WO2021186918A1

WO2021186918A1 - 電力変換システム、電力変換システムの制御方法及びプログラム

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Publication number: WO2021186918A1
Application number: PCT/JP2021/003623
Authority: WO
Inventors: 剛平塚本
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2021-09-23
Also published as: JP2023052719A

Abstract

電力変換システムは、交流電源又は交流負荷に電気的に接続されるように構成された複数の交流端子と、直流電源又は直流負荷に電気的に接続されるように構成された第１直流端子と第２直流端子と、電力変換回路と、制御回路とを備える。電力変換回路は、第１接続端子と複数の交流端子とに電気的に接続された複数の第１スイッチング素子を有するハイサイドのアームと、第２接続端子と複数の交流端子とに電気的に接続された複数の第２スイッチング素子を有するローサイドのアームと、ハイサイドのアーム及びローサイドのアームを介して出力される交流電圧を平滑するフィルタ回路とを有する。フィルタ回路は、複数の交流端子と第３接続端子との間に電気的に接続されている複数のコンデンサを有する。制御回路は、複数の第１スイッチング素子の全てをオンにする第１制御と複数の第２スイッチング素子の全てをオンにする第２制御とのうちの一方を行うように構成されている。第３接続端子は、複数の交流端子を除く特定端子に電気的に接続されている。

Description

電力変換システム、電力変換システムの制御方法及びプログラム

　本開示は、直流電力と交流電力との変換を行う電力変換システム、電力変換システムの制御方法及びプログラムに関する。

　特許文献１には、直流電源の出力を交流に変換して電気事業者の電力系統と連系させる系統連系インバータが記載されている。特許文献１に記載の系統連系インバータは、インバータと、第１コンデンサ対と、第２コンデンサ対と、バイパス路と、を備える。

　第１コンデンサ対は、２つのコンデンサが直列に接続されており、インバータの入力端子間に配置されている。第２コンデンサ対は、２つのコンデンサが直列に接続されており、インバータの出力側（交流側）に設けられたフィルタ回路の出力端子間に配置されている。また、第１コンデンサ対の２つのコンデンサの接続点が第２コンデンサ対の２つのコンデンサの接続点にバイパス路を形成する接続線で接続されており、バイパス路が形成されている。

特許第５４２２１７８号公報

　この電力変換システムは、直流側にコンデンサを設けることなくコモンモードノイズを抑制することができる。

図１は、実施形態に係る電力変換システムの概略回路図である。図２Ａは、比較例１に係る電力変換システムの概略回路図である。図２Ｂは、図２Ａに示す電力変換システムのインバータモードにおける動作を示す波形図である。図３は、図２Ａに示す電力変換システムの部分回路図である。図４は、図２Ａに示す電力変換システムの部分回路図である。図５は、図２Ａに示す電力変換システムの部分回路図である。図６は、図２Ａに示す電力変換システムの部分回路図である。図７は、図２Ａに示す電力変換システムのシミュレーション結果を示す図である。図８Ａは、比較例２に係る電力変換システムの概略回路図である。図８Ｂは、図８Ｂに示す電力変換システムの部分回路図である。図９は、図８Ｂに示す電力変換システムの部分回路図である。図１０は、図８Ｂに示す電力変換システムの部分回路図である。図１１は、図８Ｂに示す電力変換システムの部分回路図である。図１２は、図８Ｂに示す電力変換システムのシミュレーション結果を示す図である。図１３は、実施形態に係る電力変換システムの動作を示す波形図である。図１４は、実施形態に係る電力変換システムのシミュレーション結果を示す図である。図１５Ａは、実施形態の変形例１に係る電力変換システムの概略回路図である。図１５Ｂは、図１５Ａに示す電力変換システムの動作を示す波形図である。図１６は、実施形態の変形例２に係る電力変換システムの概略回路図である。図１７は、実施形態の変形例３に係る電力変換システムの概略回路図である。図１８は、実施形態の変形例４に係る電力変換システムの概略回路図である。

　以下、実施形態に係る電力変換システムについて、図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、下記の実施形態及び変形例に限定されない。下記の実施形態及び変形例以外であっても、本開示の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。

　また、下記の実施形態等において説明する各図は、いずれも模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

　（１）概要
　まず、本実施形態に係る電力変換システムの概要について、図１は、本実施形態に係る電力変換システム１０の概略回路図である。

　電力変換システム１０は、電力変換回路１と、複数（図示例では２つ）の直流端子Ｔ１１，Ｔ１２と、複数（図示例では３つ）の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３との間で電力を変換するように構成されている。電力変換回路１は、直流電力と交流電力との間で少なくとも一方向に電力の変換を行うように構成されている。複数の直流端子Ｔ１１，Ｔ１２には、蓄電池５が電気的に接続されるように構成された複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３には、電力系統６が電気的に接続される。本開示でいう「電力系統」は、電力会社等の電気事業者が需要家の受電設備に電力を供給するためのシステム全体を意味する。

　電力変換システム１０は、蓄電池５から入力される直流電力をＵ相、Ｖ相及びＷ相を有する三相の交流電力に変換し、この交流電力を電力系統６に出力（伝達）する。また、電力変換システム１０は、電力系統６から入力されるＵ相、Ｖ相及びＷ相を有する三相の交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を蓄電池５に出力する。つまり、電力変換システム１０は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２と、３つの交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３との間で双方向に電力の変換を行うように構成されている。

　言い換えると、電力変換システム１０は、蓄電池５の放電時には、蓄電池５から入力される直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を電力系統６に出力（放電）する。このとき、蓄電池５は直流電源として機能し、電力系統６はＵ相、Ｖ相及びＷ相を有する三相交流負荷」して機能する。また、電力変換システム１０は、蓄電池５の充電時には、電力系統６から入力される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を蓄電池５に出力（充電）する。このとき、蓄電池５は直流負荷として機能し、電力系統６はＵ相、Ｖ相及びＷ相を有する三相交流電源として機能する。すなわち、３つの交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３には、交流電源又は交流負荷として機能する電力系統６が電気的に接続されるように構成されている。２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２，には、直流電源又は直流負荷として機能する蓄電池５が電気的に接続されるように構成されている。

　特許文献１に記載の系統連系インバータでは、インバータの入力端子間に第１コンデンサ対が設けられていない場合、第１コンデンサ対と第２コンデンサ対との間のバイパス路を形成することができず、コモンモードノイズを抑制することが困難である。本実施形態に係る電力変換システム１０は以下の述べる構成を有して、直流側にコンデンサを設けることなくコモンモードノイズを抑制することができる。

　すなわち、本実施形態に係る電力変換回路１は、直流電力と交流電力との間で少なくとも一方向に電力の変換を行うように構成されている。電力変換回路１は、ハイサイドのアーム１１と、ローサイドのアーム１２と、フィルタ回路１３と、を備える。ハイサイドのアーム１１は、複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５を有する。複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５は、互いに異なる複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３のいずれかと接続端子Ｔ１０１との間に電気的に接続されている。ローサイドのアーム１２は、複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６を有する。複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６は、複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３のいずれかと接続端子Ｔ１０２との間に電気的に接続されている。フィルタ回路１３は、複数のコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を有し、ハイサイドのアーム１１及びローサイドのアーム１２を介して出力される交流電圧を平滑する。

　複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３には、交流電源又は交流負荷（本実施形態では電力系統６）が電気的に接続されるように構成されている。複数のコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３の各々は、複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３のいずれかと接続端子Ｔ１０３との間に電気的に接続されている。電力変換回路１では、複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５の全てをオンにする第１制御、又は複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６の全てをオンにする第２制御を行う。接続端子Ｔ１０３は、複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３を除く特定端子（本実施形態では接続端子Ｔ１０２）に電気的に接続されている。

　また、本実施形態に係る電力変換システム１０は、上述の電力変換回路１と、電力変換回路２と、を備える。電力変換回路２は、電力変換回路１の直流側（直流端子Ｔ１１，Ｔ１２側）に設けられている。電力変換回路２は、直流端子Ｔ１１、Ｔ１２での直流電力と接続端子Ｔ１０１、Ｔ１０２での直流電力との間で少なくとも一方向に電力の変換を行う。

　上述したように、本実施形態に係る電力変換回路１及び電力変換システム１０では、複数のコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３の中性点としての接続端子Ｔ１０３が、接続端子Ｔ１０１、Ｔ１０２を含む複数の端子のいずれか特定端子と電気的に接続されている。これにより、上記特定端子を介してコモンモードノイズを直流側に戻すことができ、その結果、コモンモードノイズを抑制することができる。

　接続端子Ｔ１０３を上記特定端子に接続しただけではシステムの変換効率が低下する可能性があるが、例えば、接続端子Ｔ１０３を接続端子Ｔ１０２に接続し、所定期間（後述の反転期間ＰＴｄ１）において第２制御を行うことで、システムの変換効率の低下を抑制することもできる。

　本実施形態では一例として、電力変換システム１０及び蓄電池５を含む蓄電システムが、オフィスビル、病院、商業施設及び学校等の非住宅施設に導入される場合を想定して説明する。

　近年、法人又は個人が、分散型電源（例えば、太陽電池、蓄電池又は燃料電池）から得た電力を商用電力系統に逆潮流する「売電」が拡大している。売電は、分散型電源を商用電力系統と接続する系統連系によって実現される。系統連系では、パワーコンディショナと称される電力変換システム１０を用いて、分散型電源の電力を、商用電力系統に適応した電力に変換する。本実施形態に係る電力変換システム１０は、一例として、パワーコンディショナとして用いられ、分散型電源としての蓄電池５と、電力系統６との間において、直流電力と三相交流電力とを相互に変換する。

