the pair of second DC terminals via at least one of the third power line and the fourth power line A second inductor connected to the second switch; a seventh switch and a third capacitor connected in series; and one end connected to the one end of the second series switch and the other end Is composed of a third series circuit portion connected to the other second AC terminal portion of the pair of second AC terminal portions, an eighth switch and a fourth capacitor connected in series, and one end portion Is connected to the other second AC terminal. And a fourth series circuit portion whose other end is connected to the other end of the second series switch portion, and one third AC terminal portion of the pair of third AC terminal portions. It is composed of a ninth switch and a tenth switch connected to each other, and one end is connected to one third DC terminal part of the pair of third DC terminal parts via a fifth power line, And a third series switch part whose other end is connected to the other third DC terminal part of the pair of third DC terminal parts via a sixth power line, the fifth power line and the fifth power line A third inductor inserted and connected to at least one of the six power lines; an eleventh switch connected in series; and a fifth capacitor; one end of the third series switch unit Connected to the other end Is composed of a fifth series circuit portion connected to the other third AC terminal portion of the pair of third AC terminal portions, a twelfth switch and a sixth capacitor connected in series, and one end portion Is connected to the other third AC terminal portion and the other end portion is connected to the other end portion of the third series switch portion, the sixth series circuit portion, and the pair of first connection lines, The LC resonance circuit inserted and connected to at least one of the pair of second connection lines and the pair of third connection lines, and by performing switching control from the first switch to the twelfth switch, A pair of first DC terminal units, a pair of second DC terminal units, and a control unit that supplies power to each other between the pair of third DC terminal units.

これにより、第1スイッチ〜第12スイッチのすべてのスイッチでのターンオフ損失を小さく抑えつつ、第1直流電源から第2直流電源および第3直流電源への電力伝送、第2直流電源から第1直流電源および第3直流電源への電力伝送、並びに第3直流電源から第1直流電源および第2直流電源への電力伝送を実行することができる。また、第1直流端子部側の第1インダクタと第2直流端子部側の第2インダクタと第3直流端子部側の第3インダクタとを備えたことにより、第1直流端子部、第2直流端子部および第3直流端子部を介して入出力する電流のリップル電流を低減することができる。   As a result, power transmission from the first DC power source to the second DC power source and the third DC power source, and from the second DC power source to the first DC current, while suppressing turn-off loss in all the switches from the first switch to the twelfth switch, are reduced. Power transmission from the power source to the third DC power source and power transmission from the third DC power source to the first DC power source and the second DC power source can be performed. Further, the first DC terminal section, the second DC terminal section, the second DC terminal section side second inductor, and the third DC terminal section side third inductor are provided. The ripple current of the current input / output via the terminal part and the third DC terminal part can be reduced.

本発明によれば、各直流端子部に接続される直流電源のうちの任意の1つの直流電源から他の直流電源への電力伝送(電力の供給)を可能としつつ、各スイッチでのターンオフ損失を小さく抑えると共に各直流端子部を介して入出力する電流のリップル電流を低減することができる。   According to the present invention, it is possible to transmit power (supply of power) from any one DC power source among DC power sources connected to each DC terminal unit to another DC power source, and to turn off loss at each switch. As well as the ripple current of the current that is input / output via each DC terminal.

コンバータ装置1Aの構成図である。It is a block diagram of converter apparatus 1A. コンバータ装置1A,1Bの第1動作を説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining the 1st operation of converter devices 1A and 1B. コンバータ装置1Aの図2における期間T1での動作を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating operation | movement in the period T1 in FIG. 2 of 1 A of converter apparatuses. コンバータ装置1Aの図2における期間T2での動作を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the operation | movement in the period T2 in FIG. 2 of converter apparatus 1A. コンバータ装置1Aの図2における期間T3での動作を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the operation | movement in the period T3 in FIG. 2 of converter apparatus 1A. コンバータ装置1Aの図2における期間T4での動作を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating operation | movement in the period T4 in FIG. 2 of 1 A of converter apparatuses. コンバータ装置1Aの図2における期間T5での動作を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating operation | movement in the period T5 in FIG. 2 of 1 A of converter apparatuses. コンバータ装置1Aの図2における期間T6での動作を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating operation | movement in the period T6 in FIG. 2 of converter apparatus 1A. コンバータ装置1A,1Bの第2動作を説明するための駆動信号S1〜S12の波形図である。It is a wave form chart of drive signals S1-S12 for explaining the 2nd operation of converter devices 1A and 1B. コンバータ装置1Bの第3動作を説明するための駆動信号S1〜S12の波形図である。It is a wave form chart of drive signals S1-S12 for explaining the 3rd operation of converter device 1B. コンバータ装置1Bの構成図である。It is a block diagram of converter apparatus 1B.

以下、コンバータ装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of a converter device will be described with reference to the drawings.

まず、コンバータ装置の一例としてのコンバータ装置1Aの構成について図1を参照して説明する。このコンバータ装置1Aは、トランス2、一対の第1直流端子部3a,3b、一対の第1交流端子部4a,4b、一対の第2直流端子部5a,5b、一対の第2交流端子部6a,6b、第1直列スイッチ部7、第1インダクタ8、第1直列回路部9、第2直列回路部10、第2直列スイッチ部11、第2インダクタ12、第3直列回路部13、第4直列回路部14、LC共振回路15、および制御部16を備え、一対の第1直流端子部3a,3bおよび一対の第2直流端子部5a,5b間(例えば、一対の第1直流端子部3a,3bに接続された第1直流電源PS1および一対の第2直流端子部5a,5bに接続された第2直流電源PS2間)で相互に電力を供給可能に構成されている。   First, a configuration of a converter device 1A as an example of the converter device will be described with reference to FIG. This converter device 1A includes a transformer 2, a pair of first DC terminal portions 3a and 3b, a pair of first AC terminal portions 4a and 4b, a pair of second DC terminal portions 5a and 5b, and a pair of second AC terminal portions 6a. , 6b, the first series switch unit 7, the first inductor 8, the first series circuit unit 9, the second series circuit unit 10, the second series switch unit 11, the second inductor 12, the third series circuit unit 13, the fourth A series circuit unit 14, an LC resonance circuit 15, and a control unit 16 are provided, and a pair of first DC terminal units 3a, 3b and a pair of second DC terminal units 5a, 5b (for example, a pair of first DC terminal units 3a). , 3b and the second DC power supply PS2 connected to the pair of second DC terminal portions 5a, 5b).

詳細には、トランス2は、本例では一例として、共通の磁気コア(図示せず)に形成されて、互いに磁気的に結合する2つの巻線(第1巻線2aおよび第2巻線2b)を備えている。一対の第1交流端子部4a,4bは、一対の第1接続ラインL1a,L1bを介して第1巻線2aに接続されている。また、本例では、LC共振回路15が、この第1接続ラインL1a,L1bに挿入接続されている。具体的には、本例では、LC共振回路15は、第1接続ラインL1aに挿入接続された共振キャパシタ15aと、第1接続ラインL1bに挿入接続された共振インダクタ15bとを備えて構成されている。このため、本例では、第1交流端子部4aは、共振キャパシタ15aが挿入接続された第1接続ラインL1aを介して第1巻線2aの一端に接続され、また第1交流端子部4bは、共振インダクタ15bが挿入接続された第1接続ラインL1bを介して第1巻線2aの他端に接続されている。なお、共振キャパシタ15aおよび共振インダクタ15bについては、この構成に代えて、図示はしないが、共振キャパシタ15aを第1接続ラインL1bに挿入接続し、共振インダクタ15bを第1接続ラインL1aに挿入接続する構成とすることもできる。   In detail, the transformer 2 is formed in a common magnetic core (not shown) as an example in this example, and two windings (a first winding 2a and a second winding 2b) that are magnetically coupled to each other. ). The pair of first AC terminal portions 4a and 4b are connected to the first winding 2a via a pair of first connection lines L1a and L1b. In this example, the LC resonance circuit 15 is inserted and connected to the first connection lines L1a and L1b. Specifically, in this example, the LC resonance circuit 15 includes a resonance capacitor 15a inserted and connected to the first connection line L1a, and a resonance inductor 15b inserted and connected to the first connection line L1b. Yes. Therefore, in this example, the first AC terminal portion 4a is connected to one end of the first winding 2a via the first connection line L1a to which the resonance capacitor 15a is inserted and connected, and the first AC terminal portion 4b is The resonance inductor 15b is connected to the other end of the first winding 2a through the first connection line L1b to which the resonance inductor 15b is inserted and connected. Although not shown, the resonance capacitor 15a and the resonance inductor 15b are inserted and connected to the first connection line L1b, and the resonance inductor 15b is inserted and connected to the first connection line L1a. It can also be configured.

一対の第2交流端子部6a,6bは、一対の第2接続ラインL2a,L2bを介して第2巻線2bに接続されている。なお、本例ではLC共振回路15は、上記したように第1接続ラインL1a,L1bに挿入接続されているが、この構成に限定されるものではなく、第1接続ラインL1a,L1bおよび第2接続ラインL2a,L2bのうちの少なくとも一方に挿入接続されていればよい。   The pair of second AC terminal portions 6a and 6b are connected to the second winding 2b via a pair of second connection lines L2a and L2b. In this example, the LC resonance circuit 15 is inserted and connected to the first connection lines L1a and L1b as described above, but is not limited to this configuration, and the first connection lines L1a and L1b and the second connection lines are not limited to this configuration. It is only necessary to be inserted and connected to at least one of the connection lines L2a and L2b.

第1直列スイッチ部7は、第1交流端子部4a,4bのうちの一方の第1交流端子部(本例では、第1交流端子部4a)で互いに接続された第1スイッチ7a(図中において「Q1」とも表記する)および第2スイッチ7b(図中において「Q2」とも表記する)の直列回路で構成されている。本例では一例として、第1スイッチ7aおよび第2スイッチ7bは共にnチャネル型のFET(電界効果型トランジスタ)で構成されて、第1スイッチ7aのソース端子と第2スイッチ7bのドレイン端子が第1交流端子部4aで接続されている。また、この直列回路の一方の端部(本例では第1スイッチ7aのドレイン端子)は、第1電力ラインLp1を介して一対の第1直流端子部3a,3bのうちの一方の第1直流端子部(本例では、第1直流端子部3a)に接続されている。また、この直列回路の他方の端部(本例では第1スイッチ7bのソース端子)は、第2電力ラインLp2を介して一対の第1直流端子部3a,3bのうちの他方の第1直流端子部(本例では、第1直流端子部3b)に接続されている。   The first series switch unit 7 includes a first switch 7a (in the drawing) that is connected to each other at one of the first AC terminal units 4a and 4b (in this example, the first AC terminal unit 4a). And a second circuit 7b (also referred to as “Q2” in the drawing). In this example, as an example, both the first switch 7a and the second switch 7b are configured by n-channel FETs (field effect transistors), and the source terminal of the first switch 7a and the drain terminal of the second switch 7b are the first ones. 1 AC terminal portion 4a is connected. One end of the series circuit (in this example, the drain terminal of the first switch 7a) is connected to the first DC of one of the pair of first DC terminals 3a and 3b via the first power line Lp1. It is connected to the terminal portion (in this example, the first DC terminal portion 3a). The other end of the series circuit (in this example, the source terminal of the first switch 7b) is connected to the other first DC of the pair of first DC terminal portions 3a and 3b via the second power line Lp2. It is connected to the terminal portion (in this example, the first DC terminal portion 3b).

第1インダクタ8は、第1電力ラインLp1および第2電力ラインLp2のうちの少なくとも一方に挿入接続されている。本例では一例として、第1インダクタ8は、第1電力ラインLp1に挿入接続されているが、図示はしないが、第2電力ラインLp2に挿入接続される構成であってもよいし、第1電力ラインLp1および第2電力ラインLp2の双方に分けて挿入接続される構成であってもよい。   The first inductor 8 is inserted and connected to at least one of the first power line Lp1 and the second power line Lp2. In this example, as an example, the first inductor 8 is inserted and connected to the first power line Lp1, but although not shown, the first inductor 8 may be inserted and connected to the second power line Lp2. The power supply line Lp1 and the second power line Lp2 may be separately inserted and connected.

第1直列回路部9は、直列接続された第3スイッチ9a(図中において「Q3」とも表記する)および第1キャパシタ9bで構成されている。本例では一例として、第3スイッチ9aはnチャネル型のFETで構成されて、第3スイッチ9aのドレイン端子と第1キャパシタ9bの一方の端子とが接続されている。また、第1直列回路部9は、一方の端部(本例では第3スイッチ9aのソース端子)が第1直列スイッチ部7の一方の端部(本例では第1スイッチ7aのドレイン端子)に接続されると共に、他方の端部(本例では第1キャパシタ9bの他方の端子)が一対の第1交流端子部4a,4bのうちの他方の第1交流端子部(本例では、第1交流端子部4b)に接続されている。なお、第1直列回路部9は、この構成に代えて、第1直列スイッチ部7の一方の端部側に第1キャパシタ9bを配設し、かつ第1交流端子部4b側に第3スイッチ9aを同じ向きで配設した構成であってもよい。   The first series circuit unit 9 includes a third switch 9a (also referred to as “Q3” in the drawing) and a first capacitor 9b connected in series. In this example, as an example, the third switch 9a is formed of an n-channel FET, and the drain terminal of the third switch 9a is connected to one terminal of the first capacitor 9b. The first series circuit unit 9 has one end (in this example, the source terminal of the third switch 9a) is one end of the first series switch unit 7 (in this example, the drain terminal of the first switch 7a). And the other end portion (in this example, the other terminal of the first capacitor 9b) is the other first AC terminal portion (in this example, the first terminal of the first capacitor 9b). 1 AC terminal portion 4b). The first series circuit unit 9 is provided with a first capacitor 9b on one end side of the first series switch unit 7 and a third switch on the first AC terminal unit 4b side instead of this configuration. The structure which arrange | positioned 9a in the same direction may be sufficient.

第2直列回路部10は、直列接続された第4スイッチ10a(図中において「Q4」とも表記する)および第2キャパシタ10bで構成されている。本例では一例として、第4スイッチ10aはnチャネル型のFETで構成されて、第4スイッチ10aのソース端子と第2キャパシタ10bの一方の端子とが接続されている。また、第2直列回路部10は、一方の端部(本例では第2キャパシタ10bの他方の端子)が他方の第1交流端子部(本例では、第1交流端子部4b)に接続されると共に、他方の端部(本例では第4スイッチ10aのドレイン端子)が第1直列スイッチ部7の他方の端部(本例では第2スイッチ7bのソース端子)に接続されている。なお、第2直列回路部10は、この構成に代えて、第1交流端子部4b側に第4スイッチ10aを同じ向きで配設し、かつ第1直列スイッチ部7の他方の端部側に第2キャパシタ10bを配設した構成であってもよい。   The second series circuit unit 10 includes a fourth switch 10a (also referred to as “Q4” in the drawing) and a second capacitor 10b connected in series. In this example, as an example, the fourth switch 10a is formed of an n-channel FET, and the source terminal of the fourth switch 10a and one terminal of the second capacitor 10b are connected. The second series circuit unit 10 has one end (in this example, the other terminal of the second capacitor 10b) connected to the other first AC terminal (in this example, the first AC terminal 4b). In addition, the other end (in this example, the drain terminal of the fourth switch 10a) is connected to the other end (the source terminal of the second switch 7b in this example) of the first series switch unit 7. The second series circuit unit 10 has a fourth switch 10a arranged in the same direction on the first AC terminal unit 4b side and the other end side of the first series switch unit 7 instead of this configuration. The structure which has arrange | positioned the 2nd capacitor 10b may be sufficient.

