JP7256769B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、送電側端子から入力された電力を受電側端子へと伝送する電力変換装置に関する。

この種の電力変換装置としては、特許文献１に記載されているように、送電側コイル及び受電側コイルを有するトランスと、送電側コイルと送電側端子とを接続する送電側フルブリッジ回路と、受電側コイルと受電側端子とを接続する受電側フルブリッジ回路とを備えるものが知られている。電力変換装置の制御部は、送電側端子から入力される直流電圧を交流電圧に変換して送電側コイルに供給すべく送電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行い、受電側コイルから出力される交流電圧を直流電圧に変換して受電側端子に供給すべく受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行う。これにより、送電側端子から入力された電力が受電側端子へと伝送される。

特許第５９２９７０３号公報

負荷変動や電圧変動等に起因して、トランス及びスイッチ等の電力変換装置の構成部品に過電流が流れることがある。この場合に備えて、電力変換装置を過電流から保護する制御が必要となる。ここで、送電側端子から受電側端子へと継続的に電力を伝送する上では、過電流保護制御が実行された後、電力変換装置の制御を過電流保護制御前の電力伝送制御へと迅速に復帰させる必要がある。

本発明は、過電流保護制御が実行された後、電力変換装置の制御を過電流保護制御前の電力伝送制御へと迅速に復帰させることができる電力変換装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、送電側端子及び受電側端子を備え、前記送電側端子から入力された電力を前記受電側端子へと伝送する電力変換装置において、
送電側コイル、及び前記送電側コイルと磁気結合する受電側コイルを有するトランスと、
前記送電側コイルと前記送電側端子とを接続する送電側回路と、
前記受電側コイルと前記受電側端子とを接続する受電側フルブリッジ回路と、
前記送電側端子から入力される直流電圧を交流電圧に変換して前記送電側コイルに供給すべく前記送電側回路のスイッチング制御を行い、前記受電側コイルから出力される交流電圧を直流電圧に変換して前記受電側端子に供給すべく前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記送電側コイル及び前記受電側コイルのうち少なくとも一方に流れる電流が閾値を超えた場合、前記送電側回路及び前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を停止する停止制御を行い、
前記停止制御を行った後、前記送電側コイルの電圧極性を切り替えた後に前記受電側コイルの電圧極性を切り替えるように前記送電側回路及び前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を再開し、
前記停止制御を行った後、前記送電側コイルの電圧極性の切り替えを開始してから前記受電側コイルの電圧極性の切り替えを開始するまでの還流期間において、前記受電側フルブリッジ回路を構成する上下アームのうち一方のアームのスイッチをオンして前記受電側コイルの両端を短絡する。

本発明では、送電側コイル及び受電側コイルのうち少なくとも一方に流れる電流が閾値を超えた場合に停止制御が行われる。これにより、送電側，受電側コイルに流れる電流を低下させ、電力変換装置を過電流から保護する。

停止制御が行われた後、送電側コイルの電圧極性を切り替えた後に受電側コイルの電圧極性を切り替えるように送電側回路及び受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御が再開される。

ここで、停止制御が行われた後、送電側コイルの電圧極性の切り替えが開始されてから受電側コイルの電圧極性の切り替えが開始されるまでの還流期間において、受電側フルブリッジ回路を構成する上下アームのうち一方のアームのスイッチがオンされて受電側コイルの両端が短絡される。これにより、還流期間において受電側コイルの電圧を０近傍の電圧に維持でき、送電側回路及び受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御が再開された後において、送電側，受電側コイルに流れる電流の時間平均値を迅速に０に近づけることができる。その結果、電力変換装置の制御を停止制御前の送電側回路及び受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御へと迅速に復帰させることができる。

第１実施形態に係る電力変換装置を示す図。 制御部の機能ブロック図。 通常モードにおけるスイッチの操作態様等の推移を示すタイムチャート。 制御部が実行する処理のフローチャート。 制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 本実施形態と比較例とに係るトランス電圧等の推移を示すタイムチャート。 本実施形態と比較例とに係る復帰時間の一例を示す図。 第２実施形態に係る制御部の機能ブロック図。 制御部が実行する処理のフローチャート。 第３実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第３実施形態の変形例に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第３実施形態の変形例に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第４実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第５実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第５実施形態の変形例に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第６実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第７実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第８実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第８実施形態の変形例に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第９実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第１０実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第１１実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第１２実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第１３実施形態に係る電力変換装置を示す図。 制御部の機能ブロック図。 制御部が実行する処理の一例を示すタイムチャート。 第１４実施形態に係る制御部が実行する処理のフローチャート。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る電力変換装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電力変換装置は、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）等の電動化車両に搭載されている。

図１に示すように、電源システムは、第１蓄電池１０、第２蓄電池２０及び電力変換装置４０を備えている。各蓄電池１０，２０は、充放電可能な２次電池であり、例えば、リチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池である。第１蓄電池１０の定格電圧は例えば３００Ｖであり、第２蓄電池２０の定格電圧は例えば４００Ｖである。

電力変換装置４０は、第１フルブリッジ回路５０を備えている。第１フルブリッジ回路５０は、第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４と、第１コンデンサ５１とを備えている。本実施形態において、第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第１スイッチＱ１及び第３スイッチＱ３の高電位側端子であるドレインには、電力変換装置４０の第１高電位側端子ＣＨ１が接続されている。第１スイッチＱ１の低電位側端子であるソースには、第２スイッチＱ２のドレインが接続され、第３スイッチＱ３のソースには、第４スイッチＱ４のドレインが接続されている。第２スイッチＱ２及び第４スイッチＱ４のソースには、電力変換装置４０の第１低電位側端子ＣＬ１が接続されている。第１高電位側端子ＣＨ１には、第１コンデンサ５１の第１端と、第１蓄電池１０の正極端子とが接続され、第１低電位側端子ＣＬ１には、第１コンデンサ５１の第２端と、第１蓄電池１０の負極端子とが接続されている。

なお、第１高電位側端子ＣＨ１及び第１低電位側端子ＣＬ１には、第１蓄電池１０に代えて、外部電源から入力される交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣＤＣコンバータの出力側が接続されていてもよい。

電力変換装置４０は、第２フルブリッジ回路６０を備えている。第２フルブリッジ回路６０は、第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８と、第２コンデンサ６１とを備えている。本実施形態において、第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第５スイッチＱ５及び第７スイッチＱ７のドレインには、電力変換装置４０の第２高電位側端子ＣＨ２が接続されている。第５スイッチＱ５のソースには、第６スイッチＱ６のドレインが接続され、第７スイッチＱ７のソースには、第８スイッチＱ８のドレインが接続されている。第６スイッチＱ６及び第８スイッチＱ８のソースには、電力変換装置４０の第２低電位側端子ＣＬ２が接続されている。第２高電位側端子ＣＨ２には、第２コンデンサ６１の第１端と、第２蓄電池２０の正極端子とが接続され、第２低電位側端子ＣＬ２には、第２コンデンサ６１の第２端と、第２蓄電池２０の負極端子とが接続されている。

電力変換装置４０は、第１コイル８１及び第２コイル８２を有するトランス８０を備えている。第１コイル８１の第１端には、第１スイッチＱ１のソース及び第２スイッチＱ２のドレインが接続され、第１コイル８１の第２端には、第３スイッチＱ３のソース及び第４スイッチＱ４のドレインが接続されている。第２コイル８２の第１端には、第５スイッチＱ５のソース及び第６スイッチＱ６のドレインが接続され、第２コイル８２の第２端には、第７スイッチＱ７のソース及び第８スイッチＱ８のドレインが接続されている。

