JP7349417B2 - 双方向ｄｃ－ｄｃコンバータ - Google Patents

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Description

本発明は、２つの直流電源間で入出力される直流電力を双方向に変換する双方向ＤＣ－ＤＣコンバータに関する。
昨今、電気自動車市場の急速な拡大に伴って、双方向の蓄電池用充電器が一般化してきている。こうした蓄電池用充電器には、主にＤＡＢ（Dual Active Bridge）型や共振型のＤＣ－ＤＣコンバータが用いられる。共振型ＤＣ－ＤＣコンバータは、ＤＡＢ型に比べて効率が高く、またトランス電流が正弦波状であるため、機器へのストレスや電磁ノイズを低減することができる。例えば特許文献１には、トランスの一次側と二次側にＬＣ共振回路をそれぞれ備えた双方向共振型のＤＣ－ＤＣコンバータが開示されている。
米国特許出願公開第２０１９／０３７２４７１号明細書
特許文献１に記載の従来の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータでは、出力電圧のゲインが非直線状に変化するため、出力電圧の範囲に制限が生じるとともに、制御安定性が低いという課題がある。
本発明による双方向ＤＣ－ＤＣコンバータは、第１の直流電源と第２の直流電源との間で直流電力を双方向に電力変換可能なＤＣ－ＤＣコンバータであって、トランスと、前記第１の直流電源と前記トランスの一次側との間で入出力される直流電力と交流電力とを相互に変換する第１のブリッジ回路と、前記第２の直流電源と前記トランスの二次側との間で入出力される直流電力と交流電力とを相互に変換する第２のブリッジ回路と、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間に接続可能な第１の共振回路と、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間に接続可能な第２の共振回路と、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間における前記第１の共振回路の接続状態を切り替える第１のバイパススイッチと、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間における前記第２の共振回路の接続状態を切り替える第２のバイパススイッチと、前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチをそれぞれ制御する制御部と、を備える。
本発明によれば、出力電圧の範囲を改善して高い制御安定性を有する双方向ＤＣ－ＤＣコンバータを提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータの概略構成図である。 ブリッジ回路の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて制御部により制御されるバイパススイッチの切り替え状態を示す表である。 制御部によるバイパススイッチの切り替え制御を説明する図である。 制御部の機能構成図である。 双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおける各部品の配置例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータの概略構成図である。 本発明の第２の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて制御部により制御されるバイパススイッチの切り替え状態を示す表である。 本発明の第３の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータの概略構成図である。 本発明の第４の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータの概略構成図である。
以下では、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータの概略構成図である。図１に示す双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、直流電源１００と直流電源１０１の間に接続されており、直流電源１００と直流電源１０１の間で直流電力を双方向に電力変換可能なＤＣ－ＤＣコンバータである。すなわち、直流電源１００から直流電源１０１の方向に電力が流れる場合は、直流電源１００から出力された直流電力が双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１において電力変換され、直流電源１０１に入力される。その際、直流電源１００は電力源として動作し、直流電源１０１は負荷として動作する。反対に、直流電源１０１から直流電源１００の方向に電力が流れる場合は、直流電源１０１から出力された直流電力が双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１において電力変換され、直流電源１００に入力される。その際、直流電源１０１は電力源として動作し、直流電源１００は負荷として動作する。
双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、コンバータ回路部１３０および制御部１３１を備える。コンバータ回路部１３０は、正極端子１０２および負極端子１０３を介して直流電源１００と接続されており、正極端子１０４および負極端子１０５を介して直流電源１０１と接続されている。コンバータ回路部１３０は、電流センサ１０６，１０７と、電圧センサ１０８，１０９と、平滑コンデンサ１１０，１１１と、ブリッジ回路１１２，１１３と、バイパススイッチ１１６，１１７と、共振回路１１８，１１９と、トランス１２０とを備えて構成される。
電流センサ１０６は、直流電源１００とブリッジ回路１１２の間に接続されており、直流電源１００に流れる電流を検出する。電流センサ１０７は、直流電源１０１とブリッジ回路１１３の間に接続されており、直流電源１０１に流れる電流を検出する。これらの電流センサによる各電流の検出結果は、センサ信号１２３として、コンバータ回路部１３０から制御部１３１へ出力される。
電圧センサ１０８は、直流電源１００の電圧を検出する。電圧センサ１０９は、直流電源１０１の電圧を検出する。これらの電圧センサによる各電圧の検出結果は、センサ信号１２３として、コンバータ回路部１３０から制御部１３１へ出力される。
平滑コンデンサ１１０は、直流電源１００に対してブリッジ回路１１２と並列に接続されており、直流電源１００とブリッジ回路１１２の間で入出力される直流電力を平滑化する。平滑コンデンサ１１１は、直流電源１０１に対してブリッジ回路１１３と並列に接続されており、直流電源１０１とブリッジ回路１１３の間で入出力される直流電力を平滑化する。
ブリッジ回路１１２は、直流電源１００とトランス１２０の一次側との間で入出力される直流電力と交流電力とを相互に変換する。すなわち、直流電源１００から直流電源１０１の方向に電力が流れる場合において、ブリッジ回路１１２は、直流電源１００から出力された直流電力を交流電力に変換し、トランス１２０の一次側に出力する。反対に、直流電源１０１から直流電源１００の方向に電力が流れる場合において、ブリッジ回路１１２は、トランス１２０の一次側に流れる交流電力を直流電力に変換し、直流電源１００に出力する。
ブリッジ回路１１３は、直流電源１０１とトランス１２０の二次側との間で入出力される直流電力と交流電力とを相互に変換する。すなわち、直流電源１００から直流電源１０１の方向に電力が流れる場合において、ブリッジ回路１１３は、トランス１２０の二次側に流れる交流電力を直流電力に変換し、直流電源１０１に出力する。反対に、直流電源１０１から直流電源１００の方向に電力が流れる場合において、ブリッジ回路１１３は、直流電源１０１から出力された直流電力を交流電力に変換し、トランス１２０の二次側に出力する。