　（２）構成
　次に、本実施形態に係る電力変換システム１０の構成について、図１を参照して説明する。

　本実施形態に係る電力変換システム１０は、電力変換回路１と、電力変換回路２と、を備えている。また、本実施形態では、電力変換回路１は、接続部３と、制御回路４と、複数（図示例では２つ）の直流端子Ｔ１１，Ｔ１２と、複数（図示例では３つ）の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３と、を更に備えている。電力変換システム１０は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２と、３つの交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３との間で電力の変換を行うシステムである。

　２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２は、直流電源又は直流負荷として機能する蓄電池５に電気的に接続されるように構成されている。３つの交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相を有する三相交流電源又は三相交流負荷として機能する電力系統６に電気的に接続されるように構成されている。ただし、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２、及び３つの交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３は、電力変換システム１０の構成要素に含まれなくてもよい。また、本開示でいう「端子」は、電線等を接続するための部品でなくてもよく、例えば、電子部品のリード、又は回路基板に含まれる導体の一部であってもよい。

　（２．１）電力変換回路１
　電力変換回路１は、例えば、三相インバータ回路である。電力変換回路１は、ハイサイドのアーム１１と、ローサイドのアーム１２と、フィルタ回路１３と、を備えている。

　ハイサイドのアーム１１は、複数の（３つの）スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５を有している。また、ローサイドのアーム１２は、複数の（３つの）スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６を有している。

　スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１６は、例えば、デプレッション型又はエンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１６の各々は、寄生ダイオードを含んでいる。各スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１６の寄生ダイオードのアノードが対応するスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１６のソースに接続され、カソードが対応するスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１６のドレインに接続されている。

　スイッチング素子Ｑ１１は、接続端子Ｔ１０１と接続端子Ｔ１０２との間において、スイッチング素子Ｑ１２に接続点Ｎ１１で電気的に直列に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１３は、接続端子Ｔ１０１と接続端子Ｔ１０２との間において、スイッチング素子Ｑ１４に接続点Ｎ１３で電気的に直列に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１５は、接続端子Ｔ１０１と接続端子Ｔ１０２との間において、スイッチング素子Ｑ１６に接続点Ｎ１５で電気的に直列に接続されている。つまり、接続端子Ｔ１０１と接続端子Ｔ１０２との間には、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の直列回路と、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の直列回路と、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の直列回路と、が電気的に並列に接続されている。

　スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５のドレインは接続端子Ｔ１０１に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６のソースは接続端子Ｔ１０２に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のドレインに電気的に接続され、スイッチング素子Ｑ１３のソースは、スイッチング素子Ｑ１４のドレインに電気的に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１５のソースは、スイッチング素子Ｑ１６のドレインに電気的に接続されている。

　複数の交流端子Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３の各々は、複数のスイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１３、Ｑ１５のうちの対応する１つのスイッチング素子の一端Ｑ１１ａ、Ｑ１３ａ、Ｑ１５ａと複数のスイッチング素子Ｑ１２、Ｑ１４、Ｑ１６のうちの対応する１つのスイッチング素子の一端Ｑ１２ａ、Ｑ１４ａ、Ｑ１６ａとに電気的に接続されている。複数のスイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１３、Ｑ１５の他端Ｑ１１ｂ、Ｑ１３ｂ、Ｑ１５ｂは接続端子Ｔ１０１に接続されている。複数のスイッチング素子Ｑ１２、Ｑ１４、Ｑ１６の他端Ｑ１２ｂ、Ｑ１４ｂ、Ｑ１６ｂは接続端子Ｔ１０２に接続されている。

　接続端子Ｔ１０１は、後述の接続部３の接続端子Ｐ３に電気的に接続されている。接続端子Ｔ１０２は、後述の接続部３の接続端子Ｎ３に電気的に接続されている。

　フィルタ回路１３は、ハイサイドのアーム１１及びローサイドのアーム１２を介して出力された矩形波状の交流電圧を平滑化する。これにより、上記交流電圧は、パルス幅に応じた振幅を持つ正弦波状の交流電圧に変換される。

　具体的には、フィルタ回路１３は、複数（図示例では３つ）のインダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３と、複数（図示例では３つ）のコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３と、を有している。インダクタＬ１１の端Ｌ１１ａは、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の接続点Ｎ１１に電気的に接続され、インダクタＬ１１の端Ｌ１１ｂは、交流端子Ｔ２１に電気的に接続されている。インダクタＬ１２の端Ｌ１２ａは、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続点Ｎ１３に電気的に接続され、インダクタＬ１２の端Ｌ１２ｂは、交流端子Ｔ２２に電気的に接続されている。インダクタＬ１３の端Ｌ１３ａは、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の接続点Ｎ１５に電気的に接続され、インダクタＬ１３の端Ｌ１３ｂは、交流端子Ｔ２３に電気的に接続されている。コンデンサＣ１１は、インダクタＬ１１の端Ｌ１１ｂと接続端子Ｔ１０３との間に電気的に接続されている。コンデンサＣ１２は、インダクタＬ１２の端Ｌ１２ｂと接続端子Ｔ１０３との間に電気的に接続されている。コンデンサＣ１３は、インダクタＬ１３の端Ｌ１３ｂと接続端子Ｔ１０３との間に電気的に接続されている。接続端子Ｔ１０３は、コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３の中性点である。

　言い換えると、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の接続点Ｎ１１は、インダクタＬ１１を介して、Ｕ相に対応する交流端子Ｔ２１に電気的に接続される。スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続点Ｎ１３は、インダクタＬ１２を介して、Ｖ相に対応する交流端子Ｔ２２に電気的に接続される。スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の接続点Ｎ１５は、インダクタＬ１３を介して、Ｗ相に対応する交流端子Ｔ２３に電気的に接続される。

　本実施形態では、接続端子Ｔ１０２は接続端子Ｔ１０３に電気的に接続されている。すなわち、接続端子Ｔ１０３は、複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３を除く特定端子（ここでは接続端子Ｔ１０２）に電気的に接続されている。さらに、本実施形態では、接続端子Ｔ１０３は、特定端子と直接的に電気的に接続されている。したがって、本実施形態では、特定端子は接続端子Ｔ１０２である。なお、接続端子Ｔ１０３は、特定端子とインダクタ又は抵抗を介して電気的に接続されていてもよい。

　（２．２）電力変換回路２
　電力変換回路２は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータである。電力変換回路２は、図１に示すように、コンデンサＣ１と、コンバータ部２１と、コンバータ部２２と、トランス２３と、を備えている。ただし、コンデンサＣ１は、電力変換回路２の構成要素に含まれなくてもよい。

　コンデンサＣ１は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２間に直列に電気的に接続されている。言い換えると、コンデンサＣ１は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２を介して蓄電池５に電気的に接続されている。コンデンサＣ１は、例えば、電解コンデンサである。コンデンサＣ１は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２間の電圧を安定させる機能を有している。

　コンバータ部２１は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２に印加される直流電圧を、例えば、２０ｋＨｚの矩形波状の高周波の交流電圧に変換し、トランス２３の一次巻線２３１に供給する高周波インバータである。

　コンバータ部２１は、図１に示すように、複数（図示例では４つ）のスイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４を有している。複数のスイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４の各々は、例えば、デプレッション型又はエンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４の各々は、寄生ダイオードを含んでいる。各スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４の寄生ダイオードのアノードが対応するスイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４のソースに接続され、カソードが対応するスイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４のドレインに接続されている。

　スイッチング素子Ｑ２１は、接続端子Ｔ１０４と接続端子Ｔ１０５との間において、スイッチング素子Ｑ２２に接続点Ｎ２１で電気的に直列に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ２３は、接続端子Ｔ１０４に接続点Ｎ２３で接続端子Ｔ１０５との間において、スイッチング素子Ｑ２４と電気的に直列に接続されている。つまり、接続端子Ｔ１０４と接続端子Ｔ１０５との間には、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４の直列回路と、が電気的に並列に接続されている。

　接続端子Ｔ１０４は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２のうち、高電位（正極）側の直流端子Ｔ１１と電気的に接続されている。また、接続端子Ｔ１０５は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２のうち、低電位（負極）側の直流端子Ｔ１２と電気的に接続されている。すなわち、接続端子Ｔ１０４及び接続端子Ｔ１０５には、接続端子Ｔ１０４の高電位が接続端子Ｔ１０５の電位より高くなるように直流電圧が印加される。

　スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２３のドレインは接続端子Ｔ１０４に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のソースは接続端子Ｔ１０５に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２１のソースは、スイッチング素子Ｑ２２のドレインに接続点Ｎ２１で電気的に接続され、スイッチング素子Ｑ２３のソースは、スイッチング素子Ｑ２４のドレインに接続点Ｎ２３で電気的に接続されている。

　コンバータ部２２は、トランス２３の二次巻線２３２に交互に供給される正及び負の極性を持つ矩形波状の交流電圧を、正の極性を持つ電圧に変換し、接続部３の接続端子Ｐ３、Ｎ３間に供給する。ここでは、２つの接続端子Ｐ３，Ｎ３のうち、相対的に、接続端子Ｐ３が高電位（正極）であり、接続端子Ｎ３が低電位（負極）となるように、すなわち接続端子Ｐ３の電位が接続端子Ｎ３の電位より高くなるように、接続端子Ｐ３，Ｎ３間に直流電圧が供給される。