第１コイル８１及び第２コイル８２は、例えばトランス８０が備えるコアを介して、互いに磁気結合する。第１コイル８１の第２端に対する第１端の電位が高くなる場合、第２コイル８２には、その第２端よりも第１端の電位が高くなるような誘起電圧が発生する。一方、第１コイル８１の第１端に対する第２端の電位が高くなる場合、第２コイル８２には、その第１端よりも第２端の電位が高くなるような誘起電圧が発生する。

電力変換装置４０は、第１電圧センサ９１及び第２電圧センサ９２と、第１電流センサ９４及び第２電流センサ９５とを備えている。第１電圧センサ９１は、第１コンデンサ５１の端子電圧である第１電圧Ｖ１ｒを検出し、第２電圧センサ９２は、第２コンデンサ６１の端子電圧である第２電圧Ｖ２ｒを検出する。

第１電流センサ９４は、第１高電位側端子ＣＨ１に流れる電流である第１電流Ｉ１ｒを検出し、第２電流センサ９５は、第２高電位側端子ＣＨ２に流れる電流である第２電流Ｉ２ｒを検出する。本実施形態では、第１フルブリッジ回路５０から第１蓄電池１０の正極端子へと向かう方向に第１高電位側端子ＣＨ１に流れる第１電流Ｉ１ｒの符号を正と定義し、第２フルブリッジ回路６０から第２蓄電池２０へと向かう方向に第２高電位側端子ＣＨ２に流れる第２電流Ｉ２ｒの符号を正と定義する。

電力変換装置４０は、第１トランス電流センサ９７及び第２トランス電流センサ９８を備えている。第１トランス電流センサ９７は、第１コイル８１に流れる電流である第１トランス電流ＩＬ１を検出し、第２トランス電流センサ９８は、第２コイル８２に流れる電流である第２トランス電流ＩＬ２を検出する。本実施形態では、第１コイル８１の第１端から第２端へと向かう方向に第１コイル８１に流れる第１トランス電流ＩＬ１の符号を正と定義し、第２コイル８２の第１端から第２端へと向かう方向に第２コイル８２に流れる第２トランス電流ＩＬ２の符号を正と定義する。

各センサ９１，９２，９４，９５，９７，９８の検出値は、電力変換装置４０が備える制御部１００に入力される。制御部１００は、第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８をオンオフする。以下、図２を用いて、この操作方法について説明する。図２は、制御部１００が実行する処理のブロック図である。

制御部１００は、指令電流算出部２００と、電流制御部２１０とを備えている。指令電流算出部２００は、入力された第２指令電力Ｐ２＊を、第２電圧センサ９２により検出された第２電圧Ｖ２ｒで除算することにより、第２蓄電池２０に流す電流の指令値である第２指令電流Ｉ２＊を算出する。第２指令電流Ｉ２＊は、定電力制御（ＣＰ）により第２蓄電池２０に電力を供給するために設定される。第２指令電流Ｉ２＊の符号が正の場合、第２蓄電池２０が充電される側に第２高電位側端子ＣＨ２に電流が流れる。なお、指令電流算出部２００に入力される第２指令電力Ｐ２＊が０の場合、第２指令電流Ｉ２＊が０となる。

電流制御部２１０は、電流偏差算出部２１１、フィードバック制御部２１２及びリミッタ２１３を備えている。電流偏差算出部２１１は、指令電流算出部２００から出力された第２指令電流Ｉ２＊から、第２電流センサ９５により検出された第２電流Ｉ２ｒを減算することにより、第２電流偏差ΔＩ２を算出する。

フィードバック制御部２１２は、算出された第２電流偏差ΔＩ２を０にフィードバック制御するための操作量として指令位相差φａを算出する。本実施形態では、このフィードバック制御として、比例積分制御が用いられている。指令位相差φａについては後述する。なお、フィードバック制御部２１２で用いられるフィードバック制御は、比例積分制御に限らず、例えば、比例積分微分制御であってもよい。

フィードバック制御部２１２により算出された指令位相差φａは、リミッタ２１３により上限値又は下限値が制限され、制御部１００が備えるＰＷＭ生成部４００に入力される。

第１蓄電池１０から電力変換装置４０を介して第２蓄電池２０に電力が伝送される場合、第１高電位側端子ＣＨ１及び第１低電位側端子ＣＬ１が「送電側端子」に相当し、第２高電位側端子ＣＨ２及び第２低電位側端子ＣＬ２が「受電側端子」に相当し、第１フルブリッジ回路５０が「送電側フルブリッジ回路」に相当し、第２フルブリッジ回路６０が「受電側フルブリッジ回路」に相当する。また、第１コイル８１が「送電側コイル」に相当し、第２コイル８２が「受電側コイル」に相当する。

制御部１００は、停止信号発生部３００と、始動信号発生部３０５とを備えている。停止信号発生部３００は、第１コンパレータ３０１、第２コンパレータ３０２及びＯＲ回路３０４を備えている。第１コンパレータ３０１の非反転入力端子には、第１トランス電流センサ９７により検出された第１トランス電流ＩＬ１の絶対値が入力される。第１コンパレータ３０１の反転入力端子には、第１電流制限値Ｉｌｉｍ１が入力される。第１電流制限値Ｉｌｉｍ１は、第１コイル８１及び第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４に過電流が流れたことを検出可能な値に設定され、例えば、第１コイル８１及び第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４の各定格電流の最小値に設定されている。

第２コンパレータ３０２の非反転入力端子には、第２トランス電流センサ９８により検出された第２トランス電流ＩＬ２の絶対値が入力される。第２コンパレータ３０２の反転入力端子には、第２電流制限値Ｉｌｉｍ２が入力される。第２電流制限値Ｉｌｉｍ２は、第２コイル８２及び第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８に過電流が流れたことを検出可能な値に設定され、例えば、第２コイル８２及び第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８の各定格電流の最小値に設定されている。なお、第２電流制限値Ｉｌｉｍ２は、第１電流制限値Ｉｌｉｍ１と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

第１コンパレータ３０１及び第２コンパレータ３０２の出力信号は、ＯＲ回路３０４に入力される。ＯＲ回路３０４は、第１コンパレータ３０１及び第２コンパレータ３０２の少なくとも一方の出力信号の論理がＨの場合、停止信号Ｓｔｏｐを出力する。一方、ＯＲ回路３０４は、第１コンパレータ３０１及び第２コンパレータ３０２の双方の出力信号の論理がＬの場合、停止信号Ｓｔｏｐを出力しない。ＯＲ回路３０４の停止信号Ｓｔｏｐは、ＰＷＭ生成部４００及び始動信号発生部３０５に入力される。

始動信号発生部３０５は、クロック信号ＣＬＫに基づいて、停止信号Ｓｔｏｐが入力されたタイミングから判定時間経過したタイミングで始動信号ＲｅｓｔａｒｔをＰＷＭ生成部４００に出力する。

