JP2021129421A - 電力変換システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電圧変換回路の各電力損失のばらつきを能動的に制御することができる電力変換システムを提供する。【解決手段】電力変換システムＡ１は、複数の電圧変換回路１Ａ〜１Ｄを備える。複数の電圧変換回路１Ａ〜１Ｄは、２つのリアクトルＬ１、Ｌ２が互いに磁気結合された結合リアクトルＬ１２、及び２つのリアクトルＬ３、Ｌ４が互いに磁気結合された結合リアクトルＬ３４をそれぞれ含む。そして、複数の電圧変換回路１Ａ〜１Ｄのそれぞれのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８における各電力損失のうち、少なくとも１つの電力損失が他の電力損失と異なるように、複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８はそれぞれオン、オフする。【選択図】 図１

Description

本開示は、電力変換システムに関し、より詳細には、インタリーブ（interleave）方式の電力変換システムに関する。

従来例として、特許文献１記載の電源装置を例示する。特許文献１記載の電源装置（以下、従来例という。）は、電源が供給する電力の電圧変換が可能な変換部を複数有し、当該複数の変換部が電気的に並列に接続された変換モジュールを備える。複数の変換部はそれぞれ、リアクトルとスイッチング素子を備える。また、複数（例えば、４つ）の変換部のうちの２つの変換部のリアクトル同士が磁気結合され、かつ、残り２つの変換部のリアクトル同士が磁気結合されている。

従来例は、複数の変換部の一部への負荷の集中を防ぐために、電圧変換を行う変換部の数である動作数毎に、電圧変換を行う変換部の組合せを示した複数のパターンから、１つを選択する選択部を更に備える。複数のパターンの各々では、複数の変換部のうち内側に位置する変換部ほど電圧変換を行う変換部として優先的に利用されるよう、動作数毎に変換部が組合される。

従来例は、インタリーブ方式の電力変換システムであり、リアクトル同士が磁気結合されている２つの変換部を駆動する場合には、駆動する各変換部のオンオフ切換位相を１８０度ずつずらすインタリーブ制御が行われる。

特開２０１７−１５３２３７号公報

ところで、インタリーブ方式の電力変換システムでは、複数の電圧変換回路（変換部）の各電力損失は、理論上同一である。しかしながら、実際の電圧変換回路が備える部品の各特性がばらついているため、複数の電圧変換回路の各電力損失にもばらつきが生じる。

従来、インタリーブ方式の電力変換システムでは、複数の電圧変換回路の各電力損失のばらつきを能動的に制御することはできなかった。

本開示の目的は、複数の電圧変換回路の各電力損失のばらつきを能動的に制御することができる電力変換システムを提供することである。

本開示の一態様に係る電力変換システムは、複数のリアクトルが互いに磁気結合された結合リアクトルを含む複数の電圧変換回路を備える。前記複数の電圧変換回路のそれぞれは、前記複数のリアクトルのうちいずれか１つのリアクトル、及び前記いずれか１つのリアクトルを流れる電流を導通、遮断するスイッチング素子を有する。前記複数の電圧変換回路のそれぞれの前記スイッチング素子における各電力損失のうち、少なくとも１つの電力損失が他の電力損失と異なるように、前記複数のスイッチング素子はそれぞれオン、オフする。

本開示の一態様に係る電力変換システムは、第１電圧変換回路と、第２電圧変換回路と、第３電圧変換回路と、第４電圧変換回路と、を備える。前記第１電圧変換回路は、第１リアクトル、及び前記第１リアクトルを流れる電流を導通、遮断する第１スイッチング素子を有する。前記第２電圧変換回路は、第２リアクトル、及び前記第２リアクトルを流れる電流を導通、遮断する第２スイッチング素子を有する。前記第３電圧変換回路は、第３リアクトル、及び前記第３リアクトルを流れる電流を導通、遮断する第３スイッチング素子を有する。前記第４電圧変換回路は、第４リアクトル、及び前記第４リアクトルを流れる電流を導通、遮断する第４スイッチング素子を有する。前記第１リアクトルと前記第２リアクトルとは、互いに磁気結合され、前記第３リアクトルと前記第４リアクトルとは、互いに磁気結合される。前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子の各オンタイミングの位相差は９０度である。前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子の各オンタイミングの位相差は１８０度である。前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子の各オンタイミングの位相差は２７０度である。

本開示の電力変換システムは、複数の電圧変換回路の各電力損失のばらつきを能動的に制御することができるという効果がある。

図１は、本開示の実施形態に係る４相の電力変換システムの回路構成図である。 図２は、同上の各スイッチング素子の動作を示すタイムチャートである。 図３は、同上の各電流の波形を示すタイムチャートである。 図４Ａは、同上の４相降圧動作時におけるハイサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。図４Ｂは、同上の４相降圧動作時におけるローサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。 図５Ａは、同上の４相昇圧動作時におけるハイサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。図５Ｂは、同上の４相降圧動作時におけるローサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。 図６は、同上の冷却装置の構成を示す斜視図である。 図７は、本開示の実施形態に係る６相の電力変換システムの回路構成図である。 図８Ａは、同上の６相降圧動作の第１例におけるハイサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。図８Ｂは、同上の６相降圧動作の第１例におけるローサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。 図９Ａは、同上の６相降圧動作の第２例におけるハイサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。図９Ｂは、同上の６相降圧動作の第２例におけるローサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。 図１０Ａは、同上の６相降圧動作の第３例におけるハイサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。図１０Ｂは、同上の６相降圧動作の第３例におけるローサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。 図１１Ａは、同上の６相昇圧動作の第１例におけるハイサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。図１１Ｂは、同上の６相昇圧動作の第１例におけるローサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。 図１２Ａは、同上の６相昇圧動作の第２例におけるハイサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。図１２Ｂは、同上の６相昇圧動作の第２例におけるローサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。 図１３Ａは、同上の６相昇圧動作の第３例におけるハイサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。図１３Ｂは、同上の６相昇圧動作の第３例におけるローサイドの各スイッチング素子の電力損失を示すグラフである。

以下に説明する実施形態は本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態に限定されることなく、以下の実施形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（１）実施形態に係る電力変換システムの概要
実施形態に係る電力変換システム（以下、電力変換システムと略す。）Ａ１は、図１に示すように、一対の第１端子Ｔ１１、Ｔ１２と、一対の第２端子Ｔ２１、Ｔ２２と、４つの電圧変換回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄとを備えている。なお、電圧変換回路１Ａは、本開示の第１電圧変換回路に相当する。電圧変換回路１Ｂは、本開示の第２電圧変換回路に相当する。電圧変換回路１Ｃは、本開示の第３電圧変換回路に相当する。電圧変換回路１Ｄは、本開示の第４電圧変換回路に相当する。

電力変換システムＡ１は、例えば、ハイブリッド車に搭載される。第１端子Ｔ１１、Ｔ１２は、第１蓄電池Ｂ１と電気的に接続される。第２端子Ｔ２１、Ｔ２２は、第２蓄電池Ｂ２と電気的に接続される。

第１蓄電池Ｂ１は、第２蓄電池Ｂ２よりも定格電圧の高い蓄電池である。第１蓄電池Ｂ１として、例えば、定格電圧が４８Ｖのリチウムイオン蓄電池が用いられることが好ましい。なお、第１蓄電池Ｂ１は、例えば、ハイブリッド車のエンジンの駆動を補助するモータに給電するための電源となる。

第２蓄電池Ｂ２は、第１蓄電池Ｂ１よりも定格電圧の低い蓄電池である。第２蓄電池Ｂ２として、例えば、定格電圧が１２Ｖの鉛蓄電池が用いられることが好ましい。なお、第２蓄電池Ｂ２は、例えば、自動車に搭載されている電装品（方向指示器、室内灯など）に給電するための電源となる。また、例えば第１蓄電池Ｂ１の充電レベルが低い場合、第１蓄電池Ｂ１は、電力変換システムＡ１を介して第２蓄電池Ｂ２から供給される直流電力によって充電される。さらに、第１蓄電池Ｂ１を充電する発電機（オルタネータ）が発電している場合、電力変換システムＡ１を介して、発電機で発電された直流電力によって第２蓄電池Ｂ２が充電される。ただし、第１蓄電池Ｂ１及び第２蓄電池Ｂ２は、それぞれニッケル水素蓄電池又は電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイスであっても構わない。