　コンバータ部２２は、図１に示すように、複数（図示例では４つ）のスイッチング素子Ｑ２５～Ｑ２８を有している。複数のスイッチング素子Ｑ２５～Ｑ２８の各々は、例えば、デプレッション型又はエンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ２５～Ｑ２８の各々は、寄生ダイオードを含んでいる。各スイッチング素子Ｑ２５～Ｑ２８の寄生ダイオードのアノードが対応するスイッチング素子Ｑ２５～Ｑ２８のソースに接続され、カソードが対応するスイッチング素子Ｑ２５～Ｑ２８のドレインに接続されている。

　スイッチング素子Ｑ２５は、接続端子Ｐ３，Ｎ３間において、スイッチング素子Ｑ２６に接続点Ｎ２５で電気的に直列に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ２７は、接続端子Ｐ３，Ｎ３間において、スイッチング素子Ｑ２８に接続点Ｎ２７で電気的に直列に接続されている。つまり、接続端子Ｐ３，Ｎ３間には、スイッチング素子Ｑ２５，Ｑ２６の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２７，Ｑ２８の直列回路と、が電気的に並列に接続されている。

　スイッチング素子Ｑ２５，Ｑ２７のドレインは接続端子Ｐ３に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２６，Ｑ２８のソースは接続端子Ｎ３に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２５のソースは、スイッチング素子Ｑ２６のドレインに接続点Ｎ２５で電気的に接続され、スイッチング素子Ｑ２７のソースは、スイッチング素子Ｑ２８のドレインに接続点Ｎ２７で電気的に接続されている。

　トランス２３は、互いに磁気的に結合された一次巻線２３１及び二次巻線２３２を有している。一次巻線２３１の第１端は、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の接続点Ｎ２１に電気的に接続され、一次巻線２３１の第２端は、スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４の接続点Ｎ２３に電気的に接続されている。二次巻線２３２の第１端は、スイッチング素子Ｑ２５，Ｑ２６の接続点Ｎ２５に電気的に接続され、二次巻線２３２の第２端は、スイッチング素子Ｑ２７，Ｑ２８の接続点Ｎ２７に電気的に接続されている。本実施形態では、一次巻線２３１の第１端及び二次巻線２３２の第１端が巻線の巻き始めであり、一次巻線２３１の第２端及び二次巻線２３２の第２端が巻線の巻き終わりである。また、一次巻線２３１及び二次巻線２３２の巻数比は、例えば、１：１である。一次巻線２３１及び二次巻線２３２の巻数比は、電力変換システム１０の仕様等に応じて任意に変更することができる。

　要するに、電力変換回路２は、複数のスイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２８と、複数のスイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２８と電気的に接続されているトランス２３と、を有している。また、トランス２３は、互いに磁気的に結合された一次巻線２３１及び二次巻線２３２を含む。そして、電力変換回路２は、図１に示すように、上述の電力変換回路１の直流側に設けられており、端子Ｔ１０１、Ｔ１０２に接続されている。

　（２．３）接続部３
　接続部３は、コンバータ部２２を介してトランス２３の二次巻線２３２に電気的に接続されている。さらに、接続部３には、電力変換回路１が電気的に接続されている。言い換えると、接続部３は、コンバータ部２２と電力変換回路１に電気的に接続する。接続部３は、上述したように、接続端子Ｐ３と、接続端子Ｎ３と、を含む。そして、接続端子Ｎ３に対する接続端子Ｐ３の電圧が正となるように、つまり接続端子Ｎ３の電位より接続端子Ｐ３の電位が高くなるように、コンバータ部２２が動作する。

　接続部３は、上述した２つの接続端子Ｐ３，Ｎ３と、複数（図示例では２つ）のダイオードＤ１，Ｄ２と、複数（図示例では２つ）のスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２と、インダクタＬ３１と、複数（図示例では２つ）のコンデンサＣ３１，Ｃ３２と、を有している。接続部３は、トランス２３の二次巻線２３２に電気的に接続されたスナバ回路である。

　ダイオードＤ１は、接続端子Ｐ３，Ｎ３間において、コンデンサＣ３１に接続点Ｎ３１で電気的に直列に接続されている。ダイオードＤ２は、接続端子Ｐ３，Ｎ３間において、コンデンサＣ３２に接続点Ｎ３３で電気的に直列に接続されている。ダイオードＤ１のアノードは、接続端子Ｐ３に電気的に接続され、ダイオードＤ１のカソードは、コンデンサＣ３１を介して接続端子Ｎ３に電気的に接続されている。ダイオードＤ２のアノードは、コンデンサＣ３２を介して接続端子Ｎ３に電気的に接続され、ダイオードＤ２のカソードは、接続端子Ｐ３に電気的に接続されている。つまり、ダイオードＤ１とダイオードＤ２とは、接続端子Ｐ３，Ｎ３間において互いに逆向きに接続されている。

　スイッチング素子Ｑ３１は、インダクタＬ３１に接続点Ｎ３３で接続されている。スイッチング素子Ｑ３１は、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ３１の接続点Ｎ３１と、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ３２の接続点Ｎ３２との間に、インダクタＬ３１を介して電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ３２は、スイッチング素子Ｑ３１及びインダクタＬ３１の接続点と接続端子Ｎ３との間に電気的に接続されている。

　（２．４）制御回路
　制御回路４は、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するコンピュータシステムを主構成とする。すなわち、コンピュータシステムの１以上のメモリに記録されたプログラムを、１以上のプロセッサが実行することにより、制御回路４の機能が実現される。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよく、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

　制御回路４は、電力変換回路１及び電力変換回路２を制御するように構成されている。制御回路４は、電力変換回路１に対しては、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５、及びローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６をそれぞれ駆動するための駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６を出力する。また、制御回路４は、電力変換回路２に対しては、スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２８をそれぞれ駆動するための駆動信号Ｓｉｇ７～Ｓｉｇ１４を出力する。駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ１４の各々は、ハイレベルとローレベルとで切り替わる二値信号からなるＰＷＭ信号である。

　ここで、駆動信号Ｓｉｇ１はスイッチング素子Ｑ１１に対応し、駆動信号Ｓｉｇ２はスイッチング素子Ｑ１２に対応し、駆動信号Ｓｉｇ３はスイッチング素子Ｑ１３に対応している。また、駆動信号Ｓｉｇ４はスイッチング素子Ｑ１４に対応し、駆動信号Ｓｉｇ５はスイッチング素子Ｑ１５に対応し、駆動信号Ｓｉｇ６はスイッチング素子Ｑ１６に対応している。

　さらに、駆動信号Ｓｉｇ７はスイッチング素子Ｑ２１に対応し、駆動信号Ｓｉｇ８はスイッチング素子Ｑ２２に対応し、駆動信号Ｓｉｇ９はスイッチング素子Ｑ２３に対応し、駆動信号Ｓｉｇ１０はスイッチング素子Ｑ２４に対応している。また、駆動信号Ｓｉｇ１１はスイッチング素子Ｑ２５に対応し、駆動信号Ｓｉｇ１２はスイッチング素子Ｑ２６に対応し、駆動信号Ｓｉｇ１３はスイッチング素子Ｑ２７に対応し、駆動信号Ｓｉｇ１４はスイッチング素子Ｑ２８に対応している。

　（３）動作
　次に、本実施形態に係る電力変換回路１及び電力変換システム１０の動作について説明する。

　本実施形態に係る電力変換システム１０は、直流端子Ｔ１１，Ｔ１２と交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３との間で、トランス２３を介して、双方向に電力を変換（伝達）するように構成されている。つまり、電力変換システム１０は、インバータモードと、コンバータモードとの２つの動作モードを有している。インバータモードでは、直流端子Ｔ１１，Ｔ１２に入力される直流電力を三相の交流電力に変換し、この交流電力を交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３から出力する。コンバータモードでは、交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３に入力される三相の交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を直流端子Ｔ１１，Ｔ１２から出力する。コンバータモードではスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１６がオフであり、それらのスイッチング素子の寄生ダイオードで三相交流を整流して直流に変換して電力変換回路２に送る。インバータモード、コンバータモードともにトランス２３を用いた部分共振によりソフトスイッチングを実現することができる。

　言い換えると、インバータモードでは、交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３の間において、電力系統６を介して電流が流れる向きと同じ向きに電圧降下が発生する、つまり、同極性の電圧と電流とが発生する。コンバータモードでは、交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３の間において、電力系統６を介して電流が流れる向きと逆の向きに電圧降下が発生する、つまり、異極性の電圧と電流とが発生する。

　制御回路４は、コンバータモードでは接続端子Ｔ１０１、Ｔ１０２から接続端子Ｔ１０４、Ｔ１０５に直流電力を供給し、インバータモードでは接続端子Ｔ１０４、Ｔ１０５から接続端子Ｔ１０１、Ｔ１０２に直流電力を供給するように構成されている。

　以下では、電力変換システム１０が、直流電力を、周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの三相の交流電力に変換するインバータモードでの動作を例に説明する。以下に例示する動作では、スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２８の駆動周波数が２０ｋＨｚである。

　（３．１）比較例１
　図２Ａは、比較例１に係る電力変換システム５１０の概略回路図である、図２Ａにおいて、図１に示す実施形態に係る電力変換システム１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。比較例１に係る電力変換システム５１０では、に示す電力変換システム１０の制御回路４の代わりに制御回路５０４を備え、接続端子Ｔ１０２は接続端子Ｔ１０３に接続されていない。