ＰＷＭ生成部４００は、指令位相差φａに基づいて、各スイッチＱ１～Ｑ８の操作信号を生成して各スイッチＱ１～Ｑ８のゲートに対して出力する通常モードを実施する。以下、図３を用いて、通常モードにおける各スイッチＱ１～Ｑ８の操作態様について説明する。図３（ａ）は第１コイル８１の電圧である第１トランス電圧Ｖｔ１の推移を示し、図３（ｂ）は第２コイル８２の電圧である第２トランス電圧Ｖｔ２の推移を示す。第１トランス電圧Ｖｔ１は、第１コイル８１の第２端に対する第１端の電位が高い場合を正とし、第２トランス電圧Ｖｔ２は、第２コイル８２の第２端に対する第１端の電位が高い場合を正とする。図３（ｃ）～（ｊ）は第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８の操作状態の推移を示す。

第１スイッチＱ１と第２スイッチＱ２とは交互にオンされ、第３スイッチＱ３と第４スイッチＱ４とは交互にオンされる。また、第１スイッチＱ１のオン期間と第４スイッチＱ４のオン期間とは同期しており、第２スイッチＱ２のオン期間と第３スイッチＱ３のオン期間とは同期している。第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４のオン期間，オン期間を第１規定期間Ｄ１とする。

第５スイッチＱ５と第６スイッチＱ６とは交互にオンされ、第７スイッチＱ７と第８スイッチＱ８とは交互にオンされる。また、第５スイッチＱ５のオン期間と第８スイッチＱ８のオン期間とは同期しており、第６スイッチＱ６のオン期間と第７スイッチＱ７のオン期間とは同期している。第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８のオン期間，オン期間を第２規定期間Ｄ２とする。本実施形態では、第１規定期間Ｄ１と第２規定期間Ｄ２とが同じ期間に設定されている。このため、各スイッチＱ１～Ｑ８のスイッチング周期が同じ周期に設定されている。

指令位相差φａが正の場合、第１スイッチＱ１のオンへの切り替えタイミングに対して、第５スイッチＱ５のオンへの切り替えタイミングが指令位相差φａだけ遅れる。つまり、指令位相差φａが正の場合、第１トランス電圧Ｖｔ１の極性が負極性から正極性に切り替わるタイミングに対して、第２トランス電圧Ｖｔ２の極性が負極性から正極性に切り替わるタイミングが指令位相差φａだけ遅れる。

ちなみに、第２指令電力Ｐ２＊が負の値にされることにより、第２蓄電池２０から電力変換装置４０を介して第１蓄電池１０へと電力を伝送することも可能である。この場合、第２高電位側端子ＣＨ２及び第２低電位側端子ＣＬ２が「送電側端子」に相当し、第１高電位側端子ＣＨ１及び第１低電位側端子ＣＬ１が「受電側端子」に相当し、第２フルブリッジ回路６０が「送電側フルブリッジ回路」に相当し、第１フルブリッジ回路５０が「受電側フルブリッジ回路」に相当する。また、第２コイル８２が「送電側コイル」に相当し、第１コイル８１が「受電側コイル」に相当する。

また、第２指令電力Ｐ２＊が負の値の場合、制御部１００における指令位相差φａの算出処理は以下のようになる。

指令電流算出部２００は、入力された第２指令電力Ｐ２＊を、第１電圧センサ９１により検出された第１電圧Ｖ１ｒで除算することにより、第１蓄電池１０に流す電流の指令値である第１指令電流Ｉ１＊を算出する。第１指令電流Ｉ１＊は、定電力制御により第１蓄電池１０に電力を供給するために設定される。

電流偏差算出部２１１は、指令電流算出部２００から出力された第１指令電流Ｉ１＊から、第１電流センサ９４により検出された第１電流Ｉ１ｒを減算することにより、第１電流偏差ΔＩ１を算出する。フィードバック制御部２１２は、算出された第１電流偏差ΔＩ１を０にフィードバック制御するための操作量として指令位相差φａを算出する。

第２指令電力Ｐ２＊が負の値の場合における第２フルブリッジ回路６０は、第２指令電力Ｐ２＊が正の値の場合における第１フルブリッジ回路５０の役割を果たす。このため、第２指令電力Ｐ２＊が負の値であって、かつ、指令位相差φａが正の場合、第５スイッチＱ５のオンへの切り替えタイミングに対して、第１スイッチＱ１のオンへの切り替えタイミングが指令位相差φａだけ遅れる。

本実施形態では、過電流保護制御が行われた場合であっても、電力変換装置４０の電力伝送制御を通常モードへと迅速に復帰させることができる。

図４は、制御部１００が行う処理のフローチャートである。

ステップＳ１０では、通常モードの実行中において、第１トランス電流ＩＬ１の絶対値が第１電流制限値Ｉｌｉｍ１を超えたとの第１条件、又は第２トランス電流ＩＬ２の絶対値が第２電流制限値Ｉｌｉｍ２を超えたとの第２条件のいずれかが成立したか否かを判定する。

ステップＳ１０において第１条件及び第２条件のいずれも成立していないと判定した場合には、ステップＳ１１に進み、通常モードを継続する。

一方、ステップＳ１０において第１条件及び第２条件の少なくとも一方が成立していると判定した場合には、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、停止信号発生部３００が停止信号Ｓｔｏｐを出力することにより、第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８全てをオフする停止制御を行う。

その後、ステップＳ１３において、第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７をオンに切り替える。

その後、ステップＳ１４において、ステップＳ１０で肯定判定してから判定期間経過したか否かを判定する。

ステップＳ１４において肯定判定した場合には、ステップＳ１５に進み、始動信号発生部３０５から始動信号Ｒｅｓｔａｒｔを出力する。これにより、第１フルブリッジ回路５０及び第２フルブリッジ回路６０のスイッチング制御を再開する。

続いて、図５及び図６を用いて、図４に示した処理についてさらに詳しく説明する。

まず、図５を用いて説明する。図５（ａ），（ｂ）は第１，第２トランス電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２の推移を示し、図５（ｃ）は第１トランス電流センサ９７により検出された第１トランス電流ＩＬ１の推移を示し、図５（ｄ）は第２トランス電流センサ９８により検出された第２トランス電流ＩＬ２の推移を示し、図５（ｅ）は停止信号発生部３００から出力される停止信号Ｓｔｏｐの推移を示す。図５（ｆ）～（ｎ）は第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８の操作状態の推移を示す。

通常モードが実施される状況下、時刻ｔ１において、第１トランス電流ＩＬ１の絶対値が第１電流制限値Ｉｌｉｍ１を超え、また、第２トランス電流ＩＬ２の絶対値が第２電流制限値Ｉｌｉｍ２を超えたとする。この場合、停止信号発生部３００からＰＷＭ生成部４００及び始動信号発生部３０５に停止信号Ｓｔｏｐが出力される。その結果、ＰＷＭ生成部４００により、第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８をオフにする停止制御が実施される。これにより、第１トランス電流ＩＬ１は、第１コイル８１、第３スイッチＱ３のボディダイオード、第１コンデンサ５１及び第２スイッチＱ２のボディダイオードを含む閉回路を流れつつ漸減して０になる。また、第２トランス電流ＩＬ２は、第２コイル８２、第５スイッチＱ５のボディダイオード、第２コンデンサ６１及び第８スイッチＱ８のボディダイオードを含む閉回路を流れつつ漸減して０になる。各トランス電流ＩＬ１，ＩＬ２が０になると、第１，第２トランス電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２も０となる。これにより、電力変換装置４０を過電流から保護する。