第2直列スイッチ部11は、第2交流端子部6a,6bのうちの一方の第2交流端子部(本例では、第2交流端子部6a)で互いに接続された第5スイッチ11a(図中において「Q5」とも表記する)および第6スイッチ11b(図中において「Q6」とも表記する)の直列回路で構成されている。本例では一例として、第5スイッチ11aおよび第6スイッチ11bは共にnチャネル型のFETで構成されて、第5スイッチ11aのソース端子と第6スイッチ11bのドレイン端子が第2交流端子部6aで接続されている。また、この直列回路の一方の端部(本例では第5スイッチ11aのドレイン端子)は、第3電力ラインLp3を介して一対の第2直流端子部5a,5bのうちの一方の第2直流端子部(本例では、第2直流端子部5a)に接続されている。また、この直列回路の他方の端部(本例では第6スイッチ11bのソース端子)は、第4電力ラインLp4を介して一対の第2直流端子部5a,5bのうちの他方の第2直流端子部(本例では、第2直流端子部5b)に接続されている。   The second series switch unit 11 is a fifth switch 11a (in the drawing, connected to each other at one second AC terminal unit (in this example, the second AC terminal unit 6a) of the second AC terminal units 6a and 6b. And a sixth circuit 11b (also referred to as “Q6” in the drawing). In this example, as an example, the fifth switch 11a and the sixth switch 11b are both configured by n-channel FETs, and the source terminal of the fifth switch 11a and the drain terminal of the sixth switch 11b are the second AC terminal portion 6a. It is connected. One end of the series circuit (in this example, the drain terminal of the fifth switch 11a) is connected to the second DC of one of the pair of second DC terminal portions 5a and 5b via the third power line Lp3. It is connected to a terminal part (in this example, the second DC terminal part 5a). The other end of the series circuit (in this example, the source terminal of the sixth switch 11b) is connected to the other second DC of the pair of second DC terminal portions 5a and 5b via the fourth power line Lp4. It is connected to the terminal part (in this example, the second DC terminal part 5b).

第2インダクタ12は、第3電力ラインLp3および第4電力ラインLp4のうちの少なくとも一方に挿入接続されている。本例では一例として、第2インダクタ12は、第3電力ラインLp3に挿入接続されているが、図示はしないが、第4電力ラインLp4に挿入接続される構成であってもよいし、第3電力ラインLp3および第4電力ラインLp4の双方に分けて挿入接続される構成であってもよい。   The second inductor 12 is inserted and connected to at least one of the third power line Lp3 and the fourth power line Lp4. In this example, as an example, the second inductor 12 is inserted and connected to the third power line Lp3. However, although not shown, the second inductor 12 may be inserted and connected to the fourth power line Lp4. The power supply line Lp3 and the fourth power line Lp4 may be separately inserted and connected.

第3直列回路部13は、直列接続された第7スイッチ13a(図中において「Q7」とも表記する)および第3キャパシタ13bで構成されている。本例では一例として、第7スイッチ13aはnチャネル型のFETで構成されて、第7スイッチ13aのドレイン端子と第3キャパシタ13bの一方の端子とが接続されている。また、第3直列回路部13は、一方の端部(本例では第7スイッチ13aのソース端子)が第2直列スイッチ部11の一方の端部(本例では第5スイッチ11aのドレイン端子)に接続されると共に、他方の端部(本例では第3キャパシタ13bの他方の端子)が一対の第2交流端子部6a,6bのうちの他方の第2交流端子部(本例では、第2交流端子部6b)に接続されている。なお、第3直列回路部13は、この構成に代えて、第2直列スイッチ部11の一方の端部側に第3キャパシタ13bを配設し、かつ第2交流端子部6b側に第7スイッチ13aを同じ向きで配設した構成であってもよい。   The third series circuit unit 13 includes a seventh switch 13a (also referred to as “Q7” in the drawing) and a third capacitor 13b connected in series. In this example, as an example, the seventh switch 13a is formed of an n-channel FET, and the drain terminal of the seventh switch 13a and one terminal of the third capacitor 13b are connected. The third series circuit unit 13 has one end (in this example, the source terminal of the seventh switch 13a) is one end of the second series switch unit 11 (in this example, the drain terminal of the fifth switch 11a). And the other end (in this example, the other terminal of the third capacitor 13b) is connected to the other second AC terminal part (in this example, the second terminal of the third capacitor 13b). 2 AC terminal portion 6b). The third series circuit unit 13 has a third capacitor 13b on one end side of the second series switch unit 11 and a seventh switch on the second AC terminal unit 6b side instead of this configuration. The structure which has arrange | positioned 13a in the same direction may be sufficient.

第4直列回路部14は、直列接続された第8スイッチ14a(図中において「Q8」とも表記する)および第4キャパシタ14bで構成されている。本例では一例として、第8スイッチ14aはnチャネル型のFETで構成されて、第8スイッチ14aのソース端子と第4キャパシタ14bの一方の端子とが接続されている。また、第4直列回路部14は、一方の端部(本例では第4キャパシタ14bの他方の端子)が他方の第2交流端子部(本例では、第2交流端子部6b)に接続されると共に、他方の端部(本例では第8スイッチ14aのドレイン端子)が第2直列スイッチ部11の他方の端部(本例では第6スイッチ11bのソース端子)に接続されている。なお、第4直列回路部14は、この構成に代えて、第2交流端子部6b側に第8スイッチ14aを同じ向きで配設し、かつ第2直列スイッチ部11の他方の端部側に第4キャパシタ14bを配設した構成であってもよい。   The fourth series circuit unit 14 includes an eighth switch 14a (also referred to as “Q8” in the drawing) and a fourth capacitor 14b connected in series. In this example, as an example, the eighth switch 14a is formed of an n-channel FET, and the source terminal of the eighth switch 14a and one terminal of the fourth capacitor 14b are connected. The fourth series circuit unit 14 has one end (in this example, the other terminal of the fourth capacitor 14b) connected to the other second AC terminal (in this example, the second AC terminal 6b). In addition, the other end (in this example, the drain terminal of the eighth switch 14a) is connected to the other end (the source terminal of the sixth switch 11b in this example) of the second series switch unit 11. The fourth series circuit unit 14 is provided with an eighth switch 14a in the same direction on the second AC terminal unit 6b side, and on the other end side of the second series switch unit 11 instead of this configuration. A configuration in which the fourth capacitor 14b is provided may be employed.

制御部16は、例えば外部から入力された動作指示に基づき、コンバータ装置1Aでの動作(電力伝送)がこの動作指示で示されるもの(第1直流端子部3a,3bから第2直流端子部5a,5bへの電力伝送、および第2直流端子部5a,5bから第1直流端子部3a,3bへの電力伝送のうちのいずれか1つ)となるように、第1スイッチ7aから第4スイッチ10aまでの4つのスイッチに対して駆動信号S1,S2,S3,S4をそれぞれ出力すると共に、第5スイッチ11aから第8スイッチ14aまでの4つのスイッチに対して駆動信号S5,S6,S7,S8を出力することにより、これら8つのスイッチに対するスイッチング制御を実行する。本例では、第1スイッチ7aから第8スイッチ14aまでの各スイッチは上記のようにFETで構成されているため、制御部16は、各スイッチ7a〜14aに対する適切な駆動回路(図示せず)を備えて、各スイッチ7a〜14aのゲート・ソース間に、各駆動信号S1〜S8のうちの対応する駆動信号をソース端子の電位を基準とする正極性の電圧信号として出力するものとする。   For example, based on an operation instruction input from the outside, the control unit 16 indicates the operation (power transmission) in the converter device 1A (from the first DC terminal units 3a and 3b to the second DC terminal unit 5a). , 5b, and power transmission from the second DC terminal portions 5a, 5b to the first DC terminal portions 3a, 3b), the first switch 7a to the fourth switch. Drive signals S1, S2, S3, and S4 are output to the four switches up to 10a, and the drive signals S5, S6, S7, and S8 are output to the four switches from the fifth switch 11a to the eighth switch 14a. Is output to execute switching control for these eight switches. In this example, since each switch from the first switch 7a to the eighth switch 14a is composed of an FET as described above, the control unit 16 uses an appropriate drive circuit (not shown) for each of the switches 7a to 14a. The corresponding drive signal among the drive signals S1 to S8 is output as a positive voltage signal based on the potential of the source terminal between the gates and the sources of the switches 7a to 14a.

次に、コンバータ装置1Aの動作について図1〜図8を参照して説明する。以下では、図1に示すように第1直流端子部3a,3b間に接続された第1直流電源PS1から第2直流端子部5a,5b間に接続された第2直流電源PS2へ電力伝送する第1動作と、第2直流電源PS2から第1直流電源PS1へ電力伝送する第2動作とについて説明する。   Next, the operation of the converter device 1A will be described with reference to FIGS. In the following, as shown in FIG. 1, power is transmitted from the first DC power supply PS1 connected between the first DC terminal portions 3a and 3b to the second DC power supply PS2 connected between the second DC terminal portions 5a and 5b. The first operation and the second operation for transmitting power from the second DC power source PS2 to the first DC power source PS1 will be described.

最初に、第1動作について説明する。この第1動作では、制御部16は、各駆動信号S1〜S8を、図2に示す期間T1から期間T6までの出力状態を1サイクルとして、第1スイッチ7aから第8スイッチ14aに繰り返し出力する。なお、図2中の「ON」、「OFF」は、駆動信号S1〜S8に対応する各スイッチのON・OFF状態を示している。以下、各期間T1,T2,T3,T4,T5,T6に分けて動作を説明する。   First, the first operation will be described. In the first operation, the control unit 16 repeatedly outputs the drive signals S1 to S8 from the first switch 7a to the eighth switch 14a with the output state from the period T1 to the period T6 shown in FIG. 2 as one cycle. . Note that “ON” and “OFF” in FIG. 2 indicate ON / OFF states of the switches corresponding to the drive signals S1 to S8. Hereinafter, the operation will be described in each period T1, T2, T3, T4, T5, and T6.

まず、期間T1では、図2に示すように駆動信号S1および駆動信号S6がゼロボルト(ゲート閾値電圧未満の電圧の一例)から正電圧(ゲート閾値電圧以上の電圧)に切り替えられることにより、図2,3に示すように、第1スイッチ7aおよび第6スイッチ11bは、OFF状態からON状態に移行する。また、図2に示すように駆動信号S4および駆動信号S7が正電圧からゼロボルトに切り替えられることにより、図2,3に示すように、第4スイッチ10aおよび第7スイッチ13aは、ON状態からOFF状態に移行する。また、図2に示すように他の駆動信号S2,S3,S5,S8は正電圧に維持されることから、図2,3に示すように、第2スイッチ7b,第3スイッチ9a,第5スイッチ11aおよび第8スイッチ14aはON状態を継続する。   First, in the period T1, as shown in FIG. 2, the drive signal S1 and the drive signal S6 are switched from zero volts (an example of a voltage less than the gate threshold voltage) to a positive voltage (a voltage equal to or higher than the gate threshold voltage). , 3, the first switch 7a and the sixth switch 11b shift from the OFF state to the ON state. Further, as shown in FIG. 2, when the drive signal S4 and the drive signal S7 are switched from the positive voltage to zero volts, the fourth switch 10a and the seventh switch 13a are turned off from the ON state as shown in FIGS. Transition to the state. Further, as shown in FIG. 2, the other drive signals S2, S3, S5, and S8 are maintained at a positive voltage. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the second switch 7b, the third switch 9a, and the fifth switch The switch 11a and the eighth switch 14a continue to be in the ON state.

この場合、第1巻線2a側(第1直流端子部3a,3b側)の回路では、ON状態の第2スイッチ7bと共に、第1スイッチ7aがON状態に移行することにより、第1直流電源PS1が第1インダクタ8を介して短絡される。これにより、図3に示すように、第1直流電源PS1から第1インダクタ8、第1スイッチ7aおよび第2スイッチ7bを経由して第1直流電源PS1に戻る電流経路が形成されて、第1直流電源PS1がこの電流経路に電流Iaを図3において矢印で示す向きで供給する。したがって、この電流Iaが第1インダクタ8に流れることにより、第1インダクタ8にエネルギーが蓄積される。   In this case, in the circuit on the first winding 2a side (first DC terminal portions 3a and 3b side), the first switch 7a is turned on together with the second switch 7b in the ON state, whereby the first DC power supply is turned on. PS1 is short-circuited through the first inductor 8. As a result, as shown in FIG. 3, a current path is formed from the first DC power source PS1 to the first DC power source PS1 via the first inductor 8, the first switch 7a, and the second switch 7b. DC power supply PS1 supplies current Ia to this current path in the direction indicated by the arrow in FIG. Therefore, energy is accumulated in the first inductor 8 by the current Ia flowing through the first inductor 8.

また、第4スイッチ10aがOFF状態に移行することにより、期間T6において後述するように実行される第1キャパシタ9bへの充電(第1キャパシタ9bへのエネルギーの蓄積)が完了する。また、第1スイッチ7aがON状態に移行することにより、図3に示すように、第1キャパシタ9bから第3スイッチ9a、第1スイッチ7a、共振キャパシタ15a、第1巻線2aおよび共振インダクタ15bを経由して第1キャパシタ9bに戻る電流経路が形成される。このため、期間T6において第1キャパシタ9bに蓄積されたエネルギーが放出されることにより、この電流経路に電流Ibが図3において矢印で示す向きで流れる。この電流経路にはLC共振回路15(共振キャパシタ15aおよび共振インダクタ15b)が含まれていることから、電流Ib(第3スイッチ9aの電流)の波形は図2に示すように共振波形(正弦波状の波形)となる。具体的には、電流Ibは、期間T6の終了時点において第1巻線2aに流れていた電流(第2スイッチ7bの電流)の電流値(初期値)から、図3に示す向きの電流値を徐々に増加させる電流となる。また、これら2つの電流経路が重なる第1スイッチ7aには、電流Ia,Ibが同じ向きで流れるため、電流Ia,Ibの合成電流(Ia+Ib)が第1スイッチ7aに流れる。   Further, when the fourth switch 10a shifts to the OFF state, the charging to the first capacitor 9b (accumulation of energy in the first capacitor 9b), which will be described later in the period T6, is completed. Further, when the first switch 7a shifts to the ON state, as shown in FIG. 3, from the first capacitor 9b to the third switch 9a, the first switch 7a, the resonance capacitor 15a, the first winding 2a, and the resonance inductor 15b. A current path is formed to return to the first capacitor 9b via. For this reason, the energy accumulated in the first capacitor 9b in the period T6 is released, and the current Ib flows in this current path in the direction indicated by the arrow in FIG. Since this current path includes the LC resonance circuit 15 (resonance capacitor 15a and resonance inductor 15b), the waveform of the current Ib (current of the third switch 9a) is a resonance waveform (sinusoidal) as shown in FIG. Waveform). Specifically, the current Ib is a current value in the direction shown in FIG. 3 from the current value (initial value) of the current (current of the second switch 7b) flowing in the first winding 2a at the end of the period T6. The current gradually increases. In addition, since the currents Ia and Ib flow in the same direction through the first switch 7a where these two current paths overlap, a combined current (Ia + Ib) of the currents Ia and Ib flows into the first switch 7a.

