JP5838997B2 - 電力変換装置及び電力補正方法 - Google Patents

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Description

本発明は、１次側回路と、前記１次側回路とリアクトルを介して接続され且つ変圧器を介して磁気結合する２次側回路との間で行われる電力変換に関する。
従来、１次側回路のスイッチングと２次側回路のスイッチングとの位相差を変更することによって、１次側回路と２次側回路との間の電力伝送量を調整可能な、電力変換装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１１−１９３７１３号公報
しかしながら、変圧器又はリアクトルのインダクタンスのばらつきによって、１次側回路と２次側回路との間で伝送される伝送電力のばらつきが発生する。本発明は、１次側回路と２次側回路との間で伝送される伝送電力の変動を抑制できる、電力変換装置及び電力補正方法の提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、
１次側回路と
前記１次側回路とリアクトルを介して接続され且つ変圧器で磁気結合する２次側回路と、
前記１次側回路のスイッチングと前記２次側回路のスイッチングとの位相差を変更することによって、前記１次側回路と前記２次側回路との間で伝送される伝送電力を調整する制御部とを備える、電力変換装置であって、
前記制御部は、前記リアクトルと前記変圧器の等価インダクタンスの大きさに応じて、前記１次側回路及び前記２次側回路のスイッチングの周波数を調整することを特徴とする、電力変換装置を提供するものである。
また、上記目的を達成するため、本発明は、
１次側回路と、前記１次側回路とリアクトルを介して接続され且つ変圧器で磁気結合する２次側回路との間で伝送され、前記１次側回路のスイッチングと前記２次側回路のスイッチングとの位相差に応じて調整される伝送電力を補正する、電力補正方法であって、
前記リアクトルと前記変圧器の等価インダクタンスを測定する測定ステップと、
前記等価インダクタンスの測定値に応じて、前記１次側回路及び前記２次側回路のスイッチングの周波数を調整する調整ステップとを有する、電力補正方法を提供するものである。
なお、「周波数」は「角周波数」と換言でき、「周波数の調整」は「角周波数の調整」と換言できる。
本発明によれば、１次側回路と２次側回路との間で伝送される伝送電力の変動を抑制できる。
電力変換装置の実施形態である電源装置の構成例を示したブロック図 制御部の構成例を示したブロック図 １次側回路及び２次側回路のスイッチング例を示したタイミングチャート 電力補正方法の一例を示したフローチャート 伝送電力Ｐと位相差φとの関係図
＜電源装置１０１の構成＞
図１は、電力変換装置の実施形態である電源装置１０１の構成例を示したブロック図である。電源装置１０１は、例えば、電源回路１０と、制御部５０と、センサ部７０とを備えた電源システムである。
電源装置１０１は、例えば、１次側高電圧系負荷６１ａが接続される第１入出力ポート６０ａと、１次側低電圧系負荷６１ｃ及び１次側低電圧系電源６２ｃが接続される第２入出力ポート６０ｃとを、１次側ポートとして有している。１次側低電圧系電源６２ｃは、１次側低電圧系電源６２ｃと同じ電圧系（例えば、１２Ｖ系）で動作する１次側低電圧系負荷６１ｃに電力を供給する。また、１次側低電圧系電源６２ｃは、１次側低電圧系電源６２ｃと異なる電圧系（例えば、１２Ｖ系よりも高い４８Ｖ系）で動作する１次側高電圧系負荷６１ａに、電源回路１０に構成される１次側変換回路２０によって昇圧された電力を供給する。１次側低電圧系電源６２ｃの具体例として、鉛バッテリ等の二次電池が挙げられる。
電源装置１０１は、例えば、２次側高電圧系負荷６１ｂ及び２次側高電圧系電源６２ｂが接続される第３入出力ポート６０ｂと、２次側低電圧系負荷６１ｄが接続される第４入出力ポート６０ｄとを、２次側ポートとして有している。２次側高電圧系電源６２ｂは、２次側高電圧系電源６２ｂと同じ電圧系（例えば、１２Ｖ系及び４８Ｖ系よりも高い２８８Ｖ系）で動作する２次側高電圧系負荷６１ｂに電力を供給する。また、２次側高電圧系電源６２ｂは、２次側高電圧系電源６２ｂと異なる電圧系（例えば、２８８Ｖ系よりも低い７２Ｖ系）で動作する２次側低電圧系負荷６１ｄに、電源回路１０に構成される２次側変換回路３０によって降圧された電力を供給する。２次側高電圧系電源６２ｂの具体例として、リチウムイオン電池等の二次電池が挙げられる。
電源回路１０は、上述の４つの入出力ポートを有し、それらの４つの入出力ポートのうちから任意の２つの入出力ポートが選択され、当該２つの入出力ポートの間で電力変換を行う機能を有する電力変換回路である。
電力Ｐａ，Ｐｃ，Ｐｂ，Ｐｄは、それぞれ、第１入出力ポート６０ａ，第２入出力ポート６０ｃ，第３入出力ポート６０ｂ，第４入出力ポート６０ｄにおける入出力電力（入力電力又は出力電力）である。電圧Ｖａ，Ｖｃ，Ｖｂ，Ｖｄは、それぞれ、第１入出力ポート６０ａ，第２入出力ポート６０ｃ，第３入出力ポート６０ｂ，第４入出力ポート６０ｄにおける入出力電圧（入力電圧又は出力電圧）である。電流Ｉａ，Ｉｃ，Ｉｂ，Ｉｄは、それぞれ、第１入出力ポート６０ａ，第２入出力ポート６０ｃ，第３入出力ポート６０ｂ，第４入出力ポート６０ｄにおける入出力電流（入力電流又は出力電流）である。
電源回路１０は、第１入出力ポート６０ａに設けられるキャパシタＣ１と、第２入出力ポート６０ｃに設けられるキャパシタＣ３と、第３入出力ポート６０ｂに設けられるキャパシタＣ２と、第４入出力ポート６０ｄに設けられるキャパシタＣ４とを備えている。キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の具体例として、フィルムコンデンサ、アルミニウム電解コンデンサ、セラミックコンデンサ、固体高分子コンデンサなどが挙げられる。
キャパシタＣ１は、第１入出力ポート６０ａの高電位側の端子６１３と、第１入出力ポート６０ａ及び第２入出力ポート６０ｃの低電位側の端子６１４との間に挿入される。キャパシタＣ３は、第２入出力ポート６０ｃの高電位側の端子６１６と、第１入出力ポート６０ａ及び第２入出力ポート６０ｃの低電位側の端子６１４との間に挿入される。キャパシタＣ２は、第３入出力ポート６０ｂの高電位側の端子６１８と、第３入出力ポート６０ｂ及び第４入出力ポート６０ｄの低電位側の端子６２０との間に挿入される。キャパシタＣ４は、第４入出力ポート６０ｄの高電位側の端子６２２と、第３入出力ポート６０ｂ及び第４入出力ポート６０ｄの低電位側の端子６２０との間に挿入される。
キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、電源回路１０の内部に設けられてもよいし、電源回路１０の外部に設けられてもよい。