　図２Ｂは、比較例１に係る電力変換システムの５１０インバータモードにおける動作を示す波形図である。図２Ｂにおいて、制御回路５０４が出力する駆動信号のレベルすなわちスイッチング素子のオン、オフの状態を示し、横軸は時間を示す。

　図２Ｂでは、上段から順に、駆動信号Ｓｉｇ８，９，１２，１３と、駆動信号Ｓｉｇ７，１０，１１，１４と、駆動信号Ｓｉｇ１と、駆動信号Ｓｉｇ２と、駆動信号Ｓｉｇ３と、駆動信号Ｓｉｇ４と、駆動信号Ｓｉｇ５と、駆動信号Ｓｉｇ６と、電流Ｉ２を示す。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ１４の各々は、対応する駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ１４がハイレベルのときにオンとなり、ローレベルのときにオフとなる。また、電流Ｉ２は、トランス２３の二次巻線２３２から接続端子Ｐ３に流れる電流である。

　制御回路５０４は、トランス２３の一次巻線２３１に正の電圧と負の電圧とが交互に印加されるように、コンバータ部２１を制御する。また、制御回路４は、接続端子Ｎ３の電位より接続端子Ｐ３の電位が高くなるように、コンバータ部２２を制御する。

　具体的には、制御回路５０４は、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８をオンしているときに、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７をオフする。また、制御回路５０４は、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８をオフしているときに、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７をオンする。ここで、制御回路５０４は、スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２８を同じデューティ比で制御する。本実施形態では、スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２８のデューティ比は、０．５（実質的に５０％）である。

　すなわち、制御回路４は、トランス２３の一次巻線２３１及び二次巻線２３２に高周波の交流電圧が供給されるようにコンバータ部２１を制御し、かつ接続端子Ｐ３が正の極性を持つ電圧が供給されるようにコンバータ部２２を制御する。

　制御回路５０４は、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１６の各々をオン又はオフすることによって、交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３から出力される電圧又は電流の少なくとも一方の振幅を制御する。

　制御回路５０４は、一次巻線２３１に印加される電圧の極性が反転する反転期間ＰＴｄ１を含む期間ＰＴ１には、電力変換回路１と電力変換回路２との間で電力が伝達されないように電力変換回路１を制御する。言い換えると、電力変換回路１では、一次巻線２３１に印加される電圧の極性が反転する反転タイミングである反転期間ＰＴｄ１において、電力変換回路１と電力変換回路２との間で電力が伝達されないように制御回路５０４はハイサイドのアーム１１及びローサイドのアーム１２を制御する。反転期間ＰＴｄ１ではスイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２８がオフである。また、制御回路５０４は、期間ＰＴ１とは異なる期間ＰＴ２において、電力変換回路２から電力変換回路１に向かう第１方向又は第１方向とは逆の第２方向で電力が伝達されるように電力変換回路１を制御する。

　図３から図６は、図２Ａに示す電力変換システム５１０の部分回路図である。図３から図６では、６つのスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１６のうち、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４のみを図示し、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の図示を省略している。また、図３から図６では、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４のオン／オフが分かりやすいように、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４を図示している。具体的には、制御回路５０４は、以下に説明する第１～第４のモードを繰り返すように動作する。

　第１モードにおいて、制御回路５０４は、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８がオンになり、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７がオフとなるように、コンバータ部２１及びコンバータ部２２に駆動信号Ｓｉｇ７～Ｓｉｇ１４を出力する。このとき、電力変換回路１では、例えば、図３に示すように、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がオンになり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がオフになっており、電流Ａ１が流れる。

　第２モードにおいて、制御回路５０４は、ローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオフになり、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオンとなるように、電力変換回路１に駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６を出力する。これにより、例えば、図４に示すように、電力変換回路１内で電流Ａ２が循環する循環モードとなる。このとき、電力変換回路２では、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８がオンであり、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７がオフである。

　第３モードにおいて、制御回路５０４は、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７がオンとなり、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８がオフとなるように、コンバータ部２１及びコンバータ部２２に駆動信号Ｓｉｇ７～Ｓｉｇ１４を出力する。このとき、電力変換回路１では、例えば、図５に示すように、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がオンになり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がオフになっており、電流Ａ３が流れる。

　第４モードにおいて、制御回路５０４は、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオフとなり、ローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオンとなるように、電力変換回路１に駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６を出力する。これにより、例えば、図６に示すように、電力変換回路１内で電流Ａ４が循環する循環モードとなる。このとき、電力変換回路２では、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７がオンであり、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８がオフである。

　制御回路５０４は、上述の第１モード、第２モード、第３モード及び第４モードの動作を、この順で繰り返す。すなわち、第１モード及び第３モードは、上述の期間ＰＴ２においてそれぞれ行われ、第２モード及び第４モードは、上述の期間ＰＴ１においてそれぞれ行われる。

　期間ＰＴ１には、反転期間ＰＴｄ１と循環期間とが割り当てられ、期間ＰＴ２には、供給期間が割り当てられる。電力変換システム５１０がインバータモードで動作している場合、期間ＰＴ２には上述のように供給期間が割り当てられるが、電力変換システム５１０がコンバータモードで動作している場合、期間ＰＴ２には回生期間が割り当てられる。循環期間では、上述の循環モードが行われる。供給期間では、電力変換システム５１０は電力系統６に交流電力を供給する。回生期間は、電気エネルギを回生する期間である。すなわち、上述の第１モード及び第３モードの各々は期間ＰＴ２において実行され、上述の第２モード及び第４モードの各々は期間ＰＴ１において実行される。

　図７は、比較例１に係る電力変換システム５１０のシミュレーション結果である。図７は、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６のそれぞれの両端電圧Ｖ１２、Ｖ１４、Ｖ１６を示す。図７は、トランス２３の二次巻線２３２の両端電圧Ｖ２を示し、二次巻線２３２から接続端子Ｐ３に流れる電流Ｉ２を示す。図７は、交流経路に発生する対地電流Ｉａｃを示し、は、直流経路に発生する対地電流Ｉｄｃを示す。

　図７に示すように、比較例１に係る電力変換システム５１０では、対地電流Ｉａｃ，Ｉｄｃがともに大きく、コモンモードノイズが問題となる。

　（３．２）比較例２
　図８Ａは、比較例２に係る電力変換システム５１０ａの電力変換システムの概略回路図である。図８Ａにおいて、図２Ａに示す比較例１に係る電力変換システム５１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。比較例２に係る電力変換システム５１０ａでは、上述のコモンモードノイズを抑制するために、図８Ａに示すように、接続端子Ｔ１０２が接続端子Ｔ１０３に直接的に電気的に接続されている。以下、比較例２に係る電力変換システム５１０ａの動作について説明する。図８Ｂから図１１は電力変換システム５１０ａの部分回路図である。図８Ａ～図１１は、６つのスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１６のうちスイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４のみを図示し、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の図示を省略している。また、図８Ａ～図１１では、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４のオン／オフが分かりやすいように、スイッチング素子Ｑ１１～Ｑ１４を図示している。

　比較例２に係る電力変換システム５１０ａでは、制御回路５０４は、以下に説明する第１～第４のモードを繰り返すように動作する。

　第１モードにおいて、制御回路５０４は、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８がオンとなり、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７がオフとなるように、コンバータ部２１及びコンバータ部２２に駆動信号Ｓｉｇ７～Ｓｉｇ１４を出力する。このとき、電力変換回路１では、例えば、図８Ｂに示すように、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がオンになり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がオフになっており、電流Ｂ１が流れる。

　第２モードにおいて、制御回路５０４は、ローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオフとなり、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオンとなるように、電力変換回路１に駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ４を出力する。このとき、電力変換回路１では、例えば、図９に示すように、電力変換回路１内で循環することなく、トランス２３の二次側に電流Ｂ２、Ｂ３が流れる。このとき、電力変換回路２では、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８がオンであり、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７がオフである。

　第３モードにおいて、制御回路５０４は、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７がオンとなり、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８がオフとなるように、コンバータ部２１及びコンバータ部２２に駆動信号Ｓｉｇ７～Ｓｉｇ１４を出力する。このとき、電力変換回路１では、例えば、図１０に示すように、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１４がオンになり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１３がオフになっており、電流Ｂ４が流れる。

　第４モードにおいて、制御回路５０４は、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオフとなり、ローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオンとなるように、電力変換回路１に駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６を出力する。これにより、例えば、図１１に示すように、電力変換回路１内で電流Ｂ５が循環する循環モードとなる。このとき、電力変換回路２では、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２６，Ｑ２７がオンであり、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２８がオフである。

　図１２は、比較例２に係る電力変換システムのシミュレーション結果である。図１２は、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６のそれぞれの両端電圧Ｖ１２、Ｖ１４、Ｖ１６を示す。図１２は、トランス２３の二次巻線２３２の両端電圧Ｖ２を示し、二次巻線２３２から接続端子Ｐ３に流れる電流Ｉ２を示す。図１２は、交流経路に発生する対地電流Ｉａｃを示し、直流経路に発生する対地電流Ｉｄｃを示す。

　図１２に示すように、比較例２に係る電力変換システム５１０ａでは、比較例１に係る電力変換システム５１０に比べて、対地電流Ｉａｃ，Ｉｄｃが小さくなっており、コモンモードノイズを抑制できている。

　しかしながら、比較例２に係る電力変換システム５１０ａでは、上述したように、第２モードにおいてトランス２３の二次側に電流が流れることで、電力変換システム５１０ａの変換効率が低下する場合がある。