一方、第2巻線2b側(第2直流端子部5a,5b側)の回路では、ON状態の第5スイッチ11aと共に、第6スイッチ11bがON状態に移行することにより、図3に示すように、第2インダクタ12から第2直流電源PS2、第6スイッチ11bおよび第5スイッチ11aを経由して第2インダクタ12に戻る電流経路が形成される。このため、期間T6において後述するようにして第2インダクタ12に蓄積されたエネルギーが放出されることにより、この電流経路に電流Icが流れる(第2直流電源PS2に電流Icが供給される)。また、上記した第1巻線2aへの電流Ibの流入に起因して第2巻線2bに誘起される電圧に基づき、第2巻線2bから第4キャパシタ14b、第8スイッチ14aおよび第6スイッチ11bを経由して第2巻線2bに戻る電流経路に電流Idが流れる。これにより、第4キャパシタ14bが充電される(第4キャパシタ14bにエネルギーが蓄積される)。また、これら2つの電流経路が重なる第6スイッチ11bには、電流Ic,Idが同じ向きで流れるため、電流Ic,Idの合成電流(Ic+Id)が第6スイッチ11bに流れる。   On the other hand, in the circuit on the second winding 2b side (the second DC terminal portions 5a and 5b side), the sixth switch 11b shifts to the ON state together with the fifth switch 11a in the ON state, as shown in FIG. In addition, a current path is formed from the second inductor 12 to the second inductor 12 via the second DC power source PS2, the sixth switch 11b, and the fifth switch 11a. Therefore, energy accumulated in the second inductor 12 is released in the period T6 as will be described later, whereby a current Ic flows in this current path (current Ic is supplied to the second DC power supply PS2). Further, based on the voltage induced in the second winding 2b due to the inflow of the current Ib to the first winding 2a described above, the second capacitor 2b to the fourth capacitor 14b, the eighth switch 14a, and the sixth switch A current Id flows through a current path that returns to the second winding 2b via the switch 11b. As a result, the fourth capacitor 14b is charged (energy is stored in the fourth capacitor 14b). In addition, since the currents Ic and Id flow in the same direction through the sixth switch 11b in which these two current paths overlap, a combined current (Ic + Id) of the currents Ic and Id flows through the sixth switch 11b.

次いで、期間T2では、図2に示すように、駆動信号S5が正電圧からゼロボルトに切り替わり、駆動信号S7がゼロボルトから正電圧に切り替わることにより、図2,4に示すように、第5スイッチ11aがON状態からOFF状態に移行し、第7スイッチ13aがOFF状態からON状態に移行する。なお、他の各スイッチは、対応する駆動信号が期間T1のときと同じであることから、期間T1のときのON・OFF状態を継続する。   Next, in the period T2, as shown in FIG. 2, the drive signal S5 is switched from the positive voltage to zero volt, and the drive signal S7 is switched from zero volt to the positive voltage. Shifts from the ON state to the OFF state, and the seventh switch 13a shifts from the OFF state to the ON state. Note that each of the other switches continues the ON / OFF state at the period T1 because the corresponding drive signal is the same as that at the period T1.

この場合、第1巻線2a側の回路では、図4に示すように、第1スイッチ7aから第4スイッチ10aのすべてが期間T1のときのON・OFF状態を継続するため、期間T1のときと同様の2つの電流経路が引き続き形成されて、各電流経路に電流Ia,Ibが継続して流れる。つまり、第1インダクタ8へのエネルギーの蓄積と、第1キャパシタ9bからのエネルギーの放出とが継続される。   In this case, in the circuit on the first winding 2a side, as shown in FIG. 4, since all of the first switch 7a to the fourth switch 10a continue the ON / OFF state at the period T1, the circuit at the period T1 Two current paths similar to the above are continuously formed, and currents Ia and Ib continue to flow through the respective current paths. That is, the accumulation of energy in the first inductor 8 and the release of energy from the first capacitor 9b are continued.

一方、第2巻線2b側の回路では、第6スイッチ11bおよび第8スイッチ14aのON状態が継続されているため、期間T1のときと同じ電流経路(第2巻線2bから第4キャパシタ14b、第8スイッチ14aおよび第6スイッチ11bを経由して第2巻線2bに戻る電流経路)に電流Idが継続して流れて、第4キャパシタ14bの充電(第4キャパシタ14bへのエネルギーの蓄積)が継続される。また、第5スイッチ11aがOFF状態に移行する一方で、ON状態の第8スイッチ14aと共に、上記したように第7スイッチ13aがON状態に移行することにより、図4に示すように、第3キャパシタ13bから第7スイッチ13a、第2インダクタ12、第2直流電源PS2、第8スイッチ14aおよび第4キャパシタ14bを経由して第3キャパシタ13bに戻る電流経路が形成される。これにより、期間T4から期間T6において後述するようにして第3キャパシタ13bに蓄積されたエネルギーが放出されることにより、この電流経路に電流Ieが流れる(第2直流電源PS2に電流Ieが供給される)。   On the other hand, in the circuit on the second winding 2b side, the ON state of the sixth switch 11b and the eighth switch 14a is continued, so the same current path (from the second winding 2b to the fourth capacitor 14b as in the period T1). The current Id continues to flow through the eighth switch 14a and the sixth switch 11b and returns to the second winding 2b to charge the fourth capacitor 14b (accumulation of energy in the fourth capacitor 14b). ) Is continued. In addition, while the fifth switch 11a shifts to the OFF state, the seventh switch 13a shifts to the ON state as described above together with the eighth switch 14a in the ON state, as shown in FIG. A current path is formed from the capacitor 13b back to the third capacitor 13b via the seventh switch 13a, the second inductor 12, the second DC power supply PS2, the eighth switch 14a, and the fourth capacitor 14b. As a result, energy accumulated in the third capacitor 13b is released as will be described later from the period T4 to the period T6, whereby the current Ie flows through this current path (the current Ie is supplied to the second DC power supply PS2). )

また、これら2つの電流経路が重なる第4直列回路部14(第8スイッチ14aおよび第4キャパシタ14b)には、電流Id,Ieが逆向きで流れるため、電流Id,Ieの合成電流(Ie−Id)が第8スイッチ14aに流れる。また、第6スイッチ11bには、期間T1において流れていた電流Icが流れなくなり、電流Idのみが流れる(つまり、期間T1のときよりも、この電流Ic分だけ少ない電流が流れる)。なお、第5スイッチ11aがOFF状態に移行する(ターンオフする)ときに第5スイッチ11aに流れている電流Icは、第2インダクタ12に流れる電流であって、第2巻線2bに流れる電流のピーク値よりも低い電流値となっている。このため、第5スイッチ11aでのターンオフ損失は小さく抑えられている。   In addition, since the currents Id and Ie flow in the reverse direction in the fourth series circuit unit 14 (the eighth switch 14a and the fourth capacitor 14b) in which these two current paths overlap, the combined current (Ie− Id) flows to the eighth switch 14a. In addition, the current Ic flowing in the period T1 does not flow in the sixth switch 11b, and only the current Id flows (that is, a current smaller by the current Ic flows than in the period T1). Note that the current Ic flowing through the fifth switch 11a when the fifth switch 11a shifts to the OFF state (turns off) is the current flowing through the second inductor 12 and the current flowing through the second winding 2b. The current value is lower than the peak value. For this reason, the turn-off loss in the fifth switch 11a is kept small.

続いて、期間T3では、図2に示すように、駆動信号S2が正電圧からゼロボルトに切り替わり、駆動信号S4がゼロボルトから正電圧に切り替わることにより、図2,5に示すように、第2スイッチ7bがON状態からOFF状態に移行し、第4スイッチ10aがOFF状態からON状態に移行する。なお、他の各スイッチは、対応する駆動信号が期間T2のときと同じであることから、期間T2のときのON・OFF状態を継続する。   Subsequently, in the period T3, as shown in FIG. 2, the drive signal S2 is switched from a positive voltage to zero volts, and the drive signal S4 is switched from zero volts to a positive voltage. 7b shifts from the ON state to the OFF state, and the fourth switch 10a shifts from the OFF state to the ON state. Note that the other switches continue to be in the ON / OFF state during the period T2 because the corresponding drive signals are the same as during the period T2.

この場合、第1巻線2a側の回路では、図5に示すように、第1スイッチ7aおよび第3スイッチ9aのON状態が継続されているため、期間T1,T2のときと同じ電流経路(第1キャパシタ9bから第3スイッチ9a、第1スイッチ7a、共振キャパシタ15a、第1巻線2aおよび共振インダクタ15bを経由して第1キャパシタ9bに戻る電流経路)に電流Ibが継続して流れて、第1キャパシタ9bの放電(第1キャパシタ9bからのエネルギーの放出)が継続される。   In this case, in the circuit on the first winding 2a side, as shown in FIG. 5, the ON state of the first switch 7a and the third switch 9a is continued, so the same current path as in the periods T1 and T2 ( The current Ib continuously flows from the first capacitor 9b to the third switch 9a, the first switch 7a, the resonant capacitor 15a, the first winding 2a, and the current path returning to the first capacitor 9b via the resonant inductor 15b. The discharge of the first capacitor 9b (the release of energy from the first capacitor 9b) is continued.

また、上記したように第2スイッチ7bがOFF状態に移行するため、第1直流電源PS1の電圧に第1インダクタ8の両端間電圧(期間T1,T2において、第1インダクタ8に印加されていた電圧。つまり、第1直流電源PS1の電圧と同等の電圧)が加算された電圧の第1直列回路部9および第2直列回路部10への印加が開始される。また、この状態において、ON状態の第3スイッチ9aと共に、上記したように第4スイッチ10aがON状態に移行することにより、図5に示すように、第1直流電源PS1から第1インダクタ8、第3スイッチ9a、第1キャパシタ9b、第2キャパシタ10bおよび第4スイッチ10aを経由して第1直流電源PS1に戻る電流経路が形成される。このため、第1直流電源PS1からのエネルギーに加えて、蓄積していたエネルギーを第1インダクタ8が放出することにより、この電流経路に電流Ifが図5において矢印で示す向きで流れる。これにより、第2直列回路部10の第2キャパシタ10bは、第1直流電源PS1および第1インダクタ8の双方から放出されるエネルギーで充電される(第2キャパシタ10bにエネルギーが蓄積される)。   In addition, since the second switch 7b shifts to the OFF state as described above, the voltage across the first inductor 8 is applied to the voltage of the first DC power source PS1 (the first inductor 8 was applied during the periods T1 and T2). Application of a voltage obtained by adding a voltage (that is, a voltage equivalent to the voltage of the first DC power supply PS1) to the first series circuit unit 9 and the second series circuit unit 10 is started. Further, in this state, together with the third switch 9a in the ON state, the fourth switch 10a shifts to the ON state as described above, so that as shown in FIG. 5, the first inductor 8, A current path is formed that returns to the first DC power supply PS1 via the third switch 9a, the first capacitor 9b, the second capacitor 10b, and the fourth switch 10a. Therefore, in addition to the energy from the first DC power supply PS1, the first inductor 8 releases the stored energy, so that the current If flows in the direction indicated by the arrow in FIG. As a result, the second capacitor 10b of the second series circuit unit 10 is charged with energy released from both the first DC power supply PS1 and the first inductor 8 (energy is stored in the second capacitor 10b).

また、これら2つの電流経路が重なる第1直列回路部9(第3スイッチ9aおよび第1キャパシタ9b)には、電流Ib,Ifが逆向きで流れるため、電流Id,Ifの合成電流(Ib−If)が第3スイッチ9aに流れる。また、第1スイッチ7aには、期間T2において流れていた電流Iaが流れなくなり、電流Ibのみが流れる(つまり、期間T1のときよりも、この電流Ia分だけ少ない電流が流れる)。なお、第2スイッチ7bがOFF状態に移行する(ターンオフする)ときに第2スイッチ7bに流れている電流Iaは、第1インダクタ8に流れる電流であって、第1巻線2aに流れる電流のピーク値よりも低い電流値となっている。このため、第2スイッチ7bでのターンオフ損失は小さく抑えられている。   In addition, since the currents Ib and If flow in the reverse direction in the first series circuit unit 9 (the third switch 9a and the first capacitor 9b) in which these two current paths overlap, a combined current (Ib− If) flows to the third switch 9a. In addition, the current Ia that has been flowing in the period T2 stops flowing through the first switch 7a, and only the current Ib flows (that is, a current that is smaller by the current Ia flows than in the period T1). The current Ia flowing through the second switch 7b when the second switch 7b shifts to the OFF state (turns off) is the current flowing through the first inductor 8 and the current flowing through the first winding 2a. The current value is lower than the peak value. For this reason, the turn-off loss in the second switch 7b is kept small.

一方、第2巻線2b側の回路では、図5に示すように、第5スイッチ11aから第8スイッチ14aのすべてのスイッチが期間T2のときのON・OFF状態を継続するため、期間T2のときと同様の2つの電流経路が引き続き形成されて、各電流経路に電流Id,Ieが継続して流れる。これにより、第4キャパシタ14bの充電(第4キャパシタ14bへのエネルギーの蓄積)と、第3キャパシタ13bに蓄積されていたエネルギーの放出(第2直流電源PS2への電流Ieの供給)が継続される。   On the other hand, in the circuit on the second winding 2b side, as shown in FIG. 5, since all the switches from the fifth switch 11a to the eighth switch 14a continue the ON / OFF state at the period T2, Two current paths similar to the above are continuously formed, and currents Id and Ie continue to flow through each current path. As a result, the charging of the fourth capacitor 14b (accumulation of energy in the fourth capacitor 14b) and the release of the energy accumulated in the third capacitor 13b (supply of the current Ie to the second DC power supply PS2) are continued. The

次いで、期間T4では、図2に示すように駆動信号S2および駆動信号S5がゼロボルトから正電圧に切り替えられることにより、図2,6に示すように、第2スイッチ7bおよび第5スイッチ11aは、OFF状態からON状態に移行する。また、図2に示すように駆動信号S3および駆動信号S8が正電圧からゼロボルトに切り替えられることにより、図2,6に示すように、第3スイッチ9aおよび第8スイッチ14aは、ON状態からOFF状態に移行する。なお、他の各スイッチは、対応する駆動信号が期間T3のときと同じであることから、期間T3のときのON・OFF状態を継続する。   Next, in the period T4, the drive signal S2 and the drive signal S5 are switched from zero volts to a positive voltage as shown in FIG. 2, and as shown in FIGS. 2 and 6, the second switch 7b and the fifth switch 11a are Transition from the OFF state to the ON state. Further, as shown in FIG. 2, when the drive signal S3 and the drive signal S8 are switched from the positive voltage to zero volts, as shown in FIGS. 2 and 6, the third switch 9a and the eighth switch 14a are turned off from the ON state. Transition to the state. Note that each of the other switches continues the ON / OFF state at the period T3 because the corresponding drive signal is the same as that at the period T3.

この場合、第1巻線2a側の回路では、ON状態の第1スイッチ7aと共に、第2スイッチ7bがON状態に移行することにより、図6に示すように、第1直流電源PS1から第1インダクタ8、第1スイッチ7aおよび第2スイッチ7bを経由して第1直流電源PS1に戻る電流経路が形成されて(つまり、第1直流電源PS1が第1インダクタ8を介して短絡されて)、第1直流電源PS1がこの電流経路に電流Iaを供給する。したがって、この電流Iaが第1インダクタ8に流れることにより、第1インダクタ8にエネルギーが蓄積される。   In this case, in the circuit on the first winding 2a side, the first switch 7a in the ON state and the second switch 7b shift to the ON state. A current path returning to the first DC power supply PS1 via the inductor 8, the first switch 7a and the second switch 7b is formed (that is, the first DC power supply PS1 is short-circuited via the first inductor 8), The first DC power supply PS1 supplies the current Ia to this current path. Therefore, energy is accumulated in the first inductor 8 by the current Ia flowing through the first inductor 8.