しかして、電力変換システムＡ１は、降圧動作と昇圧動作を双方向に切り替えることができる。電力変換システムＡ１が降圧動作を行う場合、第１端子Ｔ１１、Ｔ１２に入力する第１電圧Ｖ１（４８Ｖの直流電圧）を所定の第２電圧Ｖ２（１２Ｖの直流電圧）に降圧して第２端子Ｔ２１、Ｔ２２から出力する。一方、電力変換システムＡ１が昇圧動作を行う場合、第２端子Ｔ２１、Ｔ２２に入力する第２電圧Ｖ２を第１電圧Ｖ１に昇圧して第１端子Ｔ１１、Ｔ１２から出力する。

なお、電力変換システムＡ１は、上述した使用形態に限定されない。例えば、蓄電装置（据置き型の蓄電装置又はハイブリッド車若しくは電気自動車の車載バッテリ）と連係する太陽光発電システムのパワーコンディショナに電力変換システムＡ１が使用されても構わない。この場合、電力変換システムＡ１の第１端子Ｔ１１、Ｔ１２は太陽光発電システムと電気的に接続され、第２端子Ｔ２１、Ｔ２２は蓄電装置と電気的に接続される。そして、電力変換システムＡ１は、太陽光発電システムから供給される直流電圧を降圧して蓄電装置を充電し、蓄電装置から供給される直流電圧を昇圧して、太陽光発電システムの代わりに負荷に給電する。

（２）４相の電力変換システムの回路構成
電力変換システムＡ１は、一対の第１端子Ｔ１１、Ｔ１２と、一対の第２端子Ｔ２１、Ｔ２２と、４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄとを備えている（図１参照）。すなわち、電力変換システムＡ１は、４相の電力変換システムである。なお、電力変換システムＡ１は、４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄを制御する制御回路２を更に備えることが好ましい。

一方の第１端子Ｔ１１は、第１蓄電池Ｂ１の正極と電気的に接続される。他方の第１端子Ｔ１２は、第１蓄電池Ｂ１の負極と電気的に接続される。また、一方の第２端子Ｔ２１は、第２蓄電池Ｂ２の正極と電気的に接続される。他方の第２端子Ｔ２２は、第２蓄電池Ｂ２の負極と電気的に接続される。なお、一対の第１端子Ｔ１１、Ｔ１２及び一対の第２端子Ｔ２１、Ｔ２２はそれぞれ、ねじ端子又はねじなし端子（速結端子とも呼ばれる。）であってもよいし、コネクタでもよい。あるいは、一対の第１端子Ｔ１１、Ｔ１２及び一対の第２端子Ｔ２１、Ｔ２２はそれぞれ、プリント配線板の部品面又ははんだ面に形成されるランドなどであってもよい。

一対の第１端子Ｔ１１、Ｔ１２には、第１コンデンサＣ１が電気的に直列接続されている。また、一対の第２端子Ｔ２１、Ｔ２２には、第２コンデンサＣ２が電気的に直列接続されている。第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２はそれぞれ、電解コンデンサであって、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２を平滑している。

電圧変換回路１Ａは、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ１と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ２と、１つの第１リアクトルＬ１とを備えている。２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はそれぞれ、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。したがって、２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のドレイン・ソース間には寄生ダイオードが形成されている。ただし、２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はそれぞれ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体スイッチング素子であっても構わない。

スイッチング素子Ｑ１のドレインは、正極の第１端子Ｔ１１と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のソースは、スイッチング素子Ｑ２のドレイン及び第１リアクトルＬ１の第１端（巻き始め）と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２のソースは、負極の第１端子Ｔ１２及び負極の第２端子Ｔ２２と電気的に接続されている。なお、第１リアクトルＬ１の第２端（巻き終わり）は、正極の第２端子Ｔ２１と電気的に接続されている。

電圧変換回路１Ｂは、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ３と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ４と、１つの第２リアクトルＬ２とを備えている。２つのスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４はそれぞれ、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。したがって、２つのスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４のドレイン・ソース間には寄生ダイオードが形成されている。ただし、２つのスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４はそれぞれ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子であっても構わない。

スイッチング素子Ｑ３のドレインは、正極の第１端子Ｔ１１と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ３のソースは、スイッチング素子Ｑ４のドレイン及び第２リアクトルＬ２の第１端（巻き終わり）と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ４のソースは、負極の第１端子Ｔ１２及び負極の第２端子Ｔ２２と電気的に接続されている。なお、第２リアクトルＬ２の第２端（巻き始め）は、正極の第２端子Ｔ２１と電気的に接続されている。

電圧変換回路１Ｃは、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ５と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ６と、１つの第３リアクトルＬ３とを備えている。２つのスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６はそれぞれ、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。したがって、２つのスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６のドレイン・ソース間には寄生ダイオードが形成されている。ただし、２つのスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６はそれぞれ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子であっても構わない。

スイッチング素子Ｑ５のドレインは、正極の第１端子Ｔ１１と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ５のソースは、スイッチング素子Ｑ６のドレイン及び第３リアクトルＬ３の第１端（巻き始め）と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ６のソースは、負極の第１端子Ｔ１２及び負極の第２端子Ｔ２２と電気的に接続されている。なお、第３リアクトルＬ３の第２端（巻き終わり）は、正極の第２端子Ｔ２１と電気的に接続されている。

電圧変換回路１Ｄは、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ７と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ８と、１つの第４リアクトルＬ４とを備えている。２つのスイッチング素子Ｑ７、Ｑ８はそれぞれ、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。したがって、２つのスイッチング素子Ｑ７、Ｑ８のドレイン・ソース間には寄生ダイオードが形成されている。ただし、２つのスイッチング素子Ｑ７、Ｑ８はそれぞれ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子であっても構わない。

スイッチング素子Ｑ７のドレインは、正極の第１端子Ｔ１１と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ７のソースは、スイッチング素子Ｑ８のドレイン及び第４リアクトルＬ４の第１端（巻き終わり）と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ８のソースは、負極の第１端子Ｔ１２及び負極の第２端子Ｔ２２と電気的に接続されている。なお、第４リアクトルＬ４の第２端（巻き始め）は、正極の第２端子Ｔ２１と電気的に接続されている。

ここで、第１リアクトルＬ１と第２リアクトルＬ２は磁気結合されており、互いに磁気結合された第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２は結合リアクトルＬ１２を構成する。例えば、第１リアクトルＬ１と第２リアクトルＬ２は、１つの鉄心に対して逆極性となるように巻線が巻回されている。また、第３リアクトルＬ３と第４リアクトルＬ４は磁気結合されており、互いに磁気結合された第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４は結合リアクトルＬ３４を構成する。例えば、第３リアクトルＬ３と第４リアクトルＬ４は、１つの鉄心に対して逆極性となるように巻線が巻回されている。

しかして、電圧変換回路１Ａ〜１Ｄは、一対の第１端子Ｔ１１、Ｔ１２及び一対の第２端子Ｔ２１、Ｔ２２に対して電気的に並列接続されている。

制御回路２は、例えば、マイクロコントローラと、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５、Ｑ７を駆動するハイサイドドライバと、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６、Ｑ８を駆動するローサイドドライバとを有している。マイクロコントローラは、ハイサイドドライバに対してスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５、Ｑ７のそれぞれの制御信号を個別に出力する。マイクロコントローラは、ローサイドドライバに対してスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６、Ｑ８のそれぞれの制御信号を個別に出力する。なお、４つのスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６、Ｑ８はそれぞれ、マイクロコントローラから出力される制御信号によって直接駆動されてもよい。あるいは、電圧変換回路１Ａの２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、及び電圧変換回路１Ｂの２つのスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４はそれぞれ、マイクロコントローラから出力する制御信号に応じて、同期整流用ドライバから出力される駆動信号によって交互に駆動されても構わない。