電源回路１０は、１次側変換回路２０と、２次側変換回路３０とを含んで構成された電力変換回路である。なお、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０とは、１次側磁気結合リアクトル２０４及び２次側磁気結合リアクトル３０４を介して接続され、且つ、変圧器４００（センタータップ式変圧器）で磁気結合されている。
１次側変換回路２０は、１次側フルブリッジ回路２００と、第１入出力ポート６０ａと、第２入出力ポート６０ｃとを含んで構成された１次側回路である。１次側フルブリッジ回路２００は、変圧器４００の１次側コイル２０２と、１次側磁気結合リアクトル２０４と、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１とを含んで構成された１次側電力変換部である。ここで、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１は、それぞれ、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、当該ＭＯＳＦＥＴの寄生素子であるボディダイオードとを含んで構成されたスイッチング素子である。当該ＭＯＳＦＥＴに並列にダイオードが追加接続されてもよい。
１次側フルブリッジ回路２００は、第１入出力ポート６０ａの高電位側の端子６１３に接続される１次側正極母線２９８と、第１入出力ポート６０ａ及び第２入出力ポート６０ｃの低電位側の端子６１４に接続される１次側負極母線２９９とを有している。
１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間には、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１とを直列接続した１次側第１アーム回路２０７が取り付けられている。１次側第１アーム回路２０７は、１次側第１上アームＵ１及び１次側第１下アーム／Ｕ１のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な１次側第１電力変換回路部（１次側Ｕ相電力変換回路部）である。さらに、１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間には、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１とを直列接続した１次側第２アーム回路２１１が１次側第１アーム回路２０７と並列に取り付けられている。１次側第２アーム回路２１１は、１次側第２上アームＶ１及び１次側第２下アーム／Ｖ１のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な１次側第２電力変換回路部（１次側Ｖ相電力変換回路部）である。
１次側第１アーム回路２０７の中点２０７ｍと１次側第２アーム回路２１１の中点２１１ｍを接続するブリッジ部分には、１次側コイル２０２と１次側磁気結合リアクトル２０４とが設けられている。ブリッジ部分についてより詳細に接続関係について説明すると、１次側第１アーム回路２０７の中点２０７ｍには、１次側磁気結合リアクトル２０４の１次側第１リアクトル２０４ａの一方端が接続される。そして、１次側第１リアクトル２０４ａの他方端には、１次側コイル２０２の一方端が接続される。さらに、１次側コイル２０２の他方端には、１次側磁気結合リアクトル２０４の１次側第２リアクトル２０４ｂの一方端が接続される。それから、１次側第２リアクトル２０４ｂの他方端が１次側第２アーム回路２１１の中点２１１ｍに接続される。なお、１次側磁気結合リアクトル２０４は、１次側第１リアクトル２０４ａと、１次側第１リアクトル２０４ａと結合係数ｋ１で磁気結合する１次側第２リアクトル２０４ｂとを含んで構成される。
中点２０７ｍは、１次側第１上アームＵ１と１次側第１下アーム／Ｕ１との間の１次側第１中間ノードであり、中点２１１ｍは、１次側第２上アームＶ１と１次側第２下アーム／Ｖ１との間の１次側第２中間ノードである。
第１入出力ポート６０ａは、１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間に設けられるポートである。第１入出力ポート６０ａは、端子６１３と端子６１４とを含んで構成される。第２入出力ポート６０ｃは、１次側負極母線２９９と１次側コイル２０２のセンタータップ２０２ｍとの間に設けられるポートである。第２入出力ポート６０ｃは、端子６１４と端子６１６とを含んで構成される。
センタータップ２０２ｍは、第２入出力ポート６０ｃの高電位側の端子６１６に接続されている。センタータップ２０２ｍは、１次側コイル２０２に構成される１次側第１巻線２０２ａと１次側第２巻線２０２ｂとの中間接続点である。
２次側変換回路３０は、２次側フルブリッジ回路３００と、第３入出力ポート６０ｂと、第４入出力ポート６０ｄとを含んで構成された２次側回路である。２次側フルブリッジ回路３００は、変圧器４００の２次側コイル３０２と、２次側磁気結合リアクトル３０４と、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２とを含んで構成された２次側電力変換部である。ここで、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２は、それぞれ、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、当該ＭＯＳＦＥＴの寄生素子であるボディダイオードとを含んで構成されたスイッチング素子である。当該ＭＯＳＦＥＴに並列にダイオードが追加接続されてもよい。
２次側フルブリッジ回路３００は、第３入出力ポート６０ｂの高電位側の端子６１８に接続される２次側正極母線３９８と、第３入出力ポート６０ｂ及び第４入出力ポート６０ｄの低電位側の端子６２０に接続される２次側負極母線３９９とを有している。
２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間には、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２とを直列接続した２次側第１アーム回路３０７が取り付けられている。２次側第１アーム回路３０７は、２次側第１上アームＵ２及び２次側第１下アーム／Ｕ２のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な２次側第１電力変換回路部（２次側Ｕ相電力変換回路部）である。さらに、２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間には、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２とを直列接続した２次側第２アーム回路３１１が２次側第１アーム回路３０７と並列に取り付けられている。２次側第２アーム回路３１１は、２次側第２上アームＶ２及び２次側第２下アーム／Ｖ２のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な２次側第２電力変換回路部（２次側Ｖ相電力変換回路部）である。