ブリッジ回路１１２，１１３は、２つのレグを有するフルブリッジ回路によりそれぞれ構成されており、各レグは、スイッチング素子１１４とダイオード１１５の並列接続による２つのアームを直列に接続して構成されている。なお、図１ではフルブリッジ回路によるブリッジ回路１１２，１１３の例を示しているが、後述するように、１つのレグで構成されるハーフブリッジ回路でブリッジ回路１１２，１１３を実現してもよい。
ブリッジ回路１１２，１１３の各スイッチング素子１１４は、制御部１３１から入力されるゲート制御信号１２４に応じてそれぞれ動作し、オンまたはオフいずれかの状態に切り替わる。各スイッチング素子１１４は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal‐Oxide‐Semiconductor Field‐Effect Transistor）を用いて構成される。なお、ＭＯＳＦＥＴの場合、各スイッチング素子１１４のボディダイオードをダイオード１１５として用いてもよい。
図２は、ブリッジ回路１１２，１１３の構成例を示す図である。図２（ａ）は、図１で示したのと同様に、フルブリッジ回路によるブリッジ回路１１２，１１３の構成例を示している。図２（ａ）の回路構成では、ブリッジ回路１１２，１１３のそれぞれに、スイッチング素子１１４とダイオード１１５が４つずつ配置されている。一方、図２（ｂ）は、ハーフブリッジ回路によるブリッジ回路１１２，１１３の構成例を示している。図２（ｂ）の回路構成では、ブリッジ回路１１２，１１３のそれぞれに、スイッチング素子１１４とダイオード１１５が２つずつ配置されている。
図１の説明に戻ると、高周波用のトランス１２０は、鉄心の周囲に一次巻線と二次巻線が所定の巻数比でそれぞれ巻回されることにより構成され、一次側と二次側との間で巻数比に応じた交流電力の電圧変換を行う。なお、一次側や二次側に複数の巻線をそれぞれ有する多巻線型のトランス１２０を用いてもよい。
直流電源１００から直流電源１０１の方向に電力が流れる場合、ブリッジ回路１１２の各スイッチング素子１１４が所定の周期でそれぞれ動作することにより、直流電源１００から供給される直流電力が交流電力に変換され、トランス１２０の一次側から二次側に電圧変換後の交流電力が伝達される。この交流電力は、ブリッジ回路１１３の各ダイオード１１５により整流されて直流電力に変換され、直流電源１０１に出力される。反対に、直流電源１０１から直流電源１００の方向に電力が流れる場合、ブリッジ回路１１３の各スイッチング素子１１４が所定の周期でそれぞれ動作することにより、直流電源１０１から供給される直流電力が交流電力に変換され、トランス１２０の二次側から一次側に電圧変換後の交流電力が伝達される。この交流電力は、ブリッジ回路１１２の各ダイオード１１５により整流されて直流電力に変換され、直流電源１００に出力される。
共振回路１１８は、トランス１２０の一次側に設けられており、直列接続されたコンデンサＣ１とインダクタＬ１を用いて構成される。なお、コンデンサＣ１とインダクタＬ１の位置を入れ替えてもよい。共振回路１１８の両端間にはバイパススイッチ１１６が接続されている。バイパススイッチ１１６は、例えば各種リレーを用いて構成される。
バイパススイッチ１１６および共振回路１１８は、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間にそれぞれ接続されている。バイパススイッチ１１６と共振回路１１８とは互いに並列に接続されており、バイパススイッチ１１６の切り替え状態に応じて、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間における共振回路１１８の接続状態が切り替えられる。すなわち、バイパススイッチ１１６が開放（オフ）状態に切り替えられている場合、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間が共振回路１１８を介して接続され、トランス１２０の一次側においてＬＣ共振回路が形成される。一方、バイパススイッチ１１６が導通（オン）状態に切り替えられている場合、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間が共振回路１１８を介さずに接続される。バイパススイッチ１１６の切り替え状態は、制御部１３１から入力されるスイッチ制御信号１３２に応じて制御される。
共振回路１１９は、トランス１２０の二次側に設けられており、直列接続されたコンデンサＣ２とインダクタＬ２を用いて構成される。なお、コンデンサＣ２とインダクタＬ２の位置を入れ替えてもよい。共振回路１１９の両端間にはバイパススイッチ１１７が接続されている。バイパススイッチ１１７は、例えば各種リレーを用いて構成される。
バイパススイッチ１１７および共振回路１１９は、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間にそれぞれ接続されている。バイパススイッチ１１７と共振回路１１９とは互いに並列に接続されており、バイパススイッチ１１７の切り替え状態に応じて、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間における共振回路１１９の接続状態が切り替えられる。すなわち、バイパススイッチ１１７が開放（オフ）状態に切り替えられている場合、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間が共振回路１１９を介して接続され、トランス１２０の二次側においてＬＣ共振回路が形成される。一方、バイパススイッチ１１７が導通（オン）状態に切り替えられている場合、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間が共振回路１１９を介さずに接続される。バイパススイッチ１１７の切り替え状態は、制御部１３１から入力されるスイッチ制御信号１３３に応じて制御される。
制御部１３１は、各センサからのセンサ信号１２３および外部から入力される制御指令１３４に基づいて所定の演算処理を行うことにより、ゲート制御信号１２４およびスイッチ制御信号１３２，１３３を生成する。なお、制御指令１３４は、例えば双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１が搭載されるシステムの操作を行うオペレータにより、不図示の操作部を介して入力される。制御部１３１は、生成したゲート制御信号１２４をブリッジ回路１１２，１１３へ出力するとともに、スイッチ制御信号１３２，１３３をバイパススイッチ１１６，１１７へそれぞれ出力する。これにより、ブリッジ回路１１２，１１３の動作を制御するとともに、バイパススイッチ１１６，１１７の切り替え状態を制御して、直流電源１００と直流電源１０１の間で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１を介して入出力される直流電力の方向を制御する。制御部１３１は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成され、メモリ等に予め記憶されたプログラムを実行することで所望の演算処理を実現する。なお、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の論理回路をマイクロコンピュータの代わりに用いて、またはマイクロコンピュータと併用して、制御部１３１を構成してもよい。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて制御部１３１により制御されるバイパススイッチ１１６，１１７の切り替え状態を示す表である。図３の表において、列２０１，２０２はスイッチ制御信号１３２，１３３の状態をそれぞれ表し、列２０３，２０４はバイパススイッチ１１６，１１７の切り替え状態をそれぞれ表している。また、列２０５は双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１の動作モード（電力の流れる向き）を表している。