　より詳細には、接続端子Ｔ１０２が接続端子Ｔ１０３に直接的に接続されていない比較例１の電力変換システム５１０では、図７に示すように、期間ＰＴ１における電流Ｉ２がほぼゼロであるが、比較例２の電力変換システム５１０ａでは、接続端子Ｔ１０２が接続端子Ｔ１０３に直接的に接続されていることで期間ＰＴ１において電流Ｉ２が流れ（図１２参照）、これによりトランス２３の二次側の損失、及びコンバータ部２２のスイッチング損失が生じ、変換効率が低下する場合がある。

　（３．３）実施例
　図１に示す本実施形態に係る電力変換システム１０では、上述のコモンモードノイズを抑制しつつ、電力変換システム１０の変換効率の低下を抑制することができる。以下、本実施形態に係る電力変換システム１０の動作について説明する。図１３は、実施形態に係る電力変換システム１０の動作を示す波形図である。

　制御回路４は、比較例１、２の電力変換システム５１０、５１０ａの制御回路５０４の上述の動作に加えて以下の動作を行う。本実施形態に係る電力変換システム１０では、上述の第２モード（循環モード）が実行される期間ＰＴ１において、制御回路４は、図１３に示すように、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオフとなり、ローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオンとなるように、電力変換回路１に駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６を出力する。これにより、電力変換回路１では、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオフとなり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオンとなる。すなわち、本実施形態に係る電力変換回路１では、上述の第２モードが実行される期間ＰＴ１において、複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６の全てをオンにする第２制御を行う。言い換えると、本実施形態に係る電力変換回路１では、特定端子が接続端子Ｔ１０２であり、制御回路４は第２制御を行う。

　特に、本実施形態に係る電力変換システム１０では、図１３に示すように、第２制御を行う期間を、トランス２３の一次巻線２３１に印加される電圧の極性が反転する反転期間ＰＴｄ１と一致させている。すなわち、本実施形態に係る電力変換回路１では、制御回路４が第２制御を行う期間を、一次巻線２３１に印加される電圧の極性が反転する反転タイミングと同期させている。さらに言い換えると、本実施形態に係る電力変換回路１では、制御回路４は第２制御を、電力変換回路１の直流側に設けられている電力変換回路２の制御と同期させている。

　図１４は、実施形態に係る電力変換システム１０のシミュレーション結果を示す図である。上記の動作の結果、図１４に示すように、比較例１に係る電力変換システム５１０に比べて、対地電流Ｉａｃ，Ｉｄｃが小さくなっており、コモンモードノイズを抑制することができる。また、この場合、図１１に示すように、電力変換回路１内で電流が循環する循環モードになるため、上述の第２モードが実行される期間ＰＴ１における電流Ｉ２は、図１４に示すように、ほぼゼロになる。すなわち、本実施形態に係る電力変換システム１０では、比較例２に係る電力変換システム５１０で発生するトランス２３の二次側に流れる電流が発生しないため、電力変換システム１０の変換効率の低下を抑制することができる。

　（４）変形例
　上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、上述の実施形態に係る電力変換回路１と同様の機能は、電力変換回路１の制御方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。

　一態様に係る電力変換回路１の制御方法は、直流電力と交流電力との間で少なくとも一方向に電力の変換を行い、ハイサイドのアーム１１と、ローサイドのアーム１２と、フィルタ回路１３と、を備える電力変換回路１の制御方法である。ハイサイドのアーム１１は、複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５を有する。複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５は、互いに異なる複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３のいずれかと接続端子Ｔ１０１との間に電気的に接続されている。ローサイドのアーム１２は、複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６を有する。複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６は、複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３のいずれかと接続端子Ｔ１０２との間に電気的に接続されている。フィルタ回路１３は、複数のコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を有し、ハイサイドのアーム１１及びローサイドのアーム１２を介して出力される交流電圧を平滑する。

　複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３には、交流電源又は交流負荷（本実施形態では電力系統６）が電気的に接続されている。複数のコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３の各々は、複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３のいずれかと接続端子Ｔ１０３との間に電気的に接続されている。接続端子Ｔ１０３は、複数の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３を除く特定端子（本実施形態では接続端子Ｔ１０２）に電気的に接続されている。電力変換回路１の制御方法では、複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５の全てをオンにする第１制御、又は複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６の全てをオンにする第２制御を行う。

　一態様に係るプログラムは、上述の電力変換回路１の制御方法を１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。

　以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

　（４．１）変形例１
　図１５Ａは、実施形態の変形例１に係る電力変換システム１０ａの概略回路図である。図１５Ａにおいて、図１に示す電力変換システム１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。図１に示す電力変換システム１０では、接続端子Ｔ１０２が接続端子Ｔ１０３に直接的に電気的に接続されている。制御回路４は、トランス２３の一次巻線２３１に印加される電圧の極性が反転する反転タイミング（反転期間ＰＴｄ１）に、複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６の全てをオフにする第２制御を行う。

　これに対して、図１５Ａに示す変形例１の電力変換システム１０ａでは、接続端子１０３は、接続端子Ｔ１０２ではなく接続端子Ｔ１０１に直接的に電気的に接続されている。電力変換システム１０ａは、図１に示す電力変換システム１０の制御回路４の代わりに制御回路４ａを備える。制御回路４ａがスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５をオフにし、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６をオンにする第４モードにおいて、電力変換回路１内で電流が循環することなくトランス２３の二次側に流れる。

　図１５Ｂは、電力変換システム１０ａの動作を示す波形図である。図１５Ｂにおいて、図１３と同じ要素には同じ参照番号を付す。制御回路４ａは、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオンとなり、ローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオフとなるように、電力変換回路１に駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６を出力する。これにより、電力変換回路１では、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオンとなり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオフとなる。その結果、上述の第４モードが実行される期間ＰＴ１において、電力変換回路１内で電流が循環する循環モードとなり、同様に、コモンモードノイズを抑制しつつ、電力変換システム１０の変換効率の低下を抑制することができる。

　すなわち、変形例１に係る電力変換システム１０ａの電力変換回路１では、接続端子Ｔ１０３が接続端子Ｔ１０１に直接的に電気的に接続されており、制御回路４ａは、複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５の全てをオンにする第１制御を行う。言い換えると、変形例１に係る電力変換回路１では、特定端子が接続端子Ｔ１０１であり、制御回路４ａは第１制御を行う。

　（４．２）変形例２
　図１６は、実施形態の変形例２に係る電力変換システム１０ｂの概略回路図である。図１６において、図１に示す電力変換システム１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。図１に示す電力変換システム１０では、接続端子Ｔ１０２が接続端子Ｔ１０３に直接的に電気的に接続されている。制御回路４はトランス２３の一次巻線２３１に印加される電圧の極性が反転する反転タイミング（反転期間ＰＴｄ１）に同期させて、複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６の全てをオフにする第２制御を行っている。

　これに対して、図１６に示す変形例２の電力変換システム１０ｂでは、接続端子Ｔ１０３は、接続端子１０２ではなく接続端子Ｔ１０５に直接的に電気的に接続されている。制御回路４がスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５をオンにし、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６をオフにする第２モード（図９参照）において、電力変換回路１内で電流が循環することなく、トランス２３の二次側に流れる。したがって、制御回路４は、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオフとなり、ローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオンとなるように、電力変換回路１に駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６を出力する。これにより、電力変換回路１では、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオフとなり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオンとなる。その結果、上述の第２モードが実行される期間ＰＴ１において、電力変換回路１内で電流が循環する循環モードとなり、同様に、コモンモードノイズを抑制しつつ、電力変換システム１０の変換効率の低下を抑制することができる。

　すなわち、変形例２に係る電力変換システム１０ｂの電力変換回路１では、特定端子は、直流電源又は直流負荷である蓄電池５が電気的に接続される２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２の一方の直流端子Ｔ１２に電気的に接続されている接続端子Ｔ１０５である。また、変形例２に係る電力変換回路１では、特定端子は接続端子Ｔ１０５であり、制御回路４は複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６の全てをオンにする第２制御を行う。

　（４．３）変形例３
　図１７は、実施形態の変形例３に係る電力変換システム１０ｃの概略回路図である。図１６において、図１に示す電力変換システム１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。図１に示す電力変換システム１０では、接続端子Ｔ１０２が接続端子Ｔ１０３に直接的に電気的に接続されており、トランス２３の一次巻線２３１に印加される電圧の極性が反転する反転タイミング（反転期間ＰＴｄ１）に、制御回路４は複数の）スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６の全てをオフにする第２制御を行っている。

　これに対して、図１７に示す変形例３の電力変換システム１０ｂでは、接続端子Ｔ１０３は、接続端子１０２ではなく接続端子Ｔ１０４に直接的に電気的に接続されている。制御回路４がスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５をオフにし、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６をオンにする第４モードにおいて、電力変換回路１内で電流が循環することなく、トランス２３の二次側に流れる。したがって、制御回路４は、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオンとなり、ローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオフとなるように、電力変換回路１に駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６を出力する。これにより、電力変換回路１では、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がオンとなり、スイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がオフとなる。その結果、上述の第４モードが実行される期間ＰＴ１において、電力変換回路１内で電流が循環する循環モードとなり、同様に、コモンモードノイズを抑制しつつ、電力変換システム１０の変換効率の低下を抑制することができる。