また、上記のように第1直流電源PS1が第1インダクタ8を介して第1スイッチ7aおよび第2スイッチ7bで短絡されることにより、第1直列回路部9および第2直列回路部10への第1直流電源PS1の電圧等の印加が停止されると共に、第3スイッチ9aがOFF状態に移行することにより、期間T3において実行されていた第1キャパシタ9bへの充電(第1キャパシタ9bへのエネルギーの蓄積)が完了する。また、図6に示すように、第2キャパシタ10bから共振インダクタ15b、第1巻線2aおよび共振キャパシタ15a、第2スイッチ7bおよび第4スイッチ10aを経由して第2キャパシタ10bに戻る電流経路が形成される。このため、期間T3において第2キャパシタ10bに蓄積されたエネルギーが放出されることにより、この電流経路に電流Igが図6において矢印で示す向きで流れる。この電流経路にはLC共振回路15が含まれていることから、電流Ig(第4スイッチ10aの電流)の波形は図2に示すように共振波形(正弦波状の波形)となる。具体的には、電流Igは、期間T3の終了時点において第1巻線2aに流れていた電流(第1スイッチ7aの電流)の電流値(初期値)から、図6に示す向きの電流値を徐々に増加させる電流となる。また、これら2つの電流経路が重なる第2スイッチ7bには、電流Ia,Igが同じ向きで流れるため、電流Ia,Igの合成電流(Ia+Ig)が流れる。なお、第3スイッチ9aがOFF状態に移行する(ターンオフする)ときに第3スイッチ9aに流れている電流(Ib−If)は、このように第1巻線2aに流れる電流Ibよりも電流If分だけ少なく抑えられている(つまり、第1巻線2aに流れる電流Ibのピーク値よりも低い電流値となっている)。このため、第3スイッチ9aでのターンオフ損失は小さく抑えられている。   Further, as described above, the first DC power source PS1 is short-circuited by the first switch 7a and the second switch 7b via the first inductor 8, so that the first series circuit unit 9 and the second series circuit unit 10 are connected. When the application of the voltage or the like of the first DC power supply PS1 is stopped and the third switch 9a shifts to the OFF state, the charging to the first capacitor 9b performed in the period T3 (to the first capacitor 9b) Energy storage) is completed. Further, as shown in FIG. 6, there is a current path from the second capacitor 10b to the second capacitor 10b via the resonant inductor 15b, the first winding 2a and the resonant capacitor 15a, the second switch 7b, and the fourth switch 10a. It is formed. For this reason, the energy accumulated in the second capacitor 10b in the period T3 is released, so that the current Ig flows through the current path in the direction indicated by the arrow in FIG. Since the LC resonance circuit 15 is included in this current path, the waveform of the current Ig (current of the fourth switch 10a) becomes a resonance waveform (sine wave waveform) as shown in FIG. Specifically, the current Ig is a current value in the direction shown in FIG. 6 from the current value (initial value) of the current (current of the first switch 7a) flowing in the first winding 2a at the end of the period T3. The current gradually increases. In addition, since the currents Ia and Ig flow in the same direction through the second switch 7b where these two current paths overlap, a combined current (Ia + Ig) of the currents Ia and Ig flows. The current (Ib-If) flowing through the third switch 9a when the third switch 9a shifts to the OFF state (turns off) is more current If than the current Ib flowing through the first winding 2a. (Ie, the current value is lower than the peak value of the current Ib flowing through the first winding 2a). For this reason, the turn-off loss in the third switch 9a is kept small.

一方、第2巻線2b側の回路では、ON状態の第6スイッチ11bと共に、第5スイッチ11aがON状態に移行することにより、図6に示すように、第2インダクタ12から第2直流電源PS2、第6スイッチ11bおよび第5スイッチ11aを経由して第2インダクタ12に戻る電流経路が形成される。このため、期間T3において第2インダクタ12に蓄積されたエネルギーが放出されることにより、この電流経路に電流Icが流れる(第2直流電源PS2に電流Icが供給される)。また、上記した第1巻線2aへの電流Igの流入に起因して第2巻線2bに誘起される電圧に基づき、第2巻線2bから第5スイッチ11a、第7スイッチ13aおよび第3キャパシタ13bを経由して第2巻線2bに戻る電流経路に電流Ihが流れる。これにより、第3キャパシタ13bが充電される(第3キャパシタ13bにエネルギーが蓄積される)。   On the other hand, in the circuit on the second winding 2b side, when the fifth switch 11a shifts to the ON state together with the sixth switch 11b in the ON state, as shown in FIG. A current path is formed that returns to the second inductor 12 via PS2, the sixth switch 11b, and the fifth switch 11a. For this reason, the energy Ic accumulated in the second inductor 12 in the period T3 is released, whereby the current Ic flows through this current path (the current Ic is supplied to the second DC power supply PS2). Further, based on the voltage induced in the second winding 2b due to the inflow of the current Ig into the first winding 2a, the second switch 2b to the fifth switch 11a, the seventh switch 13a, and the third switch A current Ih flows through a current path that returns to the second winding 2b via the capacitor 13b. Thereby, the third capacitor 13b is charged (energy is stored in the third capacitor 13b).

また、これら2つの電流経路が重なる第5スイッチ11aには、電流Ic,Ihが同じ向きで流れるため、電流Ic,Ihの合成電流(Ic+Ih)が第5スイッチ11aに流れる。なお、第8スイッチ14aがOFF状態に移行する(ターンオフする)ときに第8スイッチ14aに流れている電流(Ie−Id)は、このように第2巻線2bに流れる電流Idよりも電流Ie分だけ少なく抑えられている(つまり、第2巻線2bに流れる電流Idのピーク値よりも低い電流値となっている)。このため、第8スイッチ14aでのターンオフ損失は小さく抑えられている。   In addition, since the currents Ic and Ih flow in the same direction through the fifth switch 11a where these two current paths overlap, a combined current (Ic + Ih) of the currents Ic and Ih flows through the fifth switch 11a. The current (Ie−Id) flowing through the eighth switch 14a when the eighth switch 14a shifts to the OFF state (turns off) is more current Ie than the current Id flowing through the second winding 2b. (That is, the current value is lower than the peak value of the current Id flowing through the second winding 2b). For this reason, the turn-off loss in the eighth switch 14a is kept small.

次いで、期間T5では、図2に示すように、駆動信号S6が正電圧からゼロボルトに切り替わり、駆動信号S8がゼロボルトから正電圧に切り替わることにより、図2,7に示すように、第6スイッチ11bがON状態からOFF状態に移行し、第8スイッチ14aがOFF状態からON状態に移行する。なお、他の各スイッチは、対応する駆動信号が期間T4のときと同じであることから、期間T4のときのON・OFF状態を継続する。   Next, in the period T5, as shown in FIG. 2, the drive signal S6 is switched from the positive voltage to zero volt, and the drive signal S8 is switched from zero volt to the positive voltage. Shifts from the ON state to the OFF state, and the eighth switch 14a shifts from the OFF state to the ON state. Note that each of the other switches continues the ON / OFF state at the period T4 because the corresponding drive signal is the same as that at the period T4.

この場合、第1巻線2a側の回路では、図7に示すように、第1スイッチ7aから第4スイッチ10aのすべてが期間T4のときのON・OFF状態を継続するため、期間T4のときと同様の2つの電流経路が引き続き形成されて、各電流経路に電流Ia,Igが継続して流れる。つまり、第1インダクタ8へのエネルギーの蓄積と、第2キャパシタ10bからのエネルギーの放出とが継続される。   In this case, in the circuit on the first winding 2a side, as shown in FIG. 7, all of the first switch 7a to the fourth switch 10a continue the ON / OFF state at the period T4. The two current paths similar to the above are continuously formed, and the currents Ia and Ig continuously flow through the respective current paths. That is, the accumulation of energy in the first inductor 8 and the release of energy from the second capacitor 10b are continued.

一方、第2巻線2b側の回路では、第5スイッチ11aおよび第7スイッチ13aのON状態が継続されているため、期間T4のときと同じ電流経路(第2巻線2bから第5スイッチ11a、第7スイッチ13aおよび第3キャパシタ13bを経由して第2巻線2bに戻る電流経路)に電流Ihが継続して流れて、第3キャパシタ13bの充電(第3キャパシタ13bへのエネルギーの蓄積)が継続される。また、第6スイッチ11bがOFF状態に移行する一方で、ON状態の第7スイッチ13aと共に、上記したように第8スイッチ14aがON状態に移行することにより、図7に示すように、第4キャパシタ14bから第3キャパシタ13b、第7スイッチ13a、第2インダクタ12、第2直流電源PS2および第8スイッチ14aを経由して第4キャパシタ14bに戻る電流経路が形成される。これにより、期間T1から期間T3において第4キャパシタ14bに蓄積されたエネルギーが放出されることにより、この電流経路に電流Ieが流れる(第2直流電源PS2に電流Ieが供給される)。   On the other hand, in the circuit on the second winding 2b side, since the ON state of the fifth switch 11a and the seventh switch 13a is continued, the same current path (from the second winding 2b to the fifth switch 11a as in the period T4). The current Ih continues to flow through the seventh switch 13a and the third capacitor 13b and returns to the second winding 2b to charge the third capacitor 13b (accumulation of energy in the third capacitor 13b). ) Is continued. In addition, while the sixth switch 11b shifts to the OFF state, the eighth switch 14a shifts to the ON state as described above together with the seventh switch 13a being ON, as shown in FIG. A current path is formed from the capacitor 14b to the fourth capacitor 14b via the third capacitor 13b, the seventh switch 13a, the second inductor 12, the second DC power supply PS2, and the eighth switch 14a. As a result, the energy accumulated in the fourth capacitor 14b from the period T1 to the period T3 is released, so that the current Ie flows through this current path (the current Ie is supplied to the second DC power supply PS2).

また、これら2つの電流経路が重なる第3直列回路部13(第7スイッチ13aおよび第3キャパシタ13b)には、電流Ie,Ihが逆向きで流れるため、電流Ie,Ihの合成電流(Ie−Ih)が第7スイッチ13aに流れる。また、第5スイッチ11aには、期間T4において流れていた電流Icが流れなくなり、電流Ihのみが流れる(つまり、期間T4のときよりも、この電流Ic分だけ少ない電流が流れる)。なお、第6スイッチ11bがOFF状態に移行する(ターンオフする)ときに第6スイッチ11bに流れている電流Icは、第2インダクタ12に流れる電流であって、第2巻線2bに流れる電流のピーク値よりも低い電流値となっている。このため、第6スイッチ11bでのターンオフ損失は小さく抑えられている。   In addition, since the currents Ie and Ih flow in the reverse direction in the third series circuit unit 13 (the seventh switch 13a and the third capacitor 13b) in which these two current paths overlap, the combined current (Ie− Ih) flows to the seventh switch 13a. In addition, the current Ic flowing in the period T4 stops flowing through the fifth switch 11a, and only the current Ih flows (that is, a current smaller by the current Ic flows than in the period T4). The current Ic flowing through the sixth switch 11b when the sixth switch 11b shifts to the OFF state (turns off) is the current flowing through the second inductor 12 and the current flowing through the second winding 2b. The current value is lower than the peak value. For this reason, the turn-off loss in the sixth switch 11b is kept small.

続いて、期間T6では、図2に示すように、駆動信号S1が正電圧からゼロボルトに切り替わり、駆動信号S3がゼロボルトから正電圧に切り替わることにより、図2,8に示すように、第1スイッチ7aがON状態からOFF状態に移行し、第3スイッチ9aがOFF状態からON状態に移行する。なお、他の各スイッチは、対応する駆動信号が期間T5のときと同じであることから、期間T5のときのON・OFF状態を継続する。   Subsequently, in the period T6, as shown in FIG. 2, the drive signal S1 is switched from the positive voltage to zero volt, and the drive signal S3 is switched from zero volt to the positive voltage. 7a shifts from the ON state to the OFF state, and the third switch 9a shifts from the OFF state to the ON state. Note that each of the other switches continues the ON / OFF state at the period T5 because the corresponding drive signal is the same as that at the period T5.

この場合、第1巻線2a側の回路では、図8に示すように、第2スイッチ7bおよび第4スイッチ10aのON状態が継続されているため、期間T4,T5のときと同じ電流経路(第2キャパシタ10bから共振インダクタ15b、第1巻線2aおよび共振キャパシタ15a、第2スイッチ7bおよび第4スイッチ10aを経由して第2キャパシタ10bに戻る電流経路)に電流Igが継続して流れて、第2キャパシタ10bの放電(第2キャパシタ10bからのエネルギーの放出)が継続される。   In this case, in the circuit on the first winding 2a side, as shown in FIG. 8, since the ON state of the second switch 7b and the fourth switch 10a is continued, the same current path as in the periods T4 and T5 ( The current Ig continues to flow from the second capacitor 10b to the resonant inductor 15b, the first winding 2a and the resonant capacitor 15a, the second switch 7b and the fourth switch 10a to return to the second capacitor 10b). The discharge of the second capacitor 10b (energy release from the second capacitor 10b) is continued.

また、上記したように第1スイッチ7aがOFF状態に移行するため、第1直流電源PS1の電圧に第1インダクタ8の両端間電圧(期間T4,T5において、第1インダクタ8に印加されていた電圧。つまり、第1直流電源PS1の電圧と同等の電圧)が加算された電圧の第1直列回路部9および第2直列回路部10への印加が開始される。また、この状態において、ON状態の第4スイッチ10aと共に、上記したように第3スイッチ9aがON状態に移行することにより、図8に示すように、第1直流電源PS1から第1インダクタ8、第3スイッチ9a、第1キャパシタ9b、第2キャパシタ10bおよび第4スイッチ10aを経由して第1直流電源PS1に戻る電流経路が形成される。このため、第1直流電源PS1からのエネルギーに加えて、蓄積していたエネルギーを第1インダクタ8が放出することにより、この電流経路に電流Ifが図8において矢印で示す向きで流れる。これにより、第1直列回路部9の第1キャパシタ9bは、第1直流電源PS1および第1インダクタ8の双方から放出されるエネルギーで充電される(第1キャパシタ9bにエネルギーが蓄積される)。   In addition, since the first switch 7a shifts to the OFF state as described above, the voltage across the first inductor 8 is applied to the voltage of the first DC power supply PS1 (the first inductor 8 was applied during the periods T4 and T5). Application of a voltage obtained by adding a voltage (that is, a voltage equivalent to the voltage of the first DC power supply PS1) to the first series circuit unit 9 and the second series circuit unit 10 is started. Further, in this state, when the third switch 9a shifts to the ON state as described above together with the fourth switch 10a in the ON state, as shown in FIG. 8, from the first DC power supply PS1 to the first inductor 8, A current path is formed that returns to the first DC power supply PS1 via the third switch 9a, the first capacitor 9b, the second capacitor 10b, and the fourth switch 10a. Therefore, in addition to the energy from the first DC power supply PS1, the first inductor 8 releases the stored energy, so that the current If flows in the direction indicated by the arrow in FIG. As a result, the first capacitor 9b of the first series circuit unit 9 is charged with energy released from both the first DC power supply PS1 and the first inductor 8 (energy is stored in the first capacitor 9b).