その後、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する前の時刻ｔ２において、第５スイッチＱ５及び第７スイッチＱ７がオンに切り替えられる。これにより、第２コイル８２の両端が短絡される。

図５の時刻ｔ２よりも後の制御について、図６を用いて説明する。図６（ｅ）は始動信号発生部３０５から出力される始動信号Ｒｅｓｔａｒｔの推移を示す。図６（ａ）～（ｄ），（ｆ）～（ｎ）は先の図５（ａ）～（ｄ），（ｆ）～（ｎ）に対応している。

停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する時刻ｔ３において、始動信号発生部３０５からＰＷＭ生成部４００に始動信号Ｒｅｓｔａｒｔが出力される。その結果、第１フルブリッジ回路５０及び第２フルブリッジ回路６０のスイッチング制御が再開される。

詳しくは、時刻ｔ３において、第１，第４スイッチＱ１，Ｑ４がオンに切り替えられ、第１フルブリッジ回路５０のスイッチング制御が再開される。第１，第４スイッチＱ１，Ｑ４がオンに切り替えることにより、第１トランス電圧Ｖｔ１の極性が正極性になる。

ここで、始動信号ＲｅｓｔａｒｔがＰＷＭ生成部４００に入力された直後の第１，第４スイッチＱ１，Ｑ４のオン期間ｔ３～ｔ５は、通常モードにおける第１規定期間Ｄ１よりも短い期間に設定されている。この設定は、第１フルブリッジ回路５０の通常モードによるスイッチング制御が開始された後、第１コイル８１に流れる第１トランス電流ＩＬ１の１スイッチング周期（２×Ｄ１）における平均値（直流電流）を０に近づけるためのものである。これにより、トランス８０の磁気飽和の発生を抑制できる。特に本実施形態では、オン期間ｔ３～ｔ５は「０．５×Ｄ１」に設定されている。この設定により、第１トランス電流ＩＬ１の１スイッチング周期における平均値を０にする。

その後、時刻ｔ５以降において、第１フルブリッジ回路５０において通常モードのスイッチング制御が実施される。詳しくは、時刻ｔ５以降において、第１規定期間Ｄ１毎に第１トランス電圧Ｖｔ１の極性が切り替えられるように第１フルブリッジ回路５０のスイッチング制御が実施される。

一方、時刻ｔ３から、図５の時刻ｔ１の直前に算出された指令位相差φａだけ経過した時刻ｔ４において、第７スイッチＱ７がオフに切り替えられるとともに第８スイッチＱ８がオンに切り替えられ、第２フルブリッジ回路６０のスイッチング制御が再開される。

ここで、第５，第８スイッチＱ５，Ｑ８のオン期間ｔ４～ｔ６は、通常モードにおける第２規定期間Ｄ２よりも短い期間に設定されている。この設定は、第２フルブリッジ回路６０の通常モードによるスイッチング制御が開始された後、第２コイル８２に流れる第２トランス電流ＩＬ２の１スイッチング周期（２×Ｄ２）における平均値（直流電流）を０に近づけるためのものである。特に本実施形態では、オン期間ｔ４～ｔ６は「０．５×Ｄ２」に設定されている。この設定により、第２トランス電流ＩＬ２の１スイッチング周期における平均値を０にする。

その後、時刻ｔ６以降において、第２フルブリッジ回路６０において通常モードのスイッチング制御が実施される。詳しくは、時刻ｔ６以降において、第２規定期間Ｄ２毎に第２トランス電圧Ｖｔ２の極性が切り替えられるように第２フルブリッジ回路６０のスイッチング制御が実施される。

ここで、時刻ｔ３～ｔ４は、第１フルブリッジ回路５０のスイッチング制御の再開タイミング以降の期間であって、第２フルブリッジ回路６０の上アーム側の第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７がオンされる還流期間である。還流期間には、第２コイル８２の両端が短絡され、第２コイル８２、第５スイッチＱ５及び第７スイッチＱ７を含む閉回路に第２トランス電流ＩＬ２が流れる。還流期間は、第２トランス電圧Ｖｔ２を０に維持するための期間である。還流期間が設けられることにより、時刻ｔ３～ｔ４において第１トランス電流ＩＬ１を正側に漸増させることができ、その後通常モードが再開される場合において、第１，第２トランス電流ＩＬ１，ＩＬ２の時間平均値を０に近づけることができる。

図７を用いて、本実施形態の効果を比較例と対比しつつ説明する。比較例は、先の図６に示した処理のうち、時刻ｔ３から第１，第２フルブリッジ回路５０，６０の通常モードによるスイッチング制御が開始される構成のことである。図７（ａ）～（ｋ）は、先の図６（ａ）～（ｃ），（ｆ）～（ｎ）に対応している。また、図７において、本実施形態に対応する時刻ｔ１は、先の図６の時刻ｔ３に対応している。また、比較例に対応する時刻ｔＡは、通常モードによるスイッチング制御の開始タイミングである。

還流期間が設けられない比較例の場合、第１トランス電圧Ｖｔ１と第２トランス電圧Ｖｔ２との大小関係に応じて、時刻ｔＡからの第２トランス電圧Ｖｔ２がＶ１ｒ又はＶ２ｒとなる。図７（ｂ）に示す例では、時刻ｔＡから第１指令位相差φａ経過するまでの期間において、第２トランス電圧Ｖｔ２がＶ１ｒとなり、その後Ｖ２に上昇する。その結果、第１トランス電流ＩＬ１が０のままとなり、その後通常モードによるスイッチング制御が開始されると、第１トランス電流ＩＬ１が０から変化し始めることとなる。このため、第１，第２トランス電流ＩＬ１，ＩＬ２の時間平均値が０から大きく乖離してしまう。その結果、比較例では、過電流保護のための停止制御が実施されてから、通常モードにおいて定常状態に復帰するまでの時間が過度に長くなってしまう。ここで、定常状態とは、例えば、第１，第２トランス電流ＩＬ１，ＩＬ２の時間平均値が０近傍になる状態のことである。

これに対し、本実施形態では、第１フルブリッジ回路５０の通常モードによるスイッチング制御が開始されると、第１トランス電流ＩＬ１が負の値から０に向かって上昇し始めることとなる。このため、その後の第１，第２トランス電流ＩＬ１，ＩＬ２の時間平均値を０近傍にすることができる。その結果、本実施形態によれば、図８に示すように、比較例に対して、定常状態までの復帰時間が９５％低減される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

停止制御の後、還流期間において、第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７がオンされて第２コイル８２の両端が短絡される。これにより、還流期間において第２トランス電圧Ｖｔ２を０に維持でき、通常モードが再開される場合において、１スイッチング周期における第１，第２トランス電流ＩＬ１，ＩＬ２の時間平均値を０に近づけることができる。その結果、電力変換装置４０の制御を、停止制御前の通常モードへと迅速に復帰させることができる。

停止制御が行われた後、第１トランス電圧Ｖｔ１が正極性に切り替えられてから負極性に切り替えられるまでの期間が第１規定期間Ｄ１よりも短く設定される。また、停止制御が行われた後、第２トランス電圧Ｖｔ２が正極性に切り替えられてから負極性に切り替えられるまでの期間が第２規定期間Ｄ２よりも短く設定される。これにより、通常モードが再開される場合において、１スイッチング周期における第１，第２トランス電流ＩＬ１，ＩＬ２の時間平均値をより０に近づけることができ、停止制御前の通常モードへの復帰をより早めることができる。