２次側第１アーム回路３０７の中点３０７ｍと２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍを接続するブリッジ部分には、２次側コイル３０２と２次側磁気結合リアクトル３０４とが設けられている。ブリッジ部分についてより詳細に接続関係について説明すると、２次側第１アーム回路３０７の中点３０７ｍには、２次側磁気結合リアクトル３０４の２次側第１リアクトル３０４ａの一方端が接続される。そして、２次側第１リアクトル３０４ａの他方端には、２次側コイル３０２の一方端が接続される。さらに、２次側コイル３０２の他方端には、２次側磁気結合リアクトル３０４の２次側第２リアクトル３０４ｂの一方端が接続される。それから、２次側第２リアクトル３０４ｂの他方端が２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍに接続される。なお、２次側磁気結合リアクトル３０４は、２次側第１リアクトル３０４ａと、２次側第１リアクトル３０４ａと結合係数ｋ２で磁気結合する２次側第２リアクトル３０４ｂとを含んで構成される。
中点３０７ｍは、２次側第１上アームＵ２と２次側第１下アーム／Ｕ２との間の２次側第１中間ノードであり、中点３１１ｍは、２次側第２上アームＶ２と２次側第２下アーム／Ｖ２との間の２次側第２中間ノードである。
第３入出力ポート６０ｂは、２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間に設けられるポートである。第３入出力ポート６０ｂは、端子６１８と端子６２０とを含んで構成される。第４入出力ポート６０ｄは、２次側負極母線３９９と２次側コイル３０２のセンタータップ３０２ｍとの間に設けられるポートである。第４入出力ポート６０ｄは、端子６２０と端子６２２とを含んで構成される。
センタータップ３０２ｍは、第４入出力ポート６０ｄの高電位側の端子６２２に接続されている。センタータップ３０２ｍは、２次側コイル３０２に構成される２次側第１巻線３０２ａと２次側第２巻線３０２ｂとの中間接続点である。
図１において、電源装置１０１は、センサ部７０を備えている。センサ部７０は、第１乃至第４入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂ，６０ｄの少なくとも一つのポートにおける入出力値Ｙを所定の検出周期で検出し、その検出した入出力値Ｙに対応する検出値Ｙｄを制御部５０に対して出力する検出手段である。検出値Ｙｄは、入出力電圧を検出して得られた検出電圧でもよいし、入出力電流を検出して得られた検出電流でもよいし、入出力電力を検出して得られた検出電力でもよい。センサ部７０は、電源回路１０の内部に備えられても外部に備えられてもよい。
センサ部７０は、例えば、第１乃至第４入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂ，６０ｄの少なくとも一つのポートに生ずる入出力電圧を検出する電圧検出部を有している。センサ部７０は、例えば、入出力電圧Ｖａと入出力電圧Ｖｃの少なくとも一方の検出電圧を１次側電圧検出値として出力する１次側電圧検出部と、入出力電圧Ｖｂと入出力電圧Ｖｄの少なくとも一方の検出電圧を２次側電圧検出値として出力する２次側電圧検出部とを有している。
センサ部７０の電圧検出部は、例えば、少なくとも一つのポートの入出力電圧値をモニタする電圧センサと、該電圧センサによってモニタされた入出力電圧値に対応する検出電圧を制御部５０に対して出力する電圧検出回路とを有している。
センサ部７０は、例えば、第１乃至第４入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂ，６０ｄの少なくとも一つのポートに流れる入出力電流を検出する電流検出部を有している。センサ部７０は、例えば、入出力電流Ｉａと入出力電流Ｉｃの少なくとも一方の検出電流を１次側電流検出値として出力する１次側電流検出部と、入出力電流Ｉｂと入出力電流Ｉｄの少なくとも一方の検出電流を２次側電流検出値として出力する２次側電流検出部とを有している。
センサ部７０の電流検出部は、例えば、少なくとも一つのポートの入出力電流値をモニタする電流センサと、該電流センサによってモニタされた入出力電流値に対応する検出電流を制御部５０に対して出力する電流検出回路とを有している。
電源装置１０１は、制御部５０を備えている。制御部５０は、例えば、ＣＰＵを内蔵するマイクロコンピュータを備えた電子回路である。制御部５０は、電源回路１０の内部に備えられても外部に備えられてもよい。
制御部５０は、第１乃至第４入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂ，６０ｄの少なくとも一つのポートにおける入出力値Ｙの検出値Ｙｄが、該ポートに設定された目標値Ｙｏに収束するように、電源回路１０による電力変換動作をフィードバック制御する。目標値Ｙｏは、例えば、各入出力ポートに接続される負荷（例えば、１次側低電圧系負荷６１ｃ等）毎に規定される駆動条件に基づいて、制御部５０又は制御部５０以外の所定の装置によって設定される指令値である。目標値Ｙｏは、電力がポートから出力されるときには出力目標値として機能し、電力がポートに入力されるときには入力目標値として機能し、目標電圧値でもよいし、目標電流値でもよいし、目標電力値でもよい。
また、制御部５０は、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０との間で変圧器４００を介して伝送される伝送電力Ｐが、設定された目標伝送電力Ｐｏに収束するように、電源回路１０による電力変換動作をフィードバック制御する。伝送電力は、電力伝送量とも呼ばれる。目標伝送電力Ｐｏは、例えば、いずれかのポートにおける検出値Ｙｄと目標値Ｙｏとの偏差に基づいて、制御部５０又は制御部５０以外の所定の装置によって設定される指令値である。
制御部５０は、所定の制御パラメータＸの値を変化させることによって、電源回路１０で行われる電力変換動作をフィードバック制御し、電源回路１０の第１乃至第４の各入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂ，６０ｄにおける入出力値Ｙを調整できる。主な制御パラメータＸとして、位相差φ及びデューティ比Ｄ（オン時間δ）の２種類の制御変数が挙げられる。
位相差φは、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００との間で同じ相の電力変換回路部間でのスイッチングタイミングのずれ（タイムラグ）である。デューティ比Ｄ（オン時間δ）は、１次側フルブリッジ回路２００及び２次側フルブリッジ回路３００に構成される各電力変換回路部でのスイッチング波形のデューティ比（オン時間）である。