本実施形態の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１において、直流電源１００から直流電源１０１の方向（順方向）に流れる直流電力の変換を行う場合、制御部１３１は図３の表に示すように、スイッチ制御信号１３２を「０」、すなわちローレベルで出力し、スイッチ制御信号１３３を「１」、すなわちハイレベルで出力する。これにより、バイパススイッチ１１６（Ｓ１）が開放状態に、バイパススイッチ１１７（Ｓ２）が導通状態にそれぞれ切り替えられる。その結果、共振回路１１８がブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間に接続され、トランス１２０の一次側においてＬＣ共振回路が形成される。制御部１３１は、このＬＣ共振回路を介して順方向に電力が流れるように、ブリッジ回路１１２の各スイッチング素子１１４をスイッチング動作させることで、モード１の動作を実施する。
一方、直流電源１０１から直流電源１００の方向（逆方向）に流れる直流電力の変換を行う場合、制御部１３１は図３の表に示すように、スイッチ制御信号１３２を「１」、すなわちハイレベルで出力し、スイッチ制御信号１３３を「０」、すなわちローレベルで出力する。これにより、バイパススイッチ１１６（Ｓ１）が導通状態に、バイパススイッチ１１７（Ｓ２）が開放状態にそれぞれ切り替えられる。その結果、共振回路１１９がブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間に接続され、トランス１２０の二次側においてＬＣ共振回路が形成される。制御部１３１は、このＬＣ共振回路を介して逆方向に電力が流れるように、ブリッジ回路１１３の各スイッチング素子１１４をスイッチング動作させることで、モード２の動作を実施する。
図４は、制御部１３１によるバイパススイッチ１１６，１１７の切り替え制御を説明する図である。制御部１３１は、図４に示すように、スイッチ制御信号１３２，１３３を所定のタイミングでそれぞれ変化させてバイパススイッチ１１６（Ｓ１），１１７（Ｓ２）を切り替えるとともに、ブリッジ回路１１２，１１３に対してゲート制御信号１２４を出力し、各スイッチング素子１１４（Ｇ１～Ｇ８）をスイッチング動作させる。これにより、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１において、順方向に電力が流れるモード１の動作と、逆方向に電力が流れるモード２の動作とを、交互に実施する。
具体的には、例えば以下のように、制御部１３１がスイッチ制御信号１３２，１３３およびゲート制御信号１２４を出力する。まず、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１の電源投入時点では、バイパススイッチ１１６（Ｓ１），１１７（Ｓ２）がいずれも開放状態となっている。その後、時刻ｔ０において制御部１３１は、スイッチ制御信号１３３をローレベルからハイレベルに変化させることで、バイパススイッチ１１７を導通状態に切り替える。これにより、トランス１２０の一次側では共振回路１１８が接続され、二次側では共振回路１１９が接続されていない状態とする。
次に、時刻ｔ１において制御部１３１は、ブリッジ回路１１２の各スイッチング素子１１４に対してゲート制御信号１２４の出力を開始する。これにより、ブリッジ回路１１２の動作が開始され、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１がモード１で動作することで、トランス１２０の一次側から二次側への電力変換が行われる。その結果、直流電源１００から直流電源１０１の方向に電流が流れる。
モード１からモード２へ切り替える場合、まず時刻ｔ２において制御部１３１は、ブリッジ回路１１２の各スイッチング素子１１４に対するゲート制御信号１２４の出力を停止する。そして、ブリッジ回路１１３から直流電源１０１への出力電力が所定値未満、例えば１［Ｗ］未満になると、時刻ｔ３において制御部１３１は、スイッチ制御信号１３３をハイレベルからローレベルに変化させることで、バイパススイッチ１１７を開放状態に切り替える。その後、時刻ｔ４において制御部１３１は、スイッチ制御信号１３２をローレベルからハイレベルに変化させることで、バイパススイッチ１１６を導通状態に切り替える。これにより、トランス１２０の一次側では共振回路１１８が接続されておらず、二次側では共振回路１１９が接続されている状態とする。
次に、時刻ｔ５において制御部１３１は、ブリッジ回路１１３の各スイッチング素子１１４に対してゲート制御信号１２４の出力を開始する。これにより、ブリッジ回路１１３の動作が開始され、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１がモード２で動作することで、トランス１２０の二次側から一次側への電力変換が行われる。その結果、直流電源１０１から直流電源１００の方向に電流が流れる。このときゲート制御信号１２４の出力には、モード１からモード２への切り替え時に、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの期間に相当する遅延が生じる。
モード２からモード１へ切り替える場合も、前述のモード１からモード２への切り替え時と同様の制御を行う。すなわち、まず時刻ｔ７において制御部１３１は、ブリッジ回路１１３の各スイッチング素子１１４に対するゲート制御信号１２４の出力を停止する。そして、ブリッジ回路１１２から直流電源１００への出力電力が所定値未満になると、時刻ｔ８において制御部１３１は、スイッチ制御信号１３２をハイレベルからローレベルに変化させることで、バイパススイッチ１１６を開放状態に切り替える。その後、時刻ｔ９において制御部１３１は、スイッチ制御信号１３３をローレベルからハイレベルに変化させることで、バイパススイッチ１１７を導通状態に切り替える。これにより、前述の時刻ｔ０と同様に、トランス１２０の一次側では共振回路１１８が接続され、二次側では共振回路１１９が接続されていない状態とする。こうしてバイパススイッチ１１６，１１７を切り替えた後、時刻ｔ１０において制御部１３１は、ブリッジ回路１１２の各スイッチング素子１１４に対してゲート制御信号１２４の出力を開始する。これにより、ブリッジ回路１１２の動作が開始され、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１がモード１で動作することで、トランス１２０の一次側から二次側への電力変換が行われる。その結果、直流電源１００から直流電源１０１の方向に電流が流れる。
制御部１３１は、以上説明したように、スイッチ制御信号１３２，１３３およびゲート制御信号１２４の出力を制御する。これにより、モード切り替え時における双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１内での急激な電流変化や電圧変化を抑制し、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１内の各部品を保護することができる。
図５は、制御部１３１の機能構成図である。制御部１３１は、その機能として、ゲート制御信号生成部５０１およびスイッチ制御信号生成部５０２の各機能ブロックを有する。制御部１３１は、例えば所定のプログラムを実行することで、これらの機能ブロックを実現することができる。
ゲート制御信号生成部５０１は、各センサからのセンサ信号１２３が示す直流電源１００，１０１の電圧および電流と、外部から入力される制御指令１３４とに基づいて、ゲート制御信号１２４を生成する。このときゲート制御信号生成部５０１は、センサ信号１２３および制御指令１３４に基づいて、図３，図４で説明した前述のモード１またはモード２のいずれかを選択する。そして、選択した制御モードに応じて、直流電源１００と直流電源１０１の間における電力の流れ方向を決定し、これに従ってゲート制御信号１２４を生成する。
スイッチ制御信号生成部５０２は、各センサからのセンサ信号１２３が示す直流電源１００，１０１の電圧および電流と、ゲート制御信号生成部５０１が生成したゲート制御信号１２４とに基づいて、スイッチ制御信号１３２，１３３を生成する。そして、生成したスイッチ制御信号１３２，１３３をバイパススイッチ１１６，１１７にそれぞれ出力することで、バイパススイッチ１１６，１１７の動作を制御する。