なお、電力変換システムＡ１は制御回路２を備えなくてもよい。電力変換システムＡ１が制御回路２を備えない場合、例えば、ハイブリッド車に搭載されているＥＣＵ（Electronic Control Unit）が制御回路２の役割を担ってもよい。

（３）４相の電力変換システムの動作説明
（３．１）電圧変換回路の動作説明
４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄはそれぞれ、降圧チョッパ回路と昇圧チョッパ回路を組み合わせた双方向の電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータである。

４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄのそれぞれは、降圧チョッパ回路として動作するとき、第１電圧Ｖ１を第２電圧Ｖ２に降圧する。なお、降圧チョッパ回路として動作する電圧変換回路を、降圧モードで動作する電圧変換回路と称する。

具体的に、降圧モードで動作する電圧変換回路１Ａでは、スイッチング素子Ｑ１がオン、スイッチング素子Ｑ２がオフすることで、第１コンデンサＣ１の正極から、スイッチング素子Ｑ１、第１リアクトルＬ１、第２コンデンサＣ２を通って、第１コンデンサＣ１の負極へ向かう経路に電流が流れる。この電流によって、第２コンデンサＣ２に降圧電圧が充電され、かつ、第１リアクトルＬ１に磁気エネルギーが蓄積される。次に、スイッチング素子Ｑ１がオフ、スイッチング素子Ｑ２がオンすることで、第１リアクトルＬ１の磁気エネルギーが放出され、第１リアクトルＬ１の第２端から、第２コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｑ２を通って、第１リアクトルＬ１の第１端へ向かう経路に電流が流れる。この電流によって第２コンデンサＣ２に降圧電圧が充電される。スイッチング素子Ｑ１のデューティ（スイッチング周期に対するオン時間の割合）を可変とすることで、降圧電圧が調整される。なお、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の各ターンオン前には、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２がそれぞれオフ状態になるデッドタイムを設ける。

４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄのそれぞれは、昇圧チョッパ回路として動作するとき、第２電圧Ｖ２を第１電圧Ｖ１に昇圧する。なお、昇圧チョッパ回路として動作する電圧変換回路を、昇圧モードで動作する電圧変換回路と称する。

昇圧モードで動作する電圧変換回路１Ａでは、スイッチング素子Ｑ１がオフ、スイッチング素子Ｑ２がオンすることで、第２コンデンサＣ２の正極から、第１リアクトルＬ１、スイッチング素子Ｑ２、第２コンデンサＣ２の負極へ向かう経路に電流が流れる。この電流によって、第１リアクトルＬ１に磁気エネルギーが蓄積される。次に、スイッチング素子Ｑ１がオン、スイッチング素子Ｑ２がオフすることで、第１リアクトルＬ１の磁気エネルギーが放出され、第１リアクトルＬ１の第１端から、スイッチング素子Ｑ１、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２を通って、第１リアクトルＬ１の第２端へ向かう経路に電流が流れる。この電流によって第１コンデンサＣ１に昇圧電圧が充電される。スイッチング素子Ｑ２のデューティを可変とすることで、昇圧電圧が調整される。なお、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の各ターンオン前には、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２がそれぞれオフ状態になるデッドタイムを設ける。

電圧変換回路１Ｂ、電圧変換回路１Ｃ、電圧変換回路１Ｄも、電圧変換回路１Ａと同様に降圧モード又は昇圧モードで動作する。具体的な動作は、電圧変換回路１Ａと同様であり、説明は省略する。

なお、降圧モードで動作する電圧変換回路１Ａ〜１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５、Ｑ７が、本開示のスイッチング素子、又は第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、第４スイッチング素子にそれぞれ相当する。また、電圧変換回路１Ａ〜１Ｄが降圧モードのみで動作するのであれば、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６、Ｑ８のそれぞれをダイオードに置き換えてもよい。ダイオードは、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６、Ｑ８の各寄生ダイオードと同じ向きに接続される。

また、昇圧モードで動作する電圧変換回路１Ａ〜１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６、Ｑ８が、本開示のスイッチング素子、又は第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、第４スイッチング素子にそれぞれ相当する。また、電圧変換回路１Ａ〜１Ｄが昇圧モードのみで動作するのであれば、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５、Ｑ７のそれぞれをダイオードに置き換えてもよい。ダイオードは、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５、Ｑ７の各寄生ダイオードと同じ向きに接続される。

（３．２）インタリーブ方式の動作説明
電力変換システムＡ１は、降圧モード又は昇圧モードで動作する４相のインタリーブ方式の電力変換システムである。制御回路２は、電圧変換回路１Ａ〜１Ｄの各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８をオンオフ駆動することで、電力変換システムＡ１をインタリーブ方式で動作させる。制御回路２は、第１リアクトルＬ１に流れる第１電流ＩＬ１、第２リアクトルＬ２に流れる第２電流ＩＬ２、第３リアクトルＬ３に流れる第３電流ＩＬ３、第４リアクトルＬ４に流れる第４電流ＩＬ４の各実効値をそれぞれの目標値に一致させる実効値制御を行う。以下、制御回路２による各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８の駆動制御について説明する。

（３．２．１）４相降圧
以下、降圧モードの電力変換システムＡ１による４相降圧動作について説明する。

電圧変換回路１Ａ〜１Ｄの各動作は、予め決められたスイッチング周期Ｔａに同期する。そして、スイッチング周期Ｔａを３６０度（２π）とすると、電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｂとは、９０度（π／４）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｃとは、１８０度（π／２）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｄとは、２７０度（３π／４）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。

図２を用いて、降圧モードで動作する電力変換システムＡ１について説明する。図２は、降圧モードにおける電圧変換回路１Ａのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、電圧変換回路１Ｂのスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、電圧変換回路１Ｃのスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６、及び電圧変換回路１Ｄのスイッチング素子Ｑ７、Ｑ８の各動作を示すタイムチャートである。

スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はスイッチング周期Ｔａで交互にオン、オフする。スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４はスイッチング周期Ｔａで交互にオン、オフする。スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６はスイッチング周期Ｔａで交互にオン、オフする。スイッチング素子Ｑ７、Ｑ８はスイッチング周期Ｔａで交互にオン、オフする。

スイッチング素子Ｑ１がターンオンするタイミングをオンタイミングｔ１、スイッチング素子Ｑ３がターンオンするタイミングをオンタイミングｔ２とする。また、スイッチング素子Ｑ５がターンオンするタイミングをオンタイミングｔ３、スイッチング素子Ｑ７がターンオンするタイミングをオンタイミングｔ４とする。この場合、オンタイミングｔ２は、オンタイミングｔ１に比べて位相９０度だけ遅れる。オンタイミングｔ３は、オンタイミングｔ１に比べて位相１８０度だけ遅れる。オンタイミングｔ４は、オンタイミングｔ１に比べて位相２７０度だけ遅れる。

すなわち、互いに磁気結合している第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２を含む電圧変換回路１Ａ、１Ｂでは、スイッチング素子Ｑ１のオンタイミングｔ１とスイッチング素子Ｑ３のオンタイミングｔ２とが位相９０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４を含む電圧変換回路１Ｃ、１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ５のオンタイミングｔ３とスイッチング素子Ｑ７のオンタイミングｔ４とが位相９０度だけずれている。

このとき、第１リアクトルＬ１に流れる第１電流ＩＬ１、第２リアクトルＬ２に流れる第２電流ＩＬ２、第３リアクトルＬ３に流れる第３電流ＩＬ３、第４リアクトルＬ４に流れる第４電流ＩＬ４の各波形を、図３に示す。

第１電流ＩＬ１は、スイッチング素子Ｑ１のオンタイミングｔ１（スイッチング素子Ｑ２はオフ状態）で増加し始め、オンタイミングｔ１以降では直線状に増加する。次に、スイッチング素子Ｑ１がターンオフし、スイッチング素子Ｑ２がターンオンすると、第１電流ＩＬ１は、スイッチング素子Ｑ３がターンオフするまでほぼ一定値を維持する。その後、スイッチング素子Ｑ３がターンオフすると、第１電流ＩＬ１は直線状に減少する。そして、第１電流ＩＬ１は、スイッチング素子Ｑ２がターンオフした後、次のオンタイミングｔ１でスイッチング素子Ｑ１がターンオンすると再び直線状に増加する。スイッチング素子Ｑ１がターンオフするときの第１電流ＩＬ１が、第１電流ＩＬ１のピーク値Ｉｐ１になる。