これらの２つの制御パラメータＸは、互いに独立に制御されることが可能である。制御部５０は、位相差φ及びデューティ比Ｄ（オン時間δ）を用いた１次側フルブリッジ回路２００及び２次側フルブリッジ回路３００のデューティ比制御及び／又は位相制御によって、電源回路１０の各入出力ポートにおける入出力値Ｙを変化させる。
図２は、制御部５０のブロック図である。制御部５０は、１次側変換回路２０の１次側第１上アームＵ１等の各スイッチング素子と２次側変換回路３０の２次側第１上アームＵ２等の各スイッチング素子のスイッチング制御を行う機能を有する制御部である。制御部５０は、電力変換モード決定処理部５０２と、位相差φ決定処理部５０４と、オン時間δ決定処理部５０６と、１次側スイッチング処理部５０８と、２次側スイッチング処理部５１０とを含んで構成される。制御部５０は、例えば、ＣＰＵを内蔵するマイクロコンピュータを備えた電子回路である。
電力変換モード決定処理部５０２は、例えば、所定の外部信号（例えば、いずれかのポートにおける検出値Ｙｄと目標値Ｙｏとの偏差を表す信号）に基づいて、次に述べる電源回路１０の電力変換モードＡ〜Ｌの中から動作モードを選択して決定する。電力変換モードは、第１入出力ポート６０ａから入力された電力を変換して第２入出力ポート６０ｃへ出力するモードＡと、第１入出力ポート６０ａから入力された電力を変換して第３入出力ポート６０ｂへ出力するモードＢと、第１入出力ポート６０ａから入力された電力を変換して第４入出力ポート６０ｄへ出力するモードＣがある。
そして、第２入出力ポート６０ｃから入力された電力を変換して第１入出力ポート６０ａへ出力するモードＤと、第２入出力ポート６０ｃから入力された電力を変換して第３入出力ポート６０ｂへ出力するモードＥと、第２入出力ポート６０ｃから入力された電力を変換して第４入出力ポート６０ｄへ出力するモードＦがある。
さらに、第３入出力ポート６０ｂから入力された電力を変換して第１入出力ポート６０ａへ出力するモードＧと、第３入出力ポート６０ｂから入力された電力を変換して第２入出力ポート６０ｃへ出力するモードＨと、第３入出力ポート６０ｂから入力された電力を変換して第４入出力ポート６０ｄへ出力するモードＩがある。
それから、第４入出力ポート６０ｄから入力された電力を変換して第１入出力ポート６０ａへ出力するモードＪと、第４入出力ポート６０ｄから入力された電力を変換して第２入出力ポート６０ｃへ出力するモードＫと、第４入出力ポート６０ｄから入力された電力を変換して第３入出力ポート６０ｂへ出力するモードＬがある。
位相差φ決定処理部５０４は、電源回路１０をＤＣ−ＤＣコンバータ回路として機能させるために、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０との間でのスイッチング素子のスイッチング周期運動の位相差φを設定する機能を有する。
オン時間δ決定処理部５０６は、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０をそれぞれ昇降圧回路として機能させるために、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０のスイッチング素子のオン時間δを設定する機能を有する。
１次側スイッチング処理部５０８は、電力変換モード決定処理部５０２と位相差φ決定処理部５０４とオン時間δ決定処理部５０６の出力に基づいて、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１の各スイッチング素子をスイッチング制御する機能を有する。
２次側スイッチング処理部５１０は、電力変換モード決定処理部５０２と位相差φ決定処理部５０４とオン時間δ決定処理部５０６の出力に基づいて、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２の各スイッチング素子をスイッチング制御する機能を有する。
＜電源装置１０１の動作＞
上記電源装置１０１の動作について、図１及び図２を用いて説明する。例えば、電源回路１０の電力変換モードをモードＦとして動作させることを要求する外部信号が入力されてきた場合には、制御部５０の電力変換モード決定処理部５０２は、電源回路１０の電力変換モードをモードＦとして決定する。このとき、第２入出力ポート６０ｃに入力された電圧が１次側変換回路２０の昇圧機能によって昇圧され、その昇圧された電圧の電力が電源回路１０のＤＣ−ＤＣコンバータ回路としての機能によって第３入出力ポート６０ｂ側へと伝送され、さらに、２次側変換回路３０の降圧機能によって降圧されて第４入出力ポート６０ｄから出力される。
ここで、１次側変換回路２０の昇降圧機能について詳細に説明する。第２入出力ポート６０ｃと第１入出力ポート６０ａについて着目すると、第２入出力ポート６０ｃの端子６１６は、１次側第１巻線２０２ａと、１次側第１巻線２０２ａに直列接続される１次側第１リアクトル２０４ａを介して、１次側第１アーム回路２０７の中点２０７ｍに接続される。そして、１次側第１アーム回路２０７の両端は、第１入出力ポート６０ａに接続されているため、第２入出力ポート６０ｃの端子６１６と第１入出力ポート６０ａとの間には昇降圧回路が取り付けられていることとなる。
さらに、第２入出力ポート６０ｃの端子６１６は、１次側第２巻線２０２ｂと、１次側第２巻線２０２ｂに直列接続される１次側第２リアクトル２０４ｂを介して、１次側第２アーム回路２１１の中点２１１ｍに接続される。そして、１次側第２アーム回路２１１の両端は、第１入出力ポート６０ａに接続されているため、第２入出力ポート６０ｃの端子６１６と第１入出力ポート６０ａとの間には、昇降圧回路が並列に取り付けられていることとなる。なお、２次側変換回路３０は、１次側変換回路２０とほぼ同様の構成を有する回路であるため、第４入出力ポート６０ｄの端子６２２と第３入出力ポート６０ｂとの間には、２つの昇降圧回路が並列に接続されていることとなる。したがって、２次側変換回路３０は、１次側変換回路２０と同様に昇降圧機能を有する。
次に、電源回路１０のＤＣ−ＤＣコンバータ回路としての機能について詳細に説明する。第１入出力ポート６０ａと第３入出力ポート６０ｂについて着目すると、第１入出力ポート６０ａには、１次側フルブリッジ回路２００が接続され、第３入出力ポート６０ｂは、２次側フルブリッジ回路３００が接続されている。そして、１次側フルブリッジ回路２００のブリッジ部分に設けられる１次側コイル２０２と、２次側フルブリッジ回路３００のブリッジ部分に設けられる２次側コイル３０２とが結合係数ｋＴで磁気結合することで、変圧器４００が巻き数１：Ｎのセンタータップ式変圧器として機能する。したがって、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００でのスイッチング素子のスイッチング周期運動の位相差φを調整することで、第１入出力ポート６０ａに入力された電力を変換して第３入出力ポート６０ｂに伝送させ、あるいは、第３入出力ポート６０ｂに入力された電力を変換して第１入出力ポート６０ａに伝送させることができる。