　すなわち、変形例３に係る電力変換システム１０ｃの電力変換回路１では、特定端子は、直流電源又は直流負荷である蓄電池５が電気的に接続される２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２の一方の直流端子Ｔ１１に電気的に接続されている接続端子Ｔ１０４である。また、変形例３に係る電力変換システム１０ｃの電力変換回路１では、特定端子が接続端子Ｔ１０４であり、制御回路４は複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５の全てをオンにする第１制御を行う。

　（４．４）変形例４
　図１８は、実施形態の変形例４に係る電力変換システム１０ｄの概略回路図である。図１８において、図１に示す電力変換システム１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。電力変換回路１については、図１に示す電力変換システム１０と同様であり、ここでは説明を省略する。

　変形例４に係る電力変換システム１０ｄは、図１８に示すように、電力変換回路１と、電力変換回路２ａと、接続部３ａと、制御回路４と、コンバータ回路７と、を備えている。また、変形例４に係る電力変換システム１０ｄは、複数（図示例では２つ）の直流端子Ｔ１１，Ｔ１２と、複数（図示例では３つ）の交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３と、複数（図示例では２つ）の直流端子Ｔ３１，Ｔ３２と、を更に備えている。

　２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２は、蓄電池５が電気的に接続されるように構成されている。３つの交流端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３には、電力系統６が電気的に接続されるように構成されている。２つの直流端子Ｔ３１，Ｔ３２には、太陽電池９が電気的に接続されるように構成されている。

　（４．４．１）電力変換回路２ａ
　電力変換回路２ａは、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータである。電力変換回路２ａは、図１８に示すように、コンデンサＣ１と、コンバータ部２１と、コンバータ部２２と、トランス２３と、を備えている。ただし、コンデンサＣ１は、電力変換回路２ａに含まれなくてもよい。

　コンデンサＣ１は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２間に電気的に接続されている。言い換えると、コンデンサＣ１は、２つの直流端子Ｔ１１，Ｔ１２を介して蓄電池５に接続されている。コンデンサＣ１は、例えば、電解コンデンサである。コンデンサＣ１は、直流端子Ｔ１１，Ｔ１２間の電圧を安定させる機能を有している。

　コンバータ部２１は、複数（図示例では２つ）のスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２を有している。コンバータ部２２は、複数（図示例では２つ）のスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４を有している。スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４の各々は、例えば、デプレッション型又はエンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４の各々は、寄生ダイオードを含んでいる。各スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４の寄生ダイオードは、アノードが対応するスイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４のソースに電気的に接続され、カソードが対応するスイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４のドレインに電気的に接続されている。

　トランス２３は、互いに磁気結合された一次巻線２３１及び二次巻線２３２を有している。一次巻線２３１は、コンバータ部２１を介してコンデンサＣ１に電気的に接続されている。二次巻線２３２は、コンバータ部２２を介して接続部３ａに電気的に接続されている。

　トランス２３は、一例として、センタータップ付きの高周波絶縁トランスである。トランス２３の一次巻線２３１は、一次側センタータップＣＴ１で互いに直列に接続された２つの巻線Ｌ２１１，Ｌ２１２よりなる直列回路にて構成されている。同様に、トランス２３の二次巻線２３２は、二次側センタータップＣＴ２で互いに直列に接続された２つの巻線Ｌ２２１，Ｌ２２２よりなる直列回路にて構成されている。つまり、２つの巻線Ｌ２１１，Ｌ２１２が互いに電気的に直列に接続され、一次巻線２３１を構成する。同様に、２つの巻線Ｌ２２１，Ｌ２２２が互いに電気的に直列に接続され、二次巻線２３２を構成する。一次側センタータップＣＴ１は、コンデンサＣ１の正極側（直流端子Ｔ１１側）の端子に電気的に接続されている。二次側センタータップＣＴ２は、接続端子Ｐ３に電気的に接続されている。巻線Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２２１，Ｌ２２２の巻数比は、例えば、１：１：１：１である。巻線Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２２１，Ｌ２２２の巻数比は、電力変換システム１０ｄの仕様等に応じて適宜に変更することができる。

　（４．４．２）接続部
　接続部３ａは、図１８に示すように、コンバータ部２２を介してトランス２３の二次巻線２３２に電気的に接続されている。さらに、接続部３ａには、電力変換回路１が電気的に接続されている。言い換えると、接続部３ａは、コンバータ部２２及び電力変換回路１間を電気的に接続する。接続部３ａは、上述したように、接続端子Ｐ３と、接続端子Ｎ３と、を含む。接続端子Ｎ３に対する接続端子Ｐ３の電圧が正となるように、つまり接続端子Ｎ３の電位より接続端子Ｐ３の電位が高くなるように、コンバータ部２２が動作する。

　接続部３ａは、上述した２つの接続端子Ｐ３，Ｎ３と、複数（図示例では２つ）のダイオードＤ１，Ｄ２と、抵抗Ｒ１と、複数（図示例では２つ）のコンデンサＣ３１，Ｃ３２と、を有している。接続部３ａは、二次巻線２３２に電気的に接続されたスナバ回路である。ダイオードＤ１は、接続端子Ｐ３，Ｎ３間において、コンデンサＣ３１と接続点Ｎ３１で電気的に直列に接続されている。ダイオードＤ２は、接続端子Ｐ３，Ｎ３間において、コンデンサＣ３２と接続点Ｎ３２で電気的に直列に接続されている。ダイオードＤ１のアノードは、接続端子Ｐ３に電気的に接続され、ダイオードＤ１のカソードは、コンデンサＣ３１を介して接続端子Ｎ３に電気的に接続されている。ダイオードＤ２のアノードは、コンデンサＣ３２を介して接続端子Ｎ３に電気的に接続され、ダイオードＤ２のカソードは、接続端子Ｐ３に電気的に接続されている。つまり、ダイオードＤ１とダイオードＤ２とは、接続端子Ｐ３，Ｎ３間において互いに逆向きに接続されている。抵抗Ｒ１は、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ３１が接続された接続点Ｎ３１と、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ３２が接続された接続点Ｎ３２との間に直列に接続点Ｎ３１、Ｎ３２に電気的に接続されている。

　（４．４．３）制御回路４
　制御回路４は、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するコンピュータシステムを主構成とする。すなわち、コンピュータシステムの１以上のメモリに記録されたプログラムを、１以上のプロセッサが実行することにより、制御回路４の機能が実現される。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよく、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

　制御回路４は、電力変換回路１、電力変換回路２ａ及びコンバータ回路７を制御するように構成されている。制御回路４は、電力変換回路１に対しては、ハイサイドのアーム１１のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５、及びローサイドのアーム１２のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６をそれぞれ駆動するための駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６を出力する。また、制御回路４は、電力変換回路２ａに対しては、スイッチング素子Ｑ２１～Ｑ２４をそれぞれ駆動するための駆動信号Ｓｉｇ７～Ｓｉｇ１０を出力する。制御回路４は、コンバータ回路７に対しては、スイッチング素子Ｑ７１，Ｑ７２をそれぞれ駆動するための駆動信号Ｓｉｇ１１，１２を出力する。駆動信号Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ１２の各々は、ハイレベルとローレベルとで切り替わる二値信号からなるＰＷＭ信号である。

　（４．４．４）コンバータ回路
　コンバータ回路７は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータである。より詳細には、コンバータ回路７は、太陽電池９から入力される直流電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路である。コンバータ回路７は、図１８に示すように、コンデンサＣ２と、インダクタＬ１と、２つのスイッチング素子Ｑ７１，７２と、を備えている。ただし、コンデンサＣ２は、コンバータ回路７に含まれなくてもよい。

　コンデンサＣ２は、２つの直流端子Ｔ３１，Ｔ３２間に電気的に接続されている。言い換えると、コンデンサＣ２は、２つの直流端子Ｔ３１，Ｔ３２を介して太陽電池９に接続されている。コンデンサＣ２は、例えば、電解コンデンサである。コンデンサＣ２は、直流端子Ｔ３１，Ｔ３２間の電圧を安定させる機能を有している。

　スイッチング素子Ｑ７１，Ｑ７２の各々は、例えば、デプレッション型又はエンハンスメント型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。高電位側のスイッチング素子Ｑ７１は、接続端子Ｐ３，Ｎ３間において、低電位側のスイッチング素子Ｑ７２と接続点Ｎ７１で電気的に直列に接続されている。つまり、接続端子Ｐ３，Ｎ３間には、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ７１，Ｑ７２よりなる直列回路が電気的に接続されている。

　スイッチング素子Ｑ７１，Ｑ７２の各々は、寄生ダイオードを含んでいる。各スイッチング素子Ｑ７１，Ｑ７２の寄生ダイオードは、アノードが対応するスイッチング素子Ｑ７１，Ｑ７２のソースに電気的に接続され、カソードが対応するスイッチング素子Ｑ７１，Ｑ７２のドレインに電気的に接続されている。

　高電位側のスイッチング素子Ｑ７１のドレインは、接続端子Ｐ３に電気的に接続されている。低電位側のスイッチング素子Ｑ７２のソースは、接続端子Ｎ３に電気的に接続されている。また、高電位側のスイッチング素子Ｑ７１のソースは、低電位側のスイッチング素子Ｑ７２のドレインに電気的に接続されている。

　スイッチング素子Ｑ７１，Ｑ７２の各々は、制御回路４から出力される駆動信号Ｓｉｇ１１，Ｓｉｇ１２に従ってオン／オフする。

　インダクタＬ１の端Ｌ１ａは、直流端子Ｔ３１に電気的に接続されており、インダクタＬ１の端Ｌ１ｂは、スイッチング素子Ｑ７１，Ｑ７２が接続されている接続点Ｎ７１に電気的に接続されている。