また、これら2つの電流経路が重なる第2直列回路部10(第4スイッチ10aおよび第2キャパシタ10b)には、電流If,Igが逆向きで流れるため、電流If,Igの合成電流(Ig−If)が第4スイッチ10aに流れる。また、第2スイッチ7bには、期間T5において流れていた電流Iaが流れなくなり、電流Igのみが流れる(つまり、期間T5のときよりも、この電流Ia分だけ少ない電流が流れる)。なお、第1スイッチ7aがOFF状態に移行する(ターンオフする)ときに第1スイッチ7aに流れている電流Iaは、第1インダクタ8に流れる電流であって、第1巻線2aに流れる電流のピーク値よりも低い電流値となっている。このため、第1スイッチ7aでのターンオフ損失は小さく抑えられている。   In addition, since the currents If and Ig flow in the reverse direction in the second series circuit unit 10 (the fourth switch 10a and the second capacitor 10b) where these two current paths overlap, the combined current (Ig− If) flows to the fourth switch 10a. In addition, the current Ia flowing in the period T5 stops flowing through the second switch 7b, and only the current Ig flows (that is, a current smaller by the current Ia flows than in the period T5). The current Ia flowing through the first switch 7a when the first switch 7a shifts to the OFF state (turns off) is the current flowing through the first inductor 8 and the current flowing through the first winding 2a. The current value is lower than the peak value. For this reason, the turn-off loss in the first switch 7a is kept small.

一方、第2巻線2b側の回路では、図2,8に示すように、第5スイッチ11aから第8スイッチ14aのすべてのスイッチが期間T5のときのON・OFF状態を継続するため、期間T5のときと同様の2つの電流経路が引き続き形成されて、各電流経路に電流Ih,Ieが継続して流れる。これにより、第3キャパシタ13bの充電(第3キャパシタ13bへのエネルギーの蓄積)と、第4キャパシタ14bに蓄積されていたエネルギーの放出(第2直流電源PS2への電流Ieの供給)が継続される。   On the other hand, in the circuit on the second winding 2b side, as shown in FIGS. 2 and 8, since all the switches from the fifth switch 11a to the eighth switch 14a continue the ON / OFF state at the period T5, the period Two current paths similar to those at the time of T5 are continuously formed, and currents Ih and Ie continuously flow through the respective current paths. Thereby, the charging of the third capacitor 13b (accumulation of energy in the third capacitor 13b) and the release of the energy accumulated in the fourth capacitor 14b (supply of the current Ie to the second DC power supply PS2) are continued. The

これにより、この第1動作での1サイクルが完了するが、次の新たな1サイクルの開始時点(新たな期間T1の開始時点)において、図2に示すように、駆動信号S4,S7に対応する第4スイッチ10aおよび第7スイッチ13aがOFF状態にそれぞれ移行する(ターンオフする)が、このときに第4スイッチ10aに流れている電流(Ig−If)は、このように第1巻線2aに流れる電流Igよりも電流If分だけ少なく抑えられている(つまり、第1巻線2aに流れる電流Igのピーク値よりも低い電流値となっている)。このため、第4スイッチ10aでのターンオフ損失は小さく抑えられている。また、第7スイッチ13aに流れている電流(Ie−Ih)は、このように第2巻線2bに流れる電流Ihよりも電流Ie分だけ少なく抑えられている(つまり、第2巻線2bに流れる電流Ihのピーク値よりも低い電流値となっている)。このため、第7スイッチ13aでのターンオフ損失は小さく抑えられている。   Thereby, one cycle in the first operation is completed, but at the start time of the next new cycle (start time of the new period T1), as shown in FIG. 2, it corresponds to the drive signals S4 and S7. The fourth switch 10a and the seventh switch 13a that are turned on are respectively turned off (turned off). At this time, the current (Ig−If) flowing through the fourth switch 10a is thus changed to the first winding 2a. The current Ig is suppressed to be smaller than the current Ig flowing by the current If (ie, the current value is lower than the peak value of the current Ig flowing through the first winding 2a). For this reason, the turn-off loss in the fourth switch 10a is kept small. Further, the current (Ie−Ih) flowing through the seventh switch 13a is suppressed to be smaller by the current Ie than the current Ih flowing through the second winding 2b in this way (that is, in the second winding 2b). The current value is lower than the peak value of the flowing current Ih). For this reason, the turn-off loss in the seventh switch 13a is kept small.

また、第1直流電源PS1の電圧をV1とし、第2直流電源PS2の電圧をV2としたときに、この第1動作での電圧V2は、下記の式で表される。なお、nは、第1巻線2a(巻数Np)と第2巻線2b(巻数Ns)の巻数比(Ns/Np)であり、D1は、第1スイッチ7aと第2スイッチ7bのオンデューティであり、D2は、第7スイッチ13aと第8スイッチ14aのオンデューティであるものとする。
V2=n×V1×(D2−0.5)/(1−D1)
In addition, when the voltage of the first DC power supply PS1 is V1 and the voltage of the second DC power supply PS2 is V2, the voltage V2 in the first operation is expressed by the following equation. Note that n is the turn ratio (Ns / Np) of the first winding 2a (turn number Np) and the second winding 2b (turn number Ns), and D1 is the on-duty of the first switch 7a and the second switch 7b. D2 is the on-duty of the seventh switch 13a and the eighth switch 14a.
V2 = n * V1 * (D2-0.5) / (1-D1)

また、この式から明らかなように、コンバータ装置1Aは、この第1動作において、各スイッチ7a,7b,9a,10a,11a,11b,13a,14aのスイッチング周波数を変化させることなく、上記のオンデューティD1,D2を変化させることで、電圧V2を制御することが可能になっている。   Further, as is apparent from this equation, the converter device 1A does not change the on-state without changing the switching frequency of each switch 7a, 7b, 9a, 10a, 11a, 11b, 13a, 14a in this first operation. The voltage V2 can be controlled by changing the duties D1 and D2.

次に、第2動作について説明する。このコンバータ装置1Aでは、図1に示すように、一対の第1直流端子部3a,3bと一対の第1交流端子部4a,4bとの間に配設された回路と、一対の第2直流端子部5a,5bと一対の第2交流端子部6a,6bとの間に配設された回路とが、トランス2を挟んで対称な回路構成となっている。   Next, the second operation will be described. In this converter device 1A, as shown in FIG. 1, a circuit disposed between a pair of first DC terminal portions 3a and 3b and a pair of first AC terminal portions 4a and 4b, and a pair of second DC terminals A circuit disposed between the terminal portions 5a and 5b and the pair of second AC terminal portions 6a and 6b has a symmetrical circuit configuration with the transformer 2 interposed therebetween.

このため、第2動作では、制御部16は、図9に示すように、期間T11〜期間T16を1サイクルとして、第1スイッチ7aに対応する第5スイッチ11aに、図2での駆動信号S1と同じタイミングで駆動信号S5を出力し、第2スイッチ7bに対応する第6スイッチ11bに、図2での駆動信号S2と同じタイミングで駆動信号S6を出力し、第3スイッチ9aに対応する第7スイッチ13aに、図2での駆動信号S3と同じタイミングで駆動信号S7を出力し、第4スイッチ10aに対応する第8スイッチ14aに、図2での駆動信号S4と同じタイミングで駆動信号S8を出力し、第5スイッチ11aに対応する第1スイッチ7aに、図2での駆動信号S5と同じタイミングで駆動信号S1を出力し、第6スイッチ11bに対応する第2スイッチ7bに、図2での駆動信号S6と同じタイミングで駆動信号S2を出力し、第7スイッチ13aに対応する第3スイッチ9aに、図2での駆動信号S7と同じタイミングで駆動信号S3を出力し、第8スイッチ14aに対応する第4スイッチ10aに、図2での駆動信号S8と同じタイミングで駆動信号S4を出力する動作を繰り返す。   Therefore, in the second operation, as shown in FIG. 9, the control unit 16 sets the period T11 to the period T16 as one cycle and sends the drive signal S1 in FIG. 2 to the fifth switch 11a corresponding to the first switch 7a. The drive signal S5 is output at the same timing as that of the second switch 7b, the drive signal S6 is output to the sixth switch 11b corresponding to the second switch 7b at the same timing as that of the drive signal S2 in FIG. The drive signal S7 is output to the 7 switch 13a at the same timing as the drive signal S3 in FIG. 2, and the drive signal S8 is output to the eighth switch 14a corresponding to the fourth switch 10a at the same timing as the drive signal S4 in FIG. And outputs the drive signal S1 to the first switch 7a corresponding to the fifth switch 11a at the same timing as the drive signal S5 in FIG. 2, and corresponds to the sixth switch 11b. The drive signal S2 is output to the second switch 7b at the same timing as the drive signal S6 in FIG. 2, and the drive signal is output to the third switch 9a corresponding to the seventh switch 13a at the same timing as the drive signal S7 in FIG. The operation of outputting S3 and outputting the drive signal S4 to the fourth switch 10a corresponding to the eighth switch 14a at the same timing as the drive signal S8 in FIG. 2 is repeated.

これにより、コンバータ装置1Aでは、第2巻線2b側の回路が上記した第1動作での第1巻線2a側の回路と同様に動作し、かつ第1巻線2a側の回路が上記した第1動作での第2巻線2b側の回路と同様に動作して、コンバータ装置1Aは、第2直流電源PS2から第1直流電源PS1へ電力伝送する第2動作を実行する。   Thereby, in the converter device 1A, the circuit on the second winding 2b side operates in the same manner as the circuit on the first winding 2a side in the first operation described above, and the circuit on the first winding 2a side described above. By operating in the same manner as the circuit on the second winding 2b side in the first operation, converter device 1A executes a second operation of transmitting power from second DC power supply PS2 to first DC power supply PS1.

また、この第2動作での電圧V1、下記の式で表される。なお、D3は、第5スイッチ11aと第6スイッチ11bのオンデューティであり、D4は、第3スイッチ9aと第4スイッチ10aのオンデューティであるものとする。
V1=1/n×V2×(D4−0.5)/(1−D3)
Further, the voltage V1 in the second operation is represented by the following equation. Note that D3 is the on-duty of the fifth switch 11a and the sixth switch 11b, and D4 is the on-duty of the third switch 9a and the fourth switch 10a.
V1 = 1 / n * V2 * (D4-0.5) / (1-D3)

また、この式から明らかなように、コンバータ装置1Aは、この第2動作においても、各スイッチ7a,7b,9a,10a,11a,11b,13a,14aのスイッチング周波数を変化させることなく、上記のオンデューティD3,D4を変化させることで、電圧V1を制御することが可能になっている。   Further, as is clear from this equation, the converter device 1A can perform the above operation without changing the switching frequency of each switch 7a, 7b, 9a, 10a, 11a, 11b, 13a, 14a even in the second operation. The voltage V1 can be controlled by changing the on-duty D3, D4.

このように、このコンバータ装置1Aでは、第1巻線2a側の回路は、第1巻線2aと共に、第1直流端子部3a,3b、第1交流端子部4a,4b、第1直列スイッチ部7、第1インダクタ8、第1直列回路部9および第2直列回路部10が図1に示すように接続されて構成され、第2巻線2b側の回路は、第2巻線2bと共に、第1交流端子部4a,4b、第2交流端子部6a,6b、第2直列スイッチ部11、第2インダクタ12、第3直列回路部13および第4直列回路部14が図1に示すように接続されて構成されている。また、LC共振回路15が、第1巻線2aと第1交流端子部4a,4bとの間、および第2巻線2bと第2交流端子部6a,6bとの間のうちの少なくとも一方に挿入接続されている。   Thus, in the converter device 1A, the circuit on the first winding 2a side includes the first DC terminal portions 3a and 3b, the first AC terminal portions 4a and 4b, and the first series switch portion together with the first winding 2a. 7, the first inductor 8, the first series circuit unit 9 and the second series circuit unit 10 are connected as shown in FIG. 1, and the circuit on the second winding 2b side is together with the second winding 2b. As shown in FIG. 1, the first AC terminal portions 4a and 4b, the second AC terminal portions 6a and 6b, the second series switch portion 11, the second inductor 12, the third series circuit portion 13 and the fourth series circuit portion 14 Connected and configured. Further, the LC resonance circuit 15 is at least one of the first winding 2a and the first AC terminal portions 4a and 4b, and the second winding 2b and the second AC terminal portions 6a and 6b. Insert connected.

したがって、このコンバータ装置1Aによれば、制御部16が、図2に示すタイミングで駆動信号S1〜S8を出力して、第1スイッチ7a〜第8スイッチ14aを駆動することにより(第1スイッチ7a〜第8スイッチ14aを期間T1〜期間T6でのON・OFF状態に順次移行させるスイッチング制御を実行することにより)、第1スイッチ7a〜第8スイッチ14aのすべてのスイッチでのターンオフ損失を小さく抑えつつ、第1直流電源PS1から第2直流電源PS2へ電力伝送する第1動作を実行することができる。また、このコンバータ装置1Aによれば、制御部16が、図9に示すタイミングで駆動信号S1〜S8を出力して、第1スイッチ7a〜第8スイッチ14aを駆動することにより(第1スイッチ7a〜第8スイッチ14aを期間T11〜期間T16でのON・OFF状態に順次移行させるスイッチング制御を実行することにより)、第1スイッチ7a〜第8スイッチ14aのすべてのスイッチでのターンオフ損失を小さく抑えつつ、第2直流電源PS2から第1直流電源PS1へ電力伝送する第2動作を実行することができる。   Therefore, according to the converter device 1A, the control unit 16 outputs the drive signals S1 to S8 at the timing shown in FIG. 2 to drive the first switch 7a to the eighth switch 14a (the first switch 7a). (By executing switching control for sequentially shifting the eighth switch 14a to the ON / OFF state in the period T1 to the period T6), the turn-off loss in all the switches of the first switch 7a to the eighth switch 14a is reduced. However, the first operation of transmitting power from the first DC power source PS1 to the second DC power source PS2 can be executed. Further, according to the converter device 1A, the control unit 16 outputs the drive signals S1 to S8 at the timing shown in FIG. 9 to drive the first switch 7a to the eighth switch 14a (the first switch 7a). (By executing switching control for sequentially shifting the eighth switch 14a to the ON / OFF state in the periods T11 to T16), the turn-off loss in all the switches of the first switch 7a to the eighth switch 14a is kept small. However, the second operation of transmitting power from the second DC power source PS2 to the first DC power source PS1 can be executed.

また、このコンバータ装置1Aによれば、第1直流端子部3a,3bと第1直列スイッチ部7との間に第1インダクタ8が挿入接続され、かつ第2直流端子部5a,5bと第2直列スイッチ部11との間に第2インダクタ12が挿入接続されているため、第1直流端子部3a,3bと第1直流電源PS1との間で入出力する電流のリップル電流を第1インダクタ8で低減できると共に、第2直流端子部5a,5bと第2直流電源PS2との間で入出力する電流のリップル電流を第2インダクタ12で低減することができる。   Further, according to this converter device 1A, the first inductor 8 is inserted and connected between the first DC terminal portions 3a, 3b and the first series switch portion 7, and the second DC terminal portions 5a, 5b and the second Since the second inductor 12 is inserted and connected to the series switch unit 11, the ripple current of the current input / output between the first DC terminal units 3a and 3b and the first DC power source PS1 is converted to the first inductor 8. And the ripple current of the current input / output between the second DC terminal portions 5a and 5b and the second DC power source PS2 can be reduced by the second inductor 12.