停止制御が行われた後、第１トランス電圧Ｖｔ１が正極性に切り替えられてから第２トランス電圧Ｖｔ２が正極性に切り替えられるまでの時間間隔が、停止制御が行われる直前に算出された指令位相差φａに設定される。この設定によれば、停止制御前の指令位相差φａを引き継ぐことができる。このため、停止制御前の通常モードへの復帰をより早めることができる。

停止制御が行われた後、還流期間よりも前のタイミングから還流期間（図６の時刻ｔ３～ｔ４）の終了タイミングまでの期間において、第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７がオンにされる。これにより、第２トランス電圧Ｖｔ２をより的確に０に維持でき、停止制御前の通常モードへの復帰をより早めることができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図９に示すように、始動信号発生部３０５の構成が変更されている。図９において、先の図２に示した構成と同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付している。

始動信号発生部３０５は、停止信号Ｓｔｏｐが入力された後、第１トランス電流ＩＬ１の絶対値が判定閾値ＩＬｓｅｔ未満になったとの第３条件、又は第２トランス電流ＩＬ２の絶対値が判定閾値ＩＬｓｅｔ未満になったとの第４条件のいずれかが成立したと判定した場合、始動信号Ｒｅｓｔａｒｔを出力する。ここで、判定閾値ＩＬｓｅｔは、第１電流制限値Ｉｌｉｍ１及び第２電流制限値Ｉｌｉｍ２よりも小さい値に設定されていればよい。

図１０は、制御部１００が行う処理のフローチャートである。なお、図１０において、先の図４に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。

ステップＳ１３の完了後、ステップＳ１６に進み、上記第３条件又は第４条件のいずれかが成立したか否かを判定する。ステップＳ１６において肯定判定した場合には、ステップＳ１５に進む。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、還流期間が開始されるまでの第１トランス電圧Ｖｔ１の変動を抑制する。図１１及び図１２に、本実施形態の各スイッチＱ１～Ｑ８の操作状態等の推移を示す。なお、図１１は先の図５に対応し、図１１の時刻ｔ１，ｔ２は図５の時刻ｔ１，ｔ２に対応している。また、図１２は先の図６に対応し、図１２の時刻ｔ３～ｔ８は図６の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

図１１に示すように、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する前の時刻ｔ２において、第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７に加え、第１，第３スイッチＱ１，Ｑ３もオンに切り替えられる。これにより、第１コイル８１の両端が短絡される。図１２に示すように、第１スイッチＱ１は、その後時刻ｔ５までオンされ、第３スイッチＱ３は、その後時刻ｔ３までオンされる。

第１，第３スイッチＱ１，Ｑ３がオンされることにより、第１コイル８１の両端が短絡される。これにより、その後図１２の時刻ｔ３まで第１トランス電圧Ｖｔ１を０に的確に維持することができ、通常モードへの復帰をより早めることができる。

＜第３実施形態の変形例＞
この変形例について、図１３及び図１４を用いて説明する。なお、図１３は先の図１１に対応し、図１３の時刻ｔ１，ｔ２は図１１の時刻ｔ１，ｔ２に対応している。また、図１４は先の図１２に対応し、図１４の時刻ｔ３～ｔ８は図１２の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

図１３に示すように、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する前の時刻ｔ２において、第１，第３スイッチＱ１，Ｑ３に代えて、第２，第４スイッチＱ２，Ｑ４がオンに切り替えられてもよい。この場合においても、第１コイル８１の両端が短絡される。図１４に示すように、第２スイッチＱ２は、その後時刻ｔ３までオンされ、第４スイッチＱ４は、その後時刻ｔ５までオンされる。

＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。還流期間に切り替えるための第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７のオンへの切り替えタイミングは、始動信号Ｒｅｓｔａｒｔの立ち上がりタイミングと同じタイミングであってもよい。詳しくは、図１５に示すように、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する時刻ｔ３において、第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７がオンに切り替えられてもよい。なお、図１５は先の図６に対応し、図１５の時刻ｔ３～ｔ８は図６の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。第１実施形態の図５に示す処理では、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する前の時刻ｔ２において、第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７の双方がオンに切り替えられたが、第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７のいずれかがオンに切り替えられてもよい。

詳しくは、制御部１００は、第２トランス電流ＩＬ２が負の値である、つまり第２コイル８２をその第２端側から第１端側へと向かう向きの第２トランス電流ＩＬ２が流れていると判定した場合、第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７のうち第７スイッチＱ７をオンに切り替える。第７スイッチＱ７は、図１６に示すように、時刻ｔ４までオンされる。図１６は先の図６に対応し、図１６の時刻ｔ３～ｔ８は図６の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

一方、制御部１００は、第２トランス電流ＩＬ２が正の値である、つまり第２コイル８２をその第１端側から第２端側へと向かう向きの第２トランス電流ＩＬ２が流れていると判定した場合、第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７のうち第５スイッチＱ５をオンに切り替える。第５スイッチＱ５は、図１７に示すように、時刻ｔ６までオンされる。図１７は先の図６に対応し、図１７の時刻ｔ３～ｔ８は図６の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

＜第５実施形態の変形例＞
第７スイッチＱ７について、図１６に示す操作態様に代えて、図１８に示すように、時刻ｔ３においてオンに切り替えられてもよい。この場合、第７スイッチＱ７は、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する時刻ｔ３までオフに維持される。なお、図１８は、先の図１６に対応し、図１８の時刻ｔ３～ｔ８は図１６の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

また、第５スイッチＱ５についても、図１７に示す操作態様に代えて、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する時刻ｔ３においてオンに切り替えられてもよい。

＜第６実施形態＞
以下、第６実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。第１実施形態の図５に示す処理では、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する前の時刻ｔ２において、第２フルブリッジ回路６０において、上アーム側の第５，第７スイッチＱ５，Ｑ７がオンに切り替えられたが、下アーム側の第６，第８スイッチＱ６，Ｑ８がオンに切り替えられてもよい。この場合、図１９に示すように、第６スイッチＱ６は時刻ｔ４までオンされ、第８スイッチＱ８は時刻ｔ６までオンされる。なお、図１９は、先の図６に対応し、図１９の時刻ｔ３～ｔ８は図６の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

＜第７実施形態＞
以下、第７実施形態について、第６実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。還流期間に切り替えるための第６，第８スイッチＱ６，Ｑ８のオンへの切り替えタイミングは、始動信号Ｒｅｓｔａｒｔの立ち上がりタイミングと同じタイミングであってもよい。詳しくは、図２０に示すように、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する時刻ｔ３において、第６，第８スイッチＱ６，Ｑ８がオンに切り替えられてもよい。なお、図２０は先の図１９に対応し、図２０の時刻ｔ３～ｔ８は図１９の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

＜第８実施形態＞
以下、第８実施形態について、第６実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。第６実施形態では、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する前のタイミングにおいて、第６，第８スイッチＱ６，Ｑ８の双方がオンに切り替えられたが、第６，第８スイッチＱ６，Ｑ８のいずれかがオンに切り替えられてもよい。