制御部１３１は、以上説明した各機能ブロックの処理により、電流センサ１０６，１０７でそれぞれ検出された直流電源１００，１０１の電流と、電圧センサ１０８，１０９でそれぞれ検出された直流電源１００，１０１の電圧と、外部から入力される制御指令１３４とに基づいて、直流電源１００と直流電源１０１の間における電力の流れ方向を決定し、ゲート制御信号１２４およびスイッチ制御信号１３２，１３３を生成することができる。
図６は、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１における各部品の配置例を示す図である。図６の配置例では、回路基板６００にコンバータ回路部１３０の各部品、すなわち電圧センサ１０８，１０９と、平滑コンデンサ１１０，１１１と、ブリッジ回路１１２，１１３と、バイパススイッチ１１６，１１７と、共振回路１１８，１１９と、トランス１２０とを備えて構成される。なお、図６では電流センサ１０６，１０７の図示を省略している。
回路基板６００は、トランス１２０によって形成される絶縁境界線６０１により、一次側（入力側）と二次側（出力側）に電気的に分離される。
なお、図６に示した回路基板６００では、バイパススイッチ１１６，１１７および共振回路１１８，１１９が全て同一の基板上に配置されているが、これらを別々の基板上に搭載することも可能である。例えば、回路基板６００から所定の間隔を離して平行に配置された別の基板を設け、この基板上にバイパススイッチ１１６，１１７を搭載するようにしてもよい。このようにすれば、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１における各部品の搭載スペースを削減し、小型化を図ることができる。
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、直流電源１００と直流電源１０１との間で直流電力を双方向に電力変換可能なＤＣ－ＤＣコンバータである。双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、トランス１２０と、直流電源１００とトランス１２０の一次側との間で入出力される直流電力と交流電力とを相互に変換するブリッジ回路１１２と、直流電源１０１とトランス１２０の二次側との間で入出力される直流電力と交流電力とを相互に変換するブリッジ回路１１３と、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間に接続可能な共振回路１１８と、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間に接続可能な共振回路１１９と、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間における共振回路１１８の接続状態を切り替えるバイパススイッチ１１６と、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間における共振回路１１９の接続状態を切り替えるバイパススイッチ１１７と、バイパススイッチ１１６およびバイパススイッチ１１７をそれぞれ制御する制御部１３１とを備える。このようにしたので、直流電源１００と直流電源１０１の間で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１を介して入出力される直流電力の方向に応じて、トランス１２０の一次側または二次側にＬＣ共振回路を形成し、このＬＣ共振回路を用いて電力変換を実施可能な双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１を実現できる。そのため、出力電圧の範囲を改善して高い制御安定性を有する双方向ＤＣ－ＤＣコンバータを提供することができる。
（２）共振回路１１８および共振回路１１９は、直列接続されたコンデンサＣ１，Ｃ２とインダクタＬ１，Ｌ２を用いてそれぞれ構成される。このようにしたので、共振回路１１８，１１９を接続することで、トランス１２０の一次側または二次側にＬＣ共振回路を容易に形成することができる。
（３）共振回路１１８は、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間にバイパススイッチ１１６と並列に接続されている。制御部１３１によりバイパススイッチ１１６が開放されると、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間が共振回路１１８を介して接続され、制御部１３１によりバイパススイッチ１１６が導通されると、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間が共振回路１１８を介さずに接続される。また、共振回路１１９は、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間にバイパススイッチ１１７と並列に接続されている。制御部１３１によりバイパススイッチ１１７が開放されると、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間が共振回路１１９を介して接続され、制御部１３１によりバイパススイッチ１１７が導通されると、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間が共振回路１１９を介さずに接続される。このようにしたので、バイパススイッチ１１６，１１７を用いて、ブリッジ回路１１２，１１３とトランス１２０との間における共振回路１１８，１１９の接続状態を、それぞれ確実に切り替えることができる。
（４）制御部１３１は、直流電源１００から直流電源１０１の方向に流れる直流電力の変換を行う場合（モード１の場合）は、バイパススイッチ１１６を開放させるとともにバイパススイッチ１１７を導通させるように、バイパススイッチ１１６およびバイパススイッチ１１７を制御する。また、直流電源１０１から直流電源１００の方向に流れる直流電力の変換を行う場合（モード２の場合）は、バイパススイッチ１１６を導通させるとともにバイパススイッチ１１７を開放させるように、バイパススイッチ１１６およびバイパススイッチ１１７を制御する。このようにしたので、直流電源１００と直流電源１０１の間で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１を介して入出力される直流電力の方向に応じて、ブリッジ回路１１２，１１３とトランス１２０との間における共振回路１１８，１１９の接続状態がそれぞれ適切となるように、バイパススイッチ１１６，１１７の切り替え制御を行うことができる。
（５）双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、直流電源１００の電圧を検出する電圧センサ１０８と、直流電源１００に流れる電流を検出する電流センサ１０６と、直流電源１０１の電圧を検出する電圧センサ１０９と、直流電源１０１に流れる電流を検出する電流センサ１０７とを備える。制御部１３１は、電圧センサ１０８，１０９でそれぞれ検出された電圧と、電流センサ１０６，１０７でそれぞれ検出された電流と、外部から入力される制御指令１３４とに基づいて、直流電源１００と直流電源１０１の間における直流電力の方向を制御する。このようにしたので、制御部１３１において、直流電力の方向を適切に制御することができる。
（６）バイパススイッチ１１６，１１７は、リレーを用いてそれぞれ構成することができる。このようにすれば、耐環境性や信頼性の高いバイパススイッチ１１６，１１７を安価に実現できる。
（７）ブリッジ回路１１２，１１３は、ハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路を用いてそれぞれ構成される。このようにしたので、任意の回路構成によりブリッジ回路１１２，１１３を実現することができる。