第２電流ＩＬ２は、スイッチング素子Ｑ３のオンタイミングｔ２（スイッチング素子Ｑ４はオフ状態）で増加し始め、オンタイミングｔ２以降では直線状に増加する。次に、スイッチング素子Ｑ３がターンオフし、スイッチング素子Ｑ４がターンオンすると、第２電流ＩＬ２は直線状に減少し、スイッチング素子Ｑ１がターンオンするとほぼ一定値を維持する。そして、第２電流ＩＬ２は、スイッチング素子Ｑ４がターンオフした後、次のオンタイミングｔ２でスイッチング素子Ｑ３がターンオンすると再び直線状に増加する。スイッチング素子Ｑ３がターンオフするときの第２電流ＩＬ２が、第２電流ＩＬ２のピーク値Ｉｐ２になる。

第３電流ＩＬ３は、スイッチング素子Ｑ５のオンタイミングｔ３（スイッチング素子Ｑ６はオフ状態）で増加し始め、オンタイミングｔ３以降では直線状に増加する。次に、スイッチング素子Ｑ５がターンオフし、スイッチング素子Ｑ６がターンオンすると、第３電流ＩＬ３は、スイッチング素子Ｑ７がターンオフするまでほぼ一定値を維持する。その後、スイッチング素子Ｑ７がターンオフすると、第３電流ＩＬ３は直線状に減少する。そして、第３電流ＩＬ３は、スイッチング素子Ｑ６がターンオフした後、次のオンタイミングｔ３でスイッチング素子Ｑ５がターンオンすると再び直線状に増加する。スイッチング素子Ｑ５がターンオフするときの第３電流ＩＬ３が、第３電流ＩＬ３のピーク値Ｉｐ３になる。

第４電流ＩＬ４は、スイッチング素子Ｑ７のオンタイミングｔ４（スイッチング素子Ｑ８はオフ状態）で増加し始め、オンタイミングｔ４以降では直線状に増加する。次に、スイッチング素子Ｑ７がターンオフし、スイッチング素子Ｑ８がターンオンすると、第４電流ＩＬ４は直線状に減少し、スイッチング素子Ｑ５がターンオンするとほぼ一定値を維持する。そして、第４電流ＩＬ４は、スイッチング素子Ｑ８がターンオフした後、次のオンタイミングｔ４でスイッチング素子Ｑ７がターンオンすると再び直線状に増加する。スイッチング素子Ｑ７がターンオフするときの第４電流ＩＬ４が、第４電流ＩＬ４のピーク値Ｉｐ４になる。

ピーク値Ｉｐ１とピーク値Ｉｐ３とはほぼ等しく、ピーク値Ｉｐ２とピーク値Ｉｐ４とはほぼ等しい。そして、ピーク値Ｉｐ２及びピーク値Ｉｐ４は、ピーク値Ｉｐ１及びピーク値Ｉｐ３よりも大きくなる。ピーク値Ｉｐ２はスイッチング素子Ｑ３で発生し、ピーク値Ｉｐ４はスイッチング素子Ｑ７で発生し、ピーク値Ｉｐ１はスイッチング素子Ｑ１で発生し、ピーク値Ｉｐ３はスイッチング素子Ｑ５で発生する。

したがって、図４Ａに示すように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の発熱バランスのそれぞれがアンバランス（不平衡）になる。具体的に、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５での各電力損失よりも大きくなる。

また、図４Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の発熱バランスのそれぞれもアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ６での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ８での各電力損失よりも大きくなる。

（３．２．２）４相昇圧
以下、昇圧モードの電力変換システムＡ１による４相昇圧動作について説明する。

電圧変換回路１Ａ〜１Ｄの各動作は、予め決められたスイッチング周期に同期する。そして、スイッチング周期を３６０度（２π）とすると、電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｂとは、９０度（π／２）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｃとは、１８０度（π）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｄとは、２７０度（３π／２）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。

スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はスイッチング周期で交互にオン、オフする。スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４はスイッチング周期で交互にオン、オフする。スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６はスイッチング周期で交互にオン、オフする。スイッチング素子Ｑ７、Ｑ８はスイッチング周期で交互にオン、オフする。

このとき、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６、Ｑ８のそれぞれがターンオンするタイミングは以下のようになる。スイッチング素子Ｑ４がターンオンするタイミングは、スイッチング素子Ｑ２がターンオンするタイミングに比べて位相９０度だけ遅れる。スイッチング素子Ｑ６がターンオンするタイミングは、スイッチング素子Ｑ２がターンオンするタイミングに比べて位相１８０度だけ遅れる。スイッチング素子Ｑ８がターンオンするタイミングは、スイッチング素子Ｑ２がターンオンするタイミングに比べて位相２７０度だけ遅れる。

すなわち、互いに磁気結合している第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２を含む電圧変換回路１Ａ、１Ｂでは、スイッチング素子Ｑ２のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ４のオンタイミングとが位相９０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４を含む電圧変換回路１Ｃ、１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ６のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ８のオンタイミングとが位相９０度だけずれている。

そして、上述の昇圧モードで動作する電力変換システムＡ１では、スイッチング素子Ｑ２がオンしているときの第１電流ＩＬ１、スイッチング素子Ｑ６がオンしているときの第３電流ＩＬ３の各ピーク値が、第２電流ＩＬ２、第４電流ＩＬ４の各ピーク値よりも大きくなる。

したがって、図５Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の発熱バランスのそれぞれがアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ６での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ８での各電力損失よりも大きくなる。一方、図５Ａに示すように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の発熱バランスはほぼ平衡になっている。

（３．３）４相の電力変換システムの作用
上述のように、互いに磁気結合している第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２を含む電圧変換回路１Ａ、１Ｂは、９０度の位相差（０−９０度）が生じるようにそれぞれ動作する。また、互いに磁気結合している第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４を含む電圧変換回路１Ｃ、１Ｄは、９０度の位相差（１８０−２７０度）が生じるようにそれぞれ動作する。すなわち、結合リアクトルＬ１２を含む２相の電圧変換回路１Ａ、１Ｂは、９０度の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。また、結合リアクトルＬ３４を含む２相の電圧変換回路１Ｃ、１Ｄは、９０度の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。

この結果、第１電流ＩＬ１の波形と第２電流ＩＬ２の波形とが互いに異なり、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の発熱バランスがアンバランスになる。すなわち、電力変換システムＡ１は、２つの電圧変換回路１Ａ、１Ｂの発熱バランスがアンバランスになるように、第１電流ＩＬ１の波形及び第２電流ＩＬ２の波形をそれぞれ能動的に制御している。

また、第３電流ＩＬ３の波形と第４電流ＩＬ４の波形とが互いに異なり、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の発熱バランスがアンバランスになる。すなわち、電力変換システムＡ１は、２つの電圧変換回路１Ｃ、１Ｄの発熱バランスがアンバランスになるように、第３電流ＩＬ３の波形及び第４電流ＩＬ４の波形をそれぞれ能動的に制御している。

このように、電力変換システムＡ１は、４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄの各電力損失のばらつきを能動的に制御することができる。

（４）冷却装置
電力変換システムＡ１は、図６に示す冷却装置３を更に備えることが好ましい。冷却装置３は、ヒートシンク３１、及びファン３２を有する。ヒートシンク３１は、アルミニウム合金などの金属からなり、矩形板状の実装部３１ａ、及び実装部３１ａの一面に形成された複数の放熱フィン３１ｂを有する。複数の放熱フィン３１ｂのそれぞれは、実装部３１ａの一面において、実装部３１ａの長手方向に沿って形成されている。実装部３１ａの他面は実装面３１ｃであり、実装面３１ｃには、電圧変換回路１Ａ、１Ｃを含む電力変換ユニットＵ１、及び電圧変換回路１Ｂ、１Ｄを含む電力変換ユニットＵ２が実装されている。