図３は、制御部５０の制御によって、電源回路１０に構成される各アームのオンオフのスイッチング波形のタイミングチャートを示す図である。図３において、Ｕ１は、１次側第１上アームＵ１のオンオフ波形であり、Ｖ１は、１次側第２上アームＶ１のオンオフ波形であり、Ｕ２は、２次側第１上アームＵ２のオンオフ波形であり、Ｖ２は、２次側第２上アームＶ２のオンオフ波形である。１次側第１下アーム／Ｕ１、１次側第２下アーム／Ｖ１、２次側第１下アーム／Ｕ２、２次側第２下アーム／Ｖ２のオンオフ波形は、それぞれ、１次側第１上アームＵ１、１次側第２上アームＶ１、２次側第１上アームＵ２、２次側第２上アームＶ２のオンオフ波形を反転した波形である（図示省略）。なお、上下アームの両オンオフ波形間には、上下アームの両方がオンすることで貫通電流が流れないようにデッドタイムが設けられているとよい。また、図３において、ハイレベルがオン状態を表し、ローレベルがオフ状態を表している。
ここで、Ｕ１とＶ１とＵ２とＶ２の各オン時間δを変更することで、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０の昇降圧比を変更することができる。例えば、Ｕ１とＶ１とＵ２とＶ２の各オン時間δを互いに等しくすることで、１次側変換回路２０の昇降圧比と２次側変換回路３０の昇降圧比を等しくできる。
オン時間δ決定処理部５０６は、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０の昇降圧比が互いに等しくなるように、Ｕ１とＶ１とＵ２とＶ２の各オン時間δを互いに等しくする（各オン時間δ＝１次側オン時間δ１＝２次側オン時間δ２＝時間値α）。
１次側変換回路２０の昇降圧比は、１次側フルブリッジ回路２００に構成されるスイッチング素子（アーム）のスイッチング周期Ｔに占めるオン時間δの割合であるデューティ比Ｄによって決まる。同様に、２次側変換回路３０の昇降圧比は、２次側フルブリッジ回路３００に構成されるスイッチング素子（アーム）のスイッチング周期Ｔに占めるオン時間δの割合であるデューティ比Ｄによって決まる。１次側変換回路２０の昇降圧比は、第１入出力ポート６０ａと第２入出力ポート６０ｃとの間の変圧比であり、２次側変換回路３０の昇降圧比は、第３入出力ポート６０ｂと第４入出力ポート６０ｄとの間の変圧比である。
したがって、例えば、
１次側変換回路２０の昇降圧比
＝第２入出力ポート６０ｃの電圧／第１入出力ポート６０ａの電圧
＝δ１／Ｔ＝α／Ｔ
２次側変換回路３０の昇降圧比
＝第４入出力ポート６０ｄの電圧／第３入出力ポート６０ｂの電圧
＝δ２／Ｔ＝α／Ｔ
と表される。つまり、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０の昇降圧比は互いに同じ値（＝α／Ｔ）である。
なお、図３のオン時間δは、１次側第１上アームＵ１及び１次側第２上アームＶ１のオン時間δ１を表すとともに、２次側第１上アームＵ２及び２次側第２上アームＶ２のオン時間δ２を表す。また、１次側フルブリッジ回路２００に構成されるアームのスイッチング周期Ｔと２次側フルブリッジ回路３００に構成されるアームのスイッチング周期Ｔは等しい時間である。
また、Ｕ１とＶ１との位相差は、１８０度（π）で動作させ、Ｕ２とＶ２との位相差も１８０度（π）で動作させる。さらに、Ｕ１とＵ２の位相差φを変更することで、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０の間の電力伝送量Ｐを調整することができ、位相差φ＞０であれば、１次側変換回路２０から２次側変換回路３０に伝送し、位相差φ＜０であれば、２次側変換回路３０から１次側変換回路２０に伝送することができる。
位相差φは、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００との間で同じ相の電力変換回路部間でのスイッチングタイミングのずれ（タイムラグ）である。例えば、位相差φは、１次側第１アーム回路２０７と２次側第１アーム回路３０７との間でのスイッチングタイミングのずれであり、１次側第２アーム回路２１１と２次側第２アーム回路３１１との間でのスイッチングタイミングのずれである。それらのずれは互いに等しいまま制御される。つまり、Ｕ１とＵ２の位相差φ及びＶ１とＶ２の位相差φは、同じ値に制御される。
したがって、例えば、電源回路１０の電力変換モードをモードＦとして動作させることを要求する外部信号が入力されてきた場合に、電力変換モード決定処理部５０２はモードＦを選択することを決定する。そして、オン時間δ決定処理部５０６は、１次側変換回路２０を第２入出力ポート６０ｃに入力された電圧を昇圧して第１入出力ポート６０ａに出力する昇圧回路として機能させる場合の昇圧比を規定するオン時間δを設定する。なお、２次側変換回路３０では、オン時間δ決定処理部５０６によって設定されたオン時間δによって規定された降圧比で第３入出力ポート６０ｂに入力された電圧を降圧して第４入出力ポート６０ｄに出力する降圧回路として機能する。さらに、位相差φ決定処理部５０４は、第１入出力ポート６０ａに入力された電力を所望の電力伝送量Ｐで第３入出力ポート６０ｂに伝送するための位相差φを設定する。
１次側スイッチング処理部５０８は、１次側変換回路２０を昇圧回路として、かつ、１次側変換回路２０をＤＣ−ＤＣコンバータ回路の一部として機能させるように、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１の各スイッチング素子をスイッチング制御する。
２次側スイッチング処理部５１０は、２次側変換回路３０を降圧回路として、かつ、２次側変換回路３０をＤＣ−ＤＣコンバータ回路の一部として機能させるように、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２の各スイッチング素子をスイッチング制御する。
上記のように、１次側変換回路２０および２次側変換回路３０を昇圧回路あるいは降圧回路として機能させることができ、かつ、電源回路１０を双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路としても機能させることができる。したがって、電力変換モードＡ〜Ｌの全てのモードの電力変換を行うことができ、換言すれば、４つの入出力ポートのうちから選択された２つの入出力ポート間で電力変換をすることができる。