（８）双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、ブリッジ回路１１２の動作を停止した後、ブリッジ回路１１２からの出力電力が所定値未満となったときに、ブリッジ回路１１３の動作を開始する。また、ブリッジ回路１１３の動作を停止した後、ブリッジ回路１１３からの出力電力が所定値未満となったときに、ブリッジ回路１１２の動作を開始する。このようにしたので、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１内での急激な電流変化や電圧変化を抑制し、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１内の各部品を保護することができる。
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータの概略構成図である。図７に示す双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａは、第１の実施形態で説明した双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１と同様に、直流電源１００と直流電源１０１の間に接続されており、直流電源１００と直流電源１０１の間で直流電力を双方向に電力変換可能なＤＣ－ＤＣコンバータである。
本実施形態の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａと、第１の実施形態の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１との違いは、コンバータ回路部１３０において、共振回路１１８，１１９とそれぞれ並列にバイパス経路３０１，３０２が設けられており、バイパススイッチ１１６，１１７が共振回路１１８，１１９とバイパス経路３０１，３０２との間でそれぞれ切り替え可能に構成されている点である。これ以外の点では、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１と双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａとは共通である。
双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａにおいて、共振回路１１８およびバイパス経路３０１は、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間にバイパススイッチ１１６を介してそれぞれ接続されている。バイパススイッチ１１６は、制御部１３１から出力されるスイッチ制御信号１３２に応じて、トランス１２０の一次側の接続先を共振回路１１８またはバイパス経路３０１のいずれかに切り替える。同様に、共振回路１１９およびバイパス経路３０２は、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間にバイパススイッチ１１７を介してそれぞれ接続されている。バイパススイッチ１１７は、トランス１２０の二次側の接続先を共振回路１１９またはバイパス経路３０２のいずれかに切り替える。これにより、第１の実施形態と同様に、直流電源１００と直流電源１０１の間で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａを介して入出力される直流電力の方向に応じて、トランス１２０の一次側または二次側にＬＣ共振回路を形成し、このＬＣ共振回路を用いて電力変換を実施可能な双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１を実現している。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて制御部１３１により制御されるバイパススイッチ１１６，１１７の切り替え状態を示す表である。図８の表において、列２１１，２１２はスイッチ制御信号１３２，１３３の状態をそれぞれ表し、列２１３，２１４はバイパススイッチ１１６，１１７の切り替え状態をそれぞれ表している。また、列２１５は双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａの動作モード（電力の流れる向き）を表している。
本実施形態の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａにおいて、直流電源１００から直流電源１０１の方向（順方向）に流れる直流電力の変換を行う場合、制御部１３１は図８の表に示すように、スイッチ制御信号１３２を「０」、すなわちローレベルで出力し、スイッチ制御信号１３３を「１」、すなわちハイレベルで出力する。これにより、バイパススイッチ１１６（Ｓ１）が共振回路１１８側に接続された状態に、バイパススイッチ１１７（Ｓ２）がバイパス経路３０２側に接続された状態にそれぞれ切り替えられる。その結果、共振回路１１８がブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間に接続され、トランス１２０の一次側においてＬＣ共振回路が形成される。制御部１３１は、このＬＣ共振回路を介して順方向に電力が流れるように、ブリッジ回路１１２の各スイッチング素子１１４をスイッチング動作させることで、モード１の動作を実施する。
一方、直流電源１０１から直流電源１００の方向（逆方向）に流れる直流電力の変換を行う場合、制御部１３１は図８の表に示すように、スイッチ制御信号１３２を「１」、すなわちハイレベルで出力し、スイッチ制御信号１３３を「０」、すなわちローレベルで出力する。これにより、バイパススイッチ１１６（Ｓ１）がバイパス経路３０１側に接続された状態に、バイパススイッチ１１７（Ｓ２）が共振回路１１９側に接続された状態にそれぞれ切り替えられる。その結果、共振回路１１９がブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間に接続され、トランス１２０の二次側においてＬＣ共振回路が形成される。制御部１３１は、このＬＣ共振回路を介して逆方向に電力が流れるように、ブリッジ回路１１３の各スイッチング素子１１４をスイッチング動作させることで、モード２の動作を実施する。
なお、本実施形態においても、制御部１３１は、第１の実施形態で説明した図４と同様の手順により、スイッチ制御信号１３２，１３３およびゲート制御信号１２４の出力制御を行う。これにより、順方向に電力が流れるモード１の動作と、逆方向に電力が流れるモード２の動作とを、交互に実施することができる。
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａは、共振回路１１８と並列に設けられたバイパス経路３０１を備える。共振回路１１８およびバイパス経路３０１は、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間にバイパススイッチ１１６を介してそれぞれ接続されており、バイパススイッチ１１６は、トランス１２０の一次側の接続先を共振回路１１８またはバイパス経路３０１のいずれかに切り替える。また、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａは、共振回路１１９と並列に設けられたバイパス経路３０２を備える。共振回路１１９およびバイパス経路３０２は、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間にバイパススイッチ１１７を介してそれぞれ接続されており、バイパススイッチ１１７は、トランス１２０の二次側の接続先を共振回路１１９またはバイパス経路３０２のいずれかに切り替える。このようにしたので、第１の実施形態と同様に、バイパススイッチ１１６，１１７を用いて、ブリッジ回路１１２，１１３とトランス１２０との間における共振回路１１８，１１９の接続状態を、それぞれ確実に切り替えることができる。