ヒートシンク３１の長手方向の両端をそれぞれ第１端３１ｄ、第２端３１ｅとすると、ファン３２は、第１端３１ｄに対向して配置される。そして、ファン３２は、第１端３１ｄに向かって空気（冷媒）を吐き出し、複数の放熱フィン３１ｂの各間では、第１端３１ｄから第２端３１ｅに向かう方向Ｙ１に沿って空気が流れる。したがって、ヒートシンク３１における放熱量の分布では、第１端３１ｄに近い位置での放熱量が、第１端３１ｄから遠い位置での放熱量よりも大きくなる。

ここで、電力変換システムＡ１は、上述のように４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄの各電力損失のばらつきを能動的に制御している。そこで、能動的に制御した４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄの各電力損失のばらつきに応じて、電力変換ユニットＵ１、Ｕ２を配置する。そして、電圧変換回路１Ａ〜１Ｄのそれぞれは冷却対象をそれぞれ有し、複数の冷却対象は、当該冷却対象の電力損失が大きいほど、複数の冷却対象のうちの他の冷却対象に比べて優先的に冷却されることが好ましい。

具体的に、電圧変換回路１Ａ〜１Ｄのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８が冷却対象となる。そして、４相降圧動作時では、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７での各電力損失が、他のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４〜Ｑ６、Ｑ８での各電力損失よりも大きくなる（図４Ａ参照）。したがって、４相降圧動作時の冷却を４相昇圧動作時の冷却よりも重視すると、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７が、優先的に冷却される冷却対象になる。そこで、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７を含む電力変換ユニットＵ２を、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５を含む電力変換ユニットＵ１よりも、第１端３１ｄに近い位置に配置する。この場合、電力変換ユニットＵ２に対する放熱能力は、電力変換ユニットＵ１に対する放熱能力よりも大きくなり、電力損失がより大きい電力変換ユニットＵ１を十分に冷却することができる。

さらに、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７が、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ８よりも第１端３１ｄに近くなるように、電力変換ユニットＵ２の向きを決めることが好ましい。すなわち、優先的に冷却される冷却対象であるスイッチング素子Ｑ３、Ｑ７は、他のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４〜Ｑ６、Ｑ８に比べて、空気が流れる経路の上流側に位置する。この場合、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７に対する放熱能力は、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ８に対する放熱能力よりも大きくなり、電力損失がより大きいスイッチング素子Ｑ３、Ｑ７を十分に冷却することができる。

従来、インタリーブ方式の電力変換システムは、複数の電圧変換回路の各電力損失にもばらつきを能動的に制御することはできなかった。この結果、複数の電圧変換回路には、冷却されやすい電圧変換回路、及び冷却され難い電圧変換回路が混在してしまう。したがって、従来、複数の電圧変換回路を冷却する冷却装置を、冷却され難い電圧変換回路に合わせて設計する必要があり、冷却装置の大型化を招いていた。

しかし、電力変換システムＡ１は、４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄの各電力損失のばらつきを能動的に制御できる。この結果、冷却装置３の冷却性能、並びに電力変換ユニットＵ１、Ｕ２の配置及びスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８の各配置に応じて、４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄの各電力損失のばらつきを能動的に制御することで、冷却装置３の小型化を図ることができる。

なお、電力変換ユニットＵ１、Ｕ２、及びスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８の各配置は、図６の配置に限定されない。すなわち、スイッチングＱ１〜Ｑ８のうち、電力損失が大きい少なくとも１つのスイッチング素子を優先的に冷却される冷却対象とし、優先的に冷却される冷却対象が最も効率よく冷却されるように、電力変換ユニットＵ１、Ｕ２、及びスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８のそれぞれを配置すればよい。例えば、４相昇圧動作時では、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ６での各電力損失が、他のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４〜Ｑ６、Ｑ８での各電力損失よりも大きくなる（図５Ｂ参照）。したがって、４相昇圧動作時の冷却を４相降圧動作時の冷却よりも重視すると、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ６が、優先的に冷却される冷却対象になる。

また、ファン３２は、第１端３１ｄから外部に空気を吐き出し、複数の放熱フィン３１ｂの各間では、第２端３１ｅから第１端３１ｄに向かう方向Ｙ２（図６参照）に沿って空気が流れてもよい。

（５）６相の電力変換システム
（５．１）６相の電力変換システムの回路構成
図７は、６相の電力変換システムＡ２の構成を示す。電力変換システムＡ２は、上述の４つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｄに加えて、２つの電圧変換回路１Ｅ、１Ｆを備えており、合計６つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｆを有する。電力変換システムＡ２の制御回路２は、６つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｆを制御する。なお、電圧変換回路１Ｅは、本開示の第５電圧変換回路に相当する。電圧変換回路１Ｆは、本開示の第６電圧変換回路に相当する。

電圧変換回路１Ｅは、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ９と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ１０と、１つの第５リアクトルＬ５とを備えている。２つのスイッチング素子Ｑ９、Ｑ１０はそれぞれ、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。したがって、２つのスイッチング素子Ｑ９、Ｑ１０のドレイン・ソース間には寄生ダイオードが形成されている。ただし、２つのスイッチング素子Ｑ９、Ｑ１０はそれぞれ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子であっても構わない。

スイッチング素子Ｑ９のドレインは、正極の第１端子Ｔ１１と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ９のソースは、スイッチング素子Ｑ１０のドレイン及び第５リアクトルＬ５の第１端（巻き始め）と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１０のソースは、負極の第１端子Ｔ１２及び負極の第２端子Ｔ２２と電気的に接続されている。なお、第５リアクトルＬ５の第２端（巻き終わり）は、正極の第２端子Ｔ２１と電気的に接続されている。

電圧変換回路１Ｆは、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ１１と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ１２と、１つの第６リアクトルＬ６とを備えている。２つのスイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２はそれぞれ、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。したがって、２つのスイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２のドレイン・ソース間には寄生ダイオードが形成されている。ただし、２つのスイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２はそれぞれ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子であっても構わない。

スイッチング素子Ｑ１１のドレインは、正極の第１端子Ｔ１１と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１１のソースは、スイッチング素子Ｑ１２のドレイン及び第６リアクトルＬ６の第１端（巻き始め）と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１２のソースは、負極の第１端子Ｔ１２及び負極の第２端子Ｔ２２と電気的に接続されている。なお、第６リアクトルＬ６の第２端（巻き終わり）は、正極の第２端子Ｔ２１と電気的に接続されている。

ここで、第５リアクトルＬ５と第６リアクトルＬ６は磁気結合されており、互いに磁気結合された第５リアクトルＬ５及び第６リアクトルＬ６は結合リアクトルＬ５６を構成する。例えば、第５リアクトルＬ５と第６リアクトルＬ６は、１つの鉄心に対して逆極性となるように巻線が巻回されている。

しかして、電圧変換回路１Ａ〜１Ｆは、一対の第１端子Ｔ１１、Ｔ１２及び一対の第２端子Ｔ２１、Ｔ２２に対して電気的に並列接続されている。なお、電圧変換回路１Ａ〜１Ｄの各構成については説明を省略する。

制御回路２は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２を個別に駆動制御する。制御回路２は、第１リアクトルＬ１に流れる第１電流ＩＬ１、第２リアクトルＬ２に流れる第２電流ＩＬ２、第３リアクトルＬ３に流れる第３電流ＩＬ３、第４リアクトルＬ４に流れる第４電流ＩＬ４、第５リアクトルＬ５に流れる第５電流ＩＬ５、第６リアクトルＬ６に流れる第６電流ＩＬ６の各実効値をそれぞれの目標値に一致させる実効値制御を行う。

（５．２）６相の電力変換システムの動作説明
電力変換システムＡ２は、降圧モード又は昇圧モードで動作する６相のインタリーブ方式の電力変換システムである。制御回路２は、電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２をオンオフ駆動することで、電力変換システムＡ２をインタリーブ方式で動作させる。以下、制御回路２による各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２の駆動制御について説明する。

（５．２．１）６相降圧
（６相降圧の第１例）
以下、降圧モードの電力変換システムＡ２による６相降圧動作の第１例について説明する。

電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各動作は、予め決められたスイッチング周期に同期する。そして、スイッチング周期を３６０度（２π）とすると、電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｂとは、６０度（π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｃとは、１２０度（２π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｄとは、１８０度（π）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｅとは、２４０度（４π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｆとは、３００度（５π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。