詳しくは、制御部１００は、第２トランス電流ＩＬ２が負の値であると判定した場合、第６，第８スイッチＱ６，Ｑ８のうち第６スイッチＱ６をオンに切り替える。第６スイッチＱ６は、図２１に示すように、時刻ｔ４までオンされる。なお、図２１は、先の図１９に対応し、図２１の時刻ｔ３～ｔ８は図１９の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

一方、制御部１００は、第２トランス電流ＩＬ２が正の値であると判定した場合、第６，第８スイッチＱ６，Ｑ８のうち第８スイッチＱ８をオンに切り替える。

＜第８実施形態の変形例＞
第６スイッチＱ６について、図２１に示す操作態様に代えて、図２２に示すように、時刻ｔ３においてオンに切り替えられてもよい。この場合、第６スイッチＱ６は、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する時刻ｔ３までオフに維持される。なお、図２２は、先の図１９に対応し、図２２の時刻ｔ３～ｔ８は図１９の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

また、第８スイッチＱ８についても、時刻ｔ３においてオンに切り替えられてもよい。

＜第９実施形態＞
以下、第９実施形態について、第６実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。図２３に示すように、時刻ｔ３において、第１トランス電圧Ｖｔ１の極性が負極性に切り替えるように第１フルブリッジ回路５０のスイッチング制御が再開され、時刻ｔ４において、第２トランス電圧Ｖｔ２の極性が負極性に切り替えるように第２フルブリッジ回路６０のスイッチング制御が再開されてもよい。なお、図２３は、先の図１９に対応し、図２３の時刻ｔ３～ｔ８は図１９の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

＜第１０実施形態＞
以下、第１０実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。図２４に示すように、第１トランス電圧Ｖｔ１の極性が正極性になる期間と負極性になる期間との間に第１トランス電圧Ｖｔ１が０になる期間が設定されるように、第１フルブリッジ回路５０のスイッチング制御が実施されてもよい。また、第２トランス電圧Ｖｔ２の極性が正極性になる期間と負極性になる期間との間に第２トランス電圧Ｖｔ２が０になる期間が設定されるように、第２フルブリッジ回路６０のスイッチング制御が実施されてもよい。なお、図２４は、先の図６に対応し、図２４の時刻ｔ３～ｔ８は図６の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。また、図２４（ｃ），（ｄ）には、各トランス電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２の０期間が各トランス電流ＩＬ１，ＩＬ２に及ぼす影響が小さいとして、便宜上、図６（ｃ），（ｄ）の各トランス電流ＩＬ１，ＩＬ２の推移を示している。

＜第１１実施形態＞
以下、第１１実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図２５に示すように、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する時刻ｔ３以降において、第１，第２フルブリッジ回路５０，６０のスイッチング制御の再開態様が変更されている。なお、時刻ｔ３以前のスイッチング態様は、図５に示した態様と同様である。

制御部１００は、時刻ｔ３において、第１トランス電圧Ｖｔ１を負極性に切り替え、その後時刻ｔ５において、第２トランス電圧Ｖｔ２を負極性に切り替えるように第１，第２フルブリッジ回路５０，６０のスイッチング制御を行う。

ここでは、時刻ｔ３から、第１トランス電圧Ｖｔ１を正極性に切り替える時刻ｔ６までの期間が、第１規定期間Ｄ１よりも長い期間「Ｄ１＋Ｄｔ１」に設定されている。Ｄｔ１は、時刻ｔ３～ｔ４に示す付加期間である。制御部１００は、時刻ｔ６から、第１フルブリッジ回路５０の通常モードによるスイッチング制御を行う。

制御部１００は、時刻ｔ３から、停止制御の直前に算出した指令位相差φａに付加期間Ｄｔ１を加算した期間だけ経過した時刻ｔ５から、第２フルブリッジ回路６０の通常モードによるスイッチング制御を行う。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態に準じた効果を得ることができる。

＜第１１実施形態の変形例＞
図２５の時刻ｔ３において、第１トランス電圧Ｖｔ１が正極性に切り替えられ、その後時刻ｔ５において、第２トランス電圧Ｖｔ２が正極性に切り替えられてもよい。

＜第１２実施形態＞
以下、第１２実施形態について、第１１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図２６に示すように、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する時刻ｔ３以降において、第１，第２フルブリッジ回路５０，６０のスイッチング制御の再開態様が変更されている。なお、時刻ｔ３以前のスイッチング態様は、図５に示した態様と同様である。

制御部１００は、時刻ｔ３から、第１フルブリッジ回路５０の通常モードによるスイッチング制御を行う。

時刻ｔ３から、停止制御の直前に算出した指令位相差φａだけ経過したタイミングを時刻ｔ５とする。制御部１００は、時刻ｔ３と時刻ｔ５との間の時刻ｔ４において、第２トランス電圧Ｖｔ２を正極性に切り替え、その後時刻ｔ５において、第２トランス電圧Ｖｔ２を負極性に切り替えるように第２フルブリッジ回路６０のスイッチング制御を行う。ここでは、時刻ｔ４～ｔ５の期間Ｄｔ２が第２規定期間Ｄ２よりも短い期間に設定されている。制御部１００は、時刻ｔ５から、第２フルブリッジ回路６０の通常モードによるスイッチング制御を行う。

以上説明した本実施形態によれば、第１１実施形態と同様な効果を得ることができる。

＜第１２実施形態の変形例＞
図２６の時刻ｔ３において、第１トランス電圧Ｖｔ１が正極性に切り替えられ、その後時刻ｔ４において、第２トランス電圧Ｖｔ２が負極性に切り替えられてもよい。

＜第１３実施形態＞
以下、第１３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図２７に示すように、電力変換装置４０は、第３フルブリッジ回路７０を備えている。なお、図２７において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

第３フルブリッジ回路７０は、第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２と、第３コンデンサ７１とを備えている。本実施形態において、第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第９スイッチＱ９及び第１１スイッチＱ１１のドレインには、電力変換装置４０の第３高電位側端子ＣＨ３が接続されている。第９スイッチＱ９のソースには、第１０スイッチＱ１０のドレインが接続され、第１１スイッチＱ１１のソースには、第１２スイッチＱ１２のドレインが接続されている。第１０スイッチＱ１０及び第１２スイッチＱ１２のソースには、電力変換装置４０の第３低電位側端子ＣＬ３が接続されている。第３高電位側端子ＣＨ３には、第３コンデンサ７１の第１端と、抵抗性負荷３０の第１端とが接続され、第３低電位側端子ＣＬ３には、第３コンデンサ７１の第２端と、抵抗性負荷３０の第２端とが接続されている。

抵抗性負荷３０は、第３高電位側端子ＣＨ３と第３低電位側端子ＣＬ３とを電気的に接続する抵抗体を有している。抵抗性負荷３０は、例えば、その抵抗体への通電による発熱を利用するヒータである。なお、抵抗性負荷３０は、ヒータに限らない。また、第３高電位側端子ＣＨ３と第３低電位側端子ＣＬ３に接続される機器は、抵抗性負荷に限らず、例えば蓄電池であってもよい。

トランス８０は、第３コイル８３を有している。第３コイル８３の第１端には、第９スイッチＱ９のソース及び第１０スイッチＱ１０のドレインが接続され、第３コイル８３の第２端には、第１１スイッチＱ１１のソース及び第１２スイッチＱ１２のドレインが接続されている。