さらに、制御部１３１は、直流電源１００から直流電源１０１の方向に流れる直流電力の変換を行う場合（モード１の場合）は、トランス１２０の一次側の接続先を共振回路１１８に切り替えるとともにトランス１２０の二次側の接続先をバイパス経路３０２に切り替えるように、バイパススイッチ１１６およびバイパススイッチ１１７を制御する。また、直流電源１０１から直流電源１００の方向に流れる直流電力の変換を行う場合（モード２の場合）は、トランス１２０の一次側の接続先をバイパス経路３０１に切り替えるとともにトランス１２０の二次側の接続先を共振回路１１９に切り替えるように、バイパススイッチ１１６およびバイパススイッチ１１７を制御する。このようにしたので、第１の実施形態と同様に、直流電源１００と直流電源１０１の間で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａを介して入出力される直流電力の方向に応じて、ブリッジ回路１１２，１１３とトランス１２０との間における共振回路１１８，１１９の接続状態がそれぞれ適切となるように、バイパススイッチ１１６，１１７の切り替え制御を行うことができる。
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータの概略構成図である。図９に示す双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ｂは、第１の実施形態で説明した双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１と同様に、直流電源１００と直流電源１０１の間に接続されており、直流電源１００と直流電源１０１の間で直流電力を双方向に電力変換可能なＤＣ－ＤＣコンバータである。
本実施形態の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ｂと、第１の実施形態の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１との違いは、コンバータ回路部１３０において、共振回路１１８，１１９がインダクタＬ１，Ｌ２をそれぞれ有しておらず、トランス１２０の一次側と二次側にそれぞれ存在する漏れ磁束Ｌｐ，Ｌｓを代わりに用いて共振回路１１８，１１９を構成している点である。これ以外の点では、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１と双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ｂとは共通である。
双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ｂにおいて、共振回路１１８を構成するコンデンサＣ１は、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間にバイパススイッチ１１６と並列に接続されている。制御部１３１によりバイパススイッチ１１６が開放されると、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間がコンデンサＣ１を介して接続され、このコンデンサＣ１とトランス１２０の漏れ磁束Ｌｐとにより、トランス１２０の一次側にＬＣ共振回路が形成される。一方、制御部１３１によりバイパススイッチ１１６が導通されると、ブリッジ回路１１２とトランス１２０の一次側との間がコンデンサＣ１を介さずに接続されるため、トランス１２０の一次側にはＬＣ共振回路が形成されない。
また、共振回路１１９を構成するコンデンサＣ２は、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間にバイパススイッチ１１７と並列に接続されている。制御部１３１によりバイパススイッチ１１７が開放されると、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の二次側との間がコンデンサＣ２を介して接続され、このコンデンサＣ２とトランス１２０の漏れ磁束Ｌｓとにより、トランス１２０の二次側にＬＣ共振回路が形成される。一方、制御部１３１によりバイパススイッチ１１７が導通されると、ブリッジ回路１１３とトランス１２０の一次側との間がコンデンサＣ２を介さずに接続されるため、トランス１２０の二次側にはＬＣ共振回路が形成されない。
なお、本実施形態においても、制御部１３１は、第１の実施形態で説明した図４と同様の手順により、スイッチ制御信号１３２，１３３およびゲート制御信号１２４の出力制御を行う。これにより、順方向に電力が流れるモード１の動作と、逆方向に電力が流れるモード２の動作とを、交互に実施することができる。
以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ｂにおいて、共振回路１１８は、トランス１２０の一次側の漏れ磁束ＬｐとコンデンサＣ１を用いて構成され、共振回路１１９は、トランス１２０の二次側の漏れ磁束ＬｓとコンデンサＣ２を用いて構成される。このようにしたので、インダクタＬ１，Ｌ２を用いることなく共振回路１１８，１１９を構成することができる。
（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る双方向ＤＣ－ＤＣコンバータの概略構成図である。図１０に示す双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ｃは、第１の実施形態で説明した双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１と同様に、直流電源１００と直流電源１０１の間に接続されており、直流電源１００と直流電源１０１の間で直流電力を双方向に電力変換可能なＤＣ－ＤＣコンバータである。
本実施形態の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ｃでは、第２、第３の実施形態でそれぞれ説明した双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ１Ａ，１Ｂの特徴が組み合わせられている。すなわち、コンバータ回路部１３０において、共振回路１１８，１１９のコンデンサＣ１，Ｃ２とそれぞれ並列にバイパス経路３０１，３０２が設けられており、バイパススイッチ１１６，１１７がコンデンサＣ１，Ｃ２とバイパス経路３０１，３０２との間でそれぞれ切り替え可能に構成されている。また、共振回路１１８，１１９がインダクタＬ１，Ｌ２をそれぞれ有しておらず、トランス１２０の一次側と二次側にそれぞれ存在する漏れ磁束Ｌｐ，Ｌｓを代わりに用いて共振回路１１８，１１９を構成している。
なお、本実施形態においても、制御部１３１は、第１の実施形態で説明した図４と同様の手順により、スイッチ制御信号１３２，１３３およびゲート制御信号１２４の出力制御を行う。これにより、順方向に電力が流れるモード１の動作と、逆方向に電力が流れるモード２の動作とを、交互に実施することができる。
以上説明した本発明の第４の実施形態によれば、第１～第３の各実施形態で説明したのと同様の効果を奏することができる。
なお、以上説明した第１～第４の各実施形態において、電流センサ１０６，１０７のいずれか一方または両方を、直流電源１００，１０１とブリッジ回路１１２，１１３の間ではなく、ブリッジ回路１１２，１１３とトランス１２０の間に設置するようにしてもよい。あるいは、直流電源１００，１０１とブリッジ回路１１２，１１３の間と、ブリッジ回路１１２，１１３とトランス１２０の間との両方に、電流センサ１０６，１０７を設置してもよい。このようにすれば、電流センサ１０６，１０７により、ブリッジ回路１１２，１１３とトランス１２０の一次側、二次側との間に流れる電流をそれぞれ検出することができる。そして、これらの電流検出結果に基づいて、制御部１３１がゲート制御信号１２４およびスイッチ制御信号１３２，１３３を生成することで、直流電力の方向を適切に制御することができる。