すなわち、互いに磁気結合している第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２を含む電圧変換回路１Ａ、１Ｂでは、スイッチング素子Ｑ１のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ３のオンタイミングとが位相６０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４を含む電圧変換回路１Ｃ、１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ５のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ７のオンタイミングとが位相６０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第５リアクトルＬ５及び第６リアクトルＬ６を含む電圧変換回路１Ｅ、１Ｆでは、スイッチング素子Ｑ９のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ１１のオンタイミングとが位相６０度だけずれている。

上述のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２の各動作によって、第１リアクトルＬ１には第１電流ＩＬ１が流れ、第２リアクトルＬ２には第２電流ＩＬ２が流れ、第３リアクトルＬ３には第３電流ＩＬ３が流れる。また、第４リアクトルＬ４には第４電流ＩＬ４が流れ、第５リアクトルＬ５には第５電流ＩＬ５が流れ、第６リアクトルＬ６には第６電流ＩＬ６が流れる。

そして、スイッチング素子Ｑ３がオンしているときの第２電流ＩＬ２、スイッチング素子Ｑ７がオンしているときの第４電流ＩＬ４、スイッチング素子Ｑ１１がオンしているときの第６電流ＩＬ６の各ピーク値が、第１電流ＩＬ１、第３電流ＩＬ３、第５電流ＩＬ５の各ピーク値よりも大きくなる。したがって、図８Ａに示すように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ９、Ｑ１１の発熱バランスのそれぞれがアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７、Ｑ１１での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５、Ｑ９での各電力損失よりも大きくなる。

また、図８Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ１０、Ｑ１２の発熱バランスのそれぞれもアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ６、Ｑ１０での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ８、Ｑ１２での各電力損失よりも大きくなる。

（６相降圧の第２例）
以下、降圧モードの電力変換システムＡ２による６相降圧動作の第２例について説明する。

電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各動作は、予め決められたスイッチング周期に同期する。そして、スイッチング周期を３６０度（２π）とすると、電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｂとは、１２０度（２π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｃとは、６０度（π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｄとは、１８０度（π）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｅとは、２４０度（４π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｆとは、３００度（５π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。

すなわち、互いに磁気結合している第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２を含む電圧変換回路１Ａ、１Ｂでは、スイッチング素子Ｑ１のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ３のオンタイミングとが位相１２０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４を含む電圧変換回路１Ｃ、１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ５のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ７のオンタイミングとが位相１２０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第５リアクトルＬ５及び第６リアクトルＬ６を含む電圧変換回路１Ｅ、１Ｆでは、スイッチング素子Ｑ９のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ１１のオンタイミングとが位相６０度だけずれている。

そして、スイッチング素子Ｑ３がオンしているときの第２電流ＩＬ２、スイッチング素子Ｑ７がオンしているときの第４電流ＩＬ４、スイッチング素子Ｑ１１がオンしているときの第６電流ＩＬ６の各ピーク値が、第１電流ＩＬ１、第３電流ＩＬ３、第５電流ＩＬ５の各ピーク値よりも大きくなる。したがって、図９Ａに示すように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ９、Ｑ１１の発熱バランスのそれぞれがアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７、Ｑ１１での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５、Ｑ９での各電力損失よりも大きくなる。

また、図９Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ１０、Ｑ１２の発熱バランスのそれぞれもアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ８、Ｑ１０での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ６、Ｑ１２での各電力損失よりも大きくなる。

（６相降圧の第３例）
以下、降圧モードの電力変換システムＡ２による６相降圧動作の第３例について説明する。

電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各動作は、予め決められたスイッチング周期に同期する。そして、スイッチング周期を３６０度（２π）とすると、電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｂとは、１２０度（２π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｃとは、１８０度（π）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｄとは、３００度（５π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｅとは、６０度（π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｆとは、２４０度（４π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。

すなわち、互いに磁気結合している第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２を含む電圧変換回路１Ａ、１Ｂでは、スイッチング素子Ｑ１のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ３のオンタイミングとが位相１２０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４を含む電圧変換回路１Ｃ、１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ５のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ７のオンタイミングとが位相１２０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第５リアクトルＬ５及び第６リアクトルＬ６を含む電圧変換回路１Ｅ、１Ｆでは、スイッチング素子Ｑ９のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ１１のオンタイミングとが位相１８０度だけずれている。

そして、スイッチング素子Ｑ３がオンしているときの第２電流ＩＬ２、スイッチング素子Ｑ７がオンしているときの第４電流ＩＬ４の各ピーク値が、第１電流ＩＬ１、第３電流ＩＬ３の各ピーク値よりも大きくなる。したがって、図１０Ａに示すように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の発熱バランスのそれぞれがアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５での各電力損失よりも大きくなる。

一方、図１０Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ１０、Ｑ１２の発熱バランスはほぼ平衡になっている。

（５．２．２）６相昇圧
（６相昇圧の第１例）
以下、昇圧モードの電力変換システムＡ２による６相昇圧動作の第１例について説明する。

電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各動作は、予め決められたスイッチング周期に同期する。そして、スイッチング周期を３６０度（２π）とすると、電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｂとは、６０度（π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｃとは、１２０度（２π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｄとは、１８０度（π）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｅとは、２４０度（４π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｆとは、３００度（５π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。

すなわち、互いに磁気結合している第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２を含む電圧変換回路１Ａ、１Ｂでは、スイッチング素子Ｑ２のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ４のオンタイミングとが位相６０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４を含む電圧変換回路１Ｃ、１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ６のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ８のオンタイミングとが位相６０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第５リアクトルＬ５及び第６リアクトルＬ６を含む電圧変換回路１Ｅ、１Ｆでは、スイッチング素子Ｑ１０のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ１２のオンタイミングとが位相６０度だけずれている。

上述のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２の各動作によって、第１リアクトルＬ１には第１電流ＩＬ１が流れ、第２リアクトルＬ２には第２電流ＩＬ２が流れ、第３リアクトルＬ３には第３電流ＩＬ３が流れる。また、第４リアクトルＬ４には第４電流ＩＬ４が流れ、第５リアクトルＬ５には第５電流ＩＬ５が流れ、第６リアクトルＬ６には第６電流ＩＬ６が流れる。

そして、スイッチング素子Ｑ１がオンしているときの第１電流ＩＬ１、スイッチング素子Ｑ５がオンしているときの第３電流ＩＬ３、スイッチング素子Ｑ９がオンしているときの第５電流ＩＬ５の各ピーク値が、第２電流ＩＬ２、第４電流ＩＬ４、第６電流ＩＬ６の各ピーク値よりも大きくなる。したがって、図１１Ａに示すように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ９、Ｑ１１の発熱バランスのそれぞれがアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５、Ｑ９での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７、Ｑ１１での各電力損失よりも大きくなる。

また、図１１Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ１０、Ｑ１２の発熱バランスのそれぞれもアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ６、Ｑ１０での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ８、Ｑ１２での各電力損失よりも大きくなる。

（６相昇圧の第２例）
以下、昇圧モードの電力変換システムＡ２による６相昇圧動作の第２例について説明する。

電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各動作は、予め決められたスイッチング周期に同期する。そして、スイッチング周期を３６０度（２π）とすると、電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｂとは、１２０度（２π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｃとは、６０度（π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｄとは、１８０度（π）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｅとは、２４０度（４π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｆとは、３００度（５π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。

すなわち、互いに磁気結合している第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２を含む電圧変換回路１Ａ、１Ｂでは、スイッチング素子Ｑ２のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ４のオンタイミングとが位相１２０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４を含む電圧変換回路１Ｃ、１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ６のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ８のオンタイミングとが位相１２０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第５リアクトルＬ５及び第６リアクトルＬ６を含む電圧変換回路１Ｅ、１Ｆでは、スイッチング素子Ｑ１０のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ１２のオンタイミングとが位相６０度だけずれている。