第１コイル８１、第２コイル８２及び第３コイル８３は、例えばトランス８０が備えるコアを介して、互いに磁気結合する。第１コイル８１の第２端に対する第１端の電位が高くなる場合、第２コイル８２及び第３コイル８３それぞれには、その第２端よりも第１端の電位が高くなるような誘起電圧が発生する。一方、第１コイル８１の第１端に対する第２端の電位が高くなる場合、第２コイル８２及び第３コイル８３それぞれには、その第１端よりも第２端の電位が高くなるような誘起電圧が発生する。

電力変換装置４０は、第３電圧センサ９３、第３電流センサ９６及び第３トランス電流センサ９９を備えている。第３電圧センサ９３は、第３コンデンサ７１の端子電圧である第３電圧Ｖ３ｒを検出する。第３電流センサ９６は、第３高電位側端子ＣＨ３を流れる電流である第３電流Ｉ３ｒを検出する。本実施形態では、第３フルブリッジ回路７０から抵抗性負荷３０へと向かう方向に第３高電位側端子ＣＨ３に流れる第３電流Ｉ３ｒの符号を正と定義する。

第３トランス電流センサ９９は、第３コイル８３に流れる電流である第３トランス電流ＩＬ３を検出する。本実施形態では、第３コイル８３の第１端から第２端へと向かう方向に第３コイル８３に流れる第３トランス電流ＩＬ３の符号を正と定義する。第３電圧センサ９３、第３電流センサ９６及び第３トランス電流センサ９９の検出値は、制御部１００に入力される。

制御部１００は、第１～第１２スイッチＱ１～Ｑ１２をオンオフする。以下、図２８を用いて、この操作方法について説明する。図２８は、制御部１００が実行する処理のブロック図である。なお、図２８において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

本実施形態では、指令電流算出部２００を第１指令電流算出部２００と称し、電流制御部２１０を第１電流制御部２１０と称すこととする。また、指令位相差φａを第１指令位相差φａと称すこととする。

制御部１００は、第２指令電流算出部２２０と、第２電流制御部２３０とを備えている。第２指令電流算出部２２０は、入力された第３指令電力Ｐ３＊を、第３電圧センサ９３により検出された第３電圧Ｖ３ｒで除算することにより、抵抗性負荷３０に流す電流の指令値である第３指令電流Ｉ３＊を算出する。

第２電流制御部２３０は、電流偏差算出部２３１、フィードバック制御部２３２及びリミッタ２３３を備えている。電流偏差算出部２３１は、第２指令電流算出部２２０から出力された第３指令電流Ｉ３＊から、第３電流センサ９６により検出された第３電流Ｉ３ｒを減算することにより、第３電流偏差ΔＩ３を算出する。

フィードバック制御部２３２は、算出された第３電流偏差ΔＩ３を０にフィードバック制御するための操作量として第２指令位相差φｂを算出する。本実施形態では、このフィードバック制御として、比例積分制御が用いられている。第２指令位相差φｂについては後述する。なお、フィードバック制御部２３２で用いられるフィードバック制御は、比例積分制御に限らず、例えば、比例積分微分制御であってもよい。

フィードバック制御部２３２により算出された第２指令位相差φｂは、リミッタ２３３により上限値又は下限値が制限され、ＰＷＭ生成部４００に入力される。

第１蓄電池１０から電力変換装置４０を介して抵抗性負荷３０に電力が伝送される場合、第３高電位側端子ＣＨ３及び第３低電位側端子ＣＬ３が「受電側端子」に相当し、第３フルブリッジ回路７０が「受電側フルブリッジ回路」に相当し、第３コイル８３が「受電側コイル」に相当する。

停止信号発生部３００は、第３コンパレータ３０３を備えている。第３コンパレータ３０３の非反転入力端子には、第３トランス電流センサ９９により検出された第３トランス電流ＩＬ３の絶対値が入力される。第３コンパレータ３０３の反転入力端子には、第３電流制限値Ｉｌｉｍ３が入力される。第３電流制限値Ｉｌｉｍ３は、第３コイル８３及び第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２に過電流が流れたことを検出可能な値に設定され、例えば、第３コイル８３及び第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２の各定格電流の最小値に設定されている。

第３コンパレータ３０３の出力信号は、ＯＲ回路３０４に入力される。ＯＲ回路３０４は、第１～第３コンパレータ３０１～３０３の少なくとも一方の出力信号の論理がＨの場合、停止信号Ｓｔｏｐを出力する。一方、ＯＲ回路３０４は、第１～第３コンパレータ３０１～３０３全ての出力信号の論理がＬの場合、停止信号Ｓｔｏｐを出力しない。ＯＲ回路３０４の停止信号Ｓｔｏｐは、ＰＷＭ生成部４００及び始動信号発生部３０５に入力される。

ＰＷＭ生成部４００は、第１指令位相差φａ及び第２指令位相差φｂに基づいて、各スイッチＱ１～Ｑ１２の操作信号を生成して各スイッチＱ１～Ｑ１２のゲートに対して出力する通常モードを実施する。通常モードにおける第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２の操作態様は、第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８の操作態様と同様である。第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２のオン期間，オン期間を第３規定期間Ｄ３とする。本実施形態では、第３規定期間Ｄ３、第１規定期間Ｄ１及び第２規定期間Ｄ２が同じ期間に設定されている。

第２指令位相差φｂが正の場合、第１スイッチＱ１のオンへの切り替えタイミングに対して、第９スイッチＱ９のオンへの切り替えタイミングが第２指令位相差φｂだけ遅れる。

図２９を用いて、停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する時刻ｔ３以降の制御について説明する。図２９（ｃ）は第３トランス電圧Ｖｔ３の推移を示す。第３トランス電圧Ｖｔ３は、第３コイル８３の第２端に対する第１端の電位が高い場合を正とする。図２９（ｎ）～（ｑ）は第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２の操作状態の推移を示す。図２９（ａ），（ｂ），（ｄ）～（ｍ）は、先の図６（ａ），（ｂ），（ｅ），（ｆ）～（ｎ）に対応している。また、図２９の時刻ｔ３～ｔ８は図６の時刻ｔ３～ｔ８に対応している。

時刻ｔＡは、停止制御が行われた後、第３トランス電圧Ｖｔ３が正極性に切り替えられるタイミングであり、時刻ｔＢは、第３トランス電圧Ｖｔ３が負極性に切り替えられるタイミングである。また、時刻ｔＢから、第３フルブリッジ回路７０の通常モードによるスイッチング制御が開始される。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

ちなみに、受電側フルブリッジ回路としては、２つに限らず、３つ以上であってもよい。

＜第１４実施形態＞
以下、第１４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図３０に示すように、制御部１００が実行する処理態様が変更されている。なお、図３０において、先の図４に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。

ステップＳ１０において肯定判定した場合には、ステップＳ１７に進み、停止制御と、停止制御を行った後の第１，第２フルブリッジ回路５０，６０のスイッチング制御の再開とが所定期間において複数回繰り返されたか否かを判定する。

ステップＳ１８７において否定判定した場合には、ステップＳ１２に進む。一方、ステップＳ１７において肯定判定した場合には、ステップＳ１８に進み、第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８全てをオフにする。

停止制御とスイッチング制御の再開とが繰り返される状況は、電力変換装置４０に何らかの異常が発生した状況であると考えられる。このような状況において第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８全てをオフにして電力変換装置４０を停止させることにより、電源システムの安全性を高めることができる。