制御部５０により位相差φに応じて調整される伝送電力Ｐ（電力伝送量Ｐともいう）は、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０において一方の変換回路から他方の変換回路に変圧器４００を介して送られる電力であり、
Ｐ＝（Ｎ×Ｖａ×Ｖｂ）／（π×ω×Ｌ）×Ｆ（Ｄ，φ）
・・・式１
で表される。
なお、Ｎは、変圧器４００の巻き数比、Ｖａは、第１入出力ポート６０ａの入出力電圧、Ｖｂは、第３入出力ポート６０ｂの入出力電圧、πは円周率、ω（＝２π×ｆ＝２π／Ｔ）は１次側変換回路２０及び２次側変換回路３０のスイッチングの角周波数、ｆは、１次側変換回路２０及び２次側変換回路３０のスイッチング周波数、Ｔは、１次側変換回路２０及び２次側変換回路３０のスイッチング周期、Ｌは、磁気結合リアクトル２０４，３０４と変圧器４００の電力伝送に関わる等価インダクタンス、Ｆ（Ｄ，φ）は、デューティ比Ｄと位相差φを変数とする関数であり、デューティ比Ｄに依存せずに、位相差φが増加するにつれて単調増加する変数である。
等価インダクタンスＬは、１次側磁気結合リアクトル２０４及び／又は２次側磁気結合リアクトル３０４が接続された変圧器４００の簡易等価回路上で定義できる。等価インダクタンスＬは、簡易等価回路において、１次側磁気結合リアクトル２０４の漏れインダクタンス及び／又は２次側磁気結合リアクトルの漏れインダクタンスと、変圧器４００の漏れインダクタンスとを合成した合成インダクタンスである。
例えば、２次側変換回路３０側から測定される等価インダクタンスＬ（２次側換算値ＬＥＱ２）は、
ＬＥＱ２ ＝ ２Ｌ１（１−ｋ１）Ｎ２ ＋ ２Ｌ２（１−ｋ２） ＋ ＬＴ２（１−ｋＴ ２）
・・・式２
と表すことができる。
Ｌ１は、１次側磁気結合リアクトル２０４の自己インダクタンス、ｋ１は、１次側磁気結合リアクトル２０４の結合係数、Ｎは、変圧器４００の巻き数比、Ｌ２は、２次側磁気結合リアクトル３０４の自己インダクタンス、ｋ２は、２次側磁気結合リアクトル３０４の結合係数、ＬＴ２は、変圧器４００の２次側の励磁インダクタンス、ｋＴは、変圧器４００の結合係数である。なお、第２入出力ポート６０ｃ又は第４入出力ポート６０ｄを使用しない場合、式２において、第１項又は第２項で表される漏れインダクタンスが無い場合もありうる。
ところで、変圧器４００又は磁気結合リアクトル２０４，３０４のコア材や巻き線の寸法公差が比較的大きいので、結合係数ｋ１，ｋ２，ｋＴや自己インダクタンスが大きくばらつく結果、等価インダクタンスＬのばらつきも大きくなりやすい。そのため、等価インダクタンスＬのばらつきによって、伝送電力Ｐにもばらつきが発生する。
そこで、例えば、制御部５０又は不図示の検査装置は、等価インダクタンスＬの大きさに応じて、角周波数ω（言い換えれば、周波数ｆ）を調整する。これにより、等価インダクタンスＬのばらつきによって生ずる伝送電力Ｐの変動を抑制できる。
なお、検査装置は、例えば、電源装置１０１又は電源回路１０の製造工程内の検査工程で使用される装置でもよいし、電源装置１０１の工場出荷後の実使用状態（例えば、車両搭載状態など）で使用される装置（例えば、異常検査ツールなど）でもよい。
伝送電力Ｐは、式１から明らかなように、等価インダクタンスＬに反比例し、角周波数ωにも反比例する。そのため、等価インダクタンスＬが大きい値ほど、角周波数ωが低い値に調整されることによって、伝送電力Ｐの変動が小さくなる。逆に、等価インダクタンスＬが小さな値ほど、角周波数ωが高い値に調整されることによって、伝送電力Ｐの変動が小さくなる。
したがって、例えば、制御部５０又は検査装置は、角周波数ωと等価インダクタンスＬとの積（＝ω×Ｌ）が所定の基準範囲内に収まるように、角周波数ωを調整することによって、伝送電力Ｐの変動を抑制できる。言い換えれば、制御部５０又は検査装置は、周波数ｆと等価インダクタンスＬとの積（＝ｆ×Ｌ）が所定の基準範囲内に収まるように、周波数ｆを調整することによって、伝送電力Ｐの変動を抑制できる。つまり、等価インダクタンスＬのばらつきを角周波数ω（周波数ｆ）の調整によって相殺できる。
図４は、伝送電力Ｐの補正方法を示したフローチャートの一例である。本補正方法は、電源装置１０１又は電源回路１０の製造工程内の検査工程において検査装置により行われてもよいし、電源装置１０１の実際の使用環境（例えば、車両搭載状態など）において制御部５０又は異常検査ツール等の検査装置により行われてもよい。
ステップＳ１０は、検査装置又は制御部５０が等価インダクタンスＬを測定する測定ステップである。等価インダクタンスＬは、例えば、１次側磁気結合リアクトル２０４及び／又は２次側磁気結合リアクトル３０４が接続された変圧器４００の簡易等価回路に流れる電流の傾きと、当該簡易等価回路に印加される電圧とを検出することによって、測定（推定）できる。
例えば図１において、検査装置又は制御部５０は、１次側第１下アーム／Ｕ１と１次側第２下アーム／Ｖ１と２次側第１上アームＵ２と２次側第２下アーム／Ｖ２とがオンしているときに検出された入力電流Ｉｂの傾き及び入力電圧Ｖｂの電圧値に基づいて、等価インダクタンスＬを演算し推定できる。あるいは、検査装置又は制御部５０は、１次側第１下アーム／Ｕ１と１次側第２下アーム／Ｖ１と２次側第２上アームＶ２と２次側第１下アーム／Ｕ２とがオンしているときに検出される入力電流Ｉｂの傾き及び入力電圧Ｖｂの電圧値に基づいて、等価インダクタンスＬを演算し推定できる。
１次側第１下アーム／Ｕ１と１次側第２下アーム／Ｖ１とがオンすることによって、変圧器４００の１次側コイル２０２と１次側磁気結合リアクトル２０４との直列回路が短絡される。その短絡状態で、入力電流Ｉｂの傾き及び入力電圧Ｖｂの電圧値は、センサ部７０によって検出できる。
あるいは、検査装置又は制御部５０は、２次側第１下アーム／Ｕ２と２次側第２下アーム／Ｖ２と１次側第１上アームＵ１と１次側第２下アーム／Ｖ１とがオンしているときに検出される入力電流Ｉａの傾き及び入力電圧Ｖａの電圧値に基づいて、等価インダクタンスＬを演算し推定できる。あるいは、検査装置又は制御部５０は、２次側第１下アーム／Ｕ２と２次側第２下アーム／Ｖ２と１次側第２上アームＶ１と１次側第１下アーム／Ｕ１とがオンしているときに検出される入力電流Ｉａの傾き及び入力電圧Ｖａの電圧値に基づいて、等価インダクタンスＬを演算し推定できる。
２次側第１下アーム／Ｕ２と２次側第２下アーム／Ｖ２とがオンすることによって、変圧器４００の２次側コイル３０２と２次側磁気結合リアクトル３０４との直列回路が短絡される。その短絡状態で、入力電流Ｉａの傾き及び入力電圧Ｖａの電圧値は、センサ部７０によって検出できる。
図４のステップＳ２０は、検査装置又は制御部５０が、ステップＳ１０で得られた等価インダクタンスＬの測定値と所定の基準値Ｌｏとの大小関係を判定する判定ステップである。例えば、検査装置は、ステップＳ１０で得られた等価インダクタンスＬの測定値が基準値Ｌｏよりも小さいか否かを判定することによって、等価インダクタンスＬの測定値と基準値Ｌｏとの間に違いがあるか否かを検出する。一方、制御部５０は、ステップＳ１０で得られた等価インダクタンスＬの測定値が基準値Ｌｏよりも小さいか否かを判定することによって、等価インダクタンスＬが基準値Ｌｏに対して変化したか否かを検出する。