本発明は上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するためのものであり、必ずしも全ての構成要素を含む必要はない。本発明を逸脱しない範囲で、任意の構成要素の追加、削除、置換が可能である。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ：双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ、１００，１０１：直流電源、１０２，１０４：正極端子、１０３，１０５：負極端子、１０６，１０７：電流センサ、１０８，１０９：電圧センサ、１１０，１１１：平滑コンデンサ、１１２，１１３：ブリッジ回路、１１４：スイッチング素子、１１５：ダイオード、１１６，１１７：バイパススイッチ、１１８，１１９：共振回路、１２０：トランス、１２３：センサ信号、１２４：ゲート制御信号、１３０：コンバータ回路部、１３１：制御部、１３２，１３３：スイッチ制御信号、１３４：制御指令、３０１，３０２：バイパス経路

Claims (19)

  1. 第１の直流電源と第２の直流電源との間で直流電力を双方向に電力変換可能なＤＣ－ＤＣコンバータであって、
    トランスと、
    前記第１の直流電源と前記トランスの一次側との間で入出力される直流電力と交流電力とを相互に変換する第１のブリッジ回路と、
    前記第２の直流電源と前記トランスの二次側との間で入出力される直流電力と交流電力とを相互に変換する第２のブリッジ回路と、
    前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間に接続可能な第１の共振回路と、
    前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間に接続可能な第２の共振回路と、
    前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間における前記第１の共振回路の接続状態を切り替える第１のバイパススイッチと、
    前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間における前記第２の共振回路の接続状態を切り替える第２のバイパススイッチと、
    前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチをそれぞれ制御する制御部と、を備える双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  2. 請求項１に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１の共振回路および前記第２の共振回路は、直列接続されたコンデンサとインダクタを用いてそれぞれ構成される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  3. 請求項２に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１の共振回路は、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間に前記第１のバイパススイッチと並列に接続されており、
    前記制御部により前記第１のバイパススイッチが開放されると、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間が前記第１の共振回路を介して接続され、
    前記制御部により前記第１のバイパススイッチが導通されると、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間が前記第１の共振回路を介さずに接続される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  4. 請求項３に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第２の共振回路は、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間に前記第２のバイパススイッチと並列に接続されており、
    前記制御部により前記第２のバイパススイッチが開放されると、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間が前記第２の共振回路を介して接続され、
    前記制御部により前記第２のバイパススイッチが導通されると、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間が前記第２の共振回路を介さずに接続される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  5. 請求項２に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１の共振回路と並列に設けられた第１のバイパス経路を備え、
    前記第１の共振回路および前記第１のバイパス経路は、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間に前記第１のバイパススイッチを介してそれぞれ接続されており、
    前記第１のバイパススイッチは、前記トランスの一次側の接続先を前記第１の共振回路または前記第１のバイパス経路のいずれかに切り替える双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  6. 請求項５に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第２の共振回路と並列に設けられた第２のバイパス経路を備え、
    前記第２の共振回路および前記第２のバイパス経路は、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間に前記第２のバイパススイッチを介してそれぞれ接続されており、
    前記第２のバイパススイッチは、前記トランスの二次側の接続先を前記第２の共振回路または前記第２のバイパス経路のいずれかに切り替える双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  7. 請求項１に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１の共振回路は、前記トランスの一次側の漏れ磁束と第１のコンデンサを用いて構成され、
    前記第２の共振回路は、前記トランスの二次側の漏れ磁束と第２のコンデンサを用いて構成される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  8. 請求項７に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１のコンデンサは、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間に前記第１のバイパススイッチと並列に接続されており、
    前記制御部により前記第１のバイパススイッチが開放されると、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間が前記第１のコンデンサを介して接続され、
    前記制御部により前記第１のバイパススイッチが導通されると、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間が前記第１のコンデンサを介さずに接続される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  9. 請求項８に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第２のコンデンサは、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間に前記第２のバイパススイッチと並列に接続されており、
    前記制御部により前記第２のバイパススイッチが開放されると、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間が前記第２のコンデンサを介して接続され、