なお、コンバータ装置の一例として、第1巻線2aおよび第2巻線2bの2つの巻線が形成されたトランス2を備えて、第1直流電源PS1および第2直流電源PS2の2つの直流電源間で相互に電力を供給可能にするコンバータ装置1Aを例に挙げて説明したが、例えば、図11に示すコンバータ装置1Bのように、第1巻線2a、第2巻線2bおよび第2巻線2cの3つの巻線が形成されたトランス21を備えた構成とすることで、3つの直流電源PS1,PS2,PS3間で相互に電力を供給可能とすることもできる。以下、コンバータ装置1Bについて説明する。なお、コンバータ装置1Aと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。   As an example of the converter device, a transformer 2 having two windings, a first winding 2a and a second winding 2b, is provided, and two DC power sources, a first DC power source PS1 and a second DC power source PS2. The converter device 1A that can supply power to each other has been described as an example. For example, like the converter device 1B shown in FIG. 11, the first winding 2a, the second winding 2b, and the second winding are used. With the configuration including the transformer 21 in which the three windings of the line 2c are formed, it is also possible to supply power to each other among the three DC power sources PS1, PS2, PS3. Hereinafter, the converter device 1B will be described. In addition, about the structure same as converter apparatus 1A, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

まず、コンバータ装置1Bの構成について図11を参照して説明する。このコンバータ装置1Bは、コンバータ装置1Aのトランス2および制御部16に代えてトランス21および制御部28を備えると共に、コンバータ装置1Aと同様にして、一対の第1直流端子部3a,3b、一対の第1交流端子部4a,4b、一対の第2直流端子部5a,5b、一対の第2交流端子部6a,6b、第1直列スイッチ部7、第1インダクタ8、第1直列回路部9、第2直列回路部10、第2直列スイッチ部11、第2インダクタ12、第3直列回路部13、第4直列回路部14およびLC共振回路15を備えている。また、コンバータ装置1Bは、さらに、一対の第3直流端子部22a,22b、一対の第3交流端子部23a,23b、第3直列スイッチ部24、第3インダクタ25、第5直列回路部26および第6直列回路部27を備えている。   First, the configuration of converter device 1B will be described with reference to FIG. The converter device 1B includes a transformer 21 and a control unit 28 instead of the transformer 2 and the control unit 16 of the converter device 1A, and a pair of first DC terminal units 3a and 3b and a pair of the same as the converter device 1A. First AC terminal portions 4a, 4b, a pair of second DC terminal portions 5a, 5b, a pair of second AC terminal portions 6a, 6b, a first series switch portion 7, a first inductor 8, a first series circuit portion 9, A second series circuit unit 10, a second series switch unit 11, a second inductor 12, a third series circuit unit 13, a fourth series circuit unit 14, and an LC resonance circuit 15 are provided. Further, converter device 1B further includes a pair of third DC terminal portions 22a and 22b, a pair of third AC terminal portions 23a and 23b, a third series switch portion 24, a third inductor 25, a fifth series circuit portion 26, and A sixth series circuit unit 27 is provided.

詳細には、トランス21は、本例では一例として、共通の磁気コア(図示せず)に形成されて、互いに磁気的に結合する3つの巻線(第1巻線2a、第2巻線2bおよび第3巻線2c)を備えている。また、一対の第3交流端子部23a,23bは、一対の第3接続ラインL3a、L3bを介して第3巻線2cに接続されている。   In detail, the transformer 21 is formed in a common magnetic core (not shown) as an example in the present example, and three windings (first winding 2a and second winding 2b) that are magnetically coupled to each other. And a third winding 2c). The pair of third AC terminal portions 23a, 23b is connected to the third winding 2c via a pair of third connection lines L3a, L3b.

LC共振回路15は、一例として第1接続ラインL1a,L1bに挿入接続されているが、この構成に限定されるものではなく、LC共振回路15は、第1接続ラインL1a,L1b、第2接続ラインL2a,L2bおよび第3接続ラインL3a、L3bのうちの少なくとも1つに挿入接続されていればよい。   The LC resonance circuit 15 is inserted and connected to the first connection lines L1a and L1b as an example. However, the LC resonance circuit 15 is not limited to this configuration, and the LC resonance circuit 15 includes the first connection lines L1a and L1b and the second connection lines. It is only necessary to be inserted and connected to at least one of the lines L2a and L2b and the third connection lines L3a and L3b.

第3直列スイッチ部24は、第3交流端子部23a,23bのうちの一方の第3交流端子部(本例では、第3交流端子部23a)で互いに接続された第9スイッチ24a(図中において「Q9」とも表記する)および第10スイッチ24b(図中において「Q10」とも表記する)の直列回路で構成されている。本例では一例として、第9スイッチ24aおよび第10スイッチ24bは共にnチャネル型のFETで構成されて、第9スイッチ24aのソース端子と第10スイッチ24bのドレイン端子が第3交流端子部23aで接続されている。また、この直列回路の一方の端部(本例では第9スイッチ24aのドレイン端子)は、第5電力ラインLp5を介して一対の第3直流端子部22a,22bのうちの一方の第3直流端子部(本例では、第3直流端子部22a)に接続されている。また、この直列回路の他方の端部(本例では第10スイッチ24bのソース端子)は、第6電力ラインLp6を介して一対の第3直流端子部22a,22bのうちの他方の第3直流端子部(本例では、第3直流端子部22b)に接続されている。   The third series switch unit 24 includes a ninth switch 24a (in the drawing) that is connected to each other at one third AC terminal unit (in this example, the third AC terminal unit 23a) of the third AC terminal units 23a and 23b. And a tenth switch 24b (also referred to as “Q10” in the drawing). In this example, as an example, the ninth switch 24a and the tenth switch 24b are both configured by n-channel FETs, and the source terminal of the ninth switch 24a and the drain terminal of the tenth switch 24b are the third AC terminal portion 23a. It is connected. One end of the series circuit (in this example, the drain terminal of the ninth switch 24a) is connected to one third DC of the pair of third DC terminal portions 22a and 22b via the fifth power line Lp5. It is connected to the terminal portion (in this example, the third DC terminal portion 22a). The other end of the series circuit (in this example, the source terminal of the tenth switch 24b) is connected to the other third DC of the pair of third DC terminals 22a and 22b via the sixth power line Lp6. It is connected to the terminal portion (in this example, the third DC terminal portion 22b).

第3インダクタ25は、第5電力ラインLp5および第6電力ラインLp6のうちの少なくとも一方に挿入接続されている。本例では一例として、第3インダクタ25は、第5電力ラインLp5に挿入接続されているが、図示はしないが、第6電力ラインLp6に挿入接続される構成であってもよいし、第5電力ラインLp5および第6電力ラインLp6の双方に分けて挿入接続される構成であってもよい。   The third inductor 25 is inserted and connected to at least one of the fifth power line Lp5 and the sixth power line Lp6. In this example, as an example, the third inductor 25 is inserted and connected to the fifth power line Lp5. However, although not shown, the third inductor 25 may be inserted and connected to the sixth power line Lp6. The power supply line Lp5 and the sixth power line Lp6 may be separately inserted and connected.

第5直列回路部26は、直列接続された第11スイッチ26a(図中において「Q11」とも表記する)および第5キャパシタ26bで構成されている。本例では一例として、第11スイッチ26aはnチャネル型のFETで構成されて、第11スイッチ26aのドレイン端子と第5キャパシタ26bの一方の端子とが接続されている。また、第5直列回路部26は、一方の端部(本例では第11スイッチ26aのソース端子)が第3直列スイッチ部24の一方の端部(本例では第9スイッチ24aのドレイン端子)に接続されると共に、他方の端部(本例では第5キャパシタ26bの他方の端子)が一対の第3交流端子部23a,23bのうちの他方の第3交流端子部(本例では、第3交流端子部23b)に接続されている。なお、第5直列回路部26は、この構成に代えて、第3直列スイッチ部24の一方の端部側に第5キャパシタ26bを配設し、かつ第3交流端子部23b側に第11スイッチ26aを同じ向きで配設した構成であってもよい。   The fifth series circuit unit 26 includes an eleventh switch 26a (also expressed as “Q11” in the drawing) and a fifth capacitor 26b connected in series. In this example, as an example, the eleventh switch 26a is formed of an n-channel FET, and the drain terminal of the eleventh switch 26a is connected to one terminal of the fifth capacitor 26b. Further, in the fifth series circuit unit 26, one end (in this example, the source terminal of the eleventh switch 26a) is one end (in this example, the drain terminal of the ninth switch 24a) of the third series switch unit 24. And the other end portion (in this example, the other terminal of the fifth capacitor 26b) is the other third AC terminal portion (in this example, the second terminal of the fifth capacitor 26b). 3 AC terminal portion 23b). Note that the fifth series circuit unit 26 has a fifth capacitor 26b on one end side of the third series switch unit 24 and an eleventh switch on the third AC terminal unit 23b side instead of this configuration. The structure which has arrange | positioned 26a in the same direction may be sufficient.

第6直列回路部27は、直列接続された第12スイッチ27a(図中において「Q12」とも表記する)および第6キャパシタ27bで構成されている。本例では一例として、第12スイッチ27aはnチャネル型のFETで構成されて、第12スイッチ27aのソース端子と第6キャパシタ27bの一方の端子とが接続されている。また、第6直列回路部27は、一方の端部(本例では第6キャパシタ27bの他方の端子)が他方の第3交流端子部(本例では、第3交流端子部23b)に接続されると共に、他方の端部(本例では第12スイッチ27aのドレイン端子)が第3直列スイッチ部24の他方の端部(本例では第10スイッチ24bのソース端子)に接続されている。なお、第6直列回路部27は、この構成に代えて、第3交流端子部23b側に第12スイッチ27aを同じ向きで配設し、かつ第3直列スイッチ部24の他方の端部側に第6キャパシタ27bを配設した構成であってもよい。   The sixth series circuit unit 27 includes a twelfth switch 27a (also referred to as “Q12” in the drawing) and a sixth capacitor 27b connected in series. In this example, as an example, the twelfth switch 27a is composed of an n-channel FET, and the source terminal of the twelfth switch 27a is connected to one terminal of the sixth capacitor 27b. The sixth series circuit unit 27 has one end (in this example, the other terminal of the sixth capacitor 27b) connected to the other third AC terminal (in this example, the third AC terminal 23b). In addition, the other end (in this example, the drain terminal of the twelfth switch 27a) is connected to the other end (the source terminal of the tenth switch 24b in this example) of the third series switch unit 24. Instead of this configuration, the sixth series circuit unit 27 is arranged with the twelfth switch 27a in the same direction on the third AC terminal unit 23b side, and on the other end side of the third series switch unit 24. The sixth capacitor 27b may be arranged.

制御部28は、例えば外部から入力された動作指示に基づき、コンバータ装置1Bでの動作(電力伝送)がこの動作指示で示されるもの(第1直流端子部3a,3bから第2直流端子部5a,5bおよび第3直流端子部22a,22bへの電力伝送、第2直流端子部5a,5bから第1直流端子部3a,3bおよび第3直流端子部22a,22bへの電力伝送、並びに第3直流端子部22a,22bから第1直流端子部3a,3bおよび第2直流端子部5a,5bへの電力伝送のうちのいずれか1つ)となるように、第1スイッチ7aから第4スイッチ10aまでの4つのスイッチに対して駆動信号S1,S2,S3,S4をそれぞれ出力し、第5スイッチ11aから第8スイッチ14aまでの4つのスイッチに対して駆動信号S5,S6,S7,S8を出力し、かつ第9スイッチ24aから第12スイッチ27aまでの4つのスイッチに対して駆動信号S9,S10,S11,S12を出力することにより、これら12個のスイッチに対するスイッチング制御を実行する。本例では、第1スイッチ7aから第12スイッチ27aまでの各スイッチは上記のようにFETで構成されているため、制御部28は、各スイッチ7a〜27aに対する適切な駆動回路(図示せず)を備えて、各スイッチ7a〜27aのゲート・ソース間に、各駆動信号S1〜S12のうちの対応する駆動信号をソース端子の電位を基準とする正極性の電圧信号として出力するものとする。   For example, based on an operation instruction input from the outside, the control unit 28 indicates the operation (power transmission) in the converter device 1B (from the first DC terminal units 3a and 3b to the second DC terminal unit 5a). , 5b and the third DC terminal portions 22a and 22b, power transmission from the second DC terminal portions 5a and 5b to the first DC terminal portions 3a and 3b and the third DC terminal portions 22a and 22b, and third The first switch 7a to the fourth switch 10a so as to be one of the power transmissions from the DC terminal portions 22a and 22b to the first DC terminal portions 3a and 3b and the second DC terminal portions 5a and 5b. Drive signals S1, S2, S3, and S4 are respectively output to the four switches, and the drive signals S5, S6, and S4 are output to the four switches from the fifth switch 11a to the eighth switch 14a. 7 and S8 are output, and the drive signals S9, S10, S11, and S12 are output to the four switches from the ninth switch 24a to the twelfth switch 27a, thereby executing the switching control for these twelve switches. To do. In the present example, since the switches from the first switch 7a to the twelfth switch 27a are composed of FETs as described above, the control unit 28 uses appropriate drive circuits (not shown) for the switches 7a to 27a. The corresponding drive signal among the drive signals S1 to S12 is output as a positive voltage signal with reference to the potential of the source terminal between the gates and the sources of the switches 7a to 27a.

次に、コンバータ装置1Bの動作について図2,図9,図10,図11を参照して説明する。以下では、図11に示すように、第1直流端子部3a,3b間に第1直流電源PS1が接続され、第2直流端子部5a,5b間に第2直流電源PS2が接続され、第3直流端子部22a,22b間に第3直流電源PS3が接続された状態において、第1直流電源PS1から第2直流電源PS2と第3直流電源PS3とに電力伝送する第1動作と、第2直流電源PS2から第1直流電源PS1と第3直流電源PS3とに電力伝送する第2動作と、第3直流電源PS3から第1直流電源PS1と第2直流電源PS2とに電力伝送する第3動作について説明する。   Next, the operation of the converter device 1B will be described with reference to FIGS. 2, 9, 10, and 11. FIG. In the following, as shown in FIG. 11, the first DC power source PS1 is connected between the first DC terminal portions 3a and 3b, the second DC power source PS2 is connected between the second DC terminal portions 5a and 5b, In a state where the third DC power supply PS3 is connected between the DC terminal portions 22a and 22b, a first operation for transmitting power from the first DC power supply PS1 to the second DC power supply PS2 and the third DC power supply PS3, and a second DC A second operation for transmitting power from the power source PS2 to the first DC power source PS1 and the third DC power source PS3, and a third operation for transmitting power from the third DC power source PS3 to the first DC power source PS1 and the second DC power source PS2. explain.