基準値Ｌｏは、例えば、等価インダクタンスＬの設計値である。基準値Ｌｏは、一定値に限らず、上限許容値と下限許容値とに挟まれた許容範囲を規定した値でもよい。また、基準値Ｌｏは、検査装置又は制御部５０によって読み出し可能に予め所定の記憶装置に記憶されてよい。
ステップＳ３０，Ｓ４０は、検査装置又は制御部５０が、等価インダクタンスＬの測定値に応じて、角周波数ωを調整する調整ステップである。検査装置又は制御部５０は、等価インダクタンスＬの測定値が基準値Ｌｏよりも小さいと判定されたとき、「ω×Ｌ」が所定の基準範囲内の一定値に一致するように、角周波数ωを高くする方向に調整する（ステップＳ３０）。逆に、検査装置又は制御部５０は、等価インダクタンスＬの測定値が基準値Ｌｏよりも大きいと判定されたとき、「ω×Ｌ」が所定の基準範囲内の一定値に一致するように、角周波数ωを低くする方向に調整する（ステップＳ４０）。
もちろん、検査装置又は制御部５０は、等価インダクタンスＬの測定値が基準値Ｌｏに一致するとき、角周波数ωを調整しなくてよい。
また、ステップＳ３０，Ｓ４０で、制御部５０は、伝送電力Ｐを目標伝送電力Ｐｏに収束するように、角周波数ωを調整するとよい。これにより、伝送電力Ｐを目標伝送電力Ｐｏに精度良く収束させることができる。
ステップＳ５０は、制御部５０又は検査装置が、ステップＳ３０又はＳ４０で調整された角周波数ωを、制御部５０に構成される記憶部（例えば、揮発性メモリや不揮発性メモリなど）に格納する格納ステップである。制御部５０は、当該記憶部に格納された調整後の角周波数ωを反映した式１に従って、位相差φを変化させることによって、伝送電力Ｐを調整する。これにより、等価インダクタンスＬのばらつきがあっても、角周波数ωを調整することで、伝送電力Ｐを補正できる。
例えば、変圧器４００等の部品間でのインダクタンスのばらつきによって等価インダクタンスＬが予め基準値Ｌｏを外れていたとしても、検査装置が工場出荷前に角周波数ωを調整することによって、各電源回路１０間での伝送電力Ｐのばらつきを抑制できる。また、例えば、使用環境温度や経年劣化などによって等価インダクタンスＬが事後的に基準値Ｌｏを外れても、制御部５０又は異常検査ツール等の検査装置が実使用環境において角周波数ωを定期的に調整することによって、伝送電力Ｐの事後的な変動を抑制できる。
図５は、伝送電力Ｐと位相差φとの関係を示したグラフである。式１から明らかなように、位相差φが増加するにつれて、伝送電力Ｐも単調増加する。なお、電力カーブａ，ｂ，ｃ，ｄは、角周波数ωが所定の値に固定されているときの伝送電力Ｐの位相差φに対する変化を表し、電力カーブａ，ｄは、補正前の伝送電力Ｐの変化を表し、電力カーブｂ，ｃは、補正後の伝送電力Ｐの変化を表す。
検査装置又は制御部５０は、位相差φを所定の値に一致させた場合において、伝送電力Ｐが所定の電力範囲内の一定値に収束するように、周波数ωを調整する。これにより、或る位相差φでの実際の伝送電力Ｐとその位相差φで伝送されるべき電力との誤差を小さくできる。例えば、検査装置φ又は制御部５０は、位相差φを位相差φが取り得る上限値φmaxに一致させた場合において、伝送電力Ｐが所定の電力範囲（Ｐ１−Ｐ２）内の一定値に収束するように、周波数ωを調整する。位相差φが上限値φmaxに一致するとき、伝送電力Ｐは、その最大値Ｐmaxをとる。
電源回路１０は、１次側変換回路２０と２次側変換回路との間の電力変換効率等の観点から、位相差φが取り得る範囲の上限値φmaxが決められている。位相差φが上限値φmaxに一致するとき、等価インダクタンスＬが基準値Ｌｏに対して大きくても、伝送電力Ｐは目標伝送電力Ｐｏが取り得る範囲の限界値Ｐ１（電源装置１０１に要求される最大電力）以上であることが必要である。
そこで、検査装置又は制御部５０は、位相差φを上限値φmaxに一致させた場合において、伝送電力Ｐが限界値Ｐ１未満であることが検出されたとき（電力カーブｄ）、伝送電力Ｐが限界値Ｐ１以上になるように、角周波数ωを減少方向に調整する。これにより、伝送電力Ｐの最大値Ｐmaxを限界値Ｐ１以上の値に補正できる。この調整は、例えば、図４のステップＳ４０において行われてよい。
一方、補正前の電力カーブａは、等価インダクタンスＬが基準値Ｌｏに対して小さい場合を示している。補正前の電力カーブａの場合も、伝送電力Ｐの最大値Ｐmaxが限界値Ｐ１以上であるが、位相差φに対する伝送電力Ｐの変化率が大きい。そのため、位相差φが少し変化しただけで、伝送電力Ｐが大きく変動するので、各入出力ポートにおけるリプル電流が大きくなりやすく、位相差φに対する伝送電力Ｐの制御分解能（調整幅）も大きくなりやすい。
そこで、検査装置又は制御部５０は、位相差φを上限値φmaxに一致させた場合において、伝送電力Ｐが限界値Ｐ２（＞Ｐ１）を超えることが検出されたとき（電力カーブａ）、伝送電力Ｐが限界値Ｐ２以下になるように、角周波数ωを上昇方向に調整する。これにより、伝送電力Ｐの最大値Ｐmaxを限界値Ｐ２以下の値に補正できる。この調整は、例えば、図４のステップＳ３０において行われてよい。
このように、検査装置又は制御部５０は、角周波数ωを調整することによって、伝送電力Ｐの最大値Ｐmaxを電力範囲（Ｐ１−Ｐ２）内の一定値に収束させることができる。また、検査装置又は制御部５０は、角周波数ωを調整することによって、位相差φに対する伝送電力Ｐの変化率を所定の変化率範囲内の一定値に収束させることができる。
このように伝送電力Ｐが補正されることにより、等価インダクタンスＬのばらつきによって、位相差φに応じて調整された伝送電力Ｐが目標伝送電力Ｐｏに対して不足又は過剰になることを防止できる。また、各入出力ポートにおけるリプル電流を小さくでき、位相差φに対する伝送電力Ｐの制御分解能（調整幅）も小さくできる。
なお、伝送電力Ｐ及びその変化率は、例えば、センサ部７０又は他のセンサ部から出力される検出値Ｙｄ（具体的には、１次側電圧検出部、１次側電流検出部、２次側電圧検出部及び２次側電流検出部から出力される検出値）に基づいて、推定できる。例えば、検査装置又は制御部５０は、検出値Ｙｄから得られた入力電力又は出力電力を伝送電力Ｐとみなして、各周波数ωを調整してもよいし、検出値Ｙｄから得られた入力電力又は出力電力から推定された伝送電力Ｐを用いて、各周波数ωを調整してもよい。
以上、電力変換装置及び電力補正方法を実施形態例により説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではない。他の実施形態例の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