そして、スイッチング素子Ｑ１がオンしているときの第１電流ＩＬ１、スイッチング素子Ｑ５がオンしているときの第３電流ＩＬ３、スイッチング素子Ｑ１１がオンしているときの第６電流ＩＬ６の各ピーク値が、第２電流ＩＬ２、第４電流ＩＬ４、第５電流ＩＬ５の各ピーク値よりも大きくなる。したがって、図１２Ａに示すように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ９、Ｑ１１の発熱バランスのそれぞれがアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５、Ｑ１１での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７、Ｑ９での各電力損失よりも大きくなる。

また、図１２Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ１０、Ｑ１２の発熱バランスのそれぞれもアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ６、Ｑ１２での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ８、Ｑ１０での各電力損失よりも大きくなる。

（６相昇圧の第３例）
以下、昇圧モードの電力変換システムＡ２による６相昇圧動作の第３例について説明する。

電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各動作は、予め決められたスイッチング周期に同期する。そして、スイッチング周期を３６０度（２π）とすると、電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｂとは、１２０度（２π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｃとは、１８０度（π）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｄとは、３００度（５π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｅとは、６０度（π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。電圧変換回路１Ａと電圧変換回路１Ｆとは、２４０度（４π／３）の位相差が生じるようにそれぞれ動作する。

すなわち、互いに磁気結合している第１リアクトルＬ１及び第２リアクトルＬ２を含む電圧変換回路１Ａ、１Ｂでは、スイッチング素子Ｑ２のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ４のオンタイミングとが位相１２０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第３リアクトルＬ３及び第４リアクトルＬ４を含む電圧変換回路１Ｃ、１Ｄでは、スイッチング素子Ｑ６のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ８のオンタイミングとが位相１２０度だけずれている。また、互いに磁気結合している第５リアクトルＬ５及び第６リアクトルＬ６を含む電圧変換回路１Ｅ、１Ｆでは、スイッチング素子Ｑ１０のオンタイミングとスイッチング素子Ｑ１２のオンタイミングとが位相１８０度だけずれている。

そして、スイッチング素子Ｑ１がオンしているときの第１電流ＩＬ１、スイッチング素子Ｑ５がオンしているときの第３電流ＩＬ３の各ピーク値が、第２電流ＩＬ２、第４電流ＩＬ４の各ピーク値よりも大きくなる。したがって、図１３Ａに示すように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の発熱バランスのそれぞれがアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ７での各電力損失よりも大きくなる。

また、図１３Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の発熱バランス、スイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の発熱バランスのそれぞれもアンバランスになる。具体的に、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ６での各電力損失は、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ８での各電力損失よりも大きくなる。

（５．３）６相の電力変換システムの作用
電力変換システムＡ２は、電圧変換回路１Ａ、１Ｂの発熱バランス、電圧変換回路１Ｃ、１Ｄの発熱バランス、及び電圧変換回路１Ｅ、１Ｆの発熱バランスの少なくとも１つがアンバランスになるように、第１電流ＩＬ１〜第６電流ＩＬ６の波形をそれぞれ能動的に制御している。

このように、電力変換システムＡ２は、６つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各電力損失のばらつきを能動的に制御することができる。

（５．４）冷却装置
電力変換システムＡ２は、冷却装置（例えば図６の冷却装置３）を更に備えることが好ましい。電力変換システムＡ２は、上述のように６つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各電力損失のばらつきを能動的に制御している。そして、電圧変換回路１Ａ〜１Ｆのそれぞれは冷却対象をそれぞれ有し、複数の冷却対象は、当該冷却対象の電力損失が大きいほど、複数の冷却対象のうちの他の冷却対象に比べて優先的に冷却されることが好ましい。この結果、冷却装置の冷却性能、並びに電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの配置及びスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２の各配置に応じて、６つの電圧変換回路１Ａ〜１Ｆの各電力損失のばらつきを能動的に制御することで、冷却装置の小型化を図ることができる。

（６）変形例
４相の電力変換システムＡ１（図１参照）では、降圧モードで動作する場合、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の各オンタイミングの位相差、及びスイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の各オンタイミングの位相差の一方が９０度、他方が１８０度であってもよい。

また、４相の電力変換システムＡ１では、昇圧モードで動作する場合、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の各オンタイミングの位相差、及びスイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の各オンタイミングの位相差の一方が９０度、他方が１８０度であってもよい。これらの場合には、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８での電力損失をアンバランスにすることができる。

また、６相の電力変換システムＡ２（図７参照）では、降圧モードで動作する場合、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３の各オンタイミングの位相差、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の各オンタイミングの位相差、及びスイッチング素子Ｑ９、Ｑ１１の各オンタイミングの位相差のうち、１つ又は２つが６０度又は１２０度、残りが１８０度であってもよい。

また、６相の電力変換システムＡ２では、昇圧モードで動作する場合、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の各オンタイミングの位相差、スイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の各オンタイミングの位相差、及びスイッチング素子Ｑ１０、Ｑ１２の各オンタイミングの位相差のうち、１つ又は２つが６０度、残りが１８０度又は１２０度であってもよい。これらの場合には、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２での電力損失をアンバランスにすることができる。

また、電力変換システムＡ１は４相の電力変換システム、電力変換システムＡ２は６相の電力変換システムであるが、電力変換システムの相数は２相以上であればよく、特定の相数に限定されない。

また、結合リアクトルＬ１２、Ｌ３４、Ｌ５６は、それぞれ２つリアクトルを磁気結合した２相の結合リアクタンスである。本開示の電力変換システムでは、２相の結合リアクタンスを備える構成に限定されず、３相以上の結合リアクタンスを備える構成であってもよい。すなわち、多相結合リアクトルの相数は特定の相数に限定されない。

また、電力変換システムは、降圧動作及び昇圧動作の両方を行う双方向の電力変換システム以外に、降圧動作及び昇圧動作のいずれか一方のみを行う単方向の電力変換システムであってもよい。

また、制御回路２は、第１リアクトルＬ１に流れる第１電流ＩＬ１、第２リアクトルＬ２に流れる第２電流ＩＬ２、第３リアクトルＬ３に流れる第３電流ＩＬ３、第４リアクトルＬ４に流れる第４電流ＩＬ４の各ピーク値をそれぞれの目標値に一致させるピーク値制御を行ってもよい。

また、冷却装置は、図６に示すヒートシンクを用いた構造に限定されず、例えばヒートパイプ、熱交換器などを用いた構造であってもよい。また、冷媒として空気以外の気体、又は水などの液体を用いてもよい。

（７）まとめ
実施形態に係る第１の態様の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）を備える。複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）は、複数のリアクトル（Ｌ１〜Ｌ６）が互いに磁気結合された結合リアクトル（Ｌ１２、Ｌ３４、Ｌ５６）を含む。複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）のそれぞれは、複数のリアクトル（Ｌ１〜Ｌ６）のうちいずれか１つのリアクトル、及びいずれか１つのリアクトルを流れる電流（ＩＬ１〜ＩＬ６）を導通、遮断するスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ１２）を有する。複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）のそれぞれのスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ１２）における各電力損失のうち、少なくとも１つの電力損失が他の電力損失と異なるように、複数のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ１２）はそれぞれオン、オフする。

上述の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）の各電力損失のばらつきを能動的に制御することができる。

実施形態に係る第２の態様の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）では、第１の態様において、複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）のそれぞれは、冷却対象をそれぞれ有する。複数の冷却対象は、当該冷却対象の電力損失が大きいほど、複数の冷却対象のうちの他の冷却対象に比べて優先的に冷却されることが好ましい。

上述の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、複数の冷却対象を冷却するための冷却装置（３）の小型化を図ることができる。

実施形態に係る第３の態様の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）では、第２の態様において、複数の冷却対象のそれぞれは、スイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ１２）であることが好ましい。

上述の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）では、発熱源となるスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ１２）を冷却対象とすることで、冷却効率が向上する。

実施形態に係る第４の態様の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）では、第２又は第３の態様において、優先的に冷却される冷却対象は、他の冷却対象に比べて、冷媒が流れる経路の上流側に位置することが好ましい。

上述の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、冷却対象を効率よく冷却することができる。

実施形態に係る第５の態様の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、第２乃至第４の態様のいずれか１つにおいて、複数の冷却対象を冷却する冷却装置（３）を更に備えることが好ましい。