最初に、第1動作について説明する。この第1動作では、制御部28は、各駆動信号S1〜S12を、図2に示す期間T1から期間T6までの出力状態を1サイクルとして、第1スイッチ7aから第12スイッチ27aまでの対応するスイッチに繰り返し出力する。なお、図2中の「ON」、「OFF」は、駆動信号S1〜S12に対応する各スイッチのON・OFF状態を示している。また、このコンバータ装置1Bでは、図11に示すように、一対の第1直流端子部3a,3bと一対の第1交流端子部4a,4bとの間に配設された回路と、一対の第2直流端子部5a,5bと一対の第2交流端子部6a,6bとの間に配設された回路とが、トランス21を挟んで対称な回路構成となっていると共に、一対の第3直流端子部22a,22bと一対の第3交流端子部23a,23bとの間に配設された回路も、第2直流端子部5a,5bと第2交流端子部6a,6bとの間に配設された回路と同じように、トランス21を挟んで第1直流端子部3a,3bと第1交流端子部4a,4bとの間に配設された回路と対称な回路構成となっている。   First, the first operation will be described. In this first operation, the control unit 28 corresponds to each of the drive signals S1 to S12 from the first switch 7a to the twelfth switch 27a with the output state from the period T1 to the period T6 shown in FIG. 2 as one cycle. Outputs repeatedly to the switch. Note that “ON” and “OFF” in FIG. 2 indicate ON / OFF states of the switches corresponding to the drive signals S1 to S12. Moreover, in this converter apparatus 1B, as shown in FIG. 11, the circuit arrange | positioned between a pair of 1st DC terminal parts 3a and 3b and a pair of 1st AC terminal parts 4a and 4b, and a pair of 1st DC terminal parts. The circuit disposed between the two DC terminal portions 5a and 5b and the pair of second AC terminal portions 6a and 6b has a symmetrical circuit configuration with the transformer 21 therebetween, and a pair of third DC terminals. The circuit disposed between the terminal portions 22a and 22b and the pair of third AC terminal portions 23a and 23b is also disposed between the second DC terminal portions 5a and 5b and the second AC terminal portions 6a and 6b. Similar to the circuit described above, the circuit configuration is symmetrical to the circuit disposed between the first DC terminal portions 3a and 3b and the first AC terminal portions 4a and 4b with the transformer 21 interposed therebetween.

このため、一例として、第2直流電源PS2と同様にして第1直流電源PS1から電力伝送される第3直流電源PS3側の回路(第3巻線2c側(第3直流端子部22a,22b側)の回路)を構成する第9スイッチ24a、第10スイッチ24b、第11スイッチ26aおよび第12スイッチ27aへの駆動信号S9,S10,S11,S12については、図2に示すように、第2直流電源PS2側の回路(第2巻線2b側)の回路)を構成する第5スイッチ11a、第6スイッチ11b、第7スイッチ13aおよび第8スイッチ14aへの駆動信号S5,S6,S7,S8と同じタイミングで変化する信号とする。   For this reason, as an example, a circuit on the third DC power supply PS3 side (the third winding 2c side (the third DC terminal portions 22a and 22b side) that transmits power from the first DC power supply PS1 in the same manner as the second DC power supply PS2. ) Of the drive signals S9, S10, S11, and S12 to the ninth switch 24a, the tenth switch 24b, the eleventh switch 26a, and the twelfth switch 27a, as shown in FIG. Drive signals S5, S6, S7, S8 to the fifth switch 11a, the sixth switch 11b, the seventh switch 13a, and the eighth switch 14a constituting the circuit on the power supply PS2 side (the circuit on the second winding 2b side); The signal changes at the same timing.

この場合、コンバータ装置1Bでは、第1直列スイッチ部7等で構成される第1巻線2a側の回路は、コンバータ装置1Aでの第1巻線2a側の回路の第1動作のときと同様に動作し、第2直列スイッチ部11等で構成される第2巻線2b側の回路および第3直列スイッチ部24等で構成される第3巻線2c側の回路は、コンバータ装置1Aでの第2巻線2b側の回路の第1動作のときと同様に動作する。これにより、コンバータ装置1Bは、第1直流電源PS1から第2直流電源PS2と第3直流電源PS3とに電力伝送する第1動作を実行する。   In this case, in the converter device 1B, the circuit on the first winding 2a side constituted by the first series switch unit 7 and the like is the same as in the first operation of the circuit on the first winding 2a side in the converter device 1A. The circuit on the second winding 2b side constituted by the second series switch unit 11 etc. and the circuit on the third winding 2c side constituted by the third series switch unit 24 etc. are The operation is the same as in the first operation of the circuit on the second winding 2b side. Thereby, converter apparatus 1B performs the 1st operation | movement which transmits electric power from 1st DC power supply PS1 to 2nd DC power supply PS2 and 3rd DC power supply PS3.

また、第3直流電源PS3の電圧をV3としたときに、各電圧V1,V2,V3間には、下記の式で示される関係が成り立つ。
1/N1×1/(1−D1)×V1=1/N2×1/(1−D2)×V2=1/N3×1/(1−D3)×V3
なお、VC1は各キャパシタ9b,10bに印加される電圧であり、VC2は各キャパシタ13b,14bに印加される電圧であり、VC3は各キャパシタ26b,27bに印加される電圧であるものとする。また、D1は各スイッチ7a,7bのオンデューティであり、D2は各スイッチ11a,11bのオンデューティであり、D3は各スイッチ24a,24bのオンデューティであるものとする。また、各巻線2a,2b,2cの巻数については、巻線2aの巻数:巻線2bの巻数:巻線2cの巻数=N1:N2:N3となるように規定されているものとする。
この場合、VC1=(N1/N2)×VC2=(N1/N3)×VC3、VC1=0.5×1/(1−D1)×V1、VC2=0.5×1/(1−D2)×V2、およびVC3=0.5×1/(1−D3)×V3の各式が成り立ち、この各式を連立させることで、上記した各電圧V1,V2,V3間の関係式が算出される。
Further, when the voltage of the third DC power supply PS3 is V3, the relationship represented by the following equation is established between the voltages V1, V2, and V3.
1 / N1 * 1 / (1-D1) * V1 = 1 / N2 * 1 / (1-D2) * V2 = 1 / N3 * 1 / (1-D3) * V3
VC1 is a voltage applied to each capacitor 9b, 10b, VC2 is a voltage applied to each capacitor 13b, 14b, and VC3 is a voltage applied to each capacitor 26b, 27b. Further, D1 is the on-duty of each switch 7a, 7b, D2 is the on-duty of each switch 11a, 11b, and D3 is the on-duty of each switch 24a, 24b. Further, the number of turns of each of the windings 2a, 2b, and 2c is defined so that the number of turns of the winding 2a: the number of turns of the winding 2b: the number of turns of the winding 2c = N1: N2: N3.
In this case, VC1 = (N1 / N2) × VC2 = (N1 / N3) × VC3, VC1 = 0.5 × 1 / (1-D1) × V1, VC2 = 0.5 × 1 / (1-D2) Each formula of × V2 and VC3 = 0.5 × 1 / (1−D3) × V3 is established, and by combining these formulas, the relational expressions between the voltages V1, V2, and V3 are calculated. The

次いで、第2動作について説明する。この第2動作では、制御部28は、各駆動信号S1〜S12を、図9に示す期間T11から期間T16までの出力状態を1サイクルとして、第1スイッチ7aから第12スイッチ27aまでの対応するスイッチに繰り返し出力する。なお、図9中の「ON」、「OFF」は、駆動信号S1〜S12に対応する各スイッチのON・OFF状態を示している。また、一例として、第1直流電源PS1と同様にして第2直流電源PS2から電力伝送される第3直流電源PS3側の回路(第3巻線2c側の回路)を構成する第9スイッチ24a、第10スイッチ24b、第11スイッチ26aおよび第12スイッチ27aへの駆動信号S9,S10,S11,S12については、図9に示すように、第1直流電源PS1側の回路(第1巻線2a側)の回路)を構成する第1スイッチ7a、第2スイッチ7b、第3スイッチ9aおよび第4スイッチ10aへの駆動信号S1,S2,S3,S4と同じタイミングで変化する信号とする。   Next, the second operation will be described. In this second operation, the control unit 28 corresponds to each of the drive signals S1 to S12 from the first switch 7a to the twelfth switch 27a with the output state from the period T11 to the period T16 shown in FIG. 9 as one cycle. Outputs repeatedly to the switch. Note that “ON” and “OFF” in FIG. 9 indicate ON / OFF states of the switches corresponding to the drive signals S1 to S12. As an example, a ninth switch 24a constituting a circuit on the third DC power supply PS3 side (circuit on the third winding 2c side) that transmits power from the second DC power supply PS2 in the same manner as the first DC power supply PS1; The drive signals S9, S10, S11, and S12 to the tenth switch 24b, the eleventh switch 26a, and the twelfth switch 27a are, as shown in FIG. 9, a circuit on the first DC power supply PS1 side (the first winding 2a side). ) Of the first switch 7a, the second switch 7b, the third switch 9a, and the fourth switch 10a constituting the circuit) are changed at the same timing as the drive signals S1, S2, S3, S4.

この場合、コンバータ装置1Bでは、第1直列スイッチ部7等で構成される第1巻線2a側の回路および第3直列スイッチ部24等で構成される第3巻線2c側の回路は、コンバータ装置1Aでの第1巻線2a側の回路の第2動作のときと同様に動作し、第2直列スイッチ部11等で構成される第2巻線2b側の回路は、コンバータ装置1Aでの第2巻線2b側の回路の第2動作のときと同様に動作する。これにより、コンバータ装置1Bは、第2直流電源PS2から第1直流電源PS1と第3直流電源PS3とに電力伝送する第2動作を実行する。   In this case, in the converter device 1B, the circuit on the first winding 2a side configured by the first series switch unit 7 and the circuit on the third winding 2c side configured by the third series switch unit 24 and the like The circuit on the second winding 2b side, which is operated in the same way as the second operation of the circuit on the first winding 2a side in the device 1A, is configured in the converter device 1A. The operation is the same as in the second operation of the circuit on the second winding 2b side. Thereby, converter device 1B executes the second operation of transmitting power from second DC power supply PS2 to first DC power supply PS1 and third DC power supply PS3.

続いて、第3動作について説明する。この第3動作では、制御部28は、各駆動信号S1〜S12を、図10に示す期間T11から期間T16までの出力状態を1サイクルとして、第1スイッチ7aから第12スイッチ27aまでの対応するスイッチに繰り返し出力する。なお、図10中の「ON」、「OFF」は、駆動信号S1〜S12に対応する各スイッチのON・OFF状態を示している。また、第3動作では、第1動作での第1巻線2a側の回路や第2動作での第2巻線2b側の回路と同様にして、第3巻線2c側の回路が電力を送出する。このため、第3巻線2c側の回路への駆動信号S9,S10,S11,S12については、図9に示す駆動信号S5,S6,S7,S8と同じタイミングで変化する信号とする。また、第1巻線2a側の回路と同様に第3直流電源PS3から電力伝送される第2巻線2b側の回路を構成する第5スイッチ11a、第6スイッチ11b、第7スイッチ13aおよび第8スイッチ14aへの駆動信号S5,S6,S7,S8については、図10に示すように、第2動作での第1巻線2a側の回路を構成する第1スイッチ7a、第2スイッチ7b、第3スイッチ9aおよび第4スイッチ10aへの駆動信号S1,S2,S3,S4と同じタイミングで変化する信号とする。   Subsequently, the third operation will be described. In the third operation, the control unit 28 corresponds to each of the drive signals S1 to S12 from the first switch 7a to the twelfth switch 27a with the output state from the period T11 to the period T16 shown in FIG. 10 as one cycle. Outputs repeatedly to the switch. Note that “ON” and “OFF” in FIG. 10 indicate the ON / OFF states of the switches corresponding to the drive signals S1 to S12. In the third operation, the circuit on the third winding 2c side supplies power in the same manner as the circuit on the first winding 2a side in the first operation and the circuit on the second winding 2b side in the second operation. Send it out. Therefore, the drive signals S9, S10, S11, and S12 to the circuit on the third winding 2c side are signals that change at the same timing as the drive signals S5, S6, S7, and S8 shown in FIG. Similarly to the circuit on the first winding 2a side, the fifth switch 11a, the sixth switch 11b, the seventh switch 13a, and the seventh switch constituting the circuit on the second winding 2b side where power is transmitted from the third DC power source PS3. For the drive signals S5, S6, S7, and S8 to the 8 switch 14a, as shown in FIG. 10, a first switch 7a, a second switch 7b, and a circuit constituting the first winding 2a side in the second operation are provided. The signals change at the same timing as the drive signals S1, S2, S3, and S4 to the third switch 9a and the fourth switch 10a.

この場合、コンバータ装置1Bでは、第1直列スイッチ部7等で構成される第1巻線2a側の回路および第2直列スイッチ部11等で構成される第2巻線2b側の回路は、コンバータ装置1Aでの第1巻線2a側の回路の第2動作のときと同様に動作し、第3直列スイッチ部24等で構成される第3巻線2c側の回路は、コンバータ装置1Aでの第2巻線2b側の回路の第2動作のときと同様に動作する。これにより、コンバータ装置1Bは、第3直流電源PS3から第1直流電源PS1と第2直流電源PS2とに電力伝送する第3動作を実行する。   In this case, in the converter device 1B, the circuit on the first winding 2a side configured by the first series switch unit 7 and the circuit on the second winding 2b side configured by the second series switch unit 11 and the like The circuit on the third winding 2c side, which is operated in the same way as the second operation of the circuit on the first winding 2a side in the device 1A, is configured in the converter device 1A. The operation is the same as in the second operation of the circuit on the second winding 2b side. Thereby, converter apparatus 1B performs the 3rd operation | movement which transmits electric power from 3rd DC power supply PS3 to 1st DC power supply PS1 and 2nd DC power supply PS2.

このコンバータ装置1Bにおいても、コンバータ装置1Aのときと同様にして、第1動作、第2動作および第3動作のいずれにおいても、第1スイッチ7a〜第12スイッチ27aのすべてのスイッチでのターンオフ損失を小さく抑えつつ、電力伝送することができる。   Also in this converter device 1B, in the same manner as in converter device 1A, the turn-off loss in all the switches of first switch 7a to twelfth switch 27a in any of the first operation, the second operation, and the third operation. It is possible to transmit power while keeping the value small.

また、このコンバータ装置1Bにおいても、第1直流端子部3a,3bと第1直列スイッチ部7との間に第1インダクタ8が挿入接続され、第2直流端子部5a,5bと第2直列スイッチ部11との間に第2インダクタ12が挿入接続され、かつ第3直流端子部22a,22bと第3直列スイッチ部24との間に第3インダクタ25が挿入接続されているため、第1直流端子部3a,3bと第1直流電源PS1との間で入出力する電流のリップル電流を第1インダクタ8で低減でき、第2直流端子部5a,5bと第2直流電源PS2との間で入出力する電流のリップル電流を第2インダクタ12で低減でき、かつ第3直流端子部22a,22bと第3直流電源PS3との間で入出力する電流のリップル電流を第3インダクタ25で低減することができる。   Also in this converter device 1B, the first inductor 8 is inserted and connected between the first DC terminal portions 3a and 3b and the first series switch portion 7, and the second DC terminal portions 5a and 5b and the second series switch are connected. Since the second inductor 12 is inserted and connected between the first and second parts 11, and the third inductor 25 is inserted and connected between the third DC terminal parts 22a and 22b and the third series switch part 24, the first DC The ripple current of the current input / output between the terminal portions 3a, 3b and the first DC power source PS1 can be reduced by the first inductor 8, and the input current is input between the second DC terminal portions 5a, 5b and the second DC power source PS2. The ripple current of the output current can be reduced by the second inductor 12, and the ripple current of the current input / output between the third DC terminal portions 22a and 22b and the third DC power supply PS3 can be reduced by the third inductor 25. Can.