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・停止信号Ｓｔｏｐが出力されてから判定期間が経過する場合において用いられる指令位相差φａは、停止制御の直前に算出されたものに限らない。

・第１規定期間Ｄ１と第２規定期間Ｄ２とが異なっていてもよい。

・フルブリッジ回路を構成するスイッチとしては、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らない。例えば、スイッチがＩＧＢＴの場合、各スイッチにフリーホイールダイオードが逆並列接続されていればよい。なお、この場合、スイッチの高電位側端子がコレクタであり、低電位側端子がエミッタである。

・交流電圧を第１コイル８１に供給可能な回路であれば、フルブリッジ回路に限らず、他の回路であってもよい。

・電力変換装置は、車両に搭載されるものに限らず、例えば飛行装置に搭載されるものであってもよい。また、電力変換装置としては、車両や飛行装置等の移動体に搭載されるものに限らない。

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

４０…電力変換装置、５０…第１フルブリッジ回路、６０…第２フルブリッジ回路、８０…トランス、１００…制御部。

Claims (9)

1. 送電側端子（ＣＨ１，ＣＬ１）及び受電側端子（ＣＨ２，ＣＬ２，ＣＨ３，ＣＬ３）を備え、前記送電側端子から入力された電力を前記受電側端子へと伝送する電力変換装置（４０）において、
   送電側コイル（８１）、及び前記送電側コイルと磁気結合する受電側コイル（８２，８３）を有するトランス（８０）と、
   前記送電側コイルと前記送電側端子とを接続する送電側回路（５０）と、
   前記受電側コイルと前記受電側端子とを接続する受電側フルブリッジ回路（６０，７０）と、
   前記送電側端子から入力される直流電圧を交流電圧に変換して前記送電側コイルに供給すべく前記送電側回路のスイッチング制御を行い、前記受電側コイルから出力される交流電圧を直流電圧に変換して前記受電側端子に供給すべく前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行う制御部（１００）と、を備え、
   前記制御部は、
   前記送電側コイル及び前記受電側コイルのうち少なくとも一方に流れる電流が閾値（Ｉｌｉｍ１～Ｉｌｉｍ３）を超えた場合、前記送電側回路及び前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を停止する停止制御を行い、
   前記停止制御を行った後、前記送電側コイルの電圧極性を切り替えた後に前記受電側コイルの電圧極性を切り替えるように前記送電側回路及び前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を再開し、
   前記停止制御を行った後、前記送電側コイルの電圧極性の切り替えを開始してから前記受電側コイルの電圧極性の切り替えを開始するまでの還流期間において、前記受電側フルブリッジ回路を構成する上下アームのうち一方のアームのスイッチをオンして前記受電側コイルの両端を短絡する電力変換装置。
2. 前記制御部は、
   第１規定期間（Ｄ１）毎に前記送電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記送電側回路のスイッチング制御を行い、第２規定期間（Ｄ２，Ｄ３）毎に前記受電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行い、
   前記停止制御を行った後の第１タイミング（ｔ３）において前記送電側コイルの電圧極性を第１極性に切り替え、前記第１タイミングよりも後の第２タイミング（ｔ４）において前記受電側コイルの電圧極性を第１極性に切り替えるように前記送電側回路及び前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を再開し、
   前記第１タイミングから前記送電側コイルの電圧極性を第２極性に切り替える第３タイミング（ｔ５）までの期間を前記第１規定期間よりも短く設定し、前記第３タイミング以降において前記第１規定期間毎に前記送電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記送電側回路のスイッチング制御を行い、
   前記第２タイミングから前記受電側コイルの電圧極性を第２極性に切り替える第４タイミング（ｔ６）までの期間を前記第２規定期間よりも短く設定し、前記第４タイミング以降において前記第２規定期間毎に前記受電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行う請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記制御部は、
   前記送電側端子から前記受電側端子への伝送電力を指令電力に制御するための操作量として、前記送電側コイルの電圧と前記受電側コイルの電圧との指令位相差（φａ，φｂ）を算出し、前記送電側コイルの電圧と前記受電側コイルの電圧との位相差を前記指令位相差に制御すべく前記送電側回路及び前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行い、
   前記停止制御を行った後における前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間間隔を、前記停止制御を行う直前に算出した前記指令位相差に設定する請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記制御部は、
   第１規定期間（Ｄ１）毎に前記送電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記送電側回路のスイッチング制御を行い、第２規定期間（Ｄ２）毎に前記受電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行い、
   前記停止制御を行った後の第１タイミング（ｔ３）において前記送電側コイルの電圧極性を第１極性に切り替え、前記第１タイミングよりも後の第２タイミング（ｔ５）において前記受電側コイルの電圧極性を第１極性に切り替えるように前記送電側回路及び前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を再開し、
   前記第１タイミングから前記送電側コイルの電圧極性を第２極性に切り替える第３タイミング（ｔ６）までの期間を前記第１規定期間よりも長く設定し、前記第３タイミング以降において前記第１規定期間毎に前記送電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記送電側回路のスイッチング制御を行い、
   前記第２タイミング以降において前記第２規定期間毎に前記受電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行う請求項１に記載の電力変換装置。
5. 前記制御部は、
   第１規定期間（Ｄ１）毎に前記送電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記送電側回路のスイッチング制御を行い、第２規定期間（Ｄ２）毎に前記受電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行い、
   前記停止制御を行った後の第１タイミング（ｔ３）において前記送電側コイルの電圧極性を第１極性に切り替え、前記第１タイミングよりも後の第２タイミング（ｔ４）において前記受電側コイルの電圧極性を第２極性に切り替えるように前記送電側回路及び前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を再開し、
   前記第１タイミング以降において前記第１規定期間毎に前記送電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記送電側回路のスイッチング制御を行い、
   前記第２タイミングから前記受電側コイルの電圧極性を第１極性に切り替える第３タイミング（ｔ５）までの期間を前記第２規定期間よりも短く設定し、前記第３タイミング以降において前記第２規定期間毎に前記受電側コイルの電圧極性を交互に切り替えるように前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を行う請求項１に記載の電力変換装置。
6. 前記制御部は、前記停止制御を行った後、前記還流期間よりも前のタイミングから前記還流期間の終了タイミングまでの期間において、前記受電側フルブリッジ回路を構成する上下アームのうち一方のアームのスイッチをオンして前記受電側コイルの両端を短絡する請求項１～５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
7. 前記送電側回路は、フルブリッジ回路であり、
   前記制御部は、前記停止制御を行った後、前記還流期間よりも前のタイミングから前記還流期間の開始タイミングまでの期間において、前記送電側回路を構成する上下アームのうち一方のアームのスイッチをオンして前記送電側コイルの両端を短絡する請求項１～６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
8. 前記制御部は、前記停止制御により前記送電側コイル及び前記受電側コイルに流れる電流が低下し始めた後、前記送電側コイル及び前記受電側コイルに流れる電流が判定閾値（ＩＬｓｅｔ）を下回った場合、又は前記停止制御が開始されてから判定期間経過した場合、前記送電側回路のスイッチング制御を再開する請求項１～７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
9. 前記制御部は、前記停止制御と、該停止制御を行った後の前記送電側回路のスイッチング制御の再開とが所定期間において繰り返される場合、前記送電側回路及び前記受電側フルブリッジ回路のスイッチング制御を停止する請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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