　（４．４．５）動作
　変形例４に係る電力変換システム１０ｄでは、接続端子Ｔ１０３は接続端子Ｔ１０２に直接的に電気的に接続されている。したがって、図１に示す電力変換システム１０と同様、第２モードが実行される期間ＰＴ１、より詳細には、トランス２３の一次巻線２３１に印加される電圧の極性が反転する反転期間ＰＴｄ１において、制御回路４は複数のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５をオフにし、複数のスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６をオンにすることで、電力変換回路１内で電流が循環する循環モードとなる。その結果、第２モードが実行される期間ＰＴ１においてトランス２３の二次側に電流が流れることがなく、電力変換システム１０ｄの変換効率の低下を抑制することができる。また、接続端子Ｔ１０３が接続端子Ｔ１０２に直接的に電気的に接続されているので、コモンモードノイズを抑制することもできる。

　なお、変形例４に係る電力変換システム１０ｄにおいても、接続端子Ｔ１０３は、接続端子Ｔ１０１、Ｔ１０４、Ｔ１０５のうちの１つの接続端子に直接的に電気的に接続され、他の接続端子に直接的に接続されていない。さらに、変形例４において、接続端子Ｔ１０３は、接続端子Ｔ１０１、Ｔ１０２、Ｔ１０４、Ｔ１０５のうちの１つの接続端子に、例えば、インダクタ又は抵抗を介して間接的に電気的に接続されていてもよい。

　（４．５）その他の変形例
　本開示における電力変換システム１０（１０ａ～１０ｄ）は、例えば、制御回路４に、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における電力変換システム１０としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Ｖｅｒｙ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、又はＵＬＳＩ（Ｕｌｔｒａ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる集積回路を含む。更に、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

　また、電力変換システム１０（１０ａ～１０ｄ）の複数の構成要素が、１つの筐体内に集約されていることは電力変換システム１０（１０ａ～１０ｄ）に必須の構成ではない。電力変換システム１０（１０ａ～１０ｄ）の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、電力変換システム１０（１０ａ～１０ｄ）の少なくとも一部の機能、例えば、制御回路４の機能は、クラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

　反対に、上述の実施形態において、複数の装置に分散されている電力変換システム１０（１０ａ～１０ｄ）の少なくとも一部の機能が、１つの筐体内に集約されていてもよい。

　上述の実施形態では、電力変換回路１が三相インバータ回路であるが、三相インバータ回路に限らず、単相インバータ回路であってもよい。

　上述の実施形態では、接続端子Ｔ１０３が接続端子Ｔ１０２に直接的に電気的に接続されているが、例えば、インダクタ又は抵抗器を介して間接的に電気的に接続されていてもよい。また、接続端子Ｔ１０１と接続端子Ｔ１０３との間、接続端子Ｔ１０４と接続端子Ｔ１０３との間、及び接続端子Ｔ１０５と接続端子Ｔ１０３との間についても同様である。

　上述の実施形態では、電力変換システム１０（１０ａ～１０ｄ）は、双方向に電力の変換を行うが、少なくとも一方向に電力を変換すればよい。例えば、電力変換システム１０（１０ａ～１０ｄ）は、蓄電池５から入力する直流電力を交流電力に変換する機能のみを有していてもよいし、電力系統６から入力される交流電力を直流電力に変換する機能のみを有していてもよい。

　上述の実施形態では、電力変換回路１に対して１つの電力変換回路２が接続されているが、例えば、電力変換回路１に対して複数の電力変換回路２が並列に接続されていてもよい。

　上述の実施形態では、第１制御又は第２制御を行う期間と反転期間ＰＴｄ１とが一致しているが、第１制御又は第２制御を行う期間は反転期間ＰＴｄ１に含まれていればよく、両者は一致していなくてもよい。

　（まとめ）
　以上説明したように、第１の態様に係る電力変換回路（１）は、直流電力と交流電力との間で少なくとも一方向に電力の変換を行う電力変換回路（１）である。電力変換回路（１）は、ハイサイドのアーム（１１）と、ローサイドのアーム（１２）と、フィルタ回路（１３）と、を備える。ハイサイドのアーム（１１）は、複数のスイッチング素子（Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５）を有する。複数のスイッチング素子（Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５）のそれぞれは、互いに異なる複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）の対応する１つと接続端子（Ｔ１０１）との間に電気的に接続されている。ローサイドのアーム（１２）は、複数のスイッチング素子（Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６）を有する。複数のスイッチング素子（Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６）のそれぞれは、複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）の対応する１つと接続端子（Ｔ１０２）との間に電気的に接続されている。フィルタ回路（１３）は、複数のコンデンサ（Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３）を有し、ハイサイドのアーム（１１）及びローサイドのアーム（１２）を介して出力される交流電圧を平滑する。複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）には、交流電源又は交流負荷（例えば電力系統６）が電気的に接続されている。複数のコンデンサ（Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３）の各々は、複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）の対応する１つと接続端子（Ｔ１０３）との間に電気的に接続されている。電力変換回路（１）では、複数のスイッチング素子（Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５）の全てをオンにする第１制御、又は複数のスイッチング素子（Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６）の全てをオンにする第２制御を行う。接続端子（Ｔ１０３）は、複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）を除く特定端子（例えば接続端子Ｔ１０２）に電気的に接続されている。

　この態様によれば、電力変換回路（１）の直流側にコンデンサを設けることなくコモンモードノイズを抑制することができる。

　第２の態様に係る電力変換回路（１）では、第１の態様において、接続端子（Ｔ１０３）は、特定端子と直接的に電気的に接続されている。

　第３の態様に係る電力変換回路（１）では、第１又は第２の態様において、特定端子は、接続端子（Ｔ１０１）、接続端子（Ｔ１０２）、接続端子（Ｔ１０４）又は接続端子（Ｔ１０５）である。接続端子（Ｔ１０４）及び接続端子（Ｔ１０５）は、直流電源又は直流負荷（例えば蓄電池５）が電気的に接続される２つの直流端子（Ｔ１１，Ｔ１２）にそれぞれ電気的に接続されている。

　第４の態様に係る電力変換回路（１）では、第３の態様において、接続端子（Ｔ１０４）及び接続端子（Ｔ１０５）には、接続端子（Ｔ１０４）が高電位、接続端子（Ｔ１０５）が低電位となるように直流電圧が印加される。電力変換回路（１）では、特定端子が接続端子（Ｔ１０１）又は接続端子（Ｔ１０４）の場合に第１制御を行う。電力変換回路（１）では、特定端子が接続端子（Ｔ１０２）又は接続端子（Ｔ１０５）の場合に第２制御を行う。

　第５の態様に係る電力変換回路（１）では、第１～第４の態様のいずれか１つにおいて、ハイサイドのアーム（１１）は、複数のスイッチング素子として、３つのスイッチング素子（Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５）を有している。ローサイドのアーム（１２）は、複数のスイッチング素子として、３つのスイッチング素子（Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６）を有している。

　この態様によれば、直流電力と三相の交流電力との間で電力の変換を行うことができる。

　第６の態様に係る電力変換回路（１）では、第１～第５の態様のいずれか１つにおいて、第１制御又は第２制御と、他の電力変換回路（２）の制御と、を同期させている。他の電力変換回路（２）は、電力変換回路（１）の直流側に設けられている。

　この態様によれば、電力変換システム（１０；１０ｄ）の変換効率の低下を抑制することができる。

　第７の態様に係る電力変換回路（１）では、第６の態様において、他の電力変換回路（２）は、複数のスイッチング素子（Ｑ２１～Ｑ２８）、及びトランス（２３）を有している。トランス（２３）は、複数のスイッチング素子（Ｑ２１～Ｑ２８）と電気的に接続されている。トランス（２３）は、互いに磁気的に結合された一次巻線（２３１）及び二次巻線（２３２）を含む。電力変換回路（１）では、第１制御又は第２制御と、反転タイミングと、を同期させている。反転タイミングは、一次巻線（２３１）に印加される電圧の極性が反転するタイミングである。

　第８の態様に係る電力変換回路（１）では、第１～第７の態様のいずれか１つにおいて、他の電力変換回路（２）が電力変換回路（１）の直流側に設けられている。他の電力変換回路（２）は、複数のスイッチング素子（Ｑ２１～Ｑ２８）、及びトランス（２３）を有している。トランス（２３）は、複数のスイッチング素子（Ｑ２１～Ｑ２８）と電気的に接続されている。トランス（２３）は、互いに磁気的に結合された一次巻線（２３１）及び二次巻線（２３２）を含む。電力変換回路（１）では、反転タイミングにおいて、電力変換回路（１）と他の電力変換回路（２）との間で電力の伝達が行われないようにハイサイドのアーム（１１）及びローサイドのアーム（１２）を制御する。反転タイミングは、一次巻線（２３１）に印加される電圧の極性が反転するタイミングである。

　この態様によれば、ソフトスイッチングを実現することができる。

　第９の態様に係る電力変換システム（１０；１０ｄ）は、第１～第８の態様のいずれか１つの電力変換回路（１）と、他の電力変換回路（２；２ａ）と、を備える。他の電力変換回路（２；２ａ）は、電力変換回路（１）の直流側に設けられている。他の電力変換回路（２；２ａ）は、第１直流電力と直流電力としての第２直流電力との間で少なくとも一方向に電力の変換を行う。