上述の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、冷却装置（３）の小型化を図ることができる。

実施形態に係る第６の態様の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）では、第１乃至第５の態様のいずれか１つにおいて、結合リアクトル（Ｌ１２、Ｌ３４、Ｌ５６）は、２つのリアクトル（Ｌ１とＬ２、Ｌ３とＬ４、Ｌ５とＬ６）を有することが好ましい。

上述の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、偶数相のインタリーブ方式の電力変換システムを構成できる。

実施形態に係る第７の態様の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）では、第１乃至第６の態様のいずれか１つにおいて、複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）のそれぞれは、双方向の電力変換を行うように構成されていることが好ましい。

上述の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、双方向の電圧変換において、複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）の各電力損失のばらつきを能動的に制御することができる。

実施形態に係る第８の態様の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、第１乃至第７の態様のいずれか１つにおいて、複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）のそれぞれのスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ１２）をそれぞれ制御する制御回路（２）を更に備えることが好ましい。

上述の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）の各電力損失のばらつきを能動的に制御することができる。

実施形態に係る第９の態様の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）では、第８の態様において、制御回路（２）は、複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｆ）のそれぞれを流れる電流（ＩＬ１〜ＩＬ６）の実効値を制御することが好ましい。

上述の電力変換システム（Ａ１、Ａ２）は、出力の実効値を所望の値に制御できる。

実施形態に係る第１０の態様の電力変換システム（Ａ１）は、第１電圧変換回路（１Ａ）と、第２電圧変換回路（１Ｂ）と、第３電圧変換回路（１Ｃ）と、第４電圧変換回路（１Ｄ）と、を備える。第１電圧変換回路（１Ａ）は、第１リアクトル（Ｌ１）、及び第１リアクトル（Ｌ１）を流れる電流（ＩＬ１）を導通、遮断する第１スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）を有する。第２電圧変換回路（１Ｂ）は、第２リアクトル（Ｌ２）、及び第２リアクトル（Ｌ２）を流れる電流（ＩＬ２）を導通、遮断する第２スイッチング素子（Ｑ３、Ｑ４）を有する。第３電圧変換回路（１Ｃ）は、第３リアクトル（Ｌ３）、及び第３リアクトル（Ｌ３）を流れる電流（ＩＬ３）を導通、遮断する第３スイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）を有する。第４電圧変換回路（１Ｄ）は、第４リアクトル（Ｌ４）、及び第４リアクトル（Ｌ４）を流れる電流（ＩＬ４）を導通、遮断する第４スイッチング素子（Ｑ７、Ｑ８）を有する。第１リアクトル（Ｌ１）と第２リアクトル（Ｌ２）とは、互いに磁気結合され、第３リアクトル（Ｌ３）と第４リアクトル（Ｌ４）とは、互いに磁気結合される。第１スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）及び前記第２スイッチング素子（Ｑ３、Ｑ４）の各オンタイミングの位相差は９０度である。第１スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）及び第３スイッチング素子（Ｑ５、Ｑ６）の各オンタイミングの位相差は１８０度である。第１スイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）及び第４スイッチング素子（Ｑ７、Ｑ８）の各オンタイミングの位相差は２７０度である。

上述の電力変換システム（Ａ１）は、複数の電圧変換回路（１Ａ〜１Ｄ）の各電力損失のばらつきを能動的に制御することができる。

Ａ１、Ａ２ 電力変換システム
１Ａ 電圧変換回路（第１電圧変換回路）
１Ｂ 電圧変換回路（第２電圧変換回路）
１Ｃ 電圧変換回路（第３電圧変換回路）
１Ｄ 電圧変換回路（第４電圧変換回路）
１Ｅ 電圧変換回路（第５電圧変換回路）
１Ｆ 電圧変換回路（第６電圧変換回路）
Ｌ１ 第１リアクトル（リアクトル）
Ｌ２ 第２リアクトル（リアクトル）
Ｌ３ 第３リアクトル（リアクトル）
Ｌ４ 第４リアクトル（リアクトル）
Ｌ５ 第５リアクトル（リアクトル）
Ｌ６ 第６リアクトル（リアクトル）
Ｌ１２、Ｌ３４、Ｌ５６ 結合リアクトル
ＩＬ１ 第１電流（電流）
ＩＬ２ 第２電流（電流）
ＩＬ３ 第３電流（電流）
ＩＬ４ 第４電流（電流）
ＩＬ５ 第５電流（電流）
ＩＬ６ 第６電流（電流）
Ｑ１ スイッチング素子（第１スイッチング素子）
Ｑ２ スイッチング素子（第１スイッチング素子）
Ｑ３ スイッチング素子（第２スイッチング素子）
Ｑ４ スイッチング素子（第２スイッチング素子）
Ｑ５ スイッチング素子（第３スイッチング素子）
Ｑ６ スイッチング素子（第３スイッチング素子）
Ｑ７ スイッチング素子（第４スイッチング素子）
Ｑ８ スイッチング素子（第４スイッチング素子）
Ｑ９ スイッチング素子（第５スイッチング素子）
Ｑ１０ スイッチング素子（第５スイッチング素子）
Ｑ１１ スイッチング素子（第６スイッチング素子）
Ｑ１２ スイッチング素子（第６スイッチング素子）
３ 冷却装置

Claims (10)

1. 複数のリアクトルが互いに磁気結合された結合リアクトルを含む複数の電圧変換回路を備え、
   前記複数の電圧変換回路のそれぞれは、前記複数のリアクトルのうちいずれか１つのリアクトル、及び前記いずれか１つのリアクトルを流れる電流を導通、遮断するスイッチング素子を有し、
   前記複数の電圧変換回路のそれぞれの前記スイッチング素子における各電力損失のうち、少なくとも１つの電力損失が他の電力損失と異なるように、前記複数のスイッチング素子はそれぞれオン、オフする
   電力変換システム。
2. 前記複数の電圧変換回路のそれぞれは、冷却対象をそれぞれ有し、
   前記複数の冷却対象は、当該冷却対象の前記電力損失が大きいほど、前記複数の冷却対象のうちの他の冷却対象に比べて優先的に冷却される
   請求項１の電力変換システム。
3. 前記複数の冷却対象のそれぞれは、前記スイッチング素子である
   請求項２の電力変換システム。
4. 前記優先的に冷却される冷却対象は、前記他の冷却対象に比べて、冷媒が流れる経路の上流側に位置する
   請求項２又は３の電力変換システム。
5. 前記複数の冷却対象を冷却する冷却装置を更に備える
   請求項２乃至４のいずれか１つの電力変換システム。
6. 前記結合リアクトルは、２つの前記リアクトルを有する
   請求項１乃至５のいずれか１つの電力変換システム。
7. 前記複数の電圧変換回路のそれぞれは、双方向の電力変換を行うように構成されている
   請求項１乃至６のいずれか１つの電力変換システム。
8. 前記複数の電圧変換回路のそれぞれの前記スイッチング素子をそれぞれ制御する制御回路を更に備える
   請求項１乃至７のいずれか１つの電力変換システム。
9. 前記制御回路は、前記複数の電圧変換回路のそれぞれを流れる電流の実効値を制御する
   請求項８の電力変換システム。
10. 第１リアクトル、及び前記第１リアクトルを流れる電流を導通、遮断する第１スイッチング素子を有する第１電圧変換回路と、
    第２リアクトル、及び前記第２リアクトルを流れる電流を導通、遮断する第２スイッチング素子を有する第２電圧変換回路と、
    第３リアクトル、及び前記第３リアクトルを流れる電流を導通、遮断する第３スイッチング素子を有する第３電圧変換回路と、
    第４リアクトル、及び前記第４リアクトルを流れる電流を導通、遮断する第４スイッチング素子を有する第４電圧変換回路と、を備え、
    前記第１リアクトルと前記第２リアクトルとは、互いに磁気結合され、
    前記第３リアクトルと前記第４リアクトルとは、互いに磁気結合され、
    前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子の各オンタイミングの位相差は９０度であり、
    前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子の各オンタイミングの位相差は１８０度であり、
    前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子の各オンタイミングの位相差は２７０度である
    電力変換システム。

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