    前記制御部により前記第２のバイパススイッチが導通されると、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間が前記第２のコンデンサを介さずに接続される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  10. 請求項７に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１のコンデンサと並列に設けられた第１のバイパス経路を備え、
    前記第１のコンデンサおよび前記第１のバイパス経路は、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間に前記第１のバイパススイッチを介してそれぞれ接続されており、
    前記第１のバイパススイッチは、前記トランスの一次側の接続先を前記第１のコンデンサまたは前記第１のバイパス経路のいずれかに切り替える双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  11. 請求項１０に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第２のコンデンサと並列に設けられた第２のバイパス経路を備え、
    前記第２のコンデンサおよび前記第２のバイパス経路は、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間に前記第２のバイパススイッチを介してそれぞれ接続されており、
    前記第２のバイパススイッチは、前記トランスの二次側の接続先を前記第２のコンデンサまたは前記第２のバイパス経路のいずれかに切り替える双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  12. 請求項４または９に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記制御部は、
    前記第１の直流電源から前記第２の直流電源の方向に流れる直流電力の変換を行う場合は、前記第１のバイパススイッチを開放させるとともに前記第２のバイパススイッチを導通させるように、前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチを制御し、
    前記第２の直流電源から前記第１の直流電源の方向に流れる直流電力の変換を行う場合は、前記第１のバイパススイッチを導通させるとともに前記第２のバイパススイッチを開放させるように、前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチを制御する双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  13. 請求項６に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記制御部は、
    前記第１の直流電源から前記第２の直流電源の方向に流れる直流電力の変換を行う場合は、前記トランスの一次側の接続先を前記第１の共振回路に切り替えるとともに前記トランスの二次側の接続先を前記第２のバイパス経路に切り替えるように、前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチを制御し、
    前記第２の直流電源から前記第１の直流電源の方向に流れる直流電力の変換を行う場合は、前記トランスの一次側の接続先を前記第１のバイパス経路に切り替えるとともに前記トランスの二次側の接続先を前記第２の共振回路に切り替えるように、前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチを制御する双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  14. 請求項１１に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記制御部は、
    前記第１の直流電源から前記第２の直流電源の方向に流れる直流電力の変換を行う場合は、前記トランスの一次側の接続先を前記第１のコンデンサに切り替えるとともに前記トランスの二次側の接続先を前記第２のバイパス経路に切り替えるように、前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチを制御し、
    前記第２の直流電源から前記第１の直流電源の方向に流れる直流電力の変換を行う場合は、前記トランスの一次側の接続先を前記第１のバイパス経路に切り替えるとともに前記トランスの二次側の接続先を前記第２のコンデンサに切り替えるように、前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチを制御する双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  15. 請求項１に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１の直流電源の電圧を検出する第１の電圧センサと、
    前記第１の直流電源に流れる電流、および／または、前記第１のブリッジ回路と前記トランスの一次側との間に流れる電流を検出する第１の電流センサと、
    前記第２の直流電源の電圧を検出する第２の電圧センサと、
    前記第２の直流電源に流れる電流、および／または、前記第２のブリッジ回路と前記トランスの二次側との間に流れる電流を検出する第２の電流センサと、を備え、
    前記制御部は、前記第１の電圧センサおよび前記第２の電圧センサでそれぞれ検出された電圧と、前記第１の電流センサおよび前記第２の電流センサでそれぞれ検出された電流と、外部から入力される制御指令とに基づいて、前記直流電力の方向を制御する双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  16. 請求項１に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチは、リレーを用いてそれぞれ構成される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  17. 請求項１に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１のブリッジ回路および前記第２のブリッジ回路は、ハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路を用いてそれぞれ構成される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  18. 請求項１に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１の共振回路および前記第２の共振回路は、第１の回路基板に搭載されており、
    前記第１のバイパススイッチおよび前記第２のバイパススイッチは、第２の回路基板に搭載されており、
    前記第１の回路基板と前記第２の回路基板とは、所定の間隔を離して互いに平行に配置される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
  19. 請求項１に記載の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータにおいて、
    前記第１のブリッジ回路の動作を停止した後、前記第１のブリッジ回路からの出力電力が所定値未満となったときに、前記第２のブリッジ回路の動作を開始し、
    前記第２のブリッジ回路の動作を停止した後、前記第２のブリッジ回路からの出力電力が前記所定値未満となったときに、前記第１のブリッジ回路の動作を開始する双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ。
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