例えば、上述の実施形態では、スイッチング素子の一例として、オンオフ動作する半導体素子であるＭＯＳＦＥＴを挙げた。しかしながら、スイッチング素子は、例えば、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴなどの絶縁ゲートによる電圧制御型パワー素子でもよいし、バイポーラトランジスタでもよい。
また、第１入出力ポート６０ａに電源が接続されてもよいし、第４入出力ポート６０ｄに電源が接続されてもよい。また、第２入出力ポート６０ｃに電源が接続されなくてもよいし、第３入出力ポート６０ｂに電源が接続されなくてもよい。
１０ 電源回路
２０ １次側変換回路
３０ ２次側変換回路
５０ 制御部
６０ａ 第１入出力ポート
６０ｂ 第３入出力ポート
６０ｃ 第２入出力ポート
６０ｄ 第４入出力ポート
７０ センサ部
１０１ 電源装置（電力変換装置の一例）
２００ １次側フルブリッジ回路
２０２ １次側コイル
２０４ １次側磁気結合リアクトル
２０７ １次側第１アーム回路
２１１ １次側第２アーム回路
２０７ｍ，２１１ｍ 中点
２９８ １次側正極母線
２９９ １次側負極母線
３００ ２次側フルブリッジ回路
３０２ ２次側コイル
３０４ ２次側磁気結合リアクトル
３０７ ２次側第１アーム回路
３１１ ２次側第２アーム回路
３０７ｍ，３１１ｍ 中点
３９８ ２次側正極母線
３９９ ２次側負極母線
４００ 変圧器
Ｕ＊，Ｖ＊ 上アーム
／Ｕ＊，／Ｖ＊ 下アーム

Claims (7)

  1. １次側コイルと２次側コイルとを有する変圧器と、
    第１上アームと第１下アームとが直列に接続される第１アーム回路と、第２上アームと第２下アームとが直列に接続される第２アーム回路とを有し、前記第１上アームと前記第１下アームとの中点と前記第２上アームと前記第２下アームとの中点を接続するブリッジ部分に、前記１次側コイルが設けられる、１次側フルブリッジ回路と、
    第３上アームと第３下アームとが直列に接続される第３アーム回路と、第４上アームと第４下アームとが直列に接続される第４アーム回路とを有し、前記第３上アームと前記第３下アームとの中点と前記第４上アームと前記第４下アームとの中点を接続するブリッジ部分に、前記２次側コイルが設けられる、２次側フルブリッジ回路と、
    前記１次側フルブリッジ回路の正極母線に接続される１次側ポートと、
    前記２次側フルブリッジ回路の正極母線に接続される２次側ポートと、
    前記第１アーム回路のスイッチングと前記第３アーム回路のスイッチングとの間の位相差を制御して、前記１次側ポートと前記２次側ポートとの間で伝送される伝送電力を調整する、制御部とを備え、
    前記制御部は、前記位相差に対する前記伝送電力の変化率が所定の変化率範囲内に収まるように、前記１次側フルブリッジ回路及び前記２次側フルブリッジ回路のスイッチングの周波数を調整する、電力変換装置。
  2. 前記１次側フルブリッジ回路の前記ブリッジ部分に、前記１次側コイルと、前記１次側コイルの両端に接続される２つのリアクトルが磁気結合して構成される１次側磁気結合リアクトルとが設けられる、請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記２次側フルブリッジ回路の前記ブリッジ部分に、前記２次側コイルと、前記２次側コイルの両端に接続される２つのリアクトルが磁気結合して構成される２次側磁気結合リアクトルとが設けられる、請求項２に記載の電力変換装置。
  4. １次側コイルと２次側コイルとを有する変圧器と、
    第１上アームと第１下アームとが直列に接続される第１アーム回路と、第２上アームと第２下アームとが直列に接続される第２アーム回路とを有し、前記第１上アームと前記第１下アームとの中点と前記第２上アームと前記第２下アームとの中点を接続するブリッジ部分に、前記１次側コイルが設けられる、１次側フルブリッジ回路と、
    第３上アームと第３下アームとが直列に接続される第３アーム回路と、第４上アームと第４下アームとが直列に接続される第４アーム回路とを有し、前記第３上アームと前記第３下アームとの中点と前記第４上アームと前記第４下アームとの中点を接続するブリッジ部分に、前記２次側コイルが設けられる、２次側フルブリッジ回路と、
    前記１次側フルブリッジ回路の正極母線に接続される１次側ポートと、
    前記２次側フルブリッジ回路の正極母線に接続される２次側ポートと、
    前記第１アーム回路のスイッチングと前記第３アーム回路のスイッチングとの間の位相差を制御して、前記１次側ポートと前記２次側ポートとの間で伝送される伝送電力を調整する、制御部とを備える、電力変換装置に関して、
    前記伝送電力を補正する、電力補正方法であって、
    前記位相差を前記位相差が取り得る上限値に一致させた場合において、前記伝送電力が第１の値未満であることが検出されたとき、前記伝送電力が前記第１の値以上になるように、前記１次側フルブリッジ回路及び前記２次側フルブリッジ回路のスイッチングの周波数を減少方向に調整する第１のステップと、
    前記位相差を前記位相差が取り得る上限値に一致させた場合において、前記伝送電力が前記第１の値よりも大きな第２の値を超えることが検出されたとき、前記伝送電力が前記第２の値以下になるように、前記１次側フルブリッジ回路及び前記２次側フルブリッジ回路のスイッチングの周波数を上昇方向に調整する第２のステップとを有する、電力補正方法。
  5. 前記変圧器の等価インダクタンスを測定する測定ステップと、
    前記等価インダクタンスの測定値と所定の基準値との大小関係を判定する判定ステップとを有し、
    前記測定値が前記基準値よりも大きいと判定されたとき、前記第１のステップを行い、前記測定値が前記基準値よりも小さいと判定されたとき、前記第２のステップを行う、請求項４に記載の電力補正方法。
  6. 前記１次側フルブリッジ回路の前記ブリッジ部分に、前記１次側コイルと、前記１次側コイルの両端に接続される２つのリアクトルが磁気結合して構成される１次側磁気結合リアクトルとが設けられ、
    前記測定ステップは、前記１次側磁気結合リアクトルと前記変圧器との等価インダクタンスを測定する、請求項５に記載の電力補正方法。
  7. 前記１次側フルブリッジ回路の前記ブリッジ部分に、前記１次側コイルと、前記１次側コイルの両端に接続される２つのリアクトルが磁気結合して構成される１次側磁気結合リアクトルとが設けられ、
    前記２次側フルブリッジ回路の前記ブリッジ部分に、前記２次側コイルと、前記２次側コイルの両端に接続される２つのリアクトルが磁気結合して構成される２次側磁気結合リアクトルとが設けられ、
    前記測定ステップは、前記１次側磁気結合リアクトルと前記２次側磁気結合リアクトルと前記変圧器との等価インダクタンスを測定する、請求項５に記載の電力補正方法。
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