また、コンバータ装置の一例として、2つの巻線を備えたトランスを備えて、2つの電源PS1,PS2間での電力のやり取りを可能にするコンバータ装置1Aや、3つの巻線を備えたトランスを備えて、3つの電源PS1,PS2,PS3間での電力のやり取りを可能にするコンバータ装置1Bについて説明したが、図示はしないが、トランスの巻線を4個以上のm個として、m個の電源間での電力のやり取りを可能にするコンバータ装置を実現することもできる。   Further, as an example of a converter device, a converter device including a transformer having two windings, a converter device 1A that enables exchange of power between the two power sources PS1 and PS2, and a transformer having three windings. The converter device 1B that enables the exchange of power between the three power sources PS1, PS2, and PS3 has been described. Although not illustrated, the number of transformer windings is four or more, and m It is also possible to realize a converter device that allows power to be exchanged between power supplies.

また、上記のコンバータ装置1A,1Bでは、独立した構成要素としての共振キャパシタ15aと共振インダクタ15bとでLC共振回路15を構成したが、これに限定されるものではない。例えば、共振キャパシタ15aは、独立した構成要素として配設する構成に代えて、コンバータ装置1Aにおいては、第1直列回路部9の第1キャパシタ9bや、第2直列回路部10の第2キャパシタ10bや、第3直列回路部13の第3キャパシタ13bや、第4直列回路部14の第4キャパシタ14bで代用することもできるし、コンバータ装置1Bにおいては、さらに第5直列回路部26の第5キャパシタ26bや、第6直列回路部27の第6キャパシタ27bで代用することもできる。   In the converter devices 1A and 1B, the resonance capacitor 15a and the resonance inductor 15b as independent components constitute the LC resonance circuit 15, but the present invention is not limited to this. For example, the resonant capacitor 15a is replaced with a configuration provided as an independent component, and in the converter device 1A, the first capacitor 9b of the first series circuit unit 9 or the second capacitor 10b of the second series circuit unit 10 is used. Alternatively, the third capacitor 13b of the third series circuit unit 13 and the fourth capacitor 14b of the fourth series circuit unit 14 can be substituted, and in the converter device 1B, the fifth capacitor of the fifth series circuit unit 26 is further changed. The capacitor 26b and the sixth capacitor 27b of the sixth series circuit unit 27 can be substituted.

また、共振インダクタ15bについても、独立した構成要素として配設する構成に代えて、コンバータ装置1Aにおいては、トランス2の漏れインダクタンスで代用することもできるし、コンバータ装置1Bにおいては、トランス21の漏れインダクタンスで代用することもできる。   Further, the resonance inductor 15b can be replaced with the leakage inductance of the transformer 2 in the converter device 1A instead of the configuration provided as an independent component, and the leakage of the transformer 21 in the converter device 1B. Inductance can be substituted.

1A,1B コンバータ装置
2,21 トランス
2a 第1巻線
2b 第2巻線
2c 第3巻線
3a,3b 第1直流端子部
4a,4b 第1交流端子部
5a,5b 第2直流端子部
6a,6b 第2交流端子部
7 第1直列スイッチ部
7a 第1スイッチ
7b 第2スイッチ
8 第1インダクタ
9 第1直列回路部
9a 第3スイッチ
9b 第1キャパシタ
10 第2直列回路部
10a 第4スイッチ
10b 第2キャパシタ
11 第2直列スイッチ部
11a 第5スイッチ
11b 第6スイッチ
12 第2インダクタ
13 第3直列回路部
13a 第7スイッチ
13b 第3キャパシタ
14 第4直列回路部
14a 第8スイッチ
14b 第4キャパシタ
15 LC共振回路
16,28 制御部
22a,22b 第3直流端子部
23a,23b 第3交流端子部
24 第3直列スイッチ部
24a 第9スイッチ
24b 第10スイッチ
25 第3インダクタ
26 第5直列回路部
26a 第11スイッチ
26b 第5キャパシタ
26 第6直列回路部
26a 第12スイッチ
26b 第6キャパシタ
1A, 1B converter device
2,21 Transformer 2a First winding 2b Second winding 2c Third winding 3a, 3b First DC terminal portion 4a, 4b First AC terminal portion 5a, 5b Second DC terminal portion 6a, 6b Second AC terminal Part
7 1st series switch part 7a 1st switch 7b 2nd switch
8 First inductor
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 1st series circuit part 9a 3rd switch 9b 1st capacitor 10 2nd series circuit part 10a 4th switch 10b 2nd capacitor 11 2nd series switch part 11a 5th switch 11b 6th switch 12 2nd inductor 13 3rd series Circuit part 13a 7th switch 13b 3rd capacitor 14 4th series circuit part 14a 8th switch 14b 4th capacitor 15 LC resonance circuit 16,28 Control part 22a, 22b 3rd DC terminal part 23a, 23b 3rd AC terminal part 24 3rd series switch part 24a 9th switch 24b 10th switch 25 3rd inductor 26 5th series circuit part 26a 11th switch 26b 5th capacitor 26 6th series circuit part 26a 12th switch 26b 6th capacitor

Claims (2)

第1巻線および第2巻線が形成されたトランスと、
一対の第1直流端子部と、
一対の第1接続ラインを介して前記第1巻線に接続された一対の第1交流端子部と、
一対の第2直流端子部と、
一対の第2接続ラインを介して前記第2巻線に接続された一対の第2交流端子部と、
前記一対の第1交流端子部のうちの一方の第1交流端子部で互いに接続された第1スイッチおよび第2スイッチで構成されて、一方の端部が第1電力ラインを介して前記一対の第1直流端子部のうちの一方の第1直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第2電力ラインを介して前記一対の第1直流端子部のうちの他方の第1直流端子部に接続された第1直列スイッチ部と、
前記第1電力ラインおよび前記第2電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第1インダクタと、
直列接続された第3スイッチおよび第1キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第1直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第1交流端子部のうちの他方の第1交流端子部に接続された第1直列回路部と、
直列接続された第4スイッチおよび第2キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第1交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第1直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第2直列回路部と、
前記一対の第2交流端子部のうちの一方の第2交流端子部で互いに接続された第5スイッチおよび第6スイッチで構成されて、一方の端部が第3電力ラインを介して前記一対の第2直流端子部のうちの一方の第2直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第4電力ラインを介して前記一対の第2直流端子部のうちの他方の第2直流端子部に接続された第2直列スイッチ部と、
前記第3電力ラインおよび前記第4電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第2インダクタと、
直列接続された第7スイッチおよび第3キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第2直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第2交流端子部のうちの他方の第2交流端子部に接続された第3直列回路部と、
直列接続された第8スイッチおよび第4キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第2交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第2直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第4直列回路部と、
前記一対の第1接続ラインおよび前記一対の第2接続ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続されたLC共振回路と、
前記第1スイッチから前記第8スイッチに対するスイッチング制御を実行することにより、前記一対の第1直流端子部および前記一対の第2直流端子部間で相互に電力を供給させる制御部とを備えているコンバータ装置。
A transformer in which a first winding and a second winding are formed;
A pair of first DC terminal portions;
A pair of first AC terminal portions connected to the first winding via a pair of first connection lines;
A pair of second DC terminal portions;
A pair of second AC terminal portions connected to the second winding via a pair of second connection lines;
The first and second switches are connected to each other at one first AC terminal portion of the pair of first AC terminal portions, and one end portion of the pair of first AC terminal portions is connected to the pair of first AC terminal portions via a first power line. The other first DC terminal portion of the pair of first DC terminal portions is connected to one first DC terminal portion of the first DC terminal portions, and the other end portion is connected to the first DC terminal portion via the second power line. A first series switch connected to
A first inductor inserted and connected to at least one of the first power line and the second power line;
A third switch and a first capacitor connected in series, one end of which is connected to the one end of the first series switch and the other end is the pair of first AC terminals. A first series circuit portion connected to the other first AC terminal portion of the portions;
A fourth switch and a second capacitor connected in series, one end of which is connected to the other first AC terminal, and the other end is the other end of the first series switch. A second series circuit section connected to the section;
It is comprised by the 5th switch and 6th switch which were mutually connected by one 2nd alternating current terminal part of the pair of 2nd alternating current terminal parts, and one end part is a pair of said pair via a 3rd electric power line. The other second DC terminal portion of the pair of second DC terminal portions is connected to one second DC terminal portion of the second DC terminal portions, and the other end portion is connected to the second DC terminal portion via the fourth power line. A second series switch connected to
A second inductor inserted and connected to at least one of the third power line and the fourth power line;
A seventh switch and a third capacitor connected in series, one end of which is connected to the one end of the second series switch, and the other end is the pair of second AC terminals. A third series circuit part connected to the other second AC terminal part of the parts;
An eighth switch and a fourth capacitor connected in series, one end of which is connected to the other second AC terminal and the other end is the other end of the second series switch. A fourth series circuit section connected to the section;
An LC resonant circuit inserted and connected to at least one of the pair of first connection lines and the pair of second connection lines;
A control unit configured to supply power between the pair of first DC terminal units and the pair of second DC terminal units by executing switching control from the first switch to the eighth switch. Converter device.
第1巻線、第2巻線および第3巻線が形成されたトランスと、
一対の第1直流端子部と、
一対の第1接続ラインを介して前記第1巻線に接続された一対の第1交流端子部と、
一対の第2直流端子部と、
一対の第2接続ラインを介して前記第2巻線に接続された一対の第2交流端子部と、
一対の第3直流端子部と、
一対の第3接続ラインを介して前記第3巻線に接続された一対の第3交流端子部と、
前記一対の第1交流端子部のうちの一方の第1交流端子部で互いに接続された第1スイッチおよび第2スイッチで構成されて、一方の端部が第1電力ラインを介して前記一対の第1直流端子部のうちの一方の第1直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第2電力ラインを介して前記一対の第1直流端子部のうちの他方の第1直流端子部に接続された第1直列スイッチ部と、
前記第1電力ラインおよび前記第2電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第1インダクタと、
直列接続された第3スイッチおよび第1キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第1直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第1交流端子部のうちの他方の第1交流端子部に接続された第1直列回路部と、
直列接続された第4スイッチおよび第2キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第1交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第1直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第2直列回路部と、
前記一対の第2交流端子部のうちの一方の第2交流端子部で互いに接続された第5スイッチおよび第6スイッチで構成されて、一方の端部が第3電力ラインを介して前記一対の第2直流端子部のうちの一方の第2直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第4電力ラインを介して前記一対の第2直流端子部のうちの他方の第2直流端子部に接続された第2直列スイッチ部と、
前記第3電力ラインおよび前記第4電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第2インダクタと、
直列接続された第7スイッチおよび第3キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第2直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第2交流端子部のうちの他方の第2交流端子部に接続された第3直列回路部と、
直列接続された第8スイッチおよび第4キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第2交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第2直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第4直列回路部と、
前記一対の第3交流端子部のうちの一方の第3交流端子部で互いに接続された第9スイッチおよび第10スイッチで構成されて、一方の端部が第5電力ラインを介して前記一対の第3直流端子部のうちの一方の第3直流端子部に接続され、かつ他方の端部が第6電力ラインを介して前記一対の第3直流端子部のうちの他方の第3直流端子部に接続された第3直列スイッチ部と、
前記第5電力ラインおよび前記第6電力ラインのうちの少なくとも一方に挿入接続された第3インダクタと、
直列接続された第11スイッチおよび第5キャパシタで構成されて、一方の端部が前記第3直列スイッチ部の前記一方の端部に接続されると共に他方の端部が前記一対の第3交流端子部のうちの他方の第3交流端子部に接続された第5直列回路部と、
直列接続された第12スイッチおよび第6キャパシタで構成されて、一方の端部が前記他方の第3交流端子部に接続されると共に他方の端部が前記第3直列スイッチ部の前記他方の端部に接続された第6直列回路部と、
前記一対の第1接続ライン、前記一対の第2接続ラインおよび前記一対の第3接続ラインのうちの少なくとも1つに挿入接続されたLC共振回路と、
前記第1スイッチから前記第12スイッチに対するスイッチング制御を実行することにより、前記一対の第1直流端子部、前記一対の第2直流端子部および前記一対の第3直流端子部間で相互に電力を供給させる制御部とを備えているコンバータ装置。
A transformer formed with a first winding, a second winding, and a third winding;
A pair of first DC terminal portions;
A pair of first AC terminal portions connected to the first winding via a pair of first connection lines;
A pair of second DC terminal portions;
A pair of second AC terminal portions connected to the second winding via a pair of second connection lines;
A pair of third DC terminal portions;
A pair of third AC terminal portions connected to the third winding via a pair of third connection lines;
The first and second switches are connected to each other at one first AC terminal portion of the pair of first AC terminal portions, and one end portion of the pair of first AC terminal portions is connected to the pair of first AC terminal portions via a first power line. The other first DC terminal portion of the pair of first DC terminal portions is connected to one first DC terminal portion of the first DC terminal portions, and the other end portion is connected to the first DC terminal portion via the second power line. A first series switch connected to
A first inductor inserted and connected to at least one of the first power line and the second power line;
A third switch and a first capacitor connected in series, one end of which is connected to the one end of the first series switch and the other end is the pair of first AC terminals. A first series circuit portion connected to the other first AC terminal portion of the portions;
A fourth switch and a second capacitor connected in series, one end of which is connected to the other first AC terminal, and the other end is the other end of the first series switch. A second series circuit section connected to the section;
It is comprised by the 5th switch and 6th switch which were mutually connected by one 2nd alternating current terminal part of the pair of 2nd alternating current terminal parts, and one end part is a pair of said pair via a 3rd electric power line. The other second DC terminal portion of the pair of second DC terminal portions is connected to one second DC terminal portion of the second DC terminal portions, and the other end portion is connected to the second DC terminal portion via the fourth power line. A second series switch connected to
A second inductor inserted and connected to at least one of the third power line and the fourth power line;
A seventh switch and a third capacitor connected in series, one end of which is connected to the one end of the second series switch, and the other end is the pair of second AC terminals. A third series circuit part connected to the other second AC terminal part of the parts;
An eighth switch and a fourth capacitor connected in series, one end of which is connected to the other second AC terminal and the other end is the other end of the second series switch. A fourth series circuit section connected to the section;
It is composed of a ninth switch and a tenth switch connected to each other at one third AC terminal portion of the pair of third AC terminal portions, and one end portion of the pair of third AC terminal portions via a fifth power line. The other third DC terminal portion of the pair of third DC terminal portions is connected to one third DC terminal portion of the third DC terminal portions, and the other end portion is connected to the third DC terminal portion via the sixth power line. A third series switch connected to
A third inductor inserted and connected to at least one of the fifth power line and the sixth power line;
An eleventh switch and a fifth capacitor connected in series, one end of which is connected to the one end of the third series switch and the other end of the pair of third AC terminals A fifth series circuit portion connected to the other third AC terminal portion of the portions;
It is composed of a twelfth switch and a sixth capacitor connected in series, and one end is connected to the other third AC terminal and the other end is the other end of the third series switch. A sixth series circuit unit connected to the unit;
An LC resonance circuit inserted and connected to at least one of the pair of first connection lines, the pair of second connection lines, and the pair of third connection lines;
By performing switching control from the first switch to the twelfth switch, power is mutually transmitted between the pair of first DC terminal portions, the pair of second DC terminal portions, and the pair of third DC terminal portions. The converter apparatus provided with the control part to supply.
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