　第１０の態様に係る電力変換回路（１）の制御方法は、直流電力と交流電力との間で少なくとも一方向に電力の変換を行い、ハイサイドのアーム（１１）と、ローサイドのアーム（１２）と、フィルタ回路（１３）と、を備える電力変換回路（１）の制御方法である。ハイサイドのアーム（１１）は、複数のスイッチング素子（Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５）を有している。複数のスイッチング素子（Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５）は、互いに異なる複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）のいずれかと接続端子（Ｔ１０１）との間に電気的に接続されている。ローサイドのアーム（１２）は、複数のスイッチング素子（Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６）を有している。複数のスイッチング素子（Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６）は、複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）のいずれかと接続端子（Ｔ１０２）との間に電気的に接続されている。フィルタ回路（１３）は、複数のコンデンサ（Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３）を有し、ハイサイドのアーム（１１）及びローサイドのアーム（１２）を介して出力される交流電圧を平滑する。複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）には、交流電源又は交流負荷（ここでは電力系統６）が電気的に接続されている。複数のコンデンサ（Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３）の各々は、複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）のいずれかと接続端子（Ｔ１０３）との間に電気的に接続されている。接続端子（Ｔ１０３）は、複数の交流端子（Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３）を除く特定端子（例えば接続端子Ｔ１０２）に電気的に接続されている。電力変換回路（１）の制御方法では、複数のスイッチング素子（Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５）の全てをオンにする第１制御、又は複数のスイッチング素子（Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６）の全てをオンにする第２制御を行う。

　第１１の態様に係るプログラムは、第１０の態様に係る電力変換回路（１）の制御方法を１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。

　第２～第８の態様に係る構成については、電力変換回路（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１　　電力変換回路（第１電力変換回路）
２，２ａ　　電力変換回路（第２電力変換回路）
１０，１０ａ～１０ｄ　　電力変換システム
１１　　ハイサイドのアーム
１２　　ローサイドのアーム
１３　　フィルタ回路
２３　　トランス
２３１　　一次巻線
２３２　　二次巻線
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３　　コンデンサ
Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５　　スイッチング素子（第１スイッチング素子）
Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６　　スイッチング素子（第２スイッチング素子）
Ｑ２１～Ｑ２８　　スイッチング素子（第３スイッチング素子）
Ｔ１１　　直流端子（第１直流端子）
Ｔ１２　　直流端子（第２直流端子）
Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３　　交流端子
Ｔ１０１　　接続端子（第１接続端子、特定端子）
Ｔ１０２　　接続端子（第２接続端子、特定端子）
Ｔ１０３　　接続端子（第３接続端子）
Ｔ１０４　　接続端子（第４接続端子、特定端子）
Ｔ１０５　　接続端子（第５接続端子、特定端子）

Claims

直流電力から交流電力への変換と交流電力から直流電力への変換とのうちの少なくとも１つを行う電力変換システムであって、
　　　交流電源又は交流負荷に電気的に接続されるように構成された複数の交流端子と、
　　　直流電源又は直流負荷に電気的に接続されるように構成された第１直流端子と第２直流端子と、
　　　　　　　第１接続端子と前記複数の交流端子とに電気的に接続された複数の第１スイッチング素子を有するハイサイドのアームと、
　　　　　　　第２接続端子と前記複数の交流端子とに電気的に接続された複数の第２スイッチング素子を有するローサイドのアームと、
　　　　　　　複数のコンデンサを有し、前記ハイサイドのアーム及び前記ローサイドのアームを介して出力される交流電圧を平滑するフィルタ回路と、
　　　を有する第１電力変換回路と、
　　　前記複数の第１スイッチング素子と前記複数の第２スイッチング素子とを制御する制御回路と、
を備え、
前記複数の交流端子の各々は、前記複数の第１スイッチング素子のうちの対応する１つの第１スイッチング素子の一端と前記複数の第２スイッチング素子のうちの対応する１つの第２スイッチング素子の一端とに電気的に接続されており、
前記複数の第１スイッチング素子の他端は前記第１接続端子に接続されており、
前記複数の第２スイッチング素子の他端に前記第２接続端子に接続されており、
前記複数のコンデンサの各々は、前記複数の交流端子の対応する１つの交流端子と第３接続端子との間に直列に電気的に接続されており、
前記制御回路は、
　　　前記第１接続端子と前記第２接続端子とから、前記第１直流端子に電気的に接続された第４接続端子と前記第２直流端子に電気的に接続された第３接続端子とに直流電力を供給する、又は前記第４接続端子と前記第３接続端子とから前記第１接続端子と前記第２接続端子とに直流電力を供給し、
　　　前記複数の第１スイッチング素子の全てをオンにする第１制御と前記複数の第２スイッチング素子の全てをオンにする第２制御とのうちの一方を行うように構成されており、
前記第３接続端子は、前記複数の交流端子を除く特定端子に電気的に接続されている、電力変換システム。
前記第３接続端子は、前記特定端子に直接的に電気的に接続されている、請求項１に記載の電力変換システム。
前記特定端子は、前記第１接続端子と前記第２接続端子と前記第４接続端子と第５接続端子のうちの１つであり、
前記第３接続端子は、前記第１接続端子と前記第２接続端子と第４接続端子と前記第５接続端子のうちの前記１つ以外の端子と前記複数の交流端子とのいずれにも接続されていない、請求項１又は２に記載の電力変換システム。
前記第４接続端子と前記第５接続端子とには、前記第４接続端子の電位が前記第５接続端子の電位より高くなるように直流電圧が印加されるように構成されており、
前記特定端子は前記第１接続端子又は前記第４接続端子であり、
前記制御回路は、前記第１制御を行うように構成されている、請求項３に記載の電力変換システム。
前記第４接続端子と前記第５接続端子とには、前記第４接続端子の電位が前記第５接続端子の電位より低くなるように直流電圧が印加されるように構成されており、
前記特定端子は前記第２接続端子又は前記第５接続端子であり、
前記制御回路は、前記第２制御を行うように構成されている、請求項３に記載の電力変換システム。
前記ハイサイドのアームの前記複数の第１スイッチング素子の数は３であり、
前記ローサイドのアームの前記複数の第２スイッチング素子は３である、請求項１～５のいずれか１項に記載の電力変換システム。
前記第１接続端子と前記第２接続端子とに接続されて、前記第４接続端子と前記第５接続端子とを有する第２電力変換回路をさらに備え、
前記制御部は、前記第１制御と前記第２制御とのうちの前記一方と同期して前記第２電力変換回路を制御するように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の電力変換システム。
前記第２電力変換回路は、複数の第３スイッチング素子と、前記複数の第３スイッチング素子に電気的に接続されているトランスとを有し、
前記トランスは、互いに磁気的に結合された一次巻線と二次巻線とを有し、
前記制御回路は、前記一次巻線に印加される電圧の極性が反転する反転タイミングに同期させて前記第１制御と前記第２制御とのうちの前記一方を行うように構成されている、請求項７に記載の電力変換システム。
前記第１接続端子と前記第２接続端子とに接続されて、前記第４接続端子と前記第５接続端子とを有する第２電力変換回路をさらに備え、
前記第２電力変換回路は、複数の第３スイッチング素子と、前記複数の第３スイッチング素子に電気的に接続されたトランスとを有し、
前記トランスは、互いに磁気的に結合された一次巻線と二次巻線とを有し、
前記制御回路は、前記一次巻線に印加される電圧の極性が反転する反転タイミングにおいて、前記第１電力変換回路と前記第２電力変換回路との間で電力伝達されないように前記ハイサイドのアームと前記ローサイドのアームとを制御するように構成されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換システム。
　　　　　　　交流電源又は交流負荷に電気的に接続された複数の交流端子と、
　　　　　　　直流電源又は直流負荷に電気的に接続された第１直流端子と第２直流端子と、
　　　　　　　第１接続端子と前記複数の交流端子とに電気的に接続された複数の第１スイッチング素子を有するハイサイドのアームと、
　　　　　　　第２接続端子と前記複数の交流端子とに電気的に接続された複数の第２スイッチング素子を有するローサイドのアームと、
　　　　　　　複数のコンデンサを有し、前記ハイサイドのアーム及び前記ローサイドのアームを介して出力される交流電圧を平滑するフィルタ回路と、
　　　を備えた電力変換システムであって、
　　　前記複数の交流端子の各々は、前記複数の第１スイッチング素子のうちの対応する１つの第１スイッチング素子の一端と前記複数の第２スイッチング素子のうちの対応する１つの第２スイッチング素子の一端とに電気的に接続されており、
　　　前記複数の第１スイッチング素子の他端は前記第１接続端子に接続されており、
　　　前記複数の第２スイッチング素子の他端に前記第２接続端子に接続されており、
　　　前記複数のコンデンサの各々は、前記複数の交流端子の対応する１つの交流端子と前記第３接続端子との間に直列に電気的に接続されており、
　　　前記第３接続端子は、前記複数の交流端子を除く特定端子に電気的に接続されている、
前記電力変換システムを準備するステップと、
前記第１接続端子と前記第２接続端子とから、前記第１直流端子に電気的に接続された第４接続端子と前記第２直流端子に電気的に接続された第３接続端子とに直流電力を供給する、又は前記第４接続端子と前記第３接続端子とから前記第１接続端子と前記第２接続端子とに直流電力を供給するステップと、
前記複数の第１スイッチング素子の全てをオンにする第１制御と、前記複数の第２スイッチング素子の全てをオンにする第２制御とのうちの一方を行うステップと、
を含む、電力変換システムの制御方法。
請求項１０に記載の電力変換回路の制御方法を１以上のプロセッサに実行させるためのプログラム。